JPH07505276A - 離散符号化信号を受信するために動作する受信機用の誤り検出回路 - Google Patents

Abstract

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Description

【発明の詳細な説明】 離散符号化信号を受信するために動作する受信機用の誤り検出回路 発明の背景 本発明は、一般に、受信機に送信された離散符号化信号（ｄｉｓｃｒｅｔｅｌｙ −ｅｎｃｏｄｅｄ　ｓｉｇｎａｌｓ）の誤りを検出するための誤り検出回路に関 し、さらに詳しくは、符号化フレームから成る離散符号化信号を受信するために 構成された受信機によって、受信された不良フレーム（ｂａｄ　ｆｒａｍｅ）の 情報信号を検出するための不良フレーム表示装置に関する。

通信システムは、最小限、伝送チャネルによって相互接続される送信機および受 信機から成る。通信信号は送信機によって伝送チャネル上を送信され、その後、 受信機によって受信される。無線通信システムは、伝送チャネルが電磁周波数ス ペクトルの一範囲内の周波数によって定義される無線周波数チャネルから成る通 信システムである。無線通信システムで動作する送信機は、通信信号を無線周波 数チャネルでの送信に適した形に変換しなければならない。

通信信号を無線周波数チャネルでの送信に適した形に変換することは、変調と呼 ばれるプロセスによって達成される。そうしたプロセスで、通信信号は電磁波に 印加される。

この電磁波は一般的に「搬送信号」と呼ばれる。通信信号によっていったん変調 された結果の信号は、一般的に変調搬送信号、またはより簡単に変調信号と呼ば れる。送信機は、こうした変調プロセスを実行するのに有効な回路機構を含む。

変調搬送信号は長距離を自由空間で送信することができるので、無線通信システ ムは、送信機と遠隔配置された受信機との間の通信を達成するために幅広く使用 される。

変調搬送信号を受信する無線通信システムの受信機は、送信機の回路に類似する が、それとは逆の動作をする回路を含み、復調と呼ばれるプロセスを実行するよ うに動作する。

電磁周波数スペクトル上に定義された異なる無線周波数チャネルで送信される信 号である限り、多数の変調搬送信号を同時に送信することができる。調整機関は 、電磁波周波数スペクトルの一部を周波数帯に分割し、様々な周波数帯における 変調搬送信号の送信を規制してきた。（周波数帯はさらにチャネルに分割され、 そうしたチャネルは無線通信システムの無線周波数チャネルを形成する。）双方 向無線通信システムは、上述の無線通信システムと同様の無線通信システムであ るが、変調搬送信号を一つの位置から伝送し、かつその位置で変調搬送信号を受 信することができる。そうした双方向通信システムの各位置には、送信機と受信 機の両方が含まれる。単独の位置に配置された送信機および受信機は一般に、無 線トランシーバ、またはより簡単にはトランシーバと呼ばれる装置を構成する。

セルラ通信システムは双方向無線通信システムの一種であり、そのセルラ通信シ ステムによって包含される地理的領域内の任意の位置に配置された無線トランシ ーバによって通信することができる。

セルラ通信システムは、地理的領域全体にわたり間隔を置いた位置に、基地局と 呼ばれる多数の固定位置無線トランシーバを配置することによって形成される。

基地局は、従来の有線電鰭網に接続される。多数の基地局の中のそれぞれの基地 局に対応するのは、セルラ通信システムによって包含される地理的領域の一部分 である。そうした一部分のことをセルという。多数のセルのそれぞれが多数の基 地局の中の一つによって定義され、多数のセルがひとつにまとまって、セルラ通 信システムのカバレッジ・エリアを定義する。

セルラ通信システムのカバレッジ・エリア内の任意の位置に配置され、セルラ通 信システムでセルラ無線電話機またはより簡単にはセルラ・フォノと呼ばれる無 線トランシーバは、基地局を介して、従来の有線電話網の利用者と通信すること ができる。無線電話機によって生成された変調搬送信号は基地局に伝送され、基 地局によって生成された変調搬送信号は無線電話機に伝送され、これによって両 者間の双方向通信が達成される。（基地局によって受信された信号は次に、従来 の電話技術によって、従来の有線電話網の所望の位置に伝送される。そして、有 線電話網のある位置で生成された信号は、従来の電話技術によって基地局に伝送 され、その後、基地局によって無線電話機に伝送される。） セルラ通信システムの利用が普及した結果、場合によっては、セルラ無線電話通 信に割り当てられた周波数帯の全ての利用可能な伝送チャネルが完全に利用し尽 されるようになった。その結果、無線電話通信に割り当てられた周波数帯をいっ そう効率的に利用するための様々なアイディアが提案されてきた。無線電話通信 に利用される無線周波数帯をいっそう効率的に利用することによって、既存のセ ルラ通信システムの伝送容量を増加することができる。

そうしたアイディアの中のいくつかは、通信信号を変調して送信機によってそれ を通信チャネル上に伝送する前に、通信信号を離散形に変換することを含む。通 信信号をそうした離散形に変換することによって、そこがら形成される変調搬送 信号は短いバーストで送信することができ、２つ以上の変調信号を単独の伝送チ ャネルで順次送信することができる。

通信信号の離散形への変換は一般に、符号化技術によって達成され、そうした変 換を実行する装置は一般に、ソース符号器（ｓｏｕｒｃｅ　ｅｎｃｏｄｅｒ）と 呼ばれる。符号化技術の結果生成される符号化信号は一般に、離散２進データ・ ストリームの形をとる。離散２進データ・ストリームの要素（つまり、ビット） は、情報信号の様々な特性を表わす。

そうした離散符号化信号を送信する送信機は一般に、さらに、ソース符号器によ って生成される符号化信号を受信するために結合されたチャネル符号器を含む。

チャネル符号器は信号の冗長性を高めるように動作し、そうした冗長性は、受信 機によって受信される信号の正確な決定を促進する。

無線周波数チャネルは雑音の無い通信チャネルではないので、雑音およびその他 の伝送上の問題点（例えば、シンボル間干渉やレイリー・フェージング（ｉｎｔ ｅｒｓｙｍｂｏｌｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｒａｙｌｅｉｇｈ　ｆａ ｄｉｎｇ））は、受信機が送信機によって送信された信号以外の信号を受信する 原因となることがある。チャネル符号器によって符号化された符号化信号は冗長 性を含むので、符号化信号から形成された変調信号がその伝送中に歪んだ場合で も、受信機は送信機によって送信された実際の情報信号を正確に決定することが いっそう良くできる。受信機のチャネル復号回路は、送信機のチャネル符号器に よって信号に導入された冗長性を除去するように動作する。

様々なブロックおよび畳込み符号化および復号化技術は、通信信号の正確な再生 を促進するために開発された。そうした畳込み技術の一つがビタビ符号化技術（ ｖｉｔｅｒｂｉｃｏｄｉｎｇ　ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ）である。送信機は、例えば 、チャネル符号化を実行するためにビタビ符号器を含むことができ、受信機は、 例えば、それに対応して、チャネル復号化を実行するためにビタビ復号器を含む ことができる。

しかし、送信信号に導入された歪みがあまりに大きく、大きく歪んだ情報のバー ストを受信機が受信することができないような場合には、受信機の復号回路は、 受信した信号を適切に復号することができない。受信信号のそうした不正確な復 号化は、受信機が、送信機によって送信された変調信号を形成する通信信号以外 の信号を再生する結果をまねく。

パリティ・ビットは、離散符号化通信信号から形成された変調信号を伝送する通 信システムにおいて、ときどき利用される。受信機によって受信されたパリティ ・ビットの値は、信号の伝送中に信号に導入される歪みの量の標識を提供するた めに利用される。

離散符号化信号を送信するように動作する送信機は、しばしば送信機によって送 信される符号化信号にパリティ・ビットを導入するための回路を含む。そうした パリティ・ビットを含む送信信号を受信する受信機は、受信機によって受信され た信号のパリティ・ビットが、予め決められた一連の値と一致するか否かを決定 する（この場合、そうした予め決められた一連の値は、送信機によって実際に送 信された一連のパリティ・ビットと一致する）。

受信機が予め決められた一連の値とは異なる値のパリティ・ビットを含む符号化 信号を受信する場合、信号にかなりの量の歪みが導入されたことを示す。パリテ ィ・ビットの歪みは、信号のその部分の他のビットに歪みが導入されたことを示 すので、歪みが生じたパリティ・ビットの周囲に位置する受信信号の部分は、受 信機によって無視される。

しかし、信号にかなりの歪みがある場合でも、ランダム・プロセスによって、受 信機で受信したパリティ・ビットが歪まない信号を表わす値を持つことがある。

そのような場合、受信機は、歪んだ信号がその伝送中に歪まないと間違った判断 を下し、それによって間違った信号を再生する。

したがって、歪みパリティ・ビットの検出に基づいて、受信機によって受信した 信号が大きく歪まないか否かを決定するこうした方法は、不適切である。

仮に、受信機の受信回路が、そこに伝送された信号に導入された歪みの量に関し 誤った判断を下した場合、受信機によって生成される再生信号は、一般に単なる 歪み以上の状態となり、むしろ、ビシャピシャという音（ｓｑｕｅｌｃｈｉｎｇ ）で聴覚的に気付くことの方が多い。

したがって、受信機によって受信された歪みの著しい信号を受信機が除去すべき 場合に、それを判定するより正確なシステムが必要である。

発明の概要 したがって、本発明は、離散受信機用の誤り検出回路を提供する。

本発明は、別の利点として、符号化フレームから成る離散符号化信号を受信する ために構成された受信機用の不良フレーム・インジケータを提供する。

本発明は、さらに別の利点として、予め決められたビット数の符号化フレームか ら成る離散符号化信号を受信するために構成されたトランシーバを提供する。

本発明は、さらに別の利点として、離散符号化信号を受信するために構成された 受信機によって受信された一連の離散符号化信号が過剰な数の無効信号部（ｉｎ ｖａｌｉｄ　ｓｉｇｎａｌｐｏｒＮｏｎ）から成る場合に、それを検出する方法 を提供する。

本発明は、さらなる別の利点および特徴を提供するが、以下の好適な実施例の詳 細な説明を読めば、いっそう容易に詳細が明らかになるであろう。

したがって、本発明に従って、離散符号化信号を受信するために動作する受信機 用の誤り検出回路、およびそれに関連するそのための方法を開示する。この誤り 検出回路は、一連の離散符号化信号が過剰な数の誤り信号値の信号部から成ると き、それを決定するように動作する。受信機によって受信された一連の離散符号 化信号の信号部が誤り信号値のときに、決定が行われる。誤り信号値であると決 定された信号部の数を表わす値を持つ誤り信号が生成される。

一連の離散符号化信号の信号品質レベルが決定され、そうして決定された信号品 質レベルを表わす信号品質信号が生成される。誤り信号と信号品質信号は一つに 結合され、それによって加重誤り信号（ｗｅｉｇｈｔｅｄ　ｅｒｒｏｒ　ｓｉｇ ｎａｌ）が形成される。加重誤り信号が予め選択された第１値を越える値である 場合、または誤り信号が予め選択された第２値を越える値である場合に、受信信 号、シーケンス誤り信号が生成される。受信信号、シーケンス誤り信号は、一連 の離散符号化信号が過剰な数の誤り信号値の信号部から成ることを示す。

図面の簡単な説明 第１図は、離散符号化通信信号を送信および受信するために動作可能な通信シス テムのブロック図である。

第２−１図は、ディジタル符号化通信信号の一つのフレームを表わす。

第２−２図は、信号冗長性をフレーム内に導入する符号化技術に従って、チャネ ル符号器によって符号化した第２．１図のディジタル符号化通信信号のフレーム を表わす。

第２−３図は、ディジタル符号化通信信号を符号化して第２−２図の信号を形成 するために使用された符号化技術に対応する復号化技術に従って、受信機で受信 され、チャネル復号器によって復号されたディジタル符号化通信信号のフレーム を表わす。

第３図は、本発明の好適な実施例の誤り検出回路の部分的に機能ブロック、部分 的に回路図である。

第４−１図は、受信機によって受信され、いったん復号された後、本発明の好適 な実施例の誤り検出回路の動作中に再符号化された通信信号の単独のフレームを 表わす。

第４−２図は、第３図の誤り検出回路を含む本発明の好適な実施例の受信機によ って受信された後、まだ符号化された状態にある信号の単独のフレームを表わす 。

第４−３図は、第４−１図および第４．２図に表わされた信号間の比較の結果と して形成される信号の単独のフレームを表わす。

第５図は、受信機に伝送され、第３図の誤り検出回路の動作中に決定された１フ レームの通信信号に含まれるビ・ノド誤り数を表わす信号と、同じく第３図の誤 り検出回路の動作中に形成された信号品質信号の逆数との結合によって形成され た曲線のグラフである。

第６図は、第３図の誤り検出器をその一部分として含む、本発明の好適な実施例 の無線電話機の部分的にプロ・ツク。

部分的に回路図である。

第７図は、本発明の好適な実施例の方法の段階を記録した流れ図である。

好適な実施例の詳細な説明 初めに、第１図のブロック図を参照して、これは、一般に符号１００で表わす通 信システムを示す。通信システム１００は、離散符号化通信信号を送受信するた めに動作する。

ここでブロック１１６で表わす情報源は、例えば音声信号等の通信信号の源（ｓ ｏｕｒｃｅ）である。情報源１１６が音声信号から成る場合には、情報源１１６ は音声信号を電気の形に変換するトランスデユーサ（ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）を 含む。

情報源１１６によって生成された通信信号は、線（ｌｉ’ｎｅ）１１８を介して 、情報符号器１２２に供給される。情報源符号器１２２は、線１１８でそこに供 給された通信信号を離散信号に変換する。情報源符号器１２２は、例えば、その 出力部にディジタル信号を生成するアナログ・ディジタル変換器を含むことがで きる。

情報源符号器１２２によって生成された離散信号は、チャネル符号器１２８に結 合された線１２４に生成され、チャネル符号器に供給される。チャネル符号器１ ２８は、そこに供給された離散信号を符号化技術に従って符号化する。

チャネル符号器１２８は、例えば、ブロック符号器または畳込み符号器によって 構成することができる。チャネル符号器１２８は、線１２４でそこに供給された 離散信号の冗長性を高めるように動作する。離散信号の冗長性を高めることによ って、伝送中に信号に導入される伝送誤りおよび歪みが、通信システム１００の 受信機部が実際の送信信号を検出するのを妨げられる可能性が低下する。

チャネル符号器１２８によって生成された符号化信号は、線１３０で変調器１３ ４に供給される。変調器１３４は、そこに供給された符号化通信信号を変調技術 に従って変調する。変調器１３４は、そこに供給された符号化信号および搬送信 号から成る変調搬送信号を生成する。

情報源１１６．情報源符号器１２２．チャネル符号器１２８、および変調器１３ ４は全体で、一般に符号１４６で表わし、かつ各要素を取り囲む破線によるブロ ックで示した送信機を構成する。

送信機１４６の変調器１３４によって生成された変調搬送信号は、ここでブロッ ク１５２で示す伝送チャネルにより伝送される。実際の伝送チャネルは無干渉チ ャネルではないので、変調搬送信号が伝送チャネルを伝送されるときに、変調搬 送信号に（例えば、雑音、シンボル間干渉、およびレイリー・フェージングによ る）干渉が導入される。

そうした干渉をこの図では、伝送チャネル１５２に加えられた線１５８によって 示す。

送信機１４６によって伝送チャネル１５２に送信された変調搬送信号は、受信機 によって受信される。受信機は、いったん受信機によって受信された変調搬送信 号を復調するために動作する復調器１６４を含む。復調器１６４は復調した信号 を線１６６に生成し、チャネル復号器１７６に入力する。チャネル復号器１７６ は、送信機部１４６のチャネル符号器１２８に対応し、チャネル符号器１２８と は逆に動作し、それにより、復号器１６４からそこに入力された符号化信号を復 号する。チャネル復号器１７６は離散形の復号化信号を、情報源復号器１８２に 結合された線１７８に生成する。

情報源復号器１８２は、線１７８からそこに入力された離散信号を、線１９０を 介して受端（ｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ）に入力するのに適した形に変換する。受 端１８８は、例えば、受信機のスピーカ部、またはそこに入力された電気信号を 人が知覚可能な形に変換するための別のトランスデユーサによって構成すること ができる。

復調器１６４．チャネル復号器１７６、情報源復調器１８２、および受端１８８ は全体で、一般に符号１９４で表わし、かつ破線で示したブロックによってこの 図に示す受信機を構成する。

次に、第２−１図を参照して、一般に符号２１０で表わす１フレ一ム分のディジ タル符号化通信信号を示す。１フレームは、予め決められたビット数、ここでは ディジタル・ビットと定義する。ディジタル・ビットは、順次並んだ状態に配置 したとき、全体で一つの符号化路（ｃｏｄｅｄ　ｗｏｒｄ）を形成する。これは 、符号語（ｃｏｄｅ　ｗｏｒｄ）または符号化信号（ｅｎｃｏｄｅｄ　ｓｉｇｎ ａｌ）とも呼ばれる。

この図に示すフレーム２１０は、セルラ無線電話通信のＧｒｏｕｐｅ　５ｐｅｃ ｉａｌ　ｍｏｂｉｌｅ　（Ｇ　Ｓ　Ｍ）標準に定義されたフレームを表わす。い うまでもなく、本発明は、通信信号を送信する前に離散符号化する多くのその他 の通信方式のどれにでも、同様に適用可能であることを理解されたい。

第２−１図のフレーム２１０は、第１図の通信システム１００の送信機１４６の 情報源符号器１２２のような、情報源符号器によって生成された符号化信号を表 わす。第２−１図のフレーム２１０は、２つのデータ・ビット部分、ここではク ラス１部分２１６およびクラス２部分２２８を有する符号語を形成する。部分２ １６，２２８は合わせて２６０ビツトの長さであり、部分２１６は１８２ビツト のビット長、部分２２８は７８ビツトのビット長である。３ビツトの長さのパリ ティ・ビット部分２３０を形成するパリティ・ビット（代替的に句巡回冗長検査 （ｐｈｒａｓｅ　ｃｙｃｌｉｃｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ　ｃｈｅｃｋ）またはＣＲ Ｃと呼ばれる）は、部分２１６と２２８の間に点在される。ここでもまた、他の フレームの長さや構成が同様に可能であり、かつ今述べた部分長はＧＳＭ標準に 対応するものであることに、留意されたい。

第２−２図は、フレーム２１０の一部分をチャネル符号器で符号化した後の第２ −１図のフレーム２１０を表わす単独のフレームを、一般に符号２３４で示す。

クラス１部分２１０およびパリティ・ビット部分２３０は一緒に符号化されて、 フレーム２３４の符号化部分２４０を形成する。フレーム２３４のクラス２部分 は、フレーム２１０の部分２２８に対応しており、チャネル符号化状態ではない 。

部分２４０は、３７８ビツトの長さである。（ここでは重要ではないが、フレー ム２１０の部分２１６，２３０の符号化の前に、所望のビット数、例えば４ビツ トをそこに付加してもよく、これは後で、そこから形成された符号化部分２４０ の復号化を促進するのに役立つ。）部分２５２はチャネル符号化状態ではないの で、部分２５２は、フレーム２１０の部分２２８と同様のビット数、つまり７８ ビツトである。

符号化部分２４０は、フレーム２１０のビット部分２１６　（と部分２３０の合 計）に対してビット長が増加しており、これによってそうした部分の冗長性が高 まり、それによって、伝送チャネルにおける伝送中のフレーム２３４の歪みが、 フレーム２１０の部分２１６から成る実際の通信信号を正確に再生するのを妨げ る可能性が低下する。１フレームの部分がより大きかろうと小さかろうと、所望 する従来の符号化技術によって符号化することができる。

第２−３図は、第１図の通信システム１００の受信機部１９４などの受信機の復 号器部によって受信、復号された１フレームを、一般に符号２５６で示す。フレ ーム２５６はクラス１部分２６２．パリティ・ビ・スト（すなわちＣＲＣ）部分 ２６８．およびクラス２ビット部分２７４によって構成される。理想的には、第 ２−３図のフレーム２５６は、第２−１図のフレーム２１０と同じである。しか し、先番二連べたように、伝送チャネル（第１図の通信システム１００でブロッ ク１５２によって示す）は無雑音ではなく、そこを伝送される変調搬送信号に干 渉が導入されるので、信号はその伝送中に歪むことがある。したがって、伝送中 の信号の歪みは、部分２６２，２６８，２７４の１つまたは多数のビットが、フ レーム２１０の対応部分２１６，２３０゜２２８とは異なるようになる原因とな る。

ビタビ畳込み符号化技術等の符号化技術、ここでは畳込み符号化技術を使用する ことは、伝送中に発生するクラス１ビット部分２４０の歪みが、フレーム２１０ の実際のクラス１ビット部分２１６の正確な再生を妨げる可能性を減少する。

第３図は、一般に符号３００で示される、本発明の好適な実施例の誤り検出器の 部分的にブロック、部分的に回路図である。誤り検出回路３００は、受信機によ って受信された信号を表わす標本を少なくとも受信するように動作する。そして 、好適な実施例において、回路３００は、回路３００を組み込んだ受信機に送信 された変調信号から成る各フレームの信号部分の信号値を表わす信号を受信する 。

受信機によって受信された信号を表わす信号は、線３０６でビタビ復号器３１２ に供給される。ビタビ復号器３１２に供給された信号は、ソフト決定信号（ｓｏ ｆｔ　ｄｅｃｉｓｉｏｎｓｉｇｎａｌ）として利用される。ビタビ復号器３１２ は、線３１８に畳込み符号器３２４に供給される復号信号を生成する。

畳込み符号器３２４は、線３３０に符号化信号を生成する。

誤り検出回路３００を組み込んだ受信機への信号の伝送中に、その信号にほとん どまたは全く歪みが導入されない場合、畳込み符号器３２４によって生成される 信号は、線３０６でビタビ復号器３１２に入力された信号と全く同一、または極 めてよく類似する。しかし、誤り検出回路３００を組み込んだ受信機に伝送され た信号のかなりの部分が歪むと、復号器３１２は、送信機から回路３００を組み 込んだ受信機に伝送される送信機によって実際に生成された信号を正確に再生す ることが不可能になる。したがって、線３３０で畳込み符号器３２４によって生 成された信号のがなりの部分は、線３０６で復号器３１２に入力された信号の対 応する部分とは異なる。

線３０６は、ハード決定変換器（ｈａｒｄ　ｄｅｃｉｓｉｏｎｃｏｎｖｅｒｔｅ ｒ）　３３６とも結合し、ソフト決定信号として利用される線３０６に出力され た信号は、バッファ３４２に格納される一連のディジタル・パルスに変換される 。バッファ３４２は、第２−２図のフレーム２３４のような伝送フレームの長さ と少なくとも同じ容量である。出力線３４８は、バッファ３４２の出力を論理ゲ ート３５６の入力、ここでは排他的論理和（ｌｏｇｉｃａｌ　ｅｘｃｌｕｓｉｖ ｅ−ＯＲ）ゲートに相互接続する。畳込み符号器３２４によって線３３０に生成 された再符号化信号は、ゲート３５６の第２人力に供給される。

ゲート３５６は、符号器３２４によって線３３０に生成された再符号化信号が、 線３０６で回路３００に供給された信号と異なるときに、決定動作を行う。ゲー ト３５６は線３６２に比較信号を生成する。比較信号は順次、シフト・レジスタ ３６８に供給される。線３６２に生成され、シフト・レジスタ３６８に供給され る比較信号の各ビットは、アキュムレータ（ａｃｃｕｍｕｌａｔｏｒ）　３７４ に供給される。

アキュムレータ３７４は、（ゲート３５６が排他的論理和ゲートから成る場合） 論理１の値を持つ信号部分の数、ここではビット数を決定するように動作する。

ゲート３５６が論理１の値を持つ比較信号を生成する場合、線３３０゜３４８で そこに入力された信号は異なる値である。つまり、そうした２つの線で生成され た信号の対応するビットが異なる値である。アキュムレータ３７４はそれによっ て、線３３０．３４８に生成された信号間のビット相違数を計数するように動作 する。アキュムレータ３７４は、線３８０にそうしたビット相違の計数を表わす 信号を生成する。

線３８０は比較器３８４の入力に結合され、第１閾電圧は比較器３８４の第２人 力に入力される。アキュムレータ３７４によって線３８０に生成された信号の値 が、閾電圧より大きい場合には、比較器３８４は線３９０に高い値の信号を生成 する。そうでない場合には、比較器３８４は線３９０に低い値の信号を生成する か、または全く信号を生成しない。

線３０６は、好適な実施例において、それぞれが直列に接続された信号強度測定 回路３９８．加重平均回路４０２゜および逆数インバータ回路４０６を含む信号 品質表示回路３９４にさらに結合される。回路３９８，４０２，４０６はそれぞ れ、線３０６に生成された信号の信号強度を測定し、従来の方法でそうした測定 信号強度の加重平均を取り、そうした加重平均の逆数を取るように動作する。信 号品質表示回路は、そこに入力された信号の信号品質を表わす信号品質信号を生 成する。そして、さらに詳しくは、好適な実施例において、信号品質信号は、そ こに入力された信号の測定信号強度の加重平均の逆数に対応する値となる。

信号品質信号は、マルチプライヤ（ｍｕｌｔｉｐｌｉｅｒ）　４１４の入力に結 合された線４１０に生成される。線３８０は、マルチプライヤ４１４の別の入力 に結合され、アキュムレータ３７４によって生成された信号をそこに供給する。

マルチプライヤ４１４は、線３８０，４１０からそこに入力された信号を乗算す るように動作する。アキュムレータ３７４によって線３８０に生成された信号は 、線３３０，３４８に生成された信号間のビットの相違を表わす。したがって、 ビット「誤り」を表わすので、マルチプライヤ４１４によって形成される積は加 重誤り信号を形成する。マルチプライヤ４１４によって形成された加重誤り信号 は、比較器４２２の入力に結合された線４１８に生成される。第２閾電圧が比較 器４２２の第２人力に印加される。

線４１８に生成された加重誤り信号が閾電圧レベルより高い値である場合、比較 器４２２は、高論理レベルの出力信号を線４２６に生成するように動作する。そ うでない場合には、比較器４２２は低論理レベルの信号を線４２６に生成する。

比較器３８４，４２２の出力にそれぞれ結合された線３９０．４２６は、ゲート ４３０の入力、ここでは論理和ゲートに入力される。ゲート４３０は、高論理値 の信号が線３９０または４２６に生成された場合には必ず、ここでは受信信号、 シーケンス誤り信号と呼ばれる出力信号を生成するように動作する。誤り検出回 路３００によって生成されるそうした信号は、通信信号の受信フレームがひどく 歪み（つまり、含まれるビット誤り数が多過ぎ）、受信機に適切な再生ができな いという標識を提供するために利用される。

回路３００は少なくとも部分的に第３図の電気回路部材によって代表されるが、 好適な実施例では、回路３００はプロセッサ回路によって実行可能なアルゴリズ ムによって実現される。回路３００のハードウェア実現は、もちろん可能である 。

第４．１図は、誤り検出器３００の畳込み符号器３２４によって受信され、ここ で一般に符号４２０で示される再符号化された単独のフレームの典型的な通信信 号である。説明のために、フレームを構成する幾つかのビットの値は数字で示さ れる。フレーム４２０は、線３３０からゲート３５６に入力される再符号化信号 に対応する。

第４−２図は、第４−１図と同様であるが、受信機によって受信され、線３４８ の回路３００のゲート３５６に供給された単独フレームの符号化信号を、一般に 符号４２４で示す。第４−１図のフレーム４２０と同様に、説明のために、フレ ーム４２４を構成するビットのうちの選択された幾つかの値を数字で示す。ビッ ト位置に割り当てられた値は、単なる説明を目的とするにすぎないことに留意さ れたい。

第４−３図は、第３図の誤り検出回路３００のゲート３５６によって線３６２に 生成された単独フレームの比較信号を、一般に符号４２８で示す。Ｊｉ３３０， ３４８に生成され、第４−１図および第４−２図のそれぞれのフレーム４２０． ４２４によって表わされる信号の対応するビットを比較した場合に異なる値であ ったときは、比較信号は高論理値である。第４−３図のフレーム４２８を検討す ると、フレーム４２０の１ビツトが、フレーム４２４の対応するビットと同じ値 である場合、フレーム４２８の対応するビットが論理零の値となることが認識で きる。フレーム４２０のビットの値がフレーム４２４の対応するビットの値と異 なる場合には、フレーム４２８の対応するビットは論理１の値である。

回路３００の線３６２に生成され、第４−３図のフレーム４２８によって表わさ れる比較信号は、シフト・レジスタ３６８にシフトされ、アキュムレータ３７４ は、論理１の値である信号のビット数を計数するように動作する。シフト・レジ スタ３６８は、ｌフレーム全体の比較信号のビットを内部に格納できる長さであ り、そこでアキュムレータ３７４は１フレームのデータ全体に対し検出されたビ ット相違回数を計数することができる。アキュムレータ３７４によって線３８０ に生成された信号は、ｌフレームのデータ全体におけるビット相違回数である。

回路３００の比較器３８４は、線３８０に生成された信号の値（つまり、１フレ ームのデータで検出されたビット相違回数）が予め選択された値を越えたときに 、線３９０に信号を生成するように動作する。

線４１８で加重誤り信号（アキュムレータ３７４によって線３８０に生成された 信号と、線４１０に生成された信号品質信号とを結合した信号）を受信する比較 器４２２は、加重誤り信号が予め選択された値を越えたときに、線４２６に信号 を生成するように動作する。信号品質は少なくとも部分的に、歪みを含む信号を 正確に復号することができるかどうかを決定するので、線４１８に生成される加 重誤り信号は、検出されたビット誤り数と共に、信号品質レベルの標識を提供す る。（特定の数のビット誤りを有する高信号品質の信号はまだ正確に復号するこ とができるが、同数のビット誤り数を有する間は、低信号品質の信号は正確に復 号することができない。） 次に、第５図のグラフを参照して、第３図の検出器３０Ｏの線４１８に生成され た加重誤り信号を示すンラフである。加重誤り信号は、横軸４７８に沿ってその 逆数を描画した信号品質信号の値と、ここに縦軸４８０に沿って描画した検出さ れたビット誤り数との積から形成される。曲線４８６は、信号品質信号の値と、 検出器３００の線３８０に生成された誤り信号によって表わされる検出ビット誤 り数との積から形成される。横軸４７８に沿った値は、線４１０に生成された信 号品質信号の値に対応し、縦軸４８０に沿った値は、線３８０に生成された誤り 信号の値に対応し、曲線４８６は、検出器３００の線４１８に生成される加重誤 り信号に対応する。

曲線４８６の右側に形成され、ここで符号４９６で示される領域は、加重誤り信 号が比較器４２２に印加される閾電圧より高い値であり、不良フレームのデータ であることを示す信号が検出器３００の線４２６に生成される回数を表わす。こ こで符号４９８で示される曲線４８６の左側の領域は、加重誤り信号が４２２に 印加される閾電圧より低い値であり、適正フレームのデータであることを表わす 回数を示す。はとんどの場合、そうした単独比較は、受信信号の信号品質が与え らえることを条件として、送信信号の適切な再生を行うにはフレームのデータに 含まれるビット誤りが多すぎるか否かを決定するのに適する。

しかし、ビット誤り数が非常に著しい場合（つまり、線３８０に生成される誤り 信号が非常に大きい値となる場合）、（線４１０に生成される信号品質信号によ って示される）受信信号の信号品質がいかに良い場合でも、受信機は送信信号を 正確に再生することができない。そのような場合、比較器３８４に勾って線３９ ０に生成された信号は、受信したフレームのデータが多くのビット誤りを含み過 ぎるために、送信信号の正確な再生ができないという標識を提供するために利用 される。

線５０２は、予め選択されたビット誤り数（つまり、アキュムレータ３７４によ って線３８０に生成される予め選択された値の誤り信号値）を示す。ビット誤り 数がそのような予め選択された値より高い場合には、比較器３８４は線３９０に 信号を生成する（つまり、線５０２より上の領域）。そうでない場合には、比較 器３８４は、線３９０に信号を生成しない（つまり、線５０２より下の領域）。

線５０２より上の領域と曲線４８６より上の領域４９６のかなりの部分が重なる が、陰影表示した部分（領域５０６）は線５０２より上であるが、曲線４８６よ り下である。

したがって、比較器３８４，３９０によって生成される信号を利用すると、比較 器４２２によって線４２６に生成される信号が適正なフレームのデータである場 合に、不良フレームのデータであるという標識が提供される。したがって、線３ ９０，４２６に生成される信号を論理和ゲート４３０に入力することによって、 信号品質レベルが比較的高い場合でも、線４３４に標識が生成され、１フレーム のデータに過剰な数のビット誤りが含まれることを示す標識を提供する。比較器 ４２２，３８４に印加される閾電圧の値を変更することによグて、曲線４８６， ５０２の位置を所望の通りに変更することができる。

次に、第６図の部分的にブロック、部分的に電気回路図を参照して、一般に符号 ５４０で表わすセルラ無線電話機などの無線トランシーバを示す。トランシーバ ５４０は、その一部分として、第３図の誤り検出回路３００を組み込む。送信機 によって伝送チャネルを送信された信号は、アンテナ５４８によって受信され、 受信信号を表わす電気信号が線５５２に生成され、フィルタ５５６に入力される 。

フィルタ５５６は、ミキサ５６４の第１人力に供給される濾波された信号を線５ ６０に生成する。周波数シンセサイザ５６８によって線５６６に生成された発振 信号は、ミキサ５６４の第２人力に入力される。ミキサ５６４は、ダウン変換信 号（ｄｏｗｎ−ｃｏｎｖｅｒｔｅｄ　ｓｉｇｎａｌ）をフィルタ５７４に入力す るためにフィルタ５７４に結合された線５７２に第１ダウン・ミックス信号（ｄ ｏｗｎ−ｍｉｘｅｄ　ｓｉｇｎａｌ）を生成するように動作する。

フィルタ５７４は、第２ミキサ５８０の入力に入力される濾波された信号を線５ ７６に生成する。発振器５８６によって線５８２に生成される発振信号は、ミキ サ５８０の第２人力に入力される。第２ミキサ５８０は、第２ダウン変換信号を 線５８８に生成するように動作する。

周波数合成器５６８および発振器５８６は、それぞれ線５９２．５９４を介して 、基準発振器５９０と相対的な周波数関係に維持される。

第２ミキサ５８０によって線５８８に生成された第２ダウン変換信号は、復調器 ５９６に入力される。復調器５９６は、そこに入力された信号を復調し、ビタビ 復号器６１２に接続された線６０６に復調信号を生成する。ビタビ復号器は、そ こに入力された信号を復調し、復調信号を線６１８に生成するように動作する。

線６１８は、そこに入力された信号を符号化し、それを示す符号化信号を線６３ ０に生成するように動作する畳込み符号器６２４に結合される。

復調器５９６によって線６０６に生成される復調信号は、ハード決定変換器６３ ６にも入力される。ハード決定変換器６３６は、そこに入力された信号を線６４ ０に生成され、バッファ６４２に格納されるハード決定信号に変換するように動 作する。バッファ６４２に格納されたハード決定信号は、排他的論理和ゲート６ ５６の入力に結合された線６４８に生成される。線６３０に生成された符号化信 号もゲート６５６の入力に入力される。ゲート６５６は、線６３０．６４８に生 成された信号間の比較に対応する値の比較信号を生成するように動作する。線６ ６２に生成される比較信号は、シフト・レジスタ６６８に入力される。アキュム レータ６７４は、シフト・レジスタ６６８に格納された論理１の値を持つビット の数を計数し、そのように計数されたビット数を表わす誤り信号を線６８０に生 成するように動作する。線６８０は比較器６８４の第１人力に結合され、閾電圧 は比較器の第２人力に入力される。比較器６８４は、そこに入力された誤り信号 が閾電圧レベルを越える場合に、信号を線６９０に生成する。

復調器５９６によって線６０６に生成される信号は、信号の信号品質を決定し、 かつ信号品質信号を線７１０に生成するように動作する信号品質表示回路６９４ にさらに入力される。線７１０は、マルチプライヤ７１４の入力に結合され、線 ６８０に生成された誤り信号は、マルチプライヤ７１４の別の入力に供給される 。マルチプライヤ７１４は、そこに入力された信号の積を形成し、比較器７７２ の入力に入力される加重誤り信号を線７１８に生成する。閾電圧が比較器７２２ の第２人力に入力される。比較器７７２は、線７１８に生成された加重誤り信号 が閾電圧レベルを越えると、線７２６に信号を生成する。

線６９０，７２６は、論理和ゲート７３０の入力に入力される。ゲート７３０は 、信号が線６９０または７２６（または線６９０，７２６の両方）に生成された ときに、受信信号、シーケンス誤り信号を線７３４に生成する。要素６１２〜７ ３０は、第３図の誤り検出回路３００の対応する要素３１２〜４３０に対応する 。したがって、誤り検出回路７００は、この図に破線で示したブロック内の要素 から成り、トランシーバ５４０の一部分を構成し、トランシーバ５４０によって 受信された１フレームの信号が著しく歪み、トランシーバ５４０の受信機部がそ こに送信された実際の送信信号を再生することができない場合に、線７３４にそ れを示すＮ識を提供するように動作する。

ビタビ復号器６１２によって線６１８に生成された復号信号は、ブロック復号器 ７３８にさらに供給される。ブロック復号器７３８は、第１図の通信システム１ ００の情報源復号器８２と同様の方法で動作し、そこに入力された信号を復号し 、復号信号を論理積ゲート７４６の入力への線７４２に生成する。線７３４に生 成される受信信号、シーケンス誤り信号は、インバータ７５０によって反転され 、ゲート７４６の第２人力に入力される。インバータ７５０のために、ゲート７ ４６は、受信信号、シーケンス誤り信号がゲート７３０によって生成されなかっ た場合にのみ、そこに入力された信号を線７４２．出力線７５６に生成する。線 ７５６は、スピーカ７６０などのトランスデユーサに結合される。

トランシーバ５４０はさらに、変調器７７６に入力される電気信号を生成する、 マイクロフォン等ここではトランスデユーサ７６６から成るように図示された、 送信機部を含む。変調器７７６は、ミキサ７８２の入力に入力される信号を生成 する。ミキサ７８２は、周波数シンセサイザ５６８によって生成される発信信号 をも受信し、フィルタ７８６に入力されるアップ混合信号を生成する。フィルタ ７８６は増幅器７９２によって増幅され、次にアンテナ５５２から送信できるよ うに線７８６を介してアンテナ５５２に供給される濾波信号を生成する。

最後に第７図の論理流れ図を参照して、一般に符号８００で示す、本発明の好適 な実施例の方法の段階を記録する。

第１に、ブロック８０６に示すように、受信機によって受信された一連の離散符 号化信号の信号部分が誤った信号値である場合、そのことが決定される。それを 表わす誤り信号が生成される。次に、ブロック８１２に示すように、一連の離散 符号化信号の信号品質レベルが決定される。そうした信号品質レベルを表わす信 号品質信号も生成される。

次に、ブロック８１８で示すように、誤り信号と信号品質信号が一つに結合され 、それによって加重誤り信号が形成される。最後に、ブロック８２４で示すよう に、加重誤り信号が予め選択された第１値を越える値であるか、または誤り信号 が予め選択された第２値を越える値である場合に、受信信号、シーケンス誤り信 号が生成される。

本発明を様々な図に示した好適な実施例に関連して説明したが、他の同様の態様 も使用でき、また本発明から逸脱することなく、本発明と同じ機能を達成するた めに、上述の実施例に変形や追加を実施できることを、理解されたい。

したがって、本発明は単独の態様に制限すべきではなく、むしろ請求の範囲の陳 述に従って範囲を制限すべきである。

第１図 第２−１図 第２−２図 第２−３図 ヱ即 １００１１０１００１０００，４ヨコ ０７０１７００７１７　ｏｏｏ　、￥ＥＥＥコ第４−３図 第５図 第７図 フロントページの続き （７２）発明者　ビンガード、ニールスアメリカ合衆国イリノイ州アーリントン ・ハイツ、アパートメント１６０５、ウッズ・ドライブ１５２２

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. １．離散符号化信号を入力部で受信するように動作する受信機用の誤り検出回路 であって、一連の前記離散符号化信号が過剰な数の誤り信号値の信号部分から成 るときを決定するように動作する前記誤り検出回路において：前記受信機によっ て受信された一連の前記離散符号化信号の信号部分が誤り信号値であるときを決 定し、かつ誤り信号値であることが決定された前記信号部分の数を表わす値の第 １誤り信号を生成するために、前記入力部に結合された第１検出器； 前記一連の離散符号化信号の前記信号品質レベルを決定し、かつそこで決定され た信号品質レベルを表わす信号品質信号を生成するために、前記入力部に結合さ れた第２検出器； 前記第１誤り信号と前記信号品質信号を結合し、それによって加重誤り信号を形 成するために、前記第１および前記第２検出器に結合された結合器； 前記第１検出器および前記結合器に結合された信号生成器において： 前記加重誤り信号が予め選択された第１値を越える値である場合；または 前記第１誤り信号が予め選択された第２値を越える値である場合； のいずれかの場合に、受信信号シーケンス誤り信号を生成し、 前記一連の離散符号化信号が過剰な数の誤り信号値の信号部分から成るときを示 す前記受信信号シーケンス誤り信号の生成； によって構成されることを特徴とする誤り検出回路。
2. ２．前記受信機によって受信された前記離散符号化信号を表わすソフト決定信号 を生成するための決定回路；前記第１決定回路によって生成された前記離散符号 化信号を表わす前記ソフト決定信号を復号し、かつ前記ソフト決定信号の値に応 答する復号信号を生成するために、前記決定回路に結合された復号器； 前記復号器によって生成された復号信号を再符号化するために、前記復号器に結 合された符号器；前記受信機によって受信された前記離散符号化信号を表わす前 記ソフトウェアと前記決定信号をハード決定信号に変換するために、前記決定回 路に結合されたハード決定変換器；および 前記符号器によって生成された前記符号化信号を前記ハード決定信号と比較する ために、前記符号器および前記ハード決定変換器に結合された比較器； によって構成されることを特徴とする請求項１記載の前記誤り検出回路。
3. ３．前記第２検出器が、前記受信機によって受信された前記一連の離散符号化信 号を表わす信号の少なくとも一信号部分の信号大きさレベルを測定するための測 定回路によって構成されることを特徴とする請求項１記載の前記誤り検出回路。
4. ４．前記第２検出器が、前記受信機によって受信された前記一連の離散符号化信 号を表わす前記信号の、少なくとも２つの信号部分の加重平均から形成される加 重平均信号大きさレベルを計算する手段によって、さらに構成されることを特徴 とする請求項３記載の前記誤り検出回路。
5. ５．前記第２検出器によって生成された前記信号品質信号が、前記計算手段によ って計算された前記加重平均信号大きさレベルの逆数値レベルに比例する値を取 ることを特徴とする請求項４記載の前記誤り検出回路。
6. ６．前記結合器によって形成される前記加重誤り信号が、前記第１誤り信号の値 と前記信号品質信号の値とを一緒に乗算することによって形成されることを特徴 とする請求項１記載の前記誤り検出回路。
7. ７．前記信号生成器が第１入力と第２入力を有する第１比較器から成り、前記加 重誤り信号が前記第１比較器の前記第１入力に供給され、前記予め選択された第 １値に対応する値の第１閾信号が前記第１比較器の前記第２入力に印加され、前 記第１比較器は、前記加重誤り信号が前記第１閾信号より大きい値のときに応答 して第１比較信号を生成するように動作することを特徴とする請求項１記載の前 記誤り検出回路。
8. ８．前記信号生成器が第１入力および第２入力を有する第２比較器からさらに成 り、前記加重誤り信号が前記第２比較器の前記第１入力に印加され、前記予め選 択された第２値に対応する値の第２閾信号が前記第２比較器の前記第２入力に印 加され、前記第２比較器は、前記加重誤り信号が前記第２閾信号より大きい値の ときに応答して第２比較信号を生成するように動作することを特徴とする請求項 ７記載の前記誤り検出回路。
9. ９．前記信号発生器が、第１入力および第２入力を有する論理和ゲートからさら に成り、前記第１比較信号は前記論理和ゲートの前記第１入力に印加され、前記 第２比較信号は前記論理和ゲートの前記第２入力に印加され、前記論理和ゲート は、前記第１比較信号および前記第２比較信号の少なくとも一方がそれに印加さ れたときに、前記受信信号シーケンス誤り信号を形成する出力信号を生成するよ うに動作することを特徴とする請求項８記載の前記誤り検出回路。
10. １０．受信機によって受信された一連の離散符号化信号が過剰な数の誤り信号値 の信号部分から成るときを決定する方法であって： 前記受信機によって受信された前記一連の離散符号化信号の信号部分が誤り信号 値であるときを決定し、前記誤り信号値であると決定された信号部分の数を表わ す値である第１誤り信号を生成する段階； 前記一連の離散符号化信号の信号品質レベルを決定し、そこで決定された信号品 質レベルを表わす信号品質信号を生成する段階； 前記第１誤り信号と前記信号品質信号を一つに結合し、それによって加重誤り信 号を形成する段階；前記加重誤り信号が予め選択された第１値を越える値である 場合に受信信号シーケンス誤り信号を生成する段階；および 前記第１誤り信号が予め選択された第２値を越える値である場合に受信信号シー ケンス誤り信号を生成する段階；によって構成されることを特徴とする方法。