JP3987839B2

JP3987839B2 - ターボ復号装置

Info

Publication number: JP3987839B2
Application number: JP2004159374A
Authority: JP
Inventors: 哲也矢野; 一央大渕; 和生川端
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2004-05-28
Filing date: 2004-05-28
Publication date: 2007-10-10
Anticipated expiration: 2019-03-01
Also published as: JP2004254348A

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。
に関する。

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（例えば非特許文献１参照）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。

原データ：ｕ=[u1,u2,u3,..,uＮ]
符号化データ：ｘa=[xａ１,xａ２,xａ３,...,xａｋ,...,xａＮ]
：ｘb=[xｂ１,xｂ２,xｂ３,...,xｂｋ,...,xｂＮ]
：ｘc=[xｃ１,xｃ２,xｃ３,...,xｃｋ,...,xｃＮ]
受信データ：ｙa=[yａ１,yａ２,yａ３,...,yａｋ,...,yａＮ]
：ｙb=[yｂ１,yｂ２,yｂ３,...,yｂｋ,...,yｂＮ]
：ｙc=[yｃ１,yｃ２,yｃ３,...,yｃｋ,...,yｃＮ]
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。
米国特許番号5,446,747号明細書

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。

上記課題は本発明によれば、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の復号処理の順に繰返して行なうターボ復号装置において、該第１の復号処理により得られた復号結果及び該第２の復号処理により得られた復号結果について誤り検出処理を行なう誤り検出手段を備えたターボ復号装置により達成される。該ターボ復号装置は、更に少なくとも前記第１の復号処理の結果を記憶可能な記憶部を備え、前記誤り検出手段による誤り検出結果に応じて、該記憶部に記憶した前記第1の復号処理の結果を出力する。前記記憶部は、前記第１の復号処理結果、前記第2の復号処理結果を交互に記憶する。また、ターボ復号において、前記第１の復号処理は、前記第２の復号処理により得られた復号結果をデインタリーブ処理したものを用い、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。
上記課題は本発明によれば、所定のデータ順の並び替え前、並び替え後のそれぞれに対して符号化処理を施して得られた2つの情報に対応する受信情報のうち、第1の受信情報を用いて第1の復号処理を行ない、第2の受信情報を用いて第2の復号処理を行なうターボ復号装置において、該第１の復号処理により得られた復号結果及び該第２の復号処理により得られた復号結果について誤り検出処理を行なう誤り検出手段を備えたターボ復号装置により達成される。該ターボ復号装置は更に、前記第１の復号処理の結果、前記第２の復号処理の結果のいずれについても記憶可能な記憶部を備え、前記誤り検出手段による誤り検出結果に応じて、該記憶部に記憶した前記第1の復号処理の結果又は前記第2の復号処理の結果を出力する。
上記課題は本発明によれば、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の復号処理の順に繰返して行なうターボ復号装置において、前記繰り返しの過程における前記第１の復号処理又は前記第2の復号処理実行中に、該繰り返しの過程において既に得られた復号結果についての誤り検出処理を行なう誤り検出手段、該誤り検出手段により誤りがないことが検出されると、実行中の前記第1の復号処理又は前記第２の復号処理を停止し、次の信号についての復号処理を開始する手段を備えたターボ復号装置により達成される。

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。

本発明は第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の復号処理の順に繰返して行なうターボ復号装置(図１参照)である。このターボ復号装置は、繰り返しの過程における、前記第１の復号処理又は前記第2の復号処理実行中に、該繰り返しの過程において既に得られた復号結果についての誤り検出処理を行なう誤り検出手段(64)、該誤り検出手段により誤りがないことが検出されると、実行中の前記第1の復号処理又は前記第２の復号処理を停止し、次の信号についての復号処理を開始する手段(63)を備えている。

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。

・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。

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。

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。

・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。

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から出力する尤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。

・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。

・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。

本発明の第１実施例のターボ復号器の構成図である。本発明の第１実施例のターボ復号器の変形例である。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。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。第３実施例の効果説明図である。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。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。誤り発生パターン説明図である。誤りがランダム状の方が良い場合の説明図である。情報ブロックの選択合成説明図である。選択合成の適用例である。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。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。通信システムの概略図である。ターボ符号器の構成図である。畳み込み符号器の状態遷移図である。ターボ復号器の構成図である。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。

符号の説明

５１受信データメモリ
５２読出し部
５３，５４第１、第２の要素復号器
５５インタリーブ部
５６デインタリーブ部
６１読出し制御部
６２繰り返しカウンタ
６３繰り返し制御部
６４誤り検出回路
６５復号データメモリ
６６出力制御部

Claims

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、該第２の復号処理の順に繰返して行うターボ復号装置において、
該繰返しの過程にける、該第１の復号処理の復号結果、該第２の復号処理の復号結果を記憶する記憶部と、
前記繰返しの過程における前記第１の復号処理又は前記第２の復号処理実行中に、該繰返しの過程において既に得られた復号結果についての誤り検出処理を行う誤り検出手段と、
該誤り検出手段により誤りが無いことが検出されると、実行中の前記第１の復号処理又は前記第２の復号処理を停止して、前記記憶部に記憶した誤りが検出されなかった復号結果をターボ復号装置の出力として出力する、
ことを特徴とするターボ復号装置。
請求項１記載のターボ復号装置において、
設定された最大繰返し数に達したことが検出されると、復号結果を出力する、
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、該第２の復号処理の順に繰返して行うターボ復号装置において、
該第１の復号処理により得られた復号結果及び該第２の復号処理により得られた復号結果について誤り検出処理を行う誤り検出手段と、
設定された最大繰返し数に達すると、最後の復号結果をターボ復号装置の出力として出力し、設定された該最大繰返し数に達していない場合において前記誤り検出手段により誤りが無いことが検出されると、実行中の前記第１の復号処理又は前記第２の復号処理を停止し、前記誤り検出手段によって誤りが無いということが確認された復号結果を出力する、
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、該第２の復号処理の順に繰返して行うターボ復号装置において、
該第１の復号処理により得られた復号結果及び該第２の復号処理により得られた復号結果について誤り検出処理を行う誤り検出手段と、
前記第１の復号処理、前記第２の復号処理の毎に増加する繰り返し回数が、設定された最大繰返し数に達すると、最後の復号結果をターボ復号装置の出力として出力し、設定された該最大繰返し数に達していない場合に、前記誤り検出手段によって誤りが無いということが確認された復号結果を出力する、
ことを特徴とするターボ復号装置。