JPH03253122A - 二重復号方式 - Google Patents

二重復号方式

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JPH03253122A
JPH03253122A JP4956690A JP4956690A JPH03253122A JP H03253122 A JPH03253122 A JP H03253122A JP 4956690 A JP4956690 A JP 4956690A JP 4956690 A JP4956690 A JP 4956690A JP H03253122 A JPH03253122 A JP H03253122A
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Masayoshi Ohashi
正良 大橋
Yutaka Yasuda
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、二重に誤り訂正符号化された符号を復号する
復号方式(以下、「二重復号方式」と称す)に関するも
のである。
(従来技術) 二つの誤り訂正符号を用いて情報データ系列を符号化す
ることで、単独の誤り訂正符号を用いるよりもより高い
誤り訂正能力を実現し、信頼性に優れた情報伝送を実現
する手段のひとつとして、ひとつの誤り訂正符号器−復
号器システムの外側にもうひとつの誤り訂正符号器−復
号器を付加する二重符号化方式がある。ここで内側の符
号化復号システムに用いる符号を内符号、外側の符号化
復号システムに用いる符号を外符号と呼ぶ。二重符号化
方式は、符号化率等の符号化パラメータやハードウェア
の選択自由度が大きく、かつ二つの符号を適切に選択し
て組み合わせることで、非常に高い誤り訂正能力を達成
できる符号化方式として知られている。特に内符号とし
て、たたみ込み符号化/ビタビ復号方式を適用し、外符
号にリードソロモン符号を適用する二重符号化方式は、
深宇宙通信の分野で実用化されているほが、衛星通信に
対しても最近導入が積極的に検討されつつある。またC
D、光ディスクの分野においては、インターリーブを含
んだリードソロモン符号を二重に用いて誤り訂正能力の
改善を図っている。
次に、取り扱う受信信号の性質からみれば、復号方式に
は大別して、受信語を確定的な値として捉えて復号する
いわゆる硬判定復号方式と、受信語に加え、受信語中の
それぞれのビット又はシンボルの確からしきを示す重み
情報をも含めて復号を行なう軟判定復号方式か存在する
。また軟判定復号方式の一種として、受信されたシンボ
ルの確からしきかはなはだ低い場合には、当該シンボル
に確定的な値を付与せず、単に消失(イレージヤ−)と
して取り扱い、復号を行なう消失誤り訂正復号方式があ
る。−数的には、この様な軟判定復号方式や、消失誤り
訂正方式を適用することにより、硬判定復号に比べ、よ
り一層の誤り訂正能力の改善を図ることが可能である。
(発明か解決しようとする課題) 従来技術の項で述べたように、一般には、軟判定復号あ
るいは消失誤り訂正復号方式を適用することにより、硬
判定復号にくらべ、誤り訂正能力の改善を図ることが可
能である。しかしながら二重符号化システムに対してこ
れらの適用を考えると、内符号の復号については、伝送
路を通ったデータか直接復号対象となるため、上記の軟
判定復号や消失誤り訂正復号が適用可能であるのに対し
、外符号は、内符号の復号結果を復号対象とするため、
通常は硬判定データのみしか受は取ることかできない。
そのため、本来なら外符号の復号器に軟判定誤り訂正や
消失誤り訂正復号の能力が備わっている場合でもその能
力を発揮することができないという問題点があった。
本発明の目的は、外符号の復号器に軟判定誤り訂正や消
失誤り訂正復号の能力が備わっている場合にその能力を
発揮することができる二重復号方式を提供することにあ
る。
(課題を解決するための手段) この目的を達成するために本発明は、トレリス線図を用
いて復号を行うことができる線型誤り訂正符号を内符号
に用い、外符号としては軟判定又は消失誤り訂正が可能
なGF(2m)上の線型誤り訂正符号を用いて構成され
る二重に符号化された符号の復号方式において、 前記内符号の復号情報系列に付随してmビットより構成
される外符号のlシンボルの確からしさを求めて、前記
内符号の復号情報系列とともに前記外符号の復号器に転
送し、 前記外符号においては、得られた確からしさの情報から
当該シンボルの軟判定重みもしくは消失情報を決定し、
これによって軟判定復号もしくは消失誤り訂正復号を行
うことを特徴とする構成を有している。
本発明の原理は、トレリス構造を有する線型符号に対す
る復号方式のひとつであるビット単位の尤度を評価する
復号(ここではこの復号方式をビット最小誤り復号と呼
ぶ)手段を内符号の復号に用いたことにある。
なお、この最小ビット誤り復号アルゴリズムについては
文献(L、 R,Bahl、 J、 Cocke F、
 Jelinekand J、 Raviv : ”O
ptimal Decoding of Linear
Codes for Minimizing Symb
ol Error Rate”、 IEEETrans
、 Inf、 Theory、 Vol、 IT−20
,pp、284−287゜March 1974)に詳
しく述べられている。
また、本発明者等は本発明と同日出願した「誤り訂正符
号の復号方式」において、繰り返し演算を行ったときに
用いた作業用記憶領域を逆方向の繰り返し演算に再使用
すること及び、枝メトリックの規格化を提案している。
従って、その最小ビット誤り復号方式を用いても良い。
ビット最小誤り復号は受信された系列Zにたいしである
時刻kにおける復号結果かU、であるときの結合確率P
 (Um、z)もしくはP (U、l z)が評価され
るので、外符号のシンボルがVk”U k+ U k+
1+ U k+2+・・・−+ Uk!m−1)より構
成されるときには、 を計算することで、外符号へ渡される内符号の復号情報
の信頼度を評価している。
(実施例1) 第1図は本発明に基づく二重復号方式の概念図を示すブ
ロック図である。図において、外符号はG F (2’
″)上、内符号はGF(2)上の線型符号とする。送信
情報系列はS/P (シリアル/パラレル)変換器13
0によりmビット単位のシンボルに変換され、外符号器
140で外符号の誤り訂正符号化が行なわれる。その後
P/S (パラレル/シリアル)変換器131により再
び直列のビット系列に変換され、内符号の符号器141
により誤り訂正符号化されて出力101より伝送路に送
出される。伝送路では雑音103を受け、受信系列Z1
02として内符号復号器142ならびに最小ビット誤り
復号器144に人力される。この系列Zは一般には軟判
定データである。内符号復号器142は、例えばビタビ
復号器のように軟判定復号が可能であるが、その復号系
列104としては0、lといった決定的な値しか出力で
きない復号器である。また外符号復号器143は例えば
G F (2’)上の消失誤り訂正が可能なリードソロ
モン復号器であるとする。この三者は、従来深宇宙通信
でよく用いられてきた組み合わせである。一方、点線内
の部分は、本発明により従来の二重符号化/復号方式に
新たに付は加えて、内符号の復号結果の信頼度判定を行
なう部分てあり、最小ビット誤り復号器144、レジス
タ120 、121 、乗算器122、量子化器123
より構成される。
内符号復号器142によって時刻にの復号ビットU、か
得られたとすると、この出力はS/P変換器132に送
られラッチされると同時に、最小ビット誤り復号器14
4に入力される。復号器144は、受信系列Zと復号器
142の時刻kにおける復号出力U、よりP(U、Iz
)を計算して105へ出力する。この値はレジスタ12
0に格納される。レジスタ121には初期値としてrN
かセットされている。次のステップでレジスタ120と
レジスタ121の内容は乗算器122にて掛は合わされ
、その結果がレジスタ121へ再び格納される。この動
作がm回繰り返された時点で、レジスタ121には、が
蓄積される。またS/P変換器132には外符号のlシ
ンボルを構成するmビットの復号シンボルがラッチされ
ている。そこてレジスタ121の値を量子化器123に
入力し、あるしきい値を超えていれば、外符号復号器1
43への人力シンボルは信頼度か十分あると判断し、有
効とするが、しきい値を割っていれば、当該シンボルは
信頼に欠けると判断してこのシンボルは無効すなわち消
失とする。
外符号復号器143はこの情報を得て消失誤り訂正を行
なう。一般に距離が2 t+1の符号を用いる場合には
その誤り訂正能力はlシンボルであるが、消失のみを復
元する場合にはその能力が2tシンボルまで向上する。
したかってこのような消失情報を与えることによって、
外符号復号器の誤り訂正能力を高めれば、総合的なシス
テムのビット誤り率特性を改善することかでき、通信の
信頼性を向上させることが可能である。
なお本実施例においては、外符号復号器143としては
消失誤り訂正機能を有する復号器を考慮の対象にしたが
、ビタビ復号器のような軟判定復号を行なえる復号器を
外符号の復号器に用いる場合には、量子化器123に適
当な複数のしきい値を設定し、これにより作り出される
複数段階の信頼度を軟判定情報として外符号復号器に渡
すことて軟判定復号を行ない、通信の信頼性を高めるこ
とかできる。
また、実施例1では乗算器122を用いてビット単位の
尤度の積(108)を求めたが、最小ビット誤り復号器
144の出力(105)を実数から対数に変換するかま
たは最小ビット誤り復号器144から直接対数尤度を出
力(105) L、乗算器122の代わりに加算器を用
いてビット単位の対数尤度の和(108)を求め、外符
号の1シンボルの確からしさとしても良い。
この実施例では点線部を除けば従来方式の二重符号化/
復号方式と同一である。したがって従来方式に対して点
線部を付加するだけで誤り訂正能力の向上が図れるとい
う利点をもつ。
(実施例2) 第2図は、本発明による第2の実施例であり、二重符号
化/復号方式の概念図を示したものである。実施例1と
異なる点は、内符号の復号器として最小ビット誤り復号
器をそのまま用いている点にある。送信部は実施例1と
同しであるので説明を省略する。受信系列Zか得られた
とすると、最小ビット誤り復号器は、順に時刻kにおい
て受信系列Zか受信されたもとでの復号ビットU、か0
およびIである確率P (Uk=Olz)、P (Uk
=11z)を出力し、これらの値は204.205を通
じてそれぞれレジスタ220 、221へ格納される。
比較器222は、206 、207によって両レジスタ
の値を比較し、もしもレジスタ220の値か大きければ
0を、レジスタ221の値か大きければ1を、等しけれ
ばランダムに0または1を208に出力する。
マルチプレクサ223はもしも比較器222の出力20
8の値が0ならばレジスタ220の出力209.1なら
ばレジスタ221の出力210側を選択する。選択され
たレジスタの内容はマルチプレクサ223の出力211
を通じてレジスタ224に格納される。また比較器22
2の出力208の出力は同時にS/P変換器232でラ
ッチされる。これらの動作によって、復号動作および復
号ビットの信頼度評価か同時に最小ビット誤り復号器2
42によって行なわれることになる。以後、レジスタ2
24.225、乗算器226、量子化器227によって
外符号復号器に渡されるシンボルの信頼度評価が行なわ
れる過程は実施例1と同様である。
(発明の効果) 本発明を用いると、二重符号化方式において外符号の消
失判定復号または軟判定復号が行なえるようになるため
、誤り訂正能力改善の効果は非常に大きい。しかも本発
明は、従来方式で用いられている符号のパラメータを何
ら変更することなくシステムに適用することかできるの
で、既存システムへの導入も円滑に行なうことができる
一般に二重符号化方式か採用されるシステムは、到達電
波が極めて微弱な深宇宙通信や衛星を介したデータ通信
システムのように、できるかぎり通信の信頼性を向上さ
せたい要求に基づいて導入される場合が多い。従って、
このような通信の信頼性の向上につながる本発明の効果
は非常に大きいといえる。
【図面の簡単な説明】
第1図と第2図は本発明の実施例を示すブロック図であ
る。 100、200・・・送信系列、 130.230・・
・シリアル/パラレル変換器、 140.240・・・
外符号符号器、131、231・・・パラレル/シリア
ル変換器、101、201.102.202・・・伝送
路、 103.203・・・伝送路雑音、 142・・
・内符号復号器、 144.242・・・最小ビット誤
り復号器、 132.232・・・シリアル/パラレル
変換器、 133.233・・・パラレル/シリアル変
換器、120.121.220.224.225・・・
レジスタ、 143.243・・・外符号復号器、12
2、226・・・乗算器、 123.227・・・量子
化器、223・・・マルチプレクサ。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)トレリス線図を用いて復号を行うことができる線
    型誤り訂正符号を内符号に用い、外符号としては軟判定
    又は消失誤り訂正が可能なGF(2^m)上の線型誤り
    訂正符号を用いて構成される二重に符号化された符号の
    復号方式において、 前記内符号の復号情報系列に付随してmビットより構成
    される外符号の1シンボルの確からしさを求めて、前記
    内符号の復号情報系列とともに前記外符号の復号器に転
    送し、 前記外符号においては、得られた確からしさの情報から
    当該シンボルの軟判定重みもしくは消失情報を決定し、
    これによって軟判定復号もしくは消失誤り訂正復号を行
    うことを特徴とする二重復号方式。
  2. (2)前記内符号の復号情報系列が、内符号の復号手段
    により直接得られ、かつ前記外符号の1シンボルの確か
    らしさが前記内符号の復号手段により得られた復号情報
    系列と受信系列とから計算されるビット単位の尤度の積
    もしくはビット単位の対数尤度の和で与えられることを
    特徴とする請求項(1)記載の二重復号方式。
  3. (3)前記内符号の復号情報系列がビット単位の復号尤
    度をそれぞれ計算することにより得られ、前記外符号の
    1シンボルの確からしさが該ビット単位の復号尤度の積
    もしくはビット単位の対数尤度の和で与えられることを
    特徴とする特許請求の範囲(1)記載の二重復号方式。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08330978A (ja) * 1995-05-31 1996-12-13 Nec Corp 誤り訂正方式
KR19980042600A (ko) * 1996-11-21 1998-08-17 마쯔시다덴끼산교가부시끼가이샤 에러 정정 장치

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JPH03154521A (ja) * 1989-11-13 1991-07-02 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 軟判定復号情報出力機能付ビタビ復号器

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