(57)【要約】【課題】少ない数の誤り訂正復号回路で特性を向上(誤り率の低下)が可能の反復型の誤り訂正復号器及び、これを具備するデータ復号処理システムを提供する。【解決手段】反復型の誤り訂正復号器であって、一のデータブロックに対する誤り訂正復号化の目標終了時間と、現在時刻から残り時間を求める手段と、送られてくるデータ量と処理済みのデータ量から未処理のデータ量を求める手段と、前記残り時間と未処理のデータ量から次のデータブロックまでの処理時間間隔を決定する流量制御部を有する。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信データをデータブロック単位で誤り訂正復号化を行う際に、
前記受信データに対して誤り訂正復号化を完了する目標終了時間と、現在時刻から残り処理時間を求める手段と、
前記フレームデータに対する処理すべきデータ量と処理済みのデータ量から未処理のデータ量を求める手段と、
前記残り時間と未処理のデータ量から次のデータブロックまでの処理時間間隔を決定する流量制御部を有する、
ことを特徴とする反復型の誤り訂正復号器。
【請求項２】
請求項１において、
前記受信データをバッファリングするバッファメモリを有し、
前記バッファメモリの残量を監視して、前記バッファメモリの残量に対応する処理時間間隔を求める手段を有し、
前記流量制御部は、前記残り時間と未処理のデータ量から決定された処理時間間隔と、前記バッファメモリの残量に対応する処理時間間隔とを比較して、何れか小さい方の処理時間間隔を選択する、
ことを特徴とする反復型の誤り訂正復号器。
【請求項３】
請求項１において、
前記受信データに対するデータ量は、受信したフレームのヘッダ部の解析により求めることを特徴とする反復型の誤り訂正復号器。
【請求項４】
移動無線システムにおける無線受信器であって、
受信データに対して誤り訂正復号化を行う反復型の誤り訂正復号部を備え、
前記誤り訂正復号部は、
誤り訂正復号器と、
前記誤り訂正復号器の入力側に置かれる流量制御回路を有し、
前記流量制御回路は、
受信データをデータブロック単位で誤り訂正復号化を行う際に、
前記フレームデータに対する誤り訂正復号化の目標終了時間と、現在時刻から残り時間を求める手段と、
前記受信データのデータ量と処理済みのデータ量から未処理のデータ量を求める手段と、
前記残り時間と未処理のデータ量から次のデータブロックまでの処理時間間隔を決定する流量制御部を有する、
ことを特徴とする無線受信器。
【請求項５】
請求項４において、
前記送られてくるデータ量は、受信したフレームのヘッダ部の解析により求めることを特徴とする無線受信器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反復型の誤り訂正復号器及び、これを具備するデータ復号処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
反復型の誤り訂正復号器を備えるデータ復号処理システムとして、例えば、放送受信システムや、移動体無線通信システム、ハードディスクなどのストレージシステムがある。
【０００３】
誤り訂正復号器における誤り訂正回路の性質として、ターボ符号やLPDC(Low Density Parity Check)符号などの反復演算を行うものでは、演算ループ回数が多いほど誤り率特性がよくなる性質がある（極限値への収束）。
【０００４】
図１は、上記の誤り訂正符号での反復演算におけるループ回数と性能との関係を示すグラフである。横軸にノイズの大きさ、縦軸に誤り率（BER：Bit Error Rate)を示している。グラフ中の数字１〜８は、ループ演算回数を示している。このグラフから反復演算におけるループ回数が多いほど誤り率が小さく、特性が向上していることが理解できる。
【０００５】
また、一定時間以内に処理するデータについて考察すると、データ構造によって処理時間が異なる。
【０００６】
図２A〜図２Cにマルチキャリア方式の一例として直交周波数分割多重（OFDM：Orthogonal Frequency Division Multiplexing)におけるデータ構造と処理時間との関係を示す。
【０００７】
図２A〜図２Cにおいて、左側Iに、フレーム内バースト構造、右側IIに誤り訂正復号回路（FEC）のブロック処理を示している。
【０００８】
フレーム内バースト構造Iにおいて、周波数方向及び、時間方向に複数のサブチャネルが配置されている。そして、FEC（誤り訂正）ブロック処理IIとして、４つの誤り訂正復号回路Dec0〜Dec3により並列してOFDM信号を復号する例を示している。
【０００９】
図２Aのケースでは、周波数方向及び時間方向ともにデータが多く存在し、FECブロック処理IIとして短い処理時間間隔で常に多くのデータ処理をしなければならない状態である。図２Bのケースは、周波数方向にデータが多いが、時間方向には少ないデータが詰まっている。バーストごとに短い処理時間で処理することができる。
【００１０】
さらに、図２Cのケースでは、データは周波数方向に少なく、時間方向に多くのデータが詰まっているが、それぞれのデコーダでの処理は長い時間がかかる。
誤り訂正復号回路を多数個用い、並列処理することにより図２Ａの状態にも対応できるが、回路規模が当然に大きくなると共に、図２Ｂの状態では、リソースが有効に利用されない。
【特許文献１】特開２００３−２４９９４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上記に鑑みて、本発明の目的は、処理データに応じて効率的に処理を行うことができる反復型の誤り訂正復号器及び、これを具備するデータ復号処理システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成する誤り訂正復号器は、受信データをデータブロック単位で誤り訂正復号化を行う際に、
前記受信データに対する誤り訂正復号化の目標終了時間と、現在時刻から残り時間を求める手段と、
送られてくるデータ量と処理済みのデータ量から未処理のデータ量を求める手段と、
前記残り時間と未処理のデータ量から次のデータブロックまでの処理時間間隔を決定する流量制御部を有する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、処理データに応じて効率的に処理を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に、図面に従い実施例を説明する。
【００１５】
図３は、実施例として、誤り訂正復号器が適用される移動無線システムにおける無線受信器の構成を示す図であり、移動端末、基地局のそれぞれの無線受信器に適用可能である。
【００１６】
アンテナ１により受信された無線周波数信号は、無線回路２でベースバンド信号に変換される。ヘッダー解析部６からの情報に基づき、同期回路3で同期が取られ、ついで、チャネル復調部4で、各チャネルに分離される。そして、チャネル対応に誤り訂正復号部５で誤り訂正処理が行われる。
【００１７】
図４は、図３おける無線受信器、その他の放送受信システムやハードディスクなどのストレージシステム等に適用可能の反復型の誤り訂正復号部の実施例構成を示すブロック図である。
【００１８】
かかる実施例は、図２に説明したように、図２Aのような状態のピーク伝送レートになる頻度は、一般的に少ないことを利用し、ピーク伝送レートでない状態での特性を目標値とするようにリソースを減らし、ピーク伝送レートとなる場合は、復号特性を下げてでも現状のリソースで処理が行えるようにする。具体的には、反復回数を下げた状態で復号を終わらせる。ただし、ある短い区間に最大値のデータが詰まっていた場合は、その区間はピーク伝送レートとなり特性に影響する。
【００１９】
したがって、短い区間に大量に送られてきた受信データであるフレームデータをある程度長い区間に複数のデータブロック単位に処理を分散する。しかし、あまり長い区間に分散すると処理遅延が大きくなるという問題がある。
【００２０】
そこで、この実施例では、先ず負荷分散のためにバッファメモリを用い、メモリ残量に応じて誤り訂正復号器への入力を遅らせるようにする。次いで、予め処理するデータ量を把握し、残り処理時間との兼ね合いから誤り訂正復号器への入力要求間隔を決定する。
【００２１】
図４に戻り具体的に説明する。この実施例では、誤り訂正復号部５は、誤り訂正復号器５０とその前段側にある流量制御回路５１とを含む。
【００２２】
流量制御回路５１は、同期復調され、バッファメモリ５０１に格納されたデータに対し、誤り訂正復号器５０に出力するデータ流量を制御する。そして、かかるデータ流量の制御とは、図５に示す如くである。バッファメモリ５０１にTOの時間間隔で入力される、一つのフレームデータを構成する複数のデータブロックを、TOより大きい時間間隔T１で読み出すことである。
【００２３】
但し、入力データ量がバッファメモリ５０１の容量を超えると、バッファメモリ５０１がオーバーフローする可能性がある。したがって、実施例は、図４において、流量制御部５００によりデータ流量制御のために時間制御とバッファ制御を適応的に行なうことを特徴としている。
【００２４】
すなわち、図６は、かかる流量制御回路５１の処理手順を説明する図である。図６において、時間制御とバッファ制御のそれぞれによる処理時間Ta1,Tb1を並列的に求めている。
【００２５】
時間制御による、次のデータブロックまでの処理時間間隔Ta1を求める処理を図６、図７を用いて説明する。
【００２６】
すなわち、先ず、事前に、送られてくる一フレーム分の処理すべきデータ量を受信フレームデータのヘッダー部を解析することにより把握し、時間制御部５０２に事前設定する（ステップＳ１）。
【００２７】
一方、通過データカウンタ５０４により、バッファ５０１から出力される、処理済みデータ量を計数し、時間制御部５０２に送る。時間制御部５０２は、従って事前に設定された一フレーム分の処理すべきデータ量から処理済みデータブロックのデータ量を減算して処理すべき残りのデータ量を計算する（ステップＳ２）。
【００２８】
一方、タイマー５０５により現在時刻が更新され、更新値が時間制御部５０２に送られる。時間制御部５０２は、タイマー５０５からの更新された現在時刻と、システムが許容する遅延時間に対応して設定される、該当のデータブロックの開始時と目標終了時間T（図７参照）とから目標終了時間Tまでの残り時間を計算する（ステップＳ３）。フレームの先頭が時間０であり、そこから時間をカウントする。
【００２９】
この求められた目標終了時間Tまでの残り時間（RT）と、処理すべき残りのデータ量（RD）から次式に基づき、次のデータブロックまでの、残りデータについて処理を完了すべき処理時間間隔Ta1を求める（ステップＳ４）。
【００３０】
処理時間間隔（Ta1）＝処理データ量（D）÷残りデータ量（RD）×残り時間（RT）
但し、処理時間間隔（Ta1）は、システムとして許容する最小時間間隔以上とする。
【００３１】
具体的に説明すると、受信したフレームデータのうちの処理すべき残りデータ量（RD）〔例えばビット数〕に対する現在処理対象とするデータブロックの処理データ量（D）〔ビット数〕の割合を求め、これに残りの処理時間（RT）を乗算することにより処理時間間隔（Ta1）が求められる。
【００３２】
例えば、残り時間（RT）＝２０、残りデータ量（RD＝１０、処理データ量（D）＝２とすると、処理時間間隔（Ta1）は、Ta1＝２／１０×２０＝４となる。
【００３３】
さらに、処理データ量（D）＝２を処理時間間隔４で処理した後の処理時間間隔（Ta1）は、次のようになる。
【００３４】
すなわち、残りデータ量（RD）は８（＝１０−２）、残り時間（RT）は１６（＝２０−４）と成るので、先と同様に処理データ量（D）＝２とすると、
処理時間間隔（Ta1）は、Ta1＝２／８×１６＝４となる。
【００３５】
したがって、図７に示すように、グラフの傾きが大きいほど処理時間間隔は小さくなる。例えば、処理時間間隔（Ta1）は、処理データ量（D）が残りデータ量（RD）に等しければ、処理時間間隔（Ta1）は、残り時間（RT）そのものとなる。
【００３６】
また、処理データ量（D）が残りデータ量（RD）の１／４であれば、処理時間間隔（Ta1）は、グラフの傾きが大きく、１／４の処理時間間隔となる。
【００３７】
処理時間間隔（Ta1）が大きいほど、誤り訂正回路の反復演算ループ回数を多くすることができ誤り訂正特性が向上する。
【００３８】
一方、図６において、更にバッファ制御としてバッファメモリ５０１におけるバッファ残量に応じた処理時間Tb1をバッファ残量制御監視部５０３により求める（ステップＳ５）。
【００３９】
図８に、かかるバッファ制御を説明するグラフを示す。横軸にバッファ使用量、縦軸に処理時間間隔Tb1を示している。
【００４０】
図８において、最大の処理時間間隔Tb1では、負荷分散が行われ（負荷分散領域I）、負荷分散と動的制御領域IIでは、バッファ量に応じて適応的に処理時間間隔Tb1が決められる。
【００４１】
このように、時間制御による処理時間間隔Ta1とバッファ制御による処理時間間隔Tb1が求められると、流量制御部５００は、処理時間間隔Ta1とTb1を比較する（ステップＳ６）。
【００４２】
すなわち、Ta1≦Tb1であれば（ステップＳ７，Ｙｅｓ）、時間制御を選択して、処理時間間隔Ta1とする（ステップＳ８）。Ta1≦Tb1でなければ（ステップＳ７，Ｎｏ）、バッファ制御を選択して、処理時間間隔Tb1とする（ステップＳ９）。この比較において、Ta1とTb1の小さい方を選択する。このように処理時間間隔を小さい方、即ち厳しい方を選択するのは、残り時間が少なくなって、処理に破綻を招くことを防ぐためである。
【００４３】
このように、最終的な流量制御としてTa1とTb1のうち小さい方が選択されるので、バッファメモリ５０１のバッファ残量（バッファメモリ５０１の空き容量）が多いときは、時間制御が効果的に働き、バッファ残量が少ない場合は、バッファ制御が優先的に働く。
【００４４】
このように求められた処理時間間隔に基づき、バッファメモリ５０１からのデータの読み出しを制御する。
【００４５】
上記のとおり、誤り訂正復号回路を削減するために、時間制御とバッファ制御を用いることで、大きな頻度で発生する可能性のある、短い時間に多く送られてくるデータでも、処理時間間隔を広げることにより、より多くの処理時間を用いてループ回数を多くまわし、限られたハードウェアでも最善の特性を得ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】反復演算におけるループ回数と性能との関係を示すグラフである。
【図２Ａ】OFDMにおけるデータ構造と処理時間との関係を示し、周波数方向及び時間方向ともにデータが多く存在する状態を示す図である。
【図２Ｂ】OFDMにおけるデータ構造と処理時間との関係を示し、周波数方向にデータが多いが、時間方向には、少ないデータが詰まっている状態を示す図である。
【図２Ｃ】OFDMにおけるデータ構造と処理時間との関係を示し、周波数方向に少なく、時間方向に多くのデータが詰まっている状態を示す図である。
【図３】誤り訂正回路が適用される移動無線システムにおける無線受信器の概念構成を示す図である。
【図４】図３おける無線受信器の誤り訂正復号部５、その他の放送受信システムやハードディスクなどのストレージシステム等に適用可能の反復型の誤り訂正復号器の実施例構成を示すブロック図である。
【図５】データ流量の制御を示す図である。
【図６】流量制御回路５１の処理手順を説明する図である。
【図７】時間制御による、次のデータブロックまでの処理時間間隔Ta1を求める処理を説明する図である。
【図８】バッファ制御を説明するグラフを示す図である。
【符号の説明】
【００４７】
５  誤り訂正復号部
５０  誤り訂正復号器
５１  流量制御回路
５００  抽量制御部
５０１  バッファメモリ
５０２  時間制御部
５０３  バッファ残量監視部
５０４  通過データカウンタ
５０５  タイマー
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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