(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
伝送路を伝送された受信信号をＱＡＭ復調する場合に、誤り訂正復号処理に用いる軟判定情報を生成する軟判定情報生成装置において、
前記受信信号の受信信号点と硬判定の基準信号点の距離情報、及び前記伝送路の利得情報から、１復調シンボルを構成する複数ビットの尤度情報を計算する復調部と、
前記１復調シンボルを構成する複数ビットのうち、予め定められた誤り率より大きい誤り率のビット位置の尤度情報を選択するビット選択部と、
複数の前記復調シンボルの、前記ビット選択部が選択したビット位置の尤度情報から、所定の統計量を計算する統計量計算部と、
前記統計量計算部が計算した統計量に応じて、前記復調部が計算した尤度情報を正規化するための正規化係数を求める正規化係数変換部と、
前記正規化係数変換部が求めた正規化係数を用いて、前記復調部が計算した尤度情報を正規化し、軟判定情報を生成する正規化演算部とを備える
ことを特徴とする軟判定情報生成装置。
【請求項２】
統計量計算部は、所定の統計量として、複数の復調シンボルの、ビット選択部が選択したビット位置の尤度情報の絶対値の平均値を計算することを特徴とする請求項１記載の軟判定情報生成装置。
【請求項３】
統計量計算部は、
１復調シンボルを構成する複数ビットのうちのビット選択部が選択したビット位置の尤度情報を、複数の閾値で分離された各区間に分類するカウンタ部と、
前記各区間のうち、最も尤度情報の分布数の多い区間を選択する最大分布選択部とを有し、
正規化係数変換部は、前記最大分布選択部が選択した区間に応じた正規化係数を求める
ことを特徴とする請求項１記載の軟判定情報生成装置。
【請求項４】
伝送路を伝送された受信信号をＱＡＭ復調する場合に、誤り訂正復号処理に用いる軟判定情報を生成する軟判定情報生成方法において、
前記受信信号の受信信号点と硬判定の基準信号点の距離情報、及び前記伝送路の利得情報から、１復調シンボルを構成する複数ビットの尤度情報を計算する復調ステップと、
前記１復調シンボルを構成する複数ビットのうち、予め定められた誤り率より大きい誤り率のビット位置の尤度情報を選択するビット選択ステップと、
複数の前記復調シンボルの、前記ビット選択ステップで選択したビット位置の尤度情報から、所定の統計量を計算する統計量計算ステップと、
前記統計量計算ステップで計算した統計量に応じて、前記復調ステップで計算した尤度情報を正規化するための正規化係数を求める正規化係数変換ステップと、
前記正規化係数変換ステップで求めた正規化係数を用いて、前記復調ステップで計算した尤度情報を正規化し、軟判定情報を生成する正規化演算ステップとを備える
ことを特徴とする軟判定情報生成方法。
【請求項５】
統計量計算ステップは、所定の統計量として、複数の復調シンボルの、ビット選択ステップで選択したビット位置の尤度情報の絶対値の平均値を計算することを特徴とする請求項４記載の軟判定情報生成方法。
【請求項６】
統計量計算ステップは、
１復調シンボルを構成する複数ビットのうちのビット選択ステップで選択したビット位置の尤度情報を、複数の閾値で分離された各区間に分類するカウンタステップと、
前記各区間のうち、最も尤度情報の分布数の多い区間を選択する最大分布選択ステップとを有し、
正規化係数変換ステップは、前記最大分布選択ステップで選択した区間に応じた正規化係数を求める
ことを特徴とする請求項４記載の軟判定情報生成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、デジタル通信において、受信信号のＱＡＭ（直交振幅変調）復調時に、誤り訂正復号処理を行うための軟判定情報を生成する軟判定情報生成装置及びその方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の軟判定情報生成方法では、伝送路から受信した受信データの信頼度情報について、１シンボルを復調したときのビット位置によらずに平均値を計算して、その平均値をもとに誤り訂正復号を行う際の正規化係数の計算を行って、正規化処理を行っていた（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、別の軟判定情報生成方法としては、受信データの信頼度情報について、１シンボルを復調したときのビット位置に対してそれぞれ異なる変換を行うことにより、信頼度を補正して、誤り訂正符号の軟判定情報を生成していた（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−７７７０４号公報
【特許文献２】特開２００６−３２１２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に示されているような従来の軟判定情報生成方法では、受信データの平均誤り率の違いにかかわらず信頼度情報（尤度情報の絶対値）の平均値を計算し、その平均値に基づいて正規化処理を行っていた。このため、ＱＡＭ変調のように正規分布のピークが複数個あるような分布の信頼度情報が入力された場合には、単純に平均値をとると高い信頼度の分布に平均値が引っ張られてしまい、平均的に絶対値が低くなるという課題があった。また、ビット系列については、信頼度の違いが正規化操作によって区別できなくなった状態で誤り訂正回路に入力されるため、軟判定復号による復号効果が十分に得られないという課題があった。
【０００６】
また、特許文献２に示されているような軟判定情報生成方法では、信頼度の補正として、受信データの復調された１シンボルのビット位置に応じて異なる変換を行う必要があった。このため、１シンボルあたりのビット数が大きな変調方式の場合には、演算量が増大するために回路規模が大きくなり構成が複雑になるという課題があった。
【０００７】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、誤り訂正において重要になる軟判定の境界に近い点で受信した信号を区別できるような軟判定情報生成することにより高い誤り訂正復号効果を得ると共に、復調時のビット位置にかかわらず同一の方法で容易に尤度情報を正規化することにより簡易な方法で軟判定情報を生成することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係る軟判定情報生成装置は、受信信号の受信信号点と硬判定の基準信号点の距離情報、及び伝送路の利得情報から、１復調シンボルを構成する複数ビットの尤度情報を計算する復調部と、１復調シンボルを構成する複数ビットのうち、予め定められた誤り率より大きい誤り率のビット位置の尤度情報を選択するビット選択部と、複数の復調シンボルの、ビット選択部が選択したビット位置の尤度情報から、所定の統計量を計算する統計量計算部と、統計量計算部が計算した統計量に応じて、復調部が計算した尤度情報を正規化するための正規化係数を求める正規化係数変換部と、正規化係数変換部が求めた正規化係数を用いて、復調部が計算した尤度情報を正規化し、軟判定情報を生成する正規化演算部とを備えるものである。
【０００９】
この発明に係る軟判定情報生成方法は、受信信号の受信信号点と硬判定の基準信号点の距離情報、及び伝送路の利得情報から、１復調シンボルを構成する複数ビットの尤度情報を計算する復調ステップと、１復調シンボルを構成する複数ビットのうち、予め定められた誤り率より大きい誤り率のビット位置の尤度情報を選択するビット選択ステップと、複数の復調シンボルの、ビット選択ステップで選択したビット位置の尤度情報から、所定の統計量を計算する統計量計算ステップと、統計量計算ステップで計算した統計量に応じて、復調ステップで計算した尤度情報を正規化するための正規化係数を求める正規化係数変換ステップと、正規化係数変換ステップで求めた正規化係数を用いて、復調ステップで計算した尤度情報を正規化し、軟判定情報を生成する正規化演算ステップとを備えるものである。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によれば、１復調シンボルを構成する複数ビットのうちの予め定められた誤り率より大きい誤り率のビット位置の尤度情報から所定の統計量を計算して、統計量に応じた正規化係数を求めて、尤度情報を正規化するようにしたので、硬判定の基準信号点近くの受信信号の軟判定情報が正規化処理の後でも区別できるようになり、この軟判定情報を用いれば高い誤り訂正復号効果を得ることができる。また、１復調シンボルを構成する複数ビットの尤度情報をビット位置によらずに同一の演算で正規化できるようになり、簡易な装置構成及び簡易な方法で軟判定情報を生成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】この発明の実施の形態１に係る誤り訂正復号装置の構成を示すブロック図である。
【図２】データを１６ＱＡＭ変調した信号点配置の一例を示す図である。
【図３】図１に示す誤り訂正復号装置の動作を示すフローチャートである。
【図４】この発明の実施の形態２に係る誤り訂正復号装置の構成を示すブロック図である。
【図５】図４に示す誤り訂正復号装置の動作を示すフローチャートである。
【図６】図４に示す誤り訂正復号装置の変形例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係る誤り訂正復号装置の構成を示すブロック図である。図１において、誤り訂正復号装置は、受信データの受信信号点のＩｃｈ及びＱｃｈ上の位置及び伝送路の利得から復調シンボル１シンボルに対して複数ビットの尤度情報を生成する復調部１と、尤度情報のうち、平均誤り率が予め定められた値より高いビット位置の尤度情報を選択出力するビット選択部２と、選択出力された尤度情報から統計量を計算する統計量計算部３と、統計量に応じた正規化係数を求める正規化係数変換部４と、復調部１が計算した尤度情報を保持する第１の記憶部５と、第１の記憶部５が保持する尤度情報を正規化係数変換部４が変換した正規化係数を用いて正規化処理する正規化演算部６と、正規化された尤度情報を誤り訂正符号の軟判定情報として記憶する第２の記憶部７と、軟判定情報を用いて受信データの誤り訂正復号処理を行う誤り訂正復号部８とを備える。
【００１３】
図２は、データを１６ＱＡＭ変調した信号点配置の一例を示す図である。図２に示すように、１シンボルに対して、Ｉｃｈ（同相成分）及びＱｃｈ（直交成分）それぞれ２ビットのデータが生成され、１シンボル４ビットのデータが送受信される。誤り訂正復号装置において、復調シンボルのＩｃｈ及びＱｃｈのそれぞれの１ビット目では硬判定基準となる境界が実線で示す１箇所となり、２ビット目では境界が破線で示す２箇所となる。従って、Ｉｃｈ及びＱｃｈのそれぞれの１ビット目の平均誤り率は、２ビット目の平均誤り率よりも小さくなる性質がある。そのため、復調シンボルのビット位置に起因した平均誤り率が２段階に異なる。
同様に、１シンボルあたりのビット数が６ビットの６４ＱＡＭや、８ビットの２５６ＱＡＭについても、Ｉｃｈ及びＱｃｈのそれぞれに対して、復調シンボルのビット位置に起因した平均誤り率が３段階や４段階に異なる性質がある。
本実施の形態１に係る誤り訂正復号装置では、この平均誤り率を利用して、軟判定情報を生成する。
【００１４】
次に、誤り訂正復号装置の動作を説明する。図３は、図１に示す誤り訂正復号装置の動作を示すフローチャートである。
先ず、伝送路を通って伝送された受信データの、Ｉｃｈ及びＱｃｈの受信信号点の位置情報並びに伝送路の利得情報が、復調部１に入力される。復調部１は、位置情報から、復調シンボルを構成する複数ビット（例えば１６ＱＡＭ変調なら４ビット）の各尤度値を計算し、尤度情報とする（ステップＳＴ１）。このとき、復調部１は利得情報に応じて尤度情報に重み付けを行う。
また、復調部１は、複数ビットの尤度情報をビット選択部２及び第１の記憶部５に出力する。第１の記憶部５は、後述する正規化係数変換部４において正規化係数を生成している間、複数ビットの尤度情報を保持する。
【００１５】
続いて、ビット選択部２は、復調部１が計算した複数ビットの尤度情報のうち、平均誤り率が予め定められた値よりも高いビット位置の尤度情報を選択する（ステップＳＴ２）。例えば１６ＱＡＭ変調の場合は、Ｉｃｈ及びＱｃｈの各２ビット目の信号の尤度情報が選択出力される。
【００１６】
続いて、統計量計算部３が、複数の復調シンボル分の、ビット選択部２において選択された尤度情報から、予め定められた統計量を計算する。統計量としては絶対値平均、分散値、分布の中央値等の値がある（ステップＳＴ３）。
なお、統計量に絶対値平均の値を用いると、後述する正規化処理を行って生成した軟判定情報の分布が大きく偏らないように構成でき、正規化処理による復号性能の劣化を小さく抑えることができる。そのため、統計量として尤度情報の絶対値平均の値を計算することが従来から行われている。そこで、以下の説明では統計量に絶対値平均の値を用いる。
【００１７】
続いて、正規化係数変換部４が、統計量計算部３において計算された統計量に１対１に対応するように予め定められた正規化係数に変換する（ステップＳＴ４）。例えば、閾値ｘ１，ｘ２（ｘ１＞ｘ２）とこれら閾値に対応する正規化係数を正規化係数変換部４に予め設定しておき、正規化係数変換部４は、尤度情報の絶対値平均の値が閾値ｘ１以上のときは正規化係数０．２に変換し、閾値ｘ１未満ｘ２以上のときは正規化係数０．５に変換し、閾値ｘ２未満のときは正規化係数１．０に変換する。
【００１８】
続いて、正規化演算部６は、正規化係数変換部４から正規化係数が入力されると、第１の記憶部５に保持されている尤度情報を読み出し、この尤度情報の各尤度値の大小関係及び符号ビットは保持したままで、尤度値の調整及びビット幅の圧縮操作を行う（ステップＳＴ５）。即ち、読み出した尤度情報に正規化係数を乗算してビット幅を圧縮する。
また、正規化演算部６は、正規化処理を施した尤度情報を軟判定情報として第２の記憶部７に出力し、第２の記憶部７がこの軟判定情報を保持する。
【００１９】
続いて、誤り訂正復号部８は、第２の記憶部７に保持されている軟判定情報を読み出して誤り訂正復号処理を行い、復号データとして出力する（ステップＳＴ６）。誤り訂正復号部８において、訂正処理を行う誤り訂正符号としては、特に規定はないが、ターボ符号、ＬＤＰＣ（Ｌｏｗ−Ｄｅｎｓｉｔｙ  Ｐａｒｉｔｙ−Ｃｈｅｃｋ  ｃｏｄｅ）等、軟判定情報のレベルによって性能が大きく変化する符号の場合に特に訂正効果が大きくなる。
【００２０】
以上より、実施の形態１によれば、誤り訂正復号装置は、受信データの受信信号点と硬判定の基準信号点の距離情報及び伝送路の利得情報から、１復調シンボルを構成する複数ビットの尤度情報を計算する復調部１と、１復調シンボルを構成する複数ビットのうち、予め定められた誤り率より大きい誤り率のビット位置の尤度情報を選択するビット選択部２と、複数の復調シンボルの、ビット選択部２が選択したビット位置の尤度情報から、所定の統計量を計算する統計量計算部３と、統計量計算部３が計算した統計量に応じて、復調部１が計算した尤度情報を正規化するための正規化係数を求める正規化係数変換部４と、正規化係数変換部４の処理中に復調部１が計算した尤度情報を保持しておく第１の記憶部５と、正規化係数変換部４が求めた正規化係数を用いて、第１の記憶部５に保持されていた尤度情報を正規化し、軟判定情報を生成する正規化演算部６と、軟判定情報を保持しておく第２の記憶部７と、第２の記憶部７に保持されていた軟判定情報を用いて誤り訂正復号処理を行う誤り訂正復号部８とを備えるように構成した。
このため、平均誤り率が高いビット位置の尤度情報を基準に正規化係数を定めて正規化処理するようにしたので、硬判定の判断基準の近くで受信した信号の軟判定値が正規化処理の後でも区別できる。そのため、この軟判定情報を用いることで、誤り訂正復号部８において高い誤り訂正復号効果が得られる。
また、特定のビット位置の尤度情報から統計量を求めるだけで、復調した結果のビット位置によらず同一の演算方法により正規化処理を行って軟判定情報を生成することができる。そのため、簡易な方法及び簡易な装置構成で軟判定情報を生成することができる。
【００２１】
また、実施の形態１によれば、統計量計算部３は、所定の統計量として、複数の復調シンボルの、ビット選択部２が選択したビット位置の尤度情報の絶対値平均の値を計算するように構成した。このため、正規化処理による復号性能の劣化を小さく抑えることができる。
【００２２】
なお、上記実施の形態１では、統計量計算部３が計算する統計量を、ビット選択部２で選択された尤度情報の絶対値平均の値としたが、これに限定されるものではなく、選択された尤度情報の分散値、中央値等であってもよい。この構成の場合でも絶対値平均の場合と同様に、正規化処理による復号性能の劣化を小さく抑えることができる。
【００２３】
また、上記実施の形態１では、正規化係数変換部４が統計量に対応した正規化係数を生成し、正規化演算部６が正規化処理として尤度調整操作及びビット圧縮操作を行う構成としたが、これに代えて、正規化係数変換部４が統計量に対応したビットシフト量を出力し、正規化演算部６が正規化処理としてビットシフトの操作と軟判定ビットの制限によるクリッピング操作を行うように構成してもよい。この構成の場合には、より簡単な構成で正規化処理を実現できる。
【００２４】
実施の形態２．
図４は、この発明の実施の形態２に係る誤り訂正復号装置の構成を示すブロック図であり、図１と同一又は相当の部分については同一の符号を付し説明を省略する。図４に示す誤り訂正復号装置は、図１の統計量計算部３に代えて、尤度情報の値の分布を区間別にカウントするカウンタ部９と分布数の最も多い区間の情報を選択出力する最大分布選択部１０とを備える。
【００２５】
次に、実施の形態２に係る誤り訂正復号装置の動作を説明する。図５は、図４に示す誤り訂正復号装置の動作を示すフローチャートである。
ステップＳＴ１１，ＳＴ１２は、図３に示すステップＳＴ１，ＳＴ２と同一であるため説明を省略し、ステップＳＴ１３の処理から説明する。
【００２６】
カウンタ部９は、ビット選択部２において選択された尤度情報に対して、予め定められた閾値によって分割された第１区間、第２区間・・・、第Ｎ区間に該当する尤度情報数を、第１区間カウンタ部９−１、第２区間カウンタ部９−２、・・・、第Ｎ区間カウンタ部９−Ｎをカウントアップさせてカウントし、尤度情報の絶対値の分布を求める（ステップＳＴ１３）。例えば、第１区間カウンタ部９−１が閾値ｘ１以上の第１区間に該当する尤度情報数をカウントし、第２区間カウンタ部９−２が閾値ｘ１未満ｘ２以上の第２区間をカウントし、第３区間カウンタ部（不図示）が閾値ｘ２未満の第３区間をカウントするように構成する。
【００２７】
続いて、最大分布選択部１０は、カウンタ部９の第１区間カウンタ部９−１〜第Ｎ区間カウンタ部９−Ｎを参照して、第１区間〜第Ｎ区間のうち、尤度情報の分布が最も多かった最大分布区間を選択出力する（ステップＳＴ１４）。
【００２８】
続いて、正規化係数変換部４が、最大分布選択部１０において選択出力された最大分布区間を統計量とみなして、この最大分布区間に対応する正規化係数を求める（ステップＳＴ１５）。例えば、第１区間〜第３区間に対応する正規化係数を正規化係数変換部４に予め設定しておき、正規化係数変換部４は、最大分布区間が第１区間のときは正規化係数０．２に変換し、第２区間のときは正規化係数０．５に変換し、第３区間のときは正規化係数１．０に変換する。
【００２９】
続くステップＳＴ１６，ＳＴ１７は、図３に示すステップＳＴ５，ＳＴ６と同一であるため説明を省略する。
【００３０】
以上より、実施の形態２によれば、誤り訂正復号装置は、１復調シンボルを構成する複数ビットのうちのビット選択部２が選択した特定のビット位置の尤度情報を、複数の閾値で分離された各区間に分類するカウンタ部９と、各区間のうち、最も尤度情報の分布数の多い区間を選択する最大分布選択部１０とを備え、正規化係数変換部４が最大分布選択部１０の選択した区間に応じた正規化係数を求めるように構成した。
このため、特別な演算処理を行って統計量を計算せずに、尤度情報の分布をカウントするだけで正規化係数を容易に生成できるようになるため、回路規模及び演算量の削減を図ることができる。
【００３１】
なお、上記実施の形態２では、正規化係数変換部４が最大分布区間に対応した正規化係数を生成し、正規化演算部６が正規化処理として尤度調整操作及びビット圧縮操作を行う構成としたが、これに代えて、正規化係数変換部４が最大分布区間に対応したビットシフト量を出力し、正規化演算部６が正規化処理としてビットシフトの操作と軟判定ビットの制限によるクリッピング操作を行うように構成してもよい。この構成の場合には、より簡単な構成で正規化処理を実現できる。
【００３２】
また、上記実施の形態２のカウンタ部９及び最大分布選択部１０において、復調部１が最初に復調した尤度情報をサンプリングした結果に対して最大分布区間の選択を行ってもよい。図６は、上記実施の形態２に係る誤り訂正復号装置の構成の変形例を示すブロック図であり、図４に示す誤り訂正復号装置からビット選択部２を除いた構成である。
上記実施の形態２のように、尤度情報の絶対値の分布から正規化係数を生成する場合、ビット選択部２により尤度情報の選択を行わずに、図６に示すように復調部１が最初に復調した尤度情報をサンプリングした結果に対してカウンタ部９及び最大分布選択部１０で最大分布区間を選択するように構成しても、発生頻度の低い、尤度情報の大きなビットについては無視することができるようになる。そのため、図６に示す構成の場合にも、上記実施の形態２と同様の効果が得られる。
【００３３】
また、上記実施の形態１，２のビット選択部２において、復調部１が最初に復調した尤度情報をサンプリングした結果に対してビット位置の選択を行ってもよい。例えば、誤り訂正復号部８がターボ符号の誤り訂正復号処理を行っているときに、受信データのうちの情報ビット系列に相当する部分のデータをサンプリングして、その中の復号時にデパンクチャされて固定値が挿入された部分を避けるような構成にする。この構成の場合、サンプリングすることにより、少ない受信データで尤度情報の平均値計算又は最大分布区間を求めて正規化係数を計算することができるので、上記実施の形態１，２と同様に正規化係数を容易に生成することができる。
【００３４】
また、上記実施の形態１，２の誤り訂正復号装置について、図１、図４及び図６に示す装置構成から誤り訂正復号部８を除いて、軟判定情報生成装置として構成してもよい。この構成の場合にも、上記実施の形態１，２と同様の効果が得られる。
【符号の説明】
【００３５】
１  復調部、２  ビット選択部、３  統計量計算部、４  正規化係数変換部、５  第１の記憶部、６  正規化演算部、７  第２の記憶部、８  誤り訂正復号部、９  カウンタ部、９−１  第１区間カウンタ部、９−２  第２区間カウンタ部、９−Ｎ  第Ｎ区間カウンタ部、１０  最大分布選択部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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