JPH09172428A - 伝送速度推定装置、また、これを用いた伝送速度可変通信システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＣＤＭＡ通信システムにおいて、演算量の減
少、処理速度の向上、また信頼性の向上を図る。 【解決手段】 送信機は、あらかじめ定められた複数の
伝送速度の何れかでデジタルデータを送信する。受信機
は、上記複数の伝送速度のいずれかを仮定して受信信号
の複号化を行い、その結果得られた信号の品質を評価す
る。この評価のためには、たとえばＳＮ比を測定するこ
とが考えられる。受信機は、複数の伝送速度のうち一を
仮定するのではなく、まずはそのうちのいくつかを仮定
し、次に最終的な伝送速度を仮定するようにしても良
い。この評価結果に基づき、仮定した伝送速度が実際の
伝送速度であったか否かが判断できる。このような伝送
速度推定方法とすることにより、迅速な推定が可能とな
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、デジタル通信シ
ステムにおいて、送信された符号の伝送速度を推定する
装置に関する。また、そのような伝送速度推定装置を用
いた通信システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】携帯電話サービスの加入者が増加するに
つれて、周波数のより有効な利用が課題となってきた。
この有効利用のための技術の一つに、ＣＤＭＡ（Code D
ivision Multiple Access）がある。ＣＤＭＡセルラ電
話システムについては、たとえば北米の通信規格である
TIA/EIA/IS-95に規定されている。

【０００３】ＣＤＭＡ通信方式では、情報ビットを送信
する伝送速度として４種類の速度が利用され得る。すな
わち、8.6kbps、4.0kbps、2.0kbps、および0.8kbpsの４
種類の伝送速度が用いられる。実際には、これら４の伝
送速度のうち特定の１つで情報ビットが伝送される。伝
送されるべき情報ビットは、20msec毎に１フレームに区
切られる。そしてこのフレーム毎に伝送される。したが
って、上記４種類の伝送速度では、それぞれ172bit、80
bit、40bit、そして16bitが１フレームに含まれる。

【０００４】上記４種類の伝送速度のうち、8.6kbpsと
4.0kbpsの情報ビットのフレームに対しては、それぞれ1
2bit、8bitのＣＲＣビットが付加される。2.0kbpsおよ
び0.9kbpsの情報ビットのフレームにはＣＲＣビットは
付加されない。そして、各伝送速度のフレームに、それ
ぞれ８ビットのテールビットが付加される。この時点
で、伝送速度はそれぞれ9.6kbps、4.8kbps、2.4kbps、
そして1.2kbpsとなる。次いで、レート１／２の畳み込
み符号化が行われる。その後、伝送速度が4.8kbpsの情
報ビットの場合は２回、伝送速度が2.4kbpsの情報ビッ
トの場合は４回、伝送速度が1.2kbpsの情報ビットの場
合は８回、同一のシンボルを繰り返すことで、各情報ビ
ットの伝送速度が19.2kspsに統一される。こうして伝送
速度が統一された情報ビットは、次にインターリーブさ
れ、次いでＰＮ系列でスクランブルされる。

【０００５】スクランブルされた情報ビットには、さら
に電力制御ビットが埋め込まれる。ＣＤＭＡ通信方式に
おいて、１フレームには３８４シンボルが含まれる。１
フレームは、１６の電力制御グループ（以下ＰＣＧと言
う）に分割される。よって、１のＰＣＧには２４のシン
ボルが含まれる。各ＰＣＧの２４シンボル中には、基地
局が移動局へ送信する電力制御情報として、２シンボル
の電力制御ビットがランダムな位置に配置される。この
とき、本来この位置にあったシンボルは失われる。電力
制御ビットが配置される位置は、電力制御ビット２シン
ボルの内、先頭のシンボルの位置で定義される。この位
置は、前述したＰＮ系列から抜き出した４ビットに基づ
き、１６種類の位置をとり得る。１の電力制御グループ
は２４シンボルから成るため、電力制御ビットは、先頭
から１７番目のシンボルまでに配置され、１８番目から
２４番目までのシンボルには配置されない。こうして電
力制御ビットが埋め込まれた情報ビットは、ウォルシュ
系列とパイロットＰＮ系列で拡散される。そしてＱＰＳ
Ｋ変調され、移動局に送信される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】移動局では、基地局か
ら送信された信号を受信する。この受信信号は、ＱＰＳ
Ｋ復調され、そしてウォルシュ系列とパイロットＰＮ系
列で逆拡散される。さらに、電力制御ビットが抜きださ
れる。電力制御ビットが抜き出された位置には、情報が
ないものとして「０」が埋め込まれる。この結果、19.2
kspsの受信シンボル系列が得られる。次いで、この受信
シンボル系列を復号し、さらにＣＲＣのチェックを行
う。受信信号は畳み込み符号化された信号であり、復号
にはたとえばビタビ復号が用いられる。ここで移動局で
は、当初は受信信号の伝送速度が判別できていない。こ
のため、伝送速度を推定することが必要となる。すなわ
ち、４種類の伝送速度の中で、実際に受信した信号の伝
送速度が何れであるか、迅速に推定する必要がある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
め、この発明の実施形態では、受信機は直列に接続され
た複数の累算器を有する。この累算器は、受信信号の所
定の帯域毎に累算した信号を出力する。これらは、それ
ぞれ電力測定器に与えられる。それぞれの電力測定器か
ら出力された出力結果は、伝送速度判定器に与えられ、
ここで実際の伝送速度が判定される。

【０００８】この発明の別の形態では、受信機は直列に
接続された複数の累算器を有する。この累算器は、受信
信号の所定の帯域毎に累算した信号を出力する。これら
は、それぞれ電力測定器に与えられる。受信機はさら
に、受信信号のＳＮ比を測定する。測定されたＳＮ比
と、それぞれの電力測定器から出力された出力結果は、
伝送速度判定器に与えられ、ここで実際の伝送速度が判
定される。

【０００９】この発明のさらに別の形態では、送信機は
あらかじめ定められた複数の中から伝送速度の中から、
所定の速度でデジタル信号を送出する。受信機はこのデ
ジタル信号を受信し、複数の伝送速度の中からいくつか
の速度を予備的に抽出する。抽出した速度のそれぞれに
ついて復号品質の評価を行い、その結果に基づいて最終
的に伝送速度を推定する。

【００１０】この発明のさらに別の形態においては、送
信機はあらかじめ定められた複数の中から伝送速度の中
から、所定の速度でデジタル信号を送出する。受信機は
このデジタル信号を受信し、あらかじめ定められら伝送
速度それぞれについてＳＮ比を測定する。そして、この
測定結果のそれぞれについて復号品質の評価を行い、そ
の結果に基づいて最終的に伝送速度を推定する。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１に、この発明のＣＤＭＡ通信
システムを示す。このシステムは、送信機Ｔｘと、受信
機Ｒｘとから構成されている。このシステムでは、前述
したように8.6kbps、4.0kbps、2.0kbps、および0.9kbps
の４種類の伝送速度が用いられる。これにＣＲＣビット
やテールビットが付加されて9.6kbps、4.8kbps、2.4kbp
s、そして1.2kbpsとなることも前述した通りである。こ
うして生成された送信信号Ｓが、送信機Ｔｘの畳み込み
符号化部３に入力される。畳み込み符号化部３は、送信
信号Ｓをレート１／２で畳み込み符号化する。これによ
って伝送速度がそれぞれ２倍の19.2ksps、9.6ksps、4.8
ksps、2.4kspsとなる。畳み込み符号化された送信信号
Ｓは、繰り返し部４に入力される。

【００１２】繰り返し部４で、伝送速度が19.2kspsに統
一される。すなわち折り返し部４は、入力された情報ビ
ットの伝送速度が8.6kbps(19.2ksps)の場合は繰り返し
をしない。しかし、4.0kbps(9.6ksps)の情報ビットの場
合は２回、2.0kbps(4.8ksps)の情報ビットの場合は４
回、そして0.8kbps(2.4ksps)の情報ビットの場合は８
回、同一のシンボルを繰り返して出力する。この出力
は、インターリーブされた後にＰＮ系列でスクランブル
される。そして電力制御ビットが埋め込まれる。

【００１３】繰り返し部４の出力は、スペクトル拡散部
５に与えられる。スペクトル拡散部５は、送信信号をス
ペクトル拡散して、これをデジタル変調部６に与える。
デジタル変調部６は、与えられた送信信号をＱＰＳＫ
（Quadrature phase shift keying）変調する。こうし
て変調された信号がアンテナ７１から送信される。

【００１４】受信機Ｒｘ１は、送信機Ｔｘから到来した
信号をアンテナ７２にて受信する。このアンテナ７２で
受信された受信信号は、デジタル復調器８に入力され
る。ここで受信信号がＱＰＳＫ復調される。この受信信
号は、スペクトル逆拡散部９に入力される。スペクトル
逆拡散部９において、受信信号がスペクトル逆拡散され
る。次いでＰＮ系列で逆拡散され、デインターリーブさ
れる。こうして受信シンボルが得られる。

【００１５】この受信シンボルは積分処理部１０に入力
され、同時に伝送速度推定装置１２にも入力される。こ
の伝送速度推定装置１２において、伝送速度が推定さ
れ、その伝送速度に基づいて積分処理部１０および畳み
込み復号部１１での処理が行われる。すなわち、スペク
トル逆拡散部９から与えられる19.2kspsの受信シンボル
は、積分処理部１０で、推定された伝送速度に基づいて
積分される。

【００１６】次いで畳み込み復号部１１は、積分処理部
１０が積分したシンボルに基づき、情報ビット系列を復
号する。この情報ビット系列の長さは、伝送速度推定部
１２が推定した伝送速度に基づいている。畳み込み復号
部１１で行われる復号化には、ビタビ復号化などの方法
が用いられる。畳み込み復号部１１では、ＣＲＣのチェ
ックも行われる。なお、送信機Ｔｘでインターリーブが
行われている場合には、スペクトル逆拡散部９で逆拡散
を行った後にデインターリーブを行う。

【００１７】以下、積分処理部１０が行う処理について
説明する。積分処理部１０は、送信機Ｔｘで繰り返され
たシンボルを積分し、伝送速度推定部１２が推定した伝
送速度に応じた長さのシンボル系列を畳み込み復号部１
１に供給する。具体的には、次式のような処理を行う。
推定した伝送速度が１／２の場合には、積分処理部１０
の出力s(n)は次の（１）式で表わされる。

【数１】

【００１８】同様に、伝送速度が１／４、１／８の場合
には、それぞれ（２）、（３）式で表わされる。

【数２】

【数３】

【００１９】なお、伝送速度が１の場合には、積分処理
部１０は何ら処理を行わない。

【００２０】次に、伝送速度推定部１２の詳細な構成お
よび動作について、図２を用いて説明する。スペクトル
逆拡散部９から出力された受信シンボルは、端子１５に
与えられる。この受信シンボルは、第１の受信電力測定
器１９に与えられると同時に、第１の累算器１６に与え
られる。第１の累算器１６の出力は、第２の電力測定器
２０および第２の累算器１７に与えられる。第２の累算
器１７の出力は、第３の電力測定器２１および第３の累
算器１８に与えられる。第３の累算器１８の出力は、第
４の電力測定器２２に与えられる。各々の累算器は、直
列に接続されている。このため、これらの累算器は受信
サンプル値の帯域を制限して、複数の帯域制限信号を作
成する。また各々の電力測定器は、それぞれの累算器の
出力信号（帯域制限信号）の平均電力を求める。これら
電力測定器の出力は、伝送速度推定器２３に与えられ
る。伝送速度推定器２３は、電力測定器で求めた平均電
力に基づいて、受信信号に挿入されている符号の伝送速
度を推定する。推定された伝送速度が、端子２４より積
分処理部１０および畳み込み復号化部１１に出力され
る。

【００２１】端子１５には、一定速度（たとえば19.2ks
ps）で受信シンボルが入力される。ここではサンプル周
期を１とし、送信符号の伝送速度が１、１／２、１／
４、１／８のいずれかであると仮定する。このため、伝
送速度が１／２の場合には２回、また伝送速度が１／４
の場合には４回、そして伝送速度が１／８の場合には８
回、同一の送信符号が繰り返された受信シンボルが入力
される。また、ここでは送信符号がフレームを構成し、
１フレームの長さはＮサンプル周期とする。このフレー
ム長は時間で定義され、伝送速度に関わらず一定であ
る。この結果、１フレームに含まれる符号の数は伝送速
度に依存する。即ち、伝送速度が１の時にはＮ、伝送速
度が１／２の時にはＮ／２、伝送速度が１／４の時には
Ｎ／４、そして伝送速度が１／８の時にはＮ／８の符号
が、１フレームに含まれる。ただしここで、Ｎは８の整
数倍とする。

【００２２】端子１５へ与えられた受信シンボルは、第
１の累算器１６に与えられる。この第１の累算器１６
は、入力されてくる各サンプルを２サンプルずつ足し合
わせる。すなわち、入力信号をx(n)[n=1〜N]とすると、
第１の累算器１６の出力ａ2(i)は、次の各式で表わされ
る。

【数４】

【００２３】第２の累算器１７、そして第３の累算器１
８も、第１の累算器１６と同様、入力されるサンプルを
２サンプルずつ足し合わせる。すなわち、各々の累算器
の出力は、次の式で表わされる。

【数５】

【数６】

【００２４】この実施形態においては、受信シンボルを
１フレーム毎に処理するものである。このため、第１の
累算器１６ではＮ個の信号を読み込み、Ｎ／２個の信号
を出力する。同様に、第２の累算器１７はＮ／２個の信
号を読み込み、Ｎ／４個の信号を出力する。そして第３
の累算器１８は、Ｎ／４個の信号を読み込み、Ｎ／８個
の信号を出力する。

【００２５】それぞれの電力測定器は、端子１５から与
えられた受信シンボルと、それぞれの累算器から与えら
れた出力信号に対して、それぞれ１フレーム周期の平均
電力を求める。平均電力は、具体的には次式に基づいて
算出する。すなわち、入力サンプル系列をx(n) [n=1〜
N]とすると、それぞれの電力測定器の出力は以下の各式
で表わされる。

【数７】

【数８】

【数９】

【数１０】

【００２６】それぞれの電力測定器１９、２０、２１、
２２で、上記の式に基づいて１フレーム期間の平均電力
p5、p6、p7、p8が測定される。この測定結果は、伝送速
度判定器２３へ供給される。伝送速度判定器２３は、与
えられた平均電力p5、p6、p7そしてp8に基づき、伝送速
度を判定する。伝送速度判定器２３における推定アルゴ
リズムは、図３に示されている。また、理想的な状態で
は各平均電力p5、p6、p7、p8の間に、図４に示す関係が
ある。

【００２７】以下、伝送速度判定器２３における伝送速
度の判定アルゴリズムを、図３を用いて詳しく説明す
る。伝送速度判定器２３は、平均電力 p5とp8の比p8/p5
と、あらかじめ定められた閾値th1、th2、th3を用い
て、伝送速度を判定する。この例では、図２中の電力測
定器２０と２１とは省略することもできる。なお各閾値
は、図４に示した関係を考慮し、th1＝３／４、th2＝３
／８、th3＝３／１６として説明する。

【００２８】図３のステップＳ１において、p8/p5とし
きい値th1との大小を判断する。p8/p5がしきい値th1よ
りも大きい場合には、伝送速度＝１／８と判定される。
p8/p5がしきい値th1よりも小さい場合には、ステップＳ
２に進む。ステップＳ２において、p8/p5としきい値th2
との大小を判断する。p8/p5がしきい値th2よりも大きい
場合には、伝送速度＝１／４と判定される。p8/p5がし
きい値th2よりも小さい場合には、ステップ３に進む。
ステップＳ３において、p8/p5としきい値th3との大小を
判断する。p8/p5がしきい値th3よりも大きい場合には、
伝送速度＝１／２と判定される。p8/p5がしきい値th3よ
りも小さい場合には、伝送速度＝１と判定される。

【００２９】なお、上記（７）〜（10）式では、すべて
１／Ｎをかけている。しかし上記の説明のように各電力
測定器の出力値の比で判断する場合には、１／Ｎはたが
いに相殺さるため、省略しても良い。さらにx²(n)，a2²
(i)，a3²(j)，a4²(k)も絶対値を取って、２乗の計算を
省略することもできる。

【００３０】伝送速度判定器２３では、別のアルゴリズ
ムを用いることもできる。ここでは、測定した電力列
と、図４に示す４通りの電力列との距離を用いて伝送速
度を推定する方法を説明する。具体的には、４（種類）
の距離は次の各式で表わされる。

【数１１】

【数１２】

【数１３】

【数１４】

【００３１】伝送路判定器２３は、上記の各式によって
ｄ１〜ｄ４を算出し、その中から最も小さい値を選ぶ。
理想的な状態では、最も小さい値は０となる。最も小さ
い値がｄ１であれば、伝送速度は１と判定される。最も
小さい値がｄ２であれば、伝送速度は１／２と判定され
る。最も小さい値がｄ３であれば、伝送速度は１／４と
判定される。最も小さい値がｄ４であれば、伝送速度は
１／８と判定される。

【００３２】このように、各帯域制限手段を通過する信
号の電力に基づいて伝送速度を判定している。このため
ＣＲＣチェック等の方法を用いなくとも伝送速度を推定
することができる。なお、以上に説明した図１では、本
発明を構成する機能をブロックで表して、それぞれを個
別のハードウェアで実現するように表現している。しか
しＤＳＰなどを用いて、ソフトウェア機能として実現す
ることも可能である。なお、帯域制限手段は受信信号の
帯域を制限するものであればよい。一例として、ＦＩＲ
やＩＩＲなどのデジタルフィルタを用いても良い。

【００３３】伝送速度推定器のさらに別の構成を表わす
ブロック図が図５に示されている。図５に示される伝送
速度推定器１２１の構成中、図２に示す伝送路推定器１
２と同様の部分には、同様の符号を付して詳しい説明は
省略する。この構成では、雑音の電力密度を推定するこ
とにより、受信信号に雑音が含まれている場合にも確実
に伝送速度を推定するものである。この（目的を達成す
る）ため、減算器３２が追加されている。第１の電力測
定器１９の出力は、この減算器３２に入力される。また
第２の電力測定器２０の出力は、減算器３２と伝送速度
判定器２３とに入力される。そして減算器３２の出力
は、やはり伝送速度判定器２３に入力される。伝送速度
判定器２３は、個々の電力測定器で求められた平均電力
と、減算器３２で求められた雑音の電力密度とに基づい
て、伝送速度を推定する。

【００３４】減算器３２では、第１の電力測定器１９で
測定した平均電力から、第２の電力測定器２０で測定し
た平均電力が減算される。この減算値ｐ１１は、伝送速
度が１未満であると仮定したときの、雑音の電力密度を
意味している。この値ｐ１１が、第２、第３、第４の電
力測定器の出力値と共に伝送速度判定器２３に供給され
る。伝送速度判定器２３では、それぞれの平均電力p6、
p7、p8、そして減算値p11に基づいて伝送速度が推定さ
れる。この推定動作を、図６を用いて説明する。

【００３５】図６に示されるアルゴリズムでは、雑音の
電力密度p11、平均電力p6とp8の比p8/p6、そしてあらか
じめ定められた閾値th4、th5、th6を用いて伝送速度を
判定する。この例では、図５中の電力測定器２１は省略
することもできる。なお各閾値は、図４に示した関係を
考慮し、たとえばth4＝p5／４、th5＝３／４、th6＝３
／８として説明する。

【００３６】図６のステップＳ１１において、p6よりp1
1の結果としきい値th4との大小を判断する。p6-p11の結
果がしきい値th4よりも小さい場合には、伝送速度は１
と判断される。p6-p11の結果がしきい値th4よりも大き
い場合には、ステップＳ１２に進む。ステップＳ１２に
おいて、p8/p6としきい値th5との大小を判断する。p8/p
6がしきい値th5よりも大きい場合には、伝送速度＝１／
８と判定される。p8/p6がしきい値th5よりも小さい場合
には、ステップＳ１３に進む。ステップＳ１３におい
て、p8/p6としきい値th6との大小を判断する。p8/p6が
しきい値th6よりも大きい場合には、伝送速度＝１／４
と判定される。p8/p6がしきい値th6よりも小さい場合に
は、伝送速度＝１／２と判定される。このように、白色
雑音が加わった状態でも伝送速度を正しく推定すること
ができる。

【００３７】次に、伝送路推定器のさらに別の構成を説
明する。伝送速度推定器１２２の構成を表わすブロック
図が図７に示されている。図２に示す伝送路推定器１２
と同様の部分には、同様の符号を付して詳しい説明は省
略する。この構成は、受信信号が白色とならない場合で
も伝送速度の推定を良好に行うものである。この（目的
を達成する）ため、信号選択器７１が追加されている。
端子１５に入力された受信シンボルは、まず信号選択器
７１に入力される。信号選択器７１は、受信信号のサン
プルの中から、有効な信号を第１の累算器２４、電力測
定器１９に供給する。送信選択回路で、受信信号から電
力制御ビットを取り除くためには、信号選択器７１はフ
リップフロップやスイッチング素子を有するのが好まし
い。フリップフロップを用いる場合には、入力信号のう
ち電力制御ビットが位置するところでクロックを入力し
ない。これにより電力制御ビットを取り除く。またスイ
ッチング素子を用いる場合には、入力信号のうち電力制
御ビットが位置するところでスイッチをＯＦＦする。こ
れにより電力制御ビットを取り除く。実際には、電力制
御ビットの位置を特定することは難しい。よって、電力
制御ビットが入り得る全ての位置を取り除くと処理が簡
単になる。

【００３８】図８に、ＣＤＭＡシステムにおける受信信
号の１フレームを示す。前述したように、１フレームは
３８４のシンボルを含む。図８に示す１フレーム中、網
掛け部分は電力制御ビットが入り得る部分である。一
方、図８の白抜き部分は、電力制御ビットが入り得ない
部分である。具体的には信号選択器７１は、白抜き部分
のシンボルのみを第１の累算器２４と電力測定器１９と
に供給する。この場合、信号選択器７１から出力された
シンボルに周期性は無く、そのスペクトルは白色とみな
すことができる。伝送速度判定器２３で、それぞれの平
均電力p5、p6、p7、およびp8に基づいて伝送速度が推定
される。この推定動作を、図９を用いて説明する。

【００３９】図９に示されるアルゴリズムでは、平均電
力p5、p6、p7、およびp8、そしてあらかじめ定められた
閾値th7、th8、th9を用いて伝送速度を判定する。それ
ぞれの閾値th7、th8、th9は、次のように設定されてい
る。

【００４０】伝送速度が１である場合、受信信号のスペ
クトルは図１０に示される(A) のような波形となってい
る。すなわち、雑音の帯域と信号の帯域とが等しい。こ
の場合、第１の電力測定器１９の出力p5と第２の電力測
定器２０の出力p6とを比較してみると、p6はp5のほぼ１
／２である。すなわち（2p6 - p5）は、ほぼ０とみなす
ことができる。一方、伝送速度が１／２である場合、信
号の帯域は雑音の帯域の半分である。すなわち、受信信
号のスペクトルは図１０に示される(B) のような波形と
なっている。この場合、（2p6 - p5）は、伝送速度が１
／２である場合の信号電力とみなすことができる。した
がって理想的には、（2p6 - p5）が０であれば伝送速度
は１、（2p6 - p5）が０でなければ伝送速度は１／２と
判定できる。しかしながら実際には、伝送路ノイズなど
の影響で伝送速度が１であっても（2p6 - p5）は０には
ならない。よって、実験や計算機シミュレーションなど
により、伝送速度１と伝送速度１／２とを峻別できる閾
値th7を決定する。同様に、閾値th8は（2p7 - p6）を考
慮して設定し、閾値th9は（2p8 - p7）を考慮して設定
する。これらの閾値をもとにして、伝送速度を判定す
る。

【００４１】図９のステップＳ２１において、（2p6 -
p5）の結果としきい値th7との大小を判断する。（2p6 -
p5）の結果がしきい値th7以下の場合には、伝送速度は
１と判断される。（2p6 - p5）の結果がしきい値th7よ
りも大きい場合には、ステップＳ２２に進む。ステップ
Ｓ２２において、（2p7 - p6）の結果と閾値th8との大
小を判断する。（2p7 - p6）がしきい値th8よりも小さ
い場合には、伝送速度は１／２と判定される。（2p7 -
p6）がしきい値th8よりも大きい場合には、ステップＳ
２３に進む。ステップＳ２３において、（2p8 - p7）の
結果としきい値th9との大小を判断する。（2p8 - p7）
がしきい値th9よりも小さい場合には、伝送速度は１／
４と判定される。（2p8 - p7）がしきい値th6よりも大
きい場合には、伝送速度は１／８と判定される。

【００４２】以上のように、信号選択器で有効な受信信
号サンプルのみを選択して、伝送速度を推定する。信号
選択器から出力される受信信号サンプルには周期性が存
在しないため、受信信号のスペクトルは白色とみなすこ
とができる。このため伝送速度の推定能力を高めること
ができる。また、有効な受信信号のみを選択するため、
演算量が大幅に減少することになる。なお、信号選択器
７１で電力制御ビットを除去するとして説明したが、他
の信号を除去しても良い。

【００４３】以下、この発明の別の実施形態について説
明する。この形態におけるシステムは、送信機Ｔｘと受
信機Ｒｘ２とから構成されている。送信機Ｔｘの構成は
図１に示したと同様であるので、説明は省略する。また
受信機Ｒｘ２についても、図１に示す受信機Ｒｘ１と同
様の部分には同様の符号を付して、詳しい説明は省略す
る。以下、受信機Ｒｘ２の構成を図１１を用いて説明す
る。

【００４４】アンテナ７２で受信された受信信号は、デ
ジタル復調器８に入力される。デジタル復調器８の出力
は、スペクトル逆拡散部９に入力される。スペクトル逆
拡散部９の出力は、19.2kspsの受信シンボルである。こ
の受信シンボルは、いったんメモリ４０に記憶される。
メモリ４０から読み出された受信シンボルは、積分処理
部１０に入力されると共に、後述するＳ／Ｎ推定部４１
にも入力される。このＳ／Ｎ推定部４１では、後述する
アルゴリズムによってＳ／Ｎ比が推定される。そして推
定されたＳ／Ｎ比は、伝送速度推定部４２へ入力され
る。伝送速度推定部４２では、伝送速度が推定される。
そして推定された伝送速度に基づいて積分処理部１０お
よび畳み込み復号部１１での処理が行われる。

【００４５】積分処理部１０に入力された受信シンボル
は、伝送速度推定部４２から与えられた（推定された）
伝送速度に基づいて積分される。そして畳み込み復号部
１１に与えられる。畳み込み復号部１１では、ビタビ復
号等の方法によって畳み込み符号が復号され、さらにＣ
ＲＣチェックが行われる。なお、送信機Ｔｘでインタリ
ーブが行われた場合には、スペクトル逆拡散部９で逆拡
散された後にデインタリーブが行われる。

【００４６】以下、Ｓ／Ｎ推定部４１で行われる処理に
ついて説明する。Ｓ／Ｎ推定部４１はまず、19.2kHz、
9.6kHz、4.8kHzおよび2.4kHzの４種類の帯域に含まれる
電力P21、P22、P24、P28をそれぞれ計算する。具体的に
は、次式のように行う。すなわち、Ｓ／Ｎ推定部４１へ
入力される信号をx(n)[n=1〜N]とすると、この信号は1
9.2kHzの帯域を有する。このため19.2kHzの帯域に含ま
れる電力P21は、（15）式のようになる。

【数１５】

【００４７】x(n)を２サンプルずつ積分すると、この帯
域は半分となる。したがって9.6kHzの帯域に含まれる電
力P22は、（16）式で表わされる。

【数１６】

【００４８】同様にして、4.8kHzの帯域に含まれる電力
P24、また2.4kHzの帯域に含まれる電力P28は、それぞれ
（17）式また（18）式で表わされる。

【数１７】

【数１８】

【００４９】Ｓ／Ｎ推定部４１は次に、 P21、P22、P2
4、P28に基づき、それぞれの伝送速度に対するＳ／Ｎ比
を計算する。伝送速度が１／２、１／４または１／８と
仮定したときのＳ／Ｎ比をそれぞれSNR2、SNR4およびSN
R8とすると、以下の各式で表わされる。

【数１９】

【数２０】

【数２１】

【００５０】Ｓ／Ｎ推定部４１は、推定したＳ／Ｎ比SN
R2、SNR4およびSNR8を伝送速度推定部４２へ供給する。

【００５１】伝送速度推定部４２は、図１２に示すアル
ゴリズムにしたがって伝送速度を推定する。ここで、SN
RminおよびSNRmaxは、SNR2、SNR4、SNR8のうちのそれぞ
れ最小値および最大値である。またth10はあらかじめ定
めた閾値である。このth10は、実験や計算機シミュレー
ションにより、伝送速度を正しく推定する確率を最も高
くする値を求めて、その値に設定する。図１１のステッ
プＳ３１において、Ｓ／Ｎ比の最小値が閾値thよりも小
さいか否かを判断する。Ｓ／Ｎ比の最小値が閾値th10よ
りも小さい場合には、伝送速度を1と判定する。Ｓ／Ｎ
比の最小値が閾値th10よりも大きい場合には、ステップ
Ｓ３２へ進む。ステップＳ３２において、Ｓ／Ｎ比の最
大値がSNR2と等しければ伝送速度を１／２と判定する。
同様に、ステップＳ３３において、Ｓ／Ｎ比の最大値が
SNR4と等しければ伝送速度を１／４と判定する。またス
テップＳ３４において、Ｓ／Ｎ比の最大値がSNR8と等し
ければ伝送速度を１／８と判定する。このように、畳み
込み復号を行う前に伝送速度を推定する。この推定した
伝送速度の情報ビット系列のみを復号する。この結果、
畳み込み復号に要する処理量を削減することができる。

【００５２】この発明の受信機のさらに別の形態を、図
１３に示す。この受信機Ｒｘ３では、畳み込み復号前に
複数の伝送速度の候補に絞り込み、復号後に復号品質に
基づき最終的に伝送速度を特定するようにする。すなわ
ち図１３においては、Ｓ／Ｎ比推定部４１の後段に伝送
速度予備推定部４３が接続されている。伝送速度予備推
定部４３は、Ｓ／Ｎ比推定部４１が推定したＳ／Ｎ比に
基づき、送信されうる伝送速度の中から複数の候補を選
び出す。

【００５３】図１４に、伝送速度予備推定部４３での処
理アルゴリズムを示す。説明を簡単にするため、伝送速
度予備推定部４３は２つの伝送速度の候補を推定するも
のとする。また、この候補の組み合わせは以下の３種類
とする。 (a) SUB2：伝送速度１または１／２ (b) SUB4：伝送速度１または１／４ (c) SUB8：伝送速度１または１／８

【００５４】図１４のステップＳ４１において、Ｓ／Ｎ
比の最大値がSNR2と等しければ伝送速度を１または１／
２(SUB2)と判定する。同様にステップＳ４２において、
Ｓ／Ｎ比の最大値がSNR4と等しければ伝送速度を１また
は１／４(SUB4)と判定する。ステップＳ４３において、
Ｓ／Ｎ比の最大値がSNR8と等しければ伝送速度を１また
は１／８(SUB8)と判定する。このように伝送速度予備推
定部４３は、最終的な伝送速度を判定するものではな
く、２種類の候補に絞り込むものである。

【００５５】伝送速度予備推定部４３の選び出した候補
の伝送速度（この場合は２）が、積分処理部１０、畳み
込み復号部１１、復号品質判定部４４、および伝速度判
定部４２へ供給される。この推定された複数の伝送速度
のそれぞれに基づいて、積分処理部１０および畳み込み
復号部１１での処理が行われる。したがって、畳み込み
復号化部１１は複数の出力を復号品質判定部４４および
メモリ４５に供給する。メモリ４５は、これら複数の出
力を記憶する。例えば、伝送速度予備推定部４３がSUB2
を選び出した場合には、伝送速度が１と仮定して復号さ
れた情報ビットと、伝送速度が１／２と仮定して復号さ
れた情報ビットとが、メモリ４５に記憶される。

【００５６】復号品質判定部４４では、畳み込み復号後
の情報ビットに基づき、畳み込み復号の品質が判定され
る。復号の品質の判定のためには、たとえばＣＲＣチェ
ックが行われる。ＣＤＭＡシステムでは、伝送速度１お
よび１／２の情報ビットに対してはＣＲＣビットが付加
されている。しかし伝送速度が１／４および１／８の情
報ビットに対してはＣＲＣビットは付加されていない。
この場合、ビタビ復号時の最終メトリックに基づいて復
号品質を判定し、誤り検出結果の代用としても良い。ま
た、情報ビットを再び畳み込み符号化し、これを復号前
のシンボルと比較することにより復号品質を判定しても
良い。あるいは、これらの方法を組み合わせても良い。
ようするに、復号された情報ビットの品質を判定するも
のであれば良い。復号品質判定部４４には、前述したよ
うに複数の伝送速度が入力されている。従って復号品質
判定部４４は、これらのそれぞれについて復号品質を判
定する。

【００５７】復号品質判定部４４の（複数の）判定結果
は伝送速度推定部４２へ出力される。伝送速度推定部４
２では、伝送速度予備推定部４３において推定された伝
送速度の候補と、復号品質判定部４４において判定され
た畳み込み復号の品質に基づき、伝送速度を推定する。
ここでは、伝送速度１に対応する復号品質をQ1、伝送速
度１／２に対応する復号品質をQ2、伝送速度１／４に対
応する復号品質をQ4、そして伝送速度１／２に対応する
復号品質をQ8とする。またそれぞれの復号品質が"GOOD"
または"BAD"と判定されうるものとする。

【００５８】伝送速度推定部４２は、図１５に示すアル
ゴリズムに基づいて伝送速度の推定を行う。図１５のス
テップＳ５１において、復号品質Q1が"GOOD"と判定され
た場合、伝送速度は１であると判定される。ステップＳ
５２において、伝送速度予備推定部４３がSUB2を選び出
し、かつ復号品質Q2が"GOOD"と判定された場合、伝送速
度は１／２であると判定される。同様にして１／４ない
し１／８の伝送速度が判定される。いずれの場合も復号
品質が"GOOD"と判定されなかった場合、そのフレームは
消失したものと判断される。

【００５９】そして、伝送速度推定部４２が判定した最
終的な伝送速度に対応した情報ビットが、メモリ４５よ
り出力される。このように、畳み込み復号を行う前に伝
送速度を予備推定し、復号後に判定した復号品質も加味
して伝送速度を推定する。このため図１１に示した受信
機より、さらに伝送速度の推定精度が向上する。また、
予備推定した伝送速度の候補のみを畳み込み復号するた
め、畳み込み復号に要する処理量を減少させることもで
きる。

【００６０】この発明の受信機のさらに別の形態を、図
１６に示す。この受信機Ｒｘ４では、畳み込み復号前に
は伝送速度の推定を行わず、復号後に復号品質とＳ／Ｎ
比とに基づき伝送速度を推定するようにするものであ
る。

【００６１】この受信機Ｒｘ４では、メモり４０の出力
はＳ／Ｎ比推定部４１と積分処理部１０とに与えられ
る。積分処理部１０の出力は、畳み込み復号部１１に与
えられる。畳み込み復号部１１の出力、およびＳ／Ｎ比
推定部４１の出力が、伝送速度推定部４２に与えられ
る。

【００６２】積分処理部１０および畳み込み復号部１１
は、予想される伝送速度全てに対する処理を行う。そし
て復号した情報ビットを復号品質判定部４２へ出力する
と共に、メモリ４５へ記憶させる。すなわちメモリ４５
には、伝送速度１、１／２、１／４、そして１／８と仮
定した全ての場合の情報ビットが記憶される。ここで
は、伝送速度１と仮定して復号した復号品質をQ1、伝送
速度１／２と仮定して復号した復号品質をQ2、同様に伝
送速度１／４とした伝送品質をQ3、伝送速度１／４とし
た伝送品質をQ4と定義する。

【００６３】復号品質判定部４２は、復号された情報ビ
ットそれぞれに関して復号品質Q1ないしQ4を判定する。
そして判定結果を伝送速度推定部４２へ出力する。伝送
速度推定部４２は、Ｓ／Ｎ比推定部４１が推定した信号
対雑音比と、復号品質判定部４４が判定した復号品質判
定結果に基づき、伝送速度を推定する。次いで、この推
定された伝送速度に応じた情報ビットがメモリ４５より
出力される。

【００６４】図１７に、伝送速度推定部４２の行う処理
を示す。ステップＳ６１において、復号品質Q1が"GOOD"
と判定された場合、伝送速度は１であると判定される。
ステップＳ６２において、復号品質Q2が"GOOD"であるか
否かを判断する。復号品質Q2が"GOOD"である場合はステ
ップＳ６３に進み、復号品質Q2が"GOOD"でない場合はス
テップＳ６４に進む。ステップＳ６３において、SNRmax
がSNR2と等しいと判断された場合、伝送速度は１／２で
あると判定される。SNRmaxがSNR2と異なる場合は、ステ
ップＳ６４に進む。

【００６５】ステップＳ６４において、復号品質Q4が"G
OOD"であるか否かを判断する。復号品質Q4が"GOOD"であ
る場合はステップＳ６５に進み、復号品質Q4が"GOOD"で
ない場合はステップＳ６６に進む。ステップＳ６５にお
いて、SNRmaxがSNR4と等しいと判断された場合、伝送速
度は１／４であると判定される。SNRmaxがSNR4と異なる
場合は、ステップＳ６６に進む。

【００６６】ステップＳ６６において、復号品質Q8が"G
OOD"であるか否かを判断する。復号品質Q8が"GOOD"であ
る場合はステップＳ６７に進む。ステップＳ６７におい
て、SNRmaxがSNR8と等しいと判断された場合、伝送速度
は１／８であると判定される。ステップＳ６６において
復号品質Q8が"GOOD"でない場合、またステップＳ６７に
おいてSNRmaxがSNR8と異なる場合、そのフレームは消失
したものと判断される。

【００６７】

【発明の効果】このように、受信シンボルのＳ／Ｎ比
と、畳み込み復号の復号品質との両方に基づき伝送速度
を推定する。このため、復号品質のみに基づき伝送速度
を推定した場合に比べ、伝送速度推定の信頼性が向上す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のＣＤＭＡ通信システムを示すブロッ
ク図である。

【図２】伝送速度推定部の構成を示すブロック図であ
る。

【図３】伝送速度判定器における伝送速度の判定アルゴ
リズムを説明するフローチャートである。

【図４】伝送速度と電力列との関係を示す図である。

【図５】伝送速度推定器の別の構成を表わすブロック図
である。

【図６】伝送速度判定器における、伝送速度の別の判定
アルゴリズムを説明するフローチャートである。

【図７】伝送速度推定器のさらに別の構成を表わすブロ
ック図である。

【図８】ＣＤＭＡシステムにおける受信信号の１フレー
ムを示す図である。

【図９】伝送速度判定器における、さらに別の伝送速度
の判定アルゴリズムを説明するフローチャートである。

【図１０】受信信号のスペクトルを説明する図である。

【図１１】受信器の別の実施形態を示す図である。

【図１２】受信機Ｒｘ２における伝送速度の判定アルゴ
リズムを説明するフローチャートである。

【図１３】受信機のさらに別の実施形態を示す図であ
る。

【図１４】受信機Ｒｘ３における伝送速度予備推定の判
定アルゴリズムを説明するフローチャートである。

【図１５】受信機Ｒｘ３における伝送速度の判定アルゴ
リズムを説明するフローチャートである。

【図１６】受信機のさらに別の実施形態を示す図であ
る。

【図１７】受信機Ｒｘ４における伝送速度の判定アルゴ
リズムを説明するフローチャートである。

【符号の説明】

１２、１２１、１２２、４２・・・伝送速度推定部 １６、１７、１８・・・累算器 １９、２０、２１、２２・・・電力測定器 ２３、１２３、１２４・・・伝送速度判定器 ４１・・・Ｓ／Ｎ比推定部 ４３・・・伝送速度予備推定部 ４４・・・復号品質判定部

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数設定された伝送速度のうちのいずれ
   かで送信されてきた符号の伝送速度を推定する伝送速度
   推定装置において、 受信信号の帯域を制限した複数の帯域制限信号を作成す
   る帯域制限手段と、 この帯域制限手段からの各帯域制限信号の平均電力を求
   める平均電力測定手段と、 この平均電力測定手段で求めた平均電力に基づき、受信
   信号に挿入されている符号の伝送速度を推定する伝送速
   度推定手段とから構成されたことを特徴とする伝送速度
   推定装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の伝送速度推定装置にお
   いて、前記伝送速度推定手段が、 前記平均電力測定手段で求めた平均電力に基づき、雑音
   の電力密度を推定する雑音電力密度推定部と、 前記平均電力測定手段で求めた平均電力および雑音電力
   密度推定部で推定した雑音の電力密度に基づき伝送速度
   を推定する伝送速度推定部とから構成されたことを特徴
   とする伝送速度推定装置。
3. 【請求項３】 送信すべき情報の一部が制御信号で置き
   換えられ、複数設定された伝送速度のうちのいずれかで
   送信された符号の伝送速度を推定する伝送速度推定装置
   において、 有効な信号を選択する信号選択手段と、 この信号選択手段で選択された有効な受信信号の帯域を
   制限した複数の帯域制限信号を作成する帯域制限手段
   と、 この帯域制限手段からの各帯域制限信号の平均電力を求
   める平均電力測定手段と、 この平均電力測定手段で求めた平均電力に基づき、受信
   信号に挿入されている符号の伝送速度を推定する伝送速
   度推定手段とから構成されたことを特徴とする伝送速度
   推定装置。
4. 【請求項４】 複数設定されている伝送速度のいずれか
   で情報を送信する送信機と、この送信された情報を受信
   する受信機とから構成される伝送速度可変通信システム
   であって、 前記受信機は、受信した信号の信号品質を測定する品質
   測定手段と、 この品質測定手段が測定した信号品質に基づき、受信信
   号に挿入されている符号の伝送速度を推定する伝送速度
   推定手段とから構成されたことを特徴とする伝送速度可
   変通信システム。
5. 【請求項５】 請求項４に記載の伝送速度可変通信シス
   テムであって、前記受信機は、 受信信号に基づき、前記複数設定された伝送速度の中か
   ら伝送速度の候補を選定する伝送速度予備推定手段を有
   することを特徴とする伝送速度可変通信システム。
6. 【請求項６】 請求項５に記載の伝送速度可変通信シス
   テムであって、 前記品質測定手段は、前記伝送速度予備推定手段によっ
   て選定された伝送速度に関して受信信号の品質を測定
   し、 前記伝送速度推定手段は、前記伝送速度予備推定手段の
   推定結果と、前記品質測定手段の測定結果とに基づいて
   伝送速度を推定することを特徴とする、伝送速度可変通
   信システム。
7. 【請求項７】 複数設定されている伝送速度のいずれか
   で情報を送信する送信機と、この送信された情報を受信
   する受信機とから構成される伝送速度可変通信システム
   であって、 受信信号の信号対雑音比を推定する信号対雑音比推定手
   段と、 復号品質を判定する復号品質判定手段と、 前記信号対雑音比推定手段が推定したと信号対雑音比
   と、前記復号品質判定手段が判定した復号品質とに基づ
   いて、受信信号に挿入されている符号の伝送速度を推定
   する伝送速度推定手段とから構成されたことを特徴とす
   る伝送速度可変通信システム。