JP2004241833A - ビタビ復号装置及び方法並びにｏｆｄｍ復調装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】エラー訂正能力を高くするとともに、効率的な電力消費を行う。
【解決手段】ビタビ復号部９は、畳み込み符号化されたデータ列をビタビ復号する第１のビタビデコーダ１１と、第１のビタビ復号回路よりもエラー訂正能力が高く畳み込み符号化されたデータ列をビタビ復号する第２のビタビデコーダ１２と、切換出力部１３と、誤り発生状況検出部１４と、制御部１５とを備えている。誤り発生状況検出部１４は、ビタビ復号後のデータ列の誤り発生状況を検出する。制御部１５は、誤り発生量が少なく、伝送路の状況が良好であると判断する場合には、第１のビタビデコーダ１１を選択し、誤り発生量が多く伝送路の状況が悪いと判断する場合には、第２のビタビデコーダ１２を選択する。
【選択図】 図２
【解決手段】ビタビ復号部９は、畳み込み符号化されたデータ列をビタビ復号する第１のビタビデコーダ１１と、第１のビタビ復号回路よりもエラー訂正能力が高く畳み込み符号化されたデータ列をビタビ復号する第２のビタビデコーダ１２と、切換出力部１３と、誤り発生状況検出部１４と、制御部１５とを備えている。誤り発生状況検出部１４は、ビタビ復号後のデータ列の誤り発生状況を検出する。制御部１５は、誤り発生量が少なく、伝送路の状況が良好であると判断する場合には、第１のビタビデコーダ１１を選択し、誤り発生量が多く伝送路の状況が悪いと判断する場合には、第２のビタビデコーダ１２を選択する。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、畳み込み符号化がされたデータ列をビタビ復号するビタビ復号装置及び方法、並びに、畳み込み符号化がされたデータ列を直交周波数分割多重化変調して生成された信号（ＯＦＭＤ信号）を復調するＯＦＤＭ復調装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＯＦＤＭ変調方式を採用した無線通信システムが広く用いられるようになっている（例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１Ａ，Ｇ，Ｈ等）。
【０００３】
ＯＦＤＭ変調方式とは、伝送帯域内に多数の直交する副搬送波（サブキャリア）を設け、各サブキャリアの振幅及び位相にＰＳＫ（Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）やＱＡＭ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）によりデータを割り当てて、デジタル変調する方式である。ＯＦＤＭ方式は、多数のサブキャリアで伝送帯域を分割するため、サブキャリア１波あたりの帯域は狭くなり変調速度は遅くなるが、トータルの伝送速度は、従来の変調方式と変わらないという特徴を有している。また、ＯＦＤＭ方式は、多数のサブキャリアが並列に伝送されるのでシンボル速度が遅くなり、シンボルの時間長に対する相対的なマルチパスの時間長を短くすることができ、マルチパス妨害を受けにくくなるという特徴を有している。また、ＯＦＤＭ方式は、複数のサブキャリアに対してデータの割り当てが行われることから、変調時には逆フーリエ変換を行うＩＦＦＴ（Ｉｎｖｅｒｓｅ Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）演算回路、復調時にはフーリエ変換を行うＦＦＴ（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）演算回路を用いることにより、送受信回路を構成することができるという特徴を有している。
【０００４】
また、ＯＦＤＭ変調方式を採用した無線通信システムでは、一般に、送信時には、伝送するデータ系列に対して畳み込み符号化を行い、受信時には、ビタビアルゴリズムを利用した復号処理（ビタビ復号）を用いて、畳み込み符号化されたデータ系列の復号処理を行うことによって、伝送データのエラー訂正処理を行っている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−２６９８２５号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、一般に、無線通信システムでは、劣悪な伝送路の環境でも伝送データが復調できるように、より高いエラー訂正能力が求められる。その一方、無線通信システムでは、例えば携帯性等を鑑みた場合、消費電力をより低くすることも求められる。
【０００７】
通常、通信装置内に設けられるビタビ復号回路は、スペック上の最悪の伝送環境を想定し、そのような環境であっても伝送データが復調できる程度のエラー訂正能力で回路構成されている。例えば、時折発生する所定長のバーストエラーに対しての耐性を持たせるために、パスメトリック長を長くしたり、軟判定復号のビット幅を大きくしたりしている。
【０００８】
しかしながら、通常の伝送路の状態で通信が行われる場合には、ビタビ復号回路にそこまでのエラー訂正能力は必要とされていない。従って、ビタビ復号回路は、伝送路の状態が通常の場合には、過剰に電力を消費してしまっていることとなる。
【０００９】
本発明は、このような従来の実情に鑑みて提案されたものであり、エラー訂正能力を高くするとともに、効率的な電力消費を行うことができるビタビ復号装置及び方法、並びに、ＯＦＤＭ復調装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかるビタビ復号装置は、伝送路を介して入力された畳み込み符号化がされたデータ列をビタビ復号するビタビ復号装置であって、畳み込み符号化されたデータ列をビタビ復号する第１のビタビ復号手段と、畳み込み符号化されたデータ列をビタビ復号する第２のビタビ復号手段と、ビタビ復号後のデータ列の状態又は上記伝送路の状態に基づき上記第１のビタビ復号手段又は上記第２のビタビ復号手段の一方を選択し、選択したビタビ復号手段に対して上記伝送路を介して入力された上記データ列をビタビ復号させ、選択していないビタビ復号手段の動作を停止させる切換制御手段とを備えている。上記本発明にかかるビタビ復号装置では、第１のビタビ復号手段のエラー訂正能力が第２のビタビ復号手段のエラー訂正能力よりも小さい。
【００１１】
また、本発明にかかるビタビ復号方法は、伝送路を介して入力された畳み込み符号化がされたデータ列をビタビ復号するビタビ復号方法であって、畳み込み符号化されたデータ列をビタビ復号する第１のビタビ復号回路と、第１のビタビ復号回路よりもエラー訂正能力が高く畳み込み符号化されたデータ列をビタビ復号する第２のビタビ復号回路とを用い、ビタビ復号後のデータ列の状態又は上記伝送路の状態に基づき第１のビタビ復号回路又は上記第２のビタビ復号回路の一方を選択し、選択したビタビ復号回路に対して上記伝送路を介して入力された上記データ列をビタビ復号させ、選択していないビタビ復号回路の動作を停止させる。
【００１２】
また、本発明にかかるＯＦＤＭ復調装置は、畳み込み符号化がされたデータ列を直交周波数分割多重化変調して生成された信号（ＯＦＭＤ信号）を復調するＯＦＤＭ復調装置であって、上記ＯＦＤＭ信号を復調して畳み込み符号化されたデータ列を生成する復調手段と、畳み込み符号化されたデータ列をビタビ復号する第１のビタビ復号手段と、畳み込み符号化されたデータ列をビタビ復号する第２のビタビ復号手段と、ビタビ復号後のデータ列の状態又は上記伝送路の状態に基づき上記第１のビタビ復号手段又は上記第２のビタビ復号手段の一方を選択し、選択したビタビ復号手段に対して上記復調手段により復調されたデータ列をビタビ復号させ、選択していないビタビ復号手段の動作を停止させる切換制御手段とを備えている。上記本発明にかかるＯＦＤＭ復調装置では、第１のビタビ復号手段のエラー訂正能力が第２のビタビ復号手段のエラー訂正能力よりも小さい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態として、ＯＦＤＭ変調方式の無線ＬＡＮシステム（ＩＥＥＥ８０２．１１Ａ，Ｇ，Ｈ等）に適用される受信装置について説明をする。
【００１４】
（第１の実施の形態）
まず、本発明の第１の実施の形態について説明をする。
【００１５】
図１に、本発明の第１の実施の形態の受信装置のブロック図を示す。
【００１６】
受信装置１は、図１に示すように、アンテナ２と、チューナ３と、直交復調部４と、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）５と、Ａ／Ｄ変換部６と、ＦＦＴ演算部７と、復調部８と、ビタビ復号部９とを備えている。
【００１７】
送信側から送信された送信波は、受信装置１のアンテナ２により受信され、ＲＦ信号としてチューナ３に供給される。
【００１８】
アンテナ２により受信されたＲＦ信号は、チューナ３によって増幅されるとともにＩＦ信号に周波数変換され、直交復調部４に供給される。直交復調部４は、所定の中心周波数の２相のキャリア信号を用いてＩＦ信号を直交復調し、ベースバンドのＯＦＤＭ信号（Ｉ成分，Ｑ成分）を出力する。ベースバンドのＯＦＤＭ信号は、バンドパスフィルタ５によりフィルタリングされた後、Ａ／Ｄ変換部６によりデジタル化される。デジタル化されたベースバンドのＯＦＭＤ信号は、ＦＦＴ演算部７に供給される。
【００１９】
ＦＦＴ演算部７は、ベースバンドのＯＦＤＭ信号に対して、伝送シンボルの同期処理を行いながら伝送シンボル毎にＦＦＴ演算をし、各サブキャリアに直交変調されている信号を抽出する。各サブキャリアに変調されている信号成分は、復調部８に供給される。
【００２０】
復調部８は、ＦＦＴ演算部７により各サブキャリアから復調された後の信号が供給され、その信号に対してキャリア復調を行い、伝送データ系列を復調する。例えば復調部８は、ＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ又は６４ＱＡＭ等の復調を行って、伝送データ系列を復調する。復調部８により復調された伝送データ系列は、畳み込み符号化がされている。復調部８により復調された伝送データ系列は、ビタビ復号部９に供給される。
【００２１】
ビタビ復号部９は、畳み込み符号化がされている伝送データ系列に対して、ビタビ復号を行うことによって、畳み込み符号化の復号処理を行い、後段の伝送路復号回路等に供給する。
【００２２】
つぎに、ビタビ復号部９内の構成について説明をする。
【００２３】
図２に、ビタビ復号部９のブロック構成図を示す。
【００２４】
ビタビ復号部９は、図２に示すように、第１のビタビデコーダ１１と、第２のビタビデコーダ１２と、切換出力部１３と、誤り発生状況検出部１４と、制御部１５とを備えている。
【００２５】
第１のビタビデコーダ１１及び第２のビタビデコーダ１２は、畳み込み符号化がされているデータ系列に対してビタビ復号を行う回路である。第１のビタビデコーダ１１及び第２のビタビデコーダ１２には、復調部８によりキャリア復調がされた後の伝送データ系列（畳み込み符号化がされているデータ系列）が入力される。
【００２６】
ここで、第１のビタビデコーダ１１の誤り訂正能力は、第２のビタビデコーダ１２の誤り訂正能力よりも低い回路としている。例えば、第１のビタビデコーダ１１を硬判定ビタビ復号回路とし、第２のビタビデコーダ１２を軟判定ビタビ復号回路とする。また、あるいは、第１のビタビデコーダ１１のパスメトリック長を、第２のビタビデコーダ１２のパスメトリック長よりも、短くしてもよい。また、あるいは、第１のビタビデコーダ１１及び第２のビタビデコーダ１２をともに軟判定ビタビ復号回路とし、第１のビタビデコーダ１１のビット幅を、第２のビタビデコーダ１２のビット幅よりも、短くしてもよい。このように第１のビタビデコーダ１１の誤り訂正能力を第２のビタビデコーダ１２の誤り訂正能力よりも低くすることによって、第１のビタビデコーダ１１の方が第２のビタビデコーダ１２よりも回路規模が小さくなり、消費電力が低い回路となる。
【００２７】
なお、ビタビデコーダは、通常、入力された信号点からブランチメトリックを生成するブランチメトリック生成回路と、ブランチメトリックに基づきパスを選択するＡＣＳ（Ａｄｄ Ｃｏｍｐａｒｅ Ｓｅｌｅｃｔ）回路と、残存パスを記憶するパスメモリとから構成されるが、ビット幅が共通である場合には、ブランチメトリック生成回路を共通としてもよい。
【００２８】
切換出力部１３は、第１のビタビデコーダ１１から出力された伝送データ系列、又は、第２のビタビデコーダ１２から出力された伝送データ系列のいずれか一方のデータ系列を選択して、外部に出力する。
【００２９】
誤り発生状況検出部１４は、ビタビ復号後のデータ等を参照して、ビタビ復号後の伝送データ系列の誤り発生量を検出する。例えば、誤り発生状況検出部１４は、ビタビ復号後の伝送路復号回路等で処理がされるＣＲＣ（Ｃｙｃｌｉｃ Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ Ｃｈｅｃｋ）の検出結果、或いは、ＲＳ（Ｒｅｅｄ−Ｓｏｌｏｍｏｎ）符号等のブロック符号の誤り検出結果に基づき、ビタビ復号後の伝送データ系列の誤り発生量を検出する。
【００３０】
制御部１５は、低消費電力モードと通常電力モードとのモード制御を行う。さらに、制御部１５は、選択したモードに応じて、第１のビタビデコーダ１１及び第２のビタビデコーダ１２の動作状態及び休止状態の制御、並びに、切換出力部１３の切換制御を行う。
【００３１】
制御部１５は、低消費電力モードを選択したときには、切換出力部１３を制御して第１のビタビデコーダ１１の出力データを外部に出力するとともに、第１のビタビデコーダ１１を動作状態とし、第２のビタビデコーダ１２を休止状態とする。制御部１５は、通常電力モードを選択したときには、切換出力部１３を制御して第２のビタビデコーダ１２の出力データを外部に出力するとともに、第２のビタビデコーダ１２を動作状態とし、第１のビタビデコーダ１１を休止状態とする。
【００３２】
なお、ここでのビタビデコーダの休止状態とは、単にデータの出力が停止したのみの状態ではなく、通常の動作状態よりも消費電力を著しく少なくした状態である。例えば、内部の処理動作を停止させたり、動作クロックを停止したり、電源の供給を停止した状態である。
【００３３】
つまり、低消費電力モードでは、第１のビタビデコーダ１１によりビタビ復号が行われ、第２のビタビデコーダ１２は停止している。反対に、通常電力モードでは、第２のビタビデコーダ１２によりビタビ復号が行われ、第１のビタビデコーダ１１が停止している。
【００３４】
また、制御部１５は、誤り発生状況検出部１４により検出された誤り発生量に基づき、低消費電力モードと通常電力モードとの選択制御を行う。
【００３５】
例えば、制御部１５は、通信動作の開始時には、動作モードを通常電力モードとしておく。制御部１５は、まず、通常電力モードでビタビ復号を行わせ、つまり、第２のビタビデコーダ１２によりビタビ復号を行わせ、一定時間毎に、誤り発生状況検出部１４により検出された誤り発生量をモニタする。モニタの結果、誤り発生量が一定量以下となった場合には、動作モードを通常電力モードから低消費電力モードに切り換える。つまり、第１のビタビデコーダ１１によりビタビ復号を行わせるように切換制御を行う。誤り発生量が一定量以下とならない場合には、そのまま通常電力モードとする。
【００３６】
また、制御部１５は、低消費電力モードとしたのちにも、一定時間毎に、誤り発生状況検出部１４により検出された誤り発生量をモニタする。モニタの結果、誤り発生量が一定量（ここでの一定量とは、通常電力モードでの値と異なっていても良い。）以上となった場合には、通常電力モードに切り換える。誤り発生量が一定量以上とならない場合には、そのまま低消費電力モードとする。
【００３７】
以上のように、ビタビ復号部９では、ビタビ復号後の伝送データの誤り発生量が大きい場合には、エラー訂正能力の高い第２のビタビデコーダ１２を用いてビタビ復号を行い、誤り発生量が小さい場合には、エラー訂正能力の低い第１のビタビデコーダ１１を用いてビタビ復号を行うように、消費電力の異なる２つのビタビデコーダを適応的に切り換えている。そのため、ビタビ復号部９は、伝送状況が良好である場合などは、小さい消費電力でビタビ復号をすることができ、伝送状況が悪化した場合には、強力なエラー訂正能力のビタビ復号をすることができる。
【００３８】
なお、制御部１５は、誤り発生量が一定量以下であると、通信開始前に予め想定される場合等には、通信動作の開始時に、通常電力モードとするのではなく、低消費電力モードとしてもよい。例えば、無線ＬＡＮ等の場合には、通信相手として多数の端末が想定されるが、無線通信の距離が短い端末が通信相手の場合には、誤りが非常に少ないと予め予想できる場合もある。そこで、制御部１５は、通信相手が予めわかる場合などには、最初から低消費電力モードで復号を開始してもよい。
【００３９】
また、パケット通信方式で通信を行う場合、パケットのヘッダには一般に送信元を特定するＩＤが含められている。制御部１５は、過去の通信状況に基づき、伝送データの誤りが少ないと想定される送信元のＩＤをリストで保持しておき、通信開始時にパケットのヘッダに記述されている送信元のＩＤを検出し、最初のモード制御を行ってもよい。例えば、制御部１５は、通信開始直後にパケットのＩＤを検出し、そのＩＤが上記のリストに記述されていれば、低消費電力モードにモードを切り換えるようにする。
【００４０】
また、パケット通信方式では、受信ができなかったパケットの再送信要求を行う場合がある。制御部１５は、このような再送信要求が行われたときには、強制的に通常電力モードにするようにしてもよい。パケットの再送信が行われたか否かは、例えば、当該受信装置が返信制御を行ったか否かの情報をメインコントローラから直接受けとってもよいし、送信側から送信される各パケットのシーケンス番号をモニタするようにしてもよい。パケットのシーケンス番号とは、パケットのヘッダに付加される情報であり、パケットの送信順序に従って昇順に付けられる番号である。例えば、制御部１５は、このようなシーケンス番号をモニタすることによってパケットの再送信要求が行われたか否かを次のように検出する。まず、制御部１５は、パケットのシーケンス番号を記憶し、新たなパケットを受信する毎にそのシーケンス番号をアップデートしていく。制御部１５は、シーケンス番号をアップデートする際に、１つ前のパケットのシーケンス番号と、新たなパケットのシーケンス番号とを比較する。その際、新たなパケットのシーケンス番号が大きければ、通常の受信パケットであると判断する。一方、新たなパケットのシーケンス番号の方が小さければ、再送信されたパケットと判断する。制御部１５は、再送信されたパケットを受信した場合には、誤り発生状況検出部１４による誤り発生量に関わらず、通常電力モードに設定をする。
【００４１】
（第２の実施の形態）
つぎに、本発明の第２の実施の形態について説明をする。第２の実施の形態の受信装置の全体構成は、第１の実施の形態の受信装置１と同一であり、ビタビ復号部内の構成のみが異なっている。従って、第２の実施の形態については、受信装置内のビタビ復号部についてのみ説明を行う。
【００４２】
図３に、本発明の第２の実施の形態の受信装置のビタビ復号部のブロック構成図を示す。なお、第１の実施の形態の受信装置のビタビ復号部９で用いられている構成要素と同一の構成要素については、図面中に同一の符号を付けて、その詳細な説明については省略をする。
【００４３】
ビタビ復号部２０は、図３に示すように、第１のビタビデコーダ１１と、第２のビタビデコーダ１２と、切換出力部１３と、伝送路状況検出部２１と、制御部２２とを備えている。
【００４４】
伝送路状態検出部２１は、ビタビ復号前のデータを参照して、現在の伝送路の状態を検出する。
【００４５】
伝送路状態検出部２１が現在の伝送路の状態を検出する方法としては、例えばビタビ復号前の伝送データ列の誤り量を検出する方法がある。ビタビ復号前の伝送データ列をの誤り量を検出するには、例えば、図４に示すように、伝送路状況検出部２１に、ビタビ復号により復号されたのちのデータ列を再度畳み込み符号化する再畳み込み符号化回路２３と、再畳み込み符号化がされたデータ列と、ビタビ復号前のデータ列とをビット比較するビット比較部２４とを備えさせればよい。ビット比較部２４は、ビット比較の結果、一致していないビットが多い場合には伝送路の状態が悪いと判断し、一致していないビットが少ない（或いは、まったくない）場合には伝送路の状態が良いと判断する。
【００４６】
また、伝送路状態検出部２１は、現在の伝送路の状態をＦＦＴ演算後の各サブキャリアの信号レベルから算出してもよい。
【００４７】
伝送路状態検出部２１がＦＦＴ演算後の各サブキャリアの信号レベルから伝送路の状態を検出する方法としては、例えば、図５に示すように、伝送帯域内の上端及び下端にある未使用帯域内のサブキャリアの信号レベルと使用帯域のサブキャリアの信号レベルとの比に基づき、Ｓ／Ｎ比を算出し、そのＳ／Ｎ比から算出する方法がある。ＯＦＤＭ変調方式の場合、通常、伝送帯域内の下端及び上端のサブキャリアには信号が変調されない。従って、この上端及び下端の未使用帯域のサブキャリアから得られた信号はノイズである。伝送路状態検出部２１は、このノイズのレベルと、信号が変調されている使用帯域のサブキャリアから得られた信号レベルとを比較して、Ｓ／Ｎ比を算出し、算出したＳ／Ｎ比が所定の値より大きければ、伝送路の状態が良いと判断し、所定の値よりも低ければ伝送路の状態が悪いと判断する。なお、Ｓ／Ｎ比を算出するために信号成分を得るサブキャリアは、通常のデータが変調されているサブキャリアではなく、いわゆるプリアンブルやパイロット等と呼ばれる、予め既知のレベルの信号が変調されているサブキャリアである。
【００４８】
また、伝送路状態検出部２１がＦＦＴ演算後の各サブキャリアの信号レベルから伝送路の状態を検出する方法としては、その他に、伝送路の周波数特性に基づき算出する方法がある。伝送路状態検出部２１は、図６に示すように、予め既知のレベルの信号が変調されているサブキャリアの信号レベルを検出し、その平均レベルＰａｖｅを算出する。伝送路状態検出部２１は、そのＰａｖｅから所定レベルを減算して得られる“しきい値Ｔｈ”を算出し、そのしきい値Ｔｈよりも信号レベルが低い部分の帯域幅（ディップ幅ＢＷ）を算出する。伝送路状態検出部２１は、求めたディップ幅ＢＷが一定の値よりも広ければ伝送路の状態が悪いと判断し、一定の値よりも狭ければ伝送路の状態が良いと判断する。なお、伝送路状態検出部２１は、平均レベルＰａｖｅからしきい値Ｔｈを算出する際に、図５に示した方法と同様にＳ／Ｎ比を算出し、そのＳ／Ｎ比に基づきしきい値Ｔｈをさらに調整するようにしてもよい。例えば、ノイズが大きい場合には、しきい値Ｔｈを高くするように調整し、ノイズが小さい場合には、しきい値Ｔｈを低くするように調整する。
【００４９】
制御部２２は、低消費電力モードと通常電力モードとのモード制御を行う。さらに、制御部２２は、選択したモードに応じて、第１のビタビデコーダ１１及び第２のビタビデコーダ１２の動作状態及び休止状態の制御、並びに、切換出力部１３の切換制御を行う。
【００５０】
制御部２２は、低消費電力モードを選択したときには、切換出力部１３を制御して第１のビタビデコーダ１１の出力データを外部に出力するとともに、第１のビタビデコーダ１１を動作状態とし、第２のビタビデコーダ１２を休止状態とする。制御部２２は、通常電力モードを選択したときには、切換出力部１３を制御して第２のビタビデコーダ１２の出力データを外部に出力するとともに、第２のビタビデコーダ１２を動作状態とし、第１のビタビデコーダ１１を休止状態とする。
【００５１】
制御部２２は、伝送路状況検出部２１により検出された伝送路の状況に基づき、低消費電力モードと通常電力モードとを選択する。
【００５２】
例えば、制御部２２は、通信動作の開始時には、動作モードを通常電力モードとしておく。制御部２２は、まず、通常電力モードでビタビ復号を行わせ、つまり、第２のビタビデコーダ１２によりビタビ復号を行わせ、一定時間毎に、伝送路状況検出部２１により検出された伝送路の状況をモニタする。モニタの結果、伝送路の状況が良い場合には、動作モードを通常電力モードから低消費電力モードに切り換える。つまり、第１のビタビデコーダ１１によりビタビ復号を行わせるように切換制御を行う。伝送路の状況が良好な状態とならない場合には、そのまま通常電力モードとする。
【００５３】
また、制御部２２は、低消費電力モードとしたのちにも、一定時間毎に、伝送路状況検出部２１により検出された伝送路の状況をモニタする。モニタの結果、伝送路の状況が良好な状態ではなくなった場合には、通常電力モードに切り換える。伝送路の状況が良好である場合には、そのまま低消費電力モードとする。
【００５４】
以上のように、ビタビ復号部２０では、ビタビ復号後の伝送データの伝送路の状況が悪い場合には、エラー訂正能力の高い第２のビタビデコーダ１２を用いてビタビ復号を行い、伝送路の状況が良い場合には、エラー訂正能力の低い第１のビタビデコーダ１１を用いてビタビ復号を行うように、消費電力の異なる２つのビタビデコーダを適応的に切り換えている。そのため、ビタビ復号部２０は、伝送路の状況が良好である場合などは、小さい消費電力でビタビ復号をすることができ、伝送路の状況が悪化した場合には、強力なエラー訂正能力のビタビ復号をすることができる。
【００５５】
なお、制御部２２は、伝送路の状況が良好であると、通信開始前に予め想定される場合等には、通信動作の開始時に、通常電力モードとするのではなく、低消費電力モードとしてもよい。例えば、無線ＬＡＮ等の場合には、通信相手として多数の端末が想定されるが、無線通信の距離が短い端末が通信相手の場合には、誤りが非常に少ないと予め予想できる場合もある。そこで、制御部２２は、通信相手が予めわかる場合などには、最初から低消費電力モードで復号を開始してもよい。
【００５６】
また、パケット通信方式で通信を行う場合には、第１の実施の形態と同様に、過去の通信状況に基づき伝送路の状況が良好であると想定される送信元のＩＤをリストで保持しておき、通信開始時にパケットのヘッダに記述されている送信元のＩＤを検出し、最初のモード制御を行ってもよい。
【００５７】
また、制御部２２は、第１の実施の形態と同様に、再送信要求が行われたときには、強制的に通常電力モードにするようにしてもよい。
【００５８】
【発明の効果】
本発明にかかるビタビ復号装置及び方法、並びに、ＯＦＤＭ復調装置では、畳み込み符号化されたデータ列をビタビ復号する第１のビタビ復号回路と、第１のビタビ復号回路よりもエラー訂正能力が高く畳み込み符号化されたデータ列をビタビ復号する第２のビタビ復号回路とを用い、ビタビ復号後のデータ列の状態又は上記伝送路の状態に基づき第１のビタビ復号回路又は上記第２のビタビ復号回路の一方を選択し、選択したビタビ復号回路に対して上記伝送路を介して入力された上記データ列をビタビ復号させ、選択していないビタビ復号回路の動作を停止させている。そのため以上の本発明では、伝送路の状況が良好である場合などは、小さい消費電力でビタビ復号をすることができ、伝送路の状況が悪化した場合には、強力なエラー訂正能力のビタビ復号をすることができる。従って、本発明では、エラー訂正能力を高くするとともに、効率的な電力消費を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明の第１の実施の形態のＯＦＤＭ受信装置のブロック構成図である。
【図２】
本発明の第１の実施の形態のＯＦＤＭ受信装置に適用されるビタビ復号部のブ
ロック構成図である。
【図３】
本発明の第２の実施の形態のＯＦＤＭ受信装置に適用されるビタビ復号部のブ
ロック構成図である。
【図４】
上記第１の実施の形態のビタビ復号部に適用される、再畳み込み符号化を行い
伝送路の状況を検出することができる伝送路状況検出部のブロック構成図である
。
【図５】
ＦＦＴ演算後の信号から算出された各サブキャリアの信号レベルからＳ／Ｎ比
を算出する方法について説明をするための図である。
【図６】
ＦＦＴ演算後の信号から算出された伝送路の周波数特性から伝送路の状況を算
出方法について説明をするための図である。
【符号の説明】
１ ＯＦＤＭ受信装置、２ アンテナ、３ チューナ、４ 直交復調部、５ バンドパスフィルタ、６ Ａ／Ｄ変換部、７ ＦＦＴ演算部、８ 復調部、９，２０ ビタビ復号部、１１ 第１のビタビデコーダ、１２ 第２のビタビデコーダ、１３ 切換出力部、１４ 誤り発生状況検出部、１５，２２ 制御部、２１伝送路状況検出部
【発明の属する技術分野】
本発明は、畳み込み符号化がされたデータ列をビタビ復号するビタビ復号装置及び方法、並びに、畳み込み符号化がされたデータ列を直交周波数分割多重化変調して生成された信号（ＯＦＭＤ信号）を復調するＯＦＤＭ復調装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＯＦＤＭ変調方式を採用した無線通信システムが広く用いられるようになっている（例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１Ａ，Ｇ，Ｈ等）。
【０００３】
ＯＦＤＭ変調方式とは、伝送帯域内に多数の直交する副搬送波（サブキャリア）を設け、各サブキャリアの振幅及び位相にＰＳＫ（Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）やＱＡＭ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）によりデータを割り当てて、デジタル変調する方式である。ＯＦＤＭ方式は、多数のサブキャリアで伝送帯域を分割するため、サブキャリア１波あたりの帯域は狭くなり変調速度は遅くなるが、トータルの伝送速度は、従来の変調方式と変わらないという特徴を有している。また、ＯＦＤＭ方式は、多数のサブキャリアが並列に伝送されるのでシンボル速度が遅くなり、シンボルの時間長に対する相対的なマルチパスの時間長を短くすることができ、マルチパス妨害を受けにくくなるという特徴を有している。また、ＯＦＤＭ方式は、複数のサブキャリアに対してデータの割り当てが行われることから、変調時には逆フーリエ変換を行うＩＦＦＴ（Ｉｎｖｅｒｓｅ Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）演算回路、復調時にはフーリエ変換を行うＦＦＴ（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）演算回路を用いることにより、送受信回路を構成することができるという特徴を有している。
【０００４】
また、ＯＦＤＭ変調方式を採用した無線通信システムでは、一般に、送信時には、伝送するデータ系列に対して畳み込み符号化を行い、受信時には、ビタビアルゴリズムを利用した復号処理（ビタビ復号）を用いて、畳み込み符号化されたデータ系列の復号処理を行うことによって、伝送データのエラー訂正処理を行っている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−２６９８２５号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、一般に、無線通信システムでは、劣悪な伝送路の環境でも伝送データが復調できるように、より高いエラー訂正能力が求められる。その一方、無線通信システムでは、例えば携帯性等を鑑みた場合、消費電力をより低くすることも求められる。
【０００７】
通常、通信装置内に設けられるビタビ復号回路は、スペック上の最悪の伝送環境を想定し、そのような環境であっても伝送データが復調できる程度のエラー訂正能力で回路構成されている。例えば、時折発生する所定長のバーストエラーに対しての耐性を持たせるために、パスメトリック長を長くしたり、軟判定復号のビット幅を大きくしたりしている。
【０００８】
しかしながら、通常の伝送路の状態で通信が行われる場合には、ビタビ復号回路にそこまでのエラー訂正能力は必要とされていない。従って、ビタビ復号回路は、伝送路の状態が通常の場合には、過剰に電力を消費してしまっていることとなる。
【０００９】
本発明は、このような従来の実情に鑑みて提案されたものであり、エラー訂正能力を高くするとともに、効率的な電力消費を行うことができるビタビ復号装置及び方法、並びに、ＯＦＤＭ復調装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかるビタビ復号装置は、伝送路を介して入力された畳み込み符号化がされたデータ列をビタビ復号するビタビ復号装置であって、畳み込み符号化されたデータ列をビタビ復号する第１のビタビ復号手段と、畳み込み符号化されたデータ列をビタビ復号する第２のビタビ復号手段と、ビタビ復号後のデータ列の状態又は上記伝送路の状態に基づき上記第１のビタビ復号手段又は上記第２のビタビ復号手段の一方を選択し、選択したビタビ復号手段に対して上記伝送路を介して入力された上記データ列をビタビ復号させ、選択していないビタビ復号手段の動作を停止させる切換制御手段とを備えている。上記本発明にかかるビタビ復号装置では、第１のビタビ復号手段のエラー訂正能力が第２のビタビ復号手段のエラー訂正能力よりも小さい。
【００１１】
また、本発明にかかるビタビ復号方法は、伝送路を介して入力された畳み込み符号化がされたデータ列をビタビ復号するビタビ復号方法であって、畳み込み符号化されたデータ列をビタビ復号する第１のビタビ復号回路と、第１のビタビ復号回路よりもエラー訂正能力が高く畳み込み符号化されたデータ列をビタビ復号する第２のビタビ復号回路とを用い、ビタビ復号後のデータ列の状態又は上記伝送路の状態に基づき第１のビタビ復号回路又は上記第２のビタビ復号回路の一方を選択し、選択したビタビ復号回路に対して上記伝送路を介して入力された上記データ列をビタビ復号させ、選択していないビタビ復号回路の動作を停止させる。
【００１２】
また、本発明にかかるＯＦＤＭ復調装置は、畳み込み符号化がされたデータ列を直交周波数分割多重化変調して生成された信号（ＯＦＭＤ信号）を復調するＯＦＤＭ復調装置であって、上記ＯＦＤＭ信号を復調して畳み込み符号化されたデータ列を生成する復調手段と、畳み込み符号化されたデータ列をビタビ復号する第１のビタビ復号手段と、畳み込み符号化されたデータ列をビタビ復号する第２のビタビ復号手段と、ビタビ復号後のデータ列の状態又は上記伝送路の状態に基づき上記第１のビタビ復号手段又は上記第２のビタビ復号手段の一方を選択し、選択したビタビ復号手段に対して上記復調手段により復調されたデータ列をビタビ復号させ、選択していないビタビ復号手段の動作を停止させる切換制御手段とを備えている。上記本発明にかかるＯＦＤＭ復調装置では、第１のビタビ復号手段のエラー訂正能力が第２のビタビ復号手段のエラー訂正能力よりも小さい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態として、ＯＦＤＭ変調方式の無線ＬＡＮシステム（ＩＥＥＥ８０２．１１Ａ，Ｇ，Ｈ等）に適用される受信装置について説明をする。
【００１４】
（第１の実施の形態）
まず、本発明の第１の実施の形態について説明をする。
【００１５】
図１に、本発明の第１の実施の形態の受信装置のブロック図を示す。
【００１６】
受信装置１は、図１に示すように、アンテナ２と、チューナ３と、直交復調部４と、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）５と、Ａ／Ｄ変換部６と、ＦＦＴ演算部７と、復調部８と、ビタビ復号部９とを備えている。
【００１７】
送信側から送信された送信波は、受信装置１のアンテナ２により受信され、ＲＦ信号としてチューナ３に供給される。
【００１８】
アンテナ２により受信されたＲＦ信号は、チューナ３によって増幅されるとともにＩＦ信号に周波数変換され、直交復調部４に供給される。直交復調部４は、所定の中心周波数の２相のキャリア信号を用いてＩＦ信号を直交復調し、ベースバンドのＯＦＤＭ信号（Ｉ成分，Ｑ成分）を出力する。ベースバンドのＯＦＤＭ信号は、バンドパスフィルタ５によりフィルタリングされた後、Ａ／Ｄ変換部６によりデジタル化される。デジタル化されたベースバンドのＯＦＭＤ信号は、ＦＦＴ演算部７に供給される。
【００１９】
ＦＦＴ演算部７は、ベースバンドのＯＦＤＭ信号に対して、伝送シンボルの同期処理を行いながら伝送シンボル毎にＦＦＴ演算をし、各サブキャリアに直交変調されている信号を抽出する。各サブキャリアに変調されている信号成分は、復調部８に供給される。
【００２０】
復調部８は、ＦＦＴ演算部７により各サブキャリアから復調された後の信号が供給され、その信号に対してキャリア復調を行い、伝送データ系列を復調する。例えば復調部８は、ＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ又は６４ＱＡＭ等の復調を行って、伝送データ系列を復調する。復調部８により復調された伝送データ系列は、畳み込み符号化がされている。復調部８により復調された伝送データ系列は、ビタビ復号部９に供給される。
【００２１】
ビタビ復号部９は、畳み込み符号化がされている伝送データ系列に対して、ビタビ復号を行うことによって、畳み込み符号化の復号処理を行い、後段の伝送路復号回路等に供給する。
【００２２】
つぎに、ビタビ復号部９内の構成について説明をする。
【００２３】
図２に、ビタビ復号部９のブロック構成図を示す。
【００２４】
ビタビ復号部９は、図２に示すように、第１のビタビデコーダ１１と、第２のビタビデコーダ１２と、切換出力部１３と、誤り発生状況検出部１４と、制御部１５とを備えている。
【００２５】
第１のビタビデコーダ１１及び第２のビタビデコーダ１２は、畳み込み符号化がされているデータ系列に対してビタビ復号を行う回路である。第１のビタビデコーダ１１及び第２のビタビデコーダ１２には、復調部８によりキャリア復調がされた後の伝送データ系列（畳み込み符号化がされているデータ系列）が入力される。
【００２６】
ここで、第１のビタビデコーダ１１の誤り訂正能力は、第２のビタビデコーダ１２の誤り訂正能力よりも低い回路としている。例えば、第１のビタビデコーダ１１を硬判定ビタビ復号回路とし、第２のビタビデコーダ１２を軟判定ビタビ復号回路とする。また、あるいは、第１のビタビデコーダ１１のパスメトリック長を、第２のビタビデコーダ１２のパスメトリック長よりも、短くしてもよい。また、あるいは、第１のビタビデコーダ１１及び第２のビタビデコーダ１２をともに軟判定ビタビ復号回路とし、第１のビタビデコーダ１１のビット幅を、第２のビタビデコーダ１２のビット幅よりも、短くしてもよい。このように第１のビタビデコーダ１１の誤り訂正能力を第２のビタビデコーダ１２の誤り訂正能力よりも低くすることによって、第１のビタビデコーダ１１の方が第２のビタビデコーダ１２よりも回路規模が小さくなり、消費電力が低い回路となる。
【００２７】
なお、ビタビデコーダは、通常、入力された信号点からブランチメトリックを生成するブランチメトリック生成回路と、ブランチメトリックに基づきパスを選択するＡＣＳ（Ａｄｄ Ｃｏｍｐａｒｅ Ｓｅｌｅｃｔ）回路と、残存パスを記憶するパスメモリとから構成されるが、ビット幅が共通である場合には、ブランチメトリック生成回路を共通としてもよい。
【００２８】
切換出力部１３は、第１のビタビデコーダ１１から出力された伝送データ系列、又は、第２のビタビデコーダ１２から出力された伝送データ系列のいずれか一方のデータ系列を選択して、外部に出力する。
【００２９】
誤り発生状況検出部１４は、ビタビ復号後のデータ等を参照して、ビタビ復号後の伝送データ系列の誤り発生量を検出する。例えば、誤り発生状況検出部１４は、ビタビ復号後の伝送路復号回路等で処理がされるＣＲＣ（Ｃｙｃｌｉｃ Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ Ｃｈｅｃｋ）の検出結果、或いは、ＲＳ（Ｒｅｅｄ−Ｓｏｌｏｍｏｎ）符号等のブロック符号の誤り検出結果に基づき、ビタビ復号後の伝送データ系列の誤り発生量を検出する。
【００３０】
制御部１５は、低消費電力モードと通常電力モードとのモード制御を行う。さらに、制御部１５は、選択したモードに応じて、第１のビタビデコーダ１１及び第２のビタビデコーダ１２の動作状態及び休止状態の制御、並びに、切換出力部１３の切換制御を行う。
【００３１】
制御部１５は、低消費電力モードを選択したときには、切換出力部１３を制御して第１のビタビデコーダ１１の出力データを外部に出力するとともに、第１のビタビデコーダ１１を動作状態とし、第２のビタビデコーダ１２を休止状態とする。制御部１５は、通常電力モードを選択したときには、切換出力部１３を制御して第２のビタビデコーダ１２の出力データを外部に出力するとともに、第２のビタビデコーダ１２を動作状態とし、第１のビタビデコーダ１１を休止状態とする。
【００３２】
なお、ここでのビタビデコーダの休止状態とは、単にデータの出力が停止したのみの状態ではなく、通常の動作状態よりも消費電力を著しく少なくした状態である。例えば、内部の処理動作を停止させたり、動作クロックを停止したり、電源の供給を停止した状態である。
【００３３】
つまり、低消費電力モードでは、第１のビタビデコーダ１１によりビタビ復号が行われ、第２のビタビデコーダ１２は停止している。反対に、通常電力モードでは、第２のビタビデコーダ１２によりビタビ復号が行われ、第１のビタビデコーダ１１が停止している。
【００３４】
また、制御部１５は、誤り発生状況検出部１４により検出された誤り発生量に基づき、低消費電力モードと通常電力モードとの選択制御を行う。
【００３５】
例えば、制御部１５は、通信動作の開始時には、動作モードを通常電力モードとしておく。制御部１５は、まず、通常電力モードでビタビ復号を行わせ、つまり、第２のビタビデコーダ１２によりビタビ復号を行わせ、一定時間毎に、誤り発生状況検出部１４により検出された誤り発生量をモニタする。モニタの結果、誤り発生量が一定量以下となった場合には、動作モードを通常電力モードから低消費電力モードに切り換える。つまり、第１のビタビデコーダ１１によりビタビ復号を行わせるように切換制御を行う。誤り発生量が一定量以下とならない場合には、そのまま通常電力モードとする。
【００３６】
また、制御部１５は、低消費電力モードとしたのちにも、一定時間毎に、誤り発生状況検出部１４により検出された誤り発生量をモニタする。モニタの結果、誤り発生量が一定量（ここでの一定量とは、通常電力モードでの値と異なっていても良い。）以上となった場合には、通常電力モードに切り換える。誤り発生量が一定量以上とならない場合には、そのまま低消費電力モードとする。
【００３７】
以上のように、ビタビ復号部９では、ビタビ復号後の伝送データの誤り発生量が大きい場合には、エラー訂正能力の高い第２のビタビデコーダ１２を用いてビタビ復号を行い、誤り発生量が小さい場合には、エラー訂正能力の低い第１のビタビデコーダ１１を用いてビタビ復号を行うように、消費電力の異なる２つのビタビデコーダを適応的に切り換えている。そのため、ビタビ復号部９は、伝送状況が良好である場合などは、小さい消費電力でビタビ復号をすることができ、伝送状況が悪化した場合には、強力なエラー訂正能力のビタビ復号をすることができる。
【００３８】
なお、制御部１５は、誤り発生量が一定量以下であると、通信開始前に予め想定される場合等には、通信動作の開始時に、通常電力モードとするのではなく、低消費電力モードとしてもよい。例えば、無線ＬＡＮ等の場合には、通信相手として多数の端末が想定されるが、無線通信の距離が短い端末が通信相手の場合には、誤りが非常に少ないと予め予想できる場合もある。そこで、制御部１５は、通信相手が予めわかる場合などには、最初から低消費電力モードで復号を開始してもよい。
【００３９】
また、パケット通信方式で通信を行う場合、パケットのヘッダには一般に送信元を特定するＩＤが含められている。制御部１５は、過去の通信状況に基づき、伝送データの誤りが少ないと想定される送信元のＩＤをリストで保持しておき、通信開始時にパケットのヘッダに記述されている送信元のＩＤを検出し、最初のモード制御を行ってもよい。例えば、制御部１５は、通信開始直後にパケットのＩＤを検出し、そのＩＤが上記のリストに記述されていれば、低消費電力モードにモードを切り換えるようにする。
【００４０】
また、パケット通信方式では、受信ができなかったパケットの再送信要求を行う場合がある。制御部１５は、このような再送信要求が行われたときには、強制的に通常電力モードにするようにしてもよい。パケットの再送信が行われたか否かは、例えば、当該受信装置が返信制御を行ったか否かの情報をメインコントローラから直接受けとってもよいし、送信側から送信される各パケットのシーケンス番号をモニタするようにしてもよい。パケットのシーケンス番号とは、パケットのヘッダに付加される情報であり、パケットの送信順序に従って昇順に付けられる番号である。例えば、制御部１５は、このようなシーケンス番号をモニタすることによってパケットの再送信要求が行われたか否かを次のように検出する。まず、制御部１５は、パケットのシーケンス番号を記憶し、新たなパケットを受信する毎にそのシーケンス番号をアップデートしていく。制御部１５は、シーケンス番号をアップデートする際に、１つ前のパケットのシーケンス番号と、新たなパケットのシーケンス番号とを比較する。その際、新たなパケットのシーケンス番号が大きければ、通常の受信パケットであると判断する。一方、新たなパケットのシーケンス番号の方が小さければ、再送信されたパケットと判断する。制御部１５は、再送信されたパケットを受信した場合には、誤り発生状況検出部１４による誤り発生量に関わらず、通常電力モードに設定をする。
【００４１】
（第２の実施の形態）
つぎに、本発明の第２の実施の形態について説明をする。第２の実施の形態の受信装置の全体構成は、第１の実施の形態の受信装置１と同一であり、ビタビ復号部内の構成のみが異なっている。従って、第２の実施の形態については、受信装置内のビタビ復号部についてのみ説明を行う。
【００４２】
図３に、本発明の第２の実施の形態の受信装置のビタビ復号部のブロック構成図を示す。なお、第１の実施の形態の受信装置のビタビ復号部９で用いられている構成要素と同一の構成要素については、図面中に同一の符号を付けて、その詳細な説明については省略をする。
【００４３】
ビタビ復号部２０は、図３に示すように、第１のビタビデコーダ１１と、第２のビタビデコーダ１２と、切換出力部１３と、伝送路状況検出部２１と、制御部２２とを備えている。
【００４４】
伝送路状態検出部２１は、ビタビ復号前のデータを参照して、現在の伝送路の状態を検出する。
【００４５】
伝送路状態検出部２１が現在の伝送路の状態を検出する方法としては、例えばビタビ復号前の伝送データ列の誤り量を検出する方法がある。ビタビ復号前の伝送データ列をの誤り量を検出するには、例えば、図４に示すように、伝送路状況検出部２１に、ビタビ復号により復号されたのちのデータ列を再度畳み込み符号化する再畳み込み符号化回路２３と、再畳み込み符号化がされたデータ列と、ビタビ復号前のデータ列とをビット比較するビット比較部２４とを備えさせればよい。ビット比較部２４は、ビット比較の結果、一致していないビットが多い場合には伝送路の状態が悪いと判断し、一致していないビットが少ない（或いは、まったくない）場合には伝送路の状態が良いと判断する。
【００４６】
また、伝送路状態検出部２１は、現在の伝送路の状態をＦＦＴ演算後の各サブキャリアの信号レベルから算出してもよい。
【００４７】
伝送路状態検出部２１がＦＦＴ演算後の各サブキャリアの信号レベルから伝送路の状態を検出する方法としては、例えば、図５に示すように、伝送帯域内の上端及び下端にある未使用帯域内のサブキャリアの信号レベルと使用帯域のサブキャリアの信号レベルとの比に基づき、Ｓ／Ｎ比を算出し、そのＳ／Ｎ比から算出する方法がある。ＯＦＤＭ変調方式の場合、通常、伝送帯域内の下端及び上端のサブキャリアには信号が変調されない。従って、この上端及び下端の未使用帯域のサブキャリアから得られた信号はノイズである。伝送路状態検出部２１は、このノイズのレベルと、信号が変調されている使用帯域のサブキャリアから得られた信号レベルとを比較して、Ｓ／Ｎ比を算出し、算出したＳ／Ｎ比が所定の値より大きければ、伝送路の状態が良いと判断し、所定の値よりも低ければ伝送路の状態が悪いと判断する。なお、Ｓ／Ｎ比を算出するために信号成分を得るサブキャリアは、通常のデータが変調されているサブキャリアではなく、いわゆるプリアンブルやパイロット等と呼ばれる、予め既知のレベルの信号が変調されているサブキャリアである。
【００４８】
また、伝送路状態検出部２１がＦＦＴ演算後の各サブキャリアの信号レベルから伝送路の状態を検出する方法としては、その他に、伝送路の周波数特性に基づき算出する方法がある。伝送路状態検出部２１は、図６に示すように、予め既知のレベルの信号が変調されているサブキャリアの信号レベルを検出し、その平均レベルＰａｖｅを算出する。伝送路状態検出部２１は、そのＰａｖｅから所定レベルを減算して得られる“しきい値Ｔｈ”を算出し、そのしきい値Ｔｈよりも信号レベルが低い部分の帯域幅（ディップ幅ＢＷ）を算出する。伝送路状態検出部２１は、求めたディップ幅ＢＷが一定の値よりも広ければ伝送路の状態が悪いと判断し、一定の値よりも狭ければ伝送路の状態が良いと判断する。なお、伝送路状態検出部２１は、平均レベルＰａｖｅからしきい値Ｔｈを算出する際に、図５に示した方法と同様にＳ／Ｎ比を算出し、そのＳ／Ｎ比に基づきしきい値Ｔｈをさらに調整するようにしてもよい。例えば、ノイズが大きい場合には、しきい値Ｔｈを高くするように調整し、ノイズが小さい場合には、しきい値Ｔｈを低くするように調整する。
【００４９】
制御部２２は、低消費電力モードと通常電力モードとのモード制御を行う。さらに、制御部２２は、選択したモードに応じて、第１のビタビデコーダ１１及び第２のビタビデコーダ１２の動作状態及び休止状態の制御、並びに、切換出力部１３の切換制御を行う。
【００５０】
制御部２２は、低消費電力モードを選択したときには、切換出力部１３を制御して第１のビタビデコーダ１１の出力データを外部に出力するとともに、第１のビタビデコーダ１１を動作状態とし、第２のビタビデコーダ１２を休止状態とする。制御部２２は、通常電力モードを選択したときには、切換出力部１３を制御して第２のビタビデコーダ１２の出力データを外部に出力するとともに、第２のビタビデコーダ１２を動作状態とし、第１のビタビデコーダ１１を休止状態とする。
【００５１】
制御部２２は、伝送路状況検出部２１により検出された伝送路の状況に基づき、低消費電力モードと通常電力モードとを選択する。
【００５２】
例えば、制御部２２は、通信動作の開始時には、動作モードを通常電力モードとしておく。制御部２２は、まず、通常電力モードでビタビ復号を行わせ、つまり、第２のビタビデコーダ１２によりビタビ復号を行わせ、一定時間毎に、伝送路状況検出部２１により検出された伝送路の状況をモニタする。モニタの結果、伝送路の状況が良い場合には、動作モードを通常電力モードから低消費電力モードに切り換える。つまり、第１のビタビデコーダ１１によりビタビ復号を行わせるように切換制御を行う。伝送路の状況が良好な状態とならない場合には、そのまま通常電力モードとする。
【００５３】
また、制御部２２は、低消費電力モードとしたのちにも、一定時間毎に、伝送路状況検出部２１により検出された伝送路の状況をモニタする。モニタの結果、伝送路の状況が良好な状態ではなくなった場合には、通常電力モードに切り換える。伝送路の状況が良好である場合には、そのまま低消費電力モードとする。
【００５４】
以上のように、ビタビ復号部２０では、ビタビ復号後の伝送データの伝送路の状況が悪い場合には、エラー訂正能力の高い第２のビタビデコーダ１２を用いてビタビ復号を行い、伝送路の状況が良い場合には、エラー訂正能力の低い第１のビタビデコーダ１１を用いてビタビ復号を行うように、消費電力の異なる２つのビタビデコーダを適応的に切り換えている。そのため、ビタビ復号部２０は、伝送路の状況が良好である場合などは、小さい消費電力でビタビ復号をすることができ、伝送路の状況が悪化した場合には、強力なエラー訂正能力のビタビ復号をすることができる。
【００５５】
なお、制御部２２は、伝送路の状況が良好であると、通信開始前に予め想定される場合等には、通信動作の開始時に、通常電力モードとするのではなく、低消費電力モードとしてもよい。例えば、無線ＬＡＮ等の場合には、通信相手として多数の端末が想定されるが、無線通信の距離が短い端末が通信相手の場合には、誤りが非常に少ないと予め予想できる場合もある。そこで、制御部２２は、通信相手が予めわかる場合などには、最初から低消費電力モードで復号を開始してもよい。
【００５６】
また、パケット通信方式で通信を行う場合には、第１の実施の形態と同様に、過去の通信状況に基づき伝送路の状況が良好であると想定される送信元のＩＤをリストで保持しておき、通信開始時にパケットのヘッダに記述されている送信元のＩＤを検出し、最初のモード制御を行ってもよい。
【００５７】
また、制御部２２は、第１の実施の形態と同様に、再送信要求が行われたときには、強制的に通常電力モードにするようにしてもよい。
【００５８】
【発明の効果】
本発明にかかるビタビ復号装置及び方法、並びに、ＯＦＤＭ復調装置では、畳み込み符号化されたデータ列をビタビ復号する第１のビタビ復号回路と、第１のビタビ復号回路よりもエラー訂正能力が高く畳み込み符号化されたデータ列をビタビ復号する第２のビタビ復号回路とを用い、ビタビ復号後のデータ列の状態又は上記伝送路の状態に基づき第１のビタビ復号回路又は上記第２のビタビ復号回路の一方を選択し、選択したビタビ復号回路に対して上記伝送路を介して入力された上記データ列をビタビ復号させ、選択していないビタビ復号回路の動作を停止させている。そのため以上の本発明では、伝送路の状況が良好である場合などは、小さい消費電力でビタビ復号をすることができ、伝送路の状況が悪化した場合には、強力なエラー訂正能力のビタビ復号をすることができる。従って、本発明では、エラー訂正能力を高くするとともに、効率的な電力消費を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明の第１の実施の形態のＯＦＤＭ受信装置のブロック構成図である。
【図２】
本発明の第１の実施の形態のＯＦＤＭ受信装置に適用されるビタビ復号部のブ
ロック構成図である。
【図３】
本発明の第２の実施の形態のＯＦＤＭ受信装置に適用されるビタビ復号部のブ
ロック構成図である。
【図４】
上記第１の実施の形態のビタビ復号部に適用される、再畳み込み符号化を行い
伝送路の状況を検出することができる伝送路状況検出部のブロック構成図である
。
【図５】
ＦＦＴ演算後の信号から算出された各サブキャリアの信号レベルからＳ／Ｎ比
を算出する方法について説明をするための図である。
【図６】
ＦＦＴ演算後の信号から算出された伝送路の周波数特性から伝送路の状況を算
出方法について説明をするための図である。
【符号の説明】
１ ＯＦＤＭ受信装置、２ アンテナ、３ チューナ、４ 直交復調部、５ バンドパスフィルタ、６ Ａ／Ｄ変換部、７ ＦＦＴ演算部、８ 復調部、９，２０ ビタビ復号部、１１ 第１のビタビデコーダ、１２ 第２のビタビデコーダ、１３ 切換出力部、１４ 誤り発生状況検出部、１５，２２ 制御部、２１伝送路状況検出部
Claims (17)
- 伝送路を介して入力された畳み込み符号化がされたデータ列をビタビ復号するビタビ復号装置において、
畳み込み符号化されたデータ列をビタビ復号する第１のビタビ復号手段と、
畳み込み符号化されたデータ列をビタビ復号する第２のビタビ復号手段と、
ビタビ復号後のデータ列の状態又は上記伝送路の状態に基づき上記第１のビタビ復号手段又は上記第２のビタビ復号手段の一方を選択し、選択したビタビ復号手段に対して上記伝送路を介して入力された上記データ列をビタビ復号させ、選択していないビタビ復号手段の動作を停止させる切換制御手段とを備え、
第１のビタビ復号手段は、第２のビタビ復号手段よりもエラー訂正能力が小さいこと
を特徴とするビタビ復号装置。 - 上記第１のビタビ復号手段は、硬判定ビタビ復号を行い、
上記第２のビタビ復号手段は、軟判定ビタビ復号を行うこと
を特徴とする請求項１記載のビタビ復号装置。 - 上記第１のビタビ復号手段は、第２のビタビ復号手段よりも短いパスメトリック長でビタビ復号を行うこと
を特徴とする請求項１記載のビタビ復号装置。 - 上記切換制御手段は、ビタビ復号後のデータ列の誤り発生状態に基づきビタビ復号手段を選択すること
を特徴とする請求項１記載のビタビ復号装置。 - 上記切換制御手段は、第１の又は第２のビタビ復号手段によるビタビ復号後のデータ列の誤り発生量を検出し、第１のビタビ復号手段から出力されたデータ列の誤り発生量が所定量以上である場合には第２のビタビ復号手段を選択し、第２のビタビ復号手段から出力されたデータ列の誤り発生量が所定量以下である場合には第１のビタビ復号手段を選択すること
を特徴とする請求項４記載のビタビ復号装置。 - 上記切換制御手段は、上記伝送路の特性を検出し、検出した特性が所定の特性よりも良好であれば第１のビタビ復号手段を選択し、所定の特性よりも悪ければ第２のビタビ復号手段を選択すること
を特徴とする請求項１記載のビタビ復号装置。 - 上記第１又は第２のビタビ復号手段によるビタビ復号後のデータ列に対して畳み込み符号化を行う再畳み込み手段を有し、
上記切換制御手段は、ビタビ復号前のデータ列と再畳み込み符号化の後のデータ列とを比較して誤り量を検出し、検出した誤り量に基づき伝送路の特性を算出すること
を特徴とする請求項６記載のビタビ復号装置。 - 伝送路を介して入力されるデータ列は、パケット化されており、パケット単位でデータの通信が行われ、
各パケットには、パケットの送信順に値が増加して行くシーケンス番号が記述されており、
上記切換制御手段は、
基準シーケンス番号を保持しておき、
入力されたパケットのシーケンス番号が上記基準シーケンス番号よりも大きければ、基準シーケンス番号をそのシーケンス番号に置き換え、そのパケットに対しては上記第１のビタビ復号手段によりビタビ復号を行い、
入力されたパケットのシーケンス番号が上記基準シーケンス番号以下であれば、そのパケットに対しては第２のビタビ復号手段によりビタビ復号を行うことを特徴とする請求項１記載のビタビ復号装置。 - 伝送路を介して入力されるデータ列は、パケット化されており、パケット単位でデータの通信が行われ、
各パケットには、送信側を特定するＩＤが記述されており、
上記切換制御手段は、ＩＤ毎に伝送路の状態が良好であるか否かを示すリストを作成し、入力されたパケットのＩＤに対応した伝送路の状態を上記リストから検出し、検出した伝送路の状態が良好であれば上記第１のビタビ復号手段を選択し、良好でなければ上記第２のビタビ復号手段を選択すること
を特徴とする請求項１記載のビタビ復号装置。 - 伝送路を介して入力された畳み込み符号化がされたデータ列をビタビ復号するビタビ復号方法において、
畳み込み符号化されたデータ列をビタビ復号する第１のビタビ復号回路と、第１のビタビ復号回路よりもエラー訂正能力が高く畳み込み符号化されたデータ列をビタビ復号する第２のビタビ復号回路とを用い、
ビタビ復号後のデータ列の状態又は上記伝送路の状態に基づき第１のビタビ復号回路又は上記第２のビタビ復号回路の一方を選択し、選択したビタビ復号回路に対して上記伝送路を介して入力された上記データ列をビタビ復号させ、選択していないビタビ復号回路の動作を停止させること
を特徴とするビタビ復号方法。 - 畳み込み符号化がされたデータ列を直交周波数分割多重化変調して生成された信号（ＯＦＭＤ信号）を復調するＯＦＤＭ復調装置において、
上記ＯＦＤＭ信号を復調して畳み込み符号化されたデータ列を生成する復調手段と、
畳み込み符号化されたデータ列をビタビ復号する第１のビタビ復号手段と、
畳み込み符号化されたデータ列をビタビ復号する第２のビタビ復号手段と、
ビタビ復号後のデータ列の状態又は上記伝送路の状態に基づき上記第１のビタビ復号手段又は上記第２のビタビ復号手段の一方を選択し、選択したビタビ復号手段に対して上記復調手段により復調されたデータ列をビタビ復号させ、選択していないビタビ復号手段の動作を停止させる切換制御手段とを備え、
第１のビタビ復号手段は、第２のビタビ復号手段よりもエラー訂正能力が小さいこと
を特徴とするＯＦＤＭ復調装置。 - 上記第１のビタビ復号手段は、硬判定ビタビ復号を行い、
上記第２のビタビ復号手段は、軟判定ビタビ復号を行うこと
を特徴とする請求項１１記載のＯＦＤＭ復調装置。 - 上記第１のビタビ復号手段は、第２のビタビ復号手段よりも短いパスメトリック長でビタビ復号を行うこと
を特徴とする請求項１１記載のＯＦＤＭ復調装置。 - 上記切換制御手段は、ビタビ復号後のデータ列の誤り発生状態に基づきビタビ復号手段を選択すること
を特徴とする請求項１１記載のＯＦＤＭ復調装置。 - 上記切換制御手段は、上記伝送路の周波数特性を検出し、検出した周波数特性が所定の周波数特性よりも良好であれば第１のビタビ復号手段を選択し、所定の周波数特性よりも悪ければ第２のビタビ復号手段を選択すること
を特徴とする請求項１１記載のＯＦＤＭ復調装置。 - 上記復調手段は、上記ＯＦＤＭ信号をＦＦＴ（Ｆａｓｔ ＦｏｕｒｉｅｒＴｒａｎｓｆｏｒｍ）演算することによって各キャリアに変調されている信号成分を抽出し、抽出した信号成分から上記畳み込み符号化されたデータ列を復調し、
上記切換制御手段は、各サブキャリアに変調されている信号成分に基づき上記伝送路の周波数特性を検出すること
を特徴とする請求項１５記載のＯＦＤＭ復調装置。 - 上記切換制御手段は、上記伝送路の帯域内における未使用のサブキャリアの信号成分に基づき上記伝送路のノイズレベルを検出し、検出したノイズレベルが所定のノイズレベルよりも小さければ第１のビタビ復号手段を選択し、所定のノイズレベルよりも大きければ第２のビタビ復号手段を選択すること
を特徴とする請求項１１記載のＯＦＤＭ復調装置。
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