(57)【要約】【課題】  仮判定等化を含む場合にビット誤り率の増加や送信可能なデータ量を低下させることなく、受信側の位相不確定性を除去する。【解決手段】    ディジタル位相変調された受信信号に対し等化処理を行う等化処理部と、前記等化処理部からの信号の位相を調整する位相調整ユニットと、前記位相調整ユニットからの信号に対しビタビ復号を行い、その復号結果とパスメトリックとを出力するビタビ復号処理ユニットと、パスメトリックが最小となる信号を選択する信号選択部と、を備える。【選択図】  図１
2015065491.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディジタル位相変調された受信信号に対し等化処理を行う等化処理部と、
前記等化処理部からの信号の位相を調整する位相調整ユニットと、
前記位相調整ユニットからの信号に対しビタビ復号を行い、その復号結果とパスメトリックとを出力するビタビ復号処理ユニットと、
パスメトリックが最小となる信号を選択する信号選択部と、
を備えることを特徴とする復号装置。
【請求項２】
請求項１に記載の復号装置であって、
前記位相調整ユニットは、前記等化処理部からの信号に含まれる位相不確定性の数に対応した数の位相調整部を備え、各位相調整部に設定された位相で前記等化処理部からの信号の位相を調整することを特徴とする。
【請求項３】
請求項２に記載の復号装置であって、
前記ビタビ復号処理ユニットは、複数の前記位相調整部に対応して設けられたビタビ復号処理部を備え、各位相調整部からの信号に対してビタビ復号すると共に、前記パスメトリックを算出して出力することを特徴とする復号装置。
【請求項４】
請求項３に記載の復号装置であって、
前記信号選択部は、全ての前記位相調整部から出力された復号信号と、該復号信号を生成する際の前記パスメトリックとを受信して、当該パスメトリックが最小値を取る復号信号を出力信号として出力することを特徴とする復号装置。
【請求項５】
前記受信信号がＮ値ＰＳＫ（Ｎ＝２，４，８，…）変調方式により符号化された信号であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の復号装置。
【請求項６】
ディジタル位相変調された受信信号に対し等化処理を行う等化処理手順と、
前記等化処理手順からの信号の位相を調整する位相調整手順と、
前記位相調整手順からの信号に対しビタビ復号を行い、その復号結果とパスメトリックとを出力するビタビ復号手順と、
パスメトリックが最小となる信号を選択する信号選択手順と、
を含むことを特徴とする復号方法。
【請求項７】
請求項６に記載の復号方法であって、
前記位相調整手順は、前記等化処理手順からの信号に含まれる位相不確定性の数に対応した数の位相調整する手順を含み、各位相調整する手順に設定された位相で前記等化処理手順からの信号の位相を調整することを特徴とする。
【請求項８】
請求項７に記載の復号方法であって、
前記ビタビ復号手順は、複数の前記位相調整する手順に対応して設けられたビタビ復号する手順を含み、各位相調整する手順からの信号に対してビタビ復号すると共に、前記パスメトリックを算出して出力することを特徴とする復号方法。
【請求項９】
請求項８に記載の復号方法であって、
前記信号選択手順は、全ての前記位相調整する手順から出力された復号信号と、該復号信号を生成する際の前記パスメトリックとを受信して、当該パスメトリックが最小値を取る復号信号を出力信号として出力することを特徴とする復号方法。
【請求項１０】
前記受信信号がＮ値ＰＳＫ（Ｎ＝２，４，８，…）変調方式により符号化された信号であることを特徴とする請求項６乃至４のいずれか１項に記載の復号方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、復調装置及び復調方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディジタル無線通信システムでは、周波数利用効率の向上を目的として、１６ＱＡＭ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  ）や６４ＱＡＭ等の直交振幅変調を用いることが一般的である。直交振幅変調では、復調方式として同期検波を用いることが多いが、再生搬送波に４通りの位相不確定性が生じるため、正しい位相以外では送信符号系列が正しく再生されないという問題がある。
【０００３】
この問題を解決するための技術として差動変換が知られている。差動変換は、現時点で再生した信号と、それより過去に再生した信号との位相差をとり、その位相差にディジタル信号を対応させることで、引き込みの絶対位相によらずに信号の再生を可能とするものである。
【０００４】
例えば、特開２０００−１３４５９号公報においては、反転手段、特定ビットパターン検出手段、位相判定手段を備えた位相不確定性除去回路が開示されている。
【０００５】
この反転手段は、位相不確定性を有するｎ（ｎ＝２ｍ ：ｍは１以上の整数とする）相ＰＳＫ方式の復調出力の各々を位相方向に反転する。特定ビットパターン検出手段は、通信システムのフレームフォーマットに定義され、かつフレーム間に一定周期で現れる特定ビットパターンと、前記復調出力と前記反転手段から出力される反転信号との一致／不一致を検出する。また、位相判定手段は、前記復調信号と前記反転信号の全てを入力信号とし前記検出手段から一致検出を示す信号に対応する入力信号を選択出力する。
【０００６】
これにより、通信システムのフレームフォーマット上に一定周期で現れる既知の特定ビットパターンを定義して、位相不確定性を除去している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−１３４５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特開２０００−１３４５９号公報に係る構成では、一定周期で特定ビットパターンを挿入する必要があるため、送信可能なデータ量が低減する問題がある。
【０００９】
そこで、本発明の主目的は、仮判定等化を含む場合にビット誤り率の増加や送信可能なデータ量を低下させることなく、受信側の位相不確定性を除去する復調装置及び復調方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、復号装置にかかる発明は、ディジタル位相変調された受信信号に対し等化処理を行う等化処理部と、等化処理部からの信号の位相を調整する位相調整ユニットと、位相調整ユニットからの信号に対しビタビ復号を行い、その復号結果とパスメトリックとを出力するビタビ復号処理ユニットと、パスメトリックが最小となる信号を選択する信号選択部と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
また、復号方法にかかる発明は、ディジタル位相変調された受信信号に対し等化処理を行う等化処理手順と、等化処理手順からの信号の位相を調整する位相調整手順と、位相調整手順からの信号に対しビタビ復号を行い、その復号結果とパスメトリックとを出力するビタビ復号手順と、パスメトリックが最小となる信号を選択する信号選択手順と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、位相不確定性をビタビ復号処理におけるパスメトリックスの値により除去するため、送信データ量の低減が抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態に係る復調装置のブロック図である。
【図２】復号手順を示すフローチャートである。
【図３】信号が送信されて受信されるまでの伝搬路中で位相変化や符号間干渉を受ける様子を模式的に示した図である。
【図４】位相不確定性を示す模式図である。
【図５】位相調整部における複素数乗算器を例示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の実施形態を説明する。図１は、本実施形態に係る復調装置２のブロック図である。また、図２は、復号手順を示すフローチャートである。
【００１５】
この復調装置２は、等化処理部１１、位相調整ユニット１２、ビタビ復号処理ユニット１３、信号選択部１４を備える。なお、以下の説明においては、受信信号から送信シンボルを判定する際に、Ｎ値ＰＳＫ（Ｎ＝２，４，８，…）変換方式を用いる場合を例に説明するが、当該変換方式に限定するものではない。また、このときＮ値は４の場合について説明するが、Ｎ＝４に限定するものではない。
【００１６】
等化処理部１１は、位相不確定性を含む信号を受信して、当該受信信号に対して、例えば、公知の判定帰還型等化器（ＤＦＥ：Ｄｅｃｉｓｉｏｎ  Ｆｅｅｄｂａｃｋ  Ｅｑｕａｌｉｚｅｒ）を用いた等化処理を行う（ステップＳ１）。
【００１７】
信号が送信されて受信されるまでの伝搬路中で、この信号は位相変化や符号間干渉を受ける。図３は、この様子を模式的に示した図である。図中の黒丸はシンボルを示している。このシンボルの信号が送信されると、位相変化や符号間干渉により受信側では、コンスタレーション上のシンボル点が分散して観測されるため、受信特性が劣化する。図３では、４つのシンボルを例示している。
【００１８】
そこで、等化処理部１１は、受信した４つのシンボルから１つのシンボルに等化する。図３においては、送信時のシンボルＫ１が受信側では４つのシンボルＫ２として観測されることを一点鎖線で示し、この４つのシンボルＫ２に対して等化処理を行うことによりシンボルＫ３が得られることを２点鎖線で示している。
【００１９】
位相調整ユニット１２は、複数の位相調整部１２ａ〜１２ｄを含んで、等化処理による等化処理結果に対して位相調整する（ステップＳ２）。位相調整部１２ａ〜１２ｄの数は、不確定性の数に対応して設けられている。本実施形態の説明では、Ｎ値ＰＳＫ（Ｎ＝２，４，８，…）変換方式を用い、Ｎ＝４を仮定しているので、４つの位相調整部が設けられている。
【００２０】
このとき、等化処理されて得られたシンボルの位相には、送信時のシンボルに対して位相不確定性が存在する。図４は、この位相不確定性を示す模式図である。等化処理により得られたシンボルＫ３には、位相０°〜２７０°の不確定性が存在し、シンボルＫ１＿ａ〜Ｋ１＿ｄのどのシンボルの信号が送信されたか不明である。
【００２１】
この位相不確定性を除去するために、本実施形態における位相調整ユニット１２は、位相不確定性の数に対応した位相調整部１２ａ〜１２ｄを設けている。従って、特開２０００−１３４５９号公報のように、一定周期で特定ビットパターンを挿入することが不要になり、送信可能なデータ量の低減が抑制できる。
【００２２】
等化処理部１１からの信号は、各位相調整部１２ａ〜１２ｄに入力し、それぞれの位相に調整される。即ち、位相０°、位相９０°、位相１８０°、位相２７０°の位相調整部１２ａ〜１２ｄからは、図４に示すようなシンボルＫ１＿ａ〜Ｋ１＿ｄの信号が出力される。
【００２３】
なお、位相調整部１２ａ〜１２ｄとして、図５に示すような公知の複素数乗算器が例示できる。この複素数乗算器は、乗算器２１〜２４、加算器２５，２６を含んでいる。図５において入力信号Ａ（実数成分Ｉｉｎ、虚数成分Ｑｉｎ）、位相調整信号（実数成分Ｉｐ、虚数成分Ｑｐ）が入力し、各乗算器２１〜２４で乗算処理され、加算器２５，２６で加算処理されて、出力信号Ｂとして出力される。即ち、この複素数乗算器は、調整する位相（この例では、θ＝０，９０，１８０，２７０）をθ、虚数をｊとして、入力信号Ａに対してＢ＝Ａ＊ｅｘｐ（θｊ＊１８０／π）で示される演算処理を行う。
【００２４】
ビタビ復号処理ユニット１３は、各位相調整部１２ａ〜１２ｄに対応して設けられたビタビ復号部１３ａ〜１３ｄを備え、位相調整ユニット１２からの位相が不確定なＮ通りの受信信号に対し、ビタビ復号を行い、復号の過程で計算されるメトリックの積分値であるパスメトリックを算出する（ステップＳ３〜ステップＳ４）。
【００２５】
このビタビ復号化処理は、畳み込み符号の最尤復号法に使用されるものであり、入力符号系列が取り得る既知の複数個の符号系列のうち、畳み込み符号器が発生した符号系列に最も符号距離が近い符号系列を最尤符号系列（最尤パス）として選択し、この選択した情報に基づいて復号データを得る。このとき、最尤パスへのブランチメトリックの累算値をパスメトリックとして算出する。このパスメトリックの値は、真値に対する復号データの類似性を示し、値が小さいほど復号データは真値に近い。
【００２６】
信号選択部１４は、ビタビ信号処理ユニットからのパスメトリックを比較し、パスメトリックが最小となる復号データを選択する（ステップＳ５）。即ち、ビタビ信号処理ユニットは、ビタビアルゴリズムで特定した最尤パスに基づいて位相調整ユニット１２からの受信信号をデコードする。このときのトレリス線図のパスメトリックを算出する。
【００２７】
復号信号が、送信信号と異なる位相の場合には、畳込符号化時に通過したトレリス線図上の真のパスと無関係な経路を辿り、パスメトリックは大きな値となる。従って、最小のパスメトリックを選択することは、複数の復号信号の内で、最も送信信号に近いものを選択することに対応している。
【００２８】
これにより、不確定性を除去した復号信号を得ることが可能になる。また、ビタビ復号の処理過程で発生するパスメトリックを位相特定に流用するため、位相特定用の特定ビットパターンが不要となり、送信可能なデータ量の低減が防止できる。
［産業上の利用可能性］
上記復号装置及び復号方法は、車両無線、航空無線、携帯電話等の移動体無線通信全般に適用可能である。
【符号の説明】
【００２９】
２    復調装置
１１    等化処理部
１２    位相調整ユニット
１２ａ〜１２ｄ    位相調整部
１３    ビタビ復号処理ユニット
１３ａ〜１３ｄ  ビタビ復号処理部
１４    信号選択部
【図１】
2015065491.tif 000003
【図２】
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【図３】
2015065491.tif 000005
【図４】
2015065491.tif 000006
【図５】
2015065491.tif 000007