(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
多値多位相方式でデジタル変調されて伝送されたデータを受信するデータ受信装置において、
受信した信号からＩ成分およびＱ成分を復調する復調手段と、
前記Ｉ成分およびＱ成分のうちの少なくとも一方に対して、その成分の値が同一であるシンボルの集合毎に、前記シンボルが伝送され、かつ、そのシンボルが受信された事後確率を計算し、その成分を表すビットのうちの１つが所定の値である前記シンボルの集合に対する前記事後確率の総和を、すべての前記シンボルの集合に対する前記事後確率の総和で除した値を、その１つのビットに対するメトリックとして計算するメトリック計算手段と、
前記メトリックを利用して前記データの復号を行う復号手段と
を備えることを特徴とするデータ受信装置。
【請求項２】
前記メトリック計算手段は、受信したデータをデジタル値に変換し、そのデジタル値に対応して、所定の記憶部に予め記憶されている前記メトリックを出力する
ことを特徴とする請求項１に記載のデータ受信装置。
【請求項３】
前記メトリック計算手段は、前記Ｉ成分およびＱ成分を、１成分ずつ入力され、入力された成分に対して、前記メトリックを計算する
ことを特徴とする請求項１に記載のデータ受信装置。
【請求項４】
多値多位相方式でデジタル変調されて伝送されたデータを受信するデータ受信方法において、
受信した信号からＩ成分およびＱ成分を復調するステップと、
前記Ｉ成分およびＱ成分のうちの少なくとも一方に対して、その成分の値が同一であるシンボルの集合毎に、前記シンボルが伝送され、かつ、そのシンボルが受信された事後確率を計算し、その成分を表すビットのうちの１つが所定の値である前記シンボルの集合に対する前記事後確率の総和を、すべての前記シンボルの集合に対する前記事後確率の総和で除した値を、その１つのビットに対するメトリックとして計算するステップと、
前記メトリックを利用して前記データの復号を行うステップと
を備えることを特徴とするデータ受信方法。
【請求項５】
多値多位相方式でデジタル変調されて伝送されたデータを受信するデータ受信装置において、
受信した信号からＩ成分およびＱ成分を復調する復調手段と、
前記Ｉ成分およびＱ成分のうちの少なくとも一方に対して、その成分の値が同一であるシンボルの集合毎に、前記シンボルが伝送され、かつ、そのシンボルが受信された事後確率を計算し、その成分を表すビットのうちの１つが所定の値である前記シンボルの集合に対する前記事後確率の総和を、その１つのビットに対するメトリックとして計算するメトリック計算手段と、
前記メトリックを利用して前記データの復号を行う復号手段と
を備えることを特徴とするデータ受信装置。
【請求項６】
前記メトリック計算手段は、受信したデータをデジタル値に変換し、そのデジタル値に対応して、所定の記憶部に予め記憶されている前記メトリックを出力する
ことを特徴とする請求項５に記載のデータ受信装置。
【請求項７】
前記メトリック計算手段は、前記Ｉ成分およびＱ成分を、１成分ずつ入力され、入力された成分に対して、前記メトリックを計算する
ことを特徴とする請求項５に記載のデータ受信装置。
【請求項８】
多値多位相方式でデジタル変調されて伝送されたデータを受信するデータ受信方法において、
受信した信号からＩ成分およびＱ成分を復調するステップと、
前記Ｉ成分およびＱ成分のうち少なくとも一方に対して、その成分の値が同一であるシンボルの集合毎に、前記シンボルが伝送され、かつ、そのシンボルが受信された事後確率を計算し、その成分を表すビットのうちの１つが所定の値である前記シンボルの集合に対する前記事後確率の総和を、その１つのビットに対するメトリックとして計算するステップと、
前記メトリックを利用して前記データの復号を行うステップと
を備えることを特徴とするデータ受信方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、データ受信装置および方法に関し、特に、シンボルが伝送され、かつ、そのシンボルが受信された事後確率を、Ｉ成分またはＱ成分の値が同一であるシンボルの集合毎に計算し、その成分を表すビットのうちの１つが所定の値であるシンボルの集合に対する事後確率の総和を、その１つのビットに対するメトリックとして計算するデータ受信装置および方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
米国においては、デジタル放送が既に開始されている。ヨーロッパでも、デジタルテレビ放送を導入するために、標準化組織Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｉｄｅｏ  Ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ（ＤＶＢ）が結成され、その標準方式がまとめられようとしている。このデジタル放送については、例えば、日経エレクトロニクス１９９６．１．１５（ｎｏ．６５３）の第１３９頁乃至第１５１頁に、「ディジタル放送，米国についで欧州も実用へ」として紹介されている。
【０００３】
デジタル放送を行う場合、その消費電力ができるだけ少なくなるようにすることが望まれる。このような電力制限の厳しいこのような通信路においては、一般的に、誤り訂正符号を用いて符号化利得を得て電力の低減が図られている。この様なシステムにおいては、送信側で誤り訂正符号化を行い、受信側で誤り訂正復号を行うのが一般的である。特に信号電力対雑音電力比（Ｃ／Ｎ比）の小さい通信路においては、畳み込み符号が有利であり、この符号はビタビ復号法を用いることにより、容易に軟判定復号を行うことができ、高利得を得ることができる。
【０００４】
さらに、畳み込み符号化器の符号出力の系列を、ある一定の規則に従って、間引くことにより、同一の復号器を用いて、複数の符号化率を容易に実現できるパンクチャド符号が知られている。また、パンクチャド符号化器の符号出力の系列をある一定の規則に従って、ビット毎に拡散することによって、伝送路上で重畳される雑音に対する耐性を向上させることができる。
【０００５】
図９は、ＤＶＢの地上波テレビジョン放送のための規格ＤＶＢ−Ｔにおいて提案されている送信装置の構成例を表している。この装置では、パンクチャド畳み込み符号、ビット拡散、ＱＰＳＫ変調方式が用いられている。
【０００６】
即ち、図９の例においては、情報源１より出力された１ビットシリアルデータは、畳み込み符号化器２に入力され、パンクチャド符号の母符号系列Ｘ，Ｙが生成される。この例では、符号化率が１／２とされている。Ｘ，Ｙは、それぞれ１ビットの符号系列を表している。
【０００７】
この符号系列Ｘ，Ｙは、ビット消去回路３に入力され、所定の規則に従って、ビット消去処理が行われるようになされている。ビット消去回路３より出力されたシリアル化されたパンクチャド符号系列は、直並列変換器４に入力され、１系列のデータから２系列のデータに変換されるようになされている。
【０００８】
直並列変換器４より出力された２系列のデータｘ，ｙは、ビット拡散回路５−１，５−２にそれぞれ入力され、ビットの順番が拡散（交錯）されるビット拡散処理が行われるようになされている。ビット拡散回路５−１，５−２より出力されたビット拡散後のデータｘ’，ｙ’は、信号点割当回路６に入力され、伝送路上のシンボルへ割り当てられる。信号点割当回路６は、相互に直交する同相成分（Ｉ成分）と直交成分（Ｑ成分）で表される信号点の座標データＩ’，Ｑ’を出力する。
【０００９】
シンボル拡散回路７は、信号点割当回路６より出力された座標データＩ’，Ｑ’により規定されるシンボルの順番を拡散するシンボル拡散処理を実行し、拡散後のシンボルのＩ成分とＱ成分を出力する。変調器８は、例えば、ＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ）方式で、Ｉ成分とＱ成分をデジタル変調し、アンテナ９を介して電波で出力するようになされている。
【００１０】
図１０は、畳み込み符号化器２の構成例を表している。但し、この構成例は、ＤＶＢ−Ｔで規定されているものではなく、畳み込み処理の説明のための原理的構成を示すものである。この例においては、情報源１より出力された１ビットのシリアルデータが端子２１から入力され、遅延回路２２，２３により、それぞれ１クロック分ずつ順次遅延された後、加算回路２４と２５に出力されている。加算回路２４にはまた、端子２１の出力と遅延回路２２の出力とが供給されており、加算回路２４は、これらのデータを加算（排他的論理和演算）した後、端子２６からデータＸとして出力するようになされている。また、加算回路２５は、端子２１の出力と遅延回路２３の出力を加算（排他的論理和演算）して、端子２７からデータＹとして出力するようになされている。
【００１１】
即ち、この実施例においては、１ビットの入力に対して、遅延回路２２と２３の内部状態から定まる２ビットの母符号が出力されることになる。この例の場合、拘束長が３、内部遅延素子が２、状態数が４、符号化率が１／２となる。
【００１２】
図１１は、この畳み込み符号化器２の状態遷移図を表している。この畳み込み符号化器２の状態遷移は、次のようになる。
【００１３】
即ち、例えば、状態００（遅延素子２２の出力と遅延素子２３の出力が共に０の状態）において、端子２１から０が入力されると、端子２６，２７から、（ＸＹ）＝（００）が出力され、状態００に遷移する。状態００から１が入力されると、（ＸＹ）＝（１１）が出力され、状態は１０に遷移する。状態０１から０が入力されると、（ＸＹ）＝（１１）が出力され、状態００に遷移する。状態０１から１が入力されると、（ＸＹ）＝（００）が出力され、状態１０に遷移する。
【００１４】
他の状態においても、図１１に示すように、０または１の入力に対して、図示した出力が出され、図示した状態に遷移する。
【００１５】
ビット消去回路３では、ある規則に従って、母符号系列（ＸＹ）から適当な位置のデータを消去することによって、結果として符号化率を変えることができる。以下に、例えば、
Ｘ：１０
Ｙ：１１
のような消去マップに従ってビットが消去される場合について説明する。
【００１６】
消去マップの１に対応するビットは伝送され、０に対応するビットは伝送されない（消去される）。消去マップによれば、ある時点での畳み込み符号化器２の出力Ｘ（＝Ｘ１）とＹ（＝Ｙ１）は、Ｘ１Ｙ１の順で伝送され、次の時点では、畳み込み符号化器２の出力Ｘ（＝Ｘ２）は消去されて伝送されず、Ｙ（＝Ｙ２）のみ伝送されることになる。即ち、この２つの時点で伝送されるビットは、Ｘ１Ｙ１Ｙ２となる。この操作で畳み込み符号化器２に入力されるビット数は２ビット、ビット消去回路３から出力されるビット数は３ビットとなるので、符号化率Ｒは２／３となる。この操作は２単位時間ごとに繰り返される。
【００１７】
直並列変換器４では、入力される１系列のデータＸ１，Ｙ１，Ｙ２，・・・が２系列のデータ（ｘ，ｙ）に変換される。
【００１８】
ビット拡散回路５−１，５−２は、入力データ系列ｘ，ｙの順番を所定の規則に従って入れ替えることによって、ビットを拡散する。このとき、一般にビット拡散回路５−１と５−２の拡散方法は異なるものとされる。
【００１９】
以下にビット拡散の例を示す。Ｍビットの入力データを１ブロックとし、適当な数値ｓを定める。ビット拡散は、Ｍビットの入力系列からなるベクトル
（Ｂ０，Ｂ１，・・・，Ｂｋ，・・・，ＢＭ−１）から、
拡散後のＭビットの出力系列からなるベクトル
（Ｂ’０，Ｂ’１，・・・，Ｂ’ｎ，・・・，Ｂ’Ｍ−１）への置換を意味する。このとき、Ｂ’ｎ＝Ｂｋ（ｎ＝ｋ＋ｓ  ｍｏｄ  Ｍ）である。
【００２０】
ビット拡散回路５−１，５−２で異なるｓを用いることによって、同じアルゴリズムで異なるビット拡散回路を構成することができる。
【００２１】
信号点割当回路６では、入力されたデータ（ｘ’，ｙ’）を伝送路上のシンボルへ割り当てる。割り当ては、例えば図１２に示すように、ＱＰＳＫ方式に従って行われる。即ち、
（ｘ’，ｙ’）＝（０，０）のとき、（Ｉ’，Ｑ’）＝（１／√２，１／√２）、
（ｘ’，ｙ’）＝（０，１）のとき、（Ｉ’，Ｑ’）＝（１／√２，−１／√２）、
（ｘ’，ｙ’）＝（１，０）のとき、（Ｉ’，Ｑ’）＝（−１／√２，１／√２）、
（ｘ’，ｙ’）＝（１，１）のとき、（Ｉ’，Ｑ’）＝（−１／√２，−１／√２）
として割り当てが行われる。
【００２２】
シンボル拡散回路７は、（Ｉ’，Ｑ’）で表されるシンボルＳ’の順番を所定の規則に従って入れ替えることによって、シンボルの拡散を行い、シンボルＳ（Ｉ，Ｑ）を得るものであり、これによって、伝送路上で受けたバースト的な誤りを拡散することができる。
【００２３】
具体的な例を示すと、Ｎ−１個のシンボルを拡散の単位ブロックとして、Ｎ未満の、Ｎと互いに素な数Ｇを定めたとき、拡散は、拡散前のシンボルを要素とするベクトル
（Ｓ’１，Ｓ’２，・・・，Ｓ’ｋ，・・・，Ｓ’Ｎ−１）から
拡散後のシンボルを要素とするベクトル
（Ｓ１，Ｓ２，・・・，Ｓｎ，・・・，ＳＮ−１）への置換として実行される。このとき、Ｓｎ＝Ｓ’ｋ（ｎ＝Ｇ＾ｋ  ｍｏｄ  Ｎ）である。
【００２４】
変調器８では、入力されるシンボルＳのＩ成分とＱ成分に従って、搬送波を変調し、アンテナ９を介して送信する。
【００２５】
図１３は、図９の送信装置より送信されたデータを受信する受信装置の構成例を表している。復調器３２は、アンテナ３１を介して受信した電波を復調し、Ｉ成分信号とＱ成分信号を出力する。シンボル逆拡散回路３３は、図９のシンボル拡散回路７におけるシンボル拡散処理と逆の処理、即ち、シンボル拡散回路７において入れ替えたシンボルの順番を元の順番に戻す処理を行い、Ｉ信号成分Ｉ’とＱ信号成分Ｑ’を出力する。
【００２６】
ビット逆拡散回路３４−１，３４−２は、シンボル逆拡散回路３３より出力されたＩ’信号とＱ’信号に対して、図９のビット拡散回路５−１，５−２において変更したビットの順番を、元の順番に戻す処理を実行する。
【００２７】
ビット逆拡散回路３４−１，３４−２より出力されたＩ’信号成分に対応するデータｘと、Ｑ’信号成分に対応するデータｙは、並直列変換器３５に入力され、２系列のデータ（ｘ，ｙ）から１系列のデータに変換され、ビット挿入回路３６に供給される。
【００２８】
ビット挿入回路３６においては、図９のビット消去回路３におけるビット消去処理と反対に、ビット挿入処理が行われる。ビット挿入回路３６により、ビットが挿入されたＩ信号成分のデータｘとＱ信号成分のデータｙは、ビタビ復号器３７に入力され、ビタビ復号され、再生情報３８として出力されるようになされている。
【００２９】
次に、その動作について説明する。
【００３０】
アンテナ３１で受けた受信信号は、復調器３２で復調されて、各シンボルのＩ成分とＱ成分のデータが得られる。このＩ成分とＱ成分のデータは、シンボル逆拡散回路３３に入力され、そこで、シンボル拡散回路７における場合と逆の操作が行なわれ、逆拡散されたデータＩ’とＱ’が得られる。
【００３１】
即ち、この逆拡散の操作は、シンボル拡散回路７で用いた場合と同じ値Ｎ，Ｇを用いて表すと、逆拡散前のシンボルを要素とするベクトル
（Ｓ１，Ｓ２，・・・，Ｓｎ，・・・，ＳＮ−１）を、
逆拡散後のシンボルを要素とするベクトル
（Ｓ’１，Ｓ’２，・・・，Ｓ’ｋ，・・・，Ｓ’Ｎ−１）へ置換する処理となる。このとき、Ｓｎ＝Ｓ’ｋ（ｎ＝Ｇ＾ｋ  ｍｏｄ  Ｎ）である。
【００３２】
シンボル逆拡散回路３３から供給されたＩ成分データＩ’と、Ｑ成分データＱ’は、それぞれビット逆拡散回路３４−１，３４−２に供給される。
【００３３】
ビット逆拡散回路３４−１，３４−２は、それぞれ、ビット拡散回路５−１，５−２に対応し、それぞれ、ビット拡散回路５−１，５−２と逆の操作を行う。
【００３４】
即ち、Ｍ個の入力データを１ブロックとし、適当な数値ｓを定め、Ｍ個の入力系列からなるベクトル
（Ｂ’０，Ｂ’１，・・・，Ｂ’ｎ，・・・，Ｂ’Ｍ−１）から、
逆拡散後のＭ個の出力系列からなるベクトル
（Ｂ０，Ｂ１，・・・，Ｂｋ，・・・，ＢＭ−１）が求められる。このとき、Ｂ’ｎ＝Ｂｋ（ｎ＝ｋ＋ｓ  ｍｏｄ  Ｍ）である。
【００３５】
ここで、ビット逆拡散回路３４−１，３４−２のビット逆拡散で用いる数値ｓは、それぞれ、ビット拡散回路５−１，５−２で用いる数値ｓと同じ値を用いる。
【００３６】
こうしてビット逆拡散されたデータ系列（ｘ，ｙ）は、次段の並直列変換器３５に供給され、そこで直並列変換器４と逆の操作が行なわれ、２系列のデータ（ｘ，ｙ）から１系列のデータに変換される。
【００３７】
ビット挿入回路３６では、ビット消去回路３と逆の操作が行われる。即ち、前述の例の消去マップ
Ｘ：１０
Ｙ：１１
を用いたビット消去回路３の処理に対応して、ビット挿入回路３６は、
Ｘ１，Ｙ１，Ｙ２（今の場合、ｘ１，ｙ１，ｙ２）
の順で入力されるデータに対して、消去されているデータＸ２（ｘ２）に相当する位置で任意のダミーデータ（ここでは０とする）を挿入して、
Ｘデータとして、Ｘ１（ｘ１），０を、
Ｙデータとして、Ｙ１（ｙ１），Ｙ２（ｙ２）を、
この順で出力する。また、ダミーデータを挿入した位置を示す挿入フラグをビタビ復号器３７に供給する。
【００３８】
ビタビ復号器３７では、畳み込み符号化器２の状態遷移（図１１）に従ってビタビ復号を行う。図１４にビタビ復号器３７の例を示す。入力端子６２−１，６２−２には、ビット挿入回路３６より出力されたデータＸ，Ｙが、それぞれ入力される。これらのデータＸ，Ｙは、ブランチメトリック演算回路６３−１乃至６３−４に入力されている。ブランチメトリック演算回路６３−１においては、入力データ（Ｘ，Ｙ）と図１２に示した座標点（１／√２，１／√２）との距離を、ブランチメトリックとして演算する。同様に、ブランチメトリック演算回路６３−２乃至６３−４においては、入力データ（Ｘ，Ｙ）と座標点（１／√２，−１／√２），（−１／√２，１／√２）または（−１／√２，−１／√２）との距離が演算されるようになされている。
【００３９】
ブランチメトリック演算回路６３−１，６３−４の出力（ブランチメトリック）ＢＭ００，ＢＭ１１は、ＡＣＳ（Ａｄｄ  Ｃｏｍｐａｒｅ  Ｓｅｌｅｃｔ）回路６４−１，６４−３に入力されている。同様に、ブランチメトリック演算回路６３−２の出力（ブランチメトリック）ＢＭ０１とブランチメトリック演算回路６３−３の出力（ブランチメトリック）ＢＭ１０が、ＡＣＳ回路６４−２，６４−４に入力されている。
【００４０】
ＡＣＳ回路６４−１，６４−３にはまた、ステートメトリック記憶装置６６−１の出力（ステートメトリック）ＳＭ００とステートメトリック記憶装置６６−２の出力（ステートメトリック）ＳＭ０１が入力されており、ＡＣＳ回路６４−２，６４−４には、ステートメトリック記憶装置６６−３の出力（ステートメトリック）ＳＭ１０とステートメトリック記憶装置６６−４の出力（ステートメトリック）ＳＭ１１が入力されている。
【００４１】
ＡＣＳ回路６４−１乃至６４−４は、入力された一方のブランチメトリックＢＭとそれに対応するステートメトリックＳＭを加算するとともに、他方のブランチメトリックＢＭとそれに対応するステートメトリックＳＭを加算する。そして、ＡＣＳ回路６４−１乃至６４−４は、２つの加算結果を比較し、その比較結果に対応して、小さい方の加算値をステートメトリック記憶装置６６−１乃至６６−４に、新たなステートメトリックＳＭとして出力するとともに、その選択結果を表す信号ＳＥＬ００乃至ＳＥＬ１１をパスメモリ６５に出力している。さらに、パスメモリ６５には、ステートメトリック記憶装置６６−１乃至６６−４からステートメトリックＳＭ００乃至ＳＭ１１が入力されている。
【００４２】
ステートメトリック記憶装置６６−１乃至６６−４は、端子６１から入力される信号によりリセットされるようになされている。パスメモリ６５は、端子６７から復号結果を出力するようになされている。
【００４３】
次に、その動作について説明する。
【００４４】
ブランチメトリック演算回路６３−１では、入力データ（Ｘ，Ｙ）と座標点（１／√２，１／√２）との距離がブランチメトリックＢＭ００として計算される。同様にブランチメトリック演算回路６３−２では入力データ（Ｘ，Ｙ）と座標点（１／√２，−１／√２）との距離、ブランチメトリック演算回路６３−３では入力データ（Ｘ，Ｙ）と座標点（−１／√２，１／√２）との距離、ブランチメトリック演算回路６３−４では入力データ（Ｘ，Ｙ）と座標点（−１／√２，−１／√２）との距離が、ブランチメトリックＢＭ０１，ＢＭ１０，ＢＭ１１としてそれぞれ計算される。なお、ここでは、前段のビット挿入回路３６から供給される挿入フラグに従って、挿入されたダミーデータに関する距離計算は省略される。即ち、挿入されたビットと比較すべき座標との距離は、すべて同じ（例えば０）とされる。
【００４５】
ＡＣＳ回路６４−１では畳み込み符号化器２の状態遷移に従って次の２つの式が計算され、尤度の大きい方、即ち、計算結果の小さい方が選択され、その選択情報ＳＥＬは後段のパスメモリ６５に、その計算結果ＳＭはステートメトリック記憶装置６６−１に、それぞれ供給される。
【００４６】
ＳＭ００＋ＢＭ００        （１）
ＳＭ０１＋ＢＭ１１        （２）
【００４７】
ここで、ＳＭ００は、１単位時間前のステートメトリック記憶装置６６−１の値、ＳＭ０１は、１単位時間前のステートメトリック記憶装置６６−２の値、ＢＭ００は、ブランチメトリック演算回路６３−１の演算結果、ＢＭ１１は、ブランチメトリック演算回路６３−４の演算結果を、それぞれ表している。
【００４８】
式（１）の計算結果の方が小さければＳＥＬ００＝０が、式（２）の計算結果の方が小さければＳＥＬ００＝１が、後段のパスメモリ６５に供給される。そして、前者の場合、ＳＭ００＋ＢＭ００が、後者の場合、ＳＭ０１＋ＢＭ１１が、それぞれステートメトリック記憶装置６６−１に、新たなステートメトリックＳＭ００として記憶される。
【００４９】
この計算を図１１の状態遷移図に沿って説明する。状態００に到達するパスは２本あり、１本目は状態００で０が入力され、００を出力するパスで、比較される計算式は式（１）のようになり、２本目は状態０１で０が入力され、１１を出力するパスで、比較される計算式は式（２）のようになる。計算結果のうち小さいほうが新たなステートメトリックＳＭ００としてステートメトリック記憶装置６６−１に供給される。
【００５０】
同様の動作が、ＡＣＳ回路６４−２乃至６４−４においても行われる。なお、ステートメトリック記憶装置６６−１乃至６６−４は、システムが動作する初期段階で０にリセットされる。この制御は図には示していない制御装置から端子６１を介して行われる。
【００５１】
パスメモリ６５では、図１１の状態遷移図に従って、ＡＣＳ回路６４−１乃至６４−４からの選択情報ＳＥＬ００乃至ＳＥＬ１１を用いて、入力データ即ち復号データの選択、記憶、伝搬を行う。
【００５２】
図１５は、ブランチメトリック演算回路６３−１の構成例を表している。端子６２−１より入力されたデータＸは、減算回路５１に入力され、発生回路５２からの１／√２で減算されるようになされている。減算回路５１の出力は、乗算回路５３に分岐して入力され、乗算される（即ち、自乗される）ようになされている。セレクタ２０３は、乗算回路５３の出力と、発生回路２０２の出力の供給を受け、端子２０１を介してＸに対する挿入フラグが、ビット挿入回路３６より入力されたとき、発生回路２０２が発生する０を選択し、その他のとき、乗算回路５３の出力を選択し、加算回路５４に出力する。
【００５３】
同様に、端子６２−２より入力されたデータＹが、減算回路５５に入力され、発生回路５６からの１／√２で減算されるようになされている。減算回路５５の出力は、乗算回路５７に分岐して入力され、乗算（自乗）されるようになされている。セレクタ２０６は、乗算回路５７の出力と、発生回路２０５の出力の供給を受け、端子２０４を介してＹに対する挿入フラグがビット挿入回路３６より入力されたとき、発生回路２０５が発生する０を選択し、その他のとき、乗算回路５７の出力を選択し、加算回路５４に出力している。加算回路５４は、セレクタ２０３の出力とセレクタ２０６の出力とを加算し、ブランチメトリックＢＭ００として出力するようになされている。
【００５４】
即ち、この例においては、挿入フラグが入力されていないとき、減算回路５１が、Ｘ−１／√２を出力し、これが乗算回路５３において自乗され、乗算回路５３から（Ｘ−１／√２）２が出力される。同様に、減算回路５５が、Ｙ−１／√２を出力し、この値が乗算回路５７により自乗され、乗算回路５７は（Ｙ−１／√２）２を出力する。加算回路５４は、乗算回路５３の出力と乗算回路５７の出力の加算値（Ｘ−１／√２）２＋（Ｙ−１／√２）２をブランチメトリックＢＭ００として出力する。
【００５５】
一方、Ｘに対する挿入フラグが入力されたとき、セレクタ２０３は、０を出力するので、加算回路５４の出力は、（Ｙ−１／√２）２となり、Ｙに対する挿入フラグが入力されたとき、セレクタ２０６は、０を出力するので、加算回路５４の出力は、（Ｘ−１／√２）２となる。
【００５６】
ブランチメトリック演算回路６３−２乃至６３−４においても、図１５に示した場合と同様の構成の回路により、同様の演算が行われる。但し、ブランチメトリック演算回路６３−２においては、発生回路５２の出力は１／√２、発生回路５６の出力は−１／√２とされる。また、ブランチメトリック演算回路６３−３においては、発生回路５２と５６の出力は、それぞれ−１／√２と１／√２とされ、ブランチメトリック演算回路６３−４においては、それぞれ−１／√２と−１／√２とされる。
【００５７】
図１６にパスメモリ６５のブロック図を示す。端子７１−１乃至７１−４には、ＡＣＳ回路６４−１乃至６４−４より出力された選択情報ＳＥＬ００乃至ＳＥＬ１１が入力されている。これらの選択情報ＳＥＬ００乃至ＳＥＬ１１は、それぞれ２入力１出力のセレクタ７３−１乃至７３−４に制御信号として入力されている。また、セレクタ７３−１には、２つの入力として、端子７２−１から固定データ０が入力されている。同様に、セレクタ７３−２乃至７３−４には、端子７２−２乃至７２−４から、それぞれ２入力として固定データ０，１または１が入力されている。
【００５８】
セレクタ７３−１乃至７３−４は、選択情報ＳＥＬ００乃至ＳＥＬ１１に対応して、２つの入力のうちの一方を選択し、後段のレジスタ８１−１乃至８１−４に出力する。但し、この第１列目のセレクタ７３−１乃至７３−４には、上述したように、端子７２−１乃至７２−４から２入力として同一のデータが入力されているため、レジスタ８１−１乃至８１−４には、それぞれ０，０，１または１が記憶されることになる。
【００５９】
以下、同様に、ｎ列（図１６の例の場合、４列）のセレクタとレジスタからなる構成が設けられている。即ち、第２列目においては、セレクタ７４−１乃至７４−４とレジスタ８２−１乃至８２−４が設けられている。セレクタ７４−１，７４−３には、前列のレジスタ８１−１の出力とレジスタ８１−２の出力が供給されている。セレクタ７４−２，７４−４には、レジスタ８１−３の出力とレジスタ８１−４の出力が入力されている。そして、セレクタ７４−１乃至７４−４は、選択情報ＳＥＬ００乃至ＳＥＬ１１の値に対応して、２入力のうちの一方を選択し、後段のレジスタ８２−１乃至８２−４に出力する処理を行う。例えば、レジスタ７４−１は、選択情報ＳＥＬ００が０であるとき、レジスタ８１−１の出力を選択し、選択情報ＳＥＬ００が１であるとき、レジスタ８１−２の出力を選択し、出力するようになされている。
【００６０】
最終列のレジスタ８４−１乃至８４−４の出力は、４入力１出力のセレクタ８５に入力されている。
【００６１】
最小値比較回路８８には、端子８７−１乃至８７−４から、図１４のステートメトリック記憶装置６６−１乃至６６−４より出力されたステートメトリックＳＭ００乃至ＳＭ１１が入力されている。最小値比較回路８８は、４つのステートメトリックの大きさを比較し、最小のものを選択する。そして、ステートメトリックＳＭ００が最小であったとき、データ００を出力し、ステートメトリックＳＭ０１が最小であったとき、データ０１を出力し、ステートメトリックＳＭ１０が最小であったとき、データ１０を出力し、ステートメトリックＳＭ１１が最小であったとき、データ１１を出力する。セレクタ８５は、最小値比較回路８８からの入力が００であるとき、レジスタ８４−１の出力を選択し、０１であるとき、レジスタ８４−２の出力を選択し、１０であるとき、レジスタ８４−３の出力を選択し、１１であるとき、レジスタ８４−４の出力を選択し、端子８６から復号結果として出力するようになされている。端子７２−１乃至７２−４の固定値は、それぞれの画素に対応する復号情報を意味する。
【００６２】
このような、パスメモリ６５の結線は、図１１の状態遷移図に基づいている。パスメモリ６５の構成のうち、最上行は状態００に、第２行目は状態０１に、第３行目は状態１０に、最下行は状態１１に、それぞれ対応する。また、第１列目は復号情報の取り込みを行う。図１１によれば、状態００に到達するパスは、状態００と状態０１からの２本存在する。それぞれのパスに対応する入力ビット即ち復号情報は、いずれの場合も０である。そこで、状態００（最上行）における第１列では、選択情報ＳＥＬ００によってそれに対応する復号情報０が選択されるように、セレクタ７３−１の入力端子が配線されている。
【００６３】
第１列目においては、状態０１、状態１０、状態１１に対しても同様にして結線されている。
【００６４】
第２列目以降においては、復号系列の選択、伝搬および記憶が行われる。図１１によれば、状態００に到達するパスは、状態００、状態０１からの２本存在する。そこで、状態００における第２列では、選択情報ＳＥＬ００によって、それに対応する状態からのデータが選択されるように、セレクタ７４−１の入力端子が配線されている。
【００６５】
第２列目以降においても、同様に結線されている。さらに、第２行乃至第３行の状態０１、状態１０、状態１１においても同様にして結線されている。
【００６６】
パスメモリ６５の最終列では、記憶された４つの復号データから、最も尤度の大きいパスに対応するデータが最終的な復号データとして出力される。「最も尤度の大きいパス」とは、４つのステートメトリックＳＭ００乃至ＳＭ１１のうち、最小の値を持つものに対応するパスであり、セレクタ８５で、その時点におけるステートメトリックの最小値に対応するパス、即ち、最も尤度の大きいパスが選択されることになる。
【００６７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年、高速（高ビットレート）の伝送が叫ばれる中、前述のデジタルデータ伝送システムの変調方式を、ＱＰＳＫから１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭ、２５６ＱＡＭ等に拡張することが考えられる。こうすると、伝送できるビット数は、ＱＰＳＫの２ビットに対してそれぞれ、４ビット、６ビット、または８ビットとなり、ＱＰＳＫに対して２倍、３倍、６倍に増加することになる。
【００６８】
図１７に１６ＱＡＭによるデータ送信装置のブロック図を示す。図１７において、図９における場合と対応する部分には、同一の符号を付してある。即ち、この例においては、直並列変換器４において、ビット消去回路３より出力されたシリアルデータが、４ビットを単位とするデータｕ，ｖ，ｘ，ｙに変換される。そして、各データ毎に、ビット拡散回路９１−１乃至９１−４において、ビット拡散処理が行われ、データｕ’，ｖ’，ｘ’，ｙ’として、信号点割当回路６に供給されるようになされている。その他の構成は、図９における場合と同様である。
【００６９】
即ち、この例においては、直並列変換器４において、１系列のデータが１６ＱＡＭに対応する４系列のデータ（ｕ，ｖ，ｘ，ｙ）に変換され、それぞれがビット拡散回路９１−１乃至９１−４において、所定の規則に従って、ビットの順番を入れ替えることにより、ビット拡散処理が行われる。その処理は、図９におけるビット拡散回路５−１，５−２における処理と同様の処理であり、それぞれが異なる数値ｓを用いて、異なるビット拡散処理を実行する。
【００７０】
信号点割当回路６では、入力された４ビットのデータ（ｕ’，ｖ’，ｘ’，ｙ’）を伝送路上のシンボルへ割り当てる。割り当ては、例えば図１８に従って行われる。即ち、例えば、
（ｕ’，ｖ’，ｘ’，ｙ’）＝（０，０，０，０）のとき、
（Ｉ’，Ｑ’）＝（３／√１０，３／√１０）、
（ｕ’，ｖ’，ｘ’，ｙ’）＝（０，０，０，１）のとき、
（Ｉ’，Ｑ’）＝（３／√１０，１／√１０）
として割り当てが行われる。
【００７１】
他の入力に関しても同様に割り当てが行われる。
【００７２】
以下、図９における場合と同様の処理が行われ、データが送信される。
【００７３】
図１７に示す送信装置で、図１８に示すような１６ＱＡＭ方式で信号点割り当てを行い、送信したデータを受信する場合、受信装置は、図１３に対応して、図１９に示すように構成することが考えられる。しかしながら、実際には、図１９に示すように受信装置を構成することはできない。
【００７４】
即ち、上述したように、シンボル逆拡散回路３３に復調器３２より入力されるデータ（Ｉ，Ｑ）のそれぞれの成分Ｉ，Ｑは、ＱＰＳＫ方式の場合、それぞれが１ビットを表していたが、１６ＱＡＭ方式の場合、それぞれが２ビットを表すことになる。例えば、図１８に示す信号点配置の場合、Ｉは、第１のビットと第３のビットのデータを表し、Ｑは、第２のビットと第４のビットのデータを表している。しかしながら、例えば、Ｉは、１／√１０や３／√１０といった１つの値であり、Ｑも同様に１つの値である。従って、これを図１９に示すように、ｕ’，ｖ’に分割したり、ｘ’，ｙ’に分割することはできない。その結果、１６ＱＡＭ方式の場合におけるデータ受信装置は、やはり図１３に示すように構成されることになる。
【００７５】
その結果、図１３のビット挿入回路３６において行われる処理は、次のようになると考えられる。
【００７６】
例えば、図２０（Ａ）に示すように、ビット挿入回路３６に、ｘ１，ｙ１，ｘ２，ｙ２，ｘ３，ｙ３，・・・のようにデータが入力されたとすると、同図（Ｂ）に示すように、ｘ１，ｙ１が、データＸ１，Ｙ１として出力され、次にダミーデータｄが、データＸ２として出力され、データｘ２が、データＹ２として出力される。また、同様に、データｙ２，ｘ３が、データＸ３，Ｙ３として出力された後、ダミーデータｄが、データＸ４として出力され、次に、データｙ３が、データＹ４として出力される。
【００７７】
しかしながら、この処理は、図１７のビット消去回路３における処理と逆の処理を実行していることにはならない。即ち、ビット消去回路３において行っていたビット消去（ビット操作）処理は、１ビット単位で行っていたものである。これに対して、図２０（Ｂ）に示すデータｘ１，ｙ２などは、それぞれが２ビットのデータに対応しているものであり、その後に１ビットのダミーデータｄを挿入し、さらにその次に２ビットのデータｘ２を出力すると、結局、元のデータ配列とは全く異なるデータ配列が出力されてしまうことになる。
【００７８】
その結果、ビット挿入回路３６の出力を、ビタビ復号器３７でビタビ復号すると、復号結果は、成分が若干劣化するといった類のものではなく、全く異なるものになるため、復号は不可能となる。
【００７９】
これに対して、例えば図１９に示すデータ受信装置のシンボル逆拡散回路３３において、硬判定を行うようにすれば、図１９に示すように、（Ｉ，Ｑ）から、ｕ’，ｖ’，ｘ’，ｙ’を生成することができると考えられる。即ち、この場合、（Ｉ，Ｑ）の座標と図１８に示す各信号点との距離が計算され、（Ｉ，Ｑ）が最も距離の短い信号点に対応されるので、この信号点から、ｕ’，ｖ’，ｘ’，ｙ’を生成することが可能である。しかしながら、このような硬判定を行うと、正確なデータの復号が困難になる。
【００８０】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭ、２５６ＱＡＭなどの多値多位相変調方式で伝送されてきたデータを正確に復号化することができるようにするものである。
【００８１】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載のデータ受信装置は、受信した信号からＩ成分およびＱ成分を復調する復調手段と、Ｉ成分およびＱ成分のうちの少なくとも一方に対して、その成分の値が同一であるシンボルの集合毎に、シンボルが伝送され、かつ、そのシンボルが受信された事後確率を計算し、その成分を表すビットのうちの１つが所定の値であるシンボルの集合に対する事後確率の総和を、すべてのシンボルの集合に対する事後確率の総和で除した値を、その１つのビットに対するメトリックとして計算するメトリック計算手段と、メトリックを利用してデータの復号を行う復号手段とを備えることを特徴とする。
【００８２】
請求項４に記載のデータ受信方法は、受信した信号からＩ成分およびＱ成分を復調するステップと、Ｉ成分およびＱ成分のうちの少なくとも一方に対して、その成分の値が同一であるシンボルの集合毎に、シンボルが伝送され、かつ、そのシンボルが受信された事後確率を計算し、その成分を表すビットのうちの１つが所定の値であるシンボルの集合に対する事後確率の総和を、すべてのシンボルの集合に対する事後確率の総和で除した値を、その１つのビットに対するメトリックとして計算するステップと、メトリックを利用してデータの復号を行うステップとを備えることを特徴とする。
【００８３】
請求項５に記載のデータ受信装置は、受信した信号からＩ成分およびＱ成分を復調する復調手段と、Ｉ成分およびＱ成分のうちの少なくとも一方に対して、その成分の値が同一であるシンボルの集合毎に、シンボルが伝送され、かつ、そのシンボルが受信された事後確率を計算し、その成分を表すビットのうちの１つが所定の値であるシンボルの集合に対する事後確率の総和を、その１つのビットに対するメトリックとして計算するメトリック計算手段と、メトリックを利用してデータの復号を行う復号手段とを備えることを特徴とする。
【００８４】
請求項８に記載のデータ受信方法は、受信した信号からＩ成分およびＱ成分を復調するステップと、Ｉ成分およびＱ成分のうち少なくとも一方に対して、その成分の値が同一であるシンボルの集合毎に、シンボルが伝送され、かつ、そのシンボルが受信された事後確率を計算し、その成分を表すビットのうちの１つが所定の値であるシンボルの集合に対する事後確率の総和を、その１つのビットに対するメトリックとして計算するステップと、メトリックを利用してデータの復号を行うステップとを備えることを特徴とする。
【００８５】
請求項１に記載のデータ受信装置においては、復調手段は、受信した信号からＩ成分およびＱ成分を復調し、メトリック計算手段は、Ｉ成分およびＱ成分のうちの少なくとも一方に対して、その成分の値が同一であるシンボルの集合毎に、シンボルが伝送され、かつ、そのシンボルが受信された事後確率を計算し、その成分を表すビットのうちの１つが所定の値であるシンボルの集合に対する事後確率の総和を、すべてのシンボルの集合に対する事後確率の総和で除した値を、その１つのビットに対するメトリックとして計算し、復号手段は、メトリックを利用してデータの復号を行う。
【００８６】
請求項４に記載のデータ受信方法においては、受信した信号からＩ成分およびＱ成分を復調し、Ｉ成分およびＱ成分のうちの少なくとも一方に対して、その成分の値が同一であるシンボルの集合毎に、シンボルが伝送され、かつ、そのシンボルが受信された事後確率を計算し、その成分を表すビットのうちの１つが所定の値であるシンボルの集合に対する事後確率の総和を、すべてのシンボルの集合に対する事後確率の総和で除した値を、その１つのビットに対するメトリックとして計算し、そのメトリックを利用してデータの復号を行う。
【００８７】
請求項５に記載のデータ受信装置においては、復調手段は、受信した信号からＩ成分およびＱ成分を復調し、メトリック計算手段は、Ｉ成分およびＱ成分のうちの少なくとも一方に対して、その成分の値が同一であるシンボルの集合毎に、シンボルが伝送され、かつ、そのシンボルが受信された事後確率を計算し、その成分を表すビットのうちの１つが所定の値であるシンボルの集合に対する事後確率の総和を、その１つのビットに対するメトリックとして計算し、復号手段は、メトリックを利用してデータの復号を行う。
【００８８】
請求項８に記載のデータ受信方法においては、受信した信号からＩ成分およびＱ成分を復調し、Ｉ成分およびＱ成分のうち少なくとも一方に対して、その成分の値が同一であるシンボルの集合毎に、シンボルが伝送され、かつ、そのシンボルが受信された事後確率を計算し、その成分を表すビットのうちの１つが所定の値であるシンボルの集合に対する事後確率の総和を、その１つのビットに対するメトリックとして計算し、そのメトリックを利用してデータの復号を行う。
【００８９】
【発明の実施の形態】
図１は、図１７のデータ送信装置で送信されたデータを受信する、本発明のデータ受信装置の第１の実施例を表している。図１において、従来の図１３に示す場合と対応する部分には、同一の符号を付してある。図１の実施例においては、シンボル逆拡散回路３３は、図１７のシンボル拡散回路７におけるシンボル拡散処理と逆の処理、即ち、シンボル拡散回路７において入れ替えたシンボルの順番を元の順番に戻す処理を行い、Ｉ信号成分Ｉ’とＱ信号成分Ｑ’をメトリック計算回路３９−１，３９−２（メトリック計算手段）にそれぞれ出力するようになされている。
【００９０】
メトリック計算回路３９−１は、受信信号のＩ成分Ｉ’により規定されるシンボルの第１のビットに対するメトリックｕ’および第３のビットに対するメトリックｘ’を計算し、第１のビットに対するメトリックｕ’をビット逆拡散回路１０１−１に出力するとともに、第３のビットに対するメトリックｘ’をビット逆拡散回路１０１−３に出力するようになされている。
【００９１】
メトリック計算回路３９−２は、受信信号のＱ成分Ｑ’により規定されるシンボルの第２のビットに対するメトリックｖ’および第４のビットに対するメトリックｙ’を計算し、第２のビットに対するメトリックｖ’をビット逆拡散回路１０１−２に出力するとともに、第４のビットに対するメトリックｙ’をビット逆拡散回路１０１−４に出力するようになされている。
【００９２】
本実施例のメトリック計算回路３９−１，３９−２は、受信信号のＩ成分Ｉ’またはＱ成分Ｑ’の値が同一であるシンボルの集合毎に、受信したデータがそのシンボルの集合に属する事後確率をそれぞれ計算する。
【００９３】
本実施例においては、図１８に示すように１６ＱＡＭで信号点割り当て処理が行われた信号を受信する。このうち、図１８に示す、Ｉ成分の値が３／√１０である、１６ＱＡＭの信号点００００、０００１、０１０１および０１００に対応するシンボルが、図２に示すシンボルの集合ＳＩ００を構成し、Ｉ成分の値が１／√１０である、１６ＱＡＭの信号点００１０、００１１、０１１１および０１１０に対応するシンボルが、図２に示すシンボルの集合ＳＩ０１を構成する。
【００９４】
さらに、図１８に示す、Ｉ成分の値が−１／√１０である、１６ＱＡＭの信号点１０１０、１０１１、１１１１および１１１０に対応するシンボルは、図２に示すシンボルの集合ＳＩ１１を構成し、Ｉ成分の値が−３／√１０である、１６ＱＡＭの信号点１０００、１００１、１１０１および１１００に対応するシンボルは、図２に示すシンボルの集合ＳＩ１０を構成する。
【００９５】
また、同様に、図１８に示す、Ｑ成分の値が３／√１０である、１６ＱＡＭの信号点００００、００１０、１０１０および１０００に対応するシンボルは、図２に示すシンボルの集合ＳＱ００を構成し、Ｑ成分の値が１／√１０である、１６ＱＡＭの信号点０００１、００１１、１０１１および１００１に対応するシンボルは、図２に示すシンボルの集合ＳＱ０１を構成する。
【００９６】
さらに、図１８に示す、Ｑ成分の値が−１／√１０である、１６ＱＡＭの信号点０１０１、０１１１、１１１１および１１０１に対応するシンボルは、図２に示すシンボルの集合ＳＱ１１を構成し、Ｑ成分の値が−３／√１０である、１６ＱＡＭの信号点０１００、０１１０、１１１０および１１００に対応するシンボルは、図２に示すシンボルの集合ＳＱ１０を構成する。
【００９７】
メトリック計算回路３９−１は、図３に示すように構成されている。図３に示すように、シンボル逆拡散回路３３より供給された受信信号のＩ成分Ｉ’は、上述の各シンボルの集合に対する事後確率を計算するｎ個の確率計算回路１１１−１乃至１１１−ｎに入力される。今の場合、図１８に示すように、１６ＱＡＭで信号点割り当て処理が行われているので、このｎは４（＝１６１／２）とされる。
【００９８】
確率計算回路１１１−１は、集合ＳＩ００に属するシンボルが送信され、受信信号Ｒを受信した確率Ｐ（ＳＩ００∩Ｒ）を計算する。以下、同様に、確率計算回路１１１−２は、集合ＳＩ０１に属するシンボルが送信され、受信信号Ｒが受信された確率Ｐ（ＳＩ０１∩Ｒ）を計算し、確率計算回路１１１−３は、集合ＳＩ１０に属するシンボルが送信され、受信信号Ｒが受信された確率Ｐ（ＳＩ１０∩Ｒ）を計算する。そして、確率計算回路１１１−４は、集合ＳＩ１１に属するシンボルが送信され、受信信号Ｒが受信された確率Ｐ（ＳＩ１１∩Ｒ）を計算する。
【００９９】
加算回路１１２−１は、確率計算回路１１１−１により計算されたシンボルの集合ＳＩ００に対する事後確率Ｐ（ＳＩ００∩Ｒ）と、確率計算回路１１１−２により計算されたシンボルの集合ＳＩ０１に対する事後確率Ｐ（ＳＩ０１∩Ｒ）の和（Ｐ（ＳＩ００∩Ｒ）＋Ｐ（ＳＩ０１∩Ｒ））を計算し、その計算結果を割算回路１１４−１に出力するようになされている。
【０１００】
加算回路１１２−２は、確率計算回路１１１−１により計算されたシンボルの集合ＳＩ００に対する事後確率Ｐ（ＳＩ００∩Ｒ）と、確率計算回路１１１−３により計算されたシンボルの集合ＳＩ１０に対する事後確率Ｐ（ＳＩ１０∩Ｒ）の和（Ｐ（ＳＩ００∩Ｒ）＋Ｐ（ＳＩ０１∩Ｒ））を計算し、割算回路１１４−２に出力するようになされている。
【０１０１】
加算回路１１３は、確率計算回路１１１−１乃至１１１−４より供給された事後確率の総和（Ｐ（ＳＩ００∩Ｒ）＋Ｐ（ＳＩ０１∩Ｒ）＋Ｐ（ＳＩ１１∩Ｒ）＋Ｐ（ＳＩ１０∩Ｒ））を計算し、その計算結果を割算回路１１４−１，１１４−２に出力するようになされている。
【０１０２】
割算回路１１４−１は、加算回路１１２−１より供給された値（Ｐ（ＳＩ００∩Ｒ）＋Ｐ（ＳＩ０１∩Ｒ））を、加算回路１１３より供給された値（Ｐ（ＳＩ００∩Ｒ）＋Ｐ（ＳＩ０１∩Ｒ）＋Ｐ（ＳＩ１１∩Ｒ）＋Ｐ（ＳＩ１０∩Ｒ））で除算し、その計算結果を、シンボルの第１のビットに対するメトリックｕ’としてビット逆拡散回路１０１−１に出力するようになされている。
【０１０３】
割算回路１１４−２は、加算回路１１２−２より供給された値（Ｐ（ＳＩ００∩Ｒ）＋Ｐ（ＳＩ１０∩Ｒ））を、加算回路１１３より供給された値（Ｐ（ＳＩ００∩Ｒ）＋Ｐ（ＳＩ０１∩Ｒ）＋Ｐ（ＳＩ１１∩Ｒ）＋Ｐ（ＳＩ１０∩Ｒ））で除算し、その計算結果を、シンボルの第３のビットに対するメトリックｘ’としてビット逆拡散回路１０１−３に出力するようになされている。
【０１０４】
図４は、メトリック計算回路３９−２の構成例を示している。図４に示すように、シンボル逆拡散回路３３より供給された受信信号のＱ成分Ｑ’は、上述の各シンボルの集合に対する事後確率を計算するｎ個の確率計算回路１２１−１乃至１２１−ｎに入力される。
【０１０５】
確率計算回路１２１−１は、集合ＳＱ００に属するシンボルが送信され、受信信号Ｒを受信した確率Ｐ（ＳＱ００∩Ｒ）を計算する。以下、同様に、確率計算回路１２１−２は、集合ＳＱ０１に属するシンボルが送信され、受信信号Ｒが受信された確率Ｐ（ＳＱ０１∩Ｒ）を計算し、確率計算回路１２１−３は、集合ＳＱ１０に属するシンボルが送信され、受信信号Ｒが受信された確率Ｐ（ＳＱ１０∩Ｒ）を計算する。そして、確率計算回路１２１−４は、集合ＳＱ１１に属するシンボルが送信され、受信信号Ｒが受信された確率Ｐ（ＳＱ１１∩Ｒ）を計算する。
【０１０６】
加算回路１２２−１は、確率計算回路１２１−１により計算されたシンボルの集合ＳＱ００に対する事後確率Ｐ（ＳＱ００∩Ｒ）と、確率計算回路１２１−２により計算されたシンボルの集合ＳＱ０１に対する事後確率Ｐ（ＳＱ０１∩Ｒ）の和（Ｐ（ＳＱ００∩Ｒ）＋Ｐ（ＳＱ０１∩Ｒ））を計算し、その計算結果を割算回路１２４−１に出力するようになされている。
【０１０７】
加算回路１２２−２は、確率計算回路１２１−１により計算されたシンボルの集合ＳＱ００に対する事後確率Ｐ（ＳＱ００∩Ｒ）と、確率計算回路１２１−３により計算されたシンボルの集合ＳＱ１０に対する事後確率Ｐ（ＳＱ１０∩Ｒ）の和（Ｐ（ＳＱ００∩Ｒ）＋Ｐ（ＳＱ１０∩Ｒ））を計算し、割算回路１２４−２に出力するようになされている。
【０１０８】
加算回路１２３は、確率計算回路１２１−１乃至１２１−４より供給された事後確率の総和（Ｐ（ＳＱ００∩Ｒ）＋Ｐ（ＳＱ０１∩Ｒ）＋Ｐ（ＳＱ１１∩Ｒ）＋Ｐ（ＳＱ１０∩Ｒ））を計算し、その計算結果を割算回路１２４−１，１２４−２に出力するようになされている。
【０１０９】
割算回路１２４−１は、加算回路１２２−１より供給された値（Ｐ（ＳＱ００∩Ｒ）＋Ｐ（ＳＱ０１∩Ｒ））を、加算回路１２３より供給された値（Ｐ（ＳＱ００∩Ｒ）＋Ｐ（ＳＱ０１∩Ｒ）＋Ｐ（ＳＱ１１∩Ｒ）＋Ｐ（ＳＱ１０∩Ｒ））で除算し、その計算結果を、シンボルの第２のビットに対するメトリックｖ’としてビット逆拡散回路１０１−２に出力するようになされている。
【０１１０】
割算回路１２４−２は、加算回路１２２−２より供給された値（Ｐ（ＳＱ００∩Ｒ）＋Ｐ（ＳＱ１０∩Ｒ））を、加算回路１２３より供給された値（Ｐ（ＳＱ００∩Ｒ）＋Ｐ（ＳＱ０１∩Ｒ）＋Ｐ（ＳＱ１１∩Ｒ）＋Ｐ（ＳＱ１０∩Ｒ））で除算し、その計算結果を、シンボルの第４のビットに対するメトリックｙ’としてビット逆拡散回路１０１−４に出力するようになされている。
【０１１１】
図１のビット逆拡散回路１０１−ｉ（ｉ＝１，・・・，４）は、メトリック計算回路３９−１，３９−２より供給された第ｉのビットに対するメトリックに対して、図１７のビット拡散回路９１−ｉにおいて変更したビットの順番を元の順番に戻す処理を実行した後、各メトリックを並直列変換器３５に出力するようになされている。
【０１１２】
並直列変換器３５は、４系列のデータから１系列のデータに変換されるようになされている。
【０１１３】
図５は、図１のビタビ復号器３７の構成例を表している。この実施例においては、入力端子６２−１にビット挿入回路３６の出力Ｘ（第１のビットに対するメトリックｕまたは第３のビットに対するメトリックｘに対応する値）が入力され、入力端子６２−２にビット挿入回路３６の出力Ｙ（第２のビットに対するメトリックｖまたは第４のビットに対するメトリックｙに対応する値）が入力されるようになされている。
【０１１４】
そして、入力端子６２−１より入力された値Ｘは、セレクタ１３４−１に入力されるとともに、反転回路１３１−１に入力され、そのビットがすべて反転された後、セレクタ１３４−３に入力されるようになされている。また、入力端子６２−２より入力された値Ｙは、セレクタ１３４−２に入力されるとともに、反転回路１３１−２に入力され、そのすべてのビットが反転された後、セレクタ１３４−４に入力されるようになされている。
【０１１５】
セレクタ１３４−１は、定数発生回路１３５−１の出力である値１と、入力端子６２−１を介して値Ｘの供給を受け、ビット挿入回路３６より、Ｘに対する挿入フラグが入力されたとき、定数発生回路１３５−１が発生した値１を選択し、その他のとき、値Ｘを選択し、選択した値を乗算回路１３２−１，１３２−２に出力するようになされている。
【０１１６】
セレクタ１３４−２は、定数発生回路１３５−２の出力である値１と、入力端子６２−２を介して値Ｙの供給を受け、ビット挿入回路３６より、Ｙに対する挿入フラグが入力されたとき、定数発生回路１３５−２が発生した値１を選択し、その他のとき、値Ｙを選択し、選択した値を乗算回路１３２−１，１３２−３に出力するようになされている。
【０１１７】
セレクタ１３４−３は、定数発生回路１３５−３の出力である値１と、反転回路１３１−１の出力である、値Ｘを反転した値の供給を受け、ビット挿入回路３６より、Ｘに対する挿入フラグが入力されたとき、定数発生回路１３５−３が発生した値１を選択し、その他のとき、値Ｘを反転した値を選択し、選択した値を乗算回路１３２−３，１３２−４に出力するようになされている。
【０１１８】
セレクタ１３４−４は、定数発生回路１３５−４の出力である値１と、反転回路１３１−２の出力である、値Ｙを反転した値の供給を受け、ビット挿入回路３６より、Ｙに対する挿入フラグが入力されたとき、定数発生回路１３５−４が発生した値１を選択し、その他のとき、値Ｙを反転した値を選択し、選択した値を乗算回路１３２−２，１３２−４に出力するようになされている。
【０１１９】
乗算回路１３２−１は、セレクタ１３４−１より供給された値と、セレクタ１３４−２より供給された値を乗算し、乗算結果をブランチメトリックＢＭ００として出力するようになされている。乗算回路１３２−２は、セレクタ１３４−１より供給された値と、セレクタ１３４−４より供給された値を乗算し、乗算結果をブランチメトリックＢＭ０１として出力している。同様に、乗算回路１３２−３は、セレクタ１３４−２より供給された値と、セレクタ１３４−３より供給された値を乗算し、乗算結果をブランチメトリックＢＭ１０として出力し、乗算回路１３２−４は、セレクタ１３４−３より供給された値と、セレクタ１３４−４より供給された値を乗算し、その乗算結果をブランチメトリックＢＭ１１として出力するようになされている。
【０１２０】
乗算回路１３２−１の出力ＢＭ００と、乗算回路１３２−４の出力ＢＭ１１は、ＡＣＳ回路１３３−１，１３３−３に入力されている。同様に、乗算回路１３２−２の出力ＢＭ０１と、乗算回路１３２−３の出力ＢＭ１０が、ＡＣＳ回路１３３−２，１３３−４に入力されている。
【０１２１】
ＡＣＳ回路１３３−１，１３３−３にはまた、ステートメトリック記憶装置６６−１の出力ＳＭ００とステートメトリック記憶装置６６−２の出力ＳＭ０１が入力されており、ＡＣＳ回路１３３−２，１３３−４には、ステートメトリック記憶装置６６−３の出力ＳＭ１０とステートメトリック記憶装置６６−４の出力ＳＭ１１が入力されている。
【０１２２】
ＡＣＳ回路１３３−１乃至１３３−４は、入力されたブランチメトリックとステートメトリックから、新たなステートメトリックを計算し、その計算結果をステートメトリック記憶装置６６−１乃至６６−４に出力するとともに、選択されたパスに対応する情報ＳＥＬ００乃至ＳＥＬ１１をパスメモリ６５に出力するようになされている。
【０１２３】
なお、本実施例のビタビ復号器３７のその他の構成は、図１４における場合と同様であるので、その説明を省略する。
【０１２４】
また、図１のデータ受信装置におけるその他の構成は、図１３における場合と同様であるので、その説明を省略する。
【０１２５】
次に、図１のデータ受信装置の動作について説明する。
【０１２６】
復調器３２（復調手段）は、アンテナ３１で受けた受信信号を復調し、シンボルのＩ成分とＱ成分のデータを、シンボル逆拡散回路３３に出力する。シンボル逆拡散回路３３は、そのＩ成分とＱ成分のデータに対して、シンボル逆拡散の処理を行った後、Ｉ成分Ｉ’をメトリック計算回路３９−１に出力し、Ｑ成分Ｑ’をメトリック計算回路３９−２に出力する。
【０１２７】
メトリック計算回路３９−１では、供給されたＩ成分Ｉ’から、１６ＱＡＭのシンボルを構成する第１のビットに対するメトリックｕ’および第３のビットに対するメトリックｘ’を計算し（その計算方法の詳細は後述する）、第１のビットに対するメトリックｕ’をビット逆拡散回路１０１−１に出力し、第３のビットに対するメトリックｘ’をビット逆拡散回路１０１−３に出力する。
【０１２８】
同様に、メトリック計算回路３９−２では、供給されたＱ成分Ｑ’から、１６ＱＡＭのシンボルを構成する第２のビットに対するメトリックｖ’および第４のビットに対するメトリックｙ’を計算し、第２のビットに対するメトリックｖ’をビット逆拡散回路１０１−２に出力し、第４のビットに対するメトリックｙ’をビット逆拡散回路１０１−４に出力する。
【０１２９】
次に、メトリック計算回路３９−１，３９−２におけるメトリック計算について説明する。ここにおけるメトリックとは、例えば、次式によって規定される、所定の受信信号を受信したときに、その受信信号を構成するビットに対する条件付き事後確率を意味する。
Ｐ（ｂｉ＝０｜Ｒ）＝Ｐ（ｂｉ＝０∩Ｒ）／Ｐ（Ｒ）          （３）
【０１３０】
ここで、Ｐ（ｂｉ＝０｜Ｒ）は、受信信号Ｒ（Ｉ，Ｑ）を受信したとき、送信シンボルの第ｉのビットが０である条件付き事後確率を、Ｐ（Ｒ）は、受信信号Ｒ（Ｉ，Ｑ）を受信する確率を、Ｐ（ｂｉ＝０∩Ｒ）は、第ｉのビットが０であるシンボルが送信され、受信信号Ｒ（Ｉ，Ｑ）が受信された確率を、それぞれ表している。
【０１３１】
同様に、次式（４）によって、受信信号Ｒ（Ｉ，Ｑ）を受信したとき、送信シンボルの第ｉのビットが１である条件付き事後確率を求めることができる。
Ｐ（ｂｉ＝１｜Ｒ）＝Ｐ（ｂｉ＝１∩Ｒ）／Ｐ（Ｒ）          （４）
【０１３２】
ここで、Ｐ（ｂｉ＝１｜Ｒ）は、受信信号Ｒ（Ｉ，Ｑ）を受信したとき、送信シンボルの第ｉのビットが１である条件付き事後確率を、Ｐ（ｂｉ＝１∩Ｒ）は、第ｉのビットが１であるシンボルが送信され、受信信号Ｒ（Ｉ，Ｑ）が受信された確率を、それぞれ表している。
【０１３３】
また、次式（５）によっても、受信信号Ｒ（Ｉ，Ｑ）を受信したとき、送信シンボルの第ｉのビットが１である条件付き事後確率を求めることができる。
Ｐ（ｂｉ＝１｜Ｒ）＝１−Ｐ（ｂｉ＝０｜Ｒ）              （５）
【０１３４】
本実施例においては、メトリック計算回路３９−１が、受信信号のＩ成分Ｉ’から、シンボルの第１のビットに対するメトリックと第３のビットに対するメトリックを計算し、メトリック計算回路３９−２が、Ｑ成分Ｑ’から、シンボルの第２のビットに対するメトリックと第４のビットに対するメトリックを計算している。
【０１３５】
メトリック計算回路３９−１は、シンボルの第１のビットに対するメトリックｕ’（＝Ｐ（ｂ１＝０｜Ｒ））として、受信信号ＲのＩ成分ＲＩを表すビット列（例えば、集合ＳＩ００における００）の第１のビットｂ’１が０である事後確率Ｐ（ｂ’１＝０｜ＲＩ）を出力し、シンボルの第３のビットに対するメトリックｘ’（＝Ｐ（ｂ３＝０｜Ｒ））として、受信信号ＲのＩ成分ＲＩを表すビット列の第２のビットｂ’２が０である事後確率Ｐ（ｂ’２＝０｜ＲＩ）を出力する。
【０１３６】
即ち、１６ＱＡＭのシンボルの第１のビットに対するメトリックは、信号点００００，０００１，００１０，００１１，０１００，０１０１，０１１０，０１１１に対応するシンボルＳ０ａｂｃ（ａ，ｂ，ｃは、０または１）に対する条件付き事後確率Ｐ（Ｓ０ａｂｃ｜Ｒ）の総和となるが、本実施例においては、最初に１６個のシンボルを、Ｉ成分の値に応じて４個の集合
ＳＩ００＝｛Ｓ００００，Ｓ０００１，Ｓ０１０１，Ｓ０１００｝，
ＳＩ０１＝｛Ｓ００１０，Ｓ００１１，Ｓ０１１１，Ｓ０１１０｝，
ＳＩ１１＝｛Ｓ１０１０，Ｓ１０１１，Ｓ１１１１，Ｓ１１１０｝，
ＳＩ１０＝｛Ｓ１０００，Ｓ１００１，Ｓ１１０１，Ｓ１１００｝
に分類し、次に、このうち、シンボルの第１のビットが０であるシンボルの集合ＳＩ００，ＳＩ０１（ｂ’１＝０）に対する事後確率Ｐ（ＳＩ００∩ＲＩ），Ｐ（ＳＩ０１∩ＲＩ）の和を、第１のビットに対するメトリックとして算出している。
【０１３７】
即ち、メトリック計算回路３９−１においては、第１のビットに対するメトリックおよび第３のビットに対するメトリックは、次式に従って算出されている。
【０１３８】
0003606412.tif 000002
【０１３９】
ここで、Ｐ（ＳＩｊ∩ＲＩ）は、集合を表すビット列の第ｉのビットｂ’ｉが０であるシンボルの集合ＳＩｊに属するシンボルが送信され、かつ、受信信号Ｒが受信された確率を表し、ΣＰ（ＳＩｊ∩ＲＩ）は、すべてのシンボルの集合ＳＩｊに対する確率Ｐ（ＳＩｊ∩ＲＩ）の総和を表している。
【０１４０】
ｂ’１＝０の場合（即ち、第１のビットに対するメトリックを算出する場合）、ΣＰ（ＳＩｊ∩ＲＩ）は、Ｐ（ＳＩ００∩ＲＩ）＋Ｐ（ＳＩ０１∩ＲＩ）であり、ｂ’２＝０の場合（即ち、第３のビットに対するメトリックを算出する場合）、ΣＰ（ＳＩｊ∩ＲＩ）は、Ｐ（ＳＩ００∩ＲＩ）＋Ｐ（ＳＩ１０∩ＲＩ）である。
【０１４１】
また、ΣＰ（ＳＩｋ∩ＲＩ）は、シンボルに対する確率Ｐ（ＳＩｋ∩ＲＩ）の総和を表している。今の場合、ΣＰ（ＳＩｋ∩ＲＩ）は、Ｐ（ＳＩ００∩ＲＩ）＋Ｐ（ＳＩ０１∩ＲＩ）＋Ｐ（ＳＩ１１∩ＲＩ）＋Ｐ（ＳＩ１０∩ＲＩ）である。
【０１４２】
従って、図３の確率計算回路１１１−１は、Ｐ（ＳＩ００∩ＲＩ）、即ち、集合ＳＩ００に属するシンボル（１６ＱＡＭの００００、０００１、０１０１、および、０１００のいずれかに対応するシンボル）が送信され、受信信号Ｒを受信した事後確率を計算し、確率計算回路１１１−２は、Ｐ（ＳＩ０１∩ＲＩ）、即ち、集合ＳＩ０１に属するシンボル（１６ＱＡＭの００１０、００１１、０１１１、および、０１１０のいずれかに対応するシンボル）が送信され、受信信号Ｒを受信した事後確率を計算している。
【０１４３】
また、確率計算回路１１１−３は、Ｐ（ＳＩ１１∩ＲＩ）、即ち、集合ＳＩ１１に属するシンボル（１６ＱＡＭの１０１０、１０１１、１１１１、および、１１１０のいずれかに対応するシンボル）が送信され、受信信号Ｒを受信した事後確率を計算し、確率計算回路１１１−４は、Ｐ（ＳＩ１０∩ＲＩ）、即ち、集合ＳＩ１０に属するシンボル（１６ＱＡＭの１０００、１００１、１１０１、および、１１００のいずれかに対応するシンボル）が送信され、受信信号Ｒを受信した事後確率を計算している。
【０１４４】
そして、加算回路１１２−１は、式（６）の分子に対応して、集合ＳＩ００乃至ＳＩ１１のうち、第１のビットｂ’１が０のシンボル、即ち、ＳＩ００およびＳＩ０１に対する上述の事後確率の和を算出し、加算回路１１２−２は、式（６）の分子に対応して、集合ＳＩ００乃至ＳＩ１１のうち、第２のビットｂ’２が０のシンボル、即ち、ＳＩ００およびＳＩ１０に対する上述の事後確率の和を算出する。
【０１４５】
加算回路１１３は、式（６）の分母に対応して、集合ＳＩ００乃至ＳＩ１１に対する上述の事後確率の総和を求める。
【０１４６】
割算回路１１４−１は、式（６）に従って、加算回路１１２−１の出力を加算回路１１３の出力で割算し、シンボルの第１のビットに対するメトリックｕ’を算出し、割算回路１１４−２は、式（６）に従って、加算回路１１２−２の出力を加算回路１１３の出力で割算し、シンボルの第３のビットに対するメトリックｘ’を算出する。
【０１４７】
メトリック計算回路３９−２は、シンボルの第２のビットに対するメトリックｖ’（＝Ｐ（ｂ２＝０｜Ｒ））として、受信信号ＲのＱ成分ＲＱを表すビット列（例えば、集合ＳＱ００における００）の第１のビットｂ’１が０であるときの確率Ｐ（ｂ’１＝０｜ＲＱ）を出力し、シンボルの第４のビットに対するメトリックｙ’（＝Ｐ（ｂ４＝０｜Ｒ））として、受信信号ＲのＱ成分ＲＱを表すビット列の第２のビットｂ’２が０であるときの確率Ｐ（ｂ’２＝０｜ＲＱ）を出力する。
【０１４８】
即ち、１６ＱＡＭのシンボルの第２のビットに対するメトリックは、信号点００００，０００１，００１０，００１１，１０００，１００１，１０１０，１０１１に対応するシンボルＳａ０ｂｃ（ａ，ｂ，ｃは、０または１）に対する条件付き事後確率Ｐ（Ｓａ０ｂｃ｜Ｒ）の総和となるが、本実施例においては、最初に１６個のシンボルを、Ｑ成分の値に応じて４個の集合
ＳＱ００＝｛Ｓ００００，Ｓ００１０，Ｓ１０１０，Ｓ１０００｝，
ＳＱ０１＝｛Ｓ０００１，Ｓ００１１，Ｓ１０１１，Ｓ１００１｝，
ＳＱ１１＝｛Ｓ０１０１，Ｓ０１１１，Ｓ１１１１，Ｓ１１０１｝，
ＳＱ１０＝｛Ｓ０１００，Ｓ０１１０，Ｓ１１１０，Ｓ１１００｝
に分類し、次に、このうち、シンボルの第１のビットが０であるシンボルの集合ＳＱ００，ＳＱ０１（ｂ’１＝０）に対する事後確率Ｐ（ＳＱ００∩ＲＩ），Ｐ（ＳＱ０１∩Ｒ）の総和を、第２のビットに対するメトリックとして算出している。
【０１４９】
即ち、第２のビットに対するメトリックおよび第４のビットに対するメトリックは、次式に従って算出されている。
【０１５０】
0003606412.tif 000003
【０１５１】
ここで、Ｐ（ＳＱｊ∩ＲＱ）は、集合を表すビット列の第ｉのビットｂ’ｉが０であるシンボルの集合ＳＱｊに属するシンボルが送信され、かつ、受信信号Ｒが受信された確率を表し、ΣＰ（ＳＱｊ∩ＲＱ）は、すべてのシンボルの集合ＳＱｊに対する確率Ｐ（ＳＱｊ∩ＲＱ）の総和を表している。
【０１５２】
ｂ’１＝０の場合（即ち、第２のビットに対するメトリックを算出する場合）、ΣＰ（ＳＱｊ∩ＲＱ）は、Ｐ（ＳＱ００∩ＲＱ）＋Ｐ（ＳＱ０１∩ＲＱ）であり、ｂ’２＝０の場合（即ち、第４のビットに対するメトリックを算出する場合）、ΣＰ（ＳＱｊ∩ＲＱ）は、Ｐ（ＳＱ００∩ＲＱ）＋Ｐ（ＳＱ１０∩ＲＱ）である。
【０１５３】
また、ΣＰ（ＳＱｋ∩ＲＱ）は、シンボルに対する確率Ｐ（ＳＱｋ∩ＲＱ）の総和を表している。今の場合、ΣＰ（ＳＱｋ∩ＲＱ）は、Ｐ（ＳＱ００∩ＲＱ）＋Ｐ（ＳＱ０１∩ＲＱ）＋Ｐ（ＳＱ１１∩ＲＱ）＋Ｐ（ＳＱ１０∩ＲＱ）である。
【０１５４】
なお、メトリック計算回路３９−２は、メトリック計算回路３９−１と同様に動作し、式（７）に従って、第２のビットに対するメトリックｖ’と第４のビットに対するメトリックｙ’の計算を行う。即ち、第２のビットに対するメトリックｖ’は、確率計算回路１２１−１により計算されたＳＱ００に対する事後確率と、確率計算回路１２１−２により計算されたＳＱ０１に対する事後確率の和を、確率計算回路１２１−１乃至１２１−４により計算されたＳＱ００乃至ＳＱ１１に対する事後確率の総和で除算して算出される。
【０１５５】
一方、第４のビットに対するメトリックｙ’は、確率計算回路１２１−１により計算されたＳＱ００に対する事後確率と、確率計算回路１２１−３により計算されたＳＱ１０に対する事後確率の和を、確率計算回路１２１−１乃至１２１−４により計算されたＳＱ００乃至ＳＱ１１に対する事後確率の総和で除算して算出される。
【０１５６】
なお、図３の確率計算回路１１１−１乃至１１１−４および図４の確率計算回路１２１−１乃至１２１−４における計算方法として、伝送路に応じて様々な方法が考えられるが、ガウス伝送路を仮定した場合には、例えば、確率計算回路１１１−１において、以下のように確率を計算することができる。
0003606412.tif 000004
【０１５７】
ここで、σは伝送路の雑音電力の１／２の平方根を表す。即ち、２σ２が伝送路の雑音電力を表す。‖ＳＩ００−ＲＩ‖は、シンボルの集合ＳＩ００のＩ成分の値と受信信号のＩ成分ＲＩの値とのユークリッド距離である。この場合、ＳＩ００のＩ成分の値とＲＩは、スカラであるので、‖ＳＩ００−ＲＩ‖は、｜ＳＩ００−ＲＩ｜（絶対値）と同一である。
【０１５８】
なお、式（８）の右辺の係数（１／（２π）１／２σ）は、ビタビ復号器３７（復号手段）による最尤パスの選択に影響を与えないので、省略してもよい。その場合、確率Ｐ（ＳＩ００∩ＲＩ）は、次のように計算される。
0003606412.tif 000005
【０１５９】
確率計算回路１１１−２乃至１１１−４においても、同様にして、上述の事後確率を計算することができる。
【０１６０】
以上のようにしてメトリック計算回路３９−１，３９−２により算出されたメトリックｕ’，ｖ’，ｘ’，ｙ’は、ビット逆拡散回路１０１−１乃至１０１−４によりビット逆拡散の処理を施された後、後段の並直列変換器３５で、図１７の直並列変換器４と逆の操作を行い、４系統のデータから１系列のデータに変換される。
【０１６１】
ビット挿入回路３６では、図１７のビット消去回路３と逆の操作が行われる。即ち、前述の例の消去マップ
Ｘ：１０
Ｙ：１１
を用いて、
ｕ１，ｖ１，ｘ１，ｙ１，ｕ２，ｖ２，ｘ２，ｙ２・・・
の順で入力されるデータに対して、３ビットを周期として、最後の３ビット目の直前に、任意のダミーデータ（ここでは０）を挿入して、
データＸとして、ｕ１，０，ｙ１，０，ｘ２，・・・
データＹとして、ｖ１，ｘ１，ｕ２，ｖ２，ｙ２，・・・
を、この順で出力するとともに、ダミーデータを挿入した位置を示す挿入フラグをビタビ復号器３７に供給する。
【０１６２】
ビタビ復号器３７では、畳み込み符号化器２の状態遷移に従ってビタビ復号を行い、再生情報３８を得る。次に、ビタビ復号器３７の動作について詳細に説明する。
【０１６３】
セレクタ１３４−１およびセレクタ１３４−３は、ビット挿入回路３６においてＸとしてダミーデータが挿入され、Ｘに対する挿入フラグが入力された場合、ダミーデータに対するメトリックの確率計算を無効にするため、値１を出力する。
【０１６４】
同様に、セレクタ１３４−２およびセレクタ１３４−４は、ビット挿入回路３６においてＹとしてダミーデータが挿入され、Ｙに対する挿入フラグが入力された場合、ダミーデータに対するメトリックの確率計算を無効にするため、値１を出力する。
【０１６５】
即ち、乗算回路１３２−１乃至１３２−４によるブランチメトリックの算出およびＡＣＳ回路１３３−１乃至１３３−４によりステートメトリックの算出は、すべて乗算によって行われているので（後述）、ダミーデータに対応して値１を出力することにより、メトリックの計算結果に影響を与えないようにしている。
【０１６６】
Ｘとしてダミーデータが挿入されていない場合においては、ビット挿入回路３６より供給された値Ｘが、セレクタ１３４−１を介して乗算回路１３２−１，１３２−２に供給され、値Ｘを反転した値が、乗算回路１３２−３，１３２−４に供給される。
【０１６７】
同様に、Ｙとしてダミーデータが挿入されていない場合においては、ビット挿入回路３６より供給された値Ｙが、セレクタ１３４−２を介して乗算回路１３２−１，１３２−３に供給され、値Ｙを反転した値が、乗算回路１３２−２，１３２−４に供給される。
【０１６８】
乗算回路１３２−１では、シンボルの第１のビットの値が０である確率または第３のビットの値が０である確率に対応するデータＸと、第２のビットの値が０である確率または第４のビットの値が０である確率に対応するデータＹの積（即ち、第１のビットの値が０であり、かつ、第２のビットの値が０である確率、あるいは、第３のビットの値が０であり、かつ、第４のビットの値が０である確率）を計算し、ブランチメトリックＢＭ００として出力する。このブランチメトリックＢＭ００は、畳み込み符号化器２の符号出力００に対応している。
【０１６９】
同様にして、乗算回路１３２−２は、シンボルの第１ビットの値が０である確率または第３のビットの値が０である確率に対応する値Ｘと、第２のビットの値が１である確率または第４のビットの値が１である確率に対応する値（値Ｙを反転した値）の積（即ち、第１のビットの値が０であり、かつ、第２のビットの値が１である確率、あるいは、第３のビットの値が０であり、かつ、第４のビットの値が１である確率）を計算し、ブランチメトリックＢＭ０１として出力する。このブランチメトリックＢＭ０１は、畳み込み符号化器２の符号出力０１に対応している。
【０１７０】
乗算回路１３２−３は、シンボルの第１のビットの値が１である確率または第３のビットの値が１である確率に対応する値（値Ｘを反転した値）と、第２のビットの値が０である確率または第４のビットの値が０である確率に対応する値Ｙの積（即ち、第１のビットの値が１であり、かつ、第２のビットの値が０である確率、あるいは、第３のビットの値が１であり、かつ、第４のビットの値が０である確率）を計算し、ブランチメトリックＢＭ１０として出力する。このブランチメトリックＢＭ１０は、畳み込み符号化器２の符号出力１０に対応している。
【０１７１】
乗算回路１３２−４は、シンボルの第１のビットの値が１である確率または第３のビットの値が１である確率に対応する値（値Ｘを反転した値）と、第２のビットの値が１である確率または第４のビットの値が１である確率に対応する値（値Ｙを反転した値）の積（即ち、第１のビットの値が１であり、かつ、第２のビットの値が１である確率、あるいは、第３のビットの値が１であり、かつ、第４のビットの値が１である確率）を計算し、ブランチメトリックＢＭ１１として出力する。このブランチメトリックＢＭ１１は、畳み込み符号化器２の符号出力１１に対応している。
【０１７２】
なお、ＸまたはＹとしてダミーデータが挿入されている場合、セレクタ１３４−１乃至１３４−４は、そのダミーデータの代わりに、１を選択するので、乗算回路１３２−１乃至１３２−４は、ダミーデータに対応しない入力の値を、そのまま（１を乗じて）、ブランチメトリックとして出力する。
【０１７３】
ＡＣＳ回路１３３−１は、畳み込み符号化器２の状態遷移（図９）に従って、次の２つの式の計算を行う。
ＳＭ００×ＢＭ００    （９）
ＳＭ０１×ＢＭ１１    （１０）
【０１７４】
ここでＳＭ００は、１単位時間前のステートメトリック記憶装置６６−１の値、ＳＭ０１は、１単位時間前のステートメトリック記憶装置６６−２の値、ＢＭ００は、乗算回路１３２−１の演算結果、ＢＭ１１は、乗算回路１３２−４の演算結果をそれぞれ表している。
【０１７５】
そして、ＡＣＳ回路１３３−１は、尤度の大きい方、すなわち、式（９）と式（１０）のうち、計算結果の大きい方を選択し、その選択情報ＳＥＬ００を後段のパスメモリ６５に出力するとともに、式（９）と式（１０）を計算して得られた結果のうち大きい方を、後段のステートメトリック記憶装置６６−１に供給し、記憶させる。すなわち式（９）の計算結果の方が大きければ、ＳＥＬ００＝０とし、式（１０）の計算結果の方が大きければ、ＳＥＬ００＝１とする。また、前者の場合、ＳＭ００×ＢＭ００が、後者の場合、ＳＭ０１×ＢＭ１１が、それぞれステートメトリック記憶装置６６−１に、新たなステートメトリックＳＭ００として記憶される。
【０１７６】
なお、ＡＣＳ回路１３３−２乃至１３３−４も同様に動作し、新たなステートメトリックＳＭ０１乃至ＳＭ１１を計算する。
【０１７７】
ビタビ復号器３７におけるその他の動作は、図１４における場合と同様であるので、その説明は省略する。
【０１７８】
なお、上述のメトリック計算回路３９−１，３９−２の出力の対数に−１を乗じた値をビット逆拡散回路１０１−１乃至１０１−４に供給し、さらに、ビタビ復号器３７におけるブランチメトリックおよびパスメトリックの算出を加算にで行うようにしてもよい。
【０１７９】
次に、本発明のデータ受信装置の第２の実施例について説明する。
【０１８０】
第２の実施例においては、メトリックの計算に使用する式およびメトリック計算回路３９−１，３９−２の構成が、第１の実施例のものと異なるだけであるので、メトリックに使用する式およびメトリック計算回路３９−１，３９−２についてだけ説明を行い、その他の構成要素の説明を省略する。
【０１８１】
図６は、第２の実施例のメトリック計算回路３９−１の構成例を示している。このメトリック計算回路３９−１においては、確率計算回路１１１−１により計算された、集合ＳＩ００に対する事後確率と、確率計算回路１１１−２により計算された、集合ＳＩ０１に対する事後確率の和を、第１のビットに対するメトリックｕ’として出力し、確率計算回路１１１−１により計算された、集合ＳＩ００に対する事後確率と、確率計算回路１１１−３により計算された、集合ＳＩ１０に対する事後確率の和を、第３のビットに対するメトリックｘ’として出力する。
【０１８２】
また同様に、第２の実施例の図示せぬメトリック計算回路３９−２においては、図４の確率計算回路１２１−１により計算された、集合ＳＱ００に対する事後確率と、確率計算回路１２１−２により計算された、集合ＳＱ０１に対する事後確率の和を、第２のビットに対するメトリックｖ’として出力し、確率計算回路１２１−１により計算された、集合ＳＱ００に対する事後確率と集合ＳＱ１０に対する事後確率の和を、確率計算回路１２１−３により計算された、第４のビットに対するメトリックｙ’として出力する。
【０１８３】
即ち、式（６）の分母ΣＰ（ＳＩｋ∩ＲＩ）は、どのメトリックを算出する場合においても同一であり、最尤パスの選択に影響を与えないので、第２の実施例においては、式（６）の分子を、第１または第３のビットに対するメトリックとして利用している。
【０１８４】
同様に、式（７）の分母ΣＰ（ＳＱｋ∩ＲＱ）は、どのメトリックを算出する場合においても同一であり、最尤パスの選択に影響を与えないので、第２の実施例においては、式（７）の分子を、第２または第４のビットに対するメトリックとして利用している。
【０１８５】
このように、式（６）および式（７）の分子をメトリックとして利用することにより、メトリックを算出する式が簡単になり、回路規模を小さくすることができる。
【０１８６】
なお、第１の実施例および第２の実施例におけるメトリック計算回路３９−１，３９−２は、図７に示すように、ＲＯＭ４２−１，４２−２を利用して実現することもできる。
【０１８７】
図７に示すメトリック計算回路３９−１においては、Ａ／Ｄ変換器４１は、シンボル逆変換回路３３より供給されたＩ成分Ｉ’の信号をデジタル値に変換し、そのデジタル値をＲＯＭ４２−１，４２−２に出力する。
【０１８８】
そして、ＲＯＭ４２−１は、供給されたデジタル値が指すアドレスに予め記憶されている値（即ち、Ｉ成分Ｉ’の値に対応する、第１のビットに対するメトリックｕ’）を出力し、ＲＯＭ４２−２は、供給されたデジタル値が指すアドレスに予め記憶されている値（即ち、Ｉ成分Ｉ’の値に対応する、第３のビットに対するメトリックｘ’）を出力する。
【０１８９】
なお、図７のメトリック計算回路３９−１と同様に、メトリック計算回路３９−２を、ＲＯＭとＡ／Ｄ変換器で構成してもよい。
【０１９０】
また、これらのＲＯＭには、第１の実施例におけるメトリックを、対応するアドレスに予め記憶させておく。あるいは、第２の実施例におけるメトリックを、予めＲＯＭに記憶させておいてもよい。
【０１９１】
図８は、本発明のデータ受信装置の第３の実施例の構成を示している。第３の実施例においては、第１の実施例または第２の実施例における２つのメトリック計算回路３９−１，３９−２の代わりに、並直列変換器５１、メトリック計算回路３９、および、直並列変換器５２が使用されている。
【０１９２】
並直列変換器５１は、シンボル逆拡散回路３３より２系列で供給されたＩ成分の信号Ｉ’およびＱ成分の信号Ｑ’を、１系列でメトリック計算回路３９に出力する。
【０１９３】
メトリック計算回路３９は、上述のメトリック計算回路３９−１，３９−２と同様に構成されており、Ｉ成分の信号Ｉ’が供給されると、シンボルの第１のビットに対するメトリックｕ’と第３のビットに対するメトリックｘ’を計算し、その計算結果を直並列変換器５２に出力し、Ｑ成分の信号Ｑ’が供給されると、シンボルの第２のビットに対するメトリックｖ’と第４のビットに対するメトリックｙ’を計算し、その計算結果を直並列変換器５２に出力する。
【０１９４】
そして、直並列変換器５２は、メトリック計算回路３９より供給されたメトリックｕ’，ｘ’またはｖ’，ｙ’を、第１のビットおよび第３のビットに対するメトリック、または、第２のビットおよび第４のビットに対するメトリックとしてビット逆拡散回路１０１−１，１０１−３または１０１−２，１０１−４にそれぞれ出力する。
【０１９５】
このようにして、第３の実施例においては、メトリック計算回路３９を１個だけ使用して、第１のビット乃至第４のビットに対するメトリックを計算するので、回路規模を小さくすることができる。
【０１９６】
上記実施例においては、１６ＱＡＭ方式でデータを変調し、復調するようにしたが、このほか、６４ＱＡＭ、２５６ＱＡＭなどの、Ｉ成分とＱ成分が、それぞれ２以上のビットに対応する多値多位相変調方式を採用する場合においても、本発明を適用することが可能である。
【０１９７】
【発明の効果】
以上のごとく、請求項１に記載のデータ受信装置および請求項４に記載のデータ受信方法によれば、Ｉ成分およびＱ成分のうちの少なくとも一方に対して、その成分の値が同一であるシンボルの集合毎に、シンボルが伝送され、かつ、そのシンボルが受信された事後確率を計算し、その成分を表すビットのうちの１つが所定の値であるシンボルの集合に対する事後確率の総和を、すべてのシンボルの集合に対する事後確率の総和で除した値を、その１つのビットに対するメトリックとして計算するようにしたので、簡単な回路でメトリックを計算し、Ｉ成分とＱ成分がそれぞれ２ビット以上に対応する多値多位相変調方式で伝送されてきたデータを正確に復号化することができる。
【０１９８】
請求項５に記載のデータ受信装置および請求項８に記載のデータ受信方法によれば、Ｉ成分およびＱ成分のうち少なくとも一方に対して、その成分の値が同一であるシンボルの集合毎に、シンボルが伝送され、かつ、そのシンボルが受信された事後確率を計算し、その成分を表すビットのうちの１つが所定の値であるシンボルの集合に対する事後確率の総和を、その１つのビットに対するメトリックとして計算するようにしたので、さらに簡単な回路でメトリックを計算し、Ｉ成分とＱ成分がそれぞれ２ビット以上に対応する多値多位相変調方式で伝送されてきたデータを正確に復号化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例の構成例を示すブロック図である。
【図２】１６ＱＡＭの信号点についてＩ成分またはＱ成分の値が同一であるシンボルの集合を示す図である。
【図３】図１のメトリック計算回路３９−１の構成例を示すブロック図である。
【図４】図１のメトリック計算回路３９−２の構成例を示すブロック図である。
【図５】図１のビタビ復号器の構成例を示すブロック図である。
【図６】本発明の第２の実施例のメトリック計算回路の構成例を示すブロック図である。
【図７】メトリック計算回路の他の構成例を示すブロック図である。
【図８】本発明の第３の実施例の構成を示すブロック図である。
【図９】従来のデータ送信装置の構成例を示すブロック図である。
【図１０】図９の畳み込み符号化器の構成例を示すブロック図である。
【図１１】図１０の畳み込み符号化器の状態遷移を説明する図である。
【図１２】ＱＰＳＫの信号点配置を説明する図である。
【図１３】従来のデータ受信装置の構成例を示すブロック図である。
【図１４】図１３のビタビ復号器の構成例を示すブロック図である。
【図１５】図１４のブランチメトリック演算回路の構成例を示すブロック図である。
【図１６】図１４のパスメモリの構成例を示すブロック図である。
【図１７】１６ＱＡＭを用いた場合のデータ送信装置の構成例を示すブロック図である。
【図１８】１６ＱＡＭの信号点配置を説明する図である。
【図１９】図１７の装置で送信したデータを受信するデータ受信装置の構成例を示す図である。
【図２０】図１９の実施例の動作を説明する図である。
【符号の説明】
３２  復調器，  ３３  シンボル逆拡散回路，  ３５  並直列変換器，  ３６ビット挿入回路，  ３７  ビタビ復号器，  ３８  再生情報，  ３９，３９−１，３９−２  メトリック計算回路，  ４１  Ａ／Ｄ変換器，  ４２−１，４２−２  ＲＯＭ，  １０１−１乃至１０１−４  ビット逆拡散回路，  １１１−１乃至１１１−４  確率計算回路，  １１２−１，１１２−２  加算回路，  １１３  加算回路，  １１４−１，１１４−２  割算回路，  １２１−１乃至１２１−４  確率計算回路，  １２２−１，１２２−２  加算回路，  １２３  加算回路，  １２４−１，１２４−２  割算回路
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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