(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
伝送路を介して符号化された信号を受信し、送信信号の状態をステートに対応させ、受信信号の受信に伴うひとつのステートから次のステートへの遷移を枝に、その遷移の指標を枝メトリックに対応させ、上記受信信号を逐次受信したときの上記遷移の経路であるパスについて上記枝メトリックに基づき上記パスの指標であるパスメトリックを算出し、上記パスメトリックに基づき上記パスのうち一部を生き残りパスとして選択することにより伝送された信号を軟判定する軟判定装置において、
上記受信信号及び生起する可能性のある連続したＶ個の上記送信信号の組み合わせである上記ステート各々に対応する推定伝送路特性を入力し、上記推定伝送路特性に基づいて、上記ステート各々に繋がる枝それぞれの上記枝メトリックを出力する枝メトリック作成手段と、
上記ステート各々に対応して設けられ、上記枝メトリック作成手段により出力される上記枝メトリックと１時刻過去の生き残りパスメトリックを受け、上記ステート各々に対応する送信系列の候補である生き残りパスメトリック、上記生き残りパスに含まれる一時刻過去のステート及び各ステートに繋がる枝を含むパスのパスメトリックを出力する加算・比較・選択手段と、
上記生き残りパスメトリックを記憶し、上記加算・比較・選択手段が次の時刻の処理をするときに上記１時刻過去の生き残りパスメトリックとして記憶内容を出力するメモリと、
上記送信信号の取り得る候補各々に対応して設けられ、上記枝を構成する送信系列の中で最も過去の送信信号の候補に一致する枝に対応する上記パスメトリックを受け、これらのパスメトリックの中で最小のパスメトリックを出力する最小値選択手段と、
上記最小値選択手段によりそれぞれ選択された上記パスメトリックに基づき軟判定値を出力する軟判定値作成手段と、
上記受信信号及び上記加算・比較・選択手段により出力される上記ステート各々に対応する上記一時刻過去のステートを受け、上記ステート各々に対応した上記推定伝送路特性を更新し、更新した結果を上記ステート各々に対応した推定伝送路特性として出力する伝送路特性推定手段と、
上記受信信号を受け、送信信号の既知情報に基づき伝送路特性を推定し、この推定伝送路特性によって上記伝送路のメモリ長Ｌを推定し、その結果を推定メモリ長として出力するメモリ長推定手段を備え、
上記伝送路特性推定手段を、上記メモリ長推定手段により出力される上記推定メモリ長に基づき上記ステート各々に対応した上記推定伝送路特性を更新するように構成したことを特徴とする軟判定装置。
【請求項２】
伝送路を介して符号化された信号を受信し、送信信号の状態をステートに対応させ、受信信号の受信に伴うひとつのステートから次のステートへの遷移を枝に、その遷移の指標を枝メトリックに対応させ、上記受信信号を逐次受信したときの上記遷移の経路であるパスについて上記枝メトリックに基づき上記パスの指標であるパスメトリックを算出し、上記パスメトリックに基づき上記パスのうち一部を生き残りパスとして選択することにより伝送された信号を軟判定する軟判定装置において、
上記受信信号及び生起する可能性のある連続したＶ個の上記送信信号の組み合わせである上記ステート各々に対応する推定伝送路特性を入力し、上記推定伝送路特性に基づいて、上記ステート各々に繋がる枝それぞれの上記枝メトリックを出力する枝メトリック作成手段と、
上記ステート各々に対応して設けられ、上記枝メトリック作成手段により出力される上記枝メトリックと１時刻過去の生き残りパスメトリックを受け、上記ステート各々に対応する送信系列の候補である生き残りパスメトリック、上記生き残りパスに含まれる一時刻過去のステート及び各ステートに繋がる枝を含むパスのパスメトリックを出力する加算・比較・選択手段と、
上記生き残りパスメトリックを記憶し、上記加算・比較・選択手段が次の時刻の処理をするときに上記１時刻過去の生き残りパスメトリックとして記憶内容を出力するメモリと、
上記送信信号の取り得る候補各々に対応して設けられ、上記枝を構成する送信系列の中で最も過去の送信信号の候補に一致する枝に対応する上記パスメトリックを受け、これらのパスメトリックの中で最小のパスメトリックを出力する最小値選択手段と、
上記最小値選択手段によりそれぞれ選択された上記パスメトリックに基づき軟判定値を出力する軟判定値作成手段と、
上記受信信号及び上記加算・比較・選択手段により出力される上記ステート各々に対応する上記一時刻過去のステートを受け、上記ステート各々に対応した上記推定伝送路特性を更新し、更新した結果を上記ステート各々に対応した推定伝送路特性として出力する伝送路特性推定手段と、
上記伝送路特性推定手段により出力される上記推定伝送路特性に基づき上記伝送路のメモリ長Ｌを推定し、その結果を推定メモリ長として出力するメモリ長推定手段を備え、
上記伝送路特性推定手段を、上記メモリ長推定手段により出力される上記推定メモリ長に基づき上記ステート各々に対応した上記推定伝送路特性を更新するように構成したことを特徴とする軟判定装置。
【請求項３】
上記ステートを構成する上記送信信号の個数Ｖを推定伝送路特性のメモリ長Ｌより大きくしたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の軟判定装置。
【請求項４】
伝送路を介して符号化された差動符号化した信号を受信し、送信信号の状態を差動復号した差動符号化前の信号の状態をステートに対応させ、ひとつのステートから次のステートへの遷移を枝に、その遷移の指標を枝メトリックに対応させ、上記遷移の経路であるパスについて上記枝メトリックに基づき上記パスの指標であるパスメトリックを算出し、上記パスメトリックに基づき上記パスのうち一部を生き残りパスとして選択することにより伝送された差動符号化前の信号を軟判定する軟判定装置において、
受信信号、生起する可能性のある連続したＶ個の上記差動符号化前の信号の組み合わせである上記ステート各々に対応する推定伝送路特性及び上記ステート各々に対応する（Ｖ＋１）時刻過去の送信信号を入力し、上記推定伝送路特性に基づいて、上記ステート各々に繋がる枝それぞれの上記枝メトリックを出力する枝メトリック作成手段、
上記ステート各々に対応して設けられ、上記枝メトリック作成手段により出力される上記枝メトリックと１時刻過去の生き残りパスメトリックを受け、上記ステート各々に対応する送信系列の候補である生き残りパスメトリック、上記生き残りパスに含まれる一時刻過去のステート及び各ステートに繋がる枝を含むパスのパスメトリックを出力する加算・比較・選択手段と、
上記生き残りパスメトリックを記憶し、上記加算・比較・選択手段が次の時刻の処理をするときに上記１時刻過去の生き残りパスメトリックとして記憶内容を出力するメモリと、
上記差動符号化前の信号の取り得る候補各々に対応して設けられ、上記枝を構成する差動符号化前の系列の中で最も過去の差動符号化前の信号の候補に一致する枝に対応する上記パスメトリックを受け、これらの上記パスメトリックの中で最小のパスメトリックを出力する最小値選択手段と、
上記最小値選択手段によりそれぞれ選択された上記パスメトリックに基づき軟判定値を出力する軟判定値作成手段と、
上記受信信号、上記メモリより出力される上記ステート各々に対応する上記（Ｖ＋１）時刻過去の送信信号の候補及び上記加算・比較・選択手段により出力される上記ステート各々に対応する上記一時刻過去のステートを受け、上記ステート各々に対応した推定伝送路特性を更新し、更新した結果を上記ステート各々に対応した上記推定伝送路特性として出力する伝送路特性推定手段と、
上記受信信号を受け、送信信号の既知情報に基づき伝送路特性を推定し、この推定伝送路特性によって上記伝送路のメモリ長Ｌを推定し、その結果を推定メモリ長として出力するメモリ長推定手段を備え、
上記伝送路特性推定手段を、上記メモリ長推定手段により出力される上記推定メモリ長に基づき上記ステート各々に対応した上記推定伝送路特性を更新するように構成したことを特徴とする軟判定装置。
【請求項５】
伝送路を介して符号化された差動符号化した信号を受信し、送信信号の状態を差動復号した差動符号化前の信号の状態をステートに対応させ、ひとつのステートから次のステートへの遷移を枝に、その遷移の指標を枝メトリックに対応させ、上記遷移の経路であるパスについて上記枝メトリックに基づき上記パスの指標であるパスメトリックを算出し、上記パスメトリックに基づき上記パスのうち一部を生き残りパスとして選択することにより伝送された差動符号化前の信号を軟判定する軟判定装置において、
受信信号、生起する可能性のある連続したＶ個の上記差動符号化前の信号の組み合わせである上記ステート各々に対応する推定伝送路特性及び上記ステート各々に対応する（Ｖ＋１）時刻過去の送信信号を入力し、上記推定伝送路特性に基づいて、上記ステート各々に繋がる枝それぞれの上記枝メトリックを出力する枝メトリック作成手段、
上記ステート各々に対応して設けられ、上記枝メトリック作成手段により出力される上記枝メトリックと１時刻過去の生き残りパスメトリックを受け、上記ステート各々に対応する送信系列の候補である生き残りパスメトリック、上記生き残りパスに含まれる一時刻過去のステート及び各ステートに繋がる枝を含むパスのパスメトリックを出力する加算・比較・選択手段と、
上記生き残りパスメトリックを記憶し、上記加算・比較・選択手段が次の時刻の処理をするときに上記１時刻過去の生き残りパスメトリックとして記憶内容を出力するメモリと、
上記差動符号化前の信号の取り得る候補各々に対応して設けられ、上記枝を構成する差動符号化前の系列の中で最も過去の差動符号化前の信号の候補に一致する枝に対応する上記パスメトリックを受け、これらの上記パスメトリックの中で最小のパスメトリックを出力する最小値選択手段と、
上記最小値選択手段によりそれぞれ選択された上記パスメトリックに基づき軟判定値を出力する軟判定値作成手段と、
上記受信信号、上記メモリより出力される上記ステート各々に対応する上記（Ｖ＋１）時刻過去の送信信号の候補及び上記加算・比較・選択手段により出力される上記ステート各々に対応する上記一時刻過去のステートを受け、上記ステート各々に対応した推定伝送路特性を更新し、更新した結果を上記ステート各々に対応した上記推定伝送路特性として出力する伝送路特性推定手段と、
上記伝送路特性推定手段により出力される上記推定伝送路特性に基づき上記伝送路のメモリ長Ｌを推定し、その結果を推定メモリ長として出力するメモリ長推定手段を備え、
上記伝送路特性推定手段を、上記メモリ長推定手段により出力される上記推定メモリ長に基づき上記ステート各々に対応した上記推定伝送路特性を更新するように構成したことを特徴とする軟判定装置。
【請求項６】
上記ステートを構成する上記差動符号化前の信号の個数Ｖを推定伝送路特性のメモリ長Ｌより大きくしたことを特徴とする請求項４または請求項５に記載の軟判定装置。
【請求項７】
上記伝送路特性推定手段より出力される上記ステート各々に対応した上記推定伝送路特性を受け、上記推定伝送路特性それぞれに基づいて、上記ステート各々に対応した推定周波数オフセット量を出力する周波数オフセット推定手段を備えるとともに、
上記伝送路特性推定手段を、上記周波数オフセット推定手段から出力される上記ステート各々に対応した上記推定周波数オフセット量に基づいてステート各々に対応した上記推定伝送路特性を補正し、補正された推定伝送路特性を更新するように構成したことを特徴とする請求項１乃至６いずれかに記載の軟判定装置。
【請求項８】
上記伝送路特性推定手段より出力される上記ステート各々に対応した推定伝送路特性を受け、上記推定伝送路特性に基づいて、推定周波数オフセット量を出力する周波数オフセット推定手段を備えるとともに、
上記伝送路特性推定手段を、上記周波数オフセット推定手段から出力される上記推定周波数オフセット量に基づいてステート各々に対応した上記推定伝送路特性を補正し、補正された推定伝送路特性を更新するように構成したことを特徴とする請求項１乃至６いずれかに記載の軟判定装置。
【請求項９】
上記伝送路特性推定手段より出力される上記ステート各々に対応した上記推定伝送路特性を受け、上記推定伝送路特性に基づいて、推定周波数オフセット量を出力する周波数オフセット推定手段を備えるとともに、
上記受信信号及び上記推定周波数オフセット量を入力し、上記推定周波数オフセット量に基づいて上記受信信号を補正し、補正された受信信号を受信信号として出力する受信信号補正手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至６いずれかに記載の軟判定装置。
【請求項１０】
上記枝メトリック作成手段を、Ｐ系統の受信信号及び上記ステート各々に対応する上記推定伝送路特性を受け、上記推定伝送路特性に基づいて、上記ステート各々に繋がる枝の枝メトリックを出力するように構成し、
上記伝送路特性推定手段を、上記Ｐ系統の受信信号及び上記加算・比較・選択手段により出力される上記ステート各々に対応した上記一時刻過去のステートを受け、上記ステート各々に対応した上記推定伝送路特性を更新し、更新した結果を上記ステート各々に対応した推定伝送路特性として出力するように構成したことを特徴とする請求項１乃至９いずれかに記載の軟判定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、自動車電話をはじめとするディジタルデータ伝送に用いる軟判定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の技術を説明する前に、本発明に関する技術的背景について説明する。
【０００３】
（技術的背景１）ＦＩＲフィルタについて説明する。ＦＩＲフィルタは有限インパルス応答（Finite Impulse Response）フィルタの略で、インパルス応答が有限時間に終了するフィルタである。図７にＦＩＲフィルタの構成を示す。ＦＩＲフィルタは、遅延要素（同図の、遅延１、遅延２、・・・、遅延Ｌ）により入力される信号に順次遅延を与えるとともに、乗算器（ＭＵＬＴ ０、・・・、ＭＵＬＴ Ｌ）によりタップ係数ｃ0、・・・、ｃLを乗算した後、加算器（同図のＳＵＭ）によりこれら複数の乗算結果を加算するものである。この遅延量は、通常、一定値である。
【０００４】
（技術的背景２）  符号間干渉（ＩＳＩ）を有する伝送路モデルを図８に示す。本モデルは伝送路をＦＩＲフィルタで表現したものである。本モデルにおいて、受信信号は、送信された信号が直接受信される先行信号と反射等により遅延して受信される遅延信号の合成信号である。同図において、各遅延信号の時間差は遅延回路ＤＥＬＡＹ（シフトレジスタ）によって与えられる。先行信号は、乗算器ＭＵＬＴ０により送信信号Ｉnとタップ係数ｃ0,nとを乗算することにより得られる。ここで、下付きのｎは時刻を意味する。遅延信号は、乗算器ＭＵＬＴ１〜Ｌにより遅延された送信信号Ｉn-1〜Ｉn-Lとタップ係数ｃ1,n〜ｃL,nとをそれぞれ乗算することにより得られる。そして、乗算器ＭＵＬＴ０〜Ｌの出力は加算器ＳＵＭにより合成される。更に、加算器ＡＤＤにより加算器ＳＵＭが出力する合成波に雑音ｗnが加算されて受信信号ｒnとして出力される。
ＩＳＩが存在しない場合、受信信号ｒnは次式で表現される。
ｒn＝ｃ0,nＩn＋ｗn      （１）
この場合、ｃ0,nが既知で、雑音が小さければ、ｒnからＩnを容易に推定できる。
しかし、図８のモデルによれば、伝送路に対して｛Ｉn｝なる送信系列を送信した場合、この送信系列は、伝送路で加法的白色ガウス雑音（ＡＷＧＮ）ｗnばかりでなくＩＳＩを受ける。したがって、受信信号ｒnは時刻ｎだけではなく、それより過去のＩnを含む。このときの受信信号は次式で表現される。
ｒn＝ Σ ｃi,nＩn-i＋ｗn     （２）
ここで、総和Σはｉ＝０、・・・、Ｌについてとり、ＬはＩＳＩが影響を与える時間長（伝送路メモリ長）を示す。
図８の伝送路モデルでは、時刻ｎから時刻（ｎ−Ｌ）まで送信系列が含まれることになる。また、このような伝送路に対して、ｒnからＩnを推定するものとして最尤系列推定がしばしば用いられる。
【０００５】
（技術的背景３）  ビタビアルゴリズムを用いた最尤系列推定  G.D.Forney,Jr著の“Maxmum-likelihood sequence estimation of digital sequence in presence of intersymbol interference”（IEEE Trans. Information Theory,  vol.IT-18, pp.363-378, May 1972）に示されたビタビアルゴリズムを用いた最尤系列推定の説明を順次行う。
【０００６】
ステートとトレリスについて説明する。ステートとは状態を示すものである。ＩＳＩを有する伝送路モデルを図８に示しているが、受信信号は現在の送信信号だけでなく過去の送信信号によっても決定される。したがって、現在の送信信号を推定するためには過去の送信信号も考慮する必要がある。この過去の送信信号の組み合わせによって構成される送信系列の候補がステートに相当する。送信信号が０、１の２値、遅延回路が１シンボル周期（Ｌ＝１）であれば、ステート〔０〕とステート〔１〕の２種類であり、遅延回路が２シンボル周期（Ｌ＝２）であれば、ステート〔０，０〕、ステート〔１，０〕、ステート〔０，１〕とステート〔１，１〕の４種類である。このように、ステートは送信系列の組み合わせで表現される。
【０００７】
ところで、復調アルゴリズムであるビタビアルゴリズムのメモリ長をＶとすると、時刻ｎにおけるステートＳn及び時刻ｎ−１におけるステートＳn-1は、それぞれ（３）、（４）式で表現できる。
Ｓn＝〔Ｉn-V+1，Ｉn-V+2，・・・，Ｉn〕          （３）
Ｓn-1＝〔Ｉn-V，Ｉn-V+1，・・・，Ｉn-1〕        （４）
ただし、これ以降表記を簡単にするため、ステートＳnをＩn-V+1Ｉn-V+2…Ｉnと表わすことがある。例えば、ステート〔０，１〕を０１のように表現する。
ここで、２つのステートＳn、Ｓn-1のうちＩn-V+1からＩn-1のＶ−１個の送信系列は同一値となる性質を利用して、図９のトレリス図が作成できる。
図９において、送信信号の候補の数Ｕを２とし、信号が０と１の２値をとる場合、ステート個数ＮはＮ＝ＵV＝２2＝４となる。すなわち、本例は、Ｉnを０，１としＶ＝２としたので、Ｓnは００、０１、１０、１１の４ステートでトレリスが構成される。  図９において、縦方向は上から順にステート００、０１、１０、１１、横方向は左から順に時刻ｎ−１，ｎ，ｎ＋１，ｎ＋２，ｎ＋３，ｎ＋４を示す。また、各ステート（白丸）から次の時刻の２つのステートにそれぞれ線が引かれているが、この線分は時刻変化に伴うステートの変化を示す。例えば、ステート００からはステート００及び０１に対して２本の線が引かれる。ステート００からステート００への線は入力データが０の場合を示し、データ入力前とデータ入力後とでステートが同じ００であることを示す。ステート００からステート０１への線は入力データが１の場合を示し、データ入力前のステート００からステート０１に変化することを意味する。
このトレリスにおける線分Ｓn-1／Ｓnは枝と呼ばれる。この枝は送信系列Ｉn-V〜Ｉnにより一意的に決定される。これを（５）式のように表現する。
Ｓn-1／Ｓn＝〔Ｉn-V，Ｉn-V+1，・・・，Ｉn〕      （５）
なお、ステートの表記と同様に表記を簡単にするため、枝Ｓn-1／Ｓnを単にＩn-VＩn-V+1・・・Ｉnと表わすことがある。例えば、枝〔１，０，１〕を１０１のように表現する。
【０００８】
ところで、Ｖ＝Ｌと設定した場合、すなわち、ＩＳＩが影響を与える時間長（伝送路メモリ長）とビタビアルゴリズムのメモリ長（トレリスのメモリ長）とが等しい場合、（２）式で示されるｒnの推定値（レプリカ）ｈnは、（６）式に示すように一意的に推定される。
ｈn＝ Σ ｇi,nＩn-i      （６）
ここで、ｃi,nの推定値をそれぞれｇi,nとした。また、総和Σはｉ＝０，・・・，Ｌについてとる。
また、トレリスにおいて、互いに接続された折れ線ＳVＳV+1…Ｓnはパスと呼ばれる。このパスは一意的に枝ＳV-1／ＳV、ＳV／ＳV-2、・・・、Ｓn-1／Ｓnを決定するとともに、Ｉ0〜Ｉnの送信系列を決定する。図１０に、図９のトレリスを用いて、送信系列〔Ｉｎ−２，Ｉｎ−１，・・・，Ｉｎ＋４〕＝〔１，０，１，１，０，０，１〕に対応するパスＳn-1Ｓn…Ｓn+4を示す。太線はパスであり、太い白抜きの丸はパスの通るステート、ステートとステートを結ぶ太線はパスによって決定される枝である。以上のようにパスを決定することによって送信系列を決定することができる。
図１０からわかるように、送信系列のデータは２つずつ順次シフトしていく。例えば、送信系列の最初の２つのデータ１、０が入力されると、時刻ｎ−１のステートは１０になる。これがステートＳn-1である。次にデータ１が入力されると時刻ｎのステートは０１になる。これがステートＳnである。以下同様に、データ１、０、０、１が入力されると、時刻ｎ＋１，・・・，ｎ＋４のステートＳn+1，・・・，Ｓn+4は、１１、１０、００、０１である。以上のように、送信系列〔Ｉn-2，Ｉn-1，・・・，Ｉn+4〕に１対１に対応してパスが決定される。
逆に、パスが決定できれば、送信系列を特定することができる。受信信号からパスを推定するために、各枝において推定がなされる。これには枝メトリックが用いられる。枝メトリックとは、受信信号ｒnと、各枝によって決定される送信系列の候補Ｉn及び推定値ｇi,nによって再生された受信信号のレプリカｈnとの２乗誤差のことである。この２乗誤差は、ステートから次のステートへの遷移の確からしさ、すなわち枝の生起する確からしさを表している。
【０００９】
枝Ｓn-1／Ｓnにより決定されるＩn-VからＩnの送信系列の候補値Ｉn-iからｒnのレプリカｈn〔Ｓn-1／Ｓn〕を以下のように作成できる。
ｈn〔Ｓn-1／Ｓn〕＝ Σ ｇi,nＩn-i    （７）
ただし，総和Σはｉ＝０，・・・，Ｌについてとる。
実際の受信信号ｒnと枝〔Ｓn-1／Ｓn〕により決定されるレプリカｈn〔Ｓn-1／Ｓn〕の２乗誤差、すなわち枝メトリックＥn〔Ｓn-1／Ｓn〕は次式のように表現できる。
Ｅn〔Ｓn-1／Ｓn〕＝｛ＡＢＳ（ｒn−ｈn〔Ｓn-1／Ｓn〕）｝２  （８）
ただし、ＡＢＳ（）はユークリッド空間におけるベクトルの長さを意味する。（８）式は、点ｒnと点ｈn〔Ｓn-1／Ｓn〕との距離の２乗を示す。
つまり、枝〔Ｓn-1／Ｓn〕により一意的に枝メトリックＥn〔Ｓn-1／Ｓn〕が決定される。
また、パスに沿って一意に決定される枝の枝メトリックを全て合計した累積２乗誤差のことをパスメトリックと呼ぶ。各ステートにおいて、Ｕ個（図９ではＵ＝２）のパスが参入するが、これらパスの中でパスメトリックが最小のパスを生き残りパスと呼び、各ステート毎に生き残りパスが存在する。
【００１０】
この生き残りパスを求めるための処理がＡＣＳ処理である。ＡＣＳとはAdd-Compare-Select（加算・比較・選択）の略である。
加算処理とは、下記（９）式に示す１時刻過去のステートＳn-1に対応した生き残りパスメトリックＦn-1〔Ｓn-1〕と枝メトリックＥn〔Ｓn-1／Ｓn〕を加算する操作である。
Ｆn〔Ｓn-1／Ｓn〕＝Ｅn〔Ｓn-1／Ｓn〕＋Ｆn-1〔Ｓn-1〕  （９）
ここで、Ｆn〔Ｓn〕はステートＳnに対応する生き残りパスメトリックを表わし、Ｆn〔Ｓn-1／Ｓn〕は枝Ｓn-1／Ｓnに対応するパスメトリックである。
比較処理とは、各ステートに対して作成されるＵ個のパスメトリックを比較する操作である。最尤系列推定全体としては、Ｎ個のステートにＵ個の枝が存在するため（Ｎ・Ｕ）個のパスメトリックが作成される。
選択処理とは、各ステートにおいて比較処理の結果からパスメトリックの最も小さいものを選択し、選択したパスメトリックに対応する系列を現時刻の生き残りパスとして選択する操作である。
【００１１】
以上がビタビアルゴリズムを用いた最尤系列推定の説明である。このように、G.D.Forneyにより示された最尤系列推定は、シンボルごとに受信信号を入力し、各ステートに対して逐次ＡＣＳ処理を行う。全ての入力信号系列を入力した後、最終的に残った生き残りパスの中で最小のパスメトリックを有するパスを最尤パスとし、この最尤パスによって決定される唯一の系列（最尤系列）を送信した系列として判定する。
【００１２】
（技術的背景４）  軟判定
軟判定について説明する。符号化の一種に畳込み符号化があり、畳込み符号の最適復号法にはビタビアルゴリズムが用いられる。このビタビアルゴリズムの入力には、０または１というような２値量子化したデータ（硬判定値という）でなく、信頼度も含んだ例えば０.２や０.９等というデータ（軟判定値という）を入力した方が良好な誤り率特性を示す。それゆえ、畳込み符号の復号に軟判定値を用いた場合、誤り率特性を改善することができる。しかし、上述の最尤系列推定では軟判定値を計算することができないので、軟判定値の計算に軟判定出力ビタビアルゴリズムが利用されることが多い。
【００１３】
（従来の軟判定装置の説明）
次に従来の軟判定装置の一例について説明する。
図１１は従来の軟判定装置のブロック図である。この例は特開平３−９６１７号公報に記載された軟判定装置である。
【００１４】
図１１において、２６１は受信信号入力端子、２６２は枝メトリック作成回路、２６３−１〜２６３−ＮはＡＣＳ回路、２６４は共有メモリ、２６５−１，２６５−２は最小値選択回路、２６６は減算回路、２６７は軟判定値出力端子、２６８は推定伝送路特性入力端子である。なお、推定伝送路特性は、受信機側で既知であるトレーニング信号を用いて推定した伝送路特性の推定値であり、トレーニング信号は受信信号の一部に組込まれる。
【００１５】
従来の軟判定装置の動作について図１１を用いて説明する。送信信号は０、１の２値をとり、Ｎ（＝２V）をステート数とし、Ｖ＝Ｌである。
枝メトリック作成回路は、受信信号ｒn、推定伝送路特性ｇi（ｉ＝０，・・・，Ｌ）を入力し、各枝Ｓn-1／Ｓnに対応する枝メトリックＥn〔Ｓn-1／Ｓn〕を（１０）式に基づいて計算する。
Ｅn〔Ｓn-1／Ｓn〕＝｛ＡＢＳ（ｒn− Σ ｇiＩn-i）｝2        （１０）
ここで、総和Σはｉ＝０，・・・，Ｌについてとり、Ｉn-i（ｉ＝０，・・・，Ｌ）は枝Ｓn-1／Ｓnにより一意に決定される送信系列の候補値である。
Ｎ個のＡＣＳ回路２６３−１〜２６３−Ｎは一時刻過去及び現時刻の生き残りパスメトリックを共有メモリ３６４によって共有しており、これらのパスメトリックは互いにアクセス可能である。ＡＣＳ回路２６３−１〜２６３−Ｎは、各ＡＣＳ回路２６３−１〜２６３−Ｎに対応したステートＳnに繋がる２つの枝Ｓn-1／Ｓnに対応した枝メトリックＥn〔Ｓn-1／Ｓn〕と、その２つの枝によって結ばれる１時刻過去のステートＳn-1に対応し共有メモリ２６４より出力される一時刻過去の生き残りパスメトリックＦn-1〔Ｓn-1〕をそれぞれ受け、上述のＡＣＳ処理を行うとともに、さらにＡＣＳ処理の加算処理によって計算される各枝に対応したパスメトリックＦn〔Ｓn-1／Ｓn〕と現時刻の生き残りパスメトリックＦn〔Ｓn〕を出力する。
共有メモリ２６４は、ＡＣＳ回路２６３−１〜２６３−Ｎの出力を受けて、現時刻の生き残りパスメトリックを一時刻過去の生き残りパスメトリックとする。このようにして共有メモリ２６４の内容は更新される。
最小値選択回路２６５−１は、枝Ｓn-1／Ｓnにより決定される送信系列Ｉn-i（ｉ＝０，・・・，Ｖ）の最も過去の送信信号Ｉn-Vが０である枝に対応したＮ個のパスメトリックＦn〔Ｓn-1／Ｓn〕を入力し、その最小値を出力する。最小値選択回路２６５−２は、枝Ｓn-1／Ｓnにより決定される送信系列Ｉn-i（ｉ＝０，・・・，Ｖ）の最も過去の送信信号Ｉn-Vが１である枝に対応したＮ個のパスメトリックＦn〔Ｓn-1／Ｓn〕を入力し、その最小値を出力する。
減算回路２６６は最小値選択回路２６５−１より出力される最小値から最小値選択回路２６５−２より出力される最小値を減算した結果を、軟判定値として出力する。
【００１６】
以上の動作を図１２に示すトレリスによって具体的に説明する。ここで、Ｌ＝Ｖ＝２、Ｎ＝２V＝４とし、送信信号Ｉnの軟判定値を計算する。
枝メトリック作成回路２６２は、推定伝送路特性ｇ0，ｇ1，ｇ2及び受信信号ｒnを受けて、枝０００に対応した送信系列の候補〔Ｉn-2，Ｉn-1，Ｉn〕＝〔０，０，０〕に基づいて枝メトリックＥn〔０００〕を（１１）式によって計算し、その結果を出力する。
Ｅn〔０００〕＝｛ＡＢＳ（ｒn−（ｇ0Ｉn＋ｇ1Ｉn-1＋ｇ2Ｉn-2））｝2    ……（１１）  また、枝１００、０１０、…、１１１に対する枝メトリックＥn〔１００〕、Ｅn〔０１０〕、・・・、Ｅn〔１１１〕についても同様に計算して出力する。
ＡＣＳ回路２６３−１は、ＡＣＳ回路２６３−１に対応したステート００に繋がる枝０００、１００に対応する枝メトリックＥn〔０００〕、Ｅn〔１００〕と一時刻過去の生き残りパスメトリックＦn-1〔０００〕、Ｆn-1〔１００〕をそれぞれ入力し、加算処理によって次の枝０００、１００に対応したパスメトリックを得る。
Ｆn〔０００〕＝Ｅn〔０００〕＋Ｆn-1〔００〕      （１２）
Ｆn〔１００〕＝Ｅn〔１００〕＋Ｆn-1〔１０〕      （１３）
パスメトリックＦn〔０００〕、Ｆn〔１００〕は最小値選択回路２６５−１、２６５−２に出力される。さらに、ＡＣＳ回路の比較・選択処理によって２つパスメトリックの中で小さい方をステート００に対応する現時刻の生き残りパスメトリックＦn〔００〕として共有メモリ２６４に出力される。ＡＣＳ回路２６３−２〜２６３−４も同様に動作して、ステート１０、０１、１１に対応した現時刻の生き残りパスメトリックＦn〔１０〕、Ｆn〔０１〕、Ｆn〔１１〕が共有メモリ２６４に出力される。
最小値選択回路２６５−１は、ＡＣＳ回路２６３−１〜２６３−４から出力されるパスメトリックの中でＩn-2＝０となるパスメトリックＦｎ〔０００〕、Ｆn〔０１０〕、Ｆn〔００１〕、Ｆn〔０１１〕を受けて、それらの中で最小のパスメトリックを出力する。最小値選択回路２６５−２は、ＡＣＳ回路２６３−１〜２６３−４から出力されるパスメトリックの中でＩn-2＝１となるパスメトリックＦn〔１００〕、Ｆn〔１１０〕、Ｆn〔１０１〕、Ｆn〔１１１〕を入力し、その中で最小のパスメトリックを出力する。減算回路２６６は最小値選択回路２６５−１より出力される最小値から最小値選択回路２６５−２より出力される最小値を減算し、その結果を軟判定値として出力する。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来例において、伝送路特性が時間ともに変動する場合、推定伝送路特性がその変動に追従できないため、軟判定値に誤差が生じる。この誤差のため、上記従来例の軟判定装置により出力される軟判定値を利用して、ビタビ復号を行った場合データの誤り率が劣化する。なお、以下ではビタビ復号したデータの誤り率が良くなる軟判定値を精度の高い軟判定値と表現する。
また、枝メトリックの計算で使われる推定伝送路特性は、雑音などに起因す推定誤差が含まれ、タップ数に応じてこの誤差が加算されることになる。よって、上記従来例は推定伝送路のメモリ長が固定であるため、メモリ長が変化するような伝送路において、伝送路特性のメモリ長が小さくなった場合、不要なタップのために精度の高い軟判定値を得ることができない。
また、上記従来例は、周波数オフセットが存在するような伝送路において、周波数オフセットによる受信信号の回転を考慮していないので、精度の高い軟判定値を得ることができない。
また、上記従来例は、ダイバーシチ受信を行わないため、ダイバーシチ受信を行う場合に比べ、軟判定値の精度が悪くなる。
また、上記従来例は、差動符号化された信号を受信した場合、差動符号化前の信号に対する軟判定値を出力できない。
【００１８】
この発明は上記のような問題点を解決するためになされたもので、推定伝送路特性のメモリ長が時間変化するような伝送路においても精度の高い軟判定値を得ることができるなどの性能を向上した軟判定装置を提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
この発明に係わる軟判定装置は、伝送路を介して符号化された信号を受信し、送信信号の状態をステートに対応させ、受信信号の受信に伴うひとつのステートから次のステートへの遷移を枝に、その遷移の指標を枝メトリックに対応させ、上記受信信号を逐次受信したときの上記遷移の経路であるパスについて上記枝メトリックに基づき上記パスの指標であるパスメトリックを算出し、上記パスメトリックに基づき上記パスのうち一部を生き残りパスとして選択することにより伝送された信号を軟判定する軟判定装置において、
上記受信信号及び生起する可能性のある連続したＶ個の上記送信信号の組み合わせである上記ステート各々に対応する推定伝送路特性を入力し、上記推定伝送路特性に基づいて、上記ステート各々に繋がる枝それぞれの上記枝メトリックを出力する枝メトリック作成手段と、
上記ステート各々に対応して設けられ、上記枝メトリック作成手段により出力される上記枝メトリックと１時刻過去の生き残りパスメトリックを受け、上記ステート各々に対応する送信系列の候補である生き残りパスメトリック、上記生き残りパスに含まれる一時刻過去のステート及び各ステートに繋がる枝を含むパスのパスメトリックを出力する加算・比較・選択手段と、
上記生き残りパスメトリックを記憶し、上記加算・比較・選択手段が次の処理をするときに上記１時刻過去の生き残りパスメトリックとして記憶内容を出力するメモリと、
上記送信信号の取り得る候補各々に対応して設けられ、上記枝を構成する送信系列の中で最も過去の送信信号の候補に一致する枝に対応する上記パスメトリックを受け、これらのパスメトリックの中で最小のパスメトリックを出力する最小値選択手段と、
上記最小値選択手段によりそれぞれ選択された上記パスメトリックに基づき軟判定値を出力する軟判定値作成手段と、
上記受信信号及び上記加算・比較・選択手段により出力される上記ステート各々に対応する上記一時刻過去のステートを受け、上記ステート各々に対応した上記推定伝送路特性を更新し、更新した結果を上記ステート各々に対応した推定伝送路特性として出力する伝送路特性推定手段と、
上記受信信号を受け、送信信号の既知情報に基づき伝送路特性を推定し、この推定伝送路特性によって上記伝送路のメモリ長Ｌを推定し、その結果を推定メモリ長として出力するメモリ長推定手段を備え、
上記伝送路特性推定手段を、上記メモリ長推定手段により出力される上記推定メモリ長に基づき上記ステート各々に対応した上記推定伝送路特性を更新するように構成したものである。
【００３５】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
この発明の実施の形態１について説明する。なお、図において同一の符号を付した構成要素は同一または相当のものである。
図１は、発明の実施の形態１に係る軟判定装置の一例を示すブロック図である。同図において、１１は受信信号入力端子、１２は２Ｍ（ここでＭ＝２Ｖ、Ｖ≧Ｌ、Ｖはトレリスのメモリ長、Ｌは推定伝送路のメモリ長）個の枝それぞれに対応した枝メトリックを計算する枝メトリック作成回路、１３−１〜１３−ＭはＭ（＝２Ｖ）個のステートそれぞれに対応して設けられ、ＡＣＳ処理を行うＡＣＳ回路、１４はＡＣＳ回路１３−１〜１３−Ｍ接続された共有メモリ、１５−１、１５−２は最小値選択回路、１６は減算回路、１７は軟判定値出力端子、１８は伝送路特性推定回路である。なお、本例は、送信信号が０または１の２値をとる場合の構成である。
【００３６】
次に軟判定装置の動作について図１を用いて説明する。
枝メトリック作成回路１２は、受信信号ｒnと伝送路特性推定回路１８が出力するＭ個のステートＳnそれぞれに対応した推定伝送路特性ｇi,n〔Ｓn1〕、ｉ＝０，・・・，Ｌを入力し、各枝Ｓn-1／Ｓnに対応した送信系列の候補に基づいて、（１４）式によって枝メトリックＥn〔Ｓn-1／Ｓn〕を計算し、出力する。
0003692644.tif 000002
ここで、総和Σはｉ＝０，・・・，Ｌについてとり、Ｉn-i（ｉ＝０，・・・，Ｌ）は枝Ｓn-1／Ｓnにより一意に決定される送信系列の候補値である。
ＡＣＳ回路１３−１は、ＡＣＳ回路１３−１に対応するステートＳnに繋がる２つの枝Ｓ0n-1／Ｓn及び枝Ｓ1n-1／Ｓnに対応し枝メトリック作成回路が出力する枝メトリックＥn〔Ｓ0n-1／Ｓn〕及び枝メトリックＥn〔Ｓ1n-1／Ｓn〕と、その２つの枝によって結ばれる１時刻過去のステートＳ0n-1及びステートＳ0n-1に対応し共有メモリ１４より出力される１時刻過去の生き残りパスメトリックＦn-1〔Ｓ0n-1〕及びＦn-1〔Ｓ1n-1〕を受ける。 ＡＣＳ回路１３−１は、これら入力に基づき（１５）、（１６）に示す加算処理を行い、枝Ｓ0n-1／Ｓn及び枝Ｓ1n-1／Ｓnに対応する現時刻のパスメトリックＦn〔Ｓ0n-1／Ｓn〕及びＦn〔Ｓ1n-1／Ｓn〕を計算する。
Ｆn〔Ｓ0n-1／Ｓn〕＝Ｅn〔Ｓ0n-1／Ｓn〕＋Ｆn-1〔Ｓ0n-1〕    （１５）
Ｆn〔Ｓ1n-1／Ｓn〕＝Ｅn〔Ｓ1n-1／Ｓn〕＋Ｆn-1〔Ｓ1n-1〕    （１６）
そして、ＡＣＳ回路１３−１は、上記（１５）、（１６）式により得られたパスメトリックＦn〔Ｓ0n-1／Ｓn〕とＦn〔Ｓ1n-1／Ｓn〕とを比較して、小さい方をステートＳnに対応する現時刻の生き残りパスメトリックＦn〔Ｓn〕として、を共有メモリ１４に出力する。
【００３７】
また、ＡＣＳ回路１３−１は、パスメトリックＦn〔Ｓ0n-1／Ｓn〕を最小値選択回路１５−１に、パスメトリックＦn〔Ｓ1n-1／Ｓn〕を最小値選択回路１５−２に、ＡＣＳ処理における選択結果Ｓn-1〔Ｓn〕（＝Ｓ0n-1またはＳ1n-1）を伝送路特性推定回路１８に出力する。残りのＡＣＳ回路１３−２〜１３−Ｍも同様に動作する。
共有メモリ１４は、ＡＣＳ回路１３−１〜１３−Ｍが出力する現時刻の生き残りパスメトリックを入力し、１時刻過去の生き残りパスメトリックを更新する。
最小値選択回路１５−１は、枝Ｓn-1／Ｓnを構成する最も過去の送信信号Ｉn-Vが０であるＭ個の枝Ｓ0n-1／Ｓnに対応したパスメトリックＦn〔Ｓ0n-1／Ｓn〕を入力し、その中で最小のパスメトリックを出力する。最小値選択回路１５−２は、枝Ｓn-1／Ｓnを構成する最も過去の送信信号Ｉn-Vが１であるＭ個の枝Ｓ1n-1／Ｓnに対応したパスメトリックＦn〔Ｓ0n-1／Ｓn〕を入力し、その中で最小のパスメトリックを出力する。減算回路１６は最小値選択回路１５−１の出力と最小値選択回路１５−２の出力の差を計算し、この結果を軟判定値として軟判定値出力端子１７から出力する。
【００３８】
伝送路特性推定回路１８は、ＡＣＳ回路１３−１〜１３−Ｍが出力する選択結果Ｓn-1〔Ｓn〕を入力し、（１７）式に示すＬＭＳ（Least Mean Square）アルゴリズムによって伝送路特性を更新する。
0003692644.tif 000003
ここで、ｉ＝０，・・・，Ｌである。
ただし、総和Σはｊ＝０，・・・，Ｌについてとり、Ｉn-L、・・・、Ｉnは枝Ｓn-1〔Ｓn〕／Ｓnによって決定する系列の一部である。また、αはＬＭＳアルゴリズムのステップサイズである。
【００３９】
発明の実施の形態１は、推定伝送路特性をステート毎に逐次更新することにより、伝送路特性が高速に変動する場合、従来例よりも精度の高い軟判定値を得ることができる。また、従来例では伝送路を推定するために既知のトレーニング系列を受信信号に含む必要があったが、発明の実施の形態１ではトレーニング系列を受信することなく伝送路を推定することができる。ただし、トレーニング系列によって伝送路特性を推定し、その推定伝送路特性を初期値として、伝送路特性を逐次更新することもできる。
【００４０】
さらに、トレリスのメモリ長Ｖを推定伝送路のメモリ長Ｌより大きくとることにより、判定したい時刻よりＶシンボル先の情報を考慮して軟判定が行えるので、従来例よりも精度の高い軟判定値を得ることができる。
【００４１】
また、発明の実施の形態１は取り得る値を０と１にしたが、−１と１またはそれに比例した値の組み合わせの方が実用的である。
また、送信信号の取り得る数Ｕを２としたが、２より大きい場合についても容易に拡張でき、さらに１つの送信信号が（Ａ，Ｂ）と２ビット以上の情報を送信する場合、（１８）、（１９）式によって各ビットＡ、Ｂの軟判定値を計算できる。
Ａn-V＝ｍｉｎ（Ｆn〔Ｓn〕）−ｍｉｎ（Ｆn〔Ｓn〕）      （１８）
Ｂn-V＝ｍｉｎ（Ｆn〔Ｓn〕）−ｍｉｎ（Ｆn〔Ｓn〕）      （１９）
ここで、（１８）式の第１項は、ステートＳnによって決定される送信系列（Ａn-V，Ｂn-V）、・・・、（Ａn，Ｂn）のＡn-V＝０となるステートに対応する生き残りパスメトリックの中で最小になるものを計算している。（１８）式の第２項は、Ａn-V＝１となるステートに対応する生き残りパスメトリックの中で最小になるものを計算している。（１９）式の第１項は、Ｂn-V＝０となるステートに対応する生き残りパスメトリックの中で最小になるものを計算している。（１９）式の第２項は、Ｂn-V＝１となるステートに対応する生き残りパスメトリックの中で最小になるものを計算している。
【００４２】
また、発明の実施の形態１は、枝メトリックとして受信信号とレプリカの２乗誤差に−１をかけた値を枝メトリックとし、ＡＣＳ処理及び軟判定値の計算において最小値を選択する代わりに最大値を選択するようにして修正することもできる。
【００４３】
また、発明の実施の形態１では、推定伝送路特性の更新にＬＭＳアルゴリズムを用いたがＲＬＳ（Recursive Least Squares）アルゴリズムなどの他のアルゴリズムで更新することもできる。
【００４４】
実施の形態２．
この発明の実施の形態２について説明する。なお、図において同一の符号を付した構成要素は同一または相当のものである。
図２は、発明の実施の形態２に係る軟判定装置の一例を示すブロック図である。同図において、１１は受信信号入力端子、１２は２Ｍ（ここでＭ＝２V、Ｖはトレリスのメモリ長）個の枝それぞれに対応した枝メトリックを計算する枝メトリック作成回路、１３−１〜１３−ＭはＭ（＝２V）個のステートそれぞれに対応して設けられ、ＡＣＳ処理を行うＡＣＳ回路、１４はＡＣＳ回路１３−１〜１３−Ｍ接続された共有メモリ、１５−１、１５−２は最小値選択回路、１６は減算回路、１７は軟判定値出力端子、１８は伝送路特性推定回路、２１は雑音電力入力端子、２２はメモリ長推定回路、２３は除算回路である。なお、本例は、送信信号が０または１の２値をとる場合の構成である。また、受信信号には、受信機側で既知であるトレーニング系列が含まれ、このトレーニング系列によって伝送路特性の初期値を計算することができる。
【００４５】
次に発明の実施の形態２の動作について図２を用いて説明する。ただし、発明の実施の形態１と動作が異なる部分についてだけ説明する。
メモリ長推定回路２２は、受信信号のトレーニング系列部分を入力し、メモリ長推定回路２２が保持しているトレーニング系列情報によって推定伝送路特性ｇ0、・・・、ｇVを計算し、（２０）式によって得られるしきい値Ｑに対して、｛ＡＢＳ（ｇi）｝2＞Ｑとなるｇiが全て含まれるように推定伝送路特性のメモリ長Ｌの値を決定する。
Ｑ＝β・Σ｛ＡＢＳ（ｇi）｝2        （２０）
ここで、βはしきい値Ｑの調整のための係数である。
【００４６】
図２に推定伝送路のメモリ長Ｌの推定の具体例を示す。なお、Ｖ＝３とする。まず、トレーニング系列を用いて計算した推定伝送路ｇ1、・・・、ｇ3の中でｇ1とｇ3が｛ＡＢＳ（ｇi）｝2＞Ｑとなるので、ｇ1、ｇ2及びｇ3を有効なタップ係数とし、｛ＡＢＳ（ｇ0）｝2≦Ｑとならないようにｇ1、ｇ2及びｇ3をそれぞれｇ0、ｇ1及びｇ2にシフトする。メモリ長推定回路２２は、この結果を伝送路推定回路１８に出力する。伝送路推定回路１８は推定伝送路のメモリ長Ｌを２とし、ｇ0、ｇ1及びｇ2を推定伝送路特性の初期値として推定伝送路特性の更新を行う。
【００４７】
枝メトリック作成回路１２、ＡＣＳ回路１３−１〜１３−Ｍ、最小値選択回路１５−１，１５−２、減算回路１６は発明の実施の形態１と同様に動作する。
除算回路２３は、減算回路１６から出力される軟判定値と雑音電力入力端子２１から入力される雑音電力（またはそれに相当する推定値）を受け、軟判定値を雑音電力で割った値を補正された軟判定値として軟判定値出力端子１７から出力する。
【００４８】
発明の実施の形態２は、推定伝送路のメモリ長Ｌを適切に変化させることにより、実際の伝送路のメモリ長が変化するような場合においても、その変化に追従することが可能であり、精度の高い軟判定値を得ることができる。
また、トレーニング系列に基づいて推定した推定伝送路特性の代わりに、伝送路特性推定回路より出力される推定伝送路特性に基づいて推定伝送路のメモリ長Ｌを推定するように構成することもできる。
【００４９】
また、発明の実施の形態２は、軟判定値を雑音電力によって補正することにより、受信信号に含まれる雑音の電力が変化するような場合においても、雑音電力を一定とした場合と同じ軟判定値を得ることができる。
【００５０】
また、雑音電力に対する信号電力の比が一定で、受信電力が変動する場合、軟判定値を雑音電力によって補正する代わりに、信号電力または受信電力により軟判定値を補正するように構成することもできる。雑音電力に対する信号電力の比が一定という条件では、信号電力または受信電力が雑音電力に比例するため、雑音電力で補正した場合と同じ効果が得られる。
【００５１】
また、メモリ長推定回路２２は、しきい値Ｑとして、雑音電力のβ倍または推定雑音電力のβ倍を用いることもできる。また、推定伝送路特性のメモリ長Ｌを変化させる変わりに、推定伝送路特性の不要なタップ係数を０にして、等価的に推定伝送路特性のメモリ長Ｌを変化させることもできる。さらに、｛ＡＢＳ（ｇ0）｝2≦Ｑとなるタップ係数を強制的にｇi＝０とするように推定伝送路特性を補正することもできる。例えば、図３の補正された推定伝送路特性において、｛ＡＢＳ（ｇ1）｝2≦Ｑとなるので、ｇ1＝０とする。
【００５２】
また、発明の実施の形態２は取り得る値を０と１にしたが、−１と１またはそれに比例した値の組み合わせの方が実用的である。
また、送信信号の取り得る数Ｕを２としたが、２より大きい場合についても容易に拡張でき、さらに１つの送信信号が（Ａ，Ｂ）と２ビット以上の情報を送信する場合、（１８）、（１９）式によって各ビットＡ、Ｂの軟判定値を計算できる。
【００５３】
また、発明の実施の形態２は、枝メトリックとして受信信号とレプリカの２乗誤差に−１をかけた値を枝メトリックとし、ＡＣＳ処理及び軟判定値の計算において最小値を選択する代わりに最大値を選択するようにして修正することもできる。
【００５４】
また、発明の実施の形態２では、推定伝送路特性の更新にＬＭＳアルゴリズムを用いたがＲＬＳアルゴリズムなどの他のアルゴリズムで更新することもできる。
【００５５】
実施の形態３．
この発明の実施の形態３について説明する。なお、図において同一の符号を付した構成要素は同一または相当のものである。
図４は、発明の実施の形態２に係る軟判定装置の一例を示すブロック図である。同図において、１１は受信信号入力端子、１２は２Ｍ（ここでＭ＝２V、Ｖはトレリスのメモリ長）個の枝それぞれに対応した枝メトリックを計算する枝メトリック作成回路、１３−１〜１３−ＭはＭ（＝２V）個のステートそれぞれに対応して設けられ、ＡＣＳ処理を行うＡＣＳ回路、１４はＡＣＳ回路１３−１〜１３−Ｍ接続された共有メモリ、１５−１、１５−２は最小値選択回路、１６は減算回路、１７は軟判定値出力端子、４１は周波数オフセット補正回路、４８は伝送路特性推定回路である。なお、本例は、送信信号が０または１の２値をとる場合の構成である。
【００５６】
次に発明の実施の形態３の動作について図４を用いて説明する。ただし、発明の実施の形態１と動作が異なる部分についてだけ説明する。
周波数オフセット推定回路４１は、伝送路特性推定回路４８から出力される推定伝送路特性を受けて、その変化の量から周波数オフセット量ｆoffを推定し、伝送路特性推定回路４８に出力する。
伝送路特性推定回路４８は、受信信号ｒn及びＡＣＳ回路１３−１〜１３−Ｍが出力する選択結果Ｓn-1〔Ｓn〕を入力し、（２１）式に示すＬＭＳアルゴリズムによって伝送路特性を更新する。また、周波数オフセット推定回路４１から出力される推定周波数オフセット量ｆnを受けて、推定伝送路特性を（２２）式によって補正する。
ｇi,n+1〔Ｓn〕＝ｇi,n〔Ｓn-1〔Ｓnn〕〕
＋α｛ｒn−Σｇj,n〔Ｓn-1〔Ｓn〕〕Ｉn-j｝Ｉn-1
……（２１）
ここで、ｉ＝０，・・・，Ｌである。
ｇi,n+1〔Ｓn〕＝ｇi,n+1〔Ｓn〕・ｅｘｐ（ｊ２πｆn）    （２２）
ただし、総和Σはｊ＝０，・・・，Ｌについてとり、Ｉn-L、・・・、Ｉnは枝Ｓn-1〔Ｓn〕／Ｓnによって決定する系列の一部である。
枝メトリック作成回路１２、ＡＣＳ回路１３−１〜１３−Ｍ、最小値選択回路１５−１，１５−２、減算回路１６は発明の実施の形態１と同様に動作し、軟判定値出力端子１７から軟判定値を出力する。
【００５７】
ここで、周波数オフセットとは、受信したＩＦ（中間周波数）信号の搬送波周波数と受信機内の発振器の周波数との差によって生じる周波数のオフセット成分である。受信したＩＦ信号は、受信機内の発信器に基づいて搬送波周波数成分を取り除かれて、受信信号となる。この際、搬送波周波数と発振器の周波数が一致していない場合、受信信号に搬送波成分が残留する。この残留成分、すなわち周波数オフセットが存在すると軟判定の精度が悪くなる。発明の実施の形態３では、この周波数オフセット量を推定し、この推定値によって伝送路特性を補正するため、精度の高い軟判定値を得ることができる。
【００５８】
また、発明の実施の形態３は、各ステート毎に周波数オフセット量ｆn〔Ｓn〕を推定し、（２３）式のように推定伝送路特性を補正することができる。
ｇi,n+1〔Ｓn〕＝ｇi,n+1〔Ｓn〕・ｅｘｐ（ｊ２πｆn〔Ｓn〕）  （２３）
このように推定することにより、さらに精度の高い軟判定値を得ることができる。
また、発明の実施の形態３は、周波数オフセット推定回路で推定した周波数オフセット量ｆnによって、推定伝送路特性を補正する代わりに、受信信号を（２４）式のように補正することができる。
ｒn+1＝ｒn+1・ｅｘｐ（−ｊ２πｆn）    （２４）
このように補正することにより、発明の実施の形態３の構成を簡単にできる。
【００５９】
さらに、発明の実施の形態３は、発明の実施の形態２ように、推定伝送路のメモリ長Ｌを適切に変化させることにより、実際の伝送路のメモリ長が変化するような場合においても、精度の高い軟判定値を得ることができ、また、軟判定値を雑音電力によって補正することにより、受信信号に含まれる雑音の電力が変化するような場合においても、雑音電力を一定とした場合と同じ軟判定値を得ることができる。
【００６０】
また、送信信号の取り得る値を０と１にしたが、−１と１またはそれに比例した値の組み合わせの方が実用的である。
また、送信信号の取り得る数Ｕを２としたが、２より大きい場合についても容易に拡張でき、さらに１つの送信信号が（Ａ，Ｂ）と２ビット以上の情報を送信する場合、（１８）、（１９）式によって各ビットＡ、Ｂの軟判定値を計算できる。
【００６１】
また、発明の実施の形態３は、枝メトリックとして受信信号とレプリカの２乗誤差に−１をかけた値を枝メトリックとし、ＡＣＳ処理及び軟判定値の計算において最小値を選択する代わりに最大値を選択するようにして修正することもできる。
【００６２】
また、推定伝送路特性の更新にＬＭＳアルゴリズムを用いたがＲＬＳアルゴリズムなどの他のアルゴリズムで更新することもできる。
【００６３】
実施の形態４．
この発明の実施の形態４について説明する。なお、図において同一の符号を付した構成要素は同一または相当のものである。
図５は、発明の実施の形態４に係る軟判定装置の一例を示すブロック図である。同図において、５１−１〜５１−ＰはＰ系統の受信信号入力端子、５２は２Ｍ（ここでＭ＝２V、Ｖはトレリスのメモリ長）個の枝それぞれに対応した枝メトリックを計算する枝メトリック作成回路、１３−１〜１３−ＭはＭ（＝２V）個のステートそれぞれに対応して設けられ、ＡＣＳ処理を行うＡＣＳ回路、１４はＡＣＳ回路１３−１〜１３−Ｍ接続された共有メモリ、１５−１、１５−２は最小値選択回路、１６は減算回路、１７は軟判定値出力端子、５８は伝送路特性推定回路である。なお、本例は、送信信号が０または１の２値をとる場合の構成である。
【００６４】
次に発明の実施の形態４の動作について図５を用いて説明する。ただし、発明の実施の形態１と動作が異なる部分についてだけ説明する。
枝メトリック作成回路５２は、Ｐ系統の受信信号ｒk,n及び伝送路特性推定回路５８の出力するＰ系統の推定伝送路特性ｇi,k,n、ｉ＝０，・・・，Ｌ、ｋ＝０，・・・，Ｐを受けて、枝Ｓn-1／Ｓnに対応した枝メトリックＥn〔Ｓn-1／Ｓn〕を（２４）式によって計算し、その結果をＡＣＳ回路１３−１〜１３−Ｍに出力する。
Ｅn〔Ｓn-1／Ｓn〕＝Σ｛ＡＢＳ（ｒk,n− Σ ｇi,k,nＩn-i）｝2……（２４）
ここで、内側の総和Σはｉ＝０，・・・，Ｌについてとり、外側の総和Σはｋ＝０，・・・，Ｐについてとる。Ｉn-i（ｉ＝０，・・・，Ｌ）は枝Ｓn-1／Ｓnにより一意に決定される送信系列の候補値である。
ＡＣＳ回路１３−１〜１３−Ｍ、共有メモリ１４、最小値選択回路１５−１，１５−２、減算回路１６は、発明の実施の形態１と同様に動作し、軟判定値出力端子１７から軟判定値を出力する。
伝送路特性推定回路５８は、受信信号に含まれている既知のトレーニング系列によって、推定伝送路特性の初期値ｇｉ，ｋ，０、ｉ＝０，・・・，Ｌ、ｋ＝０，・・・，Ｐを計算する。この動作はトレーニング系列が受信信号として送られているときだけ行い、トレーニング系列の最後のシンボルの時刻ｎ＝０とする。次に、伝送路特性推定回路５８は、（２５）式によって伝送路特性を逐次更新する。
0003692644.tif 000004
ここで、    ｉ＝０，・・・，Ｌ
ｋ＝０，・・・，Ｐ
である。
【００６５】
発明の実施の形態４は、Ｐ系統の受信信号に基づいて軟判定を行うため、ダイバーシチの効果により低Ｃ／Ｎにおいても、精度の高い軟判定が行える。
【００６６】
また、発明の実施の形態４は、発明の実施の形態２のように、推定伝送路のメモリ長Ｌを適切に変化させることにより、実際の伝送路のメモリ長が変化するような場合においても、精度の高い軟判定値を得ることができる。さらに、発明の実施の形態３のように、周波数オフセット量を推定し、この推定値によって伝送路特性を補正することにより、周波数オフセットが存在する場合においても、精度の高い軟判定値を得ることができる。
【００６７】
また、送信信号の取り得る値を０と１にしたが、−１と１またはそれに比例した値の組み合わせの方が実用的である。
また、送信信号の取り得る数Ｕを２としたが、２より大きい場合についても容易に拡張でき、さらに１つの送信信号が（Ａ，Ｂ）と２ビット以上の情報を送信する場合、（１８）、（１９）式によって各ビットＡ、Ｂの軟判定値を計算できる。
【００６８】
また、発明の実施の形態４は、枝メトリックとして受信信号とレプリカの２乗誤差に−１をかけた値を枝メトリックとし、ＡＣＳ処理及び軟判定値の計算において最小値を選択する代わりに最大値を選択するようにして修正することもできる。
また、推定伝送路特性の更新にＬＭＳアルゴリズムを用いたがＲＬＳアルゴリズムなどの他のアルゴリズムで更新することもできる。
【００６９】
実施の形態５．
この発明の実施の形態５について説明する。なお、図において同一の符号を付した構成要素は同一または相当のものである。
図６は、発明の実施の形態５に係る軟判定装置の一例を示すブロック図である。同図において、１１は受信信号入力端子、６２は２Ｍ（ここでＭ＝２V、Ｖ≧Ｌ、Ｖはトレリスのメモリ長、Ｌは推定伝送路のメモリ長）個の枝それぞれに対応した枝メトリックを計算する枝メトリック作成回路、６３−１〜６３−ＭはＭ（＝２V）個のステートそれぞれに対応して設けられ、ＡＣＳ処理を行うＡＣＳ回路、６４は枝メトリック作成回路６２及びＡＣＳ回路６３−１〜６３−Ｍ接続された共有メモリ、１５−１、１５−２は最小値選択回路、１６は減算回路、１７は軟判定値出力端子、６８は伝送路特性推定回路である。なお、本例は、差動符号化された信号が送信され、送信信号は０または１の２値をとる場合の構成であり、差動符号化前の情報信号の軟判定値を推定するものである。
【００７０】
ここで、差動符号化とは、送信信号の値そのものに情報を与えるのでなく、１時刻過去の送信信号との差分に情報を与えるよう符号化することである。例えば、送信信号としてＪn-1が送信された後に、情報系列（差動符号化前の系列）Ｉn、Ｉn+1、Ｉn+2、Ｉn+3、Ｉn+4を伝送する場合、時刻ｎ以降の送信系列Ｊn、Ｊn+1、Ｊn+2、Ｊn+3、Ｊn+4は次のように示すことができる。
Ｊn＝Ｊn-1＋Ｉn  ｍｏｄ  ２          （２６）
Ｊn+1＝Ｊn＋Ｉn+1  ｍｏｄ  ２        （２７）
Ｊn+2＝Ｊn+1＋Ｉn+2  ｍｏｄ  ２      （２８）
Ｊn+3＝Ｊn+2＋Ｉn+3  ｍｏｄ  ２      （２９）
Ｊn+4＝Ｊn+3＋Ｉn+4  ｍｏｄ  ２      （３０）
したがって、Ｊn-1＝１が送信された後に、情報系列０、１、１、０、１を伝送する場合、時刻ｎ以降の送信系列は１、０、１、１、０となる。
【００７１】
次に発明の実施の形態５の動作について図６を用いて説明する。ただし、発明の実施の形態１と動作が異なる部分についてだけ説明する。
枝メトリック作成回路６２は、共有メモリ６４が出力するＭ個のステートＳnそれぞれに対応した時刻ｎ−Ｖ−１の送信信号の候補Ｊn-V-1〔Ｓn〕を受け、次式によって送信系列の候補Ｊn-V、・・・、Ｊnを計算し、時刻ｎ−Ｖの送信信号の候補Ｊn-Vを枝Ｓn-1／Ｓnに対応する送信信号Ｊn-V〔Ｓn-1／Ｓn〕として出力する。
Ｊn-V-1＝Ｊn-V＋Ｉn-V  ｍｏｄ  ２
：
Ｊn＝Ｊn-1＋Ｉn  ｍｏｄ  ２      （３１）
ここで、Ｉn-i（ｉ＝０，・・・，Ｖ）は枝Ｓn-1／Ｓnにより一意に決定される情報系列の候補値である。さらに、枝メトリック作成回路６２は、受信信号ｒnと伝送路特性推定回路１８が出力するＭ個のステートＳnそれぞれに対応した推定伝送路特性ｇi,n〔Ｓn〕、ｉ＝０，・・・，Ｌを入力し、（３１）式の送信信号の候補に基づいて、（３２）式によって枝メトリックＥn〔Ｓn-1／Ｓn〕を計算し、出力する。
Ｅn〔Ｓn-1／Ｓn〕＝｛ＡＢＳ（ｒn− Σ ｇiＪn-i）｝2        （３２）
ここで、総和Σはｉ＝０，・・・，Ｌについてとる。
【００７２】
ＡＣＳ回路６３−１は、ＡＣＳ回路６３−１に対応するステートＳnに繋がる２つの枝Ｓ0n-1／Ｓn及び枝Ｓ1n-1／Ｓnに対応し枝メトリック作成回路が出力する枝メトリックＥn〔Ｓ0n-1／Ｓn〕及び枝メトリックＥn〔Ｓ1n-1／Ｓn〕と、その２つの枝によって結ばれる１時刻過去のステートＳ0n-1及びステートＳ0n-1に対応し共有メモリ６４より出力される１時刻過去の生き残りパスメトリックＦn-1〔Ｓ0n-1〕及びＦn-1〔Ｓ1n-1〕を受ける。 ＡＣＳ回路６３−１は、これら入力に基づき（３３）、（３４）に示す加算処理を行い、枝Ｓ0n-1／Ｓn及び枝Ｓ1n-1／Ｓnに対応する現時刻のパスメトリックＦn〔Ｓ0n-1／Ｓn〕及びＦn〔Ｓ1n-1／Ｓn〕を計算する。
Ｆn〔Ｓ0n-1／Ｓn〕＝Ｅn〔Ｓ0n-1／Ｓn〕＋Ｆn-1〔Ｓ0n-1〕    （３３）
Ｆn〔Ｓ1n-1／Ｓn〕＝Ｅn〔Ｓ1n-1／Ｓn〕＋Ｆn-1〔Ｓ1n-1〕    （３４）
そして、ＡＣＳ回路６３−１は、上記（３３）、（３４）式により得られたパスメトリックＦn〔Ｓ0n-1／Ｓn〕とＦn〔Ｓ1n-1／Ｓn〕とを比較して、小さい方をステートＳnに対応する現時刻の生き残りパスメトリックＦn〔Ｓn〕として、共有メモリ６４に出力する。
【００７３】
また、ＡＣＳ回路６３−１は、ＡＣＳ回路６３−１に対応するステートＳnに繋がる２つの枝Ｓ0n-1／Ｓn及び枝Ｓ1n-1／Ｓnに対応し枝メトリック作成回路が出力する時刻ｎ−Ｖの送信信号の候補Ｊn-V〔Ｓ0n-1／Ｓn〕及びＪn-V〔Ｓ1n-1／Ｓn〕を受け、上記ＡＣＳ処理結果に基づいて、ステートＳnに対応する時刻ｎ−Ｖの送信信号の候補Ｊn-V〔Ｓn〕を決定し、共有メモリ６４に出力する。さらに、ＡＣＳ回路６３−１は、パスメトリックＦn〔Ｓ0n-1／Ｓn〕を最小値選択回路１５−１に、パスメトリックＦn〔Ｓ1n-1／Ｓn〕を最小値選択回路１５−２に、ＡＣＳ処理における選択結果Ｓn-1〔Ｓn〕（＝Ｓ0n-1またはＳ1n-1）を伝送路特性推定回路６８に出力する。残りのＡＣＳ回路６３−２〜６３−Ｍも同様に動作する。
最小値選択回路１５−１、１５−２及び減算回路１６は発明の実施の形態１と同様に動作する。
【００７４】
伝送路特性推定回路６８は、ＡＣＳ回路６３−１〜６３−Ｍが出力する選択結果Ｓn-1〔Ｓn〕と、共有メモリ６４が出力する時刻ｎ−Ｖ−１の送信信号の候補Ｊn-V-1〔Ｓn-1〔Ｓn〕／Ｓn〕を入力し、（３１）式による送信系列の候補Ｊn-V、・・・、Ｊnの計算後、（３５）式に示すＬＭＳ（Least Mean Square）アルゴリズムによって伝送路特性を更新する。
0003692644.tif 000005
ただし、総和Σはｊ＝０，・・・，Ｌについてとる。 また、αはＬＭＳアルゴリズムのステップサイズである。
共有メモリ６４は、ＡＣＳ回路６３−１〜６３−Ｍが出力する現時刻の生き残りパスメトリックとＶ時刻過去の送信信号の候補を入力し、１時刻過去の生き残りパスメトリックとＶ＋１時刻過去の送信信号の候補を更新する。
【００７５】
発明の実施の形態５は、差動符号化した信号を受信する場合に、差動符号化前の信号の軟判定値を高い精度で推定することができる。
また、トレリスのメモリ長Ｖを推定伝送路のメモリ長Ｌより大きくとることにより、判定したい時刻よりＶシンボル先の情報を考慮して軟判定が行えるので、より精度の高い軟判定値を得ることができる。
【００７６】
また、発明の実施の形態５は、符号化メモリ長Ｋの畳込み符号によって符号化した信号を受信した場合に、復号した信号の軟判定値を高い精度で推定するように構成することもできる。さらに、トレリスのメモリ長Ｖを、推定伝送路のメモリ長Ｌと符号化メモリ長Ｋの和より大きくとることにより、判定したい時刻よりＶシンボル先の情報を考慮して軟判定が行えるので、より精度の高い軟判定値を得ることができる。
【００７７】
また、発明の実施の形態５は、発明の実施の形態２のように、推定伝送路のメモリ長Ｌを適切に変化させることにより、実際の伝送路のメモリ長が変化するような場合においても、精度の高い軟判定値を得ることができる。また、軟判定値を雑音電力によって補正することにより、受信信号に含まれる雑音の電力が変化するような場合においても、雑音電力を一定とした場合と同じ軟判定値を得ることができる。
【００７８】
さらに、発明の実施の形態３のように、周波数オフセット量を推定し、この推定値によって伝送路特性を補正することにより、周波数オフセットが存在する場合においても、精度の高い軟判定値を得ることができる。また、発明の実施の形態４のように、Ｐ系統の受信信号に基づいて軟判定を行うことにより、低Ｃ／Ｎにおいても、精度の高い軟判定が行える。
【００７９】
また、送信信号の取り得る値を０と１にしたが、−１と１またはそれに比例した値の組み合わせの方が実用的である。
また、送信信号の取り得る数Ｕを２としたが、２より大きい場合についても容易に拡張でき、さらに１つの送信信号が（Ａ，Ｂ）と２ビット以上の情報を送信する場合、（１８）、（１９）式によって各ビットＡ、Ｂの軟判定値を計算できる。
【００８０】
また、発明の実施の形態５は、枝メトリックとして受信信号とレプリカの２乗誤差に−１をかけた値を枝メトリックとし、ＡＣＳ処理及び軟判定値の計算において最小値を選択する代わりに最大値を選択するようにして修正することもできる。
また、推定伝送路特性の更新にＬＭＳアルゴリズムを用いたがＲＬＳアルゴリズムなどの他のアルゴリズムで更新することもできる。
【００８１】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、伝送路のメモリ長が変化するような伝送路においても、精度の高い軟判定値を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態１の軟判定装置を示す構成図である。
【図２】  この発明の実施の形態２の軟判定装置を示す構成図である。
【図３】  この発明の実施の形態２の軟判定装置のメモリ長推定回路によるメモリ長決定の説明図である。
【図４】  この発明の実施の形態３に係わる軟判定装置の構成図である。
【図５】  この発明の実施の形態４に係わる軟判定装置の構成図である。
【図６】  この発明の実施の形態５に係わる軟判定装置の構成図である。
【図７】  ＦＩＲフィルタのブロック図である。
【図８】  伝送路のモデル図である。
【図９】  Ｖ＝２のときのトレリス図である。
【図１０】  従来の最尤系列推定を説明するためのＶ＝２としたトレリス図である。
【図１１】  従来の軟判定装置の構成図である。
【図１２】  従来の軟判定装置の原理を説明するためのトレリス図及びステート遷移図である。ただし、Ｖ＝２である。
【符号の説明】
１１  受信信号入力端子、  １２  枝メトリック作成回路、  １３−１〜１３−Ｍ  ＡＣＳ回路、  １４  共有メモリ、  １５−１、１５−２  最小値選択回路、  １６  減算回路、  １７  軟判定値出力端子、  １８  伝送路特性推定回路、  ２１  雑音電力入力端子、  ２２  メモリ長推定回路、  ２３  除算回路、  ４１  周波数オフセット推定回路、  ４８  伝送路特性推定回路、  ５１−１〜５１−Ｐ  受信信号入力端子、  ５２  枝メトリック作成回路、  ５８  伝送路特性推定回路、６２  枝メトリック作成回路、６３−１〜６３−Ｍ  ＡＣＳ回路、  ６４  共有メモリ、  ６８  伝送路特性推定回路。
【図１】
0003692644.tif 000006
【図２】
0003692644.tif 000007
【図３】
0003692644.tif 000008
【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】
0003692644.tif 000015
【図１１】
0003692644.tif 000016
【図１２】
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