JP2004248216A

JP2004248216A - 信号処理装置及び方法

Info

Publication number: JP2004248216A
Application number: JP2003038669A
Authority: JP
Inventors: Takashi Izumi; 尚和泉
Original assignee: Sony Ericsson Mobile Communications Japan Inc
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2003-02-17
Filing date: 2003-02-17
Publication date: 2004-09-02

Abstract

【課題】受信データの正しい復号が行える可能性を高くして、極力再送を行う必要をなくする。
【解決手段】受信データのステートメトリック値の演算を行って、復号を行う復号手段２０１と、復号手段で算出されたステートメトリック値に基づいて、信頼度の高い復号結果を、最も信頼度が高いものから１つ又は複数記憶する記憶手段２０４と、復号手段が出力する復号データの誤り検出を行う誤り検出手段２０３と、誤り検出手段での誤り検出で誤りが検出されて、記憶手段に別の復号結果が記憶されている場合に、その別の復号結果を出力させて誤り検出手段に供給する制御手段２０５とを備えた。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、畳み込み符号やターボ符号の復号処理に適用して好適な信号処理装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、無線通信システムを構築する場合、送信側で、用意されたデータに対してＣＲＣ（ＣｙｃｌｉｃＲｅｄｕｎｄａｎｃｙＣｈｅｃｋ）などの誤り検出用の符号を付加した上で、畳み込み符号やターボ符号などの符号化を行って、受信側でその符号を復号して、元のデータを得ることが行われている。
【０００３】
畳み込み符号やターボ符号を符号化方式として適用することで、伝送路状態が悪い場合であっても、それなりに正しいデータの復号が可能である。また、復号されたデータは、そのデータに付加された誤り検出符号を使用することで、正しいデータであるか否か判断できる。
【０００４】
特許文献１は、畳み込み符号の復号方式の１つであるビタビ復号処理と、そのビタビ復号されたデータに対して、誤り検出処理を行う処理構成についての記載がある。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−８３２４号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
以上のようにして、ビタビ復号などの復号と誤り検出処理を組み合わせることが行われているが、誤り検出符号を使用して誤り検出がされた場合の処理としては、例えば、その誤りがあるデータを捨てて、同じパケットのデータを再度送信させる再送要求を送信元に送って、再度送信されたデータを復号する処理が考えられる。ところが、伝送路環境が悪い場合には、頻繁に再送要求が送られることになるため、再送要求を送信する無線チャンネル、及び、その再送要求に基づいて再送データを送信する無線チャンネルの無線リソースを大きく消費してしまう問題があった。
【０００７】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、受信データの正しい復号が行える可能性を高くして、極力再送を行う必要をなくすることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、受信データのステートメトリック値の演算を行って復号を行い、その復号で算出されたステートメトリック値に基づいて、信頼度の高い復号結果を、最も信頼度が高いものから１つ又は複数記憶し、記憶された復号データの誤り検出を行い、その誤り検出で誤りが検出されて、別の復号結果が記憶されている場合に、その別の復号結果を出力させて誤り検出させるようにしたものである。
【０００９】
本発明によると、候補となる復号結果の内から正しい復号結果が選択されて出力されることになり、正しい復号ができる可能性が高くなる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。
【００１１】
図１は、本例の無線通信システムの全体構成を示した例である。送信装置１００では、情報信号ａを符号器１０１に供給して、予め決められた所定の符号化方式で符号化し、その符号化された信号を、変調器１０２に供給して、無線送信用に変調して、通信路（無線通信路）に送出させる。送信装置１００からの送信については、例えば予め決められたパケット単位で行われる。なお、ここでは、符号器１０１に供給される情報信号ａには、予めＣＲＣ（ＣｙｃｌｉｃＲｅｄｕｎｄａｎｃｙＣｈｅｃｋ）符号などの誤り検出（訂正）符号が付加してある。
【００１２】
符号器１０１での符号化としては、例えば、畳み込み符号やターボ符号などの符号化を行う。ここでは畳み込み符号化を行う例について説明する。図２は、畳み込み符号器の一般的な構成例を示した図である。畳み込み符号器は、出力端子１１１に情報語が入力すると、その入力を加算器１１２及び１１３に直接供給すると共に、遅延回路１１４で所定クロック周期遅延された信号についても加算器１１２に供給し、さらに遅延回路１１４と遅延回路１１５（両遅延回路の遅延量は同じ）で遅延された信号についても加算器１１２，１１３に供給し、これらの加算器１１２，１１３での加算信号を、パラレル／シリアル変換器１１６に供給して、１系統のシリアル信号として、符号化された符号語を得る。
【００１３】
図１の説明に戻って受信装置２００を説明すると、送信装置１００から無線送信された信号を受信する受信装置２００では、受信信号を復調器２０１に供給して、送信側での変調に対応した復調処理を行う。復調された受信信号は、復号器２０２に供給して、送信側での符号化に対応した復号処理を行う。ここでは、符号間距離であるステートメトリック値の演算により最適な復号結果を得る、いわゆるソフト復号処理を行う。
【００１４】
例えば、符号化処理として畳み込み符号化が行われている場合には、ビタビ復号を行う。このビタビ復号処理では、ステートメトリック値演算を行って、ステートメトリック値が最小のパスを選択して、復号結果としての符号語を得る処理が行われる。復号結果は、後述する記憶部２０４を介して誤り検出部２０３に供給して、伝送された情報信号に付加された誤り検出（訂正）符号を使用した誤り検出（訂正）処理を行い、誤りがない場合には、復号信号（或いは訂正可能な程度の誤りであった場合に訂正された復号信号）を、受信して得た復号情報ｂとして出力する。
【００１５】
ここで本例においては、復号部２０２には記憶部２０４が接続してあり、復号部２０２での復号結果を一時的に記憶するようにしてある。この記憶部２０４では、正しい復号結果である可能性が高い復号値が複数ある場合には、その複数の復号値を記憶する。即ち、復号部２０２でのビタビ復号では、ステートメトリック値が小さい程、復号結果の信頼性は高く、本例においては、最小ステートメトリック値にある程度近いステートメトリック値を持つパスが複数存在する場合、そのパスに対応する符号語を、全て記憶部２０４に記憶させておく。なお、記憶部２０４は、説明のために復号部２０２とは別の回路として記載したが、復号部２０２が復号用に備える記憶部を使用しても良い。
【００１６】
復号部２０２が出力する復号結果については、誤り検出部２０３での誤り検出で、誤りの有無が判断され、誤りがあると判断された場合には、受信装置２００の制御部２０５にそのことが伝えられて、制御部２０５の制御で、記憶部２０４に、同じ信号に対する別の復号結果が記憶されている場合には、その別の復号結果を誤り検出部２０３に供給して、誤り検出部２０３で誤り検出させる。その誤り検出で誤りが検出されない場合には、その復号結果を復号情報ｂとして出力する。
【００１７】
記憶部２０４に記憶された全ての復号結果について、誤り検出部２０３で誤りが検出された場合には、制御部２０５で再送要求指示が生成されて、その再送要求指示ｃが送信装置１００側に送られる。図１では、送信装置１００から受信装置２００に伝送する構成だけを示してあるので、再送要求指示ｃが送信装置１００側に送られる構成については省略してあるが、例えば、受信装置２００から送信装置１００側に無線送信する処理が行われる。
【００１８】
再送要求を受信した送信装置１００では、再度同じパケットを無線送信させ、そのパケットを受信した受信装置２００では、上述した受信処理と同じ処理が実行される。
【００１９】
次に、本例での受信処理を、図３のフローチャートを参照して説明する。受信処理がスタートすると（ステップＳ１０）、復号器２０１での復号処理を行って、ステートメトリック値演算を行う（ステップＳ１１）。このステートメトリック値演算で得られた最小のステートメトリック値を持つパスを選択し、対応する復号結果を記憶部２０４に保存する（ステップＳ１２）。その後、最小ステートメトリック値に近いメトリック値を持つパスが存在するか否か判断し（ステップＳ１３）、存在する場合には、該当するパスに相当する復号結果を記憶部２０４に保存する（ステップＳ１４）。
【００２０】
そして、ステップＳ１３で最小ステートメトリック値に近いメトリック値を持つパスが他に存在しないと判断した場合と、ステップＳ１４で最小ステートメトリック値に近いメトリック値を持つパスに相当する復号結果を保存した場合に、ステップＳ１５に移り、記憶部２０４に保存された復号結果について、信頼度の高いものから順に、誤り検出部２０３で誤り検出処理を行う。このステップＳ１５での誤り検出処理で、エラー無しと判断された場合には、その復号結果が正しい復号データであると判断して、ここでの符号語の復号処理を終了し、次の符号語の復号処理に移る（ステップＳ２１）。
【００２１】
そして、ステップＳ１６でエラーがあると判断した場合には、記憶部２０４に保存してある復号結果の中で、誤り検出を試してないものがあるか否か判断し（ステップＳ１７）、誤り検出を試してないものがある場合には、該当する復号結果を記憶部２０４から誤り検出部２０３に転送する（ステップＳ１８）。この誤り検出部２０３に復号結果が転送されることで、ステップＳ１５での誤り検出処理が再度実行され、ステップＳ１６でのエラーの有無の判断が行われる。
【００２２】
そして、ステップＳ１７で、そのときの符号語に対する全ての復号候補に対して、誤り検出を試したと判断した場合には、該当する符号語が含まれるパケットの再送要求信号を生成させて、送信装置側に送り（ステップＳ１９）、ステップＳ１０のスタートに戻り（ステップＳ２０）、次のパケットの受信があるまで待機する。
【００２３】
ここで、復号部２０２に接続（又は内蔵）された記憶部２０４で復号結果を保存する場合の、その復号結果の選択処理としては、例えば以下のような場合が考えられる。即ち、１つの例としては、例えば図３に示すように、受信信号のＳＮＲが良い（即ち良好な無線通信状態である）場合に、最小ステートメトリック値から、±３０％以内のあるステートメトリック値に基づいたパスがある場合には、そのパスの復号結果を全て記憶部２０４に保存させる。また、受信信号のＳＮＲが悪い（即ち劣悪な無線通信状態である）場合に、最小ステートメトリック値から、±１０％以内のあるステートメトリック値に基づいたパスがある場合には、そのパスの復号結果を全て記憶部２０４に保存させる。
【００２４】
別の例としては、例えば図４に示すように、受信信号のＳＮＲが良い（即ち良好な無線通信状態である）場合に、ステートメトリック値の小さい方から２つのパスの復号結果を記憶部２０４に保存させる。また、受信信号のＳＮＲが悪い（即ち劣悪な無線通信状態である）場合に、ステートメトリック値の小さい方から４つのパスの復号結果を記憶部２０４に保存させる。
【００２５】
ここで、ステートメトリック値に基づいた復号結果の選択例を、図６及び図７を参照して説明する。図６は、ある信号系列から最短のステートメトリック（符号距離）を持つ復号語を推定する場合のトレリス線図を示したものであり、図７は同じ信号系列から二番目のステートメトリックを持つ復号語を推定する場合のトレリス線図を示したものである。図６，図７で実線で示すものが、選択されたパスである。
【００２６】
まず、送信側で入力した情報語が〔１，０，１，１，１，０，０〕であるとする。この情報語を図２に示した畳み込み符号化器で符号化して無線送信したとする。ここで、受信装置２００側で得た２値化した受信系列として、〔１，１，１，１，０，０，０，０，１，０，０，１，０，０〕を得たとする。この２値化した受信系列を復号器２０２に送ることで、受信系列から最もステートメトリック（符号間距離）が短い復号語を見つけた場合のトレリス線図が、図６に示したものである。この図６に示した最小のステートメトリック値となるトレリス線図では、復号語〔１，１，０，１，０，０，０〕となっており、送信側で入力した情報語〔１，０，１，１，１，０，０〕とは異なるため、誤り検出部２０３でエラーが検出されてしまう。
【００２７】
ここで、記憶部２０４が保存する復号結果を、例えばステートメトリック値が小さい方から２つと設定すると、小さい方から２つ目のトレリス線図については、図７に示すものとなり、送信側で入力した情報語と一致した復号語〔１，０，１，１，１，０，０〕が得られ、誤り検出部２０３でエラー無しが検出されて、正しい復号結果が得られることになる。
【００２８】
受信環境が良好な場合には、このような２つ程度の復号結果を用意しておけば、正しく復号できる可能性がかなり高いが、受信環境が劣悪な場合には、正しい復号語がより多くの復号結果の中から選ばれる可能性が高いので、より多くの復号結果を用意しておくことで、正確に受信できる可能性を高くできることになる。受信環境（通信環境）については、受信信号の平均のエラーレートから判断したり、或いは受信電界強度などから判断したり、或いはマルチパスが受信される場合のパスの数から判断するようにしても良い。
【００２９】
このように、保存する復号結果の選択状態を、そのときの無線通信状態に応じて変化させることで、通信環境が良好な場合には、最低限の記憶処理でよく、通信環境が劣悪な場合には、より多くの候補を記憶させて、通信環境が悪い場合であっても、正しく復号できる可能性をある程度確保できるようになる。
【００３０】
従って、本例の処理を行うことで、送信されたパケットの再送処理を行う必要が少なくなり、再送要求を送信するための無線チャンネルの使用効率を向上させることができると共に、その再送要求に基づいて再送データを送信する無線チャンネルについても使用効率を向上させることができ、効率の良い無線通信が行えるようになるものである。
【００３１】
なお、上述した実施の形態では、送信側での符号化として畳み込み符号化を行い、受信側での復号化として、ビタビ復号を行うようにしたが、受信側での復号化として、同様のステートメトリック値（符号間距離）の算出に基づいた復号を行うものであれば、その他の方式にも適用可能である。例えば、送信側でターボ符号化を行い、受信側でそのターボ符号の復号を行う場合にも適用可能である。また、図３，図４に示した基準例の取り方についても、一例を示したのもであり、この例に限定されるものではない。また、上述した実施の形態では、通信環境に応じて、復号結果を保存させる状態を変化させたが、常に一定の保存状態としても良い。
【００３２】
また、上述した実施の形態では、無線通信を行う例について説明したが、同様な受信処理を行う有線通信用の受信処理にも適用可能である。
【００３３】
また、上述した実施の形態では、本例の処理を行う専用の受信装置として構成させたが、例えばパーソナルコンピュータ装置などのデータ処理装置に、無線通信を行うボードなどを組み込み、データ処理装置内でのソフトウェア処理で、上述した図３のフローチャートに示した如き本例の復号処理を行うようにしても良い。
【００３４】
【発明の効果】
本発明によると、候補となる復号結果の内から正しい復号結果が選択されて出力されることになり、正しい復号ができる可能性が高くなる。従って、再送効率の高い通信システムが実現でき、高いデータ伝送効率を持つ通信システムを実現できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態による構成例を示すブロック図である。
【図２】畳み込み符号化器の構成例を示すブロック図である。
【図３】本発明の一実施の形態による処理例を示したフローチャートである。
【図４】本発明の一実施の形態による復号器内で保存するステートメトリック値の基準例を示した説明図である。
【図５】本発明の一実施の形態による復号器内で保存するステートメトリック値の基準例を示した説明図である。
【図６】受信系列から復号語を推定する場合の最短符号距離を持つ復号語を推定する場合のトレリス線図の動作例を示す説明図である。
【図７】受信系列から復号語を推定する場合の二番目に近い符号距離を持つ復号語を推定する場合のトレリス線図の動作例を示す説明図である。
【符号の説明】
１００…送信装置、１０１…符号器、１０２…変調器、１１２，１１３…加算器、１１４，１１５…遅延回路、１１６…パラレル／シリアル変換器、２００…受信装置、２０１…復調器、２０２…ビタビ復号器、２０３…誤り検出部、２０４…記憶部、２０５…制御部

Claims

誤り検出が可能な符号化が施されたデータを受信して復号する信号処理装置において、
受信データのステートメトリック値の演算を行って、復号を行う復号手段と、
前記復号手段で算出されたステートメトリック値に基づいて、信頼度の高い復号結果を、最も信頼度が高いものから１つ又は複数記憶する記憶手段と、
前記復号手段が出力して記憶した復号データの誤り検出を行う誤り検出手段と、
前記誤り検出手段での誤り検出で誤りが検出されて、前記記憶手段に別の復号結果が記憶されている場合に、その別の復号結果を出力させて誤り検出手段に供給する制御手段とを備えた
信号処理装置。
請求項１記載の信号処理装置において、
前記制御手段は、前記記憶手段に記憶された全ての復号結果について、前記誤り検出手段で誤りが検出された場合に、受信データの送信元に再送要求を行う
信号処理装置。
請求項１記載の信号処理装置において、
前記記憶手段で記憶する復号結果は、ステートメトリック値を指標とした信頼度が、所定の信頼度以上の復号結果である
信号処理装置。
請求項１記載の信号処理装置において、
前記記憶手段が記憶する復号結果の数を、受信環境に応じて変化させる
信号処理装置。
誤り検出が可能な符号化が施されたデータを受信して復号する信号処理方法において、
受信データのステートメトリック値の演算を行って、復号を行い、
前記復号で算出されたステートメトリック値に基づいて、信頼度の高い復号結果を、最も信頼度が高いものから１つ又は複数記憶し、その記憶された復号データの誤り検出を行い、その誤り検出で誤りが検出されて、別の復号結果が記憶されている場合に、その別の復号結果を出力させて誤り検出を行う
信号処理方法。
請求項５記載の信号処理方法において、
前記記憶された全ての復号結果について、誤りが検出された場合に、受信データの送信元に再送要求を行う
信号処理方法。
請求項５記載の信号処理方法において、
前記記憶する復号結果は、ステートメトリック値を指標とした信頼度が、所定の信頼度以上の復号結果である
信号処理方法。
請求項５記載の信号処理方法において、
前記記憶する復号結果の数を、受信環境に応じて変化させる
信号処理方法。