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技術 ターボ符号の誤り訂正復号器、ターボ符号の誤り訂正復号方法、ターボ符号の復号装置およびターボ符号の復号システム

出願人 三菱電機株式会社
発明者 中村隆彦藤田八郎吉田英夫
出願日 1999年7月21日 (21年5ヶ月経過) 出願番号 1999-205789
公開日 2001年2月9日 (19年10ヶ月経過) 公開番号 2001-036416
状態 特許登録済
技術分野 エラー検出又は訂正、試験 符号誤り検出・訂正
主要キーワード 順方向パス 逆方向パス 推移確率 大小比較結果 ブロック番 差分結果 状態遷移確率 パスメトリック演算
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (20)

課題

従来のターボ符号復号装置においては、誤り訂正復号器においてターボ符号を構成する畳込み符号MAP復号を行う際に、状態遷移確率を計算する必要があるが、その確率を計算するためには軟判定情報から通信路の状態を測定する必要があり、演算量が非常に大きくなるという問題があった。

解決手段

隣接する時点に移るブランチメトリックを計算し、ブランチメトリックから順方向パスメトリックを計算するブランチメトリック・順方向パスメトリック計算ステップと、ブランチメトリックから逆方向パスメトリックを計算し、ブランチメトリックと、順方向パスメトリックと、逆方向パスメトリックとからNビットの軟判定情報を算出する軟判定情報計算ステップとを実施することによりターボ符号の誤り訂正復号を行えるようにした。

概要

背景

図26は、一般的なターボ符号装置の構成を示すブロック図である。図26において、301は第1の組織型畳込み符号器、302は第2の組織型畳込み符号器、303はインタリーバ、304は入力点、305は第1系列出力点、306は第2系列の出力点、307は第3系列の出力点である。

図27は、TDA Progress ReportのP.29〜P.39に記載された ''Turbo Codo for Deep−Space Communications''(D.Divsalar and F.Pollara1995年2月15日)で示された、従来のターボ符号復号装置の構成を示すブロック図である。図27において、401は図26の第1の組織型畳込み符号器301で符号化された第1、第2系列についてMAP復号という誤り訂正復号を行う第1のMAP復号器、402は第2の組織型畳込み符号器302で符号化された第1、第3系列についてMAP復号という誤り訂正復号を行う第2のMAP復号器、403は第1のインタリーバ、404は第2のインタリーバ、405は第1のデインタリーバ、406は第2のデインタリーバ、407は軟判定情報から硬判定情報を生成する硬判定回路、408は第1系列の入力点、409は第2系列の入力点、410は第3系列の入力点、411は出力点である。

なお、第1のインタリーバ403、および第2のインタリーバ404の動作は、図26のターボ符号装置のインタリーバ303と同じである。また、第1のデインタリーバ405、および第2のデインタリーバ406は、インタリーバ303と逆の手順でデータの順序を変更する。

図28は、第1のMAP復号器で誤り訂正復号を行う場合の動作を示すフローチャートである。なお、第2のMAP復号器も同様の動作を行う。図28中、S201は初期値を設定するステップ、S202は状態遷移確率の計算を行うステップ、S203は順方向にパストレースした際の各状態に推移する確率の計算を行うステップ、S204は逆方向にパスをトレースした際の各状態に推移する確率の計算を行うステップ、S205はステップS202、ステップS203、ステップS204において計算された値に基づいて、復号後の軟判定情報の計算を行うステップである。

次に、ターボ符号装置の動作について図26に基づき説明する。ターボ符号装置には、入力点304よりNビット情報系列が入力され、そのまま第1系列として第1の出力点305から出力される。また、入力されたNビットの情報系列はそのままの順序で第1の組織型畳込み符号器301にも入力され、Nビットの系列が第2系列として第2の出力点306から出力される。さらに、入力されたNビットの情報系列は、インタリーバ303において順序の変換が行われた後、第2の組織型畳込み符号器302に入力され、Nビットの系列が第3系列として第3の出力点307から出力される。なお、このように生成されたNビットの第1・第2・第3系列は、組み合わされて符号化系列とされた後、通信回線を通じて送信されたり、電波として送信されたりすることになる。

次に、受信側であるターボ符号の復号装置の動作について図27に基づき説明する。送信された符号化系列は、誤りが付加されて受信される。それらの受信系列は、第1・第2・第3系列に分離され、それぞれ第1の入力点408、第2の入力点409、第3の入力点410からターボ符号の復号装置に入力される。第1のMAP復号器401では第1系列と、第2系列と、前段の第2のMAP復号器402から生成される軟判定情報をもとに生成される値L1*とから復号後の軟判定情報L1を生成する。ただし、1回目の復号時、第1のMAP復号器401に入力されているL1*の値はすべてのビットに対して信頼度の最も低い状態として0にする。次に、L1-L1*を生成して第1のインタリーバ403に入力し、順序の変更を行いL2*とする。

次に、第2のMAP復号器402において、第1系列を第2のインタリーバ404でインタリーブしたものと、第3系列と、第1のインタリーバ403によって生成されたL2*とから復号後の軟判定情報L2を生成する。生成されたL2に対してL2-L2*を計算し、第1のデインタリーバ405において順序変更を行いL1*とする。なお、L1*は繰り返し復号を行う時に第1のMAP復号器401で用いる。

この操作を定められた回数繰り返し、復号操作が終了した場合は第2のMAP復号器402によって生成された軟判定情報L2を第2のデインタリーバ406で順序変更し、硬判定回路407によって0、1の判定を行い、その結果を出力点411から出力する。

次に、第1のMAP復号器401の動作について、図28のフローチャートに基づき説明する。なお、第2のMAP復号器402でも、同様の動作を行う。ステップS201において、まず順方向と逆方向の各状態における推移確率の初期値を設定する。次に、ステップS202において、受信された軟判定情報から通信路の状態を測定し、通信路の状態に応じた状態遷移確率を計算する。次に、ステップS203において順方向にパスをトレースした際の各々の状態に推移する確率の計算をステップS202において計算された状態遷移確率から行い、ステップS204において、逆方向にパスをトレースした際の各々の状態に推移する確率の計算をステップS202において計算された状態遷移確率から行い、最後に、ステップS205において、ステップS202・ステップS203・ステップS204において計算された値に基づいて、復号後の軟判定情報の計算が行われる。

概要

従来のターボ符号の復号装置においては、誤り訂正復号器においてターボ符号を構成する畳込み符号のMAP復号を行う際に、状態遷移確率を計算する必要があるが、その確率を計算するためには軟判定情報から通信路の状態を測定する必要があり、演算量が非常に大きくなるという問題があった。

隣接する時点に移るブランチメトリックを計算し、ブランチメトリックから順方向パスメトリックを計算するブランチメトリック・順方向パスメトリック計算ステップと、ブランチメトリックから逆方向パスメトリックを計算し、ブランチメトリックと、順方向パスメトリックと、逆方向パスメトリックとからNビットの軟判定情報を算出する軟判定情報計算ステップとを実施することによりターボ符号の誤り訂正復号を行えるようにした。

目的

この発明は、上述の問題を解決するためになされたものであり、第1の目的は、誤り訂正の部分を通常の畳込み復号器の復号に近いものにして構成し、復号に要する演算を簡易にして計算量の削減を図ることである。第2の目的は、訂正符号処理の回数を誤りの状況に応じて柔軟に変更することができるようにし、柔軟な処理ができるようにすることである。さらに、第3の目的は、ターボ符号の復号装置において、2つの誤り訂正復号器を並行して使用することを可能とし、処理の効率化を図ることである。

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
4件

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請求項1

ターボ符号復号対象となる情報ビット数をNとしたときのターボ符号の誤り訂正復号器において、時点t−1(t=1、2、…、N)から時点tに移るブランチメトリックを計算するブランチメトリック計算手段と、前記ブランチメトリックを記憶するブランチメトリック記憶手段と、前記ブランチメトリック記憶手段からブランチメトリックを読み出して、時点t−1の順方向パスメトリックを計算する順方向パスメトリック計算手段と、前記順方向パスメトリックを記憶する順方向パスメトリック記憶手段と、前記ブランチメトリック記憶手段からブランチメトリックを読み出して、時点tの逆方向パスメトリックを計算する逆方向パスメトリック計算手段と、前記逆方向パスメトリックを記憶する逆方向パスメトリック記憶手段と、前記ブランチメトリック記憶手段からブランチメトリックを読み出し、前記順方向パスメトリック記憶手段から順方向パスメトリックを読み出し、前記逆方向パスメトリック記憶手段から逆方向パスメトリックを読み出して、軟判定情報を計算する軟判定情報計算手段とを有することを特徴とするターボ符号の誤り訂正復号器。

請求項2

ターボ符号の復号対象となる情報ビット数をNとしたときのターボ符号の誤り訂正復号器において、時点t−1(t=1、2、…、N)から時点tに移るブランチメトリックを計算するブランチメトリック計算手段と、前記ブランチメトリックを記憶するブランチメトリック記憶手段と、前記ブランチメトリック記憶手段からブランチメトリックを読み出して、時点t−1の順方向パスメトリックを計算する順方向パスメトリック計算手段と、前記順方向パスメトリックを記憶する順方向パスメトリック記憶手段と、前記ブランチメトリック記憶手段からブランチメトリックを読み出して、時点tの逆方向パスメトリックを計算するする逆方向パスメトリック計算手段と、前記逆方向パスメトリック計算手段から逆方向パスメトリックを受け、前記ブランチメトリック記憶手段からブランチメトリックを読み出し、前記順方向パスメトリック記憶手段から順方向パスメトリックを読み出して、軟判定情報を計算する軟判定情報計算手段とを有することを特徴とするターボ符号の誤り訂正復号器。

請求項3

ターボ符号の復号対象となる情報ビット数をNとしたときのターボ符号の誤り訂正復号方法において、隣接する時点に移るブランチメトリックを計算し、前記ブランチメトリックから順方向パスメトリックを計算するブランチメトリック・順方向パスメトリック計算ステップと、前記ブランチメトリックから逆方向パスメトリックを計算し、前記ブランチメトリックと、前記順方向パスメトリックと、前記逆方向パスメトリックとからNビットの軟判定情報を算出する軟判定情報計算ステップとを含むことを特徴とするターボ符号の誤り訂正復号方法。

請求項4

ブランチメトリック・順方向パスメトリック計算ステップは、時点t−1から時点tに移るブランチメトリックの計算と、tがNであるか否かの判定と、tがNでないと判定された場合には前記ブランチメトリックから時点tでの順方向パスメトリックの計算とをtが1からNになるまで実行するステップと、tがNであると判定された場合には、逆方向パスメトリックの初期値を設定するステップとを含むことを特徴とする請求項3に記載のターボ符号の誤り訂正復号方法。

請求項5

逆方向パスメトリックの初期値は、時点Nにおける順方向パスメトリックであることを特徴とする請求項4に記載のターボ符号の誤り訂正復号方法。

請求項6

軟判定情報計算ステップは、ブランチメトリックから時点tの逆方向パスメトリックの計算をtがNから1になるまで実行するステップと、前記ブランチメトリックと、順方向パスメトリックと、前記逆方向パスメトリックとから時点tの軟判定情報の計算をtが1からNになるまで実行するステップとを含むことを特徴とする請求項3から請求項5のいずれかに記載のターボ符号の誤り訂正復号方法。

請求項7

軟判定情報計算ステップは、ブランチメトリックから時点tの逆方向パスメトリックの計算と、前記ブランチメトリックと、順方向パスメトリックと、前記逆方向パスメトリックとから時点tの軟判定情報の計算とをtがNから1になるまで実行するステップを含むことを特徴とする請求項3から請求項5のいずれかに記載のターボ符号の誤り訂正復号方法。

請求項8

ターボ符号の復号対象となる情報ビット数をNとしたときのターボ符号の誤り訂正復号方法において、時点1から時点N−M(N>M)までの軟判定情報を算出する第1の軟判定情報計算ステップと、時点N−M+1から時点Nまでの軟判定情報を算出する第2の軟判定情報計算ステップとを含み、前記第1の軟判定情報計算ステップは、時点t−1から時点tに移るブランチメトリックの計算と、前記ブランチメトリックから時点tの順方向パスメトリックの計算とをtをインクリメントしながらtがM(N>M)を超えるまで実行するステップと、逆方向パスメトリックの初期値を設定するステップと、前記ブランチメトリックから時点t−Mでの逆方向パスメトリックを計算するステップと、前記ブランチメトリックと、前記順方向パスメトリックと、前記逆方向パスメトリックとから時点t−Mの軟判定情報を計算するステップとをtが1からNになるまで実行することを特徴とするターボ符号の誤り訂正復号方法。

請求項9

逆方向パスメトリックの初期値は時点tにおける順方向パスメトリックであることを特徴とする請求項8に記載のターボ符号の誤り訂正復号方法。

請求項10

第2の軟判定情報計算ステップは、ブランチメトリックから時点tの逆方法パスメトリックの計算をtがNからN−M+1まで実行するステップと、前記ブランチメトリックと、順方向パスメトリックと、前記逆方向パスメトリックとから、時点tの軟判定情報の計算をtがN−M+1からNまで実行するステップとを含むことを特徴とする請求項8または請求項9に記載のターボ符号の誤り訂正復号方法。

請求項11

第2の軟判定情報計算ステップは、ブランチメトリックから時点tの逆方向パスメトリックの計算と、前記ブランチメトリックと、順方向パスメトリックと、前記逆方向パスメトリックとから、時点tの軟判定情報の計算とをtがNからN−M+1まで実行するステップを含むことを特徴とする請求項8または請求項9に記載のターボ符号の誤り訂正復号方法。

請求項12

ターボ符号の復号対象となる情報ビット数をNとしたときのターボ符号の誤り訂正復号方法において、変数mの初期設定をするステップと、変数mをインクリメントしながら時点1から時点mKまでの軟判定情報を算出する第1の軟判定情報計算ステップと、時点mk+1から時点Nまでの軟判定情報を算出する第2の軟判定情報計算ステップとを含み、第1の軟判定情報計算ステップは、時点t−1から時点tに移るブランチメトリックの計算と、前記ブランチメトリックから時点tの順方向パスメトリックの計算とをtがmK+M(K<M<N)、またはtがNになるまで実行するステップと、逆方向パスメトリックの初期値を設定するステップと、前記ブランチメトリックから時点tの逆方向パスメトリックの計算をtがmK+K−1からmK+1まで実行するステップと、前記ブランチメトリックと、前記順方向パスメトリックと、前記逆方向パスメトリックとから時点tの軟判定情報の計算をtがmK+1からmK+Kまで実行するステップとをmをインクリメントしながらtがNになるまで繰り返すことを特徴とするターボ符号の誤り訂正復号方法。

請求項13

逆方向パスメトリックの初期値は時点tにおける順方向パスメトリックであることを特徴とする請求項12に記載のターボ符号の誤り訂正復号方法。

請求項14

第2の軟判定情報計算ステップはブランチメトリックから時点tの逆方向パスメトリックの計算をtがNからmK+1まで実行するステップと、ブランチメトリックと、順方向パスメトリックと、逆方向パスメトリックとから時点tの軟判定情報の計算を、tがmK+1からNまで実行するステップとを含むことを特徴とする請求項12または請求項13に記載のターボ符号の誤り訂正復号方法。

請求項15

第2の軟判定情報算出ステップはブランチメトリックから時点tの逆方向パスメトリックの計算と、前記ブランチメトリックと、順方向パスメトリックと、前記逆方向パスメトリックとから時点tの軟判定情報の計算を、tがNからmk+1まで実行するステップを含むことを特徴とする請求項12または請求項13に記載のターボ符号の誤り訂正復号方法。

請求項16

ターボ符号の復号対象となる情報ビット数をNとしたときのターボ符号の誤り訂正復号器において、時点t−1(t=1、2、…、N)から時点tに移るブランチメトリックを計算するブランチメトリック計算手段と、前記ブランチメトリックから、時点t−1の順方向パスメトリックと、各々の状態に収束する2本の順方向パスメトリックの大小の比較結果と、その差分値を求める順方向パスメトリック計算手段と、前記比較結果を記憶する比較結果記憶手段と、前記差分値を記憶する差分値記憶手段と、前記比較結果記憶手段から読み込んだ比較結果と、前記差分値記憶手段から読み込んだ差分値とからSOVAアルゴリズムを用いて軟判定情報を計算する軟判定情報計算手段とを有することを特徴とするターボ符号の誤り訂正復号器。

請求項17

受信したCRC符号を含む符号化系列からターボ符号の復号を行うターボ符号の復号装置において、復号されたCRC符号からCRC誤り判定を行うCRC誤り判定手段を有し、前記CRC誤り判定手段の結果によって、ターボ符号の復号処理の繰り返しを制御することを特徴とするターボ符号の復号装置。

請求項18

第1のターボ符号の誤り訂正復号器と第2のターボ符号の誤り訂正復号器とを有するターボ符号の復号装置と、第1の符号化系列を記憶する第1の符号化系列記憶手段と、第2の符号化系列を記憶する第2の符号化系列記憶手段と、前記第1のターボ符号の誤り訂正復号器および前記第2のターボ符号の誤り訂正復号器と前記第1の符号化系列記憶手段および前記第2の符号化系列記憶手段との接続を切り替える切り替え手段とを特徴とするターボ符号の復号システム

請求項19

切り替え手段は、第1の符号化系列記憶手段に符号化系列が記憶されたことを検知した時は、第1の符号化系列記憶手段と第1のターボ符号の誤り訂正復号器とを接続し、前記第1のターボ符号の誤り訂正復号器での処理が終了したことを検知した後に、前記第1の符号化系列記憶手段を第2のターボ符号の誤り訂正復号器に接続させることを特徴とする請求項18に記載のターボ符号の復号システム。

請求項20

切り替え手段は、第2の符号化系列記憶手段に符号化系列が記憶されたことを検知した時は、第2の符号化系列記憶手段と第1のターボ符号の誤り訂正復号器とを接続し、前記第1のターボ符号の誤り訂正復号器での処理が終了したことを検知した後に、前記第2の符号化系列記憶手段を第1のターボ符号の誤り訂正復号器に接続させることを特徴とする請求項19に記載のターボ符号の復号システム。

請求項21

切り替え手段は、第1の符号化系列記憶手段と第1のターボ符号の誤り訂正復号器とを接続すると同時に、第2の符号化系列記憶手段と第2のターボ符号誤り訂正復号器とを接続させ、前記第1のターボ符号の誤り訂正復号器および前記第2のターボ符号の誤り訂正復号器での処理が終了したことを検知した後に、前記第1の符号化系列記憶手段と前記第2のターボ符号の誤り訂正復号器とを接続し、前記第2の符号化系列記憶手段と前記第1のターボ符号誤り訂正復号器とを接続させることを特徴とする請求項18に記載のターボ符号の復号システム。

技術分野

0001

この発明は、無線通信装置などの通信分野において、ターボ符号化された符号化系列復号する場合の、ターボ符号誤り訂正復号器、ターボ符号の誤り訂正復号方法、ターボ符号の復号装置およびターボ符号の復号システムに関するものである。

背景技術

0002

図26は、一般的なターボ符号装置の構成を示すブロック図である。図26において、301は第1の組織型畳込み符号器、302は第2の組織型畳込み符号器、303はインタリーバ、304は入力点、305は第1系列出力点、306は第2系列の出力点、307は第3系列の出力点である。

0003

図27は、TDA Progress ReportのP.29〜P.39に記載された ''Turbo Codo for Deep−Space Communications''(D.Divsalar and F.Pollara1995年2月15日)で示された、従来のターボ符号の復号装置の構成を示すブロック図である。図27において、401は図26の第1の組織型畳込み符号器301で符号化された第1、第2系列についてMAP復号という誤り訂正復号を行う第1のMAP復号器、402は第2の組織型畳込み符号器302で符号化された第1、第3系列についてMAP復号という誤り訂正復号を行う第2のMAP復号器、403は第1のインタリーバ、404は第2のインタリーバ、405は第1のデインタリーバ、406は第2のデインタリーバ、407は軟判定情報から硬判定情報を生成する硬判定回路、408は第1系列の入力点、409は第2系列の入力点、410は第3系列の入力点、411は出力点である。

0004

なお、第1のインタリーバ403、および第2のインタリーバ404の動作は、図26のターボ符号装置のインタリーバ303と同じである。また、第1のデインタリーバ405、および第2のデインタリーバ406は、インタリーバ303と逆の手順でデータの順序を変更する。

0005

図28は、第1のMAP復号器で誤り訂正復号を行う場合の動作を示すフローチャートである。なお、第2のMAP復号器も同様の動作を行う。図28中、S201は初期値を設定するステップ、S202は状態遷移確率の計算を行うステップ、S203は順方向にパストレースした際の各状態に推移する確率の計算を行うステップ、S204は逆方向にパスをトレースした際の各状態に推移する確率の計算を行うステップ、S205はステップS202、ステップS203、ステップS204において計算された値に基づいて、復号後の軟判定情報の計算を行うステップである。

0006

次に、ターボ符号装置の動作について図26に基づき説明する。ターボ符号装置には、入力点304よりNビット情報系列が入力され、そのまま第1系列として第1の出力点305から出力される。また、入力されたNビットの情報系列はそのままの順序で第1の組織型畳込み符号器301にも入力され、Nビットの系列が第2系列として第2の出力点306から出力される。さらに、入力されたNビットの情報系列は、インタリーバ303において順序の変換が行われた後、第2の組織型畳込み符号器302に入力され、Nビットの系列が第3系列として第3の出力点307から出力される。なお、このように生成されたNビットの第1・第2・第3系列は、組み合わされて符号化系列とされた後、通信回線を通じて送信されたり、電波として送信されたりすることになる。

0007

次に、受信側であるターボ符号の復号装置の動作について図27に基づき説明する。送信された符号化系列は、誤りが付加されて受信される。それらの受信系列は、第1・第2・第3系列に分離され、それぞれ第1の入力点408、第2の入力点409、第3の入力点410からターボ符号の復号装置に入力される。第1のMAP復号器401では第1系列と、第2系列と、前段の第2のMAP復号器402から生成される軟判定情報をもとに生成される値L1*とから復号後の軟判定情報L1を生成する。ただし、1回目の復号時、第1のMAP復号器401に入力されているL1*の値はすべてのビットに対して信頼度の最も低い状態として0にする。次に、L1-L1*を生成して第1のインタリーバ403に入力し、順序の変更を行いL2*とする。

0008

次に、第2のMAP復号器402において、第1系列を第2のインタリーバ404でインタリーブしたものと、第3系列と、第1のインタリーバ403によって生成されたL2*とから復号後の軟判定情報L2を生成する。生成されたL2に対してL2-L2*を計算し、第1のデインタリーバ405において順序変更を行いL1*とする。なお、L1*は繰り返し復号を行う時に第1のMAP復号器401で用いる。

0009

この操作を定められた回数繰り返し、復号操作が終了した場合は第2のMAP復号器402によって生成された軟判定情報L2を第2のデインタリーバ406で順序変更し、硬判定回路407によって0、1の判定を行い、その結果を出力点411から出力する。

0010

次に、第1のMAP復号器401の動作について、図28のフローチャートに基づき説明する。なお、第2のMAP復号器402でも、同様の動作を行う。ステップS201において、まず順方向と逆方向の各状態における推移確率の初期値を設定する。次に、ステップS202において、受信された軟判定情報から通信路の状態を測定し、通信路の状態に応じた状態遷移確率を計算する。次に、ステップS203において順方向にパスをトレースした際の各々の状態に推移する確率の計算をステップS202において計算された状態遷移確率から行い、ステップS204において、逆方向にパスをトレースした際の各々の状態に推移する確率の計算をステップS202において計算された状態遷移確率から行い、最後に、ステップS205において、ステップS202・ステップS203・ステップS204において計算された値に基づいて、復号後の軟判定情報の計算が行われる。

発明が解決しようとする課題

0011

しかし、従来のターボ符号の復号装置においては、誤り訂正復号器においてターボ符号を構成する畳込み符号のMAP復号を行う際に、状態遷移確率を計算する必要があるが、その確率を計算するためには軟判定情報から通信路の状態を測定する必要があり、演算量が非常に大きくなるという問題があった。また、復号化の精度を上げるために、硬判定情報を得るまでに、第1のMAP復号器と第2のMAP復号器とによる誤り訂正復号処理規定回数行う必要があるが、この回数は固定値であるため、誤りがほとんど発生していない場合にも処理をすることになり、本来ならば不必要な時間分処理が遅れるという問題があった。さらに、ターボ符号の復号器には、1つの符号化系列しか入力できないので、例えば、第1のMAP復号器で処理をしている時間は、第2のMAP復号器はアイドル状態となり、処理効率が悪いという問題があった。

0012

この発明は、上述の問題を解決するためになされたものであり、第1の目的は、誤り訂正の部分を通常の畳込み復号器の復号に近いものにして構成し、復号に要する演算を簡易にして計算量の削減を図ることである。第2の目的は、訂正符号処理の回数を誤りの状況に応じて柔軟に変更することができるようにし、柔軟な処理ができるようにすることである。さらに、第3の目的は、ターボ符号の復号装置において、2つの誤り訂正復号器を並行して使用することを可能とし、処理の効率化を図ることである。

課題を解決するための手段

0013

この発明にかかるターボ符号の誤り訂正復号器においては、時点t−1(t=1、2、…、N)から時点tに移るブランチメトリックを計算するブランチメトリック計算手段と、ブランチメトリックを記憶するブランチメトリック記憶手段と、ブランチメトリック記憶手段からブランチメトリックを読み出して、時点t−1の順方向パスメトリックを計算する順方向パスメトリック計算手段と、順方向パスメトリックを記憶する順方向パスメトリック記憶手段と、ブランチメトリック記憶手段からブランチメトリックを読み出して、時点tの逆方向パスメトリックを計算する逆方向パスメトリック計算手段と、逆方向パスメトリックを記憶する逆方向パスメトリック記憶手段と、ブランチメトリック記憶手段からブランチメトリックを読み出し、順方向パスメトリック記憶手段から順方向パスメトリックを読み出し、逆方向パスメトリック記憶手段から逆方向パスメトリックを読み出して、軟判定情報を計算する軟判定情報計算手段とを有するものとした。

0014

また、時点t−1(t=1、2、…、N)から時点tに移るブランチメトリックを計算するブランチメトリック計算手段と、ブランチメトリックを記憶するブランチメトリック記憶手段と、ブランチメトリック記憶手段からブランチメトリックを読み出して、時点t−1の順方向パスメトリックを計算する順方向パスメトリック計算手段と、順方向パスメトリックを記憶する順方向パスメトリック記憶手段と、ブランチメトリック記憶手段からブランチメトリックを読み出して、時点tの逆方向パスメトリックを計算するする逆方向パスメトリック計算手段と、逆方向パスメトリック計算手段から逆方向パスメトリックを受け、ブランチメトリック記憶手段からブランチメトリックを読み出し、順方向パスメトリック記憶手段から順方向パスメトリックを読み出して、軟判定情報を計算する軟判定情報計算手段とを有するものとした。

0015

また、この発明にかかるターボ符号の誤り訂正復号方法においては、隣接する時点に移るブランチメトリックを計算し、ブランチメトリックから順方向パスメトリックを計算するブランチメトリック・順方向パスメトリック計算ステップと、ブランチメトリックから逆方向パスメトリックを計算し、ブランチメトリックと、順方向パスメトリックと、逆方向パスメトリックとからNビットの軟判定情報を算出する軟判定情報計算ステップとを含むものとした。

0016

さらに、ブランチメトリック・順方向パスメトリック計算ステップは、時点t−1から時点tに移るブランチメトリックの計算と、tがNであるか否かの判定と、tがNでないと判定された場合にはブランチメトリックから時点tでの順方向パスメトリックの計算とをtが1からNになるまで実行するステップと、tがNであると判定された場合には、逆方向パスメトリックの初期値を設定するステップとを含むものとした。

0017

さらに、逆方向パスメトリックの初期値は、時点Nにおける順方向パスメトリックであるものとした。

0018

さらに、軟判定情報計算ステップは、ブランチメトリックから時点tの逆方向パスメトリックの計算をtがNから1になるまで実行するステップと、ブランチメトリックと、順方向パスメトリックと、逆方向パスメトリックとから時点tの軟判定情報の計算をtが1からNになるまで実行するステップとを含むものとした。

0019

さらに、軟判定情報計算ステップは、ブランチメトリックから時点tの逆方向パスメトリックの計算と、ブランチメトリックと、順方向パスメトリックと、逆方向パスメトリックとから時点tの軟判定情報の計算とをtがNから1になるまで実行するステップを含むものとした。

0020

また、この発明にかかるターボ符号の誤り訂正復号方法においては、時点1から時点N−M(N>M)までの軟判定情報を算出する第1の軟判定情報計算ステップと、時点N−M+1から時点Nまでの軟判定情報を算出する第2の軟判定情報計算ステップとを含み、第1の軟判定情報計算ステップは、時点t−1から時点tに移るブランチメトリックの計算と、ブランチメトリックから時点tの順方向パスメトリックの計算とをtをインクリメントしながらtがM(N>M)を超えるまで実行するステップと、逆方向パスメトリックの初期値を設定するステップと、ブランチメトリックから時点t−Mでの逆方向パスメトリックを計算するステップと、ブランチメトリックと、順方向パスメトリックと、逆方向パスメトリックとから時点t−Mの軟判定情報を計算するステップとをtが1からNになるまで実行するものとした。

0021

さらに、逆方向パスメトリックの初期値は時点tにおける順方向パスメトリックであるものとした。

0022

さらに、第2の軟判定情報計算ステップは、ブランチメトリックから時点tの逆方向パスメトリックの計算をtがNからN−M+1まで実行するステップと、ブランチメトリックと、順方向パスメトリックと、逆方向パスメトリックとから、時点tの軟判定情報の計算をtがN−M+1からNまで実行するステップとを含むものとした。

0023

さらに、第2の軟判定情報計算ステップは、ブランチメトリックから時点tの逆方向パスメトリックの計算と、ブランチメトリックと、順方向パスメトリックと、逆方向パスメトリックとから、時点tの軟判定情報の計算とをtがNからN−M+1まで実行するステップを含むものとした。

0024

また、この発明にかかるターボ符号の誤り訂正復号方法においては、変数mの初期設定をするステップと、変数mをインクリメントしながら時点1から時点mKまでの軟判定情報を算出する第1の軟判定情報計算ステップと、時点mK+1から時点Nまでの軟判定情報を算出する第2の軟判定情報計算ステップとを含み、第1の軟判定情報計算ステップは、時点t−1から時点tに移るブランチメトリックの計算と、ブランチメトリックから時点tの順方向パスメトリックの計算とをtがmK+M(K<M<N)、またはtがNになるまで実行するステップと、逆方向パスメトリックの初期値を設定するステップと、ブランチメトリックから時点tの逆方向パスメトリックの計算をtがmK+K−1からmK+1まで実行するステップと、ブランチメトリックと、順方向パスメトリックと、逆方向パスメトリックとから時点tの軟判定情報の計算をtがmK+1からmK+Kまで実行するステップとをmをインクリメントしながらtがNになるまで繰り返すものとした。

0025

さらに、逆方向パスメトリックの初期値は時点tにおける順方向パスメトリックであるものとした。

0026

さらに、第2の軟判定情報計算ステップはブランチメトリックから時点tの逆方向パスメトリックの計算をtがNからmK+1まで実行するステップと、ブランチメトリックと、順方向パスメトリックと、逆方向パスメトリックとから時点tの軟判定情報の計算を、tがmK+1からNまで実行するステップとを含むものとした。

0027

さらに、第2の軟判定情報算出ステップはブランチメトリックから時点tの逆方向パスメトリックの計算と、ブランチメトリックと、順方向パスメトリックと、逆方向パスメトリックとから時点tの軟判定情報の計算を、tがNからmk+1まで実行するステップを含むものとした。

0028

また、この発明にかかるターボ符号の誤り訂正復号器においては、ターボ符号の復号対象となる情報ビット数をNとしたときのターボ符号の誤り訂正復号器において、時点t−1(t=1、2、…、N)から時点tに移るブランチメトリックを計算するブランチメトリック計算手段と、ブランチメトリックから、時点t−1の順方向パスメトリックと、各々の状態に収束する2本の順方向パスメトリックの大小の比較結果と、その差分値を求める順方向パスメトリック計算手段と、比較結果を記憶する比較結果記憶手段と、差分値を記憶する差分値記憶手段と、比較結果記憶手段から読み込んだ比較結果と、差分値記憶手段から読み込んだ差分値とからSOVAアルゴリズムを用いて軟判定情報を計算する軟判定情報計算手段とを有するものとした。

0029

また、この発明にかかるターボ符号の復号装置においては、復号されたCRC符号からCRC誤り判定を行うCRC誤り判定手段を有し、CRC誤り判定手段の結果によって、ターボ符号の復号処理の繰り返しを制御するものとした。

0030

また、この発明にかかるターボ符号の復号システムにおいては、第1のターボ符号の誤り訂正復号器と第2のターボ符号の誤り訂正復号器とを有するターボ符号の復号装置と、第1の符号化系列を記憶する第1の符号化系列記憶手段と、第2の符号化系列を記憶する第2の符号化系列記憶手段と、第1のターボ符号の誤り訂正復号器および第2のターボ符号の誤り訂正復号器と第1の符号化系列記憶手段および第2の符号化系列記憶手段との接続を切り替える切り替え手段とを有するものとした。

0031

さらに、切り替え手段は、第1の符号化系列記憶手段に符号化系列が記憶されたことを検知した時は、第1の符号化系列記憶手段と第1のターボ符号の誤り訂正復号器とを接続し、第1のターボ符号の誤り訂正復号器での処理が終了したことを検知した後に、第1の符号化系列記憶手段を第2のターボ符号の誤り訂正復号器に接続させるものとした。

0032

さらに、切り替え手段は、第2の符号化系列記憶手段に符号化系列が記憶されたことを検知した時は、第2の符号化系列記憶手段と第1のターボ符号の誤り訂正復号器とを接続し、第1のターボ符号の誤り訂正復号器での処理が終了したことを検知した後に、第2の符号化系列記憶手段を第1のターボ符号の誤り訂正復号器に接続させるものとした。

0033

さらに、切り替え手段は、第1の符号化系列記憶手段と第1のターボ符号の誤り訂正復号器とを接続すると同時に、第2の符号化系列記憶手段と第2のターボ符号誤り訂正復号器とを接続させ、第1のターボ符号の誤り訂正復号器および第2のターボ符号の誤り訂正復号器での処理が終了したことを検知した後に、第1の符号化系列記憶手段と第2のターボ符号の誤り訂正復号器とを接続し、第2の符号化系列記憶手段と第1のターボ符号誤り訂正復号器とを接続させるものとした。

発明を実施するための最良の形態

0034

実施の形態1.図1は、この発明の実施の形態1におけるターボ符号の復号装置を示すブロック図である。図1において、1は符号化された第1・第2系列から軟判定データを抽出する誤り訂正復号を行う第1の軟判定器、2は第1・第3系列から軟判定データを抽出する誤り訂正復号を行う第2の軟判定器、3は第1のインタリーバ、4は第2のインタリーバ、5は第1のデインタリーバ、6は第2のデインタリーバ、7は軟判定情報から硬判定情報を生成する硬判定回路、8は第1系列の入力点、9は第2系列の入力点、10は第3系列の入力点、11は出力点である。

0035

図2は、第1の軟判定器1の構成を示すブロック図である。なお、第1の軟判定器1と第2の軟判定器2とは、同一の構成である。図2中、101はブランチメトリック計算手段、102はブランチメトリック記憶手段、103は順方向パスメトリック計算手段、104は順方向パスメトリック記憶手段、105は逆方向パスメトリック計算手段、106は逆方向パスメトリック記憶手段、107は軟判定情報計算手段、108は減算手段である。

0036

図3は、第1の軟判定器1で誤り訂正復号を行う場合の動作を示すフローチャートである。図3において、S1は順方向パスメトリック計算のための初期値をセットするステップ、S2は各時点におけるブランチメトリックを計算するステップ、S3は順方向のパスメトリックおよびブランチメトリック計算の終了判断するステップ、S4は順方向のパスメトリックを計算するステップ、S5は時点を1つ進めるステップ、S6は逆方向パスメトリック計算のための初期値をセットするステップ、S7は逆方向パスメトリックを計算するステップ、S8は逆方向パスメトリック計算の終了判断するステップ、S9は時点を1つ戻すステップ、S10は復号後の軟判定情報を計算するステップである。なお、ステップS1からステップS6までがブランチメトリック・順方向パスメトリック計算ステップに、ステップS7からS10までが軟判定情報計算ステップに相当する。また、図4パスメトリック演算の手順を示した図である。

0037

次に、ターボ符号の復号装置の動作について図1に基づき説明する。送信された符号化系列は、主に回線上で発生した誤りが付加されて受信され、バッファ等の記憶装置(図示せず)に蓄積される。それらの受信系列は、第1系列、第2系列、第3系列に分離され、それぞれ第1の入力点8、第2の入力点9、第3の入力点10からターボ符号の復号装置に順次入力される。

0038

第1の軟判定器1では、第1系列と、第2系列と、前段の第2の軟判定器2から生成される軟判定情報をもとに生成される値L1*とから復号後の軟判定情報L1を生成する。ただし、1回目の復号時、第1の軟判定器1に入力されているL1*の値はすべてのビットに対して信頼度の最も低い状態として0とする。次にL1-L1*を生成して第1のインタリーバ3に入力し、第1のインタリーバ3では順序の変更を行いL2*とする。

0039

次に、第2の軟判定器2において、第1系列を第2のインタリーバ4でインタリーブしたものと、第3系列と、第1のインタリーバ3によって生成されたL2*とから復号後の軟判定情報L2を生成し、生成されたL2に対してL2-L2*を計算する。また、L2-L2*は第1のデインタリーバ5において順序変更が行なわれ、L1*とされる。なお、L1*は繰り返し復号を行う時に、第1の軟判定器1で用いる。

0040

この操作を定められた回数繰り返し、復号操作が終了した場合は第2の軟判定器2によって生成された軟判定情報L2を第2のデインタリーバ6で順序変更し、硬判定回路10によって0、1の判定を行い、その結果を出力点11から出力する。

0041

次に、第1の軟判定器1の動作の詳細について、図2図3に基づいて説明する。まず、第1の系列、第2の系列、L1*がブランチメトリック計算手段101に送られる。ブランチメトリック計算手段101では、ステップS1で、第1の時点を示すポインタiの値を1とし、時点0における各状態の順方向パスメトリック値を設定する。なお、この時、符号装置における初期状態パスメトリック値を他の状態と比較して十分大きな値に設定する。

0042

次に、ステップS2で、時点i−1から時点iに遷移するブランチメトリックを各ブランチについて受信ビット期待値と実際の受信ビットを比較し、各々の受信ビットの軟判定情報から計算する。計算されたブランチメトリックについてはブランチメトリック記憶手段102に記憶する。

0043

次に、ステップS3で、全てのデータを処理したか、すなはち、第1の時点のポインタ値iがNであるかを判定する。ここで、i=Nの時は、ブランチメトリックおよび順方向パスメトリックの計算が終了したことになるのでステップS6に移り、それ以外の場合はステップS4に移る。

0044

ステップS4では、順方向パスメトリック計算手段103で時点i−1における順方向パスメトリック値に対して、ブランチメトリック記憶手段102に記憶されたブランチメトリックの値を加算し、各状態に収束する2本のパスメトリックから大きな値を選択することにより、時点iにおける順方向パスメトリックの計算を行い、順方向パスメトリック記憶手段104に値を記憶する。

0045

次に、ステップS5において、第1の時点のポインタ値iをインクリメントして、ステップS2に戻り、上記の操作を繰り返し行う。上記の操作で、図4(a)に示すように時点i=0から時点N−1までの順方向パスメトリックを計算したことになる。

0046

次に、ステップS6において、逆方向パスメトリック計算手段105では、第2の時点を示すポインタjの値をN−1とし、時点Nにおける逆方向パスメトリックの値を例えば終端処理符号化操作において行っていない場合には、各状態について同一の値に設定する。また、終端処理を行っている場合は、終端させた状態のパスメトリック値を他の状態と比較して十分大きな値に設定する。

0047

次に、ステップS7において、時点j+1における逆方向パスメトリック値に対して、ブランチメトリック記憶手段102に記憶されたブランチメトリックの値を加算し、各状態に収束する2本のパスメトリックから大きな値を選択することにより時点jにおける逆方向パスメトリックの計算を行い、逆方向パスメトリック記憶手段106に値を記憶する。

0048

次に、ステップS8で、全ての計算を終了したか、すなはち、第2の時点のポインタ値jが1か否かを判定し、j=1の場合には逆方向パスメトリックの計算が終了したとしてステップS10に移り、それ以外の場合はステップS9において第2の時点のポインタ値jをデクリメントして、ステップS7に戻り、上記の操作を繰り返し行なう。上記の操作で、図4(b)に示すように時点Nから時点1までの逆方向パスメトリックを計算したことになる。

0049

最後に、ステップS10において、軟判定情報計算手段107は、順方向パスメトリック記憶手段104から時点i−1の順方向パスメトリックと、ブランチメトリック記憶手段102から時点i−1から時点iに遷移するブランチメトリックと、逆方向パスメタリック記憶手段106から時点iの逆方向パスメトリックを読み込み、時点iに対応する情報ビットの復号後の軟判定情報L1を計算し、その後、減算手段108で、L1-L1*を計算し、L1とL1-L1*を第1の軟判定器の出力とする。

0050

なお、軟判定出力手段107での計算は、具体的には以下の方法により行なわれる。まず、軟判定情報Pについて、Pの符号が正の時の硬判定情報を1、負の時の硬判定情報を0とし、その信頼度情報についてはPの絶対値の値とする。図5は、時点i−1の順方向パスメトリックおよび時点iの逆方向パスメトリックの関係を示したものであり、201は状態00、01、10、11の順方向パスメトリックの値であり、それぞれF0、F1、F2、F3としている。また、202は状態00、01、10、11の逆方向パスメトリック値であり、B0、B1、B2、B3としている。また、図中、時点i−1の各順方向パスメトリックと時点iの各逆方向パスメタリックをつなぐ実線部分は、0に復号されるブランチを示しており、破線部分が1に復号されるブランチを示している。ここで、各ブランチに記載されている値X1、X2、−X1、−X2を時点i−1から時点iに遷移するブランチメトリックとした場合、時点iの軟判定情報L1は、

0051

L1=MAX(F0+(-X1)+B1、F1+(X2)+B2、F2+(-X1)+B0、F3+(X2)+B3)
- MAX(F0+(X1)+B0、F1+(-X2)+B3、F2+(X1)+B1、F3+(-X2)+B2) …式(1)

0052

で計算される。なお、ステップS10を、時点iについて1からNまで繰り返し行うことにより、軟判定出力操作を終了する。

0053

上記の操作によって、図4(c)の斜線部の軟判定情報が計算されることになる。この軟判定器のようなターボ復号の誤り訂正復号器を使用したターボ符号の復号装置の場合には、通信路の状態からMAP復号操作による各状態の遷移確率を受信ビットの軟判定情報をもとに計算する必要はなく、通常のビタビ復号操作と同様の繰り返し演算操作を用いて復号後の軟判定情報が得られるため、演算量の削減が図れ、誤り復号処理の高速化を図ることができる。

0054

実施の形態2.図6は、この発明の実施の形態2における軟判定器で誤り訂正復号を行う場合の動作を示すフローチャートであり、図3において、逆方向パスメトリックの初期値として、順方向パスメトリックで最終的に計算された時点Nでのパスメトリックの値を使用するようにしたものである。

0055

図6において、S11は、逆方向パスメトリックの初期値として、順方向パスメトリックの時点Nの値を設定するステップである。また、図6では、時点Nでの順方向パスメトリックを計算する必要性から、図1のフローチャートにおいて、終了判定のステップS3より前にステップS4を行うようにし、ステップS4において時点1から時点Nまでの順方向パスメトリックを計算するようにしている。

0056

次に、動作について図6に基づき説明する。まず、ステップS1からステップS5を時点Nまで繰り返すことで、ブランチメトリックと順方向パスメトリックを計算する。これにより、図7(a)に示す範囲で順方向パスメトリックの計算を行ったことになる。

0057

次に、ステップS11において、時点Nにおける順方向パスメトリックの値を逆方向パスメトリックの初期値に設定する。次に、ステップS7からステップS9を繰り返し、逆方向パスメトリックを時点1まで計算する。これにより、図7(b)に示す範囲で逆方向パスメトリックの計算をしたことになる。

0058

次に、ステップS10で、時点iにおける情報ビットに対応する軟判定情報を計算する操作を時点1から時点Nまで繰り返し行う。これにより、図7(c)における斜線部分の範囲で軟判定情報を得たことになる。

0059

このように、順方向のパスメトリックによって計算された結果を逆方向パスメトリックの初期値とすることで、逆方向パスメトリックを計算する際に順方向パスメトリックの計算結果が反映されるようになり、より信頼性の高い復号後の信頼度情報を生成でき、性能向上が図れる。

0060

実施の形態3.図8は、この発明の実施の形態3におけるターボ符号の誤り訂正復号器である軟判定器を示すものであり、図2における軟判定器において、逆方向パスメトリック計算手段105で、逆方向パスメトリックが計算される毎に、軟判定情報を計算するようにしたものである。

0061

図9は、図8に示す軟判定器で誤り訂正復号を行う場合の動作を示すフローチャートである。図中、S12は、時点jにおける逆方向パスメトリックを計算するステップ、S13は、ブランチメトリック、順方向パスメトリック、逆方向パスメトリックから、時点j+1での軟判定情報を計算するステップである。

0062

次に、この軟判定器の動作について、図8図9に基づき説明する。まず、ステップS1からステップS5がi=1からNまで繰り返され、時点1から時点Nまでの各時点の遷移であるブランチメトリックが計算されてブランチメトリック記憶手段102に記憶され、時点1から時点N−1までの順方向パスメトリックが計算されて順方向パスメトリック記憶手段104に記憶される。

0063

次に、ステップS6において、逆方向パスメトリック計算手段105では、第2の時点を示すポインタjの値をN−1とし、時点Nにおける逆方向パスメトリックの値を設定する。

0064

次に、ステップS12において、時点j+1における逆方向パスメトリック値に対して、ブランチメトリック記憶手段102に記憶されたブランチメトリックの値を加算し、各状態に収束する2本のパスメトリックから大きな値を選択することにより時点jにおける逆方向パスメトリックの計算を行い、軟判定情報計算手段107に送る。

0065

次に、ステップS13において、時点jでの逆方向パスメトリックが送られた軟判定情報計算手段107は、順方向パスメトリック記憶手段104から時点j−1の順方向パスメトリックと、ブランチメタリック記憶手段102から時点j−1から時点jに遷移するブランチメトリックとを読み込み、時点j−1に対応する情報ビットの復号後の軟判定情報L1を計算し、その後、減算手段108で、L1-L1*を計算し、L1とL1-L1*を第1の軟判定器の出力とする。

0066

次に、ステップS8で、全ての計算を終了したか、すなはち、第2の時点のポインタ値jが1か否かを判定し、j=1の場合には逆方向パスメトリックの計算が終了したとして処理を終了し、それ以外の場合はステップS9において第2の時点のポインタ値jをデクリメントして、ステップS12に戻り、上記の操作を繰り返し行なう。

0067

このように、各時点の逆方向パスメトリックを計算するたびに軟判定情報の計算を行い、すべての情報ビットの軟判定情報を生成することにより、逆方向パスメトリックを記憶するための記憶手段が不要となるので回路規模の削減を図ることができる。

0068

実施の形態4.図10は、この発明の実施の形態4における軟判定器で誤り訂正復号を行う場合の動作を示すフローチャートであり、図3において、全時点の軟判定情報を一度に計算するのではなく、M地点で分割して軟判定情報を計算するようにしたものである。なお、この実施の形態4における軟判定器のブロック構成は、図2に記載のものと同様である。

0069

図10において、S14は順方向パスメトリックの演算の継続を判断するステップ、S15は逆方向パスメトリックの演算の継続を判断するステップ、S16は時点i−Mにおける軟判定情報を計算するステップ、S17は時点N−M+1ビット以降の軟判定情報を計算するステップである。なお、ステップS3を含め、ステップS3でNOとなるまでが第1の軟判定情報計算ステップに、ステップS3でYESとなった以降のステップS17が第2の軟判定情報計算ステップに相当する。また、図11および図12は本実施の形態におけるパスメトリック演算の手順を示した図である。

0070

次に動作について、図2および図10に基づいて説明する。まず、ステップS1において、ブランチメトリック計算手段101では第1の時点を示すポインタiの値を1とし、時点0における各状態の順方向パスメトリック値を設定する。

0071

次に、ステップS2で、時点i−1から時点iに遷移するブランチメトリックの計算を行い、計算されたブランチメトリックをブランチメトリック記憶手段102に記憶する。次に、ステップS4において時点i−1における順方向パスメトリック値に対して、ステップS2で計算されたブランチメトリックの値を加算し、時点iにおける順方向パスメトリックの計算を行い、計算された順方向パスメトリックを順方向パスメトリック記憶手段104に記憶する。次に、ステップS14において第1の時点のポインタ値iがM以下であるかを判定し、iがM以下の場合にはステップS5において第1の時点のポインタをインクリメントして、次の時点のブランチメトリックと順方向パスメトリックの計算を繰り返し行う。この操作によって、図7(a)に示す時点iの順方向パスメトリックが計算されたことになる。

0072

ステップS14において、時点のポインタiがMより大きい場合は、ステップS6において、逆方向パスメトリック計算手段105で、第2の時点のポインタ値jをj=i−1とし、時点iにおける逆方向パスメトリックの値を各状態について同一の値に設定する。

0073

次に、ステップS7において、時点j+1における逆方向パスメトリック値に対して、ブランチメトリック記憶手段102から読み出したブランチメトリックの値を加算し、時点jにおける逆方向パスメトリックの計算を行なう。ステップS15において、第2の時点ポインタの値jがi−Mのときは、ステップS16に移り、それ以外の場合はステップS9に移る。ステップS9では、第2の時点jをデクリメントして、ステップS7に戻り、上記の操作を繰り返し行なう。この操作により、図7(b)において示す時点iから時点i−Mまでの逆方向パスメトリックが計算されたことになる。

0074

次に、ステップS16において、軟判定情報計算手段107は、順方向パスメトリック記憶手段103から時点i−M−1の順方向パスメトリックと、ブランチメトリック記憶手段102から時点i−M−1から時点i−Mに遷移するブランチメトリックと、逆方向パスメトリック記憶手段104から時点i−Mの逆方向パスメトリックとを読み込み、時点i−Mの軟判定情報を計算し、その後に減算手段108で減算処理を実施して出力する。この操作で図11(c)の斜線部の軟判定情報が計算されることになる。

0075

なお、ステップS3により第1の時点のポインタiがNでない場合は、ステップS5により第1の時点のポインタをインクリメントし、ステップS2に戻り、ブランチメトリックおよび順方向のパスメトリックを計算する。このとき、ステップS2およびS3では、ブランチメトリック記憶手段102および順方向パスメトリック記憶手段103で、記憶している最も古い時点のメトリック値のうえに上書きをするように記憶する。

0076

以下同様の操作を繰り返し、時点N−Mにおける軟判定情報を計算した後に、ステップS3でi=Nとなるので、ステップS17に移行し、時点N−M+1から時点Nにおける軟判定情報の計算を行うことになる。なお、ステップS17では、図12(c)の斜線部の軟判定情報が計算されることになる。

0077

なお、具体的にN=30、M=10とした場合には、以下のような動作となる。まず、ステップS1、S2、S4、S14、S5をi=11になるまで繰り返すことにより、時点0から時点1、・・・、時点10から時点11までのブランチメトリックと時点1、時点2、・・・、時点11までの順方向パスメトリックとが算出され、ブランチメトリック記憶手段102および順方向パスメトリック記憶手段103に記憶される。

0078

次に、ステップS6、S7、S15、S9をjが10から1になるまで繰り返すことで、時点10から時点1までの逆方向パスメトリックが算出され、逆方向パスメトリック記憶手段106に記憶される。次に、ステップS16で、時点(11−10=)1の軟判定情報が計算され、出力される。次に、ステップS5でiがインクリメントされ、i=12となって、ステップS2、S4で時点11から時点12のブランチメトリックと時点12の順方向パスメトリックが計算され、ステップS14では、i=12>10であるからS6に移る。

0079

次に、ステップS6、S7、S13、S9がj=11からj=2まで繰り返されて、時点11から時点2までの逆方向パスメトリックが算出される。次に、ステップS16で時点(12−10=)2の軟判定情報が計算される。この操作が、i=30まで繰り返されることにより、時点1から時点20までの軟判定情報が計算される。この時点で、ブランチメトリック記憶手段102には、時点20から時点21まで、…、時点29から時点30までのブランチが記憶され、順方向パスメトリック記憶手段103には時点21…時点30までの順方向パスメトリックが記憶され、逆方向パスメトリック記憶手段106には時点21から時点30までの逆方向パスメトリックが記憶されているので、ステップS17で、時点21から時点30までの軟判定情報を計算し出力する。

0080

このような操作により、順方向パスメトリック・逆方向パスメトリックおよびブランチメトリックを記憶する記憶容量をM(<N)個の時点分だけ記憶させていればよいので、記憶容量を小さくすることができる。さらに、送信されるデータ量に依存することなく、たとえば、大量の時点を有するデータが送られてきても処理をすることが可能になる。

0081

実施の形態5.図13は、この発明の実施形態5における軟判定器で誤り訂正復号を行う場合の動作を示すフローチャートであり、図10において、逆方向パスメトリックの初期値を時点i(i>M)での順方向パスメトリックの値に設定するようにしたものである。なお、この実施の形態5における軟判定器のブロック構成は、図2の記載のものと同様である。

0082

図13中、S18は、時点iでの逆方向パスメトリックの初期値を時点iにおける順方向パスメトリックの値に設定するステップであり、図10のステップS7のかわりに位置する。

0083

次に、動作について図2図13に基づき説明する。まず、ステップS1で順方向パスメトリックの初期値を設定した後に、ステップS2からステップS5までをi>Mになるまで繰り返して、ブランチメトリックと順方向パスメトリックとを計算し、ブランチメトリック記憶手段102およびパスメトリック記憶手段103に記憶させる。次に、ステップS18で、時点i(i>M)での順方向パスメトリックの値を逆方向パスメトリックの値に設定する。

0084

次に、ステップS7・S8・S9を、時点jがj=i−Mになるまで繰り返し、その後に、ステップS16で時点i−Mでの軟判定情報を計算して出力する。次に、ステップS3でiがNかを判定し、Nでなければ、ステップS5でiをインクリメントし、ステップS2以降を再度実行する。なお、ステップS3で、i=Nと判定された場合には、ステップS17で時点N−M+1から時点Nまでの軟判定情報が計算され、出力されていく。

0085

このように、順方向のパスメトリックによって計算された結果を逆方向パスメトリックの初期値とすることで、逆方向パスメトリックを計算する際に順方向パスメトリックの計算結果が反映されるようになるため、より信頼性の高い復号後の信頼度情報を生成でき、性能向上が図れる。

0086

実施の形態6.図14は、この発明の実施の形態6における軟判定器で誤り訂正復号を行う場合の動作を示すフローチャートであり、図10において、各時点での逆方向パスメトリックを計算した後に、軟判定情報を計算するようにしたものである。なお、実施の形態6の軟判定器のブロック構成は、図8に記載のものと同様である。

0087

図14において、S18はブランチメトリック、順方向パスメトリック、逆方向パスメトリックより、時点i−Mでの軟判定情報を計算し出力するステップ、S20はjをi−1に設定するステップ、S21は時点jの逆方向パスメトリックを計算するステップ、S22はブランチメトリック、順方向パスメトリック、逆方向パスメトリックより時点j−1での軟判定情報を計算し出力するステップ、S23は全時点での軟判定情報の計算が終了したかを判定するステップである。

0088

次に、動作について図8および図14に基づいて説明する。まず、ステップS1で順方向パスメトリックの初期値を設定した後に、ステップS2・ステップS4・ステップS12・ステップS5をi>Mになるまで繰り返して、ブランチメトリックと順方向パスメトリックとを計算し、ブランチメトリック記憶手段102およびパスメトリック記憶手段103に記憶させる。

0089

次に、ステップS6で、逆方向パスメトリック計算手段105にて逆方向パスメトリックの初期値を時点iでの順方向パスメトリックの値に設定した後、ステップS7・ステップS15・ステップS9を繰り返して時点i−Mでの逆方向パスメトリックを計算する。次に、ステップS19で、軟判定情報計算手段107にて、逆方向パスメトリック計算手段105から送られてきた時点i−Mでの逆方向パスメトリックと、順方向パスメトリック記憶手段104から読み出した時点i−M−1の順方向パスメトリック、およびブランチメトリック記憶手段102から読み出した時点i−M−1から時点i−Mへの遷移のブランチメトリックから、軟判定情報を計算し、減算手段108で減算処理をした後に出力する。

0090

次に、ステップS3でiがNであるかを判定し、i=Nでない場合には、ステップ5でiをインクリメントした後にステップS2以降を実施する。また、i=Nの場合には、ステップS20で、逆方向パスメトリック計算手段105にて、j=i−1を設定した後に、ステップS21にて逆方向パスメトリックを計算し、ステップS22で、軟判定情報計算手段107にて、逆方向パスメトリック計算手段105から送られてきた時点j−1での逆方向パスメトリックと、順方向パスメトリック記憶手段104から読み出した時点j−2の順方向パスメトリック、およびブランチメトリック記憶手段102から読み出した時点j−2から時点j−1への遷移のブランチメトリックから、軟判定情報を計算し、減算手段108で減算処理をした後に出力する。

0091

次に、ステップS23で時点N−M+1までの軟判定情報の計算を終了したかをチェックし、終了していない場合には、ステップS20以降を繰り返す。

0092

このようにすることで、逆方向パスメトリックを記憶するため記憶手段が不要となり、さらに回路規模の削減を図ることができる。

0093

実施の形態7.図15は、この発明の実施形態7における軟判定器で誤り訂正復号を行う場合の動作を示すフローチャートであり、Kビットづつのブロックに分割して処理するようにしたものである。なお、この実施の形態7における軟判定器のブロック構成は、図2に記載のものと同様である。

0094

図15中、S23はブロック番号の初期設定を行うステップ、S24は順方向パスメトリックの初期値と第1の時点を表すポインタiの初期値を設定するステップ、S25は順方向パスメトリックの演算の継続を判断するステップ、S26は逆方向パスメトリックの演算の継続を判断するステップ、S27は時点mK+1から連続するKビットの軟判定情報を計算するステップ、S28はブロック番号をインクリメントするステップ、S29は時点mK+1ビット以降の軟判定情報を計算するステップである。なお、ステップS3を含め、ステップS3でNOとなるまでが第1の軟判定情報計算ステップに、ステップS3でYESとなった以降のステップS29が第2の軟判定情報計算ステップに相当する。また、図16および図17はこの実施の形態におけるパスメトリック演算の手順を示した図である。

0095

次に動作について、図3および図15に基づいて説明する。まず、S23で、ブランチメトリック計算手段101にて、ブロック番号の初期値としてm=0を設定する。次に、ステップS24で、第1の時点を示すポインタiの初期値をmK+1とし、時点mKにおける各状態の順方向パスメトリック値を設定する。

0096

次に、ステップS2で、時点i−1から時点iに遷移するブランチメトリックの計算を行い、ブランチメトリック記憶手段102に記憶する。次に、ステップS4で、順方向パスメトリック計算手段103にて、時点i−1における順方向パスメトリック値に対して、ブランチメトリック記憶手段102から読み出したブランチメトリックを加算し、時点iにおける順方向パスメトリックの計算を行い、順方向パスメトリック記憶手段104に記憶する。次に、ステップS3およびステップS25において、時点のポインタの値がmK+M以下のときは、ステップS5において第1の時点のポインタをインクリメントして、次の時点のブランチメトリックと順方向パスメトリックの計算を繰り返し行う。この操作で、図16(a)において示すように時点mKから時点mK+Mまでの順方向パスメトリックを計算したことになる。

0097

ステップS3およびS25において、時点のポインタiがNまたはmK+Mより大きい場合は、ステップS6で、逆方向パスメトリック計算手段105で第2の時点のポインタ値jをj=i−1とし、時点iにおける逆方向パスメトリックの値を各状態について同一の値に設定する。

0098

次に、ステップS7において時点j+1における逆方向パスメトリックに対して、ブランチメトリック記憶手段102から読み出したブランチメトリックの値を加算し、時点jにおける逆方向パスメトリックの計算を行ない、逆方向パスメトリック記憶手段106に記憶する。ステップS26において第2の時点のポインタの値jがmK+1のときは、ステップS3に移り、それ以外の場合はステップS9に移る。その後、ステップS9で、第2の時点jをデクリメントした後に、ステップS7以降を実施する。この操作で、図16(b)において示すように時点mK+Mから時点mK+1までの逆方向パスメトリックを計算したことになる。

0099

次にステップS3において、第1の時点のポインタiがNでない場合はステップS27で、軟判定情報計算手段107にて、順方向パスメトリック記憶手段104から時点mKからmK+K−1までの順方向パスメトリックを読み出し、ブランチメトリック記憶手段102から時点mKから時点mK+Kに遷移するブランチメトリックを読み出し、逆方向パスメトリック記憶手段106から時点mK+1からmK+Kまでの逆方向パスメトリックの値を読み出して、時点mK+1からmK+Kにおける軟判定情報を計算し、減算手段108にて減算処理を実施して出力する。この操作により、図16(c)の斜線部の軟判定情報が計算されることになる。次にステップS28にて、ブロック番号をインクリメントし同様の操作を繰り返し行う。

0100

一方、ステップS3により第1の時点のポインタiがNの場合は、ステップS29に移り、軟判定情報計算手段107にて時点mK+1からNまでの軟判定情報を計算し、減算手段108にて減算処理を実施したのち出力する。この操作で図17(c)の斜線部の軟判定情報が計算されることになる。

0101

このような操作では、通信路の状態からMAP復号操作による各状態の遷移確率を計算することなく、通常のビタビ復号操作と同様の繰り返し演算操作を用いて復号後の軟判定出力が得られる。しかも、パスメトリックおよびブランチメトリックを記憶する記憶容量もM(<N)個の時点分だけ記憶させているために小さな記憶容量で復号後の軟判定情報が得られる効果がある。

0102

実施の形態8.図18は、この発明の実施の形態8における軟判定器で誤り訂正復号を行う場合の動作を示すフローチャートであり、図15において、逆方向パスメトリックの初期値を時点i(i>M)での順方向パスメトリックの値に設定するようにしたものである。なお、実施の形態7の軟判定器のブロック構成は、図3に記載のものと同様である。

0103

図18中、S30は、時点iの逆方向パスメトリックを時点iにおける順方向パスメトリックの値に初期設定するステップである。

0104

次に動作について、図2および図18に基づいて説明する。まず、ステップS23で、ブランチメトリック計算手段101にて、ブロック番号の初期値としてm=0を設定する。次に、ステップS24からステップS5までが繰り返され、ブランチメトリックおよび順方向パスメトリックがブランチメトリック記憶手段102および順方向パスメトリック記憶手段104に記憶される。

0105

その後、ステップS7からS28までが繰り返され、軟判定情報が出力される。なお、ステップS3で、i=Nと判断された場合には、ステップS29で、時点mK+1からmK+Kまでの軟判定情報が計算され、出力されるようになる。

0106

このようにすることで、順方向のパスメトリックによって計算された結果がより反映されるようになるため、より信頼性の高い畳み込み復号後の信頼度情報が生成できるようになり、性能向上が図ることができる。

0107

実施の形態9.図19は、この発明の実施の形態9における軟判定器で誤り訂正復号を行う場合の動作を示すフローチャートであり、図18において、逆方向パスメトリックを逆方向パスメトリック記憶手段に記憶させることなく、軟判定情報の計算を可能にしたものである。なお、実施の形態9の軟判定器のブロック構成は、図8に記載のものと同様である。

0108

図19中、S31はブランチメトリック・順方向パスメトリック・逆方向パスメトリックより時点j−1における軟判定情報を計算するステップ、S32はjをi−1に設定するステップ、S33は時点jにおける逆方向パスメトリックの計算をするステップ、S34はブランチメトリック・順方向パスメトリック・逆方向パスメトリックより時点j−1における軟判定情報を計算するステップ、S35は最後まで処理したか、すなはち、j=mK+1であるかを判定するステップ、S36はjをデクリメントするステップである。

0109

次に、動作について図8および図19に基づいて説明する。まず、ステップS23・S24・S2・S4・S3・S25・S5によって、時点mK+1からmK+Mまでの順方向パスメトリックおよびブランチメトリックが計算され、順方向パスメトリック記憶手段104およびブランチメトリック記憶手段102に記憶される。

0110

次に、ステップS30で、時点iの逆方向パスメトリックを時点jにおける順方向パスメトリックの値に初期設定した後、ステップ7で、逆方向パスメトリック計算手段105にて、時点jにおける逆方向パスメトリックを計算する。

0111

次に、ステップS31で、軟判定情報計算手段107にて、逆方向パスメトリック計算手段105からの時点jにおける逆方向パスメトリックと、順方向パスメトリック記憶手段104およびブランチメトリック記憶手段102から、それぞれ時点j−1での順方向パスメトリックおよび時点j−1から時点jへのブランチメトリックを読み込み、時点j−1における軟判定情報を計算し、減算手段108で演算した後に出力する。

0112

次に、ステップS26でjがmk+1となったかを判定し、mk+1でない場合には、ステップS9でjをデクリメントした後に、再度ステップS7以降を実行する。また、ステップS26でjがmK+1と判定された場合には、ステップS3でiがNであるかを判定し、Nでない場合には、ステップS28でmをインクリメントした後に、再度ステップS24以降を実行する。

0113

ステップS3で、iがNである場合には、ステップS32で時点iの逆方向パスメトリックを時点jにおける順方向パスメトリックの値に初期設定した後に、ステップS33・S34で、ステップS7・S31と同様に、軟判定情報を計算して出力する。

0114

次に、ステップS35でjがmK+1かを判定し、mK+1でない場合には、jから1を引いた後に、再度ステップS33以降を実行する。なお、ステップS35で、jがmK+1となった場合には、処理を終了する。

0115

このようにすることで、逆方向パスメトリックを軟判定情報を計算するまで記憶しておく逆方向パスメトリック記憶手段が必要なくなるので、さらに小さく回路規模を小さくすることができる。

0116

実施の形態10.図20は、この発明の実施の形態10における誤り訂正復号器である軟判定器を示すブロック図であり、SOVA(Soft Output Viterbi Algorithm)アルゴリズムにより軟判定情報を計算し、出力するようにしたものである。

0117

図20中、201はブランチメトリック計算手段、202は順方向パスメトリック計算手段、203は順方向パスメトリック計算手段201での大小比較結果を記憶する比較結果記憶手段、204は順方向パスメトリック計算手段202において計算された2本のパスメトリック値の差分値を記憶する差分値記憶手段、205は比較結果記憶手段203に記憶されている内容と差分値記憶手段204に記憶されている内容からSOVAアルゴリズムにより復号後の軟判定情報を計算するための軟判定情報計算手段、206は減算手段である。

0118

図21は、図20の軟判定器で誤り訂正復号を行う場合の動作を示すフローチャートである。図21において、S101は順方向パスメトリック計算のための初期値をセットするステップ、S102は各時点におけるブランチメトリックを計算するステップ、S103は順方向のパスメトリックを計算するステップ、S104は各状態に収束する2本のパスメトリックの大小比較をして記憶するステップ、S105は2本のパスメトリックの差分を計算して記憶するステップ、S106は時点iがMを超えるかを判定するステップ、S107はiをインクリメントするステップ、S108は最尤パスを求めて硬判定値を計算するステップ、S109は差分結果より時点i−2M+1から時点i−Mにおける軟判定値の候補を計算するステップ、S110は軟判定値の候補値と軟判定値を比較して入れ替えるステップ、S111は時点iがNになったかを判定するステップ、S112は時点iをインクリメントするステップである。

0119

次に、図20および図21に基に動作について説明する。まず、ステップS101にて、ブランチメトリック計算手段201が初期設定される。次に、ステップS102にて、ブランチメトリック計算手段201にてブランチメトリックが計算され、順方向パスメトリック計算手段202に送られる。 次に、ステップS103にて、順方向パスメトリック計算手段202で、送られたブランチメトリックを用いて順方向パスメトリックを計算する。さらに、順方向パスメトリック計算手段202では、ステップS104にて、各状態に収束する2本のパスの大小比較をし、その結果を比較結果記憶手段203に記憶させ、ステップS105にて、2本のパスメトリックの差分値を比較結果記憶手段13に記憶させる。次に、ステップS106にて、時点iがMを超えるかを判定し、越えない場合には、iをインクリメントしてステップS102からの操作を繰り返す。このようにして、時点1から時点Mまで繰り返す。

0120

ステップS106で、時点iがMを越えた場合には、ステップS108にて、軟判定情報計算手段205で、時点iについて、時点1から時点Mまでの最尤パスを選択し硬判定値を計算する。次に、ステップS109にて、時点1から時点Mまでについて最尤パスから分岐するパスについて、時点を逆に辿り、時点0から時点1に遷移するブランチについて、最尤パスと硬判定データの異なる中で最も差分の小さい差分値を信頼度情報として候補値とし、ステップS110で時点iに対応する情報ビットの軟判定情報とする。

0121

ステップS111およびステップS112で、1つずつ時点iを進めてステップS102以降を実行する。なお、ステップS104およびステップS105で計算された大小比較結果、および2本のパスの差分値は、最も過去の時点の値が記憶されている部分にそれぞれ比較結果記憶手段203および差分値記憶手段204に書き込む。

0122

なお、最後に、ステップS113で、時点Nから時点N−M+1までの軟判定出力を順次生成し出力する。このようにすることにより、比較結果記憶手段203および差分値記憶手段204の記憶容量を小さくでき、軟判定器自体を小さくすることができる。

0123

実施の形態11.図22は、この発明の実施の形態11におけるターボ符号の復号装置を示すブロック図であり、図1のターボ符号の復号装置において、CRCをチェックするCRC誤り判定手段を設け、CRCチェックの結果によって繰り返しを行なうか否かを判定するようにしたものである。図22中、12はCRC誤り判定手段、13は出力バッファである。

0124

次に動作について図22に基づき説明する。送信された符号化系列は、誤りが付加されて受信される。なお、符号装置側では、CRC符号をも含めて符号化が行なわれており、符号化系列にはCRC符号も含まれている。それらの受信系列は、第1、第2、第3系列に分離され、第1の軟判定器1において第1系列、第2系列、および前段の第2の軟判定器2から生成される軟判定情報をもとに生成される値L1*から復号後の軟判定情報L1を生成する。

0125

ただし、1回目の復号時に第1の軟判定器1に入力されているL1*の値はすべてのビットに対して信頼度の最も低い状態として0とする。次にL1-L1*を生成して第1のインタリーバ3に入力し、順序の変更を行いL2*とする。次に、第2の軟判定器2において第1系列を第2のインタリーバ4においてインタリーブしたものと第3系列と第1のインタリーバ17によって生成されたL2*から復号後の軟判定情報L2を生成する。

0126

第2の軟判定器2によって生成された軟判定情報L2は、第2のデインタリーバ6において順序変更が、硬判定手段7によって0、1の判定が行なわれた後、その結果が出力バッファ13に記憶させる。また、硬判定手段7では、CRC符号も復号化され出力されるので、CRC誤り判定手段12で、硬判定手段7から出力され出力バッファ13に記憶させたものとCRC符号とでCRCチェックを行い、誤り検出されなかった場合は出力バッファ13の内容を出力し、復号動作を終了する。

0127

また、誤り検出された場合については、第2の軟判定器2により生成されたL2に対してL2-L2*を計算し、第1のデインタリーバ5において順序変更を行いL1*とし、この値を第1の軟判定器1で復号を行うときに用いる。なお、あらかじめ決められた繰り返し回数以内の場合は、上述の動作を再度行う。

0128

このように、CRC誤り判定手段でL2に誤りがないと判断した場合には、繰り返し処理を行なわないようにしたので、信頼性を確保したまま処理負荷の低減を図ることができる。

0129

なお、CRC誤り判定手段12で誤りを見逃す可能性が多い場合などは、予め定めた回数連続して誤りが検出されなかった場合にのみ、出力バッファ23の内容を復号結果として出力することもできる。

0130

さらに、ここでは軟判定情報の出力を軟判定器を用いて行なったが、従来のMAP復号器を使用しても当然によい。

0131

実施の形態12.図23は、この発明の実施の形態12におけるターボ符号の復号システムのブロック図である。図23中、21は第1の軟判定器21aと第2の軟判定器21bを有するターボ符号の復号装置、22は第1の軟判定器21aおよび第2の軟判定器21bへの接続を切り替える切り替え手段、23は切り替え手段22を制御する制御手段、24はデータバス、25はデータバス24を経由して符号装置から送られてくる符号化系列を記憶する第1の符号化系列記憶手段、26はデータバス24を経由して符号装置から送られてくる符号化系列を記憶する第2の符号化系列記憶手段である。なお、ターボ符号の復号装置21の詳細構成は、図2または図8のブロック図に表わされたものと同じある。なお、ターボ符号の符号装置21では、第1の軟判定器21aに接続された第1系列の入力点および第2系列の入力点と、第2の軟判定機21bに接続された第1系列の入力点および第3系列の入力とを個々に持っている。また、図24図23のターボ符号の復号装置における第1の軟判定器21aおよび第2の軟判定器21bでの符号化系列の処理手順を示すタイミング図である。

0132

次に動作について図23に基づいて説明する。まず、第1符号化系列のデータがデータバス24から第1の符号化系列記憶手段25に入力され記憶される。第1の符号化系列記憶手段25への入力がすべて終わった後に、第2符号化系列のデータがデータバス24から第2の符号化系列記憶手段26に入力し記憶される。そのとき同時に、制御手段23は、切り替え手段22を操作して第1の符号化系列記憶手段25と第1の軟判定器21aとを接続し、第1の符号化系列記憶手段25に記憶されている第1符号化系列のデータが切り替え手段22を通って第一の軟判定器21aに入力され、第1、第2系列を使用して復号を行い、軟判定情報を生成し出力する。

0133

第1の軟判定器21aでの軟判定出力処理が終了した後に、制御手段23は、切り替え手段22を操作して第1の符号化系列記憶手段25と第2の軟判定器21bとを接続し、第1の符号化系列記憶手段25に記憶されている第1符号化系列のデータが切り替え手段22を通って第二の軟判定器21bに入力し、第1、第3系列を使用して復号を行い、軟判定情報を生成し出力する。そのとき同時に、制御手段23は、切り替え手段22を操作して第2の符号化系列記憶手段26と第1の軟判定器21aとを接続し、第2符号化系列のデータが切り替え手段26を通って第1の軟判定器21aに入力され、第1、第2系列を使用して復号を行い、軟判定情報を生成し出力する。

0134

以下、図24に示す通りに第1符号化系列、第2符号化系列について交互に第1の軟判定器21aおよび第2の軟判定器21bに入力され、あらかじめ定められた回数の復号を行った後に第1符号化系列の復号結果をデータバス24から出力する。そのとき、第2符号化系列のデータについては切り替え手段22を通って第2の軟判定器21bに入力され、第1、第3系列を使用した最後の復号を行う。そして、データバス24から第2符号化系列の復号結果を出力することにより復号操作を終了させる。

0135

このようにすることにより、第1の軟判定器21aおよび第2の軟判定器21bとで夫々に異なる符号化系列分のデータを同時に処理できるので、復号処理を高速に行なうことができる。

0136

なお、ターボ符号の復号装置は従来のMAP復号器を使用したものであってもよい。この場合にも、第1のMAP復号器および第2のMAP復号器を同時にデータ処理を行なわせることができるので、復号処理の高速化を図ることができる。

0137

実施の形態13.図25は、この発明の実施の形態13におけるターボ符号の復号装置の第1の軟判定器および第2の軟判定器の符号化系列の処理手順を示すタイミング図であり、図23において、制御手段23が異なる動作をするターボ符号の復号システムでのものである。

0138

次に、動作について図23に基づいて説明する。まず、第1符号化系列のデータがデータバス24から第1の符号化系列記憶手段25に入力し、記憶される。第1の符号化系列記憶手段25への入力がすべて終わった後に、第2符号化系列のデータがデータバス24から第2の符号化系列記憶手段26に入力し記憶される。なお、この時は、まだ第1の符号化系列記憶手段25は第1の軟判定器25aとも第2の軟判定器25bとも接続されていない。

0139

第2の符号化系列が全て第2の符号化系列記憶手段26に記憶された後、制御手段23は切り替え手段22を操作して、第1の符号化系列記憶手段25と第1の軟判定器21a、および第2の符号化系列記憶手段26と第2の軟判定器21bを接続し、第1符号化系列のデータは第1の軟判定器21aに入力されて、第1、第2系列を使用した復号が行われ、軟判定情報を生成して出力し、第2符号化系列のデータについては第2の軟判定器21bに入力されて、第1、第3系列を使用して復号が行われ、軟判定情報を生成して出力する。

0140

以下、図25に示すとおりに第1符号化系列、第2符号化系列について交互に第1の軟判定器21aおよび第2の軟判定器21bに入力されて処理され、あらかじめ定められた回数の復号を行った後に第1符号化系列の復号結果および第2符号化系列の復号結果をデータバス24から出力することにより復号操作を終了させる。

0141

このようにしても、2符号化系列分のデータについて一度に処理ができるようになるので、復号処理を高速に行なうことができる。

発明の効果

0142

この発明にかかるターボ符号の誤り訂正復号器においては、時点t−1(t=1、2、…、N)から時点tに移るブランチメトリックを計算するブランチメトリック計算手段と、ブランチメトリックを記憶するブランチメトリック記憶手段と、ブランチメトリック記憶手段からブランチメトリックを読み出して、時点t−1の順方向パスメトリックを計算する順方向パスメトリック計算手段と、順方向パスメトリックを記憶する順方向パスメトリック記憶手段と、ブランチメトリック記憶手段からブランチメトリックを読み出して、時点tの逆方向パスメトリックを計算する逆方向パスメトリック計算手段と、逆方向パスメトリックを記憶する逆方向パスメトリック記憶手段と、ブランチメトリック記憶手段からブランチメトリックを読み出し、順方向パスメトリック記憶手段から順方向パスメトリックを読み出し、逆方向パスメトリック記憶手段から逆方向パスメトリックを読み出して、軟判定情報を計算する軟判定情報計算手段とを有するものとした。

0143

また、時点t−1(t=1、2、…、N)から時点tに移るブランチメトリックを計算するブランチメトリック計算手段と、ブランチメトリックを記憶するブランチメトリック記憶手段と、ブランチメトリック記憶手段からブランチメトリックを読み出して、時点t−1の順方向パスメトリックを計算する順方向パスメトリック計算手段と、順方向パスメトリックを記憶する順方向パスメトリック記憶手段と、ブランチメトリック記憶手段からブランチメトリックを読み出して、時点tの逆方向パスメトリックを計算する逆方向パスメトリック計算手段と、逆方向パスメトリック計算手段から逆方向パスメトリックを受け、ブランチメトリック記憶手段からブランチメトリックを読み出し、順方向パスメトリック記憶手段から順方向パスメトリックを読み出して、軟判定情報を計算する軟判定情報計算手段とを有するものとした。

0144

また、この発明にかかるターボ符号の誤り訂正復号方法においては、隣接する時点に移るブランチメトリックを計算し、ブランチメトリックから順方向パスメトリックを計算するブランチメトリック・順方向パスメトリック計算ステップと、ブランチメトリックから逆方向パスメトリックを計算し、ブランチメトリックと、順方向パスメトリックと、逆方向パスメトリックとからNビットの軟判定情報を算出する軟判定情報計算ステップとを含むものとした。

0145

さらに、ブランチメトリック・順方向パスメトリック計算ステップは、時点t−1から時点tに移るブランチメトリックの計算と、tがNであるか否かの判定と、tがNでないと判定された場合にはブランチメトリックから時点tでの順方向パスメトリックの計算とをtが1からNになるまで実行するステップと、tがNであると判定された場合には、逆方向パスメトリックの初期値を設定するステップとを含むものとした。

0146

このことにより、従来のMAPアルゴリズムと比較すると演算量が少なくした復号方法を得ることができる効果がある

0147

さらに、逆方向パスメトリックの初期値は、時点Nにおける順方向パスメトリックであるものとした。

0148

逆方向パスメトリックを計算するための精度が向上するために、復号の精度を向上させることができる。

0149

さらに、軟判定情報計算ステップは、ブランチメトリックから時点tの逆方向パスメトリックの計算をtがNから1になるまで実行するステップと、ブランチメトリックと、順方向パスメトリックと、逆方向パスメトリックとから時点tの軟判定情報の計算をtが1からNになるまで実行するステップとを含むものとした。

0150

さらに、軟判定情報計算ステップは、ブランチメトリックから時点tの逆方向パスメトリックの計算と、ブランチメトリックと、順方向パスメトリックと、逆方向パスメトリックとから時点tの軟判定情報の計算とをtがNから1になるまで実行するステップを含むものとした。

0151

このことにより、逆方向パスメトリックを記憶する必要がなくなり、処理の効率化を図ることができる。

0152

また、この発明にかかるターボ符号の誤り訂正復号方法においては、時点1から時点N−M(N>M)までの軟判定情報を算出する第1の軟判定情報計算ステップと、時点N−M+1から時点Nまでの軟判定情報を算出する第2の軟判定情報計算ステップとを含み、第1の軟判定情報計算ステップは、時点t−1から時点tに移るブランチメトリックの計算と、ブランチメトリックから時点tの順方向パスメトリックの計算とをtをインクリメントしながらtがM(N>M)を超えるまで実行するステップと、逆方向パスメトリックの初期値を設定するステップと、ブランチメトリックから時点t−Mでの逆方向パスメトリックを計算するステップと、ブランチメトリックと、順方向パスメトリックと、逆方向パスメトリックとから時点t−Mの軟判定情報を計算するステップとをtが1からNになるまで実行するものとした。

0153

このことにより、順方向パスメトリック・逆方向パスメトリックおよびブランチメトリックを記憶する記憶容量をM(<N)個の時点分だけ記憶させていればよいので、記憶容量を小さくすることができる。さらに、送信されるデータ量に依存することなく、たとえば、大量の時点を有するデータが送られてきても処理をすることが可能になる。

0154

さらに、逆方向パスメトリックの初期値は時点tにおける順方向パスメトリックであるものとした。

0155

逆方向パスメトリックを計算するための精度が向上するために、復号の精度を向上させることができる。

0156

さらに、第2の軟判定情報計算ステップは、ブランチメトリックから時点tの逆方法パスメトリックの計算をtがNからN−M+1まで実行するステップと、ブランチメトリックと、順方向パスメトリックと、逆方向パスメトリックとから、時点tの軟判定情報の計算をtがN−M+1からNまで実行するステップとを含むものとした。

0157

さらに、第2の軟判定情報計算ステップは、ブランチメトリックから時点tの逆方向パスメトリックの計算と、ブランチメトリックと、順方向パスメトリックと、逆方向パスメトリックとから、時点tの軟判定情報の計算とをtがNからN−M+1まで実行するステップを含むものとした。

0158

このことにより、逆方向パスメトリックを記憶する必要がなくなり、処理の効率化を図ることができる。

0159

また、この発明にかかるターボ符号の誤り訂正復号方法においては、変数mの初期設定をするステップと、変数mをインクリメントしながら時点1から時点mKまでの軟判定情報を算出する第1の軟判定情報計算ステップと、時点mk+1から時点Nまでの軟判定情報を算出する第2の軟判定情報計算ステップとを含み、第1の軟判定情報計算ステップは、時点t−1から時点tに移るブランチメトリックの計算と、ブランチメトリックから時点tの順方向パスメトリックの計算とをtがmK+M(K<M<N)、またはtがNになるまで実行するステップと、逆方向パスメトリックの初期値を設定するステップと、ブランチメトリックから時点tの逆方向パスメトリックの計算をtがmK+K−1からmK+1まで実行するステップと、ブランチメトリックと、順方向パスメトリックと、逆方向パスメトリックとから時点tの軟判定情報の計算をtがmK+1からmK+Kまで実行するステップとをmをインクリメントしながらtがNになるまで繰り返すものとした。

0160

このことにより、従来のMAPアルゴリズムと比較すると演算量が少なくした復号方法を得ることができる効果がある。しかも、パスメトリックおよびブランチメトリックを記憶する記憶容量もM(<N)個の時点分だけ記憶させているために小さな記憶容量で復号後の軟判定情報が得られる効果がある。

0161

さらに、逆方向パスメトリックの初期値は時点tにおける順方向パスメトリックであるものとした。

0162

逆方向パスメトリックを計算するための精度が向上するために、復号の精度を向上させることができる。

0163

さらに、第2の軟判定情報計算ステップはブランチメトリックから時点tの逆方向パスメトリックの計算をtがNからmK+1まで実行するステップと、ブランチメトリックと、順方向パスメトリックと、逆方向パスメトリックとから時点tの軟判定情報の計算を、tがmK+1からNまで実行するステップとを含むものとした。

0164

さらに、第2の軟判定情報算出ステップはブランチメトリックから時点tの逆方向パスメトリックの計算と、ブランチメトリックと、順方向パスメトリックと、逆方向パスメトリックとから時点tの軟判定情報の計算を、tがNからmk+1まで実行するステップを含むものとした。

0165

このことにより、逆方向パスメトリックを記憶する必要がなくなり、処理の効率化を図ることができる。

0166

また、この発明にかかるターボ符号の誤り訂正復号器においては、ターボ符号の復号対象となる情報ビット数をNとしたときのターボ符号の誤り訂正復号器において、時点t−1(t=1、2、…、N)から時点tに移るブランチメトリックを計算するブランチメトリック計算手段と、ブランチメトリックから、時点t−1の順方向パスメトリックと、各々の状態に収束する2本の順方向パスメトリックの大小の比較結果と、その差分値を求める順方向パスメトリック計算手段と、比較結果を記憶する比較結果記憶手段と、差分値を記憶する差分値記憶手段と、比較結果記憶手段から読み込んだ比較結果と、差分値記憶手段から読み込んだ差分値とからSOVAアルゴリズムを用いて軟判定情報を計算する軟判定情報計算手段とを有するものとした。

0167

これにより、SOVAにより軟判定出力を行う際にM時点連続する、パスメトリック選択情報とメトリックの差分情報を記憶するだけで、復号後の軟判定情報が生成できるため回路規模の削減が図れる。

0168

また、この発明にかかるターボ符号の復号装置においては、復号されたCRC符号からCRC誤り判定を行うCRC誤り判定手段を有し、CRC誤り判定手段の結果によって、ターボ符号の復号処理の繰り返しを制御するものとした。

0169

これにより、CRCによって誤り検出されなかった場合は、復号動作を終了させるため高速に復号でき、しかもCRCにより誤り検出された場合は繰り返し復号を行うため性能向上が図れる。

0170

また、この発明にかかるターボ符号の復号システムにおいては、第1のターボ符号の誤り訂正復号器と第2のターボ符号の誤り訂正復号器とを有するターボ符号の復号装置と、第1の符号化系列を記憶する第1の符号化系列記憶手段と、第2の符号化系列を記憶する第2の符号化系列記憶手段と、第1のターボ符号の誤り訂正復号器および第2のターボ符号の誤り訂正復号器と第1の符号化系列記憶手段および第2の符号化系列記憶手段との接続を切り替える切り替え手段とを有するものとした。

0171

さらに、切り替え手段は、第1の符号化系列記憶手段に符号化系列が記憶されたことを検知した時は、第1の符号化系列記憶手段と第1のターボ符号の誤り訂正復号器とを接続し、第1のターボ符号の誤り訂正復号器での処理が終了したことを検知した後に、第1の符号化系列記憶手段を第2のターボ符号の誤り訂正復号器に接続させるものとした。

0172

さらに、切り替え手段は、第2の符号化系列記憶手段に符号化系列が記憶されたことを検知した時は、第2の符号化系列記憶手段と第1のターボ符号の誤り訂正復号器とを接続し、第1のターボ符号の誤り訂正復号器での処理が終了したことを検知した後に、第2の符号化系列記憶手段を第1のターボ符号の誤り訂正復号器に接続させるものとした。

0173

さらに、切り替え手段は、第1の符号化系列記憶手段と第1のターボ符号の誤り訂正復号器とを接続すると同時に、第2の符号化系列記憶手段と第2のターボ符号誤り訂正復号器とを接続させ、第1のターボ符号の誤り訂正復号器および第2のターボ符号の誤り訂正復号器での処理が終了したことを検知した後に、第1の符号化系列記憶手段と第2のターボ符号の誤り訂正復号器とを接続し、第2の符号化系列記憶手段と第1のターボ符号誤り訂正復号器とを接続させるものとした。

0174

2符号化系列の受信データについて、高速に復号できる効果がある。

図面の簡単な説明

0175

図1この発明の実施の形態1におけるターボ符号の復号装置の構成図である。
図2この発明の実施の形態1における軟判定器の構成図である。
図3この発明の実施の形態1におけるターボ符号の誤り訂正復号方法を示すフローチャートである。
図4この発明の実施の形態1におけるターボ符号の誤り訂正復号方法の手順を示す図である。
図5順方向パスメトリックと逆方向パスメトリックとブランチメトリックとの関係を示す図である。
図6この発明の実施の形態2におけるターボ符号の誤り訂正復号方法を示すフローチャートである。
図7この発明の実施の形態2におけるターボ符号の誤り訂正復号方法の手順を示す図である。
図8この発明の実施の形態3における軟判定器の構成図である。
図9この発明の実施の形態3におけるターボ符号の誤り訂正復号方法を示すフローチャートである。
図10この発明の実施の形態4におけるターボ符号の誤り訂正復号方法を示すフローチャートである。
図11この発明の実施の形態4におけるターボ符号の誤り訂正復号方法の手順を示す図である。
図12この発明の実施の形態4におけるターボ符号の誤り訂正復号方法の手順を示す図である。
図13この発明の実施の形態5におけるターボ符号の誤り訂正復号方法を示すフローチャートである。
図14この発明の実施の形態6におけるターボ符号の誤り訂正復号方法を示すフローチャートである。
図15この発明の実施の形態7におけるターボ符号の誤り訂正復号方法を示すフローチャートである。
図16この発明の実施の形態7におけるターボ符号の誤り訂正復号方法の手順を示す図である。
図17この発明の実施の形態7におけるターボ符号の誤り訂正復号方法の手順を示す図である。
図18この発明の実施の形態8におけるターボ符号の誤り訂正復号方法を示すフローチャートである。
図19この発明の実施の形態9におけるターボ符号の誤り訂正復号方法を示すフローチャートである。
図20この発明の実施の形態10における軟判定器の構成図である。
図21この発明の実施の形態10におけるターボ符号の誤り訂正復号方法を示すフローチャートである。
図22この発明の実施の形態11におけるターボ符号の復号装置の構成図である。
図23この発明の実施の形態12におけるターボ符号の復号システムの構成図である。
図24この発明の実施の形態12における第1の符号化系列記憶手段に記憶された符号化系列を処理するタイミング図である。
図25この発明の実施の形態13における第2の符号化系列記憶手段に記憶された符号化系列を処理するタイミング図である。
図26ターボ符号装置の構成図である。
図27従来のターボ符号の復号装置の構成図である。
図28従来のMAP復号器での誤り訂正復号方法を示すフローチャートである。

--

0176

1 第1の軟判定器、 2 第2の軟判定器、 3 第1のインタリーバ、4 第2のインタリーバ、 5 第1のデインタリーバ、6 第2のデインタリーバ、 7 硬判定回路、 8 第1系列の入力点、9 第2系列の入力点、 10 第3系列の入力点、 11出力点、12CRC誤り判定手段、 13出力バッファ
21ターボ符号の復号装置、 21a 第1の軟判定器、21b 第2の軟判定器、 22切り替え手段、23 制御手段、 24データバス、 25 第1の符号化系列記憶手段、26 第2の符号化系列記憶手段、101ブランチメトリック計算手段、102 ブランチメトリック記憶手段、103順方向パスメトリック記憶手段、104 順方向パスメトリック記憶手段、105逆方向パスメトリック計算手段、106 逆方向パスメトリック記憶手段、107軟判定情報計算手段、108 減算手段、201 ブランチメトリック計算手段、202 順方向パスメトリック記憶手段、203 比較結果記憶手段、204差分値記憶手段
205 軟判定情報計算手段、206 減算手段

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