JP2013016953A - 無線通信システム - Google Patents
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Abstract
【課題】拡張マッピングを用いたBICM−ID方式を使用して無線通信を行う無線通信システムに関し、受信信号から一意的にLLRを算出できる系が1つも存在しない構成であっても、繰り返し復号処理を行えるようにする。
【解決手段】送信機は、既知ビットを情報ビットと共に符号化する対象として符号化器102に入力する既知ビット挿入部101を有し、受信機は、受信した信号と以前の復号結果に基づく事前情報とに基づいて、当該受信した信号に係る対数尤度比を算出するデマッピング器112に対し、初回動作時に、予め保持している既知ビットの対数尤度比を事前情報として、復号器115からインターリーバ116及びbit−reduction decoder113を介して供給する。
【選択図】図1
【解決手段】送信機は、既知ビットを情報ビットと共に符号化する対象として符号化器102に入力する既知ビット挿入部101を有し、受信機は、受信した信号と以前の復号結果に基づく事前情報とに基づいて、当該受信した信号に係る対数尤度比を算出するデマッピング器112に対し、初回動作時に、予め保持している既知ビットの対数尤度比を事前情報として、復号器115からインターリーバ116及びbit−reduction decoder113を介して供給する。
【選択図】図1
Description
本発明は、拡張マッピングを用いた無線通信システムにおける繰り返し復号処理の技術に関する。
図5〜図9を参照して、背景技術を説明する。なお、背景技術の詳細は非特許文献1に記載されている。
図5には、拡張マッピングを用いたBICM−ID(Bit−Interleaved Coded Modulation with Iterative Decoding)方式を使用する通信機(本例では、無線通信機)の構成例として、送信側の構成例と受信側の構成例を示してある。
ここで、通信機としては、例えば、送信側の機能のみを有する送信機や、受信側の機能のみを有する受信機や、送信側の機能と受信側の機能の両方を有する送受信機を用いることができる。
図5には、拡張マッピングを用いたBICM−ID(Bit−Interleaved Coded Modulation with Iterative Decoding)方式を使用する通信機(本例では、無線通信機)の構成例として、送信側の構成例と受信側の構成例を示してある。
ここで、通信機としては、例えば、送信側の機能のみを有する送信機や、受信側の機能のみを有する受信機や、送信側の機能と受信側の機能の両方を有する送受信機を用いることができる。
送信側の通信機は、符号化器501、インターリーバ502、bit−reduction encoder503、マッピング器504、D/A(Digital to Analog)変換器505、送信RF(Radio Frequency)部506、送信アンテナ507を備えている。
受信側の通信機は、受信アンテナ508、受信RF部509、A/D(Analog to Digital)変換器510、デマッピング器511、bit−reduction decoder512、デインターリーバ513、復号器514、インターリーバ515を備えている。
受信側の通信機は、受信アンテナ508、受信RF部509、A/D(Analog to Digital)変換器510、デマッピング器511、bit−reduction decoder512、デインターリーバ513、復号器514、インターリーバ515を備えている。
図6には、送信側の通信機に係る符号化器501の入出力の一例を示してある。
本例の符号化器501は、符号化率R1の符号化を行うものであり、ビット数Ninfoの情報ビットが入力されると、ビット数Ninfo/R1の符号化ビットを出力する。
本例の符号化器501は、符号化率R1の符号化を行うものであり、ビット数Ninfoの情報ビットが入力されると、ビット数Ninfo/R1の符号化ビットを出力する。
図7には、送信側の通信機に係るbit−reduction encoder503の一例を示してある。
本例のbit−reduction encoder503は、インターリーバ502から8ビットのビット列b(b0〜b7)が入力されると、ビット数の削減を伴う変換を施して、4ビットのビット列m(m0〜m3)をマッピング器504へ出力する。
なお、図中の[+]は、XOR(exclusive−or;排他的論理和)部を示す。すなわち、本例のbit−reduction encoder503は、ビットb0の入力部とビットm0の出力部とをXOR部により接続した系と、ビットb1、b2の入力部とビットm1の出力部とをXOR部により接続した系と、ビットb3、b4の入力部とビットm2の出力部とをXOR部により接続した系と、ビットb5、b6、b7の入力部とビットm3の出力部とをXOR部により接続した系を有する。
本例のbit−reduction encoder503は、インターリーバ502から8ビットのビット列b(b0〜b7)が入力されると、ビット数の削減を伴う変換を施して、4ビットのビット列m(m0〜m3)をマッピング器504へ出力する。
なお、図中の[+]は、XOR(exclusive−or;排他的論理和)部を示す。すなわち、本例のbit−reduction encoder503は、ビットb0の入力部とビットm0の出力部とをXOR部により接続した系と、ビットb1、b2の入力部とビットm1の出力部とをXOR部により接続した系と、ビットb3、b4の入力部とビットm2の出力部とをXOR部により接続した系と、ビットb5、b6、b7の入力部とビットm3の出力部とをXOR部により接続した系を有する。
図8には、受信側の通信機に係るbit−reduction decoder512の一例を示してある。
本例のbit−reduction decoder512は、デマッピング器511から4ビットのビット列m(m0〜m3)のLLR(Log Likelihood Ratio;対数尤度比)であるL(m0)〜L(m3)が入力されると、ビット数の復元を伴う変換を施して、8ビットのビット列b(b0〜b7)のLLRであるL(b0)〜L(b7)を復号器514へ出力する。また、復号器514から8ビットのビット列b(b0〜b7)のLLRであるL(b0)〜L(b7)が入力されると、ビット数の削減を伴う変換を施して、4ビットのビット列m(m0〜m3)のLLRであるL(m0)〜L(m3)をデマッピング器511へ出力する。
なお、図中の[+]は、XOR部を示す。すなわち、本例のbit−reduction decoder512は、L(b0)の入出力部とL(m0)の入出力部とをXOR部により接続した系と、L(b1)、L(b2)の入出力部とL(m1)の入出力部とをXOR部により接続した系と、L(b3)、L(b4)の入出力部とL(m2)の入出力部とをXOR部により接続した系と、L(b5)、L(b6)、L(b7)の入出力部とL(m3)の入出力部とをXOR部により接続した系を有する。
本例のbit−reduction decoder512は、デマッピング器511から4ビットのビット列m(m0〜m3)のLLR(Log Likelihood Ratio;対数尤度比)であるL(m0)〜L(m3)が入力されると、ビット数の復元を伴う変換を施して、8ビットのビット列b(b0〜b7)のLLRであるL(b0)〜L(b7)を復号器514へ出力する。また、復号器514から8ビットのビット列b(b0〜b7)のLLRであるL(b0)〜L(b7)が入力されると、ビット数の削減を伴う変換を施して、4ビットのビット列m(m0〜m3)のLLRであるL(m0)〜L(m3)をデマッピング器511へ出力する。
なお、図中の[+]は、XOR部を示す。すなわち、本例のbit−reduction decoder512は、L(b0)の入出力部とL(m0)の入出力部とをXOR部により接続した系と、L(b1)、L(b2)の入出力部とL(m1)の入出力部とをXOR部により接続した系と、L(b3)、L(b4)の入出力部とL(m2)の入出力部とをXOR部により接続した系と、L(b5)、L(b6)、L(b7)の入出力部とL(m3)の入出力部とをXOR部により接続した系を有する。
ここで、本例では、ビット数削減前の8ビットのビット列b(b0〜b7)について、ビットb0をLSB(Least Significant Bit;最下位ビット)とし、ビットb7をMSB(Most Significant Bit;最上位ビット)としている。また、ビット数削減後の4ビットのビット列m(m0〜m3)について、ビットm0をLSBとし、ビットm3をMSBとしている。
図9には、bit−reduction decoder512の動作を説明するためのXOR(exclusive−or)部の入出力を示してある。
図9では、ビットu1、u2とビットu3とをXOR部により接続してある。また、同図では、各ビットu1、u2、u3のLLR(Log Likelihood Ratio;対数尤度比)であるL(u1)、L(u2)、L(u3)を併せて示してある。L(u1)、L(u2)、L(u3)の関係については後述する。
図9では、ビットu1、u2とビットu3とをXOR部により接続してある。また、同図では、各ビットu1、u2、u3のLLR(Log Likelihood Ratio;対数尤度比)であるL(u1)、L(u2)、L(u3)を併せて示してある。L(u1)、L(u2)、L(u3)の関係については後述する。
以下では、背景技術の課題となる部分を中心に説明する。
送信側では、送信ビットを符号化器501に入力し、符号化器501により符号化を行う。ここで、例えば、図6に示したように、符号化器501による符号化率をR1とした場合、ビット数Ninfoの情報ビットを符号化器501に入力すると、符号化器501からの出力ビット数はNinfo/R1となる。符号化器501により符号化された信号は、インターリーバ502によりインタリーブ処理された後にbit−reduction encoder503に入力され、図7を参照して説明したように、bit−reduction encoder503によりビット数の削減処理が行われる。
送信側では、送信ビットを符号化器501に入力し、符号化器501により符号化を行う。ここで、例えば、図6に示したように、符号化器501による符号化率をR1とした場合、ビット数Ninfoの情報ビットを符号化器501に入力すると、符号化器501からの出力ビット数はNinfo/R1となる。符号化器501により符号化された信号は、インターリーバ502によりインタリーブ処理された後にbit−reduction encoder503に入力され、図7を参照して説明したように、bit−reduction encoder503によりビット数の削減処理が行われる。
ビット数の削減処理が施された信号は、マッピング器504によりマッピング処理される。マッピング処理された信号は、D/A変換器505によりデジタル信号からアナログ信号へ変換された後に、送信処理を行う送信RF506を介して、送信アンテナ507から無線により送信される。
受信側では、受信アンテナ508で受信した信号(送信側からの無線信号)を受信RF509にてベースバンド信号に変換し、A/D変換器510に入力する。この信号は、A/D変換器510によりアナログ信号からデジタル信号へ変換され、デマッピング器511に入力される。デマッピング器511では、受信信号(A/D変換器510からの信号)と受信信号に含まれる雑音電力とbit−reduction decoder512から得られる事前情報に基づいて、ビット毎のLLR(対数尤度比)を算出する。
ここで、デマッピング器511は、マッピング器504にてマッピングされた信号に対して処理を行うものである。つまり、デマッピング器511は、送信側でビット数の削減処理が施された後のビット列(図7及び図8のビット列mに相当)に対するLLRを算出することになる。
これに対し、後段(復号器514)の復号処理では、符号化された全てのビット(図7及び図8のビット列bに相当)に対して処理を行うため、ビット削減後のLLR(デマッピング器511の処理に係るLLR)とビット数削減前のLLR(復号器514の処理に係るLLR)との変換が必要となる。
そこで、bit−reduction decoder512では、デマッピング器511から入力されるビット数削減後のLLRをビット数削減前の時点(図7及び図8のビット列bに相当)のLLRに変換する。処理の詳細については後述する。
これに対し、後段(復号器514)の復号処理では、符号化された全てのビット(図7及び図8のビット列bに相当)に対して処理を行うため、ビット削減後のLLR(デマッピング器511の処理に係るLLR)とビット数削減前のLLR(復号器514の処理に係るLLR)との変換が必要となる。
そこで、bit−reduction decoder512では、デマッピング器511から入力されるビット数削減後のLLRをビット数削減前の時点(図7及び図8のビット列bに相当)のLLRに変換する。処理の詳細については後述する。
bit−reduction decoder512で算出されたLLRは、デインターリーバ513によりデインタリーブ処理された後に、復号器514に入力される。復号器514では、入力されるLLRを基に復号処理を行い、これにより再度LLRを算出する。復号器514で算出されたLLRは、インターリーバ515によりインタリーブ処理された後に、bit−reduction decoder512にフィードバックされる。bit−reduction decoder512では、復号器514からフィードバックされたLLRをビット数削減後のLLRに変換し、デマッピング器511に入力する。デマッピング器511では、再び、受信信号と受信信号に含まれる雑音電力とbit−reduction decoder512から得られる事前情報に基づいて、ビット毎のLLRを算出する。
以上の処理を繰返し行うことで、最終的に良好な復号結果を得ることが出来る。なお、デマッピング器511において、繰り返し数=1(初回動作時)では、フィードバックされる事前情報はゼロとなる。
ここで、デマッピング器511におけるLLR算出処理について説明する。
ビット数N(Nは1又は2以上の整数)のビット列b(b0,b1,・・・,bN−1)をM(Mは1又は2以上の整数)個のシンボル点Sk(S0,S1,・・・,SM−1)に割り当てたときにデマッピング器511から出力されるLLRについて考える。
受信信号をyとし、i(i=0,1,・・・,N−1)番目のビットをbiとし、biに対するLLRをL(bi)とすると、(式1)が成り立つ。
ビット数N(Nは1又は2以上の整数)のビット列b(b0,b1,・・・,bN−1)をM(Mは1又は2以上の整数)個のシンボル点Sk(S0,S1,・・・,SM−1)に割り当てたときにデマッピング器511から出力されるLLRについて考える。
受信信号をyとし、i(i=0,1,・・・,N−1)番目のビットをbiとし、biに対するLLRをL(bi)とすると、(式1)が成り立つ。
ここで、後述するように、(式1)の最後の右辺の第1項は、i番目のビット以外から得られるLLRとなり、これを外部情報Le(bi)とおく。また、(式1)の最後の右辺の第2項は、i番目のビットの事前確率に基づいて得られるLLRであり、これを事前情報La(bi)とおく。
すると、(式1)は、(式2)となり、(式3)へ変形することができる。
すると、(式1)は、(式2)となり、(式3)へ変形することができる。
デマッピング器511は、(式3)の処理結果をLLRとして出力する。
ここで、(式1)の最後の右辺の第1項の分子p(y|bi=0)について考える。
p(y|bi=0)とは、bi=0と分かった時に受信信号がyとなる確率であり、これは、「bi=0と分かった時にbi=0であるシンボル点Skとなる確率p(Sk|bi=0)」と「Skが分かった時にyとなる確率p(y|Sk)」との積p(y|Sk)p(Sk|bi=0)で表される。全てのシンボル点について考えると、(式4)が成り立つ。
ここで、(式1)の最後の右辺の第1項の分子p(y|bi=0)について考える。
p(y|bi=0)とは、bi=0と分かった時に受信信号がyとなる確率であり、これは、「bi=0と分かった時にbi=0であるシンボル点Skとなる確率p(Sk|bi=0)」と「Skが分かった時にyとなる確率p(y|Sk)」との積p(y|Sk)p(Sk|bi=0)で表される。全てのシンボル点について考えると、(式4)が成り立つ。
また、(式6)のp(Sk|bi=0)は、bi=0であると分かった時にシンボル点Skとなる確率であり、シンボル点Skを構成するビットでbi以外のビットの事前確率の積で表される。シンボル点Skのj(j=0,1,・・・,N−1)番目のビットをSk(bj)とすると、(式8)が成り立つ。
ここで、(式14)と同様な式が、p(Sk|bi=1)についても成り立つ。
(式7)、(式14)より、(式6)は(式15)となる。なお、Σの条件にあるように、分子のSk(bi)は0となり、分母のSk(bi)は1となる。
(式7)、(式14)より、(式6)は(式15)となる。なお、Σの条件にあるように、分子のSk(bi)は0となり、分母のSk(bi)は1となる。
以上のことから、BICM−IDにおける繰り返し処理を行うにあたり、デマッピング器511では、シンボル点とその点に割り当てられるビット毎にエクスポネンシャル(exponential)演算と総和演算を行い、それらを分母・分子それぞれで求め、更にそれをlog演算することになる。
次に、bit−reduction decoder512における処理について説明する。
bit−reduction decoder512は、デマッピング器511で算出したビット数削減後のLLRを復号器514で必要とするビット数削減前のLLRに変換する処理と、復号器514で算出したビット数削減前のLLRをデマッピング器511で必要とするビット数削減後のLLRに変換する処理を行うことになる。
bit−reduction decoder512は、デマッピング器511で算出したビット数削減後のLLRを復号器514で必要とするビット数削減前のLLRに変換する処理と、復号器514で算出したビット数削減前のLLRをデマッピング器511で必要とするビット数削減後のLLRに変換する処理を行うことになる。
bit−reduction decoder512において、ビット削減前後のLLRに変換する処理は、図8の[+]毎(XOR部毎)に行うものであり、その[+]に接続されているビットによって演算を行う。
ここで、図9に示すような構成において、各ビットをu1、u2、u3とし、各ビットのLLRをL(u1)、L(u2)、L(u3)として、L(u1)とL(u2)が与えられた時のL(u3)について考える。
ここで、図9に示すような構成において、各ビットをu1、u2、u3とし、各ビットのLLRをL(u1)、L(u2)、L(u3)として、L(u1)とL(u2)が与えられた時のL(u3)について考える。
T.Yano,T.Matsumoto、"Arithmetic Extended−Mapping for BICM−ID with Repetition Codes",WSA 2009,February 2009.
Don Torrieri,Matthew C.Valenti、"Constellation Labeling Maps for Low Error Floors"、IEEE TRANSACTIONS ON WIRELESS COMMUNICATIONS、2008
(式22)では、右辺のL(m3)、L(b6)、L(b5)のうち1つでもゼロになると、左辺はゼロとなる。bit−reduction decoder512において、繰り返し数=1(初回動作時)の場合は、復号器514からの事前情報はゼロであるため、図8の[+]に複数のビットが接続されている部分の処理結果は全てゼロとなる。そして、復号器514は、bit−reduction decoder512の処理結果に基づいてLLRを算出するため、入力される値が全てゼロになると、出力もゼロとなってしまう。すると、デマッピング器511にフィードバックする事前情報が全てゼロのままとなり、復号処理が進まない状態となってしまう。
したがって、bit−reduction encoder503およびbit−reduction decoder512は、図7及び図8のm0のように、受信信号から一意的にLLRを算出できる系が少なくとも1つは存在する構成としない限り、繰り返し復号処理が行えないことになる。
したがって、bit−reduction encoder503およびbit−reduction decoder512は、図7及び図8のm0のように、受信信号から一意的にLLRを算出できる系が少なくとも1つは存在する構成としない限り、繰り返し復号処理が行えないことになる。
本発明は、このような従来の事情に鑑みて為されたものであり、拡張マッピングを用いたBICM−ID方式を使用して無線通信を行う無線通信システムに関し、受信信号から一意的にLLRを算出できる系が1つも存在しない構成であっても、繰り返し復号処理を行えるようにすることを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明では、送信対象となる情報ビットを符号化して送信する送信機と、前記送信機から受信した信号に基づいて情報ビットを復号する受信機と、を備えた無線通信システムを、次のような構成とした。
すなわち、送信機が、送信対象となる情報ビットを符号化する符号化部と、前記符号化結果に基づく信号を送信する送信部と、を有し、受信機が、前記送信機から送信された信号を受信する受信部と、前記受信した信号と以前の復号結果に基づく事前情報とに基づいて、前記受信した信号に係る対数尤度比を算出する対数尤度比算出部と、前記受信した信号に係る対数尤度比に基づいて、前記受信した信号に係る情報ビットを復号する復号部と、前記復号結果から対数尤度比を算出し直し、当該対数尤度比に基づく事前情報を生成して前記対数尤度比算出部に供給する事前情報供給部と、を有する構成において、更に、送信機は、既知ビットを前記情報ビットと共に符号化する対象として前記符号化部に入力する既知ビット入力部を有し、受信機は、前記既知ビットの対数尤度比を予め保持しており、前記事前情報供給部は、初回動作時に、前記既知ビットの対数尤度比を事前情報として前記対数尤度比算出部に供給する構成とする。
すなわち、送信機が、送信対象となる情報ビットを符号化する符号化部と、前記符号化結果に基づく信号を送信する送信部と、を有し、受信機が、前記送信機から送信された信号を受信する受信部と、前記受信した信号と以前の復号結果に基づく事前情報とに基づいて、前記受信した信号に係る対数尤度比を算出する対数尤度比算出部と、前記受信した信号に係る対数尤度比に基づいて、前記受信した信号に係る情報ビットを復号する復号部と、前記復号結果から対数尤度比を算出し直し、当該対数尤度比に基づく事前情報を生成して前記対数尤度比算出部に供給する事前情報供給部と、を有する構成において、更に、送信機は、既知ビットを前記情報ビットと共に符号化する対象として前記符号化部に入力する既知ビット入力部を有し、受信機は、前記既知ビットの対数尤度比を予め保持しており、前記事前情報供給部は、初回動作時に、前記既知ビットの対数尤度比を事前情報として前記対数尤度比算出部に供給する構成とする。
また、一構成例として、更に、送信機は、前記符号化部による符号化結果のビット数を削減するビット数削減部を有し、対数尤度比算出部は、前記ビット数削減後のビット毎に対数尤度比を算出し、事前情報供給部は、前記ビット数削減前のビット毎に対数尤度比を算出し、受信機は、対数尤度比算出部で扱う対数尤度比と事前情報供給部で扱う対数尤度比とを変換する対数尤度比変換部を有し、ビット数削減部及び対数尤度比変換部は、1ビット又は複数ビットに対応する入力と複数ビット又は1ビットに対応する出力とを排他的論理和により接続した系を有する一方で、1ビットに対応する入力と1ビットに対応する出力とを排他的論理和により接続した系を有しない構成とする。
本発明によれば、拡張マッピングを用いたBICM−ID方式を使用して無線通信を行う無線通信システムに関し、受信信号から一意的にLLRを算出できる系が1つも存在しない構成であっても、繰り返し復号処理を行えるようになる。
本発明の一実施形態について説明する。
本例の無線通信システムでは、概略的に、以下のような処理を行う。
送信側において、符号化器に対して、情報ビットの他に既知ビットを入力する。そして、情報ビットと既知ビットそれぞれに対する符号化出力を、インターリーバを介してマッピングを行う。このとき、背景技術のように既知ビットを挿入しない場合に対して符号化率を一定とする場合は、符号化器による符号化率を上げ、ただし、全体としては符号化率を変えないようにすることが必要である。
受信側において、復号器は、既知ビットが挿入される位置を把握しており、既知ビットの位置の事前情報を予め保持し、繰り返し数=1(初回動作時)の場合にその値をbit−reduction decoderに入力する。
これにより、繰り返し数=1(初回動作時)の場合でも、復号器はbit−reduction decoderに対して既知ビットの位置に事前情報を入力できるため、図7や図8のm0のような、受信信号から一意的にLLRを算出できる系を持たなくても、既知ビットの位置の事前情報によりデマッピング器の算出結果の一部を後段の復号器に伝達することができる。このため、マッピング器の制約によることなく処理を行える。
本例の無線通信システムでは、概略的に、以下のような処理を行う。
送信側において、符号化器に対して、情報ビットの他に既知ビットを入力する。そして、情報ビットと既知ビットそれぞれに対する符号化出力を、インターリーバを介してマッピングを行う。このとき、背景技術のように既知ビットを挿入しない場合に対して符号化率を一定とする場合は、符号化器による符号化率を上げ、ただし、全体としては符号化率を変えないようにすることが必要である。
受信側において、復号器は、既知ビットが挿入される位置を把握しており、既知ビットの位置の事前情報を予め保持し、繰り返し数=1(初回動作時)の場合にその値をbit−reduction decoderに入力する。
これにより、繰り返し数=1(初回動作時)の場合でも、復号器はbit−reduction decoderに対して既知ビットの位置に事前情報を入力できるため、図7や図8のm0のような、受信信号から一意的にLLRを算出できる系を持たなくても、既知ビットの位置の事前情報によりデマッピング器の算出結果の一部を後段の復号器に伝達することができる。このため、マッピング器の制約によることなく処理を行える。
図1には、拡張マッピングを用いたBICM−ID(Bit−Interleaved Coded Modulation with Iterative Decoding)方式を使用する通信機(本例では、無線通信機)の構成例として、送信側の構成例と受信側の構成例を示してある。
ここで、通信機としては、例えば、送信側の機能のみを有する送信機や、受信側の機能のみを有する受信機や、送信側の機能と受信側の機能の両方を有する送受信機を用いることができる。
ここで、通信機としては、例えば、送信側の機能のみを有する送信機や、受信側の機能のみを有する受信機や、送信側の機能と受信側の機能の両方を有する送受信機を用いることができる。
送信側の通信機は、既知ビット挿入器101、符号化器102、インターリーバ103、bit−reduction encoder104、マッピング器105、D/A変換器106、送信RF部107、送信アンテナ108を備えている。
受信側の通信機は、受信アンテナ109、受信RF部110、A/D変換器111、デマッピング器112、bit−reduction decoder113、デインターリーバ114、復号器115、インターリーバ116を備えている。
以下では、図5で説明した構成や動作とは異なる部分について主に説明する。
受信側の通信機は、受信アンテナ109、受信RF部110、A/D変換器111、デマッピング器112、bit−reduction decoder113、デインターリーバ114、復号器115、インターリーバ116を備えている。
以下では、図5で説明した構成や動作とは異なる部分について主に説明する。
図2には、送信側の通信機に係る符号化器102の入出力の一例を示してある。
本例の符号化器102は、符号化率R2(>R1(図6に示した符号化器501の符号化率))の符号化を行うものであり、ビット数Ninfoの情報ビットが入力されると、ビット数Ninfo/R2の符号化ビットを出力する。また、ビット数Ninfo(1/R1−1/R2)/R2の既知ビットが入力されると、ビット数Ninfo(1/R1−1/R2)の符号化ビットを出力する。これらの合計は、図6の場合と同様に、Ninfo/R1となる。
本例の符号化器102は、符号化率R2(>R1(図6に示した符号化器501の符号化率))の符号化を行うものであり、ビット数Ninfoの情報ビットが入力されると、ビット数Ninfo/R2の符号化ビットを出力する。また、ビット数Ninfo(1/R1−1/R2)/R2の既知ビットが入力されると、ビット数Ninfo(1/R1−1/R2)の符号化ビットを出力する。これらの合計は、図6の場合と同様に、Ninfo/R1となる。
図3には、送信側の通信機に係るbit−reduction encoder104の一例を示してある。
本例のbit−reduction encoder104は、インターリーバ103から8ビットのビット列b(b0〜b7)が入力されると、ビット数の削減を伴う変換を施して、4ビットのビット列m(m0〜m3)をマッピング器105へ出力する。
なお、図中の[+]は、XOR部を示す。すなわち、本例のbit−reduction encoder104は、ビットb0、b1の入力部とビットm0の出力部とをXOR部により接続した系と、ビットb2、b3の入力部とビットm1の出力部とをXOR部により接続した系と、ビットb4、b5の入力部とビットm2の出力部とをXOR部により接続した系と、ビットb6、b7の入力部とビットm3の出力部とをXOR部により接続した系を有する。
本例のbit−reduction encoder104は、インターリーバ103から8ビットのビット列b(b0〜b7)が入力されると、ビット数の削減を伴う変換を施して、4ビットのビット列m(m0〜m3)をマッピング器105へ出力する。
なお、図中の[+]は、XOR部を示す。すなわち、本例のbit−reduction encoder104は、ビットb0、b1の入力部とビットm0の出力部とをXOR部により接続した系と、ビットb2、b3の入力部とビットm1の出力部とをXOR部により接続した系と、ビットb4、b5の入力部とビットm2の出力部とをXOR部により接続した系と、ビットb6、b7の入力部とビットm3の出力部とをXOR部により接続した系を有する。
図4には、受信側の通信機に係るbit−reduction decoder113の一例を示してある。
本例のbit−reduction decoder113は、デマッピング器112から4ビットのビット列m(m0〜m3)のLLR(L(m0)〜L(m3))が入力されると、ビット数の復元を伴う変換を施して、8ビットのビット列b(b0〜b7)のLLR(L(b0)〜L(b7))を復号器115へ出力する。また、復号器115から8ビットのビット列b(b0〜b7)のLLR(L(b0)〜L(b7))が入力されると、ビット数の削減を伴う変換を施して、4ビットのビット列m(m0〜m3)のLLR(L(m0)〜L(m3))をデマッピング器112へ出力する。
なお、図中の[+]は、XOR部を示す。すなわち、本例のbit−reduction decoder113は、L(b0)、L(b1)の入出力部とL(m0)の入出力部とをXOR部により接続した系と、L(b2)、L(b3)の入出力部とL(m1)の入出力部とをXOR部により接続した系と、L(b4)、L(b5)の入出力部とL(m2)の入出力部とをXOR部により接続した系と、L(b6)、L(b7)の入出力部とL(m3)の入出力部とをXOR部により接続した系を有する。
本例のbit−reduction decoder113は、デマッピング器112から4ビットのビット列m(m0〜m3)のLLR(L(m0)〜L(m3))が入力されると、ビット数の復元を伴う変換を施して、8ビットのビット列b(b0〜b7)のLLR(L(b0)〜L(b7))を復号器115へ出力する。また、復号器115から8ビットのビット列b(b0〜b7)のLLR(L(b0)〜L(b7))が入力されると、ビット数の削減を伴う変換を施して、4ビットのビット列m(m0〜m3)のLLR(L(m0)〜L(m3))をデマッピング器112へ出力する。
なお、図中の[+]は、XOR部を示す。すなわち、本例のbit−reduction decoder113は、L(b0)、L(b1)の入出力部とL(m0)の入出力部とをXOR部により接続した系と、L(b2)、L(b3)の入出力部とL(m1)の入出力部とをXOR部により接続した系と、L(b4)、L(b5)の入出力部とL(m2)の入出力部とをXOR部により接続した系と、L(b6)、L(b7)の入出力部とL(m3)の入出力部とをXOR部により接続した系を有する。
ここで、本例では、ビット数削減前の8ビットのビット列b(b0〜b7)について、ビットb0をLSBとし、ビットb7をMSBとしている。また、ビット数削減後の4ビットのビット列m(m0〜m3)について、ビットm0をLSBとし、ビットm3をMSBとしている。
送信側の通信機では、送信対象となる情報ビットの他に既知ビットを符号化器102に入力し、これらの符号化を符号化器102により行う。
ここで、例えば、図2に示したように、符号化器102による符号化率をR2(>R1)とした場合、ビット数Ninfoの情報ビットに対する符号化出力のビット数はNinfo/R2となり、ビット数Ninfo(1/R1−1/R2)/R2の既知ビットに対する符号化出力のビット数はNinfo(1/R1−1/R2)となり、これらの合計は、図6の場合と同様にNinfo/R1となる。
以降の処理(送信アンテナ108から送信されるまでの処理)については、背景技術と同様である。
ここで、例えば、図2に示したように、符号化器102による符号化率をR2(>R1)とした場合、ビット数Ninfoの情報ビットに対する符号化出力のビット数はNinfo/R2となり、ビット数Ninfo(1/R1−1/R2)/R2の既知ビットに対する符号化出力のビット数はNinfo(1/R1−1/R2)となり、これらの合計は、図6の場合と同様にNinfo/R1となる。
以降の処理(送信アンテナ108から送信されるまでの処理)については、背景技術と同様である。
受信側の通信機は、デマッピング器112と復号器115との間で繰り返し行う一連の処理は、背景技術と同様である。
ただし、受信側の通信機は、既知ビットのLLRを予め保持しており、bit−reduction decoder113では、デマッピング器112から入力されるLLRをビット数削減前の時点(図4のビット列bに相当)のLLRに変換する際、復号器115からデインターリーバ114を介して入力される既知ビットのLLRを事前情報として用いて処理する。
ここで、初回動作時において、背景技術の手法では、[+]に複数のビットが接続されている部分の(式22)の演算結果はゼロになってしまうが、本例では、送信側により既知ビットが挿入されており、受信側がそのビットのLLRを事前に分かっているので、その部分について後段へのLLRを算出することができる。
ただし、受信側の通信機は、既知ビットのLLRを予め保持しており、bit−reduction decoder113では、デマッピング器112から入力されるLLRをビット数削減前の時点(図4のビット列bに相当)のLLRに変換する際、復号器115からデインターリーバ114を介して入力される既知ビットのLLRを事前情報として用いて処理する。
ここで、初回動作時において、背景技術の手法では、[+]に複数のビットが接続されている部分の(式22)の演算結果はゼロになってしまうが、本例では、送信側により既知ビットが挿入されており、受信側がそのビットのLLRを事前に分かっているので、その部分について後段へのLLRを算出することができる。
例えば、(式22)によって図4のb7に対する対数尤度比L(b7)を求める場合、L(m3)、L(b6)の値が必要となるが、背景技術の手法では、受信信号からL(m3)を求めることはできても、事前情報がないためL(b6)はゼロであり、それによりL(b7)もゼロとなる。また、L(b6)を求める場合も、事前情報がないためにL(b7)がゼロであり、同様である。
しかしながら、本例のように、送信側により既知ビットが挿入されていて、受信側で例えばL(b6)の事前情報が得られていれば、L(m3)とL(b6)を用いてL(b7)を算出することができる。
以上のように、初回動作時においても、事前情報があれば、図3及び図4のような構成でもLLRを算出することができ、その上で繰り返し復号処理を行うことができる。
しかしながら、本例のように、送信側により既知ビットが挿入されていて、受信側で例えばL(b6)の事前情報が得られていれば、L(m3)とL(b6)を用いてL(b7)を算出することができる。
以上のように、初回動作時においても、事前情報があれば、図3及び図4のような構成でもLLRを算出することができ、その上で繰り返し復号処理を行うことができる。
本例に係る送信側の通信機(送信機)では、情報ビットと共に符号化する対象に既知ビットを加える機能を、既知ビット挿入器101により実現している。また、情報ビット及び既知ビットを符号化する機能を、符号化部102により実現している。また、符号化結果に基づく信号を送信する機能を、インターリーバ103、bit−reduction encoder104、マッピング器105、D/A変換器106、送信RF部107、送信アンテナ108により実現している。また、符号化結果のビット数を削減する機能を、bit−reduction encoder104により実現している。
本例に係る受信側の通信機では、送信機から送信された信号を受信する機能を、受信アンテナ109、受信RF部110、A/D変換器111により実現している。また、受信した信号と以前の復号結果に基づく事前情報とに基づいて、当該受信した信号に関する対数尤度比を算出する機能を、デマッピング器112により実現している。また、前記受信した信号に係る対数尤度比に基づいて、前記受信した信号に係る情報ビットを復号する機能を、bit−reduction decoder113、デインターリーバ114、復号器115により実現している。また、復号結果から対数尤度比を算出し直し、当該対数尤度比に基づく事前情報を生成して(対数尤度比を算出する機能へ)供給する機能、及び、初回動作時に、既知ビットの対数尤度比を事前情報として供給する機能を、bit−reduction decoder113、復号器115、インターリーバ116により実現している。また、対数尤度比を変換する機能を、bit−reduction decoder113により実現している。
ここで、本発明に係るシステムや装置などの構成としては、必ずしも以上に示したものに限られず、種々な構成が用いられてもよい。また、本発明は、例えば、本発明に係る処理を実行する方法或いは方式や、このような方法や方式を実現するためのプログラムや当該プログラムを記録する記録媒体などとして提供することも可能であり、また、種々なシステムや装置として提供することも可能である。
また、本発明の適用分野としては、必ずしも以上に示したものに限られず、本発明は、種々な分野に適用することが可能なものである。
また、本発明に係るシステムや装置などにおいて行われる各種の処理としては、例えばプロセッサやメモリ等を備えたハードウエア資源においてプロセッサがROM(Read Only Memory)に格納された制御プログラムを実行することにより制御される構成が用いられてもよく、また、例えば当該処理を実行するための各機能手段が独立したハードウエア回路として構成されてもよい。
また、本発明は上記の制御プログラムを格納したフロッピー(登録商標)ディスクやCD(Compact Disc)−ROM等のコンピュータにより読み取り可能な記録媒体や当該プログラム(自体)として把握することもでき、当該制御プログラムを当該記録媒体からコンピュータに入力してプロセッサに実行させることにより、本発明に係る処理を遂行させることができる。
また、本発明の適用分野としては、必ずしも以上に示したものに限られず、本発明は、種々な分野に適用することが可能なものである。
また、本発明に係るシステムや装置などにおいて行われる各種の処理としては、例えばプロセッサやメモリ等を備えたハードウエア資源においてプロセッサがROM(Read Only Memory)に格納された制御プログラムを実行することにより制御される構成が用いられてもよく、また、例えば当該処理を実行するための各機能手段が独立したハードウエア回路として構成されてもよい。
また、本発明は上記の制御プログラムを格納したフロッピー(登録商標)ディスクやCD(Compact Disc)−ROM等のコンピュータにより読み取り可能な記録媒体や当該プログラム(自体)として把握することもでき、当該制御プログラムを当該記録媒体からコンピュータに入力してプロセッサに実行させることにより、本発明に係る処理を遂行させることができる。
101:既知パターン挿入器、 102:符号化器、 103:インターリーバ、 104:bit−reduction encoder、 105:マッピング器、 106:D/A変換器、 107:送信RF部、 108:送信アンテナ、 109:受信アンテナ、 110:受信RF部、 111:A/D変換器、 112:デマッピング器、 113:bit−reduction decoder、 114:デインターリーバ、 115:復号器、116:インターリーバ
501:符号化器、 502:インターリーバ、 503:bit−reduction encoder、 504:マッピング器、 505:D/A変換器、 506:送信RF部、 507:送信アンテナ、 508:受信アンテナ、 509:受信RF部、 510:A/D変換器、 511:デマッピング器、 512:bit−reduction decoder、 513:デインターリーバ、 514:復号器、 515:インターリーバ
501:符号化器、 502:インターリーバ、 503:bit−reduction encoder、 504:マッピング器、 505:D/A変換器、 506:送信RF部、 507:送信アンテナ、 508:受信アンテナ、 509:受信RF部、 510:A/D変換器、 511:デマッピング器、 512:bit−reduction decoder、 513:デインターリーバ、 514:復号器、 515:インターリーバ
Claims (2)
- 送信対象となる情報ビットを符号化して送信する送信機と、前記送信機から受信した信号に基づいて情報ビットを復号する受信機と、を備えた無線通信システムにおいて、
前記送信機は、送信対象となる情報ビットを符号化する符号化部と、前記符号化結果に基づく信号を送信する送信部と、を有し、
前記受信機は、前記送信機から送信された信号を受信する受信部と、前記受信した信号と以前の復号結果に基づく事前情報とに基づいて、前記受信した信号に係る対数尤度比を算出する対数尤度比算出部と、前記受信した信号に係る対数尤度比に基づいて、前記受信した信号に係る情報ビットを復号する復号部と、前記復号結果から対数尤度比を算出し直し、当該対数尤度比に基づく事前情報を生成して前記対数尤度比算出部に供給する事前情報供給部と、を有し、
更に、
前記送信機は、既知ビットを前記情報ビットと共に符号化する対象として前記符号化部に入力する既知ビット入力部を有し、
前記受信機は、前記既知ビットの対数尤度比を予め保持しており、
前記事前情報供給部は、初回動作時に、前記既知ビットの対数尤度比を事前情報として前記対数尤度比算出部に供給する、
ことを特徴とする無線通信システム。 - 請求項1に記載の無線通信システムにおいて、
前記送信機は、前記符号化部による符号化結果のビット数を削減するビット数削減部を有し、
前記対数尤度比算出部は、前記ビット数削減後のビット毎に対数尤度比を算出し、
前記事前情報供給部は、前記ビット数削減前のビット毎に対数尤度比を算出し、
前記受信機は、前記対数尤度比算出部で扱う対数尤度比と前記事前情報供給部で扱う対数尤度比とを変換する対数尤度比変換部を有し、
前記ビット数削減部及び前記対数尤度比変換部は、1ビット又は複数ビットに対応する入力と複数ビット又は1ビットに対応する出力とを排他的論理和により接続した系を有する一方で、1ビットに対応する入力と1ビットに対応する出力とを排他的論理和により接続した系を有しない、
ことを特徴とする無線通信システム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011147060A JP2013016953A (ja) | 2011-07-01 | 2011-07-01 | 無線通信システム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2011147060A JP2013016953A (ja) | 2011-07-01 | 2011-07-01 | 無線通信システム |
Publications (1)
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JP2013016953A true JP2013016953A (ja) | 2013-01-24 |
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Family Applications (1)
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JP2011147060A Withdrawn JP2013016953A (ja) | 2011-07-01 | 2011-07-01 | 無線通信システム |
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Country | Link |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
2011
- 2011-07-01 JP JP2011147060A patent/JP2013016953A/ja not_active Withdrawn
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---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
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