(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信された変調信号が受信されて蓄積信号と比較され、各蓄積信号および各変調信号は蓄積されているデータビットの定められたグループを表しており、蓄積信号と変調信号との相応関係（一致性）に関する確率が各蓄積信号に関して蓄積信号と変調信号との比較から計算される
Ｍ段変調されたデータの復調の間にビット固有信頼性情報を得るための方法において、
１つのグループのデータビットごとに、個別の事後確率すなわちデータグループ＋１または−１におけるν番目の位置におけるデータビットがＰ（ｂν＝＋１／−１）である確率が変調信号を蓄積信号と比較することによって求められた確率の和から求められ、ここで、グループのν番目の位置における蓄積信号のデータビットが１つの＋１または−１を表す場合にはそれらの確率のみが用いられ、
該事後確率から各データビットに対する信頼性情報が求められる
ことを特徴とするビット固有信頼性情報を得るための方法。
【請求項２】
既知と仮定された受信信号の平均ノイズパワーおよび既知と仮定された有効エネルギーが信頼性情報を求めるために用いられる、請求項１記載の方法。
【請求項３】
ノイズパワーおよび有効エネルギーが定められた時間間隔において推定される、請求項１記載の方法。
【請求項４】
変調された受信信号に関する確率Ｐｊが式
Ｐｊ＝α＊Ｑ（Ｖｊ）／ｑ（Ｖｊ）［ｊ＝０，・・・，Ｍ−１］    （１１）
によって計算され、ここでＱ（Ｖｊ）は実際に送信されたシンボルがｊ番目のシンボルであるという仮定に基づいて求められた相応の変数Ｖｊの分布密度関数であり、ｑ（Ｖｊ）は実際に送信されたシンボルがｊ番目のシンボルではないという仮定に基づいて求められた相応の関数Ｖｊの分布密度関数であり、定数αは関係式
【数１】
0004124496.tif 000016
から得られ、ここでＭは変調の段数を表す、請求項２または３記載の方法。
【請求項５】
【数２】
0004124496.tif 000017
請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
【請求項６】
【数３】
0004124496.tif 000018
請求項５記載の方法。
【請求項７】
【数４】
0004124496.tif 000019
請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
【請求項８】
【数５】
0004124496.tif 000020
請求項７記載の方法。
【請求項９】
信頼性情報またはソフトデータビットがチャンネル復号化のためにまたはソース復号化のためにそれぞれ用いられる、請求項１から８までのいずれか１項記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は一般的な型式のメインフレームによるＭ段変調の信頼性情報を得るための方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
Ｍ段変調の信頼性情報を得るための方法は、論文A.J.Viterbi, "Performance of power-controlled wideband terrestrial digital communication", IEEE Transactions on Communications, Vol.41, No.4, April 1993, pp.559に開示されているが、ここではシンボルすなわちデータグループを通して唯一の信頼性情報の項しか計算されず、データグループの全てのデータが同じ信頼性情報を用いて評価されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
この結果、データグループの個々のビットに位置する情報を完全に評価して特定のデータを求めることができない。このため利用できるはずの情報が利用できない。
【０００４】
さらに複数のダイバーシティパスの間に均一に分割されている平均受信エネルギーが信頼性情報の計算のための基礎として用いられる。しかし一般的な送信における実際の送信チャンネルの個別の受信パスはエネルギーを異にしている。平均総合エネルギーを仮定したり、ダイバーシティパス間の平均エネルギーの均一配分を仮定したりすると、信頼性情報の決定における正確性が失われてしまう。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この課題は、１つのグループのデータビットごとに、個別の事後確率すなわちデータグループ＋１または−１におけるν番目の位置におけるデータビットがＰ（ｂν＝＋１／−１）である確率が変調信号を蓄積信号と比較することによって求められた確率の和から求められ、ここで、グループのν番目の位置における蓄積信号のデータビットが１つの＋１または−１を表す場合にはそれらの確率のみが用いられ、この事後確率から各データビットに対する信頼性情報が求められることにより解決される。
【０００６】
本発明の独立請求項の特色を持つ方法は、個別の信頼性情報アイテムが１つのデータグループの各ビットごとに求められるという利点を有している。求められた信頼性情報の意味合いはこうして改善的に拡大される。
【０００７】
【発明の実施の形態】
請求項１に示される方法の有利な展開および改善は、従属請求項に示される手段によって可能となる。信頼性情報を求めるために、受信信号の現在のノイズパワーおよび瞬間的に利用できるエネルギーを用いることは特に有利である。その結果、高い正確さをもって信頼性情報を計算することが可能となる。ノイズパワーおよび利用できるエネルギーは定められた時間間隔において評価されることが望ましい。
【０００８】
信頼性情報の望ましい計算は、Ｍ個の可能な送信信号の仮定を適用して、観察された受信信号の特定の分布密度を用いることを含んでおり、その結果、信頼性情報の特に正確な計算が可能である。
【０００９】
【実施例】
図１は受信用ユニット１３の入力に接続されている受信用アンテナ１０を示している。受信用ユニット１３の出力は復調器１１の入力に接続される。復調器１１の出力はメモリを持つコンピュータユニット１２の入力に接続される。受信用アンテナ１０によって受信信号は受信用ユニット１３を通過する。受信用ユニット１３は受信信号を増幅する。続いて増幅された信号は周波数混合によってキャリア周波数から中間周波数に変換される。周波数シフトされた信号は増幅され、復調器１２に供給される。復調器１１はキャリア復調を行い、復調信号をコンピュータユニット１２に送り出す。
【００１０】
図２はコンピュータユニット１２の動作に関するプログラムシーケンスを概略的に示している。復調信号はプログラムアイテム１においてコンピュータユニット１２に供給される。復調信号はＭ段変調による変調信号を表している。段の数Ｍは２に等しいかまたはそれよりも大きい。変調のために使用されるＭ信号の各々はデータビットの定められたグループを表すシンボルを表現する。変調のために用いられるＭ信号はコンピュータユニット１２のメモリ内に蓄積される。データビットの相当するグループは変調のために用いられたＭ信号の各々に関してコンピュータユニット１２のメモリ内に蓄積されている表として蓄積されている。
【００１１】
プログラムアイテム２においてコンピュータユニット１２は復調信号を蓄積されている信号と比較する。この比較は例えばProakis, "Digital Communications", McGraw-Hill Int.Book Company, 1983, ISBN0-07-Y66490-0, Chapter 4, pp139に説明されているクロス相関を用いて実行される。しかし例えば適合されたフィルタ復調器を用いるような別の比較方法もまた使用することができる。この方法においては数Ｍの相当する変数Ｖｊ［ｊ＝０，・・・］は受信信号と個別の蓄積信号との間の相応するレベルを表す相応する変数である復調信号に関して計算される。
【００１２】
確率値Ｐｊは以下の式に従って各シンボルに関して相応する変数Ｖｊを用いて計算される。
【００１３】
Ｐｊ＝αＱ（Ｖｊ）／ｑ（Ｖｊ）［ｊ＝０，・・・，Ｍ−１］        （１１）
項Ｑ（Ｖｊ）およびｑ（Ｖｊ）は分布密度を表している。それらは求められた相応の変数の値Ｖｊに関する発生の確率を表している。密度Ｑ（Ｖｊ）はｊ番目のシンボルが実際に送信されているという仮定を含んでおり、一方ｑ（Ｖｊ）は逆に現在のシンボルがｊ番目ではなく他の１つであるという仮定の上に成り立っている。一般的に満足されている送信されたシンボルの対称条件（直交性、同じシンボルエネルギー等）に基づいて、密度Ｑ（ｘ）およびｑ（ｘ）に関する式はそれ自体考慮されているシンボルからは独立しており、送信されたシンボルの参照は項Ｖｊによってのみもたらされる。
【００１４】
密度Ｑ（Ｖｊ）およびｑ（Ｖｊ）の式の定義は受信機の構成と相応の変数を決定するために用いられる形成法則とに依存しているが、受信機または形成法則に依存してこの定義から異なっていてもよい。
【００１５】
２乗法則組み合わせ（前掲のProakis, "Digital Communications", McGraw-Hill Int.Book Company, 1983を参照）を持つインコヒーレントＬパスレイク受信機がこの実施例において考慮される。付加チャンネル干渉は統計的に独立しているガウスの干渉と仮定する。分布密度は
【００１６】
【数６】
0004124496.tif 000002
【００１７】
である。ここで２σ２は付加チャンネル干渉のパワー（複素数；ローパス表現に等価）であり、ρ２は（Ｌパス間に分配された）利用可能な有効エネルギーの合計であり、Ｉｎ（ｘ）は第１型式の変更されたｎ次のベッセル関数であり、定数αは選択された受信機構成には無関係に
【００１８】
【数７】
0004124496.tif 000003
【００１９】
に基づいて与えられる。
【００２０】
ノイズパワー２σ２および有効エネルギーρ２は確率ｐｊを計算するために既知となっていなければならない。両方の変数は動作の間連続的に評価されるべきである。
【００２１】
プログラムアイテム３においては個々の事後確率が引き続いてグループの各データビットに関して求められ、信頼性情報が各データビットに関してこれから計算される。この場合にはデータグループにおけるν番目の位置におけるデータビットがデータビット（例えばｂν＝＋１）に関する固定された仮定と相当するようなシンボルの確率値Ｐｊが加えられる。この和は例えばｂν＝＋１における事後確率Ｐ（ｂν＝＋１）を表している。事後確率は相当する方法において仮定ｂν＝−１に関しても求めることができる。
【００２２】
この方法は図３における表を用いて説明される。この表は２つのデータビットの各場合における、シンボルに割り当てられているビットグループ（ｂ０，ｂ１）、シンボルの判断変数およびシンボル判断の確率値Ｐｉを示している。
【００２３】
４つの異なるシンボルが図３における第１カラム１４において、文字ｉのもとで０から３まで連続的に番号づけられている。判断変数（変数相当）は値０．９，０．８，０．１，０．０５を持つことがＶｉのもとで第２カラム１５に示されている。Ｎ＝４シンボルがこの実施例においては用いられており、これが２つのデータビットｂ０およびｂ１によって表されており、各データビットに関して値−１または＋１を仮定することが可能である。４つのシンボルｓ０，ｓ１，ｓ２，ｓ３に割り当てられたビット組み合わせが第３カラム１６において列ごとに示されている。シンボル自体の特定の形状は現在の考慮には無関係であるが、例えば直交ウォルシュシンボルを用いることができる。
【００２４】
式（１１）によって計算されたシンボルの確率値はＰｉの下で最後のカラム１７に示されている。図３からある場合にはデータビットｂ０の値−１がシンボルＳ０に関して確率０．５を持ち、ある場合にはシンボルＳ１に関して確率０．４５を持つことが理解される。こうして総合の確率（０．５０＋０．４５）＝０．９５はデータビットｂ０の値−１に関する結果となる。データビットｂ０の値１に関しては、シンボルＳ２に関する０．０３の確率、およびシンボルＳ３に関して０．０２の確率を結果として生じる。（０．０３＋０．０２）＝０．０５の総合的な確率がデータビットｂ０の値＋１から結果として得られる。
【００２５】
ここからデータビットｂ０は値＋１に関するよりも値−１に関してより大きな相互確率を持つことが理解される。このため値−１はデータビットｂ０に関して正しいとされるより大きな確率を持っている。データビットｂ１の値を−１とするなら、シンボルＳ０に関して値−１から０．５の確率が、Ｓ２に関して０．０３の確率が結果として得られる。したがって（０．５＋０．０３）＝０．５３の相互確率がデータビットｂ１の値−１に関して得られる。データビットｂ１を＋１とするなら、シンボルＳ１から０．４５の確率が、シンボルＳ３から０．０２の確率が結果として得られる。したがって０．４５＋０．０２）＝０．４７の相互確率がデータビットｂ１の値＋１に関して得られる。
【００２６】
この結果から、データビットｂ１に関しては値−１のほうがより大きな確率を持つことがわかる。
【００２７】
以下の式（１）はデータビットｂ０の値−１に関する相互確率を示している。
【００２８】
Ｐ（ｂ０＝−１）＝Ｐ２＋Ｐ３                                      （１）
以下の式（２）はデータビットｂ０の値＋１に関する相互確率を示している。
【００２９】
Ｐ（ｂ０＝１）＝Ｐ２＋Ｐ３                                        （２）
式（３）における比較はデータビットｂ０が値−１を持つことの判断を行う。
【００３０】
Ｐｂ０＝ｍａｘ｛Ｐ（ｂ０＝−１），Ｐ（ｂ０＝１）｝＝０．９５
→ｂ０＝−１                                                      （３）
以下の式（４）はデータビットｂ１の値−１に関する相互確率を表している。
【００３１】
Ｐ（ｂ１＝−１）＝Ｐ０＋Ｐ２                                      （４）
以下の式（５）はデータビットｂ１の値＋１に関する相互確率を表している。
【００３２】
Ｐ（ｂ１＝１）＝Ｐ１＋Ｐ３                                        （５）
式（４）と式（５）との比較は値−１を持つデータビットｂ１が明確であることを示している。
【００３３】
Ｐｂ１＝ｍａｘ｛Ｐ（ｂ１＝−１），Ｐ（ｂ１＝１）｝＝０．５３
→ｂ１＝−１                                                      （６）
データビットｂ０に関する関連した信頼性情報Ｌｂ０およびデータビットｂ１に関するＬｂ１は次のように計算される。
【００３４】
Ｌｂ０＝ｌｏｇ｛Ｐｂ０／（１−Ｐｂ０）｝                          （７）
Ｌｂ１＝ｌｏｇ｛Ｐｂ１／（１−Ｐｂ１）｝                          （８）
データビットｂ０およびｂ１の値−１または＋１に関する信頼性情報は式（７）および式（８）を用いて総合的な確率から計算することができる。信頼性情報は、どの程度の確率でデータビットｂ０およびｂ１に値＋１または−１が割り当てられると判断されるかに関するステートメントを作成する目的で使用される。
【００３５】
本発明による方法の展開においては信頼性情報が以下の式（９）および（１０）によってデータビットｂ０またはｂ１の値によって乗算される。
【００３６】
【数８】
0004124496.tif 000004
【００３７】
ソフトデータビット
【００３８】
【数９】
0004124496.tif 000005
【００３９】
はこうして各シンボルインターバルに関して計算される。１ｄ（Ｍ）は値Ｍの底２の対数を表している。ソフトデータビットは値−１および値＋１に関してソフトデータビット
【００４０】
【数１０】
0004124496.tif 000006
【００４１】
に関する以下の記述において明確に表現される。
【００４２】
【数１１】
0004124496.tif 000007
【００４３】
この式はデータグループの各データビットｂνに関して一般的に適用される。
【００４４】
【数１２】
0004124496.tif 000008
【００４５】
こうしてソフトデータビット
【００４６】
【数１３】
0004124496.tif 000009
【００４７】
の値のみ求めれば、どのような制限もなしに、データビットｂ０の値が＋１または−１のいずれであるかのステートメントを判断することができる。判断がシンボルの各データビットに関して行われるので、シンボルに関する明確な判断はもはや必要ではないか、または感知されなくてよい。
【００４８】
信頼性情報およびソフトデータビット
【００４９】
【数１４】
0004124496.tif 000010
【００５０】
はプログラムアイテム４において連続的に出力される。
【００５１】
最終的にプログラムアイテム１へのジャンプが行われ新しく受信された復調された信号が処理される。
【００５２】
信頼性情報が改善的に用いられる送信装置においてさらに別の復号化段が存在しなければ、最終データビットｂνがソフトデータビット
【００５３】
【数１５】
0004124496.tif 000011
【００５４】
から確実に判断される。確実に判断された項は判断が固定された方法において前もって求められた２つの値（例えば＋１または−１）の一方で行われたことを意味している。ソフトデータビットはまた＋１または−１に等しくない値を仮定することもできる。ソフトデータビット
【００５５】
【数１６】
0004124496.tif 000012
【００５６】
の代数的符号が正であれば各データビットｂνに関して判断素子出力は＋１である。ソフトデータビットの代数的符号が負であれば、判断は
【００５７】
【数１７】
0004124496.tif 000013
【００５８】
が−１である。
【００５９】
しかし通常の場合には、情報ビットに関する判断のために、出力ソフトデータビットまたは信頼性情報は例えば復号器によってさらに処理される。チャンネル復号器または例えばビタビ復号器の形式で設計されたソース復号器を復号器として使用できる。
【００６０】
ソフトデータビット
【００６１】
【数１８】
0004124496.tif 000014
【００６２】
が情報ビットの判断に用いられるのであれば、情報ビットは負値を持つソフトデータビットの場合に−１となると仮定され、情報ビットは正値を持つソフトデータビットの場合に＋１となると仮定される。
【００６３】
ソフトデータビットの大きさは信頼性情報として解釈され、例えばビタビアルゴリズムを用いる復号化の間のパスメトリックの評価のために用いられる。
【００６４】
別個に用いられる信頼性情報およびソフトデータビットの結果として復調の間のビットごとの付加的情報（信頼性情報、ソフトデータビット）を得ることが可能である。これはＭ段変調の場合においてはどの程度の信頼がデータビット上に判断されるかの確率を表す情報である。その結果、Ｎ段送信方法はハードデータビット、すなわち例えば＋１または−１のような前もって求められた値だけ仮定されることのできるデータビットに関する判断の信頼性に関して改善される。
【００６５】
付加的情報が含まれるならば、Ｎ段送信方法はダウンストリーム復号器を持つ装置において効率的に用いられることができる。付加的情報は判断信頼性を改善するために、チャンネル復号器またはソース復号器のような引き続く信号処理ユニットによって改善的に使用される。
【００６６】
蓄積信号と受信された復調信号の比較は、直交ウォルシュ関数がＭ段変調のために用いられる場合には、例えばウォルシュ−アダマール変換の形式において実行される。この方法においては簡単なインコヒーレント受信機が使用できる。ウォルシュ−アダマール変換の大きさの平方は判断変数として使用される。
【００６７】
例えば規定された数Ｌの送信パスを持つレイク受信機またはアンテナダイバーシティのようなダイバーシティ受信機の場合には、個別の送信パスの判断変数は総合判断変数Ｖｇｊを形成するために加えられる。このことは例えば以下の式を用いて行われる。
【００６８】
【数１９】
0004124496.tif 000015
【００６９】
【発明の効果】
データグループの個々のビットに位置する情報を完全に評価することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明を実行するための装置を示す図である。
【図２】  プログラムシーケンスを示す図である。
【図３】  値の表を示す図である。
【符号の説明】
１０  受信アンテナ
１１  復調器
１２  コンピュータユニット
１３  受信ユニットの入力
【図１】
0004124496.tif 000021
【図２】
0004124496.tif 000022
【図３】
0004124496.tif 000023