(57)【要約】【目的】効果的に復号誤りが減少できるようにダミービットを情報ビットに挿入する。【構成】ダミービットが挿入された情報ビットを組織符号化し、該ダミービットを削除してなる組織符号を送信し、受信側において送信側で削除したダミービットを受信した組織符号に挿入して復号する通信システムにおける送信方法であり、指定の符号化率、送信レート、あるいは送信レートを定めるビット長に基づいて、情報ビットに挿入するダミービットのサイズを決定し、該情報ビットと該ダミービットの合計サイズが規定サイズより大きいときに該情報ビットをコードブロック数に分割し、分割された各情報ビットに所定のパターンでダミービットを挿入し、ダミービットが挿入された情報ビットを組織符号化すると共に、組織ビットより該ダミービットを削除して組織符号を生成し、該組織符号を送信する。【選択図】図１
2011244509.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダミービットが挿入された情報ビットを組織符号化し、該ダミービットを削除してなる組織符号を送信し、受信側において送信側で削除したダミービットを受信した組織符号に挿入して復号する通信システムにおける送信方法において、
指定の符号化率、送信レート、あるいは送信レートを定めるビット長に基づいて、情報ビットに挿入するダミービットのサイズを決定し、
該情報ビットと該ダミービットの合計サイズが規定サイズより大きいときに該情報ビットをコードブロック数に分割し、
分割された各情報ビットに所定のパターンでダミービットを挿入し、
ダミービットが挿入された情報ビットを組織符号化すると共に、組織ビットより該ダミービットを削除して組織符号を生成し、
前記組織符号を送信する、
ことを特徴とする送信方法。
【請求項２】
ダミービットが挿入された情報ビットを組織符号化し、該ダミービットを削除してなる組織符号を送信し、受信側において送信側で削除したダミービットを受信した組織符号に挿入して復号する通信システムにおける送信方法において、
指定の符号化率、送信レート、あるいは送信レートを定めるビット長に基づいて、情報ビットに挿入するダミービットのサイズを決定し、
該情報ビットにダミービットを挿入し、
情報ビットとダミービットの合計サイズが規定サイズより大きいとき、ダミービットが挿入された情報ビットの分割を行い、
分割された情報ビットを組織符号化すると共に、組織ビットよりダミービットを削除して組織符号を生成し、
前記組織符号を送信する、
ことを特徴とする送信方法。
【請求項３】
指定の符号化率に基づいてダミービットのサイズを決定する場合、前記ダミービットが削除された組織符号のトータルのサイズが、送信レートを定めるビット長と等しくなるようにレートマッチング処理を行う、
ことを特徴とする請求項１または２記載の送信方法。
【請求項４】
前記ダミービット挿入に際して、前記分割された情報ビットとダミービットの合計サイズが前記規定サイズとなるようにダミービットを更に追加する、
ことを特徴とする請求項１記載の送信方法。
【請求項５】
ダミービットが挿入された情報ビットを組織符号化し、該ダミービットを削除してなる組織符号を送信し、受信側において送信側で削除したダミービットを受信した組織符号に挿入して復号する通信システムにおける送信方法において、
指定の符号化率、送信レート、あるいは送信レートを定めるビット長に基づいて、ダミービットのサイズを計算し、
情報ビットと該ダミービットの合計サイズが規定サイズより大きいとき、該合計サイズと規定サイズの差分だけ前記計算したダミービットのサイズを小さくし、
前記決定されたサイズのダミービットを情報ビットに挿入し、
ダミービットが挿入された情報ビットを組織符号化すると共に、組織ビットよりダミービットを削除し、
前記組織符号を送信する、
ことを特徴とする送信方法。
【請求項６】
ダミービットが挿入された情報ビットを組織符号化し、該ダミービットを削除してなる組織符号を送信し、受信側において送信側で削除したダミービットを受信した組織符号に挿入して復号する通信システムにおける送信方法において、
ダミービットの連続長が設定長となるように情報ビットに一様にダミービットを挿入し、
該ダミービットが挿入された情報ビットを組織符号化すると共に、組織ビットよりダミービットを削除して組織符号を生成し、
該組織符号を送信する、
ことを特徴とする送信方法。
【請求項７】
前記ダミービットを挿入する際、情報ビットの先頭及び末尾の規定ビット数の範囲内にダミービットを挿入しないよう制御する、
ことを特徴とする請求項６記載の送信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は送信方法に係わり、特に、情報ビットにダミービットを挿入して符号化して組織符号を生成し、該組織符号からダミービットを削除して送信し、受信側で尤度最大のダミービットを挿入して復号するシステムにおける送信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図３５に示すようにK個のビットよりなる情報ビットI1を符号化してなるNビットの符号I2を作成したとき、該符号のうちKビットが元の情報により構成されるような符号を組織符号といい、残りのM(=N−K)ビットはパリティと呼ばれる。組織符号の一例としてターボ符号がある。
【０００３】
ビットの一般形として、情報アルファベットを考える。尚、1つのアルファベットはｑ種類のシンボル｛a0,a1,a2,.. aq-1｝を値としてもつもので、ビットはｑ＝2の特別な場合で、a0＝0，,a1＝1である。
送信側において、K個の情報アルファベットｕ=（ｕ0，ｕ1，．．．，ｕK-1）にK×Nの生成行列
Ｇ＝（ｇij）；ｉ＝０，．．．，K−1； ｊ＝０，．．．，Ｎ−１
を用いて、次式
ｘ＝ｕＧ
によりＮ個の符号アルファベットｘ=（ｘ0，ｘ1，．．．，ｘN-1）を生成すれば、この符号アルファベットがブロック符号になり、情報アルファベットｕはブロック符号化される。
受信側では符号ベクトルｘに対しての受信データから情報アルファベットｕを推定する。このためには、ｘに対して以下のパリティチェック関係式
ｘＨT＝０
を用いる。ここで、
Ｈ＝（ｈij）；ｉ＝０，．．．，M−1； ｊ＝０，．．．，N−1
はパリティ検査行列で、ＨTはＨの転置（行と列の入れ替え）を意味する。上の２つの式からＨとＧは以下の関係を満たす。
ＧＨT＝０
これから、ＨとＧのいずれか一方が与えられると符号化規則が一意に決まる。
【０００４】
図３６は送信機においてブロック符号化し、受信機において復号する通信システムの構成図であり、送信機１はKビットよりなる情報ｕを符号化してNビットのブロック符号ｘを生成する符号部１ａと該ブロック符号を変調して送信する変調部１ｂを備えている。受信機２は伝送路３を介して受信した信号を復調する復調部２ａとＮビットの受信情報より元の送信されたＫビットの情報を復号する復号部２ｂを備えている。
符号部１はＭ（＝Ｎ−Ｋ）個のパリティビットｐを生成するパリティ生成器１ｃとＫビットの情報ｕとＭビットのパリティビットｐを合成してＮ（＝Ｋ＋Ｍ）個のブロック符号ｘを出力するＰ／Ｓ変換部１ｄを備えている。符号部１ａの符号としては例えばターボ符号が採用できる。復号部２ｂは受信尤度データｙに誤まり検出訂正処理を施して元の送信されたＫビットの情報を復号して推定情報を出力する復号器２ｃを備えている。送信機１より送信されたブロック符号ｘは伝送路３の影響を受けて復号器２ｃに送信されたままの状態で入力せず、尤度データとして復号器２ｃに入力する。尤度データは符号ビットが０か1かの信頼度と符号（＋１であれば０、−1であれば１）から成る。復号器２ｃは各符号ビットに対する尤度データを基に規定の復号処理を行い、情報ビットｕの推定を行う。復号器２ｃはターボ符号の場合には最大事後確率復号(MAP復号: Maximum A Posteriori Probability Decoding)を行う。
【０００５】
図３７はターボ符号部1aの構成図、図３８はターボ復号部2bの構成図である。ターボ符号はいくつかの要素符号器とインターリーバからなる組織符号であり、MAP復号を採用することにより復号繰り返し回数を重ねる毎に復号結果の誤りを減少することができる。
図３７はその一例で２つの要素符号器が１つのインターリーバをはさんで並列に配置されるタイプの符号で、ｕ=[u0,u1,u2,u3,..,uK-1]は伝送する長さKの情報データ、ｘa，ｘb，ｘcはターボ符号部１aで情報データｕを符号化した符号化データ、ｙa，ｙb，ｙcは符号化データｘa，ｘb，ｘｃが通信路3を伝搬し、雑音やフェージングの影響を受けた受信信号、ｕ′はターボ復号部2bにおいて受信データｙa，ｙb，ｙcを復号した復号結果である。ターボ符号部1aにおいて、符号化データｘaは情報データｕそのものであり、符号化データｘbは情報データｕを第１の要素符号器ENC1で畳み込み符号化したデータ、符号化データｘcは情報データｕをインタリーブ（π）して第２の要素符号器ENC2で畳み込み符号化したデータである。すなわち、ターボ符号は、畳み込みを２つ用いて合成した組織符号で、ｘaは情報ビット、ｘb，ｘcはパリティビットである。P/S変換部1dは符号化データｘa，ｘb，ｘcを直列に変換して出力する。
図３８のターボ復号部2bにおいて、第１の要素復号器DEC1は受信信号ｙa，ｙb，ｙcのうち、ｙaとｙbを使って復号を行う。第１の要素復号器DEC1は軟判定出力の要素復号器であり、復号結果の尤度を出力する。次に、第２の要素復号器DEC2は第１の要素復号器DEC1から出力された尤度とｙcを用いて同様の復号を行う。第２の要素復号器DEC2も軟判定出力の要素復号器であり、復号結果の尤度を出力する。この場合、ｙcは原データｕをインタリーブしたものを符号化したｘcに対応する受信信号なので、第１の要素復号器DEC1から出力される尤度は第２の要素復号器DEC2に入力する前にインタリーブ（π）する。第２の要素復号器DEC2から出力された尤度はデインタリーブ（π-1）された後、第１の要素復号器DEC1への入力としてフィードバックされる。なお、第２の要素復号器DEC2のデインタリーブ結果を"0","1"の硬判定した結果が、ターボ復号結果（復号データ)ｕ′となる。以後、上記の復号操作を所定回数繰り返し行うことにより、復号結果u′の誤り率が低減する。かかるターボ復号部における第１、第２の要素復号器DEC1,DEC2としてMAP要素復号器を使用することができる。
【０００６】
図３６の通信システムの具体的な形態として3GPP W-CDMA移動通信システムが考えられる。図３９は3GPP W-CDMA移動通信システムの構成図であり、無線基地局が図３６の送信機、移動局が受信機である。図３９において、移動通信システムは、コアネットワーク１１、無線基地局制御装置（RNC：Radio Network Controller）１２，１３、多重分離装置１４，1５、無線基地局（Node B）１６1〜１６5、移動局（UE：User equipment）１７で構成される。
コアネットワーク１１は、移動通信システム内においてルーティングを行うためのネットワークであり、例えば、ATM交換網、パケット交換網、ルーター網等によりコアネットワークを構成することができる。コアネットワーク１１は、他の公衆網（PSTN）等とも接続され、移動局７が固定電話機等との間で通信を行うことも可能としている。
無線基地局制御装置（RNC）１２、１３は、無線基地局１６1〜１６5の上位装置として位置付けられ、これらの無線基地局１６1〜１６5の制御（使用する無線リソースの管理等）を行う機能を備えている。多重分離装置１４、１５は、RNCと無線基地局との間に設けられ、RNC１２，1３から受信した各無線基地局宛ての信号を分離し、各無線基地局宛てに出力するとともに、各無線基地局からの信号を多重して各RNC側に引き渡す制御を行う。
無線基地局１６1〜１６3はRNC１２、無線基地局１６4、１６5はRNC１３により無線リソースを管理されつつ、移動局１７との間の無線通信を行う。移動局１７は、無線基地局１６の無線エリア内に在圏することで、無線基地局１６との間で無線回線を確立し、コアネットワーク１１を介して他の通信装置との間で通信を行う。
【０００７】
以上が一般的な移動通信システムに関する説明であるが、高速な下り方向のデータ伝送(パケット伝送)を可能とするために、HSDPA（High Speed Downlink Packet Access）方式が採用されている。
HSDPAは、適応符号化変調方式を採用しており、例えば、トランスポートブロックTrBLのビット数や多重コード数、変調方式（QPSK変調方式、１６値QAM方式）を無線基地局、移動局間の無線環境に応じて適応的に切りかえることを特徴としている。
また、HSDPAは、H-ARQ（Hybrid Automatic Repeat reQuest）方式を採用している。H-ARQでは、移動局が無線基地局からの受信データについて誤りを検出した場合、当該無線基地局に対して再送要求（NACK信号の送信）を行う。この再送要求を受信した無線基地局は、データの再送を行うので、移動局は、既に受信済みのデータと、再送された受信データとの双方を用いて誤り訂正復号化を行う。このようにH-ARQでは、誤りがあっても既に受信したデータを有効に利用することで、誤り訂正復号の利得が高まり、結果的に再送回数が少なく抑えられることとなる。なお、ACK信号を移動局から受信した場合は、データ送信は成功であるから再送は不要であり、次のデータの送信を行うこととなる。
HSDPAに用いられる主な無線チャネルは、図４に示すように(1) HS-SCCH（High Speed-Shared Control Channel）、(2) HS-PDSCH（High Speed-Physical Downlink Shared Channel）、(3) HS-DPCCH（High Speed-Dedicated Physical Control Channel）がある。
HS-SCCH、HS-PDSCHは、下り方向、即ち、無線基地局から移動局への方向への共通チャネル（shared channel）であり、HS-PDSCH は下り方向にパケットを送信する共通チャネル（shared channel）、HS-SCCHは、HS-PDSCHにて送信するデータに関する各種パラメータを送信する制御チャネルである。言い換えれば、HS-PDSCHを介してデータの送信が行われることを通知するチャネルで、各種パラメータとして、宛先移動局情報、伝送ビットレート情報、変調方式情報、拡散符号(spreading code)の割当て数（コード数）、送信データに対して行うレートマッチングのパターン等の情報がある。
HS-DPCCHは、上り方向、即ち、移動局から無線基地局方向への個別の制御チャネル(dedicated control channel)であり、HS-PDSCHを介して受信したデータの受信結果（ACK信号、NACK信号）を移動局から無線基地局に送信する場合に用いられる。また、HS-DPCCHは、無線基地局から受信した信号の受信品質に基づいたCQI（Channel Quality Indicator）を無線基地局に送信するためにも用いられる。無線基地局は、受信したCQIにより、下り方向の無線環境の良否を判断し、良好であれば、より高速にデータを送信可能な変調方式に切りかえ、逆に良好でなければ、より低速にデータを送信する変調方式に切りかえ、これにより適応変調を行う。実際、基地局はCQI＝１〜３０に応じて伝送速度の異なるフォーマットを定義するCQIテーブルを保持しており、CQIに応じた前記パラメータ（伝送速度、変調方式、多重コード数等）を該CQIテーブルより求めてHS-SCCHで移動局に通知すると共に該パラメータに基づいてHS-PDSCHでデータを移動局へ送信する。
以上の3GPP W-CDMA移動通信システムにおいて、図３６の送信機1は無線基地局、受信機2は移動局(移動端末)となる。
【０００８】
図４１は3GPP W-CDMA無線基地局のデータ送信処理ブロック、図４２は送信処理を説明するデータフォーマットである(非特許文献１参照)。なお、コードブロック数は２、物理レイヤH-ARQ機能部における1stRM、2nsRMはともにパンクチャリング、物理チャネルコード数は2の場合を例として説明する。
(1) 情報ビットは上位レイヤからトランスポートブロック（Transport Block）TBとして受け渡される。
(2)CRC付加部２１はトランスポートブロックTB単位でCRC（Cyclic Redundancy Check）により誤り検出のための符号化を行う。すなわち、トランスポートブロックTBをもとに、指定のビット数のCRCパリティビットを生成して、それをトランスポートブロックTB自身の後に追加する。・・・データセットD１
(3)ついで、ビットスクランブル部２２は、データセットD1に対して、ビットスクランブリング（Bit Scrambling）を行う。ビットスクランブルは、データセットD1と同じサイズＫの規定の生成法によって生成される擬似ランダムなビットパターンB=(b0,...,b(K-1)) と該データセットD1とのビット加算（以下ビット同士の算術演算はすべて[0,1]に対してのmod2の演算を意味するものとする）を行う。・・・データセットD2
(4)コードブロック分割部２３データセットD2に対して、コードブロック分割(Code Block Segmentation)を行う。すなわち、データセットD2のサイズＫが、規定サイズＺを超えると、データセットD2を分割して、すべて同じデータサイズの複数のコードブロックとする。データが分割数Cにより割り切れないときは、フィラービット（filler bit）を追加して調整する。フィラービットの値は0として、もとのデータの先頭部分に追加する。なお、ターボ符号では40≦K≦5114であるため、Z=5114である。・・・データセットD3
(5)チャネルコーディング部(符号化部)２４は、データセットD3の各コードブロックに対して、それぞれ符号化を行う。符号は規定の符号化率R=1/3のターボ符号とする。・・・データセットD4
(6)物理レイヤHARQ機能部２５は、データセットD5に対してH-ARQ処理（H-ARQ Functionality）をおこなう。物理レイヤHARQ機能部２５のビット分割部２５aは、符号化部２４から出力される各コードブロックを組織ビット、パリティビット１、パリティビット２のそれぞれに分け、同じもの同士をシリアルに連結する。・・・データセットD5
(7) 物理レイヤHARQ機能部２５の第1レートマッチング部２５bは、データセットD5の全ビット長が、規定バッファサイズNIR より大きいかチェックし、大きいときサイズがNIRになるようにデータセットD5にパンクチャリングを行い、NIR以下のときは何もしない。パンクチュアリングはパリティ１、パリティ２に対して行い、組織ビットには行わない。・・・データセットD61
ついで、物理レイヤHARQ機能部２５の第2レートマッチング部２５cは、指定されるH-ARQ送信パラメータに従ってデータセットD61に対してレートマッチング（レペティションまたはパンクチャリング）を行う。H-ARQ送信パラメータとしては、
・変調方式（QPSK or 16QAM）
・物理チャネルHS-PDSCHの全ビットサイズNdata
・H-ARQ送信パターンRV, 
などがある。
全ビットサイズNdataは
Ndata =コード数×物理チャネルサイズ
であり、物理チャネルサイズはQPSKのとき960,16QAMのとき1920である。第2レートマッチング部２５cは、データセットD61のサイズがNdataより小さいときは、Ndataのサイズになるようにレペティションを行う。Ndataより大きいときは、パンクチャリングを行う。・・・データセットD62
レペティションは、符号ビットのうちから指定の数を選び、そのコピーを作成して追加する処理であり、受信側では、同じビットのデータ同士をSNが向上するようにダイバーシチ合成する。パンクチャリングは、符号ビットから指定数のビットを選び、そのビットを削除する処理であり、受信側では、削除位置のビットのデータとして固定の尤度最大の値を追加する。
上記パラメータのうち、変調方式、コード数、RV等は、別の共通チャネルHS-SCCH により受信機（端末）に通知される。
(8) 物理レイヤHARQ機能部２５のビット結合部２５dはデータセットD62に対してビット結合（Bit Collection）を行い、結合結果を出力する。ついで、ビット結合部２５dは、組織ビットとパリティビットを1つの変調信号シンボルにマ ピングするためにデータの順序を置換する。
この置換処理は一種のインタリーブである。すなわち、1つの変調信号シンボルにマッピングされるビット数Ncolを列数、行数をNrow=Ndata/Ncolとして、データ数Ndataのビットを行列の形に配列する。QPSKであればNcol＝２、16QAMであればNcol＝４である。上記置換処理において、組織ビットが上位の行になるように組織ビットの配置領域とパリティビットの配置領域を分割する。例えば、16QAMについては、この配置処理により組織ビットが優先的に４ビットのうち始めの2ビットにマッピングされるようにする。これは、16QAMのマッピングは先頭の2つのビットの尤度の信頼度が大きくなるように決められているからである。配列の各列のビットの組が1つの変調信号シンボルとなる。・・・データセットD7
(9) 物理チャネル分離部２６は、データセットD7を物理チャネルに分割する（Physical
Channel Segmentation）。分割数は上記コード数である。この分割数分、データセットD7を先頭のビットからシリアルに分割する。・・・データセットD8
(10) HS-DSCHインタリーブ部２７はデータセットD8に対してH-ARQインタリーブ処理（H-ARQ Interleaving）を行う。すなわち、インタリーブ部２７は各物理チャネルに、規定のインターリーブパターンによりインタリーブを行う。・・・データセットD9
(11)コンステレーション再配置部２８は、変調方式が16QAMのデータセットD9に対して、シンボル再配置（Constellation Re-arrangement）を行う。ただし、変調方式がQPSKのときはなにもしない。シンボル再配置は指定のパラメータにしたがって各シンボルの4ビット単位で、ビットの置換および反転を行う。・・・データセットD10
(12)物理チャネルマッピング部２９は、データセットD10を物理チャネルにマッピング（Physical Channel Mapping）し、データセットD10の物理チャネルデータをそのまま変調部に受け渡す。
【０００９】
組織符号の符号化/復号方法として、復号結果の誤り率特性を向上するために、送信側で情報ビットにダミービットを挿入して符号化し、符号化により得られた符号からダミービットを削除してなる組織符号を送信する技術が提案されている（特許文献１及び特許文献２参照）。図４３は特許文献1で提案する符号化/復号方法の説明図である。
K個の情報ビット100にK0個の所定パターンのダミービット200を挿入してK1（=K+K0）個の第１情報にする。なお、ダミービットはオール１のパターンあるいは１と０を交互に繰返す１０１０．．．１０パターンに限らず、所定のパターンを使用することができる。また、ダミービット200は情報ビット100の前後に、あるいは均一に情報ビットに挿入することができる。図ではダミービット200を情報ビット100の後に挿入している。
ついで、該K1ビットの情報ビットを用いて作成されたM個のパリティビット300を該K1個の情報に追加してN1(=K1＋M)ビットの情報400を発生する(組識符号化)。しかる後、該情報からK0個のダミービット200を削除してN（=Ｋ＋Ｍ）ビットの組識符号500を発生し、該組織符号500を送信機より受信機に送信し、受信機において復号する。尚、符号化率R=K/(K+M)である。
受信機の復号部は復調した組織符号500に送信側で削除したダミービット200を尤度最大にして挿入し(信頼度∞)、しかる後、ターボ復号して情報ビット100を出力する。
【００１０】
図４４は図４３の符号化/復号方法を実現する通信システムの構成図であり、図３６と同一部分には同一符号を付している。送信機１の符号部１aは信頼度の高い伝送を行うために情報ビットｕに対して前方誤り訂正符号化（FEC：Forward Error Correction）を適用し、変調部１bは結果の符号ビットｘの変調を行い、受信機２へ無線伝送路３を通して送信する。受信機２の復調部２aは受信データを復調し、符号ビットが0か1かの信頼度と硬判定符号（+1→0，−1→1）からなる尤度データｙを復号部２bに入力する。復号部２bは各符号ビットに対する尤度データをもとに規定の復号処理を行い、情報ビットｕの推定を行う。
送信機１の符号部１aにおいて、ダミービット挿入部１eはK個の情報ビットｕにK0個のランダムに選択した０，１のビットを、ランダムに選択した位置にダミービットとして挿入して、K1=K+K0個の情報ビット
（ｕ，ａ）=（ｕ0，．．，ｕK-1，ａ0，．．，ａK0-1）
を出力する。符号器１fはダミービットが挿入されたK1ビットの情報ビットを用いてターボ符号化を行ってＮ1（＝K+K0+M）個の情報ビットｘ1（ｕ，ａ，ｐ）を出力する。ただし、ｐはＭ個のパリティビットで、
ｐ＝（ｐ0，．．，ｐM-1）
である。ダミービット削除部１gは、符号器１fから出力するN1個の情報ビットｘ1（ｕ，ａ，ｐ）からK0個のダミービットａを削除してＮ個の情報ビット
ｘ=（ｕ，ｐ）＝（ｘ0，ｘ1，．．．，ｘN-1）
を生成する。変調部１２はこの情報ビットｘに変調を加えて送信する。
受信機２０の復調部２aは伝送路３を通り雑音を付加されたデータを受信して復調し、各符号ビットの尤度データ
ｙ＝（ｙ0，ｙ1，．．．，ｙN-1）
を復号部２bに入力する。復号部２bのダミービット尤度挿入部２ｄは、送信機で挿入したダミービット位置に尤度最大(信頼度∞)の尤度データａを挿入してN1(＝N+K0)個の尤度データとして復号器２eへ入力する。復号器２eはN1個の尤度データ（ｙ，ａ）に対して、ターボ復号処理を行い情報ビットの推定結果を出力する。
【００１１】
以上のように、送信側、受信側において適宜にダミービットを挿入、削除する処理を行うことにより、復号誤りを減少することができる。
ところで、図４１に示す送信処理部を備えた無線基地局に上記の方法を適用する場合、具体的にどのようにダミービットを挿入し、削除するかが問題となる。
特に、ダミービットの挿入／削除位置、符号化率を一定にするか／可変にするか、コードブロック分割をするか／しないか、ダミービット挿入後のサイズ等を考慮して符号化装置を構成する必要がある。
また、効果的に復号誤りが減少するようにダミービットを情報ビットに挿入する必要がある。
また、符号化に際してインタリーブ、デインタリーブを行う符号、例えばターボ符号の場合、インタリーブ、デインタリーブを考慮して効果的に復号誤りが減少するようにダミービットを情報ビットに挿入する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】PCT/JP2005/367
【特許文献２】特表2004−531972号公報（JP2004-531972）の段落0104
【非特許文献】
【００１３】
【非特許文献１】3GPP,TS25.212v5.9.0
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
以上より、本発明の目的は、ダミービットの挿入／削除位置、符号化率を一定にするか／可変にするか、コードブロック分割をするか／しないか、ダミービット挿入後のサイズ等を考慮して種々の送信方法を提供することである。
本発明の別の目的は、効果的に復号誤りが減少できるようにダミービットを情報ビットに挿入することである。
本発明の別の目的は、符号化に際してインタリーブ、デインタリーブを行う符号、例えばターボ符号の場合、インタリーブ、デインタリーブを考慮して効果的に復号誤りが減少するような情報ビット位置にダミービットを挿入することである。
本発明の別の目的は、復号誤りを減少でき、かつ符号化率が要求された値となるようにダミービットを情報ビットに挿入することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の第１は、ダミービットが挿入された情報ビットを組織符号化し、該ダミービットを削除してなる組織符号を送信し、受信側において送信側で削除したダミービットを受信した組織符号に挿入して復号する通信システムにおける送信方法であり、指定の符号化率、送信レート、あるいは送信レートを定めるビット長に基づいて、情報ビットに挿入するダミービットのサイズを決定するステップ、該情報ビットと該ダミービットの合計サイズが規定サイズより大きいときに該情報ビットをコードブロック数に分割するステップ、分割された各情報ビットに所定のパターンでダミービットを挿入するステップ、ダミービットが挿入された情報ビットを組織符号化すると共に、組織ビットより該ダミービットを削除して組織符号を生成するステップ、前記組織符号を送信するステップ、を有している。
本発明の第２は、ダミービットが挿入された情報ビットを組織符号化し、該ダミービットを削除してなる組織符号を送信し、受信側において送信側で削除したダミービットを受信した組織符号に挿入して復号する通信システムにおける送信方法であり、指定の符号化率、送信レート、あるいは送信レートを定めるビット長に基づいて、情報ビットに挿入するダミービットのサイズを決定するステップ、該情報ビットにダミービットを挿入するステップ、情報ビットとダミービットの合計サイズが規定サイズより大きいとき、ダミービットが挿入された情報ビットの分割を行うステップ、分割された情報ビットを組織符号化すると共に、組織ビットよりダミービットを削除して組織符号を生成するステップ、前記組織符号を送信するステップ、を有している。
本発明の第３は、ダミービットが挿入された情報ビットを組織符号化し、該ダミービットを削除してなる組織符号を送信し、受信側において送信側で削除したダミービットを受信した組織符号に挿入して復号する通信システムにおける送信方法であり、指定の符号化率、送信レート、あるいは送信レートを定めるビット長に基づいて、ダミービットのサイズを計算するステップ、情報ビットと該ダミービットの合計サイズが規定サイズより大きいとき、該合計サイズと規定サイズの差分だけ前記計算したダミービットのサイズを小さくするステップ、前記決定されたサイズのダミービットを情報ビットに挿入するステップ、ダミービットが挿入された情報ビットを組織符号化すると共に、組織ビットよりダミービットを削除するステップ、前記組織符号を送信するステップ、を有している。
本発明の第４は、ダミービットが挿入された情報ビットを組織符号化し、該ダミービットを削除してなる組織符号を送信し、受信側において送信側で削除したダミービットを受信した組織符号に挿入して復号する通信システムにおける送信方法であり、ダミービットの連続長が設定長となるように情報ビットに一様にダミービットを挿入するステップ、該ダミービットが挿入された情報ビットを組織符号化すると共に、組織ビットよりダミービットを削除して組織符号を生成するステップ、該組織符号を送信するステップ、を有している。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、情報ビットにダミービットを挿入し、該情報ビットから作成されるパリティビットを該情報ビットに付加してターボ符号化し、該ターボ符号から前記ダミービットを削除してなる組識符号を送信し、受信側において該組織符号を受信し、該受信した組織符号に送信側で削除したダミービットを尤度最大にして挿入してターボ復号することにより復号誤りを減少することができる。
また、本発明によれば、ダミービット削除部を物理レイヤHARQ機能部内あるいは符号部内に設けることにより、容易に組織ビットからダミービットを削除できる。また、本発明によれば、組織符号のパリティビットに対するパンクチュアリング処理と同時に組織ビットからダミービット削除する処理を行える。このためダミービット削除をトータルの送信処理時間に影響を与えないように行うことができる。
本発明によれば、ダミービットの連続長を設定値以下にしてダミービットを分散して情報ビットに挿入するため復号特性を向上することができる。また、情報ビットの先頭または終わりの周辺部を除外してダミービットを分散して情報ビットに挿入するため復号特性
を向上することができる。また、インタリーブ処理を必要とする符号を採用する場合、インタリーブ後に情報の先頭と後ろにくるビット位置を除外して、ダミービットを分散して挿入するため復号特性を向上することができる。
本発明によれば、ターボ符号を採用する場合、第１要素符号器と第２要素符号器の入力である第１、第２入力の両方において、ダミービットの挿入位置のパターンをなるべく一様になるようにするから、復号特性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第1実施例の無線基地局の送信処理部の構成図である。
【図２】第1実施例のダミービット挿入処理説明図である。
【図３】第1実施例のダミービット削除処理説明図である。
【図４】第1実施例のコードブロック分割部の構成図である。
【図５】ターボ符号部の構成図である。
【図６】第2実施例の無線基地局のダミービット挿入処理の説明図である。
【図７】第２実施例の要部ブロック図である。
【図８】第２実施例のダミービット挿入処理フローである。
【図９】第２実施例のコード分割後のダミービット挿入方法説明図である。
【図１０】第２実施例のダミービット挿入処理フローである。
【図１１】コード分割前にダミービットを挿入する挿入方法説明図である。
【図１２】第３実施例のダミービット挿入処理の説明図である。
【図１３】第３実施例のダミービット挿入処理フローである。
【図１４】第４実施例のダミービット挿入処理の説明図である。
【図１５】第４実施例のダミービット挿入処理フローである。
【図１６】第５実施例のダミービット挿入処理の説明図である。
【図１７】第５実施例のダミービット挿入処理フローである。
【図１８】第６実施例のダミービット挿入説明図である。
【図１９】第６実施例の送信処理部の要部ブロック図である。
【図２０】第６実施例のダミービット挿入処理フローである。
【図２１】第７実施例のダミービット挿入説明図である。
【図２２】第７実施例の送信処理部の要部ブロック図である。
【図２３】第７実施例のダミービット挿入処理フローである。
【図２４】第７実施例においてダミービットの値をランダムパターンとする例である。
【図２５】第８実施例におけるダミービット挿入パターン例である。
【図２６】ダミービット挿入位置説明図である。
【図２７】インタリーブを考慮したダミービット挿入位置説明図である。
【図２８】符号化率に対する所要Eb/N0特性（復号特性）である。
【図２９】第９実施例の無線基地局における送信処理部の構成図である。
【図３０】第１０実施例のダミービットの挿入位置パターン説明図である。
【図３１】第１０実施例におけるダミービット位置変更のフローである。
【図３２】第１０実施例におけるダミービット位置変更の説明図である。
【図３３】第１１実施例のターボ符号器の構成図である。
【図３４】第１１実施例のターボ復号部の構成図である。
【図３５】組織符号説明図である。
【図３６】送信機においてブロック符号化し、受信機において復号する従来の通信システムの構成図である。
【図３７】ターボ符号部の構成図である。
【図３８】ターボ復号部の構成図である。
【図３９】3GPP W-CDMA移動通信システムの構成図である。
【図４０】HSDPAにおける共通チャネル説明図である。
【図４１】3GPP W-CDMA無線基地局の送信処理部のブロック図である。
【図４２】送信処理を説明するデータフォーマットである。
【図４３】ダミービット使用の符号化/復号方法説明図である。
【図４４】図４３の符号化/復号方法を実現する通信システムの構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
（Ａ）第１実施例
図１は第1実施例の無線基地局の送信処理部３０の構成図であり、図４１の従来の送信処理部と同一部分には同一符号を付している。送信処理部３０はHSDPAの共通チャネルHS-PDSCHにより情報（パケット）を移動局に送信する。
送信処理部３０は、CRC付加部２１、ビットスクランブル部２２、コードブロック分割部２３、ダミービット挿入部３１、チャネルコーディング部(符号化部)２４、物理レイヤHARQ機能部２５、物理チャネル分離部２６、HS-DSCHインタリーブ部２７、コンステレーション再配置部２８、物理チャネルマッピング部２９、情報を送信する送信部３２を備えている。ダミービット挿入部３１は、コードブロック分割部２３と符号化部２４の間に設けられ、情報ビットにダミービットを挿入する。
物理レイヤHARQ機能部２５は、ビット分割部２５a、第１レートマッチング部２５ｂ、第２レートマッチング部２５ｃ、ビット結合部２５ｄを備えている。第１レートマッチング部２５ｂは、パリティ1，2のレートマッチング処理部25b-1，25b-2に加えて、組織ビットよりダミービット削除するダミービット削除部25b-3を備え、第２レートマッチング部２５cは従来例と同様にパリティ1，2のレートマッチング処理部25c-1，25c-2、組織ビットのレートマッチング処理部25c-3を備えている。
ダミービット削除部25b-3は、ダミービット挿入部３１が組織ビットに挿入したダミービットビットを削除するものである。従来、第１レートマッチング部２５bは、組織ビットに何らの処理もせず通過しているが、第１実施例では、レートマッチング処理部25b-1，25b-2によるパリティビット１，２に対するパンクチュアリング処理と同時にダミービット削除部25b-3はダミービット削除処理を行う。
【００１９】
図２はダミービット挿入処理説明図、図３はダミービット削除処理説明図である。コードブロック分割部２３は、ビットスクランブル処理されたデータセットD2に対して、コードブロック分割(Code Block Segmentation)を行う。すなわち、指定の符号化率RからダミービットのサイズK0求め、情報ビットのサイズKとダミービットのサイズK0の合計サイズK１（＝K+K0）と規定サイズZの大小比較結果により、コードブロック分割の要否判定を行う。ターボ符号では40≦K１≦5114であるため、Z=5114である。
なお、ダミービットのサイズK0、情報ビットのサイズKとすれば、ダミービットを削除して送信するときの符号化率Rはターボ符号の場合
R=K／｛K+2(K+K0)｝ （1）
であるから、ダミービットのサイズK0は上式より、
K0=（K−３KR）／2R （2）
として求まる。コードブロック分割部２３は、合計サイズK１（＝K+K0）が規定サイズＺを超えると、コードブロック数C、コードブロックサイズを決定し、データセットD2を分割しテC個(図ではC=２)のコードブロック１，２にし、すべて同じデータサイズの複数のコードブロックとする(図２の(a))。データが分割数により割り切れないときは、フィラービット（filler bit）を挿入して調整する。フィラービットの値は0とし、もとのデータの先頭部分に挿入する。
ダミービット挿入部３１は各コードブロックにサイズK0／２のダミービットを挿入し(図２の(b))、符号化部２４はダミービットが挿入された各コードブロックに対してそれぞれ符号化、例えばターボ符号化を行う(図２の(c))。
物理レイヤHARQ機能部２５のビット分割部２５aは、符号化部２４から出力される各コードブロックの符号を(1)組織ビット＋ダミービット、(2)パリティビット１、(3)パリティビット２のそれぞれに分け、同じもの同士をシリアルに連結する(図３の(a)参照)。ついで、物理レイヤHARQ機能部２５の第1レートマッチング部２５bは、データセットD5の全ビット長が、規定バッファサイズNIR より大きいかチェックし、大きいときサイズがNIRになるようにパリティ１、パリティ２に対してパンクチュアリングを行い、同時に組織ビットからダミービットを削除する(図３(b))。
ついで、物理レイヤHARQ機能部２５の第2レートマッチング部２５cは、指定されるH-ARQ送信パラメータに従って図３(b)に示す組織ビット、パリティ1，2のデータセットD61に対してレートマッチング（レペティションまたはパンクチャリング）を行う。以後、従来技術と同様の処理を行ってダミービットを削除してなる組織符号を送信する。受信側では、該組織符号を受信し、該受信した組織符号に送信側で削除したダミービットを尤度最大にして挿入してターボ復号して、情報ビットを取得する。なお、HSDPAにおいて、受信に際して必要な情報（宛先、変調方法、ダミービットサイズ、ダミービット挿入方法等）は必要に応じて共通チャネルHS−SCCHにより予め受信装置に通知される。したがって、受信装置において送信側でのダミービット挿入位置は既知であるから、該位置に尤度最大のダミービットを挿入して復号する。
図４はコードブロック分割部２３の構成図であり、ダミービットサイズ計算部２３aは指定の符号化率Rに基づいてダミービットのサイズK0を計算し、コードブロック数/コードブロックサイズ判定部２３ｂは情報ビットのサイズKとダミービットのサイズK0の合計サイズK1（＝K+K0）と規定サイズＺとに基づいてコードブロック数及びコードブロックサイズを決定し、分割部23cはビットスクランブルされたデータセットD2を指定された分割数に分割し、ダミービット挿入部３１は各コードブロックにサイズK0／２のダミービットを挿入し、符号化部２４はダミービットが挿入された各コードブロックに対してそれぞれターボ符号化を行う。
以上、第１実施例によれば、情報ビットにダミービットを挿入し、該情報ビットから作成されるパリティビットを該情報ビットに付加してターボ符号化し、該ターボ符号から前記ダミービットを削除してなる組識符号を送信し、受信側において該組織符号を受信し、該受信した組織符号に送信側で削除したダミービットを尤度最大にして挿入してターボ復号することにより復号誤りを減少することができる。
また、第１実施例によれば、ダミービット削除部25b-3は既に組織ビットに分離されているから容易に該組織ビットからダミービットを削除することができる。また、パリティビット１，２に対するパンクチュアリング処理と同時にダミービット削除処理を行えるためダミービット削除はトータルの送信処理時間に影響を与えない。
【００２０】
・変形例
以上では物理レイヤHARQ機能部２５のダミービット削除部25b-3においてダミービットを削除した場合であるが、ターボ符号部内で削除することもできる。図５はターボ符号部２４の構成図であり、２４aはダミービットが挿入された情報ビットを符号化する第１要素符号器、２４bはダミービットが挿入された情報ビットをインタリーブするインタリーブ部、２４cはインタリーブ結果を符号化する第２要素符号器、２４dはダミービットを削除するダミービット削除部、２４eは各要素符号器２４a，２４ｂおよびダミービット削除部２４cの出力を直列データに変換して出力するP/S変換部である。以上のようにダミービットをターボ符号部内で削除するようにすれば、既に組織ビットに分離されているから容易に該組織ビットからダミービットを削除することができる。
【００２１】
（B）第２実施例
第２実施例は、符号化率が固定値になるようにダミービットを挿入して符号化すると共に送信データの全ビットサイズをNdata一定にする。ただし、Ndataはコード数×物理チャネルサイズである。
図6は第2実施例の無線基地局のダミービット処理の説明図であり、送信処理部の構成は図１の第１実施例と同一構成を有している。
コードブロック分割部２３は、第１実施例と同様にビットスクランブル処理されたデータセットD2に対して、コードブロック分割(Code Block Segmentation)を行う。すなわち、規定の符号化率RとなるようにダミービットのサイズK0を求め、情報ビットのサイズKとダミービットのサイズK0の合計サイズK１（＝K+K0）と規定サイズZの大小比較結果により、コードブロック分割の要否判定を行ってコードブロック分割する(図６の(a))。
ダミービット挿入部３１は各コードブロックにサイズK0／２のダミービットを挿入し(図6の(b))、符号化部２４はダミービットが挿入された各コードブロックに対してそれぞれ符号化、例えばターボ符号化を行う(図６の(c))。
物理レイヤHARQ機能部２５の第1レートマッチング部２５bは、符号のビット長が規定バッファサイズNIR より大きいかチェックし、大きいときサイズがNIRになるようにパリティ１、パリティ２に対してパンクチュアリングを行い、同時に組織ビットからダミービットを削除する。ついで、物理レイヤHARQ機能部２５の第2レートマッチング部２５cは符号長がNdataとなるようにレートマッチング（レペティションまたはパンクチャリング）を行う(図６の（d))。
以後、従来技術と同様の処理を行ってダミービットを含まない組織符号を送信する。受信側では、該組織符号を受信し、該受信した組織符号に送信側で削除したダミービットを尤度最大にして挿入してターボ復号して、情報ビットを取得する。
【００２２】
図７は第２実施例の送信処理部の要部ブロック図であり、図４の第１実施例と同一部分には同一符号を付している。異なる点は、ダミービット削除部及び第２レートマッチング部を有する物理レイヤHARQ機能部２５を付加している点である。
図８は第２実施例のダミービット挿入処理フローである。規定の符号化率RとなるようにダミービットのサイズK0を決定し（ステップ501）、情報ビットのサイズKとダミービットのサイズK0の合計サイズK１（＝K+K0）を計算し（ステップ502）、該合計サイズK1と規定サイズZの大小を比較し（ステップ503）、K1≦Zであればコードブロック分割せずサイズK0のダミービットを情報ビットに挿入し（ステップ504）、ダミービット挿入処理を終了する。一方、K1>Zであれば、コードブロック数/コードブロックサイズを決定し、コードブロック分割する（ステップ505）。ついで、フィラービットを挿入し（ステップ506）、各コードブロックにサイズK0/C（Cは分割数でC=2であればK0/2）のダミービットを挿入し（ステップ507）、ダミービット挿入処理を終了する。
図９はコード分割後のダミービット挿入方法説明図である。ダミービットを挿入する場合、コードブロック毎に同じ数のダミービットが均一に割り振られるようしに、かつ、ダミービット挿入位置、ダミービットの値（0,1）を同一にする。
なお、図８はコードブロック分割後にダミービットを挿入した場合であるが、コードブロック分割前にダミービットを挿入し、分割が必要の場合にはダミービットが各コードブロックに均等に分散するようにコードブロック分割することもできる。
図１０はかかる第２実施例のダミービット挿入処理フローであり、合計サイズK1と規定サイズZの大小を比較する処理ステップ503の前にダミービットを挿入する処理（ステップ511）を配置している。図１１はコード分割前にダミービットを挿入する挿入方法説明図であり、コードブロック分割した場合に各コードブロックでダミービットの配分に偏りがないように、かつ、ダミービットの挿入位置が一様となるようにする。
以上、第２実施例によれば、要求された符号化率となるようにダミービットサイズを決定し、かつ、H-ARQ送信パラメータで与えられるNdataとなるようにレートマッチングして送信することができる。また、ダミービットを均一に挿入することにより、復号特性を向上することができる。
なお、図９、図１１のダミービット挿入方法は、第２実施例に限定されるものではなく、全実施例に適用できるものである。
【００２３】
（C）第３実施例
第３実施例は符号の全ビット長がNdataと等しくなるようにダミービットを挿入する例である。図１２は第３実施例のダミービット挿入処理の説明図、図１３はダミービット挿入処理フローであり、送信処理部の構成は図１の第１実施例と同一構成を有している。
コードブロック分割部２３は、全ビット長がNdataと等しくなるように挿入するダミービットのサイズK0を算出する（ステップ551）。サイズKの情報ビットにサイズK0のダミービットを挿入してターボ符号化し、該ダミービットを削除して送信するときの符号サイズはK+2(K+K0)である。したがって、次式
Ndata＝K+2(K+K0) （3）
が成立し、ダミービットのサイズK0は
K0=(Ndata−3K)/2 （4）
である。
ついで、ダミービットを挿入した情報ビットのサイズK1=K+K0と規定サイズZ（＝5114）の大小比較を行い（ステップ552）、K1 ≦Zであればコードブロック分割せずサイズK0のダミービットを情報ビットに挿入し（ステップ553）、ダミービット挿入処理を終了する。一方、K1>Zであれば、コードブロック数/コードブロックサイズを決定し、コードブロック分割する（図１２の（a）、ステップ554）。ついで、フィラービットを挿入し（ステップ555）、各コードブロックにサイズK0/C（Cは分割数でC=2であればK0/2）のダミービットを挿入し（図１２の(b),ステップ556）、ダミービット挿入処理を終了する。
符号化部２４はダミービットが挿入された各コードブロックに対してそれぞれ符号化、例えばターボ符号化を行う(図１２の(c),ステップ557)。また、物理レイヤHARQ機能部２５は組織ビットからダミービットを削除する(図１２の(d)、ステップ558)。なお、ダミービットを削除した後の符号長はNdataと等しいから物理レイヤHARQ機能部２５はレートマッチング（レペティションまたはパンクチャリング）を行わない。
以後、従来技術と同様の処理を行ってダミービットを削除してなる組織符号を送信する。受信側では、該組織符号を受信し、該受信した組織符号に送信側で削除したダミービットを尤度最大にして挿入してターボ復号して、情報ビットを取得する。
第３実施例によれば、符号化率R(=K/Ndata)を可変に、かつ、符号長がNdataと等しくなるようにダミービットを挿入して送信することができる。
【００２４】
（D）第４実施例
第４実施例はコードブロック分割を行わない場合（コードブロック数=１）の実施例である。図１４は第４実施例のダミービット挿入処理の説明図、図１５はダミービット挿入処理フローで、送信処理部の構成は図１の第１実施例と同一構成を有している。
指定の符号化率から決まるダミービットサイズK0と情報ビットサイズKをあわせたサイズK1(=K+K0）が、規定サイズＺを超えてしまう場合、第４実施例では合計サイズK1が規定サイズＺになるようにダミービットのサイズを調整する。
コードブロック分割部２３は規定の符号化率Rとなるように（2）式によりダミービットのサイズK0を決定し（ステップ601）、情報ビットのサイズKとダミービットのサイズK0との合計サイズK１（＝K+K0）を計算し（ステップ602）、該合計サイズK1と規定サイズZの大小を比較する（ステップ603）。
K1≦ZであればサイズK0のダミービットをサイズKの情報ビットに挿入する（図１４(a)、ステップ６04）。一方、K1>Zであれば、規定サイズZを超過する量ΔKを次式
ΔK=K1−Z （5）
により求め、ダミービットのサイズK0を次式
K0＝K0−ΔZ
により修正する（ステップ605）。しかる後、サイズK0のダミービットをサイズKの情報ビットに挿入する（図１４(a)、ステップ６04）。
以上により、ダミービット挿入処理を終了すれば、符号化部２４はダミービットが挿入されたコードブロックに対して符号化、例えばターボ符号化を行う(図１４の(b),ステップ606)。また、物理レイヤHARQ機能部２５は組織ビットからダミービットを削除すると共に、符号長がNdataと等しくなるようにレートマッチング処理を行う (図１４の(c)、ステップ607)。
以後、従来技術と同様の処理を行って、ダミービットを含まない組織符号を送信する。受信側では、該組織符号を受信し、該受信した組織符号に送信側で削除したダミービットを尤度最大にして挿入してターボ復号して、情報ビットを取得する。
第４実施例によれば、コードブロック分割を行わない場合においても、最大数のダミービットを挿入して、符号長をNdataにして送信することができる。このため、コードブロック分割しない場合においてダミー挿入効果を高めることができる。
【００２５】
（E）第５実施例
第５実施例はコードブロック分割したとき、各コードブロックにおいてダミービットと情報ビットの合計サイズが規定サイズＺになるようにダミービットのサイズを決める実施例である。図１６は第５実施例のダミービット挿入処理の説明図、図１７はダミービット挿入処理フローであり、送信処理部の構成は図１の第１実施例と同一構成を有している。
コードブロック分割部２３は規定の符号化率Rとなるように（2）式によりダミービットのサイズK0を決定し（ステップ651）、情報ビットのサイズKとダミービットのサイズK0との合計サイズK１（＝K+K0）を計算し（ステップ652）、該合計サイズK1と規定サイズZの大小を比較する（ステップ653）。
K1≦ZであればサイズK0のダミービットをサイズKの情報ビットに挿入する（ステップ６54）。なお。コードブロックサイズが規定サイズとなるようにダミービットを挿入することができる。
一方、K1>Zであれば、コードブロック数/コードブロックサイズを決定し、コードブロック分割する（図１６の（a）、ステップ655）。ついで、フィラービットを挿入し（ステップ656）、各コードブロックにサイズが規定サイズZとなるようにダミービットを挿入し（図１6の(b),ステップ657）、ダミービット挿入処理を終了する。
符号化部２４はダミービットが挿入された各コードブロックに対して例えばターボ符号化を行う(図１６の(c))。また、物理レイヤHARQ機能部２５は組織ビットからダミービットを削除すると共に、符号長がNdataと等しくなるようにレートマッチング処理を行う。
以後、従来技術と同様の処理を行って、ダミービットを含まない組織符号を送信する。受信側では、該組織符号を受信し、該受信した組織符号に送信側で削除したダミービットを尤度最大にして挿入してターボ復号して、情報ビットを取得する。
第５実施例によれば、各コードブロックにおいてダミービットと情報ビットの合計サイズが規定サイズＺになるようにダミービットを挿入して符号化し、該ダミービットを削除して送信することができる。この場合、挿入するダミービットサイズを多くできるためダミー挿入効果を高めることができる。
【００２６】
（F）第６実施例
第６実施例はダミービットをビットスクランブリングの前に挿入する実施例であり、図１８はダミービット挿入説明図、図１９は送信処理部の要部ブロック図、図２０はダミービット挿入処理フローである。
ダミービット挿入部31のダミービットサイズ計算部３１aは、規定の符号化率Rとなるように（2）式によりダミービットのサイズK0を決定し（ステップ701）、情報ビットのサイズKとダミービットのサイズK0との合計サイズK１（＝K+K0）を計算し（ステップ702）、ダミービット挿入部３１bはCRC付加部２１でCRC付加された情報ビット（図１８の(a)）にオール0のダミービットを挿入する（図１８の(b)、ステップ703）。なお、ダミービットはオール0に限らない。
ついで、ビットスクランブル部２２はダミービットが挿入された情報ビットをビットスクランブルしてコードブロック分割部２３に入力する（図１８の(c)、ステップ704）。
コードブロック分割部２３のコードブロック数/コードブロックサイズ判定部２３ｂはビットスクランブルされたデータセットD2のサイズ(情報ビットとダミービットの合計サイズ)K１と規定サイズＺの大小を比較する（ステップ705）。
K1≦Zであればコード分割せず、一方、K1>Zであれば、コードブロック数/コードブロックサイズを決定し、分割部２３ｃはコードブロック分割する（ステップ706）。ついで、フィラービットを挿入する（ステップ707）。
以後、第１実施例と同様に符号化部２４はダミービットが挿入された各コードブロックに対してそれぞれターボ符号化を行い、物理レイヤHARQ機能部２５はダミービットを削除すると共に所定のレートマッチング処理を行い、ダミービット含まない組織符号を送信する。受信側では、該組織符号を受信し、該受信した組織符号に送信側で削除したダミービットを尤度最大にして挿入してターボ復号して、情報ビットを取得する。
第６実施例によれば、ビットスクランブル前にダミービット挿入することができる。
【００２７】
（G）第７実施例
第７実施例はダミービットをビットスクランブリング後に挿入する実施例であり、図２１はダミービット挿入説明図、図２２は送信処理部の要部ブロック図、図２３はダミービット挿入処理フローである。
ビットスクランブル部２２はCRC付加部２１でCRC付加された情報ビット(図２１の(a))にビットスクランブル処理を加える(図２１の(b)、ステップ751)。ついで、ダミービット挿入部のダミービットサイズ判定部３１aは、規定の符号化率Rとなるように（2）式によりダミービットのサイズK0を決定し（ステップ752）、情報ビットのサイズKとダミービットのサイズK0との合計サイズK１（＝K+K0）を計算し（ステップ753）、ダミービット挿入部３１bはビットスクランブルされた情報ビットにサイズK0のオール1のダミービットを挿入する（図２１の(c)、ステップ754）。なお、ダミービットとしてオール0は不適当である。
コードブロック分割部２３のコードブロック数/コードブロックサイズ判定部２３ｂは情報ビットとダミービットの合計サイズK１と規定サイズＺの大小を比較する（ステップ755）。K1≦Zであればコード分割せず、一方、K1>Zであれば、コードブロック数/コードブロックサイズを決定し、分割部２３ｃはコードブロック分割する（ステップ756）。ついで、フィラービットを挿入する（ステップ757）。
以後、第１実施例と同様に符号化部２４はダミービットが挿入された各コードブロックに対してそれぞれターボ符号化を行い、物理レイヤHARQ機能部２５はダミービットを削除すると共に所定のレートマッチング処理を行い、ダミービットを含まない組織符号を送信する。受信側では、該組織符号を受信し、該受信した組織符号に送信側で削除したダミービットを尤度最大にして挿入してターボ復号して、情報ビットを取得する。
以上では、ダミービット挿入部３１がオール１のダミービットを挿入した例であるが、図２４の（c）に示すようにダミービットの値をランダムパターンとすることができる。
第７実施例によれば、ビットスクランブル後にダミービットを挿入することができる。
【００２８】
(H)第８実施例
第８実施例は情報ビットへのダミービットの挿入パターンの実施例である。挿入パターンとして図２５の（a）に示すように組織ビットとダミービットを交互に配置するパターンは、ダミービットを情報ビットの前後一箇所にかためて配置するパターンに比べ、復号特性を向上できる。
しかし、交互配置のパターンは組織ビットとダミービットのサイズが同じ場合であり、異なる場合には交互に配置できない。そこで、指定された長さだけダミービットの連続を許容するようにしてダミービットを組織ビットに挿入する。このようにダミービットの連続長を設定値以下にしてダミービットを分散して配置しても復号特性（復号の誤り特性）を向上できる。たとえば、情報ビットとダミービットが同一サイズで、連続長が２の時、図１５の（ｂ）に示すように情報ビット2ビット、ダミービット2ビットを交互に配置する。また、連続長が３の時、図１５の（c）に示すように情報ビット３ビット、ダミービット３ビットを交互に配置する。
また、ダミービットは図２６に示すように情報の先頭または終わりの周辺STA,TLAに挿入しないようにする。なぜならば、ビタビ復号やMAP復号では情報の始めと終わりにおける符号の信頼度が十分に高いからである。そこで、図２６のように情報の先頭または終わりの周辺STA,TLAを除いた領域にダミービットを分散挿入する。
また、ターボ符号の内部インタリーブのパターンから、図２７に示すように予め、インタリーブ後にデータの先頭と後ろの規定数の位置にくるビット位置A1〜A4を特定しておく。そして、これらの位置A1〜A4についてもダミービットを挿入しないようにする。理由は図２６と同じである。
【００２９】
(I)第９実施例
3GPPターボ符号は、パンクチュアリングにより符号化率が特定の値になると局所的に周辺の符号化率に比べて特性劣化が大きくなってしまうという特徴がある。図２８は係る特性劣化を示す説明図であり、Aはダミービット挿入無しの場合の復号特性であり、横軸は符号化率、縦軸は所定の誤り率を得るための所要Eb/Noである。この復号特性より明らかなように、符号化率が特定値（7/11、7/9、7/8）になると周辺の符号化率に比べて所要Eb/Noが大きくなって特性が劣化する。そこで、第９実施例では、パンクチュアリング後の符号化率が特定値に近い値（特定範囲S1〜S3の値）になったか監視し、特定範囲S1〜S3の値になる場合には、パンクチュアリング前にダミービットを挿入して、復号特性をBで示すようにシフトし、前記符号化率が復号特性Bにより定まる特定範囲S1′〜S3′外の値となるようにして特性劣化を防止する。シフト後の特性Bのピークのすその領域からちょうど外れるようにダミービット挿入量を決めておく。
図２９は第９実施例の無線基地局における送信処理部の構成図であり、送信処理部３０は、CRC付加部２１、ビットスクランブル部２２、コードブロック分割部２３、ダミービット挿入制御部４１、チャネルコーディング部(符号化部)２４、物理レイヤHARQ機能部２５、物理チャネル分離部２６、HS-DSCHインタリーブ部２７、コンステレーション再配置部２８、物理チャネルマッピング部２９、送信部（図示せず）を備えている。
ダミービット挿入制御部４１はコードブロック分割部２３と符号化部２４の間に設けられ、符号化率に基づいて情報ビットにダミービットを挿入するか制御する。すなわち、ダミービット挿入制御部４１は、物理レイヤHARQ機能部２５におけるパンクチュアリングを考慮して符号化率Rを計算する（ステップ８０１）。情報ビット長をK、該情報の符号化により得られる組織符号のパリティビット長をM、パンクチュアリングビット数をPとすれば、符号化率Rは
R=K/(K+M-P)
となる。ターボ符号の場合には、M=2Kであるから、R=K/(3K-P)である。
ダミービット挿入制御部４１は、計算した符号化率Rが特定値7/11、7/9、7/8をそれぞれ中心とする±Δの範囲S1〜S3の値になったかチェックする（ステップ８０２）。該範囲内の値でなければ、ダミービット挿入制御部４１は、ダミービットを挿入せず、該範囲内の値であれば、復号特性がAからBにシフトして符号化率が特定範囲S1′〜S3′外の値となるようにダミービットを情報ビットに挿入する（ステップ８０３）。
第９実施例によれば、符号化率が復号特性を劣化させる特定範囲内の値とならないようにダミービットの挿入するため、復号特性の劣化を防止することができる。
【００３０】
(J)第１０実施例
符号としてターボ符号を使用する場合、ターボ符号部の第１要素符号器と第２要素符号器の入力ビット（それぞれ「第１入力」「第２入力」と呼ぶ）の両方において、ダミービット挿入位置のパターンがなるべく一様になるようにすれば、復号特性を向上できる。
そのため、ダミービットの挿入位置の前後の数ビットについては、極力別のダミービットが配置されないようにする。すなわち、情報ビット数K、ダミービット数K0として、K0≦Kのときは、第１入力と第２入力の両方において、ダミービットが隣り合わず、かつ、第１、第２入力のダミービットの挿入位置が等しくなる配置を理想の配置とする。また、K0>Kのときは、第１入力と第２入力の両方において、情報ビットが隣り合わず、かつ、第１、第２入力の情報ビットの位置が等しくなる配置を理想の配置とする。K0>Kでダミービットのほうが情報ビットよりも多い場合は、原理的に少なくとも2つ以上ダミービットが隣り合うことになる。この場合はむしろ、ダミービットと情報ビットの立場を入れ替えることで一様性を実現する。
K0とKの比が整数比でない場合および、インタリーブによる位置の関係から、このような配置が不可能になる場合に限り、ダミービットの位置と情報ビットの位置の入れ替えを許可するようにする。ただし、この入れ替えは、第１、第２入力のそれぞれで、ほぼ等分に行うものとする。
たとえば、図３０の（A）に示すように、K=K0の場合、第１入力に関して完全に一様な配置を行い（交互配置）、インタリーブパターン配列Pを作用して第２入力を生成する。第２入力において、ダミービットのバースト長（連続長）が３以上の部分を求め、存在すれば、あるダミービットを情報ビットに変更したときにバースト長が１ないし２になるダミービット位置dを求める。ついで、該ダミービット位置dに対応する第１入力における位置をQ(d)により求める。ただし、Ｑはデインタリーブ パターン配列であり、P(Q(d))=dである。第１入力において、位置Q(d)の両隣の位置Q(d)±１は現在のところ情報ビットであるが、これらに対応する第２入力のビット位置（P(Q(d)+1)、P(Q(d)-1)）にダミービットを挿入したときに、生成されるダミービットのバースト長が短い方のビット位置を選択する（図ではP(Q(d)+1）。そして、図３０の（B）に示すように、第１入力における位置Q（d）のダミービットと位置Q(d)+1の情報ビットを入れ替える。すなわち、第１入力における位置Q(d)をダミービットから情報ビットに変更し、位置Q(d)+1を情報ビットからダミービットに変更する。このようにすれば、インタリーブ後の第2入力におけるダミービットの連続長を２以下にすることができる。
【００３１】
図３１は図３０で説明したような条件を満たすようにダミービット位置を変更する効率的なアルゴリズムのフローである。入力情報ビットサイズK、ダミービットサイズK0、合わせたビットサイズK1をK1=K+K0とする。また、P(i),Q(i)をそれぞれインターリーブパターン配列、およびその逆配列とする。すなわち、Q(P(i))=i である。また、位置が決定したダミービットの数をNd、位置判定のためのスレッショルドTh=10とする。また、各ビットに図３２に示すように重み変数W(i)を対応させる。
まず、カウンタを初期化してNd=0にすると共に、全重み係数W(i)を０に初期化する、（ステップ901）。
ついで、i=0〜K1-1について以下を繰り返す。すなわち、i=0とし、i<K1であれば（ステップ902〜903）、 W(i) ≦ Th であるかチェックする（ステップ904）。W(i) ≦ Thであれば、位置i をダミービット位置とし（ステップ905）、重み変数を以下のように更新する（ステップ906）。
W(i) = 300
W(i+1)+50=W(i+1) W(i-1)+50＝W(i-1) 
W(i+2)+10＝W(i+2) W(i-2)+10＝W(i-2) 
W(Q(P(i)+1))+50＝W(Q(P(i)+1)) W(Q(P(i)-1))+50＝W(Q(P(i)-1)) 
W(Q(P(i)+2))+10＝W(Q(P(i)+2)) W(Q(P(i)-2))+10＝W(Q(P(i)-2))
ただし、W(x) に対して、x<0,x≧K1のときは処理しない。
ついで、位置決定ダミービット数Ndをカウントアップし（Nd+1=Nd、ステップ907）、Nd<K0であるかチェックし（ステップ908）、Nd≧K0であれば処理を終了し、Nd <K0であればiを歩進し（ステップ909）、ステップ903以降の処理を継続する。なお、ステップ904においてW(i)＞ Thであれば、直ちにiを歩進し（ステップ909）、ステップ903以降の処理を継続する。
一方、ステップ903において、i=K1になれば、Nd <K0であるかチェックし（ステップ910）、Nd≧K0であれば処理を終了し、Nd <K0であればWminをW(i)の最小値とし（ステップ911）、ついで、Th=Wmin+20 とし（ステップ912）、ステップ902以降の処理を繰り返す。
これまでの実施例の基本としてきた、入力の情報ビットに対してダミービットを一様に挿入するという方法では不都合な事態が生じる場合がある。例えば、ターボ符号を採用する場合、ターボ符号部の第2要素符号器の入力がインタリーブ後のパターンとなる。このため、単にインタリーブする前の情報ビットに対してダミービットを一様に挿入するだけでは、インタリーブによりダミービットの位置が変化してしまい、第２要素符号器の第２入力のダミービット位置が一様でなくなる。この結果、第２入力に望ましくないパターン（長いダミービットの連続）が発生し、復号特性の劣化を引き起こす。そこで、第１０実施例は、上記のアルゴリズムにより、ダミービットの連続長が長くならないようにダミービットの挿入位置を決定する。すなわち、ダミービットの挿入位置を逐次的に決定し、第１、第２入力の両方において、該決定したダミービットの位置のすぐ隣とその次の隣の重みを大きくして、ダミービット位置として選択されにくくし、これにより、ダミービットの連続長が長くならないようにする。
尚、上記アルゴリズムに限らず、第１、第２入力の両方において、ダミービットの挿入位置のパターンがなるべく一様になるようにするアルゴリズムであれば第１０実施例に採用することができる。
以上では、ダミービットサイズK0の決定方法について説明しなかったが、第２実施例で説明したように、指定の符号化率に基づいて情報ビットに挿入するダミービットのサイズを決定する。あるいは、第３実施例で説明したように、符号サイズが物理チャネルの送信レートより定まるビット長Ndataと等しくなるように挿入するダミービットのサイズK0を算出する。
【００３２】
(K)第１１実施例
多くの場合に、ターボ符号部の第１要素符号と第２要素符号の入力の両方でダミービットの挿入位置がなるべく全体にバラけるように配置することが特性的に有利であることがわかってきた。これを実現するために、第１０実施例の方法では、位置の生成アルゴリズムが複雑で処理量、処理時間が大きくなってしまう問題がある。第１１実施例は、簡単に第１、第２要素符号の第１、第２入力の両方でダミービットの挿入位置がなるべく全体にバラけるようにする。
図３３は第１１実施例のターボ符号器の構成図であり、第１要素符号器２４aはダミービットが挿入された情報ビットを符号化し、インタリーブ部２４bはダミービットが挿入された情報ビットをインタリーブし、第２要素符号器２４cはインタリーブ結果を符号化し、P/S変換部２４eは各要素符号器２４a，２４ｂの出力xb,xcおよび情報ビットxaを直列データに変換して出力する。また、第１、第２ダミービット挿入部５１、５２は第１、第２要素符号器２４a，２４ｂの入力である第１、第２入力にダミービットを挿入する。好ましくは第１、第２入力の両方において全体にバラけるように、かつ、なるべく一様になるように挿入する。
なお、挿入するダミービットサイズK0は、第２実施例で説明したように、指定の符号化率に基づいて（2）式により、あるいは、第３実施例で説明したように、符号長が物理チャネルの送信レートより定まるビット長Ndataと等しくなるように（4）式により算出する。
図３３の構成では、要素符号器を２台設けているが１台の要素符号器で第１、第２の要素符号処理を行うようにできる。
図３４は、図３３の符号器により符号化されたターボ符号を復号する受信側のターボ復号部の構成図である。
第１の要素復号器６１は受信信号ｙa，ｙb，ｙcのうち、ｙaとｙbを使って、で復号を行う。第１の要素復号器６１は軟判定出力の要素復号器であり、復号結果の尤度を出力する。第１のダミービット削除部６２は第１要素復号器６１の復号結果から第１のダミービットを削除し、インタリーブ部６３はダミービットが削除された復号結果をインタリーブし、第２のダミービット挿入部６４はインタリーブされた復号結果に尤度最大にした第２ダミービットを挿入する。
第２の要素復号器６５は、インタリーブ及び第２ダミービットの挿入処理を施された第
１の要素復号器６１の復号結果と受信信号ｙcとを用いて復号を行う。第２の要素復号器６５も軟判定出力の要素復号器であり、復号結果の尤度を出力する。第２のダミービット削除部６６は第２要素復号器６５の復号結果から第２のダミービットを削除し、デインタリーブ部６７はダミービットが削除された復号結果をデインタリーブし、第１のダミービット挿入部６８はデインタリーブされた復号結果に尤度最大にした第１ダミービットを挿入して第１の要素復号器６１に入力する。第１の要素復号器６１は受信信号ｙaの代わりに第１のダミービット挿入部６８の出力信号を用いて上記のMAP復号処理を繰り返す。上記の復号操作を所定回数繰り返し行うことにより、復号結果の誤り率が低減する。かかるターボ要素復号器における第１、第２の要素復号器としてMAP要素復号器を使用する。
以上のダミービットデータの信頼度最大の尤度の削除追加処理は、復号器の尤度演算において、ダミービットの値から限定されるトレリスパスが選ばれるようにするためであり、そのような挿入削除を行う代わりに、直接的にトレリスパスを選択するようにすることも可能である。
図３４の構成では、要素復号器を２台設けているが１台の要素復号器で第１、第２の要素復号処理を行うようにできる。同様に、１台のダミービット削除部、１台のダミービット挿入部により第１、第２のダミービット削除処理、第１、第２のダミービット挿入処理を行うようにすることもできる。
第１１実施例によれば、第１要素符号器２４aと第２要素符号２４ｃの入力の両方で、互いに依存しない挿入位置をとることができ、特に、両方で全体に一様なパターンを選択することが可能となる。また、ダミービット削除部が不要になる。
【００３３】
（L）発明の効果
以上、本発明によれば、情報ビットにダミービットを挿入し、該情報ビットから作成されるパリティビットを該情報ビットに付加してターボ符号化し、該ターボ符号から前記ダミービットを削除してなる組識符号を送信し、受信側において該組織符号を受信し、該受信した組織符号に送信側で削除したダミービットを尤度最大にして挿入してターボ復号することにより復号誤りを減少することができる。
また、本発明によれば、ダミービット削除部を物理レイヤHARQ機能部内あるいは符号部内に設けることにより、容易に組織ビットからダミービットを削除できる。また、本発明によれば、組織符号のパリティビットに対するパンクチュアリング処理と同時に組織ビットからダミービット削除する処理を行える。このためダミービット削除をトータルの送信処理時間に影響を与えないように行うことができる。
本発明によれば、要求された符号化率となるようにダミービットのサイズを決定し、かつ、H-ARQ送信パラメータで与えられるNdataとなるようにレートマッチングして送信することができる。また、ダミービットを均一に挿入することにより、復号特性を向上することができる。
本発明によれば、符号化率Rを可変に、かつ、符号長がNdataと等しくなるようにダミービットを挿入して送信することができる。
本発明によれば、コードブロック分割を行わない場合においても、最大数のダミービットを挿入して、符号長をNdataにして送信することができる。このため、コードブロック分割しないで場合においてダミー挿入効果を高めることができる。
本発明によれば、各コードブロックにおいてダミービットと情報ビットの合計サイズが規定サイズＺになるようにダミービットを挿入して符号化し、該ダミービットを削除して送信するから、挿入するダミービットサイズを多くできるためダミー挿入効果を高めることができる。
本発明によれば、ビットスクランブル前あるいはビットスクランブル後にダミービット挿入することができる。
本発明によれば、ダミービットの連続長を設定値以下にしてダミービットを分散して情報ビットに挿入するため復号特性を向上することができる。また、情報ビットの先頭または終わりの周辺部を除外してダミービットを分散して情報ビットに挿入するため復号特性を向上することができる。また、インタリーブ処理を必要とする符号を採用する場合、インタリーブ後に情報の先頭と後ろにくるビット位置を除外して、ダミービットを分散して挿入するため復号特性を向上することができる。
本発明によれば、符号化率が復号特性を劣化させる特定値とならないようにダミービットの挿入するため、復号特性の劣化を防止することができる。
本発明によれば、ターボ符号を採用する場合、第１要素符号器と第２要素符号器の入力である第１、第２入力の両方において、ダミービットの挿入位置のパターンをなるべく一様になるようにするから、復号特性を向上することができる。
本発明によれば、ターボ符号を採用する場合、第１要素符号器と第２要素符号の第１、第２の入力において互いに依存することなくダミービットの挿入位置を決定できるため、第１、第２入力において簡単にダミービット挿入位置パターンを一様にでき、復号特性を向上することができる。
また、本発明によれば、ターボ符号器内でダミービットを挿入してパリティビットを生成すると共に組織ビットにダミービットを挿入しないでターボ符号を出力できるため、組織ビットからダミービットを削除するダミービット削除部を不要にできる。
【符号の説明】
【００３４】
２１  CRC付加部
２２  ビットスクランブル部
２３  コードブロック分割部
２４  チャネルコーディング部(符号化部)
２５  物理レイヤHARQ機能部
２６  物理チャネル分離部
２７  HS-DSCHインタリーブ部
２８  コンステレーション再配置部
２９  物理チャネルマッピング部
３０  送信処理部
３１  ダミービット挿入部
３２  情報を送信する送信部
【図１】
2011244509.tif 000003
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
2011244509.tif 000021
【図２０】
2011244509.tif 000022
【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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