KR100507678B1

KR100507678B1 - 근사화된비트메트릭을이용한데이터수신기

Info

Publication number: KR100507678B1
Application number: KR1019970043259A
Authority: KR
Inventors: 다모쯔 이께다
Original assignee: 소니 가부시끼 가이샤
Priority date: 1996-09-02
Filing date: 1997-08-29
Publication date: 2005-12-02
Also published as: DE69735982T2; DE69735982D1; JP3654392B2; EP0827298A2; KR19980024216A; US6327316B1; EP0827298B1; JPH1079769A; EP0827298A3

Abstract

16QAM, 64QAM, 또는 256QAM 기호들과 같은 다중성분 다중값 기호들의 세트에서 선택된 기호들을 나타내는 다중성분 신호들을 데이터를 수신하기 위한 데이터수신기. 신호들의 각 성분은 복수개의 비트들에 대한 값을 나타내며, 각 비트는 신호의 한 성분과 관련되어 있다. 수신기는 그 비트에 관련된 신호성분의 값에 근거해서 각 신호에 의해 표시된 각 비트에 대한 비트메트릭의 값을 설정하도록 구성된다. 신호성분이 제 1범위에 있을 때 비트메트릭은 최대에 있고, 신호성분이 제 2범위에 있을 때 최소에 있는 반면, 신호성분이 제 3범위에 있을 때 비트메트릭은 최소값과 최대값 사이의 중간값을 가지도록 비트메트릭이 선택된다. 비트메트릭은 수신된 신호가 비트의 특정값을 타나내는 기호를 나타내는 확률을 나타낸다. 비트메트릭은 비트삽입과 비트역확산과 같은 비트레벨의 처리될 수 있고 비트메트릭들의 시퀀스들은 콘벌루션부호를 디콘벌루션하는 비터비복호화와 같은 최대 라이클리후드(maximum likelihood) 복호화 스킴(scheme)될 수 있다.

Description

근사화된 비트메트릭을 이용한 데이터수신기

본 발명은 데이터를 수신하기 위한 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 몇 개의 데이터 비트에 대한 값들을 나타내는 다중성분 신호들을 수신하기 위한 데이터수신기 및 데이터수신방법에 관한 것이다.

미국에서는, 디지털방송이 이미 시작되었다. 또한 유럽에서도, "디지털비디오 방송(DVB)"을 표준화하기 위한 조직이 디지털 TV방송을 도입하기 위해서 결성되었고, 그 표준 시스템이 현재 만들어지고 있다. 상기 디지털방송은, 예를 들어, "미국의 성공적인 전국 서비스에 이어 1996년 유럽에서도 디지털위성 방송 시작"에 니케이 일렉트로닉스 1.15, 1996(No.653),PP.139-151로 설명된다.

디지털방송 및 다른 유형의 데이터 송신에 있어서는, 신호의 전력을 최소화하는 것이 바람직하다. 이것은 신호전력 대 잡음전력의 비율을 줄이는 대신 송신에러의 확률을 증가시킨다. 에러정정부호(eroor-correcting code)는 이 효과를 보상하는 부호화 이득을 얻기 위해 이용된다. 본래 상기 방법을 이용하는 시스템에서는, 에러정정복호화가 수신 측에서 수행되는 반면, 에러정정부호화는 송신 측에서 수행된다.

콘벌루션부호는 특히 신호전력 대 잡음전력 비율이 낮은 통신 경로에서 송신에 유리하다. 아래에서 설명하는 바와 같이, 콘벌루션부호는 원래의 메시지의 각 비트에 포함된 정보를 송신된 신호의 몇 개의 비트들로 효과적으로 확산한다. 수신기는 송신된 신호의 비트들을 나타내는 수신된 신호로부터 각 원래 비트의 값을 판정한다. 송신된 신호는 여분의 정보를 포함하고 있으므로, 송신된 신호의 비트값들 중 일부가 송신 경로에서 잡음에 의해 오염되더라도, 원래의 비트값은 여전히 매우 정확하게 판정될 수 있다. 수신기는 확률적 또는 연복호화 스킴(scheme)을 이용할 수 있다. 만약 비터비복호화와 같은 가장 적합한 경로복호화 방법이 이용된다면, 연판정복호화가 용이하게 수행될 수 있고 또한 높은 부호화 이득도 얻어질 수 있다.

펑쳐(punctured) 콘벌루션부호에서는, 어떤 규칙에 따라 비트들의 일부를 삭제함으로서 콘벌루션부호기로부터 출력된 비트들의 시퀀스(sequence)가 적어진다. 따라서, 콘벌루션부호화에 의해 도입된 여유분은 감소되고, 복수개의 부호율이 용이하게 얻어질 수 있다.

또한 펑쳐 콘벌루션부호 부호기에서 출력된 부호시퀀스의 비트들과 같은 부호화된 신호의 비트들을 어떤 규칙에 따라서 확산시킴으로써 송신경로에서 잡음에 대한 내성을 개선시키는 것도 가능하다. 여기에서 "확산"이란 비트의 셔플링(shuffling)이나 재배열을 의미한다.

도 9는 DVB지상파 텔레비전에 대한 DVB-T규정에 따라 제안된 송신기의 일 예를 나타낸다. 이 송신기는 펑쳐 콘벌루션부호, 비트확산, 그리고 구적위상이동키잉(quadrature phase-shift keying)(QPSK)시스템을 이용한다.

도 9에 나타낸 예에서, 정보원(1)에서 출력된 직렬데이터는 콘벌루션부호기(2)로 입력되고, 모부호시퀀스(X, Y)는 부호기(2)에 의해 발생된다. X와 Y의 각각은 1비트 부호시퀀스를 나타낸다. 따라서 정보원(1)의 원래의 데이터의 각 비트는 모부호 데이터의 2비트를 발생하게 하며, 1비트는 시퀀스(X)에서, 1비트는 시퀀스(Y)에서 발생된다. 달리 말하면, 이 예에서 콘벌루션부호기(2)는 1/2로 설정된다.

도 10은 콘벌루션부호기(2)의 일 예를 나타낸다. 특정 부호기(2)는 DVB-T규정에 따라 구성된 것이 아니며, 그것은 콘벌루션처리의 원리를 설명하기 위한 간단한 부호기이다. 이 예에서는, 정보원(1)에서 출력된 1비트 직렬 데이터가 단자(21)를 통해 입력되며, 각 지연회로(22, 23)에 의해 1클럭사이클 지연되고, 그후에 가산회로(24, 25)에 출력된다. 단자(21)의 출력과 지연회로(22)의 출력도 또한 가산회로(24)에 공급된다. 가산회로(24)는 이들 데이터 그룹을 같이 더하고(배타적 OR조작에 의해), 이 가산의 결과를 단자(26)를 통해 데이터(X)로서 출력한다. 가산회로(25)는 단자(21)의 출력과 지연회로(23)의 출력을 같이 더하여(배타적 OR조작에 의해) 이 연산의 결과를 단자(27)를 통해 데이터(Y)로서 출력한다.

이 예에서, 단자(21)에서 원래의 1비트가 출력될 때 얻어지는 2개의 모부호 비트(X, Y)는 그 원래의 비트의 도착에 선행하는 지연회로(22, 23)의 내부상태에 의존한다. 달리 말하면, 원래의 메시지의 각 비트의 정보는 모부호 시퀀스의 몇 개의 비트로 확산된다. 이 예에서, 제한길이는 3, 내부 지연소자의 수는 2, 상태의 수는 4, 부호화율은 1/2이다.

도 11은 도 10에 나타낸 콘벌루션 부호기의 상태 천이를 나타내는 상태도이다. 예를 들면, 상태가 00일 때(지연소자(22, 23)의 각 출력이 0일 때) 단자(21)를 통해 0의 값을 가진 원래의 부호 비트가 입력되면, 단자(26, 27)를 통한 출력은 (XY) = (00)이 된다. 즉, 모부호 비트(0)는 단자(26)를 통해 데이터(X)로서 출력되는 반면, 모부호 비트(0)는 데이터(X)로서 단자(27)를 통해 출력된다. 0의 입력에 의한 천이의 다음 상태 역시 00이다. 각 지연소자(22, 23)의 출력은 0으로 남아 있다. 상태가 00일 때 1이 입력되는 경우에, 출력은 (XY) = (11)이 되고 상태는 01로 변한다. 상태가 01 일 때 0이 입력되는 경우에, (XY) = (11)이 출력되고 상태는 00으로 변한다. 상태가 01일 때 1이 입력되는 경우에, (XY) = (00)이 출력되고 상태는 10으로 변한다.

이들과 관련된 입력 및 출력과 다른 상태는 입력/출력을 나타내는 "1/01"과 같은 표현을 이용하여 도 11에 도시된다. 이와 같은 표현에서, 제 1숫자는 입력을 나타내는 반면, 제 2숫자는 입력에 의한 출력(X)을 나타내고, 마지막 숫자는 입력에 의한 출력(Y)을 나타낸다.

콘벌루션 부호기(2)에 의해 제공된 모부호 시퀀스(X, Y)는 비트소거회로(3)에 입력되어 소정의 규칙에 따라 비트소거가 수행되며 남아있는 비트는 펑쳐 콘벌루션부호 메시지를 구성하는 직렬비트 스트림(stream)을 구성한다. 비트소거회로(3)는 소거지도에 따라 모부호 시퀀스(XY)의 소정의 위치에서 데이터를 소거한다.

X : 10

Y : 11

소거지도에서 1에 해당하는 비트는 송신되지만 지도에서 0에 해당하는 비트는 송신되지 않는다(소거된다). 달리 말하면, X모부호 시퀀스의 다른 모든 비트는 비트 소거회로에 의해 형성된 직렬비트 스트림으로부터 삭제된다. 따라서 두개의 연속된 입력에 대한 콘벌루션부호기(2)의 출력이 제 1입력에 대한 X1, Y1과 다음 입력에 대한 X2, Y2이 된다면, 비트 소거회로는 직렬 스트림(X1Y1Y2)을 송신할 것이다. 일련의 같은 동작이 장치의 연속된 2클럭 사이클마다 반복된다.

비트소거회로는 부호화된 메시지에서 여유분을 감소시키고 따라서 부호율을 변화시킨다. 콘벌루션부호기와 비트소거회로를 함께 고려하면 콘벌루션부호기(2)에 입력되는 원래 메시지의 비트수는 2이고 비트소거회로(3)에서 출력된 펑쳐 콘벌루션부호의 비트수는 3이고 따라서 부호화율은 2/3이다.

비트소거회로(3)에서 출력된 비트 스트림이나 직렬 펑쳐 콘벌루션 부호시퀀스는 직병렬변환기(4)로 입력된다. 직병렬변환기(4)는 하나의 입력데이터 시퀀스(X1, Y1, Y2, ...)를 두 개의 데이터 시퀀스(X, Y)로 변환시킨다.

변환기(4)로부터의 데이터 시퀀스(X, Y)는 비트확산회로(5-1, 5-2)에서 비트확산된다. 각 시퀀스에서 비트의 순서는 확산적으로 바뀐다(복잡하게 된다). 각 비트확산회로(5-1, 5-2)는 소정의 규칙에 따라서 데이터 시퀀스(X, Y)에서 비트의 순서를 변화시킴으로써 비트확산을 수행한다. 본래 각 비트 확산회로(5-1, 5-2)에 적용되는 규칙은 서로 다르다.

이와 같은 비트 확산의 예에서, 입력 데이터의 M비트는 1블록으로 가정하고, 적당한 값을 설정한다. 비트 확산 처리는 N비트 입력 시퀀스로 형성된 벡터(B0, B1, ..., Bk, ..., BM-1)를 확산 후의 M-비트 출력 시퀀스로 형성된 벡터(B'O, B'1, ..., B'n,..., B'M-1)로 치환하는 것에 의해 수행된다. 여기에서 B'n=Bk(n= k + s mod M)이다.

비트확산회로(5-1, 5-2)는 다른 값(s)을 갖는 동일한 알고리즘을 이용한다.

확산된 펑쳐 콘벌루션부호 메시지를 구성하는 비트확산 후의 데이터 시퀀스(X', Y')는 비트화산회로(5-1, 5-2)에서 출력되고, 신호점 할당회로(6)로 입력된다.

신호점 할당회로(6)는 각각 서로 직교하여 동상 성분(I성분)과 직각 성분(Q성분)을 나타내는 좌표데이터(I', Q')를 출력한다. 예를 들면, 송신채널에서의 신호로서 데이터(X', Y')의 할당은 도 12에 나타낸 것처럼 설정된 QPSK기호 설정에 따라 수행된다. 즉, 데이터는

(x', y') = (0, 0)일 때 (I', Q') = (1 / , 1 / )로 설정되고,

(x', y') = (0, 1)일 때 (I', Q') = (1 / , - 1 / )로 설정되고,

(x', y') = (1, 0)일 때 (I', Q') = (- 1 / , 1 / )로 설정되고,

(x', y') = (1, 1)일 때 (I', Q') = (- 1 / , - 1 / )로 설정된다. 각 성분(I', Q')은 하나의 QPSK기호를 구성한다. 이와 같은 각 기호는 확산된 펑쳐 콘벌루션부호 메시지에서 1비트(x')의 값을 나타내는 제 1성분(I')과, 확산된 펑쳐 콘벌루션부호 메시지에서 또 다른 비트(y')의 값을 나타내는 제 2성분(Q')를 포함한다.

기호 확산회로(7)는 신호점 할당회로(6)에서 출력된 데이터(I', Q')에 의해 규정된 QPSK기호를 재배열하여 신호 S(I, Q)를 얻는다. 이 확산처리는 송신경로에서 버스트에러에 대한 시스템의 저항을 증가시킨다. 확산회로는 소정의 규칙에 따라 (I', Q')로 나타내는 기호(S')의 순서를 바꾸어 (I, Q)에 의해 나타내는 기호(S)를 얻는다.

예를 들면, N-1 기호가 하나의 확산 단위 블록을 형성하고, 또 서로 소수가 되도록 N보다 작은 숫자 G가 선택된다면, 확산은 확산 전에 기호를 형성하는 벡터(S'1, S'2, ..., S'k,..., S'N-1)를 확산 후에 기호를 형성하는 벡터 (S1, S2, ..., Sn, ..., SN-1)(여기서 Sn=S'k(n = G＾k mod N))로 치환함으로써 행해진다. 확산회로(7)는 기호확산 후에 기호의 (I, Q)성분을 출력한다. 변조기(8)는 직교주파수 분할다중(orthogonal frequency division multiplex)(OFDM)방법에 의해 반송파를 기호(S)의 (I, Q)성분으로 변조하여 변조된 반송파를 안테나(9)를 통해 송신한다.

도 13은 도 9에 나타낸 송신기의 데이터를 수신하기 위한 수신기의 구성을 나타낸다. 복조기(32)는 안테나(31)를 통해 수신한 전자파를 복조하고 송신기의 변조기(8)에서 공급받은 일련의 신호에 해당하는 일련의 신호를 출력한다. 상기 각 신호는 송신된 기호의 (I, Q)성분에 해당하는 (I, Q) 성분을 포함한다. 복조기에 의해 출력된 신호의 (I, Q) 성분은 송신기의 변조기에서 공급된 (I, Q)값과 완전히 같지 않다는 사실이 이해되어야 한다. 송신경로상의 잡음이나 다른 결함이 수신된 (I, Q)값의 변화를 결과한다. 수신된 신호를 구성하는 (I, Q)값은 수신기에서 실제값 즉, 아날로그 값이나 바람직하게는 다중비트 디지털값으로 조정된다. 복조기(32)는 일련의 (I, Q)성분으로서 수신된 신호를 공급한다.

기호역확산회로(33)는 수신기(도 9)의 신호확산회로(7)의 신호확산처리와는 역의 방식으로 수신된 신호를 처리한다. 따라서 역확산회로는 수신된 신호를 신호확산회로(7)에서 순서가 바뀌기 전의 원래의 신호 순서로 회복한다. 이 역확산조작은 신호확산회로(7)에서 이용되었던 것과 동일한 (N, G)을 이용하여 표현한다면, 역확산처리 전의 신호를 형성하는 벡터(S1, S2, ..., Sn,..., SN-1)를 역확산처리 후의 신호를 형성하는 벡터(S'1, S'2, ..., S'k, ..., S'N-1)(여기서 Sn = S'K(n = G＾k mod N)로 치환하는 것이다.

기호역확산회로(33)에서 출력된 I성분값(I')과 Q성분 값(Q')은 각각 비트역확산회로(34-1, 34-2)로 공급된다. 비트역확산회로는 송신기의 비트 확산회로(5-1, 5-2)에 의해 이용된 역확산과 반대의 방법으로 (I', Q')성분을 처리한다. 따라서, 비트역확산회로(34-1)는 M항목의 블록에서 데이터(I성분값)항목을 처리한다. 역확산처리 후 출력 M항목의 시퀀스를 구성하는 벡터(B0, B1, ..., Bk, ..., BM-1)는 입력 M항목의 시퀀스를 형성하는 벡터(B'0, B'1, ..., B'M-1)(여기서 B'n = Bk(n = k+s mod M)로부터 얻는다.

비트역확산회로(34-1)의 비트역확산처리에서 이용된 값(S)은 송신기의 비트확산회로(5-1)에서 이용된 값(s)과 같다. 비트역확산회로(34-2)는 같은 방식으로 작동하지만 다른 비트확산회로(5-2)에 의해 이용된 값(s)과 동일한 값(s)을 이용한다.

비트역확산회로(34-1, 34-2)에서 출력된 두 개의 데이터(x, y)는 병직렬변환기(35)로 입력되어 하나의 데이터로 변환되어 비트삽입회로(36)로 공급된다. 병직렬변환기(35)는 직병렬변환기(4)와 반대의 조작을 수행하여 두 개의 데이터 시퀀스(x, y)를 하나의 데이터 시퀀스로 변환한다.

비트삽입회로(36)는 직렬데이터 스트림을 두 개의 병렬데이터 스트림으로 분할하고, 도 9에 나타낸 비트소거회로(3)의 비트소거처리와 반대로 비트삽입처리를 수행한다. 비트삽입회로(36)는 송신기의 비트소거회로에 의해 이용된 것과 같은 지도

X : 10

Y : 11

을 이용한다.

따라서, x1, y1, y2의 순서로 데이터가 삽입회로(36)에 삽입될 때, 임의의 더미데이터항목(여기서는 0으로 가정)이 소거된 데이터에 해당하는 위치에 삽입되고, X데이터로서 X1(=x1), 0을 출력하고, Y 데이터로서 Y1(=y1), Y2(y=2)를 이 순서로 출력한다.

출력데이터 시퀀스(X, Y)는 비터비복호기(37)에 공급된다. 또한, 더미데이터가 삽입된 위치를 나타내는 삽입플래그도 비터비복호기(37)에 공급된다. 처리의 이 단계에서, 시퀀스(X, Y)의 각 데이터요소(더미값과 다른)는 단일-비트 1 또는 0보다는 수신된 신호의 I 및 Q성분의 값에 해당하는 실수이다. 이들 데이터 시퀀스의 실수들은 송신기의 콘벌루션부호기(2)에서 출력된 모부호의 값(1, 0)에 해당한다. 송신채널이 완전한 채널이라면, 모부호에서 0에 해당하는 각 수는 송신기의 신호점 할당회로에 의해 할당된 노미널값(nominal value)(1 / )에 해당하는 정확하게 같은 값을 가질 것이고, 모부호에서 1에 해당하는 각 숫자는 다른 명목상의 값(- 1 / )을 가질 것이다. 그러나 송신기와 수신기 사이의 송신 경로에서의 잡음과 결함으로 인하여 이들 값은 노미널값과 조금 다르게 된다.

비터비복호기(37)는 원래 메시지에 해당하는 재생정보를 복구하기 위하여 데이터 시퀀스(X, Y)를 복호화한다. 따라서, 복호기는 콘벌루션 부호기(2)의 천이 상태(도 11)에 따라 비터비복호를 수행한다.

도 14는 비터비복호기(37)의 일 예를 나타낸다. 비트 삽입회로(36)의 출력 데이터(X, Y)는 각기 입력단자(62-1, 62-2)에 공급되어 분기(branch)메트릭계산회로(63-1 ∼ 63-4)에 공급된다. 각 분기메트릭계산회로(63-1 ∼ 63-4)는 분기메트릭으로서 입력데이터(X, Y)와 도 12에 도시된 노미널값에 의해 정의되는 연속된 좌표점 간의 거리를 계산한다.

분기메트릭계산회로(63-1, 63-4)의 출력(분기메트릭)(BM00, BM11)은 가산비교선택(add compare select, ACS)회로에 입력된다. 또한 분기메트릭계산회로(63-2)의 출력(분기메트릭)(BM01)과 분기메트릭계산회로(63-3)의 출력(분기메트릭)(BM10)은 ACS회로(64-2, 64-4)에 입력된다.

4가지 상태메트릭 저장부(66-1 ∼ 66-4)가 제공된다. 상태메트릭 저장부(66-1)는 ACS부(64-1)의 출력에 연결된 입력(66-1a)을 갖는다. 마찬가지로 다른 상태메트릭 저장부(66-2, 66-3, 66-4)는 각기 ACS부(64-2, 64-3, 64-4)의 출력과 연결된 입력을 갖는다.

상태 메트릭 저장부(66-1)의 출력(상태 메트릭)(SM00)과 상태메트릭 저장부(66-2)의 출력(상태메트릭)(SM01)은 또한 ACS회로(64-1, 64-3)에 입력된다. 상태메트릭 저장부(66-3)의 출력(상태 메트릭)(SM10)과 상태메트릭 저장부(66-4)의 출력(상태메트릭)(SM11)은 또한 ACS회로(64-2, 64-4)에 입력된다.

각 ACS회로(64-1 ∼ 64-4)는 입력 분기메트릭 중 하나에 해당하는 상태메트릭(SM)의 합을 계산하고 다른 분기메트릭(BM)들에 해당하는 상태메트릭(SM)들의 합을 계산한다. 각 ACS회로(64-1 ∼ 64-4)는 두 개의 합을 각기 다른 것과 비교하여 그들 중 작은 것을 선택하고, 작은 쪽의 합을 새로운 상태메트릭(SM)들로서 해당하는 상태메트릭 저장부(66-1 ∼ 66-4)에 출력하고, 경로메모리(65)로 이어지는 선택을 나타내는 신호(SE00 ∼ SE11)를 출력한다. 상태메트릭 저장부(66-1 ∼ 66-4)로부터의 상태메트릭(SM00 ∼ SM11) 역시 경로메모리(65)에 입력된다.

각 상태메트릭 저장부(66-1 ∼ 66-4)는 단자(61)를 통해 입력된 신호에 의해 재설정될 수 있다. 경로메모리(65)는 단자(67)를 통해 복호화된 결과를 출력한다.

비터비복호기(37)의 작동이 보다 상세하게 설명될 것이다. 분기메트릭계산회로(63-1)는 입력데이터(X, Y)와 좌표점(1 / , 1 / )의 차이를 분기메트릭(BM00)으로서 계산한다. 마찬가지로, 분기메트릭계산회로(63-2)는 입력데이터(X,Y)와 좌표점(1 / , - 1 / )의 차이를 분기메트릭(BM01)으로서 계산한다. 입력데이터(X,Y)와 좌표점(- 1 / , 1 / )의 차이를 분기메트릭(BM10)으로서 계산한다. 입력데이터(X,Y)와 좌표점(- 1 / , - 1 / )의 차이를 분기메트릭(BM11)으로서 계산한다. 분기메트릭의 계산에서 삽입된 더미데이터에 대한 거리계산은 비트삽입회로(36)에서 공급된 삽입플래그에 대해 생략된다. 즉, 각 삽입된 더미데이터 값과 관련된 좌표점 사이의 거리는 도 15를 참조로 하여 아래에서 보다 상세하게 설명되는 바와 같이 값(0)으로 설정된다.

ACS회로(64-1)는 콘벌루션부호기(2)의 상태 천이에 해당하는 아래에 나타내는 두 가지 계산을 수행하고, 이 계산 결과 중 보다 높은 가능성을 갖는 것, 즉, 계산 결과 중 보다 적은 것을 선택한다. 계산결과(SM00)가 상태메트릭 저장부(66-1)에 공급되는 반면 이 선택의 정보(SEL00)는 경로메모리(65)에 공급된다.

SM00 + BM00

SM01 + BM11

SM00은 다음 클럭 사이클로부터 남아있는 상태메트릭 저장부(66-1)의 값, 즉, 데이터 시퀀스에서 X 및 Y값 다음의 처리의 결과인 상태메트릭의 값이다. 마찬가지로 SM01은 다음 클럭 사이클로부터 남아있는 상태메트릭 저장부(66-2)의 값이다. BM00은 분기메트릭계산회로(63-1)의 계산결과이고, BM11은 분기메트릭계산회로(63-4)의 계산결과이다.

계산(1)의 결과가 보다 작다면, SEL00 = 0이 경로메모리(65)에 공급된다. 계산(2)의 결과가 보다 작다면, SEL00 = 1이 경로메모리(65)에 공급된다. 전자의 경우에, SM00 + BM00이 새로운 상태메트릭(SM00)으로서 상태메트릭 저장부(66-1)에 저장된다. 후자의 경우에, SM01 + BM11이 새로운 상태메트릭(SM00)으로서 상태메트릭 저장부(66-1)에 저장된다.

이 계산은 상태천이도 도 11을 참조로 하여 설명될 것이다. 분기메트릭은 입력데이터(X,Y)가 특정한 출력을 초래한 콘벌루션부호기의 천이에 의해 생성된 모부호 비트를 나타낼 가능성을 나타내는 것으로 이해될 수 있을 것이다. 예를 들면, 노미널값(1 / , 1 / )에 매우 근접한 값을 갖는 입력데이터(X,Y)가 수신되고, 그로 인하여 BM00의 크기가 작아진다면 입력데이터는 출력(00)(모부호 비트(X,Y))을 생성하는 송신기의 콘벌루션부호기(2)의 천이에 의해 생성된 것일 수 있다. 상태메트릭보다 큰 가능성을 나타내는 상태메트릭보다 작은 값으로서 데이터를 생성하는 송신기에서 콘벌루션부호기(2)는 특정 상태에 있을 가능성을 나타내는 것으로 이해될 수 있다. 예를 들면, SM00의 보다 작은 값은 부호기가 상태(00)에 있을 높은 가능성을 나타낸다. 상태(00)에 이르는 두 가지 경로가 있다. 제 1경로는 상태(00)에서 0을 입력하고 00을 출력하는 것에 의해 정의된다. 해당하는 비교계산은 수학식 1에 의해 나타낼 수 있다. 제 2경로는 상태(01)에서 0을 입력하고 11을 출력하는 것에 의해 정의된다. 해당하는 비교계산은 수학식 2에 의해 나타낼 수 있다. 두 가지 계산 결과 중 보다 작은 것이 새로운 상태메트릭(SM00)으로서 상태메트릭 저장부(66-1)에 공급된다.

각 ACS회로(64-2 ∼ 64-4)는 또한 같은 조작을 수행한다. 각 상태메트릭 저장부(66-1 ∼ 66-4)은 시스템 조작의 초기 단계에서 0으로 재설정된다. 이 재설정의 제어는 단자(621)를 통하여 제어기(도시 생략)에 의해 수행된다.

경로메모리(65)는 도 11에 나타낸 상태 천이에 의해 수신기의 최종 출력인 재생된 데이터를 발생한다. 경로메모리는 ACS회로(64-1 ∼ 64-4)에서 공급된 선택정보(SEL00 ∼ SEL11)를 이용한다.

도 15는 분기메트릭계산회로(63-1)를 상세하게 나타낸다. 단자(62-1)를 통한 입력데이터(X)는 감산회로(51)로 입력되어 데이터(X)로부터 발생회로(52)에서 공급된 1 / 를 감산한다. 감산회로(52)의 출력은 곱셈회로(53)의 두 개의 입력 단자에 공급되어 그 자신을 곱셈한다(즉, 제곱된다). 선택기(203)는 곱셈회로(53)의 출력과 발생회로(202)의 출력(0)을 공급받는다. X에 삽입을 나타내는 플래그가 단자(201)를 통해 비트삽입회로(36)(도 13)로부터 선택기(203)로 입력될 때, 선택기(203)는 발생회로(202)에 의해 발생된 0을 선택한다. X에 삽입을 나타내는 플래그가 입력되지 않으면, 선택기(203)는 곱셈회로(53)의 출력을 선택한다. 선택기(203)는 선택된 값을 가산 회로(54)로 출력한다.

단자(62-2)를 통해 입력된 데이터(Y)는 감산회로(55)로 입력되고, 데이터(Y)로부터 발생회로(56)에서 공급된 1 / 를 감산한다. 감산회로(52)의 출력은 곱셈회로(57)의 두 개의 입력 단자에 공급되어 그 자신을 곱셈한다(즉, 제곱된다). 선택기(206)는 곱셈회로(57)의 출력과 발생회로(205)의 출력(0)을 공급받는다. Y에 삽입을 나타내는 플래그가 단자(204)를 통해 선택기(206)로 입력될 때, 선택기(206)는 회로(205)로부터 0을 선택한다. Y에 삽입을 나타내는 플래그가 입력되지 않으면, 선택기(206)는 곱셈회로(57)의 출력을 선택한다. 선택기는 선택된 값을 가산회로(54)로 출력한다. 가산회로(54)는 선택기(203, 206)의 출력을 가산하고 그 합을 분기메트릭(BM00)으로 출력한다.

따라서, 삽입플래그가 공급되지 않을 때, 이 분기메트릭계산회로의 조작은 하기와 같이 설명된다. 감산회로(51)는 X - 1 / 를 출력하고, 곱셈회로(53)는 이 값을 제곱하여 ( X - 1 / )²를 출력한다. 또한, 감산회로(55)는 Y - 1 / 를 출력하고, 곱셈회로(57)는 이 값을 제곱하여 ( Y - 1 / )²를 출력한다. 가산회로(54)는 곱셈회로(53, 57)의 출력, 즉, ( X - 1/ )² + ( Y + 1 / )²의 합을 계산하고 이 값을 분기메트릭(BM00)으로 출력한다.

반면에, X에 삽입을 나타내는 플래그가 입력되었을 때, 선택기(203)는 0을 선택하고, 따라서 가산 회로(54)의 출력은 ( Y - 1 / )²이 된다. Y에 삽입을 나타내는 플래그가 입력될 때, 선택기(206)는 0을 출력하고 가산회로(54)의 출력은 ( X - 1 / )²가 된다.

각 분기메트릭계산회로(63-2 ∼ 63-4)는 도 15에 도시한 것과 같은 계산 구성을 갖고, 동일한 조작을 수행한다. 그러나 분기메트릭계산회로(63-2)에서, 발생회로(52)의 출력은 1 / 이고 발생회로(56)의 출력은 - 1 / 이다. 분기메트릭계산회로(63-3)에서, 발생회로(52, 56)의 출력은 각기 - 1 / , 1 / 이다. 분기메트릭계산회로(63-4)에서, 각 발생회로(52, 56)의 출력은 - 1 / 이다.

도 16은 경로메모리(65)의 블록도이다. ACS회로(64-1 ∼ 64-4)에서 출력된 선택정보항목(SEL00 ∼ SEL11)은 제어신호로서 선택기(73-1 ∼ 73-4)의 2-입력과 1-입력에 각기 입력된다. 고정 데이터항목(0)이 선택기(73-2)의 두개의 입력으로서 단자(72-2)에서 공급되는 반면, 고정 데이터항목(0)은 선택기(73-1)의 두개의 입력으로서 단자(72-1)에서 공급된다. 마찬가지로, 고정 데이터항목(1)은 각기 선택기(73-2, 73-4)의 두개의 입력으로서 단자(72-3,72-4)에서 공급된다.

각 선택기(73-1 ∼ 73-4) )는 선택정보항목(SEL00 ∼ SEL11) 중 하나에 해당하는 것에 의해 두개의 입력 중 하나를 선택하고 선택된 데이터 항목을 레지스터(81-1 ∼ 81-4) 중 해당하는 것에 출력한다. 위에서 언급한 것과 같이 단자(72-1 ∼ 72-4) 중 하나와 같은 데이터항목이 제 1칼럼선택기(73-1 ∼ 73-4) 중 해당하는 것에 두 개의 입력으로서 입력된다. 따라서, 제 1칼럼레지스터(81-1 ∼ 81-4)는 각기 0, 0, 0, 1을 저장한다.

다른 선택기와 레지스터는 위에서 설명한 것과 같은 방식으로 구성된다. 선택기와 레지스터는 n칼럼으로 구성된다. 즉, 제 2칼럼에서 선택기(74-1 ∼ 74-4)와 레지스터(82-1 ∼ 82-4)가 준비된다. 제 1칼럼레지스터(81-1, 81-2)의 출력은 제 2칼럼에서 선택기(74-1 ∼ 74-3)에 공급된다. 제 1칼럼레지스터(81-3, 81-4)의 출력은 제 2칼럼의 선택기(74-2, 74-4)에 공급된다. 각 제 2칼럼선택기(74-1 ∼ 74-4)는 선택 정보 항목(SEL00 ∼ SEL11) 중 하나에 해당하는 값에 의해 두 개의 입력 중 하나를 선택하고 선택된 데이터항목을 제 2칼럼레지스터(82-1 ∼ 82-4) 중 해당하는 것에 출력하는 처리를 수행한다. 예를 들면, 선택정보항목(SEL00)이 0일 때 레지스터(74-1)는 레지스터(81-1)의 출력을 선택하고 선택정보항목(SEL00)이 1일 때 레지스터(81-2)의 출력을 선택하고, 선택된 데이터항목을 레지스터(82-1)로 출력한다. 제 3 및 제 4칼럼선택기와 레지스터도 같은 방식으로 조작된다.

마지막 칼럼에서 레지스터(84-1 ∼ 84-4)가 출력은 선택기(85)의 4-입력 1-출력 선택기(85)에 입력된다. 도 14에 도시된 상태메트릭 저장부(66-1 ∼ 66-4)에서 출력된 상태메트릭(SM00 ∼ SM11)은 최소값 비교회로(88)로 입력된다. 최소값 비교회로(88)는 4개의 상태메트릭을 비교하여 그들 중 가장 작은 값을 선택한다. 만약 상태메트릭(SM00)이 가장 작을 값일 때에는 최소값 비교회로는 데이터 00을 출력하고, 상태메트릭(SM01)이 가장 작은 값일 때에는 데이터 01을, 상태메트릭(SM10)이 가장 작은 값일 때에는 데이터 10을, 상태메트릭(SM11)이 가장 작은 값일 때에는 데이터 11을 출력한다. 최소값 비교회로(88)의 입력이 00일 때 선택기(85)는 레지스터(84-1)가 출력을 선택하고, 최소값 비교회로(88)의 입력이 01일 때 레지스터(84-2)의 출력을, 최소값 비교회로(88)의 입력이 10일 때 레지스터(84-3)의 출력을, 최소값 비교회로(88)의 입력이 11일 때 레지스터(84-4)의 출력을 선택한다. 선택된 레지스터의 출력은 단자(86)를 통해서 복호화 결과로서 선택기(85)에 의해 출력된다. 단자(86)의 출력 시퀀스는 재생된 정보를 나타낸다.

경로메모리(65)에서 상기 설명한 연결은 도 11의 상태도에 해당하는 출력을 제공한다. 단자(72-1 ∼ 72-4)에서 고정된 값(0,1)은 가능한 복호화된 정보항목을 나타낸다. 선택기와 레지스터의 메트릭을 통해 전파될 값은 선택정보항목(SEL00 ∼ SEL11)의 값에 의존한다. 이들 값은 상기에서 설명한 바와 같이 매 클럭 사이클 동안 상태메트릭과 분기메트릭의 값에 차례로 의존한다. 사실상 ,마지막 레지스터(84-1 ∼ 84-4)에서 나타난 데이터항목은 격자 또는 콘벌루션부호기의 상태 시퀀스를 통한 다른 가능한 경로와 연결된다. 가장 가능성이 큰 경로에 해당하는 데이터항목은 마지막 칼럼의 레지스터(84-1 ∼ 84-4)에 저장된 4개의 데이터항목으로부터 선택되고, 선택된 항목은 재생된 정보로서 출력된다. 선택기(85)는 상태메트릭 최소값, 즉, 각 시점에서 최대 가능성을 갖는 경로에 해당하는 항목을 선택한다. 다른 방식으로는, 비터비복호기가 송신기의 콘벌루션부호기에 입력되는 가장 알맞은 원래 데이터 시퀀스를 나타내는 재생된 정보 시퀀스를 얻는다. 가장 적합한 시퀀스의 선택에서, 복호기는 송신된 데이터의 여러 개의 비트에 의하여 재생된 데이터의 각 비트를 선택한다. 이것은 상당한 부호이득을 제공한다.

고속 데이터 송신에 있어서 디지털 송신시스템을 상기에서 설명한 QPSK수행과 다른 보다 복잡한 변조시스템으로 확장하고자 하는 요구가 증가하고 있다. 보다 복잡한 송신시스템에서, 각 송신된 정보는 2비트 이상에 해당하는 값을 나타낸다. 전형적으로 각 신호는 두 개의 성분을 포함하고, 각 성분은 2이상의 가능한 노미널값을 갖는다. 그와 같은 변조시스템의 예에는 16QAM, 64QAM, 256QAM이 포함된다. 16QAM 시스템에서, 각 기호는 2개의 성분을 포함하고 각 성분은 4개의 가능한 노미널값을 갖기 때문에 16개의 가능한 기호 중 어느 하나가 전송될 수 있다. 따라서, 각 기호는 4개 비트에 해당하는 값을 나타낼 수 있다. 64QAM과 256QAM은 기호마다 각기 6개와 8개의 비트를 부호화하는 64개와 256개의 가능한 기호를 가진 기호를 이용한다. 상기에서 설명한 QPSK시스템에서는 각 기호에서 단지 2개의 비트만이 부호화된다. 보다 복잡한 송신시스템은 더 높은 데이터송신율을 가능하게 한다. 그러나 상기에서 설명한 콘벌루션 또는 펑쳐 콘벌루션 부호화 및 비트확산과 함께 다중성분 다중값 변조시스템을 갖는 부호화 및 복호화 방법을 이용하는 것은 어렵다.

도 17은 16QAM을 이용한 데이터송신기를 나타낸다. 도 17에서, 도 9의 QPSK송신기에 해당하는 부분은 같은 부호를 이용하여 나타내었다. 콘벌루션부호기(2)와 비트소거회로(3)는 QPSK송신기에서 이용된 것과 동일하며, 위에서 설명한 것과 동일한 펑쳐 콘벌루션부호 시퀀스를 만든다. 그러나, 도 17의 직병렬변환기(4)는 비트소거회로(3)의 직렬데이터에서 4개의 병렬데이터 스트림(u, v, x, y)으로 갈라진다. 이 데이터항목은 비트확산회로(91-1 ∼ 91-4)에서 비트확산처리되어 재배열된 데이터(u', v', x', y')를 얻고 이들은 신호점 할당회로(6)로 공급된다. 각 데이터 시퀀스가 적용된 비트확산처리는 도 9의 비트확산회로(5-1, 5-2)에서 적용된 것과 같은 것이다. 비트확산처리는 각 데이터 시퀀스에 대해 다른 값(s)을 이용함으로써 데이터 시퀀스에 대해 달라진다.

신호점 할당회로(6)는 입력 4비트 데이터(u', v', x', y')를 도 18에 도시한 16QAM 기호세트의 기호로서 할당한다. 16QAM 세트에서, 각 기호는 2개의 성분(I', Q')을 포함한다. 각 성분은 4개의 노미널값 중 하나를 가질 수 있고, 각 성분은 2비트의 값을 나타낸다. 따라서, 성분(I')은 4비트 데이터의 제 1 및 제 3비트의 값을 나타내는 반면, 성분(Q')은 제 2 및 제 4비트를 나타낸다. 예를 들면,

(u', v', x', y') = (0, 0, 0, 0)일 때 (I',Q') = (1 / , 1 / )이고,

(u', v', x', y') = (0, 0, 0, 1)일 때 (I',Q') = (1 / , 1 / )이다.

신호점 할당회로(6)에 의해 생성된 기호는 상기에서 설명한 것과 같은 방식으로 기호확산회로(7)에서 기호확산되고, 재배열된 성분(I, Q)은 변조기(9)에 공급되어 상기에서 설명한 바와 같이 OFDM변조에 의해 송신된다. 다른 면에서, 도 17에 도시한 송신기의 구성은 도 9에 도시한 것과 같다.

도 17의 송신기의 16QAM 신호의 송신기는 도 13의 QPSK송신기와 유사하게 구성되며 도 19에 도시한 구조를 갖는다. 그러나, 도 19에 도시한 송신기는 제대로 작동하지 않을 것이다.

도 13을 참조하여 상기에서 설명한 QPSK시스템에서, 기호역확산회로(33)에서 비트역확산회로(34-1, 34-2)로 입력된 각 신호 성분(I,Q)은 비트확산된 펑쳐 콘벌루션부호 메시지의 1비트를 나타낸다. 그러므로, 송신기의 비트확산회로에 의해 적용된 재배열의 역방식에서, 비트역확산회로에 의해 재배열된 신호성분(I,Q)은 신호성분으로부터 비트확산처리 전의 메시지에서의 비트의 순서로 회복된다. 그러나, 16QAM에서 각 성분(I, Q)은 2비트를 나타낸다. 도 18에 도시한 기호세트 또는 신호점 그룹에서, I는 제 1 및 제 3비트의 정보를 포함하는 반면, Q성분은 제 2 및 제 4비트의 정보를 포함한다. 그러나, I는 1 / 또는 1 / 과 같은 단일 값이고, Q 또한 하나의 값이다. 성분(I, Q) 값의 스트림이 도 19에서 도시된 바와 같이 단지 네 개의 데이터 스트림으로 분할된다면 데이터 스트림(u', v', x', y')에서 각 데이터항목은 여전히 하나의 비트보다는 두 개의 비트를 포함할 것이다. 송신기 비트확산회로(91-1 ∼ 91-4)(도 17)에 의하여 단일-비트 데이터항목에 적용된 비트확산처리에 반대인 회로(95-1 ∼ 95-4)에서의 역확산처리의 적용은 데이터를 뒤섞을 것이다. 그것은 원래의 순서로 회복되지 않는다. 다르게 말하면, 비트확산조작은 송신기에서 단일-비트 데이터에 대해 수행되지만, 단일 성분값(I, Q)은 각기 두 개의 비트를 나타낸다. 그러므로, 수신기에서 성분(I, Q)에 대한 역조작은 수행될 수 없다.

같은 문제가 비트소거 및 비트삽입조작에 관련하여 발생한다. 따라서, 도 17의 송신기의 소거회로(3)의 비트는 단일한 모부호의 비트들에 대해 조작한다. 더미데이터를 2비트 성분값의 스트림에 삽입하는 비트삽입회로(36)의 조작은 또한 데이터를 스크램블하고 원래의 데이터의 구조에 저장하지 않을 것이다. 비터비복호기(37)에 의한 비트삽입회로의 출력의 비터비복호화는 원래의 데이터와는 완전히 다를 것이다.

다중비트들을 나타내는 성분값들을 다루는 것에 관한 문제들은 도 19에 나타낸 데이터수신기의 기호역확산회로(33)에서 또는 직후에 각 비트값들을 복구하여 제거될 수 있는 것처럼 보일 것이다. 따라서, 비트역확산회로 전에, 각 신호의 I 및 Q성분이 각 비트값(u', v', x', y')들을 산출하도록 평가될 수 있다. 상기 경우에, 각 수신된 신호의 I 및 Q성분에 의해 정의된 좌표(I, Q)와 도 18에 나타낸 노미널 신호점 사이의 거리가 계산된다. 가장 가까운 노미널 신호점에 관한 기호를 나타낸다고 생각되고, 비트값들은 그 기호에 근거해서 할당된다. 예를 들어, 좌표(-1/,2/)에 가까운 I 및 Q좌표들을 갖는 수신된 신호는 노미널값(-1/,2/), 즉 18에서 1010을 갖는 기호를 나타내는 것으로 생각된다. 이 기호에 관련한 비트값들은 4비트데이터에 할당된다. 즉, u'=1, v'=0, x'=1, 그리고 y'=0이 된다. 이러한 방법으로 복구된 비트값들은 1비트값들이고 비트역확산 및 비트삽입을 통해 처리될 수 있다.

하지만, 상기 시스템은 1개의 수신된 신호의 내용에 근거해서 "하드(hard)"판정을 각 비트의 값으로 한다. 그것은 위에서 설명한 비터비복호화와 같은 "연"복호화에 의해 얻어진 잡음면제와 부호화이득의 이점을 희생하고, 몇 단위시간동안 몇 개의 신호들로 송신된 정보가 재생정보의 각 비트에 대한 가장 포터블(portable)한 값에 대해 수신기에 의해 이루어진 판정을 제공한다.

유사한 문제들이 64QAM 또는 256QAM과 같은 , 다른 다중값, 다중성분 변조시스템에서 발생한다. 따라서 다중값, 다중성분 변조시스템에 의해 송신된 데이터를 정확히 수신하고 복호화할 수 있는 향상된 수신기 및 방법이 필요했다.

본 발명의 한 관점은 가능한 다중성분 다중값 기호들의 세트(set)로부터 선택된 기호를 나타내는 일련의 다중성분 신호들을 포함하는 데이터를 수신하기 위한 데이터수신기를 제공한다. 데이터를 수신할 때, 각 신호의 각 성분은 복수개의 비트들에 대한 값들을 나타낸다. 따라서, 2개이상의 비트들이 신호의 각 성분과 관계된다. 각 비트의 값은 관련 성분에 의해 나타내어진다. 본 발명의 이 관점에 따른 데이터수신기는 각 수신된 신호에서 각 성분의 값을 판정하기 위한 수단과 그 비트에 관계된 신호성분의 값에 근거해서 각 신호에 의해 표시된 각 비트에 대한 비트메트릭의 값을 설정하기 위한 수단을 포함한다. 구체적으로는, 제 1과 제 2와 제 3범위가 각 비트에 대해 정의된다. 값설정수단은 각 비트에 대한 비트메트릭을 설정하도록 구성되어서, 비트에 관계된 신호성분이 그 비트에 대해 정의된 제 1범위에 있을 때 비트메트릭이 소정의 최대값을 갖고, 비트에 관계된 성분이 비트에 대해 정의된 제 2범위에 있을 때 비트메트릭이 소정의 최대값을 갖고, 그리고 비트에 관계된 성분이 비트에 대해 정의된 제 3범위에 있을 때 비트메트릭이 최대값과 최소값 사이의 중간값을 갖는다.

구체적으로는, 설정수단이 각 수신된 신호에 의해 표시된 각 비트에 대해 비트메트릭을 설정하도록 동작하여서, 각 비트에 대한 비트메트릭은 수신된 신호가 비트의 제 1값을 나타내는 송신된 기호를 나타내는 확률과 서로 관련된다. 예를 들어, 비트메트릭 설정수단은 비트메트릭을 설정하도록 구성될 수도 있어서, 비트메트릭은 수신된 신호가 비트에 대해 0값을 나타내는 송신된 신호를 나타내는 확률에 서로 관계한다. 설정수단은 수신된 신호의 관계 성분이 그 비트에 대해 정의된 제 3범위에 있을 때 보간에 의해서 각 비트에 대한 비트메트릭을 설정하도록 구성될 수도 있다. 상기 보간은 선형보간이 될 수 있어서, 비트메트릭의 값은 제 3범위에서의 관계된 신호성분의 값과 함께 선형으로 변한다. 또한 아래에서 설명할 것처럼, 상기 선형변화는 원하는 확률에 대한 타당한 근사를 제공하고 간단하고 값싼 회로에 의해 빠르게 판정될 수 있다. 선택적으로, 비트메트릭 설정수단은 거기에 비트메트릭의 설정을 저장했고 메모리에 다른 주소로 저장되는 다른 비트메트릭을 저장했던 메모리를 포함해도 좋고, 또한 그 비트에 관련한 수신된 신호의 성분에 근거해서 각 수신된 신호를 의 각 비트에 대한 메모리에서 주소를 선택하고 각 선택된 주소에 저장된 비트메트릭을 메모리에서 독출하기 위한 독출수단을 포함해도 좋다. 여기서 다시, 비트메트릭은 디지털신호처리와 호환되는 단순하고 값싼 회로로 구해질 수 있다.

각 비트메트릭이 송신된 데이터의 1개의 비트를 나타내기 때문에, 비트메트릭은 비트역확산과 비트확산에 대한 비트역삽입과 같은 처리가 될 수 있고 송신기에서 1비트데이터에 적용된 비트소거처리될 수 있다. 수신기는 송신기에 적용된 비트확산조작을 역으로 하기 위해서 비트메트릭의 시퀀스(sequence)를 형성하고 비트메트릭을 기록하기 위한 수단을 포함해도 좋다. 수신기는 또한 더미(dummy)값들을 비트메트릭의 시퀀스에 삽입하기 위한 수단을 더 포함해도 좋고, 그것에 의해서 수신기에서 비트소거조작을 역으로 한다. 하지만, 비트메트릭은 각 비트들에 대해 "하드" 1 또는 0이 아니다. 오히려, 비트메트릭은 송신된 기호가 주어진 상기 예에서 그 특별한 비트 0에 대한 소정의 값을 포함하는 확률을 나타낸다. 비트메트릭은 QPSK수신기의 여러 단계를 통해 전파되고 도 13을 참조하여 위에서 설명한 것처럼 비터비복호기에 표시되는 실수값인 것과 마찬가지로 실수값이다. 이러한 실수값들은 수신기가 송신채널을 통해 전송된 몇 비트들에 포함되는 정보에 근거해서 재생정보에서 각 비트의 가장 포터블한 값에 대해 결정하는 비터비복호화와 같은 "연"복호화스킴에 이용될 수 있다. 따라서, 수신기는 콘벌루션부호에 부호화된 송신된 데이터를 나타내는 신호들을 수신하는데 매우 적절하고, 콘벌루션부호를 역으로 디콘벌루션하는 수단을 포함하는 복호화수단을 포함한다. 디콘벌루션을 하기 위한 수단은 비터비복호기와 같은 경로복호화스킴에 따른 디콘벌루션을 하기 위한 수단을 포함한다.

실제로, 특정한 신호성분에 의해 표시된 다양한 비트들에 관한 범위들이 서로 다르다. 예를 들어, 위에서 설명된 16QAM시스템에서는, 수신된 신호의 각 성분이 제 1노미널값(-3/)보다 작은 제 1영역에 걸쳐 변하고, 제 1노미널값과 제 2노미널값 사이(-3/과 -1/의 사이)의 제 2영역, 제 2노미널값(-1/)과 제 3노미널값(1/)사이의 제 3노미널값, 그리고 제 4노미널값보다 큰(3/보다 큰)제 4영역에서 변한다. 제 1성분에 관한 1비트에 대해서, 제 1범위는 제 1 및 제 2영역을 포함하고, 제 2범위는 제 4 및 제 5영역을 포함하고, 그리고 제 3범위는 제 3영역을 포함한다. 이 구성에서, 16QAM시스템의 예를 이용하면, 비트메트릭은 제 1성분이 제 2노미널값(-1/)보다 낮을 때 최대값을 갖고 신호성분이 제 3노미널값(1/) 이상의 값을 가질 때 최소값을 가진다. 신호성분이 제 2 및 제 3노미널값 사이(-1/과 1/의 사이)의 값을 가질 때, 비트메트릭은 중간값을 가진다. 신호성분이 제 3영역을 제한하는 제 2 또는 제 3노미널값에 가까워질수록, 비트메트릭은 각각 최대값 또는 최소값에 접근한다.

제 1성분에 관한 제 2비트에 대해서, 제 1범위는 제 3영역을 포함해도 좋고, 제 2범위는 제 2 및 제 5영역을 포함해도 좋으며, 제 3범위는 제 2 및 제 4영역을 포함해도 좋다. 다른 식으로 말하면, 이 부가 비트에 대해서, 비트메트릭은 신호성분이 제 2 및 제 3노미널값 사이(-1/과 1/ 사이)에 있을 때 최대값을 갖고, 비트메트릭은 신호성분이 제 1노미널값이하(-3/이하) 또는 제 4노미널값이상(3/이상)일 때 최소값을 가지며, 신호성분이 제 1 및 제 2노미널값 사이(-3/과 -1/ 사이)일 때 또는 신호성분이 제 3 및 제 4노미널값 사이(1/과 3/ 사이)일 때 비트메트릭은 중간값을 가진다.

수신기는 또한 수신된 신호들의 성분들을 직렬로 하기 위한 수단을 포함하여서 각 수신신호의 성분들이 비트메트릭을 설정하기 위한 수단에 차례로 입력된다. 따라서, 비트메트릭을 판정하기 위한 단 1개의 장치만이 설치될 필요가 있다. 선택적으로, 비트메트릭을 설정하기 위한 장치들의 수는 각 수신신호에서의 성분들의 수와 동일할 수도 있으며, 실제로는 2이다.

또한 본 발명의 관점은 장치와 관련해서 위에서 설명한 것처럼 일련의 다중성분신호들을 포함하는 데이터를 수신하는 방법들을 포함한다. 본 발명의 본 관점에 따른 방법들은 그 비트에 관한 신호성분의 값에 근거해서 각 수신된 신호에서의 각 성분의 값을 판정하고 각 수신된 신호에 의해 표시된 각 비트에 대해 비트메트릭의 값을 설정하는 단계를 포함한다. 여기서 다시, 각 비트에 대해 정의된 제 1과 제 2와 제 3범위가 있고, 값설정단계가 각 비트에 대해 수행되어서, 신호의 관계된 성분이 비트에 대해 정의된 제 1범위에 있을 때 비트메트릭이 최대값을 나타내고, 관계된 신호성분이 비트에 대해 정의된 제 2범위에 있을 때 비트메트릭이 소정의 최소값을 가지고, 그리고 관계된 신호성분이 비트에 대해 정의된 제 3범위에 있을 때 비트메트릭이 최대값과 최소값의 사이인 중간값을 가진다. 수신기와 관련해서 위에서 설명한 것처럼, 비트메트릭에 대한 값을 설정하는 단계는 신호성분의 값이 비트에 대해 정의된 제 3범위에 있을 때 보간에 의해 수행될 수도 있다. 선택적으로, 비트메트릭을 설정하는 단계는 그 비트에 관한 상기 수신된 신호의 성분에 근거해서 각 수신된 신호의 각 비트에 대해 메모리의 주소를 선택하고 각 선택된 주소에 저장된 비트메트릭을 메모리에서 독출함으로서 수행될 수도 있다. 다시 한 번, 다른 비트메트릭은 메모리의 다른 주소에 저장된다. 방법은 또한 각 수신된 신호의 성분들을 직렬로 하는 단계를 포함한다. 비트메트릭을 설정하는 단계는 먼저 1성분에 관한 비트들에 대해 수행될 수도 있고 다음에 같은 신호의 다른 성분에 관한 비트들에 대해 수행될 수도 있다.

전술한 본 발명의 관점들에 따른 방법들은 또한 비트메트릭을 처리하고 처리된 비트메트릭으로부터 재생된 데이터를 복구하는 단계를 포함한다. 구체적으로, 수신된 신호들에 의해 표시된 비트들은 콘벌루션부호에서 부호화된 원래의 데이터를 구성하는 송신된 데이터를 포함한다. 더 구체적으로, 복구단계는 비트메트릭을 상기 역으로 콘벌루션부호로 디콘벌루션하는 단계를 포함한다. 디콘벌루션단계는 재생된 데이터에서의 각 비트의 값이 송신된 데이터에서의 몇 비트들의 값에 따르는 "연" 또는 최대 라이클리후드(likelihood) 복호화를 제공하기 위해 수행된다. 복구단계는 비트메트릭의 1이상을 형성하고 비트역확산처리에 대한 비트메트릭 시퀀스, 비트삽입처리 또는 둘 다를 하는 단계들을 포함한다. 장치와 관련해서 위에서 설명한 것처럼, 비트확산, 비트소거 그리고 연복호화에 의해 생긴 모든 장점들을 유지하면서, 방법들은 다중값 다중성분 송신스킴을 허용한다.

본 발명의 전술 및 다른 목적들, 특징들, 그리고 정점들이 첨부한 도면과 함께 아래에서 설명된 구체적 실시예들의 설명으로부터 좀 더 명확해질 것이다.

도 1은 발명의 일실시예에 따른 수신기를 나타낸다. 이 수신기는 도 17에 나타낸 송신기에 의해 송신된 데이터를 수신하도록 구성된다. 도 1에서, 도 13에 나타낸 종래의 데이터수신기의 부분에 상응하는 부분들은 같은 부호로 표시된다. 아래에서 설명되지 않은 특징들은 도 13에 나타낸 수신기의 해당 특징과 같다. 수신기는 송신경로로부터의 I 및 Q성분들을 가지는 다중성분신호들을 복구하기 위해서 안테나(31)와 복조기(32)를 가지며, I 및 Q성분값들을 기호역확산회로(33)에 보낸다. 기호역확산회로는 송신기(도 17)의 기호확산회로(7)에서의 처리에 대해 반대의 처리를 수행하도록 구성된다. 위에서 설명한 것처럼, 이 역처리는 수신된 신호들을 기호들이 기호확산회로(7)에서 처리되기 전에 가졌던 순서로 복구한다. 기호역확산회로는 재정렬된 I 및 Q성분(I', Q')들을 메트릭계산회로(39-1, 39-2)들에 각각 출력한다.

비트메트릭계산회로(39-1)는 그 수신된 신호에서의 I성분의 값(I')에 근거해서 각 수신된 신호의 제 1비트에 대한 메트릭(u')과 제 3비트에 대한 메트릭(x')를 계산하도록 구성된다. 회로(39-1)는 제 1비트에 대한 메트릭(u')을 비트역확산회로(101-1)에 출력하고 제 3비트에 대한 메트릭(x')을 비트역확산회로(101-3)에 출력한다.

비트메트릭계산회로(39-2)는 그 수신된 신호에서의 Q성분의 값(Q')에 근거해서 각 수신된 신호의 제 2비트에 대한 메트릭(v')과 제 4비트에 대한 메트릭(y')를 계산하도록 구성된다. 회로(39-2)는 제 2비트에 대한 메트릭(v')을 비트역확산회로(101-2)에 출력하고 제 4비트에 대한 메트릭(y')을 비트역확산회로(101-4)에 출력한다.

메트릭계산회로(39-1)의 구성은 도 2에 나타낸 것과 같다. 도 1에 나타낸 기호역확산회로(33)에서 출력된 I성분값 신호(I')는 도 2에 나타낸 것처럼 판정회로(111-1 ∼ 111-3, 112-1 ∼ 112-4)에 입력된다.

송신기에서의 신호점 할당은 16QAM기호세트에 따라서 수행되기 때문에, 각 수신된 신호는 16QAM신호 콘스텔레이션(constellation)에서 16개의 가능한 기호들 또는 도 18의 전체 기호세트에 대해 1개를 나타낸다. 도 18에 나타낸 것처럼 16QAM신호점(0000, 0001, 0101, 0100)들에 상응하는 3/의 노미널 I성분값을 가지는 기호들은 도 3에 나타낸 기호서브세트(subset)(SI00)를 형성한다. 16QAM신호점(0010, 0011, 0111, 0110)들에 상응하는 1/의 노미널 I성분값을 가지는 기호들은 도 3에 나타낸 기호서브세트(SI01)를 형성한다.

도 18에 나타낸 것처럼 16QAM신호점(1010, 1011, 1111, 1110)들에 상응하는 -1/의 I성분값을 가지는 기호들은 도 3에 나타낸 기호서브세트(SI11)를 형성한다. 16QAM신호점(1000, 1001, 1101, 1100)들에 상응하는 3/의 I성분값을 가지는 기호들은 도 3에 나타낸 기호서브세트(SI10)를 형성한다.

마찬가지로, 도 18에 나타낸 것처럼 16QAM신호점(0000, 0010, 1010, 1000)들에 상응하는 3/의 Q성분값을 가지는 기호들은 도 3에 나타낸 기호서브세트(subset)(SQ00)를 형성한다. 16QAM신호점(0001, 0011, 1011, 1001)들에 상응하는 1/의 Q성분값을 가지는 기호들은 도 3에 나타낸 기호서브세트(SQ01)를 형성한다.

또한, 도 18에 나타낸 것처럼 16QAM신호점(0101, 0111, 1111, 1101)들에 상응하는 -1/의 Q성분값을 가지는 기호들은 도 3에 나타낸 기호서브세트(SQ11)를 형성한다. 16QAM신호점(0100, 0100, 0110, 1110)들에 상응하는 -3/의 Q성분값을 가지는 기호들은 도 3에 나타낸 기호서브세트(SQ10)를 형성한다.

판정회로(111-1)는 공급된 I성분값이 세트(SI11)에 속하는 기호들의 노미널 I성분값(-1/)보다 작거나 같은지(즉, I신호값이 도 4에 타나낸 영역(1 또는 2)에 있는지를)를 판정한다. 만약 판정회로(111-1)가 I신호값이 영역(1 또는 2)에 있다고 판정하면, 판정비트(d1)의 값으로서 1을 선택기(112)에 출력한다. 만약 I성분값이 영역(1 또는 2)에 없다고 판정하면, 0을 선택기(112)에 출력한다.

판정회로(111-2)는 공급된 I신호값이 세트(SI01)에 속하는 기호들의 노미널 I성분값(1/)보다 작거나 같은지 그리고 세트(SI11)에 속하는 신호들의 노미널 I성분값(-1/)보다 크거나 같은지를(즉, I신호값이 도 4에 나타낸 영역(3)에 있는지를) 판정한다. 만약 판정회로(112-2)가 I신호값이 영역(3)에 있다고 판정하면, 판정비트(d2)의 값으로서 1을 선택기(112)에 출력한다. 만약 I신호값이 영역(3)에 없다고 판정하면, 0을 선택기(112)에 출력한다.

판정회로(111-3)는 세트(SI01)에 속하는 기호들의 노미널 I성분값(1/)보다 큰지를(즉, I신호값이 도 4에 나타낸 영역(4 또는 5)에 있는지를) 판정한다. 만약 판정회로(111-3)가 I신호값이 영역(4 또는 5)에 있다고 판정하면, 판정비트(d3)로서 1을 선택기(112)에 출력한다. 만약 I신호값이 영역(4 또는 5)에 없다고 판정하면, 0을 선택기(112)에 출력한다.

상수발생회로(115)는 기호서브세트(SI01)에 속하는 기호들의 노미널 I성분값과 같은 값, 즉 이 경우에 SI01=1/를 공급한다. 감산회로(116)는 상수발생회로(115)에 의해 공급된 노미널 si01값과 기호역확산회로(33)에서 공급된 수신신호의 I성분의 값(RI) 사이의 차이(si01 - RI)를 계산하고 계산결과를 선택기(112)에 출력한다.

만약 판정회로(111-1 ∼ 111-3)에서 공급된 판정비트(d1 ∼ d3)의 값들이 (d1, d2, d3)=(1, 0, 0)이면, 선택기(112)는 상수발생회로(113)에서 공급된 값(메트릭의 최대값, 이 경우에 2/)을 출력한다. 이 값은 데이터의 제 1비트에 대한 메트릭(u')으로서 비트역확산회로(101-1)에 출력된다. 만약 판정비트(d1 ∼ d3)의 값들이 (d1, d2, d3)=(0, 0, 1)이면, 선택기(112)는 메트릭(u')으로서 상수발생회로에서 공급된 값(메트릭의 최소값, 이 경우에 0)을 출력한다.

또한, 만약 판정비트(d1 ∼ d3)의 값들은 (d1, d2, d3)=(0, 1, 0)이면, 선택기(112)는 상수발생회로(115)와 가산회로(감산회로)(116)에 의해 계산된 값(si01 - RI)을 출력한다. 이 값은 데이터의 제 1비트에 대한 메트릭(u')으로서 비트역확산회로(101-1)에 출력된다.

따라서, 도 4에 "제 1비트에 대한 메트릭"으로 불리는 실선에 의해 표시된 것처럼, 만약 수신된 신호의 I'성분이 도 4의 영역(1, 2)들로 구성된 제 1범위에 있다면, 비트메트릭(u')은 최대값(2/)을 가질 것이다. 만약 수신된 신호의 I'성분이 도 4의 영역(4, 5)으로 구성된 제 2범위에 있다면, 비트메트릭(u')은 최소값(0)에 있을 것이며, 만약 I'성분이 도 4의 영역(3)으로 구성된 제 3범위에 있다면, 비트메트릭(u')은 최소값과 최대값 사이의 값을 가질 것이다. 따라서, 각 신호에 의해 전달된 4비트데이터의 제 1(가장 중요한)비트에 대한 범위들이 회로에 의해 정의된다.

판정회로(121-1)는 공급된 I신호가 세트(SI00)에 속하는 기호들의 노미널 I성분값(-3/)보다 작거나 같은지 또는 세트(SI00)에 속하는 기호들의 노미널 I성분값(3/)보다 큰지를(즉, I신호가 도 5에 나타낸 영역(1 또는 5)에 있는지를) 판정한다. 만약 판정회로(121-1)가 I신호값이 영역(1 또는 5)에 있다고 판정하면, 판정비트(d4)의 값으로서 1을 선택기(122)에 출력한다. 만약 I신호값이 영역(1 또는 5)에 없다고 판정하면, 0을 선택기(122)에 출력한다.

판정회로(121-2)는 공급된 I신호값이 세트(SI11)에 속하는 기호들의 노미널 I성분값(-1/)보다 작거나 같은지 그리고 세트(SI00)에 속하는 기호들의 노미널 I성분값(-3/)보다 큰지를(즉, I신호값이 도 5에 나타낸 영역(2)에 있는지를) 판정한다. 만약 판정회로(121-2)가 I신호값이 영역(2)에 있다고 판정하면, 판정비트(d5)의 값으로서 1을 선택기(122)에 출력한다. 만약 I신호값이 영역(2)에 없다고 판정하면, 0을 선택기(122)에 출력한다.

판정회로(121-3)는 공급된 I신호값이 세트(SI01)에 속하는 기호들의 노미널 I성분값(1/)보다 작거나 같은지 그리고 세트(SI11)에 속하는 기호들의 노미널 I성분값(-1/)보다 큰지를(즉, I신호값이 도 5에 나타낸 영역(3)에 있는지를) 판정한다. 만약 판정회로(121-3)가 I신호값이 영역(3)에 있다고 판정하면, 판정비트(d6)의 값으로서 1을 선택기(122)에 출력한다. 만약 I신호값이 영역(3)에 없다고 판정하면, 0을 선택기(122)에 출력한다.

판정회로(121-4)는 공급된 I신호값이 세트(SI00)에 속하는 기호들의 노미널 I성분값(3/)보다 작거나 같은지 그리고 세트(SI01)에 속하는 기호들의 노미널 I성분값(1/)보다 큰지를(즉, I신호값이 도 5에 나타낸 영역(4)에 있는지를) 판정한다. 만약 판정회로(121-4)가 I신호값이 영역(4)에 있다고 판정하면, 판정비트(d7)의 값으로서 1을 선택기(122)에 출력한다. 만약 I신호값이 영역(4)에 없다고 판정하면, 0을 선택기(122)에 출력한다.

상수발생회로(123)는 기호서브세트(SI00)에 속하는 기호들의 노미널 I성분값(si00), 즉 이 경우에 si00 = 3/과 같은 값을 제공한다. 감산회로(124)는 상수발생회로(123)에서 공급된 노미널 si00값과 기호역확산회로(33)에서 공급된 수신된 신호의 I성분의 값(RI) 사이의 차이(si00 - RI)를 계산하고, 계산결과를 선택기(122)에 출력한다.

다른 상수발생회로(123)는 기호서브세트(SI10)에 속하는 기호들의 노미널 I성분값(si10), 즉 이 경우에 si10 = -3/과 같은 값을 공급한다. 감산회로(126)는 기호역확산회로(33)에서 공급된 수신신호의 I성분의 값(RI)과 상수발생회로(125)에서 공급된 노미널 si10값 사이의 차이(si10 - RI)를 계산하고, 계산결과를 선택기(122)에 출력한다.

만약 판정회로(121-1 ∼ 121-4)에서 공급된 판정비트(d4 ∼ d7)의 값들이 (d4, d5, d6, d7) = (1, 0, 0, 0)이면, 선택기(122)는 상수발생회로(114)에서 공급된 값(메트릭의 최소값, 이 경우에 0)을 출력한다. 이 값은 데이터의 제 3비트에 대한 메트릭(x')으로서 비트역확산회로(101-3)에 출력된다. 만약 판정비트(d4 ∼ d7)들이 (d4, d5, d6, d7)=(0, 0, 1, 0)이면, 선택기(122)는 상수발생회로(113)에서 공급된 값(메트릭의 최대값, 이 경우에 2/)을 메트릭(x')으로서 출력한다.

또한, 만약 판정비트(d4 ∼ d7)들이 (d4, d5, d6, d7)=(0, 1, 0, 0)이면, 선택기(122)는 상수발생회로(125)와 감산회로(126)에 의해 계산된 값(RI - si10)을 출력한다. 이 값은 데이터의 제 3비트에 대한 메트릭(x')으로서 비트역확산회로(101-3)에 출력된다. 만약 판정비트(d4 ∼ d7)들이 (d4, d5, d6, d7)=(0, 0, 0, 1)이면, 선택기(122)는 상수발생회로(123)와 감산회로(124)에 의해 계산된 값(si00 - RI)을 메트릭(x')으로서 출력한다.

따라서, 도 5에 "제 3비트에 대한 메트릭"으로 불리는 실선에 의해 표시된 것처럼, 만약 수신된 신호의 I'성분이 도 5에서 영역(3)으로 구성된 제 1범위에 있다면, 비트메트릭(x')은 최대값(2/)을 가질 것이다. 만약 수신된 신호의 I'성분이 도 5에서 영역(1, 5)으로 구성된 제 2범위에 있다면, 비트메트릭(x')은 최소값(0)을 가질 것이며, 만약 I'성분이 도 5에서 영역(2, 4)으로 구성된 제 3범위에 있다면, 비트메트릭(x')은 최소값과 최대값 사이의 값을 가질 것이다. 여기서 다시, 각 신호에 의해 전달된 4비트데이터의 제 3비트에 대한 범위는 회로에 의해 정의된다. 도 4와 도 5를 비교하여 평가될 때, 제 1비트에 대해 정의된 범위(위에서 설명한 제 1비트메트릭(u')를 설정하기 위함)들과 제 2비트에 대해 정의된 범위(제 3비트메트릭(x')을 설정하기 위함)들은 서로 다르다.

메트릭계산회로(39-2)는 메트릭계산회로(39-1)의 구성과 같은 구성을 가진다. 하지만, 메트릭계산회로(39-2)는 기호역확산회로(33)에서 공급된 각 수신신호의 Q성분의 값에 근거해서 데이터의 제 2 및 제 4비트들에 대한 메트릭(v', y')을 각각 계산한다. 회로(39-2)는 위에서 설명한 제 1비트에 대한 범위들과 같은 제 2비트에 대한 범위들을 정의한다. 또한, 회로(39-2)는 위에서 설명한 제 3비트에 대한 범위들과 같은 제 4비트에 대한 범위들을 정의한다. 회로(39-2)는 메트릭(v', y')들을 비트역확산회로(101-2, 101-4)들에 각각 출력한다.

도 1에 나타낸 비트역확산회로(101-i)(i=1, ..., 4)들의 각각은 메트릭계산회로(39-1 또는 39-2)에서 공급된 비트(i)에 대한 비트메트릭의 시퀀스(sequence)를 수신한다. 각 비트역확산회로는 송신기(도 17)의 비트확산회로(91-i)에 의해 수행된 재정렬에 대한 반대의 방법으로 비트들의 원래의 순서를 복구하기 위해서 비트메트릭의 시퀀스를 재정렬한다. 비트역확산회로(101-i)들은 비트메트릭의 재정렬된 시퀀스를 병직렬변환기(35)에 공급한다.

병직렬변환기(35)는 4데이터시퀀스를 1데이터시퀀스로 변환하도록 구성된다.

비트삽입회로(36)는 도 17에 나타낸 비트소거회로(3)에 의해 수행된 조작에 반대되는 조작을 수행한다. 즉, 위에서 나타낸 소거지도

X : 10

Y : 11

는 임의의 더미데이터항목(이 경우에 0)을 삽입하기 위해 이용되고, 데이터시퀀스는 2개의 시퀀스(X, Y)로 나누어진다. 삽입회로(36)에 입력된 데이터는 순서(u1, v1, x1, y1, u2, v2, x2, y2, ...)로 병직렬변환기(35)에 의해 제공된다. 더미데이터항목은 데이터시퀀스로 매 제 3비트 직전의 위치들에 주기적으로 삽입되어서,

u1, 0, y1, 0, x2, ...

들은 이 순서로 데이터(X)로서 출력되고, 그리고

v1, x1, u2, v2, y2, ...

들은 또한 이 순서로 데이터(Y)로서 출력된다.

데이터시퀀스(X, Y)들은 비트삽입회로(36)로부터 비터비복호기(37)로 출력된다. 또한, 비트삽입회로는 각 더미데이터항목의 삽입의 위치를 나타내는 플래그(flag)를 비터비복호기(37)에 공급한다.

도 6은 비터비복호기(37)의 일 예를 나타낸다. 이 예에서, 비트삽입회로(36)로부터의 데이터시퀀스(X)(제 1비트에 대한 메트릭(u) 또는 제 3비트에 대한 메트릭(x)에 상응하는 값)는 입력단자(62-1)에 입력되며, 비트삽입회로(36)로부터의 데이터시퀀스(Y)(제 2비트에 대한 메트릭(v) 또는 제 4비트에 대한 메트릭(y)에 상응하는 값)는 입력단자(62-2)에 입력된다.

입력단자(62-1)를 통해 입력된 값(X)은 선택기(134-1)와 감산회로(131-1)에 입력된다. 감산회로(131-1)는 비트메트릭의 최대값에서, 즉 이 경우에 2/에서 X를 감산하고, 그 차이를 선택기(134-3)에 출력한다. 입력단자(62-2)를 통해 입력된 값(Y)은 선택기(134-2)와 감산회로(131-2)에 입력된다. 감산회로(131-1)는 Y(2/)의 최대값에서 Y를 감산하고, 그 차이를 선택기(134-4)에 출력한다.

선택기(134-1)에는 상수발생회로(135-1)에서 출력된 값(0)과 입력단자(62-1)에서의 값(X)이 공급된다. Y에 삽입을 나타내는 플래그가 비트삽입회로(36)에서 전송되어 선택기(134-2)에 입력될 때, 선택기(134-2)는 상수발생회로(135-3)에 의해 발생된 값(0)을 선택한다. Y에 삽입을 나타내는 플래그가 입력되지 않을 때, 선택기(134-2)는 값(Y)을 선택한다. 선택기(134-2)는 선택된 값을 가산회로(132-1, 132-3)에 출력한다.

선택기(134-3)에는 상수발생회로(135-3)에서 출력된 값(0)과 감산회로(131-1)에서 출력된 X의 최대값에서 값(X)을 감산하여 얻어진 값이 공급된다. X에 삽입을 나타내는 플래그가 비트삽입회로(36)에 전송되어 선택기(134-3)에 입력될 때, 선택기(134-3)는 상수발생회로(135-3)에 의해 발생된 값(0)을 선택한다. X에 삽입을 나타내는 플래그가 입력되지 않을 때, 선택기(134-3)는 X의 최대값에서 값(X)을 감산하여 얻어진 값을 선택한다. 선택기(134-3)는 선택된 값을 가산회로(132-3, 132-4)에 출력한다.

선택기(134-4)에는 상수발생회로(135-4)에서 출력된 값(1)과 감산회로(131-2)에서 출력된 Y의 최대값에서 값(Y)을 감산하여 얻어진 값이 공급된다. Y에 삽입을 나타내는 플래그가 비트삽입회로(36)에서 전송되어 선택기(134-4)에 입력될 때, 선택기(134-4)는 상수발생회로(135-4)에 의해 발생된 값(1)을 선택한다. Y에 삽입을 나타내는 플래그가 입력되지 않을 때, 선택기(134-4)는 Y의 최대값에서 값(Y)을 감산하여 얻어진 값을 선택한다. 선택기(134-4)는 선택된 값을 가산회로(132-2, 132-4)들에 출력한다.

가산회로(132-1)는 선택기(134-1)에서 공급된 값과 선택기(134-2)에서 공급된 값의 합을 계산하고, 그 합을 분기(branch)메트릭(BM00)으로서 출력한다. 가산회로(132-2)는 선택기(134-1)에서 공급된 값과 선택기(134-4)에서 공급된 값의 합을 계산하고, 그 합을 분기메트릭(BM01)으로서 출력한다. 마찬가지로, 가산회로(132-3)는 선택기(134-2)에서 공급된 값과 선택기(134-3)에서 공급된 값의 합을 계산하고, 그 합을 분기메트릭(BM10)으로서 출력하고, 가산회로(132-4)는 선택기(134-3)에서 공급된 값과 선택기(134-4)에서 공급된 값의 합을 계산하고, 그 합을 분기메트릭(BM11)으로서 출력한다.

가산회로(132-1)의 출력(BM00)과 가산회로(132-4)의 출력(BM11)은 ACS회로(133-1, 133-3)들에 입력된다. 가산회로(132-2)의 출력(BM01)과 가산회로(132-3)의 출력(BM10)은 ACS회로(133-2, 133-4)들에 입력된다.

상태메트릭 저장부(66-1)로부터의 출력(SM00)과 상태메트릭 저장부(66-2)로부터의 출력(SM01)도 또한 ACS회로(133-1, 133-3)들에 입력된다. 상태메트릭 저장부(66-3)로부터의 출력(SM10)과 상태메트릭 저장부(66-4)로부터의 출력(SM11)은 또한 ACS회로(133-2, 133-4)들에 입력된다.

ACS회로(133-1 ∼ 133-4)들은 이러한 메트릭을 합계 가산함으로서 입력분기 및 상태메트릭에서 새로운 상태메트릭을 계산하고, 그 계산결과를 상태메트릭 저장부(66-1 ∼ 66-4)들에 출력하고, 또한 선택된 경로에 상응하는 정보(SEL00 ∼ SEL11)를 경로메모리(65)에 출력한다.

다른 관점에서, 이 실시예의 비터비복호기(37)의 구성은 도 14에 나타낸 구성과 같은 것이다. 그러므로, 그것에 대해 더 이상 설명하지 않을 것이다.

상기한 점을 제외하면, 도 1에 나타낸 데이터수신기의 구성은 도 13에 나타낸 구성과 같은 것이다. 그러므로, 그것에 대해 더 이상 설명하지 않을 것이다. 본 발명에 따른 방법에서, 도 1에 나타낸 데이터수신기는 도 17의 송신기에서 전송된 송신데이터를 수신하도록 동작된다.

복조기(32)는 안테나(31)에서 수신된 신호를 복조하고 수신된 신호들의 I 및 Q성분의 형태로 데이터를 기호역확산회로(33)에 출력한다. 기호역확산회로(33)는 기호역확산처리로 I 및 Q성분데이터를 처리하고 I성분(I')을 메트릭계산회로(39-1)에 출력하고 Q성분(Q')을 메트릭계산회로(39-2)에 출력한다.

메트릭계산회로(39-1)는 공급된 I성분(I')에서 수신된 신호들의 각각에 의해 표시된 제 1 및 제 3비트들에 대해 메트릭(u', x')들을 계산한다. 회로(39-1)는 제 1비트에 대한 메트릭(u')을 비트역확산회로(101-1)에 출력하고 제 3비트에 대한 메트릭(x')을 비트역확산회로(101-3)에 출력한다.

마찬가지로, 메트릭계산회로(39-2)는 공급된 Q성분(Q')에서 각 수신된 신호에 의해 표시된 제 2 및 제 4비트들에 대한 메트릭(v', y')들을 계산한다. 회로(39-2)는 제 2비트에 대한 메트릭(v')을 비트역확산회로(101-2)에 출력하고 제 4비트에 대한 메트릭(y')을 비트역확산회로(101-4)에 출력한다.

메트릭계산회로(39-1, 39-2)들의 메트릭계산을 다음에 설명할 것이다. 이러한 회로들에 의해 계산된 비트메트릭은 신호가 수신될 때 소정의 수신된 신호를 형성하는 비트들의 각각에 대해 다음의 식으로 서술되는 조건부확률(conditional posterior probability)에 근사한다

P ( bi = 0 | R ) = P ( bi = 0 ∩ R ) / P ( R )

이 식에서, P ( bi = 0 | R )는 수신신호(R(I, Q))가 수신될 때 송신된 기호의 비트(i)(bi)(제 1, 제 2, 제 3 또는 제 4비트)가 0인 조건부확률을 나타내고, P(R)는 수신되고 있는 신호(R(I, Q))의 확률을 나타내고, 그리고 P ( bi = 0 ∩ R )는 비트(i)가 0인 기호의 송신확률과 수신된 신호(R(I, Q))의 수신확률을 나타낸다.

마찬가지로, 수신신호(R(I, Q))가 수신될 때 송신된 기호의 비트(i)가 1인 조건부확률이 다음의 식으로 구해질 수 있다.

P ( bi = 1 | P ) = P ( bi = 1 ∩ R ) / P ( R)

이 식에서, P ( bi = 0 | R )는 수신된 신호(R(I, Q))가 수신될 때 송신된 기호의 비트(i)가 1인 조건부확률을 나타내고, P ( bi = 0 ∩ R )는 비트(i)가 1인 기호의 송신확률과 수신된 신호(R(I, Q))의 수신확률을 나타낸다.

수신신호(R(I, Q))가 수신될 때 송신된 기호의 비트(i)가 0인 조건부확률은 다음의 식으로 구해질 수 있다.

P ( bi = 1 | P ) = 1 - P ( bi = 1 ∩ R ) / P ( R)

이 실시예에서, 메트릭계산회로(39-1)는 수신된 신호의 I성분에서 기호의 제 1 및 제 3비트들에 대한 메트릭을 계산하고, 메트릭계산회로(39-2)는 Q성분에서 기호의 제 2 및 제 4비트들에 대한 메트릭을 계산한다.

도 4에 파선으로 나타낸 곡선은 수신된 신호(R)의 I성분(RI)에 의해 표시된 비트들의 시퀀스의 제 1비트(b'1)가 0인 확률(P ( b′i = 0 | RI ))대 수신된 신호의 I성분의 값을 나타낸다. 즉, 파선의 곡선은 송신된 기호가 서브세트(SI01 또는 SI00)(도 3)에 속하는 확률 대 수신된 신호의 I성분의 값의 그래프이다. 이 확률은 제 1기호비트에 대한 조건부확률(= P ( b1 = 0 | R ))과 같다.

도 4에 실선으로 나타낸 것처럼, 데이터의 제 1비트에 대한 메트릭은 파선(= P ( b1 = 0 | R ))으로 나타낸 확률과 서로 반대의 관계를 가진다. 따라서, 수신된 신호의 I성분(RI)이 영역(1 또는 2)(확률(P ( b′i = 0 | RI ))에 있을 때, 즉 I성분의 값이 제 1비트에 대해 정의된 제 1범위에 있을 때, 제 1비트에 대한 비트메트릭은 최대값으로 설정된다. 수신된 신호의 I성분이 확률(P ( b′i = 0 | RI ))의 더 큰 값에 상응하는 영역(4 또는 5)에 있을 때, 즉 I성분의 값이 제 범위에 있을 때, 데이터의 제 1비트에 대한 비트메트릭은 최소값으로 설정된다. 다르게 말하면, 비트메트릭은 P ( b′i = 0 | RI )과 직접 서로 관계를 가지고 있다.

수신된 신호의 I성분의 값이 I성분의 값이 변할 때 확률(P ( b′i = 0 | RI ))이 크게 변하는 확률(P ( b′i = 0 | RI ))의 범위에 상응하는 영역(3)(제 3범위)에 있을 때, 데이터의 제 1비트에 대한 비트메트릭은 다음의 식에 따라서 선형보간에 의해 계산된다.

| | si01 - RI | |

영역(3)에 대해서, 확률(P ( b′i = 0 | RI ))은 다음의 지수함수로 근사화된다.

P ( b′1 = 0 | RI ) = A exp ( - B | | RI - SI01 | | )

제 1비트(b'1)가 1일 때의 확률(P ( b′1 = 0 | RI ))은 또한 다음의 지수함수로 근사화된다.

P ( b′1 = 1 | RI ) = A exp ( - B | | RI - SI11 | | )

엄밀히 말하면, 다음의 식이 만족될 필요가 있다

P ( b′0 = 0 | RI ) + P ( b′1 = 1 | RI ) = 1

하지만, 수신된 신호의 I성분의 값이 영역(3)에 있을 때, 적당한 상수(A, B)들이 근사화를 위해 선택된다. 수학식 6의 상수(2/)가 곱해진, 선형근사는 수학식 8에 따라서 계산된 확률(P ( b′1 = 0 | RI ))의 값에 대단히 가까워진다.

비터비복호기(37)는 메트릭의 크기에 따라서 최대 라이클리후드(likelihood)경로를 선택하기 때문에, 모든 메트릭에 대해서 수학식 8과 수학식 9에서 어떤 특정 고정된 상수(A, B)가 특별히 필요하지 않다. 다르게 말하면, 비터비복호기에 의해 얻어진 결과들은 비트메트릭의 모든 것이 같은 상수에 의해 곱해지는 것에 영향을 받지 않는다. 같은 이유 때문에, 위에서 설명한 확률(P ( b′1 = 0 | RI ))의 로그와 -1을 곱하여서 얻어진 값은 비트메트릭으로서 취급될 수 있다.

도 5에 파선으로 나타낸 곡선은 수신된 신호(R)의 I성분(RI)으로 표시된 제 2비트(b'2)가 0인 확률(P ( b′2 = 0 | RI ))의 그래프이다. 수신된 신호의 I성분으로 표시된 제 2비트(b'2)는 수신된 신호로 표시된 제 4비트들의 제 3비트이다. 따라서, P ( b′2 = 0 | RI ) = P ( b3 = 0 | R )이다.

도 5에 실선으로 나타낸 것처럼, 수신된 신호의 I성분(RI)의 값이 확률(P ( b′2 = 0 | RI ), P ( b3 = 0 | RI )이 최소에 있는 비트(b3)에 대해 정의된 제 1범위인 영역(3)에 있을 때, 데이터의 제 3비트에 대한 비트메트릭은 최대값으로 설정된다. 반대로, 수신된 신호의 I성분의 값이 확률(P ( b′2 = 0 | RI ), P ( b3 = 0 | RI ))이 최대에 있는 비트(b3)에 대해 정의된 제 3범위인 영역(1 또는 5)에 있을 때, 데이터의 제 3비트에 대한 비트메트릭은 최소값으로 설정된다. 여기서 다시, 비트메트릭은 0비트값이 질문(P ( b3 = 0 | RI ))에서 비트로서 전송되었던 확률과 반대로 서로 관계를 가지고 있다.

수신된 신호의 I성분의 값이 확률(P ( b′2 = 0 | RI ), P ( b3 = 0 | RI ))이 값(RI)이 변함에 따라 급속하게 변하는 영역(2)(비트(b3)에 대해 정의된 제 3범위의 부분)에 있을 때, 데이터의 제 3비트에 대한 비트메트릭은 다음의 식에 따라서 선형보간에 의해 계산된다.

| | RI - SI10 | |

영역(2)에 대해서, 확률(P ( b′2 = 0 | RI ))은 다음의 지수함수에 의해 근사화된다.

P ( b′2 = 0 | RI ) = A2 exp ( -B2 | | RI - SI10 | | )

제 2비트(b'2)가 1일 때의 확률(P ( b′2 = 0 | RI ))도 또한 다음의 지수함수에 의해 근사화될 수 있다.

P ( b′2 = 0 | RI ) = A2 exp ( -B2 | | RI - SI11 | | )

여기서 다시, 비터비복호기(37)는 메트릭의 크기에 따라서 최대 라이클리후드 경로를 선택하기 때문에, 모든 메트릭에 대해서 수학식 11과 수학식 12에서 특정 고정된 상수(A2, B2)들을 특별히 선택할 필요가 없다. 같은 이유 때문에, 위에서 설명한 확률(P ( b′2 = 0 | RI ))의 로그와 -1을 곱하여서 얻어진 값은 메트릭으로서 취급될 수 있다.

수신된 신호의 I성분이 확률(P ( b′2 = 0 | RI ), P ( b3 = 0 | RI ))이 수신된 신호의 I성분의 변화에 따라서 급속하게 변하는 비트(b3)(비트(b'2))에 대해 정의된 제 3범위의 다른 부분인 영역(4)에 있을 때, 데이터의 제 3비트에 대한 메트릭은 다음의 식에 따라서 선형보간에 의해 계산된다.

| | SI00 - RI | |

영역(4)에 대해서, 확률(P ( b′2 = 0 | RI ))은 다음의 지수함수에 의해 근사화된다.

P ( b′2 = 0 | RI ) = A3 exp ( -B3 | | RI - SI10 | | )

비트(b'2)(비트(b3))가 1인 반대의 확률(P ( b′2 = 0 | RI ))도 또한 다음의 지수함수에 의해 근사화될 수 있다.

P ( b′2 = 1 | RI ) = A3 exp ( -B3 | | RI - SI11 | | )

다시 한 번, 비터비복호기(37)는 메트릭의 크기에 따라서 최대 라이클리후드경로를 선택하기 때문에, 모든 메트릭에 대해 수학식 14와 수학식 15에 어떤 특정한 고정된 상수(A3, B3)를 선택하는 것이 특별히 필요 없다. 같은 이유 때문에, 위에서 설명한 확률(P ( b′2 = 0 | RI ))의 로그와 -1을 곱하여서 얻어진 값은 메트릭으로서 취급될 수 있다.

메트릭계산회로(39-2)는 메트릭계산회로(39-1)와 같은 방법으로 데이터의 제 2 및 제 4비트들에 대한 메트릭을 계산한다.

위에서 설명한 바와 같이, 소정의 최대값, 소정의 최소값, 그리고 선형보간에 의해 계산된 값은 메트릭값으로서 이용된다. 그러므로, 비트메트릭이 간단한 대수조작만으로 얻어질 수 있어서, 도 2를 참조하여 위에서 설명한 것처럼 작고 비교적 단순한 회로로 고속의 처리를 가능하게 한다.

이와 같이 메트릭계산회로(39-1, 39-2)에 의해 계산된 메트릭(u', v', x', y')들은 비트역확산회로(101-1 ∼ 101-4)들에 의해 수행된 비트역확산처리되고, 이후에 병직렬변환기(35)의 조작으로 4데이터 시퀀스의 형태에서 1데이터 시퀀스의 형태로 변환된다. 그 결과의 데이터 시퀀스는 비트삽입처리되고 위에서 설명한 것처럼 소거지도를 이용하는 2개의 데이터 시퀀스(X, Y)로 변환된다.

비터비복호기(37)는 재생정보(38)를 구하기 위해서 콘벌루션부호기(2)의 상태천이에 따라서 비터비복호화를 수행한다. 즉, 비터비복호기는 부호기(2)에 의해 수행된 콘벌루션부호화에 반대되는 복호화조작을 수행한다. 비터비복호기(37)의 조작을 다음에 상세하게 설명할 것이다.

비트삽입회로(36)에서 X에 삽입된 더미데이터항목이 공급될 때 그리고 X에 삽입을 나타내는 플래그가 공급될 때, 선택기(134-1, 134-3)들은 더미데이터의 분기메트릭 확률계산을 무효로 하기 위해서 값(0)을 출력한다.

또한, 비트삽입회로(36)에서 Y에 삽입된 더미데이터항목이 공급될 때 그리고 Y에 삽입을 나타내는 플래그가 공급될 때, 선택기(134-2, 134-4)들은 더미데이터의 분기메트릭 확률계산을 무효로 하기 위해서 값(0)을 출력한다.

즉, 가산회로(132-1 ∼ 131-4)들에 의한 분기메트릭계산과 ACS회로(122-1 ∼ 122-4)들에 의한 상태메트릭계산은 가산(아래에서 설명)으로서 각각 수행되기 때문에, 값(0)은 분기메트릭계산의 결과에 대해 더미데이터항목에 의한 영향을 방지하기 위해서 더미데이터항목 대신에 출력된다.

또 다른 한편으로는, 더미데이터항목이 X에 삽입되지 않을 때, 비트삽입회로(36)에서 공급된 값(X)은 선택기(134-1)를 거쳐 가산회로(132-1, 132-2)들에 공급되고, X의 최대값에서 값(X)을 감산하여 얻어진 값은 가산회로(132-3, 132-4)들에 공급된다.

마찬가지로, 더미데이터항목이 Y에 삽입되지 않을 때, 비트삽입회로(36)에서 공급된 값(Y)은 선택기(134-2)를 거쳐 가산회로(132-1, 132-3)들에 공급되고, Y의 최대값에서 값(Y)을 감산하여 얻어진 값은 가산회로(132-2, 132-4)들에 공급된다.

가산회로(132-1)는 비트삽입회로(36)의 출력의 제 1비트가 0 또는 제 3비트가 0인 확률에 상응하는 데이터(X)와 제 2비트가 0인 또는 제 4비트가 0인 데이터(Y)의 합을 계산하고, 그 합을 분기메트릭(BM00)으로서 출력한다. 분기메트릭(BM00)은 콘벌루션부호기(2)의 부호출력(00)에 상응한다.

마찬가지로, 가산회로(132-2)는 비트삽입회로(36)의 출력의 제 1비트가 0인 또는 제 3비트가 0인 확률에 상응하는 값(X)과 Y와 Y의 최대값 사이의 차이의 값과의 합을 계산하며, 상기 차이는 제 2비트가 1인 또는 제 4비트가 1인 확률에 상응한다. 가산회로(132-2)는 그 합을 분기메트릭(BM01)으로서 출력한다. 분기메트릭(BM01)은 콘벌루션부호기(2)의 부호출력(01)에 상응한다.

가산회로(132-3)는 비트삽입회로(36)의 출력의 제 1비트가 0인 또는 제 3비트가 1인 확률에 상응하는 차이인, X와 X의 최대값 사이의 차이와 제 2비트가 0인 또는 제 4비트가 0인 확률에 상응하는 값(Y)의 합을 계산한다. 가산회로(132-3)는 그 합을 분기메트릭(BM10)으로서 출력한다. 분기메트릭(BM10)은 콘벌루션부호기(2)의 부호출력(10)에 상응한다.

가산회로(132-4)는 비트삽입회로(36)의 출력의 제 1비트가 1인 또는 제 3비트가 1인 확률에 상응하는 차이인, X와 X의 최대값 사이의 차이와 제 2비트가 1인 또는 제 4비트가 1인 확률에 상응하는 차이인, Y와 Y의 최대값 사이의 차이의 합을 계산한다. 가산회로(132-4)는 그 합을 분기메트릭(BM11)으로서 출력한다. 분기메트릭(BM11)은 콘벌루션부호기(2)의 부호출력(11)에 상응한다.

X 또는 Y에 삽입된 더미데이터항목이 공급될 때, 선택기(132-1 ∼ 132-4)들 중 해당하는 것은 더미데이터항목 대신에 0을 선택하여서, 가산회로(132-1 ∼ 132-4)들은 그것들을 변경시키지 않으면서 더미데이터항목에 상응하지 않는 입력값을 분기메트릭으로서 출력한다. 즉, 가산회로들은 더미데이터에 상응하지 않는 입력값들에 0을 가산한다.

ACS회로(133-1 ∼ 133-4)들은 도 14에 나타낸 ACS회로(64-1 ∼ 64-4)들과 같은 식으로 동작하여서, 상태메트릭(SM01 ∼ SM11)들의 값들을 업데이트(update)한다.

다른 관점에서, 비터비복호기(37)는 도 13에 나타낸 방법과 같은 방법으로 동작한다. 그러므로, 비터비복호기(37)의 동작에 대해 더 이상 설명하지 않을 것이다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 수신기에서, 제 1실시예의 메트릭계산회로(39-1, 39-2)들은 메모리에 의해 대체된다.

메트릭계산회로(39-1)는 도 7에 나타낸 아날로그-디지털변환기(41)와 함께, 읽기전용메모리(ROM)(42-1, 42-2)들에 의해 대체된다. 아날로그-디지털(A/D)변환기(41)는 기호역확산회로(33)에서 공급된 I성분신호를 디지털값으로 변환하고 그 디지털값을 주소데이터로서 ROM(142-1 ∼ 142-4)에 출력한다.

ROM(42-1)은 공급된 디지털값으로 나타내어진 주소로 저장된 값(즉, I성분값에 상응하는 제 1비트에 대한 메트릭(u'))을 출력하고, ROM(42-2)은 공급된 디지털값으로 나타내어진 주소로 저장된 값(즉, I성분에 상응하는 제 2비트에 대한 메트릭(x'))을 출력한다. ROM(42-1, 42-2)의 많은 주소에 저장된 비트메트릭의 값들이 선택되어서, 수신된 신호에서 I성분의 어떤 값들에 대해서, ROM에서 독출된 비트메트릭(u', x')들은 I성분의 같은 값에 대해 회로(39-1)에 의해 계산되는 것과 같다.

위에서 설명한 메트릭계산회로(39-2)는 ROM과 A/D변환기의 유사한 집합에 의해 대체될 수도 있다. Q성분의 값은 주소로서 공급되고, 비트메트릭(v', y')들이 독출된다. 만약 I 및 Q성분들이 복조기에서 디지털워드로 변환되거나 또는 메트릭계산회로로부터의 다른 위치 업스트림(upstream)에서 디지털 워드로 변환되면, A/D변환기들이 생략될 수도 있다.

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 데이터수신기를 나타낸다. 제 2실시예에서, 병직렬변환기(51), 메트릭계산회로(39), 그리고 직병렬변환기(52)는 도 1을 참조하여 위에서 설명한 실시예의 2개의 메트릭계산회로(39-1, 39-2)들 대신에 이용된다.

병직렬변환기(51)는 복조기(32)에서 공급된 I성분신호(I')와 Q성분신호(Q')의 2개의 시퀀스를 1데이터 시퀀스로 변환하고 이 데이터 시퀀스를 메트릭계산회로(39)에 출력한다.

메트릭계산회로(39)는 도 2에 나타낸 위에서 설명한 메트릭계산회로(39-1)와 같은 방법으로 구성된다. 선택적으로, 메트릭계산회로는 도 7을 참조하여 위에서 논의한 것처럼 메모리에 기반한 장치일 수도 있다. 메트릭계산회로(39)에 I성분신호가 공급될 때, 해당 기호의 제 1비트에 대한 메트릭(u')과 제 3비트에 대한 메트릭(x')을 계산하고, 계산결과를 직병렬변환기(52)에 출력한다. 메트릭계산회로(39)에 Q성분신호가 공급될 때, 기호의 제 2비트에 대한 메트릭(v')과 제 4비트에 대한 메트릭(y')을 계산하고, 계산결과를 직병렬변환기(52)에 출력한다.

직병렬변환기(52)는 제 1 및 제 3비트들에 대한 메트릭(u', x')들 또는 제 2 및 제 4비트들에 대한 메트릭(v', y')들을 메트릭계산회로(39)로부터 비트역확산회로(101-1, 101-3) 또는 비트역확산회로(101-2, 101-4)로 출력한다.

도 8의 실시예에서, 단지 1개의 메트릭계산회로(39)만이 제 1비트에서 제 4비트까지에 대한 메트릭을 계산하기 위해 이용되어서, 회로의 크기가 축소된다.

위에서 설명한 실시예들에서, 16QAM변조 스킴에 따라서 변조된 데이터는 복조되고 복호화된다. 하지만, 본 발명은 또한 각 기호가 2비트 이상을 표시하는 64QAM 또는 256QAM과 같은 다른 다중값 다중성분 변조시스템에도 유용하다. 본 발명은 또한 다른 다중값 다중성분 변조시스템에도 적용될 수 있다. 이러한 시스템들 중에서 어떤 것에서는, 한 성분에 대한 비트값들의 변화의 패턴이 다른 성분데 대한 비트값들의 변화의 패턴과 다르다. 따라서, 한 성분과 관련된 비트들에 대해 정의된 범위들은 다른 성분과 관련된 비트들에 대해 정의된 범위들과 달라도 좋다. 또한, 한 성분의 신호의 각 성분과 관련된 다른 많은 비트들이 단지 1비트를 표시해도 좋다. 또한, 종래의 변조시스템이 2개의 직교성분을 이용하더라도, 본 발명은 각 송신된 신호에서 더 많은 성분들을 가지는 변조시스템에 적용될 수 있다. 다중성분 변조시스템들은 또한 다중위상 변조시스템으로 알려져 있다.

본 발명은 어떤 송신매체로도 이용될 수 있다. 따라서, 위에서 논의된 송신기들과 수신기들이 송신매체로서 전자기파(무선)를 이용하더라도, 본 발명은 또한 파이버옵틱(fiber optic) 송신시스템에서 전송된 부호화 및 복호화 데이터에서와 같은 광송신매체로 이용될 수 있다.

어떤 다른 비트역확산알고리즘 및/또는 기호확산알고리즘, 그리고 해당 비트역확산과 기호역확산처리는 위에서 논의된 실시예들에서 이용된 비트확산과 기호확산처리 대신에 이용될 수 있다. 마찬가지로, 다른 비트소거 및 비트삽입처리는 위에서 나타낸 것으로 대체될 수 있다. 또 다른 실시예들에서, 비트확산, 기호확산 및/또는 비트소거와 같은 특징들은 송신기로부터 생략될 수 있고, 이 경우에 해당 역처리가 수신기로부터 생략된다.

위에서 논의된 비터비복호기들은 다른 종류의 복호기들로 대체될 수 있다. 종래의 부호가 이용되는 곳에서, 가정 적합한 복호기는 가장 유사한 경로복호기, 즉 수신된 데이터로 표시된 가장 유사한 경로 또는 일련의 상태들을 판정함으로서 재생데이터의 내용을 결정하는 복호기이다. 위에서 설명한 복호기회로 및 다른 회로들은 같은 기능을 수행하도록 프로그램된 프로그램이 가능한 마이크로프로세서들에 의해 전체 또는 부분적으로 대체될 수 있다.

여기서는, 일본 특허출원 제 P8-231745호로 우선권 주장하여 미국 출원 계류 중인 타모츠 이케다(Tamotsu Ikeda)의 "근사화된 비트메트릭을 이용한 데이터수신기"(004 : 소니 파일번호 S97P742US00)의 명세서와 일본 특허출원 제 P8-233057호로 원선권 주장하여 미국 출원 계류 중인 타모츠 이케다의 "비트메트릭을 이용한 데이터 수신장치 및 방법"(003 : 소니 파일번호 S97P748US00)의 명세서가 여기서 참고로 이용되었다.

위에서 논의된 특징들의 변경과 조합이 본 발명과 동떨어지지 않는 한 이용될 수 있으므로, 구체적 실시예의 전술한 설명은 청구항에서 정의된 것처럼 본 발명을 제한하는 것이 아니라 자세하게 설명한 것이다.

도 1은 본 발명의 제 1실시예의 구성을 나타내는 블록도이다.

도 2는 도 1에 나타낸 메트릭계산회로(39-1)의 예의 구성을 나타내는 블록도이다.

도 3은 공통의 I 또는 Q성분값에 의해 정의된 16QAM신호점들에 상응하는 각 설정에서 기호(symbol)의 세트를 나타내는 도면이다.

도 4는 수신된 신호의 I성분과 제 1비트에 대한 메트릭 사이의 관계의 일 예의 도면이다.

도 6은 도 1에 나타낸 비터비복호기의 예의 구성을 나타내는 블록도이다.

도 7은 메트릭계산회로(39-1)의 다른 일 예의 구성을 나타내는 블록도이다.

도 8은 본 발명의 제 2실시예의 구성을 나타내는 블록도이다.

도 9는 종래의 데이터송신기의 구성을 나타내는 블록도이다.

도 10은 도 9에 나타낸 종래의 부호기의 일 예의 구성을 나타내는 블록도이다.

도 11은 도 10에 나타낸 종래의 부호기의 상태천이를 설명하기 위한 도면이다.

도 12는 QPSK의 신호 콘스텔레이션(constellation)을 나타내는 도면이다.

도 13은 종래의 데이터수신기의 구성을 나타내는 블록도이다.

도 14는 도 13에 나타낸 비터비복호기의 일 예의 구성을 나타내는 블록도이다.

도 15는 도 14에 나타낸 분기메트릭계산회로의 일 예의 구성을 나타내는 블록도이다.

도 16은 도 14에 나타낸 경로메모리의 일 예의 구성을 나타내는 블록도이다.

도 17은 16QAM을 이용하는 데이터송신기의 일 예의 구성을 나타내는 블록도이다.

도 18은 16QAM의 신호 콘스텔레이션을 나타내는 도면이다.

도 19는 도 17에 나타낸 송신기에 의해 송신된 데이터를 수신하기 위한 데이터수신기의 구성을 나타내는 도면이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호설명

32. 복조기 33. 기호역확산회로

35. 직병렬변환기 36. 비트삽입회로

37. 비터비복호기 38. 재생정보

39,39-1,39-2. 메트릭계산회로 41. A/D변환기

42-1,42-2. ROM 101-1∼101-4. 비트역확산회로

111-1∼111-3. 판정회로 121-1∼121-4. 판정회로

Claims

가능한 다중성분 다중값 기호들의 세트에서 선택된 기호들을 나타내는 일련의 다중성분 신호들로서, 신호의 각 성분은 복수개의 비트들의 값들을 나타내고, 각각의 비트는 상기 신호의 한 성분과 관련되어 있는 일련의 다중성분 신호를 포함하는 데이터를 수신하기 위한 데이터수신기로서,

각 수신된 신호에서 각 성분의 값을 판정하기 위한 수단과, 그리고

각 비트에 대해 정의된 제 1, 제 2, 그리고 제 3범위가 있고, 그 비트에 관련된 신호성분의 값에 근거해서 상기 신호로 표시된 각 비트에 대한 비트메트릭의 값을 설정하는 수단을 포함하여 구성되며,

상기 값설정수단은 각 비트에 대한 비트메트릭을 설정하도록 동작하여서,

(a) 비트에 관련된 성분이 그 비트에 대해 정의된 제 1범위에 있을 때 비트메트릭이 소정의 최대값을 가지고,

(b) 비트에 관련된 성분이 그 비트에 대해 정의된 제 2범위에 있을 때 비트메트릭이 소정의 최소값을 가지고, 그리고

(c) 비트에 관련된 성분이 비트에 대해 정의된 제 3범위에 있을 때 상기 최대값과 최소값 사이의 중간값을 가지는 것을 특징으로 하는 데이터수신기.
제 1항에 있어서,

상기 설정용 수단은 각 수신된 신호에 의해 표시된 각 비트에 대한 비트메트릭을 설정하도록 동작하여서, 비트는 수신된 신호가 그 비트의 제 1값을 나타내는 송신된 기호를 나타내는 확률과 서로 관계가 있는 것을 특징으로 하는 데이터수신기.
제 2항에 있어서,

상기 제 1값은 0인 것을 특징으로 하는 데이터수신기.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

수신된 신호의 관련 성분이 그 비트에 대해 정의된 제 3범위에 있을 때, 상기 설정용 수단은 상기 최소값과 최대값 사이의 보간으로 각 비트에 대한 비트메트릭을 설정하도록 동작하는 것을 특징으로 하는 데이터수신기.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 비트메트릭을 설정하기 위한 상기 수단은,

(a) 비트메트릭의 세트를 기억하고 있으며, 다른 비트메트릭은 다른 주소들에 저장하고 있는 메모리와, 그리고

(b) 그 비트에 관련된 상기 수신된 신호의 성분에 근거해서 각 수신된 신호의 각 비트에 대해서 상기 메모리의 주소를 선택하고 각 선택된 주소에 저장된 비트메트릭을 상기 메모리에서 독출하는 독출수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 데이터수신기.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

수신된 신호의 제 1성분은 제 1노미널값보다 작은 제 1영역, 상기 제 1노미널값과 제 2노미널값 사이의 제 2영역, 상기 제 2노미널값과 제 3노미널값 사이의 제 3영역, 상기 제 3노미널값과 제 4노미널값 사이의 제 4영역, 그리고 상기 제 4노미널값보다 큰 제 5영역에 걸쳐 변하고, 그리고 상기 제 1성분과 관련된 제 1비트에 대한 상기 제 1범위는 상기 제 1 및 제 2영역을 포함하고, 상기 제 1비트에 대한 제 2범위는 상기 제 4 및 제 5영역을 포함하고, 그리고 상기 제 1비트에 대한 상기 제 3범위는 상기 제 3영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터수신기.
제 6항에 있어서,

상기 제 1성분과 관련된 다른 비트에 대한 상기 제 1범위는 상기 제 3영역을 포함하고, 상기 다른 비트에 대한 상기 제 2범위는 상기 제 1 및 제 5영역을 포함하고, 그리고 상기 다른 비트에 대한 상기 제 3범위는 상기 제 2 및 제 4영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터수신기.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

각 신호의 성분들이 차례로 비트메트릭을 설정하기 위한 상기 수단에 입력되도록 상기 신호의 성분을 직렬로 하기 위한 수단을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 데이터수신기.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 비트메트릭을 처리하고 송신된 데이터를 복구하기 위한 복호화수단을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 데이터수신기.
제 9항에 있어서,

상기 복호화를 위한 수단이 비트확산조작을 역으로 하기 위해서 비트메트릭들의 상기 시퀀스들을 기록하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터수신기.
제 9항에 있어서,

상기 기호들에 의해 나타내어진 상기 비트들이 콘벌루션부호로 부호화된 송신데이터를 포함하고, 상기 복호화수단이 상기 콘벌루션부호에 역으로 디콘벌루션하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터수신기.
제 11항에 있어서,

상기 콘벌루션부호는 펑쳐(punctured) 콘벌루션부호인 것을 특징으로 하는 데이터수신기.
제 11항에 있어서,

상기 복호화수단은 상기 비트메트릭들의 1이상의 시퀀스들을 형성하고 소정의 간격으로 더미데이터를 상기 비트메트릭들의 1이상의 시퀀스들에 삽입하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터수신기.
제 11항에 있어서,

디콘벌루션을 하기 위한 상기 수단은 최대 라이클리후드(most likelihood) 복호화 스킴(scheme)에 따라서 디콘벌루션을 수행하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터수신기.
제 11항에 있어서,

디콘벌루션을 하기 위한 상기 수단은 비터비복호화 스킴에 따라서 디콘벌루션을 수행하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터수신기.
가능한 다중성분 다중값 기호들의 세트에서 선택된 기호들을 나타내는 일련의 다중성분 신호들로서, 그 신호의 각 성분은 복수개의 비트들의 값들을 나타내고, 각각의 비트는 상기 신호의 한 성분과 관련되어 있는 일련의 다중성분 신호들을 포함하는 데이터를 수신하는 방법으로서,

각 수신된 신호에서 각 성분의 값을 판정하는 단계와,

각 비트에 대해 정의된 제 1, 제 2, 그리고 제 3범위가 있고, 그 비트에 관련된 신호성분의 값에 근거해서 상기 신호로 표시된 각 비트에 대한 비트메트릭의 값을 설정하는 단계를 포함하여 구성되며,

상기 값설정단계는 각 비트에 대해 수행되어서,

(a) 비트에 관련된 성분이 그 비트에 대해 정의된 제 1범위에 있을 때 비트메트릭이 소정의 최대값을 가지고,

(b) 비트에 관련된 성분이 그 비트에 대해 정의된 제 2범위에 있을 때 비트메트릭이 소정의 최소값을 가지고, 그리고

(c) 비트에 관련된 성분이 비트에 대해 정의된 제 3범위에 있을 때 상기 최대값과 최소값 사이의 중간값을 가지는 것을 특징으로 하는 데이터수신방법.
제 16항에 있어서,

각 수신된 신호에 의해 표시된 각 비트에 대한 비트메트릭이 수신된 신호가 그 비트의 제 1값을 나타내는 송신된 기호를 나타낼 확률과 서로 관계를 가지도록 상기 설정단계가 수행되는 것을 특징으로 하는 데이터수신방법.
제 17항에 있어서,

상기 제 1값이 0인 것을 특징으로 하는 데이터수신방법.
제 16항 또는 제 17항에 있어서,

수신된 기호의 관련 성분이 그 비트에 대해 정의된 제 3범위에 있을 때, 상기 설정단계는 상기 최소값과 최대값 사이의 보간으로 각 비트에 대한 비트메트릭을 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터수신방법.
제 16항 또는 제 17항에 있어서,

상기 설정단계는

(a) 그 비트에 관련된 상기 수신된 신호의 성분에 근거해서 각 수신된 신호의 각 비트에 대해 메모리의 주소를 선택하는 단계와, 그리고

(b) 다른 비트메트릭들이 상기 메모리의 다른 주소에 저장되며, 각 선택된 주소에 저장된 비트메트릭을 상기 메모리에서 독출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터수신방법.
제 16항 또는 제 17항에 있어서,

수신된 신호의 제 1성분은 제 1노미널값보다 작은 제 1영역, 상기 제 1노미널값과 제 2노미널값 사이의 제 2영역, 상기 제 2노미널값과 제 3노미널값 사이의 제 3영역, 상기 제 3노미널값과 제 4노미널값 사이의 제 4영역, 그리고 상기 제 4노미널값보다 큰 제 5영역에 걸쳐 변하고, 그리고 상기 제 1성분과 관련된 제 1비트에 대한 상기 제 1범위는 상기 제 1 및 제 2영역을 포함하고, 상기 제 1비트에 대한 제 2범위는 상기 제 4 및 제 5영역을 포함하고, 그리고 상기 제 1비트에 대한 상기 제 3범위는 상기 제 3영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터수신방법.
제 21항에 있어서,

상기 제 1성분과 관련된 다른 비트에 대한 상기 제 1범위는 상기 제 1 및 제 5영역을 포함하고, 상기 다른 비트에 대한 상기 제 2범위는 상기 제 3영역을 포함하고, 그리고 상기 다른 비트에 대한 상기 제 3범위는 상기 제 2 및 제 4영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터수신방법.
제 16항 또는 제 17항에 있어서,

상기 성분들을 직렬화(serializing) 하는 단계를 더 포함하여 구성되며,

상기 비트메트릭들을 설정하는 단계가 각 신호의 한 성분과 관련된 비트들에 대해서 먼저 수행되고, 그 다음으로 신호의 다른 성분과 관련된 비트들에 대해서 수행되어지는 것을 특징으로 하는 데이터수신방법.
제 16항 또는 제 17항에 있어서,

상기 비트메트릭들을 처리하고 송신된 데이터를 복구하는 단계를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 데이터수신방법.
제 24항에 있어서,

상기 복구단계는 비트확산조작을 역으로 하기 위해서 상기 비트메트릭들의 1이상의 시퀀스들을 형성하고 비트메트릭들의 상기 시퀀스들을 재정렬하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터수신방법.
제 24항에 있어서,

상기 비트들은 콘벌루션부호로 부호화된 송신된 데이터를 포함하고, 상기 복구단계는 상기 콘벌루션부호에 역인 디콘벌루션을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터수신방법.
제 26항에 있어서,

상기 콘벌루션부호는 펑쳐(punctured) 콘벌루션부호인 것을 특징으로 하는 데이터수신방법.
제 26항에 있어서,

상기 복구단계는 상기 비트메트릭들의 1이상의 시퀀스들을 형성하고 소정의 간격으로 더미데이터를 상기 비트메트릭들의 상기 1이상의 시퀀스들에 삽입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터수신방법.
제 26항에 있어서,

상기 디콘벌루션단계는 최대 라이클리후드 복호화 스킴(scheme)에 따라서 디콘벌루션을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터수신방법.
제 26항에 있어서,

상기 디콘벌루션단계는 비터비복호화 스킴에 따라서 디콘벌루션을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터수신방법.