JPH04219028A - 軟判定ビタビ復号方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、差動型位相シフトキー
イング（Ｐｈａｓｅ　　Ｓｈｉｆｔ　　Ｋｅｙｉｎｇ；
ＰＳＫ）変調方式を採用するセルラ移動通信等の無線通
信における、たたみこみ符号の軟判定ビタビ復号方法に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、このような分野の技術としては、
次のような文献に記載されるものがあった。

【０００３】文献１；アイ　　イー　　イー　　イー　
　トランスアクションズ　　オン　　コミニケーション
ズ　　テクノロジィ（ＩＥＥＥ　　Ｔｒａｎｓａｃｔｉ
ｏｎｓ　　ｏｎ　　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ　　
Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）、ＣＯＭ−１９［５］（１９７
１−１０）（米）Ａ．Ｊ．ＶＩＴＥＲＢＩ“カンバルー
ショナル　　コードスアンド　　ゼア　　パフォーマン
ス　　イン　　コミニケーション　　シンテムズ（Ｃｏ
ｎｖｏｌｕｔｉｏｎａｌ　　Ｃｏｄｅｓ　　ａｎｄ　　
Ｔｈｅｉｒ　　Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　　ｉｎ　　Ｃ
ｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　　Ｓｙｓｔｅｍｓ）”Ｐ．
７５１−７７２ 文献２；Ｂ．ＳＫＬＡＲ“ディジタル　　コミニケーシ
ョンズ（ＤＩＧＩＴＡＬＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮＳ
）”（１９８８）ＰＲＥＮＴＩＣＥ　　ＨＡＬＬ（米）
ｓｅｃ．６．３．４，Ｐ．３３３−３３７一般に、移動
通信、衛星通信等の無線通信においては、無線回線にお
けるマルチパスフェージング等の影響による受信信号の
品質劣化を改善するため、種々のダイバーシチ受信、等
化、符号誤り制御等の対策が施される。符号誤り制御の
一種であるたたみこみ符号化は、符号化レート、拘束長
、生成多項式により一意に決まるたたみ込み符号生成規
則に基づいて行われる。この生成規則を図形化したもの
がトレリス図形と呼ばれる一種の状態遷移図である。た
たみこみ符号は、その復号の際、受信信号とトレリス図
形上の可能な経路（パス）を照らし合わせ、最もそれら
しいパス（最適パス）を選択することで、受信信号のビ
ット誤りを訂正することが可能である。ビタビ復号は、
たたみこみ符号の復号法として最も一般的な方法であり
、信号値そのものによりトレリス図形の選択可能な信号
系列と比較する硬判定と、信号値がその値をとる確から
しさ（尤度）により比較する軟判定とがある。

【０００４】ディジタル変調方式の一つであるＰＳＫ変
調方式は、搬送波の位相にビット値を割り当てる。例え
ば、４相ＰＳＫ（ＱＰＳＫ）の場合、１位相に対し、２
ビットが割り当てられ、位相π／４の時（０，０）、３
π／４の時（０，１）、５π／４の時（１，１）、７π
／４の時（１，０）が得られる。しかし、受信信号の絶
対位相の確定は、一般に困難であるから、時間的に連続
して送信される位相の差をとり、この差に割り当てられ
たビット値により送信信号を再生する、差動のＰＳＫ方
式がより現実的である。

【０００５】従来、提案されている軟判定ビタビ復号方
法については、前記文献１に記載されており、その方法
を図２及び図３を参照しつつ説明する。

【０００６】図２は、たたみこみ符号化説明図である。

【０００７】たたみこみ符号化を行う場合、入力ｍビッ
トに対し、出力ｎビットが生成されるとき、符号化レー
トはｍ／ｎとなる。最新の入力ビットを含めて過去のｋ
ビットから出力を生成する時、拘束長ｋという。この場
合、長さｋの生成多項式がｎ個必要となる。図２は符号
化レート１／２、拘束長３、生成多項式１１１、１０１
の場合を示す。

【０００８】図２では、最新入力ビットを含む３ビット
がバッファ１０に蓄えられ、たたみこみにより、２ビッ
トの出力が得られる。生成多項式は１１１と１０１であ
るから、出力の一方はバッファ１０の全ビットの論理和
となり、もう一方はバッファ１０の１番目と３番目のビ
ットの論理和となる。

【０００９】図３は、図２のたたみこみ符号化の生成規
則を状態遷移図化したトレリス図形である。

【００１０】この図３の縦方向は最新ビットを含まない
バッファ１０内の状態を示し、２ｋ−１の状態が生じる
。例では４となる。各状態において、０が入力された場
合は、実線に沿って次の状態に移り、線上の２ビットが
出力される。また、１が入力された場合は、破線に沿っ
て次の状態に移り、線上の２ビットが出力される。

【００１１】図３を参照しつつ、たたみこみ符号化され
た符号を復号する方法として、最も一般的なビタビアル
ゴリズムについて説明する。

【００１２】復号側では、トレリス図上の実線あるいは
破線上のビット列に相当する信号を受信し、トレリス図
上での経路を予測することで、原信号を再生する。ただ
し、後述するように、パスメモリ長分の遅延（ディレイ
）が生じる。トレリス図にあるように、各状態に入力さ
れる経路（ブランチ）は、それぞれ２本ずつあり、各ブ
ランチには符号化と同じ規則に基づいた２ビットのブラ
ンチシンボルが割り当てられている。

【００１３】まず、２ビットが入力されると、各状態へ
の入力ブランチについて、それぞれ入力ビットとのブラ
ンチメトリック（ｍｅｔｒｉｃ、規準）を計算し、該ブ
ランチメトリックのまさる方を選択する。選択されたブ
ランチがつながる前の状態におけるブランチメトリック
の累積（パスメトリック）と、選択されたブランチのメ
トリックの和を取り、各状態における新たなパスメトリ
ックとする。こうして、各状態につながるブランチが求
まる毎に、各状態に至る経路（パス）情報をメモリ（パ
スメモリ）に蓄えておく。ここで、ブランチを選択して
いく結果の累積がパスになる。あるいは、パスの最小単
位がブランチである。

【００１４】２ビット入力毎に前記処理を繰り返すと、
前記文献２に記載されたパス絞り込みの過程に従い、や
がて過去のパスは一つに絞られていくので、求められた
パスから、たたみこみ符号化前の信号が求められる。実
際の装置のパスメモリ長は有限となるので、パスメモリ
長を越えてもパスが収束しない場合は、その時点でパス
メトリック最良の経路を選択することになる。

【００１５】次に、硬判定と軟判定の違いについて説明
する。

【００１６】入力ビット値そのものを使用して、トレリ
ス図上の可能なパスとのメトリックを計算する方法が硬
判定と呼ばれる。一方、入力ビット値がその値をとる確
からしさ（尤度）を使用する方法が軟判定と呼ばれる。 軟判定の方が、硬判定より、メトリック計算の精度が高
くなり、ビットエラー訂正能力は高くなる。

【００１７】例えば、無線に限らず、ディジタル信号伝
送において、硬判定の場合は、ある受信レベルを閾値と
し、受信信号のレベルが閾値より大きい場合は、入力ビ
ットを１とし、小さい場合は０とすることで信号値を決
定する。これに対し、軟判定の場合は、まず、７値の閾
値を設定し、受信信号のレベルに応じ、８通りの領域に
分割し、それぞれに０〜７の値Ｎｓを与える。即ち、１
であることが確実な領域、０であることが確実な領域、
０でも１てもどちらでもとれる領域、どちらかといえば
１に近い領域等に分ける。ここで、図３のトレリス図上
のブランチシンボル０、１を−１、１とし、０〜７の値
Ｎｓを（２×Ｎｓ−７）に変換することで、入力ビット
とブランチシンボルの積和（相関）が大きいブランチを
選択していくビタビアルゴリズムが可能となる。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
技術では、軟判定ビタビ復号法で差動型ＰＳＫ変調方式
における使用を考慮したものはなかった。

【００１９】例えば、π／４シフト差動型４相ＰＳＫ変
調方式（π／４シフトＤＱＰＳＫ変調方式）では、（２
ｎ＋１）番目に送信される位相は（０、π／２、π、３
π／２）のいずれかをとり、２ｎ番目に送信される位相
は（π／４、３π／４、５π／４、７π／４）のいずれ
かをとるが、検出された位相は受信状態に応じ、０〜２
πの任意の値をとる。そこで、復調部で検出された位相
の順番とその値に応じて、４位相の内の一つを選択する
。選択された位相は、相対的な位相なので、連続して検
出された位相の差を求める。位相差は（π／４、３π／
４、５π／４、７π／４）のいずれかとなる。位相差に
はそれぞれ（０、０）、（０、１）、（１、１）、（１
、０）が対応しており、位相差を算出することで、送ら
れたビットを求めることができる。

【００２０】硬判定ビタビ復号の場合は、得られたビッ
ト列をそのまま使用すれば良いが、軟判定ビタビ復号の
場合、ビット値そのものではなく、そのビット値をとる
確からしさ（尤度）を、トレリス図上の最適パス決定に
使用することを特徴とするので、受信された搬送波の位
相検出からビット列を求める過程で、そのビット列をと
る尤度を算出する処理が必要となる。差動型の場合は、
ビット尤度は、連続して受信された位相のそれぞれの尤
度により、影響を受けるため、これをいかに算出するか
が重要な課題であり、これらを解決することが困難であ
った。

【００２１】本発明は前記従来技術が持っていた課題と
して、軟判定ビタビ復号法で差動型ＰＳＫ変調方式にお
ける使用を考慮する場合、ビット尤度の算出が困難であ
るという点について解決した軟判定ビタビ復号方法を提
供するものである。

【００２２】

【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するために、搬送波の時間的に連続して受信される位相
の差に対し、グレイ（Ｇｒａｙ）符号化に基づいて、ビ
ット列を割り当てるＤＱＰＳＫ方式により、たたみこみ
符号を変調する場合、受信側で検出された搬送波の検出
位相を軟判定データ算出処理によってビット尤度に変換
し、このビット尤度を軟判定ビタビ復号に使用すること
を特徴としている。

【００２３】即ち、軟判定データ算出処理では、受信側
で検出された搬送波の検出位相を、前記差動型位相シフ
トキーイング方式で送信する固有の位相と比較し、位相
ずれの絶対値が小さい該固有の位相を２つ選択する位相
選択処理と、前記位相ずれの大きさに対し単調減少し、
かつ位相ずれの絶対値が０のときは尤度の最大値をとり
、位相ずれの絶対値が（２π／前記差動型位相シフトキ
ーイング方式で送信する固有の位相の数）のときは尤度
の最小値をとる関数により、位相尤度をそれぞれ演算す
る位相尤度演算処理と、前記位相尤度演算処理結果に基
づき、時間的に連続して選択されたそれぞれ２つの位相
の組み合わせにより、４通りの位相を算出する位相差演
算処理とを、実行する。

【００２４】さらに、前記各位相差の位相差尤度を、そ
の位相差を計算するのに使用した位相の尤度の小さい方
として算出する位相差尤度演算処理と、前記位相差尤度
が最大の第１の位相差と、該第１の位相差と異なる位相
差の中で位相差尤度が最大の第２の位相差とを選択する
位相差選択処理と、前記第１の位相差に対応するビット
列の複数のビットを読み出し、その各ビットの尤度を前
記第１の位相差の尤度と等しいものとしてビット尤度を
算出する対応ビット読み出し・ビット尤度演算処理と、
前記第１の位相差に対応するビット列のビットの内、前
記第２の位相差に対応するビット列のビットと等しいビ
ットの尤度を最大値とするビット尤度の補正を行うビッ
ト尤度補正処理とを、実行する。そして、前記ビット尤
度補正処理結果を、ビタビアルゴリズムにおけるメトリ
ックの演算に使用するようにしている。

【００２５】

【作用】本発明によれば、以上のように軟判定ビタビ復
号方法を構成したので、受信された搬送波の位相をビッ
ト尤度に変換する際、まず、位相選択処理により、その
位相信号の入力順に応じ、π／４シフトＤＱＰＳＫ方式
で送信される所定の位相のうち、近いものを２つ選択す
る。位相尤度演算処理により、所定の位相からの位相ず
れの絶対値に応じ、位相尤度を計算する。次に、位相差
演算処理により、時間的に連続して選択されたそれぞれ
２つの位相から、位相差を求める。位相差尤度は、位相
差尤度演算処理により、その位相差を求めるのに使用し
た位相の尤度の小さい方とする。位相差選択処理により
、位相差尤度の大きい方から２つの位相差を選択する。

【００２６】そして、対応ビット読み出し・ビット尤度
演算処理により、選択された位相差に対応するビット列
の尤度を選択された位相差の尤度とした後、ビット尤度
補正処理により、選択された位相差の第１候補と第２候
補の値に応じて計算する。この補正したビット尤度を、
ビタビアルゴリズムにおけるメトリックの演算に使用す
れば、的確な再生信号が得られる。従って、前記課題を
解決できるのである。

【００２７】

【実施例】図１は本発明の実施例を示す軟判定ビタビ復
号方法の処理ステップのフローチャート、及び図４はそ
の軟判定ビタビ復号方法を実行するための軟判定ビタビ
復号装置の構成ブロック図である。

【００２８】まず、図４の軟判定ビタビ復号装置につい
て説明する。

【００２９】図４は、無線信号送受信装置の受信部を示
している。この受信部は、無線回線におけるマルチパス
フェージング等の影響を受けた無線周波数帯信号（ＲＦ
帯信号）ａを復調し、ベースバンド信号のビットエラー
を修正して再生信号Ｃを得るもので、ＲＦ帯受信信号ａ
の位相を検出する復調部２０と、軟判定ビタビ復号装置
３０とを、備えている。

【００３０】なお、無線信号送受信装置に設けられる送
信部の図は省略するが、該送信部では、原信号をたたみ
こみ符号化、及びインタリーブ（ｉｎｔｅｒｌｅａｖｅ
、交錯）変換し、π／４シフトＤＱＰＳＫ方式で変調す
る。一例として、たたみこみ符号化の符号化レート１／
２、拘束長３、生成多項式１１１、１０１とする。イン
タリーブ変換とは、メモリに入力した信号ビットを、並
べ変えて出力する変換で、連続して発生するビットエラ
ーをランダムエラーに置き換える効果がある。復調部２
０の出力側に設けられた軟判定ビタビ復号装置３０は、
該復調部２０で検出された位相ｂから軟判定データを算
出するメモリ内蔵の軟判定データ算出部３１を有し、そ
の出力側にはデインタリーブ用メモリ３２が接続されて
いる。デインタリーブ用メモリ３２は、軟判定データ算
出部３１で算出された軟判定データを記憶する機能を有
している。

【００３１】デインタリーブ用メモリ３２と、最適パス
を求める過程で候補となるパスを記憶しておくパスメモ
リ３３とには、ビタビアルゴリズム実施部３４が接続さ
れている。デインタリーブ用メモリ３２に記憶されたデ
ータは送信時に並べ変えられたビット順序をもとに戻し
ながら、ビタビアリゴリズム実施部３４に読み出される
ので、該ビタビアルゴリズム実施部３４では、読み出さ
れた軟判定データを使用してトレリス図上の最適パスを
求め、再生信号Ｃを出力する機能を有している。　　こ
の軟判定ビタビ復号装置３０は、大規模集積回路（ＬＳ
Ｉ）等を用いた個別回路、あるいはプロセッサを用いた
プログラム制御等で構成される。

【００３２】次に、本実施例の軟判定ビタビ復号方法を
、図１を参照しつつ説明する。

【００３３】ＲＦ帯受信信号ａが入力されると、図４の
復調部２０では、ステップＳ４０において、該ＲＦ帯受
信信号ａの位相ｂを検出し、その検出した位相ｂを軟判
定ビタビ復号装置３０内の軟判定データ算出部３１へ送
る。

【００３４】軟判定データ算出部３１では、ステップＳ
５１〜Ｓ５９に従い、軟判定データ算出処理Ｓ５０を行
う。

【００３５】即ち、位相ｂが入力されると、ステップＳ
５１で位相選択が行われる。復調部２０において検出さ
れる位相ｂは０〜２πの任意の値をとるので、その位相
信号が奇数番目に入力された場合は、（０、π／２、π
、３π／２）の４位相の内の１つを選択し、偶数番目に
入力された場合は、（π／４、３π／４、５π／４、７
π／４）の４位相の内の１を選択する。ｔ番目に入力さ
れた位相の選択値ｉｒａｄ（１，ｔ）は、数１に示すよ
うに、検出された位相ｚｉｒａｄと候補となる位相ｋπ
／４の差の絶対値θ（ｋ）が最小となる位相とする。

【００３６】

【数１】

【００３７】ｉｒａｄ（１，ｔ）＝ｋπ／４｜θ（ｋ）
が最小になるｋ 但し、 θ（ｋ）＝｜ｚｉｒａｄ−ｋπ／４｜ ｋ＝０，２，４，６　　　　　　　　ｔ＝２ｎ＋１ｋ＝
１，３，５，７　　　　　　　　ｔ＝２ｎこの数１を満
足するｋに対し、θ（ｋ）は、０≦θ（ｋ）≦（π／差
動型ＰＳＫ方式で送信する固有の位相の数）を満たす。 π／４シフトＤＱＰＳＫ方式で送信する固有の位相の数
は４である。

【００３８】また、数２に示すように、選択値の第２候
補として、検出された位相ｚｉｒａｄと候補となる位相
ｋπ／４の差の絶対値が２番目に小さい位相をｉｒａｄ
（２，ｔ）とする。

【００３９】

【数２】

【００４０】ｉｒａｄ（２，ｔ）＝ｋａπ／４｜θ（ｋ
ａ）が２番目に小さくなるＫａ 但し、 θ（ｋａ）＝｜ｚｉｒａｄ−ｋａπ／４｜ｋａ＝０，２
，４，６　　　　　　ｔ＝２ｎ＋１ｋａ＝１，３，５，
７　　　　　　ｔ＝２ｎこの数２を満足するｋａに対し
、θ（ｋａ）は（π／差動型ＰＳＫ方式で送信する固有
の位相の数）≦θ（ｋａ）≦（２π／差動型ＰＳＫ方式
で送信する固有の位相の数）を満たす。

【００４１】これらの検出位相ｚｉｒａｄ、選択される
位相ｉｒａｄ（１，ｔ）、ｉｒａｄ（２，ｔ）、位相ず
れの絶対値θ（ｋ）、θ（ｋａ）の関係を図５に示す。 図５はｔ＝２ｎ＋１の場合で、検出位相ｚｉｒａｄの値
から、ｉｒａｄ（１，ｔ）＝０、ｉｒａｄ（２，ｔ）＝
π／２となる。なお、検出位相が同じ値で、ｔ＝２ｎの
場合は、ｉｒａｄ（１，ｔ）＝π／４、ｉｒａｄ（２，
ｔ）＝７π／４となる。　　次に、図１のステップＳ５
２では、ステップＳ５１で選択した位相をとる確からし
さ（尤度）を算出する。尤度は選択された位相ｋπ／４
と検出位相ｚｉｒａｄの位相ずれθ（ｋ）の関数とし、
次の数３、数４のように表す。第１候補ｉｒａｄ（１，
ｔ）をとる尤度をｐｒａｄ（１，ｔ）とし、第２候補ｉ
ｒａｄ（２，ｔ）をとる尤度をｐｒａｄ（２，ｔ）とす
る。ビット尤度は０〜１で考えた。

【００４２】

【数３】

【００４３】 ｐｒａｄ（１，ｔ）＝（ｃｏｓ２θ（ｋ）＋１）／２

【
００４４】

【数４】

【００４５】 ｐｒａｄ（２，ｔ）＝１−ｐｒａｄ（１，ｔ）ステップ
Ｓ５３では、Ｓ５１で選択された位相と、１つ前に選択
された位相の位相差を算出する。１つ前に選択された位
相とその尤度は、軟判定データ算出部３１内のメモリに
、第２候補まで保存されている。選択された位相がそれ
ぞれ第２候補まであるので、位相差の取り方は４通りあ
る。そこで、次の数５により、４通りの位相差を計算す
る。

【００４６】

【数５】

【００４７】 　　　　　　ｉｄｉｆ（ａ）＝ｉｒａｄ（１，ｔ）−ｉ
ｒａｄ（１，ｔ−１）　　　　　　ｉｄｉｆ（ｂ）＝ｉ
ｒａｄ（１，ｔ）−ｉｒａｄ（２，ｔ−１）　　　　　
　　　　　　　　　ｉｄｉｆ（ｃ）＝ｉｒａｄ（２，ｔ
）−ｉｒａｄ（１，ｔ−１）　　　　　　　　　　　　
　　ｉｄｉｆ（ｄ）＝ｉｒａｄ（２，ｔ）−ｉｒａｄ（
２，ｔ−１）　　　　　　　　但し、数５を計算すると
、４通りの位相の内の２つは必ず一致するので、実際の
位相差は３通りしかない。これは、ある時点で選択され
る位相の第１候補と第２候補の位相差の絶対値が、常に
π／２だからである。

【００４８】ステップＳ５３で求めた位相差の尤度をス
テップＳ５４で算出する。位相差尤度は次の数６のよう
に、連続する時点の位相尤度の内、低い方の尤度とする
。

【００４９】

【数６】

【００５０】 　　　　ｐｄｉｆ（ａ）＝ｍｉｎ（ｐｄｉｆ（１，ｔ）
，ｐｒａｄ（１，ｔ−１））　　　　ｐｄｉｆ（ｂ）＝
ｍｉｎ（ｐｄｉｆ（１，ｔ），ｐｒａｄ（２，ｔ−１）
）　　　　ｐｄｉｆ（ｃ）＝ｍｉｎ（ｐｄｉｆ（２，ｔ
），ｐｒａｄ（１，ｔ−１））　　　　ｐｄｉｆ（ｄ）
＝ｍｉｎ（ｐｄｉｆ（２，ｔ），ｐｒａｄ（２，ｔ−１
））ｉｄｉｆ（ａ）〜ｉｄｉｆ（ｄ）のうち２つは一致
するので、位相差ｉｄｉｆ（）が一致する場合は、位相
差尤度ｐｄｉｆｆ（　　）の大きい方をその位相差の尤
度とする。ステップＳ５５では、３つに絞られた位相差
ｉｄｉｆ（　　）の内、位相差尤度ｐｄｉｆ（　　）の
大きい方から、２つを選択し、これをｉｄｉｆ（１）、
ｉｄｉｆ（２）とし、この時の位相差尤度をｐｄｉｆ（
１）、ｐｄｉｆ（２）とする。

【００５１】ステップＳ５６では、こうして得られた位
相差に対応するビット列を、軟判定データ算出部３１内
のメモリから読み出す。位相差π／４の時（０、０）、
３π／４の時（０、１）、５π／４の時（１、１）、７
π／４の時（１、０）が対応する。ｉｄｉｆ（１）に対
応するビットを順にｉｂ１（１）、ｉｂ２（１）とし、
ｉｄｉｆ（２）に対応するビットを順に、ｉｂ１（２）
、ｉｂ２（２）とする。ｉｂ１（１）、ｉｂ１（２）、
ｉｂ２（１）、ｉｂ２（２）は、０あるいは１をとる。

【００５２】 ｉｄｉｆ（１）−−＞（ｉｂ１（１）、ｉｂ２（１））
ｉｄｉｆ（２）−−＞（ｉｂ１（２）、ｉｂ２（２））
ステップＳ５７で、ビット尤度を算出する。ビット尤度
ｐｂ１（１）は次の数７、数８により算出する。ｉｂ１
（１）＝０の場合は数７により、ｉｂ１（１）＝１の場
合は数８により算出する。ｐｂ２（１）も同様である。 ビット尤度は−１〜１で考えた。

【００５３】

【数７】

【００５４】ｐｂ１（１）＝１−２ｐｄｉｆ（１）　　
　　ｉｂ１（１）＝０

【００５５】

【数８】

【００５６】ｐｂ１（１）＝２ｐｄｉｆ（１）−１　　
　　ｉｂ１（１）＝１ ここで、ｉｄｉｆ（１）に対応するビット列（ｉｂ１（
１）、ｉｂ２（１））と、ｉｄｉｆ（２）に対応するビ
ット列（ｉｂ１（２）、ｉｂ２（２））は、ｉｄｉｆ（
１）とｉｄｉｆ（２）の位相差の絶対値が常にπ／２な
ので、次の数９が成立する。

【００５７】

【数９】

【００５８】 　　　　　　ｉｂ１（１）＝ｉｂ１（２）、　　　　ｉ
ｂ２（１）≠ｉｂ２（２）　　　　　　又は　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　ｉｂ１（１）≠ｉｂ１（２
）、　　　　ｉｂ２（１）＝ｉｂ２（２）　　　　　　
　　これは、位相差に対するビット列の割り当てがグレ
イ符号化により決定されているので、ある位相差に割り
当てられるビット列とπ／２ずれた位相のビット列とは
、どちらか一方のビットが必ず一致するということであ
る。

【００５９】数９の性質を利用し、図１のステップＳ５
８では、次の数１０により、ステップＳ５７で算出した
ビット尤度の補正を行う。

【００６０】

【数１０】

【００６１】 　　以上の処理により得られたｐｂ１（１），ｐｂ２（
１）をビット尤度とし、ビット値が０、あるいは１であ
る可能性を示す。ｐｂ１（１）は−１から１の間の任意
の値を取り、ｐｂ１（１）が１に近いとき、１である可
能性が高く、ｐｂ１（１）が−１に近いとき、０である
可能性が高い。ｐｂ２（１）も同様である。軟判定デー
タ算出処理が終ると、ステップＳ５９で、軟判定データ
を図４のビダビアルゴリズム実施部３４へ出力する。

【００６２】ビダビアルゴリズム実施部３４では、ステ
ップＳ６０において、パスメモリ３３の内容を参照し、
入力された軟判定データを使用してトレリス図上の最適
パスを求め、再生信号ｃを出力する。

【００６３】本実施例の軟判定ビタビ復号方法によるビ
ットエラー特性のシミュレーション結果を図６に示す。 横軸は１ビットあたりの平均信号エルネギーＥｂと雑音
電力密度Ｎｏの比Ｅｂ／Ｎｏ、縦軸はビットエラーレー
トである。図中の曲線は、△がたたみこみ符号化をしな
かった場合、□が従来のたたみこみ符号を硬判定ビタビ
復号した場合、○が本実施例の軟判定ビタビ復号した場
合である。

【００６４】図６のシミュレーション条件について説明
する。１スロットあたり１７ビットの原信号をクラス１
（８９ビット）とクラス２（８２ビット）に分け、クラ
ス１の信号のみ、たたみこみ符号化する。たたみこみ符
号化の符号化レート１／２、拘束長６、生成多項式１１
０１０１、１０１１１１とする。たたみこみ符号化後、
クラス１の信号（１７８ビット）とクラス２の信号（８
２ビット）を１３×１０の配列により、インタリーブ変
換し、π／４シフトＤＱＰＳＫ方式で変調後、位相情報
に誤りをランダムにあたえる。受信側では、位相情報を
ビット情報（軟判定の場合はビット尤度）に変換後、デ
インタリーブ変換し、クラス１のみビタビ復号する。前
記処理を２００スロット分、実行し、クラス１とクラス
２のそれぞれについて、ビットエラーレートを計算する
。

【００６５】この図６から明らかなように、本実施例で
は、同じＥｂ／Ｎｏで送信する場合、従来の硬判定ビタ
ビ復号と比較し、ビットエラーレートが小さくなる。逆
に言えば、同じビットエラーレートにしたいとき、送信
電力が少なくて済む。

【００６６】なお、本発明は図示の実施例に限定されず
、種々の変形が可能である。その変形例としては、例え
ば次のようなものがある。

【００６７】（１）図１のステップ５２において、位相
尤度の計算式は、数３、数４に限らず、θ（ｋ）の大き
さに対し単調減少し、かつ、θ（ｋ）が０の場合は尤度
の最大値をとり、θ（ｋ）が（２π／差動型ＰＳＫ方式
で送信する固有の位相の数）の場合は尤度の最小値をと
る関数であれば良い。上記実施例では、尤度を０〜１で
考えたが、場合により、０〜１００、あるいは−１〜１
としても良い。

【００６８】（２）図１のステップＳ５９において、ス
テップＳ５８で求めたビット尤度をそのまま軟判定デー
タとしても良いが、ステップＳ５８のビット尤度は実数
なので、適当な量子化を行って、この値を軟判定データ
としても良い。また、このビット尤度は、ビタビアルゴ
リズムのメトリック演算法として、積和演算を行う場合
は、そのまま使用でき、差分演算等の別の方法でメトリ
ックを計算する場合も、多少の変更で転用することが可
能である。

【００６９】（３）図１の軟判定データ算出処理Ｓ５０
は、ブロック（Ｂｌｏｃｋ）符号の軟判定復号方法にも
使用できる。ブロック符号の軟判定復号の場合も、軟判
定ビタビ復号の場合と同じ理由で、ビット尤度による計
算の方がビットエラー訂正能力が向上する。また、ブロ
ック符号の復号とビタビ復号の併用も可能である。

【００７０】（４）図１のビダビ復号は、種々のダイバ
ーシチ受信との併用も可能である。判定帰還型の等化と
の組み合わせも可能である。ブロック符号、インタリー
ブの他、ＡＲＱ（ＡＵＴＯＭＡＴＩＣ　　ＲＥＰＥＡＴ
　　ＲＥＱＵＥＳＴ）型の符号誤り制御（誤り検出時、
情報を再送する方式）との併用も可能である。

【００７１】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、差動型ＰＳＫ変調方式において、たたみこみ符号
を送信する場合、受信された搬送波の位相検出からビッ
ト列を求める過程で、そのビット列をとる尤度を算出し
、軟判定ビタビ復号するようにしたので、従来の硬判定
ビタビ復号と比較し、原信号のビットエラーレートを低
くでき、高精度な復号が行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す軟判定ビタビ復号方法の
フローチャートである。

【図２】たたみこみ符号化の説明図である。

【図３】トレリス図形を示す図である。

【図４】本発明の実施例を示す軟判定ビタビ復号装置の
構成ブロック図である。

【図５】検出位相と選択される位相の関係図である。

【図６】図１のビットエラー特性図である。

【符号の説明】

３０　　　　軟判定ビタビ復号装置 ３１　　　　軟判定データ算出部 ３２　　　　デインタリーブ用メモリ ３３　　　　パスメモリ ３４　　　　ビタビアルゴリズム実施部Ｓ５０　　軟判
定データ算出処理 Ｓ５１　　位相選択 Ｓ５２　　位相尤度演算 Ｓ５３　　位相差演算 Ｓ５４　　位相差尤度演算 Ｓ５５　　位相差選択 Ｓ５６　　対応ビット読み出し Ｓ５７　　ビット尤度演算 Ｓ５８　　ビット尤度補正 Ｓ５９　　判定データ出力 Ｓ６０　　ビタビアルゴリズム実施

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　搬送波の時間的に連続して伝送される
   位相の差に対し、グレイ符号化に基づいて、ビット列を
   割り当てる差動型位相シフトキーイング方式により、た
   たみこみ符号を変調する場合、受信側で検出された搬送
   波の検出位相を、前記差動型位相シフトキーイング方式
   で送信する固有の位相と比較し、位相ずれの絶対値が小
   さい該固有の位相を２つ選択する位相選択処理と、前記
   位相ずれの大きさに対し単調減少し、かつ位相ずれの絶
   対値が０のときは尤度の最大値をとり、位相ずれの絶対
   値が（２π／前記差動型位相シフトキーイング方式で送
   信する固有の位相の数）のときは尤度の最小値をとる関
   数により、位相尤度をそれぞれ演算する位相尤度演算処
   理と、前記位相尤度演算処理結果に基づき、時間的に連
   続して選択されたそれぞれ２つの位相の組み合わせによ
   り、４通りの位相を算出する位相差演算処理と、前記各
   位相差の位相差尤度を、その位相差を計算するのに使用
   した位相の尤度の小さい方として算出する位相差尤度演
   算処理と、前記位相差尤度が最大の第１の位相差と、該
   第１の位相差と異なる位相差の中で位相差尤度が最大の
   第２の位相差とを選択する位相差選択処理と、前記第１
   の位相差に対応するビット列の複数のビットを読み出し
   、その各ビットの尤度を前記第１の位相差の尤度と等し
   いものとしてビット尤度を算出する対応ビット読み出し
   ・ビット尤度演算処理と、前記第１の位相差に対応する
   ビット列のビットの内、前記第２の位相差に対応するビ
   ット列のビットと等しいビットの尤度を最大値とするビ
   ット尤度の補正を行うビット尤度補正処理とを実行し、
   前記ビット尤度補正処理結果を、ビタビアルゴリズムに
   おけるメトリックの演算に使用することを特徴とする軟
   判定ビタビ復号方法。