JP5581930B2 - 受信装置および受信方法 - Google Patents

Description

本件は、軟判定復号器を備えた受信装置および受信方法に関する。

受信装置に到達する受信信号は、伝送される間に雑音の影響を受けている。このため、受信装置に到達した受信信号のコンスタレーション平面における位置は、送信データに対応する符号がマッピングされた信号点の位置と必ずしも一致しない。

そこで、受信装置では、受信信号に基づいて、送信データの各ビットが「０」なのか「１」なのかを確率的に表す対数尤度比(LLR: Log Likelihood Ratio)を求める。受信装置に備えられた軟判定復号器は、この対数尤度比の入力を受けて、復号処理および誤り訂正処理を行う。

受信信号ｙ(＝Ｉ＋ｊＱ)の第ｋビットに対応する対数尤度比ＬＬＲ−ｋは、式(１)に示すように、第ｋビットが「１」である確率Ｐ_ｋ(１)と「０」である確率Ｐ_ｋ(０)との比を用いて定義される。

そして、確率Ｐ_ｋ(０)は、コンスタレーション平面において、受信信号ｙと第ｋビットが「０」である最も近い信号点Ｘ_０との距離Ｄ_ｋ(０)を用いて、式(２)のように表される。同様に、確率Ｐ_ｋ(１)は、コンスタレーション平面において、受信信号ｙと第ｋビットが「１」である最も近い信号点Ｘ_１との距離Ｄ_ｋ(１)を用いて、式(３)のように表される。なお、式(２)、(３)において、数値σは、ベースバンド信号の雑音分散を示している。また、式(４)に、上述した式(１)に式(２)、(３)を代入して得られる式を示した（非特許文献１参照）。

ところで、上述した距離Ｄ_ｋ(１)、距離Ｄ_ｋ(０)の算出に用いる信号点は、コンスタレーション平面において、第ｋビットが「０」である信号点と「１」である信号点とがそれぞれ分布する範囲の境界線と、受信信号ｙとの位置関係によって変化する。したがって、対数尤度比ＬＬＲ−ｋを求めるための計算式は、上述した境界線と受信信号ｙとの位置関係に応じて、いくつかの場合に分けることができる。これらの場合分けは、コンスタレーション平面をいくつかの領域に区切ることに相当する。つまり、これらの各場合に対応するコンスタレーション平面の領域のうち、受信信号ｙが含まれる領域に対応する計算式を用いて、対応する対数尤度比ＬＬＲ−ｋを算出することができる。

C. C. Wang, "A Bandwidth-Efficient Binary Turbo Coded Waveform Using QAM Signaling", pp. 37-41, vol. 1, IEEE International Conference on Communications, Circuits and Systems and West Sino Expositions, June, 2002

ところで、１２８ＱＡＭによるマッピングでは、コンスタレーション平面において各ビットが「０」である範囲と「１」である範囲の区分が複雑になっている。このため、各ビットに対応する対数尤度比を計算する計算式についての場合分けもまた複雑である。

例えば、１２８ＱＡＭによるマッピングでは、第１ビットが「０」である信号点と「１」である信号点の分布に基づいて、コンスタレーション平面を９個の領域に区切るような場合分けが為される。同様にして、第２ビットから第７ビットについても、コンスタレーション平面を多数の領域に区切るような場合分けが為される。

このように多数の場合分けが必要であるため、受信信号ｙに対応して各ビットの対数尤度比を算出する処理のハードウェア化は困難であった。なぜなら、１〜７ビットについての場合分けそれぞれに対応して、対数尤度比を算出するためのハードウェアを用意すると、全体のハードウェア量が大きくなってしまうからである。

本件開示は、ハードウェアによる対数尤度比の算出を実現可能な受信装置および受信方法を提供することを目的とする。

上述した目的は、以下に開示する受信装置によって達成することができる。

一つの観点による受信装置は、送信データに対応する信号点が配置されたコンスタレーション平面において、各ビットについての対数尤度比を算出するための計算式がコンスタレーション平面における座標についての同一の関数で表される領域ごとに、座標に対応する各ビットの対数尤度比をそれぞれ算出する対数尤度比算出部と、受信信号のコンスタレーション平面における位置に基づいて、各ビットの対数尤度比の算出に適用する対数尤度比算出部を選択する選択処理部とを備え、各ビットの対数尤度比を算出する対数尤度比算出部は、算出され得る対数尤度比の絶対値の最小値が所定の閾値以下となる確保対象領域を含む少なくとも一つの領域について設けられ、選択処理部は、各ビットについて設けられた対数尤度比算出部に対応する確保対象領域を含む少なくとも一つの領域のいずれにも受信信号が含まれない場合に、受信信号に対応する当該ビットの対数尤度比の算出を、確保対象領域を含む少なくとも一つの領域のいずれかに対応する対数尤度比算出部に振り分ける振り分け部を備える。

上述した目的は、以下に開示する受信方法によって達成することもできる。

一つの観点による受信方法は、送信データに対応する信号点が配置されたコンスタレーション平面における受信信号の位置に基づいて、各ビットについての対数尤度比を算出するための計算式がコンスタレーション平面における座標についての同一の関数で表される領域のうち、受信信号が含まれる領域を各ビットについて特定し、特定された領域が、算出され得る対数尤度比の絶対値の最小値が所定の閾値以下となる確保対象領域を含む少なくとも一つの領域のいずれかである場合に、特定された領域に対応する計算式を用いて、受信信号に対応する対数尤度比を算出し、特定された領域が、確保対象領域を含む少なくとも一つの領域のいずれでもない場合に、特定された領域に対応する計算式の代わりに、確保対象領域を含む少なくとも一つの領域のいずれかに対応する計算式を用いて、受信信号に対応する対数尤度比を算出する。

本件開示の装置および方法によれば、受信装置において、ハードウェアによる対数尤度比の算出を実現することができる。

受信装置の一実施形態を示す図である。 対数尤度比の算出を説明する図である。 LLR-1の算出に関する場合分け例を示す図(その１)である。 LLR-1の算出に関する場合分け例を示す図(その２)である。 LLR-1の算出に関する場合分けを簡略化した例を示す図である。 LLR-2の算出に関する場合分け例を示す図(その１)である。 LLR-2の算出に関する場合分け例を示す図(その２)である。 LLR-2の算出に関する場合分けを簡略化した例を示す図である。 LLR-3の算出に関する場合分け例を示す図(その１)である。 LLR-3の算出に関する場合分け例を示す図(その２)である。 領域の統合を説明する図である。 LLR-3の算出に関する場合分けを簡略化した例を示す図(その１)である。 LLR-3の算出に関する場合分けを簡略化した例を示す図(その２)である。 LLR-4の算出に関する場合分け例を示す図(その１)である。 LLR-4の算出に関する場合分け例を示す図(その２)である。 LLR-4の算出に関する場合分けを簡略化した例を示す図(その１)である。 LLR-4の算出に関する場合分けを簡略化した例を示す図(その２)である。 LLR-5の算出に関する場合分け例を示す図(その１)である。 LLR-5の算出に関する場合分け例を示す図(その２)である。 LLR-5の算出に関する場合分けを簡略化した例を示す図である。 LLR-6の算出に関する場合分け例を示す図(その１)である。 LLR-6の算出に関する場合分け例を示す図(その２)である。 LLR-6の算出に関する場合分けを簡略化した例を示す図(その１)である。 LLR-6の算出に関する場合分けを簡略化した例を示す図(その２)である。 LLR-7の算出に関する場合分け例を示す図(その１)である。 LLR-7の算出に関する場合分け例を示す図(その２)である。 LLR-7の算出に関する場合分けを簡略化した例を示す図(その１)である。 LLR-7の算出に関する場合分けを簡略化した例を示す図(その２)である。 高ＳＮ比での受信信号ｙの分布範囲の例を示す図である。 LLR-3の算出に関する場合分けを簡略化した別の例を示す図(その１)である。 LLR-3の算出に関する場合分けを簡略化した別の例を示す図(その２)である。 ＬＬＲ−３判別処理部の一実施形態を示す図である。 LLR-4の算出に関する場合分けを簡略化した別の例を示す図である。 LLR-7の算出に関する場合分けを簡略化した別の例を示す図である。 受信装置の別実施形態を示す図である。 場合分けを簡略化した効果を説明する図である。

以下、図面に基づいて、本発明の実施形態について詳細に説明する。
(一つの実施形態)
図１に、受信装置の一実施形態を示す。

受信装置は、アンテナ１０１と、受信回路１０２と、低密度パリティ検査(ＬＤＰＣ)復号器１０３と出力ポート１０４と対数尤度比算出処理部１１０とを備えている。受信回路１０２は、アンテナ１０１に到達した無線信号から、受信信号ｙを分離する。対数尤度比算出処理部１１０は、受信信号ｙに基づいて、受信信号ｙに対応する符号の各ビットについて対数尤度比を算出する。ＬＤＰＣ復号器１０３は、受信データの各ビットについて算出された対数尤度比に基づく軟判定復号処理を行う。このＬＤＰＣ復号器１０３による復号処理で得られた受信データは、出力ポート１０４を介して出力される。

図１に示した例では、対数尤度比算出処理部１１０は、１２８ＱＡＭによってマッピングされた７ビットの符号の各ビットについて対数尤度比ＬＬＲ−１〜ＬＬＲ−７を算出する構成を含んでいる。

この対数尤度比算出処理部１１０は、対数尤度比ＬＬＲ−１を算出するために、ＬＬＲ−１算出部１１１を備えている。この対数尤度比算出処理部１１０の例では、対数尤度比ＬＬＲ−１の算出は、受信信号ｙのコンスタレーション平面での位置にかかわらずＬＬＲ−１算出部１１１に用意された所定の計算式に従って行われる。この構成例は、受信信号ｙの位置にかかわらず、選択処理部によって、ＬＬＲ−１算出部１１１が選択される例として捉えることができる。同様に、図１に示した対数尤度比算出処理部１１０の例では、対数尤度比ＬＬＲ−２の算出は、受信信号ｙの位置にかかわらず、ＬＬＲ−２算出部１２１に用意された別の所定の計算式に従って行われる。また、図１に示した対数尤度比算出処理部１１０の例では、対数尤度比ＬＬＲ−５の算出も、受信信号ｙの位置にかかわらず、ＬＬＲ−５算出部１５１に用意された別の所定の計算式に従って行われる。ＬＬＲ−１算出部１１１、ＬＬＲ−２算出部１２１およびＬＬＲ−５算出部１５１にそれぞれ用意される計算式については、後述する。

一方、対数尤度比算出処理部１１０は、対数尤度比ＬＬＲ−３を算出するために、７通りのＬＬＲ−３算出部１３１_１〜１３１_７と、ＬＬＲ−３判別処理部１３２と、セレクタ１３３とを備えている。この対数尤度比算出処理部１１０の例では、受信回路１０２によって受信信号ｙが出力される信号線は、ＬＬＲ−３判別処理部１３２および７通りのＬＬＲ−３算出部１３１_１〜１３１_７に接続されている。ＬＬＲ−３判別処理部１３２は、受信信号ｙのコンスタレーション平面での位置に基づいて、対数尤度比ＬＬＲ−３の算出に用いるＬＬＲ−３算出部１３１_ｊ(ｊは１〜７のいずれか)を示す選択信号を生成する。この選択信号に従って、セレクタ１３３は、ＬＬＲ−３の算出部１３１_ｊ(ｊは１〜７のいずれか)を選択する。選択されたＬＬＲ−３算出部１３１_ｊは、受信信号ｙを取り込み、この受信信号ｙについて対数尤度比ＬＬＲ−３を算出する。算出された対数尤度比ＬＬＲ−３の値はＬＤＰＣ復号器１０３に入力される。図１に示した対数尤度比算出処理部１１０に備えられた７通りのＬＬＲ−３算出部１３１_１〜１３１_７は、第３ビットの対数尤度比を算出するための対数尤度比算出部の例である。そして、ＬＬＲ−３判別処理部１３２およびセレクタ１３３は、選択処理部のうち、第３ビットの対数尤度比の算出に関する処理を行う部分の一例である。上述したＬＬＲ−３算出部１３１_１〜１３１_７に用意される７通りの計算式については、後述する。

同様に、対数尤度比算出処理部１１０は、対数尤度比ＬＬＲ−４を算出するために、４通りのＬＬＲ−４算出部１４１_１〜１４１_４と、ＬＬＲ−４判別処理部１４２と、セレクタ１４３とを備えている。この対数尤度比算出処理部１１０の例では、受信信号ｙが伝送される信号線は、ＬＬＲ−４判別処理部１４２および４通りのＬＬＲ−４算出部１４１_１〜１４１_４に接続されている。ＬＬＲ−４判別処理部１４２は、受信信号ｙのコンスタレーション平面での位置に基づいて、対数尤度比ＬＬＲ−４の算出に用いるＬＬＲ−４算出部１４１_ｊ(ｊは１〜４のいずれか)を示す選択信号を生成する。この選択信号に従って、セレクタ１４３は、ＬＬＲ−４の算出部１４１_ｊ(ｊは１〜４のいずれか)を選択する。選択されたＬＬＲ−４算出部１４１_ｊは、受信信号ｙを取り込み、この受信信号ｙについて対数尤度比ＬＬＲ−４を算出する。算出された対数尤度比ＬＬＲ−４の値はＬＤＰＣ復号器１０３に入力される。図１に示した対数尤度比算出処理部１１０に備えられたＬＬＲ−４算出部１４１_１〜１４１_４は、第４ビットの対数尤度比を算出するための対数尤度比算出部の例である。そして、ＬＬＲ−４判別処理部１４２およびセレクタ１４３は、選択処理部のうち、第４ビットの対数尤度比の算出に関する処理を行う部分の一例である。上述したＬＬＲ−４算出部１４１_１〜１４１_４に用意される４通りの計算式については、後述する。

また、同様に、対数尤度比算出処理部１１０は、対数尤度比ＬＬＲ−６を算出するために、４通りのＬＬＲ−６算出部１６１_１〜１６１_４と、ＬＬＲ−６判別処理部１６２と、セレクタ１６３とを備えている。この対数尤度比算出処理部１１０の例では、受信信号ｙが伝送される信号線は、ＬＬＲ−６判別処理部１６２および４通りのＬＬＲ−６算出部１６１_１〜１６１_４に接続されている。ＬＬＲ−６判別処理部１６２は、受信信号ｙのコンスタレーション平面での位置に基づいて、対数尤度比ＬＬＲ−６の算出に用いるＬＬＲ−６算出部１６１_ｊ(ｊは１〜４のいずれか)を示す選択信号を生成する。この選択信号に従って、セレクタ１６３は、ＬＬＲ−６の算出部１６１_ｊ(ｊは１〜４のいずれか)を選択する。選択されたＬＬＲ−６算出部１６１_ｊは、受信信号ｙを取り込み、この受信信号ｙについて対数尤度比ＬＬＲ−６を算出する。算出された対数尤度比ＬＬＲ−６の値はＬＤＰＣ復号器１０３に入力される。図１に示した対数尤度比算出処理部１１０に備えられたＬＬＲ−６算出部１６１_１〜１６１_４は、第６ビットの対数尤度比を算出するための対数尤度比算出部の例である。そして、ＬＬＲ−６判別処理部１６２およびセレクタ１６３は、選択処理部のうち、第６ビットの対数尤度比の算出に関する処理を行う部分の一例である。上述したＬＬＲ−６算出部１６１_１〜１６１_４に用意される４通りの計算式については、後述する。

更に、対数尤度比算出処理部１１０は、対数尤度比ＬＬＲ−７を算出するために、４通りのＬＬＲ−７算出部１７１_１〜１７１_４と、ＬＬＲ−７判別処理部１７２と、セレクタ１７３とを備えている。この対数尤度比算出処理部１１０の例では、受信信号ｙが伝送される信号線は、ＬＬＲ−７判別処理部１７２および４通りのＬＬＲ−７算出部１７１_１〜１７１_４に接続されている。ＬＬＲ−７判別処理部１７２は、受信信号ｙのコンスタレーション平面での位置に基づいて、対数尤度比ＬＬＲ−７の算出に用いるＬＬＲ−７算出部１７１_ｊ(ｊは１〜４のいずれか)を示す選択信号を生成する。この選択信号に従って、セレクタ１７３は、ＬＬＲ−７の算出部１７１_ｊ(ｊは１〜４のいずれか)を選択する。選択されたＬＬＲ−７算出部１７１_ｊは、受信信号ｙを取り込み、この受信信号ｙについて対数尤度比ＬＬＲ−７を算出する。算出された対数尤度比ＬＬＲ−７の値はＬＤＰＣ復号器１０３に入力される。同様に、図１に示した対数尤度比算出処理部１１０に備えられたＬＬＲ−７算出部１７１_１〜１７１_４は、第７ビットの対数尤度比を算出するための対数尤度比算出部の例である。そして、ＬＬＲ−７判別処理部１７２およびセレクタ１７３は、選択処理部のうち、第７ビットの対数尤度比の算出に関する処理を行う部分の一例である。上述したＬＬＲ−７算出部１７１_１〜１７１_４に用意される４通りの計算式については、後述する。

次に、各ビットの対数尤度比を算出するために利用する計算式を選択する方法について説明する。以下では、１２８ＱＡＭに従って信号点がマッピングされたコンスタレーション平面において、受信信号ｙの位置に応じて、各ビットの対数尤度比を算出するための計算式を選択する例について説明する。

図２に、対数尤度比の算出を説明する図を示す。図２に示した各信号点は、１２８ＱＡＭに従って配置された７ビットの符号に対応している。なお、各信号点に対応する符号を信号点の上側に示した。図２において、各信号点は、直線｜Ｉ｜＝(２Ｎ−１)×Ａ(Ｎ＝１〜６)と直線｜Ｑ｜＝(２Ｍ−１)×Ａ(Ｍ＝１〜６)とが交わる格子点に配置されている。なお、上述した定数Ａの値は、平均電力に基づいて決定されている。

図２の例では、第１ビットが「１」である符号に対応する信号点のうち、受信信号ｙに最も近い信号点Ｘ１は、符号「１１０００００」に対応する信号点である。また、第１ビットが「０」である符号に対応する信号点のうち、受信信号ｙに最も近い信号点Ｘ０は、符号「０１０１０００」に対応する信号点である。そして、信号点Ｘ１と受信信号ｙとの距離と信号点Ｘ０と受信信号ｙとの距離が、受信信号ｙに対応する第１ビットの対数尤度比ＬＬＲ−１の算出に用いられる。図２から分かるように、受信信号ｙの位置が異なれば、信号点Ｘ１，Ｘ０も異なる。このため、受信信号ｙの位置に対応して、対数尤度比ＬＬＲ−１を計算するために用いられる計算式も異なる。

図３、図４に、対数尤度比ＬＬＲ−１の算出に関する場合分けの例を示す。なお、図３には、ＬＬＲ−１の算出に用いられる９通りの計算式と、各計算式が適用されるＩ，Ｑ座標の範囲との対応を示した。また、図４には、コンスタレーション平面において、上述したＩ，Ｑ座標の範囲で示される領域を示した。図３に示した各領域番号は、図４において、太い実線で区切って示した各領域に斜体で示した番号に対応している。

対数尤度比ＬＬＲ−１の算出は、受信信号ｙが属する領域に対応する計算式を適用して行われる。本出願人は、上述した９通りの計算式が適用される場合それぞれについて、得られる算出結果の範囲を評価した。その結果、領域番号１に受信信号ｙが属する場合にのみ、対応する計算式で得られる対数尤度比の絶対値が、所定の閾値Ｔｈ(８Ａ^２／σ^２)よりも小さくなる場合があることがわかった。一方、他の領域番号に受信信号ｙが属する場合には、それぞれの領域に対応する計算式を用いて算出された対数尤度比の絶対値が上述した閾値Ｔｈ以下となることはない。

ここで、例えば、第ｋビットについて算出された対数尤度比ＬＬＲ−ｋの符号が正で絶対値が大きい場合は、式(１)から第ｋビットが０である確率Ｐ(０)の方が明らかに大きいことが分かる。同様に、算出された対数尤度比ＬＬＲ−ｋの符号が負で絶対値が大きい場合は、式(１)から第ｋビットが１である確率Ｐ(１)の方が明らかに大きいことが分かる。このように、対数尤度比の絶対値が大きいほど、対数尤度比で示されるビット値の信頼度が高い。そして、対数尤度比の信頼度が高い範囲では、対数尤度比の値が多少ずれても、ＬＤＰＣ復号器１０３によって復号されるビット値は、元の値を入力した場合と変わらない。これに対して、算出された対数尤度比の絶対値が小さい場合は、対数尤度比の値から推定されるビット値の信頼度は低い。そして、対数尤度比の信頼度が低い範囲で対数尤度比の値がずれると、ＬＤＰＣ復号器１０３で復号されるビット値は大きく変動する可能性がある。

したがって、信頼度の低い対数尤度比が得られるような領域に受信信号が属する場合には、ＬＤＰＣ復号処理に供する対数尤度比は、その領域に対応する計算式を厳密に用いて算出されることが望ましい。一方、信頼度が高い対数尤度比が得られるような領域に受信信号が属する場合には、ＬＤＰＣ復号処理に供する対数尤度比は、その領域に対応する計算式を用いて算出されなくてもよい。例えば、その領域に対応する計算式の代わりに、信頼度が低い対数尤度比が算出される領域に対応する計算式を用いて、受信信号ｙに対応する対数尤度比を算出してもよい。

故に、各ビットに対応して、全ての場合分けに対応する計算式で対数尤度比の算出を行うハードウェアを用意する必要はない。その代わりに、信頼度の低い対数尤度比が算出される領域を特定し、これらの領域に受信信号ｙが属している場合については、対応する計算式が適用されるようにこの計算式に従って対数尤度比を算出する対数尤度比算出部を確保する。その上で、他の領域に属する受信信号ｙについての対数尤度比の算出処理は、上述したようにして確保した対数尤度比算出部のいずれかに振り分ければよい。このようにすれば、対数尤度比算出処理部１１０に備える対数尤度比算出部を、各ビットについて、信頼度の低い対数尤度比が算出される領域に対応するもののみに絞り込むことができる。

例えば、図３、４に示した対数尤度比ＬＬＲ−１の算出の例では、上述した閾値Ｔｈに基づいて、９つの領域のうち、領域番号１の領域が、算出される対数尤度比の信頼度の低い確保対象領域として判別される。図３の例では、領域番号１に対応する確保対象領域欄に丸印を付して、この領域が確保対象領域であることを示した。また、図４の例では、領域番号１の領域に網掛けを付して示すことにより、確保対象領域を他の領域と区別して示した。

上述したように、対数尤度比ＬＬＲ−１の算出の例では、確保対象領域が一つだけである。したがって、対数尤度比ＬＬＲ−１の算出に関する９通りの場合分けに対応する各領域を確保対象領域に対応する一つの領域にまとめるように、場合分けを簡略化することができる。

図５に、対数尤度比ＬＬＲ−１の算出に関する場合分けを簡略化した例を示す。図５の例では、コンスタレーション平面の全体が、単一の領域１にまとめられている。

このように、上述した範囲全体が単一の領域となる場合には、図１に示したように、単一のＬＬＲ−１算出部１１１が、対数尤度比ＬＬＲ−１の算出のために、対数尤度比算出処理部１１０に設けられる。また、このＬＬＲ−１算出部１１１は、受信信号ｙの入力に応じて、式(５)に示す１つの計算式に従ってＬＬＲ−１を算出すればよい。
ＬＬＲ−１＝４Ａ×Ｉ／σ² ・・・(５)
以下、対数尤度比ＬＬＲ−２〜ＬＬＲ−７についての場合分けの簡略化について、順に説明する。
(ＬＬＲ−２の簡略化)
図６および図７に、対数尤度比ＬＬＲ−２の算出に関する場合分け例を示す。なお、図６には、ＬＬＲ−２の算出に用いられる１０通りの計算式と、各計算式が適用されるＩ，Ｑ座標の範囲との対応を示した。また、図７には、コンスタレーション平面において、上述したＩ，Ｑ座標の範囲で示される領域を示した。図６に示した各領域番号は、図７において、太い実線で区切って示した各領域に斜体で示した番号に対応している。

本出願人は、上述した１０通りの計算式が適用される場合それぞれについて、得られる算出結果の範囲を評価した。その結果、領域４あるいは領域９に受信信号ｙが属する場合にのみ、対応する計算式で得られる対数尤度比の絶対値が、閾値Ｔｈ(８Ａ^２／σ^２)よりも小さくなる場合があることがわかった。つまり、図６、７に示した対数尤度比ＬＬＲ−２の算出の例では、上述した閾値Ｔｈに基づいて、１０の領域のうち、領域４，９が、算出される対数尤度比の信頼度の低い確保対象領域として判別される。図６の例では、領域番号４，９に対応する確保対象領域欄に丸印を付して、これらの領域が確保対象領域であることを示した。また、図７の例では、領域４，９にそれぞれ異なる種類の網掛けを付して示すことにより、確保対象領域を他の領域と区別して示した。

図６に示した領域４に対応する計算式と領域９に対応する計算式とは、ｍａｘ関数を利用して一つの式(６)のようにまとめることができる。
ＬＬＲ−２＝４Ａ×(ｍａｘ(｜Ｉ｜，｜Ｑ｜)−８Ａ)／σ² ・・・(６)
これにより、対数尤度比ＬＬＲ−２の算出について判別された二つの確保対象領域もまた、一つに統合される。したがって、対数尤度比ＬＬＲ−２の算出のために用いる計算式は、上述した式(６)一つに絞り込まれる。そして、対数尤度比ＬＬＲ−２の算出に関する１０通りの場合分けに対応する各領域を、統合された確保対象領域にまとめるように、場合分けを簡略化することができる。

図８に、対数尤度比ＬＬＲ−２の算出に関する場合分けを簡略化した例を示す。図８(ａ)に示した例では、コンスタレーション平面の全体が、単一の領域１にまとめられている。また、図８(ｂ)に示した例では、図８(ａ)に示した単一の領域１について、式(６)が適用されることが示されている。

つまり、対数尤度比算出処理部１１０には、対数尤度比ＬＬＲ−２の算出のために、上述した式(６)に従って対数尤度比ＬＬＲ−２を算出する単一のＬＬＲ−２算出部１２１を用意すればよい。

次に、対数尤度比ＬＬＲ−３の算出に関する場合分けの簡略化について説明する。
(ＬＬＲ−３の簡略化)
図９および図１０に、対数尤度比ＬＬＲ−３の算出に関する場合分け例を示す。なお、図９には、ＬＬＲ−３の算出に用いられる２１通りの計算式と、各計算式が適用されるＩ，Ｑ座標の範囲との対応を示した。また、図１０には、コンスタレーション平面において、上述したＩ，Ｑ座標の範囲で示される領域を示した。図９に示した各領域番号は、図１０において、太い実線で区切って示した各領域に斜体で示した番号に対応している。

本出願人は、上述した２１通りの計算式が適用される場合それぞれについて、得られる算出結果の範囲を評価した。その結果、領域番号４，５，７、１４，１５，２０，２１の各領域に受信信号ｙが属する場合に、対応する計算式で得られる対数尤度比の絶対値が、閾値Ｔｈ(８Ａ^２／σ^２)よりも小さくなる場合があることがわかった。つまり、図９、１０に示した対数尤度比ＬＬＲ−３の算出の例では、上述した閾値Ｔｈに基づいて、２１の領域のうち、上述した７つの領域が、算出される対数尤度比の信頼度の低い確保対象領域として判別される。図９の例では、領域番号４，５，７、１４，１５，２０，２１に対応する確保対象領域欄に丸印を付して、これらの領域が確保対象領域であることを示した。また、図１０の例では、領域４，５，７、１４，１５，２０，２１にそれぞれ異なる種類の網掛けを付して示すことにより、確保対象領域を他の領域と区別して示した。

図９、１０に示したように、対数尤度比ＬＬＲ−３の算出に関する場合分けは複雑である。そして、複数の確保対象領域がコンスタレーション平面の各象限に分布している。これらの確保対象領域に、他の領域を統合する手法を工夫することにより、統合後の各領域境界線をすっきりと整理することができる。

図１１に、領域の統合を説明する図を示す。なお、図１１(ａ)，(ｂ)には、コンスタレーション平面のＩ≧０、Ｑ≧０の範囲の場合分けが示されている。図１１(ａ)において、図９、１０に示した場合分けに対応する各領域の境界線が太い実線で示されている。

図１０および図１１(ａ)から明らかなように、領域４と領域７とを区切る境界線の方程式と、領域１１と領域１２および領域１６と領域１７、１８とを区切る境界線の方程式とは異なっている。そして、このことは、対数尤度比ＬＬＲ−３の算出に関する場合分けが複雑となる一因になっている。

ここで、上述した領域１１、１２、１６、１７および１８は、いずれも、確保対象領域ではない。したがって、これらの領域に対応する範囲(Ｉ≧８Ａ，Ｑ≦４Ａ)に受信信号ｙが属している場合に、受信信号ｙがこれらの領域のどれに属しているかを厳密に特定する必要はない。よって、これらの領域を、領域４と領域７とを区切る境界線を用いて、再分割することができる。図１１(ａ)に、再分割に用いる境界線を太い破線で示した。また、図１１(ｂ)に、再分割後の各領域の例を示した。なお、図１１(ｂ)の例において、再分割によって境界線が変更された領域は、領域番号に下線を付して示した。

次に、確保対象領域以外の各領域について、以下に挙げる指針(１)〜(３)などに基づいて、統合先となる確保対象領域を選択する。そして、確保対象領域以外の各領域は、選択された確保対象領域に統合される。
(１)最も近い確保対象領域を統合先として選択する。
(２)統合後の計算式で求めた対数尤度比が閾値Ｔｈよりも大きくなるように統合先を選択する。
(３)隣接する領域のいずれかと統合先の確保対象領域が同一となるように統合先を選択する。

図１１(ｂ)に示した例では、これらの指針に基づいて、各領域に対応して、矢印で示された確保対象領域が選択されている。そして、この選択結果に従って、例えば、領域１，９，１１，１６は、領域４に統合される。また、領域２，３，６は、領域５に統合される。また、領域８，１０は、領域７に統合される。領域１２，１３は、領域１４に統合される。領域１７，１８，１９は、領域２０に統合される。このようにして、対数尤度比ＬＬＲ−３の算出に関する複雑な場合分けを簡略化することができる。

なお、指針(１)、(３)に従って領域の統合先を選択することにより、統合後の領域の形状をより単純な形状にすることができる。また、指針(２)に従って領域の統合先を選択することにより、統合後の領域に対応する計算式で求めた対数尤度比の絶対値を、閾値Ｔｈよりも大きくすることができる。

図１２，１３に、対数尤度比ＬＬＲ−３の算出に関する場合分けを簡略化した例を示す。図１２に、コンスタレーション平面において、簡略化された場合分けに対応する各領域の配置を示した。また、図１３に、上述した領域の統合後の領域を示すＩ，Ｑ座標の範囲と対数尤度比ＬＬＲ−３の計算式との対応を示した。

図１２，１３から分かるように、上述したような領域の統合により、元の２１通りの場合分けは、７通りの場合分けに整理されている。そして、コンスタレーション平面において、７つの領域を区切る境界線の共通化を図ったことにより、受信信号ｙが属する領域を判別する処理の簡易化を実現することができる。

このようにして簡略化された場合分けを適用することにより、まず、対数尤度比ＬＬＲ−３の算出のために用いて計算式を、２１通りから７通りに絞り込むことができる。この７通りの計算式は、上述した確保対象領域に対応する計算式である。式(７)に、対数尤度比ＬＬＲ−３の算出のために用意される７通りの計算式を示す。図１に示したＬＬＲ−３算出部１３１_１〜１３１_７は、式(７)に示す７通りの計算式に従って、対数尤度比ＬＬＲ−３の算出処理を行う。
ＬＬＲ−３＝−４Ａ×(|Ｉ|−|Ｑ|＋４Ａ)／σ^２
ＬＬＲ−３＝−４Ａ×(|Ｉ|−４Ａ)／σ²
ＬＬＲ−３＝４Ａ×(|Ｑ|−８Ａ)／σ²
ＬＬＲ−３＝−４Ａ×(|Ｉ|−|Ｑ|)／σ² ・・・（７）
ＬＬＲ−３＝−４Ａ×(|Ｉ|−２×|Ｑ|＋１０Ａ)／σ²
ＬＬＲ−３＝−４Ａ×(２×|Ｉ|−|Ｑ|−１０Ａ)／σ²
ＬＬＲ−３＝−８Ａ×(|Ｉ|−|Ｑ|)／σ²
また、図１１〜図１３で説明した領域の統合を伴う簡略化を適用したことにより、受信信号ｙに適用する計算式を選択する処理を単純化することができる。図１３に示した場合分けでは、図１に示したＬＬＲ−３判別処理部１３２は、受信信号ｙ(Ｉ＋Ｑｊ)が属している領域を、|Ｉ|および|Ｑ|と定数との比較および直線|Ｉ|＋|Ｑ|＝１２Ａとに基づいて特定することができる。したがって、ＬＬＲ−３判別処理部１３２を、例えば、比較器やアンドゲートなどを含む論理回路によって実現することができる。

次に、対数尤度比ＬＬＲ−４の算出に関する場合分けの簡略化について説明する。
(ＬＬＲ−４の簡略化)
図１４および図１５に、対数尤度比ＬＬＲ−４の算出に関する場合分け例を示す。なお、図１４には、ＬＬＲ−４の算出に用いられる５通りの計算式と、各計算式が適用されるＩ，Ｑ座標の範囲との対応を示した。また、図１５には、コンスタレーション平面において、上述したＩ，Ｑ座標の範囲で示される領域の配置を示した。図１４に示した各領域番号は、図１５において、太い実線で区切って示した各領域に斜体で示した番号に対応している。

本出願人は、上述した５通りの計算式が適用される場合それぞれについて、得られる算出結果の範囲を評価した。その結果、全ての領域において、対応する計算式で得られる対数尤度比の絶対値の範囲が、閾値Ｔｈ(８Ａ^２／σ^２)よりも小さくなる場合があることがわかった。つまり、図１４、１５に示した対数尤度比ＬＬＲ−４の算出の例では、上述した閾値Ｔｈに基づいて、５つの領域すべてが、算出される対数尤度比の信頼度の低い確保対象領域と判別される。図１４の例では、領域番号１〜５に対応する確保対象領域欄に丸印を付して、これらの領域が確保対象領域であることを示した。また、図１５の例では、領域番号１〜５の領域にそれぞれ異なる種類の網掛けを付して示した。

ここで、図１４に示した領域１に対応する計算式と領域２に対応する計算式とは、式(８)に示すように、一つの式にまとめることができる。
ＬＬＲ−４＝(|４Ａ×(|Ｉ|−４×Ａ)|−８Ａ^２)／σ² ・・・(８)
したがって、図１４，１５に示した領域１と領域２とは、統合可能である。そして、対数尤度比ＬＬＲ−４の算出のために用いる計算式は、上述した式(８)に式(９)に示す３通りの計算式を合わせた４通りとなる。これにより、対数尤度比ＬＬＲ−４の算出に関する５通りの場合分けは、４通りの場合分けに簡略化される。
ＬＬＲ−４＝−４Ａ×(|Ｉ|−１０Ａ)／σ²
ＬＬＲ−４＝−４Ａ×(２×|Ｉ|−|Ｑ|−１０Ａ)／σ² ・・・(９)
ＬＬＲ−４＝−８Ａ×(|Ｉ|−|Ｑ|)／σ²
図１６，１７に、対数尤度比ＬＬＲ−４の算出に関する場合分けを簡略化した例を示す。図１６に示した例では、コンスタレーション平面の全体が、４つの領域１〜４に区切られている。

図１６に示した例において、領域１は、図１５に示した領域１と領域２とを統合した領域である。また、図１６の例に示した領域２〜４は、図１５に示した領域３〜５に相当する。図１７に示した例では、簡略化後の各領域について、式(８)、式(９)で示した計算式がそれぞれ適用されることが示されている。

この場合に、対数尤度比算出処理部１１０に設けられたＬＬＲ−４算出部１４１_１〜１４１_４は、それぞれ、上述した４つの領域１から４に対応する。したがって、ＬＬＲ−４算出部１４１_１〜１４１_４は、対応する領域の計算式に従って対数尤度比ＬＬＲ−４を算出すればよい。また、図１に示したＬＬＲ−４判別処理部１４２は、図１７に示した簡略化後の領域１〜４の範囲に基づいて、ＬＬＲ−４の算出に用いるＬＬＲ−４算出部１４１を選択すればよい。例えば、ＬＬＲ−４判別処理部１４２は、受信信号ｙ(Ｉ＋Ｑｊ)が属している領域を、|Ｉ|および|Ｑ|と定数との比較および領域１、２と領域３，４との境界を示す４つの直線との比較に基づいて特定することができる。したがって、ＬＬＲ−４判別処理部１４２を、例えば、比較器やアンドゲート、オアゲートなどを含む論理回路によって実現することができる。

次に、対数尤度比ＬＬＲ−５についての場合分けの簡略化について説明する。
(ＬＬＲ−５の簡略化)
図１８および図１９に、対数尤度比ＬＬＲ−５の算出に関する場合分け例を示す。なお、図１８には、ＬＬＲ−５の算出に用いられる９通りの計算式と、各計算式が適用されるＩ，Ｑ座標の範囲との対応を示した。また、図１９には、コンスタレーション平面において、上述したＩ，Ｑ座標の範囲で示される領域の配置を示した。図１８に示した各領域番号は、図１９において、太い実線で区切って示した各領域に斜体で示した番号に対応している。

本出願人は、上述した９通りの計算式が適用される場合それぞれについて、得られる算出結果の範囲を評価した。その結果、領域番号１の領域に受信信号ｙが属する場合にのみ、対応する計算式で得られる対数尤度比の絶対値が、閾値Ｔｈ(８Ａ^２／σ^２)よりも小さくなる場合があることがわかった。つまり、図１８、１９に示した対数尤度比ＬＬＲ−５の算出の例では、上述した閾値Ｔｈに基づいて、９つの領域のうち、領域番号１の領域が、算出される対数尤度比の信頼度の低い確保対象領域として判別される。図１８の例では、領域番号１に対応する確保対象領域欄に丸印を付して、この領域が確保対象領域であることを示した。また、図１９の例では、領域１に網掛けを付して示すことにより、確保対象領域を他の領域と区別して示した。

上述したように、対数尤度比ＬＬＲ−５の算出の例では、確保対象領域が一つだけである。したがって、対数尤度比ＬＬＲ−５の算出に関する９通りの場合分けに対応する各領域を確保対象領域に対応する一つの領域にまとめるように、場合分けを簡略化することができる。

図２０に、対数尤度比ＬＬＲ−５の算出に関する場合分けを簡略化した例を示す。図２０の例では、コンスタレーション平面の全体が、単一の領域１にまとめられている。

このように、受信信号ｙの分布範囲全体が単一の領域にまとめられたので、図１に示したように、単一のＬＬＲ−５算出部１５１が、対数尤度比ＬＬＲ−５の算出のために、対数尤度比算出処理部１１０に設けられる。このＬＬＲ−５算出部１５１は、受信信号ｙの入力に応じて、式(１０)に示す１つの計算式に従う演算を行うように用意すればよい。
ＬＬＲ−５＝４Ａ×Ｑ／σ² ・・・(１０)
次に、対数尤度比ＬＬＲ−６の算出に関する場合分けの簡略化について説明する。
(ＬＬＲ−６の簡略化)
図２１および図２２に、対数尤度比ＬＬＲ−６の算出に関する場合分け例を示す。なお、図２１には、ＬＬＲ−６の算出に用いられる１０通りの計算式と、各計算式が適用されるＩ，Ｑ座標の範囲との対応を示した。また、図２２には、コンスタレーション平面において、上述したＩ，Ｑ座標の範囲で示される領域の配置を示した。図２１に示した各領域番号は、図２２において、太い実線で区切って示した各領域に斜体で示した番号に対応している。

本出願人は、上述した１０通りの計算式が適用される場合それぞれについて、得られる算出結果の範囲を評価した。その結果、領域番号２，３，６，８の各領域に受信信号ｙが属する場合に、対応する計算式で得られる対数尤度比の絶対値が、上述した閾値Ｔｈ(８Ａ^２／σ^２)よりも小さくなる場合があることがわかった。つまり、図２１、２２に示した対数尤度比ＬＬＲ−６の算出の例では、上述した閾値Ｔｈに基づいて、１０の領域のうち、上述した４つの領域が、算出される対数尤度比の信頼度の低い確保対象領域として判別される。図２１の例では、領域番号２，３，６，８に対応する確保対象領域欄に丸印を付して、これらの領域が確保対象領域であることを示した。また、図２２の例では、領域２，３，６，８にそれぞれ異なる種類の網掛けを付して示すことにより、確保対象領域を他の領域と区別して示した。

図２１，２２に示したように、対数尤度比ＬＬＲ−６の算出に関する場合分けも複雑である。しかし、対数尤度比ＬＬＲ−３の算出に関する場合分けを簡略化した方法を利用して、上述した複数の確保対象領域に他の領域を統合することにより、統合後の各領域の境界線をすっきりと整理することができる。

図２３，２４に、対数尤度比ＬＬＲ−６の算出に関する場合分けを簡略化した例を示す。図２３に示した例では、コンスタレーション平面は、４つの領域に区切られている。また、図２４に、上述した統合によって簡略化された後の各領域と対数尤度比ＬＬＲ−６の計算式との対応を示した。

図２３に示した例では、図２２に示した領域２に、領域１と領域９と領域１０および領域７の一部とが統合されて、簡略化後の領域１となっている。図２３の例では、図２２に示された領域７は、|Ｉ|＝６Ａを境界として別々の確保対象領域に統合されている。つまり、図２２に示された領域７のうち、|Ｉ|≧６Ａの範囲が、図２２の領域２に統合されて、図２３の例に示した領域１の一部となっている。そして、図２２に示された領域７のうち、|Ｉ|＜６Ａの範囲は、図２２の領域８に統合されて、図２３の例に示した領域２の一部となっている。また、図２２に示した領域４は、領域３に統合されて、図２３の例に示した領域３の一部となっている。そして、図２２に示した領域５は、領域６に統合されて、図２３の例に示した領域４の一部となっている。

対数尤度比ＬＲ−６の算出のために確保される計算式は、上述した確保対象領域に対応する４通りの計算式である。式(１１)に、この４通りの計算式を示す。また、図１に示したＬＬＲ−６算出部１６１_１〜１６１_４は、図２３，２４に示した領域１〜４に対応して設けられる。したがって、ＬＬＲ−６算出部１６１_１〜１６１_４は、対応する領域の計算式に従って、対数尤度比ＬＬＲ−６の算出処理を行えばよい。
ＬＬＲ−６＝４Ａ×|Ｑ|−４Ａ)／σ^２
ＬＬＲ−６＝４Ａ×(|Ｉ|−|Ｑ|＋４Ａ)／σ²
ＬＬＲ−６＝−４Ａ×(|Ｑ|−８Ａ)／σ²
ＬＬＲ−６＝−４Ａ×(|Ｉ|−４Ａ)／σ² ・・・（１１）
また、上述した領域の統合を伴う簡略化を適用したことにより、受信信号ｙに適用する計算式を選択する処理を単純化することができる。図２４に示した場合分けでは、図１に示したＬＬＲ−６判別処理部１６２は、受信信号ｙ(Ｉ＋Ｑｊ)が属している領域を、|Ｉ|および|Ｑ|と定数との比較および直線|Ｉ|＋|Ｑ|＝１２Ａとに基づいて特定することができる。したがって、ＬＬＲ−６判別処理部１６２を、例えば、比較器やアンドゲート、オアゲートなどを含む論理回路によって実現することができる。

次に、対数尤度比ＬＬＲ−７の算出に関する場合分けの簡略化について説明する。
(ＬＬＲ−７の簡略化)
図２５および図２６に、対数尤度比ＬＬＲ−７の算出に関する場合分け例を示す。なお、図２５には、ＬＬＲ−７の算出に用いられる５通りの計算式と、各計算式が適用されるＩ，Ｑ座標の範囲との対応を示した。また、図２６には、コンスタレーション平面において、上述したＩ，Ｑ座標の範囲で示される領域の配置を示した。図２５に示した各領域番号は、図２６において、太い実線で区切って示した各領域に斜体で示した番号に対応している。

本出願人は、上述した５通りの計算式が適用される場合それぞれについて、得られる算出結果の範囲を評価した。その結果、全ての領域において、対応する計算式で得られる対数尤度比の絶対値の範囲が、所定の閾値Ｔｈ(８Ａ^２／σ^２)よりも小さくなる場合があることがわかった。つまり、図２５、２６に示した対数尤度比ＬＬＲ−７の算出の例では、上述した閾値Ｔｈに基づいて、５つの領域すべてが、算出される対数尤度比の信頼度の低い確保対象領域と判別される。図２５の例では、領域番号１〜５に対応する確保対象領域欄に丸印を付して、これらの領域が確保対象領域であることを示した。また、図２６の例では、領域１〜５にそれぞれ異なる種類の網掛けを付して示した。

ここで、図２５に示した領域１に対応する計算式と領域２に対応する計算式とは、式(１２)に示すように、一つの式にまとめることができる。
ＬＬＲ−７＝(|４Ａ×(|Ｑ|−４×Ａ)|−８Ａ^２)／σ² ・・・(１２)
したがって、図２５，２６に示した領域１と領域２とは、統合可能である。よって、対数尤度比ＬＬＲ−７の算出のために用いる計算式は、上述した式(１２)に式(１３)に示す３通りの計算式を合わせた４通りとなる。これにより、対数尤度比ＬＬＲ−７の算出に関する５通りの場合分けは、４通りの場合分けに簡略化される。
ＬＬＲ−７＝−４Ａ×(|Ｑ|−１０Ａ)／σ²
ＬＬＲ−４＝４Ａ×(|Ｉ|−２×|Ｑ|＋１０Ａ)／σ² ・・・(１３)
ＬＬＲ−４＝−８Ａ×(|Ｉ|−|Ｑ|)／σ²
図２７，２８に、対数尤度比ＬＬＲ−７の算出に関する場合分けを簡略化した例を示す。図２７に示した例では、コンスタレーション平面の全体が、４つの領域１〜４に区切られている。

図２７に示した例において、領域１は、図２６に示した領域１と領域２とを統合した領域である。また、図２７の例に示した領域２〜４は、図２６に示した領域３〜５に相当する。図２８に示した例では、簡略化後の各領域について、式(１２)、式(１３)で示した計算式がそれぞれ適用されることが示されている。

この場合に、対数尤度比算出処理部１１０に設けられたＬＬＲ−７算出部１７１_１〜１７１_４は、それぞれ、図２７，２８に示した領域１〜４に対応する。したがって、ＬＬＲ−７算出部１７１_１〜１７１_４は、対応する領域の計算式に従って対数尤度比ＬＬＲ−７を算出すればよい。また、図１に示したＬＬＲ−７判別処理部１７２は、図２８に示した簡略化後の領域の範囲に基づいて、ＬＬＲ−７の算出に用いるＬＬＲ−７算出部１７１を選択すればよい。例えば、ＬＬＲ−７判別処理部１７２は、受信信号ｙ(Ｉ＋Ｑｊ)が属している領域を、|Ｉ|および|Ｑ|と定数との比較および領域１、２と領域３，４との境界を示す４つの直線との比較に基づいて特定することができる。したがって、ＬＬＲ−７判別処理部１７２は、例えば、比較器やアンドゲート、オアゲートなどを含む論理回路によって実現することができる。

以上に説明したように、対数尤度比ＬＬＲ−１〜ＬＬＲ−７の算出に関する場合分けを簡略化することができる。上述した簡略化では、計算式に従って算出される対数尤度比の値の範囲に基づいて、対数尤度比ＬＬＲ−１〜ＬＬＲ−７の算出に用いられる計算式の数を、元の６９通りから２２通りにまで削減している。

更に、対数尤度比ＬＬＲ−３の項で詳細に説明したように、確保対象領域以外の領域の再分割を含む簡略化手法を適用することにより、対数尤度比の算出に適用する計算式を選択する処理の簡略化を図ることができる。

これらの簡略化手法を適用したことにより、受信信号ｙから対数尤度比ＬＬＲ−１〜ＬＬＲ−７を算出する処理を、現実的な規模のハードウェアによって実現することが可能となる。

なお、上述した簡略化手法において、算出される対数尤度比の信頼性の高さを判定するための閾値Ｔｈとして、数値８Ａ^２／σ^２以外の値を用いることもできる。例えば、上述した数値８Ａ^２／σ^２よりも大きい閾値Ｔｈを用いて、上述した例よりも多くの確保対象領域を判別することも可能である。

また、受信装置の用途によっては、上述した例よりも、更にハードウェア量を削減することもできる。
(受信装置の別実施形態)
以上に説明した一の実施形態では、コンスタレーション平面において、受信信号ｙが分布する確率に大きな差がないことを前提としている。しかしながら、伝送経路において高いＳＮ比が保証される環境では、受信信号ｙが分布する確率は、上述した範囲で必ずしも一様ではない。

図２９に、高ＳＮ比での受信信号ｙの分布範囲の例を示す。図２９の例において、受信信号ｙの分布範囲は、細い実線で囲まれた範囲である。この範囲は、各信号点を中心とする半径σの円で示される領域の結びに相当する範囲である。

ここで、図２９に示した受信信号ｙの分布範囲と、図１２に示した対数尤度比ＬＬＲ−３の算出に関する場合分け例と比較する。この比較により、図１２に示した領域５，７は、受信信号ｙの分布範囲に含まれていないことが分かる。

つまり、高ＳＮ比が想定される受信装置に備えられる対数尤度比算出処理部１１０では、図１２に示した領域５，７に対応するＬＬＲ−３算出部１３１_５，１３１_７は不要となる。したがって、図１２，１３に示した場合分けは、更に簡略化することができる。

図３０，３１に、対数尤度比ＬＬＲ−３の算出に関する場合分けを簡略化した別の例を示す。図３０に示した例では、コンスタレーション平面は、５つの領域に区切られている。また、これらの５つの領域に対応する計算式が図３１に示されている。

図３０の例に示した領域１〜３は、図１２の例に示した領域１〜３に相当する。また、図３０に示した領域４は、図１２の例に示した領域４に上述した領域５を統合した領域に相当する。そして、図３０に示した領域５は、図１２の例に示した領域６に上述した領域７を統合した領域に相当する。

したがって、高ＳＮ比で動作する受信装置の対数尤度比算出処理部１１０は、対数尤度比ＬＬＲ−３の算出のために、上述した領域１〜５に対応してＬＬＲ−３算出部１３１_１〜１３１_５を備えればよい。これらのＬＬＲ−３算出部１３１_１〜１３１_５は、図３１に示した各領域に対応する計算式に従って、それぞれＬＬＲ−３を算出すればよい。

また、図３２に、ＬＬＲ−３判別処理部の一実施形態を示す。図３２の例では、ＬＬＲ−３判別処理部１３２には、入力端子Ｉ_Ｉ，Ｉ_Ｑを介して、受信信号ｙのＩ，Ｑ座標が入力される。そして、このＬＬＲ−３判別処理部１３２により、図３０，３１に示した領域１〜５に対応するＬＬＲ−３算出部１３１_１〜１３１_５のいずれかを選択する選択信号が生成される。これらの選択信号は、出力端子Ｎ１〜Ｎ５を介して出力される。

図３２に示したＬＬＲ−３判別処理部１３２の絶対値変換部(ａｂｓ)２１１，２１２は、受信信号ｙのＩ，Ｑ座標の入力に応じて、それぞれ|Ｉ|、|Ｑ|を出力する。絶対値変換部２１１の出力|Ｉ|は、比較器２１４，２１８，２１９、２２１，２２２，２２３の入力端子の一方に入力される。絶対値変換部２１２の出力|Ｑ|は、比較器２１５，２１６の入力端子の一方に入力される。また、加算器２１３により、絶対値変換部２１１，２１２の出力|Ｉ|、|Ｑ|の和が算出される。この|Ｉ|、|Ｑ|の和は、比較器２１７，２２０の入力端子の一方に入力される。

また、ＬＬＲ−３判別処理部１３２に設けられた端子Ｔ１〜Ｔ４には、定数４Ａ，８Ａ，１０Ａ，１２Ａに相当する閾値電圧が入力されている。図３２の例では、端子Ｔ１を介して入力される定数４Ａは、比較器２１４、２１８の入力端子の他方に接続されている。また、端子Ｔ２を介して入力される定数８Ａは、比較器２１５、２１６、２１９，２２１の入力端子の他方に接続されている。また、端子Ｔ３を介して入力される定数１０Ａは、比較器２２２，２２３の入力端子の他方に接続されている。そして、端子Ｔ４を介して入力される定数１２Ａは、比較器２１７、２２０の入力端子の他方に接続されている。

図３２の例では、アンドゲート２２４により、比較器２１４，２１５の出力の論理積が求められる。このアンドゲート２２４の出力は、図３１に示した領域１に受信信号ｙが属しているか否かを示す。したがって、アンドゲート２２４の出力は、ＬＬＲ−３算出部１３１_１を活性化する選択信号となる。この選択信号は、端子Ｎ１を介してセレクタ１３３に入力される。また、図３２の例では、アンドゲート２２５により、比較器２１６，２１７の出力の論理積が求められる。このアンドゲート２２５の出力は、図３１に示した領域２に受信信号ｙが属しているか否かを示す。したがって、アンドゲート２２５の出力は、ＬＬＲ−３算出部１３１_２を活性化する選択信号となる。この選択信号は、端子Ｎ２を介してセレクタ１３３に入力される。同様に、図３２の例に示したアンドゲート２２６は、比較器２１８，２１９，２２０の出力の論理積を求める。このアンドゲート２２６の出力は、図３１に示した領域３に受信信号ｙが属しているか否かを示す。したがって、アンドゲート２２６の出力は、ＬＬＲ−３算出部１３１_３を活性化する選択信号となる。この選択信号は、端子Ｎ３を介してセレクタ１３３に入力される。また、図３２の例に示したアンドゲート２２７は、比較器２２０，２２１，２２２の出力の論理積を求める。このアンドゲート２２７の出力は、図３１に示した領域４に受信信号ｙが属しているか否かを示す。故に、アンドゲート２２７の出力は、ＬＬＲ−３算出部１３１_４を活性化する選択信号となる。この選択信号は、端子Ｎ４を介してセレクタ１３３に入力される。また、図３２の例に示したアンドゲート２２８は、比較器２２０，２２３の出力の論理積を求める。このアンドゲート２２８の出力は、図３１に示した領域５に受信信号ｙが属しているか否かを示す。したがって、アンドゲート２２８の出力は、ＬＬＲ−３算出部１３１_５を活性化する選択信号となる。この選択信号は、端子Ｎ５を介してセレクタ１３３に入力される。

このように、２つの絶対値変換部２１１，２１２と、加算器２１３と、１０個の比較器２１４〜２２３と５つのアンドゲート２２４〜２２８を用いて、ＬＬＲ−３判別処理部１３２を実現することができる。

同様にして、対数尤度比ＬＬＲ−４の算出に関する場合分けを更に簡略化することができる。図２９に示した受信信号ｙの分布範囲と、図１６に示した対数尤度比ＬＬＲ−４の算出に関する場合分け例と比較する。この比較により、図１６に示した領域３，４は、受信信号ｙの分布範囲に含まれていないことが分かる。

つまり、高ＳＮ比が想定される受信装置に備えられる対数尤度比算出処理部１１０では、図１６に示した領域３，４に対応するＬＬＲ−４算出部１４１_３，１４１_４は不要となる。このことを利用して、図１６，１７に示した場合分けを、更に簡略化することができる。

図３３に、対数尤度比ＬＬＲ−４の算出に関する場合分けを簡略化した別の例を示す。図３３(ａ)に示した例では、コンスタレーション平面は、２つの領域に区切られている。また、これらの２つの領域に対応する計算式が図３３(ｂ)に示されている。

図３３(ａ)の例では、図１６に示した領域１のうち、|Ｉ|≧８Ａの範囲が、受信信号ｙの分布範囲に含まれていないことに着目し、領域１について再分割を行っている。この再分割では、領域１のうち、この|Ｉ|≧８Ａの範囲が領域１から分離される。そして、領域１から分離された範囲と、図１６に示した領域３，４とが領域２に統合されている。このような再分割を適用した簡略化により、図３３(ａ)に示したように、コンスタレーション平面は、|Ｉ|＝８Ａを境界線としてすっきりと２つに区切られる。

したがって、高ＳＮ比で動作する受信装置の対数尤度比算出処理部１１０は、対数尤度比ＬＬＲ−４の算出のために、上述した領域１，２に対応して、２つのＬＬＲ−４算出部１４１_１〜１４１_２を備えればよい。これらのＬＬＲ−４算出部１４１_１〜１４１_２は、図３３(ｂ)に領域に対応して示した計算式に従って、それぞれＬＬＲ−４を算出すればよい。

同様にして、対数尤度比ＬＬＲ−７の算出に関する場合分けを更に簡略化することができる。図２９に示した受信信号ｙの分布範囲と、図２７に示した対数尤度比ＬＬＲ−７の算出に関する場合分け例と比較する。この比較により、図１７に示した領域３，４は、受信信号ｙの分布範囲に含まれていないことが分かる。

つまり、高ＳＮ比が想定される受信装置に備えられる対数尤度比算出処理部１１０では、図２７に示した領域３，４に対応するＬＬＲ−７算出部１７１_３，１７１_４は不要となる。このことを利用して、図２７，２８に示した場合分けを、更に簡略化することができる。

図３４に、対数尤度比ＬＬＲ−７の算出に関する場合分けを簡略化した別の例を示す。図３４(ａ)に示した例では、コンスタレーション平面は、２つの領域に区切られている。また、これらの２つの領域に対応する計算式が図３４(ｂ)に示されている。

図３４(ａ)の例では、図２７に示した領域１のうち、|Ｑ|≧８Ａの範囲が、受信信号ｙの分布範囲に含まれていないことに着目し、領域１について再分割を行っている。この再分割では、領域１のうち、この|Ｑ|≧８Ａの範囲が領域１から分離される。そして、領域１から分離された範囲と、図２７に示した領域３，４とが領域２に統合されている。このような再分割を適用した簡略化により、図３４(ａ)に示したように、コンスタレーション平面は、|Ｑ|＝８Ａを境界線としてすっきりと２つに区切られる。

したがって、高ＳＮ比で動作する受信装置の対数尤度比算出処理部１１０は、対数尤度比ＬＬＲ−７の算出のために、上述した領域１，２に対応して、２つのＬＬＲ−７算出部１７１_１〜１７１_２を備えればよい。これらのＬＬＲ−７算出部１７１_１〜１７１_２は、図３４(ｂ)に各領域に対応して示した計算式に従って、それぞれＬＬＲ−７を算出すればよい。

図３５に、受信装置の別実施形態を示す。なお、図３５に示した構成要素のうち、図１に示した構成要素と同等のものについては、同一の符号を付して示し、その説明は省略する。

図３５に示した受信装置には、高ＳＮ比での受信信号の分布範囲を考慮した場合分けの簡略化が適用されている。図１に示した受信装置と図３５に示した受信装置とを比べると、ＬＬＲ−３算出部１３１の数が、７個から５個に削減されている。また、ＬＬＲ−４算出部１４１およびＬＬＲ−７算出部１７１の数が、それぞれ４個から２個に削減されている。したがって、図３５に示した受信装置の例では、対数尤度比の算出に関する場合分けの総数は、１６通りとなる。

また、図３５に示した受信装置では、ＬＬＲ−３算出部１３１_１〜１３１_５のそれぞれに、受信信号ｙが入力されている。これらのＬＬＲ−３算出部１３１_１〜１３１_５は、ＬＬＲ−３判別処理部１３２からの選択信号によって活性化されたときに、対数尤度比ＬＬＲ−３を算出するための演算処理を行う。同様に、図３５に示した例では、ＬＬＲ−４算出部１４１_１、１４１_２のそれぞれに、受信信号ｙが入力されている。これらのＬＬＲ−４算出部１４１_１、１４１_２は、ＬＬＲ−４判別処理部１４２からの選択信号によって活性化されたときに、対数尤度比ＬＬＲ−４を算出するための演算処理を行う。また、図３５に示した例では、受信信号ｙは、ＬＬＲ−６算出部１６１_１〜１６１_４にも入力されている。これらのＬＬＲ−６算出部１６１_１〜１６１_４は、ＬＬＲ−６判別処理部１６２からの選択信号によって活性化されたときに、対数尤度比ＬＬＲ−６を算出するための演算処理を行う。同様に、図３５に示した例では、受信信号ｙは、ＬＬＲ−７算出部１７１_１、１７１_２にも入力されている。これらのＬＬＲ−７算出部１７１_１、１７１_２は、ＬＬＲ−７判別処理部１７２からの選択信号によって活性化されたときに、対数尤度比ＬＬＲ−７を算出するための演算処理を行う。

図１および図３５に示した例のように、複数の計算式のうちどれを使うかを選択した後に、対応する計算式による演算処理を行う構成では、選択される計算式に対応する演算処理のみが実行される。したがって、対数尤度比ＬＬＲ−１〜ＬＬＲ−７を算出する際の消費電力を低減することができる。

なお、ＬＬＲ−３算出部１３１_１〜１３１_５、ＬＬＲ−４算出部１４１_１、１４１_２、ＬＬＲ−６算出部１６１_１〜１６１_４およびＬＬＲ−７算出部１７１_１、１７１_２が、受信信号ｙの入力と同時に対数尤度比の算出を開始するように構成することもできる。

以上に説明したように、本件開示の受信装置では、場合分けの簡略化を適用することにより、対数尤度比ＬＬＲ−１〜ＬＬＲ−７を算出する処理を現実的なサイズのハードウェアによって実現することが可能である。

また、以上に説明した一の実施形態の受信装置および別実施形態の受信装置は、いずれも、受信信号のコンスタレーション平面での位置に応じて、各ビットの対数尤度比を算出するための対数尤度比算出部を選択する仕組みを備えている。この仕組みは、上述したように、各ビットについての場合分けで、受信信号が確保対象領域に属している場合は、当該確保対象領域に対応する計算式を適用するように対数尤度比算出部を選択する。そして、受信信号が確保対象領域に属していない場合は、予め特定された確保対象領域に対応する計算式のいずれかを適用するように対数尤度比算出部が、上述した仕組みにより選択される。つまり、図１または図３５に例示した受信装置は、本件開示の受信方法を適用した受信装置の一例である。

図３６に、対数尤度比の算出に関する場合分けを簡略化した効果を説明する図を示す。図３６(ａ)に、対数尤度比ＬＬＲ−１〜ＬＬＲ−７の算出に関する場合分けの数を、簡略化前と一の実施形態と別実施形態とについて対応して示す。また、図３６(ｂ)に、簡略化前と一の実施形態と別実施形態とについてのシミュレーション結果を示す。

図３６(ａ)から明らかなように、本件開示の一の実施形態では、場合分けの総数は２２通りとなっており、簡略化前の約３分の１である。更に、本件開示の別実施形態では、場合分けの総数は１６通りと、簡略化前の約４分の１にまで削減されている。

本出願人は、簡略化前の場合分けを適用した受信装置、一の実施形態の受信装置および別実施形態の受信装置について、高ＳＮ比の範囲(２２ｄＢ〜２３．５ｄＢ)において、ＬＤＰＣ復号処理のシミュレーションを行った。シミュレーションに用いた符号は、マイクロ波多重無線装置用の符号長４５６０、符号化率５５／５８の修正アレーＬＤＰＣ符号である。また、各受信装置についてのシミュレーションは、ＬＤＰＣ復号アルゴリズムとしてNormalized Min-sumアルゴリズムを用いて、復号処理の最大繰り返し回数に２０回を設定して行った。

図３６(ｂ)に示したシミュレーション結果から明らかなように、一の実施形態の受信装置および別実施形態の受信装置で実現されるＢＥＲ(Bit Error Rate)は、簡略化前の場合分けを適用した受信装置で実現されるＢＥＲと同等であった。

つまり、本件開示の受信装置および本件開示の受信方法を適用した受信装置によれば、受信特性を維持しつつ、対数尤度比の算出のために備えるハードウェア量の削減を図ることができる。

なお、上述した一の実施形態および別の実施形態において説明した場合分けの簡略化手法は、図２に例示した１２８ＱＡＭのコンスタレーション平面に限らず、ほかのコンスタレーション平面にも適用可能である。

以上の説明に関して、更に、以下の各項を開示する。
(付記１) 送信データに対応する信号点が配置されたコンスタレーション平面において、各ビットについての対数尤度比を算出するための計算式が前記コンスタレーション平面における座標についての同一の関数で表される領域ごとに、前記座標に対応する各ビットの対数尤度比をそれぞれ算出する対数尤度比算出部と、
前記受信信号の前記コンスタレーション平面における位置に基づいて、前記各ビットの対数尤度比の算出に適用する対数尤度比算出部を選択する選択処理部と、
を備え、
前記各ビットの対数尤度比を算出する前記対数尤度比算出部は、算出され得る対数尤度比の絶対値の最小値が所定の閾値以下となる確保対象領域を含む少なくとも一つの前記領域について設けられ、
前記選択処理部は、
前記各ビットについて設けられた前記対数尤度比算出部に対応する前記少なくとも一つの領域のいずれにも前記受信信号が含まれない場合に、前記受信信号に対応する当該ビットの対数尤度比の算出を、前記少なくとも一つの領域のいずれかに対応する対数尤度比算出部に振り分ける振り分け部と、
を備えた
ことを特徴とする受信装置。
(付記２) 付記１に記載の受信装置において、
前記振り分け部は、
各ビットについての対数尤度比を算出するための計算式の種類に対応して前記コンスタレーション平面を区分した複数の領域のうち、前記確保対象領域以外の領域の少なくとも一部を前記少なくとも一つの確保対象領域のいずれかに統合して形成される領域区分に従って、前記受信信号に対応する前記各ビットの対数尤度比の算出を振り分ける対数尤度比算出部を特定する特定部を備える
ことを特徴とする受信装置。
(付記３) 付記２に記載の受信装置において、
前記特定部は、
前記複数の領域を区切る境界線であって、前記コンスタレーション平面の両方の座標軸に交差する境界線のうち、前記少なくとも一つの確保対象領域のいずれかと別の確保対象領域との境界線を表す方程式を用いて、前記受信信号に対応する前記各ビットの対数尤度比の算出を振り分ける対数尤度比算出部を特定する
ことを特徴とする受信装置。
(付記４) 付記２に記載の受信装置において、
前記確保対象領域以外の領域の少なくとも一部の前記少なくとも一つの確保対象領域のいずれかへの統合は、統合先の確保対象領域に対応する計算式で算出した対数尤度比の絶対値が前記所定の閾値より大きくなるように行われる
ことを特徴とする受信装置。
(付記５) 付記１に記載の受信装置において、
前記選択処理部は、
前記少なくとも一つの確保対象領域のうち、前記受信信号が分布する確率が所定の閾値以下である領域に受信信号が含まれる場合に、前記受信信号に対応する対数尤度比の算出を、他の確保対象領域のいずれかに対応する対数尤度比算出部に振り替える振り替え部を備えた
ことを特徴とする受信装置。
(付記６) 送信データに対応する信号点が配置されたコンスタレーション平面における受信信号の位置に基づいて、各ビットについての対数尤度比を算出するための計算式が前記コンスタレーション平面における座標についての同一の関数で表される領域のうち、前記受信信号が含まれる領域を前記各ビットについて特定し、
前記特定された領域が、算出され得る対数尤度比の絶対値の最小値が所定の閾値以下となる確保対象領域を含む少なくとも一つの前記領域のいずれかである場合に、前記特定された領域に対応する計算式を用いて、前記受信信号に対応する対数尤度比を算出し、
前記特定された領域が、前記確保対象領域を含む少なくとも一つの前記領域のいずれでもない場合に、前記特定された領域に対応する計算式の代わりに、前記確保対象領域を含む少なくとも一つの前記領域のいずれかに対応する計算式を用いて、前記受信信号に対応する対数尤度比を算出する
ことを特徴とする受信方法。

１０１ アンテナ
１０２ 受信回路
１０３ 低密度パリティ検査(ＬＤＰＣ)復号器
１０４ 出力ポート
１１０ 対数尤度比算出処理部
１１１ ＬＬＲ−１算出部
１２１ ＬＬＲ−２算出部
１３１ ＬＬＲ−３算出部
１３２ ＬＬＲ−３判別処理部
１３３，１４３，１５３，１６３，１７３ セレクタ
１４１ ＬＬＲ−４算出部
１４２ ＬＬＲ−４判別処理部
１５１ ＬＬＲ−５算出部
１６１ ＬＬＲ−６算出部
１６２ ＬＬＲ−６判別処理部
１７１ ＬＬＲ−７算出部
１７２ ＬＬＲ−７判別処理部
２１１，２１２ 絶対値変換部
２１３ 加算器
２１４〜２２３ 比較器
２２４〜２２８ アンドゲート

Claims (5)

1. 送信データに対応する信号点が配置されたコンスタレーション平面において、各ビットについての対数尤度比を算出するための計算式が前記コンスタレーション平面における座標についての同一の関数で表される領域ごとに、前記座標に対応する各ビットの対数尤度比をそれぞれ算出する対数尤度比算出部と、
   前記受信信号の前記コンスタレーション平面における位置に基づいて、前記各ビットの対数尤度比の算出に適用する対数尤度比算出部を選択する選択処理部と、
   を備え、
   前記各ビットの対数尤度比を算出する前記対数尤度比算出部は、算出され得る対数尤度比の絶対値の最小値が所定の閾値以下となる確保対象領域を含む少なくとも一つの前記領域について設けられ、
   前記選択処理部は、
   前記各ビットについて設けられた前記対数尤度比算出部に対応する前記確保対象領域を含む少なくとも一つの領域のいずれにも前記受信信号が含まれない場合に、前記受信信号に対応する当該ビットの対数尤度比の算出を、前記確保対象領域を含む少なくとも一つの領域のいずれかに対応する対数尤度比算出部に振り分ける振り分け部を備えた
   ことを特徴とする受信装置。
2. 請求項１に記載の受信装置において、
   前記振り分け部は、
   各ビットについての対数尤度比を算出するための計算式の種類に対応して前記コンスタレーション平面を区分した複数の領域のうち、前記確保対象領域以外の領域の少なくとも一部を前記少なくとも一つの確保対象領域のいずれかに統合して形成される領域区分に従って、前記受信信号に対応する前記各ビットの対数尤度比の算出を振り分ける対数尤度比算出部を特定する特定部を備える
   ことを特徴とする受信装置。
3. 請求項２に記載の受信装置において、
   前記特定部は、
   前記複数の領域を区切る境界線であって、前記コンスタレーション平面の両方の座標軸に交差する境界線のうち、前記少なくとも一つの確保対象領域のいずれかと別の確保対象領域との境界線を表す方程式を用いて、前記受信信号に対応する前記各ビットの対数尤度比の算出を振り分ける対数尤度比算出部を特定する
   ことを特徴とする受信装置。
4. 請求項１に記載の受信装置において、
   前記選択処理部は、
   前記少なくとも一つの確保対象領域のうち、前記受信信号が分布する確率が所定の閾値以下である領域に受信信号が含まれる場合に、前記受信信号に対応する対数尤度比の算出を、他の確保対象領域のいずれかに対応する対数尤度比算出部に振り替える振り替え部を備えた
   ことを特徴とする受信装置。
5. 送信データに対応する信号点が配置されたコンスタレーション平面における受信信号の位置に基づいて、各ビットについての対数尤度比を算出するための計算式が前記コンスタレーション平面における座標についての同一の関数で表される領域のうち、前記受信信号が含まれる領域を前記各ビットについて特定し、
   前記特定された領域が、算出され得る対数尤度比の絶対値の最小値が所定の閾値以下となる確保対象領域を含む少なくとも一つの前記領域のいずれかである場合に、前記特定された領域に対応する計算式を用いて、前記受信信号に対応する対数尤度比を算出し、
   前記特定された領域が、前記確保対象領域を含む少なくとも一つの前記領域のいずれでもない場合に、前記特定された領域に対応する計算式の代わりに、前記確保対象領域を含む少なくとも一つの前記領域のいずれかに対応する計算式を用いて、前記受信信号に対応する対数尤度比を算出する
   ことを特徴とする受信方法。

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