JP3606412B2 - Data receiving apparatus and method - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、データ受信装置および方法に関し、特に、シンボルが伝送され、かつ、そのシンボルが受信された事後確率を、I成分またはQ成分の値が同一であるシンボルの集合毎に計算し、その成分を表すビットのうちの1つが所定の値であるシンボルの集合に対する事後確率の総和を、その1つのビットに対するメトリックとして計算するデータ受信装置および方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
米国においては、デジタル放送が既に開始されている。ヨーロッパでも、デジタルテレビ放送を導入するために、標準化組織Digital Video Broadcasting(DVB)が結成され、その標準方式がまとめられようとしている。このデジタル放送については、例えば、日経エレクトロニクス1996.1.15(no.653)の第139頁乃至第151頁に、「ディジタル放送,米国についで欧州も実用へ」として紹介されている。
【0003】
デジタル放送を行う場合、その消費電力ができるだけ少なくなるようにすることが望まれる。このような電力制限の厳しいこのような通信路においては、一般的に、誤り訂正符号を用いて符号化利得を得て電力の低減が図られている。この様なシステムにおいては、送信側で誤り訂正符号化を行い、受信側で誤り訂正復号を行うのが一般的である。特に信号電力対雑音電力比(C/N比)の小さい通信路においては、畳み込み符号が有利であり、この符号はビタビ復号法を用いることにより、容易に軟判定復号を行うことができ、高利得を得ることができる。
【0004】
さらに、畳み込み符号化器の符号出力の系列を、ある一定の規則に従って、間引くことにより、同一の復号器を用いて、複数の符号化率を容易に実現できるパンクチャド符号が知られている。また、パンクチャド符号化器の符号出力の系列をある一定の規則に従って、ビット毎に拡散することによって、伝送路上で重畳される雑音に対する耐性を向上させることができる。
【0005】
図9は、DVBの地上波テレビジョン放送のための規格DVB−Tにおいて提案されている送信装置の構成例を表している。この装置では、パンクチャド畳み込み符号、ビット拡散、QPSK変調方式が用いられている。
【0006】
即ち、図9の例においては、情報源1より出力された1ビットシリアルデータは、畳み込み符号化器2に入力され、パンクチャド符号の母符号系列X,Yが生成される。この例では、符号化率が1/2とされている。X,Yは、それぞれ1ビットの符号系列を表している。
【0007】
この符号系列X,Yは、ビット消去回路3に入力され、所定の規則に従って、ビット消去処理が行われるようになされている。ビット消去回路3より出力されたシリアル化されたパンクチャド符号系列は、直並列変換器4に入力され、1系列のデータから2系列のデータに変換されるようになされている。
【0008】
直並列変換器4より出力された2系列のデータx,yは、ビット拡散回路5−1,5−2にそれぞれ入力され、ビットの順番が拡散(交錯)されるビット拡散処理が行われるようになされている。ビット拡散回路5−1,5−2より出力されたビット拡散後のデータx’,y’は、信号点割当回路6に入力され、伝送路上のシンボルへ割り当てられる。信号点割当回路6は、相互に直交する同相成分(I成分)と直交成分(Q成分)で表される信号点の座標データI’,Q’を出力する。
【0009】
シンボル拡散回路7は、信号点割当回路6より出力された座標データI’,Q’により規定されるシンボルの順番を拡散するシンボル拡散処理を実行し、拡散後のシンボルのI成分とQ成分を出力する。変調器8は、例えば、OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplex)方式で、I成分とQ成分をデジタル変調し、アンテナ9を介して電波で出力するようになされている。
【0010】
図10は、畳み込み符号化器2の構成例を表している。但し、この構成例は、DVB−Tで規定されているものではなく、畳み込み処理の説明のための原理的構成を示すものである。この例においては、情報源1より出力された1ビットのシリアルデータが端子21から入力され、遅延回路22,23により、それぞれ1クロック分ずつ順次遅延された後、加算回路24と25に出力されている。加算回路24にはまた、端子21の出力と遅延回路22の出力とが供給されており、加算回路24は、これらのデータを加算(排他的論理和演算)した後、端子26からデータXとして出力するようになされている。また、加算回路25は、端子21の出力と遅延回路23の出力を加算(排他的論理和演算)して、端子27からデータYとして出力するようになされている。
【0011】
即ち、この実施例においては、1ビットの入力に対して、遅延回路22と23の内部状態から定まる2ビットの母符号が出力されることになる。この例の場合、拘束長が3、内部遅延素子が2、状態数が4、符号化率が1/2となる。
【0012】
図11は、この畳み込み符号化器2の状態遷移図を表している。この畳み込み符号化器2の状態遷移は、次のようになる。
【0013】
即ち、例えば、状態00(遅延素子22の出力と遅延素子23の出力が共に0の状態)において、端子21から0が入力されると、端子26,27から、(XY)=(00)が出力され、状態00に遷移する。状態00から1が入力されると、(XY)=(11)が出力され、状態は10に遷移する。状態01から0が入力されると、(XY)=(11)が出力され、状態00に遷移する。状態01から1が入力されると、(XY)=(00)が出力され、状態10に遷移する。
【0014】
他の状態においても、図11に示すように、0または1の入力に対して、図示した出力が出され、図示した状態に遷移する。
【0015】
ビット消去回路3では、ある規則に従って、母符号系列(XY)から適当な位置のデータを消去することによって、結果として符号化率を変えることができる。以下に、例えば、
X:10
Y:11
のような消去マップに従ってビットが消去される場合について説明する。
【0016】
消去マップの1に対応するビットは伝送され、0に対応するビットは伝送されない(消去される)。消去マップによれば、ある時点での畳み込み符号化器2の出力X(=X1)とY(=Y1)は、X1Y1の順で伝送され、次の時点では、畳み込み符号化器2の出力X(=X2)は消去されて伝送されず、Y(=Y2)のみ伝送されることになる。即ち、この2つの時点で伝送されるビットは、X1Y1Y2となる。この操作で畳み込み符号化器2に入力されるビット数は2ビット、ビット消去回路3から出力されるビット数は3ビットとなるので、符号化率Rは2/3となる。この操作は2単位時間ごとに繰り返される。
【0017】
直並列変換器4では、入力される1系列のデータX1,Y1,Y2,・・・が2系列のデータ(x,y)に変換される。
【0018】
ビット拡散回路5−1,5−2は、入力データ系列x,yの順番を所定の規則に従って入れ替えることによって、ビットを拡散する。このとき、一般にビット拡散回路5−1と5−2の拡散方法は異なるものとされる。
【0019】
以下にビット拡散の例を示す。Mビットの入力データを1ブロックとし、適当な数値sを定める。ビット拡散は、Mビットの入力系列からなるベクトル
(B0,B1,・・・,Bk,・・・,BM−1)から、
拡散後のMビットの出力系列からなるベクトル
(B’0,B’1,・・・,B’n,・・・,B’M−1)への置換を意味する。このとき、B’n=Bk(n=k+s mod M)である。
【0020】
ビット拡散回路5−1,5−2で異なるsを用いることによって、同じアルゴリズムで異なるビット拡散回路を構成することができる。
【0021】
信号点割当回路6では、入力されたデータ(x’,y’)を伝送路上のシンボルへ割り当てる。割り当ては、例えば図12に示すように、QPSK方式に従って行われる。即ち、
(x’,y’)=(0,0)のとき、(I’,Q’)=(1/√2,1/√2)、
(x’,y’)=(0,1)のとき、(I’,Q’)=(1/√2,−1/√2)、
(x’,y’)=(1,0)のとき、(I’,Q’)=(−1/√2,1/√2)、
(x’,y’)=(1,1)のとき、(I’,Q’)=(−1/√2,−1/√2)
として割り当てが行われる。
【0022】
シンボル拡散回路7は、(I’,Q’)で表されるシンボルS’の順番を所定の規則に従って入れ替えることによって、シンボルの拡散を行い、シンボルS(I,Q)を得るものであり、これによって、伝送路上で受けたバースト的な誤りを拡散することができる。
【0023】
具体的な例を示すと、N−1個のシンボルを拡散の単位ブロックとして、N未満の、Nと互いに素な数Gを定めたとき、拡散は、拡散前のシンボルを要素とするベクトル
(S’1,S’2,・・・,S’k,・・・,S’N−1)から
拡散後のシンボルを要素とするベクトル
(S1,S2,・・・,Sn,・・・,SN−1)への置換として実行される。このとき、Sn=S’k(n=G^k mod N)である。
【0024】
変調器8では、入力されるシンボルSのI成分とQ成分に従って、搬送波を変調し、アンテナ9を介して送信する。
【0025】
図13は、図9の送信装置より送信されたデータを受信する受信装置の構成例を表している。復調器32は、アンテナ31を介して受信した電波を復調し、I成分信号とQ成分信号を出力する。シンボル逆拡散回路33は、図9のシンボル拡散回路7におけるシンボル拡散処理と逆の処理、即ち、シンボル拡散回路7において入れ替えたシンボルの順番を元の順番に戻す処理を行い、I信号成分I’とQ信号成分Q’を出力する。
【0026】
ビット逆拡散回路34−1,34−2は、シンボル逆拡散回路33より出力されたI’信号とQ’信号に対して、図9のビット拡散回路5−1,5−2において変更したビットの順番を、元の順番に戻す処理を実行する。
【0027】
ビット逆拡散回路34−1,34−2より出力されたI’信号成分に対応するデータxと、Q’信号成分に対応するデータyは、並直列変換器35に入力され、2系列のデータ(x,y)から1系列のデータに変換され、ビット挿入回路36に供給される。
【0028】
ビット挿入回路36においては、図9のビット消去回路3におけるビット消去処理と反対に、ビット挿入処理が行われる。ビット挿入回路36により、ビットが挿入されたI信号成分のデータxとQ信号成分のデータyは、ビタビ復号器37に入力され、ビタビ復号され、再生情報38として出力されるようになされている。
【0029】
次に、その動作について説明する。
【0030】
アンテナ31で受けた受信信号は、復調器32で復調されて、各シンボルのI成分とQ成分のデータが得られる。このI成分とQ成分のデータは、シンボル逆拡散回路33に入力され、そこで、シンボル拡散回路7における場合と逆の操作が行なわれ、逆拡散されたデータI’とQ’が得られる。
【0031】
即ち、この逆拡散の操作は、シンボル拡散回路7で用いた場合と同じ値N,Gを用いて表すと、逆拡散前のシンボルを要素とするベクトル
(S1,S2,・・・,Sn,・・・,SN−1)を、
逆拡散後のシンボルを要素とするベクトル
(S’1,S’2,・・・,S’k,・・・,S’N−1)へ置換する処理となる。このとき、Sn=S’k(n=G^k mod N)である。
【0032】
シンボル逆拡散回路33から供給されたI成分データI’と、Q成分データQ’は、それぞれビット逆拡散回路34−1,34−2に供給される。
【0033】
ビット逆拡散回路34−1,34−2は、それぞれ、ビット拡散回路5−1,5−2に対応し、それぞれ、ビット拡散回路5−1,5−2と逆の操作を行う。
【0034】
即ち、M個の入力データを1ブロックとし、適当な数値sを定め、M個の入力系列からなるベクトル
(B’0,B’1,・・・,B’n,・・・,B’M−1)から、
逆拡散後のM個の出力系列からなるベクトル
(B0,B1,・・・,Bk,・・・,BM−1)が求められる。このとき、B’n=Bk(n=k+s mod M)である。
【0035】
ここで、ビット逆拡散回路34−1,34−2のビット逆拡散で用いる数値sは、それぞれ、ビット拡散回路5−1,5−2で用いる数値sと同じ値を用いる。
【0036】
こうしてビット逆拡散されたデータ系列(x,y)は、次段の並直列変換器35に供給され、そこで直並列変換器4と逆の操作が行なわれ、2系列のデータ(x,y)から1系列のデータに変換される。
【0037】
ビット挿入回路36では、ビット消去回路3と逆の操作が行われる。即ち、前述の例の消去マップ
X:10
Y:11
を用いたビット消去回路3の処理に対応して、ビット挿入回路36は、
X1,Y1,Y2(今の場合、x1,y1,y2)
の順で入力されるデータに対して、消去されているデータX2(x2)に相当する位置で任意のダミーデータ(ここでは0とする)を挿入して、
Xデータとして、X1(x1),0を、
Yデータとして、Y1(y1),Y2(y2)を、
この順で出力する。また、ダミーデータを挿入した位置を示す挿入フラグをビタビ復号器37に供給する。
【0038】
ビタビ復号器37では、畳み込み符号化器2の状態遷移(図11)に従ってビタビ復号を行う。図14にビタビ復号器37の例を示す。入力端子62−1,62−2には、ビット挿入回路36より出力されたデータX,Yが、それぞれ入力される。これらのデータX,Yは、ブランチメトリック演算回路63−1乃至63−4に入力されている。ブランチメトリック演算回路63−1においては、入力データ(X,Y)と図12に示した座標点(1/√2,1/√2)との距離を、ブランチメトリックとして演算する。同様に、ブランチメトリック演算回路63−2乃至63−4においては、入力データ(X,Y)と座標点(1/√2,−1/√2),(−1/√2,1/√2)または(−1/√2,−1/√2)との距離が演算されるようになされている。
【0039】
ブランチメトリック演算回路63−1,63−4の出力(ブランチメトリック)BM00,BM11は、ACS(Add Compare Select)回路64−1,64−3に入力されている。同様に、ブランチメトリック演算回路63−2の出力(ブランチメトリック)BM01とブランチメトリック演算回路63−3の出力(ブランチメトリック)BM10が、ACS回路64−2,64−4に入力されている。
【0040】
ACS回路64−1,64−3にはまた、ステートメトリック記憶装置66−1の出力(ステートメトリック)SM00とステートメトリック記憶装置66−2の出力(ステートメトリック)SM01が入力されており、ACS回路64−2,64−4には、ステートメトリック記憶装置66−3の出力(ステートメトリック)SM10とステートメトリック記憶装置66−4の出力(ステートメトリック)SM11が入力されている。
【0041】
ACS回路64−1乃至64−4は、入力された一方のブランチメトリックBMとそれに対応するステートメトリックSMを加算するとともに、他方のブランチメトリックBMとそれに対応するステートメトリックSMを加算する。そして、ACS回路64−1乃至64−4は、2つの加算結果を比較し、その比較結果に対応して、小さい方の加算値をステートメトリック記憶装置66−1乃至66−4に、新たなステートメトリックSMとして出力するとともに、その選択結果を表す信号SEL00乃至SEL11をパスメモリ65に出力している。さらに、パスメモリ65には、ステートメトリック記憶装置66−1乃至66−4からステートメトリックSM00乃至SM11が入力されている。
【0042】
ステートメトリック記憶装置66−1乃至66−4は、端子61から入力される信号によりリセットされるようになされている。パスメモリ65は、端子67から復号結果を出力するようになされている。
【0043】
次に、その動作について説明する。
【0044】
ブランチメトリック演算回路63−1では、入力データ(X,Y)と座標点(1/√2,1/√2)との距離がブランチメトリックBM00として計算される。同様にブランチメトリック演算回路63−2では入力データ(X,Y)と座標点(1/√2,−1/√2)との距離、ブランチメトリック演算回路63−3では入力データ(X,Y)と座標点(−1/√2,1/√2)との距離、ブランチメトリック演算回路63−4では入力データ(X,Y)と座標点(−1/√2,−1/√2)との距離が、ブランチメトリックBM01,BM10,BM11としてそれぞれ計算される。なお、ここでは、前段のビット挿入回路36から供給される挿入フラグに従って、挿入されたダミーデータに関する距離計算は省略される。即ち、挿入されたビットと比較すべき座標との距離は、すべて同じ(例えば0)とされる。
【0045】
ACS回路64−1では畳み込み符号化器2の状態遷移に従って次の2つの式が計算され、尤度の大きい方、即ち、計算結果の小さい方が選択され、その選択情報SELは後段のパスメモリ65に、その計算結果SMはステートメトリック記憶装置66−1に、それぞれ供給される。
【0046】
SM00+BM00 (1)
SM01+BM11 (2)
【0047】
ここで、SM00は、1単位時間前のステートメトリック記憶装置66−1の値、SM01は、1単位時間前のステートメトリック記憶装置66−2の値、BM00は、ブランチメトリック演算回路63−1の演算結果、BM11は、ブランチメトリック演算回路63−4の演算結果を、それぞれ表している。
【0048】
式(1)の計算結果の方が小さければSEL00=0が、式(2)の計算結果の方が小さければSEL00=1が、後段のパスメモリ65に供給される。そして、前者の場合、SM00+BM00が、後者の場合、SM01+BM11が、それぞれステートメトリック記憶装置66−1に、新たなステートメトリックSM00として記憶される。
【0049】
この計算を図11の状態遷移図に沿って説明する。状態00に到達するパスは2本あり、1本目は状態00で0が入力され、00を出力するパスで、比較される計算式は式(1)のようになり、2本目は状態01で0が入力され、11を出力するパスで、比較される計算式は式(2)のようになる。計算結果のうち小さいほうが新たなステートメトリックSM00としてステートメトリック記憶装置66−1に供給される。
【0050】
同様の動作が、ACS回路64−2乃至64−4においても行われる。なお、ステートメトリック記憶装置66−1乃至66−4は、システムが動作する初期段階で0にリセットされる。この制御は図には示していない制御装置から端子61を介して行われる。
【0051】
パスメモリ65では、図11の状態遷移図に従って、ACS回路64−1乃至64−4からの選択情報SEL00乃至SEL11を用いて、入力データ即ち復号データの選択、記憶、伝搬を行う。
【0052】
図15は、ブランチメトリック演算回路63−1の構成例を表している。端子62−1より入力されたデータXは、減算回路51に入力され、発生回路52からの1/√2で減算されるようになされている。減算回路51の出力は、乗算回路53に分岐して入力され、乗算される(即ち、自乗される)ようになされている。セレクタ203は、乗算回路53の出力と、発生回路202の出力の供給を受け、端子201を介してXに対する挿入フラグが、ビット挿入回路36より入力されたとき、発生回路202が発生する0を選択し、その他のとき、乗算回路53の出力を選択し、加算回路54に出力する。
【0053】
同様に、端子62−2より入力されたデータYが、減算回路55に入力され、発生回路56からの1/√2で減算されるようになされている。減算回路55の出力は、乗算回路57に分岐して入力され、乗算(自乗)されるようになされている。セレクタ206は、乗算回路57の出力と、発生回路205の出力の供給を受け、端子204を介してYに対する挿入フラグがビット挿入回路36より入力されたとき、発生回路205が発生する0を選択し、その他のとき、乗算回路57の出力を選択し、加算回路54に出力している。加算回路54は、セレクタ203の出力とセレクタ206の出力とを加算し、ブランチメトリックBM00として出力するようになされている。
【0054】
即ち、この例においては、挿入フラグが入力されていないとき、減算回路51が、X−1/√2を出力し、これが乗算回路53において自乗され、乗算回路53から(X−1/√2)が出力される。同様に、減算回路55が、Y−1/√2を出力し、この値が乗算回路57により自乗され、乗算回路57は(Y−1/√2)を出力する。加算回路54は、乗算回路53の出力と乗算回路57の出力の加算値(X−1/√2)+(Y−1/√2)をブランチメトリックBM00として出力する。
【0055】
一方、Xに対する挿入フラグが入力されたとき、セレクタ203は、0を出力するので、加算回路54の出力は、(Y−1/√2)となり、Yに対する挿入フラグが入力されたとき、セレクタ206は、0を出力するので、加算回路54の出力は、(X−1/√2)となる。
【0056】
ブランチメトリック演算回路63−2乃至63−4においても、図15に示した場合と同様の構成の回路により、同様の演算が行われる。但し、ブランチメトリック演算回路63−2においては、発生回路52の出力は1/√2、発生回路56の出力は−1/√2とされる。また、ブランチメトリック演算回路63−3においては、発生回路52と56の出力は、それぞれ−1/√2と1/√2とされ、ブランチメトリック演算回路63−4においては、それぞれ−1/√2と−1/√2とされる。
【0057】
図16にパスメモリ65のブロック図を示す。端子71−1乃至71−4には、ACS回路64−1乃至64−4より出力された選択情報SEL00乃至SEL11が入力されている。これらの選択情報SEL00乃至SEL11は、それぞれ2入力1出力のセレクタ73−1乃至73−4に制御信号として入力されている。また、セレクタ73−1には、2つの入力として、端子72−1から固定データ0が入力されている。同様に、セレクタ73−2乃至73−4には、端子72−2乃至72−4から、それぞれ2入力として固定データ0,1または1が入力されている。
【0058】
セレクタ73−1乃至73−4は、選択情報SEL00乃至SEL11に対応して、2つの入力のうちの一方を選択し、後段のレジスタ81−1乃至81−4に出力する。但し、この第1列目のセレクタ73−1乃至73−4には、上述したように、端子72−1乃至72−4から2入力として同一のデータが入力されているため、レジスタ81−1乃至81−4には、それぞれ0,0,1または1が記憶されることになる。
【0059】
以下、同様に、n列(図16の例の場合、4列)のセレクタとレジスタからなる構成が設けられている。即ち、第2列目においては、セレクタ74−1乃至74−4とレジスタ82−1乃至82−4が設けられている。セレクタ74−1,74−3には、前列のレジスタ81−1の出力とレジスタ81−2の出力が供給されている。セレクタ74−2,74−4には、レジスタ81−3の出力とレジスタ81−4の出力が入力されている。そして、セレクタ74−1乃至74−4は、選択情報SEL00乃至SEL11の値に対応して、2入力のうちの一方を選択し、後段のレジスタ82−1乃至82−4に出力する処理を行う。例えば、レジスタ74−1は、選択情報SEL00が0であるとき、レジスタ81−1の出力を選択し、選択情報SEL00が1であるとき、レジスタ81−2の出力を選択し、出力するようになされている。
【0060】
最終列のレジスタ84−1乃至84−4の出力は、4入力1出力のセレクタ85に入力されている。
【0061】
最小値比較回路88には、端子87−1乃至87−4から、図14のステートメトリック記憶装置66−1乃至66−4より出力されたステートメトリックSM00乃至SM11が入力されている。最小値比較回路88は、4つのステートメトリックの大きさを比較し、最小のものを選択する。そして、ステートメトリックSM00が最小であったとき、データ00を出力し、ステートメトリックSM01が最小であったとき、データ01を出力し、ステートメトリックSM10が最小であったとき、データ10を出力し、ステートメトリックSM11が最小であったとき、データ11を出力する。セレクタ85は、最小値比較回路88からの入力が00であるとき、レジスタ84−1の出力を選択し、01であるとき、レジスタ84−2の出力を選択し、10であるとき、レジスタ84−3の出力を選択し、11であるとき、レジスタ84−4の出力を選択し、端子86から復号結果として出力するようになされている。端子72−1乃至72−4の固定値は、それぞれの画素に対応する復号情報を意味する。
【0062】
このような、パスメモリ65の結線は、図11の状態遷移図に基づいている。パスメモリ65の構成のうち、最上行は状態00に、第2行目は状態01に、第3行目は状態10に、最下行は状態11に、それぞれ対応する。また、第1列目は復号情報の取り込みを行う。図11によれば、状態00に到達するパスは、状態00と状態01からの2本存在する。それぞれのパスに対応する入力ビット即ち復号情報は、いずれの場合も0である。そこで、状態00(最上行)における第1列では、選択情報SEL00によってそれに対応する復号情報0が選択されるように、セレクタ73−1の入力端子が配線されている。
【0063】
第1列目においては、状態01、状態10、状態11に対しても同様にして結線されている。
【0064】
第2列目以降においては、復号系列の選択、伝搬および記憶が行われる。図11によれば、状態00に到達するパスは、状態00、状態01からの2本存在する。そこで、状態00における第2列では、選択情報SEL00によって、それに対応する状態からのデータが選択されるように、セレクタ74−1の入力端子が配線されている。
【0065】
第2列目以降においても、同様に結線されている。さらに、第2行乃至第3行の状態01、状態10、状態11においても同様にして結線されている。
【0066】
パスメモリ65の最終列では、記憶された4つの復号データから、最も尤度の大きいパスに対応するデータが最終的な復号データとして出力される。「最も尤度の大きいパス」とは、4つのステートメトリックSM00乃至SM11のうち、最小の値を持つものに対応するパスであり、セレクタ85で、その時点におけるステートメトリックの最小値に対応するパス、即ち、最も尤度の大きいパスが選択されることになる。
【0067】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年、高速(高ビットレート)の伝送が叫ばれる中、前述のデジタルデータ伝送システムの変調方式を、QPSKから16QAM、64QAM、256QAM等に拡張することが考えられる。こうすると、伝送できるビット数は、QPSKの2ビットに対してそれぞれ、4ビット、6ビット、または8ビットとなり、QPSKに対して2倍、3倍、6倍に増加することになる。
【0068】
図17に16QAMによるデータ送信装置のブロック図を示す。図17において、図9における場合と対応する部分には、同一の符号を付してある。即ち、この例においては、直並列変換器4において、ビット消去回路3より出力されたシリアルデータが、4ビットを単位とするデータu,v,x,yに変換される。そして、各データ毎に、ビット拡散回路91−1乃至91−4において、ビット拡散処理が行われ、データu’,v’,x’,y’として、信号点割当回路6に供給されるようになされている。その他の構成は、図9における場合と同様である。
【0069】
即ち、この例においては、直並列変換器4において、1系列のデータが16QAMに対応する4系列のデータ(u,v,x,y)に変換され、それぞれがビット拡散回路91−1乃至91−4において、所定の規則に従って、ビットの順番を入れ替えることにより、ビット拡散処理が行われる。その処理は、図9におけるビット拡散回路5−1,5−2における処理と同様の処理であり、それぞれが異なる数値sを用いて、異なるビット拡散処理を実行する。
【0070】
信号点割当回路6では、入力された4ビットのデータ(u’,v’,x’,y’)を伝送路上のシンボルへ割り当てる。割り当ては、例えば図18に従って行われる。即ち、例えば、
(u’,v’,x’,y’)=(0,0,0,0)のとき、
(I’,Q’)=(3/√10,3/√10)、
(u’,v’,x’,y’)=(0,0,0,1)のとき、
(I’,Q’)=(3/√10,1/√10)
として割り当てが行われる。
【0071】
他の入力に関しても同様に割り当てが行われる。
【0072】
以下、図9における場合と同様の処理が行われ、データが送信される。
【0073】
図17に示す送信装置で、図18に示すような16QAM方式で信号点割り当てを行い、送信したデータを受信する場合、受信装置は、図13に対応して、図19に示すように構成することが考えられる。しかしながら、実際には、図19に示すように受信装置を構成することはできない。
【0074】
即ち、上述したように、シンボル逆拡散回路33に復調器32より入力されるデータ(I,Q)のそれぞれの成分I,Qは、QPSK方式の場合、それぞれが1ビットを表していたが、16QAM方式の場合、それぞれが2ビットを表すことになる。例えば、図18に示す信号点配置の場合、Iは、第1のビットと第3のビットのデータを表し、Qは、第2のビットと第4のビットのデータを表している。しかしながら、例えば、Iは、1/√10や3/√10といった1つの値であり、Qも同様に1つの値である。従って、これを図19に示すように、u’,v’に分割したり、x’,y’に分割することはできない。その結果、16QAM方式の場合におけるデータ受信装置は、やはり図13に示すように構成されることになる。
【0075】
その結果、図13のビット挿入回路36において行われる処理は、次のようになると考えられる。
【0076】
例えば、図20(A)に示すように、ビット挿入回路36に、x1,y1,x2,y2,x3,y3,・・・のようにデータが入力されたとすると、同図(B)に示すように、x1,y1が、データX1,Y1として出力され、次にダミーデータdが、データX2として出力され、データx2が、データY2として出力される。また、同様に、データy2,x3が、データX3,Y3として出力された後、ダミーデータdが、データX4として出力され、次に、データy3が、データY4として出力される。
【0077】
しかしながら、この処理は、図17のビット消去回路3における処理と逆の処理を実行していることにはならない。即ち、ビット消去回路3において行っていたビット消去(ビット操作)処理は、1ビット単位で行っていたものである。これに対して、図20(B)に示すデータx1,y2などは、それぞれが2ビットのデータに対応しているものであり、その後に1ビットのダミーデータdを挿入し、さらにその次に2ビットのデータx2を出力すると、結局、元のデータ配列とは全く異なるデータ配列が出力されてしまうことになる。
【0078】
その結果、ビット挿入回路36の出力を、ビタビ復号器37でビタビ復号すると、復号結果は、成分が若干劣化するといった類のものではなく、全く異なるものになるため、復号は不可能となる。
【0079】
これに対して、例えば図19に示すデータ受信装置のシンボル逆拡散回路33において、硬判定を行うようにすれば、図19に示すように、(I,Q)から、u’,v’,x’,y’を生成することができると考えられる。即ち、この場合、(I,Q)の座標と図18に示す各信号点との距離が計算され、(I,Q)が最も距離の短い信号点に対応されるので、この信号点から、u’,v’,x’,y’を生成することが可能である。しかしながら、このような硬判定を行うと、正確なデータの復号が困難になる。
【0080】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、16QAM、64QAM、256QAMなどの多値多位相変調方式で伝送されてきたデータを正確に復号化することができるようにするものである。
【0081】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載のデータ受信装置は、受信した信号からI成分およびQ成分を復調する復調手段と、I成分およびQ成分のうちの少なくとも一方に対して、その成分の値が同一であるシンボルの集合毎に、シンボルが伝送され、かつ、そのシンボルが受信された事後確率を計算し、その成分を表すビットのうちの1つが所定の値であるシンボルの集合に対する事後確率の総和を、すべてのシンボルの集合に対する事後確率の総和で除した値を、その1つのビットに対するメトリックとして計算するメトリック計算手段と、メトリックを利用してデータの復号を行う復号手段とを備えることを特徴とする。
【0082】
請求項4に記載のデータ受信方法は、受信した信号からI成分およびQ成分を復調するステップと、I成分およびQ成分のうちの少なくとも一方に対して、その成分の値が同一であるシンボルの集合毎に、シンボルが伝送され、かつ、そのシンボルが受信された事後確率を計算し、その成分を表すビットのうちの1つが所定の値であるシンボルの集合に対する事後確率の総和を、すべてのシンボルの集合に対する事後確率の総和で除した値を、その1つのビットに対するメトリックとして計算するステップと、メトリックを利用してデータの復号を行うステップとを備えることを特徴とする。
【0083】
請求項5に記載のデータ受信装置は、受信した信号からI成分およびQ成分を復調する復調手段と、I成分およびQ成分のうちの少なくとも一方に対して、その成分の値が同一であるシンボルの集合毎に、シンボルが伝送され、かつ、そのシンボルが受信された事後確率を計算し、その成分を表すビットのうちの1つが所定の値であるシンボルの集合に対する事後確率の総和を、その1つのビットに対するメトリックとして計算するメトリック計算手段と、メトリックを利用してデータの復号を行う復号手段とを備えることを特徴とする。
【0084】
請求項8に記載のデータ受信方法は、受信した信号からI成分およびQ成分を復調するステップと、I成分およびQ成分のうち少なくとも一方に対して、その成分の値が同一であるシンボルの集合毎に、シンボルが伝送され、かつ、そのシンボルが受信された事後確率を計算し、その成分を表すビットのうちの1つが所定の値であるシンボルの集合に対する事後確率の総和を、その1つのビットに対するメトリックとして計算するステップと、メトリックを利用してデータの復号を行うステップとを備えることを特徴とする。
【0085】
請求項1に記載のデータ受信装置においては、復調手段は、受信した信号からI成分およびQ成分を復調し、メトリック計算手段は、I成分およびQ成分のうちの少なくとも一方に対して、その成分の値が同一であるシンボルの集合毎に、シンボルが伝送され、かつ、そのシンボルが受信された事後確率を計算し、その成分を表すビットのうちの1つが所定の値であるシンボルの集合に対する事後確率の総和を、すべてのシンボルの集合に対する事後確率の総和で除した値を、その1つのビットに対するメトリックとして計算し、復号手段は、メトリックを利用してデータの復号を行う。
【0086】
請求項4に記載のデータ受信方法においては、受信した信号からI成分およびQ成分を復調し、I成分およびQ成分のうちの少なくとも一方に対して、その成分の値が同一であるシンボルの集合毎に、シンボルが伝送され、かつ、そのシンボルが受信された事後確率を計算し、その成分を表すビットのうちの1つが所定の値であるシンボルの集合に対する事後確率の総和を、すべてのシンボルの集合に対する事後確率の総和で除した値を、その1つのビットに対するメトリックとして計算し、そのメトリックを利用してデータの復号を行う。
【0087】
請求項5に記載のデータ受信装置においては、復調手段は、受信した信号からI成分およびQ成分を復調し、メトリック計算手段は、I成分およびQ成分のうちの少なくとも一方に対して、その成分の値が同一であるシンボルの集合毎に、シンボルが伝送され、かつ、そのシンボルが受信された事後確率を計算し、その成分を表すビットのうちの1つが所定の値であるシンボルの集合に対する事後確率の総和を、その1つのビットに対するメトリックとして計算し、復号手段は、メトリックを利用してデータの復号を行う。
【0088】
請求項8に記載のデータ受信方法においては、受信した信号からI成分およびQ成分を復調し、I成分およびQ成分のうち少なくとも一方に対して、その成分の値が同一であるシンボルの集合毎に、シンボルが伝送され、かつ、そのシンボルが受信された事後確率を計算し、その成分を表すビットのうちの1つが所定の値であるシンボルの集合に対する事後確率の総和を、その1つのビットに対するメトリックとして計算し、そのメトリックを利用してデータの復号を行う。
【0089】
【発明の実施の形態】
図1は、図17のデータ送信装置で送信されたデータを受信する、本発明のデータ受信装置の第1の実施例を表している。図1において、従来の図13に示す場合と対応する部分には、同一の符号を付してある。図1の実施例においては、シンボル逆拡散回路33は、図17のシンボル拡散回路7におけるシンボル拡散処理と逆の処理、即ち、シンボル拡散回路7において入れ替えたシンボルの順番を元の順番に戻す処理を行い、I信号成分I’とQ信号成分Q’をメトリック計算回路39−1,39−2(メトリック計算手段)にそれぞれ出力するようになされている。
【0090】
メトリック計算回路39−1は、受信信号のI成分I’により規定されるシンボルの第1のビットに対するメトリックu’および第3のビットに対するメトリックx’を計算し、第1のビットに対するメトリックu’をビット逆拡散回路101−1に出力するとともに、第3のビットに対するメトリックx’をビット逆拡散回路101−3に出力するようになされている。
【0091】
メトリック計算回路39−2は、受信信号のQ成分Q’により規定されるシンボルの第2のビットに対するメトリックv’および第4のビットに対するメトリックy’を計算し、第2のビットに対するメトリックv’をビット逆拡散回路101−2に出力するとともに、第4のビットに対するメトリックy’をビット逆拡散回路101−4に出力するようになされている。
【0092】
本実施例のメトリック計算回路39−1,39−2は、受信信号のI成分I’またはQ成分Q’の値が同一であるシンボルの集合毎に、受信したデータがそのシンボルの集合に属する事後確率をそれぞれ計算する。
【0093】
本実施例においては、図18に示すように16QAMで信号点割り当て処理が行われた信号を受信する。このうち、図18に示す、I成分の値が3/√10である、16QAMの信号点0000、0001、0101および0100に対応するシンボルが、図2に示すシンボルの集合SI00を構成し、I成分の値が1/√10である、16QAMの信号点0010、0011、0111および0110に対応するシンボルが、図2に示すシンボルの集合SI01を構成する。
【0094】
さらに、図18に示す、I成分の値が−1/√10である、16QAMの信号点1010、1011、1111および1110に対応するシンボルは、図2に示すシンボルの集合SI11を構成し、I成分の値が−3/√10である、16QAMの信号点1000、1001、1101および1100に対応するシンボルは、図2に示すシンボルの集合SI10を構成する。
【0095】
また、同様に、図18に示す、Q成分の値が3/√10である、16QAMの信号点0000、0010、1010および1000に対応するシンボルは、図2に示すシンボルの集合SQ00を構成し、Q成分の値が1/√10である、16QAMの信号点0001、0011、1011および1001に対応するシンボルは、図2に示すシンボルの集合SQ01を構成する。
【0096】
さらに、図18に示す、Q成分の値が−1/√10である、16QAMの信号点0101、0111、1111および1101に対応するシンボルは、図2に示すシンボルの集合SQ11を構成し、Q成分の値が−3/√10である、16QAMの信号点0100、0110、1110および1100に対応するシンボルは、図2に示すシンボルの集合SQ10を構成する。
【0097】
メトリック計算回路39−1は、図3に示すように構成されている。図3に示すように、シンボル逆拡散回路33より供給された受信信号のI成分I’は、上述の各シンボルの集合に対する事後確率を計算するn個の確率計算回路111−1乃至111−nに入力される。今の場合、図18に示すように、16QAMで信号点割り当て処理が行われているので、このnは4(=161/2)とされる。
【0098】
確率計算回路111−1は、集合SI00に属するシンボルが送信され、受信信号Rを受信した確率P(SI00∩R)を計算する。以下、同様に、確率計算回路111−2は、集合SI01に属するシンボルが送信され、受信信号Rが受信された確率P(SI01∩R)を計算し、確率計算回路111−3は、集合SI10に属するシンボルが送信され、受信信号Rが受信された確率P(SI10∩R)を計算する。そして、確率計算回路111−4は、集合SI11に属するシンボルが送信され、受信信号Rが受信された確率P(SI11∩R)を計算する。
【0099】
加算回路112−1は、確率計算回路111−1により計算されたシンボルの集合SI00に対する事後確率P(SI00∩R)と、確率計算回路111−2により計算されたシンボルの集合SI01に対する事後確率P(SI01∩R)の和(P(SI00∩R)+P(SI01∩R))を計算し、その計算結果を割算回路114−1に出力するようになされている。
【0100】
加算回路112−2は、確率計算回路111−1により計算されたシンボルの集合SI00に対する事後確率P(SI00∩R)と、確率計算回路111−3により計算されたシンボルの集合SI10に対する事後確率P(SI10∩R)の和(P(SI00∩R)+P(SI01∩R))を計算し、割算回路114−2に出力するようになされている。
【0101】
加算回路113は、確率計算回路111−1乃至111−4より供給された事後確率の総和(P(SI00∩R)+P(SI01∩R)+P(SI11∩R)+P(SI10∩R))を計算し、その計算結果を割算回路114−1,114−2に出力するようになされている。
【0102】
割算回路114−1は、加算回路112−1より供給された値(P(SI00∩R)+P(SI01∩R))を、加算回路113より供給された値(P(SI00∩R)+P(SI01∩R)+P(SI11∩R)+P(SI10∩R))で除算し、その計算結果を、シンボルの第1のビットに対するメトリックu’としてビット逆拡散回路101−1に出力するようになされている。
【0103】
割算回路114−2は、加算回路112−2より供給された値(P(SI00∩R)+P(SI10∩R))を、加算回路113より供給された値(P(SI00∩R)+P(SI01∩R)+P(SI11∩R)+P(SI10∩R))で除算し、その計算結果を、シンボルの第3のビットに対するメトリックx’としてビット逆拡散回路101−3に出力するようになされている。
【0104】
図4は、メトリック計算回路39−2の構成例を示している。図4に示すように、シンボル逆拡散回路33より供給された受信信号のQ成分Q’は、上述の各シンボルの集合に対する事後確率を計算するn個の確率計算回路121−1乃至121−nに入力される。
【0105】
確率計算回路121−1は、集合SQ00に属するシンボルが送信され、受信信号Rを受信した確率P(SQ00∩R)を計算する。以下、同様に、確率計算回路121−2は、集合SQ01に属するシンボルが送信され、受信信号Rが受信された確率P(SQ01∩R)を計算し、確率計算回路121−3は、集合SQ10に属するシンボルが送信され、受信信号Rが受信された確率P(SQ10∩R)を計算する。そして、確率計算回路121−4は、集合SQ11に属するシンボルが送信され、受信信号Rが受信された確率P(SQ11∩R)を計算する。
【0106】
加算回路122−1は、確率計算回路121−1により計算されたシンボルの集合SQ00に対する事後確率P(SQ00∩R)と、確率計算回路121−2により計算されたシンボルの集合SQ01に対する事後確率P(SQ01∩R)の和(P(SQ00∩R)+P(SQ01∩R))を計算し、その計算結果を割算回路124−1に出力するようになされている。
【0107】
加算回路122−2は、確率計算回路121−1により計算されたシンボルの集合SQ00に対する事後確率P(SQ00∩R)と、確率計算回路121−3により計算されたシンボルの集合SQ10に対する事後確率P(SQ10∩R)の和(P(SQ00∩R)+P(SQ10∩R))を計算し、割算回路124−2に出力するようになされている。
【0108】
加算回路123は、確率計算回路121−1乃至121−4より供給された事後確率の総和(P(SQ00∩R)+P(SQ01∩R)+P(SQ11∩R)+P(SQ10∩R))を計算し、その計算結果を割算回路124−1,124−2に出力するようになされている。
【0109】
割算回路124−1は、加算回路122−1より供給された値(P(SQ00∩R)+P(SQ01∩R))を、加算回路123より供給された値(P(SQ00∩R)+P(SQ01∩R)+P(SQ11∩R)+P(SQ10∩R))で除算し、その計算結果を、シンボルの第2のビットに対するメトリックv’としてビット逆拡散回路101−2に出力するようになされている。
【0110】
割算回路124−2は、加算回路122−2より供給された値(P(SQ00∩R)+P(SQ10∩R))を、加算回路123より供給された値(P(SQ00∩R)+P(SQ01∩R)+P(SQ11∩R)+P(SQ10∩R))で除算し、その計算結果を、シンボルの第4のビットに対するメトリックy’としてビット逆拡散回路101−4に出力するようになされている。
【0111】
図1のビット逆拡散回路101−i(i=1,・・・,4)は、メトリック計算回路39−1,39−2より供給された第iのビットに対するメトリックに対して、図17のビット拡散回路91−iにおいて変更したビットの順番を元の順番に戻す処理を実行した後、各メトリックを並直列変換器35に出力するようになされている。
【0112】
並直列変換器35は、4系列のデータから1系列のデータに変換されるようになされている。
【0113】
図5は、図1のビタビ復号器37の構成例を表している。この実施例においては、入力端子62−1にビット挿入回路36の出力X(第1のビットに対するメトリックuまたは第3のビットに対するメトリックxに対応する値)が入力され、入力端子62−2にビット挿入回路36の出力Y(第2のビットに対するメトリックvまたは第4のビットに対するメトリックyに対応する値)が入力されるようになされている。
【0114】
そして、入力端子62−1より入力された値Xは、セレクタ134−1に入力されるとともに、反転回路131−1に入力され、そのビットがすべて反転された後、セレクタ134−3に入力されるようになされている。また、入力端子62−2より入力された値Yは、セレクタ134−2に入力されるとともに、反転回路131−2に入力され、そのすべてのビットが反転された後、セレクタ134−4に入力されるようになされている。
【0115】
セレクタ134−1は、定数発生回路135−1の出力である値1と、入力端子62−1を介して値Xの供給を受け、ビット挿入回路36より、Xに対する挿入フラグが入力されたとき、定数発生回路135−1が発生した値1を選択し、その他のとき、値Xを選択し、選択した値を乗算回路132−1,132−2に出力するようになされている。
【0116】
セレクタ134−2は、定数発生回路135−2の出力である値1と、入力端子62−2を介して値Yの供給を受け、ビット挿入回路36より、Yに対する挿入フラグが入力されたとき、定数発生回路135−2が発生した値1を選択し、その他のとき、値Yを選択し、選択した値を乗算回路132−1,132−3に出力するようになされている。
【0117】
セレクタ134−3は、定数発生回路135−3の出力である値1と、反転回路131−1の出力である、値Xを反転した値の供給を受け、ビット挿入回路36より、Xに対する挿入フラグが入力されたとき、定数発生回路135−3が発生した値1を選択し、その他のとき、値Xを反転した値を選択し、選択した値を乗算回路132−3,132−4に出力するようになされている。
【0118】
セレクタ134−4は、定数発生回路135−4の出力である値1と、反転回路131−2の出力である、値Yを反転した値の供給を受け、ビット挿入回路36より、Yに対する挿入フラグが入力されたとき、定数発生回路135−4が発生した値1を選択し、その他のとき、値Yを反転した値を選択し、選択した値を乗算回路132−2,132−4に出力するようになされている。
【0119】
乗算回路132−1は、セレクタ134−1より供給された値と、セレクタ134−2より供給された値を乗算し、乗算結果をブランチメトリックBM00として出力するようになされている。乗算回路132−2は、セレクタ134−1より供給された値と、セレクタ134−4より供給された値を乗算し、乗算結果をブランチメトリックBM01として出力している。同様に、乗算回路132−3は、セレクタ134−2より供給された値と、セレクタ134−3より供給された値を乗算し、乗算結果をブランチメトリックBM10として出力し、乗算回路132−4は、セレクタ134−3より供給された値と、セレクタ134−4より供給された値を乗算し、その乗算結果をブランチメトリックBM11として出力するようになされている。
【0120】
乗算回路132−1の出力BM00と、乗算回路132−4の出力BM11は、ACS回路133−1,133−3に入力されている。同様に、乗算回路132−2の出力BM01と、乗算回路132−3の出力BM10が、ACS回路133−2,133−4に入力されている。
【0121】
ACS回路133−1,133−3にはまた、ステートメトリック記憶装置66−1の出力SM00とステートメトリック記憶装置66−2の出力SM01が入力されており、ACS回路133−2,133−4には、ステートメトリック記憶装置66−3の出力SM10とステートメトリック記憶装置66−4の出力SM11が入力されている。
【0122】
ACS回路133−1乃至133−4は、入力されたブランチメトリックとステートメトリックから、新たなステートメトリックを計算し、その計算結果をステートメトリック記憶装置66−1乃至66−4に出力するとともに、選択されたパスに対応する情報SEL00乃至SEL11をパスメモリ65に出力するようになされている。
【0123】
なお、本実施例のビタビ復号器37のその他の構成は、図14における場合と同様であるので、その説明を省略する。
【0124】
また、図1のデータ受信装置におけるその他の構成は、図13における場合と同様であるので、その説明を省略する。
【0125】
次に、図1のデータ受信装置の動作について説明する。
【0126】
復調器32(復調手段)は、アンテナ31で受けた受信信号を復調し、シンボルのI成分とQ成分のデータを、シンボル逆拡散回路33に出力する。シンボル逆拡散回路33は、そのI成分とQ成分のデータに対して、シンボル逆拡散の処理を行った後、I成分I’をメトリック計算回路39−1に出力し、Q成分Q’をメトリック計算回路39−2に出力する。
【0127】
メトリック計算回路39−1では、供給されたI成分I’から、16QAMのシンボルを構成する第1のビットに対するメトリックu’および第3のビットに対するメトリックx’を計算し(その計算方法の詳細は後述する)、第1のビットに対するメトリックu’をビット逆拡散回路101−1に出力し、第3のビットに対するメトリックx’をビット逆拡散回路101−3に出力する。
【0128】
同様に、メトリック計算回路39−2では、供給されたQ成分Q’から、16QAMのシンボルを構成する第2のビットに対するメトリックv’および第4のビットに対するメトリックy’を計算し、第2のビットに対するメトリックv’をビット逆拡散回路101−2に出力し、第4のビットに対するメトリックy’をビット逆拡散回路101−4に出力する。
【0129】
次に、メトリック計算回路39−1,39−2におけるメトリック計算について説明する。ここにおけるメトリックとは、例えば、次式によって規定される、所定の受信信号を受信したときに、その受信信号を構成するビットに対する条件付き事後確率を意味する。
P(bi=0|R)=P(bi=0∩R)/P(R) (3)
【0130】
ここで、P(bi=0|R)は、受信信号R(I,Q)を受信したとき、送信シンボルの第iのビットが0である条件付き事後確率を、P(R)は、受信信号R(I,Q)を受信する確率を、P(bi=0∩R)は、第iのビットが0であるシンボルが送信され、受信信号R(I,Q)が受信された確率を、それぞれ表している。
【0131】
同様に、次式(4)によって、受信信号R(I,Q)を受信したとき、送信シンボルの第iのビットが1である条件付き事後確率を求めることができる。
P(bi=1|R)=P(bi=1∩R)/P(R) (4)
【0132】
ここで、P(bi=1|R)は、受信信号R(I,Q)を受信したとき、送信シンボルの第iのビットが1である条件付き事後確率を、P(bi=1∩R)は、第iのビットが1であるシンボルが送信され、受信信号R(I,Q)が受信された確率を、それぞれ表している。
【0133】
また、次式(5)によっても、受信信号R(I,Q)を受信したとき、送信シンボルの第iのビットが1である条件付き事後確率を求めることができる。
P(bi=1|R)=1−P(bi=0|R) (5)
【0134】
本実施例においては、メトリック計算回路39−1が、受信信号のI成分I’から、シンボルの第1のビットに対するメトリックと第3のビットに対するメトリックを計算し、メトリック計算回路39−2が、Q成分Q’から、シンボルの第2のビットに対するメトリックと第4のビットに対するメトリックを計算している。
【0135】
メトリック計算回路39−1は、シンボルの第1のビットに対するメトリックu’(=P(b1=0|R))として、受信信号RのI成分RIを表すビット列(例えば、集合SI00における00)の第1のビットb’1が0である事後確率P(b’1=0|RI)を出力し、シンボルの第3のビットに対するメトリックx’(=P(b3=0|R))として、受信信号RのI成分RIを表すビット列の第2のビットb’2が0である事後確率P(b’2=0|RI)を出力する。
【0136】
即ち、16QAMのシンボルの第1のビットに対するメトリックは、信号点0000,0001,0010,0011,0100,0101,0110,0111に対応するシンボルS0abc(a,b,cは、0または1)に対する条件付き事後確率P(S0abc|R)の総和となるが、本実施例においては、最初に16個のシンボルを、I成分の値に応じて4個の集合
SI00={S0000,S0001,S0101,S0100},
SI01={S0010,S0011,S0111,S0110},
SI11={S1010,S1011,S1111,S1110},
SI10={S1000,S1001,S1101,S1100}
に分類し、次に、このうち、シンボルの第1のビットが0であるシンボルの集合SI00,SI01(b’1=0)に対する事後確率P(SI00∩RI),P(SI01∩RI)の和を、第1のビットに対するメトリックとして算出している。
【0137】
即ち、メトリック計算回路39−1においては、第1のビットに対するメトリックおよび第3のビットに対するメトリックは、次式に従って算出されている。
【0138】

Figure 0003606412
【0139】
ここで、P(SI∩RI)は、集合を表すビット列の第iのビットb’iが0であるシンボルの集合SIに属するシンボルが送信され、かつ、受信信号Rが受信された確率を表し、ΣP(SI∩RI)は、すべてのシンボルの集合SIに対する確率P(SI∩RI)の総和を表している。
【0140】
b’1=0の場合(即ち、第1のビットに対するメトリックを算出する場合)、ΣP(SI∩RI)は、P(SI00∩RI)+P(SI01∩RI)であり、b’2=0の場合(即ち、第3のビットに対するメトリックを算出する場合)、ΣP(SI∩RI)は、P(SI00∩RI)+P(SI10∩RI)である。
【0141】
また、ΣP(SI∩RI)は、シンボルに対する確率P(SI∩RI)の総和を表している。今の場合、ΣP(SI∩RI)は、P(SI00∩RI)+P(SI01∩RI)+P(SI11∩RI)+P(SI10∩RI)である。
【0142】
従って、図3の確率計算回路111−1は、P(SI00∩RI)、即ち、集合SI00に属するシンボル(16QAMの0000、0001、0101、および、0100のいずれかに対応するシンボル)が送信され、受信信号Rを受信した事後確率を計算し、確率計算回路111−2は、P(SI01∩RI)、即ち、集合SI01に属するシンボル(16QAMの0010、0011、0111、および、0110のいずれかに対応するシンボル)が送信され、受信信号Rを受信した事後確率を計算している。
【0143】
また、確率計算回路111−3は、P(SI11∩RI)、即ち、集合SI11に属するシンボル(16QAMの1010、1011、1111、および、1110のいずれかに対応するシンボル)が送信され、受信信号Rを受信した事後確率を計算し、確率計算回路111−4は、P(SI10∩RI)、即ち、集合SI10に属するシンボル(16QAMの1000、1001、1101、および、1100のいずれかに対応するシンボル)が送信され、受信信号Rを受信した事後確率を計算している。
【0144】
そして、加算回路112−1は、式(6)の分子に対応して、集合SI00乃至SI11のうち、第1のビットb’1が0のシンボル、即ち、SI00およびSI01に対する上述の事後確率の和を算出し、加算回路112−2は、式(6)の分子に対応して、集合SI00乃至SI11のうち、第2のビットb’2が0のシンボル、即ち、SI00およびSI10に対する上述の事後確率の和を算出する。
【0145】
加算回路113は、式(6)の分母に対応して、集合SI00乃至SI11に対する上述の事後確率の総和を求める。
【0146】
割算回路114−1は、式(6)に従って、加算回路112−1の出力を加算回路113の出力で割算し、シンボルの第1のビットに対するメトリックu’を算出し、割算回路114−2は、式(6)に従って、加算回路112−2の出力を加算回路113の出力で割算し、シンボルの第3のビットに対するメトリックx’を算出する。
【0147】
メトリック計算回路39−2は、シンボルの第2のビットに対するメトリックv’(=P(b2=0|R))として、受信信号RのQ成分RQを表すビット列(例えば、集合SQ00における00)の第1のビットb’1が0であるときの確率P(b’1=0|RQ)を出力し、シンボルの第4のビットに対するメトリックy’(=P(b4=0|R))として、受信信号RのQ成分RQを表すビット列の第2のビットb’2が0であるときの確率P(b’2=0|RQ)を出力する。
【0148】
即ち、16QAMのシンボルの第2のビットに対するメトリックは、信号点0000,0001,0010,0011,1000,1001,1010,1011に対応するシンボルSa0bc(a,b,cは、0または1)に対する条件付き事後確率P(Sa0bc|R)の総和となるが、本実施例においては、最初に16個のシンボルを、Q成分の値に応じて4個の集合
SQ00={S0000,S0010,S1010,S1000},
SQ01={S0001,S0011,S1011,S1001},
SQ11={S0101,S0111,S1111,S1101},
SQ10={S0100,S0110,S1110,S1100}
に分類し、次に、このうち、シンボルの第1のビットが0であるシンボルの集合SQ00,SQ01(b’1=0)に対する事後確率P(SQ00∩RI),P(SQ01∩R)の総和を、第2のビットに対するメトリックとして算出している。
【0149】
即ち、第2のビットに対するメトリックおよび第4のビットに対するメトリックは、次式に従って算出されている。
【0150】
Figure 0003606412
【0151】
ここで、P(SQ∩RQ)は、集合を表すビット列の第iのビットb’iが0であるシンボルの集合SQに属するシンボルが送信され、かつ、受信信号Rが受信された確率を表し、ΣP(SQ∩RQ)は、すべてのシンボルの集合SQに対する確率P(SQ∩RQ)の総和を表している。
【0152】
b’1=0の場合(即ち、第2のビットに対するメトリックを算出する場合)、ΣP(SQ∩RQ)は、P(SQ00∩RQ)+P(SQ01∩RQ)であり、b’2=0の場合(即ち、第4のビットに対するメトリックを算出する場合)、ΣP(SQ∩RQ)は、P(SQ00∩RQ)+P(SQ10∩RQ)である。
【0153】
また、ΣP(SQ∩RQ)は、シンボルに対する確率P(SQ∩RQ)の総和を表している。今の場合、ΣP(SQ∩RQ)は、P(SQ00∩RQ)+P(SQ01∩RQ)+P(SQ11∩RQ)+P(SQ10∩RQ)である。
【0154】
なお、メトリック計算回路39−2は、メトリック計算回路39−1と同様に動作し、式(7)に従って、第2のビットに対するメトリックv’と第4のビットに対するメトリックy’の計算を行う。即ち、第2のビットに対するメトリックv’は、確率計算回路121−1により計算されたSQ00に対する事後確率と、確率計算回路121−2により計算されたSQ01に対する事後確率の和を、確率計算回路121−1乃至121−4により計算されたSQ00乃至SQ11に対する事後確率の総和で除算して算出される。
【0155】
一方、第4のビットに対するメトリックy’は、確率計算回路121−1により計算されたSQ00に対する事後確率と、確率計算回路121−3により計算されたSQ10に対する事後確率の和を、確率計算回路121−1乃至121−4により計算されたSQ00乃至SQ11に対する事後確率の総和で除算して算出される。
【0156】
なお、図3の確率計算回路111−1乃至111−4および図4の確率計算回路121−1乃至121−4における計算方法として、伝送路に応じて様々な方法が考えられるが、ガウス伝送路を仮定した場合には、例えば、確率計算回路111−1において、以下のように確率を計算することができる。
Figure 0003606412
【0157】
ここで、σは伝送路の雑音電力の1/2の平方根を表す。即ち、2σが伝送路の雑音電力を表す。‖SI00−RI‖は、シンボルの集合SI00のI成分の値と受信信号のI成分RIの値とのユークリッド距離である。この場合、SI00のI成分の値とRIは、スカラであるので、‖SI00−RI‖は、|SI00−RI|(絶対値)と同一である。
【0158】
なお、式(8)の右辺の係数(1/(2π)1/2σ)は、ビタビ復号器37(復号手段)による最尤パスの選択に影響を与えないので、省略してもよい。その場合、確率P(SI00∩RI)は、次のように計算される。
Figure 0003606412
【0159】
確率計算回路111−2乃至111−4においても、同様にして、上述の事後確率を計算することができる。
【0160】
以上のようにしてメトリック計算回路39−1,39−2により算出されたメトリックu’,v’,x’,y’は、ビット逆拡散回路101−1乃至101−4によりビット逆拡散の処理を施された後、後段の並直列変換器35で、図17の直並列変換器4と逆の操作を行い、4系統のデータから1系列のデータに変換される。
【0161】
ビット挿入回路36では、図17のビット消去回路3と逆の操作が行われる。即ち、前述の例の消去マップ
X:10
Y:11
を用いて、
u1,v1,x1,y1,u2,v2,x2,y2・・・
の順で入力されるデータに対して、3ビットを周期として、最後の3ビット目の直前に、任意のダミーデータ(ここでは0)を挿入して、
データXとして、u1,0,y1,0,x2,・・・
データYとして、v1,x1,u2,v2,y2,・・・
を、この順で出力するとともに、ダミーデータを挿入した位置を示す挿入フラグをビタビ復号器37に供給する。
【0162】
ビタビ復号器37では、畳み込み符号化器2の状態遷移に従ってビタビ復号を行い、再生情報38を得る。次に、ビタビ復号器37の動作について詳細に説明する。
【0163】
セレクタ134−1およびセレクタ134−3は、ビット挿入回路36においてXとしてダミーデータが挿入され、Xに対する挿入フラグが入力された場合、ダミーデータに対するメトリックの確率計算を無効にするため、値1を出力する。
【0164】
同様に、セレクタ134−2およびセレクタ134−4は、ビット挿入回路36においてYとしてダミーデータが挿入され、Yに対する挿入フラグが入力された場合、ダミーデータに対するメトリックの確率計算を無効にするため、値1を出力する。
【0165】
即ち、乗算回路132−1乃至132−4によるブランチメトリックの算出およびACS回路133−1乃至133−4によりステートメトリックの算出は、すべて乗算によって行われているので(後述)、ダミーデータに対応して値1を出力することにより、メトリックの計算結果に影響を与えないようにしている。
【0166】
Xとしてダミーデータが挿入されていない場合においては、ビット挿入回路36より供給された値Xが、セレクタ134−1を介して乗算回路132−1,132−2に供給され、値Xを反転した値が、乗算回路132−3,132−4に供給される。
【0167】
同様に、Yとしてダミーデータが挿入されていない場合においては、ビット挿入回路36より供給された値Yが、セレクタ134−2を介して乗算回路132−1,132−3に供給され、値Yを反転した値が、乗算回路132−2,132−4に供給される。
【0168】
乗算回路132−1では、シンボルの第1のビットの値が0である確率または第3のビットの値が0である確率に対応するデータXと、第2のビットの値が0である確率または第4のビットの値が0である確率に対応するデータYの積(即ち、第1のビットの値が0であり、かつ、第2のビットの値が0である確率、あるいは、第3のビットの値が0であり、かつ、第4のビットの値が0である確率)を計算し、ブランチメトリックBM00として出力する。このブランチメトリックBM00は、畳み込み符号化器2の符号出力00に対応している。
【0169】
同様にして、乗算回路132−2は、シンボルの第1ビットの値が0である確率または第3のビットの値が0である確率に対応する値Xと、第2のビットの値が1である確率または第4のビットの値が1である確率に対応する値(値Yを反転した値)の積(即ち、第1のビットの値が0であり、かつ、第2のビットの値が1である確率、あるいは、第3のビットの値が0であり、かつ、第4のビットの値が1である確率)を計算し、ブランチメトリックBM01として出力する。このブランチメトリックBM01は、畳み込み符号化器2の符号出力01に対応している。
【0170】
乗算回路132−3は、シンボルの第1のビットの値が1である確率または第3のビットの値が1である確率に対応する値(値Xを反転した値)と、第2のビットの値が0である確率または第4のビットの値が0である確率に対応する値Yの積(即ち、第1のビットの値が1であり、かつ、第2のビットの値が0である確率、あるいは、第3のビットの値が1であり、かつ、第4のビットの値が0である確率)を計算し、ブランチメトリックBM10として出力する。このブランチメトリックBM10は、畳み込み符号化器2の符号出力10に対応している。
【0171】
乗算回路132−4は、シンボルの第1のビットの値が1である確率または第3のビットの値が1である確率に対応する値(値Xを反転した値)と、第2のビットの値が1である確率または第4のビットの値が1である確率に対応する値(値Yを反転した値)の積(即ち、第1のビットの値が1であり、かつ、第2のビットの値が1である確率、あるいは、第3のビットの値が1であり、かつ、第4のビットの値が1である確率)を計算し、ブランチメトリックBM11として出力する。このブランチメトリックBM11は、畳み込み符号化器2の符号出力11に対応している。
【0172】
なお、XまたはYとしてダミーデータが挿入されている場合、セレクタ134−1乃至134−4は、そのダミーデータの代わりに、1を選択するので、乗算回路132−1乃至132−4は、ダミーデータに対応しない入力の値を、そのまま(1を乗じて)、ブランチメトリックとして出力する。
【0173】
ACS回路133−1は、畳み込み符号化器2の状態遷移(図9)に従って、次の2つの式の計算を行う。
SM00×BM00 (9)
SM01×BM11 (10)
【0174】
ここでSM00は、1単位時間前のステートメトリック記憶装置66−1の値、SM01は、1単位時間前のステートメトリック記憶装置66−2の値、BM00は、乗算回路132−1の演算結果、BM11は、乗算回路132−4の演算結果をそれぞれ表している。
【0175】
そして、ACS回路133−1は、尤度の大きい方、すなわち、式(9)と式(10)のうち、計算結果の大きい方を選択し、その選択情報SEL00を後段のパスメモリ65に出力するとともに、式(9)と式(10)を計算して得られた結果のうち大きい方を、後段のステートメトリック記憶装置66−1に供給し、記憶させる。すなわち式(9)の計算結果の方が大きければ、SEL00=0とし、式(10)の計算結果の方が大きければ、SEL00=1とする。また、前者の場合、SM00×BM00が、後者の場合、SM01×BM11が、それぞれステートメトリック記憶装置66−1に、新たなステートメトリックSM00として記憶される。
【0176】
なお、ACS回路133−2乃至133−4も同様に動作し、新たなステートメトリックSM01乃至SM11を計算する。
【0177】
ビタビ復号器37におけるその他の動作は、図14における場合と同様であるので、その説明は省略する。
【0178】
なお、上述のメトリック計算回路39−1,39−2の出力の対数に−1を乗じた値をビット逆拡散回路101−1乃至101−4に供給し、さらに、ビタビ復号器37におけるブランチメトリックおよびパスメトリックの算出を加算にで行うようにしてもよい。
【0179】
次に、本発明のデータ受信装置の第2の実施例について説明する。
【0180】
第2の実施例においては、メトリックの計算に使用する式およびメトリック計算回路39−1,39−2の構成が、第1の実施例のものと異なるだけであるので、メトリックに使用する式およびメトリック計算回路39−1,39−2についてだけ説明を行い、その他の構成要素の説明を省略する。
【0181】
図6は、第2の実施例のメトリック計算回路39−1の構成例を示している。このメトリック計算回路39−1においては、確率計算回路111−1により計算された、集合SI00に対する事後確率と、確率計算回路111−2により計算された、集合SI01に対する事後確率の和を、第1のビットに対するメトリックu’として出力し、確率計算回路111−1により計算された、集合SI00に対する事後確率と、確率計算回路111−3により計算された、集合SI10に対する事後確率の和を、第3のビットに対するメトリックx’として出力する。
【0182】
また同様に、第2の実施例の図示せぬメトリック計算回路39−2においては、図4の確率計算回路121−1により計算された、集合SQ00に対する事後確率と、確率計算回路121−2により計算された、集合SQ01に対する事後確率の和を、第2のビットに対するメトリックv’として出力し、確率計算回路121−1により計算された、集合SQ00に対する事後確率と集合SQ10に対する事後確率の和を、確率計算回路121−3により計算された、第4のビットに対するメトリックy’として出力する。
【0183】
即ち、式(6)の分母ΣP(SI∩RI)は、どのメトリックを算出する場合においても同一であり、最尤パスの選択に影響を与えないので、第2の実施例においては、式(6)の分子を、第1または第3のビットに対するメトリックとして利用している。
【0184】
同様に、式(7)の分母ΣP(SQ∩RQ)は、どのメトリックを算出する場合においても同一であり、最尤パスの選択に影響を与えないので、第2の実施例においては、式(7)の分子を、第2または第4のビットに対するメトリックとして利用している。
【0185】
このように、式(6)および式(7)の分子をメトリックとして利用することにより、メトリックを算出する式が簡単になり、回路規模を小さくすることができる。
【0186】
なお、第1の実施例および第2の実施例におけるメトリック計算回路39−1,39−2は、図7に示すように、ROM42−1,42−2を利用して実現することもできる。
【0187】
図7に示すメトリック計算回路39−1においては、A/D変換器41は、シンボル逆変換回路33より供給されたI成分I’の信号をデジタル値に変換し、そのデジタル値をROM42−1,42−2に出力する。
【0188】
そして、ROM42−1は、供給されたデジタル値が指すアドレスに予め記憶されている値(即ち、I成分I’の値に対応する、第1のビットに対するメトリックu’)を出力し、ROM42−2は、供給されたデジタル値が指すアドレスに予め記憶されている値(即ち、I成分I’の値に対応する、第3のビットに対するメトリックx’)を出力する。
【0189】
なお、図7のメトリック計算回路39−1と同様に、メトリック計算回路39−2を、ROMとA/D変換器で構成してもよい。
【0190】
また、これらのROMには、第1の実施例におけるメトリックを、対応するアドレスに予め記憶させておく。あるいは、第2の実施例におけるメトリックを、予めROMに記憶させておいてもよい。
【0191】
図8は、本発明のデータ受信装置の第3の実施例の構成を示している。第3の実施例においては、第1の実施例または第2の実施例における2つのメトリック計算回路39−1,39−2の代わりに、並直列変換器51、メトリック計算回路39、および、直並列変換器52が使用されている。
【0192】
並直列変換器51は、シンボル逆拡散回路33より2系列で供給されたI成分の信号I’およびQ成分の信号Q’を、1系列でメトリック計算回路39に出力する。
【0193】
メトリック計算回路39は、上述のメトリック計算回路39−1,39−2と同様に構成されており、I成分の信号I’が供給されると、シンボルの第1のビットに対するメトリックu’と第3のビットに対するメトリックx’を計算し、その計算結果を直並列変換器52に出力し、Q成分の信号Q’が供給されると、シンボルの第2のビットに対するメトリックv’と第4のビットに対するメトリックy’を計算し、その計算結果を直並列変換器52に出力する。
【0194】
そして、直並列変換器52は、メトリック計算回路39より供給されたメトリックu’,x’またはv’,y’を、第1のビットおよび第3のビットに対するメトリック、または、第2のビットおよび第4のビットに対するメトリックとしてビット逆拡散回路101−1,101−3または101−2,101−4にそれぞれ出力する。
【0195】
このようにして、第3の実施例においては、メトリック計算回路39を1個だけ使用して、第1のビット乃至第4のビットに対するメトリックを計算するので、回路規模を小さくすることができる。
【0196】
上記実施例においては、16QAM方式でデータを変調し、復調するようにしたが、このほか、64QAM、256QAMなどの、I成分とQ成分が、それぞれ2以上のビットに対応する多値多位相変調方式を採用する場合においても、本発明を適用することが可能である。
【0197】
【発明の効果】
以上のごとく、請求項1に記載のデータ受信装置および請求項4に記載のデータ受信方法によれば、I成分およびQ成分のうちの少なくとも一方に対して、その成分の値が同一であるシンボルの集合毎に、シンボルが伝送され、かつ、そのシンボルが受信された事後確率を計算し、その成分を表すビットのうちの1つが所定の値であるシンボルの集合に対する事後確率の総和を、すべてのシンボルの集合に対する事後確率の総和で除した値を、その1つのビットに対するメトリックとして計算するようにしたので、簡単な回路でメトリックを計算し、I成分とQ成分がそれぞれ2ビット以上に対応する多値多位相変調方式で伝送されてきたデータを正確に復号化することができる。
【0198】
請求項5に記載のデータ受信装置および請求項8に記載のデータ受信方法によれば、I成分およびQ成分のうち少なくとも一方に対して、その成分の値が同一であるシンボルの集合毎に、シンボルが伝送され、かつ、そのシンボルが受信された事後確率を計算し、その成分を表すビットのうちの1つが所定の値であるシンボルの集合に対する事後確率の総和を、その1つのビットに対するメトリックとして計算するようにしたので、さらに簡単な回路でメトリックを計算し、I成分とQ成分がそれぞれ2ビット以上に対応する多値多位相変調方式で伝送されてきたデータを正確に復号化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例の構成例を示すブロック図である。
【図2】16QAMの信号点についてI成分またはQ成分の値が同一であるシンボルの集合を示す図である。
【図3】図1のメトリック計算回路39−1の構成例を示すブロック図である。
【図4】図1のメトリック計算回路39−2の構成例を示すブロック図である。
【図5】図1のビタビ復号器の構成例を示すブロック図である。
【図6】本発明の第2の実施例のメトリック計算回路の構成例を示すブロック図である。
【図7】メトリック計算回路の他の構成例を示すブロック図である。
【図8】本発明の第3の実施例の構成を示すブロック図である。
【図9】従来のデータ送信装置の構成例を示すブロック図である。
【図10】図9の畳み込み符号化器の構成例を示すブロック図である。
【図11】図10の畳み込み符号化器の状態遷移を説明する図である。
【図12】QPSKの信号点配置を説明する図である。
【図13】従来のデータ受信装置の構成例を示すブロック図である。
【図14】図13のビタビ復号器の構成例を示すブロック図である。
【図15】図14のブランチメトリック演算回路の構成例を示すブロック図である。
【図16】図14のパスメモリの構成例を示すブロック図である。
【図17】16QAMを用いた場合のデータ送信装置の構成例を示すブロック図である。
【図18】16QAMの信号点配置を説明する図である。
【図19】図17の装置で送信したデータを受信するデータ受信装置の構成例を示す図である。
【図20】図19の実施例の動作を説明する図である。
【符号の説明】
32 復調器, 33 シンボル逆拡散回路, 35 並直列変換器, 36ビット挿入回路, 37 ビタビ復号器, 38 再生情報, 39,39−1,39−2 メトリック計算回路, 41 A/D変換器, 42−1,42−2 ROM, 101−1乃至101−4 ビット逆拡散回路, 111−1乃至111−4 確率計算回路, 112−1,112−2 加算回路, 113 加算回路, 114−1,114−2 割算回路, 121−1乃至121−4 確率計算回路, 122−1,122−2 加算回路, 123 加算回路, 124−1,124−2 割算回路[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a data receiving apparatus and method, and in particular, calculates a posterior probability that a symbol is transmitted and the symbol is received for each set of symbols having the same value of the I component or the Q component, and The present invention relates to a data receiving apparatus and method for calculating a sum of posterior probabilities for a set of symbols in which one of bits representing a component has a predetermined value as a metric for the one bit.
[0002]
[Prior art]
In the United States, digital broadcasting has already started. Even in Europe, in order to introduce digital TV broadcasting, a standardized organization Digital Video Broadcasting (DVB) has been formed and its standard system is being compiled. This digital broadcasting is introduced, for example, on pages 139 to 151 of Nikkei Electronics 1996.1.15 (no. 653) as “Digital broadcasting, Europe will be put to practical use after the US”.
[0003]
When performing digital broadcasting, it is desirable to reduce the power consumption as much as possible. In such a communication channel with severe power limitation, generally, an encoding gain is obtained using an error correction code to reduce power. In such a system, error correction coding is generally performed on the transmission side, and error correction decoding is performed on the reception side. In particular, a convolutional code is advantageous in a communication channel with a small signal power to noise power ratio (C / N ratio), and this code can easily perform soft decision decoding by using the Viterbi decoding method. Gain can be obtained.
[0004]
Further, there is known a punctured code that can easily realize a plurality of coding rates using the same decoder by thinning out a code output sequence of a convolutional encoder according to a certain rule. Further, by spreading the code output sequence of the punctured encoder for each bit according to a certain rule, it is possible to improve resistance to noise superimposed on the transmission path.
[0005]
FIG. 9 shows a configuration example of a transmission apparatus proposed in the standard DVB-T for DVB terrestrial television broadcasting. In this apparatus, a punctured convolutional code, bit spreading, and a QPSK modulation method are used.
[0006]
In other words, in the example of FIG. 9, the 1-bit serial data output from the information source 1 is input to the convolutional encoder 2 to generate punctured code mother code sequences X and Y. In this example, the coding rate is ½. X and Y each represent a 1-bit code sequence.
[0007]
The code sequences X and Y are input to the bit erasure circuit 3 and are subjected to bit erasure processing according to a predetermined rule. The serialized punctured code sequence output from the bit erasure circuit 3 is input to the serial-parallel converter 4 so as to be converted from one series of data to two series of data.
[0008]
The two series of data x and y output from the serial / parallel converter 4 are input to the bit spreading circuits 5-1 and 5-2, respectively, so that bit spreading processing is performed in which the order of bits is spread (interlaced). Has been made. Bit spread data x ′ and y ′ output from the bit spread circuits 5-1 and 5-2 are input to the signal point assignment circuit 6 and assigned to symbols on the transmission path. The signal point assignment circuit 6 outputs coordinate data I ′ and Q ′ of signal points represented by an in-phase component (I component) and a quadrature component (Q component) that are orthogonal to each other.
[0009]
The symbol spreading circuit 7 executes symbol spreading processing for spreading the order of symbols defined by the coordinate data I ′ and Q ′ output from the signal point assigning circuit 6, and calculates the I and Q components of the spread symbols. Output. The modulator 8 is configured to digitally modulate an I component and a Q component, for example, by an OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplex) method, and output the result via an antenna 9 as a radio wave.
[0010]
FIG. 10 shows a configuration example of the convolutional encoder 2. However, this configuration example is not defined by DVB-T, and shows a principle configuration for explaining the convolution process. In this example, 1-bit serial data output from the information source 1 is input from the terminal 21, and sequentially delayed by one clock by the delay circuits 22 and 23, and then output to the adder circuits 24 and 25. ing. The adder circuit 24 is also supplied with the output of the terminal 21 and the output of the delay circuit 22. The adder circuit 24 adds these data (exclusive OR operation) and then outputs the data X from the terminal 26. It is designed to output. The adder circuit 25 adds the output of the terminal 21 and the output of the delay circuit 23 (exclusive OR operation) and outputs the result as data Y from the terminal 27.
[0011]
That is, in this embodiment, for a 1-bit input, a 2-bit mother code determined from the internal state of the delay circuits 22 and 23 is output. In this example, the constraint length is 3, the internal delay element is 2, the number of states is 4, and the coding rate is 1/2.
[0012]
FIG. 11 shows a state transition diagram of the convolutional encoder 2. The state transition of the convolutional encoder 2 is as follows.
[0013]
That is, for example, when 0 is input from the terminal 21 in the state 00 (the output of the delay element 22 and the output of the delay element 23 are both 0), (XY) = (00) is output from the terminals 26 and 27. Is output and transitions to state 00. When 1 is input from state 00, (XY) = (11) is output and the state transitions to 10. When 0 is input from state 01, (XY) = (11) is output and the state transitions to state 00. When 1 is input from the state 01, (XY) = (00) is output, and the state transitions to the state 10.
[0014]
Also in other states, as shown in FIG. 11, the illustrated output is output in response to the input of 0 or 1, and the state transits to the illustrated state.
[0015]
The bit erasing circuit 3 can change the coding rate as a result by erasing data at an appropriate position from the mother code sequence (XY) according to a certain rule. Below, for example,
X: 10
Y: 11
A case where bits are erased according to the erase map as described above will be described.
[0016]
The bit corresponding to 1 in the erasure map is transmitted, and the bit corresponding to 0 is not transmitted (erased). According to the erasure map, the outputs X (= X1) and Y (= Y1) of the convolutional encoder 2 at a certain time are transmitted in the order of X1Y1, and at the next time, the output X of the convolutional encoder 2 is transmitted. (= X2) is erased and not transmitted, and only Y (= Y2) is transmitted. That is, the bits transmitted at these two times are X1Y1Y2. With this operation, the number of bits input to the convolutional encoder 2 is 2 bits, and the number of bits output from the bit erasure circuit 3 is 3 bits, so that the coding rate R is 2/3. This operation is repeated every two unit times.
[0017]
In the serial-parallel converter 4, the input one series of data X1, Y1, Y2,... Is converted into two series of data (x, y).
[0018]
The bit spreading circuits 5-1 and 5-2 spread the bits by changing the order of the input data series x and y according to a predetermined rule. At this time, generally, the spreading methods of the bit spreading circuits 5-1 and 5-2 are different.
[0019]
An example of bit diffusion is shown below. An M-bit input data is defined as one block, and an appropriate numerical value s is determined. Bit spread is a vector consisting of an M-bit input sequence
From (B0, B1, ..., Bk, ..., BM-1),
Vector consisting of M-bit output sequence after spreading
Meaning substitution to (B′0, B′1,..., B′n,..., B′M−1). At this time, B′n = Bk (n = k + s mod M).
[0020]
By using different s in the bit spreading circuits 5-1 and 5-2, different bit spreading circuits can be configured with the same algorithm.
[0021]
The signal point assignment circuit 6 assigns the input data (x ′, y ′) to the symbols on the transmission path. The assignment is performed according to the QPSK method, for example, as shown in FIG. That is,
When (x ′, y ′) = (0, 0), (I ′, Q ′) = (1 / √2, 1 / √2),
When (x ′, y ′) = (0, 1), (I ′, Q ′) = (1 / √2, −1 / √2),
When (x ′, y ′) = (1, 0), (I ′, Q ′) = (− 1 / √2, 1 / √2),
When (x ′, y ′) = (1, 1), (I ′, Q ′) = (− 1 / √2, −1 / √2)
Is assigned as
[0022]
The symbol spreading circuit 7 performs symbol spreading by replacing the order of the symbols S ′ represented by (I ′, Q ′) according to a predetermined rule to obtain the symbols S (I, Q). Thereby, burst errors received on the transmission path can be diffused.
[0023]
To give a specific example, when N-1 symbols are used as a unit block for spreading and a number G that is less than N and relatively prime to N is determined, spreading is a vector whose elements are symbols before spreading.
From (S′1, S′2,..., S′k,..., S′N−1)
A vector whose elements are the symbols after spreading
It is executed as a replacement to (S1, S2,..., Sn,..., SN-1). At this time, Sn = S′k (n = G ^ k mod N).
[0024]
In the modulator 8, the carrier wave is modulated according to the I component and Q component of the input symbol S and transmitted via the antenna 9.
[0025]
FIG. 13 illustrates a configuration example of a receiving device that receives data transmitted from the transmitting device in FIG. 9. The demodulator 32 demodulates the radio wave received via the antenna 31 and outputs an I component signal and a Q component signal. The symbol despreading circuit 33 performs a process reverse to the symbol spreading process in the symbol spreading circuit 7 of FIG. 9, that is, a process for returning the order of the symbols replaced in the symbol spreading circuit 7 to the original order, and the I signal component I ′ And Q signal component Q ′.
[0026]
The bit despreading circuits 34-1 and 34-2 are the bits changed in the bit spreading circuits 5-1 and 5-2 of FIG. 9 with respect to the I ′ signal and the Q ′ signal output from the symbol despreading circuit 33. The process of returning the order to the original order is executed.
[0027]
The data x corresponding to the I ′ signal component output from the bit despreading circuits 34-1 and 34-2 and the data y corresponding to the Q ′ signal component are input to the parallel-serial converter 35, and two series of data (X, y) is converted into one series of data and supplied to the bit insertion circuit 36.
[0028]
In the bit insertion circuit 36, a bit insertion process is performed opposite to the bit erase process in the bit erase circuit 3 of FIG. The bit insertion circuit 36 inputs the I-signal component data x and the Q-signal component data y into which the bits are inserted, and the Viterbi decoder 37 performs Viterbi decoding and outputs the reproduced information 38. .
[0029]
Next, the operation will be described.
[0030]
The received signal received by the antenna 31 is demodulated by the demodulator 32 to obtain I component and Q component data of each symbol. The data of the I component and the Q component is input to the symbol despreading circuit 33, where an operation reverse to that in the symbol spreading circuit 7 is performed to obtain despread data I ′ and Q ′.
[0031]
That is, when this despreading operation is expressed using the same values N and G as those used in the symbol spreading circuit 7, it is a vector whose elements are symbols before despreading.
(S1, S2,..., Sn,..., SN-1)
A vector whose elements are symbols after despreading
This is a process of replacing (S′1, S′2,..., S′k,..., S′N−1). At this time, Sn = S′k (n = G ^ k mod N).
[0032]
The I component data I ′ and Q component data Q ′ supplied from the symbol despreading circuit 33 are supplied to the bit despreading circuits 34-1 and 34-2, respectively.
[0033]
The bit despreading circuits 34-1 and 34-2 correspond to the bit spreading circuits 5-1 and 5-2, respectively, and perform operations reverse to those of the bit spreading circuits 5-1 and 5-2, respectively.
[0034]
That is, M input data is set as one block, an appropriate numerical value s is determined, and a vector composed of M input sequences
From (B′0, B′1,..., B′n,..., B′M−1),
Vector consisting of M output sequences after despreading
(B0, B1,..., Bk,..., BM-1) are obtained. At this time, B′n = Bk (n = k + s mod M).
[0035]
Here, the numerical value s used in the bit despreading of the bit despreading circuits 34-1 and 34-2 is the same value as the numerical value s used in the bit spreading circuits 5-1 and 5-2, respectively.
[0036]
The data sequence (x, y) that has been bit-despread in this way is supplied to the parallel-to-serial converter 35 of the next stage, where the reverse operation of the serial-to-parallel converter 4 is performed, and two series of data (x, y). To one series of data.
[0037]
In the bit insertion circuit 36, an operation reverse to that of the bit erasure circuit 3 is performed. That is, the erase map in the previous example
X: 10
Y: 11
In response to the processing of the bit erasing circuit 3 using
X1, Y1, Y2 (in this case, x1, y1, y2)
For the data input in this order, arbitrary dummy data (here, 0) is inserted at a position corresponding to the erased data X2 (x2),
As X data, X1 (x1), 0 is
As Y data, Y1 (y1), Y2 (y2) are
Output in this order. Further, an insertion flag indicating the position where the dummy data is inserted is supplied to the Viterbi decoder 37.
[0038]
The Viterbi decoder 37 performs Viterbi decoding according to the state transition of the convolutional encoder 2 (FIG. 11). FIG. 14 shows an example of the Viterbi decoder 37. Data X and Y output from the bit insertion circuit 36 are input to the input terminals 62-1 and 62-2, respectively. These data X and Y are input to the branch metric calculation circuits 63-1 to 63-4. In the branch metric calculation circuit 63-1, the distance between the input data (X, Y) and the coordinate point (1 / √2, 1 / √2) shown in FIG. 12 is calculated as a branch metric. Similarly, in the branch metric calculation circuits 63-2 to 63-4, the input data (X, Y) and the coordinate points (1 / √2, −1 / √2), (−1 / √2, 1 / √). 2) or (−1 / √2, −1 / √2) is calculated.
[0039]
The outputs (branch metrics) BM00 and BM11 of the branch metric calculation circuits 63-1 and 63-4 are input to ACS (Add Compare Select) circuits 64-1 and 64-3. Similarly, the output (branch metric) BM01 of the branch metric calculation circuit 63-2 and the output (branch metric) BM10 of the branch metric calculation circuit 63-3 are input to the ACS circuits 64-2 and 64-4.
[0040]
The ACS circuits 64-1 and 64-3 also receive the output (state metric) SM00 of the state metric storage device 66-1 and the output (state metric) SM01 of the state metric storage device 66-2. 64-2 and 64-4 are supplied with the output (state metric) SM10 of the state metric storage device 66-3 and the output (state metric) SM11 of the state metric storage device 66-4.
[0041]
The ACS circuits 64-1 to 64-4 add one input branch metric BM and the corresponding state metric SM, and add the other branch metric BM and the corresponding state metric SM. Then, the ACS circuits 64-1 to 64-4 compare the two addition results, and in response to the comparison result, the smaller addition value is newly stored in the state metric storage devices 66-1 to 66-4. While outputting as the state metric SM, signals SEL00 to SEL11 representing the selection results are output to the path memory 65. Further, state metrics SM00 to SM11 are input to the path memory 65 from the state metric storage devices 66-1 to 66-4.
[0042]
The state metric storage devices 66-1 to 66-4 are reset by a signal input from the terminal 61. The path memory 65 is configured to output a decoding result from a terminal 67.
[0043]
Next, the operation will be described.
[0044]
In the branch metric calculation circuit 63-1, the distance between the input data (X, Y) and the coordinate point (1 / √2, 1 / √2) is calculated as the branch metric BM00. Similarly, in the branch metric calculation circuit 63-2, the distance between the input data (X, Y) and the coordinate point (1 / √2, −1 / √2), and in the branch metric calculation circuit 63-3, the input data (X, Y). ) And the coordinate point (−1 / √2, 1 / √2), the branch metric calculation circuit 63-4 uses the input data (X, Y) and the coordinate point (−1 / √2, −1 / √2). ) Are calculated as branch metrics BM01, BM10, and BM11, respectively. Here, the distance calculation for the inserted dummy data is omitted according to the insertion flag supplied from the bit insertion circuit 36 at the preceding stage. That is, the distance between the inserted bit and the coordinate to be compared is all the same (for example, 0).
[0045]
The ACS circuit 64-1 calculates the following two expressions according to the state transition of the convolutional encoder 2, and selects the one with the highest likelihood, that is, the one with the smaller calculation result, and the selection information SEL is the path memory in the subsequent stage. In 65, the calculation result SM is supplied to the state metric storage device 66-1.
[0046]
SM00 + BM00 (1)
SM01 + BM11 (2)
[0047]
Here, SM00 is a value of the state metric storage device 66-1 one unit time ago, SM01 is a value of the state metric storage device 66-2 one unit time ago, and BM00 is a value of the branch metric calculation circuit 63-1. The calculation result, BM11, represents the calculation result of the branch metric calculation circuit 63-4.
[0048]
If the calculation result of Expression (1) is smaller, SEL00 = 0 is supplied to the subsequent path memory 65, and if the calculation result of Expression (2) is smaller, SEL00 = 1 is supplied. In the former case, SM00 + BM00 is stored, and in the latter case, SM01 + BM11 is stored as a new state metric SM00 in the state metric storage device 66-1.
[0049]
This calculation will be described with reference to the state transition diagram of FIG. There are two paths that reach state 00. The first is a path that receives 0 in state 00 and outputs 00, and the calculation expression to be compared is as shown in equation (1), and the second is in state 01. In a path in which 0 is input and 11 is output, a calculation expression to be compared is as shown in Expression (2). The smaller of the calculation results is supplied as new state metric SM00 to state metric storage device 66-1.
[0050]
Similar operations are performed in the ACS circuits 64-2 to 64-4. Note that the state metric storage devices 66-1 to 66-4 are reset to 0 at the initial stage when the system operates. This control is performed via a terminal 61 from a control device (not shown).
[0051]
The path memory 65 selects, stores, and propagates input data, that is, decoded data, using selection information SEL00 to SEL11 from the ACS circuits 64-1 to 64-4 according to the state transition diagram of FIG.
[0052]
FIG. 15 illustrates a configuration example of the branch metric calculation circuit 63-1. The data X input from the terminal 62-1 is input to the subtraction circuit 51 and is subtracted by 1 / √2 from the generation circuit 52. The output of the subtracting circuit 51 is branched and input to the multiplying circuit 53 and multiplied (ie, squared). The selector 203 receives the output of the multiplication circuit 53 and the output of the generation circuit 202. When the insertion flag for X is input from the bit insertion circuit 36 via the terminal 201, the selector 203 generates 0 generated by the generation circuit 202. In other cases, the output of the multiplication circuit 53 is selected and output to the addition circuit 54.
[0053]
Similarly, the data Y input from the terminal 62-2 is input to the subtraction circuit 55 and is subtracted by 1 / √2 from the generation circuit 56. The output of the subtracting circuit 55 is branched and input to the multiplying circuit 57, and is multiplied (squared). The selector 206 receives the output of the multiplication circuit 57 and the output of the generation circuit 205, and selects 0 generated by the generation circuit 205 when the insertion flag for Y is input from the bit insertion circuit 36 via the terminal 204. At other times, the output of the multiplication circuit 57 is selected and output to the addition circuit 54. The adder circuit 54 adds the output of the selector 203 and the output of the selector 206 and outputs the result as a branch metric BM00.
[0054]
That is, in this example, when the insertion flag is not input, the subtracting circuit 51 outputs X−1 / √2, which is squared by the multiplying circuit 53 and is output from the multiplying circuit 53 (X−1 / √2). ) 2 Is output. Similarly, the subtracting circuit 55 outputs Y−1 / √2, and this value is squared by the multiplying circuit 57, and the multiplying circuit 57 is (Y−1 / √2). 2 Is output. The adder circuit 54 is an addition value (X−1 / √2) of the output of the multiplier circuit 53 and the output of the multiplier circuit 57. 2 + (Y-1 / √2) 2 Is output as the branch metric BM00.
[0055]
On the other hand, when the insertion flag for X is input, the selector 203 outputs 0, so the output of the adder circuit 54 is (Y−1 / √2). 2 When the insertion flag for Y is input, the selector 206 outputs 0, so that the output of the adder circuit 54 is (X−1 / √2) 2 It becomes.
[0056]
In the branch metric calculation circuits 63-2 to 63-4, the same calculation is performed by a circuit having the same configuration as that shown in FIG. However, in the branch metric calculation circuit 63-2, the output of the generation circuit 52 is 1 / √2, and the output of the generation circuit 56 is −1 / √2. In the branch metric calculation circuit 63-3, the outputs of the generation circuits 52 and 56 are -1 / √2 and 1 / √2, respectively. In the branch metric calculation circuit 63-4, -1 / √√ respectively. 2 and -1 / √2.
[0057]
FIG. 16 shows a block diagram of the path memory 65. The selection information SEL00 to SEL11 output from the ACS circuits 64-1 to 64-4 is input to the terminals 71-1 to 71-4. These selection information SEL00 to SEL11 are input as control signals to the two-input one-output selectors 73-1 to 73-4, respectively. The selector 73-1 receives fixed data 0 from the terminal 72-1 as two inputs. Similarly, fixed data 0, 1 or 1 is input to the selectors 73-2 to 73-4 as two inputs from the terminals 72-2 to 72-4, respectively.
[0058]
The selectors 73-1 to 73-4 select one of the two inputs corresponding to the selection information SEL00 to SEL11 and output the selected input to the subsequent registers 81-1 to 81-4. However, since the same data is input to the first column selectors 73-1 to 73-4 as two inputs from the terminals 72-1 to 72-4 as described above, the register 81-1 Through 81-4, 0, 0, 1 or 1 is stored, respectively.
[0059]
Hereinafter, similarly, a configuration including selectors and registers of n columns (four columns in the case of FIG. 16) is provided. That is, in the second column, selectors 74-1 to 74-4 and registers 82-1 to 82-4 are provided. The selectors 74-1 and 74-3 are supplied with the output of the register 81-1 in the previous column and the output of the register 81-2. The outputs of the register 81-3 and the register 81-4 are input to the selectors 74-2 and 74-4. Then, the selectors 74-1 to 74-4 select one of the two inputs corresponding to the values of the selection information SEL00 to SEL11, and perform processing to output to the subsequent registers 82-1 to 82-4. . For example, the register 74-1 selects the output of the register 81-1 when the selection information SEL00 is 0, and selects and outputs the output of the register 81-2 when the selection information SEL00 is 1. Has been made.
[0060]
The outputs of the registers 84-1 to 84-4 in the final column are input to the selector 85 having four inputs and one output.
[0061]
State metrics SM00 to SM11 output from the state metric storage devices 66-1 to 66-4 in FIG. 14 are input to the minimum value comparison circuit 88 from terminals 87-1 to 87-4. The minimum value comparison circuit 88 compares the sizes of the four state metrics and selects the smallest one. When the state metric SM00 is minimum, the data 00 is output. When the state metric SM01 is minimum, the data 01 is output. When the state metric SM10 is minimum, the data 10 is output. When the state metric SM11 is minimum, data 11 is output. The selector 85 selects the output of the register 84-1 when the input from the minimum value comparison circuit 88 is 00, selects the output of the register 84-2 when it is 01, and selects the register 84 when it is 10. -3 is selected. When the output is 11, the output of the register 84-4 is selected and output from the terminal 86 as a decoding result. The fixed values of the terminals 72-1 to 72-4 mean the decoding information corresponding to each pixel.
[0062]
Such connection of the path memory 65 is based on the state transition diagram of FIG. In the configuration of the path memory 65, the top row corresponds to the state 00, the second row corresponds to the state 01, the third row corresponds to the state 10, and the bottom row corresponds to the state 11. In the first column, decoding information is fetched. According to FIG. 11, there are two paths from state 00 and state 01 to reach state 00. The input bit corresponding to each path, that is, the decoding information is 0 in all cases. Therefore, in the first column in the state 00 (top row), the input terminal of the selector 73-1 is wired so that the corresponding decoding information 0 is selected by the selection information SEL00.
[0063]
In the first column, connection is made in the same manner for the state 01, the state 10 and the state 11.
[0064]
In the second and subsequent columns, selection, propagation, and storage of decoded sequences are performed. According to FIG. 11, there are two paths from state 00 and state 01 to reach state 00. Therefore, in the second column in the state 00, the input terminal of the selector 74-1 is wired so that the data from the corresponding state is selected by the selection information SEL00.
[0065]
In the second and subsequent rows, the wiring is similarly performed. Further, in the state 01, the state 10, and the state 11 in the second to third rows, the wiring is similarly performed.
[0066]
In the last column of the path memory 65, data corresponding to the path with the highest likelihood is output as final decoded data from the four stored decoded data. The “maximum likelihood path” is a path corresponding to the one having the minimum value among the four state metrics SM00 to SM11. The selector 85 uses the path corresponding to the minimum value of the state metric at that time. That is, the path with the highest likelihood is selected.
[0067]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in recent years, while high-speed (high bit rate) transmission is screamed, it is conceivable to expand the modulation method of the digital data transmission system from QPSK to 16QAM, 64QAM, 256QAM, and the like. In this way, the number of bits that can be transmitted is 4 bits, 6 bits, or 8 bits for 2 bits of QPSK, respectively, and increases 2 times, 3 times, and 6 times that of QPSK.
[0068]
FIG. 17 shows a block diagram of a 16QAM data transmission apparatus. In FIG. 17, portions corresponding to those in FIG. 9 are denoted by the same reference numerals. That is, in this example, the serial / parallel converter 4 converts the serial data output from the bit erasure circuit 3 into data u, v, x, y in units of 4 bits. Then, bit diffusion processing is performed for each data in the bit diffusion circuits 91-1 to 91-4, and the data is supplied to the signal point assignment circuit 6 as data u ′, v ′, x ′, y ′. Has been made. Other configurations are the same as those in FIG.
[0069]
In other words, in this example, the series-parallel converter 4 converts one series of data into four series of data (u, v, x, y) corresponding to 16QAM, which are bit spreading circuits 91-1 through 91, respectively. In -4, bit diffusion processing is performed by changing the order of bits according to a predetermined rule. The processing is the same as the processing in the bit spreading circuits 5-1 and 5-2 in FIG. 9, and different bit spreading processing is executed using different numerical values s.
[0070]
The signal point assignment circuit 6 assigns the input 4-bit data (u ′, v ′, x ′, y ′) to the symbols on the transmission path. The assignment is performed, for example, according to FIG. That is, for example,
When (u ′, v ′, x ′, y ′) = (0, 0, 0, 0),
(I ′, Q ′) = (3 / √10, 3 / √10),
When (u ′, v ′, x ′, y ′) = (0, 0, 0, 1),
(I ′, Q ′) = (3 / √10, 1 / √10)
Is assigned as
[0071]
Similar assignments are made for other inputs.
[0072]
Thereafter, the same processing as in FIG. 9 is performed, and data is transmitted.
[0073]
When the transmitting apparatus shown in FIG. 17 performs signal point allocation by the 16QAM system as shown in FIG. 18 and receives the transmitted data, the receiving apparatus is configured as shown in FIG. 19 corresponding to FIG. It is possible. However, actually, the receiving apparatus cannot be configured as shown in FIG.
[0074]
That is, as described above, the components I and Q of the data (I and Q) input from the demodulator 32 to the symbol despreading circuit 33 each represent 1 bit in the QPSK system. In the case of the 16QAM system, each represents 2 bits. For example, in the case of the signal point arrangement shown in FIG. 18, I represents the data of the first bit and the third bit, and Q represents the data of the second bit and the fourth bit. However, for example, I is a single value such as 1 / √10 or 3 / √10, and Q is also a single value. Therefore, as shown in FIG. 19, it cannot be divided into u ′ and v ′ or into x ′ and y ′. As a result, the data receiving apparatus in the case of the 16QAM system is also configured as shown in FIG.
[0075]
As a result, the processing performed in the bit insertion circuit 36 of FIG. 13 is considered as follows.
[0076]
For example, as shown in FIG. 20A, if data is input to the bit insertion circuit 36 as x1, y1, x2, y2, x3, y3,... As described above, x1 and y1 are output as data X1 and Y1, then dummy data d is output as data X2, and data x2 is output as data Y2. Similarly, after data y2 and x3 are output as data X3 and Y3, dummy data d is output as data X4, and then data y3 is output as data Y4.
[0077]
However, this process does not execute the reverse process of the process in the bit erasing circuit 3 of FIG. That is, the bit erasure (bit operation) processing performed in the bit erasure circuit 3 is performed in units of 1 bit. On the other hand, the data x1, y2, etc. shown in FIG. 20B each correspond to 2-bit data, after which 1-bit dummy data d is inserted, and then When 2-bit data x2 is output, a data array that is completely different from the original data array is output.
[0078]
As a result, when the Viterbi decoder 37 viterbi-decodes the output of the bit insertion circuit 36, the decoding results are not such that the components are slightly degraded, and are completely different, so that decoding is impossible.
[0079]
On the other hand, if a hard decision is made in the symbol despreading circuit 33 of the data receiving apparatus shown in FIG. 19, for example, from (I, Q), u ′, v ′, It is considered that x ′ and y ′ can be generated. That is, in this case, the distance between the coordinates of (I, Q) and each signal point shown in FIG. 18 is calculated, and (I, Q) corresponds to the signal point with the shortest distance. It is possible to generate u ′, v ′, x ′, and y ′. However, if such a hard decision is made, accurate data decoding becomes difficult.
[0080]
The present invention has been made in view of such a situation, and makes it possible to accurately decode data transmitted by a multi-level multi-phase modulation system such as 16QAM, 64QAM, and 256QAM. is there.
[0081]
[Means for Solving the Problems]
The data receiving apparatus according to claim 1, wherein a demodulator that demodulates an I component and a Q component from a received signal and a symbol having the same value of at least one of the I component and the Q component For each set of symbols, calculate the posterior probability that the symbol was transmitted and the symbol was received, and sum all the posterior probabilities for the set of symbols for which one of the bits representing the component is a predetermined value. Metric calculation means for calculating a value obtained by dividing the sum of the posterior probabilities for the set of symbols as a metric for the one bit, and decoding means for decoding data using the metric.
[0082]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a data reception method comprising: demodulating an I component and a Q component from a received signal; and a symbol having the same value for at least one of the I component and the Q component. For each set, calculate the posterior probability that the symbol was transmitted and that symbol was received, and the sum of the posterior probabilities for the set of symbols for which one of the bits representing the component is a predetermined value is The method includes a step of calculating a value obtained by dividing a sum of posterior probabilities for a set of symbols as a metric for the one bit, and a step of decoding data using the metric.
[0083]
6. A data receiving apparatus according to claim 5, wherein a demodulating means for demodulating an I component and a Q component from a received signal and a symbol having the same value of at least one of the I component and the Q component. For each set, the posterior probability that a symbol is transmitted and that symbol is received is calculated, and the sum of the posterior probabilities for the set of symbols in which one of the bits representing the component is a predetermined value is It is characterized by comprising metric calculation means for calculating as a metric for one bit and decoding means for decoding data using the metric.
[0084]
9. The data receiving method according to claim 8, wherein the I component and the Q component are demodulated from the received signal, and at least one of the I component and the Q component is a set of symbols having the same component value. Each time, a posterior probability that a symbol was transmitted and that symbol was received is calculated, and the sum of the posterior probabilities for a set of symbols in which one of the bits representing the component is a predetermined value is The method includes a step of calculating as a metric for bits, and a step of decoding data using the metric.
[0085]
In the data receiving apparatus according to claim 1, the demodulating unit demodulates the I component and the Q component from the received signal, and the metric calculating unit is configured to detect at least one of the I component and the Q component. For each set of symbols with the same value of, the posterior probability that the symbol is transmitted and that symbol is received is calculated, and one of the bits representing the component is a predetermined value for the set of symbols A value obtained by dividing the sum of the posterior probabilities by the sum of the posterior probabilities for the set of all symbols is calculated as a metric for the one bit, and the decoding means decodes the data using the metric.
[0086]
5. The data receiving method according to claim 4, wherein the I component and the Q component are demodulated from the received signal, and a set of symbols having the same component value for at least one of the I component and the Q component. For each symbol, the posterior probability that the symbol was transmitted and that symbol was received is calculated, and the sum of the posterior probabilities for a set of symbols in which one of the bits representing the component is a predetermined value is calculated for all symbols. A value obtained by dividing the sum of the posterior probabilities for the set is calculated as a metric for the one bit, and data is decoded using the metric.
[0087]
6. The data receiving apparatus according to claim 5, wherein the demodulating means demodulates the I component and the Q component from the received signal, and the metric calculating means applies the component to at least one of the I component and the Q component. For each set of symbols with the same value of, the posterior probability that the symbol is transmitted and that symbol is received is calculated, and one of the bits representing the component is a predetermined value for the set of symbols The sum of the posterior probabilities is calculated as a metric for the one bit, and the decoding means decodes the data using the metric.
[0088]
9. The data receiving method according to claim 8, wherein the I component and the Q component are demodulated from the received signal, and for each set of symbols having the same component value for at least one of the I component and the Q component. The posterior probability that a symbol is transmitted and the symbol is received is calculated, and the sum of the posterior probabilities for a set of symbols in which one of the bits representing the component is a predetermined value is calculated as one bit. Is calculated as a metric for, and data is decoded using the metric.
[0089]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 shows a first embodiment of the data receiving apparatus of the present invention for receiving data transmitted by the data transmitting apparatus of FIG. In FIG. 1, parts corresponding to those in the conventional case shown in FIG. In the embodiment of FIG. 1, the symbol despreading circuit 33 performs a process reverse to the symbol spreading process in the symbol spreading circuit 7 of FIG. 17, that is, a process for returning the order of the symbols replaced in the symbol spreading circuit 7 to the original order. The I signal component I ′ and the Q signal component Q ′ are output to the metric calculation circuits 39-1 and 39-2 (metric calculation means), respectively.
[0090]
The metric calculation circuit 39-1 calculates a metric u ′ for the first bit of the symbol defined by the I component I ′ of the received signal and a metric x ′ for the third bit, and a metric u ′ for the first bit. Is output to the bit despreading circuit 101-1, and the metric x 'for the third bit is output to the bit despreading circuit 101-3.
[0091]
The metric calculation circuit 39-2 calculates a metric v 'for the second bit of the symbol defined by the Q component Q' of the received signal and a metric y 'for the fourth bit, and a metric v' for the second bit. Is output to the bit despreading circuit 101-2, and the metric y ′ for the fourth bit is output to the bit despreading circuit 101-4.
[0092]
In the metric calculation circuits 39-1 and 39-2 of the present embodiment, for each set of symbols having the same value of the I component I ′ or the Q component Q ′ of the received signal, the received data belongs to the set of symbols. Calculate posterior probabilities for each.
[0093]
In the present embodiment, as shown in FIG. 18, a signal subjected to signal point assignment processing by 16QAM is received. Among these, symbols corresponding to 16QAM signal points 0000, 0001, 0101, and 0100 shown in FIG. 18 and having an I component value of 3 / √10 constitute a symbol set SI00 shown in FIG. Symbols corresponding to 16QAM signal points 0010, 0011, 0111, and 0110 having a component value of 1 / √10 constitute a symbol set SI01 shown in FIG.
[0094]
Furthermore, symbols corresponding to 16QAM signal points 1010, 1011, 1111, and 1110 shown in FIG. 18 and having an I component value of −1 / √10 constitute a symbol set SI11 shown in FIG. Symbols corresponding to 16QAM signal points 1000, 1001, 1101, and 1100 having component values of −3 / √10 constitute a symbol set SI10 shown in FIG.
[0095]
Similarly, symbols corresponding to 16QAM signal points 0000, 0010, 1010, and 1000 having a Q component value of 3 / √10 shown in FIG. 18 constitute symbol set SQ00 shown in FIG. The symbols corresponding to the 16QAM signal points 0001, 0011, 1011 and 1001 having a Q component value of 1 / √10 constitute the symbol set SQ01 shown in FIG.
[0096]
Furthermore, symbols corresponding to 16QAM signal points 0101, 0111, 1111 and 1101 shown in FIG. 18 and having a Q component value of −1 / √10 constitute the symbol set SQ11 shown in FIG. Symbols corresponding to 16QAM signal points 0100, 0110, 1110, and 1100 having a component value of −3 / √10 constitute the symbol set SQ10 shown in FIG.
[0097]
The metric calculation circuit 39-1 is configured as shown in FIG. As shown in FIG. 3, the I component I ′ of the received signal supplied from the symbol despreading circuit 33 is an n number of probability calculation circuits 111-1 to 111 -n for calculating a posteriori probability for each set of symbols described above. Is input. In this case, as shown in FIG. 18, since signal point assignment processing is performed with 16QAM, this n is 4 (= 16 1/2 ).
[0098]
The probability calculation circuit 111-1 calculates a probability P (SI00∩R) that a symbol belonging to the set SI00 is transmitted and the received signal R is received. Similarly, the probability calculation circuit 111-2 calculates the probability P (SI01SIR) that the symbol belonging to the set SI01 is transmitted and the received signal R is received, and the probability calculation circuit 111-3 sets the set SI10. The probability P (SI10∩R) that the symbol belonging to is transmitted and the received signal R is received is calculated. Then, the probability calculation circuit 111-4 calculates a probability P (SI11∩R) that the symbol belonging to the set SI11 is transmitted and the received signal R is received.
[0099]
The adder circuit 112-1 includes the posterior probability P (SI00∩R) for the symbol set SI00 calculated by the probability calculation circuit 111-1 and the posterior probability P for the symbol set SI01 calculated by the probability calculation circuit 111-2. The sum of (SI01∩R) (P (SI00∩R) + P (SI01∩R)) is calculated, and the calculation result is output to the division circuit 114-1.
[0100]
The adder circuit 112-2 includes the posterior probability P (SI00∩R) for the symbol set SI00 calculated by the probability calculation circuit 111-1 and the posterior probability P for the symbol set SI10 calculated by the probability calculation circuit 111-3. The sum of (SI10∩R) (P (SI00∩R) + P (SI01∩R)) is calculated and output to the division circuit 114-2.
[0101]
The adding circuit 113 calculates the sum of the posterior probabilities (P (SI00∩R) + P (SI01∩R) + P (SI11∩R) + P (SI10∩R)) supplied from the probability calculation circuits 111-1 to 111-4. The calculation is performed and the calculation result is output to the division circuits 114-1 and 114-2.
[0102]
The dividing circuit 114-1 uses the value (P (SI00∩R) + P (SI01∩R)) supplied from the adding circuit 112-1 as the value (P (SI00∩R) + P supplied from the adding circuit 113). (SI01∩R) + P (SI11∩R) + P (SI10∩R)), and the calculation result is output to the bit despreading circuit 101-1 as the metric u ′ for the first bit of the symbol. Has been made.
[0103]
The dividing circuit 114-2 uses the value (P (SI00∩R) + P (SI10∩R)) supplied from the adding circuit 112-2 as the value (P (SI00∩R) + P supplied from the adding circuit 113). (SI01∩R) + P (SI11∩R) + P (SI10∩R)), and the calculation result is output to the bit despreading circuit 101-3 as the metric x ′ for the third bit of the symbol. Has been made.
[0104]
FIG. 4 shows a configuration example of the metric calculation circuit 39-2. As shown in FIG. 4, the Q component Q ′ of the received signal supplied from the symbol despreading circuit 33 is the n probability calculation circuits 121-1 to 121-n for calculating the posterior probabilities for the above-described symbol sets. Is input.
[0105]
The probability calculation circuit 121-1 calculates a probability P (SQ00∩R) that a symbol belonging to the set SQ00 is transmitted and a reception signal R is received. Similarly, the probability calculation circuit 121-2 calculates a probability P (SQ01QR) that a symbol belonging to the set SQ01 is transmitted and the received signal R is received, and the probability calculation circuit 121-3 sets the set SQ10. The probability P (SQ10∩R) that the symbol belonging to is transmitted and the received signal R is received is calculated. Then, the probability calculation circuit 121-4 calculates a probability P (SQ11∩R) that the symbol belonging to the set SQ11 is transmitted and the reception signal R is received.
[0106]
The adder circuit 122-1 includes the posterior probability P (SQ00∩R) for the symbol set SQ00 calculated by the probability calculation circuit 121-1, and the posterior probability P for the symbol set SQ01 calculated by the probability calculation circuit 121-2. The sum of (SQ01∩R) (P (SQ00∩R) + P (SQ01∩R)) is calculated, and the calculation result is output to the division circuit 124-1.
[0107]
The adder circuit 122-2 includes the posterior probability P (SQ00∩R) for the symbol set SQ00 calculated by the probability calculation circuit 121-1, and the posterior probability P for the symbol set SQ10 calculated by the probability calculation circuit 121-3. The sum of (SQ10∩R) (P (SQ00∩R) + P (SQ10∩R)) is calculated and output to the division circuit 124-2.
[0108]
The adder circuit 123 calculates the sum of the posterior probabilities (P (SQ00∩R) + P (SQ01∩R) + P (SQ11∩R) + P (SQ10∩R)) supplied from the probability calculation circuits 121-1 to 121-4. The calculation result is output to the division circuits 124-1 and 124-2.
[0109]
The division circuit 124-1 uses the value (P (SQ00∩R) + P (SQ01∩R)) supplied from the addition circuit 122-1 as the value (P (SQ00∩R) + P supplied from the addition circuit 123. (SQ01∩R) + P (SQ11∩R) + P (SQ10∩R)), and the calculation result is output to the bit despreading circuit 101-2 as the metric v ′ for the second bit of the symbol. Has been made.
[0110]
The division circuit 124-2 uses the value (P (SQ00∩R) + P (SQ10∩R)) supplied from the addition circuit 122-2 as the value (P (SQ00∩R) + P supplied from the addition circuit 123. (SQ01SR) + P (SQ11∩R) + P (SQ10∩R)), and the calculation result is output to the bit despreading circuit 101-4 as the metric y ′ for the fourth bit of the symbol. Has been made.
[0111]
The bit despreading circuit 101-i (i = 1,..., 4) in FIG. 1 performs the metric for the i-th bit supplied from the metric calculation circuits 39-1 and 39-2 in FIG. Each metric is output to the parallel-serial converter 35 after executing the process of returning the changed bit order to the original order in the bit spreading circuit 91-i.
[0112]
The parallel-serial converter 35 is configured to convert four series of data into one series of data.
[0113]
FIG. 5 shows a configuration example of the Viterbi decoder 37 of FIG. In this embodiment, the output X of the bit insertion circuit 36 (a value corresponding to the metric u for the first bit or the metric x for the third bit) is input to the input terminal 62-1 and is input to the input terminal 62-2. The output Y of the bit insertion circuit 36 (a value corresponding to the metric v for the second bit or the metric y for the fourth bit) is input.
[0114]
Then, the value X input from the input terminal 62-1 is input to the selector 134-1, and also input to the inverting circuit 131-1. After all the bits are inverted, the value X is input to the selector 134-3. It is made so that. Also, the value Y input from the input terminal 62-2 is input to the selector 134-2 and also input to the inverting circuit 131-2. After all the bits are inverted, the value Y is input to the selector 134-4. It is made to be done.
[0115]
The selector 134-1 receives the value 1 output from the constant generation circuit 135-1 and the value X via the input terminal 62-1, and receives an insertion flag for X from the bit insertion circuit 36. The value 1 generated by the constant generation circuit 135-1 is selected. At other times, the value X is selected, and the selected value is output to the multiplication circuits 132-1 and 132-2.
[0116]
The selector 134-2 receives the value 1 output from the constant generation circuit 135-2 and the value Y via the input terminal 62-2, and when the insertion flag for Y is input from the bit insertion circuit 36. The value 1 generated by the constant generation circuit 135-2 is selected. At other times, the value Y is selected, and the selected value is output to the multiplication circuits 132-1 and 132-3.
[0117]
The selector 134-3 receives the value 1 which is the output of the constant generation circuit 135-3 and the value obtained by inverting the value X which is the output of the inversion circuit 131-1, and is inserted into the X from the bit insertion circuit 36. When the flag is input, the value 1 generated by the constant generation circuit 135-3 is selected. In other cases, a value obtained by inverting the value X is selected, and the selected value is supplied to the multiplication circuits 132-3 and 132-4. It is designed to output.
[0118]
The selector 134-4 receives the value 1 which is the output of the constant generation circuit 135-4 and the value obtained by inverting the value Y which is the output of the inverting circuit 131-2, and is inserted from the bit insertion circuit 36 into Y. When the flag is input, the value 1 generated by the constant generation circuit 135-4 is selected. In other cases, a value obtained by inverting the value Y is selected, and the selected value is supplied to the multiplication circuits 132-2 and 132-4. It is designed to output.
[0119]
The multiplication circuit 132-1 multiplies the value supplied from the selector 134-1 by the value supplied from the selector 134-2, and outputs the multiplication result as a branch metric BM00. The multiplication circuit 132-2 multiplies the value supplied from the selector 134-1 by the value supplied from the selector 134-4, and outputs the multiplication result as a branch metric BM01. Similarly, the multiplication circuit 132-3 multiplies the value supplied from the selector 134-2 by the value supplied from the selector 134-3, and outputs the multiplication result as the branch metric BM10. The multiplication circuit 132-4 The value supplied from the selector 134-3 is multiplied by the value supplied from the selector 134-4, and the multiplication result is output as the branch metric BM11.
[0120]
The output BM00 of the multiplication circuit 132-1 and the output BM11 of the multiplication circuit 132-4 are input to the ACS circuits 133-1 and 133-3. Similarly, the output BM01 of the multiplication circuit 132-2 and the output BM10 of the multiplication circuit 132-3 are input to the ACS circuits 133-2 and 133-4.
[0121]
The ACS circuits 133-1 and 133-3 also receive the output SM00 of the state metric storage device 66-1 and the output SM01 of the state metric storage device 66-2, and are input to the ACS circuits 133-2 and 133-4. The output SM10 of the state metric storage device 66-3 and the output SM11 of the state metric storage device 66-4 are input.
[0122]
The ACS circuits 133-1 to 133-4 calculate new state metrics from the input branch metrics and state metrics, and output the calculation results to the state metrics storage devices 66-1 to 66-4 and select them. Information SEL00 to SEL11 corresponding to the passed path is output to the path memory 65.
[0123]
The other configuration of the Viterbi decoder 37 of this embodiment is the same as that in FIG.
[0124]
1 is the same as that in FIG. 13 and the description thereof is omitted.
[0125]
Next, the operation of the data receiving apparatus in FIG. 1 will be described.
[0126]
The demodulator 32 (demodulation means) demodulates the received signal received by the antenna 31 and outputs the I component and Q component data of the symbol to the symbol despreading circuit 33. The symbol despreading circuit 33 performs symbol despreading processing on the I component and Q component data, and then outputs the I component I ′ to the metric calculation circuit 39-1 and the Q component Q ′ as the metric. It outputs to the calculation circuit 39-2.
[0127]
The metric calculation circuit 39-1 calculates the metric u ′ for the first bit and the metric x ′ for the third bit constituting the 16QAM symbol from the supplied I component I ′ (details of the calculation method are as follows). The metric u ′ for the first bit is output to the bit despreading circuit 101-1, and the metric x ′ for the third bit is output to the bit despreading circuit 101-3.
[0128]
Similarly, the metric calculation circuit 39-2 calculates a metric v ′ for the second bit and a metric y ′ for the fourth bit constituting the 16QAM symbol from the supplied Q component Q ′, The metric v ′ for the bit is output to the bit despreading circuit 101-2, and the metric y ′ for the fourth bit is output to the bit despreading circuit 101-4.
[0129]
Next, metric calculation in the metric calculation circuits 39-1 and 39-2 will be described. The metric here means, for example, a conditional posterior probability with respect to bits constituting the received signal when a predetermined received signal is received, which is defined by the following equation.
P (bi = 0 | R) = P (bi = 0∩R) / P (R) (3)
[0130]
Here, P (bi = 0 | R) is the conditional posterior probability that the i-th bit of the transmission symbol is 0 when the received signal R (I, Q) is received, and P (R) is the received The probability that the signal R (I, Q) is received, and P (bi = 0∩R) is the probability that the symbol whose i-th bit is 0 is transmitted and the received signal R (I, Q) is received. , Respectively.
[0131]
Similarly, the conditional posterior probability that the i-th bit of the transmission symbol is 1 can be obtained when the reception signal R (I, Q) is received by the following equation (4).
P (bi = 1 | R) = P (bi = 1∩R) / P (R) (4)
[0132]
Here, P (bi = 1 | R) is a conditional posterior probability that the i-th bit of the transmission symbol is 1 when the received signal R (I, Q) is received, and P (bi = 1∩R). ) Represents the probability that a symbol having an i-th bit of 1 is transmitted and a received signal R (I, Q) is received.
[0133]
Also according to the following equation (5), when the received signal R (I, Q) is received, the conditional posterior probability that the i-th bit of the transmission symbol is 1 can be obtained.
P (bi = 1 | R) = 1-P (bi = 0 | R) (5)
[0134]
In the present embodiment, the metric calculation circuit 39-1 calculates a metric for the first bit and the metric for the third bit of the symbol from the I component I ′ of the received signal. From the Q component Q ′, a metric for the second bit and a metric for the fourth bit of the symbol are calculated.
[0135]
The metric calculation circuit 39-1 uses a bit string (for example, 00 in the set SI00) representing the I component RI of the received signal R as the metric u ′ (= P (b1 = 0 | R)) for the first bit of the symbol. Output the posterior probability P (b′1 = 0 | RI) that the first bit b′1 is 0, and the metric x ′ (= P (b3 = 0 | R)) for the third bit of the symbol, A posterior probability P (b′2 = 0 | RI) that the second bit b′2 of the bit string representing the I component RI of the received signal R is 0 is output.
[0136]
That is, the metric for the first bit of the 16QAM symbol is the condition for the symbol S0abc (a, b, c is 0 or 1) corresponding to the signal points 0000, 0001, 0010, 0011, 0100, 0101, 0110, 0111. In this embodiment, the 16 posterior probabilities P (S0abc | R) are summed up in accordance with the value of the I component.
SI00 = {S0000, S0001, S0101, S0100},
SI01 = {S0010, S0011, S0111, S0110},
SI11 = {S1010, S1011, S1111, S1110},
SI10 = {S1000, S1001, S1101, S1100}
Next, of these, posterior probabilities P (SI00) RI) and P (SI01∩RI) for a set of symbols SI00, SI01 (b′1 = 0) in which the first bit of the symbol is 0 The sum is calculated as a metric for the first bit.
[0137]
That is, in the metric calculation circuit 39-1, the metric for the first bit and the metric for the third bit are calculated according to the following equations.
[0138]
Figure 0003606412
[0139]
Where P (SI j ∩RI) is a symbol set SI in which the i-th bit b′i of the bit string representing the set is 0. j Represents the probability that a symbol belonging to and a received signal R has been received, and ΣP (SI j ∩RI) is the set SI of all symbols j Probability P (SI for j ∩RI).
[0140]
When b′1 = 0 (ie, when calculating the metric for the first bit), ΣP (SI j ∩RI) is P (SI00∩RI) + P (SI01∩RI), and when b′2 = 0 (that is, when calculating the metric for the third bit), ΣP (SI j ∩RI) is P (SI00∩RI) + P (SI10∩RI).
[0141]
Also, ΣP (SI k ∩RI) is the probability P (SI) for the symbol k ∩RI). In this case, ΣP (SI k ∩RI) is P (SI00∩RI) + P (SI01∩RI) + P (SI11∩RI) + P (SI10∩RI).
[0142]
Therefore, the probability calculation circuit 111-1 in FIG. 3 transmits P (SI00∩RI), that is, a symbol belonging to the set SI00 (a symbol corresponding to any one of 0000, 0001, 0101, and 0100 of 16QAM). The probability calculation circuit 111-2 calculates P (SI01∩RI), that is, one of symbols belonging to the set SI01 (any one of 0010, 0011, 0111, and 0110 of 16QAM). The posterior probability of receiving the received signal R is calculated.
[0143]
The probability calculation circuit 111-3 transmits P (SI11SIRI), that is, a symbol belonging to the set SI11 (a symbol corresponding to any of 10QAM 1010, 1011, 1111, and 1110) and receives a received signal. The posterior probability of receiving R is calculated, and the probability calculation circuit 111-4 corresponds to P (SI10∩RI), that is, one of the symbols belonging to the set SI10 (16QAM 1000, 1001, 1101, and 1100). Symbol) is transmitted and the posterior probability of receiving the received signal R is calculated.
[0144]
Then, the adder circuit 112-1 corresponds to the numerator of the equation (6), and the posterior probabilities of the above-described posterior probabilities for the symbols having the first bit b′1 of 0 in the sets SI00 to SI11, that is, SI00 and SI01. The summation circuit 112-2 calculates the sum corresponding to the numerator of equation (6), and the second bit b′2 of the sets SI00 to SI11 is the above-described symbol for SI00 and SI10. Calculate the sum of posterior probabilities.
[0145]
The adder circuit 113 calculates the sum of the above-described posterior probabilities for the sets SI00 to SI11 corresponding to the denominator of the equation (6).
[0146]
The division circuit 114-1 divides the output of the addition circuit 112-1 by the output of the addition circuit 113 according to the equation (6), calculates the metric u ′ for the first bit of the symbol, and the division circuit 114. −2 divides the output of the adder circuit 112-2 by the output of the adder circuit 113 according to the equation (6), and calculates the metric x ′ for the third bit of the symbol.
[0147]
The metric calculation circuit 39-2 uses a bit string (for example, 00 in the set SQ00) representing the Q component RQ of the received signal R as the metric v ′ (= P (b2 = 0 | R)) for the second bit of the symbol. The probability P (b′1 = 0 | RQ) when the first bit b′1 is 0 is output, and the metric y ′ (= P (b4 = 0 | R)) for the fourth bit of the symbol is output. The probability P (b′2 = 0 | RQ) when the second bit b′2 of the bit string representing the Q component RQ of the received signal R is 0 is output.
[0148]
That is, the metric for the second bit of the 16QAM symbol is the condition for the symbol Sa0bc (a, b, c is 0 or 1) corresponding to the signal points 0000, 0001, 0010, 0011, 1000, 1001, 1010, 1011. In this embodiment, 16 symbols are initially set as four sets according to the value of the Q component. The total of the posterior probabilities P (Sa0bc | R) is used.
SQ00 = {S0000, S0010, S1010, S1000},
SQ01 = {S0001, S0011, S1011, S1001},
SQ11 = {S0101, S0111, S1111, S1101},
SQ10 = {S0100, S0110, S1110, S1100}
Next, of these, the posterior probabilities P (SQ00∩RI) and P (SQ01∩R) for the set of symbols SQ00, SQ01 (b′1 = 0) in which the first bit of the symbol is 0 The sum is calculated as a metric for the second bit.
[0149]
That is, the metric for the second bit and the metric for the fourth bit are calculated according to the following equations.
[0150]
Figure 0003606412
[0151]
Where P (SQ j ∩RQ) is a set of symbols SQ in which the i-th bit b′i of the bit string representing the set is 0. j Represents the probability that a symbol belonging to the symbol is transmitted and the received signal R is received, and ΣP (SQ j ∩RQ) is the set SQ of all symbols j Probability P (SQ for j (RQ) represents the total sum.
[0152]
When b′1 = 0 (ie, when calculating the metric for the second bit), ΣP (SQ j ∩RQ) is P (SQ00∩RQ) + P (SQ01∩RQ), and when b′2 = 0 (that is, when calculating the metric for the fourth bit), ΣP (SQ j ∩RQ) is P (SQ00∩RQ) + P (SQ10∩RQ).
[0153]
Also, ΣP (SQ k ∩RQ) is the probability P (SQ for the symbol k (RQ) represents the total sum. In this case, ΣP (SQ k ∩RQ) is P (SQ00∩RQ) + P (SQ01∩RQ) + P (SQ11∩RQ) + P (SQ10∩RQ).
[0154]
The metric calculation circuit 39-2 operates in the same manner as the metric calculation circuit 39-1, and calculates the metric v ′ for the second bit and the metric y ′ for the fourth bit according to the equation (7). That is, the metric v ′ for the second bit is the sum of the posterior probability for SQ00 calculated by the probability calculation circuit 121-1 and the posterior probability for SQ01 calculated by the probability calculation circuit 121-2. It is calculated by dividing by the sum of the posterior probabilities for SQ00 to SQ11 calculated by -1 to 121-4.
[0155]
On the other hand, the metric y ′ for the fourth bit is the sum of the posterior probability for SQ00 calculated by the probability calculation circuit 121-1 and the posterior probability for SQ10 calculated by the probability calculation circuit 121-3. It is calculated by dividing by the sum of the posterior probabilities for SQ00 to SQ11 calculated by -1 to 121-4.
[0156]
Note that various methods can be considered as calculation methods in the probability calculation circuits 111-1 to 111-4 in FIG. 3 and the probability calculation circuits 121-1 to 121-4 in FIG. Is assumed, for example, the probability calculation circuit 111-1 can calculate the probability as follows.
Figure 0003606412
[0157]
Here, σ represents the square root of ½ of the noise power of the transmission line. That is, 2σ 2 Represents the noise power of the transmission line. ‖SI00-RI‖ is the Euclidean distance between the value of the I component of the symbol set SI00 and the value of the I component RI of the received signal. In this case, since the value of the I component of SI00 and RI are scalars, ‖SI00-RI 同一 is the same as | SI00-RI | (absolute value).
[0158]
Note that the coefficient on the right side of equation (8) (1 / (2π)) 1/2 σ) may be omitted because it does not affect the selection of the maximum likelihood path by the Viterbi decoder 37 (decoding means). In that case, the probability P (SI00∩RI) is calculated as follows.
Figure 0003606412
[0159]
The probability calculation circuits 111-2 to 111-4 can similarly calculate the above-described posterior probabilities.
[0160]
The metrics u ′, v ′, x ′, and y ′ calculated by the metric calculation circuits 39-1 and 39-2 as described above are processed by the bit despreading circuits 101-1 to 101-4. Then, the subsequent parallel-serial converter 35 performs an operation reverse to that of the serial-parallel converter 4 in FIG. 17 to convert the four systems of data into one series of data.
[0161]
In the bit insertion circuit 36, the reverse operation of the bit erasing circuit 3 of FIG. That is, the erase map in the previous example
X: 10
Y: 11
Using,
u1, v1, x1, y1, u2, v2, x2, y2...
Arbitrary dummy data (0 in this case) is inserted immediately before the last 3 bits with a period of 3 bits for the data input in this order,
As data X, u1, 0, y1, 0, x2, ...
As data Y, v1, x1, u2, v2, y2, ...
Are supplied in this order, and an insertion flag indicating the position where the dummy data is inserted is supplied to the Viterbi decoder 37.
[0162]
The Viterbi decoder 37 performs Viterbi decoding according to the state transition of the convolutional encoder 2 to obtain reproduction information 38. Next, the operation of the Viterbi decoder 37 will be described in detail.
[0163]
When the dummy data is inserted as X in the bit insertion circuit 36 and the insertion flag for X is input, the selector 134-1 and the selector 134-3 set the value 1 to invalidate the metric probability calculation for the dummy data. Output.
[0164]
Similarly, the selector 134-2 and the selector 134-4 invalidate the metric probability calculation for the dummy data when dummy data is inserted as Y in the bit insertion circuit 36 and the insertion flag for Y is input. The value 1 is output.
[0165]
That is, the calculation of the branch metric by the multiplication circuits 132-1 to 132-4 and the calculation of the state metric by the ACS circuits 133-1 to 133-4 are all performed by multiplication (described later). By outputting the value 1, the metric calculation result is not affected.
[0166]
When no dummy data is inserted as X, the value X supplied from the bit insertion circuit 36 is supplied to the multiplier circuits 132-1 and 132-2 via the selector 134-1, and the value X is inverted. The value is supplied to multiplication circuits 132-3 and 132-4.
[0167]
Similarly, when dummy data is not inserted as Y, the value Y supplied from the bit insertion circuit 36 is supplied to the multiplication circuits 132-1 and 132-3 via the selector 134-2, and the value Y A value obtained by inverting is supplied to the multiplication circuits 132-2 and 132-4.
[0168]
In the multiplication circuit 132-1, the probability that the value of the first bit of the symbol is 0 or the probability that the value of the third bit is 0 and the value of the second bit is 0 Or the product of data Y corresponding to the probability that the value of the fourth bit is 0 (that is, the probability that the value of the first bit is 0 and the value of the second bit is 0, or The probability that the value of the bit 3 is 0 and the value of the fourth bit is 0) is calculated and output as the branch metric BM00. The branch metric BM00 corresponds to the code output 00 of the convolutional encoder 2.
[0169]
Similarly, the multiplication circuit 132-2 has the value X corresponding to the probability that the value of the first bit of the symbol is 0 or the value of the third bit is 0, and the value of the second bit is 1. Or the value corresponding to the probability that the value of the fourth bit is 1 (the value obtained by inverting the value Y) (that is, the value of the first bit is 0 and the second bit The probability that the value is 1 or the probability that the value of the third bit is 0 and the value of the fourth bit is 1) is calculated and output as the branch metric BM01. This branch metric BM01 corresponds to the code output 01 of the convolutional encoder 2.
[0170]
The multiplication circuit 132-3 includes a value corresponding to the probability that the value of the first bit of the symbol is 1 or the value of the third bit is 1 (a value obtained by inverting the value X), and the second bit. The product of the value Y corresponding to the probability that the value of 0 or the value of the fourth bit is 0 (that is, the value of the first bit is 1 and the value of the second bit is 0 Or the probability that the value of the third bit is 1 and the value of the fourth bit is 0) is output as the branch metric BM10. This branch metric BM 10 corresponds to the code output 10 of the convolutional encoder 2.
[0171]
The multiplication circuit 132-4 has a value corresponding to the probability that the value of the first bit of the symbol is 1 or the value of the third bit is 1 (a value obtained by inverting the value X), and the second bit. Of the value corresponding to the probability that the value of 1 or the value of the fourth bit is 1 (the value obtained by inverting the value Y) (that is, the value of the first bit is 1 and The probability that the value of the bit of 2 is 1 or the probability that the value of the third bit is 1 and the value of the fourth bit is 1) is calculated and output as the branch metric BM11. The branch metric BM11 corresponds to the code output 11 of the convolutional encoder 2.
[0172]
When dummy data is inserted as X or Y, the selectors 134-1 to 134-4 select 1 instead of the dummy data, so that the multiplication circuits 132-1 to 132-4 are dummy. An input value not corresponding to data is output as it is (multiplied by 1) as a branch metric.
[0173]
The ACS circuit 133-1 calculates the following two expressions according to the state transition of the convolutional encoder 2 (FIG. 9).
SM00 × BM00 (9)
SM01 × BM11 (10)
[0174]
Here, SM00 is the value of the state metric storage device 66-1 one unit time ago, SM01 is the value of the state metric storage device 66-2 one unit time ago, and BM00 is the calculation result of the multiplication circuit 132-1. BM11 represents the calculation result of the multiplication circuit 132-4.
[0175]
Then, the ACS circuit 133-1 selects the one with the highest likelihood, that is, the one with the larger calculation result among the equations (9) and (10), and outputs the selection information SEL 00 to the path memory 65 in the subsequent stage. At the same time, the larger one of the results obtained by calculating the equations (9) and (10) is supplied to the subsequent state metric storage device 66-1 and stored therein. That is, if the calculation result of Expression (9) is larger, SEL00 = 0 is set, and if the calculation result of Expression (10) is larger, SEL00 = 1 is set. In the former case, SM00 × BM00 is stored as new state metric SM00 in the state metric storage device 66-1, respectively.
[0176]
The ACS circuits 133-2 to 133-4 operate in the same manner, and calculate new state metrics SM01 to SM11.
[0177]
The other operations in the Viterbi decoder 37 are the same as those in FIG.
[0178]
A value obtained by multiplying the logarithm of the output of the metric calculation circuits 39-1 and 39-2 by -1 is supplied to the bit despreading circuits 101-1 to 101-4, and the branch metric in the Viterbi decoder 37 is also supplied. The path metric may be calculated by addition.
[0179]
Next, a second embodiment of the data receiving apparatus of the present invention will be described.
[0180]
In the second embodiment, the formulas used for metric calculation and the configurations of the metric calculation circuits 39-1 and 39-2 are different from those of the first embodiment. Only the metric calculation circuits 39-1 and 39-2 will be described, and description of other components will be omitted.
[0181]
FIG. 6 shows a configuration example of the metric calculation circuit 39-1 of the second embodiment. In this metric calculation circuit 39-1, the sum of the posterior probability for the set SI00 calculated by the probability calculation circuit 111-1 and the posterior probability for the set SI01 calculated by the probability calculation circuit 111-2 is the first. The sum of the posterior probability for the set SI00 calculated by the probability calculation circuit 111-1 and the posterior probability for the set SI10 calculated by the probability calculation circuit 111-3 Is output as a metric x 'for the bits of.
[0182]
Similarly, in the metric calculation circuit 39-2 (not shown) of the second embodiment, the posterior probability for the set SQ00 calculated by the probability calculation circuit 121-1 in FIG. The calculated sum of the posterior probabilities for the set SQ01 is output as the metric v ′ for the second bit, and the sum of the posterior probabilities for the set SQ00 and the posterior probabilities for the set SQ10 calculated by the probability calculation circuit 121-1. The metric y ′ for the fourth bit calculated by the probability calculation circuit 121-3 is output.
[0183]
That is, the denominator ΣP (SI) of Equation (6) k ∩RI) is the same in calculating any metric, and does not affect the selection of the maximum likelihood path. Therefore, in the second embodiment, the numerator of Equation (6) is changed to the first or third. It is used as a metric for the bits.
[0184]
Similarly, the denominator ΣP (SQ of equation (7) k ∩RQ) is the same in calculating any metric and does not affect the selection of the maximum likelihood path. Therefore, in the second embodiment, the numerator of Equation (7) is changed to the second or fourth. It is used as a metric for the bits.
[0185]
As described above, by using the numerators of the equations (6) and (7) as a metric, the equation for calculating the metric is simplified, and the circuit scale can be reduced.
[0186]
The metric calculation circuits 39-1 and 39-2 in the first and second embodiments can also be realized by using ROMs 42-1 and 42-2 as shown in FIG.
[0187]
In the metric calculation circuit 39-1 shown in FIG. 7, the A / D converter 41 converts the signal of the I component I ′ supplied from the symbol inverse conversion circuit 33 into a digital value, and converts the digital value into the ROM 42-1. , 42-2.
[0188]
Then, the ROM 42-1 outputs a value stored in advance at the address indicated by the supplied digital value (that is, the metric u ′ corresponding to the first bit corresponding to the value of the I component I ′). 2 outputs a value stored in advance at the address indicated by the supplied digital value (that is, the metric x ′ for the third bit corresponding to the value of the I component I ′).
[0189]
Note that, similarly to the metric calculation circuit 39-1 in FIG. 7, the metric calculation circuit 39-2 may be configured by a ROM and an A / D converter.
[0190]
In these ROMs, the metrics in the first embodiment are stored in advance at corresponding addresses. Alternatively, the metric in the second embodiment may be stored in the ROM in advance.
[0191]
FIG. 8 shows the configuration of the third embodiment of the data receiving apparatus of the present invention. In the third embodiment, instead of the two metric calculation circuits 39-1 and 39-2 in the first embodiment or the second embodiment, the parallel-serial converter 51, the metric calculation circuit 39, and the A parallel converter 52 is used.
[0192]
The parallel / serial converter 51 outputs the I component signal I ′ and the Q component signal Q ′ supplied from the symbol despreading circuit 33 in two series to the metric calculation circuit 39 in one series.
[0193]
The metric calculation circuit 39 is configured in the same manner as the above-described metric calculation circuits 39-1 and 39-2. When the I component signal I ′ is supplied, the metric u ′ and the metric u ′ for the first bit of the symbol are the same. The metric x ′ for the 3 bits is calculated, and the calculation result is output to the serial-parallel converter 52. When the signal Q ′ of the Q component is supplied, the metric v ′ for the second bit of the symbol and the fourth The metric y ′ for the bit is calculated, and the calculation result is output to the serial-parallel converter 52.
[0194]
The serial-to-parallel converter 52 converts the metrics u ′, x ′ or v ′, y ′ supplied from the metric calculation circuit 39 into metrics for the first bit and the third bit, or the second bit and The metric for the fourth bit is output to the bit despreading circuits 101-1, 101-3 or 101-2, 101-4, respectively.
[0195]
In this way, in the third embodiment, the metric for the first to fourth bits is calculated using only one metric calculation circuit 39, so the circuit scale can be reduced.
[0196]
In the above embodiment, the data is modulated and demodulated by the 16QAM system. In addition to this, multilevel multiphase modulation in which the I component and the Q component each correspond to two or more bits such as 64QAM and 256QAM. Even when the method is adopted, the present invention can be applied.
[0197]
【The invention's effect】
As described above, according to the data receiving device according to claim 1 and the data receiving method according to claim 4, symbols having the same component value for at least one of the I component and the Q component. For each set of symbols, calculate the posterior probability that the symbol was transmitted and the symbol was received, and sum all the posterior probabilities for the set of symbols in which one of the bits representing the component is a predetermined value, Since the value divided by the sum of the posterior probabilities for the set of symbols is calculated as the metric for that one bit, the metric is calculated with a simple circuit, and the I component and Q component each correspond to 2 bits or more Thus, it is possible to accurately decode the data transmitted by the multi-level multi-phase modulation method.
[0198]
According to the data receiving device according to claim 5 and the data receiving method according to claim 8, for each set of symbols having the same component value for at least one of the I component and the Q component, A posterior probability that a symbol is transmitted and that symbol is received is calculated, and the sum of the posterior probabilities for a set of symbols in which one of the bits representing the component is a predetermined value is a metric for that one bit. As a result, the metric is calculated with a simpler circuit, and the data transmitted by the multi-level multi-phase modulation method in which each of the I component and the Q component corresponds to 2 bits or more is accurately decoded. Can do.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a set of symbols having the same I or Q component value for 16QAM signal points.
3 is a block diagram showing a configuration example of a metric calculation circuit 39-1 in FIG. 1. FIG.
4 is a block diagram illustrating a configuration example of a metric calculation circuit 39-2 in FIG. 1;
FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration example of the Viterbi decoder of FIG. 1;
FIG. 6 is a block diagram showing a configuration example of a metric calculation circuit according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a block diagram illustrating another configuration example of the metric calculation circuit.
FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of a third exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a block diagram illustrating a configuration example of a conventional data transmission apparatus.
10 is a block diagram illustrating a configuration example of a convolutional encoder in FIG. 9;
11 is a diagram for explaining state transitions of the convolutional encoder in FIG. 10; FIG.
FIG. 12 is a diagram for explaining signal point arrangement of QPSK;
FIG. 13 is a block diagram illustrating a configuration example of a conventional data receiving apparatus.
14 is a block diagram illustrating a configuration example of the Viterbi decoder of FIG. 13;
15 is a block diagram illustrating a configuration example of a branch metric calculation circuit in FIG. 14;
16 is a block diagram illustrating a configuration example of the path memory in FIG. 14;
FIG. 17 is a block diagram illustrating a configuration example of a data transmission apparatus when 16QAM is used.
FIG. 18 is a diagram for explaining 16QAM signal point arrangement;
FIG. 19 is a diagram illustrating a configuration example of a data receiving device that receives data transmitted by the device of FIG. 17;
20 is a diagram for explaining the operation of the embodiment of FIG. 19;
[Explanation of symbols]
32 demodulator, 33 symbol despreading circuit, 35 parallel-serial converter, 36-bit insertion circuit, 37 Viterbi decoder, 38 reproduction information, 39, 39-1, 39-2 metric calculation circuit, 41 A / D converter, 42-1, 42-2 ROM, 101-1 to 101-4 bit despreading circuit, 111-1 to 111-4 probability calculation circuit, 112-1, 112-2 addition circuit, 113 addition circuit, 114-1, 114-2 division circuit, 121-1 to 121-4 probability calculation circuit, 122-1, 122-2 addition circuit, 123 addition circuit, 124-1, 124-2 division circuit

Claims (8)

多値多位相方式でデジタル変調されて伝送されたデータを受信するデータ受信装置において、
受信した信号からI成分およびQ成分を復調する復調手段と、
前記I成分およびQ成分のうちの少なくとも一方に対して、その成分の値が同一であるシンボルの集合毎に、前記シンボルが伝送され、かつ、そのシンボルが受信された事後確率を計算し、その成分を表すビットのうちの1つが所定の値である前記シンボルの集合に対する前記事後確率の総和を、すべての前記シンボルの集合に対する前記事後確率の総和で除した値を、その1つのビットに対するメトリックとして計算するメトリック計算手段と、
前記メトリックを利用して前記データの復号を行う復号手段と
を備えることを特徴とするデータ受信装置。
In a data receiving apparatus for receiving data that is digitally modulated and transmitted in a multi-value multi-phase system,
Demodulation means for demodulating the I component and the Q component from the received signal;
For at least one of the I component and the Q component, for each set of symbols having the same value of the component, calculate the posterior probability that the symbol is transmitted and the symbol is received; A value obtained by dividing the sum of the posterior probabilities for the set of symbols in which one of the bits representing the component is a predetermined value by the sum of the posterior probabilities for all the sets of symbols. Metric calculation means for calculating as a metric for
A data receiving apparatus comprising: decoding means for decoding the data using the metric.
前記メトリック計算手段は、受信したデータをデジタル値に変換し、そのデジタル値に対応して、所定の記憶部に予め記憶されている前記メトリックを出力する
ことを特徴とする請求項1に記載のデータ受信装置。
The metric calculation unit converts the received data into a digital value, and outputs the metric stored in advance in a predetermined storage unit corresponding to the digital value. Data receiving device.
前記メトリック計算手段は、前記I成分およびQ成分を、1成分ずつ入力され、入力された成分に対して、前記メトリックを計算する
ことを特徴とする請求項1に記載のデータ受信装置。
2. The data receiving apparatus according to claim 1, wherein the metric calculation unit inputs the I component and the Q component one by one, and calculates the metric for the input component.
多値多位相方式でデジタル変調されて伝送されたデータを受信するデータ受信方法において、
受信した信号からI成分およびQ成分を復調するステップと、
前記I成分およびQ成分のうちの少なくとも一方に対して、その成分の値が同一であるシンボルの集合毎に、前記シンボルが伝送され、かつ、そのシンボルが受信された事後確率を計算し、その成分を表すビットのうちの1つが所定の値である前記シンボルの集合に対する前記事後確率の総和を、すべての前記シンボルの集合に対する前記事後確率の総和で除した値を、その1つのビットに対するメトリックとして計算するステップと、
前記メトリックを利用して前記データの復号を行うステップと
を備えることを特徴とするデータ受信方法。
In a data receiving method for receiving data that has been digitally modulated and transmitted in a multi-value multi-phase system,
Demodulating the I and Q components from the received signal;
For at least one of the I component and the Q component, for each set of symbols having the same value of the component, calculate the posterior probability that the symbol is transmitted and the symbol is received; A value obtained by dividing the sum of the posterior probabilities for the set of symbols in which one of the bits representing the component is a predetermined value by the sum of the posterior probabilities for all the sets of symbols. Calculating as a metric for
And a step of decoding the data using the metric.
多値多位相方式でデジタル変調されて伝送されたデータを受信するデータ受信装置において、
受信した信号からI成分およびQ成分を復調する復調手段と、
前記I成分およびQ成分のうちの少なくとも一方に対して、その成分の値が同一であるシンボルの集合毎に、前記シンボルが伝送され、かつ、そのシンボルが受信された事後確率を計算し、その成分を表すビットのうちの1つが所定の値である前記シンボルの集合に対する前記事後確率の総和を、その1つのビットに対するメトリックとして計算するメトリック計算手段と、
前記メトリックを利用して前記データの復号を行う復号手段と
を備えることを特徴とするデータ受信装置。
In a data receiving apparatus for receiving data that is digitally modulated and transmitted in a multi-value multi-phase system,
Demodulation means for demodulating the I component and the Q component from the received signal;
For at least one of the I component and the Q component, for each set of symbols having the same value of the component, calculate the posterior probability that the symbol is transmitted and the symbol is received; Metric calculation means for calculating a sum of the posterior probabilities for the set of symbols in which one of the bits representing a component is a predetermined value, as a metric for the one bit;
A data receiving apparatus comprising: decoding means for decoding the data using the metric.
前記メトリック計算手段は、受信したデータをデジタル値に変換し、そのデジタル値に対応して、所定の記憶部に予め記憶されている前記メトリックを出力する
ことを特徴とする請求項5に記載のデータ受信装置。
The said metric calculation means converts the received data into a digital value, and outputs the said metric previously stored in a predetermined storage unit corresponding to the digital value. Data receiving device.
前記メトリック計算手段は、前記I成分およびQ成分を、1成分ずつ入力され、入力された成分に対して、前記メトリックを計算する
ことを特徴とする請求項5に記載のデータ受信装置。
6. The data receiving apparatus according to claim 5, wherein the metric calculation unit inputs the I component and the Q component one by one, and calculates the metric for the input component.
多値多位相方式でデジタル変調されて伝送されたデータを受信するデータ受信方法において、
受信した信号からI成分およびQ成分を復調するステップと、
前記I成分およびQ成分のうち少なくとも一方に対して、その成分の値が同一であるシンボルの集合毎に、前記シンボルが伝送され、かつ、そのシンボルが受信された事後確率を計算し、その成分を表すビットのうちの1つが所定の値である前記シンボルの集合に対する前記事後確率の総和を、その1つのビットに対するメトリックとして計算するステップと、
前記メトリックを利用して前記データの復号を行うステップと
を備えることを特徴とするデータ受信方法。
In a data receiving method for receiving data that has been digitally modulated and transmitted in a multi-value multi-phase system,
Demodulating the I and Q components from the received signal;
For at least one of the I component and Q component, for each set of symbols having the same value of the component, calculate the posterior probability that the symbol is transmitted and the symbol is received; Calculating the sum of the posterior probabilities for the set of symbols in which one of the bits representing is a predetermined value as a metric for the one bit;
And a step of decoding the data using the metric.
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