JP6054055B2 - ソフトデマッピング装置および方法並びに記録媒体 - Google Patents

Description

本発明は、ソフトデマッピング装置および方法に係り、より詳しくは、信号空間ダイバーシティー（Ｓｉｇｎａｌ Ｓｐａｃｅ Ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ）方式を用いるシステムのソフトデマッピング装置および方法に関する。

現在、フェージングチャネルでビット誤差率（ＢＥＲ：Ｂｉｔ Ｅｒｒｏｒ Ｒａｔｅ）性能を向上させるための信号空間ダイバーシティー（ＳＳＤ：Ｓｉｇｎａｌ Ｓｐａｃｅ Ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ）に対する研究が盛んに行われている。
このような信号空間ダイバーシティーを取得するためには、ＱＡＭ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号を特定の角度だけ回転させた後、ＩチャネルとＱチャネルを相互にインターリビングして送信することを行う。

ここで、受信部においては、ＩチャネルとＱチャネルの送信信号が互いに異なるチャネル利得を有することでダイバーシティーが獲得される。
特に、受信部でＩまたはＱチャネルのいずれか１つのチャネルをなくす消失チャネル（ｅｒａｓｕｒｅ ｃｈａｎｎｅｌ）、または０ｄＢエコチャンネル（Ｅｃｈｏ ｃｈａｎｎｅｌ）で相当な性能利得が取得される。
簡単なインターリビング方法において、Ｑチャネル遅延を有するｒｏｔａｔｅｄ（またはｔｉｌｔｅｄ）ＱＡＭ信号が用いられてもよく、これはデジタル放送システムなどで標準として採択されて用いられている。

しかし、このようなシステムでは、ローテーションによりＩチャネルとＱチャネルとの間に相関度が発生し、ソフトデマッパ、例えば対数尤度比（ｌｏｇ ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ ｒａｔｉｏ：ＬＬＲ）の算出の演算量を増加させることになる。
受信機としてＭＬ（Ｍａｘｉｍｕｍ Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ）方式を用いるとき、ｎｏｎ−ｒｏｔａｔｅｄＱＡＭではＩチャネルとＱチャネルが独立的であるため、２つのＰＡＭ（Ｐｕｌｓｅ Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）を受信するものと見なされる。すなわち、２^ｍ ＱＡＭの場合、２×２^２／ｍ個の１次元ＬＬＲ算出を必要とする。
しかしｒｏｔａｔｅｄＱＡＭの場合、ＩとＱ信号は互いに関連性を有するため、ここでは２次元のＬＬＲ算出を必要とする。
また、このような距離は２^ｍ個だけ必要とするため、高変調である場合は、ソフトデマッピング（ｓｏｆｔ ｄｅｍａｐｐｉｎｇ）アルゴリズムが受信機のほとんどの演算量を占めることになる。

これは、ＩチャネルとＱチャネルの他のチャネル利得によってＬＬＲの算出時に２次元のユークリッド距離の算出を必要とするだけでなく、信号数だけのユークリッド距離の算出を必要とするためである。
したがって、受信機の複雑さを減らすためには少ない演算量を有するソフトデマッピングアルゴリズムが求められる。
前述した受信機の複雑さを減らすために最大ログ近似法（Ｍａｘ−Ｌｏｇ ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｉｏｎ）が提案されたが（例えば、全体検索）、これには回転した信号数だけ２次元の距離算出が必要である。

このような演算量を減らすためにサブ領域（ｓｕｂ ｒｅｇｉｏｎ）に分けて算出する方法が提案されたが、この方法では、全体検索対比演算量を減らすことは可能であるものの、高変調の場合には依然として演算量が多く、全体の検索対比性能が劣化する恐れがあった。

一方、ｎｏｎ−ｒｏｔａｔｅｄＱＡＭは、ＩチャネルとＱチャネルを独立的にＬＬＲの算出ができるため、最大ログ近似法の場合、距離算出もＩまたはＱの１次元で算出することができるため演算量を軽減することができる。
また、この方法では、正規化されたＬＬＲ値（例えば、受信機を通過した信号電力が１になるよう正規化した場合）が、受信された信号の位置に応じて予め算出することもできる。
さらに、この方法を用いて部分的に線形化する場合、１次元のテーブルを用いて簡単に算出できるため、全体検索対比の性能劣化がない。
したがって、ｒｏｔａｔｅｄＱＡＭソフトデマッパの演算量をｎｏｎ−ｒｏｔａｔｅｄＱＡＭ信号のソフトデマッパのレベルに引き下げることのできる装置を開発することが必要となっている。

上記のような装置の例として、送信端の逆過程でチャネル利得の正規化及び逆回転のような前処理器が考えられ、このような装置は、ｎｏｎ−ｒｏｔａｔｅｄＱＡＭのソフトデマッパを使用し、少ない演算量の設計を可能にするはずである。
しかし、上記のような構成は、所望するダイバーシティーを取得することができず、消失チャネルではエラーフロア（ｅｒｒｏｒ ｆｌｏｏｒｉｎｇ）が発生する。
そのため、低い複雑度を有しながらも低複雑度設計による性能劣化を減らすことのできる前処理器が必要になっている。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、少ない演算量を有しながらもビットの誤差確率を低下させることのできるソフトデマッピング装置を提供することにある。
また、本発明の目的は、ｒｏｔａｔｅｄＱＡＭ信号から２次元のＬＬＲ値算出を行うことにおいて、演算量を低くするために１次元のＬＬＲ値を算出するための前処理器を提供することにある。
また、本発明の目的は、ダイバーシティーをさらに取得するために多様な干渉除去方式を用いた前処理器を提供することにある。

上記目的を達成するためになされた本発明の一態様によるソフトデマッピング装置は、Ｉチャネルを介して受信したＩ信号及びＱチャネルを介して受信したＱ信号に変調された信号に対応するｒｏｔａｔｅｄＱＡＭ信号を受信する受信部と、線形干渉除去器と非線形干渉除去器とを含み、前記ｒｏｔａｔｅｄＱＡＭ信号に含まれた干渉を除去する１つ以上の干渉除去器と、前記Ｉチャネル及びＱチャネルの信号のうち閾値以上のチャネル利得を有する信号を判断し、上記Ｉチャネル及び前記Ｑチャネルに対するチャネル利得に基づいて、前記線形干渉除去器と前記非線形干渉除去器のいずれか１つを選択する判断部と、干渉が除去されたｒｏｔａｔｅｄＱＡＭ信号を１次元でソフトデマッピングするデマッピング処理部と、を備えることを特徴とする。

前記デマッピング処理部は、前記干渉が除去されたｒｏｔａｔｅｄＱＡＭ信号と前記ｒｏｔａｔｅｄＱＡＭ信号に対応するチャネル利得に基づいてＬＬＲ（Ｌｏｇ Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ Ｒａｔｉｏ）を１次元で演算することが好ましい。

前記ｒｏｔａｔｅｄＱＡＭ信号は、それぞれ１つ以上のデータビットを有するコンスタレーションを用いてマッピングされたＩ信号及びＱ信号に変調し、前記変調されたＩ信号及びＱ信号を所定の角度で回転または傾斜された形態の信号であることが好ましい。

前記受信部は、推定されたチャネル情報を用いて前記それぞれのＩチャネル及びＱチャネルを補償することが好ましい。

前記干渉除去器は、前記チャネル利得の大きい信号に該当する信号を前記受信したＩチャネル及びＱチャネルの信号のうち、前記判断されたチャネル利得の大きい信号に該当する信号のチャネルだけから線形干渉を除去し、前記線形干渉が除去されたチャネルのみを用いて送信シンボルを決定して受信シンボルから除去することによって非線形干渉除去を行って、前記デマッピング処理部は、前記線形干渉及び前記非線形干渉が除去された信号をそれぞれ１次元でデマッピングすることが好ましい。

前記閾値は、前記Ｉチャネル及びＱチャネルの信頼度を判断する基準値を含むことが好ましい。

前記干渉除去器は、前記チャネル利得の高いチャネルから前記Ｉチャネル及びＱチャネルの信号のうち、前記判断されたチャネル利得の大きい信号に該当する信号のチャネルだけから線形干渉除去し、前記線形干渉が除去されたチャネルのみを用いて送信シンボルを決定して受信シンボルから除去することによって、チャネル利得の低いチャネルから非線形に干渉を除去し、前記デマッピング処理部は、前記チャネル利得の高いチャネルを介して前記ｒｏｔａｔｅｄＱＡＭ信号を１次元でデマッピングすることが好ましい。

前記干渉除去器は、線形干渉除去器を用いて前記ｒｏｔａｔｅｄＱＡＭ信号の干渉を除去してもよい。

前記干渉除去器は、線形干渉除去器を用いて前記ｒｏｔａｔｅｄＱＡＭ信号を１次干渉除去した後、前記１次干渉除去されたｒｏｔａｔｅｄＱＡＭ信号を、非線形干渉除去器を用いて２次干渉を除去し、
前記デマッピング処理部は、前記２次干渉除去されたｒｏｔａｔｅｄＱＡＭ信号を１次元でデマッピングすることが好ましい。

前記判断部の判断の結果、前記Ｉチャネル及びＱチャネルのチャネル利得が同じ範囲内の値を有する場合、前記干渉除去器は、線形干渉除去器と非線形干渉除去器を全て用いて前記ｒｏｔａｔｅｄＱＡＭ信号の干渉を除去し、前記デマッピング処理部は、線形干渉除去器を用いて干渉が除去された前記ｒｏｔａｔｅｄＱＡＭ信号と非線形干渉除去器を用いて干渉が除去された前記ｒｏｔａｔｅｄＱＡＭ信号とを線形組み合わせて１次元でデマッピングすることが好ましい。

上記目的を達成するためになされた本発明の一態様によるソフトデマッピング方法は、Ｉチャネルを介して受信したＩ信号及びＱチャネルを介して受信したＱ信号に変調された信号に対応するｒｏｔａｔｅｄＱＡＭ信号を受信するステップと、線形干渉除去器と非線形干渉除去器とを含む干渉除去器を用いて前記ｒｏｔａｔｅｄＱＡＭ信号に含まれた干渉を除去するステップと、前記Ｉチャネル及びＱチャネルの信号のうち閾値以上のチャネル利得を有する信号を判断し、上記Ｉチャネル及び前記Ｑチャネルに対するチャネル利得に基づいて、前記線形干渉除去器と前記非線形干渉除去器のいずれか１つを選択するステップと、前記干渉が除去されたｒｏｔａｔｅｄＱＡＭ信号を１次元でソフトデマッピングするステップと、を含むことを特徴とする。

本発明のソフトデマッピング装置によれば、少ない演算量を有しながらもビットの誤差確率を低下させることのできるソフトデマッピングアルゴリズムを提供することができる。
また、ｒｏｔａｔｅｄＱＡＭ信号から２次元のＬＬＲ値算出を行うことにおいて、演算量を低くするために１次元のＬＬＲ値を算出することができる。
また、ダイバーシティーをさらに取得するために多様な干渉除去方式を用いることができる。

本発明の一実施形態によるソフトデマッピング装置の構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態によるソフトデマッピング方法のフローチャートである。 本発明の一実施形態によるソフトデマッピング方法を説明するためのフローチャートである。 本発明の一実施形態によるソフトデマッピング方法によって６４ＱＡＭのＬＬＲから取得したビットの誤差確率グラフである。 本発明の一実施形態によるソフトデマッピング方法によって２５６ＱＡＭのＬＬＲから取得したビットの誤差確率グラフである。 本発明の一実施形態によるソフトデマッピング方法によって２５６ＱＡＭのＬＬＲ値をＬＤＰＣデコーダの入力値として用いた後に取得したビットの誤差確率グラフである。

以下、図面を参照して、本発明のソフトデマッピング装置およびソフトデマッピング方法を実施するための形態の具体例を、詳細に説明するが、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。

以下の説明において、関連する公知機能または構成に対する具体的な説明が、本発明の要旨を不要に曖昧にすると判断される場合には、その詳細な説明を省略する。そして、本明細書で用いられる用語（ｔｅｒｍｉｎｏｌｏｇｙ）は、本発明の実施形態を適切に表現するために用いられた用語であって、ユーザ、運用者の意図、または本発明が属する分野の慣例などによって変わることができる。したがって、本用語に対する定義は、本明細書の全般にわたる内容に基づいて下されたものでなければならない。

図１は、本発明の一実施形態によるソフトデマッピング装置の構成を示すブロック図である。
図１を参照すれば、本発明の一実施形態によるソフトデマッピング装置は、ｒｏｔａｔｅｄＱＡＭ信号を受信する受信部１１０、ｒｏｔａｔｅｄＱＡＭ信号に含まれた干渉を除去する１つ以上の干渉除去器１２０、及び干渉が除去されたｒｏｔａｔｅｄＱＡＭ信号を１次元でソフトデマッピングするデマッピング処理部１３０から構成される。

本実施形態のデマッピング処理部１３０は、干渉が除去されたｒｏｔａｔｅｄＱＡＭ信号とｒｏｔａｔｅｄＱＡＭ信号に対応するチャネル利得に基づいてＬＬＲ（Ｌｏｇ Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ Ｒａｔｉｏ）を１次元で演算する。
ＱＡＭ信号は、それぞれ１つ以上のデータビットを有するコンスタレーション（ｃｏｎｓｔｅｌｌａｔｉｏｎ）を用いてマッピングされたＩ信号及びＱ信号に変調し、変調されたＩ信号及びＱ信号を所定の角度で回転または傾斜形態の信号であってもよい。
本実施形態の受信部１１０は、Ｉ信号及びＱ信号をそれぞれＩチャネル及びＱチャネルを介して受信し、推定されたチャネル情報を用いてそれぞれのＩチャネル及びＱチャネルを補償する。

図１を参照すれば、本実施形態によるソフトデマッピング装置は、２つのチャネル信号のうちチャネル利得が大きい信号を判断し、すでに設定された閾値に基づいてチャネル利得レベルを判断する判断部をさらに有する。

以下、図２を参照してソフトデマッピング方法を説明する。
図２は、本発明の一実施形態によるソフトデマッピング方法のフローチャートである。
本実施形態によるソフトデマッピング装置は、受信部１１０によってｒｏｔａｔｅｄＱＡＭ信号を受信し（Ｓ２１０）、１つ以上の干渉除去器を用いてｒｏｔａｔｅｄＱＡＭ信号に含まれた干渉を除去する（Ｓ２２０）。

本実施形態においては、多様な干渉除去器のうちどの干渉除去器を用いて干渉を除去するかを、閾値によって選択してもよい。
ここで、閾値は、２つのチャネルに対する信号対雑音と干渉比（ＳＩＮＲ：Ｓｉｇｎａｌ ｔｏ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ｐｌｕｓ Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ）のような２つのチャネルの信頼度を比較する基準値、及び２つのチャネルのうち消失チャネルを区分する基準値などを意味する。

本実施形態において、ソフトデマッピング装置は、判断部を用いて２つのチャネルに対するチャネル利得に基づいて１つ以上の干渉除去器のいずれか１つを選択してもよく、選択された干渉除去器１２０を用いて干渉を除去し、デマッピング処理部１３０を用いてｒｏｔａｔｅｄＱＡＭ信号をデマッピングする（Ｓ２３０）。

本実施形態によるソフトデマッピング装置は、２つのチャネルの信号のうちチャネル利得が大きい信号を判断する場合、干渉除去器１２０を用いてチャネル利得の大きい信号に該当する信号を受信した２つのチャネルから線形干渉を除去し、線形干渉の除去された信号の送信シンボルを決定して受信シンボルから除去することによって非線形干渉を除去してもよい。
ここで、デマッピング処理部１３０は、２つの干渉が除去された信号をそれぞれ１次元でデマッピングしてもよい。

本実施形態によるソフトデマッピング装置は、判断部の判断結果、２つのチャネルのうちチャネル利得の高いチャネルが選択された場合、チャネル利得の高いチャネルだけで干渉を除去した後、ＰＡＭ信号と信号の信頼度によって１次ソフトデマッピングしてもよい。
また、ソフトデマッピング装置は、チャネル利得の高いチャネルを干渉除去した後、信号から送信シンボルを決定（ここで、送信シンボルの決定は硬判定と軟判定を含む）して受信信号から除去した後、チャネルを等化する干渉除去器を用いることでチャネル利得の低いチャネルに該当する送信シンボルに対するソフトデマッピングを行なってもよい。

本実施形態において、デマッピング処理部１３０は、干渉が除去されたＱＡＭ信号、例えば、２つのＰＡＭ信号と干渉除去の後に各信号のチャネルの利得に基づいてＬＬＲを１次元で演算する。
また、デマッピング処理部１３０は、干渉除去器１２０によってＩチャネルとＱチャネルを区分した２つのＰＡＭ信号

を入力値として１次元のＬＬＲを算出する。
ここで、１次元のＬＬＲ算出は、予め算出されてテーブルで格納されてもよく、これを用いて正規化されたＬＬＲ値を算出してもよい。

１次元テーブルは、ｎｏｎ−ｒｏｔａｔｅｄＱＡＭで同一に用いられることによって不連続的な形態のＬＬＲ値を反映する。
デマッピング処理部１３０は、干渉除去後のＳＩＮＲに該当するソフトスケーリング値β_Ｉとβ_Ｑを入力して、先に算出した正規化されたＬＬＲ値をスケーリングすることによって最終のＬＬＲ値を取得する。

以下、ソフトデマッピング装置を用いて多様な干渉除去器のいずれか１つ以上を選択して、ＱＡＭ信号の干渉除去の後デマッピングする過程について説明する。
図３は、本発明の一実施形態によるソフトデマッピング方法を説明するためのフローチャートである。
図３を参照すれば、本実施形態のソフトデマッピング装置は、２つのチャネルρＩ、ρＱのうちチャネル利得が良好な１つのチャネルのみを用いて１次元における送信シンボルを決定し、送信シンボルを除去した後に選択されたチャネルを用いてＬＬＲを算出することが好ましい。

例えば、本判断部の判断結果、２つのチャネルのうちチャネル利得の高いチャネルが選択された場合、干渉除去器１２０は、チャネル利得の高いチャネルで２つのチャネル信号を線形干渉除去し、線形干渉除去された信号の送信シンボルを決定して受信シンボルから除去することによって、チャネル利得の低いチャネルで非線形に干渉を除去し、デマッピング処理部１３０は、チャネル利得が高いチャネルを介してＱＡＭ信号を１次元でデマッピングする。

本実施形態において、ソフトデマッピング装置は、ＩチャネルとＱチャネルのうち１つのチャネルのみが良好な場合、良好なチャネルから干渉除去によってＩチャネルとＱチャネルに該当するＬＬＲ値を算出する過程で、非線形干渉除去器を用いて次の表１のように演算する。

本実施形態において、ソフトデマッピング装置は、２つのチャネルのチャネル利得がいずれも良好であるかあるいはいずれも悪い場合、線形干渉除去器を用いて干渉を除去し、ＬＬＲ値を演算する。
例えば、ソフトデマッピング装置において、判断部の判断結果、２つのチャネルのチャネル利得がいずれも高いかあるいはいずれも低い場合、干渉除去器１２０は、線形干渉除去器を用いてｒｏｔａｔｅｄＱＡＭ信号の干渉を除去し、干渉が除去されたｒｏｔａｔｅｄＱＡＭ信号によってＬＬＲ値を演算する。

図３を参照すれば、本実施形態によるソフトデマッピング装置は、ＩチャネルとＱチャネルの、チャネルの利得がいずれも良好であるかあるいはいずれも悪い場合、線形干渉除去器を含む前処理器（１）３１０を用いて、下記の表２に示すようにＬＬＲ値を演算する。

本実施形態において、ソフトデマッピング装置は、前処理器（１）３１０の場合、ゼロ信号フォーシング等化器（ｚｅｒｏ ｆｏｒｃｉｎｇ ｅｑｕａｌｉｚｅｒ）のような線形干渉除を用いてもよく、ゼロ信号フォーシング等化器は正規化過程と逆回転過程によって干渉を除去することができる。

本実施形態において、ソフトデマッピング装置は、２つのチャネルのチャネル利得がいずれも良好であるかあるいはいずれも悪い場合、線形干渉除去器で１次干渉除去の後に非線形干渉除去器で２次干渉除去された値をデマッピングしてもよい。
例えば、ソフトデマッピング装置において、判断部の判断の結果、２つのチャネルのチャネル利得がいずれも高いかあるいはいずれも低い場合、干渉除去器１２０は、線形干渉除去器を用いてｒｏｔａｔｅｄＱＡＭ信号を１次干渉を除去した後、１次干渉除去されたｒｏｔａｔｅｄＱＡＭ信号を、非線形干渉除去器を用いて２次干渉を除去し、デマッピング処理部１３０は、２次干渉が除去されたｒｏｔａｔｅｄＱＡＭ信号を１次元でデマッピングする。

図３を参照すれば、ソフトデマッピング装置は、ＩチャネルとＱチャネルのチャネル利得がいずれも良好であるかあるいはいずれも悪い場合、ＳＩＮＲをより高めるために用いられる非線形干渉除去器２を含んでいる前処理器（２）３２０を用いて、表３に示すようにｒｏｔａｔｅｄＱＡＭ信号をデマッピングしてＬＬＲ値を演算する。

本実施形態において、ソフトデマッピング装置は、２つのチャネルのチャネル利得が類似の値を有する場合、線形干渉除去器と非線形干渉除去器の全てを用いて干渉を除去した後、線形組み合わせてデマッピングしてもよい。
例えば、ソフトデマッピング装置において、判断部の判断の結果、２つのチャネルのチャネル利得が同じ範囲内の値を有する場合、干渉除去器１２０は、線形干渉除去器と非線形干渉除去器を全て用いてｒｏｔａｔｅｄＱＡＭ信号の干渉を除去し、デマッピング処理部１３０は、線形干渉除去器と非線形干渉除去器の全てを用いて干渉の除去されたｒｏｔａｔｅｄＱＡＭ信号を線形組み合わせて１次元でデマッピングしてＬＬＲ値を演算する。

本実施形態において、ソフトデマッピング装置は、前処理器（２）３２０の場合、線形干渉除去器に続いて非線形干渉除去器を使用し、ｒｏｔａｔｅｄＱＡＭ信号を逆回転した後に正規化することによって、単純受信信号を用いるよりもＳＩＮＲを減らすことができる。
本実施形態によるソフトデマッピング装置において、チャネル利得が１であると仮定する場合、閾値は０．０１であると仮定してもよく、図３で提案されるソフトデマッピングは、前処理器（１）３１０が用いられた後、１次元のＬＬＲ値を算出したことをグラフ化したものである。

本実施形態によるソフトデマッピング装置は、チャネル利得が良好な１つの受信チャネルのみを用いて干渉を除去する場合、少ない演算量でＬＬＲ値を演算することができ、消失チャネルで線形干渉除去器のみならず２次元サブ領域基盤アルゴリズムよりもビットの誤差確率の利得を取得することができる。
例えば、図３に示した非線形干渉除去器２においては、ＰＩＣ（ｐａｒａｌｌｅｌ ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ｃａｎｃｅｌｌａｔｉｏｎ）を用いてもよく、２種類の線形フィルタを用いてもよい。

本実施形態において、ＰＩＣに用いられるシンボル決定は、ゼロ信号フォーシングフィルタを通過した後に決定され、ＰＩＣを行うための受信信号は、逆回転過程を通した信号を用いてもよい。
本実施形態において、ｒｏｔａｔｅｄＱＡＭ信号を逆回転することによって、ｒｏｔａｔｅｄＱＡＭ信号のみを用いることよりもＳＩＮＲをさらに増加させることができ、ＩチャネルとＱチャネルのチャネル利得の差を減らして、ＰＩＣの効果を増加させることができる。

本実施形態によれば、図３に示した前処理器（１）３１０のみを用いる場合、閾値が小さいほど一般チャネルでは線形干渉除去の前処理だけが行われたものであるため、ゼロ信号フォーシング後に１次元テーブルを用いたものと同じビットの誤差確率の結果を取得することができ、消失チャネルで非線形前処理によってビットエラー率（ＢＥＲ）の性能を向上させることができる。
また、前処理器（２）３２０を用いると、一般チャネルに対しても非線形干渉除去器を１つ追加することによる演算量の増加があるものの、前処理器（１）３１０が使用されたよりも良好なダイバーシティーを取得することができる。

本実施形態によれば、２次元サブ領域基盤のＬＬＲ演算よりも演算量が少なく、消失チャネルでは良好なビットの誤差確率を有することができる。
また、本実施形態によれば、２５６ｒｏｔａｔｅｄＱＡＭの場合は前処理器（１）３１０だけでも全ての検索に近接する性能を取得できる。
さらに、本実施形態によれば、前処理過程によって干渉を除去し１次元ＬＬＲを算出する場合、前処理がシンボル単位からなるため高変調において少ない演算量で算出することができる。

本実施形態によれば、６４ｒｏｔａｔｅｄＱＡＭの場合、前処理器（１）３１０を用いるとき、線形干渉除去器のみを用いる場合と同程度の演算量を有するか、それよりも少ない演算量とすることができる。
例えば、６４ＱＡＭの場合、前処理器（２）３２０を用いても６個の乗算器と１、２個の除算器を使用することになる。

図４は、本発明の一実施形態によるソフトデマッピング方法によって、６４ＱＡＭのＬＬＲから取得したビットの誤差確率グラフであり、図５は、本発明の一実施形態によるソフトデマッピング方法によって、２５６ＱＡＭのＬＬＲから取得したビットの誤差確率グラフであり、図６は、本発明の一実施形態によるソフトデマッピング方法によって、２５６ＱＡＭのＬＬＲ値をＬＤＰＣデコーダの入力値として用いた後取得したビットの誤差確率グラフである。
本発明の一実施形態によるソフトデマッピング方法によってＬＬＲ値を演算する場合、図４〜図６の提案されたソフトデマッピング（ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｓｏｆｔ ｄｅｍａｐ）の結果のように、全体検索に近づいた性能の取得のみならず、演算量は、２５６ＱＲＭの場合に全体検索対比１％ほどの演算量でＬＬＲ値を算出することができる。

一方、本発明の一実施形態において、最適な線形干渉除去方法を提案するために、受信したｒｏｔａｔｅｄＱＡＭ信号を２つのＰＡＭ信号にモデリングしてもよく、このときチャネル行列は下記の数式（１）のように与えられる。

ここで、Ｐはチャネル利得を示す対角行列であり、Ｑは回転行列である。

表２に示すゼロ信号フォーシング等化器を通過した信号を

のように定義し、干渉成分をガウスと仮定するとき、下記の数式（３）のように定義された最大ログ近似法（ｍａｘ−ｌｏｇ ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｉｏｎ）が適用されたＬＬＲは、Ｕ−ＭＭＳＥ（Ｕｎｂｉａｓｅｄ Ｍｉｎｉｍｕｍ Ｍｅａｎ Ｓｑｕａｒｅ Ｅｒｒｏｒ）で前処理された後、１次元ソフトデマッピング（１Ｄｓｏｆｔ−ｄｅｍａｐｐｉｎｇ）で整理され、１次元デマッピングの結果は、下記の数式（２）のように定義される。

前記γｉｉは検出された信号電力を意味する。
ここで、ＩとＱに該当する添字を１と２に定義するとき、

は、ＰＡＭ信号の

に該当するビットが１である場合のコンスタレーションセットを意味する。

ＭＭＳＥで前処理された信号は、チャネル毎にＭＭＳＥが行われた後、逆回転によって定義されるため逆行列を求める必要がない。
ＭＭＳＥ出力値は、ＭＭＳＥの後にＳＮＲに該当するγｉｉによって正規化されることで、Ｕ−ＭＭＳＥのような効果を有し得る。

本実施形態によれば、ＬＬＲ算出時に偏りのない距離（ｕｎｂｉａｓｅｄ ｄｉｓｔａｎｃｅ）を測定することができ、正規化された１次元ＬＬＲは上述したように予め算出された部分線形テーブルを用いて実現することができる。
干渉成分がガウス分布であると仮定する場合、線形干渉除去器の中では、Ｕ−ＭＭＳＥが最適の方法であるが、回転と逆回転する過程によって依然として他のチャネルからの干渉が存在する可能性がある。

本発明の一実施形態によるソフトデマッピング装置は、線形干渉を除去した後ＳＩＮＲを増加させるために、非線形干渉除去ＳＩＣ（Ｓｕｃｃｅｓｓｉｖｅ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ Ｃａｎｃｅｌｌａｔｉｏｎ）を追加している。
線形干渉を除去した後、ＳＩＮＲ値の大きいチャネルを先に検出して送信シンボルを決定し、これを受信信号から除去することによって、弱いチャネルのＳＩＮＲを増加させる方法を適用することができる。

上記のような弱いチャネルのＳＩＮＲを増加させる方法は、多重ユーザの受信機やＭＩＭＯ受信機においてＳＩＣとして知られた方法であるが、これは実際に実現するときこのような選択によって平行プロセスが難しいが、本実施形態によるｒｏｔａｔｅｄＱＡＭの場合は、干渉を除去した後ＳＩＮＲではなく受信信号をＳＮＲ比較するだけで選択順序を定めても同じ結果を取得することができる。
すなわち、チャネル利得が大きい信号は、線形干渉除去ＬＬＲを先に算出する。

本実施形態において、チャネル利得が大きい信号は、Ｕ−ＭＭＳＥ後に、信号に基づいて決定したＰＡＭ信号値を

または

のように定義する場合、先に選択されたチャネルの信号は、受信された信号から除去されてもよい。

本実施形態において、選択されていない残りチャネルの場合、干渉除去後にＬＬＲは次のように再び定義される。

本実施形態によるソフトデマッピング装置は、全てのチャネルが同一のチャネル利得を有する場合、表３を参照して説明したＰＩＣを用いて非線形干渉を除去することができる。
表３では、ゼロ信号フォーシング等化器を用いたＰＩＣであるが、Ｕ−ＭＭＳＥを用いた場合に２つの信号全てが数式（３）のように算出されて取得できる。詳細な説明は前述した内容と同一であるため省略する。

本発明による実施形態は、多様なコンピュータ手段を介して様々な処理を実行することができるプログラム命令の形態で実現され、コンピュータ読取可能な記録媒体に記録されてもよい。コンピュータ読取可能な記録媒体は、プログラム命令、データファイル、データ構造などのうちの１つまたはその組合せを含んでもよい。記録媒体に記録されるプログラム命令は、本発明の目的のために特別に設計されて構成されたものでもよく、コンピュータソフトウェア分野の技術を有する当業者にとって公知の使用可能なものであってもよい。

以上、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明が属する分野における通常の知識を有する者であれば、このような実施形態から多様な修正及び変形が可能である。
したがって、本発明の範囲は、開示された実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲だけではなく特許請求の範囲と均等なものによって定められるものである。

１１０ 受信部
１２０ 干渉除去器
１３０ デマッピング処理部
１４０ 判断部
３１０ 前処理器（１）
３２０ 前処理器（２）

Claims (15)

1. Ｉチャネルを介して受信したＩ信号及びＱチャネルを介して受信したＱ信号に変調された信号に対応するｒｏｔａｔｅｄＱＡＭ信号を受信する受信部と、
   線形干渉除去器と非線形干渉除去器とを含み、前記ｒｏｔａｔｅｄＱＡＭ信号に含まれた干渉を除去する１つ以上の干渉除去器と、
   前記Ｉチャネル及びＱチャネルの信号のうち閾値以上のチャネル利得を有する信号を判断し、上記Ｉチャネル及び前記Ｑチャネルに対するチャネル利得に基づいて、前記線形干渉除去器と前記非線形干渉除去器のいずれか１つを選択する判断部と、
   干渉が除去されたｒｏｔａｔｅｄＱＡＭ信号を１次元でソフトデマッピングするデマッピング処理部と、を備えることを特徴とするソフトデマッピング装置。
2. 前記デマッピング処理部は、前記干渉が除去されたｒｏｔａｔｅｄＱＡＭ信号と前記ｒｏｔａｔｅｄＱＡＭ信号に対応するチャネル利得に基づいて、ＬＬＲ（Ｌｏｇ Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ Ｒａｔｉｏ）を１次元で演算することを特徴とする請求項１に記載のソフトデマッピング装置。
3. 前記ｒｏｔａｔｅｄＱＡＭ信号は、それぞれ１つ以上のデータビットを有するコンスタレーションを用いてマッピングされたＩ信号及びＱ信号に変調し、前記変調されたＩ信号及びＱ信号を所定の角度で回転または傾斜させた形態の信号であることを特徴とする請求項１に記載のソフトデマッピング装置。
4. 前記受信部は、推定されたチャネル情報を用いて前記それぞれのＩチャネル及びＱチャネルを補償することを特徴とする請求項３に記載のソフトデマッピング装置。
5. 前記干渉除去器は、前記チャネル利得の大きい信号に該当する信号を前記受信したＩチャネル及びＱチャネルの信号のうち、前記判断されたチャネル利得の大きい信号に該当する信号のチャネルだけから線形干渉を除去し、前記線形干渉が除去されたチャネルのみを用いて送信シンボルを決定して受信シンボルから除去することによって非線形干渉除去を行って、
   前記デマッピング処理部は、前記線形干渉及び前記非線形干渉が除去された信号をそれぞれ１次元でデマッピングすることを特徴とする請求項１に記載のソフトデマッピング装置。
6. 前記閾値は、前記２つのチャネルの信頼度を判断するための基準値を含むことを特徴とする請求項１に記載のソフトデマッピング装置。
7. 前記干渉除去器は、前記チャネル利得の高いチャネルから前記Ｉチャネル及びＱチャネルの信号のうち、前記判断されたチャネル利得の大きい信号に該当する信号のチャネルだけから線形干渉除去し、前記線形干渉が除去されたチャネルのみを用いて送信シンボルを決定して受信シンボルから除去することによって、チャネル利得の低いチャネルから非線形に干渉を除去し、
   前記デマッピング処理部は、前記チャネル利得の高いチャネルを介して前記ｒｏｔａｔｅｄＱＡＭ信号を１次元でデマッピングすることを特徴とする請求項１に記載のソフトデマッピング装置。
8. 前記干渉除去器は、線形干渉除去器を用いて前記ｒｏｔａｔｅｄＱＡＭ信号の干渉を除去することを特徴とする請求項１に記載のソフトデマッピング装置。
9. 前記干渉除去器は、線形干渉除去器を用いて前記ｒｏｔａｔｅｄＱＡＭ信号を１次干渉除去した後、前記１次干渉除去されたｒｏｔａｔｅｄＱＡＭ信号を、非線形干渉除去器を用いて２次干渉を除去し、
   前記デマッピング処理部は、前記２次干渉除去されたｒｏｔａｔｅｄＱＡＭ信号を１次元でデマッピングすることを特徴とする請求項１に記載のソフトデマッピング装置。
10. 前記判断部の判断の結果、前記Ｉチャネル及びＱチャネルのチャネル利得が同じ範囲内の値を有する場合、
    前記干渉除去器は、線形干渉除去器と非線形干渉除去器を全て用いて前記ｒｏｔａｔｅｄＱＡＭ信号の干渉を除去し、
    前記デマッピング処理部は、線形干渉除去器を用いて干渉が除去された前記ｒｏｔａｔｅｄＱＡＭ信号と非線形干渉除去器を用いて干渉が除去された前記ｒｏｔａｔｅｄＱＡＭ信号とを線形組み合わせて１次元でデマッピングすることを特徴とする請求項１に記載のソフトデマッピング装置。
11. Ｉチャネルを介して受信したＩ信号及びＱチャネルを介して受信したＱ信号に変調された信号に対応するｒｏｔａｔｅｄＱＡＭ信号を受信するステップと、
    線形干渉除去器と非線形干渉除去器とを含む干渉除去器を用いて前記ｒｏｔａｔｅｄＱＡＭ信号に含まれた干渉を除去するステップと、
    前記Ｉチャネル及びＱチャネルの信号のうち閾値以上のチャネル利得を有する信号を判断し、上記Ｉチャネル及び前記Ｑチャネルに対するチャネル利得に基づいて、前記線形干渉除去器と前記非線形干渉除去器のいずれか１つを選択するステップと、
    前記干渉が除去されたｒｏｔａｔｅｄＱＡＭ信号を１次元でソフトデマッピングするステップと、を含むことを特徴とするソフトデマッピング方法。
12. 前記ソフトデマッピングするステップは、前記干渉が除去されたｒｏｔａｔｅｄＱＡＭ信号と前記ｒｏｔａｔｅｄＱＡＭ信号に対応するチャネル利得に基づいてＬＬＲを１次元で演算するステップを含むことを特徴とする請求項１１に記載のソフトデマッピング方法。
13. 前記ｒｏｔａｔｅｄＱＡＭ信号は、それぞれ１つ以上のデータビットを有するコンスタレーションを用いてマッピングされたＩ信号及びＱ信号に変調し、前記変調されたＩ信号及びＱ信号を所定の角度で回転または傾斜させた形態の信号であることを特徴とする請求項１１に記載のソフトデマッピング方法。
14. 前記ｒｏｔａｔｅｄＱＡＭ信号を受信するステップは、前記Ｉ信号及びＱ信号をそれぞれＩチャネル及びＱチャネルを介して受信し、推定されたチャネル情報を用いて前記それぞれのＩチャネル及びＱチャネルを補償するステップを含むことを特徴とする請求項１１に記載のソフトデマッピング方法。
15. 請求項１１乃至請求項１４のいずれか１項に記載のソフトデマッピング方法を行うためのプログラムを記録したことを特徴とするコンピュータで読取可能な記録媒体。

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