專利名稱：無(wú)線通信裝置的編碼及調(diào)制方法、以及解碼方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及經(jīng)由無(wú)線傳輸路徑進(jìn)行數(shù)據(jù)收發(fā)的無(wú)線通信裝置的編碼及調(diào)制方法、
以及解碼方法。
背景技術(shù)：
作為移動(dòng)通信等無(wú)線通信方式，如何恰當(dāng)?shù)亟M合編碼方式以及調(diào)制方式來(lái)實(shí)現(xiàn)高 效的、即接近作為理論極限的香農(nóng)(Shannon)極限的通信的課題攻關(guān)，多年來(lái)長(zhǎng)久不衰。為 此，已知采用了特性良好的編碼(糾錯(cuò)編碼)方式，在1990年代中期出現(xiàn)的CDMA(碼分多 址)方式的IS-95標(biāo)準(zhǔn)中，通過(guò)使用約束長(zhǎng)度9(k = 9)的巻積編碼和維特比解碼，實(shí)現(xiàn)低 SNR (信噪比)中的通信，并且使系統(tǒng)容量跨越性地增大。并且，在第三代移動(dòng)通信IMT-2000 以及作為其改進(jìn)系統(tǒng)的HSPA(High Speed Packet Access) 、 EV-DO等中，作為糾錯(cuò)編碼方 式采用了 Turbo編碼以及重復(fù)解碼。并且，在下一代系統(tǒng)中，也正在研究采用LDPC(Low Density Parity Check)碼等。在這些IMT-2000的改進(jìn)系統(tǒng)中，為了實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)通信采 用了多值調(diào)制方式。作為多值調(diào)制方式，規(guī)定了 8PSK、16QAM、64QAM等，通過(guò)一個(gè)符號(hào)可以 傳輸?shù)奈粩?shù)分別為3、4、6位。在解調(diào)這些多個(gè)位時(shí)，為了提取更多的信息量，作為位的分配 (映射)方法采用了Gray映射。Gray映射如圖29 (a)、圖29 (b)所示，在相鄰的信號(hào)點(diǎn)(符 號(hào))之間以僅l位不同的方式進(jìn)行位的分配(映射)，具有通過(guò)單個(gè)解調(diào)器(解映射器)能 夠取出的信息量達(dá)到最大的特征，因此被廣泛采用。 可以說(shuō)以上的方法是分別獨(dú)立地追求針對(duì)調(diào)制的解調(diào)處理和針對(duì)編碼的解碼處 理的特性的方法。與此相對(duì)，提倡了 BICM-ID(Bit Interleaved Code (Modulation with Iterative Decoding)技術(shù)(非專利文獻(xiàn)1)，并正受到關(guān)注。BICM-ID是重復(fù)執(zhí)行針對(duì)調(diào)制 的解調(diào)處理和針對(duì)編碼的解碼處理，以包含解調(diào)處理和解碼處理的形式執(zhí)行將一個(gè)處理結(jié) 果在下一次的另一處理中進(jìn)行參考的、所謂的Turbo信號(hào)處理方式的技術(shù)。根據(jù)BICM-ID 技術(shù)，如(非專利文獻(xiàn)2)所示，顯然并不是改善編碼方式以及調(diào)制方式中的各個(gè)單個(gè)方式 的特性，而是通過(guò)取得兩者特性的整合(匹配)可以實(shí)現(xiàn)優(yōu)秀的特性。
根據(jù)(非專利文獻(xiàn)2)可知，在作為編碼方式使用了約束長(zhǎng)度3& = 3)、編碼 率1/2(1 = 1/2)的巻積代碼的情況下，在采用了與Gray映射相比單體的特性較差的調(diào) 制方式、即被稱為MSP(Modified Set Partitioning,圖30)的映射方式的情況下，作為 BICM-ID，能夠發(fā)揮比采用Gray映射時(shí)優(yōu)秀得多的特性。此外，根據(jù)(非專利文獻(xiàn)3)可知， 通過(guò)作為編碼方式使用約束長(zhǎng)度2(k = 2)、編碼率1/2 (R = 1/2)的巻積代碼，作為調(diào)制方 式組合了圖32所示的被稱為擴(kuò)展映射(extended m即ping)的、與原本能夠映射的位數(shù)相 比分配更多位的特殊映射的BICM-ID，得到優(yōu)秀的特性。使用在(非專利文獻(xiàn)4)中提出的 EXIT (Extrinsic Information Transfer)分析，在(非專利文獻(xiàn)2)、(非專利文獻(xiàn)3)中說(shuō) 明了在這些各個(gè)文獻(xiàn)中所示的BICM-ID發(fā)揮優(yōu)秀的特性。 另一方面，在(非專利文獻(xiàn)5)等中表示了使用所述的LDPC代碼等單個(gè)也具有優(yōu) 秀特性的代碼的BICM-ID方式。
非專禾U文獻(xiàn)lX丄i and J. A. Ritcey，"Bit-interleaved coded modulationwith iterative decoding, ，， IEEE Communications Letters, vol. 1，pp.169171,1997
非專利文獻(xiàn)2F. Schreckenbach， N. Gortz， J. Hagenauer and G. Bauch， "Optimized Symbol Mappings for Bit-Interleaved Coded Modulation withlterative Decoding," IEEE GL0BEC0M 2003， pp.3316-3320,2003.非專禾U 文獻(xiàn)3化Henkel， "Extended M卿ings for Bit-Interleaved CodedModulation， " IEEE P皿C 200非專利文獻(xiàn)4jS. ten Brink, "Convergence Behavior of Iteratively DecodedParallei Concatenated Codes,"IEEE Transactions on Communications, Vol. 49， No. 10， pp.1727-1737， October 200非專禾U 文獻(xiàn)5S.ten Brink, G. Kramer, and A.Ashikhmin，
"Design ofLow-Density Parity-Check Codes for Modulation and Detection, ，， IEEETransactions on Communications, Vol. 52， No. 4， April 200
發(fā)明內(nèi)容
(非專利文獻(xiàn)2)、(非專利文獻(xiàn)3)所示的巻積編碼，約束長(zhǎng)度短到3或者2，作為 單個(gè)代碼，與在所述IS-95中采用的巻積代碼相比特性較差。此外，(非專利文獻(xiàn)2)所示 的調(diào)制方式MSP，單個(gè)特性也比Gray映射差。并且，在(非專利文獻(xiàn)3)中采用的擴(kuò)展映射 (Extended Mapping)，是一種即使在完全沒(méi)有噪聲的情況下，也無(wú)法通過(guò)單個(gè)解調(diào)器(解 映射器)沒(méi)有錯(cuò)誤地對(duì)各個(gè)位進(jìn)行解調(diào)的調(diào)制方式。盡管如此，根據(jù)在各個(gè)文獻(xiàn)中所示的 EXIT (Extrinsic InformationTransfer)圖表可知，解調(diào)器(解映射器)以及解碼器的EXIT 曲線良好地匹配，作為進(jìn)行BICM-ID的重復(fù)處理的結(jié)果，在收斂的點(diǎn)、即解調(diào)器的EXIT曲線 和解碼器的EXIT曲線的交叉點(diǎn)的相互信息量大致為l，由此說(shuō)明上述那些方式發(fā)揮了優(yōu)秀 的特性。 說(shuō)明(非專利文獻(xiàn)2)所示的EXIT圖表(圖31)。在此說(shuō)明的例子是作為編碼方 式使用約束長(zhǎng)度3、編碼率1/2 (R = 1/2)的巻積編碼，作為調(diào)制方式采用進(jìn)行了 MSP映射 的16QAM多值調(diào)制的例子。EXIT曲線2300是解碼器的EXIT曲線，EXIT曲線2302是解調(diào) 器的EXIT曲線。橫軸是對(duì)解調(diào)器輸入的相互信息量，縱軸是解調(diào)器輸出的相互信息量。在 BICM-ID方式中，因?yàn)橹貜?fù)進(jìn)行解調(diào)和解碼，所以分別地橫軸與解碼器輸出的相互信息量、 縱軸與對(duì)解碼器輸入的相互信息量相等。折線2304表示通過(guò)重復(fù)進(jìn)行解調(diào)和解碼，相互信 息量接近于1。即，解調(diào)器最初向解碼器輸出大約O. 37的相互信息量的信息，解碼器通過(guò)對(duì) 該信息進(jìn)行解碼，對(duì)解調(diào)器輸出大約0.41的相互信息量的信息?？芍ㄟ^(guò)這樣的重復(fù)，解 碼器輸出的相互信息量(橫軸)收斂于l。作為參考，作為調(diào)制方式采用了Gray映射時(shí)的解 調(diào)器的EXIT曲線為EXIT曲線2306。此時(shí)，解調(diào)器輸出的相互信息量大致恒定，在BICM-ID 中沒(méi)有效果。(非專利文獻(xiàn)3)所示的EXIT圖表(圖33)也相同。在此說(shuō)明的例子是作為編碼 方式采用約束長(zhǎng)度2、編碼率1/2 (R= 1/2)的巻積編碼，作為調(diào)制方式采用圖32所示的進(jìn) 行了擴(kuò)展映射的16QAM多值調(diào)制的例子。EXIT曲線2500是解碼器的EXIT曲線，EXIT曲線 2502是解調(diào)器的EXIT曲線。橫軸是對(duì)解調(diào)器輸入的相互信息量，縱軸是解調(diào)器輸出的相互信息量。與圖31相同，折線2504表示通過(guò)重復(fù)進(jìn)行解調(diào)和解碼，相互信息量接近于1。
另一方面，根據(jù)圖31、圖33的EXIT圖表可知，在解調(diào)器的EXIT曲線和解碼器的 EXIT曲線之間，在交叉點(diǎn)以外的場(chǎng)所具有不小得距離。已知解調(diào)器的EXIT曲線和解碼器的 EXIT曲線之間的面積對(duì)應(yīng)于傳輸率的損失，該面積接近于0意味著傳輸率接近調(diào)制信號(hào)的 星座(constellation)制約中的香農(nóng)極限。這可以如下理解。即，在解調(diào)器的EXIT曲線和 解碼器的EXIT曲線之間存在距離，對(duì)應(yīng)于從解調(diào)器(解碼器)向解碼器(解調(diào)器)輸入的 信息包含很多冗余信息，由此相互信息量能夠增大。換句話說(shuō)，傳輸率降低。從該觀點(diǎn)出發(fā)， 希望與(非專利文獻(xiàn)2)、(非專利文獻(xiàn)3)的BICM-ID方式相比傳輸率的損失小的BICM-ID 方式。因此，本發(fā)明的第一目的在于提供一種傳輸率損失小的BICM-ID方式。
此外，(非專利文獻(xiàn)5)所示的BICM-ID方式繼承了 LDPC代碼的特性的優(yōu)點(diǎn)，使用 EXIT曲線表示了傳輸率的損失極小。但是，因?yàn)槭褂肔DPC代碼等強(qiáng)力的代碼，所以存在解 碼器的處理量變大的缺點(diǎn)。因此，本發(fā)明的第二目的在于提供解碼器的處理量小的BICM-ID 方式。 為了達(dá)成上述目的，在發(fā)送側(cè)無(wú)線通信機(jī)中，通過(guò)以重復(fù)代碼為基礎(chǔ)的代碼進(jìn)行 編碼，該重復(fù)代碼被當(dāng)作最簡(jiǎn)單的代碼，經(jīng)過(guò)更替編碼后得到的各位的順序的交織處理后， 執(zhí)行基于非Gray映射、例如擴(kuò)展映射(Extended M即ping)的多值調(diào)制，然后進(jìn)行發(fā)送。此 外，在接收側(cè)的無(wú)線通信機(jī)中，進(jìn)行與上述映射對(duì)應(yīng)的解調(diào)處理(解映射處理)，對(duì)解調(diào)結(jié) 果進(jìn)行解交織，對(duì)進(jìn)行了上述以重復(fù)代碼為基礎(chǔ)的代碼的解碼處理后得到的結(jié)果再次進(jìn)行 交織，參照解交織后得到的解碼處理結(jié)果執(zhí)行所述解調(diào)處理，由此構(gòu)成BICM-ID方式。
擴(kuò)展映射由從1位向m位(m < 1)的位數(shù)削減處理以及非Gray映射構(gòu)成，位數(shù)削 減處理，在根據(jù)交織后的多個(gè)位決定映射為1個(gè)符號(hào)的規(guī)定數(shù)量的位的至少一位的同時(shí)， 僅根據(jù)交織后的一位決定規(guī)定數(shù)量的位的至少一位。此時(shí)，希望交織后的多個(gè)位中的各個(gè) 位僅在決定特定的1個(gè)符號(hào)的特定的1位時(shí)使用，不會(huì)對(duì)進(jìn)行非Gray映射的其他位造成影 響。 通過(guò)使解碼方式和解調(diào)方式的EXIT曲線良好地整合(匹配)，可以進(jìn)一步降低傳 輸速度的損失。由此，可以實(shí)現(xiàn)更加接近于香農(nóng)極限的傳輸。 此外，另一方面，因?yàn)樵诰幋a中以重復(fù)代碼為基礎(chǔ)，所以可以降低解碼器的處理 并且，另一方面，可以分離地進(jìn)行非Gray映射的解調(diào)處理以及與位數(shù)削減處理有 關(guān)的解調(diào)處理，可以減少擴(kuò)展映射的解調(diào)處理。由此，即使在使用多值數(shù)大的調(diào)制方式時(shí)， 也可以將擴(kuò)展映射的解調(diào)處理中的處理量的增大抑制得較小。


圖1表示本發(fā)明的發(fā)送側(cè)無(wú)線通信機(jī)的結(jié)構(gòu)、接收側(cè)無(wú)線通信機(jī)的結(jié)構(gòu)、天線以 及無(wú)線傳輸路徑的關(guān)系。 圖2說(shuō)明第一實(shí)施例的發(fā)送側(cè)無(wú)線通信機(jī)的結(jié)構(gòu)。 圖3說(shuō)明調(diào)制器的結(jié)構(gòu)，圖3 (a)是歸M(l = 8)的例子，圖3 (b)是64QAM(1 = 12)的例子，圖3(c)是256QAM(1 = 16)的例子。
圖4(a) 、 (b)表示調(diào)制器的第一映射的例子。
6圖5(a)、 (b)表示調(diào)制器的第二映射的例子。 圖6(a)、 (b)表示調(diào)制器的第三映射的例子。 圖7表示第一實(shí)施例的解碼處理的結(jié)構(gòu)。 圖8表示位削減處理解映射器的結(jié)構(gòu)。 圖9表示第一實(shí)施例的解碼處理步驟。 圖10表示第一實(shí)施例的解碼處理步驟。 圖11表示第一實(shí)施例的解碼處理步驟。 圖12表示第一實(shí)施例的解碼處理步驟。 圖13表示第一實(shí)施例的解碼處理步驟。 圖14說(shuō)明第二實(shí)施例的發(fā)送側(cè)無(wú)線通信機(jī)的結(jié)構(gòu)。 圖15表示第二實(shí)施例的解碼處理的結(jié)構(gòu)。 圖16說(shuō)明第三實(shí)施例的發(fā)送側(cè)無(wú)線通信機(jī)的結(jié)構(gòu)。 圖17表示第三實(shí)施例的解碼處理的結(jié)構(gòu)。 圖18表示第三實(shí)施例的解碼器的處理步驟。 圖19說(shuō)明第四實(shí)施例的發(fā)送側(cè)無(wú)線通信機(jī)的結(jié)構(gòu)。 圖20說(shuō)明第四實(shí)施例的編碼器的處理步驟。 圖21表示第四實(shí)施例的解碼處理的結(jié)構(gòu)。 圖22表示第四實(shí)施例的EXIT圖表。 圖23表示第四實(shí)施例的EXIT圖表。 圖24表示第四實(shí)施例的EXIT圖表。 圖25表示第四實(shí)施例的EXIT圖表。 圖26表示第四實(shí)施例的EXIT圖表。 圖27表示第四實(shí)施例的編碼方式的例子。 圖28表示第四實(shí)施例的傳輸率。
圖29表示現(xiàn)有技術(shù)的Gray映射方式，圖29 (a)是8PSK Gray映射的例子，圖29 (b) 是16QAM Gray映射的例子。 圖30表示現(xiàn)有技術(shù)的非Gray映射方式。
圖31表示(非專利文獻(xiàn)2)的BICM-ID方式的EXIT圖表。 圖32表示(非專利文獻(xiàn)3)的擴(kuò)展映射方式。 圖33表示(非專利文獻(xiàn)3)的BICM-ID方式的EXIT圖表。 符號(hào)說(shuō)明
1發(fā)送側(cè)無(wú) 線通信機(jī)；2接收側(cè)無(wú)線通信機(jī)；10基于重復(fù)代碼的編碼器；11交織
器；12調(diào)制器(映射器)；13解調(diào)器(解映射器)；14解交織器；15解碼器；16交織器；21
串行并行轉(zhuǎn)換器；22異或運(yùn)算器；23并行串行轉(zhuǎn)換器；24解復(fù)用器(De-MUX) ;25復(fù)用器 (MUX) ;30-l、30-2、30-3位削減處理映射器；31-l、31-2、31-3非Gray映射器;32I+Qj運(yùn)算 器(正交調(diào)制器)；40QAM解映射器；41位削減處理解映射器



























具體實(shí)施例方式圖1表示本發(fā)明的通信系統(tǒng)。在發(fā)送側(cè)無(wú)線通信機(jī)1中，通過(guò)基于重復(fù)代碼的編碼器IO對(duì)信息位進(jìn)行編碼，通過(guò)交織器11進(jìn)行從編碼器IO輸出的代碼字內(nèi)的位順序的更 替，通過(guò)調(diào)制器12進(jìn)行調(diào)制后從天線進(jìn)行發(fā)送。另一方面，在接收側(cè)無(wú)線通信機(jī)2中，通過(guò) 解映射器13對(duì)通過(guò)天線接收到的信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，使用解交織器14通過(guò)交織器11的逆處理 使位順序復(fù)原，通過(guò)基于重復(fù)代碼的解碼器15進(jìn)行解碼。把通過(guò)解碼器15進(jìn)行解碼后得 到的信號(hào)再次經(jīng)由進(jìn)行解交織器14的逆處理的交織器16提供給解映射器13，解映射器13 根據(jù)從解碼器提供的信息輸出精度更好的解調(diào)結(jié)果。如此，通過(guò)重復(fù)進(jìn)行解映射器13、解交 織器14、解碼器15、交織器16的處理，構(gòu)成BICM-ID。
(實(shí)施例1) 圖2表示第一實(shí)施例的發(fā)送側(cè)無(wú)線通信機(jī)的結(jié)構(gòu)。編碼器10由只進(jìn)行簡(jiǎn)單的重 復(fù)處理的位復(fù)制器20構(gòu)成，將輸入的信息位復(fù)制成dv位，經(jīng)由交織器11、調(diào)制器12進(jìn)行發(fā)送。 圖3表示調(diào)制器(映射器)12的結(jié)構(gòu)例。圖3 (a) (c)所示的調(diào)制器12是進(jìn)行 擴(kuò)展映射的調(diào)制器的例子。圖3(a)是將8位的代碼字映射為16個(gè)符號(hào)的例子(16QAM(1 =8))，圖3(b)是將12位的代碼字映射為64個(gè)符號(hào)的例子(64QAM(1 = 12))，圖3(c)是 將16位的代碼字映射為256個(gè)符號(hào)的例子(256QAM(1 = 16))。分別由位削減處理映射器 30-1、30-2、30-3以及調(diào)制器(映射器)31-l、31-2、31-3構(gòu)成。并且，在圖3(c)的調(diào)制器 中，具有用于在復(fù)數(shù)平面上對(duì)I、 Q信號(hào)進(jìn)行映射的正交調(diào)制器。在調(diào)制器12中，通過(guò)進(jìn)行 位削減處理的子映射器30-l、30-2、30-3，按照預(yù)定的規(guī)則削減位。在16QAM(1 = 8)的例子 中，位削減處理映射器30-1被輸入d0 d7的8位，輸出4位。此時(shí)，輸出d0、 dl、 d2三個(gè) 位的異或(ExOR) ;d3、d4兩個(gè)位的異或；d5、d6的異或；以及d7自身。此時(shí)，為了在接收側(cè) 解調(diào)處理中，即使在沒(méi)有來(lái)自解碼器的反饋信息的初次處理中也得到某種程度的信息，必 須原樣不變地輸出d7。關(guān)于64QAM(1 = 12)、256QAM(1 = 16)的例子也相同，在64QAM的 例子中將12位削減為6位，在256QAM的例子中將16位分為兩組的8位，然后分別削減為 4位。 在圖3中，位削減處理映射器30按照以下兩個(gè)規(guī)則對(duì)交織后得到的代碼字位(圖 3(a)的例子中為d0 d7)進(jìn)行位削減處理，得到削減位(在圖3(a)的例子中為m0 m3)。
(1)代碼字位的至少1位，不與用于削減位數(shù)的其他位進(jìn)行運(yùn)算，原樣地進(jìn)行調(diào) 制。在圖3的例子中，16QAM(1 = 8)的位"d7"、64QAM(1 = 12)的位"dll"等相當(dāng)于上述代 碼字位的至少l位。
(2)通過(guò)各自不同的交織后得到的代碼字的運(yùn)算來(lái)得到削減位。在圖3(a)中， d0 d2的位僅用于m0， d3 d4的位僅用于ml， d5 d6的位僅用于m2， d7的位僅用于 m3，不把各個(gè)交織后得到的代碼字的相同位用于多個(gè)為得到削減位而進(jìn)行的運(yùn)算中。
圖3 (a) 圖3 (c)所示的位削減處理按照該兩個(gè)規(guī)則，只要是按照這兩個(gè)規(guī)則就 可以進(jìn)行各種變形。將在后面敘述規(guī)則(1)(2)的含義。 從位削減處理映射器30-1 、 30-2 、 30-3輸出的削減位被提供給調(diào)制器(映射 器)31-l、31-2、31-3來(lái)進(jìn)行調(diào)制。在此，調(diào)制器(映射器)31-l、31-2、31-3的調(diào)制處理不 是所述Gray映射，而進(jìn)行基于非Gray映射的調(diào)制。在本申請(qǐng)中，"非Gray映射"的含義為 不是"Gray映射"。使用非Gray映射的理由是為了在接收側(cè)進(jìn)行重復(fù)解碼處理，在上述的 EXIT圖表中成為收斂點(diǎn)的事前信息幾乎完全，即為了使在完全確定了解調(diào)對(duì)象位以外的位
8的狀況下輸出的信息量變大。 在圖3(a)的歸M(l = 8)的例子中，作為非Gray映射，例如可以使用圖4(a)所 示的稱為MSEW(Maximum Squared Euclidean Weight)的映射(非專利文獻(xiàn)2)。例如可以如 圖4(b)所示那樣進(jìn)行位的削減。此夕卜，在64QAM(1 = 12)的例子中，可以使用圖5 (a)的映 射。雖然在圖5(a)的映射中看不出規(guī)則性，但例如像圖5(b)所示的那樣進(jìn)行位的削減，是 為了在EXIT曲線的右端得到大的信息量而進(jìn)行搜索所得到的映射。在圖3(c)的256QAM(1 =16)的例子中，不直接映射為QAM，而是在通過(guò)非Gray映射的16ASK的映射器31_3分別 對(duì)I、 Q進(jìn)行調(diào)制后，通過(guò)I+jQ運(yùn)算處理32生成了 QAM符號(hào)。作為非Gray 16ASK，可以使 用圖6(a)所示的映射。圖6(a)的映射也是通過(guò)搜索而得到的，沒(méi)有特別的規(guī)則性。各個(gè) 位的對(duì)應(yīng)例如可以像圖6(b)所示的那樣。 然后，使用圖7說(shuō)明第一實(shí)施例的接收側(cè)無(wú)線通信機(jī)2中的處理。解映射器13由 QAM解映射器40和位削減處理解映射器41構(gòu)成。此外，經(jīng)由解交織器14、交織器16，與解 碼器15(變量節(jié)點(diǎn)解碼器)連接。如上所述，通過(guò)重復(fù)進(jìn)行解映射器、解交織器、解碼器、交 織器的處理來(lái)實(shí)施解碼處理。位削減處理解映射器41可以由檢查節(jié)點(diǎn)解碼器構(gòu)成。圖8 的例子是與所述位削減處理映射器30-1以及30-3對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)例。 所接收到的信號(hào)，首先如圖9所示，使用接收信號(hào)900以及事前(a priori)信息 902進(jìn)行QAM解調(diào)處理，輸出外部信息904。此時(shí)，在計(jì)算某位的外部信息的情況下，使用同 一符號(hào)的該位以外的位(m-l位)的事前信息和接收信號(hào)來(lái)計(jì)算外部信息。外部信息，一般 以對(duì)數(shù)似然比LLR(Log Likelihood Ratio)的形式輸出。LLR是該位為0的概率與為1的 概率的比的對(duì)數(shù)表現(xiàn)，可以通過(guò)(數(shù)學(xué)式1)來(lái)表示。
數(shù)學(xué)式1<formula>formula see original document page 9</formula> P (b = 0)表示b為0的概率，P (b = 1)表示b為1的概率。 對(duì)同一符號(hào)的其他位也同樣地進(jìn)行解調(diào)，根據(jù)1個(gè)接收符號(hào)計(jì)算出m位的LLR然 后輸出。在重復(fù)的初次，因?yàn)槲吹玫絹?lái)自解碼器15的事前信息，所以設(shè)LLR為0。
如圖10(a)所示，針對(duì)每一個(gè)接收符號(hào)將m位的LLR作為事前信息提供給位削減 處理解映射器41，進(jìn)行解碼處理。與圖3所示的位削減處理映射器30-1、30-2、30-3對(duì)應(yīng) 的解碼器由檢查節(jié)點(diǎn)解碼器(圖10(b))構(gòu)成。檢查節(jié)點(diǎn)解碼器使用從QAM解映射器40提 供的事前信息1000以及從交織器16提供的事前信息1002，輸出解碼對(duì)象的位的外部信息 1004。此時(shí)，與從交織器16提供的該位有關(guān)的LLR不用于運(yùn)算，關(guān)于來(lái)自交織器的其他位 的事前信息輸入(1-1)位1002、以及從QAM解映射器40作為外部信息被輸出、作為事前信 息被提供的m位1000，通過(guò)進(jìn)行(數(shù)學(xué)式2)所示的運(yùn)算來(lái)計(jì)算外部信息1004。
數(shù)學(xué)式2
<formula>formula see original document page 9</formula> Z ( ! w2 A w ) = 2 arctaoh n tanh 〃 其中，<formula>formula see original document page 10</formula> 本處理與作為L(zhǎng)DPC代碼的解碼方式而已知的Sum-Product算法的檢查節(jié)點(diǎn)解碼 器處理相同。 更具體地說(shuō)，在與圖4 (b)所示的位削減處理映射器30-1對(duì)應(yīng)的位削減處理解映 射器中，在與d0有關(guān)的外部信息的計(jì)算中，關(guān)于m0、dl、d2進(jìn)行上述的(數(shù)學(xué)式2)的運(yùn)算。 同樣在與d4有關(guān)的外部信息的計(jì)算中，關(guān)于ml、m3的事前信息進(jìn)行(數(shù)學(xué)式2)的運(yùn)算。作 為與d7有關(guān)的外部信息，原樣不變地輸出關(guān)于m3的事前信息。在此，關(guān)于d7不受位削減 的影響，這對(duì)于實(shí)施本發(fā)明來(lái)說(shuō)是極為重要的。即，在重復(fù)的初次中，因?yàn)闆](méi)有從交織器16 供給事前信息(LLR為0)，所以如果不存在能夠在沒(méi)有來(lái)自交織器16的事前信息的情況下 輸出外部信息的d7，則(數(shù)學(xué)式2)的處理的結(jié)果成為0，不會(huì)對(duì)解碼器15提供解調(diào)結(jié)果。 于是，在位削減處理映射器30-1的情況下，在初次處理中向解碼器只提供d7的解調(diào)結(jié)果。
通過(guò)以上的處理，從解映射器13針對(duì)每一符號(hào)計(jì)算出1位的外部信息，然后將其 提供給解交織器14。把通過(guò)解交織器更替順序后得到的外部信息作為事前信息提供給解 碼器15。解碼器15通過(guò)與作為發(fā)送側(cè)編碼器10的位復(fù)制器20對(duì)應(yīng)的處理來(lái)進(jìn)行解碼處 理。當(dāng)假設(shè)位復(fù)制器20進(jìn)行將l位復(fù)制為dv位的處理時(shí)，如圖ll所示，作為事前信息從 解交織器14得到針對(duì)同一信號(hào)的dv個(gè)LLR，所以解碼處理成為(數(shù)學(xué)式5)所示的變量節(jié) 點(diǎn)解碼器(VariableNode Decoder)處理。
數(shù)學(xué)式5丄(％ +w2 + A +、) - 本處理與作為L(zhǎng)DPC代碼的解碼方式而已知的Sum-Product算法的變量節(jié)點(diǎn)解碼 器處理相同。此時(shí)也和所述檢查節(jié)點(diǎn)相同，只對(duì)與成為外部信息的計(jì)算對(duì)象的位以外的位 有關(guān)的外部信息進(jìn)行運(yùn)算，所以通過(guò)執(zhí)行dv次的根據(jù)dv-l位的事前信息計(jì)算1位的外部 信息(數(shù)學(xué)式5)的運(yùn)算，計(jì)算出針對(duì)各個(gè)復(fù)制位的外部信息。 針對(duì)通過(guò)變量節(jié)點(diǎn)解碼器計(jì)算出的1位，將dv個(gè)外部信息經(jīng)由交織器16再次提 供給位削減處理解映射器41。如上所述，位削減處理解映射器41由檢查節(jié)點(diǎn)解碼器構(gòu)成， 如圖12(a)所示，根據(jù)1位的事前信息1200計(jì)算出m位的外部信息1202。更具體地說(shuō)，如 圖12(b)所示，關(guān)于在位削減處理時(shí)執(zhí)行了 ExOR運(yùn)算的多個(gè)位的事前信息1204，進(jìn)行(數(shù) 學(xué)式2)的運(yùn)算。在圖4(b)的位削減處理映射器30-l的情況下，在關(guān)于m0的外部信息的 計(jì)算中使用d0、 dl、 d2的事前信息。關(guān)于ml，對(duì)d3、 d4進(jìn)行運(yùn)算，關(guān)于m3原樣地輸出關(guān)于
10d7的事前信息。把根據(jù)以上所述得到的針對(duì)每一符號(hào)的m位的外部信息提供給QAM解映射 器40，實(shí)施先前所述的圖9的QAM解調(diào)處理。 以上，重復(fù)實(shí)施圖9 圖12的處理，在重復(fù)了足夠使處理收斂的次數(shù)之后，解碼器 15通過(guò)圖13所示的處理計(jì)算各變量節(jié)點(diǎn)的解碼結(jié)果。解碼結(jié)果通過(guò)事后概率的LLR而得 到，所以通過(guò)(數(shù)學(xué)式5)運(yùn)算全部dv位的事前信息，得到1位的信息位輸出。
至此，根據(jù)第一實(shí)施例，可以通過(guò)僅僅組合了簡(jiǎn)單的重復(fù)編碼以及擴(kuò)展映射的極 為簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)來(lái)構(gòu)成BICM-ID。如上所述，在BICM-ID中重要的是EXIT曲線的匹配性。作 為在第一實(shí)施例中使用的代碼的重復(fù)代碼的EXIT曲線，基本上成為右側(cè)上升并且向下凸 出的形狀(參照?qǐng)D22 26的虛線)。因此，在BICM-ID中對(duì)于重復(fù)代碼匹配良好的調(diào)制方 式，也成為右側(cè)上升并且向下凸出的形狀。 通過(guò)圖3所示的位削減處理映射器和基于非Gray映射的QAM映射器所構(gòu)成的調(diào) 制器12，如圖22 26的實(shí)線所示，具有右側(cè)上升并且向下凸出的形狀，通過(guò)與重復(fù)編碼進(jìn) 行組合，可以構(gòu)成傳輸率損失小的BICM-ID。作為具有右側(cè)上升并且向下凸出的形狀的調(diào)制 方式，還可以通過(guò)在低SNR區(qū)域中使用基于多值數(shù)較大的非Gray映射的QAM來(lái)實(shí)現(xiàn)。此時(shí)， 當(dāng)采用映射了每一符號(hào)本來(lái)可以傳輸?shù)奈粩?shù)的兩倍左右的位數(shù)的調(diào)制方式時(shí)，與重復(fù)代碼 的EXIT曲線良好地匹配。 但是，例如在SNR = 20dB左右的環(huán)境中，理論上每一符號(hào)可以進(jìn)行6位的傳輸， 所以為了使EXIT曲線成為右側(cè)上升并且向下凸出的形狀，需要將12位左右映射為l個(gè)符 號(hào)。于是，需要在本來(lái)通過(guò)64( = 2S)QAM可以傳輸?shù)奈粩?shù)的傳輸中使用4096( = 212)QAM 這樣的不現(xiàn)實(shí)的調(diào)制方式，這是不切實(shí)際的。雖然通過(guò)在64QAM中映射12位的擴(kuò)展映射也 可以得到幾乎相同形狀的EXIT曲線，但是為了得到理想形狀的EXIT曲線，需要通過(guò)(非專 利文獻(xiàn)3)中揭示的搜索來(lái)設(shè)計(jì)映射。通過(guò)搜索得到的映射沒(méi)有規(guī)則性，解映射器中的解調(diào) 處理需要對(duì)全部4096種可能性進(jìn)行概率運(yùn)算，處理量變得極大。在使用了圖3 (c)所示的 256QAM(1 = 16)的調(diào)制方式時(shí)，也要在256QAM中映射12位，但通過(guò)I、 Q的正交性分離I、 Q，變換為兩個(gè)16ASK的解調(diào)處理。如果組合位削減映射器30-3和非Gray 16ASK映射器 31-3來(lái)考慮，因?yàn)槌蔀榱藬U(kuò)展映射，所以關(guān)于I、Q分別具有256種組合，但在本發(fā)明中將其 分離為16ASK映射器31-3和位削減映射器30-3來(lái)構(gòu)成，所以在16ASK的解映射處理中削 減為分別關(guān)于16種可能性的概率運(yùn)算。此外，因?yàn)槲幌鳒p解映射器41的處理對(duì)于I、 Q分 別進(jìn)行8次(數(shù)學(xué)式2)的運(yùn)算即可，所以可以通過(guò)極少的處理量實(shí)現(xiàn)解映射處理。與在編 碼器中使用極簡(jiǎn)單的重復(fù)代碼這樣的特征互相結(jié)合，可以降低接收側(cè)無(wú)線通信機(jī)中的解碼 處理的處理量。 在圖3(b) (c)的64QAM(1 = 12)以及256QAM(1 = 16)中，與(非專利文獻(xiàn)3)相 同，使用了通過(guò)搜索導(dǎo)出的映射，但因?yàn)槎嘀禂?shù)分別為64、16(X2)比較少，所以所述概率 運(yùn)算的處理量較少即可。 此外，更為一般的是，位數(shù)削減處理為了使圖4(b)所示的位削減處理映射器30-1 的m0、 ml、 m2成為這樣，根據(jù)交織后的多個(gè)位決定在非Gray映射調(diào)制器(31-1 、31-2、31-3 等)中映射為l個(gè)符號(hào)的規(guī)定數(shù)量的位中的至少一位。由此，具有即使在比較高的SNR中也 成為右側(cè)上升并且向下凸出的形狀的效果，所以作為非Gray映射調(diào)制器(31_1、31_2、31_3 等)可以采用多值數(shù)較小的調(diào)制方式。因此，組合了非Gray映射和所述位削減處理而得到的擴(kuò)展映射，發(fā)揮在對(duì)應(yīng)的解調(diào)器(解映射器)13中通過(guò)較少的處理量使EXIT曲線成為右側(cè)上升并且向下凸出的形狀的效果。此外，正如僅通過(guò)d7來(lái)決定圖4(b)所示的位削減處理映射器30-1的m3那樣，僅根據(jù)交織后的位中的一位決定在非Gray映射調(diào)制器(31-1、31-2、31-3等)中映射為1個(gè)符號(hào)的規(guī)定數(shù)量的位的至少一位。 由此，可以防止解調(diào)器(解映射器)13的EXIT曲線的左端完全成為0，即使在重復(fù)解碼處理的初次處理中也能夠輸出信息。更一般的是，這樣的位未必需要存在于全部的調(diào)制符號(hào)中，按照一定的比例存在于形成一個(gè)代碼字的代碼字位中即可。因此，如果允許映射處理以及解映射處理對(duì)于每個(gè)符號(hào)不同，則可以在從一個(gè)代碼字得到的多個(gè)符號(hào)中，在規(guī)定比例的符號(hào)中，根據(jù)交織后的多個(gè)位決定被映射的規(guī)定數(shù)量的位的至少一位，并且，還可以對(duì)于規(guī)定比例的符號(hào)，僅根據(jù)交織后的位的一位決定被映射的規(guī)定數(shù)量的位的至少一位。 此外，作為防止解調(diào)器(解映射器)13的EXIT曲線的左端完全成為0的方法，除了上述僅根據(jù)交織后的位的一位決定映射為1個(gè)符號(hào)的規(guī)定數(shù)量的位的至少一位的方法之外，還可以使對(duì)解映射器提供的事前信息(事前概率)的LLR在初次時(shí)不全部成為O。最簡(jiǎn)單的是，通過(guò)混合一部分已知的位來(lái)進(jìn)行發(fā)送，可以使已知的位的LLR成為非零。此外，代碼字位中的0和1不是完全按照1/2的概率產(chǎn)生，可以采用稍微具有偏頗的方法(例如在進(jìn)行編碼之前進(jìn)行預(yù)編碼等)。即使在這種情況下，也希望所述交織后的多個(gè)位的各個(gè)位(d0、 dl、……)僅用于決定特定的1個(gè)符號(hào)的特定的1位(m0、 ml、……)，不會(huì)對(duì)被進(jìn)行非Gray映射的同一符號(hào)的其他位造成影響。這是由于，在解映射處理13中從同一符號(hào)得到的多個(gè)位受到同一噪音、干擾的影響，不成為獨(dú)立事項(xiàng)。從獨(dú)立事項(xiàng)得到的LLR能夠進(jìn)行(數(shù)學(xué)式2)、(數(shù)學(xué)式5)等運(yùn)算，但在不獨(dú)立時(shí)，(數(shù)學(xué)式2)、(數(shù)學(xué)式5)不成立。然而，在一個(gè)位(d0、dl、……)對(duì)同一符號(hào)的其他位(m0、ml、……)造成影響時(shí)，需要根據(jù)多個(gè)位(mO、ml、……)計(jì)算向解碼器15提供的位(dO、dl、……)的LLR，所以產(chǎn)生了 LLR的計(jì)算變得復(fù)雜的問(wèn)題。因此，例如圖4(b)所示的本發(fā)明的位削減映射器30-l構(gòu)成為，d0、dl 、 d2、 d3、 d4、 d5、 d6 、 d7分別僅對(duì)m0、 m0、 m0、 ml 、 ml 、 m2、 m2、 m3造成影響。從上述觀點(diǎn)出發(fā)，在交織后的多個(gè)位的各個(gè)位(d0、 dl、……)僅用于決定某個(gè)符號(hào)的特定的1位(m0、ml、……)的情況下，還可以在其他符號(hào)的決定中使用。但是，在存在延遲波的傳輸路徑中，時(shí)間上相鄰的符號(hào)彼此引起干擾。此外，根據(jù)外部干擾的性質(zhì)，相鄰的符號(hào)還可能受到具有相關(guān)性的干擾。因此，希望交織后的多個(gè)位的各個(gè)位(dO、dl、……)僅用于決定特定符號(hào)的特定的1位(mO、ml、 )。(實(shí)施例2) 然后，說(shuō)明第二實(shí)施例。在第二實(shí)施例中，作為編碼仍使用重復(fù)代碼，但相對(duì)于在
第一實(shí)施例中全部信息位重復(fù)dv次，如圖14所示，按照規(guī)定的比率(a_l、a_2........a_
n)使用重復(fù)次數(shù)不同的位復(fù)制器20-l 20-n。重復(fù)次數(shù)不同的重復(fù)代碼的EXIT曲線各自形狀不同，重復(fù)次數(shù)越大向下凸出的形狀越顯著。因此，通過(guò)使多個(gè)重復(fù)次數(shù)共存，與EXIT曲線的形狀對(duì)應(yīng)的自由度增加，在調(diào)制方式中可以實(shí)現(xiàn)更加良好匹配的EXIT曲線。第二實(shí)施例中的解碼處理如圖15所示。與第一實(shí)施例的圖7幾乎相同，不同點(diǎn)僅為變量節(jié)點(diǎn)的次
數(shù)(dvl、 dy2.......)根據(jù)位而不同。因此，僅僅通過(guò)第一實(shí)施例的圖11、圖13所示的變
量節(jié)點(diǎn)處理的次數(shù)根據(jù)信息位發(fā)生變更，可以進(jìn)行解碼，解碼處理量可以認(rèn)為與第一實(shí)施例相同。(實(shí)施例3) 然后，說(shuō)明第三實(shí)施例。在第三實(shí)施例中，作為編碼在重復(fù)代碼之前附加奇偶校 驗(yàn)位(parity bit)。如圖16所示，編碼器10在進(jìn)行重復(fù)編碼的位復(fù)制器20之前，配置根 據(jù)(dc-1)位的信息位生成1位奇偶校驗(yàn)位，將其與信息位組合輸出dc位的奇偶位附加器 1600。奇偶位附加器1600由位的串行并行轉(zhuǎn)換器(21、23)以及異或(ExOR)運(yùn)算器22構(gòu) 成。如圖17所示，通過(guò)把與奇偶運(yùn)算對(duì)應(yīng)的檢查節(jié)點(diǎn)解碼器與變量節(jié)點(diǎn)解碼器連接，來(lái)實(shí) 現(xiàn)第三實(shí)施例的解碼處理。作為解碼步驟，取代圖ll，進(jìn)行圖18(a) (c)的處理。
在圖18(a)中，對(duì)于從解交織器14提供的事前信息1S00執(zhí)行(數(shù)學(xué)式5)的運(yùn)算， 計(jì)算外部信息1802。把計(jì)算出的外部信息作為事前信息輸出給圖18(b)所示的檢查節(jié)點(diǎn) 解碼器1804，實(shí)施(數(shù)學(xué)式2)的運(yùn)算來(lái)計(jì)算反饋給各變量節(jié)點(diǎn)的外部信息。把從圖18(b) 的檢查節(jié)點(diǎn)解碼器輸出的外部信息作為事前信息1806反饋給圖18(c)的變量節(jié)點(diǎn)解碼器， 使用該信息通過(guò)(數(shù)學(xué)式5)計(jì)算出應(yīng)該反饋給解映射器的外部信息1808。
至此，第三實(shí)施例與第一實(shí)施例相比，因?yàn)樽芳恿藞D18(a)以及圖18(b)的處理， 所以解碼處理有些增加。另一方面，通過(guò)附加奇偶校驗(yàn)位，具有使解碼器的EXIT曲線的右 端更加接近1的效果，具有減少解碼處理收斂時(shí)的殘余差錯(cuò)。
(實(shí)施例4) 至此，通過(guò)組合第二實(shí)施例和第三實(shí)施例，可以得到圖19所示的第四實(shí)施例的結(jié) 構(gòu)。第四實(shí)施例可以兼具所述第二實(shí)施例具有的解碼器EXIT曲線的設(shè)計(jì)自由度、以及第三 實(shí)施例具有的降低殘余差錯(cuò)的效果。圖19的結(jié)構(gòu)一眼看上去比較復(fù)雜，但如圖20所示，實(shí) 際的處理僅僅通過(guò)以下來(lái)實(shí)現(xiàn)在信息位串(A)中附加奇偶校驗(yàn)位(B)，按照規(guī)定的比率進(jìn) 行位的復(fù)制(在圖20(C)的例子中，重復(fù)次數(shù)dv = 3為60%，重復(fù)次數(shù)dv = 5為40% )， (D)按照虛線所示的順序提供給交織器ll。對(duì)應(yīng)的解碼處理如圖21所示，解碼處理量與第 三實(shí)施例的圖17大體相同。 至此，通過(guò)圖22 圖26的EXIT圖表舉例表示了第四實(shí)施例的特性。作為調(diào)制器 (映射器)12，全部為圖3所示的256QAM(1 = 16)的調(diào)制器。編碼器為圖19所示的結(jié)構(gòu)， 在圖27中表示了奇偶位附加率、重復(fù)次數(shù)。圖27是與圖19的解調(diào)器EXIT圖表匹配的代 碼結(jié)構(gòu)(Code Type)，代碼結(jié)構(gòu)(I) (V)分別是與SNR = 0、5、 10、 15、20dB的情況匹配的 代碼結(jié)構(gòu)。如此，可知在SNR = OdB至SNR = 20dB的較寬的范圍內(nèi)，通過(guò)恰當(dāng)?shù)剡x擇代碼 結(jié)構(gòu)，可以極其良好地使解映射器的EXIT曲線(實(shí)線)和解碼器的EXIT曲線(虛線)匹 配。 在(非專利文獻(xiàn)2)、(非專利文獻(xiàn)3)的EXIT圖表(圖31、圖33)中，解映射器的 EXIT曲線成為直線的右側(cè)上升的特性，解碼器的EXIT曲線成為右側(cè)上升倒S形的特性，因 為產(chǎn)生了傳輸率損失。與此相對(duì)，本發(fā)明的傳輸率的損失極小。在圖22的低SNR時(shí)產(chǎn)生了 較少的損失，是因?yàn)?56QAM(1 = 16)這樣的較高的多值數(shù)，通過(guò)選擇圖3所示的其他調(diào)試 方式，與圖23 圖26相同，可以使傳輸率損失幾乎消失。 圖28表示通過(guò)以上的結(jié)構(gòu)達(dá)成的傳輸率。實(shí)線2800是作為香農(nóng)極限而得知的信 道容量，虛線2802是信道容量的90%，黑點(diǎn)是通過(guò)與圖22 圖26對(duì)應(yīng)的代碼結(jié)構(gòu)(I) (V)得到的傳輸率。在SNR = OdB 20dB的全部區(qū)域中，大致可以達(dá)成信道容量的90%，可以達(dá)成極其接近理論極限的傳輸率。 至此，從第一實(shí)施例到第四實(shí)施例，編碼器各不相同，但向調(diào)制器(映射器)12提供的全部位或者大半部分位，成為對(duì)信息位進(jìn)行復(fù)制后的位，基本上具有作為重復(fù)代碼的特性。這是解碼器的EXIT曲線成為右側(cè)上升并且向下凸出的形狀的主要原因，即使是在上述實(shí)施例中沒(méi)有舉例表示的其他編碼方式，只要提供給調(diào)制器(映射器)的全部位、或者大半部分位成為信息位的副本，則可以和與圖3所示的構(gòu)造的調(diào)制器(映射器)對(duì)應(yīng)的解調(diào)器(解映射器)的EXIT曲線良好地匹配，因此可以作為編碼方式來(lái)代替。
—般，在平均地使用發(fā)送符號(hào)的全部信號(hào)點(diǎn)的情況下、與僅使用偏頗的信號(hào)點(diǎn)的情況下，解調(diào)器(解映射器)13的EXIT曲線成為不同的形狀。因此，在信息位全部為0，或者全部為l這樣的特殊情況下，接收側(cè)處理有可能不收斂。例如，在第一實(shí)施例中，在全部的信息位為0時(shí)，提供給調(diào)制器12的位全部為0。因此，在圖3(a)所示的16QAM(1 = 8)中，發(fā)送的全部符號(hào)僅為一個(gè)種類的信號(hào)點(diǎn)(O，O，O，O)。同樣地，在全部信息位為1的情況下，提供給調(diào)制器12的位全部成為1。因此，在圖3(a)所示的16QAM(1 = 8)中，提供給映射器31-1的位，關(guān)于發(fā)送的全部符號(hào)成為(l，O，O，l)。因?yàn)橥ǔo(wú)法根據(jù)發(fā)送的信息變更編碼方法，所以對(duì)于可能發(fā)送的全部的位信息位的組合，需要使EXIT曲線不交叉地調(diào)整編碼方法。此時(shí)，在一部分特殊序列的情況下，EXIT曲線最接近，所以EXIT曲線平均地出現(xiàn)間隙，產(chǎn)生傳輸率的損失。 因此，適合于一同使用在提供給調(diào)制器12的位串中盡可能不產(chǎn)生偏頗的手段。具體地說(shuō)，在交織時(shí)不僅更替位的順序，還可以隨機(jī)地更替位的極性(O，l)。在對(duì)應(yīng)的解交織時(shí)進(jìn)行使翻轉(zhuǎn)后的極性復(fù)原的操作。當(dāng)在接收側(cè)針對(duì)LLR進(jìn)行位的極性翻轉(zhuǎn)時(shí)，成為符號(hào)(±)的翻轉(zhuǎn)。當(dāng)在編碼器一側(cè)進(jìn)行位的極性翻轉(zhuǎn)時(shí)，可以簡(jiǎn)單地保持第偶數(shù)個(gè)的位不變，使第奇數(shù)個(gè)的位進(jìn)行翻轉(zhuǎn)。結(jié)果，例如圖20(D)的輸出序列(b0，b0，b0，bl，bl，bl，b2，b2，...)成為(b0， b0，b0， bl，bl， bl，b2， b2，...)，無(wú)論對(duì)于怎樣的信息位，都不會(huì)產(chǎn)生全部為0或者全部為1這樣的偏頗的序列(在此，記號(hào) 表示位翻轉(zhuǎn))。即使在進(jìn)行了這樣的規(guī)則的極性翻轉(zhuǎn)的情況下，由于在交織處理中隨機(jī)地更替位的順序，所以提供給調(diào)制器12的位序列為隨機(jī)的，不會(huì)產(chǎn)生發(fā)送的調(diào)制符號(hào)的信號(hào)點(diǎn)的偏頗。 更一般的是，可以隨機(jī)地使提供給調(diào)制器12的位序列的大約一半數(shù)量的位極性翻轉(zhuǎn)。但是，不希望隨機(jī)地翻轉(zhuǎn)提供給編碼器10的信息位串。其原因在于，當(dāng)碰巧與翻轉(zhuǎn)模式一致的位串為信息位時(shí)，成為全部為0或者全部為1的位序列。本發(fā)明通過(guò)對(duì)重復(fù)編碼后的序列進(jìn)行翻轉(zhuǎn)處理，無(wú)論對(duì)于怎樣的信息位串都不會(huì)產(chǎn)生偏頗，結(jié)果，可以使解調(diào)器(解映射器)13的EXIT曲線不根據(jù)信息位串而發(fā)生變化。 在使用(非專利文獻(xiàn)5)所示的組織LDPC代碼來(lái)構(gòu)成BICM-ID的情況下，關(guān)于組織位，原樣不變地映射為符號(hào)。特別是在編碼率高、奇偶校驗(yàn)位少的情況下，通過(guò)組織位對(duì)多個(gè)發(fā)送符號(hào)進(jìn)行調(diào)制。因此，在使用QAM等多值調(diào)制時(shí)，對(duì)于特定的信息位串，無(wú)法防止偏頗地使用發(fā)送符號(hào)的特定信號(hào)點(diǎn)的問(wèn)題。此外，在作為3GPP(3rd Generation PartnershipProject) LTE (Long TermEvolution)而已知的無(wú)線方式等中，已知在交織處理后，通過(guò)數(shù)據(jù)的PN(Pseudo-Noise)序列進(jìn)行加擾(scrambling)處理的技術(shù)，但是在編碼率較高的情況下，很多位串成為組織位，仍然會(huì)產(chǎn)生信號(hào)點(diǎn)的偏頗。作為編碼，本發(fā)明以重復(fù)編碼為基礎(chǔ)，所以編碼器10的編碼率低，通過(guò)上述那樣的簡(jiǎn)單的處理可以防止代碼字位串偏向成特定
14的位模式，因此，為了構(gòu)成使用QAM等多值調(diào)制的BICM-ID，在這一點(diǎn)上也可以認(rèn)為是優(yōu)秀 的。 至此，在各個(gè)實(shí)施例中以解調(diào)(解映射)處理、解碼處理為焦點(diǎn)進(jìn)行了說(shuō)明，當(dāng)然
另外還需要無(wú)線頻率(RF)電路、定時(shí)同步、對(duì)傳輸路徑的相位旋轉(zhuǎn)進(jìn)行修正的檢波處理等
通常的無(wú)線通信所需要的處理。此外，上述實(shí)施例作為無(wú)線通信裝置進(jìn)行了記載，但也可以
適用于進(jìn)行編碼以及調(diào)制的其他通信裝置、例如可以適用于有線調(diào)制解調(diào)裝置等。 在達(dá)成極其接近理論極限的傳輸率的同時(shí)，作為編碼使用以極其簡(jiǎn)單的重復(fù)代碼
為基礎(chǔ)的代碼，解碼處理量少，因此可以廣泛地應(yīng)用于以無(wú)線通信裝置為首的各種通信設(shè)備。
權(quán)利要求
一種發(fā)送機(jī)，其特征在于，具有編碼器，其對(duì)第一位串進(jìn)行重復(fù)編碼；交織器，其對(duì)從所述編碼器輸出的代碼字進(jìn)行交織；以及調(diào)制器，其對(duì)從所述交織器輸出的第二位串進(jìn)行調(diào)制，變換為符號(hào)；所述調(diào)制器把削減所述第二位串的位數(shù)后得到的第三位串映射為所述符號(hào)，所述第三位串具有僅由所述第二位串的1位生成的至少一個(gè)第一位、以及對(duì)所述第二位串的多個(gè)位進(jìn)行運(yùn)算而生成的第二位組。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的發(fā)送機(jī)，其特征在于，為了生成所述第三位串的某1位而使用的第二位串的位，不用于生成所述第三位串的 其他位。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的發(fā)送機(jī)，其特征在于， 在將所述第三位串映射為所述符號(hào)時(shí)，使用非Gray映射方式。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的發(fā)送機(jī)，其特征在于， 所述編碼器具有重復(fù)次數(shù)相互不同的多個(gè)位復(fù)制器，所述編碼器按照預(yù)定的比率使用所述多個(gè)位復(fù)制器來(lái)進(jìn)行所述第一位串的重復(fù)編碼。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的發(fā)送機(jī)，其特征在于， 所述第一位串包含信息位和奇偶校驗(yàn)位。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的發(fā)送機(jī)，其特征在于， 所述交織器隨機(jī)地更替所述代碼字的位的順序以及極性。
7. —種接收機(jī)，其接收從k位的預(yù)定位變換而得的符號(hào)串，其特征在于， 所述符號(hào)串是通過(guò)把按照dv次的重復(fù)次數(shù)對(duì)所述預(yù)定位進(jìn)行重復(fù)編碼而得的復(fù)制位，對(duì)于1位削減為m位，對(duì)m位分配1個(gè)符號(hào)而生成的，其中m < 1， 所述接收機(jī)具有符號(hào)解映射器，其使用接收到的l個(gè)接收符號(hào)以及m-l位的事前信息，輸出l位的第一 外部信息；檢查節(jié)點(diǎn)解碼器，其針對(duì)與所述1個(gè)接收符號(hào)對(duì)應(yīng)的m位的各個(gè)位，使用所述符號(hào)解映 射器輸出的m位的所述第一外部信息以及1-1位的事前信息，輸出1位的第二外部信息；解交織器，其對(duì)與所述符號(hào)串對(duì)應(yīng)的多個(gè)位的第二外部信息進(jìn)行解交織；變量節(jié)點(diǎn)解碼器，其把從所述解交織器輸出的dv-l位的第二外部信息作為事前信息 來(lái)使用，輸出1位的第三外部信息；以及交織器，其對(duì)于從所述變量節(jié)點(diǎn)解碼器輸出的各復(fù)制位的第三外部信息進(jìn)行與所述解 交織為逆處理的交織，所述檢查節(jié)點(diǎn)解碼器把從所述交織器輸出的1位的所述第三外部信息作為事前信息 來(lái)使用，輸出m位的第四外部信息，所述第四外部信息被用作所述符號(hào)解映射器的事前信息。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的接收機(jī)，其特征在于， 所述檢查節(jié)點(diǎn)解碼器具有將m位變換為1位的功能，僅通過(guò)所述1位的1位來(lái)決定所述m位中的至少1位，通過(guò)所述1位中的預(yù)定的位的 運(yùn)算來(lái)變換所述m位中的其他的多個(gè)位。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的接收機(jī)，其特征在于，在所述m位的某1位的變換中所使用的所述1位的位，不用于所述m位串的其他位的 變換。
10. —種信號(hào)接收裝置，具有從接收到的符號(hào)輸出與被映射為該符號(hào)的多個(gè)位有關(guān)的 解調(diào)結(jié)果的符號(hào)解映射器、交織器、解交織器、以及解碼器，其特征在于，具有與該符號(hào)解映射器、所述交織器、以及所述解交織器連接的檢查節(jié)點(diǎn)解碼器，所述 解碼器具有與所述解交織器以及所述交織器連接的變量節(jié)點(diǎn)解碼器，所述檢查節(jié)點(diǎn)解碼器和所述解交織器以及所述交織器按照i : n的關(guān)系相連，其中n > i。
全文摘要
本發(fā)明提供一種傳輸率損失小的BICM-ID(Bit Interleaved Coded Modulation-Iterative Decoding)方式的無(wú)線通信裝置的編碼以及調(diào)制方法、以及解碼方法。通過(guò)以重復(fù)代碼為基礎(chǔ)的代碼來(lái)進(jìn)行編碼(10)，經(jīng)由對(duì)編碼后的各位的順序進(jìn)行更替的交織處理(11)后，執(zhí)行基于擴(kuò)展映射(Extended Mapping)的多值調(diào)制(12)，然后進(jìn)行發(fā)送。在此，擴(kuò)展映射由從1位向m位(m＜1)的位數(shù)削減處理和非Gray映射構(gòu)成，位數(shù)削減處理僅根據(jù)交織后的位中的一位決定規(guī)定數(shù)量的位中的至少一位。
文檔編號(hào)H04W88/02GK101753268SQ20091022509
公開(kāi)日2010年6月23日 申請(qǐng)日期2009年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月28日
發(fā)明者松本正, 矢野隆 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立制作所