(57)【要約】  本発明によれば、４ＡＳＫ復調器２３は、４ＡＳＫ方式で変調された信号が受信されたときの受信信号点と４ＡＳＫ方式の変調シンボルの出現確率とに基づき、送信された信号を判定する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
１変調シンボルにつき２ビット以上の情報を有するデジタル変調を用いたデジタル信号伝送システムにおいて、
前記デジタル変調された信号が受信されたときの受信信号点と前記デジタル変調の変調シンボルの出現確率とに基づき、送信された信号を判定する復調手段、
を備えたことを特徴とするデジタル信号伝送システム。
【請求項２】
前記出現確率は、前記受信された信号の受信処理結果に基づくものであることを特徴とする請求項１に記載のデジタル信号伝送システム。
【請求項３】
前記出現確率は、前記受信された信号の受信処理の過程で得られる該受信処理結果の確からしさに基づくものであることを特徴とする請求項１に記載のデジタル信号伝送システム。
【請求項４】
１変調シンボルにつき２ビット以上の情報を有するデジタル変調と、伝送用の符号とを用いたデジタル信号伝送システムにおいて、
前記デジタル変調された信号が受信されたときの受信信号点と前記デジタル変調の変調シンボルの出現確率とに基づき、送信された信号を判定する復調手段と、
前記復調手段の復調結果から前記符号の復号処理を行い、その復号処理の過程で得られる復号結果の確からしさを前記出現確率としてフィードバックする復号手段と、
を備えたことを特徴とするデジタル信号伝送システム。
【請求項５】
１変調シンボルにつき２ビット以上の情報を有するデジタル変調と、複数の要素符号から成る伝送用の符号とを用いたデジタル信号伝送システムにおいて、
前記デジタル変調された信号が受信されたときの受信信号点と前記デジタル変調の変調シンボルの出現確率とに基づき、送信された信号を判定する復調手段と、
前記要素符号の各々に対応して設けられた復号器を有し、前記復調手段の復調結果を前記復号器に入力して復号処理を行い、その復号処理の過程で得られる復号結果の確からしさを前記出現確率として出力する復号手段と、
を備えたことを特徴とするデジタル信号伝送システム。
【請求項６】
一の前記復号器の復号結果の確からしさが反映された前記復調手段の復調結果を、他の前記復号器に用いることを特徴とする請求項５に記載のデジタル信号伝送システム。
【請求項７】
前記伝送用の符号はターボ符号であり、
前記復号結果の確からしさとして、事後値、外部値、或いは、事後値及び外部値の両方の値を加味した値を用いる、
ことを特徴とする請求項５又は６に記載のデジタル信号伝送システム。
【請求項８】
少なくとも一つの要素符号に対応する復号結果から、若しくはその復号結果を得る過程で、該要素符号が付与するパリティビットの確からしさを求める手段と、
前記パリティビットの確からしさを用いて通信路値を更新する手段と、
を備えたことを特徴とする請求項７に記載のデジタル信号伝送システム。
【請求項９】
１変調シンボルにつき２ビット以上の情報を有するデジタル変調によって変調された信号を受信する受信装置において、
前記信号が受信されたときの受信信号点と前記デジタル変調の変調シンボルの出現確率とに基づき、送信された信号を判定する復調手段、
を備えたことを特徴とする受信装置。
【請求項１０】
前記出現確率は、前記受信された信号の受信処理結果に基づくものであることを特徴とする請求項９に記載の受信装置。
【請求項１１】
前記出現確率は、前記受信された信号の受信処理の過程で得られる該受信処理結果の確からしさに基づくものであることを特徴とする請求項９に記載の受信装置。
【請求項１２】
１変調シンボルにつき２ビット以上の情報を有するデジタル変調と、伝送用の符号の符号化とを施した信号を受信する受信装置において、
前記信号が受信されたときの受信信号点と前記デジタル変調の変調シンボルの出現確率とに基づき、送信された信号を判定する復調手段と、
前記復調手段の復調結果から前記符号の復号処理を行い、その復号処理の過程で得られる復号結果の確からしさを前記出現確率としてフィードバックする復号手段と、
を備えたことを特徴とする受信装置。
【請求項１３】
１変調シンボルにつき２ビット以上の情報を有するデジタル変調と、複数の要素符号から成る伝送用の符号の符号化とを施した信号を受信する受信装置において、
前記信号が受信されたときの受信信号点と前記デジタル変調の変調シンボルの出現確率とに基づき、送信された信号を判定する復調手段と、
前記要素符号の各々に対応して設けられた復号器を有し、前記復調手段の復調結果を前記復号器に入力して復号処理を行い、その復号処理の過程で得られる復号結果の確からしさを前記出現確率として出力する復号手段と、
を備えたことを特徴とする受信装置。
【請求項１４】
一の前記復号器の復号結果の確からしさが反映された前記復調手段の復調結果を、他の前記復号器に用いることを特徴とする請求項１３に記載の受信装置。
【請求項１５】
前記伝送用の符号はターボ符号であり、
前記復号結果の確からしさとして、事後値、外部値、或いは、事後値及び外部値の両方の値を加味した値を用いる、
ことを特徴とする請求項１３又は１４に記載の受信装置。
【請求項１６】
少なくとも一つの要素符号に対応する復号結果から、若しくはその復号結果を得る過程で、該要素符号が付与するパリティビットの確からしさを求める手段と、
前記パリティビットの確からしさを用いて通信路値を更新する手段と、
を備えたことを特徴とする請求項１５に記載の受信装置。
【請求項１７】
１変調シンボルにつき２ビット以上の情報を有するデジタル変調によって変調された信号を受信する受信方法であって、
前記信号が受信されたときの受信信号点と前記デジタル変調の変調シンボルの出現確率とに基づき、送信された信号を判定する、
ことを特徴とする受信方法。
【請求項１８】
前記出現確率は、前記受信された信号の受信処理結果に基づくものであることを特徴とする請求項１７に記載の受信方法。
【請求項１９】
前記出現確率は、前記受信された信号の受信処理の過程で得られる該受信処理結果の確からしさに基づくものであることを特徴とする請求項１７に記載の受信方法。
【請求項２０】
１変調シンボルにつき２ビット以上の情報を有するデジタル変調と、伝送用の符号の符号化とを施した信号を受信する受信方法であって、
前記信号が受信されたときの受信信号点と前記デジタル変調の変調シンボルの出現確率とに基づき、送信された信号を判定する復調過程と、
前記復調過程の復調結果から前記符号の復号処理を行い、その復号処理の過程で得られる復号結果の確からしさを前記出現確率としてフィードバックする復号過程と、
を含むことを特徴とする受信方法。
【請求項２１】
１変調シンボルにつき２ビット以上の情報を有するデジタル変調と、複数の要素符号から成る伝送用の符号の符号化とを施した信号を受信する受信方法であって、
前記信号が受信されたときの受信信号点と前記デジタル変調の変調シンボルの出現確率とに基づき、送信された信号を判定する復調過程と、
前記要素符号の各々に対応して復号処理を行い、前記復調過程の復調結果を用いて前記復号処理を行い、その復号処理の過程で得られる復号結果の確からしさを前記出現確率として出力する復号過程と、
を含むことを特徴とする受信方法。
【請求項２２】
一の前記復号処理の復号結果の確からしさが反映された前記復調過程の復調結果を、他の前記復号処理に用いることを特徴とする請求項２１に記載の受信方法。
【請求項２３】
前記伝送用の符号はターボ符号であり、
前記復号結果の確からしさとして、事後値、外部値、或いは、事後値及び外部値の両方の値を加味した値を用いる、
ことを特徴とする請求項２１又は２２に記載の受信方法。
【請求項２４】
少なくとも一つの要素符号に対応する復号結果から、若しくはその復号結果を得る過程で、該要素符号が付与するパリティビットの確からしさを求める過程と、
前記パリティビットの確からしさを用いて通信路値を更新する過程と、
を含むことを特徴とする請求項２３に記載の受信方法。
【請求項２５】
１変調シンボルにつき２ビット以上の情報を有するデジタル変調と、伝送用の符号とを用いたデジタル信号伝送システムにおいて、
前記信号が受信されたときの受信信号点と前記デジタル変調の変調シンボルの出現確率とに基づき、送信された信号を判定する復調手段と、
前記復調手段の復調結果から前記符号の復号処理を行い、事後値を前記出現確率としてフィードバックする復号手段と、
を備えたことを特徴とするデジタル信号伝送システム。
【請求項２６】
１変調シンボルにつき２ビット以上の情報を有するデジタル変調と、伝送用の符号とを用いたデジタル信号伝送システムにおいて、
前記信号が受信されたときの受信信号点と前記デジタル変調の変調シンボルの出現確率とに基づき、送信された信号を判定する復調手段と、
前記復調手段の復調結果から前記符号の復号処理を行い、その復号処理の過程で得られる復号結果の確からしさを前記出現確率としてフィードバックする復号手段とを備え、
前記復調手段は、
前記受信信号点の最初の復調時には全てのビットの出現確率が等しいとし、該同一の受信信号点の２回目以降の復調時には前記復号手段からフィードバックされる出現確率を用いる、
ことを特徴とするデジタル信号伝送システム。
【請求項２７】
１変調シンボルにつき２ビット以上の情報を有するデジタル変調と、伝送用の符号とを用いたデジタル信号伝送システムにおいて、
前記信号が受信されたときの受信信号点と前記デジタル変調の変調シンボルの出現確率とに基づき、送信された信号を判定する復調手段と、
前記復調手段の復調結果から前記符号の復号処理を行い、その復号処理の過程で得られる復号結果の確からしさを前記出現確率としてフィードバックする復号手段とを備え、
前記復号手段は、
前記受信信号点の最初の復調時かつ最初の復号時には全てのビットの出現確率が等しいとし、それ以降の該同一の受信信号点の復調時及び復号時には復号処理の過程で得られるビットの確からしさをビットの出現確率として用いる、
ことを特徴とするデジタル信号伝送システム。
【請求項２８】
前記復号手段から前記復調手段にフィードバックされる出現確率は事後値であることを特徴とする請求項２７又は２８に記載のデジタル信号伝送システム。
【請求項２９】
１変調シンボルにつき２ビット以上の情報を有するデジタル変調と、伝送用の符号の符号化とを施した信号を受信する受信装置において、
前記信号が受信されたときの受信信号点と前記デジタル変調の変調シンボルの出現確率とに基づき、送信された信号を判定する復調手段と、
前記復調手段の復調結果から前記符号の復号処理を行い、事後値を前記出現確率としてフィードバックする復号手段と、
を備えたことを特徴とする受信装置。
【請求項３０】
１変調シンボルにつき２ビット以上の情報を有するデジタル変調と、伝送用の符号の符号化とを施した信号を受信する受信装置において、
前記信号が受信されたときの受信信号点と前記デジタル変調の変調シンボルの出現確率とに基づき、送信された信号を判定する復調手段と、
前記復調手段の復調結果から前記符号の復号処理を行い、その復号処理の過程で得られる復号結果の確からしさを前記出現確率としてフィードバックする復号手段とを備え、
前記復調手段は、
前記受信信号点の最初の復調時には全てのビットの出現確率が等しいとし、該同一の受信信号点の２回目以降の復調時には前記復号手段からフィードバックされる出現確率を用いる、
ことを特徴とする受信装置。
【請求項３１】
１変調シンボルにつき２ビット以上の情報を有するデジタル変調と、反復復号が可能な伝送用の符号の符号化とを施した信号を受信する受信装置において、
前記信号が受信されたときの受信信号点と前記デジタル変調の変調シンボルの出現確率とに基づき、送信された信号を判定する復調手段と、
前記復調手段の復調結果から前記符号の復号処理を行い、その復号処理の過程で得られる復号結果の確からしさを前記出現確率としてフィードバックする復号手段とを備え、
前記復号手段は、
前記受信信号点の最初の復調時かつ最初の復号時には全てのビットの出現確率が等しいとし、それ以降の該同一の受信信号点の復調時及び復号時には復号処理の過程で得られるビットの確からしさをビットの出現確率として用いる、
ことを特徴とする受信装置。
【請求項３２】
前記復号手段から前記復調手段にフィードバックされる出現確率は事後値であることを特徴とする請求項３０又は３１に記載の受信装置。
【請求項３３】
１変調シンボルにつき２ビット以上の情報を有するデジタル変調と、伝送用の符号の符号化とを施した信号を受信する受信方法であって、
前記信号が受信されたときの受信信号点と前記デジタル変調の変調シンボルの出現確率とに基づき、送信された信号を判定する復調過程と、
前記復調過程の復調結果から前記符号の復号処理を行い、事後値を前記出現確率としてフィードバックする復号過程と、
を含むことを特徴とする受信方法。
【請求項３４】
１変調シンボルにつき２ビット以上の情報を有するデジタル変調と、伝送用の符号の符号化とを施した信号を受信する受信方法であって、
前記信号が受信されたときの受信信号点と前記デジタル変調の変調シンボルの出現確率とに基づき、送信された信号を判定する復調過程と、
前記復調過程の復調結果から前記符号の復号処理を行い、その復号処理の過程で得られる復号結果の確からしさを前記出現確率としてフィードバックする復号過程とを含み、
前記復調過程においては、
前記受信信号点の最初の復調時には全てのビットの出現確率が等しいとし、該同一の受信信号点の２回目以降の復調時には前記復号過程からフィードバックされる出現確率を用いる、
ことを特徴とする受信方法。
【請求項３５】
１変調シンボルにつき２ビット以上の情報を有するデジタル変調と、反復復号が可能な伝送用の符号の符号化とを施した信号を受信する受信方法であって、
前記信号が受信されたときの受信信号点と前記デジタル変調の変調シンボルの出現確率とに基づき、送信された信号を判定する復調過程と、
前記復調過程の復調結果から前記符号の復号処理を行い、その復号処理の過程で得られる復号結果の確からしさを前記出現確率としてフィードバックする復号過程とを含み、
前記復号過程においては、
前記受信信号点の最初の復調時かつ最初の復号時には全てのビットの出現確率が等しいとし、それ以降の該同一の受信信号点の復調時及び復号時には復号処理の過程で得られるビットの確からしさをビットの出現確率として用いる、
ことを特徴とする受信方法。
【請求項３６】
前記復号過程から前記復調過程にフィードバックされる出現確率は事後値であることを特徴とする請求項３４又は３５に記載の受信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタル信号伝送システム、受信装置および受信方法に関する。
本願は、２００５年５月３１日に日本国特許庁に出願された特願２００５−１６０３２８号に基づく優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
近年、デジタル変調は、通信や放送などの様々な分野のデジタル信号伝送システムで利用されている。デジタル変調としては、振幅偏移変調（ASK（Amplitude Shift Keying））、位相偏移変調（PSK（Phase Shift Keying））、周波数偏移変調（FSK（Frequency Shift Keying））及び直交振幅変調（QAM（Quadrature Amplitude Modulation））などの各種の変調方式が知られている。【０００３】
例えば、４値のＡＳＫ（４ＡＳＫ）では、１変調シンボルにつき２ビットの情報を有する。つまり、変調シンボルは４種類（変調シンボル“００”、“０１”、“１０”、“１１”）である。そして、送信データは、２ビット毎に、その２ビットの情報に対応するいずれか一つの変調シンボルにマッピングされる。【０００４】
図１１には、４ＡＳＫの信号点配置例が示されている。図１１の例では、２値の信号振幅とＩ軸上の正負の極性とを組み合わせた４通りの信号点１０１、１０２、１０３、１０４を、４種類の変調シンボル“００”、“０１”、“１０”、“１１”に対応させている。信号点１０１は変調シンボル“００”、信号点１０２は変調シンボル“０１”、信号点１０３は変調シンボル“１０”、信号点１０４は変調シンボル“１１”にそれぞれ対応する。【０００５】
従来のデジタル信号伝送システムでは、例えば、上述した図１１の４ＡＳＫを利用する場合、送信装置に備わる変調器は、送信データの２ビット毎の情報から、４つの信号点１０１、１０２、１０３、１０４のいずれか一つを順次生成する。具体的には、送信データ中の変調対象の２ビットのうち、上位ビットによって信号点の極性を決定し、下位ビットで信号振幅を決定する。【０００６】
一方、受信装置に備わる復調器は、受信信号点から最も確からしい変調時の信号点を判定する。この判定時には、全ての信号点、すなわち全ての変調シンボルの出現確率は等しいとしている。その全ての変調シンボルの出現確率は等しいという前提の上で、例えば図１２に示される受信信号点２０１が得られた場合には、受信信号点２０１から最も距離が近い信号点１０２が、最も確からしい変調時の信号点であると判定する。そして、その信号点１０２に対応する変調シンボル“０１”から受信データの２ビット“０１”を出力する。上述した従来の復調器に係る技術は、例えば、Filippo Tosato, et al., “Simplified Soft-Output Demapper for Binary Interleaved COFDM with Application to HIPERLAN/2”，Communications, 2002.ICC 2002.IEEE International Conference on，28 April 2002，vol.2，p.664-668（図２、（１２）式参照）やHiroyuki Kawai、et al.， “Likelihood Function for QRM-MLD Suitable for Soft-Decision Turbo Decoding and Its Performance for OFCDM MIMO Multiplexing in Multipath Fading Channel”, IEICE TRANS.COMMUN.，VOL.E88-B，NO.1，January 2005，p.47-57（図３参照）に記載されている。【０００７】
しかし、上述した従来の復調器では、全ての変調シンボルの出現確率は等しいという前提条件の下で、受信信号点から最も距離が近い信号点が最も確からしい変調時の信号点であると判定し、この判定結果から最も確からしい変調シンボルを選択しているが、必ずしも定常的に全ての変調シンボルの出現確率が等しいとは限らず、この点で改良の余地があると考えられる。
【発明の開示】
【０００８】
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、変調シンボルの出現確率を考慮することによって受信性能の向上を図ることのできるデジタル信号伝送システム、受信装置および受信方法を提供することにある。
【０００９】
上記の課題を解決するために、本発明に係るデジタル信号伝送システムは、１変調シンボルにつき２ビット以上の情報を有するデジタル変調を用いたデジタル信号伝送システムにおいて、前記デジタル変調された信号が受信されたときの受信信号点と前記デジタル変調の変調シンボルの出現確率とに基づき、送信された信号を判定する復調手段、を備えたことを特徴とする。
【００１０】
本発明に係るデジタル信号伝送システムにおいては、前記出現確率は、前記受信された信号の受信処理結果に基づくものであることを特徴とする。
【００１１】
本発明に係るデジタル信号伝送システムにおいては、前記出現確率は、前記受信された信号の受信処理の過程で得られる該受信処理結果の確からしさに基づくものであることを特徴とする。
【００１２】
本発明に係るデジタル信号伝送システムは、１変調シンボルにつき２ビット以上の情報を有するデジタル変調と、伝送用の符号とを用いたデジタル信号伝送システムにおいて、前記デジタル変調された信号が受信されたときの受信信号点と前記デジタル変調の変調シンボルの出現確率とに基づき、送信された信号を判定する復調手段と、前記復調手段の復調結果から前記符号の復号処理を行い、その復号処理の過程で得られる復号結果の確からしさを前記出現確率としてフィードバックする復号手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１３】
本発明に係るデジタル信号伝送システムは、１変調シンボルにつき２ビット以上の情報を有するデジタル変調と、複数の要素符号から成る伝送用の符号とを用いたデジタル信号伝送システムにおいて、前記デジタル変調された信号が受信されたときの受信信号点と前記デジタル変調の変調シンボルの出現確率とに基づき、送信された信号を判定する復調手段と、前記要素符号の各々に対応して設けられた復号器を有し、前記復調手段の復調結果を前記復号器に入力して復号処理を行い、その復号処理の過程で得られる復号結果の確からしさを前記出現確率として出力する復号手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１４】
本発明に係るデジタル信号伝送システムにおいては、一の前記復号器の復号結果の確からしさが反映された前記復調手段の復調結果を、他の前記復号器に用いることを特徴とする。
【００１５】
本発明に係るデジタル信号伝送システムにおいては、前記伝送用の符号はターボ符号であり、前記復号結果の確からしさとして、事後値、外部値、或いは、事後値及び外部値の両方の値を加味した値を用いる、ことを特徴とする。
【００１６】
本発明に係るデジタル信号伝送システムにおいては、少なくとも一つの要素符号に対応する復号結果から、若しくはその復号結果を得る過程で、該要素符号が付与するパリティビットの確からしさを求める手段と、前記パリティビットの確からしさを用いて通信路値を更新する手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１７】
本発明に係る受信装置は、１変調シンボルにつき２ビット以上の情報を有するデジタル変調によって変調された信号を受信する受信装置において、前記信号が受信されたときの受信信号点と前記デジタル変調の変調シンボルの出現確率とに基づき、送信された信号を判定する復調手段、を備えたことを特徴とする。
【００１８】
本発明に係る受信装置においては、前記出現確率は、前記受信された信号の受信処理結果に基づくものであることを特徴とする。
【００１９】
本発明に係る受信装置においては、前記出現確率は、前記受信された信号の受信処理の過程で得られる該受信処理結果の確からしさに基づくものであることを特徴とする。
【００２０】
本発明に係る受信装置は、１変調シンボルにつき２ビット以上の情報を有するデジタル変調と、伝送用の符号の符号化とを施した信号を受信する受信装置において、前記信号が受信されたときの受信信号点と前記デジタル変調の変調シンボルの出現確率とに基づき、送信された信号を判定する復調手段と、前記復調手段の復調結果から前記符号の復号処理を行い、その復号処理の過程で得られる復号結果の確からしさを前記出現確率としてフィードバックする復号手段と、を備えたことを特徴とする。
【００２１】
本発明に係る受信装置は、１変調シンボルにつき２ビット以上の情報を有するデジタル変調と、複数の要素符号から成る伝送用の符号の符号化とを施した信号を受信する受信装置において、前記信号が受信されたときの受信信号点と前記デジタル変調の変調シンボルの出現確率とに基づき、送信された信号を判定する復調手段と、前記要素符号の各々に対応して設けられた復号器を有し、前記復調手段の復調結果を前記復号器に入力して復号処理を行い、その復号処理の過程で得られる復号結果の確からしさを前記出現確率として出力する復号手段と、を備えたことを特徴とする。
【００２２】
本発明に係る受信装置においては、一の前記復号器の復号結果の確からしさが反映された前記復調手段の復調結果を、他の前記復号器に用いることを特徴とする。
【００２３】
本発明に係る受信装置においては、前記伝送用の符号はターボ符号であり、前記復号結果の確からしさとして、事後値、外部値、或いは、事後値及び外部値の両方の値を加味した値を用いる、ことを特徴とする。
【００２４】
本発明に係る受信装置においては、少なくとも一つの要素符号に対応する復号結果から、若しくはその復号結果を得る過程で、該要素符号が付与するパリティビットの確からしさを求める手段と、前記パリティビットの確からしさを用いて通信路値を更新する手段と、を備えたことを特徴とする。
【００２５】
本発明に係る受信方法は、１変調シンボルにつき２ビット以上の情報を有するデジタル変調によって変調された信号を受信する受信方法であって、前記信号が受信されたときの受信信号点と前記デジタル変調の変調シンボルの出現確率とに基づき、送信された信号を判定する、ことを特徴とする。
【００２６】
本発明に係る受信方法においては、前記出現確率は、前記受信された信号の受信処理結果に基づくものであることを特徴とする。
【００２７】
本発明に係る受信方法においては、前記出現確率は、前記受信された信号の受信処理の過程で得られる該受信処理結果の確からしさに基づくものであることを特徴とする。
【００２８】
本発明に係る受信方法は、１変調シンボルにつき２ビット以上の情報を有するデジタル変調と、伝送用の符号の符号化とを施した信号を受信する受信方法であって、前記信号が受信されたときの受信信号点と前記デジタル変調の変調シンボルの出現確率とに基づき、送信された信号を判定する復調過程と、前記復調過程の復調結果から前記符号の復号処理を行い、その復号処理の過程で得られる復号結果の確からしさを前記出現確率としてフィードバックする復号過程と、を含むことを特徴とする。
【００２９】
本発明に係る受信方法は、１変調シンボルにつき２ビット以上の情報を有するデジタル変調と、複数の要素符号から成る伝送用の符号の符号化とを施した信号を受信する受信方法であって、前記信号が受信されたときの受信信号点と前記デジタル変調の変調シンボルの出現確率とに基づき、送信された信号を判定する復調過程と、前記要素符号の各々に対応して復号処理を行い、前記復調過程の復調結果を用いて前記復号処理を行い、その復号処理の過程で得られる復号結果の確からしさを前記出現確率として出力する復号過程と、を含むことを特徴とする。
【００３０】
本発明に係る受信方法においては、一の前記復号処理の復号結果の確からしさが反映された前記復調過程の復調結果を、他の前記復号処理に用いることを特徴とする。
【００３１】
本発明に係る受信方法においては、前記伝送用の符号はターボ符号であり、前記復号結果の確からしさとして、事後値、外部値、或いは、事後値及び外部値の両方の値を加味した値を用いる、ことを特徴とする。
【００３２】
本発明に係る受信方法においては、少なくとも一つの要素符号に対応する復号結果から、若しくはその復号結果を得る過程で、該要素符号が付与するパリティビットの確からしさを求める過程と、前記パリティビットの確からしさを用いて通信路値を更新する過程と、を含むことを特徴とする。
【００３３】
本発明に係るデジタル信号伝送システムは、１変調シンボルにつき２ビット以上の情報を有するデジタル変調と、伝送用の符号とを用いたデジタル信号伝送システムにおいて、前記信号が受信されたときの受信信号点と前記デジタル変調の変調シンボルの出現確率とに基づき、送信された信号を判定する復調手段と、
前記復調手段の復調結果から前記符号の復号処理を行い、事後値を前記出現確率としてフィードバックする復号手段と、を備えたことを特徴とする。
【００３４】
本発明に係るデジタル信号伝送システムは、１変調シンボルにつき２ビット以上の情報を有するデジタル変調と、伝送用の符号とを用いたデジタル信号伝送システムにおいて、前記信号が受信されたときの受信信号点と前記デジタル変調の変調シンボルの出現確率とに基づき、送信された信号を判定する復調手段と、
前記復調手段の復調結果から前記符号の復号処理を行い、その復号処理の過程で得られる復号結果の確からしさを前記出現確率としてフィードバックする復号手段とを備え、前記復調手段は、前記受信信号点の最初の復調時には全てのビットの出現確率が等しいとし、該同一の受信信号点の２回目以降の復調時には前記復号手段からフィードバックされる出現確率を用いることを特徴とする。
【００３５】
本発明に係るデジタル信号伝送システムは、１変調シンボルにつき２ビット以上の情報を有するデジタル変調と、伝送用の符号とを用いたデジタル信号伝送システムにおいて、前記信号が受信されたときの受信信号点と前記デジタル変調の変調シンボルの出現確率とに基づき、送信された信号を判定する復調手段と、
前記復調手段の復調結果から前記符号の復号処理を行い、その復号処理の過程で得られる復号結果の確からしさを前記出現確率としてフィードバックする復号手段とを備え、前記復号手段は、前記受信信号点の最初の復調時かつ最初の復号時には全てのビットの出現確率が等しいとし、それ以降の該同一の受信信号点の復調時及び復号時には復号処理の過程で得られるビットの確からしさをビットの出現確率として用いることを特徴とする。
【００３６】
本発明に係るデジタル信号伝送システムにおいては、前記復号手段から前記復調手段にフィードバックされる出現確率は事後値であることを特徴とする。
【００３７】
本発明に係る受信装置は、１変調シンボルにつき２ビット以上の情報を有するデジタル変調と、伝送用の符号の符号化とを施した信号を受信する受信装置において、前記信号が受信されたときの受信信号点と前記デジタル変調の変調シンボルの出現確率とに基づき、送信された信号を判定する復調手段と、前記復調手段の復調結果から前記符号の復号処理を行い、事後値を前記出現確率としてフィードバックする復号手段と、を備えたことを特徴とする。
【００３８】
本発明に係る受信装置は、１変調シンボルにつき２ビット以上の情報を有するデジタル変調と、伝送用の符号の符号化とを施した信号を受信する受信装置において、前記信号が受信されたときの受信信号点と前記デジタル変調の変調シンボルの出現確率とに基づき、送信された信号を判定する復調手段と、前記復調手段の復調結果から前記符号の復号処理を行い、その復号処理の過程で得られる復号結果の確からしさを前記出現確率としてフィードバックする復号手段とを備え、前記復調手段は、前記受信信号点の最初の復調時には全てのビットの出現確率が等しいとし、該同一の受信信号点の２回目以降の復調時には前記復号手段からフィードバックされる出現確率を用いることを特徴とする。
【００３９】
本発明に係る受信装置は、１変調シンボルにつき２ビット以上の情報を有するデジタル変調と、反復復号が可能な伝送用の符号の符号化とを施した信号を受信する受信装置において、前記信号が受信されたときの受信信号点と前記デジタル変調の変調シンボルの出現確率とに基づき、送信された信号を判定する復調手段と、前記復調手段の復調結果から前記符号の復号処理を行い、その復号処理の過程で得られる復号結果の確からしさを前記出現確率としてフィードバックする復号手段とを備え、前記復号手段は、前記受信信号点の最初の復調時かつ最初の復号時には全てのビットの出現確率が等しいとし、それ以降の該同一の受信信号点の復調時及び復号時には復号処理の過程で得られるビットの確からしさをビットの出現確率として用いることを特徴とする。
【００４０】
本発明に係る受信装置においては、前記復号手段から前記復調手段にフィードバックされる出現確率は事後値であることを特徴とする。
【００４１】
本発明に係る受信方法は、１変調シンボルにつき２ビット以上の情報を有するデジタル変調と、伝送用の符号の符号化とを施した信号を受信する受信方法であって、前記信号が受信されたときの受信信号点と前記デジタル変調の変調シンボルの出現確率とに基づき、送信された信号を判定する復調過程と、前記復調過程の復調結果から前記符号の復号処理を行い、事後値を前記出現確率としてフィードバックする復号過程と、を含むことを特徴とする。
【００４２】
本発明に係る受信方法は、１変調シンボルにつき２ビット以上の情報を有するデジタル変調と、伝送用の符号の符号化とを施した信号を受信する受信方法であって、前記信号が受信されたときの受信信号点と前記デジタル変調の変調シンボルの出現確率とに基づき、送信された信号を判定する復調過程と、前記復調過程の復調結果から前記符号の復号処理を行い、その復号処理の過程で得られる復号結果の確からしさを前記出現確率としてフィードバックする復号過程とを含み、前記復調過程においては、前記受信信号点の最初の復調時には全てのビットの出現確率が等しいとし、該同一の受信信号点の２回目以降の復調時には前記復号過程からフィードバックされる出現確率を用いることを特徴とする。
【００４３】
本発明に係る受信方法は、１変調シンボルにつき２ビット以上の情報を有するデジタル変調と、反復復号が可能な伝送用の符号の符号化とを施した信号を受信する受信方法であって、前記信号が受信されたときの受信信号点と前記デジタル変調の変調シンボルの出現確率とに基づき、送信された信号を判定する復調過程と、前記復調過程の復調結果から前記符号の復号処理を行い、その復号処理の過程で得られる復号結果の確からしさを前記出現確率としてフィードバックする復号過程とを含み、前記復号過程においては、前記受信信号点の最初の復調時かつ最初の復号時には全てのビットの出現確率が等しいとし、それ以降の該同一の受信信号点の復調時及び復号時には復号処理の過程で得られるビットの確からしさをビットの出現確率として用いることを特徴とする。
【００４４】
本発明に係る受信方法においては、前記復号過程から前記復調過程にフィードバックされる出現確率は事後値であることを特徴とする。
【００４５】
本発明によれば、デジタル変調の復調時に、変調シンボルに対応する信号点と受信信号点との位置関係に加えて、変調シンボルの出現確率も考慮して、送信された信号の判定を行うことができる。これにより、受信性能の向上を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の一実施形態に係るデジタル信号伝送システムの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明に係るデジタル信号伝送システムの実施例１の構成を示すブロック図である。
【図３】ターボ符号化器３１の構成例を示すブロック図である。
【図４】８ＡＳＫの信号点配置例を示す図である。
【図５】本発明の実施例１に係る特徴的な構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の実施例２に係る特徴的な構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の実施例３に係る特徴的な構成を示すブロック図である。
【図８】本発明に係るシミュレーション結果のグラフ図である。
【図９】本発明に係るデジタル信号伝送システムの実施例５の構成を示すブロック図である。
【図１０】本発明の実施例５に係る特徴的な構成を示すブロック図である。
【図１１】４ＡＳＫの信号点配置例を示す図である。
【図１２】受信信号点の例を示す図である。
【図１３】本発明に係るデジタル信号伝送システムの実施例６の構成を示すブロック図である。
【図１４】本発明の実施例６に係る特徴的な構成を示すブロック図である。
【図１５】本発明の実施例７に係る特徴的な構成を示すブロック図である。
【図１６】本発明に係るデジタル信号伝送システムの実施例８の構成を示すブロック図である。
【図１７】本発明の実施例８に係る特徴的な構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００４７】
２０，４０，７０，４０１，７０１…受信装置、２２，４２，７２…無線受信機、２３，７３…４ＡＳＫ復調器、２４…出現確率算出器、４３，４７…８ＡＳＫ復調器、４４，４４１…ターボ復号器、４５，７５…ビット判定器、４６…逆インタリーバ、７４…ＬＤＰＣ復号器、４１０，４１１，４２０，４２１…スイッチ
【発明を実施するための最良の形態】
【００４８】
以下、図面を参照し、本発明の一実施形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るデジタル信号伝送システムの構成を示すブロック図である。本実施形態では、無線通信システムに適用した例を挙げて説明する。また、図１のシステムでは、デジタル変調方式の一例として４ＡＳＫを利用し、図１１に示される４ＡＳＫの信号点配置例を便宜的に採用することとする。【００４９】
図１に示す無線通信システムは、送信装置１０と受信装置２０とを有する。
図１において、送信装置１０は、４ＡＳＫ変調器１１と無線送信機１２とアンテナ１３とを有する。４ＡＳＫ変調器１１には、送信データがシリアルデータ（送信情報ビット）として入力される。
４ＡＳＫ変調器１１は、送信データの２ビット毎に、その２ビットの情報から４つの信号点１０１、１０２、１０３、１０４（図１１参照）のいずれか一つを生成し、生成した信号点に対応する変調シンボルを出力する。信号点１０１は変調シンボル“００”、信号点１０２は変調シンボル“０１”、信号点１０３は変調シンボル“１０”、信号点１０４は変調シンボル“１１”にそれぞれ対応している。無線送信機１２は、４ＡＳＫ変調器１１出力後の変調シンボルをアンテナ１３から無線送信する。【００５０】
図１において、受信装置２０は、アンテナ２１と、無線受信機２２と、４ＡＳＫ復調器２３と、出現確率算出器２４とを有する。送信装置１０から無線送信された信号は、受信装置２０においてアンテナ２１を介して無線受信機２２で受信される。この受信信号点は、無線受信機２２から出力されて４ＡＳＫ復調器２３に入力される。また、４ＡＳＫ復調器２３には、出現確率算出器２４から各変調シンボルの出現確率が入力される。【００５１】
４ＡＳＫ復調器２３は、受信信号点および変調シンボルの出現確率に基づき、送信装置１０から送信された信号を判定する。そして、その判定結果から受信データの２ビット（受信情報ビット）を出力する。【００５２】
出現確率算出器２４には、変調シンボルが有する２ビットの情報のビット毎の確率（情報ビットの確率）が入力される。各情報ビットの確率は、過去の受信データから類似の受信データを得て算出されている。出現確率算出器２４は、各情報ビットの確率から各変調シンボルの出現確率を算出する。【００５３】
一般に、上位ビットが“０”である確率をPmsb（上位ビットが“１”である確率は「1-Pmsb」となる）、下位ビットが“０”である確率をPlsb（下位ビットが“１”である確率は「1-Plsb」となる）とすると、変調シンボル“ｘｙ”の出現確率Pxyは、Pmsb及びPlsbを用いて与えられる。
例えば、変調シンボルの上位ビットが“１”である確率が１００％である場合には、出現確率算出器２４は、変調シンボル“１０”及び“１１”の出現確率を両方ともに５０％、変調シンボル“００”及び“０１”の出現確率を両方ともに０％として算出する。
この変調シンボル出現確率の例の場合、４ＡＳＫ復調器２３は、例えば図１２に示される受信信号点２０１が得られたときには、変調シンボル“００”及び“０１”の出現確率が共に０％であるので、これら変調シンボル“００”及び“０１”を選択候補から除外する。そして、残りの変調シンボル“１０”及び“１１”の中から、その出現確率及び受信信号点に基づいて最も確からしい変調シンボルを選択する。ここでは、変調シンボル“１０”及び“１１”の出現確率は共に５０％で同じであるので、受信信号点２０１からの距離が近い方の信号点１０３に対応する変調シンボル“１０”を選択し、受信データの２ビット“１０”を出力する。【００５４】
ここで、本実施形態に係る復調時における変調シンボルの判定方法を詳細に説明する。
本実施形態では、４ＡＳＫにおける４種類の変調シンボル“００”、“０１”、“１０”、“１１”に各々対応する出現確率はP00、P01、P10、P11として出現確率算出器２４から与えられる。【００５５】
４ＡＳＫ復調器２３は、受信信号点および変調シンボルの出現確率P00、P01、P10、P11から、送信装置１０の変調時における最も確からしい信号点を判定する。そして、その判定結果の信号点に対応する変調シンボルから受信データの２ビット（受信情報ビット）を出力する。【００５６】
より具体的には、４ＡＳＫ復調器２３は、各変調シンボルに対応する信号点と受信信号点との間の二乗距離d00、d01、d10、d11を計算する。次いで、二乗距離d00、d01、d10、d11を雑音電力の分散σ2で除した値から事後確率Q00、Q01、Q10、Q11を算出する。次いで、４つの出現確率P00、P01、P10、P11と、事後確率Q00、Q01、Q10、Q11とを用いて、P00×Q00、P01×Q01、P10×Q10、P11×Q11の中から最も大きな確率となるものを判定し、この判定結果に対応する変調シンボルを選択する。【００５７】
上述したように本実施形態によれば、デジタル変調の復調時に、変調シンボルに対応する信号点と受信信号点との位置関係に加えて、変調シンボルの出現確率も考慮して、送信装置１０から送信された信号の判定を行うことができる。これにより、受信性能の向上を図ることが可能となる。【００５８】
なお、受信装置２０において、４ＡＳＫ復調器２３の出力の後段に誤り訂正復号器をさらに設けると、４ＡＳＫ復調器２３の出力は軟判定出力として得られる。この場合には、上位ビットが“０”である確率を「P00×Q00+P01×Q01」、下位ビットが“０”である確率を「P00×Q00+P10×Q10」として出力する。或いは、近似的に、上位ビットが“０”である確率を「Max(P00×Q00,P01×Q01)」、下位ビットが“０”である確率を「Max(P00×Q00,P10×Q10)」として出力してもよい。
このように近似する場合には、確率Qxyを求める際に、雑音電力の分散σ2を考慮せずに、各変調シンボルに対応する信号点と受信信号点との二乗距離dxyのみで算出しても、最終的に同一の結果となるため、都合が良い。【００５９】
また、出現確率算出器２４に入力される情報は、各情報ビットの対数尤度であってもよい。【００６０】
なお、上述した実施形態では、ＡＳＫの一種である４ＡＳＫを用いて説明したが、本発明に係るデジタル変調方式はこれに限定されず、１変調シンボルにつき２ビット以上の情報を有するデジタル変調方式であればよい。例えば、ＰＳＫやＱＡＭなどにも適用可能である。また、シングルキャリア変調方式あるいはマルチキャリア変調方式のいずれを本発明に適用してもよく、同様の効果を得ることができる。また、複数本の送受信アンテナを用いるMIMO（Multi Input Multi Output）伝送方式を本発明に適用しても同様の効果を得ることができる。
【実施例１】
【００６１】
図２は、本発明に係るデジタル信号伝送システムの一実施例である。
実施例１では、ターボ（Turbo）符号を用いる無線通信システムに適用し、ターボ符号の復号結果の確からしさを変調シンボルの出現確率として利用する。また、図２のシステムでは、デジタル変調方式の一例として８ＡＳＫ（８値のＡＳＫ）を利用する。【００６２】
図２に示す無線通信システムは、送信装置３０と、受信装置４０とを有する。
図２において、送信装置３０は、ターボ符号化器３１と８ＡＳＫ変調器３２と無線送信機３３とアンテナ３４とを有する。ターボ符号化器３１には、送信データがシリアルデータ（送信情報ビット）として入力される。【００６３】
図３は、ターボ符号化器３１の構成例を示している。図３の構成は周知のものである。図３に示すターボ符号化器３１は、２つの要素符号器３５、３６を備え、２つの要素符号によって符号化を行うものである。
図３において、要素符号器３５は、送信情報ビットからパリティビットａ１を生成する。インタリーバ３７は、入力された送信情報ビットの順番を交錯する。要素符号器３６は、インタリーバ３７出力後の送信情報ビットからパリティビットａ２を生成する。これにより、同じ送信情報ビットから、パリティビットａ１及びａ２が生成される。但し、要素符号器３５と３６とでは、送信情報ビットの入力順序は交錯されている。【００６４】
ターボ符号化器３１は、入力された送信情報ビット、パリティビットａ１及びａ２の合計３ビットを符号化データとして出力する。【００６５】
図２に戻り、８ＡＳＫ変調器３２は、３ビットから成る符号化データを、３ビットの情報を有する変調シンボルへマッピングする。
図４は、８ＡＳＫの信号点配置例を示している。図４の例では、４値の信号振幅とＩ軸上の正負の極性とを組み合わせた８通りの信号点３０１〜３０８を、４種類の変調シンボル“０００”、“００１”、“０１０”、・・・、“１１１”に対応させている。また、Gray符号化により、隣接する信号点間のハミング距離が１となっている。【００６６】
なお、便宜上、実施例１では、符号化データ中の、送信情報ビットを“x”、パリティビットａ１を“p1”、パリティビットａ２を“p2”と表すと、８ＡＳＫ変調器３２は、変調シンボルの３ビットが“x p1 p2”となるようにマッピングを行うものとする。つまり、変調シンボルの最上位ビットは送信情報ビット、中位ビットはパリティビットａ１、最下位ビットはパリティビットａ２となるようにマッピングする。【００６７】
無線送信機３３は、８ＡＳＫ変調器３２出力後の変調シンボルをアンテナ３４から無線送信する。【００６８】
図２において、受信装置４０は、アンテナ４１と、無線受信機４２と、８ＡＳＫ復調器４３と、ターボ復号器４４と、ビット判定器４５と、逆インタリーバ４６とを有する。送信装置３０から無線送信された信号は、受信装置４０においてアンテナ４１を介して無線受信機４２で受信される。この受信信号点は、無線受信機４２から出力されて８ＡＳＫ復調器４３に入力される。【００６９】
８ＡＳＫ復調器４３には、ターボ復号器４４の出力である事後値が逆インタリーバ４６で逆交錯された後に入力される。８ＡＳＫ復調器４３は、逆インタリーバ４６出力後の事後値と受信信号点とから、最も確からしい変調シンボルを軟判定し、変調シンボルのビット毎の軟判定値を軟判定データとして出力する。軟判定データは、通信路値としてターボ復号器４４に入力される。
ターボ復号器４４の出力である事後値は、ターボ復号器４４の復号結果の確からしさであり、変調シンボルの出現確率として利用する。このために、ターボ復号器４４から出力された事後値を逆インタリーバ４６を介して８ＡＳＫ復調器４３にフィードバックしている。【００７０】
ターボ復号器４４は、通信路値を復号処理して事後値を出力する。ビット判定器４５は、その事後値をビット判定して受信データ（受信情報ビット）を出力する。【００７１】
図５は、ターボ復号器４４の構成及び実施例１の特徴的な構成を示している。以下、図５を参照して、実施例１に係る特徴的な動作を詳細に説明する。【００７２】
８ＡＳＫ復調器４３は、変調シンボルのビット毎の軟判定値を軟判定データとして出力する。この軟判定データは、通信路値としてターボ復号器４４に入力される。上述したように実施例１では、便宜上、変調シンボルの最上位ビットは送信情報ビット、中位ビットはパリティビットａ１、最下位ビットはパリティビットａ２となるようにマッピングされている。従って、３ビットから成る通信路値のうち、最上位ビットは送信情報ビットの通信路値、中位ビットはパリティビットａ１の通信路値、最下位ビットはパリティビットａ２の通信路値である。【００７３】
図５に示すターボ復号器４４は、図３に示すターボ符号化器３１に対応する構成となっており、要素符号器３５に対応する復号器５１と、要素符号器３６に対応する復号器５２を備える。なお、図５中のターボ復号器４４の構成は周知のものである。【００７４】
ターボ復号器４４において、まず、復号器５１は、送信情報ビット及びパリティビットａ１の両方の通信路値を入力する。また、復号器５１で最初に復号処理を行う際には、送信情報ビットの事前値を「1/2」（対数尤度で0）とする。この結果、送信情報ビットの外部値と事後値が計算される。但し、一般にこの段階では、外部値のみが次の処理に用いられる。【００７５】
復号器５１出力後の外部値は、インタリーバ５３で交錯された後に、事前値として復号器５２に入力される。また、送信情報ビット及びパリティビットａ２の両方の通信路値を復号器５２に入力する。ここで、送信情報ビットの通信路値に関しては、復号器５１出力後の外部値と同様に、インタリーバ５４で交錯された後に復号器５２に入力される。【００７６】
復号器５２は、復号処理の結果として送信情報ビットの外部値と事後値を出力する。復号器５２出力後の事後値は、逆インタリーバ４６で逆交錯された後に、変調シンボルの出現確率として８ＡＳＫ復調器４３に入力される。また、復号器５２出力後の外部値は、逆インタリーバ５５で逆交錯された後に、事前値として復号器５１に入力される。
これにより、再度、復号器５１から演算処理が実行されるが、このときに使用する軟判定データ（通信路値）は、８ＡＳＫ復調器４３によって変調シンボルの出現確率が反映されて更新されたものであり、前回の軟判定データ（通信路値）よりも精度が向上していると期待できる。従って、この手順によって一連の演算処理を繰り返すことにより、誤り訂正の性能が向上し、伝送誤りの一層の防止を図ることが可能となる。【００７７】
上記した実施例１では、ターボ符号化器３１において、パリティビットをそのまま出力しているが、パリティビットをパンクチャしたり、又は、送信情報ビットとパリティビットに対してチャネルインタリーブを施したりする等、各種の変形を行うことは可能である。従って、ターボ復号器４４の構成をその変形に合わせればよい。
【実施例２】
【００７８】
図６は、実施例２に係る特徴的な構成を示すブロック図であって、図２に示す実施例１の無線通信システムに係り、８ＡＳＫ復調およびターボ復号に係る部分の構成を示している。
実施例２では、図６に示すように、８ＡＳＫ復調器４７を追加している。８ＡＳＫ復調器４７は、復号器５１出力後の事後値を変調シンボルの出現確率として利用する。なお、実施例２では、復号器５２出力後の事後値を８ＡＳＫ復調器４３にフィードバックするための逆インタリーバ４６は、設けていない。【００７９】
８ＡＳＫ復調器４７は、復号器５１出力後の事後値を用いて、復号器５２に入力する通信路値を更新する。その更新処理では、上記図１の４ＡＳＫ復調器２３と同様に、各情報ビットの事後確率に基づいて通信路値を更新する。これにより、実施例２では、復号器５１で得られた送信情報ビットの確からしさを用いて、復号器５２へ引き渡す通信路値を更新することができ、復号器５２に入力する通信路値の精度向上を図ることが可能となる。【００８０】
なお、情報ビットの確率としては、上記した事後確率以外に、外部値あるいは、事後値及び外部値の両方の値を加味した値（例えば平均値）を用いてもよく、同様の効果を得ることができる。
【実施例３】
【００８１】
図７は、実施例３に係る特徴的な構成を示すブロック図であって、図２に示す実施例１の無線通信システムに係り、８ＡＳＫ復調およびターボ復号に係る部分の構成を示している。
実施例３は、上記した実施例１及び２を組み合わせた構成であり、逆インタリーバ４６と８ＡＳＫ復調器４７とを備える。実施例３によれば、復号器５１と復号器５２とで、交互に通信路値の更新を行うことができ、さらなる性能向上を図ることが可能となる。【００８２】
上述したように実施例１〜３では、ターボ符号の復号処理の過程で得られる符号語の事後値を用いて通信路値を修正し、その結果を次の復号演算に入力する。これにより、復号処理の過程ごとに通信路値の精度が上がるので、ターボ符号の復号能力が向上する。
【実施例４】
【００８３】
実施例４では、上記した実施例１〜３の更なる変形例として、パリティビットａ１、ａ２の事後確率を求め、通信路値の精度を高める。
ターボ符号の場合、一般に、上記復号器５１及び復号器５２では送信情報ビットの確からしさを求めるが、パリティビットａ１、ａ２の確からしさは出力されない。パリティビットａ１、ａ２の確からしさを求める方法としては、例えば、以下に示す二通りの方法が考えられる。【００８４】
一つの方法は、送信情報ビットの対数尤度を、要素符号器を用いて符号化する方法である。ここで用いる要素符号器は、内部で実数演算を行い、出力するパリティ信号がパリティビットの対数尤度とみなすことができるものである。【００８５】
もう一つの方法は、復号器５１、５２内部の演算を追加してパリティビットａ１、ａ２の尤度を求める方法である。復号器５１、５２で用いるアルゴリズム（log-MAPやMax-log-MAPが代表的である）において、時刻n-1の前方向の状態確率αn-1、時刻nの後ろ向きの状態確率βnおよび時刻nのブランチメトリックγnを用いて、パリティビットａ１、ａ２が“０”となる場合の全ての確率和を求める。或いは、確率和を求めなくとも、最も大きい確率の項を選択しても、パリティビットａ１、ａ２の近似的な尤度となる。これにより、パリティビットａ１、ａ２の確からしさが求まる。【００８６】
このような方法により、例えば上記実施例３においては、復号器５１からは、送信情報ビット及びパリティビットａ１の尤度を用いて、送信情報ビット及びパリティビットａ２の通信路値を更新して復号器５２に入力することができる。また、復号器５２からは、送信情報ビットおよびパリティビットａ２の尤度を用いて、送信情報ビットおよびパリティビットａ１の通信路値を更新して復号器５１に入力することができる。【００８７】
このように、複数の要素符号に各々対応する復号器を備え、その復号器から出力される送信情報ビット及びパリティビットの尤度を用いて、次の復号器に引き渡す通信路値の精度を高めることで、伝送誤りをより少なくすることができる。【００８８】
なお、復号器で用いられる復号アルゴリズムとしては、log-MAPやMax-log-MAPが代表的なものであるが、本発明では特に限定せず、各種の復号アルゴリズムが適用可能である。【００８９】
図８は、本発明に係るシミュレーション結果のグラフ図である。
図８において、縦軸はフレーム誤り率、横軸は１ビットあたりの受信エネルギー対雑音電力密度である。波形Ｗ１は本発明の実施例４のシミュレーション結果、波形２は従来の８ＡＳＫ復調器およびターボ復号器の構成のシミュレーション結果を表す。なお、復号アルゴリズムはMax-log-MAPを用いている。【００９０】
図８から明らかなように、本発明の方が、従来に比して伝送誤り率が小さい。これは、より少ない受信エネルギーで同一の伝送誤り率を達成できることを表し、本発明により受信性能が向上することを示している。
【実施例５】
【００９１】
図９は、本発明に係るデジタル信号伝送システムの他の実施例である。
実施例５では、低密度パリティ検査符号（ＬＤＰＣ（Low-Density Parity-Check Code符号））により誤り訂正を行う無線通信システムに適用し、ＬＤＰＣ符号の復号結果の確からしさを変調シンボルの出現確率として利用する。また、図９のシステムでは、デジタル変調方式の一例として４ＡＳＫを利用する。【００９２】
図９に示す無線通信システムは、送信装置６０と受信装置７０とを有する。
図９において、送信装置６０は、ＬＤＰＣ符号化器６１と、４ＡＳＫ変調器６２と、無線送信機６３と、アンテナ６４とを有する。【００９３】
ＬＤＰＣ符号化器６１には、送信データがシリアルデータ（送信情報ビット）として入力される。ＬＤＰＣ符号化器６１出力後の符号化データは、４ＡＳＫ変調器６２で変調シンボルにマッピングされた後に、無線送信機６３によりアンテナ６４から無線送信される。【００９４】
図９において、受信装置７０は、アンテナ７１と、無線受信機７２と、４ＡＳＫ復調器７３と、ＬＤＰＣ復号器７４と、ビット判定器７５とを有する。送信装置６０から無線送信された信号は、受信装置７０においてアンテナ７１を介して無線受信機７２で受信される。この受信信号点は、無線受信機７２から出力されて４ＡＳＫ復調器７３に入力される。【００９５】
また、４ＡＳＫ復調器７３には、ＬＤＰＣ復号器７４の出力である事後値が入力される。４ＡＳＫ復調器７３は、そのフィードバックされた事後値と受信信号点とから、最も確からしい変調シンボルを軟判定し、変調シンボルのビット毎の軟判定値を軟判定データとして出力する。軟判定データは、通信路値としてＬＤＰＣ復号器７４に入力される。ＬＤＰＣ復号器７４の出力である事後値は、ＬＤＰＣ復号器７４の復号結果の確からしさであり、変調シンボルの出現確率として利用する。このために、ＬＤＰＣ復号器７４から出力された事後値を４ＡＳＫ復調器７３にフィードバックしている。【００９６】
ＬＤＰＣ復号器７４は、通信路値を復号処理して事後値を出力する。ビット判定器７５は、その事後値をビット判定して、受信データ（受信情報ビット）を出力する。ＬＤＰＣ復号器７４には、ビット判定器７５の判定結果がフィードバックされる。【００９７】
図１０は、実施例５に係る特徴的な構成を示すブロック図である。図１０には、ＬＤＰＣ復号器７４およびビット判定器７５の各構成、並びに実施例５の特徴的な構成が示されている。以下、図１０を参照して、実施例５に係る特徴的な動作を詳細に説明する。【００９８】
４ＡＳＫ復調器７３は、変調シンボルのビット毎の軟判定値を軟判定データとして出力する。この軟判定データは、通信路値としてＬＤＰＣ復号器７４に入力される。【００９９】
図１０に示すＬＤＰＣ復号器７４は、行方向演算部８１と、符号語推定部８２と、列方向演算部８３とを備える。なお、図１０中のＬＤＰＣ復号器７４の構成は周知のものである。【０１００】
ＬＤＰＣ復号器７４は、上記したターボ符号の場合と同様に、事後値を反復計算する。その復号アルゴリズムとしては、Min SumやSum Productが代表的なものである。その反復計算は、復号結果が正しい符号語になるか、あるいは、規定の反復数に到達するまで行う。【０１０１】
ＬＤＰＣ復号器７４において、まず、行方向演算部８１は、入力された通信路値に対して行方向演算を行い、事前値（或いは外部値）を出力する。その行方向演算を行う際には、列方向演算部８３から入力される外部値（或いは事前値）を参照する。符号語推定部８２は、４ＡＳＫ復調器７３出力後の通信路値および行方向演算部８１出力後の事前値（或いは外部値）に基づいて符号語推定を行い、事後値を出力する。列方向演算部８３は、ビット判定部７５から入力される判定結果に基づいて行方向演算を行い、外部値（或いは事前値）を出力する。【０１０２】
図１０に示すビット判定器７５は、ビット判定部９１と、符号検査部９２と、最大反復数判定部９３とを備える。なお、図１０中のビット判定器７５の構成は周知のものである。【０１０３】
ビット判定器７５において、まず、ビット判定部９１は、入力された事後値に基づき、ビット判定を行う。符号検査部９２は、そのビット判定の結果から、符号検査の合否を判断する。符号検査が合格の場合には、そのビット判定の結果が受信データ（受信情報ビット）として出力される。一方、符号検査が不合格の場合には、最大反復数判定部９３は、ＬＤＰＣ復号器７４における反復回数が最大反復数に達したか否かを判断する。最大反復数に達した場合には、今回のビット判定の結果が受信データ（受信情報ビット）として出力される。最大反復数に達していない場合には、ＬＤＰＣ復号器７４に対して、反復を指示する。【０１０４】
上述したように実施例５によれば、ＬＤＰＣ符号の復号処理の過程で得られる符号語の事後値を用いて、上記実施例１と同様に、通信路値を修正し、その結果を次の復号演算にフィードバックする。従来はＬＤＰＣの復号処理の過程では、通信路値は反復計算の間中、不変としていた。これに対して、実施例５では、通信路値が反復計算の度に更新されてその精度が上がるので、誤り訂正能力が向上する。【０１０５】
なお、本実施例５では、反復復号演算の度に軟判定データ（通信路値）を１度更新しているが、上記した実施例３と同様に、通信路値を複数回更新するように構成してもよい。この場合には、行方向演算又は列方向演算の後の確率に基づいて、通信路値を例えば２度更新するように構成する。【０１０６】
なお、ＬＤＰＣ符号の復号処理の過程で得られる符号語の事後値には、一般に、送信情報ビット及びパリティビットの両方が含まれる。このため、上記実施例４の様なパリティビットの尤度演算は特に必要とはならない。
【実施例６】
【０１０７】
図１３及び図１４は、実施例６を示す。
図１３は、本発明に係るデジタル信号伝送システムの実施例６を示している。実施例６は、図２に示される実施例１の変形例であり、図２の受信装置４０が受信装置４０１に変更されている。送信装置３０は実施例１と同じである。【０１０８】
図１３に示す受信装置４０１では、ターボ復号器４４１に変更されている。また、スイッチ４１０が逆インタリーバ４６と８ＡＳＫ復調器４３の間に設けられている。受信装置４０１において、図２の受信装置４０からの変更点は、ターボ復号器４４１とスイッチ４１０に係る部分であり、それ以外の他の部分については図２の受信装置４０と同じである。以下、図２の受信装置４０からの変更点についてのみ説明する。【０１０９】
図１３において、スイッチ４１０は、８ＡＳＫ復調器４３へ入力する信号を、逆インタリーバ４６の出力信号（ターボ復号器４４１の出力である事後値が逆インタリーバ４６で逆交錯された後の信号）、又は、信号“０”のいずれかに切り替える。信号“０”は、事後値「１／２」に対応する対数尤度「０」の信号であり、全てのビットの事後値（出現確率）が等しいことを表す。【０１１０】
スイッチ４１０の切替動作を説明する。ある受信信号点が無線受信機４２から８ＡＳＫ復調器４３に入力され、その入力された受信信号点についての最初の復調には、信号“０”を出現確率として用いる。これは、ある受信信号点についての最初の復調時には、まだ、その受信信号点についての事後値が一度も計算されていないためである。従って、スイッチ４１０は、ある受信信号点についての最初の復調時には、信号“０”を８ＡＳＫ復調器４３に接続する。【０１１１】
そして、その受信信号点についての２回目以降の復調には、ターボ復号器４４１の出力である事後値が逆インタリーバ４６で逆交錯された後の信号を出現確率として用いる。従って、スイッチ４１０は、ある受信信号点についての２回目以降の復調時には、逆インタリーバ４６の出力信号を８ＡＳＫ復調器４３に接続する。【０１１２】
図１４は、ターボ復号器４４１の構成および実施例６の特徴的な構成を示している。図１４に示すターボ復号器４４１では、スイッチ４１１が逆インタリーバ５５と復号器５１の間に設けられている。ターボ復号器４４１において、図５のターボ復号器４４からの変更点は、スイッチ４１１に係る部分であり、それ以外の他の部分については図５のターボ復号器４４と同じである。以下、図５のターボ復号器４４からの変更点についてのみ説明する。【０１１３】
図１４において、スイッチ４１１は、復号器５１へ入力する信号を、逆インタリーバ５５の出力信号（復号器５２の出力である外部値が逆インタリーバ５５で逆交錯された後の信号）、又は、信号“０”のいずれかに切り替える。信号“０”は、事前値「１／２」に対応する対数尤度「０」の信号であり、全てのビットの事前値（出現確率）が等しいことを表す。【０１１４】
スイッチ４１１の切替動作を説明する。ある受信信号点についての最初の復調結果としての軟判定データ（通信路値）がターボ復号器４４１に入力され、その入力された通信路値についての最初の復号には、信号“０”を出現確率として用いる。これは、ある受信信号点についての最初の復号時には、まだ、事前値が一度も計算されていないためである。従って、スイッチ４１１は、ある受信信号点についての最初の通信路値の復号時には、信号“０”を復号器５１に接続する。【０１１５】
その入力された通信路値についての反復復号において、２回目以降の復号には、復号器５２の出力である外部値が逆インタリーバ５５で逆交錯された後の信号（事前値）を出現確率として用いる。従って、スイッチ４１１は、ある通信路値についての２回目以降の復号時には、逆インタリーバ５５の出力信号を復号器５１に接続する。【０１１６】
同一の受信信号点については、８ＡＳＫ復調器４３からの通信路値が更新されても、スイッチ４１１の接続を信号“０”に戻さない。つまり、ある受信信号点については、８ＡＳＫ復調器４３で、ターボ復号器４４１からフィードバックされる事後値を用いた反復復調が行われ、その復調毎に、通信路値がターボ復号器４４１に入力される。
このとき、同一の受信信号点については、最初の復調結果の通信路値についての最初の復号に対してのみ、信号“０”を出現確率に用いて復号を行う。そして、２回目以降の復調結果の通信路値に対しては、最初の復号から、逆インタリーバ５５の出力信号（復号器５２の出力である外部値が逆インタリーバ５５で逆交錯された後の信号（事前値））を出現確率に用いて復号を行う。【０１１７】
上述の実施例６によれば、同一の受信信号点についての反復復調、反復復号において、最初の復調と最初の復調であって最初の復号に対してのみ出現確率を等確率とし、それ以降の復調及び復号に対しては復号処理の過程からフィードバックされる出現確率を用いる。これにより、同一の受信信号点についての反復復調、反復復号の状態が途切れず継続されるので、復調及び復号の精度が向上し、受信性能の向上を図ることができる。
【実施例７】
【０１１８】
図１５は、実施例７を示すものであって、ターボ復号器４４１の構成および実施例７の特徴的な構成を示している。実施例７は、図７に示される実施例３の変形例である。実施例７では、実施例６と同様に、ターボ復号器４４１に変更するとともに、スイッチ４１０が逆インタリーバ４６と８ＡＳＫ復調器４３の間に設けられている。図１５において、図７の構成からの変更点は、ターボ復号器４４１とスイッチ４１０に係る部分であり、それ以外の他の部分については図７の構成と同じである。図１５において、スイッチ４１０及びターボ復号器４４１の動作は実施例６と同じであり、その説明を省略する。【０１１９】
実施例７によれば、実施例６と同様に、同一の受信信号点についての反復復調、反復復号において、最初の復調と最初の復調であって最初の復号に対してのみ出現確率を等確率とし、それ以降の復調及び復号に対しては復号処理の過程からフィードバックされる出現確率を用いる。これにより、同一の受信信号点についての反復復調、反復復号の状態が途切れず継続されるので、復調及び復号の精度が向上し、受信性能の向上を図ることができる。【０１２０】
なお、図６に示される実施例２に対しても、ターボ復号器４４１に変更することは可能であり、反復復号の精度が向上する効果を得ることができる。
【実施例８】
【０１２１】
図１６及び図１７は、実施例８を示す。
図１６は、本発明に係るデジタル信号伝送システムの実施例８を示している。実施例８は、図９に示される実施例５の変形例である。実施例８では、受信装置７０１に変更している。送信装置６０は実施例５と同じである。【０１２２】
図１６に示す受信装置７０１では、ＬＤＰＣ復号器７４１に変更している。また、スイッチ４２０がＬＤＰＣ復号器７４１の出力と４ＡＳＫ復調器７３の入力の間に設けられている。受信装置７０１において、図９の受信装置７０からの変更点は、ＬＤＰＣ復号器７４１とスイッチ４２０に係る部分であり、それ以外の他の部分については図９の受信装置７０と同じである。以下、図９の受信装置７０からの変更点についてのみ説明する。【０１２３】
図１６において、スイッチ４２０は、４ＡＳＫ復調器７３へ入力する信号を、ＬＤＰＣ復号器７４１の出力信号（事後値）、又は、信号“０”のいずれかに切り替える。信号“０”は、事後値「１／２」に対応する対数尤度「０」の信号であり、全てのビットの事後値（出現確率）が等しいことを表す。【０１２４】
スイッチ４２０の切替動作を説明する。ある受信信号点が無線受信機７２から４ＡＳＫ復調器７３に入力され、その入力された受信信号点についての最初の復調には、信号“０”を出現確率として用いる。これは、ある受信信号点についての最初の復調時には、まだ、その受信信号点についての事後値が一度も計算されていないためである。従って、スイッチ４２０は、ある受信信号点についての最初の復調時には、信号“０”を４ＡＳＫ復調器７３に接続する。【０１２５】
そして、その受信信号点についての２回目以降の復調には、ＬＤＰＣ復号器７４１の出力である事後値を出現確率として用いる。従って、スイッチ４２０は、ある受信信号点についての２回目以降の復調時には、ＬＤＰＣ復号器７４１の出力信号（事後値）を４ＡＳＫ復調器７３に接続する。【０１２６】
図１７は、ＬＤＰＣ復号器７４１の構成および実施例８の特徴的な構成を示している。図１７に示すＬＤＰＣ復号器７４１では、スイッチ４２１が列方向演算部８３と行方向演算部８１の間に設けられている。ＬＤＰＣ復号器７４１において、図１０のＬＤＰＣ復号器７４からの変更点は、スイッチ４２１に係る部分であり、それ以外の他の部分については図１０のＬＤＰＣ復号器７４と同じである。以下、図１０のＬＤＰＣ復号器７４からの変更点についてのみ説明する。【０１２７】
図１７において、スイッチ４２１は、行方向演算部８１へ入力する信号を、列方向演算部８３の出力信号（外部値あるいは事前値）、又は、信号“０”のいずれかに切り替える。信号“０”は、外部値あるいは事前値「１／２」に対応する対数尤度「０」の信号であり、全てのビットの外部値あるいは事前値（出現確率）が等しいことを表す。【０１２８】
スイッチ４２１の切替動作を説明する。ある受信信号点についての最初の復調結果としての軟判定データ（通信路値）がＬＤＰＣ復号器７４１に入力され、その入力された通信路値についての最初の復号には、信号“０”を出現確率として用いる。これは、ある受信信号点についての最初の復号時には、まだ、事前値が一度も計算されていないためである。従って、スイッチ４２１は、ある受信信号点についての最初の復号時には、信号“０”を行方向演算部８１に接続する。【０１２９】
そして、その入力された通信路値についての反復復号において、２回目以降の復号には、列方向演算部８３の出力信号である外部値あるいは事前値を出現確率として用いる。従って、スイッチ４２１は、ある通信路値についての２回目以降の復号時には、列方向演算部８３の出力信号を行方向演算部８１に接続する。【０１３０】
さらに、同一の受信信号点については、４ＡＳＫ復調器７３からの通信路値が更新されても、スイッチ４２１の接続を信号“０”に戻さない。つまり、ある受信信号点については、４ＡＳＫ復調器７３で、ＬＤＰＣ復号器７４１からフィードバックされる事後値を用いた反復復調が行われ、その復調毎に、通信路値がＬＤＰＣ復号器７４１に入力される。このとき、同一の受信信号点については、最初の復調結果の通信路値についての最初の復号に対してのみ、信号“０”を出現確率に用いて復号を行う。そして、２回目以降の復調結果の通信路値に対しては、最初の復号から、列方向演算部８３の出力信号（外部値あるいは事前値）を出現確率に用いて復号を行う。【０１３１】
上述の実施例８によれば、同一の受信信号点についての反復復調、反復復号において、最初の復調と最初の復調であって最初の復号に対してのみ出現確率を等確率とし、それ以降の復調及び復号に対しては復号処理の過程からフィードバックされる出現確率を用いる。これにより、同一の受信信号点についての反復復調、反復復号の状態が途切れず継続されるので、復調及び復号の精度が向上し、受信性能の向上を図ることができる。【０１３２】
次に、本発明に係る一つの技術的特徴について説明する。
本発明においては、図５、図７、図１０、図１４、図１５、図１７などに示されるように、復号結果の事後値（事後確率）を復調器にフィードバックして反復復調を行うことを一つの技術的特徴としている。ここで、特に注目すべき点は、外部値ではなく、事後値をフィードバックする点である。つまり、本発明においては、外部値よりも、事後値をフィードバックして用いたほうが反復復調の性能がよくなることを着想し、事後値をフィードバックするように構成している。その理由を以下に説明する。【０１３３】
ここでは、送信シンボルxは２ビット(x0, x1)で構成されているとする。また、送信装置から送信された送信シンボルxは、受信装置で受信シンボルyとして受信されたとする。このとき、ビットx0の通信路値（尤度比）は数１で表される。数１の通信路値は、通常、数２で表される計算方法により算出される。【０１３４】
【数１】
2006129666.tif 000002
【０１３５】
【数２】
2006129666.tif 000003
【０１３６】
但し、P(y｜x0,x1)は、送信ビットが(x0,x1)のとき、受信シンボルがyである確率を表し、受信信号点yと基準信号点(x0,x1)から求められる。また、ビットx1の事前尤度比が0（x1=1である確率とx1=0である確率が共に1/2）であることを前提としている。【０１３７】
他方、数１の通信路値を復号器の外部値Pe(x1)から求める場合の計算方法は、数３で表される。【０１３８】
【数３】
2006129666.tif 000004
【０１３９】
但し、数４であり、Pp(x1)はx1に関する復号器の事後確率を表し、P(y|x1)はx1に関する通信路値を表す。【０１４０】
【数４】
2006129666.tif 000005
【０１４１】
ここで、数１の通信路値をベイズの法則を用いて変形すると、数５となる。【０１４２】
【数５】
2006129666.tif 000006
【０１４３】
さらに、数６であるので、再度、ベイズの法則を用いて変形すると、数７となる。【０１４４】
【数６】
2006129666.tif 000007
【０１４５】
【数７】
2006129666.tif 000008
【０１４６】
一般に、x0,x1が独立であるから、数８が成立し、数９が得られる。【０１４７】
【数８】
2006129666.tif 000009
【０１４８】
【数９】
2006129666.tif 000010
【０１４９】
これにより、数１の通信路値は数１０で表される。【０１５０】
【数１０】
2006129666.tif 000011
【０１５１】
つまり、復調操作によって得られる通信路値と、復号操作によって得られる事前値（外部値）とは、異なる符号系である。従って、反復復調で用いる事前値P(x1)としては、復号器で得られる事前値（外部値）ではなく、復号器で得られる事後値（事後確率Pp(x1)）を用いることが好ましい。【０１５２】
上述のように、本発明に係る一つの技術的特徴として、復号結果の事後値を復調器にフィードバックして反復復調を行うことにより、反復復調の性能が向上するという優れた効果が得られる。【０１５３】
以上、本発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１５４】
本発明は、伝送形態は無線に限らず、光ファイバケーブル等の通信ケーブルを用いた有線のシステムにも同様に適用可能である。また、デジタル放送等の放送システムなど、各種のデジタル信号伝送システムに適用可能である。
【図１】
2006129666.tif 000012
【図２】
2006129666.tif 000013
【図３】
2006129666.tif 000014
【図４】
2006129666.tif 000015
【図５】
2006129666.tif 000016
【図６】
2006129666.tif 000017
【図７】
2006129666.tif 000018
【図８】
2006129666.tif 000019
【図９】
2006129666.tif 000020
【図１０】
2006129666.tif 000021
【図１１】
2006129666.tif 000022
【図１２】
2006129666.tif 000023
【図１３】
2006129666.tif 000024
【図１４】
2006129666.tif 000025
【図１５】
2006129666.tif 000026
【図１６】
2006129666.tif 000027
【図１７】
2006129666.tif 000028
【国際調査報告】
2006129666.tif 000029
2006129666.tif 000030
2006129666.tif 000031
2006129666.tif 000032