JP2007295404A - Receiving quality measuring apparatus and communication apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、低CNRの場合においても受信品質を測定可能な受信品質測定装置に関するものであり、特に、線形符号を用いた通信システムを構成する通信装置が備える受信品質測定装置に関するものである。 The present invention relates to a reception quality measurement apparatus capable of measuring reception quality even in the case of a low CNR, and more particularly to a reception quality measurement apparatus provided in a communication apparatus constituting a communication system using a linear code.
移動体通信において高品質かつ高効率に通信を行うために、送信電力制御,通信チャネル・セルの切り換え,適応変調,再送制御等の通信制御が行われる。通信制御の判断材料としては、受信機における受信信号の品質が用いられ、受信品質を示す指標としては、再符号化誤り率や受信電力や搬送波電力対雑音電力比(CNR)等が用いられる。 In order to perform communication with high quality and high efficiency in mobile communication, communication control such as transmission power control, communication channel / cell switching, adaptive modulation, and retransmission control is performed. The quality of the received signal at the receiver is used as a judgment material for communication control, and the re-encoding error rate, the received power, the carrier power to noise power ratio (CNR), etc. are used as the index indicating the received quality.
下記特許文献1においては、受信信号の検波結果として得られた複数の直交ベクトルを用い、第1のCNR推定手段によるベクトル演算により第1のCNRを推定する。また、第2のCNR推定手段が、ビタビ復号時に得られた累積メトリック値を用いて第2のCNRを推定する。そして、CNR選択手段が、信頼性の高い方のCNR値を選択する。これにより、複数のCNRを測定することができる。
In
従来の受信品質測定処理は、誤り訂正符号の復号後のメトリックとCNRとを用いているが、CNRは、受信信号のばらつきと平均レベルを元に計算されるため、CNRが低い場合は計測が困難である。また、復号後のメトリックについては、誤り訂正が困難となるほど品質が悪い場合においては正しく品質を表すことができない。これらの結果、通信制御が正しく行えず、通信品質や効率が低下する、という問題があった。 Conventional reception quality measurement processing uses a metric and CNR after decoding of an error correction code. However, since CNR is calculated based on received signal variation and average level, measurement is performed when CNR is low. Have difficulty. In addition, with respect to the metrics after decoding, when the quality is so bad that error correction becomes difficult, the quality cannot be expressed correctly. As a result, there has been a problem that communication control cannot be performed correctly and communication quality and efficiency are lowered.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、誤り訂正が困難な低CNRの場合においても品質を正確に測定し、通信制御を正しく行うことができる通信装置および受信品質測定装置を得ることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and obtains a communication device and a reception quality measurement device capable of accurately measuring quality and correctly performing communication control even in a low CNR in which error correction is difficult. For the purpose.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる受信品質測定装置は、誤り訂正符号を用いた通信システムを構成する受信側の通信装置内の受信品質測定装置であって、前記誤り訂正符号に対して所定の誤り訂正復号を行う場合の入力信号を硬判定する硬判定手段と、誤り訂正符号のパリティ検査行列を用いてパリティ検査を行い、その検査結果を用いてパリティが0となる比率を計算し、当該比率を受信品質の指標とする受信品質計算手段と、を備えることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, a reception quality measurement device according to the present invention is a reception quality measurement device in a communication device on a reception side constituting a communication system using an error correction code, Hard decision means for hard-decision of an input signal when performing predetermined error correction decoding on the error correction code, and parity check using a parity check matrix of the error correction code, and using the check result, the parity is Reception quality calculation means for calculating a ratio of 0 and using the ratio as an indicator of reception quality.
この発明によれば、誤り訂正が困難な低CNRの場合においても品質を正確に測定し、通信制御を正しく行うことができる、という効果を奏する。 According to the present invention, it is possible to accurately measure the quality even in the case of a low CNR in which error correction is difficult and to perform communication control correctly.
以下に、本発明にかかる通信装置および受信品質測定装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。 Embodiments of a communication apparatus and a reception quality measuring apparatus according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
実施の形態1.
図1は、本発明にかかる受信品質測定処理を実現する通信システム(データ送信側の通信装置(送信機)およびデータ受信側の通信装置(受信機))の構成例を示す図である。
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a communication system (a data transmission side communication device (transmitter) and a data reception side communication device (receiver)) that implements reception quality measurement processing according to the present invention.
送信機は、送信データを誤り訂正符号化する誤り訂正符号化手段1と、誤り訂正符号化したデータを無線信号に変調する送信手段2と、送受を分離するアンテナ共用手段3と、アンテナ4およびアンテナ共用手段3を介して受信機からの信号を受信する受信手段5と、受信信号に含まれる受信機の通信制御手段12からの信号により通信制御を行う通信制御手段6と、を備えている。 The transmitter includes error correction coding means 1 for error correction coding of transmission data, transmission means 2 for modulating error correction coded data into a radio signal, antenna sharing means 3 for separating transmission and reception, antenna 4 and A receiving means 5 for receiving a signal from the receiver via the antenna sharing means 3 and a communication control means 6 for performing communication control by a signal from the communication control means 12 of the receiver included in the received signal are provided. .
また、受信機は、送受を分離するアンテナ共用手段8と、アンテナ7およびアンテナ共用手段8を介して無線信号を受信する受信手段9と、誤り訂正復号を行う誤り訂正復号手段10と、受信品質を測定する受信品質測定手段11と、受信品質測定結果に基づいて通信制御や通信制御用の信号生成を行う通信制御手段12と、通信制御手段12が生成した制御信号を無線信号にする送信手段13と、を備えている。
The receiver includes an antenna sharing unit 8 for separating transmission and reception, a receiving unit 9 for receiving a radio signal via the antenna 7 and the antenna sharing unit 8, an error
つづいて、送信機による誤り訂正符号化処理について説明する。本実施の形態の誤り訂正符号化手段は、畳み込み符号やターボ符号やLDPC符号などの線形符号を用いる。これらの線形符号においては、生成行列をGとすると、下記(1)式の関係にあるパリティ検査行列Hが存在する。
GHT=0 …(1)
Next, error correction coding processing by the transmitter will be described. The error correction coding means of the present embodiment uses a convolutional code, a linear code such as a turbo code or an LDPC code. In these linear codes, if the generator matrix is G, there is a parity check matrix H having the relationship of the following equation (1).
GH T = 0 (1)
たとえば、情報長3bit,符号語長6bitの誤り訂正符号の場合で、パリティ検査行列Hを下記(2)式に示す行列とし、かつ、誤り訂正符号化手段1の出力の符号語を(a0,a1,a2,a3,a4,a5)とすると、下記(3)式の関係がなりたつ。なお、計算はGF(2)上の計算を用いる。 For example, in the case of an error correction code having an information length of 3 bits and a codeword length of 6 bits, the parity check matrix H is a matrix shown in the following equation (2), and the codeword output from the error correction encoding means 1 is (a0, (a1, a2, a3, a4, a5), the following equation (3) is satisfied. The calculation uses the calculation on GF (2).
a1+a3=0
a0+a3+a4=0
a1+a2+a4+a5=0
…(3)
a1 + a3 = 0
a0 + a3 + a4 = 0
a1 + a2 + a4 + a5 = 0
... (3)
たとえば、受信機側で誤りがあった場合は、上記関係が成り立たずに、下記(4)式のいずれかが1となる。
a1+a3
a0+a3+a4
a1+a2+a4+a5
…(4)
For example, if there is an error on the receiver side, the above relationship does not hold and one of the following expressions (4) becomes 1.
a1 + a3
a0 + a3 + a4
a1 + a2 + a4 + a5
... (4)
誤りが多ければ、1となる式が多くなるため、0の比率を品質の指標とすることができる。また、これらの計算は、GF(2)上の計算であるため、パリティ検査行列の1の位置のビットの1の個数が偶数か奇数かを判定することと等価である。この計算をパリティ検査と呼び、計算値をパリティと呼ぶ。 If there are many errors, the number of formulas that become 1 increases, so a ratio of 0 can be used as an index of quality. Since these calculations are calculations on GF (2), it is equivalent to determining whether the number of 1s at the 1 position of the parity check matrix is an even number or an odd number. This calculation is called a parity check, and the calculated value is called a parity.
つづいて、受信機による受信品質測定処理について説明する。ここでは、受信品質測定手段11が、誤り訂正復号前の信号(受信手段9の出力)を硬判定し、パリティ検査行列を用いて受信品質を測定する。 Next, reception quality measurement processing by the receiver will be described. Here, the reception quality measuring means 11 makes a hard decision on the signal before error correction decoding (the output of the receiving means 9), and measures the reception quality using a parity check matrix.
図2は、上記受信品質測定手段11の構成例を示す図であり、硬判定手段81,バッファ手段82,パリティ検査行列格納手段83,論理積84,排他的論理和85,D−FF86,カウンタ87,符号語長除算手段88を備えている。
FIG. 2 is a diagram showing a configuration example of the reception
まず、硬判定手段81が、受信手段9の出力信号を、正の場合は0,負の場合は1、の2値に硬判定し、1符合語長をバッファ手段82に蓄積する。受信手段9出力ですでに硬判定されている場合は、硬判定手段81は不要である。 First, the hard decision means 81 makes a hard decision on the output signal of the reception means 9 to be a binary value of 0 if positive and 1 if negative, and accumulates the codeword length in the buffer means 82. If the hard decision is already made at the output of the receiving means 9, the hard decision means 81 is not necessary.
つぎに、バッファ手段82が、順次硬判定値を出力し、これに連動してパリティ検査格納手段83が、パリティ検査行列を出力し、論理積84が、それらの論理積を計算する。そして、排他的論理和85が、上記論理積出力と一つ前のDフリップフロップ86出力とを用いて排他的論理和を計算し、その結果を再びDフリップフロップ86に入力する。これによりパリティが計算される。
Next, the buffer means 82 sequentially outputs hard decision values. In conjunction with this, the parity check storage means 83 outputs a parity check matrix, and the
また、カウンタ87が、パリティ計算結果が0となる数を計測し、その計測値を、符号語長除算手段88が、符号語長で除算し、パリティが0となる割合を計算する。なお、符号語長は通信制御により変更になることがある。また、パリティ検査行列についても通信制御により変更されることがある。
The
以降、本実施の形態では、上記のように求めた受信品質に基づいて、送信電力制御,通信チャネル・セルの切り換え,適応変調,再送制御等の通信制御を行う。特に、誤り訂正が失敗した場合においても受信品質が測定できるため、再送制御のNACK送信時に品質情報を多重して送信側にフィードバックすることで、再送時に必要なデータ量を制御することができる。 Thereafter, in the present embodiment, communication control such as transmission power control, communication channel / cell switching, adaptive modulation, and retransmission control is performed based on the reception quality obtained as described above. In particular, since reception quality can be measured even when error correction fails, the amount of data required at the time of retransmission can be controlled by multiplexing quality information at the time of retransmission control NACK transmission and feeding it back to the transmission side.
このように、本実施の形態においては、誤り訂正符号のパリティ検査行列を用いて誤り訂正符号化手段入力の硬判判定値のパリティを計算し、さらに、パリティが0の割合を計算し、これを通信品質の指標とする。これにより、誤り訂正ができないほど品質が悪い状況であっても、受信品質を測定することで正確な通信制御が可能となり、通信品質を向上させることができる。 As described above, in the present embodiment, the parity of the hard decision value input to the error correction coding means is calculated using the parity check matrix of the error correction code, and the ratio of 0 parity is calculated. Is used as an indicator of communication quality. Thereby, even in a situation where the quality is so bad that error correction cannot be performed, accurate communication control can be performed by measuring the reception quality, and the communication quality can be improved.
実施の形態2.
実施の形態1では硬判定によりパリティを計算したが、実施の形態2では、軟判定によりパリティが0となる確率を計算し、品質測定精度をさらに向上させる。
Embodiment 2. FIG.
In the first embodiment, the parity is calculated by the hard decision, but in the second embodiment, the probability that the parity becomes 0 is calculated by the soft decision, and the quality measurement accuracy is further improved.
図3は、受信品質測定手段11の実施の形態2の構成例を示す図であり、バッファ手段82a,パリティ検査行列格納手段83a,パリティ0確率計算手段84a,積分手段87a,符号語長除算手段88aを備えている。なお、受信品質測定手段11以外の動作は実施の形態1とほぼ同じである。
FIG. 3 is a diagram showing a configuration example of the second embodiment of the reception
本実施の形態では、パリティを計算するのではなく、パリティ0確率計算手段83aが、パリティが0となる確率を計算する。さらに、得られた確率を積分し、符号語長で除算することで平均化し、その結果を受信品質の指標としている。以下に、パリティが0となる確率の計算法を示す。
In this embodiment, instead of calculating the parity, the
たとえば、パリティ:c0が下記(5)式で表される場合に、a0,a1,a2、0,1を任意にとると仮定し、図4に示す8通りについて確率を求め、この結果からパリティが0となる確率を求める。
a0+a1+a2=c0 …(5)
For example, when parity: c0 is expressed by the following equation (5), it is assumed that a0, a1, a2, 0, 1 are arbitrarily selected, and probabilities are obtained for eight patterns shown in FIG. Find the probability that is zero.
a0 + a1 + a2 = c0 (5)
a0,a1,a2は、それぞれbit単位に0となる確率を示しているとすると、「c0=0」となる確率は、下記(6)式で表される。
p(c0=0)=a0a1a2+(1-a0)(1-a1)a2+(1-a0)a1(1-a2)+a0(1-a1)(1-a2) …(6)
Assuming that a0, a1, and a2 indicate the probability of 0 in bit units, the probability of “c0 = 0” is expressed by the following equation (6).
p (c0 = 0) = a0a1a2 + (1-a0) (1-a1) a2 + (1-a0) a1 (1-a2) + a0 (1-a1) (1-a2) (6)
受信手段9からの出力aが対数尤度比の場合は、下記(7)式により確率pに変換することができる。なお、eは自然対数の底である。
p=ea/(1+ea) …(7)
When the output a from the receiving means 9 is a log likelihood ratio, it can be converted into a probability p by the following equation (7). Note that e is the base of the natural logarithm.
p = e a / (1 + e a ) (7)
さらに、a0,a1,a2が対数尤度比の場合の近似計算として、下記(8)式を用いることもできる。
b=max(a0+a1+a2,-a0-a1+a2,-a0+a1-a2,a0-a1-a2)-
max(-a0+a1+a2,a0-a1+a2,a0+a1-a2,-a0-a1-a2)
p(c0=0)=eb/(1+eb)
…(8)
Furthermore, the following equation (8) can also be used as an approximate calculation when a0, a1, and a2 are log likelihood ratios.
b = max (a0 + a1 + a2, -a0-a1 + a2, -a0 + a1-a2, a0-a1-a2)-
max (-a0 + a1 + a2, a0-a1 + a2, a0 + a1-a2, -a0-a1-a2)
p (c0 = 0) = e b / (1 + e b )
(8)
このように、本実施の形態においては、軟判定によりパリティが0となる確率を計算することとした。これにより、前述した実施の形態1の効果に加えて、さらに高精度に品質を測定し、通信制御の精度を向上させることができ、伴って通信品質を向上させることができる。 As described above, in this embodiment, the probability that the parity is 0 is calculated by the soft decision. Thereby, in addition to the effects of the first embodiment described above, the quality can be measured with higher accuracy, the accuracy of communication control can be improved, and the communication quality can be improved accordingly.
以上のように、本発明にかかる受信品質測定装置は、低CNRの場合に有用であり、特に、畳み込み符号やターボ符号やLDPC符号などの線形符号を用いた通信システムを構成する通信装置に適している。 As described above, the reception quality measurement apparatus according to the present invention is useful in the case of low CNR, and is particularly suitable for a communication apparatus constituting a communication system using a linear code such as a convolutional code, a turbo code, or an LDPC code. ing.
1 誤り訂正符号化手段
2 送信手段
3 アンテナ共用手段
4 アンテナ
5 受信手段
6 通信制御手段
7 アンテナ
8 アンテナ共用手段
9 受信手段
10 誤り訂正復号手段
11 受信品質測定手段
12 通信制御手段
13 送信手段
81 硬判定手段
82,82a バッファ手段
83,83a パリティ検査行列格納手段
84 論理積
84a パリティ0確率計算手段
85 排他的論理和
86 D−FF
87 カウンタ
87a 積分手段
88,88a 符号語長除算手段
DESCRIPTION OF
87
Claims (3)
前記誤り訂正符号に対して所定の誤り訂正復号を行う場合の入力信号を硬判定する硬判定手段と、
誤り訂正符号のパリティ検査行列を用いてパリティ検査を行い、その検査結果を用いてパリティが0となる比率を計算し、当該比率を受信品質の指標とする受信品質計算手段と、
を備えることを特徴とする受信品質測定装置。 A reception quality measuring device in a communication device on the receiving side constituting a communication system using an error correction code,
Hard decision means for making a hard decision on an input signal when performing predetermined error correction decoding on the error correction code;
A parity check using a parity check matrix of an error correction code, a ratio at which parity is 0 is calculated using the check result, and reception quality calculation means using the ratio as an indicator of reception quality;
A reception quality measuring apparatus comprising:
前記誤り訂正符号に対して所定の誤り訂正復号を行う場合の入力信号である軟判定信号と、誤り訂正符号のパリティ検査行列と、に基づいて、パリティが0となる確率を計算し、当該確率の平均値を受信品質の指標とする受信品質計算手段、
を備えることを特徴とする受信品質測定装置。 A reception quality measuring device in a communication device on the receiving side constituting a communication system using an error correction code,
Based on a soft decision signal that is an input signal when performing predetermined error correction decoding on the error correction code and a parity check matrix of the error correction code, a probability that parity is 0 is calculated, and the probability Reception quality calculation means using the average value of as an indicator of reception quality,
A reception quality measuring apparatus comprising:
請求項1または2に記載の受信品質測定装置を備えることを特徴とする通信装置。 A communication device on the receiving side that constitutes a communication system using an error correction code,
A communication apparatus comprising the reception quality measuring apparatus according to claim 1.
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KR101623354B1 (en) | 2013-09-11 | 2016-05-23 | (주) 네오위드넷 | Quality inspection method based on integrated quality inspection syetem |
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2006
- 2006-04-26 JP JP2006122546A patent/JP2007295404A/en active Pending
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