专利名称：通信设备和通信方法
(技术领域)本发明涉及一种采用多载波调制解调方式的通信设备和通信方法，尤其是通过DMT(Discrete Multi Tone)调制解调方式和OFDM(Orthogonal Frequency Division)调制解调方式等可实现使用已有通信线路的数据通信的通信设备和通信方法。但是，本发明不限于由DMT调制解调方式进行的数据通信的通信设备，也可适用于通过一般的通信线路，以多载波调制解调方式和单载波调制解调方式进行有线通信和无线通信的全部通信设备。
(背景技术)下面说明已有的通信方法。例如，有一方案是，在使用SS(Spread Spectrum)的宽带CDMA(W-CDMA码分多址)中，将湍流(Turbo)码作为超过卷积码性能很多的纠错码。该湍流码是将在信息序列中实施交错的序列与已知的编码序列并列编码而成的，能得到临近香农界限的特性，是当前最引人注目的纠错码之一。在上述W-CDMA中，因为纠错码的性能大大决定声音传送或数据传送中的传送特性，所以可通过应用湍流(Turbo)码来大幅度地提高传送特性。
这里，具体说明使用上述湍流(Turbo)码的已有通信设备的发射系统和接收系统的动作。图8为表示发射系统中使用的湍流(Turbo)码器的构成的图。在图8(a)中，101是卷积编码信息序列后输出冗余位的第1递归组织卷积编码器，102是数字复用器，103是对由数字复用器102转换后的信息序列卷积编码后输出冗余位的第2递归组织卷积编码器。图8(b)是表示第1递归组织卷积编码器101和第2递归组织卷积编码器103的内部构成的图，两个递归组织卷积编码器分别为仅输出冗余位的编码器。另外，由上述湍流(Turbo)码器所使用的数字复用器102进行随机转换信息位序列的处理。
在上述构成的湍流(Turbo)码器中，同时输出信息位序列x1、由第1递归组织卷积编码器101的处理来编码所述信息位序列的冗余位序列x2和由第2递归组织卷积编码器103的处理来编码所述信息位序列的冗余位序列x3。
图9是表示接收系统中使用的湍流(Turbo)解码器的构成的图。在图9中，111为从接收信号y1和接收信号y2算出对数相似比的第1解码器，112和116是加法器，113和114是数字复用器，115为从接收信号y1和接收信号y3算出对数相似比的第2解码器，117是去数字复用器，118是判断第2解码器115的输出后输出原来信息位序列的推定值的判断器。另外，接收信号y1、y2、y3分别是向信息位序列x1、冗余位序列x2、x3施加传送路径的噪声和衰减影响的信号。
在上述构成的湍流(Turbo)解码器中，首先，第1解码器111从接收信号y1k和接收信号y2k算出对数相似比L(Uk)(k表示时刻)。此时，L(Uk)可表示如下。
L(Uk)＝y1k＋La(Uk)＋Le(Uk)＝Ln(Pr(x1k＝′1|{Y})/(Pr(x1k＝′0|{Y})……(1)L(Uk)表示外部信息，La(Uk)表示作为一个以前外部信息的在先信息，(Pr(x1k＝′1|{Y})表示在接收接收信号的整个序列{Y}的状态下推定的推定信息位x1k为1的概率，(Pr(x1k＝′0|{Y})表示在接收整个序列{Y}的状态下推定的推定信息位x1k为0的概率。即，在公式(1)中，求出相对于推定信息位x1k为0的概率的推定信息位x1k为1的概率。
接着，在加法器112中，由作为所述计算结果的对数相似比算出对于第2解码器115的外部信息。根据上述(1)，外部信息Le(Uk)可表示如下。
Le(Uk)＝L(Uk)-y1k-La(Uk)……(2)但是在第1次解码中，因为没有求出的在先信息，所以La(Uk)＝0。
接着，在数字复用器113和114中，为了在接收信号y3的时刻将接收信号y1和外部信息Le(Uk)合在一起，所以进行信号的合并。另外，在第2解码器115中，与第1解码器111相同，根据接收信号y1、接收信号y3和在先算出的外部信息Le(Uk)算出对数相似比L(Uk)。之后，在加法器116中，与加法器112一样，用公式(2)算出外部信息Le(Uk)。此时，在去数字复用器117中合并的外部信息作为在先信息La(Uk)反馈到所述第1解码器111。
最后，在湍流(Turbo)解码器中，通过以规定次数重复执行上述处理，算出精度较高的对数相似比，另外，判断器118根据该对数相似比进行判断，推定原来的信息位序列。具体而言，例如，如果对数相似比“L(Uk)＞0”，则推定信息位X1k判断为1，如果对数相似比“L(Uk)≤0”，则推定信息位x1k判断为0。
由此，在已有的通信方法中，通过将湍流(Turbo)码适用为纠错码，即使在对应于调制方式的多值化而使信号点间距离变近的情况下，也能大幅度提高声音传送和数据传送中的传送特性，得到比已知卷积码好的特性。
但是，在上述已有的通信方法中，因为进行高精度的纠错，所以在发射侧，对于全部信息序列实施湍流(Turbo)码，并且，在接收侧解码编码的全部信号，之后，进行软判断。具体而言，例如，对于16QAM的4位全部数据(0000-11114位组)、对于256QAM的8位全部数据进行判断。如上所述，在实施进行全部数据判断的已有通信方法的情况下，在通信设备中，存在对应于多值化、编码器和解码器的计算量增大的问题。
因此，本发明的目的在于提供一种通信设备和通信方法，适用于使用多载波调制解调方式和单载波调制解调方式的全部通信，并且，即使在伴随多值化而组增大的情况下，也能实现计算量的消减和与从前一样好的传送特性。
(发明概述)根据本发明的通信设备，将湍流(Turbo)码作为纠错码构成，其特征在于包括通过对发射数据中的规定数量下一位进行湍流(Turbo)编码、输出对应于所述规定数量信息位和以不同顺序卷积编码的第1和第2冗余位的湍流(Turbo)编码装置(相当于后述的实施例的湍流(Turbo)编码器1)；使用所述规定数量的信息位和所述冗余位、进行可使对各信息位的纠错能力均一的运算、将其运算结果和所述发射数据中的其它位作为编码结果输出的运算装置(相当于转换器2)；从接收信号中的规定数量下位位中抽出信息位和第1冗余位、根据该抽出结果和作为在先信息提供的一个以前软判断输出(包含没有的情况)、进行软判断的第1解码装置(相当于第1解码器11、加法器12)；抽出信息位和第2冗余位、根据该抽出结果和来自所述第1解码装置的软判断输出进行软判断、将其结果作为所述一个以前的软判断输出通知所述第1解码装置的第2解码装置(相当于第2解码器15、数字复用器13、14、加法器15、去数字复用器17)；以规定次数重复执行所述第1解码装置和所述第2解码装置的软判断后、根据所述第2解码装置的软判断输出、推定原来的信息位的第1判断装置(相当于第1判断器18)；和通过硬判断所述接收信号中的其它位、推定原来的信息位的第2判断装置(相当于第1判断器19)。
根据下一发明的通信设备，其特征在于所述湍流(Turbo)编码装置包括对交错处理后编码的一方冗余位进行去交错处理的去交错处理装置(相当于去数字复用器25)，将所述各信息位和所述各冗余位的时刻调整一致后输出。
根据下一发明的通信设备，其特征在于并用读所罗门(ソロモン)码和湍流(Turbo)码，在发射侧，在读所罗门编码后，执行湍流(Turbo)编码，在接收侧，解码湍流(Turbo)码后，解码读所罗门码。
根据下一发明的通信设备，其特征在于具有采用在编码采取交错处理的湍流(Turbo)码的编码器，所述编码器包括通过接收由多个位构成的发射数据、对所述发射数据中规定数量的下位位进行湍流(Turbo)编码，输出对应于所述规定数量的信息位、卷积编码所述各信息位的第1冗余位和卷积编码交错处理后的各信息位的第2冗余位的湍流(Turbo)编码装置(相当于湍流(Turbo)编码器1)，和使用所述规定数量的信息位和所述冗余位、进行可使对各信息位的纠错能力均一的运算的运算装置(相当于转换器2)，将所述运算结果和所述发射数据中的其它位作为编码结果输出。
根据下一发明的通信设备，其特征在于所述湍流(Turbo)编码装置具有对所述第2冗余位进行去交错处理的去交错处理装置(相当于去数字复用器25)，将所述各信息位、所述第1冗余位和所述去交错处理后的第2冗余位的时刻调整一致后输出。
根据下一发明的通信设备，其特征在于具有采用在编码中采取交错处理的湍流(Turbo)码的编码器，所述编码器包括通过接收由多个位构成的发射数据、对所述发射数据中规定数量的下位位进行湍流(Turbo)编码，输出对应于所述规定数量的信息位、卷积编码所述信息位的第1冗余位和卷积编码交错处理后的信息位的第2冗余位的湍流(Turbo)编码装置，将所述各信息位与所述第1和第2冗余位加上将所述发射数据中的其它位作为编码结果输出。
根据下一发明的通信设备，其特征在于并用读所罗门码和湍流(Turbo)码，在读所罗门编码后，执行湍流(Turbo)编码。
根据下一发明的通信设备，其特征在于具有由软判断来解码湍流(Turbo)编码的接收信号的解码器，所述解码器具有从所述接收信号中的规定数量下位位中抽出信息位和卷积编码第1冗余位、根据该抽出结果和作为在先信息提供的一个以前软判断输出(包含没有的情况)、进行所述信息位的软判断的第1解码装置(相当于第1解码器11、加法器12)；从所述接收信号中的规定数量下位位中抽出对应于所述编码器侧的输出数量的信息位和以与第1冗余位不同的方法卷积编码的第2冗余位、之后、根据抽出结果和来自所述第1解码装置的软判断输出进行所述信息位的软判断、将其结果作为所述一个以前的软判断输出通知所述第1解码装置的第2解码装置(相当于第2解码器15、数字复用器13、14、加法器15、去数字复用器17)；以规定次数重复执行所述第1解码装置和所述第2解码装置的软判断后、根据所述第2解码装置的软判断输出、推定原来的信息位的第1判断装置(相当于第1判断器18)；和通过硬判断所述接收信号中的其它位、推定原来的信息位的第2判断装置(相当于第1判断器19)。
根据下一发明的通信设备，其特征在于在发射侧并用读所罗门码和湍流(Turbo)码，在解码湍流(Turbo)码后，解码读所罗门码。
根据下一发明的通信方法，其特征在于包括通过对应于发射数据中的规定数量下位位进行湍流(Turbo)编码、输出对应于所述规定数量信息位和以不同顺序卷积编码的第1和第2冗余位的湍流(Turbo)编码步骤；使用所述规定数量的信息位和所述冗余位、进行可使对各信息位的纠错能力均一的运算、将其运算结果和所述发射数据中的其它位作为编码结果输出的运算步骤；从接收信号中的规定数量下位位中抽出信息位和第1冗余位、根据该抽出结果和作为在先信息提供的一个以前软判断输出(包含没有的情况)、进行软判断的第1解码步骤；抽出信息位和第2冗余位、根据该抽出结果和来自所述第1解码装置的软判断输出进行软判断、将其结果作为所述一个以前的软判断输出第2解码步骤；以规定次数重复执行所述第1解码步骤和所述第2解码步骤的软判断后、根据所述第2解码步骤的软判断输出、推定原来的信息位的第1判断步骤；和通过硬判断所述接收信号中的其它位、推定原来的信息位的第2判断步骤。
根据下一发明的通信方法，其特征在于所述湍流(Turbo)编码步骤包括对交错处理后编码的一方冗余位进行去交错处理的去交错处理步骤，使所述各信息位和所述各冗余位的时刻重合后输出。
根据下一发明的通信方法，其特征在于在并用读所罗门码和湍流(Turbo)码时，在发射侧，在读所罗门编码后，执行湍流(Turbo)编码，在接收侧，解码湍流(Turbo)码后，解码读所罗门码。
(附图概述)
图1是表示本发明通信设备中使用的编码器和解码器的构成的图；图2是表示本发明通信设备中的发射系统的构成的图；图3是表示本发明通信设备中的接收系统的构成的图；图4是表示多载波调制解调方式中音调(ト一ン)构成和4位组(コンスタレ一ション)中可适用的编码器的构成的图；图5是表示各种数字调制的信号点配置的图；图6是表示湍流(Turbo)编码器1的线路构成的图；图7是表示位误差概率的差的图；图8是表示已有的湍流(Turbo)编码器的构成的图；图9是表示已有的湍流(Turbo)解码器的构成的图。
(发明最佳实施例)下面根据附图来说明本发明的通信设备和通信方法的实施例。该实施例并不限定本发明。
图1是表示本发明通信设备中使用的编码器(湍流(Turbo)编码器和转换器的组合)和解码器(湍流(Turbo)解码器和硬判断器的组合)的构成的图，具体而言，图1(a)是表示本实施例的编码器的构成的图，图1(b)是表示解码器的构成的图。在本实施例的通信设备中，通过具有上述编码器和解码器两者的构成和高精度的数据纠错能力，可得到数据通信和声音通信中的好的传送特性。另外，在本实施例中，为了说明方便，虽然具有上述两者的构成，但是，也可假定例如只具有两者中的编码器的发射机，另一方面，或假定只具有解码器的接收机。
在图1(a)的编码器中，1为通过采用湍流(Turbo)码作为纠错码而可得到接近香农极限的湍流(Turbo)编码器，2为转换从湍流(Turbo)编码器接收的数据的转换器，例如，在湍流(Turbo)编码器1中，相对于2位的信息位输入，输出2位的信息位和2位的冗余位，在转换器2中，相对于接收到的4位数据，在接收侧进行可使对各信息位的修正能力均一化的运算。
另一方面，在图1(a)的解码器中，11为从接收信号Lcy(相当于后述的接收信号v0、v1、w0、w1)算出对数相似比的第1解码器，12和16为加法器，13和14为数字复用器，15为从接收信号Lcy(相当于后述的接收信号v0、v1、w0、w1)算出对数相似比的第2解码器，17为去数字复用器，18为判断第2解码器15的输出后输出原来信息位序列的推定值的第1判断器，19为硬判断Lcy(相当于后述的接收信号v2…、w2…)后输出原来信息位序列的推定值的第2判断器。
这里，在说明上述编码器和解码器的动作之前，先根据附图来简单说明本发明的通信设备的基本动作。例如，作为使用DMT(Discrete Multi Tone)调制解调方式进行数据通信的有线系统数字通信方式，具有使用已有电话线路进行数兆位/秒的高速数字通信的ADSL(非对称用户数字线路)通信方式和HDSL(高位率数字用户线路)通信方式等的xDSL通信方式。另外，该方式根据ANSI的T1.413等进行标准化。下面对于本实施例的说明使用例如可适用于上述ADSL的通信设备。
图2是表示本发明通信设备中的发射系统的构成的图。图2中，在发射系统中，在多路复用/同步控制(相当于图示的MUX/SYNC CONTROL)41中多路复用发射的数据，在循环冗余检验(相当于CRCCyclic redundancy check)42、43中对多路复用的发射数据附加误差检测用代码，另外，在向前纠错(相当于SCRAM—FEC)44、45中进行FEC用代码的附加和加密处理。
从多路复用/同步控制41到音调排序49具有两条路径，一条是包括交错(INTERLEAVE)46的交错数据缓冲器路径，另一条是不包括交错46的快速数据缓冲器(Fast Data Buffer)路径，例如，进行交错处理的交错数据缓冲器路径侧的延迟变大。
之后，在速率转换器(相当于RATE-CONVERTOR)47、48中进行发射数据的速率转换处理，在音调排序(相当于TONE ORDERING)49中进行音调排序处理。另外，根据音调排序处理后的发射数据，在组编码器/增益换算(相当于CONSTELLATION AND GAIN SCALLING)50中形成组数据，在反高速傅立叶变换部(相当于IFFTInverse Fast Fourier transform)51中进行反高速傅立叶变换。
最后，在输入并联/串联缓冲器(相当于INPUT PARALLEL/SERIAL BUFFER)52中将傅立叶变换变换后的并联数据变换为串联数据，在模拟处理/数模转换器(相当于ANALOG PROCESSING AND DAC)53中将数字波形转换为模拟波形，执行滤波处理后，将发射数据发射到电话线上。
图3是表示本发明通信设备中的接收系统的构成的图。图3中，在接收系统中，在模拟处理/模数转换器(相当于图示的ANALOG PROCESSING AND ADC)141中对接收数据(上述的发射数据)执行滤波处理后，将模拟波形转换为数字波形，时域均衡器(相当于TEQ)142中进行时域的自适应均衡处理。
对于执行了时域均衡处理的数据，在输入串联/并联缓冲器(相当于INPUT SERIAL/PARALLEL BUFFER)143中从串联数据转换为并联数据，在高速傅立叶变换部(相当于FFTFast Fourier transform)144中对该并联数据进行高速傅立叶变换，之后，在频域均衡器(相当于FEQ)145中进行频域均衡处理。
通过组解码器/增益换算(相当于CONSTELLATION DECORDER ANDGAIN SCALLING)146和音调排序(相当于TONE ORDERING)147中进行的复合处理(最优复合法)和音调排序处理，将执行频域均衡处理的数据转换为串联数据。之后，进行速度转换(相当于RATE-CONVERTOR)148、149的速度转换处理、去交错(相当于DEINTERLEAVE)150的去交错处理、向前纠错(相当于DESCRAM—FEC)151、152的FEC处理和去加密处理、和循环冗余检验(相当于Cyclic redundancy check)153、154的循环冗余检验等处理，最后，从多路复用/同步控制(相当于MUX/SYNC CONTROL)155再现接收数据。
在上述的通信设备中，分别具有发射系统和接收系统两条路径，通过分别使用这两条路径，或通过同时操作这两条路径，可实现低传送延迟和高速率数据通信。
在上述构成的通信设备中，图1(a)所示编码器位于上述发射系统中的组编码器/增益换算50中，图1(b)所示的解码器位于上述接收系统中的组解码器/增益换算146中。
下面参照附图来详细说明本实施例的编码器(发射系统)和解码器(接收系统)的动作。首先说明图1(a)所示的编码器的动作。图4是表示多载波调制解调方式中音调构成(参照(a))和4位组中可适用的编码器的构成(参照(b))的图。在本实施例中，如图4(a)所示，作为多值正交调幅(QAMQuadrature Amplitude Modulation)，例如采用16QAM方式，并对于多载波中的2个音调进行编码。另外，在本实施例的编码器中，与对全部输入数据执行的湍流(Turbo)编码的已有技术不同，如图4(b)所示，对下面的2位输入数据执行湍流(Turbo)编码，而对于其它上面位，则以其原样输出输入数据。
这里仅说明执行下面2位的输入数据中的湍流(Turbo)编码的原因。图5是表示各种数字调制的信号点配置的图，具体而言，图5(a)是4相PSK(相位键控)方式的信号点配置，(b)是16QAM方式的信号点配置，(c)是64QAM方式的信号点配置。
例如，在上述全部调制方式的信号点配置中，接收信号点为a或b的位置的情况下，通常，在接收侧，通过软判断来推定作为信息位序列(发射数据)的最准确数据。即，将与接收信号点距离最近的信号点判断为发射数据。因此，此时例如，当使用图5来着眼于接收信号点a和b时，在任一情况下(相当于图5(a)(b)(c))，可知离接收信号点最近的4个点的下面2位为(0，0)(0，1)(1，0)(1，1)。因此，在本实施例中，对于特性可能劣化的4个信号点(信号点间距离最近的4个点)的下面2位执行具有优化纠错能力的湍流(Turbo)编码，在接收侧进行软判断。另一方面，原样输出特性劣化可能低的其它上面位在接收侧进行硬判断。于是，信息位序歹u3、u4、u5、u6分另对应于v2、v3、w2、w3。
由此，在本实施例中，能够提高伴随多值化而可能变差的特性，另外，因为对接收信号的下面2位仅执行湍流(Turbo)编码，所以与湍流(Turbo)编码全部位为对象的已有技术相比，可大幅度减少计算量。
接着，说明对输入的下面2位的发射数据u1、u2执行湍流(Turbo)编码的图4(b)所示的湍流(Turbo)编码器1的动作。图6是表示湍流(Turbo)编码器1的线路构成的图。图6中，21为第1递归组织卷积编码器，22和23是数字复用器，24是第2递归组织卷积编码器，25是去数字复用器。在湍流(Turbo)编码器1中，同时输出相当于信息序列的发射数据u1k、u2k(k表示时刻)、通过第1递归组织卷积编码器21的处理来编码所述发射数据的冗余数据uak、和通过第2递归组织卷积编码器24的处理来编码交错处理后的发射数据、之后、通过去交错处理来与原来时刻调整一致的冗余数据ubk。
由此，在本实施例中，在第2递归组织卷积编码器24的后面阶段，通过追加去数字复用器25，可使发射数据与冗余数据的时刻调整一致，从而可高效地执行后续的转换器2的运算处理。
其次，在从湍流(Turbo)编码器1接收2位的发射数据u1、u2和2位的冗余数据ua、ub的转换器2中，在接收侧进行可使对各发射数据的修正能力均一化的运算处理。
例如，在没有转换器2的状态下，在发射发射数据u1、u2和2位的冗余数据ua、ub的情况下，在接收侧，使用接收信号ua′、ub′(′表示受传输线路的噪声和衰减影响的接收信号)来推定原来的发射数据u1、u2。因此，因为此时相当于第1递归组织卷积编码器21的输出的接收数据ua′和经过各数字复用器、第2递归组织卷积编码器24和各去数字复用器输出的接收数据ub′中各自的纠错能力不同，所以如图7所示，位误差的概率中存在差别。因此，在本实施例中，通过执行下面的计算公式来实现接收侧中位误差概率的均一化。
v1＝u2＋ua……(3)v0＝u2……(4)w1＝u2＋u1＋ua＋ub……(5)w0＝u2＋u1……(6)上述v和w分别对应于图4(a)的各位。
因此，在本实施例中，由于编码器内具有上述湍流(Turbo)编码器1和转换器2，所以可适用于使用多载波调制解调方式的通信，另外，即使在伴随着调制方式的多值化而组增大的情况下，也可实现计算量的减少和与从前一样好的传送特性。另外，在本实施例中，虽然编码器中具有上述湍流(Turbo)编码器1和转换器2，但不限于此，例如，在容许上述位误差率差的情况下，去掉转换器2也可消减运算量。另外，在本实施例中，作为调制方式，虽然将16QAM方式作为一个实例进行说明，但不限于此，即使使用其它调制方式(256QAM等)的情况下，也能得到相同的效果。
接着，说明图1(b)所示解码器的动作。在本实施例中，例如采用16QAM方式作为多值正交调幅(QAM)，并对多载波中的2个位进行解码处理的情况进行说明。另外，在本实施例的编码器中，对接收数据的下面2位执行湍流(Turbo)编码，通过软判断来推定原来的发射数据，对于其它上面位，通过由第2判断器19硬判断接收数据来推定原来的接收数据。接收数据LcyV0、V1、V2、V3、W0、W1、W2、W3分别为向所述发射侧输出v0、v1、v2、v3、w0、w1、w2、w3施加传送路径的噪声和衰减影响的信号。
首先，在接收接收数据LcyV0、V1、W0、W1的湍流(Turbo)编码器中，首先，第1编码器11算出从这些接收信号推定的推定信息位u1k′、u2k′的对数相似比L(u1k′)、L(u2k′)(k表示时刻)。作为算出对数相似比的解码器，例如多使用已知的最大事后概率解码器(MAP算法Maximum A-Posteriori)，也可使用例如已知的维特比解码器。
此时，对数相似比L(u1k′)、L(u2k′)可表示如下。
L(u1k′)＝Lcy＋La(U1k)＋Le(U1k)＝Ln(Pr(u1k′＝1|{Lcy})/(Pr(u1k′＝′0|{Lcy})……(7)L(u2k′)＝Lcy＋La(U2k)＋Le(U2k)＝Ln(Pr(u2k′＝1|{Lcy})/(Pr(u2k′＝′0|{Lcy})……(8)在本实施例中，Le(U1k)、Le(U2k)表示外部信息，La(U1k)、La(U2k)表示作为一个以前的外部信息的先前信息，Pr(u1k′＝1|{Lcy})表示在接收接收信号的整个序列{Lcy}的状态下推定的推定信息位u1k′为1的事后概率，Pr(u1k′＝0|{Lcy})表示u1k′为0的事后概率，Pr(u2k′＝1|{Lcy})表示在接收接收信号的整个序列{Lcy}的状态下推定的推定信息位u2k′为1的事后概率，Pr(u2k′＝0|{Lcy})表示u1k′为0的事后概率。即，在公式(7)、(8)中，求出对于u2k′为0的概率的u2k′为1的概率，和对于u1k′为0的概率的u1k′为1的概率。
在加法器12中，从作为上述算出结果的对数相似比算出对于第2解码器15的外部信息。根据上述公式(7、8)，外部信息Le(U1k)、Le(U2k)可表示如下。
Le(U1k)＝L(U1k′)-Lcy-La(U1k)……(9)Le(U2k)＝(U2k′)-Lcy-La(U2k)……(10)在第1次解码中，因为没有求出的在先信息，所以La(U1k)＝0，La(U2k)＝0。
接着，在数字复用器13和14中，对接收信号Lcy和外部信息Le(U1k)、Le(U2k)进行信号的合并替换。另外，在第2解码器15中，与第1解码器11相同，根据接收信号Lcy和在先算出的在先信息La(U1k)、La(U2k)，算出对数相似比L(U1k′)、L(U2k′)。之后，在加法器16中，与加法器12一样，用公式(9)(10)算出外部信息Le(U1k)、Le(U2k)。此时，在去数字复用器17中合并的外部信息作为在先信息La(U1k)、La(U2k)反馈到所述第1解码器11。
之后，在上述湍流(Turbo)解码器中，通过以规定次数重复执行上述处理，算出精度较高的对数相似比，最后，第1判断器18根据该对数相似比进行信号的判断，推定原来的发射数据。具体而言，例如，如果对数相似比“L(U1k＝)＞0”，则U1k′判断为1，如果“L(U1k′)≤0”，则U1k′判断为0。同样地，如果对数相似比“L(U2k′)＞0”，则U2k′判断为1，如果“L(U2k′)≤0”，则U2k′判断为0。另外，利用第2判断器19对同时接收的接收信号LcyV2、V3、W2、W3进行硬判断。
由此，在本实施例中，即使在伴随着调制方式的多值化而组增大的情况下，由于具备对具有特性劣化可能性的接收信号的下面2位进行软判断的判断器和对接收信号中其它位进行硬判断的判断器，从而可实现计算量多的软判断部分的缩减和与从前一样好的传送特性。另外，在本实施例的随机误差和过去误差相混合的传送路径中，通过进行码单位下的纠错与R-S码(读索罗门)或其它已知纠错码等的并用，可得到优化的传送特性。
如上所述，根据本发明，可适用于使用多载波调制解调方式的通信中，并且通过具有湍流(Turbo)编码装置和运算装置，即使在伴随着调制方式的多值化而组增大的情况下，也能达到获得可实现计算量的减少和与从前一样好的传送特性的通信设备的效果。另外，通过对具有特性劣化可能性的接收信号的下面2位进行软判断和对接收信号中其它位进行硬判断，即使在伴随着调制方式的多值化而组增大的情况下，也能达到获得可实现计算量多的软判断部分的减少和与从前一样好的传送特性的通信设备的效果。
根据下一发明，通过向湍流(Turbo)编码装置追加去交错处理装置，可达到获得使发射数据与冗余数据的时刻调整一致、可高效执行后续运算装置的运算处理的通信设备的效果。
根据下一发明，即使在随机误差和过去误差相混合的传送路径中，也可达到通过与进行符号(Symbol)单位下的纠错的R-S码(读所罗门)的并用而得到优化的传送特性的通信设备的效果。
根据下一发明，可适用于使用多载波调制解调方式的通信中，并且通过具有湍流(Turbo)编码装置和运算装置，即使在伴随着调制方式的多值化而组增大的情况下，也能达到获得可实现计算量的减少和与从前一样好的传送特性的通信设备的效果。
根据下一发明，通过向湍流(Turbo)编码装置追加去交错处理装置，可达到获得使发射数据与冗余数据的时刻调整一致、可高效执行后续运算装置的运算处理的通信设备的效果。
根据下一发明，在容许对于各信息位的位误差率的差的情况下，可达到获得通过去掉运算装置而能够消减运算量的通信设备的效果。
根据下一发明，即使在随机误差和过去误差相混合的传送路径中，也可达到通过与进行符号(Symbol)单位下的纠错的R-S码的并用而得到优化的传送特性的效果。
根据下一发明，通过对具有特性劣化可能性的接收信号的下面2位进行软判断和对接收信号中其它位进行硬判断，即使在伴随着调制方式的多值化而组增大的情况下，也能达到获得可实现计算量多的软判断部分的减少和与从前一样好的传送特性的通信设备的效果。
根据下一发明，即使在随机误差和过去误差相混合的传送路径中，也可达到通过与进行符号(Symbol)单位下的纠错的R-S码的并用而得到优化的传送特性的效果。
根据下一发明，可适用于使用多载波调制解调方式的通信中，并且通过具有湍流(Turbo)编码步骤和运算步骤，即使在伴随着调制方式的多值化而组增大的情况下，也能达到获得可实现计算量的减少和与从前一样好的传送特性的通信方法的效果。另外，通过对具有特性劣化可能性的接收信号的下面2位进行软判断和对接收信号中其它位进行硬判断，即使在伴随着调制方式的多值化而组增大的情况下，也能达到获得可实现计算量多的软判断部分的减少和与从前一样好的传送特性的通信方法的效果。
根据下一发明，通过向湍流(Turbo)编码步骤追加去交错处理步骤，可达到获得使发射数据与冗余数据的时刻调整一致、可高效执行后续运算步骤的运算处理的通信方法的效果。
根据下一发明，即使在随机误差和过去误差相混合的传送路径中，也可达到通过与进行符号单位下的纠错的R-S码的并用而得到优化的传送特性的通信方法的效果。
如上所述，根据本发明的通信设备，可用于使用DMT(离散多频声)调制解调方式和OFDM(正交频分多址)调制解调方式的数据通信中，特别适用于使用已有电话线路进行数兆位/秒的高速数字通信的ADSL通信方式和HDSL通信方式等的xDSL通信方式中。
权利要求
1.一种通信设备，将湍流(Turbo)码作为纠错码，其特征在于包括通过对发射数据中的规定数量的下位位进行湍流(Turbo)编码、输出对应于所述规定数量的信息位和以不同顺序卷积编码的第1和第2冗余位的湍流(Turbo)编码装置；使用所述规定数量的信息位和所述冗余位、进行可使对各信息位的纠错能力均一的运算、将其运算结果和所述发射数据中的其它位作为编码结果输出的运算装置；从接收信号中的规定数量的下位位中抽出信息位和第1冗余位、根据该抽出结果和作为在先信息提供的一个以前软判断输出(包含没有的情况)、进行软判断的第1解码装置；抽出信息位和第2冗余位、根据该抽出结果和来自所述第1解码装置的软判断输出进行软判断、将其结果作为所述一个以前的软判断输出通知所述第1解码装置的第2解码装置；以规定次数重复执行所述第1解码装置和所述第2解码装置的软判断后、根据所述第2解码装置的软判断输出、推定原来的信息位的第1判断装置；和通过硬判断所述接收信号中的其它位、推定原来的信息位的第2判断装置。
2.根据权利要求1的通信设备，其特征在于所述湍流(Turbo)编码装置包括对交错处理后编码的一方冗余位进行去交错处理的去交错处理装置，将所述各信息位和所述各冗余位的时刻调整一致后输出。
3.根据权利要求1的通信设备，其特征在于并用读所罗门码和湍流(Turbo)码，在发射侧，在读所罗门编码后，执行湍流(Turbo)编码，在接收侧，解码湍流(Turbo)码后，解码读所罗门码。
4.一种通信设备，具有采用编码取入交错处理的湍流(Turbo)码的编码器，发射其编码结果，其特征在于所述编码器包括通过接收由多个位构成的发射数据、对所述发射数据中规定数量的下位位进行湍流(Turbo)编码，输出对应于所述规定数量的信息位、卷积编码所述各信息位的的第1冗余位和卷积编码交错处理后的各信息位的第2冗余位的湍流(Turbo)编码装置，和使用所述规定数量的信息位和所述冗余位、进行可使对各信息位的纠错能力均一的运算的运算装置，将所述运算结果和所述发射数据中的其它位作为编码结果输出。
5.根据权利要求4的通信设备，其特征在于所述湍流(Turbo)编码装置具有对所述第2冗余位进行去交错处理的去交错处理装置，使所述各信息位、所述第1冗余位和所述去交错处理后的第2冗余位的时刻调整一致后输出。
6.根据权利要求4的通信设备，其特征在于并用读所罗门码和湍流(Turbo)码，在读所罗门编码后，执行湍流(Turbo)编码。
7.一种通信设备，具有采用在编码中采取交错处理的湍流(Turbo)码的编码器，发射其编码结果，其特征在于所述编码器包括通过接收由多个位构成的发射数据、对所述发射数据中规定数量的下位位进行湍流(Turbo)编码，输出对应于所述规定数量的信息位、卷积编码所述信息位的第1冗余位和卷积编码交错处理后的信息位的第2冗余位的湍流(Turbo)编码装置，将所述各信息位与所述第1和第2冗余位加上将所述发射数据中的其它位作为编码结果输出。
8.根据权利要求7的通信设备，其特征在于并用读所罗门码和湍流(Turbo)码，在读所罗门编码后，执行湍流(Turbo)编码。
9.一种通信设备，具有由软判断来解码湍流(Turbo)编码的接收信号的解码器，其特征在于所述解码器具有从所述接收信号中的规定数量下位位中抽出信息位和卷积编码第1冗余位、根据该抽出结果和作为在先信息提供的一个以前软判断输出(包含没有的情况)、进行所述信息位的软判断的第1解码装置；从所述接收信号中的规定数量下位位中抽出对应于所述编码器侧的输出数量的信息位和以与第1冗余位不同的方法卷积编码的第2冗余位、之后、根据抽出结果和来自所述第1解码装置的软判断输出进行所述信息位的软判断、将其结果作为所述一个以前的软判断输出通知所述第1解码装置的第2解码装置；以规定次数重复执行所述第1解码装置和所述第2解码装置的软判断后、根据所述第2解码装置的软判断输出、推定原来的信息位的第1判断装置；和通过硬判断所述接收信号中的其它位、推定原来的信息位的第2判断装置。
10.根据权利要求9的通信设备，其特征在于在发射侧并用读所罗门码和湍流(Turbo)码，在解码湍流(Turbo)码后，解码读所罗门码。
11.一种通信方法，其特征在于包括通过对发射数据中的规定数量下位位进行湍流(Turbo)编码、输出对应于所述规定数量信息位和以不同顺序卷积编码的第1和第2冗余位的湍流(Turbo)编码步骤；使用所述规定数量的信息位和所述冗余位、进行可使对各信息位的纠错能力均一的运算、将其运算结果和所述发射数据中的其它位作为编码结果输出的运算步骤；从接收信号中的规定数量下位位中抽出信息位和第1冗余位、根据该抽出结果和作为在先信息施加的一个以前软判断输出(包含没有的情况)、进行软判断的第1解码步骤；抽出信息位和第2冗余位、根据该抽出结果和来自所述第1解码装置的软判断输出进行软判断、将其结果作为所述一个以前的软判断输出第2解码步骤；以规定次数重复执行所述第1解码步骤和所述第2解码步骤的软判断后、根据所述第2解码步骤的软判断输出、推定原来的信息位的第1判断步骤；和通过硬判断所述接收信号中的其它位、推定原来的信息位的第2判断步骤。
12.根据权利要求11的通信方法，其特征在于所述湍流(Turbo)编码步骤包括对交错处理后编码的一方冗余位进行去交错处理的去交错处理步骤，使所述各信息位和所述各冗余位的时刻调整一致后输出。
13.根据权利要求11的通信方法，其特征在于并用读所罗门码和湍流(Turbo)码，在发射侧，在读所罗门编码后，执行湍流(Turbo)编码，在接收侧，解码湍流(Turbo)码后，解码读所罗门码。
全文摘要
一种通信设备具有:湍流编码器(1),通过对发射数据的下位2位进行湍流编码,输出2位的信息位和2位的冗余位;转换器(2),利用上述输出进行可使对各信息位的纠错能力均一化的运算,并作为编码结果输出上述运算结果以及发射数据中的其它位;解码器(11－18),通过对其特性可能劣化的接受信号的下位2位进行软判断,推断原来的发射数据;以及判断器(19),通过对接受信号中的其它位进行硬判断,推断原来的发射数据。
文档编号H03M13/13GK1327635SQ00802399
公开日2001年12月19日 申请日期2000年10月20日 优先权日1999年10月29日
发明者松本涉, 宫田好邦 申请人:三菱电机株式会社