JP2003229838A - 復号方法、復号装置及びディジタル伝送システム - Google Patents

復号方法、復号装置及びディジタル伝送システム

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 軟出力値を計算するに際して、符号語生成ス
テップで見つかった多数の符号語のうち、ユークリッド
距離に関して軟入力ベクトルに最も近い符号語[C
とコンカレント符号語[C]のみが反映されるだけ
で、その他の候補符号語の情報が全く反映されず、軟出
力値を正確に計算することができない課題があった。 【解決手段】 低信頼度位置検出回路38から出力され
た軟入力値の位置とシンドローム計算回路40により計
算されたシンドロームから符号語を生成して系列の誤り
位置集合を生成するとともに、その系列の誤り位置集合
と当該位置集合に含まれる誤り位置における軟入力値を
加算して相関不一致量を計算する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、ディジタル通信
システム又はディジタル記録システムの信頼性を向上す
るために適用される積符号の復号方法、復号装置及びデ
ィジタル伝送システムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来からディジタル通信/記録システム
の信頼性を高めるためにリード・ソロモン符号などの誤
り訂正符号が適用されてきたが、近年、システムの高速
・大容量化に伴って、より強力な誤り訂正符号の適用が
必要となっている。一般に訂正能力の高い符号は復号複
雑度が高く装置化が難しいが、連接符号や積符号の手法
を用いれば、比較的容易に高性能な符号を実現すること
ができる。特に積符号は情報データを2重に符号化する
ため冗長度が大きく訂正能力が高いという特長があり、
CD−ROMやDVDの誤り訂正方式に応用されてい
る。
【0003】図9は積符号の構成を示す説明図であり、
垂直方向の符号は符号長N1、情報長K1の2元線形符
号C1、水平方向の符号は符号長N2、情報長K2の2
元線形符号C2である。また、図中のブロック1は情報
データ、ブロック2〜4はチェック(冗長)を表してい
る。
【0004】次に積符号の符号化方法について図9を参
照して説明する。まず、情報データK1・K2ビット
は、K1行K2列の2次元配列(ブロック1)に格納さ
れる。ここで、下記の式(1)はブロック1を表してい
る。ただし、Di,j(i=1,2,…,K1,j=
1,2,…,K2)は2進数の0または1を表してい
る。
【数1】
【0005】次に、第1列から第K2列の各列にC1符
号のチェック(N1−K1ビット)が付加されて、全体
でN1行K2列の2次元配列が生成される(ブロック2
の生成)。次に、第1行から第N1行にC2符号のチェ
ック(N2−K2ビット)が付加されて、全体でN1行
N2列の積符号が生成される(ブロック3およびブロッ
ク4の生成)。
【0006】図10は例えば特開平7−202722号
公報に示された従来のディジタル伝送システムを示す構
成図であり、図において、1は入力された情報データを
符号化して積符号を生成する符号化器、2は符号化器1
により生成された積符号を通信路3に適した信号に変換
する変調器、3は通信路、4は通信路3から供給される
受信信号を復調して復号器5に復調データを供給する復
調器、5は復調器4から供給される復調データを復号し
て情報データを推定する復号器である。なお、符号化器
1と変調器2から送信機が構成され、復調器4と復号器
5から受信機が構成されている。
【0007】次に動作について説明する。入力された情
報データK1・K2ビットは符号化器1に供給されて、
前述したN1行N2列の積符号が生成される。下記の式
(2)の行列Cは生成された積符号を表している。積符
号Cの要素は2進数の0または1で表されるが、以下で
は2進数の0を“+1”で表し、2進数の1を“−1”
で表している。
【数2】
【0008】符号化器1において生成された積符号は変
調器2に供給され、通信路3に適した信号に変換されて
通信路3に送出される。通信路3では送信信号に加法的
雑音が重畳されるものと仮定する。通信路3を介して受
信された信号は受信機の復調器4に供給される。
【0009】復調器4では受信信号が整形されて復調デ
ータが生成される。下記の式(3)の行列Yは復調デー
タを表している。ただし、行列Yの各成分はYi,j
,j+Ni,j(Ni,jは雑音成分)と表され
る。復調器4で生成された復調データは復号器5に供給
されて、送信された情報データの推定が行われる。
【数3】
【0010】以下では、行列に中括弧、ベクトルに大括
弧をつけて区別する。例えば、式(3)の復調データを
{Y}(以下、入力行列と呼ぶ)のように表すものとす
る。また、入力行列{Y}の第1列(N1次元ベクト
ル)を[Vk,1]と表し、特に下付のインデックス
“k”の範囲を明確にする場合は[Vk,1](k=
1,2,…,N1)のように表すものとする。
【0011】図11は復号器5の動作を説明するための
フローチャートであり、図において、ST1は入力行列
{Y}の入力ステップ、ST2は訂正行列{W}および
決定行列{D}に初期値をセットするステップ、ST3
はカウンタjに初期値をセットするステップ、ST4は
軟入力ベクトル[R](k=1,2,…,N1)を計
算するステップ、ST5は軟出力ベクトル[L](k
=1,2,…,N1)を計算するステップ、ST6は訂
正行列{W}を更新するステップ、ST7はカウンタj
の値を比較するステップ、ST8はカウンタjをインク
リメントするステップである。
【0012】また、ST9はカウンタiに初期値をセッ
トするステップ、ST10は軟入力ベクトル[R
(k=1,2,…,N2)を計算するステップ、ST1
1は軟出力ベクトル[L](k=1,2,…,N2)
を計算するステップ、ST12は訂正行列{W}を更新
するステップ、ST13はカウンタiの値を比較するス
テップ、ST14はカウンタiをインクリメントするス
テップ、ST15は積符号の復号を繰り返すか否かを判
定するステップ、ST16は決定行列{D}を出力する
ステップである。
【0013】次に図11を参照して復号器5の動作を説
明する。まず、ステップST1では、N1行N2列の入
力行列{Y}(式3)が入力される。次にステップST
2では、N1行N2列の訂正行列{W}(式4)の全要
素に初期値0が格納される。
【数4】
【0014】また、N1行N2列の決定行列{D}に初
期値sgn{Y}が格納される。即ち、決定行列{D}
の(i,j)成分Di,jに、入力行列{Y}の(i,
j)成分Yi,jの符号sgn(Yi,j)が代入され
る。ただし、sgnは下記の式(5)で定義される関数
である。
【数5】
【0015】ステップST3では、カウンタjに初期値
1をセットする。次にステップST4以降においてC1
符号の復号を開始する。ステップST4では、入力行列
{Y}の第j列と訂正行列{W}の第j列を成分毎に加
算する。即ち、下記の式(6)に従って入力行列の
(k,j)要素Y ,jと訂正行列の(k,j)要素W
k,jを加算して、軟入力値R(k=1,2,…,N
1)を計算する。ただし、式(6)のαは適当な正規化
定数である。 R←Yk,j+α・Wk,j(k=1,2,…,N1) (6)
【0016】以下では、前述の文献に従って入力行列の
第j列を[Yk,j]、決定行列の第j列を
[Dk,j]、訂正行列の第j列を[Wk,j]と表し
て、それぞれ入力ベクトル、決定ベクトル、訂正ベクト
ルと呼ぶことにする。ステップST5では、決定ベクト
ル[Dk,j]を更新し、軟出力ベクトル[L](k
=1,2,…,N1)を計算する。ステップST5の詳
細な動作については後述する。
【0017】ステップST6では、下記の式(7)に示
すように、ステップST5で計算された軟出力ベクトル
から軟入力ベクトルを減算したものを訂正行列{W}の
第j列に格納する。 Wk,j←L−R(k=1,2,…,N1) (7)
【0018】次にステップST7において、カウンタj
の値がN2未満であるか否かを判定し、N2未満であれ
ば、カウンタjをインクリメントして(ステップST
8)、ステップST4以降の処理を繰り返し実行する。
一方、カウンタjの値がN2であれば、ステップST9
に進んでC2符号の復号を開始する。なお、この時点で
訂正行列{W}の全要素の更新が完了している。
【0019】ステップST9では、カウンタiに初期値
1をセットしてステップST10に進む。ステップST
10では、入力行列{Y}の第i行と訂正行列{W}の
第i行を成分毎に加算する。即ち、下記の式(8)に従
って入力行列の(i,k)要素Yi,kと訂正行列の
(i,k)要素Wi,kを加算して軟入力値R(k=
1,2,…,N2)を計算する。ただし、式(8)のα
は適当な正規化定数である。 R←Yi,k+α・Wi,k(k=1,2,…,N2) (8)
【0020】上述したC1符号の復号と同様に、入力行
列の第i行を[Yi,k]、決定行列の第i行を[D
i,k]、訂正行列の第i行を[Wi,k]と表して、
それぞれ入力ベクトル、決定ベクトル、訂正ベクトルと
呼ぶことにする。ステップST11では、決定ベクトル
[Di,k]を更新し、軟出力ベクトル[L](k=
1,2,…,N2)の計算を行う。ステップST11の
詳細な動作については後述する。
【0021】ステップST12では、下記の式(9)に
示すように、ステップST11で計算された軟出力ベク
トルから軟入力ベクトルを減算したものを訂正行列
{W}の第i行に格納する。 Wi,k←L−R(k=1,2,…,N2) (9)
【0022】次にステップST13において、カウンタ
iの値がN1未満であるか否かを判定し、N1未満であ
れば、カウンタiをインクリメントして(ステップST
14)、ステップST10以降の処理を繰り返し実行す
る。一方、カウンタiの値がN1であれば、ステップS
T15に進む。この時点で積符号を構成するC1符号お
よびC2符号のそれぞれ1回の復号が完了している。
【0023】ステップST15では、もう一度C1符号
の復号を繰り返すか否かを判定する。通常、所定の回数
の繰り返し復号が完了した段階で復号処理を終了する。
C1符号の復号を繰り返す場合はステップST3に進
み、前述のC1符号の復号を再開する。一方、復号を繰
り返さない場合はステップST16に進み、決定行列
{D}を出力して復号処理を終了する。
【0024】ステップST16において出力された決定
行列{D}のK1行K2列に格納されている成分D
i,j(i=1,2,…,K1,j=1,2,…,K
2)は復号により推定された情報データを表している。
なお、決定行列{D}の成分は“±1”であるが、“+
1”は2進数の0に、“−1”は2進数の1に対応す
る。
【0025】次にステップST5におけるC1符号の軟
入力軟出力復号について説明する。図12はステップS
T5の詳細な処理内容を示すフローチャートである。ス
テップST21では、軟入力ベクトル[R]と決定ベ
クトル[D]が入力される。ステップST22では、
軟入力ベクトル[R]の成分の中で絶対値最小のp個
の要素を選択し、p個の位置をk1、k2、…、kpと
する。
【0026】ステップST23では、ステップST22
で選んだp個の位置km(m=1,2,…,p)におい
て、Tkm=0または1、それ以外の位置では、T
0(k≠km)としたテストベクトル[T]を生成す
る。テストベクトルとしては、全部でq=2個あるの
で、添字sを付けて[T](s=1,2,…,q)の
ように表すものとする。生成したテストベクトル
[T]と決定ベクトル[D ]を成分毎に加算して、
C1符号の代数的復号を実行するためのワード[U
を生成する。下記の式(10)では、[D]の成分の
“+1”は2進数の“0”に、“−1”は2進数の
“1”に変換して法2の下で加算する。 [U]=[D]+[T](s=1,2,…,q) (10)
【0027】ステップST24では、ステップST23
で生成されたq個のワード[U](s=1,2,…,
q)をC1符号の代数的復号を実行して符号語の候補を
生成する。復号により生成された相異なるr個の符号語
を[C]=(C ,C ,..,C N1)(t
=1,2,…,r)とする。ただし、符号語の成分は実
数で表し、2進数“0”を“+1”に、2進数“1”を
“−1”に変換する。
【0028】ステップST25では、軟入力ベクトル
[R]と候補符号語[C](t=1,2,…,r)
の2乗ユークリッド距離Mを計算する。軟入力ベクト
ル[R ]と候補符号語[C]の2乗ユークリッド距
離Mは下記の式(11)で与えられる。
【数6】
【0029】ステップST26では、ステップST25
で計算されたユークリッド距離の最小値を与える符号語
[C]、即ち、次のユークリッド距離に関する不等式
であるM≧M(t=1,2,…,r)を満たす符号
語[C]を検出し、下記の式(12)に示すように、
決定ベクトル[D]に代入する。 [D]←[C] (12)
【0030】ステップST27では、カウンタkに初期
値1をセットしてステップST28に進む。ステップS
T28では、候補符号語[C](t=1,2,…,
r)の中でk番目の成分C がステップST26で選
ばれた[C]のk番目の成分C と異なる符号語
(C =−C となる符号語[C])が存在する
か否かを判定する。存在しない場合は、ステップST2
9に進み、存在する場合は、ステップST30におい
て、そのような符号語の中でユークリッド距離が最小と
なる符号語(コンカレント符号語と呼び、[C]で表
す)を選んでステップST31に進む。ステップST2
9では、下記の式(13)に示す軟出力値を計算する。
ただし、βは適当な正規化定数である。 L←βC (13)
【0031】ステップST31では、下記の式(14)
に示す軟出力値を計算する。ただし、Mはコンカレン
ト符号語[C]と軟入力ベクトル[R]間の2乗ユ
ークリッド距離を表すものとする。 L←((M−M)/4)C (14)
【0032】ステップST32では、カウンタkの値が
N1に等しいか否かを判定する。等しくない場合はステ
ップST33に進み、カウンタkの値をインクリメント
してステップST28以降の処理を繰り返し実行する。
一方、等しい場合はステップST34に進んで、軟出力
ベクトル[L]と決定ベクトル[D]を出力してす
べての処理を終了する。
【0033】以上の処理により、ステップST5におけ
るC1符号の軟入力軟出力復号が完了する。なお、ステ
ップST11におけるC2符号の軟入力軟出力復号も上
述のC1符号の軟入力軟出力復号と同様であるので説明
を省略する。式(13)および式(14)から分かるよ
うに、従来の軟出力値はステップST24で生成された
候補符号語のうち、高々2個の符号語を用いて計算され
る。
【0034】
【発明が解決しようとする課題】従来の復号方法は以上
のように構成されているので、軟出力値を計算するに際
して、符号語生成ステップで見つかった多数の符号語の
うち、ユークリッド距離に関して軟入力ベクトルに最も
近い符号語[C]とコンカレント符号語[C]のみ
が反映されるだけで、その他の候補符号語の情報が全く
反映されず、軟出力値を正確に計算することができない
課題があった。
【0035】また、式(14)に示す軟出力の計算で
は、軟入力ベクトル[R]と候補符号語[C]およ
びコンカレント符号語[C]の2乗ユークリッド距離
、Mを計算する必要があるが、2乗ユークリッド
距離の計算は計算量が多く、ハードウェアで実現する場
合に回路規模が大きくなる課題があった。また、上述の
復号方法は浮動小数点処理を念頭においたもので、固定
小数点での処理には適していない課題があった。特に復
調データが硬判定値と、その信頼度情報で表現される場
合には、適用可能な復号方法や復号装置の開発が必要で
あった。
【0036】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、生成された符号語の候補を効率的
に活用して軟出力値を正確に計算することができるとと
もに、演算量を少なくして回路規模を小さくすることが
できる積符号の復号方法、復号装置及びディジタル伝送
システムを得ることを目的とする。
【0037】
【課題を解決するための手段】この発明に係る復号方法
は、検出ステップにより検出された軟入力値の位置とシ
ンドローム計算ステップにより計算されたシンドローム
から符号語を生成して系列の誤り位置集合を生成すると
ともに、その系列の誤り位置集合と当該位置集合に含ま
れる誤り位置における軟入力値を加算して相関不一致量
を計算する符号語生成ステップを設け、その誤り位置集
合及び相関不一致量に基づいて訂正情報を更新するよう
にしたものである。
【0038】この発明に係る復号方法は、要素数が少な
い誤り位置集合を優先的に選択して更新ステップに出力
するようにしたものである。
【0039】この発明に係る復号方法は、2元線形符号
の位置が含まれる誤り位置集合に対応する相関不一致量
を順次比較して、最も相関不一致量が小さい誤り位置集
合を選択し、その誤り位置集合に補正値を加算して第1
の相関不一致量を計算するとともに、2元線形符号の位
置が含まれない誤り位置集合に対応する相関不一致量を
順次比較して、最も相関不一致量が小さい誤り位置集合
を選択し、その誤り位置集合に補正値を加算して第2の
相関不一致量を計算する一方、その第1の相関不一致量
から第2の相関不一致量を減算して尤度を計算し、その
尤度に基づいて訂正情報を更新するようにしたものであ
る。
【0040】この発明に係る復号方法は、更新後の訂正
情報が訂正フラグを示す硬判定値から構成されている場
合、その訂正情報の硬判定値と復調データの硬判定値と
を加算して2元線形符号の復号データを生成するように
したものである。
【0041】この発明に係る復号装置は、多重化手段に
より多重化された訂正情報と復調データを入力して、C
1符号の軟入力軟出力復号を実施することにより当該訂
正情報を更新し、更新後の訂正情報と復調データから2
元線形符号を復号するようにしたものである。
【0042】この発明に係る復号装置は、低信頼度位置
検出回路から出力された軟入力値の位置とシンドローム
計算回路により計算されたシンドロームから符号語を生
成して系列の誤り位置集合を生成するとともに、その系
列の誤り位置集合と当該位置集合に含まれる誤り位置に
おける軟入力値を加算して相関不一致量を計算する符号
語生成回路を設け、その誤り位置集合及び相関不一致量
に基づいて訂正情報を更新するようにしたものである。
【0043】この発明に係る復号装置は、更新後の訂正
情報が訂正フラグを示す硬判定値から構成されている場
合、その訂正情報の硬判定値と復調データの硬判定値と
を加算して2元線形符号の復号データを生成するように
したものである。
【0044】この発明に係る復号装置は、C1符号復号
手段から出力される更新後の訂正情報と復調データを分
離手段に供給して循環的に復号するようにしたものであ
る。
【0045】この発明に係る復号装置は、C1符号復号
手段から出力される更新後の訂正情報と復調データを多
段縦続されている同一構成の次段の復号装置に出力する
ようにしたものである。
【0046】この発明に係る復号装置は、C1符号復号
手段から出力される復号データと復調データの硬判定値
を比較して、誤り数を計測する誤り数計測回路を設けた
ものである。
【0047】この発明に係る復号装置は、C1符号復号
手段から出力される復号データに対してC1符号又はC
2符号の硬判定復号を行う硬判定復号回路を設けたもの
である。
【0048】この発明に係る復号装置は、C1符号復号
手段から出力される復号データに対してC1符号又はC
2符号のシンドロームを計算し、そのシンドロームに基
づいて復号データの誤りを検出する誤り検出回路を設け
たものである。
【0049】この発明に係るディジタル伝送システム
は、復号装置が、多重化手段により多重化された訂正情
報と復調データを入力して、C1符号の軟入力軟出力復
号を実施することにより訂正情報を更新し、更新後の訂
正情報と復調データから2元線形符号を復号するC1符
号復号手段を備えるようにしたものである。
【0050】この発明に係るディジタル伝送システム
は、伝送媒体が記録媒体であるようにしたものである。
【0051】この発明に係るディジタル伝送システム
は、C1符号復号手段から出力される復号データに対し
てC1符号又はC2符号のシンドロームを計算し、その
シンドロームに基づいて復号データの誤りを検出する
と、送信機に対して変調信号の再送要求を出力する再送
要求手段を設けたものである。
【0052】この発明に係るディジタル伝送システム
は、復調器から出力された再送要求前の復調データと、
復調器から出力される再送要求後の復調データとをダイ
バーシチ合成する合成手段を設けたものである。
【0053】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
説明する。 実施の形態1.図1はこの発明の実施の形態1による積
符号の復号装置を示す構成図であり、図において、1
1,12,13は積符号の繰り返し要素復号器であり、
繰り返し要素復号器11,12,13の入力端子Aは復
調データを入力するための端子、入力端子Bは復号に用
いる訂正情報を入力するための端子、出力端子Cは端子
Aから供給される復調データを復号後に出力するための
端子、出力端子Dは更新された訂正情報を出力するため
の端子、出力端子Eは復号データを出力するための端子
である。
【0054】次に動作について説明する。ここでは、積
符号を用いて説明し、C1符号、C2符号はともにハミ
ング符号であるとし、C1符号のパリティ検査行列をH
1、C2符号のパリティ検査行列をH2とする。パリテ
ィ検査行列H1は適当なガロア体の原始元αを用いて下
記の式(15)で表される。また、同様にパリティ検査
行列H2も適当なガロア体の原始元βを用いて下記の式
(16)のように表される。また、N1行N2列の積符
号はC2符号の符号化方向に列毎に(N1ビット並列
に)伝送されるものと仮定する。
【数7】
【0055】繰り返し要素復号器11の入力端子Aに
は、積符号の復調データが1列ずつ供給される。1送信
ビットに対する復調データは、硬判定値(1ビット)と
硬判定値に対する信頼度情報(mビット)から構成さ
れ、入力端子Aには1列分(N1ビット)の復調デー
タ、即ち、N1(1+m)ビットのデータが並列に供給
される。
【0056】繰り返し要素復号器11の入力端子Bに
は、上述の復調データに対する訂正情報の初期値が1列
ずつ供給される。1送信ビットに対する訂正情報は、硬
判定値(1ビット)と硬判定値に対する信頼度情報(n
ビット)から構成され、入力端子Bには1列分(N1ビ
ット)の訂正情報、即ち、N1(1+n)ビットのデー
タが並列に供給される。ただし、訂正情報の初期値とし
て、硬判定値は0、信頼度情報は最も信頼度の低い値
(例えば0)が設定される。なお、復調データの信頼度
情報のビット幅mと訂正情報の信頼度情報のビット幅n
は任意に設定可能であるが、以下ではnはmよりも大き
いものと仮定する。
【0057】上述の訂正情報は復調データに誤りがある
か否かを示す情報であり、訂正情報の硬判定値が1なら
ば、復調データの硬判定は誤っていることを示し、逆に
0ならば、復調データの硬判定は正しいことを示してい
る。また、訂正情報の信頼度情報は硬判定値に付随する
信頼度であり、例えば、硬判定値が1で信頼度情報が大
きければ、復調データの硬判定は高い確率で誤っている
ことを示している。初期段階では、訂正情報の硬判定値
として0、即ち、復調データの硬判定は正しいと仮定
し、その信頼度情報には最も低い値を設定する。
【0058】入力端子Aに供給された積符号の復調デー
タは、繰り返し要素復号器11内の復号処理が完了した
後に、繰り返し要素復号器11の出力端子Cから入力順
に1列ずつ出力され、同時に繰り返し要素復号器11で
更新された訂正情報が出力端子Dから復調データと平行
して出力される。また、繰り返し要素復号器11で推定
された積符号の復号データが出力端子Eから1列ずつ出
力される。
【0059】繰り返し要素復号器12の入力端子Aに
は、繰り返し要素復号器11の出力端子Cから出力され
る積符号の復調データが供給され、入力端子Bには繰り
返し要素復号器11の出力端子Dから出力される訂正情
報が供給される。また、繰り返し要素復号器12の入力
端子Aに供給された積符号の復調データ(硬判定値と信
頼度情報)は、繰り返し要素復号器12内の復号処理が
完了した後に、繰り返し要素復号器12の出力端子Cか
ら入力順に1列ずつ出力され、同時に繰り返し要素復号
器12で更新された訂正情報が出力端子Dから1列ずつ
出力される。また、繰り返し要素復号器12で推定され
た復号データが出力端子Eから出力される。
【0060】以下同様にして、積符号の復調データ(硬
判定値と信頼度情報)と繰り返し要素復号器で更新され
た訂正情報が次段の繰り返し要素復号器に供給されて、
訂正情報と復号データが再び更新される。復号データは
更新毎に信頼性が向上されて、最終段の繰り返し要素復
号器の復号データにより送信データの推定が行われる。
【0061】図2は繰り返し要素復号器を示す構成図で
あり、図において、21は積符号の1列分の復調データ
と訂正情報をそれぞれ分離して、N1個のC2符号の軟
入力軟出力復号器22A,22B,22Cに復調データ
と訂正情報を供給するデマルチプレクサ(分離手段)、
22A,22B,22Cはデマルチプレクサ21により
分離されたC2符号の復調データと訂正情報を入力し
て、C2符号の軟入力軟出力復号を実施することにより
当該訂正情報を更新し、更新後の訂正情報と上記復調デ
ータを出力するC2符号の軟入力軟出力復号器(C2符
号復号手段)である。
【0062】23はN1個のC2符号の軟入力軟出力復
号器22A,22B,22Cから出力されるC2符号の
復調データと訂正情報を多重化するマルチプレクサ(多
重化手段)、24はマルチプレクサ23により多重化さ
れた訂正情報と復調データを入力して、C1符号の軟入
力軟出力復号を実施することにより当該訂正情報を更新
し、更新後の訂正情報と上記復調データから2元線形符
号を復号するC1符号の軟入力軟出力復号器(C1符号
復号手段)である。
【0063】次に繰り返し要素復号器の動作を具体的に
説明する。繰り返し要素復号器の入力端子Aに供給され
た積符号の1列分の復調データN1(1+m)ビットと
訂正情報N1(1+n)ビットは、デマルチプレクサ2
1においてN1個のC2符号の復調データ(1+m)ビ
ットと訂正情報(1+n)ビットに分離されて、それぞ
れ対応するC2符号の軟入力軟出力復号器に供給され
る。したがって入力端子Aに復調データが供給される毎
にN1個のC2符号の軟入力軟出力復号器にそれぞれ復
調データ(1+m)ビットと訂正情報(1+n)ビット
の計(2+m+n)ビットが供給される。
【0064】次にC2符号の軟入力軟出力復号器22
A,22B,22Cの構成および動作について説明す
る。N1個のC2符号の軟入力軟出力復号器22A,2
2B,22Cの構成および動作は同一であるので、以下
では、軟入力軟出力復号器22Aの構成および動作につ
いて説明する。C2符号の軟入力軟出力復号器22Aに
は、式(2)に示す積符号の第1行に対応する復調デー
タと訂正情報が供給される。第k番目(k=1,2,
…,N2)の復調データの硬判定値をY(Yは0ま
たは1)、その信頼度情報をZ(Zはmビットの正
の整数)、また、第k番目の訂正情報の硬判定値をV
(Vは0または1)、その信頼度情報をW(W
nビットの正の整数)で表すものとする。C2符号の軟
入力軟出力復号器22Aには、復調データの硬判定値お
よび信頼度情報と、訂正情報の硬判定値および信頼度情
報が供給される。
【0065】図3はC2符号の軟入力軟出力復号器22
Aを示す構成図であり、図において、31は復調データ
の硬判定値(1ビット)を入力する入力端子、32は復
調データの信頼度情報(mビット)を入力する入力端
子、33は訂正情報の硬判定値(1ビット)を入力する
入力端子、34は訂正情報の信頼度情報(nビット)を
入力する入力端子、35は復調データの硬判定値を遅延
するためのメモリ、36は復調データの信頼度情報を遅
延するためのメモリである。
【0066】37は復調データの信頼度情報,訂正情報
の硬判定値および信頼度情報から誤りパターンと軟入力
値を計算する軟入力値計算回路、38は軟入力値計算回
路37が軟入力値を計算すると、値が小さい軟入力値か
ら順番にp個検出し、その軟入力値の位置を出力する低
信頼度位置検出回路、39は軟入力値計算回路37によ
り計算された誤りパターンと入力端子31から供給され
る復調データの硬判定値を加算して系列を生成する加算
器、40は加算器39により生成された系列のシンドロ
ームを計算するシンドローム計算回路、41は軟入力値
計算回路37により計算された軟入力値を遅延するため
のメモリ、42は軟入力値計算回路37により計算され
た誤りパターンを遅延するためのメモリである。
【0067】43は低信頼度位置検出回路38から出力
された軟入力値の位置とシンドローム計算回路40によ
り計算されたシンドロームから符号語を生成して上記系
列の誤り位置集合を生成するとともに、その系列の誤り
位置集合と当該位置集合に含まれる誤り位置における軟
入力値を加算して相関不一致量を計算するC2符号語候
補生成回路(符号語生成回路)、44は信頼度情報メモ
リ36に格納されている復調データの信頼度情報と、軟
入力メモリ41に格納されている軟入力値と誤りパター
ンメモリ42に格納されている誤りパターンから訂正情
報の硬判定値および信頼度情報を更新する軟出力値計算
回路である。
【0068】45は復調データの硬判定値(1ビット)
を出力する出力端子、46は復調データの信頼度情報
(mビット)を出力する出力端子、47は軟出力値計算
回路44により計算された訂正情報の硬判定値(1ビッ
ト)を出力する出力端子、48は軟出力値計算回路44
により計算された訂正情報の信頼度情報(nビット)を
出力する出力端子である。図5は軟入力値計算回路37
の動作を示すフローチャート、図6は軟出力値計算回路
44の動作を示すフローチャート、図7は軟出力値計算
回路44における訂正情報の更新方法を示すフローチャ
ートである。
【0069】入力端子31に供給された復調データの硬
判定値は、加算器39に供給されるとともに硬判定メモ
リ35に格納される。また、同時に復調データの信頼度
情報は軟入力値計算回路37に供給されるとともに信頼
度情報メモリ36に格納される。また、入力端子33お
よび入力端子34に供給された訂正情報の硬判定値およ
び信頼度情報が軟入力値計算回路37に供給される。
【0070】軟入力値計算回路37は、まず、ステップ
ST41において、カウンタkに初期値1を代入し、ス
テップST42に進む。ステップST42では、下記の
式(17)に示すように、第kビットの信頼度情報W
を定数倍して、ステップST43に進む。ただし、式
(17)の定数γは繰り返し復号回数や通信路の特性な
どに応じて適切に設定される定数である。 W←γ・W (17)
【0071】次にステップST43において、訂正情報
の硬判定値Vが0ならば、ステップST44に進み、
そうでなければステップST45に進む。ステップST
44では、下記の式(18),(19)に示すように、
第kビットの誤りパターンEに0を代入し、第kビッ
トの軟入力値Fに復調データの信頼度情報Zと訂正
情報の信頼度情報Wの和(Z+W)を代入してス
テップST48に進む。ただし、和(Z+W)がn
ビットを越える場合は、nビット以下で表される適当な
数値を設定する。 E←0 (18) F←Z+W (19)
【0072】ステップST45では、復調データの信頼
度情報Zと訂正情報の信頼度情報Wの大小を比較
し、復調データの信頼度情報Zが訂正情報の信頼度情
報Wより大きければ、下記の式(20),(21)に
示すように、第kビットの誤りパターンEに0を代入
し、軟入力値Fに復調データの信頼度情報Zから訂
正情報の信頼度情報Wを差し引いたもの(Z
)を代入する(ステップST46)。 E←0 (20) F←Z−W (21)
【0073】一方、復調データの信頼度情報Zが訂正
情報の信頼度情報Wより大きくなければ、下記の式
(22),(23)に示すように、誤りパターンE
1を代入し、軟入力値Fに訂正情報の信頼度情報W
から復調データの信頼度情報Z を差し引いたもの(W
−Z)を代入して(ステップST47)、ステップ
ST48に進む。 E←1 (22) F←W−Z (23)
【0074】ステップST48では、カウンタkがN2
(C2符号の符号長)以下であるか否かが判定される。
カウンタkがN2以下ならば、ステップST49におい
て、カウンタkをインクリメントして、ステップST4
2以降の処理を繰り返し実行する。一方、カウンタkの
値がN2に等しい場合は終了する。
【0075】軟入力値計算回路37において計算された
誤りパターンE(k=1,2,…,N2)は、誤りパ
ターンメモリ42に格納されるとともに加算器39に供
給される。加算器39では、下記の式(24)に示すよ
うに、入力端子31から供給される復調データの硬判定
値Yと誤りパターンEが加算(排他的論理和)され
て、系列Xが生成される。生成された系列Xはシン
ドローム計算回路40に供給される。 X←Y+E (24)
【0076】シンドローム計算回路40では、系列X
のシンドロームSが計算される。シンドロームSは下記
の式(25)により計算される。ただし、Xは行ベクト
ル(X,X,…,XN2)を転置した列ベクトルで
ある。シンドローム計算回路40で計算されたシンドロ
ームSはC2符号語候補生成回路43に供給される。 S=H2・X (25)
【0077】一方、軟入力値計算回路37において計算
された軟入力値F(k=1,2,…,N2)は、軟入
力メモリ41に格納されるとともに低信頼度位置検出回
路38に供給される。低信頼度位置検出回路38では、
供給された軟入力値F(k=1,2,…,N2)の最
小値から順に値の小さいものをp個検出し、その位置を
C2符号語候補生成回路43に通知する。ここではp=
3とし、その位置をl1、l2、l3と仮定する。
【0078】C2符号語候補生成回路43では、シンド
ローム計算回路40において計算されたシンドロームS
と低信頼度位置検出回路38において検出された位置l
1、l2、l3から修正シンドロームS[k](k=
0,1,・・・,7)が次のように計算される。 S[0]←S S[1]←S[0]+βl1 S[2]←S[0]+βl2 S[3]←S[1]+βl2 S[4]←S[0]+βl3 S[5]←S[1]+βl3 S[6]←S[2]+βl3 S[7]←S[3]+βl3
【0079】また、計算された各修正シンドロームS
[k](k=0,1,・・・,7)に対して誤り位置集
合が次のように設定される。ただし、Φは空集合を表す
ものとする。 E[0]=Φ E[1]={l1} E[2]={l2} E[3]={l1,l2} E[4]={l3} E[5]={l1,l3} E[6]={l2,l3} E[7]={l1,l2,l3}
【0080】各修正シンドロームS[k](k=0,
1,・・・,7)から、ガロア体上の代数的な演算処
理、または、シンドロームに対する誤り位置を格納した
テーブルを参照することにより誤り位置が計算される。
修正シンドロームS[k]の誤り位置を1[k]とす
る。誤り位置1[k]が誤り位置集合E[k]に含まれ
ている場合は、E[k]から1[k]を削除し、含まれ
ない場合は、1[k]を誤り位置集合E[k]に追加す
る。
【0081】誤り位置の追加と削除により、異なるk1
とk2に対して誤り位置集合E[k1]とE[k2]が
等しくなる場合は一方を棄却して、以下では相異なる誤
り位置集合のみを考え、その集合を再度E[k](k=
1,2,・・・,K)と定義する。ただし、Kは相異な
る誤り位置集合の個数を表している。
【0082】次にC2符号語候補生成回路43は、計算
された誤り位置集合E[k](k=1,2,・・・,
K)に基づいて下記の式(26)に示す相関不一致量C
M[k]を計算する。計算された各誤り位置集合E
[k]と相関不一致量CM[k]は軟出力値計算回路4
4に供給される。
【数8】
【0083】軟出力値計算回路44では、軟入力メモリ
41から供給される軟入力値F(k=1,2,…,N
2)と、誤りパターンメモリ42から供給される誤りパ
ターンE(k=1,2,…,N2)と、C2符号語候
補生成回路43から供給される各誤り位置集合E[k]
と、相関不一致量CM[k](k=0,1,・・・,
K)とから誤りパターンと軟入力値を更新する。
【0084】以下、軟出力値計算回路44の動作を詳述
する。軟出力値計算回路44は、まず、ステップST5
1において、カウンタiに初期値1をセットし、ステッ
プST52に進む。ここで、カウンタiはC2符号のビ
ット位置1,2,…,N2を示すものである。ステップ
ST52では、カウンタkに初期値1、レジスタL0と
L1に初期値Mをセットし、ステップST53に進む。
ただし、MはレジスタL0およびL1が表現できる十分
大きな定数である。
【0085】ステップST53では、カウンタiの値が
誤り位置集合E[k]に含まれるか否かが判定される。
カウンタiの値が誤り位置集合E[k]に含まれる場合
はステップST54に進み、含まれない場合はステップ
ST55に進む。
【0086】ステップST54では、レジスタL0を下
記の式(27)にしたがって更新し、ステップST56
に進む。 L0←f(L0,CM[k]) (27) ただし、fは下記の式(28)で定義される関数であ
る。ここで、min(X,Y)はXとYの小さい方を選
択する関数、TはXとYの差分の絶対値|X−Y|に対
して適当な値を返す関数である。なお、関数fが負とな
る場合は0で置き換えるなどの適切な処理を行う。 f(X,Y)=min(X,Y)−T(|X−Y|) (28)
【0087】一方、ステップST55では、レジスタL
1を下記の式(29)にしたがって更新し、ステップS
T56に進む。ただし、式(29)の関数fは式(2
8)で定義されるものと同一である。 L1←f(L1,CM[k]) (29)
【0088】ステップST56では、カウンタkの値が
Kより小さいか否かが判定される。カウンタkの値がK
より小さい場合はステップST57に進み、カウンタk
をインクリメントしてステップST53以降の処理を繰
り返し実行する。一方、カウンタkの値がKに等しい場
合はステップST58に進む。
【0089】ステップST58では、レジスタL0およ
びL1の値が定数Mより小さいか否かが判定される。レ
ジスタL0とL1の値がともに定数Mより小さい場合は
ステップST59に進む。ステップST59では、下記
の式(30)にしたがって軟入力値Fを更新し、ステ
ップST60に進む。 F←L0−L1 (30)
【0090】ステップST60では、更新された軟入力
値Fが負であるか否かが判定される。軟入力値F
負である場合はステップST61に進み、そうでなけれ
ばステップST65に進む。ステップST61では、下
記の式(31),(32)により誤りパターンEと軟
入力値Fが更新される。ただし、式(31)は法2の
加算であり、式(32)は整数上の一般的な加算であ
る。式(32)のC1は適当な定数である。 E←E+1 (31) F←−F+C1 (32)
【0091】一方、ステップST58において、レジス
タL0とL1のいずれかが定数Mに等しい場合はステッ
プST62に進む。ステップST62では、レジスタL
0の内容が定数Mより小さいか否かが判定される。レジ
スタL0が定数Mより小さい場合は、ステップST63
に進み、そうでなければ、ステップST64に進む。
【0092】ステップST63では、下記の式(3
3),(34)により誤りパターンEと軟入力値F
を更新する。ただし、式(34)のC2は適当な定数で
ある。 E←E+1 (33) F←F+C2 (34)
【0093】一方、ステップST64では,下記の式
(35)により軟入力値Fを更新する。ただし、C3
は適当な定数である。なお、誤りパターンEの更新は
行わない。 F←F+C3 (35)
【0094】ステップST65では、カウンタiがN2
より小さいか否かが判定される。カウンタiがN2より
小さい場合はステップST66に進み、カウンタをイン
クリメントしてステップST52以降の処理を繰り返し
実行する。一方、カウンタiがN2に等しい場合はすべ
ての処理を終了する。
【0095】次に更新された誤りパターンEと軟入力
値F(k=1,2,…,N2)から軟出力値計算回路
44により訂正情報の硬判定値Vと信頼度情報W
更新される。
【0096】軟出力値計算回路44は、まず、ステップ
ST71において、カウンタkに初期値1を設定してス
テップST72に進む。ステップST72では、訂正情
報の硬判定値Vに誤りパターンEを代入し、ステッ
プST73において硬判定値Vが0であるか否かを判
定する。硬判定値Vが0であればステップST74に
進み、そうでなければステップST77に進む。
【0097】ステップST74では、訂正情報の信頼度
情報Wを下記の式(36)により更新してステップS
T75に進む。 W←F+Z (36) ステップST75では、訂正情報の信頼度情報Wが定
数C4より大きいか否かが判定される。信頼度情報W
がC4より大きい場合はステップST76に進み、そう
でなければステップST80に進む。ただし、C4はn
ビット以下で表される適当な定数である。ステップST
76では、信頼度情報WにC4を設定してステップS
T80に進む。
【0098】一方、ステップST77では、訂正情報の
信頼度情報Wを下記の式(37)により更新してステ
ップST78に進む。 W←F−Z (37) ステップST78では、訂正情報の信頼度情報Wが0
より小さいか否かが判定される。信頼度情報Wが0よ
り小さい場合はステップST79に進み、そうでなけれ
ばステップST80に進む。ステップST79では、信
頼度情報Wに0を設定してステップST80に進む。
【0099】ステップST80では、カウンタkの内容
がN2よりも小さいか否かが判定される。カウンタkが
N2よりも小さいければステップST81に進み、カウ
ンタkをインクリメントしてステップST72以降の処
理を繰り返し実行する。一方、カウンタkがN2に等し
ければすべての処理を終了する。
【0100】軟出力値計算回路44において更新された
訂正情報の硬判定値V(k=1,2,…,N2)は、
出力端子47からC1符号の復号の訂正情報の硬判定値
としてk=1から順に出力され、また、更新された信頼
度情報W(k=1,2,…,N2)は、出力端子48
からC1符号の復号のための訂正情報の信頼度情報とし
て上述の硬判定値と平行して出力される。出力された訂
正情報の硬判定値と信頼度情報の(1+n)ビットは、
まとめてマルチプレクサ23に供給される。
【0101】また、訂正情報(硬判定値と信頼度情報)
の出力と平行して硬判定メモリ35および信頼度情報メ
モリ36から復調データの硬判定値および信頼度情報が
出力される。復調データの硬判定値と信頼度情報の(1
+m)ビットは、まとめてマルチプレクサ23に供給さ
れる。
【0102】マルチプレクサ23では、各時点において
N1個のC2符号の軟入力軟出力復号器22A,22
B,22Cから出力される復調データN1×(1+m)
と訂正情報N1×(1+n)が多重化されて、C1符号
の軟入力軟出力復号器24に供給される。
【0103】図4はC1符号の軟入力軟出力復号器24
を示す構成図であり、図において、図3と同一符号は同
一または相当部分を示すので説明を省略する。43aは
C2符号語候補生成回路43と同様にして、C1符号語
の候補を生成するC1符号語候補生成回路(符号語生成
回路)、49は硬判定メモリ35から供給される復調デ
ータの硬判定値と軟出力値計算回路44から供給される
訂正情報の硬判定値を加算(排他的論理和)して復号デ
ータを生成する加算器(復号回路)、50は加算器49
により生成された復号データを出力するための出力端子
である。
【0104】C1符号の軟入力軟出力復号器24の動作
は、C2符号の軟入力軟出力復号器22A,22B,2
2Cとほぼ同様であるが、C1符号の軟入力軟出力復号
器24では符号(符号長N1)を一括処理する点が異な
る。即ち、入力端子31には復調データの硬判定値N1
ビットが並列に供給され、入力端子32には復調データ
の信頼度情報m・N1ビットが並列に供給される。ま
た、入力端子33には訂正情報の硬判定値N1ビットが
並列に供給され、入力端子34には訂正情報の信頼度情
報n・N1ビットが並列に供給される。
【0105】軟入力値計算回路37では、図5に示す処
理がカウンタkに関して並列に実行されて、各ビットの
誤りパターンEと軟入力値F(k=1,2,…,N
1)が同時に計算される。計算された軟入力値は、低信
頼度位置検出回路38に供給されるとともに軟入力メモ
リ41に格納される。また、誤りパターンは加算器39
に供給されるとともに誤りパターンメモリ42に格納さ
れる。
【0106】加算器39では、入力端子31から供給さ
れる復調データの硬判定値(N1ビット)と軟入力値計
算回路37から供給される誤りパターン(N1ビット)
が式(24)と同様にして、ビット毎に加算されてN1
ビットの系列X,X,…,XN1が生成される。生
成された系列はシンドローム計算回路40に供給され
る。
【0107】シンドローム計算回路40では、系列X
(k=1,2,…,N1)のシンドロームSが計算され
る。シンドロームSは下記の式(38)により計算され
る。ただし、H1は式(15)で定義されるC1符号の
パリティ検査行列であり、Xは行ベクトル(X
,…,XN1)を転置した列ベクトルである。シン
ドローム計算回路40で計算されたシンドロームSはC
1符号語候補生成回路43aに供給される。 S=H1・X (38)
【0108】低信頼度位置検出回路38では,供給され
た軟入力値F(k=1,2,…,N1)の最小値から
順に値の小さいものをp個検出して、その位置をC1符
号語候補生成回路43aに通知する。以下では、前述の
C2符号の軟入力軟出力復号器の場合と同様にp=3と
仮定する。
【0109】C1符号語候補生成回路43aでは、シン
ドローム計算回路40において計算されたシンドローム
Sと低信頼度位置検出回路38において検出されたp個
の位置から、C2符号語候補生成回路43と同様にし
て、修正シンドロームS[k]と誤り位置集合E[k]
(k=0,1,・・・,7)が計算される。各修正シン
ドロームS[k](k=0,1,・・・,7)から、C
2符号の復号と同様に、ガロア体上の演算処理、また
は、テーブル参照により誤り位置が計算されて、誤り位
置集合E[k]が再定義される。再定義後の相異なる誤
り位置集合をE[k](k=1,2,・・・,K)で表
すものとする。ここでKは相異なる誤り位置集合の総数
である。
【0110】次にC1符号語候補生成回路43aは、式
(26)を用いて誤り位置集合E[k](k=1,2,
・・・,K)に対応する相関不一致量CM[k]を計算
する。計算された各誤り位置集合E[k]と相関不一致
量CM[k](k=0,1,・・・,K)は軟出力値計
算回路44に供給される。
【0111】軟出力値計算回路44では、軟入力メモリ
41から供給される軟入力値F(k=1,2,…,N
1)と、誤りパターンメモリ42から供給される誤りパ
ターンE(k=1,2,…,N1)と、C1符号語候
補生成回路43aから供給される誤り位置集合E[k]
と相関不一致量CM[k](k=1,2,・・・,K)
から図6のフローと同様にして誤りパターンと軟入力値
を更新する。ただし、C1符号の復号では、図6のフロ
ーをカウンタiに関して並列に展開して各ビットの誤り
パターンEと軟入力値Fを同時に更新する。
【0112】次に更新された誤りパターンEと軟入力
値Fから図7のフローと同様にして訂正情報(硬判定
値Vと信頼度情報W)を更新する。ただし、C1符
号の復号では、図7のフローをカウンタkに関して並列
に展開して、各ビットの訂正情報(硬判定値Vと信頼
度情報W)を同時に更新する。
【0113】軟出力値計算回路44において更新された
訂正情報の硬判定値(N1ビット)は加算器49に並列
に供給されるとともに、次段の繰り返し要素復号器の訂
正情報の硬判定値として出力端子47から並列に出力さ
れ、また、信頼度情報(n・N1ビット)は硬判定値に
対応する信頼度情報として出力端子48から並列に出力
される。なお、訂正情報の硬判定値と信頼度情報の計
(1+n)N1ビットは、繰り返し要素復号器の出力端
子Dからまとめて出力される。
【0114】また、訂正情報の出力と平行して硬判定メ
モリ35および信頼度情報メモリ36から復調データの
硬判定値および信頼度情報が出力される。復調データの
硬判定値(N1ビット)は加算器49に並列に供給され
るとともに出力端子45から並列に出力され、また、信
頼度情報(m・N1ビット)が出力端子46から並列に
出力される。なお、復調データの硬判定値と信頼度情報
の計(1+m)N1ビットは、繰り返し要素復号器の出
力端子Cからまとめて出力される。
【0115】加算器49では、硬判定メモリ35から供
給される復調データの硬判定値(N1ビット)と軟出力
値計算回路44から供給される訂正情報の硬判定値(N
1ビット)がビット毎に加算(排他的論理和)されて、
積符号の復号データ(N1ビット)が1列ずつ生成され
る。生成された復号データは出力端子50から並列に出
力される。なお、出力端子50は繰り返し要素復号器の
出力端子Eに対応する。
【0116】繰り返し要素復号器の出力端子Cから出力
された復調データ(1+m)N1ビットは、次段の繰り
返し要素復号器の入力端子Aに供給され、出力端子Dか
ら出力された訂正情報(1+n)N1ビットは、次段の
繰り返し要素復号器の入力端子Bに供給される。なお、
最終段の繰り返し要素復号器の出力端子Cと出力端子D
は、開放された状態であり、出力端子Eから復号データ
のみが1列ずつ出力される。
【0117】以上で明らかなように、この実施の形態1
によれば、低信頼度位置検出回路38から出力された軟
入力値の位置とシンドローム計算回路40により計算さ
れたシンドロームから符号語を生成して系列の誤り位置
集合を生成するとともに、その系列の誤り位置集合と当
該位置集合に含まれる誤り位置における軟入力値を加算
して相関不一致量を計算する符号語候補生成回路を設
け、その誤り位置集合及び相関不一致量に基づいて訂正
情報を更新するように構成したので、生成された符号語
の候補を効率的に活用して軟出力値を正確に計算するこ
とができるとともに、演算量を少なくして回路規模を小
さくすることができる効果を奏する。
【0118】即ち、この実施の形態1の積符号の復号装
置は、復調データが硬判定値と信頼度情報で表される場
合に好都合あり、また、尤度の計算では2乗ユークリッ
ド距離ではなく、相関不一致量を計算するので、計算量
が低減されるという効果がある。特に回路規模の点で比
較すると、2乗ユークリッド距離のビット幅W1は、下
記の式(39)で評価されるのに対して(ただし、Nは
N1またはN2)、この実施の形態1における相関不一
致量のビット幅W2は、下記の式(40)のようにな
り、pがNより小さい場合にビット幅の削減が可能であ
る。
【数9】
【0119】なお、この実施の形態1では、C1符号と
C2符号としてハミング符号を用いて説明したが、要素
符号として他の符号(例えば、BCH符号やリード・マ
ラー符号)を用いてもよいことは言うまでもない。
【0120】また、この実施の形態1では、繰り返し要
素復号器を多数縦続した場合の復号装置について説明し
たが、繰り返し要素復号器の出力端子Cから出力される
復調データを同じ繰り返し要素復号器の入力端子Aに供
給し、出力端子Dから出力される訂正情報を同じ繰り返
し要素復号器の入力端子Bに供給して循環的に復号する
ことも可能であり、回路規模を大幅に削減することがで
きる。
【0121】また、低信頼度位置検出回路38において
検出される信頼度の低い位置の個数が多い場合は、符号
語候補生成回路において設定される修正シンドロームお
よび誤り位置集合の総数が膨大となる問題があるが、こ
の場合、要素数の少ない誤り位置集合を優先的に選択す
ればよい。
【0122】また、この実施の形態1では、特に言及し
ていないが、復調データの硬判定値と復号データを比較
して誤り数を計測する誤り数計測回路を備えれば、通信
路の状態をモニタすることができる。
【0123】この実施の形態1では、復調データが硬判
定値とその信頼度情報から構成されると仮定したが、復
調データが硬判定値のみの場合でも、信頼度情報を適切
に設定すれば、本願の復号方法や復号装置がそのまま適
用することができる。この実施の形態1における積符号
の復号装置は、このように良好なディジタル伝送を確立
するのに適した構成であり、積符号の符号化装置と復号
装置とを伝送媒体で接続すれば、高性能なディジタル伝
送システムを構成できる。なお、伝送媒体としては無線
や光ファイバに限らず、光ディスクなどの記録媒体であ
ってもよい。
【0124】実施の形態2.積符号を構成する2元線形
符号、即ち、C1符号およびC2符号は誤り訂正符号で
あると同時に誤り検出符号でもある。特に誤り検出はシ
ンドロームの計算により容易に実施できる特長がある。
この特長を利用すると、上記実施の形態1で述べた積符
号の復号装置の後段に要素符号(C1符号またはC2符
号)のシンドローム計算回路を配置することにより、積
符号の誤り検出を容易に実現することができる。
【0125】この場合、要素符号のシンドロームがすべ
て0であるならば誤りなし、即ち、復号装置から出力さ
れた復号データは正しいと判定する。一方、シンドロー
ムが0でない要素符号が1つでもあれば、復号データは
誤りであると判定する。なお、誤り検出の場合は、復号
データを棄却して誤り検出に止めるのがよい。
【0126】また、上記実施の形態1で述べた積符号の
復号装置は、軟判定を用いた軟入力軟出力復号であり、
復号データの各要素成分が式(15)または式(16)
のパリティ検査行列を満たす保証はない。そこで、C1
符号またはC2符号のシンドロームを計算して誤りを検
出すれば、復号データの信頼性を高めることができる。
また、シンドローム計算回路(誤り検出回路)ではな
く、C1符号またはC2符号の硬判定復号器を配置して
復号データをさらに硬判定復号すれば、信頼性がより向
上されると共に誤り検出も同時に行えるという効果を奏
する。
【0127】実施の形態3.図8はこの発明の実施の形
態3によるディジタル伝送システムを示す構成図であ
り、図において、61は入力された情報データを符号化
して積符号を生成する符号化器、62は符号化器61に
より生成された積符号を通信路63に適した信号に変換
する変調器、63は通信路、64は通信路63から供給
される受信信号を復調して復号器65に復調データを供
給する復調器、65は復調器64から供給される復調デ
ータを復号して情報データを推定する復号器(復号装
置、合成手段)、71は再送制御器、72は再送バッフ
ァ、73は再送制御器(再送要求手段)、74は受信バ
ッファ、75は誤り検出器である。なお、符号化器6
1、再送バッファ72、変調器62及び再送制御器71
から送信機が構成され、復調器64、受信バッファ7
4、復号器65、誤り検出器75及び再送制御器73か
ら受信機が構成されている。
【0128】以下、積符号(符号長N1、情報長K1の
2元線形符号C1および符号長N2、情報長K2の2元
線形符号C2から構成される積符号)を用いて、図8の
ディジタル伝送システムの動作を説明する。まず、K1
・K2ビットの情報データが符号化器61に供給され
て、式(2)に示す積符号Cが生成される。符号化器6
1において生成された積符号Cは、再送バッファ72に
格納されるとともに変調器62に供給され、通信路63
に適した信号に変換されて通信路63に送出される。
【0129】通信路63を介して受信された信号は、受
信機の復調器64に供給される。復調器64では、受信
信号が整形されて式(3)の復調データYが生成され
る。生成された復調データYは、受信バッファ74に格
納されるとともに復号器65に供給される。復号器65
は、上記実施の形態1で述べた繰り返し復号により情報
データを推定して、その復号結果を誤り検出器75に供
給する。誤り検出器75では、要素符号(C1符号また
はC2符号)のシンドロームを計算して誤りを検出す
る。即ち、要素符号のシンドロームがすべて0であれ
ば、誤りなしと判定し、そうでなければ誤りが残留して
いると判定する。
【0130】誤り検出器75において誤りなしと判定さ
れると、その復号結果がホスト側(図示せず)に供給さ
れる。一方、誤り検出器75において誤りが検出された
場合、誤り検出器75が再送制御器73に復号結果に誤
りが残留していることを通知する。再送制御器73は誤
り検出の通知を受け取ると、送信機に対して再送要求を
出力する。
【0131】送信機は再送要求を受け取ると、再送バッ
ファ72に格納されている積符号Cを再度変調器62に
供給して通信路63に送出する。受信機では復調器64
において再送信号を復調して復調データY’を生成す
る。ここで、復調データY’も式(3)と同様にN1行
N2列の行列で表される。生成された復調データY’は
復号器65に供給される。また、受信バッファ74に格
納されている前の復調データYも復号器65に供給され
る。
【0132】復号器65では、復調器64から供給され
る復調データY’と受信バッファ74から供給される前
の復調データYを図示しないダイバーシチ合成手段にお
いて合成して再度復号を行い、その復号結果を再び誤り
検出器75に供給する。誤り検出器75がその復号結果
の誤りを検出した場合、現在の受信データの復号化に割
り当てられた時間内であれば、再送制御器73が再度、
送信機に再送要求を出力する。一方、タイムアウトにな
ると、再送制御器73は復号化を断念して次の受信デー
タの処理を開始する。
【0133】この実施の形態3のディジタル伝送システ
ムは、以上のように構成されるので、積符号を用いた高
信頼なディジタル伝送システムを構成することができ
る。なお、上記の説明では、誤りが検出された場合に積
符号の符号語全体を再送するとしたが、誤りが検出され
た要素符号のみを再送するようにすれば、スループット
を大幅に改善することができる。また、受信バッファ7
4を設けたことで、再送データと前の受信データを合成
することが可能となり、ダイバーシチ効果が期待できる
ため復号性能を大幅に改善することができる。
【0134】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、検出
ステップにより検出された軟入力値の位置とシンドロー
ム計算ステップにより計算されたシンドロームから符号
語を生成して系列の誤り位置集合を生成するとともに、
その系列の誤り位置集合と当該位置集合に含まれる誤り
位置における軟入力値を加算して相関不一致量を計算す
る符号語生成ステップを設け、その誤り位置集合及び相
関不一致量に基づいて訂正情報を更新するように構成し
たので、生成された符号語の候補を効率的に活用して軟
出力値を正確に計算することができるとともに、演算量
を少なくして回路規模を小さくすることができる効果が
ある。
【0135】この発明によれば、要素数が少ない誤り位
置集合を優先的に選択して更新ステップに出力するよう
に構成したので、復号のための計算量を削減することが
できる効果がある。
【0136】この発明によれば、2元線形符号の位置が
含まれる誤り位置集合に対応する相関不一致量を順次比
較して、最も相関不一致量が小さい誤り位置集合を選択
し、その誤り位置集合に補正値を加算して第1の相関不
一致量を計算するとともに、2元線形符号の位置が含ま
れない誤り位置集合に対応する相関不一致量を順次比較
して、最も相関不一致量が小さい誤り位置集合を選択
し、その誤り位置集合に補正値を加算して第2の相関不
一致量を計算する一方、その第1の相関不一致量から第
2の相関不一致量を減算して尤度を計算し、その尤度に
基づいて訂正情報を更新するように構成したので、復号
性能を改善することができる効果がある。
【0137】この発明によれば、更新後の訂正情報が訂
正フラグを示す硬判定値から構成されている場合、その
訂正情報の硬判定値と復調データの硬判定値とを加算し
て2元線形符号の復号データを生成するように構成した
ので、積符号の復号データを簡単に計算することができ
る効果がある。
【0138】この発明によれば、多重化手段により多重
化された訂正情報と復調データを入力して、C1符号の
軟入力軟出力復号を実施することにより当該訂正情報を
更新し、更新後の訂正情報と復調データから2元線形符
号を復号するように構成したので、生成された符号語の
候補を効率的に活用して軟出力値を正確に計算すること
ができるとともに、演算量を少なくして回路規模を小さ
くすることができる効果がある。
【0139】この発明によれば、低信頼度位置検出回路
から出力された軟入力値の位置とシンドローム計算回路
により計算されたシンドロームから符号語を生成して系
列の誤り位置集合を生成するとともに、その系列の誤り
位置集合と当該位置集合に含まれる誤り位置における軟
入力値を加算して相関不一致量を計算する符号語生成回
路を設け、その誤り位置集合及び相関不一致量に基づい
て訂正情報を更新するように構成したので、生成された
符号語の候補を効率的に活用して軟出力値を正確に計算
することができるとともに、演算量を少なくして回路規
模を小さくすることができる効果がある。
【0140】この発明によれば、更新後の訂正情報が訂
正フラグを示す硬判定値から構成されている場合、その
訂正情報の硬判定値と復調データの硬判定値とを加算し
て2元線形符号の復号データを生成するように構成した
ので、積符号の復号データを簡単に計算することができ
る効果がある。
【0141】この発明によれば、C1符号復号手段から
出力される更新後の訂正情報と復調データを分離手段に
供給して循環的に復号するように構成したので、回路規
模を削減することができる効果がある。
【0142】この発明によれば、C1符号復号手段から
出力される更新後の訂正情報と復調データを多段縦続さ
れている同一構成の次段の復号装置に出力するように構
成したので、高性能かつ高スループットな積符号の復号
装置が得られる効果がある。
【0143】この発明によれば、C1符号復号手段から
出力される復号データと復調データの硬判定値を比較し
て、誤り数を計測する誤り数計測回路を設けるように構
成したので、通信路の状態をモニタすることができる効
果がある。
【0144】この発明によれば、C1符号復号手段から
出力される復号データに対してC1符号又はC2符号の
硬判定復号を行う硬判定復号回路を設けるように構成し
たので、復号データの信頼性を高めることができるとと
もに、誤り検出も同時に行える効果がある。
【0145】この発明によれば、C1符号復号手段から
出力される復号データに対してC1符号又はC2符号の
シンドロームを計算し、そのシンドロームに基づいて復
号データの誤りを検出する誤り検出回路を設けるように
構成したので、復号データの信頼性を高めることができ
る効果がある。
【0146】この発明によれば、復号装置が、多重化手
段により多重化された訂正情報と復調データを入力し
て、C1符号の軟入力軟出力復号を実施することにより
訂正情報を更新し、更新後の訂正情報と復調データから
2元線形符号を復号するC1符号復号手段を備えるよう
に構成したので、信頼性の高いディジタル伝送システム
を構築することができる効果がある。
【0147】この発明によれば、伝送媒体が記録媒体で
あるように構成したので、伝送媒体が記録媒体であって
も、信頼性の高いディジタル伝送システムを構築するこ
とができる効果がある。
【0148】この発明によれば、C1符号復号手段から
出力される復号データに対してC1符号又はC2符号の
シンドロームを計算し、そのシンドロームに基づいて復
号データの誤りを検出すると、送信機に対して変調信号
の再送要求を出力する再送要求手段を設けるように構成
したので、信頼性の高いディジタル伝送システムを構築
することができる効果がある。
【0149】この発明によれば、復調器から出力された
再送要求前の復調データと、復調器から出力される再送
要求後の復調データとをダイバーシチ合成する合成手段
を設けるように構成したので、復号性能を大幅に改善す
ることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態1による積符号の復号
装置を示す構成図である。
【図2】 繰り返し要素復号器を示す構成図である。
【図3】 C2符号の軟入力軟出力復号器を示す構成図
である。
【図4】 C1符号の軟入力軟出力復号器を示す構成図
である。
【図5】 軟入力値計算回路の動作を示すフローチャー
トである。
【図6】 軟出力値計算回路の動作を示すフローチャー
トである。
【図7】 軟出力値計算回路における訂正情報の更新方
法を示すフローチャートである。
【図8】 この発明の実施の形態3によるディジタル伝
送システムを示す構成図である。
【図9】 積符号の構成を示す説明図である。
【図10】 従来のディジタル伝送システムを示す構成
図である。
【図11】 復号器の動作を説明するためのフローチャ
ートである。
【図12】 ステップST5の詳細な処理内容を示すフ
ローチャートである。
【符号の説明】
11,12,13 繰り返し要素復号器、21 デマル
チプレクサ(分離手段)、22A,22B,22C C
2符号の軟入力軟出力復号器(C2符号復号手段)、2
3 マルチプレクサ(多重化手段)、24 C1符号の
軟入力軟出力復号器(C1符号復号手段)、31 入力
端子、32 入力端子、33 入力端子、34 入力端
子、35 メモリ、36 メモリ、37 軟入力値計算
回路、38 低信頼度位置検出回路、39 加算器、4
0 シンドローム計算回路、41メモリ、42 メモ
リ、43 C2符号語候補生成回路(符号語生成回
路)、43a C1符号語候補生成回路(符号語生成回
路)、44 軟出力値計算回路、45 出力端子、46
出力端子、47 出力端子、48 出力端子、49加
算器(復号回路)、50 出力端子、61 符号化器、
62 変調器、63通信路、64 復調器、65 復号
器(復号装置、合成手段)、71 再送制御器、72
再送バッファ、73 再送制御器(再送要求手段)、7
4 受信バッファ、75 誤り検出器。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H03M 13/15 H03M 13/15 13/29 13/29 13/45 13/45 (72)発明者 中村 隆彦 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 吉田 英夫 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三 菱電機株式会社内 Fターム(参考) 5B001 AA13 AC01 AD04 AD06 AE07 5J065 AA01 AB01 AC02 AC03 AE06 AF03 AG02 AH15 AH21 5K014 AA01 BA06 GA01 HA10

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 復調データを構成する信頼度情報と訂正
    情報から誤りパターンと軟入力値を計算する軟入力値計
    算ステップと、上記軟入力値計算ステップが軟入力値を
    計算すると、値が小さい軟入力値から順番に所定数個検
    出する検出テップと、上記軟入力値計算ステップにより
    計算された誤りパターンと上記復調データを構成する硬
    判定値を加算して系列を生成し、その系列のシンドロー
    ムを計算するシンドローム計算ステップと、上記検出ス
    テップにより検出された軟入力値の位置と上記シンドロ
    ーム計算ステップにより計算されたシンドロームから符
    号語を生成して上記系列の誤り位置集合を生成するとと
    もに、その系列の誤り位置集合と当該位置集合に含まれ
    る誤り位置における軟入力値を加算して相関不一致量を
    計算する符号語生成ステップと、上記誤り位置集合及び
    上記相関不一致量に基づいて上記訂正情報を更新する更
    新ステップと、上記更新ステップによる更新後の訂正情
    報と上記復調データから2元線形符号を復号する復号ス
    テップとを備えた復号方法。
  2. 【請求項2】 符号語生成ステップは、要素数が少ない
    誤り位置集合を優先的に選択して更新ステップに出力す
    ることを特徴とする請求項1記載の復号方法。
  3. 【請求項3】 更新ステップは、2元線形符号の位置が
    含まれる誤り位置集合に対応する相関不一致量を順次比
    較して、最も相関不一致量が小さい誤り位置集合を選択
    し、その誤り位置集合に補正値を加算して第1の相関不
    一致量を計算するとともに、2元線形符号の位置が含ま
    れない誤り位置集合に対応する相関不一致量を順次比較
    して、最も相関不一致量が小さい誤り位置集合を選択
    し、その誤り位置集合に補正値を加算して第2の相関不
    一致量を計算する一方、その第1の相関不一致量から第
    2の相関不一致量を減算して尤度を計算し、その尤度に
    基づいて訂正情報を更新することを特徴とする請求項1
    記載の復号方法。
  4. 【請求項4】 復号ステップは、更新後の訂正情報が訂
    正フラグを示す硬判定値から構成されている場合、その
    訂正情報の硬判定値と復調データの硬判定値とを加算し
    て2元線形符号の復号データを生成することを特徴とす
    る請求項1記載の復号方法。
  5. 【請求項5】 復調データと訂正情報をN1個のC2符
    号の復調データと訂正情報に分離する分離手段と、上記
    分離手段により分離されたC2符号の復調データと訂正
    情報を入力して、C2符号の軟入力軟出力復号を実施す
    ることにより当該訂正情報を更新し、更新後の訂正情報
    と上記復調データを出力するN1個のC2符号復号手段
    と、上記N1個のC2符号復号手段から出力された訂正
    情報と復調データを多重化する多重化手段と、上記多重
    化手段により多重化された訂正情報と復調データを入力
    して、C1符号の軟入力軟出力復号を実施することによ
    り当該訂正情報を更新し、更新後の訂正情報と上記復調
    データから2元線形符号を復号するC1符号復号手段と
    を備えた復号装置。
  6. 【請求項6】 C1符号復号手段は、復調データを構成
    する信頼度情報と訂正情報から誤りパターンと軟入力値
    を計算する軟入力値計算回路と、上記軟入力値計算回路
    が軟入力値を計算すると、値が小さい軟入力値から順番
    に所定数個検出し、その軟入力値の位置を出力する低信
    頼度位置検出回路と、上記軟入力値計算回路により計算
    された誤りパターンと上記復調データを構成する硬判定
    値を加算して系列を生成する加算器と、上記加算器によ
    り生成された系列のシンドロームを計算するシンドロー
    ム計算回路と、上記低信頼度位置検出回路から出力され
    た軟入力値の位置と上記シンドローム計算回路により計
    算されたシンドロームから符号語を生成して上記系列の
    誤り位置集合を生成するとともに、その系列の誤り位置
    集合と当該位置集合に含まれる誤り位置における軟入力
    値を加算して相関不一致量を計算する符号語生成回路
    と、上記誤り位置集合及び上記相関不一致量に基づいて
    上記訂正情報を更新する軟出力値計算回路と、上記軟出
    力値計算回路による更新後の訂正情報と上記復調データ
    から2元線形符号を復号する復号回路とから構成されて
    いることを特徴とする請求項5記載の復号装置。
  7. 【請求項7】 復号回路は、更新後の訂正情報が訂正フ
    ラグを示す硬判定値から構成されている場合、その訂正
    情報の硬判定値と復調データの硬判定値とを加算して2
    元線形符号の復号データを生成することを特徴とする請
    求項6記載の復号装置。
  8. 【請求項8】 C1符号復号手段から出力される更新後
    の訂正情報と復調データを分離手段に供給して循環的に
    復号することを特徴とする請求項5記載の復号装置。
  9. 【請求項9】 C1符号復号手段から出力される更新後
    の訂正情報と復調データを多段縦続されている同一構成
    の次段の復号装置に出力することを特徴とする請求項5
    記載の復号装置。
  10. 【請求項10】 C1符号復号手段から出力される復号
    データと復調データの硬判定値を比較して、誤り数を計
    測する誤り数計測回路を設けたことを特徴とする請求項
    5記載の復号装置。
  11. 【請求項11】 C1符号復号手段から出力される復号
    データに対してC1符号又はC2符号の硬判定復号を行
    う硬判定復号回路を設けたことを特徴とする請求項5記
    載の復号装置。
  12. 【請求項12】 C1符号復号手段から出力される復号
    データに対してC1符号又はC2符号のシンドロームを
    計算し、そのシンドロームに基づいて復号データの誤り
    を検出する誤り検出回路を設けたことを特徴とする請求
    項5記載の復号装置。
  13. 【請求項13】 情報データをC1符号とC2符号から
    構成される積符号に変換する符号化器と、上記符号化器
    から出力される積符号を変調する変調器とから構成され
    た送信機と、上記送信機と伝送媒体を介して接続され、
    上記送信機の変調器により変調された積符号を復調する
    復調器と、上記復調器により復調された積符号を復号す
    る復号装置とから構成された受信機とを備えたディジタ
    ル伝送システムにおいて、上記復号装置は、上記復調器
    から出力される復調データと訂正情報をN1個のC2符
    号の復調データと訂正情報に分離する分離手段と、上記
    分離手段により分離されたC2符号の復調データと訂正
    情報を入力して、C2符号の軟入力軟出力復号を実施す
    ることにより当該訂正情報を更新し、更新後の訂正情報
    と上記復調データを出力するN1個のC2符号復号手段
    と、上記N1個のC2符号復号手段から出力された訂正
    情報と復調データを多重化する多重化手段と、上記多重
    化手段により多重化された訂正情報と復調データを入力
    して、C1符号の軟入力軟出力復号を実施することによ
    り当該訂正情報を更新し、更新後の訂正情報と上記復調
    データから2元線形符号を復号するC1符号復号手段と
    から構成されていることを特徴とするディジタル伝送シ
    ステム。
  14. 【請求項14】 伝送媒体が記録媒体であることを特徴
    とする請求項13記載のディジタル伝送システム。
  15. 【請求項15】 C1符号復号手段から出力される復号
    データに対してC1符号又はC2符号のシンドロームを
    計算し、そのシンドロームに基づいて復号データの誤り
    を検出すると、上記送信機に対して変調信号の再送要求
    を出力する再送要求手段を設けたことを特徴とする請求
    項13または請求項14記載のディジタル伝送システ
    ム。
  16. 【請求項16】 復調器から出力された再送要求前の復
    調データと、上記復調器から出力される再送要求後の復
    調データとをダイバーシチ合成する合成手段を設けたこ
    とを特徴とする請求項15記載のディジタル伝送システ
    ム。
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