JP2009182552A - 復号装置および方法、受信装置および方法、並びにプログラム - Google Patents

復号装置および方法、受信装置および方法、並びにプログラム Download PDF

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Abstract

【課題】周波数スペクトルが反転した場合でも高速に同期できるようにする。
【解決手段】符号化データ復号部１７は、搬送波をデジタル変調した直交復調信号を復調して得られる復調データであって、同相軸データと直交軸データとからなる復調データを復号して復号データＣ１を生成するとともに、復号データＣ１の同相軸と直交軸とを入れ替えた復調データを復号して復号データＣ２を生成し、同期検出部１９は、復号データＣ１に対応するシリアルデータＤ１から同期語を検出するとともに、復号データＣ２に対応するシリアルデータＤ２から同期語を検出し、それらの検出結果に基づいて、シリアルデータＤ１またはシリアルデータＤ２のいずれか一方を選択して出力する。本発明は、搬送波をデジタル変調した直交変調信号を復調した復調データを復号して同期を検出する復号装置に適用することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、復号装置および方法、受信装置および方法、並びにプログラムに関し、特に、周波数スペクトルが反転した場合でも高速に同期できるようにした復号装置および方法、受信装置および方法、並びにプログラムに関する。
従来より、多値直交振幅変調の１つであるQAM（Quadrature Amplitude Modulation）を採用した場合、復調処理において絶対位相を判別できないため、復調データには、0度、90度、180度、および270度の位相不確定性が存在することが知られている。
このような位相不確定性を除去する従来の手法としては、例えば、下記の文献１に記載された符号化変調方式が提案されている。
文献１："Rotationally Invariant Convolutional Channel Coding with Expanded Signal Space - Part II:Nonlinear Codes"（IEEE Journal on selected areas in communications，Vol.SAC-2,No.5,Sep.1984）
上記の文献１で提案されている手法によれば、送信側において、差動符号化した相対位相のデータを変調し、受信側において、復調した相対位相のデータを差動復号することで絶対位相のデータに変換するため、変復調間で位相が回転（90度、180度、270度）した場合でも、正しいデータを得ることができる。
また、特許文献１に開示されているように、変復調における変調スペクトルの上側波帯と、下側波帯との関係が逆になった場合、同相軸と直交軸とを切り替えることにより、直交位相の不確定性を吸収して安定に復調する手法も提案されている。さらに、回転対称信号配置の場合には、データのビット配置を交換することで、同相軸と直交軸とを入れ替えた状態と同等の効果を得る手法も提案されている。
つまり、特許文献１の技術は、上記の文献１の技術では変復調間で周波数スペクトルが反転した場合には、正しいデータを得ることができないという課題を解決するために、提案されているものである。
特開平９−２４７２２６号公報
しかしながら、特許文献１および文献１を含む従来の技術では、周波数スペクトルが反転しているか否かの判定は、後段の処理で得られる同期状態や誤り計測結果をフィードバックすることによって行っているために、周波数スペクトルが反転している場合には、反転していない場合と比較して、正しい復号データが得られるまでに時間がかかってしまうという問題があった。
また、同期状態や誤り計測結果に影響する要因としては、例えば、伝送路上のノイズ量等、周波数スペクトルの反転以外が要因となる場合があり、同期が取れない状態や誤りの発生が多い状態において、同相軸と直交軸とを入れ替えたとしても、復調できない場合がある。
そのため、様々な要因に応じて復調処理の内容を切り替える手法が考えられるが、周波数スペクトルが反転している場合と、反転していない場合のそれぞれについて復調処理の内容を切り替えることが必要となるため、正しい復号データが得られるまでにさらに時間を要してしまうという問題があった。
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、周波数スペクトルが反転した場合でも、同期検出等をやり直すことなく、高速に同期できるようにするものである。
本発明の第１の側面の復号装置は、搬送波をデジタル変調した直交変調信号を復調した復調データを復号して同期検出する復号装置において、前記直交変調信号を復調して得られる前記復調データであって、同相軸データと直交軸データとからなる第１の復調データを復号するとともに、前記第１の復調データの同相軸データと直交軸データとを入れ替えた第２の復調データを復号する復号手段と、前記第１の復調データを復号して得られる第１の復号データから所定の情報シンボル系列の境界を検出するとともに、前記第２の復調データを復号して得られる第２の復号データから前記境界を検出し、それらの検出結果に基づいて、前記第１の復号データまたは前記第２の復号データのいずれか一方を選択して出力する同期検出手段とを備える。
前記復調データのうち、１ビット以上が差動符号化されており、前記復号手段は、前記第１の復調データを差動復号して前記第1の復号データを出力するとともに、前記第２の復調データを差動復号して前記第２の復号データを出力する。
前記復調データには、所定の同期語が含まれており、前記同期検出手段は、前記第１の復号データと前記同期語との相関を計算するとともに、前記第２の復号データと前記同期語との相関を計算し、それらの計算により得られた相関値と、所定の閾値とを比較した結果に基づいて、前記第１の復号データまたは前記第２の復号データのいずれか一方を選択して出力する。
前記復調データのうち、１ビット以上が差動符号化されており、前記復号手段は、前記第１の復調データを差動復号して第１の復号データを生成するとともに、生成された前記第１の復号データから前記第２の復号データを生成する。
前記復調データのうち、符号化されていないビットを検出する非符号化データ検出手段をさらに備え、前記非符号化データ検出手段は、前記第１の復調データと、前記第１の復調データのうちの符号化されたビットの復号データを再符号化したデータに基づいて、第１の非符号化データを選択するとともに、前記第２の復調データに対応する第２の非符号化データを生成する。
本発明の第１の側面の復号方法は、搬送波をデジタル変調した直交変調信号を復調した復調データを復号して同期検出する復号装置の復号方法において、前記直交変調信号を復調して得られる前記復調データであって、同相軸データと直交軸データとからなる第１の復調データを復号するとともに、前記第１の復調データの同相軸データと直交軸データとを入れ替えた第２の復調データを復号し、前記第１の復調データを復号して得られる第１の復号データから所定の情報シンボル系列の境界を検出するとともに、前記第２の復調データを復号して得られる第２の復号データから前記境界を検出し、それらの検出結果に基づいて、前記第１の復号データまたは前記第２の復号データのいずれか一方を選択して出力するステップを含む。
本発明の第１の側面のプログラムは、上述した本発明の第１の側面の復号方法に対応するプログラムである。
本発明の第１の側面の復号装置、復号方法、およびプログラムにおいては、直交変調信号を復調して得られる復調データであって、同相軸データと直交軸データとからなる第１の復調データが復号されるとともに、第１の復調データの同相軸データと直交軸データとを入れ替えた第２の復調データが復号され、第１の復調データを復号して得られる第１の復号データから所定の情報シンボル系列の境界が検出されるとともに、第２の復調データを復号して得られる第２の復号データから所定の情報シンボル系列の境界が検出され、それらの検出結果に基づいて、第１の復号データまたは第２の復号データのいずれか一方が選択され出力される。
本発明の第２の側面の受信装置は、搬送波をデジタル変調した直交変調信号を受信する受信装置において、前記直交変調信号を復調して得られる復調データであって、同相軸データと直交軸データとからなる第１の復調データを復号するとともに、前記第１の復調データの同相軸データと直交軸データとを入れ替えた第２の復調データを復号する復号手段と、前記第１の復調データを復号して得られる第１の復号データから所定の情報シンボル系列の境界を検出するとともに、前記第２の復調データを復号して得られる第２の復号データから前記境界を検出し、それらの検出結果に基づいて、前記第１の復号データまたは前記第２の復号データのいずれか一方を選択して出力する同期検出手段とを備える。
本発明の第２の側面の受信方法は、搬送波をデジタル変調した直交変調信号を受信する受信装置の受信方法において、前記直交変調信号を復調して得られる復調データであって、同相軸データと直交軸データとからなる第１の復調データを復号するとともに、前記第１の復調データの同相軸データと直交軸データとを入れ替えた第２の復調データを復号し、前記第１の復調データを復号して得られる第１の復号データから所定の情報シンボル系列の境界を検出するとともに、前記第２の復調データを復号して得られる第２の復号データから前記境界を検出し、それらの検出結果に基づいて、前記第１の復号データまたは前記第２の復号データのいずれか一方を選択して出力するステップを含む。
本発明の第２の側面のプログラムは、上述した本発明の第２の側面の受信方法に対応するプログラムである。
本発明の第２の側面の受信装置、受信方法、およびプログラムにおいては、直交変調信号を復調して得られる復調データであって、同相軸データと直交軸データとからなる第１の復調データが復号されるとともに、第１の復調データの同相軸データと直交軸データとを入れ替えた第２の復調データが復号され、第１の復調データを復号して得られる第１の復号データから所定の情報シンボル系列の境界が検出されるとともに、第２の復調データを復号して得られる第２の復号データから所定の情報シンボル系列の境界が検出され、それらの検出結果に基づいて、第１の復号データまたは第２の復号データのいずれか一方が選択され出力される。
以上のように、本発明によれば、周波数スペクトルが反転した場合でも高速に同期することができる。
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明を適用した復号装置の一実施の形態の構成を示すブロック図である。
図１の復号装置１は、例えばQAM等の多値直交振幅変調によって、搬送波をデジタル変調した直交変調信号を受信する受信装置に適用可能である。
具体的には、図１に示すように、復号装置１は、非符号化データ候補検出部１１、遅延部１２、非符号化データ選択部１３、ブランチメトリック計算部１４、ビタビ復号部１５、畳み込み符号化部１６、符号化データ復号部１７、P/S（Parallel/Serial）変換部１８、および同期検出部１９を含むようにして構成される。
復号装置１には、例えば64QAMを復調した復調データの同相軸データＩと、直交軸データＱがそれぞれ入力される。
順不同に説明すると、ブランチメトリック計算部１４は、入力された復調データが畳み込み符号化されている場合、後段のビタビ復号部１５によるビタビ復号のためのブランチメトリックを計算する。ブランチメトリック計算部１４は、計算したブランチメトリックをビタビ復号部１５に出力する。
ビタビ復号部１５は、ブランチメトリック計算部１４からのブランチメトリックを用いてビタビ復号を行い、ビタビ復号データＶを生成する。ビタビ復号部１５は、生成したビタビ復号データＶを畳み込み符号化部１６と、符号化データ復号部１７に出力する。
畳み込み符号化部１６は、例えば、上記の文献１に示されるような構成を有しており、ビタビ復号部１５からのビタビ復号データＶを符号化する。畳み込み符号化部１６は、ビタビ復号データＶを符号化することで得られた畳み込み符号化データＥを、非符号化データ選択部１３に出力する。
符号化データ復号部１７は、ビタビ復号部１５からのビタビ復号データＶが事前に符号化されている場合には、そのビタビ復号データＶに対し、さらに所定の復号処理を施す。
具体的には、符号化データ復号部１７は、ビタビ復号部１５からのビタビ復号データＶに対し、所定の復号処理を施し、それにより得られた復号データＣ１をP/S変換部１８に出力する。また、符号化データ復号部１７は、同相軸データＩと、直交軸データＱとを入れ替えた場合に相当する復調データの符号化データを復号したデータに対応する復号データＣ２を、復号データＣ１と同時にP/S変換部１８へ出力する。
なお、符号化データ復号部１７で行われる復号処理の詳細については、後述する図５および図６で説明する。
一方、非符号化データ候補検出部１１は、復号装置１に入力された復調データを硬判定し、復調データのうち、符号化されていないビットの候補を検出する。非符号化データ候補検出部１１は、検出した非符号化データ候補を遅延部１２に出力する。
遅延部１２は、非符号化データ候補検出部１１からの非符号化データ候補を、当該非符号化データ候補に対応する畳み込み符号化データＥと同時に非符号化データ選択部１３に入力するよう遅延させる。遅延部１２は、遅延させた非符号化データ候補Ｓを非符号化データ選択部１３に出力する。
非符号化データ選択部１３には、遅延部１２からの非符号化データ候補Ｓと、畳み込み符号化部１６からの畳み込み符号化データＥが入力される。
非符号化データ選択部１３は、畳み込み符号化データＥに基づいて、非符号化データ候補Ｓから非符号化データＵ１を選択し、P/S変換部１８に出力する。また、非符号化データ選択部１３は、同相軸データＩと、直交軸データＱとを入れ替えた場合に相当する復調データに対応する非符号化データＵ２も、非符号化データＵ１と同時にP/S変換部１８に出力する。
なお、非符号化データ選択部１３で行われる選択処理の詳細については、後述する図４で説明する。
P/S変換部１８には、非符号化データ選択部１３からの非符号化データＵ１と、非符号化データＵ２、および、符号化データ復号部１７からの復号データＣ１と、復号データＣ２が入力される。
P/S変換部１８は、非符号化データＵ１および復号データＣ１を所定の順序でパラレルデータからシリアルデータに変換し、それにより得られたシリアルデータＤ１を同期検出部１９に出力する。また、P/S変換部１８は、非符号化データＵ２および復号データＣ２を所定の順序でパラレルデータからシリアルデータに変換し、それにより得られたシリアルデータＤ２を同期検出部１９に出力する。
同期検出部１９は、P/S変換部１８からのシリアルデータＤ１とシリアルデータＤ２に対して、情報シンボル系列の境界の検出を試行する。同期検出部１９は、シリアルデータＤ１とシリアルデータＤ２のうち、境界を検出することができた方のシリアルデータＤを、情報シンボル系列の境界を示す信号（以下、境界信号と称する）Ｆとともに、図示しない後段の回路に出力する。
なお、同期検出部１９で行われる検出処理の詳細については、後述する図７および図８で説明する。
以上のようにして、復号装置１は構成される。
ところで、図１においては、復号装置１の構成の概略について説明したが、次に、図２乃至図８を参照して、かかる復号装置１の詳細な構成について説明する。なお、以下の説明においては、本実施の形態の特徴的な構成である、図１の非符号化データ選択部１３、符号化データ復号部１７、および同期検出部１９の構成を中心にして説明する。
はじめに、図２および図３を参照して、復号装置１に入力される復調データの信号点配置について説明する。
図２は、復号装置１に入力される復調データの信号点配置の例を示す図である。なお、図２においては、信号点配置の例として、説明を簡略にするために16QAMの例を示している。
図２において、黒丸および白丸で示す各信号点の下に記述された値（i1i0，q1q0）のうち、i1，i0は同相軸（Ｉ軸）データの２ビットの値を示しており、q1，q0は直交軸（Ｑ軸）データの２ビットの値を示している。また、i1，i0のうち、i1は非符号化ビット、i0は符号化ビットを示し、q1，q0のうち、q1は非符号化ビット、q0は符号化ビットを示している。
図２のIQ平面においては、第１象限乃至第４象限のそれぞれに、４個ずつ丸印が記述されているが、これらの４個の丸印は信号点を示しており、各象限に１個ずつ存在する白丸で示された４個の信号点は、それぞれ90度ずつ回転した位置にあって、非符号化ビットi1と、非符号化ビットq1との組はすべて同じ値となり、符号化ビットi0と、符号化ビットq0との組はすべて異なる値となる。また、各象限において、それぞれ90度ずつ位相回転した位置にあって、黒丸で示される４個の信号点についても、白丸で示される信号点と同様の性質を有している。
このような信号点配置の例において、図１の非符号化データ候補検出部１１は、復号装置１に入力された復調データが、例えば、図２のIQ平面上のバツ印に相当する場合、非符号化データ（i1，q1）の候補として、（0，0）、（0，1）、（1，0）、（1，1）の４組を出力することになる。
一方、図２の信号点配置の例に基づいて変調された16QAM信号の周波数スペクトルが反転した場合、図３に示すように、復調データは、同相軸と直交軸の原点を通る45度の直線（図中の破線）で線対称に入れ替わり、図３のIQ平面上に示すような信号点配置に相当するものとなる。例えば、送信した信号点（01，11）は、周波数スペクトルが反転した場合、信号点（11，01）の位置に復調され、送信した信号点（10，10）は、周波数スペクトルが反転した場合、信号点（10，10）の位置に復調される。すなわち、図３のIQ平面においては、線対称の関係にあるすべての非符号化データ（i1，q1）は、一方が（i1，q1）である場合には、他方は（q1，i1）となる。
そして、図１に示すように、非符号化データ候補検出部１１からの非符号化データ（i1，q1）は、遅延部１２により所定の遅延量だけ遅延された後、非符号化データ候補Ｓとして、非符号化データ選択部１３に入力される。また、上述したように、非符号化データ選択部１３には、畳み込み符号化部１６からの畳み込み符号化データＥ（i0，q0）も入力される。
図４は、図１の非符号化データ選択部１３の詳細な構成例を示すブロック図である。
図４に示すように、非符号化データ選択部１３は、非符号化ビット選択部３１およびIQ反転非符号化ビット生成部３２を含むようにして構成される。
図２の信号点配置の例において、非符号化ビット選択部３１は、畳み込み符号化部１６からの畳み込み符号化データＥに基づいて、遅延部１２からの４組の非符号化データ候補Ｓのうちの１組を選択する。非符号化ビット選択部３１は、選択した非符号化データＵ１をP/S変換部１８に出力するとともに、IQ反転非符号化ビット生成部３２にも出力する。
IQ反転非符号化ビット生成部３２は、非符号化ビット選択部３１によって選択された非符号化データＵ１に基づいて、周波数スペクトルが反転した場合の非符号化ビットＵ２を生成する。
ここで、例えば、図２の信号点配置において、復号装置１に入力された復調データがバツ印に相当する場合について説明する。
非符号化ビット選択部３１は、畳み込み符号化部１６からの畳み込み符号化データＥ（i0，q0）が（0，0）である場合には（0，1）、畳み込み符号化データＥ（i0，q0）が（0，1）である場合には（1，1）、畳み込み符号化データＥ（i0，q0）が（1，0）である場合には（0，0）、畳み込み符号化データＥ（i0，q0）が（1，1）である場合には（1，0）を、非符号化データＵ１としてそれぞれ出力する。
IQ反転非符号化ビット生成部３２は、非符号化ビット選択部３１からの非符号化データＵ１が（0，0）である場合には（0，0）、非符号化データＵ１が（0，1）である場合には（1，0）、非符号化データＵ１が（1，0）である場合には（0，1）、非符号化データＵ１が（1，1）である場合には（1，1）を、非符号化データＵ２としてそれぞれ生成して出力する。
以上のように、非符号化データ選択部１３において、周波数スペクトルが反転した場合における非符号化データＵ２は、非符号化データＵ１のビットを並べ替えることにより生成することができる。これにより、非符号化データ選択部１３においては、通常の非符号化データＵ１とともに、周波数スペクトルが反転した非符号化データＵ２も生成することができる。すなわち、非符号化データ選択部１３は、非符号化データＵ１を出力すると同時に、常に、非符号化データＵ２も生成して、後段のP/S変換部１８に出力している。
なお、本実施の形態においては、説明の都合上、16QAMの例について説明したが、例えば64QAMや256QAM等、他の直交変調方式の場合であっても同様の処理を施すことで、非符号化データＵ２を生成することができる。勿論、非符号化データＵ１と、非符号化データＵ２との関係が、ビットの並び替え以外に所定の変換が必要となる場合には、非符号化データＵ１に対し、当該変換を施すことで、非符号化データＵ２を生成することができる。
一方、図１を参照して説明したように、ビタビ復号部１５によって、ブランチメトリック計算部１４からのブランチメトリックを用いてビタビ復号が行われることで生成されたビタビ復号データＶは、畳み込み符号化部１６の他に、符号化データ復号部１７に入力される。
図５は、符号化データ復号部１７の詳細な構成例を示すブロック図である。
図５の符号化データ復号部１７は、図１のビタビ復号部１５からのビタビ復号データＶが２ビットである場合の例を示しており、差動復号部４１および差動復号部４２を含むようにして構成される。
図５の符号化データ復号部１７において、上段の差動復号部４１は、ビタビ復号データＶに対し、通常の差動復号（周波数スペクトルが反転していない場合における差動復号）を行い、それにより得られる復号データＣ１をP/S変換部１８に出力する。一方、下段の差動復号部４２は、ビタビ復号データＶの同相軸ビットと直交軸ビットとを入れ替えて差動復号を行い、それにより得られる復号データＣ２をP/S変換部１８に出力する。なお、差動復号部４１および差動復号部４２においては、例えば、上記の文献１に開示されている差動符号化に対応する差動復号がそれぞれ行われる。
以上のように、図５の符号化データ復号部１７においては、通常の復号データＣ１を出力するのと同時に、周波数スペクトルが反転した場合における復号データＣ２を出力することができる。これにより、周波数スペクトルが反転していない場合、差動復号部４１によって差動復号された復号データＣ１が正しい復号データとなり、一方、周波数スペクトルが反転した場合には、差動復号部４２が、ビタビ復号データＶを正しく復号できるため、復号データＣ２が正しい復号データとなる。但し、図５の符号化データ復号部１７は、正しい復号データであるか否かに拘らず、復号データＣ１と復号データＣ２の両方の復号データを、後段のP/S変換部１８に出力する。
なお、図５の符号化データ復号部１７においては、２つの差動復号部、すなわち、差動復号部４１および差動復号部４２を設けて、周波数スペクトルが反転している場合と、周波数スペクトルが反転していない場合について、それぞれ、ビタビ復号データＶを並列に差動復号しているが、勿論、１つの差動復号部だけを設けて、例えば、倍速動作で回路を共有することにより、かかる差動復号部によって、周波数スペクトルが反転していない場合と反転している場合の両方におけるビタビ復号データＶを差動復号するようにしてもよい。
また、図１の符号化データ復号部１７は、図５に示した構成に限らず、例えば、図６に示すような構成とすることもできる。なお、図６の符号化データ復号部１７において、図５の符号化データ復号部１７と同様の箇所には同一の符号が付してあり、処理が同じ箇所についての説明は、繰り返しになるので適宜省略する。
図６においては、図５と比較して、差動復号部４２の代わりに、IQ反転復号データ生成部４３が設けられている。IQ反転復号データ生成部４３には、差動復号部４１からの復号データＣ１が入力される。
IQ反転復号データ生成部４３は、差動復号部４１の復号データＣ１に対し、差動復号部４１の構成に応じた所定の処理を施すことで、復号データＣ２を生成する。IQ反転復号データ生成部４３は、生成した復号データＣ２をP/S変換部１８に出力する。
ここで、かかる所定の処理とは、図５において、差動復号部４１により出力される復号データＣ１から、差動復号部４２により出力される復号データＣ２への変換に相当する処理である。これにより、図６の符号化データ復号部１７においては、通常の復号データＣ１を出力するのと同時に、周波数スペクトルが反転した場合における復号データＣ２を出力することができる。
このように、本実施の形態においては、周波数スペクトルが反転していない通常の符号化データを復号すると同時に、周波数スペクトルが反転した場合の符号化データを復号したり、復号データを生成したりすることができる。
続いて、図１に示すように、後段のP/S変換部１８には、非符号化データ選択部１３から出力される非符号化データＵ１および非符号化データＵ２と、符号化データ復号部１７から出力される復号データＣ１および復号データＣ２が入力される。P/S変換部１８は、非符号化データ選択部１３からの非符号化データＵ１と、符号化データ復号部１７からの復号データＣ１からなるパラレルデータを、所定のビット順序でシリアルデータに変換し、シリアルデータＤ１として出力する。またP/S変換部１８は、シリアルデータＤ１を出力するとともに、非符号化データ選択部１３からの非符号化データＵ２と、符号化データ復号部１７からの復号データＣ２からなるパラレルデータを、所定のビット順序でシリアルデータに変換し、シリアルデータＤ２として出力する。
これにより、P/S変換部１８からのシリアルデータＤ１およびシリアルデータＤ２は、図７の上段の「Ｄ１／Ｄ２」で示すように、ビット誤りがない場合には、例えばフレーム１，フレーム２，・・・等の情報シンボル系列と、フレームの境界を示す同期語とからなるフレームが連続したデータとして、同期検出部１９に入力される。
同期検出部１９は、入力されるシリアルデータＤ１およびシリアルデータＤ２のそれぞれから、フレームの境界（所定の情報シンボル系列の境界）を示す同期語を検出し、シリアルデータＤ１またはシリアルデータＤ２のうち、同期語を検出することができたほうをシリアルデータＤとして選択する。同期検出部１９は、図７の下段の「Ｆ」と「Ｄ」で示すように、選択したシリアルデータＤを、フレームの境界を示す境界信号Ｆとともに、後段の回路に出力する。
ここで、図８を参照して、同期検出部１９の詳細な構成について説明する。
図８に示すように、同期検出部１９は、同期語生成部５１、相関計算部５２、相関計算部５３、制御部５４、およびセレクタ５５を含むようにして構成される。
同期語生成部５１は、図７に示した、ビット誤りがない場合のシリアルデータに含まれる同期語を生成する。同期語生成部５１は、生成した同期語を、相関計算部５２と、相関計算部５３に出力する。
相関計算部５２には、P/S変換部１８からのシリアルデータＤ１と、同期語生成部５１により生成された同期語が入力される。相関計算部５２は、シリアルデータＤ１と、同期語との相関を計算し、計算結果である相関値を制御部５４に出力する。
一方、相関計算部５３には、P/S変換部１８からのシリアルデータＤ２と、同期語生成部５１により生成された同期語が入力される。相関計算部５３は、相関計算部５２と同様にして、シリアルデータＤ２と、同期語との相関を計算し、相関値を制御部５４に出力する。
制御部５４には、相関計算部５２および相関計算部５３のそれぞれから、相関値が入力される。制御部５４は、あらかじめ設定された相関閾値と、相関計算部５２および相関計算部５３のそれぞれから入力される２つの相関値とを比較し、比較結果に応じた選択信号Scをセレクタ５５に出力する。
具体的には、例えば、制御部５４は、シリアルデータＤ１における相関値が相関閾値以上であって、シリアルデータＤ２における相関値が相関閾値未満である場合、シリアルデータＤ１を選択する選択信号Scをセレクタ５５に出力する。一方、シリアルデータＤ１における相関値が相関閾値未満であって、シリアルデータＤ２における相関値が相関閾値以上である場合、制御部５４は、シリアルデータＤ２を選択する選択信号Scをセレクタ５５に出力する。また、制御部５４は、シリアルデータＤ１における相関値が相関閾値未満であって、シリアルデータＤ２における相関値が相関閾値未満である場合と、シリアルデータＤ１における相関値が相関閾値以上であって、シリアルデータＤ２における相関閾値が相関閾値以上である場合、所定のシリアルデータ、例えばシリアルデータＤ１を選択する選択信号Scをセレクタ５５に出力する。また、制御部５４は、シリアルデータＤ１における相関値が相関閾値以上であって、シリアルデータＤ２における相関値が相関閾値以上である場合、より相関値が大きい方のシリアルデータを選択する選択信号Scをセレクタ５５に出力する。
セレクタ５５には、P/S変換部１８からのシリアルデータＤ１およびシリアルデータＤ２と、制御部５４からの選択信号Scが入力される。セレクタ５５は、制御部５４からの選択信号Scに基づいて、シリアルデータＤ１またはシリアルデータＤ２のいずれか一方を選択し、シリアルデータＤとして、図示しない後段の回路に出力する。
また、図７に示したように、このとき、制御部５４は、選択信号Scをセレクタ５５に出力すると同時に、当該選択信号Scに対応するシリアルデータにおけるフレームの境界を示す境界信号Ｆを、シリアルデータＤと同期させて、図示しない後段の回路に出力する。
なお、図８においては、２つの相関計算部、すなわち、相関計算部５２および相関計算部５３を設けて、周波数スペクトルが反転している場合と、周波数スペクトルが反転していない場合について、それぞれ、シリアルデータと同期語との相関を計算しているが、勿論、１つの相関計算部だけを設けて、例えば、倍速動作で回路を共有することにより、かかる相関計算部によって、周波数スペクトルが反転していない場合と反転している場合の相関を計算するようにしてもよい。
以上のように、周波数スペクトルが反転していない場合のシリアルデータに対して同期検出をすると同時に、周波数スペクトルが反転した場合のシリアルデータに対しても同期検出して、同期検出することができたシリアルデータを選択することにより、周波数スペクトルが反転している、反転していないに拘らず、同等の所要時間で同期検出を行うことができる。
次に、復号装置１で行われる処理について説明する。
はじめに、図９のフローチャートを参照して、復号装置１による復号処理について説明する。
ステップＳ１において、非符号化データ候補検出部１１は、入力された復調データを硬判定して、符号化されていないビットの候補を検出し、遅延部１２に出力する。
ステップＳ２において、遅延部１２は、非符号化データ候補検出部１１からの非符号化データ候補を、当該非符号化データ候補に対応する畳み込み符号化データＥと同時に非符号化データ選択部１３に入力するよう遅延させ、非符号化データ選択部１３に出力する。
ステップＳ３において、ブランチメトリック計算部１４は、入力された復調データが畳み込み符号化されている場合、ブランチメトリックを計算し、ビタビ復号部１５に出力する。
ステップＳ４において、ビタビ復号部１５は、ブランチメトリック計算部１４からのブランチメトリックを用いてビタビ復号を行い、それにより得られたビタビ復号データＶを畳み込み符号化部１６と、符号化データ復号部１７に出力する。
ステップＳ５において、畳み込み符号化部１６は、ビタビ復号部１５からのビタビ復号データＶを符号化し、それにより得られた畳み込み符号化データＥを、非符号化データ選択部１３に出力する。
ステップＳ６において、非符号化データ選択部１３は、畳み込み符号化データＥに基づいて、非符号化データ候補Ｓから非符号化データＵ１を選択するとともに、同相軸データＩと、直交軸データＱとを入れ替えた場合に相当する復調データに対応する非符号化データＵ２を生成する処理（以下、非符号化データ選択処理と称する）を行う。非符号化データ選択部１３は、非符号化データＵ１と、非符号化データＵ２をP/S変換部１８に出力する。
なお、かかる非符号化データ選択処理の詳細は、図１０のフローチャートを参照して後述する。
ステップＳ７において、符号化データ復号部１７は、ビタビ復号部１５からのビタビ復号データＶに対し、所定の復号処理を施し復号データＣ１を得るとともに、同相軸データＩと直交軸データＱとを入れ替えた場合に相当する復調データの符号化データを復号したデータに対応する復号データＣ２を得る処理（以下、符号化データ復号処理と称する）を行う。符号化データ復号部１７は、復号データＣ１と、復号データＣ２をP/S変換部１８に出力する。
なお、かかる符号化データ復号処理の詳細は、図１１および図１２のフローチャートを参照して後述する。
ステップＳ８において、P/S変換部１８は、非符号化データＵ１および復号データＣ１と、非符号化データＵ２および復号データＣ２をそれぞれ、所定の順序でパラレルデータからシリアルデータに変換し、それにより得られたシリアルデータＤ１と、シリアルデータＤ２を同期検出部１９に出力する。
ステップＳ９において、同期検出部１９は、P/S変換部１８からのシリアルデータＤ１とシリアルデータＤ２に対して、情報シンボル系列境界の検出を試行し、シリアルデータＤ１とシリアルデータＤ２のうち、境界を検出することができた方のシリアルデータＤを、境界信号Ｆとともに、図示しない後段の回路に出力する処理（以下、同期検出処理と称する）を行って、復号処理は終了する。
なお、かかる同期検出処理の詳細については、図１３のフローチャートを参照して後述する。
次に、図１０のフローチャートを参照して、図９のステップＳ６の処理に対応する、図４の非符号化データ選択部１３によって実行される非符号化データ選択処理について説明する。
ステップＳ１１において、非符号化ビット選択部３１は、畳み込み符号化部１６からの畳み込み符号化データＥに基づいて、例えば、遅延部１２からの４組の非符号化データ候補Ｓのうちの一組を選択し、選択した非符号化データＵ１をP/S変換部１８と、IQ反転非符号化ビット生成部３２に出力する。
ステップＳ１２において、IQ反転非符号化ビット生成部３２は、非符号化ビット選択部３１によって選択された非符号化データＵ１に基づいて、周波数スペクトルが反転した場合の非符号化ビットＵ２を生成し、P/S変換部１８に出力する。
これにより、P/S変換部１８には、非符号化データＵ１と同時に、非符号化ビットＵ２も入力されることになる。その後、処理は、図９のステップＳ６の処理に戻る。
次に、図１１のフローチャートを参照して、図９のステップＳ７の処理に対応する、図５の符号化データ復号部１７によって実行される符号化データ復号処理について説明する。
ステップＳ２１において、差動復号部４１は、ビタビ復号データＶに対して、通常の差動復号処理を施し、それにより得られた復号データＣ１をP/S変換部１８に出力する。
ステップＳ２２において、差動復号部４２は、ビタビ復号データＶの同相軸ビットと直交軸ビットとを入れ替えて差動復号を行い、それにより得られる復号データＣ２をP/S変換部１８に出力する。
これにより、P/S変換部１８には、復号データＣ１と同時に、復号データＣ２も入力されることになる。その後、処理は、図９のステップＳ７の処理に戻る。
次に、図１２のフローチャートを参照して、図９のステップＳ７の処理に対応する、図６の符号化データ復号部１７によって実行される符号化データ復号処理について説明する。
ステップＳ３１においては、図１１のステップＳ２１の処理と同様に、差動復号部４１によって、通常の差動復号処理が行われ、それにより得られた復号データＣ１がP/S変換部１８と、IQ反転復号データ生成部４３に出力される。
ステップＳ３２において、IQ反転復号データ生成部４３は、差動復号部４１の復号データＣ１に対し、差動復号部４１の構成に応じた所定の処理を施し、それにより生成された復号データＣ２をP/S変換部１８に出力する。
これにより、図１１のフローチャートの処理と同様に、P/S変換部１８には、復号データＣ１と同時に、復号データＣ２も入力されることになる。その後、処理は、図９のステップＳ７の処理に戻る。
次に、図１３のフローチャートを参照して、図９のステップＳ９の処理に対応する、図８の同期検出部１９によって実行される同期検出処理について説明する。
ステップＳ４１において、同期語生成部５１は、ビット誤りがない場合のシリアルデータに含まれる同期語を生成し、相関計算部５２と、相関計算部５３に出力する。
ステップＳ４２において、相関計算部５２は、P/S変換部１８からのシリアルデータＤ１と、同期語生成部５１からの同期語との相関を計算し、計算結果である相関値を制御部５４に出力する。
ステップＳ４３において、相関計算部５３は、P/S変換部１８からのシリアルデータＤ２と、同期語生成部５１からの同期語との相関を計算し、計算結果である相関値を制御部５４に出力する。
ステップＳ４４において、制御部５４は、あらかじめ設定された相関閾値と、相関計算部５２および相関計算部５３のそれぞれから入力される２つの相関値とを比較し、比較結果に応じた選択信号Scをセレクタ５５に出力する。
ステップＳ４５において、セレクタ５５は、制御部５４からの選択信号Scに基づいて、P/S変換部１８からのシリアルデータＤ１またはシリアルデータＤ２のいずれか一方を選択し、シリアルデータＤとして、図示しない後段の回路に出力する。
ステップＳ４６において、制御部５４は、セレクタ５５に出力した選択信号Scに対応するシリアルデータにおけるフレームの境界を示す境界信号Ｆを、シリアルデータＤと同期させて図示しない後段の回路に出力する。その後、処理は、図９のステップＳ９の処理に戻る。
以上のように、本発明によれば、変復調間で周波数スペクトルが反転した場合でも、同期検出等をやり直すことなく、同等の所要時間で高速に同期することができる。
上述した一連の処理は、ハードウェアにより実行させることもできるし、ソフトウェアにより実行させることもできる。一連の処理をソフトウェアにより実行させる場合には、そのソフトウェアを構成するプログラムが、専用のハードウェアに組み込まれているコンピュータ、または、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能な、例えば汎用のパーソナルコンピュータ等に、プログラム記録媒体からインストールされる。
図１４は、上述した一連の処理をプログラムにより実行するパーソナルコンピュータの構成の例を示すブロック図である。CPU（Central Processing Unit）１１１は、ROM（Read Only Memory）１１２、または記録部１１８に記録されているプログラムに従って各種の処理を実行する。RAM（Random Access Memory）１１３には、CPU１１１が実行するプログラムやデータ等が適宜記憶される。これらのCPU１１１、ROM１１２、およびRAM１１３は、バス１１４により相互に接続されている。
CPU１１１にはまた、バス１１４を介して入出力インターフェース１１５が接続されている。入出力インターフェース１１５には、マイクロホン等よりなる入力部１１６、ディスプレイ、スピーカ等よりなる出力部１１７が接続されている。CPU１１１は、入力部１１６から入力される指令に対応して各種の処理を実行する。そして、CPU１１１は、処理の結果を出力部１１７に出力する。
入出力インターフェース１１５に接続されている記録部１１８は、例えばハードディスクからなり、CPU１１１が実行するプログラムや各種のデータを記録する。通信部１１９は、インターネットやローカルエリアネットワーク等のネットワークを介して外部の装置と通信する。
また、通信部１１９を介してプログラムを取得し、記録部１１８に記録してもよい。
入出力インターフェース１１５に接続されているドライブ１２０は、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、或いは半導体メモリ等のリムーバブルメディア１２１が装着されたとき、それらを駆動し、そこに記録されているプログラムやデータ等を取得する。取得されたプログラムやデータは、必要に応じて記録部１１８に転送され、記録される。
コンピュータにインストールされ、コンピュータによって実行可能な状態とされるプログラムを格納するプログラム記録媒体は、図１４に示すように、磁気ディスク（フレキシブルディスクを含む）、光ディスク（CD-ROM(Compact Disc-Read Only Memory),DVD(Digital Versatile Disc)を含む）、光磁気ディスク、もしくは半導体メモリ等よりなるパッケージメディアであるリムーバブルメディア１２１、または、プログラムが一時的もしくは永続的に格納されるROM１１２や、記録部１１８を構成するハードディスク等により構成される。プログラム記録媒体へのプログラムの格納は、必要に応じてルータ、モデム等のインターフェースである通信部１１９を介して、ローカルエリアネットワーク、インターネット、デジタル衛星放送といった、有線または無線の通信媒体を利用して行われる。
なお、本明細書において、記録媒体に格納されるプログラムを記述するステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理をも含むものである。
なお、本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
本発明を適用した復号装置の一実施の形態の構成を示すブロック図である。 復号装置に入力される復調データの信号点配置の例を示す図である。 周波数スペクトルが反転したときの復調データの信号点配置の例を示す図である。 非符号化データ選択部の詳細な構成例を示すブロック図である。 符号化データ復号部の詳細な構成例を示すブロック図である。 符号化データ復号部の詳細な他の構成例を示すブロック図である。 同期検出部の入出力データの例を示す図である。 同期検出部の詳細な構成例を示すブロック図である。 復号処理について説明するフローチャートである。 図４の非符号化データ選択部による非符号化データ選択処理について説明するフローチャートである。 図５の符号化データ復号部による符号化データ復号処理について説明するフローチャートである。 図６の符号化データ復号部による符号化データ復号処理について説明するフローチャートである。 図８の同期検出部による同期検出処理について説明するフローチャートである。 本発明が適用される復号処理をソフトウェアで実行するコンピュータの構成例を示すブロック図である。
符号の説明
１ 復号装置， １１ 非符号化データ候補検出部， １２ 遅延部， １３ 非符号化データ選択部， １４ ブランチメトリック計算部， １５ ビタビ復号部， １６ 畳み込み符号化部， １７ 符号化データ復号部， １８ P/S変換部， １９ 同期検出部， ３１ 非符号化ビット選択部， ３２ IQ反転非符号化ビット生成部， ４１ 差動復号部， ４２ 差動復号部， ４３ IQ反転復号データ生成部， ５１ 同期語生成部， ５２ 相関計算部， ５３ 相関計算部， ５４ 制御部， ５５ セレクタ

Claims (10)

  1. 搬送波をデジタル変調した直交変調信号を復調した復調データを復号して同期検出する復号装置において、
    前記直交変調信号を復調して得られる前記復調データであって、同相軸データと直交軸データとからなる第１の復調データを復号するとともに、前記第１の復調データの同相軸データと直交軸データとを入れ替えた第２の復調データを復号する復号手段と、
    前記第１の復調データを復号して得られる第１の復号データから所定の情報シンボル系列の境界を検出するとともに、前記第２の復調データを復号して得られる第２の復号データから前記境界を検出し、それらの検出結果に基づいて、前記第１の復号データまたは前記第２の復号データのいずれか一方を選択して出力する同期検出手段と
    を備える復号装置。
  2. 前記復調データのうち、１ビット以上が差動符号化されており、
    前記復号手段は、前記第１の復調データを差動復号して前記第1の復号データを出力するとともに、前記第２の復調データを差動復号して前記第２の復号データを出力する
    請求項１に記載の復号装置。
  3. 前記復調データには、所定の同期語が含まれており、
    前記同期検出手段は、前記第１の復号データと前記同期語との相関を計算するとともに、前記第２の復号データと前記同期語との相関を計算し、それらの計算により得られた相関値と、所定の閾値とを比較した結果に基づいて、前記第１の復号データまたは前記第２の復号データのいずれか一方を選択して出力する
    請求項１に記載の復号装置。
  4. 前記復調データのうち、１ビット以上が差動符号化されており、
    前記復号手段は、前記第１の復調データを差動復号して第１の復号データを生成するとともに、生成された前記第１の復号データから前記第２の復号データを生成する
    請求項１に記載の復号装置。
  5. 前記復調データのうち、符号化されていないビットを検出する非符号化データ検出手段をさらに備え、
    前記非符号化データ検出手段は、前記第１の復調データと、前記第１の復調データのうちの符号化されたビットの復号データを再符号化したデータに基づいて、第１の非符号化データを選択するとともに、前記第２の復調データに対応する第２の非符号化データを生成する
    請求項１に記載の復号装置。
  6. 搬送波をデジタル変調した直交変調信号を復調した復調データを復号して同期検出する復号装置の復号方法において、
    前記直交変調信号を復調して得られる前記復調データであって、同相軸データと直交軸データとからなる第１の復調データを復号するとともに、前記第１の復調データの同相軸データと直交軸データとを入れ替えた第２の復調データを復号し、
    前記第１の復調データを復号して得られる第１の復号データから所定の情報シンボル系列の境界を検出するとともに、前記第２の復調データを復号して得られる第２の復号データから前記境界を検出し、それらの検出結果に基づいて、前記第１の復号データまたは前記第２の復号データのいずれか一方を選択して出力する
    ステップを含む復号方法。
  7. 搬送波をデジタル変調した直交変調信号を復調した復調データを復号して同期検出する復号処理を、コンピュータに実行させるプログラムにおいて、
    前記直交変調信号を復調して得られる前記復調データであって、同相軸データと直交軸データとからなる第１の復調データを復号するとともに、前記第１の復調データの同相軸データと直交軸データとを入れ替えた第２の復調データを復号し、
    前記第１の復調データを復号して得られる第１の復号データから所定の情報シンボル系列の境界を検出するとともに、前記第２の復調データを復号して得られる第２の復号データから前記境界を検出し、それらの検出結果に基づいて、前記第１の復号データまたは前記第２の復号データのいずれか一方を選択して出力する
    ステップを含むプログラム。
  8. 搬送波をデジタル変調した直交変調信号を受信する受信装置において、
    前記直交変調信号を復調して得られる復調データであって、同相軸データと直交軸データとからなる第１の復調データを復号するとともに、前記第１の復調データの同相軸データと直交軸データとを入れ替えた第２の復調データを復号する復号手段と、
    前記第１の復調データを復号して得られる第１の復号データから所定の情報シンボル系列の境界を検出するとともに、前記第２の復調データを復号して得られる第２の復号データから前記境界を検出し、それらの検出結果に基づいて、前記第１の復号データまたは前記第２の復号データのいずれか一方を選択して出力する同期検出手段と
    を備える受信装置。
  9. 搬送波をデジタル変調した直交変調信号を受信する受信装置の受信方法において、
    前記直交変調信号を復調して得られる復調データであって、同相軸データと直交軸データとからなる第１の復調データを復号するとともに、前記第１の復調データの同相軸データと直交軸データとを入れ替えた第２の復調データを復号し、
    前記第１の復調データを復号して得られる第１の復号データから所定の情報シンボル系列の境界を検出するとともに、前記第２の復調データを復号して得られる第２の復号データから前記境界を検出し、それらの検出結果に基づいて、前記第１の復号データまたは前記第２の復号データのいずれか一方を選択して出力する
    ステップを含む受信方法。
  10. 搬送波をデジタル変調した直交変調信号を受信する受信処理を、コンピュータに実行させるプログラムにおいて、
    前記直交変調信号を復調して得られる復調データであって、同相軸データと直交軸データとからなる第１の復調データを復号するとともに、前記第１の復調データの同相軸データと直交軸データとを入れ替えた第２の復調データを復号し、
    前記第１の復調データを復号して得られる第１の復号データから所定の情報シンボル系列の境界を検出するとともに、前記第２の復調データを復号して得られる第２の復号データから前記境界を検出し、それらの検出結果に基づいて、前記第１の復号データまたは前記第２の復号データのいずれか一方を選択して出力する
    ステップを含むプログラム。
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