阅读说明：本技术 似然度生成装置 (Likelihood generation device ) 是由 土肥庆亮 于 2017-06-27 设计创作，主要内容包括：似然度生成装置具备：相似性检测部(101),其被输入调制方式选择信号(10)和接收值(11),根据调制方式选择信号(10)检测接收值(11)中包含的各个信息比特之间的似然度的相似性,输出指定应检索的似然度数据的似然度选择信号(13)和指定针对似然度数据的运算的运算选择信号(14)；似然度表参照部(102),其登记表示各个信息比特的似然度的似然度分布中的与其它小区域不重复的小区域作为似然度数据,从似然度表提取基于似然度选择信号(13)的似然度数据；以及相似性处理部(103),其对提取出的似然度数据进行由运算选择信号(14)指定的运算,由此求出似然度分布的整体。(The likelihood generation device includes: a similarity detection unit (101) to which a modulation scheme selection signal (10) and a reception value (11) are input, which detects the similarity of likelihoods between information bits included in the reception value (11) on the basis of the modulation scheme selection signal (10), and which outputs a likelihood selection signal (13) that specifies likelihood data to be searched and an operation selection signal (14) that specifies an operation for the likelihood data; a likelihood table reference unit (102) which registers, as likelihood data, small regions that do not overlap with other small regions in a likelihood distribution indicating the likelihood of each information bit, and extracts likelihood data based on a likelihood selection signal (13) from a likelihood table; and a similarity processing unit (103) that performs an operation specified by the operation selection signal (14) on the extracted likelihood data to thereby obtain the entire likelihood distribution.)

似然度生成装置

技术领域

本发明涉及似然度生成装置。

背景技术

近年来，为了光通信系统的大容量化以及提高频率利用效率，采用QPSK(Quadrature Phase-shift Keying：正交相移键控)、8QAM(Quadrature AmplitudeModulation：正交振幅调制)、16QAM等多值调制解调技术。

针对以往采用的DPSK(Differential Phase-Shift Keying：差分相移键控)等，QPSK、8QAM、16QAM这样的多值调制解调技术由于信号点间的间隔短，因此为了实现同等的传输距离和信号速度，要求更高的信噪比SNR(Signal Noise Ratio)。

为了补偿该SNR的不足，通常对LDPC(Low Density Parity Check：低密度奇偶校验)码这样的强力纠错码使用组合了软判定解码的纠错解码方式。在软判定解码中，根据接收到的信号点的位置计算表示对信号点分配的比特的确定性的似然度，利用该似然度来实施纠错。

计算似然度的计算算法根据调制方式而不同。例如，在无线系统中，常常使用QPSK、8QAM、16QAM、64QAM、FSK(Frequency Shift-Keying：频移键控)、BPSK(Binary Phase-Shift Keying：二进制相移键控)等调制方式，但似然度计算算法按照这些调制方式而不同。

另一方面，作为以往技术，提出了通过使接收信号相位旋转而转用其它调制方式用的似然度生成电路或者限定进行似然度生成的范围等来简化电路。

例如，在专利文献1中，转用通过使8QAM的接收码元相位旋转而调制成QPSK的接收码元用似然度生成电路。专利文献1中记载的该技术是利用似然度分布的对称性来缩小电路规模的技术，作为调制方式对应于8QAM。

另外，一般而言，在计算信号点的似然度时，根据将数字调制信号的信号点映射到由第1象限至第4象限的4个象限构成的二维平面上的星座的信息来计算信号点的似然度。

在专利文献2中，为了缩小电路规模，提出了使接收信号相位旋转而仅在第一象限生成似然度的技术。在专利文献2记载的该技术中，作为调制方式仅对应于QAM。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2015/056342号

专利文献2：日本特开2004-194079号公报

发明内容

发明要解决的课题

如上所述，专利文献1和专利文献2记载的现有技术都存在限定了作为对象的调制方式的问题。必须限定调制方式的理由是，似然度分布的特征根据调制方式而不同。

下面，利用图1A～图2E，对QPSK和32QAM的似然度分布进行说明。图1A和图1B分别示出QPSK的似然度分布#1、#2的一例，图2A～图2E示出32QAM的似然度分布#1、#2、#3、#4、#5的一例。如这些图所示，似然度分布针对由I分量和Q分量构成的接收码元，横轴取I分量，纵轴取Q分量，用颜色的深浅来表示似然度。此外，在此，作为似然度示出对数似然比(LLR：Log-likelihood ratio)。具体而言，意味着在似然度分布中，越是颜色接近白色的区域，似然度越接近正的无限大，越是颜色接近黒色的区域，似然度越接近负的无限大。分布中的线是将似然度相同的部位连接而成的等值线。

由调制方式引起的似然度分布的大的差异之一是，如图1A和图1B所示，根据被调制成QPSK的接收信号生成每个码元2个的似然度，但如图2A～图2E所示，根据被调制成32QAM的接收信号生成每个码元5个的似然度。而且，各个似然度分布表示不同的状况。例如，QPSK的似然度分布如图1A和图1B所示，仅在某个特定的维度发生变化。如果是似然度分布#1，则仅在横向变化，如果是似然度分布#2，则仅在纵向变化。另外，在似然度分布#1和似然度分布#2双方，等值线的间隔大致恒定。另一方面，从图2A～图2E可知，32QAM的似然度分布虽然在各个分布#1～#5中分别具有规则性，但显然与QPSK的似然度分布不同。这样，在各个调制方式中，虽然似然度分布具有规则性，但规则性按照每个调制方式而不同，因此，无法用1个电路来应对似然度计算处理。

本发明正是为了解决上述课题而完成的，其目的在于得到一种似然度生成装置，能够不限定调制方式而以最低限度的表容量生成似然度，缩小电路规模。

用于解决课题的手段

本发明提供一种似然度生成装置，该似然度生成装置生成以任意的调制方式调制后的接收值中包含的各个信息比特的似然度，所述似然度生成装置具备：相似性检测部，其被输入指定调制方式的调制方式选择信号和所述接收值，根据所述调制方式选择信号检测所述接收值中包含的各个所述信息比特间的似然度的相似性，作为检测结果，输出指定似然度表内的应检索的似然度数据的似然度选择信号和指定对所述似然度数据进行的运算的类别的运算选择信号；似然度表参照部，其将表示各个所述信息比特的似然度的似然度分布的整体分割成多个小区域，保存仅将具有与其它小区域不重复的似然度的小区域作为似然度数据而登记的所述似然度表，从所述似然度表提取由所述似然度选择信号指定的所述似然度数据；以及相似性处理部，其针对由所述似然度表参照部提取出的所述似然度数据进行由所述运算选择信号指定的所述运算，由此求出所述似然度分布的所述整体并输出。

发明效果

根据本发明的似然度生成装置，在计算似然度之前，进行检测每个调制方式的似然度分布的特征的前处理，由此，能够不限定调制方式而以最低限度的表容量生成似然度，因此，能够缩小电路规模。

附图说明

图1A是示出QPSK的似然度分布#1的一例的图。

图1B是示出QPSK的似然度分布#2的一例的图。

图2A是示出32QAM的似然度分布#1的一例的图。

图2B是示出32QAM的似然度分布#2的一例的图。

图2C是示出32QAM的似然度分布#3的一例的图。

图2D是示出32QAM的似然度分布#4的一例的图。

图2E是示出32QAM的似然度分布#5的一例的图。

图3是示出本发明的实施方式1的似然度生成装置的结构的框图。

图4A是示出本发明的实施方式1的似然度生成装置中的似然度表中保存的包含小区域的原始的似然度分布整体的一例的图。

图4B是示出本发明的实施方式1的似然度生成装置中的似然度表中保存的、图4A的原始的似然度分布中的小区域的图。

图5是示出本发明的实施方式1的似然度生成装置中的相似性检测部的输入输出的一例的图。

图6是示出本发明的实施方式2的似然度生成装置的结构的框图。

图7是示出本发明的实施方式3的似然度生成装置的硬件结构的框图。

图8是示出本发明的实施方式3的似然度生成装置的结构的框图。

具体实施方式

下面，利用附图，对本发明的似然度生成装置的实施方式进行说明。

实施方式1

图3是示出本发明的实施方式1的似然度生成装置的结构的框图。在图3中，似然度生成装置100是从外部接收调制方式选择信号10和接收值11来计算似然度12的装置。如图3所示，似然度生成装置100具有相似性检测部101、似然度表参照部102以及相似性处理部103。

此外，在此，接收值11是由接收码元构成的接收码元集合，该接收码元是将接收信号的各个信号点映射到由I轴和Q轴构成的二维平面(星座图)上，并且对各个信号点分配由比特串构成的值而成的。下面，将这些接收码元称作“信息比特”。

另外，调制方式选择信号10是指，表示在发送侧对与接收信号对应的原始的基带信号进行调制时所使用的调制方式的类别的信息。调制方式选择信号10例如由用户进行输入。

相似性检测部101根据调制方式选择信号10和接收值11求出似然度分布的空间相似性。作为相似性的检测结果，相似性检测部101将似然度选择信号13输出到似然度表参照部102，将运算选择信号14输出到相似性处理部103。相似性检测部101既可以作为表在接收值的各个坐标中具有信息比特具有怎样的相似性，也可以每次进行运算来检测相似性。在实施方式1中，以相似性检测部101具有表的情况为例进行说明。

另外，相似性检测部101求出的相似性是各个信息比特间的似然度的相似性。作为相似性的例子，例如可列举以下的性质。

(i)某个信息比特的似然度的值与其它信息比特的似然度的值一致。

(ii)某个信息比特的似然度的值相对于其它信息比特的似然度的值，仅符号不同。即，这些似然度的绝对值一致。

(iii)似然度分布的某个区域与似然度分布的其它区域一致。

(iv)似然度分布的某个区域与似然度分布的其它区域旋转对称(参照图2C)。

(v)似然度分布的某个区域与似然度分布的其它区域镜像对称(参照图1A、图1B、图2A、图2B、图2D、图2E)。

相似性检测部101生成的似然度选择信号13是用于唯一地选择似然度表参照部102的似然度表中保存的似然度的信号。似然度选择信号13既可以指定似然度分布内的某一点，或者也可以指定似然度分布内的多个点，或者也可以指定似然度分布的某个范围。

另外，相似性检测部101生成的运算选择信号14是指定应对根据似然度选择信号13选择出的似然度进行的运算的类别的信息。作为该运算的例子，例如可列举根据似然度分布数据选择似然度的值、似然度的值的符号反转、似然度的值的坐标旋转、求出似然度的值的镜像、似然度的值的平行移动等。

似然度表参照部102预先存储有似然度表。在似然度表中按照每个调制方式存储有似然度分布数据。似然度表参照部102根据来自外部的调制方式选择信号10和来自相似性检测部101的似然度选择信号13，参照似然度表提取相应的似然度数据，作为似然度15输出到相似性处理部103。

在此，对似然度表参照部102的似然度表中保存的似然度分布数据进行说明。图4A示出某个调制方式的似然度分布的整体。另外，图4B示出似然度表中保存的似然度分布内的小区域105。观察图4A可知，图4A的似然度分布具有邻接的象限彼此的似然度为线对称这样的规则性。另外，当在1个象限内绘制将其中心角二等分的线时，以该线为中心，似然度线对称。因此，以成为与图4B所示的小区域105相同大小的方式，将图4A的似然度分布整体八等分。具体而言，将图4A的似然度分布分割成4个象限，进而将各个象限二等分，由此生成图4B的小区域105。

此时，比较图4A和图4B可知，如果对小区域105的似然度进行取旋转或者镜像这样的运算，则能够求出图4A的似然度分布的整体。另一方面，当仅观察小区域105时，即便使其旋转或者取镜像，任何区域的似然度都与其它区域的似然度不一致。因此，无法将小区域105进一步分割成小的区域。这样，通过仅保留似然度与其它区域不一致的部分，去除其它部分，从而生成小区域105，在似然度表仅保存小区域105的似然度数据。由此，只要保存有小区域105的似然度数据，就能够根据小区域105的似然度，通过运算求出其它区域的似然度。因此，在实施方式1中，在似然度表参照部102的似然度表中，作为似然度分布数据而仅保存小区域105的似然度。这样，只要生成似然度分布中的以使重复的似然度数据为最小限度的方式使似然度与其它小区域不重复的小区域，仅将该小区域的似然度数据保存到似然度表，则与保存似然度分布整体的似然度数据的情况相比，能够大幅减小似然度表的电路规模。

此外，在此，设将似然度分布整体八等分进行了说明，但不限于该情况，也可以将比小区域105大的区域保存到似然度表参照部102的似然度表。例如，也可以将图4A的似然度分布四等分或者二等分来生成小区域，将这些小区域的似然度保存到似然度表。在该情况下，根据小区域的似然度的值求出似然度分布整体的似然度的值时的运算量变少，因此能够简化运算处理，因此，能够实现装置整体的简化。

另外，如利用图1A～图2E说明的那样，似然度分布的规则性按照每个调制方式而不同，因此，在生成小区域时，考虑该规则性，以使重复的似然度数据为最小限度的方式求出与其它不重复的小区域105并保存到似然度表。因此，小区域105的形状按照每个调制方式而不同。

似然度表参照部102根据调制方式选择信号10和似然度选择信号13，从按照每个调制方式保存的似然度表中检索由似然度选择信号13指定的相应的似然度数据，作为似然度15而输出到相似性处理部103。在通过似然度选择信号13指定了似然度分布的某一点的情况下，似然度15为1个似然度的值，在通过似然度选择信号13指定了似然度分布的多个点或者某个区域的情况下，似然度15为似然度的值的集合。

相似性处理部103根据来自外部的接收值11和来自相似性检测部101的运算选择信号14，针对从似然度表参照部102输出的似然度15进行由运算选择信号14指定的运算，从而根据似然度15运算似然度分布整体的似然度的值，作为最终的似然度12输出。即，例如在作为似然度15被输入图4B的小区域105的似然度分布数据的情况下，相似性处理部103针对似然度15进行坐标旋转或者求镜像等的运算来求出图4A所示的似然度分布整体，作为最终的似然度12输出。另外，在似然度15为似然度的值的集合的情况下，从图4A所示的似然度分布使用接收值11来选择某一点的似然度，作为似然度12输出。此外，来自相似性处理部103的输出成为似然度生成装置100的输出。

以下，利用图5，对相似性检测部101的动作更详细地进行说明。如上所述，在实施方式1中，对相似性检测部101作为输入输出表具有在接收值的各个坐标中信息比特具有怎样的相似性的情况进行说明。图5所示的表1表示相似性检测部101的输入输出表的一例。在相似性检测部101中，针对接收值的全部区间预先定义了似然度选择信号和运算选择信号。因此，相似性检测部101预先存储有表1所示的输入输出表。如图5所示，在输入输出表中，按照接收值的每个区间存储有似然度选择信和运算选择信号。因此，在对相似性检测部101输入针对接收值11中包含的各个信息比特的I分量和Q分量的各个区间时，相似性检测部101参照输入输出表输出与该各个区间对应的似然度选择信号13和运算选择信号14。如上所述，似然度选择信号13是用于唯一地选择似然度表参照部102的似然度表中保存的似然度的信号。按照似然度选择信号13中的“0”、“1”、“2”、…的值，唯一地指定似然度表中保存的似然度。运算选择信号14是表示由相似性处理部103进行的运算的类别的信号。例如，如果运算选择信号14是“A”，则进行“90度旋转”的运算，如果运算选择信号14是“B”，则进行“在水平方向上反转”的运算。这样，根据运算选择信号14指定由相似性处理部103进行的运算。如以上说明的那样，在相似性检测部101中，按照每个调制方式，对接收值11的区间分别预先定义了似然度选择信号13和运算选择信号14，因此，运算处理极其简单。因此，相似性检测部101能够以相对于似然度表小到可以忽略的电路规模来实现。

接下来，对本发明的实施方式1的似然度生成装置的动作进行说明。

首先，相似性检测部101针对输入的接收值11的区间，根据调制方式选择信号10，参照图5的输入输出表来计算似然度间的相似性。将计算结果作为似然度选择信号13和运算选择信号14输出。似然度选择信号13被输入到似然度表参照部102，运算选择信号14被输入到相似性处理部103。

似然度表参照部102被输入调制方式选择信号10和似然度选择信号13。似然度表参照部102根据由调制方式选择信号10指定的调制方式，参照似然度表，由此求出与由似然度选择信号13选择出的范围对应的似然度或者似然度集合，将该似然度或者似然度集合作为似然度15输出到相似性处理部103。

相似性处理部103针对从似然度表参照部102的似然度表接收到的似然度15，基于接收值11和运算选择信号14进行运算，作为最终的似然度12输出。

如上所述，在实施方式1中，通过使用似然度分布中的各个信息比特间的相似性，能够将必须保持在似然度表中的似然度或者似然度分布中的重复的似然度设为最小限度。其结果是，能够缩小似然度表的电路规模。另外，通过改变对相似性检测部101提供的调制方式选择信号10，能够应对任意的调制方式，能够与调制方式无关地适用实施方式1的似然度生成装置以及似然度生成方法。

实施方式2

在上述的实施方式1中，是通过相似性处理部103对由似然度表参照部102生成的似然度实施运算，但在实施方式2中，是通过相似性处理部对由相似性检测部生成的似然度选择信号进行运算。

图6是示出本发明的实施方式2的似然度生成装置200的结构的框图。似然度生成装置200具备相似性检测部201、相似性处理部202以及似然度表参照部203。似然度生成装置200与实施方式1的似然度生成装置100同样地，是从外部接收调制方式选择信号10和接收值11而计算似然度12的装置。

相似性检测部201根据调制方式选择信号10和接收值11检测似然度分布的相似性，作为检测结果，将第1似然度选择信号和运算选择信号输出到相似性处理部202。相似性检测部201的动作与实施方式1的相似性检测部101基本上相同，因此在此简单地进行说明。从相似性检测部201输出的第1似然度选择信号与实施方式1的似然度选择信号13相同。另一方面，运算选择信号是指定针对第1似然度选择信号进行的运算的类别的信息。上述实施方式1中的运算选择信号是指定针对似然度数据进行的运算的类别的信号，因此，与本实施方式2的运算选择信号不同。此外，在本实施方式2中，相似性检测部201也与实施方式1同样地，只要使用输入输出表，根据接收值的区间求出第1似然度选择信号和运算选择信号，就能够减小相似性检测部201的电路规模。

相似性处理部202根据来自相似性检测部201的运算选择信号，针对接收值11进行由运算选择信号指定的坐标旋转或者求镜像的处理，或者针对第1似然度选择信号进行由接收值11和运算选择信号指定的坐标旋转或者求镜像的运算，由此，生成第2似然度选择信号并输出到似然度表参照部203。此时，通过运算选择信号指定是使用针对接收值11的运算结果还是使用针对第1似然度选择信号的运算结果。

似然度表参照部203根据调制方式选择信号10和来自相似性处理部202的第2似然度选择信号，参照似然度表，输出最终的似然度12。此外，在本实施方式2中，也与实施方式1同样地，生成似然度分布中的以使重复的似然度数据为最小限度的方式而与其它不重复的小区域，仅将该小区域的似然度数据保存到似然度表。

接下来，对实施方式2的似然度生成装置的动作进行说明。

首先，由相似性检测部201根据调制方式选择信号10求出接收值11中包含的各个信息比特间的似然度分布的相似性。在此求出的相似性与实施方式1中的由相似性检测部101求出的相似性相同。

接下来，由相似性处理部202利用接收值11、第1似然度选择信号以及运算选择信号，生成第2似然度选择信号。

接下来，在似然度表参照部203中，从调制方式选择信号10和第2似然度选择信号唯一地选择似然度表中的似然度并输出。此时，输出的似然度也可以是针对多个信息比特的似然度。

如上所述，在实施方式2中也能够得到与上述实施方式1同样的效果。另外，在相似性处理部202中，并非针对似然度本身进行运算处理，而是针对用于选择似然度的信号进行运算处理，因此，能够缩小来自似然度表参照部203的数据的输出量。

实施方式3

上述实施方式1和实施方式2的似然度生成装置由专用电路构成，但在实施方式3中，示出似然度生成装置由处理器和存储器构成时的实施方式。似然度生成装置300通过程序处理来实现与实施方式1中示出的似然度生成装置100的各个功能相应的功能。但是，不限于该情况，实施方式2所示的似然度生成装置200的各个功能当然也能够通过似然度生成装置300来实现。因此，关于似然度生成装置300实现实施方式2的各个功能的情况省略说明。

图7是实施方式3的似然度生成装置的硬件结构图。似然度生成装置300具备处理器301、存储器302以及码元接收接口303。在似然度生成装置300中，处理器301执行存储器302中存储的程序，由此实现似然度生成装置100的各个功能。因此，似然度生成装置300与似然度生成装置100同样地，是根据调制方式选择信号10和接收值11计算似然度12的装置。

处理器301经由通信信道304从存储器302和码元接收接口303接收命令和处理数据，按照命令针对处理数据进行处理。处理器301既可以一次处理多个处理数据，并且也可以一次按照多个命令进行动作。另外，也可以在似然度生成装置300中包含多个处理器301。此时，关于多个处理器301，既可以是多个相同结构的处理器，也可以是多个不同类型的处理器。

存储器302是用于存储程序和数据的存储装置。存储器302经由通信信道304从处理器301接收数据的读写命令和读写对象的地址，并且进行写入数据的接收以及读出数据的转交等。此时，存储器302也可以同时应对多个读写命令。另外，也可以在似然度生成装置300中包含多个存储器302。此时，关于多个存储器302，既可以是多个相同结构的存储器，也可以是多个不同类型的存储器。

码元接收接口303从外部接收调制方式选择信号10和接收值11，经由通信信道304将调制方式选择信号10和接收值11输出到处理器301或者存储器302。

通信信道304将处理器301、存储器302和码元接收接口303之间连接而进行数据的交换。此时，通信信道304也可以具有能够同时连接多个装置的功能。

图8是似然度生成装置300的功能结构图。如图8所示，似然度生成装置300具备参数读入部310、接收值读入部311、相似性检测部312、似然度表参照部313以及相似性处理部314的各个功能。

参数读入部310和接收值读入部311经由通信信道304将调制方式选择数据和接收值数据读入到处理器301或者存储器302。此时，这些各个数据既可以从码元接收接口303读入，也可以从最初起保持在存储器302中。此外，调制方式选择数据和接收值数据分别相当于在实施方式1中说明的调制方式选择信号10和接收值11。

相似性检测部312经由通信信道304从存储器302将调制方式选择数据和接收值数据读出到处理器301，通过程序处理来计算信息比特间的似然度分布的相似性。此时，处理器301读出并执行存储器302中记录的程序。

似然度表参照部313根据从相似性检测部312传来的似然度选择数据，参照存储器302中保持的似然度表。此时，既可以根据由参数读入部310读入的调制方式选择数据来重写似然度表，也可以切换似然度表。从似然度表读入的似然度或者似然度集合被写出到处理器301内部的存储区域或存储器302，传到相似性处理部314。此外，似然度选择数据相当于在实施方式1中说明的似然度选择信号13。

相似性处理部314针对从似然度表参照部313传来的似然度或者似然度集合，利用从相似性检测部312传来的运算选择数据和从接收值读入部311传来的接收值数据进行程序处理。作为针对似然度或者似然度集合进行的运算，可以包含似然度的符号反转、似然度集合的坐标变换、从似然度集合选择似然度。实施运算后的结果既可以作为似然度的生成结果存储到存储器302，也可以经由通信信道304而传到其它装置。此外，运算选择数据相当于在实施方式1中说明的运算选择信号。

如上所述，在实施方式3中也能够得到与实施方式1、2同样的效果。而且，在实施方式3中，通过程序处理来实现似然度生成装置，因此，不需要实施方式1和实施方式2那样的专用硬件，能够缩小用于似然度表的存储器区域。

符号说明

10调制方式选择信号；11接收值；12似然度；13似然度选择信号；14运算选择信号；15似然度；100、200、300似然度生成装置；101、201相似性检测部；102、203似然度表参照部；103、202相似性处理部；301处理器；302存储器；303码元接收接口；304通信信道；310参数读入部；311接收值读入部；312相似性检测部；313似然度表参照部；314相似性处理部。