JP3840083B2 - 誤り訂正装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯電話機などに用いられて受信データの誤りを訂正する誤り訂正装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図６は従来の誤り訂正装置の構成を示すブロック図である。
【０００３】
この誤り訂正装置は、ターボデコーダ１を主要要素として有する。ターボデコーダ１は、図６に示すように、ログマップデコーダ（Log-Map decoder）１１、インタリーバ１ｂ、ログマップデコーダ１ｃおよびデインタリーバ１ｄより構成されている。そしてターボデコーダ１は、ログマップアルゴリズムを用いてターボ符号の復号を行う。
【０００４】
さて、ログマップアルゴリズムを用いた誤り訂正復号を行う場合、処理対象となるデータにおけるＥｂ／Ｎ0が誤り訂正能力に影響する。なおＥｂは１ビット当りのエネルギを示し、またＮ0はノイズレベルを示す。
【０００５】
そこで従来の誤り訂正装置では図６に示すように、分散計算部２、Ｅｂ／Ｎ0変換部３、乗算器４，５、および遅延バッファ６を備えて、ここでＥｂ／Ｎ0に応じた適正な復号を行うことを可能とするための前処理を行っている。
【０００６】
受信され、復調されて得られた復調データが分散計算部２および遅延バッファ６へと入力される。分散計算部２で復調データの分散が求められる。さらにＥｂ／Ｎ0変換部３にて、分散計算部２で求められた分散に基づいて、Ｅｂ／Ｎ0の真値が求められる。そしてこのようにして求められたＥｂ／Ｎ0は、乗算器４で４倍される。
【０００７】
一方、遅延バッファ６に入力された復調データは、分散計算部２での分散計算およびＥｂ／Ｎ0変換部３でのＥｂ／Ｎ0変換による遅延を調整するために遅延された上で乗算器５へと与えられる。上述の乗算器４で求められた４×Ｅｂ／Ｎ0も乗算器５へと与えられており、乗算器５では復調データに４×Ｅｂ／Ｎ0が掛け合わされる。このようにして、復調データがその実際のＥｂ／Ｎ0の値に基づいて補正されるのである。そして４×Ｅｂ／Ｎ0が掛け合わされた後の復調データがターボデコーダ１へと与えられる。
【０００８】
このように、実際のＥｂ／Ｎ0を求めて、その４倍の値を復調データに掛け合わせることで復調データの前処理を行っている。このために、図６に示すような複雑な前処理の回路が必要となって回路規模の増大を招いている。また、復調データに４×Ｅｂ／Ｎ0を乗じることからターボデコーダ１への入力のダイナミックレンジが非常に広くなるため、これに対応するためにターボデコーダ１の回路規模も増大する。さらに、分散計算部２での分散計算およびＥｂ／Ｎ0変換部３でのＥｂ／Ｎ0変換による遅延が生じるために、復号遅延が増大する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように従来は、復号処理を実行するのに先立って行う前処理において実際のＥｂ／Ｎ0を考慮しているため、回路規模や復号遅延が増大してしまうという不具合があった。
【００１０】
本発明はこのような事情を考慮してなされたものであり、その目的とするところは、誤り訂正能力を十分に維持しながら、簡易な構成により、かつ小さな復号遅延で誤り訂正を行うことが可能な誤り訂正装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
以上の目的を達成するために第１の本発明は、ログマップアルゴリズムを用いる誤り訂正復号器と、この誤り訂正復号器にて復号するデータに対して前記誤り訂正復号器に入力されるのに先立って、前記誤り訂正復号器でのビット当りのエネルギ／ノイズ比とビット誤り率との関係を示す特性におけるウォーターフォール領域内の前記エネルギ／ノイズ比に関する真値に所定の係数を乗じて定まる所定の定数を乗算する乗算手段とを備えた。
【００１２】
このような手段を講じたことにより、誤り訂正復号器でのビット当りのエネルギ／ノイズ比とビット誤り率との関係を示す特性におけるウォーターフォール領域内の前記エネルギ／ノイズ比に関する真値に所定の係数を乗じて定まる所定の定数が乗算されたのちのデータが誤り訂正復号器に入力され、ログマップアルゴリズムを用いての誤り訂正復号が施される。従って、データにおける実際のエネルギ／ノイズ比を考慮することなしに前記定数を求めるのに使用されたウォーターフォール領域内のエネルギ／ノイズ比であると見なしての前処理が行われることとなる。
【００１３】
また前記目的を達成するために第２の本発明は、ログマップアルゴリズムを用いる誤り訂正復号器と、この誤り訂正復号器にて復号するデータを前記誤り訂正復号器に入力されるのに先立って、前記誤り訂正復号器でのビット当りのエネルギ／ノイズ比とビット誤り率との関係を示す特性におけるウォーターフォール領域内の所定のエネルギ／ノイズ比に関する真値に所定の係数を乗じて定まる値に最も近い２の累乗値の指数に相当するビット数だけビットシフトするビットシフト手段とを備えた。
【００１４】
このような手段を講じたことにより、誤り訂正復号器でのビット当りのエネルギ／ノイズ比とビット誤り率との関係を示す特性におけるウォーターフォール領域内の所定のエネルギ／ノイズ比に関する真値に所定の係数を乗じて定まる値に最も近い２の累乗値の指数に相当するビット数だけビットシフトされたのちのデータが誤り訂正復号器に入力され、ログマップアルゴリズムを用いての誤り訂正復号が施される。従って、データにおける実際のエネルギ／ノイズ比を考慮することなしに前記定数を求めるのに使用されたウォーターフォール領域内のエネルギ／ノイズ比であると見なして前処理が行われ、しかもその前処理はビットシフトによる定数の乗算により行われることとなる。
【００１５】
また前記目的を達成するために第３の本発明は、ログマップアルゴリズムを用いる誤り訂正復号器と、この誤り訂正復号器にて復号するデータに対して前記誤り訂正復号器に入力されるのに先立って、前記誤り訂正復号器でのビット当りのエネルギ／ノイズ比とビット誤り率との関係を示す特性におけるウォーターフォール領域内の所定のエネルギ／ノイズ比に関する真値に所定の係数を乗じて定まる所定の数に応じた所定のリファレンス値に基づくレベル調整を行う自動利得制御手段とを備えた。
【００１６】
このような手段を講じたことにより、誤り訂正復号器でのビット当りのエネルギ／ノイズ比とビット誤り率との関係を示す特性におけるウォーターフォール領域内の前記エネルギ／ノイズ比に関する真値に所定の係数を乗じて定まる所定の定数に基づいてレベル調整が行われたデータが誤り訂正復号器に入力され、ログマップアルゴリズムを用いての誤り訂正復号が施される。従って、データにおける実際のエネルギ／ノイズ比を考慮することなしに前記定数を求めるのに使用されたウォーターフォール領域内のエネルギ／ノイズ比であると見なしての前処理が行われ、しかもその前処理はレベル調整により行われることとなる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態につき説明する。
【００１８】
（第１の実施形態）
図１は本発明の第１実施形態に係る誤り訂正装置を備えた受信機のブロック図である。なお、図１にて図６と同一部分には同一符号を付している。
【００１９】
図１に示すように本実施形態の受信機は、ターボデコーダ１、アンテナ１１、ダウンコンバータ１２、復調部１３、定数出力部１４および乗算器１５からなる。
【００２０】
図示しない送信機から送信された無線信号は、アンテナ１１で受信されたのちダウンコンバータ１２に入力される。ダウンコンバータ１２では、アンテナ１１より受信された信号の周波数がダウンコンバートされる。そしてこのようにダウンコンバートされた後の信号は復調部１３で復調される。これにより得られる復調データは、乗算器１５に入力される。乗算器１５には、定数出力部１４が発生する定数が別途入力されている。定数出力部１４は例えばレジスタなどであって、予め定められた単一の定数を常に出力している。乗算器１５では、定数出力部１４から出力されてる定数が復調データに掛け合わされる。そして、定数が掛け合わされたのちの復調データが、ターボデコーダ１へと入力される。
【００２１】
ターボデコーダ１は、ログマップデコーダ１ａ、インタリーバ１ｂ、ログマップデコーダ１ｃおよびデインタリーバ１ｄより構成されている。そしてターボデコーダ１は、乗算器１５から与えられる復調データを復号の対象として、その復号をログマップアルゴリズムを用いて行う。
【００２２】
次に、定数出力部１４が出力する定数につき説明する。
【００２３】
図２にターボデコーダ１の誤り率特性を示す。図２は、横軸にＥｂ／Ｎ0を示し、縦軸にビット誤り率を示している。
【００２４】
図２に示すように、ターボデコーダ１の特性には、ウォーターフォール領域（waterfall region）と呼ばれる領域と、エラーフロア領域（error floor region）と呼ばれる領域とが表れる。ウォーターフォール領域は、Ｅｂ／Ｎ0の値に応じてビット誤り率が大きく異なる。エラーフロア領域では、Ｅｂ／Ｎ0の値が異なっても、ビット誤り率は大きくは変わらない。
【００２５】
なお定数は、ターボデコーダ１の特性がウォーターフォール領域内のＥｂ／Ｎ0を任意に選定し、そのＥｂ／Ｎ0の真値に係数「４」を乗じて求まる値とする。なお、このように定数の決定のために用いるＥｂ／Ｎ0を以下では選定Ｅｂ／Ｎ0と称する。
【００２６】
具体的には、符号化利得を「３」とし、図２のウォーターフォール領域内の選定Ｅｂ／Ｎ0として０．５ｄＢを選定することとする。このとき、定数出力部１４が出力するべき定数は、次のように求めることができる。
【００２７】
定数＝４×１０{[10 × log(1/3)+0.5]/10}＝１．４９６
なお、ターボデコーダの量子化を考慮する場合は、上記式で求まる値を整数倍した値を定数とする。
【００２８】
かくして本実施形態の受信機では、復調部１３で得られた復調データは、定数出力部１４が出力する定数が乗算器１５で掛け合わされることで前処理が行われ、この上でターボデコーダ１での復号が行われる。
【００２９】
さて、本実施形態によると、Ｅｂ／Ｎ0をその時点での実際の値に拘わりなく選定Ｅｂ／Ｎ0に一定であるとみなすこととなるから、定数は各時点での実際のＥｂ／Ｎ0（以下、実Ｅｂ／Ｎ0と称する）を４倍した値とは異なる場合がある。しかし本実施形態では、選定Ｅｂ／Ｎ0はウォーターフォール領域内から選定して定数を定めるようにしているので、実Ｅｂ／Ｎ0がウォーターフォール領域内にある場合には、選定Ｅｂ／Ｎ0と実Ｅｂ／Ｎ0との差は小さい。このため、定数を乗算するだけで適正な前処理が行われることとなり、十分な誤り訂正能力を発揮することができる。実Ｅｂ／Ｎ0がエラーフロア領域にある場合には、選定Ｅｂ／Ｎ0と実Ｅｂ／Ｎ0との差は大きくなるが、実Ｅｂ／Ｎ0がエラーフロア領域内である状態ではもともと受信状態が良好であるので、前処理が多少不適正であっても十分な誤り訂正能力を発揮することができる。
【００３０】
そして本実施形態では、前処理は復調データに定数を乗算するのみであるので、実Ｅｂ／Ｎ0を求める必要が無く、そのための回路が不要である。さらに、実Ｅｂ／Ｎ0を求めるための処理遅延が生じないことから復調データを遅延させる必要が無く、遅延回路を不要とすることができるとともに、復号遅延を最小限に抑えることが可能である。また、ターボデコーダ１に入力される信号のダイナミックレンジが増加することがない。
【００３１】
つまり本実施形態によると、実Ｅｂ／Ｎ0がウォーターフォール領域およびエラーフロア領域のいずれにある場合であっも十分な誤り訂正能力を発揮することが可能であり、しかも、簡易な構成により、小さな復号遅延でそれを実現することが可能である。
【００３２】
（第２の実施形態）
図３は本発明の第２実施形態に係る誤り訂正装置を備えた受信機のブロック図である。なお、図３にて図１および図６と同一部分には同一符号を付している。
【００３３】
図３に示すように本実施形態の受信機は、ターボデコーダ１、アンテナ１１、ダウンコンバータ１２、復調部１３およびビット位置変換部２１からなる。
【００３４】
復調部１３で得られる復調データは、ビット位置変換部２１に入力される。この復調部１３からビット位置変換部２１へと与えられる復調データは、１２ｂｉｔデータをなしている。ビット位置変換部２１は、入力される復調データの１２ｂｉｔから６ｂｉｔを抽出することで復調データのビット数を変換する。またビット位置変換部２１は、抽出する６ｂｉｔの１２ｂｉｔ中の位置を予め定められた定数に応じた位置とする。そして、ビット数が変換されたのちの復調データが、ターボデコーダ１へと入力される。
【００３５】
さて、このように構成された本実施形態の受信機では、ターボデコーダ１による復号に先立つ前処理として、ビット位置変換部２１によるビット数変換が行われる。このビット数変換は、復調部１３における処理のために利用されていた１２ｂｉｔデータがターボデコーダ１での処理に余剰であるために、ビット数を低減するものである。従って、本来はターボデコーダ１での処理に最も有効な情報を含む位置の６ビットを抽出するのであるが、本実施形態では定数に応じて抽出位置をずらす。
【００３６】
ここで定数は、前述の第１実施形態と同様に求められる値に最も近い２の累乗値に定める。そしてビット位置変換部２１は、定数を２nで示すならば、上記本来の抽出位置からｎビットシフトした位置を抽出することとする。これにより、ビット数変換の処理と同時に定数の乗算が行われることとなり、前述の第１実施形態と同様な前処理が施されることとなる。
【００３７】
かくして本実施形態によれば、前述の第１実施形態と同様にして、実Ｅｂ／Ｎ0がウォーターフォール領域およびエラーフロア領域のいずれにある場合であっも十分な誤り訂正能力を発揮することが可能であり、しかも、簡易な構成により、小さな復号遅延でそれを実現することが可能である。
【００３８】
さらに本実施形態によれば、定数出力部１４および乗算器１５までも不要とすることができ、さらなる構成の簡略化が図れる。しかも本実施形態では、定数を乗算するためにビットシフトをビット数変換と一括して、すなわちビット位置変換部２１を流用して行うようにしているから、ビットシフトを行う回路を新たに追加する必要もなく、非常に簡易な構成により実現が可能となる。
【００３９】
（第３の実施形態）
図４は本発明の第３実施形態に係る誤り訂正装置を備えたＣＤＭＡ受信機のブロック図である。なお、図４にて図１および図６と同一部分には同一符号を付している。
【００４０】
図４に示すように本実施形態の受信機は、ターボデコーダ１、アンテナ１１、ダウンコンバータ１２、ＲＦ ＡＧＣ３１、Ａ／Ｄコンバータ３２、ルートロールオフフィルタ３３、逆拡散部３４、レイク合成部３５、データ部抜取り部３６、ＡＧＣ３７、第１デインタリーバ３８および第２デインタリーバ３９からなる。
【００４１】
ダウンコンバータ１２でダウンコンバートされた後の受信信号は、ＲＦ ＡＧＣ３１でＡ／Ｄコンバータ３２の入力データとして最適なダイナミックレンジに調整するべくＡＧＣがかけられたのちでＡ／Ｄコンバータ３２へと入力される。受信信号はＡ／Ｄコンバータ３２でディジタル化され、これにより受信データに変換される。受信データは、ルートロールオフフィルタ３３で波形整形される。波形整形された受信データは、逆拡散部３４で逆拡散され、チップ単位のデータからシンボル単位のデータに変換される。シンボル単位に変換された受信データは、レイク合成部３５により各マルチパス成分が合成される。レイク合成された受信データからは、データ部抜取り部３６で情報ビット系列だけが取り出される。データ部抜取り部３６で取り出された情報ビット系列は、ターボデコーダ１の入力ビットのダイナミックレンジが最適になるように、ＡＧＣ３７により振幅が調整される。ＡＧＣがかけられたのちの情報ビット系列は、第１デインタリーバ３８および第２デインタリーバ３９により順次デインタリーブされる。そして、第２デインタリーバ３９によりデインタリーブされた後の情報ビット系列が復調データとしてターボデコーダ１に入力される。
【００４２】
ところで本実施形態においてＡＧＣ３７のリファレンス値は、前記第１実施形態に示した定数に基づいて決定する。すなわち、データにおけるマークとスペースとの信号点距離が「１」の場合に、振幅調整後のマークとスペースとの信号点距離が「１．４９６×２」になるようにリファレンス値を決定する。
【００４３】
さて、このように構成された本実施形態のＣＤＭＡ受信機では、ダウンコンバータ１２、ＲＦ ＡＧＣ３１、Ａ／Ｄコンバータ３２、ルートロールオフフィルタ３３、逆拡散部３４、レイク合成部３５、データ部抜取り部３６、ＡＧＣ３７、第１デインタリーバ３８および第２デインタリーバ３９により復調処理が行われるが、このときＡＧＣ３７において、ターボデコーダ１での復号処理のための前処理も以下のように行われる。
【００４４】
図５は、縦軸にとり得る値の確率を示し、横軸に信号の振幅を示している。つまり図５は、確率密度分布を示している。
【００４５】
受信データは、フェージングや熱雑音により、マークおよびスペースの値から分散が生じる。そのため、図５に示すようにマークおよびスペースを中心に分布を持つようになる。
【００４６】
ＡＧＣ３７では、図５（ａ）に示すようなマークとスペースとの信号点距離が「１」であるときに、これを図５（ｂ）に示すようにマークとスペースの位置を±１．４９６になるように調節する。
【００４７】
このようにすることで本実施形態によれば、前述の第１実施形態と同様にして、実Ｅｂ／Ｎ0がウォーターフォール領域およびエラーフロア領域のいずれにある場合であっも十分な誤り訂正能力を発揮することが可能であり、しかも、簡易な構成により、小さな復号遅延でそれを実現することが可能である。
【００４８】
さらに本実施形態によれば、定数出力部１４および乗算器１５までも不要とすることができ、さらなる構成の簡略化が図れる。しかも本実施形態では、復調処理の一環としてのレベル調整を行うＡＧＣ３７を流用して前処理を行うようにしているから、前処理のための回路を新たに追加する必要もなく、非常に簡易な構成により実現が可能となる。
【００４９】
なお、本発明は前記各実施形態に限定されるものではない。例えば前記各実施形態では、誤り訂正復号器としてターボデコーダ１を用いる誤り訂正装置を例示しているが、ログマップアルゴリズムを用いて復号を誤り訂正復号器を用いるものであれば他の種類の誤り訂正装置にも本発明の適用が可能である。
【００５０】
また前記第２実施形態では、ビット数変換を行うビット位置変換部２１を流用して定数を掛け合わせるためのビットシフトを行うようにしているが、ビットシフト回路を別途設けるようにしてもよい。
【００５１】
また前記第３実施形態では、復調処理の一環としてのレベル調整を行うＡＧＣ３７を流用して誤り訂正復号の前処理としてのレベル調整を行うようにしているが、誤り訂正復号の前処理のためのＡＧＣを別途設けるようにしてもよい。
【００５２】
このほか、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形実施が可能である。
【００５３】
【発明の効果】
本発明によれば、誤り訂正復号器でのビット当りのエネルギ／ノイズ比とビット誤り率との関係を示す特性におけるウォーターフォール領域内の前記エネルギ／ノイズ比に関する真値に所定の係数を乗じて定まる所定の定数に基づく前処理を行ったのちのデータを誤り訂正復号器に入力して、ログマップアルゴリズムを用いての誤り訂正復号を施すようにしたので、データにおける実際のエネルギ／ノイズ比を考慮することなしに前記定数を求めるのに使用されたウォーターフォール領域内のエネルギ／ノイズ比であると見なしての前処理が行われることとなり、この結果、誤り訂正能力を十分に維持しながら、簡易な構成により、かつ小さな復号遅延で誤り訂正を行うことが可能な誤り訂正装置となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る誤り訂正装置を備えた受信機のブロック図。
【図２】ターボデコーダ１の誤り率特性を示す図。
【図３】本発明の第２実施形態に係る誤り訂正装置を備えた受信機のブロック図。
【図４】本発明の第３実施形態に係る誤り訂正装置を備えたＣＤＭＡ受信機のブロック図。
【図５】確率密度分布を示す図。
【図６】従来の誤り訂正装置のブロック図。
【符号の説明】
１…ターボデコーダ
１ａ…ログマップデコーダ
１ｂ…インタリーバ
１ｃ…ログマップデコーダ
１ｄ…デインタリーバ
１１…アンテナ
１２…ダウンコンバータ
１３…復調部
１４…定数出力部
１５…乗算器
２１…ビット位置変換部
３１…ＲＦ ＡＧＣ
３２…Ａ／Ｄコンバータ
３３…ルートロールオフフィルタ
３４…逆拡散部
３５…レイク合成部
３６…データ部抜取り部
３７…ＡＧＣ
３８…第１デインタリーバ
３９…第２デインタリーバ
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯電話機などに用いられて受信データの誤りを訂正する誤り訂正装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図６は従来の誤り訂正装置の構成を示すブロック図である。
【０００３】
この誤り訂正装置は、ターボデコーダ１を主要要素として有する。ターボデコーダ１は、図６に示すように、ログマップデコーダ（Log-Map decoder）１１、インタリーバ１ｂ、ログマップデコーダ１ｃおよびデインタリーバ１ｄより構成されている。そしてターボデコーダ１は、ログマップアルゴリズムを用いてターボ符号の復号を行う。
【０００４】
さて、ログマップアルゴリズムを用いた誤り訂正復号を行う場合、処理対象となるデータにおけるＥｂ／Ｎ0が誤り訂正能力に影響する。なおＥｂは１ビット当りのエネルギを示し、またＮ0はノイズレベルを示す。
【０００５】
そこで従来の誤り訂正装置では図６に示すように、分散計算部２、Ｅｂ／Ｎ0変換部３、乗算器４，５、および遅延バッファ６を備えて、ここでＥｂ／Ｎ0に応じた適正な復号を行うことを可能とするための前処理を行っている。
【０００６】
受信され、復調されて得られた復調データが分散計算部２および遅延バッファ６へと入力される。分散計算部２で復調データの分散が求められる。さらにＥｂ／Ｎ0変換部３にて、分散計算部２で求められた分散に基づいて、Ｅｂ／Ｎ0の真値が求められる。そしてこのようにして求められたＥｂ／Ｎ0は、乗算器４で４倍される。
【０００７】
一方、遅延バッファ６に入力された復調データは、分散計算部２での分散計算およびＥｂ／Ｎ0変換部３でのＥｂ／Ｎ0変換による遅延を調整するために遅延された上で乗算器５へと与えられる。上述の乗算器４で求められた４×Ｅｂ／Ｎ0も乗算器５へと与えられており、乗算器５では復調データに４×Ｅｂ／Ｎ0が掛け合わされる。このようにして、復調データがその実際のＥｂ／Ｎ0の値に基づいて補正されるのである。そして４×Ｅｂ／Ｎ0が掛け合わされた後の復調データがターボデコーダ１へと与えられる。
【０００８】
このように、実際のＥｂ／Ｎ0を求めて、その４倍の値を復調データに掛け合わせることで復調データの前処理を行っている。このために、図６に示すような複雑な前処理の回路が必要となって回路規模の増大を招いている。また、復調データに４×Ｅｂ／Ｎ0を乗じることからターボデコーダ１への入力のダイナミックレンジが非常に広くなるため、これに対応するためにターボデコーダ１の回路規模も増大する。さらに、分散計算部２での分散計算およびＥｂ／Ｎ0変換部３でのＥｂ／Ｎ0変換による遅延が生じるために、復号遅延が増大する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように従来は、復号処理を実行するのに先立って行う前処理において実際のＥｂ／Ｎ0を考慮しているため、回路規模や復号遅延が増大してしまうという不具合があった。
【００１０】
本発明はこのような事情を考慮してなされたものであり、その目的とするところは、誤り訂正能力を十分に維持しながら、簡易な構成により、かつ小さな復号遅延で誤り訂正を行うことが可能な誤り訂正装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
以上の目的を達成するために第１の本発明は、ログマップアルゴリズムを用いる誤り訂正復号器と、この誤り訂正復号器にて復号するデータに対して前記誤り訂正復号器に入力されるのに先立って、前記誤り訂正復号器でのビット当りのエネルギ／ノイズ比とビット誤り率との関係を示す特性におけるウォーターフォール領域内の前記エネルギ／ノイズ比に関する真値に所定の係数を乗じて定まる所定の定数を乗算する乗算手段とを備えた。
【００１２】
このような手段を講じたことにより、誤り訂正復号器でのビット当りのエネルギ／ノイズ比とビット誤り率との関係を示す特性におけるウォーターフォール領域内の前記エネルギ／ノイズ比に関する真値に所定の係数を乗じて定まる所定の定数が乗算されたのちのデータが誤り訂正復号器に入力され、ログマップアルゴリズムを用いての誤り訂正復号が施される。従って、データにおける実際のエネルギ／ノイズ比を考慮することなしに前記定数を求めるのに使用されたウォーターフォール領域内のエネルギ／ノイズ比であると見なしての前処理が行われることとなる。
【００１３】
また前記目的を達成するために第２の本発明は、ログマップアルゴリズムを用いる誤り訂正復号器と、この誤り訂正復号器にて復号するデータを前記誤り訂正復号器に入力されるのに先立って、前記誤り訂正復号器でのビット当りのエネルギ／ノイズ比とビット誤り率との関係を示す特性におけるウォーターフォール領域内の所定のエネルギ／ノイズ比に関する真値に所定の係数を乗じて定まる値に最も近い２の累乗値の指数に相当するビット数だけビットシフトするビットシフト手段とを備えた。
【００１４】
このような手段を講じたことにより、誤り訂正復号器でのビット当りのエネルギ／ノイズ比とビット誤り率との関係を示す特性におけるウォーターフォール領域内の所定のエネルギ／ノイズ比に関する真値に所定の係数を乗じて定まる値に最も近い２の累乗値の指数に相当するビット数だけビットシフトされたのちのデータが誤り訂正復号器に入力され、ログマップアルゴリズムを用いての誤り訂正復号が施される。従って、データにおける実際のエネルギ／ノイズ比を考慮することなしに前記定数を求めるのに使用されたウォーターフォール領域内のエネルギ／ノイズ比であると見なして前処理が行われ、しかもその前処理はビットシフトによる定数の乗算により行われることとなる。
【００１５】
また前記目的を達成するために第３の本発明は、ログマップアルゴリズムを用いる誤り訂正復号器と、この誤り訂正復号器にて復号するデータに対して前記誤り訂正復号器に入力されるのに先立って、前記誤り訂正復号器でのビット当りのエネルギ／ノイズ比とビット誤り率との関係を示す特性におけるウォーターフォール領域内の所定のエネルギ／ノイズ比に関する真値に所定の係数を乗じて定まる所定の数に応じた所定のリファレンス値に基づくレベル調整を行う自動利得制御手段とを備えた。
【００１６】
このような手段を講じたことにより、誤り訂正復号器でのビット当りのエネルギ／ノイズ比とビット誤り率との関係を示す特性におけるウォーターフォール領域内の前記エネルギ／ノイズ比に関する真値に所定の係数を乗じて定まる所定の定数に基づいてレベル調整が行われたデータが誤り訂正復号器に入力され、ログマップアルゴリズムを用いての誤り訂正復号が施される。従って、データにおける実際のエネルギ／ノイズ比を考慮することなしに前記定数を求めるのに使用されたウォーターフォール領域内のエネルギ／ノイズ比であると見なしての前処理が行われ、しかもその前処理はレベル調整により行われることとなる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態につき説明する。
【００１８】
（第１の実施形態）
図１は本発明の第１実施形態に係る誤り訂正装置を備えた受信機のブロック図である。なお、図１にて図６と同一部分には同一符号を付している。
【００１９】
図１に示すように本実施形態の受信機は、ターボデコーダ１、アンテナ１１、ダウンコンバータ１２、復調部１３、定数出力部１４および乗算器１５からなる。
【００２０】
図示しない送信機から送信された無線信号は、アンテナ１１で受信されたのちダウンコンバータ１２に入力される。ダウンコンバータ１２では、アンテナ１１より受信された信号の周波数がダウンコンバートされる。そしてこのようにダウンコンバートされた後の信号は復調部１３で復調される。これにより得られる復調データは、乗算器１５に入力される。乗算器１５には、定数出力部１４が発生する定数が別途入力されている。定数出力部１４は例えばレジスタなどであって、予め定められた単一の定数を常に出力している。乗算器１５では、定数出力部１４から出力されてる定数が復調データに掛け合わされる。そして、定数が掛け合わされたのちの復調データが、ターボデコーダ１へと入力される。
【００２１】
ターボデコーダ１は、ログマップデコーダ１ａ、インタリーバ１ｂ、ログマップデコーダ１ｃおよびデインタリーバ１ｄより構成されている。そしてターボデコーダ１は、乗算器１５から与えられる復調データを復号の対象として、その復号をログマップアルゴリズムを用いて行う。
【００２２】
次に、定数出力部１４が出力する定数につき説明する。
【００２３】
図２にターボデコーダ１の誤り率特性を示す。図２は、横軸にＥｂ／Ｎ0を示し、縦軸にビット誤り率を示している。
【００２４】
図２に示すように、ターボデコーダ１の特性には、ウォーターフォール領域（waterfall region）と呼ばれる領域と、エラーフロア領域（error floor region）と呼ばれる領域とが表れる。ウォーターフォール領域は、Ｅｂ／Ｎ0の値に応じてビット誤り率が大きく異なる。エラーフロア領域では、Ｅｂ／Ｎ0の値が異なっても、ビット誤り率は大きくは変わらない。
【００２５】
なお定数は、ターボデコーダ１の特性がウォーターフォール領域内のＥｂ／Ｎ0を任意に選定し、そのＥｂ／Ｎ0の真値に係数「４」を乗じて求まる値とする。なお、このように定数の決定のために用いるＥｂ／Ｎ0を以下では選定Ｅｂ／Ｎ0と称する。
【００２６】
具体的には、符号化利得を「３」とし、図２のウォーターフォール領域内の選定Ｅｂ／Ｎ0として０．５ｄＢを選定することとする。このとき、定数出力部１４が出力するべき定数は、次のように求めることができる。
【００２７】
定数＝４×１０{[10 × log(1/3)+0.5]/10}＝１．４９６
なお、ターボデコーダの量子化を考慮する場合は、上記式で求まる値を整数倍した値を定数とする。
【００２８】
かくして本実施形態の受信機では、復調部１３で得られた復調データは、定数出力部１４が出力する定数が乗算器１５で掛け合わされることで前処理が行われ、この上でターボデコーダ１での復号が行われる。
【００２９】
さて、本実施形態によると、Ｅｂ／Ｎ0をその時点での実際の値に拘わりなく選定Ｅｂ／Ｎ0に一定であるとみなすこととなるから、定数は各時点での実際のＥｂ／Ｎ0（以下、実Ｅｂ／Ｎ0と称する）を４倍した値とは異なる場合がある。しかし本実施形態では、選定Ｅｂ／Ｎ0はウォーターフォール領域内から選定して定数を定めるようにしているので、実Ｅｂ／Ｎ0がウォーターフォール領域内にある場合には、選定Ｅｂ／Ｎ0と実Ｅｂ／Ｎ0との差は小さい。このため、定数を乗算するだけで適正な前処理が行われることとなり、十分な誤り訂正能力を発揮することができる。実Ｅｂ／Ｎ0がエラーフロア領域にある場合には、選定Ｅｂ／Ｎ0と実Ｅｂ／Ｎ0との差は大きくなるが、実Ｅｂ／Ｎ0がエラーフロア領域内である状態ではもともと受信状態が良好であるので、前処理が多少不適正であっても十分な誤り訂正能力を発揮することができる。
【００３０】
そして本実施形態では、前処理は復調データに定数を乗算するのみであるので、実Ｅｂ／Ｎ0を求める必要が無く、そのための回路が不要である。さらに、実Ｅｂ／Ｎ0を求めるための処理遅延が生じないことから復調データを遅延させる必要が無く、遅延回路を不要とすることができるとともに、復号遅延を最小限に抑えることが可能である。また、ターボデコーダ１に入力される信号のダイナミックレンジが増加することがない。
【００３１】
つまり本実施形態によると、実Ｅｂ／Ｎ0がウォーターフォール領域およびエラーフロア領域のいずれにある場合であっも十分な誤り訂正能力を発揮することが可能であり、しかも、簡易な構成により、小さな復号遅延でそれを実現することが可能である。
【００３２】
（第２の実施形態）
図３は本発明の第２実施形態に係る誤り訂正装置を備えた受信機のブロック図である。なお、図３にて図１および図６と同一部分には同一符号を付している。
【００３３】
図３に示すように本実施形態の受信機は、ターボデコーダ１、アンテナ１１、ダウンコンバータ１２、復調部１３およびビット位置変換部２１からなる。
【００３４】
復調部１３で得られる復調データは、ビット位置変換部２１に入力される。この復調部１３からビット位置変換部２１へと与えられる復調データは、１２ｂｉｔデータをなしている。ビット位置変換部２１は、入力される復調データの１２ｂｉｔから６ｂｉｔを抽出することで復調データのビット数を変換する。またビット位置変換部２１は、抽出する６ｂｉｔの１２ｂｉｔ中の位置を予め定められた定数に応じた位置とする。そして、ビット数が変換されたのちの復調データが、ターボデコーダ１へと入力される。
【００３５】
さて、このように構成された本実施形態の受信機では、ターボデコーダ１による復号に先立つ前処理として、ビット位置変換部２１によるビット数変換が行われる。このビット数変換は、復調部１３における処理のために利用されていた１２ｂｉｔデータがターボデコーダ１での処理に余剰であるために、ビット数を低減するものである。従って、本来はターボデコーダ１での処理に最も有効な情報を含む位置の６ビットを抽出するのであるが、本実施形態では定数に応じて抽出位置をずらす。
【００３６】
ここで定数は、前述の第１実施形態と同様に求められる値に最も近い２の累乗値に定める。そしてビット位置変換部２１は、定数を２nで示すならば、上記本来の抽出位置からｎビットシフトした位置を抽出することとする。これにより、ビット数変換の処理と同時に定数の乗算が行われることとなり、前述の第１実施形態と同様な前処理が施されることとなる。
【００３７】
かくして本実施形態によれば、前述の第１実施形態と同様にして、実Ｅｂ／Ｎ0がウォーターフォール領域およびエラーフロア領域のいずれにある場合であっも十分な誤り訂正能力を発揮することが可能であり、しかも、簡易な構成により、小さな復号遅延でそれを実現することが可能である。
【００３８】
さらに本実施形態によれば、定数出力部１４および乗算器１５までも不要とすることができ、さらなる構成の簡略化が図れる。しかも本実施形態では、定数を乗算するためにビットシフトをビット数変換と一括して、すなわちビット位置変換部２１を流用して行うようにしているから、ビットシフトを行う回路を新たに追加する必要もなく、非常に簡易な構成により実現が可能となる。
【００３９】
（第３の実施形態）
図４は本発明の第３実施形態に係る誤り訂正装置を備えたＣＤＭＡ受信機のブロック図である。なお、図４にて図１および図６と同一部分には同一符号を付している。
【００４０】
図４に示すように本実施形態の受信機は、ターボデコーダ１、アンテナ１１、ダウンコンバータ１２、ＲＦ ＡＧＣ３１、Ａ／Ｄコンバータ３２、ルートロールオフフィルタ３３、逆拡散部３４、レイク合成部３５、データ部抜取り部３６、ＡＧＣ３７、第１デインタリーバ３８および第２デインタリーバ３９からなる。
【００４１】
ダウンコンバータ１２でダウンコンバートされた後の受信信号は、ＲＦ ＡＧＣ３１でＡ／Ｄコンバータ３２の入力データとして最適なダイナミックレンジに調整するべくＡＧＣがかけられたのちでＡ／Ｄコンバータ３２へと入力される。受信信号はＡ／Ｄコンバータ３２でディジタル化され、これにより受信データに変換される。受信データは、ルートロールオフフィルタ３３で波形整形される。波形整形された受信データは、逆拡散部３４で逆拡散され、チップ単位のデータからシンボル単位のデータに変換される。シンボル単位に変換された受信データは、レイク合成部３５により各マルチパス成分が合成される。レイク合成された受信データからは、データ部抜取り部３６で情報ビット系列だけが取り出される。データ部抜取り部３６で取り出された情報ビット系列は、ターボデコーダ１の入力ビットのダイナミックレンジが最適になるように、ＡＧＣ３７により振幅が調整される。ＡＧＣがかけられたのちの情報ビット系列は、第１デインタリーバ３８および第２デインタリーバ３９により順次デインタリーブされる。そして、第２デインタリーバ３９によりデインタリーブされた後の情報ビット系列が復調データとしてターボデコーダ１に入力される。
【００４２】
ところで本実施形態においてＡＧＣ３７のリファレンス値は、前記第１実施形態に示した定数に基づいて決定する。すなわち、データにおけるマークとスペースとの信号点距離が「１」の場合に、振幅調整後のマークとスペースとの信号点距離が「１．４９６×２」になるようにリファレンス値を決定する。
【００４３】
さて、このように構成された本実施形態のＣＤＭＡ受信機では、ダウンコンバータ１２、ＲＦ ＡＧＣ３１、Ａ／Ｄコンバータ３２、ルートロールオフフィルタ３３、逆拡散部３４、レイク合成部３５、データ部抜取り部３６、ＡＧＣ３７、第１デインタリーバ３８および第２デインタリーバ３９により復調処理が行われるが、このときＡＧＣ３７において、ターボデコーダ１での復号処理のための前処理も以下のように行われる。
【００４４】
図５は、縦軸にとり得る値の確率を示し、横軸に信号の振幅を示している。つまり図５は、確率密度分布を示している。
【００４５】
受信データは、フェージングや熱雑音により、マークおよびスペースの値から分散が生じる。そのため、図５に示すようにマークおよびスペースを中心に分布を持つようになる。
【００４６】
ＡＧＣ３７では、図５（ａ）に示すようなマークとスペースとの信号点距離が「１」であるときに、これを図５（ｂ）に示すようにマークとスペースの位置を±１．４９６になるように調節する。
【００４７】
このようにすることで本実施形態によれば、前述の第１実施形態と同様にして、実Ｅｂ／Ｎ0がウォーターフォール領域およびエラーフロア領域のいずれにある場合であっも十分な誤り訂正能力を発揮することが可能であり、しかも、簡易な構成により、小さな復号遅延でそれを実現することが可能である。
【００４８】
さらに本実施形態によれば、定数出力部１４および乗算器１５までも不要とすることができ、さらなる構成の簡略化が図れる。しかも本実施形態では、復調処理の一環としてのレベル調整を行うＡＧＣ３７を流用して前処理を行うようにしているから、前処理のための回路を新たに追加する必要もなく、非常に簡易な構成により実現が可能となる。
【００４９】
なお、本発明は前記各実施形態に限定されるものではない。例えば前記各実施形態では、誤り訂正復号器としてターボデコーダ１を用いる誤り訂正装置を例示しているが、ログマップアルゴリズムを用いて復号を誤り訂正復号器を用いるものであれば他の種類の誤り訂正装置にも本発明の適用が可能である。
【００５０】
また前記第２実施形態では、ビット数変換を行うビット位置変換部２１を流用して定数を掛け合わせるためのビットシフトを行うようにしているが、ビットシフト回路を別途設けるようにしてもよい。
【００５１】
また前記第３実施形態では、復調処理の一環としてのレベル調整を行うＡＧＣ３７を流用して誤り訂正復号の前処理としてのレベル調整を行うようにしているが、誤り訂正復号の前処理のためのＡＧＣを別途設けるようにしてもよい。
【００５２】
このほか、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形実施が可能である。
【００５３】
【発明の効果】
本発明によれば、誤り訂正復号器でのビット当りのエネルギ／ノイズ比とビット誤り率との関係を示す特性におけるウォーターフォール領域内の前記エネルギ／ノイズ比に関する真値に所定の係数を乗じて定まる所定の定数に基づく前処理を行ったのちのデータを誤り訂正復号器に入力して、ログマップアルゴリズムを用いての誤り訂正復号を施すようにしたので、データにおける実際のエネルギ／ノイズ比を考慮することなしに前記定数を求めるのに使用されたウォーターフォール領域内のエネルギ／ノイズ比であると見なしての前処理が行われることとなり、この結果、誤り訂正能力を十分に維持しながら、簡易な構成により、かつ小さな復号遅延で誤り訂正を行うことが可能な誤り訂正装置となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る誤り訂正装置を備えた受信機のブロック図。
【図２】ターボデコーダ１の誤り率特性を示す図。
【図３】本発明の第２実施形態に係る誤り訂正装置を備えた受信機のブロック図。
【図４】本発明の第３実施形態に係る誤り訂正装置を備えたＣＤＭＡ受信機のブロック図。
【図５】確率密度分布を示す図。
【図６】従来の誤り訂正装置のブロック図。
【符号の説明】
１…ターボデコーダ
１ａ…ログマップデコーダ
１ｂ…インタリーバ
１ｃ…ログマップデコーダ
１ｄ…デインタリーバ
１１…アンテナ
１２…ダウンコンバータ
１３…復調部
１４…定数出力部
１５…乗算器
２１…ビット位置変換部
３１…ＲＦ ＡＧＣ
３２…Ａ／Ｄコンバータ
３３…ルートロールオフフィルタ
３４…逆拡散部
３５…レイク合成部
３６…データ部抜取り部
３７…ＡＧＣ
３８…第１デインタリーバ
３９…第２デインタリーバ
Claims (4)
- ログマップアルゴリズムを用いる誤り訂正復号器と、
この誤り訂正復号器にて復号するデータに対して前記誤り訂正復号器に入力されるのに先立って、前記誤り訂正復号器でのビット当りのエネルギ／ノイズ比とビット誤り率との関係を示す特性におけるウォーターフォール領域内の所定のエネルギ／ノイズ比に関する真値に所定の係数を乗じて定まる所定の定数を乗算する乗算手段とを具備したことを特徴とする誤り訂正装置。 - ログマップアルゴリズムを用いる誤り訂正復号器と、
この誤り訂正復号器にて復号するデータを前記誤り訂正復号器に入力されるのに先立って、前記誤り訂正復号器でのビット当りのエネルギ／ノイズ比とビット誤り率との関係を示す特性におけるウォーターフォール領域内の所定のエネルギ／ノイズ比に関する真値に所定の係数を乗じて定まる値に最も近い２の累乗値の指数に相当するビット数だけビットシフトするビットシフト手段とを具備したことを特徴とする誤り訂正装置。 - 前記ビットシフト手段は、前記誤り訂正復号器へと入力されるデータの一部のビットを抽出することでビット数を変換するビット数変換手段における前記抽出を行うビット位置を変化させることで実現することを特徴とする請求項２に記載の誤り訂正装置。
- ログマップアルゴリズムを用いる誤り訂正復号器と、
この誤り訂正復号器にて復号するデータに対して前記誤り訂正復号器に入力されるのに先立って、前記誤り訂正復号器でのビット当りのエネルギ／ノイズ比とビット誤り率との関係を示す特性におけるウォーターフォール領域内の所定のエネルギ／ノイズ比に関する真値に所定の係数を乗じて定まる所定の数に応じた所定のリファレンス値に基づくレベル調整を行う自動利得制御手段とを具備したことを特徴とする誤り訂正装置。
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