JP2000216835A - 畳み込み符号軟判定復号方式の受信装置 - Google Patents
畳み込み符号軟判定復号方式の受信装置Info
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Abstract
も、新たなLSIの開発を要することなく、更なる多値
化による伝送性能の大きな向上が容易に得られるように
した、軟判定のビタビ復号を可能にする安価な受信装置
を提供すること。 【解決手段】 別途<軟判定信頼度算出回路17を設
け、これにより、信号空間上の受信信号の信号点(受信
信号点)に最も近い信号点を復調信号点とし、2番目に
近い信号点を第2隣接信号点とする時、受信信号点が復
調信号点からずれているときは、復調信号点の符号と第
2隣接信号点の符号の間で値が異なる桁のビットには他
の桁のビットより低い信頼度を算出し、算出した信頼度
を用いるようにし、これにより、比較的安価に製作でき
るBPSK変調方式対応の軟判定復号回路29を用いる
ことにより、畳み込み符号を軟判定復号する受信装置が
得られるようにしたもの。
Description
いた多値変調方式の伝送システムに係り、特に、多値変
調方式畳み込み符号復調用の軟判定復号回路を用いた畳
み込み符号軟判定復号方式の受信装置に関する。
送システムでは、伝送に伴う符号誤りの発生が確率的に
不可避であるが、他方、復号処理に際して有る程度の符
号誤りの訂正が可能であるという特性があり、このた
め、受信側に符号訂正機能を備えた復号回路を設けるの
が通例である。
回路には、復調された全ての符号に同等の確率で誤りが
発生することを前提として符号の誤り箇所を探し、符号
の誤りを訂正して復号する、いわゆる硬判定復号回路
と、復調符号(復調した符号)の値の確からしさを表す信
頼度を算出し、この信頼度を用いて符号の誤りを訂正し
て復号する、いわゆる軟判定復号回路とがある。
誤り訂正能力が高く、その差は数dBにもなるため、近
年、後者の方が多く用いられている。なお、この軟判定
復号回路の説明では、“ 信頼度 ”という用語と、その
逆数を表わす用語が用いられるが、これらの用語につい
ては、それぞれ“ 重み ”、“ メトリック ”と呼ばれ
る場合があり、さらに、“ 軟判定 ”についても、“ソ
フトディシジョン ”と呼ばれる場合があるが、何れも
同意語である。
しては、例えばBPSK方式の受信装置の場合、受信信
号の振幅の大きさを信頼度として用いる軟判定方式のビ
タビ復号回路(QUALCOMM:「ビタビ・デコーダ
・ファミリ衛星通信用ECCデバイス」のカタログ他)
がある。ここで、BPSK方式とは、2値位相変位変調
(Binary Phase Shift Keying)方式のことである。
置、例えば図17に示すように、信号点配置(以下、配
置した信号点を変調信号点と記す)を有する16QAM
方式の受信装置の従来技術としては、今井秀樹著、「符
号理論」(電子情報通信学会編P288)に記載されてい
るように、受信信号の信号空間上の位置を表す受信信号
点と変調信号点間のユークリッド距離の2乗をメトリッ
クとして用いる軟判定方式のビタビ復号回路が知られて
いる。
復号回路を用いた多値変調方式の伝送装置の動作につい
て、16QAM方式の伝送装置を用いて説明する。な
お、この16QAM方式とは、16値直交振幅変調方式
のことである。まず、図18は、16QAM方式の送信
装置の回路構成を示したもので、図19は、軟判定復号
回路を有する16QAM方式の受信装置の回路構成を示
したものである。
給された情報符号は、まず畳込(畳み込み)符号化回路1
に入力され、ここで、4ビット1組の畳み込み符号に変
換されて出力される。
般の教科書、例えば、上述した「符号理論」において、
その第252頁、図11.4に記載の回路を、符号化率
4/3に拡張した回路、或いは、John G.Proakis,「Di
gital Communications(Third Edition)」MacGrawHill,
P477 Fig.8-2-10に記載の回路などを用いればよい。
ット1組の畳み込み符号は変調符号として16QAM変
調回路2に入力され、ここでは、これも一般の教科書に
も記載されているように、まず、図17の信号空間上の
16個の変調信号点の中から4ビット1組の変調符号に
対応する変調信号点を選択し、次いで、この選択した変
調信号点のI成分の値Itxdaと、Q成分の値Qtxdaを1
6QAM変調方式により変調し、ベースバンドの変調信
号Itxda、Qtxda を出力する。
た変調信号Itxda、Qtxdaは、DA変換回路3iと3q
に入力され、ここでアナログの信号Ia、Qa に変換さ
れた後、ミキサ4に入力され、次の(1)式の演算によ
り、直交変調された中間周波数fm のIF信号に変換さ
れてからアップコンバータ5に供給され、ここで更に高
い所定の周波数の搬送波からなるRF信号に変換された
後、アンテナ6から送信される。 Ia ×cos(2π×fm ×t)+Qa ×sin(2π×fm ×t) …… (1)
信アンテナ7で受信されたRF信号は、ダウンコンバー
タ8で中間周波数のIF信号に変換され、ミキサ9に入
力される。そして、このミキサ9で、三角関数の直交性
を利用してベースバンドのI成分の信号Iarx とQ
成分の信号Qarx に直交復調される。
は、夫々AD変換回路10i、10qによりベースバ
ンドのディジタル受信信号Ida、Qda に変換され、1
6QAM方式対応の軟判定ビタビ復号回路11に入力さ
れる。
ら信号空間上の変調信号点位置を再生すると共に、受信
装置のクロックタイミングを制御する制御信号を発生す
る回路である。なお、この同期再生回路12の動作手順
については周知であり、且つ本発明の理解には直接関係
が無いので、説明は省略する。
タビ復号回路11に入力されたベースバンドの受信信号
では、その信号点(受信信号点)の位置(Ida、Qda)は、
伝送系で混入する雑音や波形歪み等の影響を受けて、図
20に示すように、正しい変調信号点位置Pからずれて
しまうことがある。
ビ復号回路11では、今井秀樹「符号理論」電子情報通
信学会編第12章など、一般の教科書に記載されている
ように、硬判定ビタビ復号回路で用いられているハミン
グ距離の代りに、受信信号点と変調信号点間のユークリ
ッド距離の2乗をメトリックとして用い、各トレリスの
パスメトリックを算出するようになっている。
の値が小さい程、各受信信号点が変調信号点の近くにあ
って信頼度が高いことを意味している。そこで、16Q
AM方式対応の軟判定ビタビ復号回路11からは、パス
メトリック値が最も小さいパスの符号が、符号の誤りを
訂正され復号された情報符号として出力されることにな
る。
の多値変調方式の受信装置の一種である16QAM方式
の受信装置においても、硬判定の畳み込み符号復号より
符号の誤り訂正能力が高い軟判定の畳み込み符号復号を
用いた受信装置を構成することができる。
込み符号復調用多値変調方式軟判定復号回路の更なる多
値化について配慮がされているとはいえず、多値化に伴
う製品価格の著しい上昇に問題があった。
そのLSI化がほとんど必要要件であるが、ここで、B
PSK方式対応の軟判定ビタビ復号用のLSIは既に市
販されていて、比較的安価に入手が可能である。
応の軟判定ビタビ復号用LSIは未だ市販されておら
ず、このため、現状では、4値以上の多値変調方式によ
る軟判定のビタビ復号の適用に際しては、新たにLSI
を設計製作する必要がある。
掛るため、少量生産の製品では、多値化による伝送性能
向上に比して製品価格の上昇が著しく、このため、上記
した問題が生じてしまうのである。
では、バーストエラーの影響を低減するため、畳み込み
符号化された符号列の順序をビット単位で入れ替えるイ
ンターリーブ処理が加えられている。
従来の軟判定のビタビ復号方式の場合、信号空間上での
ユークリッド距離の2乗をメトリックとして用いて符号
の誤りを訂正して復号するため、例えば16QAM方式
の1つの信号点を表す4ビット1組の符号のビットの順
序がばらばらになるとユークリッド距離が定義できなく
なり、符号の誤りを訂正できなくなる。
れ替えるインターリーブ処理を用いた多値変調方式の伝
送装置では、多値変調方式に対応した従来の軟判定のビ
タビ復号の方法をそのまま用いることができず、このた
め、同じく上記した問題が生じてしまうのである。
の受信装置においても、新たなLSIの開発を要するこ
となく、更なる多値化による伝送性能の大きな向上が容
易に得られるようにした、軟判定のビタビ復号を可能に
する安価な受信装置を提供することにある。
をビット単位で入れ替えるインターリーブ処理を用いて
いる4値以上の多値変調方式の伝送装置においても、軟
判定のビタビ復号を可能にする受信装置を提供すること
にある。
れているベースバンドの受信信号を入力し、送信側でn
ビット1組の符号を伝送するために信号空間である複素
平面上に設定した2n個の信号点(変調信号点)の中か
ら、該受信信号の値が表す信号点(受信信号点)に最も近
い変調信号点を選択し、該選択した変調信号点に割り付
けられているnビット1組の符号を算出して復調符号と
して出力する多値変調信号復調回路を備えた受信装置に
おいて、前記ベースバンドの受信信号と、前記多値変調
信号復調回路から出力されたnビット1組の復調符号を
入力して、該nビット1組の復調符号に対応する変調信
号点(復調信号点)に対する該受信信号点のずれ量を算出
し、これにより、前記nビット1組の復調符号の内の少
なくとも1ビットには、前記算出したずれ量の大きさが
大きいほど該ビットの値の確からしさが低いことを表す
信頼度Gbit=G1を割り付け、前記ずれ量の大きさが
小さいほど該1ビットの値の確からしさが高いことを表
す信頼度Gbit=G2を割り付けると共に、前記nビッ
ト1組の復調符号の内の残りのビットには、該ビットの
値の確からしさが該信頼度G2の確からしさに等しい
か、該信頼度G2の確からしさより高いことを表す信頼
度Gbit≧G2を割り付けて信頼度Gbitを算出した上
で、この信頼度Gbitを復調ビット信頼度信号として出
力する軟判定信頼度算出回路を設け、前記多値変調信号
復調回路が、前記軟判定信頼度算出回路から出力される
復調ビット信頼度信号に基づいて軟判定を行うようにし
たBPSK変調方式対応の軟判定畳み込み符号復号回路
によって構成されるようにして達成される。
号と該ベースバンドの受信信号を入力し、前記復調信号
点に対する該受信信号点のずれ量を算出してずれ量信号
として出力するずれ量算出回路と、前記ずれ量信号を入
力し、該ずれ量信号で表わされるずれ量の大きさが0の
とき、該復調信号点の確からしさが最も高いことを表す
信頼度Gd=Gdmax を算出すると共に、該ずれ量の大き
さが0より大きいときは、該ずれ量の大きさが大きいほ
ど、該復調信号点の確からしさが低いことを表す信頼度
Gd <Gdmaxを算出し、該算出した信頼度Gd を、該選
択した復調信号点の確からしさを表す復調信号点信頼度
信号として出力する復調信号点信頼度算出回路と、前記
nビット1組の復調符号と前記ずれ量信号を入力し、前
記復調信号点の次に該受信信号点に近い変調信号点であ
る第2隣接信号点を算出すると共に、該算出した第2隣
接信号点に割り付けられているnビット1組の符号と該
復調符号のnビット1組の符号の同じ桁のビットの値同
士を比較し、値が異なる桁のビットには、該ビットがA
群であることを表す値を低信頼度ビット位置信号として
出力し、値が同一である桁のビットには、該ビットが n
otA群であることを表わす値を低信頼度ビット位置信号
として出力する低信頼度ビット位置算出回路と、前記低
信頼度ビット位置信号と前記復調信号点信頼度信号を入
力し、前記nビット1組の復調符号の中で低信頼度ビッ
ト位置信号が群Aに属することを表わす桁のビットに
は、該復調信号点信頼度信号が表わす信頼度Gd に等し
いか、前もって定めた一定量だけ該信頼度Gdより小さ
な信頼度Gbit≦Gdを算出して割り付けると共に、該低
信頼度ビット位置信号が notA群に属することを表わす
桁のビットには、該最も高い確からしさを表す信頼度G
dmax 或いは該信頼度Gdの大きさで決まる一定量だけ小
さな信頼度Gbit≦Gdmax(Gd≦Gbit)を算出して割り
付けて、夫々前記各桁のビットの確からしさを表す信頼
度Gbitとし、それを復調ビット信頼度信号として出力
する復調ビット信頼度算出回路とを設け、前記ずれ量算
出回路と前記復調信号点信頼度算出回路、前記低信頼度
ビット位置算出回路、それに前記復調ビット信頼度算出
回路により、前記軟判定信頼度算出回路が構成されるよ
うにしても達成される。
符号と該ベースバンドの受信信号を入力し、該復調信号
点に対する該受信信号点のずれ量の第1の成分であるI
軸方向のずれ量ΔIと第2の成分であるQ軸方向のずれ
量ΔQ、或いは第1の成分である半径方向のずれ量ΔR
と第2の成分である角度方向のずれ量Δθの何れか一方
を算出してずれ量信号として出力するずれ量算出回路
と、前記ずれ量信号を入力し、該ずれ量信号が表す第1
の成分のずれ量、或いは第2の成分のずれ量の大きさが
0のときは該復調信号点の第1の成分、或いは第2の成
分の確からしさが最も高いことを表す第1の成分の信頼
度G1d=Gdmax或いは第2の成分の信頼度G2d=Gdm
ax を算出すると共に、前記各成分のずれ量の大きさが
0より大きいときは、該成分のずれ量の大きさが大きい
ほど、該復調信号点の該成分の確からしさが低いことを
表す第1の成分の信頼度G1d<Gdmax、或いは第2の成
分の信頼度G2d<Gdmax を算出し、これら信頼度G1
d、G2dを、前記選択した復調信号点の確からしさを表
す復調信号点信頼度信号として出力する復調信号点信頼
度算出回路と、前記nビット1組の復調符号と前記ずれ
量信号を入力し、前記復調信号点に対して第1の成分の
ずれ量の極性符号の方向にある第1の成分の隣接変調信
号点を算出すると共に、該算出した第1の成分の隣接変
調信号点に割り付けられているnビット1組の符号と該
復調符号のnビット1組の符号の同じ桁のビットの値同
士を比較し、値が互いに異なる桁のビットには、該ビッ
トがA群であることを表わす値を第1の成分の低信頼度
ビット位置信号として出力し、値が互いに同一である桁
のビットには、該ビットが notA群であることを表わす
値を第1の成分の低信頼度ビット位置信号として出力
し、且つ、前記復調信号点に対して第2の成分のずれ量
の極性符号の方向にある第2の成分の隣接変調信号点を
算出すると共に、該算出した第2の成分の隣接変調信号
点に割り付けられているnビット1組の符号と該復調符
号のnビット1組の符号の同じ桁のビットの値同士を比
較し、値が互いに異なる桁のビットには、該ビットが群
Aであることを表わす値を第2の成分の低信頼度ビット
位置信号として出力し、更に値が互いに同一である桁の
ビットには、該ビットが notA群であることを表わす値
を第2の成分の低信頼度ビット位置信号として出力し、
前記第1の成分の低信頼度ビット位置信号と前記第2の
成分の低信頼度ビット位置信号を低信頼度ビット位置信
号として出力する低信頼度ビット位置算出回路と、該低
信頼度ビット位置信号と前記復調信号点信頼度信号を入
力し、前記nビット1組の復調符号の内で、前記低信頼
度ビット位置信号がA群に属することを表わす桁のビッ
トには、同じ成分の前記復調信号点信頼度信号が表わす
信頼度G1d、G2d の何れか、或いは前もって定めた
一定量だけ該信頼度G1d 又はG2dより小さな信頼度
Gbit≦ G1d 又はGbit≦G2d の何れかを割り付
け、且つ、前記低信頼度ビット位置信号が notA群に属
することを表わす桁のビットには、該最も高い確からし
さを表す信頼度Gdmax、或いは前記信頼度G1d、或い
はG2dの大きさで決まる一定量だけ小さな信頼度Gbit
≦Gdmax(G1d≦Gbit、或いはG2d≦Gbit)の何れか
を割り付け、それぞれ各桁のビットの確からしさを表わ
す信頼度Gbitとし、それを復調ビット信頼度信号とし
て出力する復調ビット信頼度算出回路とを設け、前記ず
れ量算出回路と前記復調信号点信頼度算出回路、前記低
信頼度ビット位置算出回路、それに前記復調ビット信頼
度算出回路により、前記軟判定信頼度算出回路が構成さ
れるようにしても達成される。
情報符号を復号できる多値変調方式の軟判定復号により
受信装置が、既にLSIとして市販され、入手が容易で
安価なBPSK方式対応の軟判定ビタビ復号回路を用い
て構成できるようになる。
頼度に基づいて符号誤りを訂正するので、符号列の順序
をビット単位で入れ替えるインターリーブ処理を施す多
値変調方式の伝送装置でも、符号誤り訂正能力が高く良
好な情報符号を復調することができる多値変調方式の軟
判定復号の受信装置を構成することができる。
誤りやすい第2隣接信号点を算出して比較し、第2隣接
信号点に割り付けた符号と復調符号の同じ桁のビットの
値が異なり、値を誤りやすい桁のビットの信頼度のみ低
い値にし、値が変わらない桁のビットの信頼度は高い状
態に維持される。
1組の復調符号の全てのビットに一律に復調信号点の信
頼度の値を割り付ける方法に比して、軟判定の畳み込み
符号復号の符号誤り訂正能力が向上し、良好な符号誤り
訂正を実行させることができる。
分、すなわち第1の成分であるI軸方向のずれ量ΔIと
第2の成分であるQ軸方向のずれ量ΔQねあるいは第1
の成分である半径方向のずれ量ΔRと第2の成分である
角度方向のずれ量Δθを算出し、各成分毎に最も誤りや
すい桁のビットを算出し、そして、この最も誤りやすい
桁のビットの信頼度のみ低い値にし、値が変わらない桁
のビットの信頼度は高い信頼度のままに維持する。
て、例えば図17に示すように、それぞれの成分の方向
に隣接する変調信号点の符号が1ビットの符号しか変化
しない特殊な符号の割り付け方法を採用する多値変調方
式の伝送装置において、受信信号点が斜め方向に大きく
ずれて復調信号点が斜め方向に隣接する変調信号点と誤
る可能性が高い場合においても、誤りやすい桁のビット
を正確に算出でき、この最も誤りやすい桁のビットの信
頼度だけを低い値にし、値が変わらない桁のビットの信
頼度は高いままに維持させることができる。
きくずれた場合でも、符号を誤りやすい桁のビットの信
頼度が的確に下げられるので、軟判定の畳み込み符号復
号の符号誤り訂正能力が更に高まり、更に良好な符号誤
り訂正を得ることができる。
軟判定復号方式の受信装置について、図示の実施形態に
より詳細に説明する。図1は、本発明の第1の実施形態
による受信装置で、この実施形態は、本発明を、多値変
調信号復調回路に16QAM復調回路16を用いて実施
したものであり、従って、この場合、復調符号のビット
数nは4になる。そして、この実施形態は、例えば図2
に示す送信装置と組み合わせて使用される。
ンコンバータ8、ミキサ9、AD変換回路10i、10
q、それに同期再生回路12は、図19で説明した従来
技術の回路と同じである。
と、この装置に供給された情報符号は、まず畳み込み符
号化回路13に入力され、ここで、上記した一般の教科
書にも記載されている方法により、畳み込み符号に変換
される。
は、図18に従来技術として説明した多値変調方式対応
の畳み込み符号化回路1と同じ回路を用いても良いし、
例えば上記のQUALCOMMのカタログ:「ビタビ・
デコーダ・ファミリ衛星通信用ECCデバイス」に記載
の回路を用いても良い。
み込み符号はインターリーブ回路14に入力され、上記
したように、バーストエラーの影響を低減するため、符
号列の順序がビット単位で入れ替えられ、連続的な符号
ビット列としてS/P変換回路15に入力され、4ビッ
ト1組の変調符号に分離された後、図18の従来技術と
同じ構成の16QAM変調回路2により、16QAM方
式の変調信号Itxda、Qtxda に変換されて出力され
る。
技術と同じで、16QAM変調回路2から出力されたベ
ースバンドの変調信号Itxda、Qtxdaは、各DA変換回
路3i、3qと、ミキサ4、それにアップコンバータ5
を介してRF信号に変換された後、アンテナ6から送信
されることになる。
受信アンテナ7で受信されたRF信号は、ダウンコンバ
ータ8とミキサ9を介してAD変換回路10i、10q
に入力され、ディジタルのベースバンドの受信信号Id
a、Qda に変換される。従って、これまでの構成は、図
19の従来技術における受信装置と同じであるが、この
後の構成は大きく異なっている。
力された受信信号Ida、Qda は、夫々2系統に分岐さ
れ、一方は16QAM復調回路16に入力され、他方は
軟判定信頼度算出回路17に入力される。
0に示す16個の変調信号点の中から受信信号点(Id
a、Qda)に最も近い変調信号点S(復調信号点)が選択さ
れ、選択された復調信号点に割り付けられている4ビッ
ト1組の符号[1111]が復調符号として出力され
る。なお、ここでは、バイナリ値を括弧[ ]で囲むこ
とにより表現した。
は、分岐された他方の受信信号Ida、Qda に加えて、
16QAM復調回路16で復調された4ビット1組の復
調符号も入力され、これにより、BPSK方式対応の畳
み込み符号軟判定復号回路29で使用するための信頼度
の算出が行われる。ここで、このBPSK方式対応の畳
み込み符号軟判定復号回路29は、後述するように、軟
判定ビタビ復号回路に対応しているものである。
構成を示したもので、この図において、まず、ずれ量算
出回路19は、復調符号で表わされる復調信号点と受信
信号点のずれ量を算出する働きをし、次に、破線で囲ん
で示されている復調信号点信頼度算出回路20は、16
QAM復調回路16で選択した復調信号点の信頼度を算
出する働きをし、更に、復調ビット信頼度算出回路21
は、16QAM復調回路16で復調された4ビット1組
の復調符号の各桁のビットの信頼度を算出する働きをす
る。
ビット1組の復調符号と、ベースバンドの受信信号Id
a、Qdaは、まず、ずれ量算出回路19に入力され、こ
れらの4ビット1組の復調符号とベースバンドの受信信
号から、復調符号が表す復調信号点の位置に対する受信
信号点の位置のずれ量が算出され、ずれ量信号ΔI、Δ
Qが出力される。
成の一例で、ここに入力された4ビット1組の復調符号
は16QAM変調回路22に入力され、この復調符号を
16QAM変調することにより、復調信号点の座標値
(Ida'、Qda')が算出され、出力される。ここで、同時
に入力されたベースバンドの受信信号の値(Ida、Qda)
は、受信信号点の座標値を表している。
次の演算、すなわち、 ΔI=Ida−Ida’ ΔQ=Qda−Qda’ の演算を実行することにより、受信信号点の復調信号点
からのずれ量が算出されることになり、算出して得た値
ΔI、ΔQがずれ量信号として出力されることになる。
れたずれ量信号ΔI、ΔQは、復調信号点信頼度算出回
路20内の絶対値算出回路24に入力され、次の演算、
すなわち、 |Z|=〔ΔI2+ΔQ2〕1/2/(0.5×dP) の演算によって、規格化されたユークリッド距離の絶対
値|Z|が算出され、出力される。ここで、dPは、図1
7に示すように、変調信号点間の距離である。
に増減する値であれば良く、上式の分子の演算の代り
に、例えばΔIの絶対値とΔQの絶対値の和を分子の演
算として代用しても良く、或いは、ユークリッド距離の
2乗を分子の演算として代用しても良い。
た絶対値|Z|は、変調信号点から受信信号点までの距離
を表わし、従って、この値が小さいほど、16QAM復
調回路16で選択された復調信号点が確からしくなるこ
とを表わしている。
減方向は、信頼度の高低方向とは反対になっている。そ
こで、この絶対値算出回路24で算出された絶対値|Z|
は、更に減算回路25に入力され、規格値1から絶対値
|Z|を差し引いた値(1−|Z|)に変換され、これが出力
される。
(1−|Z|)は、受信信号点が復調信号点の近くにあっ
て、選択した復調信号点の確からしさが大である程、大
きな値となり、信頼度の高低方向と一致して変化する値
とすることができる。
た値1−|Z|を、信頼度として必要な精度のビット数に
丸め、復調信号点の信頼度として出力するもので、例え
ば10ビットの精度を有する値1−|Z|の上位2ビッ
トの符号が取り出されることにより丸められ、所定の精
度の信頼度として出力される。
ト符号[11]を割付け、1−|Z|の値が小さくなるに
従って順次、小さな値[10]、[01]、[00]を
割り付ける等の方法で、必要な2ビットの値の信頼度が
算出され復調信号点の信頼度として出力されるようにし
てもよい。なお、ここでも、上記したように、バイナリ
値を括弧[ ]で囲むことにより表現してある。
ビット信頼度算出回路21に入力され、16QAM復調
回路16で復調された4ビット1組の復調符号の各桁の
ビットの信頼度が算出される。具体的には、次のように
する。
度と同じ信頼度を有していると考えられるので、4ビッ
ト1組の復調符号の全てのビットに同じ信頼度、つまり
復調信号点の信頼度が割り付けられ、復調ビット信頼度
信号として出力されるようにするのである。以上の結
果、軟判定信頼度算出回路17から2ビットの復調ビッ
ト信頼度信号が出力されることになる。
出力された復調符号はP/S変換回路27にも入力さ
れ、ここで連続的な符号ビットの列に戻される。そし
て、この連続的な符号ビットの列の1ビットと、そのビ
ットの値の信頼度を表す符号として、軟判定信頼度算出
回路17から出力される2ビット1組の復調ビット信頼
度信号とが、計3ビット1組の符号にまとめられ、逆イ
ンターリーブ回路28に入力される。
より、図2の送信装置でのインターリーブ回路14とは
逆の手順で元の畳み込み符号と同じ順序の符号列に戻さ
れた後、BPSK変調方式対応の一般的な軟判定ビタビ
復号回路からなる軟判定畳み込み符号復号回路29に入
力される。
では、復調符号の各ビットの符号と共に入力された信頼
度を用いて復調符号の符号誤りが訂正され、訂正され復
号された符号が情報符号として出力される。
頼度算出回路17を用いることにより、容易に入手可能
な市販のLSIからなるBPSK変調方式対応の軟判定
ビタビ復号回路を用いて、容易に4値以上の多値変調方
式の受信装置の一種である16QAM変調方式の受信装
置を構成することができる。
号回路を用いた受信装置より符号誤りの訂正能力が高
い、軟判定畳み込み符号復号方式の受信装置を安価で容
易に提供することができる。
復調された復調符号の各桁のビット毎にその信頼度が算
出されて割り付けられるので、この復調符号の1ビット
と信頼度2ビットからなる3ビット1組の符号を単位と
して、任意の順序に入れ替えても、軟判定畳み込み符号
復号回路29では正確に復調符号の符号誤りを訂正する
ことができる。
19で説明した従来技術などとは異なり、畳み込み符号
化された符号列の順序をビット単位で入れ替えるインタ
ーリーブ処理が加えられた4値以上の多値変調方式の受
信装置でも、軟判定方式による畳み込み符号復号を容易
に実現することができる。
明する。この第2の実施形態は、復調符号の各ビットの
信頼度を、上記した第1の実施形態よりも更に高精度で
算出できるようにしたもので、受信装置全体のブロック
で見た回路構成は、図1に示した第1の実施形態と同じ
であり、異なっている点は、軟判定信頼度算出回路17
の回路構成と動作だけである。
定信頼度算出回路17’を示したもので、図1に示した
第1の実施形態における軟判定信頼度算出回路17と区
別するため、符号として17’を付してある。ここで、
まず、ずれ量算出回路19は、復調符号が表わす復調信
号点に対する受信信号点のずれ量を算出する回路であ
り、図3に示したずれ量算出回路19と同じ構成の回路
である。
ずれ量算出回路19で算出したずれ量の大きさに基づい
て、復調信号点に対する信頼度を算出する回路である。
また、低信頼度ビット位置算出回路33は、復調符号に
誤りが生じる場合、最も誤り易い桁のビットの位置を算
出する回路である。
は、復調信号点信頼度算出回路32で算出した復調信号
点に対する信頼度と、低信頼度ビット位置算出回路33
で算出した誤り易い桁のビット位置のデータとに基い
て、復調符号の各ビットの信頼度を算出する回路であ
る。
定信頼度算出回路17’に供給された4ビット1組の復
調符号と、ベースバンドの受信信号Ida、Qda は、ま
ず、ずれ量算出回路19に入力される。ずれ量算出回路
19では、第1の実施形態と同様にして、入力された4
ビット1組の復調符号とベースバンドの受信信号から、
復調符号が表わす復調信号点の位置に対する受信信号点
の位置のずれ量ΔI、ΔQが算出され、ずれ量信号とし
て、復調信号点信頼度算出回路32と、低信頼度ビット
位置算出回路33に、夫々共通に供給される。
路32について説明する。この復調信号点信頼度算出回
路32では、入力されたずれ量信号ΔI、ΔQの大きさ
から復調信号点に対する信頼度を算出し、復調信号点の
確からしさを表わす復調信号点信頼度信号が出力され
る。
回路構成の一例で、この回路に供給されたずれ量信号Δ
I、ΔQは、まず、絶対値算出回路37iと37qに入
力され、ここで、ずれ量の絶対値|ΔI|、|ΔQ|が算出
される。次いで、これらずれ量の絶対値|ΔI|、|ΔQ|
はMAX回路38に入力され、ここで最大値|ΔPmax|
=max(|ΔI|、|ΔQ|)が算出される。このとき、m
ax( )は、括弧内の値の内の最大の値を取ることを意
味する。
回路39に入力され、次の演算、すなわち、 Garx = 1−|ΔPmax|/(0.5×dP) を実施する。上式において、dPは図17に示す変調信
号点間距離である。ここで、|ΔPmax|=|ΔIda|のと
き、上式により算出される値Garx は、図20における
変調信号点間の中線Nから受信信号点までの距離を表わ
す。
置にあって、復調符号の確からしさが高いとき、値Gar
x は1になり、受信信号点が変調信号点間の中線Nに近
い位置にあって、復調符号が誤っている可能性が高いと
き、値Garx は0になる。
10ビットで演算され、分解能が充分過ぎる。そこで、
算出した10ビットからなる値Garx は丸め回路41に
入力され、図3に示した第1の実施形態での値(1−|Z
|)と同様に、例えば2ビットの値に丸められ、復調信号
点の信頼度Gd として出力される。
合には、[11]から[00]まで段階的に変化する4
段階の値の信頼度が得られることになり、この場合、信
頼度の最大値Gmax は[11]になり、この丸め回路4
1から出力された値Gd は、選択した復調信号点の確か
らしさを表す復調信号点信頼度信号として、図5の復調
ビット信頼度算出回路34に供給される。
ついて説明する。この低信頼度ビット位置算出回路33
には、図5から明らかなように、ずれ量信号ΔI、ΔQ
と共に4ビット1組の復調符号も一緒に入力され、これ
により、この低信頼度ビット位置算出回路33では、こ
れらずれ量信号と復調符号から、復調符号に誤りが生じ
る場合に最も誤り易い桁のビットの位置を算出し、それ
を低信頼度ビット位置信号として出力する。
33の回路構成例で、この回路に供給されたずれ量信号
ΔI、ΔQは、絶対値算出回路37i、37qに入力さ
れ、これにより、夫々の絶対値|ΔI|、|ΔQ|が算出さ
れる。なお、この図7における絶対値算出回路37i、
37qは、図6における絶対値算出回路37i、37q
と同じ演算を実行する回路であり、従って、共用するこ
とができ、この結果、構成を簡略化することができる。
路44に供給され、ここで、これら絶対値|ΔI|、|Δ
Q|の大きさが比較される。そして、例えば|ΔI|≧|Δ
Q|のときは、比較回路44から軸符号値1が出力さ
れ、|ΔI|<|ΔQ|のときは比較回路44から軸符号値
0が出力されるように構成してある。そして、比較回路
44から出力される1又は0の軸符号値はスイッチ切換
信号としてスイッチ43に供給される。
極性算出回路42i、42qにも入力され、これら信号
ΔI、ΔQの夫々の値の正負を表す極性符号、例えば正
極性のときは0で、負極性のときは1になる極性符号が
スイッチ43の各接点に入力されるようになっている。
軸符号値が1のときは、極性算出回路42iから供給さ
れるΔIの極性符号を選択して出力し、入力された軸符
号値が0のときは、極性算出回路42qから供給される
ΔQの極性符号を選択して出力することになる。
符号値は、復調信号点の次に受信信号点に近い変調信号
点である第2隣接信号点が、I軸上に隣接しているの
か、Q軸上に隣接しているのかを表わしている。また、
スイッチ43から出力される極性符号は、第2隣接信号
点が、復調信号点の正側に位置する変調信号点か、負側
に位置する信号点かを表わしている。
ットの軸符号と、スイッチ43から出力された1ビット
の極性符号と、16QAM復調回路16(図1)から入力
された4ビット1組の復調符号の計6ビット1組の符号
を、夫々アドレス符号としてメモリ45に入力する。
個の変調信号点の符号が記憶してあり、これにより、メ
モリ45から、軸符号と極性符号で指定された方向にあ
る第2隣接信号点に対応する4ビット1組の第2隣接信
号点の符号、例えば図20の符号[1011]を読出し
て出力する。こうして、メモリ45から出力された4ビ
ット1組の第2隣接信号点符号は、4ビット1組の復調
符号と共に符号比較回路47に入力される。
2隣接信号点符号の4ビット1組の符号と、復調符号の
4ビット1組の符号の同じ桁のビットが比較され、値が
異なっている桁のビットには、低信頼度ビット位置信号
として、そのビットがA群に属するものであることを表
わす値を出力し、値が等しい桁のビットには、低信頼度
ビット位置信号として、そのビットが群 notAに属する
ものであることを示す値を出力する。
号点符号の4ビット1組の符号[1011]と復調符号
の4ビット1組の符号[1111]の同じ桁のビットの
値同士のExOR(排他的論理和)を取り、その演算値
[0100]を、4ビット1組の低信頼度ビット位置信
号として出力するのである。
号の4ビット1組の符号と、復調符号の4ビット1組の
符号の内、互いに等しい桁のビットの演算値は0にな
り、異なる桁のビットの演算値は1になり、従って、低
信頼度ビット位置信号の4ビット1組の符号の内、値が
1の桁のビットについては、符号値に誤りが多く信頼度
が低いことを表わしている。
3からは、復調符号に誤りが生じ易い桁のビットを表わ
す信号として、符号比較回路47から出力された4ビッ
ト1組の低信頼度ビット位置信号が出力されることにな
り、この低信頼度ビット位置信号が、図5に示すよう
に、上記した復調信号点信頼度算出回路32から出力さ
れる復調信号点信頼度信号と共に、復調ビット信頼度算
出回路34に入力されることになる。
は、低信頼度ビット位置信号が群Aに属することを表わ
す桁のビット、すなわち値が1になっているビットに
は、復調信号点信頼度信号が表わす信頼度Gd を、その
ままその桁のビットの信頼度Gbit =Gd として割り付
け、低信頼度ビット位置信号が notA群に属することを
表す桁のビット、すなわち値が0になっているビットに
は、このビットの値の確からしさが最も高い確からしさ
を表す信頼度Gmax=[11]を、この桁のビットの信
頼度Gbit=[11]として割り付ける。
は、このようにして算出し、割り付けた各桁のビットの
確からしさを表す信頼度Gbitを、復調ビット信頼度信
号として、軟判定信頼度算出回路17’から出力するの
である。なお、この復調ビット信頼度算出回路34の回
路構成は簡単なスイッチ回路で構成できるので、詳しい
説明は省略する。
ビットには、信頼度Gd をそのまま割り付けるようにな
っていたが、A群に属する桁のビットの信頼度が notA
群に属する桁のビットの信頼度より常に低くなるよう
に、予め信頼度Gd よりも一定量小さな信頼度Gbit(G
bit≦Gd)を設定しておき、これを割り付けるようにし
ても良い。
は、受信信号点が第2隣接信号点を越えて大きくずれて
しまい、この結果、notA群に属する桁のビットも誤っ
てしまう可能性が高くなる。そこで、信頼度Gd が予め
設定しておいた値より小さくなったときは、notA群に
属する桁のビットに割り付ける信頼度として、信頼度G
maxより一定量だけ小さな信頼度Gbit(Gd≦Gbit≦Gd
max)を割り付けるようにしても良い。
7’から出力された復調ビット信頼度信号は、図8に模
式的に示すように、P/S変換回路27から出力される
復調符号の対応する桁のビットと1組にして逆インター
リーブ回路28に入力され、順序の入れ替え処理を施さ
れた後、BPSK変調方式対応の軟判定のビタビ復号回
路からなる軟判定畳み込み符号復号回路29に入力され
る。
調符号の各ビットの符号と共に入力された信頼度を用い
て復調符号の符号誤りが訂正され、訂正された復調符号
が情報符号として出力される。
回路17’から得られる復調ビット信頼度信号は、受信
信号点が図17に示す16点の変調信号点の内の1点の
近くにあって、復調符号の確からしさが高いときには、
4ビット1組の符号の全ての桁のビットの信頼度の値が
最も大きな信頼度を表す値[11]となる。
0に示すように、2個の信号点の中線の近くにあって、
復調符号の確からしさが最も低いときには、第2隣接信
号点の符号とビットの値が異なる桁のビットの信頼度
が、最も信頼度が低いことを表す値[00]となる。
号とビットの値が同一で、たとえ第2隣接信号点の符号
を誤って復調符号とし、復調してしまった場合において
も、値を誤ることがない桁のビットの信頼度は、そのま
ま最も高い信頼度の値[11]に保たれる。
くずれても、ほとんど誤る可能性のない桁のビットの信
頼度まで、いたずらに下げられてしまう虞れがなく、こ
のため、復調符号の全てのビットに同じ復調信号点の信
頼度を一律に割り付けるようにしていた第1の実施形態
より、軟判定の畳み込み符号復号の符号誤り訂正能力を
十分に発揮されることができるようになり、良好な符号
誤り訂正を実行させることができるようになる。
ば、上記した第1の実施形態と同様の効果が得られるだ
けでなく、第1の実施形態よりも符号誤り訂正能力が高
く、良好な符号誤り訂正結果を得ることができるように
なる。
定信頼度算出回路17’では、受信信号点の位置がずれ
て誤った変調信号点の符号が復調されたときでも、その
変調信号点に対応させた4ビット1組の符号の内の、値
を誤る可能性が高い桁のビットにだけ低い信頼度を割り
付けるようになっている。
い信頼度が割り付けられてしまい、誤り訂正能力がいた
ずら低下させることがなくなり、符号誤り率が低い良好
な情報符号の復号が得られるのである。
明する。この第3の実施形態は、上記した第2の実施形
態より更に符号誤り訂正能力が高い受信装置を提供する
もので、受信装置全体のブロックで見た回路構成は、図
1に示した第1の実施形態と同じであり、異なっている
点は、軟判定信頼度算出回路17の回路構成と動作だけ
である。
に示すように、各変調信号点に割り付けられている4ビ
ット1組の符号の配置が、変調信号点が横に1行移動す
る度に1ビットの符号しか変化せず、変調信号点が縦に
1列移動する度に別の1ビットの符号しか変化しない符
号配置である必要がある。
定信頼度算出回路を示したもので、図1に示した第1の
実施形態における軟判定信頼度算出回路17及び図5に
示した第2の実施形態における軟判定信頼度算出回路1
7’と区別するため、符号として17”を付し、軟判定
信頼度算出回路17”としてある。
体のブロックで見た回路構成は、図1に示した第1の実
施形態における軟判定信頼度算出回路17に代えて、軟
判定信頼度算出回路17”を設けたものとなり、ここ
で、まず、ずれ量算出回路19は、復調符号が表わす復
調信号点に対する受信信号点のずれ量を算出する回路で
あり、図3に示したずれ量算出回路19と同じ構成の回
路である。
ずれ量算出回路19で算出した第1の成分であるI成分
のずれ量、或いは第2の成分であるQ方向のずれ量の大
きさから、復調信号点に対する信頼度を算出する回路で
ある。また、低信頼度ビット位置算出回路51は、復調
符号に誤りが生じる場合、最も誤り易い桁のビットの位
置を算出する回路である。
は、復調信号点信頼度算出回路50で算出した復調信号
点に対する信頼度と、低信頼度ビット位置算出回路51
で算出した誤り易い桁のビット位置のデータとに基い
て、復調符号の各ビットの信頼度を算出する回路であ
る。
信頼度算出回路17”の動作について説明する。まず、
ずれ量算出回路19では、図3で説明したように、ずれ
量信号ΔI、ΔQが算出され、これらが復調信号点信頼
度算出回路50と低信頼度ビット位置算出回路51に入
力される。
50について説明する。図10は、この復調信号点信頼
度算出回路50の回路構成例で、ここに供給されたずれ
量信号ΔI、ΔQは、夫々絶対値算出回路53i、53
qに入力され、まず絶対値算出回路53iでは、絶対値
|ΔI|が算出される。
れた絶対値|ΔI|は規格化演算回路54iに入力され、
次の演算により値GIarx が算出される。 GIarx=(0.5×dP−|ΔI|)/(0.5×dP) ここで、dPは図17の変調信号点間距離である。
号点が変調信号点の近くにあって、復調符号の確からし
さが高いときは1になり、受信信号点がI軸方向の変調
信号点間の中線Nの近くにあって、復調符号が誤る可能
性が高いときは0となる。このとき算出された値GIar
x は、例えば有効桁数10ビットなので、丸め回路55
iに入力され、上記した第2の実施形態と同様に、例え
ば2ビットの値に丸められ、復調信号点のI成分の信頼
度G1d が算出され、これがI成分信頼度信号として出
力される。
絶対値算出回路53qで絶対値|ΔQ|にされた上で規格
化演算回路54qにより、次の演算により値GQarx が
算出される。 GQarx=(0.5×dP−|ΔQ|)/(0.5×dP) なお、ここでも、dPは図17の変調信号点間距離であ
る。
点が変調信号点の近くにあって、復調符号の確からしさ
が高いとき1になり、受信信号点がI軸方向の変調信号
点間の中線Nの近くにあって、復調符号が誤る可能性が
高いときは0になる。そして、同じく丸め回路55qに
より、例えば2ビットの値に丸められ、復調信号点のQ
成分の信頼度G2d が算出され、これがQ成分信頼度信
号として出力される。
ついて説明する。この低信頼度ビット位置算出回路51
は、復調符号に誤りが生じる場合に最も誤り易い桁のビ
ットの位置を成分毎に算出する回路で、ここには、ずれ
量信号と共に4ビット1組の復調符号も入力される。
路51の回路構成例で、この回路に入力されたずれ量信
号ΔI、ΔQの内、まず、一方のずれ量信号ΔIは、図
7の極性算出回路42と同じ回路構成の極性算出回路4
2iに入力され、ずれ量信号ΔIの値の正負を表す極性
符号が算出される。
して入力される4ビット1組の復調符号と共に、アドレ
ス符号としてメモリ56iに入力され、予めメモリ56
iに記憶しておいた隣接信号点の中から、I成分の極性
符号で指定された方向にある隣接信号点に対応する4ビ
ット1組のI方向隣接信号点の符号が読み出される。
ときは、このときのI方向隣接信号点符号は、図20に
示すように、[1011]となり、これがメモリ56i
から読出される。
のI方向隣接信号点符号は、4ビット1組の復調符号と
共に、これも図7の符号比較回路47と同じ回路構成
の、符号比較回路47iに入力され、I方向隣接信号点
符号の4ビット1組の符号と、復調符号の4ビット1組
の符号の同じ桁のビットの値同士が比較される。
は、ビットがA群に属すものであることを表す値が低信
頼度ビット位置信号として出力され、互いに同じ値の桁
のビットには、ビットが notA群に属すものであること
を示す値がI方向低信頼度ビット位置信号として出力さ
れる。例えば図20の場合、このI方向低信頼度ビット
位置信号は[0100]になる。
回路42qに入力され、その値の正負を表す極性符号が
算出される。そして、算出された極性符号と、別途入力
される4ビット1組の復調符号がアドレス符号としてメ
モリ56qに入力され、メモリ56qから4ビット1組
のQ方向隣接信号点符号が読み出される。
比較回路47qに入力され、復調符号の各桁のビットが
A群のビットか、notA群のビットかを表すQ方向低信
頼度ビット位置信号が算出され、出力される。例えば図
20の場合、Q方向隣接信号点符号は[1110]にな
り、Q方向低信頼度ビット位置信号は[0001]にな
る。
qで算出された、夫々4ビット1組のI方向低信頼度ビ
ット位置信号とQ方向低信頼度ビット位置信号は、復調
符号に誤りが生じ易い桁のビットの位置を表わす信号と
して、図9の低信頼度ビット位置算出回路51から出力
される。
1から出力されたI方向低信頼度ビット位置信号とQ方
向低信頼度ビット位置信号は、復調信号点信頼度算出回
路50から出力される信頼度G1d と信頼度G2d と共
に復調ビット信頼度算出回路52に供給される。
向低信頼度ビット位置信号、或いはQ方向低信頼度ビッ
ト位置信号がA群に属することを表す桁のビット、すな
わち値が1の桁のビットには、I成分信頼度信号が表0
す信頼度G1d 、或いはQ成分信頼度信号が表わす信頼
度G2d を、そのままその桁のビットの信頼度Gbit(G
bit=G1d:Gbit=G2d)として割り付ける。
方向低信頼度ビット位置信号が共にnotA群に属するこ
とを表す桁のビット、すなわち値が共に0の桁のビット
であったときには、このビットの値の確からしさが最も
高い確からしさを表す信頼度Gmax=[11]を、この
桁のビットの信頼度Gbit=[11]として割り付ける
のである。
ビットの確からしさを表す信頼度Gbitを復調ビット信
頼度信号として出力する。図12は、この復調ビット信
頼度算出回路52の回路構成例で、この図12から明ら
かなように、簡単なスイッチ回路で構成できる。初めに
スイッチ57により、Q方向低信頼度ビット位置信号が
A群であることを表すビットに信頼度G2d を割り付
け、その他の notA群のビットには信頼度Gmax=[1
1]を割り付ける。
ビット位置信号がA群であることを表すビットの値を信
頼度G1d で置き換えて出力する。そして、この復調ビ
ット信頼度算出回路52から出力された復調ビット信頼
度信号を、図9に示す軟判定信頼度算出回路17”の出
力とするのである。
ビットには、信頼度G1d、或いはG2d をそのまま割
り付けたが、第1の実施形態と同様に、信頼度G1d、
或いはG2d より一定量だけ小さな信頼度Gbit(≦G1
d)、或いは信頼度Gbit(≦G2d)を予め設定しておき、
これらを割り付けるようにしても良いのは言うまでもな
い。
から出力された復調ビット信頼度信号は、図1に示すよ
うに、第1の実施形態と同様、P/S変換回路27から
出力される復調符号の対応する各桁のビットと、図21
に示すように1組にして逆インターリーブ回路28に入
力され、順序の入れ替え処理を施した後、BPSK変調
方式対応の軟判定のビタビ復号回路からなる軟判定畳み
込み符号復号回路29に入力される。
9では、復調符号の各ビットの符号と共に入力された信
頼度を用いて復調符号の符号誤りの訂正が行われ、訂正
された復調符号が情報符号として出力されることにな
る。
既存のBPSK変調方式対応の軟判定ビタビ復号回路を
用いて、多値変調信号復調回路に16QAM復調回路1
6を用いた受信装置を構成することができ、この結果、
符号列の順序をビット単位で入れ替えるインターリーブ
処理を用いている4値以上の多値変調方式の受信装置に
おいても、新たなLSIの開発を要することなく、更な
る多値化による伝送性能の大きな向上が容易に得られる
ようにした、軟判定方式のビタビ復号による安価な受信
装置を得ることかできる。
合、受信信号点のずれがI軸方向又はQ軸方向に限られ
ている場合には、的確に低信頼度の桁のビットを算出す
ることができる。しかし、確率としては低いが、図13
に示すように、受信信号点が斜め方向に大きくずれるこ
ともあり、この場合、I軸方向、或いはQ軸方向にある
第2隣接信号点だけでなく、斜め方向にある変調信号点
Xを第2隣接信号点と間違えてしまう可能性が無視でき
なくなる。
の場合、I軸方向とQ軸方向にある2個の隣接信号点の
中から無理に最も近い変調信号点を選択して低信頼度の
桁のビットを算出するように動作するため、算出した低
信頼度の桁のビット位置に誤りが生じ、この結果、符号
誤り訂正能力がいくらか劣化する虞れがある。
図17及び図13に示すように、各変調信号点に割り付
けられている4ビット1組の符号がI軸方向とQ軸方向
で独立に変化することを利用しているので、上記した劣
化の虞れが生じない。すなわち、図13に示す復調信号
点Sの符号[1111]と、I軸方向にある第2隣接信
号点の符号[1011]は、右から3桁目の値が異な
り、低信頼度の桁のビットになっている。
点Xの符号[1010]も、同じ右から3桁目のビット
の値が復調信号点の符号の値と異なり、低信頼度の桁の
ビットになる。同様に、Q軸方向にある第2隣接信号点
の符号[1110]は、右から1桁目の値が復調信号点
Sの符号の値と異なり、低信頼度の桁のビットになって
いる。
点Xの符号も、同じく右から1桁目のビットの値が復調
信号点の符号の値と異なり低信頼度の桁のビットになっ
ている。しかも、斜め右上の変調信号点Xの符号と復調
信号点Sの符号は、これ以外の桁のビットの値は何れも
同じである。
軸方向とQ軸方向で独立に低信頼度の桁のビット位置を
算出し、復調符号の各桁のビットに信頼度を割り付けて
おけば、受信信号点が斜め方向に大きくずれた場合にお
いても、低信頼度の桁のビット位置が正しく算出でき、
正しい信頼度が割り付けられるので、第2の実施形態よ
り更に符号誤り訂正能力が高くなり、良好な符号誤り訂
正結果を得ることができるのである。
信頼度算出回路17”を用いることにより、第2の実施
形態と同様の効果が得られる上、更に符号誤り訂正能力
の高い、良好な符号誤り訂正結果を得ることができる。
受信信号点が縦方向、或いは横方向にずれた場合だけで
なく、斜め方向に大きくずれた場合においても、低信頼
度の桁のビット位置が正しく算出され、値を誤る可能性
が高い桁のビットだけ確実に低い信頼度が割り付けられ
る。
い信頼度を割り付けて、誤り訂正能力をいたずらに低下
させたり、誤り易い桁のビットに誤って高い信頼度を割
り付けて誤り訂正能力をいたずらに低下させることがな
く、符号誤り率が低い良好な情報符号の復号を行うこと
ができる。
16QAM変調方式に適用した場合について説明した
が、本発明は、32QAM、64QAM、8PSK、1
6APSKなどの他の変調方式の受信装置にも適用可能
なことは言うまでもない。ここで、PSK方式とは、位
相変位変調方式のことで、APSK方式は、振幅位相変
位変調方式のことである。
して、図14に示すように、図17の場合とは大きく変
調信号点の配置が異なる16APSK変調方式に本発明
を適用した場合の一実施形態について、図15により説
明する。
は、図14に示すように、2重の円上に配置されてお
り、上記した第1〜第3の実施形態による16QAM方
式の受信装置との違いは、図15から明らかなように、
AD変換回路10i、10qから出力されたベースバン
ドの受信信号Ida、Qda を、まず極座標変換回路62
により極座標表現の振幅値Rda と位相値θda に変換し
てから処理する点にある。
相値θda は夫々2系統に分岐され、一方は16APS
K復調回路63に入力され、他方は軟判定信頼度算出回
路64に入力される。
は、図14に示す16個の変調信号点の中から受信信号
点の振幅値Rda と位相値θda に最も近い変調信号点が
復調信号点として選択され、選択された復調信号点に割
り付けられている4ビット1組の符号が復調符号として
出力される。
相値θda は、16APSK復調回路63で復調された
4ビット1組の復調符号と共に、軟判定信頼度算出回路
64に入力される。図16は、この軟判定信頼度算出回
路64の回路構成例で、まず、ずれ量算出回路65は、
復調符号で表わされた復調信号点からの受信信号点のず
れ量ΔR、Δθを算出し、ずれ量信号として出力する回
路である。
ずれ量算出回路65で算出した第1の成分であるR成分
のずれ量、或いは第2の成分であるθ成分のずれ量の大
きさから、復調信号点に対する信頼度を算出する回路で
ある。また、低信頼度ビット位置算出回路67は、復調
符号に誤りが生じる場合、最も誤り易い桁のビットの位
置を算出する回路である。
は、復調信号点信頼度算出回路66で算出した復調信号
点に対する信頼度と、低信頼度ビット位置算出回路67
で算出した誤り易い桁のビット位置のデータに基いて、
復調符号の各ビットの信頼度を算出する回路である。
号が、受信信号Ida、Qda から振幅値Rda と位相値θ
da に代っている点を除き、第3の実施形態とほぼ同様
の信号処理を実行するようになっており、この場合、第
1のI成分はR成分、第2のQ成分はθ成分になる。
で算出され、これから出力された復調ビット信頼度信号
は、第1の実施形態の場合と同様に、P/S変換回路2
7から出力される復調符号の対応する各桁のビットと1
組にして、逆インターリーブ回路28に入力され、順序
の入れ替え処理を施された後、BPSK変調方式対応の
軟判定方式のビタビ復号回路からなる軟判定畳み込み符
号復号回路29に入力される。
29により、復調符号の各ビットの符号と共に入力され
る信頼度を用いて復調符号の符号誤りが訂正され、訂正
された復調符号が情報符号として出力されることにな
る。従って、この第4の実施形態による軟判定信頼度算
出回路64を用いることにより、16APSK変調方式
の伝送装置においても、上記した第3の実施形態と同等
の効果を得ることができる。
第2隣接信号点を算出し、これから信頼度の低い桁のビ
ットを算出しているが、この場合、受信信号点が大きく
ずれると、算出した低信頼度のビット以外のビットの値
も誤る可能性が高くなる。
全てのビットの信頼度を一定量下げることにより、更に
符号誤り訂正能力を高めることができる。このことは、
上記した第3の実施形態と、第4の実施形態でも同じ
で、同じくずれ量が一定量を越えたら、全てのビットの
信頼度も一定量下げることにより、更に符号誤り訂正能
力を高めることができる。
接信号点を算出し、信頼度の低い桁のビットを算出する
ようにしているが、ずれ量の方向とは無関係にI軸方向
とQ軸方向に隣接する複数の隣接信号点の符号のビット
値と復調符号のビット値を比較し、値が異なる桁のビッ
トを低信頼度の桁のビットとして算出し、この低信頼度
の桁のビットに復調信号点の信頼度を割り付けるように
しても良い。
能性が少ない隣接信号点の符号と値が異なる桁のビッ
ト、従って誤る可能性が少ない桁のビットの信頼度も下
げられることになるため、符号誤り訂正能力が低下する
虞れがあるが、その分、処理内容が簡単になるため、回
路規模が小さくできるという利点がある。
度算出回路17’では、例えば算出した10ビットの値
Garx から上位2ビットの値を取り出して信頼度として
用いているが、これに代えて、複数の任意の閾値Th
(例えば、Th1<Th2<Th3など)を設定し、Gar
x<Th1のときは信頼度を[00]とし、Th1≦Ga
rx<Th2のときは信頼度は[01]、Th2≦Garx
<Th3のときは信頼度[10]、そしてTh3≦Gar
x のときは信頼度を[11]にするなどの方法により信
頼度を算出するようにしても良い。
であることは言うまでもない。また、ずれ量の算出を、
16QAM復調回路などの多値変調信号復調回路、或い
は、その他の回路で実施する方が容易な場合、ずれ量算
出回路を共用するようにしても良いことは言うまでもな
い。
に示すように、Q成分方向は符号の1ビット目と2ビッ
ト目で区別し、I成分方向は符号の3ビット目と4ビッ
ト目で区別するなど、成分毎に対応するビットの桁が分
離されている場合には、低信頼度ビット位置算出回路内
での演算は、各成分に対応する桁のビット同士のみを比
較して算出するのが望ましいのは言うまでもない。この
ことは、復調ビット信頼度算出回路についても同様であ
る。
確からしさが高いほど値が大きくなる信頼度を用いて説
明したが、反対に確からしさが高いほど値が小さくなる
パラメータを用いても、回路に小修正を加えるだけで同
様に構成できるのは明らかである。
式の受信装置においても、新たなLSIを開発すること
なく、簡単に軟判定方式によるビタビ復号を適用するこ
とができ、誤り訂正精度が高い高性能の受信装置を安価
に、しかも容易に提供することができる。
ット単位で入れ替えるインターリーブ処理を用いた4値
以上の多値変調方式の伝送装置においても、軟判定方式
によるビタビ復号を容易に適用することができる。
のビットの信頼度を下げるのではなく、誤りやすい桁の
ビット位置を算出し、そのビットの信頼度の大きさだけ
を下げるようにできるので、軟判定の畳み込み符号復号
の符号誤り訂正能力を大きく向上でき、この結果、符号
誤り訂正特性に優れた信頼性の高い受信装置を容易に得
ることができる。
の実施形態を適用した受信装置の一例を示すブロック回
路図である。
よる送信装置の一例を示すブロック回路図である。
算出回路の一例を示すブロック回路図である。
路の一例を示すブロック回路図である。
算出回路の一例を示すブロック回路図である。
頼度算出回路の一例を示すブロック回路図である。
ト位置算出回路の一例を示すブロック回路図である。
桁のビットと信頼度の関係を示す説明図である。
算出回路の一例を示すブロック回路図である。
信頼度算出回路の一例を示すブロック回路図である。
ット位置算出回路の一例を示すブロック回路図である。
信頼度算出回路の一例を示すブロック回路図である。
説明図である。
状態の一例を示す説明図である。
の第4の実施形態を適用した受信装置の一例を示すブロ
ック回路図である。
度算出回路の一例を示すブロック回路図である。
態の一例を示す説明図である。
の一例を示すブロック回路図である。
の一例を示すブロック回路図である。
態を示す説明図である。
各桁のビットと信頼度の関係を示す説明図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 多値変調されているベースバンドの受信
信号を入力し、送信側でnビット1組の符号を伝送する
ために信号空間である複素平面上に設定した2n 個の信
号点(変調信号点)の中から、該受信信号の値が表す信号
点(受信信号点)に最も近い変調信号点を選択し、該選択
した変調信号点に割り付けられているnビット1組の符
号を算出して復調符号として出力する多値変調信号復調
回路を備えた受信装置において、 前記ベースバンドの受信信号と、前記多値変調信号復調
回路から出力されたnビット1組の復調符号を入力し
て、該nビット1組の復調符号に対応する変調信号点
(復調信号点)に対する該受信信号点のずれ量を算出し、
これにより、前記nビット1組の復調符号の内の少なく
とも1ビットには、前記算出したずれ量の大きさが大き
いほど該ビットの値の確からしさが低いことを表す信頼
度Gbit=G1を割り付け、前記ずれ量の大きさが小さ
いほど該1ビットの値の確からしさが高いことを表す信
頼度Gbit=G2を割り付けると共に、前記nビット1
組の復調符号の内の残りのビットには、該ビットの値の
確からしさが該信頼度G2の確からしさに等しいか、該
信頼度G2の確からしさより高いことを表す信頼度Gbi
t≧G2を割り付けて信頼度Gbitを算出した上で、この
信頼度Gbitを復調ビット信頼度信号として出力する軟
判定信頼度算出回路を設け、 前記多値変調信号復調回路が、前記軟判定信頼度算出回
路から出力される復調ビット信頼度信号に基づいて軟判
定を行うようにしたBPSK変調方式対応の軟判定畳み
込み符号復号回路によって構成されていることを特徴と
する畳み込み符号軟判定復号方式の受信装置。 - 【請求項2】 請求項1に記載の発明において、 前記nビット1組の復調符号と該ベースバンドの受信信
号を入力し、前記復調信号点に対する該受信信号点のず
れ量を算出してずれ量信号として出力するずれ量算出回
路と、 前記ずれ量信号を入力し、該ずれ量信号で表わされるず
れ量の大きさが0のとき、該復調信号点の確からしさが
最も高いことを表す信頼度Gd=Gdmax を算出すると共
に、該ずれ量の大きさが0より大きいときは、該ずれ量
の大きさが大きいほど、該復調信号点の確からしさが低
いことを表す信頼度Gd <Gdmaxを算出し、該算出した
信頼度Gd を、該選択した復調信号点の確からしさを表
す復調信号点信頼度信号として出力する復調信号点信頼
度算出回路と、 前記nビット1組の復調符号と前記ずれ量信号を入力
し、前記復調信号点の次に該受信信号点に近い変調信号
点である第2隣接信号点を算出すると共に、該算出した
第2隣接信号点に割り付けられているnビット1組の符
号と該復調符号のnビット1組の符号の同じ桁のビット
の値同士を比較し、値が異なる桁のビットには、該ビッ
トがA群であることを表す値を低信頼度ビット位置信号
として出力し、値が同一である桁のビットには、該ビッ
トが notA群であることを表わす値を低信頼度ビット位
置信号として出力する低信頼度ビット位置算出回路と、 前記低信頼度ビット位置信号と前記復調信号点信頼度信
号を入力し、前記nビット1組の復調符号の中で低信頼
度ビット位置信号が群Aに属することを表わす桁のビッ
トには、該復調信号点信頼度信号が表わす信頼度Gd に
等しいか、前もって定めた一定量だけ該信頼度Gdより
小さな信頼度Gbit≦Gdを算出して割り付けると共に、
該低信頼度ビット位置信号が notA群に属することを表
わす桁のビットには、該最も高い確からしさを表す信頼
度Gdmax 或いは該信頼度Gdの大きさで決まる一定量だ
け小さな信頼度Gbit≦Gdmax(Gd≦Gbit)を算出して
割り付けて、夫々前記各桁のビットの確からしさを表す
信頼度Gbitとし、それを復調ビット信頼度信号として
出力する復調ビット信頼度算出回路とを設け、 前記ずれ量算出回路と前記復調信号点信頼度算出回路、
前記低信頼度ビット位置算出回路、それに前記復調ビッ
ト信頼度算出回路により、前記軟判定信頼度算出回路が
構成されていることを特徴とする畳み込み符号軟判定復
号方式の受信装置。 - 【請求項3】 請求項1に記載の発明において、 前記nビット1組の復調符号と該ベースバンドの受信信
号を入力し、該復調信号点に対する該受信信号点のずれ
量の第1の成分であるI軸方向のずれ量ΔIと第2の成
分であるQ軸方向のずれ量ΔQ、或いは第1の成分であ
る半径方向のずれ量ΔRと第2の成分である角度方向の
ずれ量Δθの何れか一方を算出してずれ量信号として出
力するずれ量算出回路と、 前記ずれ量信号を入力し、該ずれ量信号が表す第1の成
分のずれ量、或いは第2の成分のずれ量の大きさが0の
ときは該復調信号点の第1の成分、或いは第2の成分の
確からしさが最も高いことを表す第1の成分の信頼度G
1d=Gdmax或いは第2の成分の信頼度G2d=Gdmax
を算出すると共に、前記各成分のずれ量の大きさが0よ
り大きいときは、該成分のずれ量の大きさが大きいほ
ど、該復調信号点の該成分の確からしさが低いことを表
す第1の成分の信頼度G1d<Gdmax、或いは第2の成分
の信頼度G2d<Gdmax を算出し、これら信頼度G1
d、G2dを、前記選択した復調信号点の確からしさを表
す復調信号点信頼度信号として出力する復調信号点信頼
度算出回路と、 前記nビット1組の復調符号と前記ずれ量信号を入力
し、前記復調信号点に対して第1の成分のずれ量の極性
符号の方向にある第1の成分の隣接変調信号点を算出す
ると共に、該算出した第1の成分の隣接変調信号点に割
り付けられているnビット1組の符号と該復調符号のn
ビット1組の符号の同じ桁のビットの値同士を比較し、
値が互いに異なる桁のビットには、該ビットがA群であ
ることを表わす値を第1の成分の低信頼度ビット位置信
号として出力し、値が互いに同一である桁のビットに
は、該ビットが notA群であることを表わす値を第1の
成分の低信頼度ビット位置信号として出力し、且つ、前
記復調信号点に対して第2の成分のずれ量の極性符号の
方向にある第2の成分の隣接変調信号点を算出すると共
に、該算出した第2の成分の隣接変調信号点に割り付け
られているnビット1組の符号と該復調符号のnビット
1組の符号の同じ桁のビットの値同士を比較し、値が互
いに異なる桁のビットには、該ビットが群Aであること
を表わす値を第2の成分の低信頼度ビット位置信号とし
て出力し、更に値が互いに同一である桁のビットには、
該ビットが notA群であることを表わす値を第2の成分
の低信頼度ビット位置信号として出力し、前記第1の成
分の低信頼度ビット位置信号と前記第2の成分の低信頼
度ビット位置信号を低信頼度ビット位置信号として出力
する低信頼度ビット位置算出回路と、 該低信頼度ビット位置信号と前記復調信号点信頼度信号
を入力し、前記nビット1組の復調符号の内で、前記低
信頼度ビット位置信号がA群に属することを表わす桁の
ビットには、同じ成分の前記復調信号点信頼度信号が表
わす信頼度G1d、G2d の何れか、或いは前もって定
めた一定量だけ該信頼度G1d 又はG2dより小さな信
頼度Gbit≦ G1d 又はGbit≦G2d の何れかを割り
付け、且つ、前記低信頼度ビット位置信号が notA群に
属することを表わす桁のビットには、該最も高い確から
しさを表す信頼度Gdmax、或いは前記信頼度G1d、或
いはG2dの大きさで決まる一定量だけ小さな信頼度Gb
it≦Gdmax(G1d≦Gbit、或いはG2d≦Gbit)の何れ
かを割り付け、それぞれ各桁のビットの確からしさを表
わす信頼度Gbitとし、それを復調ビット信頼度信号と
して出力する復調ビット信頼度算出回路とを設け、 前記ずれ量算出回路と前記復調信号点信頼度算出回路、
前記低信頼度ビット位置算出回路、それに前記復調ビッ
ト信頼度算出回路により、前記軟判定信頼度算出回路が
構成されていることを特徴とする畳み込み符号軟判定復
号方式の受信装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP01463099A JP3926499B2 (ja) | 1999-01-22 | 1999-01-22 | 畳み込み符号軟判定復号方式の受信装置 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP01463099A JP3926499B2 (ja) | 1999-01-22 | 1999-01-22 | 畳み込み符号軟判定復号方式の受信装置 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP01463099A Expired - Lifetime JP3926499B2 (ja) | 1999-01-22 | 1999-01-22 | 畳み込み符号軟判定復号方式の受信装置 |
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