定標確定裝置、糾錯解碼器、接收裝置及定標確定方法

2023-06-23 23:24:21 2

專利名稱：定標確定裝置、糾錯解碼器、接收裝置及定標確定方法
技術領域：
本文描述的實施方式總體涉及確定在信號的規範化中使用的定標值的定標確定裝置、糾錯解碼器、接收裝置及定標確定方法。
背景技術：
糾錯技術在本質上產生因衰落引起的通信信號的一部分缺損的無線通信中，對通信性能產生影響。作為無線通信的糾錯解碼器的一種，存在由於接收性能優異所以輸入為多個位寬的軟判定解碼器。糾錯解碼器，具有下述折衷關係:雖然若位寬增多則接收性能提高，但是會引起面積增大、功耗增大、最大工作頻率降低。為了緩和該折衷關係，軟判定解碼器的輸入信號被預先規範化為適合於解碼的定標。規範化處理的第I例，在OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplex:正交頻分復用)接收機中，將各接收子載波的振幅的最大值與最小值之差或方差設定為定標的基準。規範化處理的第2例，以輸入於糾錯解碼器的對數似然比的模值為基準進行定標。這樣的規範化處理的第I及第2例，若與不進行定標的情況或者以各子載波的功率平均作為基準的簡單的定標方式相比，則能夠得到好的結果。但是，依多徑衰落的狀況，有時難以使規範化處理的第I及第2例完全地適應。

發明內容
本發明的實施方式目的在於提供用於在衰落環境下實現高的接收性能的定標確定裝置、糾錯解碼器、接收裝置及定標確定方法。總體地，根據一實施方式，定標確定裝置具備第I確定部和第2確定部。第I確定部基於多個輸入信號，確定多個輸入信號的自小的信號一側起的第K個信號、或者以大小劃分多個輸入信號的多個範圍之中自小的信號一側起的第K個信號所屬的範圍。第2確定部基於第I確定部的確定結果，確定自小的信號一側起的第K個信號不會通過規範化而埋沒於量化誤差的定標值。根據本發明的實施方式，能夠提供用於在衰落環境下實現高的接收性能的定標確定裝置、糾錯解碼器、接收裝置及定標確定方法。


圖1是表示第I實施方式所涉及的糾錯解碼器的結構的一例的框圖。圖2是表示由多個計數器輸出的累計直方圖的一例的圖表。
圖3是表示第I實施方式所涉及的定標確定裝置的處理的一例的流程圖。圖4是表示第2實施方式所涉及的無線接收機的結構的一例的框圖。圖5是表示第3實施方式所涉及的定標確定裝置的結構的一例的框圖。圖6是表示第3實施方式所涉及的定標確定裝置中具備的表的一例的圖。圖7是表示子載波振幅與頻數的關係的一例的曲線圖。圖8是表示第4實施方式所涉及的定標值與輸入位寬的關係的一例的曲線圖。
具體實施例方式以下，參照附圖對各實施方式進行說明。另外，在以下的說明中，關於大致或實質上相同的功能及構成要素，賦予同一符號，並根據需要進行說明。(第I實施方式)在本實施方式中，關於用於對埋沒於量化誤差的子載波的數量進行控制的定標確定裝置進行說明。在本實施方式中，以定標確定裝置包括於無線接收裝置的糾錯解碼器中的情況為例進行說明。由此，可減小無線接收裝置的電路面積，減小功耗，在衰落環境下實現高的接收性能。 通過定標確定裝置確定的定標值用於糾錯解碼器的對數似然比輸入的規範化。圖1是表示本實施方式所涉及的糾錯解碼器的結構的一例的框圖。糾錯解碼器I接收輸入信號，輸出糾錯後的糾正信號。糾錯解碼器I具備定標確定裝置2、規範化部3、進行糾錯解碼運算的糾正運算部4。定標確定裝置2基於輸入信號，求取在規範化中使用的定標值，並將定標值提供給規範化部3。定標確定裝置2具備第I確定部81和第2確定部82，所述第I確定部81具備閾值比較部51 5η、計數器61 6η、累計比較部71 7η。糾錯解碼器I可以處理寬廣的動態範圍的信號，接收第I位寬的輸入信號。在本實施方式中，將糾錯解碼器I的輸入信號例如設定為10位。相對於此，為了避免硬體面積的增大及功耗的增大，糾正運算部4的輸入寬度設定為比輸入信號的位寬小的第2位寬。在本實施方式中，糾正運算部4的輸入寬度例如設定為5位。規範化部3對10位的輸入信號進行適合的規範化運算，量化為5位，並將規範化後的信號向糾正運算部4提供。確定在該規範化部3的處理中使用的規範化參數的是定標確定裝置2。定標確定裝置2求取輸入信號之中自小的信號一側起的第K個輸入信號的值，基於該值確定定標值。K的值性質上設定為允許因量化噪音而丟失的輸入信號數。K的值，要求:輸入信號數越多則K的值越大，此外如果為相同的輸入信號數，則編碼率越高K的值為越 小的值。該K的值基於輸入信號數、編碼率而預先設定，例如保存於ROM (Read Only Memory，只讀存儲器)等非易失性存儲裝置。在閾值比較部51飛n，分別設定有表示為了生成輸入信號的累計直方圖而使用的輸入信號強度的邊界的閾值Thl Thn。閾值Thl Thn具有Thl〈Th2〈…<Thn_l〈Thn的關係。在本實施方式中，設定生成輸入信號的強度被劃分為η個範圍而成的累計直方圖。閾值比較部5f5n判斷輸入到定標確定裝置2的輸入信號是否小於各閾值ThrThn0閾值比較部5n在判斷為輸入信號分別小於閾值ThfThn的情況下，分別向計數器6Γ6η提供計數遞增命令。計數器6η在接收到計數遞增命令的情況下，使計數值遞增，並將計數值提供給累計比較部7f7n。由此，求取比各個閾值ThfThn小的輸入信號的累計頻數。圖2是表示通過計數器6f6n輸出的累計直方圖的一例的圖表。在該圖2中，頻
數與累計頻數重疊表示。計數器61 6n在輸 入信號的輸入之前被復位,且若輸入一組(某程度的數量的)輸入信號，則計數器6Γ6η的輸出值表示累計直方圖。在該圖2中，輸入信號劃分為6個信號強度範圍，生成累計直方圖。累計比較部7η分別將來自計數器61飛η的計數值即累計頻數與K進行比較，並將比較結果提供給第2確定部82。如上所述，第I確定部81生成表不自小的信號一側起的第K個輸入信號屬於哪一信號強度範圍的信號，第2確定部82能夠得到該信號。在圖2的例子中，累計比較部71、72的比較結果表示假，累計比較部73 7η的比較
結果表示真。第2確定部82識別自小的信號一側起的第K個輸入信號屬於假與真的轉折即第3信號強度範圍(Th2以上且小於Th3的範圍)，並確定定標值，使得自小的信號一側起的第K個輸入信號不會因量化而丟失。第2確定部82例如以使自小的信號一側起的第K個輸入信號屬於糾正運算部4的輸入位寬的範圍內的方式確定定標值。例如，在糾正運算部4的輸入寬度為帶符號5位的情況下，輸入範圍為-16 +15[LSB (Least significant Bit，最低有效位)]。只要以Th2的值對應於1[LSB]以上的值、例如2[LSB]的方式進行定標，自小的信號一側起的第K個子載波的信息便不會丟失。第2確定部82求取將Th2的值定標為2[LSB]的定標值，並向規範化部3輸出。規範化部3對要被規範化的對象輸入信號，通過乘以或除以來自定標確定裝置2的定標值，來將各輸入信號規範化為適合的規模。進而，規範化部3使規範化後的輸入信號與糾錯解碼運算用的糾正運算部4的位寬匹配，進行四捨五入(丸A込辦)等量化處理。糾正運算部4接收通過規範化部3執行了量化處理的信號，對該信號進行糾錯解碼處理。圖3是表示本實施方式所涉及的定標確定裝置2的處理的一例的流程圖。在步驟SI，對計數器61飛η的計數值進行初始化。在步驟S2，閾值比較部51飛η將輸入信號與自身被設定的閾值Thf Thn進行比較，在輸入信號比各自的閾值ThfTh小的情況下，向對應的計數器61飛η提供計數遞增命令。在步驟S3，計數器61飛η在從對應的閾值比較部5廣5η接收到計數遞增命令的情況下，增加計數值。由此，對各自的閾值ThfThn，求取比該閾值ThfThn小的輸入信號的數量。計數器61飛η將計數值提供給累計比較部7η。
在步驟S4:累計比較部7η將來自對應的計數器61飛η的計數值即累計頻數與K進行比較，將比較結果提供給第2確定部82。在步驟S5:第2確定部82基於自小的信號一側起的第K個輸入信號所屬的信號強度範圍，確定自小的信號一側起的第K個輸入信號不會通過量化而丟失的定標值，並將定標值提供給規範化部3。以往，在無線通信中若產生多徑衰落，則關於接收子載波的振幅，振幅小的子載波的不均一與振幅大的子載波的不均一相比非常大。因此，若用已有的定標方法進行規範化，則依衰落的狀況，大量接收子載波的信息都會通過規範化而埋沒於量化誤差，結果，有時不能接收。該不能接收，原因在於，在已有的方法中，不能夠控制通過定標而埋沒於量化誤差的子載波的數量。相對於此，在本實施方式中，能夠控制通過糾錯解碼器I的輸入時的量化處理而丟失的信息量，能夠在衰落環境下高精度地進行糾錯。在本實施方式中，能夠以不會損失糾錯能力的程度削減糾正運算部4內的運算精度，能夠削減電路面積，能夠使功耗降低，能夠提高最大工作頻率。(第2實施方式)上述第I實施方式所涉及的定標確定裝置2，基於各輸入信號計算定標值。在本實施方式中，定標確定裝置2,被安裝於無線接收機,基於傳送路徑推定值確定定標值。圖4是表示本實施方式所涉及的無線接收機的結構的一例的框圖。無線接收機9具有在OFDM接收裝置中應用了定標確定裝置2的結構。通過天線10接收的無線信號通過高頻電路11從無線頻率降頻為基帶頻率，其後通過模擬數字變換電路12變換為數位訊號。此後，通過同步部13對數位訊號執行頻率同步、時間同步等適合的同步處理，通過FFT部14對每OFDM信元執行FFT (快速傅立葉)運算，按子載波分別獲取信號。傳送路徑推定部15基於這各個子載波信號之中已知信號分量推定各子載波的傳送路徑的值。傳送路徑均等化部16用傳送路徑推定結果將各個子載波信號之中承載數據的信號分量均等化，由此生成群夕>一'> 3 信號。解調部17基於群信號，生成各發送位的值為I的概率和為O的概率之比的對數即對數似然比(Log-Likelihood Ratio, LLR)。定標確定裝置2基於傳送路徑推定結果,確定以子載波的傳送路徑推定值之中自振幅小的一側起的第K個的值為基準的定標值，將該定標值提供給規範化部18。定標確定裝置2的工作與上述的第I實施方式相同。規範化部18基於來自定標確定裝置2的定標值將從解調部17輸出的對數似然比規範化及量化，並將數據提供給糾正運算部19。糾錯解碼器的輸入按每OFDM信元成為不同的值，相對於此，傳送路徑推定值雖然依賴於OFDM的標準，但是大多在多個OFDM信元或同一無線幀期間一直連續使用相同的值。因此，通過設為上述的結構，無需按每個OFDM信元重新計算定標值，能夠削減運算數，由此使功耗降低。
以上說明的本實施方式所涉及的無線接收機9，進行傳送路徑均等化及糾錯解碼。定標確定裝置2以傳送路徑推定值之中自小的值一側起的第特定數即第K個的值為基準，確定定標值。規範化部18基於由定標確定裝置2生成的定標值，進行接收信號的規範化及量化。由此，能夠削減無線接收機9的電路面積，能夠使功耗降低，能夠使最大工作頻率提聞。在本實施方式中，代替上述的第I實施方式中的糾錯解碼器I的輸入信號，基於傳送路徑推定值這樣連續使用某程度長的時間的值確定定標值。由此，能夠減少定標值的計算運算的頻度。(第3實施方式)在本實施方式中，關於上述第I實施方式及第2實施方式中的K的改變進行說明。K的值，例如能夠根據通信標準的類別、通信中的空間復用、無線調製方式的類別、糾錯解碼器I的編碼率、MMO (Mult1-1nput Mult1-Output，多輸入多輸出)通信中的發送接收天線數、子載波條數、輸入信號數等來變換。圖5是表示本實施方式所涉及的定標確定裝置2的結構的一例的框圖。在該圖5中，僅表示圖1的定標確定裝置2的結 構之中的累計比較部7f7n，關於其他的構成要素進行省略。圖6是表示定標確定裝置2中具備的表的一例的圖。定標確定裝置2具備存儲表20的非易失性存儲裝置21、設定部22。在表20中，對於輸入信號數、糾錯解碼器I的編碼率、無線調製方式的類別、MIMO通信中的發送接收天線數、通信中的空間復用數、通信標準的類別、子載波條數等，與K的值相關聯。設定部22基於條件信息和表20，確定K的值，將所確定的K的值設定於累計比較部7Γ7η，所述條件信息確定定標確定裝置2所使用的狀況(輸入信號數、編碼率、調製方式、發送接收天線數、空間復用數、通信標準、子載波條數)。在本實施方式中，根據條件信息，設定適合的K。由此，能夠確定最適合的定標值，能夠得到最適合的糾錯結果、最適合的接收性能。另外，在本實施方式中，使用表20確定K的值，但是也可以代替表20，使用決策樹等用其他的方法確定K的值。(第4實施方式)在本實施方式中，關於使用了通過第f第3實施方式所涉及的定標確定裝置2所確定的定標值的規範化進行說明。糾錯解碼器I的輸入位寬通常設定為5位左右。若小於5位左右，則糾正能力降低。若大於5位左右，則硬體的尺寸變大，會引起工作頻率的降低。圖7是表示子載波振幅與頻數的關係的一例的曲線圖。在該圖7中，橫軸表示子載波振幅，縱軸表示頻數。為了實現高精度的糾正，重要的是以子載波振幅的分布收斂於輸入位寬的方式進行規範化。圖8是表示本實施方式所涉及的定標值與輸入位寬的關係的一例的曲線圖。在該圖8中，橫軸表示子載波振幅，縱軸表示頻數。在本實施方式中，確定從下起的第K個子載波振幅，進行該確定的子載波振幅不會通過量化而丟失的規範化。由此，能夠保證由量化引起的信息丟失處於糾錯範圍。另外，將K設定為:編碼率越高，則以越小的子載波為基準。此外，K的值依調製方式進行變換。雖然描述了幾種實施方式，但這些實施方式僅是作為例子呈現的，並非要限定本發明的範圍。這裡描述的新穎的方法和系統能夠以各種其他形式實施，進而，在不脫離本發明的主旨的範圍可以對這裡描述的方法及系統的形式進行各種省略、替換及改變。所附權利要求及其均等範圍旨在覆蓋這樣的形式或變形，以落入本發明的範圍及主旨。
權利要求
1.一種定標確定裝置，具備: 第I確定部，其基於多個輸入信號，確定所述多個輸入信號的自小的信號一側起的第K個信號、或者以大小劃分所述多個輸入信號的多個範圍之中所述自小的信號一側起的第K個信號所屬的範圍；以及 第2確定部,其基於所述第I確定部的確定結果，確定所述自小的信號一側起的第K個信號不會通過規範化而埋沒於量化誤差的定標值。
2.根據權利要求1所述的定標確定裝置，其中: 所述第I確定部具備: 多個閾值比較部，其分別對應於所述多個範圍中的某一個，將表示對應的所述範圍的上限的閾值與所述多個輸入信號進行比較； 多個計數器，其分別對應於所述多個範圍中的某一個，對比對應的所述閾值小的輸入信號的數量進行計數；以及 累計比較部，其分別對應於所述多個範圍中的某一個，將對應的所述計數器的計數值與設定的K值進行比較； 所述第2確定部確定具有所述K值以上的計數值的所述範圍不會通過規範化而埋沒於量化誤差的定標值。
3.根據權利要求1所述的定標確定裝置，還具備: 設定部，其基於通信標準、空間復用數、調製方式、編碼率、天線數、子載波條數、輸入信號數之中的至少一種設定所述K的值。
4.根據權利要求1所述的定標確定裝置，其中: 所述多個輸入信號是多個子載波振幅或多個傳送路徑推定值。
5.根據權利要求1所述的定標確定裝置，其中: 所述第2確定部以所述自小的信號一側起的第K個信號屬於糾正運算部的輸入位寬的範圍內的方式確定所述定標值，所述糾正運算部對規範化後的輸入信號進行糾錯編碼運算。
6.一種糾錯解碼器，具備: 權利要求1所述的定標確定裝置； 規範化部，其基於通過所述定標確定裝置確定的定標值，對規範化對應信號進行規範化； 糾正運算部，其對通過所述規範化部進行了規範化的信號執行糾錯解碼運算。
7.一種正交頻分復用的接收裝置，具備: 權利要求1所述的定標確定裝置； 其中，所述輸入信號是通過正交頻分復用中的傳送路徑推定得到的多個子載波的傳送路徑推定值； 所述規範化對象信號是通過所述正交頻分復用中的解調得到的對數似然比； 所述接收裝置還具備: 規範化部，其基於來自所述定標確定裝置的定標值對所述對數似然比進行規範化；以及 糾正運算部，其對通過所述規範化部進行了規範化的信號執行糾錯解碼運算。
8.一種定標確定方法，包括: 基於多個輸入信號，確定所述多個輸入信號的自小的信號一側起的第K個信號、或者以大小劃分所述多個輸入信號的多個範圍之中所述自小的信號一側起的第K個信號所屬的範圍；以及 確定所述自小的信號一側起的第K個信號不會通過規範化而埋沒於量化誤差的定標值。
9.根據權利要求8所述的定標確定方法，其中: 確定所述自小的信號一側起的第K個信號所屬的範圍的步驟包括: 分別對應於所述多個範圍中的某一個，將表示對應的所述範圍的上限的閾值與所述多個輸入信號進行比較； 分別對應於所述多個範圍中的某一個，求取對比對應的所述閾值小的輸入信號的數量進行計數而得到的多個計數值；以及 分別對應於所述多個範圍中的某一個，將對應的所述計數器的計數值與設定的K值進行比較； 確定所述定標值的步驟，包括確定具有所述K值以上的計數值的所述範圍不會通過規範化而埋沒於量化誤差的定標值。
10.根據權利要求8所述的定標確定方法，其中: 所述K的值，基於通信標準、空間復用數、調製方式、編碼率、天線數、子載波條數、輸入信號數之中的至少一種而設定。
11.根據權利要求8所述的定標確定方法，其中: 所述多個輸入信號是多個子載波振幅或多個傳送路徑推定值。
12.根據權利要求8所述的定標確定方法，其中: 確定所述定標值的步驟，包括以所述自小的信號一側起的第K個信號屬於糾正運算部的輸入位寬的範圍內的方式確定所述定標值，所述糾正運算部對規範化後的輸入信號進行糾錯編碼運算。
全文摘要
本發明涉及定標確定裝置、糾錯解碼器、接收裝置及定標確定方法。根據實施方式，定標確定裝置具備第1確定部和第2確定部。第1確定部基於多個輸入信號，確定多個輸入信號的自小的信號一側起的第K個信號、或者以大小劃分多個輸入信號的多個範圍之中自小的信號一側起的第K個信號所屬的範圍。第2確定部基於第1確定部的確定結果，確定自小的信號一側起的第K個信號不會通過規範化而埋沒於量化誤差的定標值。
文檔編號H04W28/04GK103139835SQ20121024342
公開日2013年6月5日 申請日期2012年7月13日 優先權日2011年11月28日
發明者山岸俊之 申請人:株式會社東芝