JP2008306576A - Decoding method and decoding apparatus - Google Patents

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Noriyasu Kikuchi
典恭 菊池
Tadahiko Maeda
忠彦 前田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To accurately decode a reception signal even if a quadrature amplitude modulation (QAM) signal contains phase noise. <P>SOLUTION: A soft determination decoding apparatus uses the viterbi method for determining a metric for each digit respectively between a reception data stream connecting reception symbols in the order of reception and a binary signal stream determined for each transition path and for estimating a binary signal stream with a minimum cumulative metric among accumulated metrics as an encoded signal. The soft determination decoding apparatus comprises: a metric calculation circuit 52 for calculating a metric for each digit, respectively at a plurality of points preset on an IQ coordinate, between a reference symbol representing a transition path connecting states before and after the reception of the reception symbol and a reception symbol contained in the reception data stream and for determining a correction metric by multiplying the metric by a weight coefficient; an ACS circuit 54 for determining a cumulative metric by accumulating the correction metrics; and a correction table 26 for storing weight coefficients each having a positive correlation with a magnitude of phase noise in the reference symbol. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

この発明は、位相雑音の影響を低減し、直交振幅変調(QAM(Quadrature Amplitude Modulation))された信号を精度良く復号するための復号方法及び復号装置に関する。   The present invention relates to a decoding method and a decoding apparatus for accurately decoding a quadrature amplitude modulation (QAM (Quadrature Amplitude Modulation)) signal with reduced influence of phase noise.

直交振幅変調、すなわちQAMはデジタル変調方式の一つであり、位相が直交した搬送波のそれぞれに振幅変調を行う。これにより限られた帯域幅で効率よくデータを転送することができる。   Quadrature amplitude modulation, that is, QAM is one of digital modulation methods, and amplitude modulation is performed on each of the carrier waves whose phases are orthogonal. As a result, data can be efficiently transferred with a limited bandwidth.

ところでQAMを用いた通信システムにおいては、キャリア周波数同期部での残留キャリア周波数誤差や、送信機及び受信機での周波数変換などの影響により位相雑音が発生することがある。位相雑音が存在すると、IQ座標上の基準シンボルとして与えられるべき受信信号が、基準シンボルからズレてしまうことがある。   By the way, in a communication system using QAM, phase noise may occur due to an influence of a residual carrier frequency error in a carrier frequency synchronization unit or frequency conversion in a transmitter and a receiver. When phase noise is present, a received signal to be given as a reference symbol on the IQ coordinate may deviate from the reference symbol.

受信信号の、基準シンボルからのズレの影響を少なくするために、QAMにより信号を送信する際に位相雑音の影響が小さくなるようにQAM信号点を再配置する技術が開示されている(例えば、特許文献1参照)。
特開2005−333545号公報
In order to reduce the influence of the deviation of the received signal from the reference symbol, a technique for rearranging QAM signal points so as to reduce the influence of phase noise when transmitting a signal by QAM is disclosed (for example, Patent Document 1).
JP 2005-333545 A

しかし、特許文献1に開示された技術は、QAMの送信側に適用される技術であり、受信側に適用されるものではなかった。そのため、受信側において位相雑音の影響を低減できる技術の出現が望まれていた。   However, the technique disclosed in Patent Document 1 is a technique that is applied to the transmission side of QAM, and is not applied to the reception side. Therefore, the advent of a technique capable of reducing the influence of phase noise on the receiving side has been desired.

この発明は、このような技術的背景の下でなされたものである。従って、この発明の目的は、たとえQAM受信信号が位相雑音を含んでいたとしても、受信信号から雑音による誤差を取り除くことができる復号方法及び復号装置を提供することにある。   The present invention has been made under such a technical background. Accordingly, an object of the present invention is to provide a decoding method and a decoding apparatus capable of removing an error due to noise from a received signal even if the QAM received signal includes phase noise.

上述した目的の達成を図るために、この発明の復号方法は、畳み込み符号化された符号化信号を上位ビット側から一定桁数ごとに切り出した送信単位を直交振幅変調して、切り出し順に送信して、送信された送信単位をIQ座標上の受信シンボルとしてそれぞれ受信し、受信シンボルを上位ビット側から下位ビット側へと受信順に連結した受信データ列と、ステート間の全ての遷移経路ごとに定まる2進信号列との間で、桁ごとのメトリックをそれぞれ求め、メトリックを累積した累積メトリックが最小となる2進信号列を前記符号化信号と推定するビタビ法を用いた軟判定復号するものである。   In order to achieve the above-described object, the decoding method of the present invention performs quadrature amplitude modulation on a transmission unit obtained by cutting out a convolutionally encoded signal from a higher-order bit side for every fixed number of digits, and transmits the signals in the order of extraction. The received transmission unit is received as a received symbol on the IQ coordinate, and is determined for each transition path between the received data string in which the received symbols are connected in order of reception from the upper bit side to the lower bit side. A metric for each digit is obtained from the binary signal sequence, and soft decision decoding is performed using the Viterbi method for estimating a binary signal sequence that minimizes the accumulated metric obtained by accumulating the metrics as the encoded signal. is there.

この復号方法において、IQ座標上に予め設定された複数の点であって、受信シンボルの受信前後のステート間を結ぶ遷移経路をそれぞれ表わす基準シンボルと、受信データ列に含まれる受信シンボルとの間で、桁ごとのメトリックをそれぞれ計算し、基準シンボルでの位相雑音の大きさと正の相関を持つ重み係数をメトリックに乗じて補正メトリックを計算し、累積メトリックを補正メトリックの累積として求める。   In this decoding method, between a plurality of points set in advance on the IQ coordinate, each representing a transition path connecting states before and after reception of a received symbol, and a received symbol included in the received data string Then, the metric for each digit is calculated, the correction metric is calculated by multiplying the metric by a weight coefficient having a positive correlation with the magnitude of the phase noise in the reference symbol, and the accumulated metric is obtained as the accumulated correction metric.

この復号方法において、直交振幅変調が16QAMであることが好ましい。   In this decoding method, the quadrature amplitude modulation is preferably 16QAM.

また、この復号方法において、重み係数が、基準シンボルとIQ座標の原点との距離に応じて0.8,1.0及び1.2に設定されていることが好ましい。   In this decoding method, it is preferable that the weighting factor is set to 0.8, 1.0, and 1.2 according to the distance between the reference symbol and the origin of the IQ coordinate.

この発明の復号装置は、畳み込み符号化された符号化信号を上位ビット側から一定桁数ごとに切り出した送信単位を直交振幅変調して、切り出し順に送信して、送信された送信単位をIQ座標上の受信シンボルとしてそれぞれ受信し、受信シンボルを上位ビット側から下位ビット側へと受信順に連結した受信データ列と、ステート間の全ての遷移経路ごとに定まる2進信号列との間で、桁ごとのメトリックをそれぞれ求め、該メトリックを累積した累積メトリックが最小となる2進信号列を符号化信号と推定するビタビ法を用いた軟判定復号するものである。   The decoding device according to the present invention performs quadrature amplitude modulation on a transmission unit obtained by cutting out a convolutionally encoded signal from a higher-order bit side for every fixed number of digits, transmits the transmission unit in the order of extraction, and sets the transmitted transmission unit as an IQ coordinate. A digit is received between the received data string that is received as the upper received symbol and the received symbol is connected in order of reception from the upper bit side to the lower bit side, and the binary signal string determined for each transition path between states. Each metric is obtained, and soft decision decoding is performed using a Viterbi method in which a binary signal sequence having a minimum accumulated metric is estimated as an encoded signal.

この復号装置は、IQ座標上に予め設定された複数の点であって、受信シンボルの受信前後のステート間を結ぶ遷移経路をそれぞれ表わす基準シンボルと、受信データ列に含まれる受信シンボルとの間で、桁ごとのメトリックをそれぞれ計算し、メトリックに重み係数を乗じて補正メトリックを求めるメトリック計算回路と、補正メトリックを累積して累積メトリックを求める加算比較選択回路と、基準シンボルでの位相雑音の大きさと正の相関を持ち、かつメトリックに乗じられる重み係数を記憶する補正テーブルとを備えていることを特徴とする。   This decoding apparatus includes a plurality of points set in advance on IQ coordinates, each of which is between a reference symbol representing a transition path connecting states before and after reception of a received symbol and a received symbol included in the received data sequence. The metric calculation circuit that calculates the metric for each digit and multiplies the metric by the weighting factor to obtain the correction metric, the addition comparison selection circuit that accumulates the correction metric to obtain the accumulated metric, and the phase noise of the reference symbol And a correction table having a positive correlation with the magnitude and storing a weighting factor to be multiplied by the metric.

この発明の復号装置及び復号方法は、上述のように構成している。従って、この発明の復号装置及び復号方法は、たとえば、QAM受信信号が位相雑音を含んでいたとしても、受信信号から雑音による誤差を取り除くことができる。   The decoding apparatus and decoding method of the present invention are configured as described above. Therefore, the decoding apparatus and decoding method of the present invention can remove errors due to noise from the received signal even if the QAM received signal includes phase noise, for example.

以下、図面を参照して、この発明の実施の形態について説明する。なお、各図は、各構成要素の形状、大きさ及び配置関係について、この発明が理解できる程度に概略的に示したものにすぎない。また、以下、この発明の好適な構成例について説明するが、各構成要素の材質及び数値的条件などは、単なる好適例にすぎない。従って、この発明は、以下の実施の形態に何ら限定されない。また、各図において、共通する構成要素には同符号を付し、その説明を省略することもある。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Each drawing is merely a schematic representation of the shape, size, and arrangement relationship of each component to the extent that the present invention can be understood. Moreover, although the preferable structural example of this invention is demonstrated hereafter, the material of each component, a numerical condition, etc. are only a suitable example. Therefore, the present invention is not limited to the following embodiments. Moreover, in each figure, the same code | symbol is attached | subjected to a common component and the description may be abbreviate | omitted.

(送受信システム)
まず、図1を参照して、この発明が適用される送受信システムについて概説する。図1は、送受信システムの構成を示す機能ブロック図である。
(Transmission / reception system)
First, a transmission / reception system to which the present invention is applied will be outlined with reference to FIG. FIG. 1 is a functional block diagram showing the configuration of the transmission / reception system.

送受信システム10は、送信機12と受信機14とを備えている。   The transmission / reception system 10 includes a transmitter 12 and a receiver 14.

送信機12は、符号器16と変調器18とを備えている。符号器16は、入力された原信号を畳み込み符号化して符号化信号を生成する。変調器18は、符号化信号を直交振幅変調して、IQ座標上の基準シンボルとして送信する。   The transmitter 12 includes an encoder 16 and a modulator 18. The encoder 16 convolutionally encodes the input original signal to generate an encoded signal. The modulator 18 performs quadrature amplitude modulation on the encoded signal and transmits it as a reference symbol on IQ coordinates.

受信機14は、復調器20とビタビ復号器22とを備えている。復調器20は、送信機12から送信された信号をIQ座標上の1点である受信シンボルとして受信する。ビタビ復号器22は、受信された受信シンボルから、ビタビ法に基づいて原信号を軟判定復号する。   The receiver 14 includes a demodulator 20 and a Viterbi decoder 22. The demodulator 20 receives the signal transmitted from the transmitter 12 as a reception symbol that is one point on the IQ coordinate. The Viterbi decoder 22 performs soft decision decoding of the original signal based on the Viterbi method from the received received symbols.

この発明は、後述するように、ビタビ復号器22及びビタビ復号器22での復号方法に関するものである。   As will be described later, the present invention relates to a Viterbi decoder 22 and a decoding method in the Viterbi decoder 22.

(基本的事項の説明)
まず、この発明をより良く理解するために、この発明に関連する基本的事項のうち、以下の3項目について説明する。
(1)符号器16
(2)変調器18及び復調器20
(3)ビタビ復号。
(Explanation of basic matters)
First, in order to better understand the present invention, the following three items will be described among the basic matters related to the present invention.
(1) Encoder 16
(2) Modulator 18 and demodulator 20
(3) Viterbi decoding.

(1)符号器16
図2は、従来の符号器16の構成を示す模式図である。
(1) Encoder 16
FIG. 2 is a schematic diagram showing the configuration of the conventional encoder 16.

符号器16は、入力される原信号(2進信号)を畳み込み符合化して、符合化信号(2進信号)を出力する。   The encoder 16 performs convolutional coding on the input original signal (binary signal) and outputs a coded signal (binary signal).

より詳細には、符号器16は、図2に示すような符号化器24と並直列変換器25を備えている。図2において、A1及びA2はシフトレジスタである。また、P1及びP2は加算器である。符号化器24には、入力信号Iが1ビットずつ入力される。この入力信号Iが入力されることで、符号化器24からの、1ビットずつの並列的な出力信号V1及びV2が、並直列変換器25で直列的な出力信号“V1V2”の形式に整列されて出力される。   More specifically, the encoder 16 includes an encoder 24 and a parallel-serial converter 25 as shown in FIG. In FIG. 2, A1 and A2 are shift registers. P1 and P2 are adders. The encoder 24 receives the input signal I bit by bit. By inputting this input signal I, the parallel output signals V1 and V2 of 1 bit from the encoder 24 are aligned in the form of the serial output signal “V1V2” by the parallel-serial converter 25. Is output.

この符号化器24は、シフトレジスタA1及びA2の保持する値(0又は1)により定まる4ステート(状態)を取ることができる。詳細には、A1=1及びA2=1の「11」ステートと、A1=0及びA2=1の「01」ステートと、A1=1及びA2=0の「10」ステートと、A1=0及びA2=0の「00」ステートである。以下、「11」ステートをS11と、「01」ステートをS01と、「10」ステートをS10と、「00」ステートをS00とそれぞれ称する。   The encoder 24 can take four states determined by values (0 or 1) held in the shift registers A1 and A2. Specifically, a “11” state with A1 = 1 and A2 = 1, a “01” state with A1 = 0 and A2 = 1, a “10” state with A1 = 1 and A2 = 0, and A1 = 0 and This is the “00” state with A2 = 0. Hereinafter, the “11” state is referred to as S11, the “01” state as S01, the “10” state as S10, and the “00” state as S00.

符号化器24は、符号化器24自身の現在のステートと、入力信号Iとに依存して、出力信号V1及びV2を出力し、かつステート間の遷移を行う。   The encoder 24 outputs the output signals V1 and V2 depending on the current state of the encoder 24 itself and the input signal I, and makes a transition between the states.

図3は、上述の状態遷移を説明するための、符号化器24の状態遷移図である。4ステート間を結ぶ矢印は、符号化器24で許される経路である。以降、1回の遷移における遷移元のステートと遷移先のステートとを結ぶ経路を、特に「ブランチ」と称する。また、複数回の遷移によるステート間の移動経路、つまり、複数のブランチを結合した経路を「遷移経路」と称する。   FIG. 3 is a state transition diagram of the encoder 24 for explaining the state transition described above. An arrow connecting the four states is a path permitted by the encoder 24. Hereinafter, a path connecting a transition source state and a transition destination state in one transition is particularly referred to as a “branch”. Further, a movement path between states by a plurality of transitions, that is, a path obtained by combining a plurality of branches is referred to as a “transition path”.

また、これらの矢印のそれぞれに付された記号(例えば、0/11等)は、そのブランチに応じた入力信号Iと出力信号V1及びV2とを示している。具体的には、記号の分子は入力信号Iを示し、及び記号の分母は出力信号V1及びV2を示している。つまり、この記号は(I/V1V2)との規則に従って表記されている。   Further, symbols (for example, 0/11 etc.) attached to each of these arrows indicate an input signal I and output signals V1 and V2 corresponding to the branch. Specifically, the numerator of the symbol indicates the input signal I, and the denominator of the symbol indicates the output signals V1 and V2. That is, this symbol is written according to the rule (I / V1V2).

例えば、S00とS01とを結ぶブランチ(矢印)に付された記号1/11は、S00→S01との遷移に当たり、符号化器24に入力信号I=1が入力される必要があり、この遷移に当っては、出力信号V1=1及びV2=1が出力されることを示している。   For example, the symbol 1/11 attached to the branch (arrow) connecting S00 and S01 needs to input the input signal I = 1 to the encoder 24 in the transition from S00 to S01. In this case, output signals V1 = 1 and V2 = 1 are output.

ここで、nビットの原信号を符号化器24で符号化して符号化信号を生成すると仮定する。なお、ここで、「符合化信号」とは、原信号を符号化器24で畳み込み符合化した後に並直列変換して得られる2進信号のことを示す。   Here, it is assumed that an n-bit original signal is encoded by the encoder 24 to generate an encoded signal. Here, the “encoded signal” indicates a binary signal obtained by performing parallel-serial conversion after convolutional encoding of the original signal by the encoder 24.

原信号は、上位ビット側から1ビットずつ切り出されて、入力信号Iとして符号化器24に入力される。符号化器24のステートは、入力信号I、及び入力信号Iの入力前の符号化器24のステートの双方に応じて遷移し、ブランチにより定まった出力信号V1及びV2を出力する。結果として、符号化器24は、nビットの原信号を畳み込み符号化して、符合化された出力信号V1及びV2を並直列変換器25によって並直列して、2nビットの符号化信号を出力する。   The original signal is cut out bit by bit from the upper bit side and input to the encoder 24 as the input signal I. The state of the encoder 24 changes according to both the input signal I and the state of the encoder 24 before the input signal I is input, and outputs the output signals V1 and V2 determined by the branch. As a result, the encoder 24 convolutionally encodes the n-bit original signal, and the encoded output signals V1 and V2 are parallel-serialized by the parallel-serial converter 25 to output a 2n-bit encoded signal. .

今、原信号Gとして“0110”が符号化器24に入力され、かつ、符号化器24の初期ステートがS00である場合に、得られる符合化信号Hについて考える。   Consider the encoded signal H obtained when “0110” is input as the original signal G to the encoder 24 and the initial state of the encoder 24 is S00.

符合化信号Hは、図3の状態遷移図から求めることができる。つまり、原信号Gを上位ビット側から1ビットずつ切り出した信号“0”→“1”→“1”→“0”を入力信号Iとして、初期ステートがS00である符号化器24に、この順番で入力する。そして、切り出された入力信号Iごとに得られた出力信号V1及びV2を直列にしたものを符合化信号Hとすればよい。このようにして求められた符合化信号Hは、“00110111”となる。   The encoded signal H can be obtained from the state transition diagram of FIG. That is, the signal “0” → “1” → “1” → “0” obtained by cutting out the original signal G one bit at a time from the high-order bit side is set as the input signal I, and the initial state is set to the encoder 24 with S00 Enter in order. Then, the encoded signal H may be obtained by serially connecting the output signals V1 and V2 obtained for each of the extracted input signals I. The encoded signal H obtained in this way is “00110111”.

原信号Gから符合化信号Hを得る過程は、トレリス線図の遷移経路としても表わすことができる。   The process of obtaining the encoded signal H from the original signal G can also be expressed as a transition path of a trellis diagram.

図4は、トレリス線図を示す図である。ここで、「トレリス線図」とは、状態遷移図(図3)に示した、符号化器24のステート間を結ぶブランチを、時系列に並べたものである。   FIG. 4 is a diagram showing a trellis diagram. Here, the “trellis diagram” is a time series of branches connecting the states of the encoder 24 shown in the state transition diagram (FIG. 3).

図4において、矢印のそれぞれは、符号化器24の2ステート間を結ぶブランチである。各矢印に付された記号は、図3と同様に(I/V1V2)を表わす。また、太線は、原信号Gが“0110”の場合の遷移経路を示す。   In FIG. 4, each arrow is a branch connecting the two states of the encoder 24. The symbol attached to each arrow represents (I / V1V2) as in FIG. A thick line indicates a transition path when the original signal G is “0110”.

時刻t=0において、原信号G“0110”の上位ビット側から1ビット目の信号“0”が入力信号Iとして、符号化器24に入力される。すると、符号化器24は、出力信号V1V2として“00”を出力して、初期ステートS00からS00へと遷移する。   At time t = 0, the first bit signal “0” from the higher bit side of the original signal G “0110” is input to the encoder 24 as the input signal I. Then, the encoder 24 outputs “00” as the output signal V1V2, and transitions from the initial state S00 to S00.

時刻t=1において、原信号Gの上位ビット側から2ビット目の“1”が入力信号Iとして符号化器24に入力される。すると、符号化器24は、出力信号V1V2として“11”を出力して、S00からS01へと遷移する。   At time t = 1, “1” of the second bit from the upper bit side of the original signal G is input to the encoder 24 as the input signal I. Then, the encoder 24 outputs “11” as the output signal V1V2, and transits from S00 to S01.

時刻t=2において、原信号Gの上位ビット側から3ビット目の“1”が入力信号Iとして符号化器24に入力される。すると、符号化器24は、出力信号V1V2として“01”を出力して、S01からS10へと遷移する。   At time t = 2, the third bit “1” from the higher-order bit side of the original signal G is input to the encoder 24 as the input signal I. Then, the encoder 24 outputs “01” as the output signal V1V2, and transitions from S01 to S10.

時刻t=3において、原信号Gの上位ビット側から4ビット目の“0”が入力信号Iとして符号化器24に入力される。すると、符号化器24は、出力信号V1V2として“11”を出力して、S10からS00へと遷移する。   At time t = 3, the fourth bit “0” from the upper bit side of the original signal G is input to the encoder 24 as the input signal I. Then, the encoder 24 outputs “11” as the output signal V1V2, and transits from S10 to S00.

このようにして得られた出力信号V1及びV2をt=0〜3に沿って時系列に並べることにより、符合化信号H(“00110111”)が得られる。   The encoded signals H (“00110111”) are obtained by arranging the output signals V1 and V2 thus obtained in time series along t = 0 to 3.

(2)変調器18及び復調器20
次に、図5及び6を参照して変調器18及び復調器20について説明する。なお、変調器18及び復調器20の構成は従来周知であるので、その説明を省略する。従って、この項では、主に、変調器18と復調器20との間でのQAMによる信号の送受信について説明する。
(2) Modulator 18 and demodulator 20
Next, the modulator 18 and the demodulator 20 will be described with reference to FIGS. Note that the configurations of the modulator 18 and the demodulator 20 are well known in the art and will not be described. Therefore, in this section, transmission / reception of signals by QAM between the modulator 18 and the demodulator 20 will be mainly described.

図5は、16QAMにおける基準シンボルをIQ座標上に示す模式図である。図6は、16QAMにおける受信シンボルの位相雑音によるズレの様子をIQ座標上で示す模式図である。   FIG. 5 is a schematic diagram showing reference symbols in 16QAM on IQ coordinates. FIG. 6 is a schematic diagram showing the state of deviation due to phase noise of received symbols in 16QAM on IQ coordinates.

変調器18は、符号器16から出力される符合化信号を直交振幅変調して、復調器20に向けて送信する。これにより、符合化信号は、IQ座標(図5)上の1点(基準シンボル)として送信される。   The modulator 18 performs quadrature amplitude modulation on the encoded signal output from the encoder 16 and transmits the modulated signal to the demodulator 20. Thus, the encoded signal is transmitted as one point (reference symbol) on the IQ coordinate (FIG. 5).

ここで、直交振幅変調(QAM)について概説する。直交振幅変調とは、デジタル変調方式の一つである。QAMは、位相が直交している搬送波に、それぞれ振幅変調を行い、これらの搬送波を組み合わせて送信を行う変調方式である。   Here, the outline of quadrature amplitude modulation (QAM) will be described. Quadrature amplitude modulation is one of digital modulation methods. QAM is a modulation method in which amplitude modulation is performed on carriers whose phases are orthogonal, and transmission is performed by combining these carriers.

例えば、QAMにおいて、同相の搬送波の振幅に応じて4値を与え、及び直交の搬送波の振幅に応じて4値を与えれば、1回の送信で4ビット(16通り)のデジタル信号を送ることができる。   For example, in QAM, if four values are given according to the amplitude of the in-phase carrier wave and four values are given according to the amplitude of the quadrature carrier wave, a 4-bit (16 types) digital signal is sent in one transmission. Can do.

なお、1回の送信で4ビットのデジタル信号を送ることができるQAMを「16QAM」と称する。この実施の形態では、特に16QAMの場合について説明する。   A QAM that can send a 4-bit digital signal in one transmission is referred to as “16QAM”. In this embodiment, a case of 16QAM will be described in particular.

図5に、16QAMにおけるIQ座標上での基準シンボルの配置を、各基準シンボルに対応するデジタル信号とともに示す。図5において、横軸は同相成分の振幅を表わし、及び縦軸は、直交成分の振幅を表わす。   FIG. 5 shows the arrangement of reference symbols on IQ coordinates in 16QAM together with digital signals corresponding to the respective reference symbols. In FIG. 5, the horizontal axis represents the amplitude of the in-phase component, and the vertical axis represents the amplitude of the quadrature component.

図5に示す16個の基準シンボルは、IQ座標上での位置が予め設定されている。図5には、便宜上16個の基準シンボルが同時に示されているが、実際の送信の際には、1送信ごとに、これらの基準シンボルの中の1点のみが送信される。   The 16 reference symbols shown in FIG. 5 have preset positions on the IQ coordinates. In FIG. 5, for convenience, 16 reference symbols are shown at the same time. However, in actual transmission, only one point among these reference symbols is transmitted for each transmission.

ここで、上述した符合化信号H(“00110111”)の送信について考える。この場合、変調器18は、符合化信号Hを上位ビット側から一定桁数(16QAMの場合には4桁)ごとに切り出して送信単位U1(“0011”)及びU2(“0111”)を生成する。   Here, transmission of the coded signal H (“00110111”) described above will be considered. In this case, the modulator 18 generates the transmission units U1 (“0011”) and U2 (“0111”) by cutting out the encoded signal H from the upper bit side every fixed number of digits (4 digits in the case of 16QAM). To do.

そして、変調器18は、これらの送信単位U1及びU2をそれぞれ直交振幅変調して、切り出し順(U1→U2)にIQ座標上の基準シンボル(図5中、円で囲って2重丸で示した基準シンボル)として送信する。   Then, the modulator 18 performs quadrature amplitude modulation on each of the transmission units U1 and U2, and in the cutout order (U1 → U2), the reference symbol on the IQ coordinate (indicated by a double circle surrounded by a circle in FIG. 5). As a reference symbol).

このようにして送信された送信単位U1及びU2は、復調器20によりIQ座標上の1点である受信シンボルとして、それぞれ受信される。ただし、既に説明したように、送信単位の送受信の過程で発生する位相雑音などのために、受信シンボルは、送信時の基準シンボルからズレてしまう。   The transmission units U1 and U2 transmitted in this way are received by the demodulator 20 as reception symbols that are one point on the IQ coordinate. However, as already described, the received symbol is deviated from the reference symbol at the time of transmission due to phase noise generated in the process of transmission / reception in the transmission unit.

図6に、位相雑音による受信シンボルのズレの様子を示す。位相雑音が生じることにより、各受信シンボルは、IQ座標の周方向にばらつく。つまり、受信シンボルが基準シンボルからズレて、図6に示す湾曲した太線の範囲内の1点として検出されてしまう。一般に、受信シンボルに導入される位相雑音によるズレの大きさと、IQ座標の原点からの距離とは正の相関を有している。   FIG. 6 shows how the received symbols are shifted due to phase noise. Due to the occurrence of phase noise, each received symbol varies in the circumferential direction of the IQ coordinate. That is, the received symbol deviates from the reference symbol and is detected as one point within the curved thick line range shown in FIG. In general, the amount of deviation due to phase noise introduced into a received symbol and the distance from the origin of the IQ coordinate have a positive correlation.

ここで、上述した送信単位U1(“0011”)が位相雑音の影響により、IQ座標上の受信シンボルR1(“0.2,0.3,0.7,0.6”)として受信されたと仮定する。同様に、送信単位U2(“0111”)が、位相雑音の影響により、IQ座標上の受信シンボルR2(“0.8,0.5,0.6,0.5”)として受信されたと仮定する(図8にて後述する)。   Here, it is assumed that the above-described transmission unit U1 (“0011”) is received as a reception symbol R1 (“0.2, 0.3, 0.7, 0.6”) on the IQ coordinate due to the influence of phase noise. Assume. Similarly, it is assumed that the transmission unit U2 (“0111”) is received as a reception symbol R2 (“0.8, 0.5, 0.6, 0.5”) on the IQ coordinate due to the influence of phase noise. (To be described later with reference to FIG. 8).

(3)ビタビ復号
この項では、この発明のビタビ復号器22及び復号方法の理解に資するために、一般的な復号器で行われる軟判定ビタビ復号について説明する。
(3) Viterbi Decoding In this section, soft-decision Viterbi decoding performed by a general decoder will be described in order to help understand the Viterbi decoder 22 and the decoding method of the present invention.

図7は、一般的な復号器の構成を示す機能ブロック図である。図8は、一般的なビタビ復号の復号過程の説明に供するトレリス線図である。   FIG. 7 is a functional block diagram showing a configuration of a general decoder. FIG. 8 is a trellis diagram for explaining the decoding process of general Viterbi decoding.

図7を参照すると、復号器50は、メトリック計算回路52と、加算比較選択回路54(以下、「ACS回路54」とも称する。)と、累積メトリック記憶回路56と、遷移経路記憶回路58と、最尤復号判定回路60とを備えている。   Referring to FIG. 7, the decoder 50 includes a metric calculation circuit 52, an addition comparison selection circuit 54 (hereinafter also referred to as “ACS circuit 54”), a cumulative metric storage circuit 56, a transition path storage circuit 58, And a maximum likelihood decoding determination circuit 60.

この復号器50は、CPU(Central Processing Unit)を用いて構成できる。その場合には、メトリック計算回路52、ACS回路54及び最尤復号判定回路60は、プログラムを実行したときの機能手段として得られる。従って、メトリック計算回路52は、メトリック計算手段として機能する。ACS回路54は、累積メトリック計算手段と、累積メトリックの大小の判定を行う判定手段と、及び判定結果から次の遷移経路を選択する遷移経路選択手段として、それぞれ機能する。最尤復号判定回路60は、最尤判定手段として機能する。また、累積メトリック記憶回路56及び遷移経路記憶回路58は、RAM(Random Access Memory)で構成することができる。   The decoder 50 can be configured using a CPU (Central Processing Unit). In that case, the metric calculation circuit 52, the ACS circuit 54, and the maximum likelihood decoding determination circuit 60 are obtained as functional means when the program is executed. Therefore, the metric calculation circuit 52 functions as a metric calculation unit. The ACS circuit 54 functions as cumulative metric calculation means, determination means for determining the magnitude of the cumulative metric, and transition path selection means for selecting the next transition path from the determination result. The maximum likelihood decoding determination circuit 60 functions as maximum likelihood determination means. Further, the cumulative metric storage circuit 56 and the transition path storage circuit 58 can be configured by a RAM (Random Access Memory).

復号器50は、復調器20で受信された受信シンボルR1及びR2を含む受信データ列から、元の符合化信号Hに最も近いと思われる信号(以下、「復号信号」と称する。)を、ビタビ法を用いた軟判定復号により求める。   The decoder 50 obtains a signal (hereinafter referred to as “decoded signal”) that is considered to be closest to the original encoded signal H from the received data sequence including the received symbols R1 and R2 received by the demodulator 20. Obtained by soft decision decoding using the Viterbi method.

ここで、「ビタビ法」とは、畳み込み符合の復号法の一つであり、受信した受信シンボルを用いて、この受信シンボルを与える尤度が最大の2進信号列を、送信された符合化信号と推定するものである。また、「軟判定復号」とは、多値データ列(2進データ列ではない)を受信データ列として用いて符合化信号の復号を行う復号方法のことを示す。   Here, the “Viterbi method” is one of convolutional code decoding methods, and using a received received symbol, a binary signal sequence having the maximum likelihood of giving this received symbol is transmitted and encoded. The signal is estimated. Further, “soft decision decoding” refers to a decoding method for decoding an encoded signal using a multi-value data string (not a binary data string) as a received data string.

換言すれば、ビタビ法は、トレリス線図上(図8)で可能な全ての遷移経路(これは、原信号Gのビット数をnとするときに2本ある。)の中から、受信シンボルR1及びR2を用いて、元の符合化信号Hに最も近いと思われる復号信号を与える遷移経路(以下、「最尤経路」と称する。)を求める復号法とも言うことができる。 In other words, the Viterbi method, from the trellis diagram (FIG. 8) all transition paths possible in (which is 2 n present when the number of bits of the original signal G and n.), Received It can also be said to be a decoding method for obtaining a transition path (hereinafter referred to as “maximum likelihood path”) that gives a decoded signal that seems to be closest to the original encoded signal H by using the symbols R1 and R2.

復号器50に入力された受信シンボルは、上位ビット側から2ビットずつ切り出された2ビットデータとしてメトリック計算回路52に出力される。このメトリック計算回路52で用いる後述する計算式は、予め記憶部(図示せず)に読み出し自在に記憶させておくとともに、計算結果もこの記憶部に格納する。   The received symbol input to the decoder 50 is output to the metric calculation circuit 52 as 2-bit data cut out by 2 bits from the upper bit side. Calculation formulas to be described later used in the metric calculation circuit 52 are stored in advance in a storage unit (not shown) so as to be readable, and the calculation results are also stored in the storage unit.

メトリック計算回路52は、入力された2ビットデータ(例えば、受信シンボルR1の上位2ビットである“0.2,0.3”)と、この2ビットデータが取り得る2進信号列(“00”,“01”,“10”及び“11”)との間のメトリックを計算する。   The metric calculation circuit 52 receives the input 2-bit data (for example, “0.2, 0.3” which is the upper 2 bits of the reception symbol R1) and a binary signal sequence (“00”) that can be taken by the 2-bit data. ”,“ 01 ”,“ 10 ”, and“ 11 ”).

ここで、メトリックとは、たとえば、入力された2ビットデータと、この2ビットデータが取り得る2進信号列との間の「桁ごとの差」の絶対値である。   Here, the metric is, for example, an absolute value of “difference for each digit” between input 2-bit data and a binary signal sequence that can be taken by the 2-bit data.

より詳細には、メトリックMは、2ビットデータを“ab”(ただし、0≦a,b≦1)とし、2進信号列を“AB”(ただし、A,B=0又は1)とするとき、下記式(1)で求められる。
M=|A−a|+|B−b|・・・・(1)
つまり、メトリックMの値が小さいほど、2ビットデータ“ab“と2進信号列“AB”との類似度が高いことを意味する。つまり、2ビットデータ“ab”と2進信号列“AB”とのメトリックが最小である場合、“ab”は、“AB”を出力するブランチから出力された可能性が最も高いと言える。
More specifically, in the metric M, 2-bit data is “ab” (where 0 ≦ a, b ≦ 1), and the binary signal string is “AB” (where A, B = 0 or 1). Is obtained by the following formula (1).
M = | A−a | + | B−b | (1)
That is, the smaller the value of the metric M, the higher the similarity between the 2-bit data “ab” and the binary signal sequence “AB”. That is, when the metrics of the 2-bit data “ab” and the binary signal sequence “AB” are minimum, it can be said that “ab” is most likely output from the branch that outputs “AB”.

(1)式に従い、メトリック計算回路52は、2ビットデータを入力順に処理してメトリックを求め、ACS回路54に出力する。   According to equation (1), the metric calculation circuit 52 processes the 2-bit data in the order of input to obtain a metric and outputs it to the ACS circuit 54.

ACS回路54の累積メトリック計算手段は、メトリックMをトレリス線図上の全てのブランチごとに累積した累積メトリックを計算していき、遷移経路と対応付けて、累積メトリックを累積メトリック記憶回路56に記憶させるとともに、遷移経路を遷移経路記憶回路58に記憶させる。   The cumulative metric calculation means of the ACS circuit 54 calculates a cumulative metric obtained by accumulating the metric M for every branch on the trellis diagram, and stores the cumulative metric in the cumulative metric storage circuit 56 in association with the transition path. And the transition path is stored in the transition path storage circuit 58.

ここで、累積メトリックとは、トレリス線図のブランチごとのメトリックMの総和である。累積メトリックは、言わば、受信データ列にビット数が等しい任意の2進信号列と、受信データ列との間の類似度を表わしている。つまり、累積メトリックの値が小さいほど、この2進信号列と受信データ列とが似通っていることを示す。   Here, the cumulative metric is the sum of the metrics M for each branch of the trellis diagram. In other words, the cumulative metric represents the similarity between an arbitrary binary signal sequence having the same number of bits as the received data sequence and the received data sequence. That is, the smaller the cumulative metric value is, the more similar the binary signal sequence and the received data sequence are.

ACS回路54は、それまでに求められている累積メトリック(以下、「旧累積メトリック」と称する。)を累積メトリック記憶回路56から読み出す。そして、ACS回路に新たに入力されたメトリックMを、旧累積メトリックに加算して、新累積メトリックを計算する。   The ACS circuit 54 reads the accumulated metric (hereinafter referred to as “old accumulated metric”) obtained so far from the accumulated metric storage circuit 56. Then, the metric M newly input to the ACS circuit is added to the old cumulative metric to calculate a new cumulative metric.

さらにACS回路54の判定手段は、それ以降の計算量を削減するために、新累積メトリックを遷移経路ごとに比較する。さらに、遷移経路選択手段は、比較の結果、新累積メトリックの大きな遷移経路、つまり、受信データ列との類似性が低い2進信号を与える遷移経路を、それ以降の計算から除外していく。   Further, the determination means of the ACS circuit 54 compares the new cumulative metric for each transition path in order to reduce the subsequent calculation amount. Furthermore, as a result of the comparison, the transition path selection unit excludes a transition path having a large new cumulative metric, that is, a transition path that gives a binary signal having a low similarity to the received data string, from the subsequent calculations.

つまり、ACS回路54は、トレリス線図の任意のステートに入ってくる2本の遷移経路の新累積メトリック同士を比較する。そして、新累積メトリックが小さい方のみを、選択された経路、すなわち「生き残り経路」として採用して、生き残り経路に係る新累積メトリックのみを累積メトリック記憶回路56に記憶させる。なお、「生き残り経路」については、後述の具体例において詳述する。また、ACS回路54は、生き残り経路を遷移経路記憶回路58に記憶させる。   In other words, the ACS circuit 54 compares the new cumulative metrics of the two transition paths that enter an arbitrary state of the trellis diagram. Then, only the smaller one of the new cumulative metrics is adopted as the selected route, that is, the “surviving route”, and only the new cumulative metric related to the surviving route is stored in the cumulative metric storage circuit 56. The “surviving route” will be described in detail in a specific example described later. Further, the ACS circuit 54 stores the surviving path in the transition path storage circuit 58.

全ての受信データ列の処理が終了すると、最尤復号判定回路60の最尤判定手段は、遷移経路記憶回路58に記憶された生き残り経路の累積メトリックを比較して、生き残り経路の中で、最小の累積メトリックを与える遷移経路から受信信号の値を推定し、この最尤経路を通過する際に出力される2進信号列を復号信号とする。   When the processing of all the received data sequences is completed, the maximum likelihood determination means of the maximum likelihood decoding determination circuit 60 compares the cumulative metrics of the surviving paths stored in the transition path storage circuit 58, and determines the smallest among the surviving paths. The value of the received signal is estimated from the transition path that gives the cumulative metric, and the binary signal sequence output when passing through this maximum likelihood path is used as the decoded signal.

次に、図8を参照して、受信シンボルR1(“0.2,0.3,0.7,0.6”)及びR2(“0.8,0.5,0.6,0.5”)の場合を例にとり、一般的なビタビ復号器50による軟判定復号過程について説明する。   Next, referring to FIG. 8, received symbols R1 (“0.2, 0.3, 0.7, 0.6”) and R2 (“0.8, 0.5, 0.6, 0. The soft decision decoding process by the general Viterbi decoder 50 will be described by taking the case of 5 ″) as an example.

なお、図8において、各ブランチに付したカッコ付きの数値は、ブランチごとのメトリックである。また、各ブランチに付した丸付数字は、ブランチの経路番号を示す。また、各矢印に付された(0/00)等の記号は、図3と同様に(I/V1V2)を表わす。   In FIG. 8, the numerical value with parentheses attached to each branch is a metric for each branch. Also, the circled numbers attached to each branch indicate the route number of the branch. Further, a symbol such as (0/00) attached to each arrow represents (I / V1V2) as in FIG.

復調器20により受信された受信シンボルR1は、上位ビット側から2ビットずつ切り出されて、時系列にメトリック計算回路52に入力される。つまり、図8のt=1に示すように、メトリック計算回路52には、受信シンボルR1(“0.2,0.3,0.7,0.6”)の上位2ビットである2ビットデータ“0.2,0.3”が入力される。すなわち、この場合a=0.2及びb=0.3である。   The reception symbol R1 received by the demodulator 20 is cut out by 2 bits from the upper bit side and input to the metric calculation circuit 52 in time series. That is, as shown by t = 1 in FIG. 8, the metric calculation circuit 52 has 2 bits that are the upper 2 bits of the received symbol R1 (“0.2, 0.3, 0.7, 0.6”). Data “0.2, 0.3” is input. That is, in this case, a = 0.2 and b = 0.3.

2ビットデータ“0.2,0.3”が入力されたメトリック計算回路52のメトリック計算手段は、ブランチごとにメトリックMを計算する。つまり、初期状態S00(t=0)からS00(t=1)に遷移するブランチ(以下、「第1ブランチ」と称する。)と、初期状態S00(t=0)からS01(t=1)に遷移するブランチ(以下、「第2ブランチ」と称する。)とにおけるメトリックM1及びM2がそれぞれ計算される。   The metric calculation means of the metric calculation circuit 52 to which the 2-bit data “0.2, 0.3” is input calculates the metric M for each branch. That is, a branch that transitions from the initial state S00 (t = 0) to S00 (t = 1) (hereinafter referred to as “first branch”), and the initial state S00 (t = 0) to S01 (t = 1). Metrics M1 and M2 in the branch that transitions to (hereinafter referred to as “second branch”) are respectively calculated.

第1ブランチ(S00→S00)に沿って遷移が生じたと仮定する場合、出力信号V1V2は“00”である。すなわち、A=0及びB=0である。従って、この第1ブランチに関するメトリックM1は、上述の(1)式に従い、|0−0.2|+|0−0.3|=0.5となる。このメトリックM1は、ACS回路54を経て累積メトリック記憶回路56に記憶される。また、ACS回路54は、第1ブランチを遷移経路記憶回路58に記憶させる。   When it is assumed that a transition has occurred along the first branch (S00 → S00), the output signal V1V2 is “00”. That is, A = 0 and B = 0. Therefore, the metric M1 related to the first branch is | 0−0.2 | + | 0−0.3 | = 0.5 in accordance with the above-described equation (1). The metric M1 is stored in the cumulative metric storage circuit 56 via the ACS circuit 54. Further, the ACS circuit 54 stores the first branch in the transition path storage circuit 58.

同様に、第2ブランチ(S00→S01)に沿って遷移が生じたと仮定する場合、出力信号V1V2は“11”である。すなわち、A=1及びB=1である。従って、第2ブランチに関するメトリックM2は、同様にして、|1−0.2|+|1−0.3|=1.5となる。このメトリックM2は、ACS回路54を経て累積メトリック記憶回路56に記憶される。また、ACS回路54は、第2ブランチを遷移経路記憶回路58に記憶させる。   Similarly, when it is assumed that a transition has occurred along the second branch (S00 → S01), the output signal V1V2 is “11”. That is, A = 1 and B = 1. Accordingly, the metric M2 related to the second branch is | 1-0.2 | + | 1-0.3 | = 1.5 in the same manner. The metric M2 is stored in the cumulative metric storage circuit 56 via the ACS circuit 54. Further, the ACS circuit 54 stores the second branch in the transition path storage circuit 58.

t=2においては、受信シンボルR1の下位2ビットである2ビットデータ“0.7,0.6” (すなわち、a=0.7及びb=0.6)がメトリック計算回路52に入力される。   At t = 2, 2-bit data “0.7, 0.6” (that is, a = 0.7 and b = 0.6) which is the lower 2 bits of the received symbol R1 is input to the metric calculation circuit 52. The

メトリック計算回路52のメトリック計算手段はこの信号に基づいて、上述と同様にしてブランチごとのメトリックを計算する。すなわち、メトリック計算回路52は、下記の4ブランチのメトリックM3〜M6を求める。
(第3ブランチ):S00(t=1)→S00(t=2)
(第4ブランチ):S00(t=1)→S01(t=2)
(第5ブランチ):S01(t=1)→S10(t=2)
(第6ブランチ):S01(t=1)→S11(t=2)
そしてブランチごとに(1)式を用いて求めた下記のメトリックM3〜M6をACS回路54に入力する。
(第3ブランチのメトリックM3)=|0−0.7|+|0−0.6|=1.3
(第4ブランチのメトリックM4)=|1−0.7|+|1−0.6|=0.7
(第5ブランチのメトリックM5)=|0−0.7|+|1−0.6|=1.1
(第6ブランチのメトリックM6)=|1−0.7|+|0−0.6|=0.9
すると、ACS回路54の累積メトリック計算手段は、遷移経路記憶回路58に記憶されている第1及び第2ブランチを読み出す。さらに、ACS回路54の累積メトリック計算手段は、読み出された第1及び第2ブランチに対応する累積メトリックM1及びM2を累積メトリック記憶回路56から読み出す。
Based on this signal, the metric calculation means of the metric calculation circuit 52 calculates a metric for each branch in the same manner as described above. That is, the metric calculation circuit 52 obtains the following four branch metrics M3 to M6.
(Third branch): S00 (t = 1) → S00 (t = 2)
(Fourth branch): S00 (t = 1) → S01 (t = 2)
(Fifth branch): S01 (t = 1) → S10 (t = 2)
(Sixth branch): S01 (t = 1) → S11 (t = 2)
Then, the following metrics M3 to M6 obtained using the equation (1) for each branch are input to the ACS circuit 54.
(3rd branch metric M3) = | 0−0.7 | + | 0−0.6 | = 1.3
(4th branch metric M4) = | 1-0.7 | + | 1-0.6 | = 0.7
(5th branch metric M5) = | 0−0.7 | + | 1−0.6 | = 1.1
(6th branch metric M6) = | 1−0.7 | + | 0−0.6 | = 0.9
Then, the cumulative metric calculation means of the ACS circuit 54 reads the first and second branches stored in the transition path storage circuit 58. Further, the cumulative metric calculation means of the ACS circuit 54 reads the cumulative metrics M1 and M2 corresponding to the read first and second branches from the cumulative metric storage circuit 56.

そして、ACS回路54は、読み出された第1ブランチの累積メトリックM1に第3及び第4ブランチのメトリックM3及びM4をそれぞれ個別に累積する。同様に、ACS回路54は、読み出された第2ブランチの累積メトリックM2に第5及び第6ブランチのメトリックM5及びM6をそれぞれ個別に累積する。   Then, the ACS circuit 54 individually accumulates the metrics M3 and M4 of the third and fourth branches in the read cumulative metric M1 of the first branch. Similarly, the ACS circuit 54 individually accumulates the metrics M5 and M6 of the fifth and sixth branches in the read accumulated metric M2 of the second branch.

その後、ACS回路54は、最初の遷移(t=0)から、それまで(t=2)の個々の遷移経路を遷移経路記憶回路58に記憶させるとともに、個々の遷移経路と対応付けた遷移経路ごとの累積メトリックを累積メトリック記憶回路56に記憶させる。   After that, the ACS circuit 54 stores the individual transition paths from the first transition (t = 0) to the previous transition (t = 2) in the transition path storage circuit 58 and the transition paths associated with the individual transition paths. Each accumulated metric is stored in the accumulated metric storage circuit 56.

すなわち、t=2を終了した段階では、累積メトリック記憶回路56には、以下に示す累積メトリックが記憶されている。
(1)第1→第3ブランチの累積メトリック=Σ(1,3)=0.5+1.3=1.8
(2)第1→第4ブランチの累積メトリック=Σ(1,4)=0.5+0.7=1.2
(3)第2→第5ブランチの累積メトリック=Σ(2,5)=1.5+1.1=2.6
(4)第2→第6ブランチの累積メトリック=Σ(2,6)=1.5+0.9=2.4
t=3においては、受信シンボルR2(“0.8,0.5,0.6,0.5”)の上位2ビットである2ビットデータ“0.8,0.5”(すなわち、a=0.8及びb=0.5)が切り出されて、メトリック計算回路52に入力される。そして、上述と同様にして第7〜第14ブランチのメトリックM7〜M14が計算され、ACS回路54に入力される。
That is, at the stage where t = 2 is finished, the cumulative metric storage circuit 56 stores the following cumulative metrics.
(1) Cumulative metric of the first → third branch = Σ (1,3) = 0.5 + 1.3 = 1.8
(2) Cumulative metric of first → fourth branch = Σ (1,4) = 0.5 + 0.7 = 1.2
(3) Cumulative metric of 2nd → 5th branch = Σ (2,5) = 1.5 + 1.1 = 2.6
(4) Cumulative metric of 2nd → 6th branch = Σ (2,6) = 1.5 + 0.9 = 2.4
At t = 3, 2-bit data “0.8, 0.5” (ie, a) that is the upper 2 bits of the received symbol R2 (“0.8, 0.5, 0.6, 0.5”). = 0.8 and b = 0.5) are cut out and input to the metric calculation circuit 52. Then, the metrics M7 to M14 of the seventh to fourteenth branches are calculated and input to the ACS circuit 54 as described above.

t=3では、ACS回路54の判定手段及び遷移経路選択手段によって、生き残り経路の選択が行われる。すなわち、例えば、t=3におけるS00に注目すると、S00(t=3)には、t=2のS00(第7ブランチ)及びS10(第11ブランチ)の両者から遷移することができる。ACS回路54は、これらのブランチ(第7及び第11ブランチ)のうち、それまでの累積メトリックが小さい方を生き残り経路として選択する。そして、累積メトリックが大きい方の遷移経路をそれ以降の計算から除外する(図8中では、×印を付して示している。)。   At t = 3, the survival route is selected by the determination unit and the transition route selection unit of the ACS circuit 54. That is, for example, when focusing on S00 at t = 3, it is possible to transition to S00 (t = 3) from both S00 (seventh branch) and S10 (11th branch) at t = 2. The ACS circuit 54 selects, as a surviving path, one of these branches (seventh and eleventh branches) having a smaller cumulative metric so far. Then, the transition path with the larger cumulative metric is excluded from the subsequent calculations (in FIG. 8, it is indicated with an X mark).

具体的には、ACS回路54は、以下に示す累積メトリックを計算する。
(第7ブランチの累積メトリック)=第1→第3→第7ブランチのメトリックの総和=Σ(1,3,7)=0.5+1.3+1.3=3.1
(第11ブランチの累積メトリック)=第2→第5→第11ブランチのメトリックの総和=Σ(2,5,11)=1.5+1.1+0.7=3.3
この計算の結果から、判定手段によりΣ(1,3,7)<Σ(2,5,11)と判定されるから、ACS回路54の遷移経路選択手段は、累積メトリックが小さい第7ブランチを生き残り経路として選択して遷移経路記憶回路58に記憶させる。また、ACS回路54の遷移経路選択手段は、第7経路までの経過遷移経路と対応付けて、累積メトリックΣ(1,3,7)を累積メトリック記憶回路56に記憶させる。
Specifically, the ACS circuit 54 calculates the cumulative metric shown below.
(Cumulative metric of 7th branch) = total of 1st → 3rd → 7th branch metric = Σ (1, 3, 7) = 0.5 + 1.3 + 1.3 = 3.1
(11th branch cumulative metric) = 2nd → 5th → 11th branch metric sum = Σ (2,5,11) = 1.5 + 1.1 + 0.7 = 3.3
From the result of this calculation, the determination means determines that Σ (1, 3, 7) <Σ (2, 5, 11), so the transition path selection means of the ACS circuit 54 selects the seventh branch with a small cumulative metric. This is selected as a surviving path and stored in the transition path storage circuit 58. Further, the transition path selection means of the ACS circuit 54 stores the accumulated metric Σ (1, 3, 7) in the accumulated metric storage circuit 56 in association with the elapsed transition path up to the seventh path.

以下同様にして、ACS回路54は、t=3において、S01に遷移する可能性がある第8及び第12ブランチ、S10に遷移する可能性がある第9及び第13ブランチ、S11に遷移する可能性がある第10及び第14ブランチについてもそれぞれ生き残り経路を求める。そして、生き残り経路である第8、第9及び第10ブランチを遷移経路記憶回路58に記憶させる。同時に、これらの経路の経過遷移経路と対応付けて累積メトリックΣ(1,3,8)、Σ(1,4,9)及びΣ(1,4,10)を累積メトリック記憶回路56に記憶させる。   Similarly, the ACS circuit 54 can transition to the eighth and twelfth branches that may transition to S01 and the ninth and thirteenth branches that may transition to S10 and t11 at t = 3. Surviving paths are also obtained for the tenth and fourteenth branches. Then, the transition path storage circuit 58 stores the eighth, ninth, and tenth branches that are survival paths. At the same time, the cumulative metrics Σ (1, 3, 8), Σ (1, 4, 9) and Σ (1, 4, 10) are stored in the cumulative metric storage circuit 56 in association with the progress transition paths of these paths. .

t=4においては、t=3と同様の処理が行われる。すなわち、ACS回路54は、上述と同様にして、第15〜第22ブランチのそれぞれのメトリックM15〜M22を計算する。そして、ACS回路54は、遷移経路記憶回路58から生き残り経路(第7〜第10ブランチ)を読み出し、及びこれらの生き残り経路に対応する累積メトリックΣ(1,3,7)、Σ(1,3,8)、Σ(1,4,9)及びΣ(1,4,10)を累積メトリック記憶回路56から読み出す。そして、第15〜第22ブランチのそれぞれのメトリックM15〜M22を、読み出された生き残り経路の累積メトリックに足し合わせる。   At t = 4, the same processing as t = 3 is performed. That is, the ACS circuit 54 calculates the metrics M15 to M22 of the 15th to 22nd branches in the same manner as described above. Then, the ACS circuit 54 reads the surviving paths (seventh to tenth branches) from the transition path storing circuit 58, and the accumulated metrics Σ (1, 3, 7), Σ (1, 3) corresponding to these surviving paths. , 8), Σ (1, 4, 9) and Σ (1, 4, 10) are read from the cumulative metric storage circuit 56. Then, each metric M15 to M22 of the 15th to 22nd branches is added to the accumulated metric of the read survival path.

さらに、上述と同様にして、ACS回路54は、上述と同様にして、第15〜第22ブランチの中から生き残り経路を選択する。その結果、選択された第19〜第22ブランチを、生き残り経路として遷移経路記憶回路58に記憶させる。それとともに、累積メトリック計算回路56に生き残り経路の累積メトリックを記憶させる。この場合、生き残り経路1〜4の累積メトリックは、Σ(1,4,9,19)、Σ(1,4,9,20)、Σ(1,4,10,21)及びΣ(1,4,10,22)である。   Further, in the same manner as described above, the ACS circuit 54 selects a survival path from the fifteenth to twenty-second branches in the same manner as described above. As a result, the selected 19th to 22nd branches are stored in the transition path storage circuit 58 as surviving paths. At the same time, the cumulative metric calculation circuit 56 stores the cumulative metric of the surviving path. In this case, the cumulative metrics of the surviving paths 1 to 4 are Σ (1,4,9,19), Σ (1,4,9,20), Σ (1,4,10,21) and Σ (1, 4, 10, 22).

最後に、最尤復号判定回路60の最尤判定手段は、遷移経路記憶回路58から生き残り経路を読み出し、及びこれらの生き残り経路に対応した累積メトリックを、累積メトリック記憶回路56から読み出す。そして、これらを、相互を比較して、累積メトリックが最小の経路を最尤経路とし、復調信号を推定する。   Finally, the maximum likelihood determination means of the maximum likelihood decoding determination circuit 60 reads the surviving paths from the transition path storage circuit 58 and reads the cumulative metrics corresponding to these surviving paths from the cumulative metric storage circuit 56. Then, these are compared with each other, the path with the smallest cumulative metric is set as the maximum likelihood path, and the demodulated signal is estimated.

つまり、最尤復号判定回路60は、生き残り経路として、下記の4個の遷移経路を読み出す。
(生き残り経路1):第1→第4→第9→第19ブランチ(累積メトリック:3.4)
(生き残り経路2):第1→第4→第9→第20ブランチ(累積メトリック:3.6)
(生き残り経路3):第1→第4→第10→第21ブランチ(累積メトリック:2.8)
(生き残り経路4):第1→第4→第10→第22ブランチ(累積メトリック:3.0)
最尤復号判定回路60は、これらの生き残り経路の累積メトリックを比較して、最小である「生き残り経路3」を最尤経路として選択して出力する。
That is, the maximum likelihood decoding determination circuit 60 reads the following four transition paths as survival paths.
(Surviving path 1): 1st → 4th → 9th → 19th branch (cumulative metric: 3.4)
(Surviving path 2): 1st → 4th → 9th → 20th branch (cumulative metric: 3.6)
(Surviving path 3): 1st → 4th → 10th → 21st branch (cumulative metric: 2.8)
(Surviving path 4): 1st → 4th → 10th → 22nd branch (cumulative metric: 3.0)
The maximum likelihood decoding determination circuit 60 compares the accumulated metrics of these surviving paths, selects the “surviving path 3” that is the smallest as the maximum likelihood path, and outputs it.

ところで、最尤復号判定回路60が選択した最尤経路(生き残り経路3)は、トレリス線図上でS00→S00→S01→S11→S10との遷移を行うものである。この遷移経路から得られる出力信号V1V2の系列、すなわち復号信号は、“00111010”である。ところが、この復号信号は、送信機12が送信した符合化信号H“00110111”とは異なっている。   By the way, the maximum likelihood path (surviving path 3) selected by the maximum likelihood decoding determination circuit 60 performs a transition from S00 → S00 → S01 → S11 → S10 on the trellis diagram. The series of output signals V1V2 obtained from this transition path, that is, the decoded signal is “00111010”. However, this decoded signal is different from the encoded signal H “00110111” transmitted by the transmitter 12.

このように、符合化信号Hと復号信号とが異なってしまった、つまり誤って復号された原因は、受信シンボルR1及びR2が位相雑音などの影響を受けるためである。そこで、次項では、本発明の復号器が、位相雑音があっても符合化信号Hを復号の精度を上げて復号できることについて説明する。   As described above, the reason why the encoded signal H and the decoded signal are different, that is, the reason why the encoded signal H is decoded erroneously is that the received symbols R1 and R2 are affected by phase noise and the like. Therefore, in the next section, it will be described that the decoder of the present invention can decode the encoded signal H with improved decoding accuracy even when there is phase noise.

(本発明のビタビ復号器)
次に、図8〜10を参照して、本発明のビタビ復号器及び復号方法について説明する。図9はこの発明の復号器の構成を示す機能ブロック図である。なお、図9において、図7と同様の構成には同符号を付し、重複する説明を省略する。図10は、補正テーブルに記憶された重み係数の説明に供するIQ座標の模式図である。
(Viterbi decoder of the present invention)
Next, the Viterbi decoder and decoding method of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 9 is a functional block diagram showing the configuration of the decoder of the present invention. In FIG. 9, the same components as those in FIG. 7 are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. FIG. 10 is a schematic diagram of IQ coordinates for explaining the weighting factors stored in the correction table.

図9を参照すると、ビタビ復号器22は、補正テーブル26を備えている点が復号器50と異なっている。そのため、特に図示していないが記憶部を設けて、これに読み出し自在に補正テーブル26を格納しておく、このビタビ復号器22中での処理で生じたデータのうち、累積メトリック記憶回路56及び遷移経路記憶回路58に記憶されないデータは、この記憶部に読み出し自在に一旦格納される。   Referring to FIG. 9, the Viterbi decoder 22 is different from the decoder 50 in that it includes a correction table 26. Therefore, although not particularly illustrated, a storage unit is provided, and the correction table 26 is stored in a freely readable manner. Among the data generated by the processing in the Viterbi decoder 22, the cumulative metric storage circuit 56 and Data that is not stored in the transition path storage circuit 58 is temporarily stored in the storage unit in a readable manner.

この補正テーブル26には、受信シンボルに含まれる位相雑音を補正する重み係数Wが記憶されている。具体的には、受信シンボルとIQ座標上の基準シンボルとの間のメトリックを求める際に、メトリックに乗じるべき重み係数Wが基準シンボルと関連付けて記憶されている。   The correction table 26 stores a weighting coefficient W for correcting phase noise included in the received symbol. Specifically, when obtaining a metric between a received symbol and a reference symbol on IQ coordinates, a weighting factor W to be multiplied by the metric is stored in association with the reference symbol.

より詳細には、補正テーブル26では、16個の基準シンボルごとに重み係数Wが定まっている。この重み係数Wは、基準シンボルに導入される位相雑音(図6参照)の大きさと正の相関を持つように設定されている。経験によると、位相雑音の影響は、IQ座標の原点から離れるに従って大きくなる傾向がある。   More specifically, in the correction table 26, the weighting factor W is determined for every 16 reference symbols. This weight coefficient W is set so as to have a positive correlation with the magnitude of the phase noise (see FIG. 6) introduced into the reference symbol. According to experience, the influence of phase noise tends to increase as the distance from the origin of the IQ coordinate increases.

そこで、この実施の形態では、図10に示すように、重み係数Wは、基準シンボルにおける位相雑音の影響の大きさの程度に応じて、0.8、1.0及び1.2に設定されている。位相雑音の影響が小さい4個の基準シンボルにおいては、重み係数Wが0.8に設定されている。位相雑音の影響が中ぐらいの8個の基準シンボルにおいては、重み係数Wが1.0に設定されている。位相雑音の影響が大きい4個の基準シンボルにおいては、重み係数Wが1.2に設定されている。   Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 10, the weighting factor W is set to 0.8, 1.0, and 1.2 according to the magnitude of the influence of the phase noise in the reference symbol. ing. For the four reference symbols that are less affected by the phase noise, the weighting factor W is set to 0.8. For the eight reference symbols that are moderately affected by phase noise, the weighting factor W is set to 1.0. For the four reference symbols that are greatly affected by the phase noise, the weighting factor W is set to 1.2.

以下の表1に、基準シンボルごとの重み係数の値を示す。   Table 1 below shows the value of the weighting factor for each reference symbol.

Figure 2008306576
Figure 2008306576

この重み係数Wの具体値(0.8、1.0及び1.2)は、位相雑音の存在する環境下において、重み係数Wを変化させて、さまざまな符合化信号Hについて復号シミュレーションを行うことにより決定することができる。すなわち、重み係数Wは、位相雑音が存在したとしても、正確に符合化信号Hを復号できる確率が高くなる値とする。   The specific values (0.8, 1.0, and 1.2) of the weighting factor W are subjected to decoding simulation for various encoded signals H by changing the weighting factor W in an environment where phase noise exists. Can be determined. That is, the weighting factor W is a value that increases the probability that the encoded signal H can be accurately decoded even if phase noise exists.

次に、ビタビ復号器22の動作、すなわち、この発明の復号方法について説明する。   Next, the operation of the Viterbi decoder 22, that is, the decoding method of the present invention will be described.

このビタビ復号器22は、受信シンボルごとに復号を行う点が、一般的な復号器50とは異なっている。より詳細には、一般的な復号器50においては、上述のように、受信シンボルを上位側から2ビットずつ切り出した2ビットデータを復号に用いていた。しかし、この発明のビタビ復号器22は、位相雑音の影響を低減するために、4ビットの受信シンボルをそのまま使って復号を行う。   The Viterbi decoder 22 is different from the general decoder 50 in that decoding is performed for each received symbol. More specifically, in the general decoder 50, as described above, 2-bit data obtained by cutting out received symbols by 2 bits from the upper side is used for decoding. However, the Viterbi decoder 22 of the present invention performs decoding using the 4-bit received symbols as they are in order to reduce the influence of phase noise.

以下、図8を適宜参照しながら、受信シンボルR1(“0.2,0.3,0.7,0.6”)及びR2(“0.8,0.5,0.6,0.5”)の場合を例に挙げ、具体的に説明する。   Hereinafter, the reception symbols R1 (“0.2, 0.3, 0.7, 0.6”) and R2 (“0.8, 0.5, 0.6, 0. The case of 5 ″) will be described as an example.

復調器20で受信された受信シンボルR1は、メトリック計算回路52に入力される。そして、既に説明したと同様にして、受信シンボル単位でメトリックが計算される。ところで、トレリス線図(図8)から明らかなように、受信シンボルR1が帰属される可能性がある遷移経路は4本しかないことがわかる。以降、トレリス線図上で、4ビット長の受信シンボルを与える可能性がある遷移経路、つまり2本の連続したブランチからなる遷移経路のことを、「メタブランチ」と称する。   The reception symbol R 1 received by the demodulator 20 is input to the metric calculation circuit 52. Then, the metric is calculated for each received symbol as described above. As is apparent from the trellis diagram (FIG. 8), it can be seen that there are only four transition paths to which the received symbol R1 can be attributed. Hereinafter, a transition path that may give a received symbol of 4 bits length on the trellis diagram, that is, a transition path composed of two consecutive branches is referred to as a “meta branch”.

つまり、図8において、t=0ではS00に位置するステートが、4ビットの送信単位U1の出力が終了するt=2では、S00、S01、S10及びS11のどれかのステートに分岐して遷移する。   That is, in FIG. 8, at t = 0, the state located at S00 transitions to any of the states S00, S01, S10, and S11 at t = 2 when the output of the 4-bit transmission unit U1 ends. To do.

すなわち、t=0〜2の間では、以下に列記する4本のメタブランチのみが可能である
(メタブランチ1):S00(t=0)→S00(t=1)→S00(t=2)とのメタブランチであり、このメタブランチからは送信単位“0000”が出力される。これは、IQ座標上で[0000]の基準シンボルを占める。
(メタブランチ2):S00(t=0)→S00(t=1)→S01(t=2)とのメタブランチであり、このメタブランチからは送信単位“0011”が出力される。これは、IQ座標上で[0011]の基準シンボルを占める。
(メタブランチ3):S00(t=0)→S01(t=1)→S10(t=2)とのメタブランチであり、このメタブランチからは送信単位“1101”が出力される。これは、IQ座標上で[1101]の基準シンボルを占める。
(メタブランチ4):S00(t=0)→S01(t=1)→S11(t=2)とのメタブランチであり、このメタブランチからは送信単位“1110”が出力される。これは、IQ座標上で[1110]の基準シンボルを占める。
That is, between t = 0 and 2, only four meta branches listed below are possible (meta branch 1): S00 (t = 0) → S00 (t = 1) → S00 (t = 2) The transmission unit “0000” is output from this meta branch. This occupies [0000] reference symbols on IQ coordinates.
(Meta branch 2): Meta branch of S00 (t = 0) → S00 (t = 1) → S01 (t = 2), and the transmission unit “0011” is output from this meta branch. This occupies [0011] reference symbols on IQ coordinates.
(Meta branch 3): Meta branch of S00 (t = 0) → S01 (t = 1) → S10 (t = 2), and a transmission unit “1101” is output from this meta branch. This occupies a reference symbol of [1101] on the IQ coordinate.
(Meta branch 4): Meta branch of S00 (t = 0) → S01 (t = 1) → S11 (t = 2), and the transmission unit “1110” is output from this meta branch. This occupies [1110] reference symbols on IQ coordinates.

これは、IQ座標上で受信シンボルR1が帰属する可能性がある基準シンボルは、上述の4点に限定されることを示している。また、これらの4点の基準シンボルが、受信シンボルの受信前後におけるステート間の遷移経路(メタブランチ)を表わしている。   This indicates that the reference symbols to which the received symbol R1 may belong on the IQ coordinate are limited to the above-described four points. These four reference symbols represent transition paths (metabranches) between states before and after reception of received symbols.

以上の点を踏まえて、メトリック計算回路52は、これらの4本のメタブランチごとのメトリックを計算する。具体的には、受信シンボルを(“a,b,c,d”)(ただし、a,b,c及びdは0以上1以下の実数である)とし、送信単位を(“A,B,C,D”)(ただし、A,B,C及びDは、0又は1である)としたとき、下記(2)式で与えられるメトリックMMをそれぞれのメタブランチについて求める。
MM=|A−a|+|B−b|+|C−c|+|D−d|・・・(2)
ところで、送信単位が(“A,B,C,D”)であれば、基準シンボルは[A,B,C,D]となるので、上述のメトリックMMは、IQ座標上において受信シンボルと基準シンボルとの間の桁ごとの差の絶対値を足し合わせたものということもできる。
Based on the above points, the metric calculation circuit 52 calculates a metric for each of these four meta branches. Specifically, the received symbol is (“a, b, c, d”) (where a, b, c, and d are real numbers of 0 or more and 1 or less), and the transmission unit is (“A, B, C, D ″) (where A, B, C, and D are 0 or 1), the metric MM given by the following equation (2) is obtained for each meta branch.
MM = | A−a | + | B−b | + | C−c | + | D−d | (2)
By the way, if the transmission unit is (“A, B, C, D”), the reference symbol is [A, B, C, D]. Therefore, the metric MM described above is based on the received symbol and the reference on the IQ coordinate. It can also be said to be the sum of the absolute values of the differences between the symbols.

次に、メトリック計算回路52は、さらに重み付け手段を備えており、この手段を用いて、補正テーブル26を参照して、上述の手順で求められたメトリックMMの補正を行う。具体的には、重み付け手段は、メタブランチ1〜4のそれぞれに対応する基準シンボルごとのメトリックに表1に示した重み係数を乗じ、補正メトリックHMMを求める。   Next, the metric calculation circuit 52 is further provided with a weighting unit, and by using this unit, the metric MM obtained by the above-described procedure is corrected with reference to the correction table 26. Specifically, the weighting unit multiplies the metric for each reference symbol corresponding to each of the meta branches 1 to 4 by the weighting coefficient shown in Table 1 to obtain a corrected metric HMM.

つまり、例えば、メタブランチ1に対応する基準シンボル[0000]は、図6からわかるように位相雑音の影響を大きく受ける。その結果、たとえIQ座標上で、受信シンボルと[0000]との距離が近くても、その受信シンボルを単純に[0000]に帰属できるかどうかは分からない。なぜなら、[0000]付近は、位相雑音の影響を大きく受ける領域であるので、[0000]以外の基準シンボルで送信された送信単位が、位相雑音により、たまたま[0000]付近で受信された可能性があるからである。   That is, for example, the reference symbol [0000] corresponding to the meta branch 1 is greatly affected by the phase noise as can be seen from FIG. As a result, even if the distance between the received symbol and [0000] is close on the IQ coordinate, it is not known whether the received symbol can simply be assigned to [0000]. This is because the vicinity of [0000] is a region that is greatly affected by the phase noise, so that a transmission unit transmitted with a reference symbol other than [0000] may be received by chance near [0000] due to phase noise. Because there is.

このように、受信シンボルの基準シンボルへの誤った帰属を避けるために、位相雑音の影響に応じて、メトリックMMの値を補正する。つまり、メトリックMMに基準シンボルごとの重み係数Wを乗じた補正メトリックHMM(=W×MM)を用いる。   Thus, in order to avoid erroneous assignment of the received symbol to the reference symbol, the value of the metric MM is corrected according to the influence of the phase noise. That is, a corrected metric HMM (= W × MM) obtained by multiplying the metric MM by the weight coefficient W for each reference symbol is used.

このようにして求めたメタブランチ1〜4のメトリックMM、補正メトリックHMM及び重み係数Wを以下の表2にまとめる。なお、以下の表に記載されたメトリックMMは、図8において、t=0〜t=2の間の矢印に付したメトリックをブランチごとに足し合わせたものと等しい。   The metric MM, correction metric HMM, and weight coefficient W of the meta branches 1 to 4 obtained in this way are summarized in Table 2 below. Note that the metric MM described in the following table is equal to the metric added to the arrow between t = 0 and t = 2 in FIG.

Figure 2008306576
Figure 2008306576

表2に示した補正メトリックは、ACS回路54を経て累積メトリック記憶回路56に記憶される。また、ACS回路54は、メタブランチ1〜4を遷移経路記憶回路58に記憶させる。   The correction metrics shown in Table 2 are stored in the cumulative metric storage circuit 56 via the ACS circuit 54. Further, the ACS circuit 54 stores the meta branches 1 to 4 in the transition path storage circuit 58.

続いて、メトリック計算回路52には、受信シンボルR2(“0.8,0.5,0.6,0.5”)が入力される。そして、受信シンボルR2に関するメトリックMMが計算される。ところで、符合化信号Hを作成する際のトレリス線図(図4)から明らかなように、受信シンボルR2を与えるメタブランチは16本あることがわかる。つまり、受信シンボルR2は、t=4の時点においてIQ座標の全ての基準シンボルに帰属される可能性がある。   Subsequently, the reception symbol R 2 (“0.8, 0.5, 0.6, 0.5”) is input to the metric calculation circuit 52. Then, a metric MM related to the received symbol R2 is calculated. As can be seen from the trellis diagram (FIG. 4) when the encoded signal H is created, it can be seen that there are 16 meta branches that give the received symbol R2. That is, the received symbol R2 may be attributed to all the reference symbols of the IQ coordinate at the time point t = 4.

そこで、メトリック計算回路52のメトリック計算手段は、上述と同様にして、全てのメタブランチ(16本)について、受信シンボルR2とのメトリックMMを計算する。そして、重み付け手段によって、上述と同様にして、計算されたメトリックMMに対して、基準シンボルごとの重み係数Wを乗じて補正メトリックHMMを求める。   Therefore, the metric calculation means of the metric calculation circuit 52 calculates the metric MM with the received symbol R2 for all meta branches (16) in the same manner as described above. Then, the weighting means multiplies the calculated metric MM by the weight coefficient W for each reference symbol to obtain a corrected metric HMM in the same manner as described above.

このようにして求められたメトリックMM及び補正メトリックHMMを下記表3に示す。なお、以下の表に記載されたメトリックMMは、図8において、t=2〜t=4の間の矢印に付したメトリックをブランチごとに足し合わせたものと等しい。   The metric MM and the corrected metric HMM thus obtained are shown in Table 3 below. Note that the metric MM described in the following table is equal to the metric added to the arrow between t = 2 to t = 4 in FIG.

Figure 2008306576
Figure 2008306576

表3に示した補正メトリックHMMは、ACS回路54に入力される。ACS回路54は、受信シンボルR1に由来するメタブランチ(表2)と補正メトリックとを、それぞれ、遷移経路記憶回路58と累積メトリック記憶回路56とから読み出す。   The corrected metric HMM shown in Table 3 is input to the ACS circuit 54. The ACS circuit 54 reads the meta branch (Table 2) derived from the received symbol R1 and the correction metric from the transition path storage circuit 58 and the cumulative metric storage circuit 56, respectively.

そして、ACS回路54は、表2及び表3の補正メトリックHMM同士を累積した累積メトリックを計算する。このようにして計算された遷移経路ごとの累積メトリックを下記表4に示す。   Then, the ACS circuit 54 calculates a cumulative metric obtained by accumulating the correction metrics HMMs in Tables 2 and 3. The cumulative metric for each transition path calculated in this way is shown in Table 4 below.

Figure 2008306576
Figure 2008306576

最後に、最尤復号判定回路60の最尤判定手段が、表4に示した累積メトリックに基づき、最尤経路を推定する。つまり、表4より明らかなように、最尤復号判定回路60は、累積メトリックが最小のNo.3の経路を最尤経路と推定する(表4中に「◎」印をつけて示している。)。   Finally, the maximum likelihood determination means of the maximum likelihood decoding determination circuit 60 estimates the maximum likelihood path based on the cumulative metric shown in Table 4. That is, as is clear from Table 4, the maximum likelihood decoding determination circuit 60 has the No. with the smallest cumulative metric. Route 3 is estimated as the maximum likelihood route (indicated by “」 ”in Table 4).

ところで、このNo.3の遷移経路から得られる復号信号は、図8のトレリス線図を辿ることにより、“00110111”となる。この復号信号は、送信機12が送信した符合化信号H“00110111”と一致している。これは、上述した一般的な復号器50においては、誤った復号が行われたことと対照的である。   By the way, this No. The decoded signal obtained from the three transition paths becomes “001110111” by following the trellis diagram of FIG. This decoded signal matches the encoded signal H “00110111” transmitted by the transmitter 12. This is in contrast to the fact that the above-described general decoder 50 performs erroneous decoding.

つまり、この発明の復号器22及び復号方法によれば、たとえ位相雑音があったとしても、より正確に符合化信号Hを復号することができる。   That is, according to the decoder 22 and the decoding method of the present invention, the encoded signal H can be decoded more accurately even if there is phase noise.

なお、上述したビタビ復号器22の動作の説明に当たり、この発明のビタビ復号器22は、生き残り経路の選択を行うことがなかった。これは、復号器22が復号を行った受信シンボルがR1とR2の2個のみであったからである。つまり、ビタビ復号器22が、例えば、R1→R2→R3のように、3個の受信シンボルを連続して受信した場合には、R2までの累積メトリックを計算した後に、各ステートに遷移するブランチを1本の生き残り経路に絞る処理が行われる。   In the description of the operation of the Viterbi decoder 22 described above, the Viterbi decoder 22 of the present invention did not select a survival path. This is because there are only two received symbols R1 and R2 decoded by the decoder 22. That is, when the Viterbi decoder 22 continuously receives three received symbols, for example, R1 → R2 → R3, the branch that transitions to each state after calculating the cumulative metric up to R2 The process of narrowing down to one survival path is performed.

この実施の形態においては、16QAMの場合を説明したが、この発明は、64QAMや256QAM等の他の直交振幅変調についても適用できる。   Although the case of 16QAM has been described in this embodiment, the present invention can also be applied to other quadrature amplitude modulation such as 64QAM and 256QAM.

送受信システムの構成を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the structure of a transmission / reception system. 符号器の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of an encoder. 符号化器の状態遷移図である。It is a state transition diagram of an encoder. 原信号から符合化信号を得る過程の説明に供するトレリス線図である。It is a trellis diagram used for description of a process for obtaining an encoded signal from an original signal. 16QAMにおける基準シンボルをIQ座標上に示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the reference symbol in 16QAM on IQ coordinate. 16QAMにおける受信シンボルの位相雑音によるズレの様子をIQ座標上で示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the mode of the shift | offset | difference by the phase noise of the received symbol in 16QAM on IQ coordinate. 一般的な復号器の構成を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the structure of a general decoder. 一般的なビタビ復号の復号過程の説明に供するトレリス線図である。It is a trellis diagram used for description of a decoding process of general Viterbi decoding. この発明の復号器の構成を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the structure of the decoder of this invention. 補正テーブルに記憶された重み係数の説明に供するIQ座標の模式図である。It is a schematic diagram of IQ coordinate used for description of the weight coefficient memorize | stored in the correction table.

符号の説明Explanation of symbols

10 送受信システム
12 送信機
14 受信機
16 符号器
18 変調器
20 復調器
22 ビタビ復号器
24 符号化器
25 並直列変換器
26 補正テーブル
50 復号器
52 メトリック計算回路
54 ACS回路
56 累積メトリック記憶回路
58 遷移経路記憶回路
60 最尤復号判定回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Transmission / reception system 12 Transmitter 14 Receiver 16 Encoder 18 Modulator 20 Demodulator 22 Viterbi decoder 24 Encoder 25 Parallel-serial converter 26 Correction table 50 Decoder 52 Metric calculation circuit 54 ACS circuit 56 Cumulative metric storage circuit 58 Transition path memory circuit 60 Maximum likelihood decoding determination circuit

Claims (4)

畳み込み符号化された当該符号化信号を上位ビット側から一定桁数ごとに切り出した送信単位を直交振幅変調して、切り出し順に送信して、送信された該送信単位をIQ座標上の受信シンボルとしてそれぞれ受信し、
前記受信シンボルを上位ビット側から下位ビット側へと受信順に連結した受信データ列と、ステート間の全ての遷移経路ごとに定まる2進信号列との間で、桁ごとのメトリックをそれぞれ求め、該メトリックを累積した累積メトリックが最小となる当該2進信号列を前記符号化信号と推定するビタビ法を用いた軟判定復号方法において、
前記IQ座標上に予め設定された複数の点であって、前記受信シンボルの受信前後の前記ステート間を結ぶ前記遷移経路をそれぞれ表わす基準シンボルと、前記受信データ列に含まれる前記受信シンボルとの間で、桁ごとの前記メトリックをそれぞれ計算し、
前記基準シンボルでの位相雑音の影響の大きさと正の相関を持つ重み係数を前記メトリックに乗じて補正メトリックを計算し、前記累積メトリックを該補正メトリックの累積として求めることを特徴とする復号方法。
A transmission unit obtained by cutting out the convolutionally encoded signal from the upper bit side for each fixed number of digits is subjected to quadrature amplitude modulation, and transmitted in the cutout order. The transmitted transmission unit is used as a received symbol on the IQ coordinate. Each received
A metric for each digit is obtained between a received data sequence in which the received symbols are connected in order of reception from the upper bit side to the lower bit side and a binary signal sequence determined for every transition path between states, In the soft decision decoding method using the Viterbi method for estimating the binary signal sequence that minimizes the accumulated metric obtained by accumulating metrics as the encoded signal,
A plurality of points set in advance on the IQ coordinates, each of the reference symbols representing the transition path connecting the states before and after reception of the received symbol, and the received symbol included in the received data sequence Between each of the above metrics for each digit,
A decoding method, wherein a correction metric is calculated by multiplying the metric by a weighting factor having a positive correlation with the magnitude of the influence of phase noise on the reference symbol, and the accumulated metric is obtained as an accumulation of the correction metric.
前記直交振幅変調が16QAMであることを特徴とする請求項1に記載の復号方法。   The decoding method according to claim 1, wherein the quadrature amplitude modulation is 16QAM. 前記重み係数が、前記基準シンボルと前記IQ座標の原点との距離に応じて0.8,1.0及び1.2に設定されていることを特徴とする請求項2に記載の復号方法。   The decoding method according to claim 2, wherein the weighting factor is set to 0.8, 1.0, and 1.2 according to a distance between the reference symbol and an origin of the IQ coordinate. 畳み込み符号化された当該符号化信号を上位ビット側から一定桁数ごとに切り出した送信単位を直交振幅変調して、切り出し順に送信して、送信された該送信単位をIQ座標上の受信シンボルとしてそれぞれ受信し、
前記受信シンボルを上位ビット側から下位ビット側へと受信順に連結した受信データ列と、ステート間の全ての遷移経路ごとに定まる2進信号列との間で、桁ごとのメトリックをそれぞれ求め、該メトリックを累積した累積メトリックが最小となる当該2進信号列を前記符号化信号と推定するビタビ法を用いた軟判定復号装置において、
前記IQ座標上に予め設定された複数の点であって、前記受信シンボルの受信前後の前記ステート間を結ぶ前記遷移経路をそれぞれ表わす基準シンボルと、前記受信データ列に含まれる前記受信シンボルとの間で、桁ごとの前記メトリックをそれぞれ計算し、該メトリックに重み係数を乗じて補正メトリックを求めるメトリック計算回路と、
該補正メトリックを累積して累積メトリックを求める加算比較選択回路と、
前記基準シンボルでの位相雑音の大きさと正の相関を持ち、かつ前記メトリックに乗じられる前記重み係数を記憶する補正テーブルと
を備えていることを特徴とする復号装置。
A transmission unit obtained by cutting out the convolutionally encoded signal from the upper bit side for each fixed number of digits is subjected to quadrature amplitude modulation, and transmitted in the cutout order. The transmitted transmission unit is used as a received symbol on the IQ coordinate. Each received
A metric for each digit is obtained between a received data sequence in which the received symbols are connected in order of reception from the upper bit side to the lower bit side and a binary signal sequence determined for every transition path between states, In the soft decision decoding apparatus using the Viterbi method for estimating the binary signal sequence having a minimum accumulated metric obtained by accumulating metrics as the encoded signal,
A plurality of points set in advance on the IQ coordinates, each of the reference symbols representing the transition path connecting the states before and after reception of the received symbol, and the received symbol included in the received data sequence A metric calculation circuit that calculates the metric for each digit and obtains a correction metric by multiplying the metric by a weighting factor;
An addition comparison selection circuit for accumulating the correction metric to obtain an accumulated metric;
A decoding apparatus comprising: a correction table that has a positive correlation with the magnitude of phase noise in the reference symbol and stores the weighting coefficient multiplied by the metric.
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