JPH08214037A - 軟判定ディジタル通信方法および装置 - Google Patents

軟判定ディジタル通信方法および装置

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JPH08214037A
JPH08214037A JP7299314A JP29931495A JPH08214037A JP H08214037 A JPH08214037 A JP H08214037A JP 7299314 A JP7299314 A JP 7299314A JP 29931495 A JP29931495 A JP 29931495A JP H08214037 A JPH08214037 A JP H08214037A
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JP7299314A
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Dariusz Andrzej Blasiak
ダリウス・アンドレーゼ・ブラシアク
John William Arens
ジョン・ウィリアム・アレンズ
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Motorola Inc
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    • H04L25/02—Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
    • H04L25/06—DC level restoring means; Bias distortion correction ; Decision circuits providing symbol by symbol detection
    • H04L25/067—DC level restoring means; Bias distortion correction ; Decision circuits providing symbol by symbol detection providing soft decisions, i.e. decisions together with an estimate of reliability
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
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    • H04L27/18—Phase-modulated carrier systems, i.e. using phase-shift keying
    • H04L27/22—Demodulator circuits; Receiver circuits
    • H04L27/227—Demodulator circuits; Receiver circuits using coherent demodulation
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/004—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using forward error control
    • H04L1/0045—Arrangements at the receiver end

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 コヒーレントＤＥＰＳＫ変調信号を復号する
復号装置２００を提供する。 【解決手段】 コヒーレント受信機１０１は、コヒーレ
ントＤＥＰＳＫ変調信号を受信し、次にこの信号をメト
リック・コンピュータ２０１に出力する。メトリック・
コンピュータ２０１は、コヒーレントＤＥＰＳＫ変調信
号に対応する軟判定メトリックを生成し、これは順方向
誤り訂正（ＦＥＣ）復号器１０７に出力される。ＦＥＣ
復号器１０７は、コヒーレントＤＥＰＳＫ変調信号に対
応する軟判定メトリックに従ってコヒーレントＤＥＰＳ
Ｋ変調信号を復号する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、一般に、ＦＥＣ(Forwa
rd Error Correction)を採用するデジタル通信システム
に関し、さらに詳しくは、受信したコヒーレント差動符
号化ＭＰＳＫ(Multi-level Phase-Shift Keying)変調信
号を軟判定メトリック(soft decisionmetric)を介して
復号する方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】セルラ電話業界の急速な成長のおかげ
で、デジタル通信システムは、そのシステム容量と性能
における長所のために、多くの現在および将来のシステ
ムの標準として普及が進んでいる。ＢＥＲ(bit error r
ate)を改善するためデジタル通信システムで一般に利用
される方法として、ＦＥＣ(forward error correction
）があり、これによりチャネル雑音に対する送信信号
の耐性を向上させるため冗長性が送信信号に追加され
る。
【０００３】デジタル通信システムは、さまざまな変調
方法を利用するオプションを有する。かかる１つの変調
方法に、ＭＰＳＫ(multi-level phase-shift keying)方
法があり、この方法はそのスペクトル効率性およびビッ
ト誤り率（ＢＥＲ）性能のため一般に利用される。ＭＰ
ＳＫとは、情報を送信信号の位相に格納する変調方式で
ある。各送信シンボルの位相は、２M 個の可能な値のう
ちの１つをとり、ここでＭは変調次数を表す。ＭＰＳＫ
の次数の例として、２次位相偏移（ＢＰＳＫ：binary p
hase-shift keying ）（Ｍ＝２）および４次位相偏移
（ＱＰＳＫ：quadrature phase-shift keying ）（Ｍ＝
４）がある。ＭＰＳＫ変調信号を検出する２つの一般的
な方法として、コヒーレント検出および非コヒーレント
検出がある。コヒーレント検出の場合、受信信号の位相
基準の推定値を得るための手段が必要である。非コヒー
レント検出ではこのような位相基準は必要ないが、送信
信号を位相シフトに対して相対的に影響を受けにくくす
る手段が不可欠である。これを達成するための最も一般
的な手段は、送信機側で送信信号を差動符号化し、受信
機側で受信信号を差動復号することである。差動符号化
とは、ＭＰＳＫの場合のように、情報を各シンボルの絶
対位相にマッピングするのではなく、２つの隣接するシ
ンボルの位相差に情報をマッピングするプロセスのこと
である。差動符号化および受信機側の非コヒーレント検
出を採用するＭＰＳＫシステムは、ＤＰＳＫ(different
ial phase-shift keying) と呼ばれ、ここでＭは表記上
の慣習として除かれる。あるいは、差動符号化および受
信機側のコヒーレント検出を採用するＭＰＳＫシステム
は、ＤＥＰＳＫ(differential-encoded phase-shift ke
ying) と呼ばれる。
【０００４】地上セルラ・システム（例えば、米国デジ
タル・セルラ、すなわちＵＳＤＣ）などのさまざまなデ
ジタル通信システムは、非コヒーレント受信機設計が簡
単であるという主な理由で、ＤＰＳＫ変調を一般に採用
する。低軌道（ＬＥＯ：lowearth orbit ）衛星システ
ムなどの他のデジタル通信システムは、衛星に対する過
酷な電力制限や、大きなドップラ周波数オフセットに対
処する必要性などの理由により、ＤＥＰＳＫ変調を採用
する。
【０００５】図１は、ＤＥＰＳＫ変調信号を復調する既
知の装置を示すブロック図である。図１の装置は、ＱＰ
ＳＫ変調信号を復調するように構成される。ＱＰＳＫ変
調方式では、送信機は、同相（Ｉ）成分および直交
（Ｑ）成分を有するキャリア信号を、信号に符号化され
たシンボルによって定められる方法で変調する。シンボ
ルの各ビットは、Ｉ成分またはＱ成分の１つを変調し、
そのため送信機側で４つの可能な位相関係のうち１つの
みがＩ成分とＱ成分との間で存在する。送信中に、ＱＰ
ＳＫ変調キャリア信号に含まれる情報は、加法ガウス白
雑音（ＡＷＧＮ：additive white Gaussian noise ）な
どの雑音によって破損する。セルラ・システムなど、無
線周波数（ＲＦ）を介して情報を送信するシステムで
は、受信マルチパス信号の強め合う干渉および弱め合う
干渉により、送信信号はフェージングを受ける傾向にあ
る。フェージングは、受信信号の振幅および位相の両方
をひずませる影響を有する。
【０００６】ＱＰＳＫ変調信号は、コヒーレント受信機
１０１によって受信され、シンボル・レートで復調・サ
ンプリングされて、受信シンボル・シーケンスのＩおよ
びＱ成分のデジタル・サンプルとなる。受信シンボル
は、量子化器１０３を介して結合され、この量子化器は
量子化を行うか、あるいはシンボル判定を行う復号アル
ゴリズムを提供する；すなわち、受信シンボルが雑音に
よって常に破損されているという事実にかかわらず、ど
のシンボルが送信されたかを判定する。量子化の次に、
シンボル判定値は差動復号器１０５を介して順方向誤り
訂正（ＦＥＣ：forward error correction）復号器１０
７に結合される。 ビタビ・アルゴリズム(Viterbi algo
rithm) を利用できるＦＥＣ復号器１０７は、量子化さ
れたシンボルに従って受信シンボルの符号化データを復
号する。受信シンボルの量子化（すなわち、シンボル判
定）はＦＥＣ復号器の前に実行されるので、このような
方式は従来では硬判定復号(hard decision decoding)方
法として知られる。
【０００７】硬判定ＦＥＣ復号アルゴリズムとは、可能
な送信シンボルのうち１つに量子化された受信シンボル
を入力し、それを処理するアルゴリズムである。ＱＰＳ
Ｋでは、このような量子化は各受信シンボルのＩ成分お
よびＱ成分をＩ軸およびＱ軸によって定められる２次元
ベクトル空間（これは複素平面と等価である）における
ベクトルとしてマッピングする。送信機は、送信される
４つの可能なシンボルの１つのみに従って、キャリアを
（ＱＰＳＫ変調で）変調する。４つの可能なシンボルの
それぞれは、Ｉ−Ｑベクトル空間の４つの象限(quadran
ts) のうち対応する象限の中心にある点におけるベクト
ルとしてさらにマッピングされる。量子化器１０３は、
各受信ベクトルのＩおよびＱ成分を記述するベクトル
と、可能な送信シンボルを記述する４つのベクトルのう
ち各１つとの間の距離を算出する。各受信シンボルのＩ
およびＱ成分を記述するベクトルを可能な送信シンボル
を記述する４つのベクトルのうち最も近いベクトルに移
すことによりこのようなシンボル判定を行うことの結
果、量子化雑音が生じる。
【０００８】軟判定ＦＥＣアルゴリズムとは、ある手段
によって信頼度をシンボル判定と関連づける任意のメト
リックまたは尺度を採用するアルゴリズムで、このアル
ゴリズムによりかかる信頼尺度における忠実度は硬判定
量子化から得られるものに比べて高くなる。軟判定ＦＥ
Ｃ復号では、一般に、硬判定ＦＥＣ復号によって得られ
る性能に比べ改善されたＢＥＲ性能が得られる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】ＤＥＰＳＫ変調信号を
復号する既知の装置は、復号プロセスにおいて量子化ま
たはシンボル判定を行うのが早すぎる。図１に示す装置
は、差動復号器１０５の前にシンボル判定を行う。例え
ば、サンプルを高精度メモリに格納する必要がないの
で、それ以降の処理が簡単になるが、ＢＥＲ性能は劣化
する。従って、ＦＥＣ復号器１０７の性能を改善するた
めに利用できる軟判定情報は、量子化において失われ
る。
【００１０】よって、軟判定情報をＦＥＣ復号器に直接
結合する、ＤＥＰＳＫ変調信号を復号する装置が必要と
される。
【００１１】
【実施例】本明細書で開示される発明は、コヒーレント
な差動符号化ＤＥＰＳＫ(differentially-encoded mult
i-level phase shift keying) 変調信号を復号する装置
に関する。この復号装置は、コヒーレントＤＥＰＳＫ変
調信号を受信するコヒーレント受信機からなる。この復
号装置はさらに、コヒーレント受信機に結合され、コヒ
ーレントＤＥＰＳＫ変調信号に対応する軟判定メトリッ
クを生成するメトリック・コンピュータからなる。さら
に、復号装置は、メトリック・コンピュータに結合さ
れ、コヒーレントＤＥＰＳＫ変調信号に対応する前記軟
判定メトリックに従ってコヒーレントＤＥＰＳＫ変調信
号を復号する順方向誤り訂正（ＦＥＣ：forward error
correction）復号器からなる。
【００１２】図２は、本発明によりコヒーレントＤＥＰ
ＳＫ変調信号を復号する通信システムの復号装置２００
を示すブロック図である。加入者ユニットおよび衛星通
信システムの衛星で用いることが好ましいが、復号装置
２００は、 ＤＥＰＳＫ変調を利用する任意のデジタル
受信機の受信回路の一部をなすことができる。復号装置
２００は、図１で説明したコヒーレント受信機１０１お
よび順方向誤り訂正（ＦＥＣ）復号器１０７を含む。た
だし、図１の量子化器１０３および差動復号器１０５を
利用する代わりに、復号装置２００はコヒーレント受信
機１０１とＦＥＣ復号器１０７との間にメトリック・コ
ンピュータ２０１を結合する。
【００１３】コヒーレント受信機１０１は、送信機によ
って送信されたコヒーレントＤＥＰＳＫ変調信号を受信
する。送信の前に、送信されるデータはまず、ＦＥＣ符
号器によって符号化され、シンボルにマッピングされ、
ここで異なるシンボルの数は通信システムにおいて利用
される変調の種類に依存する。例えば、ＭＰＳＫ変調は
Ｍ個の異なるシンボルを利用し、ＱＰＳＫ変調は４つの
異なるシンボルしか利用しない。次に、シンボル符号化
データは、送信中に生じる可能性のあるドップラ周波数
シフトによるシンボル間の望ましくない周波数回転に対
処するため、差動符号化される。送信機によってコヒー
レント受信機１０１に送信される差動符号化信号は、次
式によって表すことができる：
【００１４】
【数１】
【００１５】ただし、n は、離散的な時間期間を表し；
P は、平均パワーを表し；d(n)は、差動符号化シーケン
スで、次の関数式によって定義される：
【００１６】
【数２】
【００１７】ただし、N は、受信信号の長さを表し；s
(n)は、実（ＦＥＣ符号化）送信シンボルを表し、次の
セットによって表される可能なシンボルのうち任意の１
つでもよい：
【００１８】
【数３】
【００１９】コヒーレント受信機１０１による受信時
に、差動符号化送信信号は、内蔵されるフィルタおよび
ダウンサンプラを介して結合される。受信差動符号化送
信信号は、シンボル・レートでダウンサンプリングされ
るので、ダウンサンプラは、各離散的な時間期間中に単
一の受信シンボルを出力する。この単一の受信シンボル
は、現在受信シンボルr(n)として表すことができ、これ
は次式によって表すことができる：
【００２０】
【数４】
【００２１】ただし、w(n)は、送信中に発生するガウス
雑音を表す。
【００２２】現在受信シンボルr(n)を出力する前に、コ
ヒーレント受信機１０１は、まず位相推定器を介して現
在受信シンボルr(n)の位相および周波数オフセットの両
方を推定し、次に現在受信シンボルr(n)を位相推定器か
らの共役出力と混合することにより、ドップラ周波数シ
フトについて現在受信シンボルr(n)を補償する。また、
短い期間のチャネル・フェージングについても追加補償
を行うことができる。補償された現在受信シンボルr(n)
は、メトリック・コンピュータ２０１に出力される。
【００２３】メトリック・コンピュータ２０１は、一般
に、実送信シンボルs(n)を特定するため、現在受信シン
ボルr(n)を可能な送信シンボルのすべてのセットと比較
する。この比較を行うため、メトリック・コンピュータ
２０１は、各離散的時間期間中に何度も実行される。メ
トリック・コンピュータ２０１が実行される回数は、通
信システムにおいて利用される変調の種類に依存する。
全部でＭ個の可能な送信シンボルがあるＭＰＳＫ変調信
号の場合、メトリック・コンピュータ２０１は各離散的
時間期間についてＭ回実行しなければならない。ＱＰＳ
Ｋ変調で用いられる４つの異なるシンボルの場合には、
メトリック・コンピュータ２０１は各離散的時間期間に
ついて４回だけ実行すればよい。
【００２４】ＦＥＣ復号器１０７などの既知のＦＥＣ復
号器およびそこで用いられるビタビ復号アルゴリズムと
の整合性のため、メトリック・コンピュータ２０１は可
能な送信シンボルと実送信シンボルs(n)との間の対応の
観点から軟判定情報を出力する。すなわち、可能な送信
シンボルのそれぞれ１つについて、メトリック・コンピ
ュータ２０１は、現在受信シンボルr(n)内に含まれる実
送信シンボルs(n)が可能な送信シンボルの特定の１つで
あるという信頼度を反映する尤度値(likelihood value)
を出力する。従って、使用される変調の種類に応じてメ
トリック・コンピュータ２０１が複数回実行された現在
受信シンボルr(n)の離散的な時間期間の最後に、可能な
送信シンボルに対応する一連の尤度値が出力マトリクス
【００２５】
【数５】
【００２６】における行または列として出力される。
【００２７】例えば、可能な送信シンボルがセット
｛１，−ｊ，−１，ｊ｝からなるＱＰＳＫ変調方式にお
ける現在受信シンボルr(n)の出力マトリクス（数５）
は、［４２５７］など、尤度値の１ｘ４次元マトリクス
によって表すことができる。１ｘ４次元マトリクス［４
２５７］の列は、実送信シンボルs(n)が可能な送信シン
ボル｛１，−ｊ，−１，ｊ｝のそれぞれに対応するそれ
ぞれの尤度に直接関連するように、セット｛１，−ｊ，
−１，ｊ｝の各シンボルによって定められる。すなわ
ち、１ｘ４次元マトリクスの（１，１）位置はシンボル
１に対応し、（１，２）位置はシンボル−ｊに対応し、
（１，３）位置はシンボル−１に対応し、（１，４）位
置はシンボルｊに対応する。そこで、ＦＥＣ復号器１０
７は、出力マトリクス（数５），［４２５７］を解析し
て、ｊは実送信シンボルs(n)の識別である可能性が最も
高く、−１はその識別である可能性が低く，１はその可
能性がさらに低く、シンボル−ｊは実送信シンボルs(n)
の識別である可能性が最も低い。
【００２８】前述の例は、１つの離散的時間期間中に現
在受信シンボルr(n)に従って形成される出力マトリクス
（数５）の一部を示す。すべての離散的時間期間の最後
に、出力マトリクス（数５）は、受信信号のすべてのシ
ンボルについて尤度値を含む。全体における出力マトリ
クス（数５）は、軟判定メトリックを具現する。
【００２９】ＦＥＣ復号器１０７に出力される出力マト
リクス（数５）は、コヒーレント受信機１０１に送信さ
れ、受信される差動符号化信号（数１）をなすシンボル
の数に応じて大きさが決められる。例えば、差動符号化
信号（数１）がＭＰＳＫ変調により変調され、１００シ
ンボルの長さを有する場合、１００個の離散的時間期間
の最後で、出力マトリクス（数５）は１００ｘＭの大き
さになる。同様に、ＱＰＳＫ変調の場合、１００個のシ
ンボルを有する差動符号化信号（数１）は、１００ｘ４
の大きさになる。
【００３０】前述のように、メトリック・コンピュータ
２０１によって実施される軟判定アルゴリズムは、実送
信信号s(n)の観点から出力マトリクス（数５）をＦＥＣ
復号器１０７に結合する。これにより、メトリック・コ
ンピュータ２０１はビタビ・アルゴリズムを利用するほ
とんどのＦＥＣ復号器と整合性がとれる。図２の復号装
置２００は、ＦＥＣ復号器１０７との整合性のために必
要とされる、受信信号を実送信シンボルs(n)の観点にお
く差動復号器１０５などの差動復号器を必要としないこ
とにより、図１に示すような既知の復号装置を改善す
る。その結果、図１の既知の装置とは異なり、本発明に
よる図２の復号装置２００は、軟判定情報をＦＥＣ復号
器に直接供給することにより、ＦＥＣ復号器の復号性能
を改善できる。
【００３１】図３は、本発明によるメトリック・コンピ
ュータ２０１の動作をより詳しく示すブロック図であ
る。図２のコヒーレント受信機１０１によって出力され
る現在受信シンボルr(n)は、ミキサ３０１に結合され
る。ミキサ３０１は、現在受信シンボルr(n)をリード・
オンリ・メモリ（ＲＯＭ）３０３によって与えられる可
能な送信シンボルのうち現在の１つの共役と混合する。
ＲＯＭ３０３は、通信システムによって利用される特定
の変調方式について可能な送信シンボルのすべての所定
のセットを収容する。ＭＰＳＫ変調方式では、Ｍ個の可
能な送信シンボルがＲＯＭ３０３内に格納され、ＱＰＳ
Ｋの場合には、４つの可能な送信シンボルのみがＲＯＭ
３０３内に格納される。ＲＯＭ３０３は、可能な送信シ
ンボルのうち現在送信シンボル
【００３２】
【数６】
【００３３】をメトリック・コンピュータ２０１内の複
素共役変換器(complex conjugate converter) ３０５に
結合する。複素共役変換器３０５は、可能な送信シンボ
ルのうち現在送信シンボルの共役
【００３４】
【数７】
【００３５】をミキサ３０１に出力する。ミキサ３０１
は、現在受信シンボルr(n)を可能な送信シンボルの現在
送信シンボルの共役（数７）と混合して、回転受信シン
ボル
【００３６】
【数８】
【００３７】を生成して、これは加算器３０７にさらに
結合される。
【００３８】また、現在受信シンボルr(n)は、ミキサ３
０１と加算器３０７との間に結合された遅延器３０９に
も入力される。遅延器３０９は、現在受信シンボルr(n)
を１離散時間期間だけ遅延すべく機能する。１離散的時
間期間の最後に、遅延器３０９は直前受信シンボルr(n-
1)を加算器３０７に結合する。
【００３９】現在受信シンボルr(n)と、可能な送信シン
ボルのうち現在送信シンボルの共役（数７）とを混合し
て、ミキサ３０１において回転受信シンボル（数８）を
生成する基本は、直前受信シンボルの処理可能な近似値
を生成することである。前述の数４は、現在受信シンボ
ルr(n)が差動符号化シーケンスd(n)と直接関係あること
を示唆している。さらに、数２は、差動符号化シーケン
スd(n)は、第１時間期間以外のすべての離散的時間期間
についてs(n)d(n-1)に等しい（ただし、第１離散的時間
期間（ｎ＝０）でシンボルは送信されないことに留意さ
れたい）ことを示す。従って、
【００４０】
【数９】
【００４１】が成立し、故に、
【００４２】
【数１０】
【００４３】となる。従って、可能な送信シンボルのう
ち現在送信シンボルの共役（数７）が実送信シンボルの
共役s*(n) に対応する場合、回転受信シンボル（数８）
は、直前受信シンボルr(n-1)にほぼ対応する。また、同
様に、可能な送信シンボルの現在送信シンボル（数６）
が実送信シンボルs(n)に対応する場合、回転受信シンボ
ル（数８）は直前受信シンボルr(n-1)にほぼ対応する。
【００４４】回転受信シンボル（数８）が直前受信シン
ボルr(n-1)にほぼ対応するかどうかを判定する第１の段
階では、加算器３０７を介して回転受信シンボル（数
８）と直前受信シンボルr(n-1)とを加算する。回転受信
シンボル（数８）と直前受信シンボルr(n-1)とを加算す
ることは、結果受信シンボル
【００４５】
【数１１】
【００４６】を生成する。回転受信シンボル（数８）お
よび直前受信シンボルr(n-1)は、ベクトルとして実現で
きる。同一方向を指す２つの近似的なベクトルのベクト
ル加算の結果、元のベクトルの長さのほぼ２倍の結果ベ
クトルが得られる。その結果、結果受信シンボル（数１
１）の大きさ、またはより適切には、そのベクトルの長
さは、可能な送信シンボルの現在送信シンボル（数６）
が実送信シンボルs(n)について最良の推定となるかどう
かを識別する正しさの度合いに直接関係する。ミキサ３
０１，遅延器３０９および加算器３０７は、総合して合
成回路(combiner circuit)を形成する。一般に現在受信
シンボルのみを解析する既知の軟判定アルゴリズムとは
異なり、メトリック・コンピュータ２０１の軟判定アル
ゴリズムは、現在受信シンボルr(n)および直前受信シン
ボルr(n-1)の両方を利用して、実送信シンボルs(n)の識
別を判定する。
【００４７】次に、結果受信シンボル（数１１）は、位
相回転器(phase rotator) ３１１に結合される。位相回
転器３１１は、すべての可能な送信シンボル上で結果受
信シンボル（数１１）を回転する。位相回転器３１１
は、結果受信シンボル（数１１）をすべての可能な送信
シンボルと混合して、回転結果受信シンボルを生成する
一連の並列ミキサによって実現できる。ＭＰＳＫ変調が
採用される場合、Ｍ個の回転結果受信シンボルが生成さ
れる。Ｍ個の回転結果受信シンボルは、次式によって定
義される：
【００４８】
【数１２】
【００４９】ここで、
【００５０】
【数１３】
【００５１】は、すべてのＭ個の可能な送信シンボルを
表す。さまざまな長さのベクトルである回転結果受信シ
ンボルは、可能な送信シンボルの現在送信シンボル（数
６）が実送信シンボルs(n)である尤度を表す。ベクトル
空間においてすべての可能な送信シンボルの１つに最も
近い回転結果受信シンボルは、可能な送信シンボルの現
在送信シンボル（数６）に対してのみ、実送信シンボル
s(n)の識別の最良の選択を表す。回転結果受信シンボル
は、少なくともＭ容量を有する第１バスを介して実オペ
レータ３１３に出力される。
【００５２】実オペレータ３１３は、各回転結果受信シ
ンボルの実数部分または同相成分を抽出する。これは、
次式によって表すことができる：
【００５３】
【数１４】
【００５４】実オペレータ３１３は、各回転結果受信シ
ンボルの実数部分を、少なくともＭ容量を有する第２バ
スを介して最大化装置(maximizer) ３１５に出力する。
【００５５】最大化装置３１５は、回転結果受信シンボ
ルのどれが最大実数部分を有し、また、前述のように、
可能な送信シンボルの現在送信シンボル（数６）のみに
対して実際に送信されたシンボルs(n)の識別に関して最
良の選択であるのかを判定する。最大化装置３１５の動
作は次式によって表すことができる：
【００５６】
【数１５】
【００５７】最大回転結果受信シンボルは、出力マトリ
クス（数５) における行の第１エントリに出力される。
位相回転器３１１および実オペレータ３１３は、多重位
相角回路(multiple phase angle circuit ）を形成で
き、この多重位相角回路および最大化装置３１５は、総
合して最大位相検出器を形成できる。
【００５８】メトリック・コンピュータ２０１は、各離
散的時間期間中にダウンサンプリングを介してコヒーレ
ント受信機１０１によって与えられる各現在受信シンボ
ルr(n)について実行されるだけでなく、同一離散的時間
期間内で複数回実行され、すべての可能な送信シンボル
のそれぞれと比較できる。出力マトリクス（数５) でＦ
ＥＣ復号器１０７に出力される軟判定メトリックは、す
べての実送信シンボルとすべての可能な送信シンボルと
の尤度またはその間の対応についての最良の選択のセッ
トとして最もよく説明できる。
【００５９】要するに、上述の発明は、ＤＥＰＳＫ変調
信号内に含まれる実送信シンボルを復号する装置および
方法を含む。この装置は、コヒーレントＤＥＰＳＫ変調
信号を受信し、次に（シンボル・レートで）ダウンサン
プリングして、各時間期間中２０２５に単一の現在受信
シンボルを出力するコヒーレント受信機を含む。コヒー
レント受信機には、メトリック・コンピュータが結合さ
れ、このメトリック・コンピュータは、各時間期間中に
コヒーレント受信機によって供給される受信シンボルか
ら、実送信シンボルに対応する軟判定メトリックを生成
する。メトリック・コンピュータは、単一の現在受信シ
ンボルを、すべての可能な送信シンボルのうち現在送信
シンボルの共役と混合し、回転シンボルを形成する。さ
らに、遅延器は、メトリック・コンピュータの入力に結
合され、単一の現在受信シンボルを１期間だけ遅延し
て、コヒーレントＤＥＰＳＫ変調信号の単一の直前受信
シンボルを出力する。この単一の直前受信シンボルおよ
び回転シンボルは加算され、実送信シンボルの現在送信
シンボルを識別できる結果シンボルを生成する。次に、
この結果シンボルは位相回転器にかけられ、結果シンボ
ルをすべての可能な送信シンボルのそれぞれ１つ上で回
転し、すべての可能な送信信号のうち現在送信シンボル
が実送信シンボルのうち現在実送信シンボルであるとい
う可能性をさらに定める尤度のセットを形成する。この
尤度のセットは、その実数部分を抽出する実オペレータ
と、この尤度のセットから最大尤度を判定する最大化器
とに結合される。最大尤度は、軟判定メトリックの一部
を形成する。メトリック・コンピュータは、各時間期間
内で複数回実行され、単一の現在受信シンボルをすべて
の可能な送信シンボルと比較する。コヒーレントＤＥＰ
ＳＫ変調信号をなすすべてのサンプリングされたシンボ
ルの比較を完了すると、軟判定メトリックは、可能な送
信信号のそれぞれが実送信シンボルのそれぞれに対応す
る尤度を含むマトリクスの形式で、ＦＥＣ復号器に出力
される。
【００６０】本発明について上記の説明および図面で図
説してきたが、この説明は一例にすぎず、位相回転器，
実オペレータおよび最大化装置を、並列に機能する実オ
ペレータおよび虚オペレータ，最大化装置および最大尤
度を生成する絶対値オペレータと入れ換えるなど、さま
ざまな変更および修正は、発明の真の精神および範囲か
ら逸脱せずに、当業者により可能なことが理解される。
【図面の簡単な説明】
【図１】コヒーレントな差動符号化ＭＰＳＫ変調信号を
復号する既知の装置を示すブロック図である。
【図２】本発明によりコヒーレントな差動符号化ＭＰＳ
Ｋ変調信号を復号する装置を示すブロック図である。
【図３】本発明による図２のメトリック・コンピュータ
・ブロックを示すブロック図である。
【符号の説明】
１０１ コヒーレント受信機 １０７ ＦＥＣデコーダ ２０１ メトリック・コンピュータ ３０１ ミキサ ３０３ ＲＯＭ ３０５ 複素共役変換器 ３０７ 加算器 ３０９ 遅延器 ３１１ 位相回転器 ３１３ 実オペレータ ３１５ 最大化装置

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 実送信シンボルを表すコヒーレント差動
    符号化マルチレベル位相偏移（ＤＥＰＳＫ）変調信号を
    復号する装置（２００）であって：前記コヒーレントＤ
    ＥＰＳＫ変調信号を受信するコヒーレント受信機（１０
    １）；前記コヒーレント受信機（１０１）に結合され、
    前記実送信シンボルに対応する軟判定メトリックを生成
    するメトリック・コンピュータ（２０１）；および前記
    メトリック・コンピュータ（２０１）に結合され、前記
    軟判定メトリックに従って前記コヒーレントＤＥＰＳＫ
    変調信号を復号する順方向誤り訂正（ＦＥＣ）復号器
    （１０７）；によって構成されることを特徴とする装
    置。
  2. 【請求項２】 前記メトリック・コンピュータ（２０
    １）は：前記コヒーレント受信機（１０１）に動作可能
    に結合され、合成シンボルを生成する合成回路（３０
    １，３０７，３０９）；および前記合成回路（３０１，
    ３０７，３０９）に動作可能に結合され、前記合成シン
    ボルの異なる位相角度から最大尤度を判定する最大位相
    検出器（３１１，３１３，３１５）；をさらに含んで構
    成されることを特徴とする請求項１記載の装置（２０
    ０）。
  3. 【請求項３】 前記合成回路（３０１，３０７，３０
    ９）は：前記コヒーレント受信機（１０１）に動作可能
    に結合され、コヒーレントＤＥＰＳＫ変調信号の現在シ
    ンボルを所定のシンボルのセットからの現在の所定のシ
    ンボルと合成するミキサ（３０１）；前記コヒーレント
    受信機（１０１）に動作可能に結合され、前記コヒーレ
    ントＤＥＰＳＫ変調信号の現在シンボルを１時間期間だ
    け遅延し、前記コヒーレントＤＥＰＳＫ変調信号の直前
    シンボルを生成する遅延器（３０９）；および前記ミキ
    サ（３０１）および前記遅延器（３０９）に動作可能に
    結合され、前記コヒーレントＤＥＰＳＫ変調信号の現在
    シンボルおよび現在の所定のシンボルを、前記コヒーレ
    ントＤＥＰＳＫ変調信号の直前シンボルと加算して、前
    記合成シンボルを形成する加算器（３０７）；をさらに
    含んで構成されることを特徴とする請求項２記載の装置
    （２００）；
  4. 【請求項４】 前記最大位相検出器（３１１，３１３，
    ３１５）は：前記合成回路（３０１，３０７，３０９）
    に動作可能に結合され、所定のシンボルのセットのうち
    各１つ上で前記合成シンボルの多重位相角表現を与え
    て、現在の所定のシンボルが実送信シンボルの現在送信
    シンボルである尤度のセットを生成する多重位相角回路
    （３１１，３１３）；および前記多重位相角回路（３１
    １，３１３）に動作可能に結合され、前記軟判定メトリ
    ックの一部を形成する最大尤度を、前記尤度のセットか
    ら判定する最大化装置（３１５）；をさらに含んで構成
    されることを特徴とする請求項２記載の装置（２０
    ０）。
  5. 【請求項５】 前記多重位相角回路（３１１，３１３）
    は：前記合成回路（３０１，３０７，３０９）に動作可
    能に結合され、所定のシンボルのセットのうち各１つの
    上で前記合成シンボルを回転させて、現在の所定のシン
    ボルが実送信シンボルの現在送信シンボルである尤度の
    セットを生成する位相回転器（３１１）；および前記位
    相回転器（３１１）および前記最大化器（３１５）に動
    作可能に結合され、前記尤度のセットの各１つの実数部
    分を抽出する実オペレータ（３１３）；をさらに含んで
    構成されることを特徴とする請求項４記載の装置（２０
    ０）。
  6. 【請求項６】 実送信シンボルを表すコヒーレント差動
    符号化マルチレベル位相偏移（ＤＥＰＳＫ）変調信号を
    復号する方法であって： （ａ）前記コヒーレントＤＥＰＳＫ変調信号をコヒーレ
    ント受信する段階（１０１）； （ｂ）前記コヒーレントＤＥＰＳＫ変調信号をなす前記
    実送信シンボルに対応する軟判定メトリックを生成する
    段階（２０１）；および （ｃ）前記軟判定メトリックを順方向誤り訂正（ＦＥ
    Ｃ）復号器（１０７）に出力する段階（２０１）；によ
    って構成されることを特徴とする方法。
  7. 【請求項７】 前記生成する段階（ｂ）は： （ｂ１）前記コヒーレントＤＥＰＳＫ変調信号の現在シ
    ンボルと、前記コヒーレントＤＥＰＳＫ変調信号の直前
    シンボルとを合成して、合成シンボルを形成する段階
    （３０１，３０７）；および （ｂ２）前記合成シンボルの異なる位相角から最大尤度
    を判定する段階（３１１，３１３，３１５）；をさらに
    含んで構成されることを特徴とする請求項６記載の方
    法。
  8. 【請求項８】 前記段階（ｂ１）は： （ｂ１ｉ）前記コヒーレントＤＥＰＳＫ変調信号の現在
    シンボルを、所定のシンボルのセットからの現在の所定
    のシンボルと混合する段階（３０１）； （ｂ１ｉｉ）前記コヒーレントＤＥＰＳＫ変調信号の現
    在シンボルを遅延して、前記コヒーレントＤＥＰＳＫ変
    調信号の直前シンボルを生成する段階（３０９）；およ
    び （ｂ１ｉｉｉ）前記コヒーレントＤＥＰＳＫ変調信号の
    現在シンボルおよび現在の所定のシンボルを、前記コヒ
    ーレントＤＥＰＳＫ変調信号の直前シンボルと加算し
    て、前記合成シンボルを形成する段階（３０７）；をさ
    らに含んで構成されることを特徴とする請求項７記載の
    方法。
  9. 【請求項９】 前記段階（ｂ２）は： （ｂ２ｉ）所定のシンボルのセットの各１つの上で前記
    合成シンボルの多重位相各表現を生成して、現在の所定
    のシンボルが前記実送信シンボルの現在送信シンボルで
    ある尤度のセットを生成する段階（３１１，３１３）；
    および （ｂ２ｉｉ）前記軟判定メトリックの一部をなす最大尤
    度を、前記尤度のセットから判定する段階（３１５）；
    をさらに含んで構成されることを特徴とする請求項７記
    載の方法。
  10. 【請求項１０】 前記段階（２ｂｉ）は：所定のシンボ
    ルのセットの各１つの上で前記合成シンボルを回転し
    て、現在の所定のシンボルが前記実送信シンボルの現在
    送信シンボルである尤度のセットを生成する段階（３１
    １）；および （ｂ２ｉｂ）前記尤度のセットの各１つの実数部分を抽
    出する段階（３１３）；をさらに含んで構成されること
    を特徴とする請求項９記載の方法。
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