JP5398583B2

JP5398583B2 - 受信装置

Info

Publication number: JP5398583B2
Application number: JP2010040490A
Authority: JP
Inventors: 洋平西
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2010-02-25
Filing date: 2010-02-25
Publication date: 2014-01-29
Anticipated expiration: 2030-02-25
Also published as: JP2011176727A

Description

本発明は、最尤系列推定を行う受信装置に関する。

従来、最尤系列推定を行う受信装置では、伝送路特性の推定値に基づいて、現時刻の受信信号に対して生起する可能性のある送信信号の組合せであるデータパターンを表現する各々のステートに対する確からしさ（ブランチメトリック）、および一時刻過去のステートに繋がる生き残りパスに対して既に計算され記憶された確からしさ（パスメトリック）、を算出する。また、受信装置は、算出したブランチメトリックおよび過去のパスメトリックから、現時刻のステートに対するパスメトリックを算出する。そして、受信装置は、ビタビアルゴリズムにより、現時刻の各々のステートに対する最も生起する可能性の高い最終的に残った生き残りパスを、送信信号の推定値として出力する。

具体的に、受信装置は、ブランチメトリック作成回路において、受信信号とステートの数だけ存在する伝送路特性とを入力し、各ステートに対応するブランチメトリックを作成する。また、ステートの数だけ存在するＡＣＳ回路において、ステート毎に一時刻過去の生き残りパスと、パスメトリックおよびブランチメトリックとを入力し、現時刻の生き残りパスとパスメトリックを出力する。さらに、ステートの数だけ存在する伝送路推定回路において、ステート毎に受信信号と生き残りパスを入力し、伝送路特性の推定値を求めて出力する。受信装置では、例えば、ステップサイズδ（ゲインの一種）をパラメータとするＬＭＳ（Least Mean Square）アルゴリズムに基づいて、伝送路特性の推定値を更新する。このような技術が下記特許文献１において開示されている。

特許第２８９４４０６号公報

しかしながら、上記従来の技術によれば、受信装置は、パンクチャリングされた信号を受信した場合、送信装置のパンクチャリング則（パンクチャド符号の規則）に従って、疑似信号を用いてデパンクチャリング処理を行う。そのため、最尤系列推定を実行する場合に、ステートの数だけ存在する伝送路推定回路では、疑似信号が含まれることによって耐雑音性能が劣化する、という問題があった。

また、受信装置では、デパンクチャリング処理を行っても、前記パンクチャリング則によっては、伝送路推定回路による伝送路推定結果が複数のシンボル間にわたって更新されず、伝送路推定の追随特性が劣化する、という問題があった。

また、受信装置では、前記パンクチャリング則に従って削除された送信シンボルに対してビタビアルゴリズムにおける生き残りパスの選定をしても、パス選定精度が劣化する、という問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、デパンクチャリング処理を行う場合に、最尤系列推定の精度の劣化を回避可能な受信装置を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、送信装置が送信系列に対してパンクチャ処理を行った信号を送信した場合に、当該信号を受信し、デパンクチャ処理および最尤系列推定を行う受信装置であって、受信した信号を直交検波し、受信信号の同相成分および直交成分を出力する直交検波手段と、前記受信信号の同相成分および直交成分を入力し、当該同相成分および直交成分を構成する所定のビットを複製して挿入するデパンクチャ手段と、前記デパンクチャ手段によるデパンクチャ処理後の信号と、自身で推定した伝送路推定値および前記送信装置におけるパンクチャ処理前の送信系列と同一のシンボル数から構成される送信系列候補から生成したレプリカ信号と、を用いて送信系列を推定する最尤系列推定手段と、前記送信装置でパンクチャ処理された際の符号化率に基づいて、前記デパンクチャ手段のデパンクチャ処理および前記最尤系列推定手段の推定処理を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、デパンクチャリング処理を行う場合に、最尤系列推定の精度の劣化を防ぐことができる、という効果を奏する。

図１は、受信装置の構成例を示す図である。図２は、最尤系列推定部の構成例を示す図である。図３は、送信装置の構成例を示す図である。図４−１は、パンクチャリング則を示す図である。図４−２は、パンクチャ処理前後の信号を示す図である。図４−３は、シンボルマッピング後の送信信号を示す図である。図５は、受信信号の複製処理を示す図である。図６は、送信系列候補の変換処理を示す図である。図７−１は、伝送路位相回転量および伝送路推定値の式を示す図である。図７−２は、各シンボルの受信信号を示す図である。図７−３は、各シンボルのレプリカ信号を示す図である。図７−４は、各シンボルのブランチメトリックを示す図である。図８−１は、加算後のレプリカ信号を示す図である。図８−２は、加算後のレプリカ信号を用いて求めたブランチメトリックを示す図である。図９−１は、パンクチャリング則を示す図である。図９−２は、パンクチャ処理前後の信号を示す図である。図９−３は、シンボルマッピング後の送信信号を示す図である。図１０は、受信信号の複製処理を示す図である。図１１は、送信系列候補の変換処理を示す図である。図１２−１は、伝送路位相回転量および伝送路推定値の式を示す図である。図１２−２は、各シンボルの受信信号を示す図である。図１２−３は、各シンボルのレプリカ信号を示す図である。図１２−４は、各シンボルのブランチメトリックを示す図である。図１３−１は、加算後のレプリカ信号を示す図である。図１３−２は、加算後のレプリカ信号を用いて求めたブランチメトリックを示す図である。

以下に、本発明にかかる受信装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、受信装置の構成例を示す図である。受信装置は、直交検波部１と、デパンクチャ部２と、最尤系列推定部３と、制御部４と、を備える。直交検波部１は、受信信号を直交検波し、同相成分および直交成分を出力する。デパンクチャ部２は、受信信号の同相成分および直交成分に対してデパンクチャ処理を行う。最尤系列推定部３は、デパンクチャ後の受信信号を用いて最尤系列推定を行う。制御部４は、送信装置におけるパンクチャリング則に基づいて、デパンクチャ部２におけるデパンクチャ処理、および最尤系列推定部３における最尤系列推定処理を制御する。

図２は、最尤系列推定部３の構成例を示す図である。最尤系列推定部３は、ビタビアルゴリズム部５と、伝送路推定部６−１，６−２，…，６−Ｍ^Vと、を備える。Ｍ^Vは最尤系列推定におけるステート数を表し、ここでは、Ｍ＝２、Ｖ＝ビタビアルゴリズムのメモリ長とする。ビタビアルゴリズム部５は、生き残りパスの情報を伝送路推定部６−１，６−２，…，６−Ｍ^Vへ受け渡し、伝送路推定部６−１，６−２，…，６−Ｍ^Vから伝送路推定値を受け取る。そして、ビタビアルゴリズム部５は、制御部４から制御信号を受け取り、受信信号および前記伝送路推定値に基づいて、ビタビアルゴリズムによる演算を行い、最終的に残った生き残りパスを送信信号の推定値（判定系列Ｄ_n）として出力する。伝送路推定部６−１，６−２，…，６−Ｍ^Vは、ビタビアルゴリズム部５から生き残りパスの情報、および制御部４から制御信号を受け取り、ビタビアルゴリズムのステート毎に伝送路特性を推定してビタビアルゴリズム部５へ出力する。最尤系列推定部３は、制御信号が入力されていることを除けば、一般的な構成と同様である。

つづいて、受信装置における最尤系列推定処理について説明する。まず、受信装置において受信する信号の送信元である送信装置の構成および送信処理について説明する。

図３は、送信装置の構成例を示す図である。送信装置は、畳込み符号化部１０と、パンクチャ符号部２０と、変調マッピング部３０と、直交変調部４０と、を備える。畳込み符号化部１０は、受け取った情報系列に対して畳込み符号化処理を行う。パンクチャ符号部２０は、畳込み符号化後の信号に対してパンクチャ処理を行う。変調マッピング部３０は、パンクチャ処理後の信号に対してシンボルマッピングを行う。直交変調部４０は、シンボルマッピング後の信号を直交変調し、受信装置へ送信する形態に生成する。ここでは、一例として、変調信号としてＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）、畳込み符号化のオリジナルの符号化率Ｒ＝１／２、拘束長Ｋ＝７とする。また、パンクチャ符号後の符号化率はＲ＝３／４とする。

つぎに、図４−１〜４−３を用いて、送信装置の送信処理について説明する。まず、畳込み符号化部１０が、送信すべき情報系列に対して、符号化率Ｒ＝１／２、拘束長Ｋ＝７の符号化を行い、（Ｘ_n，Ｙ_n）の単位でパンクチャ符号部２０へ出力する。なお、ｎ＝自然数とする。

パンクチャ符号部２０は、（Ｘ_n，Ｙ_n）に対するパンクチャ符号処理を行う。前述の通り、ここでは符号化率の一例としてＲ＝３／４とする。図４−１はパンクチャリング則を示す図である。「１」はパンクチャ符号を行わず、畳込み符号化部１０の出力をそのまま送信するビットを示し、「０」はパンクチャ符号としてデータの削除を行い、畳込み符号化部１０の出力を送信しないビットを示す。パンクチャ符号部２０は、図４−１のパンクチャリング則に従い、（Ｘ_n，Ｙ_n）をパンクチャ符号する。図４−２は、パンクチャ処理前後の信号を示す図である。パンクチャ符号部２０は、Ｘ₁およびＹ₂を送信せず、図４−２に示すように（Ｘ_pn，Ｙ_qn）＝（Ｘ₀，Ｙ₀）、（Ｙ₁，Ｘ₂）の単位で出力する。

図４−３は、シンボルマッピング後の送信信号を示す図である。変調マッピング部３０は、パンクチャ符号部２０からの出力（Ｘ_pn，Ｙ_qn）を入力し、図４−３に示すように、ＱＰＳＫに従ったシンボルマッピングを行い、（Ｊ_Xn，Ｊ_Yn）の単位で同相、直交成分として出力する。その後、直交変調部４０は、変調マッピング部３０からの出力（Ｊ_Xn，Ｊ_Yn）を入力し、直交変調後、受信装置に向けて直交変調信号Ｓ_nを送信する。

つぎに、受信装置の受信処理について説明する。受信装置は、伝送路を経て、送信装置からの信号（受信信号Ｒ_n）を受信する。受信装置では、まず、直交検波部１が、受信信号Ｒ_nを直交検波し、同相成分Ｒ_inおよび直交成分Ｒ_qnを出力する。

デパンクチャ部２は、同相成分Ｒ_inおよび直交成分Ｒ_qnを入力する。また、デパンクチャ部２は、制御部４からの制御信号を入力する。制御部４は、制御信号に送信装置におけるパンクチャリング則の情報を含ませているものとする。デパンクチャ部２は、前記制御信号に基づいて、入力した信号（Ｒ_in，Ｒ_qn）に対して、送信装置にてパンクチャ符号により送信されなかった受信信号の同相成分および直交成分のシンボル分の複製を行う。具体的に、デパンクチャ部２は、送信装置における畳込み符号化後の対になる同相成分および直交成分について、一方の成分がパンクチャ符号により送信されなかった場合、他方の成分の複製を行い、複製したシンボルを次シンボルの位置に挿入する。

図５は、受信信号の複製処理を示す図である。ここでは、図５（ａ）の２シンボル目に示す（Ｒ_i1，Ｒ_q1）の各成分は、送信装置における畳込み符号化後のＹ₁およびＸ₂に相当するので、これら２シンボル目の各成分が送信されなかった前記一方の成分（Ｘ₁，Ｙ₂）に対する前記他方の成分に該当する。そのため、デパンクチャ部２は、図５（ｂ）に示すように、２シンボル目の（Ｒ_i1，Ｒ_q1）の各成分を３シンボル目に複製する。そして、デパンクチャ部２は、生成した信号（Ｒ_idn，Ｒ_qdn）＝（Ｒ_i0，Ｒ_q0）、（Ｒ_i1，Ｒ_q1）、（Ｒ_i1，Ｒ_q1）を出力する。

最尤系列推定部３は、複製されたシンボルを含む（Ｒ_idn，Ｒ_qdn）を、最尤系列を推定するための演算に使用する。以下に、ステップサイズがδのＬＭＳアルゴリズムを用いた最尤系列推定部３のアルゴリズムを示す。式（１）は、ステートを表す式である。ここで、Ｘ_nは、全ての可能なステートを示す。

Ｈ_nは、時刻ｎにおけるパスメトリックを示す。また、［Ｘ_n］および［Ｘ_n／Ｘ_n-1］は、それぞれステートＸ_nおよびパス遷移Ｘ_n／Ｘ_n-1により決定される値を示す。また、Ｘ_n／Ｘ^SV _n-1は、Ｘ_nへの生き残りパス遷移を示す。ここで、パスメトリックの更新を示す式は式（２）のように表すことができる。

Ｅ_nは、時刻ｎにおけるブランチメトリックを示す。ここで、ブランチメトリックの更新を示す式は式（３）のように表すことができる。

ｒ_nは、時刻ｎにおける受信信号を示す。また、ｇ_nは、タップ係数であり、ＬＭＳアルゴリズムにおける伝送路推定値を示す。また、Ｊは送信系列の推定値である。式（３）において、右辺の右側の部分がレプリカ信号にあたる。ここで、伝送路推定値の更新を示す式は式（４）のように表すことができる。

Ｘ_n-1：Ｘ^SV _nは、Ｘ_nへの生き残りパス遷移上の時刻（ｎ−１）におけるステートを示す。なお、ステート数はＭ^V（Ｍ＝２、Ｖ：ビタビアルゴリズムのメモリ長）である。＊は複素数共役を示す。上記式（１）〜（４）に示す各処理自体は従来からの手法と同様のものである。

最尤系列推定部３では、式（３）に示すレプリカ信号を生成する際、従来とは異なった処理を施した送信系列候補を用いる。図６は、送信系列候補の変換処理を示す図である。最尤系列推定部３は、従来から使用している送信系列候補に対して、これまでと同様、畳込み符号化（Ｒ＝１／２）を行い（図６（ａ））、その後、シンボルマッピングを行う（図６（ｂ））。

本実施の形態では、最尤系列推定部３は、さらに、制御部４からの制御信号に基づいて、シンボルマッピング後の信号に対して、パンクチャ符号に従って（Ｊ_xn，Ｊ_yn）信号の成分の交換処理を行う（図６（ｃ））。パンクチャ符号に従って（Ｊ_xn，Ｊ_yn）信号の成分の交換処理を行うとは、図４−２に示すパンクチャ処理によって同相成分と直交成分の位置が入れ替わった成分に相当する位置の送信系列候補の成分について、同相成分と直交成分を入れ替えるものである。例えば、図４−３のＪ_Y1は、送信装置において同相成分と直交成分の位置が入れ替わっている。そのため、最尤系列推定部３は、Ｊ_Y1に相当する送信系列候補のシンボル（図６（ｂ）のＪ_Y1~）を含む２シンボル目について、図６（ｃ）のように同相成分と直交成分を入れ替える処理を行う。同様に、図４−３のＪ_X2は、送信装置において同相成分と直交成分の位置が入れ替わっている。そのため、最尤系列推定部３は、Ｊ_X2に相当する送信系列候補のシンボル（図６（ｂ）のＪ_X2~）を含む３シンボル目について、図６（ｃ）のように同相成分と直交成分を入れ替える処理を行う。

その後、最尤系列推定部３は、パンクチャ符号にて削除されたデータ部分についてはゼロデータとの置き換え処理を行う（図６（ｄ））。具体的に、送信装置において、図４−１に示すようにＸ₁およびＹ₂の位置が「０」となっている。そのため、最尤系列推定部３は、変換処理後の送信系列候補（図６（ｃ））のうち、Ｊ_X1~とＪ_Y2~の位置のデータ成分を「０」にする（図６（ｄ））。最尤系列推定部３は、前記入れ替え処置および前記置き換え処理を行った送信系列候補と伝送路推定値との演算により、ステートごとにレプリカ信号を生成する。

最尤系列推定部３は、パンクチャ符号後の符号化率がＲ＝３／４の場合、デパンクチャ部２により生成された信号（Ｒ_idn，Ｒ_qdn）を３シンボル単位で推定処理を行う。このとき、式（３)に示すブランチメトリックの演算として、最尤系列推定部３は、各シンボル同士において、受信信号とレプリカ信号との差分演算を行う。

図７−１〜７−４を用いて、ブランチメトリックの求め方を説明する。図７−１は、伝送路位相回転量および伝送路推定値の式を示す図である。また、図７−２は、各シンボルの受信信号を示す図である。また、図７−３は、各シンボルのレプリカ信号を示す図である。図７−４は、各シンボルのブランチメトリックを示す図である。最尤系列推定部３は、図７−１に示す伝送路位相回転量から生成される図７−２に示す受信信号を入力とし、また、図７−１に示す伝送路推定値から図７−３に示すレプリカ信号を、シンボルごとに生成する。そして、最尤系列推定部３は、シンボルごとに受信信号とレプリカ信号との差分演算を行い、図７−４に示す演算結果（ブランチメトリック）を得る。ここで、演算結果は残留誤差を持つことになる。しかしながら、伝送路推定部６−１〜６−Ｍ^Vが備える図示しないＡＣＳ（Add Compare Select）回路（加算・比較・選択回路）では、パスメトリック判定を行う際、参入する全てのステートが同じオフセット値を持つことになる。そのため、最尤系列推定部３では、誤差の影響を受けることなく判定を行うことが可能になる。

最尤系列推定部３は、図２に示すように、ステートごとに伝送路推定部６−１〜６−Ｍ^Vを備えており、式（４）に示す従来同様の方法により伝送路推定演算を行う。そして伝送路推定値を用いてレプリカ信号を算出し、受信信号とレプリカ信号との差分演算によってブランチメトリックを算出する。

ここで、本実施の形態では、最尤系列推定部３における伝送路推定部では、１シンボル目の演算は受信信号と従来技術どおり生成するレプリカ信号を使って差分演算を行うが、２シンボル目において、２シンボル目のレプリカ信号は使用しない。すなわち、２シンボル目については、伝送路推定値を算出しない。

図８−１〜８−２を用いて、伝送路推定値の求め方を説明する。図８−１は、加算後のレプリカ信号を示す図である。また、図８−２は、加算後のレプリカ信号を用いて求めたブランチメトリックを示す図である。最尤系列推定部３は、図８−１に示すように、３シンボル目において２シンボル目のレプリカ信号を加算する。そして、最尤系列推定部３は、図８−２に示すように、３シンボル目の受信信号から、加算したレプリカ信号を減算して３シンボル目のブランチメトリックを算出する。これにより、最尤系列推定部３は、レプリカ信号の精度をあげてから受信信号との差分をとり、伝送路推定値を算出することができる。

このように、最尤系列推定部３は、伝送路推定値の更新を、１シンボル目および３シンボル目のみで実施し、２シンボル目では更新を行わない。これにより、レプリカ信号が受信信号に対して不完全な状態で使用する状態を避けることにより、性能劣化を防ぐことができる。なお、ブランチメトリックを求めた後のパスメトリックおよびステートの算出処理については従来と同様である。

以上説明したように、本実施の形態では、パンクチャ符号化によってデータが削除された信号を受信した場合に、受信装置では、デパンクチャ部２がパンクチャリング則に従って受信シンボルを複製するデパンクチャ処理を行い、最尤系列推定部３が前記デパンクチャ部２によってデパンクチャされた信号を用いて、最尤系列推定を行うこととした。また、最尤系列推定部３では、受信信号を複製した場合に、複製元と複製されたシンボルのところについては、２つのレプリカ信号を加算したレプリカ信号を用いて、１シンボルおきに伝送路推定値を求めることとした。これにより、受信装置では、レプリカ信号の精度をあげてからブランチメトリックを算出することができるため、最尤系列推定を実行する場合において、最終的に生き残ったパスを送信信号として推定する際の精度の劣化を防ぐことができる。

実施の形態２．
本実施の形態は、パンクチャ符号後の符号化率をＲ＝７／８とした場合について説明する。受信装置および送信装置の構成は、実施の形態１と同様である。実施の形態１と異なる部分について説明する。

最初に、図９−１〜９−３を用いて、本実施の形態における送信装置の送信処理について説明する。まず、畳込み符号化部１０が、送信すべき情報系列に対して、符号化率Ｒ＝１／２、拘束長Ｋ＝７の符号化を行い、（Ｘ_n，Ｙ_n）の単位でパンクチャ符号部２０へ出力する。

パンクチャ符号部２０は、（Ｘ_n，Ｙ_n）に対するパンクチャ符号処理を行う。前述の通り、ここでは符号化率の一例としてＲ＝７／８とする。図９−１はパンクチャリング則を示す図である。パンクチャ符号部２０は、図９−１のパンクチャリング則に従い、（Ｘ_n，Ｙ_n）をパンクチャ符号する。図９−２は、パンクチャ処理前後の信号を示す図である。パンクチャ符号部２０は、Ｘ₁、Ｘ₂、Ｘ₃、Ｙ₄、Ｘ₅およびＹ₆を送信せず、図９−２に示すように（Ｘ_pn，Ｙ_qn）＝（Ｘ₀，Ｙ₀）、（Ｙ₁，Ｙ₂）、（Ｙ₃，Ｘ₄）、（Ｙ₅，Ｘ₆）の単位で出力する。

図９−３は、シンボルマッピング後の送信信号を示す図である。変調マッピング部３０は、パンクチャ符号部２０からの出力（Ｘ_pn，Ｙ_qn）を入力し、図９−３に示すように、ＱＰＳＫに従ったシンボルマッピングを行い、（Ｊ_Xn，Ｊ_Yn）の単位で同相、直交成分として出力する。その後、直交変調部４０は、変調マッピング部３０からの出力（Ｊ_Xn，Ｊ_Yn）を入力し、直交変調後、受信装置に向けて直交変調信号Ｓ_nを送信する。

デパンクチャ部２は、同相成分Ｒ_inおよび直交成分Ｒ_qnを入力する。また、デパンクチャ部２は、制御部４からの制御信号を入力する。デパンクチャ部２は、前記制御信号に基づいて、入力した信号（Ｒ_in，Ｒ_qn）に対して、送信装置にてパンクチャ符号により送信されなかった受信信号の同相成分および直交成分のシンボル分の複製を行う。

図１０は、受信信号の複製処理を示す図である。ここでは、図１０（ａ）の２シンボル目に示す（Ｒ_i1，Ｒ_q1）の各成分は、送信装置における畳込み符号化後のＹ₁およびＹ₂に相当するので、これら２シンボル目の各成分が送信されなかった前記一方の成分（Ｘ₁，Ｘ₂）に対する前記他方の成分に該当する。そのため、デパンクチャ部２は、図１０（ｂ）に示すように、２シンボル目の（Ｒ_i1，Ｒ_q1）の各成分を３シンボル目に複製する。

同様に、図１０（ａ）の３シンボル目に示す（Ｒ_i2，Ｒ_q2）の各成分は、送信装置における畳込み符号化後のＹ₃およびＸ₄に相当するので、これら３シンボル目の各成分が送信されなかった前記一方の成分（Ｘ₃，Ｙ₄）に対する前記他方の成分に該当する。そのため、デパンクチャ部２は、図１０（ｂ）に示すように、元の３シンボル目の（Ｒ_i2，Ｒ_q2）の各成分を４シンボル目とし、さらに、当該４シンボル目の（Ｒ_i2，Ｒ_q2）の各成分を５シンボル目に複製する。

同様に、図１０（ａ）の４シンボル目に示す（Ｒ_i3，Ｒ_q3）の各成分は、送信装置における畳込み符号化後のＹ₅およびＸ₆に相当するので、これら４シンボル目の各成分が送信されなかった前記一方の成分（Ｘ₅，Ｙ₆）に対する前記他方の成分に該当する。そのため、デパンクチャ部２は、図１０（ｂ）に示すように、元の４シンボル目の（Ｒ_i3，Ｒ_q3）の各成分を６シンボル目とし、さらに、当該６シンボル目の（Ｒ_i3，Ｒ_q3）の各成分を７シンボル目に複製する。そして、デパンクチャ部２は、生成した信号（Ｒ_idn，Ｒ_qdn）＝（Ｒ_i0，Ｒ_q0）、（Ｒ_i1，Ｒ_q1）、（Ｒ_i1，Ｒ_q1）、（Ｒ_i2，Ｒ_q2）、（Ｒ_i2，Ｒ_q2）、（Ｒ_i3，Ｒ_q3）、（Ｒ_i3，Ｒ_q3）を出力する。

最尤系列推定部３では、式（３）に示すレプリカ信号を生成する際、従来とは異なった処理を施した送信系列候補を用いる。図１１は、送信系列候補の変換処理を示す図である。最尤系列推定部３は、従来から使用している送信系列候補に対して、これまでと同様、畳込み符号化（Ｒ＝１／２）を行い（図１１（ａ））、その後、シンボルマッピングを行う（図１１（ｂ））。

実施の形態１と同様、最尤系列推定部３は、さらに、制御部４からの制御信号に基づいて、シンボルマッピング後の信号に対して、パンクチャ符号に従って（Ｊ_xn，Ｊ_yn）信号の成分の交換処理を行う（図１１（ｃ））。本実施の形態では、図９−３のＪ_Y1は、送信装置において同相成分と直交成分の位置が入れ替わっている。そのため、最尤系列推定部３は、Ｊ_Y1に相当する送信系列候補のシンボル（図１１（ｂ）のＪ_Y1~）を含む２シンボル目について、図１１（ｃ）のように同相成分と直交成分を入れ替える処理を行う。つぎに、図９−３のＪ_Y2は、送信装置において同相成分と直交成分の位置が入れ替わっていない。そのため、最尤系列推定部３は、Ｊ_Y2に相当する送信系列候補のシンボル（図１１（ｂ）のＪ_Y2~）を含む３シンボル目については、図１１（ｃ）のように同相成分と直交成分を入れ替えない。

つぎに、図９−３のＪ_Y3は、送信装置において同相成分と直交成分の位置が入れ替わっている。そのため、最尤系列推定部３は、Ｊ_Y3に相当する送信系列候補のシンボル（図１１（ｂ）のＪ_Y3~）を含む４シンボル目について、図１１（ｃ）のように同相成分と直交成分を入れ替える処理を行う。同様に、図９−３のＪ_X4は、送信装置において同相成分と直交成分の位置が入れ替わっている。そのため、最尤系列推定部３は、Ｊ_X4に相当する送信系列候補のシンボル（図１１（ｂ）のＪ_X4~）を含む５シンボル目について、図１１（ｃ）のように同相成分と直交成分を入れ替える処理を行う。同様に、図９−３のＪ_Y5は、送信装置において同相成分と直交成分の位置が入れ替わっている。そのため、最尤系列推定部３は、Ｊ_Y5に相当する送信系列候補のシンボル（図１１（ｂ）のＪ_Y5~）を含む６シンボル目について、図１１（ｃ）のように同相成分と直交成分を入れ替える処理を行う。同様に、図９−３のＪ_X6は、送信装置において同相成分と直交成分の位置が入れ替わっている。そのため、最尤系列推定部３は、Ｊ_X6に相当する送信系列候補のシンボル（図１１（ｂ）のＪ_X6~）を含む７シンボル目について、図１１（ｃ）のように同相成分と直交成分を入れ替える処理を行う。

その後、最尤系列推定部３は、パンクチャ符号にて削除されたデータ部分についてはゼロデータとの置き換え処理を行う（図１１（ｄ））。具体的に、送信装置において、図９−１に示すようにＸ₁、Ｘ₂、Ｘ₃、Ｙ₄、Ｘ₅およびＹ₆の位置が「０」となっている。そのため、最尤系列推定部３は、変換処理後の送信系列候補（図１１（ｃ））のうち、Ｊ_X1~、Ｊ_X2~、Ｊ_X3~、Ｊ_Y4~、Ｊ_X5~、Ｊ_Y6~の位置のデータ成分を「０」にする（図１１（ｄ））。最尤系列推定部３は、前記入れ替え処置および前記置き換え処理を行った送信系列候補と伝送路推定値との演算により、ステートごとにレプリカ信号を生成する。

最尤系列推定部３は、パンクチャ符号後の符号化率がＲ＝７／８の場合、デパンクチャ部２により生成された信号（Ｒ_idn，Ｒ_qdn）を７シンボル単位で推定処理を行う。このとき、式（３）に示すブランチメトリックの演算として、最尤系列推定部３は、各シンボル同士において、受信信号とレプリカ信号との差分演算を行う。

図１２−１〜１２−４を用いて、ブランチメトリックの求め方を説明する。図１２−１は、伝送路位相回転量および伝送路推定値の式を示す図である。また、図１２−２は、各シンボルの受信信号を示す図である。また、図１２−３は、各シンボルのレプリカ信号を示す図である。図１２−４は、各シンボルのブランチメトリックを示す図である。最尤系列推定部３は、図１２−１に示す受信信号が通ってきた伝送路位相回転量から図１２−１に示す受信信号を、また、図１２−１に示す伝送路推定値から図１２−３に示すレプリカ信号を、シンボルごとに生成する。そして、最尤系列推定部３は、シンボルごとに受信信号とレプリカ信号との差分演算を行い、図１２−４に示す演算結果（ブランチメトリック）を得る。

また、実施の形態１と同様に、最尤系列推定部３は、受信信号とレプリカ信号から伝送路推定値を算出する際、１シンボル目の演算は受信信号と従来技術どおり生成するレプリカ信号を使って差分演算を行うが、２シンボル目において、２シンボル目のレプリカ信号は使用しない。すなわち、２シンボル目については、伝送路推定値を算出しない。

図１３−１〜１３−２を用いて、ブランチメトリックの求め方を説明する。図１３−１は、加算後のレプリカ信号を示す図である。また、図１３−２は、加算後のレプリカ信号を用いて求めたブランチメトリックを示す図である。最尤系列推定部３は、図１３−１に示すように、３シンボル目において２シンボル目のレプリカ信号を加算する。そして、最尤系列推定部３は、図１３−２に示すように、３シンボル目の受信信号から、加算したレプリカ信号を減算して３シンボル目のブランチメトリックを算出する。これにより、最尤系列推定部３は、レプリカ信号の精度をあげてから受信信号との差分をとり、伝送路推定値を算出することができる。

同様に、最尤系列推定部３は、図１３−１に示すように、４シンボル目において４シンボル目のレプリカ信号は使用せず、５シンボル目において４シンボル目のレプリカ信号を加算する。そして、最尤系列推定部３は、図１３−２に示すように、５シンボル目の受信信号から、加算したレプリカ信号を減算して５シンボル目の伝送路推定値を算出する。また、最尤系列推定部３は、図１３−１に示すように、６シンボル目において６シンボル目のレプリカ信号は使用せず、７シンボル目において６シンボル目のレプリカ信号を加算する。そして、最尤系列推定部３は、図１３−２に示すように、７シンボル目の受信信号から、加算したレプリカ信号を減算して７シンボル目の伝送路推定値を算出する。

このように、最尤系列推定部３は、伝送路推定値の更新を、１シンボル目、３シンボル目、５シンボル目および７シンボル目のみで実施し、２シンボル目、４シンボル目および６シンボル目では更新を行わない。これにより、レプリカ信号が受信信号に対して不完全な状態で使用する状態を避けることにより、性能劣化を防ぐことができる。

以上説明したように、パンクチャ符号後の符号化率を変更し、符号化率をＲ＝７／８とした場合においても、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。

以上のように、本発明にかかる受信装置は、伝送路を推定する受信装置に有用であり、特に、最尤系列推定を実行する受信装置に適している。

１直交検波部
２デパンクチャ部
３最尤系列推定部
４制御部
５ビタビアルゴリズム部
６−１，６−２，…，６−Ｍ^V 伝送路推定部
１０畳込み符号化部
２０パンクチャ符号部
３０変調マッピング部
４０直交変調部

Claims

送信装置が送信系列に対してパンクチャ処理を行った信号を送信した場合に、当該信号を受信し、デパンクチャ処理および最尤系列推定を行う受信装置であって、
受信した信号を直交検波し、受信信号の同相成分および直交成分を出力する直交検波手段と、
前記受信信号の同相成分および直交成分を入力し、当該同相成分および直交成分を構成する所定のビットを複製して挿入するデパンクチャ手段と、
前記デパンクチャ手段によるデパンクチャ処理後の信号と、自身で推定した伝送路推定値および前記送信装置におけるパンクチャ処理前の送信系列と同一のシンボル数から構成される送信系列候補から生成したレプリカ信号と、を用いて送信系列を推定する最尤系列推定手段と、
前記送信装置でパンクチャ処理された際の符号化率に基づいて、前記デパンクチャ手段のデパンクチャ処理および前記最尤系列推定手段の推定処理を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする受信装置。
前記送信系列が複数のシンボルで構成され、前記シンボルが同相成分および直交成分を対とする２つのビットで構成されている場合に、
前記デパンクチャ手段は、前記送信装置のパンクチャ処理によって前記シンボルを構成する同相成分または直交成分のいずれか一方のビットが削除された場合に、その対となる他方のビットについて複製処理を行い、当該複製したビットを複製元のビットを含むシンボルの次シンボルの位置に挿入する、
ことを特徴とする請求項１に記載の受信装置。
前記最尤系列推定手段は、
各送信系列候補を構成するビットのうち、前記送信装置のパンクチャ処理によって異なる同相成分または直交成分の位置に配置されて送信されたビットに相当するシンボル位置のビットについて、同相成分と直交成分の入れ替え処理を行い、
さらに、前記送信装置のパンクチャ処理によって削除されたビットに相当するビットのデータを０に置き換える処理を行い、
前記入れ替え処理および前記置き換える処理を行った送信系列候補を用いてレプリカ信号を生成する、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の受信装置。
前記最尤系列推定手段は、前記デパンクチャ手段によって複製されたビットを含むシンボル位置において、当該シンボル位置で生成したレプリカ信号と、複製元のビットを含むシンボル位置で生成したレプリカ信号とを加算し、加算したレプリカ信号を用いて伝送路推定を行うことで、送信系列を推定する、
ことを特徴とする請求項１、２または３に記載の受信装置。
前記最尤系列推定手段は、前記複製元のビットを含むシンボル位置において、伝送路推定を行わない、
ことを特徴とする請求項４に記載の受信装置。