(57)【要約】【課題】  ＬＤＰＣ符号等の軟判定復号用符号を外符号に使用することができ、復号特性の向上を図ることが可能な連接符号システムを実現する。【解決手段】  データが外符号により符号化された後、フレーム単位でフレーム検査部が付加され、さらに内符号により符号化されている内符号化データを復号する内符号復号器２１と、内符号の復号により得られたフレーム検査部付きの外符号化データについてのフレーム検査を行うＦＣＳ検査部２２と、フレーム検査結果に基づいてフレーム誤り率を算出し、該フレーム誤り率からビット誤り率を換算するＢＥＲ算出部２４と、内符号復号結果である外符号化データのフレームごとに、フレーム検査結果およびビット誤り率に応じた確度データを算出する外符号ビット処理部２５と、確度データに基づき、内符号復号結果である外符号化データに対して軟判定復号を行う外符号復号器２６とを備える。【選択図】    図１
2006060296.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外符号および内符号により二段階でデータを符号化する連接符号システムにおいて、
データを外符号により符号化する外符号符号化手段と、
前記外符号化データに対してフレーム単位でフレーム検査部を付加するフレーム検査部付加手段と、
前記フレーム検査部付きの外符号化データを内符号により符号化する内符号符号化手段とを具備する符号化装置と、
前記内符号化データを復号する内符号復号手段と、
前記内符号の復号により得られたフレーム検査部付きの外符号化データについてのフレーム検査を行うフレーム検査手段と、
前記フレーム検査結果に基づいてフレーム誤り率を算出し、該フレーム誤り率からビット誤り率を換算するビット誤り率算出手段と、
前記内符号復号結果である外符号化データのフレームごとに、前記フレーム検査結果および前記ビット誤り率に応じた確度データを算出する確度算出手段と、
前記確度データに基づき、前記内符号復号結果である外符号化データに対して軟判定復号を行う外符号復号手段とを具備する復号装置と、
を備えたことを特徴とする連接符号システム。
【請求項２】
前記外符号復号手段は、
前記確度データから通信路ビット尤度値を算出し、
該通信路ビット尤度値と前記外符号化データの当該フレーム中の各ビットとから通信路入力値を算出することを特徴とする請求項１に記載の連接符号システム。
【請求項３】
外符号および内符号により二段階でデータを符号化する連接符号システムにおいて、
データを外符号により符号化する外符号符号化手段と、
前記外符号化データに対してフレーム単位でフレーム検査部を付加するフレーム検査部付加手段と、
前記フレーム検査部付きの外符号化データを内符号により符号化する内符号符号化手段とを具備する符号化装置と、
前記内符号化データを復号する内符号復号手段と、
前記内符号の復号により得られたフレーム検査部付きの外符号化データについてのフレーム検査を行うフレーム検査手段と、
前記フレーム検査結果に基づいてフレーム誤り率を算出し、該フレーム誤り率からビット誤り率を換算するビット誤り率算出手段と、
前記内符号復号結果である外符号化データのフレームごとに、前記フレーム検査結果および前記ビット誤り率に応じた確度データを算出する確度算出手段と、
前記フレーム検査結果に基づいてフレーム誤り率を算出し、該フレーム誤り率から通信路の所望電力と雑音電力との比を換算する電力比算出手段と、
前記確度データおよび前記電力比に基づき、前記内符号復号結果である外符号化データに対して軟判定復号を行う外符号復号手段とを具備する復号装置と、
を備えたことを特徴とする連接符号システム。
【請求項４】
前記外符号復号手段は、
前記電力比から通信路ビット尤度値を算出し、
該通信路ビット尤度値と前記外符号化データの当該フレーム中の各ビットとから通信路入力値を算出し、
前記確度データを事前値の初期値に使用することを特徴とする請求項３に記載の連接符号システム。
【請求項５】
外符号および内符号により二段階でデータを符号化する連接符号システムにおける復号装置であって、
データが外符号により符号化された後、フレーム単位でフレーム検査部が付加され、さらに内符号により符号化されている内符号化データを復号する内符号復号手段と、
前記内符号の復号により得られたフレーム検査部付きの外符号化データについてのフレーム検査を行うフレーム検査手段と、
前記フレーム検査結果に基づいてフレーム誤り率を算出し、該フレーム誤り率からビット誤り率を換算するビット誤り率算出手段と、
前記内符号復号結果である外符号化データのフレームごとに、前記フレーム検査結果および前記ビット誤り率に応じた確度データを算出する確度算出手段と、
前記確度データに基づき、前記内符号復号結果である外符号化データに対して軟判定復号を行う外符号復号手段と、
を備えたことを特徴とする復号装置。
【請求項６】
外符号および内符号により二段階でデータを符号化する連接符号システムにおける復号装置であって、
データが外符号により符号化された後、フレーム単位でフレーム検査部が付加され、さらに内符号により符号化されている内符号化データを復号する内符号復号手段と、
前記内符号の復号により得られたフレーム検査部付きの外符号化データについてのフレーム検査を行うフレーム検査手段と、
前記フレーム検査結果に基づいてフレーム誤り率を算出し、該フレーム誤り率からビット誤り率を換算するビット誤り率算出手段と、
前記内符号復号結果である外符号化データのフレームごとに、前記フレーム検査結果および前記ビット誤り率に応じた確度データを算出する確度算出手段と、
前記フレーム検査結果に基づいてフレーム誤り率を算出し、該フレーム誤り率から通信路の所望電力と雑音電力との比を換算する電力比算出手段と、
前記確度データおよび前記電力比に基づき、前記内符号復号結果である外符号化データに対して軟判定復号を行う外符号復号手段と、
を備えたことを特徴とする復号装置。
【請求項７】
外符号および内符号により二段階でデータを符号化する連接符号システムにおける連接符号処理方法であって、
データが外符号により符号化された後、フレーム単位でフレーム検査部が付加され、さらに内符号により符号化されている内符号化データを復号する過程と、
前記内符号の復号により得られたフレーム検査部付きの外符号化データについてのフレーム検査を行う過程と、
前記フレーム検査結果に基づいてフレーム誤り率を算出し、該フレーム誤り率からビット誤り率を換算する過程と、
前記内符号復号結果である外符号化データのフレームごとに、前記フレーム検査結果および前記ビット誤り率に応じた確度データを算出する過程と、
前記確度データに基づき、前記内符号復号結果である外符号化データに対して軟判定復号を行う過程と、
を含むことを特徴とする連接符号処理方法。
【請求項８】
外符号および内符号により二段階でデータを符号化する連接符号システムにおける連接符号処理方法であって、
データが外符号により符号化された後、フレーム単位でフレーム検査部が付加され、さらに内符号により符号化されている内符号化データを復号する過程と、
前記内符号の復号により得られたフレーム検査部付きの外符号化データについてのフレーム検査を行う過程と、
前記フレーム検査結果に基づいてフレーム誤り率を算出し、該フレーム誤り率からビット誤り率を換算する過程と、
前記内符号復号結果である外符号化データのフレームごとに、前記フレーム検査結果および前記ビット誤り率に応じた確度データを算出する過程と、
前記フレーム検査結果に基づいてフレーム誤り率を算出し、該フレーム誤り率から通信路の所望電力と雑音電力との比を換算する過程と、
前記確度データおよび前記電力比に基づき、前記内符号復号結果である外符号化データに対して軟判定復号を行う過程と、
を含むことを特徴とする連接符号処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、連接符号システムおよび連接符号処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、例えば非特許文献１に記載されるように、連接符号は、無線パケットデータネットワークに適用することが可能なことが知られている。連接符号は外符号および内符号により二段階でデータを符号化したものである。送信側では、例えばパケットデータを外符号符号化器で符号化し、この外符号化データを内符号符号化器で符号化し、この内符号化データを通信路へ送信する。そして、受信側では、通信路から受信した内符号化データを内符号復号器で復号して外符号化データを得て、この外符号化データを外符号復号器で復号してパケットデータを得る。
【０００３】
非特許文献１に記載される技術（従来技術１）では、連接符号として、外符号にリードソロモン符号（Reed-Solomon符号、以下ではＲＳ符号と称する）を、内符号にターボ符号をそれぞれ使用している。ＲＳ符号は外符号として一般的に用いられており、安定した硬判定復号特性を有し、パリティ数の半分までの誤り、もしくは同数の消失誤り、を常に訂正することができる。
【０００４】
硬判定復号とは、通信路からのアナログ出力値をｑ個（有限個）の復号値の中のいずれか唯一に判定することにより、ｑ元符号の復号を行う復号方法を指す。これに対して、通信路からのアナログ出力値をそのまま用いて行う復号方法は軟判定復号と呼ばれる。
【０００５】
また、非特許文献２，３には、ターボ符号復号器（内符号復号器）からの出力フレームおよび該フレームの誤り検出情報を用いて、ＲＳ符号復号器（外符号復号器）でＲＳ消失復号を行う技術が記載されている（従来技術２）。この従来技術２では、送信側で、外符号化データに例えばＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）値から成るＦＣＳ（Frame Check Sequence）部を付加して内符号符号化器で符号化する。そして、受信側では、内符号復号器であるターボ符号復号器からの出力フレームに対して、ＦＣＳ部による誤り検出を行う。この誤り検出の結果、誤りがなければ、該出力フレームはそのまま外符号復号器であるＲＳ符号復号器に入力される。一方、誤りがあれば、当該出力フレームを消失としてＲＳ符号復号器に通知し、ＲＳ符号復号器がＲＳ符号による消失復号を行うことにより、パリティ数と同数のフレームの訂正を行うことが可能となる。
【０００６】
また、低密度パリティ検査符号（Low-Density Parity-Check Codes、以下ではＬＤＰＣ符号と称する）は、新世代のモバイルを対象とした無線方式に有力な符号の一つとして注目されている（例えば、非特許文献４参照）。ＬＤＰＣ符号は、基本的に軟判定復号用であり、ターボ符号と並んで、シャノン限界に迫る誤り訂正能力を有するものとして知られている。ＬＤＰＣ符号の特長としては、例えば、復号アルゴリズムは本質的に並列アルゴリズムであるため、並列分散型ハードウェアに実装する場合に特に適している点がある。また、様々な符号長、符号化率の符号を容易に構成できる柔軟性を有する点が挙げられる。
【非特許文献１】“CDMA2000 High Rate Broadcast-Multicast Packet Data Air Interface Specification”， 3GPP2 C.S0054， Feb．2004．
【非特許文献２】P.Agashe、R.Rezaiifar、P.Bender，“CDMA2000 High Rate Broadcast Packet Data Air Interface Design”，IEEE Commun．Magazine，pp.83-89， Feb．2004．
【非特許文献３】T.Chen、Y.Wei、E.G.Tiedemann、R.Sinnarajah、J.Wang，“A High-Rate Broadcast Channel Design for CDMA2000”，IEEE GlobeCom 2002，pp.605-609，Nov．2002．
【非特許文献４】和田山正著，“低密度パリティ検査符号とその復号法”，トリケップス，２００２年
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上述した従来技術１，２では、外符号復号器にＲＳ符号復号器を使用して硬判定復号を行うので、十分な復号特性が得られないという問題がある。このため、外符号復号器に上記したＬＤＰＣ符号を使用することが要望されているが、従来技術１，２では、外符号復号器は硬判定復号を前提とした構成となっているために、基本的に軟判定復号用であるＬＤＰＣ符号を外符号復号器に使用することができない。
【０００８】
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、外符号及び内符号から成る連接符号を用いた連接符号システムにおいて、ＬＤＰＣ符号等の軟判定復号用符号を外符号に使用することができ、復号特性の向上を図ることが可能な連接符号システムおよび連接符号処理方法、復号装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、本発明に係る連接符号システムは、外符号および内符号により二段階でデータを符号化する連接符号システムにおいて、データを外符号により符号化する外符号符号化手段と、前記外符号化データに対してフレーム単位でフレーム検査部を付加するフレーム検査部付加手段と、前記フレーム検査部付きの外符号化データを内符号により符号化する内符号符号化手段とを具備する符号化装置と、前記内符号化データを復号する内符号復号手段と、前記内符号の復号により得られたフレーム検査部付きの外符号化データについてのフレーム検査を行うフレーム検査手段と、前記フレーム検査結果に基づいてフレーム誤り率を算出し、該フレーム誤り率からビット誤り率を換算するビット誤り率算出手段と、前記内符号復号結果である外符号化データのフレームごとに、前記フレーム検査結果および前記ビット誤り率に応じた確度データを算出する確度算出手段と、前記確度データに基づき、前記内符号復号結果である外符号化データに対して軟判定復号を行う外符号復号手段とを具備する復号装置とを備えたことを特徴としている。
【００１０】
本発明に係る連接符号システムにおいては、前記外符号復号手段は、前記確度データから通信路ビット尤度値を算出し、該通信路ビット尤度値と前記外符号化データの当該フレーム中の各ビットとから通信路入力値を算出することを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る連接符号システムは、外符号および内符号により二段階でデータを符号化する連接符号システムにおいて、データを外符号により符号化する外符号符号化手段と、前記外符号化データに対してフレーム単位でフレーム検査部を付加するフレーム検査部付加手段と、前記フレーム検査部付きの外符号化データを内符号により符号化する内符号符号化手段とを具備する符号化装置と、前記内符号化データを復号する内符号復号手段と、前記内符号の復号により得られたフレーム検査部付きの外符号化データについてのフレーム検査を行うフレーム検査手段と、前記フレーム検査結果に基づいてフレーム誤り率を算出し、該フレーム誤り率からビット誤り率を換算するビット誤り率算出手段と、前記内符号復号結果である外符号化データのフレームごとに、前記フレーム検査結果および前記ビット誤り率に応じた確度データを算出する確度算出手段と、前記フレーム検査結果に基づいてフレーム誤り率を算出し、該フレーム誤り率から通信路の所望電力と雑音電力との比を換算する電力比算出手段と、前記確度データおよび前記電力比に基づき、前記内符号復号結果である外符号化データに対して軟判定復号を行う外符号復号手段とを具備する復号装置とを備えたことを特徴としている。
【００１２】
本発明に係る連接符号システムにおいては、前記外符号復号手段は、前記電力比から通信路ビット尤度値を算出し、該通信路ビット尤度値と前記外符号化データの当該フレーム中の各ビットとから通信路入力値を算出し、前記確度データを事前値の初期値に使用することを特徴とする。
【００１３】
本発明に係る復号装置は、外符号および内符号により二段階でデータを符号化する連接符号システムにおける復号装置であって、データが外符号により符号化された後、フレーム単位でフレーム検査部が付加され、さらに内符号により符号化されている内符号化データを復号する内符号復号手段と、前記内符号の復号により得られたフレーム検査部付きの外符号化データについてのフレーム検査を行うフレーム検査手段と、前記フレーム検査結果に基づいてフレーム誤り率を算出し、該フレーム誤り率からビット誤り率を換算するビット誤り率算出手段と、前記内符号復号結果である外符号化データのフレームごとに、前記フレーム検査結果および前記ビット誤り率に応じた確度データを算出する確度算出手段と、前記確度データに基づき、前記内符号復号結果である外符号化データに対して軟判定復号を行う外符号復号手段とを備えたことを特徴としている。
【００１４】
本発明に係る復号装置は、外符号および内符号により二段階でデータを符号化する連接符号システムにおける復号装置であって、データが外符号により符号化された後、フレーム単位でフレーム検査部が付加され、さらに内符号により符号化されている内符号化データを復号する内符号復号手段と、前記内符号の復号により得られたフレーム検査部付きの外符号化データについてのフレーム検査を行うフレーム検査手段と、前記フレーム検査結果に基づいてフレーム誤り率を算出し、該フレーム誤り率からビット誤り率を換算するビット誤り率算出手段と、前記内符号復号結果である外符号化データのフレームごとに、前記フレーム検査結果および前記ビット誤り率に応じた確度データを算出する確度算出手段と、前記フレーム検査結果に基づいてフレーム誤り率を算出し、該フレーム誤り率から通信路の所望電力と雑音電力との比を換算する電力比算出手段と、前記確度データおよび前記電力比に基づき、前記内符号復号結果である外符号化データに対して軟判定復号を行う外符号復号手段とを備えたことを特徴としている。
【００１５】
本発明に係る連接符号処理方法は、外符号および内符号により二段階でデータを符号化する連接符号システムにおける連接符号処理方法であって、データが外符号により符号化された後、フレーム単位でフレーム検査部が付加され、さらに内符号により符号化されている内符号化データを復号する過程と、前記内符号の復号により得られたフレーム検査部付きの外符号化データについてのフレーム検査を行う過程と、前記フレーム検査結果に基づいてフレーム誤り率を算出し、該フレーム誤り率からビット誤り率を換算する過程と、前記内符号復号結果である外符号化データのフレームごとに、前記フレーム検査結果および前記ビット誤り率に応じた確度データを算出する過程と、前記確度データに基づき、前記内符号復号結果である外符号化データに対して軟判定復号を行う過程とを含むことを特徴としている。
【００１６】
本発明に係る連接符号処理方法は、外符号および内符号により二段階でデータを符号化する連接符号システムにおける連接符号処理方法であって、データが外符号により符号化された後、フレーム単位でフレーム検査部が付加され、さらに内符号により符号化されている内符号化データを復号する過程と、前記内符号の復号により得られたフレーム検査部付きの外符号化データについてのフレーム検査を行う過程と、前記フレーム検査結果に基づいてフレーム誤り率を算出し、該フレーム誤り率からビット誤り率を換算する過程と、前記内符号復号結果である外符号化データのフレームごとに、前記フレーム検査結果および前記ビット誤り率に応じた確度データを算出する過程と、前記フレーム検査結果に基づいてフレーム誤り率を算出し、該フレーム誤り率から通信路の所望電力と雑音電力との比を換算する過程と、前記確度データおよび前記電力比に基づき、前記内符号復号結果である外符号化データに対して軟判定復号を行う過程とを含むことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、ＬＤＰＣ符号等の軟判定復号用符号を外符号に使用することができ、復号特性の向上を図ることが可能となる。これにより、データ誤り率を低減することができるので、データ通信の信頼性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面を参照し、本発明の各実施形態について順次説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る連接符号システムの構成を示すブロック図である。図１の送信機１において、外符号符号化器１１は、送信するパケットデータを外符号で符号化する。ＦＣＳ付加部１２は、外符号符号化器１１から出力される外符号化データに対して、ＣＲＣ値を含むフレーム検査部（ＦＣＳ部）を付加する。内符号符号化器１３は、ＦＣＳ部が付加された外符号化データを内符号で符号化する。この内符号化データは、通信路３に送信され、受信機２で受信される。
【００１９】
本実施形態では、外符号としてＬＤＰＣ符号を使用し、内符号としてターボ符号を使用する。
【００２０】
図２は、図１に示す送信機１の外符号符号化器１１（ＬＤＰＣ符号化器）およびＦＣＳ付加部１２の動作を説明するための説明図である。
図２において、外符号符号化器１１には、Ｌオクテットのデータ長を有するパケットが入力される。外符号符号化器１１は、入力されたパケットをＫ個単位で符号化する。つまり、Ｌ×Ｋオクテットのパケットデータ群１０１が外符号化単位である。図２に示されるように、外符号符号化器１１は、パケットデータ群１０１に対して、Ｌ×（Ｎ−Ｋ）オクテットのデータ長を有するパリティデータ群１０２を付加する。図２の例では、Ｋ個のパケットデータの各々対応するビット（図２のパケットデータ群１０１の縦方向のビット列）に係るパリティ値が、パリティデータ群１０２の対応するビット列に配置されている。これにより、パケットデータ群１０１にパリティデータ群１０２が付加された外符号ブロックが生成される。この外符号ブロックは、Ｌオクテットのデータ長を有するＮ個のフレームから構成されることになる。
【００２１】
次いで、外符号符号化器１１は、その外符号化ブロック中のＮ個のフレームをＦＣＳ付加部１２に出力する。ＦＣＳ付加部１２は、外符号符号化器１１から入力されたＬオクテット長のフレームに対して、フレーム毎に、ＣＲＣ値を計算する。そして、各フレームに対してＣＲＣ値を設定したＦＣＳ部を付加し、ＦＣＳ付きフレームデータ１０３を内符号符号化器１３へ出力する。これにより、フレーム単位での誤り検出が可能となる。
【００２２】
説明を図１に戻す。
図１の受信機２において、内符号復号器２１は、上記した内符号符号化器１３（ターボ符号化器）に対応する復号機能（ターボ符号復号機能）を有する。内符号復号器２１は、通信路３から受信された内符号化データを復号してＦＣＳ付きフレームデータを得る。このＦＣＳ付きフレームデータは、ＦＣＳ検査部２２に出力される。
【００２３】
ＦＣＳ検査部２２は、入力されたＦＣＳ付きフレームデータについて、フレーム単位で、ＦＣＳ部中のＣＲＣ値を検査し、検査結果の合否を示す信号を出力する。この検査結果信号は、ＢＥＲ算出部２４および外符号ビット処理部２５に入力される。また、ＦＣＳ検査部２２は、入力されたＦＣＳ付きフレームデータからＦＣＳ部を除いたフレームデータを外符号ビット処理部２５に出力する。
【００２４】
ＢＥＲ（ビット誤り率）算出部２４は、ＦＣＳ検査部２２から入力されるフレーム単位の検査結果信号に基づき、受信フレーム数と誤りフレーム数を計数する。次いで、誤りフレーム数を受信フレーム数で除算してフレーム誤り率（ＦＥＲ）を算出する。なお、１つの外符号ブロックにはＮ個のフレームが含まれているので、受信フレーム数はＮ以上の値となる。また、ＦＥＲの算出単位は、一つの外符号ブロックであってもよく、或いは複数の外符号ブロックであってもよい。
【００２５】
次いで、ＢＥＲ算出部２４は、ＦＥＲ−ＢＥＲ変換テーブル２３から、該算出したＦＥＲに対応するＢＥＲを読み出す。このＢＥＲは、ＦＥＲから換算される値である。図３は、ＦＥＲ−ＢＥＲ変換テーブル２３の一例を示すグラフ図である。図３には、内符号としてターボ符号を使用時における誤りフレーム内のＢＥＲの期待値（平均値）が示されている。ＦＥＲ−ＢＥＲ変換テーブル２３は、実際に観測されたデータに基づいて予め作成され、受信機２内のメモリに保存される。
【００２６】
ＢＥＲ算出部２４は、ＦＥＲ−ＢＥＲ変換テーブル２３に基づいてＦＥＲから得たＢＥＲを外符号ビット処理部２５に出力する。
【００２７】
外符号ビット処理部２５は、ＦＣＳ検査部２２から入力されたフレームデータをそのまま外符号復号器２６に出力する。この時、当該フレームデータの確からしさを示すデータ（確度データ）を一緒に出力する。この確度データとしては、ＦＣＳ検査部２２からの検査結果信号が合格の場合、１を出力する。一方、ＦＣＳ検査部２２からの検査結果信号が不合格の場合には、ＢＥＲ算出部２４から入力されたＢＥＲに応じた値を出力する。本実施形態では、ＦＣＳ検査部２２からの検査結果信号が不合格の場合、「１−ＢＥＲ」を確度データとする。
【００２８】
外符号復号器２６は、上記した外符号符号化器１１（ＬＤＰＣ符号化器）に対応する復号機能（ＬＤＰＣ符号復号機能）を有する。外符号復号器２６は、外符号ビット処理部２５から入力されたフレームデータを復号してパケットデータを取得し出力する。ここで、外符号復号器２６は、フレームデータと共に入力された確度データに基づいて、軟判定復号を行う。
【００２９】
ＬＤＰＣ符号化器では、Sum-Productアルゴリズムと呼ばれる復号方法を用いて軟判定復号を行うことができることが知られている（上記した非特許文献４参照）。一般に、受信語がｙであったときに、送られた符号語が実はｘであったという条件付き確率Ｐ（ｘ｜ｙ）は、事後確率と呼ばれる。この事後確率が最大となる符号語が送られたと推定する復号は、最大事後確率復号（maximum a posteriori probability decoding；ＭＡＰ復号）と呼ばれている。上記Sum-Productアルゴリズムによる復号は、このＭＡＰ復号に属するものの一つである。
【００３０】
そして、Sum-Productアルゴリズムを用いるＬＤＰＣ符号化器では、反復復号を行うことができる。反復復号を行う場合、ＬＤＰＣ符号化器は、事前値および通信路入力値を使用する。通信路入力値は、通信路ビット尤度値により変動する。事前値は、前回の復号から得られた信頼度情報である。一般に、事前値の初期値Ｌａは０に設定される。そして、反復復号処理が開始され、ビットの信頼度の増分を表す値が得られると、この値は事前値として次回の復号に使用される。反復復号処理が数回から十数回繰り返された後、対数事後確率として定義される事後値を計算し、この事後値を硬判定することで、最終判定結果を出力する。
【００３１】
本実施形態では、外符号復号器２６は、事前値の初期値Ｌａを０とする。そして、通信路ビット尤度値は、フレームデータと共に入力された確度データに応じた値を使用する。具体的には、確度データが１の場合、通信路ビット尤度値は、所定値Ｌsureとする。但し、Ｌsureは、後述する確度データが１未満の場合のＬｃよりも大きな値となるように設定する。例えば０．５より大きく１より小さい固定値とする。外符号復号器２６は、確度データが１の場合、当該フレーム中の各ビット｛＋１，−１｝に所定値Ｌsureを乗算して通信路入力値とする。
【００３２】
一方、確度データが１未満の場合、つまり、「１−ＢＥＲ」の場合には、通信路ビット尤度値は、ｌｎ［（１−ＢＥＲ）／ＢＥＲ］として算出した値Ｌｃとする。但し、ｌｎは自然対数を表す。外符号復号器２６は、確度データが１未満の場合、当該フレーム中の各ビット｛＋１，−１｝に、算出した値Ｌｃを乗算して通信路入力値とする。
【００３３】
図４は、上記した第１の実施形態に係る連接符号の復号特性と従来の連接符号の復号特性とをシミュレーションにより比較したグラフ図である。図４には、通信路の所望電力と雑音電力との比である「シンボルエネルギー対背景相加性白色雑音電力密度比（ＥＳ／Ｎ０）」とＦＥＲとの関係を示す波形が示されている。そして、外符号としてＬＤＰＣ符号を用いた本発明に係る復号特性を示す波形と、外符号としてＲＳ符号を用いた従来の波形とがそれぞれに示されている。
【００３４】
シミュレーション条件は、変調方式がＢＰＳＫ、チャネルが相加性白色ガウス雑音（ＡＷＧＮ）である。また、外符号ブロック長は、Ｌ×Ｎ＝１２５×３２＝４０００オクテットである。また、本発明に係る外符号としてのＬＤＰＣ符号および従来のＲＳ符号の符号化率は、共に３／４（Ｎ＝３２，Ｋ＝２４）である。また、ＬＤＰＣ符号における符号語ブロック長は、ｎ＝１２８０ビット（１６０オクテット）、ｎ＝６４００ビット（８００オクテット）、ｎ＝３２０００ビット（４０００オクテット）の３種類である。
図４から明らかなように、本発明よれば、従来に比して連接符号の復号特性を改善することができる。
【００３５】
上記した第１の実施形態は、外符号の復号方式として、ＭＡＰ復号に属する復号方式および最尤復号に属する復号方式などに適用することができる。ＭＡＰ復号に属する復号方式としては、例えば、上記したSum-Productアルゴリズム、ｌｏｇ−ＭＡＰ、Ｍａｘ−ｌｏｇ−ＭＡＰなどが知られている。最尤復号に属する復号方式としては、例えば、Ｓｏｖａ、Ｖｉｔｅｒｂｉなどが知られている。
【００３６】
次に、第２の実施形態を説明する。
図５は、本発明の第２の実施形態に係る連接符号システムの構成を示すブロック図である。図５において、図１の各部に対応する部分には同一の符号を付け、その説明を省略する。
図５では、上記図１の構成に加えてさらに、ＦＥＲ−ＥＳ／Ｎ０変換テーブル３１とＥＳ／Ｎ０算出部３２とが設けられる。
【００３７】
図５において、ＥＳ／Ｎ０算出部３２は、ＢＥＲ算出部２４と同様に、ＦＣＳ検査部２２から入力されるフレーム単位の検査結果信号に基づき、受信フレーム数と誤りフレーム数を計数し、誤りフレーム数を受信フレーム数で除算してＦＥＲを算出する。次いで、ＥＳ／Ｎ０算出部３２は、ＦＥＲ−ＥＳ／Ｎ０変換テーブル３１から、該算出したＦＥＲに対応するＥＳ／Ｎ０を読み出す。このＥＳ／Ｎ０は、ＦＥＲから換算される値である。ＦＥＲ−ＥＳ／Ｎ０変換テーブル３１は、実際に観測されたデータに基づいて予め作成され、受信機２内のメモリに保存される。
【００３８】
ＥＳ／Ｎ０算出部３２は、ＦＥＲ−ＥＳ／Ｎ０変換テーブル３１に基づいてＦＥＲから得たＥＳ／Ｎ０を外符号ビット処理部２５に出力する。
【００３９】
外符号ビット処理部２５は、上記第１の実施形態と同様に、ＦＣＳ検査部２２から入力されたフレームデータをそのまま外符号復号器２６に出力する。この時、当該フレームデータの確度データおよびＥＳ／Ｎ０算出部３２から入力されたＥＳ／Ｎ０を一緒に出力する。確度データは、上記第１の実施形態と同様である。つまり、ＦＣＳ検査合格のフレームデータについては確度データが１であり、ＦＣＳ検査不合格のフレームデータについては確度データが「１−ＢＥＲ」である。ＥＳ／Ｎ０はＦＥＲ算出対象となったフレーム全体における値である。
【００４０】
外符号復号器２６は、外符号ビット処理部２５から入力されたフレームデータを復号する際、フレームデータと共に入力された確度データおよびＥＳ／Ｎ０に基づいて、軟判定復号を行う。具体的には、事前値の初期値Ｌａとして、確度データを使用する。つまり、ＦＣＳ検査合格のフレームデータについては事前値の初期値Ｌａが１となり、ＦＣＳ検査不合格のフレームデータについては事前値の初期値Ｌａが「１−ＢＥＲ」となる。
【００４１】
そして、通信路ビット尤度値は、ＥＳ／Ｎ０に応じた値を使用する。具体的には、通信路ビット尤度値は、４・ＥＳ／Ｎ０として算出した値ＬＥｓとする。外符号復号器２６は、該当するフレーム中の各ビット｛＋１，−１｝に値ＬＥｓを乗算して通信路入力値とする。
【００４２】
上記した第２の実施形態は、外符号の復号方式として、事前値が有効に作用するＭＡＰ復号に属する復号方式に適用することができる。そして、上記した第１の実施形態と同様に、従来に比して連接符号の復号特性を改善することができる。
【００４３】
上述したように本発明に係る実施形態によれば、ＬＤＰＣ符号等の軟判定復号用符号を外符号に使用することができ、復号特性の向上を図ることが可能となる。これにより、データ誤り率を低減することができるので、データ通信の信頼性が向上する。
【００４４】
なお、本発明に係る連接符号システムは、無線又は有線のデータ通信に適用することができる。例えば、無線パケットデータネットワークを介した無線パケットデータ通信に適用可能である。
【００４５】
以上、本発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る連接符号システムの構成を示すブロック図である。
【図２】外符号符号化器１１およびＦＣＳ付加部１２の動作を説明するための説明図である。
【図３】ＦＥＲ−ＢＥＲ変換テーブル２３の一例を示すグラフ図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る連接符号の復号特性と従来の連接符号の復号特性とをシミュレーションにより比較したグラフ図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る連接符号システムの構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００４７】
１…送信機、２…受信機、３…通信路、１１…外符号符号化器、１２…ＦＣＳ付加部、１３…内符号符号化器、２１…内符号復号器、２２…ＦＣＳ検査部、２３…ＦＥＲ−ＢＥＲ変換テーブル、２４…ＢＥＲ算出部、２５…外符号ビット処理部（確度算出手段）、２６…外符号復号器、３１…ＦＥＲ−ＥＳ／Ｎ０変換テーブル、３２…ＥＳ／Ｎ０算出部。
【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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