JP2001274778A

JP2001274778A - 誤り訂正用信号生成装置

Info

Publication number: JP2001274778A
Application number: JP2000082862A
Authority: JP
Inventors: Masashi Usami; 正志宇佐美; Nikura Didier; ディディエ・ニクラ
Original assignee: Asahi Kasei Corp
Current assignee: Asahi Kasei Corp
Priority date: 2000-03-23
Filing date: 2000-03-23
Publication date: 2001-10-05

Abstract

(57)【要約】【課題】回路規模および消費電力を増大させずに、受
信信号の状態の変化に正確に対応して訂正用ディジタル
信号を生成することにより、回路規模および消費電力の
面で有利に、誤り訂正の精度を向上することができる誤
り訂正用信号生成装置を提供する。【解決手段】復調器２からの受信ディジタル信号に基
づいて受信信号に含まれるノイズレベルを測定するノイ
ズレベル測定回路１０と、ノイズレベル測定回路１０で
測定したノイズレベルに応じてスケーリング係数を算出
するスケーリング係数演算回路２０と、スケーリング係
数演算回路２０で算出したスケーリング係数と受信ディ
ジタル信号とを乗算する乗算器３０と、乗算器３０から
の信号を訂正用ディジタル信号に変換する非線形量子化
器４０と、を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ディジタル移動通
信において、無線信号を受信してディジタル変換した受
信ディジタル信号に基づいて、軟判定誤り訂正に用いる
ディジタル信号である訂正用ディジタル信号を生成する
装置に係り、特に、回路規模および消費電力を増大させ
ずに、受信信号の状態の変化に正確に対応して訂正用デ
ィジタル信号を生成することができる誤り訂正用信号生
成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ディジタル移動通信においては、移動端
末の移動によって、伝送路の異なる電波の干渉または伝
送路の状態の変化により特定周波数帯の信号強度が減衰
する、いわゆる周波数選択性フェージングが発生し、受
信信号が著しく歪むことがある。こうした歪みの影響に
よるデータ伝送の誤りを防止するために、移動端末で
は、受信信号の誤り訂正を行うことにより、データ伝送
における信頼性を保障している。

【０００３】周波数選択性フェージングによる歪みは、
移動端末の移動速度によってその特性が変化する。移動
端末の移動速度が速く、急速な周波数選択性フェージン
グが発生する場合、伝送誤り訂正を行うためには、畳み
込み符号化などの誤り訂正符号が採用される。畳み込み
符号化されたデータを復号するには、最尤復号器等が用
いられる。これは、復号される信号がとりうる状態遷移
のうち最も確からしい状態を推定しながら受信信号を復
号していくものである。この場合、受信信号を復号する
際において、誤り訂正に用いる訂正用ディジタル信号を
“０”か“１”の２値で判定してもよいが、例えば−ｎ
からｎ−１まで（ｎは正の整数）というように多値で判
定した方が訂正精度が向上する。この有効性について
は、アイ・イー・イー・イー、コム−１９、ナンバー５
（1971年10月）第835頁から第848頁（IEEE,COM-19,No.
5,Oct.1971,pp.835-pp.848）において論じられている。
一般に、２値の訂正用ディジタル信号を用いて最尤復号
を行う方式を硬判定方式、多値の訂正用ディジタル信号
を用いて最尤復号を行う方式を軟判定方式と呼ぶ。

【０００４】従来、受信信号に基づいて、誤り訂正を行
うのに最適な訂正用ディジタル信号を生成する誤り訂正
用信号生成装置があり、この種の装置としては、例え
ば、特開平6-29951号公報に開示されたものがある。こ
れは、受信信号のＳ／Ｎ比に応じて、受信信号から訂正
用ディジタル信号を生成するものである。具体的には、
図１０に示すように、ディジタル変調波を復調して得ら
れたアナログ信号をディジタル信号に変換するディジタ
ル変換手段１１と、ディジタル変調波の伝送路の特性に
よりアナログ信号に加算される雑音とアナログ信号との
特徴に基づいてそのディジタル変調波に含まれる伝送情
報に重畳された雑音の電力と伝送情報の電力との比を求
めるＳＮ比検出手段１３と、ディジタル信号の各語に含
まれるビットを選択して訂正用ディジタル信号を生成
し、かつその選択されるビットの組み合わせを所定の閾
値に対する電力の比に応じて可変する選択手段１５と、
を備えている。

【０００５】選択手段１５は、ＳＮ比検出手段１３で求
めたＳＮ比の値が閾値Ａ未満であるときは、図１１に示
す変換方式で、ディジタル変換手段１１から出力される
コードを変換して３ビット長の訂正用ディジタル信号を
生成し、これに対して閾値Ａ以上であるときは、図１２
に示す変換方式で、３ビット長の訂正用ディジタル信号
を生成するようになっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
誤り訂正用信号生成装置にあっては、ＳＮ比検出手段１
３で求めたＳＮ比の値が閾値Ａ未満であるか否かによっ
て、訂正用ディジタル信号の変換方式を変更する構成で
あるため、伝送情報のＳＮ比の変化に正確に対応した変
換方式であるとは言えず、例えば、ＳＮ比の値が閾値Ａ
未満の範囲で変化した場合には、その変化に対応するこ
とができないという問題があった。

【０００７】また、この問題を、閾値を複数設けてその
閾値ごとに変換方式を変更することによって対処するこ
とも考えられるが、このような場合には、選択手段１５
において変換方式ごとに変換回路を設けなければならな
い。したがって、閾値の数を増加するほど、言い換えれ
ば、伝送情報のＳＮ比の変化に正確に対応させようとす
るほど、回路規模が増大し、これに応じて消費電力も増
大することとなる。すなわち、誤り訂正の精度を向上さ
せるためには、回路規模および消費電力の増大が伴うの
である。

【０００８】ディジタル移動通信における移動端末に
は、携帯性を向上すること、移動中に長時間通話できる
ことから、回路の小型化および消費電力の低減化が要求
されている。したがって、このような場合は、回路規模
および消費電力を増大させずに、誤り訂正の精度が向上
できることが望まれる。そこで、本発明は、このような
従来の技術の有する未解決の課題に着目してなされたも
のであって、回路規模および消費電力を増大させずに、
受信信号の状態の変化に正確に対応して訂正用ディジタ
ル信号を生成することにより、回路規模および消費電力
の面で有利に、誤り訂正の精度を向上することができる
誤り訂正用信号生成装置を提供することを目的としてい
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る請求項１記載の誤り訂正用信号生成装
置は、受信信号をディジタル変換した受信ディジタル信
号に基づいて、軟判定誤り訂正に用いるディジタル信号
である訂正用ディジタル信号を生成する装置であって、
前記受信信号の状態に応じて前記受信ディジタル信号の
値を変化させ、この信号を前記訂正用ディジタル信号に
変換するようになっている。

【００１０】このような構成であれば、受信信号が受信
ディジタル信号にディジタル変換され、受信信号の状態
に応じて受信ディジタル信号の値が変化させられ、この
信号が訂正用ディジタル信号に変換される。ここで、受
信信号の状態は、例えば、受信信号のＳ／Ｎ比により決
定することができ、この場合、受信信号の状態として
は、Ｓ／Ｎ比が所定値よりも大きい状態であるとか、Ｓ
／Ｎ比が所定値よりも小さい状態であるとか、Ｓ／Ｎ比
に応じた状態であるとかを挙げることができる。また、
例えば、受信信号に含まれるノイズレベルにより決定す
ることもでき、この場合、受信信号の状態としては、ノ
イズレベルが所定値よりも大きい状態であるとか、ノイ
ズレベルが所定値よりも小さい状態であるとか、ノイズ
レベルに応じた状態であるとかを挙げることができる。

【００１１】また、「受信ディジタル信号の値を変化」
とは、例えば、受信ディジタル信号の値に対して四則演
算や所定の演算を行うことにより変化させることをい
う。また、受信ディジタル信号の値を変化させる場合
は、所定ビット数の範囲で行うこと、すなわち、受信デ
ィジタル信号のビット数の範囲で行うことが好ましい。
例えば、受信ディジタル信号のビット数が８ビットであ
る場合に、値を変化させた結果、その値が８ビットの範
囲を超えることとなるときは、８ビットの範囲を超える
分については結果に反映しないようにする。

【００１２】また、訂正用ディジタル信号への変換は、
どのような方式を採用してもよい。通常、受信ディジタ
ル信号は、そのビット数よりも少ないビット数からなる
訂正用ディジタル信号に変換するのであるが、この変換
方式としては、受信ディジタル信号の値を線形変換して
訂正用ディジタル信号とする方式と、受信ディジタル信
号の値を非線形変換して訂正用ディジタル信号とする方
式と、を挙げることができる。

【００１３】さらに、本発明に係る請求項２記載の誤り
訂正用信号生成装置は、受信信号をディジタル変換した
受信ディジタル信号に基づいて、軟判定誤り訂正に用い
るディジタル信号である訂正用ディジタル信号を生成す
る装置であって、前記受信信号の状態に応じた係数を、
当該受信信号の受信ディジタル信号に乗じ、この信号を
前記訂正用ディジタル信号に変換するようになってい
る。

【００１４】このような構成であれば、受信信号が受信
ディジタル信号にディジタル変換され、受信信号の状態
に応じた係数が、その受信信号の受信ディジタル信号に
乗じられ、この信号が訂正用ディジタル信号に変換され
る。ここで、受信信号の状態は、例えば、受信信号のＳ
／Ｎ比により決定することができ、この場合、受信信号
の状態としては、Ｓ／Ｎ比が所定値よりも大きい状態で
あるとか、Ｓ／Ｎ比が所定値よりも小さい状態であると
か、Ｓ／Ｎ比に応じた状態であるとかを挙げることがで
きる。また、例えば、受信信号に含まれるノイズレベル
により決定することもでき、この場合、受信信号の状態
としては、ノイズレベルが所定値よりも大きい状態であ
るとか、ノイズレベルが所定値よりも小さい状態である
とか、ノイズレベルに応じた状態であるとかを挙げるこ
とができる。

【００１５】また、受信信号の状態に応じた係数は、例
えば、受信信号の状態に応じて所定の演算式により算出
するようにしてもよいし、受信信号の取りうる状態ごと
に係数を登録したテーブル等から、受信信号の状態に応
じて係数を抽出するようにしてもよい。また、受信ディ
ジタル信号に係数を乗じる場合は、所定ビット数の範囲
で行うこと、すなわち、受信ディジタル信号のビット数
の範囲で行うことが好ましい。例えば、受信ディジタル
信号のビット数が８ビットである場合に、係数を乗じた
結果、その値が８ビットの範囲を超えることとなるとき
は、８ビットの範囲を超える分については結果に反映し
ないようにする。

【００１６】また、訂正用ディジタル信号への変換は、
線形で行うようにしてもよいし、非線形で行うようにし
てもよい。さらに、本発明に係る請求項３記載の誤り訂
正用信号生成装置は、請求項２記載の誤り訂正用信号生
成装置において、前記受信信号の状態を測定する測定手
段と、前記測定手段で測定した信号状態に応じて前記係
数を決定する係数決定手段と、前記係数決定手段で決定
した係数と前記受信ディジタル信号とを所定ビット数の
範囲で乗算する乗算手段と、前記乗算手段からの信号を
前記訂正用ディジタル信号に変換する訂正用信号生成手
段と、を備えている。

【００１７】このような構成であれば、受信信号が受信
ディジタル信号にディジタル変換されるとともに、測定
手段により、受信信号の状態が測定され、係数決定手段
により、測定された信号状態に応じて係数が決定され
る。そして、乗算手段により、決定された係数と受信デ
ィジタル信号とが所定ビット数の範囲で乗算され、訂正
用信号生成手段により、乗算された受信ディジタル信号
が訂正用ディジタル信号に変換される。

【００１８】さらに、本発明に係る請求項４記載の誤り
訂正用信号生成装置は、請求項３記載の誤り訂正用信号
生成装置において、前記訂正用信号生成手段は、前記訂
正用ディジタル信号への変換を、非線形で行うようにな
っている。このような構成であれば、訂正用信号生成手
段により、乗算された受信ディジタル信号が非線形で訂
正用ディジタル信号に変換される。

【００１９】さらに、本発明に係る請求項５記載の誤り
訂正用信号生成装置は、請求項２ないし３のいずれかに
記載の誤り訂正用信号生成装置において、前記測定手段
は、前記受信ディジタル信号に含まれる信号であって基
地局から送信されるあらかじめ定められた既知信号の値
に基づいて、前記受信信号に含まれるノイズレベルを測
定するようになっている。

【００２０】このような構成であれば、測定手段によ
り、受信ディジタル信号に含まれる既知信号に基づい
て、受信信号に含まれるノイズレベルが測定され、係数
決定手段により、測定されたノイズレベルに応じて係数
が決定される。さらに、本発明に係る請求項６記載の誤
り訂正用信号生成装置は、請求項５記載の誤り訂正用信
号生成装置において、前記係数決定手段は、前記係数
を、前記測定手段で測定したノイズレベルの増加に応じ
て減少する値で算出するようになっている。

【００２１】このような構成であれば、測定手段によ
り、受信信号に含まれるノイズレベルが測定され、係数
決定手段により、係数が、測定されたノイズレベルの増
加に応じて減少する値で算出される。ここで、測定手段
は、係数を、ノイズレベルの増加に応じて減少する値で
算出するようになっているが、具体的には、係数を、ノ
イズレベルの平方根に逆比例する値で算出することが好
ましい。ただし、ノイズレベルの範囲を限定して適用す
る場合には、ノイズレベルに逆比例する値で算出するこ
ともできる。

【００２２】以上では、上記目的を達成するための誤り
訂正信号生成装置を提案したが、これに限らず、上記目
的を達成するために、次に掲げる記憶媒体を提案するこ
ともできる。この記憶媒体は、受信信号をディジタル変
換した受信ディジタル信号に基づいて、軟判定誤り訂正
に用いるディジタル信号である訂正用ディジタル信号を
生成するためのプログラムを記憶した記憶媒体であっ
て、請求項３ないし６のいずれかに記載の、前記測定手
段、前記係数決定手段、前記乗算手段および前記訂正用
信号生成手段としてコンピュータを機能させるためのプ
ログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能なもので
ある。

【００２３】このような構成であれば、記憶媒体に記憶
されたプログラムがコンピュータによって読み取られ、
読み取られたプログラムに従ってコンピュータが各手段
として機能させられたときは、上記請求項３ないし６の
いずれかに記載の誤り訂正用信号生成装置と同様の作用
が得られる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しながら説明する。図１ないし図９は、本発明に
係る誤り訂正用信号生成装置の実施の形態を示す図であ
る。この実施の形態は、本発明に係る誤り訂正用信号生
成装置を、ディジタル移動通信において、基地局から送
信される無線信号を移動端末で受信し、移動端末で受信
信号の誤り訂正を行う場合について適用したものであ
る。基地局から送信される無線信号には、あらかじめ規
格等で定められた既知の信号が含まれており、移動端末
では、この既知信号に基づいて受信信号に含まれるノイ
ズレベルを測定する。

【００２５】まず、本発明に係る誤り訂正用信号生成装
置の構成を図１を参照しながら説明する。図１は、本発
明に係る誤り訂正用信号生成装置を適用するシステム全
体の回路構成を示すブロック図である。このシステム
は、図１に示すように、無線信号を受信するためのアン
テナ１と、アンテナ１で受信した受信信号を復調してデ
ィジタル変換する復調器２と、復調器２からの受信ディ
ジタル信号に基づいて軟判定誤り訂正に用いるディジタ
ル信号である訂正用ディジタル信号（最尤信号）を生成
する誤り訂正用信号生成回路３と、誤り訂正用信号生成
回路３からの訂正用ディジタル信号に基づいて復号デー
タの誤り訂正を軟判定方式で行う誤り訂正回路４と、で
構成されている。

【００２６】復調器２は、アンテナ１からの受信信号を
復調し、例えば、８ビットの受信ディジタル信号にディ
ジタル変換するようになっている。誤り訂正回路４は、
訂正用ディジタル信号に基づいて、復号される信号がと
りうる状態遷移のうち最も確からしい状態を推定しなが
ら軟判定方式で誤り訂正を行っていくものである。な
お、軟判定方式で誤り訂正を行う最尤復号については、
従来の最尤復号方式と同じものを採用することができる
ので、ここでは詳細な説明を省略する。

【００２７】次に、誤り訂正用信号生成回路３の構成を
図２を参照しながら説明する。図２は、誤り訂正用信号
生成回路３の回路構成を示すブロック図である。誤り訂
正用信号生成回路３は、受信信号に含まれるノイズレベ
ルに応じたスケーリング係数をその受信信号の受信ディ
ジタル信号に乗じ、この信号を、例えば、４ビットの訂
正用ディジタル信号に変換するようになっている。図２
に示すように、復調器２からの受信ディジタル信号に基
づいて受信信号に含まれるノイズレベルを測定するノイ
ズレベル測定回路１０と、ノイズレベル測定回路１０で
測定したノイズレベルに応じてスケーリング係数を算出
するスケーリング係数演算回路２０と、スケーリング係
数演算回路２０で算出したスケーリング係数と受信ディ
ジタル信号とを乗算する乗算器３０と、乗算器３０から
の信号を訂正用ディジタル信号に変換する非線形量子化
器４０と、で構成されている。

【００２８】ノイズレベル測定回路１０は、復調器２か
らの受信ディジタル信号に基づいて、受信信号に含まれ
るノイズレベルを測定するようになっており、具体的に
は、図３のフローチャートに示すノイズレベル測定処理
を、所定周期で繰り返し実行するようになっている。ノ
イズレベル測定処理は、ノイズレベル測定回路１０にお
いて実行されると、図３に示すように、まず、ステップ
Ｓ１００に移行するようになっている。図３は、ノイズ
レベル測定処理を示すフローチャートである。

【００２９】ステップＳ１００では、複数（例えば、ｍ
個）の観測点において、基地局から送信される無線信号
に含まれる既知信号を受信ディジタル信号から取得し、
ステップＳ１０２に移行して、下式（１）により、取得
した既知信号の実測値と既知信号の期待値とを比較して
各測定点における誤差を算出し、ステップＳ１０４に移
行する。下式（１）において、receive_pilots_iは、観
測点_iにおける既知信号の実測値、reference_pilot
_iは、観測点_iにおける既知信号の期待値、error_iは、観
測点_iにおける誤差である。

【００３０】

【数１】

【００３１】ステップＳ１０４では、下式（２）によ
り、観測点における誤差の平方をすべての観測点につい
て加算することにより受信信号に含まれるノイズレベル
を測定し、ステップＳ１０６に移行する。下式（２）に
おいて、power_noiseは、ノイズレベルである。

【００３２】

【数２】

【００３３】ステップＳ１０６では、測定したノイズレ
ベルpower_noiseをスケーリング係数演算回路２０に出
力し、一連の処理を終了する。スケーリング係数演算回
路２０は、ノイズレベル測定回路１０で測定したノイズ
レベルに応じてスケーリング係数を算出するようになっ
ており、具体的には、図４のフローチャートに示すスケ
ーリング係数算出処理を、所定周期で繰り返し実行する
ようになっている。

【００３４】スケーリング係数算出処理は、スケーリン
グ係数演算回路２０において実行されると、図４に示す
ように、まず、ステップＳ２００に移行するようになっ
ている。図４は、スケーリング係数算出処理を示すフロ
ーチャートである。ステップＳ２００では、ノイズレベ
ル測定回路１０からノイズレベルを入力し、ステップＳ
２０２に移行して、下式（３）により、ノイズレベル測
定回路１０からのノイズレベルに応じてスケーリング係
数を算出し、ステップＳ２０４に移行する。下式（３）
において、Ｎは、受信ディジタル信号のビット数、ｎ
は、訂正用ディジタル信号のビット数、Ｎ₁は、データ
として“１”が送信されたことが最も確からしいと推定
されるときの受信ディジタル信号の値、σは、ノイズレ
ベルの平方根、scaling_factorは、スケーリング係数で
ある。なお、受信ディジタル信号のビット数をＮとする
と、受信ディジタル信号が取りうる値の範囲は、−２
^N-1から２^N-1−１までとなり、訂正用ディジタル信号の
ビット数をｎとすると、訂正用ディジタル信号が取りう
る値の範囲は、−２^n-1から２^n-1−１までとなる。

【００３５】

【数３】

【００３６】本実施の形態では、受信ディジタル信号の
ビット数を“８”、訂正用ディジタル信号のビット数を
“４”としているため、上式（３）において、Ｎを
“８”、ｎを“４”、Ｎ₁を“３２”とすると、スケー
リング係数scaling_factorは、下式（４）により、１．
６／σとなる。本実施の形態では、スケーリング係数sc
aling_factorとして、１．６／σを用いるものとする。

【００３７】

【数４】

【００３８】ステップＳ２０４では、算出したスケーリ
ング係数があらかじめ定めた最小値よりも大きく、か
つ、あらかじめ定めた最大値よりも小さいか否かを判定
し、スケーリング係数が最小値よりも大きく、かつ、最
大値よりも小さいと判定されたとき(Yes)は、ステップ
Ｓ２０６に移行して、算出したスケーリング係数を乗算
器３０に出力し、一連の処理を終了する。

【００３９】一方、ステップＳ２０４で、算出したスケ
ーリング係数が最小値以下であるか、または最大値以上
であると判定されたとき(No)は、ステップＳ２０８に移
行して、算出したスケーリング係数が最小値以下である
と判定されたときは、スケーリング係数をその最小値と
して決定し、算出したスケーリング係数が最大値以上で
あると判定されたときは、スケーリング係数をその最大
値として決定し、ステップＳ２０６に移行する。

【００４０】乗算器３０は、スケーリング係数演算回路
２０で算出したスケーリング係数と受信ディジタル信号
とを入力して、それらを、受信ディジタル信号のビット
数の範囲で乗算するようになっている。すなわち、受信
ディジタル信号のビット数が“８”であることから、乗
算した結果、その値が８ビットの範囲を超えることとな
るときは、８ビットの範囲を超える分については切り捨
てるようにする。例えば、スケーリング係数が“１．
６”の場合に、受信ディジタル信号として“９６”、
“−８８”、“３２”、“−４１”が入力されると、乗
算した結果は、その値が８ビットの範囲を超える分につ
いては切り捨てるようにして、それぞれ“１２７”、
“−１２８”、“５１”、“−６５”となる。

【００４１】次に、非線形量子化器４０の構成を図５を
参照しながら説明する。図５は、訂正用ディジタル信号
への変換を非線形で行う場合のその変換パターンを示す
図である。非線形量子化器４０は、乗算器３０からの信
号に対して所定の演算を行うことにより、乗算器３０か
らの信号を非線形で訂正用ディジタル信号に変換するよ
うになっている。

【００４２】この演算では、図５に示すように、“１２
７”から“１００”までの受信ディジタル信号を“７”
の訂正用ディジタル信号に変換し、同様に、“９９”〜
“８０”のものを“６”に、“７９”〜“６３”のもの
を“５”に、“６２”〜“４８”のものを“４”に、
“４７”〜“３４”のものを“３”に、“３３”〜“２
１”のものを“２”に、“２０”〜“８”のものを
“１”に、“７”〜“−７”のものを“０”に変換す
る。また、“−８”から“−２０”までの受信ディジタ
ル信号を“−１”の訂正用ディジタル信号に変換し、同
様に、“−２１”〜“−３３”のものを“−２”に、
“−３４”〜“−４７”のものを“−３”に、“−４
８”〜“−６２”のものを“−４”に、“−６３”〜
“−７９”のものを“−５”に、“−８０”〜“−９
９”のものを“−６”に、“−１００”〜“−１２８”
のものを“−７”に変換する。

【００４３】このような非線形変換の有効性について
は、「“CODING AND MODULATION IN DIGITAL COMMUNICA
TIONS”,J.L.Massey,1974,Zurich Seminar」において論
じられている。次に、上記実施の形態の動作を図６ない
し図９を参照しながら説明する。まず、受信信号に含ま
れるノイズレベルが比較的大きい場合を図６を参照しな
がら説明する。図６は、ノイズレベルが比較的大きい場
合の動作を説明するための図である。

【００４４】基地局から送信された無線信号は、アンテ
ナ１で受信され、復調回路２により、復調されて８ビッ
トの受信ディジタル信号にディジタル変換される。受信
ディジタル信号は、ノイズレベル測定回路１０および乗
算器３０に出力される。ノイズレベル測定回路１０で
は、受信ディジタル信号が入力されると、無線信号に含
まれる既知信号が受信ディジタル信号から取得され、上
式（１），（２）により、各測定点における誤差が算出
され、それら誤差の平方がすべての観測点について加算
されることにより、受信信号に含まれるノイズレベルが
測定される。測定されたノイズレベルは、スケーリング
係数演算回路２０に出力される。

【００４５】スケーリング係数演算回路２０では、ノイ
ズレベルが入力されると、上式（３）により、ノイズレ
ベル測定回路１０からのノイズレベルに応じてスケーリ
ング係数が算出される。このとき、例えば、測定された
ノイズレベルが２．１［dB］であるとすると、スケーリ
ング係数は、上式（４）により、“１．１”として算出
される。算出されたスケーリング係数は、乗算器３０に
出力される。なお、算出されたスケーリング係数が最小
値以下であるときは、スケーリング係数がその最小値と
して決定され、算出されたスケーリング係数が最大値以
上であるときは、スケーリング係数がその最大値として
決定される。

【００４６】乗算器３０では、スケーリング係数演算回
路２０からスケーリング係数が、一方で復調器２から受
信ディジタル信号が入力されると、それらが、受信ディ
ジタル信号のビット数である８ビットの範囲で乗算され
る。乗算された信号は、非線形量子化器４０に出力され
る。スケーリング係数が“１．１”であるこの場合は、
図６に示すように、受信ディジタル信号の“−１１６”
から“１１５”までの範囲の値が“１２７”から“−１
２８”までの範囲にスケーリングされ、それ以外の範囲
であって、“−１２８”から“−１１７”までの範囲の
値が“−１２８”に、“１１６”から“１２７”までの
範囲が“１２７”にそれぞれスケーリングされる。例え
ば、受信ディジタル信号として“９６”、“−８８”、
“３２”、“−４１”が入力されるとすると、乗算結果
は、それぞれ“１０５”、“−９６”、“３５”、“−
４５”となる。このようにスケーリング係数が比較的小
さい場合には、受信ディジタル信号のほぼ全範囲の値
が、非線形量子化器４０の入力として採用されることと
なる。

【００４７】非線形量子化器４０では、乗算器３０から
の信号が入力されると、これに対して図５に示す演算が
行われることにより、乗算器３０からの信号が非線形で
訂正用ディジタル信号に変換される。先の例によれば、
乗算された信号として“１０５”、“−９６”、“３
５”、“−４５”が入力されると、乗算された信号は、
図５に示すように、“１０５”のものが“７”として、
“−９６”のものが“−６”として、“３５”のものが
“３”として、“−４５”のものが“−３”として、そ
れぞれ訂正用ディジタル信号に変換される。訂正用ディ
ジタル信号は、誤り訂正回路４に出力される。

【００４８】誤り訂正回路４では、訂正用ディジタル信
号が入力されると、これに基づいて、復号される信号が
とりうる状態遷移のうち最も確からしい状態が推定され
ながら軟判定方式で誤り訂正が行われていく。次に、受
信信号に含まれるノイズレベルが比較的小さい場合を図
７を参照しながら説明する。図７は、ノイズレベルが比
較的小さい場合の動作を説明するための図である。な
お、アンテナ１からノイズレベル測定回路１０に至るま
での動作は、上記同様の要領で行われるため、ここで
は、スケーリング係数演算回路２０からの動作を説明す
る。

【００４９】スケーリング係数演算回路２０では、ノイ
ズレベルが入力されると、上式（３）により、ノイズレ
ベル測定回路１０からのノイズレベルに応じてスケーリ
ング係数が算出される。このとき、例えば、測定された
ノイズレベルが０．３３［dB］であるとすると、スケー
リング係数は、上式（４）により、“２．８”として算
出される。算出されたスケーリング係数は、乗算器３０
に出力される。

【００５０】乗算器３０では、スケーリング係数演算回
路２０からスケーリング係数が、一方で復調器２から受
信ディジタル信号が入力されると、それらが、受信ディ
ジタル信号のビット数である８ビットの範囲で乗算され
る。乗算された信号は、非線形量子化器４０に出力され
る。スケーリング係数が“２．８”であるこの場合は、
図７に示すように、受信ディジタル信号の“−４５”か
ら“４５”までの範囲の値が“１２７”から“−１２
８”までの範囲にスケーリングされ、それ以外の範囲で
あって、“−１２８”から“−４６”までの範囲の値が
“−１２８”に、“４６”から“１２７”までの範囲が
“１２７”にそれぞれスケーリングされる。例えば、受
信ディジタル信号として“９６”、“−８８”、“３
２”、“−４１”が入力されるとすると、乗算結果は、
それぞれ“１２７”、“−１２８”、“８９”、“−１
１４”となる。このようにスケーリング係数が比較的大
きい場合には、受信ディジタル信号の中央付近の範囲の
値が、非線形量子化器４０の入力として採用されること
となる。

【００５１】非線形量子化器４０では、乗算器３０から
の信号が入力されると、これに対して図５に示す演算が
行われることにより、乗算器３０からの信号が非線形で
訂正用ディジタル信号に変換される。先の例によれば、
乗算された信号として“１２７”、“−１２８”、“８
９”、“−１１４”が入力されると、乗算された信号
は、図５に示すように、“１２７”のものが“７”とし
て、“−１２８”のものが“−７”として、“８９”の
ものが“６”として、“−１１４”のものが“−７”と
して、それぞれ訂正用ディジタル信号に変換される。訂
正用ディジタル信号は、誤り訂正回路４に出力される。

【００５２】誤り訂正回路４では、訂正用ディジタル信
号が入力されると、これに基づいて、復号される信号が
とりうる状態遷移のうち最も確からしい状態が推定され
ながら軟判定方式で誤り訂正が行われていく。以上のよ
うにして、本実施の形態では、ディジタル移動通信にお
いて、基地局から送信される無線信号を移動端末で受信
し、移動端末で受信信号の誤り訂正を行う。ここで、本
実施の形態による誤り訂正の有効性を定量的に示すと次
のようになる。

【００５３】本発明に係る誤り訂正用信号生成装置を適
用した場合と、本発明に係る誤り訂正用信号生成装置を
適用せず、復調器２からの受信ディジタル信号に基づい
て単に変換を行った場合とを比較すると、ビット誤り率
は、それぞれ図８に示すようになる。ビット誤り率は、
誤り訂正の精度を定量的に表すものである。図８は、信
号対雑音比の変化に対するビット誤り率の変化を示すグ
ラフである。

【００５４】図８によれば、本発明に係る誤り訂正用信
号生成装置を適用した場合（適応型）は、復調器２から
の受信ディジタル信号に基づいて単に変換を行った場合
（固定型）に比べて、信号対雑音比が増加するにつれて
ビット誤り率が低下していくことが判る。また、本発明
に係る誤り訂正用信号生成装置を適用した場合と、本発
明に係る誤り訂正用信号生成装置を適用せず、復調器２
からの受信ディジタル信号に基づいて訂正用ディジタル
信号への変換を線形で行った場合とを比較すると、ビッ
ト誤り率は、それぞれ図９に示すようになる。図９は、
フェージング係数の変化に対するビット誤り率の変化を
示すグラフである。

【００５５】図９によれば、本発明に係る誤り訂正用信
号生成装置を適用した場合（非線形変換）は、訂正用デ
ィジタル信号への変換を線形で行った場合（線形変換）
に比べて、フェージング係数が小さいときにビット誤り
率が急激に低下していることが判る。このようにして、
本実施の形態では、復調器２からの受信ディジタル信号
に基づいて受信信号に含まれるノイズレベルを測定する
ノイズレベル測定回路１０と、ノイズレベル測定回路１
０で測定したノイズレベルに応じてスケーリング係数を
算出するスケーリング係数演算回路２０と、スケーリン
グ係数演算回路２０で算出したスケーリング係数と受信
ディジタル信号とを乗算する乗算器３０と、乗算器３０
からの信号を訂正用ディジタル信号に変換する非線形量
子化器４０と、を備えている。

【００５６】これにより、受信信号に含まれるノイズレ
ベルの変化に対応して受信ディジタル信号が変化させら
れ、この信号が非線形量子化器４０に入力されるので、
非線形量子化器４０では、ノイズレベルの変化に対応し
て変化した受信ディジタル信号を、単一の変換方式（変
換回路）でそのまま訂正用ディジタル信号に変換するだ
けで、ノイズレベルの変化に対応して訂正用ディジタル
信号が生成される。したがって、回路規模および消費電
力をさほど増大させずに、受信信号に含まれるノイズレ
ベルの変化に比較的正確に対応して訂正用ディジタル信
号を生成することができるので、従来に比して、回路規
模および消費電力の面で有利に、誤り訂正の精度を向上
することができる。

【００５７】さらに、本実施の形態では、非線形量子化
器４０は、訂正用ディジタル信号への変換を非線形で行
うようにした。これにより、訂正用ディジタル信号への
変換を線形で行った場合に比して、ビット誤り率を低減
することができ、誤り訂正の精度をさらに向上すること
ができる。さらに、本実施の形態では、ノイズレベル測
定回路１０は、受信ディジタル信号に含まれる信号であ
って基地局から送信されるあらかじめ定められた既知信
号の値に基づいて、受信信号に含まれるノイズレベルを
測定するようにした。これにより、簡易な構成で受信信
号に含まれるノイズレベルを測定することができ、回路
規模および消費電力の増大をさらに抑制することができ
る。

【００５８】さらに、本実施の形態では、スケーリング
係数演算回路２０は、スケーリング係数を、ノイズレベ
ル測定回路１０で測定したノイズレベルの平方根に逆比
例する値で算出するようにした。これにより、移動体の
高速な移動によって急速な周波数選択性フェージングが
発生した場合には、受信信号に含まれるノイズレベルが
増大することにより、復号される信号がとりうる状態遷
移の確からしさが低下するので、これを補償するために
受信ディジタル信号のほぼ全範囲の値が採用され、これ
に対して周波数選択性フェージングがさほど発生しない
場合には、受信信号に含まれるノイズレベルが低下する
ことにより、復号される信号がとりうる状態遷移の確か
らしさが増大するので、ビット誤り率を向上するために
受信ディジタル信号の中央付近の範囲の値が採用され
る。したがって、急速な周波数選択性フェージングが生
じる高速移動通信において誤り訂正を好適に行うことが
できる。

【００５９】なお、上記実施の形態においては、受信信
号に含まれるノイズレベルを測定し、測定したノイズレ
ベルに応じてスケーリング係数を算出するように構成し
たが、これに限らず、受信信号のＳ／Ｎ比を測定し、測
定したＳ／Ｎ比に応じてスケーリング係数を算出するよ
うに構成してもよい。また、上記実施の形態において
は、復調器２からの受信ディジタル信号に基づいて、受
信信号に含まれるノイズレベルを測定するように構成し
たが、これに限らず、アンテナ１からの受信信号に基づ
いて、受信信号に含まれるノイズレベルまたは受信信号
のＳ／Ｎ比を測定するように構成してもよいし、復調器
２からの受信ディジタル信号に基づいて、受信信号のＳ
／Ｎ比を測定するように構成してもよい。

【００６０】また、上記実施の形態においては、誤り訂
正用信号生成回路３を、ノイズレベル測定回路１０、ス
ケーリング係数演算回路２０、乗算器３０および非線形
量子化器４０で構成したが、これに限らず、誤り訂正用
信号生成回路３を、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等をバス接
続して構成してもよい。この場合、図３および図４のフ
ローチャートに示す処理その他の誤り訂正用信号生成回
路３に係る処理を示す制御プログラムがＲＯＭに格納さ
れており、ＣＰＵは、訂正用ディジタル信号を生成する
ときは、ＲＯＭの所定領域に格納されている制御プログ
ラムを読み出して起動させ、これらの処理を実行させる
ようになっている。

【００６１】また、これに限らず、図３および図４のフ
ローチャートに示す処理その他の誤り訂正用信号生成回
路３に係る処理を実行するにあたっては、これらの手順
を示したプログラムが記録された記録媒体から、そのプ
ログラムをＲＡＭに読み込んで実行するようにしてもよ
い。ここで、記録媒体とは、ＲＡＭ、ＲＯＭ等の半導体
記憶媒体、ＦＤ、ＨＤ等の磁気記憶型記憶媒体、ＣＤ、
ＣＤＶ、ＬＤ、ＤＶＤ等の光学的読取方式記憶媒体、Ｍ
Ｏ等の磁気記憶型／光学的読取方式記憶媒体であって、
電子的、磁気的、光学的等の読み取り方法のいかんにか
かわらず、コンピュータで読み取り可能な記録媒体であ
れば、あらゆる記録媒体を含むものである。

【００６２】上記実施の形態において、ノイズレベル測
定回路１０は、請求項３または５記載の測定手段に対応
し、スケーリング係数演算回路２０は、請求項３または
６記載の係数決定手段に対応し、乗算器３０は、請求項
３記載の乗算手段に対応し、非線形量子化器４０は、請
求項３または４記載の訂正用信号生成手段に対応してい
る。

【００６３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る請求
項１ないし６記載の誤り訂正用信号生成装置によれば、
回路規模および消費電力をさほど増大させずに、受信信
号の状態の変化に比較的正確に対応して訂正用ディジタ
ル信号を生成することができるので、従来に比して、回
路規模および消費電力の面で有利に、誤り訂正の精度を
向上することができるという効果が得られる。

【００６４】さらに、本発明に係る請求項４記載の誤り
訂正用信号生成装置によれば、訂正用ディジタル信号へ
の変換を線形で行った場合に比して、ビット誤り率を低
減することができ、誤り訂正の精度をさらに向上するこ
とができるという効果も得られる。さらに、本発明に係
る請求項５記載の誤り訂正用信号生成装置によれば、簡
易な構成で受信信号に含まれるノイズレベルを測定する
ことができ、回路規模および消費電力の増大をさらに抑
制することができるという効果も得られる。

【００６５】さらに、本発明に係る請求項６記載の誤り
訂正用信号生成装置によれば、移動体の高速な移動によ
って急速な周波数選択性フェージングが発生した場合に
は、復号される信号がとりうる状態遷移の確からしさの
低下を補償するために受信ディジタル信号のほぼ全範囲
の値が採用され、これに対して周波数選択性フェージン
グがさほど発生しない場合には、ビット誤り率を向上す
るために受信ディジタル信号の中央付近の範囲の値が採
用されるので、急速な周波数選択性フェージングが生じ
る高速移動通信において誤り訂正を好適に行うことがで
きるという効果も得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る誤り訂正用信号生成装置を適用す
るシステム全体の回路構成を示すブロック図である。

【図２】誤り訂正用信号生成回路３の回路構成を示すブ
ロック図である。

【図３】ノイズレベル測定処理を示すフローチャートで
ある。

【図４】スケーリング係数算出処理を示すフローチャー
トである。

【図５】訂正用ディジタル信号への変換を非線形で行う
場合のその変換パターンを示す図である。

【図６】ノイズレベルが比較的大きい場合の動作を説明
するための図である。

【図７】ノイズレベルが比較的小さい場合の動作を説明
するための図である。

【図８】信号対雑音比の変化に対するビット誤り率の変
化を示すグラフである。

【図９】フェージング係数の変化に対するビット誤り率
の変化を示すグラフである。

【図１０】従来の訂正用信号生成装置の構成を示すブロ
ック図である。

【図１１】従来の訂正用信号生成装置における第１の変
換方式を示す図である。

【図１２】従来の訂正用信号生成装置における第２の変
換方式を示す図である。

【符号の説明】

１アンテナ２復調器３誤り訂正用信号生成回路４誤り訂正回路１０ノイズレベル測定回路２０スケーリング係数演算回路３０乗算器４０非線形量子化器

フロントページの続きＦターム(参考） 5B001 AA10 AB02 AC01 AD06 AE02 5J065 AA01 AB01 AC02 AD10 AE06 AF03 AG05 AH13 AH15 AH21 5K014 AA01 BA10 FA11 GA01 5K046 AA05 EE06 EE56 EF11 5K067 AA02 AA23 AA43 EE02 HH25

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】受信信号をディジタル変換した受信ディ
ジタル信号に基づいて、軟判定誤り訂正に用いるディジ
タル信号である訂正用ディジタル信号を生成する装置で
あって、前記受信信号の状態に応じて前記受信ディジタル信号の
値を変化させ、この信号を前記訂正用ディジタル信号に
変換するようになっていることを特徴とする誤り訂正用
信号生成装置。
【請求項２】受信信号をディジタル変換した受信ディ
ジタル信号に基づいて、軟判定誤り訂正に用いるディジ
タル信号である訂正用ディジタル信号を生成する装置で
あって、前記受信信号の状態に応じた係数を、当該受信信号の受
信ディジタル信号に乗じ、この信号を前記訂正用ディジ
タル信号に変換するようになっていることを特徴とする
誤り訂正用信号生成装置。
【請求項３】請求項２において、前記受信信号の状態を測定する測定手段と、前記測定手
段で測定した信号状態に応じて前記係数を決定する係数
決定手段と、前記係数決定手段で決定した係数と前記受
信ディジタル信号とを所定ビット数の範囲で乗算する乗
算手段と、前記乗算手段からの信号を前記訂正用ディジ
タル信号に変換する訂正用信号生成手段と、を備えてい
ることを特徴とする誤り訂正用信号生成装置。
【請求項４】請求項３において、前記訂正用信号生成手段は、前記訂正用ディジタル信号
への変換を、非線形で行うようになっていることを特徴
とする誤り訂正用信号生成装置。
【請求項５】請求項２乃至４のいずれかにおいて、前記測定手段は、前記受信ディジタル信号に含まれる信
号であって基地局から送信される予め定められた既知信
号の値に基づいて、前記受信信号に含まれるノイズレベ
ルを測定するようになっていることを特徴とする誤り訂
正用信号生成装置。
【請求項６】請求項５において、前記係数決定手段は、前記係数を、前記測定手段で測定
したノイズレベルの増加に応じて減少する値で算出する
ようになっていることを特徴とする誤り訂正用信号生成
装置。