JP2001352252A - 符号化装置及び符号化方法、並びに、復号装置及び復号方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高い符号化率の下に、高性能の符号化及び復
号を行う。 【解決手段】 符号化装置１は、入力されたデータに対
してパリティ検査符号化を行うパリティ検査符号化器１
０と、このパリティ検査符号化器１０により符号化され
たデータを構成する各ビットの順序を置換して並べ替え
るインターリーバ２０と、このインターリーバ２０から
供給されたデータに対して累積加算による畳み込み符号
化を行うアキュムレータ３０とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、入力されたデータ
に対して縦列連接符号化を行う符号化装置及び符号化方
法、並びに、縦列連接符号化されたデータを復号する復
号装置及び復号方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、例えば、移動体通信や深宇宙通信
といった通信分野、地上波又は衛星ディジタル放送とい
った放送分野、及び記録媒体に対する記録及び／又は再
生を行う磁気、光又は光磁気記録分野の研究が著しく進
められているが、それにともない、誤り訂正符号化及び
復号の効率化を目的として符号理論の研究も盛んに行わ
れている。

【０００３】符号性能の理論的限界としては、いわゆる
シャノンの通信路符号化定理により与えられるシャノン
限界が知られている。シャノンの通信路符号化定理と
は、「通信路容量Ｃ（ビット／シンボル）の通信路を用
いて伝送速度Ｒ（ビット／シンボル）で情報を伝送する
場合に、Ｒ≦Ｃであるならば、誤り確率を限りなく
“０”に近づけることができる符号化方法が存在する」
という定理であり、シャノン限界とは、誤りなしに送信
可能な伝送速度の理論上の限界である。

【０００４】このシャノン限界に近い性能を示す符号化
方法として、例えば、「S. Benedetto, G. Montorsi,
D. Divsalar, F. Pollara, “Serial Concatenation of
Interleaved Codes: Performance Analysis, Design,
and Iterative Decoding”, TDA Progress Report 42-1
26, Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Californi
a, Aug. 15, 1996」に記載されている縦列連接畳み込み
符号（Serially Concatenated Convolutional Codes）
による符号化方法が知られている。

【０００５】この縦列連接畳み込み符号による符号化
は、２つの畳み込み符号化器とインターリーバとを縦列
に連接して構成される装置により行われる。そして、縦
列連接畳み込み符号の復号は、軟出力（soft-output）
を出力する２つの復号回路を縦列に連接して構成される
装置により行われ、２つの復号回路の間で情報をやり取
りし、最終的な復号結果が得られる。

【０００６】また、この縦列連接畳み込み符号による符
号化をさらに簡略化したものとして、「Hui Jin and Ro
bert J. McEliece, “RA codes achieve AWGN channel
capacity”, pp. 10-18, in Proc. 13th International
Symposium on Applied Algebra, Algebraic Algorithm
s, and Error-Correcting Codes. (Springer LectureNo
tes in Computer Science no. 1719)」に記載されてい
るＲＡ（Repeat-Accumulate）符号がある。このＲＡ符
号は、繰り返し符号化を行う符号化器と入力したデータ
を累積加算するアキュムレータとを、インターリーバを
介して縦列連接した装置により生成されるものであり、
繰り返し数を無限大とした場合には、性能がシャノン限
界に到達するものである。

【０００７】以下、ＲＡ符号による符号化を行う符号化
装置、及びＲＡ符号の復号を行う復号装置について説明
する。なお、以下の説明においては、図２１に示すよう
に、ディジタル情報を図示しない送信装置が備える符号
化装置２０１により符号化し、その出力を雑音のある無
記憶通信路２０２を介して図示しない受信装置に入力し
て、この受信装置が備える復号装置２０３により復号
し、観測する場合を考える。

【０００８】ＲＡ符号による符号化を行う符号化装置２
０１は、図２２に示すように、第１の符号（以下、外符
号と記す。）の符号化として繰り返し符号化を行う繰り
返し符号化器２１０と、入力したデータの順序を並べ替
えるインターリーバ２２０と、第２の符号（以下、内符
号と記す。）の符号化として累積加算による畳み込み符
号化を行うアキュムレータ２３０とを備える。この符号
化装置２０１は、入力したｋビットの入力データＤ２０
１に対して、符号化率が“ｋ／ｑｋ＝１／ｑ”のＲＡ符
号化を行い、ｑｋビットの符号化データＤ２０４に変換
し、図示しない変調器等を介して外部に出力する。

【０００９】繰り返し符号化器２１０は、ｋビットの入
力データＤ２０１を入力すると、この入力データＤ２０
１に対して繰り返し数ｑの繰り返し符号化を行い、ｑｋ
ビットの符号化データＤ２０２として後段のインターリ
ーバ２２０に出力する。すなわち、繰り返し符号化器２
１０は、外符号の符号化として符号化率が“ｋ／ｑｋ＝
１／ｑ”の繰り返し符号化を行い、符号化データＤ２０
２を後段のインターリーバ２２０に出力する。なお、繰
り返し数ｑとしては、通常、小さな値が選択され、例え
ばｑ＝３程度が一般的である。

【００１０】インターリーバ２２０は、繰り返し符号化
器２１０から出力されたｑｋビットの符号化データＤ２
０２を入力し、所定の長さのインターリーブを施す。す
なわち、インターリーバ２２０は、入力した符号化デー
タＤ２０２を構成する各ビットの順序を並べ替え、生成
したｑｋビットのインターリーブデータＤ２０３を後段
のアキュムレータ２３０に出力する。

【００１１】アキュムレータ２３０は、ｑｋビットのイ
ンターリーブデータＤ２０３を入力すると、このインタ
ーリーブデータＤ２０３に対して再帰的畳み込み演算を
行うことによって、順次入力されるインターリーブデー
タＤ２０３の各ビットを累積加算し、演算結果をｑｋビ
ットの符号化データＤ２０４として外部に出力する。す
なわち、アキュムレータ２３０は、内符号の符号化とし
て符号化率が“１”の再帰的畳み込み演算を行い、符号
化データＤ２０４を外部に出力する。

【００１２】このような符号化装置２０１は、繰り返し
符号化器２１０により外符号の符号化として符号化率が
“１／ｑ”の繰り返し符号化を行い、アキュムレータ２
３０により内符号の符号化として符号化率が“１”の再
帰的畳み込み演算を行うことによって、全体として、符
号化率が“（１／ｑ）×１＝１／ｑ”のＲＡ符号による
縦列連接符号化を行う。この符号化装置２０１により符
号化されたデータは、図示しない変調器により所定の変
調方式に基づいて信号点のマッピングが行われ、無記憶
通信路２０２を介して受信装置に出力される。

【００１３】一方、符号化装置２０１によるＲＡ符号の
復号を行う復号装置２０３としては、例えば図２３に示
すように、内符号の復号を行う軟出力復号回路２４０
と、入力したデータの順序を元に戻すデインターリーバ
２５０と、入力したデータの順序を並べ替えるインター
リーバ２６０と、外符号の復号を行う軟出力復号回路２
７０とを備えるものがある。この復号装置２０３は、無
記憶通信路２０２上で発生したノイズの影響によりアナ
ログ値をとり軟入力（soft-input）とされる受信値Ｄ２
０５から符号化装置２０１における入力データＤ２０１
を推定し、復号データＤ２１０として出力する。

【００１４】軟出力復号回路２４０は、符号化装置２０
１におけるアキュムレータ２３０に対応して備えられる
ものであり、いわゆるＢＣＪＲ（Bahl, Cocke, Jelinek
andRaviv）アルゴリズムに基づくＭＡＰ（Maximum A P
osteriori probability）復号やＳＯＶＡ（Soft Output
Viterbi Algorithm）復号を行うものである。軟出力復
号回路２４０は、受信装置により受信された軟入力の受
信値Ｄ２０５を入力するとともに、インターリーバ２６
０から供給された軟入力の情報ビットに対する事前確率
情報Ｄ２０６を入力し、これらの受信値Ｄ２０５と事前
確率情報Ｄ２０６とを用いて、内符号の軟出力復号を行
う。そして、軟出力復号回路２４０は、符号の拘束条件
により求められる情報ビットに対する外部情報Ｄ２０７
を生成し、この外部情報Ｄ２０７を後段のデインターリ
ーバ２５０に軟出力として出力する。なお、この外部情
報Ｄ２０７は、符号化装置２０１におけるインターリー
バ２２０によりインターリーブされたインターリーブデ
ータＤ２０３に対応するものである。

【００１５】デインターリーバ２５０は、符号化装置２
０１におけるインターリーバ２２０によりインターリー
ブされたインターリーブデータＤ２０３のビット配列
を、それぞれ、元の符号化データＤ２０２のビット配列
に戻すように、軟出力復号回路２４０から出力される軟
入力の外部情報Ｄ２０７にデインターリーブを施す。デ
インターリーバ２５０は、デインターリーブして得られ
たデータを後段の軟出力復号回路２７０における符号ビ
ットに対する事前確率情報Ｄ２０８として出力する。

【００１６】インターリーバ２６０は、軟出力復号回路
２７０から出力された軟入力である符号ビットに対する
外部情報Ｄ２０９に対して、符号化装置２０１における
インターリーバ２２０と同一の置換位置情報に基づいた
インターリーブを施す。インターリーバ２６０は、イン
ターリーブして得られたデータを軟出力復号回路２４０
における情報ビットに対する事前確率情報Ｄ２０６とし
て出力する。

【００１７】軟出力復号回路２７０は、符号化装置２０
１における繰り返し符号化器２１０に対応して備えられ
るものであり、ＭＡＰ復号やＳＯＶＡ復号を行うもので
ある。軟出力復号回路２７０は、デインターリーバ２５
０から出力された軟入力の符号ビットに対する事前確率
情報Ｄ２０８を入力するとともに、図示しないが、値が
“０”である情報ビットに対する事前確率情報を入力
し、これらの事前確率情報を用いて、外符号の軟出力復
号を行う。そして、軟出力復号回路２７０は、符号の拘
束条件により求められる符号ビットに対する外部情報Ｄ
２０９を生成し、この外部情報Ｄ２０９をインターリー
バ２６０に軟出力として出力する。また、軟出力復号回
路２７０は、図示しないが、符号の拘束条件により求め
られる情報ビットに対する外部情報を生成し、この外部
情報に基づいて、硬出力（hard-output）の復号データ
Ｄ２１０を出力する。

【００１８】このような復号装置２０３は、受信値Ｄ２
０５を受信すると、軟出力復号回路２４０乃至軟出力復
号回路２７０の復号動作を例えば数回乃至数十回といっ
た所定の回数だけ反復して行い、所定の回数の復号動作
の結果得られた軟出力の外部情報に基づいて、復号デー
タＤ２１０を出力する。

【００１９】以上のように、符号化装置２０１と復号装
置２０３とにより構成されるシステムにおいては、ＲＡ
符号による符号化及びＲＡ符号の復号を行うことが可能
となる。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したＲ
Ａ符号は、符号化装置及び復号装置を、ともに、簡便な
構成とすることができるものの、外符号の繰り返し数を
大きくしなければ高い性能を得ることができず、符号化
率が低いといった問題があった。そのため、ＲＡ符号
は、性能の面では未だ改善の余地が残るのが実情であっ
た。

【００２１】本発明は、このような実情に鑑みてなされ
たものであり、高い符号化率の下に、高性能の符号化及
び復号を実現することができる符号化装置及び符号化方
法、並びに、復号装置及び復号方法を提供することを目
的とする。

【００２２】

【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
本発明にかかる符号化装置は、入力されたデータに対し
て縦列連接符号化を行う符号化装置であって、入力され
たデータに対して第１の符号の符号化を行う第１の符号
化手段と、この第１の符号化手段により符号化されたデ
ータを構成する各ビットの順序を置換して並べ替える置
換手段と、この置換手段から供給されたデータに対して
第２の符号の符号化を行う第２の符号化手段とを備え、
第１の符号化手段又は第２の符号化手段のうち、少なく
とも一方の符号化手段は、入力されたデータに対して所
定の単位毎に１ビットのパリティを付加するパリティ検
査符号化を行うことを特徴としている。

【００２３】このような本発明にかかる符号化装置は、
第１の符号化手段又は第２の符号化手段のうち、少なく
とも一方の符号化手段によって、パリティ検査符号化を
行う。

【００２４】また、上述した目的を達成する本発明にか
かる符号化方法は、入力されたデータに対して縦列連接
符号化を行う符号化方法であって、入力されたデータに
対して第１の符号の符号化を行う第１の符号化工程と、
この第１の符号化工程にて符号化されたデータを構成す
る各ビットの順序を置換して並べ替える置換工程と、こ
の置換工程にて並べ替えられたデータに対して第２の符
号の符号化を行う第２の符号化工程とを備え、第１の符
号化工程又は第２の符号化工程のうち、少なくとも一方
の符号化工程では、入力されたデータに対して所定の単
位毎に１ビットのパリティを付加するパリティ検査符号
化を行うことを特徴としている。

【００２５】このような本発明にかかる符号化方法は、
第１の符号化工程又は第２の符号化工程のうち、少なく
とも一方の符号化工程にて、パリティ検査符号化を行
う。

【００２６】さらに、上述した目的を達成する本発明に
かかる復号装置は、入力されたデータに対して第１の符
号の符号化を行う第１の符号化手段と、この第１の符号
化手段により符号化されたデータを構成する各ビットの
順序を置換して並べ替える第１の置換手段と、この第１
の置換手段から供給されたデータに対して第２の符号の
符号化を行う第２の符号化手段とを備え、第１の符号化
手段又は第２の符号化手段のうち、少なくとも一方の符
号化手段は、入力されたデータに対して所定の単位毎に
１ビットのパリティを付加するパリティ検査符号化を行
う符号化機器により縦列連接符号化された符号の復号を
行う復号装置であって、第２の符号化手段に対応して備
えられ、入力された軟入力である受信値と、入力された
軟入力である情報ビットに対する事前確率情報とを用い
て軟出力復号を行う第１の軟出力復号手段と、この第１
の軟出力復号手段に縦列に連接し、第１の置換手段によ
り並べ替えられたデータのビット配列を、第１の符号化
手段により符号化されたデータのビット配列に戻すよう
に、入力された軟入力のデータを並べ替える逆置換手段
と、第１の符号化手段に対応して備えられ且つ逆置換手
段に縦列に連接し、逆置換手段から出力された軟入力で
ある符号ビットに対する事前確率情報と、入力された軟
入力である情報ビットに対する事前確率情報とを用いて
軟出力復号を行う第２の軟出力復号手段と、第１の置換
手段と同一の置換位置情報に基づいて、第２の軟出力復
号手段から出力された軟入力のデータを構成する各ビッ
トの順序を置換して並べ替える第２の置換手段とを備
え、第１の軟出力復号手段は、情報ビットに対する事前
確率情報として、第２の置換手段から出力された軟入力
のデータを入力することを特徴としている。

【００２７】このような本発明にかかる復号装置は、符
号化機器が備える第１の符号化手段又は第２の符号化手
段のうち、少なくとも一方の符号化手段によって、パリ
ティ検査符号化がなされた符号を復号する。

【００２８】さらにまた、上述した目的を達成する本発
明にかかる復号方法は、入力されたデータに対して第１
の符号の符号化を行う第１の符号化工程と、この第１の
符号化工程にて符号化されたデータを構成する各ビット
の順序を置換して並べ替える第１の置換工程と、この第
１の置換工程にて並べ替えられたデータに対して第２の
符号の符号化を行う第２の符号化工程とを備え、第１の
符号化工程又は第２の符号化工程のうち、少なくとも一
方の符号化工程では、入力されたデータに対して所定の
単位毎に１ビットのパリティを付加するパリティ検査符
号化を行う符号化方法により縦列連接符号化された符号
の復号を行う復号方法であって、第２の符号化工程に対
応して備えられ、入力された軟入力である受信値と、入
力された軟入力である情報ビットに対する事前確率情報
とを用いて軟出力復号を行う第１の軟出力復号工程と、
この第１の置換工程にて並べ替えられたデータのビット
配列を、第１の符号化工程にて符号化されたデータのビ
ット配列に戻すように、入力された軟入力のデータを並
べ替える逆置換工程と、第１の符号化工程に対応して備
えられ、逆置換工程にて並べ替えられた軟入力である符
号ビットに対する事前確率情報と、入力された軟入力で
ある情報ビットに対する事前確率情報とを用いて軟出力
復号を行う第２の軟出力復号工程と、第１の置換工程と
同一の置換位置情報に基づいて、第２の軟出力復号工程
にて生成された軟入力のデータを構成する各ビットの順
序を置換して並べ替える第２の置換工程とを備え、第１
の軟出力復号工程では、情報ビットに対する事前確率情
報として、第２の置換工程にて並べ替えられた軟入力の
データを入力することを特徴としている。

【００２９】このような本発明にかかる復号方法は、符
号化方法が備える第１の符号化工程又は第２の符号化工
程のうち、少なくとも一方の符号化工程にて、パリティ
検査符号化がなされた符号を復号する。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下、本発明を適用した具体的な
実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明す
る。

【００３１】この実施の形態は、図１に示すように、デ
ィジタル情報を図示しない送信装置が備える符号化装置
１により符号化し、その出力を雑音のある無記憶通信路
２を介して図示しない受信装置に入力して、この受信装
置が備える復号装置３により復号する通信モデルに適用
したデータ送受信システムである。

【００３２】まず、第１の実施の形態として示すデータ
送受信システムについて説明する。

【００３３】このデータ送受信システムにおいて、符号
化装置１は、縦列連接符号化の１種であるＲＡ（Repeat
-Accumulate）符号における繰り返し符号化器の代わり
に、所定の単位の情報に対して１ビットのパリティを付
加するパリティ検査符号化器を少なくとも備えるもので
ある。以下では、この符号化装置１における符号をＰＡ
（Parity-check-Accumulate）符号と称するものとす
る。また、復号装置３は、符号化装置１による符号の復
号を行うものである。

【００３４】符号化装置１は、図２に示すように、第１
の符号（以下、外符号と記す。）の符号化として入力し
たデータに対して所定の単位毎に１ビットのパリティを
付加する（第１の）符号化手段であるパリティ検査符号
化器１０と、入力したデータの順序を並べ替える（第１
の）置換手段であるインターリーバ２０と、第２の符号
（以下、内符号と記す。）の符号化として累積加算によ
る畳み込み符号化を行う（第２の）符号化手段であるア
キュムレータ３０とを備える。この符号化装置１は、入
力したｋビットの入力データＤ１に対して、符号化率が
“ｋ／（ｋ＋１）”の符号化を行い、ｋ＋１ビットの符
号化データＤ４に変換し、図示しない変調器等を介して
外部に出力する。

【００３５】パリティ検査符号化器１０は、入力データ
Ｄ１を入力すると、この入力データＤ１に対してｋビッ
ト単位で１ビットのパリティを付加し、ｋ＋１ビットの
符号化データＤ２として後段のインターリーバ２０に出
力する。すなわち、パリティ検査符号化器１０は、外符
号の符号化として符号化率が“ｋ／（ｋ＋１）”のパリ
ティ検査符号化を行い、符号化データＤ２を後段のイン
ターリーバ２０に出力する。

【００３６】インターリーバ２０は、パリティ検査符号
化器１０から出力されたｋ＋１ビットの符号化データＤ
２を入力し、所定の長さＮのインターリーブを施す。イ
ンターリーバ２０は、図３に示すように、入力したデー
タを保持する入力データ保持メモリ２１と、入力したデ
ータの順序の並べ替え（置換）を行うデータ置換回路２
２と、データの置換位置情報を生成する置換データ生成
部２３と、出力するデータを保持する出力データ保持メ
モリ２４とを有する。

【００３７】入力データ保持メモリ２１は、パリティ検
査符号化器１０から出力されたｋ＋１ビットの符号化デ
ータＤ２を入力して保持し、この符号化データＤ２を所
定のタイミングでデータ置換回路２２に供給する。

【００３８】データ置換回路２２は、置換データ生成部
２３により生成されたデータの置換位置情報に基づい
て、入力データ保持メモリ２１から供給された符号化デ
ータＤ２の順序の並べ替えを行う。データ置換回路２２
は、並べ替えたデータを出力データ保持メモリ２４に供
給する。

【００３９】置換データ生成部２３は、例えば、図示し
ないＲＯＭ（Read Only Memory）等を有しており、発生
した乱数等に基づいてデータの置換位置情報を生成し、
この置換位置情報をＲＯＭに格納する。置換データ生成
部２３により生成されて格納されている置換位置情報
は、随時データ置換回路２２により読み出される。

【００４０】出力データ保持メモリ２４は、データ置換
回路２２から供給されるデータを保持し、これらのデー
タをｋ＋１ビットのインターリーブデータＤ３として、
所定のタイミングで後段のアキュムレータ３０に出力す
る。

【００４１】このようなインターリーバ２０は、パリテ
ィ検査符号化器１０から出力された符号化データＤ２に
長さＮのインターリーブを施し、後段のアキュムレータ
３０に出力する。

【００４２】より具体的には、入力データ保持メモリ２
１は、パリティ検査符号化器１０から出力された符号化
データＤ２を順次入力して保持する。そして、入力デー
タ保持メモリ２１は、所定のタイミングで、例えば、符
号化データＤ２を構成する各ビットを順次保持し、Ｎビ
ット（Ｎは任意の自然数）からなるビット系列が生成さ
れたタイミングで、保持しているデータをデータ置換回
路２２に供給する。

【００４３】続いて、データ置換回路２２は、置換デー
タ生成部２３により生成された置換位置情報に基づい
て、入力データ保持メモリ２１から供給されたビット系
列を構成するＮ個の各ビットの順序を並べ替える。デー
タ置換回路２２は、並べ替えにより得られた新たなビッ
ト系列を出力データ保持メモリ２４に供給する。

【００４４】そして、出力データ保持メモリ２４は、デ
ータ置換回路２２から供給されたビット系列を構成する
各ビットを保持し、保持したデータをインターリーブデ
ータＤ３として、所定のタイミングで後段のアキュムレ
ータ３０に出力する。

【００４５】このように、インターリーバ２０は、パリ
ティ検査符号化器１０から出力されたｋ＋１ビットの符
号化データＤ２を入力し、この符号化データＤ２を構成
する各ビットの順序を予め格納している置換位置情報に
基づいて並べ替え、ｋ＋１ビットのインターリーブデー
タＤ３を生成する。したがって、符号化装置１において
は、ＮシンボルのインターリーブデータＤ３の中に、パ
リティ検査符号化器１０から出力されたＮ／（ｋ＋１）
個の符号語が存在することになる。

【００４６】アキュムレータ３０は、例えば図４に示す
ように、１つの排他的論理和回路３１と、１つのシフト
レジスタ３２とを有するものが考えられる。

【００４７】排他的論理和回路３１は、ｋ＋１ビットの
インターリーブデータＤ３を構成する各ビットと、シフ
トレジスタ３２から供給されるデータとを用いて排他的
論理和演算を行い、演算結果を符号化データＤ４として
外部に出力するとともに、シフトレジスタ３２に供給す
る。

【００４８】シフトレジスタ３２は、保持している１ビ
ットのデータを排他的論理和回路３１に供給し続ける。
そして、シフトレジスタ３２は、クロックに同期させ
て、排他的論理和回路３１から供給される１ビットのデ
ータを新たに保持し、このデータを排他的論理和回路３
１に新たに供給する。

【００４９】このようなアキュムレータ３０は、ｋ＋１
ビットのインターリーブデータＤ３を入力すると、この
インターリーブデータＤ３に対して再帰的畳み込み演算
を行うことによって、順次入力されるインターリーブデ
ータＤ３の各ビットを累積加算し、演算結果をｋ＋１ビ
ットの符号化データＤ４として外部に出力する。

【００５０】ここで、このアキュムレータ３０における
状態遷移図であるトレリスを記述すると、図５に示すよ
うになる。同図において、破線で示すパスは、インター
リーブデータＤ３として入力されるビットが“０”の場
合を示し、実線で示すパスは、インターリーブデータＤ
３として入力されるビットが“１”の場合を示してい
る。また、各パスに付与されているラベルは、符号化デ
ータＤ４として出力されるビットを示している。ここで
は、ステートは、シフトレジスタ３２の内容で表され、
“０”、“１”のステートを、それぞれ、ステート
Ｓ₀、ステートＳ₁と称している。このように、アキュム
レータ３０におけるステート数は２となり、トレリス
は、各ステートから次時刻におけるステートへと２本の
パスが到達する構造を有する。

【００５１】このようなアキュムレータ３０は、内符号
の符号化として符号化率が“１”の再帰的畳み込み演算
を行い、符号化データＤ４を外部に出力する。

【００５２】このような符号化装置１は、パリティ検査
符号化器１０により外符号の符号化として符号化率が
“ｋ／（ｋ＋１）”のパリティ検査符号化を行い、アキ
ュムレータ３０により内符号の符号化として符号化率が
“１”の再帰的畳み込み演算を行うことによって、全体
として、符号化率が“ｋ／（ｋ＋１）×１＝ｋ／（ｋ＋
１）”の符号による縦列連接符号化を行う。この符号化
装置１により符号化されたデータは、図示しない変調器
により所定の変調方式に基づいて信号点のマッピングが
行われ、無記憶通信路２を介して受信装置に出力され
る。

【００５３】このように、符号化装置１は、従来のＲＡ
符号における繰り返し符号の代わりに、パリティ検査符
号を用いることによって、従来のＲＡ符号であれば符号
化率が最大でも“１／２”にしかならないところを、パ
リティを付加する単位ｋをｋ≧２とすることによって、
符号化率を“１／２”よりも大きくすることができる。
したがって、符号化装置１は、所望の高い符号化率の下
に、高性能の符号化を行うことができる。

【００５４】一方、復号装置３は、図６に示すように、
いわゆる繰り返し復号を行うものとして構成される。な
お、ここでは、説明を簡略化するために、符号化装置１
におけるパリティ検査符号化器１０により符号化率が
“２／３”の符号化を行うものに対応するものを示す。

【００５５】復号装置３は、同図に示すように、軟出力
（soft-output）復号を行う第１の軟出力復号手段及び
第２の軟出力復号手段である軟出力復号回路４０，９０
と、入力したデータの順序を元に戻す逆置換手段である
デインターリーバ５０と、入力したデータの順序を並べ
替える第２の置換手段であるインターリーバ６０と、ク
ロックレートの変換等を行う第１のレート変換手段であ
るレート変換回路７０と、同じくクロックレートの変換
を行う第２のレート変換手段であるレート変換回路８０
と、入力したデータを２値化する２値化手段である２値
化回路１００とを備える。この復号装置３は、無記憶通
信路２上で発生したノイズの影響によりアナログ値をと
り軟入力（soft-input）とされる受信値Ｄ５から符号化
装置１における入力データＤ１を推定し、復号データＤ
１３として出力する。

【００５６】軟出力復号回路４０は、符号化装置１にお
けるアキュムレータ３０に対応して備えられるものであ
る。軟出力復号回路４０は、アキュムレータ３０におけ
るトレリス上の各ステートの通過確率やステート間を遷
移する各枝の出力の受信確率に基づき、これらの確率を
直接値として保持して演算を行う「Bahl, Cocke, Jelin
ek and Raviv, “Optimal decoding of linear codes f
or minimizing symbolerror rate”, IEEE Trans. Inf.
Theory, vol. IT-20, pp. 284-287, Mar. 1974」に記
載されているＢＣＪＲ（Bahl, Cocke, Jelinek and Rav
iv）アルゴリズムや、このＢＣＪＲアルゴリズムを改良
し、確率を対数尤度表記して対数尤度の形式で扱う「Ro
bertson, Villebrun and Hoeher, “A comparison of o
ptimal and sub-optimal MAP decoding algorithms ope
rating in the domain”, IEEE Int. Conf. on Communi
cations, pp. 1009-1013, June 1995」に記載されてい
るＭａｘ−Ｌｏｇ−ＭＡＰアルゴリズム若しくはＬｏｇ
−ＭＡＰアルゴリズム（以下、Ｍａｘ−Ｌｏｇ−ＢＣＪ
Ｒアルゴリズム若しくはＬｏｇ−ＢＣＪＲアルゴリズム
と称する。）に基づく最大事後確率（Maximum A Poster
iori probability；以下、ＭＡＰと記す。）復号を行
う。

【００５７】ここで、軟出力復号回路４０は、例えば確
率を自然対数を用いて対数尤度表記して対数尤度の形式
で扱う場合には、図７に示すように、受信値Ｄ５を対数
尤度表記した確率である確率対数尤度（log likelihoo
d）に変換する変換器４１と、ＭＡＰ復号を行うＭＡＰ
復号器４２と、３つの差分器４３，４４，４５とを有す
る。

【００５８】変換器４１は、軟入力である受信値Ｄ５を
入力すると、この受信値Ｄ５を確率対数尤度に変換す
る。変換器４１は、例えば確率対数尤度として、確率の
比の対数尤度表記である確率対数尤度比（log likeliho
od ratio）を扱う場合には、各受信値Ｄ５毎に確率対数
尤度比を求める。変換器４１は、変換して得られた確率
対数尤度Ｄ１４をＭＡＰ復号器４２に供給する。

【００５９】ＭＡＰ復号器４２は、変換器４１から供給
された軟入力である確率対数尤度Ｄ１４と、インターリ
ーバ６０から供給された軟入力である３ビットの情報ビ
ットに対する事前確率情報（a priori probability inf
ormation）Ｄ６₁，Ｄ６₂，Ｄ６₃とを入力してＭＡＰ復
号を行い、確率対数尤度Ｄ１４を元に３ビットの情報ビ
ットに対する事後確率情報（a posteriori probability
information）Ｄ１５ ₁，Ｄ１５₂，Ｄ１５₃を生成す
る。ＭＡＰ復号器４２は、生成した事後確率情報Ｄ１５
₁を差分器４３に供給するとともに、生成した事後確率
情報Ｄ１５₂を差分器４４に供給するとともに、生成し
た事後確率情報Ｄ１５₃を差分器４５に供給する。

【００６０】差分器４３は、軟入力とされる事後確率情
報Ｄ１５₁と軟入力とされる事前確率情報Ｄ６₁との差分
値を求め、この差分値を符号の拘束条件により求まる３
ビットの情報ビットに対する外部情報（extrinsic info
rmation）Ｄ７のうちの１ビットの外部情報Ｄ７₁として
後段のデインターリーバ５０に軟出力として供給する。

【００６１】差分器４４は、軟入力とされる事後確率情
報Ｄ１５₂と軟入力とされる事前確率情報Ｄ６₂との差分
値を求め、この差分値を符号の拘束条件により求まる３
ビットの情報ビットに対する外部情報Ｄ７のうちの１ビ
ットの外部情報Ｄ７₂として後段のデインターリーバ５
０に軟出力として供給する。

【００６２】差分器４５は、軟入力とされる事後確率情
報Ｄ１５₃と軟入力とされる事前確率情報Ｄ６₃との差分
値を求め、この差分値を符号の拘束条件により求まる３
ビットの情報ビットに対する外部情報Ｄ７のうちの１ビ
ットの外部情報Ｄ７₃として後段のデインターリーバ５
０に軟出力として供給する。

【００６３】このような軟出力復号回路４０は、受信装
置により受信された軟入力の受信語Ｄ５を入力するとと
もに、インターリーバ６０から供給された軟入力の情報
ビットに対する事前確率情報Ｄ６を入力し、これらの受
信値Ｄ５と事前確率情報Ｄ６とを用いてＭＡＰ復号を行
い、内符号、すなわち、符号化装置１におけるアキュム
レータ３０により符号化された符号の軟出力復号を行
う。軟出力復号回路４０は、符号の拘束条件により求め
られる外部情報Ｄ７を生成し、この外部情報Ｄ７を後段
のデインターリーバ５０に軟出力として供給する。

【００６４】具体的に説明するために、情報ビットを
ｕ、符号ビットをｃ、受信値Ｄ５をｙとすると、軟出力
復号回路４０は、ＭＡＰ復号器４２に対して、受信語Ｄ
５（ｙ）とともに、次式（９）で表される事前確率情報
Ｄ６（Ｌ（ｕ））を入力する。

【００６５】

【数９】

【００６６】すなわち、軟出力復号回路４０は、ＭＡＰ
復号器４２に対して、受信語Ｄ５（ｙ）と、情報ビット
ｕが“１”である確率Ｐｒ｛ｕ＝１｝と情報ビットｕが
“０”である確率Ｐｒ｛ｕ＝０｝との比の自然対数で表
される符号の拘束条件がない事前確率情報Ｄ６（Ｌ
（ｕ））とを入力する。

【００６７】続いて、軟出力復号回路４０は、ＭＡＰ復
号器４２によりＭＡＰ復号を行い、次式（１０）で表さ
れる事後確率情報Ｄ１５（Ｌ^*（ｕ））を生成する。

【００６８】

【数１０】

【００６９】すなわち、軟出力復号回路４０は、ＭＡＰ
復号器４２によって、受信語Ｄ５（ｙ）を受信した際に
情報ビットｕが“１”である確率Ｐｒ｛ｕ＝１｜ｙ｝
と、受信語Ｄ５（ｙ）を受信した際に情報ビットｕが
“０”である確率Ｐｒ｛ｕ＝０｜ｙ｝との比の自然対数
で表される符号の拘束条件に基づく事後確率情報Ｄ１５
（Ｌ^*（ｕ））を生成する。なお、この事後確率情報Ｄ
１５（Ｌ^*（ｕ））は、ここでは、受信語Ｄ５（ｙ）を
受信した際の情報ビットｕの尤度を示すものである。

【００７０】そして、軟出力復号回路４０は、差分器４
３，４４，４５のそれぞれによって、次式（１１）で表
されるように、事後確率情報Ｄ１５（Ｌ^*（ｕ））と事
前確率情報Ｄ６（Ｌ（ｕ））との差分値である外部情報
Ｄ７（Ｌ_e（ｕ））を求める。

【００７１】

【数１１】

【００７２】軟出力復号回路４０は、このようにして外
部情報Ｄ７を生成し、この外部情報Ｄ７を後段のデイン
ターリーバ５０に軟出力として出力する。なお、この外
部情報Ｄ７は、符号化装置１におけるインターリーバ２
０によりインターリーブされたインターリーブデータＤ
３に対応するものである。

【００７３】デインターリーバ５０は、符号化装置１に
おけるインターリーバ２０によりインターリーブされた
インターリーブデータＤ３のビット配列を、それぞれ、
元の符号化データＤ２のビット配列に戻すように、軟出
力復号回路４０から供給された軟入力の外部情報Ｄ７に
デインターリーブを施す。デインターリーバ５０は、デ
インターリーブして得られたデータＤ８を後段のレート
変換回路７０に供給する。

【００７４】インターリーバ６０は、レート変換回路８
０から供給されたデータＤ１２に対して、符号化装置１
におけるインターリーバ２０と同一の置換位置情報に基
づいたインターリーブを施す。インターリーバ６０は、
インターリーブして得られたデータを軟出力復号回路４
０における情報ビットに対する事前確率情報Ｄ６として
出力する。

【００７５】レート変換回路７０は、軟出力復号回路４
０と軟出力復号回路９０との動作速度の違いを吸収する
ために、デインターリーバ５０から供給されたデータＤ
８のクロックレートを変換する。具体的には、レート変
換回路７０は、図示しないメモリから構成され、例えば
軟出力復号回路４０の動作速度が軟出力復号回路９０の
動作速度の４倍であった場合には、入力したデータＤ８
をメモリに保持することによって、クロックレートを１
／４倍にするといったように、入力したデータＤ８を軟
出力復号回路４０と軟出力復号回路９０との動作速度の
違いに応じてメモリに保持することによって、クロック
レートを変換する。レート変換回路７０は、クロックレ
ートの変換後のデータを後段の軟出力復号回路９０にお
ける符号ビットに対する事前確率情報Ｄ９として出力す
る。

【００７６】レート変換回路８０は、レート変換回路７
０と同様に、軟出力復号回路４０と軟出力復号回路９０
との動作速度の違いを吸収するためのものであり、軟出
力復号回路９０から供給された軟入力である符号ビット
に対する外部情報Ｄ１１のクロックレートを変換する。
レート変換回路８０は、クロックレートの変換後のデー
タＤ１２を後段のインターリーバ６０に供給する。

【００７７】軟出力復号回路９０は、符号化装置１にお
けるパリティ検査符号化器１０に対応して備えられるも
のである。軟出力復号回路９０は、データ変換回路７０
から出力された３ビットからなる軟入力の符号ビットに
対する事前確率情報Ｄ９を入力するとともに、図示しな
いが、値が“０”である２ビットの情報ビットに対する
事前確率情報を入力し、これらの事前確率情報を用いて
ＭＡＰ復号を行い、外符号、すなわち、符号化装置１に
おけるパリティ検査符号化器１０により符号化された符
号の軟出力復号を行う。実際には、軟出力復号回路９０
は、次のような動作を行うことによって、ＭＡＰ復号を
行う。ここでは、説明の簡略化のため、２元符号を例と
して説明する。すなわち、軟出力復号回路９０は、符号
化装置１におけるアキュムレータ３０による符号から与
えられる外部情報を事前確率情報とし、パリティ検査符
号毎に事後確率情報を合計３ビットの各符号語シンボル
に対して算出する。

【００７８】ここで、軟出力復号回路９０は、事前確率
情報Ｄ９を対数尤度表記して対数尤度の形式で扱う場合
には、図８に示すように、演算手段である３つの演算回
路９１，９２，９３と、２つの加算器９４，９５とを有
するものとして実現することができる。なお、演算回路
９１，９２，９３は、それぞれ、「Robert G. Gallage
r, “Low-density parity-check codes”, MIT Press,
1963」に記載されている演算を行うものであり、演算子
を“＄”と表すものとすると、変数Ａ，Ｂ∈Ｒ→Ｒに対
して、次式（１２）及び次式（１３）のように定義され
る演算を行うものである。なお、次式（１２）及び次式
（１３）におけるｌｏｇは、ネピヤの数ｅを底とする自
然対数を示している。

【００７９】

【数１２】

【００８０】

【数１３】

【００８１】演算回路９１は、３ビットの事前確率情報
Ｄ９のうち、２ビット目の事前確率情報Ｄ９₂と、３ビ
ット目の事前確率情報Ｄ９₃とを用いて、演算子“＄”
で表される演算を行い、得られた結果を加算器９４に供
給するとともに、３ビットの符号ビットに対する外部情
報Ｄ１１のうちの１ビット目の外部情報Ｄ１１₁とし
て、レート変換回路８０に軟出力として供給する。

【００８２】演算回路９２は、３ビットの事前確率情報
Ｄ９のうち、１ビット目の事前確率情報Ｄ９₁と、３ビ
ット目の事前確率情報Ｄ９₃とを用いて、演算子“＄”
で表される演算を行い、得られた結果を加算器９５に供
給するとともに、３ビットの符号ビットに対する外部情
報Ｄ１１のうちの２ビット目の外部情報Ｄ１１₂とし
て、レート変換回路８０に軟出力として供給する。

【００８３】演算回路９３は、３ビットの事前確率情報
Ｄ９のうち、１ビット目の事前確率情報Ｄ９₁と、２ビ
ット目の事前確率情報Ｄ９₂とを用いて、演算子“＄”
で表される演算を行い、得られた結果を３ビットの符号
ビットに対する外部情報Ｄ１１のうちの３ビット目の外
部情報Ｄ１１₃として、レート変換回路８０に軟出力と
して供給する。

【００８４】加算器９４は、図示しない値が“０”であ
る情報ビットに対する事前確率情報と、事前確率情報Ｄ
９₁と、演算回路９１から供給される外部情報Ｄ１１₁と
を加算し、得られた結果を２ビットの情報ビットに対す
る外部情報Ｄ１０のうちの１ビット目の外部情報Ｄ１０
₁として、後段の２値化回路１００に軟出力として供給
する。

【００８５】加算器９５は、図示しない値が“０”であ
る情報ビットに対する事前確率情報と、事前確率情報Ｄ
９₂と、演算回路９２から供給される外部情報Ｄ１１₂と
を加算し、得られた結果を２ビットの情報ビットに対す
る外部情報Ｄ１０のうちの２ビット目の外部情報Ｄ１０
₂として、後段の２値化回路１００に軟出力として供給
する。

【００８６】このような軟出力復号回路９０は、図示し
ない値が“０”である情報ビットに対する事前確率情報
と、レート変換回路７０から供給された軟入力の事前確
率情報Ｄ９とを入力し、これらの事前確率情報を用いて
ＭＡＰ復号を行うことによって、符号の拘束条件により
求められる外部情報Ｄ１０，Ｄ１１を生成し、外部情報
Ｄ１０を２値化回路１００に軟出力として供給するとと
もに、外部情報Ｄ１１をレート変換回路８０に軟出力と
して供給する。

【００８７】すなわち、軟出力復号回路９０は、生成す
る符号ビットに対する外部情報の各ビットとして、レー
ト変換回路７０から供給された軟入力の事前確率情報の
うち、自己のビットに対応する入力以外のビットとの間
で演算子“＄”で表される演算を行い、生成する情報ビ
ットに対する外部情報として、レート変換回路７０から
供給された軟入力の事前確率情報のうち、自己のビット
に対応する入力以外のビットとの間で行われた演算子
“＄”で表される演算の結果と、自己のビットに対応す
る入力と、値が“０”である情報ビットに対する事前確
率情報とを加算する。換言すれば、外符号の軟出力復号
を行う軟出力復号回路は、情報ビットに対する事前確率
情報を“ＡＰＰ”とし、符号ビットに対する事前確率情
報を“Ｒ_k”とすると、符号化装置１においてパリティ
を付加する単位に応じて、次式（１４）に示す演算を行
い、符号ビットに対する外部情報（ＥＸ）を生成し、次
式（１５）に示す演算を行い、情報ビットに対する外部
情報（ＤＥＣ）を生成する。

【００８８】

【数１４】

【００８９】

【数１５】

【００９０】ところで、上述した演算子“＄”について
は、次式（１６）に示す定理が成立する。ただし、次式
（１６）における関数ｆは、正数ｘを変数として、次式
（１７）で表される。

【００９１】

【数１６】

【００９２】

【数１７】

【００９３】なお、上式（１６）における“ｓｇｎ”
は、変数Ａ_iの符号であり、“｜Ａ_i｜”は、変数Ａ_iの
絶対値を示している。

【００９４】このように、演算子“＄”で表される演算
は、関数ｆによる変換と加算とにより実現することがで
きる。ここで、関数ｆは、図９に示すように、第１象限
で与えられ、変数ｘの増加にともない０に漸近する減少
関数であり、変数ｘとの関係を例えばＲＯＭ等にテーブ
ルとして予め記憶させておいたり、変数ｘとの関係をい
わゆる線形近似又は閾値近似等により近似するといった
ように、各種方法により実装することができる。また、
関数ｆは、変数Ａ_iを符号と絶対値との組み合わせ（sig
ned magnitude形式）で例えばＲＡＭ（Random Access M
emory）等に保持することによって、計算量の少ないよ
り簡便な実装とすることも可能である。

【００９５】このことから、演算回路９１，９２，９３
は、それぞれ、上述した関数ｆと変数ｘとの関係を、図
示しないＲＯＭに記憶されたテーブルを参照することに
より求め、上式（１６）に示した演算を行うものであっ
てもよく、若しくは、関数ｆと変数ｘとの関係を、線形
近似又は閾値近似等により近似する構成であってもよ
い。また、演算回路９１，９２，９３は、それぞれ、図
示しないＲＡＭに保持された関数ｆにおける変数Ａ_iの
符号と絶対値との組み合わせを用いて、上式（１６）に
示した演算を行うものであってもよい。

【００９６】２値化回路１００は、軟出力復号回路９０
から供給された外部情報Ｄ１０を２値化し、硬出力（ha
rd-output）の復号データＤ１３として出力する。

【００９７】このような復号装置３は、符号化装置１に
おけるアキュムレータ３０及びパリティ検査符号化器１
０のそれぞれに対応する軟出力復号回路４０，９０を備
えることによって、復号複雑度が高い符号を複雑度の小
さい要素に分解し、軟出力復号回路４０，９０の間の相
互作用により特性を逐次的に向上させることができる。
復号装置３は、受信値Ｄ５を入力すると、軟出力復号回
路４０乃至軟出力復号回路９０の復号動作を例えば数回
乃至数十回といった所定の回数だけ反復して行い、所定
の回数の復号動作の結果得られた軟出力の外部情報Ｄ１
０に基づいて、復号データＤ１３を出力する。

【００９８】このように、復号装置３は、符号化装置１
により符号化されたＰＡ符号を繰り返し復号により高精
度に復号することができる。

【００９９】つぎに、第２の実施の形態として示すデー
タ送受信システムについて図１０乃至図１５を用いて説
明する。

【０１００】このデータ送受信システムは、上述した符
号化装置１の代わりに、図１０に示す符号化装置１’を
備え、この符号化装置１’により符号化された符号を後
述する復号装置３’により復号するものである。このデ
ータ送受信システムにおいて、符号化装置１’は、上述
したＰＡ符号による符号化をさらに改良し、パリティを
付加する情報の単位を任意の分布にしたがって変化させ
るものである。

【０１０１】なお、図１０に示す符号化装置１’は、基
本構成を図２に示した符号化装置１と同様とし、設定器
１１０を備えたことに特徴を有している。したがって、
先に図２に示した符号化装置１と同様の構成については
同一符号を付して詳細な説明を省略する。

【０１０２】符号化装置１’は、図１０に示すように、
上述したインターリーバ２０と、アキュムレータ３０と
の他に、パリティ検査符号化器１０’と、パリティ検査
符号化器１０’においてパリティを付加する情報の単位
の分布を設定する設定手段である設定器１１０とを備え
る。

【０１０３】パリティ検査符号化器１０’は、上述した
パリティ検査符号化器１０と同様に、入力したデータに
対して所定のビット単位で１ビットのパリティを付加す
る。具体的には、パリティ検査符号化器１０’は、入力
データＤ１を入力すると、設定器１１０から供給される
制御信号Ｓに基づいて、入力データＤ１に対して所定の
ビット単位で１ビットのパリティを付加し、符号化デー
タＤ２として後段のインターリーバ２０に出力する。こ
こで、パリティを付加する単位は、設定器１１０から供
給される制御信号Ｓに応じて変化する。この単位につい
ては、後に詳述する。

【０１０４】設定器１１０は、パリティ検査符号化器１
０’においてパリティを付加する単位の分布を設定し、
設定内容を示す制御信号Ｓをパリティ検査符号化器１
０’に供給する。設定器１１０は、具体的には、符号化
データＤ２のビット総数に対して、入力データＤ１のｉ
ビット単位で１ビットのパリティを付加する比率をλ_i
とすると、次式（１８）及び次式（１９）を満足するよ
うに、入力データＤ１に対してパリティを付加する単位
の分布を設定する。

【０１０５】

【数１８】

【０１０６】

【数１９】

【０１０７】より具体的に説明するために、パリティ検
査符号化器１０’により符号化率Ｒが“４／５”の符号
化を行う場合を考える。ここで、例えば図１１（Ａ）に
示すように、パリティ検査符号化器１０’により生成さ
れる符号化データＤ２の総ビット数を５００００ビット
とすると、入力データＤ１の総ビット数は、符号化率Ｒ
が“４／５”であることから、同図（Ｂ）に示すよう
に、４００００ビットとなる。

【０１０８】このとき、パリティ検査符号化器１０’
は、ｉ＝３ビット単位で１ビットのパリティを付加する
符号化と、ｉ＝５ビット単位で１ビットのパリティを付
加する符号化とを行うものとすると、同図（Ａ）に示す
ように、５００００ビットの符号化データＤ２のうち、
２／５のビット、すなわち、２００００ビットを３ビッ
ト単位でパリティ検査符号化して生成するとともに、残
りの３／５のビット、すなわち、３００００ビットを５
ビット単位でパリティ検査符号化して生成すればよい。

【０１０９】ここで、同図（Ｂ）に示すように、符号化
データＤ２のうちの２００００ビットを３ビット単位で
パリティ検査符号化して生成するには、入力データＤ１
のうちの２００００×３／（３＋１）＝１５０００ビッ
トを必要とし、符号化データＤ２のうちの３００００ビ
ットを５ビット単位でパリティ検査符号化して生成する
には、入力データＤ１のうちの３００００×５／（５＋
１）＝２５０００ビットを必要とすることになる。

【０１１０】したがって、設定器１１０は、パリティ検
査符号化器１０’に対して、４００００ビットの入力デ
ータＤ１のうち、１５０００ビットを３ビット単位でパ
リティ検査符号化するとともに、２５０００ビットを５
ビット単位でパリティ検査符号化する旨を示す制御信号
Ｓを供給する。

【０１１１】このように、設定器１１０は、入力データ
Ｄ１の総ビット数、パリティ検査符号化器１０’で行わ
せるべき符号化の符号化率及びパリティを付加する単位
に応じて、入力データＤ１に対してパリティを付加する
単位の分布を設定し、その設定内容を示す制御信号Ｓを
パリティ検査符号化器１０’に供給する。

【０１１２】なお、パリティを付加する単位の分布は、
入力データＤ１の総ビットに対して任意であってよく、
例えば、図１１の例の場合には、入力データＤ１の最初
の１５０００ビットを３ビット単位でパリティ検査符号
化し、残りの２５０００ビットを５ビット単位でパリテ
ィ検査符号化してもよく、その他の組み合わせであって
もよい。

【０１１３】このような符号化装置１’は、パリティ検
査符号化器１０’により外符号の符号化として符号化率
が任意の“Ｒ（＜１）”のパリティ検査符号化を行い、
アキュムレータ３０により内符号の符号化として符号化
率が“１”の再帰的畳み込み演算を行うことによって、
全体として、符号化率が“Ｒ×１＝Ｒ”の符号による縦
列連接符号化を行う。この符号化装置１により符号化さ
れたデータは、図示しない変調器により所定の変調方式
に基づいて信号点のマッピングが行われ、無記憶通信路
２を介して受信装置に出力される。

【０１１４】このように、符号化装置１’は、パリティ
検査符号化器１０’においてパリティを付加する単位を
任意の分布にしたがって変化させることによって、第１
の実施の形態として示したＰＡ符号であれば符号化率に
応じて一意に決定されるパリティ付加の単位を、入力デ
ータＤ１の任意の単位毎に異なるものとすることができ
ることから、符号化率を“１”に近い所望の値とするこ
とができ、この所望の高い符号化率の下に、より高性能
の符号化を行うことができる。設定器１１０により設定
されるパリティ付加の単位の分布を決定する方法として
は、種々のものが考えられ、例えば、通常のＰＡ符号の
場合からパリティ付加の単位の分布を変化させていき、
最適な性能が得られる分布を探索するようにしてもよ
い。

【０１１５】一方、復号装置３’は、図１２に示すよう
に、いわゆる繰り返し復号を行うものとして構成され
る。なお、ここでは、説明を簡略化するために、符号化
装置１’におけるパリティ検査符号化器１０’によっ
て、ｉ＝３ビット単位で１ビットのパリティを付加する
符号化と、ｉ＝５ビット単位で１ビットのパリティを付
加する符号化とを行い、符号化率が“４／５”の符号化
を行うものに対応するものを示す。

【０１１６】また、同図に示す復号装置３’は、基本構
成を図６に示した復号装置３と同様とし、符号化装置
１’におけるパリティ検査符号化器１０’によるパリテ
ィを付加する単位に応じた複数の軟出力復号回路を備え
たことに特徴を有している。したがって、先に図６に示
した復号装置３と同様の構成については同一符号を付し
て詳細な説明を省略する。

【０１１７】復号装置３’は、図１２に示すように、上
述した軟出力復号回路４０と、デインターリーバ５０
と、インターリーバ６０と、２値化回路１００との他
に、クロックレートの変換等を行う第１のレート変換手
段及び分配手段であるレート変換回路７０’と、同じく
クロックレートの変換を行う第２のレート変換手段であ
るレート変換回路８０’と、パリティ検査符号化器１
０’によるパリティを付加する単位に応じた軟出力復号
を行う第２の軟出力復号手段である２つの軟出力復号回
路９０₁，９０₂と、これらの軟出力復号回路９０₁，９
０₂から供給されたデータを切り換えて出力するための
切換スイッチ１２０とを備える。この復号装置３’は、
無記憶通信路２上で発生したノイズの影響によりアナロ
グ値をとり軟入力とされる受信値Ｄ５から符号化装置
１’における入力データＤ１を推定し、復号データＤ２
３として出力する。

【０１１８】レート変換回路７０’は、軟出力復号回路
４０と軟出力復号回路９０₁，９０₂との動作速度の違い
を吸収するために、デインターリーバ５０から供給され
たデータＤ８のクロックレートを変換する。また、レー
ト変換回路７０’は、クロックレートの変換後のデータ
を後段の軟出力復号器９０₁，９０₂に分配する機能も併
せて備える。

【０１１９】具体的には、レート変換回路７０’は、図
１３に示すように、クロックレートを変換させるために
データＤ８を保持するメモリ７１と、後述する切換スイ
ッチ７３の動作を制御する制御部７２と、メモリ７１か
ら供給されたクロックレートが変換されたデータを選択
する切換スイッチ７３と、この切換スイッチ７３により
選択されたデータをラッチする１０個のラッチ７４₁，
７４₂，７４₃，７４₄，７４₅，７４₆，７４₇，７４₈，
７４₉，７４₁₀とを有する。

【０１２０】このようなレート変換回路７０’は、例え
ば軟出力復号回路４０の動作速度が軟出力復号回路９０
₁，９０₂の動作速度の４倍であった場合には、入力した
データＤ８をメモリ７１に保持することによって、クロ
ックレートを１／４倍にするといったように、入力した
データＤ８を軟出力復号回路４０と軟出力復号回路９０
₁，９０₂との動作速度の違いに応じてメモリ７１に保持
することによって、クロックレートを変換する。続い
て、レート変換回路７０’は、制御部７２によって、メ
モリ７１に保持されているデータが、符号化装置１’に
おけるパリティ検査符号化器１０’によりｉビット単位
でパリティが付加されて生成されたｉ＋１個のビットの
うち、どのビットに相当するかを判別し、この制御部７
２の制御の下に切換スイッチ７３を動作させ、メモリ７
１から供給されたデータを各ラッチ７４₁，７４₂，７４
₃，７４₄，７４₅，７４₆，７４₇，７４₈，７４₉，７４
₁₀に分配する。そして、レート変換回路７０’は、パリ
ティ検査符号化器１０’におけるパリティを付加する単
位がｉ＝３の場合には、ラッチ７４₁，７４₂，７４₃，
７４₄のそれぞれによって、４ビットのデータを１ビッ
トずつラッチし、各ビットを後段の軟出力復号回路９０
₁における符号ビットに対する事前確率情報Ｄ１６₁，Ｄ
１６₂，Ｄ１６₃，Ｄ１６₄として出力する。また、レー
ト変換回路７０’は、パリティ検査符号化器１０’にお
けるパリティを付加する単位がｉ＝５の場合には、ラッ
チ７４₅，７４₆，７４₇，７４₈，７４₉，７４₁₀のそれ
ぞれによって、６ビットのデータを１ビットずつラッチ
し、各ビットを後段の軟出力復号回路９０₂における符
号ビットに対する事前確率情報Ｄ１７₁，Ｄ１７₂，Ｄ１
７₃，Ｄ１７₄，Ｄ１７₅，Ｄ１７₆として出力する。

【０１２１】レート変換回路８０’は、レート変換回路
７０’と同様に、軟出力復号回路４０と軟出力復号回路
９０₁，９０₂との動作速度の違いを吸収するためのもの
であり、軟出力復号回路９０₁から供給された軟入力で
ある符号ビットに対する外部情報Ｄ１９又は軟出力復号
回路９０₂から供給された軟入力である符号ビットに対
する外部情報Ｄ２１のクロックレートを変換する。レー
ト変換回路８０’は、クロックレートの変換後のデータ
Ｄ１２を後段のインターリーバ６０に供給する。

【０１２２】軟出力復号回路９０₁は、符号化装置１に
おけるパリティ検査符号化器１０’に対応して備えられ
るものであり、ｉ＝３ビット単位で１ビットのパリティ
を付加してパリティ検査符号化された符号を復号するも
のである。軟出力復号回路９０₁は、データ変換回路７
０’から出力された軟入力の符号ビットに対する事前確
率情報Ｄ１６を入力するとともに、図示しないが、値が
“０”である情報ビットに対する事前確率情報を入力
し、これらの事前確率情報を用いてＭＡＰ復号を行い、
外符号の軟出力復号を行う。

【０１２３】ここで、軟出力復号回路９０₁は、事前確
率情報Ｄ１６を対数尤度表記して対数尤度の形式で扱う
場合には、図１４に示すように、演算手段である４つの
演算回路９１₁，９２₁，９３₁，９４₁と、３つの加算器
９５₁，９６₁，９７₁とを有するものとして実現するこ
とができる。なお、演算回路９１₁，９２₁，９３₁，９
４₁は、それぞれ、上式（１２）及び上式（１３）のよ
うに定義される演算を行うものである。

【０１２４】演算回路９１₁は、４ビットの事前確率情
報Ｄ１６のうち、２ビット目の事前確率情報Ｄ１６
₂と、３ビット目の事前確率情報Ｄ１６₃と、４ビット目
の事前確率情報Ｄ１６₄とを用いて、演算子“＄”で表
される演算を行い、得られた結果を加算器９５₁に供給
するとともに、４ビットの符号ビットに対する外部情報
Ｄ１９のうちの１ビット目の外部情報Ｄ１９₁として、
レート変換回路８０’に軟出力として供給する。

【０１２５】演算回路９２₁は、４ビットの事前確率情
報Ｄ１６のうち、１ビット目の事前確率情報Ｄ１６
₁と、３ビット目の事前確率情報Ｄ１６₃と、４ビット目
の事前確率情報Ｄ１６₄とを用いて、演算子“＄”で表
される演算を行い、得られた結果を加算器９６₁に供給
するとともに、４ビットの符号ビットに対する外部情報
Ｄ１９のうちの２ビット目の外部情報Ｄ１９₂として、
レート変換回路８０’に軟出力として供給する。

【０１２６】演算回路９３₁は、４ビットの事前確率情
報Ｄ１６のうち、１ビット目の事前確率情報Ｄ１６
₁と、２ビット目の事前確率情報Ｄ１６₂と、４ビット目
の事前確率情報Ｄ１６₄とを用いて、演算子“＄”で表
される演算を行い、得られた結果を加算器９７₁に供給
するとともに、４ビットの符号ビットに対する外部情報
Ｄ１９のうちの３ビット目の外部情報Ｄ１９₃として、
レート変換回路８０’に軟出力として供給する。

【０１２７】演算回路９４₁は、４ビットの事前確率情
報Ｄ１６のうち、１ビット目の事前確率情報Ｄ１６
₁と、２ビット目の事前確率情報Ｄ１６₂と、３ビット目
の事前確率情報Ｄ１６₃とを用いて、演算子“＄”で表
される演算を行い、得られた結果を４ビットの符号ビッ
トに対する外部情報Ｄ１９のうちの４ビット目の外部情
報Ｄ１９₄として、レート変換回路８０’に軟出力とし
て供給する。

【０１２８】加算器９５₁は、図示しない値が“０”で
ある情報ビットに対する事前確率情報と、事前確率情報
Ｄ１６₁と、演算回路９１₁から供給される外部情報Ｄ１
９₁とを加算し、得られた結果を３ビットの情報ビット
に対する外部情報Ｄ１８のうちの１ビット目の外部情報
Ｄ１８₁として、被選択端子ａに軟出力として供給す
る。

【０１２９】加算器９６₁は、図示しない値が“０”で
ある情報ビットに対する事前確率情報と、事前確率情報
Ｄ１６₂と、演算回路９２₁から供給される外部情報Ｄ１
９₂とを加算し、得られた結果を３ビットの情報ビット
に対する外部情報Ｄ１８のうちの２ビット目の外部情報
Ｄ１８₂として、被選択端子ａに軟出力として供給す
る。

【０１３０】このような軟出力復号回路９０₁は、図示
しない値が“０”である情報ビットに対する事前確率情
報と、レート変換回路７０’から供給された軟入力の事
前確率情報Ｄ１６とを入力し、これらの事前確率情報を
用いてＭＡＰ復号を行うことによって、符号の拘束条件
により求められる外部情報Ｄ１８，Ｄ１９を生成し、外
部情報Ｄ１８を被選択端子ａに軟出力として供給すると
ともに、外部情報Ｄ１９をレート変換回路８０’に軟出
力として供給する。

【０１３１】軟出力復号回路９０₂は、符号化装置１に
おけるパリティ検査符号化器１０’に対応して備えられ
るものであり、ｉ＝５ビット単位で１ビットのパリティ
を付加してパリティ検査符号化された符号を復号するも
のである。軟出力復号回路９０₂は、データ変換回路７
０’から出力された軟入力の符号ビットに対する事前確
率情報Ｄ１７を入力するとともに、図示しないが、値が
“０”である情報ビットに対する事前確率情報を入力
し、これらの事前確率情報を用いてＭＡＰ復号を行い、
外符号の軟出力復号を行う。

【０１３２】ここで、軟出力復号回路９０₂は、事前確
率情報Ｄ１７を対数尤度表記して対数尤度の形式で扱う
場合には、図１５に示すように、演算手段である６つの
演算回路９１₂，９２₂，９３₂，９４₂，９５₂，９６
₂と、５つの加算器９７₁，９８₁，９９₁，１００₁，１
０１₁とを有するものとして実現することができる。な
お、演算回路９１₂，９２₂，９３₂，９４₂，９５₂，９
６₂は、それぞれ、上式（１２）及び上式（１３）のよ
うに定義される演算を行うものである。

【０１３３】演算回路９１₂は、６ビットの事前確率情
報Ｄ１７のうち、２ビット目の事前確率情報Ｄ１７
₂と、３ビット目の事前確率情報Ｄ１７₃と、４ビット目
の事前確率情報Ｄ１７₄と、５ビット目の事前確率情報
Ｄ１７₅と、６ビット目の事前確率情報Ｄ１７₆とを用い
て、演算子“＄”で表される演算を行い、得られた結果
を加算器９７₂に供給するとともに、６ビットの符号ビ
ットに対する外部情報Ｄ２１のうちの１ビット目の外部
情報Ｄ２１₁として、レート変換回路８０’に軟出力と
して供給する。

【０１３４】演算回路９２₂は、６ビットの事前確率情
報Ｄ１７のうち、１ビット目の事前確率情報Ｄ１７
₁と、３ビット目の事前確率情報Ｄ１７₃と、４ビット目
の事前確率情報Ｄ１７₄と、５ビット目の事前確率情報
Ｄ１７₅と、６ビット目の事前確率情報Ｄ１７₆とを用い
て、演算子“＄”で表される演算を行い、得られた結果
を加算器９８₂に供給するとともに、６ビットの符号ビ
ットに対する外部情報Ｄ２１のうちの２ビット目の外部
情報Ｄ２１₂として、レート変換回路８０’に軟出力と
して供給する。

【０１３５】演算回路９３₂は、６ビットの事前確率情
報Ｄ１７のうち、１ビット目の事前確率情報Ｄ１７
₁と、２ビット目の事前確率情報Ｄ１７₂と、４ビット目
の事前確率情報Ｄ１７₄と、５ビット目の事前確率情報
Ｄ１７₅と、６ビット目の事前確率情報Ｄ１７₆とを用い
て、演算子“＄”で表される演算を行い、得られた結果
を加算器９９₂に供給するとともに、６ビットの符号ビ
ットに対する外部情報Ｄ２１のうちの３ビット目の外部
情報Ｄ２１₃として、レート変換回路８０’に軟出力と
して供給する。

【０１３６】演算回路９４₂は、６ビットの事前確率情
報Ｄ１７のうち、１ビット目の事前確率情報Ｄ１７
₁と、２ビット目の事前確率情報Ｄ１７₂と、３ビット目
の事前確率情報Ｄ１７₃と、５ビット目の事前確率情報
Ｄ１７₅と、６ビット目の事前確率情報Ｄ１７₆とを用い
て、演算子“＄”で表される演算を行い、得られた結果
を加算器１００₂に供給するとともに、６ビットの符号
ビットに対する外部情報Ｄ２１のうちの４ビット目の外
部情報Ｄ２１₄として、レート変換回路８０’に軟出力
として供給する。

【０１３７】演算回路９５₂は、６ビットの事前確率情
報Ｄ１７のうち、１ビット目の事前確率情報Ｄ１７
₁と、２ビット目の事前確率情報Ｄ１７₂と、３ビット目
の事前確率情報Ｄ１７₃と、４ビット目の事前確率情報
Ｄ１７₄と、６ビット目の事前確率情報Ｄ１７₆とを用い
て、演算子“＄”で表される演算を行い、得られた結果
を加算器１０１₂に供給するとともに、６ビットの符号
ビットに対する外部情報Ｄ２１のうちの５ビット目の外
部情報Ｄ２１₅として、レート変換回路８０’に軟出力
として供給する。

【０１３８】演算回路９６₂は、６ビットの事前確率情
報Ｄ１７のうち、１ビット目の事前確率情報Ｄ１７
₁と、２ビット目の事前確率情報Ｄ１７₂と、３ビット目
の事前確率情報Ｄ１７₃と、４ビット目の事前確率情報
Ｄ１７₄と、５ビット目の事前確率情報Ｄ１７₅とを用い
て、演算子“＄”で表される演算を行い、得られた結果
を６ビットの符号ビットに対する外部情報Ｄ２１のうち
の６ビット目の外部情報Ｄ２１₆として、レート変換回
路８０’に軟出力として供給する。

【０１３９】加算器９７₂は、図示しない値が“０”で
ある情報ビットに対する事前確率情報と、事前確率情報
Ｄ１７₁と、演算回路９１₂から供給される外部情報Ｄ２
１₁とを加算し、得られた結果を５ビットの情報ビット
に対する外部情報Ｄ２０のうちの１ビット目の外部情報
Ｄ２０₁として、被選択端子ｂに軟出力として供給す
る。

【０１４０】加算器９８₂は、図示しない値が“０”で
ある情報ビットに対する事前確率情報と、事前確率情報
Ｄ１７₂と、演算回路９２₂から供給される外部情報Ｄ２
１₂とを加算し、得られた結果を５ビットの情報ビット
に対する外部情報Ｄ２０のうちの２ビット目の外部情報
Ｄ２０₂として、被選択端子ｂに軟出力として供給す
る。

【０１４１】加算器９９₂は、図示しない値が“０”で
ある情報ビットに対する事前確率情報と、事前確率情報
Ｄ１７₃と、演算回路９３₂から供給される外部情報Ｄ２
１₃とを加算し、得られた結果を５ビットの情報ビット
に対する外部情報Ｄ２０のうちの３ビット目の外部情報
Ｄ２０₃として、被選択端子ｂに軟出力として供給す
る。

【０１４２】加算器１００₂は、図示しない値が“０”
である情報ビットに対する事前確率情報と、事前確率情
報Ｄ１７₄と、演算回路９４₂から供給される外部情報Ｄ
２１ ₄とを加算し、得られた結果を５ビットの情報ビッ
トに対する外部情報Ｄ２０のうちの４ビット目の外部情
報Ｄ２０₄として、被選択端子ｂに軟出力として供給す
る。

【０１４３】加算器１０１₂は、図示しない値が“０”
である情報ビットに対する事前確率情報と、事前確率情
報Ｄ１７₅と、演算回路９５₂から供給される外部情報Ｄ
２１ ₅とを加算し、得られた結果を５ビットの情報ビッ
トに対する外部情報Ｄ２０のうちの５ビット目の外部情
報Ｄ２０₅として、被選択端子ｂに軟出力として供給す
る。

【０１４４】このような軟出力復号回路９０₂は、図示
しない値が“０”である情報ビットに対する事前確率情
報と、レート変換回路７０’から供給された軟入力の事
前確率情報Ｄ１７とを入力し、これらの事前確率情報を
用いてＭＡＰ復号を行うことによって、符号の拘束条件
により求められる外部情報Ｄ２０，Ｄ２１を生成し、外
部情報Ｄ２０を被選択端子ｂに軟出力として供給すると
ともに、外部情報Ｄ２１をレート変換回路８０’に軟出
力として供給する。

【０１４５】切換スイッチ１２０は、図示しない制御部
の制御の下に動作し、軟出力復号回路９０₁から出力さ
れた外部情報Ｄ１８に基づいて復号データＤ２３を出力
する場合には、被選択端子ａと接続し、外部情報Ｄ１８
を外部情報Ｄ２２として２値化回路１００に供給する。
また、切換スイッチ１２０は、軟出力復号回路９０₂か
ら出力された外部情報Ｄ２０に基づいて復号データＤ２
３を出力する場合には、被選択端子ｂと接続し、外部情
報Ｄ２０を外部情報Ｄ２２として２値化回路１００に供
給する。

【０１４６】このような復号装置３’は、受信値Ｄ５を
入力すると、軟出力復号回路４０乃至軟出力復号回路９
０₁，９０₂の復号動作を例えば数回乃至数十回といった
所定の回数だけ反復して行い、所定の回数の復号動作の
結果得られた軟出力の外部情報Ｄ２２に基づいて、復号
データＤ２３を出力する。

【０１４７】このように、復号装置３’は、パリティを
付加する単位が変化されたパリティ検査符号化器１０’
による符号を復号することができ、符号化装置１’によ
り符号化された符号を繰り返し復号により高精度に復号
することができる。

【０１４８】以上説明したように、符号化装置と復号装
置とを用いて構成されるデータ送受信システムは、符号
化装置において、パリティ検査符号化器によるパリティ
検査符号化を行うことによって、ｋ／（ｋ＋１）で表さ
れる所望の高い符号化率の下に、高性能の符号化を行う
ことができ、復号装置において、パリティ検査符号化器
による符号の復号を行うことができる。

【０１４９】また、データ送受信システムは、符号化装
置において、パリティ検査符号化器におけるパリティ付
加の単位を任意の分布にしたがって変化させることによ
って、“１”に近い所望の高い符号化率の下に、より高
性能の符号化を行うことができ、復号装置において、パ
リティ検査符号化器におけるパリティ付加の単位に応じ
た復号を行うことができる。

【０１５０】すなわち、これらの符号化装置と復号装置
とを用いて構成されるデータ送受信システムは、高性能
の符号化及び復号システムを実現するものであり、ユー
ザに高い信頼性を提供することができるものである。

【０１５１】なお、本発明は、上述した実施の形態に限
定されるものではなく、例えば、符号化装置におけるア
キュムレータとしては、図１６に示すように、２つの排
他的論理和回路３１₁’，３１₂’と、２つのシフトレジ
スタ３２₁’，３２₂’とを有するアキュムレータ３０’
といったように、ステート数が“２”以外のものであっ
てもよい。

【０１５２】また、上述した実施の形態では、符号化装
置において、内符号の要素符号化器としてアキュムレー
タを備えるものとして説明したが、本発明は、必ずしも
アキュムレータである必要はなく、任意の符号化を行う
符号化器であっても適用可能である。

【０１５３】さらに、上述した実施の形態では、符号化
装置において、外符号の符号化を行う要素符号化器とし
てパリティ検査符号化器を備えるものとして説明した
が、パリティ検査符号化器を内符号の符号化を行う要素
符号化器として備えてもよい。

【０１５４】すなわち、本発明は、少なくともパリティ
検査符号化器を備える符号化装置であれば適用できるも
のである。勿論この場合には、復号装置としては、符号
化装置に対応したものを用いることはいうまでもない。

【０１５５】さらにまた、上述した第１の実施の形態で
は、復号装置における外符号の軟出力復号を行う軟出力
復号回路として、符号化率が“２／３”の場合に対応す
るものを備えるものとして説明し、第２の実施の形態で
は、外符号の軟出力復号を行う軟出力復号回路として、
パリティをｉ＝３ビット単位で付加して符号化する場合
に対応するものと、パリティをｉ＝５ビット単位で付加
して符号化する場合に対応するものとを備えるものとし
て説明したが、本発明は、符号化装置におけるパリティ
付加の単位がいかなるものであっても適用できるもので
あり、それにともない、復号装置における軟出力復号回
路も、パリティ検査符号化のパリティ付加の単位に応じ
た数及び構成とするだけで適用できるものである。

【０１５６】また、上述した実施の形態では、復号装置
における外符号の軟出力復号を行う軟出力復号回路とし
て、パリティ検査符号化のパリティ付加の単位ｉを用い
て“ｉ＋１”個の演算回路とｉ個の加算器とを有するも
のとして説明したが、本発明は、例えばこれらの演算回
路及び加算器をそれぞれ共用するといったように、他の
構成であってもよく、演算回路及び加算器をそれぞれ共
用した場合には、回路規模の削減を図ることもできる。

【０１５７】さらに、上述した実施の形態では、符号化
装置におけるアキュムレータに対応する軟出力復号回路
として、ＢＣＪＲアルゴリズムや、Ｍａｘ−Ｌｏｇ−Ｂ
ＣＪＲアルゴリズム若しくはＬｏｇ−ＢＣＪＲアルゴリ
ズムに基づくＭＡＰ復号を行うものについて説明した
が、本発明は、例えばいわゆるＳＯＶＡ（Soft OutputV
iterbi Algorithm）による復号を行うといったように、
他の軟出力復号にも適用可能である。

【０１５８】以下では、この具体例として、確率を対数
尤度表記して対数尤度の形式で扱うＢＣＪＲアルゴリズ
ムを改良した新規のアルゴリズムについて説明する。

【０１５９】このアルゴリズムは、いわゆる時刻ｔにお
ける確率α_t，β_t，γ_t、及び軟出力λ_tを自然対数を用
いて対数尤度表記した確率対数尤度Ｉα_t，Ｉβ_t，Ｉγ
_t、及び対数軟出力Ｉλ_tを求めるものであり、少なくと
も各ステートにおける確率対数尤度Ｉα_t，Ｉβ_tの値の
差分値を用いて復号を行うものである。このアルゴリズ
ムが適用される軟出力復号回路は、回路規模が削減さ
れ、処理の高速化を図ることができる。

【０１６０】なお、以下では、対数尤度表記した確率対
数尤度Ｉα_t，Ｉβ_t，Ｉγ_tは、それぞれ、確率の比の
対数尤度表記である確率対数尤度比であるものとして説
明する。また、以下では、上述した符号化装置１におけ
るアキュムレータ３０による符号を軟出力復号回路４０
により復号する場合について説明する。

【０１６１】確率を対数尤度表記して対数尤度の形式で
扱うＢＣＪＲアルゴリズムにおいては、ｍを時刻ｔにお
けるステートとすると、確率対数尤度Ｉα_t（ｍ），Ｉ
β_t（ｍ）を算出する際に本質的に必要となるのは、確
率対数尤度Ｉα_t（ｍ），Ｉβ_t（ｍ）の値そのものでは
なく、確率対数尤度Ｉα_t（ｍ），Ｉβ_t（ｍ）を各ステ
ートにおける値の総和で正規化した場合の値、すなわ
ち、各ステートにおける値の差分値である。

【０１６２】そこで、軟出力復号回路４０は、アキュム
レータ３０における２つのステートＳ₀，Ｓ₁に対する確
率対数尤度Ｉα_t（ｍ），Ｉβ_t（ｍ）の反復演算を行う
のではなく、ステートＳ₀，Ｓ₁における値の差分値に着
目して演算を行う。ここで、ステートＳ₀における時刻
ｔでの確率対数尤度Ｉα_t（Ｓ₀）を“Ｕ_t”と置き換
え、ステートＳ₁における時刻ｔでの確率対数尤度Ｉα_t
（Ｓ₁）を“Ｖ_t”と置き換え、ステートＳ₀における時
刻ｔでの確率対数尤度Ｉβ_t（Ｓ₀）を“Ｗ_t”と置き換
え、ステートＳ₁における時刻ｔでの確率対数尤度Ｉβ_t
（Ｓ₁）を“Ｚ_t”と置き換える。

【０１６３】このとき、上述した事前確率情報Ｄ６に対
応するものであり、インターリーブデータＤ３として入
力されるビットが“１”である確率と“０”である確率
との比の自然対数値である事前確率情報をＡ_tとし、受
信値Ｄ５のみから決定される符号化データＤ４の１シン
ボルの符号ビットに対する事後確率情報をｙ_tとする
と、各ステートにおける確率対数尤度Ｉα_t（ｍ）、す
なわち、確率対数尤度Ｕ_t,Ｖ_tは、それぞれ、次式（２
０）及び次式（２１）で表される。なお、次式（２０）
及び次式（２１）における演算子“＃”は、いわゆるｌ
ｏｇ−ｓｕｍ演算を示すものであり、以下、ｌｏｇ−ｓ
ｕｍ演算は、演算子“＃”により表すものとする。

【０１６４】

【数２０】

【０１６５】

【数２１】

【０１６６】したがって、各ステートにおける確率対数
尤度Ｉα_t（ｍ）の値の差分値、すなわち、確率対数尤
度Ｕ_t,Ｖ_tの差分値Ｕ_t−Ｖ_tは、上述した演算子“＄”
を用いて次式（２２）に示すように展開される。

【０１６７】

【数２２】

【０１６８】一方、各ステートにおける確率対数尤度Ｉ
β_t（ｍ）、すなわち、確率対数尤度Ｗ_t,Ｚ_tは、それぞ
れ、事前確率情報Ａ_t及び事後確率情報ｙ_tを用いて、次
式（２３）及び次式（２４）で表される。

【０１６９】

【数２３】

【０１７０】

【数２４】

【０１７１】したがって、各ステートにおける確率対数
尤度Ｉβ_t（ｍ）の値の差分値、すなわち、確率対数尤
度Ｗ_t,Ｚ_tの差分値Ｗ_t−Ｚ_tは、次式（２５）に示すよ
うに展開される。

【０１７２】

【数２５】

【０１７３】このように、上式（２２）及び上式（２
５）、すなわち、各ステートにおける確率対数尤度Ｉα
_t（ｍ），Ｉβ_t（ｍ）の値の差分値は、ともに、演算子
“＄”で与えられる演算と加算とを用いて表現すること
ができる。

【０１７４】したがって、対数軟出力Ｉλ_tは、確率対
数尤度Ｕ_t，Ｖ_t，Ｗ_t，Ｚ_t、事前確率情報Ａ_t及び事後
確率情報ｙ_tを用いて、次式（２６）で表される。

【０１７５】

【数２６】

【０１７６】この上式（２６）において、演算子“＄”
で表される右辺第２項及び第３項は、上述した外部情報
Ｄ７に対応する外部情報を示している。このように、上
式（２６）、すなわち、対数軟出力Ｉλ_tも、各ステー
トにおける確率対数尤度Ｉα_t（ｍ），Ｉβ_t（ｍ）の値
の差分値と同様に、演算子“＄”で与えられる演算と加
算とを用いて表現することができる。

【０１７７】したがって、確率を対数尤度表記して対数
尤度の形式で扱う通常のＢＣＪＲアルゴリズムにおいて
は、確率対数尤度Ｉα，Ｉβのそれぞれを求める反復演
算を行う際に、ステート数分の値を保持する必要があっ
たが、このアルゴリズムにおいては、差分値Ｕ_t−Ｖ_t，
Ｗ_t−Ｚ_tを求めればよく、それぞれ、“ステート数−
１”分の値を保持すればよい。

【０１７８】また、このアルゴリズムにおいては、差分
値を用いることから、通常のＢＣＪＲアルゴリズムのよ
うに、保持している値のオーバーフローを生じることが
なく、正規化を行う必要がない。

【０１７９】さらに、このアルゴリズムにおいては、ｌ
ｏｇ−ｓｕｍ演算を行う必要がないことにも注目すべき
である。このアルゴリズムにおいては、差分値Ｕ_t−
Ｖ_t，Ｗ _t−Ｚ_t及び対数軟出力Ｉλ_tを求める際に、演算
子“＄”で表される演算をそれぞれ１回ずつ行えばよ
い。

【０１８０】さらにまた、演算子“＄”で表される演算
は、上式（１６）及び上式（１７）に示したように、関
数ｆによる変換と加算とにより実現することができるこ
とから、計算量の少ないより簡便な実装とすることも可
能である。

【０１８１】以上の議論から、回路規模を削減すること
ができ、処理の高速化を図ることができる軟出力復号回
路４０の実装が期待できる。

【０１８２】さて、このようなアルゴリズムを実装する
軟出力復号回路４０は、図１７乃至図１９に示すような
各部を備えるものとなる。ここで、図１７には、軟出力
復号回路４０の各部のうち、確率対数尤度Ｉα_tを算出
する部分を示し、図１８には、確率対数尤度Ｉβ_tを算
出する部分を示し、図１９には、対数軟出力Ｉλ_tを算
出する部分を示している。

【０１８３】なお、確率対数尤度Ｉγ_tは、事後確率情
報ｙ_tと事前確率情報Ａ_tとにより決定されるものであ
る。すなわち、確率対数尤度Ｉγ_tは、事後確率情報ｙ_t
と事前確率情報Ａ_tとを用いて、事後確率情報ｙ_t毎に、
すなわち、受信値毎に、符号の出力パターンと事後確率
情報により決定される確率γの自然対数値である。換言
すれば、軟出力復号回路４０は、図２０に示すマトリッ
クスで表される確率対数尤度Ｉγ_tを算出することにな
る。

【０１８４】図１７に示す軟出力復号回路４０は、確率
対数尤度Ｉα_tを算出するＩα算出回路として、上述し
た演算子“＄”で表される演算を行う演算手段である演
算回路１３１と、加算器１３２と、データを保持するレ
ジスタ１３３とを備える。

【０１８５】演算回路１３１は、事前確率情報Ａ_tと、
レジスタ１３３から供給された１時刻前の確率対数尤度
の差分値Ｕ_t-1−Ｖ_t-1とを用いて、演算子“＄”で表さ
れる演算を行う。演算回路１３１は、演算して得られた
データを加算器１３２に供給する。なお、この演算回路
１３１は、上述した関数ｆと変数ｘとの関係を、図示し
ないＲＯＭに記憶されたテーブルを参照することにより
求め、上式（１６）に示した演算を行うものであっても
よく、若しくは、関数ｆと変数ｘとの関係を、線形近似
又は閾値近似等により近似する構成であってもよい。ま
た、演算回路１３１は、図示しないＲＡＭに保持された
関数ｆにおける変数Ａ_iの符号と絶対値との組み合わせ
を用いて、上式（１６）に示した演算を行うものであっ
てもよい。

【０１８６】加算器１３２は、事後確率情報ｙ_tと、演
算回路１３１から供給されたデータとを加算し、得られ
たデータをレジスタ１３３に供給する。

【０１８７】レジスタ１３３は、加算器１３２から供給
されたデータ、すなわち、確率対数尤度の差分値Ｕ_t−
Ｖ_tを保持する。このレジスタ１３３に保持された確率
対数尤度の差分値Ｕ_t−Ｖ_tは、図示しない記憶回路に供
給される。

【０１８８】また、軟出力復号回路４０は、図１８に示
すように、確率対数尤度Ｉβ_tを算出するＩβ算出回路
として、加算器１３４と、演算子“＄”で表される演算
を行う演算手段である演算回路１３５と、レジスタ１３
６とを備える。

【０１８９】加算器１３４は、図示しない記憶回路から
読み出された事後確率情報ｙ_tと、レジスタ１３６から
供給された１時刻前の確率対数尤度の差分値Ｗ_t-1−Ｚ
_t-1とを加算し、得られたデータを演算回路１３５に供
給する。

【０１９０】演算回路１３５は、図示しない記憶回路か
ら読み出された事前確率情報Ａ_tと、加算器１３４から
供給されたデータとを用いて、演算回路１３１と同様の
演算を行う。演算回路１３５は、演算して得られたデー
タをレジスタ１３６に供給する。

【０１９１】レジスタ１３６は、演算回路１３５から供
給されたデータ、すなわち、確率対数尤度の差分値Ｗ_t
−Ｚ_tを保持する。このレジスタ１３６に保持された確
率対数尤度の差分値Ｗ_t−Ｚ_tは、図示しない記憶回路に
供給される。

【０１９２】このような軟出力復号回路４０は、事前確
率情報Ａ_tと事後確率情報ｙ_tとを用い、少なくとも各ス
テートにおける確率対数尤度Ｉα_t，Ｉβ_tを変数の一部
として、上式（２２）及び上式（２５）に示した演算を
行い、各ステートＳ₀，Ｓ₁における確率対数尤度Ｉα_t
（Ｓ₀），Ｉα_t（Ｓ₁）の差分値Ｉα_t（Ｓ₀）−Ｉα
_t（Ｓ₁）（＝Ｕ_t−Ｖ_t）及び各ステートＳ₀，Ｓ₁におけ
る確率対数尤度Ｉβ_t（Ｓ ₀），Ｉβ_t（Ｓ₁）の差分値Ｉ
β_t（Ｓ₀）−Ｉβ_t（Ｓ₁）（＝Ｗ_t−Ｚ_t）を算出する。
すなわち、軟出力復号回路４０は、事前確率情報Ａ_t及
び事後確率情報ｙ_tに基づいて、事後確率情報ｙ_t毎に、
符号化開始ステートから時系列順に各ステートに至る確
率αの自然対数値である確率対数尤度Ｉαの各ステート
における値の差分値を算出するとともに、打ち切りステ
ートから時系列の逆順に各ステートに至る確率βの自然
対数値である確率対数尤度Ｉβの各ステートにおける値
の差分値を算出する。そして、軟出力復号回路４０は、
レジスタ１３３に保持した差分値Ｕ_t−Ｖ_t及びレジスタ
１３６に保持した差分値Ｗ_t−Ｚ_tを、図示しない記憶回
路に供給する。

【０１９３】また、軟出力復号回路４０は、図１９に示
すように、対数軟出力Ｉλ_tを算出する部分として、２
つの加算器１３７，１３９と、演算子“＄”で表される
演算を行う演算手段である演算回路１３８とを備える。

【０１９４】加算器１３７は、図示しない記憶回路から
読み出された事後確率情報ｙ_tと、図示しない記憶回路
から読み出された差分値Ｗ_t−Ｚ_tとを加算し、得られた
データを演算回路１３８に供給する。

【０１９５】演算回路１３８は、図示しない記憶回路か
ら読み出された差分値Ｕ_t−Ｖ_tと、加算器１３７から供
給されたデータとを用いて、演算回路１３１と同様の演
算を行う。演算回路１３８は、演算して得られたデータ
を加算器１３９に供給する。

【０１９６】加算器１３９は、図示しない記憶回路から
読み出された事前確率情報Ａ_tと、演算回路１３８から
供給されたデータとを加算し、得られたデータを対数軟
出力Ｉλ_tとして外部に出力する。

【０１９７】このような軟出力復号回路４０は、図示し
ない記憶回路から読み出された事前確率情報Ａ_t、事後
確率情報ｙ_t及び差分値Ｕ_t−Ｖ_t，Ｗ_t−Ｚ_tを用い、少
なくとも各ステートにおける差分値Ｕ_t−Ｖ_t，Ｗ_t−Ｚ_t
を変数の一部として、上式（２６）に示した演算を行
い、各時刻における対数軟出力Ｉλ_tを算出する。そし
て、軟出力復号回路４０は、算出した対数軟出力Ｉλ_t
を時系列順に並べ替えた後、外部に出力する。

【０１９８】このように、軟出力復号回路４０は、通常
のＢＣＪＲアルゴリズムを改良し、各ステートにおける
確率対数尤度Ｉα_t，Ｉβ_tの値の差分値を用いて復号を
行うアルゴリズムを適用した軟出力復号を行うことがで
きる。

【０１９９】この軟出力復号回路４０は、差分値Ｕ_t−
Ｖ_t，Ｗ_t−Ｚ_tのそれぞれを算出するために、“ステー
ト数−１”、ここでは１つずつの演算回路１３１，１３
５を備えるとともに、対数軟出力Ｉλ_tを算出するため
に、同じく１つの演算回路１３８を備えればよい。これ
らの演算回路１３１，１３５，１３８は、それぞれ、上
述したように、簡便な構成とされることから、軟出力復
号回路４０は、回路規模が削減されるとともに、処理時
間の短縮化を図ることができる。

【０２００】また、軟出力復号回路４０は、通常のＢＣ
ＪＲアルゴリズムを実装する軟出力復号回路のように、
正規化回路を備える必要がなく、さらに、差分値Ｕ_t−
Ｖ_t，Ｗ_t−Ｚ_tのそれぞれを算出するために必要なレジ
スタの数も、“ステート数−１”、ここでは１つずつで
済むことから、回路規模が削減され、処理の高速化を図
ることができる。

【０２０１】なお、この軟出力復号回路４０は、アキュ
ムレータ３０に限らず、ステートの遷移が状態遷移図で
あるトレリスで表される線形のトレリス符号であれば、
いかなる符号化率の符号化を行う要素符号化器による符
号を復号することができる。例えば、ステート数が４の
符号を復号する場合には、軟出力復号回路４０として
は、“ステート数−１”、すなわち、３つの差分値を任
意に選択して用いればよい。特に、この軟出力復号回路
４０は、ステート数が小さい符号に対して有効に作用す
るものであり、アキュムレータ３０による符号の復号を
行う際には、顕著な効果を奏するものである。

【０２０２】このように、軟出力復号回路４０は、各ス
テートにおける確率対数尤度Ｉα_t，Ｉβ_tの値の差分値
を用いて復号を行うことによって、簡便且つ少ない演算
処理で済み、性能を劣化させることなく、回路規模の削
減とともに処理の高速化を図ることができる。

【０２０３】本発明は、符号化装置におけるアキュムレ
ータに対応する軟出力復号回路として、このようなアル
ゴリズムをはじめとする種々の軟出力復号を適用するこ
とができる。

【０２０４】さらにまた、上述した実施の形態では、符
号化装置及び復号装置をデータ送受信システムにおける
送信装置及び受信装置に適用して説明したが、本発明
は、例えばフロッピー（登録商標）ディスク、ＣＤ−Ｒ
ＯＭ又はＭＯ（Magneto Optical）といった磁気、光又
は光磁気ディスク等の記録媒体に対する記録及び／又は
再生を行う記録及び／又は再生装置に適用することもで
きる。この場合、符号化装置により符号化されたデータ
は、無記憶通信路に等価とされる記録媒体に記録され、
復号装置により復号されて再生される。

【０２０５】以上のように、本発明は、その趣旨を逸脱
しない範囲で適宜変更が可能であることはいうまでもな
い。

【０２０６】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明にか
かる符号化装置は、入力されたデータに対して縦列連接
符号化を行う符号化装置であって、入力されたデータに
対して第１の符号の符号化を行う第１の符号化手段と、
この第１の符号化手段により符号化されたデータを構成
する各ビットの順序を置換して並べ替える置換手段と、
この置換手段から供給されたデータに対して第２の符号
の符号化を行う第２の符号化手段とを備え、第１の符号
化手段又は第２の符号化手段のうち、少なくとも一方の
符号化手段は、入力されたデータに対して所定の単位毎
に１ビットのパリティを付加するパリティ検査符号化を
行う。

【０２０７】したがって、本発明にかかる符号化装置
は、第１の符号化手段又は第２の符号化手段のうち、少
なくとも一方の符号化手段によって、パリティ検査符号
化を行うことによって、所望の高い符号化率の下に、高
性能の符号化を行うことができる。

【０２０８】また、本発明にかかる符号化方法は、入力
されたデータに対して縦列連接符号化を行う符号化方法
であって、入力されたデータに対して第１の符号の符号
化を行う第１の符号化工程と、この第１の符号化工程に
て符号化されたデータを構成する各ビットの順序を置換
して並べ替える置換工程と、この置換工程にて並べ替え
られたデータに対して第２の符号の符号化を行う第２の
符号化工程とを備え、第１の符号化工程又は第２の符号
化工程のうち、少なくとも一方の符号化工程では、入力
されたデータに対して所定の単位毎に１ビットのパリテ
ィを付加するパリティ検査符号化を行う。

【０２０９】したがって、本発明にかかる符号化方法
は、第１の符号化工程又は第２の符号化工程のうち、少
なくとも一方の符号化工程にて、パリティ検査符号化を
行うことによって、所望の高い符号化率の下に、高性能
の符号化を行うことを可能とする。

【０２１０】さらに、本発明にかかる復号装置は、入力
されたデータに対して第１の符号の符号化を行う第１の
符号化手段と、この第１の符号化手段により符号化され
たデータを構成する各ビットの順序を置換して並べ替え
る第１の置換手段と、この第１の置換手段から供給され
たデータに対して第２の符号の符号化を行う第２の符号
化手段とを備え、第１の符号化手段又は第２の符号化手
段のうち、少なくとも一方の符号化手段は、入力された
データに対して所定の単位毎に１ビットのパリティを付
加するパリティ検査符号化を行う符号化機器により縦列
連接符号化された符号の復号を行う復号装置であって、
第２の符号化手段に対応して備えられ、入力された軟入
力である受信値と、入力された軟入力である情報ビット
に対する事前確率情報とを用いて軟出力復号を行う第１
の軟出力復号手段と、この第１の軟出力復号手段に縦列
に連接し、第１の置換手段により並べ替えられたデータ
のビット配列を、第１の符号化手段により符号化された
データのビット配列に戻すように、入力された軟入力の
データを並べ替える逆置換手段と、第１の符号化手段に
対応して備えられ且つ逆置換手段に縦列に連接し、逆置
換手段から出力された軟入力である符号ビットに対する
事前確率情報と、入力された軟入力である情報ビットに
対する事前確率情報とを用いて軟出力復号を行う第２の
軟出力復号手段と、第１の置換手段と同一の置換位置情
報に基づいて、第２の軟出力復号手段から出力された軟
入力のデータを構成する各ビットの順序を置換して並べ
替える第２の置換手段とを備え、第１の軟出力復号手段
は、情報ビットに対する事前確率情報として、第２の置
換手段から出力された軟入力のデータを入力する。

【０２１１】したがって、本発明にかかる復号装置は、
符号化機器が備える第１の符号化手段又は第２の符号化
手段のうち、少なくとも一方の符号化手段によって、パ
リティ検査符号化がなされた符号を高精度に復号するこ
とができる。

【０２１２】さらにまた、本発明にかかる復号方法は、
入力されたデータに対して第１の符号の符号化を行う第
１の符号化工程と、この第１の符号化工程にて符号化さ
れたデータを構成する各ビットの順序を置換して並べ替
える第１の置換工程と、この第１の置換工程にて並べ替
えられたデータに対して第２の符号の符号化を行う第２
の符号化工程とを備え、第１の符号化工程又は第２の符
号化工程のうち、少なくとも一方の符号化工程では、入
力されたデータに対して所定の単位毎に１ビットのパリ
ティを付加するパリティ検査符号化を行う符号化方法に
より縦列連接符号化された符号の復号を行う復号方法で
あって、第２の符号化工程に対応して備えられ、入力さ
れた軟入力である受信値と、入力された軟入力である情
報ビットに対する事前確率情報とを用いて軟出力復号を
行う第１の軟出力復号工程と、この第１の置換工程にて
並べ替えられたデータのビット配列を、第１の符号化工
程にて符号化されたデータのビット配列に戻すように、
入力された軟入力のデータを並べ替える逆置換工程と、
第１の符号化工程に対応して備えられ、逆置換工程にて
並べ替えられた軟入力である符号ビットに対する事前確
率情報と、入力された軟入力である情報ビットに対する
事前確率情報とを用いて軟出力復号を行う第２の軟出力
復号工程と、第１の置換工程と同一の置換位置情報に基
づいて、第２の軟出力復号工程にて生成された軟入力の
データを構成する各ビットの順序を置換して並べ替える
第２の置換工程とを備え、第１の軟出力復号工程では、
情報ビットに対する事前確率情報として、第２の置換工
程にて並べ替えられた軟入力のデータを入力する。

【０２１３】したがって、本発明にかかる復号方法は、
符号化方法が備える第１の符号化工程又は第２の符号化
工程のうち、少なくとも一方の符号化工程にて、パリテ
ィ検査符号化がなされた符号を高精度に復号することを
可能とする。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態として示すデータ送受信シ
ステムを適用する通信モデルの構成を説明するブロック
図である。

【図２】本発明の第１の実施の形態として示すデータ送
受信システムにおける符号化装置の構成を説明するブロ
ック図である。

【図３】符号化装置が備えるインターリーバの構成を説
明するブロック図である。

【図４】符号化装置が備えるアキュムレータの構成を説
明するブロック図である。

【図５】図４に示すアキュムレータにおけるトレリスを
説明する図である。

【図６】同データ送受信システムにおける復号装置の構
成を説明するブロック図である。

【図７】復号装置が備える内符号の復号を行う軟出力復
号回路の構成を説明するブロック図である。

【図８】復号装置が備える外符号の復号を行う軟出力復
号回路の構成を説明するブロック図である。

【図９】関数ｆを説明する図である。

【図１０】本発明の第２の実施の形態として示すデータ
送受信システムにおける符号化装置の構成を説明するブ
ロック図である。

【図１１】符号化装置が備える設定器における動作を説
明するための入力データと符号化データとを説明する図
であって、（Ａ）は、符号化装置が備えるパリティ検査
符号化器から出力される符号化データを示し、（Ｂ）
は、パリティ検査符号化器に入力される入力データを示
す図である。

【図１２】同データ送受信システムにおける復号装置の
構成を説明するブロック図である。

【図１３】復号装置が備えるレート変換回路の構成を説
明するブロック図である。

【図１４】復号装置が備える外符号の復号を行う軟出力
復号回路の構成を説明するブロック図であって、パリテ
ィを３ビット単位で付加してパリティ検査符号化された
符号を復号する軟出力復号回路の構成を説明するブロッ
ク図である。

【図１５】復号装置が備える外符号の復号を行う軟出力
復号回路の構成を説明するブロック図であって、パリテ
ィを５ビット単位で付加してパリティ検査符号化された
符号を復号する軟出力復号回路の構成を説明するブロッ
ク図である。

【図１６】符号化装置が備えるアキュムレータの構成を
説明するブロック図であって、図４に示すアキュムレー
タとは異なるアキュムレータの構成を説明するブロック
図である。

【図１７】復号装置が備える軟出力復号回路の構成を説
明するブロック図であって、確率対数尤度Ｉα_tを算出
する部分を示すブロック図である。

【図１８】復号装置が備える軟出力復号回路の構成を説
明するブロック図であって、確率対数尤度Ｉβ_tを算出
する部分を示すブロック図である。

【図１９】復号装置が備える軟出力復号回路の構成を説
明するブロック図であって、対数軟出力Ｉλ_tを算出す
る部分を示すブロック図である。

【図２０】確率対数尤度Ｉγ_tを示すマトリックスを説
明する図である。

【図２１】通信モデルの構成を説明するブロック図であ
る。

【図２２】従来の符号化装置の構成を説明するブロック
図である。

【図２３】従来の復号装置の構成を説明するブロック図
である。

【符号の説明】

１，１’ 符号化装置、 ３，３’ 復号装置、 １
０，１０’ パリティ検査符号化器、 ２０，６０ イ
ンターリーバ、 ３０，３０’ アキュムレータ、 ４
０，９０，９０₁，９０₂ 軟出力復号回路、 ５０ デ
インターリーバ、７０，７０’，８０，８０’ レート
変換回路、 １００ ２値化回路、 １１０ 設定器、
９１，９２，９３，９１₁，９２₁，９３₁，９４₁，９
１₂，９２₂，９３₂，９４₂，９５₂，９６₂，１３１，１
３５，１３８ 演算回路、 １３３，１３６ レジスタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5B001 AA01 AA10 AA13 AB02 AB03 AB05 AC01 AC05 AD03 AD06 AE02 5J065 AA01 AB01 AC01 AD01 AD10 AE06 AF02 AG06 AH01 AH02 AH05 AH06 AH21

Claims (30)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力されたデータに対して縦列連接符号
   化を行う符号化装置であって、 入力されたデータに対して第１の符号の符号化を行う第
   １の符号化手段と、 上記第１の符号化手段により符号化されたデータを構成
   する各ビットの順序を置換して並べ替える置換手段と、 上記置換手段から供給されたデータに対して第２の符号
   の符号化を行う第２の符号化手段とを備え、 上記第１の符号化手段又は上記第２の符号化手段のう
   ち、少なくとも一方の符号化手段は、入力されたデータ
   に対して所定の単位毎に１ビットのパリティを付加する
   パリティ検査符号化を行うことを特徴とする符号化装
   置。
2. 【請求項２】 上記第１の符号化手段又は上記第２の符
   号化手段のうち、パリティ検査符号化を行う符号化手段
   においてパリティを付加する単位の分布を設定する設定
   手段を備え、 上記第１の符号化手段又は上記第２の符号化手段のう
   ち、パリティ検査符号化を行う符号化手段は、上記設定
   手段による設定内容に応じて、入力されたデータに対し
   てパリティを付加する単位を変化させることを特徴とす
   る請求項１記載の符号化装置。
3. 【請求項３】 上記設定手段は、上記パリティ検査符号
   化を行う符号化手段に入力されたデータの総ビット数、
   上記符号化手段で行う符号化の符号化率及びパリティを
   付加する単位に応じて、上記符号化手段に入力されたデ
   ータに対してパリティを付加する単位の分布を設定する
   ことを特徴とする請求項２記載の符号化装置。
4. 【請求項４】 上記第１の符号化手段又は上記第２の符
   号化手段のうち、上記パリティ検査符号化を行う符号化
   手段以外の符号化手段は、累積加算による畳み込み符号
   化を行うことを特徴とする請求項１記載の符号化装置。
5. 【請求項５】 入力されたデータに対して縦列連接符号
   化を行う符号化方法であって、 入力されたデータに対して第１の符号の符号化を行う第
   １の符号化工程と、上記第１の符号化工程にて符号化さ
   れたデータを構成する各ビットの順序を置換して並べ替
   える置換工程と、 上記置換工程にて並べ替えられたデータに対して第２の
   符号の符号化を行う第２の符号化工程とを備え、 上記第１の符号化工程又は上記第２の符号化工程のう
   ち、少なくとも一方の符号化工程では、入力されたデー
   タに対して所定の単位毎に１ビットのパリティを付加す
   るパリティ検査符号化を行うことを特徴とする符号化方
   法。
6. 【請求項６】 上記第１の符号化工程又は上記第２の符
   号化工程のうち、パリティ検査符号化を行う符号化工程
   では、パリティを付加する単位の分布が設定され、この
   設定内容に応じて、入力されたデータに対してパリティ
   を付加する単位を変化させることを特徴とする請求項５
   記載の符号化方法。
7. 【請求項７】 上記パリティ検査符号化を行う符号化工
   程では、入力されたデータの総ビット数、当該符号化工
   程で行う符号化の符号化率及びパリティを付加する単位
   に応じて、入力されたデータに対してパリティを付加す
   る単位の分布が設定されることを特徴とする請求項６記
   載の符号化方法。
8. 【請求項８】 上記第１の符号化工程又は上記第２の符
   号化工程のうち、上記パリティ検査符号化を行う符号化
   工程以外の符号化工程では、累積加算による畳み込み符
   号化を行うことを特徴とする請求項５記載の符号化方
   法。
9. 【請求項９】 入力されたデータに対して第１の符号の
   符号化を行う第１の符号化手段と、上記第１の符号化手
   段により符号化されたデータを構成する各ビットの順序
   を置換して並べ替える第１の置換手段と、上記第１の置
   換手段から供給されたデータに対して第２の符号の符号
   化を行う第２の符号化手段とを備え、上記第１の符号化
   手段又は上記第２の符号化手段のうち、少なくとも一方
   の符号化手段は、入力されたデータに対して所定の単位
   毎に１ビットのパリティを付加するパリティ検査符号化
   を行う符号化機器により縦列連接符号化された符号の復
   号を行う復号装置であって、 上記第２の符号化手段に対応して備えられ、入力された
   軟入力である受信値と、入力された軟入力である情報ビ
   ットに対する事前確率情報とを用いて軟出力復号を行う
   第１の軟出力復号手段と、 上記第１の軟出力復号手段に縦列に連接し、上記第１の
   置換手段により並べ替えられたデータのビット配列を、
   上記第１の符号化手段により符号化されたデータのビッ
   ト配列に戻すように、入力された軟入力のデータを並べ
   替える逆置換手段と、 上記第１の符号化手段に対応して備えられ、入力された
   軟入力である符号ビットに対する事前確率情報と、入力
   された軟入力である情報ビットに対する事前確率情報と
   を用いて軟出力復号を行う第２の軟出力復号手段と、 上記第１の置換手段と同一の置換位置情報に基づいて、
   入力された軟入力のデータを構成する各ビットの順序を
   置換して並べ替える第２の置換手段とを備え、 上記第１の軟出力復号手段は、上記情報ビットに対する
   事前確率情報として、上記第２の置換手段から出力され
   た軟入力のデータを入力することを特徴とする復号装
   置。
10. 【請求項１０】 上記第２の軟出力復号手段により生成
    された軟出力の外部情報を２値化し、硬出力の復号デー
    タとして出力する２値化手段を備えることを特徴とする
    請求項９記載の復号装置。
11. 【請求項１１】 上記逆置換手段から出力されたデータ
    のクロックレートを変換する第１のレート変換手段と、 上記第２の軟出力復号手段から出力されたデータのクロ
    ックレートを変換する第２のレート変換手段とを備える
    ことを特徴とする請求項９記載の復号装置。
12. 【請求項１２】 上記符号化機器は、上記第１の符号化
    手段又は上記第２の符号化手段のうち、パリティ検査符
    号化を行う符号化手段においてパリティを付加する単位
    の分布を設定する設定手段を備えており、 上記第１の符号化手段又は上記第２の符号化手段のう
    ち、パリティ検査符号化を行う符号化手段は、上記設定
    手段による設定内容に応じて、入力されたデータに対し
    てパリティを付加する単位を変化させるものであること
    を特徴とする請求項９記載の復号装置。
13. 【請求項１３】 上記第１の軟出力復号手段又は上記第
    ２の軟出力復号手段のうち、上記パリティ検査符号化を
    行う符号化手段に対応して備えられる軟出力復号手段
    は、上記パリティ検査符号化を行う符号化手段によるパ
    リティ検査符号化の上記単位に応じた個々の軟出力復号
    手段を有しており、 上記逆置換手段から出力されたデータのクロックレート
    を変換する第１のレート変換手段と、 上記第１のレート変換手段によりクロックレートが変換
    されたデータを上記個々の軟出力復号手段に分配する分
    配手段とを備えることを特徴とする請求項１２記載の復
    号装置。
14. 【請求項１４】 上記設定手段は、上記パリティ検査符
    号化を行う符号化手段に入力されたデータの総ビット
    数、上記符号化手段で行う符号化の符号化率及びパリテ
    ィを付加する単位に応じて、上記符号化手段に入力され
    たデータに対してパリティを付加する単位の分布を設定
    するものであることを特徴とする請求項１２記載の復号
    装置。
15. 【請求項１５】 上記第１の符号化手段又は上記第２の
    符号化手段のうち、上記パリティ検査符号化を行う符号
    化手段以外の符号化手段は、累積加算による畳み込み符
    号化を行うものであることを特徴とする請求項９記載の
    復号装置。
16. 【請求項１６】 上記第１の軟出力復号手段又は上記第
    ２の軟出力復号手段のうち、上記パリティ検査符号化を
    行う符号化手段に対応して備えられる軟出力復号手段
    は、ＢＣＪＲアルゴリズム、Ｍａｘ−Ｌｏｇ−ＢＣＪＲ
    アルゴリズム又はＬｏｇ−ＢＣＪＲアルゴリズムに基づ
    く最大事後確率復号を行うことを特徴とする請求項９記
    載の復号装置。
17. 【請求項１７】 上記第１の軟出力復号手段又は上記第
    ２の軟出力復号手段のうち、上記パリティ検査符号化を
    行う符号化手段に対応して備えられる軟出力復号手段
    は、入力されたデータである事前確率情報を対数尤度表
    記して対数尤度の形式で扱う場合には、上記事前確率情
    報を変数とする下記一般式（１）及び下記一般式（２）
    で表される演算を行う演算手段を有し、 上記演算手段により演算された結果を用いて、軟出力の
    外部情報を生成することを特徴とする請求項９記載の復
    号装置。 【数１】 【数２】 （ただし、Ａ，Ｂ，Ａ₀，Ａ₁，・・・，Ａ_nは、変数で
    あり、ｌｏｇは、ネピヤの数ｅを底とする自然対数であ
    り、＄は、演算子である。）
18. 【請求項１８】 上記第１の軟出力復号手段又は上記第
    ２の軟出力復号手段のうち、上記パリティ検査符号化を
    行う符号化手段以外の符号化手段に対応して備えられる
    軟出力復号手段は、ＢＣＪＲアルゴリズム、Ｍａｘ−Ｌ
    ｏｇ−ＢＣＪＲアルゴリズム又はＬｏｇ−ＢＣＪＲアル
    ゴリズムに基づく最大事後確率復号を行うことを特徴と
    する請求項９記載の復号装置。
19. 【請求項１９】 上記第１の軟出力復号手段又は上記第
    ２の軟出力復号手段のうち、上記パリティ検査符号化を
    行う符号化手段以外の符号化手段に対応して備えられる
    軟出力復号手段は、少なくとも各ステートにおける確率
    対数尤度の差分値を変数の一部とする下記一般式（３）
    及び下記一般式（４）で表される演算を行う演算手段を
    有し、 上記演算手段により演算された結果を用いて、各時刻に
    おける軟出力を自然対数を用いて対数尤度表記した対数
    軟出力を算出することを特徴とする請求項９記載の復号
    装置。 【数３】 【数４】 （ただし、Ａ，Ｂ，Ａ₀，Ａ₁，・・・，Ａ_nは、変数で
    あり、ｌｏｇは、ネピヤの数ｅを底とする自然対数であ
    り、＄は、演算子である。）
20. 【請求項２０】 入力されたデータに対して第１の符号
    の符号化を行う第１の符号化工程と、上記第１の符号化
    工程にて符号化されたデータを構成する各ビットの順序
    を置換して並べ替える第１の置換工程と、上記第１の置
    換工程にて並べ替えられたデータに対して第２の符号の
    符号化を行う第２の符号化工程とを備え、上記第１の符
    号化工程又は上記第２の符号化工程のうち、少なくとも
    一方の符号化工程では、入力されたデータに対して所定
    の単位毎に１ビットのパリティを付加するパリティ検査
    符号化を行う符号化方法により縦列連接符号化された符
    号の復号を行う復号方法であって、 上記第２の符号化工程に対応して備えられ、入力された
    軟入力である受信値と、入力された軟入力である情報ビ
    ットに対する事前確率情報とを用いて軟出力復号を行う
    第１の軟出力復号工程と、 上記第１の置換工程にて並べ替えられたデータのビット
    配列を、上記第１の符号化工程にて符号化されたデータ
    のビット配列に戻すように、入力された軟入力のデータ
    を並べ替える逆置換工程と、 上記第１の符号化工程に対応して備えられ、入力された
    軟入力である符号ビットに対する事前確率情報と、入力
    された軟入力である情報ビットに対する事前確率情報と
    を用いて軟出力復号を行う第２の軟出力復号工程と、 上記第１の置換工程と同一の置換位置情報に基づいて、
    入力された軟入力のデータを構成する各ビットの順序を
    置換して並べ替える第２の置換工程とを備え、 上記第１の軟出力復号工程では、上記情報ビットに対す
    る事前確率情報として、上記第２の置換工程にて並べ替
    えられた軟入力のデータを入力することを特徴とする復
    号方法。
21. 【請求項２１】 上記第２の軟出力復号工程にて生成さ
    れた軟出力の外部情報を２値化し、硬出力の復号データ
    として出力する２値化工程を備えることを特徴とする請
    求項２０記載の復号方法。
22. 【請求項２２】 上記逆置換工程にて並べ替えられたデ
    ータのクロックレートを変換する第１のレート変換工程
    と、 上記第２の軟出力復号工程にて生成されたデータのクロ
    ックレートを変換する第２のレート変換工程とを備える
    ことを特徴とする請求項２０記載の復号方法。
23. 【請求項２３】 上記第１の符号化工程又は上記第２の
    符号化工程のうち、パリティ検査符号化を行う符号化工
    程では、パリティを付加する単位の分布が設定され、こ
    の設定内容に応じて、入力されたデータに対してパリテ
    ィを付加する単位を変化させていることを特徴とする請
    求項２０記載の復号方法。
24. 【請求項２４】 上記第１の軟出力復号工程又は上記第
    ２の軟出力復号工程のうち、上記パリティ検査符号化を
    行う符号化工程に対応して備えられる軟出力復号工程
    は、上記パリティ検査符号化を行う符号化工程によるパ
    リティ検査符号化の上記単位に応じた個々の軟出力復号
    工程を有しており、 上記逆置換工程にて並べ替えられたデータのクロックレ
    ートを変換する第１のレート変換工程と、 上記第１のレート変換工程にてクロックレートが変換さ
    れたデータを上記個々の軟出力復号工程に分配する分配
    工程とを備えることを特徴とする請求項２３記載の復号
    方法。
25. 【請求項２５】 上記パリティ検査符号化を行う符号化
    工程では、入力されたデータの総ビット数、当該符号化
    工程で行う符号化の符号化率及びパリティを付加する単
    位に応じて、入力されたデータに対してパリティを付加
    する単位の分布が設定されていることを特徴とする請求
    項２３記載の復号方法。
26. 【請求項２６】 上記第１の符号化工程又は上記第２の
    符号化工程のうち、上記パリティ検査符号化を行う符号
    化工程以外の符号化工程では、累積加算による畳み込み
    符号化が行われていることを特徴とする請求項２０記載
    の復号方法。
27. 【請求項２７】 上記第１の軟出力復号工程又は上記第
    ２の軟出力復号工程のうち、上記パリティ検査符号化を
    行う符号化工程に対応して備えられる軟出力復号工程で
    は、ＢＣＪＲアルゴリズム、Ｍａｘ−Ｌｏｇ−ＢＣＪＲ
    アルゴリズム又はＬｏｇ−ＢＣＪＲアルゴリズムに基づ
    く最大事後確率復号を行うことを特徴とする請求項２０
    記載の復号方法。
28. 【請求項２８】 上記第１の軟出力復号工程又は上記第
    ２の軟出力復号工程のうち、上記パリティ検査符号化を
    行う符号化工程に対応して備えられる軟出力復号工程
    は、入力されたデータである事前確率情報を対数尤度表
    記して対数尤度の形式で扱う場合には、上記事前確率情
    報を変数とする下記一般式（５）及び下記一般式（６）
    で表される演算を行う演算工程を有し、 上記演算工程にて演算された結果を用いて、軟出力の外
    部情報を生成することを特徴とする請求項２０記載の復
    号方法。 【数５】 【数６】 （ただし、Ａ，Ｂ，Ａ₀，Ａ₁，・・・，Ａ_nは、変数で
    あり、ｌｏｇは、ネピヤの数ｅを底とする自然対数であ
    り、＄は、演算子である。）
29. 【請求項２９】 上記第１の軟出力復号工程又は上記第
    ２の軟出力復号工程のうち、上記パリティ検査符号化を
    行う符号化工程以外の符号化工程に対応して備えられる
    軟出力復号工程では、ＢＣＪＲアルゴリズム、Ｍａｘ−
    Ｌｏｇ−ＢＣＪＲアルゴリズム又はＬｏｇ−ＢＣＪＲア
    ルゴリズムに基づく最大事後確率復号を行うことを特徴
    とする請求項２０記載の復号方法。
30. 【請求項３０】 上記第１の軟出力復号工程又は上記第
    ２の軟出力復号工程のうち、上記パリティ検査符号化を
    行う符号化工程以外の符号化工程に対応して備えられる
    軟出力復号工程は、少なくとも各ステートにおける確率
    対数尤度の差分値を変数の一部とする下記一般式（７）
    及び下記一般式（８）で表される演算を行う演算工程を
    有し、 上記演算工程にて演算された結果を用いて、各時刻にお
    ける軟出力を自然対数を用いて対数尤度表記した対数軟
    出力を算出することを特徴とする請求項２０記載の復号
    方法。 【数７】 【数８】 （ただし、Ａ，Ｂ，Ａ₀，Ａ₁，・・・，Ａ_nは、変数で
    あり、ｌｏｇは、ネピヤの数ｅを底とする自然対数であ
    り、＄は、演算子である。）