JP5326976B2 - 無線通信装置、誤り訂正方法及び誤り訂正プログラム - Google Patents

Description

本発明は、無線通信装置、誤り訂正方法及び誤り訂正プログラムに関する。

近年３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）において標準化が進められているＷ−ＣＤＭＡ（Wideband-Code Division Multiple Access）システムやＬＴＥ（Long Term Evolution）システムでは、誤り訂正符号としてターボ符号が用いられている。ターボ符号を用いた誤り訂正では、受信シンボルからビットごとの対数尤度比（Log Likelihood Ratio：以下「ＬＬＲ」ともいう）を軟判定情報として算出し、得られた軟判定情報を用いた繰り返し復号を行うことにより、シャノン限界に近い特性が得られる。

ビットごとのＬＬＲは、各ビットのビット値が「０」である尤度と「１」である尤度との比の対数をとったものであり、受信シンボルｒにおけるｉ番目（ｉは１以上の整数）のビットの対数尤度比ＬＬＲ_iは、以下の式（１）によって表される。

なお、式（１）においては、ベイズの定理を用いるとともに、すべての受信シンボルの生起確率が等しいと仮定し、次式（２）の関係を用いて式を変形している。すなわち、分散σ及びＩＱ平面における信号点間の最小距離ｄ_0,min、ｄ_1,minを用いて対数尤度比ＬＬＲ_iを表している。

式（１）からわかるように、対数尤度比ＬＬＲ_iは、ＩＱ平面上での受信シンボルｒの座標及びビット値が「０」のビットに対応する信号点の座標の間の最小距離ｄ_0,minと、受信シンボルｒの座標及びビット値が「１」のビットに対応する信号点の座標の間の最小距離ｄ_1,minとによって表現される。具体的に例を挙げると、例えば変調方式がＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）の場合、ＩＱ平面上では（Ｋ，Ｋ）、（Ｋ，−Ｋ）、（−Ｋ，Ｋ）、（−Ｋ，−Ｋ）の４点にそれぞれ「００」、「０１」、「１０」、「１１」の２ビットが割り当てられている。ただし、Ｋは、変調方式に応じた係数とチャネル推定値から求められる基準振幅の値である。このとき、受信シンボルｒの座標が例えば図１９に示す星印の位置である場合の１ビット目のＬＬＲについて考える。

１ビット目のビット値が「０」である信号点は「００」に対応する（Ｋ，Ｋ）と「０１」に対応する（Ｋ，−Ｋ）とがあるが、受信シンボルｒに最も近い信号点は、「００」に対応する（Ｋ，Ｋ）である。したがって、最小距離ｄ_0,minは、受信シンボルｒと（Ｋ，Ｋ）の間のユークリッド距離である。同様に考えて、１ビット目のビット値が「１」である信号点と受信シンボルｒの最小距離ｄ_1,minは、受信シンボルｒと（−Ｋ，Ｋ）の間のユークリッド距離である。以上から、受信シンボルｒの１ビット目のＬＬＲは、図１９に示す最小距離ｄ_0,min、ｄ_1,minから求められることになる。

ところで、図１９からもわかるように、１ビット目は同相成分（以下「Ｉ成分」という）にマッピングされる一方、２ビット目は直交成分（以下「Ｑ成分」という）にマッピングされるというように、各ビットは、Ｉ成分及びＱ成分に独立してマッピングされている。このため、それぞれのビットに関しては、受信シンボルｒのＩ成分又はＱ成分のみに着目して、１次元空間での最小距離からＬＬＲを求めても良い。すなわち、受信シンボルｒのＩ成分を実部Ｒｅ(r)とし、Ｑ成分を虚部Ｉｍ(r)とすると、１ビット目及び２ビット目それぞれのＬＬＲは、以下の式（３）のように表すことができる。

同様に、変調方式が１６ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）の場合も、１シンボルにマッピングされる４ビットがそれぞれＩ成分及びＱ成分に独立してマッピングされるため、１次元空間での最小距離からビットごとのＬＬＲを求めることができる。ただし、１６ＱＡＭでは、１次元座標上にビット値が「０」の信号点及びビット値が「１」の信号点が２つずつ存在する。このため、受信シンボルｒが存在する領域によって、最小距離ｄ_0,min、ｄ_1,minを与える信号点が異なる。

具体的には、例えば図２０に示すように、１６ＱＡＭの信号点配置における１ビット目に着目すると、ビット値が「０」の信号点の座標はＫ及び３Ｋであり、ビット値が「１」の信号点の座標は−Ｋ及び−３Ｋである。このため、受信シンボルｒが領域１−１、１−２、１−３のいずれの領域に含まれるかによって、受信シンボルｒから最も近い信号点の組み合わせが異なる。すなわち、受信シンボルｒが領域１−１に含まれる場合、ビット値が「０」の信号点としては座標Ｋの信号点が受信シンボルｒから最も近く、ビット値が「１」の信号点としては座標−３Ｋの信号点が受信シンボルｒから最も近い。つまり、座標Ｋの信号点と座標−３Ｋの信号点との組み合わせが最小距離ｄ_0,min、ｄ_1,minを与える。同様に、受信シンボルｒが領域１−２に含まれる場合、座標Ｋの信号点と座標−Ｋの信号点との組み合わせが最小距離ｄ_0,min、ｄ_1,minを与える。また、受信シンボルｒが領域１−３に含まれる場合、座標３Ｋの信号点と座標−Ｋの信号点との組み合わせが最小距離ｄ_0,min、ｄ_1,minを与える。

このように、受信シンボルｒが属する領域が異なると、最小距離を与える信号点が異なるため、１６ＱＡＭにおける１ビット目の対数尤度比ＬＬＲ₁は、受信シンボルｒのＩ成分（すなわち実部Ｒｅ(r)）を用いて、領域ごとに次式（４）から求められる。

また、１６ＱＡＭにおける２ビット目は、受信シンボルｒのＱ成分にマッピングされているため、対数尤度比ＬＬＲ₂は、受信シンボルｒのＱ成分（すなわち虚部Ｉｍ(r)）を用いて、領域ごとに次式（５）から求められる。

一方、１６ＱＡＭの信号点配置における３ビット目に着目すると、ビット値が「０」の信号点の座標は−Ｋ及びＫであり、ビット値が「１」の信号点の座標は−３Ｋ及び３Ｋである。このため、受信シンボルｒが領域３−１、３−２のいずれの領域に含まれるかによって、受信シンボルｒから最も近い信号点の組み合わせが異なる。すなわち、受信シンボルｒが領域３−１に含まれる場合、座標−Ｋの信号点と座標−３Ｋの信号点との組み合わせが最小距離を与え、受信シンボルｒが領域３−２に含まれる場合、座標Ｋの信号点と座標３Ｋの信号点との組み合わせが最小距離を与える。

したがって、１６ＱＡＭにおける３ビット目の対数尤度比ＬＬＲ₃は、以下の式（６）から求められ、Ｑ成分にマッピングされる４ビット目の対数尤度比ＬＬＲ₄は、以下の式（７）から求められる。

さらに、変調方式が６４ＱＡＭの場合にも、受信シンボルｒが属する領域ごとに各ビットのＬＬＲを求めることができ、１ビット目、３ビット目及び５ビット目のそれぞれの対数尤度比ＬＬＲ₁、ＬＬＲ₃、ＬＬＲ₅は、以下の式（８）〜（１０）によって求められる。

このように、各変調方式においては、受信シンボルｒが属する領域を判定することによって、領域に応じたビットごとのＬＬＲを算出することができる。そして、算出されたビットごとのＬＬＲを軟判定情報として用いることにより、ターボ復号などの誤り訂正復号が行われる。

特表２００９−５１３０８７号公報 特開２００４−１０４１８８号公報

しかしながら、上述したＬＬＲの算出方法では、各受信シンボルについて領域判定が行われているため、判定処理が増大し、処理遅延が生じることがあるという問題がある。特に、伝送速度が高い通信時には、単位時間当たりに処理すべき受信シンボルが多くなるため、処理遅延が生じる可能性が高い。

すなわち、例えば１６ＱＡＭの場合の１ビット目のＬＬＲを求める際には、それぞれの受信シンボルｒが領域１−１〜１−３のいずれに属するかを判定し、判定結果に応じた演算が行われる。さらに、例えば６４ＱＡＭの場合の１ビット目に関しては、それぞれの受信シンボルｒが７つの領域のいずれに属するかを判定しなければ、ＬＬＲを求めることができない。このため、伝送速度が高速になると、シンボルの受信速度に判定処理を追随させることができず、処理遅延が発生することがある。

また、近年では、信号処理をソフトウェアによって実装するソフトウェア無線（ＳＤＲ：Software Defined Radio）が盛んになっているが、上述したＬＬＲの算出を実行する場合には、領域判定に関する比較命令及び分岐命令が多くなり、処理速度の向上が制限される。すなわち、例えば６４ＱＡＭの場合の１ビット目のＬＬＲを求めるためのアルゴリズムは、図２２に示すような順次大小比較をしてＬＬＲを算出するものとなり、このアルゴリズムをコンパイルすると、多くの比較命令及び分岐命令が生成されることになる。そして、プロセッサによっては、比較命令及び分岐命令は、四則演算などのＡＬＵ（Arithmetic Logic Unit）命令と同程度のサイクル数を要するため、処理時間が増大してしまう。結果として、ソフトウェア無線においても処理遅延が発生することがある。

さらに、ソフトウェア無線では、命令又は演算を並列に実行することが可能であるが、上記のアルゴリズムでは逐次的な大小比較が行われるため、並列処理による効率化が困難である。すなわち、受信シンボルｒが各領域に属するか否かを順次判定していくため、例えばＶＬＩＷ（Very Long Instruction Word）及びＳＩＭＤ（Single Instruction Multiple Data）などのように、命令又は演算を並列に実行するアーキテクチャの性能を十分に引き出すことができない。

開示の技術は、かかる点に鑑みてなされたものであって、高速かつ効率的に対数尤度比を求め、処理遅延を防止することができる無線通信装置、誤り訂正方法及び誤り訂正プログラムを提供することを目的とする。

本願が開示する無線通信装置は、１つの態様において、信号を受信する受信部と、前記受信部によって受信された受信信号の変調方式及び伝搬路における振幅変動に応じた基準振幅を取得する取得部と、前記受信部によって受信された受信信号を復調し、受信信号に含まれる受信シンボルごとの同相成分及び直交成分を得る復調部と、前記取得部によって取得された基準振幅と前記復調部によって得られた同相成分又は直交成分とに関する絶対値演算を含む演算式であって、前記受信シンボルがＩＱ平面上において属する領域に関わらず共通の演算式を用いて、当該受信シンボルにマッピングされたビットごとに尤度比を算出する算出部と、前記算出部によって算出された尤度比を用いて受信信号の誤り訂正復号を行う復号部とを有する。

また、本願が開示する誤り訂正方法は、１つの態様において、信号を受信する受信ステップと、前記受信ステップにて受信された受信信号の変調方式及び伝搬路における振幅変動に応じた基準振幅を取得する取得ステップと、前記受信ステップにて受信された受信信号を復調し、受信信号に含まれる受信シンボルごとの同相成分及び直交成分を得る復調ステップと、前記取得ステップにて取得された基準振幅と前記復調ステップにて得られた同相成分又は直交成分とに関する絶対値演算を含む演算式であって、前記受信シンボルがＩＱ平面上において属する領域に関わらず共通の演算式を用いて、当該受信シンボルにマッピングされたビットごとに尤度比を算出する算出ステップと、前記算出ステップにて算出された尤度比を用いて受信信号の誤り訂正復号を行う復号ステップとを有する。

本願が開示する無線通信装置、誤り訂正方法及び誤り訂正プログラムの１つの態様によれば、高速かつ効率的に対数尤度比を求め、処理遅延を防止することができるという効果を奏する。

図１は、実施の形態１に係る通信システムの構成を示す図である。 図２は、１６ＱＡＭの信号点配置を示す図である。 図３は、実施の形態１に係る基準振幅算出部の構成を示すブロック図である。 図４は、実施の形態１に係る軟判定情報算出部の構成を示すブロック図である。 図５は、実施の形態１に係る第１ビットＬＬＲを説明する図である。 図６は、実施の形態１に係る第３ビットＬＬＲを説明する図である。 図７は、実施の形態１に係る第１ビットＬＬＲ算出部の構成を示すブロック図である。 図８は、実施の形態１に係る第３ビットＬＬＲ算出部の構成を示すブロック図である。 図９は、実施の形態１に係る誤り訂正復号方法を示すフロー図である。 図１０は、６４ＱＡＭの信号点配置を示す図である。 図１１は、実施の形態２に係る軟判定情報算出部の構成を示すブロック図である。 図１２は、実施の形態２に係る第１ビットＬＬＲを説明する図である。 図１３は、実施の形態２に係る第３ビットＬＬＲを説明する図である。 図１４は、実施の形態２に係る第５ビットＬＬＲを説明する図である。 図１５は、実施の形態２に係る第１ビットＬＬＲ算出部の構成を示すブロック図である。 図１６は、実施の形態２に係る第３ビットＬＬＲ算出部の構成を示すブロック図である。 図１７は、実施の形態２に係る第５ビットＬＬＲ算出部の構成を示すブロック図である。 図１８は、コンピュータのハードウェア構成例を示す図である。 図１９は、ビット対数尤度比を説明する図である。 図２０は、１ビット目のビット対数尤度比について説明する図である。 図２１は、３ビット目のビット対数尤度比について説明する図である。 図２２は、ビット対数尤度比の算出アルゴリズムの一例を示す図である。

以下、本願が開示する無線通信装置、誤り訂正方法及び誤り訂正プログラムの実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、この実施の形態により本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、実施の形態１に係る通信システムの構成を示す図である。図１に示すように、本実施の形態に係る通信システムにおいては、送信装置１００と受信装置２００とが無線通信を行っている。具体的には、送信装置１００は、誤り訂正符号化部１１０、変調部１２０及び無線送信部１３０を有している。また、受信装置２００は、無線受信部２１０、復調部２２０、チャネル推定部２３０、基準振幅算出部２４０、軟判定情報算出部２５０及び誤り訂正復号部２６０を有している。

誤り訂正符号化部１１０は、送信データに対して誤り訂正符号化を行い、得られた符号化データを変調部１２０へ出力する。誤り訂正符号化部１１０は、誤り訂正符号として例えばターボ符号、畳み込み符号又はＬＤＰＣ（Low Density Parity Check）符号などを用いて誤り訂正符号化を行う。すなわち、誤り訂正符号化部１１０は、復号時に軟判定情報としてＬＬＲが利用される誤り符号化方式で送信データを誤り訂正符号化する。

変調部１２０は、誤り訂正符号化部１１０から出力される符号化データを変調し、得られた変調データを無線送信部１３０へ出力する。本実施の形態においては、変調部１２０は、符号化データを１６ＱＡＭによって変調する。すなわち、変調部１２０は、符号化データを４ビットずつ図２に示す信号点にマッピングする。図２に示すように、Ｉ成分が正の信号点は１ビット目のビット値が「０」であり、Ｉ成分が負の信号点は１ビット目のビット値が「１」である。同様に、Ｑ成分が正の信号点は２ビット目のビット値が「０」であり、Ｑ成分が負の信号点は２ビット目のビット値が「１」である。

また、Ｑ軸に近い２列の信号点は３ビット目のビット値が「０」であり、Ｑ軸から遠い２列の信号点は３ビット目のビット値が「１」である。同様に、Ｉ軸に近い２行の信号点は４ビット目のビット値が「０」であり、Ｉ軸から遠い２行の信号点は４ビット目のビット値が「１」である。このように、各ビットがＩ成分及びＱ成分に独立してマッピングされているため、個々のビットに関しては１次元座標で考えることができる。

無線送信部１３０は、変調部１２０から出力される変調データに対して所定の無線送信処理（Ｄ／Ａ変換、アップコンバートなど）を施し、得られた無線信号をアンテナを介して送信する。送信された無線信号は、伝搬路において位相及び振幅の変動を受けた後、受信装置２００によって受信される。

すなわち、無線受信部２１０は、アンテナを介して無線信号を受信し、受信信号に対して所定の無線受信処理（ダウンコンバート、Ａ／Ｄ変換など）を施す。そして、無線受信部２１０は、受信信号を復調部２２０及びチャネル推定部２３０へ出力する。

復調部２２０は、チャネル推定部２３０によるチャネル推定結果を用いて受信信号を復調し、得られた復調データを軟判定情報算出部２５０へ出力する。具体的には、復調部２２０は、受信信号に含まれる各受信シンボルのＩ成分及びＱ成分を復調データとして軟判定情報算出部２５０へ出力する。上述したように、送信装置１００の変調部１２０では、図２に示したいずれかの信号点に符号化データがマッピングされるが、伝搬路上での位相変動及び振幅変動により、受信シンボルの位置はマッピングされた信号点の位置からずれている。

チャネル推定部２３０は、受信信号に対するチャネル推定を行い、伝搬路上での位相変動及び振幅変動に対応するチャネル推定値を求める。そして、チャネル推定部２３０は、求められたチャネル推定値を復調部２２０及び基準振幅算出部２４０へ出力する。

基準振幅算出部２４０は、チャネル推定値及び変調方式に応じた係数から基準振幅を算出し、得られた基準振幅を軟判定情報算出部２５０へ出力する。本実施の形態においては、変調方式が１６ＱＡＭであるため、基準振幅算出部２４０が基準振幅の算出に用いる係数βは、次式（１１）で表される。

軟判定情報算出部２５０は、復調部２２０から出力される受信シンボルのＩ成分及びＱ成分と、基準振幅算出部２４０から出力される基準振幅とからビットごとの対数尤度比（ＬＬＲ）を算出する。このとき、軟判定情報算出部２５０は、受信シンボルにマッピングされたビットごとに単一の演算式を適用し、各ビットのＬＬＲを算出する。すなわち、軟判定情報算出部２５０は、受信シンボルがＩＱ平面上において属する領域に関わらず、それぞれのビットについて絶対値演算を含む単一の演算式を用いて画一的にＬＬＲを算出する。なお、軟判定情報算出部２５０によるＬＬＲの算出については、後に詳述する。

誤り訂正復号部２６０は、軟判定情報算出部２５０によって算出されたビットごとのＬＬＲを用いて誤り訂正復号を行い、誤りが訂正された受信データを出力する。すなわち、誤り訂正復号部２６０は、例えば誤り訂正符号がターボ符号である場合には、軟判定情報算出部２５０によって算出されたＬＬＲを用いた繰り返し復号を行う。

図３は、本実施の形態に係る基準振幅算出部２４０の構成を示すブロック図である。図３に示すように、基準振幅算出部２４０は、ノルム算出部２４１、係数記憶部２４２及び乗算器２４３を有している。

ノルム算出部２４１は、チャネル推定部２３０から出力されるチャネル推定値のノルムを算出する。具体的には、ノルム算出部２４１は、チャネル推定値の二乗値をノルムとして算出し、乗算器２４３へ出力する。

係数記憶部２４２は、変調方式に応じた係数βをあらかじめ記憶しており、記憶された係数βを乗算器２４３へ出力する。なお、本実施の形態においては、変調方式が１６ＱＡＭであるため、係数記憶部２４２が記憶する係数βは、上式（１１）となっている。

乗算器２４３は、ノルム算出部２４１から出力されるノルムと係数記憶部２４２から出力される係数βとを乗算し、基準振幅を算出する。すなわち、乗算器２４３が算出する基準振幅は、変調方式に応じた信号点配置の基準となる振幅が伝搬路における振幅変動を受けた結果得られる振幅を示しており、伝搬路上での利得に対応している。

図４は、本実施の形態に係る軟判定情報算出部２５０の構成を示すブロック図である。図４に示すように、軟判定情報算出部２５０は、第１ビットＬＬＲ算出部２５１、第２ビットＬＬＲ算出部２５２、第３ビットＬＬＲ算出部２５３及び第４ビットＬＬＲ算出部２５４を有している。

第１ビットＬＬＲ算出部２５１は、復調部２２０から出力される受信シンボルのＩ成分及び基準振幅算出部２４０から出力される基準振幅に対して絶対値演算を含む演算を行い、受信シンボルの１ビット目のＬＬＲ（以下「第１ビットＬＬＲ」という）を算出する。

第２ビットＬＬＲ算出部２５２は、復調部２２０から出力される受信シンボルのＱ成分及び基準振幅算出部２４０から出力される基準振幅に対して絶対値演算を含む演算を行い、受信シンボルの２ビット目のＬＬＲ（以下「第２ビットＬＬＲ」という）を算出する。

第３ビットＬＬＲ算出部２５３は、復調部２２０から出力される受信シンボルのＩ成分及び基準振幅算出部２４０から出力される基準振幅に対して絶対値演算を含む演算を行い、受信シンボルの３ビット目のＬＬＲ（以下「第３ビットＬＬＲ」という）を算出する。

第４ビットＬＬＲ算出部２５４は、復調部２２０から出力される受信シンボルのＱ成分及び基準振幅算出部２４０から出力される基準振幅に対して絶対値演算を含む演算を行い、受信シンボルの４ビット目のＬＬＲ（以下「第４ビットＬＬＲ」という）を算出する。

これらの第１〜４ビットＬＬＲ算出部２５１〜２５４は、いずれも１つの演算式によってＬＬＲを算出する。すなわち、第１〜４ビットＬＬＲ算出部２５１〜２５４は、受信シンボルに関する領域判定を行わず、それぞれＩ成分（すなわち受信シンボルの実部）又はＱ成分（すなわち受信シンボルの虚部）と基準振幅とを１つの演算式に入力し、ＬＬＲを出力する。以下、第１〜４ビットＬＬＲ算出部２５１〜２５４がＬＬＲの算出に用いる演算式について説明する。なお、第１ビットＬＬＲ及び第２ビットＬＬＲの演算式は、入力がＩ成分であるかＱ成分であるかが異なるほかは同様であるため、以下では第１ビットＬＬＲの演算式について説明する。同様に、第３ビットＬＬＲ及び第４ビットＬＬＲの演算式は、入力がＩ成分であるかＱ成分であるかが異なるほかは同様であるため、以下では第３ビットＬＬＲの演算式について説明する。

まず、１ビット目に着目すると、図２に示したようにＩ成分が正の領域の信号点はビット値が「０」である。したがって、１ビット目のビット値が「０」の信号点のうち受信シンボルから最も近い信号点は、受信シンボルの位置によって異なる。具体的には、図５に示すように、座標２Ｋを基準として、受信シンボルｒのＩ成分（すなわち実部Ｒｅ(r)）が２Ｋより小さければ、座標Ｋの信号点が最も近いビット値「０」の信号点である。また、受信シンボルｒのＩ成分が２Ｋより大きければ、座標３Ｋの信号点が最も近いビット値「０」の信号点である。換言すれば、Ｒｅ(r)−２Ｋの正負によって、受信シンボルｒから最も近いビット値「０」の信号点が座標Ｋ又は３Ｋの信号点に決定される。そこで、sgn(x)をｘの正負の符号を返す関数とすると、受信シンボルｒから最も近いビット値「０」の信号点の座標は、
２Ｋ＋Ｋsgn（Ｒｅ(r)−２Ｋ）
と表すことができる。

同様に考えて、受信シンボルｒから最も近いビット値「１」の信号点の座標は、座標−２Ｋを基準として、
−２Ｋ−Ｋsgn（Ｒｅ(r)＋２Ｋ）
と表すことができる。これらから、受信シンボルｒと最も近いビット値「０」及び「１」の信号点との間の二乗最小距離は、次式（１２）のようになる。

したがって、これらの差分を算出すると以下の式（１３）となり、得られた差分を式（１）に代入すると、第１ビットＬＬＲは以下の式（１４）によって算出されることがわかる。

式（１４）には、Ｒｅ(r)−２Ｋ及びＲｅ(r)＋２Ｋの絶対値演算が含まれているものの、受信シンボルｒが属する領域に関わらず、画一的に式（１４）から第１ビットＬＬＲを算出することができる。すなわち、式（１４）を用いて第１ビットＬＬＲを算出する際には、受信シンボルｒに対する領域判定が不要である。

次に、３ビット目に着目すると、図２に示したようにＱ軸に近い２列の信号点はビット値が「０」である。したがって、３ビット目のビット値が「０」の信号点のうち受信シンボルから最も近い信号点は、受信シンボルの位置によって異なる。具体的には、図６に示すように、座標０を基準として、受信シンボルｒのＩ成分（すなわち実部Ｒｅ(r)）が０より小さければ、座標−Ｋの信号点が最も近いビット値「０」の信号点である。また、受信シンボルｒのＩ成分が０より大きければ、座標Ｋの信号点が最も近いビット値「０」の信号点である。換言すれば、Ｒｅ(r)の正負によって、受信シンボルｒかが最も近いビット値「０」の信号点が座標−Ｋ又はＫの信号点に決定される。このため、受信シンボルｒから最も近いビット値「０」の信号点の座標は、
Ｋsgn（Ｒｅ(r)）
と表すことができる。

同様に考えて、受信シンボルｒから最も近いビット値「１」の信号点の座標は、座標０を基準として、
３Ｋsgn（Ｒｅ(r)）
と表すことができる。これらから、受信シンボルｒと最も近いビット値「０」及び「１」の信号点との間の二乗最小距離は、次式（１５）のようになる。

したがって、これらの差分を式（１）に代入すると、第３ビットＬＬＲは以下の式（１６）によって算出されることがわかる。

式（１６）には、Ｒｅ(r)の絶対値演算が含まれているものの、受信シンボルｒが属する領域に関わらず、画一的に式（１６）から第３ビットＬＬＲを算出することができる。すなわち、式（１６）を用いて第３ビットＬＬＲを算出する際には、受信シンボルｒに対する領域判定が不要である。また、上述したように、２ビット目及び４ビット目に関しては、Ｑ成分（すなわち虚部Ｉｍ(r)）にマッピングされているため、第２ビットＬＬＲ及び第４ビットＬＬＲは、式（１４）、（１６）のＲｅ(r)をＩｍ(r)に代えた以下の式（１７）、（１８）によって算出される。

これらの式においても絶対値演算が含まれているものの、受信シンボルｒに対する領域判定は不要であり、それぞれ第２ビットＬＬＲ及び第４ビットＬＬＲを画一的に算出することができる。

以上のように、第１〜４ビットＬＬＲは、絶対値演算を含む演算式によって画一的に算出されるため、第１〜４ビットＬＬＲ算出部２５１〜２５４は、それぞれＩ成分又はＱ成分と基準振幅とを入力として、式（１４）、（１６）〜（１８）により第１〜４ビットＬＬＲを算出する。

具体的に、例えば第１ビットＬＬＲ算出部２５１は、図７のように構成される。すなわち、第１ビットＬＬＲ算出部２５１は、２ビットシフト部３０１、１ビットシフト部３０２、減算部３０３、絶対値演算部３０４、加算部３０５、絶対値演算部３０６、減算部３０７、加算部３０８及び乗算部３０９を有している。

復調部２２０から出力されたＩ成分は、２ビットシフト部３０１、減算部３０３及び加算部３０５へ入力され、基準振幅算出部２４０から出力された基準振幅は、１ビットシフト部３０２及び乗算部３０９へ入力される。そして、２ビットシフト部３０１では、浮動小数点演算において入力が２ビットシフトされることにより、Ｉ成分が４倍されて４Ｒｅ(r)が得られる。また、１ビットシフト部３０２では、入力が１ビットシフトされることにより、基準振幅が２倍されて２Ｋが得られる。

そして、減算部３０３は、Ｒｅ(r)−２Ｋの演算を行い、加算部３０５は、Ｒｅ(r)＋２Ｋの演算を行い、絶対値演算部３０４、３０５は、それぞれの絶対値を算出する。さらに、算出された絶対値の差分が減算部３０７によって算出され、得られた｜Ｒｅ(r)−２Ｋ｜−｜Ｒｅ(r)＋２Ｋ｜と２ビットシフト部３０１から出力される４Ｒｅ(r)とが加算部３０８によって加算される。そして、乗算部３０９は、加算部３０８の加算結果にＫ／σ²を乗算し、式（１４）に示した第１ビットＬＬＲを算出する。

このように、第１ビットＬＬＲ算出部２５１は、入力されるＩ成分についての大小判定を行うことなく、第１ビットＬＬＲを算出することができる。なお、第２ビットＬＬＲ算出部２５２は、第１ビットＬＬＲ算出部２５１と同様の構成を有しており、Ｉ成分の代わりにＱ成分を入力とする。

また、第３ビットＬＬＲ算出部２５３は、図８のように構成される。すなわち、第３ビットＬＬＲ算出部２５３は、絶対値演算部３１１、１ビットシフト部３１２、減算部３１３、１ビットシフト部３１４及び乗算部３１５を有している。

復調部２２０から出力されたＩ成分は、絶対値演算部３１１へ入力され、基準振幅算出部２４０から出力された基準振幅は、１ビットシフト部３１２及び乗算部３１５へ入力される。そして、絶対値演算部３１１では、Ｉ成分の絶対値｜Ｒｅ(r)｜が得られる。また、１ビットシフト部３１２では、入力が１ビットシフトされることにより、基準振幅が２倍されて２Ｋが得られる。

そして、減算部３１３は、２Ｋ−｜Ｒｅ(r)｜の演算を行い、１ビットシフト部３１４は、減算部３１３の減算結果を１ビットシフトして２倍することにより、２（２Ｋ−｜Ｒｅ(r)｜）を得る。そして、乗算部３１５は、１ビットシフト部３１４の出力にＫ／σ²を乗算し、式（１６）に示した第３ビットＬＬＲを算出する。

このように、第３ビットＬＬＲ算出部２５３は、入力されるＩ成分についての大小判定を行うことなく、第３ビットＬＬＲを算出することができる。また、第４ビットＬＬＲ算出部２５４は、第３ビットＬＬＲ算出部２５３と同様の構成を有しており、Ｉ成分の代わりにＱ成分を入力とする。

なお、図７、８は、第１ビットＬＬＲ及び第３ビットＬＬＲを算出するための機能ブロック図を示しており、必ずしも実際の装置が図７、８のように物理的に構成されている必要はない。例えば、１つの加算器又は減算器を共用して、図７、８における複数の加算部及び減算部における演算を実行することも可能である。

次に、本実施の形態に係る誤り訂正復号方法について、図９に示すフロー図を参照しながら説明する。以下においては、送信装置１００から送信された無線信号を受信する受信装置２００の動作について説明する。

送信装置１００から送信された無線信号は、受信装置２００の無線受信部２１０によってアンテナを介して受信される（ステップＳ１０１）。受信信号は、無線受信部２１０によって所定の無線受信処理が施され、復調部２２０及びチャネル推定部２３０へ出力される。そして、チャネル推定部２３０によって、受信信号のチャネル推定が行われ（ステップＳ１０２）、チャネル推定値が復調部２２０及び基準振幅算出部２４０へ出力される。チャネル推定値が復調部２２０へ出力されると、復調部２２０によってチャネル推定値が用いられて受信信号が復調され（ステップＳ１０３）、受信信号に含まれる複数の受信シンボルのＩ成分及びＱ成分が軟判定情報算出部２５０へ出力される。

そして、基準振幅算出部２４０によって、チャネル推定値と係数記憶部２４２によって記憶される係数とから基準振幅が算出される（ステップＳ１０４）。算出された基準振幅は、軟判定情報算出部２５０へ出力される。なお、図９においては、説明の便宜上、復調部２２０による受信信号の復調（ステップＳ１０３）の後に、基準振幅算出部２４０によって基準振幅が算出される（ステップＳ１０４）ものとしたが、復調と基準振幅の算出とはどちらが先に実行されても良く、同時に実行されても良い。受信信号の復調及び基準振幅の算出が実行された後、軟判定情報算出部２５０によって、第１〜４ビットＬＬＲの算出が行われる。

具体的には、第１ビットＬＬＲ算出部２５１によって、順次入力される複数の受信シンボルのＩ成分と基準振幅が式（１４）に代入されて第１ビットＬＬＲが算出される（ステップＳ１０５）。また、第２ビットＬＬＲ算出部２５２によって、順次入力される複数の受信シンボルのＱ成分と基準振幅が式（１７）に代入されて第２ビットＬＬＲが算出される（ステップＳ１０６）。さらに、第３ビットＬＬＲ算出部２５３によって、順次入力される複数の受信シンボルのＩ成分と基準振幅が式（１６）に代入されて第３ビットＬＬＲが算出される（ステップＳ１０７）。同様に、第４ビットＬＬＲ算出部２５４によって、順次入力される複数の受信シンボルのＱ成分と基準振幅が式（１８）に代入されて第４ビットＬＬＲが算出される（ステップＳ１０８）。なお、図９においては、説明の便宜上、第１ビットＬＬＲから順に算出されるものとしたが（ステップＳ１０５〜Ｓ１０８）、各ビットのＬＬＲは独立して算出可能であるため、算出の順序は任意で良く、同時に算出されても良い。

ここで、第１〜４ビットＬＬＲ算出部２５１〜２５４における第１〜４ビットＬＬＲの算出には、Ｉ成分又はＱ成分に対する大小判定などが不要であるため、複数の受信シンボルのＩ成分又はＱ成分を次々に入力して、並列的に複数シンボルの対数尤度比を求めることができる。すなわち、高速かつ効率的に対数尤度比を算出することができ、処理遅延を防止することができる。

第１〜４ビットＬＬＲ算出部２５１〜２５４によって算出された第１〜４ビットＬＬＲは、軟判定情報として誤り訂正復号部２６０へ出力され、誤り訂正復号部２６０によって、軟判定情報を用いた繰り返し復号などの誤り訂正復号が行われる（ステップＳ１０９）。

以上のように、本実施の形態によれば、変調方式が１６ＱＡＭである場合に、受信シンボルにマッピングされている各ビットについて、受信シンボルのＩ成分又はＱ成分と基準振幅とを絶対値演算を含む演算式に代入して画一的に対数尤度比を算出する。このため、受信シンボルがＩＱ平面上において属する領域の判定処理などを実行する必要がなく、複数の受信シンボルについて並列的に対数尤度比を求め、誤り訂正復号の遅延を防止することができる。換言すれば、高速かつ効率的に対数尤度比を求め、処理遅延を防止することができる。

（実施の形態２）
実施の形態２の特徴は、変調方式が６４ＱＡＭの場合に、受信シンボルの各ビットについて画一的に対数尤度比を求める点である。本実施の形態に係る送信装置及び受信装置の構成は、実施の形態１に係る送信装置１００及び受信装置２００の構成と同様であるため、その説明を省略する、ただし、本実施の形態においては、送信装置１００の変調部１２０は、符号化データを６４ＱＡＭによって変調する。すなわち、変調部１２０は、符号化データを６ビットずつ図１０に示す信号点にマッピングする。図１０に示すように、Ｉ成分が正の信号点は１ビット目のビット値が「０」であり、Ｉ成分が負の信号点は１ビット目のビット値が「１」である。同様に、Ｑ成分が正の信号点は２ビット目のビット値が「０」であり、Ｑ成分が負の信号点は２ビット目のビット値が「１」である。

また、Ｑ軸に近い４列の信号点は３ビット目のビット値が「０」であり、Ｑ軸から遠い４列の信号点は３ビット目のビット値が「１」である。同様に、Ｉ軸に近い４行の信号点は４ビット目のビット値が「０」であり、Ｉ軸から遠い４行の信号点は４ビット目のビット値が「１」である。さらに、Ｑ軸に最も近い２列とＱ軸から最も遠い２列との信号点は５ビット目のビット値が「１」であり、その他の列の信号点は５ビット目のビット値が「０」である。同様に、Ｉ軸に最も近い２行とＩ軸から最も遠い２行との信号点は６ビット目のビット値が「１」であり、その他の行の信号点は６ビット目のビット値が「０」である。このように、各ビットがＩ成分及びＱ成分に独立してマッピングされているため、個々のビットに関しては１次元座標で考えることができる。

このように、変調部１２０における変調方式が実施の形態１とは異なることに伴って、受信装置２００の基準振幅算出部２４０及び軟判定情報算出部２５０も実施の形態１とは異なっている。具体的には、基準振幅算出部２４０は、変調方式が６４ＱＡＭであるため、基準振幅の算出に用いる係数βとして次式（１９）で表される値を記憶している。

また、図１１に示すように、軟判定情報算出部２５０は、第１ビットＬＬＲ算出部４０１、第２ビットＬＬＲ算出部４０２、第３ビットＬＬＲ算出部４０３、第４ビットＬＬＲ算出部４０４、第５ビットＬＬＲ算出部４０５及び第６ビットＬＬＲ算出部４０６を有している。

第１ビットＬＬＲ算出部４０１は、復調部２２０から出力される受信シンボルのＩ成分及び基準振幅算出部２４０から出力される基準振幅に対して絶対値演算を含む演算を行い、第１ビットＬＬＲを算出する。

第２ビットＬＬＲ算出部４０２は、復調部２２０から出力される受信シンボルのＱ成分及び基準振幅算出部２４０から出力される基準振幅に対して絶対値演算を含む演算を行い、第２ビットＬＬＲを算出する。

第３ビットＬＬＲ算出部４０３は、復調部２２０から出力される受信シンボルのＩ成分及び基準振幅算出部２４０から出力される基準振幅に対して絶対値演算を含む演算を行い、第３ビットＬＬＲを算出する。

第４ビットＬＬＲ算出部４０４は、復調部２２０から出力される受信シンボルのＱ成分及び基準振幅算出部２４０から出力される基準振幅に対して絶対値演算を含む演算を行い、第４ビットＬＬＲを算出する。

第５ビットＬＬＲ算出部４０５は、復調部２２０から出力される受信シンボルのＩ成分及び基準振幅算出部２４０から出力される基準振幅に対して絶対値演算を含む演算を行い、受診シンボルの５ビット目のＬＬＲ（以下「第５ビットＬＬＲ」という）を算出する。

第６ビットＬＬＲ算出部４０６は、復調部２２０から出力される受信シンボルのＱ成分及び基準振幅算出部２４０から出力される基準振幅に対して絶対値演算を含む演算を行い、受診シンボルの６ビット目のＬＬＲ（以下「第６ビットＬＬＲ」という）を算出する。

これらの第１〜６ビットＬＬＲ算出部４０１〜４０６は、いずれも１つの演算式によってＬＬＲを算出する。すなわち、第１〜６ビットＬＬＲ算出部４０１〜４０６は、受信シンボルに関する領域判定を行わず、それぞれＩ成分（すなわｔ受信シンボルの実部）又はＱ成分（すなわち受信シンボルの虚部）と基準振幅とを１つの演算式に入力し、ＬＬＲを出力する。以下、第１〜６ビットＬＬＲ算出部４０１〜４０６がＬＬＲの算出に用いる演算式について説明する。なお、本実施の形態においても、第１、２ビットＬＬＲ、第３、４ビットＬＬＲ及び第５、６ビットＬＬＲのそれぞれの組み合わせでは、入力がＩ成分であるかＱ成分であるかが異なるほかは同様であるため、以下では、第１、３、５ビットＬＬＲの演算式について説明する。

まず、１ビット目に着目すると、図１０に示したようにＩ成分が正の領域の信号点はビット値が「０」である。したがって、１ビット目のビット値が「０」の信号点のうち受信シンボルから最も近い信号点は、受信シンボルの位置によって異なる。具体的には、図１２に示すように、座標４Ｋを基準として、受信シンボルｒのＩ成分（すなわち実部Ｒｅ(r)）が４Ｋより小さければ、座標Ｋ又は３Ｋの信号点が最も近いビット値「０」の信号点である。また、受信シンボルｒのＩ成分が４Ｋより大きければ、座標５Ｋ又は７Ｋの信号点が最も近いビット値「０」の信号点である。換言すれば、Ｒｅ(r)−４Ｋの正負によって、受信シンボルｒから最も近いビット値「０」の信号点が２つに絞られる。

さらに、Ｒｅ(r)−４Ｋ＜０の場合、座標２Ｋを基準として、受信シンボルｒのＩ成分が２Ｋより小さければ、座標Ｋの信号点が最も近いビット値「０」の信号点である。また、受信シンボルｒのＩ成分が２Ｋより大きければ、座標３Ｋの信号点が最も近いビット値「０」の信号点である。これらをまとめると、（Ｒｅ(r)−４Ｋ）＋２Ｋの正負によって、受信シンボルｒから最も近いビット値「０」の信号点が座標Ｋ又は３Ｋの信号点に決定される。

同様に、Ｒｅ(r)−４Ｋ＞０の場合、座標６Ｋを基準として、受信シンボルｒのＩ成分が６Ｋより小さければ、座標５Ｋの信号点が最も近いビット値「０」の信号点である。また、受信シンボルｒのＩ成分が６Ｋより大きければ、座標７Ｋの信号点が最も近いビット値「０」の信号点である。これらをまとめると、（Ｒｅ(r)−４Ｋ）−２Ｋの正負によって、受信シンボルｒから最も近いビット値「０」の信号点が座標５Ｋ又は７Ｋの信号点に決定される。

そこで、sgn(x)をｘの正負の符号を返す関数とすると、受信シンボルｒから最も近いビット値「０」の信号点の座標は、
４Ｋ＋２Ｋsgn（Ｒｅ(r)−４Ｋ）＋Ｋsgn｛（Ｒｅ(r)−４Ｋ）−２Ｋsgn（Ｒｅ(r)−４Ｋ）｝
と表すことができる。

同様に考えて、受信シンボルｒから最も近いビット値「１」の信号点の座標は、
−４Ｋ＋２Ｋsgn（Ｒｅ(r)＋４Ｋ）＋Ｋsgn｛（Ｒｅ(r)＋４Ｋ）−２Ｋsgn（Ｒｅ(r)＋４Ｋ）｝
と表すことができる。これらから、受信シンボルｒと最も近いビット値「０」及び「１」の信号点との間の二乗最小距離は、次式（２０）のようになる。

したがって、これらの差分を式（１）に代入すると、第１ビットＬＬＲは以下の式（２１）によって算出されることがわかる。

式（２１）には、絶対値演算及び正負の符号を取得する関数が含まれているものの、受信シンボルｒが属する領域に関わらず、画一的に式（２１）から第１ビットＬＬＲを算出することができる。すなわち、式（２１）を用いて第１ビットＬＬＲを算出する際には、受信シンボルｒに対する領域判定が不要である。

次に、３ビット目に着目すると、図１０に示したようにＱ軸に近い４列の信号点はビット値が「０」である。したがって、３ビット目のビット値が「０」の信号点のうち受信シンボルから最も近い信号点は、受信シンボルの位置によって異なる。具体的には、図１３に示すように、座標０を基準として、受信シンボルｒのＩ成分（すなわち実部Ｒｅ(r)）が０より小さければ、座標−３Ｋ又は−Ｋの信号点が最も近いビット値「０」の信号点である。また、受信シンボルｒのＩ成分が０より大きければ、座標Ｋ又は３Ｋの信号点が最も近いビット値「０」の信号点である。換言すれば、Ｒｅ(r)の正負によって、受信シンボルｒから最も近いビット値「０」の信号点が２つに絞られる。

さらに、Ｒｅ(r)＜０の場合、座標−２Ｋを基準として、受信シンボルｒのＩ成分が−２Ｋより小さければ、座標−３Ｋの信号点が最も近いビット値「０」の信号点である。また、受信シンボルｒのＩ成分が−２Ｋより大きければ、座標−Ｋの信号点が最も近いビット値「０」の信号点である。これらをまとめると、Ｒｅ(r)＋２Ｋの正負によって、受信シンボルｒから最も近いビット値「０」の信号点が座標−３Ｋ又は−Ｋの信号点に決定される。

同様に、Ｒｅ(r)＞０の場合、座標２Ｋを基準として、受信シンボルｒのＩ成分が２Ｋより小さければ、座標Ｋの信号点が最も近いビット値「０」の信号点である。また、受信シンボルｒのＩ成分が２Ｋより大きければ、座標３Ｋの信号点が最も近いビット値「０」の信号点である。これらをまとめると、Ｒｅ(r)−２Ｋの正負によって、受信シンボルｒから最も近いビット値「０」の信号点が座標Ｋ又は３Ｋの信号点に決定される。このため、受信シンボルｒから最も近いビット値「０」の信号点の座標は、
２Ｋsgn（Ｒｅ(r)）＋Ｋsgn｛Ｒｅ(r)−２Ｋsgn（Ｒｅ(r)）｝
と表すことができる。

同様に考えて、受信シンボルｒから最も近いビット値「１」の信号点の座標は、
６Ｋsgn（Ｒｅ(r)）＋Ｋsgn｛Ｒｅ(r)−６Ｋsgn（Ｒｅ(r)）｝
と表すことができる。これらから、受信シンボルｒと最も近いビット値「０」及び「１」の信号点との間の二乗最小距離は、次式（２２）のようになる。

したがって、これらの差分を式（１）に代入すると、第３ビットＬＬＲは以下の式（２３）によって算出されることがわかる。

式（２３）には、絶対値演算及び正負の符号を取得する関数が含まれているものの、受信シンボルｒが属する領域に関わらず、画一的に式（２３）から第３ビットＬＬＲを算出することができる。すなわち、式（２３）を用いて第３ビットＬＬＲを算出する際には、受信シンボルｒに対する領域判定が不要である。

次に、５ビット目に着目すると、図１０に示したようにＱ軸から２番目及び３番目に近い４列の信号点はビット値が「０」である。したがって、５ビット目のビット値が「０」の信号点のうち受信シンボルから最も近い信号点は、受信シンボルの位置によって異なる。具体的には、図１４に示すように、座標０を基準として、受信シンボルｒのＩ成分（すなわち実部Ｒｅ(r)）が０より小さければ、座標−５Ｋ又は−３Ｋの信号点が最も近いビット値「０」の信号点である。また、受信シンボルｒのＩ成分が０より大きければ、座標３Ｋ又は５Ｋの信号点が最も近いビット値「０」の信号点である。換言すれば、Ｒｅ(r)の正負によって、受信シンボルｒから最も近いビット値「０」の信号点が２つに絞られる。

さらに、Ｒｅ(r)＜０の場合、座標−４Ｋを基準として、受信シンボルｒのＩ成分が−４Ｋより小さければ、座標−５Ｋの信号点が最も近いビット値「０」の信号点である。また、受信シンボルｒのＩ成分が−４Ｋより大きければ、座標−３Ｋの信号点が最も近いビット値「０」の信号点である。これらをまとめると、Ｒｅ(r)＋４Ｋの正負によって、受信シンボルｒから最も近いビット値「０」の信号点が座標−５Ｋ又は−３Ｋの信号点に決定される。

同様に、Ｒｅ(r)＞０の場合、座標４Ｋを基準として、受信シンボルｒのＩ成分が４Ｋより小さければ、座標３Ｋの信号点が最も近いビット値「０」の信号点である。また、受信シンボルｒのＩ成分が４Ｋより大きければ、座標５Ｋの信号点が最も近いビット値「０」の信号点である。これらをまとめると、Ｒｅ(r)−４Ｋの正負によって、受信シンボルｒから最も近いビット値「０」の信号点が座標３Ｋ又は５Ｋの信号点に決定される。このため、受信シンボルｒから最も近いビット値「０」の信号点の座標は、
４Ｋsgn（Ｒｅ(r)）＋Ｋsgn｛Ｒｅ(r)−４Ｋsgn（Ｒｅ(r)）｝
と表すことができる。

同様に考えて、受信シンボルｒから最も近いビット値「１」の信号点の座標は、
４Ｋsgn（Ｒｅ(r)）＋３Ｋsgn｛Ｒｅ(r)−４Ｋsgn（Ｒｅ(r)）｝
と表すことができる。これらから、受信シンボルｒと最も近いビット値「０」及び「１」の信号点との間の二乗最小距離は、次式（２４）のようになる。

したがって、これらの差分を式（１）に代入すると、第３ビットＬＬＲは以下の式（２５）によって算出されることがわかる。

式（２５）には、絶対値演算及び正負の符号を取得する関数が含まれているものの、受信シンボルｒが属する領域に関わらず、画一的に式（２５）から第５ビットＬＬＲを算出することができる。すなわち、式（２５）を用いて第５ビットＬＬＲを算出する際には、受信シンボルｒに対する領域判定が不要である。また、上述したように、２、４、６ビット目に関しては、Ｑ成分（すなわち虚部Ｉｍ(r)）にマッピングされているため、第２、４、６ビットＬＬＲは、式（２１）、（２３）、（２５）のＲｅ(r)をＩｍ(r)に代えた以下の式（２６）〜（２８）によって算出される。

これらの式においても絶対値演算及び正負の符号を取得するsgn関数が含まれているものの、受信シンボルｒに対する領域判定は不要であり、それぞれ第２、４、６ビットＬＬＲを画一的に算出することができる。

以上のように、第１〜６ビットＬＬＲは、絶対値演算を含む演算式によって画一的に算出されるため、第１〜６ビットＬＬＲ算出部４０１〜４０６は、それぞれＩ成分又はＱ成分と基準振幅とを入力として、式（２１）、（２３）、（２５）、（２６）〜（２８）により第１〜６ビットＬＬＲを算出する。

具体的に、例えば第１ビットＬＬＲ算出部４０１は、図１５のように構成される。すなわち、第１ビットＬＬＲ算出部４０１は、３ビットシフト部５０１、２ビットシフト部５０２、１ビットシフト部５０３、加算部５０４、乗算部５０５、減算部５１１、絶対値演算部５１２、加算部５１３、絶対値演算部５１４、減算部５１５、１ビットシフト部５１６、符号取得部５２１、加減算部５２２、絶対値演算部５２３、符号取得部５２４、加減算部５２５、絶対値演算部５２６及び減算部５２７を有している。

復調部２２０から出力されたＩ成分は、３ビットシフト部５０１、減算部５１１及び加算部５１３へ入力され、基準振幅算出部２４０から出力された基準振幅は、２ビットシフト部５０２、１ビットシフト部５０３及び乗算部５０５へ入力される。そして、３ビットシフト部５０１では、入力が３ビットシフトされることにより、Ｉ成分が８倍されて８Ｒｅ(r)が得られる。また、２ビットシフト部５０２及び１ビットシフト部５０３では、それぞれ４Ｋ及び２Ｋが得られる。

そして、減算部５１１は、Ｒｅ(r)−４Ｋの演算を行い、加算部５１３は、Ｒｅ(r)＋４Ｋの演算を行い、絶対値演算部５１２、５１４は、それぞれの絶対値を算出する。さらに、算出された絶対値の差分が減算部５１５によって算出され、得られた｜Ｒｅ(r)−４Ｋ｜−｜Ｒｅ(r)＋４Ｋ｜が１ビットシフト部５１６によって２倍される。これにより、１ビットシフト部５１６からの出力は、２（｜Ｒｅ(r)−４Ｋ｜−｜Ｒｅ(r)＋４Ｋ｜）となる。

また、減算部５１１及び加算部５１３における演算結果の正負の符号がそれぞれ符号取得部５２１、５２４によって取得される。符号取得部５２１、５２４は、取得された符号によって加減算部５２２、５２５における演算を加算又は減算に切り替える。すなわち、符号取得部５２１は、減算部５１１の減算結果の符号が正の場合は、加減算部５２２に減算を行わせ、減算部５１１の減算結果の符号が負の場合は、加減算部５２２に加算を行わせる。したがって、加減算部５２２は、減算部５１１の減算結果が正の場合は、１ビットシフト部５０３から出力される２Ｋを減算部５１１の減算結果Ｒｅ(r)−４Ｋから減算し、減算部５１１の減算結果が負の場合は、１ビットシフト部５０３から出力される２Ｋを減算部５１１の減算結果Ｒｅ(r)−４Ｋに加算する。

一方、符号取得部５２４は、加算部５１３の加算結果の符号が正の場合は、加減算部５２５に減算を行わせ、加算部５１３の加算結果の符号が負の場合は、加減算部５２５に加算を行わせる。したがって、加減算部５２５は、加算部５１３の加算結果が正の場合は、１ビットシフト部５０３から出力される２Ｋを加算部５１３の加算結果Ｒｅ(r)＋４Ｋから減算し、加算部５１３の加算結果が負の場合は、１ビットシフト部５０３から出力される２Ｋを加算部５１３の加算結果Ｒｅ(r)＋４Ｋに加算する。

そして、絶対値演算部５２３、５２６は、それぞれ加減算部５２２、５２５における演算結果の絶対値を算出し、減算部５２７は、絶対値演算部５２３における演算結果から絶対値演算部５２６における演算結果を減算する。これにより、減算部５２７からの出力は、｜Ｒｅ(r)−４Ｋ−２Ｋsgn（Ｒｅ(r)−４Ｋ）｜−｜Ｒｅ(r)＋４Ｋ−２Ｋsgn（Ｒｅ(r)＋４Ｋ）｜となる。

そして、加算部５０４は、３ビットシフト部５０１、１ビットシフト部５１６及び減算部５２７の出力を加算し、乗算部５０５は、加算部５０４の加算結果にＫ／σ²を乗算し、式（２１）に示した第１ビットＬＬＲを算出する。

このように、第１ビットＬＬＲ算出部４０１は、入力されるＩ成分についての大小判定を行うことなく、第１ビットＬＬＲを算出することができる。なお、第２ビットＬＬＲ算出部４０２は、第１ビットＬＬＲ算出部４０１と同様の構成を有しており、Ｉ成分の代わりにＱ成分を入力とする。

また、第３ビットＬＬＲ算出部４０３は、図１６のように構成される。すなわち、第３ビットＬＬＲ算出部４０３は、絶対値演算部５３１、２ビットシフト部５３２、１ビットシフト部５３３、６倍演算部５３４、４ビットシフト部５３５、減算部５３６、乗算部５３７、符号取得部５４１、加減算部５４２、絶対値演算部５４３、加減算部５４４、絶対値演算部５４５、減算部５４６及び加算部５４７を有している。

復調部２２０から出力されたＩ成分は、絶対値演算部５３１、符号取得部５４１及び加減算部５４２、５４４へ入力され、基準振幅算出部２４０から出力された基準振幅は、１ビットシフト部５３３、６倍演算部５３４、４ビットシフト部５３５及び乗算部５３７へ入力される。そして、絶対値演算部５３１では、Ｉ成分の絶対値｜Ｒｅ(r)｜が得られ、２ビットシフト部５３２は、Ｉ成分の絶対値を４倍して４｜Ｒｅ(r)｜を出力する。また、１ビットシフト部５３３では、基準振幅が２倍されて２Ｋが得られ、６倍演算部５３４では、基準振幅が６倍されて６Ｋが得られ、４ビットシフト部５３５では、基準振幅が１６倍されて１６Ｋが得られる。

そして、符号取得部５４１は、Ｉ成分の正負の符号を取得し、取得された符号によって加減算部５４２、５４４における演算を加算又は減算に切り替える。すなわち、符号取得部５４１は、Ｉ成分の符号が正の場合は、加減算部５４２、５４４に減算を行わせ、Ｉ成分の符号が負の場合は、加減算部５４２、５４４に加算を行わせる。したがって、加減算部５４２は、Ｉ成分が正の場合は、１ビットシフト部５３３から出力される２ＫをＩ成分Ｒｅ(r)から減算し、Ｉ成分が負の場合は、１ビットシフト部５３３から出力される２ＫをＩ成分Ｒｅ(r)に加算する。また、加減算部５４４は、Ｉ成分が正の場合は、６倍演算部５３４から出力される６ＫをＩ成分Ｒｅ(r)から減算し、Ｉ成分が負の場合は、６倍演算部５３４から出力される６ＫをＩ成分Ｒｅ(r)に加算する。

そして、絶対値演算部５４３、５４５は、それぞれ加減算部５４２、５４４における演算結果の絶対値を算出し、減算部５４６は、絶対値演算部５４３における演算結果から絶対値演算部５４５における演算結果を減算する。さらに、加算部５４７は、４ビットシフト部５３５から出力される１６Ｋを減算部５４６の出力に加算する。これにより、加算部５４７からの出力は、１６Ｋ＋｜Ｒｅ(r)−２Ｋsgn（Ｒｅ(r)）｜−｜Ｒｅ(r)−６Ｋsgn（Ｒｅ(r)）｜となる。

そして、減算部５３６は、加算部５４７の出力から２ビットシフト部５３２の出力を減算し、乗算部５３７は、減算部５３６の減算結果にＫ／σ²を乗算し、式（２３）に示した第３ビットＬＬＲを算出する。

このように、第３ビットＬＬＲ算出部４０３は、入力されるＩ成分についての大小判定を行うことなく、第３ビットＬＬＲを算出することができる。なお、第４ビットＬＬＲ算出部４０４は、第３ビットＬＬＲ算出部４０３と同様の構成を有しており、Ｉ成分の代わりにＱ成分を入力とする。

また、第５ビットＬＬＲ算出部４０５は、図１７のように構成される。すなわち、第５ビットＬＬＲ算出部４０５は、２ビットシフト部５５１、１ビットシフト部５５２、符号取得部５５３、加減算部５５４、絶対値演算部５５５、減算部５５６、１ビットシフト部５５７及び乗算部５５８を有している。

復調部２２０から出力されたＩ成分は、符号取得部５５３及び加減算部５５４へ入力され、基準振幅算出部２４０から出力された基準振幅は、２ビットシフト部５５１、１ビットシフト部５５２及び乗算部５５８へ入力される。そして、２ビットシフト部５５１では、基準振幅が４倍されて４Ｋが得られ、１ビットシフト部５５２では、基準振幅が２倍されて２Ｋが得られる。

符号取得部５５３は、Ｉ成分の正負の符号を取得し、取得された符号によって加減算部５５４における演算を加算又は減算に切り替える。すなわち、符号取得部５５３は、Ｉ成分の符号が正の場合は、加減算部５５４に減算を行わせ、Ｉ成分の符号が負の場合は、加減算部５５４に加算を行わせる。したがって、加減算部５５４は、Ｉ成分が正の場合は、２ビットシフト部５５１から出力される４ＫをＩ成分Ｒｅ(r)から減算し、Ｉ成分が負の場合は、２ビットシフト部５５１から出力される４ＫをＩ成分Ｒｅ(r)に加算する。

そして、絶対値演算部５５５は、加減算部５５４における演算結果の絶対値を算出し、減算部５５６は、１ビットシフト部５５２から出力される２Ｋから絶対値演算部５５５における演算結果を減算する。さらに、減算部５５６によって算出された減算結果が１ビットシフト部５５７によって２倍される。これにより、１ビットシフト部５５７からの出力は、２［２Ｋ−｜Ｒｅ(r)−４Ｋsgn（Ｒｅ(r)）］となる。そして、乗算部５５８は、１ビットシフト部５５７の出力にＫ／σ²を乗算し、式（２５）に示した第５ビットＬＬＲを算出する。

このように、第５ビットＬＬＲ算出部４０５は、入力されるＩ成分についての大小判定を行うことなく、第５ビットＬＬＲを算出することができる。なお、第６ビットＬＬＲ算出部４０６は、第５ビットＬＬＲ算出部４０５と同様の構成を有しており、Ｉ成分の代わりにＱ成分を入力とする。

なお、図１５〜１７は、第１、３、５ビットＬＬＲを算出するための機能ブロック図を示しており、必ずしも実際の装置が図１５〜１７のように物理的に構成されている必要はない。例えば、１つの加算器又は減算器を共用して、図１５〜１７における複数の加算部及び減算部における演算を実行することも可能である。

以上のように、本実施の形態によれば、変調方式が６４ＱＡＭである場合に、受信シンボルにマッピングされている各ビットについて、受信シンボルのＩ成分又はＱ成分と基準振幅とを絶対値演算及び符号取得関数を含む演算式に代入して画一的に対数尤度比を算出する。このため、受信シンボルがＩＱ平面上において属する領域の判定処理などを実行する必要がなく、複数の受信シンボルについて並列的に対数尤度比を求め、誤り訂正復号の遅延を防止することができる。換言すれば、高速かつ効率的に対数尤度比を求め、処理遅延を防止することができる。

なお、上記各実施の形態においては、変調方式をそれぞれ１６ＱＡＭ及び６４ＱＡＭとしたが、変調多値数がより大きい変調方式の場合にも、ビットごとの対数尤度比を画一的に求める演算式を利用して処理遅延を防止することができる。

また、上記各実施の形態においては、送信装置１００及び受信装置２００がアンテナを１本ずつ備えるＳＩＳＯ（Single Input Single Output）を適用した通信システムについて説明したが、本発明はこれに限定されない。すなわち、受信装置及び送信装置が複数のアンテナを備えるＭＩＭＯ(Multi Input Multi Output)、送信ダイバーシティ又は受信ダイバーシティを適用する通信システムにも本発明を適用することができる。同様に、例えばＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）などのマルチキャリア通信システムにも本発明を適用することができる。

また、上記各実施の形態で説明した誤り訂正処理をコンピュータが実行可能な言語で記述したプログラムを作成することもできる。この場合、無線通信装置が備えるコンピュータがプログラムを実行することにより、上記各実施の形態と同様の効果を得ることができる。さらに、上記のプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータに読み込ませて実行することにより上記各実施の形態と同様の誤り訂正処理を実現しても良い。

図１８は、誤り訂正処理を実現するコンピュータ６００のハードウェア構成を示すブロック図である。図１８に示すように、このコンピュータ６００は、上記プログラムを実行するＣＰＵ６１０と、データを入力する入力装置６２０と、各種データを記憶するＲＯＭ６３０と、演算パラメータ等を記憶するＲＡＭ６４０と、誤り訂正処理を実現するためのプログラムを記録した記録媒体７００からプログラムを読み取る読取装置６５０と、ディスプレイ等の出力装置６６０と、ネットワーク７５０を介して他のコンピュータとの間でデータの授受をおこなうネットワークインターフェース６７０とが、バス６８０で接続された構成となっている。

ＣＰＵ６１０は、読取装置６５０を経由して記録媒体７００に記録されているプログラムを読み込んだ後、プログラムを実行することにより、誤り訂正処理を実現する。なお、記録媒体７００としては、光ディスク、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ハードディスク等が挙げられる。また、このプログラムは、ネットワーク７５０を介してコンピュータ６００に導入することとしても良い。このとき、ネットワーク７５０は、無線ネットワークであっても有線ネットワークであっても良い。

以上の各実施の形態に関し、さらに以下の付記を開示する。

（付記１）信号を受信する受信部と、
前記受信部によって受信された受信信号の変調方式及び伝搬路における振幅変動に応じた基準振幅を取得する取得部と、
前記受信部によって受信された受信信号を復調し、受信信号に含まれる受信シンボルごとの同相成分及び直交成分を得る復調部と、
前記取得部によって取得された基準振幅と前記復調部によって得られた同相成分又は直交成分とに対して、受信シンボルにマッピングされたビットごとに尤度比を算出する算出部と、
前記算出部によって算出された尤度比を用いて受信信号の誤り訂正復号を行う復号部と
を有することを特徴とする無線通信装置。

（付記２）前記算出部は、
基準振幅と受信シンボルの同相成分又は直交成分とに対して、絶対値演算を含む演算式を適用することを特徴とする付記１記載の無線通信装置。

（付記３）前記算出部は、
基準振幅と受信シンボルの同相成分又は直交成分とに対して、正負の符号を取得する符号取得関数を含む演算式を適用することを特徴とする付記１記載の無線通信装置。

（付記４）前記算出部は、
符号取得関数によって取得された正負の符号に応じて加算又は減算を切り替えて行う演算式を適用することを特徴とする付記３記載の無線通信装置。

（付記５）前記算出部は、
基準振幅と受信シンボルの同相成分とに対して、受信シンボルにマッピングされた第１のビットに対応する演算式を適用し、第１のビットの尤度比を算出する第１尤度比算出部と、
基準振幅と受信シンボルの直交成分とに対して、前記第１尤度比算出部と同一の演算式を適用し、第１のビットと対になる第２のビットの尤度比を算出する第２尤度比算出部と
を有することを特徴とする付記１記載の無線通信装置。

（付記６）前記算出部は、
前記復調部によって受信信号が復調されて得られる複数の受信シンボルに関する尤度比の算出を並列的に実行することを特徴とする付記１記載の無線通信装置。

（付記７）前記取得部は、
前記受信部によって受信された受信信号から伝搬路における位相変動及び振幅変動に対応するチャネル推定値を求めるチャネル推定部と、
前記チャネル推定部によって求められたチャネル推定値と受信信号の変調方式に応じた係数とから基準振幅を算出する基準振幅算出部と
を有することを特徴とする付記１記載の無線通信装置。

（付記８）送信装置と受信装置とを備える無線通信システムであって、
前記送信装置は、
送信データを誤り訂正符号化する符号化部と、
前記符号化部によって誤り訂正符号化されて得られた符号化データをシンボルにマッピングすることにより変調する変調部と、
前記変調部によって変調されて得られた変調データを無線送信する送信部とを有し、
前記受信装置は、
前記送信部から無線送信された信号を受信する受信部と、
前記受信部によって受信された受信信号の変調方式及び伝搬路における振幅変動に応じた基準振幅を取得する取得部と、
前記受信部によって受信された受信信号を復調し、受信信号に含まれる受信シンボルごとの同相成分及び直交成分を得る復調部と、
前記取得部によって取得された基準振幅と前記復調部によって得られた同相成分又は直交成分とに対して、受信シンボルにマッピングされたビットごとに尤度比を算出する算出部と、
前記算出部によって算出された尤度比を用いて受信信号の誤り訂正復号を行う復号部とを有する
ことを特徴とする無線通信システム。

（付記９）信号を受信する受信ステップと、
前記受信ステップにて受信された受信信号の変調方式及び伝搬路における振幅変動に応じた基準振幅を取得する取得ステップと、
前記受信ステップにて受信された受信信号を復調し、受信信号に含まれる受信シンボルごとの同相成分及び直交成分を得る復調ステップと、
前記取得ステップにて取得された基準振幅と前記復調ステップにて得られた同相成分又は直交成分とに対して、受信シンボルにマッピングされたビットごとに尤度比を算出する算出ステップと、
前記算出ステップにて算出された尤度比を用いて受信信号の誤り訂正復号を行う復号ステップと
を有することを特徴とする誤り訂正方法。

（付記１０）コンピュータによって実行される誤り訂正プログラムであって、前記コンピュータに、
信号を受信する受信ステップと、
前記受信ステップにて受信された受信信号の変調方式及び伝搬路における振幅変動に応じた基準振幅を取得する取得ステップと、
前記受信ステップにて受信された受信信号を復調し、受信信号に含まれる受信シンボルごとの同相成分及び直交成分を得る復調ステップと、
前記取得ステップにて取得された基準振幅と前記復調ステップにて得られた同相成分又は直交成分とに対して、受信シンボルにマッピングされたビットごとに尤度比を算出する算出ステップと、
前記算出ステップにて算出された尤度比を用いて受信信号の誤り訂正復号を行う復号ステップと
を実行させることを特徴とする誤り訂正プログラム。

１００ 送信装置
１１０ 誤り訂正符号化部
１２０ 変調部
１３０ 無線送信部
２００ 受信装置
２１０ 無線受信部
２２０ 復調部
２３０ チャネル推定部
２４０ 基準振幅算出部
２４１ ノルム算出部
２４２ 係数記憶部
２４３ 乗算器
２５０ 軟判定情報算出部
２５１、４０１ 第１ビットＬＬＲ算出部
２５２、４０２ 第２ビットＬＬＲ算出部
２５３、４０３ 第３ビットＬＬＲ算出部
２５４、４０４ 第４ビットＬＬＲ算出部
４０５ 第５ビットＬＬＲ算出部
４０６ 第６ビットＬＬＲ算出部
２６０ 誤り訂正復号部
３０１、５０２、５３２、５５１ ２ビットシフト部
３０２、３１２、３１４、５０３、５１６、５３３、５５２、５５７ １ビットシフト部
３０３、３０７、３１３、５１１、５１５、５２７、５３６、５４６、５５６ 減算部
３０４、３０６、３１１、５１２、５１４、５２３、５２６、５３１、５４３、５４５、５５５ 絶対値演算部
３０５、３０８、５０４、５１３、５４７ 加算部
３０９、３１５、５０５、５３７、５５８ 乗算部
５０１ ３ビットシフト部
５２１、５２４、５４１、５５３ 符号取得部
５２２、５４５、５４２、５４４、５５４ 加減算部
５３４ ６倍演算部
５３５ ４ビットシフト部

Claims (7)

1. 信号を受信する受信部と、
   前記受信部によって受信された受信信号の変調方式及び伝搬路における振幅変動に応じた基準振幅を取得する取得部と、
   前記受信部によって受信された受信信号を復調し、受信信号に含まれる受信シンボルごとの同相成分及び直交成分を得る復調部と、
   前記取得部によって取得された基準振幅と前記復調部によって得られた同相成分又は直交成分とに関する絶対値演算を含む演算式であって、前記受信シンボルがＩＱ平面上において属する領域に関わらず共通の演算式を用いて、当該受信シンボルにマッピングされたビットごとに尤度比を算出する算出部と、
   前記算出部によって算出された尤度比を用いて受信信号の誤り訂正復号を行う復号部と
   を有することを特徴とする無線通信装置。
2. 前記算出部は、
   基準振幅と受信シンボルの同相成分又は直交成分とに対して、正負の符号を取得する符号取得関数を含む演算式を適用することを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
3. 前記算出部は、
   符号取得関数によって取得された正負の符号に応じて加算又は減算を切り替えて行う演算式を適用することを特徴とする請求項２記載の無線通信装置。
4. 前記算出部は、
   基準振幅と受信シンボルの同相成分とに対して、受信シンボルにマッピングされた第１のビットに対応する演算式を適用し、第１のビットの尤度比を算出する第１尤度比算出部と、
   基準振幅と受信シンボルの直交成分とに対して、前記第１尤度比算出部と同一の演算式を適用し、第１のビットと対になる第２のビットの尤度比を算出する第２尤度比算出部と
   を有することを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
5. 送信装置と受信装置とを備える無線通信システムであって、
   前記送信装置は、
   送信データを誤り訂正符号化する符号化部と、
   前記符号化部によって誤り訂正符号化されて得られた符号化データをシンボルにマッピングすることにより変調する変調部と、
   前記変調部によって変調されて得られた変調データを無線送信する送信部とを有し、
   前記受信装置は、
   前記送信部から無線送信された信号を受信する受信部と、
   前記受信部によって受信された受信信号の変調方式及び伝搬路における振幅変動に応じた基準振幅を取得する取得部と、
   前記受信部によって受信された受信信号を復調し、受信信号に含まれる受信シンボルごとの同相成分及び直交成分を得る復調部と、
   前記取得部によって取得された基準振幅と前記復調部によって得られた同相成分又は直交成分とに関する絶対値演算を含む演算式であって、前記受信シンボルがＩＱ平面上において属する領域に関わらず共通の演算式を用いて、当該受信シンボルにマッピングされたビットごとに尤度比を算出する算出部と、
   前記算出部によって算出された尤度比を用いて受信信号の誤り訂正復号を行う復号部とを有する
   ことを特徴とする無線通信システム。
6. 信号を受信する受信ステップと、
   前記受信ステップにて受信された受信信号の変調方式及び伝搬路における振幅変動に応じた基準振幅を取得する取得ステップと、
   前記受信ステップにて受信された受信信号を復調し、受信信号に含まれる受信シンボルごとの同相成分及び直交成分を得る復調ステップと、
   前記取得ステップにて取得された基準振幅と前記復調ステップにて得られた同相成分又は直交成分とに関する絶対値演算を含む演算式であって、前記受信シンボルがＩＱ平面上において属する領域に関わらず共通の演算式を用いて、当該受信シンボルにマッピングされたビットごとに尤度比を算出する算出ステップと、
   前記算出ステップにて算出された尤度比を用いて受信信号の誤り訂正復号を行う復号ステップと
   を有することを特徴とする誤り訂正方法。
7. コンピュータによって実行される誤り訂正プログラムであって、前記コンピュータに、
   信号を受信する受信ステップと、
   前記受信ステップにて受信された受信信号の変調方式及び伝搬路における振幅変動に応じた基準振幅を取得する取得ステップと、
   前記受信ステップにて受信された受信信号を復調し、受信信号に含まれる受信シンボルごとの同相成分及び直交成分を得る復調ステップと、
   前記取得ステップにて取得された基準振幅と前記復調ステップにて得られた同相成分又は直交成分とに関する絶対値演算を含む演算式であって、前記受信シンボルがＩＱ平面上において属する領域に関わらず共通の演算式を用いて、当該受信シンボルにマッピングされたビットごとに尤度比を算出する算出ステップと、
   前記算出ステップにて算出された尤度比を用いて受信信号の誤り訂正復号を行う復号ステップと
   を実行させることを特徴とする誤り訂正プログラム。

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