(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力信号について位相誤差の複数の推定値を計算するステップであり、前記複数の推定値は、コンステレーション点に関するものであるステップと、
前記位相誤差の推定値に対応する条件付確率の複数の重みを計算するステップと、
位相誤差の個々の推定値と個々の重みとを乗算し、複数の重み付けされた推定値を生成するステップと、
前記複数の重み付けされた推定値の第１の合計値を前記複数の重みの第２の合計値で割り、位相誤差の合成の推定値を判定するステップと
を有する方法。
【請求項２】
チューナで送信信号を受信し、前記入力信号を生成するステップを更に有し、
前記入力信号は、同相（“I”）成分と直角位相（“Q”）成分とを有する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
ループフィルタを介して前記位相誤差の合成の推定値をフィルタリングするステップを更に有し、
前記ループフィルタは、比例成分と積分成分とを有する、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
位相回転器と複素指数関数とを介して位相ロックループの閉ループ帯域幅を制御するステップを更に有し、
前記複素指数関数は、前記ループフィルタに結合された発振器からのものである、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記位相誤差の複数の推定値を計算するステップは、コンステレーション点の少なくとも２つの点についてε=QCI-ICQを解くことを有し、
更に、εは位相誤差推定値であり、(I+jQ)は前記入力信号を表し、更に、(CI+jCQ)は前記コンステレーション点の点を表し、CIはコンステレーション点Cの同相成分であり、CQはコンステレーション点Cの直角位相成分である、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記条件付確率の複数の重みを計算するステップは、前記少なくとも２つの点について
【数２０】
0005350491.tif 000021
を解くことを有し、
p(R/C)は所与のコンステレーション点Cについて前記入力信号がRになる条件付確率であり、σは標準偏差である、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記複数の重み付された推定値の前記第１の合計値を前記複数の重みの前記第２の合計値で割るステップは、
【数２１】
0005350491.tif 000022
を解くことを有し、
WA、WB、WC及びWDは、それぞれコンステレーション点A、B、C及びDの条件付確率の計算された重みを表し、εA、εB、εC及びεDは、それぞれコンステレーション点A、B、C及びDに対する位相誤差の計算された推定値を有し、更に、前記コンステレーション点は、四相位相シフトキーイング（QPSK）コンステレーション点である、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
入力信号について位相誤差の推定値を判定する推定器であり、前記推定値は、コンステレーション点に対するものである推定器と、
前記位相誤差の推定値について確率の重みを判定する確率判定器と、
前記位相誤差の推定値と前記確率の重みとに基づいて前記入力信号の位相の合成の誤差を計算する誤差計算機と
を有し、
前記合成の誤差は、分子及び分母の商を有し、更に、前記分子は、前記位相誤差の推定値と前記確率の重みとの積の第１の合計値を有し、更に、前記分母は、前記確率の重みの第２の合計値を有する装置。
【請求項９】
前記推定器は、ε=QCI-ICQを計算することにより、点の推定値を判定するように構成され、εは推定値を有し、Iは前記入力信号の同相成分であり、Qは前記入力信号の直角位相成分であり、(I+jQ)は前記入力信号を表し、CI+jCQは前記コンステレーション点の前記点を表し、CIはコンステレーション点Cの同相成分であり、CQはコンステレーション点Cの直角位相成分である、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記確率判定器は、
【数２２】
0005350491.tif 000023
を計算するように構成され、
pは前記コンステレーション点の点Cの確率の重みを有し、Rは前記入力信号を表し、p(R/C)は所与のコンステレーション点Cについて前記入力信号Rの条件付確率であり、σは標準偏差である、請求項８に記載の装置。
【請求項１１】
前記確率判定器は、参照テーブルを介して指数関数を判定するように構成される、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記誤差計算機は、前記入力信号のデータから信号対雑音比（SNR）を抽出し、前記合成の誤差を計算するために前記SNRを使用するように構成される、請求項１０に記載の装置。
【請求項１３】
前記誤差計算機は、前記コンステレーションの４つの点のみを介して前記合成の誤差を計算するように構成され、
更に、前記４つの点は、32相非対称位相シフトキーイングのコンステレーションの信号入力に最も近い４つの点である、請求項８に記載の装置。
【請求項１４】
前記誤差計算機は、
【数２３】
0005350491.tif 000024
を解くことにより、前記合成の誤差を計算するように構成され、
Iは前記入力信号の同相成分であり、Qは前記入力信号の直角位相成分であり、p(R/C)は所与のコンステレーション点Cについて前記入力信号Rの条件付確率であり、CIはコンステレーション点Cの同相成分であり、CQはコンステレーション点Cの直角位相成分である、請求項８に記載の装置。
【請求項１５】
入力信号の同相（“I”）成分及び直角位相（“Q”）成分を生成するチューナと、
前記入力信号を復調する復調器と、
コンステレーション点を参照して前記入力信号の位相の合成の誤差を検出する位相誤差検出器と
を有し、
前記合成の誤差は、分子及び分母の商を有し、更に、前記分子は、位相誤差の推定値と前記推定値に関連する確率の重みとの積の第１の合計値を有し、更に、前記分母は、前記確率の重みの第２の合計値を有するシステム。
【請求項１６】
中央処理装置と、メモリと、アクセスカードインタフェースとを更に有し、
前記位相誤差検出器は、復調器の構成要素であり、
更に、前記位相誤差検出器は、前記合成の誤差及び位相回転器を介して前記位相誤差を訂正するように構成される、請求項１５に記載のシステム。
【請求項１７】
前記位相誤差検出器は、ε=QCI-ICQを計算することにより、前記合成の推定値を計算するように構成され、εはコンステレーションに対する推定値を有し、(I+jQ)は前記入力信号を表し、CI+jCQは前記コンステレーション点の前記点を表し、CIはコンステレーション点Cの同相成分であり、CQはコンステレーション点Cの直角位相成分である、請求項１５に記載のシステム。
【請求項１８】
前記位相誤差検出器は、
【数２４】
0005350491.tif 000025
を計算することにより、前記合成の誤差を計算するように構成され、
εは前記合成の誤差を有し、pは前記コンステレーションのコンステレーション点Cの確率の重みを表し、Rは前記入力信号を表し、p(R/C)は前記コンステレーション点Cについて前記入力信号Rの条件付確率であり、CIは前記コンステレーション点Cの同相成分であり、CQは前記コンステレーション点Cの直角位相成分である、請求項１５に記載のシステム。
【請求項１９】
中央処理装置と、メモリと、アクセスカードインタフェースとを更に有し、
前記位相誤差検出器は、復調器の構成要素であり、
更に、前記位相誤差検出器は、前記合成の誤差及び位相回転器を介して前記位相誤差を訂正するように構成される、請求項１５に記載のシステム。
【請求項２０】
前記チューナは、マイクロ波信号から同相成分と直角位相成分とを生成するように構成され、
更に、前記システムは、移動装置を有する、請求項１５に記載のシステム。
【請求項２１】
前記コンステレーション点は、8相位相シフトキーイング（8PSK）コンステレーション、直交振幅変調（QAM）コンステレーション及び32-QPSKコンステレーションのうち少なくとも１つのちょうど４つの点を有する、請求項１５に記載のシステム。
【請求項２２】
機械により実行されたときに、前記機械に対して、
入力信号について位相誤差の複数の推定値を計算する手順であり、前記複数の推定値は、コンステレーション点に関するものである手順と、
前記位相誤差の推定値に対応する条件付確率の複数の重みを計算する手順と、
位相誤差の個々の推定値と個々の重みとを乗算し、複数の重み付けされた推定値を生成する手順と、
前記複数の重み付けされた推定値を前記複数の重みの合計値で割り、位相誤差の合成の推定値を判定する手順と
を有する動作を実行させる命令を含む機械アクセス可能媒体。
【請求項２３】
前記位相誤差の複数の推定値を計算する手順は、コンステレーション点の点毎にε=QCI-ICQを解くことを有し、
更に、εはコンステレーション点に対する推定値を有し、Iは前記入力信号の同相成分であり、Qは前記入力信号の直角位相成分であり、(I+jQ)は前記入力信号を表し、CI+jCQは前記コンステレーション点の前記点を表し、CIはコンステレーション点Cの同相成分であり、CQはコンステレーション点Cの直角位相成分である、請求項２２に記載の機械アクセス可能媒体。
【請求項２４】
前記複数の重みを計算する手順は、
【数２５】
0005350491.tif 000026
を解くことを有し
pは前記コンステレーションの点Cの確率の重みを表し、Rは前記入力信号を表し、p(R/C)は所与のコンステレーション点Cについて前記入力信号Rの条件付確率であり、σは標準偏差である、請求項２２に記載の機械アクセス可能媒体。
【請求項２５】
前記コンステレーション点は、少なくとも４つの位相の位相シフトキーイング（PSK）コンステレーション点である、請求項２２に記載の機械アクセス可能媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
ここでの実施例は、通信分野にある。特に、実施例は、条件付確率を介して通信受信装置の位相誤差を検出する方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
典型的な無線周波数（RF：radio  frequency）通信システムでは、データは、送信装置で処理され、変調され、フィルタリングされ、増幅され、１つ以上の受信装置に送信され得る。典型的には、送信信号は、受信装置に到達する前に、パスロス、マルチパス干渉及び他の種類の信号劣化を受ける。受信装置は、変調信号を受信し、様々な種類の調整（条件付け）（conditioning）を実行し、調整された信号を復調し、送信データを回復する。典型的には、信号の調整は、低雑音増幅、フィルタリング、自動利得制御、周波数ダウンコンバート、サンプリング、量子化等を含む。
【０００３】
現在の通信システムは、データを伝送するために様々な異なる変調技術を使用する。例えば、位相シフトキーイング（PSK：phase  shift  keying）は、多値のデジタル信号でキャリア（搬送波）を変調するために使用される１つの一般的な技術であり、これにより、デジタル値はキャリア信号の所定の位相により表される。四相位相シフトキーイング（QPSK：quaternary  phase  shift  keying）のようなM値位相シフトキーイング（M-ary  phase  shift  keying）構成は、デジタル値又はダイビット（dibit）の対を有するシンボルを表すために、位相平面表現において位相π/4、3π/4、5π/4及び7π/4を使用し得る。一般的に、PSK信号を受信する復調器は、送信信号と同じ周波数及び位相で動作する発振器を含む。受信機においてPSK信号のシンボル位相間を適切に区別するために、復調器のキャリア発信源の位相は受信信号の位相に設定される。
【０００４】
信号が移動無線又は衛星システムのような無線チャンネルで送信される場合、伝送媒体の干渉は、しばしば、信号を位相及び振幅で厳しい変化にさらす。パスロス、マルチパス干渉及び他の種類の干渉のため、典型的には、受信信号レベルは、広範囲の値に渡って変化する。例えば、或るシステムでは、受信信号レベルは、90dBを超えて変化することがある。従って、通信受信装置は、受信信号キャリアと復調器の発振器との間の同期を維持するために、自動的な周波数及び位相の制御を必要とする。受信信号の位相は、位相誤差検出回路等の使用により、受信回路の適切な設計により容認可能なレベルに維持される。一般的に、現在の利用可能な位相誤差検出器は、２つのカテゴリに分類される。すなわち、判定指向型位相検出器（decision-directed  phase  detector）及び非判定支援型位相検出器（non-decision-aided  phase  detector）である。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】通信システムが複数の通信受信装置で位相誤差を検出するために条件付確率を使用し得る様子を示す図
【図２】条件付確率を使用して誤り訂正を実行し得る受信機の実施例を示す図
【図３Ａ】復調器のアーキテクチャを示す図
【図３Ｂ】複数の実施例により使用され得る二次位相ロックループの動作を示す図
【図４】位相誤差検出器の複数の実施例が条件付確率を介して位相誤差を計算することを実施し得る方法を示す図
【図５】PEDの動作を示すグラフ
【図６】３つの位相誤差検出器の結果を示す図
【図７】条件付確率を介して位相誤差を検出し得る装置を示す図
【発明を実施するための形態】
【０００６】
実施例の態様は、以下の詳細な説明を読むことにより、また、添付図面を参照することにより明らかになる。添付図面において、同様の参照符号は同様の要素を示す。
【０００７】
以下に、添付図面に示す実施例の詳細な説明を示す。明細書は、実施例を明確に伝えるために詳細に記載されている。しかし、提供される詳細の量は、実施例の予想される変更を限定することを意図するものではない。それとは別に、この意図は、特許請求の範囲により規定される実施例の要旨及び範囲に従う全ての変更、均等及び代替をカバーすることである。
【０００８】
一般的に言えば、位相誤差を計算するために条件付確率を使用する装置、システム、方法、有形媒体に格納されたコンピュータプログラムプロダクトが検討される。受信信号について、実施例は、受信信号の変調技術に応じて、コンステレーション（constellation）の各点に対する複数の位相誤差推定値（コンステレーションの点の数及び位置）を生じてもよい。位相誤差推定値を計算することに加えて、実施例はまた、各推定値に関連する重み又は確率を計算してもよい。実施例は、合成の位相誤差推定値（composite  phase  error  estimate）を計算するために、推定値及び重みを使用してもよい。合成の位相誤差推定値は、受信信号を訂正し、位相誤差の影響を低減するために使用されてもよい。
【０００９】
方法の実施例は、概して、入力信号について複数の推定値を計算することを有し、複数の推定値は、コンステレーション点（constellation  of  points）に関するものである。実施例は、条件付確率の複数の重みを計算し、個々の推定値と個々の重みとを乗算し、複数の重み付けされた推定値を生成してもよい。実施例は、重みの合計値で複数の重みの合計値を割ることにより、位相誤差の合成の推定値を更に判定してもよい。
【００１０】
装置の実施例は、推定器と、確率判定器と、誤差計算機とを有してもよい。推定器は、入力信号について位相誤差の推定値を判定してもよい。推定値は、コンステレーション点により示される。確率判定器は、位相誤差の推定値について確率の重みを判定してもよい。誤差計算機は、位相誤差の推定値と確率の重みとに基づいて、入力信号について位相の合成の誤差を計算してもよい。
【００１１】
システムの実施例は、チューナと、復調器と、位相誤差検出器とを有してもよい。チューナは、入力信号について同相成分と直角位相成分とを生成してもよい。復調器は、入力信号を復調するように構成される。位相誤差検出器は、コンステレーション点を参照して入力信号の位相の合成の誤差を検出してもよい。合成の誤差は、分子及び分母の商（quotient）を有し、分子は、位相誤差の推定値と推定値に関連する確率の重みとの積の第１の合計値を有してもよい。分母は、確率の重みの第２の合計値を有してもよい。
【００１２】
複数の実施例は、命令を含む機械アクセス可能媒体を有してもよく、命令は、機械により実行されたときに、機械に対して位相誤差を計算する動作を実行させる。命令は、入力信号について位相誤差の複数の推定値を計算するためのものでもよく、複数の推定値は、コンステレーション点に関するものである。更に、命令は、位相誤差の推定値に対応する条件付確率の複数の重みを計算し、位相誤差の個々の推定値と個々の重みとを乗算し、複数の重み付けされた推定値を生成するためのものでもよい。更に、命令は、複数の重みの合計値で複数の重み付けされた推定値を割り、位相誤差の合成の推定値を判定するためのものでもよい。
【００１３】
ここに記載するいくつかの実施例は、QPSKに関連する位相誤差を検出及び／又は訂正することについて説明する。他の実施例は、8相PSK（8PSK）に関連する位相誤差を検出及び／又は訂正することについて説明する。ここに記載の実施例が特にQPSK及び8PSKを示しているとしても、代替実施例が他の種類の変調技術に関連する位相誤差を検出及び／又は訂正し得ることを、当業者は認識する。例えば、別の変調技術の数個を挙げると、代替実施例は、二相PSK（BPSK：binary  PSK）、16PSK、差動PSK（differential  PSK）、差動オフセットPSK（differential  offset  PSK）、オフセットQPSK（offset  QPSK）、連続位相変調（CPM：continuous  phase  modulation）、最小シフトキーイング（MSK：minimum-shift  key）及びガウス最小シフトキーイング（GMSK：Gaussian  minimum-shift  keying）に関連する位相誤差を検出／訂正してもよい。更なる実施例は、周波数変調と位相変調とを組み合わせた技術のように、異なる変調方式を組み合わせた変調技術を使用してもよい。
【００１４】
図面を参照すると、図１は、テレビ放送システム100のような通信システムが複数の通信受信装置又は受信機において位相誤差を検出するために条件付確率を使用し得る様子を示している。テレビ放送システム100は、衛星を介して、オーディオ、ビデオ及びデータ信号を送信及び受信してもよい。図１の実施例は、衛星に基づくテレビ放送システム100に関して記載されるが、記載の技術は、地上波無線システムのように信号送信を受信する他のシステム及び装置にも適用可能である。更に、多くの実施例は主にテレビコンテンツ（すなわち、オーディオ及びビデオコンテンツ）に関して記載されるが、代替実施例は、ビデオコンテンツ、オーディオコンテンツ、オーディオ及びビデオに関するコンテンツ（例えば、テレビ視聴者チャンネル）又はデータコンテンツ（例えば、コンピュータデータ）を含み、広範囲の番組コンテンツ素材と共に使用されてもよい。
【００１５】
テレビ放送システム100は、送信局115と、上りリンクパラボラアンテナ125と、１つ以上の衛星（135、140及び145）と、１つ以上の通信受信機（180、185、190及び195）とを含んでもよい。送信局115は、アナログテレビ信号、デジタルテレビ信号、ビデオテープ信号、元の番組信号、並びにハイパーテキストマークアップ言語（HTML：hypertext  markup  language）コンテンツ又はバイナリデータを含むコンピュータにより生成された信号のような、様々な信号を受信する複数の入力を有してもよい。例えば、入力105は、ハードディスク又は他のデジタル記憶媒体を有するデジタルビデオサーバから信号を受信してもよい。
【００１６】
送信局115はまた、新聞、テレビガイド及び画面上の電子番組ガイドに含まれるテレビ予定表（テレビ欄）にある情報のように、様々なテレビチャンネルのタイミング及びコンテンツについての電子予定表情報を提供する複数のタイミング入力110を含んでもよい。例えば、送信局115は、タイミング入力110からのデータを番組ガイドデータに変換してもよい。送信局115を介して送信する際に、番組ガイドデータは、１つ以上の受信機180、185、190及び195に結合されたテレビ又はモニタに表示されてもよい。
【００１７】
送信局115は、入力105及びタイミング入力110を介して受信した様々な入力信号を受信及び処理し、受信信号を標準的な形式に変換し、標準的な信号を出力データストリーム120のような１つ以上の出力データストリームに結合し、絶えず出力データストリームを上りリンクパラボラアンテナ125に送信してもよい。例えば、送信局115は、データストリーム120を生成してもよく、データストリーム120は、MPEG-2（moving  picture  experts  group）符号化を使用して圧縮されたデジタルデータストリームを有してもよい。送信局115の他の出力データストリームは、MPEG-4又は他の方式のような他の圧縮方式を使用してもよい。更に、出力データストリームは、非圧縮方式及び／又は符号化方式を使用してもよい。
【００１８】
出力データストリーム120を生成する際に、送信局115は、様々な異なる変調技術のうち１つ以上を使用してもよい。例えば、一実施例では、送信局115は、直交振幅変調（QAM：quadrature  amplitude  modulation）を使用してデータストリーム120を生成してもよい。他の実施例では、送信局115は、8PSKを使用してデータストリーム120を生成してもよい。換言すると、異なる実施例は、デジタル及び／又はアナログデータを送信するために、１つ以上の異なる変調技術を使用してもよい。
【００１９】
出力データストリーム120のデジタルデータは、複数のパケットに分割され、パケットは様々な種類のデータを有してもよい。例えば、パケットは、特定のテレビチャンネルに対応するパケットを識別するために通信受信装置により使用される情報を含んでもよい。出力データストリームのパケット又は他の送信ビットはまた、送信データが通信受信装置で正確に復号化又は処理されることを確保するために、誤り訂正データを含んでもよい。或る実施例のパケットデータはまた、位相誤差を訂正するのを支援するデータを含んでもよい。このような実施例は、条件付確率を介した位相誤差の検出及び／又は訂正を補足又は補完するために、位相誤差パケットデータを使用してもよい。
【００２０】
出力データストリーム120は、１つ以上の周波数及び偏波変調（polarization  modulation）技術を使用して送信局115により変調された多重化信号を有してもよい。出力データストリーム120は、16の周波数帯域のような複数の周波数帯域を含んでもよく、各周波数帯域は左偏波（left-polarized）又は右偏波（right-polarized）でもよい。或いは、代替実施例では、垂直及び水平偏波が使用されてもよい。
【００２１】
上りリンクパラボラアンテナ125は、絶えず送信局115から出力データストリーム120を受信し、受信信号を増幅し、信号130を少なくとも１つの衛星135、140及び145に送信してもよい。単一の上りリンクパラボラアンテナ125及び３つの衛星（135、140及び145）が図１に示されているが、代替実施例では、更なる帯域幅を提供して受信機180、185、190及び195への信号の連続配信を確保するのを支援するため、複数の上りリンクパラボラアンテナ125及びより多くの数の衛星が使用されてもよい。
【００２２】
衛星135、140及び145は、地球の周囲の静止軌道を回転してもよい。いくつかの衛星135、140及び145は、変更せずに受信信号130を反射することにより、受動的に動作してもよく、いくつかの衛星135、140及び145は、能動的に動作してもよい。例えば、衛星145は、上りリンクパラボラアンテナ125により送信された信号130を受信し、受信信号130を増幅し、受信信号130を異なる周波数帯域に周波数シフトし、増幅されて周波数シフトされた信号165を地上の地理的領域（受信機180、185及び190の１つ等）に返信する複数のトランスポンダを含んでもよい。能動的に動作する各衛星135、140及び145は、信号130に関連する位相誤差を検出及び訂正するために、条件付確率を使用してもよい。
【００２３】
通信受信機180、185及び190は、衛星135、140及び145により送信された信号150、160及び165を受信して処理してもよい。信号150、160及び165を受信して処理する過程で、受信機180、185及び190は、条件付確率を使用して位相検出及び位相誤差訂正をそれぞれ使用してもよい。
【００２４】
衛星140は、32の異なる周波数で信号160を放送してもよい。32の異なる周波数は、オーディオ、ビデオ若しくはデータ信号又はいずれかの組み合わせでもよい番組の放送のために、様々なユーザに使用許諾されている。或る実施例では、信号150は、周波数のKu帯域（すなわち、11〜18ギガヘルツ（GHz））に存在してもよい。代替実施例では、信号150は、周波数のKa帯域（すなわち、18〜40GHz）に存在してもよい。更なる実施例は、例えば、C帯域、X帯域、K帯域又はL帯域のような１つ以上の他の周波数帯域を使用してもよい。受信機180、185、190及び195は、異なる帯域の異なる周波数について開示された位相誤差検出及び／又は訂正技術を使用してもよい。
【００２５】
図１は、受信機180が送信信号150を受信し、信号155を衛星140に返信し得る様子を示している。例えば、受信機180は、１つの大陸から他の大陸に信号130を伝搬するために使用される地上中継局の受信機を有してもよい。上りリンクパラボラアンテナ125は、１つの国に存在し、信号130を衛星135に送信してもよい。衛星135は、受動的に動作し、単に信号150を受信機180に返信してもよい。受信機180は、条件付確率を使用して位相誤差訂正を実行し、訂正された信号155を衛星140に再返送してもよい。衛星140は、信号155を受信し、信号160を介して受信信号を受信機185に再返送してもよい。受信機185は他の国に存在してもよい。信号160を受信すると、受信機185はまた、条件付確率を使用して信号160の位相誤差を検出及び訂正してもよい。
【００２６】
また、図１に示すように、受信機190は、衛星145から信号165を受信し、信号を受信機195に再送信してもよい。例えば、受信機190は、特定の地理的位置のテレビ局の受信機を有してもよい。テレビ局は、アンテナ170を介してその位置の居住者にフィード又は信号165を放送してもよい。例えば、居住者は、信号175を受信する受信機195を有するセットトップボックスを有してもよい。受信機195は、条件付確率を使用して信号175の位相誤差を訂正し、受信機195に結合されたテレビのために、訂正された信号からビデオ及びオーディオを再構成してもよい。或る実施例では、送信信号175は、UHF又はVHF周波数を有してもよい。代替実施例では、信号175は、300メガヘルツ（MHz）と300GHzとの間のどこかの範囲のマイクロ波周波数の帯域のように、他の帯域の周波数を有してもよい。
【００２７】
図２は、条件付確率を使用して誤り訂正を実行し得る通信受信装置（受信機200）の実施例を示している。例えば、受信機200は、DirecTV(R)、Dish  Network(R)又はNational  Programming  Service,  Inc.のような衛星番組プロバイダから番組コンテンツを受信してスクランブル解除するために使用される受信機185のような顧客の衛星受信システムを有してもよい。
【００２８】
受信機200は、デジタルビデオ放送（DVB：digital  video  broadcasting）信号のようなオーディオ、ビデオ及びデータ信号を受信して復号してもよい。例えば、受信機200は、ホームユニット又は集合住宅ユニット（multi-dwelling  unit）におけるセットトップボックス（IRD（Integrated  Receiver  Decoder）としても知られる）を有してもよい。受信機200はまた、後で再生するために記録装置218を介して信号を記録し得るパーソナルビデオレコーダ（PVR：Personal  Video  Recorder）でもよい。
【００２９】
受信機200は、第１の低雑音ブロックダウンコンバータ（LNB：low  noise  block  down-converter）202と第２のLNB204との間を選択するスイッチ206を使用してもよい。LNB202は、１つの衛星から信号を受信してもよく、LNB204は、第２の衛星から信号を受信する。受信機200はまた、別コンテンツ発信源214、テレビ216、リモコン240及びアクセスカード242に結合されてもよい。例えば、デジタル衛星信号を受信することに加えて、受信機200はまた、テレビコンテンツの他の発信源について条件付確率を介して位相誤差訂正を実行してもよい。特定の例として、別コンテンツ発信源214は、放送地上波UHF信号のようなテレビ216の更なるテレビコンテンツを提供してもよい。図２に示すように、別コンテンツ発信源214は、チューナ208に伝送されてもよい。１つのみの別コンテンツ発信源214が示されているが、代替実施例では、複数の発信源が使用されてもよい。
【００３０】
受信機200は、チューナ208及び復調器／位相誤差検出器（PED：phase  error  detector）210と、デジタル・アナログ（D/A）変換器212と、中央処理装置（CPU）220と、クロック222と、メモリ224と、論理回路226と、インタフェース228と、赤外線（IR）受信機230と、アクセスカードインタフェース232とを含んでもよい。受信機200は、衛星により送信された信号を受信し、信号を増幅し、信号をチューナ208に渡してもよい。換言すると、受信機200は、スイッチ206とチューナ208との間にフィルタ及び増幅回路を含んでもよい。
【００３１】
チューナ208及び復調器／PED210は、CPU220の制御で動作してもよい。換言すると、図２に示す受信機200の実施例では、CPU220は、位相誤差検出及び位相誤差訂正の動作を制御してもよい。しかし、多くの代替実施例では、位相誤差検出及び位相誤差訂正は、何らかの中央処理装置とは独立して、一例として特定用途向け集積回路（ASIC：application  specific  integrated  circuit）のような専用回路及び／又はチップ等により実行又は処理されてもよい。
【００３２】
図２の実施例では、CPU220は、メモリ224に格納されたオペレーティングシステムの制御で動作する。CPU220により実行される機能は、メモリ224に格納された１つ以上の制御プログラム又はアプリケーションにより制御されてもよい。オペレーティングシステム及びアプリケーションは、CPU220により読み取られて実行されたときに、典型的にはメモリ224に格納されたデータにアクセスして操作することにより、受信機200に対して、条件付確率を介して位相誤差訂正を実施及び／又は使用するために必要な機能及びステップを実行させる命令を有する。このようなアプリケーションを実装する命令は、メモリ224又はアクセスカード242のようなコンピュータ可読媒体に明確に具現される。
【００３３】
CPU220はまた、インタフェース228、LNB202又はLNB204を通じて他の装置と通信し、メモリ224に格納されたコマンド又は命令を受け付けてもよい。これにより、本発明によるコンピュータプログラムプロダクト又は製造物を形成する。例えば、32PSK信号の位相誤差訂正を速める特定の計算方法を変更すること等により、受信機が位相誤差訂正を実施する方法を変更又は変化させるアップグレードされた命令が受信機200にダウンロードされてもよい。従って、ここで使用される“製造物（article  of  manufacture）”、“プログラム記憶装置”及び“コンピュータプログラムプロダクト”は、コンピュータ可読装置又は媒体からCPU220によりアクセス可能なアプリケーションを含んでもよい。
【００３４】
クロック222は、現在のローカル時間をCPU220に提供してもよい。インタフェース228は、受信機200の場所の電話ジャック250に結合されてもよい。例えば、インタフェース228は、受信機200が電話ジャック250を介して図１に示す送信局115と通信することを可能にしてもよい。インタフェース228はまた、データをインターネットのようなネットワークに伝送するため及びデータをネットワークから伝送するために使用されてもよい。少なくとも１つの実施例では、受信機200の製造者は、インタフェース228を介して伝送されたプログラミングデータで復調器／PED210をアップグレードしてもよい。例えば、代替実施例では、電話ジャック250は、インターネットに結合されたEthernet（登録商標）ジャックを有してもよい。
【００３５】
受信機200及びチューナ208に送信される信号は、複数の変調RF信号を有してもよい。受信機200は、チューナ208を介して特定のRF信号をベースバンドに変換してもよい。チューナ208は、RF信号の同相及び直角位相（“I”及び“Q”）成分を生成してもよい。例えば、送信データシンボルは、所与の周波数での直角位相搬送波を表す“I”及び“Q”直角成分により表されてもよい。各シンボルは複数のビットを有してもよく、ビット／シンボルの数は変調の種類（例えば、16-QAM、32-QPSK等）を規定してもよい。
【００３６】
各シンボルは、読み取り専用メモリのテーブルのような参照テーブルを使用して、４つの四半分（quadrant）グリッドのようなコンステレーションにおける所定の座標にマッピングされてもよい。変調技術に応じて、所定の数のシンボルは、それぞれの四半分の割り当てられた領域を占有してもよい。例えば、32-QAMシステムでは、コンステレーションのそれぞれの四半分は、直角のI及びQ軸に関して所定の座標に８個のシンボルを含む。特定のシンボルのビットは、シンボルが位置するコンステレーションの四半分を示してもよく、他のビットは、シンボルに割り当てられた四半分の特定の座標を示してもよい。
【００３７】
受信機200は、２つの信号成分（I及びQ）を復調器／PED210に渡してもよい。復調器／PED210のASICは、位相誤差を訂正するために条件付確率を使用して、I及びQ信号成分を復調する。QPSK又は8PSK信号の受信シンボルは、それぞれ２つ又は３つのデータビットを伝達する。位相誤差を訂正する際に、受信機200は、復調及び位相訂正されたものからシンボルを生じ、シンボルをデータビットに変換し、データビットをペイロードデータバイトに組み立て、最終的にデータパケットに組み立ててもよい。例えば、データパケットは、130個のデータバイト又は188バイト（187個のデータバイト及び1個の同期バイト）を伝達してもよい。受信機200は、絶えずデータバイトを組み立て、ユーザのためにオーディオ及びビデオ出力を生成してもよい。
【００３８】
ユーザがリモコン240を使用してチャンネルを選択すると、IR受信機230は、選択を論理回路226に中継してもよい。論理回路226は、選択をメモリ224に渡してもよい。メモリ224において、選択がCPU220によりアクセスされてもよい。CPU220は、復調器／PED210のオーディオ／ビデオについてMPEG2／MPEG4復号を実行し、選択されたチャンネルについてD/A変換器212へのオーディオ及びビデオ信号を生成してもよい。D/A変換器212は、デジタル信号をアナログ信号に変換し、アナログ信号をテレビ216に渡してもよい。或る代替実施例では、テレビ216は、デジタルテレビを有してもよい。この場合、受信機200においてデジタル・アナログ変換は必要ない。換言すると、受信機200の別の形式は、D/A変換器212を含まなくてもよい。
【００３９】
受信機又は他の装置が条件付確率を使用して位相誤差訂正を実行し得る様子を詳細に説明するために、図３Ａを参照する。図３Ａは、復調器300のアーキテクチャを示している。復調器300は、或る実施例ではQPSK変調信号を復調してもよく、他の実施例では8PSK変調信号を復調してもよい。更に、更なる実施例では、復調器300は、APSK又はQAMのような他の技術を介して変調された信号を復調してもよい。
【００４０】
アナログ・デジタル（A/D）変換器305は、チューナ（例えば、チューナ208）からベースバンド信号I及びQを受信してもよい。A/D変換器305は、ベースバンド信号成分I及びQをデジタル信号に変換し、変換されたベースバンド信号をフロントエンド310に伝送してもよい。フロントエンド310は、自動利得制御及びフィルタリング回路を有してもよい。クロック回復315は、変調技術に基づくゼロ交差の検出に応じて、フロントエンド310の出力からサンプリングクロック信号を再生する回路を有してもよい。等化器320は、トランスバーサル等化器（transversal  equalizer）を有してもよく、I及びQ信号成分の振幅等化を実行する回路を有してもよい。
【００４１】
キャリア回復325は、等化器320からの等化されたI及びQ信号成分に応答する位相回転器と、位相コントローラと、スライサと、位相コントローラにより使用される誤差信号を生じる誤差検出器とを有してもよい。例えば、位相回転器、スライサ、誤差検出器及び位相コントローラは、動的に変化するコンステレーションオフセットを除去するデジタル位相ロックループの要素を有してもよい。前方誤り訂正（FEC：forward  error  correcting）モジュール330は、雑音により取り込まれた誤りの場合に、受信機のための元のデータを回復するために、冗長の送信データを使用してもよい。
【００４２】
複数の実施例は、キャリア回復325におけるハード判定のため、条件付確率を介して位相誤差検出を実施してもよい。更に、復調器の多くの実施例は、キャリア信号を回復するために、フィードフォワード及びフィードバック技術の組み合わせを使用してもよい。図３Ｂを参照して、フィードバックループについて位相誤差検出器の詳細な実施例を説明する。
【００４３】
図３Ｂは、複数の実施例により使用され得る二次位相ロックループ（PLL：phase  locked  loop）350の動作を示している。例えば、PLL350の要素は、図３Ａのキャリア回復325の要素でもよい。位相回転器360の出力は、位相誤差検出器（PED）365に提供されてもよい。PED365は、比例成分（proportional  component）と積分成分（integral  component）とを含むループフィルタ380に出力を提供してもよい。ループフィルタ380の出力は、位相回転器360の複素指数関数を生成する数値制御発振器（NCO：numerically  controlled  oscillator）375に渡されてもよい。ループフィルタの積分及び比例パスの係数は、位相ロックループの閉ループ帯域幅を制御するために使用されてもよい。図３Ｂの発振器はデジタルシステムの実施例で使用され得るNCOであるが、混合のアナログ／デジタルシステムである実施例のように、他の実施例は、電圧制御発振器を有してもよい点に気付くかもしれない。
【００４４】
PLL350は、LNB及びチューナの低周波数位相雑音成分を把握して除去するために使用されてもよい。多くの実施例では、信号対雑音比（SNR：signal-to-noise  ratio）は比較的低くてもよい。例えば、SNRは、DVB-S2の1/2のQPSKレートでは1.0dBでもよい。SNRが低くてもよいため、多くの実施例は、ループ帯域幅を小さく保持してもよい。ループ帯域幅を最適化することに加えて、多くの実施例は、PED365のような位相誤差検出要素の性能を改善することにより、性能を改善してもよい。
【００４５】
PED365が低い働きをする場合、出力パケットの誤り率は悪くなる可能性があり、その結果、容認できないサイクルスリップ確率（cycle  slip  probability）になり得る。従って、良い復調器の性能は、キャリア回復フープの位相誤差検出器の性能に依存してもよい。うまく動作する位相誤差検出器は、高い利得及び低い分散（変動）により特徴付けられてもよい。従って、PEDの品質は、PED出力での分散に対する利得の二乗の比を含む一種のSNRにより特徴付けられてもよい。
【００４６】
デジタルキャリア回復システムは、以下の式を使用する判定指向型位相誤差検出器（decision-directed  phase  error  detector）を有してもよい。
【００４７】
【数１】
0005350491.tif 000002
図３Ｂに示すように、(I+jQ)は、PED365の入力を有してもよい。CI+jCQは、受信信号(I+jQ)に最も近い判定又はコンステレーション点を有してもよい。
【００４８】
SNRが非常に低い場合、多くの判定は不正確でもよい。その結果、式(1)により提供される位相誤差推定値は、非常に雑音が多くなってもよい。従って、位相誤差に関連する雑音を低減するために、PED365は、位相誤差を推定又は計算するために他の技術を使用してもよい。
【００４９】
低いSNRでは、非判定支援型位相誤差検出器（non-decision-aided  phase  error  detector）がより良く動作してもよい。例えば、QPSKの非判定支援型位相誤差検出器のような非判定支援型位相誤差検出器は、以下の式を使用してもよい。
【００５０】
【数２】
0005350491.tif 000003
シミュレーションは、非常に低いSNRで式(2)が式(1)より良く動作し得ることを示し得る。
【００５１】
PED365の実施例は、式(1)に基づいてもよい。しかし、実施例は、式(1)のように、位相誤差を最も近いコンステレーション点の関数のみにしなくてもよい。前述のように、SNRが低い場合、最も近いコンステレーション点は、しばしば不正確な判定になり得る。PED365が不正確な判定の点で位相誤差を計算することになった場合、計算された位相誤差は不正確になる。低いSNRの場合のように、PED365が多くの不正確な判定の点を使用して位相誤差を繰り返し計算することになった場合、PED365は悪い結果を生成し得る。別の言い方をすれば、PED365が多くの不正確な推定値を有する場合、結果の分散は非常に高くなり得る。
【００５２】
最も近いコンステレーション点のみの関数として位相誤差を計算する代わりに、PED365の実施例は、最も近い点だけではなく、コンステレーションの全ての点を参照して位相誤差を計算してもよい。換言すると、PED365は、CI+jCQを全てのコンステレーション点に設定して、式(1)を実施してもよい。従って、N個のコンステレーション点が存在する場合（QPSKではN=4又は8PSKではN=8等）、N個の位相誤差推定値が存在する。PED365は、全てのN個の推定値の重み付けされた合計値として、合成の位相誤差推定値を計算してもよい。重みは、条件付確率でもよい。例えば、コンステレーションの点Aの重みは、受信信号がRであるという条件で、送信された点がAである確率（すなわち、P(A/R)）である。比較のため、一種の最尤推定値（MLE：maximum  likelihood  estimation）計算として条件付確率を考えてもよい。
【００５３】
全てのコンステレーション点について位相誤差を計算することは、計算上複雑であると考えられるかもしれない。しかし、式(1)は、実施するのが比較的簡単な式であり、それぞれQPSK及び8PSKについてシンボル期間毎にこれらのうち4又は8個を実施することは、現在の技術ではかなりのタスクにはならない可能性がある。例えば、条件付確率は、比較的小さい参照テーブルから読み出されてもよい。しかし、16APSK及び32APSKコンステレーションを有するDVB-S2のように、QAM又はAPSKコンステレーションが比較的大きくなり得る実施例では、受信信号の近くのコンステレーション点のみを使用して条件付確率を計算してもよい。特定の距離内のコンステレーション点を使用して条件付確率を計算することは、高次のコンステレーションがより高いSNRを必要とするという事実により正当化され得る。より高いSNRでは、条件付確率は、受信点からの距離と共にかなり急速に減衰してもよい。
【００５４】
一般的な形式では、PED365は、式(3)により与えられる形式で条件付確率を計算してもよい。
【００５５】
【数３】
0005350491.tif 000004
以下の定義は、式(3)に当てはまってもよい。
【００５６】
a)Sは、変調技術により使用される全てのコンステレーション点の集合を有してもよい。しかし、前述のように、高次の変調では、計算の複雑性を低減するために、Sが受信信号の点の近くの点の部分集合になるように制限してもよい。
【００５７】
b)R=I+jQは、PED365への入力を表してもよい。
【００５８】
c)C=CI+jCQは、コンステレーション点を表してもよい。Cは、受信信号に最も近いコンステレーション点のみを表さなくてもよい。実際に、式(3)の加算は、集合Sのコンステレーション点で実行されてもよい。
【００５９】
d)p(C/R)は、受信信号がRであるという前提で、送信されたコンステレーション点がCである条件付確率を表してもよい。
【００６０】
項(QCI-ICQ)が式(1)及び(3)に存在することに気付くかもしれない。しかし、式(1)及び(3)の項に相違が存在する。式(1)では、項は、ユークリッド距離の点で、受信信号に最も近いコンステレーション点を参照して計算される。式(3)では、全てのコンステレーション点が考慮されてもよい。対応する位相誤差は、対応する条件付確率により重み付けられる。
【００６１】
以下の式に留意すべきである。
【００６２】
【数４】
0005350491.tif 000005
従って、全ての重みの合計は１に等しい。全ての重みの合計が１に等しいことは、式(3)を実証する。
【００６３】
一般的に、条件付確率p(C/R)を計算することは困難になり得る。計算を簡単にするために、式(3)を、位相誤差検出器の実施例が使用し得る形式に変換してもよい。変換を実現するために、ベイズの式から始めてもよい。
【００６４】
【数５】
0005350491.tif 000006
式(5)を式(3)に代入することで、以下の式を有してもよい。
【００６５】
【数６】
0005350491.tif 000007
実際のコンステレーション点である可能性の点で全てのコンステレーション点が等しいことを仮定すると、送信機がいずれか特定のコンステレーション点を有利に扱う理由は存在しなくてもよい。従って、P(C)=M-1でもよく、Mはコンステレーション点の数を表す。例えば、或る実施例では、MはQPSKでは4に等しく、他の実施例では、Mは8PSKでは8に等しい。
【００６６】
P(C)=M-1を考慮して、結局、式(6)は以下の式になる。
【００６７】
【数７】
0005350491.tif 000008
式(4)は以下の式に書き換えられてもよい。
【００６８】
【数８】
0005350491.tif 000009
式(8)から、以下のことが分かり得る。
【００６９】
【数９】
0005350491.tif 000010
式(9)を式(8)に代入することで、以下の式を有してもよい。
【００７０】
【数１０】
0005350491.tif 000011
PED365の複数の実施例は、位相誤差の条件付確率を計算するために、式(10)を実施してもよい。付加雑音が標準偏差σのゼロ平均ガウス確率密度関数を有することを仮定すると、以下の式になる。
【００７１】
【数１１】
0005350491.tif 000012
式(10)の分子は、全ての位相誤差推定値の重み付された合計値を表してもよい。式(10)の分母は、重みの合計値を表してもよい。式(10)の関数は、出力を正規化する役目をしてもよい。重み付けされた加算では、様々な量の割合を効果的に取得してもよい。重み付けされた加算を論理的にするために、割合は合計して１になる必要がある。分母により、割合が合計して１になることが可能になってもよい。
【００７２】
PED365について式(10)を実施することは、複数の正当化理由を有してもよい。SNRが非常に低い場合、式(1)のように、位相誤差をハード判定に基づかせることは不正確になる可能性がある。この理由は、ハード判定のかなりの割合が不正確である可能性があるからである。位相誤差計算を信号点のハード判定に基づかせることを回避するために、受信信号が数学的に正確な条件付確率を備えたいずれかのコンステレーション点になることを許容してもよい。コンステレーション点毎に、実施例は、式(1)に従って位相誤差を計算又は算出してもよい。この理由は、式(1)は、判定が正確であるという最大尤度を表し得るからである。
【００７３】
コンステレーション点毎に個々の位相誤差の全てを計算する際に、実施例は、条件付確率により重み付された全ての位相誤差の合計値を計算してもよい。全ての重みの合計値は等しくない点に気付くかもしれない。分母を式(10)に加えることで、全ての有効な重みの合計値が１つになることを確保してもよい。
【００７４】
図４は、位相誤差検出器の複数の実施例が条件付確率を介して位相誤差を計算するように実施し得る方法400を示している。例えば、実施例は、有形媒体に格納されたコンピュータプログラムプロダクトとして、図４に示す処理を実施してもよい。
【００７５】
複素数値の入力Rを前提として、実施例は、コンステレーションの全ての点を参照して（要素420及び410）、位相誤差推定値を計算する（要素410）。例えば、PEDは、各コンステレーション点に対する信号点の位相誤差推定値を計算するために、式ε=QCI-ICQを使用してもよい。コンステレーションサイズが比較的大きい実施例では、実施例は、位相誤差推定値の計算を受信信号の近くの点のみに制限してもよい。
【００７６】
実施例は、推定値が計算された全てのコンステレーション点について、所与の送信コンステレーションCに対してRになる受信信号の条件付確率を計算してもよい（要素430及び440）。一例として、衛星チャンネルでは、主雑音成分は、付加ガウスでもよい。従って、条件付確率は、以下の式により与えられるように計算されてもよい。
【００７７】
【数１２】
0005350491.tif 000013
代替実施例では、条件付確率を計算するために、他の雑音統計計算が使用されてもよい。
【００７８】
多くの実施例では、指数の計算は比較的複雑になり得る。複雑な計算に対処するため、指数の値は、参照テーブルを使用して実装されてもよい。多くの実施例では、条件付確率の正確性の高い推定値は必要なくてもよい。式
【００７９】
【数１３】
0005350491.tif 000014
からの計算は、出力を計算するときの重み付された加算のための重みを形成してもよい。
【００８０】
PEDは、全ての位相誤差推定値の重み付された合計値として、出力を計算してもよい（要素450）。重みの合計値による除算は、有効な重みが合計で１になることを可能にするために必要になってもよい。全ての位相誤差推定値の重み付けされた合計値として出力を計算することは、実際に、式
【００８１】
【数１４】
0005350491.tif 000015
でもよい。
【００８２】
条件付確率を計算する際にSNRを使用する点に気付くかもしれない。条件付確率を計算する際にSNRを使用することは、DVB-S2では問題にならない可能性がある。この理由は、既知のデータを含む周期的なヘッダがキャリア回復の前に抽出され得るからである。実施例に応じて、SNRは、周期的なヘッダから非常に正確に推定されてもよい。代替実施例では、SNRが周期的なヘッダを介して提供されない場合、実施例は、それにも拘らず、特にSNRが低い場合に、タイミング回復の後の信号の分散を観測することにより、SNRを正確に推定してもよい。
【００８３】
図５のグラフ500は、QPSKについて実施された少なくとも１つの実施例に従ってPEDの動作がどのようになり得るかを示している。A、B、C及びDは、QPSKシステムのコンステレーション点を有してもよい。一例を検討すると、受信信号がR1である場合、条件付確率は、式(11)に従って距離dA、dB、dC及びdDの関数でもよい。例えば、以下の式になる。
【００８４】
【数１５】
0005350491.tif 000016
４つの位相誤差は、受信信号R1に対応する判定点がそれぞれA、B、C及びDであることを仮定して、式(1)を使用して計算されてもよい。例えば、点Aについて以下の式になる。
【００８５】
【数１６】
0005350491.tif 000017
４つの位相誤差は、式(10)で与えられる重みとしての条件付確率を使用して加算されてもよい。
【００８６】
【数１７】
0005350491.tif 000018
ここで、図５を参照して或る特別な場合について検討し得る。受信信号がR2であることを仮定する。R2は、右及び左のコンステレーション点について対称的であるため、以下の式になる。
【００８７】
【数１８】
0005350491.tif 000019
このような対称性では、式(10)の位相誤差は消える。受信信号がコンステレーション点の間で対称的に存在することを前提として、位相誤差の減少は、直感的に正確になり得る。位相誤差を定めることが不可能になり得る。従って、取るべき最も合理的な値はゼロでもよい。
【００８８】
受信信号が点R3であることを仮定すると、R3がコンステレーション点Bに非常に近いことに気付くかもしれない。受信信号をコンステレーション点の近くにすることは、送信された点が実際に近いコンステレーション点（ここではコンステレーション点B）であることをおそらく意味する。他の３つの点（A、C及びD）の重みの計算は、重みWBに比較して比較的小さくなるように計算する。更に、SNRが高い場合、A、B及びDの３つの重みは更に小さくなり、全ての実用的な用途では全くなくなってもよい。その結果、高いSNRでは、PEDの実施例の計算は、式(1)により提供される結果に漸近的に近づいてもよい。
【００８９】
前述の式は、8PSKを参照しつつQPSKについて生成されて説明されているが、各コンステレーション点までの信号点の距離について重み付けられた条件付確率を使用する技術は、他の変調方式のコンステレーションに拡張されてもよい。例えば、QPSK及び8PSKはDVB-S2の現在の放送の選択肢である。しかし、DVB-S2はまた、インタラクティブなアプリケーションの変調として16APSK及び32APSKを指定する。代替実施例のPEDは、15APSK及び32APSKにも同様に拡張されてもよく、かなりの性能の利得を提供してもよい。
【００９０】
前述のように、実施例は、参照テーブルを介して指数関数の値を提供することにより、式(11)に従ったアルゴリズムを実施してもよい。16APSK及び32APSK変調では、式(10)の加算に16個及び32個の項が存在する。これは、計算上の複雑性を高くする。計算上の複雑性を簡単にするために、実施例は、条件付確率を数個の最も近い点に制限してもよい。換言すると、比較的遠いコンステレーション点の条件付確率を、無視できるほど小さいものであると仮定してもよい。更に、条件付確率の計算を数個の最も近い点に制限することは、16APSK及び32APSK送信を高い信頼性で受信するためには高い信号対雑音比が一般的に必要であると考えられ得る理由で、正当化されてもよい。
【００９１】
また、前述のように、PEDは、信号対雑音比に従って特徴付けられてもよい。SNRは、以下の式により規定されてもよい。
【００９２】
【数１９】
0005350491.tif 000020
PEDの性能が比較的良いと考えられるためには、位相誤差の利得は高くなる必要があり、位相ジッタの分散は低くなる必要があり得る。従って、式(16)により提供されるSNRは、PEDの性能を特徴付ける良い方法になり得る。最終的な分析において、復調器PEDの性能は、低密度パリティチェック（LDPC：low-density  parity-check）フレーム誤り率を参照して特徴付けられてもよい。しかし、異なるSNR値を計算することは、実際のシミュレーションより容易になる可能性がある。この理由は、LDPCを含むシミュレーションは長期間を要する可能性があるからである。
【００９３】
シミュレーションでは、PEDの出力の（分母）の分散は、実際に送信されたビットと、追加された実際の雑音と、実際の位相雑音とを認識して計算されてもよい。図６のテーブル600に示す結果が、式(1)、(2)及び(10)に対応する３つの位相誤差検出器について得られた。テーブル600は、式(10)によるPEDの実施例が３つのうち最善のSNRを有することを示している。LDPC復号器を含むシミュレーションも、テーブル600に示す利得と同様のSNRの利得を反映する。
【００９４】
次のシミュレーションは、PEDの実施例及びLDPC復号器を含むキャリア回復ループをカスケード接続することにより実行されてもよい。式(10)を使用するシステムが最善の性能を提供し得る。
【００９５】
*注１：式(2)の非判定支援型（NDA：Non-Decision-Aided）アルゴリズムは、8PSKではうまく動かない。従って、式(2)を生成するために使用されたものと同じ理論が8PSKのNDAアルゴリズムについて使用されている。
【００９６】
図７は、条件付確率を介して位相誤差を検出し得る装置700の一実施例を示している。装置700の１つ以上の実施例は、ハードウェア、ソフトウェア、又はハードウェアとソフトウェアとの双方の組み合わせの形式になってもよい。例えば、図７に示す実施例では、装置700の要素は、メモリデバイスに格納された命令符号化されたモジュールとして存在してもよい。例えば、モジュールは、図２の受信機200により実行される条件付確率を介して位相誤差を計算するプリケーションのソフトウェア又はファームウェア命令を有してもよい。換言すると、装置700は、プロセッサを使用する通信受信装置の要素と、位相誤差を計算及び／又は訂正する命令とを有してもよい。
【００９７】
推定器710は、コンステレーションの複数の点について位相誤差の推定値を計算してもよい。例えば図５を参照して、装置700は、QPSK入力信号“R1”を受信してもよい。推定器710は、点A、B、C及びDに対する位相誤差の４つの個々の推定値を計算してもよい。異なった言い方をすれば、“R1”を前提として、推定器710は、それぞれの点の位相誤差の４つの個々の推定値を計算するために式(1)を使用してもよい。
【００９８】
推定器710と共に動作し得る確率判定器720は、コンステレーションの個々の点に対する入力信号の条件付確率の重みを計算してもよい。図５の例を続けると、確率判定器720は、点A、B、C及びDに対する入力信号“R1”の条件付確率の４つの重みを計算してもよい。それぞれの重みは、例えば式(11)を使用して計算されてもよい。
【００９９】
指数の計算は比較的複雑になり得る。式(11)の指数を計算するために、確率判定器720は参照テーブル730にアクセスしてもよい。例えば、参照テーブル730は、複数の値と、これらの値に対応する複数の指数とを格納してもよい。所与の計算では、確率判定器720は、計算値に最も近い値に対応する指数をテーブルから選択してもよい。代替実施例では、確率判定器720は、例えば参照テーブル730の２つの値を使用して補間することにより、より正確な指数値を導いてもよい。
【０１００】
誤差計算機740は、推定器710の位相誤差の個々の推定値と、確率判定器720からの条件付確率の個々の重みとに基づいて、合成の位相誤差を判定してもよい。図５の例を続けると、誤差計算機740は、推定器710及び確率判定器720の計算又は結果を使用して、式(10)に従って合成の誤差を計算してもよい。装置700を有するシステムは、計算された合成の誤差を受信し、位相回転器等を介して受信した入力信号を調整又は操作するために合成の誤差を使用してもよい。
【０１０１】
異なる実施例では、装置700のモジュール又は要素の数は変わってもよい。いくつかの実施例は、図７に示すより少ない要素を有してもよい。例えば、一実施例は、確率判定器720の機能と共に、推定器710により記載及び／又は実行される機能を１つのモジュールに統合してもよい。代替実施例はまた、図７に示す全てのモジュールを有さなくてもよい。例えば、複数の実施例は、参照テーブル730を有さなくてもよい。
【０１０２】
更なる実施例は、図７に示すものより多いモジュール又は要素を含んでもよい。例えば、代替実施例は、２つ以上の推定器710と、２つ以上の確率判定器720とを含んでもよい。各推定器及び各確率判定器は、例えばコンステレーションのそれぞれの点に関連する計算を同時に実行するために使用されてもよい。図５の前述の例を使用した特定の例として、装置700の代替実施例は、４つの点A、B、C及びDの計算を実行するために４つの推定器と４つの確率判定器とを使用してもよい。
【０１０３】
様々な実施例では、装置700の１つ以上の要素は、ハードウェアのみのモジュールを有してもよい。例えば、装置700の１つ以上の要素は、１つ以上の集積回路に形成されたアナログ計算回路を有してもよい。或いは、アナログ計算回路の代わりに、１つ以上の要素は、計算を実行するように構成されたハードウェア状態機械を有してもよい。或る代替実施例は、装置700の１つ以上の要素のためにアナログ回路とデジタル回路との組み合わせを使用してもよい。
【０１０４】
多くの実施例では、装置700の要素は、単一の集積回路又は単一のダイナミックランダムアクセスメモリ（DRAM）スティックのような単一のデバイスに存在してもよい。他の実施例では、装置700の要素は、１つより多くのデバイスに存在してもよい。例えば、装置700の１つ以上の要素は、受信システムの複数の集積回路チップに分散されてもよい。
【０１０５】
更なる代替実施例では、装置700の１つ以上の要素は、ハードウェアモジュールとソフトウェアモジュールとの組み合わせを有してもよい。例えば、装置700の要素は、ASICに実装され、通信受信機に挿入されてもよい。より具体的な例では、装置700は、図２の受信機200に示すチューナ208とD/A変換器212との間に存在するASICを有してもよい。
【０１０６】
他の実施例は、図１〜４及び７を参照して説明したシステム、方法及び装置を実施するためのプログラムプロダクトとして実装される。実施例は、ソフトウェアで実装されてもよい。ソフトウェアは、ファームウェア、常駐ソフトウェア、マイクロコード等を含むが、これらに限定されない。
【０１０７】
更に、実施例は、コンピュータ若しくは如何なる命令実行システムにより使用される又はこれに関連して使用されるプログラムコードを提供するコンピュータ使用可能又はコンピュータ可読媒体からアクセス可能なコンピュータプログラムプロダクトの形式になってもよい。様々な実施例を説明する目的で、コンピュータ使用可能又はコンピュータ可読媒体は、命令実行システム、装置若しくはデバイスにより使用される又はこれに関して使用されるプログラムを包含、格納、通信、伝搬又は伝送する如何なる装置でもよい。
【０１０８】
媒体は、電子、磁気、光、電磁気、赤外線又は半導体システム（又は装置若しくはデバイス）の媒体でもよい。コンピュータ可読媒体の例は、半導体又は固体メモリ、磁気テープ、取り外し可能コンピュータディスク、ランダムアクセスメモリ（RAM）、読み取り専用メモリ（ROM）、硬質磁器ディスク及び光ディスクを含む。光ディスクの現在の例は、CD-ROM（compact  disk-read  only  memory）、CD-R/W（compact  disk-read/write）及びDVDを含む。
【０１０９】
プログラムコードを格納及び／又は実行するのに適したデータ処理システムは、システムバスを通じてメモリエレメントに直接又は間接に結合された少なくとも１つのプロセッサを含んでもよい。メモリエレメントは、プログラムコードの実際の実行中に使用されるローカルメモリと、バルク記憶装置と、コードが実行中にバルク記憶装置から取得される回数を低減するために少なくともいくつかのプログラムコードの一時記憶を提供するキャッシュメモリとを含んでもよい。入出力又はI/Oデバイス（キーボード、ディスプレイ、ポインティングデバイス等を含むが、これらに限定されない）は、直接的に又は介在するI/Oコントローラを通じてシステムに結合されてもよい。
【０１１０】
ここでの実施例は、位相誤差を計算するために条件付確率を使用する方法、装置及びシステムを検討していることが、この開示の利益を有する当業者に明らかになる。詳細な説明及び図面に図示及び記載された実施例の形式は、単に例として受け取られるべきであることがわかる。特許請求の範囲は、開示された実施例の全ての変更を含むように広く解釈されることを意図する。
【０１１１】
いくつかの実施例についていくつかの態様を詳細に説明したが、特許請求の範囲に規定された実施例の要旨及び範囲を逸脱することなく、様々な変更、置換及び代替が行われてもよいことがわかる。一実施例は複数の目的を実現し得るが、必ずしも特許請求の範囲内にある全ての実施例が全ての目的を実現するとは限らない。更に、本発明の範囲は、明細書に記載の処理、機械、製造物、合成物、手段、方法及びステップの特定の実施例に限定されることを意図しない。当業者が実施例の開示から容易に理解できるように、ここに記載された対応する実施例と実質的に同じ機能を実行する又は実質的に同じ結果を実現する、既存の又は後に開発される処理、機械、製造物、合成物、手段、方法又はステップが、ここでの実施例に従って使用されてもよい。従って、特許請求の範囲は、このような処理、機械、製造物、合成物、手段、方法又はステップをその範囲内に含むことを意図する。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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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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