WO2003069839A1

WO2003069839A1 - Systeme de communication, recepteur, emetteur et procede de communication

Info

Publication number: WO2003069839A1
Application number: PCT/JP2003/001334
Authority: WO
Inventors: Wataru Matsumoto
Original assignee: Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha
Priority date: 2002-02-13
Filing date: 2003-02-07
Publication date: 2003-08-21
Also published as: CN1633773A; JP2003244109A; US20040185886A1; EP1475917A1; JP3833545B2; US7461322B2; CN100446455C; EP1475917A4

Description

通

明細書受信機、送信機および通信方法技術分野

本発明は、プリアンブルやユーザコード等の特定のシンボルを用いずに同期制御およびユーザ検出を行うことが可能な通信システムに関するものであり、特に、符号化時の生成行列に対応した検査行列を利用して、同期制御およびユーザ検出を行うことが可能な通信装置、受信機、送信機および通信方法に関するものである。背景技術

以下、従来の同期確立方法およびユーザ検出方法について説明する。まず、従来の同期確立方法について説明する。たとえば、送信側では、位相が反転した Ν 個の信号（プリアンブル）を送信する（第 1 9図上段および中段参照）。一方、受信側では、プリアンブルにおける位相の反転を検出し、このタイミングで同期信号を出力し（第 1 9図下段参照）、被変調波のデータを復調する。通常、ノィズの多い通信路であっても正確に同期を確立できるようにするため、上記 Νの数を 1 0個以上に設定する場合が多い。

つぎに、従来のユーザ検出方法について説明する。通常、受信側では、上記プリアンブルに後続して送信されるユーザコードを用いて、受信フレームが自装置向けの通信フレームかどうかを確認する（第 2 0図参照）。このとき、受信側では、自装置に割り当てられたユニークなコードと一致するかどうかによってユーザ検出を行う。一般に、ノイズ等によりコードパターンが偶然一致してしまう確率を減らすため、最低でも 1バイト（8ビット）以上をこのユーザコードに割り当てる場合が多い。なお、通信フレームの構成としては、たとえば、上記ユーザコードの前後に各種制御用コードが配置され、それらに後続してユーザ用のデータ（ペイロードデータ）が配置される（第 2 0図参照）。

し力しながら、上記、従来の通信方法においては、プリアンブルやユーザコードを通信フレーム中に配置することによって同期制御やユーザ検出を行っているため、通信フレームが冗長化する、という問題があった。

従って、本発明は、プリアンブルやユーザコードを用いることなく、正確に同期制御およびユーザ検出を行うことが可能な通信システム、受信機、送信機および通信方法を提供することを目的としている。発明の開示

本発明にかかる通信システムにあっては、 L D P C符号化を行う送信機と、所定のサンプル開始点からサンプリングした符号語長分の受信データを、「S u m - P r o d u c tアルゴリズム」を用いて L D P C復号し、復号結果として出力される各ビットの事後確率の対数尤度比の絶対値の総和を用いて同期制御を行う受信機と、を備えることを特徴とする。

つぎの発明にかかる通信システムにおいて、前記受信機は、前記対数尤度比の絶対値の総和を複数のサンプル開始点で確認し、前記対数尤度比の絶対値の総和が最大となるサンプノレ開始点をシンボル同期位置とすることを特徴とする。つぎの発明にかかる通信システムにおいて、前記受信機は、繰り返し復号を行レ、、前記対数尤度比の絶対値の総和がより大きく増加するサンプノレ開始点をシンボル同期位置とすることを特徴とする。

つぎの発明にかかる通信システムにあっては、前記受信機は、キャリアセンスによりサンプノレ開始点を決定することを特徴とする。

つぎの発明にかかる通信システムにおいて、前記受信機は、前記シンボル同期を確立した後、復号結果に基づいて受信信号と復号後の信号の位相差を検出し、受信シンボル毎の位相差を所定の関係式で近似し、当該関係式の初期値に基づいてサンプル同期を確立し、当該関係式の傾きに基づいてクロック同期を確立することを特徴とする。つぎの発明にかかる通信システムにあっては、前記送信機が、ユーザ個別の符号で符号化した送信データを連続して送信し、前記受信機が、前記対数尤度比の絶対値の総和に基づいて、受信データが自機に対するデータかどうかを判定することを特徴とする。

つぎの発明にかかる受信機にあっては、 L D P C符号化を行う送信機と通信を行い、所定のサンプル開始点からサンプリングした符号語長分の受信データを、「S u m— P r o d u c tアルゴリズム」を用いて L D P C復号し、復号結果として出力される各ビットの事後確率の対数尤度比の絶対値の総和を用レ、て同期制御を行うことを特徴とする。

つぎの発明にかかる受信機にあっては、前記対数尤度比の絶対値の総和を複数のサンプノレ開始点で確認し、前記対数尤度比の絶対値の総和が最大となるサンプル開始点をシンボル同期位置とすることを特徴とする。

つぎの発明にかかる受信機にあっては、繰り返し復号を行い、前記対数尤度比の絶対値の総和がより大きく増加するサンプノレ開始点をシンボル同期位置とすることを特徴とする。

つぎの発明にかかる受信機にあっては、キヤリアセンスによりサンプル開始点を決定することを特徴とする。

つぎの発明にかかる受信機にあっては、前記シンボル同期を確立した後、復号結果に基づいて受信信号と復号後の信号の位相差を検出し、受信シンボル毎の位相差を所定の関係式で近似し、当該関係式の初期値に基づいてサンプル同期を確立し、当該関係式の傾きに基づレ、てクロック同期を確立することを特徴とする。つぎの発明にかかる受信機にあっては、前記送信機がユーザ個別の符号で符号化した送信データを連続して送信した場合、前記対数尤度比の絶対値の総和に基づいて、受信データが自機に対するデータかどうかを判定することを特徴とする。つぎの発明にかかる送信機にあっては、ユーザ個別の符号で L D P C符号化した送信データを連続して送信することを特徴とする。

つぎの発明にかかる通信方法にあっては、送信機が L D P C符号ィヒを行う符号化ステップと、受信機が、所定のサンプノレ開始点からサンプリングした符号語長分の受信データを、「S u m— P r ο d u c tアルゴリズム」を用いて L D P C 復号し、復号結果として出力される各ビットの事後確率の対数尤度比の絶対値の総和を用いて同期制御を行う復号/同期制御ステップと、を含むことを特徴とする。

つぎの発明にかかる通信方法において、前記復号 Z同期制御ステップでは、前記対数尤度比の絶対値の総和を複数のサンプル開始点で確認し、前記対数尤度比の絶対値の総和が最大となるサンプル開始点をシンボル同期位置とすることを特徴とする。

つぎの発明にかかる通信方法において、前記復号/同期制御ステップでは、繰り返し復号を行い、前記対数尤度比の絶対値の総和がより大きく増加するサンプル開始点をシンボル同期位置とすることを特徴とする。

つぎの発明にかかる通信方法において、前記復号/同期制御ステップでは、キャリアセンスによりサンプノレ開始点を決定することを特徴とする。

つぎの発明にかかる通信方法において、前記復号同期制御ステップでは、前記シンボル同期を確立した後、復号結果に基づいて受信信号と復号後の信号の位相差を検出し、受信シンボル毎の位相差を所定の関係式で近似し、当該関係式の初期値に基づいてサンプル同期を確立し、当該関係式の傾きに基づいてクロック同期を確立することを特徴とする。

つぎの発明にかかる通信方法において、前記符号化ステップでは、ユーザ個別の符号で符号化した送信データを連続して送信し、前記復号 Z同期制御ステップでは、前記対数尤度比の絶対値の総和に基づいて、受信データが自機に対するデータかどうかを判定することを特徴とする。図面の簡単な説明

第 1図は、本発明にかかる通信システムの構成を示す図であり、第 2図は、 G a 1 1 a g e rにより提案されている L D P C符号用の検査行列を示す図であり、第 3図は、「Ga u s s i a n E l i m i n a t i o n」の実行結果を示す図であり、第 4図は、「Ga u s s i a n E 1 i m i n a t i o n」の実行結果を示す図であり、第 5図は、符号化器により生成された最終的なパリティ検査行列 Hを示す図であり、第 6図は、受信点における確率密度分布を示す図であり、第 7図は、実施の形態 1における通信フレームを示す図であり、第 8図は、実施の形態 1における受信サンプル点を示す図であり、第 9図は、「 I r r e g u 1 a r— LDPC符号」のアンサンブルの一例を示す図であり、第 10図は、サンプル開始点と対数尤度比の絶対値の総和値との関係の一例を示す図であり、第 1 1図は、復号の繰り返し回数と対数尤度比の絶対値の総和値との関係の一例を示す図であり、第 1 2図は、復号後の正確な星座点と受信時の星座点を示す図であり、第 13図は、受信波 1シンボル毎の位相差 Δ Θ を示す図であり、第 14図は、サンプル同期制御とクロック同期制御の具体例を示す図であり、第 1 5図は、実施の形態 2のシステム構成を示す図であり、第 16図は、検査行列の多様化の —例を示す図であり、第 17図は、検査行列の多様化の一例を示す図であり、第 18図は、実施の形態 2のユーザ検出方法を示す図であり、第 19図は、従来の同期制御方法を説明するための図であり、第 20図は、従来のユーザ検出方法を説明するための図である。発明を実施するための最良の形態

以下に、本発明にかかる通信システムおよび通信方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態 1.

第 1図は、本発明にかかる通信システム、すなわち、 LDPC (Low-Density Parity-Check) 符号化ノ復号システムを示す図である。第 1図において、 1は符号化器であり、 2は変調器であり、 3は通信路であり、 4は復調器であり、 5は復号器である。ここで、本発明にかかる通信方法を説明する前に、 LD PC符号を使用した場合の符号化，復号の流れについて説明する。

まず、送信側の符号ィヒ器 1では、後述する所定の方法で検査行列 Hを生成する。そして、以下の条件に基づいて生成行列 Gを求める。

G： k X n行列（k ：情報長， n ：符号語長）

GH^T=0 (Tは転置行列）

その後、符号ィ匕器 1では、情報長 kのメッセージ（m_invm_k) を受け取り、上記生成行列 Gを用いて符号語 Cを生成する。

し = (m'lr^'-'mk) G

= (c！ c₂--- c_n) (ただし、 H (c！ c₂--- c_n) ^T= 0)

そして、変調器 2では、生成した符号語 Cに対して、 BPSK, QPSK, 多値 Q AMなどのデジタル変調を行レ、、送信する。

一方、受信側では、復調器 4が、通信路 3を介して受け取った変調信号に対して、 BPSK, QPSK, 多値 QAMなどのデジタル復調を行い、さらに、復号器 5力 LDPC符号ィ匕された復調結果に対して、「s um— p r o du c tァルゴリズム」による繰り返し復号を実施し、推定結果（もとの m_in m_kに対応 ) を出力する。

なお、上記 LD PC符号用の検査行列としては、たとえば、 LDPCの発案者 Ga 1 1 a g e rにより以下のような行列が提案されている（第 2図参照）。第 2図に示す行列は、「1」と「0」の 2値の行列で、「1」の部分を塗りつぶしている。他の部分は全て「◦」である。この行列は、 1行の「1」の数（これを行の重みと表現する）が 4で、 1列の「1」の数（これを列の重みと表現する）が 3であり、全ての列と行の重みが均一なため、これを一般に「Re g u l a r _ LDPC符号」と呼んでいる。また、 Ga l 1 a g e rの符号では、たとえば、第 2図に示すように、行列を 3ブロックに分け、 2ブロック目と 3ブロック目に対してランダム置換を行っている。

なお、行と列の重み分布が均一でないもの、たとえば、重み 3の列が 5列存在し、重み 5の列が 10列存在するというような不均一な重み分布となるもの、を「 I r r e g u 1 a r— LDPC符号」と呼んでいる。特に、「 I r r e g u 1 a r—LDPC符号」の符号構成は、重み分布を変えることにより非常に多くのパターンを構成できる。

以下、本実施の形態の通信システムにおける符号化手順および復号手順を、最も基本的な G a 1 1 a g e rの LDPC符号（第 2図参照）を用いて説明する。まず、符号化器 1では、たとえば、第 2図に示す LDPC符号をオリジナル行列 Aとする。オリジナル行列 Aは、（1) 式のように表すことができる。

A= [_{C l} I c₂] (1)

つぎに、符号化器 1では、上記オリジナル行列 Aに対して、「Ga u s s i a n E 1 i m i n a t i o n」を実行し、（ 2 ) 式に示すようなパリティ検查行列 Hを生成する。

H= [ c ₂"' c , I ο₂-'ο₂] = [P I Ι_Η] (2)

なお、

(単位行列）とする。第 3図は、「Ga u s s i a n E l i m i n a t i o n」の実行結果を示す図である。

つぎに、符号化器 1では、下から 3行が単位行列になっていないため（第 3図参照）、列単位に「Ga u s s i a n E l i m i n a t i o n」を実行し、さらに、不完全な部分に対して行単位に「Ga u s s i a n E l im i n a t i o n」を実行する。第 4図は、「Ga u s s i a n E l im i n a t i o nJ の実行結果を示す図である。ここでは、 2列が全零行列となる。

つぎに、符号化器 1では、右 2列が単位行列になっていないため（第 4図参照 ) 、この 2列を左から 6列目と 7列目に挿入する。そして、下 2行を削除する。これにより、最終的なパリティ検査行列 Hは、 NXK= 20 X 13の行列となる。第 5図は、符号化器 1により生成された最終的なパリティ検査行列 Hを示す図である。

最後に、符号化器 1では、第 5図に示すパリティ検査行列 Hを用いて生成行列 Gを求め（（3) 式参照）、その後、送信系列 Z (長さ N) を生成する（（4) 式参照）。

G^T = (3)

Z =G s m o d 2 (4)

ただし、 sは情報系列（長さ K) を表す。

一方、受信側の復号器 5では、 LD PCの復号方法として、たとえば、一般的な「S um-P r o d u c tアルゴリズム」を用いる。

まず、復号器 5では、送信系列 Z (=G s mo d 2) の尤度（likelihood) を求める。なお、時刻 tの受信信号 y (t) における送信データ x (t) の尤度を f _t ^x(t)とする（X (t) : 0, 1) 。また、尤度 f _t ^x(t)=1は、 P (y (t) I x ( t) = 1) を意味し、 x (t) =1.のときに受信信号 y (t) を受け取る確率を表す。 .

具体的にいうと、たとえば、尤度 f _t ^x(t)=Qに対する尤度 f _t ^x(t)='の対数尤度比をひ _tとすると、対数尤度比 a_tは、 (5) 式のように表すことができる。

1 ί 1 、

，x(t)=o +

l-f ^(,)=1 Λ/2π 2σ'

t = In ¹ =ln =，―

ln

x(t)=l _fx(t)=l 1 1

一 a)'

2πσ' 2σ'

4ay(t) 2ay(t)

(5)

2σ^Δ σ なお、 σ²はノイズの分散値（σ はノイズの標準偏差）を表す。また、第 6図は、受信点における確率密度分布を示す図である。第 6図の縦軸は確率を表し、横軸は受信信号 y (t) の位置を表す。

そして、（5) 式を（6) 式に示すように、尤度比 e X p a に変換する。 x(t)=l

_ i-ff- (6)

e^xP^at =^¾≡r

f したがって、尤度 f _t ^xWは、（7) 式および（8) 式のように表すことができる。

fx(t)=0 _{= 1}__f (t)=l (8) つぎに、復号器 5では、以下の処理を行うことで上記送信系列を復号する。

(1) 初期設定として、ビット系列 Xの n番目のビットが X (0 o r 1) である確率 q を、下記（9) 式および（10) 式とする（Initialization) 。なお、 mは検査行を表し、 nはビット列を表す。また、時刻 tはビット列 nに対応する

(t=n) 。

qj= f_t° (9)

qj= f_t' (10)

(2) q -q =5 J とし、（ 1 1 ) 式，（12) 式および（1 3) 式の計算を各 m, nに対して行う（Horizontal Step) 。

Sr細 = nSq_mh (11)

h«?N(m)\n rj= (l + δ r J /2 (12)

r J= (l - δ rj /2 (13)

なお、 N (m) (≡ {n ： H_m= 1 } ) は、検査行 mに参加するビット列 nの集合を表し、 N (m) \nはビット列 nを除く集合 N (m) を表し、は、ビット系列 Xの n番目のビットが Xであると確定し、 n以外のビット h力 S確率によって与えられる分離した分布をもつ検査行 mの確率を表す。 (3) 各 m, nと x = 0， 1のケースにおいて、 q„^xの値を、以下の（14) 式で更新する（Vertical Step) 。

なお、対数尤度比 a は、 0^= 1/ (q +q ) とする。また、 M (n) (≡ {m： _m= 1 } ) は、参加ビット列 nによって検査される検査行 mの集合を表し、 iは m以外の検査行を表す。そして、擬似事後確率 q_n。，を以下の (15) 式で更新する。

その後、復号器 5では、 HX ' =0となるまで、上記処理を繰り返し実行する。なお、 X 'は確率の高い方の X (0 o r 1) の系列を表す。

以上、ここまでの説明では、一般的な符号化復号方法について説明したが、以降では、上記符号化 Z復号方法を本実施の形態の通信方法（同期制御）に適用する場合について説明する。

第 7図は、本実施の形態における通信フレームを示す図である。送信側では、第 7図に示すように、 L D P C符号ィ匕されたデータのみを送信する。

第 8図は、本実施の形態における受信サンプノレ点を示す図である。受信側では、第 8図に示すように、信号エネルギーが拡大した点をキャリアセンスする。したがって、復号器 5では、このキャリアセンス点から、あるいはキャリアセンスの感度により実際の先頭を捉えられなかったことを考慮して上記キヤリアセンス点の数サンプル前から、サンプルを開始し、「S um_P r 0 d u c tァルゴリズム」を用いた符号長分の LDP C復号を行う。これにより、サンプル開始点の数を効率よく限定できる。

具体的にいうと、 1回の復号で出力される擬似事後確率を対数尤度比 υ_ηで表現すると、（16) 式で表すことができる。また、この対数尤度比 υ_ηの絶対値の合計 Sum_ a b s LLR sを（17) 式に示す。

0

(16)

q_n

したがって、復号器 5では、上記（1 7) 式に示す対数尤度比 υ_ηの絶対値の合計 S um— a b s— LLR sを用いて、この値が最大となるサンプル開始点を検出し、このポイントを同期位置とする。これにより、同期位置を正確に抽出できる。また、一回の復号で明確なサンプル開始点が分からなかった場合は、繰り返し回数を増やして、対数尤度比 7^の絶対値の合計31! 111—3 b s— LLR s の差が明確になるまで復号を繰り返す。

以下に、上記同期制御の一例を示す。

第 9図は、「I r r e g u 1 a r— LDPC符号」のアンサンブル（重み配分 ) の一例を示す図である。は列の重みの最大値を表し、え _xは検査行列全体の重みに対する重み Xの列に含まれる全重みの比率を表し、 p _xは検査行列全体の重みに対する重み Xの行に含まれる全重みの比率を表し、 No. は重み Xの列または行の数を表す。また、たとえば、検査行列の重みの総数が 32736の場合、 X = 32の列数は、 No. = 425で、比率がえ _x= 32 *425/32736 =0. 4154となる。ここでは、この符号化率（Ra t e) =0. 5の「I r r e g u 1 a r— LDPC符号」を用いて、同期がとれるかどうかの検証を行つた。

第 10図は、第 9図の LDPC符号を用いて、 AWGN下で 1情報ビットあたりの信号対雑音電力比（Eb/NO) =2. 0 dBのもとでシミュレーションを行った場合の、サンプル開始点と、対数尤度比の絶対値の総和値と、の関係を示す図である。ここでは、 0サンプルから 5 1 1サンプノレまでを 1符号語とし、 5 1 2サンプルから 1 0 2 3サンプルまでを 1符号語とし、 1 0 2 4サンプルから 1 5 3 5サンプノレまでを 1符号語とし、 1 5 3 6サンプノレから 2 0 4 7サンプノレまでを 1符号語として、 4つの符号語を送信した場合を想定している。第 1 0図では、 0サンプル目， 5 1 2サンプノレ目， 1 0 2 4サンプノレ目， 1 5 3 6サンプル目、をサンプノレ開始点とした場合に、最も対数尤度比の絶対値の総和値が大きくなつている。すなわち、わずか E b ZN 0 = 2 . 0 d Bと非常に低い S N Rにもかかわらず、同期位置が正確に抽出されていることがわかる。

第 1 1図は、同一条件下における、 0サンプノレから 5 1 1サンプルまでの複数のサンプル開始点における復号の繰り返し回数と、対数尤度比の絶対値の総和値と、の関係を示す図である。この例では、 0サンプル目以外のサンプノレ開始点にぉレヽて繰り返し復号の回数を増やしても、対数尤度比の絶対値の総和値が増えていない。一方、 0サンプノレ目をサンプル開始点とした場合には、 2回目の繰り返し復号から増加が始まり、 1 0回目以上で急激に増加する。これにより、 E b Z

N O = 2 . 0 d Bと非常に低い S N Rであっても、数回の繰り返し復号で明確にサンプル開始点が検出できる。したがって、第 1 0図および第 1 1図から明らかなように、このサンプル開始点がシンボル同期位置となる。

このシンボル同期位置の確定後、復号器 5では、その位置で繰り返し復号を行レ、、対数尤度比から硬判定した結果 H X 'が H X ' = 0となるまで繰り返し復号を継続する。

つぎに、上記硬判定結果に基づいてサンプル同期およびクロック同期を確立する。

第 1 2図は、復号後の正確な星座点と受信時の星座点を示す図である。ここでは、復号後に確定したデータ（位置）と受信データ（位置）の位相差を比較する。また、復号後の正確な星座点と受信時の星座点との位相差を Δ 0 とする。

第 1 3図は、受信波 1シンボル毎の位相差 Δ 0 を示す図である。ここでは、第 13図に示すように、受信シンボル毎の位相差 Δ Θ を（18) 式に示す 1次式で近似する。

Δ Θ = Χ ζ + φ (18)

なお、 ζは受信シンボルの位置を表し、 φ は傾きを表し、 φ は初期値を表す。また、初期値 φ 力位相差のオフセット値、すなわち、サンプル位置のずれを示す。また、傾き φ 力送信用の基準クロックに対する受信用の基準クロックのずれを示している。したがって、本実施の形態では、これらの値を用いて、サンプル位置のずれを補正してサンプノレ同期を確立し、さらに、基準クロックのずれを補正してクロック同期を確立する。

第 14図は、サンプル同期制御とクロック同期制御の具体例を示す図である。図中 Τは、サンプノレクロックの周期を表し、 1は 1シンボル中のサンプル数を表す。第 14図に示すように、サンプル同期制御では、サンプルタイミングを Τ X {φ/2 π 1 ) だけシフトすることにより調整する。また、クロック同期制御では、サンプルクロックの周期を ΤΧ (1 -φ/2 π 1 ) とすることにより調整する。

このように、本実施の形態においては、送信機が、 LDPC符号ィヒを行い、受信機が、所定のサンプノレ開始点からサンプリングした符号語長分の受信データを、「Sum—P r 0 d u c tアルゴリズム」を用いて LDPC復号し、復号結果として出力される各ビットの事後確率の対数尤度比の絶対値の総和を用いて同期制御を行うシステム構成とした。これにより、プリアンブルやユーザコードを用いることなく、正確に同期制御を行うことができる。

また、本実施の形態の受信機は、対数尤度比の絶対値の総和値を複数のサンプル開始点で確認し、その総和が最大となるサンプノレ開始点をシンボル同期位置とする。これにより、明確にサンプル開始点を検出できる。

本実施の形態の受信機は、繰り返し復号を行い、対数尤度比の絶対値の総和がより急激に増加するサンプル開始点をシンボル同期位置とする。これにより、非常に SNRが低い場合であっても明確にサンプル開始点を検出できる。また、本実施の形態の受信機は、キヤリアセンスによりサンプル開始点を決定する。これにより、サンプノレ開始点の数を効率よく限定できる。

また、本実施の形態の受信機は、シンボル同期を確立した後、復号結果に基づレ、て受信信号と復号後の信号の位相差を検出し、受信シンボル毎の位相差を（1 8) 式で近似し、当該（18) 式の初期値に基づいてサンプル位置のずれを補正し、当該（1 8) 式の傾きに基づいて基準クロックのずれを補正する。これにより、正確にサンプル同期およびクロック同期を確立できる。

実施の形態 2.

実施の形態 2では、本発明にかかる通信装置におけるユーザ検出方法について説明する。

第 1 5図は、実施の形態 2のシステム構成を示す図であり、 1 1は送信機であり、 1 2， 13は受信機である。本実施の形態では、 LDPC符号に多様性を持たせ、それぞれの符号を各ユーザに割り当てることによりユーザを検出する。前述の同期制御で説明したように、受信側では、送信側の LD PC符号の生成行列 Gとそれに対応した受信側の検査行列 Hが 1対 1に対応していないと復号できないので、ここでは、第 9図に例示したアンサンブルを、第 16図および第 1 7図のように変更することで、検査行列を多様化する。

具体的にいうと、ユーザ A用に第 16図に示す重み配分を行い、ユーザ B用に第 1 7図に示す重み配分を行う。たとえば、第 15図に示すように送信機：受信機が 1 ： 2のシステムで、送信側が、第 18図（a) に示すように、ユーザ Aの符号で符号化した送信データと、ユーザ Bの符号で符号ィヒした送信データと、を連続して送信した場合、ユーザ Aおよびユーザ Bの受信機では、それぞれ式（1 7) で示した対数尤度比の絶対値の合計 S um— a b s— LLR sを用いて、自機に対するデータかどうかを判定する。

このように、本実施の形態においては、送信側が、ユーザ個別の符号で符号化した送信データを連続して送信し、受信側が、それぞれ式（1 7) で示した対数尤度比の絶対値の合計 S um— a b s_ LLR sを用いて、自機に対するデータかどう力を判定する構成とした。これにより、送信機にてユーザ毎にユニークな既知のユーザコードを送信することなく、受信機にて自分のデータを検出できる。なお、実施の形態 1および 2にて説明した機能は、 L D P C符号のかわりに、たとえば、ターボ符号ゃリピートアキュムレート符号を用いた場合であっても、復号器から出力される対数尤度比の絶対値の総和を用いることで、同様に実現できる。ただし、ターボ符号やリピートアキュムレート符号を用いた場合にはインタリーバに多様性を持たせることが可能となるため、インタリーブの各パターンをユーザ個別に割り振ることにより、上記と同等のマルチユーザ検出を実現する。以上、説明したとおり、本発明によれば、送信機が、 L D P C符号化を行い、受信機が、所定のサンプル開始点からサンプリングした符号語長分の受信データを、「S u m—P r o d u c tアルゴリズム」を用いて L D P C復号し、復号結果として出力される各ビットの事後確率の対数尤度比の絶対値の総和を用いて同期制御を行うシステム構成とした。これにより、プリアンブルやユーザコードを用いることなく、正確に同期制御を行うことが可能な通信システムを得ることができる、という効果を奏する。

つぎの発明によれば、受信機が、対数尤度比の絶対値の総和値を複数のサンプル開始点で確認し、その総和が最大となるサンプノレ開始点をシンボル同期位置とする。これにより、明確にサンプル開始点を検出可能な通信システムを得ることができる、という効果を奏する。

つぎの発明によれば、受信機が、繰り返し復号を行い、対数尤度比の絶対値の総和がより急激に増加するサンプル開始点をシンボル同期位置とする。これにより、非常に S N Rが低い場合であっても明確にサンプノレ開始点を検出することが可能な通信システムを得ることができる、という効果を奏する。

つぎの発明によれば、受信機が、キャリアセンスによりサンプノレ開始点を決定する。これにより、サンプル開始点の数を効率よく限定することが可能な通信システムを得ることができる、という効果を奏する。

つぎの発明によれば、受信機が、シンボル同期を確立した後、復号結果に基づレ、て受信信号と復号後の信号の位相差を検出し、受信シンボル毎の位相差を所定の関係式で近似し、当該式の初期値に基づいてサンプル位置のずれを補正し、当該式の傾きに基づいて基準クロックのずれを補正する。これにより、正確にサンプル同期およびク口ック同期を確立することが可能な通信システムを得ることができる、という効果を奏する。

つぎの発明によれば、送信側が、ユーザ個別の符号で符号ィヒした送信データを連続して送信し、受信側が、それぞれ対数尤度比の絶対値の合計 S u m_ a b s _ L L R sを用いて、自機に対するデータかどうかを判定するシステム構成とした。これにより、送信機にてユーザ毎にユニークな既知のユーザコードを送信することなく、受信機にて自分のデータを検出することが可能な通信システムを得ることができる、という効果を奏する。

つぎの発明によれば、所定のサンプノレ開始点からサンプリングした符号語長分の受信データを、「S u m—P r o d u c tアルゴリズム」を用いて L D P C復号し、復号結果として出力される各ビットの事後確率の対数尤度比の絶対値の総和を用いて同期制御を行う構成とした。これにより、プリアンブルやユーザコードを用いることなく、正確に同期制御を行うことが可能な受信機を得ることができる、という効果を奏する。

つぎの発明によれば、対数尤度比の絶対値の総和値を複数のサンプル開始点で確認し、その総和が最大となるサンプル開始点をシンボル同期位置とする。これにより、明確にサンプル開始点を検出可能な受信機を得ることができる、という効果を奏する。

つぎの発明によれば、繰り返し復号を行い、対数尤度比の絶対値の総和がより急激に増加するサンプノレ開始点をシンボル同期位置とする。これにより、非常に S N Rが低い場合であっても明確にサンプノレ開始点を検出することが可能な受信機を得ることができる、という効果を奏する。

つぎの発明によれば、キャリアセンスによりサンプノレ開始点を決定する。これにより、サンプノレ開始点の数を効率よく限定することが可能な受信機を得ることができる、という効果を奏する。

つぎの発明によれば、シンボル同期を確立した後、復号結果に基づいて受信信号と復号後の信号の位相差を検出し、受信シンボル毎の位相差を所定の関係式で近似し、当該式の初期値に基づいてサンプル位置のずれを補正し、当該式の傾きに基づいて基準クロックのずれを補正する。これにより、正確にサンプル同期およびクロック同期を確立することが可能な受信機を得ることができる、という効果を奏する。

つぎの発明によれば、送信側からユーザ個別の符号で符号化された送信データが連続送信された場合に、それぞれ対数尤度比の絶対値の合計 S u m— a b s— L L R sを用いて、自機に対するデータかどう力を判定する構成とした。これにより、送信機からユーザ毎にユニークな既知のユーザコードを送信させることなく、自分のデータを検出することが可能な受信機を得ることができる、という効果を奏する。

つぎの発明によれば、送信側が、ユーザ個別の符号で符号ィヒした送信データを連続送信し、受信側に、自機に対するデータかどうかを判定させる。これにより、ユーザ毎にユニークな既知のユーザコードを送信しない送信機を得ることができる、という効果を奏する。

つぎの発明によれば、送信機が、 L D P C符号化を行い、受信機が、所定のサンプノレ開始点からサンプリングした符号語長分の受信データを、「S u m - P r o d u c tアルゴリズム」を用いて L D P C復号し、復号結果として出力される各ビットの事後確率の対数尤度比の絶対値の総和を用いて同期制御を行う。これにより、プリアンブルやユーザコードを用いることなく、正確に同期制御を行うことができる、という効果を奏する。

つぎの発明によれば、受信機が、対数尤度比の絶対値の総和値を複数のサンプル開始点で確認し、その総和が最大となるサンプル開始点をシンボル同期位置とする。これにより、明確にサンプル開始点を検出できる、という効果を奏する。つぎの発明によれば、受信機が、繰り返し復号を行い、対数尤度比の絶対値の総和がより急激に増加するサンプノレ開始点をシンボル同期位置とする。これにより、非常に S N Rが低い場合であっても明確にサンプル開始点を検出できる、とレヽぅ効果を奏する。

つぎの発明によれば、受信機が、キヤリアセンスによりサンプル開始点を決定する。これにより、サンプノレ開始点の数を効率よく限定できる、という効果を奏する。

つぎの発明によれば、受信機が、シンボル同期を確立した後、復号結果に基づいて受信信号と復号後の信号の位相差を検出し、受信シンボル毎の位相差を所定の関係式で近似し、当該式の初期値に基づいてサンプル位置のずれを補正し、当該式の傾きに基づいて基準クロックのずれを補正する。これにより、正確にサンプル同期およびクロック同期を確立できる、という効果を奏する。

つぎの発明によれば、送信側が、ユーザ個別の符号で符号ィヒした送信データを連続して送信し、受信側が、それぞれ対数尤度比の絶対値の合計 S u m— a b s — L L R sを用いて、自機に対するデータかどうかを判定する。これにより、送信機にてユーザ毎にユニークな既知のユーザコードを送信することなく、受信機にて自分のデータを検出することができる、という効果を奏する。産業上の利用可能性

以上のように、本発明にかかる通信システムは、プリアンブルやユーザコード等の特定のシンボルを用いずに同期制御およびユーザ検出を行う通信に有用であり、特に、符号ィヒ時の生成行列に対応した検査行列を利用して同期制御およびュ一ザ検出を行う通信装置に適している。

Claims

請求の範囲

1 . L D P C符号化を行う送信機と、

所定のサンプル開始点からサンプリングした符号語長分の受信データを、「S u m— P r o d u c tアルゴリズム」を用いて L D P C復号し、復号結果として出力される各ビットの事後確率の対数尤度比の絶対値の総和を用レ、て同期制御を行う受信機と、

を備えることを特徴とする通信システム。

2 . 前記受信機は、前記対数尤度比の絶対値の総和を複数のサンプル開始点で確認し、前記対数尤度比の絶対値の総和が最大となるサンプル開始点をシンボル同期位置とすることを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の通信システム。

3 . 前記受信機は、前記シンボル同期を確立した後、復号結果に基づいて受信信号と復号後の信号の位相差を検出し、受信シンボル毎の位相差を所定の関係式で近似し、当該関係式の初期値に基づいてサンプル同期を確立し、当該関係式の傾きに基づいてクロック同期を確立することを特徴とする請求の範囲第 2項に記載の通信システム。

4 . 前記受信機は、繰り返し復号を行い、前記対数尤度比の絶対直の総和がより大きく増加するサンプル開始点をシンボル同期位置とすることを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の通信システム。

5 . 前記受信機は、前記シンボル同期を確立した後、復号結果に基づいて受信信号と復号後の信号の位相差を検出し、受信シンボル毎の位相差を所定の関係式で近似し、当該関係式の初期値に基づいてサンプノレ同期を確立し、当該関係式の傾きに基づいてク口ック同期を確立することを特徴とする請求の範囲第 4項に記載の通信システム。

6 . 前記受信機は、キャリアセンスによりサンプノレ開始点を決定することを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の通信システム。

7 . 前記受信機は、前記シンボル同期を確立した後、復号結果に基づいて受信信号と復号後の信号の位相差を検出し、受信シンボル毎の位相差を所定の関係式で近似し、当該関係式の初期値に基づいてサンプノレ同期を確立し、当該関係式の傾きに基づいてクロック同期を確立することを特徴とする請求の範囲第 6項に記載の通信システム。

8 . 前記送信機が、ユーザ個別の符号で符号化した送信データを連続して送信し、前記受信機が、前記対数尤度比の絶対値の総和に基づいて、受信データが自機に対するデータかどうかを判定することを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の通信システム。

9 . L D P C符号ィヒを行う送信機と通信を行う受信機において、

所定のサンプル開始点からサンプリングした符号語長分の受信データを、「S u m- P r o d u c tアルゴリズム」を用いて L D P C復号し、復号結果として出力される各ビットの事後確率の対数尤度比の絶対値の総和を用いて同期制御を行うことを特徴とする受信機。

1 0 . 前記対数尤度比の絶対値の総和を複数のサンプル開始点で確認し、前記対数尤度比の絶対値の総和が最大となるサンプル開始点をシンボル同期位置とすることを特徴とする請求の範囲第 9項に記載の受信機。

1 1 . 前記シンボル同期を確立した後、復号結果に基づいて受信信号と復号後の信号の位相差を検出し、受信シンボル毎の位相差を所定の関係式で近似し、当該関係式の初期値に基づいてサンプル同期を確立し、当該関係式の傾きに基づいてクロック同期を確立することを特徴とする請求の範囲第 1 0項に記載の受信機。

1 2 . 繰り返し復号を行い、前記対数尤度比の絶対値の総和がより大きく増加するサンプル開始点をシンボル同期位置とすることを特徴とする請求の範囲第 9 項に記載の受信機。

1 3 . 前記シンボル同期を確立した後、復号結果に基づいて受信信号と復号後の信号の位相差を検出し、受信シンボル毎の位相差を所定の関係式で近似し、当該関係式の初期値に基づいてサンプル同期を確立し、当該関係式の傾きに基づいてクロック同期を確立することを特徴とする請求の範囲第 1 2項に記載の受信機。

1 4 . キャリアセンスによりサンプノレ開始点を決定することを特徴とする請求の範囲第 9項に記載の受信機。

1 5 . 前記シンボル同期を確立した後、復号結果に基づいて受信信号と復号後の信号の位相差を検出し、受信シンボル毎の位相差を所定の関係式で近似し、当該関係式の初期値に基づいてサンプル同期を確立し、当該関係式の傾きに基づいてクロック同期を確立することを特徴とする請求の範囲第 1 4項に記載の受信機。

1 6 . 前記送信機がユーザ個別の符号で符号ィヒした送信データを連続して送信した場合、

前記対数尤度比の絶対値の総和に基づいて、受信データが自機に対するデータかどうかを判定することを特徴とする請求の範囲第 9項に記載の受信機。

1 7 . ユーザ個別の符号で L D P C符号ィ匕した送信データを連続して送信することを特徴とする送信機。

1 8 . 送信機が L D P C符号ィヒを行う符号化ステップと、

受信機が、所定のサンプル開始点からサンプリングした符号言吾長分の受信データを、「S u m_ P r o d u c tアルゴリズム」を用いて L D P C復号し、復号結果として出力される各ビットの事後確率の対数尤度比の絶対値の総和を用いて同期制御を行う復号 Z同期制御ステップと、

を含むことを特徴とする通信方法。

1 9 . 前記復号同期制御ステップでは、前記対数尤度比の絶対値の総和を複数のサンプル開始点で確認し、前記対数尤度比の絶対値の総和が最大となるサンプル開始点をシンボル同期位置とすることを特徴とする請求の範囲第 1 8項に記載の通信方法。

2 0 . 前記復号/同期制御ステップでは、前記シンボル同期を確立した後、復号結果に基づいて受信信号と復号後の信号の位相差を検出し、受信シンボル毎の位相差を所定の関係式で近似し、当該関係式の初期値に基づいてサンプル同期を確立し、当該関係式の傾きに基づレ、てクロック同期を確立することを特徴とする請求の範囲第 1 9項に記載の通信方法。

2 1 . 前記復号同期制御ステップでは、繰り返し復号を行い、前記対数尤度比の絶対値の総和がより大きく増加するサンプノレ開始点をシンボル同期位置とすることを特徴とする請求の範囲第 1 8項に記載の通信方法。

2 2 . 前記復号/同期制御ステップでは、前記シンボル同期を確立した後、復号結果に基づいて受信信号と復号後の信号の位相差を検出し、受信シンボル毎の位相差を所定の関係式で近似し、当該関係式の初期値に基づいてサンプル同期を確立し、当該関係式の傾きに基づいてクロック同期を確立することを特徴とする請求の範囲第 2 1項に記載の通信方法。

2 3 . 前記復号 Z同期制御ステップでは、キャリアセンスによりサンプル開始点を決定することを特徴とする請求の範囲第 1 8項に記載の通信方法。

2 4 . 前記復号 /同期制御ステップでは、前記シンボル同期を確立した後、復号結果に基づいて受信信号と復号後の信号の位相差を検出し、受信シンボル毎の位相差を所定の関係式で近似し、当該関係式の初期値に基づいてサンプル同期を確立し、当該関係式の傾きに基づいてクロック同期を確立することを特徴とする請求の範囲第 2 3項に記載の通信方法。

2 5 . 前記符号化ステップでは、ユーザ個別の符号で符号化した送信データを連続して送信し、前記復号 Z同期制御ステップでは、前記対数尤度比の絶対値の総和に基づいて、受信データが自機に対するデータかどうかを判定することを特徴とする請求の範囲第 1 8項に記載の通信方法。