(57)【要約】  本開示は、ターボ積符号の復号方法、装置、およびコンピュータ読み取り可能な記憶媒体を提供する。前記方法は、ターボ積符号の受信符号語および符号パターンを取得するステップと、前記符号パターン、信頼できないビット数、および前記信頼できないビット数より小さい誤り削減ビット数に基づいて、誤り削減モード集合を判定するステップと、前記誤り削減モード集合および前記受信符号語に基づいて最尤符号語を計算するステップと、前記最尤符号語に基づいて、復号アルゴリズムを用いて外部情報を計算するステップと、前記外部情報および予め設定された反復回数に基づいて反復計算を行い、前記受信符号語の復号結果を得るステップとを含む。
2021500814.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ターボ積符号の受信符号語および符号パターンを取得するステップと、
前記符号パターン、信頼できないビット数、および前記信頼できないビット数より小さい誤り削減ビット数に基づいて、誤り削減モード集合を判定するステップと、
前記誤り削減モード集合および前記受信符号語に基づいて最尤符号語を計算するステップと、
前記最尤符号語に基づいて、復号アルゴリズムを用いて外部情報を計算するステップと、
前記外部情報および予め設定された反復回数に基づいて反復計算を行い、前記受信符号語の復号結果を得るステップとを含む、ターボ積符号の復号方法。
【請求項２】
前記符号パターン、信頼できないビット数、および誤り削減ビット数に基づいて、誤り削減モード集合を判定する前記ステップは、
前記符号パターンに基づいて前記信頼できないビット数を取得し、前記信頼できないビット数に基づいて信頼できないモード集合を取得するステップと、
前記誤り削減ビット数に基づいて、前記信頼できないモード集合から誤り削減モード集合を取得するステップとを含む、請求項１に記載のターボ積符号の復号方法。
【請求項３】
前記誤り削減モード集合および前記受信符号語に基づいて最尤符号語を計算する前記ステップは、
前記受信符号語に対して硬判定を行った後、硬判定符号を取得し、第１の符号語に前記硬判定符号を代入するステップと、
前記硬判定符号および前記誤り削減モード集合に基づいて前記受信符号語を復号するステップと、
前記受信符号語の復号がすべて失敗した場合、前記第１の符号語を最尤符号語とするステップとを含む、請求項１に記載のターボ積符号の復号方法。
【請求項４】
前記誤り削減モード集合および前記受信符号語に基づいて最尤符号語を計算する前記ステップは、さらに、
前記受信符号語の復号が成功した場合、復号符号語を取得するステップと、
前記復号符号語がＫａｎｅｋｏアルゴリズムの十分条件を満たすか否かを判断し、満たす場合、前記復号符号語を前記第１の符号語に代入して前記第１の符号語を更新し、更新された第１の符号語を前記最尤符号語とするステップとを含む、請求項３に記載のターボ積符号の復号方法。
【請求項５】
前記誤り削減モード集合および前記受信符号語に基づいて最尤符号語を計算する前記ステップは、さらに、
前記誤り削減モード集合をトラバースして得た各復号符号語がいずれもＫａｎｅｋｏアルゴリズムの十分条件を満たさない場合、各復号符号語と前記硬判定符号との距離の内積値を計算するステップと、
距離の最小内積値に対応する復号符号語を前記第１の符号語に代入して前記第１の符号語を更新し、更新された第１の符号語を前記最尤符号語とするステップとを含む、請求項４に記載のターボ積符号の復号方法。
【請求項６】
前記最尤符号語に基づいて、復号アルゴリズムを用いて外部情報を計算する前記ステップは、
前記硬判定符号および前記誤り削減モード集合に基づいて前記受信符号語を復号するステップと、
前記受信符号語の復号がすべて失敗した場合、前記硬判定符号を候補符号語集合とし、そうでない場合、Ｋａｎｅｋｏアルゴリズムの十分条件を満たす復号符号語が得られるまで、復号に成功した復号符号語を候補符号語集合とするステップと、
前記候補符号語集合に基づいて競合符号語を取得するステップと、
前記受信符号語、前記最尤符号語および前記競合符号語に基づいて、前記外部情報を計算するステップとを含む、請求項５に記載のターボ積符号の復号方法。
【請求項７】
前記最尤符号語に基づいて、復号アルゴリズムを用いて外部情報を計算する前記ステップは、
前記符号パターンに基づいて、前記符号パターンのユークリッド距離損失と信頼値との間の第１の対応関係を取得するステップと、
前記受信符号語、前記第１の対応関係および予め設定されたノイズに基づいて、外部情報の比較値を計算するステップと、
前記外部情報の比較値が予め設定された外部情報の閾値以上である場合、前記最尤符号語、前記予め設定されたノイズおよび前記信頼値に基づいて外部情報の出力値を計算するステップとを含む、請求項１に記載のターボ積符号の復号方法。
【請求項８】
前記受信符号語、前記第１の対応関係および予め設定されたノイズに基づいて、外部情報の比較値を計算する前記ステップは、
前記受信符号語に基づいて、前記受信符号語のユークリッド距離損失を計算するステップと、
前記ユークリッド距離損失および前記第１の対応関係に基づいて、前記受信符号語の信頼値を判定するステップと、
前記受信符号語、前記最尤符号語および前記予め設定されたノイズに基づいて、外部情報の比較値を計算するステップとを含む、請求項７に記載のターボ積符号の復号方法。
【請求項９】
ターボ積符号の受信符号語および符号パターンを取得するように構成される取得モジュールと、
前記符号パターン、信頼できないビット数、および前記信頼できないビット数より小さい誤り削減ビット数に基づいて、誤り削減モード集合を判定するように構成される誤り削減モード判定モジュールと、
前記誤り削減モード集合および前記受信符号語に基づいて最尤符号語を計算するように構成される最尤符号語計算モジュールと、
前記最尤符号語に基づいて、復号アルゴリズムを用いて外部情報を計算するように構成される外部情報計算モジュールと、
前記外部情報および予め設定された反復回数に基づいて反復計算を行い、前記受信符号語の復号結果を得るように構成される復号結果出力モジュールとを備える、ターボ積符号の復号装置。
【請求項１０】
前記誤り削減モード判定モジュールは、
前記符号パターンに基づいて前記信頼できないビット数を取得し、前記信頼できないビット数に基づいて信頼できないモード集合を取得し、
前記誤り削減ビット数に基づいて、前記信頼できないモード集合から誤り削減モード集合を取得するように構成される、請求項９に記載のターボ積符号の復号装置。
【請求項１１】
前記最尤符号語計算モジュールは、
前記受信符号語に対して硬判定を行った後、硬判定符号を取得し、第１の符号語に前記硬判定符号を代入し、
前記硬判定符号および前記誤り削減モード集合に基づいて前記受信符号語を復号し、
前記受信符号語の復号がすべて失敗した場合、前記第１の符号語を最尤符号語とするように構成される、請求項９に記載のターボ積符号の復号装置。
【請求項１２】
前記最尤符号語計算モジュールは、さらに、
前記受信符号語の復号が成功した場合、復号符号語を取得し、
前記復号符号語がＫａｎｅｋｏアルゴリズムの十分条件を満たすか否かを判断し、満たす場合、前記復号符号語を前記第１の符号語に代入して前記第１の符号語を更新し、更新された第１の符号語を前記最尤符号語とするように構成される、請求項１１に記載のターボ積符号の復号装置。
【請求項１３】
前記最尤符号語計算モジュールは、さらに、
前記誤り削減モード集合をトラバースして得た各復号符号語がいずれもＫａｎｅｋｏアルゴリズムの十分条件を満たさない場合、各復号符号語と前記硬判定符号との距離の内積値を計算し、
距離の最小内積値に対応する復号符号語を前記第１の符号語に代入して前記第１の符号語を更新し、更新された第１の符号語を前記最尤符号語とするように構成される、請求項１２に記載のターボ積符号の復号装置。
【請求項１４】
前記外部情報計算モジュールは、
前記硬判定符号および前記誤り削減モード集合に基づいて前記受信符号語を復号し、
前記受信符号語の復号がすべて失敗した場合、前記硬判定符号を候補符号語集合とし、そうでない場合、Ｋａｎｅｋｏアルゴリズムの十分条件を満たす復号符号語が得られるまで、復号に成功した復号符号語を候補符号語集合とし、
前記候補符号語集合に基づいて競合符号語を取得し、
前記受信符号語、前記最尤符号語および前記競合符号語に基づいて、前記外部情報を計算するように構成される、請求項１３に記載のターボ積符号の復号装置。
【請求項１５】
前記外部情報計算モジュールは、
前記符号パターンに基づいて、前記符号パターンのユークリッド距離損失と信頼値との間の第１の対応関係を取得し、
前記受信符号語、前記第１の対応関係および予め設定されたノイズに基づいて、外部情報の比較値を計算し、
前記外部情報の比較値が予め設定された外部情報の閾値以上である場合、前記最尤符号語、前記予め設定されたノイズおよび前記信頼値に基づいて外部情報の出力値を計算するように構成される、請求項９に記載のターボ積符号の復号装置。
【請求項１６】
前記外部情報計算モジュールは、さらに、
前記受信符号語に基づいて、前記受信符号語のユークリッド距離損失を計算し、
前記ユークリッド距離損失および前記第１の対応関係に基づいて、前記受信符号語の信頼値を判定し、
前記受信符号語、前記最尤符号語および前記予め設定されたノイズに基づいて、外部情報の比較値を計算するように構成される、請求項１５に記載のターボ積符号の復号装置。
【請求項１７】
メモリと、プロセッサとを備え、
前記メモリは、コンピュータプログラムを記憶し、前記プロセッサにより前記コンピュータプログラムが実行されるとき、前記プロセッサが、請求項１から８のいずれか１項に記載のターボ積符号の復号方法を実行する、ターボ積符号の復号装置。
【請求項１８】
１つ又は複数のプログラムを記憶するコンピュータ読み取り可能な記憶媒体であって、前記１つ又は複数のプログラムが１つ又は複数のプロセッサにより実行されるとき、前記１つ又は複数のプロセッサが、請求項１から８のいずれか１項に記載のターボ積符号の復号方法を実行する、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、誤り訂正符号化技術分野に関するが、これに限らない。
【背景技術】
【０００２】
チャネルの符号化が進展する中、誤り率が低く、復号の複雑さに耐え得る符号化方法が求められている。ターボ符号は、軟入力軟出力反復復号アルゴリズムを基にした代表的なものの１つであるが、その誤り訂正性能がシャノン限界に非常に近いことから、２０年近くにわたりチャネル符号化分野において研究のホットスポットとなっている。
【０００３】
ターボ符号の復号方法においては、複雑さを低減するために、候補符号語生成時のサーチスペースを動的に減少させることのできるアルゴリズムとしてＫａｎｅｋｏアルゴリズムが提案されている。このアルゴリズムは、最尤候補符号語の相関差の条件を用いてさらなるサーチの方向を示し、または最も可能性の高い符号語が見つかると復号プロセスを終了する。Ｋａｎｅｋｏアルゴリズムは、最尤復号を実現している。Ｋａｎｅｋｏアルゴリズムは、サーチスペースを動的に減少させることができるが、このアルゴリズムは複雑である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本開示の１つの方面は、ターボ積符号の受信符号語および符号パターンを取得するステップと、前記符号パターン、信頼できないビット数、および前記信頼できないビット数より小さい誤り削減ビット数に基づいて、誤り削減モード集合を判定するステップと、前記誤り削減モード集合および前記受信符号語に基づいて最尤符号語を計算するステップと、前記最尤符号語に基づいて、復号アルゴリズムを用いて外部情報を計算するステップと、前記外部情報および予め設定された反復回数に基づいて反復計算を行い、前記受信符号語の復号結果を得るステップとを含む、ターボ積符号の復号方法を提供する。
【０００５】
本開示は、さらに、ターボ積符号の受信符号語および符号パターンを取得するように構成される取得モジュールと、前記符号パターン、信頼できないビット数、および前記信頼できないビット数より小さい誤り削減ビット数に基づいて、誤り削減モード集合を判定するように構成される誤り削減モード判定モジュールと、前記誤り削減モード集合および前記受信符号語に基づいて最尤符号語を計算するように構成される最尤符号語計算モジュールと、前記最尤符号語に基づいて、復号アルゴリズムを用いて外部情報を計算するように構成される外部情報計算モジュールと、前記外部情報および予め設定された反復回数に基づいて反復計算を行い、前記受信符号語の復号結果を得るように構成される復号結果出力モジュールとを備える、ターボ積符号の復号装置を提供する。
【０００６】
本開示は、さらに、メモリと、プロセッサとを備え、前記メモリは、コンピュータプログラムを記憶し、前記プロセッサにより前記コンピュータプログラムが実行されるとき、前記プロセッサが本開示のターボ積符号の復号方法を実行する、ターボ積符号の復号装置を提供する。
【０００７】
本開示は、さらに、１つ又は複数のプログラムを記憶するコンピュータ読み取り可能な記憶媒体であって、前記１つ又は複数のプログラムが１つ又は複数のプロセッサにより実行されるとき、前記１つ又は複数のプロセッサが、本開示のターボ積符号の復号方法を実行する、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体を提供する。
【０００８】
上記の説明は、本開示の技術案をより明確に理解できるように、本開示の技術案の概要を示したものにすぎず、明細書の内容に照らして実施することができるとともに、本開示の上記ならびに他の目的、特徴および利点が理解しやすいように、以下に本開示の具体的な実施形態を挙げる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
以下の好ましい実施形態の詳細な説明を通読すれば、様々な他の利点および利益が当業者に明らかになるであろう。図面は、好ましい実施形態を例示することのみを目的とし、本開示を限定するものとみなされるべきではない。また、図面全体を通して同一の部品には同一の符号を用いる。
【００１０】
【図１】本開示の実施例によるターボ積符号の復号方法のフローチャートである。
【図２】本開示の実施例によるターボ積符号の復号方法における、最尤符号語を処理するフローチャートである。
【図３】本開示の実施例によるターボ積符号の復号方法における、競合符号語を考慮したフローチャートである。
【図４】本開示の他の実施例によるターボ積符号の復号方法のフローチャートである。
【図５】本開示の実施例によるターボ積符号の復号方法における、外部情報計算の説明図である。
【図６】本開示の実施例によるターボ積符号の復号装置の概略ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本開示の例示的な実施例について図面を参照して詳細に説明する。開示の例示的な実施例を図面に示したが、本開示は、ここに述べる実施例に限定されることなく、様々な形態で実施できることが理解されるべきである。むしろ、本開示をより完全に理解することができ、本開示の範囲を当業者に完全に伝えることができるように、これらの実施例を提供するものである。
【００１２】
図１は、本開示の実施例によるターボ積符号の復号方法のフローチャートである。
【００１３】
図１に示すように、本開示の実施例によるターボ積符号の復号方法は、ステップ１００から５００を含んでよい。
【００１４】
ステップ１００では、ターボ積符号の受信符号語および符号パターンを取得する。
【００１５】
ターボ積符号は、２次元又は多次元の行列に２組以上の符号語コードを配列して、サブコードの距離特性が最小となる積符号を構成する。ターボ積符号の符号パターンは、（１２８，１２０）×（１２８，１２０）、（１２８，１２７）×（１２８，１２７）、（６４，５７）×（６４，５７）、（３２，２６）×（１６，１５）×（８，７）などを含む。送信側が情報を送信する場合、ターボ積符号は、行毎にビット単位でシリアル送信される。受信側では、受信したシリアルシーケンスを２次元マトリクス形式に変換し、マトリクス構成により復号する。ターボ積符号の復号の複雑さおよび復号遅延は、サブコードの符号パターンに依存し、サブコードの構成および復号が複雑になるにつれて線形的に増大する。受信符号語に基づいて受信符号語の符号パターンを判別できないことから、後の復号のために受信符号語および符号パターンを同時に取得する必要がある。
【００１６】
ステップ２００では、前記符号パターン、信頼できないビット数、および前記信頼できないビット数より小さい誤り削減ビット数に基づいて、誤り削減モード集合を判定する。
【００１７】
まず、符号パターンと信頼できないビット数に基づいて誤りモード集合を取得した後、誤り削減ビット数に基づいて、誤りモード集合から誤り削減モード集合を取得する。実用においては、信頼できないビット数および誤り削減ビット数に基づいて、誤り削減モード集合における誤りモードの個数を制御することができる。例えば、符号パターンに応じてｎ個の信頼できないビット数を選択すれば（即ち、信頼できないビット数をｎとする）、個の信頼できないモード（誤りモード集合）が可能となり、性能に影響を与えることなく誤りモードを削減することができる。最も信頼できない誤り１ビット、最も信頼できない誤り２ビット、……、最も信頼できない誤りｋビットの各誤りモード（ｋ＜ｎ、即ち、誤り削減ビット数をｋとする）を選択して、誤りモードの個数をＣ１ｎ＋Ｃ２ｎ＋・・・＋Ｃｋｎに削減する。
【００１８】
仮に、複雑さに応じて信頼できないビット数を８（即ち、ｎ＝８）と判定し、削減しない場合、誤りモードの数は２８＝２５６個となる。誤り削減ビット数は４（即ち、ｋ＝４）であり、すべて０である符号語を加えた後、削減された誤りモードの個数はＣ１８＋Ｃ２８＋Ｃ３８＋Ｃ４８＋１＝１６３となる。
【００１９】
ステップ３００では、前記誤り削減モード集合および前記受信符号語に基づいて最尤符号語を計算する。
【００２０】
誤り削減モード集合における誤りモードが大きく減少することから、得られる最尤符号語の正確性を高めるために、誤り削減モード集合および受信符号語に基づいて最尤符号語を計算する際に、すべての誤り削減モードをトラバースして復号できない場合、最尤符号語の処理を追加する必要がある。以下、図２を参照しつつこの処理について詳しく述べる。
【００２１】
ステップ４００では、前記最尤符号語に基づいて、復号アルゴリズムを用いて外部情報を計算する。
【００２２】
復号アルゴリズムは、軟入力軟出力アルゴリズム（ＳＩＳＯアルゴリズム）およびユークリッド距離に基づくアルゴリズム（ＤＢＤアルゴリズム）を含んでよい。外部情報は、復号された軟出力情報である。
【００２３】
ステップ５００では、前記外部情報および予め設定された反復回数に基づいて反復計算を行い、前記受信符号語の復号結果を得る。
【００２４】
外部情報と予め設定された反復回数に基づいて行列の復号反復計算を行い、反復終了後に受信符号語の硬判定を行って復号結果を出力する。行または列反復デコーダの軟入力の公式は、［Ｒ（ｍ）］＝［Ｒ］＋α（ｍ）［Ｗ（ｍ）］である。
【００２５】
ここで、ｍは予め設定された反復回数である。
【００２６】
本実施例のターボ積符号の復号方法では、信頼できないビット数および誤り削減ビット数に基づいて誤り削減モード集合を判定し、受信符号語および誤り削減モード集合に基づいて最尤符号語を得て復号アルゴリズムにより外部情報を計算した後、外部情報を用いて反復計算を行い復号結果を得ることができる。誤りモード数を削減することにより、ターボ積符号の復号アルゴリズムの複雑さが軽減され、最尤復号を用いたＫａｎｅｋｏアルゴリズムにより復号の性能が向上する。
【００２７】
図２は、本開示の実施例によるターボ積符号の復号方法における、最尤符号語を処理するフローチャートである。
【００２８】
図２に示すように、本開示の実施例によるターボ積符号の復号方法は、ステップ３１０から３９０を含んでよい。
【００２９】
ステップ３１０では、受信符号語に対して硬判定を行った後、硬判定符号を取得し、第１の符号語に硬判定符号を代入する。
【００３０】
ステップ３２０では、硬判定符号および誤り削減モード集合に基づいて受信符号語を復号する。
【００３１】
例えば、硬判定符号および誤り削減モード集合における各誤りモードについて、ビットにより排他的論理和を求め、それぞれＢＣＨ復号を行ってもよい。
【００３２】
ステップ３３０では、受信符号語の復号がすべて失敗したか否かを判断し、ＹＥＳの場合、ステップ３４０に進み、ＮＯの場合、ステップ３５０に進む。
【００３３】
ステップ３４０では、第１の符号語を最尤符号語とする。
【００３４】
例えば、受信符号語の復号がすべて失敗した場合、硬判定符号として代入した第１の符号語を最終的な最尤符号語とすることができる。
【００３５】
ステップ３５０では、復号に成功した復号符号語を取得する。
【００３６】
ステップ３６０では、復号符号語がＫａｎｅｋｏアルゴリズムの十分条件を満たしているか否かを判断し、ＹＥＳの場合、ステップ３７０に進み、ＮＯの場合、ステップ３８０に進む。
【００３７】
ステップ３７０では、復号符号語を第１の符号語に代入して第１の符号語を更新し、その後、ステップ３４０に進む。
【００３８】
例えば、Ｋａｎｅｋｏアルゴリズムの十分条件を満たす復号符号語を第１の符号語に代入して、最尤符号語とすることができる。
【００３９】
ステップ３８０では、誤り削減モード集合をトラバースして得た各復号符号語がいずれもＫａｎｅｋｏアルゴリズムの十分条件を満たさない場合、各復号符号語と硬判定符号との距離の内積値を計算する。
【００４０】
ステップ３９０では、距離の最小内積値に対応する復号符号語を第１の符号語に代入して第１の符号語を更新し、その後、ステップ３４０に進む。
【００４１】
本実施例によるターボ積符号の復号方法では、受信符号語の復号がいずれも成功しなかった場合、受信符号語の硬判定符号を最尤符号語に代入する。また、誤り削減モード集合をトラバースして得た各復号符号語がいずれもＫａｎｅｋｏアルゴリズムの十分条件を満たさない場合、硬判定符号との距離が最小の復号符号語を最尤符号語に代入する。これにより、誤りモード数を削減すると、ターボ積符号の復号アルゴリズムの複雑さが大幅に軽減されるとともに、最尤復号の取得がより完全で信頼できるものとなる。
【００４２】
図３は、本開示の実施例によるターボ積符号の復号方法における、競合符号語を考慮したフローチャートである。
【００４３】
図３に示すように、本開示の実施例によるターボ積符号の復号方法は、ステップ４１０Ａから４３０Ａを含んでよい。
【００４４】
ステップ４１０Ａでは、硬判定符合および誤り削減モード集合に基づいて受信符号語を復号し、受信符号語の復号がすべて失敗した場合、硬判定符号を候補符号語集合とし、そうでない場合、Ｋａｎｅｋｏアルゴリズムの十分条件を満たす復号符号語が得られるまで、復号に成功した復号符号語を候補符号語集合とする。
【００４５】
硬判定符号を最尤符号語に代入し、硬判定符号および誤り削減モード集合における各誤りモードについて、ビットにより排他的論理和を求め、それぞれＢＣＨ復号を行ってもよい。復号がすべて失敗した場合、最尤符号語は硬判定符号であり、候補符号語の集合は硬判定符号のみを含む。復号に成功した復号符号語がＫａｎｅｋｏアルゴリズムの十分条件を満たす符号語である場合、この復号符号語を最尤符号語に代入して出力し、最尤符号語が見つかる前にすべてのＢＣＨ復号に成功した復号符号語を候補符号語集合とする。条件に合致する復号符号語がない場合、硬判定符号との距離が最小の復号符号語を最尤符号語に代入して出力し、候補符号語集合には、ＢＣＨ復号に成功したすべての復号符号語を含む。
【００４６】
ステップ４２０Ａでは、候補符号語集合に基づいて競合符号語を得る。
【００４７】
本開示の実施例によれば、競合符号語は、２つの条件、即ち、受信符号語とのユークリッド距離が最小である条件１、および、ｃｊ≠ｄｊであり、ここで、ｃｊが競合符号語のｊ番目のシンボルであり、ｄｊが最尤符号語のｊ番目のシンボルである条件２を同時に満たす必要がある。
【００４８】
まず条件２を判断し、候補符号語集合の中でｃｊ≠ｄｊである各シーケンスを見つけ出し、次に、見つかった各シーケンスの中で受信符号語との相関値が最大となるシーケンスをさがし、競合符号語とする。
【００４９】
ステップ４３０Ａでは、受信符号語、最尤符号語および競合符号語に基づいて、外部情報を計算する。
【００５０】
競合符号語が存在する場合、
【数１】
2021500814.tif 000003
であり、
【００５１】
競合符号語が存在しない場合、
【００５２】
【数２】
2021500814.tif 000004
である。
【００５３】
ここで、ｗｊは外部情報のｊ番目のシンボル、ｒｊは受信符号語のｊ番目のシンボル、Ｒは受信符号語、Ｃは競合符号語、Ｄは最尤符号語である。
【００５４】
本実施例では、誤り削減モードにおいて最尤符号語および競合符号語を取得し、復号プロセスにおける様々な状況、特に受信符号語の復号がすべて失敗した場合を考慮して、ＳＩＳＯアルゴリズムにより外部情報を計算しており、誤り削減モードでのターボ積符号の復号を実現し、演算の複雑さを低減し、復号の性能を向上し、複雑さと性能を上手にトレードオフしており、高性能、高スループットのシステムに非常に適している。
【００５５】
図４は、本開示の他の実施例によるターボ積符号の復号方法のフローチャートである。
【００５６】
図４に示すように、本開示の実施例によるターボ積符号の復号方法は、ステップ４１０Ｂから４５０Ｂを含んでよい。
【００５７】
ステップ４１０Ｂでは、符号パターンに基づいて、ユークリッド距離損失と信頼値との対応関係である符号パターンの第１の対応関係を取得する。
【００５８】
表１は、拡張されたＢＣＨ符合（６４、５１）のユークリッド距離損失と信頼値の間の関係を示す表である。
【００５９】
【表１】
2021500814.tif 000005
【００６０】
ステップ４２０Ｂでは、受信符号語に基づいて受信符号語のユークリッド距離損失を計算する。
【００６１】
ステップ４３０Ｂでは、ユークリッド距離損失および前記第１の対応関係に基づいて、受信符号語の信頼値を判定する。
【００６２】
ステップ４４０Ｂでは、受信符号語、最尤符号語および予め設定されたノイズに基づいて、外部情報の比較値を計算する。
【００６３】
外部情報の比較値は、ｅｘｐ（２ｒｊｄｊ／σ２）であってよく、ここで、ｄｊは最尤符号語のｊ番目のシンボルであり、ｒｊは受信符号語のｊ番目のシンボルであり、σは予め設定されたノイズである。
【００６４】
実際の復号プロセスでは、従来のＳＩＳＯアルゴリズムには競合符号語が存在しない場合がほとんどであり、したがって、外部情報を計算する際の計算はさほど複雑でないが、ＤＢＤアルゴリズムには、計算時に統一された式があり、計算は複雑である。ＤＢＤアルゴリズムにより外部情報を計算する式は、
【００６５】
【数３】
2021500814.tif 000006
であり、
【００６６】
ここで、Фは信頼値である。
【００６７】
上記公式は、以下の様に簡略化できる。
【００６８】
【数４】
2021500814.tif 000007
【００６９】
ほとんどの場合、ｄｊはｒｊと同一の値であり、ｅｘｐ（２ｒｊｄｊ／σ２）は非常に大きいが、Фは１未満の正の値である。
【００７０】
ステップ４５０Ｂでは、外部情報の比較値が予め設定された外部情報の閾値以上である場合、最尤符号語、予め設定されたノイズおよび信頼値に基づいて、外部情報の出力値を計算する。
【００７１】
即ち、外部情報の閾値を設定することができ、外部情報の比較値が外部情報の閾値を超える場合、上記ＤＢＤアルゴリズムの外部情報を計算する式は、以下のように簡略化できる。
【００７２】
【数５】
2021500814.tif 000008
【００７３】
また、外部情報の比較値が閾値より小さい場合も、上記ＤＢＤアルゴリズムの外部情報を計算する式は変わらない。
【００７４】
図５は、本開示の実施例によるターボ積符号の復号方法における、外部情報計算の説明図であり、本開示の実施例による外部情報の計算方法のステップの区切りを明確に示すことができる。
【００７５】
本実施例では、最尤符号語に基づいて外部情報を計算する復号プロセスにおいて、まず符号パターンに基づいてユークリッド距離損失と信頼値との対応関係を得た後、最尤符号語に基づいて受信符号語の信頼値を判定し、さらに前記信頼値に基づいて簡略化された外部情報の比較値を計算する。計算して得られた外部情報の比較値が予め設定された閾値より大きい場合には、外部情報の計算式を簡略化する。
【００７６】
本実施例のターボ積符号の復号方法は、復号における演算の複雑さをさらに低減し、復号の性能を向上し、複雑さと性能を上手にトレードオフしており、高性能、高スループットのシステムに非常に適している。
【００７７】
図６は、本開示の実施例によるターボ積符号の復号装置の概略ブロック図である。
【００７８】
図６に示すように、本開示の実施例によるターボ積符号の復号装置は、取得モジュール１０と、誤り削減モード判定モジュール２０と、最尤符号語計算モジュール３０と、外部情報計算モジュール４０と、復号結果出力モジュール５０とを備えている。
【００７９】
取得モジュール１０は、ターボ積符号の受信符号語および符号パターンを取得するように構成される。
【００８０】
誤り削減モード判定モジュール２０は、前記符号パターン、信頼できないビット数、および前記信頼できないビット数より小さい誤り削減ビット数に基づいて、誤り削減モード集合を判定するように構成される。誤り削減モード判定モジュール２０は、前記符号パターンに基づいて前記信頼できないビット数を取得し、前記信頼できないビット数に基づいて信頼できないモード集合を取得し、前記誤り削減ビット数に基づいて、前記信頼できないモード集合から誤り削減モード集合を取得するように構成されてもよい。
【００８１】
最尤符号語計算モジュール３０は、前記誤り削減モード集合および前記受信符号語に基づいて最尤符号語を計算するように構成される。最尤符号語計算モジュール３０は、前記受信符号語に対して硬判定を行った後、硬判定符号を取得し、第１の符号語に前記硬判定符号を代入し、前記硬判定符号および前記誤り削減モード集合に基づいて前記受信符号語を復号し、前記受信符号語の復号がすべて失敗した場合、前記第１の符号語を最尤符号語とし、前記受信符号語の復号が成功した場合、復号符号語を取得し、前記復号符号語がＫａｎｅｋｏアルゴリズムの十分条件を満たすか否かを判断し、満たす場合、前記復号符号語を前記第１の符号語に代入して前記第１の符号語を更新し、更新された第１の符号語を前記最尤符号語とし、前記誤り削減モード集合をトラバースして得た各復号符号語がいずれもＫａｎｅｋｏアルゴリズムの十分条件を満たさない場合、各復号符号語と前記硬判定符号との距離の内積値を計算し、距離の最小内積値に対応する復号符号語を前記第１の符号語に代入して前記第１の符号語を更新し、更新された第１の符号語を前記最尤符号語とする、ように構成されてもよい。
【００８２】
外部情報計算モジュール４０は、前記最尤符号語に基づいて、復号アルゴリズムを用いて外部情報を計算するように構成される。外部情報計算モジュール４０は、前記硬判定符合および前記誤り削減モード集合に基づいて前記受信符号語を復号し、前記受信符号語の復号がすべて失敗した場合、前記硬判定符号を候補符号語集合とし、そうでない場合、Ｋａｎｅｋｏアルゴリズムの十分条件を満たす復号符号語が得られるまで、復号に成功した復号符号語を候補符号語集合として判定し、前記候補符号語集合に基づいて競合符号語を取得し、前記受信符号語、前記最尤符号語および前記競合符号語に基づいて、前記外部情報を計算する、ように構成されてもよい。外部情報計算モジュール４０は、さらに、前記符号パターンに基づいて前記符号パターンのユークリッド距離損失と信頼値との間の第１の対応関係を取得し、前記受信符号語、前記第１の対応関係および予め設定されたノイズに基づいて、外部情報の比較値を計算し、前記外部情報の比較値が予め設定された外部情報の閾値以上である場合、前記最尤符号語、前記予め設定されたノイズおよび前記信頼値に基づいて、外部情報の出力値を計算する、ように構成されてもよい。外部情報計算モジュール４０は、さらに、前記受信符号語に基づいて、前記受信符号語のユークリッド距離損失を計算し、前記ユークリッド距離損失および前記第１の対応関係に基づいて、前記受信符号語の信頼値を判定し、前記受信符号語、前記最尤符号語および前記予め設定されたノイズに基づいて、外部情報の比較値を計算する、ように構成されてもよい。
【００８３】
復号結果出力モジュール５０は、前記外部情報および予め設定された反復回数に基づいて反復計算を行い、前記受信符号語の復号結果を得るように構成される。
【００８４】
本実施例のターボ積符号の復号装置は、信頼できないビット数および誤り削減ビット数に基づいて誤り削減モード集合を判定し、受信符号語および誤り削減モード集合に基づいて最尤符号語を得て復号アルゴリズムにより外部情報を計算した後、外部情報を用いて反復計算を行い復号結果を得る。誤りモード数を削減することにより、ターボ積符号の復号アルゴリズムの複雑さが軽減され、最尤復号を用いたＫａｎｅｋｏアルゴリズムにより復号の性能が向上する。
【００８５】
本開示の実施例は、さらに、１つ又は複数のプログラムを記憶するコンピュータ読み取り可能な記憶媒体であって、前記１つ又は複数のプログラムが１つ又は複数のプロセッサにより実行されるとき、前記１つ又は複数のプロセッサが、ターボ積符号の受信符号語および符号パターンを取得するステップと、前記符号パターン、信頼できないビット数、および前記信頼できないビット数より小さい誤り削減ビット数に基づいて、誤り削減モード集合を判定するステップと、前記誤り削減モード集合および前記受信符号語に基づいて最尤符号語を計算するステップと、前記最尤符号語に基づいて、復号アルゴリズムを用いて外部情報を計算するステップと、前記外部情報および予め設定された反復回数に基づいて反復計算を行い、前記受信符号語の復号結果を取得するステップとを実行する、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体を提供する。
【００８６】
本実施例に係る記憶媒体は、例えば、ＲＯＭ、ＲＡＭ、磁気ディスクまたは光ディスクなどであってもよいが、これらに限らない。
【００８７】
以上の説明は、本開示の例示的な実施例にすぎず、本開示の保護範囲を限定するものではない。本開示の精神および原則の範囲内で行われるあらゆる修正、均等置換、改良などは、いずれも本開示の保護範囲に含まれる。
【図１】
2021500814.tif 000009
【図２】
2021500814.tif 000010
【図３】
2021500814.tif 000011
【図４】
2021500814.tif 000012
【図５】
2021500814.tif 000013
【図６】
2021500814.tif 000014
【国際調査報告】
2021500814.tif 000015
2021500814.tif 000016
2021500814.tif 000017
2021500814.tif 000018