JP5444038B2

JP5444038B2 - 受信装置

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Publication number: JP5444038B2
Application number: JP2010037573A
Authority: JP
Inventors: 鶴田　　誠; 幹宏山崎; 智宏田子; 暢渡邊
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2010-02-23
Filing date: 2010-02-23
Publication date: 2014-03-19
Anticipated expiration: 2030-02-23
Also published as: JP2011176447A

Description

本発明は、畳み込み符号化後にグレイ符号化並びにスクランブルされた信号に対して軟判定ビタビ復号を行う受信装置に関する。

従来、移動通信や衛星通信等の無線通信においては、受信信号の品質改善のために畳み込み符号等を使用した誤り訂正が行われている。ここで、畳み込み符号化は、符号化レート、拘束長、及び生成多項式により一意に決定される生成規則に基づいて行われる。畳み込み符号は、その復号の際に、受信信号とトレリス線図上のサバイバルパスとを照らし合わせ、最も確からしいパス（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。また、畳み込み符号化された信号は、さらにグレイ符号化並びにスクランブルされる。

受信装置は、復号するに際し、畳み込み符号化後のグレイ符号化並びにスクランブルされた信号に対して、受信信号から検出された位相情報及びグレイ符号化並びにスクランブルのルールに基づいて、尤度を算出する。算出された尤度は、ビタビ復号処理に使用される。ビタビ復号は、畳み込み符号の最尤復号を実現する方法の一つであり、受信信号に対して条件付き確率を最大化する送信データ系列を選択する方式であり、硬判定復号と軟判定復号がある。前者は、遅延検波あるいは同期検波した信号に対してハミング距離を計算し、この尤度に基づいてトレリス線図上の可能なパスのメトリックを計算し、ビタビ復号する硬判定と、後者は、ブランチメトリックの計算に、受信信号を想定される受信信号間の距離などのアナログ情報を用いる(尤度)。軟判定は、硬判定のハミング距離に代わり、前述の尤度が適用される。通常、軟判定ビタビ復号の方が硬判定ビタビ復号よりビット誤り訂正能力は高い。

特許文献１には、ビット尤度の算出をすることができる軟判定復号装置が記載されている。この軟判定復号装置は、グレイ符号化に基づいた多相位相変調方式による装置であり、受信信号から検出された検出位相に基づいて軟判定ビットデータを生成するビット尤度生成部と、軟判定ビットデータを軟判定復号に用いる軟判定ビタビ復号器とを備えている。

この軟判定復号装置によれば、受信信号から検出された検出位相に基づいて軟判定ビットデータを生成し、当該軟判定ビットデータを軟判定復号に用いることができる。さらに、当該軟判定復号装置によれば、ビット尤度の演算処理回路を小さくすることができるので、演算処理回路で使用される消費電力を小さくでき、長時間通話及び長時間待受けが想定される携帯通信端末装置に利用することができる。

特開２００４−４０５８７号公報

しかしながら、従来技術において受信信号の位相を判断する場合に、ファーストフェージング環境下あるいはＳＮＲ（ＳｉｇｎａｌｔｏＮｏｉｓｅＲａｔｉｏ）の劣化が著しい環境下においては、位相を判断することは難しくなる。通常の移動通信無線装置は、移動に伴い大きなドップラスプレッドを受けることがある。加えて、使用周波数が高くなり、ドップラスプレッドの影響は更に深刻な状況となる。また、電波伝搬環境が中程度の環境でＳＮＲが中程度の環境であっても、従来技術ではビタビ復号後のＳＮＲの劣化が生じるという原理的な課題が内在している。この要因は、受信信号から遅延検波あるいは同期検波等を適用して位相を検出しているために、軟判定ビタビ復号と硬判定ビタビ復号の中間の特性となる。加えて、ファーストフェージング環境下では、位相の検出の精度が大幅に劣化するために、ビタビ復号結果が大幅に劣化することになる。

図１０は、従来の受信装置において８ＰＳＫ（８相位相変調方式）のＭＳＢ（最上位ビット）に注目した尤度算出の例を示す図である。図１０において、受信信号ｚをシンボル判定する場合に、最も近いシンボルがＳ_３であると仮定する。尤度は、シンボル判定後の情報と受信信号の振幅等により計算され、上述したようにビタビ復号処理に使用される。すなわち、送信シンボルがＳ_２であるにも関わらずＳ_３とシンボル判定がされると、グレイマッピングであればハミング距離が１異なることになるので、ビタビ復号のメトリック計算に影響を与えることになる。これらの誤差は、シンボル判定した時点で、知りえることができなくなる。このように特許文献1は、尤度算出に先立って、情報を削っており、ビタビ復号性能は低下してしまうことになる。この尤度の誤差の蓄積は、ビタビ復号後の特性劣化につながると考えられる。さらに、特許文献１では、変調された信号に偏りを生じないようにシンボルのランダマイズ化するスクランブラが畳み込み符号処理とグレイ符号化の後にある場合には、軟判定復号には対応していないという等の課題がある。

本発明は上述した従来技術の問題点を解決するもので、畳み込み符号化の後にグレイ符号化・スクランブル化する送信機により送信された信号であっても、受信信号に対して軟判定ビタビ復号を行う際に効率的・効果的に復調できる受信装置を提供することを課題とする。

本発明に係る受信装置は、上記課題を解決するために、スクランブル処理が施された多値位相変調信号に基づいてデスクランブル処理のためのスクランブル符号を生成するスクランブル符号生成部と、前記スクランブル符号生成部によって生成された前記スクランブル符号と前記多値位相変調信号の変調多値数とに基づき所定の複素信号を生成し、この複素信号と前記多値位相変調信号とを複素乗算することによって、前記多値位相変調信号に対するデスクランブル処理を実行するデスクランブル部と、前記デスクランブル部によってデスクランブル処理が施された前記多値位相変調信号に基づいてビット毎の尤度を算出するとともに、算出されたその尤度をビットの状態の可能性に応じた大きさ及び正負符号を有する尤度へと変換し、さらに、変換された尤度に対してグレイ符号化前後のビット毎の変換した値を乗じてグレイ復号処理を行う尤度算出部と、前記尤度算出部によって最終的に算出された尤度に基づいて前記多値位相変調信号の復号処理を行う復号部とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、伝搬環境の劣悪な移動通信環境下であっても畳み込み符号化の後にグレイ符号化・スクランブルされた信号を送信機により送信された信号であっても、受信信号に対して軟判定ビタビ復号を行う際に効率的・効果的に復調できる受信装置を提供することができる。

本発明の実施例１の形態の受信装置の構成を示すブロック図である。本発明の実施例１の形態の受信装置におけるスクランブル符号生成のブロック図の一例である。本発明の実施例１の形態の受信装置で受信した信号に施されたグレイ符号化の一例を示した図である。本発明の実施例１の形態の受信装置において８ＰＳＫのＭＳＢに注目して領域を分割したものを示す図である。本発明の実施例１の形態の受信装置において８ＰＳＫの２番目のビットに注目して領域を分割したものを示す図である。本発明の実施例１の形態の受信装置において８ＰＳＫのＬＳＢに注目して領域を分割したものを示す図である。本発明の実施例１の形態の受信装置におけるＢＥＲ特性の一例を示す図である。本発明の実施例２の形態の受信装置の構成を示すブロック図である。本発明の実施例３の形態の受信装置の構成を示すブロック図である。従来の受信装置において８ＰＳＫのＭＳＢに注目した尤度算出の例を示す図である。

以下、本発明の受信装置の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の実施例１の受信装置の構成を示すブロック図である。図１を参照して、受信装置の構成を説明する。本実施例の受信装置は、図１に示すように、アンテナ部１０１、ＲＦ変換部１０２、Ａ／Ｄ変換部１０３、同期部１０４、チャネル推定部１０５、等化部１０６、スクランブル初期化部１０７、スクランブル符号生成部１０８、デスクランブラ部１０９、尤度算出部１１０、デインターリブ部１１１、及びビタビ復号部１１２により構成される。

アンテナ部１０１は、図示しない親局により送信された信号を受信するためのアンテナである。ＲＦ変換部１０２は、アンテナ部１０１を介して受信した信号を所定の周波数に変換し、信号を抽出するフィルタ処理等の受信処理を行う。

Ａ／Ｄ変換部１０３は、ＲＦ変換部１０２により変換処理された信号をアナログ信号からデジタル信号に変換する。

同期部１０４は、Ａ／Ｄ変換部１０３により変換処理された信号のデジタル変調信号の周波数同期・位相同期・時間同期等の同期処理を行う。

チャネル推定部１０５は、同期部１０４により同期処理された信号から伝搬路変動を推定する。

等化部１０６は、チャネル推定部１０５によりチャネル推定されたＣＳＩ（ＣｈａｎｎｅｌＳｔａｔｅＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）に基づいてデジタル変調信号の伝搬路等による歪みを軽減する。

スクランブル初期化部１０７は、等化部１０６により等化処理された信号から後述するスクランブル符号生成部１０８の初期化を行う。具体的には、スクランブル初期化部１０７は、等化部１０６により等化処理された信号からスクランブル符号生成部１０８の初期化を行うためのタイミング情報をフレームフォーマットから抽出する。一例として、このタイミング情報の抽出方法としては、パイロット信号等を用いて行うことができる。すなわち、送信されるパイロット信号と受信されたデジタル変調信号との間で相関をとり、そのピーク検出をすることにより、スクランブラの初期化のタイミングを得ることができる。このようなタイミング情報の抽出手法は、公知の方法を適用しても構わない。

スクランブル符号生成部１０８は、スクランブル初期化部１０７の初期化情報に基づいて作動し、スクランブル処理が行われた多値位相変調信号に対してデスクランブラ処理を行うためのスクランブル符号を生成する。

デスクランブラ部１０９は、尤度算出部１１０の前段に設けられ、デスクランブル処理を行う。一般に、デスクランブル処理は、多値位相変調信号を復号した後に、スクランブル符号との間で法の和を計算する方法を適用する。しかしながら、一度復調することは、遅延検波あるいは同期検波を行う必要があり、受信品質を劣化する要因となる。そこで、ここでは、受信された位相変調信号に対してデスクランブルする手法を提案する。つまり、スクランブル符号生成部108により生成されたスクランブル符号と変調多値数に基づいて複素信号を生成する。デスクランブラ部１０９は、この生成された複素信号と受信した多値位相変調信号とを複素乗算することにより、デスクランブル処理を実行する。つまり、デスクランブル処理を剰余演算から複素乗算に置き換えることにより、受信信号に対して直接、デスクランブルを実現することができるようになる。デスクランブラ部１０９による具体的なデスクランブラ処理の方法については後述する。

尤度算出部１１０は、デスクランブラ部１０９によりスクランブルが解かれたデジタル変調信号に基づいて尤度を算出する。ＭＳＢから順番にビット番号ｉを与えると、０と１

る。

具体的には、尤度算出部１１０は、グレイ符号化された多値位相変調信号に対してビット毎の尤度を算出するとともに、算出されたビット毎の尤度を変換する。この尤度は、ビット0の場合が＋1に対応し、ビット1の場合が−１に対応する変換がなされる。さらに、尤度算出部１１０は、変換後の尤度に対してグレイ符号化前後のビット毎の変化に応じた値を乗じてグレイ復号処理を行う。尤度算出部１１０の詳細な動作については後述する。

デインターリブ部１１１は、尤度算出部１１０により算出された尤度に対してデインターリブ処理を行う。ここで、デインターリブ処理は、ビットの並び替え処理であり、各送受信のモデムでルールが規定されている。

ビタビ復号部１１２は、本実施例の復号部に対応し、尤度算出部１１０により算出された尤度に基づいて多値位相変調信号の復号処理を行う。ただし、本実施例においては、ビタビ復号部１１２は、デインターリブ部１１１の後段に設けられているため、デインターリブ部１１１によりデインターリブ処理された尤度に基づいてビタビ復号処理を行う。
次に、上述のように構成された本実施の形態の作用を説明する。まず、アンテナ部１０１は、上述したように、図示しない親局により送信された信号を受信する。ＲＦ変換部１０２は、アンテナ部１０１により受信されたＲＦ信号をベースバンド信号に変換する。Ａ／Ｄ変換部１０３は、ＲＦ変換部１０２により出力されたベースバンド信号を数値として取り扱うことができるように、デジタル信号に変換する。

デジタル信号に変換されたベースバンド信号は、デジタル変調信号の受信周波数について完全に同期が取れていない。そこで、同期部１０４は、プリアンブル等を用いて周波数同期・位相同期・時間同期の同期をとる。この同期の取り方は、公知の手段を用いてもよい。

同期がとれたデジタル変調信号は、一般に通信路を通過して到達する。そのために、伝搬路により歪みを受ける。これは、フェージングと呼ばれる。このフェージングを受けたデジタル変調信号は、歪みを受け、信号品質が劣化する。そこで、チャネル推定部１０５は、プリアンブル等を用いて計算により伝搬路の推定を行う。さらに、等化部１０６は、チャネル推定部１０５によるチャネル推定結果に基づいて、受信したデジタル変調信号の歪みを軽減するための等化処理を行う。

次に、デスクランブル及び尤度算出について説明する。ここで、本実施例のコアとなる軟判定ビタビ復号を実現するための動作原理について説明し、尤度の算出方法の一例についても説明する。当該受信装置により受信されたデジタル変調信号は、スクランブルが施されている。スクランブルの目的の一つは、送信系列の偏りを解消することにある。図２は、本実施例の受信装置におけるスクランブル符号生成のブロック図構成の一例である。スクランブル処理は、例えば、図２に示すようなブロックによりスクランブル符号が生成される。図２においては、３ビットの符号が抽出されることになる。ここで、抽出されるスクランブル符号をＱと定義する。また、受信されたデジタル変調信号が多値位相変調（ＭＰＳＫ：Ｍ−ａｒｙＰｈａｓｅＳｈｉｆｔＫｅｙｉｎｇ）であると仮定する。この多値位相変調信号を復調するシンボルをＸとする。デスクランブルされたシンボルＺは、次式により定義される。

Ｚ＝ｍｏｄ（Ｘ＋Ｑ，Ｍ） …（１）
ただし、Ｍは、ＭＰＳＫの変調多値数、mod（・）は法の和を計算する。これがデスクランブルの原理となる。復調をしてシンボル系列を抽出する方法は、デジタル変調信号を復調して、シンボル判定する。このシンボル系列の推定値が、Ｘに対応する。

上述したように、従来技術において、一旦復号して硬判定ビタビ復号では、受信特性の劣化を招くことになる。

そこで、本実施例の受信装置は、ＭＰＳＫ変調とスクランブルの考え方に注目することにより、復調してシンボルを抽出することなくデスクランブルを施すことができることを説明する。まず、スクランブルは、変調多値数Ｍの法の和である。他方、ＭＰＳＫ変調は、２πの周期関数である。したがって、ＭＰＳＫが自然数で割付された場合のデスクランブルされたＭＰＳＫ信号は、次式により表される。

ｚ＝ｅｘｐ（ｊ２π（Ｘ＋Ｑ）／Ｍ） …（２）
次に、グレイ符号化された場合について説明する。図３は、本実施例の受信装置で受信した信号に施されたグレイ符号化を説明する図である。図３に示す変形型のグレイ符号は、隣接するシンボル間のハミング距離が１に近くなるようにしつつ、８ＰＳＫとしてマッピングした際に、対向するシンボルの０と１とが反転するようにマッピングしてある。すなわち、対向するシンボルのハミング距離が３となるようなグレイ符号化が施されている。

次に、８ＰＳＫの各ビットに注目して領域を分割したものを図４から図６に示す。まず、図４は、本実施例の受信装置において８ＰＳＫのＭＳＢに注目して領域を分割したものを示す図である。ＭＳＢの０と１とに着目すると２つの領域に分割できる。図４乃至図６においては注目するビットに下線を引いている。また、等化後を想定した場合には、それを含めた領域の平面まで想定する。この考え方は、図５及び図６も同様とする。

図５は、本実施例の受信装置において８ＰＳＫの２番目のビットに注目して領域を分割したものを示す図である。図５に示すように、中間のビットは４つの領域に分割される。また、図６は、本実施例の受信装置において８ＰＳＫのＬＳＢに注目して領域を分割したものを示す図であり、８つの領域に分割される。このように分割された０の領域と１の領域とで、それぞれ最小となる距離を各ビットについて計算する。ここでは、ＭＳＢの場合について、具体的な例を通して説明することにする。

デスクランブラ部１０９は、受信した変調信号に対して復調することなく直接的にデスクランブラ処理を行う。これは、剰余関数から複素指数関数への置き換えにより実現することができる。このようなデスクランブラ処理により、受信性能を劣化させることなく、後段の尤度算出部１１０において軟判定ビタビ復号の尤度を算出することができる。図１０で説明したようにｓ_ｋシンボルとしてマッピングされているものとすると（ｋは０から７）、デスクランブル後の信号ｚは、受信信号をｙとした場合に、次式により表される。

ただし、Ｑはデスクランブルするシンボルとし、スクランブル符合生成部１０８により生成される。上述したように、スクランブル符号Ｑは、スクランブル処理が行われた多値位相変調信号に対してデスクランブラ処理を行うための符号である。デスクランブラ部１０９は、（３）式に示すように、スクランブル符号Ｑと変調多値数（８ＰＳＫの場合には８とする）とに基づいて複素指数関数を用いて多値位相変調信号にデスクランブラ処理を行うことができる。

尤度算出部１１０は、グレイ符号化された多値位相変調信号に対してビット毎の尤度を

ット番号、上部の添え字はビットの状態）について、以下に示すように算出することができる。

尤度算出部１１０は、同様にして、他のビットの尤度も算出することができる。

次に、尤度算出部１１０は、グレイ復号を可能とする尤度の形式に変換する。すなわち、尤度算出部１１０は、（４）式（５）式を用いて算出した尤度を図３のグレイ符号のルールに基づいて変換する。具体的には、尤度算出部１１０は、算出した尤度に基づいてビットの状態の可能性に応じた大きさ及び正負符号を有する尤度に変換する。本実施例において、尤度算出部１１０は、（４）式（０ビットに対応）の０の確率が高い場合を１と定義する。他方、（５）式（１ビットに対応）の１の確率が高い場合を−１と定義する。このように定義することにより、論理演算を乗算演算に置き換えることができる。この考え方により、尤度算出部１１０は、変形グレイ復号処理を実現することができる。

変換後の尤度λ´は、以下のように表される。仮に、‘０’のビットの尤度が‘１’のビットの尤度に比較して小さい場合には、変換後の尤度は、（６）式〜（８）式のように表される。

ただし、上部の添え字はビットの状態であり、下部の添え字はビット番号（ＭＳＢ，ＭｉｄｄｌｅＢｉｔ，ＬＳＢ）に対応する。同様にして、‘１’のビットの尤度が‘０’のビットの尤度に比較して小さい場合には、変換後の尤度は、（９）式〜（１１）式のように表される。

（６）式〜（１１）式を用いることにより、尤度算出部１１０は、算出した尤度に基づいてビットの状態の可能性に応じた大きさの尤度に変換することができる。

本実施例におけるグレイ符号化の定義は、図３に示すとおりであるが、この符号のビットの定義を論理値から（１２）式（１３）式に示すように読み替えるものとする。これは、ＮＯＴ演算から乗算演算に置き換えることを意味する。

ここで、尤度算出部１１０におけるグレイ復号処理について具体的に説明する。例えばグレイ符号化後が‘０１１’であるとする。この場合に、λ_１´はプラスであり、λ_２´とλ_３´とはマイナスである。尤度算出部１１０は、これらの尤度の正負の符号に基づいて‘０１１’であることを認識し、予め記憶している図３のグレイ符号化の表に基づいて、このグレイ符号を復号した場合には‘０１０’であることがわかる。この符号ｇの認識は、ビタビ復号のＢＥＲ特性を最良にするなど様々な規範を適用して推定することができる。ここでは、その手法の限定を行うことはない。すなわち、グレイ符号化前後の相違点は、ＬＳＢが‘０’から‘１’に変化したことである。

尤度算出部１１０は、変換後の尤度λ_１´，λ_２´，λ_３´に対してグレイ符号化前後のビット毎の変化に応じた値を乗じてグレイ復号処理を行う。すなわち、グレイ復号処理後の尤度は、以下に示す（１４）式〜（１６）式により表される。

ｇ_１，ｇ_２，ｇ_３は、グレイ符号化前後のビットの変化に対応する量であり、（１２）式（１３）式により与えられる量である。上述した例において、ｇ_１は＋１であり、ｇ_２は＋１であり、ｇ_３は−１である。ただし、ｇ_１，ｇ_２，ｇ_３の求め方は1例であり、この係数の与え方は、モデム受信処理等に応じて適切に選択するものであり、如何様に手法を適用してもよい。

このようにして、尤度算出部１１０は、尤度の状態でグレイ復号処理を行うことができ、受信特性の劣化を回避することができる。

デインターリブ部１１１は、尤度算出部１１０により算出された尤度に対してビットの並び替え処理であるデインターリブ処理を行う。最後に、ビタビ復号部１１２は、尤度算出部１１０により算出されデインターリブ部で処理された尤度に基づいて多値位相変調信号の復号処理を行う。

上述のとおり、本発明の実施例１の形態に係る受信装置によれば、畳み込み符号化の後にグレイ復号化、スクランブルがされる送信機により送信された多値位相変調信号であっても、受信信号に対して軟判定ビタビ復号を行う際に効率的・効果的に復調することができる。

すなわち、本実施例の受信装置は、デスクランブラ部１０９を備えることにより、受信した変調信号を復調することなく直接的にデスクランブラ処理を行うことができるので、受信性能を劣化させることなく後段の尤度算出部１１０において軟判定ビタビ復号の尤度をすることができる。

また、尤度算出部１１０は、算出した尤度に基づいてビットの状態の可能性に応じた大きさ及び正負符号を有する尤度に変換するので、尤度の形式のままグレイ復号を可能とすることができ、信号品質の劣化を回避し、ビタビ復号部１１２における軟判定ビタビ復号の精度を上げることができる。本実施例における尤度算出部１１０は、ビット毎に０の確率が高い場合の尤度を１と定義し、１の確率が高い場合を−１と定義することで、論理演算を乗算演算に置き換えることができ、グレイ復号処理を実現することができる。さらに、本実施例の受信装置は、（１４）式〜（１６）式を用いて尤度算出部１１０により算出されたグレイ復号処理後の尤度をビタビ復号部１１２でビタビ復号処理に入力することにより、軟判定ビタビ復号を実現することができる。

図７は、本実施例の受信装置におけるＢＥＲ（ＢｉｔＥｒｒｏｒＲａｔｅ）特性を示す図であり、横軸がＳＮＲ［ｄＢ］、縦軸がＢＥＲを表す。これは、軟判定ビタビ復号の性能の評価をＡＷＧＮ（ＡｄｄｉｔｉｖｅＷｈｉｔｅＧａｕｓｓｉａｎＮｏｉｓｅ）環境で行ったものである。図７に示すように、本実施例の受信装置による軟判定ビタビ復号は、硬判定ビタビ復号の場合に比してＢＥＲ特性の改善が見られる。

なお、本発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

また、本実施例においては、主に８ＰＳＫ変調信号を受信する受信装置として説明したが、８ＰＳＫに限らず多値位相変調信号であれば何でもよく、その他の実施例においても同様である。さらに、本発明は、様々な符号化率に対応するためにパンクチャー化にも対応する。

また、ビタビ復号を前提に説明しているが、本発明に係る受信装置は、ターボ復号も適用することができるので、ビタビ復号の代わりにターボ復号・ＭＡＰ復号等に適用することもできる。この点において、他の実施例についても同様である。

図８は、本発明の実施例２の受信装置の構成を示すブロック図である。図８を参照して、受信装置の構成を説明する。本実施例の受信装置は、図８に示すように、アンテナ部２０１、ＲＦ変換部２０２、Ａ／Ｄ変換部２０３、同期部２０４、チャネル推定部２０５、等化部２０６、スクランブル初期化部２０７、スクランブル符号生成部２０８、デスクランブラ部２０９、ＲＳＳＩ（ＲｅｃｅｉｖｅｄＳｉｇｎａｌＳｔｒｅｎｇｔｈＩｎｄｉｃａｔｏｒ）算出部２１０、尤度算出部２１１、デインターリブ部２１２、及びビタビ復号部２１３により構成される。

すなわち、本実施例の受信装置において実施例１と異なる点は、ＲＳＳＩ算出部２１０を備えている点である。その他の構成は、実施例１で説明した構成と同様であり、重複した説明を省略する。

ＲＳＳＩ算出部２１０は、本発明の信号レベル算出部に対応し、同期処理のデジタル変調信号（多値位相変調信号）の信号レベルを算出する。

尤度算出部２１１は、ＲＳＳＩ算出部２１０により算出された信号レベルを算出した尤度に乗じることにより信頼情報付き尤度を算出する。

次に、上述のように構成された本実施の形態の作用を説明する。同期部２０４までの動作は、実施例１と同様である。ＲＳＳＩ算出部２１０は、同期部２０４により同期がとれた多値位相変調信号の信号レベルを算出し、尤度算出部２１１に対して信頼情報として出力する。

ただし、γ＝｜ｚ｜、ｚは受信信号とする。ビタビ復号部２１３は、尤度算出部２１１により算出された信頼情報付き尤度を用いて復号処理を行う。その他の作用は、実施例１と同様であり、重複した説明を省略する。

上述のとおり、本発明の実施例２の形態に係る受信装置によれば、実施例１の効果に加え、ＲＳＳＩの信頼度情報を尤度に対して付加するので、フェージング等により瞬時ＳＮＲ（ＳｉｇｎａｌｔｏＮｏｉｓｅＲａｔｉｏ）が低下した場合に、尤度の信頼性が大幅に劣化し、ビタビ復号性能が一般に劣化するが、本発明のように信頼度情報を付加することにより、グレイ符号化利得及びビタビ復号の符号化利得が加わり、軟判定ビタビ復号性能を向上することができる。

図９は、本発明の実施例３の受信装置の構成を示すブロック図である。図９を参照して、受信装置の構成を説明する。本実施例の受信装置は、図９に示すように、アンテナ部３０１、ＲＦ変換部３０２、Ａ／Ｄ変換部３０３、同期部３０４、チャネル推定部３０５、等化部３０６、スクランブル初期化部３０７、スクランブル符号生成部３０８、デスクランブラ部３０９、尤度算出部３１０、デインターリブ部３１１、ビタビ復号部３１２、及び繰り返し判定部３１３により構成される。

すなわち、本実施例の受信装置において実施例１と異なる点は、繰り返し判定部３１３を備えており、チャネル推定部３０５に復号結果がフィードバックされている点である。その他の構成は、実施例１で説明した構成と同様であり、重複した説明を省略する。

チャネル推定部３０５は、実施例１で説明したように同期部１０４により同期処理された信号から伝搬路変動を推定するものであるが、さらに本実施例の特徴として、ビタビ復号部３１２により復号処理されたビット系列を用いて多値位相変調信号の伝搬路を推定する。

繰り返し判定部３１３は、チャネル推定部３０５による伝搬路の推定とビタビ復号部３１２による復号処理とが繰り返し行われた場合に、ビタビ復号部３１２による復号処理後のビット系列に基づいて復号の収束性を判断する。

次に、上述のように構成された本実施の形態の作用を説明する。ビタビ復号部３１２までの動作は、実施例１と同様である。ただし、ビタビ復号部３１２は、１度で復号処理を終了せず、繰り返し判定部３１３を介して復号結果をチャネル推定部３０５にフィードバックする。

チャネル推定部３０５は、ビタビ復号部３１２により復号処理されたビット系列を用いて多値位相変調信号の伝搬路を推定する。したがって、ビタビ復号部３１２は、チャネル推定部３０５による推定された情報を含むビタビ復号を行うこととなり、より復号性能を増すことができる。繰り返し判定部３１３は、復号の収束性を判断して、適切な回数で繰り返しを止めることができる。この繰返し停止の条件としては、公知の手法によるＢＥＲの収束の判定などがある。

上述のとおり、本発明の実施例３の形態に係る受信装置によれば、実施例１の効果に加え、ビタビ復号の結果を用いてチャネル推定を行うことにより、より不確定要素が排除された情報に基づき、チャネル推定を行うことができる。また、本実施例の受信装置は、チャネル推定及びビタビ復号を繰り返し行うことにより、ビタビ復号性能を大幅に向上することができる。

本発明に係る受信装置は、畳み込み符号化後のグレイ符号化・スクランブルされた信号に対して軟判定ビタビ復号を行う受信装置に利用可能である。特に、移動受信等を含む伝搬路歪みの劣化がある通信路において大幅な復調性能を改善するための尤度算出法として非常に有効であり、ビタビ復号・ターボ復号・MAP復号など多様な復号方法の基幹となる技術である。

１０１アンテナ部
１０２ＲＦ変換部
１０３Ａ／Ｄ変換部
１０４同期部
１０５チャネル推定部
１０６等化部
１０７スクランブル初期化部
１０８スクランブル符号生成部
１０９デスクランブラ部
１１０尤度算出部
１１１デインターリブ部
１１２ビタビ復号部
２０１アンテナ部
２０２ＲＦ変換部
２０３Ａ／Ｄ変換部
２０４同期部
２０５チャネル推定部
２０６等化部
２０７スクランブル初期化部
２０８スクランブル符号生成部
２０９デスクランブラ部
２１０ＲＳＳＩ算出部
２１１尤度算出部
２１２デインターリブ部
２１３ビタビ復号部
３０１アンテナ部
３０２ＲＦ変換部
３０３Ａ／Ｄ変換部
３０４同期部
３０５チャネル推定部
３０６等化部
３０７スクランブル初期化部
３０８スクランブル符号生成部
３０９デスクランブラ部
３１０尤度算出部
３１１デインターリブ部
３１２ビタビ復号部
３１３繰り返し判定部

Claims

スクランブル処理が施された多値位相変調信号に基づいてデスクランブル処理のためのスクランブル符号を生成するスクランブル符号生成部と、
前記スクランブル符号生成部によって生成された前記スクランブル符号と前記多値位相変調信号の変調多値数とに基づき所定の複素信号を生成し、この複素信号と前記多値位相変調信号とを複素乗算することによって、前記多値位相変調信号に対するデスクランブル処理を実行するデスクランブル部と、
前記デスクランブル部によってデスクランブル処理が施された前記多値位相変調信号に基づいてビット毎の尤度を算出するとともに、算出されたその尤度をビットの状態の可能性に応じた大きさ及び正負符号を有する尤度へと変換し、さらに、変換された尤度に対してグレイ符号化前後のビット毎の変換した値を乗じてグレイ復号処理を行う尤度算出部と、
前記尤度算出部によって最終的に算出された尤度に基づいて前記多値位相変調信号の復号処理を行う復号部と、
を備えることを特徴とする受信装置。
前記尤度算出部は、変換後の尤度に対してグレイ符号化前後のビット毎の変化に応じた値を乗じてグレイ復号処理を行うことを特徴とする請求項１記載の受信装置。
前記多値位相変調信号の信号レベルを算出する信号レベル算出部を備え、
前記尤度算出部は、前記信号レベル算出部により算出された信号レベルを算出した尤度に乗じることにより信頼情報付き尤度を算出することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の受信装置。
前記復号部により復号処理されたビット系列を用いて前記多値位相変調信号の伝搬路を測定するチャネル推定部と、
前記チャネル推定部による伝搬路の推定と前記復号部による復号処理とが繰り返し行われた場合に、前記復号部による復号処理後のビット系列に基づいて復号の収束性を判断する繰り返し判定部と、
を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の受信装置。