(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
誤り訂正符号化された送信信号を受信するダイバーシチ受信装置であって、
少なくとも、アンテナ、復調器、軟出力を行う誤り訂正復号器から構成された複数の受信機と、
それぞれの受信装置で個別に受信したデータの復号結果の軟出力を選択／合成する選択／合成器とを備え、
誤り訂正復号器の出力を他の受信機の誤り訂正復号器へ入力し、繰り返して誤り訂正復号処理を行い、最後にそれぞれの出力を合成することでデータ復号の信頼性を高めてデータを復号することを特徴とするダイバーシチ受信装置。
【請求項２】
請求項１記載のダイバーシチ受信装置において、各受信機内に複数の誤り訂正復号器を設け、パイプライン処理により繰り返し誤り訂正復号処理を行うことを特徴とするダイバーシチ受信装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のダイバーシチ受信装置において、前記選択／合成器は、複数の受信機からの復号結果の軟出力を合成してから、他の受信機の選択／合成器に入力することを特徴とするダイバーシチ受信装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載のダイバーシチ受信装置において、前記誤り訂正復号器は、畳み込み符号による誤り訂正を行うことを特徴とするダイバーシチ受信機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ダイバーシチ受信装置に関するものである。
【０００２】
【技術的背景】
従来のダイバーシチ受信機では、送信側で誤り訂正符号化を施されていても、ダイバーシチ受信時に用いられていることは無く、ダイバーシチ受信と誤り訂正復号とは互いに独立したものとして扱われていた。
図１に従来の送信機および受信機の構成を示す。図１は、４位相変位変調（ＱＰＳＫ）−直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）により、誤り訂正符号を送信および受信する場合を示している。図１（ａ）は、送信側の構成を示している。入力したデータは、誤り訂正符号化器１１０で、畳み込み符号化により、誤り訂正符号化され、直並列変換器１２０で直並列変換される。並列にされたデータは、周波数上で、各搬送波に割り当てられて、４位相変位変調される。この周波数上のデータを、逆フーリエ変換器１４０で逆フーリエ変換して、時間軸上の送信波形を得て、送信される。
【０００３】
図１（ｂ）は受信側のダイバーシチ受信の構成を示している。図１（ｂ）では、２つの受信器を用い、時間軸上の送信波形を周波数領域にフーリエ変換器２１０および２２０で戻してから、復調器２１２、２２２で復調した後、ダイバーシチ受信の合成を行う。その後、直並列変換器２４０で直列の信号を得て、誤り訂正復号器２５０で誤り訂正を行った後、データとして出力される。
図１（ｂ）に示したように、従来のダイバーシチ受信機２００では、複数信号の合成は復調器２１２，２２２の段階でのみ行っている。このため、送信側で誤り訂正符号化された信号を受信する場合でも、その後段にある誤り訂正復号器２５０とはまったく独立に行っており、ダイバーシチ受信による特性の向上が誤り訂正符号には反映されていなかった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、従来、独立に扱われていたダイバーシチ受信と誤り訂正復号を統合的に行い、大きな利得を得ることである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、誤り訂正符号化された送信信号を受信するダイバーシチ受信装置であって、少なくとも、アンテナ、復調器、軟出力を行う誤り訂正復号器から構成された複数の受信機と、それぞれの受信装置で個別に受信したデータの復号結果の軟出力を選択／合成する選択／合成器とを備え、誤り訂正復号器の出力を他の受信機の誤り訂正復号器へ入力し、繰り返して誤り訂正復号処理を行い、最後にそれぞれの出力を合成することでデータ復号の信頼性を高めてデータを復号することを特徴とするダイバーシチ受信装置である。
この構成により、ダイバーシチ受信と誤り訂正復号を統合的に行い、大きな利得を得ることができる。
各受信機内に複数の誤り訂正復号器を設け、パイプライン処理により繰り返し誤り訂正復号処理を行うことができる。これにより、処理に関しての遅れを最小限にすることができる。
また、前記選択／合成器は、複数の受信機からの復号結果の軟出力を合成してから、他の受信機の選択／合成器に入力することもできる。
この誤り訂正として、畳み込み符号による誤り訂正を行うことができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。
本発明によるダイバーシチ受信機３００の構成を図２に示す。図２に示すように、本発明の受信機３００は、複数のコンポーネント受信機３１０，３２０を有している。それぞれのコンポーネント受信機３１０，３２０は、アンテナ３１２，３２２、復調器３１４，３２４、誤り訂正復号器３１６，３２６を備えている。用いられている誤り訂正復号器３１６，３２６の入出力は軟入力−軟出力であり、誤り訂正に対する尤度として出力している。
【０００７】
ここで、用いている軟入力−軟出力の誤り訂正復号器の機能について説明する。
軟入力−軟出力の誤り訂正復号器は、対数尤度の領域で軟判定の復号を行うように設計されている。この種の復号器は、全ての情報ビットｕｋに対して、チャネル情報Ｌｃ・ｙとともに、事前確率情報Ｌ（ｕｋ）を許容する。復号器は、各復号されたビットｕｋに対して、以下の式で表される軟出力を提供する。ここでは、軟出力は、３つの項に分解されている。
【数１】
0003616956.tif 000002
この式（１）の示す意味は、３つの独立した値をデータ・ビットに対して持つことができることである。３つの値とは、事前確率情報Ｌ（ｕｋ），チャネル情報Ｌｃ・ｙ，誤り訂正復号器から得られる値Ｌｅ（ｕｋ）である。
誤り訂正復号器で、軟出力を取り出すことができるものとしては、例えば、畳み込み符号化に対するビタビ誤り訂正復号器が知られている。これらの複数のコンポーネント受信機３１０，３２０は独立して受信して復号を行っている。
図２において、受信機が２つの例を用いて説明する。受信された信号は、まず、それぞれのコンポーネント受信機３１０，３２０において復調されて、誤り訂正復号器３１６，３２６で、誤り訂正復号され、軟出力を得る。この場合、式（１）で、事前確率情報がないので、事前確率情報Ｌ（ｕｋ）＝０であり、第１および第２の受信機からの出力は、
【数２】
0003616956.tif 000003
と表すことができる。
次に、コンポーネント受信機３１０，３２０からの軟出力を、選択／合成器３４０において選択し、他のコンポーネント受信機の誤り訂正復号器に対して、事前確率情報として与える。それぞれのコンポーネント受信機の誤り訂正復号器３１６，３２６では、入力された事前確率情報と復調信号とを用いて、再度、同じ情報に対して誤り訂正復号が行われる。
【数３】
0003616956.tif 000004
このような、復号化の処理の繰り返しを何度か行い、最後に、それぞれの誤り訂正復号器の軟出力を選択／合成器３４０において合成し、その値を判定することで、受信データｙが得られる。
【数４】
0003616956.tif 000005
これにより、ダイバーシチ受信の利得の向上を得ることができる。
【０００８】
上述は、２つの受信機の場合を例に説明したが、３つ以上の受信機を用いて、その出力を選択／合成器３４０で選択して、他の受信機の誤り訂正復号器に入力することで、同様に行うことができる。このとき、いくつかのコンポーネント受信機からの合成出力を選択／合成器３４０において生成し、他のコンポーネント受信機への入力として与えても良い。
【０００９】
【実施例】
上述のダイバーシチ受信と誤り訂正復号を統合的に行うことを、図１に示した、４位相変位変調（ＱＰＳＫ）−直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）方式の受信機に適用した例で、本発明の効果を具体的に説明する。この例の受信機構成を図３に示す。
図３において、ダイバーシチ受信機４００は、２つのコンポーネント受信機４１０，４２０、合成器４３０、データ判定回路４４０から構成される。それぞれのコンポーネント受信機４１０，４２０はアンテナ４１１，４２１、フーリエ変換器４１２，４２２、復調器４１４，４２４、並直列変換器４１６，４２６そして軟出力を供給できる軟判定の第１ビタビ誤り訂正復号器４１８，４２８および第２ビタビ誤り訂正復号器４１９，４２９からなる。
【００１０】
この構成では、第１ビタビ誤り訂正復号器４１８，４２８の出力は、それぞれ、他のコンポーネント受信機の第２ビタビ誤り訂正復号器４１９，４２９の事前確率情報として入力している。それぞれの第２ビタビ誤り訂正復号器４１９，４２９の出力を合成器４３０で合成し、判定器４４０に入力してデータ出力を得ている。このように、各コンポーネント受信機内に２つの誤り訂正復号器を用いることにより、１回繰り返しの誤り訂正復号処理に対して、パイプライン処理を用いることができる。
誤り訂正符号として、符号化率１／２、拘束長７の畳み込み符号を用いている。信号変調は、キャリヤ数１４０５本のＱＰＳＫ−ＯＦＤＭ方式を用いている。なお、この方式は、ディジタルＴＶ放送の暫定方式と同様のものである。
この構成においてシミュレーションで、従来の構成による受信との比較を行う。このシミュレーションの通信路としては、電力スペクトル密度Ｎ０の白色ガウス雑音通信路を考え、また評価は、ビット誤り率で行っている。
【００１１】
図４に、従来方式と比較したビット誤り率特性のグラフを示す。まず、図１に示した従来方式であるが、復調器でのダイバーシチ受信の効果により、ダイバーシチを用いない場合に比べ、３．０ｄＢの利得が稼げている（図４の（従来）参照）。
これに対し、図３に示した本発明の実施例の構成（１回繰り返し）では、ダイバーシチによる利得を誤り訂正復号まで拡張した構成になっているため、従来のダイバーシチ受信機より、さらに０．５ｄＢの利得の増加がある（図４の（１回繰り返し）参照）。
さらに反復復号の回数を増加して（即ち、各コンポーネント受信機内の復号器を増加して）復号化を行うと、さらに利得があがる。例えば、構成は図示していないが、６回の繰り返し処理による誤り訂正処理（即ち、誤り訂正復号器７台を用いて行うパイプライン処理での繰り返し処理）では、従来の受信と比較すると１．０ｄＢ程度の利得の増加が得られている（図４の（６回繰り返し）参照）。
【００１２】
【発明の効果】
本発明の構成により、独立に扱われていたダイバーシチ受信と誤り訂正復号を統合的に行うことで、大きな利得を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の位相変位変調（ＱＰＳＫ）−直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）方式の送信・受信の構成を示す図である。
【図２】本発明のダイバーシチ受信の構成を示す図である。
【図３】本発明の構成を位相変位変調（ＱＰＳＫ）−直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）の受信機に適用した構成を示す図である。
【図４】従来の構成と本発明の構成による誤り率特性の比較を示す図である。
【符号の説明】
１００            送信機
１１０            誤り訂正符号化器
１２０            直並列変換器
１４０            逆フーリエ変換器
２００            受信機
２１０            フーリエ変換器
２１２            復調器
２３０            合成器
２４０            直並列変換器
２５０            誤り訂正復号器
３００            ダイバーシチ受信機
３１０，３２０        コンポーネント受信機
３１２，３２２        アンテナ
３１４，３２４        復調器
３１６，３２６        誤り訂正復号器
３４０            選択／合成器
４００            ダイバーシチ受信機
４１０，４２０        コンポーネント受信機
４１１，４２１        アンテナ
４１２，４２２        フーリエ変換器
４１４，４２４        復調器
４１６，４２６        並直列変換器
４１８，４２８        第１誤り訂正復号器
４１９，４２９        第２誤り訂正復号器
４３０            合成器
４４０            データ判定回路
【図１】
0003616956.tif 000006
【図２】
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【図３】
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【図４】
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