(57)【要約】【課題】干渉除去処理の演算サイクルの削減を可能にし、かつ、ハードウェア規模を小さくする。【解決手段】インタリーブされたデータを受信データとして受信する受信部１１と、受信データから干渉を除去して復号化データを生成する復号化処理部１２と、を備える。上記の復号化処理部１２は、受信データの推定値を示す推定データを生成する推定部１２１と、複数のアドレス系列を出力するアドレス系列出力部１２２と、デインタリーブデータを生成するデインタリーブ部１２３と、デインタリーブデータを復号して復号化データを生成する復号化部１２４と、デインタリーブデータと復号化データとの差分に基づいて、外部値データを生成する外部値算出部１２５と、インタリーブデータを生成するインタリーブ部１２６と、干渉成分の統計値を算出する統計値算出部１２７と、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インタリーブされたデータを受信データとして受信する受信部と、
前記受信データから干渉成分を除去して復号化データを生成する復号化処理部と、
を備え、
前記復号化処理部は、
前記受信部が受信した前記受信データの対数尤度比に少なくとも基づいて、前記受信データの値の推定値を示す推定データを生成する推定部と、
複数のアドレス系列を出力するアドレス系列出力部と、
前記複数のアドレス系列のうちの第１アドレス系列に基づいて前記推定データをデインタリーブすることによりデインタリーブデータを生成するデインタリーブ部と、
前記デインタリーブデータを復号して復号化データを生成する復号化部と、
前記デインタリーブデータと前記復号化データとの差分に基づいて、外部値データを生成する外部値算出部と、
前記複数のアドレス系列のうちの第２アドレス系列に基づいて前記外部値データをインタリーブすることによりインタリーブデータを生成するインタリーブ部と、
予め取得したチャネル情報と前記インタリーブデータとに基づいて、干渉成分の統計値を算出する統計値算出部と、
を有し、
前記推定部は、前記対数尤度比と前記統計値とに基づいて、前記推定データを所定回数繰り返して生成し、
前記復号化部は、前記推定部が前記推定データを所定回数繰り返して生成した後に、前記復号化データを出力する、データ受信装置。
【請求項２】
前記アドレス系列出力部は、前記複数のアドレス系列のうちの少なくとも一部の複数のアドレス系列を同一期間に出力し、
前記デインタリーブ部及び前記インタリーブ部は、デインタリーブデータを生成する処理とインタリーブデータを生成する処理とを、少なくとも一部の期間において並列に実行する、
請求項１に記載のデータ受信装置。
【請求項３】
前記受信部は、前記受信データを一時的に記憶するバッファ部を有し、前記推定部が前記所定回数繰り返して前記推定データを生成した後に、新たな前記受信データを前記推定部に入力する、
請求項１又は２に記載のデータ受信装置。
【請求項４】
前記受信部は、前記受信データに含まれる複数のパケットを前記推定部に入力し、
前記推定部は、前記複数のパケットに対する複数の前記推定データを前記所定回数繰り返して生成する、
請求項１から３のいずれか１項に記載のデータ受信装置。
【請求項５】
前記受信部は、前記受信データに含まれる複数のパケットを前記推定部に入力し、
前記アドレス系列出力部は、前記第１アドレス系列と、前記第１アドレス系列に前記デインタリーブデータの長さに相当する大きさのオフセット値を加算して生成した第１オフセットアドレス系列とを出力し、
前記デインタリーブ部は、前記デインタリーブデータの長さの少なくとも２倍の長さに対応する記憶容量を有し、前記第１アドレス系列に基づいて、前記複数のパケットのうちの第１パケットに対応する前記推定データをデインタリーブするとともに、前記第１オフセットアドレス系列に基づいて、前記第１パケットの次の第２パケットに対応する前記推定データをデインタリーブする、
請求項１から４のいずれか１項に記載のデータ受信装置。
【請求項６】
前記受信部は、前記受信データに含まれる複数のパケットを前記推定部に入力し、
前記アドレス系列出力部は、前記第１アドレス系列と、前記第１アドレス系列を所定量シフトした第１シフトアドレス系列を出力し、
前記デインタリーブ部は、前記デインタリーブデータの長さに対応する記憶容量を少なくとも有し、前記第１アドレス系列に基づいて、前記複数のパケットのうちの第１パケットに対応する前記推定データをデインタリーブするとともに、前記第１シフトアドレス系列に基づいて、前記第１パケットの次の第２パケットに対応する前記推定データをデインタリーブする、
請求項１から４のいずれか１項に記載のデータ受信装置。
【請求項７】
それぞれ異なるインタリーブパターンに対応する複数の前記復号化処理部と、
前記複数の復号化処理部のそれぞれから取得した前記統計値に基づいて、前記複数の復号化処理部に対応する複数の送信装置から受信した干渉成分の合計値を算出する干渉処理部と、
を備え、
前記推定部は、前記合計値に基づいて前記推定データを生成する、
請求項１から６のいずれか１項に記載のデータ受信装置。
【請求項８】
インタリーブされたデータを受信データとして受信する受信ステップと、
前記受信データの干渉成分を除去して復号化データを生成する復号化ステップと、
を備え、
前記復号化ステップにおいて、
前記受信ステップにおいて受信した前記受信データの対数尤度比に少なくとも基づいて、前記受信データの値の推定値を示す推定データを生成し、
複数のアドレス系列を出力し、
前記複数のアドレス系列のうちの第１アドレス系列に基づいて、前記推定データをデインタリーブすることによりデインタリーブデータを生成し、
前記デインタリーブデータを復号して復号化データを生成し、
前記デインタリーブデータと前記復号化データとの差分に基づいて、外部値データを生成し、
前記複数のアドレス系列のうちの第２アドレス系列に基づいて前記外部値データをインタリーブすることによりインタリーブデータを生成し、
外部から取得したチャネル情報と前記インタリーブデータとに基づいて、干渉成分の統計値を算出し、
前記対数尤度比と前記統計値とに基づいて、前記推定データを所定回数繰り返して生成し、
前記推定データを所定回数繰り返して生成した後に、前記復号化データを出力する、データ受信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、データ受信装置及びデータ受信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、携帯無線システムにおいて限られた周波数資源を複数のユーザ間で効率的に利用するために、多元接続技術が開発されている。例えば、近年、低符号化率誤り訂正符号と、携帯端末ごとに異なるインタリーブパターンとを用いて多元接続を実現するインタリーブ分割多元接続（ＩＤＭＡ：Interleave-Division Multiple Access）方式が提案されている（例えば、特許文献１及び非特許文献1を参照）。
【０００３】
携帯端末から基地局に対してＩＤＭＡ方式によりデータを送信する場合、携帯端末は、送信データを所定のインタリーブパターンによりインタリーブしてから基地局に送信する。基地局においては、携帯端末から受信したデータを、携帯端末が用いたインタリーブパターンに対応するデインタリーブパターンに基づいてデインタリーブ処理をすることにより、データを復元する。携帯端末ごとに異なるインタリーブパターンを割り当てることにより、複数の携帯端末が、同じ周波数帯域で同時にデータを送信することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１０９４７７号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】松本知子、小西聡、「セルラシステム上りリンクにおけるインタリーブ分割多元接続方式の特性に関する一検討」、信学技報、ＲＣＳ２０１０−１４３、社団法人電子情報通信学会、２０１０年１１月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、基地局のデータ受信装置においては、複数の携帯端末から送信されたデータが多重化されたデータを受信し、受信データをデインタリーブすることにより、受信したデータに含まれているユーザ間の干渉成分を除去する。具体的には、複数のユーザ端末からの受信データの対数尤度比の計算処理、デインタリーブ処理、復号化処理、外部値計算処理及びインタリーブ処理等から構成される干渉除去処理を繰り返すことで、受信データが復号化される。
【０００７】
上記のとおり、ＩＤＭＡ方式のデータ受信装置においては干渉除去処理が繰り返されるので、干渉除去処理の速度が伝送レートに影響を与える。したがって、データ受信装置においては、干渉除去処理の高速化が求められている。また、Ｍ２Ｍ（Machine to Machine）通信のニーズが高まる中、１つの基地局が収容する携帯端末の数は増大すると見込まれている。ＩＤＭＡ方式のデータ受信装置が、より多くの携帯端末から受信したデータを復号化できるようにするために、干渉除去処理用のハードウェア規模の削減も求められている。
【０００８】
ところが、従来は、干渉除去処理におけるインタリーブ処理とデインタリーブ処理とが、それぞれ独立した回路により行われていた。したがって、回路を共通化することによりハードウェア規模を小さくすることが困難であるとともに、インタリーブ処理とデインタリーブ処理とを連動させて演算サイクルを削減することも困難であった。
【０００９】
そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、データ受信装置における干渉除去処理の演算サイクルの削減を可能にし、かつ、ハードウェア規模を小さくすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１の態様に係るデータ受信装置は、インタリーブされたデータを受信データとして受信する受信部と、受信データから干渉成分を除去して復号化データを生成する復号化処理部と、を備える。上記の復号化処理部は、受信部が受信した受信データの対数尤度比に少なくとも基づいて、受信データの値の推定値を示す推定データを生成する推定部と、複数のアドレス系列を出力するアドレス系列出力部と、複数のアドレス系列のうちの第１アドレス系列に基づいて推定データをデインタリーブすることによりデインタリーブデータを生成するデインタリーブ部と、デインタリーブデータを復号して復号化データを生成する復号化部と、デインタリーブデータと復号化データとの差分に基づいて、外部値データを生成する外部値算出部と、複数のアドレス系列のうちの第２アドレス系列に基づいて外部値データをインタリーブすることによりインタリーブデータを生成するインタリーブ部と、予め取得したチャネル情報とインタリーブデータとに基づいて、干渉成分の統計値を算出する統計値算出部と、を有する。上記の推定部は、対数尤度比と統計値とに基づいて、推定データを所定回数繰り返して生成し、復号化部は、推定部が推定データを所定回数繰り返して生成した後に、復号化データを出力する。
【００１１】
上記のアドレス系列出力部は、複数のアドレス系列のうちの少なくとも一部の複数のアドレス系列を同一期間に出力し、デインタリーブ部及びインタリーブ部は、デインタリーブデータを生成する処理とインタリーブデータを生成する処理とを、少なくとも一部の期間において並列に実行してもよい。また、上記の受信部は、受信データを一時的に記憶するバッファ部を有し、推定部が所定回数繰り返して推定データを生成した後に、新たな受信データを推定部に入力してもよい。また、受信部は、受信データに含まれる複数のパケットを推定部に入力し、推定部は、複数のパケットに対する複数の推定データを所定回数繰り返して生成してもよい。
【００１２】
また、受信部は、受信データに含まれる複数のパケットを推定部に入力し、アドレス系列出力部は、第１アドレス系列と、第１アドレス系列にデインタリーブデータの長さに相当する大きさのオフセット値を加算して生成した第１オフセットアドレス系列とを出力し、デインタリーブ部は、デインタリーブデータの長さの少なくとも２倍の長さに対応する記憶容量を有し、第１アドレス系列に基づいて、複数のパケットのうちの第１パケットに対応する推定データをデインタリーブするとともに、第１オフセットアドレス系列に基づいて、第１パケットの次の第２パケットに対応する推定データをデインタリーブしてもよい。
【００１３】
受信部は、受信データに含まれる複数のパケットを推定部に入力し、アドレス系列出力部は、第１アドレス系列と、第１アドレス系列を所定量シフトした第１シフトアドレス系列を出力し、デインタリーブ部は、デインタリーブデータの長さに対応する記憶容量を少なくとも有し、第１アドレス系列に基づいて、複数のパケットのうちの第１パケットに対応する推定データをデインタリーブするとともに、第１シフトアドレス系列に基づいて、第１パケットの次の第２パケットに対応する推定データをデインタリーブしてもよい。
【００１４】
また、上記のデータ受信装置は、それぞれ異なるインタリーブパターンに対応する複数の復号化処理部と、複数の復号化処理部のそれぞれから取得した統計値に基づいて、複数の復号化処理部に対応する複数の送信装置から受信した干渉成分の合計値を算出する干渉処理部と、を備え、推定部は、合計値に基づいて推定データを生成してもよい。
【００１５】
本発明の第２の態様に係るデータ受信方法は、インタリーブされたデータを受信データとして受信する受信ステップと、受信データの干渉成分を除去して復号化データを生成する復号化ステップと、を備える。上記の復号化ステップにおいて、受信部が受信した受信データの対数尤度比に少なくとも基づいて、受信データの値の推定値を示す推定データを生成し、複数のアドレス系列を出力し、複数のアドレス系列のうちの第１アドレス系列に基づいて推定データをデインタリーブすることによりデインタリーブデータを生成し、デインタリーブデータを復号して復号化データを生成し、デインタリーブデータと復号化データとの差分に基づいて、外部値データを生成し、複数のアドレス系列のうちの第２アドレス系列に基づいて外部値データをインタリーブすることによりインタリーブデータを生成し、外部から取得したチャネル情報とインタリーブデータとに基づいて、干渉成分の統計値を算出し、対数尤度比と統計値とに基づいて、推定データを所定回数繰り返して生成し、推定データを所定回数繰り返して生成した後に、復号化データを出力する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１の実施形態に係る無線通信システムの概要図である。
【図２】データ受信装置の構成例を示す。
【図３】アドレス系列出力部の内部構成例を示す。
【図４】図２に示したデータ受信装置において復号化処理をする場合の動作フローチャートを示す。
【図５】図４におけるＳ２に示した干渉除去処理の動作フローチャートを示す。
【図６Ａ】インタリーブ部の動作例を示す。
【図６Ｂ】デインタリーブ部の動作例を示す。
【図７】第２の実施形態に係る無線通信システムの構成例を示す。
【図８】第２の実施形態に係るデータ受信装置における復号化処理のタイミングを示す。
【図９】第３の実施形態に係るデータ受信装置における復号化処理のタイミングを示す。
【図１０】デインタリーブ部が２パケット単位でデインタリーブ処理をする場合の動作を示す。
【図１１】第４の実施形態に係るアドレス系列出力部の内部構成例を示す。
【図１２】第４の実施形態に係るデインタリーブ部におけるデインタリーブ処理の動作を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について説明する。
＜第１の実施形態＞
［無線通信システムＳの概要］
図１は、第１の実施形態に係る無線通信システムＳの概要図である。
無線通信システムＳは、携帯電話網の基地局に設けられたデータ受信装置１と、複数の送信装置２−ｋ（ｋは、１以上Ｋ以下の自然数）とを備える。送信装置２−ｋは、第ｋユーザが使用する携帯端末である。送信装置２は、それぞれの送信装置２に固有のインタリーブパターンに基づいてインタリーブされた複数のシンボルデータから構成されるパケットをデータ受信装置１に送信する。
【００１８】
具体的には、送信装置２は、符号化部２１、インタリーブ部２２、送信部２３及びアンテナ２４を備える。符号化部２１は、データ受信装置１に送信するデータを繰り返すことにより、繰り返し符号に符号化する。例えば、データ受信装置１に送信するデータがｎビットのシンボルデータから構成され、繰り返し符号の繰り返し数がｒである場合、符号化部２１は、ｎ×ｒビット長の繰り返し符号化ビット系列（以下、「符号化データ」という）を生成する。インタリーブ部２２は、それぞれの送信装置２に割り当てられたｎ×ｒビット長のインタリーブパターンを用いて、符号化部２１が生成した符号化データを構成するビット列を並び替えるインタリーブ処理を行い、パケットを生成する。なお、１つのパケットの長さは、伝送されるデータがＩＤＭＡ−ＯＦＤＭ方式のデータである場合、例えば１リソースブロック（ＲＢ）の大きさに相当する長さである。
【００１９】
送信部２３は、インタリーブ部２２がインタリーブ処理した後の符号化データを変調して変調信号を生成し、アンテナ２４を介して無線送信する。具体的には、送信装置２が、ＩＤＭＡとＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）とを組み合わせたＩＤＭＡ−ＯＦＤＭ方式を用いて無線送信する場合、送信部２３は、変調信号に対してＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform）処理を行う。送信部２３は、ＩＦＦＴ処理を行うことで生成されたＯＦＤＭ変調信号をＲＦ（Radio Frequency）信号に変換し、アンテナ２４を介して無線送信する。
【００２０】
データ受信装置１は、受信部１１、復号化処理部１２及び干渉処理部１３を備える。受信部１１は、送信装置２から送信されたＲＦ信号を復調して、インタリーブされた符号化データであるパケットを受信データとして受信する。受信部１１は、受信データを一時的に記憶するためのバッファ部として機能するＲＡＭ（Random Access Memory）を有しており、復号化処理部１２の復号化処理に連動して、ＲＡＭに保存した受信データを復号化処理部１２に対して出力する。
【００２１】
復号化処理部１２は、パケット単位で受信データから干渉を除去して復号化データを生成する。具体的には、受信部１１が、第１ユーザに対応する送信装置２−１から第Ｋユーザに対応する送信装置２−Ｋまでの送信装置２から符号化データを受信した場合、それぞれの送信装置２から送信された符号化データをパケット単位で復号化する処理を繰り返す。
【００２２】
例えば、復号化処理部１２は、受信データから、送信装置２−１以外の送信装置２からの干渉成分を除去することにより、送信装置２−１から送信された符号化データを復号化する。次に、復号化処理部１２は、受信データから、送信装置２−２以外の送信装置２からの干渉成分を除去することにより、送信装置２−２から送信された符号化データを復号化する。復号化処理部１２は、送信装置２の台数分だけ干渉除去処理を繰り返して、全ての送信装置２から送信されたデータを取得する。
【００２３】
干渉処理部１３は、復号化処理部１２から取得した統計値に基づいて、復号化する対象となる符号化データを送信した送信装置２以外の送信装置２からの干渉成分の平均値及び分散値を算出する。復号化処理部１２は、干渉処理部１３が算出した平均値及び分散値に基づいて、干渉を除去して暫定的な復号化データを生成する復号化処理を所定回数繰り返し、所定回数の復号化処理が終了すると、復号化データを出力する。
【００２４】
［データ受信装置１の構成］
図２は、データ受信装置１の構成例を示す。復号化処理部１２は、推定部１２１、アドレス系列出力部１２２、デインタリーブ部１２３、復号化部１２４、外部値算出部１２５、インタリーブ部１２６及び統計値算出部１２７を有する。干渉処理部１３は、統計値記憶部１３１及び干渉算出部１３２を有する。
【００２５】
推定部１２１は、受信部１１が受信した受信データの対数尤度比（ＬＬＲ：Log-Likelihood Ratio）に少なくとも基づいて、受信データの値の推定値を示す推定データを生成する。具体的には、推定部１２１は、受信部１１から取得した受信データと、統計値算出部１２７が生成した統計値とに基づいて、推定データを繰り返し生成する。より具体的には、推定部１２１は、統計値算出部１２７が生成した統計値に基づいて干渉処理部１３が算出した干渉成分の平均値及び分散値を取得して、当該平均値及び分散値を用いて受信データの軟判定値を生成し、デインタリーブ部１２３に入力する。推定部１２１における処理の詳細については後述する。
【００２６】
アドレス系列出力部１２２は、複数のアドレス系列を生成して、デインタリーブ部１２３及びインタリーブ部１２６に対して出力する。アドレス系列出力部１２２は、例えば、Takeshita-Costello法、Welch-Costas法のような代数演算を行う代数演算処理部を有しており、ランダム性を有するアドレス系列を生成する。例えば、アドレス系列出力部１２２がTakeshita-Costello法に基づく代数演算を行う場合、
【数１】
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で表されるアドレス系列が生成される。ただし、Ｎは２の累乗のインタリーブ長、ｍは０以上（Ｎ−１）以下の整数、ＳはＮ−１未満の奇数のパターン識別値である。なお、アドレス系列出力部１２２は、代数演算処理部によりアドレス系列を生成する代わりに、他の手段によりアドレス系列を生成してもよい。例えば、アドレス系列出力部１２２は、予めメモリに記憶されたランダム性を有する数値群をアドレス系列として用いてもよい。
【００２７】
図３は、アドレス系列出力部１２２の内部構成例を示す。アドレス系列出力部１２２は、多段接続された代数演算器１２８−１、代数演算器１２８−２及び代数演算器１２８−３を有する。それぞれの代数演算器１２８は、入力されたパターン識別値Ｓ１、Ｓ２及びＳ３に応じたアドレス系列を出力する。代数演算器１２８が多段接続されていることにより、アドレス系列出力部１２２は、ランダム性が高いアドレス系列を出力することができる。
【００２８】
デインタリーブ部１２３は、アドレス系列出力部１２２が出力する複数のアドレス系列のうちの第１アドレス系列に基づいて推定データをデインタリーブすることによりデインタリーブデータを生成する。デインタリーブ部１２３は、推定部１２１が生成した軟判定値のビット幅のデータを格納することができるＲＡＭを有している。デインタリーブ部１２３は、推定部１２１が生成した推定データをＲＡＭの所定のアドレス順に一時的に記憶するとともに、第１アドレス系列に基づく順番に、一時的に記憶した推定データを出力することにより、デインタリーブデータを生成する。
【００２９】
デインタリーブ部１２３は、まず、受信データに含まれるシンボルデータの軟判定値を、所定の順番でＲＡＭに書き込む。例えば、アドレス系列出力部１２２は、１ずつ増加するライトアドレス系列を生成し、デインタリーブ部１２３は、当該ライトアドレス系列に基づいて、軟判定値をＲＡＭに書き込む。次に、デインタリーブ部１２３は、復号化する対象の符号化データを送信した送信装置２に対応する第１アドレス系列をＲＡＭに入力し、第１アドレス系列に基づく順番にＲＡＭからデータを読み出すことでデインタリーブして、デインタリーブデータを生成する。デインタリーブ部１２３は、生成したデインタリーブデータを復号化部１２４に入力する。
【００３０】
復号化部１２４は、デインタリーブ部１２３が出力するデインタリーブデータを復号して復号化データを生成する。具体的には、復号化部１２４は、送信装置２において繰り返し回数ｒにより繰り返し符号化されたデータを受信した場合、デインタリーブデータに含まれる複数の繰り返しデータのうち、最も確からしいデータを復号化データとする。復号化部１２４は、復号化データをコピーしてｒ個の復号化データから構成される繰り返し復号化データを生成し、外部値算出部１２５に入力する。復号化部１２４は、推定部１２１が推定データを所定回数繰り返して生成して、所定回数の干渉除去処理が完了した後に、復号データを出力する。
【００３１】
外部値算出部１２５は、デインタリーブデータと復号化データとの差分に基づいて、外部値データを生成する。具体的には、外部値算出部１２５は、デインタリーブデータから繰り返し復号化データを減算することで、デインタリーブデータに含まれる誤差成分を示す外部値データを生成し、インタリーブ部１２６に入力する。
【００３２】
インタリーブ部１２６は、複数のアドレス系列のうちの第２アドレス系列に基づいて外部値データをインタリーブすることによりインタリーブデータを生成する。インタリーブ部１２６は、デインタリーブ部１２３と同様に、推定部１２１が生成した外部値のビット幅のデータを格納することができるＲＡＭを有している。インタリーブ部１２６は、外部値算出部１２５が生成した外部値データをＲＡＭの所定のアドレス順に一時的に記憶するとともに、第２アドレス系列に基づく順番に、一時的に記憶した外部値データを出力することにより、インタリーブデータを生成する。
【００３３】
インタリーブ部１２６は、まず、外部値データを所定の順番でＲＡＭに書き込む。例えば、アドレス系列出力部１２２は、１ずつ増加するライトアドレス系列を生成し、インタリーブ部１２６は、当該ライトアドレス系列に基づいて、外部値をＲＡＭに書き込む。次に、インタリーブ部１２６は、復号化する対象の符号化データを送信した送信装置２に対応する第２アドレス系列をＲＡＭに入力し、第２アドレス系列に基づく順番にＲＡＭからデータを読み出すことでインタリーブして、インタリーブデータを生成する。インタリーブ部１２６は、生成したインタリーブデータを統計値算出部１２７に入力する。
【００３４】
統計値算出部１２７は、予め取得したチャネル情報とインタリーブデータとに基づいて、干渉成分の統計値を算出する。チャネル情報とは、無線伝搬路の特性を示す情報であり、振幅及び位相の変動量を示す情報である。統計値算出部１２７は、以下の数式に基づいて、干渉成分の平均値及び分散値を算出する。
【００３５】
チャネル情報をhk(n)とするとともに、インタリーブ部１２６が出力する外部値を
【数２】
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とすると、送信装置２−ｋに対応するデインタリーブパターン及びインタリーブパターンを用いて検出した干渉成分の平均値及び分散値は、
【数３】
2014241571.tif 000005
【数４】
2014241571.tif 000006
と表される。統計値算出部１２７は、このようにして算出した干渉成分の平均値及び分散値を干渉処理部１３に対して出力する。
【００３６】
続いて、干渉処理部１３の構成について説明する。
統計値記憶部１３１は、統計値算出部１２７から入力された、送信装置２−ｋに対応する干渉成分の平均値及び分散値を、送信装置番号ｋに関連付けて記憶する。干渉算出部１３２は、それぞれの送信装置番号ｋに関連付けて統計値記憶部１３１に記憶されている干渉成分の平均値及び分散値に基づいて、送信装置２−ｋ以外の送信装置２からの干渉成分の平均値及び分散値を算出する。干渉算出部１３２は、算出した干渉成分の平均値及び分散値を推定部１２１に入力する。
【００３７】
干渉成分の平均値及び分散値の合計値は、多重ユーザ数をＫとした場合に、それぞれ以下のように表される。
【数５】
2014241571.tif 000007
【数６】
2014241571.tif 000008
【００３８】
推定部１２１においては、以下の数式に基づいて対数尤度比を算出する。
【数７】
2014241571.tif 000009
【００３９】
［復号化処理のフローチャート］
図４は、図２に示したデータ受信装置１において復号化処理をする場合の動作フローチャートを示す。データ受信装置１は、送信装置２−１が送信したデータの復号化処理からＫ番目のユーザが送信したデータの復号化処理までを、順次実行する。
【００４０】
まず、データ受信装置１は、復号化処理部１２は、受信部１１からパケットを取得する（Ｓ１）。続いて、復号化処理部１２は、送信装置２−ｋ（ｋ＝１、２、・・・、Ｋ）が送信したデータを復号化するための干渉除去処理を順次行う（Ｓ２）。復号化処理部１２は、全ての送信装置２−ｋに対応する干渉除去処理が終了するまで、Ｓ２の干渉除去処理を繰り返す（Ｓ３）。復号化処理部１２は、Ｓ２からＳ４の干渉除去処理を所定回数繰り返す。復号化処理部１２は、所定回数の干渉除去処理が終了すると、それぞれの送信装置２−ｋに対応する復号化データを順次出力する（Ｓ５）。
【００４１】
復号化処理部１２は、１つのパケットの干渉除去処理が終了して復号化データを出力すると、受信部１１から新たなパケットを取得して復号化処理を行う。すなわち、受信部１１は、復号化処理部１２に入力したパケットに対して推定部１２１が所定回数繰り返して推定データを生成し、当該パケットの復号化処理が終了した後に、新たなパケットを推定部１２１に入力する。
【００４２】
図５は、図４におけるＳ２に示した干渉除去処理の動作フローチャートを示す。
まず、推定部１２１は、推定データを生成する（Ｓ２１）。次に、デインタリーブ部１２３は、デインタリーブデータを生成する（Ｓ２２）。続いて、復号化部１２４は、繰り返し復号化データを生成する（Ｓ２３）。
【００４３】
続いて、復号化部１２４は、外部値算出部１２５に繰り返す復号化データを入力し、外部値算出部１２５は、デインタリーブデータ及び復号化データに基づいて外部値データを生成する（Ｓ２４）。続いて、インタリーブ部１２６は、外部値データに基づいてデインタリーブデータを生成する（Ｓ２５）。続いて、統計値算出部１２７は、チャネル情報及びデインタリーブデータに基づいて統計値を算出し、干渉処理部１３に対して出力する（Ｓ２６）。
【００４４】
［デインタリーブ部１２３及びインタリーブ部１２６の動作説明］
図６Ａは、インタリーブ部１２６におけるインタリーブ処理の概念図を示す。図６Ｂは、デインタリーブ部１２３におけるデインタリーブ処理の概念図を示す。
【００４５】
図６Ａは、インタリーブ部１２６が、４つのシンボルデータから構成されるパケット｛Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ｝をインタリーブして｛Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ａ｝を出力する場合の動作を示している。図６Ａにおける破線の矢印は、インタリーブ部１２６が有するＲＡＭへの書き込みアドレスの位置を示している。図６Ａにおける実線の矢印は、インタリーブ部１２６が有するＲＡＭからの読み出しアドレスの位置を示している。インタリーブ部１２６は、時間Ｔ１においてアドレス系列出力部１２２が出力するアドレスに基づいて、ＲＡＭのアドレス＃０にＡを書き込む。インタリーブ部１２６は、時間Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４のそれぞれにおいて、順次ＲＡＭのアドレス＃１、＃２、＃３のそれぞれにＢ、Ｃ、Ｄを書き込む。
【００４６】
次に、インタリーブ部１２６は、時間Ｔ５において、アドレス系列出力部１２２が出力するアドレスに基づいて、ＲＡＭのアドレス＃１に格納されているＢを読み出して出力する。同様に、インタリーブ部１２６は、時間Ｔ６、Ｔ７、Ｔ８のそれぞれにおいて、順次ＲＡＭのアドレス＃２、＃３、＃０に格納されているＣ、Ｄ、Ａを読み出して出力する。以上の手順により、インタリーブ部１２６は、パケット｛Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ｝をインタリーブして｛Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ａ｝を出力することができる。
【００４７】
図６Ｂは、デインタリーブ部１２３が、４つのシンボルデータから構成されるデータ列｛Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ａ｝をデインタリーブして｛Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ｝を出力する場合の動作を示している。デインタリーブ部１２３は、時間Ｔ１においてアドレス系列出力部１２２が出力するアドレスに基づいて、ＲＡＭのアドレス＃１にＢを書き込む。インタリーブ部１２６は、時間Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４のそれぞれにおいて、順次ＲＡＭのアドレス＃２、＃３、＃０にＣ、Ｄ、Ａを書き込む。
【００４８】
次に、デインタリーブ部１２３は、時間Ｔ５において、アドレス系列出力部１２２が出力するアドレスに基づいて、ＲＡＭのアドレス＃０に格納されているＡを読み出して出力する。同様に、デインタリーブ部１２３は、時間Ｔ６、Ｔ７、Ｔ８のそれぞれにおいて、順次ＲＡＭのアドレス＃１、＃２、＃３に格納されているＢ、Ｃ、Ｄを読み出して出力する。以上の手順により、インタリーブ部１２６は、パケット｛Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ａ｝をデインタリーブして｛Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ｝を出力することができる。
【００４９】
以上のとおり、第１の実施形態に係るデータ受信装置１によれば、インタリーブ処理及びデインタリーブ処理に用いるアドレス系列を出力するアドレス系列出力部１２２を備え、デインタリーブ部１２３及びインタリーブ部１２６は、アドレス系列出力部１２２から出力されたアドレス系列を用いて、デインタリーブ処理及びインタリーブ処理を実行する。したがって、デインタリーブ部１２３及びインタリーブ部１２６がアドレス系列出力部１２２を共用することで、干渉除去処理に必要なハードウェア規模を小さくすることができる。また、デインタリーブ部１２３及びインタリーブ部１２６が、アドレス系列出力部１２２から出力されるアドレス系列に基づいて連動して動作するので、干渉除去処理の演算サイクルの削減が可能になる。
【００５０】
＜第２の実施形態＞
［送信装置２が複数の復号化処理部１２を備える］
図７は、第２の実施形態に係る無線通信システムＳの構成例を示す。本実施形態におけるデータ受信装置１は、複数の復号化処理部１２（復号化処理部１２−１から復号化処理部１２−Ｋ、ただし、Ｋは自然数）を備える点で図１に示したデータ受信装置１と異なり、他の点で同じである。それぞれの復号化処理部１２−ｋ（ｋは１〜Ｋ）は、並行して、それぞれの復号化処理部１２−ｋに対応する送信装置２−ｋが送信したデータの復号化処理を行う。
【００５１】
本実施形態におけるデータ受信装置１においては、複数の復号化処理部１２の統計値算出部１２７から出力される統計値が、ほぼ同時に統計値記憶部１３１に記憶される。また、干渉算出部１３２は、統計値記憶部１３１に統計値が記憶されると、複数の復号化処理部１２−ｋのそれぞれが用いる、送信装置２−ｋ以外の送信装置２からの干渉成分の平均値及び分散値を、速やかに算出することができる。
【００５２】
図８は、第２の実施形態に係るデータ受信装置１における復号化処理のタイミングを示す。第２の実施形態に係るデータ受信装置１においては、アドレス系列出力部１２２が、複数のアドレス系列のうちの少なくとも一部の複数のアドレス系列を同一期間に出力する。デインタリーブ部１２３及びインタリーブ部１２６は、デインタリーブデータを生成する処理とインタリーブデータを生成する処理とを、少なくとも一部の期間において並列に実行する。このようにすることで、復号化処理部１２は、デインタリーブ処理の一部とインタリーブ処理の一部とを同時に行うことができる。
【００５３】
具体的には、データ受信装置１においては、インタリーブ部１２６がインタリーブデータを出力すると、干渉処理部１３から干渉成分の平均値及び分散値が速やかに出力されるので、インタリーブ部１２６がインタリーブデータを出力している間に、デインタリーブ部１２３は、デインタリーブ処理を開始することができる。このように、送信装置２が複数の復号化処理部１２を備えることにより、複数の送信装置２から受信したデータの復号化処理を並列して実行できるとともに、デインタリーブ部１２３とインタリーブ部１２６とが並行して動作することができる期間が増えるので、復号化処理部１２は、演算サイクルをさらに削減することができる。
【００５４】
＜第３の実施形態＞
［２パケット単位で干渉除去処理をする］
図９は、第３の実施形態に係るデータ受信装置１における復号化処理のタイミングを示す。本実施形態に係るデインタリーブ部１２３は、デインタリーブデータの長さの少なくとも２倍の長さに対応する２パケット分の記憶容量のＲＡＭを備える。また、インタリーブ部１２６は、インタリーブデータの長さの少なくとも２倍の長さに対応する２パケット分の記憶容量のＲＡＭを備える。
【００５５】
デインタリーブ部１２３が２パケット分の記憶容量のＲＡＭを備えるので、デインタリーブ部１２３は、デインタリーブするデータをＲＡＭに書き込む動作とＲＡＭに一時保存されたデータを読み出す動作とを並行して行うことができる。同様に、インタリーブ部１２６は、インタリーブするデータをＲＡＭに書き込む動作とＲＡＭに一時保存されたデータを読み出す動作とを並行して行うことができる。
【００５６】
例えば、図９に示す例においては、インタリーブ部１２６が、２パケット目のデータをＲＡＭに書き込んでいる間に、１パケット目のデータがＲＡＭから読み出されている。同様に、デインタリーブ部１２３が、２パケット目のデータをＲＡＭに書き込んでいる間に、１パケット目のデータがＲＡＭから読み出されている。また、デインタリーブ部１２３が、２パケット目のデインタリーブ処理を開始すると、インタリーブ部１２６は、外部値算出部１２５が算出した外部値のインタリーブ処理を開始している。このように、２パケット単位で干渉除去処理をすることにより、復号化処理部１２の各部が使用されていないアイドル時間を短くすることができるので、演算効率がさらに向上する。
【００５７】
アドレス系列出力部１２２は、例えば、第１のパケットのデインタリーブをする期間に、第１のパケットのデータを格納するＲＡＭ領域のアドレスに対応する第１アドレス系列をデインタリーブ部１２３に対して出力する。アドレス系列出力部１２２は、第２のパケットのデインタリーブをする期間に、第２のパケットのデータを格納するＲＡＭ領域のアドレスに対応する、第１アドレス系列にデインタリーブデータ長に相当する大きさのオフセット値を加算して生成した第１オフセットアドレス系列を、デインタリーブ部１２３に対して出力する。
【００５８】
同様にアドレス系列出力部１２２は、第１のパケットのインタリーブをする期間に、第１のパケットのデータを格納するＲＡＭ領域のアドレスに対応する第２のアドレス系列をインタリーブ部１２６に対して出力する。アドレス系列出力部１２２は、第２のパケットのインタリーブをする期間に、第２のパケットのデータを格納するＲＡＭ領域のアドレスに対応する、第２のアドレス系列にインタリーブデータ長に相当する大きさのオフセット値を加算して生成した第２オフセットアドレス系列を、インタリーブ部１２６に対して出力する。
【００５９】
図１０は、デインタリーブ部１２３が２パケット単位でデインタリーブ処理をする場合の動作を示す。デインタリーブ部１２３のアドレス＃０〜＃３には、１パケット目に相当するＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄが予め格納されている。時間Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４のそれぞれにおいて、デインタリーブ部１２３にリードアドレス＃１、＃２、＃３、＃０が順次入力されることで、デインタリーブ部１２３は、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ａの順に出力する。時間Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４のそれぞれにおいて、デインタリーブ部１２３に、リードアドレスをオフセットしたライトアドレス＃４、＃５、＃６、＃７を入力することで、アドレス＃４、＃５、＃６、＃７に、２パケット目に相当するａ、ｂ、ｃ、ｄが順次書き込まれる。時間Ｔ４の時点で、アドレス＃０〜＃３にはデータが格納されておらず、アドレス＃４〜＃７にはａ、ｂ、ｃ、ｄが格納されている。
【００６０】
続いて、時間Ｔ６、Ｔ７、Ｔ８、Ｔ９のそれぞれにおいて、アドレス＃０〜＃３には、３パケット目に相当するＡ’、Ｂ’、Ｃ’、Ｄ’が格納される。また、時間Ｔ５、Ｔ６、Ｔ７、Ｔ８のそれぞれにおいて、アドレス＃４〜＃７からは、２パケット目に相当するｂ、ｃ、ｄ、ａが読み出される。
【００６１】
以上のとおり、本実施形態に係るデータ受信装置１においては、デインタリーブ部１２３が、デインタリーブデータの長さの少なくとも２倍の長さに対応する２パケット分の記憶容量のＲＡＭを備え、インタリーブ部１２６が、インタリーブデータの長さの少なくとも２倍の長さに対応する２パケット分の記憶容量のＲＡＭを備える。したがって、デインタリーブ部１２３及びインタリーブ部１２６においては、２パケットのデータを書き込んでいる間に１パケット目のデータを読み出すことができるので、デインタリーブ及びインタリーブの処理の演算サイクルを削減できる。その結果、複数のパケットの干渉除去処理を並行して実行することができるので処理効率が向上し、高いスループットで動作するＩＤＭＡデータ受信装置を実現することが可能になる。
【００６２】
＜第４の実施形態＞
［ポインタメモリを使用して処理効率を向上させる］
第４の実施形態に係る受信部１１は、受信データに含まれる複数のパケットを推定部１２１に入力する。アドレス系列出力部１２２は、第１アドレス系列と、第１アドレス系列を所定量シフトした第１シフトアドレス系列と、第２アドレス系列と、第２アドレス系列を所定量シフトした第２シフトアドレス系列とを出力する。デインタリーブ部１２３は、第１アドレス系列に基づいて、複数のパケットのうちの第１パケットに対応する推定データをデインタリーブするとともに、第１シフトアドレス系列に基づいて、複数のパケットのうちの第２パケットに対応する推定データをデインタリーブする。データ受信装置１がこのような構成を備えることにより、１パケット分の記憶容量のＲＡＭを用いて、２パケット分の受信データを処理することができる。
【００６３】
図１１は、第４の実施形態に係るアドレス系列出力部１２２の内部構成例を示す。アドレス系列出力部１２２は、レジスタ１２９−１、レジスタ１２９−２及びレジスタ１２９−３を備える点で、図３に示したアドレス系列出力部１２２と異なり、他の点で同じである。レジスタ１２９−ｍ（ｍ＝１、２、３）は、代数演算器１２８−ｍが生成した変換アドレス系列が示すアドレスをシフトしたシフトアドレス系列を生成するためのポインタを格納する。
【００６４】
図１２は、第４の実施形態に係るデインタリーブ部１２３におけるデインタリーブ処理の動作を示す。本実施形態に係るデインタリーブ部１２３及びインタリーブ部１２６においては、アドレス系列出力部１２２が生成したシフトアドレス系列に基づいて、ＲＡＭへのデータ書き込みとＲＡＭからのデータ読み出しを行う。
【００６５】
時間Ｔ１の時点で、デインタリーブ部１２３のアドレス＃０〜＃３には、第１パケットのＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄが格納されている。時間Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４のそれぞれにおいて、デインタリーブ部１２３にリードアドレス＃１、＃２、＃３、＃０が順次入力されることで、デインタリーブ部１２３は、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ａの順に出力する。時間Ｔ１においてデインタリーブ部１２３にリードアドレス＃１が入力されてＢが読み出されると、リードアドレス＃２が入力される前にライトアドレス＃１が入力され、第２パケットのａがアドレス＃１に格納される。アドレス＃２、＃３、＃０についても同様の処理が行われて、時間Ｔ５の時点で、アドレス＃０〜＃３には、第２パケットのｄ、ａ、ｂ、ｃが格納されている。
【００６６】
時間Ｔ５からＴ８においては、時間Ｔ１からＴ４までに用いられたアドレス系列をシフトしたシフトアドレス系列に基づいて、デインタリーブ部１２３へのデータの書き込みと読み出しが行われる。すなわち、Ｔ５からＴ８の間に、アドレス＃２、＃３、＃０、＃１の順に第２パケットのｂ、ｃ、ｄ、ａが読み出されるとともに、アドレス＃２、＃３、＃０、＃１の順に第３パケットのＡ’、Ｂ’、Ｃ’、Ｄ’が格納される。
【００６７】
以上のとおり、本実施形態に係るデータ受信装置１においては、アドレス系列出力部１２２が、第１アドレス系列と、第１アドレス系列をシフトした第１シフトアドレス系列と、第２アドレス系列と、第２アドレス系列をシフトした第２シフトアドレス系列とを出力する。デインタリーブ部１２３及びインタリーブ部１２６においては、これらのアドレス系列を用いることで、データが読み出された直後に次のデータを書き込むことができるので、１パケット分の容量のＲＡＭを用いて、２パケット分のデインタリーブ処理及びインタリーブ処理を並行して行うことができる。その結果、回路規模がより小さく、かつ、より高いスループットで動作するＩＤＭＡデータ受信装置を実現することが可能になる。
【００６８】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。例えば、上記の実施形態においては、推定部１２１は、干渉処理部１３が生成した統計値を用いて推定データを算出するものとして説明した。しかし、干渉処理部１３において行われる処理を統計値算出部１２７が実行して、統計値算出部１２７が出力する統計値に基づいて推定部１２１が推定データを生成してもよい。
【符号の説明】
【００６９】
１・・・データ受信装置、２・・・送信装置、１１・・・受信部、１２・・・復号化処理部、１３・・・干渉処理部、２１・・・符号化部、２２・・・インタリーブ部、２３・・・送信部、２４・・・アンテナ、１２１・・・推定部、１２２・・・アドレス系列出力部、１２３・・・デインタリーブ部、１２４・・・復号化部、１２５・・・外部値算出部、１２６・・・インタリーブ部、１２７・・・統計値算出部、１２８・・・代数演算器、１３１・・・統計値記憶部、１３２・・・干渉算出部
【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６Ａ】
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【図６Ｂ】
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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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