WO2003101034A1

WO2003101034A1 - Systeme de communication, appareil a recepteur et procede de communication

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Publication number: WO2003101034A1
Application number: PCT/JP2003/006396
Authority: WO
Inventors: Wataru Matsumoto
Original assignee: Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha
Priority date: 2002-05-23
Filing date: 2003-05-22
Publication date: 2003-12-04
Also published as: US7460610B2; EP1507354A4; CN100346593C; US20040240481A1; CN101114897A; JP2003348064A; JP3946087B2; EP1507354A1; CN1593032A

Description

明細書通信システム、受信機およぴ通信方法技術分野

本発明は、プリアンブルやユーザコード等の特定のシンボルを用いずに同期制御を行うことが可能な通信システムに関するものであり、特に、 L D P C (Low- Density Parity-Check) 符号ィ匕された信号を用いて同期制御を行うことが可能な通信システム、受信機およぴ通信方法に関するものである。背景技術

以下、従来の同期制御について説明する。まず、従来の同期確立方法について説明する。たとえば、送信側では、位相が反転した N個の信号（プリアンブル）を送信する（第 1 2図上段および中段参照）。一方、受信側では、プリアンブルにおける位相の反転を検出し、このタイミングで同期信号を出力し（第 1 2図下段参照）、被変調波のデータを復調する。通常、ノイズの多い通信路であっても正確に同期を確立できるようにするため、上記 Nの数を 1 0個以上に設定する場合が多い。

つぎに、従来のユーザ検出方法について説明する。通常、受信側では、上記プリアンブルに後続して送信されるユーザコードを用いて、受信フレームが自装置向けの通信フレームかどうかを確認する（第 1 3図参照）。このとき、受信側では、自装置に割り当てられたュニークなコードと一致するかどうかによつてユーザ検出を行う。一般に、ノイズ等によりコードパターンが偶然一致してしまう確率を減らすため、最低でも 1バイト（8ビット）以上をこのユーザコードに割り当てる場合が多い。なお、通信フレームの構成としては、たとえば、上記ユーザコードの前後に各種制御用コードが配置され、それらに後続してユーザ用のデータ（ペイロードデータ）が配置される（第 1 3図参照）。しかしながら、上記、従来の通信方法においては、プリアンブルやユーザコードを通信フレーム中に配置することによって同期制御を行っているため、通信フレームが冗長化する、という問題があった。

従って、本発明は、プリアンプルやユーザコードを用いることなく、正確に同期制御を行うことが可能な通信システム、受信機および通信方法を提供することを目的としている。発明の開示

本発明にかかる通信システムにあっては、 L D P C符号化処理を実行する送信機と、サンプル開始点の候補となる複数のサンプルポイントで、受信信号に対して「sum- product アルゴリズム」による 1回（ィテレーシヨン： 1 ) の L D P C 復号を実行する復号手段と、前記復号の過程で出力される軟判定情報を用いて、最小平均自乗誤差法（MMS E) による位相誤差推定を実行する位相誤差推定手段と、前記推定結果に基づいて受信信号を補正する補正手段と、を有する受信機と、を備えることを特 ί敷とする。

つぎの発明にかかる通信システムにおいて、前記受信機は、さらに、前記補正処理を終了させるかどうかを、最新の対数尤度比の絶対値の平均（Α) と 1つ前の対数尤度比の絶対値の平均 (Β) とを比較することによって判断し、前記判断の結果、 Βく Αの場合、補正後の受信信号を用いて再度 L D P C復号および補正処理を実行させ、一方、補正後の受信信号を用いて繰り返し復号を実行した結果、 B≥Aとなった場合、補正処理を終了させ、その後、前記サンプル開始点の候補に対応する対数尤度比の絶対値の平均のなかから最大値を選択し、当該最大値に対応するボイントをフレームのサンプル開始点とするフレーム同期制御手段、を備え、前記復号手段は、選択されたフレームに対して、ィテレーシヨンが所定回数に達する力、または、誤りがなくなるまで、 L D P C復号を繰り返し実行することを特 ί敷とする。

つぎの発明にかかる通信システムにおいて、前記受信機は、キャリアセンスによりサンプル開始点の候補を決定することを特徴とする。

つぎの発明にかかる受信機にあっては、サンプル開始点の候補となる複数のサンプルポイントで、受信信号に対して「sum- product アルゴリズム」による 1回 (ィテレーシヨン： 1) の LDPC復号を実行する復号手段と、前記復号の過程で出力される軟判定情報を用いて、最小平均自乗誤差法（MMSE) による位相誤差推定を実行する位相誤差推定手段と、前記推定結果に基づいて受信信号を補正する補正手段と、を備えることを特徴とする。

つぎの発明にかかる受信機にあっては、さらに、前記補正処理を終了させるかどうかを、最新の対数尤度比の絶対値の平均 (A) と 1つ前の対数尤度比の絶対値の平均 (B) とを比較することによって判断し、前記判断の結果、 B<Aの場合、補正後の受信信号を用いて再度 LD PC復号および補正処理を実行させ、一方、補正後の受信信号を用いて繰り返し復号を実行した結果、 B≥Aとなった場合、補正処理を終了させ、その後、前記サンプル開始点の候補に対応する対数尤度比の絶対値の平均のなかから最大値を選択し、当該最大値に対応するポイントをフレームのサンプル開始点とするフレーム同期制御手段、を備え、前記復号手段は、選択されたフレームに対して、ィテレーシヨンが所定回数に達する力 \ または、誤りがなくなるまで、 LDPC復号を繰り返し実行することを特徴とする。つぎの発明にかかる受信機にあっては、キャリアセンスによりサンプル開始点の候補を決定することを特 ί敷とする。

つぎの発明にかかる通信方法にあっては、所定のサンプルポイントで、受信信号に対して「sum-product アルゴリズム」による 1回（ィテレーシヨン： 1) の LDP C復号を実行する第 1の復号ステップと、前記復号の過程で出力される軟判定情報を用いて、最小平均自乗誤差法 (MMSE) による位相誤差推定を実行する位相誤差推定ステップと、前記推定結果に基づいて受信信号を補正する補正ステップと、前記補正処理を終了させるかどうかを、最新の対数尤度比の絶対値の平均 (A) と 1つ前の対数尤度比の絶対値の平均 (B) とを比較することによつて判断する判断ステップと、前記判断の結果、 B<Aの場合、補正後の受信信号を用いて再度 L D P C復号および補正処理を実行し、一方、補正後の受信信号を用いて繰り返し復号を実行した結果、 B≥ Aとなった場合、補正処理を終了し、ィテレーシヨンが所定回数に達するか、または、誤りがなくなるまで、 L D P C 復号を繰り返し実行する第 2の復号ステツプと、を含むことを特徴とする。

つぎの発明にかかる通信方法にあっては、サンプル開始点の候補となる複数のサンプルポイントで、受信信号に対して「sum-product アルゴリズム」による 1 回（ィテレーシヨン： 1 ) の L D P C復号を実行する第 1の復号ステップと、前記復号の過程で出力される軟判定情報を用いて、最小平均自乗誤差法（MM S E ) による位相誤差推定を実行する位相誤差推定ステップと、前記推定結果に基づいて受信信号を補正する第 1の補正ステップと、前記補正処理を終了させるかど. うかを、最新の対数尤度比の絶対値の平均（A) と 1つ前の対数尤度比の絶対値の平均 (B ) とを比較することによって判断する判断ステップと、前記判断の結果、 Bく Aの場合、補正後の受信信号を用いて再度 L D P C復号および補正処理を実行する第 2の補正ステップと、一方、補正後の受信信号を用いて繰り返し復号を実行した結果、 B Aとなった場合、補正処理を終了し、前記サンプル開始点の候補に対応する対数尤度比の絶対値の平均のなかから最大値を選択し、当該最大値に対応するポイントをフレームのサンプル開始点とするフレーム同期ステップと、選択されたフレームに対して、ィテレーシヨンが所定回数に達するか、または、誤りがなくなるまで、 L D P C復号を繰り返し実行する第 2の復号ステップと、を含むことを特徴とする。

つぎの発明にかかる通信方法にあっては、キヤリアセンスによりサンプル開始点の候補を決定することを特徴とする。図面の簡単な説明

第 1図は、本発明にかかる通信システムの構成を示す図であり、第 2図は、フレーム構造を示す図であり、第 3図は、通信装置間の通信にかかわるパラメータを示す図であり、第 4図は、通信装置間の通信にかかわるパラメータを示す図であり、第 5図は、各サンプルボイントにおける L L Rの絶対値の平均値を示す図であり、第 6図は、フレーム誤りの確率を示す図であり、第 7図は、 θ , +厶 φ "の回帰直線を示す図であり、第 8図は、フレーム誤りの確率を示す図であり、第 9図は、 BER特性を示す図であり、第 10図は、タイミングオフセットの推定値の確率密度分布を示す図であり、第 11図は、周波数オフセットの推定値の確率密度分布を示す図であり、第 12図は、従来の同期制御方法を説明するための図であり、第 13図は、従来のユーザ検出方法を説明するための図である。発明を実施するための最良の形態

以下に、本発明にかかる通信システム、受信機および通信方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

第 1図は、本発明にかかる通信システムの構成を示す図であり、詳細には、 ( a) が送信側の通信装置（送信機）の構成であり、（b) が受信側の通信装置（受信機）の構成である。なお、第 1図において、 1は符号化部であり、 2はキヤリアセンス部であり、 3はサンプリング部であり、 4は乗算器であり、 5は復号部であり、 6は位相誤差推定部であり、 7はフレーム判定部である。

上記通信システムにおける各通信装置は、誤り訂正符号として、 LDPC符号を採用する。また、 LDPC符号ィ匕/復号処理においては、. AWGN (Additive White Gaussian Noise：白色ガウス雑音）通信路を想定する。

たとえば、符号化率 0. 5で QPSK (Quadrature Phase Shift Keying) 変調を用いた場合、受信側の通信装置における受信信号 y_kは、下記（1) 式で表現できる。 y_k = c_k + n_k = r_2k_, + j … (1) なお、受信信号 y_kはサンプルポイント kにおける複素の受信信号であり、 k = 1, 2, ·■·, L_c/2とし、 L_cは符号長であり、（^は^？の符号化系列であり、 n_kは 2 σ。²の複素の加法性白色ガウス雑音である。また、複素の受信信号のサンプルポイント kは、実軸と虚軸のサンプルポイント（2個分）が含まれており、時間軸上におけるサンプルポイントの間隔を T sとする。すなわち、時間軸上では、実軸と虚軸のサンプルボイントが間隔 T sで交互に発生する。また、上記 QPSKの符号化系列 c_kは、下記（2) 式で与えられる。ただし、と u_2kに対応する受信信号をそれぞれ r _2k__tと r _2kとする。

^C _k = ^U2k-1 + j '¾ … (2)

また、受信信号 y_kは、下記（3) 式のようにモデル化できる。ただし、 Θ はタイミングオフセットであり、 Δ φ は搬送波周波数オフセットである。 y_k ： e„ c_{k +} n_k ■■ ' (3) ここで、本実施の形態のフレーム同期制御および復号処理を説明する前に、 L D PC符号を用いたフレーム同期制御の基本動作について説明する。ここでは、 LD PC符号化された信号を、一般的な復号方法である「sum-product アルゴリズム」を用いて復号する。そして、「suni-product アルゴリズム」の出力である LLR (対数尤度比）の絶対値の平均値を用いてフレーム同期制御を行う。なお、フレーム長は符号語長と等しいと仮定する。また、受信機（受信側の通信装置）は、キャリア電力を検出できる機能（キャリアセンス）を持つ。このキャリアセンス機能により大まかな受信フレームの開始位置を推定する。

まず、送信機（送信側の通信装置）では、符号語 bi = 2, …， L_c) を生成するための LDP C符号ィ匕器を用いて、 2値のデータを符号ィ匕する。なお、符号語は、すでに信号星座点にマッピングされているものとする。また、実軸が u_2k_! {+ 1, — 1} であり、虚軸が u_2k {+1，一1} である。

送信と受信にかかわる処理は、長さ L_Dのデータビット {1， 0} のブロックに適用される。したがって、符号化率が R (0≤R≤1) の場合、符号長 L _cは L_C=L_D/Rとなる。受信機では、キヤリアセンス後、連続する土 Mのサンプルボイントを解析することによって、すなわち、連続する土 Mのサンプルポイントで「sum - product 了ルゴリズム」を実行することによって、フレーム同期を確立する。「sum- produc t アルゴリズム」では、受信シンボルのブロック r = [rい r₂， ··· r_LC] から得られる確率 P r {u_k=+ 1 I r } と確率 P r {u_k=- 1 | r } とを計算する。具体的にいうと、たとえば、 1回目の繰り返し復号による擬似事後 LLR (対数尤度比）を（4) 式のように計算する。

Pr{u.. ： = +1 r}

Pr{Ui ： —- 一 1 r} そして、（5) 式にしたがって、土 Mのサンプルポイントにおける LLRの絶対値の平均値のなかから最大値を検出し、当該最大値に対応するボイントをフレームのサンプル開始点 g 'とする。第 2図は、フレーム構造を示す図である。

1 g + L_c- 1

g 二 arg max ― I L_u(u_s) | ·■■ (5) 上記（4) (5) 式によりフレーム同期を確立後、受信機では、「sum- produc t アルゴリズム」による復号処理を継続する。

つぎに、符号化率（Ra t e) =0. 5の「I r r e g u l a r_LDPC符号」を用いて、フレーム同期を確立できるかどうかの検証を行った。第 3図，第 4図は、上記通信装置間の通信にかかわるパラメータを示す図である。なお、第 4図では、「 I r r e g u 1 a r—LDPC符号」のアンサンブノレ（重み配分）の一例を示しており、 λ _xは検査行列全体の重みに対する重み Xの列に含まれる全重みの比率を表し、 p _xは検査行列全体の重みに対する重み Xの行に含まれる全重みの比率を表し、 No. は重み Xの列または行の数を表す。また、 σ_ωはガウス近似法により通信路ノィズの標準偏差を用いて表現した推定スレツショノレド値であり、 SNR_n。_rm (GA) は、シャノン限界からの差を dBで表現したものである。また、シャノン限界は符号化率 0. 5で σ = 0 . 9 7 8 6 9としている。

第 5図は、（5 ) 式によって与えられる、各サンプルポイントにおける L L R の絶対値の平均値を示す図である。受信機は、 L L Rの絶対値の平均値のなかから最大のポイントを検出することによって、正確にフレーム同期を確立できる。また、不適切なサンプルポイントにより発生する性能の劣化を見積もるために、異なるタイミングオフセットの状態でフレーム同期を評価した。第 6図は、 0度から 4 5度までの異なるタイミングオフセットによるフレーム誤りの確率を示す図である。この結果、上記のようなフレーム同期制御を行う受信機では、タイミングオフセットが 3 0度を越える場合、フレーム同期のリカパリが困難になることがわかる。すなわち、タイミングオフセットが 3 0度を越える場合には、フレームエラー特^"生が劣ィ匕することがわかる。

以上、ここまでの説明は、 L D P C符号を用いたフレーム同期制御の基本動作について説明したが、以降では、上記タイミングオフセットや周波数オフセットを補正しながらフレーム同期制御およぴ復号処理を行う、本実施の形態の受信機の動作を、第 1図にしたがって詳細に説明する。なお、送信機（符号ィ匕部 1に相当）については、上記と同様に動作するためその説明を省略する。

具体的にいうと、本実施の形態では、サンプルタイミングおよび搬送波周波数に対する同期が取れていない状態で、「sum-product アルゴリズム」によって出力される軟判定ビットを用いてタイミングオフセットゃ周波数オフセットを推定する。このとき、受信機では、最小平均自乗誤差法（MM S E ) を用いた拡張「 sum-product アルゴリズム」を実行する。この拡張「sum- product アルゴリズム」は、 MM S E位相誤差推定/訂正プロセス、フレーム同期プロセス、通常の「 sum-product アルゴリズム」プロセスで構成される。

(A) MM S E位相誤差推定/訂正プロセス

まず、復号部 5では、受信信号の初期 L L Rメッセージを、下記 ( 6 ) 式のように計算する。このとき、復号部 5内の繰り返しカウンタを 1 = 1に、最大繰り返し数を 1匪に、それぞれ設定する。

Pr{u_t = +lr}

L⁰ ) In

Pr{u_i = -l|r}

1 I 2πσ₀ ΘΧ_Ρ(-_(Γ₍ - l)² / 2σ² ₀)

11 JZnal ex (- { _t + if I 2σ² ₀) σ

(6) そして、パリティ検査行列 Ηを用いて「sum- product アルゴリズム」を 1度だけ実行する（ィテレーシヨン = 1) 。

つぎに、復号部 5では、 1回繰り返し後の符号ィ匕信号 {u_k} ^Lc (ただし、 k = 1) の擬似 L LRを用いて、下記（7) 式にしたがって軟判定ビット u₁ /を推定する。なお、 E { · } は、平均値を表す。 u. ョ E{u_k}

= Pr{u_k = +1} · 1 + Pr{u_k = -1} · (-1)

1 + exp (L¹ ） )

= tanh L )、

… (7) つぎに、位相誤差推定部 6では、 MMS Eによって、すなわち、下記（8) 式および（9) 式にしたがって位相誤差（Θ Δ ' ) を推定する。ェ nfc I c]

θ' + Δφ' · k = arg min. Ε· tan" - (θ' + Δφ' . k)| (8)

Re I c'J

-i

whereE_D (k) = tan ェ m[y_k I c'_k]

Re[ _k I c )

_M, = ∑_k · E_p(k) - (L_c / 2) · E_p · k'

∑ k² — (L_c / 2) · (k')^Z θ, ₌ E_p · ∑ k² - k' k -E_p(k)

∑ k² - (L_c I 2) ' (k')²

■■■ (9) なお、 c = u ' + j u ₂ であり、 I mは虚軸であり、 R eは実軸であり . Θ 'は推定サンプル誤差（タイミングオフセット）を表し、 φ一は推定ク口ック誤差（周波数オフセット）を表し、 0 ' +Δ φ 'は 1次の回帰直線とみなす。第 7図は、 θ ' +Δ φ 'の回帰直線を示す図である。また、 Ε_ は軟判定位相誤差の平均を表す。

つぎに、乗算器 4では、受信信号の軟判定位相誤差 (タイミングオフセット, 周波数オフセット）を補正する。すなわち、（10) 式のように、受信信号 y_k に対して上記で求めた位相誤差を乗算し、受信信号の補正値を計算する。その結果、補正後の受信信号として、（1 1) 式が得られる。 y = y_k ■

- (¾_! + j ' r_2k) · (cos (θ' + Δφ' · k) - j · sin(0' + Δφ' · k))

c-i = ^Re{(^r2k- 1 + j · ½) · (cos (θ' + Δφ' · k) - j sin(G' + Δφ' · k))} r₂'_k = Im{(r_2):—丄 + j - r_2k) . (cos (θ' + Δφ' · k) - j sin(0' + Δφ' · k))} つぎに、復号部 5では、上記補正後の受信信号を用いて LLRを更新する。補正により更新される LLRメッセージは、下記（12) 式で与えられる。

L°_u(UJ ョ _ln '■, (12)

つぎに、フレーム判定部 7では、上記位相誤差の補正処理を終了させるかどうかを、最新の L L Rの平均値 m¹と 1つ前の L L Rの平均値 m¹⁴とを比較することによって判断する。たとえば、フレーム判定部 7による判断の結果、 m^M<m ¹の場合は、復号部 5，位相誤差推定部 6および乗算器 4にて、再度 rsura-produ ct アルゴリズム」以降の処理を行う。なお、の平均値は、下記（13 ) 式で与えられる。 mu I L¹ (13)

(B) フレーム同期プロセス

—方、上記フレーム判定部 7による判断の結果、 m¹—¹^!!!¹の場合、復号部 5 では、下記（14) 式を実行し、フレーム同期制御を行う。具体的にいうと、土 Mのサンプルポイント、すなわち、 2 M+ 1個のサンプル開始点の候補、に対応する L LRの絶対値の平均値のなかから最大値を検出し、当該最大値に対応するポイントをフレームのサンプレ開始点 g 'とする。なお、ここまでの処理が「ィテレーシヨン =1」の処理となる。また、 2M+ 1個のサンプル開始点の候補は、キヤリァ電力を検出可能なキヤリアセンス部 2からの情報に基づいて決定される。このキャリアセンス機能により、大まかな受信フレームの開始位置（サンプル開始点の候補）を推定できる。

g + L_c-l

g' 二 arg max_i― | L_u(u_s) | … (14)

」。 s=g (C) 通常の「sum- product アルゴリズム」プロセス

その後、復号部 5では、（B) の処理で選択されたフレームに対して、一般的な「sum- product アルゴリズム」を実行する。すなわち、一時的な硬判定ビット (b ， b ， --- ^) (b ， b ，一b_L ） XH=0を満たした場合、その硬判定ビットを出力し、「sum- productアルゴリズム」を停止する。一方、（b ， b ，〜b_Lc') XH=0が成立せず、力、つ 1≤ l_maxの場合は、復号部 5内部のカウンタ値 1をインクリメントし、 1 = l_maxになるまで復号を継 t ^る。

以上、ここまでの説明は、 LDPC符号を用いたフレーム同期制御の基本動作、および上記タイミングオフセットゃ周波数オフセットを補正しながらフレーム同期制御および復号処理を行う本実施の形態の受信機の動作、について説明したが、以降では、本実施の形態の受信機の復号特性を解析する。

第 8図は、本実施の形態の受信機を用いた場合（MMSEによる位相誤差補正を行った場合）の、 0度から 45度までの異なるタイミングオフセットによるフレーム誤りの確率を示す図である。このように、本実施の形態の復号方法では、タイミングオフセットが 30度におよぶ場合であっても、 SNR : 2 dB程度で、正確なフレーム位置を検出できる。

また、第 9図は、 BER特性を示す図である。なお、図中 "0度" ， "20度

" , "40度'' ， "45度" は、それぞれタイミングオフセットの値を示している。また、周波数オフセットは、一律一 0. 0036度（一 l O p pm) としている。たとえば、 Δφ :— 0. 0036度（一 10 p pm) で、繰り返し回数が

100 回で、かつ BER=1 CT⁴点で "20度" の場合、 "0度" と比較して

0. 3 dB程度しか劣化していない。さらに、 "40度" の場合であっても、 "

0度" と比較して 0. 8 dB程度し力劣化していない。

また、第 10図は、タイミングオフセットの推定値の確率密度分布を示す図であり、第 1 1図は、周波数オフセットの推定値の確率密度分布を示す図である。これらの図から、タイミングオフセットの推定値と周波数オフセットの推定値は、ガウス近似法による推定スレツショルドを超えて E _bZN。が増加するに従って正確度を増すことがわかる。

このように、本実施の形態においては、一般的な復号処理（「sum-product ァルゴリズム」）に、 MM S Eによる軟判定位相誤差補正機能を持たせる構成とした。すなわち、 P L Lを用いずに、タイミングオフセットや周波数オフセットを捕正しながら、フレーム同期制御およぴ復号処理を行う構成とした。これにより、たとえば、 Q P S K変調の場合において、 4 0度近いタイミングオフセットが発生した場合であっても、良好な特性（復号性能）を得ることができる。

以上、説明したとおり、本発明によれば、一般的な復号処理（「sum- product アルゴリズム」）に、 MMS Eによる軟判定位相誤差補正機能を持たせる構成とした。これにより、たとえば、 4 0度近いタイミングオフセットが発生した場合であっても、特'生（復号性能）の劣化を抑制可能な通信システムを得ることができる、という効果を奏する。

つぎの発明によれば、 P L Lを用いることなく、プリアンブルやユーザコードを含まないフレーム構成で、タイミングオフセットや周波数オフセットを補正しながら、フレーム同期制御およぴ復号処理を行う構成とした。これにより、フレームの無駄な冗長化を防止でき、さらに、正確なフレーム位置を検出することが可能な通信システムを得ることができる、という効果を奏する。

つぎの発明によれば、たとえば、 2 M+ 1個のサンプル開始点の候補を、キヤリアセンス機能を用いて決定する構成とした。このキャリアセンス機能により、大まかな受信フレームの開始位置（サンプル開始点の候補）を効果的に推定可能な通信システムを得ることができる、という効果を奏する。

つぎの発明によれば、一般的な復号処理（「sum_product ァノレゴリズム」）に、 MMS Eによる軟判定位相誤差捕正機能を持たせる構成とした。これにより、たとえば、 4 0度近いタイミングオフセットが発生した場合であっても、特性（復号性能）の劣化を抑制可能な受信機を得ることができる、という効果を奏する。つぎの発明によれば、 P L Lを用いることなく、プリアンプルやユーザコードを含まないフレーム構成で、タイミングオフセットゃ周波数オフセットを補正しながら、フレーム同期制御および復号処理を行う構成とした。これにより、フレームの無駄な冗長化を防止でき、さらに、正確なフレーム位置を検出することが可能な受信機を得ることができる、という効果を奏する。

つぎの発明によれば、たとえば、 2 M+ 1個のサンプル開始点の候; ¾を、キヤリアセンス機能を用いて決定する構成とした。このキヤリアセンス機能により、大まかな受信フレームの開始位置（サンプノレ開始点の候補）を効果的に推定可能な受信機を得ることができる、という効果を奏する。

つぎの発明によれば、一般的な復号処理（「sum- product アルゴリズム」）に、 MM S Eによる軟判定位相誤差補正機能を持たせる。これにより、たとえば、 4

0度近いタイミングオフセットが発生した場合であっても、良好な特'！ "生（復号性能）を得ることができる、という効果を奏する。

つぎの発明によれば、 P L Lを用いることなく、プリアンプノレやユーザコードを含まないフレーム構成で、タイミングオフセットゃ周波数オフセットを補正しながら、フレーム同期制御およぴ復号処理を行う。これにより、フレームの無駄な冗長化を防止でき、さらに、正確なフレーム位置を検出できる、という効果を奏する。

つぎの発明によれば、たとえば、 2 M+ 1個のサンプル開始点の候； ϋを、キヤリアセンス機能を用いて決定する。このキャリアセンス機能により、大まかな受信フレームの開始位置（サンプル開始点の候補）を効果的に推定できる、という効果を奏する。産業上の利用可能性

以上のように、本発明にかかる通信システム、受信機および通信方法は、プリアンブルやユーザコード等の特定のシンボルを用いずに同期制御を行うシステムに有用であり、特に、 L D P C符号ィ匕された信号を用いて同期制御を行う通信システムに適している。

Claims

請求の範囲

1. 低密度パリティ検查（Low- density Parity-check： LDPC) 符号化処理を実行する送信機と、

サンプル開始点の候補となる複数のサンプルポイントで、受信信号に対して「 sum-product アルゴリズム」による 1回（ィテレーシヨン： 1) の LDPC復号を実行する復号手段と、前記復号の過程で出力される軟判定情報を用いて、最小平均自乗誤差法 (Minimum Mean Square Error： MMS E) による位相誤差推定を実行する位相誤差推定手段と、前記推定結果に基づいて受信信号を補正する補正手段と、を有する受信機と、

を備えることを特徴とする通信 >

2. 前記受信機は、キャリアセンスによりサンプル開始点の候補を決定することを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の通信システム。

3. 前記受信機は、さらに、

前記補正処理を終了させるかどうかを、最新の対数尤度比の絶対値の平均 (A ) と 1つ前の対数尤度比の絶対値の平均 (B) とを比較することによって判断し、前記判断の結果、 B<Aの場合、補正後の受信信号を用いて再度 LDPC復号および補正処理を実行させ、一方、捕正後の受信信号を用いて繰り返し復号を実行した結果、 B≥Aとなった場合、補正処理を終了させ、その後、前記サンプル開始点の候補に対応する対数尤度比の絶対値の平均のなかから最大値を選択し、当該最大値に対応するボイントをフレームのサンプル開始点とするフレーム同期制御手段、

を備え、

前記復号手段は、選択されたフレームに対して、ィテレーシヨンが所定回数に達する力、、または、誤りがなくなるまで、 LDPC復号を繰り返し実行すること •を特徴とする請求の範囲第 1項に記載の通信システム。

4 . 前記受信機は、キヤリアセンスによりサンプル開始点の候補を決定するとを特徴とする請求の範囲第 3項に記載の通信：

5 . サンプ開始点の候補となる複数のサンプルポイントで、受信信号に対して「sum- product アルゴリズム」による 1回（ィテレーシヨン： 1 ) の低密度パリティ検査（Low-density Parity- check： L D P C) 復号を実行する復号手段と、前記復号の過程で出力される軟判定情報を用いて、最小平均自乗誤差法（Mini mum Mean Square Error： MM S E ) による位相誤差推定を実行する位相誤差推定手段と、

前記推定結果に基づいて受信信号を補正する補正手段と、

を備えることを特徴とする受信機。

6 . キャリアセンスによりサンプル開始点の候補を決定することを特徴とする請求の範囲第 5項に記載の受信機。

7 . さらに、

前記補正処理を終了させるかどうかを、最新の対数尤度比の絶対値の平均（ A ) と 1つ前の対数尤度比の絶対値の平均 ( B ) とを比較することによって判断し、前記判断の結果、 B < Aの場合、補正後の受信信号を用いて再度 L D P C復号および補正処理を実行させ、一方、補正後の受信信号を用いて繰り返し復号を実行した結果、 B≥Aとなった場合、補正処理を終了させ、その後、前記サンプル開始点の候補に対応する対数尤度比の絶対値の平均のなかから最大値を選択し、当該最大値に対応するボイントをフレームのサンプル開始点とするフレーム同期制御手段、

を備え、前記復号手段は、選択されたフレームに対して、ィテレーシヨンが所定回数に達する力、または、誤りがなくなるまで、 L D P C復号を繰り返し実行することを特徴とする請求の範囲第 5項に記載の受信機。

8 . キャリアセンスによりサンプル開始点の候補を決定することを特徴とする請求の範囲第 7項に記載の受信機。

9 . サンプノレ開始点の候補となる複数のサンプノレポィントで、受信信号に対して「sum-product アルゴリズム」による 1回（ィテレーシヨン： 1 ) の低密度パリティ検査（Low- densitv Parity-check： L D P C) 復号を実行する第 1の復号前記復号の過程で出力される軟判定情報を用いて、最小平均自乗誤差法 (Mini mum Mean Square Error： MM S E) による位相誤差推定を実行する位相誤差推前記推定結果に基づいて受信信号を補正する第 1の補正ステップと、

前記補正処理を終了させるかどうかを、最新の対数尤度比の絶対値の平均（A

) と 1つ前の対数尤度比の絶対値の平均 ( B ) とを比較することによって判断する判断ステップと、

前記判断の結果、 B < Aの場合、補正後の受信信号を用いて再度 L D P C復号および補正処理を実行する第 2の補正ステツプと、

一方、補正後の受信信号を用いて繰り返し復号を実行した結果、 B≥Aとなつた場合、補正処理を終了し、前記サンプル開始点の候補に対応する対数尤度比の絶対値の平均のなかから最大値を選択し、当該最大値に対応するボイントをフレームのサンプ^/開始点とするフレーム同期ステップと、

選択されたフレームに対して、ィテレーシヨンが所定回数に達する力、または、誤りがなくなるまで、 L D P C復号を繰り返し実行する第 2の復号ステップと、を含むことを特徴とする通信方法。

10. キャリアセンスによりサンプル開始点の候補を決定することを特徴とする請求の範囲第 9項に記載の通信方法。