(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
誤り訂正符号化されたビット列に対応し、かつ複数のワードを含み、該複数のワードのそれぞれが少なくとも２ビット以上のビット長を持つワード列と、前記複数のビットのそれぞれごとに決定され、当該ビットが所定値である第１の事前確率とに基づいて、前記ビット列に含まれる複数のビットのそれぞれについて、当該ビットの値が前記所定値である信頼度の増分を表し、少なくとも２ビット以上のビット長を持つ第１の外部値を求める復号処理を第１の所定回数実行する第１の復号器と、
前記第１の復号器による前記第１の所定回数の復号処理が終了した後に求められた前記複数のビットのそれぞれに対応する前記第１の外部値のビット長を削減し、かつ前記ワード列に含まれる各ワードのビット長を削減するワード長削減器と、
ビット長が削減された前記第１の外部値のそれぞれを、前記複数のビットのうちの対応するビットが前記所定値である第２の事前確率として用いることにより、前記各ワードのビット長が削減された前記ワード列に基づいて、前記ビット列に含まれる複数のビットのそれぞれについて、当該ビットの値が前記所定値である信頼度の増分を表し、少なくとも２ビット以上のビット長を持つ第２の外部値と当該ビットの値が前記所定値である事後確率を表す事後値を算出する復号処理を第２の所定回数実行することにより、前記ビット列を復号する第２の復号器と、
を有する誤り訂正符号の復号装置。
【請求項２】
前記第１の復号器は、
前記ビット列に含まれる複数のビットのそれぞれについての前記第１の事前確率と前記ワード列とに基づいて、前記複数のビットのそれぞれに対応する前記第１の外部値を算出する第１の要素復号器と、
前記第１の外部値のそれぞれに正の値を持つ第１のスケーリングファクタを乗じる第１の乗算器とを有し、
前記第１のスケーリングファクタが乗じられた前記第１の外部値のそれぞれは、前記ビット列に含まれる前記複数のビットのうちの対応するビットについての前記第１の事前確率として前記第１の要素復号器に入力され、
前記第１のスケーリングファクタは、前記第１の復号器による復号処理の実行回数に応じて変化する、請求項１に記載の誤り訂正符号の復号装置。
【請求項３】
前記第１の復号器は、前記第１のスケーリングファクタを前記第１の復号器による復号処理の実行回数が増加するにつれて大きくする、請求項２に記載の誤り訂正符号の復号装置。
【請求項４】
前記第２の復号器は、
前記ビット列に含まれる複数のビットのそれぞれについての前記第２の事前確率と前記各ワードのビット長が削減された前記ワード列とに基づいて、前記複数のビットのそれぞれに対応する前記第２の外部値及び前記事後値を算出する第２の要素復号器と、
前記第２の外部値のそれぞれに正の値を持つ第２のスケーリングファクタを乗じる第２の乗算器とを有し、
前記第２のスケーリングファクタが乗じられた前記第２の外部値のそれぞれは、前記ビット列に含まれる前記複数のビットのうちの対応するビットについての前記第２の事前確率として前記第２の要素復号器に入力され、
前記第２のスケーリングファクタは、前記第１のスケーリングファクタの最大値以上である、請求項３に記載の誤り訂正符号の復号装置。
【請求項５】
前記誤り訂正符号化されたビット列は、第１のビット列と、当該第１のビット列について求められた誤り検出用または誤り訂正用のパリティビット列とを含み、
前記第２の復号器は、前記第２の所定回数よりも少ない第３の所定回数の復号処理が終わる度に、前記復号されたビット列に含まれる前記パリティビット列に基づいて前記第１のビット列が誤り無く復号されたか否かを判定する復号完了判定部をさらに有し、
前記第２の復号器は、前記復号完了判定部が前記第１のビット列が誤り無く復号されたと判定すると、前記第１の復号器へ、誤り訂正符号化された他のビット列に対応する他のワード列についての復号処理を終了し、当該他のワード列について求めた前記第１の外部値のそれぞれを前記ワード長削減器へ出力するよう通知する、請求項１〜４の何れか一項に記載の誤り訂正符号の復号装置。
【請求項６】
前記誤り訂正符号化されたビット列は、第１のビット列と、当該第１のビット列について求められた誤り検出用または誤り訂正用のパリティビット列とを含み、
前記第１の復号器は、前記復号処理を行う度に前記誤り訂正符号化されたビット列を復号し、当該復号されたビット列に含まれる前記パリティビット列に基づいて前記第１のビット列が誤り無く復号されたか否かを判定する復号完了判定部をさらに有し、
前記第１の復号器は、前記復号完了判定部が前記第１のビット列が誤り無く復号されたと判定すると、当該復号された第１のビット列を出力する、請求項１〜４の何れか一項に記載の誤り訂正符号の復号装置。
【請求項７】
誤り訂正符号化されたビット列に対応し、かつ複数のワードを含み、該複数のワードのそれぞれが少なくとも２ビット以上のビット長を持つワード列と、前記複数のビットのそれぞれごとに決定され、当該ビットが所定値である第１の事前確率とに基づいて、前記ビット列に含まれる複数のビットのそれぞれについて、当該ビットの値が前記所定値である信頼度の増分を表し、少なくとも２ビット以上のビット長を持つ第１の外部値を求める復号処理を第１の所定回数実行し、
前記第１の所定回数の復号処理が終了した後に求められた前記複数のビットのそれぞれに対応する前記第１の外部値のビット長を削減し、かつ前記ワード列に含まれる各ワードのビット長を削減し、
ビット長が削減された前記第１の外部値のそれぞれを、前記複数のビットのうちの対応するビットが前記所定値である第２の事前確率として用いることにより、前記各ワードのビット長が削減された前記ワード列に基づいて、前記ビット列に含まれる複数のビットのそれぞれについて、当該ビットの値が前記所定値である信頼度の増分を表し、少なくとも２ビット以上のビット長を持つ第２の外部値と当該ビットの値が前記所定値である事後確率を表す事後値を算出する復号処理を第２の所定回数実行することにより、前記ビット列を復号する、
ことを含む誤り訂正符号の復号方法。
【請求項８】
移動局装置から送信された、誤り訂正符号化されたビット列を含む無線信号を受信し、当該無線信号を電気信号に変換するアンテナと、
前記電気信号から、前記誤り訂正符号化されたビット列に対応し、かつ複数のワードを含み、該複数のワードのそれぞれが少なくとも２ビット以上のビット長を持つワード列を抽出するベースバンド処理部と、
前記ワード列に基づいて前記誤り訂正符号化されたビット列を復号する復号部とを有し、
前記復号部は、
前記ワード列と、前記複数のビットのそれぞれごとに決定され、当該ビットが所定値である第１の事前確率とに基づいて、前記ビット列に含まれる複数のビットのそれぞれについて、当該ビットの値が前記所定値である信頼度の増分を表し、少なくとも２ビット以上のビット長を持つ第１の外部値を求める復号処理を第１の所定回数実行する第１の復号器と、
前記第１の復号器による前記第１の所定回数の復号処理が終了した後に求められた前記複数のビットのそれぞれに対応する前記第１の外部値のビット長を削減し、かつ前記ワード列に含まれる各ワードのビット長を削減するワード長削減器と、
ビット長が削減された前記第１の外部値のそれぞれを、前記複数のビットのうちの対応するビットが前記所定値である第２の事前確率として用いることにより、前記各ワードのビット長が削減された前記ワード列に基づいて、前記ビット列に含まれる複数のビットのそれぞれについて、当該ビットの値が前記所定値である信頼度の増分を表し、少なくとも２ビット以上のビット長を持つ第２の外部値と当該ビットの値が前記所定値である事後確率を表す事後値を算出する復号処理を第２の所定回数実行することにより、前記ビット列を復号する第２の復号器と、
を有する基地局装置。
【請求項９】
基地局装置から送信された、誤り訂正符号化されたビット列を含む無線信号を受信し、当該無線信号を電気信号に変換するアンテナと、
前記電気信号から、前記誤り訂正符号化されたビット列に対応し、かつ複数のワードを含み、該複数のワードのそれぞれが少なくとも２ビット以上のビット長を持つワード列を抽出するベースバンド処理部と、
前記ワード列に基づいて前記誤り訂正符号化されたビット列を復号する復号部とを有し、
前記復号部は、
前記ワード列と、前記複数のビットのそれぞれごとに決定され、当該ビットが所定値である第１の事前確率とに基づいて、前記ビット列に含まれる複数のビットのそれぞれについて、当該ビットの値が前記所定値である信頼度の増分を表し、少なくとも２ビット以上のビット長を持つ第１の外部値を求める復号処理を第１の所定回数実行する第１の復号器と、
前記第１の復号器による前記第１の所定回数の復号処理が終了した後に求められた前記複数のビットのそれぞれに対応する前記第１の外部値のビット長を削減し、かつ前記ワード列に含まれる各ワードのビット長を削減するワード長削減器と、
ビット長が削減された前記第１の外部値のそれぞれを、前記複数のビットのうちの対応するビットが前記所定値である第２の事前確率として用いることにより、前記各ワードのビット長が削減された前記ワード列に基づいて、前記ビット列に含まれる複数のビットのそれぞれについて、当該ビットの値が前記所定値である信頼度の増分を表し、少なくとも２ビット以上のビット長を持つ第２の外部値と当該ビットの値が前記所定値である事後確率を表す事後値を算出する復号処理を第２の所定回数実行することにより、前記ビット列を復号する第２の復号器と、
を有する移動局装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、誤り訂正符号を反復処理して復号する復号装置、復号方法及びそのような復号装置を実装した基地局装置ならびに移動局装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、シャノン限界に近い伝送速度を、実際的な処理で達成できる誤り訂正符号として、ターボ符号、低密度パリティ検査(low-density parity-check code、LDPC)符号、及びrepeat accumulate(RA)符号などが提案されている。このような誤り訂正符号は、通信の規格にも採用されている。例えば、ターボ符号は、第３世代パートナーシッププロジェクト(Third Generation Partnership Project、3GPP)により標準化された通信規格であるロング・ターム・エボリューション(Long Term Evolution、LTE)に採用されている（例えば、非特許文献１を参照）。
【０００３】
図１は、従来技術による、ターボ符号化装置の概略構成図である。ターボ符号化装置１００は、二つの符号化器１０１、１０２と、インターリーバ１０３と、多重化器１０４とを有する。符号化対象となる情報ビット列は、所定のビット長ごとに符号化器１０１、インターリーバ１０３及び多重化器１０４に入力される。
符号化器１０１は、入力された情報ビット列を、例えば再帰的に畳み込み符号化することで第１のパリティビット列を生成する。この第１のパリティビット列は多重化器１０４に入力される。一方、インターリーバ１０３は、入力された情報ビット列を所定の規則に従って並べ替える。そしてインターリーバ１０３により並べ替えられた情報ビット列は符号化器１０２に入力される。符号化１０２も、符号化器１０１と同様に、入力されたビット列を再帰的に畳み込み符号化することで第２のパリティビット列を生成する。そして第２のパリティビット列は多重化器１０４に入力される。多重化器１０４は、入力された所定のビット長の情報ビット列（以下、組織ビット列と呼ぶ）と、第１及び第２のパリティビット列を一つのデータブロックとして多重化する。そして多重化器１０４は、そのデータブロックをターボ符号として出力する。
【０００４】
ターボ符号、LDPC符号及びRA符号は、復号装置において復号処理が反復的に繰り返されることによって復号される。例えば、ターボ符号を復号する復号装置は、要素復号器を有し、この要素復号器によって所定量のデータごとに復号処理が繰返し実行される（例えば、特許文献１を参照）。例えば、特許文献１には、二つの要素復号器を有するターボ復号装置が開示されている。このターボ復号装置における一方の要素復号器は、ターボ符号化されたデータブロックから抽出された情報ビット列、第１のパリティビット列及び第１事前尤度に基づき、第１情報尤度を算出する。一方、他方の要素復号器は、そのデータブロックから抽出された情報ビット列をインターリーブすることにより得られた情報ビット列と、データブロックから抽出された第２のパリティビット列及び第２事前尤度に基づき第２情報尤度を求める。第１事前尤度及び第２事前尤度は、それぞれ、第２情報尤度及び第１情報尤度に基づいて算出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１０９２７２号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】3GPP TS 36.212 v.8.0.0
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に開示されたターボ復号装置では、二つの要素復号器は同じビット長を持つビット列を処理する。そのため、二つの要素復号器の回路規模はほぼ等しくなる。そのため、このターボ復号装置の回路規模は、要素復号器の回路規模の２倍よりも大きくなる。
一方、ターボ復号装置の回路規模が小さいほど、ターボ復号装置の消費電力が小さくなり、かつ、ターボ復号装置のコストも削減される。そのため、ターボ復号装置の回路規模は小さいほど好ましい。特に、携帯電話機のように、受信信号に含まれる誤り訂正符号化されたビット列を復号する復号装置を含み、かつ、バッテリから供給される電力で動作する装置では、バッテリの持続時間を長くするために、消費電力の少ない復号装置が望まれている。
【０００８】
そこで、本明細書は、回路規模を小さくできる反復処理型の誤り訂正符号の復号装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
一つの実施形態によれば、誤り訂正符号の復号装置が提供される。この復号装置は、誤り訂正符号化されたビット列に対応し、かつ複数のワードを含み、その複数のワードのそれぞれが少なくとも２ビット以上のビット長を持つワード列と、複数のビットのそれぞれごとに決定され、ビットが所定値である第１の事前確率とに基づいて、ビット列に含まれる複数のビットのそれぞれについて、そのビットの値がその所定値である信頼度の増分を表し、少なくとも２ビット以上のビット長を持つ第１の外部値を求める復号処理を第１の所定回数実行する第１の復号器と、第１の復号器による第１の所定回数の復号処理が終了した後に求められた複数のビットのそれぞれに対応する第１の外部値のビット長を削減し、かつワード列に含まれる各ワードのビット長を削減するワード長削減器と、ビット長が削減された第１の外部値のそれぞれを、複数のビットのうちの対応するビットが所定値である第２の事前確率として用いることにより、各ワードのビット長が削減されたワード列に基づいて、ビット列に含まれる複数のビットのそれぞれについて、そのビットの値が所定値である信頼度の増分を表し、少なくとも２ビット以上のビット長を持つ第２の外部値とビットの値がその所定値である事後確率を表す事後値を算出する復号処理を第２の所定回数実行することによりビット列を復号する第２の復号器とを有する。
【００１０】
本発明の目的及び利点は、請求項において特に指摘されたエレメント及び組み合わせにより実現され、かつ達成される。
上記の一般的な記述及び下記の詳細な記述の何れも、例示的かつ説明的なものであり、請求項のように、本発明を限定するものではないことを理解されたい。
【発明の効果】
【００１１】
本明細書に開示された反復処理型の誤り訂正符号の復号装置は、回路規模を小さくできる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】ターボ符号化装置の概略構成図である。
【図２】第１の実施形態による復号装置の概略構成図である。
【図３】第１の実施形態による復号装置における誤り訂正復号処理の動作シーケンス図である。
【図４】第２の実施形態による復号装置の概略構成図である。
【図５】第２の実施形態による復号装置の二つの復号器による復号処理の動作シーケンスの一例を示す図である。
【図６】前段の復号器におけるスケーリングファクタの値を変更したときの復号装置の誤り訂正能力と、各復号器におけるスケーリングファクタを一定の値としたときの復号装置の誤り訂正能力のシミュレーション結果を表すグラフである。
【図７】両方の復号器が乗算器を有する場合と、一方の復号器のみが乗算器を有する場合と、両方の復号器が乗算器を有さない場合の復号装置の誤り訂正能力のシミュレーション結果を表すグラフである。
【図８】各実施形態または変形例の何れかによる復号装置が組み込まれた基地局装置の概略構成図である。
【図９】各実施形態または変形例の何れかによる復号装置が組み込まれた移動局装置の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図を参照しつつ、様々な実施形態による誤り訂正符号の復号装置について説明する。
この復号装置は、例えば、ターボ符号など、反復的に復号処理を行うことによって復号される誤り訂正符号を復号する。この復号装置は、二つの復号器を有し、前段の復号器が、誤り訂正符号化されたビット列に対応するワード列に対して先ず少なくとも１回の復号処理を実行する。そして前段の復号器で得られた演算結果を表すワード列に含まれる各ワードのビット長が所定のルールに従って削減された後、その演算結果のワード列が後段の復号器に入力される。後段の復号器は、ビット長が削減されたワード列に対して少なくとも１回の復号処理を実行した後、復号されたビット列を出力する。これにより、後段の復号器の回路規模が削減される。
【００１４】
以下に説明する各実施形態では、復号対象となる誤り訂正符号はターボ符号である。しかし、復号対象となる誤り訂正符号は、LDPC符号またはRA符号といった、反復的に復号処理を行って復号される他の誤り訂正符号であってもよい。
【００１５】
図２は、第１の実施形態による復号装置の概略構成図である。復号装置１は、二つの復号器２及び復号器３と、ワード長削減器４とを有する。
復号装置１の各構成要素は、それぞれ、別個の回路により形成される。あるいは、復号装置１は、復号装置１の各構成要素の機能を実現する一つの集積回路として実現されてもよい。
【００１６】
復号器２は、誤り訂正符号化されたビット列に対応するワード列をコードブロック単位で読み込み、そのコードブロックに対して最初に復号処理を実行する前段の復号器である。そして復号器２は、コードブロックごとに予め定められた所定回数の復号処理を実行する。そのために、復号器２は、メモリ２１と、要素復号器２２と、乗算器２３と、削減器２４と、インターリーバ／デインターリーバ２５とを有する。なお、所定回数は、例えば、復号されたビット列についてのブロックエラーレートが、そのコードブロックに対する復号処理を繰り返しても略一定となる復号処理の最小反復回数の1/2、例えば、4回に設定される。
【００１７】
ここで、誤り訂正符号化されたビット列は、誤り訂正符号化器、例えば、図１に示されたターボ符号化装置により誤り訂正符号化されたビット列である。すなわち、誤り訂正符号化されたビット列は、組織ビット列と、その組織ビット列に対して求められた二つのパリティビット列を含む。一方、誤り訂正符号化されたビット列に対応するワード列も、組織ビット列に対応するワード列（以下、便宜上組織ワード列と呼ぶ）と、二つのパリティビット列にそれぞれ対応する二つのワード列（以下、便宜上、第１及び第２のパリティワード列と呼ぶ）を含む。ワード列に含まれる各ワードは、それぞれ、誤り訂正符号化されたビット列に含まれる何れかのビットに対応し、それぞれ、２以上の所定のビット長を持つ。なお、１ワード当たりのビット長は、復号装置１が組み込まれる装置の仕様または構成によって決定され、例えば、７ビットまたは８ビットである。このように、ワードが２以上のビット長を持つのは、例えば、誤り訂正符号化されたビット列が含まれる無線信号が送信装置から受信装置へ伝達されることによって劣化して、受信装置において、各ビットの値が'0'から'1'の間で多値的に表されることによる。
【００１８】
また、コードブロックのサイズは、誤り訂正符号化装置が１回の符号化処理で符号化する組織ビット列の長さに対応する。例えば、誤り訂正符号化装置が、１回の符号化処理で6144ビットを符号化率1/3にて符号化し、かつ、１ワード当たりのビット長が７ビットであれば、コードブロックのサイズは129024(=6144×3×7)ビットとなる。
【００１９】
メモリ２１は、例えば、揮発性の読み書き可能なメモリ回路を有する。そしてメモリ２１は、ワード列をコードブロック単位で図示しないバッファメモリから読み込む。そしてメモリ２１は、復号器２による復号処理が終了するまで、そのコードブロックを記憶する。
【００２０】
要素復号器２２は、メモリ２１からコードブロックを読み込み、そのコードブロックに対して、複数回の復号処理を実行する。なお、復号器２による復号処理と区別するために、要素復号器２２により実行される復号処理を、以下では、便宜上、要素復号処理と呼ぶ。
奇数回目の要素復号処理において、要素復号器２２には、メモリ２１から、組織ワード列と、その組織ビット列そのものに対して算出された第１のパリティビット列に対応する第１のパリティワード列とが入力される。
一方、偶数回目の要素復号処理において、要素復号器２２には、メモリ２１からインターリーバ／デインタリーバ２５に入力された組織ワード列がインターリーバ／デインタリーバ２５により所定の規則に従って並び替えられた後に入力される。さらに要素復号器２２には、組織ビット列が所定の規則に従って並び替えられたビット列に対して算出された第２のパリティビット列に対応する第２のパリティワード列が入力される。なお、所定の規則は、誤り訂正符号化装置が第２のパリティビット列を算出するために、組織ビット列を並び替える規則と同一であり、例えば、図１における、インターリーバ１０３により実行される並び替えの規則と同一である。
さらに要素復号器２２には、各回の要素復号処理において、インターリーバ／デインタリーバ２５から、要素復号器２２による１回前の要素復号処理によって得られた組織ビット列に含まれる各ビットについて、そのビットが所定の値となる事前確率を読み込む。なお、所定の値は、'1'または'0'である。また１回目の復号処理では、事前確率の値は、例えば、'0'に設定される。また事前確率値も、2以上のビット長で表される。
【００２１】
本実施形態では、要素復号器２２は、最大事後確率(Max-Log-MAP)復号法に従って要素復号処理を実行する。なお、要素復号器２２は、他の復号法、例えば、軟出力ビタビアルゴリズム(Soft output Viterbi algorithm、SOVA)に従って要素復号処理を実行してもよい。そして要素復号器２２は、組織ビット列に含まれる各ビットについての事後値と外部値とを求める。事後値は、組織ビット列を知った後における、対応するビットが所定の値となる事後確率を表す。事後値は、例えば、対応するビットの値が'0'である事後確率に対するそのビットの値が'1'である事後確率の比の対数値である対数尤度比(Log-likelihood ratio,LLR)で表される。事後値は、例えば、7ビットまたは8ビットで表される整数値であり、正の大きな値を持つほど、対応するビットの値は'1'らしいことを表し、負の大きな値を持つほど、対応するビットの値は'0'らしいことを表す。一方、外部値は、対応するビットが所定の値となる信頼度の増分を表す信頼度情報である。なお、一般に、事後値と外部値との関係は次式で表される。
事後値  ＝  外部値＋通信路値＋事前値
ここで通信路値は、対応するワードの値から求められる値である。また事前値は、対応するビットが所定の値となる事前確率に相当する値であり、前回の要素復号処理によって求められた外部値に基づいて決定される。
なお、要素復号器２２は、外部値のみを求めてもよい。
【００２２】
要素復号器２２が一つのコードブロックに対して連続した２回の要素復号処理を実行することにより、復号器２による１回の復号処理が終了する。要素復号器２２により算出された各外部値は、乗算器２３に入力される。
【００２３】
乗算器２３は、要素復号器２２から入力された、組織ビット列に含まれる各ビットについての外部値にスケーリングファクタと呼ばれる所定の係数を乗じる。スケーリングファクタは、例えば、0.5、0.75または0.9といった0より大きく、かつ、1未満の値に設定される。各外部値にこのようなスケーリングファクタを乗じることにより、復号器の誤り訂正能力が向上する。そして乗算器２３から出力された各外部値は、削減器２４に入力される。
【００２４】
乗算器２３から出力された各外部値のビット長は、要素復号器２２に入力される各ビットの事前確率値に割り当てられたビット長よりも大きくなることがある。そこで削減器２４は、乗算器２３から出力された各外部値のビット長を削減する。
【００２５】
削減器２４は、例えば、正規化と呼ばれる方法に従って外部値のビット長を削減する。この場合、削減器２４は、乗算器２３から受け取った各外部値の中から、外部値の絶対値の最大値を求める。そして削減器２４は、外部値の最大値を表すために要するビット長が、事前確率に割り当てられたビット長nfよりも大きいか否か判定する。そして外部値の最大値を表すために要するビット長が事前確率に割り当てられたビット長よりもnrビット大きい場合（ただし、nrは1以上の整数）、削減器２４は、全ての外部値の下位nrビットを削除する。これにより、全ての外部値がnfビット以下のビット列で表される。
【００２６】
また他の例によれば、削減器２４は、クリッピングと呼ばれる方法に従って外部値のビット長を削減してもよい。この場合、削減器２４は、乗算器２３から受け取った外部値のうち、外部値の絶対値を表すために要するビット長が事前確率に割り当てられたビット長nfよりも大きい外部値を、その外部値の符号を維持しつつ、ビット長nfで表される最大絶対値に置換する。
【００２７】
さらに他の例によれば、削減器２４は、指数化と呼ばれる方法に従って外部値のビット長を削減してもよい。この場合、削減器２４は、乗算器２３から受け取った各外部値について、外部値が正であれば、その外部値を(2np-1)とする。一方、外部値が負であれば、削減器２４は、その外部値を(-2np)とする。なお、npは、外部値の絶対値を表すのに要するビット長である。
【００２８】
さらに、削減器２４は、上記の正規化、クリッピング及び指数化のうちの二つ以上の方法を組み合わせて使用してもよい。例えば、削減器２４は、クリッピングにより、乗算器２３から受け取った外部値の最大ビット長を(nf+ nr)とした後に、正規化により、全ての外部値の下位nrビットを削除する。この場合、nrは予め定められる。例えば、nrは1〜2ビットに設定される。
【００２９】
このように、ビット長が削減された各外部値は、次回の要素復号処理における事前値として使用される。ただし、奇数回目の要素復号処理において要素復号器２２に入力される組織ワード列に含まれる各ワードの順序と、偶数回目の要素復号処理において要素復号器２２に入力される組織ワード列に含まれる各ワードの順序とが異なる。そこで、外部値の順序を要素復号器２２に入力されるワードの順序と一致させるために、削減器２４から出力された各外部値は、インターリーバ／デインターリーバ２５に入力される。
【００３０】
インターリーバ／デインターリーバ２５は、要素復号器２２による奇数回目の要素復号処理によって得られた各外部値を、符号化装置が第２のパリティビット列を求めるために組織ビット列を並び替えた規則と同一の規則に従って並び替える。なお、この並び替え規則を、便宜上、以下ではインターリーブ規則と呼ぶ。
一方、インターリーバ／デインターリーバ２５は、要素復号器２２による偶数回目の要素復号処理によって得られた各外部値を、インターリーブ規則により並び替えられた外部値の順序を元に戻すように並び替える。なお、このインターリーブ規則の逆の順序に並び替える規則を、便宜上デインターリーブ規則と呼ぶ。
さらに、インターリーバ／デインターリーバ２５は、要素復号器２２による偶数回目の要素復号処理のために、メモリ２１から読み込んだ組織ビット列に対応するワード列の順序をインターリーブ規則に従って並び替える。
【００３１】
インターリーバ／デインターリーバ２５がインターリーブ規則を適用するかデインターリーブ規則を適用するかを決定するために、復号器２は、例えば、図示しない制御回路を有し、その制御回路が要素復号処理の実行回数をカウントしてもよい。この場合、インターリーバ／デインターリーバ２５は、要素復号処理の実行回数が奇数か偶数かに応じて決定される、その制御回路からの制御信号に従って、インターリーブ規則またはデインターリーブ規則の何れかを適用する。あるいは、インターリーバ／デインターリーバ２５は、削減器２４から組織ビット列に含まれる各ビットについての外部値を受け取った回数をカウントするカウンタを内蔵してもよい。この場合、インターリーバ／デインターリーバ２５は、そのカウンタの値が奇数か偶数かによってインターリーブ規則を適用するかデインターリーブ規則を適用するかを決定してもよい。
【００３２】
インターリーバ／デインターリーバ２５から出力された、組織ビット列に含まれる各ビットについての外部値は、復号器２による所定回数の復号処理が終了するまで、事前値として要素復号器２２に入力される。また要素復号器２２が偶数回目の復号処理を実行する場合、インターリーバ／デインターリーバ２５から出力された、インターリーブ規則に従って並び替えられたワード列も要素復号器２２に入力される。
【００３３】
一方、復号器２による所定回数の復号処理が終了すると、インターリーバ／デインターリーバ２５は、デインターリーブ規則に従って並び替えられた外部値をビット長削減器４へ出力する。
【００３４】
なお復号器２は、インターリーバ／デインターリーバ２５から出力された各外部値を要素復号器２２及びワード長削減器４のうちの何れに出力するかを決定するために、図示しない制御回路が復号処理の実行回数をカウントしてもよい。この場合、インターリーバ／デインターリーバ２５は、その制御回路から所定回数の復号処理が終了したことを示す制御信号を受け取ると、各外部値をワード長削減器４へ出力し、その制御信号を受け取らなければ、各外部値を要素復号器２２へ出力する。あるいは、インターリーバ／デインターリーバ２５は、要素復号処理の実行回数をカウントするカウンタを内蔵してもよい。この場合、インターリーバ／デインターリーバ２５は、そのカウンタの値が復号器２について定められた最大復号回数の２倍に達すると、各外部値をワード長削減器４へ出力する。
【００３５】
発明者は、復号器３が、復号器２が扱う各ワード及び各ワードに対応する事前値よりも粗く量子化された各ワード及び各事前値に基づいて復号処理を実行しても誤り訂正能力は低下しないという知見を得た。これは、復号器２によって、コードブロックに対して１回以上の復号処理が実行されているので、復号器２によって算出される各外部値は、対応するビットの値に対してある程度確からしい値となっているためであると推定される。
【００３６】
そこで、ワード長削減器４は、復号器２から受け取った、組織ビット列に含まれる各ビットに対応する外部値の下位の所定数のビットを削除することにより、各外部値のビット長を短くする。同様に、ワード長削減器４は、復号器２から受け取った、各組織ワード列及び第１及び第２のパリティワード列に含まれる各ワードの下位の所定数のビットを削除することにより、各ワードのビット長を短くする。例えば、各ワードのビット長が7ビットであり、かつ、外部値のビット長が7〜8ビットである場合、所定数は、1〜4ビットに設定される。例えば、ワード長削減器４は、各外部値及び各ワードのビット長を、それぞれ4ビットとするように、下位の3〜4ビットを削除する。
そしてワード削減器４は、ビット長が短縮された各外部値及び各ワードを復号器３へ出力する。
【００３７】
復号器３は、復号器２により１回以上復号処理されたコードブロックに対してさらに所定回数の復号処理を実行する後段の復号器である。なお、復号器３により実行される復号処理の回数は、例えば、復号器２が実行する復号処理の回数と同数、例えば4回に設定される。しかし復号器３により実行される復号処理の回数は、復号器２が実行する復号処理の回数と異なっていてもよい。
【００３８】
復号器３は、メモリ３１と、要素復号器３２と、乗算器３３と、削減器３４と、インターリーバ／デインターリーバ３５とを有する。なお、復号器３が有する各構成要素は、復号器２の対応する構成要素と同様の機能を実現する。そのため、以下では、復号器３の各構成要素のうち、復号器２の対応する構成要素と異なる部分について説明する。
【００３９】
メモリ３１は、ワード長削減器４から出力された、コードブロックに含まれる各ワードを記憶する。したがって、メモリ３１が記憶するワードのビット長は、復号器２が有するメモリ２１が記憶するワードのビット長よりも短い。
【００４０】
要素復号器３２は、要素復号器２２と同様に、例えば、最大事後確率(Max-Log-MAP)復号法に従って要素復号処理を実行する。そして要素復号器３２は、組織ビット列に含まれる各ビットについての事後値及び外部値を求める。ただし、要素復号器３２による１回目の要素復号処理において、ワード削減器４によりビット長が削減された各外部値が、それぞれ事前値として要素復号器３２に入力される。これにより、復号器３は、復号器２による復号結果を参照して組織ビット列を復号できるので、復号器３による復号処理の結果として得られる、組織ビット列の誤り訂正率が向上する。
【００４１】
復号器３が所定回数の復号処理を実行した後、さらにもう１回、要素復号器３２は要素復号処理を実行する。これにより、インターリーブ規則に従って並び替えられた事後値の順序が元に戻される。そして要素復号器３２は、事後値が'1'に近い方の値、例えば正の値であれば、その事後値に対応するビットの値を'1'とし、一方、事後値が'0'に近い方の値、例えば負の値であれば、その事後値に対応するビットの値を'0'として、組織ビット列を復号する。
なお、変形例によれば、要素復号器３２は、復号器３が所定回数の復号処理を実行した後に得られた各事後値に基づいて組織ビット列の各ビットの値を復号してもよい。この場合には、復号器３は、要素復号器３２から出力された、復号された組織ビット列をデインターリーブ規則に従って並び替えることにより、復号された組織ビット列の順序を元に戻すデインタリーバをさらに有してもよい。
【００４２】
上記のように、復号器３が扱う各外部値及び各ワードのビット長は、復号器２が扱う各外部値及び各ワードのビット長よりも短くなる。そのため、復号器３の回路規模は、復号器２の回路規模よりも小さくなる。
【００４３】
復号装置１の回路規模の削減効率を評価するために、復号装置１とほぼ同等の速度で誤り訂正復号することができる、二つの復号器２を有する復号装置を仮定する。この復号装置では、各復号器２が、それぞれ独立にコードブロックに含まれる組織ビット列を復号する。この場合において、例えば、復号器２に入力される、コードブロックの各ワードのビット長がni1であり、要素復号器２２から出力された外部値のビット長がnf1であるとする。一方、復号器３に入力されるコードブロックの各ワードのビット長がni2であり、要素復号器３２から出力された外部値のビット長がnf2であるとする。したがって、二つの復号器２を有する復号装置に対する、復号装置１の回路規模の削減率Δは次式で表される。
【数１】
0005696604.tif 000002
ここで、関数Max(a,b)は、変数a及びbのうちの大きい方の値を出力する関数である。例えば、ni1=7、nf1=8、ni2=4、nf2=5であるとすると、Δ=83.3%となる。
【００４４】
図３は、復号装置１による誤り訂正復号処理の動作シーケンス図である。
復号器２は、コードブロックを読み込み、そのコードブロックをメモリ２１に記憶する（ステップＳ１０１）。復号器２は、繰り返し回数iを'1'に設定する（ステップＳ１０２）。そして復号器２は、復号処理を実行する（ステップＳ１０３）。すなわち、要素復号器２２による２回の要素復号処理が実行される。その後、復号器２は、繰り返し回数iを1インクリメントする（ステップＳ１０４）。復号器２は、繰り返し回数iが予め定められた所定回数R1に達したか否か判定する（ステップＳ１０５）。繰り返し回数iが所定回数R1に達していなければ（ステップＳ１０５−Ｎｏ）、復号器２は、ステップＳ１０３以降の処理を繰り返す。一方、繰り返し回数iが所定回数R1に達していれば（ステップＳ１０５−Ｙｅｓ）、復号器２は、コードブロック中の各ワード及び要素復号器２２により算出された各外部値を出力する（ステップＳ１０６）。
【００４５】
ワード長削減器４は、復号器２から各ワード及び各外部値を受け取ると、その各ワード及び各外部値のビット長を削減する（ステップＳ１０７）。そしてワード長削減器４は、ビット長が削減された各ワード及び各外部値を出力する。
【００４６】
ビット長が削減された各ワード及び各外部値は、復号器３に入力される（ステップＳ１０８）。復号器３は、繰り返し回数iを'1'に設定する（ステップＳ１０９）。そして復号器３は、復号処理を実行する（ステップＳ１１０）。すなわち、要素復号器３２による２回の要素復号処理が実行される。その後、復号器３は、繰り返し回数iを1インクリメントする（ステップＳ１１１）。復号器３は、繰り返し回数iが予め定められた所定回数R2に達したか否か判定する（ステップＳ１１２）。繰り返し回数iが所定回数R2に達していなければ（ステップＳ１１２−Ｎｏ）、復号器３は、ステップＳ１１０以降の処理を繰り返す。一方、繰り返し回数iが所定回数R2に達していれば（ステップＳ１１２−Ｙｅｓ）、復号器３は、各事後値に基づいて組織ビット列を復号する（ステップＳ１１３）。
【００４７】
なお、復号器２は、復号器３がステップＳ１０８〜Ｓ１１３の処理を行っている間に、次のコードブロックについてステップＳ１０１〜Ｓ１０６の処理を実行する。このように、復号器２及び復号器３は、パイプライン処理的に複数のコードブロックに対して復号処理を実行する。
【００４８】
以上に説明してきたように、第１の実施形態による復号装置は、前段の復号器によって復号されることにより得られた外部値を事前値として用いて後段の復号器によって誤り訂正符号を復号する。その際、この復号装置は、後段の復号器に入力される各ワード及び各外部値のビット長を削減するので、後段の復号器の回路規模を前段の復号器の回路規模よりも小さくできる。またこの復号装置は、パイプライン処理的に複数のコードブロックに対して復号処理を実行するので、演算速度を向上できる。その結果として、この復号装置は、二つの復号器で並列に誤り訂正符号を復号する復号装置とほぼ同等の演算速度を達成しつつ、回路規模を小さくできる。
【００４９】
次に、第２の実施形態による復号装置について説明する。
前段の復号器及び後段の復号器が、コードブロックに対してある一定の回数だけ復号処理を繰り返すと、そのコードブロックに対応する、復号された組織ビット列のブロックエラーレートは殆ど向上しなくなる。そこで、前段の復号器による復号処理の実行回数と後段の復号器による復号処理の実行回数の合計は、その一定の回数に設定されることが好ましい。ここでは、便宜上、その一定の回数を最大反復回数と呼ぶ。
また、発明者は、復号装置が多数のコードブロックについて復号処理を実行すると、組織ビット列が正確に復号されるために要する復号処理の反復回数の平均値は、最大反復回数よりも少なくなるという知見を得た。
【００５０】
そこで、第２の実施形態による復号装置は、後段の復号器が復号処理を実行する度に、コードブロックに含まれる組織ビット列が正確に復号されたか否かを判定する。そして後段の復号器は、組織ビット列が正確に復号された時点でそのコードブロックに対する復号処理を終了するとともに、前段の復号器にその旨を通知する。そして前段の復号器は、後段の復号器から復号処理が終了した旨の通知を受けると、その時点で復号処理を実行中のコードブロックの各ワード及び各外部値を出力する。これにより、第２の実施形態による復号装置は、多数のコードブロックに対する復号処理を実行したときに要する演算時間の短縮を図る。
【００５１】
図４は、第２の実施形態による復号装置の概略構成図である。第２の実施形態による復号装置１０も、第１の実施形態による復号装置１と同様に、二つの復号器２及び復号器３と、ワード長削減器４とを有する。なお、図４において、復号装置１０の各構成要素には、図２に示された第１の実施形態による復号装置１の対応する構成要素と同一の参照番号を付した。
ただし、復号装置１０は、復号器３が復号完了判定部３６を有する点で第１の実施形態による復号装置１と異なる。そこで以下では、復号完了判定部３６に関連する事項について説明する。
【００５２】
第２の実施形態では、誤り訂正符号化装置により符号化された組織ビット列は、情報を表す情報ビット列と、その情報ビット列に付加された、ターボ符号以外の誤り訂正用または誤り検出用のパリティビット列を含む。このパリティビット列は、例えば、巡回冗長検査(cyclic redundancy check、CRC)符号とすることができる。
要素復号器３２は、復号器３により実行される復号処理の最大回数よりも少ない一定の回数、例えば、１回の復号処理が終わる度に、各事後値及び各外部値を復号完了判定部３６に渡す。
復号完了判定部３６は、第１の実施形態の要素復号器３２が各事後値に基づいて、対応するビットの値を決定する際の処理と同様の処理を各事後値に対して行って、組織ビット列に含まれる各ビットを復号する。そして復号完了判定部３６は、復号された組織ビット列に含まれるパリティビット列に基づいて、その組織ビット列に含まれる情報ビット列に誤りがあるか否か判定する。情報ビット列に誤りが有れば、復号完了判定部３６は、組織ビット列の復号は完了していないと判定する。そして復号完了判定部３６は、要素復号器３２から受け取った各外部値を乗算器３３へ出力する。
【００５３】
一方、情報ビット列に誤りが無ければ、復号完了判定部３６は、組織ビット列の復号は完了したと判定する。また、情報ビット列に誤りが有る場合でも、そのコードブロックに対する復号器２及び復号器３による復号処理の実行回数が所定回数に達した場合も、組織ビット列の復号は完了したと判定する。なお、復号完了判定部３６は、現在のコードブロックに対する復号処理の実行回数を、復号部３による一つ前のコードブロックに対する復号処理の実行回数と現在のコードブロックに対する復号処理の実行回数の合計としてもよい。そして復号完了判定部３６は、復号された組織ビット列を出力する。さらに復号完了判定部３６は、復号器２に対して、復号が完了したことを通知する。
【００５４】
復号器２は、復号器３の復号完了判定部３６から復号が完了した旨の通知を受けると、その通知後に求めた各外部値及びコードブロックに含まれる各ワードをワード長削減部４へ出力する。
したがって、復号器２により、ある時点のコードブロックに対して実行される復号処理の実行回数は、復号器３による、一つ前のコードブロックに対して実行される復号処理の実行回数と略等しくなる。ただし、復号器２は、最初のコードブロックに対しては、予め定められた実行回数、例えば４回の復号処理を実行する。
【００５５】
図５は、復号器２及び復号器３による復号処理の動作シーケンスの一例を示す図である。なお、この例において、最大反復回数は8であると仮定する。先ず、復号器２は、ブロック５０１に示されるように、最初のコードブロックCB1に対して予め定められた4回の復号処理を実行する。そしてCB1の各ワード及び各外部値は、復号器３に渡される。復号器３は、ブロック５０２に示されるように、CB1に対して2回の復号処理を実行した時点で、すなわち、CB1に対して合計6回の復号処理が実行された時点で復号完了判定部３６がCB1に含まれる組織ビット列の復号は完了したと判定する。
【００５６】
復号器３がCB1に対して2回の復号処理を実行している間に、復号器２は、ブロック５０３に示されるように、次のコードブロックCB2に対して2回の復号処理を実行する。そして復号器２は、CB2に対して２回の復号処理を実行した時点で、復号完了判定部３６からCB1に含まれる組織ビット列の復号が完了した旨の通知を受けるので、復号器２は、その時点での各外部値及びCB2に含まれる各ワードを出力する。そして復号器３は、ブロック５０４に示されるように、CB2に対して5回の復号処理を実行した時点で、すなわち、CB2に対して合計7回の復号処理が実行された時点で復号完了判定部３６がCB2に含まれる組織ビット列の復号は完了したと判定する。
【００５７】
復号器３がCB2に対して5回の復号処理を実行している間に、復号器２は、ブロック５０５に示されるように、次のコードブロックCB3に対して5回の復号処理を実行する。そして復号器２は、CB3に対して5回の復号処理を実行した時点で、復号完了判定部３６からCB2に含まれる組織ビット列の復号が完了した旨の通知を受けるので、復号器２は、その時点での各外部値及びCB3に含まれる各ワードを出力する。そして復号器３は、ブロック５０６に示されるように、CB3に対して1回の復号処理を実行した時点で、すなわち、CB3に対して合計6回の復号処理が実行された時点で復号完了判定部３６がCB3に含まれる組織ビット列の復号は完了したと判定する。
【００５８】
このように、復号器２及び復号器３が複数のコードブロックに対して復号処理を実行すると、コードブロック当たりの復号処理の平均実行回数は、最大反復回数よりも小さくなる。したがって、第２の実施形態による復号装置は、多数のコードブロックを復号する際に要する演算時間を短縮できる。
【００５９】
なお、第２の実施形態の変形例によれば、前段の復号器２の要素復号器２２は、外部値とともに事後値を求めてもよい。そして復号器２は、その事後値に基づいて組織ビット列の復号が完了したか否かを判定する復号完了判定部を有してもよい。なお、復号完了判定部は、組織ビット列の復号が完了したか否かを判定するために、上記の第２の実施形態による復号完了判定部３６と同様に、組織ビット列に含まれるパリティビット列を用いる。この場合、復号器２の復号完了判定部が組織ビット列の復号が完了したと判定すると、復号器２の復号完了判定部が復号した組織ビット列が直接出力され、復号器３はその組織ビット列に対応するコードブロックに対する復号処理を行わない。ただし、復号器２の復号完了判定部があるコードブロックの組織ビット列の復号が完了したと判定した時点で、後段の復号器３が一つ前のコードブロックに対する復号処理をまだ実行していることがある。そこで、例えば、復号装置はバッファを有し、そのバッファに復号器２から出力された組織ビット列を一時的に記憶させて、バッファに記憶されている組織ビット列よりも先に復号器３により復号された組織ビット列を出力させることが好ましい。これにより、後段の復号器３がコードブロックに対する復号処理を実行している間に、前段の復号器２が次のコードブロックに対する復号処理を終了しても、コードブロックの順序通りに復号された組織ビット列が出力される。
【００６０】
また、上記の各実施形態の変形例によれば、前段の復号器２の削減器２４による、外部値のビット長の削減方法と、後段の復号器３の削減器３４による、外部値のビット長の削減方法は異なっていてもよい。
例えば、削減器２４は、正規化、クリッピング、指数化及び正規化とクリッピングの組み合わせの４種類のビット長の削減方法の何れかによって各外部値のワード長を削減する。一方、削減器３４は、その４種類のビット長の削減方法のうち、削減器２４が実行する削減方法とは異なる削減方法に従って、各外部値のワード長を削減すればよい。
【００６１】
さらに上記の各実施形態の他の変形例によれば、前段の復号器２の乗算器２３が各外部値に乗じるスケーリングファクタを、復号器２による復号処理の実行回数に応じて変更してもよい。この場合、スケーリングファクタは、例えば、1以下の正の値に設定される。そのために、例えば、復号器２は、図示しない制御回路を有し、その制御回路が、復号器２による復号処理の実行回数に応じたスケーリングファクタを乗算器２３へ渡す。そして乗算器２３は、制御回路から受け取ったスケーリングファクタを各外部値に乗じる。なお、この場合においても、後段の復号器３の乗算器３３が各外部値に乗じるスケーリングファクタは、復号器３による復号処理の実行回数によらず、一定であってもよい。
【００６２】
例えば、乗算器２３は、復号処理の実行回数が増加するほど、各外部値に乗じるスケーリングファクタSF1も大きくすることが好ましい。一方、乗算器３３は、例えば、乗算器２３において用いられるスケーリングファクタSF1の最大値以上の値を持ち、かつ1以下のスケーリングファクタSF2を各外部値に乗じることが好ましい。復号処理の実行回数が増えるほど、各外部値から算出される事前確率の値も確からしくなる。そのため、復号処理の実行回数が増えるほど、外部値そのものに近い値を用いて事前確率を求める方が、復号装置の誤り訂正能力が向上するためである。
【００６３】
図６は、SF1の値を変更したときの復号装置の誤り訂正能力と、SF1及びSF2を一定の値としたときの復号装置の誤り訂正能力のシミュレーション結果を表すグラフである。
このシミュレーションでは、誤り訂正符号は、例えば無線通信により送信装置から受信装置へ伝送されたとして、受信装置が有する復号装置がその誤り訂正符号に対する復号処理を実行したと仮定する。そしてコードブロックに含まれる組織ビット列の長さを3072ビット、無線通信の際に使用された変調方式を四位相偏移変調(quadrature phase-shift keying、QPSK)、符号化率を1/3と仮定する。さらに、復号器２及び復号器３は、それぞれ、4回の復号処理を実行したと仮定する。グラフの横軸は、受信装置における、ノイズ電力に対する受信電力の比Es/N0を表し、グラフの縦軸は、ブロックエラーレートを表す。
【００６４】
グラフ６０１は、SF1及びSF2がそれぞれ一定の値0.75であるときのEs/N0に対するブロックエラーレートの変化を表す。一方、グラフ６０２は、SF1の値を復号処理の反復回数に応じて変更したときのEs/N0に対するブロックエラーレートの変化を表す。具体的には、1回目の復号処理において使用されるSF1の値を0.5とし、2〜3回目の復号処理において使用されるSF1の値を0.6とし、4回目の復号処理において使用されるSF1の値を0.7とした。またSF2の値を、復号処理の反復回数によらず0.8とした。
グラフ６０１とグラフ６０２との比較から明らかなように、復号処理の反復回数が増えるほど、SF1の値を大きくし、SF2をSF1の最大値以上とすることで、復号装置の誤り訂正能力が向上することが分かる。
【００６５】
あるいは、上記の各実施形態において、後段の復号器３が有する乗算器３３は省略されてもよい。したがって、この変形例では、前段の復号器２においてのみ、各外部値が要素復号器２２にフィードバックされる際にスケーリングファクタが乗じられることになる。そのため、後段の復号器３の回路規模がより削減され、かつ復号器３の消費電力がより低減される。あるいは、前段の復号器２が有する乗算器２３と後段の復号器３が有する乗算器３３の両方が省略されてもよい。
【００６６】
図７は、両方の復号器が乗算器を有する場合と、一方の復号器のみが乗算器を有する場合と、両方の復号器が乗算器を有さない場合の復号装置の誤り訂正能力のシミュレーション結果を表すグラフである。
このシミュレーションでも、誤り訂正符号は、例えば無線通信により送信装置から受信装置へ伝送されたとして、受信装置が有する復号装置が復号処理を実行したと仮定する。そしてコードブロックに含まれる組織ビット列の長さを1024ビット、無線通信の際に使用された変調方式をQPSK、符号化率を1/3と仮定する。さらに、復号器２及び復号器３は、それぞれ、4回の復号処理を実行したと仮定する。グラフの横軸は、受信装置における、ノイズ電力に対する受信電力の比Es/N0を表し、グラフの縦軸は、ブロックエラーレートを表す。
【００６７】
グラフ７０１は、復号器２及び復号器３がともに外部値にスケーリングファクタを乗じるときのEs/N0に対するブロックエラーレートの変化を表す。グラフ７０２は、復号器２のみが外部値にスケーリングファクタSF1を乗じるときのEs/N0に対するブロックエラーレートの変化を表す。またグラフ７０３は、復号器３のみが外部値にスケーリングファクタSF2を乗じるときのEs/N0に対するブロックエラーレートの変化を表す。そしてグラフ７０４は、復号器２及び復号器３の何れも外部値にスケーリングファクタを乗じないときのEs/N0に対するブロックエラーレートの変化を表す。何れの場合も、スケーリングファクタSF1及びSF2をそれぞれ0.75とした。
グラフ７０１〜７０４から明らかなように、復号器２及び復号器３の何れも外部値にスケーリングファクタを乗じる場合と、復号器２のみが外部値にスケーリングファクタを乗じる場合の復号装置の誤り訂正能力はほぼ等しいことが分かる。
【００６８】
さらに各実施形態の他の変形例によれば、ワード長削減器４は、復号器２から受け取った各ワード及び各外部値に対して1未満の正の値を持つ係数を乗じて得られた値から、小数点以下を切り捨てることにより、各ワード及び各外部値のビット長を削減してもよい。
またワード長削減器４は、各復号器が有する削減器と同様に、クリッピングまたは指数化によって、各ワード及び各外部値のビット長を削減してもよい。あるいは、ワード長削減器４は、正規化、クリッピング及び指数化のうちの少なくとも二つを組み合わせた削減方法に従って、各ワード及び各外部値のビット長を削減してもよい。さらにワード長削減器４は、各ワードに対して適用するビット長の削減方法と各外部値に対して適用するビット長削減方法を異ならせてもよい。
【００６９】
さらに他の変形例によれば、復号装置が有する復号器の数は３台以上であってもよい。この場合、復号装置は、復号器の数よりも一つ少ない数のワード長削減器を有する。そしてm段目の復号器から出力されたコードブロックの各ワード及び各外部値は、そのビット長がm段目のワード長削減器によって、例えば1ビット削減された後、(m+1)段目の復号器に入力される（m=1,2,..,M-1、ただしMは復号装置が有する復号器の総数を表す）。
【００７０】
図８は、上述した各実施形態又はその変形例の何れかによる復号装置が組み込まれた基地局装置の概略構成図である。基地局装置５０は、アンテナ５１と、無線処理部５２と、インターフェース部５３と、制御部５４と、ベースバンド処理部５５とを有する。また無線処理部５２は、送信処理部５２１と、受信処理部５２２とを有する。またベースバンド処理部５５は、復号装置５６を有する。このうち、無線処理部５２、インターフェース部５３、制御部５４及びベースバンド処理部５５は、それぞれ別個の回路として形成される。あるいはこれらの各部は、その各部に対応する回路が集積された集積回路として基地局装置５０に実装されてもよい。
【００７１】
アンテナ５１は、送信処理部５２１からデュプレクサ（図示せず）を介して伝達されたダウンリンク信号を無線信号として送信する。
またアンテナ５１は、移動局装置から送信された無線信号であるアップリンク信号を受信して電気信号に変換し、電気信号に変換されたアップリンク信号をデュプレクサを介して受信処理部５２２に伝達する。
【００７２】
無線処理部５２の送信処理部５２１は、ベースバンド処理部５５から受け取った、多重化されたダウンリンク信号をアナログ化した後、制御部５４により指定された無線周波数を持つ搬送波に重畳する。そして送信処理部５２１は、搬送波に重畳されたダウンリンク信号をハイパワーアンプ（図示せず）により所望のレベルに増幅し、その信号をデュプレクサを介してアンテナ５１へ伝達する。
【００７３】
無線処理部５２の受信処理部５２２は、アンテナ５１からデュプレクサを介して受信したアップリンク信号を、低ノイズアンプ（図示せず）により増幅する。受信処理部５２２は、増幅されたアップリンク信号に、中間周波数を持つ周期信号を乗じることにより、アップリンク信号の周波数を無線周波数からベースバンド周波数に変換する。そして受信処理部５２２は、ベースバンド周波数を持つアップリンク信号をアナログ／デジタル変換した後、そのアップリンク信号をベースバンド処理部５５へ渡す。
【００７４】
インターフェース部５３は、基地局装置５０を、上位ノード装置（図示せず）及び他の基地局装置（図示せず）と接続するための通信インターフェース回路を有する。そしてインターフェース部５３は、上位ノード装置から受信した信号を、S1インターフェースに従って解析し、その信号に含まれるダウンリンク信号及び制御信号を抽出する。さらにインターフェース部５３は、他の基地局装置から受信した信号を、X2インターフェースに従って解析し、その信号に含まれる制御信号（例えば、ハンドオーバ処理を実行するための制御信号）を抽出する。そしてインターフェース部５３は、抽出したダウンリンク信号をベースバンド処理部５５に渡し、基地局装置５０に対する制御信号を制御部５４に渡す。
一方、インターフェース部５３は、ベースバンド処理部５５から受け取ったアップリンク信号をS1インターフェースに従った形式の信号に変換した上で上位ノード装置へ出力する。またインターフェース部５３は、他の基地局装置へ送信する制御信号を、X2インターフェースに従った形式に変換する。そしてインターフェース部５３は、その制御信号を他の基地局装置へ出力する。
【００７５】
制御部５４は、基地局装置５０が設定するセルごとに、使用されているリソース量、無線接続されている移動局装置の数などを管理する。
また制御部５４は、基地局装置５０が設定するセルに進入した移動局装置に対する位置登録、呼制御処理及びハンドオーバ処理など、基地局装置５０と移動局装置とを無線接続するための処理を実行する。さらに制御部５４は、ダウンリンク信号の再送制御、順序整列などの処理を実行してもよい。さらに制御部５４は、変調方式の選択及び送信電力制御を実行する。
制御部５４は、これらの処理を実行するために必要な制御信号を生成し、その制御信号をベースバンド処理部５５へ渡す。
【００７６】
ベースバンド処理部５５は、アップリンク信号及びダウンリンク信号に対するベースバンド処理を実行する。ベースバンド処理部５５は、インターフェース部５３から受けとったダウンリンク信号に対して、誤り訂正符号化などの処理を行う。さらにベースバンド処理部５５は、ダウンリンク信号を所定の変調方式に従って変調し、かつ多重化する。なお、多重化方式は、例えば、直交周波数分割多重方式(Orthogonal Frequency-Division Multiplexing、OFDM)とすることができる。そしてベースバンド処理部５５は、変調及び多重化されたダウンリンク信号を無線処理部５２の送信処理部５２１へ渡す。
【００７７】
一方、ベースバンド処理部５５は、受信処理部５２２から受け取ったアップリンク信号を所定の多重化方式に従って分離し、分離したアップリンク信号をそれぞれ復調する。そしてベースバンド処理部５５は、復調されたアップリンク信号から誤り訂正されたビット列に対応するワード列を抽出する。そしてベースバンド処理部５５は、そのワード列をコードブロック単位で復号装置５６へ渡す。
【００７８】
復号装置５６は、上記の各実施形態またはその変形例による復号装置であり、ベースバンド処理部５５から受け取ったコードブロックを誤り訂正復号する。そして誤り訂正復号されたアップリンク信号はインターフェース部５３に出力される。
さらに、ベースバンド処理部５５は、誤り訂正復号されたアップリンク信号から基地局装置５０が参照する制御信号を取り出し、制御部５４に渡す。なお、アップリンク信号に対する多重化方式は、例えば、シングルキャリア周波数分割多重方式(Single Carrier Frequency Division Multiplexing、SC-FDMA)とすることができる。
【００７９】
図９は、上述した各実施形態又はその変形例の何れかによる復号装置が組み込まれた移動局装置の概略構成図である。移動局装置６０は、アンテナ６１と、無線処理部６２と、ユーザインターフェース部６３と、制御部６４と、ベースバンド処理部６５とを有する。また無線処理部６２は、送信処理部６２１と、受信処理部６２２とを有する。さらに、ベースバンド処理部６５は、復号装置６６を有する。この復号装置６６は、上記の各実施形態またはその変形例による復号装置である。このうち、無線処理部６２、制御部６４及びベースバンド処理部６５は、それぞれ別個の回路として形成される。あるいはこれらの各部は、その各部に対応する回路が集積された一つの集積回路として移動局装置６０に実装されてもよい。
【００８０】
ここで、無線処理部６２と、ベースバンド処理部６５は、それぞれ、図８に示した基地局装置５０の無線処理部５２及びベースバンド処理部５５と、適用される多重化方式を除いて同一の機能を有する。そのため、無線処理部６２及び制御部６４で実行されるベースバンド処理についての詳細な説明は省略する。
なお、ベースバンド処理部６５は、アップリンク信号を、例えば、SC-FDMA方式により多重化する。またベースバンド処理部６５は、多重化されたダウンリンク信号を、例えば、OFDMA方式により分離する。
【００８１】
制御部６４は、一つまたは複数のプロセッサ及びその周辺回路を有し、位置登録、呼制御処理、ハンドオーバ処理など、移動局装置６０を基地局装置と無線接続するための処理を実行する。そこで、制御部６４は、移動局装置６０と基地局装置との無線接続を実行するための制御信号を生成する。また制御部６４は、基地局装置から受信した制御信号に応じた処理を実行する。
【００８２】
さらに、制御部６４は、マイクロホン（図示せず）あるいはキーパッド（図示せず）などを含むユーザインターフェース部６３を介して取得された音声信号あるいはデータを含む、アップリンク信号を生成する。そして制御部６４は、生成したアップリンク信号に対して情報源符号化処理などの処理を施した後、そのアップリンク信号に対して変調、多重化などのベースバンド処理を実行する。また制御部６４は、無線接続されている基地局装置から受信したダウンリンク信号に対して分離、復調、情報源復号処理などの処理を実行する。そして制御部６４は、復号されたダウンリンク信号から、音声信号、動画像信号またはデータを取り出す。制御部６４は、取り出された音声信号を、ユーザインターフェース部６３に含まれるスピーカ（図示せず）により再生し、あるいは動画像信号及びデータをユーザインターフェース部６３に含まれるディスプレイ（図示せず）に表示させる。
さらに制御部６４は、移動局装置６０に実装された各種のアプリケーションプログラムを実行する。
【００８３】
ここに挙げられた全ての例及び特定の用語は、読者が、本発明及び当該技術の促進に対する本発明者により寄与された概念を理解することを助ける、教示的な目的において意図されたものであり、本発明の優位性及び劣等性を示すことに関する、本明細書の如何なる例の構成、そのような特定の挙げられた例及び条件に限定しないように解釈されるべきものである。本発明の実施形態は詳細に説明されているが、本発明の精神及び範囲から外れることなく、様々な変更、置換及び修正をこれに加えることが可能であることを理解されたい。
【００８４】
以上説明した実施形態及びその変形例に関し、更に以下の付記を開示する。
（付記１）
誤り訂正符号化されたビット列に対応し、かつ複数のワードを含み、該複数のワードのそれぞれが少なくとも２ビット以上のビット長を持つワード列と、前記複数のビットのそれぞれごとに決定され、当該ビットが所定値である第１の事前確率とに基づいて、前記ビット列に含まれる複数のビットのそれぞれについて、当該ビットの値が前記所定値である信頼度の増分を表し、少なくとも２ビット以上のビット長を持つ第１の外部値を求める復号処理を第１の所定回数実行する第１の復号器と、
前記第１の復号器による前記第１の所定回数の復号処理が終了した後に求められた前記複数のビットのそれぞれに対応する前記第１の外部値のビット長を削減し、かつ前記ワード列に含まれる各ワードのビット長を削減するワード長削減器と、
ビット長が削減された前記第１の外部値のそれぞれを、前記複数のビットのうちの対応するビットが前記所定値である第２の事前確率として用いることにより、前記各ワードのビット長が削減された前記ワード列に基づいて、前記ビット列に含まれる複数のビットのそれぞれについて、当該ビットの値が前記所定値である信頼度の増分を表し、少なくとも２ビット以上のビット長を持つ第２の外部値と当該ビットの値が前記所定値である事後確率を表す事後値を算出する復号処理を第２の所定回数実行することにより、前記ビット列を復号する第２の復号器と、
を有する誤り訂正符号の復号装置。
（付記２）
前記第１の復号器は、
前記ビット列に含まれる複数のビットのそれぞれについての前記第１の事前確率と前記ワード列とに基づいて、前記複数のビットのそれぞれに対応する前記第１の外部値を算出する第１の要素復号器と、
前記第１の外部値のそれぞれに正の値を持つ第１のスケーリングファクタを乗じる第１の乗算器とを有し、
前記第１のスケーリングファクタが乗じられた前記第１の外部値のそれぞれは、前記ビット列に含まれる前記複数のビットのうちの対応するビットについての前記第１の事前確率として前記第１の要素復号器に入力され、
前記第１のスケーリングファクタは、前記第１の復号器による復号処理の実行回数に応じて変化する、付記１に記載の誤り訂正符号の復号装置。
（付記３）
前記第１のスケーリングファクタは、前記第１の復号器による復号処理の実行回数が増加するにつれて大きくなる、付記２に記載の誤り訂正符号の復号装置。
（付記４）
前記第２の復号器は、
前記ビット列に含まれる複数のビットのそれぞれについての前記第２の事前確率と前記各ワードのビット長が削減された前記ワード列とに基づいて、前記複数のビットのそれぞれに対応する前記第２の外部値及び前記事後値を算出する第２の要素復号器と、
前記第２の外部値のそれぞれに正の値を持つ第２のスケーリングファクタを乗じる第２の乗算器とを有し、
前記第２のスケーリングファクタが乗じられた前記第２の外部値のそれぞれは、前記ビット列に含まれる前記複数のビットのうちの対応するビットについての前記第２の事前確率として前記第２の要素復号器に入力され、
前記第２のスケーリングファクタは、前記第１のスケーリングファクタの最大値以上である、付記３に記載の誤り訂正符号の復号装置。
（付記５）
前記第１の復号器は、
前記ビット列に含まれる複数のビットのそれぞれについての前記第１の事前確率と前記ワード列とに基づいて、前記複数のビットのそれぞれに対応する前記第１の外部値を算出する第１の要素復号器と、
前記第１の外部値のそれぞれに正の値を持つ第１のスケーリングファクタを乗じる第１の乗算器と、
ビット長を削減する第１の削減方式に従って、前記第１のスケーリングファクタが乗じられた前記第１の外部値のそれぞれのビット長を削減する第１の削減器とを有し、
前記ビット長が削減された前記第１の外部値のそれぞれは、前記ビット列に含まれる前記複数のビットのうちの対応するビットについての前記第１の事前確率として前記第１の要素復号器に入力され、
前記第２の復号器は、
前記ビット列に含まれる複数のビットのそれぞれについての前記第２の事前確率と前記各ワードのビット長が削減された前記ワード列とに基づいて、前記複数のビットのそれぞれに対応する前記第２の外部値及び前記事後値を算出する第２の要素復号器と、
前記第２の外部値のそれぞれに正の値を持つ第２のスケーリングファクタを乗じる第２の乗算器と、
ビット長を削減する第２の削減方式に従って、前記第２のスケーリングファクタが乗じられた前記第２の外部値のそれぞれのビット長を削減する第２の削減器とを有し、
前記ビット長が削減された前記第２の外部値のそれぞれは、前記ビット列に含まれる前記複数のビットのうちの対応するビットについての前記第２の事前確率として前記第２の要素復号器に入力され、
前記第１の削減方式と前記第２の削減方式は異なる、付記１に記載の誤り訂正符号の復号装置。
（付記６）
前記ワード長削減器は、
前記第１の外部値のそれぞれについて、１以上かつ各第１の外部値のビット長よりも小さい所定数の下位ビットを削減し、かつ前記複数のワードのそれぞれについて、１以上かつ各ワードのビット長よりも小さい所定数の下位ビットを削減する、付記１〜５の何れか一項に記載の誤り訂正符号の復号装置。
（付記７）
前記第１の復号器は、前記ワード列に対する前記第１の所定回数の復号処理を終了すると、前記第２の復号器がビット長が削減された前記ワード列に対する前記第２の所定回数の復号処理を終了する前に、誤り訂正符号化された他のビット列に対応する他のワード列についての前記復号処理を開始する、付記１〜６の何れか一項に記載の誤り訂正符号の復号装置。
（付記８）
前記誤り訂正符号化されたビット列は、第１のビット列と、当該第１のビット列について求められた誤り検出用または誤り訂正用のパリティビット列とを含み、
前記第２の復号器は、前記第２の所定回数よりも少ない第３の所定回数の復号処理が終わる度に、前記復号されたビット列に含まれる前記パリティビット列に基づいて前記第１のビット列が誤り無く復号されたか否かを判定する復号完了判定部をさらに有し、
前記第２の復号器は、前記復号完了判定部が前記第１のビット列が誤り無く復号されたと判定すると、前記第１の復号器へ、誤り訂正符号化された他のビット列に対応する他のワード列についての復号処理を終了し、当該他のワード列について求めた前記第１の外部値のそれぞれを前記ワード長削減器へ出力するよう通知する、付記１〜６の何れか一項に記載の誤り訂正符号の復号装置。
（付記９）
前記誤り訂正符号化されたビット列は、第１のビット列と、当該第１のビット列について求められた誤り検出用または誤り訂正用のパリティビット列とを含み、
前記第１の復号器は、前記復号処理を行う度に前記誤り訂正符号化されたビット列を復号し、当該復号されたビット列に含まれる前記パリティビット列に基づいて前記第１のビット列が誤り無く復号されたか否かを判定する復号完了判定部をさらに有し、
前記第１の復号器は、前記復号完了判定部が前記第１のビット列が誤り無く復号されたと判定すると、当該復号された第１のビット列を出力する、付記１〜６の何れか一項に記載の誤り訂正符号の復号装置。
（付記１０）
誤り訂正符号化されたビット列に対応し、かつ複数のワードを含み、該複数のワードのそれぞれが少なくとも２ビット以上のビット長を持つワード列と、前記複数のビットのそれぞれごとに決定され、当該ビットが所定値である第１の事前確率とに基づいて、前記ビット列に含まれる複数のビットのそれぞれについて、当該ビットの値が前記所定値である信頼度の増分を表し、少なくとも２ビット以上のビット長を持つ第１の外部値を求める復号処理を第１の所定回数実行し、
前記第１の所定回数の復号処理が終了した後に求められた前記複数のビットのそれぞれに対応する前記第１の外部値のビット長を削減し、かつ前記ワード列に含まれる各ワードのビット長を削減し、
ビット長が削減された前記第１の外部値のそれぞれを、前記複数のビットのうちの対応するビットが前記所定値である第２の事前確率として用いることにより、前記各ワードのビット長が削減された前記ワード列に基づいて、前記ビット列に含まれる複数のビットのそれぞれについて、当該ビットの値が前記所定値である信頼度の増分を表し、少なくとも２ビット以上のビット長を持つ第２の外部値と当該ビットの値が前記所定値である事後確率を表す事後値を算出する復号処理を第２の所定回数実行することにより、前記ビット列を復号する、
ことを含む誤り訂正符号の復号方法。
（付記１１）
移動局装置から送信された、誤り訂正符号化されたビット列を含む無線信号を受信し、当該無線信号を電気信号に変換するアンテナと、
前記電気信号から、前記誤り訂正符号化されたビット列に対応し、かつ複数のワードを含み、該複数のワードのそれぞれが少なくとも２ビット以上のビット長を持つワード列を抽出するベースバンド処理部と、
前記ワード列に基づいて前記誤り訂正符号化されたビット列を復号する復号部とを有し、
前記復号部は、
前記ワード列と、前記複数のビットのそれぞれごとに決定され、当該ビットが所定値である第１の事前確率とに基づいて、前記ビット列に含まれる複数のビットのそれぞれについて、当該ビットの値が前記所定値である信頼度の増分を表し、少なくとも２ビット以上のビット長を持つ第１の外部値を求める復号処理を第１の所定回数実行する第１の復号器と、
前記第１の復号器による前記第１の所定回数の復号処理が終了した後に求められた前記複数のビットのそれぞれに対応する前記第１の外部値のビット長を削減し、かつ前記ワード列に含まれる各ワードのビット長を削減するワード長削減器と、
ビット長が削減された前記第１の外部値のそれぞれを、前記複数のビットのうちの対応するビットが前記所定値である第２の事前確率として用いることにより、前記各ワードのビット長が削減された前記ワード列に基づいて、前記ビット列に含まれる複数のビットのそれぞれについて、当該ビットの値が前記所定値である信頼度の増分を表し、少なくとも２ビット以上のビット長を持つ第２の外部値と当該ビットの値が前記所定値である事後確率を表す事後値を算出する復号処理を第２の所定回数実行することにより、前記ビット列を復号する第２の復号器と、
を有する基地局装置。
（付記１２）
基地局装置から送信された、誤り訂正符号化されたビット列を含む無線信号を受信し、当該無線信号を電気信号に変換するアンテナと、
前記電気信号から、前記誤り訂正符号化されたビット列に対応し、かつ複数のワードを含み、該複数のワードのそれぞれが少なくとも２ビット以上のビット長を持つワード列を抽出するベースバンド処理部と、
前記ワード列に基づいて前記誤り訂正符号化されたビット列を復号する復号部とを有し、
前記復号部は、
前記ワード列と、前記複数のビットのそれぞれごとに決定され、当該ビットが所定値である第１の事前確率とに基づいて、前記ビット列に含まれる複数のビットのそれぞれについて、当該ビットの値が前記所定値である信頼度の増分を表し、少なくとも２ビット以上のビット長を持つ第１の外部値を求める復号処理を第１の所定回数実行する第１の復号器と、
前記第１の復号器による前記第１の所定回数の復号処理が終了した後に求められた前記複数のビットのそれぞれに対応する前記第１の外部値のビット長を削減し、かつ前記ワード列に含まれる各ワードのビット長を削減するワード長削減器と、
ビット長が削減された前記第１の外部値のそれぞれを、前記複数のビットのうちの対応するビットが前記所定値である第２の事前確率として用いることにより、前記各ワードのビット長が削減された前記ワード列に基づいて、前記ビット列に含まれる複数のビットのそれぞれについて、当該ビットの値が前記所定値である信頼度の増分を表し、少なくとも２ビット以上のビット長を持つ第２の外部値と当該ビットの値が前記所定値である事後確率を表す事後値を算出する復号処理を第２の所定回数実行することにより、前記ビット列を復号する第２の復号器と、
を有する移動局装置。
【符号の説明】
【００８５】
１、１０    復号装置
２、３    復号器
４    ワード長削減器
２１、３１    メモリ
２２、３２    要素復号器
２３、３３    乗算器
２４、３４    削減器
２５、３５    インターリーバ／デインターリーバ
３６    復号完了判定部
５０    基地局装置
５１    アンテナ
５２    無線処理部
５３    インターフェース部
５４    制御部
５５    ベースバンド処理部
５６    復号装置
６０    移動局装置
６１    アンテナ
６２    無線処理部
６３    ユーザインターフェース部
６４    制御部
６５    ベースバンド処理部
６６    復号装置
１００    ターボ符号化装置
１０１、１０２    符号化器
１０３    インターリーバ
１０４    多重化器
【図１】
0005696604.tif 000003
【図２】
0005696604.tif 000004
【図３】
0005696604.tif 000005
【図４】
0005696604.tif 000006
【図５】
0005696604.tif 000007
【図６】
0005696604.tif 000008
【図７】
0005696604.tif 000009
【図８】
0005696604.tif 000010
【図９】
0005696604.tif 000011