(57)【要約】【課題】誤り訂正符号化された受信信号についてのビット誤り率を算出する装置において、ビット誤り率の推定精度をなるべく低下させることなく回路規模の小型化を図る。【解決手段】復号化処理部２４は、インタリーバ１２−ｊ（ｊ＝１，２，・・・，ｎ−１；ｎは２以上の整数）およびデインタリーバ２８−ｊ（ｊ＝１，２，・・・，ｎ−１）を含み、再符号化処理部３２は、復号化処理部２４に含まれるインタリーバ１２−ｊによってインタリーブされた後の情報ビットであってそれに対応するデインタリーバ２８−ｊによってデインタリーブされる前の情報ビットを畳み込み符号化する畳み込み符号化部１４−ｊ（ｊ＝０，１，２，・・・，ｎ−１）を含む。復号化に用いるインタリーバと再符号化処理に用いるインタリーバとを共用化することで回路規模の削減を図る。【選択図】        図３
2004153748.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ターボ符号化された符号化信号、すなわち情報ビット、該情報ビットをインタリーブせずに畳み込み符号化処理を施した冗長ビット、および該情報ビットをインタリーブした後に畳み込み符号化処理を施した冗長ビットを含む符号化信号を伝送する通信システムにおいて受信された符号化信号のビット誤り率を算出する装置であって、
受信された符号化信号を復号して復号化情報ビットを取得する復号化処理部と、
前記復号化情報ビットを符号化して再符号化信号を生成する再符号化処理部と、
受信された符号化信号と前記再符号化信号との比較結果に基づいてビット誤り率を算出するビット誤り率算出部と、
を備え、
前記復号化処理部は、情報ビットをインタリーブするインタリーバおよび該インタリーバに対応するデインタリーバを含み、
前記再符号化処理部は、前記復号化処理部に含まれるインタリーバによってインタリーブされた後の情報ビットであってそれに対応するデインタリーバによってデインタリーブされる前の情報ビットを取得して畳み込み符号化する畳み込み符号化部を含むことを特徴とするビット誤り率算出装置。
【請求項２】
ターボ符号化された符号化信号、すなわち情報ビット、該情報ビットをインタリーブせずに畳み込み符号化処理を施した冗長ビット、および該情報ビットをインタリーブした後に畳み込み符号化処理を施した冗長ビットを含む符号化信号を伝送する通信システムにおいて受信された符号化信号のビット誤り率を算出する方法であって、
受信された符号化信号を復号して復号化情報ビットを取得するステップと、
前記復号化情報ビットを符号化して再符号化信号を生成するステップと、
受信された符号化信号と前記再符号化信号との比較結果に基づいてビット誤り率を算出するステップと、
を備え、
前記復号化情報ビットを取得するステップは、情報ビットをインタリーブするステップと該インタリーブに対応して情報ビットをデインタリーブするステップとを含み、
前記再符号化信号を生成するステップは、前記復号化情報ビットを取得するステップでインタリーブされた後の情報ビットであってそれに対応してデインタリーブされる前の情報ビットを取得して畳み込み符号化するステップを含むことを特徴とするビット誤り率算出方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、所定の形式で符号化された符号化信号を伝送する通信システムにおいて、受信された符号化信号のビット誤り率を算出する装置および方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
まずは、従来の通信システムにおける符号化処理およびビット誤り率の算出について説明する。図５は、送信装置に設けられる符号化処理部１０のブロック図、図６は、受信装置５０の要部構成を示すブロック図、また図７は、受信装置５０に設けられる復号化処理部５２および再符号化処理部５６の構成を示すブロック図である。
【０００３】
図５に示す符号化処理部１０では、多次元のターボ符号を用いた誤り訂正符号化処理によって、情報ビットＸｉ（ｉ＝１，２，・・・）から、情報ビットＸｉとｎ個の冗長ビットＹｉｊ（ｊ＝０，１，２，・・・，ｎ−１；ｎは２以上の整数）とを含む符号化信号が生成される。各冗長ビットＹｉｊは、畳み込み符号化部１４−０によって情報ビットＸｉを畳み込み符号化することにより（Ｙｉ０）、あるいはインタリーバ１２−ｊ（ｊ＝１，２，・・・，ｎ−１；ｎ≧２）によって情報ビットＸｉをインタリーブした（順序が入れ替えられた）後に畳み込み符号化部１４−ｊ（ｊ＝０，１，２，・・・，ｎ−１；ｎ≧２）によって畳み込み符号化することにより（Ｙｉ１〜Ｙｉｎ−１）生成される。情報ビットＸｉおよび生成された冗長ビットＹｉｊは、パラレル／シリアル変換部（Ｐ／Ｓ変換部）１６に入力され、シリアル信号に変換される。具体的には、情報ビットＸｉおよび冗長ビットＹｉｊが、例えば”Ｘ１，Ｙ１０，Ｙ１１，Ｙ１２，・・・，Ｙ１ｎ−１，Ｘ２，Ｙ２０，Ｙ２１，Ｙ２２，・・・Ｘ３，Ｙ３０，Ｙ３１，Ｙ３２，・・・”の順で配列された符号化信号が生成される。こうして生成された符号化信号は、所定の形式で変調された後、受信装置に向けて伝送される。
【０００４】
図６に示すように、受信装置５０は、受信された符号化信号を復調する復調処理部２２と、復調された前記符号化信号を復号化して復号化情報ビットを取得する復号化処理部５２と、受信された符号化信号のビット誤り率を取得するビット誤り率算出部５４と、を含む。また、ビット誤り率算出部５４は、復号化情報ビットから再符号化信号を生成する再符号化処理部５６を含む。ビット誤り率算出部５４は、復調処理部２２で処理された符号化信号と再符号化処理部５６で生成された再符号化信号との間で、それらにそれぞれ含まれる情報ビット同士および冗長ビット同士を比較し、対応する二つのビットが一致しない場合にはビット誤りが発生しているとして、比較を行った全ビット数（サンプルビット数）のうちビット誤りの発生していたビット数の比率としてビット誤り率を算出する。
【０００５】
図７に示すように、復号化処理部５２は、合計ｎ個の復号部２６−０〜２６−ｎ−１を備える。そのうち、復号部２６−０は、復調処理部２２で復調された符号化信号をインタリーブする（すなわち情報ビットおよび冗長ビットを並べ替える）ことなく復号し、また復号部２６−１〜２６−ｎ−１は、それぞれ、その前段の対応するインタリーバ１２−１〜１２−ｎ−１によってインタリーブされた符号化信号を復号する。これら復号部２６−０〜２６−ｎ−１は、例えばビタビ復号を行う復号器として構成される。各インタリーバ１２−１〜１２−ｎ−１でインタリーブされたビット配列は、復号部２６−１〜２６−ｎ−１で復号された後に、対応するデインタリーバ２８−１〜２８−ｎ−１によってインタリーブ前の配列に戻される。そして、これらインタリーバ１２−１〜１２−ｎ−１、復号部２６−１〜２６−ｎ−１およびデインタリーバ２８−１〜２８−ｎ−１を一つずつこの順に接続してなる合計ｎ−１個の組が、復号部２６−０の後段に直列に接続されている。また、最終段のデインタリーバ２８−ｎ−１の出力は復号部２６−０に再入力され、復号化処理部５２における復号処理が所定回数反復して行われるようになっている。
【０００６】
再符号化信号は、復号化処理部５２の出力としての復号化情報ビットＸｉを送信時に行ったのと同じ形式の符号化処理で再符号化することによって生成される。したがって、図７の例では、復号化情報ビットから再符号化信号を生成する回路は、図５と同じインタリーバ１２−ｊおよび畳み込み符号化部１４−ｊを、図５と同じ回路構成で含んでいる。この回路により、再符号化信号の情報ビットｒｅＸｉおよび冗長ビットｒｅＹｉｊ（ｉ＝１，２，・・・、ｊ＝０，１，２，・・・，ｎ−１；ｎ≧２）が取得される。この再符号化信号は、受信信号のビット誤り率を算出する際のリファレンス信号として用いられる。
【０００７】
しかしながら、この回路の場合、再符号化処理部内の各畳み込み符号化部の前段に各々対応するインタリーバが必要となるため、ビット誤り率を算出するための回路の規模が大きくなってしまうという問題がある。そこで、情報ビットのみについて受信された符号化信号と復号化後の信号とを比較することで、ビット誤り率を推定する方法が提案されている（特許文献１参照。）。この方法では、冗長ビットの比較を行わない分、再符号化のための回路構成、すなわち再符号化処理部５６のインタリーバ１２−１〜１２−ｎ−１および畳み込み符号化部１４−０〜１４−ｎ−１が不要となり、図７の再符号化処理部５６によって再符号化を行う場合に比べて回路規模を小さくすることができる。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００１−３３３０５０号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１に開示される方法では、情報ビットの比較結果のみによってビット誤り率を推定するため、冗長ビットのみに誤りが含まれる場合にはその誤りは検出できないことになる。すなわち、その方法では、冗長ビットの比較結果を用いない分、ビット誤り率の検出精度が低いという問題がある。ビット誤り率の検出精度をなるべく低下させることなく、ビット誤り率算出装置ひいては受信装置の回路規模の削減を行うことができれば有意義である。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかるビット誤り率算出装置は、ターボ符号化された符号化信号、すなわち情報ビット、該情報ビットをインタリーブせずに畳み込み符号化処理を施した冗長ビット、および該情報ビットをインタリーブした後に畳み込み符号化処理を施した冗長ビットを含む符号化信号を伝送する通信システムにおいて受信された符号化信号のビット誤り率を算出する装置であって、受信された符号化信号を復号して復号化情報ビットを取得する復号化処理部と、前記復号化情報ビットを符号化して再符号化信号を生成する再符号化処理部と、受信された符号化信号と前記再符号化信号との比較結果に基づいてビット誤り率を算出するビット誤り率算出部と、を備え、前記復号化処理部は、情報ビットをインタリーブするインタリーバおよび該インタリーバに対応するデインタリーバを含み、前記再符号化処理部は、前記復号化処理部に含まれるインタリーバによってインタリーブされた後の情報ビットであってそれに対応するデインタリーバによってデインタリーブされる前の情報ビットを取得して畳み込み符号化する畳み込み符号化部を含む。
【００１１】
このような構成によれば、インタリーバを共用化することができるので、ビット誤り率算出装置ひいては受信装置の回路規模を小さくすることができる。また、情報ビットおよび冗長ビットの双方を用いてビット比較を行うため、上記特許文献１に比べてビット誤り率の検出精度は高い。
【００１２】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．（図１〜図３）  図１は、符号化信号を受信して復号する受信装置２０の一例を示すブロック図、図２は、受信装置２０の有するビット誤り率算出部３０の一例を示すブロック図、また図３は、復号化処理部２４および再符号化処理部３２の一例を示すブロック図である。なお、本実施形態にかかるビット誤り率算出部３０は、図５に示した符号化処理部１０によって生成された符号化信号のビット誤り率を算出するものであり、以下の説明では、上述した従来の構成要素と同じ構成要素については同じ符号を付すこととする。
【００１３】
図１に示すように、受信装置２０は、受信された符号化信号を復調する復調処理部２２と、復調された前記符号化信号を復号化して復号化情報ビットを取得する復号化処理部２４と、受信された符号化信号のビット誤り率を取得するビット誤り率算出部３０と、を含む。また、ビット誤り率算出部３０は、復号化情報ビットから再符号化信号を生成する再符号化処理部３２（図２）を含む。ビット誤り率算出部３０は、復調処理部２２で処理された符号化信号と再符号化処理部３２で生成された再符号化信号との間で、それらにそれぞれ含まれる情報ビット同士および冗長ビット同士を比較し、対応する二つのビットが一致しない場合にはビット誤りが発生しているとして、比較を行った全ビット数（サンプルビット数）のうちビット誤りの発生していたビット数の比率としてビット誤り率を算出する。
【００１４】
再符号化信号は、復号化情報ビットを送信時に行ったのと同じ形式の符号化処理で再符号化することで生成される。図２に示すように、再符号化処理部３２により、再符号化信号の情報ビットｒｅＸｉおよび冗長ビットｒｅＹｉｊ（ｉ＝１，２，・・・、ｊ＝０，１，２，・・・，ｎ−１；ｎ≧２）が取得される。なお、再符号化信号がどのように生成されるかについては後述する。
【００１５】
また、復調された符号化信号は、シリアル／パラレル変換部（Ｓ／Ｐ変換部）３４に入力され、情報ビットｒＸｉおよび冗長ビットｒＹｉｊ（ｉ＝１，２，・・・、ｊ＝０，１，２，・・・，ｎ−１；ｎ≧２）に分割される。
【００１６】
そして、再符号化信号の情報ビットｒｅＸｉおよび冗長ビットｒｅＹｉｊ、および符号化信号の情報ビットｒＸｉおよび冗長ビットｒＹｉｊは、それぞれ対応するビット比較部３６−ｐ（１個）および３６−ｊ（ｊ＝０，１，２，・・・，ｎ−１；ｎ≧２、すなわち合計ｎ個）に入力される。ビット比較部３６−ｐは情報ビットｒｅＸｉおよびｒＸｉを比較し、また、ビット比較部３６−ｊは、冗長ビットｒｅＹｉｊおよびｒＹｉｊを比較して、それらの一致／不一致を検出する。
【００１７】
各ビット比較部３６−ｐ，３６−ｊでビットが不一致であった回数、すなわち不一致ビットの数（誤りの生じたビット数）は、ビット比較部３６−ｐ，３６−ｊ毎にカウンタ３８−ｐ，３８−ｊ（ｊ＝０，１，２，・・・，ｎ−１；ｎ≧２）で積算され、演算部４０に入力される。演算部４０は、入力された不一致ビット数を測定対象となった全ビット数で除算することで、ビット誤り率を取得する。
【００１８】
図３に示すように、復号化処理部２４は、図７で説明した従来の復号化処理部５２と同じ回路構成を有する。すなわち、復号化処理部２４は、合計ｎ個の復号部２６−ｊ（ｊ＝０，１，・・・，ｎ−１）を備える。そのうち、復号部２６−０は、復調処理部２２で復調された符号化信号をインタリーブする（すなわち情報ビットおよび冗長ビットを並べ替える）ことなく復号し、また、復号部２６−１〜２６−ｎ−１は、それぞれ、その前段の対応するインタリーバ１２−１〜１２−ｎ−１によってインタリーブされた符号化信号を復号する。これら復号部２６−０〜２６−ｎ−１は、例えばビタビ復号を行う復号器として構成される。各インタリーバ１２−１〜１２−ｎ−１でインタリーブされたビット配列は、復号部２６−１〜２６−ｎ−１で復号された後に、対応するデインタリーバ２８−ｊ（ｊ＝１，２，・・・，ｎ−１）によってインタリーブ前の配列に戻される。そして復号化処理部２４では、これらインタリーバ１２−１〜１２−ｎ−１、復号部２６−１〜２６−ｎ−１およびデインタリーバ２８−１〜２８−ｎ−１を一つずつこの順に接続してなる合計ｎ−１個の組が、復号部２６−０の後段に直列に接続されている。また、最終段のデインタリーバ２８−ｎ−１の出力は復号部２６−０に再入力され、復号化処理部２４における復号処理が所定回数反復して行われるようになっている。
【００１９】
図３に示すように、本実施形態では、冗長ビットの再符号化に用いるインタリーバとして、上記復号化処理部２４のインタリーバ１２−１〜１２−ｎ−１を用いている。これにより、従来の再符号化処理部５６（図７）に設けられていたインタリーバ１２−１〜１２−ｎ−１を省略することができ、その分、ビット誤り率算出部３０ひいては受信装置２０の回路規模の小型化を図ることができる。具体的には、再符号化処理部３２には、合計ｎ個の畳み込み符号化部１４−０〜１４−ｎ−１を設けるとともに、その畳み込み符号化部１４−０〜１４−ｎ−１に、復号化処理部２４の各インタリーバ１２−１〜１２−ｎ−１によってインタリーブされた後でありかつそれらインタリーバ１２−１〜１２−ｎ−１に対応するデインタリーバ２８−１〜２８−ｎ−１によってデインタリーブされる前の情報ビットを入力する。そして、畳み込み符号化部１４−１〜１４−ｎ−１の出力を、冗長ビットｒｅＹｉ１〜ｒｅＹｉｎ−１として取得する。復号部２６−１〜２６−ｎ−１による復号結果に誤りが含まれていた場合、それをデインタリーブすると、誤りが拡散してしまうことになる。本実施形態のように、デインタリーバ２８−１〜２８−ｎ−１によってデインタリーブされる前の情報ビットを用いることで、このような誤りの拡散を抑制し、再符号化信号をより精度良く生成することができるようになる。
【００２０】
また、図３に示すように、畳み込み符号化部１４−１〜１４−ｎ−１に入力する情報ビットは、各復号部２６−１〜２６−ｎ−１による復号後の情報ビットとするのが望ましい。復号部２６−１〜２６−ｎ−１による誤り訂正後の出力を用いた方が、誤り訂正効果が高くなるからである。
【００２１】
なお、インタリーブせずに畳み込み符号化を行って生成する冗長ビットｒｅＹｉ０は、復号部２６−０の出力を畳み込み符号化部１４−０に入力して畳み込み符号化することで生成すれば良いし、また、情報ビットｒｅＸｉとしては、復号化処理部２４の出力、すなわち最終段のデインタリーバ２８−ｎ−１の出力した情報ビットを用いれば良い。
【００２２】
ところで、上述したように、デインタリーバ２８−ｎ−１の出力は復号部２６−０に再入力され、ターボ符号の復号処理が反復して行われるのであるが、冗長ビットｒｅＹｉ１〜ｒｅＹｉｎ−１の取得は、ループ回数を重ねた後の復号化処理部２４の出力（図３の例では復号部２６−１〜２６−ｎ−１より出力された情報ビット）を用いるのが好適である。これは、ループ回数を重ねるほど、誤り訂正効果が向上するからである。したがって、ターボ符号の復号のために設定された反復回数の最終ループ時の各出力、あるいは最終ループ後にさらにもう一度ループさせることで得られた各出力を再符号化処理部３２に入力して、再符号化信号（ｒｅＸｉ，ｒｅＹｉ０〜ｒｅＹｉｎ−１）を得るのが望ましい。
【００２３】
実施の形態２．（図４）  図４は、本実施形態にかかる復号化処理部２４ａおよび再符号化処理部３２ａの一例を示すブロック図である。復号化処理部２４ａおよび再符号化処理部３２ａは、図３において、復号化処理部２４および再符号化処理部３２に替えて用いることができる。なお、以下では、上記実施の形態１と同じ構成要素については同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００２４】
図４に示すように、この本実施形態にかかる復号化処理部２４ａおよび再符号化処理部３２ａによって生成される再符号化信号は、情報ビットｒｅＸｉおよび二つの冗長ビットｒｅＹｉ０，ｒｅＹｉ１を含むのみである。すなわち、図４は、２次元のターボ符号（すなわち、畳み込み符号化のみを行う冗長ビットを１ビットとインタリーブした後にさらに畳み込み符号化を行う冗長ビットを１ビット含む）の場合の構成例である。２次元のターボ符号において、特許文献１に開示される従来装置のように情報ビットの比較結果のみからビット誤り率を算出したのでは、それを算出する元とするサンプルビット数が全ビット数の１／３となり、これで充分な精度が確保できるとは言い難い。これに対し本実施形態によれば、サンプルビット数は全ビット数となり、特許文献１に開示される従来装置に比べてビット誤り率の推定精度を向上することができる。
【００２５】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明によれば、再符号化処理に用いるインタリーバと復号化処理に用いるインタリーバとを共用化することができるので、ビット誤り率算出装置ひいては受信装置の回路規模を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態にかかる受信装置の一例を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態にかかるビット誤り率算出部の一例を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態１にかかる復号化処理部および再符号化処理部の一例を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態２にかかる復号化処理部および再符号化処理部の一例を示す図である。
【図５】従来の符号化処理回路を示す図である。
【図６】従来の受信装置を示す図である。
【図７】従来の復号化処理部および再符号化処理部を示す図である。
【符号の説明】
１０  符号化処理部、１２−ｊ（ｊ＝１，２，・・・，ｎ−１）  インタリーバ、１４−ｊ（ｊ＝０，１，・・・，ｎ−１）  畳み込み符号化部、１６  パラレル／シリアル変換部、２０  受信装置、２２  復調処理部、２４，２４ａ  復号化処理部、２６−ｊ（ｊ＝０，１，・・・，ｎ−１）  復号部、２８−ｊ（ｊ＝１，２，・・・，ｎ−１）  デインタリーバ、３０  ビット誤り率算出部、３２，３２ａ  再符号化処理部、３４  シリアル／パラレル変換部、３６−ｐ，３６−ｊ（ｊ＝０，１，・・・，ｎ−１）  ビット比較部、３８−ｐ，３８−ｊ（ｊ＝０，１，・・・，ｎ−１）  カウンタ、４０  演算部。
【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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【図６】
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【図７】
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