(57)【要約】【課題】構成が簡単な硬判定受信機を用いつつ軟判定受信機を用いた場合とほぼ同等の誤り率特性がを得ようとする。【解決手段】入力データに対し誤り訂正符号化を行う。次に誤り訂正・検出符号化を行い、データ伝送を行う。これらは、誤り訂正と誤り検出の機能を同時にもつ１つの符号で符号化してもよい。受信側では、硬判定受信を行う。硬判定されたデータに基づき、誤り訂正・検出復号を行う。そして、誤り訂正・検出復号の出力情報に基づき、硬判定データに信頼性情報を付加する。この信頼性情報を伴う、受信データが軟入力誤り訂正復号器に入力される。最後に軟入力誤り訂正復号器で誤り訂正を行い、データが再生される。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信側で誤り訂正符号化を施して通信路に情報を伝送する直前に、誤り訂正・検出符号化を行う誤り訂正符号化装置、もしくは、送信側で誤り訂正と誤り検出の機能を同時にもつ符号により誤り訂正・検出符号化を施して通信路に情報を伝送する誤り訂正符号化装置と、
受信側で、まず硬判定を行い、次に誤り訂正・検出復号を行い、その結果得られる情報を基に受信データの信頼性を与え、その信頼性情報を基に軟入力誤り訂正復号を行う軟入力誤り訂正復号装置と
から構成される誤り訂正符号化復号化装置。
【請求項２】
送信側で誤り訂正符号化を施して通信路に情報を伝送する直前に、誤り訂正・検出符号化を行う誤り訂正符号化装置。
【請求項３】
送信側で誤り訂正と誤り検出の機能を同時にもつ符号により誤り訂正・検出符号化を施して通信路に情報を伝送する誤り訂正符号化装置。
【請求項４】
受信側で、まず硬判定を行い、次に誤り訂正・検出復号を行い、その結果得られる情報を基に受信データの信頼性を与え、その信頼性情報を基に軟入力誤り訂正復号を行う軟入力誤り訂正復号装置。
【請求項５】
送信側で誤り訂正符号化を施して通信路に情報を伝送する直前に、誤り訂正・検出符号化を行う誤り訂正符号化ステップと、
受信側で、まず硬判定を行い、次に誤り訂正・検出復号を行い、その結果得られる情報を基に受信データの信頼性を与え、その信頼性情報を基に軟入力誤り訂正復号を行う軟入力誤り訂正復号ステップと
を含む誤り訂正符号化復号化方法。
【請求項６】
送信側で誤り訂正と誤り検出の機能を同時にもつ符号により誤り訂正・検出符号化を施して通信路に情報を伝送する誤り訂正符号化ステップと、
受信側で、まず硬判定を行い、次に誤り訂正・検出復号を行い、その結果得られる情報を基に受信データの信頼性を与え、その信頼性情報を基に軟入力誤り訂正復号を行う軟入力誤り訂正復号ステップと
を含む誤り訂正符号化復号化方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は誤り訂正符号化復号化装置に関する。この訂正符号化復号化装置は、無線通信、衛星通信、パケット通信、光通信、データ伝送、放送、データ蓄積、データ変換、リモートセンシング、電力線通信、測距・測位、レーダ、無線ＬＡＮ、無線ＡＴＭ、ＩＴＳ、ソフトウエア無線、ＤＳＬなどに利用することができる。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
従来よりデータ通信の信頼性向上を図るため、硬判定受信機や軟判定受信機が知られている。
硬判定受信機を用いた場合、受信機構成が簡単で高速な処理が可能である反面、硬判定受信により２値化された受信データからは軟入力復号をすることができないため、復号誤り率特性が悪いという課題があった。
一方、軟判定受信機を用いた場合は、硬判定受信機を用いた場合よりも復号誤り率特性が優れているが、軟判定受信は一般的に複雑であり、回路規定が大きくなるという課題があった。
本発明に関連する技術として特開２００１−１８９６８２号公報に記載のものを参照されたい。
【０００３】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記課題の少なくとも１つを解決するためになされたものであり、構成が簡単な硬判定受信機を用いつつ軟判定受信機を用いた場合とほぼ同等の誤り率特性がを得ようとするものであり、次ぎのように構成される。
送信側で誤り訂正符号化を施して通信路に情報を伝送する直前に、誤り訂正・検出符号化を行う誤り訂正符号化装置、もしくは、送信側で誤り訂正と誤り検出の機能を同時にもつ符号により誤り訂正・検出符号化を施して通信路に情報を伝送する誤り訂正符号化装置と、
受信側で、まず硬判定を行い、次に誤り訂正・検出復号を行い、その結果得られる情報を基に受信データの信頼性を与え、その信頼性情報を基に軟入力誤り訂正復号を行う軟入力誤り訂正復号装置と
から構成される誤り訂正符号化復号化装置。
【０００４】
この発明では、まず、入力データに対し誤り訂正符号化を行う。次に誤り訂正・検出符号化を行い、データ伝送を行う。これらは、誤り訂正と誤り検出の機能を同時にもつ１つの符号で符号化してもよい。
受信側では、硬判定受信を行う。硬判定されたデータに基づき、誤り訂正・検出復号を行う。そして、誤り訂正・検出復号の出力情報に基づき、硬判定データに信頼性情報を付加する。この信頼性情報を伴う、受信データが軟入力誤り訂正復号器に入力される。最後に軟入力誤り訂正復号器で誤り訂正を行い、データが再生される。
【０００５】
【発明の実施の形態】
上記を実現するため図１および図３にもとづき説明する。
本発明では、受信側で硬判定を行った場合でも、軟入力誤り訂正復号を実現する誤り訂正符号化復号化装置である。これを実現するポイントは次の通りである。
符号化器は誤り訂正符号化の後に誤り訂正・検出符号化を行う（連接符号）構成を取る。なお、誤り訂正と誤り検出の機能を同時にもつ１つの符号で符号化してもよい。
復号化器では、硬判定受信データに対し、誤り訂正・検出復号を行い、その情報を基に受信データに信頼性情報を付加する。
信頼性情報を伴う受信データを用いて軟入力誤り訂正復号を実現する。
【０００６】
（誤り訂正符号化器）
符号化器は図１に示すように、誤り訂正符号化の後に誤り訂正・検出符号化を行う、連接符号の構成を採る。
まず、送信データ系列は誤り訂正符号化器１によって誤り訂正符号化が施される。ここで用いる誤り訂正符号としては、受信側で軟入力誤り訂正復号を行うことで誤り訂正効果が期待できる誤り訂正符号を用いる。具体例としては、畳み込み符号、ターボ符号などがある。
この誤り訂正符号化の目的は、通常の誤り訂正符号化器と同様に、通信路での誤りからデータを保護することにある。
【０００７】
次に、誤り訂正符号化データはインターリーバ２でインターリーブされる。インターリーブされた誤り訂正符号化データに対して誤り訂正・検出符号化器３で再び誤り訂正・検出符号化を行う。ここで、用いる誤り訂正・検出符号は、硬判定された受信データに対しても効果のある誤り訂正・検出符号を用いる。誤り訂正・検出符号化器３の具体例として簡単なパリティチェック符号化器がある。例えば、１段目の誤り訂正符号化データＭビットに対し、
Ｑビットのチェックビットを付加するような符号化を行う。
この誤り訂正・検出符号の目的は、硬判定受信データに対し誤り訂正・検出復号を行うことで、従来硬判定データでは得られなかった、信頼性情報を得ることにある。
【０００８】
図２に誤り訂正符号化器に、誤り訂正と誤り検出の機能を同時にもつ１つの符号による場合のシステムモデルを示す。この場合、誤り訂正と誤り検出の機能を同時にもつため、先に述べたように誤り訂正符号化の後、誤り訂正・検出符号化を行う必要はなく、１つの符号で実現できる。
具体例としては、積符号、ＬＤＰＣ符号などがある。
【０００９】
（誤り訂正復号器）
受信データは、図３に示すように、まず、硬判定受信機４で硬判定される。よって、受信データは｛＋１，　−１｝のいずれかの値をとるビットから構成される。
次に、硬判定された受信データが符号化器の誤り訂正・検出符号化器３に対応した（硬判定）誤り訂正・検出復号器５に入力される。この復号器５で得られる情報に基づき、硬判定された受信データに対し、信頼性情報付加装置６で信頼性情報を付加する。
具体的には、まず、送信側で付加されたＱビットのチェックビットを用いて誤り検出を行う。検出された誤りビットの個数に応じて、Ｍビットの受信データに信頼性情報を付加する。例えば、誤りが検出されなかった場合にはＭビットの受信データは信頼性が高いものとして、そのデータの値を２倍し、｛＋２，−２｝から構成されるようにする。また、誤りが検出された場合は、信頼性が低いものとして、そのデータの値を０．５倍し、｛＋０．５，−０．５｝から構成されるようにする。
【００１０】
この様に、信頼性情報が付加されたデータは、送信側のインターリーバ２に対応したデ・インターリーバ７に入力される。
誤り訂正・検出符号化器５の情報を基に信頼性が付加された受信データは、Ｍビットにわたり、同じ信頼性が与えられる。インターリーバ２／デ・インターリーバ７を設けることで、データに対する信頼性を分散させることで、次の軟入力誤り訂正復号器８でより効果的な誤り訂正復号が期待できる。
最後に、デ・インターリーバされた受信データは誤り訂正符号化器１に対応する軟入力復号器８へ入力され、誤り訂正復号が行われ、データが復元される。
【００１１】
受信機構成を図４に示す。図４よりわかるように、受信機構成としては、図３からインターリーバが無いだけで、基本的にはまったく同じである。
まず、受信信号は硬判定受信機４で硬判定される。よって、受信データは｛＋１，
−１｝のいずれかの値をとるビットから構成される。
【００１２】
次に、硬判定された受信データが符号化器の１ａの誤り訂正・検出符号化器に対応した（硬判定）誤り訂正・検出復号器５ａに入力される。この復号器で得られる情報に基づき、硬判定された受信データに対し、信頼性情報付加装置６で信頼性情報を付加する。
最後に、信頼性が付加された受信データは誤り訂正符号化器１ａに対応する軟入力復号器８ａへ入力され、誤り訂正復号が行われ、データが復元される。
【００１３】
発明の効果を確認するために、図１及び図３の構成を用いてシミュレーション実験を行った。
シミュレーション条件は次の通りである。
【表１】
2004048400.tif 000003
【００１４】
図５に誤り訂正符号に畳み込み符号を用いた場合の誤り率特性を示す。軟入力誤り訂正復号器８はビタビ復号器を用いた。図５では、本発明による特性（ＨａｒｄＤｅｃｉｓｉｏｎ　ｗｉｔｈ　Ｐａｒｉｔｙ）、軟入力受信機を用いた従来方式（Ｓｏｆｔ　Ｄｅｃｉｓｉｏｎ）、そして硬判定受信機を用いた従来方式（Ｈａｒｄ
Ｄｅｃｉｓｉｏｎ　ｗ／ｏ　Ｐａｒｉｔｙ）を示してある。
【００１５】
硬判定受信機には、一般に、
受信機構成が簡単で、高速な処理が可能
受信機構成が簡単なため、安価である
の特徴がある反面、軟入力復号ができないため、復号誤り率特性が悪くなる。
【００１６】
一方、軟判定受信機を用い、軟入力復号を行う受信機構成は最適に近いが、軟判定受信は一般に複雑であり、回路規模が大きくなる。
図５において、硬判定受信機を用いた従来方式（Ｈａｒｄ
Ｄｅｃｉｓｉｏｎ　ｗ／ｏ　Ｐａｒｉｔｙ）の特性が最も悪いのはこの理由による。
一方、本発明では、硬判定受信機を用いているにも関わらず、誤り率特性は従来方式に比べ、約２ｄＢの改善がみられる。
また、最適な受信機構成である、軟判定受信機を用いた従来方式（Ｓｏｆｔ　Ｄｅｃｉｓｉｏｎ）と比較しても約１ｄＢ　の劣化しかなく、本発明の有効性が確認できる。
【００１７】
図６に誤り訂正符号にターボ符号を用いた場合の誤り率特性を示す。軟入力誤り訂正復号器８はターボ復号器（繰り返し数６）を用いた。
図６より、本発明のように硬判定受信機を用いた場合でも、軟判定受信機を用いた従来方式（Ｓｏｆｔ　Ｄｅｃｉｓｉｏｎ）に比較して、Ｅｂ／Ｎ０のの高い領域では、ほぼ同じ特性が得られることが確認できる。これより、硬判定受信機を用いることによる利点を保ちつつ、最適な構成である軟判定受信機を用いた従来方式とほぼ同等の特性が得られるため、本発明の有効性が高いことが確認できる。
【００１８】
この発明は、上記発明の実施の形態及び実施例の説明に何ら限定されるものではない。特許請求の範囲の記載を逸脱せず、当業者が容易に想到できる範囲で種々の変形態様もこの発明に含まれる。
この発明の好適な応用分野として次ぎのものが挙げられる。
１．高速ディジタル信号の誤り訂正復号；光ファイバのような超高速ディジタル信号を扱う場合、軟判定受信を行うと、さらに超高速にする必要があり、実現が困難となる。
２．再生中継器が介在する場合；再生中継衛星や光再生中継を行う場合は、まず硬判定を行う場合が多い。
３．１００Ｍｂｐｓを超えるブロードバンドアクセスシステム；高速でコストを低減する要求が強いシステム。
４．拘束長の長い畳み込み符号や高次元パリティー符号の復号；軟判定ビタビ復号を行おうとすると膨大なメモリ量と計算量を要して実現が困難となる場合。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１はこの発明の実施例の誤り訂正符号化器を示すブロック図である。
【図２】図２は同じく他の態様の誤り訂正符合化器を示すブロック図である。
【図３】図３は同じく誤り訂正復号器を示すブロック図である。
【図４】図４は同じく他の態様の誤り訂正復号器を示すブロック図である。
【図５】図５は誤り訂正符合として畳み込み符号を用いたときの誤り率特性（シュミレーション結果）を示す。
【図６】図６は誤り訂正符合としてターボ符号を用いたときの誤り率特性（シュミレーション結果）を示す。
【符号の説明】
１　誤り訂正符号化器
３　誤り訂正・検出符号化器
４　硬判定受信機
５　誤り訂正・検出復号器
６　信頼性情報付加装置
８　軟判定誤り訂正復号器
【図１】
2004048400.tif 000004
【図２】
2004048400.tif 000005
【図３】
2004048400.tif 000006
【図４】
2004048400.tif 000007
【図５】
2004048400.tif 000008
【図６】
2004048400.tif 000009