(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信路を介して、符号化がなされたデータを入力する入力部と、
前記入力部において入力したデータをもとに、通信路に生じているフェージングの発生状況を推定する推定部と、
前記推定部において推定した通信路に生じているフェージングの発生状況に応じて、予め規定した複数の正規化定数のうち、ｍｉｎ−ｓｕｍアルゴリズムでのチェックノード処理において事前値比をもとに外部値比を更新させる際に使用すべき正規化定数を選択する選択部と、
前記選択部において選択した正規化定数を使用して、前記入力部において入力したデータに対してｍｉｎ−ｓｕｍアルゴリズムを実行する復号部と、
を備えることを特徴とする復号装置。
【請求項２】
前記選択部は、前記推定部において推定される通信路の状況が悪化するほど、小さな値の正規化定数を選択することを特徴とする請求項１に記載の復号装置。
【請求項３】
前記推定部は、フェージングの変動の程度を推定し、
前記選択部は、前記推定部において推定されるフェージングの変動の程度が速くなるほど、小さな値の正規化定数を選択することを特徴とする請求項１に記載の復号装置。
【請求項４】
前記推定部は、振幅変動が発生している期間を推定し、
前記選択部は、前記推定部において推定される振幅変動が発生している期間が長くなるほど、小さな値の正規化定数を選択することを特徴とする請求項１に記載の復号装置。
【請求項５】
通信路を介して、符号化がなされたデータを入力するステップと、
入力したデータをもとに、通信路に生じているフェージングの発生状況を推定するステップと、
推定した通信路に生じているフェージングの発生状況に応じて、予め規定した複数の正規化定数のうち、ｍｉｎ−ｓｕｍアルゴリズムでのチェックノード処理において事前値比をもとに外部値比を更新させる際に使用すべき正規化定数を選択するステップと、
選択した正規化定数を使用して、入力したデータに対してｍｉｎ−ｓｕｍアルゴリズムを実行するステップと、
を備えることを特徴とする復号方法。
【請求項６】
前記選択するステップは、推定される通信路の状況が悪化するほど、小さな値の正規化定数を選択することを特徴とする請求項５に記載の復号方法。
【請求項７】
前記推定するステップは、フェージングの変動の程度を推定し、
前記選択するステップは、推定されるフェージングの変動の程度が速くなるほど、小さな値の正規化定数を選択することを特徴とする請求項５に記載の復号方法。
【請求項８】
前記推定するステップは、振幅変動が発生している期間を推定し、
前記選択するステップは、推定される振幅変動が発生している期間が長くなるほど、小さな値の正規化定数を選択することを特徴とする請求項５に記載の復号方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、復号技術に関し、特にＬＤＰＣによる符号化がなされたデータを復号する復号装置および復号方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、低Ｓ／Ｎの伝送路でも強力な誤り訂正能力をもつ誤り訂正符号として、ＬＤＰＣ（Ｌｏｗ  Ｄｅｎｓｉｔｙ  Ｐａｒｉｔｙ  Ｃｈｅｃｋ  Ｃｏｄｅ）が注目され、多くの分野で適用されている。ＬＤＰＣでは、送信側において、疎な検査行列をもとに生成される符号化行列によって、データが符号化される。ここで、疎な検査行列とは、要素が１または０からなる行列であって、１の数が少ない行列である。一方、受信側において、検査行列をもとにして、データの復号とパリティ検査とがなされる。特に、ＢＰ（Ｂｅｌｉｅｆ  Ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ）法等による繰り返し復号によって復号性能が向上する。
【０００３】
この復号では、検査行列の行方向に復号するチェックノード処理と、列方向に復号する変数ノード処理とを繰り返し実行する。チェックノード処理のひとつとして、Ｇａｌｌａｇｅｒ関数や双曲線関数を用いるｓｕｍ−ｐｒｏｄｕｃｔ復号が知られている。ｓｕｍ−ｐｒｏｄｕｃｔ復号では、伝送路ノイズの分散値から求まる通信路値を事前値として使用する。また、無線通信の場合、フェージングなどによって受信振幅変動が発生する。このような状況下で通信路値を導出するために、復調結果の硬判定値と受信信号をもとにチャネル推定値が導出される（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−５６５９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
復調結果の硬判定値と受信信号をもとにチャネル推定値を推定する場合、受信したデータシンボルごとに二乗演算が必要になり、演算量が多くなる。通信路値を推定するための演算量が多くなると、処理時間が長くなるとともに、消費電力が大きくなる。処理時間が長くなると、フェージングによる受信振幅変動に追従できなくなり、受信品質が悪化してしまう。そのため、通信路値を導出するための演算量は少ない方が好ましい。
【０００６】
ｓｕｍ−ｐｒｏｄｕｃｔ復号を簡略化した復号方法が、ｍｉｎ−ｓｕｍ復号である。ｍｉｎ−ｓｕｍ復号は、複雑な関数を用いることなく、比較演算、和演算等の簡単な処理だけでチェックノード処理を行うことが可能である。さらに、ｍｉｎ−ｓｕｍ復号は、通信路値を必要としないので、処理の簡略化、高速化のために広く用いられている。一方、ｍｉｎ−ｓｕｍ復号の復号特性は、フェージングが発生した際に、適切な通信路値が反映されたｓｕｍ−ｐｒｏｄｕｃｔ復号よりも悪化する傾向である。
【０００７】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、通信路の状況が悪化した環境下においてｍｉｎ−ｓｕｍ復号を使用する場合であっても復号特性の悪化を抑制する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明のある態様の復号装置は、通信路を介して、符号化がなされたデータを入力する入力部と、入力部において入力したデータをもとに、通信路に生じているフェージングの発生状況を推定する推定部と、推定部において推定した通信路に生じているフェージングの発生状況に応じて、予め規定した複数の正規化定数のうち、ｍｉｎ−ｓｕｍアルゴリズムでのチェックノード処理において事前値比をもとに外部値比を更新させる際に使用すべき正規化定数を選択する選択部と、選択部において選択した正規化定数を使用して、入力部において入力したデータに対してｍｉｎ−ｓｕｍアルゴリズムを実行する復号部と、を備える。
【０００９】
この態様によると、ｍｉｎ−ｓｕｍアルゴリズムを実行するために、推定した通信路の状況に応じて、予め規定した複数の正規化定数のうちのいずれかを選択するので、通信路に適した正規化定数を使用できる。
【００１０】
選択部は、推定部において推定される通信路の状況が悪化するほど、小さな値の正規化定数を選択してもよい。この場合、通信路の状況が悪化するほど、小さな値の正規化定数を選択するので、外部値比の更新に与える影響を低減できる。
【００１１】
推定部は、フェージングの変動の程度を推定し、選択部は、推定部において推定されるフェージングの変動の程度が速くなるほど、小さな値の正規化定数を選択してもよい。この場合、フェージングの変動の程度が速くなるほど、小さな値の正規化定数を選択するので、外部値比の更新に与える影響を低減できる。
【００１２】
推定部は、振幅変動が発生している期間を推定し、選択部は、推定部において推定される振幅変動が発生している期間が長くなるほど、小さな値の正規化定数を選択してもよい。この場合、振幅変動が発生している期間が長くなるほど、小さな値の正規化定数を選択するので、外部値比の更新に与える影響を低減できる。
【００１３】
本発明の別の態様は、復号方法である。この方法は、通信路を介して、符号化がなされたデータを入力するステップと、入力したデータをもとに、通信路に生じているフェージングの発生状況を推定するステップと、推定した通信路に生じているフェージングの発生状況に応じて、予め規定した複数の正規化定数のうち、ｍｉｎ−ｓｕｍアルゴリズムでのチェックノード処理において事前値比をもとに外部値比を更新させる際に使用すべき正規化定数を選択するステップと、選択した正規化定数を使用して、入力したデータに対してｍｉｎ−ｓｕｍアルゴリズムを実行するステップと、を備える。
【００１４】
選択するステップは、推定される通信路の状況が悪化するほど、小さな値の正規化定数を選択してもよい。
【００１５】
推定するステップは、フェージングの変動の程度を推定し、選択するステップは、推定されるフェージングの変動の程度が速くなるほど、小さな値の正規化定数を選択してもよい。
【００１６】
推定するステップは、振幅変動が発生している期間を推定し、選択するステップは、推定される振幅変動が発生している期間が長くなるほど、小さな値の正規化定数を選択してもよい。
【００１７】
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、通信路の状況が悪化した環境下においてｍｉｎ−ｓｕｍ復号を使用する場合であっても復号特性の悪化を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施例１に係る通信システムの構成を示す図である。
【図２】図１のＬＤＰＣ符号化部、復号部において使用される検査行列を示す図である。
【図３】図１の復号部の構成を示す図である。
【図４】図４（ａ）−（ｈ）は、図３の復号部の動作概要を説明する図である。
【図５】図３の復号部の動作を模式的に表したタナーグラフを示す図である。
【図６】図３の復号部における外部値比の概要を示す図である。
【図７】図３の復号部における事前値比の概要を示す図である。
【図８】図１の受信装置による静的状態でのＢＥＲ特性を示す図である。
【図９】図１の受信装置によるフェージング状態でのＢＥＲ特性を示す図である。
【図１０】図３の復号部による復号手順を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の実施例２に係る復号部による復号手順を示すフローチャートである。
【図１２】図１２（ａ）−（ｈ）は、本発明の実施例３に係る復号部の動作概要を説明する図である。
【図１３】本発明の実施例３に係る復号部による復号手順を示すフローチャートである。
【図１４】本発明の実施例４に係る復号部による復号手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
（実施例１）
本発明を具体的に説明する前に、まず概要を述べる。本発明の実施例１は、ＬＤＰＣ符号化を実行する送信装置と、送信装置において符号化されたデータ（以下、「符号化データ」という）に対して検査行列をもとに繰り返し復号を実行する受信装置とを含む通信システムに関する。特に、受信装置は、ｍｉｎ−ｓｕｍアルゴリズムを実行する。前述のごとく、ｍｉｎ−ｓｕｍアルゴリズムでは、通信路値が不要であるが、フェージングが発生した際に、適切な通信路値が反映されたｓｕｍ−ｐｒｏｄｕｃｔアルゴリズムよりも、復号特性が悪化しやすい。これに対応するために、本実施例に係る通信システム、特に受信装置は、次のように構成される。
【００２１】
受信装置は、受信した信号をもとに通信路の状況を推定する。ここでは、処理を簡易にするために、通信路の状況として、ある程度高いドップラー周波数を有したフェージングが発生している状況（以下、「フェージングが発生している状況」という）であるか、ある程度高いドップラー周波数を有したフェージングが発生していない状況（以下、「通常の状況」という）であるかが推定される。一方、受信装置は、ｍｉｎ−ｓｕｍアルゴリズムにおいて使用されるパラメータで正規化定数として、２種類の正規化定数を予めメモリに記憶する。ひとつが、通常の状況にて使用すべき正規化定数（以下、「通常用正規化定数」という）であり、もうひとつが、フェージングが発生している状況にて使用すべき正規化定数（以下、「フェージング用正規化定数」という）である。受信装置は、通常の状況であると推定した場合、メモリから通常用正規化定数を抽出し、通常用正規化定数を使用してｍｉｎ−ｓｕｍアルゴリズムを実行する。一方、受信装置は、フェージングが発生している状況であると推定した場合、メモリからフェージング用正規化定数を抽出し、フェージング用正規化定数を使用してｍｉｎ−ｓｕｍアルゴリズムを実行する。
【００２２】
図１は、本発明の実施例１に係る通信システム１００の構成を示す。通信システム１００は、送信装置１０、受信装置１２を含む。送信装置１０は、情報データ生成部２０、ＬＤＰＣ符号化部２２、変調部２４を含む。受信装置１２は、復調部２６、復号部２８、情報データ出力部３０を含む。
【００２３】
情報データ生成部２０は、送信すべきデータを取得し、情報データを生成する。なお、取得したデータがそのまま情報データとされてもよい。情報データ生成部２０は、情報データをＬＤＰＣ符号化部２２へ出力する。ＬＤＰＣ符号化部２２は、情報データ生成部２０から、情報データを入力する。ＬＤＰＣ符号化部２２は、ＬＤＰＣでの検査行列をもとにしたパリティ（以下、「ＬＤＰＣパリティ」という）を情報データに付加する。ＬＤＰＣパリティを付加した情報データが、前述の符号化データに相当する。ＬＤＰＣ符号化部２２は、符号化データを変調部２４に出力する。図２は、ＬＤＰＣ符号化部２２において使用される検査行列を示す。検査行列Ｈｍｎは、ｍ行ｎ列の行列である。ここでは、説明を明瞭にするために、検査行列Ｈｍｎが３行６列であるとするが、これに限定されるものではない。図１に戻る。
【００２４】
変調部２４は、ＬＤＰＣ符号化部２２から符号化データを入力する。変調部２４は、符号化データを変調する。変調方式として、ＰＳＫ（Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）、ＦＳＫ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）等が使用される。変調部２４は、変調した符号化データを変調信号として送信する。
【００２５】
復調部２６は、変調部２４から通信路、例えば無線伝送路を介して変調信号を受信する。復調部２６は、変調信号を復調する。復調には公知の技術が使用されればよいので、ここでは説明を省略する。復調部２６は、復調結果（以下、「復調データ」という）を復号部２８へ出力する。また、復調部２６は、ＡＧＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｇａｉｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）を含み、ＡＧＣによって復調データの振幅が一定値に近づくように制御する。復調部２６は、ＡＧＣ制御電圧も復号部２８へ出力する。ここでは、受信した変調信号の振幅が小さくなると、ＡＧＣ制御電圧が大きくなり、受信した変調信号の振幅が大きくなると、ＡＧＣ制御電圧が小さくなる傾向にある。
【００２６】
復号部２８は、復調部２６からの復調データを入力するとともに、復調部２６からのＡＧＣ制御電圧も入力する。復号部２８は、復調データに対して、ＬＤＣＰでの検査行列による復号処理を繰り返し実行する。復号処理として、例えば、ｍｉｎ−ｓｕｍアルゴリズムが実行される。ｍｉｎ−ｓｕｍアルゴリズムは、次の手順で実行される。
１．初期化：事前値比を初期化し、最大復号繰り返し回数を設定する。
２．チェックノード処理：検査行列の行方向に対して外部値比を更新する。
３．変数ノード処理：検査行列の列方向に対して事前値比を更新する。
４．一時推定語を計算する。
【００２７】
これらの手順の詳細な説明は省略するが、後述のチェックノード処理において、正規化定数が使用される。復号部２８は、ＡＧＣ制御電圧をもとに正規化定数を決定するが、詳細は後述する。復号部２８は、復号結果（以下、「復号データ」という）を情報データ出力部３０へ出力する。情報データ出力部３０は、復号部２８からの復号データを入力する。情報データ出力部３０は、復号データをもとに情報データを生成する。なお、復号データがそのまま情報データとされてもよい。情報データ出力部３０は、外符号復号部を含み、例えばＣＲＣ等の外符号を復号してもよい。
【００２８】
この構成は、ハードウエア的には、任意のコンピュータのＣＰＵ、メモリ、その他のＬＳＩで実現でき、ソフトウエア的にはメモリにロードされたプログラムなどによって実現されるが、ここではそれらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックがハードウエアのみ、ソフトウエアのみ、またはそれらの組合せによっていろいろな形で実現できることは、当業者には理解されるところである。
【００２９】
図３は、復号部２８の構成を示す。復号部２８は、フレームデータ記憶部４０、フレーム構成部４２、ｍｉｎ−ｓｕｍ処理部４６、推定部４８、正規化定数記憶部５２、選択部５４を含む。
【００３０】
フレーム構成部４２は、図示しない復調部２６からの復調データを入力する。復調データは、通信路を介してのＬＤＰＣ符号化がなされたデータといえる。フレーム構成部４２は、復調データに含まれたフレーム同期信号を検出する。フレーム構成部４２は、フレーム同期信号をもとに、復調データによって形成されるフレームの単位を特定する。例えば、フレームの先頭部分にフレーム同期信号が配置され、かつフレームの期間が固定長である場合、フレーム構成部４２は、フレーム同期信号を検出してから固定長の期間をフレームと特定する。フレーム構成部４２は、フレーム単位の記憶をフレームデータ記憶部４０に指示する。フレームデータ記憶部４０は、フレーム構成部４２と同様に復調データを入力する。フレームデータ記憶部４０は、フレーム構成部４２からの指示に応じて、フレーム単位で復調信号を記憶する。
【００３１】
推定部４８は、図示しない復調部２６からのＡＧＣ制御電圧を入力する。推定部４８は、ＡＧＣ制御電圧が、しきい値よりも大きくなったときにフェージングが発生したと推定する。さらに、推定部４８は、フェージング発生の頻度を監視することによって、所定の周波数よりも高いドップラー周波数を持つフェージングが発生したか否かを推定する。つまり、推定部４８は、受信したデータをもとに、通信路の状況を推定する。
【００３２】
ここでは、図４（ａ）−（ｈ）を使用して推定部４８の処理を説明する。図４（ａ）−（ｈ）は、復号部２８の動作概要を説明する図である。すべてに共通して、横軸が時間を示す。図４（ａ）は、図１の復調部２６にて受信される変調信号を示す。ここでは、ｎフレームから（ｎ＋３）フレームまでを示す。図示のごとく、（ｎ＋１）フレームにおいて振幅はほぼ一定であるが、ｎフレーム、（ｎ＋２）フレーム、（ｎ＋３）フレームにおいて振幅が変動している。図４（ｂ）は、図１の復調部２６から出力される復調信号を示す。前述のごとく、復調部２６にはＡＧＣが備えられているので、復調信号の振幅は、すべてのフレームにおいてほぼ一定になっている。
【００３３】
図４（ｃ）は、図１の復調部２６から出力されるＡＧＣ制御電圧を示す。図４（ａ）において振幅が変動している部分に対応して、図４（ｃ）のｎフレーム、（ｎ＋２）フレーム、（ｎ＋３）フレームではＡＧＣ制御電圧が大きくなっている。推定部４８は、ＡＧＣ制御電圧としきい値とを比較し、ＡＧＣ制御電圧がしきい値よりも大きくなっている場合、フェージング動が発生していると判定する。このしきい値は、例えば、フェージングの影響が小さい状況、つまり通常の状況でのＡＧＣ制御電圧に対して６ｄＢ加算した値に設定される。図４（ｄ）は、フェージング発生の推定結果を示す。フェージングの発生が推定された場合に、推定結果はＨｉｇｈレベルに設定され、フェージングの発生が推定されない場合に、推定結果はＬｏｗレベルに設定される。
【００３４】
推定部４８は、図４（ｄ）の推定結果がＬｏｗレベルからＨｉｇｈレベルに変化した回数をカウントする。これは、フェージングが発生していない状態から発生している状態へ変化した回数であり、当該回数が大きくなるほど、ドップラー周波数が高くなる。このようにフレーム単位でのフェージング発生回数をカウントすることによって、フェージングのドップラー周波数が次のように推定される。
ドップラー周波数＝カウント値×フレーム周波数・・・（１）
【００３５】
推定部４８は、予めしきい値を記憶し、カウントした回数がしきい値以上であれば、「フェージング有り」を決定し、カウントした回数がしきい値よりも低ければ、「フェージング無し」を決定する。図４（ｅ）では、推定部４８が、各フレームに対してカウントした回数を示す。また、図４（ｆ）は、図４（ｅ）に示された回数としきい値との比較結果を示す。ここで、しきい値は「２」に設定される。図３に戻る。推定部４８は、決定結果を選択部５４へ出力する。
【００３６】
正規化定数記憶部５２は、複数の正規化定数を予め記憶する。ここでは、ふたつの正規化定数が記憶されており、ひとつが通常用正規化定数（以下、「通常用定数」ともいう）であり、もうひとつがフェージング用正規化定数（以下、「フェージング用定数」ともいう）である。前述のごとく、通常用定数は、通常の状況にて使用すべき正規化定数であり、フェージング用定数は、所定の周波数よりも高いドップラー周波数をもつフェージングが発生している状況にて使用すべき正規化定数である。また、通常用定数は、「０．７」であり、フェージング用定数は、「０．６２」であるとする。フェージング用定数は、通常用定数よりも小さい値である。そのため、ドップラー周波数をもつフェージングが高くなるほど、つまり通信路の状況が悪化するほど、正規化定数が小さな値になる。
【００３７】
選択部５４は、推定部４８からの決定結果に応じて、正規化定数記憶部５２に記憶された複数の正規化定数のいずれかを選択して、選択した正規化定数をｍｉｎ−ｓｕｍ処理部４６へ出力する。つまり、選択部５４は、推定部４８において推定した通信路の状況に応じて、予め規定した複数の正規化定数のうちのいずれかを選択する。詳細は後述するが、正規化定数は、ｍｉｎ−ｓｕｍアルゴリズムでのチェックノード処理において事前値比をもとに外部値比を更新させる際に使用される値である。選択部５４での処理を具体的に説明すると、決定結果がフェージング有りを示している場合、選択部５４は、正規化定数記憶部５２からフェージング用定数を選択する。一方、決定結果がフェージング無しを示している場合、選択部５４は、正規化定数記憶部５２から通常用定数を選択する。このような選択は、フレーム単位になされる。
【００３８】
ｍｉｎ−ｓｕｍ処理部４６は、フレームデータ記憶部４０からの復調データを入力するとともに、選択部５４からの正規化定数を入力する。ｍｉｎ−ｓｕｍ処理部４６は、正規化定数を使用して、復調データに対してｍｉｎ−ｓｕｍアルゴリズムを実行する。図４（ｇ）では、各フレームに対してｍｉｎ−ｓｕｍ復号処理が実行されている。このｍｉｎ−ｓｕｍ復号処理に使用させるための正規化定数は、図４（ｈ）に示される。フェージング無しが検出された場合、通常用定数が使用され、フェージング有りが検出された場合、フェージング用定数が使用される。図３に戻る。
【００３９】
ここでは、ｍｉｎ−ｓｕｍアルゴリズムを説明する。図５は、復号部２８の動作を模式的に表したタナーグラフを示す。タナーグラフでは、ｂ１からｂ６が変数ノードと呼ばれ、ｃ１からｃ３がチェックノードと呼ばれる。ここでは、変数ノードの数をｎとし、ｂｎをｎ番目の変数ノードとする。また、チェックノードの数をｍとし、ｃｍをｍ番目のチェックノードとする。変数ノードｂ１からｂ６には、図３のフレームデータ記憶部４０に蓄えられたデータｙ１からｙ６が接続されている。
【００４０】
チェックノード処理では、チェックノードにつながる変数ノードとの間で、ｃｍからｂｍへの外部値比αｍｎが更新される。αｍｎの計算は、検査行列Ｈｍｎ＝１を満たすすべての組（ｍ、ｎ）について、次のようになされる。
αｍｎ＝ａ（（Πｓｉｇｎ（βｍｎ’））・ｍｉｎ｜βｍｎ’｜・・・（２）
ここで、ｎ’はＡ（ｍ）＼ｎ  ：Ａ（ｍ）はチェックノードｍに接続する変数ノード集合で、＼ｎはｎを含まない差集合を示す。また、ｓｉｇｎはシグネチャ関数、ｍｉｎ｜βｍｎ’｜は絶対値の最小値選択を示す。ここで、ａは正規化定数である。図６は、復号部２８における外部値比の概要を示す。外部値比α１１は、β１１’から導出される。図３に戻る。
【００４１】
変数ノード処理では、αｍｎから変数ノードにつながるチェックノードとの間で、ｂｎからｃｍへの事前値比βｍｎが更新される。βｍｎの計算は、検査行列Ｈｍｎ＝１を満たすすべての組（ｍ、ｎ）について、次のようになされる。
βｍｎ＝Σαｍ’ｎ＋λｎ・・・・（３）
ここで、λｎは、入力データｙｎに等しい。入力データｙｎは、復調部２６からの復調データに相当する。また、ｍ’はＢ（ｎ）＼ｍ：Ｂ（ｎ）は変数ノードｎに接続するチェックノード集合で、＼ｍはｍを含まない差集合を示す。図７は、復号部２８における事前値比の概要を示す。事前値比β１１は、α１’１から導出される。図３に戻る。前述のごとく、ｍｉｎ−ｓｕｍ処理部４６は、チェックノード処理と変数ノード処理を所定回数繰り返した後、一時推定語を計算して終了する。
【００４２】
図８は、受信装置１２による静的状態でのＢＥＲ特性を示す。これは、フェージングが生じていない状況下においてガウス雑音を変化させたときのビットエラーレートである。図中Ａ、Ｂは付加されるガウス雑音の大きさを変えた状態すなわち伝送路Ｓ／Ｎが変化した状態を示す。図示のごとく、スタティック環境下では、伝送路Ｓ／Ｎに関係なく、正規化定数がほぼ０．７（図で破線で囲んだポイント）のときに、ビットエラーが改善される。
【００４３】
図９は、受信装置１２によるフェージング状態でのＢＥＲ特性を示す。これは、フェージングが生じ、さらにドップラー周波数が変化した場合のビットエラーの変化の様子を示す。図中Ａはフレーム周波数よりも低いドップラー周波数を持つフェージング、一方Ｂ、Ｃはフレーム周波数よりも高いドップラー周波数を持つフェージングが発生した場合に相当する。図示のごとく、フレーム周波数よりも低いドップラー周波数をもつフェージングの場合には、正規化定数によるビットエラーの変化が小さく、フレーム周波数よりも高いフェージングが発生した場合には、正規化定数を変更することによってビットエラーの改善が可能になる。本実施例では、破線で囲ったように正規化定数を０．６２程度に設定することが好ましい。
【００４４】
このように、ドップラー周波数がフレーム周波数に比べて高いようなフェージングが発生した場合では、フェージングが無い場合や、ドップラー周波数がフレーム周波数に比べて低いようなフェージングは発生した場合に比較して、正規化定数を低くする方が好ましい。なお、正規化定数ａは式（２）、（３）からも明らかなように、復調データがどれだけ外部値比に影響を及ぼすかを示した定数である。復号単位であるフレーム内で信号のＳ／Ｎが大きく変わる場合では、外部値比への影響を抑制することによって復号性能が向上するといえる。
【００４５】
以上の構成による通信システム１００の動作を説明する。図１０は、復号部２８による復号手順を示すフローチャートである。フレームデータ記憶部４０が１フレーム分のデータを受信中である場合（Ｓ１０のＹ）、待機する。フレームデータ記憶部４０が１フレーム分のデータを受信中でない場合（Ｓ１０のＮ）、推定部４８は、ｆａｄｅ＿ｃｏｕｎｔにカウント値を入力する（Ｓ１２）。ドップラー周波数判定によってｆａｄｅ＿ｃｏｕｎｔが２以上でなければ（Ｓ１４のＮ）、選択部５４は、通常用正規化定数を読み込む（Ｓ１６）。ドップラー周波数判定によってｆａｄｅ＿ｃｏｕｎｔが２以上であれば（Ｓ１４のＹ）、選択部５４は、フェージング用正規化定数を読み込む（Ｓ１８）。ｍｉｎ−ｓｕｍ処理部４６は、ｍｉｎ−ｓｕｍ復号処理を実行する（Ｓ２０）。
【００４６】
本発明の実施例によれば、ｍｉｎ−ｓｕｍアルゴリズムを実行するために、フェージングの発生状況に応じて、予め規定した複数の正規化定数のうちのいずれかを選択するので、通信路に適した正規化定数を使用できる。また、通信路に適した正規化定数が使用されるので、フェージングの影響が大きい場合であっても、復号特性の悪化を抑制できる。また、ドップラー周波数の高いフェージングが発生している場合と、そうでない場合とのそれぞれに対して、互いに異なった正規化定数が使用されるので、ドップラー周波数の高いフェージングの影響を低減できる。また、ドップラー周波数の高いフェージングの影響が低減されるので、復号特性の悪化を抑制できる。
【００４７】
また、ドップラー周波数を推定するために、受信振幅変動が生じた回数をカウントするだけなので、推定を簡易に実行できる。また、ドップラー周波数の推定が簡易になされるので、演算量を低減できる。また、ｍｉｎ−ｓｕｍアルゴリズムを実行するために、ドップラー周波数に応じて、予め規定した複数の正規化定数のうちのいずれかを選択するだけなので、演算量を低減できる。また、フェージングにおけるドップラー周波数が大きくなるほど、小さな値の正規化定数を選択するので、外部値比の更新に与える影響を低減できる。また、演算量が低減されるので、回路規模を縮小できる。また、正規化定数を導出する際の演算量が削減されるので、処理能力が低いＬＳＩ（ＣＰＵ）にもｍｉｎ−ｓｕｍ復号処理を実行させることができる。
【００４８】
（実施例２）
本発明の実施例２は、実施例１と同様に、ｍｉｎ−ｓｕｍアルゴリズムを実行する受信装置に関する。実施例１では、しきい値よりも高いドップラー周波数を有したフェージングの発生を推定し、そのようなフェージングが発生しているか否に応じて、正規化定数が選択して使用される。実施例２では、複数段階のしきい値が使用される。実施例２に係る通信システム１００は、図１と同様のタイプであり、復号部２８は、図３と同様のタイプである。ここでは、差異を中心に説明する。
【００４９】
推定部４８は、第１のしきい値以上のドップラー周波数をもつフェージング（以下、「高速フェージング状態」という）の発生、第１のしきい値よりも低く、かつ第２のしきい値以上のフェージング（以下、「低速フェージング状態」という）の発生を監視する。例えば、第１のしきい値は「４」に設定され、第２のしきい値は「２」に設定される。そのため、推定部４８は、通信路の状況として、フェージングの変動の程度を推定する。
【００５０】
正規化定数記憶部５２は、３つの正規化定数を記憶しており、第１定数、第２定数、第３定数である。第１定数は、前述の通常用定数に相当する。第２定数は、低速フェージング状態の際にて使用すべき正規化定数であり、第３定数は、高速フェージング状態の際にて使用すべき正規化定数である。ここで、第１定数は０．７であり、第２定数は０．６２であり、第３定数は０．５０である。そのため、第２定数は、第１定数よりも小さな値であり、第３定数は、第２定数よりも小さな値である。
【００５１】
推定部４８において高速フェージング状態であると推定されると、選択部５４は、第３定数を選択し、推定部４８において低速フェージング状態であると推定されると、選択部５４は、第２定数を選択する。つまり、選択部５４は、推定部４８において推定されるフェージングの変動の程度が速くなるほど、小さな値の正規化定数を選択する。
【００５２】
以上の構成による通信システム１００の動作を説明する。図１１は、本発明の実施例２に係る復号部２８による復号手順を示すフローチャートである。フレームデータ記憶部４０が１フレーム分のデータを受信中である場合（Ｓ４０のＹ）、待機する。フレームデータ記憶部４０が１フレーム分のデータを受信中でない場合（Ｓ４０のＮ）、推定部４８は、ｆａｄｅ＿ｃｏｕｎｔにカウント値を入力する（Ｓ４２）。ドップラー周波数判定によってｆａｄｅ＿ｃｏｕｎｔが４以上でなく（Ｓ４４のＮ）、かつドップラー周波数判定によってｆａｄｅ＿ｃｏｕｎｔが２以上でなければ（Ｓ４６のＮ）、選択部５４は、第１定数を読み込む（Ｓ４８）。ドップラー周波数判定によってｆａｄｅ＿ｃｏｕｎｔが２以上であれば（Ｓ４６のＹ）、選択部５４は、第２定数を読み込む（Ｓ５０）。ドップラー周波数判定によってｆａｄｅ＿ｃｏｕｎｔが４以上であれば（Ｓ４４のＹ）、選択部５４は、第３定数を読み込む（Ｓ５２）。ｍｉｎ−ｓｕｍ処理部４６は、ｍｉｎ−ｓｕｍ復号処理を実行する（Ｓ５４）。
【００５３】
本発明の実施例によれば、フェージングのドップラー周波数に応じて複数の正規化定数が規定されるので、さまざまのドップラー周波数を有したフェージングの影響を低減できる。また、さまざまのドップラー周波数を有したフェージングの影響が低減されるので、想定されるドップラー周波数の範囲が広い場合であっても、復号特性の悪化を抑制できる。
【００５４】
（実施例３）
本発明の実施例３は、これまでと同様に、ｍｉｎ−ｓｕｍアルゴリズムを実行する受信装置に関する。これまでは、ドップラー周波数に応じて、複数の正規化定数のいずれかが選択して使用されている。一方、実施例３では、フェージングによる受信振幅変動が発生しているか否かに応じて、予め記憶した複数の正規化定数のいずれかが選択して使用される。実施例３に係る通信システム１００は、図１と同様のタイプであり、復号部２８は、図３と同様のタイプである。ここでは、差異を中心に説明する。
【００５５】
推定部４８は、図示しない復調部２６からのＡＧＣ制御電圧を入力する。推定部４８は、フェージングなどによる受信振幅変動の発生有無を監視する。つまり、推定部４８は、受信したデータをもとに、通信路の状況を推定する。推定部４８は、受信振幅変動が発生している期間にわたってＨｉｇｈレベルになり、受信振幅変動が発生していない期間にわたってＬｏｗレベルになるような受信振幅変動判定信号を生成し、これを図示しないフェージング発生タイミング記憶部へ出力する。
【００５６】
ここでは、図１２（ａ）−（ｈ）を使用して推定部４８の処理を説明する。図１２（ａ）−（ｈ）は、本発明の実施例３に係る復号部２８の動作概要を説明する図である。図１２（ａ）−（ｄ）は、図４（ａ）−（ｄ）と同様であるので、ここでは説明を省略する。なお、図１２（ｄ）は、推定部４８から出力される受信振幅変動判定信号を示す。受信振幅変動が発生している場合、受信振幅変動判定信号は、Ｈｉｇｈレベルに設定され、受信振幅変動が発生していない場合、受信振幅変動判定信号は、Ｌｏｗレベルに設定される。なお、Ｈｉｇｈレベルの発生期間の最初と最後は、「Ｓ１」、「Ｅ１」のように示される。図１２（ｅ）−（ｈ）は、後述する。図３に戻る。
【００５７】
図示しないフェージング発生タイミング記憶部は、推定部４８からの受信振幅変動判定信号を入力する。フェージング発生タイミング記憶部は、受信振幅変動判定信号をもとに、受信振幅変動が発生している期間の開始タイミングと終了タイミングとをフレーム単位でテーブルとして記憶する。ここで、開始タイミングと終了タイミングは、フレーム内のタイミングとして示される。また、複数の開始タイミングと終了タイミングとが存在することもある。さらに、フレーム中に受信振幅変動が発生している期間があれば、「振幅変動有り」の情報がフェージング発生タイミング記憶部に記憶され、フレーム中に受信振幅変動が発生している期間がなければ、「振幅変動無し」の情報がフェージング発生タイミング記憶部に記憶される。図１２（ｅ）は、フェージング発生タイミング記憶部に記憶されたテーブルを示す。図１２（ｆ）は、各フレームに対応した「振幅変動有り」の情報や「振幅変動無し」の情報を示す。図１２（ｇ）−（ｈ）は、後述する。図３に戻る。
【００５８】
選択部５４は、フェージング発生タイミング記憶部に記憶されたテーブルに応じて、正規化定数記憶部５２に記憶された複数の正規化定数のいずれかを選択して、選択した正規化定数をｍｉｎ−ｓｕｍ処理部４６へ出力する。つまり、選択部５４は、推定部４８において推定した通信路の状況に応じて、予め規定した複数の正規化定数のうちのいずれかを選択する。具体的に説明すると、フェージング発生タイミング記憶部のテーブルにおいて受信振幅変動が示されている場合、選択部５４は、正規化定数記憶部５２からフェージング用定数を選択する。一方、フェージング発生タイミング記憶部のテーブルにおいて、受信振幅変動が示されていない場合、選択部５４は、正規化定数記憶部５２から通常用定数を選択する。そのため、フレームデータ受信中に受信振幅変動が有ったときはフェージング用定数が選択され、受信振幅変動が無かったときは通常用定数が選択される。
【００５９】
ｍｉｎ−ｓｕｍ処理部４６は、フレームデータ記憶部４０からの復調データを入力するとともに、選択部５４からの正規化定数を入力する。ｍｉｎ−ｓｕｍ処理部４６は、正規化定数を使用して、復調データに対してｍｉｎ−ｓｕｍアルゴリズムを実行する。図１２（ｇ）では、各フレームに対してｍｉｎ−ｓｕｍ復号処理が実行されている。このｍｉｎ−ｓｕｍ復号処理に使用させるための正規化定数は、図１２（ｈ）に示される。フレーム単位での受信振幅変動判定結果にしたがってフェージングなどによる受信振幅変動が検出された場合、フェージング用定数が選択され、受信振幅変動が検出されなかった場合、通常用定数が選択される。
【００６０】
以上の構成による通信システム１００の動作を説明する。図１３は、本発明の実施例３に係る復号部２８による復号手順を示すフローチャートである。フレームデータ記憶部４０が１フレーム分のデータを受信中である場合（Ｓ７０のＹ）、待機する。フレームデータ記憶部４０が１フレーム分のデータを受信中でなく（Ｓ７０のＮ）、推定部４８が、フレーム内に振幅変動がなかったことを検出した場合（Ｓ７２のＮ）、選択部５４は、通常用正規化定数を読み込む（Ｓ７４）。推定部４８が、フレーム内に振幅変動があることを検出した場合（Ｓ７２のＹ）、選択部５４は、フェージング用正規化定数を読み込む（Ｓ７６）。ｍｉｎ−ｓｕｍ処理部４６は、ｍｉｎ−ｓｕｍ復号処理を実行する（Ｓ７８）。
【００６１】
本発明の実施例によれば、ｍｉｎ−ｓｕｍアルゴリズムを実行するために、受信振幅変動の有無に応じて、予め規定した複数の正規化定数のうちのいずれかを選択するので、復号特性の悪化を抑制できる。また、受信振幅変動の有無に応じて、予め規定した複数の正規化定数のうちのいずれかを選択するだけなので、演算量を低減できる。
【００６２】
（実施例４）
本発明の実施例４は、これまでと同様に、ｍｉｎ−ｓｕｍアルゴリズムを実行する受信装置に関する。その際、予め記憶した複数の正規化定数が選択して使用される。実施例３では、受信振幅変動が発生しているか否かに応じて、ふたつの正規化定数のうちのいずれかが選択される。一方、実施例４では、受信振幅変動が発生している場合に、受信振幅変動が発生している期間がフレーム中に占める比率に応じても、正規化定数がさらに切りかえられる。実施例４に係る通信システム１００は、図１と同様のタイプであり、復号部２８は、図３と同様のタイプである。ここでは、差異を中心に説明する。
【００６３】
図示しないフェージング発生タイミング記憶部は、受信振幅変動が発生している期間がフレームに含まれる割合を導出する。例えば、図１２（ｅ）のｎフレームの場合、受信振幅変動が発生している期間の割合は、受信振幅変動のＳ１とＥ１との差によって導出される。
割合＝｛変動終了位置（Ｅ１）−変動開始位置(Ｓ１)｝／１フレーム時間・・・（４）
つまり、フェージング発生タイミング記憶部は、通信路の状況が悪化している期間を導出する。
【００６４】
正規化定数記憶部５２は、複数の正規化定数を予め記憶する。ここでは、３つの正規化定数が記憶されており、それらは、通常用定数、短時間フェージング用定数、長時間フェージング用定数である。ここで、短時間フェージング定数は、受信振幅変動が発生している期間がフレームに含まれる割合が短い場合、例えば、フレーム期間の１／２よりも短い場合に使用すべき正規化定数である。また、長時間フェージング用定数は、受信振幅変動が発生している期間がフレームに含まれる割合が長い場合、例えば、フレーム期間の１／２以上の場合に使用すべき正規化定数である。
【００６５】
選択部５４は、フェージング発生タイミング記憶部に記憶されたテーブルに応じて、正規化定数記憶部５２に記憶された複数の正規化定数のいずれかを選択して、選択した正規化定数をｍｉｎ−ｓｕｍ処理部４６へ出力する。その際、受信振幅変動が示されている場合に、当該フレームにおいて受信振幅変動が発生している期間の割合が１／２よりも短ければ、選択部５４は、正規化定数記憶部５２から短時間フェージング用定数を選択する。また、受信振幅変動が示されている場合であっても、当該フレームにおいて受信振幅変動が発生している期間の割合が１／２以上であれば、選択部５４は、正規化定数記憶部５２から長時間フェージング用定数を選択する。ここでは、例えば、通常用定数＞短時間フェージング用定数＞長時間フェージング用定数である。つまり、受信振幅変動が発生している期間が長くなるほど、小さな値の正規化定数が選択される。
【００６６】
以上の構成による通信システム１００の動作を説明する。図１４は、本発明の実施例４に係る復号部２８による復号手順を示すフローチャートである。フレームデータ記憶部４０が１フレーム分のデータを受信中である場合（Ｓ１００のＹ）、待機する。フレームデータ記憶部４０が１フレーム分のデータを受信中でなく（Ｓ１００のＮ）、推定部４８が、フレーム内に振幅変動がなかったことを検出した場合（Ｓ１０２のＮ）、選択部５４は、通常用正規化定数を読み込む（Ｓ１０４）。
【００６７】
推定部４８が、フレーム内に振幅変動があることを検出した場合（Ｓ１０２のＹ）、フレーム長／２よりも短い時間において振幅変動していたときでなければ（Ｓ１０６のＮ）、選択部５４は、長時間フェージング用正規化定数を読み込む（Ｓ１０８）。フレーム長／２よりも短い時間において振幅変動していたときであれば（Ｓ１０６のＹ）、選択部５４は、短時間フェージング用定数を読み込む（Ｓ１１０）。ｍｉｎ−ｓｕｍ処理部４６は、ｍｉｎ−ｓｕｍ復号処理を実行する（Ｓ１１２）。
【００６８】
本発明の実施例によれば、受信振幅変動が発生している期間に応じて、正規化定数のいずれかを選択するので、通信路の状況が悪化している期間に適した正規化定数を使用できる。また、受信振幅変動が発生している期間に応じて、複数の正規化定数のいずれかを選択するので、正規化定数を詳細に設定できる。また、正規化定数が詳細に規定されるので、フェージングの発生状況に応じた正規化定数を使用できる。また、フェージングの発生状況に応じた正規化定数が使用されるので、復号特性の悪化を抑制できる。
【００６９】
以上、本発明を実施例をもとに説明した。この実施例は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【００７０】
本発明の実施例１から４において、通信システム１００は無線通信システムを前提としているので、送信装置１０および受信装置１２は、無線通信装置に含まれる。しかしながらこれに限らず例えば、通信システム１００は有線通信システムを前提としてもよい。その際、送信装置１０および受信装置１２は、有線通信装置に含まれる。本変形例によれば、本発明をさまざまな装置に適用できる。
【００７１】
本発明の実施例１から４において、２つあるいは３つの正規化定数が規定されている。しかしながらこれに限らず例えば、４つ以上の正規化定数が規定されていてもよい。その際、正規化定数の数に応じた数のしきい値も規定される。本変形例によれば、正規化定数を細かく設定できる。
【００７２】
本発明の実施例１から４において、送信装置１０は、ＬＤＰＣ符号化を実行している。しかしながらこれに限らず例えば、送信装置１０は、ＬＤＰＣ符号化以外の符号化であっても、復号の際にｍｉｎ−ｓｕｍアルゴリズムを実行可能な符号化を実行してもよい。本変形例によれば、本発明をさまざまな符号化に適用できる。
【符号の説明】
【００７３】
１０  送信装置、  １２  受信装置、  ２０  情報データ生成部、  ２２  ＬＤＰＣ符号化部、  ２４  変調部、  ２６  復調部、  ２８  復号部、  ３０  情報データ出力部、  ４０  フレームデータ記憶部、  ４２  フレーム構成部、  ４６  ｍｉｎ−ｓｕｍ処理部、  ４８  推定部、  ５２  正規化定数記憶部、  ５４  選択部、  １００  通信システム。
【図１】
0005365601.tif 000002
【図２】
0005365601.tif 000003
【図３】
0005365601.tif 000004
【図４】
0005365601.tif 000005
【図５】
0005365601.tif 000006
【図６】
0005365601.tif 000007
【図７】
0005365601.tif 000008
【図８】
0005365601.tif 000009
【図９】
0005365601.tif 000010
【図１０】
0005365601.tif 000011
【図１１】
0005365601.tif 000012
【図１２】
0005365601.tif 000013
【図１３】
0005365601.tif 000014
【図１４】
0005365601.tif 000015