JP6212929B2 - ビットエラー測定装置および無線機 - Google Patents

Description

本発明は、デジタル方式の無線通信において発生するビットエラーを測定するビットエラー測定装置、およびその測定装置を組み込んだ無線機に関する。

デジタル方式の無線通信において、無線機は、受信した変調信号をビットデータに復調した後、音声等の波形信号に戻す。デジタル方式の無線通信のうち、特に携帯型の無線機においては、伝送路の状況や無線機の受信状態を把握するため、ビットエラー測定装置でビットエラーを測定し、その測定値からビットエラー率（Bit Error Rate、以降「ＢＥＲ」という）を算出している（特許文献１参照）。

従来のビットエラー測定装置は、採用する方式によって２つに大別される。特許文献１の「従来技術」の欄に記載された自走方式の測定装置は、無線機にＰＮ符号生成部が組み込まれており、試験信号発生装置から送信されたＰＮ符号と、ＰＮ符号生成部で生成されたＰＮ符号とを比較することによって、ビットエラーを測定している。

一方、特許文献１の「課題を解決するための手段」の欄に記載されたメモリ方式の測定装置は、あらかじめメモリに一周期分のＰＮ符号を格納しておき、試験信号発生装置から送信されたＰＮ符号と、メモリから読み出したＰＮ符号とを比較することにより、ビットエラーを測定している。

特開平１０−２２９８１号公報

ビットエラー測定装置においては、ビットエラーの測定に先立って、試験信号発生装置から送信されたＰＮ符号と、無線機内で生成された基準となるＰＮ符号との間で同期を確立する必要がある。

上述した自走方式のビットエラー測定装置は、メモリ使用量が少ない反面、ＰＮ符号が１ビット毎に生成されるため、同期が確立してビットエラーの計数を開始するまでに要する時間（同期確立所要時間）が長い。

一方、メモリ方式のビットエラー測定装置は、繰り返し周期の長いＰＮ符号を用いた場合、メモリ使用量が大きくなる（例えばＰＮ（15,14）の場合、ＰＮ（9,5）の６４倍）。同様に（繰り返し周期−１）回のビットの比較処理が必要となるため、繰り返し周期の長いＰＮ符号を用いると、その長さに応じて同期確立所要時間が長くなる。

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたもので、同期確立所要時間が短く、しかもメモリ使用量も少ないビットエラー測定装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため本発明にかかる第１のビットエラー測定装置は、任意のＭ系列の生成多項式に基づいて生成され、送信されたＰＮ符号の第１のデータ列と、同一の生成多項式に基づいて生成されたＰＮ符号の第２のデータ列とを、同期が確立した状態で比較し、一致しないビット数をビットエラー数として測定するビットエラー測定装置であって、
前記Ｍ系列の生成多項式として、ｘ ^a ＋ｘ ^b ＋１（ａ、ｂは自然数）で表現される多項式が用いられ、
かつ前記第１のデータ列を一時的に保存するバッファと、前記第２のデータ列を生成するＰＮ符号生成部とを備え、
前記バッファに保存された第１のデータ列と、当該第１のデータ列を（ａ−ｂ）ビット分入力側にシフトした第３のデータ列との排他的論理和演算を行い、当該演算の結果得られた第４のデータ列をａビット分出力側にシフトしたデータ列が、前記第１のデータ列と一致したとき、前記ＰＮ符号生成部に前記第４のデータ列を初期値としてセットして同期を確立させることを特徴とする。

また本発明にかかる第２のビットエラー測定装置は、任意のＭ系列の生成多項式に基づいて生成され、送信されたＰＮ符号の第１のデータ列と、同一の生成多項式に基づいて生成されたＰＮ符号の第２のデータ列とを、同期が確立した状態で比較し、一致しないビット数をビットエラー数として測定するビットエラー測定装置であって、
前記Ｍ系列の生成多項式として、ｘ^a＋ｘ^b＋１（ａ、ｂは自然数）で表現される多項式が用いられ、
かつ前記第１のデータ列を一時的に保存するバッファと、前記第２のデータ列を生成するＰＮ符号生成部とを備え、
前記バッファに保存された第１のデータ列と、当該第１のデータ列をコピーして（ａ−ｂ）ビット分出力側にシフトした第３のデータ列との排他的論理和演算を行い、当該演算の結果得られた第４のデータ列をｂビット分出力側にシフトしたデータ列が、前記第１のデータ列と一致したとき、前記ＰＮ符号生成部に前記第４のデータ列を初期値としてセットして同期を確立させることを特徴とする。

ここで、前記ＰＮ符号生成部はａビットのシフトレジスタで構成され、前記ａビットの第４のデータ列が初期値として前記シフトレジスタにセットされることことが好ましい。

また本発明にかかる無線機は、異なる周波数が割り当てられた複数のチャンネルから任意のチャンネルを選択し、このチャンネルを用いて無線信号を送受信するデジタル方式の無線機であって、
アンテナで受信した前記無線信号を復調して所定のフォーマットのパケットを再生し、このパケットに含まれる音声データまたはＰＮ符号のデータを取り出す受信部と、
前記パケットから取り出された音声データを復号化およびＤ／Ａ変換して音声信号を再生する音声コーデックと、
前記音声コーデックで再生された音声信号を音声として出力するスピーカと、
前述の第１または第２のビットエラー測定装置として機能し、前記パケットから取り出された前記ＰＮ符号の第１のデータ列のビットエラーを測定するコントローラと、を備えたことを特徴とする。

ここで、前記コントローラはＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭおよび不揮発性メモリで構成され、前記不揮発性メモリに格納されたソフトウェアを読み出し、前記ＲＡＭをワークメモリとして前記ソフトウェアを前記ＣＰＵで実行することにより、前記ビットエラー測定装置の機能を実現することが好ましい。

本発明にかかるビットエラー測定装置は自走方式を採用していることから、本来的にメモリ量が少なくて済む。更に本発明かかるビットエラー測定装置は、ＰＮ符号の性質である「shift-and-add特性」を利用して同期を確立しており、従来のビットエラー測定装置に比較して、同期確立所要時間を大幅に短縮できる利点がある。

本発明の実施の形態にかかるビットエラー測定装置の構成を示すブロック図である。 ＰＮ符号の性質である「shift-and-add特性」の説明図である。 ＰＮ（9,5）のＰＮ符号を生成する場合の原理を説明する図である。 ＰＮ（9,5）のデータ列の演算結果を説明する図である。 ＰＮ（15,14）のＰＮ符号を生成する場合の原理を説明する図である。 ＰＮ（15,14）のデータ列の演算結果を説明する図である。 本発明における同期確立の第１の方法を説明する図である。 図７の同期確立方法を採用した場合の処理の流れを示すフローチャートである。 同期確立の第１の方法の変形例を説明する図である。 本発明における同期確立の第２の方法を説明する図である。 図１０の同期確立方法を採用した場合の処理の流れを示すフローチャートである。 ビットエラーを測定する際の処理の流れを示すフローチャートである。 本発明の実施の形態にかかる無線機の構成を示すブロック図である。

以下、本発明にかかるビットエラー測定装置および無線機について、図面を参照して説明する。

＜ビットエラー測定装置の構成と動作＞
図１は、本発明の実施の形態にかかるビットエラー測定装置の構成を示すブロック図である。ビットエラー測定装置１は、バッファ２、切替スイッチ３、ＰＮ符号生成部４、比較部５、カウンタ６および制御部７で構成されている。図中、矢印は制御信号の流れを示す。

基地局に設置された試験信号発生装置（図示せず）には、（２^N−１）ビットの繰り返し周期のＭ系列のＰＮ符号を生成する、直列Ｎ段（Ｎは自然数）のシフトレジスタで構成されたＰＮ符号生成部が搭載されており、そこで生成されたＰＮ符号を、試験信号として電波に載せて出力する。例えば、Ｎ＝９の場合、ＰＮ符号生成部は（２⁹−１）＝５１１ビットの繰り返し周期のＰＮ符号を出力する。

一方、無線機に組み込まれた図１に示すビットエラー測定装置１は、試験信号発生装置に搭載されたＰＮ符号生成部と同一構成のＰＮ符号生成部４を備えている。このＰＮ符号生成部４によって試験信号発生装置から出力された試験信号と同一のＰＮ符号を生成し、基準となるこのＰＮ符号と無線機で受信した試験信号とを比較することによってビットエラーを測定する。

以下、図１のビットエラー測定装置１の動作を説明する。試験信号発生装置から送信され、無線機の受信回路で再生されたＰＮ符号のビットデータ列（以降、単に「データ列」という）Ｄ１は、バッファ２に一時的に保存される。制御部１の制御により、非同期時には切替スイッチ３が閉じられ、バッファ２から出力されたデータ列Ｄ１の先頭のＮビットが、ＰＮ符号生成部４のシフトレジスタに初期値としてセットされ、そのデータ列に基づいてＰＮ符号が生成される。

制御部７の制御に従って切替スイッチ３が切り替えられると、ＰＮ符号生成部４で生成されたＰＮ符号のデータ列Ｄ２と、バッファ２から出力されたＰＮ符号のデータ列Ｄ１とが比較部５において比較される。比較部５から出力された不一致のビット数はカウンタ６によって一定時間計数される。

ＢＥＲは（不一致のビット数／比較したビット数）で求められるため、カウンタ６で計数された不一致のビット数に基づいて上述の演算を行えば、ＢＥＲの値が求まる。通常、演算は無線機のコントローラで行われ、演算結果が表示部に表示される。

＜同期確立方法＞
本発明にかかるビットエラー測定装置１は自走方式のビットエラー測定装置の改良に関するものであり、ビットエラーの測定については、特許文献１に記載された従来のビットエラー測定装置のそれと基本的に変わりがないが、同期を確立する方法が異なっている。以下、同期を確立する方法について、従来の方法と比較しながら説明する。

図１に示した自走方式のビットエラー測定装置１においては、ＰＮ符号生成部４に初期値としてセットされるＰＮ符号のデータ列が誤りのないＰＮ符号でなければ、正しいＰＮ符号のデータ列を生成できない。従って、本発明において同期を確立するとは、無線機で受信したＰＮ符号のデータ列から誤りのないデータ列を探し出し、そのデータ列をＰＮ符号生成部４に初期値としてセットすることをいう。

特許文献１に記載されたビットエラー測定装置では、再生されたＰＮ符号のデータ列のうちＮビットのデータ列をＰＮ符号生成部に初期値としてセットした後、自走状態とし、ＰＮ符号生成部から出力されるＰＮ符号のデータ列と、無線機で受信したＰＮ符号のデータ列とを比較している。

両者のデータ列に不一致が検出された時点で、再度、再生されたＰＮ符号のデータ列をＰＮ符号生成部にセットし、同様の動作を繰り返して、Ｎ₀ビット（Ｎ₀はＮと等しいかそれ以上の値）の間、両者のデータ列が一致したときに、同期が確立したと判断している。その後、ＰＮ符号生成部から出力されるＰＮ符号と、無線機で受信したＰＮ符号とを一定時間比較し、不一致のビットの数（ビットエラー数）を計数している。

これに対し、本発明にかかるビットエラー測定装置では、Ｍ系列（擬似乱数系列）の性質である「shift-and-add特性」を利用して同期の確立を行っている。

ここで、「shift-and-add特性」とは、元のＰＮ符号のデータ列と、そのデータ列をコピーし、所定の第１のビット分シフトしたＰＮ符号のデータ列との排他的論理和演算を行うと、演算により得られたデータ列が元のＰＮ符号のデータ列を所定の第２のビット分シフトしたものと等しくなる性質をいう。図２に基づいて、「shift-and-add特性」について具体的に説明する。

図２の上段には、Ｍ系列のＰＮ符号の元のデータ列の順番が示されている。生成多項式としてＸ^a＋Ｘ^b＋１（ａ、ｂは自然数）を用いた場合、図２の中段には、上段に示した元のデータ列をコピーして（ａ−ｂ）ビット分だけ左にシフトしたデータ列を示す。図２において、ＰＮ符号のデータ列は、左がバッファの入力側を示し、右がバッファの出力側を示している。以降の説明では、ＰＮ符号のデータ列の入力側を左、出力側を右という。

この状態で、上段に示した元のデータ列と、中段に示した（ａ−ｂ）ビット分だけ左にシフトしたデータ列の排他的論理和演算を行う。その結果を図２の下段に示す。元のデータ列が正しいＰＮ符号であれば、下段に示したデータ列は、上段に示した元のＰＮ符号のデータ列を右にａビット分シフトしたデータ列と一致する。

Ｍ系列のＰＮ符号として、生成多項式がＸ⁹＋Ｘ⁵＋１であるＰＮ（9,5）、およびＸ¹⁵＋Ｘ¹⁴＋１であるＰＮ（15,14）を用いた場合について、「shift-and-add特性」を具体的に説明する。

図３にＰＮ（9,5）のＰＮ符号を生成する場合の原理を示す。９ビットのデータ列のバッファ（シフトレジスタ）を設け、９ビット目と５ビット目で排他的論理和演算を行い、演算結果を新規ビットとした後、全体を１ビット分シフトして更新する。これを繰り返すことで、５１１ビットの繰り返し周期を持つＰＮ（9,5）のデータ列が生成される。

図４に、図３の原理に基づいて生成されたＰＮ（9,5）のデータ列を、図２に示す方法により演算した結果を示す。ＰＮ（9,5）の場合、ａ−ｂ＝９−５＝４となるから、元のデータ列を４ビット分左にシフトしたデータ列（中段）と元のデータ列（上段）との間で排他的論理和演算を行う。演算により得られたデータ列（下段）は、元のＰＮ符号のデータ列（上段）を９ビット分右シフトしたデータ列と一致する。

図５にＰＮ（15,14）のＰＮ符号を生成する場合の原理を示す。１５ビットのデータ列のバッファ（シフトレジスタ）を設け、１４ビット目と１５ビット目で排他的論理和演算を行い、演算結果を新規ビットとした後、全体を１ビット分シフトして更新する。これを繰り返すことで、３２７６７ビットの繰り返し周期を持つＰＮ（15,14）のデータ列が生成される。

図６に、図５の原理に基づいて生成されたＰＮ（15,14）のデータ列を、図２に示す方法により演算した結果を示す。ＰＮ（15,14）の場合、ａ−ｂ＝１５−１４＝１となるから元のデータ列を１ビット分左にシフトしたデータ列（中段）と元のデータ列（上段）との間で排他的論理和演算を行う。演算により得られたデータ列（下段）は、元のＰＮ符号のデータ列（上段）を１５ビット分右シフトしたＰＮ符号のデータ列と一致する。

本発明では、上述したＰＮ符号の性質を利用し、元のデータ列とそれをシフトしたデータ列の排他的論理和演算の結果得られるデータ列と、元のデータ列とを比較することにより、無線機で受信したＰＮ符号が正しいＰＮ符号であるか否かの判定を行っている。

図７に、本発明における同期確立の第１の方法を示す。また図８に、図７の同期確立方法を採用した場合の処理の流れを示す。以下、図７および図８に基づいて、同期確立の第１の方法について説明する。以下の説明においては、生成多項式としてＸ^a＋Ｘ^b＋１を用いて生成されたＰＮ符号を無線機で受信するものとする。

第１の方法における同期確立は、図１のバッファ２に、無線機で受信したＰＮ符号のうち２ａビット分のデータ列Ｄ１が保存された状態で行われる（ステップＳ１１）。

この状態で、バッファ２に保存されたデータ列をコピーすると共に（ステップＳ１２）、図７（ａ）に示すように、コピーされたデータ列Ｄ３を（ａ−ｂ）ビット分だけ左にシフトする（ステップＳ１３）。

次に、図７（ｂ）に示すように、元のデータ列Ｄ１の左半分のａビットと、（ａ−ｂ）ビット分だけ左にシフトしたデータ列Ｄ３のａビットとの排他的論理和演算を行い（ステップＳ１４）、演算結果であるデータ列Ｄ４をａビット分右にシフトし、元のデータ列Ｄ１の右半分のａビットと比較する（ステップＳ１５）。

具体的には、図７（ｃ）に示すように、元のデータ列Ｄ１の右半分のａビットのデータ列と、排他的論理和演算の結果のデータ列Ｄ４のａビットとの排他的倫理和演算を行うことで、データ列の各ビットの比較を行う。

元のデータ列Ｄ１の右半分のａビットのデータ列と、演算結果であるａビットのデータ列Ｄ４の値が一致した場合（すなわち排他的論理和が全て０、ステップＳ１６でＹｅｓ）、元のデータ列Ｄ１の２ａビットが正しいＰＮ符号の一部であると判断する。その後、同期を確立させるため、演算結果であるａビットのデータ列Ｄ４を、ＰＮ符号生成部４に初期値としてセットする（ステップＳ１７）。

元のデータ列Ｄ１の右半分のａビットのデータ列と、演算結果のａビットのデータ列Ｄ４の値が一致しない場合は（ステップＳ１６でＮｏ）、ステップＳ１１の処理に戻り、無線機で受信したＰＮ符号の次の２ａビット分のデータ列をバッファ２に保存し（ステップＳ１１）、ステップＳ１２からステップＳ１５の処理を繰り返す。

図９に、同期確立の第１の方法の変形例を示す。図７に示した方法では、バッファ２に保存されたデータ列Ｄ１をコピーして２ａビットのデータ列Ｄ３を生成したが（図７（ａ）参照、図８のステップＳ１２）、図９に示す方法では、データ列Ｄ１の右に（ａ−ｂ）ビットシフトした位置からａビット分だけコピーすると共に、コピーされたデータ列Ｄ５を（ａ−ｂ）ビット分左にシフトしている。

その後の処理は、図７に示した第１の方法と同じであり、元のデータ列Ｄ１の左半分のａビットとａビットのデータ列Ｄ５との排他的論理和演算を行い（図７（ｂ）参照、図８のステップＳ１４）、演算結果であるデータ列Ｄ４をａビット分右にシフトし、元のデータ列Ｄ１の右半分のａビットと比較している（図７（ｃ）参照、図８のステップＳ１５）。図９に示す方法を採用すれば、図７に示す方法に比べ、元のデータ列Ｄ１から取り出すデータ列が半分（ａビット）で済む。

図１０に、本発明における同期確立の第２の方法を示す。また図１１に、図１０の同期確立方法を採用した場合の処理の流れを示す。以下、図１０および図１１に基づいて、同期確立の第２の方法について説明する。第１の方法と同様に、生成多項式としてＸ^a＋Ｘ^b＋１を用いて生成されたＰＮ符号を無線機で受信するものとする。

第２の方法における同期確立は、第１の方法と同様に、図１のバッファ２に、無線機で受信したＰＮ符号のうち２ａビット分のデータ列Ｄ１が保存された状態で行われる（ステップＳ２１）。

この状態で、バッファ２に保存されたデータ列をコピーすると共に（ステップＳ２２）、図１０（ａ）に示すように、コピーされたデータ列Ｄ６を（ａ−ｂ）ビット分だけ右にシフトする（ステップＳ２３）。

次に、図１０（ｂ）に示すように、元のデータ列Ｄ１の左側から（ａ−ｂ）ビット分だけ右にシフトした位置からのａビットと、データ列Ｄ６の左半分のａビットのデータ列との排他的論理和演算を行い、演算結果であるデータ列Ｄ７をｂビット分右にシフトし、元のデータ列Ｄ１のａビットと比較する。

具体的には、図１０（ｃ）に示すように、元のデータ列Ｄ１の右半分のａビットのデータ列とデータ列Ｄ７のａビットとの排他的論理和演算を行うことで、データ列の各ビットの比較を行う。

元のデータ列Ｄ１の右半分のａビットのデータ列と、演算結果であるａビットのデータ列Ｄ７の値が一致した場合（すなわち排他的論理和が全て０、ステップＳ２６でＹｅｓ）、元のデータ列Ｄ１の２ａビットが正しいＰＮ符号の一部であると判断する。その後、同期を確立させるため、演算結果であるａビットのデータ列Ｄ７を、ＰＮ符号生成部４に初期値としてセットする（ステップＳ２７）。

元のデータ列Ｄ１の右半分のａビットのデータ列と、演算結果のａビットのデータ列Ｄ７の値が一致しない場合は（ステップＳ２６でＮｏ）、ステップＳ２１の処理に戻り、無線機で受信したＰＮ符号の次の２ａビット分のデータ列をバッファ２に保存し（ステップＳ２１）、ステップＳ２２からステップＳ２５の処理を繰り返す。

特許文献１に記載されたビットエラー測定装置における同期確立方法によると、無線機で受信したａビットのデータ列のＰＮ符号生成部へのセットと、それに引き続く少なくともａビットのデータ列の生成を、同期が確立するまで繰り返す必要がある。

これに対し、本発明の同期確立方法では、無線機で受信したＰＮ符号から２ａビットのデータ列を抽出し、そのうちのａビットのデータ列を用いてシフトと排他的論理和演算とを繰り返すだけでよいため、特許文献１の同期確立方法に比べ、処理時間を大幅に短縮できる。

＜ビットエラーの測定＞
次に、図１のブロック図および図１２のフローチャートに基づいて、同期が確立した後、ビットエラーを測定する際の処理の流れを説明する。なお、図１のＰＮ符号生成部４も、基本的に図３や図５と同様の構成を採用しているが、ＰＮ符号生成部４では、割り込み処理により、バッファ２から出力されたＰＮ符号のうちａビットのデータ列を初期値としてシフトレジスタにセットし、その後、１ビット毎にＰＮ符号を生成している。

バッファ２に保存され、かつ前述の処理により正しいＰＮ符号の一部であると判断されたＰＮ符号のａビットのデータ列Ｄ４がＰＮ符号生成部４に初期値としてセットされる（ステップＳ３１）。この状態でＰＮ符号生成部４が動作を開始し、ＰＮ符号のデータ列Ｄ２を生成し出力する（ステップ３２）。

制御部７の制御により、同期時は切替スイッチ３が開き、データ列Ｄ１はＰＮ符号生成部４には入力されなくなる。一方、バッファ２から出力されたＰＮ符号のデータ列Ｄ１が比較部５に入力され、ＰＮ符号生成部４から出力されたデータ列Ｄ２とビット毎に比較される（ステップＳ３３）。比較部５は排他的論理和回路で構成されており、両方の入力のビットが異なると１が出力される。カウンタ６は、あらかじめ定められた時間に比較部５から出力された１の数をビットエラー数として計数する（ステップＳ３４）。

ビットエラー数の計数は予め定められた時間行われ、その時間が経過すると（ステップＳ３５でＹｅｓ）、計数されたビットエラー数は無線機のコントローラに渡される。

前述したように、ＢＥＲの値は、ビットエラー数を比較した全てのビット数で割ることにより求められる。ＢＥＲの値はコントローラで算出され（ステップＳ３６）、確認のため表示部に表示される。

上述した本実施の形態では、ＰＮ符号としてＰＮ（9,5）やＰＮ（15,14）を用いた場合について説明したが、本発明が適用できるＰＮ符号はこれらに限定されない。それ以外に、ＩＴＵ-Ｔ勧告に準拠したＰＮ（7,6）ＰＮ（11,9）ＰＮ（23,18）ＰＮ（31,28）などの３項の生成多項式を用いて作られるＰＮ符号にも本発明は適用できる。

＜無線機の構成と動作＞
図１３に、ビットエラー測定装置１が組み込まれたデジタル方式の無線機の構成を示す。無線機１０は、マイク１１、スピーカ１２、ＡＦ増幅器１３、音声コーデック１４、送信部１５、送受切替部１６、アンテナ１７、受信部１８、コントローラ２０、操作部２５および表示部２８で構成されている。図中、太い矢印は音声信号の流れを示し、細い矢印は制御系統の信号の流れを示している。

図１３に記載の無線機１０は、プレストーク方式の無線機であり、一つの周波数で送信側と受信側に分けて通話を行う。通信を希望するユーザーは、任意のチャンネルを選択し、そのチャンネルの周波数でパケットを送信する必要がある。

送信するパケットには、無線機１０のマイク１１から入力されたユーザーの音声を含めること以外に、ＰＮ符号や文字等のデータを含めることができる。音声を送る場合には、パケットのデータ部に音声データが含まれ、それ以外の場合には、データ部にＰＮ符号や文字等のデータが含まれる。

音声コーデック１４は、ＡＦ増幅器１３から供給されたアナログ音声信号をＡ／Ｄ変換および符号化して送信部１５に出力する。また音声コーデック１４は、受信部１８から供給されたデジタル音声信号を復号化し、更にＤ／Ａ変換した後、ＡＦ増幅器１３に出力する。

送信部１５は、音声コーデック１４から供給されたデジタル音声信号、またはコントローラ２０から供給された文字等のデータに無線通信用のヘッダを付して送信用のパケットを生成する。送信部１５は更に、コントローラ２０からの指示に従って送信周波数を切り替え、パケットを構成するデジタルデータで搬送波を変調し、送受切替部１６を介してアンテナ１７から送信する。

受信部１８は、コントローラ２０からの指示に従って受信周波数を切り替え、受信周波数に同調して増幅し、更に受信信号を復調してパケットを再生する。そしてパケットからヘッダ部を取り除き、音声データについては音声コーデック１４に供給し、その他のデータについてはコントローラ２０に供給する。

コントローラ２０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２１、ＣＰＵ２１の動作を規定するプログラムを記憶したＲＯＭ（Read Only Memory）２２、ＣＰＵ２１のワークメモリとして機能するＲＡＭ（Random Access Memory）２３および複数のチャンネルの周波数等を格納した不揮発性メモリ２４で構成されている。

コントローラ２０は無線機１０の各部の動作を制御する。またコントローラ２０は、受信部１８でパケットから取り出されたデータを取り込み、文字等を表示部２８に表示する。

操作部２５は複数のスイッチやキーで構成され、種々の入力信号や指示信号をコントローラ２０に入力するために用いられる。操作部２５にはＰＴＴ（Press To Talk）スイッチ２６やＢＥＲのモニターキー２７が含まれている。

ＰＴＴスイッチ２６を押す（オンにする）と、送受切替部１６が送信側に切り替わってアンテナ１７から送信が行われ、放す（オフにする）と、送受切替部１６が受信側に切り替わって受信した音声信号の再生が行われる。携帯型無線機の場合、ＰＴＴスイッチ２６は、無線機本体またはスピーカ付ハンドマイクに搭載されている。

モニターキー２７はＢＥＲを測定する際に用いられる。ユーザーがモニターキー２７を押すと、その信号がコントローラ２０に入力される。コントローラ２０は、モニターキー２７が押されたことを検知すると、送受切替部１６を受信に設定すると共に、受信部１８の受信チャンネルをＢＥＲの試験信号が送られているチャンネルに設定する。

以下、基地局に設置された試験信号発生装置から送信されたＰＮ符号の試験信号を無線機１０で受信する場合について説明する。

試験信号発生装置で作成されたＰＮ符号の試験信号は、無線機１０と同様の構成の無線機を用いて送信される。試験信号発生装置から出力されたＰＮ符号のデータ列は無線機の送信部でパケット化され、更に、予め定められたチャンネルの周波数で変調され、アンテナから無線信号として送信される。

本実施の形態では、ビットエラー測定装置１は、コントローラ２０においてソフトウェアにより実現されている。具体的には、ビットエラー測定装置１の機能は、不揮発性メモリ２４に格納されたソフトウェアをワークメモリであるＲＡＭ２３に読み出し、ＣＰＵ２１で演算を行うことにより、ＲＡＭ２３上で仮想的に実現される。

次に、無線機１０においてビットエラーを測定する際の動作を説明する。無線機１０のユーザーが操作部２５のモニターキー２７を押すと、無線機１０はビットエラーの測定モードに切り替わる。試験信号発生装置（図示せず）から送信されたＰＮ符号の試験信号を受信する際には、モニターキー２７からの信号を受けたコントローラ２０の制御により、受信部１８の受信周波数が、試験信号が送信されたチャンネルの周波数に合わせられる。

アンテナ１７で受信したＰＮ符号の試験信号は、受信部１８でパケットが再生され、更にパケットのデータ部からＰＮ符号のデータ列が取り出された後、コントローラ２０に入力される。なおその際、ＰＮ符号のデータ列が音声コーデック１４に入力されると、スピーカ１２から雑音として出力されるため、コントローラ２０の制御に従い、ＰＮ符号のデータ列は音声コーデック１４には入力されない。

コントローラ２０は、受信部１８から転送されたＰＮ符号のデータ列を用い、不揮発性メモリ２４から読み出したソフトウェアにより、前述した同期の確立とビットエラー測定の各処理を行う。

ビットエラー測定装置１により測定されたビットエラー数に基づいてコントローラ２０でＢＥＲが算出され、表示部２８に表示される。ユーザーは、表示部２８に表示されたＢＥＲの値を見て、無線機１０の受信状態を確認できる。

以上説明したように、本実施の形態のビットエラー測定装置を用いれば、無線機で受信したＰＮ符号から２ａビットのデータ列を抽出し、そのうちのａビットのデータ列を用いてシフトと排他的論理和演算を繰り返すだけで同期を確立できるため、従来の測定装置における同期確立方法に比べ、処理時間を大幅に短縮できる。

また本実施の形態では、不揮発性メモリに格納されたソフトウェアを用いてビットエラー測定装置の機能を実現しているため、ソフトウェアの内容を変えるだけで、種類の異なる複数のＰＮ符号に対応したビットエラー測定装置を実現できる。

なお、本実施の形態では、ビットエラー測定装置の機能を、無線機のコントローラにおいてソフトウェアを用いて実現する場合について説明したが、専用に設計された半導体回路を用いてビットエラー測定装置を実現してもよいことは云うまでもない。

１ ビットエラー測定装置
２ バッファ
３ 切替スイッチ
４ ＰＮ符号生成部
５ 比較部
６ カウンタ
７ 制御部
１０ 無線機
１１ マイク
１２ スピーカ
１３ ＡＦ増幅器
１４ 音声コーデック
１５ 送信部
１６ 送受切替部
１７ アンテナ
１８ 受信部
２０ コントローラ
２１ ＣＰＵ
２２ ＲＯＭ
２３ ＲＡＭ
２４ 不揮発性メモリ
２５ 操作部
２６ ＰＴＴスイッチ
２７ モニターキー
２８ 表示部
Ｄ１〜Ｄ４ ＰＮ符号のデータ列

Claims (6)

1. 任意のＭ系列の生成多項式に基づいて生成され、送信されたＰＮ符号の第１のデータ列と、同一の生成多項式に基づいて生成されたＰＮ符号の第２のデータ列とを、同期が確立した状態で比較し、一致しないビット数をビットエラー数として測定するビットエラー測定装置であって、
   前記Ｍ系列の生成多項式として、ｘ ^a ＋ｘ ^b ＋１（ａ、ｂは自然数）で表現される多項式が用いられ、
   かつ前記第１のデータ列を一時的に保存するバッファと、前記第２のデータ列を生成するＰＮ符号生成部とを備え、
   前記バッファに保存された第１のデータ列と、当該第１のデータ列を（ａ−ｂ）ビット分入力側にシフトした第３のデータ列との排他的論理和演算を行い、当該演算の結果得られた第４のデータ列をａビット分出力側にシフトしたデータ列が、前記第１のデータ列と一致したとき、前記ＰＮ符号生成部に前記第４のデータ列を初期値としてセットして同期を確立させることを特徴とするビットエラー測定装置。
2. 前記ＰＮ符号生成部はａビットのシフトレジスタで構成され、前記ａビットの第４のデータ列が初期値として前記シフトレジスタにセットされることを特徴とする、請求項１に記載のビットエラー測定装置。
3. 任意のＭ系列の生成多項式に基づいて生成され、送信されたＰＮ符号の第１のデータ列と、同一の生成多項式に基づいて生成されたＰＮ符号の第２のデータ列とを、同期が確立した状態で比較し、一致しないビット数をビットエラー数として測定するビットエラー測定装置であって、
   前記Ｍ系列の生成多項式として、ｘ^a＋ｘ^b＋１（ａ、ｂは自然数）で表現される多項式が用いられ、
   かつ前記第１のデータ列を一時的に保存するバッファと、前記第２のデータ列を生成するＰＮ符号生成部とを備え、
   前記バッファに保存された第１のデータ列と、当該第１のデータ列をコピーして（ａ−ｂ）ビット分出力側にシフトした第３のデータ列との排他的論理和演算を行い、当該演算の結果得られた第４のデータ列をｂビット分出力側にシフトしたデータ列が、前記第１のデータ列と一致したとき、前記ＰＮ符号生成部に前記第４のデータ列を初期値としてセットして同期を確立させることを特徴とするビットエラー測定装置。
4. 前記ＰＮ符号生成部はａビットのシフトレジスタで構成され、前記ａビットの第４のデータ列が初期値として前記シフトレジスタにセットされることを特徴とする、請求項３に記載のビットエラー測定装置。
5. 異なる周波数が割り当てられた複数のチャンネルから任意のチャンネルを選択し、このチャンネルを用いて無線信号を送受信するデジタル方式の無線機であって、
   アンテナで受信した前記無線信号を復調して所定のフォーマットのパケットを再生し、このパケットに含まれる音声データまたはＰＮ符号のデータを取り出す受信部と、
   前記パケットから取り出された音声データを復号化およびＤ／Ａ変換して音声信号を再生する音声コーデックと、
   前記音声コーデックで再生された音声信号を音声として出力するスピーカと、
   請求項１ないし４のいずれかに記載のビットエラー測定装置として機能し、前記パケットから取り出された前記ＰＮ符号の第１のデータ列のビットエラーを測定するコントローラと、を備えたことを特徴とする無線機。
6. 前記コントローラはＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭおよび不揮発性メモリで構成され、前記不揮発性メモリに格納されたソフトウェアを読み出し、前記ＲＡＭをワークメモリとして前記ソフトウェアを前記ＣＰＵで実行することにより、前記ビットエラー測定装置の機能を実現することを特徴とする、請求項５に記載の無線機。

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