(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
情報ビットに誤り検出符号化および誤り訂正符号化を施して得られた符号化系列に対して誤り訂正復号を繰り返し行う繰り返し復号手段と、
前記繰り返し復号手段における誤り訂正復号の復号結果に含まれる複数の誤り検出符号により、前記復号結果に残存する誤りの有無を検査する検査手段と、
前記複数の誤り検出符号について、前記復号結果における誤りの有無の検査結果を保持する保持手段と、
保持された過去の検査結果がすべて誤り有りである誤り検出符号が少なくとも１つある場合、前記繰り返し復号手段に誤り訂正復号を繰り返させる制御手段と、
を具備することを特徴とする復号装置。
【請求項２】
前記制御手段は、
あらかじめ定められた最大繰り返し回数まで前記繰り返し復号手段に誤り訂正復号を繰り返させた場合、誤り訂正復号の繰り返しを終了させることを特徴とする請求項１記載の復号装置。
【請求項３】
前記制御手段は、
前記繰り返し復号手段における繰り返し回数が繰り返し拘束回数以上になり、且つ、繰り返し拘束回数以降の検査結果がすべて誤り有りである誤り検出符号が無い場合、前記繰り返し復号手段に誤り訂正復号の繰り返しを終了させることを特徴とする請求項１に記載の復号装置。
【請求項４】
前記繰り返し復号手段における誤り訂正復号の復号結果について、繰り返し拘束回数以降の繰り返し回数においてのみ復号結果を出力する出力手段、をさらに具備することを特徴とする請求項１記載の復号装置。
【請求項５】
前記繰り返し復号手段における誤り訂正復号の復号結果に含まれる誤り検出符号のなかで、前記検査手段において未だ誤り無しと判定されていない誤り検出符号のみを復号結果として出力する出力手段、をさらに具備することを特徴とする請求項１記載の復号装置。
【請求項６】
前記検査手段は、
繰り返し復号の間に少なくとも１回誤りが無いと判断された誤り検出符号については、誤りが無いと判断された以降の復号結果に残存する誤りの有無の検査に用いないことを特徴とする請求項２記載の復号装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれかに記載の復号装置を備えたことを特徴とする基地局装置。
【請求項８】
請求項１から請求項６のいずれかに記載の復号装置を備えたことを特徴とする通信端末装置。
【請求項９】
情報ビットに誤り検出符号化および誤り訂正符号化を施して得られた符号化系列に対して誤り訂正復号を繰り返し行う復号方法において、
誤り訂正復号の復号結果に含まれる複数の誤り検出符号により、前記復号結果に残存する誤りの有無を検査する工程と、
前記複数の誤り検出符号について、前記復号結果における誤りの有無の検査結果を保持する工程と、
過去の検査結果がすべて誤り有りである誤り検出符号が無くなるまで繰り返し復号を行わせる工程と、
を具備することを特徴とする復号方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、情報ビットに誤り検出符号化および誤り訂正符号化を施して得られた符号化系列を繰り返し復号する復号装置および復号方法に関し、特にターボ符号により誤り訂正符号化を施された符号化系列を復号する復号装置および復号方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
移動通信分野では、伝送路において雑音などにより発生する誤りを検出し、訂正する技術が盛んに研究されている。特にディジタル通信においては、等化やダイバーシチなどの信号処理で回復しきれなかった誤りを訂正する誤り制御技術が広く用いられている。この誤り制御技術は、自動再送要求（ＡＲＱ；Automatic Repeat reQuest）と前方誤り訂正（ＦＥＣ；Forward Error Correction）とに大きく分けられる。ＡＲＱは、情報ビットを誤り検出符号化して得られた符号化系列を伝送し、受信側の再送要求により誤りとなった情報ビットを再送して復号結果の信頼度を確保する技術である。一方、ＦＥＣは、送信側において情報ビットに誤り訂正符号化を施して得られた符号化系列を伝送し、受信側において受信信号に含まれる誤りを訂正する技術である。ＦＥＣは、再送要求のための帰還チャネルを持たない通信システムや、再送による遅延が許されない通信システムにおいて特に有効である。
【０００３】
上述したＦＥＣにおける誤り訂正符号の１つとして、畳み込み符号が知られている。畳み込み符号化を行う符号器は、一般にシフトレジスタとmod２演算を行う加算器とにより構成される。この符号器にｍビットの情報ビット列が入力されると、そのｍビットの情報ビット列が畳みこまれてｎビット（ｎ＞ｍとする）の情報ビット列が出力される。これにより、ｍビットの情報ビット列に「ｎ−ｍ」ビットの冗長ビット列が付加されたことになるので、復号時に誤り率を低くすることが出来る。
【０００４】
近年、上述した誤り訂正符号の中でも、情報を誤り無しに伝送することができる伝送速度の理論上の限界として知られるシャノン限界に迫る符号として、ターボ符号が脚光を浴びている。従来のターボ符号については、「Near Optimum Error Correcting Coding and Decoding: Turbo-codes (IEEE Transaction on Communications, Vol.44, No. 10, October 1996)」、「Ｔｕｒｂｏ符号のＷ−ＣＤＭＡへの適用効果（電子情報通信学会技術研究報告、pp．19−24、１９９７年１２月）」等の文献に記載されている。これらの文献に記載されているように、ターボ符号における情報ビット列の誤り訂正符号化は、並列に配置された２つ以上の畳み込み符号器と情報ビット列の攪拌を行うインタリーバとを有して構成されるターボ符号器によって行われる。ターボ符号の復号は、受信側に備えられたターボ復号器において、誤り訂正復号を繰り返し行うことにより行われる。ターボ復号器は、送信側のターボ符号器に対応する構成を採る。
【０００５】
上述したターボ符号器について、符号化率が１／３のターボ符号器を例に説明する。符号化率が１／３のターボ符号器には、２つの畳み込み符号器が並列に配置される。このターボ符号器に入力された情報ビット列は３系統に分配される。第１系統では、入力情報ビット列は何らの変更も加えられずに符号化系列ｕとして出力される。第２系統では、入力情報ビット列は畳み込み符号化器において誤り訂正符号化され、符号化系列ｙ１として出力される。第３系統では、入力情報ビット列は、インタリーバで並び順が変更されてから畳み込み符号化器において誤り訂正符号化され、符号化系列ｙ２として出力される。これらの符号化系列ｕ、符号化系列ｙ１、および符号化系列ｙ２は、ターボ符号器から出力された後、所定の無線送信処理を施されて無線送信される。無線送信された符号化系列ｕ、符号化系列ｙ１、および符号化系列ｙ２は、伝送路上で雑音が付加されて、ターボ復号器を備えた受信装置に受信される。
【０００６】
受信装置は、送信装置から送信された符号化系列ｕ、符号化系列ｙ１、および符号化系列ｙ２に伝送路上で雑音が付加された符号化系列を受信してターボ復号器に入力する。ここで、符号化系列ｕに伝送路上で雑音が付加されて受信された符号化系列を符号化系列Ｕとし、符号化系列ｙ１に伝送路上で雑音が付加されて受信された符号化系列を符号化系列Ｙ１とし、符号化系列ｙ２に伝送路上で雑音が付加されて受信された符号化系列を符号化系列Ｙ２とする。
【０００７】
次いで、ターボ復号器について説明する。ターボ復号器は、ＭＡＰ復号（Maximum A Posteriori Probability decoding：最大事後確率復号）やＳＯＶＡ（Soft Output Viterbi Algorithm：軟出力ビタビアリゴリズム）などの軟出力復号アルゴリズムにより軟判定値を計算する軟出力復号器と、送信側のターボ符号器に備えられたインタリーバと同じ並び替えを行うインタリーバと、インタリーバで並び替えられた情報ビット列を元の並び順に戻すデインタリーバと、を備えて構成される。軟出力復号器は、送信側における畳み込み符号化器と同じ数だけ設けられる。尚、軟出力復号器を時分割に用いて復号処理することにより、畳込み符号器より少ない数の軟出力復号器を備えてターボ復号器を構成することも出来る。
【０００８】
このターボ復号器において、符号化系列Ｕは、符号化系列Ｙ１および符号化系列Ｙ２の２つの冗長ビットと、繰り返しの前の回の軟出力復号結果からフィードバックされた事前尤度を用いて、誤り訂正復号が繰り返し行われる。以下、本明細書においては、符号化系列に対して誤り訂正復号を繰り返し行うことを“繰り返し復号”と呼ぶ。図１１にターボ復号器により繰り返し復号した復号結果のＢＥＲ（ビット誤り率；Bit Error Rate）とＳＮＲ（信号対雑音比；Signal to Noise Ratio）との関係を繰り返し回数毎に示す。この図に示すように、同じＳＮＲであっても（つまり、伝送路環境が同じであっても）、復号を繰り返し行うことによりＢＥＲが下がって行く。つまり、ターボ復号では、復号を繰り返し行うことにより、高い誤り訂正能力を実現し、高い伝送品質を得ることが出来る。
【０００９】
尤も、上述したターボ復号において高い伝送品質を得るためには、相当数の繰り返し処理が必要であるため、高い伝送品質が要求される通信システムにターボ符号化／ターボ復号を適用すると、繰り返し回数の増加により処理遅延および消費電力も大きくなるという問題がある。この問題に対して、繰り返し復号の繰り返し回数を最適化する技術が、特開２０００−１８３７５８号公報（「復号装置及び復号方法、並びに符号化装置及び符号化方法」）に開示されている。上記特開平２０００−１８３７５８号公報記載の復号装置は、復号処理を繰り返すたびに復号結果に残存する誤りを検査し、誤りが無いと判断された場合に繰り返し復号処理を終了する。これにより、所望の伝送品質を確保しつつ、不必要な繰り返し復号を行うことによる処理遅延を抑えることが出来る。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特開平２０００−１８３７５８号公報に開示されている技術では、復号結果に誤りが残存しているにもかかわらず、その誤りを検出することが出来ない場合（見逃し誤りが発生した場合）には、復号結果に誤りが残存したままで繰り返し復号が終了してしまい、伝送品質を低下させてしまうという問題がある。
【００１１】
また、上記特開平２０００−１８３７５８号公報に開示されている技術以外にも、繰り返し復号の繰り返し回数を最適化する技術として、複数の誤り検出符号を含む誤り訂正符号を繰り返し復号し、その復号結果に含まれる全ての誤り検出符号を復号して誤りを検査し、検査した全ての誤り検出符号について誤りが無いと判定された場合に繰り返し復号を終了する技術も知られている。この技術によれば、誤り訂正符号に含まれる全ての誤り検出符号について繰り返し復号の同じ繰り返し回数において誤りなしと判定された場合に限り繰り返し復号を終了するので、見逃し誤りが発生するリスクを軽減することができる。これは、畳込み符号の復号では、誤りの残存が符号内で相関を持つため、一つの誤り検出符号による検出に比べ、複数の誤り検出が同じ繰り返し回数において誤り無しとした場合の見逃し誤りの確率が下がることが期待できるためである。しかし、この複数の誤り検出符号を用いる技術では、見逃し誤りにより伝送品質が劣化するリスクは軽減されるが、誤り訂正符号に含まれる全ての誤り検出符号について誤り無しと判定されるまで繰り返し復号を継続するので繰り返し回数が増加してしまい、処理遅延および消費電力が増加するという問題がある。
【００１２】
さらに、繰り返し復号の繰り返し回数を最適化する技術として、予め決められた回数だけ復号を繰り返す技術が知られている。しかしながら、ターボ符号の復号では、統計的には図１１に示すように繰り返し回数を増やすほどＢＥＲが改善されるが、１つの誤り訂正符号についてのみ着目した場合には、ある繰り返し回数で誤りがなくなっても、さらに繰り返し復号を続けると、再び誤りが発生する場合があるという特徴がある。このため、この予め決められた回数だけ復号を繰り返す技術では、繰り返しの途中で復号結果に誤りが無くなった場合であっても、必ず予め決められた回数だけ繰り返し復号するので、繰り返しの途中で誤りが無くなっていた情報ビット列にも再び誤りが生じてしまう場合がある。すなわち、予め決められた回数だけ復号を繰り返す方法では、最終的に得られた復号結果が最も誤りの少ない復号結果とは限らず、さらに不必要な誤り訂正復号を繰り返してしまうため、処理遅延が増大し、消費電力が増加するという問題がある。
【００１３】
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、適当な繰り返し回数の繰り返し復号を行って、所望の伝送品質を確保しつつ処理遅延を低減することが出来る復号装置および復号方法を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明の復号装置は、情報ビットに誤り検出符号化および誤り訂正符号化を施して得られた符号化系列に対して誤り訂正復号を繰り返し行う繰り返し復号手段と、前記繰り返し復号手段における誤り訂正復号の復号結果に含まれる複数の誤り検出符号により、前記復号結果に残存する誤りの有無を検査する検査手段と、前記複数の誤り検出符号について、前記復号結果における誤りの有無の検査結果を保持する保持手段と、保持された過去の検査結果がすべて誤り有りである誤り検出符号が少なくとも１つある場合、前記繰り返し復号手段に誤り訂正復号を繰り返させる制御手段と、を具備する構成を採る。
【００１９】
この構成によれば、全ての誤り検出符号について繰り返し復号の同じ繰り返し回数で誤り無しと判定された場合に繰り返し復号を終了する手法と比較して、伝送品質を維持したまま繰り返し回数を短縮することが出来る。
【００２０】
本発明の復号装置は、上記復号装置において、前記制御手段は、あらかじめ定められた最大繰り返し回数まで前記繰り返し復号手段に誤り訂正復号を繰り返させた場合、誤り訂正復号の繰り返しを終了させる構成を採る。
本発明の復号装置は、上記復号装置において、前記制御手段は、前記繰り返し復号手段における繰り返し回数が繰り返し拘束回数以上になり、且つ、繰り返し拘束回数以降の検査結果がすべて誤り有りである誤り検出符号が無い場合、前記繰り返し復号手段に誤り訂正復号の繰り返しを終了させる構成を採る。
【００２１】
この構成によれば、見逃し誤りにより誤って繰り返しを終了することを防止することが出来るとともに、不必要な繰り返しを行わずに処理遅延および消費電力を低減することが出来る。
【００２４】
本発明の復号装置は、上記復号装置において、前記繰り返し復号手段における誤り訂正復号の復号結果について、繰り返し拘束回数以降の繰り返し回数においてのみ復号結果を出力する出力手段、をさらに具備する構成を採る。
【００２５】
本発明の復号装置は、上記復号装置において、前記繰り返し復号手段における誤り訂正復号の復号結果に含まれる誤り検出符号のなかで、前記検査手段において未だ誤り無しと判定されていない誤り検出符号のみを復号結果として出力する出力手段、をさらに具備する構成を採る。
【００２６】
これらの構成によれば、復号結果をメモリに書き込む回数を減らすことが出来るので、消費電力を低減することが出来る。
本発明の復号装置は、上記復号装置において、前記検査手段は、繰り返し復号の間に少なくとも１回誤りが無いと判断された誤り検出符号については、誤りが無いと判断された以降の復号結果に残存する誤りの有無の検査に用いない構成を採る。
この構成によれば、復号結果をメモリに書き込む回数を減らすことが出来るので、消費電力を低減することが出来る。
【００２７】
本発明の基地局装置は、上記復号装置を具備する構成を採る。この構成によれば、基地局装置において復号結果の伝送品質を維持しつつ、繰り返し復号による処理遅延を低減することが出来る。
【００２８】
本発明の通信端末装置は、上記復号装置を具備する構成を採る。この構成によれば、通信端末装置において復号結果の伝送品質を維持しつつ、繰り返し復号による処理遅延および消費電力を低減することが出来る。
【００３１】
本発明の復号方法は、情報ビットに誤り検出符号化および誤り訂正符号化を施して得られた符号化系列に対して誤り訂正復号を繰り返し行う復号方法において、誤り訂正復号の復号結果に含まれる複数の誤り検出符号により、前記復号結果に残存する誤りの有無を検査する工程と、前記複数の誤り検出符号について、前記復号結果における誤りの有無の検査結果を保持する工程と、過去の検査結果がすべて誤り有りである誤り検出符号が無くなるまで繰り返し復号を行わせる工程と、を具備するようにした。
【００３２】
この方法によれば、全ての誤り検出符号について繰り返し復号の同じ繰り返し回数で誤り無しと判定された場合に繰り返し復号を終了する手法と比較して、伝送品質を維持したまま繰り返し回数を短縮することが出来る。
【００３３】
【発明の実施の形態】
前述したように、復号処理を繰り返すたびに誤り検出符号を復号して繰り返し復号の復号結果に残存する誤りを検査し、繰り返し復号の復号結果から誤りが検出されなくなるまで誤り訂正符号を繰り返し復号する技術が、従来から知られている。この技術によれば、所望の伝送品質を確保しつつ、不必要な繰り返し復号を行うことによる処理遅延および消費電力を低く抑えることが出来る。
【００３４】
本発明者は、まず、符号化系列に含まれる誤りが多いほど誤りの検出に過誤が生じ易いという誤り検出符号の特質に着目した。そして、本発明者は、図１１に示すように繰り返し復号の繰り返し回数が少ない段階では復号結果の誤り率が高いため誤り検出符号による誤りの検出に過誤が生じ易いことに着目し、繰り返し回数が少ない段階では誤り検出符号による誤りの検出結果にかかわらず繰り返し復号を継続することにより、誤りが残存した状態で繰り返し復号を終了することを防止することが出来ることを見出して本発明をするに至った。
【００３５】
すなわち、本発明の第１の骨子は、繰り返し復号における繰り返し回数が少ない段階では、繰り返し復号の復号結果から誤りが検出されなくとも繰り返し復号を継続することにより、見逃し誤りによる伝送品質の劣化を防止することである。具体的には、本発明の骨子は、繰り返し回数の繰り返し拘束回数を設定し、この繰り返し拘束回数を超え、且つ、復号結果から誤りが検出されなくなるまで繰り返し復号を行うことである。
【００３６】
また、本発明者は、複数の誤り検出符号を含む誤り訂正符号の繰り返し復号において、１つの誤り検出符号について誤り無しとなっても他の誤り検出符号については誤り無しとなっているとは限らないので、全ての誤り検出符号について誤りが無くなるまで繰り返し復号を行う場合には、一旦誤りがなくなった誤り検出符号に対してもさらに繰り返し復号を行なうことになって、再び誤りが発生するおそれがあることに着目した。また、本発明者は、夫々の誤り検出符号については、全ての誤り検出符号の誤りがなくなる繰り返し回数よりも前に、誤りが無くなっている場合があることに着目した。そして、本発明者は、誤り検出符号ごとに誤り検出を行い、誤り検出により誤り無しとなった繰り返し回数での復号結果をその都度出力することで、全ての誤り検出符号について誤り無しとなる繰り返し回数まで繰り返し復号を続けなくても、すべての誤り検出符号について誤りのない復号結果を得られることを見出し、本発明をするに至った。
【００３７】
すなわち、本発明の第２の骨子は、繰り返し復号による復号結果に含まれる複数の誤り検出符号により、繰り返し復号の復号結果に残存する誤りの有無を検査し、検査した全ての誤り検出符号について繰り返し復号の間に少なくとも１回誤りが無いと判断されるまで繰り返し復号を行うことである。
【００３８】
以下、本発明の各実施形態について添付図面を参照して説明する。各実施の形態における説明では、繰り返し復号の一つとしてターボ復号を例に説明する。
【００３９】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る無線通信システムの構成を示すブロック図である。この図に示すように、本実施の形態に係るデータ伝送装置は、図示しない情報源から送られる送信情報ビット列を符号化部１０１で誤り検出符号化および誤り訂正符号化し、変調部１０２で変調し、無線送信部１０３で無線送信処理をして送信アンテナ１０４から無線送信する。また、受信側では、アンテナ１０５から受信した信号（符号化系列）を無線受信部１０６で無線受信処理し、復調部１０７で復調し、復号部１０８で誤り訂正復号して受信情報ビット列を得る。誤り検出符号化部１０１で用いる誤り検出符号としては、巡回符号が代表的である。
【００４０】
図２は符号化部１０２に備えられたターボ符号化器の構成を示すブロック図である。この図に示すように、ターボ符号化器は、再帰的組織畳み込み符号器２０１と、送信情報ビット列を攪拌するインタリーバ２０２と、再帰的組織畳み込み符号器２０３と、を備えて構成される。再帰的組織畳み込み符号器２０１および再帰的組織畳み込み符号器２０３は、組織畳み込み符号化を行うので、非組織畳み込み符号化を行う場合よりも優れた誤り率特性を有する。
【００４１】
上記ターボ符号化器において、送信情報ビット列は、何らの変更も加えられずに符号化系列ｕとして出力されるとともに、再帰的組織畳み込み符号器２０１およびインタリーバ２０２に入力される。再帰的組織畳み込み符号器２０１は、入力ビット列を畳み込み符号化し、符号化系列ｙ１を生成する。インタリーバ２０２は、入力ビット列を攪拌して再帰的組織畳み込み符号器２０３に出力する。再帰的組織畳み符号器２０３は、インタリーバ２０２から出力された情報ビット列を畳み込み符号化して符号化系列ｙ２を生成する。これらの符号化系列ｕ、符号化系列ｙ１、および符号化系列ｙ２は、変調部１０２により変調され、無線送信部１０３において所定の無線送信処理を施されてアンテナ１０４から無線送信される。無線送信された符号化系列ｕ、符号化系列ｙ１、および符号化系列ｙ２は、伝送路上で雑音が付加されて、受信側のアンテナ１０５から受信される。
【００４２】
受信側は、送信装置から送信された符号化系列ｕ、符号化系列ｙ１、および符号化系列ｙ２に伝送路上で雑音が付加された符号化系列をアンテナ１０５から受信して、無線受信部１０６で無線受信処理を施し、復調部１０７で復調して復号部１０８に入力する。ここで、符号化系列ｕに伝送路上で雑音が付加されて受信された符号化系列を符号化系列Ｕとし、符号化系列ｙ１に伝送路上で雑音が付加されて受信された符号化系列を符号化系列Ｙ１とし、符号化系列ｙ２に伝送路上で雑音が付加されて受信された符号化系列を符号化系列Ｙ２とする。
【００４３】
図３は、復号部１０８の構成を示すブロック図である。ターボ復号器３０１は、受信した符号化系列に対して誤り訂正復号を繰り返し行い、誤り訂正復号を行うたびにその復号結果を誤り検査器３０２および繰り返し制御器３０３に出力する。なお、ターボ復号器３０１から出力される復号結果は、誤り検出符号化された情報ビット列（つまり誤り検出符号）として得られる。この繰り返し回数は後述する繰り返し制御器３０３により制御される。誤り検査器３０２は、ターボ復号器３０１より出力された復号結果（誤り検出符号）を誤り検出して、この復号結果に含まれる誤りを検査し、検査結果を示す検査結果信号（ＯＫ信号またはＮＧ信号）を繰り返し制御器３０３に出力する。誤り検査器３０２は、誤りが有ると判断した場合には、ＮＧ信号を繰り返し制御器３０３へ出力する。逆に、誤りが無いと判断した場合には、ＯＫ信号を繰り返し制御器３０３へ出力する。繰り返し制御器３０３は、ターボ復号器３０１が繰り返し復号を継続するか終了するかを判定し、繰り返しを終了する場合にはターボ復号器３０１を制御して繰り返し復号を終了させる。この繰り返し制御器３０３については後に詳述する。
【００４４】
次いで、ターボ復号器３０１について図４を参照して説明する。図４は、本発明の実施の形態１に係るターボ復号器３０１の構成を示すブロック図である。ターボ復号器３０１には、符号化系列Ｕ、符号化系列Ｙ１、符号化系列Ｙ２が入力され、バッファ４０６に保持される。
【００４５】
まず、バッファ４０６から符号化系列Ｕおよび符号化系列Ｙ１が軟出力復号器４０１に出力される。軟出力復号器４０１は、軟出力復号により、バッファ４０６から出力された符号化系列Ｕ、符号化系列Ｙ１、およびデインタリーバ４０４から出力される前回の復号結果である事前尤度に基づいて軟出力復号結果を計算し、インタリーバ４０２へ出力する。なお、繰り返しの初回では、前回の復号結果は存在しないので事前尤度はゼロとする。インタリーバ４０２は、軟出力復号器４０１から出力された軟出力復号結果を、送信側のターボ符号化部１０２に備えられたインタリーバ２０２と同じ方式で攪拌し、軟出力復号器４０３に事前尤度として出力する。また、バッファ４０６からインタリーバ４０７に対して符号化系列Ｕが出力され、インタリーバ４０７により送信側のターボ符号化部１０２に備えられたインタリーバ２０２と同じ方式で攪拌し、攪拌した符号化系列Ｕ’を軟出力復号器４０３に出力する。さらに、バッファ４０６から軟出力復号器４０３に対して符号化系列Ｙ２が出力される。軟出力復号器４０３は、インタリーバ４０２およびインタリーバ４０７から出力された事前尤度および符号化系列Ｕ’と符号化系列Ｙ２とに基づいて、軟出力復号を用い、さらに軟出力復号結果を生成し、デインタリーバ４０４に出力する。
【００４６】
デインタリーバ４０４は、軟出力復号器４０３から出力された軟判定値をデインタリーブし、インタリーバ４０２で攪拌された情報ビット列を元の並び順の情報ビット列に戻す。デインタリーブされた軟出力復号結果は、硬判定器４０５で硬判定され、「０」または「１」の硬判定値に変換される。この硬判定値がターボ復号器３０１における復号結果となる。なお、この段階での硬判定値には誤り検出符号化の際に付加された冗長ビットが含まれている。また、デインタリーバ４０４においてデインタリーブされた軟出力復号結果は、事前尤度として軟出力復号器４０１にフィードバックされる。
【００４７】
上述した軟出力判定器４０１〜インタリーバ４０２〜軟出力判定器４０３〜デインタリーバ４０４により構成されるフィードバック回路において行われる一連の軟出力復号処理によって、符号化系列が誤り訂正復号される。この軟出力判定器４０１〜インタリーバ４０２〜軟出力判定器４０３〜デインタリーバ４０４により構成されるフィードバック回路において行われる一連の軟出力復号処理を繰り返すことにより繰り返し復号が行われる。繰り返し制御器３０３から繰り返し復号を終了するよう制御されると、硬判定器４０５から出力された硬判定結果を最終的な復号結果とし、復号を終了する。
【００４８】
このように、上述したターボ復号器３０１は、符号化系列Ｕ、符号化系列Ｙ１および符号化系列Ｙ２を用いて繰り返し復号する。図１１にターボ復号器により繰り返し復号した復号結果のＢＥＲ（ビット誤り率；Bit Error Rate）とＳＮＲ（信号対雑音比；Signal to Noise Ratio）との関係を繰り返し回数毎に示す。この図に示すように、同じＳＮＲであっても（つまり、伝送路環境が同じであっても）、復号を繰り返し行うことによりＢＥＲが下がって行く。つまり、ターボ復号では、復号を繰り返し行うことにより、高い誤り訂正能力を実現し、高い伝送品質を得ることが出来る。
【００４９】
図５は、繰り返し制御器３０３の構成を示すブロック図である。繰り返し制御器３０３は、ターボ復号器の繰り返し回数を計数するカウンタ５０１と、ターボ復号器３０１における繰り返し回数の“繰り返し拘束回数”を記憶するメモリ５０２と、ターボ復号器３０１における繰り返し復号を終了させるか否かを判定する判定回路５０３と、ターボ復号器３０１の復号結果を受け取って、判定回路５０３の制御に応じてその復号結果を図示しない復号結果出力メモリに出力するか否かを制御する出力制御回路５０４と、から主に構成される。
【００５０】
上記繰り返し制御回路５０３の動作について説明する。まず、カウンタ５０１は、ターボ復号器３０１における復号処理の繰り返し回数を計数して判定回路５０３に出力する。すなわち、カウンタ５０１には初期値として「１」が設定されており、ターボ復号器３０１から繰り返し回数が１度目の復号結果を受け取ると、初期値「１」を判定回路５０３に出力する。また、判定回路５０３に「１」を出力する動作と並行して設定値を「１」から「２」へ更新する。次いで、ターボ復号器３０１から繰り返し回数が２回目の復号結果を受け取ると、設定されている「２」を判定回路５０３に出力し、「２」の出力と並行して設定値を「２」から「３」へ更新する。このように、カウンタ５０１は、ターボ復号器３０１から復号結果が出力される度に設定値を判定回路５０３に出力するとともに、設定値をインクリメントして新たな設定値として設定する。また、カウンタ５０１は、判定回路５０３が繰り返し復号を終了すると判定すると、判定回路５０３の制御に従って設定値をリセットして初期値「１」を設定値とする。このように、カウンタ５０１は、ターボ復号器３０１における誤り訂正復号の繰り返し回数に対応した設定値を判定回路５０３に出力する。
【００５１】
メモリ５０２には、ターボ復号器３０１における繰り返し回数の“繰り返し拘束回数”が記憶されている。判定回路５０３は、メモリ５０２から“繰り返し拘束回数”を読み出して、カウンタ５０１の出力信号が示すターボ復号器３０１の誤り訂正復号の繰り返し回数と比較する。そして、実際の繰り返し回数（カウンタ５０１から出力される設定値）が、“繰り返し拘束回数”以上の場合に限り、ターボ復号器３０１から出力される復号結果の誤りの有無を判断し、繰り返し復号を終了するか否か判定する。すなわち、実際の繰り返し回数が“繰り返し拘束回数”未満である場合には、誤り検査器３０２における検査結果が過誤である可能性が高いことから、繰り返し復号を終了するかどうかの判定は行わない。このため、実際の繰り返し回数が“繰り返し拘束回数”未満である場合には、繰り返し復号を終了させる制御は行われず、ターボ復号器３０１における繰り返し復号は繰り返し拘束回数以上の繰り返し回数までは最低限継続する。判定回路５０３における繰り返し復号を終了するか否かの判定は、カウンタ５０１から出力される繰り返し回数、メモリ５０２から出力される繰り返し回数の繰り返し拘束回数、および誤り検査器３０２から出力される検査結果信号（ＯＫ信号またはＮＧ信号）を参照して行われる。
【００５２】
判定回路５０３は、実際の繰り返し回数が“繰り返し拘束回数”以上であった場合には、出力制御回路５０４に対して、ターボ復号器３０１から出力された復号結果を図示しない復号結果出力メモリに出力するよう指示する。出力制御回路５０４は、判定回路５０３からの出力指示を受けると、ターボ復号器３０１から出力される復号結果を図示しない復号結果出力メモリに出力する。このように、繰り返し拘束回数未満の繰り返し回数のときには、復号結果出力メモリへの書込みを行なわないことにより、無駄なメモリ書込み時の消費電力を削減することが出来る。また、判定回路５０３は、実際の繰り返し回数が“繰り返し拘束回数”以上であり、且つ、誤り検査器３０２からの出力信号がＯＫ信号の場合には、ターボ復号器３０１に対して、現在の符号化系列の繰り返し復号を終了させる制御を行う。判定回路５０３は、実際の繰り返し回数が“繰り返し拘束回数”以上であっても、誤り検査器３０２からの出力信号がＮＧ信号の場合には、繰り返し復号を終了させる制御を行わない。この場合、判定回路５０３は、ターボ復号器に対して、繰り返し復号を継続する制御を行う。このように、判定回路５０３は、繰り返し回数が繰り返し拘束回数以上になり、且つ、復号結果に誤りが無くなるまでターボ復号器３０１に繰り返し復号を行なわせる。ターボ復号器３０１は、判定回路５０３の制御に従って“繰り返し拘束回数”よりも少ない繰り返し回数の場合は、繰り返し復号を継続する。
【００５３】
尚、本実施の形態では、繰り返し回数が繰り返し拘束回数以上になり、且つ、復号結果に誤りが無くなるまで繰り返し復号を継続するとしたが、繰り返し回数の上限をあらかじめ設定しておき、その上限の繰り返し回数までに復号結果に誤りがなくならない場合には、上限の繰り返し回数だけ繰り返しを行なったときに繰り返し復号を終了しても良い。伝走路において符号化系列に大きな雑音が加えられた場合には、繰り返し復号を継続してもすべての誤り検出符号について誤り無しとならない場合があるためである。このように繰り返し回数に上限を設けることにより、無駄に繰り返しを継続して、処理遅延および消費電力を増大させることを防ぐことが出来る。
【００５４】
ここで、ターボ復号器３０１における繰り返し回数の“繰り返し拘束回数”について詳しく説明する。
符号化理論において、情報ビットに誤り検出符号化を施して得られた符号語の最小距離を超える個数の誤りが生じた場合には、誤り検出符号を復号しても誤りを正しく検査することが出来ない場合があることが知られている。すなわち、ある符号語に最小距離を超える個数の誤りが生じると、誤っている符号語が他の符号語と一致してしまうことがある。この場合には、誤りが有るにもかかわらず誤りが無いと判断されて、いわゆる”見逃し誤り”が発生してしまう。一般に、復号結果に誤りが含まれているにもかかわらず、その誤りを検出することが出来ず、最終的な復号結果に誤りが含まれてしまうことを”見逃し誤り”が発生するという。
【００５５】
一方、図１１に示すように、ターボ符号は、繰り返し復号を行う際の繰り返し回数が多くなるほど誤り率が低下するという特性を有する。すなわち、復号結果に含まれる誤りは、繰り返し回数が多くなるほど減少する。
【００５６】
したがって、繰り返し復号の初期の段階（誤り率が高い段階）で行う誤りの検出は信頼性が低く、繰り返し復号を重ねるにつれて誤り検出の信頼度が上がって行くことが分かる。
【００５７】
そこで、本実施の形態における繰り返し復号では、繰り返し復号の初期の段階では、誤り検出符号による誤りの有無の検査は信頼度が低いので、誤りが無いと判断された場合であっても繰り返し復号を継続する。そして、所定の回数以上繰り返し復号を行って、復号結果に含まれる誤りが減少した後で、復号結果に誤りが無いと判断された場合に、繰り返し復号を終了して最終的な復号結果を得る。本明細書においては、この所定の回数を“繰り返し拘束回数”と呼ぶ。“繰り返し拘束回数”以上繰り返し復号を行うことにより、見逃し誤りの発生を少なくすることが出来る。以上説明したように、本発明では、繰り返し回数が“繰り返し拘束回数”以上になり、且つ、誤り検出符号により繰り返し復号の復号結果に誤りが無いと判断されるまで繰り返し復号を行う。
【００５８】
表１に、誤りビット数、ＢＥＲ、および見逃し誤りの回数を繰り返し回数毎に測定したシミュレーション結果を示す。このシミュレーション結果は、６４０ビットの送信情報ビット列に、８ビットのＣＲＣ符号を用いた誤り検出符号化を施し、さらにターボ符号化し、簡易な変調を施した後に白色ガウス雑音を付加し、ターボ復号およびＣＲＣ検査を行なったときの結果を示したもので、繰り返し回数８回でＢＥＲが１０の−６乗付近となる雑音レベルの条件下で測定を行った場合の例であり、繰り返し回数と見逃し誤りとの関係は表１に示すものに限られず、シミュレーションの際の条件に応じて適宜変更される。
【表１】
0003683497.tif 000002
【００５９】
また、表２には、繰り返し復号毎に測定した見逃し誤りの回数と誤りのあった誤り検出符号の数とを示す。また、この見逃し誤りの回数と誤りのあった誤り検出符号の数との比率も示す。このシミュレーション結果は、表１に示した場合と同じ条件のもとに行った場合の例であり、表に示す値はシミュレーションの際の条件に応じて適宜変更される。
【表２】
0003683497.tif 000003
【００６０】
上述した表１および表２から明らかなように、繰り返し回数が多くなるほど見逃し誤りの回数は減っていき、誤りのある誤り検出符号の数に対する見逃し誤りの回数の比率も減少している。
【００６１】
ここで、上述する表１および表２に示す例において設定される繰り返し拘束回数の例について説明する。なお、以下に説明する繰り返し拘束回数の設定方法は一例であり、本発明における繰り返し拘束回数の設定方法はこの例に限られない。繰り返し拘束回数は、上述したように見逃し誤りを少なくするために繰り返し復号を最低限行う回数である。許容される見逃し誤りの数はシステムの設定において異なるが、全く見逃し誤りが発生しない回数に繰り返し拘束回数を設定することは処理遅延や消費電力が増大するので標準的なシステムにおいては考えられない。一方、表１および表２に示した例においては、１回や２回の繰り返し拘束回数では見逃し誤りが多く発生しているので、１回や２回を繰り返し拘束回数とすることも標準的なシステムにおいては妥当でない。したがって、表１および表２に示す例のような伝走路環境下のシステムでは繰り返し拘束回数は３回〜５回の間で決められる。尚、繰り返し拘束回数を多くすると復号結果の品質は向上するが装置における消費電力は増大するので、繰り返し拘束回数は、システムにおいて要求される復号結果の品質や消費電力を考慮して３回から５回の間で設定されるのが妥当である。
【００６２】
上述した繰り返し拘束回数は、システムの設定によって適宜選択して設定される。例えば、本実施の形態に係る復号装置とインナーループの送信電力制御を行う装置とを組み合わせた場合には、繰り返し拘束回数は送信電力の目標受信品質等の設定基準に応じて決定される。インナーループの送信電力制御のうちクローズドループ送信電力制御は、受信側で目標とする受信品質（例えば、受信信号の信号対干渉比（ＳＩＲ：Signal to Interference Ratio））を目標受信品質として予め設定しておき、この目標受信品質と実際に測定した受信品質を比較して、測定した受信品質が目標受信品質よりも悪い場合には、通信相手に対して送信電力を上げる旨を指示する送信電力制御信号を送信し、逆に、測定した受信品質が目標受信品質よりも良い場合には、通信相手に対して送信電力を上げる旨を指示する送信電力制御信号を送信し、送信側で送信電力制御信号に応じて送信電力の増減を行う。このようなクローズドループ送信電力制御において、設定される目標受信品質が比較的良い値である場合には、繰り返し復号を用いた誤り訂正復号において比較的繰り返し回数の少ない段階で誤りを訂正できる。したがって、設定される目標受信品質が良い値であるほど、少ない繰り返し回数で見逃し誤りが許容範囲に収まる程度まで誤り率が改善するので、繰り返し拘束回数を少ない回数に設定すれば良い。逆に、クローズドループ送信電力制御において、設定される目標受信品質が比較的悪い値である場合には、繰り返し復号を用いた誤り訂正復号において比較的繰り返し回数を多く行なうまで誤りの訂正ができない。したがって、設定される目標受信品質が悪い値であるほど、見逃し誤りは後の繰り返しまで残存するので、繰り返し拘束回数を長い回数に設定すればよい。
【００６３】
以上のような事情に鑑みて、本実施の形態に係る復号装置と、クローズドループ送信電力制御を行う装置とを組み合わせる場合には、繰り返し拘束回数は設定される目標受信品質に応じて決定される。また、本実施の形態に係る復号装置を、電力制御を持たない通信システムで用いる場合には、そのシステムにおける平均的な受信品質の良否などを基に繰り返し拘束回数を決定すればよい。
【００６４】
次に、図６を参照して本実施の形態に係る繰り返し復号処理の手順について説明する。図６は、本発明の実施の形態１に係る繰り返し復号処理の手順を説明するフロー図である。
まず、ステップ（以下、「ＳＴ」と省略する）６０１で、カウンタ５０１の設定値（繰り返し回数）を初期化する。次に、ＳＴ６０２では、ターボ復号器３０１が、受信信号と前回の誤り訂正復号により得られた軟判定結果（事前尤度）を用いて、誤り訂正復号を行う。だたし、繰り返しの初回は事前尤度として「０」が用いられる。次にＳＴ６０３では、誤り検査器３０２が誤り検出符号を復号して、誤りの有無を検査する。次に、ＳＴ６０４では、カウンタ５０１の設定値（繰り返し回数）とメモリ５０２に記憶された“繰り返し拘束回数”とが比較され、カウンタ５０１でカウントした繰り返し回数の方が大きいか等しい場合にはＳＴ６０５に移行し、小さい場合にはＳＴ６０７に移行する。
【００６５】
ＳＴ６０５では、ターボ復号器３０１の復号結果を図示しない復号結果出力メモリに出力する。
ＳＴ６０６では、ＳＴ６０３で得られた誤りの有無の検査結果が参照されて、ターボ復号器３０１の復号結果に含まれる誤りの有無が判断される。そして、誤りが有ると判断される場合にはＳＴ６０７に移行し、誤りが無いと判断される場合には繰り返し復号を終了する。ＳＴ６０７では、カウンタ５０１の設定値をインクリメントしてＳＴ６０１に移行し、繰り返し復号を継続する。このように、本発明における繰り返し復号処理においては、既に“繰り返し拘束回数”を超えた回数の繰り返しを行っており、且つ、復号結果に誤りが検出されなかった場合にターボ復号器３０１の繰り返し復号が終了する。
【００６６】
以上説明したように、本実施の形態においては、繰り返し回数が“繰り返し拘束回数”より少ない場合には、誤り検出符号による誤り検査の結果にかかわらず繰り返し復号を継続するので、見逃し誤りが発生し易い繰り返しの初期の段階で繰り返し復号を終了することが無い。したがって、復号結果に見逃し誤りが残っている場合に、繰り返し復号を終了することが少ないので、信頼度の高い復号結果を得ることが出来る。また、繰り返し回数が“繰り返し拘束回数”以上になってからは、誤り検出符号による誤り検査において誤りが無いと判断された場合に繰り返し復号を終了するので、処理時間を短縮することができる。
【００６７】
尚、以上の説明では、ターボ符号化部１０２は、２つの再帰的組織畳み込み符号器を並列に配置したが、再帰的組織畳み込み符号器を３つ以上備えて送信情報ビット列を符号化しても良い。さらに、符号化後の符号化系列に対してパンクチャなどの間引き処理を行なってもよい。これらの場合には、送信側での符号器の数に応じた軟出力復号を行なう誤り訂正復号器を備え、間引かれたデータにゼロを穴埋めする回路を備えた構成とすれば良い。
【００６８】
軟出力復号器４０１および軟出力復号器４０３における復号アルゴリズムとしては、ＭＡＰ（Maximum A Posteriori Probability decoding：最大事後確率復号）アルゴリズムやＳＯＶＡ（Soft-Output Viterbi Algorithm：軟出力ビタビ復号アルゴリズム）を用いればよい。
【００６９】
また、本実施の形態においては、受信側に備えられた復号器としてターボ復号器３０１を用いたが、本発明に適用可能な復号器はこれに限られず、誤り訂正復号を繰り返し行うことにより受信した符号化系列を復号する復号器に適用可能である。本発明に係る復号器としてターボ復号器以外の復号器を採用した場合には、その採用した復号器に対応する符号器が送信側に備えられる。
【００７０】
また、本実施の形態においては、繰り返し回数が“繰り返し拘束回数”に達しない場合にも誤り検査器３０２で誤りの有無を検査しているが、ターボ復号器３０１は誤り検査の結果によらず“繰り返し拘束回数”に達するまでは繰り返し処理を継続するので、繰り返し回数が“繰り返し拘束回数”に達しない場合には、誤り検査器３０２は誤りの有無を検査しなくとも良い。これにより、繰り返し復号の際に消費される消費電力を低減することができる。
【００７１】
さらに、本実施の形態では、繰り返し復号が“繰り返し拘束回数”以降の繰り返し回数のときには、常に復号結果を出力し、復号結果出力メモリに復号終了時の復号結果が最終的に上書されるようにしたが、復号終了時の復号結果のみを出力するようにしても良い。また、逆に、繰り返し拘束回数未満の繰り返し回数のときにも、常に復号結果を出力し、復号終了時の復号結果が最終的に上書されるようにしてもよい。
【００７２】
また、本実施の形態では、繰り返し復号の各回ごとに常に誤り検出を行なうようにしたが、繰り返し拘束回数未満の繰り返し回数のときには誤り検出を行なわないようにしても良い。これにより、誤り検出処理の回数が減るので、処理負担を軽減することが出来、消費電力を抑えることが出来る。
【００７３】
（実施の形態２）
本実施の形態では、繰り返し復号を行う復号器に入力される符号化系列（誤り訂正符号）に複数の誤り検出符号が含まれている場合に、繰り返し復号の繰り返し回数を最適化する手法について説明する。
【００７４】
図７は、本発明の実施の形態２に係る無線通信システムにおける符号化から復号までのデータの変化の流れを示す図である。この図に示すように、情報ビット列＃１〜情報ビット列＃４は、まず送信側においてそれぞれ誤り検出符号化され、誤り検出符号＃１〜誤り検出符号＃４が生成される。誤り検出符号＃１〜誤り検出符号＃４は、相互に結合されて誤り訂正符号化され、誤り訂正符号化された符号化系列が得られる。この符号化系列（誤り訂正符号）には４つの誤り検出符号が含まれている。誤り訂正符号に含まれる誤り検出符号の数は、４つに限らず、１つ以上の任意の数で良い。以下、本実施の形態においては、誤り訂正符号に４つの誤り検出符号が含まれている場合を例に説明する。
【００７５】
誤り訂正符号化された符号化系列は、伝送路で雑音を付加されて、受信側で受信される。受信側では、受信した符号化系列に対して誤り訂正復号を繰り返し行って復号し、ひとまとまりの復号結果を得る。この復号結果には、誤り検出符号＃１〜誤り検出符号＃４が含まれている。この復号結果は、誤り検出符号＃１〜誤り検出符号＃４に分割される。誤り検出符号＃１〜誤り検出符号＃４は、それぞれ復号されて情報ビット列＃１〜情報ビット列＃４が得られる。また、誤り検出符号＃１〜誤り検出符号＃４を復号することにより、各誤り検出符号に含まれていた情報ビット列＃１〜情報ビット列＃４に残存する誤りの有無を検査することが出来る。
【００７６】
図８は、本発明の実施の形態２に係る繰り返し制御器３０３の構成を示すブロック図である。本実施の形態に係る無線通信システムの構成は、繰り返し制御器３０３の内部構成以外は実施の形態１と同じ構成を有する。そこで、実施の形態１と同じ部分には同じ符号を付して、その詳しい説明は省略する。
【００７７】
図８に示すように、本実施の形態に係る繰り返し制御器３０３は、誤り訂正符号に含まれる誤り検出符号を計数する誤り検出符号カウンタ８０１と、誤り検出符号に対応した数の誤り検査結果フラグを記憶するフラグ用メモリ８０２と、誤り検査結果フラグなどを参照してターボ復号器３０１における繰り返し復号を終了させるか否かを判定する判定回路８０３と、判定回路８０３の制御に応じてターボ復号器３０１の復号結果を最終的な復号結果として出力する出力制御回路８０４と、から主に構成される。
【００７８】
次いで、上記構成を有する繰り返し制御部３０３の動作について説明する。誤り検出符号カウンタ８０１は、ターボ復号器３０１の復号結果に含まれる誤り検出符号の数を計数し、その計数したカウント数を判定回路８０３に出力する。すなわち、誤り検出符号カウンタ８０１にはカウント数の初期値として「１」が設定されており、ターボ復号器３０１が１回分の繰り返しを行う間に、誤り検出符号が誤り訂正復号結果として出力される毎に、カウント数を「１」から順に誤り訂正符号に含まれている誤り検出符号の数の分だけ１刻みでインクリメントして出力する。例えば、図７に示すように誤り訂正符号が４つの誤り検出符号を含んでいる場合には、誤り検出カウンタ８０１は、１回の繰り返しの間に「１」、「２」、「３」、「４」を順に出力する。
【００７９】
フラグ用メモリ８０２には、誤り検出符号と同じ数の誤り検査結果フラグが記憶されている。誤り検査結果フラグは、ターボ復号器３０１で繰り返し復号している符号化系列に含まれる誤り検出符号のうち、誤りが無いと判断された誤り検出符号を見分けるための目印として使用する。この誤り検査結果フラグについて具体的に説明する。
【００８０】
まず、誤り検査器３０２は、ターボ復号器３０１の復号結果に含まれている誤り検出符号ごとに誤りを検査し、その誤り検査結果を示す検査結果信号（ＯＫ信号またはＮＧ信号）を、誤り検出符号ごとにフラグ用メモリ８０２に出力する。誤り検査結果フラグには初期値として「０」が設定されている。誤り検査結果フラグは、誤り検査器３０２から出力される検査結果信号に応じて更新される。すなわち、フラグ用メモリ８０２では、検査結果信号としてＯＫ信号が入力されると、その誤り検出符号に対応する誤り検査結果フラグが「１」に更新される。誤り検査結果フラグは、繰り返し復号の途中で１度「１」が設定されると、復号中の符号化系列に対する繰り返し復号が終了するまでは「１」のままである。このように、誤り検査結果フラグは、繰り返し復号中に復号結果が１度以上誤り無しとなったか否かを示す。つまり、誤り検査結果フラグに「１」が設定されている誤り検出符号は、既に１度以上誤り無しとなったことがあり、誤り検査結果フラグに「０」が設定されている誤り検出符号は、まだ１度も誤り無しとなったことがない。
【００８１】
判定回路８０３は、フラグ用メモリ８０２から読み出した誤り検査結果フラグと、誤り検出符号カウンタ８０１から出力される誤り検出符号のカウント数と、誤り検査器３０２から出力される誤り検出結果と、を用いて、ターボ復号器３０１における繰り返し復号を終了するか否かの判定と、ターボ復号器３０１から出力制御回路８０４に出力された復号結果を出力するか否かの判定を行う。
【００８２】
まず、繰り返し復号を終了するか否かの判定について説明する。判定回路８０３は、繰り返し復号において１回の繰り返しが終了する毎に、復号中の符号化系列に含まれる全ての誤り検出符号について、誤り検査結果フラグが「１」になっているか、今回の誤り検出の結果が誤り無しとなっていれば、ターボ復号器３０１の繰り返し復号を終了すると判定し、１つでも、誤り検査結果フラグが「１」でなく、且つ、今回の誤り検出の結果も誤り有りになっている誤り検出符号があれば繰り返し復号を継続すると判定する。復号中の符号化系列に含まれる全ての誤り検出符号について、誤り検査結果フラグが「１」か今回の誤り検出の結果が誤り無しの場合は、全ての誤り検出符号が誤り検査器３０２において既に１度以上誤り無しになったと判定されたことになる。したがって、全ての誤り検出符号が既に１度以上誤り無しとなったため、繰り返し復号を終了すると判定する。判定回路８０３は、繰り返し復号を終了すると判定した場合には、ターボ復号器３０１に対して現在の符号化系列の繰り返し復号を終了させる制御を行う。ターボ復号器３０１は、判定回路８０３の制御に従って繰り返し復号を終了する。
【００８３】
次いで，出力制御回路８０４に出力された復号結果を出力するか否かの判定について説明する。判定回路８０３は、誤り検出符号に対応する誤り検査結果フラグがすでに「１」に設定されている場合は、すなわち、前回までの繰り返し復号で１度も誤り無しとなったことがない場合には、その「１」に設定されている誤り検査結果フラグに対応する誤り検出符号（ターボ復号器３０１の復号結果）を出力しないと判定する。逆に、誤り検出符号に対応する誤り検査結果フラグが「０」に設定されている場合は、すなわち、前回までの繰り返し復号ですでに１度以上誤り無しとなっている場合には、その「０」に設定されている誤り検査結果フラグに対応する誤り検出符号（ターボ復号器３０１の復号結果）は出力すると判定する。判定回路８０３は、復号結果を出力すると判定した場合には、出力制御回路８０４に対して、ターボ復号器から出力された復号結果のうち、出力すると判定した復号結果のみを出力するように指示する。出力制御回路８０４には、ターボ復号器３０１から繰り返し復号の復号結果（ここでは、誤り検出符号＃１〜誤り検出符号＃４）が出力される。出力制御回路８０４は、ターボ復号器３０１から出力された誤り検出符号のうち、判定回路８０３から出力指示のあった誤り検出符号を復号結果として図示しないメモリに出力する。このメモリは繰り返し制御器３０３から出力される復号結果を保持するために設けられる。これにより、誤り検出符号ごとに初めて誤りなしとなった復号結果が最終的に復号結果出力用の領域に出力されている状態となる。
【００８４】
図１０は、フラグ用メモリ８０２に記憶された誤り検査結果フラグの更新経過の一例について示す図である。この図には、ターボ復号器３０１の復号結果（誤り検出符号＃１〜誤り検出符号＃４）ごとに誤り検査フラグの更新経過を示す。この図に示すように、それぞれの誤り検査結果フラグには初期値として「０」が設定されている。誤り検出符号＃１に含まれる情報ビット列は、１回目の繰り返しにおいて誤り無しと判断されたため、この誤り検出符号＃１に対応する誤り検査結果フラグは、１度目の繰り返しが終了した時点で「１」に更新され、以後「１」のまま変更されない。誤り検出符号＃２に含まれる情報ビット列は、３回目の繰り返しにおいて始めて誤り無しと判断されたので、この誤り検出符号＃２に対応する誤り検査結果フラグは、３回目の繰り返しが終了した時点で「１」に更新される。同様に、誤り検出符号＃３に対応する誤り検査結果フラグは、６回目の繰り返しが終了した時点で「１」に更新され、誤り検出符号＃４に対応する誤り検査結果フラグは、２回目の繰り返しが終了した時点で「１」に更新される。このように、図１０に示す例では、６回目の繰り返しが終了した時点で、誤り検査結果フラグが全て「１」に更新される。したがって、６回目の繰り返しが終了した時点で、全ての誤り検出符号について１度以上誤り無しと判定されるので、６回の繰り返しで繰り返し復号を終了する。
【００８５】
誤り検査結果フラグが図１０に示す更新経過をたどる場合には、誤り検出符号＃１については、１回目の繰り返し復号により得られた復号結果が出力され、２回目以降の繰り返し復号で得られた復号結果は出力されない。また、誤り検出符号＃２については、１回目から３回目までの繰り返し復号により得られた復号結果が出力され、４回目以降の繰り返し復号で得られた復号結果は出力されないので、結果として最終的に復号結果を保持するメモリには３回目の繰り返し復号により得られた復号結果が記憶される。誤り検出符号＃３については、１回目から６回目までの繰り返し復号により得られた復号結果が出力され、７回目以降の繰り返し復号で得られた復号結果は出力されないので、結果として最終的に復号結果を保持するメモリには６回目の繰り返し復号により得られた復号結果が記憶される。誤り検出符号＃４は、１回目から２回目までの繰り返し復号により得られた復号結果が出力され、３回目以降の繰り返し復号で得られた復号結果は出力されないので、結果として最終的に復号結果を保持するメモリには２回目の繰り返し復号により得られた復号結果が記憶される。結果として、最終的な誤り訂正復号結果を保持するメモリには、誤り検出符号＃１〜＃４について、それぞれ繰り返し復号の１回目、３回目、６回目、２回目に得られた復号結果が記憶される。
【００８６】
次に、図９を参照して本実施の形態における繰り返し復号処理の手順について説明する。図９は、本発明の実施の形態２における繰り返し復号処理の手順を説明するフロー図である。
【００８７】
まず、ステップ（ＳＴ）９０１において、フラグ用メモリ８０２に記憶された誤り検査結果フラグを初期化し、ＳＴ９０２に移行する。ＳＴ９０２では、受信信号と前回の誤り訂正復号による軟出力復号結果（事前尤度）とを用いて誤り訂正復号を開始する。だたし、繰り返しの初回は事前尤度として０が用いられる。ＳＴ９０３では、誤り検出符号のカウント数を出力する誤り検出符号カウンタ８０１を初期化する。ＳＴ９０４では、ターボ復号器３０１から誤り検出符号が出力される毎に繰り返し復号の復号結果に含まれる誤り検出符号を復号を開始し、その誤り検出符号の繰り返し復号結果に残存する誤りの有無を検査する処理を始める。
【００８８】
ＳＴ９０５では、誤り検出符号カウンタ８０１からカウント数として「１」が出力され、この「１」に対応する誤り検出符号＃１の誤り検査結果フラグを検査し、誤り検査結果フラグが「０」（未だ誤り無しとなったことがない）であればＳＴ９０６に移行し、誤り検査結果フラグが「１」（既に誤り無しとなったことがある）であればＳＴ９０９に移行する。なお、１度目の誤り訂正処理の場合は、フラグ用メモリ８０２には初期値「０」が記憶されているので、常にＳＴ９０６に移行する。ＳＴ９０６では、繰り返し復号により得られた復号結果のうち、誤り検出符号カウンタの出力している「１」に対応した誤り検出符号＃１の復号結果が出力され、ＳＴ９０７に移行する。ＳＴ９０７では、ＳＴ９０３における誤り検査により誤り無しと判断された場合にはＳＴ９０８に移行し、誤り有りと判断された場合にはＳＴ９０９に移行する。ＳＴ９０８では、誤り検出符号＃１に対応する誤り検査結果フラグの値を「１」（すでに誤り無しとなったことがある）に変更する。
【００８９】
ＳＴ９０９では、誤り検出符号カウンタ８０１から出力されたカウント数と現在繰り返し復号が行われている符号化系列に含まれる誤り検出符号数とを比較し、カウント数が符号化系列に含まれる誤り検出符号の数より少ない場合にはＳＴ９１０に移行し、誤り検出符号カウンタ８０１から出力されたカウント数が誤り検出符号の数と一致した場合にはＳＴ９１１に移行する。ＳＴ９１０では、誤り検出符号カウンタ８０１をインクリメントし、ＳＴ９０４に移行し、ターボ復号器３０１から出力された次の誤り検出符号の誤り検出に移行する。ＳＴ９０９での分岐により、ＳＴ９０５〜ＳＴ９０７〜ＳＴ９０８〜ＳＴ９０９〜ＳＴ９１０のループにおける誤り検査結果フラグの更新は、カウント数が符号化系列に含まれる誤り検出符号の数に一致するまで行われる。したがって、このループで行われる処理により、１回の繰り返し復号により出力される復号結果の誤り検査結果が誤り検査結果フラグに反映される。図７に示すように、符号化系列に４つの誤り検出符号が含まれる場合には、誤り検出符号カウンタ８０１からは、「１」、「２」、「３」、「４」が順に出力される。そして、最後のカウント数「４」について、ＳＴ９０５〜ＳＴ９０７〜ＳＴ９０８〜ＳＴ９０９〜ＳＴ９１０のループにおける処理が行われると、カウント数が誤り訂正符号に含まれる誤り検出符号の数に一致し、ターボ復号器３０１からの今回の繰り返し復号での出力も終了しているので、ＳＴ９０９からＳＴ９１１に移行する。
【００９０】
一方、ＳＴ９１１では、符号化系列に含まれている誤り検出符号＃１〜誤り検出符号＃４のそれぞれに対応する誤り検査結果フラグを検査し、いずれかの誤り検出符号について誤り検査結果フラグが「０」（未だ誤り無しとなったことがない）に設定されている場合には、ＳＴ９０２に移行する。ＳＴ９０２では、次回の誤り訂正復号が開始される。つまり、ＳＴ９０２に移行すると、繰り返し復号が継続され、上述した復号結果の誤り検出結果に応じて誤り検査結果フラグを更新する処理が再び開始される。ＳＴ９１１では、誤り検査結果フラグがすべての誤り検出符号について「１」（既に誤り無しとなったことがある）の場合には、繰り返し復号を終了する。
【００９１】
以上説明したように本実施の形態においては、複数の誤り検出符号を含む符号化系列に対して誤り訂正復号を繰り返し行い、符号化系列に含まれる全ての誤り検出符号について１度以上誤り無しと判定されると繰り返し復号を終了する。したがって、本実施の形態に係る繰り返し回数の制御手法によれば、繰り返し復号の各繰り返しにおいて復号中の符号化系列に含まれる全ての誤り検出符号が同じ繰り返し回数において誤り無しと判定された場合に繰り返し復号を終了する手法よりも、繰り返し回数を短縮することが出来る。
【００９２】
尚、本実施の形態においては、誤り検査結果フラグの値にかかわらず誤り検出復号を行ったが、誤り検査結果フラグが「１」に更新された後の誤り検出結果は繰り返し復号の繰り返し回数を制御する際に考慮されないので、誤り検査結果フラグが「１」に更新された後は誤り検出を行わなくとも良い。これにより、復号装置の処理負担を軽減することが出来、消費電力を抑えることが出来る。
【００９３】
また、本実施の形態では、繰り返し復号の復号結果の誤り検査結果が初めて誤り無しとなった時に、その誤り無しと判定された復号結果を出力制御回路８０４から最終的な復号結果として出力し、メモリに記憶する制御を行う場合について説明したが、その後の繰り返し復号において、誤り検査の結果により復号結果が再び誤り無しと判定される場合には、２回目以降の誤り無しの判定であっても復号結果を上書して出力するようにしてもよい。
【００９４】
また、本実施の形態では、符号化系列に含まれる全ての誤り検出符号について１度以上誤り無しと判定されると繰り返し復号を終了するが、繰り返し回数の上限を予め設定しておき、その上限の繰り返し回数までに１度も誤り無しと判定されていない誤り検出符号がある場合でも、上限の繰り返し回数だけ繰り返し復号を行ったときに繰り返し復号を終了するようにしても良い。このように繰り返し回数の上限を設けることにより、繰り返し回数が長くなって処理遅延や消費電力が増加するなることを防止することが出来る。伝送路において符号化系列に大きな雑音が加えられた場合には、繰り返し復号を継続しても全ての誤り検出符号について誤り無しとならない場合があるので、伝播路環境が一定でないような通信システムで本実施の形態を用いる場合に上限を設けることが有効となる。
【００９５】
また、本実施の形態は、実施の形態１と組み合わせて用いることも可能である。すなわち、繰り返し回数の繰り返し拘束回数を設定し、繰り返し回数が繰り返し拘束回数以上になり、かつ、誤り検査により繰り返し復号の復号結果に誤りが無いと判定された場合に誤り検査結果フラグを「１」に更新するようにする。逆に、繰り返し回数が繰り返し拘束回数よりも少ない場合には誤り検査結果フラグを「０」のまま更新しない。このように、繰り返し回数が繰り返し拘束回数よりも少ない場合には誤り検査結果フラグを「０」のまま更新しないことで、繰り返し回数が多くなることによる処理遅延を防止することが出来るとともに、繰り返し復号の初期の段階で起こり易い見逃し誤りによる伝送品質の劣化を防止することも出来る。
【００９６】
また、上述したように本実施の形態を実施の形態１と組み合わせて用いる際に、複数の誤り検出符号の全てが同じ繰り返し回数において誤り無しと判定された場合に、繰り返し回数が繰り返し拘束回数以下であっても繰り返しを終了するようにしても良い。これにより、繰り返し回数を減らして、復号処理の処理時間を短縮することが出来る。
【００９７】
上記各実施の形態に係る無線通信システムを、セルラーシステムに適用する。基地局に復号部１０８を搭載し、この基地局装置のセル内に収容された移動局などの通信端末に符号化部１０１を搭載する。また、逆に基地局に符号化部１０１を搭載し、この基地局装置のセル内に収容された移動局などの通信端末に復号部１０８を搭載する。基地局と通信端末との間で、上述した符号化から復号までの動作を行うことにより、適当な繰り返し回数の繰り返し復号を行って、所望の伝送品質を確保しつつ処理遅延を低減を図る。
【００９８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、繰り返し復号における繰り返し回数が少ない段階では、繰り返し復号の復号結果から誤りが検出されなくとも繰り返し復号を継続する。これにより、見逃し誤りによる伝送品質の劣化を防止することが出来る。また、繰り返し回数の繰り返し拘束回数を設定し、繰り返し回数が繰り返し拘束回数を超えた場合には、誤り検査の結果によって誤りが無いと判定された場合に繰り返し復号を終了する。これにより、不必要な繰り返しを行わないので、繰り返し回数を短縮し、処理遅延を軽減することが出来る。
【００９９】
また、本発明によれば、複数の誤り検出符号を含む符号化系列に対して誤り訂正復号を繰り返し行い、符号化系列に含まれる全ての誤り検出符号について１度以上誤り無しと判定されると繰り返し復号を終了する。したがって、繰り返し復号の各繰り返しにおいて復号処理を行っている符号化系列に含まれる全ての誤り検出符号が同じ繰り返し回数において誤り無しと判定された場合に繰り返し復号を終了する手法よりも、繰り返し回数を短縮することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る無線通信システムの構成を示すブロック図
【図２】本発明の実施の形態１に係るターボ符号化部１０２の構成を示すブロック図
【図３】本発明の実施の形態１に係る復号部１０８の構成を示すブロック図
【図４】本発明の実施の形態１に係るターボ復号器３０１の構成を示すブロック図
【図５】本発明の実施の形態１に係る繰り返し制御器３０３の構成を示すブロック図
【図６】本発明の実施の形態１に係る繰り返し復号処理の手順を説明するフロー図
【図７】本発明の実施の形態２に係る無線通信システムにおける符号化から復号化までの流れを示す図
【図８】本発明の実施の形態２に係る繰り返し制御器３０３の構成を示すブロック図
【図９】本発明の実施の形態２における繰り返し復号処理の手順を説明するフロー図
【図１０】フラグ用メモリ８０２に記憶された誤り検査結果フラグの更新経過の一例について示す図
【図１１】ターボ復号器により繰り返し復号した復号結果のＢＥＲとＳＩＲとの関係を繰り返し回数毎に示す図
【符号の説明】
１０１  符号化部
１０８  復号部
３０１  ターボ復号器
３０２  誤り検査器
３０３  繰り返し制御器
４０６  バッファ
５０１  カウンタ
５０２  メモリ
５０３、８０３  判定回路
５０４、８０４  出力制御回路
８０１  誤り検出符号カウンタ
８０２  フラグ用メモリ
【図１】
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【図２】
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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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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