(57)【要約】送信データに付随して伝送され、送信データの伝送フォーマットを示すＴＦＣＩの誤り訂正復号化方法において、送信メッセージの生起確率が明らかに０と受信側で判定できるものを比較の対象から外すということと、送信メッセージの生起確率が明らかに０と受信側で判定できるものの算出そのものを行わないことで、誤り訂正特性の向上と処理量削減を行なう。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
誤り訂正符号化方式の復号において、
送信すべき情報の生起確率が明らかに０と受信側で判定できるもののみに対し、復号化対象から外して復号処理を行う復号化方法。
【請求項２】
誤り訂正符号化方式の復号において、
復号結果に対する有意性を示す情報の比較の際に、送信メッセージの生起確率が明らかに０と受信側で判定できるものを比較の対象から外す復号化方法。
【請求項３】
前記復号はＲｅｅｄＭｕｌｌｅｒ符号の復号においてＦａｓｔＨａｒｄａｒｍａｒｄＴｒａｎｓｆｏｒｍ（ＦＨＴ）を用いて行う、請求項２の復号化方法。
【請求項４】
復号結果に対する有意性を示す情報の比較の制限のためにＦＨＴの出力結果の比較を有意なものに制限した、請求項３の復号化方法。
【請求項５】
復号結果に対する有意性を示す情報の算出の制限のために有意なＭａｓｋパターンのみを重畳したＦＨＴ演算のみに制限した、請求項３の復号化方法。
【請求項６】
前記復号結果に対する有意性を示す情報の算出の制限のために、Ｈａｒｄａｒｍａｒｄ行列の有意な列に対するベクトル演算を行う、請求項３の復号化方法。
【請求項７】
誤り訂正符号化方式の復号において、送信メッセージの生起確率が明らかに０と受信側で判定できるものに対する有意性を示す情報の算出そのものを行わない復号化方法。
【請求項８】
前記復号はＲｅｅｄＭｕｌｌｅｒ符号の復号においてＦａｓｔＨａｒｄａｒｍａｒｄＴｒａｎｓｆｏｒｍ（ＦＨＴ）を用いて行う、請求項７の復号化方法。
【請求項９】
復号結果に対する有意性を示す情報の比較の制限のためにＦＨＴの出力結果の比較を有意なものに制限した、請求項８の復号化方法。
【請求項１０】
復号結果に対する有意性を示す情報の算出の制限のために有意なＭａｓｋパターンのみを重畳したＦＨＴ演算のみに制限した、請求項８の復号化方法。
【請求項１１】
前記復号結果に対する有意性を示す情報の算出の制限のために、Ｈａｒｄａｒｍａｒｄ行列の有意な列に対するベクトル演算を行う、請求項８の復号化方法。
【請求項１２】
送信データに付随して伝送され、前記送信データの伝送フォーマットを示すＴｒａｎｓｕｐｏｒｔ  Ｆｏｒｍａｔ  Ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ  Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ（ＴＦＣＩ）の誤り訂正復号化方法において、
生起確率が０でないすべてのＴＦＣＩのある１つもしくは複数のビットが固定的であった場合に、それに対するそのマスクパターンの重畳処理，演算処理および比較処理を削減する、復号化方法。
【発明の詳細な説明】
技術の分野
この発明は、誤り訂正復号化方法に関する。より特定的には、この発明は、３ｒｄ  Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ  Ｐｒｏｊｅｃｔ（３ＧＰＰ）において規定された通信方式において、送信データに付随して送信されるＲｅａｄＭｕｌｌｅｒ符号化されたＴＦＣＩ（Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ  Ｆｏｒｍａｔ  Ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ  Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）の誤り訂正復号化方法に関する。
背景技術
３ＧＰＰ規定通信方式においては、通信における様々な要求に答えるため、様々なサービスを通信可能としており、通信速度も最大２Ｍｂｐｓまで対応できるような仕様が規定されている。
サービスとしても音声や動画のような連続的なデータから高速パケットまで存在し、複数のサービスを多重して１つもしくは複数の物理レイヤ上のチャネル（ＰｙｓｉｃａｌＣｈａｎｎｅｌ）において伝送する特徴を有する。
３ＧＰＰ規定通信方式においては、上記のような多種のデータの通信を行うために、レイヤ３メッセージにおいて、伝送フォーマットの組合せの集合（Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ  Ｆｏｒｍａｔ  Ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ  Ｓｅｔ−ＴＦＣＳ）の合意が行なわれ、その中のどの伝送フォーマットの組合せ（Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ  Ｆｏｒｍａｔ  Ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ  ＴＦＣ）で伝送されるかは、伝送流量によって送信側の第２レイヤのサブレイヤであるＭＡＣ（Ｍｅｄｉｕｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）レイヤにおいて選別され、そのデータと付随して伝送フォーマットの組み合わせを指し示すインジケータ（Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ  Ｆｏｒｍａｔ  Ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ  Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ−ＴＦＣＩ）が伝送される。
また、第２レイヤにおいて選定された伝送フォーマットに基づき、伝送データそのものの誤り訂正符号化および物理チャネルへのマッピングが行われる。受信側においては物理チャネルから伝送のためのチャネルへのフォーマット変換／誤り訂正復号処理を行うために、どの伝送フォーマットの組み合わせ（ＴＦＣ）で伝送されたかを認識する手段として、データと付随して送信される伝送フォーマットの組み合わせを指し示すインジケータをもってそのフォーマットを認識する必要がある。その伝送フォーマットの組み合わせを指し示すインジケータから、上記の伝送フォーマットの組合せの集合（ＴＦＣＳ）を参照し、伝送フォーマットの組み合わせ（ＴＦＣ）を認識し、物理チャネルから伝送のためのチャネル（ＴｒａｎｓｐｏｒｔＣＨ）へのマッピング／誤り訂正復号処理が行われる。
ここにおいて、本通信は無線通信であることから伝送環境が悪いケースを想定する必要がある。３ＧＰＰ規定通信方式においては、実際の送信データは符号化率１／３のＴｕｒｂｏ符号もしくは符号化率１／２もしくは１／３の畳み込み符号を用い、誤り訂正保護を行うことが規定されている。
また、データに付随して送信されるＴＦＣＩも（３２，１０）ｓｕｂ−ｃｏｄｅ  ｏｆ  ｓｅｃｏｎｄ  ｏｒｄｅｒ  Ｒｅｅｄ−Ｍｕｌｌｅｒ  ｃｏｄｅもしくは（１６，５）ｂｉ−ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  ｃｏｄｅ（ｆｉｒｓｔ  ｏｒｄｅｒ  Ｒｅｅｄ−Ｍｕｌｌｅｒ  ｃｏｄｅ）を用いることが規定されている。このＴｕｒｂｏ符号や畳み込み符号に比べ、Ｒｅｅｄ−Ｍｕｌｌｅｒ符号は訂正能力が低い。
しかしながら、上記で述べたように物理チャネルからトランスポートチャネルへの変換／多重化処理やその後に行われる誤り訂正符号化処理などは、ＴＦＣＩの誤り訂正復号結果をもとに行われる。つまり、ＴＦＣＩの検出に誤りが存在すると、データそのものの誤り訂正復号が不可能となる。このことから、ＴＦＣＩの誤り特性が、ボトルネックとなり、全体の受信特性を決めてしまう結果となる。
一般に、符号化方式はすべての入力メッセージが等確率に生起することを前提に設計されており、Ｒｅｅｄ−Ｍｕｌｌｅｒ符号も例外ではない。ところが、３ＧＰＰ規定通信方式のＴＦＣＩにおいては、１０ｂｉｔつまり１０２４のメッセージの割り当てがある。しかしながら、実運用上では１０２４ものＴＦＣＳからＴＦＣＩを決定することが処理的にも困難であることから運用においては６４通り程度を超えるケースは少ないと考えられる。
また、どのＴＦＣＩの値が有効であるかは受信側で既知のものである。つまり、運用においては、生起確率が０のＴＦＣＩが相当数存在することとなる。
発明の開示
それゆえに、この発明の主たる目的は、有効な伝送メッセージのみを対象として、誤り特性の向上を図った処理演算時間の少ない誤り訂正復号方法を提供することである。
この発明は、送信メッセージの生起確率が明らかに０と受信側で判定できるもののみに対し、復号化対象から外して復号処理を行う復号法である。
これにより、有意な候補からのみを対象にするため、符号空間において受信語が有効な符号語の間に有るような場合は特性向上は見込めないが、それ以外においては、受信特性が向上する。
この発明の好ましい実施例では、例えば最尤復号時の尤度のような、復号結果に対する有意性を示す情報の比較の際に、送信メッセージの生起確率が明らかに０と受信側で判定できるものを比較の対象から外すというものである。ここにおいて、既存の復号方式に対し、比較の対象を有意なもののみに削減する機能のみで実現でき、装置化にあたっても大きなリソースを必要としない。また比較処理そのものの処理量が削減されるため、処理時間が短縮される特徴をもつ。
さらに、この発明の好ましい実施例では、送信メッセージの生起確率が明らかに０と受信側で判定できるものに対する有意性を示す情報の算出そのものを行わない。ここにおいて、有意性を示す情報の算出そのものを削減するため処理時間が短縮される。
さらに、この発明の好ましい実施例では、ＲｅｅｄＭｕｌｌｅｒ符号の軟判定復号においてＦａｓｔ  Ｈａｒｄａｒｍａｒｄ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ（ＦＨＴ）を用いて行う復号方法である。
さらに、この発明の好ましい実施例では、復号結果に対する有意性を示す情報の比較の制限のためにＦＨＴの出力結果の比較を有意なものに制限した復号法である。
さらに、この発明の好ましい実施例では、復号結果に対する有意性を示す情報の算出の制限のために有意なマスクパターンのみを重畳したＦＨＴ演算のみに制限した復号法である。
さらに、この発明の好ましい実施例では、復号結果に対する有意性を示す情報の算出の制限のためにＦＨＴ演算ではなく、Ｈａｒｄａｒｍａｒｄ行列の有意な列に対するベクトル演算を行う復号法である。
この発明の他の局面は、．送信データに付随して伝送され、送信データの伝送フォーマットを示すＴＦＣＩの誤り訂正復号化方法において、生起確率が０でないすべてのＴＦＣＩのある１つもしくは複数のビットが固定的であった場合に、それに対するそのマスクパターンの重畳処理，演算処理および比較処理を削減する。
発明を実施するための最良の形態
図１はこの発明の一実施例におけるＷ−ＣＤＭＡ無線通信端末装置の全体の構成を示すブロック図である。図１において、アンテナ１は無線部２に接続されている。無線部２はダウンコンバータ２１とアップコンバータ２２とを含む。ダウンコンバータ２１は受信帯域の高周波信号をベースバンド信号に変換し、アップコンバータ２２はベースバンド信号を送信帯域の高周波信号に変換する。
ベースバンド信号変復調部３はベースバンド復調部３１とベースバンド変調部３２とを含む。ベースバンド復調部３１は無線部にてダウンコンバートされＡＤ変換された信号に対しベースバンド復調を行う。ＣＤＭＡ方式においては、逆拡散復調およびレイク合成等が行われる。ベースバンド変調部３２は通信路符号化部４において誤り訂正符号化および物理チャネルに変換された信号にベースバンド変調を行う。ＣＤＭＡ方式においては拡散変調が行われる。
通信路符号化部４は送信系の物理フォーマット変換部４４と、インタリーブを含む誤り訂正符号化４５と、誤り検出符号化部４６を含むとともに、受信系の物理フォーマット変換部４１と、インタリーブを含む誤り訂正復号化部４２と、誤り検出部４３とを含む。
物理フォーマット変換部４１は受信した１つもしくは複数の物理チャネルを定められた１つもしくは複数のトランスポートチャネルに多重および分離し、誤り訂正復号化部４２はトランスポートチャネルのＢＬＯＣＫの誤り訂正復号を行い、誤り検出部４３は訂正後のトランスポートチャネルのＢＬＯＣＫの誤り検出を行う。誤り検出符号化部４６は上位レイヤから転送された１つもしくは複数のトランスポートチャネルのＢＬＯＣＫの誤り検出符号の付加を行い、誤り訂正符号化部４５はその誤り検出符号が付加されたデータに対し、誤り訂正符号化を行い、物理フォーマット変換部では、トランスポートチャネルのＢＬＯＣＫを物理チャネルにマッピングする。
無線通信制御部５は無線通信のためのプロトコル制御とそのための無線部２とベースバンド変復調部３と通信路符号化部４の制御と端末ＩＦ部６との通信を行う。端末ＩＦ部６はカメラやＬＣＤなどのユーザＩＦのためのモジュールのＩＦのための機能を有するものであり、データフォーマット変換部６１と端末ＩＦ制御部６２と音声符号化／復号化部６３と各モジュールＩＦ部６４とを含む。
図２はこの発明の一実施例における通信路符号化部受信系制御のための、受信データとＴＦＣＩの処理の流れを示す図である。図１に示したベースバンド復調部３にて復調処理されたＴＦＣＩとデータは、図２に示すように分離され、データは一時メモリに蓄積される。物理チャネル上を伝送されているＴＦＣＩは、物理チャネルのフォーマットに合わせるためにあるｂｉｔの繰り返し処理（ｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎ）もしくはあるｂｉｔのｐｕｎｃｔｕｒｅ処理（抜き取り）が施されているが、その繰り返し処理もしくはｐｕｎｃｔｕｒｅ処理の逆の処理を行い、誤り訂正符号化後のｂｉｔ数に変換される。
３ＧＰＰの規格によれば３２ｂｉｔとなる。その３２ｂｉｔに対し誤り訂正復号処理が行われ、受信ＴＦＣＩが復号される。このＴＦＣＩからＴＦＣＳを参照し、現在のＴＦＣが検出され、それに基づいてデータ部のトランスポートチャネルへの多重および分離処理、誤り訂正復号処理、誤り検出処理が行われる。
以下、ＴＦＣＩに適応される誤り訂正復号化方法の通常の具体的な動作について説明する。
図４に、（３２，１０）ｓｕｂ−ｃｏｄｅ  ｏｆ  ｓｅｃｏｎｄ  ｏｒｄｅｒ  Ｒｅｅｄ−Ｍｕｌｌｅｒ  ｃｏｄｅの基底テーブルの一例を示す。
図４において、ここで、ａｎ（ｎは０以上９以下、ｎ＝０をＬＳＢ、ｎ＝９をＭＳＢとする）をＴＦＣＩとし、Ｍｉ，ｎを図４の基底テーブルとすると、ＴＦＣＩを（３２，１０）ｓｕｂ−ｃｏｄｅ  ｏｆ  ｓｅｃｏｎｄ  ｏｒｄｅｒ  Ｒｅｅｄ−Ｍｕｌｌｅｒ  ｃｏｄｅで符号化すると、下式のように符号化される。
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図５に、上式の（３２，１０）ｓｕｂ−ｃｏｄｅ  ｏｆ  ｓｅｃｏｎｄ  ｏｒｄｅｒ  Ｒｅｅｄ−Ｍｕｌｌｅｒ  ｃｏｄｅの符号化方式の図を示す。
ここにおいて、Ｍｉ，６〜Ｍｉ，９の任意の組み合わせのｂｉｔ毎のｍｏｄ２上の掛け算をマスクパターンと呼ぶこととする。Ｍｉ，６〜Ｍｉ，９の４つのベクトルに対する任意の組み合わせであるから、２の４乗すなわち１６通りのマスクパターンが存在することとなる。Ｍｉ，０〜Ｍｉ，５には図４に示した規定テーブルから符号が入力され、これらの符号およびマスクパターンとＴＦＣＩとのｍｏｄ２上の掛算は乗算器４００〜４０９によって行なわれ、その乗算結果は加算器４１０で加算される。
図３はこの発明の一実施例におけるＴＦＣＩ復号処理の通常の処理を示すフローチャートである。ＴＦＣＩの符号化は（３２，１０）ｓｕｂ−ｃｏｄｅ  ｏｆ  ｓｅｃｏｎｄ  ｏｒｄｅｒ  Ｒｅｅｄ−Ｍｕｌｌｅｒ  ｃｏｄｅであるとする。
図３に示すステップ（図示ではＳＰと略称する）ＳＰ１において、初期値設定として、図４に示した基底テーブル，デコード値および尤度情報の初期化が行われる。ステップＳＰ２において、１６通りのうちある１つのマスクパターンが選択され、受信語に対し、ｂｉｔ毎のｍｏｄ２上の掛け算が図５に示した乗算器４００〜４０９で施され、その乗算結果が加算器４１０によって加算される。
ステップＳＰ３においては、ステップＳＰ４のＨａｄａｍａｒｄ変換のための順序に合わせるため、マスクパターン重畳後のｂｉｔ列の順序が入れ替えられる。本実施例においては、たとえば３１番目のｂｉｔが１番目に挿入され、３２番目のｂｉｔが１７番目に挿入される。
ステップＳＰ４において３２×３２のＨａｄａｍａｒｄ行列によるＨａｄａｍａｒｄ変換処理がなされ、３２通りの出力値が得られる。この処理はＦａｓｔ  Ｈａｄａｍａｒｄ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ（ＦＨＴ）と呼ばれる高速化アルゴリズムが存在し、これを用いて処理される。ステップＳＰ５において３２通りの出力値の絶対値の最大値検索が行われる。これにより、あるマスクパターンに対応する６４通りのなかの最大値を検出できたこととなる。
マスクパターンは１６通り存在するので、この１６通りの中から最大のものを求める必要がある。このため、ステップＳＰ６において得られた最大値が現在保存している最大の値より大きいか否かが判別され、大きければステップＳＰ７において最大値が更新され、対応するデコード結果が保存される。
ステップＳＰ８において１６回の処理を終えたか否かが判別され、１６通りのマスクパターンについて求めた最大値に対応する値がデコード結果として出力される。
図６はこの発明の一実施例における復号化方法のフローチャートである。この実施例は、図７に示すようにＴＦＣＩの値の１０ｂｉｔのうちの上位４ｂｉｔがすべての場合において０であるとき（ＴＦＣＩが十進数表記で０〜６３まで）の実施例である。この場合は図５より復号結果はマスクパターンに依存しないことを鑑み、ステップＳＰ９においてすべて０のマスクパターンが重畳され、図３のステップＳＰ２，ＳＰ６，ＳＰ７およびＳＰ８を省略したものである。実運用においてＴＦＣＩが十進数表記で０〜６３に限定できるときは、送信されるＴＦＣＩの６４〜１０２３は生起確率０と考えられ、本実施例においては、有意性を示す情報の算出及び比較を０〜６３までに限定していることとなるので受信特性の向上が見込める。
また、図３で示したようなループ処理が必要ないため、単純化され、処理量の削減、ループ機能実現のためのハードウェアもしくはソフトウェアのリソースが削減可能である。
図８はこの発明の他の実施例における復号化方法のフローチャートである。この実施例も、ＴＦＣＩの値の上位４ｂｉｔがすべての場合において０であるとき（ＴＦＣＩが十進数表記で０〜６３まで）の実施例である。実運用においては、送信されるべきＴＦＣＩの候補がＴＦＣＩによって予め上位レイヤから通知され、それは通信ごとに異なる。従って、本実施例では、図６の実施例に加え、最大値検索において、通信中に必要なＴＦＣＩのみを検索することにより実現する。本実施例においては、有意性を示す情報の比較を０〜６３からさらに任意の値までに限定していることとなるので更なる受信特性の向上が見込める。
また、最大値検索において検索候補数が減るため処理量は削減される。しかし、任意の値を検索する機能を実現する必要があるため、その実現のためのハードウェアもしくはソフトウェアのリソースが若干増大する。
図９はこの発明のさらに他の実施例における復号化方法のフローチャートである。
この実施例は任意のＴＦＣＩの候補に対して、復号するものである。図９において、ステップＳＰ１３で任意通りの該当するマスクパターンが重畳され、ステップＳＰ１４において該当する候補中における最大値が検索され、ステップＳＰ１５において必要回数分の処理を終了したことを判別するまで、ＳＰ１３，ＳＰ３，ＳＰ４，ＳＰ１４，ＳＰ６，ＳＰ７およびＳＰ１５の処理が繰り返される。それ以外の動作は図３と同様である。
本実施例においては、任意数の任意のＴＦＣＩの候補（ＴＦＣＳ）を対象に復号処理が可能で、汎用性が高い。
図１０はこの発明のさらに他の実施例における復号化方法のフローチャートである。
この実施例は、図３、図６、図８および図９に示したステップＳＰ４におけるＨａｄａｍａｒｄ変換処理に代えて、Ｈａｄａｍａｒｄ行列の有効な列に対するベクトル演算処理を行うものである。すなわち、無効なＴＦＣＩの候補すべての有意性を示す情報の算出そのものを行わないこととなる。
産業の利用可能性
この発明によれば、冗長なｂｉｔ割り当てのある送信メッセージに対し、誤り訂正復号処理を施す場合の誤り特性を向上させ、その処理時間も短縮可能であることから、制御用信号の伝送のための誤り訂正符号化処理を必要とする装置、例えば、携帯電話機などの無線端末装置に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
図１はこの発明の一実施例におけるＷ−ＣＤＭＡ無線通信端末装置の全体の構成を示すブロック図である。
図２は図１の通信路符号化部受信系制御のための、受信データとＴＦＣＩの処理の流れを示す図である。
図３はＴＦＣＩ復号処理の通常の処理を示すフローチャートである。
図４はこの発明の一実施例における（３２，１０）ｓｕｂ−ｃｏｄｅ  ｏｆ  ｓｅｃｏｎｄ  ｏｒｄｅｒ  Ｒｅｅｄ−Ｍｕｌｌｅｒ  ｃｏｄｅの基底テーブルである。
図５はこの発明の一実施例における（３２，１０）ｓｕｂ−ｃｏｄｅ  ｏｆ  ｓｅｃｏｎｄ  ｏｒｄｅｒ  Ｒｅｅｄ−Ｍｕｌｌｅｒ  ｃｏｄｅの符号化方式を示す図である。
図６はこの発明の一実施例を示すフローチャートである。
図７はＴＦＣＩの上位ｂｉｔが０の例を示す図である。
図８はこの発明の他の実施例を示すフローチャートである。
図９はこの発明のさらに他の実施例を示すフローチャートである。
図１０はこの発明のさらに他の実施例を示すフローチャートである。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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