JP2006060374A - Viterbi equalizer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、希望波に対して遅延波の受信レベルが十分に小さい環境において希望波以外の遅延波の影響をキャンセルするビタビ等化器に関し、特に、多値QAM変調方式に適した演算量の削減技術に関する。 The present invention relates to a Viterbi equalizer that cancels the influence of delay waves other than the desired wave in an environment where the reception level of the delayed wave is sufficiently small with respect to the desired wave, and in particular, has a calculation amount suitable for the multilevel QAM modulation system Regarding reduction technology.
ビタビ等化器は、移動通信などのように干渉波の影響を受けやすい通信システムのエラー訂正手段として用いられることが多い。このため、ビタビ等化器の演算量削減技術の多くは、希望波に対して無視できないレベルを持つ遅延波が存在するレイリーフェージング環境において適用することを前提として提案されている。
例えば、受信レベルの高い遅延波の数が現実的にはさほど多くはないことに着目し、電力の大きい2つの遅延波に注目してその他の遅延波の影響を無視することにより、考慮すべき状態数を削減することを以って演算量を削減する技術が提案されている(非特許文献1参照)。
Viterbi equalizers are often used as error correction means in communication systems that are susceptible to interference waves, such as mobile communications. For this reason, many techniques for reducing the amount of computation of the Viterbi equalizer have been proposed on the assumption that they are applied in a Rayleigh fading environment where there is a delayed wave having a level that cannot be ignored with respect to the desired wave.
For example, pay attention to the fact that the number of delayed waves with a high reception level is not so many in reality, and pay attention to two delayed waves with high power and ignore the influence of other delayed waves. A technique for reducing the amount of calculation by reducing the number of states has been proposed (see Non-Patent Document 1).
一般的なビタビ等化器では、考慮する最大シンボル遅延時間(例えば3シンボル)以内の任意の遅延時間に遅延波が到来する場合に対処できるように考えられている。したがって、適用されている変調方式がQPSK(quadrature phase shift keying)である場合に、考慮すべき状態数は43個すなわち64個となる。
非特許文献1の技術では、例えば、先行波と3シンボル遅延された波とに注目して系列推定を行うことによって、ビタビ等化器において考慮すべき状態数を削減している。具体的には、まず、図8に示すように、送信の時系列に従ってシンボル単位で付された番号で示される送信系列を、シンボル間隔Tごとに出力を切り替えて3等分し、分割された系列ごとにビタビ等化を行う。そして、各系列において得られたビタビ等化の出力を合成して元の系列を再現することで、先行波と3シンボル遅延された波とに注目した系列推定を実現している。このとき、先行波と3シンボル遅延した波とについての補償にかかわる演算を、1シンボル遅延の遅延波を補償するビタビ等化と同じように扱うことにより、各分割ビタビ等化の状態数を4にまで削減している。
A general Viterbi equalizer is designed to cope with a case where a delay wave arrives at an arbitrary delay time within a maximum symbol delay time (for example, 3 symbols) to be considered. Accordingly, the modulation scheme applied is in the case of QPSK (quadrature phase shift keying), the number of states to be considered is 4 3 i.e. 64.
In the technique of Non-Patent
上述した技術の他にも、移動通信環境に適用するビタビ等化器に関して、QPSK方式やπ/4QPSK方式などの変調方式に適合した様々な状態数削減技術が提案されている。その一方、多値QAM(quadrature amplitude modulation)に適合したビタビ等化器については、これまで、あまり多くの検討はされていなかった。
なぜなら、多値QAM方式によって変調された受信信号にビタビ等化器による遅延波補償処理を適用しようとすれば、たとえ、上述したようにして、先行波と3シンボル遅延した波とについての補償にかかわる演算を1シンボル遅延の遅延波を補償するビタビ等化と同じように扱う技術を適用したとしても、状態数があまりに多くなるため、現実的な演算量では実現不可能と考えられていたからである。
In addition to the above-described techniques, various state number reduction techniques suitable for modulation schemes such as the QPSK scheme and the π / 4 QPSK scheme have been proposed for Viterbi equalizers applied to mobile communication environments. On the other hand, a Viterbi equalizer adapted to multi-level QAM (quadrature amplitude modulation) has not been studied so far.
This is because, if the delayed wave compensation processing by the Viterbi equalizer is applied to the reception signal modulated by the multi-level QAM system, as described above, for the compensation of the preceding wave and the wave delayed by 3 symbols. This is because even if a technique that handles the related operations in the same way as Viterbi equalization that compensates for a delayed wave with a one-symbol delay is applied, the number of states becomes so large that it is considered impossible to achieve with a realistic amount of calculation. .
というのも、多値QAM方式にビタビアルゴリズムをそのまま適用するとすれば、図9に示す希望波レプリカ生成部401および遅延波レプリカ生成部402によって、多値QAMにおける信号点候補の全てに対応する希望波レプリカおよび遅延波レプリカをそれぞれ生成し、これらの希望波レプリカと遅延波レプリカとについて考えられる全ての組み合わせについて、ブランチメトリック算出部403により、受信信号とのブランチメトリックを算出した上で、加算比較選択処理部404により、パスメトリックとブランチメトリックとの加算、加算結果であるパスメトリックの比較およびパスの選択を行う必要があるからである。なお、図9に示した加算比較選択処理部404によって選択されたパスに関する情報は、パスメモリ405に保持されるとともに、遅延波に関する補償が完了した出力信号として出力される。また、このパスメモリ405に保持された情報に基づいて、伝送路推定部406により、希望波の振幅および位相回転量と遅延波の振幅および位相回転量の推定が行われ、これらの情報に基づいて、上述した希望波レプリカ生成部401および遅延波レプリカ生成部402は、それぞれ希望波レプリカの生成および遅延波レプリカの生成を行っている。また、上述した加算比較選択処理部404において、ブランチメトリックとパスメトリックとの加算処理が行われた結果としてのパスメトリックは、パスメトリックメモリ407に保持され、次のシンボルにおけるブランチメトリックとの加算処理に供される。
This is because if the Viterbi algorithm is applied as it is to the multilevel QAM system, the desired wave
次に、多値QAM変調方式に適合したビタビ等化器の状態数削減技術の数少ない例の一つとして、受信信号との距離が遠い送信信号候補に対応する希望波レプリカの作成を抑止することで、演算量の削減を図る技術(特許文献1参照)について説明する。
特許文献1の技術では、16QAM方式による送信信号の候補を、例えば、複素平面における象限に対応する4つのブロックに分割し、各ブロックにおける代表点に対応する希望波レプリカそれぞれと受信信号との距離の二乗、即ち、ブランチメトリックを計算し、最小のブランチメトリックを与える代表点に対応するブロックに属する送信信号候補のみを残す。これにより、受信信号から遠い送信信号候補について希望波レプリカを作成する処理やこれらの希望波レプリカと遅延波レプリカとの考えられる組み合わせについてブランチメトリックを算出する処理を削減している。
Next, as one of the few examples of the Viterbi equalizer state number reduction technology adapted to the multilevel QAM modulation method, the creation of a desired wave replica corresponding to a transmission signal candidate that is far from the reception signal is suppressed. A technique for reducing the amount of calculation (see Patent Document 1) will be described.
In the technique of
例えば、16QAM方式による送信信号の候補s1〜s16を、図10に示すように、4つのブロックに分割し、各ブロックの代表点a1〜a4についてブランチメトリックを算出し、得られたブランチメトリックに基づいて尤度最大の代表点(例えば、代表点a1)を選択する。このようにして選択された代表点a1に対応するブロックに属する送信信号の候補s1〜s4に対応する希望波レプリカを生成し、ブランチメトリックの算出処理に供することで、作成される希望波レプリカの数を大幅に削減し、また、これに伴う演算量も大幅に削減することができる。
上述した非特許文献1の技法は、QPSK方式のように各シンボルに対応する状態数が少ない変調方式においては非常に有用であるが、多値QAM方式のように送信信号の候補の数が多い変調方式では、十分な効果を期待することはできない。
一方、特許文献1の技法は、送信信号の候補をブロック分けして絞り込む過程において、ブロックの選択を誤ると、選択したブロック内に真の信号点が存在しないために、有効な希望波レプリカを生成することができなくなり、結果として通信品質が大幅に劣化するおそれがある。
The technique of Non-Patent
On the other hand, in the technique of
例えば、図11に示すような64QAMの信号点配置において、信号点d2に真の信号点が存在する場合には、当然ながら、4つの象限それぞれに対応するブロックにおける代表点a1〜a4の中から代表点a1が選択され、この代表点a1に対応するブロックを4分割したブロックそれぞれの代表点b1〜b4に対応してブランチメトリックの算出処理が行われる。このとき、真の信号点が信号点d2であるにもかかわらず、雑音の影響によって受信信号の位置がずれて、上述した代表点b1と代表点b2の中間に位置していたとすると、代表点b1が最も尤度の高い代表点として選択されてしまう可能性がある。この場合には、当然ながら、この代表点b1に対応するブロックに含まれる信号点である信号点c1〜c4についてのみ、希望波レプリカの生成処理が行われ、ブランチメトリックの算出処理に供される。つまり、真の信号点である信号点d2を、上述した絞込み過程において排除してしまうおそれがある。 For example, in the 64QAM signal point arrangement as shown in FIG. 11, when there is a true signal point at the signal point d2, it is natural that the representative points a1 to a4 in the blocks corresponding to the four quadrants are selected. The representative point a1 is selected, and branch metric calculation processing is performed corresponding to the representative points b1 to b4 of the blocks obtained by dividing the block corresponding to the representative point a1 into four. At this time, if the true signal point is the signal point d2, and the position of the received signal is shifted due to the influence of noise and is located between the representative point b1 and the representative point b2, the representative point There is a possibility that b1 is selected as the most likely representative point. In this case, as a matter of course, the desired wave replica generation process is performed only for the signal points c1 to c4 that are signal points included in the block corresponding to the representative point b1, and is used for the branch metric calculation process. . That is, the signal point d2, which is a true signal point, may be eliminated in the above-described narrowing process.
また一方、従来のビタビ等化器の演算量削減技術では、移動通信システムへの適用を前提としているため、希望波の受信レベルと遅延波の受信レベルとの比を示すD/U比が低いためにビタビ等化におけるパス分岐が頻繁に発生することを考慮して、考えられる全ての信号点に対応するブランチメトリックが求められていた。
ところで、送信ノードと受信ノードの双方が固定され、更に、送受信ノード間に障害物が少ない見通しのよい環境では、移動通信システムにおいて一般的な環境として扱われるレイリーフェージング環境に比べて、周囲の障害物からの散乱によって発生する遅延波のレベルは希望波のレベルと比較して極めて低い。このようなD/U比の高い環境では、ビタビ等化におけるパス分岐は非常にまれであることが知られている。したがって、上述したような希望波の信号レベルに比べて遅延波の信号レベルが極めて小さいことが期待できる環境で用いられるビタビ等化器において、例えば、図11に示した64個の信号点全てに対応する遅延波レプリカを生成してブランチメトリックを算出するために費やす演算処理は、無駄な処理となっている可能性が高い。
On the other hand, since the conventional Viterbi equalizer calculation amount reduction technique is premised on application to a mobile communication system, the D / U ratio indicating the ratio between the reception level of the desired wave and the reception level of the delayed wave is low. For this reason, branch metrics corresponding to all possible signal points have been demanded in consideration of frequent occurrence of path branching in Viterbi equalization.
By the way, in the environment where both the transmitting node and the receiving node are fixed and there are few obstacles between the transmitting and receiving nodes and the prospect is good, the surrounding obstacles are compared with the Rayleigh fading environment which is treated as a general environment in the mobile communication system. The level of the delayed wave generated by scattering from the object is extremely low compared to the level of the desired wave. It is known that path branching in Viterbi equalization is very rare in such an environment with a high D / U ratio. Therefore, in the Viterbi equalizer used in an environment where the signal level of the delayed wave can be expected to be extremely small compared to the signal level of the desired wave as described above, for example, all the 64 signal points shown in FIG. It is highly likely that the arithmetic processing spent to generate the corresponding delayed wave replica and calculate the branch metric is useless processing.
本出願人は、上述したような課題を解決する可能な一手法を適用したビタビ等化器を特願2004−056152「ビタビ等化器」に開示し、また、同様のビタビ等化器を2004年3月8日に発行された電子情報通信学会予稿集において公表している。
特願2004−056152に開示したビタビ等化器では、上述した特許文献1と同様にして、図11に示した64個の信号点が存在する領域を均等に分割して得られるブロックの中心の座標から生成した希望波レプリカ候補と受信信号とのブランチメトリックに基づいて、尤度の高い信号点候補が存在すると期待される領域を限定していく。そして、最終的に希望波レプリカとして出力する段階で、特願2004−056152に開示したビタビ等化器では、上述した特許文献1に開示された技術によって最後に選別された信号点に対応する希望波レプリカとともに、この信号点に隣接する信号点候補に対応する希望波レプリカを生成する。
The applicant of the present application discloses a Viterbi equalizer to which a possible method for solving the above-described problems is applied in Japanese Patent Application No. 2004-056152 “Viterbi equalizer”, and a similar Viterbi equalizer is disclosed in 2004. Published in Proceedings of the Institute of Electronics, Information and Communication Engineers published on March 8, 2000.
In the Viterbi equalizer disclosed in Japanese Patent Application No. 2004-056152, in the same manner as in
つまり、特願2004−056152に開示したビタビ等化器では、特許文献1に開示された技術によって最後に選別された信号点に加えて、これを囲む信号点とを真の信号点の候補として残すことにより、ブロックを限定していく過程において、真の信号点を排除してしまう危険性を無くして、真の信号点に関する推定精度の低下を防いでいる。また一方、上述したようにして生成される希望波レプリカ候補あるいは希望波レプリカの数は、全ての信号点候補の数に比べて小さいので、希望波レプリカ生成に要する演算量の削減も実現している。
That is, in the Viterbi equalizer disclosed in Japanese Patent Application No. 2004-056152, in addition to the signal points finally selected by the technique disclosed in
この特願2004−056152に開示したビタビ等化器の特徴は、尤度の高い信号点候補が存在すると期待される領域を限定していって最尤の信号点を検出した後に、この最尤の信号点とともにその周囲の信号点候補を希望波レプリカの生成対象とする点にあった。そして、特願2004−056152においては、尤度の高い信号点候補が存在すると期待される領域を限定していく手法の一例として、特許文献1において開示された技術を適用した例が開示されている。しかしながら、尤度の高い信号点候補が存在すると期待される領域を限定していく手法自体には、更なる改善の余地がある。
The feature of the Viterbi equalizer disclosed in this Japanese Patent Application No. 2004-056152 is that the region where the signal point candidate with high likelihood is expected to be present is limited, and the maximum likelihood signal point is detected. In addition to the signal point, the signal point candidates around the signal point are used as the generation target of the desired wave replica. And in Japanese Patent Application No. 2004-056152, the example which applied the technique disclosed in
本発明は、多値QAM変調方式に適合する等化処理を現実的な演算量で実現可能なビタビ等化器を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a Viterbi equalizer capable of realizing equalization processing compatible with the multi-level QAM modulation method with a realistic calculation amount.
本発明にかかわる第1のビタビ等化器は、遅延波レプリカ生成手段と、希望波レプリカ生成手段と、誤差算出手段とを備えており、希望波レプリカ生成手段は、レプリカ候補生成手段と、候補誤差算出手段と、選別手段と、判定手段と、領域決定手段と、レプリカ追加手段とを備え、領域決定手段は、距離算出手段と、距離比較手段と、領域推定手段とから構成される。 A first Viterbi equalizer according to the present invention includes delayed wave replica generation means, desired wave replica generation means, and error calculation means. The desired wave replica generation means includes replica candidate generation means, candidate candidates, An error calculation unit, a selection unit, a determination unit, a region determination unit, and a replica addition unit are provided. The region determination unit includes a distance calculation unit, a distance comparison unit, and a region estimation unit.
本発明にかかわる第1のビタビ等化器の原理は、以下の通りである。
遅延波レプリカ生成手段は、4NQAM変調(Nは自然数)における信号点候補のうち、少なくとも選択されたサバイバルパスに対応する信号点候補に対応する遅延波レプリカを生成する。希望波レプリカ生成手段は、4NQAM変調における信号点候補から尤度の高いことが期待できる信号点候補を選択して希望波レプリカを生成する。誤差算出手段は、遅延波レプリカと希望波レプリカとについて考えられる組み合わせのそれぞれについて、入力される受信信号とのブランチメトリックを求める。希望波レプリカ生成手段において、レプリカ候補生成手段は、注目している信号点候補の分布領域を均等に分割して得られる所定数の等面積のブロックそれぞれについて、そのブロックの重心位置の座標値を用いて希望波レプリカ候補を生成する。候補誤差算出手段は、希望波レプリカ候補それぞれについて受信信号とのブランチメトリックを求める。選別手段は、希望波レプリカ候補の中から候補誤差算出手段によって最も小さいブランチメトリックが得られた希望波レプリカ候補を選択する。判定手段は、各ブロックの重心位置が4NQAM変調における信号点候補の位置と一致するか否かを判定する。領域決定手段は、判定手段によって重心位置と信号点候補の位置とが一致しない旨の判定結果が得られた場合に、次に注目すべき信号点候補の分布領域を決定し、レプリカ候補生成手段による新たな希望波レプリカ候補の作成処理に供する。レプリカ追加手段は、判定手段によって重心位置と信号点候補の位置とが一致する旨の判定結果が得られた場合に、選別手段によって選別された希望波レプリカ候補に対応する4NQAM変調における信号点候補に隣接する信号点候補であって、対応する希望波レプリカが未生成であるものに対応して新たに希望波レプリカ追加候補を生成し、選別された希望波レプリカ候補およびこれと同時に希望波レプリカ候補生成手段によって生成された希望波レプリカ候補とともに、尤度の高い信号点候補に対応する希望波レプリカとして出力する。また、領域決定手段に備えられる距離算出手段は、選別手段によって選択された希望波レプリカ候補とこの希望波レプリカ候補に対応する注目ブロックに隣接する2つの隣接ブロックに対応する希望波レプリカ候補との距離をそれぞれ算出する。同じく領域決定手段に備えられる距離比較手段は、2つの隣接ブロックに対応する希望波レプリカ候補について距離算出手段によって算出された距離それぞれと、これらの希望波レプリカに対応して候補誤差算出手段によって算出されたブランチメトリックそれぞれとを比較する。同じく領域決定手段に備えられる領域推定手段は、距離比較手段によって得られた比較結果に基づいて、注目ブロックにおいて、尤度の高い信号点候補が存在する可能性の高い領域を推定し、次に注目すべき信号点候補の分布領域として出力する。
The principle of the first Viterbi equalizer according to the present invention is as follows.
The delayed wave replica generation means generates a delayed wave replica corresponding to at least a signal point candidate corresponding to the selected survival path among signal point candidates in 4 N QAM modulation (N is a natural number). The desired wave replica generation means selects a signal point candidate that can be expected to have a high likelihood from signal point candidates in 4 N QAM modulation, and generates a desired wave replica. The error calculation means obtains a branch metric with the input received signal for each possible combination of the delayed wave replica and the desired wave replica. In the desired wave replica generation means, the replica candidate generation means obtains the coordinate value of the centroid position of each predetermined number of equal area blocks obtained by equally dividing the distribution area of the signal point candidate of interest. To generate a desired wave replica candidate. The candidate error calculation means obtains a branch metric with the received signal for each desired wave replica candidate. The selecting means selects a desired wave replica candidate for which the smallest branch metric is obtained by the candidate error calculating means from the desired wave replica candidates. The determining means determines whether or not the barycentric position of each block matches the position of the signal point candidate in 4 N QAM modulation. The area determining means determines the distribution area of the signal point candidate to be noticed next when the determination means obtains a determination result that the position of the center of gravity does not match the position of the signal point candidate, and the replica candidate generating means To create a new desired wave replica candidate. The replica adding means is a signal in 4 N QAM modulation corresponding to the desired wave replica candidate selected by the selecting means when the determination means obtains a determination result that the position of the center of gravity and the position of the signal point candidate match. A new desired wave replica addition candidate is generated corresponding to a signal point candidate that is adjacent to the point candidate and the corresponding desired wave replica has not yet been generated. The desired wave replica candidate generated by the wave replica candidate generating means is output as a desired wave replica corresponding to a signal point candidate having a high likelihood. The distance calculating means provided in the region determining means includes a desired wave replica candidate selected by the selecting means and a desired wave replica candidate corresponding to two adjacent blocks adjacent to the target block corresponding to the desired wave replica candidate. Each distance is calculated. Similarly, the distance comparison means provided in the area determination means calculates the distances calculated by the distance calculation means for the desired wave replica candidates corresponding to two adjacent blocks, and the candidate error calculation means corresponding to these desired wave replicas. Compare each of the generated branch metrics. Similarly, the region estimation unit included in the region determination unit estimates a region where a signal point candidate with a high likelihood is likely to exist in the target block based on the comparison result obtained by the distance comparison unit. Output as a distribution area of signal point candidates to be noted.
このように構成された第1のビタビ等化器の動作は、下記の通りである。
希望波レプリカ生成手段において、レプリカ候補生成手段は、例えば、図11に示した64QAMにおける信号点分布を4等分して得られる各ブロックの重心位置a1〜a4に対応する希望波レプリカ候補を生成し、これらの希望波レプリカ候補に対応して、誤差算出手段により、それぞれブランチメトリックを算出する。この場合は、各ブロックの重心位置は64QAMの信号点候補とは一致しないので、領域決定手段により、次に注目すべき領域が決定され、この注目領域について、上述した希望波レプリカ候補の生成処理が行われる。
The operation of the first Viterbi equalizer configured as described above is as follows.
In the desired wave replica generation means, for example, the replica candidate generation means generates desired wave replica candidates corresponding to the centroid positions a1 to a4 of each block obtained by equally dividing the signal point distribution in 64QAM shown in FIG. Then, corresponding to these desired wave replica candidates, each branch metric is calculated by the error calculation means. In this case, since the centroid position of each block does not coincide with the 64QAM signal point candidate, the region determination unit determines the region to be focused next, and the desired wave replica candidate generation processing described above is performed for this focused region. Is done.
このとき、領域決定手段に備えられた距離算出手段により、選別手段によって最も受信信号との間のブランチメトリックが小さいとして選択された希望波レプリカ候補と、この希望波レプリカ候補に対応するブロックに隣接する2つのブロックの重心位置(例えば、図11に示した重心位置a2、a4)に基づいてそれぞれ生成された希望波レプリカ候補との距離がそれぞれ算出される。例えば、図11に示した複素平面の第1象限に対応するブロックの重心位置a1に対応して生成された希望波レプリカ候補R1が選択された場合には、このブロックに隣接する第2象限のブロックの重心位置及び第4象限のブロックの重心位置に対応して生成された希望波レプリカ候補R2,R4と、上述した希望波レプリカ候補R1との間の距離がそれぞれ算出される。そして、これらの距離と上述した2つの希望波レプリカ候補R2,R4について求められたブランチメトリックとが、距離比較手段によってそれぞれ比較され、この比較結果が、領域推定手段による推定処理に供される。 At this time, the distance calculating means provided in the area determining means is adjacent to the desired wave replica candidate selected by the selecting means as having the smallest branch metric between the received signal and the block corresponding to this desired wave replica candidate. The distances from the desired wave replica candidates generated based on the centroid positions of the two blocks (for example, centroid positions a2 and a4 shown in FIG. 11) are calculated. For example, when the desired wave replica candidate R1 generated corresponding to the barycentric position a1 of the block corresponding to the first quadrant of the complex plane shown in FIG. 11 is selected, the second quadrant adjacent to this block is selected. The distances between the desired wave replica candidates R2 and R4 generated corresponding to the barycentric position of the block and the barycentric position of the block in the fourth quadrant and the desired wave replica candidate R1 are calculated. Then, these distances are compared with the branch metrics obtained for the above two desired wave replica candidates R2 and R4 by the distance comparison unit, and the comparison result is subjected to the estimation process by the region estimation unit.
ここで、ブランチメトリックとは、ある信号点候補を基に作成した受信信号のレプリカと、実際に受信された受信信号との誤差を表すものである。したがって、ある信号点候補を基に作成した受信信号のレプリカに対応して求められたブランチメトリックが大きいということは、そのレプリカの作成に用いた信号点候補が真の信号点から遠い位置にあることを示し、逆に、小さなブランチメトリックは、そのレプリカの作成に用いた信号点候補と真の信号点との距離が近いことを示している。 Here, the branch metric represents an error between a received signal replica created based on a certain signal point candidate and an actually received received signal. Therefore, a large branch metric obtained corresponding to a replica of a received signal created based on a certain signal point candidate means that the signal point candidate used for creating the replica is far from the true signal point. Conversely, a small branch metric indicates that the distance between the signal point candidate used to create the replica and the true signal point is short.
故に、選択された希望波レプリカ候補とこれに対応するブロックに隣接する2つのブロックの重心位置を用いて生成された2つの希望波レプリカ候補それぞれとの距離と、これらの希望波レプリカ候補に対応して算出されたブランチメトリックとの比較結果に基づいて、選択された希望波レプリカ候補に対応するブロックの中において、真の信号点が存在する領域を更に絞り込むことが可能である。 Therefore, the distance between the selected desired wave replica candidates and the two desired wave replica candidates generated by using the centroid positions of the two blocks adjacent to the corresponding desired wave replica candidates, and the corresponding desired wave replica candidates Based on the comparison result with the branch metric calculated as described above, it is possible to further narrow down the area where the true signal point exists in the block corresponding to the selected desired wave replica candidate.
つまり、領域推定手段は、選別手段によって、受信信号からの距離が遠いとして排除された希望波レプリカ候補の位置とこれらに対応するブランチメトリックとを利用して、受信信号が存在していることが期待される領域を大まかに推定し、次に注目すべき領域としてレプリカ候補生成手段の処理に供する。
したがって、レプリカ候補生成手段は、上述した処理で選択された希望波レプリカに対応するブロックよりも狭い領域を次の注目領域とし、この注目領域を更に4つに分割して得られる各ブロックの重心位置に対応する新たな希望波レプリカ候補を生成する。例えば、上述した領域決定手段により、次に、図11に示した希望波レプリカa1に対応するブロックを4分割して得られる4つのブロックのどれに注目すべきかが決定されれば、これらのブロックの重心位置(b1,b2,b3,b4)に対応する希望波レプリカ候補についてブランチメトリックを算出する処理を省略し、注目すべきとされたブロックを4分割して得られる各ブロックの重心位置に対応する希望波レプリカ候補に関する処理に進むことができる。
In other words, the region estimation means uses the position of the desired wave replica candidate excluded by the selection means as being far from the reception signal and the branch metric corresponding thereto, so that the reception signal exists. The expected area is roughly estimated, and is used as the next area to be noted for the processing of the replica candidate generation means.
Therefore, the replica candidate generation means sets a region narrower than the block corresponding to the desired wave replica selected in the above processing as the next region of interest, and centroid of each block obtained by further dividing the region of interest into four A new desired wave replica candidate corresponding to the position is generated. For example, if it is determined by the region determining means described above which of the four blocks obtained by dividing the block corresponding to the desired wave replica a1 shown in FIG. The processing of calculating the branch metric for the desired wave replica candidate corresponding to the centroid position (b1, b2, b3, b4) of the block is omitted, and the centroid position of each block obtained by dividing the block to be noticed into four is obtained. It is possible to proceed to the processing relating to the corresponding desired wave replica candidate.
このようにして尤度の高い信号点候補が存在すると期待される領域を限定していき、各ブロックの重心位置(例えば、図11において符号c1〜c4で示した)と信号点候補の位置とが一致したときに、判定手段による判定結果に応じて、レプリカ追加手段は、上述した信号点候補c1〜c4から選別手段によって選別された信号点候補(例えば、図11において符号c2で示す)に隣接する信号点のうち最も近い信号点候補であって、まだ対応する希望波レプリカがブランチメトリックの算出処理に供されていない信号点候補d2および信号点候補d4に対応する希望波レプリカ追加候補を生成し、先にレプリカ候補生成手段によって上述した信号点候補c1〜c4に対応して生成された希望波レプリカ候補とともに、尤度の高い信号点候補に対応する希望波レプリカとして出力する。 In this way, the region where the signal point candidates with high likelihood are expected to be limited is limited, and the barycentric position of each block (for example, indicated by reference numerals c1 to c4 in FIG. 11) and the position of the signal point candidate When the two match, the replica adding means determines the signal point candidates selected by the selecting means from the signal point candidates c1 to c4 described above (for example, indicated by reference sign c2 in FIG. 11) according to the determination result by the determining means. The nearest signal point candidate among the adjacent signal points, and the desired wave replica addition candidate corresponding to the signal point candidate d2 and the signal point candidate d4 for which the corresponding desired wave replica has not yet been subjected to the branch metric calculation processing, Along with the desired signal replica candidates generated by the replica candidate generating means and corresponding to the signal point candidates c1 to c4 described above, Output as a desired desired wave replica.
このように、第1のビタビ等化器では、尤度の高い信号点候補が存在すると期待される領域を限定していく際に、その段階で尤度が低いとして排除した希望波レプリカ候補に対応するブランチメトリックおよび各ブロックの重心位置を基に生成した希望波レプリカ候補間の距離を利用して、尤度の高い信号点候補が存在することが期待できる領域を絞り込むことにより、より少ない演算量で真の信号点を推定することができる。 In this way, when the first Viterbi equalizer limits the region where a signal point candidate with a high likelihood is expected to exist, the desired wave replica candidate excluded as having a low likelihood at that stage is used. By using the corresponding branch metric and the distance between the desired wave replica candidates generated based on the centroid position of each block, fewer operations can be performed by narrowing down the area where signal candidates with high likelihood can be expected to exist. A true signal point can be estimated by quantity.
また、最終的に希望波レプリカとして出力する段階で、最後に選別された信号点に最も近く対応する希望波レプリカが未生成の隣接信号点候補の希望波レプリカを追加することにより、ブロックを限定していく過程において、真の信号点を排除してしまう危険性を無くすことができる。
これにより、真の信号点に対応する希望波レプリカを確実に、しかも、現実的な演算量によって生成し、遅延波レプリカ生成手段によって生成される遅延波レプリカとともに誤差算出手段の処理に供することができる。
In addition, at the stage of finally outputting as a desired wave replica, blocks are limited by adding desired wave replicas of adjacent signal point candidates that have not been generated with the desired wave replica closest to the last selected signal point. In the process, the risk of eliminating the true signal point can be eliminated.
As a result, the desired wave replica corresponding to the true signal point can be generated reliably and with a realistic amount of computation, and can be provided to the processing of the error calculating means together with the delayed wave replica generated by the delayed wave replica generating means. it can.
本発明にかかわる第2のビタビ等化器は、上述した第1のビタビ等化器において、領域推定手段に、第1の選択手段と、第2の選択手段とを備えて構成される。
本発明にかかわる第2のビタビ等化器の原理は、以下の通りである。
上述した第1のビタビ等化器に備えられる領域推定手段において、第1選択手段は、2つの隣接ブロックの一方である第1の隣接ブロックに対応する希望波レプリカ候補について算出された距離とブランチメトリックとについて距離比較手段によって得られた大小関係に基づいて、2つの隣接ブロックの他方である第2の隣接ブロックの重心位置と注目領域の重心位置とを結ぶ直線によって注目領域を分割して得られる2つの領域の一方を選択する。同じく領域推定手段において、第2選択手段は、第2の隣接ブロックに対応する希望波レプリカ候補について算出された距離とブランチメトリックとについて距離比較手段によって得られた大小関係に基づいて、第1の希望波レプリカ候補に対応するブロックの重心位置と注目領域の重心位置とを結ぶ直線によって第1選択手段によって選択された領域を分割して得られる2つの領域の一方を選択し、選択した領域を推定結果として出力する。
A second Viterbi equalizer according to the present invention is the first Viterbi equalizer described above, wherein the region estimation means includes a first selection means and a second selection means.
The principle of the second Viterbi equalizer according to the present invention is as follows.
In the region estimation means provided in the first Viterbi equalizer described above, the first selection means calculates the distance and branch calculated for the desired wave replica candidate corresponding to the first adjacent block which is one of the two adjacent blocks. Based on the magnitude relationship obtained by the distance comparison means with respect to the metric, the attention area is obtained by dividing the attention area by a straight line connecting the centroid position of the second adjacent block which is the other of the two adjacent blocks and the centroid position of the attention area. One of the two regions to be selected is selected. Similarly, in the region estimation means, the second selection means uses the first relation based on the magnitude relationship obtained by the distance comparison means for the distance and branch metric calculated for the desired wave replica candidate corresponding to the second adjacent block. Select one of the two regions obtained by dividing the region selected by the first selection means by a straight line connecting the center of gravity of the block corresponding to the desired wave replica candidate and the center of gravity of the region of interest, and select the selected region Output as an estimation result.
このように構成された第2のビタビ等化器の動作は、下記の通りである。
例えば、図11に示した重心位置a1に基づいて生成された希望波レプリカ候補R1が最も受信信号とのブランチメトリックが小さい候補として選択された場合に、領域推定手段の第1選択手段は、まず、例えば、重心位置a1に対応するブロックに隣接するブロックの一つの重心位置a2について生成された希望波レプリカ候補R2に対応するブランチメトリックBa2と、この希望波レプリカ候補R2と上述した希望波レプリカ候補R1とについて距離算出手段によって算出された距離A12とを比較する。そして、第1選択手段は、ブランチメトリックBa2がこの距離A12よりも大きいか小さいかによって、もう一つの隣接ブロックの重心位置a4と注目領域の重心位置a1とを結ぶ直線、すなわち、複素座標のQ軸に平行な直線によって注目領域を分割して得られる2つの領域のうち、上述した希望波レプリカ候補R2に対応するブロックの重心位置a2から遠い方あるいは近い方を選択する。
The operation of the second Viterbi equalizer configured as described above is as follows.
For example, when the desired wave replica candidate R1 generated based on the barycentric position a1 shown in FIG. 11 is selected as a candidate having the smallest branch metric with the received signal, the first selecting unit of the region estimating unit For example, the branch metric Ba2 corresponding to the desired wave replica candidate R2 generated for one centroid position a2 of the block adjacent to the block corresponding to the centroid position a1, the desired wave replica candidate R2, and the desired wave replica described above comparing the distance a 12 calculated by the distance calculation means for candidates R1. Then, the first selection means determines whether a straight line connecting the centroid position a4 of another adjacent block and the centroid position a1 of the attention area, that is, complex coordinates, depending on whether the branch metric B a2 is larger or smaller than the distance A 12. Of the two regions obtained by dividing the region of interest by a straight line parallel to the Q axis, the one farther or closer to the center of gravity a2 of the block corresponding to the desired wave replica candidate R2 is selected.
そして、次に、第2選択手段は、もう一つの隣接ブロックの重心位置a4について生成された希望波レプリカ候補R4と上述した希望波レプリカ候補R1との距離A14と、上述した希望波レプリカ候補R4について求められたブランチメトリックBa4とを比較し、ブランチメトリックBa4がこの距離A14よりも大きいか小さいかによって、図11に示した重心位置a2と重心位置a1とを結ぶ直線、すなわち、複素座標のI軸に平行な直線によって、上述した第1選択手段によって選択された領域を分割して得られる2つの領域のうち、上述した希望波レプリカ候補R4に対応するブロックの重心位置a4から遠い方あるいは近い方を選択する。 Then, the second selection means then selects the distance A 14 between the desired wave replica candidate R4 generated for the barycentric position a4 of the other adjacent block and the desired wave replica candidate R1 described above, and the desired wave replica candidate described above. The branch metric B a4 obtained for R4 is compared, and depending on whether the branch metric B a4 is larger or smaller than the distance A 14 , a straight line connecting the centroid position a2 and the centroid position a1 shown in FIG. Of the two regions obtained by dividing the region selected by the first selection means described above with a straight line parallel to the I-axis of the complex coordinates, from the barycentric position a4 of the block corresponding to the desired wave replica candidate R4 described above. Select the far or near side.
このように、領域推定手段は、受信信号が存在する可能性が低いとして排除した領域に対応して生成した希望波レプリカ候補について求めたブランチメトリック及び排除した希望波レプリカ候補の位置に基づいて、極めて簡単な演算を行うことにより、受信信号が存在する可能性が極めて高い領域を、上述したようにして座標軸によって区切られた象限の一つに絞り込んだ後に、更に、この領域(例えば、第1象限)を4分割して得られる領域の一つにまで限定することができる。 In this way, the area estimation means is based on the branch metric obtained for the desired wave replica candidate generated corresponding to the area excluded as the possibility that the received signal is low and the position of the excluded desired wave replica candidate, By performing an extremely simple calculation, after narrowing the region where the possibility of the presence of the received signal is extremely high to one of the quadrants delimited by the coordinate axes as described above, this region (for example, the first (Quadrant) can be limited to one of the areas obtained by dividing into four.
上述した第1のビタビ等化器によれば、真の信号点が存在する可能性が低いとして排除した領域の代表点に対応して生成した希望波レプリカ候補に関する情報を利用して、真の信号点が存在することが期待される領域を絞り込むことにより、希望波レプリカを生成する信号点候補の数を極めて少数に絞り込みながらも、受信信号が複素平面において占める位置にかかわらず、真の信号点に関する尤度の高い希望波レプリカを確実に生成することができる。したがって、多値QAM方式に適合した等化処理に要する演算量の削減と真の信号点の推定に関する精度の維持を両立することができる。 According to the first Viterbi equalizer described above, the information on the desired wave replica candidate generated corresponding to the representative point of the region excluded as the possibility that the true signal point is low is low, By narrowing down the region where signal points are expected to exist, the number of signal point candidates for generating the desired wave replica is narrowed down to a very small number, but the true signal regardless of the position occupied by the received signal in the complex plane. It is possible to reliably generate a desired wave replica having a high likelihood with respect to a point. Therefore, it is possible to achieve both reduction in the amount of calculation required for equalization processing conforming to the multi-level QAM scheme and maintenance of accuracy regarding estimation of the true signal point.
特に、上述した第2のビタビ等化器によれば、真の信号点が存在することが期待される領域を極めて簡単な演算によって推定することができるので、多値QAM方式に適合した等化処理に要する演算量を大幅に削減することができる。
このように、本発明によれば、多値QAM方式に適合した等化処理を現実的な演算量で行うビタビ等化器を実現することができる。
In particular, according to the above-described second Viterbi equalizer, an area where a true signal point is expected to be estimated can be estimated by a very simple calculation, so that an equalization adapted to the multi-level QAM scheme is achieved. The amount of computation required for processing can be greatly reduced.
As described above, according to the present invention, it is possible to realize a Viterbi equalizer that performs equalization processing conforming to the multi-level QAM scheme with a realistic calculation amount.
以下、図面に基づいて、本発明の実施形態について詳細に説明する。
図1に、本発明にかかわるビタビ等化器の実施形態を示す。
なお、図1に示す構成要素のうち、図9に示した各部と同等のものについては、図9に示した符号を付して示し、その説明を省略する。
図1に示したビタビ等化器において、トレーニング系列出力部201は、既知の信号系列を生成し、セレクタ202を介して、伝送路推定部406のトレーニングに供する。このセレクタ202は、トレーニング期間はトレーニング系列出力部201の出力を選択して伝送路推定部406に入力し、一方、トレーニング期間の終了後は、パスメモリ405から出力された信号を選択して伝送路推定部406に入力する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 shows an embodiment of a Viterbi equalizer according to the present invention.
1 that are the same as those shown in FIG. 9 are denoted by the same reference numerals as those shown in FIG. 9, and description thereof is omitted.
In the Viterbi equalizer shown in FIG. 1, the training
また、図1に示したレプリカ生成部210において、乗算モジュール211は、レプリカ生成制御部213によって入力される複素平面における座標値と伝送路推定部406から得られる遅延波の振幅および位相回転量とを複素信号としてそれぞれ乗算し、その結果として得られる遅延波レプリカをブランチメトリック算出部220の減算モジュール221に入力する。一方、図1に示した乗算モジュール212は、レプリカ生成制御部213によって入力される複素平面における座標値と伝送路推定部406から得られる希望波の振幅および位相回転量とを複素信号としてそれぞれ乗算し、その結果として得られる希望波レプリカをブランチメトリック算出部220の減算モジュール222に入力する。
Further, in the replica generation unit 210 shown in FIG. 1, the
図1に示したブランチメトリック算出部220は、図9に示したブランチメトリック算出部403と基本的に同等のものである。このブランチメトリック算出部220において、上述した減算モジュール221は、受信信号からレプリカ生成部210によって生成されたM(サバイバルパスの本数に相当する)個の遅延波レプリカをそれぞれ減算する処理を並行して実行する機能を備えている。また、減算モジュール222は、上述した減算モジュール221の出力として得られるM種類の減算結果それぞれから、上述した乗算モジュール212によって出力される複数種類の希望波レプリカを減算する処理を並行して実行する機能を備えている。また、図1に示した誤差計算部223は、この減算モジュール222によって各組み合わせについて得られた減算結果の二乗をそれぞれ計算する処理を並行に実行する機能を備えており、この誤差計算部223の出力がブランチメトリックとして出力される。
The branch metric calculation unit 220 shown in FIG. 1 is basically equivalent to the branch
また、図1に示した加算比較選択処理部230は、図9に示した加算比較選択処理部404と同等の機能を果たすためのブランチメトリック比較部231、パスメトリック更新部233およびサバイバルパス選択部234に加えて、演算制御部232を備えている。この演算制御部232は、ブランチメトリック比較部231による比較結果を領域推定部214に渡し、サバイバルパス選択部234による選択結果を示す情報をレプリカ生成制御部213に渡す機能を持っている。
Further, the addition comparison selection processing unit 230 illustrated in FIG. 1 includes a branch
図1に示したレプリカ生成制御部213は、演算制御部232を介して、サバイバルパス選択部234によって選択されたM本のサバイバルパスに対応する信号点の候補を示す情報を受け取り、これらの信号点に対応する座標値を遅延波レプリカ生成のために乗算モジュール211に入力する。また、図1に示した領域推定部214は、乗算モジュール212によって生成された希望波レプリカと誤差計算部223によって算出されたブランチメトリックとを受け取るとともに演算制御部232を介してブランチメトリック比較部231による比較処理の結果を受け取り、これらの情報に基づいて、後述するようにして真の信号点が存在すると期待される信号点の分布領域を絞り込む。また、この領域推定部214は、絞り込んだ領域に関する情報をレプリカ生成制御部213に渡し、希望波レプリカ生成処理に供する。ここで、図1に示した乗算モジュール211は、レプリカ生成制御部213によって遅延波の信号点の候補として入力されるM個の座標と伝送路推定部406からの入力とに基づいて、M個の遅延波レプリカを生成する機能を備えている。また、乗算モジュール212は、レプリカ生成制御部213によって希望波の信号点の候補として入力される複数の座標と伝送路推定部406からの入力とに基づいて、複数の希望波レプリカを生成する機能を備えている。
The replica
次に、図1に示したビタビ等化器によって、64QAMによって変調された受信信号について、1シンボル内に到来する遅延波を等化する場合を例にとって、補償処理を行う方法について説明する。
図2に、補償動作を表す流れ図を示す。
図1に示した演算制御部232からの指示に応じて、レプリカ生成部210のレプリカ生成制御部213は、加算比較選択処理部230の演算制御部232から、例えば、サバイバルパス選択部234によって最小のパスメトリックに対応するとされた信号点を示す情報を受け取り(図2のステップ301)、この信号点の座標を乗算モジュール211に入力することにより(図1参照)、サバイバルパスに対応する遅延波レプリカを選択的に生成する(ステップ302)。
Next, a description will be given of a method of performing a compensation process, taking as an example the case where a delayed wave arriving in one symbol is equalized with respect to a received signal modulated by 64QAM by the Viterbi equalizer shown in FIG.
FIG. 2 is a flowchart showing the compensation operation.
In response to an instruction from the
次に、図1に示したレプリカ生成制御部213は、領域推定部214によって指定された注目すべき領域(最初は信号点の分布範囲全体)を例えば4つの等面積のブロックに分割し、各ブロックの重心位置をそのブロックの代表点として求める(図2のステップ303)。例えば、図3に示すように、最初は、64QAMにおける信号点の分布範囲を、複素平面における象限に対応する4つのブロックに分割し、以降の処理では、選択されたブロックを更に4つのブロックに分割していく。
Next, the replica
次に、レプリカ生成制御部213は、上述したステップ303において求めた4つの代表点の座標値を、図1に示した乗算モジュール212に入力することにより、各代表点に対応する4つの希望波レプリカを生成し(ステップ304)、これらの希望波レプリカをブランチメトリックの算出処理に供する。
これに応じて、図1に示したブランチメトリック算出部220に備えられた減算モジュール222により、減算モジュール221の出力から上述したステップ304において乗算モジュール212によって得られた各希望波レプリカを並行して減算し、この減算結果を誤差計算部の処理に供することにより、これらの希望波レプリカと上述したステップ302で生成された遅延波レプリカとの組み合わせに対応するブランチメトリックが算出される(ステップ305)。
Next, the replica
In response to this, each desired wave replica obtained by the
このようにして求められたブランチメトリックは、図1に示した加算比較選択処理部230のブランチメトリック比較部231によって比較され、最小のブランチメトリックを与える希望波レプリカを示す情報が、演算制御部232を介して領域推定部214に渡される。また、上述したステップ304で生成された4つの希望波レプリカおよびこれらに対応して求められたブランチメトリックの値を示す情報もまた、領域推定部214に渡される。
The branch metrics obtained in this way are compared by the branch
これに応じて、領域推定部214は、上述した各ブロックの代表点が64QAMにおける信号点の候補の位置と一致するか否かを判定し(ステップ306)、一致しない場合(ステップ306の否定判定)に、最小のブランチメトリックを与える代表点が存在するブロックを現段階において最尤のブロックとして選択する(ステップ307)。
このとき、領域推定部214は、まず、上述した最尤のブロックとこれに隣接する2つのブロックに対応してステップ304で求められた希望波レプリカに基づいて、最尤のブロックに対応する希望波レプリカと2つの隣接ブロックに対応する希望波レプリカそれぞれとの距離を算出する(ステップ308)。
In response to this, the
At this time, the
次に、領域推定部214は、各隣接ブロックに対応する希望波レプリカについて算出されたブランチメトリックとこれらの希望波レプリカに対応してステップ308で算出された距離とをそれぞれ比較する(ステップ309)。
この比較結果に基づいて、領域推定部214は、最尤のブロックを4分割して得られるブロックの一つを新たな注目領域として選択する(ステップ310)。
Next, the
Based on the comparison result, the
例えば、図3に示したように、複素平面の各象限に対応する4つのブロックの重心位置である代表点A1〜A4について生成された希望波レプリカについてそれぞれブランチメトリックBm1〜Bm4が算出された場合を例として、注目領域を選択する動作を詳細に説明する。
これらのブランチメトリックに基づいて、代表点A1に対応するブロックが選択された場合に、領域推定部214は、上述したステップ308において、代表点A2、A4に対応する希望波レプリカそれぞれと代表点A1に対応する希望波レプリカとの距離D12,D14を算出する。そして、ステップ309において、領域推定部214は、代表点A2、A4に対応する希望波レプリカそれぞれに対応するブランチメトリックBm2、Bm4とこれらの距離D12,D14とをそれぞれ比較する。
For example, as shown in FIG. 3, when branch metrics Bm1 to Bm4 are calculated for the desired wave replicas generated for the representative points A1 to A4 that are the centroid positions of four blocks corresponding to each quadrant of the complex plane, respectively. As an example, the operation of selecting a region of interest will be described in detail.
When a block corresponding to the representative point A1 is selected based on these branch metrics, the
ここで、上述したように、ブランチメトリックBm2と上述した距離D12及びブランチメトリックBm4と上述した距離D14との大小関係は、代表点A2、A4と真の信号点との位置関係を示している。
例えば、これらのブランチメトリックBm2、Bm4が、ともに、距離D12,D14よりも大きい場合には、真の信号点は、最尤のブロックに対応する代表点A1よりも、代表点A2、A4の双方から遠い位置にあると考えられる。したがって、この場合に、領域推定部214は、図3において符号G1を付して示した領域を新たに注目すべき領域として選択する。
Here, as described above, the magnitude relation between the distance D 12 and the branch metric Bm4 described above branch metric Bm2 the distance D 14 described above, shows the positional relationship between the representative points A2, A4 and the true signal point Yes.
For example, these branch metrics Bm2, bm4 are both distance D 12, if D is greater than 14, the true signal point, than the representative point A1 corresponding to the block of the maximum likelihood, the representative points A2, A4 It is thought that it is in the position far from both. Therefore, in this case, the
逆に、ブランチメトリックBm2、Bm4の双方が距離D12,D14よりも小さい場合には、真の信号点は、最尤のブロックに対応する代表点A1よりも、代表点A2、A4の双方から近い位置にあると考えられる。したがって、この場合に、領域推定部214は、図3において符号G3を付して示した領域を新たに注目すべき領域として選択する。
一方、ブランチメトリックBm2は距離D12よりも大きく、ブランチメトリックBm4は距離D14よりも小さい場合には、真の信号点は、最尤のブロックに対応する代表点A1よりも、代表点A2からは遠く、代表点A4からは近い位置にあると考えられる。したがって、この場合に、領域推定部214は、図3において符号G4を付して示した領域を新たに注目すべき領域として選択する。
Conversely, if both of the branch metrics Bm2, bm4 is smaller than the distance D 12, D 14 is, both the true signal point, than the representative point A1 corresponding to the block of the maximum likelihood, the representative points A2, A4 It is thought that it is in the near position. Accordingly, in this case, the
On the other hand, the branch metric Bm2 is greater than the distance D 12, when the branch metric Bm4 is smaller than the distance D 14, the true signal point, than the representative point A1 corresponding to the block of the maximum likelihood, from the representative point A2 Is far from the representative point A4. Therefore, in this case, the
逆に、ブランチメトリックBm2は距離D12よりも小さく、ブランチメトリックBm4は距離D14よりも大きい場合には、真の信号点は、最尤のブロックに対応する代表点A1よりも、代表点A2からは近く、代表点A4からは遠い位置にあると考えられる。したがって、この場合に、領域推定部214は、図3において符号G2を付して示した領域を新たに注目すべき領域として選択する。
Conversely, the branch metric Bm2 is smaller than the distance D 12, when the branch metric Bm4 is greater than the distance D 14, the true signal point, than the representative point A1 corresponding to the block of the maximum likelihood, the representative point A2 It is considered that the position is near from and far from the representative point A4. Therefore, in this case, the
つまり、領域推定部214は、最尤のブロックではないとして排除したブロックに対応して生成された希望波レプリカの位置及びこれらの希望波レプリカに対応して算出されたブランチメトリックを利用して、最尤のブロックにおいて、真の信号点が存在することが期待される領域を更に絞り込む。
このようにして、ステップ307で選択された最尤のブロックを更に4分割して得られるブロックの一つが注目すべき領域として選択され、この領域に関する情報に基づいて、レプリカ生成制御部213は、ステップ303に戻って、この新たな注目領域を4分割した各ブロックについて新たな代表点を求め、新たな希望波レプリカ生成処理を実行する。
That is, the
In this way, one of the blocks obtained by further dividing the maximum likelihood block selected in
このようにして真の信号点が存在する確率の高い範囲を絞り込んでいき、ステップ303で求めた各代表点の位置が64QAMにおける信号点候補の位置に一致したときに(ステップ306の肯定判定)、領域推定部214は、ステップ305で求めた各信号点候補に対応するブランチメトリックに基づいて、最小のブランチメトリックを与える信号点候補を選択する(ステップ311)。更に、領域推定部214は、選択した信号点候補に加えて、この信号点候補に最も近い隣接信号点であって、まだ希望波レプリカの生成に供されていない信号点を最終的に希望波レプリカを作成すべき信号点の候補に追加し(ステップ312)、これらの信号点の候補に関する情報をレプリカ生成制御部213の処理に供する。
In this way, the range with a high probability that a true signal point exists is narrowed down, and when the position of each representative point obtained in
このようにすれば、例えば、図4に示した信号点の候補C1に位置する真の信号点が雑音の影響によって、信号点の候補B3と信号点の候補C1との中間付近に移動している場合においても、確実に信号点の候補C1を最終的な信号点の候補に残すことができる。
なぜなら、このような場合には、以下に述べるようにして、信号点の候補の絞込みが行われるからである。
In this way, for example, the true signal point located at the signal point candidate C1 shown in FIG. 4 is moved to an intermediate position between the signal point candidate B3 and the signal point candidate C1 due to the influence of noise. In this case, the signal point candidate C1 can be reliably left as the final signal point candidate.
This is because in such a case, signal point candidates are narrowed down as described below.
まず、図4に示したように、複素平面の各象限に対応する4つのブロックの重心位置に対応する代表点A1〜A4について生成された希望波レプリカについてそれぞれブランチメトリックが算出され、これらのブランチメトリックに基づいて、代表点A1に対応するブロックが選択される。なお、図4において、信号点の候補および代表点に対応して算出されたブランチメトリックを、対応する信号点の候補および代表点に付した符号の下に括弧をつけて示した。 First, as shown in FIG. 4, branch metrics are calculated for the desired wave replicas generated for the representative points A1 to A4 corresponding to the barycentric positions of the four blocks corresponding to the quadrants of the complex plane. Based on the metric, the block corresponding to the representative point A1 is selected. In FIG. 4, the branch metrics calculated corresponding to the signal point candidates and the representative points are shown in parentheses below the reference numerals assigned to the corresponding signal point candidates and the representative points.
このとき、領域推定部214により、上述したステップ308において、代表点A1に対応する希望波レプリカと代表点A2に対応する希望波レプリカとの距離d12と、代表点A1に対応する希望波レプリカと代表点A4に対応する希望波レプリカとの距離d14とが算出される。ここで、説明の簡単化のため、希望波の振幅変動および位相回転がないとすると、距離d12および距離d14はともに対応する代表点間の距離に等しいので、代表点A2に対応するブランチメトリックBm2(=1.1)とこの距離d12との比較結果および距離d14とブランチメトリックBm4(=1.25)との比較結果とに基づいて、代表点A1に対応するブロックを4分割して得られるブロックのうち右上に位置するブロック(図4において、符号G1を付して示した)が選択される。
At this time, in
64QAMの場合には、このようにして選択されたブロックを4分割した各ブロックの代表点B1〜B4は、64QAMにおける信号点の候補の位置と一致している。したがって、これらの代表点である信号点B1〜B4について生成された希望波レプリカについてそれぞれ算出されたブランチメトリックに基づいて、信号点B3が最尤の候補として選択される。そして、更に、図2に示したステップ312において、この信号点B3に隣接する信号点のうち信号点B3に最も近い2つの信号点C1,C2が追加の候補として選択される(図4参照)。
In the case of 64QAM, the representative points B1 to B4 of each block obtained by dividing the block thus selected into four coincide with the positions of signal point candidates in 64QAM. Therefore, the signal point B3 is selected as the maximum likelihood candidate based on the branch metrics calculated for the desired wave replicas generated for the signal points B1 to B4 as the representative points. Further, in
このように、上述した信号点の絞込み手法を用いれば、雑音の影響にかかわらず、真の信号点を確実に候補として残すことが可能となる。
次に、レプリカ生成制御部213は、このようにして得られた追加の候補の信号点に対応する座標値を乗算モジュール212に入力して、これらの候補に対応する希望波レプリカを生成する(ステップ313)。そして、これらの追加の希望波レプリカ候補に対応するブランチメトリックが図1に示したブランチメトリック算出部220によって算出される(ステップ314)。
As described above, if the signal point narrowing method described above is used, it is possible to reliably leave a true signal point as a candidate regardless of the influence of noise.
Next, the replica
このようにして得られた追加の候補に対応して生成された希望波レプリカと遅延波レプリカとの組み合わせについてブランチメトリック算出部220によって得られた結果と、上述したステップ311において最尤の候補として選択された信号点B3およびこれとともに希望波レプリカが生成された3つの信号点B1、B2およびB4に対応して得られたブランチメトリックとは、演算制御部232によってパスメトリック更新部233に渡され、信号系列の最尤推定に基づくパス選択処理に供される。このとき、パスメトリック更新部233は、新たに得られたブランチメトリックとパスメトリックメモリ407に保持されたパスメトリックとを加算することにより、新たなパスメトリックを算出し、この結果に基づいて、パスメトリックメモリ407を更新する(ステップ315)。
The result obtained by the branch metric calculation unit 220 for the combination of the desired wave replica and the delayed wave replica generated corresponding to the additional candidate obtained in this way, and the maximum likelihood candidate in
ここで、図5に、系列推定を説明する図を示す。
図5において、時刻t−1と時刻tとに対応する64QAMにおける各信号点を番号0から番号63を付して示した。例えば、時刻t−1における各信号点に対応するパスメトリックの中で、番号1の信号点に対応するパスメトリックが最小であった場合に、この番号1の信号点に対応する遅延波レプリカと上述した絞込み手法によって時刻tにおける信号について選択された信号点の候補(図5において、符号B1、B2、B3、B4、C1、C2を付して示す)について生成された希望波レプリカとの組み合わせについて、それぞれブランチメトリックが算出される。図5において、時刻t−1における番号1の信号点と符号B1、B2、B3、B4、C1、C2で示した時刻tにおける信号点とを結ぶ矢印によって尤度を推定すべき組み合わせを示し、これらの矢印に対応してそれぞれの組み合わせについて算出されたブランチメトリックの値を示した。
Here, FIG. 5 is a diagram illustrating sequence estimation.
In FIG. 5, signal points in 64QAM corresponding to time t−1 and time t are indicated by
このとき、図1に示したパスメトリック更新部233は、パスメトリックメモリ407に保持された番号1の信号点に対応するパスメトリックの値(例えば、0.2)に、図5に符号B1、B2、B3、B4、C1、C2を付して示した信号点に対応するブランチメトリックの値をそれぞれ加算し、図5に示した各矢印に対応する系列のパスメトリックを求める。
At this time, the path
ここで、真の信号点が図4に符号C1を付して示した信号点に位置する場合には、図5に符号C1を付して示した時刻tにおける信号点と番号1を付して示した時刻t−1における信号点とを結ぶ矢印に対応するブランチメトリックが最も小さい値(例えば、0.15)をとることが期待できる。したがって、当然ながら、上述したようにして求められたこの系列、即ち、図5に番号1で示した時刻t−1における信号点と符号C1で示した時刻tにおける信号点とを含む系列に対応するパスメトリックが最小となると考えられる。
Here, if the true signal point is located at the signal point indicated by C1 in FIG. 4, the signal point and the
このようにして求めたパスメトリックを比較することによって、サバイバルパス選択部234は、上述した最小のパスメトリックに対応する信号点(例えば、信号点C1)を見つけ、この信号点に関する情報を、演算制御部232を介してレプリカ生成制御部213に渡して、次のシンボルにおける等化処理に供する。また、サバイバルパス選択部234は、上述したようにして見つけた最小のパスメトリックを持つ信号点を含むパスをサバイバルパスとして選択して、この新たなパスの端点をパスメモリ405に追加し、これに応じて、このパスメモリ405が最も古い時刻に対応する信号を出力することにより(ステップ316)、ビタビ等化出力を得ることができる。
By comparing the path metrics obtained in this way, the survival
上述したビタビ等化器では、遅延波レプリカの生成に用いられる信号点候補をサバイバルパスに対応するものに限定し、更に、希望波レプリカを生成する信号点の候補を大幅に絞り込んでいる。
上述したように、遅延波レプリカの生成に用いる信号点の候補を1本のサバイバルパスに対応するものに限定し、また、上述したステップ303からステップ312において述べた手順に従って希望波レプリカを生成すべき信号点の候補を決定することにより、最終的にブランチメトリックを算出する遅延波レプリカと希望波レプリカとの組み合わせの数を大幅に制限することができる。また、希望波レプリカを生成する処理を実行する回数は、希望波レプリカを生成する信号点を絞り込む段階を含めても、64QAMの信号点を上述したようにして絞り込む場合で延べ10回であり、64QAMの全信号点を候補とした場合に比べてはるかに少ないことは明らかである。また、上述したように、各ブロックを4分割して希望波レプリカ用の信号点を絞り込む場合においては、絞り込みの段階において同時に生成すべき希望波レプリカの数は4個であり、また、上述したステップ312において追加される信号点の候補の数は最大で2個であることから、レプリカ生成部210の乗算モジュール212は、最大4個の信号点の座標に応じて希望波レプリカを生成する機能を備えていれば十分である。同様に、ブランチメトリック算出部220の減算モジュール222も、上述した乗算モジュール212によって同時に生成される最大4個の希望波レプリカを減算モジュール221の出力から並行して減算する機能を備えれば十分である。
In the Viterbi equalizer described above, the signal point candidates used for the generation of the delayed wave replica are limited to those corresponding to the survival path, and the signal point candidates for generating the desired wave replica are further narrowed down.
As described above, the signal point candidates used for the generation of the delayed wave replica are limited to those corresponding to one survival path, and the desired wave replica is generated according to the procedure described in
これらの理由から、64QAMのような極めて状態数が多い変調方式が採用されている通信システムにおいても、十分に現実的な演算量でビタビ等化処理を実現することができることは明らかである。
また一方、このように、遅延波レプリカを生成する信号点の候補および希望波レプリカを生成する信号点の候補を大幅に削減したにもかかわらず、図1に示したビタビ等化器は、希望波の振幅に対して遅延波の振幅が十分に小さい環境では、極めて高い性能を実現可能であることを、出願人はシミュレーションによって確認している。
For these reasons, it is clear that the Viterbi equalization process can be realized with a sufficiently realistic amount of computation even in a communication system that employs a modulation method having an extremely large number of states such as 64QAM.
On the other hand, the Viterbi equalizer shown in FIG. 1 is not limited to the signal point candidates for generating the delayed wave replica and the signal point candidates for generating the desired wave replica. The applicant has confirmed by simulation that extremely high performance can be realized in an environment where the amplitude of the delayed wave is sufficiently small relative to the amplitude of the wave.
図6に、本発明にかかわるビタビ等化器の特性評価結果を示す。
図6において、横軸は、ビット当たりの信号電力と雑音電力との比Eb/Noを示し、また、縦軸は、いわゆるビットエラーレート(BER)を示す。また、図6において、丸印を付した折れ線によって、本発明にかかわるビタビ等化器のBER特性を示し、一方、三角を付した折れ線によって、特許文献1に開示された技術に基づくビタビ等化器について推定されるBER特性を示した。
FIG. 6 shows the characteristic evaluation results of the Viterbi equalizer according to the present invention.
In FIG. 6, the horizontal axis indicates the ratio Eb / No between the signal power per bit and the noise power, and the vertical axis indicates the so-called bit error rate (BER). Further, in FIG. 6, the BER characteristic of the Viterbi equalizer according to the present invention is shown by a broken line with a circle, while the Viterbi equalization based on the technique disclosed in
なお、特許文献1に開示された技術に基づくビタビ等化器に関するBER特性の推定においては、次に述べる条件を用いた。希望波レプリカの生成に関しては、各象限に対応する代表点についてのブランチメトリックを算出し、最小のブランチメトリックが得られた代表点に対応する象限に含まれる全ての信号点(つまり、16個の信号点)を候補とし、これらの候補に対応する希望波レプリカを生成して、遅延波レプリカを考慮したブランチメトリックの算出処理に供した。また、遅延波レプリカとしては、64QAMにおけるすべての信号点に対応して生成し、これらの遅延波レプリカと上述した希望波レプリカとについて考えられる全ての組み合わせについてブランチメトリックを算出し、この結果に基づいてパス選択処理を実行した。
In the estimation of the BER characteristics related to the Viterbi equalizer based on the technique disclosed in
また、特許文献1に開示されたビタビ等化器および本発明にかかわるビタビ等化器のBER特性の評価は、ともに、考慮する遅延波を1シンボル遅延の遅延波1波とし、また、希望波と遅延波との電力比であるD/U比は12dB、観測シンボル数は106、理想的な伝送路推定が行われているものとし、ロールオフフィルタの係数αの値を0.5として行った。
In addition, the evaluation of the BER characteristics of the Viterbi equalizer disclosed in
図6から分かるように、本発明にかかわるビタビ等化器は、先願にかかわるビタビ等化器と同様に、特許文献1に開示された技術に基づくビタビ等化器において期待される特性よりも高い特性が期待できる。
このような特性の改善は、上述した領域推定を組み合わせた段階的な絞り込みに基づいて最尤の候補として選択された信号点に加えて、その信号点に隣接する信号点を追加したことで、真の信号点に対応する希望波レプリカを漏れなく生成し、ブランチメトリック算出処理に供することができることによると考えられる。
As can be seen from FIG. 6, the Viterbi equalizer according to the present invention is more than the characteristics expected in the Viterbi equalizer based on the technique disclosed in
Improvement of such characteristics is achieved by adding a signal point adjacent to the signal point in addition to the signal point selected as the maximum likelihood candidate based on the stepwise refinement combined with the region estimation described above. This is considered to be because a desired wave replica corresponding to a true signal point can be generated without omission and used for branch metric calculation processing.
また、本発明にかかわるビタビ等化器によって得られるBER特性は、図6に破線で示したAWGN(additive white Gaussian noise:付加熱雑音)における同期検波時のBER特性と比較して劣化が少ないことが確認できる。
なお、出願人は、上述した条件よりもD/U比が低い環境においても、本発明にかかわるビタビ等化器が高い性能を発揮し得ることを確認している。
Further, the BER characteristic obtained by the Viterbi equalizer according to the present invention is less deteriorated than the BER characteristic at the time of synchronous detection in AWGN (additive white Gaussian noise) indicated by a broken line in FIG. Can be confirmed.
The applicant has confirmed that the Viterbi equalizer according to the present invention can exhibit high performance even in an environment where the D / U ratio is lower than the above-described conditions.
D/U比が6dBにまで低下した場合でも、本発明にかかわるビタビ等化器において、サバイバルパスの数を2本に増やすことによって、十分な特性が得られることを確認している。なお、このように複数のサバイバルパスを残す場合には、選択された信号点候補を用いて生成した希望波レプリカと各サバイバルパスに対応する遅延波レプリカとの組み合わせについてブランチメトリックが算出される。したがって、サバイバルパスの本数を増やしたことによる演算量の増加はサバイバルパスの本数に比例する程度と考えられる。 It has been confirmed that even when the D / U ratio is reduced to 6 dB, sufficient characteristics can be obtained by increasing the number of survival paths to two in the Viterbi equalizer according to the present invention. When a plurality of survival paths are left in this way, branch metrics are calculated for combinations of desired wave replicas generated using the selected signal point candidates and delayed wave replicas corresponding to the respective survival paths. Therefore, it is considered that the increase in the amount of computation due to the increase in the number of survival paths is proportional to the number of survival paths.
したがって、本発明にかかわるビタビ等化器では、D/U比が6dB程度であっても、特性を維持した上で、十分な演算量削減効果を期待することができる。
次に、本発明にかかわるビタビ等化器によって実現される演算量削減効果について説明する。
図7に、本発明にかかわるビタビ等化器の主要部分の演算量を示す。
Therefore, in the Viterbi equalizer according to the present invention, even if the D / U ratio is about 6 dB, it is possible to expect a sufficient calculation amount reduction effect while maintaining the characteristics.
Next, the calculation amount reduction effect realized by the Viterbi equalizer according to the present invention will be described.
FIG. 7 shows the calculation amount of the main part of the Viterbi equalizer according to the present invention.
図7に示した各欄の数値は、それぞれ、QPSK方式について正規のビタビ等化を行った場合と、64QAM方式について本発明にかかわるビタビ等化を行った場合と、同じく64QAM方式について特許文献1に開示された技術に従ってビタビ等化を行った場合とにおいて、遅延波レプリカ生成処理、遅延波レプリカ減算処理、希望波レプリカ生成処理、希望波レプリカ減算処理および加算比較選択処理にそれぞれ要した1シンボル当たりの乗算回数および加算回数を示している。また、図7に示した表の最後の行には、それぞれの方式において必要とされる乗算回数および加算回数の総和を示した。 The numerical values in each column shown in FIG. 7 are the same as those obtained when normal Viterbi equalization is performed for the QPSK method, when Viterbi equalization according to the present invention is performed for the 64QAM method, and for the 64QAM method. 1 symbol required for delayed wave replica generation processing, delayed wave replica subtraction processing, desired wave replica generation processing, desired wave replica subtraction processing, and addition comparison selection processing when Viterbi equalization is performed in accordance with the technique disclosed in FIG. The number of multiplications per win and the number of additions are shown. The last row of the table shown in FIG. 7 shows the sum of the number of multiplications and the number of additions required in each method.
図7から明らかなように、本発明にかかわるビタビ等化器による遅延波補償を実現するために必要な演算量は、特許文献1に開示された技術において必要とされる演算量に比べてはるかに少ない。また、本発明にかかわるビタビ等化器において必要とされる演算量(乗算回数)は、既に実用化されているQPSK方式に関するビタビ等化器における演算量(乗算回数)の1.3倍程度であることから、本発明にかかわるビタビ等化器は、まさに現実的な演算量によって、64QAM方式に適合した遅延波補償技術を提供するものであることが裏付けられた。
As is apparent from FIG. 7, the amount of computation required to realize the delayed wave compensation by the Viterbi equalizer according to the present invention is much larger than the amount of computation required in the technique disclosed in
なお、遅延波の振幅が希望波の振幅に比べて十分に小さい通信環境においては、上述したようにサバイバルパスを1本にまで限定することができるので、図2に示したステップ312において追加された希望波レプリカに対応して算出されたブランチメトリックと最尤の信号点として選択された信号点について生成された希望波レプリカに対応するブランチメトリックとを、ステップ315におけるパスメトリック算出および更新処理に供する構成も考えられる。この場合は、最後に注目した信号点の分布領域に含まれながら最尤の信号点としては選択されなかった信号点(例えば、図4に示した信号点B1、B2、B4)についてのパスメトリックの算出処理を省略することができる。このようにして、最後に注目した信号点の分布領域に含まれながら最尤の信号点としては選択されなかった信号点を最終的な信号点候補からはずしたことによって、真の信号点に関する推定精度が低下することはないと考えられる。なぜなら、サバイバルパスが1本に限定されているならば、これらの信号点について生成された希望波レプリカは、少なくとも、最尤の信号点として選択された信号点について生成された希望波レプリカよりも大きいブランチメトリックを与えることが確実であり、これらのブランチメトリックを1時刻前のパスメトリックに加算して得られるパスメトリックも、当然ながら、最尤の信号点として選択された信号点に対応して算出されるパスメトリックよりも大きくなることは明らかだからである。
Note that in a communication environment in which the amplitude of the delayed wave is sufficiently smaller than the amplitude of the desired wave, the survival path can be limited to one as described above, so that it is added in
希望波レプリカを生成する信号点を段階的に絞り込み、最終的に絞り込んだ候補に隣接する信号点を追加する手法を用いたビタビ等化器は、希望波と遅延波との振幅比にかかわらず、BER特性を維持しつつ演算量の削減を図ることができるので、様々な環境における多値QAM変調方式の通信システムにおいて有用である。
更に、希望波レプリカを生成する信号点を絞り込む技術と、遅延波レプリカを生成する信号点をサバイバルパスに限定する技術とを合わせて適用することにより、64QAM方式についてビタビ等化によって遅延波を補償するために要する演算量を、一般的なQPSK方式におけるビタビ等化に要する演算量と同程度にまで削減でき、かつ、通信品質を維持することができる。これにより、十分に現実的な演算量によって、64QAM方式について遅延波補償を行うビタビ等化器を実現することができる。
Viterbi equalizers that use a method of narrowing down signal points for generating a desired wave replica in stages and adding signal points adjacent to the finally narrowed candidates, regardless of the amplitude ratio between the desired wave and the delayed wave Since the amount of calculation can be reduced while maintaining the BER characteristics, it is useful in a communication system using a multilevel QAM modulation system in various environments.
Furthermore, by applying a technique that narrows down the signal points that generate the desired wave replica and a technique that limits the signal points that generate the delayed wave replica to the survival path, the delayed wave is compensated by Viterbi equalization for the 64QAM system. It is possible to reduce the amount of computation required to achieve the same amount as the amount of computation required for Viterbi equalization in a general QPSK system, and maintain communication quality. Thereby, it is possible to realize a Viterbi equalizer that performs delay wave compensation for the 64QAM system with a sufficiently realistic calculation amount.
201 トレーニング系列出力部
202 セレクタ
210 レプリカ生成部
211、212 乗算モジュール
213 レプリカ生成制御部
214 領域推定部
220、403 ブランチメトリック算出部
221、222 減算モジュール
223 誤差計算部
230,404 加算比較選択処理部
231 ブランチメトリック比較部
232 演算制御部
233 パスメトリック更新部
234 サバイバルパス選択部
401 希望波レプリカ生成部
402 遅延波レプリカ生成部
405 パスメモリ
406 伝送路推定部
407 パスメトリックメモリ
201 training
Claims (2)
前記4NQAM変調における信号点候補から尤度の高いことが期待できる信号点候補を選択して希望波レプリカを生成する希望波レプリカ生成手段と、
前記遅延波レプリカと前記希望波レプリカとについて考えられる組み合わせのそれぞれについて、入力される受信信号とのブランチメトリックを求める誤差算出手段とを備え、
前記希望波レプリカ生成手段は、
注目している信号点候補の分布領域を均等に分割して得られる所定数の等面積のブロックそれぞれについて、そのブロックの重心位置の座標値を用いて希望波レプリカ候補を生成するレプリカ候補生成手段と、
前記希望波レプリカ候補それぞれについて受信信号とのブランチメトリックを求める候補誤差算出手段と、
前記希望波レプリカ候補の中から前記候補誤差算出手段によって最も小さいブランチメトリックが得られた希望波レプリカ候補を選択する選別手段と、
前記各ブロックの重心位置が前記4NQAM変調における信号点候補の位置と一致するか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段によって前記重心位置と前記信号点候補の位置とが一致しない旨の判定結果が得られた場合に、次に注目すべき信号点候補の分布領域を決定し、前記レプリカ候補生成手段による新たな希望波レプリカ候補の作成処理に供する領域決定手段と、
前記判定手段によって前記重心位置と前記信号点候補の位置とが一致する旨の判定結果が得られた場合に、前記選別手段によって選別された希望波レプリカ候補に対応する前記4NQAM変調における信号点候補に隣接する信号点候補であって、対応する希望波レプリカが未生成であるものに対応して新たに希望波レプリカ追加候補を生成し、前記選別された希望波レプリカ候補およびこれと同時に前記希望波レプリカ候補生成手段によって生成された希望波レプリカ候補とともに、尤度の高い信号点候補に対応する希望波レプリカとして出力するレプリカ追加手段とを備え、
前記領域決定手段は、
前記選別手段によって選択された希望波レプリカ候補とこの希望波レプリカ候補に対応する注目ブロックに隣接する2つの隣接ブロックに対応する希望波レプリカ候補との距離をそれぞれ算出する距離算出手段と、
前記2つの隣接ブロックに対応する希望波レプリカ候補について前記距離算出手段によって算出された距離それぞれと、これらの希望波レプリカに対応して前記候補誤差算出手段によって算出されたブランチメトリックそれぞれとを比較する距離比較手段と、
前記距離比較手段によって得られた比較結果に基づいて、前記注目ブロックにおいて、尤度の高い信号点候補が存在する可能性の高い領域を推定し、前記次に注目すべき信号点候補の分布領域として出力する領域推定手段とを備えた
ことを特徴とするビタビ等化器。 Delay wave replica generation means for generating a delayed wave replica corresponding to a signal point candidate corresponding to at least a selected survival path among signal point candidates in 4 N QAM modulation (N is a natural number);
A desired wave replica generation means for generating a desired wave replica by selecting a signal point candidate that can be expected to have a high likelihood from the signal point candidates in the 4 N QAM modulation;
For each of the possible combinations of the delayed wave replica and the desired wave replica, an error calculating means for obtaining a branch metric with the input received signal,
The desired wave replica generation means includes:
Replica candidate generation means for generating a desired wave replica candidate for each of a predetermined number of equal area blocks obtained by equally dividing a distribution area of signal point candidates of interest using coordinate values of the center of gravity positions of the blocks When,
Candidate error calculation means for obtaining a branch metric with the received signal for each desired wave replica candidate;
Selecting means for selecting a desired wave replica candidate from which the smallest branch metric is obtained by the candidate error calculating means from among the desired wave replica candidates;
Determining means for determining whether the barycentric position of each block coincides with the position of a signal point candidate in the 4 N QAM modulation;
When the determination means obtains a determination result indicating that the position of the center of gravity and the position of the signal point candidate do not match, the distribution area of the signal point candidate to be noticed next is determined, and the replica candidate generation means A region determination means for creating a new desired wave replica candidate;
The signal in the 4 N QAM modulation corresponding to the desired wave replica candidate selected by the selection unit when the determination unit obtains a determination result that the position of the center of gravity and the position of the signal point candidate match. A new desired wave replica addition candidate is generated corresponding to a signal point candidate adjacent to the point candidate and the corresponding desired wave replica has not been generated, and the selected desired wave replica candidate and simultaneously with this Along with a desired wave replica candidate generated by the desired wave replica candidate generating means, a replica adding means for outputting as a desired wave replica corresponding to a signal point candidate with a high likelihood,
The region determining means includes
Distance calculating means for calculating the distance between the desired wave replica candidate selected by the selecting means and the desired wave replica candidate corresponding to two adjacent blocks adjacent to the target block corresponding to the desired wave replica candidate;
The distances calculated by the distance calculation means for the desired wave replica candidates corresponding to the two adjacent blocks are compared with the branch metrics calculated by the candidate error calculation means corresponding to these desired wave replicas. Distance comparison means;
Based on the comparison result obtained by the distance comparison means, an area where there is a high possibility that a signal point candidate with a high likelihood exists in the target block, and the distribution area of the signal point candidate to be focused next is estimated. And a region estimation means for outputting as a Viterbi equalizer.
領域推定手段は、
前記2つの隣接ブロックの一方である第1の隣接ブロックに対応する希望波レプリカ候補について算出された距離とブランチメトリックとについて前記距離比較手段によって得られた大小関係に基づいて、前記2つの隣接ブロックの他方である第2の隣接ブロックの重心位置と前記注目領域の重心位置とを結ぶ直線によって前記注目領域を分割して得られる2つの領域の一方を選択する第1選択手段と、
前記第2の隣接ブロックに対応する希望波レプリカ候補について算出された距離とブランチメトリックとについて前記距離比較手段によって得られた大小関係に基づいて、前記第1の希望波レプリカ候補に対応するブロックの重心位置と前記注目領域の重心位置とを結ぶ直線によって前記第1選択手段によって選択された領域を分割して得られる2つの領域の一方を選択し、選択した領域を推定結果として出力する第2選択手段とを備えた
ことを特徴とするビタビ等化器。
The Viterbi equalizer according to claim 1,
The area estimation means is
Based on the magnitude relationship obtained by the distance comparison means for the distance and the branch metric calculated for the desired wave replica candidate corresponding to the first adjacent block which is one of the two adjacent blocks, the two adjacent blocks First selection means for selecting one of the two regions obtained by dividing the region of interest by a straight line connecting the center of gravity of the second adjacent block that is the other of the two and the center of gravity of the region of interest;
Based on the magnitude relationship obtained by the distance comparison means for the distance and branch metric calculated for the desired wave replica candidate corresponding to the second adjacent block, the block corresponding to the first desired wave replica candidate A second region obtained by dividing the region selected by the first selection means by a straight line connecting the center of gravity and the center of gravity of the region of interest is selected, and the selected region is output as an estimation result. A Viterbi equalizer comprising a selection means.
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