CN101278509A - 接收装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种接收装置，对经由多个天线接收到的调制信号进行解调，具备：传送路径推定部件(22)，根据接收信号向量，推定出与天线数以及码元数对应的传送路径响应矩阵；硬判定序列推定部件(21)，根据接收信号向量以及传送路径响应矩阵来推定硬判定序列，进而输出硬判定序列以及与该硬判定序列对应的似然度信息(α)；以及软判定值生成部件(23－1～K)，使用接收信号向量、缩小传送路径响应矩阵的维数而重构的传送路径响应矩阵、以及硬判定序列，生成与将硬判定序列的特定比特反转了的序列对应的似然度信息(β)，根据似然度信息(β)以及似然度信息(α)生成硬判定序列的软判定值。

Description

接收装置
技术领域
本发明涉及一种对接收信号进行解调的接收装置，特别涉及对经由多个天线接收到的调制信号进行解调的接收装置。
背景技术
作为数字通信中的数据判定法之一，有最大似然判定法。最大似然判定法是指：在接收装置(以下称为接收机)侧，计算出根据传送路径响应以及发送码元候补制成的复制(replica)和接收信号之间的度量(metric)，从全部的组合中搜索出度量最小的复制，将与度量最小的复制对应的发送码元候补作为判定结果输出。该最大似然判定法虽然具有优良的接收性能，但由于针对考虑度量的全部组合进行计算，所以一般需要庞大的运算量。另外，作为用于削减该运算量的技术，例如，在下述非专利文献1中记载有运算量削减型的最大似然判定法。根据下述非专利文献1，通过利用某种手段来限制计算度量的组合，从而削减最大似然判定中所需的运算量。
另一方面，上述运算量削减型的最大似然判定法具有纠错解码中使用的软判定值的计算困难的问题点。一般，对于比特单比特的软判定值，利用该比特是“-1”时的似然度和是“+1”时的似然度的对数似然度比来求出。但是，上述运算量削减型的最大似然判定方法并非对全部的复制计算度量。因此，有可能在计算了度量的发送码元候补中完全不存在包含“-1”或“+1”的码元，在这样的情况下无法计算软判定值。因此，作为解决上述运算量削减型的最大似然判定法的课题，有下述专利文献1记载的技术。在下述专利文献1记载的技术中，首先，使用运算量削减型的最大似然判定法来推定硬判定序列。接着，在对推定出的硬判定序列计算比特单比特的软判定值时，参照作为计算对象的比特的硬判定值，使用运算量削减型的最大似然判定法来推定具有其反转比特的序列。通过将该操作重复进行与在一次发送中传送的比特数相同的次数，取得与所有传送比特对应的“-1”以及“+1”的似然度信息。由此，可以在运算量削减型的最大似然判定法中计算出软判定值。
非专利文献1：Emanuele Viterbo，Joseph Boutros，“A UniversalLattice Code Decoder for Fading Channels”，IEEE Transactions onInformation Theory，Vol.45，No.5，pp.1639-1642，July 1999。
专利文献1：GB 2406760A
但是，根据上述以往的技术，在运算量削减型的最大似然判定法中计算软判定值时，进行最初的硬判定序列推定后，需要进而重复进行与希望计算出软判定值的比特数相等的次数的运算量削减型的最大似然判定法。因此，存在需要非常多的运算量的问题。
发明内容
本发明是鉴于上述问题而提出的，其目的在于：得到一种接收装置，在运算量削减型的最大似然判定法中，可以以更少的运算量取得精度高的软判定值，且可以通过小的电路规模来提供良好的通信。
为了解决上述的课题而达到目的，本发明的接收装置对经由多个天线接收到的调制信号进行解调，其特征在于包括：传送路径推定单元，根据对执行了预定的接收处理后的多个基带数字信号进行了向量表示的接收信号向量，推定出与天线数以及码元数对应的传送路径响应矩阵；硬判定序列推定单元，根据上述接收信号向量以及上述传送路径响应矩阵来推定硬判定序列，输出作为该推定结果取得的硬判定序列以及与该硬判定序列对应的第1似然度信息；以及软判定值生成单元，使用上述接收信号向量、缩小上述传送路径响应矩阵的维数而重构的传送路径响应矩阵、以及上述硬判定序列，生成与将上述硬判定序列的特定比特反转后的序列对应的第2似然度信息，根据该第2似然度信息以及上述第1似然度信息，生成上述硬判定序列中的每个比特的软判定值。
根据本发明，具有以下的效果：可以得到能够通过简单的处理生成精度非常高的软判定值，且可以通过小的电路规模来提供良好的通信的接收机。
附图说明
图1是表示实施例1的接收机的结构例子的图。
图2是表示实施例1的接收机的数字信号解调部件的结构例子的图。
图3是表示实施例1的接收机的数字信号解调部件具有的软判定值生成部件的结构例子的图。
图4是表示实施例2的接收机的数字信号解调部件的结构例子的图。
图5是表示实施例2的接收机的数字信号解调部件具有的软判定值生成部件的结构例子的图。
图6是表示实施例3的接收机的数字信号解调部件具有的软判定值生成部件的结构例子的图。
图7是表示实施例4的接收机的数字信号解调部件的结构例子的图。
图8是表示实施例4的接收机的数字信号解调部件具有的软判定值生成部件的结构例子的图。
图9是表示实施例5的接收机的结构例子的图。
图10是表示实施例5的接收机的数字信号解调部件的结构例子的图。
图11是表示实施例5的接收机的数字信号解调部件具有的软判定值生成部件的结构例子的图。
图12是表示实施例6的接收机的结构例子的图。
图13是表示实施例7的接收机的数字信号解调部件具有的软判定值生成部件的结构例子的图。
标号说明：
10-1～N：天线；11-1～N：模拟信号处理部件；12-1～N：A/D转换部件；13、13d、13e：数字信号解调部件；14：解交织部件；15、15d：解码部件；21、21c、21d：硬判定序列推定部件；22：传送路径推定部件；23-1～K、23a-1～K、23c-1～K、23d-1～K：软判定值生成部件；31、31b、31f：向量减法部件；32、32b：权重乘法部件；33、33b、33f：信号判定部件；34、34b、34c、34d：似然度生成部件；35、35b、35c：软判定值计算部件；36、36a、36f：权重生成部件；42：参数推定部件；51：复制生成部件；61：存储器部件；64：存储器参照器；71、72：加法器；81-1～N：FFT部件；82：并串行转换部件
具体实施方式
以下，根据附图详细说明本发明的接收装置的实施例。另外，本发明并不限于以下实施例。
实施例1
图1是表示本发明的接收装置(以下称为接收机)的实施例1的结构例子的图。本实施例的接收机具有天线10-1～N、模拟信号处理部件11-1～N、A/D转换部件12-1～N、进行本发明的特征动作的数字信号解调部件13、解交织部件14、以及解码部件15。以下，对本发明的接收机的动作进行说明。
模拟信号处理部件11-1～N对经由天线10-1～N接收到的高频模拟信号进行下变频等模拟信号处理。接着，从模拟信号处理部件11-1～N输出的信号在A/D转换部件12-1～N中被转换为数字信号，输出到数字信号解调部件13。数字信号解调部件13对输入信号进行后述的解调处理，取得解调数据。该解调数据在解交织部件14中，进行与发送机对发送信号进行的交织处理相逆的处理之后输出。然后，解码部件15对来自解交织部件14的输出信号进行作为软判定解码的纠错解码处理，将其结果作为解码比特序列输出。
接着，说明数字信号解调部件13对输入信号进行解调的动作(解调处理)。图2是表示数字信号解调部件13的结构例子的图。数字信号解调部件13具有硬判定序列推定部件21、传送路径推定部件22、以及软判定值生成部件23-1～K。另外，K等于在1个码元定时发送的比特数，依存于接收信号的调制方式和在发送机中从多个天线同时发送的信号数。
从A/D转换部件12-1～N输出的N系统的基带数字信号被输入到数字信号解调部件13。以下，为便于说明，用N维的列向量来表示这些输入信号，并称为“接收信号向量”。数字信号解调部件13如果从A/D转换部件12-1～N接收到接收信号向量，则首先传送路径推定部件22根据接收信号向量，推定希望信号的传送路径响应。例如使用最小2乘法来进行该传送路径响应的推定，该最小2乘法使用在发送天线间正交的已知序列。在此，在发送机中，如果从M(M为大于等于1的整数)元件天线使用同一频率同时发送多个不同的信号，则可以使用M和接收机的接收天线数N，通过N行M列的矩阵来表示传送路径响应。另外，根据M和N的值，也有传送路径响应并非矩阵而为向量或简单的标量的情况，但以下，在本说明中使用“传送路径响应矩阵”这一标记来统一传送路径响应。另外，在传送路径响应矩阵为向量或标量那样的情况下，也可以直接适用本发明。
硬判定序列推定部件21根据作为输入信号的接收信号向量以及从传送路径推定部件22接收到的传送路径响应矩阵，推定与对方发送机的发送信号相当的硬判定序列。另外，硬判定序列推定部件21向软判定值生成部件23-1～K输出所推定出的硬判定序列以及与该硬判定序列对应的似然度信息α。另外，硬判定序列推定部件21例如使用“sphere decoding”那样的运算量削减型的最大似然判定法等、适合于所设想的通信系统的任意的信号判定技术来进行推定处理。
软判定值生成部件23-1～K根据接收信号向量、传送路径响应矩阵、硬判定序列以及似然度信息α，实施后述的处理来生成针对硬判定序列的软判定值。图3是表示软判定值生成部件23-1～K的结构例子的图，软判定值生成部件23-1～K具有向量减法部件31、权重乘法部件32、信号判定部件33、似然度生成部件34、软判定值计算部件35、以及权重生成部件36。然后，软判定值生成部件23-1～K生成K比特的硬判定序列的各要素(比特)的软判定值。另外，第k(k为1～K的整数)软判定值生成部件23-k生成与硬判定序列的第k比特对应的软判定值。另外，以下，为了便于说明，用i(i为1～M的整数)来表示包含成为软判定值计算的对象的比特、即硬判定序列的第k比特的码元序号，用j(j为1～N的整数)来表示与接收天线序号对应的接收信号向量的要素序号。
接着，使用图3来详细说明由软判定值生成部件23-1～K生成软判定值的动作的一个例子。在此，从上述传送路径推定部件22输出的传送路径响应矩阵被输入到向量减法部件31、权重生成部件36以及似然度生成部件34。另外，从上述硬判定序列推定部件21输出的硬判定序列被输入到向量减法部件31，接收信号向量被输入到向量减法部件31以及似然度生成部件34。
向量减法部件31对构成传送路径响应矩阵的列向量中的第i个列向量和具有与硬判定序列的第k比特相反的比特的的码元进行相乘，从接收信号向量减去作为该乘法结果生成的向量(复制)，向权重乘法部件32输出其结果。如果使用公式来表示上述减法处理，则成为下式(1)。
rj’＝rj-hijsi’  …(1)
其中，rj表示接收信号向量的第j个要素，hij表示传送路径响应矩阵的第i行j列的要素，si’表示具有与硬判定序列的第k比特相反的比特的码元。通过针对全部j计算上述公式(1)，而将接收信号向量变形成考虑到使作为软判定值计算对象的比特从硬判定序列反转了的情况下的影响的形式。在此，取得的si’的个数依存于调制方式，只存在“(每一码元的信号点数)/2个”的组合。因此，对与使用的调制方式对应的全部组合(可取得的si’)进行同样的处理(详细内容在后面叙述)。例如，如果是QPSK调制，则存在2种组合，如果是16QAM调制，则存在8种组合。
权重生成部件36对作为输入信号的传送路径响应矩阵删除第i个列向量，重构缩小为N行(M-1)列的矩阵。接着，通过计算该重构的矩阵的逆矩阵来生成权重矩阵，并将其输出到权重乘法部件32。在此，当重构的矩阵不是正方矩阵的情况下，即，当N＝M-1不成立的情况下，通过计算出数学上公知的摩尔·彭罗斯(Moore-Penrose)的一般逆矩阵来生成权重矩阵。另外，由于上述重构的矩阵为N行(M-1)列的大小，所以权重矩阵成为(M-1)行N列的矩阵。
权重乘法部件32将从向量减法部件31接收到的信号(向量)乘以从权重生成部件36接收到的权重矩阵，向信号判定部件33输出其乘法结果。在此，来自向量减法部件31的输出信号为N维向量，权重矩阵为(M-1)行N列的矩阵，因此权重乘法部件32的处理结果为(M-1)维的列向量。而且，该向量的各要素为发送信号中的将第i个码元假定为si’时的第i个以外的码元的推定值。
信号判定部件33根据发送信号的映射(信号点配置)，分别对权重乘法部件32的处理结果的(M-1)个要素进行信号判定，将si’以及信号判定结果(针对第i个以外的码元的推定值的判定结果)的组合设为将硬判定序列的第k个比特反转了的序列的推定值输出到似然度生成部件34。
似然度生成部件34生成与从信号判定部件33接收到的信号(将硬判定序列的第k个比特反转了的序列的推定值)对应的似然度信息β，将其输出到软判定值计算部件35。具体而言，首先，对传送路径响应矩阵和从信号判定部件33接收到的信号进行相乘来生成复制。接着，根据生成的复制以及接收信号向量来计算出似然度信息β，向软判定值计算部件35输出其计算结果。
另外，如在上述向量减法部件31的动作说明中叙述的那样，由于存在多个si’，所以向量减法部件31、权重乘法部件32、信号判定部件33以及似然度生成部件34对全部si’进行上述的处理，似然度生成部件34向软判定值计算部件35输出这些结果(似然度信息β)。
软判定值计算部件35根据从硬判定序列推定部件21接收到的似然度信息α以及从似然度生成部件34接收到的似然度信息β来计算出软判定值，将取得的软判定值作为解调数据输出到解交织部件14。另外，软判定值计算部件35保持与可取得的si’的组合相等数量的似然度信息β，但从这些多个似然度信息β中使用(选择)似然度最高的似然度信息来计算出软判定值。另外，软判定值是使用成为计算软判定值的对象的比特是“-1”的似然度信息与是“+1”的似然度信息之比来表示的，但在作为似然度信息使用了基于接收信号向量和复制向量的2乘误差的度量(metric)的情况下，可以通过如下式(2)所示那样计算出与“-1”对应的度量和与“+1”对应的度量之差来简单地计算出第k比特的软判定值。
(第k比特的软判定值)
＝(与“-1”对应的度量)-(与“+1”对应的度量)  …(2)
例如，在上述硬判定序列的第k比特表示“+1”的情况下，按照公式(2)从似然度信息α减去似然度信息β(其中在似然度生成部件34的输出中似然度为最大的似然度信息、即基于接收信号向量和复制向量的2乘误差的度量为最小的似然度信息)的结果成为软判定值。
另外，在本实施例中，接收机构成为具有K个软判定值生成部件，但并不限于此，例如，也可以具有一个软判定值生成部件，该软判定值生成部件计算出与所有的接收信号向量对应的软判定值。另外，也可以是似然度生成部件34构成为具有存储信息的单元(例如存储器)，似然度生成部件34不是逐一地计算出根据传送路径响应矩阵和发送信号候补生成的复制向量，而是预先将复制向量存储在存储器中，在从信号判定部件33接收到信号的情况下，参照所存储的复制向量来计算出针对输入信号的似然度信息(似然度信息β)。进而，也可以是将软判定值生成部件23-1～K分别具有的权重生成部件36构成为在软判定值生成部件23-1～K的外部具有一个，由该权重生成部件计算出与传送路径推定部件22的输出信号的各码元对应的权重矩阵。
这样，在本实施例中，使用缩小列方向的维数而重构的传送路径响应矩阵的逆矩阵来推定与硬判定序列的各要素(比特)相反的比特的似然度信息(相当于上述似然度信息β)。进而，考虑传送路径响应矩阵来判定具有与硬判定序列的特定比特(作为软判定值计算的对象的比特)相反的比特的码元。由此，可以通过简单的处理来生成精度非常高的软判定值，可以通过小的电路规模来提供良好的通信。另外，可以根据设想的系统结构来容易地推定软判定值的计算中所需的处理量。
实施例2
接着，对实施例2进行说明。本实施例的接收机的结构与上述的实施例1相同。图4是表示实施例2的接收机的数字信号解调部件的结构例子的图，该数字信号解调部件替代上述的实施例1的数字信号解调部件所具有的传送路径推定部件22以及软判定值生成部件23-1～K，而分别具有参数推定部件42以及软判定值生成部件23a-1～K。另外，对于其他部分，由于与上述的实施例1相同，所以附加相同标号并省略其说明。
参数推定部件42与上述的实施例1的传送路径推定部件22同样地，根据接收信号向量推定出希望信号的传送路径响应(传送路径响应矩阵)，向硬判定序列推定部件21以及软判定值生成部件23a-1～K输出其结果。进而，参数推定部件42推定出施加到接收信号向量中的平均噪声功率或平均信号功率对噪声功率比等与噪声功率相关的信息(以下称为噪声功率信息)，向软判定值生成部件23a-1～K输出其结果。例如，通过在发送接收机间发送并接收已知的序列的已知序列区间的范围内，对除去了已知序列的复制后的信号的功率进行平均化，来实现该噪声功率信息的推定。
软判定值生成部件23a-1～K根据接收信号向量、传送路径响应矩阵、硬判定序列、与硬判定序列对应的似然度信息α以及噪声功率信息，生成软判定值。图5是表示构成实施例2的接收机所具备的数字信号解调部件的软判定值生成部件23a-1～K的结构例子的图，在软判定值生成部件23a-1～K中，替代上述的实施例1的软判定值生成部件23-1～K的权重生成部件36而具有权重生成部件36a。另外，对于其他部分，与上述的实施例1相同。以下，对权重生成部件36a的动作进行说明。
权重生成部件36a首先从作为输入信号之一的传送路径响应矩阵删除第i列向量，重构缩小为N行(M-1)列的矩阵。接着，使用该重构的矩阵以及下式(3)来生成权重矩阵，向权重乘法部件32输出其结果。
w＝[(H’*H’T+Mσ2I)-1H’*]T    …(3)
其中，w表示权重矩阵，H’表示所重构的传送路径应答矩阵，M表示在发送机中同时发送的信号数，I表示单位矩阵，1/σ2表示平均信号功率对噪声功率比，记号*表示复数共轭，T表示矩阵的转置。
这样，在本实施例中，使用考虑平均噪声功率来生成的权重矩阵推定与硬判定序列的各要素(比特)相反的比特的似然度信息。另外，仅通过使用缩小列方向的维数而重构的传送路径响应矩阵的矩阵运算，来计算出权重矩阵。由此，可以计算出精度更高的软判定值，另外，可以容易地根据假想的系统结构来推定软判定的计算中所需的处理量。进而，可以通过非常小的电路规模来提供良好的通信。
实施例3
接着，对实施例3进行说明。本实施例的接收机的结构以及接收机所具备的数字信号解调部件的结构与上述实施例2相同。在本实施例中，仅数字信号解调部件所具备的软判定值生成部件的结构不同。以下，对软判定值生成部件的动作进行说明。
图6是表示构成实施例3的接收机所具备的数字信号解调部件的软判定值生成部件的结构例子的图，该软判定值生成部件构成为替代上述实施例2的软判定值生成部件所具备的向量运算部件31、权重乘法部件32、信号判定部件33、似然度生成部件34、以及软判定值计算部件35，而分别具有向量运算部件31b、权重乘法部件32b、信号判定部件33b、似然度生成部件34b、以及软判定值计算部件35b，进而追加了复制生成部件51。另外，权重生成部件36a进行与上述实施例2的权重生成部件同样的动作。
接着，使用图6详细说明软判定值生成部件的动作例子。首先，复制生成部件51通过对硬判定序列和传送路径应答矩阵进行相乘来制成硬判定序列的复制向量，并向向量减法部件31b输出其结果。
向量减法部件31b对构成传送路径响应矩阵的列向量中的第i列向量和具有与硬判定序列的第k个比特相反的比特的码元进行相乘，从接收信号向量以及上述复制向量的双方减去作为该乘法结果而生成的向量。进而，向量减法部件31b向权重乘法部件32b输出通过上述减法处理取得的结果。
权重乘法部件32b对从向量减法部件31b接收到的2个系统的向量信号，分别乘以从权重生成部件36a接收到的权重矩阵，并向信号判定部件33b输出这些乘法结果。
信号判定部件33b根据发送信号的映射，对输入的2个系统的信号分别进行信号判定，向似然度生成部件34b输出其结果。另外，似然度生成部件34b使用接收信号向量以及传送路径响应矩阵，分别对从信号判定部件33b接收到的2个系统的信号进行与上述实施例1的似然度生成部件34同样的处理，从而生成分别与上述2个系统的信号对应的似然度信息β，并分别将其输出到软判定值计算部件35b。
另外，与上述实施例1同样地，在本实施例中，由于在向量减法部件31b中所考虑的si’也存在多个，所以向量减法部件31b、权重乘法部件32b、信号判定部件33b以及似然度生成部件34b对全部si’进行上述的处理。
软判定值计算部件35b根据与硬判定序列对应的似然度信息α以及从似然度生成部件34b接收到的似然度信息β来计算出软判定值。在此，从似然度生成部件34b输入的似然度信息β是指作为对接收信号向量进行预定的信号处理(相当于在上述向量减法部件31b、权重乘法部件32b、信号判定部件33b以及似然度生成部件34b中实施的处理)的结果而取得的似然度信息β、以及作为对从上述复制生成部件51输出的复制向量进行预定的信号处理的结果而取得的似然度信息β。因此，从存在多个的似然度信息β中使用(选择)似然度最高的似然度信息，进行与上述实施例1中记载的软判定值计算部件35同样的处理，从而计算出软判定值。
另外，本实施例的软判定值生成部件构成为具备对接收信号向量以及从复制生成部件51输出的复制向量的双方进行预定的处理的一组信号处理部件(相当于向量减法部件31b～似然度信息生成部件34b)，但并不限于此，也可以构成为独立地具备用于处理接收信号向量的信号处理部件以及用于处理复制向量的信号处理部件(具备2组信号处理部件)。
另外，也可以构成为在软判定值生成部件的外部(前级)具有一个图6的复制生成部件51，该复制生成部件向各软判定值生成部件输出复制向量。
另外，在硬判定序列推定部件执行“sphere decoding”那样的运算量削减型的最大似然判定法等的情况下，硬判定序列推定部件在信号推定过程(硬判定序列的推定过程)中已经计算出硬判定序列的复制向量。因此，也可以是硬判定序列推定部件输出在上述信号推定过程中计算出的复制序列，软判定值生成部件使用该复制向量来进行上述的处理。由此，即使删除复制生成部件15，也可以取得同样的效果。
另外，在根据输入到权重生成部件36a的噪声功率信息而判断为噪声功率小的情况下，软判定值生成部件也可以仅进行对在复制生成部件51中生成的复制向量的软判定值生成处理，而不进行对接收信号向量的软判定值生成处理。由此，可以削减平均的处理量。
另外，直到向量减法部件31b～似然度生成部件34b为止的一连串的处理不限于对应于接收信号向量、和从硬判定序列和传送路径响应矩阵生成的复制向量这2个系统，也可以输入3个系统以上的信号向量，由向量减法部件31b～似然度生成部件34b计算出与这些输入对应的似然度信息。
这样，在本实施例中，对接收信号向量以及根据硬判定序列和传送路径响应矩阵生成的复制向量进行用于软判定值计算的信号处理，考虑各信号处理结果而生成似然度信息。由此，可以抑制处理量且取得精度更高的软判定值。
实施例4
接着，对实施例4进行说明。本实施例的接收机的结构与上述的实施例2相同。图7是表示实施例4的数字信号解调部件的结构例子的图，该数字信号解调部件构成为替代上述实施例2的接收机具有的数字信号解调部件的硬判定序列推定部件21以及软判定值生成部件23a-1～K，而具有硬判定序列推定部件21c以及软判定值生成部件23c-1～K，进而追加了存储器部件61。另外，对于其他部分，由于与上述的实施例2相同，所以附加相同标号并省略其说明。在本实施例中，将硬判定序列推定部件21c的输出等存储在存储器部件61中，软判定值生成部件23c-1～K参照积蓄在上述存储器部件61中的信息来进行处理。
硬判定序列推定部件21c与上述实施例1的硬判定序列推定部件21同样地，根据接收信号向量以及传送路径响应矩阵来推定硬判定序列，向软判定值生成部件23c-1～K输出其推定结果和与其对应的似然度信息α。另外，一般在运算量削减型的最大似然判定法中，在直到计算出最大似然码元为止的处理过程中，除了与最终输出的发送码元对应的似然度信息以外，多数情况下还计算出与若干个发送码元候补对应的似然度信息。因此，硬判定序列推定部件21c向存储器部件61输出最终输出的硬判定序列和似然度信息α的组合、以及在处理过程中计算出的所有似然度信息和与其对应的发送码元候补的组合，在存储器部件61中，存储从硬判定序列推定部件21c接收到的信息。另外，存储器部件61存储在后述的似然度生成部件34c中生成的多个似然度信息β以及与其对应的信号的信息。
接着，使用图8来详细说明软判定值生成部件23c-1～K的动作例子。在此，图8是表示软判定值生成部件23c-1～K的结构例子的图，软判定值生成部件23c-1～K构成为替代上述实施例2的软判定值生成部件23a-1～K具有的似然度生成部件34以及软判定值计算部件35，而分别具有似然度生成部件34c以及软判定值计算部件35c，进而追加了存储器参照器64。对于其他部分，由于与上述的实施例2相同，所以附加相同标号并省略其说明。另外，信号判定部件33向存储器参照器64输出处理结果(信号判定的结果)。
存储器参照器64如果从信号判定部件33接收到信号(信号判定的结果)，则参照存储在上述存储器部件61中的发送码元候补。然后，在与从信号判定部件33接收到的信号相同的发送码元候补被存储在存储器部件61中的情况下，存储器参照器64从存储器部件61读出与该发送码元候补对应的似然度信息β并输出到软判定值计算部件35c。与此相对，当在存储器部件61中没有存储与从信号判定部件33接收到的信号相同的发送码元候补的情况下，存储器参照器64向似然度生成部件34c输出从信号判定部件33接收到的信号。似然度生成部件34c如果从存储器参照器64接收到信号，则实施与上述实施例2的似然度生成部件34同样的处理来计算出似然度信息β，向软判定值计算部件35c输出其结果。另外，似然度生成部件34c向存储器部件61输出所计算出的似然度信息β以及在计算该似然度信息β时使用的信号(经由存储器参照器64从信号判定部件33接收的信号)。软判定值计算部件35c如果从存储器参照器64或似然度生成部件34c接收到似然度信息β，则根据该似然度信息β，进行与上述实施例1中记载的软判定值计算部件35同样的处理，从而计算出软判定值。
另外，在本实施例中，构成为在上述实施例2的接收机的数字信号解调部件中追加存储器部件61，并在软判定值生成部件中追加存储器参照器64，但并不限于此，也可以在上述实施例1或3的接收机的数字信号解调部件中追加存储器部件61，并在软判定值生成部件中追加存储器参照器64。
另外，也可以构成为在图8中将存储器参照器64配置在向量减法部件31的前级，预先参照存储器部件61，在具有与成为软判定值计算对象的硬判定序列的比特相反的比特的码元所对应的似然度信息被存储在存储器部件61中的情况下，向软判定值计算部件35c输出该似然度信息。在该情况下，由于无需进而在似然度信息计算中必要的途中处理，所以可以进一步削减运算量。另外，也可以构成为替代准备存储器部件61而由硬判定序列推定部件和软判定值生成部件直接交换似然度信息和码元信息。
这样，在本实施例中，预先在存储器中存储有：作为硬判定序列的推定处理的结果而取得的硬判定序列以及与其对应的似然度信息α；在硬判定序列的推定处理的过程中计算出的硬判定序列的候补以及与其对应的似然度信息；和似然度信息β以及计算该似然度信息β时使用的信号的信息。另外，数字信号解调部件参照这些信息来进行动作，例如省略与已经计算出的码元对应的似然度信息的计算。由此，可以削减运算量而不损失处理结果的精度。
实施例5
接着，对实施例5进行说明。图9是表示实施例5的接收机的结构例子的图。本实施例的接收机构成为替代上述实施例1的接收机所具备的数字信号解调部件13、解码部件15，而分别具备数字信号解调部件13d、解码部件15d，进而追加了交织部件73、加法器71以及72。另外，对于与图1所示的天线10-1～N、模拟信号处理部件11-1～N以及A/D转换部件12-1～N相当的部分，是相同的结构。
另外，在本实施例中，解交织部件14、解码部件15d、交织部件73、加法器73以及72作为信号解码单元动作。另外，解码部件15d是所谓的软输入软输出解码器，本实施例的接收机根据该解码部件15d输出的解码数据来生成先验信息，数字信号解调部件13d考虑到在此取得的先验信息来进行信号解调动作，进而，在信号解码单元和数字信号解调部件13d之间实施了规定次数的先验信息以及软判定值的收发之后，将在解码部件15d中取得的解码数据作为实现了精度提高的最终的解码数据来处理。
图10是表示实施例5的接收机所具备的数字信号解调部件13d的结构例子的图，数字信号解调部件13d替代上述实施例1的数字信号解调部件13的硬判定序列推定部件21以及软判定值生成部件23-1～K，而分别具备硬判定序列推定部件21d以及软判定值生成部件23d-1～K。另外，对于其他部分，由于与上述的实施例1相同，所以附加相同标号并省略其说明。
硬判定序列推定部件21d根据接收信号向量、传送路径响应矩阵、以及后述的作为来自交织部件73的输出信号的先验信息，输出最准确的硬判定序列和与其对应的似然度信息α。在此，硬判定序列推定部件21d例如使用作为考虑到先验信息的似然度信息的生成方法而公知的进行MAP(Maximum A posteriori Probability，最大后验概率)推定的“sphere decoding”等来生成似然度信息。硬判定序列推定部件21d向软判定值生成部件23d-1～K输出所推定的硬判定序列以及似然度信息α。
接着，使用图11来说明软判定值生成部件23d-1～K的动作例子。图11是表示软判定值生成部件23d-1～K的结构例子的图，在软判定值生成部件23d-1～K中，替代上述实施例1的软判定值生成部件23-1～K所具备的似然度生成部件34，而具备似然度生成部件34d。对于其他部分，由于与上述的实施例1相同，所以附加相同标号并省略其说明。
似然度生成部件34d根据从信号判定部件33接收到的信号、接收信号向量、传送路径响应矩阵、以及从交织部件73接收到的先验信息来计算出似然度信息β，并向软判定值计算部件35输出其结果。另外，似然度生成部件34d与上述硬判定序列推定部件21d同样地，例如使用进行MAP推定的“sphere decoding”等来进行似然度信息生成处理。即，与上述实施例1同样地，根据传送路径响应矩阵以及来自信号判定部件33的输出信号来生成复制向量，根据在此取得的复制向量、接收信号向量以及先验信息来生成似然度信息。
然后，软判定值计算部件35根据从硬判定序列推定部件21d接收到的似然度信息α以及从似然度生成部件34d接收到的似然度信息β，进行与上述实施例1同样的处理，从而计算出软判定值。
另外，从上述数字信号解调部件13d接收到软判定值的加法器71从该软判定值减去作为交织部件73的输出信号的先验信息，向解交织部件14输出其结果。解交织部件14进行与发送机对发送信号进行的交织相逆的处理，向解码部件15d以及加法器72输出其结果。解码部件15d例如由SOVA(Soft Output Viterbi Algorithm，软输入软输出Viterbi算法)解码器、MAP解码器等所谓的软输入软输出解码器来实现，对从解交织部件14接收到的信号进行解码处理。另外，加法器72从解码部件15d的输出信号减去从解交织部件14接收到的信号，向交织部件73输出其结果。交织部件73进行与发送机对发送信号进行的交织相同的处理，将其结果作为先验信息输出到数字信号解调部件13d以及加法器71。
然后，本实施例的接收机在数字信号解调部件13d和解码部件15d之间，一边经由上述加法器71、解交织部件14、加法器72、交织部件73收发软判定值以及先验信息，一边循环进行上述的软判定值的生成处理以及解码处理，将循环预定次数地执行这些处理而取得的数据作为最终的解码数据来处理。由此，实现判定精度的提高。
另外，在本实施例中，构成为在上述实施例1的接收机中追加交织部件73等，但并不限于此，也可以构成向对上述实施例2、3或4的接收机追加交织部件73等。
这样，在本实施例中，在数字信号解调部件13d和解码部件15d之间收发软判定值和先验信息，循环进行解调解码处理。由此，可以提高判定数据的精度，并实现良好的通信。另外，与上述的其他实施例同样地，通过使用缩小列方向的维数而重构的传送路径响应矩阵的矩阵运算来进行数字信号解调部件13d中的软判定值生成处理。由此，可以通过小的电路规模来实现循环执行解调处理和解码处理的本实施例的接收机。
实施例6
接着，对实施例6进行说明。图12是表示实施例6的接收机的结构例子的图。本实施例的接收机构成为替代上述实施例1的接收机具有的数字信号解调部件13而具有数字信号解调部件13e，进而追加了FFT(Fast Fourier Transform，快速傅立叶变换)部件81-1～N以及并串行转换部件82。另外，对于其他部分，由于与上述的实施例1相同，所以附加相同标号并省略其说明。
经由N元件的天线10-1～N接收到的多载波高频模拟信号(例如，OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用)、MC-CDMA(Multi Carrier-Code Division Multiple Access，多载波码分多址接入))在模拟信号处理部件11-1～N等中进行预定的处理之后，被输入到FFT部件81-1～N。在FFT部件81-1～N中，对输入信号进行离散傅立叶变换或高速离散傅立叶变换，从而将时域信号转换为每个副载波的频域信号，并向数字信号解调部件13e输出其结果。
数字信号解调部件13e构成为与上述实施例1～5中的任意一个接收机具有的数字信号解调部件相同，通过进行与该结构对应的动作来输出作为解调数据的软判定值。在此，本实施例的数字信号解调部件13e针对每个作为输入信号的副载波进行输出软判定值的处理。然后，并串行转换部件82将在数字信号解调部件13e中推定的各副载波的解调数据排列成串行，输出其结果。
另外，在本实施例中，构成为在上述实施例1的接收机中追加FFT部件81-1～N等，但并不限于此，也可以向上述实施例2～5的接收机追加FFT部件81-1～N等。
这样，在本实施例中，通过针对每个副载波对接收信号进行解调，对接收OFDM或MC-CDMA中的多载波信号的接收机，应用基于上述数字信号解调部件的处理。由此，即使在采用OFDM或MC-CDMA的情况下，也可以取得与上述实施例1～5同样的效果。
实施例7
接着，对实施例7进行说明。本实施例的接收机的结构与上述的实施例1相同。图13是表示构成实施例7的接收机具有的数字信号解调部件的软判定值生成部件的结构例子的图，该软判定值生成部件构成为替代上述实施例1的接收机具有的软判定值生成部件的向量减法部件31、信号判定部件33、以及权重生成部件36，而具有向量减法部件31f、信号判定部件33f、以及权重生成部件36f，另外从信号判定部件33f向向量减法部件31f输出其处理结果。对于其他部分，由于与上述的实施例1相同，所以附加相同标号并省略其说明。
在本实施例中，当在软判定值生成部件中对将硬判定序列的比特反转了的序列进行推定时，通过循环进行权重乘法和向量减法，从而依次进行信号判定。
首先，向量减法部件31f按照与上述实施例1的向量减法部件31同样的步骤，根据与传送路径响应矩阵以及硬判定序列对应的码元来生成复制，从接收信号向量减去该复制。然后，向权重乘法部件32输出向量减法结果。
另一方面，权重生成部件36f与实施例1的权重生成部件36同样地，从作为输入信号的传送路径响应矩阵中删除与包括作为软判定值计算对象的比特的码元相关联的列向量，进行传送路径响应矩阵的重构。然后，通过计算出所重构出的传送路径响应矩阵的逆矩阵、或摩尔·彭罗斯的一般逆矩阵来生成权重矩阵。进而，计算出构成权重矩阵的各行向量的范数(大小)，将范数最小的行向量作为权重输出。
接着，权重乘法部件32将从向量减法部件31f接收到的信号乘以从权重生成部件36f接收到的权重，并向信号判定部件33f输出其乘法结果。如上所述，由于从权重生成部件36f接收到的权重是向量，所以此处的处理结果为复数标量。
信号判定部件33f对权重乘法部件32的处理结果，根据发送信号的映射进行信号判定，积蓄其结果，并且输出到向量减法部件31f(反馈)。
在从信号判定部件33f接收到上述输出信号的情况下，向量减法部件31f与实施例1的向量减法部件31不同，将来自信号判定部件33f的信号和与构成传送路径响应矩阵的列向量中的来自信号判定部件33f的信号相关联的列向量相乘，输出复制。然后，从在前一个定时进行了向量减法之后的接收信号向量(上次的向量减法结果)减去所生成的复制。
权重生成部件36f从在上次的权重生成处理中进行维数缩小而生成(重构)的传送路径响应矩阵中进一步删除与作为上次权重输出的行向量相关联的列向量并进行重构，生成新的传送路径响应矩阵。然后，计算出本次生成的传送路径响应矩阵的逆矩阵、或摩尔·彭罗斯的一般逆矩阵，生成新的权重矩阵。然后，将构成本次生成的权重矩阵的行向量中的范数最小的行向量作为权重输出到权重乘法部件32。信号判定部件33f如上所述进行信号判定处理以及判定结果的反馈。
向量减法部件31f、权重生成部件36f、权重乘法部件32以及信号判定部件33f直到在信号判定部件33f中与全部的信号维数相关的信号判定结束为止，循环执行以上那样的一连串的处理。然后，信号判定部件33f按照检测出信号的顺序(在权重生成部件36f中根据权重矩阵的行范数附加了顺序的次序)，将各判定信号排列成原来的信号的次序，作为使硬判定序列中的成为软判定值计算对象的比特反转后的推定值，输出到似然度生成部件34。然后，在似然度生成部件34以及软判定值计算部件35中，进行与实施例1相同的处理，生成软判定值。
另外，在本实施例的软判定值生成部件中，作为权重计算方法，使用缩小维数而重构的传送路径响应矩阵的逆矩阵、或摩尔·彭罗斯的一般逆矩阵，但并不限于此，也可以构成为并用在实施例2中说明的那样的与噪声功率相关的信息。
另外，构成为在权重生成部件36f中基于权重矩阵的行范数而附加顺序，但也可以构成为省略该处理而以不依存于行范数的次序生成输出权重。
这样，在本实施例中，利用权重乘法和复制减法的循环来判定具有与硬判定序列相反的比特的序列的似然度信息。另外，根据权重矩阵的行范数的大小来决定进行信号检测的顺序。由此，可以更高精度地计算出软判定值。
产业上的可利用性
如上所述，本发明的接收装置作为可以对经由多个天线接收到的调制信号进行解调的通信装置是有用的，特别适用于作为解调处理进行最大似然判定的通信装置。

Claims (18)

1.一种接收装置，对经由多个天线接收到的调制信号进行解调，其特征在于包括：
传送路径推定单元，根据对执行了预定的接收处理后的多个基带数字信号进行向量表现的接收信号向量，推定出与天线数以及码元数对应的传送路径响应矩阵；
硬判定序列推定单元，根据上述接收信号向量以及上述传送路径响应矩阵来推定硬判定序列，输出作为该推定结果取得的硬判定序列以及与该硬判定序列对应的第一似然度信息；以及
软判定值生成单元，使用上述接收信号向量、缩小上述传送路径响应矩阵的维数而重构的传送路径响应矩阵、以及上述硬判定序列，生成与将上述硬判定序列的特定比特反转后的序列对应的第二似然度信息，根据该第二似然度信息以及上述第一似然度信息生成上述硬判定序列中的每个比特的软判定值。
2.根据权利要求1所述的接收装置，其特征在于：
上述软判定值生成单元具有：
向量减法单元，根据上述传送路径响应矩阵、以及具有与上述硬判定序列的特定比特相反的比特的码元，生成包括软判定值生成的对象比特的码元的复制，从上述接收信号向量减去该复制；
权重生成单元，缩小上述传送路径响应矩阵的维数而重构，根据重构后的传送路径响应矩阵生成权重矩阵；
权重乘法单元，对上述向量减法单元的减法结果和上述权重矩阵进行相乘；
信号判定单元，通过基于发送信号的映射来判定上述权重乘法单元的乘法结果，推定将上述硬判定序列的比特反转后的序列；
似然度生成单元，根据上述接收信号向量、上述传送路径响应矩阵、以及上述信号判定单元的判定结果，生成上述第二似然度信息；以及
软判定值计算单元，根据上述第一似然度信息以及上述第二似然度信息计算出软判定值。
3.根据权利要求2所述的接收装置，其特征在于：
上述似然度生成单元通过对上述传送路径响应矩阵和上述信号判定单元的判定结果进行相乘来生成复制，根据该复制以及上述接收信号向量生成上述第二似然度信息。
4.根据权利要求2所述的接收装置，其特征在于：
上述传送路径推定单元进而对与施加到上述接收信号向量中的噪声功率相关的信息进行推定，
上述软判定值生成单元在生成上述软判定值的处理中，进而使用与上述噪声功率相关的信息。
5.根据权利要求4所述的接收装置，其特征在于：
上述权重生成单元根据上述重构后的传送路径响应矩阵以及与上述噪声功率相关的信息来生成权重矩阵。
6.根据权利要求2所述的接收装置，其特征在于：
上述软判定值生成单元还具有：复制生成单元，根据上述传送路径响应矩阵，生成硬判定序列的复制，其中
通过对上述复制生成单元生成的复制，进行上述向量减法单元、上述权重乘法单元、上述信号判定单元、以及上述似然度生成单元的一连串的处理，来生成第三似然度信息，
上述软判定值计算单元选择上述第二似然度信息和上述第三似然度信息中的任意一方，根据该选择结果以及上述第一似然度信息来生成软判定值。
7.根据权利要求2所述的接收装置，其特征在于：
上述硬判定序列推定单元除了输出上述硬判定序列以及与该硬判定序列对应的第一似然度信息的处理之外，进而，存储与在该处理过程中计算出的发送码元候补对应的似然度信息，
上述似然度生成单元进而在存储有具有与上述硬判定序列的特定比特相反的比特的发送码元候补所对应的似然度信息的情况下，将该似然度信息作为第二似然度信息输出。
8.根据权利要求2所述的接收装置，其特征在于包括：
信号解码单元，针对从上述软判定值生成单元接收到的软判定值，以预定的次数循环进行解码，其中
上述信号解码单元生成在循环解码中使用的预定的先验信息，向上述硬判定序列推定单元以及上述软判定值生成单元输出该先验信息，
上述硬判定序列推定单元进而参照上述先验信息，进行上述硬判定序列的推定处理、以及与该硬判定序列对应的第一似然度信息的生成处理，
上述软判定值生成单元进而参照上述先验信息，进行基于上述似然度生成单元以及上述软判定值计算单元的处理。
9.一种接收装置，在采用OFDM(Orthogonal FrequencyDivision Multiplexing，正交频分复用)、MC-CDMA(Multi Carrier-Code Division Multiple Access，多载波码分多址接入)的系统中，对经由多个天线接收到的多载波调制信号进行解调，其特征在于包括：
信号转换单元，将作为每个天线的输入信号的时域信号转换成频域信号；
使用由上述信号转换单元取得的副载波信号，进行上述权利要求1～8中的任意一个记载的软判定值生成处理的上述传送路径推定单元、上述硬判定序列推定单元以及上述软判定值生成单元；以及
排序单元，将在上述软判定值生成单元中生成的每个副载波的软判定值排序成串行。
10.根据权利要求1所述的接收装置，其特征在于：
上述软判定值生成单元具备：
向量减法单元，根据上述传送路径响应矩阵、以及具有与上述硬判定序列的特定比特相反的比特的码元，制成包括软判定值生成的对象比特的码元的复制，从上述接收信号向量减去该复制；
权重生成单元，缩小上述传送路径响应矩阵的维数而重构，在保持重构后的传送路径响应矩阵的同时，根据该重构后的传送路径响应矩阵生成权重矩阵，进而将构成该权重矩阵的特定的行向量作为权重输出；
权重乘法单元，对上述向量减法单元的减法结果和上述权重进行相乘；
信号判定单元，基于发送信号的映射来判定上述权重乘法单元的乘法结果，根据该判定结果推定将上述硬判定序列的比特反转后的序列；
似然度生成单元，根据上述接收信号向量、上述传送路径响应矩阵、以及上述信号判定单元的判定结果，生成上述第二似然度信息；以及
软判定值计算单元，根据上述第一似然度信息以及上述第二似然度信息计算出软判定值，其中
上述向量减法单元在取得了来自上述信号判定单元的输出(信号判定输出)的情况下，替代具有与上述硬判定序列的特定比特相反的比特的码元而使用该信号判定输出来生成复制，进而从上次的向量减法结果减去该复制，
上述权重生成单元在保持了缩小维数而重构出的传送路径响应矩阵的情况下，替代上述传送路径响应矩阵，而根据该保持的重构出的传送路径响应矩阵生成权重矩阵，
通过对上述硬判定序列的全部比特执行基于上述向量减法单元、上述权重生成单元、上述权重乘法单元、以及上述信号判定单元的一连串的处理，从而推定将上述硬判定序列的比特反转了的序列。
11.根据权利要求10所述的接收装置，其特征在于：
上述权重生成单元将构成上述权重矩阵的行向量中的大小最小的行向量作为权重输出。
12.根据权利要求10所述的接收装置，其特征在于：
上述似然度生成单元通过对上述传送路径响应矩阵和上述信号判定单元的判定结果进行相乘来生成复制，根据该复制以及上述接收信号向量来生成上述第二似然度信息。
13.根据权利要求10所述的接收装置，其特征在于：
上述传送路径推定单元进而对与施加到上述接收信号向量中的噪声功率相关的信息进行推定，
上述软判定值生成单元在生成上述软判定值的处理中，进而使用与上述噪声功率相关的信息。
14.根据权利要求13所述的接收装置，其特征在于：
上述权重生成单元根据上述重构后的传送路径响应矩阵以及与上述噪声功率相关的信息来生成权重矩阵。
15.根据权利要求10所述的接收装置，其特征在于：
上述软判定值生成单元还具有：复制生成单元，根据上述传送路径响应矩阵生成硬判定序列的复制，其中
通过对上述复制生成单元生成的复制进行基于上述向量减法单元、上述权重乘法单元、上述信号判定单元、以及上述似然度生成单元的一连串的处理，来生成第三似然度信息，
上述软判定值计算单元选择上述第二似然度信息和上述第三似然度信息中的任意一方，根据该选择结果以及上述第一似然度信息生成软判定值。
16.根据权利要求10所述的接收装置，其特征在于：
上述硬判定序列推定单元除了输出上述硬判定序列以及与该硬判定序列对应的第一似然度信息的处理之外，进而，存储与在该处理过程中计算出的发送码元候补对应的似然度信息，
上述似然度生成单元进而在存储有具有与上述硬判定序列的特定比特相反的比特的发送码元候补所对应的似然度信息的情况下，将该似然度信息作为第二似然度信息输出。
17.根据权利要求10所述的接收装置，其特征在于还包括：
信号解码单元，针对从上述软判定值生成单元接收到的软判定值，以预定的次数循环进行解码，其中
上述信号解码单元生成在循环解码中使用的预定的先验信息，向上述硬判定序列推定单元以及上述软判定值生成单元输出该先验信息，
上述硬判定序列推定单元进而参照上述先验信息，进行上述硬判定序列的推定处理、以及与该硬判定序列对应的第一似然度信息的生成处理，
上述软判定值生成单元进而参照上述先验信息，进行基于上述似然度生成单元以及上述软判定值计算单元的处理。
18.一种接收装置，在采用OFDM(Orthogonal FrequencyDivision Multiplexing，正交频分复用)、MC-CDMA(Multi Carrier-Code Division Multiple Access，多载波码分多址接入)的系统中，对经由多个天线接收到的多载波调制信号进行解调，其特征在于包括：
信号转换单元，将作为每个天线的输入信号的时域信号转换成频域信号；
使用由上述信号转换单元取得的副载波信号，进行上述权利要求10～17中的任意一个记载的软判定值生成处理的上述传送路径推定单元、上述硬判定序列推定单元以及上述软判定值生成单元；以及
排序单元，将在上述软判定值生成单元中生成的每个副载波的软判定值排序成串行。
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