JP2004104188A - 軟判定復号装置及び軟判定復号方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】軟判定値算出の精度を落とすことなく計算量を減少して、高速に軟判定値を算出すること。
【解決手段】信号分離部２０１は、受信信号よりＩ成分とＱ成分を分離し、Ｉ成分を乗算器２０２へ出力し、Ｑ成分を乗算器２０３へ出力する。乗算器２０２は、信号分離部２０１から入力したＩ成分の信号と通信路利得とを乗算し、１ビット目の軟判定値を算出する。乗算器２０３は、信号分離部２０１から入力したＱ成分の信号と通信路利得とを乗算し、２ビット目の軟判定値を算出する。
【選択図】 図２
【解決手段】信号分離部２０１は、受信信号よりＩ成分とＱ成分を分離し、Ｉ成分を乗算器２０２へ出力し、Ｑ成分を乗算器２０３へ出力する。乗算器２０２は、信号分離部２０１から入力したＩ成分の信号と通信路利得とを乗算し、１ビット目の軟判定値を算出する。乗算器２０３は、信号分離部２０１から入力したＱ成分の信号と通信路利得とを乗算し、２ビット目の軟判定値を算出する。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、軟判定値を算出する軟判定復号装置及び軟判定復号方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、移動体通信において、音声だけでなく画像や動画などの様々なデータ情報のやり取りが期待されており、今まで以上に高品質かつ大容量のデータ送信に対する必要性が高まることが予想される。その実現に際し近年注目を浴びている誤り訂正符号にターボ符号がある。この符号化方式は従来用いられていた畳み込み符号に比べて、より強い誤り訂正能力を持っていることが知られており、それは軟判定値入力による繰り返し復調によるところが大きく、精度の高い軟判定復調が必要とされている。
【０００３】
また、大容量のデータ通信ということでは従来用いられてきたＱＰＳＫ変調に加え、１６ＱＡＭや６４ＱＡＭなどの多値変調の実装が検討されており、多値変調によって変調された信号の軟判定復調において、軟判定値算出速度の高速化が要求されている。
【０００４】
ターボ符号を用いる場合、対数尤度比をもって軟判定値とする必要がある（例えば、非特許文献１参照。）。よって、従来の軟判定復調装置は、１６ＱＡＭの場合には、受信ビットの１ビット毎に、図３９のように、送信時にビット符号が０であったと仮定した場合の複数のコンスタレーションマッピング点（黒丸）と受信点３９０１との距離（破線）を求める計算を８回行う。次に、図４０のように、送信時にビット符号が１であったと仮定した場合の複数のコンスタレーションマッピング点（黒丸）と受信点３９０１との距離（破線）を求める計算を８回行う。そして、ビット符号１であったと仮定した場合の距離の最小値Ｌ１とビット符号０であったと仮定した場合の距離の最小値Ｌ２との差分を取ることによって、軟判定復調をおこなうものである。
【０００５】
したがって、従来の軟判定値Λは、式（１）より求めることができる。
【数１】
【０００６】
【非特許文献１】
松本渉・落合秀樹著，「ＯＦＤＭ変調方式の応用」，トリケップス社，２００１年１０月１９日，第４章，ｐ．７２−７５
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の軟判定復号装置及び軟判定復号方法においては、受信点と複数のコンスタレーションマッピング点との距離を一つ一つ求めその最小値を選択した後、差分を取ることで軟判定値を算出するため、１ビットあたりの軟判定値を求めるのに、ビット符号１と仮定した場合とビット符号０と仮定した場合の計算を、ＱＰＳＫ変調においては各々２回ずつ、１６ＱＡＭ変調においては８回ずつ、６４ＱＡＭであるなら３２回ずつ行い、さらにその計算の結果を用いて最小値選出のための比較が必要であり、その結果、計算量が多大となり処理遅延を招くという問題がある。
【０００８】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、軟判定値算出の精度を落とすことなく計算量を減少して、高速に軟判定値を算出することができる軟判定復号装置及び軟判定復号方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の軟判定復号装置は、Ｉ−Ｑ平面上の受信点が前記受信点に最も近いコンスタレーションマッピング点の符号と同一である第１の確率密度と、前記第１の確率密度における符号と異なる符号であって前記受信点に最も近いコンスタレーションマッピング点の符号と同一である第２の確率密度との差分より軟判定値を算出する軟判定値算出手段を具備する構成を採る。
【００１０】
この構成によれば、第１の確率密度と第２の確率密度の差分をとるだけで軟判定値を算出できるので、軟判定値の演算の高速化を図ることができる。
【００１１】
本発明の軟判定復号装置における前記軟判定値算出手段は、ＱＰＳＫ復調された受信信号より軟判定値を算出する構成を採る。
【００１２】
この構成によれば、ＱＰＳＫ変調方式において軟判定値を高速に求めることができる。
【００１３】
本発明の軟判定復号装置における前記軟判定値算出手段は、Ｉ成分の絶対値と通信利得を乗算して各シンボルの１ビット目の軟判定値を算出するとともに、Ｑ成分の絶対値と通信利得を乗算して各シンボルの２ビット目の軟判定値を算出する構成を採る。
【００１４】
この構成によれば、Ｉ成分若しくはＱ成分と通信路利得との少ない変数を用いて軟判定値を求めることができるため、軟判定値の演算の高速化を図ることができる。
【００１５】
本発明の軟判定復号装置は、前記受信点のＩ成分及びＱ成分が、隣り合うコンスタレーションマッピング点間の中点のＩ座標値及びＱ座標値を境界としてＩ軸若しくはＱ軸を複数に分割した領域のいずれに存在するかの判定をする判定手段を有し、前記軟判定値算出手段は、前記領域毎に軟判定値を算出する前記領域毎の複数からなり、前記判定手段により判定した前記領域の軟判定値算出手段を用いて軟判定値を算出する構成を採る。
【００１６】
また、本発明の軟判定復号装置は、前記受信点のＩ成分及びＱ成分が、受信点が隣り合うコンスタレーションマッピング点の一方の符号である第３の確率密度と他方の符号である第４の確率密度とが同じ確率密度であるＩ座標値及びＱ座標値を境界としてＩ軸若しくはＱ軸を複数に分割した領域のいずれに存在するかの判定をする判定手段を有し、前記軟判定値算出手段は、前記領域毎に軟判定値を算出する前記領域毎の複数からなり、前記判定手段により判定した前記領域の軟判定値算出手段を用いて軟判定値を算出する構成を採る。
【００１７】
これらの構成によれば、判定手段により受信点が存在する領域を判定し、領域毎に異なる演算式により軟判定値を算出する軟判定値算出手段を用いて領域毎に軟判定値を算出するので、演算式の選択が容易であり、軟判定値の算出の高速化を図ることができる。
【００１８】
本発明の軟判定復号装置における前記判定手段は、コンスタレーションマッピング点の符号がＩ軸若しくはＱ軸に対して対称である場合は、Ｉ軸若しくはＱ軸に対して対称である前記領域を同一の領域として判定する構成を採る。
【００１９】
この構成によれば、コンスタレーションマッピング点がＩ軸若しくはＱ軸に対して対称である時は、領域を削減して受信点が存在する領域を判定するので、演算式の選択肢を減少することができて、軟判定値の演算の高速化を図ることができる。
【００２０】
本発明の軟判定復号装置における前記軟判定値算出手段は、１６ＱＡＭ復調された受信信号より各シンボルの１ビット目から４ビット目の軟判定値を算出する構成を採る。
【００２１】
この構成によれば、１６ＱＡＭ変調方式において軟判定値を高速に求めることができる。
【００２２】
本発明の軟判定復号装置における前記軟判定値算出手段は、６４ＱＡＭ復調された受信信号より軟判定値を算出する場合に、Ｑ軸からの距離より各シンボルの第５ビット目の軟判定値を算出するとともにＩ軸からの距離より各シンボルの第６ビット目の軟判定値を算出する構成を採る。
【００２３】
この構成によれば、５ビット目及び６ビット目の軟判定値の演算においては、Ｉ軸若しくはＱ軸から受信点までの距離より軟判定値を求めるため、軟判定値の演算の高速化を図ることができる。
【００２４】
本発明の軟判定復号装置における前記軟判定値算出手段は、１６ＱＡＭ復調された受信信号を用いて、（２ａＩ−ｓｉｇｎ（ａＩ）×Ｒ×α）（ａＩは受信点のＩ成分、Ｒは隣り合う受信点間の距離、αは通信路利得）若しくはａＩ×αより各シンボルの１ビット目の軟判定値を算出し、（２ａＱ−ｓｉｇｎ（ａＱ）×Ｒ×α）（ａＱは受信点のＱ成分）若しくはａＱ×αより各シンボルの２ビット目の軟判定値を算出し、（Ｒ×α−｜ａＩ｜）×α（｜ａＩ｜は受信点のＩ成分の絶対値）より各シンボルの３ビット目の軟判定値を算出し、（Ｒ×α−｜ａＱ｜）×α（｜ａＱ｜は受信点のＱ成分の絶対値）より各シンボルの４ビット目の軟判定値を算出する構成を採る。
【００２５】
また、本発明の軟判定復号装置における前記軟判定値算出手段は、６４ＱＡＭ復調された受信信号を用いて、（Ｃ１×ａＩ−Ｃ２×ｓｉｇｎ（ａＩ）×Ｒ×α）×Ｃ３×α（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３は定数、ａＩは受信点のＩ成分、Ｒは隣り合う受信点間の距離、αは通信路利得）若しくはａＩ×αより各シンボルの１ビット目の軟判定値を算出し、（Ｃ１×ａＱ−Ｃ２×ｓｉｇｎ（ａＱ）×Ｒ×α）×Ｃ３×α（ａＱは受信点のＱ成分）若しくはａＱ×αより各シンボルの２ビット目の軟判定値を算出し、（Ｃ４×Ｒ×α−Ｃ５×｜ａＩ｜）×α（Ｃ４、Ｃ５は定数、｜ａＩ｜は受信点のＩ成分の絶対値）より各シンボルの３ビット目の軟判定値を算出し、（Ｃ４×Ｒ×α−Ｃ５×｜ａＱ｜）×α（｜ａＱ｜は受信点のＱ成分の絶対値）より各シンボルの４ビット目の軟判定値を算出し、（Ｒ×α−｜｜ａＩ｜−２Ｒ×α｜）×α（｜｜ａＩ｜−２Ｒ×α｜は｜ａＩ｜−２Ｒ×αの絶対値）より各シンボルの５ビット目の軟判定値を算出し、（Ｒ×α−｜｜ａＱ｜−２Ｒ×α｜）×α（｜｜ａＱ｜−２Ｒ×α｜は｜ａＱ｜−２Ｒ×αの絶対値）より各シンボルの６ビット目の軟判定値を算出する構成を採る。
【００２６】
これらの構成によれば、変調方式に応じて各ビットにおける軟判定値を簡単な変数を用いて求めることができる。
【００２７】
本発明の軟判定復号装置は、上記の軟判定復号装置を各々具備し、前記軟判定復号装置を復調方式に応じて切り替えて軟判定値を算出する構成を採る。
【００２８】
この構成によれば、変調方式に応じた適切な軟判定値算出手段を選択して軟判定値を算出するので、効率良く高速に軟判定値を算出することができる。
【００２９】
本発明の基地局装置は、上記のいずれかに記載の軟判定復号装置を具備する構成を採る。また、本発明の通信端末装置は、上記のいずれかに記載の軟判定復号装置を具備する構成を採る。
【００３０】
これらの構成によれば、受信した受信信号より高速に軟判定値を算出することができ、受信信号の処理を高速に行うことができる。
【００３１】
本発明の軟判定復号方法は、Ｉ−Ｑ平面上の受信点が前記受信点に最も近いコンスタレーションマッピング点の符号と同一である第１の確率密度と、前記第１の確率密度における符号と異なる符号であって前記受信点に最も近いコンスタレーションマッピング点の符号と同一である第２の確率密度との差分より軟判定値を算出するようにした。
【００３２】
この方法によれば、第１の確率密度と第２の確率密度の差分をとるだけで軟判定値を算出できるので、軟判定値の演算の高速化を図ることができる。
【００３３】
本発明の軟判定復号方法は、上記の軟判定復号装置を復調方式に応じて切り替えて軟判定値を算出するようにした。
【００３４】
この方法によれば、変調方式に応じた適切な軟判定値算出手段を選択して軟判定値を算出するので、効率良く高速に軟判定値を算出することができる。
【００３５】
本発明のプログラムは、コンピュータにＩ−Ｑ平面上の受信点が前記受信点に最も近いコンスタレーションマッピング点の符号と同一である第１の確率密度と、前記第１の確率密度における符号と異なる符号であって前記受信点に最も近いコンスタレーションマッピング点の符号と同一である第２の確率密度との差分より軟判定値を算出させる構成を採る。
【００３６】
この構成によれば、第１の確率密度と第２の確率密度の差分をとるだけで軟判定値を算出できるので、軟判定値の演算の高速化を図ることができる。
【００３７】
【発明の実施の形態】
本発明の骨子は、符号０で送信して受信点が符号０として観測される確率と符号１で送信して受信点が符号１として観測される確率を求め、受信点に最も近い符号０の確率密度分布と受信点に最も近い符号１の確率密度分布との差分より軟判定値を求めることである。また、受信点に最も近い符号０の確率密度分布と受信点に最も近い符号１の確率密度分布との差分を求める式は、受信点のＩ成分とＱ成分、隣り合うコンスタレーションマッピング点間距離及び通信路利得で表すことができるため、こられの値を用いて軟判定値を求めることである。
【００３８】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００３９】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る軟判定復号装置を含む無線装置の構成の一部を示す図であり、図２は本実施の形態に係る軟判定復号装置の構成を示す図である。本実施の形態における軟判定復号装置は、各シンボルの２ビットについて軟判定値を求めるＱＰＳＫ方式の軟判定復号装置である。
【００４０】
無線装置は、アンテナ１０１、無線受信部１０２、パイロット信号分離部１０３、受信側パワー算出部１０４、通信路利得演算部１０５、軟判定復号部１０７及び誤り訂正復号部１０８とから主に構成される。なお、軟判定復号部１０７は、本実施の形態における軟判定復号装置である。
【００４１】
無線受信部１０２は、アンテナ１０１にて受信した受信信号を無線周波数から中間周波数に変調してパイロット信号分離部１０３へ出力する。
【００４２】
パイロット信号分離部１０３は、受信信号を情報信号とパイロット信号に分離し、情報信号は軟判定復号部１０７へ出力し、パイロット信号は受信側パワー算出部１０４へ出力する。
【００４３】
受信側パワー算出部１０４は、パイロット信号分離部１０３から入力したパイロット信号より受信パワーＰｒｘを算出して通信路利得演算部１０５へ出力する。
【００４４】
通信路利得演算部１０５は、受信側パワー算出部１０４から入力した受信パワーＰｒｘ及び図示しない送信側パワー算出部から入力した送信パワーＰｔｘを用いて通信路利得αを求める。通信路利得αは、式（２）より求めることができる。
【数２】
【００４５】
求めた通信路利得αは、軟判定復号部１０７へ出力される。
【００４６】
軟判定復号部１０７は、パイロット信号分離部１０３から入力した情報信号と通信路利得演算部１０５から入力した通信路利得αとを用いて軟判定復号し、軟判定復号により求めた軟判定値を誤り訂正復号部１０８へ出力する。なお、軟判定復号部１０７の詳細については後述する。
【００４７】
誤り訂正復号部１０８は、軟判定復号部１０７から入力した軟判定値を用いて誤りがあるか否かを判定し、誤りがある場合にはその誤りを訂正して受信データを得る。誤り訂正復号部１０８は、繰り返し復号を行うターボ復号器を用いる。なお、誤り訂正復号部１０８は、ターボ復号器以外の誤り訂正復号器を用いても良い。
【００４８】
次に、軟判定復号部１０７の構成の詳細について、図２を用いて説明する。軟判定復号部１０７は、信号分離部２０１及び乗算器２０２、２０３とから主に構成される。
【００４９】
信号分離部２０１は、時系列でパイロット信号分離部１０３より入力した受信信号Ａの実部をＩ成分の信号ａＩとし、虚部をＱ成分の信号ａＱとして分離し、分離したＩ成分の信号を乗算器２０２へ出力するとともに、分離したＱ成分の信号を乗算器２０３へ出力する。
【００５０】
軟判定値算出手段である乗算器２０２は、信号分離部２０１から入力したＩ成分の信号ａＩと通信路利得αとを掛け合わせて、１ビット目の軟判定値ａＩαを算出し、算出した軟判定値を誤り訂正復号部１０８へ出力する。
【００５１】
軟判定値算出手段である乗算器２０３は、信号分離部２０１から入力したＱ成分の信号ａＱと通信路利得αとを掛け合わせて、２ビット目の軟判定値ａＱαを算出し、算出した軟判定値を誤り訂正復号部１０８へ出力する。
【００５２】
次に、図３から図６を用いて、通信路利得αとＩ成分の信号ａＩ若しくはＱ成分の信号ａＱとの乗算値を用いて軟判定復調できる理由を説明する。図３は、ＱＰＳＫ変調の送信時のコンスタレーションマッピングの一例である。ＱＰＳＫ変調された信号は、送信側では図３のようにマッピングされる。このＱＰＳＫ変調された信号がフェージング通信路を伝送されて受信機にて受信された場合は、図４に示すように、受信点は送信時のコンスタレーションマッピング点よりも通信路利得αによって増幅される。また、受信機側のアンプなどによってガウス分布をもつ白色ノイズが加算されたものとなり、各受信点の分布は図４に示すように広がりを持つ。
【００５３】
ここで、ＱＰＳＫ変調においては、１シンボルは２ビットから構成されるものであり、送信側では複数シンボルを繰り返し送信し、受信側では複数シンボルを繰り返し受信する。１シンボルにおけるビット毎の符号配列は、００、１０、０１、１１の４種類であり、各シンボルにおけるビット毎の符号配列に応じてＩ−Ｑ平面上にマッピングされる位置が異なる。
【００５４】
まず、各シンボルにおける１ビット目の軟判定値を求める方法について、図５を用いて説明する。図５は、上のＩ−Ｑ平面図と下の確率密度分布とＩ軸との関係図を対応させて示したものであり、上下の両図面においてＩ軸の値は同一の値となるように記載している。また、図５における確率密度分布とＩ軸との関係図は、符号０で送信されて受信点Ａが符号０として観測される確率密度Ｐ０Ａ及び符号１で送信されて受信点が符号１として観測される確率密度Ｐ１Ａの分布を示したものである。これらより、各々の確率密度は、式（３）及び式（４）のようになる。
【数３】
【数４】
【００５５】
図５において、受信点Ａに最も近いコンスタレーションマッピング点は符号０の点であり、第１の確率密度である符号０の確率密度分布Ｗ５０１と符号０とは異なる符号である第２の確率密度である符号１の確率密度分布Ｗ５０２より、受信点Ａが観測される確率の比を用いて軟判定値ΛＡ１を表すことができる。したがって、軟判定値ΛＡ１は、確率密度分布Ｗ５０１と確率密度分布Ｗ５０２との差分を用いて、式（５）のようになる。
【数５】
【００５６】
式（５）から明らかなように軟判定値ΛＡ１は受信点ＡのＱ成分に関わらず、受信点ＡのＩ成分と通信路利得αの関数としてあらわすことができる。また、図５において、受信点Ａである場合の確率密度分布Ｗ５０１と確率密度分布Ｗ５０２との差分は、確率密度Ｐ０Ａ−確率密度Ｐ１Ａの値になる。
【００５７】
同様に、図６より、各シンボルにおける２ビット目の軟判定値を求めると、軟判定値ΛＡ２は、式（６）のようになる。
【数６】
【００５８】
尚、図６は、左のＩ−Ｑ平面図と右の確率密度分布とＱ軸との関係図を対応させて示したものであり、左右の両図面においてＱ軸の値は同一の値となるように記載している。
【００５９】
式（５）と式（６）とより、雑音の分散σ２が変化しないと仮定すれば、軟判定値は信号列において符号０であるか符号１であるかの確率比の高低を表すものであるので、定数である２および分散σ２については無視することができ、軟判定値Λは受信信号のＩ成分またはＱ成分と通信路利得αを乗算したものとすればよい。このことから、図２の構成によってＱＰＳＫ変調された信号の軟判定復調を行うことができる。また、本発明の式（５）の式−（１／２σ２）（（ａＩ−α）２−（ａＩ＋α）２）は、従来例の軟判定値を算出する式（１）と同様の式となっている。なお、定数σ２／２は式（５）及び式（６）において共通であるため、軟判定値を求める際には省略することができる。
【００６０】
このように、本実施の形態の軟判定復号装置及び軟判定復号方法によれば、受信点に最も近い符号１の確率密度と符号０の確率密度の差分をとるだけで軟判定値を算出できるので、軟判定値算出の精度を落とすことなく計算量を減少して、高速に軟判定値を算出することができ、軟判定値算出の際の処理遅延を短縮することができる。また、受信点に最も近い符号１の確率密度と符号０の確率密度の差分を求める式から定数を除くことにより、受信信号のＩ成分またはＱ成分と通信路利得αの乗算によって軟判定値を求めることができるので、さらに高速に軟判定値を算出することができる。
【００６１】
なお、本実施の形態においては、雑音の分散σ２が一定であることとしたが、雑音の分散σ２が受信信号によって変化する場合であっても、雑音の分散σ２を変数として式（５）及び式（６）に適用しても良い。また、ＱＰＳＫ方式以外のＢＰＳＫ方式等を用いて復調した受信信号より軟判定値を求めても良い。
【００６２】
（実施の形態２）
図７は、本発明の実施の形態２に係る軟判定復号装置の構成を示す図である。本実施の形態における軟判定復号装置は、４ビットについての軟判定値を求める１６ＱＡＭの軟判定復号装置である。なお、図２と同一構成である部分は同一の符号を付してその説明を省略する。
【００６３】
軟判定復号装置である軟判定復号部７００は、信号分離部２０１、記憶部７０１、乗算器７０２、判定制御部７０３、１ビット目計算部７０４、２ビット目計算部７０５、３ビット目計算部７０６及び４ビット目計算部７０７とから主に構成される。なお、軟判定復号部１０７は、本実施の形態における軟判定復号装置である。なお、本実施の形態における軟判定復号部７００は、図１の軟判定復号部１０７の代わりに設けられるのものであり、その他の構成は図１と同一構成であるため、その説明は省略する。
【００６４】
記憶部７０１は、変調方式毎に異なる値のコンスタレーションマッピング点間距離をあらかじめ記憶している。コンスタレーションマッピング点間距離は、送信側と受信側の両方において、変調方式毎に同一の値を記憶している。そして、記憶部７０１は、現在の通信に用いている変調方式に応じたコンスタレーションマッピング点間距離を、乗算器７０２、１ビット目計算部７０４、２ビット目計算部７０５、３ビット目計算部７０６及び４ビット目計算部７０７へ出力する。
【００６５】
乗算器７０２は、記憶部７０１から入力したコンスタレーションマッピング点間距離と通信路利得演算部１０５より入力した通信路利得とを乗算して判定制御部７０３へ出力する。
【００６６】
判定手段である判定制御部７０３は、信号分離部２０１から入力したＩ成分の受信信号若しくはＱ成分の受信信号が乗算器７０２から入力したコンスタレーションマッピング点間距離と通信路利得との乗算値よりも大きいか否かを判定して、この判定結果に応じて受信点が後述するＩ軸若しくはＱ軸のいずれの領域に含まれるかを判定する。そして、領域判定の結果に基づく制御信号を１ビット目計算部７０４、２ビット目計算部７０５へ出力する。
【００６７】
軟判定値算出手段である１ビット目計算部７０４及び２ビット目計算部７０５は、判定制御部７０３の制御に基づいて、信号分離部２０１から入力した受信信号及び通信路利得演算部１０５より入力した通信路利得とを用いて軟判定値を求め、求めた軟判定値を誤り訂正復号部１０８へ出力する。
【００６８】
軟判定値算出手段である３ビット目計算部７０６及び４ビット目計算部７０７は、信号分離部２０１から入力した受信信号及び通信路利得演算部１０５より入力した通信路利得とを用いて軟判定値を求め、求めた軟判定値を誤り訂正復号部１０８へ出力する。
【００６９】
次に、１ビット目計算部７０４の構成の詳細について、図８を用いて説明する。１ビット目計算部７０４は、スイッチ８０１、スイッチ８０４、乗算器８０５、サイン関数部８０６、乗算器８０７、乗算器８０８、乗算器８０９、加算器８１０及び乗算器８１１とから主に構成される。
【００７０】
スイッチ８０１は、判定制御部７０３の制御信号により、伝送路８０２と伝送路８０３とを選択して接続する。伝送路８０２及び伝送路８０３を選択する方法については後述する。
【００７１】
乗算器８０５は、受信信号と定数２とを乗算して加算器８１０へ出力する。
【００７２】
サイン関数部８０６は、受信信号をサイン関数として乗算器８０７へ出力する。
【００７３】
乗算器８０７は、サイン関数部８０６から入力した受信信号と記憶部７０１から入力したコンスタレーションマッピング点間距離とを乗算して乗算器８０８へ出力する。
【００７４】
乗算器８０８は、乗算器８０７から入力した受信信号と通信路利得演算部１０５より入力した通信路利得とを乗算して乗算器８０９へ出力する。
【００７５】
乗算器８０９は、乗算器８０８から入力した受信信号と定数−１とを乗算して加算器８１０へ出力する。
【００７６】
加算器８１０は、乗算器８０９から入力した受信信号と乗算器８０５から入力した受信信号とを加算して、スイッチ部８０４を介して乗算器８１１へ出力する。
【００７７】
スイッチ８０４は、判定制御部７０３から入力した制御信号に基づいて、伝送路８０２及び伝送路８０３のいずれか一方を選択して接続する。なお、スイッチ８０１とスイッチ８０４は、判定制御部７０３によって互いに同じ伝送路と接続するように制御される。
【００７８】
乗算器８１１は、加算器８１０からスイッチ８０４を介して入力した受信信号と通信路利得演算部１０５より入力した通信路利得とを乗算して誤り訂正復号部１０８へ出力する。なお、２ビット目計算部７０５の構成は、１ビット目計算部７０４の構成と同一であるため説明は省略する。
【００７９】
次に、３ビット目計算部７０６の構成の詳細について、図９を用いて説明する。３ビット目計算部７０６は、絶対値演算部９０１、乗算器９０２、乗算器９０３、加算器９０４及び乗算器９０５とから主に構成される。絶対値演算部９０１は、Ｉ成分の受信信号若しくはＱ成分の受信信号の絶対値を演算して乗算器９０２へ出力する。
【００８０】
乗算器９０２は、絶対値演算部９０１から入力した受信信号の絶対値に定数−１を乗算して加算器９０４へ出力する。
【００８１】
乗算器９０３は、通信路利得演算部１０５より入力した通信路利得と記憶部７０１より入力したコンスタレーションマッピング点間距離とを乗算して加算器９０４へ出力する。
【００８２】
加算器９０４は、乗算器９０２から入力する定数−１を乗算された受信信号と乗算器９０３から入力したコンスタレーションマッピング点間距離を乗算された通信路利得とを乗算して乗算器９０５へ出力する。
【００８３】
乗算器９０５は、加算器９０４から入力した受信信号と通信路利得演算部１０５より入力した通信路利得とを乗算して誤り訂正復号部１０８へ出力する。なお、４ビット目計算部７０７の構成は、３ビット目計算部７０６の構成と同一であるため説明は省略する。
【００８４】
次に、上記構成を有する軟判定復号装置７００の動作について、図１０のフロー図を用いて説明する。軟判定復号装置７００に入力した受信信号は、信号分離部２０１において、Ｉ成分の受信信号とＱ成分の受信信号とに分離される（ステップ（以下「ＳＴ」と記載する）１００１）。次に、Ｉ成分とＱ成分に分離された受信信号より、１ビット目の軟判定値を１ビット目計算部７０４において求める。判定制御部７０３において、Ｉ成分の受信信号の絶対値｜ａＩ｜が信号間距離と通信路利得との積（Ｒ×α）よりも大きいか否かを判定する（ＳＴ１００２）。｜ａＩ｜＞Ｒ×αの場合、判定制御部７０３は１ビット目計算部７０４のスイッチ８０１及びスイッチ８０４を切り替えて、受信信号が伝送路８０２を通るようにする。受信信号ａＩは信号分離部２０１から伝送路８０２を通って乗算器８１１へ入力される。そして、乗算器８１１に入力された受信信号は、乗算器８１１において通信路利得αと乗算される。これにより、軟判定値∧１は、式（７）のようになる（ＳＴ１００３）。
【数７】
【００８５】
一方、ＳＴ１００２において、｜ａＩ｜≦Ｒ×αの場合、判定制御部７０３は受信信号が伝送路８０３を通るようにスイッチ８０１及びスイッチ８０４を切り替える。これにより、サイン関数部８０６において、受信信号ａＩよりｓｉｇｎ（ａＩ）を求め、乗算器８０７においてコンスタレーションマッピング点間距離Ｒを乗算して（ｓｉｇｎ（ａＩ）×Ｒ）を求め、乗算器８０８において通信路利得αを乗算して（ｓｉｇｎ（ａＩ）×Ｒ×α）を求め、乗算器８０９において−１を乗算して（−ｓｉｇｎ（ａＩ）×Ｒ×α）を求める。また、乗算器８０５において、受信信号に２を乗算して２ａＩを求める。そして、加算器８１０において、乗算器８０９から入力した（−ｓｉｇｎ（ａＩ）×Ｒ×α）と乗算器８０５から入力した２ａＩを加算して、（２ａＩ−ｓｉｇｎ（ａＩ）×Ｒ×α）を求め、乗算器８１１において、通信路利得αを乗算して軟判定値∧１は、式（８）のようになる（ＳＴ１００４）。
【数８】
【００８６】
次に、２ビット目の軟判定値を２ビット目計算部７０５において求める。判定制御部７０３において、Ｑ成分の受信信号の絶対値｜ａＱ｜が信号間距離と通信路利得との積（Ｒ×α）よりも大きいか否かを判定する（ＳＴ１００５）。｜ａＱ｜＞Ｒ×αの場合、１ビット目と同一の方法により軟判定値∧２は、式（９）のようになる（ＳＴ１００６）。
【数９】
【００８７】
一方、ＳＴ１００５において、｜ａＱ｜≦Ｒ×αの場合、１ビット目と同一の方法により軟判定値∧２は、式（１０）のようになる（ＳＴ１００７）。
【数１０】
【００８８】
次に、３ビット目の軟判定値を３ビット目計算部７０６において求める。受信信号を絶対値演算部９０１において絶対値化して｜ａＱ｜を求め、乗算器９０２において−１を乗算されて−｜ａＱ｜を求める。また、乗算器９０３において、通信路利得αにコンスタレーションマッピング点間の距離Ｒを乗算して（Ｒ×α）を求める。そして、加算器９０４において、乗算器から入力する−｜ａＱ｜と乗算器９０３から入力する（Ｒ×α）を加算して（Ｒ×α−｜ａＱ｜）を求め、乗算器９０５において通信路利得αを乗算する。これにより、軟判定値∧３は、式（１１）のようになる（ＳＴ１００８）。
【数１１】
【００８９】
次に、４ビット目の軟判定値を４ビット目計算部７０７において求める。３ビット目と同一方法により軟判定値∧４は、式（１２）のようになる（ＳＴ１００９）。
【数１２】
【００９０】
そして、求めた各ビットにおける軟判定値を出力する（ＳＴ１０１０）。
【００９１】
次に、図１１から図２０を用いて、式（７）から式（１２）を用いて１６ＱＡＭ軟判定復調できる理由を説明する。図１１は、送信側のコンスタレーションマッピングの一例である。１６ＱＡＭの信号がフェージング通信路を伝送し受信された場合、図１２に示すように、受信点は送信時のコンスタレーションマッピング点よりも通信路利得αによって増幅されて広がりを持つ。したがって、送信側においてコンスタレーションマッピング点間距離をＲとして送信した場合は、受信側においては信号点間距離がＲαとなる。また、受信機側のアンプなどによってガウス分布をもつ白色ノイズが加算されたものとなる。なお、コンスタレーションマッピング点間距離Ｒとは、図１１に示すように、送信側におけるＩ−Ｑ平面のＩ軸若しくはＱ軸と平行に配列される隣り合う信号点間の距離である。
【００９２】
ここで、１６ＱＡＭ変調においては、１シンボルは４ビットから構成されるものであり、送信側では複数シンボルを繰り返し送信し、受信側では複数シンボルを繰り返し受信する。１シンボルにおけるビット毎の符号配列は、図１１に示すように１６種類であり、各シンボルにおけるビット毎の符号配列に応じてＩ−Ｑ平面上にマッピングされる位置が異なる。
【００９３】
最初に、１ビット目の軟判定値を求める方法について、図１３から図１７を用いて説明する。送信側において、１ビット目のコンスタレーションマッピングは図１３のようになる。上記実施の形態１の式（４）より、符号０で送信されて受信点が符号０として観測される確率と、符号１で送信されて受信点が符号１として観測される確率より求めた軟判定値は、Ｉ成分のみで軟判定値をあらわすことができるため、確率密度分布は図１４のように置き換えることができる。なお、図１４は、上のＩ−Ｑ平面図と下の確率密度分布とＩ軸との関係図を対応させて示したものであり、上下の両図面においてＩ軸の値は同一の値となるように記載している。これは、図１９においても同様である。
【００９４】
軟判定値の導出の際に、図１４に示すように、符号０及び符号１の確率密度分布は２つずつ存在し、受信点にもっとも近い符号１と符号０の確率密度分布同士を用いることによって、従来と同様に近似的に軟判定値を求めることができる。図１０のフロー図のＳＴ１００２における条件分岐は、このために設けてある。また、隣り合うコンスタレーションマッピング点間の中点であって、かつ隣り合う確率密度分布Ｗ１４０１、Ｗ１４０２、Ｗ１４０３、Ｗ１４０４が互いに交わる点におけるＩ座標毎を境界線として、Ｉ座標を領域１から領域３に分割する。各確率密度分布Ｗ１４０１、Ｗ１４０２、Ｗ１４０３、Ｗ１４０４が互いに交わる点は、交わっている２つの確率密度分布における確率密度（第３の確率密度と第４の確率密度）が同じである。領域１と領域２の境界線のＩ座標は−Ｒαであり、領域２と領域３の境界線のＩ座標はＲαである。また、領域１は確率密度分布Ｗ１４０１のピークを含むものであり、領域２は確率密度分布Ｗ１４０２、Ｗ１４０３のピークを含むものであり、領域３は確率密度分布Ｗ１４０４のピークを含むものである。
【００９５】
受信点が、図１４の受信点Ｄのように受信されたときは、判定制御部７０３によって受信点は領域１に含まれると判定される。この時に、受信点Ｄに最も近いコンスタレーションマッピング点の符号は１である。また、領域１のコンスタレーションマッピング点の符号と異なる符号であって、かつ受信点Ｄに最も近いコンスタレーションマッピング点は、領域２の符号０のコンスタレーションマッピング点である。したがって、図１５に示すように、第１の確率密度及び第３の確率密度を求めるための確率密度分布Ｗ１４０１と第２の確率密度及び第４の確率密度を求めるための確率密度分布Ｗ１４０３とを選択し、確率密度分布Ｗ１４０１と確率密度分布Ｗ１４０３との差分より、軟判定値を求めることができる。これより、軟判定値ΛＤは、式（１３）のようになる。
【数１３】
【００９６】
また、図１４の受信点Ｅのように受信されたときは、受信点Ｄの時と同様に、図１６に示すように、確率密度分布Ｗ１４０２と確率密度分布Ｗ１４０３の差分より軟判定値ΛＥを求めることができる。これより、軟判定値ΛＥは、式（１４）のようになる。
【数１４】
【００９７】
この時の確率密度分布Ｗ１４０２と確率密度分布Ｗ１４０３の差分は、図１４に示すように、確率密度Ｐ０Ｅ−確率密度Ｐ１Ｅの値となる。なお、これは受信点Ｄ及び後述する受信点Ｆの場合も同様である。
【００９８】
また、図１４の受信点Ｆのように受信されたときは、受信点Ｄの時と同様に、図１７に示すように、確率密度分布Ｗ１４０２と確率密度分布Ｗ１４０４の差分より軟判定値ΛＦを求めることができる。これより、軟判定値ΛＦは、式（１５）のようになる。
【数１５】
【００９９】
次に、２ビット目の軟判定値について、図１８を用いて説明する。図１８は、左のＩ−Ｑ平面図と右の確率密度分布とＱ軸との関係図を対応させて示したものであり、左右の両図面においてＱ軸の値は同一の値となるように記載している。これは、図２０においても同様である。受信点の確率密度分布は図１８のようになり、上記１ビット目の導出時とＩ軸とＱ軸の値を入れ替えただけなので、１ビット目と同様に軟判定値を求めることができる。なお、Ｑ座標の−ＲαとＲαを境界線として領域４、領域５及び領域６に分割する。図１８の受信点Ｇのように受信されたときの軟判定値ΛＧは、式（１６）のようになる。
【数１６】
【０１００】
また、図１８の受信点Ｈのように受信されたときの軟判定値ΛＨは、式（１７）のようになる。
【数１７】
【０１０１】
また、図１８の受信点Ｋのように受信されたときの軟判定値ΛＫは、式（１８）のようになる。
【数１８】
【０１０２】
次に、３ビット目の軟判定値について説明する。受信点の確率密度分布は図１９のようになり、この場合、コンスタレーションマッピング点の符号及び確率密度分布がＱ軸に対して対称になっている。これにより、Ｉ成分がＲαより大きい場合と−Ｒαより小さい場合は、Ｒαの絶対値をとれば両方とも同じ領域７と考えることができ、１ビット目及び２ビット目のような条件分岐をせずに、Ｑ軸から受信点Ｌまでの距離｜ｌＩ｜にて軟判定値を求めることができる。これにより、軟判定値を求める際は、実質的に領域７と領域８の２つの領域を判定するだけで良い。したがって、軟判定値ΛＬを求める式は、式（１９）のようになる。
【数１９】
【０１０３】
なお、受信点Ｌにおける確率密度の差分は、図１９に示すように、確率密度Ｐ１Ｌ−確率密度Ｐ０Ｌの値である。これは受信点が他の領域に含まれる場合も同様である。
【０１０４】
次に、４ビット目の軟判定値について説明する。受信点の確率密度分布は図２０のようになり、３ビット目とＩ軸とＱ軸を入れ替えただけなので、条件分岐をせずにＩ軸から受信点Ｍまでの距離｜ｍＱ｜にて軟判定値を求めることができる。したがって、軟判定値ΛＭを求める式は、式（２０）のようになる。
【数２０】
【０１０５】
上記式（１３）から式（２０）において、雑音の分散σ２が変化しないと仮定すれば、軟判定値は信号列において符号０であるか符号１であるかの確率比の高低を表すものであるので、定数である信号間距離Ｒ、分散σ２については無視することができ、受信点Ａの軟判定値は式（７）から式（１２）として導出できる。ただし、１ビット目及び２ビット目の領域判定選別は、式（８）及び式（１０）のようにサイン関数を用いることによって、３領域判別を２領域判別に削減している。
【０１０６】
このように、本実施の形態の軟判定復号装置及び軟判定復号方法によれば、上記実施の形態１の効果に加えて、Ｉ成分及びＱ成分それぞれ、いずれの領域に受信されたかの領域判定の後、受信信号のＩ成分とＱ成分と１６ＱＡＭの信号間距離と通信路利得の乗算または減算などの単純な計算を行うことで軟判定値を得ることができため、軟判定値算出の精度を落とすことなく計算量を減少して、高速に軟判定値を算出することができ、軟判定値算出の際の処理遅延を短縮することができる。また、コンスタレーションマッピング点の符号０と符号１が、Ｉ軸若しくはＱ軸に対して対称である場合は、３つの領域を２つの領域と考えてＩ軸若しくはＱ軸からの距離により軟判定値を求めるので、軟判定値を求める演算が高速化でき、これにより復調処理も高速化することができる。
【０１０７】
なお、本実施の形態においては、信号間距離Ｒは一定であることとしたが、２種類以上の信号間距離Ｒを持っている場合についても適用可能である。この場合には、信号間距離Ｒを変数として用いてもよい。また、雑音の分散σ２が受信信号によって変化する場合にも適用可能であり、この場合には、雑音の分散σ２を変数として用いてもよい。また、１６ＱＡＭ変調及び復調方式以外の変調及び復調方式に用いても良い。
【０１０８】
（実施の形態３）
図２１は、本発明の実施の形態３に係る軟判定復号装置の構成を示す図である。本実施の形態における軟判定復号装置は、各シンボルが６ビットである６４ＱＡＭの軟判定復号装置である。なお、図２と同一構成である部分は同一の符号を付してその説明を省略する。
【０１０９】
軟判定復号装置である軟判定復号部２１００は、信号分離部２０１、記憶部７０１、定数Ｃ１設定部２１０１、定数Ｃ２設定部２１０２、定数Ｃ３設定部２１０３、定数Ｃ４設定部２１０４、１ビット目計算部２１０５、２ビット目計算部２１０６、３ビット目計算部２１０７、４ビット目計算部２１０８、５ビット目計算部２１０９及び６ビット目計算部２１１０とから主に構成される。なお、本実施の形態における軟判定復号部２１００は、図１の軟判定復号部１０７の代わりに設けられるものであり、その他の構成は図１と同一構成であるので、その説明は省略する。
【０１１０】
記憶部７０１は、変調方式毎に異なる値のコンスタレーションマッピング点間距離をあらかじめ記憶している。コンスタレーションマッピング点間距離は、送信側と受信側の両方において、変調方式毎に同一の値を記憶している。そして、記憶部７０１は、現在の通信に用いている変調方式に応じたコンスタレーションマッピング点間距離を、定数Ｃ１設定部２１０１、定数Ｃ２設定部２１０２、定数Ｃ３設定部２１０３、定数Ｃ４設定部２１０４、１ビット目計算部２１０５、２ビット目計算部２１０６、３ビット目計算部２１０７、４ビット目計算部２１０８、５ビット目計算部２１０９及び６ビット目計算部２１１０へ出力する。
【０１１１】
判定手段としての定数Ｃ１設定部２１０１は、信号分離部２０１から入力したＩ成分の受信信号とＱ成分の受信信号、記憶部７０１から入力したコンスタレーションマッピング点間距離及び通信路利得演算部１０５より入力した通信路利得を用いて定数Ｃ１を設定し、設定した定数Ｃ１を１ビット目計算部２１０５及び２ビット目計算部２１０６へ出力する。定数Ｃ１設定部２１０１は、図２２に示すような受信信号のＩ成分の絶対値｜ａＩ｜及びＱ成分の絶対値｜ａＱ｜の範囲に応じた定数Ｃ１の値をあらかじめ設定して参照テーブル等に記憶しておき、入力した実際の受信信号の絶対値｜ａＩ｜及び｜ａＱ｜と参照テーブルとを比較して所定値の定数Ｃ１を出力する。
【０１１２】
判定手段としての定数Ｃ２設定部２１０２は、信号分離部２０１から入力したＩ成分の受信信号とＱ成分の受信信号、記憶部７０１から入力したコンスタレーションマッピング点間距離及び通信路利得演算部１０５より入力した通信路利得を用いて定数Ｃ２を設定し、設定した定数Ｃ２を１ビット目計算部２１０５及び２ビット目計算部２１０６へ出力する。定数Ｃ２設定部２１０２は、図２３に示すような受信信号のＩ成分の絶対値｜ａＩ｜及びＱ成分の絶対値｜ａＱ｜の範囲に応じた定数Ｃ２の値をあらかじめ設定して参照テーブル等に記憶しておき、入力した実際の受信信号の絶対値｜ａＩ｜及び｜ａＱ｜と参照テーブルとを比較して所定値の定数Ｃ２の値を出力する。
【０１１３】
判定手段としての定数Ｃ３設定部２１０３は、信号分離部２０１から入力したＩ成分の受信信号とＱ成分の受信信号、記憶部７０１から入力したコンスタレーションマッピング点間距離及び通信路利得演算部１０５より入力した通信路利得を用いて定数Ｃ３を設定し、設定した定数Ｃ３を３ビット目計算部２１０７及び４ビット目計算部２１０８へ出力する。定数Ｃ３設定部２１０３は、図２４に示すような受信信号のＩ成分の絶対値｜ａＩ｜及びＱ成分の絶対値｜ａＱ｜の範囲に応じた定数Ｃ３の値をあらかじめ設定して参照テーブル等に記憶しておき、入力した実際の受信信号の絶対値｜ａＩ｜及び｜ａＱ｜と参照テーブルとを比較して所定値の定数Ｃ３を出力する。
【０１１４】
判定手段としての定数Ｃ４設定部２１０４は、信号分離部２０１から入力したＩ成分の受信信号とＱ成分の受信信号、記憶部７０１から入力したコンスタレーションマッピング点間距離及び通信路利得演算部１０５より入力した通信路利得を用いて定数Ｃ４を設定し、設定した定数Ｃ４を３ビット目計算部２１０７及び４ビット目計算部２１０８へ出力する。定数Ｃ４設定部２１０４は、図２５に示すような受信信号のＩ成分の絶対値｜ａＩ｜及びＱ成分の絶対値｜ａＱ｜の範囲に応じた定数Ｃ４の値をあらかじめ設定して参照テーブル等に記憶しておき、入力した実際の受信信号の絶対値｜ａＩ｜及び｜ａＱ｜と参照テーブルとを比較して所定値の定数Ｃ４の値を出力する。
【０１１５】
軟判定値算出手段としての１ビット目計算部２１０５は、信号分離部２０１から入力したＩ成分の受信信号、通信路利得演算部１０５より入力した通信路利得、記憶部７０１から入力したコンスタレーションマッピング点間距離、定数Ｃ１設定部２１０１から入力した定数Ｃ１及び定数Ｃ２設定部２１０２から入力した定数Ｃ２とを用いて１ビット目の軟判定値を求め、求めた軟判定値を誤り訂正復号部１０８へ出力する。
【０１１６】
軟判定値算出手段としての２ビット目計算部２１０６は、信号分離部２０１から入力したＱ成分の受信信号、通信路利得演算部１０５より入力した通信路利得、記憶部７０１から入力したコンスタレーションマッピング点間距離、定数Ｃ１設定部２１０１から入力した定数Ｃ１及び定数Ｃ２設定部２１０２から入力した定数Ｃ２とを用いて２ビット目の軟判定値を求め、求めた軟判定値を誤り訂正復号部１０８へ出力する。
【０１１７】
軟判定値算出手段としての３ビット目計算部２１０７は、信号分離部２０１から入力したＩ成分の受信信号、通信路利得演算部１０５より入力した通信路利得、記憶部７０１から入力したコンスタレーションマッピング点間距離、定数Ｃ３設定部２１０３から入力した定数Ｃ３及び定数Ｃ４設定部２１０４から入力した定数Ｃ４とを用いて３ビット目の軟判定値を求め、求めた軟判定値を誤り訂正復号部１０８へ出力する。
【０１１８】
軟判定値算出手段としての４ビット目計算部２１０８は、信号分離部２０１から入力したＱ成分の受信信号、通信路利得演算部１０５より入力した通信路利得、記憶部７０１から入力したコンスタレーションマッピング点間距離、定数Ｃ３設定部２１０３から入力した定数Ｃ３及び定数Ｃ４設定部２１０４から入力した定数Ｃ４とを用いて４ビット目の軟判定値を求め、求めた軟判定値を誤り訂正復号部１０８へ出力する。
【０１１９】
軟判定値算出手段としての５ビット目計算部２１０９は、信号分離部２０１から入力したＩ成分の受信信号と通信路利得演算部１０５より入力した通信路利得及び記憶部７０１から入力したコンスタレーションマッピング点間距離とを用いて５ビット目の軟判定値を求め、求めた軟判定値を誤り訂正復号部１０８へ出力する。
【０１２０】
軟判定値算出手段としての６ビット目計算部２１１０は、信号分離部２０１から入力したＱ成分の受信信号と通信路利得演算部１０５より入力した通信路利得及び記憶部７０１から入力したコンスタレーションマッピング点間距離とを用いて６ビット目の軟判定値を求め、求めた軟判定値を誤り訂正復号部１０８へ出力する。
【０１２１】
次に、１ビット目計算部２１０５の構成の詳細について、図２６を用いて説明する。１ビット目計算部２１０５は、乗算器２６０１、サイン関数部２６０２、乗算器２６０３、乗算器２６０４、乗算器２６０５、加算器２６０６及び乗算器２６０７とから主に構成される。
【０１２２】
乗算器２６０１は、受信信号と定数Ｃ１設定部２１０１から入力した定数Ｃ１とを乗算して加算器２６０６へ出力する。
【０１２３】
サイン関数部２６０２は、信号分離部２０１より入力した受信信号のサイン関数を求めて乗算器２６０３へ出力する。
【０１２４】
乗算器２６０３は、サイン関数部２６０２から入力した受信信号と定数Ｃ２設定部２１０２から入力した定数Ｃ２とを乗算して乗算器２６０４へ出力する。
【０１２５】
乗算器２６０４は、乗算器２６０３から入力した受信信号と記憶部７０１から入力したコンスタレーションマッピング点間距離とを乗算して乗算器２６０５へ出力する。
【０１２６】
乗算器２６０５は、乗算器２６０４から入力した受信信号と通信路利得演算部１０５より入力した通信路利得とを乗算して加算器２６０６へ出力する。
【０１２７】
加算器２６０６は、乗算器２６０１から入力した受信信号と乗算器２６０５から入力した受信信号とを加算して乗算器２６０７へ出力する。
【０１２８】
乗算器２６０７は、加算器２６０６から入力した受信信号と通信路利得演算部１０５より入力した通信路利得とを乗算して誤り訂正復号部１０８へ出力する。
【０１２９】
上記構成を有する１ビット目計算部２１０５において求めた軟判定値は、｜ａＩ｜＞３Ｒαの場合は、式（２１）のようになり、
【数２１】
【０１３０】
２Ｒα≦｜ａＩ｜＜３Ｒαの場合は、式（２２）のようになり、
【数２２】
【０１３１】
Ｒα≦｜ａＩ｜＜２Ｒαの場合は、式（２３）のようになり、
【数２３】
【０１３２】
｜ａＩ｜≦Ｒαの場合は、式（２４）のようになる。
【数２４】
【０１３３】
なお、２ビット目計算部２１０６は、１ビット目計算部２１０５と同一構成であるため説明は省略する。ただし、２ビット目計算部２１０６において求めた軟判定値は、｜ａＱ｜＞３Ｒαの場合は、式（２５）のようになり、
【数２５】
【０１３４】
２Ｒα≦｜ａＱ｜＜３Ｒαの場合は、式（２６）のようになり、
【数２６】
【０１３５】
Ｒα≦｜ａＱ｜＜２Ｒαの場合は、式（２７）のようになり、
【数２７】
【０１３６】
｜ａＱ｜≦Ｒαの場合は、式（２８）のようになる。
【数２８】
【０１３７】
次に、３ビット目計算部２１０７の構成の詳細について、図２７を用いて説明する。３ビット目計算部２１０７は、絶対値演算部２７０１、乗算器２７０２、乗算器２７０３、乗算器２７０４、加算器２７０５及び乗算器２７０６とから主に構成される。
【０１３８】
絶対値演算部２７０１は、信号分離部２０１から入力した受信信号の絶対値を求めて乗算器２７０２へ出力する。
【０１３９】
乗算器２７０２は、絶対値演算部２７０１から入力した受信信号と定数Ｃ３設定部２１０３から入力した定数Ｃ３とを乗算して加算器２７０５へ出力する。
【０１４０】
乗算器２７０３は、通信路利得演算部１０５より入力した通信路利得と定数Ｃ４設定部２１０４から入力した定数Ｃ４とを乗算して乗算器２７０４へ出力する。
【０１４１】
乗算器２７０４は、乗算器２７０３から入力した通信路利得と定数Ｃ４との乗算値と記憶部７０１より入力したコンスタレーションマッピング点間距離とを乗算して加算器２７０５へ出力する。
【０１４２】
加算器２７０５は、乗算器２７０２から入力した受信信号と乗算器２７０４から入力した通信路利得と定数Ｃ４との乗算値とを加算して乗算器２７０６へ出力する。
【０１４３】
乗算器２７０６は、加算器２７０５から入力した受信信号と通信路利得演算部１０５より入力した通信路利得αとを乗算して誤り訂正復号部１０８へ出力する。
【０１４４】
上記構成を有する３ビット目計算部２１０７において求めた軟判定値は、｜ａＩ｜＞３Ｒαの場合は、式（２９）のようになり、
【数２９】
【０１４５】
Ｒα≦｜ａＩ｜＜３Ｒαの場合は、式（３０）のようになり、
【数３０】
【０１４６】
｜ａＩ｜＜Ｒαの場合は、式（３１）のようになる。
【数３１】
【０１４７】
なお、４ビット目計算部２１０８は、３ビット目計算部２１０７と同一構成であるため説明は省略する。ただし、４ビット目計算部２１０８において求めた軟判定値は、式（３２）のようになり、
【数３２】
【０１４８】
Ｒα≦｜ａＱ｜＜３Ｒαの場合は、式（３３）のようになり、
【数３３】
【０１４９】
｜ａＱ｜＜Ｒαの場合は、式（３４）のようになる。
【数３４】
【０１５０】
次に、５ビット目計算部２１０９の構成の詳細について、図２８を用いて説明する。５ビット目計算部２１０９は、絶対値演算部２８０１、乗算器２８０２、乗算器２８０３、加算器２８０４、絶対値演算部２８０５、乗算器２８０６、乗算器２８０７、加算器２８０８及び乗算器２８０９とから主に構成される。
【０１５１】
絶対値演算部２８０１は、信号分離部２０１から入力した受信信号の絶対値を求めて加算器２８０４へ出力する。
【０１５２】
乗算器２８０２は、通信路利得演算部１０５より入力した通信路利得と記憶部７０１から入力したコンスタレーションマッピング点間距離とを乗算して乗算器２８０３へ出力する。
【０１５３】
乗算器２８０３は、乗算器２８０２から入力した通信路利得とコンスタレーションマッピング点間距離Ｒとの乗算値と定数−２とを乗算して加算器２８０４へ出力する。
【０１５４】
加算器２８０４は、絶対値演算部２８０１から入力した受信信号と乗算器２８０３から入力した定数−２と通信路利得αとコンスタレーションマッピング点間距離Ｒとを各々乗算して絶対値演算部２８０５へ出力する。
【０１５５】
絶対値演算部２８０５は、加算器２８０４から入力する受信信号の絶対値を求めて乗算器２８０６へ出力する。
【０１５６】
乗算器２８０６は、絶対値演算部２８０５から入力した受信信号と定数−１とを乗算して加算器２８０８へ出力する。
【０１５７】
乗算器２８０７は、通信路利得演算部１０５から入力した通信路利得と記憶部７０１から入力したコンスタレーションマッピング点間距離とを乗算して加算器２８０８へ出力する。
【０１５８】
加算器２８０８は、乗算器２８０６から入力した受信信号と乗算器２８０７から入力した通信路利得とコンスタレーションマッピング点間距離との乗算値を乗算して乗算器２８０９へ出力する。
【０１５９】
乗算器２８０９は、加算器２８０８から入力した受信信号と通信路利得演算部１０５から入力した通信路利得とを乗算して誤り訂正復号部１０８へ出力する。
【０１６０】
上記構成を有する５ビット目計算部２１０９において求めた軟判定値は、式（３５）のようになる。
【数３５】
【０１６１】
なお、６ビット目計算部２１１０は、５ビット目計算部２１０９と同一構成であるため説明は省略する。ただし、６ビット目計算部２１１０において求めた軟判定値は、式（３６）のようになる。
【数３６】
【０１６２】
次に、図２９から図３７を用いて、式（２１）から式（３６）を用いて６４ＱＡＭ軟判定復調できる理由を説明する。図２９は、送信側のコンスタレーションマッピングの一例である。６４ＱＡＭの信号がフェージング通信路を伝送し受信された場合、図３０に示すように、受信点は送信時のコンスタレーションマッピング点よりも通信路利得αによって増幅されて広がりを持つ。また、受信機側のアンプなどによってガウス分布をもつ白色ノイズが加算されたものとなる。
【０１６３】
ここで、６４ＱＡＭ変調においては、１シンボルは６ビットから構成されるものであり、送信側では複数シンボルを繰り返し送信し、受信側では複数シンボルを繰り返し受信する。１シンボルにおけるビット毎の符号配列は、図２９に示す６４種類であり、各シンボルにおけるビット毎の符号配列に応じてＩ−Ｑ平面上にマッピングされる位置が異なる。
【０１６４】
最初に、１ビット目の軟判定値について説明する。送信側において、１ビット目のコンスタレーションマッピングは図３１のようになる。上記実施の形態１より、０符号で送信されて受信点Ａが観測される確率Ｐ０Ａと、１符号で送信されて受信点Ａが観測される確率Ｐ１Ａより求めた軟判定値ΛＡ１は、式（４）よりＩ成分のみで軟判定値ΛＡ１をあらわすことができるため、Ｑ成分の確率密度分布を無視し、Ｉ成分のみで軟判定値を導出することが可能である。よって、確率密度分布は図３２のように置き換えることができる。
【０１６５】
図３２は、上のＩ−Ｑ平面図と下の確率密度分布とＩ軸との関係図を対応させて示したものであり、上下の両図面においてＩ軸の値は同一の値となるように記載している。これは、図３４及び図３６においても同様である。
【０１６６】
軟判定値の導出の際に、図３２の０符号及び１符号の確率密度分布は４つずつ存在し、受信点にもっとも近い１符号と符号０の確率密度分布同士を用いることによって、従来と同様に近似的に軟判定値を求めることができる。
【０１６７】
図３２において、隣り合うコンスタレーションマッピング点間の中点であるＩ座標であって、かつ隣り合う確率密度分布Ｗ３２０１、Ｗ３２０２、Ｗ３２０３、Ｗ３２０４、Ｗ３２０５、Ｗ３２０６、Ｗ３２０７、Ｗ３２０８が互いに交わる点におけるＩ座標の値を境界線として、領域１１から領域１７に分割する。隣り合う確率密度分布Ｗ３２０１、Ｗ３２０２、Ｗ３２０３、Ｗ３２０４、Ｗ３２０５、Ｗ３２０６、Ｗ３２０７、Ｗ３２０８が互いに交わる点は、交わっている２つの確率密度分布における確率密度（第３の確率密度と第４の確率密度）が同じになる。領域１１と領域１２の境界線のＩ座標は−３Ｒαであり、領域１２と領域１３の境界線のＩ座標は−２Ｒαであり、領域１３と領域１４の境界線のＩ座標は−Ｒαであり、領域１４と領域１５の境界線のＩ座標はαＲであり、領域１５と領域１６の境界線のＩ座標は２αＲであり、領域１６と領域１７の境界線のＩ座標は３αＲである。また、領域１１は確率密度分布Ｗ３２０１のピークを含むものであり、領域１２は確率密度分布Ｗ３２０２のピークを含むものであり、領域１３は確率密度分布Ｗ３２０３のピークを含むものであり、領域１４は確率密度分布Ｗ３２０４のピーク及び確率密度分布Ｗ３２０５のピークを含むものであり、領域１５は確率密度分布Ｗ３２０６のピークを含むものであり、領域１６は確率密度分布Ｗ３２０７のピークを含むものであり、領域１７は確率密度分布Ｗ３２０８のピークを含むものである。
【０１６８】
受信点が図３２の領域１１であるときは、図３２に示すように、領域１１の受信点の確率密度分布は符号１の確率密度分布Ｗ３２０１であるから、領域１１の受信点に最も近い符号０の確率分布Ｗ３２０５を用いて軟判定値を求める。したがって、軟判定値Λは、式（３７）のようになる。
【数３７】
【０１６９】
また、受信点が領域１２にあるときは、図３２に示すように、領域１２の受信点の確率密度分布は符号１の確率密度分布Ｗ３２０２であるから、領域１２の受信点に最も近い符号０の確率分布Ｗ３２０５を用いて軟判定値を求める。したがって、軟判定値Λは、式（３８）のようになる。
【数３８】
【０１７０】
また、受信点が図３２の領域１３であるときは、図３２に示すように、領域１３の受信点の確率分布は符号１の確率分布Ｗ３２０３であるから、領域１３の受信点に最も近い符号０の確率分布Ｗ３２０５を用いて軟判定値を求める。したがって、軟判定値Λは、式（３９）のようになる。
【数３９】
【０１７１】
また、受信点が図３２の領域１４であるときは、図３２に示すように、領域１４の受信点の確率分布は符号１の確率分布Ｗ３２０４若しくは符号０の確率分布Ｗ３２０５であるから、領域１４の受信点に最も近い符号０の確率分布Ｗ３２０５若しくは符号１の確率分布Ｗ３２０４を用いて軟判定値を求める。したがって、軟判定値Λは、式（４０）のようになる。
【数４０】
【０１７２】
また、受信点が図３２の領域１５であるときは、図３２に示すように、領域１５の受信点の確率分布は符号０の確率分布Ｗ３２０６であるから、領域１５の受信点に最も近い符号１の確率分布Ｗ３２０４を用いて軟判定値を求める。したがって、軟判定値Λは、式（４１）のようになる。
【数４１】
【０１７３】
また、受信点が図３２の領域１６であるときは、図３２に示すように、領域１６の受信点の確率分布は符号０の確率分布Ｗ３２０７であるから、領域１６の受信点に最も近い符号１の確率分布Ｗ３２０４を用いて軟判定値を求める。したがって、軟判定値Λは、式（４２）のようになる。
【数４２】
【０１７４】
また、受信点が図３２の領域１７であるときは、図３２に示すように、領域１７の受信点の確率分布は符号０の確率分布Ｗ３２０８であるから、領域１７の受信点に最も近い符号１の確率分布Ｗ３２０４を用いて軟判定値を求める。したがって、軟判定値Λは、式（４３）のようになる。
【数４３】
【０１７５】
次に、２ビット目の軟判定値について、図３３を用いて説明する。図３３は、左のＩ−Ｑ平面図と右の確率密度分布とＱ軸との関係図を対応させて示したものであり、左右の両図面においてＱ軸の値は同一の値となるように記載している。これは、図３５及び図３７においても同様である。受信点の確率分布は図３３のようになり、上記１ビット目の導出時とＩ軸とＱ軸の値を入れ替えただけなので、同様にして、受信点が図３２の領域１８であるときの軟判定値Λは、式（４４）のようになる。
【数４４】
【０１７６】
また、受信点が図３３の領域１９であるときの軟判定値Λは、式（４５）のようになる。
【数４５】
【０１７７】
また、受信点が図３３の領域２０であるときの軟判定値Λは、式（４６）のようになる。
【数４６】
【０１７８】
また、受信点が図３３の領域２１であるときの軟判定値Λは、式（４７）のようになる。
【数４７】
【０１７９】
また、受信点が図３３の領域２２であるときの軟判定値Λは、式（４８）のようになる。
【数４８】
【０１８０】
また、受信点が図３３の領域２３であるときの軟判定値Λは、式（４９）のようになる。
【数４９】
【０１８１】
また、受信点が図３３の領域２４であるときの軟判定値Λは、式（５０）のようになる。
【数５０】
【０１８２】
次に、３ビット目の軟判定値について説明する。受信点の確率分布は図３４のようになり、この場合、確率分布がＱ軸に対して対称になっているため、Ｑ軸から受信点までの距離を用いて軟判定値を求めることができる。なお、Ｑ軸に対して対称な領域は同一の領域と考えることができるため、実質的に受信点が５つの領域のいずれの領域に含まれるかを判定すれば良い。したがって、受信点が図３４の領域２５で受信されたときの軟判定値Λは、式（５１）のようになる。
【数５１】
【０１８３】
また、受信点が図３４の領域２６であるときの軟判定値Λは、式（５２）のようになる。
【数５２】
【０１８４】
また、受信点が図３４の領域２７であるときの軟判定値Λは、式（５３）のようになる。
【数５３】
【０１８５】
次に、４ビット目の軟判定値について説明する。受信点の確率分布は図３５のようになり、３ビット目とＩ軸とＱ軸を入れ替えただけなので、同様にしてＩ軸から受信点までの距離を用いて軟判定値を求めることができる。したがって、受信点が図３５の領域２８で受信されたときの軟判定値Λは、式（５４）のようになる。
【数５４】
【０１８６】
また、受信点が図３５の領域２９であるときの軟判定値Λは、式（５５）のようになる。
【数５５】
【０１８７】
また、受信点が図３５の領域３０であるときの軟判定値Λは、式（５６）のようになる。
【数５６】
【０１８８】
次に、５ビット目の軟判定値について説明する。受信点の確率分布は図３６のようになり、この場合受信点の確率分布がＱ軸に対して対称となり、また、Ｉ軸の正の領域を考えるとＩ軸の座標２αＲを境界にして対称となっており、同じようにＩ軸の負の領域を考えるとＩ軸の座標−２αＲを境界にして対称となっていることを利用し、領域判別をせずに軟判定値Λを求めることができる。したがって、軟判定値Λは、式（５７）のようになる。
【数５７】
【０１８９】
次に、６ビット目の軟判定値について説明する。受信点の確率分布は図３７のようになり、５ビット目とＩ軸とＱ軸を入れ替えただけなので、同様にして軟判定値を求めることができる。したがって、軟判定値Λは、式（５８）のようになる。
【数５８】
【０１９０】
このように、本実施の形態の軟判定復号装置及び軟判定復号方法によれば、上記実施の形態１の効果に加えて、Ｉ成分及びＱ成分が、５領域のいずれに受信されたかを判定して、受信信号のＩ成分とＱ成分とコンスタレーションマッピング点間距離と通信路利得の乗算または減算などの単純な計算を行うことで軟判定値を得ることができる。これによって、軟判定値算出の精度を落とすことなく計算量を減少して、高速に軟判定値を算出することができ、軟判定値算出の際の処理遅延を短縮することができる。また、５ビット目及び６ビット目の軟判定値を求める際は、領域判定をする必要がないので、軟判定値を求める演算速度を高速にすることができる。また、軟判定値を求める際の領域判別をサイン関数を用いることにより７領域から４領域に削減するので、軟判定値を求める演算が高速化でき、これにより復調処理も高速化することができる。
【０１９１】
なお、本実施の形態においては、信号間距離Ｒは一定であることとしたが、２種類以上の信号間距離Ｒを持っている場合についても適用可能である。この場合には、信号間距離Ｒを変数として用いてもよい。また、雑音の分散σ２が受信信号によって変化する場合にも適用可能であり、この場合には、雑音の分散σ２を変数として用いてもよい。
【０１９２】
（実施の形態４）
図３８は、本発明の実施の形態４に係る軟判定復号装置の構成を示す図である。本実施の形態における軟判定復号装置である軟判定復号部３８００は、ＱＰＳＫにおける軟判定復号部１０７、１６ＱＡＭにおける軟判定復号部７００及び６４ＱＡＭにおける軟判定復号部２１００を各々含むとともに、軟判定復号部１０７、７００、２１００をスイッチ部３８０１で切り替えるものである。なお、軟判定復号部１０７の構成は上記実施の形態１の軟判定復号部１０７と同一構成であり、軟判定復号部７００の構成は上記実施の形態２の軟判定復号部７００と同一構成であり、軟判定復号部２１００の構成は上記実施の形態３の軟判定復号部２１００と同一構成であるので、その説明は省略する。
【０１９３】
スイッチ部３８０１は、図示しない制御部からの制御信号により現在の通信に用いている変復調方法に用いられる軟判定復号部１００、軟判定復号部７００及び軟判定復号部２１００のいずれか１つを選択し、パイロット信号分離部１０３から入力した受信信号及び通信路利得演算部１０５から入力した通信路利得を選択した軟判定復号部へ出力する。
【０１９４】
このように、本実施の形態における軟判定復号装置は、上記実施の形態１から実施の形態３の効果に加えて、変復調方法が変更されても同一の復調装置を用いることができるため、製造コストを低減することができ、かつ受信装置に搭載した際には省スペース化を図ることができる。また、フェージング通信路の状況が悪いときにはＱＰＳＫを用いて確実に送信し、状況が良いときには６４ＱＡＭを用い大量のデータを高速に送信するように、通信環境に応じて変調方式を変えることができるため、効率良く通信を行うことができる。
【０１９５】
なお、上記実施の形態１から実施の形態４に記載した軟判定復号装置は、受信装置、基地局装置及び通信端末装置に適用することが可能である。また、上記実施の形態１から実施の形態４に記載した軟判定値を算出するための手順をコンピュータプログラムにしてコンピュータにより軟判定値を算出するようにしても良く、またこのコンピュータプログラムをＣＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体に記憶させても良い。
【０１９６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、軟判定値算出の精度を落とすことなく計算量を減少して、高速に軟判定値を算出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る軟判定復号装置を含む無線装置の構成を示すブロック図
【図２】本発明の実施の形態１に係る軟判定復号装置の構成を示すブロック図
【図３】本発明の実施の形態１に係るＱＰＳＫ変調のコンスタレーションマッピング点を示す図
【図４】本発明の実施の形態１に係るＱＰＳＫ変調の受信分布を示す図
【図５】本発明の実施の形態１に係る確率分布とＩ軸との関係を示す図
【図６】本発明の実施の形態１に係る確率分布とＱ軸との関係を示す図
【図７】本発明の実施の形態２に係る軟判定復号装置の構成を示すブロック図
【図８】本発明の実施の形態２に係る１ビット目計算部の構成を示すブロック図
【図９】本発明の実施の形態２に係る３ビット目計算部の構成を示すブロック図
【図１０】本発明の実施の形態２に係る軟判定復号装置の動作を示すフロー図
【図１１】本発明の実施の形態２に係る１６ＱＡＭ変調のコンスタレーションマッピング点を示す図
【図１２】本発明の実施の形態２に係るＱＰＳＫ変調の受信分布を示す図
【図１３】本発明の実施の形態２に係る１ビット目のコンスタレーションマッピング点を示す図
【図１４】本発明の実施の形態２に係る確率分布とＩ軸との関係を示す図
【図１５】本発明の実施の形態２に係る確率分布とＩ軸との関係を示す図
【図１６】本発明の実施の形態２に係る確率分布とＩ軸との関係を示す図
【図１７】本発明の実施の形態２に係る確率分布とＩ軸との関係を示す図
【図１８】本発明の実施の形態２に係る確率分布とＱ軸との関係を示す図
【図１９】本発明の実施の形態２に係る確率分布とＩ軸との関係を示す図
【図２０】本発明の実施の形態２に係る確率分布とＱ軸との関係を示す図
【図２１】本発明の実施の形態３に係る軟判定復号装置の構成を示すブロック図
【図２２】本発明の実施の形態３に係る受信点の座標と定数Ｃ１との関係を示す図
【図２３】本発明の実施の形態３に係る受信点の座標と定数Ｃ２との関係を示す図
【図２４】本発明の実施の形態３に係る受信点の座標と定数Ｃ３との関係を示す図
【図２５】本発明の実施の形態３に係る受信点の座標と定数Ｃ４との関係を示す図
【図２６】本発明の実施の形態３に係る１ビット目計算部の構成を示すブロック図
【図２７】本発明の実施の形態３に係る３ビット目計算部の構成を示すブロック図
【図２８】本発明の実施の形態３に係る５ビット目計算部の構成を示すブロック図
【図２９】本発明の実施の形態３に係る６４ＱＡＭ変調のコンスタレーションマッピング点を示す図
【図３０】本発明の実施の形態３に係る６４ＱＡＭ変調の受信分布を示す図
【図３１】本発明の実施の形態３に係る６４ＱＡＭ変調の１ビット目のコンスタレーションマッピング点を示す図
【図３２】本発明の実施の形態３に係る確率密度分布とＩ軸との関係を示す図
【図３３】本発明の実施の形態３に係る確率密度分布とＱ軸との関係を示す図
【図３４】本発明の実施の形態３に係る確率密度分布とＩ軸との関係を示す図
【図３５】本発明の実施の形態３に係る確率密度分布とＱ軸との関係を示す図
【図３６】本発明の実施の形態３に係る確率密度分布とＩ軸との関係を示す図
【図３７】本発明の実施の形態３に係る確率密度分布とＱ軸との関係を示す図
【図３８】本発明の実施の形態４に係る軟判定復号装置の構成を示すブロック図
【図３９】従来の１６ＱＡＭ変調における１ビット目のコンスタレーションマッピング点と受信点との関係を示す図
【図４０】従来の１６ＱＡＭ変調における１ビット目のコンスタレーションマッピング点と受信点との関係を示す図
【符号の説明】
１０７、７００、２１００、３８００ 軟判定復号部
２０１ 信号分離部
２０２ 乗算器
２０３ 乗算器
７０１ 計算部
７０３ 判定制御部
【発明の属する技術分野】
本発明は、軟判定値を算出する軟判定復号装置及び軟判定復号方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、移動体通信において、音声だけでなく画像や動画などの様々なデータ情報のやり取りが期待されており、今まで以上に高品質かつ大容量のデータ送信に対する必要性が高まることが予想される。その実現に際し近年注目を浴びている誤り訂正符号にターボ符号がある。この符号化方式は従来用いられていた畳み込み符号に比べて、より強い誤り訂正能力を持っていることが知られており、それは軟判定値入力による繰り返し復調によるところが大きく、精度の高い軟判定復調が必要とされている。
【０００３】
また、大容量のデータ通信ということでは従来用いられてきたＱＰＳＫ変調に加え、１６ＱＡＭや６４ＱＡＭなどの多値変調の実装が検討されており、多値変調によって変調された信号の軟判定復調において、軟判定値算出速度の高速化が要求されている。
【０００４】
ターボ符号を用いる場合、対数尤度比をもって軟判定値とする必要がある（例えば、非特許文献１参照。）。よって、従来の軟判定復調装置は、１６ＱＡＭの場合には、受信ビットの１ビット毎に、図３９のように、送信時にビット符号が０であったと仮定した場合の複数のコンスタレーションマッピング点（黒丸）と受信点３９０１との距離（破線）を求める計算を８回行う。次に、図４０のように、送信時にビット符号が１であったと仮定した場合の複数のコンスタレーションマッピング点（黒丸）と受信点３９０１との距離（破線）を求める計算を８回行う。そして、ビット符号１であったと仮定した場合の距離の最小値Ｌ１とビット符号０であったと仮定した場合の距離の最小値Ｌ２との差分を取ることによって、軟判定復調をおこなうものである。
【０００５】
したがって、従来の軟判定値Λは、式（１）より求めることができる。
【数１】
【非特許文献１】
松本渉・落合秀樹著，「ＯＦＤＭ変調方式の応用」，トリケップス社，２００１年１０月１９日，第４章，ｐ．７２−７５
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の軟判定復号装置及び軟判定復号方法においては、受信点と複数のコンスタレーションマッピング点との距離を一つ一つ求めその最小値を選択した後、差分を取ることで軟判定値を算出するため、１ビットあたりの軟判定値を求めるのに、ビット符号１と仮定した場合とビット符号０と仮定した場合の計算を、ＱＰＳＫ変調においては各々２回ずつ、１６ＱＡＭ変調においては８回ずつ、６４ＱＡＭであるなら３２回ずつ行い、さらにその計算の結果を用いて最小値選出のための比較が必要であり、その結果、計算量が多大となり処理遅延を招くという問題がある。
【０００８】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、軟判定値算出の精度を落とすことなく計算量を減少して、高速に軟判定値を算出することができる軟判定復号装置及び軟判定復号方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の軟判定復号装置は、Ｉ−Ｑ平面上の受信点が前記受信点に最も近いコンスタレーションマッピング点の符号と同一である第１の確率密度と、前記第１の確率密度における符号と異なる符号であって前記受信点に最も近いコンスタレーションマッピング点の符号と同一である第２の確率密度との差分より軟判定値を算出する軟判定値算出手段を具備する構成を採る。
【００１０】
この構成によれば、第１の確率密度と第２の確率密度の差分をとるだけで軟判定値を算出できるので、軟判定値の演算の高速化を図ることができる。
【００１１】
本発明の軟判定復号装置における前記軟判定値算出手段は、ＱＰＳＫ復調された受信信号より軟判定値を算出する構成を採る。
【００１２】
この構成によれば、ＱＰＳＫ変調方式において軟判定値を高速に求めることができる。
【００１３】
本発明の軟判定復号装置における前記軟判定値算出手段は、Ｉ成分の絶対値と通信利得を乗算して各シンボルの１ビット目の軟判定値を算出するとともに、Ｑ成分の絶対値と通信利得を乗算して各シンボルの２ビット目の軟判定値を算出する構成を採る。
【００１４】
この構成によれば、Ｉ成分若しくはＱ成分と通信路利得との少ない変数を用いて軟判定値を求めることができるため、軟判定値の演算の高速化を図ることができる。
【００１５】
本発明の軟判定復号装置は、前記受信点のＩ成分及びＱ成分が、隣り合うコンスタレーションマッピング点間の中点のＩ座標値及びＱ座標値を境界としてＩ軸若しくはＱ軸を複数に分割した領域のいずれに存在するかの判定をする判定手段を有し、前記軟判定値算出手段は、前記領域毎に軟判定値を算出する前記領域毎の複数からなり、前記判定手段により判定した前記領域の軟判定値算出手段を用いて軟判定値を算出する構成を採る。
【００１６】
また、本発明の軟判定復号装置は、前記受信点のＩ成分及びＱ成分が、受信点が隣り合うコンスタレーションマッピング点の一方の符号である第３の確率密度と他方の符号である第４の確率密度とが同じ確率密度であるＩ座標値及びＱ座標値を境界としてＩ軸若しくはＱ軸を複数に分割した領域のいずれに存在するかの判定をする判定手段を有し、前記軟判定値算出手段は、前記領域毎に軟判定値を算出する前記領域毎の複数からなり、前記判定手段により判定した前記領域の軟判定値算出手段を用いて軟判定値を算出する構成を採る。
【００１７】
これらの構成によれば、判定手段により受信点が存在する領域を判定し、領域毎に異なる演算式により軟判定値を算出する軟判定値算出手段を用いて領域毎に軟判定値を算出するので、演算式の選択が容易であり、軟判定値の算出の高速化を図ることができる。
【００１８】
本発明の軟判定復号装置における前記判定手段は、コンスタレーションマッピング点の符号がＩ軸若しくはＱ軸に対して対称である場合は、Ｉ軸若しくはＱ軸に対して対称である前記領域を同一の領域として判定する構成を採る。
【００１９】
この構成によれば、コンスタレーションマッピング点がＩ軸若しくはＱ軸に対して対称である時は、領域を削減して受信点が存在する領域を判定するので、演算式の選択肢を減少することができて、軟判定値の演算の高速化を図ることができる。
【００２０】
本発明の軟判定復号装置における前記軟判定値算出手段は、１６ＱＡＭ復調された受信信号より各シンボルの１ビット目から４ビット目の軟判定値を算出する構成を採る。
【００２１】
この構成によれば、１６ＱＡＭ変調方式において軟判定値を高速に求めることができる。
【００２２】
本発明の軟判定復号装置における前記軟判定値算出手段は、６４ＱＡＭ復調された受信信号より軟判定値を算出する場合に、Ｑ軸からの距離より各シンボルの第５ビット目の軟判定値を算出するとともにＩ軸からの距離より各シンボルの第６ビット目の軟判定値を算出する構成を採る。
【００２３】
この構成によれば、５ビット目及び６ビット目の軟判定値の演算においては、Ｉ軸若しくはＱ軸から受信点までの距離より軟判定値を求めるため、軟判定値の演算の高速化を図ることができる。
【００２４】
本発明の軟判定復号装置における前記軟判定値算出手段は、１６ＱＡＭ復調された受信信号を用いて、（２ａＩ−ｓｉｇｎ（ａＩ）×Ｒ×α）（ａＩは受信点のＩ成分、Ｒは隣り合う受信点間の距離、αは通信路利得）若しくはａＩ×αより各シンボルの１ビット目の軟判定値を算出し、（２ａＱ−ｓｉｇｎ（ａＱ）×Ｒ×α）（ａＱは受信点のＱ成分）若しくはａＱ×αより各シンボルの２ビット目の軟判定値を算出し、（Ｒ×α−｜ａＩ｜）×α（｜ａＩ｜は受信点のＩ成分の絶対値）より各シンボルの３ビット目の軟判定値を算出し、（Ｒ×α−｜ａＱ｜）×α（｜ａＱ｜は受信点のＱ成分の絶対値）より各シンボルの４ビット目の軟判定値を算出する構成を採る。
【００２５】
また、本発明の軟判定復号装置における前記軟判定値算出手段は、６４ＱＡＭ復調された受信信号を用いて、（Ｃ１×ａＩ−Ｃ２×ｓｉｇｎ（ａＩ）×Ｒ×α）×Ｃ３×α（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３は定数、ａＩは受信点のＩ成分、Ｒは隣り合う受信点間の距離、αは通信路利得）若しくはａＩ×αより各シンボルの１ビット目の軟判定値を算出し、（Ｃ１×ａＱ−Ｃ２×ｓｉｇｎ（ａＱ）×Ｒ×α）×Ｃ３×α（ａＱは受信点のＱ成分）若しくはａＱ×αより各シンボルの２ビット目の軟判定値を算出し、（Ｃ４×Ｒ×α−Ｃ５×｜ａＩ｜）×α（Ｃ４、Ｃ５は定数、｜ａＩ｜は受信点のＩ成分の絶対値）より各シンボルの３ビット目の軟判定値を算出し、（Ｃ４×Ｒ×α−Ｃ５×｜ａＱ｜）×α（｜ａＱ｜は受信点のＱ成分の絶対値）より各シンボルの４ビット目の軟判定値を算出し、（Ｒ×α−｜｜ａＩ｜−２Ｒ×α｜）×α（｜｜ａＩ｜−２Ｒ×α｜は｜ａＩ｜−２Ｒ×αの絶対値）より各シンボルの５ビット目の軟判定値を算出し、（Ｒ×α−｜｜ａＱ｜−２Ｒ×α｜）×α（｜｜ａＱ｜−２Ｒ×α｜は｜ａＱ｜−２Ｒ×αの絶対値）より各シンボルの６ビット目の軟判定値を算出する構成を採る。
【００２６】
これらの構成によれば、変調方式に応じて各ビットにおける軟判定値を簡単な変数を用いて求めることができる。
【００２７】
本発明の軟判定復号装置は、上記の軟判定復号装置を各々具備し、前記軟判定復号装置を復調方式に応じて切り替えて軟判定値を算出する構成を採る。
【００２８】
この構成によれば、変調方式に応じた適切な軟判定値算出手段を選択して軟判定値を算出するので、効率良く高速に軟判定値を算出することができる。
【００２９】
本発明の基地局装置は、上記のいずれかに記載の軟判定復号装置を具備する構成を採る。また、本発明の通信端末装置は、上記のいずれかに記載の軟判定復号装置を具備する構成を採る。
【００３０】
これらの構成によれば、受信した受信信号より高速に軟判定値を算出することができ、受信信号の処理を高速に行うことができる。
【００３１】
本発明の軟判定復号方法は、Ｉ−Ｑ平面上の受信点が前記受信点に最も近いコンスタレーションマッピング点の符号と同一である第１の確率密度と、前記第１の確率密度における符号と異なる符号であって前記受信点に最も近いコンスタレーションマッピング点の符号と同一である第２の確率密度との差分より軟判定値を算出するようにした。
【００３２】
この方法によれば、第１の確率密度と第２の確率密度の差分をとるだけで軟判定値を算出できるので、軟判定値の演算の高速化を図ることができる。
【００３３】
本発明の軟判定復号方法は、上記の軟判定復号装置を復調方式に応じて切り替えて軟判定値を算出するようにした。
【００３４】
この方法によれば、変調方式に応じた適切な軟判定値算出手段を選択して軟判定値を算出するので、効率良く高速に軟判定値を算出することができる。
【００３５】
本発明のプログラムは、コンピュータにＩ−Ｑ平面上の受信点が前記受信点に最も近いコンスタレーションマッピング点の符号と同一である第１の確率密度と、前記第１の確率密度における符号と異なる符号であって前記受信点に最も近いコンスタレーションマッピング点の符号と同一である第２の確率密度との差分より軟判定値を算出させる構成を採る。
【００３６】
この構成によれば、第１の確率密度と第２の確率密度の差分をとるだけで軟判定値を算出できるので、軟判定値の演算の高速化を図ることができる。
【００３７】
【発明の実施の形態】
本発明の骨子は、符号０で送信して受信点が符号０として観測される確率と符号１で送信して受信点が符号１として観測される確率を求め、受信点に最も近い符号０の確率密度分布と受信点に最も近い符号１の確率密度分布との差分より軟判定値を求めることである。また、受信点に最も近い符号０の確率密度分布と受信点に最も近い符号１の確率密度分布との差分を求める式は、受信点のＩ成分とＱ成分、隣り合うコンスタレーションマッピング点間距離及び通信路利得で表すことができるため、こられの値を用いて軟判定値を求めることである。
【００３８】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００３９】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る軟判定復号装置を含む無線装置の構成の一部を示す図であり、図２は本実施の形態に係る軟判定復号装置の構成を示す図である。本実施の形態における軟判定復号装置は、各シンボルの２ビットについて軟判定値を求めるＱＰＳＫ方式の軟判定復号装置である。
【００４０】
無線装置は、アンテナ１０１、無線受信部１０２、パイロット信号分離部１０３、受信側パワー算出部１０４、通信路利得演算部１０５、軟判定復号部１０７及び誤り訂正復号部１０８とから主に構成される。なお、軟判定復号部１０７は、本実施の形態における軟判定復号装置である。
【００４１】
無線受信部１０２は、アンテナ１０１にて受信した受信信号を無線周波数から中間周波数に変調してパイロット信号分離部１０３へ出力する。
【００４２】
パイロット信号分離部１０３は、受信信号を情報信号とパイロット信号に分離し、情報信号は軟判定復号部１０７へ出力し、パイロット信号は受信側パワー算出部１０４へ出力する。
【００４３】
受信側パワー算出部１０４は、パイロット信号分離部１０３から入力したパイロット信号より受信パワーＰｒｘを算出して通信路利得演算部１０５へ出力する。
【００４４】
通信路利得演算部１０５は、受信側パワー算出部１０４から入力した受信パワーＰｒｘ及び図示しない送信側パワー算出部から入力した送信パワーＰｔｘを用いて通信路利得αを求める。通信路利得αは、式（２）より求めることができる。
【数２】
求めた通信路利得αは、軟判定復号部１０７へ出力される。
【００４６】
軟判定復号部１０７は、パイロット信号分離部１０３から入力した情報信号と通信路利得演算部１０５から入力した通信路利得αとを用いて軟判定復号し、軟判定復号により求めた軟判定値を誤り訂正復号部１０８へ出力する。なお、軟判定復号部１０７の詳細については後述する。
【００４７】
誤り訂正復号部１０８は、軟判定復号部１０７から入力した軟判定値を用いて誤りがあるか否かを判定し、誤りがある場合にはその誤りを訂正して受信データを得る。誤り訂正復号部１０８は、繰り返し復号を行うターボ復号器を用いる。なお、誤り訂正復号部１０８は、ターボ復号器以外の誤り訂正復号器を用いても良い。
【００４８】
次に、軟判定復号部１０７の構成の詳細について、図２を用いて説明する。軟判定復号部１０７は、信号分離部２０１及び乗算器２０２、２０３とから主に構成される。
【００４９】
信号分離部２０１は、時系列でパイロット信号分離部１０３より入力した受信信号Ａの実部をＩ成分の信号ａＩとし、虚部をＱ成分の信号ａＱとして分離し、分離したＩ成分の信号を乗算器２０２へ出力するとともに、分離したＱ成分の信号を乗算器２０３へ出力する。
【００５０】
軟判定値算出手段である乗算器２０２は、信号分離部２０１から入力したＩ成分の信号ａＩと通信路利得αとを掛け合わせて、１ビット目の軟判定値ａＩαを算出し、算出した軟判定値を誤り訂正復号部１０８へ出力する。
【００５１】
軟判定値算出手段である乗算器２０３は、信号分離部２０１から入力したＱ成分の信号ａＱと通信路利得αとを掛け合わせて、２ビット目の軟判定値ａＱαを算出し、算出した軟判定値を誤り訂正復号部１０８へ出力する。
【００５２】
次に、図３から図６を用いて、通信路利得αとＩ成分の信号ａＩ若しくはＱ成分の信号ａＱとの乗算値を用いて軟判定復調できる理由を説明する。図３は、ＱＰＳＫ変調の送信時のコンスタレーションマッピングの一例である。ＱＰＳＫ変調された信号は、送信側では図３のようにマッピングされる。このＱＰＳＫ変調された信号がフェージング通信路を伝送されて受信機にて受信された場合は、図４に示すように、受信点は送信時のコンスタレーションマッピング点よりも通信路利得αによって増幅される。また、受信機側のアンプなどによってガウス分布をもつ白色ノイズが加算されたものとなり、各受信点の分布は図４に示すように広がりを持つ。
【００５３】
ここで、ＱＰＳＫ変調においては、１シンボルは２ビットから構成されるものであり、送信側では複数シンボルを繰り返し送信し、受信側では複数シンボルを繰り返し受信する。１シンボルにおけるビット毎の符号配列は、００、１０、０１、１１の４種類であり、各シンボルにおけるビット毎の符号配列に応じてＩ−Ｑ平面上にマッピングされる位置が異なる。
【００５４】
まず、各シンボルにおける１ビット目の軟判定値を求める方法について、図５を用いて説明する。図５は、上のＩ−Ｑ平面図と下の確率密度分布とＩ軸との関係図を対応させて示したものであり、上下の両図面においてＩ軸の値は同一の値となるように記載している。また、図５における確率密度分布とＩ軸との関係図は、符号０で送信されて受信点Ａが符号０として観測される確率密度Ｐ０Ａ及び符号１で送信されて受信点が符号１として観測される確率密度Ｐ１Ａの分布を示したものである。これらより、各々の確率密度は、式（３）及び式（４）のようになる。
【数３】
図５において、受信点Ａに最も近いコンスタレーションマッピング点は符号０の点であり、第１の確率密度である符号０の確率密度分布Ｗ５０１と符号０とは異なる符号である第２の確率密度である符号１の確率密度分布Ｗ５０２より、受信点Ａが観測される確率の比を用いて軟判定値ΛＡ１を表すことができる。したがって、軟判定値ΛＡ１は、確率密度分布Ｗ５０１と確率密度分布Ｗ５０２との差分を用いて、式（５）のようになる。
【数５】
式（５）から明らかなように軟判定値ΛＡ１は受信点ＡのＱ成分に関わらず、受信点ＡのＩ成分と通信路利得αの関数としてあらわすことができる。また、図５において、受信点Ａである場合の確率密度分布Ｗ５０１と確率密度分布Ｗ５０２との差分は、確率密度Ｐ０Ａ−確率密度Ｐ１Ａの値になる。
【００５７】
同様に、図６より、各シンボルにおける２ビット目の軟判定値を求めると、軟判定値ΛＡ２は、式（６）のようになる。
【数６】
尚、図６は、左のＩ−Ｑ平面図と右の確率密度分布とＱ軸との関係図を対応させて示したものであり、左右の両図面においてＱ軸の値は同一の値となるように記載している。
【００５９】
式（５）と式（６）とより、雑音の分散σ２が変化しないと仮定すれば、軟判定値は信号列において符号０であるか符号１であるかの確率比の高低を表すものであるので、定数である２および分散σ２については無視することができ、軟判定値Λは受信信号のＩ成分またはＱ成分と通信路利得αを乗算したものとすればよい。このことから、図２の構成によってＱＰＳＫ変調された信号の軟判定復調を行うことができる。また、本発明の式（５）の式−（１／２σ２）（（ａＩ−α）２−（ａＩ＋α）２）は、従来例の軟判定値を算出する式（１）と同様の式となっている。なお、定数σ２／２は式（５）及び式（６）において共通であるため、軟判定値を求める際には省略することができる。
【００６０】
このように、本実施の形態の軟判定復号装置及び軟判定復号方法によれば、受信点に最も近い符号１の確率密度と符号０の確率密度の差分をとるだけで軟判定値を算出できるので、軟判定値算出の精度を落とすことなく計算量を減少して、高速に軟判定値を算出することができ、軟判定値算出の際の処理遅延を短縮することができる。また、受信点に最も近い符号１の確率密度と符号０の確率密度の差分を求める式から定数を除くことにより、受信信号のＩ成分またはＱ成分と通信路利得αの乗算によって軟判定値を求めることができるので、さらに高速に軟判定値を算出することができる。
【００６１】
なお、本実施の形態においては、雑音の分散σ２が一定であることとしたが、雑音の分散σ２が受信信号によって変化する場合であっても、雑音の分散σ２を変数として式（５）及び式（６）に適用しても良い。また、ＱＰＳＫ方式以外のＢＰＳＫ方式等を用いて復調した受信信号より軟判定値を求めても良い。
【００６２】
（実施の形態２）
図７は、本発明の実施の形態２に係る軟判定復号装置の構成を示す図である。本実施の形態における軟判定復号装置は、４ビットについての軟判定値を求める１６ＱＡＭの軟判定復号装置である。なお、図２と同一構成である部分は同一の符号を付してその説明を省略する。
【００６３】
軟判定復号装置である軟判定復号部７００は、信号分離部２０１、記憶部７０１、乗算器７０２、判定制御部７０３、１ビット目計算部７０４、２ビット目計算部７０５、３ビット目計算部７０６及び４ビット目計算部７０７とから主に構成される。なお、軟判定復号部１０７は、本実施の形態における軟判定復号装置である。なお、本実施の形態における軟判定復号部７００は、図１の軟判定復号部１０７の代わりに設けられるのものであり、その他の構成は図１と同一構成であるため、その説明は省略する。
【００６４】
記憶部７０１は、変調方式毎に異なる値のコンスタレーションマッピング点間距離をあらかじめ記憶している。コンスタレーションマッピング点間距離は、送信側と受信側の両方において、変調方式毎に同一の値を記憶している。そして、記憶部７０１は、現在の通信に用いている変調方式に応じたコンスタレーションマッピング点間距離を、乗算器７０２、１ビット目計算部７０４、２ビット目計算部７０５、３ビット目計算部７０６及び４ビット目計算部７０７へ出力する。
【００６５】
乗算器７０２は、記憶部７０１から入力したコンスタレーションマッピング点間距離と通信路利得演算部１０５より入力した通信路利得とを乗算して判定制御部７０３へ出力する。
【００６６】
判定手段である判定制御部７０３は、信号分離部２０１から入力したＩ成分の受信信号若しくはＱ成分の受信信号が乗算器７０２から入力したコンスタレーションマッピング点間距離と通信路利得との乗算値よりも大きいか否かを判定して、この判定結果に応じて受信点が後述するＩ軸若しくはＱ軸のいずれの領域に含まれるかを判定する。そして、領域判定の結果に基づく制御信号を１ビット目計算部７０４、２ビット目計算部７０５へ出力する。
【００６７】
軟判定値算出手段である１ビット目計算部７０４及び２ビット目計算部７０５は、判定制御部７０３の制御に基づいて、信号分離部２０１から入力した受信信号及び通信路利得演算部１０５より入力した通信路利得とを用いて軟判定値を求め、求めた軟判定値を誤り訂正復号部１０８へ出力する。
【００６８】
軟判定値算出手段である３ビット目計算部７０６及び４ビット目計算部７０７は、信号分離部２０１から入力した受信信号及び通信路利得演算部１０５より入力した通信路利得とを用いて軟判定値を求め、求めた軟判定値を誤り訂正復号部１０８へ出力する。
【００６９】
次に、１ビット目計算部７０４の構成の詳細について、図８を用いて説明する。１ビット目計算部７０４は、スイッチ８０１、スイッチ８０４、乗算器８０５、サイン関数部８０６、乗算器８０７、乗算器８０８、乗算器８０９、加算器８１０及び乗算器８１１とから主に構成される。
【００７０】
スイッチ８０１は、判定制御部７０３の制御信号により、伝送路８０２と伝送路８０３とを選択して接続する。伝送路８０２及び伝送路８０３を選択する方法については後述する。
【００７１】
乗算器８０５は、受信信号と定数２とを乗算して加算器８１０へ出力する。
【００７２】
サイン関数部８０６は、受信信号をサイン関数として乗算器８０７へ出力する。
【００７３】
乗算器８０７は、サイン関数部８０６から入力した受信信号と記憶部７０１から入力したコンスタレーションマッピング点間距離とを乗算して乗算器８０８へ出力する。
【００７４】
乗算器８０８は、乗算器８０７から入力した受信信号と通信路利得演算部１０５より入力した通信路利得とを乗算して乗算器８０９へ出力する。
【００７５】
乗算器８０９は、乗算器８０８から入力した受信信号と定数−１とを乗算して加算器８１０へ出力する。
【００７６】
加算器８１０は、乗算器８０９から入力した受信信号と乗算器８０５から入力した受信信号とを加算して、スイッチ部８０４を介して乗算器８１１へ出力する。
【００７７】
スイッチ８０４は、判定制御部７０３から入力した制御信号に基づいて、伝送路８０２及び伝送路８０３のいずれか一方を選択して接続する。なお、スイッチ８０１とスイッチ８０４は、判定制御部７０３によって互いに同じ伝送路と接続するように制御される。
【００７８】
乗算器８１１は、加算器８１０からスイッチ８０４を介して入力した受信信号と通信路利得演算部１０５より入力した通信路利得とを乗算して誤り訂正復号部１０８へ出力する。なお、２ビット目計算部７０５の構成は、１ビット目計算部７０４の構成と同一であるため説明は省略する。
【００７９】
次に、３ビット目計算部７０６の構成の詳細について、図９を用いて説明する。３ビット目計算部７０６は、絶対値演算部９０１、乗算器９０２、乗算器９０３、加算器９０４及び乗算器９０５とから主に構成される。絶対値演算部９０１は、Ｉ成分の受信信号若しくはＱ成分の受信信号の絶対値を演算して乗算器９０２へ出力する。
【００８０】
乗算器９０２は、絶対値演算部９０１から入力した受信信号の絶対値に定数−１を乗算して加算器９０４へ出力する。
【００８１】
乗算器９０３は、通信路利得演算部１０５より入力した通信路利得と記憶部７０１より入力したコンスタレーションマッピング点間距離とを乗算して加算器９０４へ出力する。
【００８２】
加算器９０４は、乗算器９０２から入力する定数−１を乗算された受信信号と乗算器９０３から入力したコンスタレーションマッピング点間距離を乗算された通信路利得とを乗算して乗算器９０５へ出力する。
【００８３】
乗算器９０５は、加算器９０４から入力した受信信号と通信路利得演算部１０５より入力した通信路利得とを乗算して誤り訂正復号部１０８へ出力する。なお、４ビット目計算部７０７の構成は、３ビット目計算部７０６の構成と同一であるため説明は省略する。
【００８４】
次に、上記構成を有する軟判定復号装置７００の動作について、図１０のフロー図を用いて説明する。軟判定復号装置７００に入力した受信信号は、信号分離部２０１において、Ｉ成分の受信信号とＱ成分の受信信号とに分離される（ステップ（以下「ＳＴ」と記載する）１００１）。次に、Ｉ成分とＱ成分に分離された受信信号より、１ビット目の軟判定値を１ビット目計算部７０４において求める。判定制御部７０３において、Ｉ成分の受信信号の絶対値｜ａＩ｜が信号間距離と通信路利得との積（Ｒ×α）よりも大きいか否かを判定する（ＳＴ１００２）。｜ａＩ｜＞Ｒ×αの場合、判定制御部７０３は１ビット目計算部７０４のスイッチ８０１及びスイッチ８０４を切り替えて、受信信号が伝送路８０２を通るようにする。受信信号ａＩは信号分離部２０１から伝送路８０２を通って乗算器８１１へ入力される。そして、乗算器８１１に入力された受信信号は、乗算器８１１において通信路利得αと乗算される。これにより、軟判定値∧１は、式（７）のようになる（ＳＴ１００３）。
【数７】
一方、ＳＴ１００２において、｜ａＩ｜≦Ｒ×αの場合、判定制御部７０３は受信信号が伝送路８０３を通るようにスイッチ８０１及びスイッチ８０４を切り替える。これにより、サイン関数部８０６において、受信信号ａＩよりｓｉｇｎ（ａＩ）を求め、乗算器８０７においてコンスタレーションマッピング点間距離Ｒを乗算して（ｓｉｇｎ（ａＩ）×Ｒ）を求め、乗算器８０８において通信路利得αを乗算して（ｓｉｇｎ（ａＩ）×Ｒ×α）を求め、乗算器８０９において−１を乗算して（−ｓｉｇｎ（ａＩ）×Ｒ×α）を求める。また、乗算器８０５において、受信信号に２を乗算して２ａＩを求める。そして、加算器８１０において、乗算器８０９から入力した（−ｓｉｇｎ（ａＩ）×Ｒ×α）と乗算器８０５から入力した２ａＩを加算して、（２ａＩ−ｓｉｇｎ（ａＩ）×Ｒ×α）を求め、乗算器８１１において、通信路利得αを乗算して軟判定値∧１は、式（８）のようになる（ＳＴ１００４）。
【数８】
次に、２ビット目の軟判定値を２ビット目計算部７０５において求める。判定制御部７０３において、Ｑ成分の受信信号の絶対値｜ａＱ｜が信号間距離と通信路利得との積（Ｒ×α）よりも大きいか否かを判定する（ＳＴ１００５）。｜ａＱ｜＞Ｒ×αの場合、１ビット目と同一の方法により軟判定値∧２は、式（９）のようになる（ＳＴ１００６）。
【数９】
一方、ＳＴ１００５において、｜ａＱ｜≦Ｒ×αの場合、１ビット目と同一の方法により軟判定値∧２は、式（１０）のようになる（ＳＴ１００７）。
【数１０】
次に、３ビット目の軟判定値を３ビット目計算部７０６において求める。受信信号を絶対値演算部９０１において絶対値化して｜ａＱ｜を求め、乗算器９０２において−１を乗算されて−｜ａＱ｜を求める。また、乗算器９０３において、通信路利得αにコンスタレーションマッピング点間の距離Ｒを乗算して（Ｒ×α）を求める。そして、加算器９０４において、乗算器から入力する−｜ａＱ｜と乗算器９０３から入力する（Ｒ×α）を加算して（Ｒ×α−｜ａＱ｜）を求め、乗算器９０５において通信路利得αを乗算する。これにより、軟判定値∧３は、式（１１）のようになる（ＳＴ１００８）。
【数１１】
次に、４ビット目の軟判定値を４ビット目計算部７０７において求める。３ビット目と同一方法により軟判定値∧４は、式（１２）のようになる（ＳＴ１００９）。
【数１２】
そして、求めた各ビットにおける軟判定値を出力する（ＳＴ１０１０）。
【００９１】
次に、図１１から図２０を用いて、式（７）から式（１２）を用いて１６ＱＡＭ軟判定復調できる理由を説明する。図１１は、送信側のコンスタレーションマッピングの一例である。１６ＱＡＭの信号がフェージング通信路を伝送し受信された場合、図１２に示すように、受信点は送信時のコンスタレーションマッピング点よりも通信路利得αによって増幅されて広がりを持つ。したがって、送信側においてコンスタレーションマッピング点間距離をＲとして送信した場合は、受信側においては信号点間距離がＲαとなる。また、受信機側のアンプなどによってガウス分布をもつ白色ノイズが加算されたものとなる。なお、コンスタレーションマッピング点間距離Ｒとは、図１１に示すように、送信側におけるＩ−Ｑ平面のＩ軸若しくはＱ軸と平行に配列される隣り合う信号点間の距離である。
【００９２】
ここで、１６ＱＡＭ変調においては、１シンボルは４ビットから構成されるものであり、送信側では複数シンボルを繰り返し送信し、受信側では複数シンボルを繰り返し受信する。１シンボルにおけるビット毎の符号配列は、図１１に示すように１６種類であり、各シンボルにおけるビット毎の符号配列に応じてＩ−Ｑ平面上にマッピングされる位置が異なる。
【００９３】
最初に、１ビット目の軟判定値を求める方法について、図１３から図１７を用いて説明する。送信側において、１ビット目のコンスタレーションマッピングは図１３のようになる。上記実施の形態１の式（４）より、符号０で送信されて受信点が符号０として観測される確率と、符号１で送信されて受信点が符号１として観測される確率より求めた軟判定値は、Ｉ成分のみで軟判定値をあらわすことができるため、確率密度分布は図１４のように置き換えることができる。なお、図１４は、上のＩ−Ｑ平面図と下の確率密度分布とＩ軸との関係図を対応させて示したものであり、上下の両図面においてＩ軸の値は同一の値となるように記載している。これは、図１９においても同様である。
【００９４】
軟判定値の導出の際に、図１４に示すように、符号０及び符号１の確率密度分布は２つずつ存在し、受信点にもっとも近い符号１と符号０の確率密度分布同士を用いることによって、従来と同様に近似的に軟判定値を求めることができる。図１０のフロー図のＳＴ１００２における条件分岐は、このために設けてある。また、隣り合うコンスタレーションマッピング点間の中点であって、かつ隣り合う確率密度分布Ｗ１４０１、Ｗ１４０２、Ｗ１４０３、Ｗ１４０４が互いに交わる点におけるＩ座標毎を境界線として、Ｉ座標を領域１から領域３に分割する。各確率密度分布Ｗ１４０１、Ｗ１４０２、Ｗ１４０３、Ｗ１４０４が互いに交わる点は、交わっている２つの確率密度分布における確率密度（第３の確率密度と第４の確率密度）が同じである。領域１と領域２の境界線のＩ座標は−Ｒαであり、領域２と領域３の境界線のＩ座標はＲαである。また、領域１は確率密度分布Ｗ１４０１のピークを含むものであり、領域２は確率密度分布Ｗ１４０２、Ｗ１４０３のピークを含むものであり、領域３は確率密度分布Ｗ１４０４のピークを含むものである。
【００９５】
受信点が、図１４の受信点Ｄのように受信されたときは、判定制御部７０３によって受信点は領域１に含まれると判定される。この時に、受信点Ｄに最も近いコンスタレーションマッピング点の符号は１である。また、領域１のコンスタレーションマッピング点の符号と異なる符号であって、かつ受信点Ｄに最も近いコンスタレーションマッピング点は、領域２の符号０のコンスタレーションマッピング点である。したがって、図１５に示すように、第１の確率密度及び第３の確率密度を求めるための確率密度分布Ｗ１４０１と第２の確率密度及び第４の確率密度を求めるための確率密度分布Ｗ１４０３とを選択し、確率密度分布Ｗ１４０１と確率密度分布Ｗ１４０３との差分より、軟判定値を求めることができる。これより、軟判定値ΛＤは、式（１３）のようになる。
【数１３】
また、図１４の受信点Ｅのように受信されたときは、受信点Ｄの時と同様に、図１６に示すように、確率密度分布Ｗ１４０２と確率密度分布Ｗ１４０３の差分より軟判定値ΛＥを求めることができる。これより、軟判定値ΛＥは、式（１４）のようになる。
【数１４】
この時の確率密度分布Ｗ１４０２と確率密度分布Ｗ１４０３の差分は、図１４に示すように、確率密度Ｐ０Ｅ−確率密度Ｐ１Ｅの値となる。なお、これは受信点Ｄ及び後述する受信点Ｆの場合も同様である。
【００９８】
また、図１４の受信点Ｆのように受信されたときは、受信点Ｄの時と同様に、図１７に示すように、確率密度分布Ｗ１４０２と確率密度分布Ｗ１４０４の差分より軟判定値ΛＦを求めることができる。これより、軟判定値ΛＦは、式（１５）のようになる。
【数１５】
次に、２ビット目の軟判定値について、図１８を用いて説明する。図１８は、左のＩ−Ｑ平面図と右の確率密度分布とＱ軸との関係図を対応させて示したものであり、左右の両図面においてＱ軸の値は同一の値となるように記載している。これは、図２０においても同様である。受信点の確率密度分布は図１８のようになり、上記１ビット目の導出時とＩ軸とＱ軸の値を入れ替えただけなので、１ビット目と同様に軟判定値を求めることができる。なお、Ｑ座標の−ＲαとＲαを境界線として領域４、領域５及び領域６に分割する。図１８の受信点Ｇのように受信されたときの軟判定値ΛＧは、式（１６）のようになる。
【数１６】
また、図１８の受信点Ｈのように受信されたときの軟判定値ΛＨは、式（１７）のようになる。
【数１７】
また、図１８の受信点Ｋのように受信されたときの軟判定値ΛＫは、式（１８）のようになる。
【数１８】
次に、３ビット目の軟判定値について説明する。受信点の確率密度分布は図１９のようになり、この場合、コンスタレーションマッピング点の符号及び確率密度分布がＱ軸に対して対称になっている。これにより、Ｉ成分がＲαより大きい場合と−Ｒαより小さい場合は、Ｒαの絶対値をとれば両方とも同じ領域７と考えることができ、１ビット目及び２ビット目のような条件分岐をせずに、Ｑ軸から受信点Ｌまでの距離｜ｌＩ｜にて軟判定値を求めることができる。これにより、軟判定値を求める際は、実質的に領域７と領域８の２つの領域を判定するだけで良い。したがって、軟判定値ΛＬを求める式は、式（１９）のようになる。
【数１９】
なお、受信点Ｌにおける確率密度の差分は、図１９に示すように、確率密度Ｐ１Ｌ−確率密度Ｐ０Ｌの値である。これは受信点が他の領域に含まれる場合も同様である。
【０１０４】
次に、４ビット目の軟判定値について説明する。受信点の確率密度分布は図２０のようになり、３ビット目とＩ軸とＱ軸を入れ替えただけなので、条件分岐をせずにＩ軸から受信点Ｍまでの距離｜ｍＱ｜にて軟判定値を求めることができる。したがって、軟判定値ΛＭを求める式は、式（２０）のようになる。
【数２０】
上記式（１３）から式（２０）において、雑音の分散σ２が変化しないと仮定すれば、軟判定値は信号列において符号０であるか符号１であるかの確率比の高低を表すものであるので、定数である信号間距離Ｒ、分散σ２については無視することができ、受信点Ａの軟判定値は式（７）から式（１２）として導出できる。ただし、１ビット目及び２ビット目の領域判定選別は、式（８）及び式（１０）のようにサイン関数を用いることによって、３領域判別を２領域判別に削減している。
【０１０６】
このように、本実施の形態の軟判定復号装置及び軟判定復号方法によれば、上記実施の形態１の効果に加えて、Ｉ成分及びＱ成分それぞれ、いずれの領域に受信されたかの領域判定の後、受信信号のＩ成分とＱ成分と１６ＱＡＭの信号間距離と通信路利得の乗算または減算などの単純な計算を行うことで軟判定値を得ることができため、軟判定値算出の精度を落とすことなく計算量を減少して、高速に軟判定値を算出することができ、軟判定値算出の際の処理遅延を短縮することができる。また、コンスタレーションマッピング点の符号０と符号１が、Ｉ軸若しくはＱ軸に対して対称である場合は、３つの領域を２つの領域と考えてＩ軸若しくはＱ軸からの距離により軟判定値を求めるので、軟判定値を求める演算が高速化でき、これにより復調処理も高速化することができる。
【０１０７】
なお、本実施の形態においては、信号間距離Ｒは一定であることとしたが、２種類以上の信号間距離Ｒを持っている場合についても適用可能である。この場合には、信号間距離Ｒを変数として用いてもよい。また、雑音の分散σ２が受信信号によって変化する場合にも適用可能であり、この場合には、雑音の分散σ２を変数として用いてもよい。また、１６ＱＡＭ変調及び復調方式以外の変調及び復調方式に用いても良い。
【０１０８】
（実施の形態３）
図２１は、本発明の実施の形態３に係る軟判定復号装置の構成を示す図である。本実施の形態における軟判定復号装置は、各シンボルが６ビットである６４ＱＡＭの軟判定復号装置である。なお、図２と同一構成である部分は同一の符号を付してその説明を省略する。
【０１０９】
軟判定復号装置である軟判定復号部２１００は、信号分離部２０１、記憶部７０１、定数Ｃ１設定部２１０１、定数Ｃ２設定部２１０２、定数Ｃ３設定部２１０３、定数Ｃ４設定部２１０４、１ビット目計算部２１０５、２ビット目計算部２１０６、３ビット目計算部２１０７、４ビット目計算部２１０８、５ビット目計算部２１０９及び６ビット目計算部２１１０とから主に構成される。なお、本実施の形態における軟判定復号部２１００は、図１の軟判定復号部１０７の代わりに設けられるものであり、その他の構成は図１と同一構成であるので、その説明は省略する。
【０１１０】
記憶部７０１は、変調方式毎に異なる値のコンスタレーションマッピング点間距離をあらかじめ記憶している。コンスタレーションマッピング点間距離は、送信側と受信側の両方において、変調方式毎に同一の値を記憶している。そして、記憶部７０１は、現在の通信に用いている変調方式に応じたコンスタレーションマッピング点間距離を、定数Ｃ１設定部２１０１、定数Ｃ２設定部２１０２、定数Ｃ３設定部２１０３、定数Ｃ４設定部２１０４、１ビット目計算部２１０５、２ビット目計算部２１０６、３ビット目計算部２１０７、４ビット目計算部２１０８、５ビット目計算部２１０９及び６ビット目計算部２１１０へ出力する。
【０１１１】
判定手段としての定数Ｃ１設定部２１０１は、信号分離部２０１から入力したＩ成分の受信信号とＱ成分の受信信号、記憶部７０１から入力したコンスタレーションマッピング点間距離及び通信路利得演算部１０５より入力した通信路利得を用いて定数Ｃ１を設定し、設定した定数Ｃ１を１ビット目計算部２１０５及び２ビット目計算部２１０６へ出力する。定数Ｃ１設定部２１０１は、図２２に示すような受信信号のＩ成分の絶対値｜ａＩ｜及びＱ成分の絶対値｜ａＱ｜の範囲に応じた定数Ｃ１の値をあらかじめ設定して参照テーブル等に記憶しておき、入力した実際の受信信号の絶対値｜ａＩ｜及び｜ａＱ｜と参照テーブルとを比較して所定値の定数Ｃ１を出力する。
【０１１２】
判定手段としての定数Ｃ２設定部２１０２は、信号分離部２０１から入力したＩ成分の受信信号とＱ成分の受信信号、記憶部７０１から入力したコンスタレーションマッピング点間距離及び通信路利得演算部１０５より入力した通信路利得を用いて定数Ｃ２を設定し、設定した定数Ｃ２を１ビット目計算部２１０５及び２ビット目計算部２１０６へ出力する。定数Ｃ２設定部２１０２は、図２３に示すような受信信号のＩ成分の絶対値｜ａＩ｜及びＱ成分の絶対値｜ａＱ｜の範囲に応じた定数Ｃ２の値をあらかじめ設定して参照テーブル等に記憶しておき、入力した実際の受信信号の絶対値｜ａＩ｜及び｜ａＱ｜と参照テーブルとを比較して所定値の定数Ｃ２の値を出力する。
【０１１３】
判定手段としての定数Ｃ３設定部２１０３は、信号分離部２０１から入力したＩ成分の受信信号とＱ成分の受信信号、記憶部７０１から入力したコンスタレーションマッピング点間距離及び通信路利得演算部１０５より入力した通信路利得を用いて定数Ｃ３を設定し、設定した定数Ｃ３を３ビット目計算部２１０７及び４ビット目計算部２１０８へ出力する。定数Ｃ３設定部２１０３は、図２４に示すような受信信号のＩ成分の絶対値｜ａＩ｜及びＱ成分の絶対値｜ａＱ｜の範囲に応じた定数Ｃ３の値をあらかじめ設定して参照テーブル等に記憶しておき、入力した実際の受信信号の絶対値｜ａＩ｜及び｜ａＱ｜と参照テーブルとを比較して所定値の定数Ｃ３を出力する。
【０１１４】
判定手段としての定数Ｃ４設定部２１０４は、信号分離部２０１から入力したＩ成分の受信信号とＱ成分の受信信号、記憶部７０１から入力したコンスタレーションマッピング点間距離及び通信路利得演算部１０５より入力した通信路利得を用いて定数Ｃ４を設定し、設定した定数Ｃ４を３ビット目計算部２１０７及び４ビット目計算部２１０８へ出力する。定数Ｃ４設定部２１０４は、図２５に示すような受信信号のＩ成分の絶対値｜ａＩ｜及びＱ成分の絶対値｜ａＱ｜の範囲に応じた定数Ｃ４の値をあらかじめ設定して参照テーブル等に記憶しておき、入力した実際の受信信号の絶対値｜ａＩ｜及び｜ａＱ｜と参照テーブルとを比較して所定値の定数Ｃ４の値を出力する。
【０１１５】
軟判定値算出手段としての１ビット目計算部２１０５は、信号分離部２０１から入力したＩ成分の受信信号、通信路利得演算部１０５より入力した通信路利得、記憶部７０１から入力したコンスタレーションマッピング点間距離、定数Ｃ１設定部２１０１から入力した定数Ｃ１及び定数Ｃ２設定部２１０２から入力した定数Ｃ２とを用いて１ビット目の軟判定値を求め、求めた軟判定値を誤り訂正復号部１０８へ出力する。
【０１１６】
軟判定値算出手段としての２ビット目計算部２１０６は、信号分離部２０１から入力したＱ成分の受信信号、通信路利得演算部１０５より入力した通信路利得、記憶部７０１から入力したコンスタレーションマッピング点間距離、定数Ｃ１設定部２１０１から入力した定数Ｃ１及び定数Ｃ２設定部２１０２から入力した定数Ｃ２とを用いて２ビット目の軟判定値を求め、求めた軟判定値を誤り訂正復号部１０８へ出力する。
【０１１７】
軟判定値算出手段としての３ビット目計算部２１０７は、信号分離部２０１から入力したＩ成分の受信信号、通信路利得演算部１０５より入力した通信路利得、記憶部７０１から入力したコンスタレーションマッピング点間距離、定数Ｃ３設定部２１０３から入力した定数Ｃ３及び定数Ｃ４設定部２１０４から入力した定数Ｃ４とを用いて３ビット目の軟判定値を求め、求めた軟判定値を誤り訂正復号部１０８へ出力する。
【０１１８】
軟判定値算出手段としての４ビット目計算部２１０８は、信号分離部２０１から入力したＱ成分の受信信号、通信路利得演算部１０５より入力した通信路利得、記憶部７０１から入力したコンスタレーションマッピング点間距離、定数Ｃ３設定部２１０３から入力した定数Ｃ３及び定数Ｃ４設定部２１０４から入力した定数Ｃ４とを用いて４ビット目の軟判定値を求め、求めた軟判定値を誤り訂正復号部１０８へ出力する。
【０１１９】
軟判定値算出手段としての５ビット目計算部２１０９は、信号分離部２０１から入力したＩ成分の受信信号と通信路利得演算部１０５より入力した通信路利得及び記憶部７０１から入力したコンスタレーションマッピング点間距離とを用いて５ビット目の軟判定値を求め、求めた軟判定値を誤り訂正復号部１０８へ出力する。
【０１２０】
軟判定値算出手段としての６ビット目計算部２１１０は、信号分離部２０１から入力したＱ成分の受信信号と通信路利得演算部１０５より入力した通信路利得及び記憶部７０１から入力したコンスタレーションマッピング点間距離とを用いて６ビット目の軟判定値を求め、求めた軟判定値を誤り訂正復号部１０８へ出力する。
【０１２１】
次に、１ビット目計算部２１０５の構成の詳細について、図２６を用いて説明する。１ビット目計算部２１０５は、乗算器２６０１、サイン関数部２６０２、乗算器２６０３、乗算器２６０４、乗算器２６０５、加算器２６０６及び乗算器２６０７とから主に構成される。
【０１２２】
乗算器２６０１は、受信信号と定数Ｃ１設定部２１０１から入力した定数Ｃ１とを乗算して加算器２６０６へ出力する。
【０１２３】
サイン関数部２６０２は、信号分離部２０１より入力した受信信号のサイン関数を求めて乗算器２６０３へ出力する。
【０１２４】
乗算器２６０３は、サイン関数部２６０２から入力した受信信号と定数Ｃ２設定部２１０２から入力した定数Ｃ２とを乗算して乗算器２６０４へ出力する。
【０１２５】
乗算器２６０４は、乗算器２６０３から入力した受信信号と記憶部７０１から入力したコンスタレーションマッピング点間距離とを乗算して乗算器２６０５へ出力する。
【０１２６】
乗算器２６０５は、乗算器２６０４から入力した受信信号と通信路利得演算部１０５より入力した通信路利得とを乗算して加算器２６０６へ出力する。
【０１２７】
加算器２６０６は、乗算器２６０１から入力した受信信号と乗算器２６０５から入力した受信信号とを加算して乗算器２６０７へ出力する。
【０１２８】
乗算器２６０７は、加算器２６０６から入力した受信信号と通信路利得演算部１０５より入力した通信路利得とを乗算して誤り訂正復号部１０８へ出力する。
【０１２９】
上記構成を有する１ビット目計算部２１０５において求めた軟判定値は、｜ａＩ｜＞３Ｒαの場合は、式（２１）のようになり、
【数２１】
２Ｒα≦｜ａＩ｜＜３Ｒαの場合は、式（２２）のようになり、
【数２２】
Ｒα≦｜ａＩ｜＜２Ｒαの場合は、式（２３）のようになり、
【数２３】
｜ａＩ｜≦Ｒαの場合は、式（２４）のようになる。
【数２４】
なお、２ビット目計算部２１０６は、１ビット目計算部２１０５と同一構成であるため説明は省略する。ただし、２ビット目計算部２１０６において求めた軟判定値は、｜ａＱ｜＞３Ｒαの場合は、式（２５）のようになり、
【数２５】
２Ｒα≦｜ａＱ｜＜３Ｒαの場合は、式（２６）のようになり、
【数２６】
Ｒα≦｜ａＱ｜＜２Ｒαの場合は、式（２７）のようになり、
【数２７】
｜ａＱ｜≦Ｒαの場合は、式（２８）のようになる。
【数２８】
次に、３ビット目計算部２１０７の構成の詳細について、図２７を用いて説明する。３ビット目計算部２１０７は、絶対値演算部２７０１、乗算器２７０２、乗算器２７０３、乗算器２７０４、加算器２７０５及び乗算器２７０６とから主に構成される。
【０１３８】
絶対値演算部２７０１は、信号分離部２０１から入力した受信信号の絶対値を求めて乗算器２７０２へ出力する。
【０１３９】
乗算器２７０２は、絶対値演算部２７０１から入力した受信信号と定数Ｃ３設定部２１０３から入力した定数Ｃ３とを乗算して加算器２７０５へ出力する。
【０１４０】
乗算器２７０３は、通信路利得演算部１０５より入力した通信路利得と定数Ｃ４設定部２１０４から入力した定数Ｃ４とを乗算して乗算器２７０４へ出力する。
【０１４１】
乗算器２７０４は、乗算器２７０３から入力した通信路利得と定数Ｃ４との乗算値と記憶部７０１より入力したコンスタレーションマッピング点間距離とを乗算して加算器２７０５へ出力する。
【０１４２】
加算器２７０５は、乗算器２７０２から入力した受信信号と乗算器２７０４から入力した通信路利得と定数Ｃ４との乗算値とを加算して乗算器２７０６へ出力する。
【０１４３】
乗算器２７０６は、加算器２７０５から入力した受信信号と通信路利得演算部１０５より入力した通信路利得αとを乗算して誤り訂正復号部１０８へ出力する。
【０１４４】
上記構成を有する３ビット目計算部２１０７において求めた軟判定値は、｜ａＩ｜＞３Ｒαの場合は、式（２９）のようになり、
【数２９】
Ｒα≦｜ａＩ｜＜３Ｒαの場合は、式（３０）のようになり、
【数３０】
｜ａＩ｜＜Ｒαの場合は、式（３１）のようになる。
【数３１】
なお、４ビット目計算部２１０８は、３ビット目計算部２１０７と同一構成であるため説明は省略する。ただし、４ビット目計算部２１０８において求めた軟判定値は、式（３２）のようになり、
【数３２】
Ｒα≦｜ａＱ｜＜３Ｒαの場合は、式（３３）のようになり、
【数３３】
｜ａＱ｜＜Ｒαの場合は、式（３４）のようになる。
【数３４】
次に、５ビット目計算部２１０９の構成の詳細について、図２８を用いて説明する。５ビット目計算部２１０９は、絶対値演算部２８０１、乗算器２８０２、乗算器２８０３、加算器２８０４、絶対値演算部２８０５、乗算器２８０６、乗算器２８０７、加算器２８０８及び乗算器２８０９とから主に構成される。
【０１５１】
絶対値演算部２８０１は、信号分離部２０１から入力した受信信号の絶対値を求めて加算器２８０４へ出力する。
【０１５２】
乗算器２８０２は、通信路利得演算部１０５より入力した通信路利得と記憶部７０１から入力したコンスタレーションマッピング点間距離とを乗算して乗算器２８０３へ出力する。
【０１５３】
乗算器２８０３は、乗算器２８０２から入力した通信路利得とコンスタレーションマッピング点間距離Ｒとの乗算値と定数−２とを乗算して加算器２８０４へ出力する。
【０１５４】
加算器２８０４は、絶対値演算部２８０１から入力した受信信号と乗算器２８０３から入力した定数−２と通信路利得αとコンスタレーションマッピング点間距離Ｒとを各々乗算して絶対値演算部２８０５へ出力する。
【０１５５】
絶対値演算部２８０５は、加算器２８０４から入力する受信信号の絶対値を求めて乗算器２８０６へ出力する。
【０１５６】
乗算器２８０６は、絶対値演算部２８０５から入力した受信信号と定数−１とを乗算して加算器２８０８へ出力する。
【０１５７】
乗算器２８０７は、通信路利得演算部１０５から入力した通信路利得と記憶部７０１から入力したコンスタレーションマッピング点間距離とを乗算して加算器２８０８へ出力する。
【０１５８】
加算器２８０８は、乗算器２８０６から入力した受信信号と乗算器２８０７から入力した通信路利得とコンスタレーションマッピング点間距離との乗算値を乗算して乗算器２８０９へ出力する。
【０１５９】
乗算器２８０９は、加算器２８０８から入力した受信信号と通信路利得演算部１０５から入力した通信路利得とを乗算して誤り訂正復号部１０８へ出力する。
【０１６０】
上記構成を有する５ビット目計算部２１０９において求めた軟判定値は、式（３５）のようになる。
【数３５】
なお、６ビット目計算部２１１０は、５ビット目計算部２１０９と同一構成であるため説明は省略する。ただし、６ビット目計算部２１１０において求めた軟判定値は、式（３６）のようになる。
【数３６】
次に、図２９から図３７を用いて、式（２１）から式（３６）を用いて６４ＱＡＭ軟判定復調できる理由を説明する。図２９は、送信側のコンスタレーションマッピングの一例である。６４ＱＡＭの信号がフェージング通信路を伝送し受信された場合、図３０に示すように、受信点は送信時のコンスタレーションマッピング点よりも通信路利得αによって増幅されて広がりを持つ。また、受信機側のアンプなどによってガウス分布をもつ白色ノイズが加算されたものとなる。
【０１６３】
ここで、６４ＱＡＭ変調においては、１シンボルは６ビットから構成されるものであり、送信側では複数シンボルを繰り返し送信し、受信側では複数シンボルを繰り返し受信する。１シンボルにおけるビット毎の符号配列は、図２９に示す６４種類であり、各シンボルにおけるビット毎の符号配列に応じてＩ−Ｑ平面上にマッピングされる位置が異なる。
【０１６４】
最初に、１ビット目の軟判定値について説明する。送信側において、１ビット目のコンスタレーションマッピングは図３１のようになる。上記実施の形態１より、０符号で送信されて受信点Ａが観測される確率Ｐ０Ａと、１符号で送信されて受信点Ａが観測される確率Ｐ１Ａより求めた軟判定値ΛＡ１は、式（４）よりＩ成分のみで軟判定値ΛＡ１をあらわすことができるため、Ｑ成分の確率密度分布を無視し、Ｉ成分のみで軟判定値を導出することが可能である。よって、確率密度分布は図３２のように置き換えることができる。
【０１６５】
図３２は、上のＩ−Ｑ平面図と下の確率密度分布とＩ軸との関係図を対応させて示したものであり、上下の両図面においてＩ軸の値は同一の値となるように記載している。これは、図３４及び図３６においても同様である。
【０１６６】
軟判定値の導出の際に、図３２の０符号及び１符号の確率密度分布は４つずつ存在し、受信点にもっとも近い１符号と符号０の確率密度分布同士を用いることによって、従来と同様に近似的に軟判定値を求めることができる。
【０１６７】
図３２において、隣り合うコンスタレーションマッピング点間の中点であるＩ座標であって、かつ隣り合う確率密度分布Ｗ３２０１、Ｗ３２０２、Ｗ３２０３、Ｗ３２０４、Ｗ３２０５、Ｗ３２０６、Ｗ３２０７、Ｗ３２０８が互いに交わる点におけるＩ座標の値を境界線として、領域１１から領域１７に分割する。隣り合う確率密度分布Ｗ３２０１、Ｗ３２０２、Ｗ３２０３、Ｗ３２０４、Ｗ３２０５、Ｗ３２０６、Ｗ３２０７、Ｗ３２０８が互いに交わる点は、交わっている２つの確率密度分布における確率密度（第３の確率密度と第４の確率密度）が同じになる。領域１１と領域１２の境界線のＩ座標は−３Ｒαであり、領域１２と領域１３の境界線のＩ座標は−２Ｒαであり、領域１３と領域１４の境界線のＩ座標は−Ｒαであり、領域１４と領域１５の境界線のＩ座標はαＲであり、領域１５と領域１６の境界線のＩ座標は２αＲであり、領域１６と領域１７の境界線のＩ座標は３αＲである。また、領域１１は確率密度分布Ｗ３２０１のピークを含むものであり、領域１２は確率密度分布Ｗ３２０２のピークを含むものであり、領域１３は確率密度分布Ｗ３２０３のピークを含むものであり、領域１４は確率密度分布Ｗ３２０４のピーク及び確率密度分布Ｗ３２０５のピークを含むものであり、領域１５は確率密度分布Ｗ３２０６のピークを含むものであり、領域１６は確率密度分布Ｗ３２０７のピークを含むものであり、領域１７は確率密度分布Ｗ３２０８のピークを含むものである。
【０１６８】
受信点が図３２の領域１１であるときは、図３２に示すように、領域１１の受信点の確率密度分布は符号１の確率密度分布Ｗ３２０１であるから、領域１１の受信点に最も近い符号０の確率分布Ｗ３２０５を用いて軟判定値を求める。したがって、軟判定値Λは、式（３７）のようになる。
【数３７】
また、受信点が領域１２にあるときは、図３２に示すように、領域１２の受信点の確率密度分布は符号１の確率密度分布Ｗ３２０２であるから、領域１２の受信点に最も近い符号０の確率分布Ｗ３２０５を用いて軟判定値を求める。したがって、軟判定値Λは、式（３８）のようになる。
【数３８】
また、受信点が図３２の領域１３であるときは、図３２に示すように、領域１３の受信点の確率分布は符号１の確率分布Ｗ３２０３であるから、領域１３の受信点に最も近い符号０の確率分布Ｗ３２０５を用いて軟判定値を求める。したがって、軟判定値Λは、式（３９）のようになる。
【数３９】
また、受信点が図３２の領域１４であるときは、図３２に示すように、領域１４の受信点の確率分布は符号１の確率分布Ｗ３２０４若しくは符号０の確率分布Ｗ３２０５であるから、領域１４の受信点に最も近い符号０の確率分布Ｗ３２０５若しくは符号１の確率分布Ｗ３２０４を用いて軟判定値を求める。したがって、軟判定値Λは、式（４０）のようになる。
【数４０】
また、受信点が図３２の領域１５であるときは、図３２に示すように、領域１５の受信点の確率分布は符号０の確率分布Ｗ３２０６であるから、領域１５の受信点に最も近い符号１の確率分布Ｗ３２０４を用いて軟判定値を求める。したがって、軟判定値Λは、式（４１）のようになる。
【数４１】
また、受信点が図３２の領域１６であるときは、図３２に示すように、領域１６の受信点の確率分布は符号０の確率分布Ｗ３２０７であるから、領域１６の受信点に最も近い符号１の確率分布Ｗ３２０４を用いて軟判定値を求める。したがって、軟判定値Λは、式（４２）のようになる。
【数４２】
また、受信点が図３２の領域１７であるときは、図３２に示すように、領域１７の受信点の確率分布は符号０の確率分布Ｗ３２０８であるから、領域１７の受信点に最も近い符号１の確率分布Ｗ３２０４を用いて軟判定値を求める。したがって、軟判定値Λは、式（４３）のようになる。
【数４３】
次に、２ビット目の軟判定値について、図３３を用いて説明する。図３３は、左のＩ−Ｑ平面図と右の確率密度分布とＱ軸との関係図を対応させて示したものであり、左右の両図面においてＱ軸の値は同一の値となるように記載している。これは、図３５及び図３７においても同様である。受信点の確率分布は図３３のようになり、上記１ビット目の導出時とＩ軸とＱ軸の値を入れ替えただけなので、同様にして、受信点が図３２の領域１８であるときの軟判定値Λは、式（４４）のようになる。
【数４４】
また、受信点が図３３の領域１９であるときの軟判定値Λは、式（４５）のようになる。
【数４５】
また、受信点が図３３の領域２０であるときの軟判定値Λは、式（４６）のようになる。
【数４６】
また、受信点が図３３の領域２１であるときの軟判定値Λは、式（４７）のようになる。
【数４７】
また、受信点が図３３の領域２２であるときの軟判定値Λは、式（４８）のようになる。
【数４８】
また、受信点が図３３の領域２３であるときの軟判定値Λは、式（４９）のようになる。
【数４９】
また、受信点が図３３の領域２４であるときの軟判定値Λは、式（５０）のようになる。
【数５０】
次に、３ビット目の軟判定値について説明する。受信点の確率分布は図３４のようになり、この場合、確率分布がＱ軸に対して対称になっているため、Ｑ軸から受信点までの距離を用いて軟判定値を求めることができる。なお、Ｑ軸に対して対称な領域は同一の領域と考えることができるため、実質的に受信点が５つの領域のいずれの領域に含まれるかを判定すれば良い。したがって、受信点が図３４の領域２５で受信されたときの軟判定値Λは、式（５１）のようになる。
【数５１】
また、受信点が図３４の領域２６であるときの軟判定値Λは、式（５２）のようになる。
【数５２】
また、受信点が図３４の領域２７であるときの軟判定値Λは、式（５３）のようになる。
【数５３】
次に、４ビット目の軟判定値について説明する。受信点の確率分布は図３５のようになり、３ビット目とＩ軸とＱ軸を入れ替えただけなので、同様にしてＩ軸から受信点までの距離を用いて軟判定値を求めることができる。したがって、受信点が図３５の領域２８で受信されたときの軟判定値Λは、式（５４）のようになる。
【数５４】
また、受信点が図３５の領域２９であるときの軟判定値Λは、式（５５）のようになる。
【数５５】
また、受信点が図３５の領域３０であるときの軟判定値Λは、式（５６）のようになる。
【数５６】
次に、５ビット目の軟判定値について説明する。受信点の確率分布は図３６のようになり、この場合受信点の確率分布がＱ軸に対して対称となり、また、Ｉ軸の正の領域を考えるとＩ軸の座標２αＲを境界にして対称となっており、同じようにＩ軸の負の領域を考えるとＩ軸の座標−２αＲを境界にして対称となっていることを利用し、領域判別をせずに軟判定値Λを求めることができる。したがって、軟判定値Λは、式（５７）のようになる。
【数５７】
次に、６ビット目の軟判定値について説明する。受信点の確率分布は図３７のようになり、５ビット目とＩ軸とＱ軸を入れ替えただけなので、同様にして軟判定値を求めることができる。したがって、軟判定値Λは、式（５８）のようになる。
【数５８】
このように、本実施の形態の軟判定復号装置及び軟判定復号方法によれば、上記実施の形態１の効果に加えて、Ｉ成分及びＱ成分が、５領域のいずれに受信されたかを判定して、受信信号のＩ成分とＱ成分とコンスタレーションマッピング点間距離と通信路利得の乗算または減算などの単純な計算を行うことで軟判定値を得ることができる。これによって、軟判定値算出の精度を落とすことなく計算量を減少して、高速に軟判定値を算出することができ、軟判定値算出の際の処理遅延を短縮することができる。また、５ビット目及び６ビット目の軟判定値を求める際は、領域判定をする必要がないので、軟判定値を求める演算速度を高速にすることができる。また、軟判定値を求める際の領域判別をサイン関数を用いることにより７領域から４領域に削減するので、軟判定値を求める演算が高速化でき、これにより復調処理も高速化することができる。
【０１９１】
なお、本実施の形態においては、信号間距離Ｒは一定であることとしたが、２種類以上の信号間距離Ｒを持っている場合についても適用可能である。この場合には、信号間距離Ｒを変数として用いてもよい。また、雑音の分散σ２が受信信号によって変化する場合にも適用可能であり、この場合には、雑音の分散σ２を変数として用いてもよい。
【０１９２】
（実施の形態４）
図３８は、本発明の実施の形態４に係る軟判定復号装置の構成を示す図である。本実施の形態における軟判定復号装置である軟判定復号部３８００は、ＱＰＳＫにおける軟判定復号部１０７、１６ＱＡＭにおける軟判定復号部７００及び６４ＱＡＭにおける軟判定復号部２１００を各々含むとともに、軟判定復号部１０７、７００、２１００をスイッチ部３８０１で切り替えるものである。なお、軟判定復号部１０７の構成は上記実施の形態１の軟判定復号部１０７と同一構成であり、軟判定復号部７００の構成は上記実施の形態２の軟判定復号部７００と同一構成であり、軟判定復号部２１００の構成は上記実施の形態３の軟判定復号部２１００と同一構成であるので、その説明は省略する。
【０１９３】
スイッチ部３８０１は、図示しない制御部からの制御信号により現在の通信に用いている変復調方法に用いられる軟判定復号部１００、軟判定復号部７００及び軟判定復号部２１００のいずれか１つを選択し、パイロット信号分離部１０３から入力した受信信号及び通信路利得演算部１０５から入力した通信路利得を選択した軟判定復号部へ出力する。
【０１９４】
このように、本実施の形態における軟判定復号装置は、上記実施の形態１から実施の形態３の効果に加えて、変復調方法が変更されても同一の復調装置を用いることができるため、製造コストを低減することができ、かつ受信装置に搭載した際には省スペース化を図ることができる。また、フェージング通信路の状況が悪いときにはＱＰＳＫを用いて確実に送信し、状況が良いときには６４ＱＡＭを用い大量のデータを高速に送信するように、通信環境に応じて変調方式を変えることができるため、効率良く通信を行うことができる。
【０１９５】
なお、上記実施の形態１から実施の形態４に記載した軟判定復号装置は、受信装置、基地局装置及び通信端末装置に適用することが可能である。また、上記実施の形態１から実施の形態４に記載した軟判定値を算出するための手順をコンピュータプログラムにしてコンピュータにより軟判定値を算出するようにしても良く、またこのコンピュータプログラムをＣＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体に記憶させても良い。
【０１９６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、軟判定値算出の精度を落とすことなく計算量を減少して、高速に軟判定値を算出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る軟判定復号装置を含む無線装置の構成を示すブロック図
【図２】本発明の実施の形態１に係る軟判定復号装置の構成を示すブロック図
【図３】本発明の実施の形態１に係るＱＰＳＫ変調のコンスタレーションマッピング点を示す図
【図４】本発明の実施の形態１に係るＱＰＳＫ変調の受信分布を示す図
【図５】本発明の実施の形態１に係る確率分布とＩ軸との関係を示す図
【図６】本発明の実施の形態１に係る確率分布とＱ軸との関係を示す図
【図７】本発明の実施の形態２に係る軟判定復号装置の構成を示すブロック図
【図８】本発明の実施の形態２に係る１ビット目計算部の構成を示すブロック図
【図９】本発明の実施の形態２に係る３ビット目計算部の構成を示すブロック図
【図１０】本発明の実施の形態２に係る軟判定復号装置の動作を示すフロー図
【図１１】本発明の実施の形態２に係る１６ＱＡＭ変調のコンスタレーションマッピング点を示す図
【図１２】本発明の実施の形態２に係るＱＰＳＫ変調の受信分布を示す図
【図１３】本発明の実施の形態２に係る１ビット目のコンスタレーションマッピング点を示す図
【図１４】本発明の実施の形態２に係る確率分布とＩ軸との関係を示す図
【図１５】本発明の実施の形態２に係る確率分布とＩ軸との関係を示す図
【図１６】本発明の実施の形態２に係る確率分布とＩ軸との関係を示す図
【図１７】本発明の実施の形態２に係る確率分布とＩ軸との関係を示す図
【図１８】本発明の実施の形態２に係る確率分布とＱ軸との関係を示す図
【図１９】本発明の実施の形態２に係る確率分布とＩ軸との関係を示す図
【図２０】本発明の実施の形態２に係る確率分布とＱ軸との関係を示す図
【図２１】本発明の実施の形態３に係る軟判定復号装置の構成を示すブロック図
【図２２】本発明の実施の形態３に係る受信点の座標と定数Ｃ１との関係を示す図
【図２３】本発明の実施の形態３に係る受信点の座標と定数Ｃ２との関係を示す図
【図２４】本発明の実施の形態３に係る受信点の座標と定数Ｃ３との関係を示す図
【図２５】本発明の実施の形態３に係る受信点の座標と定数Ｃ４との関係を示す図
【図２６】本発明の実施の形態３に係る１ビット目計算部の構成を示すブロック図
【図２７】本発明の実施の形態３に係る３ビット目計算部の構成を示すブロック図
【図２８】本発明の実施の形態３に係る５ビット目計算部の構成を示すブロック図
【図２９】本発明の実施の形態３に係る６４ＱＡＭ変調のコンスタレーションマッピング点を示す図
【図３０】本発明の実施の形態３に係る６４ＱＡＭ変調の受信分布を示す図
【図３１】本発明の実施の形態３に係る６４ＱＡＭ変調の１ビット目のコンスタレーションマッピング点を示す図
【図３２】本発明の実施の形態３に係る確率密度分布とＩ軸との関係を示す図
【図３３】本発明の実施の形態３に係る確率密度分布とＱ軸との関係を示す図
【図３４】本発明の実施の形態３に係る確率密度分布とＩ軸との関係を示す図
【図３５】本発明の実施の形態３に係る確率密度分布とＱ軸との関係を示す図
【図３６】本発明の実施の形態３に係る確率密度分布とＩ軸との関係を示す図
【図３７】本発明の実施の形態３に係る確率密度分布とＱ軸との関係を示す図
【図３８】本発明の実施の形態４に係る軟判定復号装置の構成を示すブロック図
【図３９】従来の１６ＱＡＭ変調における１ビット目のコンスタレーションマッピング点と受信点との関係を示す図
【図４０】従来の１６ＱＡＭ変調における１ビット目のコンスタレーションマッピング点と受信点との関係を示す図
【符号の説明】
１０７、７００、２１００、３８００ 軟判定復号部
２０１ 信号分離部
２０２ 乗算器
２０３ 乗算器
７０１ 計算部
７０３ 判定制御部
Claims (16)
- Ｉ−Ｑ平面上の受信点が前記受信点に最も近いコンスタレーションマッピング点の符号と同一である第１の確率密度と、前記第１の確率密度における符号と異なる符号であって前記受信点に最も近いコンスタレーションマッピング点の符号と同一である第２の確率密度との差分より軟判定値を算出する軟判定値算出手段を具備することを特徴とする軟判定復号装置。
- 前記軟判定値算出手段は、ＱＰＳＫ復調された受信信号より軟判定値を算出することを特徴とする請求項１記載の軟判定復号装置。
- 前記軟判定値算出手段は、Ｉ成分の絶対値と通信利得を乗算して各シンボルの１ビット目の軟判定値を算出するとともに、Ｑ成分の絶対値と通信利得を乗算して各シンボルの２ビット目の軟判定値を算出することを特徴とする請求項１または請求項２記載の軟判定復号装置。
- 前記受信点のＩ成分及びＱ成分が、隣り合うコンスタレーションマッピング点間の中点のＩ座標値及びＱ座標値を境界としてＩ軸若しくはＱ軸を複数に分割した領域のいずれに存在するかの判定をする判定手段を有し、前記軟判定値算出手段は、前記領域毎に軟判定値を算出する前記領域毎の複数からなり、前記判定手段により判定した前記領域の軟判定値算出手段を用いて軟判定値を算出することを特徴とする請求項１または請求項３記載の軟判定復号装置。
- 前記受信点のＩ成分及びＱ成分が、受信点が隣り合うコンスタレーションマッピング点の一方の符号である第３の確率密度と他方の符号である第４の確率密度とが同じ確率密度であるＩ座標値及びＱ座標値を境界としてＩ軸若しくはＱ軸を複数に分割した領域のいずれに存在するかの判定をする判定手段を有し、前記軟判定値算出手段は、前記領域毎に軟判定値を算出する前記領域毎の複数からなり、前記判定手段により判定した前記領域の軟判定値算出手段を用いて軟判定値を算出することを特徴とする請求項１または請求項３記載の軟判定復号装置。
- 前記判定手段は、コンスタレーションマッピング点の符号がＩ軸若しくはＱ軸に対して対称である場合は、Ｉ軸若しくはＱ軸に対して対称である前記領域を同一の領域として判定することを特徴とする請求項４または請求項５記載の軟判定復号装置。
- 前記軟判定値算出手段は、１６ＱＡＭ復調された受信信号より各シンボルの１ビット目から４ビット目の軟判定値を算出することを特徴とする請求項４から請求項６のいずれかに記載の軟判定復号装置。
- 前記軟判定値算出手段は、６４ＱＡＭ復調された受信信号より軟判定値を算出する場合に、Ｑ軸からの距離より各シンボルの第５ビット目の軟判定値を算出するとともにＩ軸からの距離より各シンボルの第６ビット目の軟判定値を算出することを特徴とする請求項１または請求項３記載の軟判定復号装置。
- 前記軟判定値算出手段は、１６ＱＡＭ復調された受信信号を用いて、（２ａＩ−ｓｉｇｎ（ａＩ）×Ｒ×α）（ａＩは受信点のＩ成分、Ｒは隣り合う受信点間の距離、αは通信路利得）若しくはａＩ×αより各シンボルの１ビット目の軟判定値を算出し、（２ａＱ−ｓｉｇｎ（ａＱ）×Ｒ×α）（ａＱは受信点のＱ成分）若しくはａＱ×αより各シンボルの２ビット目の軟判定値を算出し、（Ｒ×α−｜ａＩ｜）×α（｜ａＩ｜は受信点のＩ成分の絶対値）より各シンボルの３ビット目の軟判定値を算出し、（Ｒ×α−｜ａＱ｜）×α（｜ａＱ｜は受信点のＱ成分の絶対値）より各シンボルの４ビット目の軟判定値を算出することを特徴とする請求項１記載の軟判定復号装置。
- 前記軟判定値算出手段は、６４ＱＡＭ復調された受信信号を用いて、（Ｃ１×ａＩ−Ｃ２×ｓｉｇｎ（ａＩ）×Ｒ×α）×Ｃ３×α（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３は定数、ａＩは受信点のＩ成分、Ｒは隣り合う受信点間の距離、αは通信路利得）若しくはａＩ×αより各シンボルの１ビット目の軟判定値を算出し、（Ｃ１×ａＱ−Ｃ２×ｓｉｇｎ（ａＱ）×Ｒ×α）×Ｃ３×α（ａＱは受信点のＱ成分）若しくはａＱ×αより各シンボルの２ビット目の軟判定値を算出し、（Ｃ４×Ｒ×α−Ｃ５×｜ａＩ｜）×α（Ｃ４、Ｃ５は定数、｜ａＩ｜は受信点のＩ成分の絶対値）より各シンボルの３ビット目の軟判定値を算出し、（Ｃ４×Ｒ×α−Ｃ５×｜ａＱ｜）×α（｜ａＱ｜は受信点のＱ成分の絶対値）より各シンボルの４ビット目の軟判定値を算出し、（Ｒ×α−｜｜ａＩ｜−２Ｒ×α｜）×α（｜｜ａＩ｜−２Ｒ×α｜は｜ａＩ｜−２Ｒ×αの絶対値）より各シンボルの５ビット目の軟判定値を算出し、（Ｒ×α−｜｜ａＱ｜−２Ｒ×α｜）×α（｜｜ａＱ｜−２Ｒ×α｜は｜ａＱ｜−２Ｒ×αの絶対値）より各シンボルの６ビット目の軟判定値を算出することを特徴とする請求項１記載の軟判定復号装置。
- 請求項２、請求項９及び請求項１０記載の軟判定復号装置を各々具備し、前記軟判定復号装置を復調方式に応じて切り替えて軟判定値を算出することを特徴とする軟判定復号装置。
- 請求項１から請求項１１のいずれかに記載の軟判定復号装置を具備することを特徴とする基地局装置。
- 請求項１から請求項１１のいずれかに記載の軟判定復号装置を具備することを特徴とする通信端末装置。
- Ｉ−Ｑ平面上の受信点が前記受信点に最も近いコンスタレーションマッピング点の符号と同一である第１の確率密度と、前記第１の確率密度における符号と異なる符号であって前記受信点に最も近いコンスタレーションマッピング点の符号と同一である第２の確率密度との差分より軟判定値を算出することを特徴とする軟判定復号方法。
- 請求項２、請求項９及び請求項１０記載の軟判定復号装置を復調方式に応じて切り替えて軟判定値を算出することを特徴とする軟判定復号方法。
- コンピュータにＩ−Ｑ平面上の受信点が前記受信点に最も近いコンスタレーションマッピング点の符号と同一である第１の確率密度と、前記第１の確率密度における符号と異なる符号であって前記受信点に最も近いコンスタレーションマッピング点の符号と同一である第２の確率密度との差分より軟判定値を算出させるためのプログラム。
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| JP2002259449A JP2004104188A (ja) | 2002-09-04 | 2002-09-04 | 軟判定復号装置及び軟判定復号方法 |
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