JP7699185B2 - Symbol demapping circuit, receiving device, and symbol demapping method - Google Patents
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Description
本発明は、例えばデジタルコヒーレント光伝送システムに使用される受信装置のシンボルデマッピング回路に関するものである。 The present invention relates to a symbol demapping circuit of a receiving device used, for example, in a digital coherent optical transmission system.
近年、大容量の情報伝送方式が必要となり、変調信号の多値化による伝送容量の拡大が試みられている。多値変調方式では、1つのシンボルで多数のビット(情報)を伝送することができ、大容量化に適したものであるが、一方で、IQ平面上に配置される信号点が多数になるため、信号点間隔が小さくなり、ノイズの影響を受けやすく、受信信号がどの信号点であるかの判断が困難になる。このため、強力な誤り訂正符号の重要性が、より一層増している(特許文献1参照)。 In recent years, there has been a need for a method of transmitting large amounts of information, and attempts have been made to increase transmission capacity by increasing the number of values of modulated signals. With multi-level modulation, a large number of bits (information) can be transmitted with one symbol, making it suitable for large capacity transmissions. However, since a large number of signal points are placed on the IQ plane, the signal point intervals become small, making it susceptible to the effects of noise and making it difficult to determine which signal point the received signal corresponds to. For this reason, the importance of powerful error correction codes is increasing even more (see Patent Document 1).
符号を受信側で復号する処理を行う場合、誤り訂正復号回路への入力である軟判定情報としてLLR(Log-Likelihood Ratio:対数尤度比)が用いられる。このLLRは、受信側のシンボルデマッピング処理により受信信号から導出される値であり、送信信号が0なのか1なのかを確率的に表した事前確率である。 When decoding a code on the receiving side, the LLR (Log-Likelihood Ratio) is used as the soft decision information that is input to the error correction decoding circuit. This LLR is a value derived from the received signal by the symbol demapping process on the receiving side, and is a priori probability that the transmitted signal is either 0 or 1.
図28に従来の通信システムの受信装置の構成を示す。受信装置2は、AD変換回路20と、復調回路21と、シンボルデマッピング回路22と、誤り訂正復号回路23とを備えている。 Figure 28 shows the configuration of a receiving device in a conventional communication system. The receiving device 2 includes an AD conversion circuit 20, a demodulation circuit 21, a symbol demapping circuit 22, and an error correction decoding circuit 23.
AD変換回路20は、通信路を介して送信装置から受信したアナログ受信信号をデジタル信号に変換する。
復調回路21は、AD変換回路20から出力された信号に対し、送信装置側で行われた変調に対応する復調処理を実行し、復調した受信信号をシンボルデマッピング回路22に出力する。ここで、送信装置側で行われる変調としては、例えばOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)変調がある。
The AD conversion circuit 20 converts an analog received signal received from a transmitting device via a communication path into a digital signal.
The demodulation circuit 21 performs demodulation processing on the signal output from the AD conversion circuit 20 in accordance with the modulation performed on the transmitting device side, and outputs the demodulated received signal to a symbol demapping circuit 22. Here, the modulation performed on the transmitting device side is, for example, Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) modulation.
シンボルデマッピング回路22は、復調回路21から出力された受信信号から、硬判定により受信信号(受信シンボル)に最も近い理想信号点に対応するビット列を出力すると共に、ビット列のビット毎の尤度情報であるLLRを出力する。
誤り訂正復号回路23は、シンボルデマッピング回路22から出力されたビット列に対し、LLRに基づいて誤り訂正復号処理を行う。
The symbol demapping circuit 22 outputs a bit string corresponding to the ideal signal point that is closest to the received signal (received symbol) by hard decision from the received signal output from the demodulation circuit 21, and also outputs an LLR, which is likelihood information for each bit of the bit string.
The error correction decoding circuit 23 performs error correction decoding processing on the bit string output from the symbol demapping circuit 22 based on the LLR.
従来の技術では、ミッドトレッド型でシンボルをデマッピング処理していた。ミッドトレッド型の入出力特性を図29に示す。多値変調方式が16QAM(Quadrature Amplitude Modulation)の場合について、従来のシンボルデマッピング回路22によりデマッピング処理した結果の1例を図30、図31に示す。また、多値変調方式がQPSK(Quadrature Phase Shift Keying)の場合について、シンボルデマッピング回路22によりデマッピング処理した結果の1例を図32に示す。 In conventional technology, symbols were demapped using a mid-tread type. The input/output characteristics of the mid-tread type are shown in Figure 29. An example of the results of demapping processing by a conventional symbol demapping circuit 22 when the multi-level modulation method is 16QAM (Quadrature Amplitude Modulation) is shown in Figures 30 and 31. Also, an example of the results of demapping processing by the symbol demapping circuit 22 when the multi-level modulation method is QPSK (Quadrature Phase Shift Keying) is shown in Figure 32.
なお、図30~図32では、受信シンボルのI軸上の座標(入力振幅)についてのみ示している。図30、図31における入力振幅の例えば「31(+31.0)」は、+30.5から+31.5の範囲の入力について31を代表値とすることを意味している。同様に、図32における入力振幅の例えば「15(+15.0)」は、+14.5から+15.5の範囲の入力について15を代表値とすることを意味している。 Note that Figures 30 to 32 only show the coordinates (input amplitude) on the I axis of the received symbol. For example, "31 (+31.0)" for the input amplitude in Figures 30 and 31 means that 31 is the representative value for inputs in the range of +30.5 to +31.5. Similarly, for example, "15 (+15.0)" for the input amplitude in Figure 32 means that 15 is the representative value for inputs in the range of +14.5 to +15.5.
図33(A)に示すように多値変調方式が16QAMの場合、シンボルデマッピング回路22は、6ビットで表される64段階の入力振幅に対してMSB(Most Significant Bit)とLSB(Least Significant Bit)と、これらビットのそれぞれのLLRとを出力する。図30~図32のLLR:MSBはMSBのLLRを示し、LLR:LSBはLSBのLLRを示している。 As shown in FIG. 33(A), when the multi-level modulation method is 16QAM, the symbol demapping circuit 22 outputs the MSB (Most Significant Bit) and LSB (Least Significant Bit) for 64 levels of input amplitude represented by 6 bits, as well as the LLRs of each of these bits. In FIG. 30 to FIG. 32, LLR:MSB indicates the LLR of the MSB, and LLR:LSB indicates the LLR of the LSB.
また、図33(B)に示すように多値変調方式がQPSKの場合、シンボルデマッピング回路22は、5ビットで表される32段階の入力振幅に対して1ビットの出力DTと、このビットのLLRとを出力する。
16QAM、QPSKいずれの場合でも、LLRは0~8の9段階の値を4ビットによって表している。
Also, as shown in FIG. 33B, when the multi-level modulation method is QPSK, the symbol demapping circuit 22 outputs a 1-bit output DT and the LLR of this bit for 32 levels of input amplitude represented by 5 bits.
In either case of 16QAM or QPSK, the LLR is expressed by 4 bits, with 9 levels of values from 0 to 8.
図30~図32に示すように従来の技術では、入力振幅が最小値の場合(16QAMでは-32(-32.0)、QPSKでは-16(-16.0))、未使用となり、データの使用効率が悪いという課題があった。 As shown in Figures 30 to 32, in conventional technology, when the input amplitude is at the minimum value (-32 (-32.0) for 16QAM, -16 (-16.0) for QPSK), it is unused, which causes an issue of poor data usage efficiency.
また、従来の技術では、図30~図32に示すようにシンボルデマッピング回路22の出力ビットが“1”から“0”に変わる境界において、“0”に変わる直前の出力ビット“1”のLLRが1であるのに対し、変わった直後の出力ビット“0”のLLRが0であり、出力ビットの値が変わる境界でLLRの生成値がアンバランスになるという課題があった。 In addition, in the conventional technology, as shown in Figures 30 to 32, at the boundary where the output bit of the symbol demapping circuit 22 changes from "1" to "0", the LLR of the output bit "1" immediately before it changes to "0" is 1, whereas the LLR of the output bit "0" immediately after the change is 0, resulting in an imbalance in the generated LLR values at the boundary where the value of the output bit changes.
また、従来の技術では、LLRを4ビットで表現するため、シンボルデマッピング回路22と後段の誤り訂正復号回路23の回路規模が増大し、消費電力が増加するという課題があった。LLR値のビット数削減のため、単純にLLRの下位ビット側を削除し、LLRを2ビットで表現しようとすると、図34に示すように従来の4ビット表現のLLRに対して、下位2ビットを削除したLLRでは、0や1の割合が維持されず、誤り訂正の際に訂正候補間の優劣の正しい判別が不能になってしまうという課題があった。 In addition, in the conventional technology, LLRs are expressed in 4 bits, which increases the circuit scale of the symbol demapping circuit 22 and the downstream error correction decoding circuit 23, resulting in an increase in power consumption. If an attempt is made to simply delete the lower bits of the LLR and express the LLR in 2 bits in order to reduce the number of bits of the LLR value, as shown in FIG. 34, the ratio of 0s and 1s is not maintained in the LLR with the lower 2 bits deleted compared to the conventional 4-bit LLR, and this causes an issue that it becomes impossible to correctly distinguish between correction candidates when correcting errors.
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、高効率のシンボルデマッピング処理を実現することが可能なシンボルデマッピング回路、受信装置、及びシンボルデマッピング方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and aims to provide a symbol demapping circuit, a receiving device, and a symbol demapping method that can realize highly efficient symbol demapping processing.
本発明のシンボルデマッピング回路は、多値変調が施された受信信号に基づいて、受信シンボルに最も近い理想信号点に対応するビット列を導出するように構成された硬判定値導出部と、前記ビット列のビット毎の尤度情報を導出するように構成された尤度情報導出部と、前記硬判定値導出部の出力ビットの値が変わる境界における0または1の前記尤度情報の数が4になるように、前記多値変調が施されている受信信号に対して重み付けを施すように構成された重み付け処理部とを備え、前記尤度情報導出部は、前記重み付けの処理が施された受信信号を入力として、前記尤度情報を2ビットで表現することを特徴とするものである。
また、本発明のシンボルデマッピング回路は、多値変調が施された受信信号に基づいて、受信シンボルに最も近い理想信号点に対応するビット列を導出するように構成された硬判定値導出部と、前記ビット列のビット毎の尤度情報を導出するように構成された尤度情報導出部と、前記硬判定値導出部の出力ビットの値が変わる境界における0または1の前記尤度情報の数が4になるように、前記多値変調が施されている受信信号に対して重み付けを施すように構成された重み付け処理部とを備え、前記尤度情報導出部は、前記重み付けの処理が施された受信信号を入力として、ミッドライザ型の入出力特性により2ビットの前記尤度情報を導出することを特徴とするものである。
また、本発明のシンボルデマッピング回路は、PCS受信処理において、多値変調が施された受信信号の入力振幅値を32/33.5倍に調整するように構成された受信振幅調整部と、前記入力振幅値が調整された受信信号に基づいて、受信シンボルに最も近い理想信号点に対応するビット列を導出するように構成された硬判定値導出部と、前記ビット列のビット毎の尤度情報を導出するように構成された尤度情報導出部とを備え、前記尤度情報導出部は、前記入力振幅値が調整された受信信号を入力として、入力振幅に対する前記尤度情報が設定されたSDテーブルを用いて前記尤度情報を導出することを特徴とするものである。
また、本発明の受信装置は、前記シンボルデマッピング回路と、前記尤度情報に基づいて前記ビット列の誤り訂正復号処理を行い、受信データを復号するように構成された誤り訂正復号回路とを備えることを特徴とするものである。
The symbol demapping circuit of the present invention comprises a hard decision value derivation unit configured to derive a bit sequence corresponding to an ideal signal point closest to a received symbol based on a received signal that has been multi-level modulated, a likelihood information derivation unit configured to derive likelihood information for each bit of the bit sequence, and a weighting processing unit configured to weight the received signal that has been multi-level modulated so that the number of pieces of likelihood information of 0 or 1 at the boundary where the value of the output bit of the hard decision value derivation unit changes becomes 4, and the likelihood information derivation unit is characterized in that it uses the received signal that has been subjected to the weighting process as input and expresses the likelihood information in 2 bits.
In addition, the symbol demapping circuit of the present invention comprises a hard decision value derivation unit configured to derive a bit sequence corresponding to an ideal signal point closest to a received symbol based on a received signal that has been multi-level modulated, a likelihood information derivation unit configured to derive likelihood information for each bit of the bit sequence , and a weighting processing unit configured to weight the received signal that has been multi-level modulated so that the number of the likelihood information of 0 or 1 at the boundary where the value of the output bit of the hard decision value derivation unit changes becomes 4, and the likelihood information derivation unit is characterized in that it uses the received signal that has been subjected to the weighting process as an input and derives 2-bit of the likelihood information using a mid-riser type input/output characteristic.
Furthermore, the symbol demapping circuit of the present invention comprises a reception amplitude adjustment unit configured to adjust the input amplitude value of a reception signal that has been multi-level modulated to 32/33.5 times in PCS reception processing, a hard decision value derivation unit configured to derive a bit sequence corresponding to an ideal signal point that is closest to a reception symbol based on the reception signal with the adjusted input amplitude value, and a likelihood information derivation unit configured to derive likelihood information for each bit of the bit sequence, and is characterized in that the likelihood information derivation unit receives the reception signal with the adjusted input amplitude value as input and derives the likelihood information using an SD table in which the likelihood information for the input amplitude is set.
The receiving device of the present invention is also characterized in that it comprises the symbol demapping circuit and an error correction decoding circuit configured to perform error correction decoding processing of the bit string based on the likelihood information and decode the received data.
また、本発明のシンボルデマッピング方法は、多値変調が施された受信信号に基づいて、受信シンボルに最も近い理想信号点に対応するビット列を導出する第1のステップと、前記第1のステップの出力ビットの値が変わる境界における0または1の尤度情報の数が4になるように、前記多値変調が施されている受信信号に対して重み付けを施す第2のステップと、前記重み付けの処理が施された受信信号を入力として、前記ビット列のビット毎の前記尤度情報を導出する第3のステップとを含み、前記第3のステップは、前記尤度情報を2ビットで表現するステップを含むことを特徴とするものである。
また、本発明のシンボルデマッピング方法は、多値変調が施された受信信号に基づいて、受信シンボルに最も近い理想信号点に対応するビット列を導出する第1のステップと、前記第1のステップの出力ビットの値が変わる境界における0または1の尤度情報の数が4になるように、前記多値変調が施されている受信信号に対して重み付けを施す第2のステップと、前記重み付けの処理が施された受信信号を入力として、前記ビット列のビット毎の前記尤度情報を導出する第3のステップとを含み、前記第3のステップは、ミッドライザ型の入出力特性により2ビットの前記尤度情報を導出するステップを含むことを特徴とするものである。
また、本発明のシンボルデマッピング方法は、PCS受信処理において、多値変調が施された受信信号の入力振幅値を32/33.5倍に調整する第1のステップと前記入力振幅値が調整された受信信号に基づいて、受信シンボルに最も近い理想信号点に対応するビット列を導出する第2のステップと、前記ビット列のビット毎の尤度情報を導出する第3のステップとを含み、前記第3のステップは、前記入力振幅値が調整された受信信号を入力として、入力振幅に対する前記尤度情報が設定されたSDテーブルを用いて前記尤度情報を導出するステップを含むことを特徴とするものである。
Furthermore, the symbol demapping method of the present invention includes a first step of deriving a bit string corresponding to an ideal signal point closest to a received symbol based on a received signal that has been multi-level modulated; a second step of weighting the received signal that has been multi-level modulated so that the number of likelihood information pieces of 0 or 1 at the boundary where the value of the output bit of the first step changes becomes four; and a third step of deriving the likelihood information for each bit of the bit string using the weighted received signal as an input, wherein the third step includes a step of expressing the likelihood information in two bits.
Furthermore, the symbol demapping method of the present invention includes a first step of deriving a bit string corresponding to an ideal signal point closest to a received symbol based on a received signal that has been multi-level modulated; a second step of weighting the received signal that has been multi-level modulated so that the number of pieces of likelihood information of 0 or 1 at the boundary where the value of the output bit of the first step changes becomes four; and a third step of deriving the likelihood information for each bit of the bit string using the weighted received signal as an input, wherein the third step includes a step of deriving 2 bits of the likelihood information using a midriser type input/output characteristic.
Furthermore, the symbol demapping method of the present invention includes, in PCS receiving processing, a first step of adjusting an input amplitude value of a received signal that has been multi-level modulated to 32/33.5 times , a second step of deriving a bit string corresponding to an ideal signal point closest to a received symbol based on the received signal whose input amplitude value has been adjusted, and a third step of deriving likelihood information for each bit of the bit string, wherein the third step includes a step of deriving the likelihood information using an SD table in which the likelihood information for the input amplitude is set, using the received signal whose input amplitude value has been adjusted as an input.
本発明によれば、受信信号の入力振幅が最小値の場合でも尤度情報を生成することができ、データの使用効率を高めることができる。また、本発明では、硬判定値導出部の出力ビットの値が変わる境界で尤度情報の生成値がアンバランスになるという課題を解消することができる。 According to the present invention, it is possible to generate likelihood information even when the input amplitude of the received signal is at a minimum value, thereby improving the efficiency of data usage. In addition, the present invention can solve the problem that the generated values of likelihood information become unbalanced at the boundary where the value of the output bit of the hard decision value derivation unit changes.
また、本発明では、重み付け処理部を設けることにより、硬判定値導出部の出力ビットの値が変わる境界において低尤度の割り当て数を維持することができる。これにより、本発明では、尤度情報のビット幅の削減によって誤り訂正の際に訂正候補間の優劣の正しい判別が不能になってしまうという課題を解消することができ、後段の誤り訂正復号回路によって誤り確率の高い出力ビットを正しく選択して訂正することができる。また、本発明では、従来よりもシンボルデマッピング回路と後段の誤り訂正復号回路の回路規模を削減することができるので、消費電力を低減することができる。 In addition, in the present invention, by providing a weighting processing unit, it is possible to maintain the number of low likelihood allocations at the boundary where the value of the output bit of the hard decision value derivation unit changes. As a result, in the present invention, it is possible to solve the problem that it becomes impossible to correctly distinguish between correction candidates when correcting errors due to a reduction in the bit width of the likelihood information, and the output bit with a high error probability can be correctly selected and corrected by the downstream error correction decoding circuit. In addition, in the present invention, the circuit scale of the symbol demapping circuit and the downstream error correction decoding circuit can be reduced compared to the conventional case, thereby reducing power consumption.
[第1の実施例]
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。図1は本発明の第1の実施例に係る通信システムの送信装置の構成を示すブロック図である。通信システムは、送信装置1と受信装置とから構成される。送信装置1は、送信データを符号化及び変調して送信信号を生成する。送信信号は、有線または無線の通信路を介して受信装置により受信される。受信装置は、受信信号を復調及び復号して受信データを生成する。
[First embodiment]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Fig. 1 is a block diagram showing the configuration of a transmitting device in a communication system according to a first embodiment of the present invention. The communication system is composed of a transmitting device 1 and a receiving device. The transmitting device 1 generates a transmission signal by encoding and modulating transmission data. The transmission signal is received by the receiving device via a wired or wireless communication path. The receiving device demodulates and decodes the received signal to generate received data.
送信装置1は、誤り訂正符号化回路10と、シンボルマッピング回路11と、変調回路12と、DA変換回路13とを備えている。
誤り訂正符号化回路10は、送信データに対して例えばターボ符号化やLDPC(Low Density Parity Check)符号化等を行うことにより、符号化データを生成する。
The transmitting device 1 includes an error correction coding circuit 10 , a symbol mapping circuit 11 , a modulation circuit 12 , and a DA conversion circuit 13 .
The error correction coding circuit 10 performs, for example, turbo coding or LDPC (Low Density Parity Check) coding on the transmission data to generate coded data.
シンボルマッピング回路11は、誤り訂正符号化回路10から出力された符号化データをQPSK、16QAM等のシンボル点に割り当てることにより、キャリア変調を行う。
変調回路12は、シンボルマッピング回路11によりキャリア変調されたデータに対して例えばOFDM変調等を施すことにより、変調信号を生成する。
DA変換回路13は、変調信号をデジタル信号からアナログ信号に変換して、送信信号を生成する。
The symbol mapping circuit 11 performs carrier modulation by allocating the coded data output from the error correction coding circuit 10 to symbol points such as QPSK and 16QAM.
The modulation circuit 12 performs, for example, OFDM modulation on the data carrier-modulated by the symbol mapping circuit 11 to generate a modulated signal.
The DA conversion circuit 13 converts the modulated signal from a digital signal to an analog signal to generate a transmission signal.
図2は本実施例に係る通信システムの受信装置の構成を示すブロック図である。受信装置2aは、AD変換回路20と、復調回路21と、シンボルデマッピング回路22aと、誤り訂正復号回路23とを備えている。 Figure 2 is a block diagram showing the configuration of a receiving device of a communication system according to this embodiment. The receiving device 2a includes an AD conversion circuit 20, a demodulation circuit 21, a symbol demapping circuit 22a, and an error correction decoding circuit 23.
本実施例のシンボルデマッピング回路22aは、復調回路21から出力された受信信号から、硬判定により受信信号(受信シンボル)に最も近い理想信号点に対応するビット列を出力すると共に、ビット列のビット毎の尤度情報であるLLRを出力する。 The symbol demapping circuit 22a of this embodiment uses hard decision to output a bit string corresponding to the ideal signal point closest to the received signal (received symbol) from the received signal output from the demodulation circuit 21, and also outputs an LLR, which is likelihood information for each bit of the bit string.
図3はシンボルデマッピング回路22aの構成を示すブロック図である。シンボルデマッピング回路22aは、硬判定値導出部220と、重み付け処理部221と、LLR導出部222(尤度情報導出部)とから構成される。 Figure 3 is a block diagram showing the configuration of the symbol demapping circuit 22a. The symbol demapping circuit 22a is composed of a hard decision value derivation unit 220, a weighting processing unit 221, and an LLR derivation unit 222 (likelihood information derivation unit).
図4はシンボルデマッピング回路22aの動作を説明するフローチャートである。硬判定値導出部220は、多値変調が施されている受信信号のI軸上の座標、Q軸上の座標に基づいてビット列(硬判定値)を導出する。硬判定値導出部220は、例えば内部のテーブルを用いて、受信信号(受信シンボル)の座標(入力振幅)をビット列に変換する(図4ステップS100)。 Figure 4 is a flow chart explaining the operation of the symbol demapping circuit 22a. The hard decision value derivation unit 220 derives a bit string (hard decision value) based on the coordinates on the I axis and the coordinates on the Q axis of the received signal that has been multi-level modulated. The hard decision value derivation unit 220 converts the coordinates (input amplitude) of the received signal (received symbol) into a bit string, for example, using an internal table (step S100 in Figure 4).
重み付け処理部221は、多値変調が施されている受信信号に対して重み付けを施す(図4ステップS101)。LLR導出部222は、重み付け処理された受信信号のI軸上の座標、Q軸上の座標に基づいてLLRを、硬判定値導出部220から出力されるビット列のビット毎に導出する(図4ステップS102)。
本実施例では、LLR導出部222は、ミッドライザ型でシンボルをデマッピング処理してLLRを生成する。ミッドライザ型の入出力特性の1例を図5に示す。
The weighting processing unit 221 applies weighting to the multi-level modulated received signal (step S101 in FIG. 4). The LLR derivation unit 222 derives an LLR for each bit of the bit string output from the hard decision value derivation unit 220 based on the I-axis coordinate and the Q-axis coordinate of the weighted received signal (step S102 in FIG. 4).
In this embodiment, the LLR derivation unit 222 performs a mid-riser type demapping process on the symbols to generate LLRs. An example of the mid-riser type input/output characteristic is shown in FIG.
多値変調方式が16QAMの場合について本実施例のシンボルデマッピング回路22aによりデマッピング処理した結果の1例を図6、図7に示す。また、多値変調方式がQPSKの場合についてシンボルデマッピング回路22aによりデマッピング処理した結果の1例を図8に示す。 An example of the result of demapping processing by the symbol demapping circuit 22a of this embodiment when the multi-level modulation method is 16QAM is shown in Figures 6 and 7. Also, an example of the result of demapping processing by the symbol demapping circuit 22a when the multi-level modulation method is QPSK is shown in Figure 8.
図6~図8では、受信シンボルのI軸上の座標(入力振幅)についてのみ示している。上記と同様に、図6、図7における入力振幅の例えば「31(+31.0)」は、+30.5から+31.5の範囲の入力について31を代表値とすることを意味している。同様に、図8における入力振幅の例えば「15(+15.0)」は、+14.5から+15.5の範囲の入力について15を代表値とすることを意味している。 Figures 6 to 8 only show the coordinates (input amplitude) on the I axis of the received symbol. As above, an input amplitude of, for example, "31 (+31.0)" in Figures 6 and 7 means that 31 is the representative value for inputs in the range of +30.5 to +31.5. Similarly, an input amplitude of, for example, "15 (+15.0)" in Figure 8 means that 15 is the representative value for inputs in the range of +14.5 to +15.5.
図9(A)に示すように16QAMに対応するシンボルデマッピング回路22aは、6ビットで表される64段階の入力振幅に対してMSBとLSBと、これらビットのそれぞれのLLRとを出力する。図6~図8のLLR:MSBはMSBのLLRを示し、LLR:LSBはLSBのLLRを示している。 As shown in FIG. 9A, the symbol demapping circuit 22a corresponding to 16QAM outputs the MSB and LSB and the LLR of each of these bits for 64 levels of input amplitude represented by 6 bits. In FIG. 6 to FIG. 8, LLR:MSB indicates the LLR of the MSB, and LLR:LSB indicates the LLR of the LSB.
また、図9(B)に示すようにQPSKに対応するシンボルデマッピング回路22aは、5ビットで表される32段階の入力振幅に対して1ビットの出力DTと、このビットのLLRとを出力する。
16QAM、QPSKいずれの場合でも、LLRは0~3の4段階の値を2ビットによって表している。
As shown in FIG. 9B, a symbol demapping circuit 22a corresponding to QPSK outputs a 1-bit output DT and the LLR of this bit for an input amplitude of 32 stages represented by 5 bits.
In either case of 16QAM or QPSK, the LLR is expressed by four levels of values from 0 to 3 using two bits.
なお、図10に示すコンスタレーションから分かるように、16QAMの場合にはシンボルデマッピング回路22aの出力ビットの値が変わるI軸上の境界がMSBの場合で1つであるのに対し、LSBの場合には2つの境界があるからである。図10の例では、80がMSBの値が変わる境界を示し、81,82がLSBの値が変わる境界を示している。 As can be seen from the constellation shown in Figure 10, in the case of 16QAM, there is one boundary on the I axis where the value of the output bit of the symbol demapping circuit 22a changes for the MSB, whereas there are two boundaries for the LSB. In the example of Figure 10, 80 indicates the boundary where the MSB value changes, and 81 and 82 indicate the boundaries where the LSB value changes.
したがって、16QAMに対応するシンボルデマッピング回路22aの場合には、「0」~「31」の範囲の入力振幅に対してMSBの4段階のLLRを出力するための図11(A)のようなミッドライザ型の入出力特性と、「-32」~「-1」の範囲の入力振幅に対してMSBの4段階のLLRを出力するための図11(B)のようなミッドライザ型の入出力特性と、「16」~「31」の範囲の入力振幅に対してLSBの4段階のLLRを出力するための図11(C)のようなミッドライザ型の入出力特性と、「0」~「15」の範囲の入力振幅に対してLSBの4段階のLLRを出力するための図11(D)のようなミッドライザ型の入出力特性と、入出力特性が図11(C)と同様で、「-16」~「-1」の範囲の入力振幅に対してLSBの4段階のLLRを出力するためのミッドライザ型の入出力特性と、入出力特性が図11(D)と同様で、「-32」~「-17」の範囲の入力振幅に対してLSBの4段階のLLRを出力するためのミッドライザ型の入出力特性とを用意する必要がある。 Therefore, in the case of the symbol demapping circuit 22a corresponding to 16QAM, there are mid-riser type input/output characteristics as shown in FIG. 11(A) for outputting four-level LLR of MSB for an input amplitude in the range of "0" to "31", mid-riser type input/output characteristics as shown in FIG. 11(B) for outputting four-level LLR of MSB for an input amplitude in the range of "-32" to "-1", and mid-riser type input/output characteristics as shown in FIG. 11(C) for outputting four-level LLR of LSB for an input amplitude in the range of "16" to "31". It is necessary to prepare the following output characteristics and mid-riser type input/output characteristics as shown in FIG. 11(D) for outputting LLRs in four stages of LSB for an input amplitude in the range of "0" to "15", mid-riser type input/output characteristics with input/output characteristics similar to FIG. 11(C) for outputting LLRs in four stages of LSB for an input amplitude in the range of "-16" to "-1", and mid-riser type input/output characteristics with input/output characteristics similar to FIG. 11(D) for outputting LLRs in four stages of LSB for an input amplitude in the range of "-32" to "-17".
QPSKに対応するシンボルデマッピング回路22aの場合には、入出力特性が図11(A)と同様で、「0」~「15」の範囲の入力振幅に対して4段階のLLRを出力するためのミッドライザ型の入出力特性と、入出力特性が図11(B)と同様で、「-16」~「-1」の範囲の入力振幅に対して4段階のLLRを出力するためのミッドライザ型の入出力特性とを用意すればよい。 In the case of a symbol demapping circuit 22a that supports QPSK, it is necessary to prepare a mid-riser type input/output characteristic whose input/output characteristics are similar to those in FIG. 11(A) and which outputs four levels of LLR for an input amplitude in the range of "0" to "15", and a mid-riser type input/output characteristic whose input/output characteristics are similar to those in FIG. 11(B) and which outputs four levels of LLR for an input amplitude in the range of "-16" to "-1".
図30~図32に示したように従来の技術では、入力振幅が最小値の場合(16QAMでは-32(-32.0)、QPSKでは-16(-16.0))、未使用となり、データの使用効率が悪いという課題があった。
これに対して、本実施例では、ミッドライザ型の入出力特性により、入力振幅をLLRに変換するので、入力振幅が最小値の場合でもLLRを生成することができ、データの使用効率を高めることができる。
As shown in Figures 30 to 32, in the conventional technology, when the input amplitude is at the minimum value (-32 (-32.0) for 16QAM, -16 (-16.0) for QPSK), the signal is unused, resulting in poor data usage efficiency.
In contrast, in this embodiment, the input amplitude is converted to an LLR using a mid-riser type input/output characteristic, so that an LLR can be generated even when the input amplitude is at the minimum value, thereby improving the efficiency of data usage.
また、本実施例では、ミッドライザ型の入出力特性により、入力振幅をLLRに変換することで、図6~図8に示すようにシンボルデマッピング回路22aの出力ビットが“1”から“0”に変わる境界において、“0”に変わる直前の出力ビット“1”のLLRを0とし、変わった直後の出力ビット“0”のLLRも0とすることができる。また、シンボルデマッピング回路22aの出力ビットが“0”から“1”に変わる境界において、“1”に変わる直前の出力ビット“0”のLLRを0とし、変わった直後の出力ビット“1”のLLRも0とすることができる。こうして、本実施例では、出力ビットの値が変わる境界でLLRの生成値がアンバランスになるという課題を解消することができる。 In addition, in this embodiment, by converting the input amplitude into LLR using mid-riser type input/output characteristics, as shown in Figures 6 to 8, at the boundary where the output bit of the symbol demapping circuit 22a changes from "1" to "0", the LLR of the output bit "1" immediately before it changes to "0" can be set to 0, and the LLR of the output bit "0" immediately after the change can also be set to 0. Also, at the boundary where the output bit of the symbol demapping circuit 22a changes from "0" to "1", the LLR of the output bit "0" immediately before it changes to "1" can be set to 0, and the LLR of the output bit "1" immediately after the change can also be set to 0. In this way, in this embodiment, the problem of the LLR generation values becoming unbalanced at the boundary where the value of the output bit changes can be resolved.
また、本実施例では、LLRを2ビットで表現するため、従来よりもシンボルデマッピング回路22aと誤り訂正復号回路23の回路規模を削減することができ、消費電力を低減することができる。ただし、従来の4ビット表現のLLRに対して、LLRの0や1の割合を維持する必要がある。 In addition, in this embodiment, since the LLR is expressed in 2 bits, the circuit scale of the symbol demapping circuit 22a and the error correction decoding circuit 23 can be reduced compared to the conventional case, and power consumption can be reduced. However, it is necessary to maintain the ratio of 0s and 1s in the LLR compared to the conventional 4-bit representation of the LLR.
そこで、本実施例では、LLR導出部222の前段に重み付け処理部221を設け、多値変調が施されている受信信号に対して重み付けを施す。これにより、シンボルデマッピング回路22aの出力ビットの値が変わる境界において低尤度(ビットの信頼度が低い)の割り当て数を維持することができる。従来のLLR導出部のミッドトレッド型の入出力特性の具体例を図12に示し、本実施例のLLR導出部222のミッドライザ型の入出力特性の具体例を図13に示し、LLR導出部222の前段に重み付け処理部221を設けた場合の入出力特性の具体例を図14に示す。図12~図14の300はMSBのLLRについての特性を示し、301はLSBのLLRについての特性を示している。 Therefore, in this embodiment, a weighting processing unit 221 is provided before the LLR derivation unit 222, and weighting is applied to the received signal that has been multi-level modulated. This makes it possible to maintain the number of allocations with low likelihood (low bit reliability) at the boundary where the value of the output bit of the symbol demapping circuit 22a changes. A specific example of mid-tread type input/output characteristics of a conventional LLR derivation unit is shown in FIG. 12, a specific example of mid-riser type input/output characteristics of the LLR derivation unit 222 of this embodiment is shown in FIG. 13, and a specific example of input/output characteristics when the weighting processing unit 221 is provided before the LLR derivation unit 222 is shown in FIG. 14. In FIGS. 12 to 14, 300 indicates the characteristics of the LLR of the MSB, and 301 indicates the characteristics of the LLR of the LSB.
16QAMに対応するシンボルデマッピング回路22aの場合、重み付け処理部221の内部には、MSB用の重み付け処理部とLSB用の重み付け処理部とがある。すなわち、16QAMに対応するシンボルデマッピング回路22aの場合、「-32」~「31」の範囲の入力振幅に対して重み付けを施して「-32」~「31」の範囲の出力振幅を生成するMSB用の重み付け処理部221の入出力特性を用意する必要がある。また、「0」~「31」の範囲の入力振幅に対して重み付けを施して「0」~「31」の範囲の出力振幅を生成するLSB用の重み付け処理部221の入出力特性と、「-32」~「-1」の範囲の入力振幅に対して重み付けを施して「-32」~「-1」の範囲の出力振幅を生成するLSB用の重み付け処理部221の入出力特性とを用意する必要がある。 In the case of the symbol demapping circuit 22a corresponding to 16QAM, the weighting processing unit 221 includes a weighting processing unit for the MSB and a weighting processing unit for the LSB. That is, in the case of the symbol demapping circuit 22a corresponding to 16QAM, it is necessary to prepare the input/output characteristics of the weighting processing unit 221 for the MSB, which applies weighting to the input amplitude in the range of "-32" to "31" to generate an output amplitude in the range of "-32" to "31". It is also necessary to prepare the input/output characteristics of the weighting processing unit 221 for the LSB, which applies weighting to the input amplitude in the range of "0" to "31" to generate an output amplitude in the range of "0" to "31", and the input/output characteristics of the weighting processing unit 221 for the LSB, which applies weighting to the input amplitude in the range of "-32" to "-1" to generate an output amplitude in the range of "-32" to "-1".
LLR導出部222は、MSB用の重み付け処理部221の出力を入力として、MSBのLLRを導出し、LSB用の重み付け処理部221の出力を入力として、LSBのLLRを導出すればよい。 The LLR derivation unit 222 takes the output of the weighting processing unit 221 for the MSB as input to derive the LLR of the MSB, and takes the output of the weighting processing unit 221 for the LSB as input to derive the LLR of the LSB.
また、QPSKに対応するシンボルデマッピング回路22aの場合には、「-16」~「15」の範囲の入力振幅に対して重み付けを施して「-16」~「15」の範囲の出力振幅を生成する重み付け処理部221の入出力特性を用意すればよい。 In the case of a symbol demapping circuit 22a that supports QPSK, it is sufficient to prepare input/output characteristics for the weighting processing unit 221 that applies weighting to an input amplitude in the range of "-16" to "15" to generate an output amplitude in the range of "-16" to "15."
本実施例において、低尤度とは、LLRが0または1であることを言う。従来技術では、シンボルデマッピング回路22の出力ビットが“1”から“0”または“0”から“1”に変わる境界において0または1のLLRの数は3である。一方、本実施例では、上記のとおり出力ビットの値が変わる境界でLLRがアンバランスになるという課題を解消するために、LLRが0の数が1増えているので、出力ビットの値が変わる境界における0または1のLLRの数は4である。 In this embodiment, low likelihood means that the LLR is 0 or 1. In the conventional technology, the number of LLRs of 0 or 1 at the boundary where the output bit of the symbol demapping circuit 22 changes from "1" to "0" or from "0" to "1" is three. On the other hand, in this embodiment, in order to solve the problem of LLRs becoming unbalanced at the boundary where the value of the output bit changes as described above, the number of LLRs of 0 is increased by one, so that the number of LLRs of 0 or 1 at the boundary where the value of the output bit changes is four.
こうして、本実施例では、シンボルデマッピング回路22aの出力ビットの値が変わる境界において低尤度の割り当て数を維持することができる。本実施例では、LLRのビット幅の削減によって誤り訂正の際に訂正候補間の優劣の正しい判別が不能になってしまうという課題を解消することができ、誤り訂正復号回路23によって誤り確率の高い出力ビットを正しく選択して訂正することができる。 In this way, in this embodiment, the number of low-likelihood allocations can be maintained at the boundary where the value of the output bit of the symbol demapping circuit 22a changes. In this embodiment, the problem that it becomes impossible to correctly distinguish between correction candidates when correcting an error due to the reduction in the bit width of the LLR can be resolved, and the error correction decoding circuit 23 can correctly select and correct output bits with a high error probability.
本実施例では、2ビット表現のLLRを生成する例で説明したが、3ビット表現のLLRを生成してもよい。図3に示した構成のシンボルデマッピング回路22aによって3ビット表現のLLRを生成する場合の1例を図15~図20に示す。図15~図18は多値変調方式が16QAMの場合についてシンボルデマッピング回路22aによりデマッピング処理した結果を示し、図19、図20は多値変調方式がQPSKの場合についてシンボルデマッピング回路22aによりデマッピング処理した結果を示している。 In this embodiment, an example of generating a 2-bit LLR has been described, but a 3-bit LLR may also be generated. An example of generating a 3-bit LLR using the symbol demapping circuit 22a configured as shown in FIG. 3 is shown in FIGS. 15 to 20. FIGS. 15 to 18 show the results of demapping processing by the symbol demapping circuit 22a when the multi-level modulation method is 16QAM, and FIGS. 19 and 20 show the results of demapping processing by the symbol demapping circuit 22a when the multi-level modulation method is QPSK.
図15~図20では、受信シンボルのI軸上の座標(入力振幅)についてのみ示している。図15~図18の例では、16QAMに対応するシンボルデマッピング回路22aは、7ビットで表される128段階の入力振幅に対してMSBとLSBと、これらビットのそれぞれのLLRとを出力する。 In Figures 15 to 20, only the coordinates (input amplitude) of the received symbol on the I axis are shown. In the examples of Figures 15 to 18, the symbol demapping circuit 22a corresponding to 16QAM outputs the MSB and LSB and the LLRs of each of these bits for 128 levels of input amplitude represented by 7 bits.
また、図19、図20の例では、QPSKに対応するシンボルデマッピング回路22aは、6ビットで表される64段階の入力振幅に対して1ビットの出力DTと、このビットのLLRとを出力する。
16QAM、QPSKいずれの場合でも、LLRは0~7の8段階の値を3ビットによって表している。
In the examples of FIGS. 19 and 20, the symbol demapping circuit 22a corresponding to QPSK outputs a 1-bit output DT and the LLR of this bit for an input amplitude of 64 stages represented by 6 bits.
In either case of 16QAM or QPSK, the LLR is expressed by 3 bits and has 8 levels from 0 to 7.
図15~図18の例に対応するシンボルデマッピング回路22aの場合には、「0」~「63」の範囲の入力振幅に対してMSBの8段階のLLRを出力するための図11(A)のようなミッドライザ型の入出力特性と、「-64」~「-1」の範囲の入力振幅に対してMSBの8段階のLLRを出力するための図11(B)のようなミッドライザ型の入出力特性と、「32」~「64」の範囲の入力振幅に対してLSBの8段階のLLRを出力するための図11(C)のようなミッドライザ型の入出力特性と、「0」~「31」の範囲の入力振幅に対してLSBの8段階のLLRを出力するための図11(D)のようなミッドライザ型の入出力特性と、入出力特性が図11(C)と同様で、「-32」~「-1」の範囲の入力振幅に対してLSBの8段階のLLRを出力するためのミッドライザ型の入出力特性と、入出力特性が図11(D)と同様で、「-64」~「-33」の範囲の入力振幅に対してLSBの8段階のLLRを出力するためのミッドライザ型の入出力特性とを用意する必要がある。 In the case of the symbol demapping circuit 22a corresponding to the examples of Figures 15 to 18, there are mid-riser type input/output characteristics as shown in Figure 11(A) for outputting eight-level LLR of MSB for an input amplitude in the range of "0" to "63", mid-riser type input/output characteristics as shown in Figure 11(B) for outputting eight-level LLR of MSB for an input amplitude in the range of "-64" to "-1", and mid-riser type input/output characteristics as shown in Figure 11(C) for outputting eight-level LLR of LSB for an input amplitude in the range of "32" to "64". It is necessary to prepare input/output characteristics of a mid-riser type as shown in FIG. 11(D) for outputting eight LSB-level LLRs for an input amplitude in the range of "0" to "31", input/output characteristics of a mid-riser type as shown in FIG. 11(C) for outputting eight LSB-level LLRs for an input amplitude in the range of "-32" to "-1", and input/output characteristics of a mid-riser type as shown in FIG. 11(D) for outputting eight LSB-level LLRs for an input amplitude in the range of "-64" to "-33".
図19、図20の例に対応するシンボルデマッピング回路22aの場合には、入出力特性が図11(A)と同様で、「0」~「31」の範囲の入力振幅に対して8段階のLLRを出力するためのミッドライザ型の入出力特性と、入出力特性が図11(B)と同様で、「-32」~「-1」の範囲の入力振幅に対して8段階のLLRを出力するためのミッドライザ型の入出力特性とを用意すればよい。 In the case of the symbol demapping circuit 22a corresponding to the examples of Figures 19 and 20, it is necessary to prepare a mid-riser type input/output characteristic whose input/output characteristics are similar to those of Figure 11(A) and which outputs eight levels of LLR for an input amplitude in the range of "0" to "31", and a mid-riser type input/output characteristic whose input/output characteristics are similar to those of Figure 11(B) and which outputs eight levels of LLR for an input amplitude in the range of "-32" to "-1".
また、図15~図18の例に対応するシンボルデマッピング回路22aの場合、「-64」~「63」の範囲の入力振幅に対して重み付けを施して「-64」~「63」の範囲の出力振幅を生成するMSB用の重み付け処理部221の入出力特性を用意する必要がある。また、「0」~「63」の範囲の入力振幅に対して重み付けを施して「0」~「63」の範囲の出力振幅を生成するLSB用の重み付け処理部221の入出力特性と、「-64」~「-1」の範囲の入力振幅に対して重み付けを施して「-64」~「-1」の範囲の出力振幅を生成するLSB用の重み付け処理部221の入出力特性とを用意する必要がある。 In the case of the symbol demapping circuit 22a corresponding to the examples of Figures 15 to 18, it is necessary to prepare input/output characteristics of the weighting processing unit 221 for MSB, which applies weighting to an input amplitude in the range of "-64" to "63" to generate an output amplitude in the range of "-64" to "63". It is also necessary to prepare input/output characteristics of the weighting processing unit 221 for LSB, which applies weighting to an input amplitude in the range of "0" to "63" to generate an output amplitude in the range of "0" to "63", and input/output characteristics of the weighting processing unit 221 for LSB, which applies weighting to an input amplitude in the range of "-64" to "-1" to generate an output amplitude in the range of "-64" to "-1".
図19、図20の例に対応するシンボルデマッピング回路22aの場合には、「-32」~「31」の範囲の入力振幅に対して重み付けを施して「-32」~「31」の範囲の出力振幅を生成する重み付け処理部221の入出力特性を用意すればよい。 In the case of the symbol demapping circuit 22a corresponding to the examples of Figures 19 and 20, it is sufficient to prepare the input/output characteristics of the weighting processing unit 221 that applies weighting to input amplitudes in the range of "-32" to "31" to generate output amplitudes in the range of "-32" to "31".
なお、図6~図8、図15~図20では、受信シンボルのI軸上の座標についてのみ示したが、シンボルデマッピング回路22aは、受信シンボルのQ軸上の座標(入力振幅)についてもI軸上の座標と同様に処理すればよい。 Note that although Figures 6 to 8 and Figures 15 to 20 only show the coordinates of the received symbols on the I axis, the symbol demapping circuit 22a can also process the coordinates of the received symbols on the Q axis (input amplitude) in the same way as the coordinates on the I axis.
[第2の実施例]
次に、本発明の第2の実施例について説明する。本実施例においても、送信装置1と受信装置2aの全体構成は第1の実施例と同様であるので、図1、図2の符号を用いて説明する。本実施例では、多値変調方式として16QAM、QPSK等の直交変調に加えて、PCS(Probabilistic Constellation Shaping)処理が適用された方式について説明する。本実施例では、PCS処理を16QAMに適用したPCS-16QAMの例で説明する。
[Second embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In this embodiment, the overall configuration of the transmitting device 1 and the receiving device 2a is similar to that of the first embodiment, so the description will be given using the symbols in Figures 1 and 2. In this embodiment, a method in which PCS (Probabilistic Constellation Shaping) processing is applied in addition to orthogonal modulation such as 16QAM and QPSK as a multi-level modulation method will be described. In this embodiment, an example of PCS-16QAM in which PCS processing is applied to 16QAM will be described.
図21は本実施例の受信装置2aのシンボルデマッピング回路22aの構成を示すブロック図である。シンボルデマッピング回路22aは、硬判定値導出部220aと、LLR導出部222a(尤度情報導出部)と、受信振幅調整部223とから構成される。 Figure 21 is a block diagram showing the configuration of the symbol demapping circuit 22a of the receiving device 2a of this embodiment. The symbol demapping circuit 22a is composed of a hard decision value derivation unit 220a, an LLR derivation unit 222a (likelihood information derivation unit), and a reception amplitude adjustment unit 223.
硬判定値導出部220aの動作は、第1の実施例の硬判定値導出部220と同様であるが、PCS-16QAMに対応した特性により、PCS-16QAM信号をビット列に変換する。LLR導出部222aの動作は、第1の実施例のLLR導出部222と同様であるが、PCS-16QAMに対応した特性により、PCS-16QAM信号からLLRを導出する。 The operation of the hard decision value derivation unit 220a is similar to that of the hard decision value derivation unit 220 in the first embodiment, but it converts the PCS-16QAM signal into a bit string due to characteristics corresponding to PCS-16QAM. The operation of the LLR derivation unit 222a is similar to that of the LLR derivation unit 222 in the first embodiment, but it derives LLRs from the PCS-16QAM signal due to characteristics corresponding to PCS-16QAM.
PCS処理が施されていない16QAM信号の振幅分布を図22に示す。図22のTH1はMSBが1または0になるMSB閾値、TH2はLSBが1または0になるLSB閾値を示している。PCS処理が施されていない16QAM信号のLSB閾値はシンボル中間値の「+32」になる。 Figure 22 shows the amplitude distribution of a 16QAM signal that has not undergone PCS processing. TH1 in Figure 22 indicates the MSB threshold where the MSB is 1 or 0, and TH2 indicates the LSB threshold where the LSB is 1 or 0. The LSB threshold of a 16QAM signal that has not undergone PCS processing is the symbol midpoint value, "+32."
PCS-16QAM信号の振幅分布を図23に示す。PCS処理が施された16QAM信号の場合、LSB閾値TH2が外側にシフトする。
多値変調方式がPCS-16QAMの場合について、従来のシンボルデマッピング回路によりデマッピング処理した結果の1例を図24、図25に示す。ビット列とLLRはSD(Soft Decision)テーブルに基づいて生成される。図24、図25の「+0」、「+1」、「+2」、「+3」はPCS-16QAMの入力振幅値を示している。図24、図25のSDテーブルの例は、LSB閾値TH2が入力振幅値「+2」に設定されている場合を示している。
The amplitude distribution of the PCS-16QAM signal is shown in Fig. 23. In the case of a 16QAM signal that has been subjected to PCS processing, the LSB threshold TH2 shifts outward.
An example of the result of demapping processing by a conventional symbol demapping circuit when the multi-level modulation method is PCS-16QAM is shown in Figures 24 and 25. Bit strings and LLRs are generated based on a SD (Soft Decision) table. "+0", "+1", "+2", and "+3" in Figures 24 and 25 indicate input amplitude values of PCS-16QAM. The example of the SD table in Figures 24 and 25 shows a case where the LSB threshold TH2 is set to the input amplitude value "+2".
図26にSDテーブルのLSB閾値シフト量とBER(Bit Error Rate)との関係を示す。このように、PCSでは、SDテーブルの閾値シフトでBERが改善する。図26の100はPCS-16QAM信号のノイズ成分の標準偏差σが0.51の場合、101はσが0.52の場合、102はσが0.53の場合を示している。 Figure 26 shows the relationship between the amount of LSB threshold shift in the SD table and the BER (Bit Error Rate). Thus, in PCS, the BER improves by shifting the threshold in the SD table. In Figure 26, 100 shows the case where the standard deviation σ of the noise component of the PCS-16QAM signal is 0.51, 101 shows the case where σ is 0.52, and 102 shows the case where σ is 0.53.
ただし、SDテーブルの変更では、+1または+2の整数シフトしか実現できない。そこで、本実施例では、受信振幅調整部223を設ける。受信振幅調整部223は、PCS-16QAM信号の入力振幅値を例えば32/33.5倍する。これにより、本実施例では、硬判定値導出部220aとLLR導出部222aとが用いるSDテーブルを変更することなく、+1.5シフト相当のLSB閾値シフトを実現できる。 However, by changing the SD table, only integer shifts of +1 or +2 can be achieved. Therefore, in this embodiment, a reception amplitude adjustment unit 223 is provided. The reception amplitude adjustment unit 223 multiplies the input amplitude value of the PCS-16QAM signal by, for example, 32/33.5. As a result, in this embodiment, an LSB threshold shift equivalent to a +1.5 shift can be achieved without changing the SD tables used by the hard decision value derivation unit 220a and the LLR derivation unit 222a.
図27を用いて本実施例の効果について説明する。図27の横軸はSNR(Signal to Noise ratio)、縦軸はシンボルデマッピング回路22aから出力されたビット列に対し、誤り訂正復号回路がLLRに基づいて誤り訂正復号処理を行った後のBERを示している。図27の200は符号化なしの場合を示している。201はシンボルデマッピング回路にPCS-16QAM信号が入力され、かつSDテーブルの変更により+1のLSB閾値シフトを行った場合を示している。202はシンボルデマッピング回路にPCS-16QAM信号が入力され、かつSDテーブルの変更により+2のLSB閾値シフトを行った場合を示している。203は本実施例においてシンボルデマッピング回路22aにPCS-16QAM信号が入力された場合を示している。 The effect of this embodiment will be explained using FIG. 27. The horizontal axis of FIG. 27 indicates SNR (Signal to Noise ratio), and the vertical axis indicates BER after the error correction decoding circuit performs error correction decoding processing based on LLR on the bit string output from the symbol demapping circuit 22a. 200 in FIG. 27 indicates the case without coding. 201 indicates the case where a PCS-16QAM signal is input to the symbol demapping circuit and an LSB threshold shift of +1 is performed by changing the SD table. 202 indicates the case where a PCS-16QAM signal is input to the symbol demapping circuit and an LSB threshold shift of +2 is performed by changing the SD table. 203 indicates the case where a PCS-16QAM signal is input to the symbol demapping circuit 22a in this embodiment.
以上のように、本実施例では、受信振幅調整部223を設けることにより、SDテーブルを変更することなく、+1.5シフト相当のLSB閾値シフトを実現することができ、高性能かつ低電力な誤り訂正が可能となる。 As described above, in this embodiment, by providing the reception amplitude adjustment unit 223, it is possible to achieve an LSB threshold shift equivalent to a +1.5 shift without changing the SD table, enabling high-performance, low-power error correction.
第1、第2の実施例で説明した送信装置1と受信装置2aの各々は、例えばASIC(application specific integrated circuit)あるいはFPGA(field-programmable gate array)などのハードウェアロジックで構成することができる。また、送信装置1と受信装置2aの各々の少なくとも一部をコンピュータによって実現してもよい。この場合、各々の装置のCPUは、メモリに格納されたプログラムに従って第1、第2の実施例で説明した処理を実行する。 Each of the transmitting device 1 and receiving device 2a described in the first and second embodiments can be configured with hardware logic, such as an ASIC (application specific integrated circuit) or an FPGA (field-programmable gate array). Also, at least a part of each of the transmitting device 1 and receiving device 2a may be realized by a computer. In this case, the CPU of each device executes the processing described in the first and second embodiments according to a program stored in the memory.
本発明は、多値変調が施された受信信号を復号する技術に適用することができる。 The present invention can be applied to a technique for decoding a received signal that has been multilevel modulated.
1…送信装置、2a…受信装置、10…誤り訂正符号化回路、11…シンボルマッピング回路、12…変調回路、13…DA変換回路、20…AD変換回路、21…復調回路、22a…シンボルデマッピング回路、23…誤り訂正復号回路、220,220a…硬判定値導出部、221…重み付け処理部、222,222a…LLR導出部、223…受信振幅調整部。 1...Transmitting device, 2a...Receiving device, 10...Error correction coding circuit, 11...Symbol mapping circuit, 12...Modulation circuit, 13...DA conversion circuit, 20...AD conversion circuit, 21...Demodulation circuit, 22a...Symbol demapping circuit, 23...Error correction decoding circuit, 220, 220a...Hard decision value derivation unit, 221...Weighting processing unit, 222, 222a...LLR derivation unit, 223...Reception amplitude adjustment unit.
Claims (7)
前記ビット列のビット毎の尤度情報を導出するように構成された尤度情報導出部と、
前記硬判定値導出部の出力ビットの値が変わる境界における0または1の前記尤度情報の数が4になるように、前記多値変調が施されている受信信号に対して重み付けを施すように構成された重み付け処理部とを備え、
前記尤度情報導出部は、前記重み付けの処理が施された受信信号を入力として、前記尤度情報を2ビットで表現することを特徴とするシンボルデマッピング回路。 a hard decision value derivation unit configured to derive a bit string corresponding to an ideal signal point closest to a received symbol based on a received signal that has been multi-level modulated;
a likelihood information derivation unit configured to derive likelihood information for each bit of the bit string;
a weighting processing unit configured to weight the received signal that has been multilevel modulated so that the number of pieces of likelihood information that are 0 or 1 at the boundary where the value of the output bit of the hard decision value derivation unit changes becomes 4;
A symbol demapping circuit, characterized in that the likelihood information derivation unit receives the weighted received signal as an input and expresses the likelihood information in two bits.
前記ビット列のビット毎の尤度情報を導出するように構成された尤度情報導出部と、
前記硬判定値導出部の出力ビットの値が変わる境界における0または1の前記尤度情報の数が4になるように、前記多値変調が施されている受信信号に対して重み付けを施すように構成された重み付け処理部とを備え、
前記尤度情報導出部は、前記重み付けの処理が施された受信信号を入力として、ミッドライザ型の入出力特性により2ビットの前記尤度情報を導出することを特徴とするシンボルデマッピング回路。 a hard decision value derivation unit configured to derive a bit string corresponding to an ideal signal point closest to a received symbol based on a received signal that has been multi-level modulated;
a likelihood information derivation unit configured to derive likelihood information for each bit of the bit string ;
a weighting processing unit configured to weight the received signal that has been multilevel modulated so that the number of pieces of likelihood information that are 0 or 1 at the boundary where the value of the output bit of the hard decision value derivation unit changes becomes 4;
A symbol demapping circuit, characterized in that the likelihood information derivation unit receives the weighted received signal as an input and derives the 2-bit likelihood information using a mid-riser type input/output characteristic.
前記入力振幅値が調整された受信信号に基づいて、受信シンボルに最も近い理想信号点に対応するビット列を導出するように構成された硬判定値導出部と、
前記ビット列のビット毎の尤度情報を導出するように構成された尤度情報導出部とを備え、
前記尤度情報導出部は、前記入力振幅値が調整された受信信号を入力として、入力振幅に対する前記尤度情報が設定されたSDテーブルを用いて前記尤度情報を導出することを特徴とするシンボルデマッピング回路。 A reception amplitude adjustment unit configured to adjust an input amplitude value of a reception signal that has been multi-level modulated to 32/33.5 times in a PCS reception process;
a hard decision value derivation unit configured to derive a bit sequence corresponding to an ideal signal point closest to a received symbol based on the received signal whose input amplitude value has been adjusted;
a likelihood information derivation unit configured to derive likelihood information for each bit of the bit string,
The symbol demapping circuit is characterized in that the likelihood information derivation unit receives as input the received signal whose input amplitude value has been adjusted, and derives the likelihood information using an SD table in which the likelihood information for the input amplitude is set.
前記尤度情報に基づいて前記ビット列の誤り訂正復号処理を行い、受信データを復号するように構成された誤り訂正復号回路とを備えることを特徴とする受信装置。 A symbol demapping circuit according to any one of claims 1 to 3;
an error correction decoding circuit configured to perform an error correction decoding process on the bit string based on the likelihood information and decode received data.
前記第1のステップの出力ビットの値が変わる境界における0または1の尤度情報の数が4になるように、前記多値変調が施されている受信信号に対して重み付けを施す第2のステップと、
前記重み付けの処理が施された受信信号を入力として、前記ビット列のビット毎の前記尤度情報を導出する第3のステップとを含み、
前記第3のステップは、前記尤度情報を2ビットで表現するステップを含むことを特徴とするシンボルデマッピング方法。 A first step of deriving a bit string corresponding to an ideal signal point closest to a received symbol based on a received signal that has been multi-level modulated;
a second step of weighting the received signal that has been subjected to the multi-level modulation so that the number of pieces of likelihood information of 0 or 1 at the boundary where the value of the output bit of the first step changes becomes 4;
a third step of deriving the likelihood information for each bit of the bit string using the weighted received signal as an input;
A symbol demapping method, wherein the third step includes a step of expressing the likelihood information in two bits.
前記第1のステップの出力ビットの値が変わる境界における0または1の尤度情報の数が4になるように、前記多値変調が施されている受信信号に対して重み付けを施す第2のステップと、
前記重み付けの処理が施された受信信号を入力として、前記ビット列のビット毎の前記尤度情報を導出する第3のステップとを含み、
前記第3のステップは、ミッドライザ型の入出力特性により2ビットの前記尤度情報を導出するステップを含むことを特徴とするシンボルデマッピング方法。 A first step of deriving a bit string corresponding to an ideal signal point closest to a received symbol based on a received signal that has been multi-level modulated;
a second step of weighting the received signal that has been subjected to the multi-level modulation so that the number of pieces of likelihood information of 0 or 1 at the boundary where the value of the output bit of the first step changes becomes 4;
a third step of deriving the likelihood information for each bit of the bit string using the weighted received signal as an input ;
A symbol demapping method, wherein the third step includes a step of deriving the 2-bit likelihood information using a midriser type input/output characteristic.
前記入力振幅値が調整された受信信号に基づいて、受信シンボルに最も近い理想信号点に対応するビット列を導出する第2のステップと、
前記ビット列のビット毎の尤度情報を導出する第3のステップとを含み、
前記第3のステップは、前記入力振幅値が調整された受信信号を入力として、入力振幅に対する前記尤度情報が設定されたSDテーブルを用いて前記尤度情報を導出するステップを含むことを特徴とするシンボルデマッピング方法。 In a PCS receiving process, a first step of adjusting an input amplitude value of a received signal that has been multi-level modulated to 32/33.5 times ;
a second step of deriving a bit sequence corresponding to an ideal signal point closest to a received symbol based on the received signal whose input amplitude value has been adjusted;
and a third step of deriving likelihood information for each bit of the bit string;
The symbol demapping method according to claim 3, wherein the third step includes a step of using as input the received signal whose input amplitude value has been adjusted, and deriving the likelihood information using an SD table in which the likelihood information for the input amplitude is set.
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