JP3932091B2 - ターボ復号装置 - Google Patents
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Description
本発明はターボ復号装置に係わり、特に、受信信号の復号結果を用いて復号を行い、以後、順次得られる復号結果を用いて設定回数復号を繰り返して復号データを出力するターボ復号装置に関する。
背景技術
誤り訂正符号は、受信情報や再生情報などに含まれる誤りを訂正して正しく元の情報を復号できるようにするためのもので、種々のシステムに適用されている。例えば、移動通信、FAXその他のデータ通信に際してデータを誤りなく伝送する場合、あるいは、磁気ディスク、CDなどの大容量記憶媒体からデータを誤り無く再生する場合に適用されている。
誤り訂正符号の中でもターボ符号(例えば米国特許番号5,446,747号明細書参照)は次世代移動体通信において、標準化に採用されることが決まっている。図14はターボ符号器及びターボ復号器を含む通信システムの構成図であり、11はデータ送信側に設けられたターボ符号器、12はデータ受信側に設けられたターボ復号器、,13はデータ通信路である。又、uは伝送する長さNの情報データ、xa,xb,xcはターボ符号器11で情報データuを符号化した符号化データ、ya,yb,ycは符号化データxa,xb,xcが通信路13を伝搬し、雑音やフェージングの影響を受けた受信信号、u′はターボ復号器12で受信データya,yb,ycを復号した復号結果であり、それぞれ以下のように表現される。尚、復号結果u′には復号データの”判定結果”と”尤度”が含まれる。
ターボ符号器11は情報長Nの情報データuを符号化して符号化データxa,xb,xcを出力する。符号化データxaは情報データuそのものであり、符号化データxbは情報データuを符号器ENC1で畳み込み符号化したデータ、符号化データxcは情報データuをインタリーブ(π)して符号器ENC2で畳み込み符号化したデータである。すなわち、ターボ符号は、畳み込み符号を2つ用いて合成したものである。ただし、インタリーブ出力xa′は符号化データxaと順番が異なるだけであるため出力しない。
図15はターボ符号器11の詳細図であり、11a,11bは同一構成の畳み込み符号器(ENC1,ENC2)、11cはインタリーブユニット(π)である。畳込み符号器11a、11bは再帰組織畳込み符号を出力する構成になっており、2つのフリップフロップFF1,FF2、3つの排他的論理和回路EXOR1〜EXOR3を図に示すように接続して構成されている。フリップフロップFF1,FF2は(00),(01),(10),(11)の4つの状態をとり、それぞれの状態において0または1が入力すると、図16に示すように状態が遷移し、かつ、xa,xbを出力する。図16において、左側は受信データ入力前の状態、右側は入力後の状態、実線は”0”入力時の状態遷移パス、点線は”1”入力時の状態遷移パス、パス上の00,11,10,01は出力信号xa,xbの値を示している。例えば、状態0(00)において、”0”が入力すると出力は00で、状態は0(00)になり、”1”が入力すると出力は11で、状態は1(10)になる。
図17はターボ復号器の構成図である。ターボ復号は、受信信号ya,yb,ycのうち、まずyaとybを使って、第1の要素復号器(DEC1)12aで復号を行う。要素復号器12aは軟出力要素復号器であり、復号結果の尤度を出力する。次に、第1の要素復号器12aから出力された尤度とycを用いて第2の要素復号器(DEC2)12bで同様の復号を行う。すなわち、第2の要素復号器12bも軟出力要素復号器であり、復号結果の尤度を出力する。ycは情報データuをインタリーブしたものを符号化したxcに対応する受信信号なので、第1の要素復号器12aから出力される尤度は第2の要素復号器DEC2に入力する前にインタリーブ部(π)12cでインタリーブする。
第2の要素復号器12bから出力された尤度はデインタリーブ部(π−1)12dでデインタリーブされた後、第1の要素復号器12aへの入力としてフィードバックされる。また、u′は第2の要素復号器12bのデインタリーブ結果を”0”,”1”判定した復号データ(復号結果)である。以後、上記の復号操作を所定回数繰り返し行うことにより、誤り率が低減する。
ターボ復号では、復号処理の繰り返し回数を重ねる毎に復号結果の誤りが減ってい行くが、通信路の状態などによって、復号結果の誤りがなくなる回数にはバラツキがある。このため、繰り返し回数の少ない段階でデータが正しく復号されると、ターボ復号器は以後設定回数になるまで不必要な復号動作を繰り返すことになる。
又、ターボ復号では、復号処理の繰り返し回数を重ねる毎に復号結果の誤りが減ってい行くが、設定回数復号処理を行っても誤りが全て訂正されず、誤りが残ってしまう場合がある。かかる場合、誤りが相当少なくなっていることがあり、もう1回復号処理を行えば全ての誤りが訂正される可能性が高い。従来のターボ復号器は設定回数の復号を行えばかかる可能性を考慮せず誤りを含む復号結果をそのまま出力している。
又、従来のターボ復号器において第1、第2の要素復号器12a,12bは、異なる受信信号の組み合わせに対して第1、第2の復号処理を行うが復号動作は全く同じである。従って、1台の要素復号器を第1、第2の復号処理のために兼用できる可能性がある。しかし、従来は、第1、第2の復号処理のために第1、第2の2つの要素復号器を用いる構成であるためハードウェアの量が大きくなり、電力消費の点でも問題がある。
又、図17で示すように、ターボ復号器の出力は、第2の要素復号器12dの出力をデインタリーブしたものである。このため、復号データに誤りが残っている場合、該誤りはデインタリーブによりランダム化される。図18(a)に示すように、ターボ符号の単位は非常に長い場合が多く、一つのターボ符号単位の中に、複数の情報ブロックが含まれる。このような場合、誤りがデインタリーブによりランダム化されると、図18(b)に示すように誤りが複数の情報ブロックに分散し、情報ブロック単位での誤り率が増加し、情報ブロック単位で再送制御が行われる場合には再送の増加原因となる問題がある。
又、次世代の移動体通信では、伝送される情報はさまざまな性質を持ったものが混在し、伝送されるデータの種類によって、復号データの誤りパターンがバースト状である方がよい場合と、ランダムである方がよい場合がある。しかし、従来のターボ復号器は、出力する復号データに含まれる誤りパターンを、必要に応じて、バースト状にしたり、ランダム状にしたりすることができない。
以上から本発明の目的は、復号の繰り返し回数が設定回数になる前に全ての誤りが訂正されていれば直ちに復号結果を出力し、かつ復号動作を終了することである。
本発明の別の目的は、設定回数復号処理を行っても誤りが全て訂正されず、所定数の誤りが残っていても、もう1回復号処理を行えば全ての誤りが訂正される可能性が高い場合は、復号動作を終了せず、更にもう1回復号動作を行わせるようにすることである。
本発明の別の目的は、1台の要素復号器を従来の第1、第2の復号処理のために兼用できるようにすることである。
本発明の別の目的は、復号データに含まれる誤り発生パターンをバースト状にすることである。
本発明の別の目的は、出力する復号データに含まれる誤りパターンを、必要に応じて、バースト状にしたり、ランダム状にしたりすることである。
発明の開示
復号を繰り返している間にも、一方でターボ復号結果の誤り検出を行い、誤りがないことを検出した場合は、復号動作の繰り返し途中であっても復号結果を出力し、更に、復号動作を打ち切る。このようにすれば、復号時間を短縮でき、また、回路の消費電力を少なくすることができる。
復号を設定回数行ったときの復号結果の誤り検出数を監視し、誤り検出数が設定値以下であれば、再度復号動作を実行させる。このようにすれば、設定回数復号処理を行って誤りが残っていても誤り数が少なく、もう1回復号処理を行えば全ての誤りが訂正される可能性が高い場合は、もう1回復号動作を行うことにより誤りを全て訂正した状態で復号結果を出力できる。
第1、第2の要素復号器に行わせている第1、第2の復号処理を1台の要素復号器に行わせ、第1、第2の復号処理を行うタイミングに合わせて各復号処理に用いる受信信号を選択して要素復号器に入力する。このようにすれば、ハードウェア量を少なくでき、しかも、消費電力を少なくできる。
第1、第2の2つの要素復号器を備えたターボ復号器において、第1の要素復号器に入力する受信信号と、第2の要素復号器に入力する受信信号を従来と逆にして復号データに含まれる誤り発生のパターンをバースト状にする。このようにすれば、情報ブロック単位の誤り率を低減でき、再送回数を少なくできる。
第1、第2の要素復号器に行わせている第1、第2の復号処理を1台の要素復号器に行わせるターボ復号器において、第1の復号処理時に要素復号器に入力する受信信号と、第2の復号処理時に要素復号器に入力する受信信号の順番を従来と逆にする。このようにすることにより、出力する復号データに含まれる誤り発生のパターンをバースト状にでき、情報ブロック単位の誤り率を低減でき、再送回数を少なくできる。又、ハードウェア量を少なくできる。
ターボ復号器を構成する第1、第2の要素復号器から出力する第1、第2の復号結果の一方を適宜選択して出力するようにする。このようにすれば、必要に応じて、復号データの誤りパターンの発生をバースト状あるいはランダム状にできる。例えば、後段に誤り訂正回路がある場合には復号データの誤りパターンの発生をランダム状にして該訂正回路で誤り訂正することができる。又、誤り発生ブロックの再送機能がある場合には復号データの誤りパターンの発生をバースト状にして再送回数を少なくできる。
第1、第2の要素復号器に行わせている第1、第2の復号処理を1台の要素復号器に行わせるターボ復号器において、第1の復号処理を行うタイミングで要素復号器に入力する受信信号の組み合わせを選択すると共に、第2の復号処理を行うタイミングで要素復号器に入力する受信信号を選択することにより、復号データの誤りパターンの発生をバースト状あるいはランダム状にできる。この場合、2つの要素復号器を共用するため回路規模も削減できる。
発明を実施するための最良の形態
(a)第1実施例
図1は本発明の第1実施例のターボ復号器の構成図であり、ya,yb,ycは送信側のターボ符号器より出力した符号化データxa,xb,xcが通信路を伝搬し、雑音やフェージングの影響を受けて受信された信号である。符号化データxaは情報データuそのものであり、符号化データxbは情報データuを畳み込み符号化したデータ、符号化データxcは情報データuをインタリーブ後に畳み込み符号化したデータである。
受信データメモリ51はターボ符号単位の全受信信号ya,yb,ycを記憶し、読出し部52は適宜のタイミングで受信信号ya,yb,ycをメモリから読み取って第1、第2の要素復号器(DEC1,DEC2)53,54に入力する。第1、第2の要素復号器53,54は、例えば、周知の最大事後確率(MAP:Maximum A Posteriori Probability)復号アルゴリズムに従って復号処理を行うもので、軟判定入力軟判定出力復号器である。
第1の要素復号器53は受信信号ya,ybを使ってMAP復号演算を行って復号結果の尤度を出力する(ターボ復号の前半)。ついで、第2の要素復号器54は第1の要素復号器53から出力する尤度と受信信号ycを用いて同様のMAP復号演算を行って復号結果の尤度を出力する(ターボ復号の後半)。受信信号ycは情報データuをインタリーブしたものを符号化した符号化データxcに対応する受信信号なので、インタリーブ部(π)55は第1の要素復号器53から出力する尤度をインタリーブして第2の要素復号器54に入力する。デインタリーブ部(π−1)56は第2の要素復号器54から出力する尤度をデインタリーブして第1の要素復号器53へフィードバックする。以上により、1サイクルのターボ復号が完了し、以後、上記の復号動作を所定回数繰り返し行うことにより、復号結果に含まれる誤り率が低減する。
読出し制御部61は、読出し部52を制御して受信信号ya,yb,ycをメモリ51から読出させ、第1、第2の要素復号器53,54にその復号処理タイミングに合わせて入力させる。又、読出し制御部61は、(1)対象受信信号に対して設定回数の復号動作が完了した時、及び、(2)繰り返し回数が設定回数に満たない場合であっても、復号結果に誤りが含まれなくなった時、次の新たな受信信号の復号を開始すべく、読出し部52の読出し制御を行う。
繰り返しカウンタ62は各要素復号器53,54がそれぞれターボ復号の前半、後半の復号動作を完了する毎にカウントアップし、それぞれのカウント値を繰り返し制御部63に入力する。
繰り返し制御部63は、各要素復号器53,54に復号動作を繰り返し行わせるもので、繰り返し回数が設定回数になれば、読出し制御部61及び出力制御部66に通知する(復号動作終了信号DEDの出力)。又、繰り返し制御部63は復号結果に誤りが含まれなくなった時、誤り検出回路64から出力する信号ERZにより復号動作を停止すると共に、繰り返しカウンタ62のカウント値を0にクリアする。
誤り検出回路64は、第1の要素復号器53から出力する第1の復号結果及びデインタリーブ56から出力する第2の復号結果を用いて誤り検出動作を行う。情報長Nの復号データは多数の情報ブロックで構成され、情報ブロック毎にCRC符号などの誤り検出符号が付加されているから、誤り検出回路64は該誤り検出符号を用いて誤り検出を行い、全情報ブロックから誤りが検出されなくなったとき、誤り零信号ERZを出力する。
復号データメモリ65は第1の要素復号器53から出力する第1の復号結果及びデインタリーブ56から出力する第2の復号結果を交互に記憶し、出力制御部66は繰り返し制御部63から設定回数の復号動作終了を示す信号DEDを受信した時、あるいは、誤り検出回路64から誤り零信号ERZを受信した時、復号データメモリ65に記憶されている復号結果を出力する。
以上より、復号動作と並行して復号結果の誤りを誤り検出回路64で検出し、復号動作を行っても誤りが残っていれば各要素復号器53,54は設定回数、復号動作を行い、しかる後、復号動作終了信号DEDの発生により出力制御部66は復号結果を出力する。しかし、復号回数が設定回数に達する前に、復号結果に誤りがなくなれば、復号動作の繰り返し途中であっても出力制御部66は、誤り零信号ERZにより復号結果を出力し、又、繰り返し制御部63は復号動作を打ち切る。このようにすれば、復号時間を短縮でき、また、回路の消費電力を少なくすることができる。
(b)第1実施例の変形例
第1実施例のターボ復号器は誤りがなくならなければ復号を設定回数行って復号動作を終了し、そのときの復号結果を出力する。ところで、設定回数の復号処理終了後に誤りが残っていても誤り数が少なく、もう1回復号処理を行えば全ての誤りが訂正される可能性が高い場合がある。かかる場合には、もう1回復号動作を行わせ、誤りのない状態で復号結果を出力した方が得策である。このため、図2の変形例では、第1実施例の構成に加えて誤り検出数カウンタ67及びしきい値判定部68を設けている。誤り検出回路64は誤りを検出する毎に誤り検出信号ERRを出力するから、誤り検出数カウンタ67は該信号ERRをカウントして設定回数番目の復号結果の誤り検出数を監視する。しきい判定部68は設定回数番目の復号結果に含まれる誤り検出数としきい値を比較し、しきい値以下であれば繰り返し制御部63に通知する。
繰り返し制御部63は誤り検出数がしきい値より大きければ復号動作を終了すると共に、読出し制御部61及び出力制御部66に復号動作終了信号DEDを出力する。この結果、出力制御部66は復号結果を出力し、読出し制御部61は次の新たな受信信号の読み出しのための制御を開始する。
一方、誤り検出数がしきい値より小さければ、繰り返し制御部63は復号動作を終了せず、又、読出し制御部61及び出力制御部66に復号動作終了信号DEDを出力しない。この結果、更にもう1回復号動作が行われる。しかる後、繰り返し制御部63は誤り検出数がしきい値より大きか小さいかに関係無く、読出し制御部61及び出力制御部66に復号動作終了信号DEDを出力する。この結果、出力制御部66は復号結果を出力し、読出し制御部61は次の新たな受信信号の読み出しを制御する。
以上のようにすれば、設定回数復号処理を行って誤りが残っていても誤り数が少なく、もう1回復号処理を行えば全ての誤りが訂正される可能性が高い場合は、更に1回復号動作を行うことにより誤りを全て訂正した状態で復号結果を出力できる。
(c)第2実施例
図3は要素復号器を1台にしたターボ復号器の実施例である。
要素復号器21は、▲1▼図1の第1要素復号器53に行わせている受信信号ya,yb、後半の復号結果を用いる復号処理(前半の復号処理)及び▲2▼受信信号yc及び前半の復号結果を用いる復号処理(後半の復号処理)とを時分割的に行う。すなわち、復号動作のタイミングを第1(前半)の復号処理を行う第1のタイミングと、第2(後半)の復号処理を行う第2のタイミングに分け、第1のタイミングで前半の復号処理を行い、第2のタイミングで後半の復号処理を行う。
選択回路22は前半の復号処理を行う第1のタイミングにおいて受信信号ybを選択して要素復号器21に入力し、後半の復号処理を行う第2のタイミングにおいて受信信号ycを選択して要素復号器21に入力する。インタリーブ23は前半の復号結果にインタリーブを施して要素復号器21の入力側にフィードバックし、デインタリーブ24は後半の復号結果にデインタリーブを施して要素復号器21の入力側にフィードバックする。スイッチ25、26は前半、後半の復号結果をそれぞれインタリーブ部23,デインタリーブ部24入力すると共に要素復号器21の入力側にフィードバックするように切替を行う。
全体の動作を説明すると、第1のタイミングで選択回路22は受信信号yaを要素復号器21に入力し、スイッチ25、26は図示の実線の状態に切り替わる。要素復号器21は受信信号ya,ybを使ってMAP復号演算を行って復号結果の尤度を出力する(ターボ復号の前半)。インタリーブ部23は要素復号器21から出力する尤度をインタリーブして該要素復号器21の入力にフィードバックする。ついで、第2のタイミングになると、選択回路22は受信信号ycを要素復号器21に入力し、スイッチ25、26は図示の点線の状態に切り替わる。
要素復号器21は前半の復号結果(尤度)と受信信号ycを用いてMAP復号演算を行って復号結果の尤度を出力する(ターボ復号の後半)。デインタリーブ部(π−1)24は要素復号器21から出力する尤度をデインタリーブして該要素復号器21へフィードバックする。
以上により、1サイクルのターボ復号が完了し、以後、上記の復号動作を所定回数繰り返し行うことにより、復号結果に含まれる誤り率が低減する。そして、所定回数復号動作を行った後、第2のタイミングでデインタリーブ24の出力を復号結果u′として出力する。
以上のように構成すれば、要素復号器を1台にできハードウェア量を軽減できる。
(d)第3実施例
従来は図18(b)に示すように誤りが複数の情報ブロックに分散し、情報ブロック単位での誤り率が増加し、情報ブロック単位で再送制御が行われる場合に再送の増加原因となっている。このため、再送制御を行う場合は誤りが分散するより集中する方が有利である。畳み込み符号では、要素復号器の復号結果の誤りパターンはバースト状になる性質がある。この性質を利用し、要素復号器からインタリーブやデインタリーブを介さず直接復号結果を出力できるようにする。
図4は復号結果(復号データ)に含まれる誤り発生パターンをバースト状にする本発明の第3実施例の構成図である。
インタリーブ部30は受信信号yaをインタリーブして第1の要素復号器31に入力する。第1の要素復号器31は受信信号ya,ycにMAP復号演算を施して復号結果の尤度を出力する。デインタリーブ部32は要素復号器31から出力する尤度をデインタリーブして第2の要素復号器33に入力する。第2の要素復号器33はデインタリーブされた復号結果(尤度)と受信信号ybを用いてMAP復号演算を行って復号結果(尤度)u′を出力し、インタリーブ30に入力する。
第3実施例では、第1の要素復号器31に受信信号ya,ycを入力し、第2の要素復号器33に受信信号ybを入力することにより、従来のターボ復号における後半の復号処理を最初に行い、前半の復号処理を後半に行う。これにより、第2の要素復号器33の出力をそのまま復号結果u′として出力できる。畳み込み符号では、前述のように要素復号器の復号結果に含まれる誤りパターンはバースト状になるので、第3実施例によれば、図5に示すように誤りが集中し、情報ブロック単位での誤り率を低減でき、再送回数を少なくすることができる。
(e)第3実施例の変形例
図4の第3実施例では第1、第2の要素復号器を用いて復号結果に含まれる誤り発生パターンをバースト状にするものであるが、第1、第2の要素復号器に行わせている第1、第2の復号処理を1台の要素復号器に行わせる場合にも復号結果に含まれる誤り発生パターンをバースト状にすることができる。図6はかかる第3実施例の変形例であり、図3の第2実施例と同一部分には同一符号を付している。
図3の第2実施例と異なる点は、(1)インタリーブ部27を設け、受信信号yaをインタリーブして要素復号器21に入力している点、(2)選択部22が前半の第1タイミングで受信信号ycを要素復号器21に入力し、後半の第2タイミングで受信信号ybを要素復号器21に入力している点、(3)スイッチ25,26が第1のタイミングで要素復号器21の出力をデインタリーブ24に入力し、デインタリーブ結果を要素復号器21の入力側にフィードバックし、第2のタイミングで要素復号器21の出力をインタリーブ23に入力し、インタリーブ結果を要素復号器21の入力側にフィードバックする点、(4)復号結果u′をデインタリーブ部24の後でなく、要素復号器21の出力から直接引き出している点である。
全体の動作を説明すると、第1のタイミングで選択回路22は受信信号ycを要素復号器21に入力し、スイッチ25、26は図示の実線の状態に切り替わる。要素復号器21は受信信号ya,ycを使ってMAP復号演算を行って復号結果の尤度を出力する。デインタリーブ部24は要素復号器21から出力する尤度をデインタリーブして要素復号器21の入力にフィードバックする。ついで、第2のタイミングになると、選択回路22は受信信号ybを要素復号器21に入力し、スイッチ25、26は図示の点線の状態に切り替わる。
要素復号器21は前回の復号結果(尤度)と受信信号ybを用いてMAP復号演算を行って復号結果の尤度を出力する。インタリーブ部23は要素復号器21から出力する尤度をインタリーブして要素復号器21へフィードバックする。
以上のようにすることにより、1台の要素復号器であっても第3実施例と同様に、従来のターボ復号における後半の復号処理を最初に行い、前半の復号処理を後半に行うことにより、要素復号器21の出力をそのまま復号結果u′として出力でき、復号結果の誤りパターンをバースト状にできる。尚、復号結果は第2のタイミングでu′として出力する。
また、図6の変形例ではハードウェア量を少なくでき、しかも、情報ブロック単位の誤り率を低減でき、再送回数を少なくできる。
(f)第4実施例
ターボ復号器を構成する第1、第2の要素復号器から出力する第1、第2の復号結果の一方を選択して出力できるようにすれば、必要に応じて、復号データの誤りパターンの発生をバースト状あるいはランダム状にできる。例えば、後段に誤り訂正回路がある場合には復号データの誤りパターンの発生をランダム状にして該訂正回路で誤り訂正することができる。又、誤り発生ブロックの再送機能がある場合には復号データの誤りパターンの発生をバースト状にして再生回数を少なくできる。
図7は復号データの誤りパターンの発生をバースト状あるいはランダム状にする第4実施例の構成図であり、選択回路を除けば従来のターボ復号器と同一の構成を有している。ターボ復号は、受信信号ya,yb,ycのうち、まずyaとybを使って、第1の要素復号器(DEC1)53で復号を行う。要素復号器53は軟出力要素復号器であり、復号結果(尤度)を出力する。次に、第1の要素復号器53から出力された尤度と受信信号ycを用いて第2の要素復号器54で同様の復号を行う。すなわち、第2の要素復号器54も軟出力要素復号器であり、復号結果(尤度)を出力する。受信信号ycは情報データuをインタリーブしたものを符号化したxcに対応する受信信号であるから、第1の要素復号器53から出力する尤度は第2の要素復号器54に入力する前にインタリーブ部(π)55でインタリーブする。
第2の要素復号器54から出力する先度はデインタリーブ部(π−1)56でデインタリーブした後、第1の要素復号器53への入力としてフィードバックされる。選択回路57は第1の要素復号器53から出力する第1の復号結果Aとデインタリーブ56から出力する第2の復号結果Bの一方を選択して出力する。第1の復号結果Aはインタリーブ/デインタリーブを施していないため、図8(a)に示すように誤り発生パターンはバースト状になっている。一方、第2の復号結果Bは要素復号器54の復号結果にインタリーブ/デインタリーブを施しているため誤り発生パターンは図8(b)に示すようにランダム状になっている。従って、第1、第2の復号結果A,Bの一方を選択して出力することにより、必要に応じて、復号データの誤りパターンの発生をバースト状あるいはランダム状にできる。
尚、第1、第2の要素復号器53,54の間でインタリーブを行うので第2の要素復号器54から出力するデータの順番は原情報データと異なる。このため、第2の要素復号器54から出力する復号結果にデインタリーブを施し、順番を元に戻して出力する。一方、第1の要素復号器53の復号結果は原情報データと順番が同じであるから、順番を変えずにそのまま出力できる。
以上、伝送するデータの性質によって、復号データu′として、第1の復号結果Aを出力するか、第2の復号結果Bを出力するかを選択することにより、データ伝送の品質を向上することができる。
例えば、図9に示すようにターボ復号器100のターボ復号結果を別の誤り訂正復号器200で更に誤り訂正する場合には誤り発生パターンがランダム状になる復号結果Bを出力する。このようにすれば、図9の(a)に示すようにターボ復号器100から出力する復号結果に含まれる誤りビットが分散し、誤り訂正復号器200で訂正可能になり、訂正後(b)に示すように誤りを訂正効率を高めることができる。伝送するデータが音声など、ある程度のランダム誤りを許すような場合にも、復号結果Bを出力するのが適している。
また、図10に示すようにターボ符号単位の中に複数の情報ブロックが含まれていて、2つのターボ復号器から出力する情報ブロック(a),(b)より、情報ブロック毎に誤りの無い情報ブロックを選択し、選択合成結果(c)を出力する場合には復号結果Aを出力する。図11は選択合成の例であり、101は第1の基地局に設けられたターボ復号器、102は別の基地局に設けられた第2のターボ復号器、103は移動機、104は移動交換局あるいは基地局制御装置に設けられた選択合成器であり、選択合成器104は良好な情報ブロックを選択するサイトダイバーシティ機能を備えている。移動機103が隣接基地局のゾーン境界付近に位置すると、第1、第2の基地局が移動機103からの信号を受信し、それぞれターボ復号して移動交換局に入力する。移動交換局の選択合成器104は図10に示すように、情報ブロック毎に誤りの無いブロックを選択し、選択合成結果に基づいて処理する。
選択合成部104は第1、第2のターボ復号器101、102から入力する復号結果を記憶するメモリ104a,104b、各復号結果の誤りを検出する誤り検出回路104c,104d、誤り検出結果に基づいて誤りの無い情報ブロック選択して出力する選択部104eで構成される。
(g)第4実施例の変形例
図12は第4実施例の第1の変形例であり、信号選択回路71により第1、第2の要素復号器53,54に入力する受信信号yb,ycの順番を可変にしたものである。尚、図中、πはインタリーブ部、π−1はデインタリーブ部、SWはスイッチである。
図12の変形例では、第4実施例と同じ効果を得るために、出力する復号結果の性質(エラー発生パターンがバースト状あるいはランダム状)によって、要素復号器54から直接復号結果を出力するか(バースト)、デインタリーブを行ってから出力するか(ランダム)を、スイッチで切り替える。
復号結果にデインタリーブを行って出力する場合には、スイッチSWをすべて上側(実線位置)に切り替える。また、信号選択回路71は第1の要素復号器53に受信信号ybを入力し、第2の要素復号器54に受信信号ycを入力する。この状態では、最後にデインタリーブを行うので、復号データに誤りが残っていれば、その誤りが散らばりランダム誤りとなって出力する。
一方、要素復号器54の出力をそのまま出力する場合には、スイッチSWをすべて下側(点線位置)に切り替える。また、信号選択回路71は第1の要素復号器53に受信信号ycを入力し、第2の要素復号器54に受信信号ybを入力する。更に、第1の要素復号器53には受信信号yaをインタリーブしたものを入力する。かかる状態では、第2の要素復号器54の入力前にデータはデインタリーブされて元の順番に並び変えられているので、第2要素復号器54の出力はそのままu′として出力できる。この結果、復号データに誤りが残っていれば、その誤りはバースト誤りになる。
(h)第4実施例の別の変形例
図13は第4実施例の別の変形例であり、図3、図6と同一部分には同一符号を付している。この変形例は第1、第2の要素復号器に行わせている第1、第2の復号処理を1台の要素復号器21に行わせ、かつ、スイッチにより図3と図6の構成(出力取り出し位置は異なる)となるように切り替え、かつ、要素復号器21に入力する受信信号yb,ycの順番を可変にして復号結果に含まれる誤り発生パターンを適宜バースト状、あるいはランダム状にする。
選択回路22から要素復号器21に最初に入力するデータは、受信信号ybでも受信信号ycでもよい。ただし、受信信号ybの場合は受信信号yaを入力する際のスイッチSW1は上側に、受信信号ycを入力する場合には下側に切り替えておく。復号を繰り返す毎に、選択回路22は要素復号器21への入力を受信信号ybと受信信号ycとで交互に切り替える。また、受信信号ybを要素復号器21に入力した場合の出力はSW2を上側に切り替えて、インタリーブして帰還する。一方、受信信号ycを要素復号器21に入力した場合の出力はSW2を下側に切り替えて、デインタリーブして出力する。
スイッチSW3の切り替え方は、以下のとおりである。要素復号器21への入力が受信信号ybであれば、スイッチSW3を下側に切り替えて出力する。このときは、復号結果u′に誤りが残っていればバースト誤りとなる。また、要素復号器21への入力が受信信号ycであれば、スイッチSW3を上側に切り替えて出力する。このときは、復号結果u′に誤りが残っていればランダム誤りとなる。
以下、全体の動作を説明する。
復号結果の誤り発生パターンをバースト状にするには、各スイッチを図示の実線位置状態にする(図3の状態にする)。かかる状態において、第1のタイミングで選択回路22は受信信号ybを要素復号器21に入力する。要素復号器21は受信信号ya,ybを使ってMAP復号演算を行って復号結果の尤度を出力する。インタリーブ部23は要素復号器21から出力する尤度をインタリーブして該要素復号器21の入力にフィードバックする。ついで、第2のタイミングになると、選択回路22は受信信号ycを要素復号器21に入力し、スイッチ25、26は図示の点線の状態に切り替わる。要素復号器21は前半の復号結果(尤度)と受信信号ycを用いてMAP復号演算を行って復号結果の尤度を出力する。デインタリーブ部24は要素復号器21から出力する尤度をデインタリーブして該要素復号器2へフィードバックする。第1タイミングで要素復号器21から復号結果を取り出して出力すれば、この復号結果の誤り発生パターンはバースト状になる。
復号結果の誤り発生パターンをランダム状にする場合には、各スイッチを図示の点線位置状態にする(図6の状態にする)。かかる状態において、第1のタイミングで選択回路22は受信信号ycを要素復号器21に入力する。要素復号器21はインタリーブ後の受信信号ya及び受信信号ycを使ってMAP復号演算を行って復号結果の尤度を出力する。デインタリーブ部24は要素復号器21から出力する尤度をデインタリーブして該要素復号器21の入力にフィードバックする。ついで、第2のタイミングになると、選択回路22は受信信号ybを要素復号器21に入力し、スイッチ25、26は図示の実線の状態に切り替わる。
要素復号器21は前回の復号結果(尤度)と受信信号ybを用いてMAP復号演算を行って復号結果の尤度を出力する。インタリーブ部23は要素復号器21から出力する尤度をインタリーブして該要素復号器21へフィードバックする。第1タイミングでデインタリーブ24から復号結果を取り出して出力すれば、この復号結果の誤り発生パターンはランダム状になる。
以上により、要素復号器を1台にしたターボ復号器であっても復号データの誤りパターンの発生をバースト状あるいはランダム状にできる。この場合、従来の2つの要素復号器を1台の要素復号器で共用するため回路規模を削減できる。
以上本発明によれば、復号を繰り返している間にも、一方でターボ復号結果の誤り検出を行い、誤りがないことを検出した場合は、復号動作の繰り返し途中であっても復号結果を出力し、更に、復号動作を打ち切るようにしたから、復号時間を短縮でき、また、回路の消費電力を少なくすることができる。
又、本発明によれば、復号を設定回数行ったときの復号結果の誤り検出数を監視し、誤り検出数が設定値以下であれば、再度復号動作を実行させるようにしたから、設定回数復号処理を行って誤りが残っていても誤り数が少なく、もう1回復号処理を行えば全ての誤りが訂正される可能性が高い場合、もう1回復号動作を行うことにより誤りを全て訂正した状態で復号結果を出力できる。
本発明によれば、従来の第1、第2の要素復号器に行わせている第1、第2の復号処理を1台の要素復号器に行わせ、第1、第2の復号処理を行うタイミングに合わせて各復号処理に用いる受信信号を選択して要素復号器に入力するようにしたから、ハードウェア量を少なくでき、しかも、消費電力を少なくできる。
本発明によれば、第1、第2の2つの要素復号器を備えたターボ復号器において、第1の要素復号器に入力する受信信号と、第2の要素復号器に入力する受信信号を従来と逆にして復号データに含まれる誤り発生のパターンをバースト状にするようにしたから、情報ブロック単位の誤り率を低減でき、再送回数を少なくできる。
本発明によれば、従来の第1、第2の要素復号器に行わせている第1、第2の復号処理を1台の要素復号器に行わせると共に、第1の復号処理時に要素復号器に入力する受信信号と、第2の復号処理時に要素復号器に入力する受信信号の順番を従来と逆にすることにより、出力する復号データに含まれる誤り発生のパターンをバースト状したから、ハードウェア量を少なくでき、しかも、情報ブロック単位の誤り率を低減でき、再送回数を少なくできる。
本発明によれば、第1、第2の要素復号器から出力する第1、第2の復号結果の一方を選択して出力するようにしたから、必要に応じて、復号データの誤りパターンの発生をバースト状あるいはランダム状にできる。又、第1、第2の要素復号器を共通化し、しかも、復号データの誤りパターンの発生をバースト状あるいはランダム状にできる。
【図面の簡単な説明】
図1は本発明の第1実施例のターボ復号器の構成図である。
図2は本発明の第1実施例のターボ復号器の変形例である。
図3は要素復号器を共通化した本発明の第2のターボ復号器の構成図である。
図4は本発明の第3実施例のターボ復号器の構成図(誤り発生をバースト状にする)である。
図5は第3実施例の効果説明図である。
図6は本発明の第3実施例のターボ復号器の別の構成図である。
図7は本発明の第4実施例のターボ復号器の構成図(復号結果選択方式)である。
図8は誤り発生パターン説明図である。
図9は誤りがランダム状の方が良い場合の説明図である。
図10は情報ブロックの選択合成説明図である。
図11は選択合成の適用例である。
図12は本発明の第4実施例の変形例(DEC1、DEC2に入力するyb,ycの順番を可変にした構成)である。
図13は本発明の第4実施例の別の変形例(要素復号器を共用した構成)である。
図14は通信システムの概略図である。
図15はターボ符号器の構成図である。
図16は畳み込み符号器の状態遷移図である。
図17はターボ復号器の構成図である。
図18はターボ符号単位及び従来のターボ復号器の復号結果に含まれる誤りパターンの説明図である。
Claims (5)
- 受信信号に第1の復号処理を施して得られる復号結果と別の受信信号とを用いて第2の復号処理を行い、以後、繰り返し、第2の復号結果と前記受信信号を用いて第1の復号処理を行い、第1の復号結果と該別の受信信号とを用いて第2の復号処理を行う第1、第2の要素復号器、
前記第1、第2の要素復号器から出力する第1、第2の復号結果を選択して出力する選択回路、
を備え、出力する復号データを選択することにより最後に出力する復号データの誤りパターン発生の性質を制御することを特徴とするターボ復号装置。 - 第1の復号処理と、該第1の復号処理の復号結果に基づく第2の復号処理とを該第1の復号処理、第2の復号処理の順、又はその逆順で繰返して行なうターボ復号装置において、
前記第1の復号処理、前記第2の復号処理のいずれの復号処理結果についても選択的にターボ復号結果として出力可能な選択手段、
を備え、出力する復号データを選択することにより最後に出力する復号データの誤りパターン発生の性質を制御することを特徴とするターボ復号装置。 - 前記第2の復号処理は、前記第1の復号処理により得られた復号結果をインタリーブ処理したものを用いる場合、前記選択手段が前記第2の復号処理により得られた復号結果をターボ復号結果として出力する際、デインタリーブを施してから出力する、
ことを特徴とする請求項2記載のターボ復号装置。 - 前記第2の復号処理は、前記第1の復号処理により得られた復号結果をインタリーブ処理したものを用いる場合、前記選択手段が前記第1の復号処理により得られた復号結果をターボ復号結果として出力する際、インタリーブもデインタリーブも施さずに出力する、
ことを特徴とする請求項2記載のターボ復号装置。 - 受信信号に第1の復号処理を施して得られる復号結果と別の受信信号とを用いて第2の復号処理を行い、以後、繰り返し、第2の復号結果と前記受信信号を用いて第1の復号処理を行い、第1の復号結果と該別の受信信号とを用いて第2の復号処理を行う第1、第2の要素復号器、
前記第1の復号処理を行う第1の要素復号器に入力する受信信号の組み合わせを選択すると共に、前記第2の復号処理を行う第2の要素復号器に入力する受信信号を選択する信号選択回路、
を備え、第1、第2の要素復号器に入力する受信信号を切り替えることにより復号データの誤りパターン発生の性質を制御することを特徴とするターボ復号装置。
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