JP5170535B2 - Data communication system, LLR calculation apparatus and method - Google Patents

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  • Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)

Description

本発明は、LDPCのチャネルコーディングを行うワイヤレス通信に用いて好適なデータ通信システム、並びに、LLR算出装置及び方法に関する。   The present invention relates to a data communication system suitable for wireless communication performing LDPC channel coding, and an LLR calculation apparatus and method.

ワイヤレス通信において、SC−FDE(Single Carrier Frequency Domain Equalization)は、ピーク・トゥー・アベレージ・レシオが低く、搬送波オフセットに強いというような数々の利点があり、将来が期待された技術である。このようなSC−FDEシステムにおいては、チャネルコーディングが不可欠である。   In wireless communication, SC-FDE (Single Carrier Frequency Domain Equalization) is a technology that has many advantages such as a low peak-to-average ratio and a strong carrier offset, and is a promising technology. In such an SC-FDE system, channel coding is indispensable.

LDPC(Low Density Parity Check codes:低密度パリティ検査符号)は、他のコーディングに比較して、
(1)高いエラー訂正能力を有する、
(2)デコードが複雑化しない、
(3)拡張性に優れている、
等の利点を示す。したがって、SC−FDEシステムにおけるチャネルコーディングとしては、LDPCが好適である(非特許文献1〜非特許文献5)。
LDPC (Low Density Parity Check codes), compared to other coding,
(1) High error correction capability
(2) Decoding is not complicated,
(3) Excellent extensibility,
Etc. show the advantages. Therefore, LDPC is suitable as channel coding in the SC-FDE system (Non-Patent Document 1 to Non-Patent Document 5).

SC−FDEシステムを構築するために、チャネルコーディングとしてLDPCを使うためには、LLR(Log-likelihood ratio:対数尤度比) を計算する必要がある。LLRを求めるためには、等化チャネルゲインやノイズ分散を推定する必要がある。従来では、非特許文献4及び非特許文献5に示されているように、プリアンブルセグメントに埋め込まれているチャネル推定系列を使用して、LLRが推定されている。
R. G. Gallagar, Low-Density Parity-Check Codes, Cambridge, MA: MIT Press, 1963. D. J. C. MacKay, "Good error-correcting codes based on very sparse matrices",IEEE Trans. Inform. Theory, vol. 45, no. 2, pp. 39931, March 1999. J. Hou, P. H. Siegel, and L. B. Milstein, "Performance analysis and code optimization of lowdensity parity-check codes on Rayleigh fading channels,"IEEE J. Select. Areas Commun., vol. 19, pp.92434, May 2001. H. Harada et al., “CoMPA PHY proposal,” IEEE 802.15-07-0693-03-003c, May 2007. H. Harada et al., “Unified and flexible millimeter wave WPAN systems supported by common mode,”IEEE 802.15-07-0761-00-003c, July 2007.
In order to construct an SC-FDE system, in order to use LDPC as channel coding, it is necessary to calculate an LLR (Log-likelihood ratio). In order to obtain LLR, it is necessary to estimate equalization channel gain and noise variance. Conventionally, as shown in Non-Patent Document 4 and Non-Patent Document 5, an LLR is estimated using a channel estimation sequence embedded in a preamble segment.
RG Gallagar, Low-Density Parity-Check Codes, Cambridge, MA: MIT Press, 1963. DJC MacKay, "Good error-correcting codes based on very sparse matrices", IEEE Trans. Inform. Theory, vol. 45, no. 2, pp. 39931, March 1999. J. Hou, PH Siegel, and LB Milstein, "Performance analysis and code optimization of lowdensity parity-check codes on Rayleigh fading channels," IEEE J. Select. Areas Commun., Vol. 19, pp. 92434, May 2001. H. Harada et al., “CoMPA PHY proposal,” IEEE 802.15-07-0693-03-003c, May 2007. H. Harada et al., “Unified and flexible millimeter wave WPAN systems supported by common mode,” IEEE 802.15-07-0761-00-003c, July 2007.

ところが、上述のように、SC−FDEシステムでは、周波数領域の等化処理が行われている。非特許文献4及び非特許文献5に示されているように、従来のシステムでチャネル推定に用いられプリアンブルは、周波数領域の等化処理の前に抽出され、データと共に等化されていない。これに対して、データは、周波数領域の等化により、チャネルゲインやノイズ分散が変化する。したがって、従来のシステムでは、等化チャネルゲインやノイズ分散を正しく推定することが困難である。   However, as described above, frequency domain equalization is performed in the SC-FDE system. As shown in Non-Patent Document 4 and Non-Patent Document 5, the preamble used for channel estimation in the conventional system is extracted before the frequency domain equalization processing and is not equalized together with the data. On the other hand, the channel gain and noise variance of data change due to frequency domain equalization. Therefore, it is difficult for the conventional system to correctly estimate the equalization channel gain and noise variance.

上述の課題を鑑み、本発明は、オーバーヘッドを増加させることなく、チャネルゲインとノイズ分散を正確に推定して、LLRを求めて、デコード処理が行えるデータ通信システム、LLR算出装置及び方法を提供することを目的とする。   In view of the above-described problems, the present invention provides a data communication system, an LLR calculation apparatus, and a method capable of accurately estimating channel gain and noise variance, obtaining LLR, and performing decoding without increasing overhead. For the purpose.

上述の課題を解決するために、本発明のデータ通信システムは、データブロックにユニークワードを付加したブロック構造としてデータを送信する送信機と、送信機からの受信信号をユニークワードを含めて等化する等化部と、等化処理後の受信したユニークワードからチャネルゲインを算出すると共に等化処理後の受信したユニークワードからノイズ分散を算出して対数尤度比を求めるLLR算出部と、算出された対数尤度比を用いてチャネルデコードを行うチャネルデコーディング部とを有する受信機とを備えることを特徴とする。   In order to solve the above-mentioned problems, the data communication system of the present invention equalizes a transmitter that transmits data as a block structure in which a unique word is added to a data block and a received signal from the transmitter including the unique word. An equalization unit that calculates a channel gain from the received unique word after equalization processing, calculates a noise variance from the received unique word after equalization processing, and obtains a log likelihood ratio, and a calculation And a receiver having a channel decoding unit for performing channel decoding using the log likelihood ratio.

好ましくは、ユニークワードは、ゴレイ系列であることを特徴とする。   Preferably, the unique word is a Golay series.

好ましくは、チャネルデコーディング部によるチャネルデコードが、低密度パリティ検査符号によるチャンネルデコードであることを特徴とする。 Preferably, channel decoding by the channel decoding unit is channel decoding by a low density parity check code .

好ましくは、等化部は、周波数領域での等化処理を行うことを特徴とする。   Preferably, the equalization unit performs an equalization process in a frequency domain.

好ましくは、等化部は、時間領域での等化処理を行うことを特徴とする。   Preferably, the equalization unit performs an equalization process in a time domain.

本発明のLLR算出装置は、受信信号のチャネルゲインとノイズ分散とを推定して対数尤度比を求めるLLR算出装置において、等化処理後の受信したユニークワードからチャネルゲインを算出するチャネルゲイン算出部と、等化処理後の受信したユニークワードからノイズ分散を算出するノイズ分散算出部とを備えることを特徴とする。   The LLR calculation apparatus of the present invention is a channel gain calculation that calculates a channel gain from a received unique word after equalization processing in an LLR calculation apparatus that calculates a log likelihood ratio by estimating a channel gain and noise variance of a received signal. And a noise variance calculation unit for calculating noise variance from the received unique word after equalization processing.

好ましくは、チャネルゲイン算出部は、等化処理後の受信したユニークワードを第1及び第2のサブ系列に分割する第1のデマルチプレクサと、第1及び第2サブ系列から第1及び第2の期待値をそれぞれ求める第1及び第2の期待値算出部と、第1のサブ系列の期待値と第2のサブ系列の期待値とを減算する第1の減算部と、第1の減算部の減算値を2で除算する第1の除算部とを備えることを特徴とする。   Preferably, the channel gain calculation unit includes a first demultiplexer that divides the received unique word after equalization processing into first and second sub-sequences, and first and second sub-sequences from the first and second sub-sequences. First and second expected value calculation units for respectively obtaining the expected value, a first subtracting unit for subtracting the expected value of the first sub-sequence and the expected value of the second sub-sequence, and the first subtraction And a first division unit that divides the subtraction value of 2 by 2.

好ましくは、ノイズ分散算出部は、等化処理後の受信したユニークワードを第1及び第2のサブ系列に分割する第2のデマルチプレクサと、第1及び第2サブ系列から期待値をそれぞれ求める第3及び第4の期待値算出部と、第1のサブ系列の期待値と第1のサブ系列とを減算する第2の減算部と、第2のサブ系列の期待値と第2のサブ系列とを減算する第3の減算部と、第1のサブ系列の期待値と第1のサブ系列との減算値の二乗期待値を求める第1の二乗期待値算出部と、第2のサブ系列の期待値と第2のサブ系列との減算値の二乗期待値を求める第2の二乗期待値算出部と、第1のサブ系列の期待値と第1のサブ系列との減算値の二乗期待値と、第2のサブ系列の期待値と第2のサブ系列との減算値の二乗期待値とを加算する加算部と、加算部の加算値を2で除算する第2の除算部とを備えることを特徴とする。   Preferably, the noise variance calculation unit obtains an expected value from the second demultiplexer that divides the received unique word after equalization processing into the first and second sub-sequences, and the first and second sub-sequences, respectively. A third and fourth expected value calculation unit; a second subtraction unit that subtracts the expected value of the first sub-sequence from the first sub-sequence; and the expected value of the second sub-sequence and the second sub-sequence A third subtraction unit for subtracting the series, a first square expected value calculation unit for obtaining a square expected value of a subtraction value between the expected value of the first sub series and the first sub series, and a second sub A second expected square value calculation unit for obtaining a square expected value of a subtraction value between the expected value of the series and the second sub series; and a square of a subtraction value of the expected value of the first sub series and the first sub series An adder that adds the expected value, the expected value of the second sub-sequence, and the squared expected value of the subtraction value of the second sub-sequence; Characterized in that it comprises a second divider for dividing the addition value of the adder 2.

本発明のLLR算出方法は、受信信号のチャネルゲインとノイズ分散とを推定して対数尤度比を求めるLLR算出方法において、等化処理後の受信したユニークワードからチャネルゲインを算出するチャネルゲイン算出ステップと、等化処理後の受信したユニークワードからノイズ分散を算出するノイズ分散算出ステップとを含むことを特徴とする。   The LLR calculation method of the present invention is a channel gain calculation for calculating a channel gain from a received unique word after equalization processing in an LLR calculation method for obtaining a log likelihood ratio by estimating a channel gain and noise variance of a received signal. And a noise variance calculating step of calculating noise variance from the received unique word after equalization processing.

好ましくは、チャネルゲイン算出ステップは、等化処理後の受信したユニークワードを第1及び第2のサブ系列に分割するステップと、第1及び第2サブ系列の期待値をそれぞれ求めるステップと、第1のサブ系列の期待値と、第2のサブ系列の期待値とを減算して2で除算するステップとを含むことを特徴とする。   Preferably, the channel gain calculating step divides the received unique word after the equalization processing into first and second sub-sequences, obtains expected values of the first and second sub-sequences, And subtracting the expected value of one sub-sequence from the expected value of the second sub-sequence and dividing by two.

好ましくは、ノイズ分散算出ステップは、等化処理後の受信したユニークワードを第1及び第2のサブ系列に分割するステップと、第1及び第2サブ系列の期待値をそれぞれ求めるステップと、第1の期待値と第1のサブ系列とを減算するステップと、第2の期待値と第2のサブ系列とを減算するステップと、第1の期待値と第1のサブ系列との減算値の二乗期待値を求めるステップと、第2の期待値と第2のサブ系列との減算値の二乗期待値を求めるステップと、第1の期待値と第1のサブ系列との減算値の二乗期待値と、第2の期待値と第2のサブ系列との減算値の二乗期待値とを加算して2で除算するステップとを含むことを特徴とする。   Preferably, the noise variance calculation step includes a step of dividing the received unique word after equalization processing into first and second sub-sequences, a step of obtaining expected values of the first and second sub-sequences, Subtracting the first expected value from the first sub-sequence, subtracting the second expected value from the second sub-sequence, and the subtracted value between the first expected value and the first sub-sequence A step of obtaining a square expected value of the first step, a step of obtaining a square expected value of a subtraction value of the second expected value and the second sub-sequence, and a square of the subtraction value of the first expected value and the first sub-sequence A step of adding an expected value and a squared expected value of a subtraction value of the second expected value and the second sub-sequence and dividing by two.

本発明によれば、データブロックにユニークワードを付加したブロック構造としてデータを送信する送信機と、送信機からの受信信号をユニークワードを含めて等化する等化部と、等化処理後の受信したユニークワードからチャネルゲインを算出すると共に等化処理後の受信したユニークワードからノイズ分散を算出して対数尤度比を求めるLLR算出部と、算出された対数尤度比を用いてチャネルデコードを行うチャネルデコーディング部とを有する受信機とを備えているので、オーバーヘッドを増加させることなく、正確にLLRを算出して、チャネルデコードを行うことができる。   According to the present invention, a transmitter that transmits data as a block structure in which a unique word is added to a data block, an equalization unit that equalizes a received signal from the transmitter including the unique word, and a post-equalization process A channel gain is calculated from the received unique word and a noise variance is calculated from the received unique word after equalization processing to obtain a log likelihood ratio, and a channel decoding is performed using the calculated log likelihood ratio. A receiver having a channel decoding unit for performing channel decoding, LLR can be accurately calculated and channel decoding can be performed without increasing overhead.

本発明によれば、ユニークワードは、ゴレイ系列とすることで、等化処理後の受信したユニークワードからチャネルゲインを算出すると共に等化処理後の受信したユニークワードからノイズ分散を算出して対数尤度比を求めることができる。   According to the present invention, the unique word is a Golay sequence, so that the channel gain is calculated from the received unique word after the equalization process and the noise variance is calculated from the received unique word after the equalization process to obtain the logarithm. A likelihood ratio can be obtained.

本発明によれば、チャネルデコーディング部によるチャネルデコードが、低密度パリティ検査符号によるチャンネルデコードとすることで、システムを複雑化せずに、高いエラー訂正能力が確保できる。 According to the present invention, since channel decoding by the channel decoding unit is channel decoding by a low density parity check code , high error correction capability can be secured without complicating the system.

本発明によれば、等化部は、周波数領域での等化処理を行うことで、マルチパス・フェージング・チャネルの伝送路で、性能の高い等化を行うことができる。   According to the present invention, the equalization unit can perform equalization with high performance on the transmission path of the multipath fading channel by performing equalization processing in the frequency domain.

本発明によれば、等化部は、時間領域での等化処理を行うことで、簡単な構成で、マルチパス・フェージング・チャネルの伝送路での等化を行うことができる。   According to the present invention, the equalization unit can perform equalization in the transmission path of the multipath fading channel with a simple configuration by performing equalization processing in the time domain.

本発明によれば、受信信号のチャネルゲインとノイズ分散とを推定して対数尤度比を求めるLLR算出装置において、等化処理後の受信したユニークワードからチャネルゲインを算出するチャネルゲイン算出部と、等化処理後の受信したユニークワードからノイズ分散を算出するノイズ分散算出部とを備えているので、オーバーヘッドを増大させることなく、正確にLLRを算出することができる。   According to the present invention, in an LLR calculation apparatus that estimates a channel gain and noise variance of a received signal and obtains a log likelihood ratio, a channel gain calculation unit that calculates a channel gain from a received unique word after equalization processing; Since the noise variance calculation unit for calculating the noise variance from the received unique word after the equalization processing is provided, the LLR can be accurately calculated without increasing the overhead.

本発明によれば、チャネルゲイン算出部は、等化処理後の受信したユニークワードを第1及び第2のサブ系列に分割する第1のデマルチプレクサと、第1及び第2サブ系列から第1及び第2の期待値をそれぞれ求める第1及び第2の期待値算出部と、第1のサブ系列の期待値と第2のサブ系列の期待値とを減算する第1の減算部と、第1の減算部の減算値を2で除算する第1の除算部とを備えているので、LLRを求めるためのチャネルゲインを正確に推測することができる。   According to the present invention, the channel gain calculation unit includes a first demultiplexer that divides the received unique word after the equalization process into the first and second sub-sequences, and the first from the first and second sub-sequences. And a first expectation value calculator for obtaining the second expected value, a first subtractor for subtracting the expected value of the first sub-sequence and the expected value of the second sub-sequence, Since the first division unit for dividing the subtraction value of 1 subtraction unit by 2 is provided, the channel gain for obtaining the LLR can be accurately estimated.

本発明によれば、ノイズ分散算出部は、等化処理後の受信したユニークワードを第1及び第2のサブ系列に分割する第2のデマルチプレクサと、第1及び第2サブ系列から期待値をそれぞれ求める第3及び第4の期待値算出部と、第1のサブ系列の期待値と第1のサブ系列とを減算する第2の減算部と、第2のサブ系列の期待値と第2のサブ系列とを減算する第3の減算部と、第1のサブ系列の期待値と第1のサブ系列との減算値の二乗期待値を求める第1の二乗期待値算出部と、第2のサブ系列の期待値と第2のサブ系列との減算値の二乗期待値を求める第2の二乗期待値算出部と、第1のサブ系列の期待値と第1のサブ系列との減算値の二乗期待値と、第2のサブ系列の期待値と第2のサブ系列との減算値の二乗期待値とを加算する加算部と、加算部の加算値を2で除算する第2の除算部とを備えているので、LLRを求めるためのノイズ分散を正確に推測することができる。   According to the present invention, the noise variance calculation unit includes the second demultiplexer that divides the received unique word after equalization processing into the first and second sub-sequences, and the expected value from the first and second sub-sequences. , A third subtraction unit for subtracting the expected value of the first sub-sequence and the first sub-sequence, an expected value of the second sub-sequence, A third subtraction unit that subtracts the second sub-sequence, a first expected-square value calculation unit that calculates a squared expected value of the subtraction value between the expected value of the first sub-sequence and the first sub-sequence, A second expected square value calculation unit for obtaining an expected square value of a subtraction value between the expected value of the second sub-sequence and the second sub-sequence; and subtraction of the expected value of the first sub-sequence and the first sub-sequence Addition of adding the squared expected value of the value and the squared expected value of the subtracted value of the second subsequence expected value and the second subsequence If so and a second division unit for dividing the added value of the adder 2 it can be estimated accurately noise variance for determining the LLR.

本発明によれば、受信信号のチャネルゲインとノイズ分散とを推定して対数尤度比を求めるLLR算出方法において、等化処理後の受信したユニークワードからチャネルゲインを算出するチャネルゲイン算出ステップと、等化処理後の受信したユニークワードからノイズ分散を算出するノイズ分散算出ステップとを含んでいるので、オーバーヘッドを増大させることなく、正確にLLRを算出することができる。   According to the present invention, in the LLR calculation method for calculating the log likelihood ratio by estimating the channel gain and noise variance of the received signal, the channel gain calculating step for calculating the channel gain from the received unique word after equalization processing; The noise variance calculating step of calculating the noise variance from the received unique word after the equalization processing is included, so that the LLR can be accurately calculated without increasing the overhead.

本発明によれば、チャネルゲイン算出ステップは、等化処理後の受信したユニークワードを第1及び第2のサブ系列に分割するステップと、第1及び第2サブ系列の期待値をそれぞれ求めるステップと、第1のサブ系列の期待値と、第2のサブ系列の期待値とを減算して2で除算するステップとを含んでいるので、LLRを求めるためのチャネルゲインを正確に推測することができる。   According to the present invention, the channel gain calculating step includes a step of dividing the received unique word after the equalization processing into first and second sub-sequences, and a step of obtaining expected values of the first and second sub-sequences, respectively. And subtracting the expected value of the first sub-sequence and the expected value of the second sub-sequence and dividing by 2, so that the channel gain for obtaining the LLR can be accurately estimated. Can do.

本発明によれば、ノイズ分散算出ステップは、等化処理後の受信したユニークワードを第1及び第2のサブ系列に分割するステップと、第1及び第2サブ系列の期待値をそれぞれ求めるステップと、第1の期待値と第1のサブ系列とを減算するステップと、第2の期待値と第2のサブ系列とを減算するステップと、第1の期待値と第1のサブ系列との減算値の二乗期待値を求めるステップと、第2の期待値と第2のサブ系列との減算値の二乗期待値を求めるステップと、第1の期待値と第1のサブ系列との減算値の二乗期待値と、第2の期待値と第2のサブ系列との減算値の二乗期待値とを加算して2で除算するステップとを含んでいるので、LLRを求めるためのノイズ分散を正確に推測することができる。   According to the present invention, the noise variance calculation step includes a step of dividing the received unique word after equalization processing into first and second sub-sequences, and a step of obtaining expected values of the first and second sub-sequences, respectively. Subtracting the first expected value from the first sub-sequence, subtracting the second expected value from the second sub-sequence, the first expected value and the first sub-sequence, Obtaining a squared expected value of the subtracted value, obtaining a squared expected value of the subtracted value of the second expected value and the second sub-sequence, and subtracting the first expected value and the first sub-sequence A step of adding a square expected value of the value and a square expected value of the subtraction value of the second expected value and the second sub-sequence and dividing the result by two. Can be estimated accurately.

第1実施形態.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。図1は、本発明の第1実施形態のSC−FDEシステムの概要を示すものである。
First embodiment.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows an outline of the SC-FDE system according to the first embodiment of the present invention.

図1において、送信機1側では、チャネルコーディング部11でLDPCのコーディングが行われる。チャネルコーディング部11の出力は、変調部12で変調され、ガードインターバル挿入部13で、ガードインターバルが挿入される。本発明の実施形態では、このとき、データブロックにユニークワードを付加してFFTブロックを構成するようにしている。ユニークワードとしては、例えばゴレイ(Golay)系列が用いられる。そして、このガードインターバルが付加された信号が送信部14から送信される。送信機1からの送信信号は、マルチパス・フェージング・チャネルの伝送路を介して、受信機2で受信される。   In FIG. 1, on the transmitter 1 side, LDPC coding is performed by a channel coding unit 11. The output of the channel coding unit 11 is modulated by the modulation unit 12 and the guard interval is inserted by the guard interval insertion unit 13. In the embodiment of the present invention, an FFT block is configured by adding a unique word to the data block at this time. As the unique word, for example, a Golay series is used. A signal to which the guard interval is added is transmitted from the transmission unit 14. A transmission signal from the transmitter 1 is received by the receiver 2 through the transmission path of the multipath fading channel.

受信機2側では、送信機1からの信号が受信部20で信号が受信され、ガードインターバル除去部21でガードインターバルが除去された後、等化部23に送られる。なお、本発明の実施形態では、ガードインターバルとして付加された信号のうち、FFTブロック中にデータブロックに付加されたユニークワードは、除去されずに、データと共に等化部23に送られる。   On the receiver 2 side, the signal from the transmitter 1 is received by the receiver 20, the guard interval is removed by the guard interval remover 21, and then sent to the equalizer 23. In the embodiment of the present invention, the unique word added to the data block in the FFT block among the signals added as the guard interval is sent to the equalization unit 23 together with the data without being removed.

等化部23は、時間領域の受信信号をFFT31により周波数領域に変換し、周波数領域等化部32で周波数領域での等化処理を行った後、IFFT33により再び時間領域に戻して出力する。等化部23により周波数領域で等化処理が行われた受信信号は、LLR算出部25に送られる。   The equalization unit 23 converts the received signal in the time domain into the frequency domain by the FFT 31, performs equalization processing in the frequency domain by the frequency domain equalization unit 32, and then returns to the time domain again by the IFFT 33 and outputs it. The received signal that has been equalized in the frequency domain by the equalization unit 23 is sent to the LLR calculation unit 25.

LLR算出部25は、LLRを計算するものである。本発明の第1実施形態においては、周波数領域の等化処理後の受信したユニークワードを使って、LLRを算出している。   The LLR calculation unit 25 calculates an LLR. In the first embodiment of the present invention, the LLR is calculated using the received unique word after the frequency domain equalization processing.

LLR算出部25の出力は、チャネルデコーディング部26に送られる。チャネルデコーディング部26は、LDPCによるデコーディングを行っている。チャネルデコーディング部26により受信ビットストリームがデコードされ、チャネルデコーディング部26から受信ビットストリームが出力される。   The output of the LLR calculation unit 25 is sent to the channel decoding unit 26. The channel decoding unit 26 performs decoding by LDPC. The received bit stream is decoded by the channel decoding unit 26, and the received bit stream is output from the channel decoding unit 26.

上述のように、本発明の第1実施形態では、LLR算出部25において、周波数領域の等化処理後の受信したユニークワードを使って、LLRを求めるようにしている。このLLRを算出する処理について、図2のモデルを使って説明する。   As described above, in the first embodiment of the present invention, the LLR calculator 25 obtains the LLR using the received unique word after the frequency domain equalization processing. The process for calculating the LLR will be described using the model shown in FIG.

図2は、上述のSC−FDEシステムをモデル化したものである。図2において、送信機1側の変調部12の出力のポイントAから、受信機2側のLLR算出部25の入力のポイントCまでは、仮想的なチャネル40として示されている。この仮想的なチャネル40内には、送信側でのガードインターバル挿入部13の処理や、送信部14からマルチパスの伝送路を介して受信機2側の受信部20までのマルチパス・フェージング・チャネル41、受信機2側で、FFT31により周波数領域に変換し、等化部32で周波数領域での等化処理を行った後、IFFT33により再び時間領域に戻して出力する処理が含まれている。   FIG. 2 is a model of the above-described SC-FDE system. In FIG. 2, a point A from the output of the modulation unit 12 on the transmitter 1 side to a point C of the input to the LLR calculation unit 25 on the receiver 2 side is shown as a virtual channel 40. In the virtual channel 40, processing of the guard interval insertion unit 13 on the transmission side, multipath fading from the transmission unit 14 to the reception unit 20 on the receiver 2 side through the multipath transmission path, The channel 41 and the receiver 2 side include processing of converting to the frequency domain by the FFT 31, performing equalization processing in the frequency domain by the equalization unit 32, and then returning to the time domain again by the IFFT 33 and outputting. .

マルチパス・フェージング・チャネル41は、送信側から受信側に送られる信号のチャネルのモデルであり、準静的と仮定されるマルチパス・フェージング・チャネルである。   The multipath fading channel 41 is a model of a channel of a signal transmitted from the transmission side to the reception side, and is a multipath fading channel assumed to be quasi-static.

送信機1側のオリジナルの送信信号をx(t)とすると、受信機2側の受信信号r(t)は、以下のように記述できる。   If the original transmission signal on the transmitter 1 side is x (t), the reception signal r (t) on the receiver 2 side can be described as follows.

ここで、h(t)は、チャネルインパルス応答、n(t)は、分散σを付加した白色ガウシアンノイズ、x(t)とh(t)との間の演算子は線形畳み込み演算を示す。 Here, h (t) is a channel impulse response, n (t) is white Gaussian noise added with variance σ 2 , and an operator between x (t) and h (t) indicates a linear convolution operation. .

式(1)は、図3に示すように、送信信号x(t)に対して、h(t)で示されるチャネルインパルス応答が畳み込まれ、ノイズn(t)が付加されて、受信信号r(t)となったことを示しており、マルチパス・フェージング・チャネルの信号モデルである。   As shown in FIG. 3, the equation (1) is obtained by convolving a channel impulse response indicated by h (t) with respect to the transmission signal x (t) and adding noise n (t) to the received signal. This is a signal model of a multipath fading channel.

受信機2側では、ガードインターバル除去部21でガードインターバルが除去された後、FFT部31により、受信信号r(t)は、周波数領域に変換され、周波数領域等化部32で周波数領域の等化処理が行われる。等化された信号は、IFFT部33により時間領域に戻される。そして、LLR算出部25でLLRが求められ、チャネルデコーディング部26で、LDPCのデコーディングが行われる。   On the receiver 2 side, after the guard interval is removed by the guard interval removing unit 21, the received signal r (t) is converted into the frequency domain by the FFT unit 31, and the frequency domain equalizing unit 32 performs frequency domain equalization. Processing is performed. The equalized signal is returned to the time domain by the IFFT unit 33. Then, the LLR calculation unit 25 obtains the LLR, and the channel decoding unit 26 performs LDPC decoding.

LLR算出部25でLLRを算出するためには、後に説明するように、チャネルゲインとノイズ分散を得る必要がある。周波数領域等化部32により、符号間干渉は抑圧されるが、このような周波数領域の等化を行うことで、チャネルゲインと、等化された信号r(t)のノイズ分散に変化を来たし、チャネルゲインとノイズ分散を推定することが難しくなる。   In order to calculate the LLR by the LLR calculator 25, it is necessary to obtain the channel gain and the noise variance as will be described later. Intersymbol interference is suppressed by the frequency domain equalization unit 32. However, by performing such frequency domain equalization, the channel gain and the noise variance of the equalized signal r (t) are changed. It becomes difficult to estimate channel gain and noise variance.

そこで、本発明の第1実施形態では、データブロックにユニークワードを付加してFFTブロックを構成するようなブロック構造で送信を行い、周波数領域の等化処理後の受信したユニークワードを使って、LLRを求めるようにしている。   Therefore, in the first embodiment of the present invention, transmission is performed in a block structure that forms a FFT block by adding a unique word to a data block, and using the received unique word after frequency domain equalization processing, LLR is obtained.

つまり、周波数領域等化部32で等化を行うことで、符号間干渉は抑圧されているので、この信号モデルは、フラット・レイリー・フェージングであり、以下のように記述できる   That is, since the intersymbol interference is suppressed by performing equalization in the frequency domain equalization unit 32, this signal model is flat Rayleigh fading and can be described as follows:

ここで、αは等化チャネルゲイン、n(t)は分散σを有するノイズである。なお、「〜」を付している記号は、等化されていることを意味する。フラット・レイリー・フェージングの信号モデルは、図4に示すように、送信信号x(t)に対して、αで示される等化チャネルゲインが乗算され、等化後のノイズn(t)が付加されて、等化後の受信信号r(t)となったことを示している。 Here, α is equalization channel gain, and n (t) is noise having variance σ 2 . In addition, the symbol which attach | subjects "~" means equalizing. As shown in FIG. 4, the flat Rayleigh fading signal model is obtained by multiplying the transmission signal x (t) by an equalization channel gain indicated by α and adding an equalized noise n (t). Thus, the received signal r (t) after equalization is obtained.

サンプリングの後、この離散的な信号は、以下のように記述できる。   After sampling, this discrete signal can be described as:

上式から、サンプルインデックスを除去すると、さらに、以下のように記述できる。 When the sample index is removed from the above equation, it can be further described as follows.

(1)式で示した信号モデルと比較すると、(4)式で示す想定チャネルモデルは、LLRの計算をより単純化する。LLRの計算について、更に説明する。 Compared with the signal model expressed by equation (1), the assumed channel model expressed by equation (4) simplifies the calculation of LLR. The calculation of LLR will be further described.

例として、変調部12の変調方式としてBPSKを使ったとすると、   As an example, if BPSK is used as the modulation method of the modulation unit 12,



コーディングされたビットは、変調シンボルにマッピングされる。LDPCコード化されたビットストリームは、対称バイナリコードであり、
Pr(s=0)=Pr(s=1)=1/2
と仮定される。相関のないレイリーフェージングチャネルでは、LLRは、式(5)で示すように計算される。
The coded bits are mapped to modulation symbols. The LDPC encoded bitstream is a symmetric binary code,
Pr (s = 0) = Pr (s = 1) = 1/2
Is assumed. For an uncorrelated Rayleigh fading channel, the LLR is calculated as shown in equation (5).

(5)式より、LLRを算出するためには、等化チャネルゲインαと、等化後のノイズ分散σを推定する必要がある。 In order to calculate the LLR from the equation (5), it is necessary to estimate the equalization channel gain α and the noise variance σ 2 after equalization.

従来のSC−FDEでは、チャネル推定に用いられプリアンブルは、周波数領域等化部32で、データと共に等化されていない。このため、従来のSC−FDEでは、等化チャネルゲインと、等化後のノイズ分散の推定を行うことは困難である。   In the conventional SC-FDE, the preamble used for channel estimation is not equalized with the data by the frequency domain equalization unit 32. For this reason, in the conventional SC-FDE, it is difficult to estimate the equalized channel gain and the noise variance after equalization.

これに対して、本発明の実施形態では、データブロックに既知信号を埋め込むようにしている。データブロックに既知信号を埋め込めば、この既知信号は、データと共に、FFT部31で周波数領域に変換され、周波数領域等化部32で周波数領域の等化処理が行われ、IFFT部33により時間領域に戻される処理が行われる。   On the other hand, in the embodiment of the present invention, a known signal is embedded in the data block. If a known signal is embedded in the data block, this known signal is converted into the frequency domain by the FFT unit 31 together with the data, the frequency domain equalization unit 32 performs frequency domain equalization processing, and the IFFT unit 33 performs time domain processing. The process returned to is performed.

図5は、SC−FDEのフレーム構造を示している。図5(A)は巡回プリフィックスを基本とした従来のフレーム構造を示し、図5(B)はユニークワードを基本としたものである。T、T、及びTFFTは、Tは、それぞれ、ガードインターバルの時間長、データブロックの時間長、FFTブロックの時間長である。 FIG. 5 shows a frame structure of SC-FDE. FIG. 5A shows a conventional frame structure based on a cyclic prefix, and FIG. 5B is based on a unique word. T G, T D, and T FFT is T G, respectively, the time length of the guard interval, the time length of the data block, the time length of the FFT block.

図5(A)に示すフレーム構造は、巡回プリフィックスであり、各データブロックの最後の部分からコピーするものである。FFT/IFFT演算では、FFTブロック長は、正確に、データブロックの長さと等しい(TFFT=T)。 The frame structure shown in FIG. 5A is a cyclic prefix and is copied from the last part of each data block. In FFT / IFFT operation, the FFT block length is exactly equal to the length of the data block (T FFT = T D ).

図5(B)に示すフレーム構造は、ユニークワードであり、2つの隣接するデータブロック間に挿入される。各FFTブロックは、1つのブロックと、それに付加されたユニークワードとから構成される(TFFT=T+T)。 The frame structure shown in FIG. 5B is a unique word and is inserted between two adjacent data blocks. Each FFT block is composed of one block and a unique word added thereto (T FFT = T D + T G ).

図5(B)に示すようなユニークワードから構成されるフレームを使い、データブロックと共に周波数領域の等化を行うことによって、等化チャネルゲインαと、等化後のノイズ分散σを推定できる。 By using a frame composed of unique words as shown in FIG. 5B and performing frequency domain equalization together with the data block, the equalization channel gain α and the noise variance σ 2 after equalization can be estimated. .

すなわち、図5(B)におけるデータブロックの時間長Tとユニークワードの時間長TFFTを加えたものがTFFTであり、このデータブロックとユニークワードとを加えたものを1つのFFTブロックとしてFFT部31に送ってFFTを行い、周波数領域等化部32で周波数領域の等化処理を行い、IFFT部33で時間領域に戻すような処理を行う。そして、周波数領域の等化処理後の受信したユニークワードを使って、LLRを算出する。 That is, the data block time length T D and the unique word time length T FFT in FIG. 5B are the T FFT , and the data block plus the unique word are combined into one FFT block. It is sent to the FFT unit 31 to perform FFT, the frequency domain equalization unit 32 performs frequency domain equalization processing, and the IFFT unit 33 performs processing to return to the time domain. Then, the LLR is calculated using the received unique word after the frequency domain equalization processing.

例として、ユニークワードとして、ゴレイ系列が使用される。ゴレイ系列は、{+1,−1}の要素を有するバイポーラの系列である。オリジナル符号(+又は−)に依存して、等化されたゴレイ系列のシンボル(図2のポイントC)は、「+」サブ系列と、「−」サブ系列にクラス化できる。   As an example, the Golay sequence is used as a unique word. The Golay series is a bipolar series having {+1, -1} elements. Depending on the original code (+ or −), the equalized Golay sequence symbols (point C in FIG. 2) can be classified into a “+” subsequence and a “−” subsequence.



上式より、等化チャネルゲインα及び等化後のノイズ分散σは、それぞれ、以下のように推定できる。 From the above equation, the equalization channel gain α and the equalized noise variance σ 2 can be estimated as follows.



なお、上式において、E(・)は数学的な期待値であり、E(・)は、数学的な二乗期待値である。(6)式、(7)式から、LDPCのためのLLRを得ることができる。この方法を使用することにより、LLRの計算のための付加的なオーバーヘッドが不要である。 In the above equation, E (•) is a mathematical expectation value, and E (•) 2 is a mathematical square expectation value. The LLR for LDPC can be obtained from the equations (6) and (7). By using this method, no additional overhead is required for the calculation of the LLR.

図6は、LLR算出部25におけるチャネルゲインの算出部の構成を示すものである。このチャネルゲインの算出部は、(6)式に基づいて、チャネルゲインを算出するものである。   FIG. 6 shows a configuration of a channel gain calculation unit in the LLR calculation unit 25. This channel gain calculation unit calculates the channel gain based on the equation (6).

図6において、周波数領域の等化処理後の受信したユニークワードは、デマルチプレクサ51(第1のデマルチプレクサ)で、「+」のサブ系列と、「−」のサブ系列とに分割される。「+」のサブ系列は期待値算出部52(第1の期待値算出部)に送られ、「−」のサブ系列は期待値算出部53(第2の期待値算出部)に送られる。減算部54(第1の減算部)で、「+」のサブ系列の期待値と、「−」のサブ系列の期待値とが減算され、除算部55(第1の除算部)で、「+」のサブ系列の期待値と「−」のサブ系列の期待値との減算値を2で除算することで、等化チャネルゲインが求められる。   In FIG. 6, the received unique word after the frequency domain equalization processing is divided into a “+” sub-sequence and a “−” sub-sequence by the demultiplexer 51 (first demultiplexer). The “+” sub-sequence is sent to the expected value calculator 52 (first expected value calculator), and the “−” sub-sequence is sent to the expected value calculator 53 (second expected value calculator). The subtraction unit 54 (first subtraction unit) subtracts the expected value of the “+” sub-sequence from the expected value of the “−” sub-sequence, and the division unit 55 (first division unit) The equalized channel gain is obtained by dividing the subtraction value between the expected value of the “+” sub-sequence and the expected value of the “−” sub-sequence by 2.

図7は、LLR算出部25におけるノイズ分散の算出部の構成を示すものである。このノイズ分散の算出部は、(7)式に基づいて、ノイズ分散を算出するものである。   FIG. 7 shows a configuration of a noise variance calculation unit in the LLR calculation unit 25. This noise variance calculation unit calculates the noise variance based on equation (7).

図7において、周波数領域の等化処理後の受信したユニークワードは、デマルチプレクサ61(第2のデマルチプレクサ)で、「+」のサブ系列と、「−」のサブ系列とに分割される。「+」のサブ系列は期待値算出部62(第3の期待値算出部)に送られ、「−」のサブ系列は期待値算出部63(第4の期待値算出部)に送られる。   In FIG. 7, the received unique word after the frequency domain equalization processing is divided into a “+” sub-sequence and a “−” sub-sequence by the demultiplexer 61 (second demultiplexer). The “+” sub-sequence is sent to the expected value calculator 62 (third expected value calculator), and the “−” sub-sequence is sent to the expected value calculator 63 (fourth expected value calculator).

減算部65(第2の減算部)で、「+」のサブ系列と、「+」のサブ系列の期待値とが減算される。減算部66(第3の減算部)で、「−」のサブ系列と、「−」のサブ系列の期待値とが減算される。   The subtraction unit 65 (second subtraction unit) subtracts the “+” sub-sequence and the expected value of the “+” sub-sequence. The subtraction unit 66 (third subtraction unit) subtracts the “−” sub-sequence and the expected value of the “−” sub-sequence.

二乗期待値算出部67(第1の二乗期待値算出部)で、「+」のサブ系列と「+」のサブ系列の期待値との減算値に対する二乗期待値が算出される。二乗期待値算出部68(第2の二乗期待値算出部)で、「−」のサブ系列と「−」のサブ系列の期待値との減算値に対する二乗期待値が算出される。   The expected square value calculation unit 67 (first expected square value calculation unit) calculates the expected square value for the subtraction value between the expected value of the “+” sub-sequence and the “+” sub-sequence. The expected square value calculation unit 68 (second expected square value calculation unit) calculates the expected square value for the subtraction value between the expected value of the “−” sub-sequence and the “−” sub-sequence.

加算部69で、「+」のサブ系列と「+」のサブ系列の期待値との減算値に対する二乗期待値と、「−」のサブ系列と「−」のサブ系列の期待値との減算値に対する二乗期待値とが加算され、除算部70(第2の除算部)で、これが2で除算されて、ノイズ分散が算出される。   The addition unit 69 subtracts the squared expected value of the subtraction value between the expected value of the “+” sub-sequence and the expected value of the “+” sub-sequence, and the expected value of the “−” sub-sequence and the “−” sub-sequence. The square expected value for the value is added, and this is divided by 2 in the division unit 70 (second division unit), and the noise variance is calculated.

図8は、IEEE802.15.3c(60GHzWPAN(Wireless Personal Area Network)で規定されている環境でのSNR(Signal to Noise Ratio)の推定方法を評価したものである。これを用いて、本発明の第1実施形態の効果を説明する。各仕様は、図9に示す通りである。なお、LDPCを評価するために、変調としてBPSK(Binary Phase Shift Keying)を使用した。長さ576のLDPCコードは、符号化率1/2、3/4及び7/8をカバーする。最大復号反復数は、64に設定した。FFT/IFFTの長さは256とした。巡回プリフィックス又はユニークワードのガードインターバルは、64の長さとした。同期及びチャネル推定は、理想的であるとした。周波数領域等化は、MMSEMinimum Mean-Square Error:最小二乗平均誤差)アルゴリズムに基づいている。各データパケットは、2K(2048バイト)バイトの生データを運ぶ。   FIG. 8 shows an evaluation method of an SNR (Signal to Noise Ratio) in an environment defined by IEEE802.15.3c (60 GHz WPAN (Wireless Personal Area Network). The effects of the first embodiment will be described, and the specifications are as shown in Fig. 9. In order to evaluate the LDPC, BPSK (Binary Phase Shift Keying) was used as the modulation. Covers coding rates 1/2, 3/4 and 7/8, the maximum number of decoding iterations was set to 64. The FFT / IFFT length was 256. Cyclic prefix or unique word guard interval Was assumed to be 64. The synchronization and channel estimation were ideal, and frequency domain equalization was the MMSE Minimum Mean-Square Error) algorithm. It is based on the arm. Each data packet carries 2K (2048 bytes) of raw data.

本発明によるLLRの計算方法と、従来のLLRの計算方法との2つの計算方法を比較した。なお、NUW−LLR(non-unique word based LLR calculation)は、従来のLLRの計算方法であり、チャネルゲイン及びノイズ分散は、マルチパス・フェージング・チャネルの後(図2のポイントB)で推定した。通常、プリアンブルセグメントに埋め込まれているチャネル推定系列が使用されている。   The two calculation methods of the LLR calculation method according to the present invention and the conventional LLR calculation method were compared. Note that NUW-LLR (non-unique word based LLR calculation) is a conventional LLR calculation method, and channel gain and noise variance were estimated after a multipath fading channel (point B in FIG. 2). . Usually, a channel estimation sequence embedded in a preamble segment is used.

UW−LLR(unique word based LLR calculation)は、本発明の実施形態のLLRの計算方法であり、LLRは、ユニークワードを基本として算出される。チャネルゲイン及びノイズ分散は、IFFTの後に推定される(図2のポイントC)。ユニークワードとしては、長さ64のゴレイ系列を使用した。   UW-LLR (unique word based LLR calculation) is an LLR calculation method according to an embodiment of the present invention, and the LLR is calculated based on a unique word. Channel gain and noise variance are estimated after IFFT (point C in FIG. 2). As a unique word, a Golay series having a length of 64 was used.

図8において、長さ576のLDPCコードでコード化されたNUW−LLRとUW−LLRとを使った、BER(Bit Error Rate)の性能が示されている。UW−LLRと従来のNUW−LLRとを比較すると、UW−LLRの方がより性能が良いことがわかる。10−6のBERでは、UW−LLRのゲイン性能は、それぞれ、(576,288)、(576,432)、及び(576,504)のLDPCコードに対して、1.7dB、0.6dB、及び0.7dBのである。但し、前述したように、NUW−LLRのチャネルゲイン及びノイズ分散の推定は、理想的であるとしている。これは、UW−LLRのゲイン性能は、図8に示されるより、さらに良好である可能性を意味している。 FIG. 8 shows the performance of BER (Bit Error Rate) using NUW-LLR and UW-LLR coded with a length 576 LDPC code. Comparing UW-LLR and conventional NUW-LLR shows that UW-LLR has better performance. At a BER of 10 −6 , UW-LLR gain performance is 1.7 dB, 0.6 dB, and (576,288), (576,432), and (576,504) LDPC codes, respectively. And 0.7 dB. However, as described above, the estimation of the channel gain and noise variance of NUW-LLR is assumed to be ideal. This means that the gain performance of UW-LLR may be even better than that shown in FIG.

本発明の実施形態のUW−LLR方法は、図6及び図7に示したようにしてLLRが計算される。付加的なオーバーヘッドは不要である。これは、SC−FDEシステムのLDPCコードの性能をより改善することを約束している。   In the UW-LLR method according to the embodiment of the present invention, the LLR is calculated as shown in FIGS. There is no need for additional overhead. This promises to further improve the performance of the LDPC code of the SC-FDE system.

第2実施形態.
図10は、本発明の第2実施形態を示すものである。第1実施形態と第2実施形態との違いは、等化処理を周波数領域で行うか、時間領域で行うかである。図1に示した第1実施形態では、等化部23は、周波数領域での等化処理を行っている。これに対して、図10に示す第2の実施形態では、時間領域等化部123で、時間領域での等化処理を行っている。他の構成については、前述の第1実施形態と同様であり、その説明を省略する。
Second embodiment.
FIG. 10 shows a second embodiment of the present invention. The difference between the first embodiment and the second embodiment is whether equalization processing is performed in the frequency domain or in the time domain. In the first embodiment shown in FIG. 1, the equalization unit 23 performs an equalization process in the frequency domain. On the other hand, in the second embodiment shown in FIG. 10, the time domain equalization unit 123 performs equalization processing in the time domain. About another structure, it is the same as that of the above-mentioned 1st Embodiment, The description is abbreviate | omitted.

以上説明したように、本発明の実施形態では、データブロックにユニークワードを付加して送信し、周波数領域の等化処理後の受信したユニークワードを使って、LLRを求めることで、オーバーヘッドを増加させることなく、チャネルゲインとノイズ分散を正確に推定して、LDPCのデコード処理を行うことができる。   As described above, according to the embodiment of the present invention, a unique word is added to a data block for transmission, and the overhead is increased by obtaining the LLR using the received unique word after frequency domain equalization processing. Therefore, it is possible to accurately estimate the channel gain and noise variance and perform LDPC decoding.

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and applications can be made without departing from the gist of the present invention.

本発明は、WPAN等のワイヤレス通信の他、マルチパス・フェージング・チャネルでの伝送を行う通信システムに広く用いることができる。   The present invention can be widely used in communication systems that perform transmission using multipath fading channels in addition to wireless communication such as WPAN.

本発明の第1実施形態の通信システムの説明に用いるブロック図である。It is a block diagram used for description of the communication system of 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態の通信システムのチャネルモデルの説明に用いるブロック図である。It is a block diagram used for description of the channel model of the communication system of 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態の通信システムにおける伝送チャネルの説明に用いるブロック図である。It is a block diagram used for description of the transmission channel in the communication system of 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態の通信システムにおける伝送チャネルの説明に用いるブロック図である。It is a block diagram used for description of the transmission channel in the communication system of 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態の通信システムにおけるフレーム構造の説明図である。It is explanatory drawing of the frame structure in the communication system of 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態におけるチャネルゲインの算出の説明に用いるブロック図である。It is a block diagram used for description of calculation of the channel gain in 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態におけるノイズ分散の算出の説明に用いるブロック図である。It is a block diagram used for description of calculation of noise variance in a 1st embodiment of the present invention. 本発明の第1実施形態の効果を説明するためのグラフである。It is a graph for demonstrating the effect of 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態の効果を説明するためのシミュレーションの諸元の説明図である。It is explanatory drawing of the item of the simulation for demonstrating the effect of 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態の通信システムの説明に用いるブロック図である。It is a block diagram used for description of the communication system of 1st Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 送信機
2 受信機
11 チャネルコーディング部
12 変調部
13 ガードインターバル挿入部
14 送信部
20 受信部
21 ガードインターバル除去部
23 等化部
25 LLR算出部
26 チャネルデコーディング部
31 FFT部
32 等化部
33 IFFT部
51 デマルチプレクサ
52 期待値算出部
53 期待値算出部
54 減算部
55 除算部
61 デマルチプレクサ
62 期待値算出部
63 期待値算出部
65 減算部
66 減算部
67 二乗期待値算出部
68 二乗期待値算出部
69 加算部
70 除算部

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Transmitter 2 Receiver 11 Channel coding part 12 Modulation part 13 Guard interval insertion part 14 Transmission part 20 Reception part 21 Guard interval removal part 23 Equalization part 25 LLR calculation part 26 Channel decoding part 31 FFT part 32 Equalization part 33 IFFT unit 51 Demultiplexer 52 Expected value calculating unit 53 Expected value calculating unit 54 Subtracting unit 55 Dividing unit 61 Demultiplexer 62 Expected value calculating unit 63 Expected value calculating unit 65 Subtracting unit 66 Subtracting unit 67 Expected square value calculating unit 68 Expected square value Calculation unit 69 Addition unit 70 Division unit

Claims (11)

データブロックにユニークワードを付加したブロック構造としてデータを送信する送信機と、
前記送信機からの受信信号をユニークワードを含めて等化する等化部と、前記等化処理後の受信したユニークワードからチャネルゲインを算出すると共に前記等化処理後の受信したユニークワードからノイズ分散を算出して対数尤度比を求めるLLR算出部と、前記算出された対数尤度比を用いてチャネルデコードを行うチャネルデコーディング部とを有する受信機と
を備えることを特徴とするデータ通信システム。
A transmitter for transmitting data as a block structure in which a unique word is added to a data block;
An equalization unit that equalizes the received signal from the transmitter including a unique word, and calculates a channel gain from the received unique word after the equalization process and noise from the received unique word after the equalization process A data communication comprising: an LLR calculation unit that calculates variance and obtains a log likelihood ratio; and a receiver that includes a channel decoding unit that performs channel decoding using the calculated log likelihood ratio. system.
前記ユニークワードは、ゴレイ系列であることを特徴とする請求項1に記載のデータ通信システム。   The data communication system according to claim 1, wherein the unique word is a Golay sequence. 前記チャネルデコーディング部によるチャネルデコードが、低密度パリティ検査符号によるチャンネルデコードであることを特徴とする請求項1又は2に記載のデータ通信システム。 3. The data communication system according to claim 1, wherein channel decoding by the channel decoding unit is channel decoding by a low density parity check code . 前記等化部は、周波数領域での等化処理を行うことを特徴とする請求項1乃至3の何れかに記載のデータ通信システム。   4. The data communication system according to claim 1, wherein the equalization unit performs equalization processing in a frequency domain. 前記等化部は、時間領域での等化処理を行うことを特徴とする請求項1乃至3の何れかに記載のデータ通信システム。   4. The data communication system according to claim 1, wherein the equalization unit performs an equalization process in a time domain. 受信信号のチャネルゲインとノイズ分散とを推定して対数尤度比を求めるLLR算出装置において、
等化処理後の受信したユニークワードからチャネルゲインを算出するチャネルゲイン算出部と、
前記等化処理後の受信したユニークワードからノイズ分散を算出するノイズ分散算出部と
を備えることを特徴とするLLR算出装置。
In an LLR calculation apparatus that calculates a log likelihood ratio by estimating a channel gain and noise variance of a received signal,
A channel gain calculation unit for calculating a channel gain from the received unique word after equalization processing;
An LLR calculation apparatus comprising: a noise variance calculation unit that calculates a noise variance from the received unique word after the equalization processing.
前記チャネルゲイン算出部は、
前記等化処理後の受信したユニークワードを第1及び第2のサブ系列に分割する第1のデマルチプレクサと、
前記第1及び第2サブ系列から第1及び第2の期待値をそれぞれ求める第1及び第2の期待値算出部と、
前記第1のサブ系列の期待値と前記第2のサブ系列の期待値とを減算する第1の減算部と、
前記第1の減算部の減算値を2で除算する第1の除算部と
を備えることを特徴とする請求項6に記載のLLR算出装置。
The channel gain calculator is
A first demultiplexer for dividing the received unique word after the equalization processing into first and second sub-sequences;
First and second expected value calculators for obtaining first and second expected values from the first and second sub-sequences, respectively;
A first subtraction unit for subtracting the expected value of the first sub-sequence and the expected value of the second sub-sequence;
The LLR calculation apparatus according to claim 6, further comprising: a first division unit that divides a subtraction value of the first subtraction unit by two.
前記ノイズ分散算出部は、
等化処理後の受信したユニークワードを第1及び第2のサブ系列に分割する第2のデマルチプレクサと、
前記第1及び第2サブ系列から期待値をそれぞれ求める第3及び第4の期待値算出部と、
前記第1のサブ系列の期待値と前記第1のサブ系列とを減算する第2の減算部と、
前記第2のサブ系列の期待値と前記第2のサブ系列とを減算する第3の減算部と、
前記第1のサブ系列の期待値と前記第1のサブ系列との減算値の二乗期待値を求める第1の二乗期待値算出部と、
前記第2のサブ系列の期待値と前記第2のサブ系列との減算値の二乗期待値を求める第2の二乗期待値算出部と、
前記第1のサブ系列の期待値と前記第1のサブ系列との減算値の二乗期待値と、前記第2のサブ系列の期待値と前記第2のサブ系列との減算値の二乗期待値とを加算する加算部と、
前記加算部の加算値を2で除算する第2の除算部と
を備えることを特徴とする請求項6に記載のLLR算出装置。
The noise variance calculation unit
A second demultiplexer that divides the received unique word after equalization into first and second subsequences;
Third and fourth expected value calculation units for obtaining expected values from the first and second subsequences, respectively;
A second subtraction unit for subtracting the expected value of the first sub-sequence and the first sub-sequence;
A third subtracting unit for subtracting the expected value of the second sub-sequence and the second sub-sequence;
A first expected square value calculation unit for obtaining an expected square value of a subtraction value between the expected value of the first sub-sequence and the first sub-sequence;
A second expected square value calculation unit for obtaining an expected square value of a subtraction value between the expected value of the second sub-sequence and the second sub-sequence;
Expected square value of subtraction value between expected value of first sub-sequence and first sub-sequence, and expected square value of subtraction value of expected value of second sub-sequence and second sub-sequence An adder for adding and
The LLR calculation apparatus according to claim 6, further comprising: a second division unit that divides the addition value of the addition unit by two.
受信信号のチャネルゲインとノイズ分散とを推定して対数尤度比を求めるLLR算出方法において、
等化処理後の受信したユニークワードからチャネルゲインを算出するチャネルゲイン算出ステップと、
前記等化処理後の受信したユニークワードからノイズ分散を算出するノイズ分散算出ステップと
を含むことを特徴とするLLR算出方法。
In the LLR calculation method for calculating the log likelihood ratio by estimating the channel gain and noise variance of the received signal,
A channel gain calculating step for calculating a channel gain from the received unique word after equalization processing;
And a noise variance calculating step of calculating a noise variance from the received unique word after the equalization processing.
前記チャネルゲイン算出ステップは、
等化処理後の受信したユニークワードを第1及び第2のサブ系列に分割するステップと、
前記第1及び第2サブ系列の期待値をそれぞれ求めるステップと、
前記第1のサブ系列の期待値と、前記第2のサブ系列の期待値とを減算して2で除算するステップと
を含むことを特徴とする請求項9に記載のLLR算出方法。
The channel gain calculation step includes:
Dividing the received unique word after equalization processing into first and second subsequences;
Obtaining expected values of the first and second sub-sequences, respectively;
The method of claim 9, further comprising: subtracting the expected value of the first sub-sequence from the expected value of the second sub-sequence and dividing by two.
前記ノイズ分散算出ステップは、
等化処理後の受信したユニークワードを第1及び第2のサブ系列に分割するステップと、
前記第1及び第2サブ系列の期待値をそれぞれ求めるステップと、
前記第1の期待値と前記第1のサブ系列とを減算するステップと、
前記第2の期待値と前記第2のサブ系列とを減算するステップと、
前記第1の期待値と前記第1のサブ系列との減算値の二乗期待値を求めるステップと、
前記第2の期待値と前記第2のサブ系列との減算値の二乗期待値を求めるステップと、
前記第1の期待値と前記第1のサブ系列との減算値の二乗期待値と、前記第2の期待値と前記第2のサブ系列との減算値の二乗期待値とを加算して2で除算するステップと
を含むことを特徴とする請求項9に記載のLLR算出方法。
The noise variance calculating step includes:
Dividing the received unique word after equalization processing into first and second subsequences;
Obtaining expected values of the first and second sub-sequences, respectively;
Subtracting the first expected value from the first sub-sequence;
Subtracting the second expected value from the second sub-sequence;
Obtaining a squared expected value of a subtraction value between the first expected value and the first sub-sequence;
Obtaining a squared expected value of a subtraction value between the second expected value and the second sub-sequence;
The squared expected value of the subtraction value between the first expected value and the first sub-sequence and the squared expected value of the subtracted value between the second expected value and the second sub-sequence are added to obtain 2 The LLR calculation method according to claim 9, further comprising: dividing by.
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