(57)【要約】【課題】パンクチャ処理が実行されているデータのＢＥＲを変換して伝送路雑音の分散値を推定する場合に、伝送路雑音の分散値の推定精度を向上する技術を提供する。【解決手段】デパンクチャ部４４は、入力したデータに対してデパンクチャ処理を実行する。ｓｕｍ−ｐｒｏｄｕｃｔ復号部４６は、デパンクチャ処理を実行したデータを復号する。ＢＥＲ導出部４８は、復号したデータと、デパンクチャ処理を実行したデータとをもとに、データの誤り率を導出する。変換部５０は、第１テーブルを参照することによって、導出したデータの誤り率を信号と雑音との比率に変換する。補正部５２は、第２テーブルを参照することによって、変換した信号と雑音との比率を補正する。ｓｕｍ−ｐｒｏｄｕｃｔ復号部４６は、補正した信号と雑音との比率に対応した雑音の分散値を復号に使用する。【選択図】図１
2012080266.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
雑音の分散値を復号の際に使用すべき符号化がなされるとともに、パンクチャ処理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に対してデパンクチャ処理を実行するデパンクチャ部と、
前記デパンクチャ部においてデパンクチャ処理を実行したデータを復号する復号部と、
前記復号部において復号したデータと、前記デパンクチャ部においてデパンクチャ処理を実行したデータとをもとに、データの誤り率を導出する導出部と、
データの誤り率に対する信号と雑音との比率が示された第１テーブルを参照することによって、前記導出部において導出したデータの誤り率を信号と雑音との比率に変換する変換部と、
パンクチャ処理によってずれた信号と雑音との比率を補正するための補正値が示された第２テーブルを参照することによって、前記変換部において変換した信号と雑音との比率を補正する補正部とを備え、
前記復号部は、前記補正部において補正した信号と雑音との比率に対応した雑音の分散値を復号に使用することを特徴とする復号装置。
【請求項２】
前記入力部において入力されるデータに対してなされるパンクチャ処理のパンクチャ率は可変であり、
前記補正部が参照すべき第２テーブルは、パンクチャ率ごとにひとつの補正値を示し、
前記補正部は、第２テーブルを参照し、前記入力部において入力したデータに対してなされたパンクチャ処理のパンクチャ率に応じた補正値を抽出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】
前記入力部において入力されるデータに対してパンクチャ処理が未実行の場合もあり、
前記デパンクチャ部は、前記入力部において入力したデータに対してパンクチャ処理が未実行の場合、デパンクチャ処理を省略し、
前記復号部は、前記入力部において入力したデータに対してパンクチャ処理が未実行の場合、前記入力部において入力したデータを復号し、
前記導出部は、前記入力部において入力したデータに対してパンクチャ処理が未実行の場合、前記復号部において復号したデータと、前記入力部において入力したデータとをもとに、データの誤り率を導出し、
前記補正部は、前記入力部において入力したデータに対してパンクチャ処理が未実行の場合、第２テーブルの参照による補正を省略することを特徴とする請求項１または２に記載の復号装置。
【請求項４】
符号化がなされるとともに、パンクチャ処理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に対してデパンクチャ処理を実行するデパンクチャ部と、
前記デパンクチャ部においてデパンクチャ処理を実行したデータを復号する復号部と、
前記復号部において復号したデータと、前記デパンクチャ部においてデパンクチャ処理を実行したデータとをもとに、データの誤り率を導出する導出部と、
データの誤り率に対する信号と雑音との比率が示された第１テーブルを参照することによって、前記導出部において導出したデータの誤り率を信号と雑音との比率に変換する変換部と、
パンクチャ処理によってずれた信号と雑音との比率を補正するための補正値が示された第２テーブルを参照することによって、前記変換部において変換した信号と雑音との比率を補正する補正部と、
を備えることを特徴とする測定装置。
【請求項５】
雑音の分散値を復号の際に使用すべき符号化がなされるとともに、パンクチャ処理がなされたデータを入力するステップと、
入力したデータに対してデパンクチャ処理を実行するステップと、
デパンクチャ処理を実行したデータを復号するステップと、
復号したデータと、デパンクチャ処理を実行したデータとをもとに、データの誤り率を導出するステップと、
データの誤り率に対する信号と雑音との比率が示された第１テーブルを参照することによって、導出したデータの誤り率を信号と雑音との比率に変換するステップと、
パンクチャ処理によってずれた信号と雑音との比率を補正するための補正値が示された第２テーブルを参照することによって、変換した信号と雑音との比率を補正するステップとを備え、
前記復号するステップは、補正した信号と雑音との比率に対応した雑音の分散値を復号に使用することを特徴とする復号方法。
【請求項６】
前記入力するステップにおいて入力されるデータに対してなされるパンクチャ処理のパンクチャ率は可変であり、
前記補正するステップが参照すべき第２テーブルは、パンクチャ率ごとにひとつの補正値を示し、
前記補正するステップは、第２テーブルを参照し、入力したデータに対してなされたパンクチャ処理のパンクチャ率に応じた補正値を抽出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】
前記入力するステップにおいて入力されるデータに対してパンクチャ処理が未実行の場合もあり、
前記デパンクチャ処理を実行するステップは、入力したデータに対してパンクチャ処理が未実行の場合、デパンクチャ処理を省略し、
前記復号するステップは、入力したデータに対してパンクチャ処理が未実行の場合、入力したデータを復号し、
前記導出するステップは、入力したデータに対してパンクチャ処理が未実行の場合、復号したデータと、入力したデータとをもとに、データの誤り率を導出し、
前記補正するステップは、入力したデータに対してパンクチャ処理が未実行の場合、第２テーブルの参照による補正を省略することを特徴とする請求項５または６に記載の復号方法。
【請求項８】
符号化がなされるとともに、パンクチャ処理がなされたデータを入力するステップと、
入力したデータに対してデパンクチャ処理を実行するステップと、
デパンクチャ処理を実行したデータを復号するステップと、
復号したデータと、デパンクチャ処理を実行したデータとをもとに、データの誤り率を導出するステップと、
データの誤り率に対する信号と雑音との比率が示された第１テーブルを参照することによって、導出したデータの誤り率を信号と雑音との比率に変換するステップと、
パンクチャ処理によってずれた信号と雑音との比率を補正するための補正値が示された第２テーブルを参照することによって、変換した信号と雑音との比率を補正するステップと、
を備えることを特徴とする測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、復号技術および測定技術に関し、特に雑音の分散値を復号の際に使用すべき符号化がなされたデータに対する雑音の分散値を測定する復号装置、測定装置、復号方法、測定方法に関する。
【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、通信路において生じる雑音（以下、「伝送路雑音」という）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、Ｔｕｒｂｏ符号のＢＣＪＲ復号でも、伝送路雑音の分散値が使用される。これまでは、受信品質を示すパラメータであるＣＮＲ（Ｃａｒｒｉｅｒ  ｔｏ  Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｉｏ）を推定するために、２種類のＣＮＲを推定してからいずれかを選択する（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２００１−１５６８６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
受信品質であるＣＮＲを簡単に導出するために、ＢＥＲ（Ｂｉｔ  Ｅｒｒｏｒ  Ｒａｔｅ）とＣＮＲとの関係を利用することが可能である。その際、ＢＥＲとＣＮＲとの関係は実測などから予め導出しておき、受信装置は、ＣＮＲ対ＣＮＲの換算テーブルを記憶している。受信装置は、受信したデータに対するＢＥＲを測定し、換算テーブルを参照することによって、ＢＥＲがＣＮＲに変換される。さらに、受信装置は、ＣＮＲをもとに伝送路雑音の分散値を導出する。符号化データの実効レートを高くするための処理がパンクチャ処理である。パンクチャ処理では、符号化データの間引きビット数を変更することによって、実効レートが可変にされる。
【０００６】
パンクチャ処理がなされた符号化データに対して、ＢＥＲからＣＮＲを推定する場合、間引きされたビットの影響を考慮しないと、ＣＮＲがずれてしまう。また、パンクチャ率が変化する場合、間引きされるビット数も変化するので、ＣＮＲへの影響が変化してしまう。そのため、ＢＥＲからＣＮＲを推定する場合、パンクチャ処理の影響を考慮することが要求される。
【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、パンクチャ処理が実行されているデータのＢＥＲを変換して伝送路雑音の分散値を推定する場合に、伝送路雑音の分散値の推定精度を向上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、雑音の分散値を復号の際に使用すべき符号化がなされるとともに、パンクチャ処理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に対してデパンクチャ処理を実行するデパンクチャ部と、デパンクチャ部においてデパンクチャ処理を実行したデータを復号する復号部と、復号部において復号したデータと、デパンクチャ部においてデパンクチャ処理を実行したデータとをもとに、データの誤り率を導出する導出部と、データの誤り率に対する信号と雑音との比率が示された第１テーブルを参照することによって、導出部において導出したデータの誤り率を信号と雑音との比率に変換する変換部と、パンクチャ処理によってずれた信号と雑音との比率を補正するための補正値が示された第２テーブルを参照することによって、変換部において変換した信号と雑音との比率を補正する補正部とを備える。復号部は、補正部において補正した信号と雑音との比率に対応した雑音の分散値を復号に使用する。
【０００９】
この態様によると、データの誤り率を信号と雑音との比率に変換した後に、パンクチャ処理によってずれた信号と雑音との比率を補正するための補正値によって、信号と雑音との比率を補正するので、パンクチャ処理が実行されている場合でも伝送路雑音の分散値の推定精度を向上できる。
【００１０】
入力部において入力されるデータに対してなされるパンクチャ処理のパンクチャ率は可変であり、補正部が参照すべき第２テーブルは、パンクチャ率ごとにひとつの補正値を示し、補正部は、第２テーブルを参照し、入力部において入力したデータに対してなされたパンクチャ処理のパンクチャ率に応じた補正値を抽出してもよい。この場合、パンクチャ率ごとにひとつの補正値が規定されているので、記憶すべきデータ量を低減できる。
【００１１】
入力部において入力されるデータに対してパンクチャ処理が未実行の場合もあり、デパンクチャ部は、入力部において入力したデータに対してパンクチャ処理が未実行の場合、デパンクチャ処理を省略し、復号部は、入力部において入力したデータに対してパンクチャ処理が未実行の場合、入力部において入力したデータを復号し、導出部は、入力部において入力したデータに対してパンクチャ処理が未実行の場合、復号部において復号したデータと、入力部において入力したデータとをもとに、データの誤り率を導出し、補正部は、入力部において入力したデータに対してパンクチャ処理が未実行の場合、第２テーブルの参照による補正を省略してもよい。この場合、パンクチャ処理が未実行の場合にも対応できる。
【００１２】
本発明の別の態様は、測定装置である。この装置は、符号化がなされるとともに、パンクチャ処理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に対してデパンクチャ処理を実行するデパンクチャ部と、デパンクチャ部においてデパンクチャ処理を実行したデータを復号する復号部と、復号部において復号したデータと、デパンクチャ部においてデパンクチャ処理を実行したデータとをもとに、データの誤り率を導出する導出部と、データの誤り率に対する信号と雑音との比率が示された第１テーブルを参照することによって、導出部において導出したデータの誤り率を信号と雑音との比率に変換する変換部と、パンクチャ処理によってずれた信号と雑音との比率を補正するための補正値が示された第２テーブルを参照することによって、変換部において変換した信号と雑音との比率を補正する補正部と、を備える。
【００１３】
この態様によると、データの誤り率を信号と雑音との比率に変換した後に、パンクチャ処理による信号と雑音との比率の補正値によって、信号と雑音との比率を補正するので、パンクチャ処理が実行されている場合でも伝送路雑音の分散値の推定精度を向上できる。
【００１４】
本発明のさらに別の態様は、復号方法である。この方法は、雑音の分散値を復号の際に使用すべき符号化がなされるとともに、パンクチャ処理がなされたデータを入力するステップと、入力したデータに対してデパンクチャ処理を実行するステップと、デパンクチャ処理を実行したデータを復号するステップと、復号したデータと、デパンクチャ処理を実行したデータとをもとに、データの誤り率を導出するステップと、データの誤り率に対する信号と雑音との比率が示された第１テーブルを参照することによって、導出したデータの誤り率を信号と雑音との比率に変換するステップと、パンクチャ処理によってずれた信号と雑音との比率を補正するための補正値が示された第２テーブルを参照することによって、変換した信号と雑音との比率を補正するステップとを備える。復号するステップは、補正した信号と雑音との比率に対応した雑音の分散値を復号に使用する。
【００１５】
入力するステップにおいて入力されるデータに対してなされるパンクチャ処理のパンクチャ率は可変であり、補正するステップが参照すべき第２テーブルは、パンクチャ率ごとにひとつの補正値を示し、補正するステップは、第２テーブルを参照し、入力したデータに対してなされたパンクチャ処理のパンクチャ率に応じた補正値を抽出してもよい。
【００１６】
入力するステップにおいて入力されるデータに対してパンクチャ処理が未実行の場合もあり、デパンクチャ処理を実行するステップは、入力したデータに対してパンクチャ処理が未実行の場合、デパンクチャ処理を省略し、復号するステップは、入力したデータに対してパンクチャ処理が未実行の場合、入力したデータを復号し、導出するステップは、入力したデータに対してパンクチャ処理が未実行の場合、復号したデータと、入力したデータとをもとに、データの誤り率を導出し、補正するステップは、入力したデータに対してパンクチャ処理が未実行の場合、第２テーブルの参照による補正を省略してもよい。
【００１７】
本発明のさらに別の態様は、測定方法である。この方法は、符号化がなされるとともに、パンクチャ処理がなされたデータを入力するステップと、入力したデータに対してデパンクチャ処理を実行するステップと、デパンクチャ処理を実行したデータを復号するステップと、復号したデータと、デパンクチャ処理を実行したデータとをもとに、データの誤り率を導出するステップと、データの誤り率に対する信号と雑音との比率が示された第１テーブルを参照することによって、導出したデータの誤り率を信号と雑音との比率に変換するステップと、パンクチャ処理によってずれた信号と雑音との比率を補正するための補正値が示された第２テーブルを参照することによって、変換した信号と雑音との比率を補正するステップと、を備える。
【００１８】
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】
【００１９】
本発明によれば、パンクチャ処理が実行されているデータのＢＥＲを変換して伝送路雑音の分散値を推定する場合に、伝送路雑音の分散値の推定精度を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【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の受信装置において受信されたデータの分布を示す図である。
【図３】図１の第２記憶部に記憶されたテーブルのデータ構造を示す図である。
【図４】図１の通信システムにおけるＣＮＲ対ＢＥＲ特性を示す図である。
【図５】図１の受信装置における分散値の導出手順を示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施例２に係る通信システムの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
（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。ここで、符号化データには、パンクチャ処理がなされ、受信装置は、ｓｕｍ−ｐｒｏｄｕｃｔアルゴリズムを実行する。前述のごとく、ｓｕｍ−ｐｒｏｄｕｃｔアルゴリズムは、伝送路雑音の分散値を使用する。その際、ＣＮＲ対ＢＥＲの変換テーブルが予め記憶され、当該変換テーブルを参照することによって、測定したＢＥＲがＣＮＲに変換される。さらに、ＣＮＲをもとに伝送路雑音の分散値が導出される。パンクチャ処理がなされている場合、間引かれたビットの影響によってＣＮＲの推定精度が悪化する。一方、伝送路雑音の分散値の推定精度は、復号特性に影響を及ぼすので、伝送路雑音の分散値は、簡易にかつ高精度に推定されることが望ましい。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。
【００２２】
受信装置は、変換テーブルに加えて、補正テーブルも記憶する。補正テーブルは、パンクチャ処理によるＣＮＲ対ＢＥＲの特性変化を補正するためのテーブルであり、かつパンクチャ率に対するＣＮＲの補正値が示されたテーブルである。受信装置は、当該変換テーブルを参照して、測定したＢＥＲをＣＮＲに変換する。また、受信装置は、適用されているパンクチャ率をもとに、補正テーブルから補正値を抽出する。受信装置は、変換したＣＮＲを補正値によって補正し、補正したＣＮＲをもとに伝送路雑音の分散値を導出する。
【００２３】
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、符号化処理部２２、変調部２４を含み、符号化処理部２２は、ＬＤＰＣ符号化部４０、パンクチャ部４２を含む。受信装置１２は、復調部２６、復号処理部２８、情報データ出力部３０、分散値演算処理部３２、指示部３４を含み、復号処理部２８は、デパンクチャ部４４、ｓｕｍ−ｐｒｏｄｕｃｔ復号部４６を含み、分散値演算処理部３２は、ＢＥＲ導出部４８、変換部５０、補正部５２、第１記憶部５４、第２記憶部５６を含む。
【００２４】
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４０へ出力する。ＬＤＰＣ符号化部４０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４０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。このようなＬＤＰＣ符号化は、雑音の分散値を復号の際に使用すべき符号化といえる。また、ＬＰＤＣ符号化のための検査行列Ｈｍｎについては、公知の技術でよいので、ここでは説明を省略する。なお、検査行列Ｈｍｎは、ｍ行ｎ列の行列である。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４０は、符号化データをパンクチャ部４２に出力する。
【００２５】
パンクチャ部４２は、情報データ生成部２０からの符号化データを入力する。パンクチャ部４２は、符号化データに対してパンクチャ処理を実行する。パンクチャ処理では、符号化データの一部のビットが間引かれる。そのため、実効レートが高速化される。また、間引かれるビットの割合は、パンクチャ率によって特定され、ここでは、パンクチャ率が可変であるとする。つまり、パンクチャ部４２は、パンクチャ率に応じて予め決めておいたビット間引きパターンに合わせて、符号化データの一部を間引く。
【００２６】
例として、パンクチャ率６／５のパンクチャ処理を説明する。ここで、パンクチャ率６／５は、６ビットから１ビットの割合でデータを間引く場合に相当する。１２ビットの符号化データ（Ｘ１〜Ｘ１２）に対して、６ビットごとに区切ったときの最初のビットを間引くというビット間引きパターンが定められているとする。パンクチャ処理の結果、符号化データ（Ｘ１、Ｘ７）が間引かれて、パンクチャ処理後の符号化データは、（Ｘ２、Ｘ３、Ｘ４、Ｘ５、Ｘ６、Ｘ８、Ｘ９、Ｘ１０、Ｘ１１、Ｘ１２）になる。以下では、パンクチャ処理後の符号化データも「符号化データ」という。パンクチャ部４２は、符号化データを変調部２４へ出力する。
【００２７】
変調部２４は、パンクチャ部４２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アンテナから送信する。例えば、変調信号は、パケット信号にて形成される。
【００２８】
復調部２６は、変調部２４から通信路、例えば無線通信路を介してアンテナにて変調信号を受信する。なお、変調信号に対してパンクチャ処理が未実行の場合もある。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）をデパンクチャ部４４へ出力する。
【００２９】
指示部３４は、復調データにおいてなされているパンクチャ処理のパンクチャ率に関する情報（以下、「パンクチャ情報」という）を取得する。例えば、パケット信号の前方部分に、既知のパンクチャ率の制御情報が含まれており、制御情報の中にパンクチャ情報が含まれている。後述の復号処理部２８は制御情報を先に復号し、指示部３４は、復号した結果からパンクチャ情報を取得する。また、既に復号したパケット信号の中に、将来に受信すべきパケット信号に対するパンクチャ情報が含まれていてもよい。指示部３４は、取得したパンクチャ率に対応した処理を復号処理部２８と分散値演算処理部３２へ指示する。変調信号に対してパンクチャ処理が未実行の場合、パンクチャ情報には、パンクチャがなされていないことが示されている。
【００３０】
デパンクチャ部４４は、復調部２６からの復調データを入力する。デパンクチャ部４４は、復調データに対してデパンクチャ処理を実行する。具体的に説明すると、デパンクチャ部４４は、パンクチャ率に応じて予め定められたビット間引きパターンに合わせて間引かれたビット位置にデータを埋める。仮に、通信路が２元対称通信路であるとすると、送信すべき２値データ（０，１）は、回線データとしては（１、−１）の対称データとされる。それに対してデパンクチャ部４４において挿入するデータは（１、−１）のどちらとも判定できないようなゼロデータ（０）とされる。
【００３１】
前述した復調データ（ｒＸ２、ｒＸ３、ｒＸ４、ｒＸ５、ｒＸ６、ｒＸ８、ｒＸ９、ｒＸ１０、ｒＸ１１、ｒＸ１２）に対してデパンクチャ処理がなされると、その結果は、（Ｚ（０）、ｒＸ２、ｒＸ３、ｒＸ４、ｒＸ５、ｒＸ６、Ｚ（０）、ｒＸ８、ｒＸ９、ｒＸ１０、ｒＸ１１、ｒＸ１２）になる。デパンクチャ部４４は、デパンクチャ処理した復調データ（以下、単に「復調データ」という）をｓｕｍ−ｐｒｏｄｕｃｔ復号部４６へ出力する。デパンクチャ部４４は、変調信号に対してパンクチャ処理が未実行の場合、デパンクチャ処理を省略し、入力した復調データをそのままｓｕｍ−ｐｒｏｄｕｃｔ復号部４６へ出力する。
【００３２】
ｓｕｍ−ｐｒｏｄｕｃｔ復号部４６は、デパンクチャ部４４からの復調データを入力するとともに、後述の補正部５２から伝送路雑音の分散値を入力する。ｓｕｍ−ｐｒｏｄｕｃｔ復号部４６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、ｓｕｍ−ｐｒｏｄｕｃｔアルゴリズムが実行される。ｓｕｍ−ｐｒｏｄｕｃｔ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。
なお、変調信号に対してパンクチャ処理が未実行の場合、ｓｕｍ−ｐｒｏｄｕｃｔ復号部４６は、デパンクチャ処理のなされていない復調データを復号する。
【００３３】
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、外部値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＝｛Πｓｉｇｎ（βｍｎ’）｝ｆ｛Σｆ（｜βｍｎ’｜）｝・・・（１）
ここで、ｆ(ｘ)＝ｌｏｇe｛（ｅｘ＋１）/（ｅｘ−１）｝（Ｇａｌｌａｇｅｒ関数）と定義され、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、｜βｍｎ’｜は絶対値を示す。
【００３４】
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、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・・・・（２）
ここで、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。また、λｎは、尤度比であり、次のように導出される。
λｎ＝２×ｙｎ／σ２・・・（３）
ここで、ｙｎは、復調データであり、σ２は、伝送路雑音の分散値である。ｓｕｍ−ｐｒｏｄｕｃｔ復号部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。ｓｕｍ−ｐｒｏｄｕｃｔ復号部４６は、復号結果である一時推定語（以下、「復号データ」という）を出力する。
【００３５】
情報データ出力部３０は、ｓｕｍ−ｐｒｏｄｕｃｔ復号部４６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（Ｃｙｃｌｉｃ  Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ  Ｃｈｅｃｋ）等の外符号を復号してもよい。
【００３６】
ＢＥＲ導出部４８は、ｓｕｍ−ｐｒｏｄｕｃｔ復号部４６からの復号データを入力するとともに、デパンクチャ部４４からの復調データを入力する。ＢＥＲ導出部４８は、復号データと復調データとをもとに、ＢＥＲを導出する。具体的には、復号データを参照データとして、復調データの誤り率が導出される。なお、変調信号に対してパンクチャ処理が未実行の場合、ＢＥＲ導出部４８は、デパンクチャ処理のなされていない復号データと、デパンクチャ処理のなされていない復調データとをもとに、ＢＥＲを導出する。ＢＥＲ導出部４８は、導出したＢＥＲを変換部５０へ出力する。ここで、通信路を介して受信された復調データに対する雑音の影響について説明する。図２は、受信装置１２において受信されたデータの分布を示す。通信路における雑音は白色ガウス雑音と見なされ、図２では、前述の２元対称通信路で信号を送った場合の受信信号の振幅とその発生確率の例が示されている。
【００３７】
図２の振幅値（Ａ、−Ａ）が受信信号（１、−１）に相当し、受信信号は（１、−１）を中心に伝送路雑音の影響を受けて分散する。ｓｕｍ−ｐｒｏｄｕｃｔ復号部４６は、復号処理の際に伝送路雑音の分散値を事前値として使用し、復号性能の向上には、実際の通信路の状態に近い伝送路雑音の分散値が必要とされる。また、前述のデパンクチャ処理は、パンクチャ処理によって間引かれたデータに対して、ゼロデータ（０）を埋めることである。そのため、パンクチャデータは、実際の通信路の分散とは異なり、通信路の分散値を求める際にはこのパンクチャの影響を除外する必要がある。図１に戻る。
【００３８】
第１記憶部５４は、ＣＮＲ対ＢＥＲの変換テーブルを記憶する。変換テーブルは、ＣＮＲとＢＥＲとの相関関係を実測することによって予め生成されている。変換部５０は、ＢＥＲ導出部４８からのＢＥＲを入力する。変換部５０は、第１記憶部５４に記憶された変換テーブルを参照することによって、入力したＢＥＲをＣＮＲに変換する。第１記憶部５４は、変換したＣＮＲを補正部５２へ出力する。なお、変換したＣＮＲでは、パンクチャ処理によってＢＥＲが変化している分も含めて変換されてしまうので、実際の通信路雑音の分散値とは異なっている。
【００３９】
第２記憶部５６は、補正テーブルを記憶する。補正テーブルでは、パンクチャ処理によってずれたＣＮＲを補正するための補正値が示されている。ここでは、補正テーブルのサイズを小さくするために、補正テーブルは、パンクチャ率ごとにひとつの補正値を示している。図３は、第２記憶部５６に記憶されたテーブルのデータ構造を示す。図示のごとく、パンクチャ率欄２００、補正値欄２０２が示される。パンクチャ率欄２００には、変調信号になされうるパンクチャ率が示されている。「無し」は、変調信号に対してパンクチャ処理が未実行の場合に相当する。補正値欄２０２は、ＣＮＲの補正値を示す。
【００４０】
補正テーブルは、パンクチャ処理によるＣＮＲやＢＥＲの変化が予め測定されており、当該変化をテーブル化することによって作成される。パンクチャ処理によるＣＮＲやＢＥＲの変化は、符号化・復号処理の方式でも異なり、同じＬＤＰＣ符号であってもパリティ生成マトリックスの違いなどによる性能差によっても異なる。また、パンクチャ処理のビット間引きパターンでも変化量が異なる。通信システム１００において使用されるパンクチャ処理およびデパンクチャ処理に応じた補正テーブルが作成されている。パンクチャ率「無し」の場合、補正値「Ｃ１」は「０」である。
【００４１】
図４は、通信システム１００におけるＣＮＲ対ＢＥＲ特性を示す。横軸がＣＮＲを示し、縦軸がＢＥＲを示す。また、四角形の印が、パンクチャ無しの場合の特性を示し、三角形の印がパンクチャ率６／５の場合の特性を示し、丸印がパンクチャ率８／５の場合の特性を示す。さらに、パンクチャがなされることによるＣＮＲの補正値の変化量が、矢印にて示される。ここでは、パンクチャ率によって変化量がほぼ一定であると仮定されるので、補正テーブルは、図３のように作成される。ひとつのパンクチャ率であってもＢＥＲに対して変化量が異なる場合、補正テーブルは、数段階に分けられた補正値を含んでもよい。図１に戻る。
【００４２】
補正部５２は、第２記憶部５６に記憶された補正テーブルを参照することによって、変換部５０からのＣＮＲを補正する。具体的に説明すると、補正部５２は、補正テーブルを参照し、指示部３４から指定されたパンクチャ率に応じた補正値を抽出する。補正部５２は、ＣＮＲに対して補正値を加算する。なお、変調信号に対してパンクチャ処理が未実行の場合、補正部５２は、補正テーブルの参照による補正を省略する。
【００４３】
さらに、補正部５２は、補正したＣＮＲから伝送路雑音の分散値を導出する。そのため、次の処理がなされる。
ＣＮＲ＝１／σ２・・・（４）
ここで、σ２が伝送路雑音の分散値に相当する。補正部５２は、伝送路雑音の分散値をｓｕｍ−ｐｒｏｄｕｃｔ復号部４６へ出力する。ｓｕｍ−ｐｒｏｄｕｃｔ復号部４６は、式（３）に伝送路雑音の分散値を代入することによって、復号処理を実行する。
【００４４】
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。
【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５は、受信装置１２における分散値の導出手順を示すフローチャートである。ＢＥＲ導出部４８は、ＢＥＲを導出する（Ｓ１０）。変換部５０は、変換テーブルから、ＢＥＲ測定データに対するＣＮＲの換算値を求める（Ｓ１２）。受信データがパンクチャされていれば（Ｓ１４のＹ）、補正部５２は、受信データのパンクチャ率を取得し（Ｓ１６）、補正テーブルから、ＣＮＲ値の補正値を求める（Ｓ１８）。補正部５２は、パンクチャによるＢＥＲ特性の変化分を補正したＣＮＲ値を求める（Ｓ２０）。受信データがパンクチャされていなければ（Ｓ１４のＮ）、ステップ１６からステップ２０はスキップされる。補正部５２は、ＣＮＲ値から分散値を求める（Ｓ２２）。
【００４６】
本発明の実施例によれば、ＢＥＲをＣＮＲに変換した後に、パンクチャ処理によってずれたＣＮＲを補正するための補正値によって、ＣＮＲを補正するので、パンクチャ処理が実行されている場合でもＣＮＲの推定精度を向上できる。また、ＣＮＲから伝送路雑音の分散値が導出されるので、ＣＮＲの推定精度の向上によって、伝送路雑音の分散値の推定精度を向上できる。また、パンクチャ率ごとにひとつの補正値が規定されているので、補正テーブルとして記憶すべきデータ量を低減できる。
【００４７】
また、変換テーブルと補正テーブルとを別に記憶するので、新たなパンクチャ率を導入する場合、補正テーブルのみの修正で対応できる。また、パンクチャ処理が未実行の場合にも対応できる。また、パンクチャ率が異なっていても、ＢＥＲから伝送路雑音の分散値が高精度に導出されるので、ｓｕｍ−ｐｒｏｄｕｃｔアルゴリズムを高精度に実行できる。また、ｓｕｍ−ｐｒｏｄｕｃｔアルゴリズムが高精度に実行されるので、復号特性を向上できる。また、補正テーブルのデータ量が削減されるので、回路規模の増加を抑制しながら、復号精度を向上できる。
【００４８】
（実施例２）
本発明の実施例２は、送信装置が、ＬＤＰＣ符号化の代わりにＴｕｒｂｏ符号化を使用する。また、受信装置は、Ｔｕｒｂｏ符号化されたデータ（以下、「符号化データ」という）を復号するために、ＢＣＪＲアルゴリズムやＬｏｇ−ＭＡＰアルゴリズムを実行する。ＢＣＪＲアルゴリズムやＬｏｇ−ＭＡＰアルゴリズムは、伝送路雑音の分散値を必要とする。実施例２に係る受信装置は、実施例１と同様に伝送路雑音の分散値を推定する。
【００４９】
図６は、本発明の実施例２に係る通信システム１００の構成を示す。通信システム１００は、図１の通信システム１００と比較して、符号化処理部２２、復号処理部２８が異なる。符号化処理部２２は、Ｔｕｒｂｏ符号化部６０、パンクチャ部４２を含み、復号処理部２８は、デパンクチャ部４４、ＢＣＪＲ復号部６２を含む。以下では、実施例１との差異を中心に説明する。Ｔｕｒｂｏ符号化部６０は、情報データに対してＴｕｒｂｏ符号化を実行する。Ｔｕｒｂｏ符号におけるパリティを付加した情報データも、符号化データという。Ｔｕｒｂｏ符号化部６０は、符号化データをパンクチャ部４２に出力する。
【００５０】
ＢＣＪＲ復号部６２は、デパンクチャ部４４からの復調データを入力するとともに、後述の補正部５２から伝送路雑音の分散値を入力する。ＢＣＪＲ復号部６２は、復調データに対して、ＢＣＪＲ復号を実行する。ＢＣＪＲ復号は公知の技術であるので、ここでは説明を省略するが、次の２つの処理において伝送路雑音の分散値が使用される。
（１）ＢＣＪＲ復号部６２には複数の復号器が含まれているが、各復号器は、受信系列、他方の復号器からの事前値を使用して、事後値および事後確率比を軟出力として導出する。軟出力では次の関係式が成立するので、復号器は、そこから外部値を導出し、他方の復号器の事前値として外部値を出力する。
事後値＝通信路値＋事前値＋外部値・・・（５）
【００５１】
ここで、伝送路雑音の分散値は「通信路値」に使用される。通信路値は、組織符号系列の各ビットについて次のように導出される。
【数１】
2012080266.tif 000003
ここで、Ｐｒ（Ｒｘｋ｜ｄ＝０）は、送信データｄが０である場合に受信データがＲｘｋになる確率であり、次のように示される。
【数２】
2012080266.tif 000004
送信されているデータ、つまり式（７）のｘが「＋１」と「−１」であるとすると、通信路値は次のように示される。
【数３】
2012080266.tif 000005
【００５２】
（２）各復号器の復号動作では、前方確率和α、後方確率和β、遷移確率γがすべてのパスについて導出され、軟出力が次のように示される。
【数４】
2012080266.tif 000006
このうち、γを導出する際に伝送路雑音の分散値が使用される。ひとつの符号化器が、１ビットの組織符号の入力に対して１ビットのパリティを出力すると仮定する。所定の時刻ｋ−１からｋに以降に、組織符号の受信値がＲｘｋであり、パリティの受信値がＲｙｋであったとすると、その信号の送信側の組合せは、（ｘｋ，ｙｋ）＝（−１，−１），（−１，１），（１，−１），（１，１）の４通りになる。また、上記組合せの確率を考える場合、組織符号とパリティ同時に発生した場合に成立するので、各々の発生確率を式（７）より求めて、その積が遷移確率になる。それは次のように示される。
【数５】
2012080266.tif 000007
なお、ＢＣＪＲ復号部６２の代わりに、Ｌｏｇ−ＭＡＰアルゴリズムが実行されてもよい。
【００５３】
本発明の実施例によれば、Ｔｕｒｂｏ符号化がなされた符号化データを復号する際にも、実施例１にて説明した処理を適用できる。また、Ｔｕｒｂｏ符号化がなされた符号化データを復号する場合の復号特性を向上できる。
【００５４】
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。
【００５５】
本発明の実施例１または２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。
【００５６】
本発明の実施例１または２において、受信装置１２は、ＣＮＲを推定することによって、伝送路雑音の分散を推定している。しかしながらこれに限らず例えば、ＣＮＲを推定することは、測定装置に適用されてもよい。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。
【００５７】
本発明の実施例１または２において、信号と雑音との比率としてＣＮＲが推定されている。しかしながらこれに限らず例えば、信号と雑音との比率として、ＳＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ  ｔｏ  Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｉｏ）やＥｂ／Ｎ０が推定されてもよい。本変形例によれば、さまざまな物理量を測定できる。
【符号の説明】
【００５８】
１０  送信装置、  １２  受信装置、  ２０  情報データ生成部、  ２２  符号化処理部、  ２４  変調部、  ２６  復調部、  ２８  復号処理部、  ３０  情報データ出力部、  ３２  分散値演算処理部、  ３４  指示部、  ４０  ＬＤＰＣ符号化部、  ４２  パンクチャ部、  ４４  デパンクチャ部、  ４６  ｓｕｍ−ｐｒｏｄｕｃｔ復号部、  ４８  ＢＥＲ導出部、  ５０  変換部、  ５２  補正部、  ５４  第１記憶部、  ５６  第２記憶部、  １００  通信システム。
【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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