JP2738471B2 - 最尤系列推定器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ディジタル通信の受信
機等において、伝送路の歪みを補償する等化器として使
用される最尤系列推定器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、このような分野の技術としては、
例えば次のような文献に記載されるものがあった。

【０００３】文献；J.G.Proakis “ディジタル コミュ
ニケーションズ（Digital Communications) ”（１９８
３）McGraw-Hill （米）Ｐ．５４８−６２７近年、ディ
ジタル移動通信の開発が急速に行われているが、陸上移
動通信では遅延をともなう多数の干渉波と移動端末が高
速に移動することにより、周波数選択性フェージング
（ｆａｄｉｎｇ）が発生して受信信号波形が著しく歪む
ため、等化器によってこの歪みを補償する必要がある。
この等化器を構成するための最尤系列推定は、周波数選
択性フェージングのように、伝送路の遅延特性に起因し
て歪んだ受信信号波形から、正しい送信データを得るた
めの最も有効な等化方式のひとつである。

【０００４】まず、図２〜図４を参照しつつ、ディジタ
ル移動通信について簡単に説明する。

【０００５】ディジタル移動通信では、限られた周波数
帯域を効率的に利用するため、また、固定通信網で実施
されているＩＳＤＮ（Integrated Service Digital Net
work、ディジタル総合ネットワーク）サービスと容易に
接続できるようにするため、時分割多重方式（Time Div
ision Multiple Access;ＴＤＭＡ）が用いられる見込み
である。北米標準の場合のＴＤＭＡのフレーム構成図を
図２に示す。

【０００６】図２において、１フレームは６個のタイム
スロットＳｌｏｔ１〜６から構成されており、一つまた
は二つのタイムスロットを一加入者に割り当てる。各タ
イムスロットＳｌｏｔ１〜６は、２８ビットの同期及び
等化器のトレーニングのためのトレーニング系列Ｓｙｎ
ｃ、１２ビットの制御用情報の系列ＳＡＣＣＨ、１２ビ
ットの隣接チャネル識別用の系列ＣＤＶＣＣ、２６０ビ
ットのデータ部ＤＡＴＡ、及び１２ビットの未使用領域
ＲＳＶＤより構成されている。

【０００７】図３は、ディジタル移動通信の送受信機を
示す構成ブロック図である。この送受信機では、送信機
１０の出力側に、伝送路２０を介して受信機３０が接続
されている。送信機１０は、符号化器１１、送信ローパ
スフィルタ（ＬＰＦ）１２、及び変調器１３等で構成さ
れている。受信機３０は、復調器３１、受信ローパスフ
ィルタ（ＬＰＦ）３２、等化器３３、及び復号器３４等
で構成されている。

【０００８】この送受信機の機能を図３を参照しつつ説
明する。送信機１０では、入力データｂ_m を符号化器１
１で送信シンボルｘ_n に変換し、送信ローパスフィルタ
１２によって帯域制限して送信複素ベースバンド信号ｓ
（ｔ）を生成する。変調器１３では、送信複素ベースバ
ンド信号ｓ（ｔ）を搬送波によって変調し、信号ｓ
_c （ｔ）として伝送路２０へ送信する。

【０００９】受信機３は、伝送路２０を通った信号ｒ_c
（ｔ）を復調器３１で複素ベースバンド信号ｒ（ｔ）に
変換し、さらに受信ローパスフィルタ３２を通して帯域
制限された受信複素ベースバンド信号ｙ（ｔ）を得る。
この信号ｙ（ｔ）をシンボル間隔Ｔでサンプリングす
る。等化器３３では、信号ｙ（ｔ）のサンプル値ｙ_n か
ら、周波数選択性フェージングによる伝送路２０の特性
を補償し、送信シンボルを推定する。最後に復号器３４
で送信シンボルの推定値Ｅｘ_n （但し、Ｅは推定の意
味）を復号し、送信されたデータＥｂ_m を得る。

【００１０】例えば、北米標準の場合、符号化器１１で
の符号化方式は、π／４シフト４相差動位相変調（ＤＱ
ＰＳＫ）を用いている。π／４シフトＤＱＰＳＫは、ま
ず、０、１の２進データ系列ｂ_m を２ビットずつ区切
り、その４通りの値の組合せに応じて−３π／４、−π
／４、π／４、３π／４のいずれかの位相差を割り当て
る。割り当てた位相差をΔΦ_n （ｎ＝１，２，…）、時
刻ｎの送信シンボルの絶対位相をΦ_n として、 Φ_n ＝Φ_n-1 ＋ΔΦ_n …（１．１） ｘ_n ＝ｅ^{j Φn} …（１．２） により送信シンボルｘ_n を生成する。これにより、入力
データｂ_m は、π／４シフトＤＱＰＳＫの説明図である
図４に示すように、信号空間上の点に変換される。

【００１１】図４において、○印中の＋は奇数番目のシ
ンボルを、○印中の×は偶数番目のシンボルを表し、あ
る時刻ｎから次の時刻ｎ＋１への位相変化は−３π／
４、−π／４、π／４、３π／４のいずれかとなる。

【００１２】次に、前記文献に記載された最尤系列推定
について説明する。最尤系列推定は、ある有限区間での
受信信号系列ｙ_N ＝｛ｙ₁ ，ｙ₂ ，…，ｙ_N ｝が得られ
たときに、伝送路のインパルス応答ｈ（ｔ）を既知とし
てｙ_N を実現する確率（尤度）の最も大きい送信シンボ
ル系列ｘ_N ＝｛ｘ₁ ，ｘ₂ ，…，ｘ_N ｝を推定するもの
である。この最尤系列は、伝送路雑音として白色ガウス
雑音を仮定すると、結局、 を最大にする系列｛ｘ₁ ，ｘ₂ ，…，ｘ_N ｝を求めるこ
とによって得られる。（２）式は、畳み込み符号の復号
法として知られるビタビ・アルゴリズム（Viterbi algo
rithm ）を用いて効率的に計算される。

【００１３】以下、図３における伝送路モデルを示す図
５を参照しつつ、最尤系列推定におけるビダビ・アルゴ
リズムの原理について簡単に説明する。

【００１４】今、伝送路を図５に示すインパルス応答が
有限の離散時間モデルで仮定する。図５において、４０
はシンボル間隔Ｔの遅延素子、４１は乗算器、４２は累
算器、４３は加算器である。ｈ_j （j ＝０，…，Ｌ）は
図３における送・受信ローパスフィルタ１２，３２も含
めた伝送路２０のインパルス応答ｈ（ｔ）のシンボル間
隔Ｔでのサンプル値ｈ（ｔ−ｊＴ）であり、インパルス
応答の長さは（Ｌ＋１）Ｔである。また、ｗ_n は伝送路
の雑音で、加法的な白色ガウス雑音である。この仮定に
より、（２）式は となる。従って、（３）式においてｋ＝ｎまでの和ｊ_n
は、ｋ＝ｎ−１までの和Ｊ_n-1 を用いて、 と表される。ここで、ｊ_n はｋ＝１からｎまでの受信信
号系列の対数尤度に比例する量であり、パスメトリック
（経路規準）と呼ばれる。また、（４）式の右辺第２項
は、次に述べる状態遷移についての対数尤度に比例する
量であり、ブランチメトリック（状態遷移規準）と呼ば
れる。

【００１５】一方、図５に示した伝送路モデルの時刻ｎ
−１における状態は、状態ベクトル Ｓ_n-1 ＝｛ｘ_n-1 ，…，ｘ_n-L ｝ …（５） によって表される。π／４シフトＤＱＰＳＫの場合、伝
送路のとり得る状態は４^L 個ある。

【００１６】次に、時刻ｎ−１の状態Ｓ_n-1 から時刻ｎ
における状態Ｓ_n への遷移を考えると、４^L 個の状態Ｓ
_n の各々に対して、４通りの状態Ｓ_n-1 からの遷移があ
る。例として、π／４シフトＤＱＰＳＫ、Ｌ＝１の場合
における伝送路状態の時間についての遷移を表す図（ト
リレス図）を図６に示す。図６では４通りのとり得る状
態について０、１、２、３の番号を付して表しており、
各時刻における各状態の数字は図４に示した送信シンボ
ルの番号を表す。時刻間の状態遷移をブランチと呼び、
また、各状態をたどる４ⁿ 通りの経路をパスと呼ぶ。

【００１７】図４の各時刻の４個のとり得る状態の各々
に対して、一つ前の時刻の４個の状態からのパスがあ
る。ビタビ・アルゴリズムは、各時刻毎に、各状態にお
ける４通りの可能なパスについて（４）式のパスメトリ
ックを計算し、最も値の大きいパスを選択する。従っ
て、各時刻毎に常に４^L 通りのパスが残され、過去のパ
スは次第に一つに絞られてくる。最終的に一つに収束し
たパスより、送信シンボル系列の推定値が得られる。

【００１８】図７は、従来の最尤系列推定器の構成例を
示すブロック図である。この最尤系列推定器は、ビタビ
・アルゴリズム処理部５０、及び伝送路推定部６０で構
成されている。

【００１９】受信信号のサンプル値ｙ_n はビタビ・アル
ゴリズム処理部５０と伝送路推定部６０に入力される。
伝送路推定部６０では、まず、トレーニング系列（図２
のフレームフォーマットのＳＹＮＣ）とこれに対応する
受信信号のサンプル値ｙ_n を用いて伝送路のインパルス
応答をＬＭＳ（Least Mean Sguare ）等の適応アルゴリ
ズムにより推定する。さらに、伝送路推定部６０では、
ｙ_n と送信シンボルの推定値Ｅｘ_n を用いて伝送路のイ
ンパルス応答の推定を続ける。推定された伝送路のイン
パルス応答｛Ｅｈ_j ｝（j ＝０，…，Ｌ）はビダビ・ア
ルゴリズム処理部５０に入力される。ビタビ・アルゴリ
ズム処理部５０では、受信信号のサンプル値ｙ_n と推定
された伝送路のインパルス応答｛Ｅｈ_j ｝を用い、先に
述べた原理に従って送信シンボルの推定を行う。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
最尤系列推定器では、伝送路推定部６０において伝送路
のインパルス応答の推定に、ビタビ・アルゴリズムによ
る送信シンボルの推定値Ｅｘ_n を用いるため、誤った送
信シンボルの推定値Ｅｘ_n を用いる場合がある。このよ
うな場合、そのまま続けて伝送路のインパルス応答の適
応推定を行うと、インパルス応答の推定値が次第にずれ
てゆき、その結果、ビタビ・アルゴリズムによる送信シ
ンボルの推定が正しく行われず、誤りが増えてしまうと
いう問題があり、それを解決することが困難であった。

【００２１】本発明は、前記従来技術が持っていた課題
として、適応推定を続けるうちに伝送路のインパルス応
答の推定値が正しい値から次第にずれてゆき、ビタビ・
アルゴリズムによる送信シンボルの推定が正しく行われ
なくなるという点について解決した最尤系列推定器を提
供するものである。

【００２２】

【課題を解決するための手段】第１の発明は前記課題を
解決するため、時刻ｎにおいて送信された可能性のある
複数の送信シンボルの部分系列を状態ｉ（ｉ＝１，…，
Ｍ）と定義し、ビタビ・アルゴリズム処理部と、伝送路
のインパルス応答を逐次推定する伝送路推定部とを備
え、送信データ系列の間に既知のデータ系列を含んだデ
ータ系列部を差動符号化して得られる送信シンボル系列
を推定する最尤系列推定器において、次のような手段を
講じている。

【００２３】ここで、ビタビ・アルゴリズム処理部は、
時刻ｎにおける状態ｉに遷移し得る時刻ｎ−１における
複数の状態のブランチメトリックを計算するブランチメ
トリック計算手段と、前記ブランチメトリック計算手段
の出力と時刻ｎ−１のパスのパスメトリックとから時刻
ｎ、状態ｉの可能な複数のパスのパスメトリックを計算
するパスメトリック計算手段と、前記パスメトリック計
算手段によって計算された時刻ｎ、状態ｉの複数の可能
なパスのパスメトリックを比較して最も尤度の大きいパ
スを時刻ｎにおける状態ｉのパスとして選択するパス選
択手段と、前記パス選択手段によって選択された時刻
ｎ、状態ｉのパス履歴を更新して保持するパス履歴記憶
手段と、前記パス履歴記憶手段に保持されたパス履歴を
すべての状態ｉについて一致しているか否かを判定して
一致している時刻までのパス履歴から送信シンボルの推
定値を出力するパス収束判定手段とを有している。

【００２４】そして、この第１の発明では、前記ビタビ
・アルゴリズム処理部において、前記既知データ系列の
送信シンボル系列が送信された時刻ｎの状態ｉに遷移す
べき時刻ｎ−１の状態を前記既知データ系列に基づいて
予め計算して記憶する中間パス記憶手段と、前記既知デ
ータ系列の送信シンボル系列が送信された時刻ｎにおい
て状態ｉに遷移し得る時刻ｎ−１の複数の状態と前記中
間パス記憶手段に記憶された状態との一致／不一致を判
定し、不一致のときには前記パスメトリック計算手段に
よって計算されたパスメトリックの値を尤度が所定の微
小値になる値に置き換えて前記パス選択手段へ出力する
中間パス処理手段とを、設けている。

【００２５】第２の発明は、第１の発明の中間パス処理
手段を、前記既知データ系列の送信シンボル系列が送信
された時刻ｎにおいて状態ｉに遷移し得る時刻ｎ−１の
複数の状態と前記中間パス記憶手段に記憶された状態と
を比較する比較手段と、前記比較手段の比較結果が一致
しない状態の前記パスメトリック計算手段によって計算
されたパスメトリックの値を尤度が所定の微小値になる
値に置き換えて前記パス選択手段へ出力する選択手段と
で、構成している。

【００２６】

【作用】第１の発明によれば、以上のように最尤系列推
定器を構成したので、差動符号化された送信シンボル系
列を推定するためのビタビ・アルゴリズムを用いた最尤
系列推定器において、中間パス記憶手段では、送信デー
タ系列の間に既知のデータ系列を含んだデータ系列、例
えばＴＤＭＡフレームフォーマットの途中にある既知デ
ータ系列（既知データ区間）の伝送路の状態のとるべき
パスが、該既知データに基づいて予め計算され、該計算
値を記憶する。そして、既知データ区間の状態のパスメ
トリックを計算する際に、中間パス処理手段では、一つ
前の時刻の状態からの可能なパスのうち、前記中間パス
記憶手段に記憶されたパスと一致しないパスのパスメト
リックを尤度が非常に小さくなる値とする。これによ
り、既知データ区間のパスが自動的に正しいパスに収束
し、伝送路のインパルス応答の推定値のずれが補正さ
れ、ビタビ・アルゴリズムによる送信シンボルの推定が
正しく行われる。

【００２７】第２の発明によれば、第１の中間パス処理
手段を、比較手段と選択手段とで構成したので、比較手
段によって一つ前の時刻の状態からの可能なパスと中間
パス記憶手段に記憶されたパスとの一致／不一致が判定
される。この比較手段の比較結果が不一致のときには、
該比較手段の出力に基づき、選択手段では、パスメトリ
ック計算手段によって計算されたパスメトリックの値を
尤度が非常に小さくなる値に置き換えてパス選択手段へ
出力する。これにより、的確な中間パスの処理が行え
る。したがって、前記課題を解決できるのである。

【００２８】

【実施例】図１は、本発明の一実施例を示す最尤系列推
定器の機能ブロック図である。この最尤系列推定器は、
従来の図７と同様に、受信信号のサンプル値ｙ_n と推定
された伝送路のインパルス応答｛Ｅｈ_j ｝（但し、j ＝
０，…，Ｌ）を用いて送信シンボルの推定値Ｅｘ_n を求
めるビタビ・アルゴリズム処理部７０と、トレーニング
系列とこれに対応する受信信号のサンプル値ｙ_n を用い
て伝送路のインパルス応答｛Ｅｈ_j｝を推定する伝送路
推定部１００とで、構成されている。この最尤系列推定
器は、大規模集積回路（ＬＳＩ）等を用いた個別回路、
あるいはプロセッサによるプログラム制御等で構成され
る。

【００２９】ビタビ・アルゴリズム処理部７０は、前述
したビタビ・アルゴリズムの原理に従い最尤系列を推定
するものであり、受信信号のサンプル値ｙ_nを入力する
ブランチメトリック計算手段７１を有し、それにはパス
メトリック計算手段７１、パス選択手段７３、及びパス
履歴記憶手段７４が接続されている。パス履歴記憶手段
７４には、パス収束判定手段７５が接続されると共に、
第１および第２のカウント手段８１，８２が接続され、
さらに中間パス処理手段９１が接続されている。中間パ
ス処理手段９１には、中間パス記憶手段９２が接続され
ている。記憶手段７４，９２は、ランダム・アクセス・
メモリ（ＲＡＭ）のような半導体メモリ等で構成されて
いる。

【００３０】図８は、図１中の中間パス処理手段９１及
び中間パス記憶手段９２の構成ブロック図である。中間
パス処理手段９１は、比較手段である比較回路９１ａ
と、その出力によって信号の選択を行う選択手段として
の選択回路９１ｂとで、構成されている。

【００３１】ここで、前記（５）式で表したＭ^L 個の可
能な状態のうちの一つを状態番号ｉで定義する。但し、
Ｍは送信シンボルの種類である。次に、状態ｉに遷移す
る一つ前の時刻の状態をブランチ状態と呼ぶことにし、
その番号をｊ（ｉ）で定義する。ＱＰＳＫの場合、状態
数は４^L であり、すべての状態ｉについてｊ（ｉ）は４
通りである。また、時刻ｋにおける推定送信シンボルの
候補をｅｘ_k （但し、ｅは候補の意味）で表し、時刻ｎ
−１での状態番号ｊのパス履歴を、 Ｈ（ｎ−１，ｊ）＝｛ｅｘ_n-1 ，ｅｘ_n-2 ，…，ｅｘ₁ ｝ …（６） で定義する。

【００３２】次に、図１に示す最尤系列推定器の動作を
説明する。受信信号のサンプル値ｙ_n はビタビ・アルゴ
リズム処理部７０と伝送路推定部１００に入力される。
伝送路推定部１００では、まず、トレーニング系列とこ
れに対応する受信信号のサンプル値ｙ_n を用いて、伝送
路のインパルス応答をＬＭＳ等の適応アルゴリズムによ
り推定する。さらに、伝送路推定部１００では、ｙ_n と
送信シンボルの推定値Ｅｘ_n を用いて伝送路のインパル
ス応答の推定を続ける。推定された伝送路のインパルス
応答｛Ｅｈ_j ｝はビタビ・アルゴリズム処理部７０内の
ブランチメトリック計算手段７１に入力される。

【００３３】このビタビ・アルゴリズム処理部７０で
は、受信信号のサンプル値ｙ_n が入力されると、第１の
カウント手段８１が状態番号ｉを１からＭ^L まで順に発
生する。第２のカウント手段８２では、一つの状態番号
ｉが発生されると、ブランチ状態番号ｊ（ｉ）を順に発
生する。ブランチメトリック計算手段７１では、状態ｉ
及びブランチ状態ｊ（ｉ）によって決まる送信された可
能性のあるシンボルの部分系列｛ｅｘ_n ，ｅｘ_n-1 ，
…，ｅｘ_n-L ｝と、受信信号のサンプル値ｙ_n と、推定
された伝送路のインパルス応答｛Ｅｈ_j ｝とを用いて、
（７）式によりブランチメトリックＦ（ｉ，ｊ（ｉ））
を計算する。 _L Ｆ（ｉ，ｊ（ｉ））＝｜ｙ_n −Σｅｘ_n-j ・Ｅｈ_j ｜² …（７） ^j=0 パスメトリック計算手段７２では、ブランチメトリック
Ｆ（ｉ，ｊ（ｉ））と状態番号ｊ（ｉ）の時刻ｎ−１の
パスメトリック値Ｊ（ｊ（ｉ））を用いて、状態ｉとブ
ランチ状態ｊ（ｉ）のパスのパスメトリックＩ（ｉ，ｊ
（ｉ））を（８）式により計算する。 Ｉ（ｉ，ｊ（ｉ））＝Ｊ（ｊ（ｉ））−Ｆ（ｉ，ｊ（ｉ）） …（８） 中間パス処理手段９１の動作については後で説明する。
パス選択手段７３では、一つの状態ｉについて、すべて
のブランチ状態ｊ（ｉ）の中からパスメトリックＩ
（ｉ，ｊ（ｉ））の値の最も大きいものを選択する。選
択されたブランチの状態番号ｊ（ｉ）を生き残りのパス
の状態番号ｅｊとすると、パスメトリックの最大値Ｉ
（ｉ，ｅｊ）はＪ（ｉ）として次の時刻ｎ＋１のパスメ
トリックの計算のために、パスメトリック計算手段７２
に保持される。パス履歴記憶手段７４では、状態番号ｉ
のパス履歴を生き残りパスの状態番号ｅｊから Ｈ（ｎ，ｉ）＝｛ｅｘ_n ，Ｈ（ｎ−１，ｅｊ）｝ …（９） により更新して保持する。

【００３４】以上の動作を１からＭ^L までのすべての状
態番号ｉについて繰り返した後、パス収束判定手段７５
で、すべての状態番号ｉについてパスが一致しているか
どうか、パス履歴記憶手段７４の内容を検索し、該パス
履歴記憶手段７４の内容の一致している部分を送信シン
ボル系列の推定値｛Ｅｘ_k ｝として出力する。さらに、
以上の動作をすべての受信信号のサンプル値ｙ_n につい
て繰り返し行うことにより、送信シンボル系列の推定値
｛Ｅｘ_n ｝がすべて得られる。

【００３５】次に、本実施例の特徴である中間パス処理
手段９１と中間パス記憶手段９２の動作を、図８を参照
しつつ説明する。本実施例は、ＴＤＭＡのフレームフォ
ーマットの中間に既知のデータがある場合に、これを伝
送路のインパルス応答の推定に利用するものである。例
えば、図２に示した北米標準のフレーム構成の場合、Ｔ
ＤＭＡのフレームフォーマットの中間に隣接チャネル識
別用の系列ＣＤＶＣＣがある。これは、通話開始時に設
定され、通話中受信したデータが自分のチャネルのもの
か、あるいは同じ周波数を用いている他のチャネルのも
のかを識別するために用いる。従って、伝送路のインパ
ルス応答の推定に、この既知データのシンボル系列をト
レーニング系列として用いれば、推定を正しく行うこと
ができるわけであるが、差動符号化の場合、データがわ
かっていても、シンボルの位相変化量が決まるだけで、
既知データのシンボル系列を確定することができない。
そこで、中間パス処理手段９１と中間パス記憶手段９２
では、次の動作を行うことにより、既知データ区間のシ
ンボル系列を確定する。

【００３６】ビタビ・アルゴリズムでは、時刻ｎの状態
番号ｉが決まると、時刻ｎに送信された可能性のあるシ
ンボルが一つ決まる。このシンボルの絶対位相と既知デ
ータのシンボル系列の位相変化量とから、状態ｉに至る
べき一つ前の時刻の状態のシンボル系列の絶対位相が計
算され、状態ｉに至るべきブランチ状態の番号が決ま
る。既知データ区間の時刻ｎにおいて状態ｉに至るべき
ブランチ状態の番号ｊｘ（ｉ，ｎ）をすべての状態番号
ｉについて、ビダビ・アルゴリズム処理を開始する前に
予め計算し、中間パス記憶手段９２に保持しておく。

【００３７】中間パス処理手段９１内の比較回路９１ａ
で、既知データ区間の時刻ｎにおいて状態ｉのブランチ
状態ｊ（ｉ）とｊｘ（ｉ，ｎ）とを比較し、一致しない
場合には、パスメトリック計算手段７２で計算されたパ
スメトリックＩ（ｉ，ｊ（ｉ））の値を、選択回路９１
ｂで非常に小さな値Ｋに置き換えてパス選択手段７３へ
出力する。これにより、先に述べたビタビ・アルゴリズ
ムの繰り返し処理を行うと、パス選択手段７３ではパス
メトリックＩ（ｉ，ｊ（ｉ））の最も大きいパスを選択
するので、既知データ区間の時刻のパスは、既知データ
の位相変化量に対応した正しいパスに自動的に収束す
る。従って、既知データ区間の正しいシンボル系列が確
定する。

【００３８】以上のように、本実施例では次のような利
点を有している。

【００３９】（ａ）ＴＤＭＡフレームフォーマットの途
中にある既知データ区間の伝送路の状態のとるべきパス
を、該既知データに基づいて予め計算して中間パス記憶
手段９２に記憶しておき、該既知データ区間の状態のパ
スメトリックを計算する際に、一つ前の時刻の状態から
の可能なパスのうち、前記中間パス記憶手段９２に記憶
されたパスと一致しないパスのパスメトリックを非常に
小さな値とすることによって、既知データ区間のパスが
自動的に正しいパスに収束するようにしている。そのた
め、既知データ区間においては正しい送信シンボルの推
定値｛Ｅｘ_n ｝が得られ、伝送路のインパルス応答推定
値が正しい値からずれてゆくのを防止でき、誤り率を改
善できる。

【００４０】（ｂ）効果の一例として、２波モデルの周
波数選択性フェージング伝送路の場合のビット誤り率の
シミュレーション結果を図９に示す。横軸は１ビット当
りの信号電力対雑音電力比Ｅｂ／Ｎ０（ｄＢ）、縦軸は
ビット誤り率ＢＥＲである。シミュレーション条件は、
シンボル間隔Ｔが４１μSEC 、フェージング周波数６０
Ｈｚ、遅延波の遅延が１．０Ｔである。図９より、本実
施例の最尤系列推定器では、従来の最尤系列推定器に比
べて約２．５ｄＢ少ないＥｂ／Ｎ０でＢＥＲ１０² を得
ることができ、従って、本実施例による効果は非常に大
きい。

【００４１】なお、本発明は上記実施例に限定されず、
種々の変形が可能である。その変形例としては、例えば
次のようなものがある。

【００４２】（ｉ）上記実施例では、パスメトリックの
計算式として（３）式に示した対数尤度に比例する量を
用いて説明しているが、（３）式の絶対値をパストリッ
クとしてもよい。この場合、パス選択手段７３でパスメ
トリックの最小値を選択するようにし、中間パス処理手
段９１では中間パス記憶手段９２に保持されたパスと一
致しないパスのパスメトリックを非常に大きな値とすれ
ば良い。

【００４３】（ii）最尤系列推定器として、例えば、図
５に示した構成に整合フィルタや白色化整合フィルタ等
を加え、該白色化フィルタの出力をビタビ・アルゴリズ
ム処理部７０に入力する構成例がある。これらの構成の
最尤系列推定器はパスメトリックの計算式が異なるだけ
であり、従ってこれらの構成の最尤系列推定器にも、本
実施例をまったく同様に適用することができる。

【００４４】(iii) 図８において、中間パス処理手段９
１は、比較回路９１ａ及び選択回路９１ｂの個別回路で
構成したが、この中間パス処理手段９１をプロセッサに
よるプログラム制御等で構成しても良い。

【００４５】（iv）上記実施例では、図２に示すように
北米標準の場合のＴＤＭＡフレーム構成を用いて送信シ
ンボルの推定値を求めるようにしたが、他のデータ系列
を用いて上記実施例を適用することも可能である。

【００４６】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、第１の発明
によれば、差動符号化された送信シンボル系列を推定す
るためのビタビ・アルゴリズムを用いた最尤系列推定器
において、送信データ系列中の既知のデータ系列におけ
る伝送路の状態のとるべきパスを、該既知データ系列に
基づき予め計算しておいて中間パス記憶手段に記憶して
おき、該既知データ系列の状態のパスメトリックを計算
する際に、中間パス処理手段により、一つ前の時刻の状
態からの可能なパスのうち該中間パス記憶手段に記憶さ
れたパスと一致しないパスのパスメトリックを非常に小
さな値とし、パス選択手段へ出力するようにしている。
そのため、既知のデータ系列のパスが自動的に正しいパ
スに収束し、該既知データ系列においては正しい送信シ
ンボルの推定値が得られる。そのため、伝送路のインパ
ルス応答推定値が正しい値からずれてゆくのを防止で
き、誤り率を改善でき、送信シンボルの推定精度が向上
する。第２の発明によれば、中間パス処理手段を比較手
段と選択手段とで構成したので、一つ前の時刻の状態か
らの可能なパスと中間パス記憶手段に記憶されたパスと
の一致／不一致が比較手段で求められ、該比較手段の出
力によって不一致のときには選択手段により、パスメト
リックが非常に小さな値となり、既知のデータ系列のパ
スが正しいパスに収束し、正しい送信シンボルの推定値
が簡単に得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す最尤系列推定器の機能ブ
ロック図である。

【図２】ＴＤＭＡのフレーム構成図である。

【図３】ディジタル移動通信の送受信機を示す構成ブロ
ック図である。

【図４】π／４シフトＤＱＰＳＫの信号空間ダイヤグラ
ムである。

【図５】図３における伝送路モデルを示す図である。

【図６】図５のトリレス図である。

【図７】従来の最尤系列推定器の構成ブロック図であ
る。

【図８】図１中の中間パス処理手段９１及び中間パス記
憶手段９２の構成図である。

【図９】図１のビット誤り率のシミュレーション結果を
示す図である。

【符号の説明】

７０ ビタビ・アルゴリズム処理部 ７１ ブランチメトリック計算手段 ７２ パスメトリック計算手段 ７３ パス選択手段 ７４ パス履歴記憶手段 ７５ パス収束判定手段 ８１，８２ 第１，第２のカウント手段 ９１ 中間パス処理手段 ９１ａ 比較回路 ９１ｂ 選択回路 ９２ 中間パス記憶手段 １００ 伝送路推定部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−67028（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−67851（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−195129（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−86645（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−3529（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−55932（ＪＰ，Ａ) 国際公開91／7035（ＷＯ，Ａ) 英国特許出願公開2252702（ＧＢ，Ａ)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 時刻ｎにおいて送信された可能性のある
   複数の送信シンボルの部分系列を状態ｉ（ｉ＝１，…，
   Ｍ）と定義し、時刻ｎにおける状態ｉに遷移し得る時刻
   ｎ−１における複数の状態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手段と、前記ブランチメト
   リック計算手段の出力と時刻ｎ−１のパスのパスメトリ
   ックとから時刻ｎ、状態ｉの可能な複数のパスのパスメ
   トリックを計算するパスメトリック計算手段と、前記パ
   スメトリック計算手段によって計算された時刻ｎ、状態
   ｉの複数の可能なパスのパスメトリックを比較して最も
   尤度の大きいパスを時刻ｎにおける状態ｉのパスとして
   選択するパス選択手段と、前記パス選択手段によって選
   択された時刻ｎ、状態ｉのパス履歴を更新して保持する
   パス履歴記憶手段と、前記パス履歴記憶手段に保持され
   たパス履歴をすべての状態ｉについて一致しているか否
   かを判定して一致している時刻までのパス履歴から送信
   シンボルの推定値を出力するパス収束判定手段とを有す
   るビタビ・アルゴリズム処理部と、 伝送路のインパルス応答を逐次推定する伝送路推定部と
   を備え、 伝送データ系列の間に既知のデータ系列を含んだデータ
   系列を差動符号化して得られる送信シンボル系列を推定
   する最尤系列推定器において、 前記既知データ系列の送信シンボル系列が送信された時
   刻ｎの状態ｉに遷移すべき時刻ｎ−１の状態を前記既知
   データ系列に基づいて予め計算して記憶する中間パス記
   憶手段と、 前記既知データ系列の送信シンボル系列が送信された時
   刻ｎにおいて状態ｉに遷移し得る時刻ｎ−１の複数の状
   態と前記中間パルス記憶手段に記憶された状態との一致
   ／不一致を判定し、不一致のときには前記パスメトリッ
   ク計算手段によって計算されたパスメトリックの値を尤
   度が所定の微小値になる値に置き換えて前記パス選択手
   段へ出力する中間パス処理手段とを、設けたことを特徴
   とする最尤系列推定器。
2. 【請求項２】 請求項１記載の最尤系列推定器におい
   て、 前記中間パス処理手段は、前記既知データ系列の送信シ
   ンボル系列が送信された時刻ｎにおいて状態ｉに遷移し
   得る時刻ｎ−１の複数の状態と前記中間パス記憶手段に
   記憶された状態とを比較する比較手段と、前記比較手段
   の比較結果が一致しない状態の前記パスメトリック計算
   手段によって計算されたパスメトリックの値を尤度が所
   定の微小値になる値に置き換えて前記パス選択手段へ出
   力する選択手段とで、構成した最尤系列推定器。