JP2008010987A - Receiver and wireless communication system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing:直交周波数分割多重)伝送方式を用いた受信装置及び無線通信システムに関し、特に、誤り検出反復復号器に入力される信号の誤り検出単位が大きく、電界の変動によりその復号特性が劣化してしまうのを防ぎ良好な誤り訂正復号特性を維持できる受信装置及び無線通信システムに関する。 The present invention relates to a receiver and a wireless communication system using an OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) transmission system, and in particular, the error detection unit of a signal input to an error detection iterative decoder is large, The present invention relates to a receiving apparatus and a wireless communication system capable of preventing deterioration of decoding characteristics due to fluctuations and maintaining good error correction decoding characteristics.
従来のOFDM伝送方式を用いたデジタル無線通信システムにおいては、送信装置側で送信信号に誤り検出符号化回路で畳み込み符号化が施され、畳み込み符号化された信号は周波数領域にあるサブキャリアへ16QAM(Quadrature Amplitude Modulation)などでマッピングされ、IFFT(Inverse Fast Fourier Transform:高速逆フーリエ変換)回路により周波数軸上の信号から時間軸上の信号へ一括変換されてOFDM信号が生成される。OFDM信号は、受信制御用プリアンブルが先頭についたパケットに乗せられて無線送信されていた。OFDM変調信号の生成については、例えば非特許文献1に記載のものがある。
In a digital wireless communication system using a conventional OFDM transmission scheme, convolutional coding is performed on a transmission signal by an error detection coding circuit on the transmission device side, and the convolutionally coded signal is transmitted to a subcarrier in the frequency domain by 16QAM. (Quadrature Amplitude Modulation) or the like is mapped, and an IFFT (Inverse Fast Fourier Transform) circuit collectively converts the signal on the frequency axis to the signal on the time axis to generate an OFDM signal. The OFDM signal is wirelessly transmitted in a packet preceded by a reception control preamble. For example, Non-Patent
一方、受信装置側ではパケットの先頭にある受信制御用プリアンブルを用いて受信レベルがA/D変換器のダイナミックレンジ内に収まるよう自動利得制御(AGC:Automatic Gain Control)され、A/Dコンバータによりアナログ信号からデジタル信号に変換され、プリアンブル信号から周波数オフセット補償され、高速フーリエ変換回路により時間軸上の信号から周波数軸上の信号へ一括変換され、サブキャリア上の信号がIQ軸平面にデ・マッピングされ、ビタビ(Viterbi)復号器へ入力するための尤度情報が算出され、ビタビ復号を行っていた。 On the other hand, on the receiving device side, automatic gain control (AGC) is performed by using the reception control preamble at the head of the packet so that the reception level falls within the dynamic range of the A / D converter. The analog signal is converted to a digital signal, the frequency offset is compensated for from the preamble signal, and the signal on the time axis is collectively converted from the signal on the time axis to the signal on the frequency axis by the fast Fourier transform circuit. The likelihood information for mapping and input to the Viterbi decoder was calculated, and Viterbi decoding was performed.
ところが、無線通信システムでは、送信装置と受信装置間の伝搬路は一意に定まらず受信機はいくつかの異なる伝播路を通過してきた信号の重ね合わせを受信するためマルチパスフェージングの影響を受ける。また、それぞれが移動している場合には、ドップラーフェージングの影響を受ける。このため、OFDM信号の各パケット、各サブキャリアは異なる伝播路特性を受け振幅や位相が変動し、受信性能が劣化する。 However, in a wireless communication system, the propagation path between the transmission apparatus and the reception apparatus is not uniquely determined, and the receiver receives a superposition of signals that have passed through several different propagation paths, and thus is affected by multipath fading. Moreover, when each is moving, it receives to the influence of Doppler fading. For this reason, each packet and each subcarrier of the OFDM signal receive different propagation path characteristics, the amplitude and phase fluctuate, and reception performance deteriorates.
そこで、受信性能の劣化を防ぎ良好な復号特性を維持する方法として、例えば、特許文献1記載のOFDM復調装置がある。このOFDM復調装置は、パケットの先頭に付随された受信制御用プリアンブルを用いて、パケット内ではマルチパスフェージング特性が一定であるという仮定に基づいてプリアンブル部とデータ部が受けている伝播路特性は等価的に等しいという仮定のもとで、伝搬路推定用のプリアンブルから求めた伝搬路特性を用いて対応する各サブキャリアの振幅に乗じて等価的にデータ部に対して各サブキャリアの受信電力により重み付けを行っている。そして、伝播路推定用プリアンブルの前サブキャリア電力平均値を近似計算しておき電力により重み付けした信号の絶対値が前記伝播路推定用プリアンブルの前サブキャリアの全サブキャリアの電力平均値に等しくなるようにしてビタビ復号器の入力を作成する。
しかしながら、このような従来のOFDM復調装置にあっては、同一パケット内の電界変動及び伝播路特性が一定であると見做せるようなデジタル無線通信システムでは有効であるものの、ターボ符号(Turbo coding)やLDPC符号(Low Density Parity Check codes:低密度パリティ検査符号)のように、誤り訂正反復復号器で一括処理される誤り訂正単位(符号長)が大きいほど良好な誤り訂正能力を発揮するタイプの符号化方式を採用したデジタル無線通信システムでは誤り訂正単位が大きくなることが必至である。これにより、送信装置側で送信するパケット長が大きくなるか、または複数パケットに分割して送られることになる。したがって、受信器側でパケットの先頭を受信した時の電界強度及び伝播路特性とパケット終端を受信した時の電界強度及び伝播路特性が異なっている確率が高くなる。あるいは、先頭パケットと最終パケットを受信した時の電界強度及び伝播路特性が異なっている可能性が高く、異なるパケットで伝送された同一誤り訂正復号単位のデータについて、各々のパケットのプリアンブルで規格化された尤度情報を用いて誤り訂正反復復号を行うことになるので符号化利得の低下を招くという事情があった。 However, such a conventional OFDM demodulator is effective in a digital wireless communication system in which electric field fluctuations and propagation path characteristics in the same packet are considered to be constant, but turbo coding (Turbo coding) ) And LDPC codes (Low Density Parity Check codes), a type that exhibits better error correction capability as the error correction unit (code length) collectively processed by the error correction iterative decoder increases. In a digital wireless communication system that employs the above encoding method, an error correction unit must be increased. As a result, the length of the packet to be transmitted on the transmission device side is increased, or the packet is divided into a plurality of packets and transmitted. Therefore, there is a high probability that the field strength and propagation path characteristics when receiving the beginning of the packet on the receiver side are different from the field strength and propagation path characteristics when receiving the packet end. Alternatively, the field strength and propagation path characteristics at the time of receiving the first packet and the last packet are likely to be different, and the same error correction decoding unit data transmitted in different packets is normalized by the preamble of each packet. Since the error correction iterative decoding is performed using the likelihood information, there is a situation in which the coding gain is reduced.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、同一の誤り訂正復号単位内にある信号の尤度判定基準が異なっていても、その受信電界強度に応じて尤度を変更し誤り訂正反復復号器に有効な尤度情報を用いて反復復号がなされるため、良好な誤り訂正能力を発揮することができる受信装置及び無線通信システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and even if the likelihood criteria of signals within the same error correction decoding unit are different, the likelihood is changed according to the received electric field strength, and error correction repetition is performed. An object of the present invention is to provide a receiving apparatus and a wireless communication system that can exhibit good error correction capability because iterative decoding is performed using likelihood information effective for the decoder.
本発明の受信装置は、送信されたOFDM信号を受信する受信手段と、前記受信手段により受信された受信信号をOFDM復調するOFDM復調手段と、前記OFDM復調手段により復調されたOFDM復調信号の信号強度を算出する重み係数算出手段と、前記OFDM復調信号から誤り検出反復復号を行うための尤度情報を生成する尤度生成手段と、前記重み係数算出手段における算出値を基に前記尤度情報を変更する尤度変更手段と、前記尤度変更手段により変更された尤度情報が前記誤り訂正復号単位分溜まるまで保持するバッファと、前記バッファに保持された尤度情報を用いて誤り訂正反復復号を行う誤り訂正反復復号手段とを備える構成を採る。 The receiving apparatus of the present invention comprises: a receiving means for receiving a transmitted OFDM signal; an OFDM demodulating means for OFDM demodulating the received signal received by the receiving means; and a signal of an OFDM demodulated signal demodulated by the OFDM demodulating means. Weighting factor calculating means for calculating strength, likelihood generating means for generating likelihood information for performing error detection iterative decoding from the OFDM demodulated signal, and the likelihood information based on the calculated value in the weighting factor calculating means A likelihood changing unit that changes the error information, a buffer that holds until the likelihood information changed by the likelihood changing unit is accumulated for the error correction decoding unit, and error correction iteration using the likelihood information held in the buffer An error correction iterative decoding means for performing decoding is employed.
本発明の無線通信システムは、誤り訂正反復復号器へ入力される信号の誤り訂正復号単位が複数シンボルに分割されて伝送されるOFDM伝送方式を用いた無線通信システムであって、送信データを誤り訂正符号化単位で符号化する誤り訂正符号化手段と、前記誤り訂正符号化手段で符号化されたデータを1シンボル単位ごとに分割しOFDM信号へ変換するOFDM変調手段と、前記OFDM信号を規定のパケットに順次挿入してパケットを生成するパケット生成手段と、前記パケットを無線送信する送信手段とを備える送信装置と、前記送信装置より送信されたOFDM信号を受信する受信手段と、前記受信手段により受信された受信信号をOFDM復調するOFDM復調手段と、前記OFDM復調手段により復調されたOFDM復調信号の信号強度を算出する重み係数算出手段と、前記OFDM復調信号から誤り検出反復復号を行うための尤度情報を生成する尤度生成手段と、前記重み係数算出手段における算出値を基に前記尤度情報を変更する尤度変更手段と、前記尤度変更手段により変更された尤度情報が前記誤り訂正復号単位分溜まるまで保持するバッファと、前記バッファに保持された尤度情報を用いて誤り訂正反復復号を行う誤り訂正反復復号手段とを備える受信装置と、を具備する構成を採る。 A radio communication system according to the present invention is a radio communication system using an OFDM transmission system in which an error correction decoding unit of a signal input to an error correction iterative decoder is divided into a plurality of symbols and transmitted, and transmission data is error-corrected. An error correction coding means for coding in a correction coding unit, an OFDM modulation means for dividing the data encoded by the error correction coding means into one symbol unit and converting it into an OFDM signal, and defining the OFDM signal A packet generation unit that sequentially inserts packets into a packet to generate a packet; a transmission device that includes a transmission unit that wirelessly transmits the packet; a reception unit that receives an OFDM signal transmitted from the transmission device; and the reception unit OFDM demodulating means for OFDM demodulating the received signal received by the OFDM demodulator, and the OFDM demodulated signal demodulated by the OFDM demodulating means Weighting factor calculating means for calculating the signal strength of the signal, likelihood generating means for generating likelihood information for performing error detection iterative decoding from the OFDM demodulated signal, and the likelihood based on the value calculated by the weighting factor calculating means. A likelihood changing means for changing the degree information, a buffer for holding the likelihood information changed by the likelihood changing means until the error correction decoding unit is accumulated, and an error using the likelihood information held in the buffer The receiving apparatus includes an error correction iterative decoding unit that performs correction iterative decoding.
本発明によれば、本来低い尤度であるはずの尤度情報が正規化により尤度が大きくなってしまうことを防ぎ、反復復号をする際に誤り情報が他のビットへ伝搬していくことを阻止できるため、良好な誤り訂正性能を維持することが可能となり、雑音の少ない音声通話を実現することができる。また、映像通信では、ブロックノイズが無い綺麗な映像が見られるデジタル無線システムを実現することができる。 According to the present invention, likelihood information that should be originally low likelihood is prevented from being increased in likelihood by normalization, and error information is propagated to other bits when iterative decoding is performed. Therefore, it is possible to maintain good error correction performance and realize a voice call with less noise. In video communication, it is possible to realize a digital wireless system in which a clear video without block noise can be seen.
また、特にガウス雑音環境下での誤り訂正復号性能の向上が見られ、正確な尤度を用いて誤り訂正反復復号を行うことから誤り訂正能力が向上し、復号結果が誤り無しとなる確率が高くなる。これにより、再送する確率が減り送受信装置間のトラフィックを抑えることができ、より高伝送レートの通信が可能になり高音質、高画質なデジタル無線通信システムを実現することができる。また、デジタル無線通信システムの再送制御を、H−ARQと組み合わせた場合には、より少ない再送回数でエラーフリーが得られることから、さらに伝送効率が向上するという効果を得ることができる。 In addition, the error correction decoding performance is improved particularly in a Gaussian noise environment, and error correction iterative decoding is performed using accurate likelihood, so that the error correction capability is improved and the probability that the decoding result is error-free is increased. Get higher. As a result, the probability of retransmission can be reduced, traffic between the transmitting and receiving apparatuses can be suppressed, communication at a higher transmission rate is possible, and a digital wireless communication system with high sound quality and high image quality can be realized. Further, when the retransmission control of the digital wireless communication system is combined with H-ARQ, an error-free operation can be obtained with a smaller number of retransmissions, so that the effect of further improving the transmission efficiency can be obtained.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1に係る無線通信システムの構成を示すブロック図である。本実施の形態は、OFDM伝送方式を用いた通信システムにおいて、誤り訂正反復復号器へ入力される信号の誤り訂正復号単位が複数シンボルに分割されて伝送されるデジタル無線通信システムに適用した例である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a radio communication system according to
図1において、無線通信システムは、誤り訂正符号化部110、OFDM変調部120、パケット生成部130及び送信アンテナ140を備える送信装置100と、受信アンテナ210、OFDM復調部220、重み係数算出部230、尤度生成部240、尤度変更部250、バッファ260及び誤り訂正反復復号部270を備える受信装置200とから構成される。
1, the wireless communication system includes a
誤り訂正符号化部110は、送信データ101を誤り訂正符号化単位で符号化する。OFDM変調部120は、誤り訂正符号化部110で符号化されたデータを1シンボル単位ごとに分割しOFDM信号へ変換する。パケット生成部130は、OFDM信号を規定のパケットに順次挿入してパケットを生成する。送信アンテナ140は、生成されたパケットを空間に輻射する。
The error
受信アンテナ210は、送信装置100より送信されたOFDM信号を受信する。OFDM復調部220は、受信信号をOFDM復調する。
The
重み係数算出部230は、OFDM復調信号の信号強度を算出する信号強度測定部である。特に、重み係数算出部230は、受信したシンボルの絶対電力値を算出し、その絶対電力を重み係数として誤り訂正反復復号部270に入力される尤度情報に重み付けする。また、重み係数算出部230は、誤り訂正反復復号部270へ入力する尤度情報を受信電界レベルに応じて重み付けする。
The weighting
尤度生成部240は、OFDM復調信号から誤り検出反復復号を行うための尤度情報を生成する。尤度変更部250は、重み係数算出部230における算出値を基に尤度情報を変更する。バッファ260は、尤度変更部250により変更された尤度情報が誤り訂正復号単位分溜まるまで保持する。誤り訂正反復復号部270は、バッファ260に保持された尤度情報を用いて誤り訂正反復復号を行う。
The
以下、上述のように構成された無線通信システムの動作を説明する。
〔無線通信システムの全体動作〕
まず、無線通信システムの全体動作について説明する。
The operation of the radio communication system configured as described above will be described below.
[Overall operation of wireless communication system]
First, the overall operation of the wireless communication system will be described.
送信データ101は、送信装置100の誤り訂正符号化部110で所定の誤り訂正単位毎に誤り訂正符号化され、OFDM変調部120に出力される。
OFDM変調部120では、誤り訂正符号化部110で誤り訂正符号化されたデータがマッピングされ、パイロットとガードバンドが挿入され、高速逆フーリエ変換され、ガードインターバルが付加され、OFDM信号生成の一連の処理がなされOFDM変調信号が生成される(非特許文献1参照)。
In the
パケット生成部130では、予め既知の伝送路推定用プリアンブルパタンが付加されたパケットへOFDM変調信号が順次乗せられ、アンテナ140で無線送信される。OFDM変調部120のマッピングは、BPSK、QPSK、DQPSK、8PSK、16QAM、64QAMなどの任意の多値変調を用いるが、本実施の形態では16QAMを行う場合を例に採る。
In the
受信側装置200では、アンテナ210から取り込まれた受信信号は、OFDM復調部220でダウンコンバート及び周波数変換などの所定の無線受信処理を施した後、伝播路推定用プリアンブルを用いてシンボル毎の帯域内等化が施され、ガードインターバルが削除され、高速フーリエ変換され、パイロットとガードバンドが取り除かれる(非特許文献1参照)。
In reception-
重み係数算出部(信号強度測定部)230では、OFDM復調部220の出力データからシンボル毎のサブキャリアの2乗平均値が算出される。尤度生成部240では、OFDM復調部220の出力をシンボル毎に、デ・マッピングして、尤度情報が算出される。尤度生成部240は、重み係数算出部230で算出した2乗平均値で除すことにより正規化が施され、送信装置100のOFDM変調部120におけるマッピングと同じものによってデ・マッピングする。
Weighting factor calculation section (signal strength measurement section) 230 calculates the mean square value of subcarriers for each symbol from the output data of
尤度変更部250では、重み係数算出部230で算出された2乗平均値を前記尤度情報に積算し尤度情報を変更する。バッファ260では、前記尤度変更部250で変更された尤度情報が誤り訂正単位に溜まるまで蓄積する。誤り訂正反復復号部270は、前記バッファ260から誤り訂正復号単位毎に、変更後の尤度情報を受け取り誤り訂正反復復号を行う。
In
以下、各部の動作についてさらに詳しく説明する。
〔誤り訂正符号化部110の動作〕
まず、送信装置100の誤り訂正符号化部110について説明する。本実施の形態では、誤り訂正符号化部110の構成例としてターボ符号化器を用いた例を説明するがLDPC符号化などを用いた他の誤り訂正符号化方式でも同様に適用可能である。
Hereinafter, the operation of each unit will be described in more detail.
[Operation of Error Correction Encoding Unit 110]
First, the error
図2は、ターボ符号化器の概略構成を示すブロック図である。 FIG. 2 is a block diagram showing a schematic configuration of the turbo encoder.
図2に示すように、ターボ符号化器150は、インタリーバ151、XOR回路152a〜152d、遅延器153a〜153h、セレクタ154、及び並列直列変換器155を備えて構成される。上記XOR回路152a,152b及び遅延器153a〜153dは、第1の再帰的組織畳み込み符号化器156を構成し、XOR回路152c,152d及び遅延器153e〜153hは、第2の再帰的組織畳み込み符号化器157を構成する。また、送信データ158は、インタリーバ151、XOR回路152a及び並列直列変換器155に入力され、並列直列変換器155は、出力159を出力する。
As shown in FIG. 2, the
再帰的組織畳み込み符号化器156,157は、インタリーバ151を介して接続される。送信データ158(図1の送信データ101と同様)は、並列直列変換器155に入力される。また、一方で送信データ158は、第1の再帰的組織畳み込み符号化器156に入力され、組織符号化が施されセレクタ154へ出力される。また、送信データ158は、インタリーバ151でビット順の並び替えが行われ、第2の再帰的組織畳み込み符号化器157に入力され、組織符号化が施されてセレクタ154へ出力される。セレクタ154では、各々から入力されたデータに対し、規則的にデータの選択を行い並列直列変換器155へ出力する。並列直列変換器155では、並列に入力データを直列データに変換して出力159として出力する。
〔送信装置100のデータフロー〕
OFDM変調部120からパケット生成部までのデータの流れについて説明する。
Recursive systematic
[Data Flow of Transmitting Device 100]
A data flow from the
図3は、送信装置100のデータフローを示すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram illustrating a data flow of the
誤り訂正符号化部110(図1)で誤り訂正符号化された符号化データ161は、OFDM変調部120でOFDM変調が施され、OFDMシンボル162が生成される。OFDM変調部120で生成されたOFDMシンボル162は、パケット生成部130において、先頭に伝送路推定用プリアンブルの付加されたパケット163のシンボル部分へ順次挿入されパケットが構成される。
The encoded
次に、受信装置200の各部の動作について説明する。
〔重み係数算出部230の動作〕
重み係数算出部230は、信号強度測定部である。
Next, the operation of each unit of the receiving
[Operation of Weighting Factor Calculation Unit 230]
The weight
受信装置200のOFDM復調部220(図1)で算出された各サブキャリアのデ・マッピングデータのIQ成分をIn,Qn(nはサブキャリア番号)とし、各シンボルごとのサブキャリアの2乗平均値をM、サブキャリア数をNとすると、2乗平均値Mは、次式(1)で求められる。
The IQ component of the de-mapping data of each subcarrier calculated by the OFDM demodulator 220 (FIG. 1) of the receiving
尤度生成部240について説明する。尤度情報の算出手段はいくつか知られており、以下はそのうちの一例である。尤度情報の算出手段は任意の方法で良く以下の例に限定されない。
The
図4は、16QAMのマッピング例を示す図、図5は、第1,第3ビット目の尤度生成方法を示すグラフ、図6は、第2,第4ビット目の尤度生成方法を示すグラフである。 4 is a diagram illustrating an example of 16QAM mapping, FIG. 5 is a graph illustrating a likelihood generation method for the first and third bits, and FIG. 6 is a likelihood generation method for the second and fourth bits. It is a graph.
図4に示すように、16QAMのマッピングでは1点当り4bitずつ割り振り、第1,第2ビット目はI軸に、第3,第4ビット目はQ軸に割り振られている。送信装置100側では、このマッピング点を送信することになるが、受信装置200側でデ・マッピングした信号点はノイズなどの影響により送信時のマッピング点から散らばったものになる。そして、散らばったデ・マッピング点のI軸、Q軸の座標から第1,第3ビット目については、図5に示すような尤度を算出し、同様に第2,第4ビット目については、図6に示すような尤度を算出する。図5及び図6では、プラス側がビット“0”の尤度でマイナス側がビット“1”の尤度を表している。
As shown in FIG. 4, in 16QAM mapping, 4 bits are allocated per point, the first and second bits are allocated to the I axis, and the third and fourth bits are allocated to the Q axis. On the transmitting
なお、誤り訂正反復復号器の演算量を減らすために、尤度情報を対数に変換してもよい。
〔尤度変更部250の動作〕
尤度変更部250について説明する。尤度生成部240で算出された尤度情報はビット毎に尤度情報が付随した信号となっている。この信号を、Sbとし、重み係数算出部の出力をHとすると、変更後の尤度Soは、次式(2)により算出される。
Note that the likelihood information may be converted into a logarithm in order to reduce the calculation amount of the error correction iterative decoder.
[Operation of Likelihood Changer 250]
The
So=Sb×H …(2)
〔誤り訂正反復復号部270の動作〕
誤り訂正反復復号部270について説明する。本実施の形態では、誤り訂正反復復号部270をターボ復号器を用いた構成例について説明する。LDPC符号を復号するsum−product復号においても同様に適用可能である。
So = Sb × H (2)
[Operation of Error Correcting Iterative Decoding Unit 270]
The error correction
図7は、ターボ復号器の概略構成を示すブロック図である。 FIG. 7 is a block diagram showing a schematic configuration of the turbo decoder.
図7に示すように、ターボ復号器280は、第1の復号器281、第2の復号器282、インタリーバ(インタリーブ器)283,284、及びデ・インタリーバ(デ・インタリーブ器)285,286を備えて構成される。
As shown in FIG. 7, the
第1の復号器281及び第2の復号器282は、実数値の尤度情報入力信号に対し、実数値の尤度情報出力信号を出力する軟判定方式であるとする。さらに、これらの復号器281,282は、復号する前の信号の信頼度を与える事前尤度を入力することができ、復号した後の信号の信頼度を与える外部尤度を生成できるものとする。
The
第1の復号器281には、バッファ260(図1)に蓄えられた尤度情報287と事前尤度値288が入力され、第1の復号器281は、復号した情報信号列とともに信号列の外部値291を出力する。また、第2の復号器282には、インタリーバ283でインタリーブされた前記バッファ260に蓄えられた尤度情報287と第1の復号器281の外部値291がインタリーバ284でインタリーブされた事前値289とが入力され、第2の復号器282は、復号した情報系列292と信号列の外部尤度290とを出力する。
The
第2の復号器282から出力された外部尤度290は、デ・インタリーバ285でデ・インタリーブされ、事前尤度値288として第1の復号器281に入力される。
The external likelihood 290 output from the
このように、ターボ復号器280は、外部値と事前尤度値を第1の復号器281と第2の復号器282で互いに供給し合いながら復号を繰り返し、規定の回数終了した場合、あるいは誤り検出がなされなくなった時点で、第2の復号器282から出力された情報系列292がデ・インタリーバ286でデ・インタリーブされ、復号結果293として出力される。
As described above, the
以上詳細に説明したように、本実施の形態によれば、受信装置200は、送信装置100から送信されたOFDM信号をOFDM復調するOFDM復調部220と、OFDM復調信号の信号強度を算出する重み係数算出部230と、OFDM復調信号から誤り検出反復復号を行うための尤度情報を生成する尤度生成部240と、重み係数算出部230における算出値を基に尤度情報を変更する尤度変更部250と、変更された尤度情報が誤り訂正復号単位分溜まるまで保持するバッファ260と、バッファ260に保持された尤度情報を用いて誤り訂正反復復号を行う誤り訂正反復復号部270とを備えて構成したので、1つの誤り訂正復号単位の信号を送信する送信期間が長い場合、あるいは伝搬路のマルチパスフェージングによる影響や受信装置側が移動することによる電界変動やドップラーフェージングの影響が大きくなる状況であっても、誤り訂正反復復号部270に入力する尤度情報を、重み係数算出部230で算出する重み係数に基いて変更することで符号化利得の低下を阻止することができ、良好な誤り訂正性能を維持することができる。
As described above in detail, according to the present embodiment, receiving
また、本実施の形態では、重み係数算出部230において、受信したシンボルの絶対電力値を算出し、その絶対電力を重み係数として誤り訂正反復復号部270に入力される尤度情報に重み付けされるため、本来低い尤度であるはずの尤度情報が正規化により尤度が大きくなってしまうことを防ぎ、反復復号をする際に誤り情報が他のビットへ伝搬していくことを阻止することができる。これにより、良好な誤り訂正性能を維持することが可能となり、例えば雑音の少ない音声通話を実現でき、映像通信においては、ブロックノイズが無い綺麗な映像が見られるデジタル無線システムを実現することができる。
Further, in the present embodiment, weight
また、誤り訂正反復復号部270へ入力する尤度情報を受信電界レベルに応じて重み付けしているため、特にガウス雑音環境下での誤り訂正復号性能の向上が見られ、正確な尤度を用いて誤り訂正反復復号を行うので誤り訂正能力が向上し復号結果が誤り無しとなる確率が高くなる。これにより、再送する確率が減り送受信装置間のトラフィックを抑えることができ、より高伝送レートの通信が可能になり高音質、高画質なデジタル無線通信システムを実現することができる。また、デジタル無線通信システムの再送制御をH−ARQと組み合わせた場合にはより少ない再送回数でエラーフリーが得られることからさらに伝送効率が向上するという効果が得られる。
In addition, since the likelihood information input to the error correction
(実施の形態2)
図8は、本発明の実施の形態2に係る無線通信システムの構成を示すブロック図である。図1と同一構成部分には同一符号を付している。
(Embodiment 2)
FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of a radio communication system according to Embodiment 2 of the present invention. The same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.
図8において、無線通信システムは、誤り訂正符号化部110、OFDM変調部120、パケット生成部130及び送信アンテナ140を備える送信装置100と、受信アンテナ210、OFDM復調部220、テーブル参照部311及びメモリ312からなる重み係数算出部310、尤度生成部240、尤度変更部250、バッファ260及び誤り訂正反復復号部270を備える受信装置300とから構成される。
In FIG. 8, the wireless communication system includes a
受信装置300は、図1の重み係数算出部230に代えて、テーブル参照部311及びメモリ312からなる重み係数算出部310を備えて構成される。
The receiving
メモリ312は、送信出力対2乗平均値の変換テーブルを記憶する。
The
重み係数算出部310は、予め、任意の送信電力で出力できる標準信号発生器の出力を受信装置300のアンテナ210に入力し、この送信出力と2乗平均値を対応つける送信出力対2乗平均値の変換テーブルを作成し、メモリ312に記憶する。
The weighting
テーブル参照部311は、OFDM変調部220の出力から算出されたサブキャリアの2乗平均値を求め、2乗平均値からメモリ312に記憶された変換テーブルを参照して受信信号電力に換算し、重み係数として尤度変更部250へ出力する。
The
このように、本実施の形態によれば、受信装置300は、重み係数算出部310として予め入力信号の強度が既知である信号を入力したときに算出される算出値を変換テーブルとして記憶するメモリ312と、受信した信号強度の算出値から変換テーブルを参照して入力信号強度を出力するテーブル参照部311とを備え、予め規定入力電力で測定した2乗平均値をテーブル参照により逆換算して受信電力を求めていることから、所定の無線受信処理における非線形性を吸収することができるため、より正確な受信電力で重み係数が算出できる。したがって、良好な誤り訂正性能を維持することが可能であり、エラーやノイズの少ない音声通信、及び映像通信ができるという効果が得られる。
Thus, according to the present embodiment, receiving
(実施の形態3)
図9は、本発明の実施の形態3に係る無線通信システムの構成を示すブロック図である。図1と同一構成部分には同一符号を付している。
(Embodiment 3)
FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of a radio communication system according to Embodiment 3 of the present invention. The same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.
図9において、無線通信システムは、誤り訂正符号化部110、OFDM変調部120、パケット生成部130及び送信アンテナ140を備える送信装置100と、受信アンテナ210、OFDM復調部220、重み係数算出部410、尤度生成部240、尤度変更部250、バッファ260及び誤り訂正反復復号部270を備える受信装置400とから構成される。
9, the wireless communication system includes a
重み係数算出部410は、OFDM復調部220の復調信号と理想的な送信信号点との差分となるユークリッド距離の平均値の逆数を算出し、その算出値を重み係数として出力する。
Weighting
このように、本実施の形態によれば、重み係数算出部410が、OFDM復調部220の復調信号と送信信号点との差分であるユークリッド距離の平均値の逆数を算出し、その算出値を重み係数として出力するので、受信したシンボルの平均ユークリッド距離の逆数から重み係数が算出され、誤り訂正反復復号部270に入力される尤度情報の重み付けがなされている。したがって、振幅誤差だけでなく位相誤差の度合いからも尤度情報の補正を行っていることから、フェージング環境下に置いても尤度変更手段においてより正確な尤度情報の変更が可能であり、より良好な誤り訂正性能を維持することができ、エラーやノイズの少ない音声通信、及び映像通信ができるという効果がある。
Thus, according to the present embodiment, weighting
(実施の形態4)
図10は、本発明の実施の形態4に係る無線通信システムの構成を示すブロック図である。図1と同一構成部分には同一符号を付している。
(Embodiment 4)
FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of a radio communication system according to Embodiment 4 of the present invention. The same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.
図10において、無線通信システムは、誤り訂正符号化部110、OFDM変調部120、パケット生成部130及び送信アンテナ140を備える送信装置100と、受信アンテナ210、OFDM復調部220、重み係数算出部510、移動平均算出部520、尤度生成部240、尤度変更部250、バッファ260及び誤り訂正反復復号部270を備える受信装置500とから構成される。
10, the wireless communication system includes a
重み係数算出部510は、図1の重み係数算出部230、図8の重み係数算出部310、又は図9の重み係数算出部410の何れでも良い。
The weighting
重み係数算出部510は、実施の形態1〜3で述べた方法により重み係数を算出し、算出した重み係数を移動平均算出部520に出力する。
Weighting
移動平均算出部520は、予め決められたシンボル数分の重み係数の移動平均値を求めて尤度変更部250に出力する。
Moving
このように、本実施の形態によれば、移動平均算出部520が、OFDM復調部220の復調信号を複数シンボル区間で平均した重み係数を算出するので、受信したシンボルの移動平均値を基に尤度情報の重み付けがなされることから、突発的に重み係数は変動するのを阻止でき、突発ノイズの影響による誤り訂正復号性能の劣化を抑えることができ、エラーやノイズの少ない音声通信、及び映像通信ができるという効果がある。
As described above, according to the present embodiment, moving
(実施の形態5)
上記実施の形態1乃至4におけるバッファ260を、尤度変更部250の尤度情報を誤り訂正復号単位まで蓄積されるまで保持し、その最大値で正規化して出力するバッファ手段に構成する。
(Embodiment 5)
The
このようにバッファ260を構成すれば、誤り訂正反復復号部270のダイナミックレンジを大きくとる必要が無く、回路規模を縮小することが可能であり、受信装置を小さくすることができる。また、消費電流を少なくすることができるため携帯機における長時間運用が可能である。さらに、バッテリーを小さくできることから軽くて持ち運びに便利であると言う効果が得られる。
If the
以上の説明は本発明の好適な実施の形態の例証であり、本発明の範囲はこれに限定されることはない。 The above description is an illustration of a preferred embodiment of the present invention, and the scope of the present invention is not limited to this.
また、本実施の形態では無線通信システムという名称を用いたが、これは説明の便宜上であり、デジタル無線通信システム及びOFDM復調装置等であってもよいことは勿論である。 In the present embodiment, the name “wireless communication system” is used. However, this is for convenience of explanation, and of course, a digital wireless communication system, an OFDM demodulator, or the like may be used.
さらに、上記無線通信システムを構成する各回路部、例えばOFDM復調部及び尤度生成部、バッファの種類、その数及び接続方法など、さらには変調方式(8PSK,16QAMなど)はどのようなものでもよい。 Further, each circuit unit constituting the wireless communication system, for example, OFDM demodulator and likelihood generator, type of buffer, number and connection method, and any modulation scheme (8PSK, 16QAM, etc.) Good.
本発明に係る受信装置及び無線通信システムは、OFDM伝送方式を採用し、伝搬路にフラットフェージングの影響や、受信端末が移動することによる受信電界変動、及びドップラーフェージングの影響により符号化利得の低下が見られる環境下で特に有用である。 The receiving apparatus and the wireless communication system according to the present invention employs an OFDM transmission method, and the coding gain is reduced due to the influence of flat fading on the propagation path, the fluctuation of the received electric field due to the movement of the receiving terminal, and the influence of Doppler fading. This is particularly useful in an environment where
100 送信装置
110 誤り訂正符号化部
120 OFDM変調部
130 パケット生成部
140 送信アンテナ
200,300,400,500 受信装置
210 受信アンテナ
220 OFDM復調部
230,310,410,510 重み係数算出部
240 尤度生成部
250 尤度変更部
260 バッファ
270 誤り訂正反復復号部
311 テーブル参照部
312 メモリ
520 移動平均算出部
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記受信手段により受信された受信信号をOFDM復調するOFDM復調手段と、
前記OFDM復調手段により復調されたOFDM復調信号の信号強度を算出する重み係数算出手段と、
前記OFDM復調信号から誤り検出反復復号を行うための尤度情報を生成する尤度生成手段と、
前記重み係数算出手段における算出値を基に前記尤度情報を変更する尤度変更手段と、
前記尤度変更手段により変更された尤度情報が前記誤り訂正復号単位分溜まるまで保持するバッファと、
前記バッファに保持された尤度情報を用いて誤り訂正反復復号を行う誤り訂正反復復号手段と
を備える受信装置。 Receiving means for receiving the transmitted OFDM signal;
OFDM demodulating means for OFDM demodulating the received signal received by the receiving means;
Weighting factor calculating means for calculating the signal strength of the OFDM demodulated signal demodulated by the OFDM demodulating means;
Likelihood generating means for generating likelihood information for performing error detection iterative decoding from the OFDM demodulated signal;
Likelihood changing means for changing the likelihood information based on the calculated value in the weight coefficient calculating means;
A buffer for holding the likelihood information changed by the likelihood changing means until the error correction decoding unit is accumulated;
An error correction iterative decoding means for performing error correction iterative decoding using likelihood information held in the buffer.
送信データを誤り訂正符号化単位で符号化する誤り訂正符号化手段と、
前記誤り訂正符号化手段で符号化されたデータを1シンボル単位ごとに分割しOFDM信号へ変換するOFDM変調手段と、
前記OFDM信号を規定のパケットに順次挿入してパケットを生成するパケット生成手段と、
前記パケットを無線送信する送信手段とを備える送信装置と、
前記送信装置より送信されたOFDM信号を受信する受信手段と、
前記受信手段により受信された受信信号をOFDM復調するOFDM復調手段と、
前記OFDM復調手段により復調されたOFDM復調信号の信号強度を算出する重み係数算出手段と、
前記OFDM復調信号から誤り検出反復復号を行うための尤度情報を生成する尤度生成手段と、
前記重み係数算出手段における算出値を基に前記尤度情報を変更する尤度変更手段と、
前記尤度変更手段により変更された尤度情報が前記誤り訂正復号単位分溜まるまで保持するバッファと、
前記バッファに保持された尤度情報を用いて誤り訂正反復復号を行う誤り訂正反復復号手段と
を備える受信装置と、を具備する無線通信システム。
A wireless communication system using an OFDM transmission scheme in which an error correction decoding unit of a signal input to an error correction iterative decoder is divided into a plurality of symbols and transmitted.
Error correction encoding means for encoding transmission data in error correction encoding units;
OFDM modulation means for dividing the data encoded by the error correction encoding means for each symbol unit and converting the data into OFDM signals;
Packet generating means for sequentially inserting the OFDM signal into a prescribed packet to generate a packet;
A transmission device comprising transmission means for wirelessly transmitting the packet;
Receiving means for receiving an OFDM signal transmitted from the transmitting device;
OFDM demodulating means for OFDM demodulating the received signal received by the receiving means;
Weighting factor calculating means for calculating the signal strength of the OFDM demodulated signal demodulated by the OFDM demodulating means;
Likelihood generating means for generating likelihood information for performing error detection iterative decoding from the OFDM demodulated signal;
Likelihood changing means for changing the likelihood information based on the calculated value in the weight coefficient calculating means;
A buffer for holding the likelihood information changed by the likelihood changing means until the error correction decoding unit is accumulated;
A wireless communication system comprising: a receiving device including: an error correction iterative decoding unit that performs error correction iterative decoding using likelihood information held in the buffer.
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