(57)【要約】【課題】回路規模を低減可能な受信装置を得ること。【解決手段】本発明の受信装置は、多値ＱＡＭ方式による変調信号を復調した信号に対して、ビット毎の軟判定値を計算する軟判定処理部５を備えた受信装置であって、軟判定処理部５は、受信信号点（復調シンボル）が復調信号に基づいて求めた所定のしきい値の範囲内にある場合に、復調シンボルの振幅値を信頼度としてＭＳＢの軟判定値を計算し、一方で、復調シンボルが前記所定のしきい値の範囲外にある場合に、復調シンボルの振幅値の２倍から最小信号点距離を差し引いた値を信頼度としてＭＳＢの軟判定値を計算するＭＳＢ軟判定部１４と、復調シンボルと前記所定のしきい値との距離を信頼度としてＬＳＢの軟判定値を計算するＬＳＢ軟判定部１５と、を備える構成とした。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
多値ＱＡＭ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）方式による変調信号を復調した信号に対して、ビット毎の軟判定値を計算する軟判定処理部を備えた受信装置において、
前記軟判定処理部は、
受信信号点（復調シンボル）が復調信号に基づいて求めた所定のしきい値の範囲内にある場合に、復調シンボルの振幅値を信頼度としてＭＳＢ（最上位ビット）の軟判定値を計算し、一方で、復調シンボルが前記所定のしきい値の範囲外にある場合に、復調シンボルの振幅値の２倍から最小信号点距離を差し引いた値を信頼度としてＭＳＢの軟判定値を計算する第１の軟判定手段と、
復調シンボルと前記所定のしきい値との距離を信頼度としてＬＳＢ（最下位ビット）の軟判定値を計算する第２の軟判定手段と、
を備え、
前記ＭＳＢの軟判定値と前記ＬＳＢの軟判定値とを出力することを特徴とする受信装置。
【請求項２】
前記所定のしきい値を、複数シンボル単位に計算する復調信号の振幅値の２倍とすることを特徴とする請求項１に記載の受信装置。
【請求項３】
前記復調信号の振幅値を、復調信号の絶対値の平均値の１／２とすることを特徴とする請求項２に記載の受信装置。
【請求項４】
さらに、前記復調信号の振幅値に基づいて正規化処理に使用するための補正量を計算する補正量計算手段と、
前記復調信号の振幅値を、前記補正量を用いて正規化する第１の正規化手段と、
前記復調シンボルを、前記補正量を用いて正規化する第２の正規化手段と、
を備え、
前記第１および第２の軟判定手段は、正規化後の復調信号の振幅値および正規化後の復調シンボルに基づいて軟判定値を計算することを特徴とする請求項２または３に記載の受信装置。
【請求項５】
さらに、前記各軟判定値を後続の誤り訂正処理が可能になるまで記憶し、当該誤り訂正処理が可能になった段階で、記憶しておいた軟判定値を、前記補正量を用いて補正する補正手段、
を備えることを特徴とする請求項４に記載の受信装置。
【請求項６】
送信側でＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）方式による変調信号を送信した場合、
前記第１の軟判定手段は、復調シンボルの振幅値を信頼度として軟判定値を計算し、
前記軟判定処理部としては、当該軟判定値のみを出力することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の受信装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車電話，携帯電話，無線ＬＡＮなどの無線通信分野における受信側の通信装置（以降、受信装置と呼ぶ）に関するものであり、特に、ビット毎の軟判定値を計算するための回路を備えた受信装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
たとえば、多値変調された信号を受信し、ビット毎の軟判定値を計算する従来の受信装置としては、非特許文献１に記載の受信装置があり、ここでは、特に、多値変調適用時の復号器に入力する尤度（対数尤度比）について検討されている。この文献によれば、ビット毎の軟判定値を計算する場合には、すなわち、対数尤度比を算出する場合には、復調信号と最小信号点間距離とを乗算する必要があること、が開示されている。
【０００３】
【非特許文献１】
花岡他著、“多値変調に適した尤度算出方法”（２００２年電子情報通信学会通信ソサイエティ大会Ｂ−５−８５）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記、従来の受信装置では、ビット毎の軟判定値を計算する場合に、復調信号と最小信号点間距離とを乗算する必要があるため、回路規模が増大する、という問題があった。また、従来の受信装置が高速に移動する場合には、受信中の信号レベルも高速に変動するため、同時に最小信号点間距離も変動することになる。そのため、従来の受信装置では、軟判定値が受信信号の２乗に比例して変動することになり、軟判定値の有効ビット数をその変動量を考慮して決定する必要があるため、ビット毎の軟判定値を計算するための回路だけでなく、後段の誤り訂正処理回路の規模も増大する、という問題があった。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ビット毎の軟判定値を計算するための回路規模を低減することによって、全体の回路規模を低減可能な受信装置を得ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる受信装置にあっては、多値ＱＡＭ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）方式による変調信号を復調した信号に対して、ビット毎の軟判定値を計算する軟判定処理部を備えた受信装置であって、前記軟判定処理部は、受信信号点（復調シンボル）が復調信号に基づいて求めた所定のしきい値の範囲内にある場合に、復調シンボルの振幅値を信頼度としてＭＳＢ（最上位ビット）の軟判定値を計算し、一方で、復調シンボルが前記所定のしきい値の範囲外にある場合に、復調シンボルの振幅値の２倍から最小信号点距離を差し引いた値を信頼度としてＭＳＢの軟判定値を計算する第１の軟判定手段と、復調シンボルと前記所定のしきい値との距離を信頼度としてＬＳＢ（最下位ビット）の軟判定値を計算する第２の軟判定手段と、を備え、前記ＭＳＢの軟判定値と前記ＬＳＢの軟判定値とを交互に出力することを特徴とする。
【０００７】
この発明によれば、従来用いていた乗算処理を必要とすることなく、ビット毎の軟判定値を計算することによって、ビット毎の軟判定値を計算するための回路規模を低減する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明にかかる受信装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【０００９】
実施の形態１．
図１は、本発明にかかる受信装置の構成を示す図である。ここで、本発明における受信装置の動作について簡単に説明する。
【００１０】
まず、アンテナ１を介して高周波の受信信号を受け取ったアナログ受信処理部２では、ベースバンド信号へのダウンコンバートやゲインコントロールなどの処理を行う。つぎに、アナログ／ディジタル変換器（Ａ／Ｄ）３では、受信信号をアナログ信号からディジタル信号へ変換する。
【００１１】
つぎに、復調処理部４では、同期検波やＲＡＫＥ合成などの処理により復調処理を行い、その結果として復調信号を軟判定処理部５に出力する。たとえば、符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ：Ｃｏｄｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）システムの信号を受信する場合には、永易他著，“ＤＳ−ＣＤＭＡ受信機における周波数オフセット補正方式”（１９９９年電子情報通信学会総合大会Ｂ−５−１２３）に記載の構成や、大川他著，“ＤＳ−ＣＤＭＡにおける２Ｍｂｐｓマルチコード伝送特性”（１９９８年電子情報通信学会通信ソサイエティ大会Ｂ−３４５）に記載の構成などにより実現できる。
【００１２】
つぎに、軟判定処理部５では、復調信号からビット毎の軟判定値を計算する。最後に、誤り訂正処理部６では、ビット毎の軟判定値を受け取り、デインタリーブ，ＨＡＲＱ（Ｈｙｂｒｉｄ  Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｒｅｐｅａｔ  ｒｅＱｕｅｓｔ  ）のパケット合成処理，復号処理などを行う。
【００１３】
つづいて、本実施の形態の特徴である軟判定処理部５の動作について詳細に説明する。図２は、実施の形態１の軟判定処理部５の構成例を示す図であり、この軟判定処理部５は、パラレル／シリアル変換部（Ｐ／Ｓ）１１と、振幅計算部１２と、遅延処理部１３と、ＭＳＢ軟判定部１４と、ＬＳＢ軟判定部１５と、パラレル／シリアル変換部（Ｐ／Ｓ）１６から構成されている。なお、送信側では、図３に示す１６ＱＡＭ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号を送信する。また、１６ＱＡＭにおける各シンボルは、Ｉ軸成分のＭＳＢ，Ｑ軸成分のＭＳＢ，Ｉ軸成分のＬＳＢ，Ｑ軸成分のＬＳＢを示す。ただし、ＭＳＢは最上位ビットを表し、ＬＳＢは最下位ビットを表す。
【００１４】
Ｐ／Ｓ１１では、復調信号のＩ軸成分，Ｑ軸成分を入力し、各成分を交互に出力する。振幅計算部１２では、Ｐ／Ｓ１１の出力する復調信号の絶対値を計算し、その平均値の１／２を振幅値として出力する。たとえば、Ｎシンボル（Ｉ軸成分Ｎ／２シンボル，Ｑ軸成分Ｎ／２シンボル）毎に、次式（１）により、復調信号の振幅値を計算する。
Ａ（ｎ）＝０．５×Σ（ＡＢＳ（ｘ（ｉ＋Ｎ×ｎ）））      …（１）
なお、Σは、ｉ＝０，１，…，Ｎ−１について総和を計算する。また、ＡＢＳ（ａ）は実数ａの絶対値を表す。また、Ａ（ｎ）は１２８シンボルのブロック毎に出力される復調信号の振幅の推定値を表し、ｘ（ｉ＋Ｎ×ｎ）はｎ番目のブロックのｉ番目の復調シンボルを表す。また、振幅計算部１２は、既知のパイロットシンボルなど、他の情報に基づいて振幅値を計算することも可能である。
【００１５】
遅延処理部１３では、振幅計算部１２が振幅値を計算する時間分だけ復調シンボルを遅延させる。
【００１６】
ＭＳＢ軟判定部１４では、遅延付加処理後の復調シンボルの大きさ、またはそれの２倍の値から最小信号点距離を差し引いた大きさ、を信頼度として、軟判定値を計算する。具体的には、次式（２）（３）によりＭＳＢの軟判定値を計算する。
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なお、ＳＩＧＮ（ａ）は実数ａの符号が正の場合に＋１を示し、実数ａの符号が負の場合−１を示す。また、ｙｍ（ｉ＋Ｎ×ｎ）は、ｘ（ｉ＋Ｎ×ｎ）のＭＳＢに対する軟判定値である。
【００１７】
ＬＳＢ軟判定部１５では、遅延付加処理後の復調シンボルと所定のしきい値（隣接する信号点との境界）との距離を信頼度として、軟判定値を計算する。具体的には、次式（４）によりＬＳＢの軟判定値を計算する。
ｙｌ（ｉ＋Ｎ×ｎ）＝ＡＢＳ（ｘ（ｉ＋Ｎ×ｎ）−２×Ａ（ｎ））…（４）
なお、ｙｌ（ｉ＋Ｎ×ｎ）は、ｘ（ｉ＋Ｎ×ｎ）のＬＳＢに対する軟判定値である。
【００１８】
Ｐ／Ｓ１６では、ＭＳＢの軟判定値ｙｍ（ｉ＋Ｎ×ｎ）とＬＳＢの軟判定値ｙｌ（ｉ＋Ｎ×ｎ）を入力し、各軟判定値を交互に出力する。
【００１９】
図４，図５，図６，図７は、Ｉ軸成分について着目した場合の信号点（ａ〜ｄの黒丸）と受信信号点（白丸）を示す図である。なお、Ｑ軸成分についても同様に説明できる。また、Ｑ軸から信号点ａまでの距離をＡ（ｎ）とし、Ｑ軸からしきい値（ここでは、信号点００と０１の境界と信号点１０と１１の境界に相当）までの距離を２×Ａ（ｎ）とし、Ｑ軸から信号点ｄまでの距離を３×Ａ（ｎ）とする。
【００２０】
本実施の形態では、図４に示すとおり、受信信号点（復調シンボル）がしきい値±２×Ａ（ｎ）内にある場合、Ｑ軸から受信信号点までの距離がＭＳＢの信頼度の大きさを表す。すなわち、信頼度を復調シンボルの振幅値とし、復調シンボルが正の数の場合に軟判定値の符号を“＋”とし、復調シンボルが負の数の場合に軟判定値の符号を“−”とする。
【００２１】
また、図５においては、復調シンボルがしきい値±２×Ａ（ｎ）の外側にある場合のＭＳＢの信頼度の大きさを示す。ここでは、信頼度を復調シンボルと内信号点ｂとの距離の２倍とし、復調シンボルが正の数の場合に軟判定値の符号を“＋”とし、復調シンボルが負の数の場合に軟判定値の符号を“−”とする。
【００２２】
また、図６および図７においては、復調シンボルがしきい値±２×Ａ（ｎ）の内側および外側にある場合のＬＳＢの信頼度の大きさを示す。ここでは、信頼度を復調シンボルとしきい値の距離とし、復調シンボルがしきい値の内側（Ｑ軸寄り）にある場合に軟判定値の符号を“＋”とし、復調シンボルがしきい値の外側にある場合に軟判定値の符号を“−”とする。
【００２３】
このように、本実施の形態においては、乗算処理を必要とすることなくビット毎の軟判定値を計算することとした。これにより、ビット毎の軟判定値を計算するための回路規模を低減することができ、ひいては装置全体の回路規模を低減することができる。また、軟判定値の計算に使用する振幅値を復調信号から直接計算することとした。これにより、受信信号のレベルが比較的高速に変化する場合であっても、精度良く軟判定値を推定できる。
【００２４】
実施の形態２．
図８は、実施の形態２の軟判定処理部５の構成例を示す図であり、この軟判定処理部５は、先に説明したＭＳＢ軟判定部１４とＰ／Ｓ１６に代えて、ＭＳＢ軟判定部２１と出力切り替え部２２とを含み、外部から受信変調方式信号を受け取り、１６ＱＡＭとＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）を切り替えて受信する。なお、前述の実施の形態１と同様の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。ここでは、実施の形態１と異なる動作についてのみ説明する。
【００２５】
ここで、本実施の形態の軟判定処理部５の動作について説明する。ＭＳＢ軟判定部２１では、たとえば、１６ＱＡＭ信号の軟判定値を計算する場合、図２に示すＭＳＢ軟判定部１４と同様の処理を行い、ビット毎の軟判定値を出力する。一方、ＭＳＢ軟判定部２１が、ＱＰＳＫ信号の軟判定値を計算する場合は、先に説明した式（２）によって計算されるＭＳＢの軟判定値を、ＱＰＳＫのビット毎の軟判定値とする。
【００２６】
出力切り替え部２２では、１６ＱＡＭ信号の軟判定値を出力する場合、ＬＳＢの軟判定値とＭＳＢの軟判定値の両方を出力する。一方、ＱＰＳＫ信号の軟判定値を出力する場合は、ＭＳＢの軟判定値をＱＰＳＫ信号の軟判定値として出力する。
【００２７】
このように、本実施の形態においては、外部から受信変調方式信号を受け取り、１６ＱＡＭとＱＰＳＫを切り替えて、ビット毎の軟判定値を出力することとした。これにより、比較的小さな回路規模で、複数の変調方式に対応したビット毎の軟判定値を処理可能な受信装置を実現できる。
【００２８】
実施の形態３．
図９は、実施の形態３の軟判定処理部５の構成例を示す図であり、この軟判定処理部５は、先に説明した実施の形態１の構成に加えて、さらに、補正量計算部３１と、正規化処理部３２，３３と、記憶部３４と、補正部３５とを含む。なお、前述の実施の形態１と同様の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。ここでは、実施の形態１と異なる動作についてのみ説明する。
【００２９】
補正量計算部３１では、振幅計算部１２の出力する振幅値を入力し、正規化処理に使用するための補正量Ｓを計算する。たとえば、次式（５）を満たすような補正量Ｓを計算する。
２Ｋ≦  Ａ（ｎ）／２Ｓ＜  ２Ｋ＋１      …（５）
なお、Ｋは補正後の振幅値の大きさを決定する定数であり、Ｓは正規化処理に使用する補正量となる。
【００３０】
正規化処理部３２では、振幅計算部１２の出力する振幅値Ａ（ｎ）を、補正量計算部３１の出力する補正量Ｓによって次式（６）により正規化し、正規化後の振幅値Ｂ（ｎ）をＭＳＢ軟判定部１４およびＬＳＢ軟判定部１５に対して出力する。
Ｂ（ｎ）＝Ａ（ｎ）＞＞Ｓ      …（６）
ここで、＞＞は右ビットシフトを表す。
【００３１】
また、正規化処理部３３では、遅延処理部１３の出力する復調シンボルｘ（ｉ＋１２８×ｎ）を、補正量計算部３１の出力する補正量Ｓによって次式（７）により正規化し、正規化後の復調シンボルｚ（ｉ＋Ｎ×ｎ）をＭＳＢ軟判定部１４およびＬＳＢ軟判定部１５に対して出力する。
ｚ（ｉ＋Ｎ×ｎ）＝ｘ（ｉ＋Ｎ×ｎ）＞＞Ｓ      …（７）
【００３２】
その後、実施の形態１と同様の処理でＰ／Ｓ１６にて軟判定値を出力後、記憶部３４では、Ｐ／Ｓ１６の出力するＭＳＢの軟判定値ｙｍ（ｉ＋Ｎ×ｎ）およびＬＳＢの軟判定値ｙｌ（ｉ＋Ｎ×ｎ）を受け取り、後段の誤り訂正処理部６が処理可能になるまで軟判定値を記憶する。
【００３３】
補正部３５では、誤り訂正処理部６が処理可能になった段階で記憶部３４から軟判定値を読み出し、それらの軟判定値の大きさを次式（８）により補正する。
ｗｍ（ｉ＋Ｎ×ｎ）＝ｙｍ（ｉ＋Ｎ×ｎ）＜＜Ｓ      …（８）
ｗｌ（ｉ＋Ｎ×ｎ）＝ｙｌ（ｉ＋Ｎ×ｎ）＜＜Ｓ      …（９）
なお、＜＜は左ビットシフトを表す。また、ｗｍ（ｉ＋Ｎ×ｎ）は、ＭＳＢの軟判定値ｙｍ（ｉ＋Ｎ×ｎ）の補正後の軟判定値を表し、ｗｌ（ｉ＋Ｎ×ｎ）は、ＬＳＢの軟判定値ｙｌ（ｉ＋Ｎ×ｎ）の補正後の軟判定値を表す。
【００３４】
このように、本実施の形態においては、振幅値に基づいて復調シンボルの正規化処理を行うこととした。これにより、性能が劣化することなく、正規化処理後のビット幅を小さくすることができる。また、正規化処理後のビット幅を小さくすることにより、結果的に軟判定処理部の回路規模を小さく抑えることができる。また、軟判定値のビット幅を小さくすることができるので、記憶部のサイズを小さくすることもできる。結果として、小型で低消費電力の受信装置を実現できる。
【００３５】
なお、実施の形態３の軟判定処理部５については、図９に限らず、たとえば、記憶部３４および補正部３５を削除した構成としてもよい。この場合は、たとえば、後段の誤り訂正処理部６の内部で記憶および補正処理を行う。また、実施の形態３の軟判定処理部５については、図８に示すように、１６ＱＡＭとＱＰＳＫの両方を受信できるような構成としてもよい。
【００３６】
【発明の効果】
以上、説明したとおり、本発明によれば、従来のように乗算処理を必要とすることなく、ビット毎の軟判定値を計算可能な構成とした。これにより、ビット毎の軟判定値を計算するための回路規模を低減することができ、ひいては装置全体の回路規模を低減することができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる受信装置の構成を示す図である。
【図２】実施の形態１の軟判定処理部の構成を示す図である。
【図３】１６ＱＡＭ信号の信号点配置を示す図である。
【図４】Ｉ軸成分について着目した場合の信号点と受信信号点を示す図である。
【図５】Ｉ軸成分について着目した場合の信号点と受信信号点を示す図である。
【図６】Ｉ軸成分について着目した場合の信号点と受信信号点を示す図である。
【図７】Ｉ軸成分について着目した場合の信号点と受信信号点を示す図である。
【図８】実施の形態２の軟判定処理部の構成を示す図である。
【図９】実施の形態３の軟判定処理部の構成を示す図である。
【符号の説明】
１  アンテナ、２  アナログ受信処理部、３  アナログ／ディジタル変換器（Ａ／Ｄ）、４  復調処理部、５  軟判定処理部、６  誤り訂正処理部、１１  パラレル／シリアル変換部（Ｐ／Ｓ）、１２  振幅計算部、１３  遅延処理部、１４  ＭＳＢ軟判定部、１５  ＬＳＢ軟判定部、１６  パラレル／シリアル変換部（Ｐ／Ｓ）、２１  ＭＳＢ軟判定部、２２  出力切り替え部、３１  補正量計算部、３２，３３  正規化処理部、３４  記憶部、３５  補正部。
【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６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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