JPH05219026A - ビット誤り率検出方法 - Google Patents
ビット誤り率検出方法Info
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- JPH05219026A JPH05219026A JP4267942A JP26794292A JPH05219026A JP H05219026 A JPH05219026 A JP H05219026A JP 4267942 A JP4267942 A JP 4267942A JP 26794292 A JP26794292 A JP 26794292A JP H05219026 A JPH05219026 A JP H05219026A
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Abstract
検出方法を提供する。 【構成】 デジタル無線通信システムは、無線周波(R
F)信号を送受信する複数の無線装置を含む。RF信号
は複数のフレーム217にフォーマットされ、各フレー
ム217は所定の数のデータ・ビットを有し、そのサブ
セットは既知の値を有する。データの第1フレームは送
信される(505)。第1フレームが受信され、既知の
データ・ビットのサブセットが抽出される(507)。
既知のデータ・ビットの受信サブセットの各データ・ビ
ットはデータ・ビットの既知のセットと比較され(50
9)、各比較の結果、受信ビットと既知のビットのセッ
トとが異なることに応答して、カウンタが繰り上げられ
る(511)。このカウンタ値を用いて、受信された第
1フレームのビット誤り率を所定の信頼レベルで判定す
る(517)。
Description
測定に関し、さらに詳しくは、デジタル無線通信システ
ムにおけるビット誤り率測定方法に関する。
送の品質を判定するために用いられる。通信システムで
は、転送される情報が受信する前には受信機にとって未
知であることが一般的であるので、実際のビット誤り率
は判定不可能であり、そのため通信システムにおいて2
装置間の伝送の品質を正確に推定する方法が望ましい。
特に無線通信システムでは、正確な確率ビット誤りレー
ト発生器(probable biterror rate generator) を必要
とするが、これは無線システムでは有線通信システムに
比べて伝送問題の可能性がはるかに高いためである。伝
送品質を表示しなければ、所望の送信情報を受信しない
無線受信機は受信した雑音をデータと判断することがあ
り、これは無線装置の運用中に深刻な誤動作となりう
る。
よって低い伝送品質を検出でき、かつ無線装置の動作に
悪影響を与えずに正しく処理できるように、デジタル無
線システムにおいて用いられるビット誤り率検出方法が
必要になる。
送されるデータ・ビットからなるデジタル符号化信号の
ビット誤りを検出する方法によって構成される。この順
次伝送されるビットはまとめられて、所定の数のビット
を有するフレームとなる。本方法は、順次伝送されるデ
ータ・ビットの第1フレームを復号する。この復号は、
順次伝送されるデータ・ビットの第1フレームが0,1
または2以上の誤差を含むかどうかを判定する。次に、
1つの誤差が検出された場合に、カウンタが1だけ繰り
上げられ、2つ以上の誤差が検出された場合に、2だけ
繰り上げられる。カウンタ値および伝送ビットの総数を
用いて、この伝送のビット誤り率を判定する。
テム(Japan Digital Cellular Radiotelephone System)
を管理するため用いられるResearch and Development C
enter for Radio Systems (RCR) Standard 27 に対応し
て開発された。1991年4月30日に出版されたRC
R規格第27条第3.4.3.11章は、回線品質検出
精度仕様を定めている。この仕様では、無線電話装置が
信号回線品質検出の4つのレベルを識別できることを必
要としている。本発明は同期ワード,RCH(Radio Cha
nnel) フィールドおよびSACCH(Slow Associated C
ontrol Channel) ィールドを利用して、80%の信頼レ
ベルでビット誤り率を検出し、RCR規格第27条に規
定される仕様を満たしている。
テムで用いられるようなデジタル無線電話通信システム
を示す。この無線電話システム内では、固定局(fixed s
ite)トランシーバ103は、この固定局トランシーバ1
03が担当する地理的区域内にある移動無線電話装置お
よび携帯無線電話装置にサービスを提供する。このよう
な一つの無線電話装置が無線電話装置101である。無
線電話装置101は、アンテナ105を介して固定局ト
ランシーバ103に対して無線周波(RF)信号の送受
信を行なう。無線電話装置101は、受信機111,送
信機109,ユーザ・インタフェース113および処理
システム115を含む。この処理システムは、マイクロ
プロセッサ,デジタル信号プロセッサおよび関連するメ
モリおよび論理装置を含む。
定局トランシーバ103から受信したRF信号を電気R
F信号に変換する。これらの電気RF信号は受信機11
1に送られる。受信機111はこの電気RF信号を復調
し、この電気RF信号に含まれるデータを検出し、そし
て無線電話装置101の残りの部分によって利用できる
ようにこの検出されたデータを既知の構成にフォーマッ
トする。処理システム115は、検出されたデータを復
号し、推定ビット誤り率(BER)を判定するために用
いられる。さらに、処理システム115は検出されたデ
ータを音声に変換し、これをユーザ・インタフェース1
13に出力する。
ース113はユーザから音声を受信し、この音声信号を
処理システム115に戻す。ここで、処理システム11
5はデータを符号化し、このデータを送信機109に出
力する。送信機109は、処理システム115から与え
られたデータを変調し、これを電気RF信号に変換す
る。この電気RF信号はアンテナ105によってRF信
号に変換され、空中に出力され、固定トランシーバ10
3によって受信される。
無線電話装置101によって送受信され、処理システム
115によって用いられるデータのフォーマットを示
す。図2(A)は、720ミリ秒の期間のデータのスー
パーフレームを含み、36データ・フレームを含む図を
示す。データの各フレームは280データ・ビットを含
む。この280データ・ビットのうち、20データ・ビ
ットは既知のデータ・パターンを有する同期ワードであ
る。好適な実施例では、12個の可能な同期ワードの一
つが用いられる。同期ワードのほかに、各フレームには
21ビットのフィールドがある。どのフレームかに応じ
て、フレームはRCH情報か、またはSACCH情報を
含む。図示のため、フレーム213のようなRを含むフ
レームはRCHフィールドを含み、フレーム211のよ
うにSを含むフレームはSACCHフィールドを含む。
との36個のデータ・フレームのうち4つのデータ・フ
レームにあり、3つのメッセージ、すなわち、伝送電力
制御メッセージ(transmission power control messag
e),時間整合メッセージ(timealignment message),ま
たはダウンリンク電力設定メッセージ(downlink powers
etting message)のうち一つを含む。これらのメッセー
ジは段取り情報(housekeeping information)を含み、R
CR規格第27条第4.1.4.4章以降で説明されて
いる。RCH制御ビットは、無線電話装置101内の第
1層ソフトウェアによって用いられ、無線電話装置10
1の基本機能を制御する。第1層ソフトウェアは、OS
I(Open System Interconnection) 規格の7層ソフトウ
ェア・プロトコルに規定される7つの層の第1層として
定義される。
い残りの32個の時間スロットに含まれるSACCHフ
ィールドは、第3層ソフトウェア制御を含む。第3層ソ
フトウェアとは、監視タイプのタスクを行なうOSI規
格の7層プロトコルのネットワーク層である。SACC
Hフィールドで送出されるコマンド・メッセージには、
ハンドオーバ無線チャンネル設定メッセージ(hand over
radio channel set message) ,システム情報メッセー
ジ(system information message),状態照会メッセージ
(condition inquiry message) ,状態報告肯定応答メッ
セージ(condition report acknowledge message),状態
報告情報メッセージ(condition reportinformation mes
sage),状態報告状態メッセージ(condition report sta
te message)およびVOX(voice operated transmissio
n) 制御メッセージが含まれる。これらのメッセージに
ついては、RCR規格第27条第4.3.5.2.7章
から第4.3.5.2.18章に説明されている。
データ・フォーマットであるが、データがハーフ・レー
トで送出される点が異なる。半レート・チャンネルで
は、無線電話装置101は全レート・チャンネルで用い
る一つおきのフレームを用いる。それにより、スーパー
フレームは18個のフレームを有するようになり、その
フレームのうち2つのフレームがRCHフィールドを含
み、残りの16フレームがSACCHフィールドを含
み、すべての18個のフレームは同期ワードを含む。
置101へデータを送信する場合、SACCHおよびR
CHフィールドは図3,図4に示されるようにそれぞれ
符号化される。図3のブロック305は、第2層情報ブ
ロック301から取り出される一つのSACCH情報ユ
ニットを含む。8つの追加構造情報ビット303がSA
CCHブロック305に追加されている。次に、SAC
CHブロック303,305は巡回冗長性符号化(CR
C: Cyclic Redundancy Coded)され、これは別の16ビ
ットをSACCHブロック307に追加する。その後、
SACCHブロック307はブロック309に示される
ように、10ビットの区画に分割される。各10ビット
の区画はBCH(Bose, Chaudhuri, Hocquenghen)符号化
され、12個の14ビット・ワードとなる。それによっ
て得られるブロックは、インタリーブされる。インタリ
ーブは、伝送中にRFチャンネルに対する雑音バースト
から保護するために用いられる。インタリーブ処理は、
12個の14ビット区画のビットを並べ変えることによ
って行なわれる。この並べ変えは、ブロック311に示
されるように、各14ビット区画からの第1ビット,各
14ビット区画からの第2ビット等を用いるシリアル・
ビット・ストリームを生成する。それによって得られる
ビット・ストリーム315,313は、ブロック317
に示されるように8つの21ビット区画に分割される。
ブロック305のSACCH情報の104ビットではな
く、ブロック319において22ビットに過ぎない点が
異なる。RCHフィールドはCRC符号化され、ブロッ
ク321となる。ブロック321は10ビットの区画に
分割され、ブロック323となる。この10ビットの区
画はBCH符号化され、別の4ビットを各10ビット区
画に追加する。これらの区画は、325においてインタ
リーブされる。それによって得られるシリアル・ビット
・ストリーム327は、ブロック329に示すように2
つの21ビット区画に分割され、伝送される。これらの
21ビットのSACCHおよびRCHフィールドのそれ
ぞれは、一つのフレームに含まれる。これらのフレーム
が集まって、図2に示すように1つのスーパーフレーム
を形成する。スーパーフレーム201はRF信号に変換
され、無線電話装置101に送信される。
F信号を無線装置101が受信する場合、受信機は無線
電話装置101によって用いられるようにRF信号を復
調する。処理システム115はデータをインタリーブ解
除(deinterleave)し、前述の処理の逆の処理を行ない、
その結果、RCHフィールドには3つの14ビット・ワ
ードが得られ、SACCHデータ・フィールドには12
個の14ビット・ワードが得られる。次に、処理システ
ム115はRCHおよびSACCHフィールドをBCH
復号する。このBCH復号により、14ビット・ワード
が0,1または2以上の誤りを含んでいるかどうかわか
る。次に、CRCチェックが行なわれ、22ビットのR
CHフィールドと104ビットのSACCHフィールド
が得られる。さらに、処理システム115は、無線電話
装置101が受信した同期ワードと既知のビット・パタ
ーンとをビット単位で比較する。受信された同期ワード
において異なる各ビットが記録される。
検出された誤りは処理システム115によって用いら
れ、推定ビット誤り率を生成する。RCR規格第27条
第3.4.3.11章では、ビット誤り率推定の4レベ
ルを無線電話装置101が検出することを規定してい
る。図5は、この4つのレベルを示す。表401の右側
では、推定ビット誤り率パーセント値は、表401の左
側の標準ビット誤り率パーセント値を判定するために用
いられるある範囲の値を与えている。
話装置101との間のRF信号の伝送の推定ビット誤り
率を判定する方法を示す。この方法は、固定トランシー
バ103において501から開始する。伝送する前に、
機能ブロック503において第1の所定の数のデータ・
ビットがBCH符号化される。好適な実施例では、この
第1の所定の数のデータ・ビットは、14ビットのサブ
セクションに分割されたRCHフィールドおよびSAC
CHフィールドである。
ットのスーパーフレームが伝送され、このデータ・ビッ
トのスーパーフレームは第1の所定の数のBCH符号化
データ・ビットと、既知の値を有する第2の所定の数の
ビットとを含む。好適な実施例では、この第2の所定の
数のデータ・ビットは同期ワードである。
シーバ103によって伝送されるデータ・ビットのスー
パーフレームは無線電話装置101によって受信され、
第1および第2の所定の数のデータ・ビットが着信信号
から抽出される。機能ブロック509において、既知の
値を有する第2の所定の数の受信データ・ビットはこの
既知の値と比較される。機能ブロック511において、
前記の比較において各受信データ・ビットが既知の値と
異なることに応答して、カウンタが繰り上げられる。機
能ブロック513において、複数の14ビットのサブセ
クションにフォーマットされた第1の所定の数のデータ
・ビットはBCH復号され、サブセクション内に含まれ
るデータ・ビットが0,1または2以上の誤りを有する
かどうかを判定する。機能ブロック515において、前
記BCH復号によりサブセクション内に1つの誤りを検
出するごとに、このカウンタは1だけ繰り上げられ、ま
た、BCH復号によりサブセクション内に2つ以上の誤
りを検出するごとに、このカウンタは2だけ繰り上げら
れる。
第2の所定の数のデータ・ビットにおける受信ビットの
数でカウンタ値を除することにより、ビット誤り率が計
算される。すなわち、これらはRCHフィールド,SA
CCHフィールドおよび同期ワードに含まれるデータ・
ビットである。好適な実施例では、80%の信頼レベル
を得るため、RCHフィールドおよびSACCHフィー
ルドはスーパーフレームのうち756ビットを占め、同
期フィールドはスーパーフレームのうち720ビットを
占め、従って、スーパーフレームに含まれる10080
ビットのうち1476ビットがビット誤り率を判定する
ために用いられる。推定BERは、カウンタ値を147
6で割り、結果において80%の信頼レベルを有する1
00でその結果を乗ずることによって導かれる。他の信
頼レベルが望ましい場合、未知のビットに対する既知の
ビットの比率を変えてもよく、例えば、95%の信頼レ
ベルが望ましい場合、スーパーフレームごとに既知の3
300ビットを転送して、これを用いてビット誤り率を
判定することができる。
トとの組み合わせは必要なく、より大きい第1の所定の
数のBCH符号化データ・ビットを送ることにより、既
知の値を有する第2の所定の数のデータ・ビットを送ら
なくても、同様に十分な推定ビット誤り率を得ることが
できることに留意されたい。同様に、既知の値を有する
第2の所定の数のデータビットを送ることができ、BC
H符号化される第1の所定の数のデータ・ビットを送ら
なくてもよい。
規格第27条の条件を満たすデジタル無線電話通信シス
テムにおいて受信信号の推定ビット誤り率を判定する方
法である。
テムの図である。
A)通信システムで用いられるフォーマットの図であ
る。
H信号の構成および分解の図である。
号の構成および分解の図である。
ければならない4つのビット誤り率のレベルのチャート
である。
ャートである。
Claims (6)
- 【請求項1】 複数の順次送信されるデータ・ビットか
らなるデジタル符号化信号のビット誤りを検出する方法
であって、前記順次送信されるビットの集合がフレーム
を形成する方法において:順次送信されるデータ・ビッ
トの第1フレームを復号し、順次送信されるデータ・ビ
ットの前記第1フレームが0,1または2以上の誤りを
含んでいるかどうかを判定する段階(513);順次送
信されるデータ・ビットの前記第1フレームにおいて1
または2以上の誤りを復号することに応答して、カウン
タ値を1または2だけそれぞれ繰り上げる段階(51
5);および前記複数の順次送信されるデータ・ビット
のビット誤り率を所定の信頼レベルで判定する段階であ
って、前記ビット誤り率は前記順次送信されるデータ・
ビットの数に対する前記カウンタ値の比率によって判定
される段階(517);によって構成されることを特徴
とするビット誤りを検出する方法。 - 【請求項2】 デジタル無線通信システム用のビット誤
り率検出方法であって、前記デジタル無線通信システム
は無線周波(RF)信号を送受信し、前記RF信号は複
数のフレームにフォーマットされ、各フレームは第1の
所定の数のデータ・ビットを含むビット誤り率検出方法
において:既知の値を有する第2の所定の数のデータ・
ビットを含む第1フレームを送信する段階であって、前
記第2の所定の数は前記第1の所定の数よりも小さい段
階(505);既知の値を有する前記第2の所定の数の
データ・ビットを抽出することを含め、前記第1フレー
ムを受信する段階(507);既知の値を有する前記抽
出された第2の所定の数のデータ・ビットの各データ・
ビットを既知の値を有する前記所定のデータ・ビットと
比較する段階(509);各データ・ビットの比較の結
果、前記抽出された既知のデータ・ビットと前記既知の
データ・ビットとが異なることに応答して、カウンタ値
を繰り上げる段階(511);および所定の信頼レベル
を有する前記受信第1フレームのビット誤り率を判定す
る段階であって、前記ビット誤り率は前記第2の所定の
数の既知のビットに対する前記カウンタ値の比率によっ
て判定される段階(517);によって構成されること
を特徴とするビット誤り率検出方法。 - 【請求項3】 前記第1の所定の数は10080であ
り、前記第2の所定の数は1150であり、前記所定の
信頼レベルは80%であることを特徴とする請求項2記
載のビット誤り率検出方法。 - 【請求項4】 前記第1の所定の数は10080であ
り、前記第2の所定の数は3300であり、前記所定の
信頼レベルは95%であることを特徴とする請求項3記
載のビット誤り率検出方法。 - 【請求項5】 デジタル無線通信システム用のビット誤
り率検出方法であって、前記デジタル無線通信システム
は無線周波(RF)信号を送受信し、前記RF信号は複
数のフレームにフォーマットされ、各フレームは第1の
所定の数のデータ・ビットを有するビット誤り率検出方
法において:BCH(Bose, Chaudhuri, and Hocquenghe
n)符号で符号化された第2の所定の数のデータ・ビット
を含む第1フレームを送信する段階であって、前記第2
の所定の数は前記第1の所定の数よりも小さい段階(5
05);BCH符号で符号化された前記第2の所定の数
のデータ・ビットを抽出することを含め、前記第1フレ
ームを受信する段階(507);前記第2の所定の数の
データ・ビットを復号し、前記第2の所定の数の受信デ
ータ・ビットが0,1または2以上の誤りを含んでいる
かどうかを判定する段階(513);前記第2の所定の
数のデータ・ビットにおいて1または2以上の誤りを復
号することに応答して、カウンタ値を1または2だけそ
れぞれ繰り上げる段階(515);および前記第1の所
定の数のデータ・ビットのビット誤り率を所定の信頼レ
ベルで判定する段階であって、前記ビット誤り率は前記
第2の所定の数の既知のビットに対する前記カウンタ値
の比率によって判定される段階(517);によって構
成されることを特徴とするビット誤り率検出方法。 - 【請求項6】 時分割多元接続(TDMA)無線通信シ
ステム用のビット誤り率(BER)検出方法であって、
前記TDMA無線通信システムはデータを含む無線周波
(RF)信号を複数の無線装置に対して送受信し、前記
RF信号は送信前および受信後にフォーマットされ、前
記フォーマットはスーパーフレームを含み、各スーパー
フレームは36個のフレームを含み、各フレームは28
0データ・ビットを含み、前記280データ・ビットの
うち20データ・ビットは既知のデータ・ビット・パタ
ーンを有する同期ワードであり、前記36個のフレーム
のうち4フレームは21データ・ビットのRCH(Radio
Channel) フィールド(213)を含み、前記36個の
フレームのうち残りの32フレームは21ビットのSA
CCH(Slow Associated Control Channel) フィールド
(211)を含み、前記データを前記21ビットのSA
CCHおよびRCHフィールド(211,213)にフ
ォーマットする前に、前記フィールドのサブセクション
に対してBCH(Bose, Chaudhuri, and Hocquenghen)符
号を用いて前記SACCHおよびRCHフィールド(2
11,213)が符号化されるBER検出方法におい
て:データの第1スーパーフレームを送信する段階(5
05);前記同期ワード,前記RCHフィールドおよび
前記SACCHフィールドを抽出することを含め、デー
タの前記第1スーパーフレームを受信する段階段階(5
07);前記抽出された同期ワードの各データ・ビット
を前記既知の固定データ・パターンと比較する段階(5
09);各データ・ビットの比較の結果、前記抽出され
た同期ワードと前記既知の固定データ・パターンとが異
なることに応答して、カウンタ値を1だけ繰り上げる段
階(511);前記RCHおよびSACCHフィールド
をサブセクションにフォーマットする段階;前記BCH
符号を用いて前記RCHおよびSACCHサブセクショ
ンのそれぞれを復号し、前記各RCHおよびSACCH
サブセクションが0,1または2以上の誤りを含んでい
るかどうかを判定する段階(513);前記各RCHお
よびSACCHサブセクションにおいて1または2以上
の誤りを復号することに応答して、前記カウンタ値を1
または2だけそれぞれ繰り上げる段階(515);およ
び前記カウンタ値を利用して、前記受信第1スーパーフ
レームのビット誤り率を80%の信頼レベルで判定する
段階(517);によって構成されることを特徴とする
BER検出方法。
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