CN108886371B - 似然度生成电路和似然度计算方法 - Google Patents

Abstract

似然度生成电路具有：第1似然度计算电路，其具有将接收值和似然度关联起来的表，通过参照表，计算相对于接收值的似然度；第2似然度计算电路，其具有根据接收值计算似然度的运算式，通过使用运算式，计算相对于接收值的似然度；以及似然度输出控制电路，其根据接收值的接收频度，按照每个接收值选择第1似然度计算电路和第2似然度计算电路中的任意一个似然度计算电路，使未被选择的另一个似然度计算电路的计算处理停止，输出由选择出的一个似然度计算电路计算出的似然度。

Description

似然度生成电路和似然度计算方法

技术领域

本发明涉及具有对接收值进行多值判别的软判定纠错解码时需要的似然度生成电路的通信系统。

背景技术

在光通信等通信系统中，大容量化的实现和每通信容量的能耗的削减是紧迫的课题。其中，面对大容量化的实现，对接收值进行多值判别，根据其结果进行似然度的计算和纠错，由此实现大容量且高可靠性的通信路径。

一般而言，要计算的似然度是针对接收值分别求出与发送比特为1的图案的全部发送候选值之间的误差(欧几里德距离)的最小值和与发送比特为0的图案的全部发送候选值之间的误差的最小值，将其差作为对数似然度比LLR(Log Likelihood Ratio)。

在构成实时动作的电路的情况下，通过并列安装似然度生成电路来确保实时性。其结果是，存在根据并行数而使电路规模增加的问题。电路规模的增加引起能耗的增加。即，当为了实现大容量化而使并行数增加时，其结果是，产生通信系统的能耗增加这样的问题以及散热困难这样的问题。

因此，为了同时实现通信容量的大容量化和能耗的削减双方，存在采取以下方法的现有技术。即，存在如下的现有技术：在容易导致信号品质降低的部位，在电路设计时选择使用性能优良但是能耗较大的方式，在对信号品质造成的影响较小的部位，在电路设计时选择使用性能较差但是能耗较低的方式(例如参照专利文献1)。

并且，作为其他方法，存在如下的现有技术：为了实现大容量化而估计通信路径品质，根据其结果动态地选择最佳的纠错算法(例如参照专利文献2)。

接收值的接收频度不一样而具有偏差。并且，当得到接收值时，唯一求出似然度。因此，与接收值的接收频度同样，要计算的似然度的分布也产生偏差。进而，一般而言，接收值可取的值的种类越少，则似然度计算电路越简易，能耗也越低。

因此，准备专用于频繁接收的值的似然度计算方式以及与接收值可取的全部值对应的似然度计算方式，按照每个接收值选择合适的似然度计算方式，由此，能够降低似然度计算所需要的平均能耗。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第15/137049号

专利文献2：日本特开2004-147329号公报

发明内容

发明要解决的课题

但是，现有技术中存在以下这样的课题。

专利文献1在电路设计时静态地选择在似然度计算中使用哪种方式。因此，专利文献1无法应对通信路径的动态的品质变化。并且，专利文献2在用于选择似然度计算方式的通信路径品质的估计中使用基于多个接收值的统计信息。因此，专利文献2存在无法按照每个接收值选择最佳的似然度计算方式这样的问题。

本发明正是为了解决所述课题而完成的，其目的在于，得到如下的似然度生成电路和似然度计算方法：能够应对通信路径的动态的品质变化，并且，通过按照每个接收值选择适当的似然度计算方式，能够在确保通信容量的情况下削减能耗。

用于解决课题的手段

本发明的似然度生成电路应用于进行纠错的通信装置，根据对接收值进行多值判别后的判别结果生成似然度，其中，似然度生成电路具有：第1似然度计算电路，其具有将接收值和似然度关联起来的表，通过参照表，计算相对于接收值的似然度；第2似然度计算电路，其具有根据接收值计算似然度的运算式，通过使用运算式，计算相对于接收值的似然度；以及似然度输出控制电路，其根据接收值的接收频度，按照每个接收值选择第1似然度计算电路和第2似然度计算电路中的任意一个似然度计算电路，使未被选择的另一个似然度计算电路的计算处理停止，输出由选择出的一个似然度计算电路计算出的似然度。

本发明的在进行纠错的通信装置中执行的似然度计算方法根据对接收值进行多值判别后的判别结果生成似然度，其中，似然度计算方法具有以下步骤：第1步骤，在存储部中预先存储针对预计接收频度为预先设定的判定频度以上的接收值关联似然度而成的表、以及根据接收值计算似然度的运算式；第2步骤，基于预先给出的接收值的分布信息或根据过去接收到的一定量的接收值的集合生成的直方图，判定接收到的接收值的接收频度是否为判定频度以上；第3步骤，通过接收第1执行指令，执行使用表计算与接收到的接收值对应的似然度的第1似然度计算处理；第4步骤，通过接收第2执行指令，执行使用运算式计算与接收到的接收值对应的似然度的第2似然度计算处理；第5步骤，在接收到的接收值的接收频度为判定频度以上且与接收到的接收值对应的似然度保持在表内的情况下，输出第1执行指令而执行第1似然度计算处理，不输出第2执行指令而使第2似然度计算处理成为非执行状态；第6步骤，在接收到的接收值的接收频度小于判定频度的情况下，输出第2执行指令而执行第2似然度计算处理，不输出第1执行指令而使第1似然度计算处理成为非执行状态；以及第7步骤，在接收到的接收值的接收频度为判定频度以上且与接收到的接收值对应的似然度未保持在表内的情况下，输出第2执行指令而执行第2似然度计算处理，不输出第1执行指令而使第1似然度计算处理成为非执行状态，并且，将通过第2似然度计算处理计算出的似然度与接收到的接收值关联起来，对表进行更新。

发明效果

根据本发明，具有如下结构：根据接收值的接收频度，选择为了计算似然度而进行动作的电路，使未被选择的电路停止。其结果是，能够得到如下的似然度生成电路和似然度计算方法：能够应对通信路径的动态的品质变化，并且，通过按照每个接收值选择适当的似然度计算方式，能够在确保通信容量的情况下削减能耗。

附图说明

图1是示出本发明的实施方式1的光通信系统的结构例的图。

图2是示出本发明的实施方式2的光通信系统的结构例的图。

具体实施方式

下面，使用附图对本发明的似然度生成电路和似然度计算方法的优选实施方式进行说明。

实施方式1

图1是示出本发明的实施方式1的光通信系统的结构例的图。本实施方式1中的光通信系统10构成为具有接收频度判定电路11、表参照型似然度计算电路12、运算型似然度计算电路13和选择电路14。这里，接收频度判定电路11和选择电路14相当于根据接收值的产生频度来切换控制似然度计算方式的似然度输出控制电路。

光通信系统10取入接收值作为输入信号，输出似然度作为输出信号。另外，作为输入信号，也可以同时输入多个接收值，该情况下，针对多个接收值分别独立地进行处理，输出计算出的各个似然度。

输入到光通信系统10的接收值分别被输入到接收频度判定电路11、表参照型似然度计算电路12和运算型似然度计算电路13。

接收频度判定电路11根据接收值的接收频度，决定使用表参照型似然度计算电路12和运算型似然度计算电路13中的哪个似然度计算电路。在进行该决定时，接收频度判定电路11能够根据预先给出的接收值的分布信息，计算接收到的接收值的接收频度。或者，接收频度判定电路11根据过去接收到的一定量的接收值的集合生成直方图，由此，能够估计本次接收到的接收值的接收频度。

进而，接收频度判定电路11还能够针对接收值，使用加法、乘法、逻辑运算、表的参照等进行该决定。并且，此时，除了接收值以外，接收频度判定电路11还可以使用电路内部保持的值或从外部给出的接收值以外的值。另外，电路内部保持的值还能够在电路动作中进行更新。

然后，接收频度判定电路11能够对接收值的接收频度和预先设定的判定频度进行比较，在接收频度为判定频度以上的情况下，选择表参照型似然度计算电路12，在接收频度小于判定频度的情况下，选择运算型似然度计算电路13。另外，判定频度也可以不是固定值而根据接收环境动态地变更。

接收频度判定电路11针对表参照型似然度计算电路12或运算型似然度计算电路13中的决定不在似然度计算中使用的似然度计算电路，输出停止信号。进而，接收频度判定电路11对选择电路14输出决定结果作为似然度的选择信号。

并且，在同时对接收频度判定电路11输入多个接收值的情况下，与多个接收值分别对应地生成并输出上述停止信号和选择信号。

表参照型似然度计算电路12具有将与接收值对应的地址和似然度关联起来的表。然后，表参照型似然度计算电路12使用接收值生成用于参照表的地址，从表中提取与地址对应的似然度。此时，表参照型似然度计算电路12可以直接使用接收值作为地址，也可以使用对接收值进行运算后的结果作为地址。

另外，表不限于预先设定的数据，还能够逐次更新。例如，在由于通信路径或系统的状态变化、系统的动作参数的变更等而使接收值的接收频度变化的情况下，表参照型似然度计算电路12可以结合变化后的接收频度，动态地更新表中保持的接收值和似然度的内容。

表参照型似然度计算电路12在与接收值对应的似然度未保持在表中的情况下，能够在内部通过运算来计算似然度，使用计算出的似然度对表进行更新。通过该更新处理，能够动态地以表形式列出今后能够参照表在短时间内提取似然度的接收值。

表参照型似然度计算电路12在从接收频度判定电路11接收到停止信号的情况下，停止计算处理动作，由此能够实现能耗的削减。

另外，表参照型似然度计算电路12在同时被输入多个接收值和停止信号的情况下，能够针对与停止信号对应的接收值的似然度计算停止动作，仅针对未被输入停止信号的接收值计算似然度。通过这种处理，也能够实现能耗的削减。

另一方面，运算型似然度计算电路13使用被输入的接收值，通过四则运算或逻辑运算、表的参照等计算似然度。在进行该计算时，除了接收值以外，运算型似然度计算电路13还可以使用电路内部保持的值或从外部给出的接收值以外的值。

运算型似然度计算电路13在从接收频度判定电路11接收到停止信号的情况下，停止计算处理动作，由此能够实现能耗的削减。

另外，运算型似然度计算电路13在同时被输入多个接收值和停止信号的情况下，能够针对与停止信号对应的接收值的似然度计算停止动作，仅针对未被输入停止信号的接收值计算似然度。通过这种处理，也能够实现能耗的削减。

选择电路14具有2个以上的似然度输入端子和1个以上的选择信号输入端子，根据来自接收频度判定电路11的选择信号，选择从表参照型似然度计算电路12和运算型似然度计算电路13分别输出的似然度。

上述表参照型似然度计算电路12针对表中保持的似然度，能够在短时间内提取而不用进行运算处理。但是，表参照型似然度计算电路12针对表中未保持的似然度，需要进行运算处理，因此，具有处理时间变长的特征。但是，表参照型似然度计算电路12能够将通过一次运算处理计算出的似然度组入表中。

另一方面，运算型似然度计算电路13组合加法器或乘法器等运算器，根据接收值计算似然度。因此，运算型似然度计算电路13虽然需要运算处理时间，但是，针对种类比表参照型似然度计算电路12多的接收值，能够以相同的处理时间计算似然度。

因此，针对接收频度高于判定频度的接收值，由表参照型似然度计算电路12利用以表形式列出的数据计算似然度是有利的。

如上所述，根据实施方式1，每当接收到接收值时，能够根据接收值的接收频度选择表参照型和运算型中的任意一个似然度计算电路，使未被选择的似然度计算电路停止。并且，能够根据通信路径的动态的品质变化对表参照型似然度计算电路的表进行更新。

换言之，表参照型似然度计算电路在表中保持有能够由运算型似然度计算电路计算的似然度中的产生频度高的一部分似然度。因此，在以表形式列出似然度与接收值的对应关系的情况下，与使用基于运算型似然度计算电路的运算处理的情况相比，能够以较低的能量计算似然度。

并且，在由表参照型似然度计算电路计算似然度时，通过使运算型似然度计算电路停止，实现能耗的削减。进而，能够根据接收值的实际接收状态而动态地更新表。

其结果是，能够实现具有如下似然度生成电路的通信系统：能够应对通信路径的动态的品质变化，并且能够按照每个接收值选择适当的似然度计算方式，实现节能化。

实施方式2

在之前的实施方式1中，说明了具有接收频度判定电路11，直接求出接收值的接收频度后选择似然度计算电路的情况。与此相对，在本实施方式2中，说明不具有接收频度判定电路11，能够间接地考虑接收频度而得到与之前的实施方式1相同的效果的通信系统。

图2是示出本发明的实施方式2的光通信系统的结构例的图。本实施方式2中的光通信系统20构成为具有似然度检索电路21、运算型似然度计算电路22、表23和选择电路24。这里，似然度检索电路21和选择电路24相当于根据接收值的产生频度来切换控制似然度计算方式的似然度输出控制电路。

而且，光通信系统20取入接收值作为输入信号，输出似然度作为输出信号。另外，作为输入信号，也可以同时输入多个接收值，该情况下，针对多个接收值分别独立地进行处理，输出计算出的各个似然度。

输入到光通信系统20的接收值分别被输入到似然度检索电路21和运算型似然度计算电路22。

似然度检索电路21根据接收到的接收值，检索与接收值对应的似然度是否保持在表23中。如果在表23中未保持与接收值对应的似然度，则似然度检索电路21使用运算型似然度计算电路22计算与接收值对应的似然度。

向选择电路24和似然度检索电路21发送由运算型似然度计算电路22计算出的似然度。接收到由运算型似然度计算电路22计算出的新的似然度的似然度检索电路21删除表23中的最早的似然度，将接收到的新的似然度作为最新的数据而与接收值对应起来，对表23进行更新。

另一方面，如果在表23中发现与接收值对应的似然度，则似然度检索电路21从表23中提取与接收值对应的似然度，并且对运算型似然度计算电路22输出停止信号，使运算处理中止。并且，似然度检索电路21对表23进行更新，使得将表23中发现的似然度作为该表23中最新的数据。

在具有这种结构的本实施方式2的光通信系统20中，不直接求出接收频度，而是针对频繁接收的值，使用表23中保持的似然度执行似然度计算，针对接收频度较低且在表23中未保持对应的似然度的接收值，使用由运算型似然度计算电路22计算出的似然度执行似然度计算。

换言之，本实施方式2的光通信系统20具有如下结构：不直接求出接收值的接收频度，而是保持最近接收到的有限个接收值和与其对应的似然度作为表，由此，间接地使用接收频度。其结果是，能够削减针对频繁接收的值的似然度计算所需要的能耗，能够降低似然度计算所需要的平均能耗。

另外，在上述例子中，说明了进行更新以保持与最近接收到的有限个接收值对应的似然度作为表23的情况，但是，表23还可以是除此以外的结构。例如，似然度检索电路21能够针对此前接收到的有限个接收值生成直方图，优先动态地确定产生频度高的接收值，对表23进行更新。

如上所述，根据实施方式2，每当接收到接收值时，能够在最近接收到的情况下，通过参照表来进行似然度计算，在非最近接收到的情况下，通过运算来进行似然度计算。进而，能够通过最近接收到的有限个接收值对表进行更新。其结果是，能够实现具有如下似然度生成电路的通信系统：与通信路径的动态的品质变化对应地对表进行更新，能够按照每个接收值选择适当的似然度计算方式，实现节能化。

Claims (8)

1.一种似然度生成电路，其应用于进行纠错的通信装置，根据对接收值进行多值判别后的判别结果生成似然度，其中，所述似然度生成电路具有：

第1似然度计算电路，其具有将接收值和似然度关联起来的表，通过参照所述表，计算相对于所述接收值的所述似然度；

第2似然度计算电路，其具有根据接收值计算似然度的运算式，通过使用所述运算式，计算相对于所述接收值的所述似然度；以及

似然度输出控制电路，其根据接收值的接收频度，按照每个接收值选择所述第1似然度计算电路和所述第2似然度计算电路中的任意一个似然度计算电路，使未被选择的另一个似然度计算电路的计算处理停止，输出由选择出的所述一个似然度计算电路计算出的所述似然度，

所述似然度输出控制电路对接收值的接收频度和预先设定的判定频度进行比较，在接收频度为判定频度以上的情况下，选择第1似然度计算电路，在接收频度小于判定频度的情况下，选择第2似然度计算电路。

2.根据权利要求1所述的似然度生成电路，其中，

所述似然度输出控制电路基于预先给出的接收值的分布信息，按照接收到的每个接收值确定接收频度，

在接收频度为预先设定的判定频度以上的情况下，所述似然度输出控制电路选择所述第1似然度计算电路作为所述一个似然度计算电路，对未被选择的所述第2似然度计算电路输出使似然度计算处理停止的控制信号，

在接收频度小于所述判定频度的情况下，所述似然度输出控制电路选择所述第2似然度计算电路作为所述一个似然度计算电路，对未被选择的所述第1似然度计算电路输出使似然度计算处理停止的控制信号。

3.根据权利要求1所述的似然度生成电路，其中，

所述似然度输出控制电路基于根据过去接收到的一定量的接收值的集合生成的直方图，按照接收到的每个接收值动态地确定接收频度，

在接收频度为预先设定的判定频度以上的情况下，所述似然度输出控制电路选择所述第1似然度计算电路作为所述一个似然度计算电路，对未被选择的所述第2似然度计算电路输出使似然度计算处理停止的控制信号，

在接收频度小于所述判定频度的情况下，所述似然度输出控制电路选择所述第2似然度计算电路作为所述一个似然度计算电路，对未被选择的所述第1似然度计算电路输出使似然度计算处理停止的控制信号。

4.根据权利要求2或3所述的似然度生成电路，其中，

所述第1似然度计算电路在被所述似然度输出控制电路选择为所述一个似然度计算电路且与接收到的所述接收值对应的似然度不存在于所述表内的情况下，通过运算式计算似然度，使用计算结果动态地更新所述表。

5.一种似然度生成电路，其应用于进行纠错的通信装置，根据对接收值进行多值判别后的判别结果生成似然度，其中，所述似然度生成电路具有：

第1似然度计算电路，其具有将接收值和似然度关联起来的表，通过参照所述表，计算相对于所述接收值的所述似然度；

第2似然度计算电路，其具有根据接收值计算似然度的运算式，通过使用所述运算式，计算相对于所述接收值的所述似然度；以及

似然度输出控制电路，其根据接收值的接收频度，按照每个接收值选择所述第1似然度计算电路和所述第2似然度计算电路中的任意一个似然度计算电路，使未被选择的另一个似然度计算电路的计算处理停止，输出由选择出的所述一个似然度计算电路计算出的所述似然度，

所述似然度输出控制电路检索与接收到的接收值对应的似然度是否保持在所述第1似然度计算电路内的所述表中，

在与接收到的所述接收值对应的所述似然度保持在所述表中的情况下，所述似然度输出控制电路选择所述第1似然度计算电路作为所述一个似然度计算电路，对未被选择的所述第2似然度计算电路输出使似然度计算处理停止的控制信号，

在与接收到的所述接收值对应的所述似然度未保持在所述表中的情况下，所述似然度输出控制电路选择所述第2似然度计算电路作为所述一个似然度计算电路，对未被选择的所述第1似然度计算电路输出使似然度计算处理停止的控制信号，并且，使用由所述第2似然度计算电路计算出的似然度动态地更新所述表。

6.根据权利要求5所述的似然度生成电路，其中，

所述似然度输出控制电路以如下方式进行更新处理：在动态地更新所述表时，将与最近接收到的有限个接收值对应的似然度保持在所述表内。

7.根据权利要求5所述的似然度生成电路，其中，

所述似然度输出控制电路以如下方式进行更新处理：在动态地更新所述表时，基于根据过去接收到的一定量的接收值的集合生成的直方图，将产生频度高的接收值优先保持在所述表内。

8.一种在进行纠错的通信装置中执行的似然度计算方法，根据对接收值进行多值判别后的判别结果生成似然度，其中，所述似然度计算方法具有以下步骤：

第1步骤，在存储部中预先存储针对预计接收频度为预先设定的判定频度以上的接收值关联似然度而成的表、以及根据接收值计算似然度的运算式；

第2步骤，基于预先给出的接收值的分布信息或根据过去接收到的一定量的接收值的集合生成的直方图，判定接收到的接收值的接收频度是否为所述判定频度以上；

第3步骤，通过接收第1执行指令，执行使用所述表计算与所述接收到的接收值对应的似然度的第1似然度计算处理；

第4步骤，通过接收第2执行指令，执行使用所述运算式计算与所述接收到的接收值对应的似然度的第2似然度计算处理；

第5步骤，在所述接收到的接收值的所述接收频度为所述判定频度以上且与所述接收到的接收值对应的似然度保持在所述表内的情况下，输出所述第1执行指令而执行所述第1似然度计算处理，不输出所述第2执行指令而使所述第2似然度计算处理成为非执行状态；

第6步骤，在所述接收到的接收值的所述接收频度小于所述判定频度的情况下，输出所述第2执行指令而执行所述第2似然度计算处理，不输出所述第1执行指令而使所述第1似然度计算处理成为非执行状态；以及

第7步骤，在所述接收到的接收值的所述接收频度为所述判定频度以上且与所述接收到的接收值对应的似然度未保持在所述表内的情况下，输出所述第2执行指令而执行所述第2似然度计算处理，不输出所述第1执行指令而使所述第1似然度计算处理成为非执行状态，并且，将通过所述第2似然度计算处理计算出的似然度与所述接收到的接收值关联起来，对所述表进行更新。

Images