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JP7741736B2 - Receiving device and receiving method - Google Patents
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JP7741736B2 - Receiving device and receiving method - Google Patents

Receiving device and receiving method

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JP7741736B2 JP2022008831A JP2022008831A JP7741736B2 JP 7741736 B2 JP7741736 B2 JP 7741736B2 JP 2022008831 A JP2022008831 A JP 2022008831A JP 2022008831 A JP2022008831 A JP 2022008831A JP 7741736 B2 JP7741736 B2 JP 7741736B2
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本発明は、衛星放送又は地上放送における階層分割多重(LDM:Layered Division Multiplexing)方式を用いた伝送システムに関するものであり、特に、高階層(UL)と低階層(LL)として2つの変調信号が異なる電力で多重化され、同一周波数帯で直交変調して伝送されたLDM信号を受信して処理するLDM方式の受信装置及び受信方法に関する。 The present invention relates to a transmission system using Layered Division Multiplexing (LDM) for satellite broadcasting or terrestrial broadcasting, and in particular to an LDM receiving device and receiving method that receives and processes LDM signals in which two modulated signals, one for a higher layer (UL) and one for a lower layer (LL), are multiplexed at different power levels and then orthogonally modulated and transmitted in the same frequency band.

周波数利用効率の向上を目的とした無線伝送方式の一つに、2つの変調信号を異なる電力で多重化し、同一周波数帯で伝送する階層分割多重方式(以下、「LDM方式」と称する。)がある。地上デジタル放送においてもLDM方式の利用が検討されており、LDM方式を用いて新たな地上波放送方式を現行の地上波放送を多重するシステムが検討されている(例えば、非特許文献1,2参照)。 One wireless transmission method aimed at improving frequency utilization efficiency is hierarchical division multiplexing (hereinafter referred to as "LDM"), which multiplexes two modulated signals with different power levels and transmits them over the same frequency band. The use of LDM is also being considered for terrestrial digital broadcasting, and systems that use LDM to multiplex new terrestrial broadcasting formats with current terrestrial broadcasting are being considered (see, for example, non-patent documents 1 and 2).

LDM方式は2つの変調信号について電力差を付けて同一周波数帯で多重化する方式であり、一般的に電力の高い方をUL(Upper Layer)、低い方をLL(Lower Layer)とし、高階層(UL)と低階層(LL)の階層間の電力比は、LLの平均電力に対するULの平均電力の比を表すIL(Injection Level)によって定義される。 The LDM method multiplexes two modulated signals in the same frequency band with a power difference between them. The higher power signal is generally referred to as the UL (Upper Layer) and the lower power signal as the LL (Lower Layer). The power ratio between the upper layer (UL) and the lower layer (LL) is defined by the IL (Injection Level), which represents the ratio of the average power of the UL to the average power of the LL.

図11は、従来技術における典型的なLDM方式の送信装置10の概略構成を示すブロック図である。図11ではシングルキャリア伝送によるLDM方式の送信装置10の概略構成を例示しているが、マルチキャリアによるOFDM伝送にもLDM方式を適用可能であり、LDM方式の信号伝送自体に係る構成は同様である。図11に示すLDM方式の送信装置10は、UL用の誤り訂正符号化部11及びマッピング部12と、LL用の誤り訂正符号化部13及びマッピング部14と、電力調整部15と、合成部16と、直交変調部17と、を備える。 Figure 11 is a block diagram showing the general configuration of a typical LDM transmitter 10 in the prior art. While Figure 11 illustrates the general configuration of an LDM transmitter 10 using single-carrier transmission, the LDM method can also be applied to multi-carrier OFDM transmission, and the configuration related to LDM signal transmission itself is similar. The LDM transmitter 10 shown in Figure 11 comprises an error correction coding unit 11 and mapping unit 12 for UL, an error correction coding unit 13 and mapping unit 14 for LL, a power adjustment unit 15, a combining unit 16, and an orthogonal modulation unit 17.

誤り訂正符号化部11は、LDM方式のULで伝送したい情報であるUL用伝送情報を入力して、UL用として予め定めた誤り訂正符号化処理(LDPC符号等)を施し、マッピング部12に出力する。 The error correction coding unit 11 inputs UL transmission information, which is information to be transmitted via the UL in the LDM method, applies a predetermined error correction coding process (such as an LDPC code) for the UL, and outputs the result to the mapping unit 12.

マッピング部12は、誤り訂正符号化部11から得られる誤り訂正符号化処理後のデータに対してUL用として予め定めた変調方式(QPSK等)でマッピングし、同相成分Iと直交位相成分QのIQ平面で表すことが可能なIQ信号としてUL用のシンボルを有する変調信号を生成して合成部16に出力する。 The mapping unit 12 maps the data obtained from the error correction coding unit 11 after error correction coding processing using a modulation method (such as QPSK) predetermined for UL, generates a modulated signal having UL symbols as an IQ signal that can be represented on the IQ plane with an in-phase component I and a quadrature-phase component Q, and outputs this to the combining unit 16.

誤り訂正符号化部13は、LDM方式のLLで伝送したい情報であるLL用伝送情報を入力して、LL用として予め定めた誤り訂正符号化処理(LDPC符号等)を施し、マッピング部14に出力する。尚、UL用とLL用の各誤り訂正符号化処理は、それぞれ同一の誤り訂正符号化方式及び符号化率としてもよいし、それぞれ異なる誤り訂正符号化方式及び符号化率としてもよい。 The error correction coding unit 13 inputs LL transmission information, which is information to be transmitted on the LL of the LDM method, and applies a predetermined error correction coding process (such as an LDPC code) for the LL, outputting the result to the mapping unit 14. The error correction coding processes for the UL and LL may use the same error correction coding method and coding rate, or different error correction coding methods and coding rates.

マッピング部14は、誤り訂正符号化部13から得られる誤り訂正符号化処理後のデータに対してLL用として予め定めた変調方式(QPSK等)でマッピングし、IQ信号としてLL用のシンボルを有する変調信号を生成して電力調整部15に出力する。尚、UL用とLL用の各変調方式は、それぞれ同一変調方式としてもよいし、それぞれ異なる変調方式としてもよく、QPSKとする以外にも、π/2シフトBPSK,8PSK,16APSK等とすることができる。 The mapping unit 14 maps the error-correction-encoded data obtained from the error-correction encoding unit 13 using a modulation method (such as QPSK) predetermined for LL, generates a modulated signal having LL symbols as an IQ signal, and outputs it to the power adjustment unit 15. The modulation methods for UL and LL may be the same or different, and may be other than QPSK, such as π/2-shift BPSK, 8PSK, or 16APSK.

電力調整部15は、予め定められたILの値によって、マッピング部14から得られるLL用のシンボルについて振幅を調整し(即ち、ILに応じた階層間の電力比の調整を行い)、この振幅調整後のLL用のシンボルを合成部16に出力する。尚、ここでは、電力調整部15によって、LL用のシンボルについて振幅の調整を行う構成例を示しているが、ILに応じた階層間の電力比の調整を行うことができればよく、このような電力調整部15は、UL用とLL用のシンボルのいずれか一方又は双方について振幅の調整を行うとしてもよい。 The power adjustment unit 15 adjusts the amplitude of the LL symbols obtained from the mapping unit 14 using a predetermined IL value (i.e., adjusts the power ratio between layers according to the IL), and outputs the amplitude-adjusted LL symbols to the combining unit 16. Note that while an example configuration is shown here in which the power adjustment unit 15 adjusts the amplitude of the LL symbols, it is sufficient that the power adjustment unit 15 can adjust the power ratio between layers according to the IL, and such a power adjustment unit 15 may adjust the amplitude of either or both of the UL and LL symbols.

合成部16は、マッピング部12及び電力調整部15からそれぞれ得られるUL用とLL用の各シンボルについて電力加算することにより、LDMシンボルを生成し、直交変調部17に出力する。 The combiner 16 generates an LDM symbol by adding the power of each UL and LL symbol obtained from the mapping unit 12 and power adjustment unit 15, respectively, and outputs it to the orthogonal modulation unit 17.

直交変調部17は、UL用として予め定めた変調方式に従って、合成部16から得られるLDMシンボルについて同一周波数帯で直交変調した信号をLDM信号として生成し、所定の電力増幅(図示略)を経て送信アンテナ18から受信装置に向けて(地上又は衛星の中継器経由を含む。)に送信する。 The quadrature modulation unit 17 generates an LDM signal by quadrature modulating the LDM symbols obtained from the combiner 16 in the same frequency band according to a modulation method predetermined for UL, and transmits the signal through a specified power amplification (not shown) from the transmitting antenna 18 to the receiving device (including via a terrestrial or satellite repeater).

ところで、このLDM信号を受信する受信装置において、その受信性能は受信処理におけるULとLLの分離精度が大きく影響することから、様々なULとLLの階層分離手法が検討されている。最も一般的な階層分離手法としては、レプリカ信号の生成と電力減算処理によるSIC(Successive Interference Cancellation)が挙げられる(例えば、非特許文献1参照)。 In a receiving device that receives this LDM signal, the reception performance is greatly affected by the accuracy of UL and LL separation during reception processing, so various UL and LL layer separation methods are being considered. The most common layer separation method is SIC (Successive Interference Cancellation), which generates replica signals and performs power subtraction processing (see, for example, Non-Patent Document 1).

図12は、従来技術における典型的なSIC型受信装置20Sの概略構成を示すブロック図である。図12に示すSIC型受信装置20Sは、直交復調部22と、UL用のLLR計算部23及び誤り訂正復号部24と、UL再変調によるレプリカ信号生成部25と、減算部26と、LL用のLLR計算部27及び誤り訂正復号部28と、を備える。 Figure 12 is a block diagram showing the general configuration of a typical SIC-type receiving device 20S in the prior art. The SIC-type receiving device 20S shown in Figure 12 includes an orthogonal demodulation unit 22, a UL LLR calculation unit 23 and error correction decoding unit 24, a UL re-modulation replica signal generation unit 25, a subtraction unit 26, and an LL LLR calculation unit 27 and error correction decoding unit 28.

直交復調部22は、受信アンテナ21を介して高階層(UL)と低階層(LL)として2つの変調信号が異なる電力で多重化され、同一周波数帯で直交変調して伝送されたLDM信号を受信し、その受信したLDM信号について、平均電力又は最大電力に基づく所定の利得調整(図示略)による電力(振幅)正規化処理を経て入力し、シンボル同期及びキャリア再生を行い、直交復調処理を施してLDMシンボルを抽出し、UL用のLLR計算部23及び減算部26に出力する。 The orthogonal demodulation unit 22 receives an LDM signal via the receiving antenna 21, in which two modulated signals, one for a higher layer (UL) and one for a lower layer (LL), are multiplexed at different power levels and then orthogonally modulated and transmitted in the same frequency band. The received LDM signal is then subjected to power (amplitude) normalization processing using a predetermined gain adjustment (not shown) based on the average power or maximum power, before being input. Symbol synchronization and carrier recovery are then performed, and the LDM symbol is extracted through orthogonal demodulation processing, which is then output to the UL LLR calculation unit 23 and subtraction unit 26.

LLR計算部23は、直交復調部22から得られるLDMシンボルについて、UL用のシンボルとみなし、LDMシンボルが取りうる全てのシンボル位置を示す基準点(ULをQPSK、LLをQPSKとしたときは、後述する図4に示す16シンボルの基準点)を用いて対数尤度比(LLR:Log-likelihood ratio)を計算し、その対数尤度比(LLR)を示すUL信号を生成し、誤り訂正復号部24に出力する。尚、LLR計算部23は、直交復調部22から得られるLDMシンボルについて、UL用のシンボルとみなし、UL用として予め定めた変調方式に従うシンボル位置を示す基準点(図示は省略するが、ULをQPSKとしたときは、LLの変調方式に関わらず、UL用のQPSKに対応する4シンボルの基準点)を用いて対数尤度比(LLR)を計算し、その対数尤度比(LLR)を示すUL信号を生成するとしてもよい。この場合、特にILが小さいときLLRの精度は落ちるが、一般的な誤り訂正復号処理に係るLLR計算法と同じとなる。 The LLR calculation unit 23 regards the LDM symbols obtained from the orthogonal demodulation unit 22 as UL symbols, calculates log-likelihood ratios (LLRs) using reference points indicating all possible symbol positions for the LDM symbols (when UL is QPSK and LL is QPSK, the 16-symbol reference points shown in FIG. 4, described below), generates a UL signal indicating the log-likelihood ratios (LLRs), and outputs it to the error correction decoding unit 24. The LLR calculation unit 23 may also regard the LDM symbols obtained from the orthogonal demodulation unit 22 as UL symbols, calculates log-likelihood ratios (LLRs) using reference points indicating symbol positions according to a predetermined modulation method for UL (not shown, but when UL is QPSK, the 4-symbol reference points corresponding to QPSK for UL, regardless of the LL modulation method), and generates a UL signal indicating the log-likelihood ratios (LLRs). In this case, the accuracy of the LLR decreases, especially when the IL is small, but it is the same as the LLR calculation method used in general error correction decoding processing.

誤り訂正復号部24は、LLR計算部23から得られるUL信号に対して、送信側のUL用として予め定めた誤り訂正符号化処理(LDPC符号等)に対応する復号処理を施し、UL用伝送情報を示すUL信号の復号ビットを生成し外部出力するとともに、レプリカ信号生成部25にも出力する。 The error correction decoding unit 24 performs decoding processing on the UL signal obtained from the LLR calculation unit 23, corresponding to an error correction coding processing (such as an LDPC code) predetermined for the UL on the transmitting side, and generates decoded bits of the UL signal indicating UL transmission information, which are output externally and also to the replica signal generation unit 25.

レプリカ信号生成部25は、誤り訂正復号部24から得られるUL信号の復号ビットに対して、送信側のUL用として予め定めた誤り訂正符号化処理(LDPC符号等)を再度施し、更にUL用として予め定めた変調方式に従う直交変調処理を再度施すことによる再変調処理を施すことにより、UL用のシンボルを示すレプリカ信号を生成し、減算部26に出力する。 The replica signal generation unit 25 re-performs error correction coding processing (such as LDPC code) predetermined for the UL on the transmitting side on the decoded bits of the UL signal obtained from the error correction decoding unit 24, and then re-modulates the decoded bits by performing orthogonal modulation processing according to a modulation method predetermined for the UL, thereby generating a replica signal indicating the UL symbol and outputting it to the subtraction unit 26.

減算部26は、直交復調部22から得られるLDMシンボルについて、レプリカ信号生成部25による当該レプリカ信号の生成までに係る遅延調整を行った上で、当該LDMシンボルから当該UL用のシンボルを示すレプリカ信号を電力減算することによりLL用のシンボルを取得し、LLR計算部27に出力する。 The subtraction unit 26 performs delay adjustment for the LDM symbol obtained from the orthogonal demodulation unit 22 up until the replica signal generation unit 25 generates the replica signal, and then subtracts the power of the replica signal indicating the UL symbol from the LDM symbol to obtain the LL symbol, and outputs the LL symbol to the LLR calculation unit 27.

LLR計算部27は、減算部26から得られるLL用のシンボルについて、LL用として予め定めた変調方式に従うシンボル位置を示す基準点を用いて対数尤度比(LLR)を計算し、その対数尤度比(LLR)を示すLL信号を生成し、誤り訂正復号部28に出力する。 The LLR calculation unit 27 calculates the log-likelihood ratio (LLR) for the LL symbol obtained from the subtraction unit 26 using a reference point indicating the symbol position according to a modulation method predetermined for LL, generates an LL signal indicating the log-likelihood ratio (LLR), and outputs it to the error correction decoding unit 28.

誤り訂正復号部28は、LLR計算部27から得られるLL信号に対して、送信側のLL用として予め定めた誤り訂正符号化処理(LDPC符号等)に対応する復号処理を施し、LL用伝送情報を示すLL信号の復号ビットを生成し外部出力する。 The error correction decoding unit 28 performs a decoding process on the LL signal obtained from the LLR calculation unit 27, corresponding to an error correction coding process (such as an LDPC code) predetermined for the LL on the transmitting side, and generates decoded bits of the LL signal indicating the transmission information for the LL, which are then output externally.

このようなSICによる階層分離手法は、高い分離精度を有し、良好な受信性能を達成可能である。ただし、上述したレプリカ信号の生成及び電力減算処理による受信処理には、LDM方式に依らない一般的な受信装置に比べて、コストが大幅に増大するという課題がある。 This type of SIC-based layer separation method has high separation accuracy and can achieve good reception performance. However, the reception processing using the above-mentioned replica signal generation and power subtraction process has the problem of significantly higher costs compared to general receiving devices that do not rely on the LDM method.

そこで、直交復調処理を施して得られるLDMシンボルについて、レプリカ信号の生成及び電力減算処理を省略し、ULとLLを個別に復号(以下、「一括復調」と称する。)する手法が開示されている(例えば、特許文献1参照)。 Therefore, a method has been disclosed in which the LDM symbols obtained by performing orthogonal demodulation processing are decoded separately for the UL and LL (hereinafter referred to as "collective demodulation"), omitting the generation of replica signals and power subtraction processing (see, for example, Patent Document 1).

図13は、従来技術における典型的な一括復調型受信装置20Bの概略構成を示すブロック図である。尚、図13において、図12に示すものと同様な構成要素には同一の参照番号を付している。 Figure 13 is a block diagram showing the general configuration of a typical batch demodulation receiving device 20B in the prior art. Note that in Figure 13, components similar to those shown in Figure 12 are assigned the same reference numerals.

図13に示す一括復調型受信装置20Bは、直交復調部22と、UL用のLLR計算部23及び誤り訂正復号部24と、LL用のLLR計算部27B及び誤り訂正復号部28と、を備える。 The batch demodulation receiving device 20B shown in FIG. 13 includes an orthogonal demodulation unit 22, an LLR calculation unit 23 and an error correction decoding unit 24 for UL, and an LLR calculation unit 27B and an error correction decoding unit 28 for LL.

図13に示す一括復調型受信装置20Bでは、直交復調部22、LLR計算部23、誤り訂正復号部24、及び誤り訂正復号部28は、それぞれ図12に示すものと同様に機能し、その説明は省略するが、図13に示すLLR計算部27Bが、図12に示すLLR計算部27から置き換えられている点で相違している。 In the batch demodulation type receiving device 20B shown in Figure 13, the orthogonal demodulation unit 22, LLR calculation unit 23, error correction decoding unit 24, and error correction decoding unit 28 each function in the same way as those shown in Figure 12, and their explanation will be omitted, but the difference is that the LLR calculation unit 27B shown in Figure 13 replaces the LLR calculation unit 27 shown in Figure 12.

即ち、図13に示すLLR計算部27Bは、直交復調部22から得られるLDMシンボルについて、LL用のシンボルとみなし、LDMシンボルが取りうる全てのシンボル位置を示す基準点を用いて対数尤度比(LLR)を計算し、その対数尤度比(LLR)を示すLL信号を生成し、誤り訂正復号部28に出力する。 That is, the LLR calculation unit 27B shown in Figure 13 regards the LDM symbols obtained from the orthogonal demodulation unit 22 as symbols for LL, calculates the log-likelihood ratio (LLR) using reference points indicating all possible symbol positions for the LDM symbol, generates an LL signal indicating the log-likelihood ratio (LLR), and outputs it to the error correction decoding unit 28.

そして、図13に示す誤り訂正復号部28は、LLR計算部27Bから得られるLL信号に対して、送信側のLL用として予め定めた誤り訂正符号化処理(LDPC符号等)に対応する復号処理を施すものとなっている。 The error correction decoding unit 28 shown in Figure 13 performs decoding processing on the LL signal obtained from the LLR calculation unit 27B, corresponding to an error correction coding processing (such as an LDPC code) predetermined for the LL on the transmitting side.

しかし、このような一括復調による階層分離手法は、SICと比較して、受信処理に係るコストを低減可能である一方、雑音耐性が低く受信C/Nの低い環境において高い受信性能を達成することが困難である。 However, while this type of layer separation method using batch demodulation can reduce the costs associated with reception processing compared to SIC, it has low noise tolerance and it is difficult to achieve high reception performance in environments with low reception C/N ratios.

特開2019-87894号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2019-87894

佐藤明彦、外11名,“次世代地上放送に向けたLDMの適用に関する一検討”,映像情報メディア学会技術報告,vol.41,no.6,BCT2017-34,pp.45-48,2017年2月Akihiko Sato and 11 others, "A Study on the Application of LDM for Next-Generation Terrestrial Broadcasting," ITE Technical Report, Vol. 41, No. 6, BCT2017-34, pp. 45-48, February 2017 岡田寛正、外6名,“地上デジタル放送に対するLDM適用時の諸問題改善に関する一考察 ~新放送方式受信エリア拡大手法と同期方式に関する検討~”,映像情報メディア学会技術報告,vol.42,no.28,BCT2018-76,pp.13-16,2018年9月Hiromasa Okada and six others, "A Study on Improving Various Issues When Applying LDM to Terrestrial Digital Broadcasting - Examination of New Broadcasting System Reception Area Expansion Methods and Synchronization Methods," Institute of Image Information and Television Engineers Technical Report, Vol. 42, No. 28, BCT2018-76, pp. 13-16, September 2018.

上記の通り、従来技術として、LDM信号を受信する受信装置において、「SIC」と「一括復調」の2種類の階層分離手法が知られている。 As mentioned above, two types of layer separation methods, "SIC" and "batch demodulation," are known as conventional techniques for receiving LDM signals.

しかしながら、SICは、ULとLLの階層分離精度が高く良好な受信性能を実現できる一方、受信処理に係るコストが増大するという課題がある。 However, while SIC can achieve high accuracy in separating UL and LL layers and good reception performance, it has the problem of increasing the costs associated with reception processing.

また、一括復調は、受信処理に係るコストが低減される一方、高い受信性能を達成することが難しいといった課題がある。 While batch demodulation reduces the cost of reception processing, it has the drawback of making it difficult to achieve high reception performance.

そこで、本発明の目的は、上述の問題に鑑みて、階層分割多重(LDM)方式の受信処理を低減しつつ、高い階層分離精度で受信性能を向上させた受信装置及び受信方法を提供することにある。 In view of the above-mentioned problems, the object of the present invention is to provide a receiving device and receiving method that reduces the receiving processing of layer division multiplexing (LDM) systems while improving receiving performance with high layer separation accuracy.

本発明の受信装置は、階層分割多重(LDM)方式の受信装置であって、高階層(UL)と低階層(LL)として2つの変調信号が異なる電力で多重化され、同一周波数帯で直交変調して伝送されたLDM信号を受信して、直交復調処理を施してLDMシンボルを抽出する直交復調部と、前記LDMシンボルについて、UL用のシンボルとみなし、LDMシンボルが取りうる全てのシンボル位置又はUL用として予め定めた変調方式に従うシンボル位置を示す基準点を用いて対数尤度比を計算し、該対数尤度比を示すUL信号を生成するUL用のLLR計算部と、前記UL信号に対して、UL用として予め定めた誤り訂正復号処理を施し、前記UL信号の復号ビットを生成するUL用の誤り訂正復号部と、前記UL信号の復号ビットを基に、LDMシンボルが取りうる全てのシンボル位置を示す基準点のうち受信したLDMシンボルにおけるLL用のシンボルが取りうるシンボル位置を示す基準点の絞り込みを行うことにより、前記UL信号の復号ビットに応じてLL復号用の対数尤度比の計算に用いる基準点を決定する基準点判定部と、前記基準点判定部により決定した基準点のみに基づいて、前記UL信号に対応する受信したLDMシンボルに対する対数尤度比を計算し、該対数尤度比を示すLL信号を生成するLL用のLLR計算部と、前記LL信号に対して、LL用として予め定めた誤り訂正復号処理を施し、前記LL信号の復号ビットを生成するLL用の誤り訂正復号部と、を備えることを特徴とする。 The receiving device of the present invention is a hierarchical division multiplexing (LDM) receiving device, which receives an LDM signal in which two modulated signals, a high layer (UL) and a low layer (LL), are multiplexed at different powers and orthogonally modulated in the same frequency band and transmitted, and performs orthogonal demodulation processing to extract an LDM symbol; an UL LLR calculation unit that regards the LDM symbol as a UL symbol and calculates a log-likelihood ratio using all symbol positions that the LDM symbol can take or a reference point indicating a symbol position according to a modulation method predetermined for UL, and generates a UL signal indicating the log-likelihood ratio; an UL error correction decoding unit that performs error correction decoding processing predetermined for UL on the UL signal, and generates decoded bits for the UL signal; and The system is characterized by comprising: a reference point determination unit that determines the reference point used to calculate the log-likelihood ratio for LL decoding according to the decoded bits of the UL signal by narrowing down the reference points that indicate the symbol positions that the LL symbol in the received LDM symbol can take from among the reference points that indicate all symbol positions that the LDM symbol can take, based on the decoded bits of the UL signal; an LL LLR calculation unit that calculates the log-likelihood ratio for the received LDM symbol corresponding to the UL signal based only on the reference points determined by the reference point determination unit and generates an LL signal that indicates the log-likelihood ratio; and an LL error correction decoding unit that performs a predetermined error correction decoding process for LL on the LL signal and generates decoded bits of the LL signal.

また、本発明の受信装置において、前記UL用の誤り訂正復号部は、前記基準点判定部によって前記UL信号に対応するLDMシンボルを識別可能とする識別情報を付して、前記UL信号の復号ビットを示す復号結果を前記基準点判定部にフィードバックすることを特徴とする。 Furthermore, in the receiving device of the present invention, the UL error correction decoding unit is characterized in that it attaches identification information that enables the reference point determination unit to identify the LDM symbol corresponding to the UL signal, and feeds back the decoding result indicating the decoded bits of the UL signal to the reference point determination unit.

また、本発明の受信装置において、前記LL用のLLR計算部は、前記UL信号に対応するLL信号を生成するために、前記識別情報を基に可変に、受信したLDMシンボルについて遅延調整を行った上で、前記基準点判定部により決定した基準点のみを用いて、前記UL信号に対応する受信したLDMシンボルに対する対数尤度比を計算し、該対数尤度比を示すLL信号を生成することを特徴とする。 Furthermore, in the receiving device of the present invention, the LL LLR calculation unit variably adjusts the delay of the received LDM symbol based on the identification information in order to generate an LL signal corresponding to the UL signal, and then calculates a log-likelihood ratio for the received LDM symbol corresponding to the UL signal using only the reference point determined by the reference point determination unit, and generates an LL signal indicating the log-likelihood ratio.

また、本発明の受信装置において、前記LL用のLLR計算部は、前記UL信号に対応するLL信号を生成するための固定時間分、受信したLDMシンボルについて遅延調整を行った上で、前記基準点判定部により決定した基準点のみを用いて、前記UL信号に対応する受信したLDMシンボルに対する対数尤度比を計算し、該対数尤度比を示すLL信号を生成することを特徴とする。 Furthermore, in the receiving device of the present invention, the LL LLR calculation unit performs delay adjustment on the received LDM symbol for a fixed time period required to generate an LL signal corresponding to the UL signal, and then calculates a log-likelihood ratio for the received LDM symbol corresponding to the UL signal using only the reference point determined by the reference point determination unit, and generates an LL signal indicating the log-likelihood ratio.

また、本発明の受信装置において、前記UL用のLLR計算部は、前記LDMシンボルが取りうる全てのシンボル位置を示す基準点を用いて対数尤度比を計算するものとし、前記UL信号として示される対数尤度比の計算に用いた受信したLDMシンボル毎の各基準点に対するユークリッド距離の情報を所定シンボル数分、更新しながら一時蓄積するユークリッド距離蓄積部を更に備え、前記基準点判定部は、前記UL用の誤り訂正復号部によってUL信号について復号したLDMシンボル毎に、前記UL信号の復号ビットを基に、前記ユークリッド距離蓄積部に蓄積した各基準点のユークリッド距離のうちLL信号の復号に用いる基準点のユークリッド距離を選択するユークリッド距離選択部を有し、前記LL用のLLR計算部は、前記ユークリッド距離選択部によってLL信号の復号用に選択したユークリッド距離のみを用いて、前記UL信号に対応する受信したLDMシンボルに対する対数尤度比を計算し、該対数尤度比を示すLL信号を生成することを特徴とする。 In addition, in the receiving device of the present invention, the UL LLR calculation unit calculates the log-likelihood ratio using reference points indicating all possible symbol positions of the LDM symbol, and further includes a Euclidean distance accumulation unit that temporarily accumulates, while updating, information on the Euclidean distance to each reference point for each received LDM symbol used in calculating the log-likelihood ratio indicated as the UL signal for a predetermined number of symbols; the reference point determination unit has a Euclidean distance selection unit that selects, for each LDM symbol decoded for the UL signal by the UL error correction decoding unit, the Euclidean distance of a reference point to be used in decoding the LL signal from the Euclidean distances of each reference point accumulated in the Euclidean distance accumulation unit based on the decoded bits of the UL signal; and the LL LLR calculation unit calculates the log-likelihood ratio for the received LDM symbol corresponding to the UL signal using only the Euclidean distance selected for decoding the LL signal by the Euclidean distance selection unit, and generates an LL signal indicating the log-likelihood ratio.

更に、本発明の受信方法は、階層分割多重(LDM)方式の受信方法であって、高階層(UL)と低階層(LL)として2つの変調信号が異なる電力で多重化され、同一周波数帯で直交変調して伝送されたLDM信号を受信して、直交復調処理を施してLDMシンボルを抽出するステップと、前記LDMシンボルについて、UL用のシンボルとみなし、LDMシンボルが取りうる全てのシンボル位置又はUL用として予め定めた変調方式に従うシンボル位置を示す基準点を用いて対数尤度比を計算し、該対数尤度比を示すUL信号を生成するステップと、前記UL信号に対して、UL用として予め定めた誤り訂正復号処理を施し、前記UL信号の復号ビットを生成するステップと、前記UL信号の復号ビットを基に、LDMシンボルが取りうる全てのシンボル位置を示す基準点のうち受信したLDMシンボルにおけるLL用のシンボルが取りうるシンボル位置を示す基準点の絞り込みを行うことにより、前記UL信号の復号ビットに応じてLL復号用の対数尤度比の計算に用いる基準点を決定するステップと、該ステップにより決定した基準点のみに基づいて、前記UL信号に対応する受信したLDMシンボルに対する対数尤度比を計算し、該対数尤度比を示すLL信号を生成するステップと、前記LL信号に対して、LL用として予め定めた誤り訂正復号処理を施し、前記LL信号の復号ビットを生成するステップと、を含むことを特徴とする。 Furthermore, the receiving method of the present invention is a hierarchical division multiplexing (LDM) method, which includes the steps of receiving an LDM signal in which two modulated signals, one for a higher layer (UL) and one for a lower layer (LL), are multiplexed at different power levels and transmitted by orthogonal modulation in the same frequency band, and performing orthogonal demodulation processing to extract an LDM symbol; regarding the LDM symbol as a UL symbol, calculating a log-likelihood ratio using all symbol positions that the LDM symbol can take or a reference point indicating a symbol position according to a modulation method predetermined for UL, and generating a UL signal indicating the log-likelihood ratio; and performing error correction decoding processing predetermined for UL on the UL signal, and generating decoded bits for the UL signal. The method includes the steps of: determining a reference point to be used in calculating a log-likelihood ratio for LL decoding according to the decoded bits of the UL signal by narrowing down reference points indicating possible symbol positions for LL symbols in the received LDM symbols from among all reference points indicating possible symbol positions for LDM symbols based on the decoded bits of the UL signal; calculating a log-likelihood ratio for the received LDM symbol corresponding to the UL signal based only on the reference point determined in this step, and generating an LL signal indicating the log-likelihood ratio; and performing a predetermined error correction decoding process for LL on the LL signal, and generating decoded bits for the LL signal.

本発明によれば、階層分割多重(LDM)方式の受信処理として、SICと同等以上の雑音耐性の高い良好な受信性能を実現でき、尚且つSICよりも受信処理に係るコストを大幅に低減させることができる。 The present invention enables hierarchical division multiplexing (LDM) reception processing to achieve excellent reception performance with noise resistance equivalent to or better than SIC, while also significantly reducing the costs associated with reception processing compared to SIC.

本発明による実施例1のLDM方式の受信装置の概略構成を示すブロック図である。1 is a block diagram showing a schematic configuration of an LDM receiving device according to a first embodiment of the present invention; 本発明による実施例1のLDM方式の受信装置に係るLDM信号のシンボルを構成するビットの割り当ての一例を示すIQ平面図である。1 is an IQ plane diagram showing an example of allocation of bits constituting symbols of an LDM signal in an LDM receiving device according to a first embodiment of the present invention; 本発明による実施例1のLDM方式の受信装置における受信処理を示すフローチャートである。4 is a flowchart showing a receiving process in the LDM receiving device according to the first embodiment of the present invention. 本発明による実施例1のLDM方式の受信装置におけるUL用のLLR算出部の処理を説明するためのIQ平面図である。1 is an IQ plane diagram for explaining the processing of an LLR calculation unit for UL in an LDM receiving device according to a first embodiment of the present invention; 本発明による実施例1のLDM方式の受信装置における基準信号判定部と、LL用のLLR算出部の処理を説明するための図である。10A and 10B are diagrams for explaining the processing of a reference signal determination unit and an LLR calculation unit for LL in an LDM receiving device according to a first embodiment of the present invention; 本発明による実施例1のLDM方式の受信装置と従来技術とを対比して、白色雑音下におけるC/N対BER特性を示す図である。1 is a diagram showing C/N vs. BER characteristics under white noise, comparing the LDM receiving device of the first embodiment of the present invention with the prior art; 本発明による実施例1のLDM方式の受信装置と従来技術とを対比して、所要C/Nを示す図である。1 is a diagram showing the required C/N ratio for a comparison between an LDM receiving device according to the first embodiment of the present invention and the prior art; 本発明による実施例2のLDM方式の受信装置の概略構成を示すブロック図である。FIG. 10 is a block diagram showing a schematic configuration of an LDM receiving device according to a second embodiment of the present invention. 本発明による実施例2のLDM方式の受信装置における受信処理を示すフローチャートである。10 is a flowchart showing a receiving process in an LDM receiving device according to a second embodiment of the present invention. (a),(b)は、それぞれ本発明による実施例2のLDM方式の受信装置におけるユークリッド距離蓄積部に係る処理を説明する図である。10A and 10B are diagrams illustrating processing performed by a Euclidean distance storage unit in an LDM receiving device according to a second embodiment of the present invention; 従来技術における典型的なLDM方式の送信装置10の概略構成を示すブロック図である。1 is a block diagram showing a schematic configuration of a typical LDM transmitter 10 in the prior art; 従来技術における典型的なSIC型受信装置20Sの概略構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a typical SIC type receiving device 20S in the prior art. 従来技術における典型的な一括復調型受信装置20Bの概略構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a typical batch demodulation receiving device 20B in the prior art.

以下、図面を参照して、本発明による各実施例のLDM方式の受信装置20、及びその受信方法について説明する。 The following describes the LDM receiver 20 and receiving method according to each embodiment of the present invention, with reference to the drawings.

〔実施例1の受信装置〕
図1は、本発明による実施例1のLDM方式の受信装置20の概略構成を示すブロック図である。図1に示す本発明による実施例1のLDM方式の受信装置20は、図11に示すシングルキャリア伝送によるLDM方式の送信装置10から送信されたLDM信号を受信して復調し、当該LDM信号における高階層(UL)と低階層(LL)の階層分離を行って復号する装置であり、直交復調部22と、UL用のLLR計算部23及び誤り訂正復号部24と、基準点判定部25Rと、LL用のLLR計算部27R及び誤り訂正復号部28と、を備える。尚、図1において、図12に示すものと同様な構成要素には、同一の参照番号を付している。また、図1では、シングルキャリア伝送によるLDM方式の受信装置20の概略構成を例示しているが、マルチキャリアによるOFDM伝送で送信されたLDM信号を受信して復調し、当該LDM信号における高階層(UL)と低階層(LL)の階層分離を行って復号する場合も同様に構成される。
[Receiving device of embodiment 1]
Fig. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an LDM receiving device 20 according to a first embodiment of the present invention. The LDM receiving device 20 according to the first embodiment of the present invention shown in Fig. 1 receives and demodulates an LDM signal transmitted from an LDM transmitting device 10 using single-carrier transmission as shown in Fig. 11, and performs layer separation of the LDM signal into a higher layer (UL) and a lower layer (LL) to decode the signal. The LDM receiving device 20 includes an orthogonal demodulator 22, an LLR calculation unit 23 and an error correction decoding unit 24 for UL, a reference point determination unit 25R, and an LLR calculation unit 27R and an error correction decoding unit 28 for LL. Note that in Fig. 1, components similar to those shown in Fig. 12 are designated by the same reference numerals. Furthermore, while Figure 1 illustrates the general configuration of a receiving device 20 using an LDM system with single-carrier transmission, the device can also be configured in a similar manner when receiving and demodulating an LDM signal transmitted by multi-carrier OFDM transmission, and performing layer separation into a higher layer (UL) and a lower layer (LL) in the LDM signal and decoding the signal.

即ち、図1に示す本発明による実施例1のLDM方式の受信装置20は、図12に示すSIC型受信装置20Sと比較して、直交復調部22、UL用のLLR計算部23及び誤り訂正復号部24、並びに、LL用の誤り訂正復号部28を備える点で同様であるが、SIC型の「UL再変調によるレプリカ信号生成部25、及び減算部26」を備える代わりに「基準点判定部25R」を備え、更に、SIC型の「LL用のLLR計算部27」を備える代わりに、本発明に係る「基準点判定部25R」によって決定された基準点のみを用いてLLR計算を行う「LL用のLLR計算部27R」を備える点で相違している。 In other words, the LDM receiving device 20 of Example 1 according to the present invention shown in FIG. 1 is similar to the SIC receiving device 20S shown in FIG. 12 in that it includes an orthogonal demodulation unit 22, an LLR calculation unit 23 for UL, an error correction decoding unit 24, and an error correction decoding unit 28 for LL. However, it differs in that it includes a "reference point determination unit 25R" instead of the SIC-type "UL re-modulation replica signal generation unit 25 and subtraction unit 26," and further includes an "LL LLR calculation unit 27R" according to the present invention that performs LLR calculations using only the reference point determined by the "reference point determination unit 25R" instead of the SIC-type "LL LLR calculation unit 27."

以下、より具体的に、図1に示す本発明による実施例1のLDM方式の受信装置20の構成について説明する。 The following describes in more detail the configuration of the LDM receiver 20 of the first embodiment of the present invention shown in Figure 1.

直交復調部22は、受信アンテナ21を介して高階層(UL)と低階層(LL)として2つの変調信号が異なる電力で多重化され、同一周波数帯で直交変調して伝送されたLDM信号を受信し、その受信したLDM信号について、平均電力又は最大電力に基づく所定の利得調整(図示略)による電力(振幅)正規化処理を経て入力し、シンボル同期及びキャリア再生を行い、直交復調処理を施してLDMシンボルを抽出し、UL用のLLR計算部23及びLL用のLLR計算部27Rに出力する。ここで、受信アンテナ21を介して受信したLDM信号は、図11に示すLDM方式の送信装置10から送信された信号である。 The orthogonal demodulation unit 22 receives an LDM signal via the receiving antenna 21, in which two modulated signals, one for a higher layer (UL) and one for a lower layer (LL), are multiplexed at different power levels and then orthogonally modulated and transmitted in the same frequency band. The received LDM signal undergoes power (amplitude) normalization processing using a predetermined gain adjustment (not shown) based on the average power or maximum power, and is then input. It then performs symbol synchronization and carrier recovery, performs orthogonal demodulation processing to extract the LDM symbol, and outputs it to the UL LLR calculation unit 23 and the LL LLR calculation unit 27R. Here, the LDM signal received via the receiving antenna 21 is a signal transmitted from the LDM-based transmitter 10 shown in FIG. 11.

LLR計算部23は、直交復調部22から得られるLDMシンボルについて、UL用のシンボルとみなし、LDMシンボルが取りうる全てのシンボル位置又はUL用として予め定めた変調方式に従うシンボル位置を示す基準点を用いて対数尤度比(LLR)を計算し、その対数尤度比(LLR)を示すUL信号を生成し、誤り訂正復号部24に出力する。 The LLR calculation unit 23 regards the LDM symbols obtained from the orthogonal demodulation unit 22 as UL symbols, calculates the log-likelihood ratio (LLR) using all possible symbol positions of the LDM symbols or reference points indicating symbol positions according to a predetermined modulation method for UL, generates a UL signal indicating the log-likelihood ratio (LLR), and outputs it to the error correction decoding unit 24.

誤り訂正復号部24は、LLR計算部23から得られるUL信号に対して、送信側のUL用として予め定めた誤り訂正符号化処理(LDPC符号等)に対応する復号処理を施し、UL用伝送情報を示すUL信号の復号ビットを生成し外部出力するとともに、基準点判定部25Rへフィードバック出力する。 The error correction decoding unit 24 performs decoding processing on the UL signal obtained from the LLR calculation unit 23, corresponding to an error correction coding processing (such as an LDPC code) predetermined for the UL on the transmitting side, to generate decoded bits of the UL signal indicating UL transmission information, which are output externally and also fed back to the reference point determination unit 25R.

基準点判定部25Rは、誤り訂正復号部24から得られるUL信号の復号ビットを基に、LDMシンボルが取りうる全てのシンボル位置を示す基準点のうち受信したLDMシンボルにおけるLL用のシンボルが取りうるシンボル位置を示す基準点の絞り込みを行うことにより、UL信号の復号ビットに応じてLL復号用の対数尤度比(LLR)の計算に用いる基準点を決定して、LLR計算部27Rに出力する。 Based on the decoded bits of the UL signal obtained from the error correction decoding unit 24, the reference point determination unit 25R narrows down the reference points indicating the symbol positions that the LL symbols in the received LDM symbols can take from the reference points indicating all the symbol positions that the LDM symbols can take, thereby determining the reference points to be used in calculating the log-likelihood ratio (LLR) for LL decoding according to the decoded bits of the UL signal, and outputs the reference points to the LLR calculation unit 27R.

LLR計算部27Rは、直交復調部22から得られるLDMシンボルについて、UL信号に対応するLL信号を生成するための所定の遅延調整を行った上で、基準点判定部25Rにより決定した基準点のみを用いて、該基準点の決定に係るUL信号に対応する受信したLDMシンボルに対する対数尤度比(LLR)を計算し、この対数尤度比(LLR)を示すLL信号を生成し、誤り訂正復号部28に出力する。 The LLR calculation unit 27R performs a predetermined delay adjustment on the LDM symbols obtained from the orthogonal demodulation unit 22 to generate an LL signal corresponding to the UL signal, and then, using only the reference point determined by the reference point determination unit 25R, calculates the log-likelihood ratio (LLR) for the received LDM symbol corresponding to the UL signal for which the reference point was determined, generates an LL signal indicating this log-likelihood ratio (LLR), and outputs it to the error correction decoding unit 28.

誤り訂正復号部28は、LLR計算部27Rから得られるLL信号に対して、送信側のLL用として予め定めた誤り訂正符号化処理(LDPC符号等)に対応する復号処理を施し、LL用伝送情報を示すLL信号の復号ビットを生成し外部出力する。 The error correction decoding unit 28 performs a decoding process on the LL signal obtained from the LLR calculation unit 27R, corresponding to an error correction coding process (such as an LDPC code) predetermined for the LL on the transmitting side, and generates and outputs decoded bits of the LL signal indicating the transmission information for the LL.

このように、図1に示す受信装置20では、ULの復号処理自体は、従来手法のSICと同じであるが、SIC型の「UL再変調によるレプリカ信号生成部25、及び減算部26」を備える代わりに「基準点判定部25R」を備え、「基準点判定部25R」によって決定された基準点のみを用いてLL用のLLR計算を行う「LL用のLLR計算部27R」を備える構成としたので、LLの受信処理に係るコストを大幅に低減することが可能となっている。 As such, in the receiving device 20 shown in Figure 1, the UL decoding process itself is the same as the conventional SIC method, but instead of having the SIC-type "UL re-modulation replica signal generation unit 25 and subtraction unit 26," it is equipped with a "reference point determination unit 25R" and an "LL LLR calculation unit 27R" that performs LL LLR calculations using only the reference point determined by the "reference point determination unit 25R." This makes it possible to significantly reduce the cost associated with LL receiving processing.

〔実施例1の受信処理〕
以下、より具体的な例を挙げながら、図1に示す受信装置20における受信処理を説明する。
[Reception process of embodiment 1]
The reception process in the receiving device 20 shown in FIG. 1 will be described below with more specific examples.

まず、図1に示す受信装置20において、受信アンテナ21を介して受信したLDM信号は、図11に示すLDM方式の送信装置10から送信された信号であり、本実施例に係るLDMシンボルを構成するビットは、UL用のシンボルを構成するビットを上位側に、LL用のシンボルを構成するビットを下位側にビット配置したものとして構成されている。 First, in the receiving device 20 shown in Figure 1, the LDM signal received via the receiving antenna 21 is a signal transmitted from the LDM transmitting device 10 shown in Figure 11, and the bits that make up the LDM symbol in this embodiment are configured so that the bits that make up the UL symbol are arranged on the higher order side and the bits that make up the LL symbol are arranged on the lower order side.

例えば、図2には、LDM信号のシンボル(LDMシンボル)を構成するビットの割り当ての一例として、UL、LLの変調方式をQPSKとし、QPSKシンボルへのビット割り当てをグレイコードマッピングしたときの原点Oを中心とするIQ平面図を示している。この場合、LDMシンボルは、全体で16シンボルとして構成され、この16シンボルに割り当てられるビットは、図2に示す通り(説明の便宜上、16QAMのように図示している)、上位2ビットがUL、下位2ビットがLLとなる。ただし、LDMシンボルにおけるUL及びLLのビット割り当ては、図2に示すものに限定する必要はなく、UL及びLLのビットがLDMシンボル上で識別できるものであればよい。 For example, Figure 2 shows an IQ plane diagram centered on the origin O when the UL and LL modulation methods are QPSK and the bit allocation to the QPSK symbols is Gray code mapped, as an example of the allocation of bits that make up the symbols of an LDM signal (LDM symbols). In this case, the LDM symbols are composed of a total of 16 symbols, and the bits allocated to these 16 symbols are, as shown in Figure 2 (for convenience of explanation, shown as 16QAM), with the most significant 2 bits being UL and the least significant 2 bits being LL. However, the UL and LL bit allocation in the LDM symbols does not need to be limited to that shown in Figure 2, as long as the UL and LL bits can be distinguished on the LDM symbol.

そこで、代表して、UL、LLの変調方式をQPSKとし、図1に示す直交復調部22が、図2に示すグレイコードマッピングによるLDMシンボルを受信して処理する例を説明する。尚、本発明は、グレイコードマッピングによらず、集合分割法マッピングによる場合も同様である点に留意する。 As a representative example, we will explain an example in which the UL and LL modulation schemes are QPSK and the orthogonal demodulation unit 22 shown in Figure 1 receives and processes LDM symbols using Gray code mapping as shown in Figure 2. Note that the present invention also applies to cases where set partitioning mapping is used instead of Gray code mapping.

図3は、本発明による実施例1のLDM方式の受信装置20における受信処理を示すフローチャートである。 Figure 3 is a flowchart showing the reception process in the LDM receiving device 20 of embodiment 1 of the present invention.

まず、受信装置20は、直交復調部22により、受信アンテナ21を介して受信したLDM信号について直交復調処理を施したLDMシンボルを「受信シンボル」として抽出する(ステップS1)。ここで、直交復調部22が出力するLDMシンボルは、受信シンボル♯nとして、後段の処理にとって識別可能にシンボル番号が付されて出力される。また、受信装置20は、LLR計算部23により、直交復調部22から得られるLDMシンボル(即ち、受信シンボル)について、UL用のシンボルとみなし、LDMシンボルが取りうる全てのシンボル位置又はUL用として予め定めた変調方式に従うシンボル位置を示す基準点を用いて対数尤度比(LLR)を計算する。 First, the receiving device 20 extracts, as a "received symbol," an LDM symbol that has been subjected to orthogonal demodulation processing by the orthogonal demodulation unit 22 from the LDM signal received via the receiving antenna 21 (step S1). Here, the LDM symbol output by the orthogonal demodulation unit 22 is output as a received symbol #n, with a symbol number assigned to make it identifiable for subsequent processing. Furthermore, the receiving device 20 regards the LDM symbol obtained from the orthogonal demodulation unit 22 (i.e., the received symbol) as a UL symbol, and calculates a log-likelihood ratio (LLR) using the LLR calculation unit 23, using all possible symbol positions for the LDM symbol or a reference point indicating a symbol position according to a predetermined modulation method for UL.

図4は、本発明による実施例1のLDM方式の受信装置20におけるUL用のLLR算出部23の処理を説明するためのIQ平面図である。図4に示す通り、UL及びLLの変調方式としたQPSKと、ILとから決定される16シンボルの基準点が、LDMシンボルが取りうる全てのシンボル位置となる。そこで、UL用のLLR算出部23は、LDMシンボルとしての受信シンボル♯1(図4に示す“△”)について対数尤度比(LLR)を計算するときは、受信シンボル♯1と16シンボルの各基準点との間のユークリッド距離から、誤り訂正復号部24で用いる誤り訂正符号ブロック内の各ビットの対数尤度比(LLR)を計算する。 Figure 4 is an IQ plane diagram for explaining the processing of the UL LLR calculation unit 23 in the LDM-based receiving device 20 of embodiment 1 of the present invention. As shown in Figure 4, the 16-symbol reference points determined by the QPSK modulation method for the UL and LL and the IL represent all possible symbol positions for the LDM symbol. Therefore, when calculating the log-likelihood ratio (LLR) for received symbol #1 (indicated by the "△" in Figure 4) as the LDM symbol, the UL LLR calculation unit 23 calculates the log-likelihood ratio (LLR) of each bit in the error-correcting code block used by the error-correcting decoder 24 from the Euclidean distance between received symbol #1 and each of the 16-symbol reference points.

そして、受信装置20は、誤り訂正復号部24により、LLR計算部23から得られる対数尤度比(LLR)で示されるUL信号に対して、送信側のUL用として予め定めた誤り訂正符号化処理(LDPC符号等)に対応する復号処理を施し、復号結果としてUL信号の復号ビットを生成し外部出力する。 Then, the receiving device 20 uses the error correction decoding unit 24 to perform decoding processing on the UL signal indicated by the log-likelihood ratio (LLR) obtained from the LLR calculation unit 23, corresponding to an error correction coding processing (such as an LDPC code) predetermined for the UL on the transmitting side, and generates decoded bits of the UL signal as the decoding result, which are output externally.

また、受信装置20は、誤り訂正復号部24により、復号結果として生成したUL信号の復号ビットを基準点判定部25Rへフィードバック出力する(ステップS2)。ここでは、LDMシンボルとしての受信シンボル♯1について考えるが、実際の処理として、誤り訂正復号部24は、各受信シンボル♯nに対するUL信号の復号結果を逐次、基準点判定部25Rへフィードバックする。好適には、誤り訂正復号部24は、各受信シンボル♯nに対するUL信号の復号結果を逐次、当該UL信号に対応するLDMシンボルを識別可能とする識別情報(例えば、シンボル番号)を付して、基準点判定部25Rへフィードバックする。 The receiving device 20 also causes the error correction decoder 24 to feedback and output the decoded bits of the UL signal generated as the decoding result to the reference point determiner 25R (step S2). Here, we consider received symbol #1 as the LDM symbol, but in actual processing, the error correction decoder 24 sequentially feeds back the decoded results of the UL signal for each received symbol #n to the reference point determiner 25R. Preferably, the error correction decoder 24 sequentially feeds back the decoded results of the UL signal for each received symbol #n to the reference point determiner 25R, along with identification information (e.g., a symbol number) that enables the LDM symbol corresponding to the UL signal to be identified.

続いて、受信装置20は、基準点判定部25Rにより、当該UL信号の復号ビットを基に、LDMシンボルが取りうる全てのシンボル(本例では16シンボル)位置を示す基準点のうち受信したLDMシンボル(即ち、受信シンボル)におけるLL用のシンボルが取りうるシンボル位置を示す基準点の絞り込みを行うことにより、UL信号の復号ビットに応じてLL復号用の対数尤度比(LLR)の計算に用いる基準点を決定する(ステップS3)。 Next, the receiving device 20 determines the reference point used to calculate the log-likelihood ratio (LLR) for LL decoding according to the decoded bits of the UL signal by using the reference point determination unit 25R to narrow down the reference points indicating the possible symbol positions of the LL symbols in the received LDM symbols (i.e., received symbols) from among the reference points indicating all possible symbol positions of the LDM symbols (16 symbols in this example) based on the decoded bits of the UL signal (step S3).

例えば、図2に示すLDMシンボルにおけるビット割り当ての例では、第1乃至第4象限のR1~R4領域で区分することができ、上位2ビットがUL、下位2ビットがLLとなっている。そこで、基準点判定部25Rは、ULの復号結果が00の時は第1象限のR1領域内の4シンボルの基準点をLL復号用の対数尤度比(LLR)の計算に用いる基準点として決定する(ステップS4)。また、基準点判定部25Rは、ULの復号結果が10の時は第2象限R2領域内の4シンボルの基準点をLL復号用の対数尤度比(LLR)の計算に用いる基準点として決定する(ステップS5)。また、基準点判定部25Rは、ULの復号結果が11の時は第3象限R3領域内の4シンボルの基準点をLL復号用の対数尤度比(LLR)の計算に用いる基準点として決定する(ステップS6)。また、基準点判定部25Rは、ULの復号結果が01の時は第4象限R4領域内の4シンボルの基準点をLL復号用の対数尤度比(LLR)の計算に用いる基準点として決定する(ステップS7)。このようにULの復号結果を基準点判定部25Rにフィードバックすることで、LL復号に用いる基準点を絞り込むことが可能となる。 For example, in the bit allocation example for the LDM symbol shown in Figure 2, the symbol can be divided into the first to fourth quadrants, R1 to R4, with the most significant two bits being UL and the least significant two bits being LL. Therefore, when the UL decoding result is 00, the reference point determination unit 25R determines the reference point of four symbols in the R1 region of the first quadrant as the reference point to be used in calculating the log-likelihood ratio (LLR) for LL decoding (step S4). When the UL decoding result is 10, the reference point determination unit 25R determines the reference point of four symbols in the R2 region of the second quadrant as the reference point to be used in calculating the log-likelihood ratio (LLR) for LL decoding (step S5). When the UL decoding result is 11, the reference point determination unit 25R determines the reference point of four symbols in the R3 region of the third quadrant as the reference point to be used in calculating the log-likelihood ratio (LLR) for LL decoding (step S6). Furthermore, when the UL decoding result is 01, the reference point determination unit 25R determines the reference points of the four symbols in the fourth quadrant R4 area as the reference points to be used in calculating the log-likelihood ratio (LLR) for LL decoding (step S7). By feeding back the UL decoding result to the reference point determination unit 25R in this way, it is possible to narrow down the reference points to be used for LL decoding.

続いて、受信装置20は、LLR計算部27Rにより、直交復調部22から得られるLDMシンボルについて、UL信号に対応するLL信号を生成するための所定の遅延調整を行った上で、基準点判定部25Rにより決定した基準点のみを用いて、該基準点の決定に係るUL信号に対応する受信したLDMシンボルに対する対数尤度比(LLR)を計算する(ステップS8)。 Next, the receiving device 20 performs a predetermined delay adjustment on the LDM symbol obtained from the orthogonal demodulation unit 22 using the LLR calculation unit 27R to generate an LL signal corresponding to the UL signal, and then calculates the log-likelihood ratio (LLR) for the received LDM symbol corresponding to the UL signal for which the reference point was determined, using only the reference point determined by the reference point determination unit 25R (step S8).

図5は、本発明による実施例1のLDM方式の受信装置20における基準信号判定部25Rと、LL用のLLR算出部27Rの処理を説明するための図である。 Figure 5 is a diagram illustrating the processing of the reference signal determination unit 25R and the LLR calculation unit 27R for LL in the LDM receiving device 20 of the first embodiment of the present invention.

図5に示すように、UL用の誤り訂正復号部24からULの復号結果を基準点判定部25Rにフィードバックする。好適には、誤り訂正復号部24は、各受信シンボル♯nに対するUL信号の復号結果を逐次、当該UL信号に対応するLDMシンボルを識別可能とする識別情報(例えば、シンボル番号)を付して、基準点判定部25Rへフィードバックする。そして、基準点判定部25Rは、LDMシンボルが取りうる全てのシンボル(本例では16シンボル)位置を示す基準点のうち受信したLDMシンボル(即ち、受信シンボル♯1)におけるLL用のシンボルが取りうるシンボル位置を示す基準点の絞り込みを行うことができ、図5に示す例では、ULの復号結果が00の時は第1象限のR1領域内の4シンボルの基準点をLL復号用の対数尤度比(LLR)の計算に用いる基準点として決定し、好適には当該識別番号(例えば、シンボル番号)とともに、LLR計算部27Rに通知する。 As shown in FIG. 5, the UL error correction decoder 24 feeds back the UL decoding results to the reference point determiner 25R. Preferably, the error correction decoder 24 sequentially feeds back the UL signal decoding results for each received symbol #n to the reference point determiner 25R, along with identification information (e.g., a symbol number) that identifies the LDM symbol corresponding to that UL signal. The reference point determiner 25R can then narrow down the reference points that indicate the possible symbol positions of the LL symbol in the received LDM symbol (i.e., received symbol #1) from among the reference points that indicate all possible symbol positions of the LDM symbol (16 symbols in this example). In the example shown in FIG. 5, when the UL decoding result is 00, the reference points of four symbols in the R1 region of the first quadrant are determined as the reference points to be used in calculating the log-likelihood ratio (LLR) for LL decoding, and preferably notify the LLR calculator 27R of this together with the identification number (e.g., the symbol number).

そして、LL用のLLR計算部27Rは、基準点判定部25Rから通知された4シンボルの各基準点(図5に示す例ではR1)と受信シンボル♯1との間のユークリッド距離を計算し、ユークリッド距離を確率に変換することで、LL用の誤り訂正復号部28における誤り訂正符号(LDPC等)ブロック内の各ビットの対数尤度比(LLR)を求め、この対数尤度比(LLR)を示すLL信号を生成し、誤り訂正復号部28に出力する。 Then, the LL LLR calculation unit 27R calculates the Euclidean distance between each of the four symbol reference points (R1 in the example shown in Figure 5) notified by the reference point determination unit 25R and the received symbol #1, and converts the Euclidean distance into a probability to determine the log-likelihood ratio (LLR) of each bit in the error correction code (LDPC, etc.) block in the LL error correction decoding unit 28, generates an LL signal indicating this log-likelihood ratio (LLR), and outputs it to the error correction decoding unit 28.

ここで、誤り訂正復号部24から、UL信号の復号結果を基準点判定部25R経由でLLR計算部27Rへフィードバックして通知する際に、そのUL信号の復号結果に識別情報(例えば、シンボル番号)を付すのが好適であるとした。この場合、LLR計算部27Rは、UL信号に対応するLL信号を生成するために、当該識別情報を基に可変に、受信したLDMシンボルについて精度よく遅延調整を行うことができる。そして、LLR計算部27Rは、この遅延調整を行った上で、基準点判定部25Rにより決定した基準点のみを用いて、当該UL信号に対応する受信したLDMシンボルに対する対数尤度比(LLR)を計算し、該対数尤度比(LLR)を示すLL信号を生成する。ただし、LLR計算部23及び誤り訂正復号部24のUL信号に係るLLR計算処理や誤り訂正復号処理が固定時間で処理できるように構成した場合では、このような識別情報(例えば、シンボル番号)を省略でき、この場合、LLR計算部27Rは、UL信号に対応するLL信号を生成するための固定時間分の遅延調整を行うとすることができる。 Here, when the error correction decoder 24 feeds back and notifies the LLR calculator 27R of the decoded result of the UL signal via the reference point determiner 25R, it is preferable to attach identification information (e.g., a symbol number) to the decoded result of the UL signal. In this case, the LLR calculator 27R can variably and accurately adjust the delay of the received LDM symbol based on the identification information in order to generate an LL signal corresponding to the UL signal. After performing this delay adjustment, the LLR calculator 27R calculates a log-likelihood ratio (LLR) for the received LDM symbol corresponding to the UL signal using only the reference point determined by the reference point determiner 25R, and generates an LL signal indicating the log-likelihood ratio (LLR). However, if the LLR calculation process and error correction decoding process for the UL signal by the LLR calculation unit 23 and the error correction decoding unit 24 are configured to be performed in a fixed time, such identification information (e.g., symbol number) can be omitted, and in this case, the LLR calculation unit 27R can perform delay adjustment for a fixed time to generate an LL signal corresponding to the UL signal.

続いて、受信装置20は、誤り訂正復号部28により、LLR計算部27Rから得られるUL信号に対して、送信側のLL用として予め定めた誤り訂正符号化処理(LDPC符号等)に対応する復号処理を施し、復号結果としてLL信号の復号ビットを生成し外部出力する。 Next, the receiving device 20 uses the error correction decoding unit 28 to perform decoding processing on the UL signal obtained from the LLR calculation unit 27R, corresponding to an error correction coding process (such as an LDPC code) predetermined for the LL on the transmitting side, and generates decoded bits of the LL signal as the decoding result, which are output externally.

上記のように構成された本発明に係る受信装置20では、基準点判定部25RにUL復号結果をフィードバックすることでLL復号用のLLRを算出する基準点を絞り込むことが可能となり、これにより、図12に例示したSIC型よりも受信処理のコストを大幅に低減することが可能となる。更に、本発明に係る受信装置20のように基準点を絞り込むことで、LLの復号性能を向上することが可能となり、図13に例示した一括復調型と比較して、より良好な受信性能を実現することができる。 In the receiving device 20 according to the present invention, configured as described above, it is possible to narrow down the reference point for calculating the LLR for LL decoding by feeding back the UL decoding results to the reference point determination unit 25R, thereby making it possible to significantly reduce the cost of receiving processing compared to the SIC type illustrated in FIG. 12. Furthermore, by narrowing down the reference point as in the receiving device 20 according to the present invention, it is possible to improve the LL decoding performance, and it is possible to achieve better receiving performance compared to the batch demodulation type illustrated in FIG. 13.

(シミュレーション)
次に、本発明による実施例1のLDM方式の受信装置20と従来技術(「SIC」及び「一括変調」)とを対比したシミュレーション結果について説明する。
(simulation)
Next, a description will be given of the results of a simulation comparing the LDM type receiving device 20 of the first embodiment of the present invention with the prior art (SIC and collective modulation).

まず、シミュレーション条件として、図11に例示した送信装置10にて、シングルキャリア方式のLDM伝送を想定し、UL及びLLの伝送情報を構成する情報ビットについて、ISDB-S3に準拠したLDPC符号のパリティ検査行列を用いて符号化率3/5、4/5にそれぞれ誤り訂正符号化するものとする。また、誤り訂正符号化後のLDPCブロック(44880ビット)は、UL及びLLのいずれに対してもQPSK変調され(22440シンボル)、UL及びLLの電力をIL=3dBとなるよう調整したものとする。そして、図11に例示した送信装置10から、UL及びLLの各シンボルを合成したLDMシンボルについて直交変調したLDM信号を生成し、白色雑音伝送路を模擬して、本発明による実施例1のLDM方式の受信装置20に送信することを想定する。 First, as simulation conditions, we assume single-carrier LDM transmission using the transmitter 10 illustrated in Figure 11, and that the information bits constituting the UL and LL transmission information are error-correction coded at coding rates of 3/5 and 4/5, respectively, using a parity check matrix for an LDPC code conforming to ISDB-S3. Furthermore, we assume that the LDPC block (44,880 bits) after error-correction coding is QPSK modulated (22,440 symbols) for both the UL and LL, and that the power of the UL and LL is adjusted to IL = 3 dB. We then assume that the transmitter 10 illustrated in Figure 11 generates an LDM signal that is quadrature-modulated from an LDM symbol combining the UL and LL symbols, and transmits the signal to the LDM receiver 20 of Example 1 of the present invention, simulating a white noise transmission channel.

図6は、本発明による実施例1のLDM方式の受信装置20と従来技術(「SIC」及び「一括変調」)とを対比して、白色雑音下におけるC/N対BER特性を示す図である。また、図7は、本発明による実施例1のLDM方式の受信装置20と従来技術(「SIC」及び「一括変調」)とを対比して、所要C/Nを示す図である。疑似エラーフリーはビット誤り率(BER)=1E-11とし、その時のC/Nを所要C/Nとする。ULとLLがともに疑似エラーフリーとなるC/Nを所要C/Nと定義するため、雑音耐性の低いLLのBERを評価対象とした。 Figure 6 is a diagram showing the C/N vs. BER characteristics under white noise, comparing the LDM-based receiving device 20 of Example 1 of the present invention with conventional technologies (SIC and collective modulation). Also, Figure 7 is a diagram showing the required C/N, comparing the LDM-based receiving device 20 of Example 1 of the present invention with conventional technologies (SIC and collective modulation). A pseudo-error-free state is defined as a bit error rate (BER) of 1E-11, and the C/N at this point is the required C/N. Since the required C/N is defined as the C/N at which both the UL and LL are pseudo-error-free, the BER of the LL, which has low noise tolerance, was evaluated.

図6及び図7から、本発明に係る受信装置20の受信性能は、従来手法のSICと比較してほぼ同等な受信性能であり、一括復調と比較して大きく受信性能を向上させることができることが分かる。 From Figures 6 and 7, it can be seen that the reception performance of the receiving device 20 according to the present invention is almost equivalent to that of the conventional SIC method, and can significantly improve reception performance compared to batch demodulation.

図6及び図7の結果を分析するに、一括復調方式では、基準点を絞り込むことができないため、図5に示す16シンボルすべてを基準点として採用し、受信シンボル♯1とすべての基準点からユークリッド距離を計算しLLRを求めることになる。このとき、図5に示すR2領域の基準点(UL=10,LL=01に対応する点)と受信シンボル♯1のユークリッド距離が最も小さいため、一括復調方式においては、受信シンボル♯1に割り当てられたLLのビットが01である確率が高くなり、誤判定による誤り訂正復号の失敗要因となっていると考えられる。 Analyzing the results of Figures 6 and 7, it is clear that with the batch demodulation method, it is not possible to narrow down the reference points, so all 16 symbols shown in Figure 5 are used as reference points, and the Euclidean distance is calculated between received symbol #1 and all reference points to determine the LLR. In this case, the Euclidean distance between received symbol #1 and the reference point in the R2 region shown in Figure 5 (the point corresponding to UL = 10, LL = 01) is the smallest, so with the batch demodulation method, there is a high probability that the LL bit assigned to received symbol #1 is 01, which is thought to be a cause of error correction decoding failure due to incorrect judgment.

従って、本発明に係る実施例1の受信装置20によれば、階層分割多重(LDM)方式の受信処理として、ULの復号結果からLLの復号に係る基準点を絞り込むことで、SICと同等以上の雑音耐性の高い良好な受信性能を実現でき、尚且つSICよりも受信処理に係るコストを大幅に低減できるようになる。 Therefore, according to the receiving device 20 of Example 1 of the present invention, by narrowing down the reference point for LL decoding from the UL decoding result as part of the layer division multiplexing (LDM) receiving process, it is possible to achieve good receiving performance with high noise resistance equivalent to or better than SIC, and also to significantly reduce the cost of receiving processing compared to SIC.

〔実施例2の受信装置〕
図8は、本発明による実施例2のLDM方式の受信装置20の概略構成を示すブロック図である。図8に示す本発明による実施例2のLDM方式の受信装置20は、図11に示すシングルキャリア伝送によるLDM方式の送信装置10から送信されたLDM信号を受信して復調し、当該LDM信号における高階層(UL)と低階層(LL)の階層分離を行って復号する装置であり、直交復調部22と、UL用のLLR計算部23及び誤り訂正復号部24と、ユークリッド距離蓄積部25Eと、ユークリッド距離選択部26Eを有する基準点判定部25Rと、LL用のLLR計算部27E及び誤り訂正復号部28と、を備える。尚、図8において、図1に示すものと同様な構成要素には、同一の参照番号を付している。また、図1では、シングルキャリア伝送によるLDM方式の受信装置20の概略構成を例示しているが、マルチキャリアによるOFDM伝送で送信されたLDM信号を受信して復調し、当該LDM信号における高階層(UL)と低階層(LL)の階層分離を行って復号する場合も同様に構成される。
[Receiving device of embodiment 2]
8 is a block diagram showing a schematic configuration of an LDM receiving device 20 according to a second embodiment of the present invention. The LDM receiving device 20 according to the second embodiment of the present invention shown in FIG. 8 receives and demodulates an LDM signal transmitted from the LDM transmitting device 10 using single-carrier transmission shown in FIG. 11 , separates the LDM signal into a higher layer (UL) and a lower layer (LL), and decodes the signal. The LDM receiving device 20 includes an orthogonal demodulator 22, an UL LLR calculator 23 and an error correction decoder 24, a Euclidean distance storage unit 25E, a reference point determiner 25R having a Euclidean distance selector 26E, and an LL LLR calculator 27E and an error correction decoder 28. In FIG. 8, components similar to those shown in FIG. 1 are designated by the same reference numerals. Furthermore, while Figure 1 illustrates the general configuration of a receiving device 20 using an LDM system with single-carrier transmission, the device can also be configured in a similar manner when receiving and demodulating an LDM signal transmitted by multi-carrier OFDM transmission, and performing layer separation into a higher layer (UL) and a lower layer (LL) in the LDM signal and decoding the signal.

即ち、図8に示す本発明による実施例2のLDM方式の受信装置20は、図1に示す実施例1と比較して、直交復調部22、UL用のLLR計算部23及び誤り訂正復号部24、並びに、LL用の誤り訂正復号部28を備える点で同様であるが、「ユークリッド距離蓄積部25E」を備える点、及び図1に示す基準点判定部25Rが「ユークリッド距離選択部26E」を有する点、並びに、図1に示す「LL用のLLR計算部27R」の代わりに、UL復号時点で既算出の各基準点に対するユークリッド距離のうち「ユークリッド距離選択部26E」によって選択された基準点に対するユークリッド距離のみを用いてLLR計算を行う「LL用のLLR計算部27E」を備える点で相違している。 That is, the LDM receiving device 20 of the second embodiment of the present invention shown in FIG. 8 is similar to the first embodiment shown in FIG. 1 in that it includes an orthogonal demodulation unit 22, an LLR calculation unit 23 for UL, an error correction decoding unit 24, and an error correction decoding unit 28 for LL, but differs in that it includes a "Euclidean distance accumulation unit 25E," that the reference point determination unit 25R shown in FIG. 1 has a "Euclidean distance selection unit 26E," and that, instead of the "LL LLR calculation unit 27R" shown in FIG. 1, it includes an "LL LLR calculation unit 27E" that performs LLR calculations using only the Euclidean distance for the reference point selected by the "Euclidean distance selection unit 26E" from the Euclidean distances for each reference point already calculated at the time of UL decoding.

以下、より具体的に、図8に示す本発明による実施例2のLDM方式の受信装置20の構成について説明する。 The following describes in more detail the configuration of the LDM receiver 20 according to the second embodiment of the present invention, as shown in Figure 8.

実施例2に係る直交復調部22は、実施例1と同様に、受信アンテナ21を介して高階層(UL)と低階層(LL)として2つの変調信号が異なる電力で多重化され、同一周波数帯で直交変調して伝送されたLDM信号を受信し、その受信したLDM信号について、平均電力又は最大電力に基づく所定の利得調整(図示略)による電力(振幅)正規化処理を経て入力し、シンボル同期及びキャリア再生を行い、直交復調処理を施してLDMシンボルを抽出し、UL用のLLR計算部23に出力する。 The quadrature demodulation unit 22 according to the second embodiment, like the first embodiment, receives an LDM signal via the receiving antenna 21, in which two modulated signals are multiplexed at different power levels as a high layer (UL) and a low layer (LL), and then quadrature modulated and transmitted in the same frequency band. The received LDM signal is then subjected to power (amplitude) normalization processing using a predetermined gain adjustment (not shown) based on the average power or maximum power, and input, performs symbol synchronization and carrier recovery, and performs quadrature demodulation processing to extract the LDM symbol, which is then output to the LLR calculation unit 23 for UL.

ただし、実施例2に係る直交復調部22は、図1に示す実施例1とは相違して、受信シンボル(受信したLDMシンボル)をLL用のLLR計算部27Eに出力する構成とはなっていない点に留意する。ここで、受信アンテナ21を介して受信したLDM信号は、図11に示すLDM方式の送信装置10から送信された信号である。 However, note that the orthogonal demodulation unit 22 according to the second embodiment differs from that of the first embodiment shown in FIG. 1 in that it is not configured to output the received symbol (received LDM symbol) to the LLR calculation unit 27E for LL. Here, the LDM signal received via the receiving antenna 21 is a signal transmitted from the LDM-based transmitting device 10 shown in FIG. 11.

実施例2に係るLLR計算部23は、実施例1と同様に、直交復調部22から得られる受信シンボル(受信したLDMシンボル)について、UL用のシンボルとみなし、LDMシンボルが取りうる全てのシンボル位置を示す基準点を用いて対数尤度比(LLR)を計算し、その対数尤度比(LLR)を示すUL信号を生成し、誤り訂正復号部24に出力する。尚、実施例2の場合では、LLR計算部23において、実施例1のような「UL用として予め定めた変調方式に従うシンボル位置を示す基準点」を用いて対数尤度比(LLR)を計算してもよいとする構成は想定しておらず、「LDMシンボルが取りうる全てのシンボル位置を示す基準点」を用いて対数尤度比(LLR)を計算する。 As in Example 1, the LLR calculation unit 23 according to Example 2 regards the received symbols (received LDM symbols) obtained from the orthogonal demodulation unit 22 as symbols for UL, calculates log-likelihood ratios (LLRs) using reference points indicating all possible symbol positions of the LDM symbols, generates a UL signal indicating the log-likelihood ratios (LLRs), and outputs it to the error correction decoding unit 24. Note that Example 2 does not assume a configuration in which the LLR calculation unit 23 may calculate log-likelihood ratios (LLRs) using "reference points indicating symbol positions according to a modulation method predetermined for UL" as in Example 1, but calculates log-likelihood ratios (LLRs) using "reference points indicating all possible symbol positions of the LDM symbols."

ただし、実施例2に係るLLR計算部23は、図1に示す実施例1とは相違して、UL信号とする対数尤度比(LLR)の計算時に用いた各基準点に対するユークリッド距離の情報を、受信シンボル(受信したLDMシンボル)毎にユークリッド距離蓄積部25Eに出力する。 However, unlike in Example 1 shown in FIG. 1, the LLR calculation unit 23 in Example 2 outputs, for each received symbol (received LDM symbol), information on the Euclidean distance for each reference point used when calculating the log-likelihood ratio (LLR) for the UL signal to the Euclidean distance accumulation unit 25E.

実施例2に係る誤り訂正復号部24は、実施例1と同様に、LLR計算部23から得られるUL信号に対して、送信側のUL用として予め定めた誤り訂正符号化処理(LDPC符号等)に対応する復号処理を施し、UL用伝送情報を示すUL信号の復号ビットを生成し外部出力する。 As in Example 1, the error correction decoding unit 24 according to Example 2 performs a decoding process on the UL signal obtained from the LLR calculation unit 23, corresponding to an error correction coding process (such as an LDPC code) predetermined for the UL on the transmitting side, to generate and externally output decoded bits of the UL signal indicating UL transmission information.

ただし、実施例2に係る誤り訂正復号部24は、図1に示す実施例1とは相違して、UL信号の復号ビット(復号結果)の情報を、ユークリッド距離選択部26Eを有する基準点判定部25Rに出力する。 However, unlike in Example 1 shown in FIG. 1, the error correction decoding unit 24 in Example 2 outputs information on the decoded bits (decoding results) of the UL signal to a reference point determination unit 25R having a Euclidean distance selection unit 26E.

ユークリッド距離蓄積部25Eは、UL用のLLR計算部23からLLR計算に用いた受信シンボルの各基準点に対するユークリッド距離(r1~r16)の情報を入力し、所定数分の受信シンボル(受信したLDMシンボル)について、UL復号用の対数尤度比(LLR)の計算に用いた受信シンボル毎の各基準点に対するユークリッド距離(r1~r16)の情報を更新しながら一時蓄積する。 The Euclidean distance storage unit 25E inputs information on the Euclidean distance (r1 to r16) for each reference point of the received symbols used in the LLR calculation from the UL LLR calculation unit 23, and temporarily stores, while updating, information on the Euclidean distance (r1 to r16) for each reference point of each received symbol used in the calculation of the log-likelihood ratio (LLR) for UL decoding for a predetermined number of received symbols (received LDM symbols).

実施例2に係る基準点判定部25Rは、実施例1と同様に、受信シンボル毎に、ULの復号ビットを基に、LL復号用の対数尤度比(LLR)の計算に用いる基準点の絞り込みを行うが、内部に、ユークリッド距離選択部26Eの機能を備える点で、実施例1とは相違している。 The reference point determination unit 25R according to the second embodiment, like that of the first embodiment, narrows down the reference points used to calculate the log-likelihood ratio (LLR) for LL decoding for each received symbol based on the UL decoded bits. However, it differs from the first embodiment in that it includes the functionality of a Euclidean distance selection unit 26E.

ユークリッド距離選択部26Eは、誤り訂正復号部24によってUL信号について復号した受信シンボル(受信したLDMシンボル)に関して、その受信シンボル毎に、ULの復号ビットを基に、ユークリッド距離蓄積部25Eに蓄積した各基準点のユークリッド距離のうちLL復号に用いる基準点のユークリッド距離を選択して読み出し、LL用のLLR計算部27Eに出力する。 For each received symbol decoded by the error correction decoder 24 for the UL signal (received LDM symbol), the Euclidean distance selector 26E selects and reads the Euclidean distance of the reference point to be used for LL decoding from the Euclidean distances of each reference point stored in the Euclidean distance storage unit 25E based on the UL decoded bits, and outputs it to the LL LLR calculator 27E.

LLR計算部27Eは、誤り訂正復号部24におけるUL信号の復号からの一連の動作として、受信シンボル毎に、ユークリッド距離選択部26EによってLL復号用に選択したユークリッド距離のみを用いて、対応する受信シンボル(受信したLDMシンボル)に対する対数尤度比(LLR)を計算し、この対数尤度比(LLR)を示すLL信号を生成し、誤り訂正復号部28に出力する。 As a series of operations following the decoding of the UL signal in the error correction decoding unit 24, the LLR calculation unit 27E calculates, for each received symbol, a log-likelihood ratio (LLR) for the corresponding received symbol (received LDM symbol) using only the Euclidean distance selected for LL decoding by the Euclidean distance selection unit 26E, generates an LL signal indicating this log-likelihood ratio (LLR), and outputs it to the error correction decoding unit 28.

誤り訂正復号部28は、LLR計算部27Eから得られるLL信号に対して、送信側のLL用として予め定めた誤り訂正符号化処理(LDPC符号等)に対応する復号処理を施し、LL用伝送情報を示すLL信号の復号ビットを生成し外部出力する。 The error correction decoding unit 28 performs a decoding process on the LL signal obtained from the LLR calculation unit 27E that corresponds to an error correction coding process (such as an LDPC code) predetermined for the LL on the transmitting side, and generates and outputs decoded bits of the LL signal that indicate the transmission information for the LL.

このように、図8に示す受信装置20では、ULの復号処理自体は、従来手法のSICと同じであるが、SIC型の「UL再変調によるレプリカ信号生成部25、及び減算部26」を備える代わりに「ユークリッド距離蓄積部25E」及び「ユークリッド距離選択部26Eを有する基準点判定部25R」を備え、「ユークリッド距離選択部26E」によって選択されたユークリッド距離のみを用いてLL用の対数尤度比(LLR)の計算を行う「LL用のLLR計算部27E」を備える構成とした。これにより、少なくともユークリッド距離の計算処理が軽減され、LLの受信処理に係るコストを大幅に低減することが可能となっている。 As such, in the receiving device 20 shown in Figure 8, the UL decoding process itself is the same as the conventional SIC method, but instead of having a SIC-type "UL re-modulation replica signal generation unit 25 and subtraction unit 26," it is configured to have a "Euclidean distance accumulation unit 25E" and a "reference point determination unit 25R having a Euclidean distance selection unit 26E," and an "LL LLR calculation unit 27E" that calculates the log-likelihood ratio (LLR) for LL using only the Euclidean distance selected by the "Euclidean distance selection unit 26E." This reduces at least the Euclidean distance calculation process, making it possible to significantly reduce the cost associated with LL reception processing.

〔実施例2の受信処理〕
以下、より具体的な例を挙げながら、図8に示す受信装置20における受信処理を説明する。
[Reception process of the second embodiment]
The reception process in the receiving device 20 shown in FIG. 8 will be described below with more specific examples.

まず、図8に示す受信装置20において、受信アンテナ21を介して受信したLDM信号は、図11に示すLDM方式の送信装置10から送信された信号であり、実施例2に係るLDMシンボルを構成するビットは、実施例1と同様に、UL用のシンボルを構成するビットを上位側に、LL用のシンボルを構成するビットを下位側にビット配置したものとして構成されている。 First, in the receiving device 20 shown in Figure 8, the LDM signal received via the receiving antenna 21 is a signal transmitted from the LDM transmitting device 10 shown in Figure 11, and the bits constituting the LDM symbol in Example 2 are configured in the same way as in Example 1, with the bits constituting the UL symbol on the higher order side and the bits constituting the LL symbol on the lower order side.

例えば、図10(a)には、LDM信号のシンボル(LDMシンボル)を構成するビットの割り当ての一例として、UL、LLの変調方式をQPSKとし、QPSKシンボルへのビット割り当てをグレイコードマッピングしたときの原点Oを中心とするIQ平面図を示している。この場合、LDMシンボルは、全体で16シンボルとして構成され、この16シンボルに割り当てられるビットは、図10(a)に示す通り、上位2ビットがUL、下位2ビットがLLとなる。 For example, Figure 10(a) shows an IQ plane diagram centered on the origin O when the modulation method for UL and LL is QPSK and the bit allocation to the QPSK symbols is Gray code mapped, as an example of the allocation of bits that make up the symbols of an LDM signal (LDM symbols). In this case, the LDM symbols are composed of a total of 16 symbols, and the bits allocated to these 16 symbols are, as shown in Figure 10(a), with the most significant 2 bits being UL and the least significant 2 bits being LL.

尚、図10(a)には、実施例2の動作説明の便宜上、LDMシンボルを構成するビットを[a1 a2 a3 a4]として表しており、a1が第1ビット(UL)、a2が第2ビット(UL)、a3が第3ビット(LL)、a4が第4ビット(LL)を示すものとし、r1~r16は、或る受信シンボル(ここでは、受信シンボル#1)から各基準点までのユークリッド距離を表している。ただし、LDMシンボルにおけるUL及びLLのビット割り当ては、図10(a)に示すものに限定する必要はなく、UL及びLLのビットがLDMシンボル上で識別できるものであればよい。 Incidentally, for the sake of convenience in explaining the operation of Example 2, in Figure 10(a), the bits that make up the LDM symbol are represented as [a1 a2 a3 a4], where a1 indicates the first bit (UL), a2 indicates the second bit (UL), a3 indicates the third bit (LL), and a4 indicates the fourth bit (LL), and r1 to r16 indicate the Euclidean distance from a certain received symbol (here, received symbol #1) to each reference point. However, the allocation of UL and LL bits in the LDM symbol does not need to be limited to that shown in Figure 10(a), as long as the UL and LL bits can be identified on the LDM symbol.

そこで、代表して、UL、LLの変調方式をQPSKとし、図8に示す直交復調部22が、図10(a)に示すグレイコードマッピングによるLDMシンボルを受信して処理する例を説明する。尚、本発明は、グレイコードマッピングによらず、集合分割法マッピングによる場合も同様である点に留意する。 As a representative example, we will explain an example in which the UL and LL modulation schemes are QPSK and the orthogonal demodulation unit 22 shown in Figure 8 receives and processes LDM symbols using the Gray code mapping shown in Figure 10(a). Note that the present invention also applies to cases where set partitioning mapping is used instead of Gray code mapping.

図9は、本発明による実施例2のLDM方式の受信装置20における受信処理を示すフローチャートである。 Figure 9 is a flowchart showing the reception process in the LDM receiving device 20 of embodiment 2 of the present invention.

まず、実施例2に係る受信装置20は、実施例1と同様に、直交復調部22により、受信アンテナ21を介して受信したLDM信号について直交復調処理を施したLDMシンボルを「受信シンボル」として抽出する(ステップS11)。ここで、直交復調部22が出力するLDMシンボルは、受信シンボル♯nとして、後段の処理にとって識別可能にシンボル番号が付されて出力される。また、受信装置20は、LLR計算部23により、直交復調部22から得られるLDMシンボル(即ち、受信シンボル)について、UL用のシンボルとみなし、LDMシンボルが取りうる全てのシンボル位置を示す基準点を用いて対数尤度比(LLR)を計算する。 First, in the receiving device 20 according to the second embodiment, as in the first embodiment, the orthogonal demodulation unit 22 extracts, as a "received symbol," an LDM symbol obtained by orthogonal demodulation processing of an LDM signal received via the receiving antenna 21 (step S11). Here, the LDM symbol output by the orthogonal demodulation unit 22 is output as a received symbol #n with a symbol number assigned so that it can be identified for subsequent processing. Furthermore, the receiving device 20 regards the LDM symbol obtained from the orthogonal demodulation unit 22 (i.e., the received symbol) as a UL symbol using the LLR calculation unit 23, and calculates a log-likelihood ratio (LLR) using reference points indicating all possible symbol positions for the LDM symbol.

図10(a)に示す通り、UL及びLLの変調方式としたQPSKと、ILとから決定される16シンボルの基準点が、LDMシンボルが取りうる全てのシンボル位置となる。そこで、UL用のLLR算出部23は、LDMシンボルとしての受信シンボル♯1(図10(a)に示す“△”)について対数尤度比(LLR)を計算するときは、受信シンボル♯1と16シンボルの各基準点との間のユークリッド距離(r1~r16)から、誤り訂正復号部24で用いる誤り訂正符号ブロック内の各ビットの対数尤度比(LLR)を計算する。 As shown in Figure 10(a), the 16-symbol reference points determined by the IL and the QPSK modulation scheme for the UL and LL represent all possible symbol positions for the LDM symbol. Therefore, when calculating the log-likelihood ratio (LLR) for received symbol #1 (represented by the "△" in Figure 10(a)) as the LDM symbol, the UL LLR calculation unit 23 calculates the log-likelihood ratio (LLR) for each bit in the error correction code block used by the error correction decoding unit 24 from the Euclidean distance (r1 to r16) between received symbol #1 and each of the 16 symbol reference points.

ここで、実施例2に係る受信装置20は、実施例1とは相違して、ユークリッド距離蓄積部25Eを備える。ユークリッド距離蓄積部25Eは、UL用のLLR計算部23から対数尤度比(LLR)の計算に用いた受信シンボルの各基準点に対するユークリッド距離(r1~r16)の情報を入力し、所定数分の受信シンボル(受信したLDMシンボル)について、UL復号用の対数尤度比(LLR)の計算に用いた受信シンボル毎の各基準点に対するユークリッド距離(r1~r16)の情報を更新しながら一時蓄積する(ステップS12)。図10(b)には、ユークリッド距離蓄積部25Eにおいて、UL用のLLR計算部23で対数尤度比(LLR)の計算に用いた受信シンボル(例えば、シンボル番号♯1~♯3)毎の各基準点に対するユークリッド距離(添え字で示すシンボル番号♯1~♯3に対応するr1~r16)の情報の蓄積例を示している。尚、図10(b)にはシンボル番号♯1~♯3の3受信シンボル分しか図示していないが、ユークリッド距離蓄積部25Eにおいて、動作原理上、誤り訂正符号の符号長分に相当する受信シンボル分のユークリッド距離(r1~r16)の情報について一時蓄積する構成とする。 Here, the receiving device 20 according to Example 2 differs from Example 1 in that it includes a Euclidean distance storage unit 25E. The Euclidean distance storage unit 25E receives information on the Euclidean distances (r1 to r16) of received symbols used to calculate the log-likelihood ratios (LLRs) from the UL LLR calculation unit 23, and temporarily stores, while updating, information on the Euclidean distances (r1 to r16) of received symbols used to calculate the log-likelihood ratios (LLRs) for UL decoding for a predetermined number of received symbols (received LDM symbols) (step S12). Figure 10(b) shows an example of storage, in the Euclidean distance storage unit 25E, of information on the Euclidean distances (r1 to r16 corresponding to symbol numbers #1 to #3 indicated by subscripts) of received symbols (e.g., symbol numbers #1 to #3) used to calculate the log-likelihood ratios (LLRs) by the UL LLR calculation unit 23. Although Figure 10(b) only shows three received symbols, symbol numbers #1 to #3, the Euclidean distance storage unit 25E is configured, in terms of its operating principle, to temporarily store information on the Euclidean distances (r1 to r16) for received symbols corresponding to the code length of the error correction code.

そして、実施例2に係る受信装置20は、実施例1と同様に、誤り訂正復号部24により、LLR計算部23から得られる対数尤度比(LLR)で示されるUL信号に対して、送信側のUL用として予め定めた誤り訂正符号化処理(LDPC符号等)に対応する復号処理を施し、復号結果としてUL信号の復号ビットを生成し外部出力する。 The receiving device 20 according to Example 2, as in Example 1, performs a decoding process corresponding to an error correction coding process (such as an LDPC code) predetermined for the UL on the transmitting side on the UL signal indicated by the log-likelihood ratio (LLR) obtained from the LLR calculation unit 23, using the error correction decoding unit 24, and generates decoded bits of the UL signal as the decoding result, which are output to the outside.

ここで、実施例2に係る受信装置20は、実施例1と同様に、基準点判定部25Rによって、受信シンボル毎に、ULの復号ビットを基に、LL復号用の対数尤度比(LLR)の計算に用いる基準点の絞り込みを行うが、実施例1とは相違して、基準点判定部25Rの機能として、ユークリッド距離選択部26Eが設けられている。ユークリッド距離選択部26Eは、誤り訂正復号部24によってUL信号について復号した受信シンボル(受信したLDMシンボル)に関して、その受信シンボル毎に、ULの復号ビットを基に、ユークリッド距離蓄積部25Eに蓄積した各基準点のユークリッド距離のうちLL復号に用いる基準点のユークリッド距離を選択して読み出し、LL用のLLR計算部27Eに出力する(ステップS13)。 In the receiving device 20 according to Example 2, similar to Example 1, the reference point determination unit 25R narrows down the reference points used to calculate the log-likelihood ratio (LLR) for LL decoding for each received symbol based on the UL decoded bits. However, unlike Example 1, a Euclidean distance selection unit 26E is provided as a function of the reference point determination unit 25R. For received symbols (received LDM symbols) decoded for the UL signal by the error correction decoding unit 24, the Euclidean distance selection unit 26E selects and reads the Euclidean distance of the reference point used for LL decoding from the Euclidean distances of each reference point stored in the Euclidean distance storage unit 25E based on the UL decoded bits for each received symbol, and outputs it to the LLR calculation unit 27E for LL (step S13).

続いて、実施例2に係る受信装置20は、実施例1とは相違して、LLR計算部27Eにより、誤り訂正復号部24におけるUL信号の復号からの一連の動作として、受信シンボル毎に、ユークリッド距離選択部26EによってLL復号用に選択したユークリッド距離のみを用いて、対応する受信シンボル(受信したLDMシンボル)に対する対数尤度比(LLR)を計算する(ステップS14)。 Next, unlike in Example 1, the receiving device 20 according to Example 2 calculates, as a series of operations following the decoding of the UL signal in the error correction decoding unit 24, a log-likelihood ratio (LLR) for each received symbol (received LDM symbol) using only the Euclidean distance selected for LL decoding by the Euclidean distance selection unit 26E by the LLR calculation unit 27E (step S14).

つまり、UL用のLLR計算部23では、ユークリッド距離(r1~r16)を確率に置き換えて対数尤度比(LLR)を計算している。例えば、受信シンボル(受信したLDMシンボル)#1を構成するビット列[a1 a2 a3 a4]における第1ビットa1が0である確率P10と、第1ビットa1が1である確率P11は、式(1)及び式(2)のように表すことができ、図10(a)に示す受信シンボル#1の第1ビットa1のLLR(確からしさ)をLLR1_♯1とすると、式(3)のように表すことができる。尚、受信シンボル#1の第2ビットa2のLLR(確からしさ)についても式(1)乃至式(3)の考え方と同様にして得ることができる。尚、式(1)及び式(2)におけるσは、受信C/Nから求まる受信シンボルに付加された白色雑音の分散を表し、σは雑音電力を表している。 That is, the UL LLR calculation unit 23 calculates the log likelihood ratio (LLR) by replacing the Euclidean distance (r1 to r16) with a probability. For example, the probability P10 that the first bit a1 in the bit sequence [a1 a2 a3 a4] constituting the received symbol (received LDM symbol) #1 is 0 and the probability P11 that the first bit a1 is 1 can be expressed as in equations (1) and (2). If the LLR (likelihood) of the first bit a1 of the received symbol #1 shown in FIG. 10(a) is LLR 1_#1 , it can be expressed as in equation (3). The LLR (likelihood) of the second bit a2 of the received symbol #1 can also be obtained in the same way as equations (1) to (3). In equations (1) and (2), σ represents the variance of white noise added to the received symbol calculated from the received C/N, and σ2 represents the noise power.

続いて、実施例2に係る受信装置20は、実施例1と同様に、誤り訂正復号部28により、LLR計算部27Rから得られるUL信号に対して、送信側のLL用として予め定めた誤り訂正符号化処理(LDPC符号等)に対応する復号処理を施し、復号結果としてLL信号の復号ビットを生成し外部出力する。 Next, in the receiving device 20 according to the second embodiment, as in the first embodiment, the error correction decoding unit 28 performs a decoding process corresponding to an error correction coding process (such as an LDPC code) predetermined for the LL on the transmitting side on the UL signal obtained from the LLR calculation unit 27R, and generates decoded bits of the LL signal as the decoding result, which are output to the outside.

このように、実施例2におけるUL復号処理は、実施例1と同様に、例えばLDMシンボルが取りうる全てのシンボル位置を基準点として、受信シンボルと各基準点のユークリッド距離(r1~r16)を計算した後(図10(a)参照)、確率に変換して、LLR計算部23でUL用の対数尤度比(LLR)を計算し、誤り訂正復号部24でUL用の復号ビットを生成する。 In this way, the UL decoding process in Example 2, similar to Example 1, uses all possible symbol positions of the LDM symbol as reference points, calculates the Euclidean distance (r1 to r16) between the received symbol and each reference point (see Figure 10(a)), converts it to a probability, calculates the log-likelihood ratio (LLR) for UL in the LLR calculation unit 23, and generates decoded bits for UL in the error correction decoding unit 24.

ただし、実施例2では、LDMシンボルが取りうる全てのシンボル位置に対応する全ての基準点に対して計算したユークリッド距離(r1~r16)をユークリッド距離蓄積部25Eで蓄積するようにしている。そして、ユークリッド距離選択部26Eでは、図10(b)に示すように、UL復号結果を基に、ユークリッド距離蓄積部25Eから、LL信号としてのビットの確からしさを示すLL用の対数尤度比(LLR)を計算するために必要なユークリッド距離を選択する。LL用のLLR計算部27Eは、この選択されたユークリッド距離のみを用いてLL用の対数尤度比(LLR)を計算し、誤り訂正復号部28でLL用の復号ビットを生成する。 However, in Example 2, the Euclidean distances (r1 to r16) calculated for all reference points corresponding to all possible symbol positions of the LDM symbol are stored in the Euclidean distance storage unit 25E. Then, as shown in FIG. 10(b), the Euclidean distance selection unit 26E selects from the Euclidean distance storage unit 25E the Euclidean distance required to calculate the LL log-likelihood ratio (LLR), which indicates the likelihood of the bit as an LL signal, based on the UL decoding result. The LL LLR calculation unit 27E calculates the LL log-likelihood ratio (LLR) using only this selected Euclidean distance, and the error correction decoding unit 28 generates decoded bits for LL.

つまり、LL用のLLR計算部27Eでは、UL用のLLR計算部23における対数尤度比(LLR)の計算に用いたユークリッド距離と、UL復号結果を示すUL用の復号ビットの情報を基に、LL用の対数尤度比(LLR)を計算することができる。特に、UL復号結果を基に、UL用の対数尤度比(LLR)を計算するために用いたユークリッド距離(r1~r16)から、LL用の対数尤度比(LLR)を計算するために必要なユークリッド距離を選択することができ、これによりLL用として不要なユークリッド距離を確率計算に使うことを回避できる。即ち、ユークリッド距離蓄積部25Eにおいて、受信シンボルに関して蓄積された全基準点に対するユークリッド距離のうち、UL復号結果からLLの基準点を絞り込むことができるので、再度のユークリッド距離計算をしなくて済むようになる。 In other words, the LL LLR calculation unit 27E can calculate the LL log-likelihood ratio (LLR) based on the Euclidean distance used to calculate the LLR in the UL LLR calculation unit 23 and information on the UL decoded bits indicating the UL decoding result. In particular, the Euclidean distance required to calculate the LL log-likelihood ratio (LLR) can be selected from the Euclidean distances (r1 to r16) used to calculate the UL log-likelihood ratio (LLR) based on the UL decoding result, thereby avoiding the use of Euclidean distances unnecessary for LL in probability calculations. In other words, the Euclidean distance accumulation unit 25E can narrow down the LL reference points from the UL decoding result among the Euclidean distances for all reference points accumulated for the received symbol, thereby eliminating the need to calculate the Euclidean distance again.

より具体的に、その計算負荷の削減について説明するに、従来の「一括復調」の処理では、第3ビットa3が0である確率P'30と、第3ビットa3が1である確率P'31は、式(4)及び式(5)のように表される。尚、式(4)及び式(5)におけるσは、受信C/Nから求まる受信シンボルに付加された白色雑音の分散を表し、σは雑音電力を表している。 To explain the reduction in the calculation load more specifically, in the conventional "batch demodulation" process, the probability P'30 that the third bit a3 is 0 and the probability P'31 that the third bit a3 is 1 are expressed as in equations (4) and (5). Note that in equations (4) and (5), σ represents the variance of white noise added to the received symbol calculated from the received C/N, and σ2 represents the noise power.

一方、本実施例では、UL復号結果を基にLL用の対数尤度比(LLR)を計算するために必要なユークリッド距離を選択するため、例えば受信シンボル#1のUL=00(a1=0,a2=0)の場合では、第3ビットa3が0である確率P30と、第3ビットa3が1である確率P31は、式(6)及び式(7)のように表すことができ、受信シンボル#1の第3ビットa3のLLR(確からしさ)をLLR3_♯1とすると、式(8)のように表すことができる。尚、受信シンボル#1の第4ビットa4のLLR(確からしさ)についても式(6)乃至式(8)の考え方と同様にして得ることができる。尚、式(6)及び式(7)におけるσは、受信C/Nから求まる受信シンボルに付加された白色雑音の分散を表し、σは雑音電力を表している。 On the other hand, in this embodiment, the Euclidean distance required to calculate the log-likelihood ratio (LLR) for LL is selected based on the UL decoding result. For example, when UL=00 (a1=0, a2=0) of received symbol #1, the probability P30 that the third bit a3 is 0 and the probability P31 that the third bit a3 is 1 can be expressed as in equations (6) and (7). If the LLR (likelihood) of the third bit a3 of received symbol #1 is LLR3_ #1, it can be expressed as in equation (8). Note that the LLR (likelihood) of the fourth bit a4 of received symbol #1 can also be obtained in the same way as in equations (6) to (8). Note that in equations (6) and (7), σ represents the variance of white noise added to the received symbol calculated from the received C/N, and σ2 represents the noise power.

このように、実施例2では、実施例1と比較して、受信シンボルについて、LLR計算部23によるUL用の対数尤度比(LLR)の計算に用いた各基準点に対するユークリッド距離の情報をユークリッド距離蓄積部25Eに蓄積しておくため、LL用の対数尤度比(LLR)の計算に係るユークリッド距離計算を省略することが可能となり、その処理コストを軽減させることができる。 In this way, in Example 2, compared to Example 1, information on the Euclidean distance for each reference point used in the calculation of the UL log-likelihood ratio (LLR) by the LLR calculation unit 23 for the received symbol is stored in the Euclidean distance storage unit 25E. This makes it possible to omit the Euclidean distance calculation involved in the calculation of the LL log-likelihood ratio (LLR), thereby reducing the processing cost.

そして、実施例2の受信性能は、実施例1と同等であり(即ち、図6及び図7参照)、少なくともユークリッド距離計算に係る計算量を実施例1よりも削減できる点は有利となる。 Furthermore, the reception performance of Example 2 is equivalent to that of Example 1 (i.e., see Figures 6 and 7), and has the advantage that at least the amount of calculation required for Euclidean distance calculation can be reduced compared to Example 1.

従って、本発明に係る実施例2の受信装置20によれば、階層分割多重(LDM)方式の受信処理として、ULの復号結果からLLの復号に係る基準点を絞り込み、更にLLの復号に必要なユークリッド距離の再計算を省略することで、SICと同等以上の雑音耐性の高い良好な受信性能を実現でき、尚且つSICよりも受信処理に係るコストを大幅に低減できるようになる。 Therefore, according to the receiving device 20 of the second embodiment of the present invention, in the receiving process of the Layer Division Multiplexing (LDM) system, the reference point for LL decoding is narrowed down from the UL decoding result, and further, the recalculation of the Euclidean distance required for LL decoding is omitted, thereby achieving good receiving performance with high noise resistance equivalent to or better than SIC, and further enabling a significant reduction in the cost of receiving processing compared to SIC.

上述の実施例については代表的な例を説明したが、本発明の趣旨及び範囲内で、多くの変更及び置換することができることは当業者に明らかである。例えば、上記の実施例では、UL及びLLの変調方式をQPSKとして図2又は図10(a)に示すLDMシンボルのみを説明し、誤り訂正符号としてLDPC符号とする例のみを説明したが、UL及びLLの変調方式はそれぞれ異なる変調方式としてもよく、QPSKとする以外にも、π/2シフトBPSK,8PSK,16APSK等とすることができ、更にはLDPC符号に限らず種々の誤り訂正符号を採用できる。従って、本発明は、上述の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲によってのみ制限される。 While the above-described embodiments have been described as representative examples, it will be apparent to those skilled in the art that many modifications and substitutions can be made within the spirit and scope of the present invention. For example, in the above-described embodiments, only the LDM symbols shown in Figures 2 and 10(a) are described in which the UL and LL modulation schemes are QPSK, and only examples are described in which LDPC codes are used as error correction codes. However, the UL and LL modulation schemes may be different, and other modulation schemes besides QPSK may be π/2-shift BPSK, 8PSK, 16APSK, etc. Furthermore, various error correction codes other than LDPC codes may be used. Therefore, the present invention is not limited to the above-described embodiments, but is limited only by the scope of the claims.

本発明によれば、階層分割多重(LDM)方式の受信処理として、SICと同等以上の雑音耐性の高い良好な受信性能を実現でき、尚且つSICよりも受信処理に係るコストを大幅に低減できるようになるので、LDM方式の伝送システムの用途に有用である。 The present invention can achieve excellent reception performance with noise resistance equivalent to or greater than that of SIC as reception processing for hierarchical division multiplexing (LDM), while also significantly reducing the cost of reception processing compared to SIC, making it useful for use in LDM transmission systems.

10 LDM方式の送信装置
11 UL用の誤り訂正符号化部
12 UL用のマッピング部
13 LL用の誤り訂正符号化部
14 LL用のマッピング部
15 電力調整部
16 合成部
17 直交変調部
18 送信アンテナ
20 本発明に係るLDM方式の受信装置
20S 従来技術に係るSIC型受信装置
20B 従来技術に係る一括復調型受信装置
21 受信アンテナ
22 直交復調部
23 UL用のLLR計算部
24 UL用の誤り訂正復号部
25 レプリカ信号生成部
25R 本発明による実施例1,2に係る基準点判定部
25E 本発明による実施例2に係るユークリッド距離蓄積部
26 減算部
26E 本発明による実施例2に係るユークリッド距離選択部
27,27B LL用のLLR計算部
27R 本発明による実施例1に係るLL用のLLR計算部
27E 本発明による実施例2に係るLL用のLLR計算部
28 LL用の誤り訂正復号部
10 LDM transmitter 11 UL error correction encoder 12 UL mapping unit 13 LL error correction encoder 14 LL mapping unit 15 power adjustment unit 16 combiner 17 orthogonal modulator 18 transmitter antenna 20 LDM receiver 20S according to the present invention SIC receiver 20B according to the prior art Batch demodulation receiver 21 receiver antenna 22 orthogonal demodulator 23 UL LLR calculator 24 UL error correction decoder 25 replica signal generator 25R reference point determiner 25E according to embodiments 1 and 2 of the present invention Euclidean distance storage unit 26 according to embodiment 2 of the present invention subtractor 26E Euclidean distance selector 27, 27B according to embodiment 2 of the present invention LL LLR calculator 27R LL LLR calculator 27E according to embodiment 1 of the present invention LL LLR calculator 28 according to embodiment 2 of the present invention Error correction decoding unit for LL

Claims (6)

階層分割多重(LDM)方式の受信装置であって、
高階層(UL)と低階層(LL)として2つの変調信号が異なる電力で多重化され、同一周波数帯で直交変調して伝送されたLDM信号を受信して、直交復調処理を施してLDMシンボルを抽出する直交復調部と、
前記LDMシンボルについて、UL用のシンボルとみなし、LDMシンボルが取りうる全てのシンボル位置又はUL用として予め定めた変調方式に従うシンボル位置を示す基準点を用いて対数尤度比を計算し、該対数尤度比を示すUL信号を生成するUL用のLLR計算部と、
前記UL信号に対して、UL用として予め定めた誤り訂正復号処理を施し、前記UL信号の復号ビットを生成するUL用の誤り訂正復号部と、
前記UL信号の復号ビットを基に、LDMシンボルが取りうる全てのシンボル位置を示す基準点のうち受信したLDMシンボルにおけるLL用のシンボルが取りうるシンボル位置を示す基準点の絞り込みを行うことにより、前記UL信号の復号ビットに応じてLL復号用の対数尤度比の計算に用いる基準点を決定する基準点判定部と、
前記基準点判定部により決定した基準点のみに基づいて、前記UL信号に対応する受信したLDMシンボルに対する対数尤度比を計算し、該対数尤度比を示すLL信号を生成するLL用のLLR計算部と、
前記LL信号に対して、LL用として予め定めた誤り訂正復号処理を施し、前記LL信号の復号ビットを生成するLL用の誤り訂正復号部と、
を備えることを特徴とする受信装置。
A receiving device of a hierarchical division multiplexing (LDM) system,
an orthogonal demodulation unit that receives an LDM signal in which two modulated signals, a high layer (UL) and a low layer (LL), are multiplexed with different power levels and orthogonally modulated in the same frequency band and transmitted, and performs orthogonal demodulation processing to extract an LDM symbol;
an LLR calculation unit for UL that regards the LDM symbol as a symbol for UL, calculates a log-likelihood ratio using all symbol positions that the LDM symbol can take or a reference point that indicates a symbol position according to a modulation method predetermined for UL, and generates a UL signal that indicates the log-likelihood ratio;
an error correction decoding unit for UL that performs a predetermined error correction decoding process for UL on the UL signal and generates decoded bits of the UL signal;
a reference point determination unit that determines a reference point to be used in calculating a log-likelihood ratio for LL decoding according to the decoded bits of the UL signal by narrowing down reference points that indicate symbol positions that LL symbols in the received LDM symbols can take from among reference points that indicate all symbol positions that LDM symbols can take, based on the decoded bits of the UL signal;
an LLR calculation unit for LL that calculates a log-likelihood ratio for a received LDM symbol corresponding to the UL signal based only on the reference point determined by the reference point determination unit and generates an LL signal indicating the log-likelihood ratio;
an error correction decoding unit for LL that performs a predetermined error correction decoding process for LL on the LL signal to generate decoded bits of the LL signal;
A receiving device comprising:
前記UL用の誤り訂正復号部は、前記基準点判定部によって前記UL信号に対応するLDMシンボルを識別可能とする識別情報を付して、前記UL信号の復号ビットを示す復号結果を前記基準点判定部にフィードバックすることを特徴とする、請求項1に記載の受信装置。 The receiving device described in claim 1, characterized in that the UL error correction decoding unit attaches identification information that enables the reference point determination unit to identify the LDM symbol corresponding to the UL signal, and feeds back to the reference point determination unit the decoding result indicating the decoded bits of the UL signal. 前記LL用のLLR計算部は、前記UL信号に対応するLL信号を生成するために、前記識別情報を基に可変に、受信したLDMシンボルについて遅延調整を行った上で、前記基準点判定部により決定した基準点のみを用いて、前記UL信号に対応する受信したLDMシンボルに対する対数尤度比を計算し、該対数尤度比を示すLL信号を生成することを特徴とする、請求項2に記載の受信装置。 The receiving device described in claim 2, characterized in that, in order to generate an LL signal corresponding to the UL signal, the LL LLR calculation unit performs delay adjustment on the received LDM symbol variably based on the identification information, calculates a log-likelihood ratio for the received LDM symbol corresponding to the UL signal using only the reference point determined by the reference point determination unit, and generates an LL signal indicating the log-likelihood ratio. 前記LL用のLLR計算部は、前記UL信号に対応するLL信号を生成するための固定時間分、受信したLDMシンボルについて遅延調整を行った上で、前記基準点判定部により決定した基準点のみを用いて、前記UL信号に対応する受信したLDMシンボルに対する対数尤度比を計算し、該対数尤度比を示すLL信号を生成することを特徴とする、請求項1に記載の受信装置。 The receiving device described in claim 1, characterized in that the LL LLR calculation unit performs delay adjustment on the received LDM symbol for a fixed time period required to generate an LL signal corresponding to the UL signal, and then calculates a log-likelihood ratio for the received LDM symbol corresponding to the UL signal using only the reference point determined by the reference point determination unit, and generates an LL signal indicating the log-likelihood ratio. 前記UL用のLLR計算部は、前記LDMシンボルが取りうる全てのシンボル位置を示す基準点を用いて対数尤度比を計算するものとし、
前記UL信号として示される対数尤度比の計算に用いた受信したLDMシンボル毎の各基準点に対するユークリッド距離の情報を所定シンボル数分、更新しながら一時蓄積するユークリッド距離蓄積部を更に備え、
前記基準点判定部は、前記UL用の誤り訂正復号部によってUL信号について復号したLDMシンボル毎に、前記UL信号の復号ビットを基に、前記ユークリッド距離蓄積部に蓄積した各基準点のユークリッド距離のうちLL信号の復号に用いる基準点のユークリッド距離を選択するユークリッド距離選択部を有し、
前記LL用のLLR計算部は、前記ユークリッド距離選択部によってLL信号の復号用に選択したユークリッド距離のみを用いて、前記UL信号に対応する受信したLDMシンボルに対する対数尤度比を計算し、該対数尤度比を示すLL信号を生成することを特徴とする、請求項1に記載の受信装置。
the LLR calculation unit for UL calculates a log-likelihood ratio using reference points indicating all possible symbol positions of the LDM symbol;
a Euclidean distance storage unit that temporarily stores, while updating, information on the Euclidean distance to each reference point for each received LDM symbol used in calculating the log-likelihood ratio indicated as the UL signal, for a predetermined number of symbols;
the reference point determination unit includes a Euclidean distance selection unit that selects, for each LDM symbol decoded for the UL signal by the UL error correction decoding unit, a Euclidean distance of a reference point to be used for decoding the LL signal from among the Euclidean distances of the reference points stored in the Euclidean distance storage unit, based on the decoded bits of the UL signal;
2. The receiving device according to claim 1, wherein the LLR calculation unit for LL calculates a log-likelihood ratio for the received LDM symbol corresponding to the UL signal using only the Euclidean distance selected by the Euclidean distance selection unit for decoding the LL signal, and generates an LL signal indicating the log-likelihood ratio.
階層分割多重(LDM)方式の受信方法であって、
高階層(UL)と低階層(LL)として2つの変調信号が異なる電力で多重化され、同一周波数帯で直交変調して伝送されたLDM信号を受信して、直交復調処理を施してLDMシンボルを抽出するステップと、
前記LDMシンボルについて、UL用のシンボルとみなし、LDMシンボルが取りうる全てのシンボル位置又はUL用として予め定めた変調方式に従うシンボル位置を示す基準点を用いて対数尤度比を計算し、該対数尤度比を示すUL信号を生成するステップと、
前記UL信号に対して、UL用として予め定めた誤り訂正復号処理を施し、前記UL信号の復号ビットを生成するステップと、
前記UL信号の復号ビットを基に、LDMシンボルが取りうる全てのシンボル位置を示す基準点のうち受信したLDMシンボルにおけるLL用のシンボルが取りうるシンボル位置を示す基準点の絞り込みを行うことにより、前記UL信号の復号ビットに応じてLL復号用の対数尤度比の計算に用いる基準点を決定するステップと、
該ステップにより決定した基準点のみに基づいて、前記UL信号に対応する受信したLDMシンボルに対する対数尤度比を計算し、該対数尤度比を示すLL信号を生成するステップと、
前記LL信号に対して、LL用として予め定めた誤り訂正復号処理を施し、前記LL信号の復号ビットを生成するステップと、
を含むことを特徴とする受信方法。
A receiving method for a layer division multiplexing (LDM) system, comprising:
receiving an LDM signal in which two modulated signals, a high layer (UL) and a low layer (LL), are multiplexed with different power levels and orthogonally modulated in the same frequency band and transmitted; and performing orthogonal demodulation processing to extract an LDM symbol;
a step of regarding the LDM symbol as a UL symbol, calculating a log-likelihood ratio using all possible symbol positions of the LDM symbol or a reference point indicating a symbol position according to a predetermined modulation method for UL, and generating a UL signal indicating the log-likelihood ratio;
performing a predetermined error correction decoding process for UL on the UL signal to generate decoded bits of the UL signal;
determining a reference point used for calculating a log-likelihood ratio for LL decoding according to the decoded bits of the UL signal by narrowing down reference points indicating symbol positions that can be taken by LL symbols in the received LDM symbols from among reference points indicating all symbol positions that can be taken by LDM symbols;
calculating a log-likelihood ratio for a received LDM symbol corresponding to the UL signal based solely on the reference point determined by the step, and generating an LL signal indicative of the log-likelihood ratio;
a step of performing an error correction decoding process predetermined for LL on the LL signal to generate decoded bits of the LL signal;
A receiving method comprising:
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2019087894A (en) 2017-11-07 2019-06-06 株式会社日立国際電気 Transmission system, transmitting apparatus, receiving apparatus and transmission method
JP2020022000A (en) 2018-07-30 2020-02-06 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 Decoding circuit

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20190007249A1 (en) 2015-07-01 2019-01-03 Electronics and Telecommunications Research Instiute Device for generating broadcast signal frame and method for generating broadcast signal frame corresponding to time interleaver for supporting plurality of operation modes
JP2019087894A (en) 2017-11-07 2019-06-06 株式会社日立国際電気 Transmission system, transmitting apparatus, receiving apparatus and transmission method
JP2020022000A (en) 2018-07-30 2020-02-06 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 Decoding circuit

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
G.H.M.G de Oliveira et al.,Implementation of ISDB-T LDM Broadcast system using LDPC codes,2016 IEEE International Symposium on Broadband Multimedia Systems and Broadcasting (BMSB)[online],IEEE,2016年06月03日,pp. 1-4,[取得日 2025年7月31日], 取得先<IEEE Xplore, https://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?tp=&arnumber=7521986>,DOI: 10.1109/BMSB.2016.7521986

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