JP2000515715A - チャネル符号化／復号装置及び方法 - Google Patents

チャネル符号化／復号装置及び方法

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Abstract

(57)【要約】 音声及びデータを効率よく送受信するためのチャネル符号化／復号装置及び方法を提供する。低いデータレート又は短いデータフレームのデータは畳み込み符号化を行い、高いデータレート又は長いデータフレームのデータはターボ符号化を行うことにより、符号化性能を高める。

Description

【発明の詳細な説明】 チャネル符号化／復号装置及び方法 発明の背景 １．発明の属する技術分野 本発明は通信システムのチャネル符号化／復号装置及び方法に係り、特に、音 声及びデータの伝送／受信を効率的に行うための適応型のチャネル符号化／復号 装置及び方法に関する。 ２．従来の技術 第３世代ディジタル通信システムは、各種のサービスを提供している。また入 力されるデータフレームの長さも数十ビットから数千ビットまで非常に広範であ る。このようなシステムでデータを符号化するためには、典型的な例として３種 のチャネル符号器、すなわち、リードソロモン符号器、畳み込み(convolutional )符号器、リードソロモン−畳込み連結(concatenated)符号器が用いられる。し かしながら、ビットエラー率及び時間遅延などの各種のシステム条件を満たすこ とは非常に難しいため、サービス種類、フレーム長さ及び／又はデータレートに 応じて適宜なチャネル符号器を選択しなければならない。 上述したチャネル符号器の各々は、次のような長所及び短所がある。 （１）リードソロモン符号器の短所は、求められる外部インタリーバーにより 時間遅延が発生するということである。 （２）畳み込み符号は、非常に低いＢＥＲのデータサービスでは不向きである 。一方、短い入力フレーム及び１０-3のＢＥＲの音声サービスでは優れた性能を 示す。 （３）リードソロモン−畳込み連結符号は、データサービスで畳み込み符号の 短所を克服するために用いられる。このような連結符号は約１０-6のＢＥＲを要 するデータ送信及び受信で優れた性能を示す。しかしながら、二つの符号器の使 用によりシステムは複雑化し、さらに、リードソロモン符号器によって望ましく ない時間遅延も発生してしまう。 上記３つの符号器とは別に、ターボ符号器はデータサービスのような長いデー タフレーム及び低いＢＥＲ条件のサービスに好適である。このターボ符号器は性 能、システムの複雑度及び時間遅延の側面から前記連結符号器より優れるため、 その需要は高い。 このターボ符号器は二つの簡単な並列連結構成符号を用いて、Ｎ個の情報ビッ トストリームの入力からパリティシンボルを発生する。ターボ符号器の構成符号 には、ＲＳＣ(recursivesy stematic convolutional)符号又はＮＳＣ(non-syste matic convolutional)符号がある。このようなターボ符号器／ターボ復号器の代 表的な例としては、Berrowによる米国特許第５，４４６，７４７号(発明の名称: “Error-Correction Coding Method With At Least Two Systematic Convolutio nal Coding In Parallel，Corresponding Iteractive Module and Decoder”)が ある。 前記米国特許に開示されているターボ符号器は、入力データフレームの長さが 長いほど、ＦＥＣ(forward error correction)の性能が優れる。しかしながら、 データフレームの長さが長くなるか、或いは、データレートが高くなるほど、タ ーボ符号器の内部インタリーバーのサイズは大きくなり、長時間の遅延が発生す る。一方、入力データフレームの長さが短いほど、ターボ符号器はその性能を良 好に発揮することができない。すなわち、ターボ符号は求められるビットエラー 率が１０-6のデータサービスのような分野には好適であるが、入力されるデータ フレームの長さが１００ビット以下(短いデータフレーム)の音声サービスのよう な畳込み符号には好適でない。 発明の概要 したがって、本発明の目的は、入力データフレームの長さ及びデータレートに 対応するサービス種類及び／又はデータの数に応じて、データを符号化すること ができる符号化装置及び方法を提供することにある。 本発明の他の目的は、サービス種類及びデータフレームサイズに応じて畳み込 み符号又はターボ符号を選択して、符号化性能を最大に発揮するような適応型の チャネル符号化装置及び方法を提供することにある。 本発明のさらに他の目的は、畳み込み符号又はターボ符号を選択的に使い分け ることができる簡単なチャネル符号化装置及び方法を提供することにある。 かつ、本発明の他の目的は、サービス種類及びデータ特性に応じて好適なＢＥ Ｒ及び時間遅延を有するように畳み込み符号又はターボ符号を選択する適応型の チャネル符号化装置及び方法を提供することにある。 さらに、本発明の他の目的は、サービス種類及びデータフレームサイズを示す 情報メッセージに応答して、符号化したチャネル情報を畳み込み復号又はターボ 復号する適応型のチャネル復号装置及び方法を提供することにある。 これらの目的を達成するため、本発明は移動通信システムでチャネル符号化方 法を提供する。これは、伝送するデータのサービス種類に応じて二つの復号方法 (例えば、畳み込み符号化又はターボ符号化)のどちらか一方を選択し、その選択 された符号化方法によってデータ符号化した後、その符号化したシンボルを伝送 チャネルを通して伝送する方法である。 その他、本発明は移動通信システムでチャネル復号方法を提供する。これは、 受信される符号化フレームデータのサービス種類に応じて復号方法を選択した後 、その選択した復号方法に応じて受信される符号化フレームデータを復号するも のである。 図面の簡単な説明 図１は本発明の第１実施形態による適応型のチャネル符号化装置のブロック図 である。 図２は図１に示した本発明の適応型の二重化符号器のブロック図である。 図３は図１に示した本発明の適応型の二重化符号器の第２実施形態を示したブ ロック図である。 図４は本発明の適応型のチャネル復号装置の実施形態を示したブロック図であ る。 図５は適応型の二重化復号器として図４に示した選択的畳み込み／ターボ復号 器の詳細ブロック図である。 好適な実施形態の詳細な説明 以下、添付図面を参照して本発明の望ましい実施形態を詳しく説明する。本発 明の要旨に特に関係のない公知の機能及び構成に対する詳細な説明は省略する。 本発明において、フレームサイズはフレーム長さ及びデータレートにより決めら れるので、フレームサイズに応じてターボ符号化／復号又は畳み込み符号化／復 号が決められる。全体の概要 図１は本発明の第１実施形態に応じて基地局と端末機で共用される適応型のチ ャネル符号化装置のブロック図である。 本発明の重要特性は伝送するデータ種類及びフレームサイズに応じて、チャネ ル符号化方法を選択することである。すなわち、その方法はデータ種類及びフレ ームサイズに応じて、畳込み又はターボ符号器のどちらを使用するかを選択する ものである。図１のように適応型のチャネル符号化装置は、伝送するデータが音 声データ又はサイズの小さい非音声データ(例えば、１０フレームに１４．４ｋ ｂｐｓ／２０ｍｓ以下)の場合には、畳み込み符号化を行い、一方、サイズの大 きいデータ(例えば、１０フレームに１４．４ｋｂｐｓ／２０ｍｓ以上)の場合に は、ターボ符号化を行うように構成されている。 情報メッセージ送受信機(information message transmitter)１０は、呼セッ トアップ過程で、サービスの種類(例えば、音声データ、文字データ、画像デー タ及び動画像データ)及びフレームサイズを示すフレーム長さや伝送率に対応す る制御 情報に関する情報メッセージを受信機に伝送する。その際、ＣＰＵ(Control Pro cessing Unit)１２はどの符号器を使用するかを決めている。可変データレート を使用する通信環境では、このような情報メッセージによるデータサイズ情報は 、制御情報伝送チャネルを通して伝送するか、データフレームのヘッダーを通し て又は既存の電力制御ビットのように非符号化ビットで伝送することもできる。 つまり呼セットアップ動作中に、ＣＰＵ１２は、受信される情報メッセージを 分析して制御命令記憶装置(control command storage)１４を読み込んで、どち らの符号器を選択する決定することにより、情報メッセージに対応する制御命令 を出力する。ここで、このような制御命令は、サービス種類及びフレームサイズ による符号モードと、ターボ符号器の構成符号の生成多項式によるスイッチング 制御信号ＳＷＣｉ(ｉ＝０，１，２，．．)とを含んでいる。 すなわち、ＣＰＵ１２は情報メッセージ送受信機１０から受信されるサービス 種類及びフレームサイズの情報により、設定されるチャネル符号器選択命令を制 御命令貯蔵装置１４から読み出す。そして、ＣＰＵ１２は、符号モード及び制御 を論理ハイ又は論理ローに設定することにより畳み込み又はターボ符号の出力を 選択し、シンボル繰り返し器(symbol repeater)３０を制御して、伝送するシン ボル率を調整する。 以下、畳み込み符号又はターボ符号の選択過程をより詳しく説明する。 入力データフレームが短いか又は求められるサービス遅延時間が短い場合、ス イッチ２８は符号モードを論理ハイに設定することにより、第１マルチプレクサ (1st mux)２２に接続される。一方、入力データフレームが長いか又は時間遅延 が問題視されないデータサービスの場合、前記スイッチ２８は、符号モードを論 理ローに設定することにより、第２マルチプレクサ(2nd mux)２６に接続される 。 この他にも、ＣＰＵ１２により設定される符号モードに応じて、入力データフ レームの情報ビツトｄkを畳み込み符号器(convolutional encoder)１８又はター ボ符号器(turbo encoder)２０に選択的に提供するように、スイッチ２８を適応 型の二重化符号器(adaptive dual enoder)１６の入力端に位置させることもでき る。 その後、ＣＰＵ１２は選択符号モードに応じて、ＭＣＴＬ(multiplexing cont rol signal)１又はＭＣＴＬ２とＰＣＴＬ（穿孔制御信号）を出力する。 ここで畳み込み符号モードの場合、適応型の二重化符号器１６内の畳み込み符 号器１８は情報ビットストリームｄkを符号化して、畳み込み符号シンボルＣＯ ＮＶ-out-ｉ(ｉ＝０，１，２，．．)を第１マルチプレクサ２２に供給する。こ の第１マルチプレクサ２２は、ＭＣＴＬ１により畳み込み符号器１８から出力さ れる畳み込み符号シンボルＣＯＮＶ_out_Oを多重化した後、多重化したシンボル をスイッチ２８の入力ノードの一方に供給する。 また一方、ターボ符号モードの場合、ターボ符号器２０はＣＰＵ１２から受信 されるスイッチング制御信号ＳＷＣｉに対応する生成多項式によって、情報ビッ トストリームｄkからターボ符号シンボルＴＣ_out_ｉ(ｉ＝０，１，２，．．)を 発生する。その際、伝送率を調整するため、選択的穿孔器(seletive punctuer) ２４はＣＰＵ１２から受信される穿孔制御信号ＰＣＴＬに応じて、ターボ符号シ ンボルＴＣ_out_０，ＴＣ_out_１，ＴＣ_out_２の情報を穿孔して、ターボ符号 器２０の出力側で伝送率を可変させる。そして第２マルチプレクサ２６は、穿孔 後、ターボ符号シンボルＴＣ_out_０，ＴＣ_out_１，ＴＣ_out_２を多重化制御 信号ＭＣＴＬ２で多重化して、多重化したシンボルをスイッチ２８の入力ノード の他方に供給する。 その後、スイッチ２８を通して第２マルチプレクサ２６から出力されるシンボ ルは、シンボル繰り返し器３０、チャネルインタリーバー(channel interleaver )３２及び変調器(modulator)３３により繰り返し、インタリービング及び変調さ れた後、伝送チャネルを通して伝送される。 次に図１及び図２を参照する。図２は図１の適応型の二重化符号器１６の実施 形態を示している。畳み込み符号器１８の場合、発生シーケンスはＧO＝５６１( オクタル)及びＧ1＝７５３(オクタル)であり、ターボ符号器２０の場合には構成 符号が７(オクタル)、５(オクタル)であり、符号率は１／２又は１／３である。 ここで、構成符号が７(オクタル)、５(オクタル)の場合、ターボ符号器２０内の 構成符号器４０，４２の各々は二つのメモリを備えている。 図２を参照すれば、畳み込み符号器１８は、直列接続されて入力情報ビットｄk を遅延する８個のメモリ３４ａ−３４ｈと、入力情報ビットｄkとメモリ３４ｂ ，３４ｃ，３４ｄの出力を排他的論理和するＥＸ−ＯＲゲート３６と、入力情報 ビ ットｄkとメモリ３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｅ，３４ｇの出力を排他的論理 和するＥＸ−ＯＲゲート３８と、を備える。 一方ターボ符号器２０は、入力情報ビットｄkを符号化する第１構成符号器４ ０と、入力情報ビットストリームｄkをインタリービングするインタリーバー４ ４と、インタリーバーの出力を符号化する第２構成符号器４２と、第１及び第２ 構成符号器４０，４２でテールビットを発生してフレームを終わらせるテールビ ット発生器(tail bit generator)４６と、を備える。この際、情報ビットｄkと テールビット発生器４６との間、情報ビットｄkと第１構成符号器４０との間、 情報ビットｄkとインタリーバー４４との間にはスイッチ６６ａ，６６ｂ，６８ ａがそれぞれ接続されており、インタリーバー４４と第２構成符号器４２との間 にはスイッチ７２ａが接続されている。スイッチ６６ａ，６６ｂ，６８ａ，７２ ａは、第１、第２及び第４スイッチ制御器(switch controller)６６，６８，７ ２により制御される。 図２中、参照符号６６ｃ，６６ｄ，６６ｆ，６８ｂ，７０ａ，７２ｂ，７２ｃ ，７２ｄは第１、第２、第３及び第４スイッチ制御器６６−７２により制御され るスイッチを示し、参照符号５０，５２，６０，６２はメモリを示す。 図１及び図２を参照して、本発明の適応型の二重化符号器１６の第１実施形態 を説明すると次の通りである。適応型の二重化符号器１６の動作を、二つの場合 に分けて説明する。その一つは情報メッセージが音声サービス又は低いデータレ ートのデータ及び短いフレームのデータを示す場合であり、もう一つは情報メッ セージが高いデータレートのデータ又は長いデータフレームのデータを示す場合 である。 １ａ．畳み込み符号器の動作(低いデータレート及び短いフレームのデータに 用いられる場合) 図１を参照すれば、伝送する情報が音声サービス又は低いデータレート及び短 いフレームのデータであれば、ＣＰＵ１２は、制御命令貯蔵装置１４から制御命 令を読み出して畳み込み符号器１８が動作するようにし、スイッチ２８を第１マ ルチプレクサ２２に接続する。 その後、ＣＰＵの制御によってスイッチング制御信号ＳＷＣ１−ＳＷＣｎを同 時に出力する。これにより適応型の二重化符号器１６内のスイッチ制御器６６， ６８，７２は、スイッチ６６ａ，６８ａ，７２ａをターンオフさせてターボ符号 器２０への全ての経路を遮断させる。 このようにターボ符号器２０の動作を中止した状態で、畳み込み符号器１８は 、発生シーケンス５６１(オクタル)及び７５３(オクタル)を用いる入力情報ビッ トストリームｄkから、符号化したパリティシンボルストリームＣＯＮＶ_out_０ 、ＣＯＮＶ_out_１を発生させる。そして、このパリティシンボルは、ＣＰＵ１ ２の制御下で第１マルチプレクサ２２により多重化された後、スイッチ２８を通 してシンボル繰り返し器３０に入力される。次に、シンボル繰り返し器３０は多 重化した符号シンボルを繰り返すことで、所定の伝送率とし、この繰り返し器か ら出力されたシンボルは、インタリーバー３２によりインタリービングされた後 、変調器３３により変調されて伝送チャネルを通して伝送される。 したがって、音声サービスのデータフレームが入力されると、図１に示したチ ャネル符号化装置は約１００−３００ビットのフレームサイズ、１０-3のＢＥＲ で優れた符号化性能を示す畳み込み符号器１８を自動的に選択して、符号化効率 を向上させることができる。 １ｂ．ターボ符号器の動作(高いデータレート又は長いフレームのデータに用 いられる場合) 仮に、伝送する情報が高いデータレート又は長いデータフレームを示すデータ サービスのデータ(例えば、文字、画像及び動画像)であれば、ＣＰＵ１２は制御 命令貯蔵装置１４から、該当制御命令を読み出してターボ符号器２０を動作させ 、スイッチ２８を第２マルチプレクサ２６に接続させる。 より詳しくは、ＣＰＵ１２はターボ符号器２０の第１及び第２構成符号器４０ ，４２において、生成多項式によるスイッチング制御信号ＳＷＣ１−ＳＷＣｎに よって、図２の第１乃至第４スイッチ制御器６６−７２を制御する。 このように第１乃至第４スイッチ制御器６６−７２はスイッチング制御信号Ｓ ＷＣ１−ＳＷＣｎに応答して各々のスイッチを制御するが、各スイツチ制御部は 以下のように作動する。スイッチ制御器６６は、情報ビットｄkから符号シンボ ルＸkを発生するようにスイッチ６６ａをターンオンさせ、入力データフレーム が第1構成符号器４０に入力されるようにスイッチ６６ｂをターンオンさせ、ス イッチ６６ｅ，６６ｆをターンオンさせ、テールビットを挿入するスイッチ６６ ｄはターンオフさせる。またスイッチ制御器６８は、入力情報ビットｄkがイン タリーバー４４に入力されるようにスイッチ６８ｂをターンオンさせ、第１構成 符号器４０内の最後のメモリ(シフトレジスタ)の出力をＥＸ−ＯＲゲート５３と 連結するようにスイッチ６８ｂをターンオンさせる。スイッチ制御器７０は、第 ２構成符号器４２内の最後のメモリの出力をＥＸ−ＯＲゲート６３と連結するよ うにスイッチ７０ａをターンオンさせる。さらにスイッチ制御器７２は、インタ リーバー４４の出力を第２構成符号器４２と連結するようにスイッチ７２ａをタ ーンオンさせ、テールビットを挿入するためのスイッチ７２ｂはターンオフさせ る。 本発明の第１実施形態では、情報ビットｄkが入力されると、第１構成符号器 ４０、インタリーバー４４及び第２構成符号器４２によりターボ符号化が行われ る。そしてデータフレームの端部には、第１及び第２構成符号器４０，４２にお いてフレーム終了を示すためにテールビットを挿入する。データフレームが完全 に入力されると、第１及び第４スイッチ制御器６６，７２はスイッチ６６ａ，６ ６ｂ，７２ａをターンオフさせ、スイッチ６６ｄ，６６ｃ，７２ｂはターンオン させる。このようなスイッチ６６ｃ，７２ｂがターンオン状態で、入力データフ レームには四つのテールビットが加えられる。これにより、ターボ符号器出力シ ンボルＸkは四つのテールビットを備え、ターボ符号器出力シンボルＹ1k，Ｙsk の各々は符号化した四つのテールビットを備える。したがって、テールとテール パリティに対する全体付加ビットは８となる。そして次のフレームは、テールビ ット挿入のためのスイッチを除いて全てのスイッチをターンオンさせて、前記方 法と同様に処理する。 このようなターボ符号化動作の結果、符号シンボルＴＣ_out_０が符号化過程 無しに情報ビットｄkから出力され、符号シンボルＴＣ_out_１が第１構成符号器 ４ ０のＥＸ−ＯＲゲート５３から出力され、符号シンボルＴＣ_out_２が第２構成 符号器４２のＥＸ−ＯＲゲート６３から出力される。そして、これらの符号シン ボルは選択的穿孔器２４に供給される。 次に選択的穿孔器２４は、ＣＰＵ１２から受信される穿孔制御信号ＰＣＴＬに より符号シンボルを穿孔して、所望の伝送率を達成する。例えば、データ率が１ ／２の場合は符号シンボルＴＣ_out_１及びＴＣ_out_２を交互に穿孔し、データ 率が１／３の場合には符号シンボルＴＣ_out_０及びＴＣ_out_１を穿孔し、ＴＣ _out_２を穿孔しない。次に第２マルチプレクサ２６は、前記選択的穿孔器２４ により調節された伝送率でターボ符号化したシンボルを多重化する。この多重化 したシンボルは繰り返し器３０、チャネルインタリーバー３２及び変調器３３に より繰り返し、インタリービング及び変調されて伝送チャネルを通して伝送され る。 図３に示したように、本発明の適応型の二重化符号器１６の第２実施形態は第 １実施形態と殆ど同一に作用する。この２つの実施形態間の相違点は、本第２実 施形態が畳み込み符号器１８の数個のメモリを、ターボ符号器２０の第１構成符 号器４０と共有するということにある。 より詳しくは、所定のサイズより小さいデータフレームが入力されると、畳み 込み符号器１８は動作してスイッチ６６ａ，６６ｃ，６６ｄ，６６ｅ，６６ｆ， ６８ａ，６８ｂ，７０ａ，７２ａ，７２ｂ，７２ｃ，７２ｄをターンオフさせ、 スイッチ６６ｂはターンオンさせる。 一方、所定のサイズより大きいデータフレームが入力されると、ターボ符号器 ２０が動作する。このために、スイッチ制御器６６は、情報ビットｄkから符号 シンボルＸkを発生するようにスイッチ６６ａをターンオンさせ、入力データフ レームが第１構成符号器４０に入力されるようにスイッチ６６ｂをターンオンさ せ、スイッチ６６ｅ，６６ｆをターンオンさせ、テールビットを挿入するスイッ チ６６ｄはターンオフさせる。またスイッチ制御器６８は、入力情報ビットスト リームｄkがインタリーバー４４に入力されるようにスイッチ６８ａをターンオ ンさせ、第１構成符号器４０内の最後のメモリ(シフトレジスタ)の出力をＥＸ− ＯＲゲー ト５３と連結するようにスイッチ６８ｂをターンオンさせる。そしてスイッチ制 御器７０は、第２構成符号器４２内の最後のメモリの出力をＥＸ−ＯＲゲート６ ３と連結するようにスイッチ７０ａをターンオンさせる。さらにスイッチ制御器 ７２は、インタリーバー４４の出力を前記第２構成符号器４２と連結するように スイッチ７２ａをターンオンさせ、テールビットを挿入するスイッチ７２ｂはタ ーンオフさせる。 本発明の第２実施形態では情報ビットｄkが入力されると、第１構成符号器４ ０、インタリーバー４４及び第２構成符号器４２によりターボ符号化が行われる 。データフレームの端部には第１及び第２構成符号器４０，４２のフレーム終了 を示すためにテールビットを挿入する。そしてデータフレームか完全に入力され ると、第１及び第４スイッチ制御器６６，７２はスイッチ６６ａ，６６ｂ，７２ ａをターンオフさせ、スイッチ６６ｄ，６６ｃ，７２ｂはターンオンさせる。こ のスイッチ６６ｃ，７２ｂがターンオン状態の場合、入力データフレームには四 つのテールビットが加えられる。これにより、ターボ符号器出力シンボルＸkは 四つのテールビットを備え、ターボ符号器出力シンボルＹ1k，Yskの各々は符号 化した四つのテールビットを備える。したがって、テールとテールパリティに対 する全体付加ビットは８となる。次のフレームはテールビット挿入のためのスイ ッチを除いては、全てのスイッチをターンオンさせることにより入力される。以 上は特定の生成多項式、スイッチ制御器、スイッチ及びフレーム終了のためのテ ールビット挿入方式で説明したが、各種の変形が当該分野における通常の知識を 持つ者により可能なのは明らかである。 本発明による適応型のチャネル復号装置の第３実施形態を図４に示した。 この適応型のチャネル復号装置は、図１に示したチャネル符号化装置の情報メ ッセージ送受信機１０から情報メッセージを受信する情報メッセージ受信機(inf ormation message receiver)８０と、情報メッセージに基づいて入力データのサ ービス種類及び伝送率を分析して、どの復号器を使用するかを決めて制御命令記 憶装置(control command storage)８４から該当復号モード命令を読み出して制 御 信号を出力するＣＰＵ８２とを備える。ここで復号モード命令は、選択式畳み込 み／ターボ復号器(selective convolutional/turbo decoder)１００で、畳み込 み復号又はターボ復号を選択する復号モードスイッチング制御信号Ｓ１−Ｓ５を 含んでいる。尚、本発明の実施形態では情報メッセージがサービス種類及びフレ ームサイズの両方を示すが、サービス種類又はフレームサイズのうち、いずれか 一つを検出して復号モードを決めることも可能である。 ＣＰＵ８２は、受信される情報メッセージに対応する復号モードの選択をして いる。例えば、入力データを畳み込み復号モードで復号すべき場合、ＣＰＵ８２ は、スイッチ９２を第１デマルチプレクサ(1st DEMUX)９４に接続するとともに 、復号モード制御信号Ｓ１−Ｓ５を畳み込み復号モードに設定する。一方、入力 データをターボ復号モードで復号すべき場合、ＣＰＵ８２はスイッチ９２を第２ デマルチプレクサ(2nd DEMUX)９６に接続するとともに、復号モード制御信号Ｓ １−Ｓ５をターボ復号モードに設定する。この第１及び第２デマルチプレクサ９ ４，９６はＣＰＵ８２から受信されるＤＭＣＴＬ(demultiplexing control sign al)１，ＤＭＣＴＬ２により動作する。 畳み込み復号を行う場合、スイッチ９２は第１デマルチプレクサ９４に接続さ れ、選択式畳み込み／ターボ復号器１００は畳み込み復号モードに設定される。 このような状態で変調されたデータフレームが受信されると、ＣＰＵ８２の制御 によって、そのデータフレームは逆変調器(demodulator)８６、チャネルデイン タリーバー(channel deinterleaver)８８及びシンボル結合器(symbol combiner) ９０により逆変調、デインタリービング及びシンボル結合される。このときシン ボル結合器９０は伝送率を調節する役割を果たす。そして、第１デマルチプレク サ９４は、スイッチ９２を通してシンボル結合器９０から受信されるデータシン ボルを、ＤＭＣＴＬ１に応じて畳み込み符号シンボルＣＯＮＶ_out_０，ＣＯＮ Ｖ_out_１に逆多重化する。次に、選択式畳み込み／ターボ復号器１００は、復 号モード制御信号Ｓ１−Ｓ４により畳み込み符号化したシンボルを畳み込み復号 する。この後、硬判定回路(hard-decision circuit)１０４は、端子ＣＯＮとス イッチ１ ０２を通して選択式畳み込み／ターボ復号器１００から復号信号を受信し、その 受信した複合信号を基に最後の畳み込み復号信号を発生する。尚、復号モード制 御信号Ｓ１−Ｓ４により畳込み／ターボ復号モードに選択的に設定される選択式 畳み込み／ターボ復号器１００の動作については、図５を参照して説明する。 ターボ復号を行う場合、スイッチ９２は第２デマルチプレクサ９６に接続され 、選択式畳み込み／ターボ復号器１００はターボ復号モードに設定される。この ような状態で変調されたデータフレームが受信されると、そのデータフレームは ＣＰＵ８２の制御下で逆変調器８６、チャネルデインタリーバー８８及びシンボ ル結合器９０により逆変調、デインタリービング及びシンボル結合される。そし て第２デマルチプレクサ９６は、スイッチ９２を通してシンボル結合器９０から 受信されるデータシンボルを、ＤＭＣＴＬ２に応じてターボ符号シンボルＴC_ou t_０，ＴＣ_out_１，ＴＣ_out_２に逆多重化する。その後選択式逆穿孔器(selet ive depuncturer)９８は、ＣＰＵ８２から受信される逆穿孔制御信号ＳＰＣＴＬ により符号シンボルを逆穿孔して伝送率を調節する。次に選択式畳み込み／ター ボ復号器１００は、逆穿孔後に、ターボ符号化したシンボルを、復号モード制御 信号Ｓ１−Ｓ４によりターボ復号する。最終的に、端子ＴＣとスイッチ１０２を 通して選択式畳み込み／ターボ復号器１００から受信される復号信号を基に、硬 判定決定器１０４は最後のターボ復号信号を発生する。 したがって、図４の適応型のチャネル復号装置はサービス種類及び伝送フレー ムサイズに応じて送信側で選択的に畳み込み符号化又はターボ符号化する入力デ ータシンボルを正確に復号することができる。 図５は適応型の二重化復号器として図４に示した選択式畳み込み／ターボ復号 器１００を示した詳細ブロック図である。この選択式畳み込み／ターボ復号器１ ００は、畳み込み符号化したシンボルを復号するための付加ライン及びスイッチ １０８，１１０を除いては、ターボ復号器と同一である。ここで、第１軟判定ビ タビ復号器(soft-decision viterbi decoder)１１１は、ターボ符号化シンボル 及び畳み込み符号化シンボルに共用される。したがって、畳み込み符号化シンボ ル、すなわち、音声データ及び小さいサイズの一般データは、第１軟判定ビタビ 復号器１０２を制御して復号する。この選択式畳み込み／ターボ復号器は、畳み 込み符号シンボルＣＯＮＶ_out_０，ＣＯＮＶ_out_１又はターボ符号シンボルＴ Ｃ_out_０，ＴＣ_out_１及びフィードバックされたターボ付加情報Ｚkを軟判定 復号する第１軟判定ビタビ復号器１０２と、第１軟判定ビタビ復号器１０２の出 力をインタリービングするインタリーバー(interlaever)１１２と、インタリー バーの出力とターボ符号シンボルＴＣ_out_２を軟判定復号する第２軟判定ビタ ビ復号器(soft-decision viterbi decoder)１１４と、第２軟判定ビタビ復号器 １１４の出力をデインタリービングして第１軟判定ビタビ復号器１０２にフィー ドバックするデインタリーバー(deinterleaver)１１６と、第１軟判定ビタビ復 号器１０２に入力情報をスイッチングするスイッチ１０６−１１０と、を備えて なる。 まず復号モード制御信号Ｓ１−Ｓ５がＣＰＵ８２の制御下で畳み込み復号モー ドで出力される場合は、スイッチ１０６，１０４はターンオフ状態となり、スイ ッチ１０８，１１０はターンオン状態となる。また、スイッチ１０２は端子Ａに 接続される。このような状態で、図４の第１デマルチプレクサ９４から畳み込み 符号化したシンボルＣＯＮＶ_out_０，ＣＯＮＶ_out_１が受信されると、第１軟 判定ビタビ復号器１１１は、その符号シンボルを畳み込み復号する。そして硬判 定回路１０４は、スイッチ１０２を通して第１軟判定ビタビ復号器１１１から受 信される復号信号から最後の畳み込み復号信号を発生する。 仮に、復号モード制御信号Ｓ１−Ｓ５がＣＰＵ８２の制御下でターボ復号モー ドで出力される場合は、スイッチ１０６，１０４はターンオン状態となり、スイ ッチ１０８，１１０はターンオフ状態となる。そして繰り返しターボ復号が完了 すると、スイッチ１０２は端子Ｂに接続される。そうでなければ、スイッチ１０ ２はオープン状態となる。このような状態で、図４の選択式逆穿孔器９８からタ ーボ符号化したシンボルＴＣ_out_０，ＴＣ_out_１，ＴＣ_out_２が受信される と、第１軟判定ビタビ復号器１１１は、デインタリーバー１１６からフィードバ ックされた付加情報(additional information)Ｚkと、ターボ符号シンホルＴＣ_ out_ ０，ＴＣ_out_１とを復号する。そして、第１軟判定ビタビ復号器１１１の出力 をインタリーバー１１２でインタリービングした後、このインタリーバーの出力 とターボ符号シンボルＴＣ_out_２を、第２軟判定ビタビ復号器１１４で復号す る。次に第２軟判定ビタビ復号器１１４の出力を、デインタリーバー１１６にお いてデインタリービングした後、繰り返し復号過程により、硬判定回路１０４及 び第１軟判定ビタビ復号器１１１に出力する。そして硬判定回路１０４は最後の 復号を行う。 上述したように、図１のチャネル符号化装置は、低いデータレート(例えば、 音声データ)又は短いフレームに対しては畳み込み符号器１８を選択し、高いデ ータレート又は長いデータフレームに対してはターボ符号器２０を自動的に選択 することにより符号化性能及び伝送率を向上させることができる。例えば、３２ ０ビットの基準サイズより小さいパケットデータの場合には畳み込み符号器を使 用し、それ以上のサイズにはターボ符号器を使用する。 以上、本発明を特定の実施形態を参照して説明したが、本発明はこれらに限る ものでなく、各種の変形が本発明の思想及び範囲を逸脱しない限り、当該技術分 野における通常の知識を持つ者により可能なのは明らかである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｂ 14/04 Ｈ０４Ｂ 14/04 Ｚ

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １．移動通信システムのチャネル符号化方法において、 伝送するデータのサービス種類に応じて畳み込み符号化方式またはターボ符号 化方式のどちらか一方を選択する過程と、 前記選択した符号化方式を用いて伝送するデータを符号化する過程と、 前記符号化されたシンボルを伝送チャネルを通して伝送する過程と、を含むこ とを特徴とするチャネル符号化方法。 ２．伝送するデータのサービス種類が音声サービスの場合、畳み込み符号化方 式を選択する請求項１に記載のチャネル符号化方法。 ３．伝送するデータのサービス種類がデータサービスの場合、ターボ符号化方 式を選択する請求項１に記載のチャネル符号化方法。 ４．データサービスは少なくとも３２Ｋｂｐｓ／１０ｍｓで実施される請求項 ３に記載のチャネル符号化方法。 ５．サービス種類が長いデータフレームで提供されるサービスの場合、ターボ 符号化方式を選択する請求項１に記載のチャネル符号化方法。 ６．移動通信システムのチャネル符号化方法において、 伝送するフレームのサイズに応じて畳み込み符号化方式またはターボ符号化方 式のどちらか一方を選択する過程と、 前記選択された符号化方法を用いて伝送するフレームデータを符号化する過程 と、 前記符号化されたシンボルを伝送チャネルを通して伝送する過程とを含むこと を特徴とするチャネル符号化方法。 ７．伝送するデータのサイズが所定のサイズより小さい場合は畳み込み符号化 を行い、伝送するデータのサイズが所定のサイズより大きい場合にはターボ符号 化を行う請求項６に記載のチャネル符号化方法。 ８．所定のサイズはフレーム当たり３２０ビットである請求項７に記載のチャ ネル符号化方法。 ９．移動通信システムのチャネル符号化方法において、 伝送するデータのサービス種類またはフレームサイズに応じて、畳み込み符号 化方式またはターボ符号化方式のとちらか一方を選択する過程と、 前記選択した符号化方法を用いて伝送するフレームデータを符号化する過程と 、 前記符号化されたシンボルを伝送チャネルを通して伝送する過程とを含むこと を特徴とするチャネル符号化方法。 １０．伝送するデータのサービス種類が音声サービスの場合、畳み込み符号化 方式を選択する請求項９に記載のチャネル符号化方法。 １１．伝送するデータのサービス種類がデータサービスであり、データが３２ ０ビットを下回る場合、畳み込み符号化方式を選択する請求項９に記載のチャネ ル符号化方法。 １２．伝送するデータのサービス種類がデータサービスであり、データがフレ ーム当たり３２０ビット以上の場合、ターボ符号化方式を選択する請求項９に記 載のチャネル符号化方法。 １３．サービス種類が長いデータフレームで提供されるサービスの場合、ター ボ符号化方式を選択する請求項９に記載のチャネル符号化方法。 １４．移動通信システムのチャネル復号方法において、 受信される符号化フレームデータのサービス種類に応じて復号方式を決定する 過程と、 前記受信符号化フレームデータを、前記決定した復号方式によって復号する過 程と、を含むことを特徴とするチャネル復号方法。 １５．サービス種類が音声データの場合、復号方式を軟判定ビタビ復号方式と する請求項１４に記載のチャネル復号方法。 １６．サービス種類が少なくともフレーム当たり３２０ビットをもつデータサ ービスの場合、復号方式をターボ復号方式とする請求項１４に記載のチャネル復 号方法。 １７．符号化フレームデータのサービス種類及びフレームデータサイズは、受 信した情報メッセージから検出される請求項１６に記載のチャネル復号方法。 １８．サービス種類が長いデータフレームで提供されるサービスの場合、ター ボ復号を行う請求項１４に記載のチャネル復号方法。 １９．移動通信システムのチャネル符号化装置において、 伝送するデータのサービス種類に応じて畳み込み符号器またはターボ符号器の どちらか一方を選択する制御器と、 前記制御器の制御下でデータを畳み込み符号化する畳み込み符号器と、 前記制御器の制御下でデータをターボ符号化するターボ符号器とを備えること を特徴とするチャネル符号化装置。 ２０．伝送するデータのサービス種類が音声サービスの場合、制御器により畳 み込み符号器を選択する請求項１９に記載のチャネル符号化装置。 ２１．伝送するデータのサービス種類が少なくともフレーム当たり３２０ビッ トをもつデータサービスの場合、制御器によりターボ符号器を選択する請求項１ ９に記載のチャネル符号化装置。 ２２．伝送するデータのサービス種類がデータサービスであり、データがフレ ーム当たり３２０ビットを下回る場合、制御器により畳み込み符号器を選択する 請求項１９に記載のチャネル符号化装置。 ２３．伝送するデータのサービス種類が長いデータフレームで提供されるサー ビスの場合、制御器によりターボ符号器を選択する請求項２０に記載のチャネル 符号化装置。 ２４．移動通信システムのチャネル符号化装置において、 伝送するデータのデータレートに応じて畳み込み符号器またはターボ符号器の どちらか一方を選択する制御器と、 制御器の制御下で入力フレームデータを符号化する畳み込み符号器と、 制御器の制御下で入力フレームデータをターボ符号化するターボ符号器とを備 えることを特徴とするチャネル符号化装置。 ２５．データレートが所定のデータレートより低い場合、制御器により畳み込 み符号器を選択する請求項２４に記載のチャネル符号化装置。 ２６．所定のデータレートは３２ｋｐｓ／１０ｍｓより低い請求項２５に記載 のチャネル符号化装置。 ２７．データレートが所定のデータレートより高い場合、制御器はターボ符号 器を選択する請求項２４に記載のチャネル符号化装置。 ２８．所定のデータレートは３２ｋｐｓ／１０ｍｓより高い請求項２７に記載 のチャネル符号化装置。 ２９．移動通信システムのチャネル復号装置において、 受信されるデータのサービス種類に応じてビタビ復号器またはターボ復号器の どちらか一方を選択する制御器と、 前記制御器の制御下で受信されるデータを復号するビタビ復号器と、 前記制御器の制御下で受信されるデータをターボ復号化するターボ復号器とを 備えることを特徴とするチャネル復号装置。 ３０．サービス種類が音声サービスの場合、制御器によりビタビ復号器を選択 する請求項２９に記載のチャネル復号装置。 ３１．サービス種類がデータサービスの場合、制御器によりターボ復号器を選 択する請求項２９に記載のチャネル復号装置。 ３２．受信されるデータのデータレートが少なくとも３２ｋｐｓの場合、制御 器によりターボ復号器を選択する請求項３１に記載のチャネル復号装置。 ３３．サービス種類が長いデータフレームで提供されるサービスの場合、制御 器によりターボ復号器を選択する請求項２９に記載のチャネル復号装置。 ３４．移動通信システムのチャネル復号装置において、 受信されるデータのデータレートに応じてビタビ復号器またはターボ復号器の どちらか一方を選択する制御器と、 前記制御器の制御下で受信されるデータを復号するビタビ復号器と、 前記制御器の制御下で受信されるデータをターボ復号するターボ復号器とを備 えることを特徴とするチャネル復号装置。 ３５．データレートが所定のデータレートより低い場合、制御器によりビタビ 復号器を選択する請求項３４に記載のチャネル復号装置。 ３６．所定のデータレートが３２ｋｂｐｓ／１０ｍｓより低い請求項３５に記 載のチャネル復号装置。 ３７．データレートが所定のデータレートより高い場合、制御器によりターボ 符号器を選択する請求項３４に記載のチャネル復号装置。 ３８．所定のデータレートが１４．４ｋｂｐｓ／２０ｍｓより高い請求項３７ に記載のチャネル復号装置。 ３９．移動通信システムのチャネル復号装置において、 受信されるデータのデータレートまたはサービス種類のどちらか一方に応じて ビタビ復号器またはターボ復号器のどちらか一方を選択する制御器と、 前記制御器の制御下で受信されるデータを復号するビタビ復号器と、 前記制御器の制御下で受信されるデータをターボ復号するターボ復号器とを備 えることを特徴とするチャネル復号装置。 ４０．サービス種類が音声データの場合、制御器によりビタビ復号器を選択す る請求項３９に記載のチャネル復号装置。 ４１．サービス種類がデータサービスの場合、制御器によりターボ復号器を選 択する請求項３９に記載のチャネル復号装置。 ４２．受信されるデータのデータレートが所定のデータレートより低い場合、 制御器によりビタビ復号器を選択する請求項３９に記載のチャネル復号装置。 ４３．所定のデータレートか３２ｋｂｐｓ／１０ｍｓより低い請求項４２に記 載のチャネル復号装置。 ４４．受信されるデータのデータレートが所定のデータレートより高い場合、 制御器によりターボ復号器を選択する請求項３９に記載のチャネル復号装置。 ４５．所定のデータレートが３２ｋｂｐｓ／１０ｍｓより高い請求項４４に記 載のチャネル復号装置。 ４６．サービス種類が長いデータフレームで提供されるサービスの場合、制御 器によりターボ復号器を選択する請求項３９に記載のチャネル復号装置。
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