JPH0514213A

JPH0514213A - 軟判定復号方法

Info

Publication number: JPH0514213A
Application number: JP3157115A
Authority: JP
Inventors: Masami Abe; 政美阿部
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1991-06-27
Filing date: 1991-06-27
Publication date: 1993-01-22
Anticipated expiration: 2016-12-10
Also published as: JP3237866B2

Abstract

(57)【要約】【目的】原信号のビットエラーレートを低くし、高精
度な復号を行う。【構成】ＰＳＫ変調方式で変調された信号を復調した
位相空間上の座標情報ｂから、位相と原点からの距離と
を位相・距離演算処理Ｓ１１，Ｓ１４で演算し、位相選
択処理Ｓ１２へ送る。位相選択処理Ｓ１２では、入力位
相を、ＰＳＫ変調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選択する。位
相尤度演算処理Ｓ１３では、位相ずれに基づき位相尤度
を演算し、その演算結果に基づき位相尤度補正処理Ｓ１
６で補正位相尤度を求める。この補正位相尤度を軟判定
復号に使用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、位相シフトキーイング
（Phase Shift Keying;PSK）等の位相変調方式を採用す
るセルラ移動通信等の無線通信における軟判定復号方法
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、
例えば次のような文献に記載されるものがあった。

【０００３】文献１；村野・海上著「情報・通信におけ
るディジタル信号処理」初版（昭６２−１１−２５）昭
晃堂Ｐ．３２−９１文献２；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 T
ransactions On Communications Technology）、ＣＯＭ
−１９［５］（１９７１−１０）（米）Ａ．Ｊ．ＶＩＴ
ＥＲＢＩ“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ステ
ムズ（Convolutional Codes and Their Performance in
Communications Systems ）”Ｐ．７５１−７７２文献３；Ｂ．ＳＫＬＡＲ“ディジタルコミニケーショ
ンズ（ＤＩＧＩＴＡＬＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ
Ｓ）”（１９８８）ＰＲＥＮＴＩＣＥＨＡＬＬ（米）
ｓｅｃ．６．３．４、Ｐ．３３３−３３７従来、位相変調方式の復号に関し、文献１に記載される
ものがあり、搬送波の位相にビット列を割り当てるＰＳ
Ｋ変調方式について説明する。

【０００４】θｉを搬送波の位相、ｆｃを変調周波数と
し、該位相θｉがシンボル送信間隔Ｔ毎に変化すること
を考慮すると、変調波は次式（１）となる。_∞ ｈ（ｔ）は、インパルスレスポンスが隣接のシンボルに
干渉しないように設定されるロールオフフィルタＨ
（ｆ）の時間領域関数である。このｈ（ｔ）は、次の条
件を満たす。ｈ（ｔ）＝１（ｔ＝０）ｈ（ｔ）＝０（ｔ＝ｎＴ；ｔ≠０）ｍ相ＰＳＫは、ｍ通りのθｉを使用する。例えば、４相
ＰＳＫ（ＱＰＳＫ）の場合、１位相に対して２ビットが
割り当てられ、位相０の時（０，０）、位相π／２の時
（０，１）、位相πの時（１，１）、位相３π／２の時
（１，０）が送信される。（１）式から、ＰＳＫ変調
は、ｓｉｎ（θｉ）及びｃｏｓ（θｉ）を周波数ｆｃの
直交する搬送波でそれぞれ変調したものを加えることで
得られることがわかる。

【０００５】受信側では、（１）式に直交搬送波を乗じ
ることにより、ヘースバンド信号を得る。（１）式のｓ
（ｔ）に直交搬送波ｅｘｐ（ｊ２π ｆｃｔ）を乗じ
ると、（２）式となる。

【０００６】

【数１】

【０００７】この（２）式の高調波成分を除去すること
により、ベースバンド信号ｗｉが得られる。

【０００８】しかし、実際の通信では、伝送路の周波数
特性、或いは搬送波に対する位相変動や、周波数オフセ
ット等の影響を考慮する必要がある。以下、図２によ
り、従来の復号方法の受信部における処理について説明
する。

【０００９】図２は、従来の無線信号送受信装置の受信
部を示す構成ブロック図である。

【００１０】この受信部では、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帯受信信号）ａを復調して位相空間上の座標情報
ｂを検出する復調部１０と、該座標情報ｂに基づきベー
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
る硬判定復号部２０とを、備えている。

【００１１】復調部１０は、バンドパスフィルタ１１、
アナログ／ディジタル変換部（Ａ／Ｄ変換部）１２、自
動利得制御部（ＡＧＣ）１３、直交搬送波発生部１４、
ローパスフィルタ１５ａ，１５ｂ、等化器１６、及び位
相同期回路１７等より構成されている。さらに、硬判定
復号部２０は、データ判定部２１、デインタリーブ部２
２、及び復号部２３を有している。

【００１２】この受信部の処理において、前記（１）式
の変調波が、伝送路の周波数特性或いは搬送波に対する
位相変動（ジッタ）、周波数ずれ（オフセット）等の影
響を受けるため、ＲＦ帯受信信号ａ（＝ｒ（ｔ））の受
信波形は（３）式のように表される。但し、ｇｏ（ｔ）；伝送路の周波数特性Ｇ（ｆ）の時間領域関
数ｇ（ｔ）とｅｘｐ（ｊ２π ｆｃｔ）との積ｇａ；伝送路における損失に起因するレベルの変動分ｆｏ；周波数オフセット θ（ｔ）；位相ジッタこの（３）式のＲＦ帯受信信号ａは、バンドパスフィル
タ１１で所定周波数帯域が抽出され、Ａ／Ｄ変換部１２
でディジタル信号に変換されて離散信号となる。（３）
式のゲイン定数ｇａは、伝送路の状態に応じて変動する
ので、ＡＧＣ１３により、受信信号レベルが一定に保た
れるように補正し、以後のディジタル信号処理を同一の
レベルで実行できるようにする。

【００１３】（２）式では、直交搬送波をｅｘｐ（ｊ２
π ｆｃｔ）としたが、実際には、受信波を２分し、
それぞれにｃｏｓ（２π ｆｃｔ）とｓｉｎ（２π
ｆｃｔ）のサンプリングポイントにおける値を乗じる処
理を行う。直交搬送波は直交搬送波発生部１４で発生す
る。直交搬送波を乗じた受信波それぞれに対し、ローパ
スフィルタ１５ａと１５ｂにより、高調波成分を除去す
る。

【００１４】伝送路の周波数特性或いは搬送波に対する
位相変動や周波数ずれ等の影響が小さい場合、前記ベー
スバンド信号をそのまま座標情報ｂとして使用すること
が可能である。これに対して影響が大きい場合、等化器
１６により、（３）式の伝送路の周波数特性ｇｏ（ｎ−
ｋ）を補正する。また、位相同期回路１７により、搬送
波に対する位相変動２πｎｆｏ／ｆｓと周波数ずれθ
（ｎ）を補正する。

【００１５】こうして得られた受信複素ベースバンド信
号の２次元平面の信号点配置が座標情報ｂである。座標
情報ｂは、伝送路の周波数特性或いは搬送波に対する位
相変動や、周波数ずれ等の影響の補正が必ずしも適性で
ないため、正確に送信位相θｉを取るわけではない。そ
こで、硬判定復号部２０内のデータ判定部２１では、座
標情報ｂに最も近い送信位相を選択する事により、送信
シンボルを予測している。送信シンボルの判定は、２次
元平面に設定された判定境界により、座標情報ｂがどの
領域に入るかにより一意に決められる。一意に決められ
たデータは、デインタリーブ部２２によって並べ変えら
れた後、復号部２３で復号処理を受ける。

【００１６】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。このように、推定シンボルに対応するビット列
を復号処理にそのまま使用するのが硬判定復号である。
復号部２３では、ブロック符号、たたみこみ符号等の符
号化に応じて復号処理を行う。例えば、たたみこみ符号
に対しては、ビタビ復号を実施する。

【００１７】次に、前記文献２，３に記載されたたたみ
こみ符号とビタビ復号における硬判定と軟判定について
説明する。

【００１８】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こ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。

【００１９】ビタビ復号方法については、前記文献２に
記載されており、その方法を図３及び図４を参照しつつ
説明する。

【００２０】図３は、たたみこみ符号化説明図である。

【００２１】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時、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３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。

【００２２】図３では、最新入力ビットを含む３ビット
がバッファ２５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２５の全ビットの論理和
となり、もう一方はバッファ２５の１番目と３番目のビ
ットの論理和となる。

【００２３】図４は、図３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。

【００２４】この図４の縦方向は最新ビットを含まない
バッファ２５内の状態を示し、２^k- 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。

【００２５】図４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。

【００２６】復号側では、トレリス図上の実線或いは破
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。但し、
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。

【００２７】まず、２ビット入力されると、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。或いは、パスの最小単位がブラ
ンチである。

【００２８】２ビット入力毎に前記処理を繰り返すと、
前記文献３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。

【００２９】次に、硬判定と軟判定の違いについて説明
する。

【００３０】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。

【００３１】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で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４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。

【００３２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
復号方法では、送信ビット列を確定してしまい、その位
相をとる確からしさを考慮に入れていないという問題が
あった。

【００３３】即ち、変調波は、伝送路の周波数特性、或
いは搬送波に対する位相変動や、周波数ずれ等の影響を
受ける。伝送路の周波数特性は等化器１６で、搬送波に
対する位相変動や周波数ずれは位相同期回路１７でそれ
ぞれ補正しているが、変調波の歪みの程度或いは補正方
式により、歪みの補正がうまくいく場合と、うまくいか
ない場合が生じる。補正が成功した場合、推定されたビ
ット列が、実際に送信されたビット列と一致する確率は
高いが、補正しきれなかった場合は、その確率が小さい
ものとなる。こうした伝送状態に応じた補正の成否によ
る推定ビット列の信憑性の高低が、復号の際に十分反映
しているとは言えなかった。

【００３４】本発明は前記従来技術が持っていた課題と
して、ＰＳＫ変調方式における復号の際、ビット列を確
定してしまい、推定ビット列を実際に送信した可能性
（ビット尤度）を考慮していないという点について解決
した軟判定復号方法を提供するものである。

【００３５】

【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、位相空間上における検出位相の選択位相と
のずれ及び原点からの距離からビット尤度を算出し、こ
の尤度を軟判定復号に使用することを特徴としている。

【００３６】即ち、位相変調方式で変調された信号を復
調した位相空間上の座標情報から、位相と原点からの距
離とを演算する位相・距離演算処理と、前記位相・距離
演算処理で求められた位相を、前記位相変調方式で送信
する固有の位相と比較し、位相ずれの絶対値が小さい該
固有の位相を選択する位相選択処理と、前記位相ずれの
大きさに対して単調減少し、かつ位相ずれの絶対値が０
の時は尤度の最大値をとり、位相ずれの絶対値が（２π
／前記位相変調方式で送信する固有の位相の数）の時は
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を実行する。

【００３７】さらに、前記原点からの距離が大きくなる
程、単調増加し、かつ、前記原点からの距離が第１の設
定値以下の場合は尤度の最小値をとり、前記原点からの
距離が第２の設定値以上の時は最大値をとる係数を前記
位相尤度に乗じて補正位相尤度を求める位相尤度補正処
理を実行する。そして、前記補正位相尤度を、ビット値
をとる確からしさを表す値として復号処理に使用するよ
うにしている。

【００３８】

【作用】本発明によれば、以上のように軟判定復号方法
を構成したので、位相変調方式で変調された信号を復調
した位相空間上の座標情報が位相・距離演算処理に入力
されると、該位相・距離演算処理では、入力された座標
情報から、位相及び距離を演算し、その演算結果を位相
選択処理へ送る。位相選択処理では、入力された位相
を、位相変調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選択する。位相尤
度演算処理では、位相ずれに基づき、位相尤度を演算
し、その演算結果を位相尤度補正処理へ送る。位相尤度
補正処理では、前記距離に基づき、前記位相尤度に応じ
た補正位相尤度を求める。この補正位相尤度を軟判定復
号におけるメトリック等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。

【００３９】

【実施例】図１は本発明の実施例を示す軟判定復号方法
の処理ステップのフローチャート、及び図５はその軟判
定復号方法を実施するための無線信号送受信装置の受信
部を示す構成ブロック図である。図５において、従来の
図２中の要素と共通の要素には共通の符号が付されてい
る。変調方式として、π／４シフトＤＱＰＳＫ方式を仮
定する。

【００４０】まず、図５に示す無線信号送受信装置の受
信部について説明する。

【００４１】この受信部は、従来の図２と同一の復調部
１０を備え、その出力側には軟判定復号部３０が接続さ
れている。軟判定復号部３０は、復調部１０から出力さ
れる位相空間上の座標情報ｂを入力し、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、
大規模集積回路（ＬＳＩ）等を用いた個別回路、或いは
プロセッサを用いたプログラム制御等で構成される。

【００４２】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、原信号を符号化
（ブロック符号化、たたみこみ符号化等）、及びインタ
リーブ（interieave, 交錯）変換し、π／４シフトＤＱ
ＰＳＫ方式で変調する。本実施例は、符号化或いはイン
タリーブ変換を実施しない場合にも、有効であるが、実
施する場合の方が一般的なので、図に含めている。

【００４３】軟判定復号部３０は、座標情報ｂから軟判
定データを算出する軟判定データ演算部４０を有してい
る。この軟判定復号部４０は、位相演算部４１、位相選
択部４２、位相尤度演算部４３、距離演算部４４、距離
係数演算部４５、位相尤度補正部４６、ビット尤度演算
部４７、及び判定データ出力部４８より構成され、その
出力側には、デインタリーブ部５０が接続されている。

【００４４】デインタリーブ部５０は、軟判定データ演
算部４０で算出された軟判定データを記憶する機能を有
し、その出力側に復号部６０が接続されている。デイン
タリーブ部５０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、復号部６０に読
み出されるので、該復号部６０では、読み出された軟判
定データを使用して復号処理を実施し、再生信号ｃを出
力する機能を有している。

【００４５】次に、本実施例の軟判定復号方法を、図１
を参照しつつ説明する。

【００４６】図５の復調部１０では、ＲＦ帯受信信号ａ
が入力されると、ステップＳ１において、該ＲＦ帯受信
信号ａの位相空間上の座標（即ち、同相成分ｚｐと直交
成分ｚｑ）を検出し、その検出した座標情報ｂを軟判定
復号部３０内の軟判定データ演算部４０へ送る。軟判定
データ演算部４０では、ステップＳ１１〜Ｓ１８に従
い、軟判定データ処理Ｓ１０を行う。

【００４７】即ち、座標情報ｂが入力されると、ステッ
プＳ１１で、位相演算部４１によって位相演算が行われ
る。位相ｚｉｒａｄは式（４）で与えられる。算出され
る位相は０〜２πの任意の値をとる。ｚｉｒａｄ＝ｔａｎ^-1（ｚｑ／ｚｐ） …（４）ステップＳ１２では、位相選択部４２によって位相選択
が行われる。π／４シフトＤＱＰＳＫ方式を仮定してい
るので、その検出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、３
π／４、５π／４、７π／４）の４位相の内の１つを選
択する。ｔ番目に入力された位相の選択値ｉｒａｄ
（ｔ）は、次式（５）に示すように、検出された位相ｚ
ｉｒａｄ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。ｉｒａｄ（ｔ）＝ｋπ／４｜θ（ｋ）が最小になるｋ …（５）但し、θ（ｋ）＝｜ｚｉｒａｄ−ｋπ／４｜ｋ＝０，２，４，６ｔ＝２ｎ＋１＝１，３，５，７ｔ＝２ｎこの（５）式を満足するｋに対し、θ（ｋ）は、０≦θ
（ｋ）≦（π／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。

【００４８】ステップＳ１３では、位相尤度演算部４３
により、ステップＳ１２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、
次式（６）のように表す。選択される位相ｉｒａｄ
（ｔ）をとる尤度をｐｒａｄ（ｔ）とする。ｐｒａｄ（ｔ）＝（ｃｏｓ２θ（ｋ）＋１）／２ …（６）ステップＳ１４では、距離演算部４４により、検出座標
（ｚｐ，ｚｑ）から、原点からの距離ｚｚを（７）式の
ように算出する。ｚｚ²＝ｚｐ²＋ｚｑ² …（７）次に、ステップＳ１５では、距離係数演算部４５によ
り、原点からの距離に応じて、距離係数ｐｌｅｎ（ｔ）
を（８）式より算出する。ｐｌｅｎ（ｔ）＝０（ｚｚ²≦ｚｚ² _th1）＝１（ｚｚ²＞ｚｚ² _th2） …（８）但し、本実施例では、設定値ｚｚ_th1，ｚｚ_th2を同じ
値とし、ＡＧＣ１３により、パワーの平均が１に設定さ
れているとして、ｚｚ_th1，ｚｚ_th2を次のように定め
た。ｚｚ_th1＝ｚｚ_th2＝０．２４ｚｚ² _th1＝ｚｚ² _th2＝０．０５７６検出座標（ｚｐ，ｚｑ）、検出位相ｚｉｒａｄ、原点か
らの距離ｚｚ、選択される位相ｉｒａｄ（ｔ）、設定値
ｚｚ_th1の関係を図６に示す。

【００４９】図６はｔ＝２ｎ＋１の場合で、検出位相ｚ
ｉｒａｄの値から、ｉｒａｄ（ｔ）＝０となる。なお、
検出位相ｚｉｒａｄが同じ値で、ｔ＝２ｎの場合は、ｉ
ｒａｄ（ｔ）＝π／４となる。（８）式は、座標が２点
鎖線の内側にある場合、この座標情報を信用せず、２点
鎖線の外側にある場合のみ、有効情報として扱うことを
意味する。実線の丸は、ＡＧＣ１３による平均電力を示
す。

【００５０】ステップＳ１６では、位相尤度補正部４６
により、ステップＳ１５で得られた距離係数より、
（９）式のように、（６）式の尤度ｐｒａｄ（ｔ）に補
正を加え、ｐｒａｄ２（ｔ）を得る。ｐｒａｄ２（ｔ）＝ｐｒａｄ（ｔ）＊ｐｌｅｎ（ｔ） …（９） π／４シフトＤＱＰＳＫ方式の場合、ステップＳ１６で
選択された位相と１つ前に選択された位相との位相差を
（10）式のように算出する。１つ前に選択された位相と
その尤度は、位相尤度補正部４６内のメモリに保存され
ている。ｉｄｉｆ＝ｉｒａｄ（ｔ）−ｉｒａｄ（ｔ−１） …（10）位相差の尤度を次式（11）のように、連続する時点の位
相尤度の内、低い方の尤度として算出する。但し、本実
施例では、位相差尤度の算出は（11）式に限らない。ｐｄｉｆ＝ｍｉｎ（ｐｒａｄ（ｔ），ｐｒａｄ（ｔ−１）） …（11）ステップＳ１７では、ビット尤度演算部４７により、前
記のように選択された位相差に対応するビット列を、ビ
ット尤度演算部４７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）、７π／４の時（１、０）が対応す
る。位相差ｉｄｉｆに対応するビットを順にｉｂ１、ｉ
ｂ２とする。ｉｂ１、ｉｂ２は、０或いは１をとる。

【００５１】ビット尤度ｐｂ１、ｐｂ２は次式（12）よ
り算出する。このビット尤度は−１〜１で考えた。ｐｂ１＝１−２ｐｄｉｆｉｂ１＝０の時＝２ｐｄｉｆ−１ｉｂ１＝１の時ｐｂ２＝１−２ｐｄｉｆｉｂ２＝０の時＝２ｐｄｉｆ−１ｉｂ２＝１の時以上の処理により得られたｐｂ１，ｐｂ２をビット尤度
とし、ビット値が０、或いは１である可能性を示す。ｐ
ｂ１は−１から１の間の任意の値を取り、ｐｂ１が１に
近い時、１である可能性が高く、ｐｂ１が−１に近い
時、０である可能性が高い。ｐｂ２も同様である。

【００５２】軟判定データ処理Ｓ１０の最終段ステップ
Ｓ１８では、判定データ出力部４８から軟判定データを
出力し、デインタリーブ部５０を介して復号部６０へ送
る。復号部６０では、ステップＳ２０において、入力さ
れた軟判定データを使用して復号処理を行い、再生信号
ｃを出力する。復号処理として、例えば符号がたたみこ
み符号化されている場合はビタビ復号を実施する。ブロ
ック符号化に対しても、高精度な復号が可能である。

【００５３】本実施例の軟判定復号方法をビタビ復号に
適用した場合のビットエラー特性のシミュレーション結
果を図７に示す。横軸は１ビット当りの平均信号エネル
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
を軟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。

【００５４】図７のシミュレーション条件について説明
する。１スロット当り１７１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２６×１０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与える。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。

【００５５】この図７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時、送信電
力が少なくて済む。

【００５６】なお、本実施例は上記実施例に限定され
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。

【００５７】（１）図１のステップＳ１２において、位
相尤度の計算式は、（６）式に限らず、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、或いは−１〜１と
しても良い。

【００５８】（２）図１のステップＳ１８において、ス
テップＳ１７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Ｓ１７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、多少の変更で転用が可能であ
る。

【００５９】（３）図１の軟判定データ算出処理Ｓ１０
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。

【００６０】（４）図１のビタビ復号は、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（ＡＵＴＯＭＡＴＩＣＲＥＰＥＡＴ
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。

【００６１】（５）図１のステップＳ１５における振幅
係数ｐｌｅｎ（ｔ）の計算式は、（８）式に限らず、距
離ｚｚの大きさに対して単調増加し、かつｚｚが第１の
設定値以下の場合は尤度の最小値をとり、ｚｚが第２の
設定値以上の時は尤度の最大値をとる関数であればよ
い。

【００６２】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、位相変調方式において、受信された搬送波からビ
ット尤度を求める過程で、位相空間上における検出位相
の選択位相とのずれ及び原点からの距離からビット尤度
を算出し、この尤度を軟判定復号に使用するようにした
ので、従来の硬判定復号と比較し、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復号方法の処理ス
テップを示すフローチャートである。

【図２】従来の無線信号送受信装置における受信部の構
成ブロック図である。

【図３】たたみこみ符号化の説明図である。

【図４】トレリス図形を示す図である。

【図５】本発明の実施例を示す無線信号送受信装置にお
ける受信部の構成ブロック図である。

【図６】図１における検出座標と選択される位相の関係
を示す図である。

【図７】図１のビットエラー特性図である。

【符号の説明】

１０復調部３０軟判定復号部４０軟判定データ演算部４１位相演算部４２位相選択部４３位相尤度演算部４４距離演算部４５距離係数演算部４６位相尤度補正部４７ビット尤度演算部４８判定データ出力部５０デインタリーブ部６０復号部ａＲＦ帯受信信号ｂ座標情報ｃ再生信号Ｓ１座標検出処理Ｓ１０軟判定データ処理Ｓ１１位相演算処理Ｓ１２位相選択処理Ｓ１３位相尤度演算処理Ｓ１４距離演算処理Ｓ１５距離係数演算処理Ｓ１６位相尤度補正処理Ｓ１７ビット尤度演算処理Ｓ１８判定データ出力処理Ｓ２０軟判定復号実施処理

Claims

【特許請求の範囲】【請求項１】位相変調方式で変調された信号を復調し
た位相空間上の座標情報から、位相と原点からの距離と
を演算する位相・距離演算処理と、前記位相・距離演算処理で求められた位相を、前記位相
変調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選択する位相選択処理と、前記位相ずれの大きさに対して単調減少し、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／前記位相変調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、前記原点からの距離が大きくなる程、単調増加し、か
つ、前記原点からの距離が第１の設定値以下の場合は尤
度の最小値をとり、前記原点からの距離が第２の設定値
以上のときは最大値をとる係数を前記位相尤度に乗じて
補正位相尤度を求める位相尤度補正処理とを実行し、前記補正位相尤度を、ビット値をとる確からしさを表す
値として復号処理に使用することを特徴とする軟判定復
号方法。