JP2004304620A

JP2004304620A - ターボ復号器及びターボ復号方法

Info

Publication number: JP2004304620A
Application number: JP2003096493A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Shiozawa; 博之塩澤
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-03-31
Filing date: 2003-03-31
Publication date: 2004-10-28

Abstract

【課題】ない演算量で複数の受信信号を復号して受信特性を良化すること。
【解決手段】受信部１０１−１〜１０１−ｎは、受信した各チャネルの受信信号をそれぞれベースバンド周波数に変換、及び復調する。入力部１０２は、受信部１０１−１〜１０１−ｎから出力された受信信号を順にターボ復号部１０３に出力する。ターボ復号部１０３は、各チャネル（受信系統）の受信信号を繰り返し復号する。このターボ復号部１０３は、受信信号を先に復号した結果からチャネル単位で受信状態を比較し、受信状態の悪いチャネルの受信信号を繰り返し復号する回数を、受信状態の良いチャネルの受信信号を繰り返し復号する回数より多く設定する。出力部１０４は、ターボ復号部１０３において復号された受信信号をチャネル別に異なる出力として出力する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ターボ復号器及びターボ復号方法に関し、特に複数の受信系統で信号を受信する基地局装置に用いて好適なターボ復号器及びターボ復号方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
携帯電話システム等のディジタル移動体通信分野では、通信中の誤り発生の検出及び誤り訂正を行い、通信の信頼性を向上することが要求される。この誤り検出及び誤り訂正のために、誤り訂正符号が利用される。高い誤り訂正能力を有する誤り訂正符号の一つとしてターボ符号が知られている。ターボ符号で符号化した信号を復号する場合、訂正率を高めるためのアルゴリズムの一つとして復号結果の信頼度を算出し、信頼度結果を用いて再度復号を行う方法が知られている（例えば特許文献１）。
【０００３】
しかしながら、信頼度の算出するために、復号を複数回実行する必要がある。また、復号繰り返し回数が少ない場合、受信特性が劣化するという問題がある。すべてのユーザの受信特性が良化するような復号繰り返し回数を許容するには、高い演算量と高い消費電力が要求されるという問題がある。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−１８６０２４号公報
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来の装置においては、複数の受信信号を復号して受信特性を良化するために演算量が増大するという問題がある。
【０００５】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、少ない演算量で複数の受信信号を復号して受信特性を良化するターボ復号器及びターボ復号方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のターボ復号器は、複数の受信系統で受信した受信信号を繰り返し復号する回数を所定の時間毎に受信系統別に設定する繰り返し回数設定手段と、前記繰り返し回数設定手段で設定された回数で受信信号を繰り返し復号する復号手段と、受信信号の受信状態を測定する測定手段と、を具備し、前記繰り返し回数設定手段は、繰り返し復号の回数の合計が前記復号手段の能力以内となる繰り返し回数で受信状態が良い受信信号より悪い受信信号に繰り返し回数を多く設定する構成を採る。
【０００７】
本発明のターボ復号器は、前記復号手段は、復号結果を事前情報として受信信号と共に繰り返し復号してターボ復号を行う構成を採る。
【０００８】
本発明のターボ復号器は、復号した受信信号について所定の時間あたりの誤り発生率を測定するブロックエラーレート測定手段を具備し、前記繰り返し回数設定手段は、前記誤り発生率が高い受信系統の繰り返し復号回数を前記誤り発生率が低い受信系統の繰り返し復号回数より多く設定する構成を採る。
【０００９】
これらの構成によれば、複数の受信系統で受信した信号をターボ復号等で繰り返し復号するターボ復号器において、受信状態が悪い受信信号を繰り返し復号する回数を受信状態が良い受信信号を繰り返し復号する回数より多くすることにより、少ない演算量で複数の受信信号を復号して受信特性を良化することができる。
【００１０】
本発明のターボ復号器は、前記誤り発生率が高い受信系統の測定時間を前記誤り発生率が低い受信系統の測定時間より短く設定する測定時間制御手段を具備し、前記ブロックエラーレート測定手段は、前記測定時間制御手段が設定した測定時間で誤り発生率を測定する構成を採る。
【００１１】
この構成によれば、誤り発生率が高い受信系統の測定時間を前記誤り発生率が低い受信系統の測定時間より短く設定し、この測定時間で誤り検出した結果に基づき誤り発生率が高い受信信号を繰り返し復号する回数を、誤り発生率が低い受信信号を繰り返し復号する回数より多くすることにより、受信状態の悪い信号の状況を短時間で把握して繰り返し回数を適切に設定でき、少ない演算量で複数の受信信号を復号して受信特性を良化することができる。
【００１２】
本発明のターボ復号器は、複数の受信系統で信号を受信する受信手段と、複数の受信系統で受信した受信信号を前記復号手段の処理時間単位で一系統ずつ受信信号を前記復号手段に出力する入力手段と、前記復号手段において繰り返し復号された受信信号を受信系統別に出力する出力手段と、を具備し、前記復号手段は、前記入力信号から出力された受信信号を繰り返し復号して復号結果を前記出力手段に出力する構成を採る。
【００１３】
この構成によれば、複数の受信系統で受信した信号をターボ復号等で繰り返し復号するターボ復号器において、受信状態が悪い受信信号を繰り返し復号する回数を受信状態が良い受信信号を繰り返し復号する回数より多くすることにより、少ない演算量で複数の受信信号を復号して受信特性を良化することができる。
【００１４】
本発明のターボ復号方法は、複数の受信系統で受信した受信信号を繰り返し復号する回数を所定の時間毎に受信系統別に設定する繰り返し回数設定工程と、前記繰り返し回数設定工程で設定された回数で受信信号を繰り返し復号する復号工程と、受信信号の受信状態を測定する測定工程と、を具備し、前記繰り返し回数設定工程は、繰り返し復号の回数の合計が前記復号工程の能力以内となる繰り返し回数で受信状態が良い受信信号より悪い受信信号に繰り返し回数を多く設定するようにした。
【００１５】
この方法によれば、複数の受信系統で受信した信号をターボ復号等で繰り返し復号するターボ復号器において、受信状態が悪い受信信号を繰り返し復号する回数を受信状態が良い受信信号を繰り返し復号する回数より多くすることにより、少ない演算量で複数の受信信号を復号して受信特性を良化することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
無線基地局は、複数ユーザの受信データを処理しなければならない。従って、無線基地局は、一つのデバイスで複数ユーザの復号処理を単位時間内に行う必要がある。例えば、一つのデバイス内で所定の時間内にターボ復号を１ｃｈ（チャネル）につき最大６回繰り返し復号が可能で２０ｃｈ分の復号が行える場合、このデバイスは、トータルで１２０回（２０ｃｈ×６回）ターボ復号の繰り返し回数を許容できることになる。
【００１７】
ここで、複数のチャネルの受信信号に対して、一つ（またはチャネル数より少ない数）のターボ復号器を用いて繰り返し復号を行う場合、各チャネルの受信信号を繰り返し復号する回数をターボ復号器の能力内で割り振る必要がある。
【００１８】
そこで、本発明者は、ユーザ毎にブロックエラーレート（フレームエラーレート）を測定し、受信状態の良いユーザには最大復号回数＝１２０回の中でユーザ毎にバランスよく最大復号回数を割り当てることで、受信特性の劣化を防ぐことを見いだし、本発明をするに至った。
【００１９】
すなわち、本発明の骨子は、複数の受信系統で受信した信号をターボ復号等で繰り返し復号するターボ復号器において、受信状態が悪い受信信号を繰り返し復号する回数を受信状態が良い受信信号を繰り返し復号する回数より多くすることである。
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施の形態に係る通信装置の構成を示すブロック図である。図１の通信装置１００は、受信部１０１−１〜１０１−ｎと、入力部１０２と、ターボ復号部１０３と、出力部１０４とから主に構成される。このターボ復号部１０３は、ターボ復号器１１１と、繰り返し回数設定部１１２と、ブロックエラーレート測定部１１３と、測定時間制御部１１４とから主に構成される。
【００２１】
図１において、受信部１０１−１〜１０１−ｎは、受信した各チャネルの受信信号をそれぞれベースバンド周波数に変換、及び復調し、復調した受信信号を入力部１０２に出力する。入力部１０２は、受信部１０１−１〜１０１−ｎから出力された受信信号を順にターボ復号部１０３に出力する。
【００２２】
ターボ復号部１０３は、各チャネル（受信系統）の受信信号を繰り返し復号する。このターボ復号部１０３は、受信信号を先に復号した結果からチャネル単位で受信状態を比較し、受信状態の悪いチャネルの受信信号を繰り返し復号する回数を、受信状態の良いチャネルの受信信号を繰り返し復号する回数より多く設定する。出力部１０４は、ターボ復号部１０３において復号された受信信号をチャネル別に異なる出力として出力する。
【００２３】
このように、通信装置１００は、各チャネルの受信状態に対応して、繰り返し回数を設定し、この繰り返し回数で受信信号を繰り返し復号する。次に、ターボ復号部１０３の内部構成について説明する。
【００２４】
ターボ復号器１１１は、入力部１０２から出力された受信信号を繰り返し回数設定部１１２が指示する回数で繰り返し復号してブロックエラーレート測定部１１３と出力部１０４に出力する。
【００２５】
繰り返し回数設定部１１２は、ブロックエラーレート測定部１１３において測定されたブロックエラーレートに基づいて、エラーレートが高いチャネルの受信信号よりエラーレートが低いチャネルの受信信号により多くの繰り返し回数で繰り返し復号を行う指示をターボ復号器１１１に出力する。
【００２６】
また、繰り返し回数設定部１１２は、全チャネルの受信信号を所定の時間内に繰り返し復号する回数を合計し、合計した回数がターボ復号器１１１の処理能力内であるか否か判定する。そして、合計した回数がターボ復号器１１１の処理能力を超える場合、繰り返し回数設定部１１２は、繰り返し回数を減らす。たとえば、繰り返し回数設定部１１２は、最も繰り返し回数が多いチャネルから順に繰り返し回数を減らして、合計した回数がターボ復号器１１１の処理能力内とする。
【００２７】
ブロックエラーレート測定部１１３は、所定の時間で復号された受信信号に発生する誤りを測定して得られるブロックエラーレートを繰り返し回数設定部１１２と測定時間制御部１１４に出力する。また、ブロックエラーレート測定部１１３は、測定時間制御部１１４が指示する測定時間単位で各チャネルの受信信号のブロックエラーレートを測定する。
【００２８】
測定時間制御部１１４は、ブロックエラーレート測定部１１３において測定されたブロックエラーレートに基づいて、エラーレートが低いチャネルの受信信号の測定時間よりエラーレートが高いチャネルの受信信号の測定時間を長くする指示をブロックエラーレート測定部１１３に出力する。
【００２９】
次に、本実施の形態に係るターボ復号器の動作について説明する。図２は、本実施の形態のターボ復号器の動作の一例を示すフロー図である。
【００３０】
ＳＴ２０１では、入力情報を取得する。ＳＴ２０２では、繰り返し回数設定部１１２において、復号を繰り返す回数を示すＬｏｏｐが初期値ａに設定される。
【００３１】
ＳＴ２０３では、ターボ復号器１１１において、受信信号がＬｏｏｐで示す回数で繰り返し復号される。ＳＴ２０４では、ブロックエラーレート測定部１１３において、復号化された受信信号のブロックエラーレート（ＢＬＥＲ）が測定される。
【００３２】
ＳＴ２０５では、測定時間制御部１１４において、受信信号のブロックエラーレート（ＢＬＥＲ）が所定の値（Ｘ）以上であるか否か判定される。受信信号のブロックエラーレート（ＢＬＥＲ）が所定の値（Ｘ）以上である場合、ＳＴ２０８に進み、受信信号のブロックエラーレート（ＢＬＥＲ）が所定の値（Ｘ）未満である場合、ＳＴ２０６に進む。
【００３３】
ＳＴ２０６では、測定時間制御部１１４がブロックエラーレートの測定時間を長くする指示をブロックエラーレート測定部１１３に出力する。ＳＴ２０７では、繰り返し回数設定部１１２が、このチャネルの受信信号の繰り返し復号回数を１減算してＳＴ２１１に進む。
【００３４】
ＳＴ２０８では、測定時間制御部１１４において、受信信号のブロックエラーレート（ＢＬＥＲ）が所定の値（Ｙ）以上であるか否か判定される。受信信号のブロックエラーレート（ＢＬＥＲ）が所定の値（Ｙ）以上である場合、ＳＴ２０９に進み、受信信号のブロックエラーレート（ＢＬＥＲ）が所定の値（Ｙ）未満である場合、ＳＴ２１１に進む。
【００３５】
ＳＴ２０９では、測定時間制御部１１４がブロックエラーレートの測定時間を短くする指示をブロックエラーレート測定部１１３に出力する。ＳＴ２１０では、繰り返し回数設定部１１２が、このチャネルの受信信号の繰り返し復号回数を１加算してＳＴ２１１に進む。
【００３６】
ＳＴ２１１では、繰り返し回数設定部１１２が、ターボ復号器１１１が所定時間内に処理できる繰り返し復号数の最大値（ＭＡＸ）から復号しているチャネルの受信信号の繰り返し回数Ｌｏｏｐを減算する。
【００３７】
ＳＴ２１２では、繰り返し回数設定部１１２において、繰り返し復号数の最大値（ＭＡＸ）が０未満であるか否か判定される。繰り返し復号数の最大値（ＭＡＸ）が０未満である場合、ＳＴ２１３に進む。また、繰り返し復号数の最大値（ＭＡＸ）が０以上である場合、終了して次のチャネルの繰り返し復号の回数を設定する。
【００３８】
ＳＴ２１３では、繰り返し回数設定部１１２が、ブロックエラーレートが低い他のチャネルの繰り返し復号の回数の一部（ｂ）をこのチャネルの繰り返し復号回数に振り替える。ＳＴ２１４では、繰り返し回数設定部１１２が、他のチャネルの繰り返し復号の回数の一部（ｂ）をこのチャネルの繰り返し復号回数（ａ）に設定し、終了して次のチャネルの繰り返し復号の回数を設定する。
【００３９】
上記動作の説明において、所定の値（Ｘ）と所定の値（Ｙ）は同じ値でも良いし、異なる値でも良い。図３は、本実施の形態の通信装置のしきい値の一例を示す図である。縦軸は、ブロックエラーレートを示す。図３では、所定の値（Ｘ）が所定の値（Ｙ）より小さい例である。
【００４０】
ブロックエラーレートが、所定の値（Ｘ）より小さい場合、繰り返し回数設定部１１２は、繰り返し回数を減らす指示を出力する。ブロックエラーレートが、所定の値（Ｘ）より大きく、かつ所定の値（Ｙ）より小さい場合、繰り返し回数設定部１１２は、繰り返し回数の変更を指示しない。ブロックエラーレートが、所定の値（Ｙ）より大きい場合、繰り返し回数設定部１１２は、繰り返し回数を増やす指示を出力する。
【００４１】
このように、本実施の形態の通信装置によれば、複数の受信系統で受信した信号をターボ復号等で繰り返し復号するターボ復号器において、受信状態が悪い受信信号を繰り返し復号する回数を受信状態が良い受信信号を繰り返し復号する回数より多くすることにより、少ない演算量で複数の受信信号を復号して受信特性を良化することができる。
【００４２】
特に、受信系統の数が多ければ多いほど統計多重効果により、全ての受信系統の受信状態が悪いケースの発生が少なくなり、受信状態が悪い受信系統の数と受信状態が良い受信系統の数の分布に偏りがなくなるので、受信状態が良い受信系統の繰り返し復号回数を受信状態が悪い受信系統の繰り返し復号に振り分けることが容易になる。
【００４３】
また、このように、本実施の形態の通信装置によれば、誤り発生率が高い受信系統の測定時間を前記誤り発生率が低い受信系統の測定時間より短く設定し、この測定時間で誤り検出した結果に基づき誤り発生率が高い受信信号を繰り返し復号する回数を、誤り発生率が低い受信信号を繰り返し復号する回数より多くすることにより、受信状態の悪い信号の状況を短時間で把握して繰り返し回数を適切に設定でき、少ない演算量で複数の受信信号を復号して受信特性を良化することができる。
【００４４】
なお、上記実施の形態では、ターボ復号を用いた例について説明しているが、復号の繰り返し回数により受信特性が異なる繰り返し復号方法であれば、いずれも適用できる。
【００４５】
また、上記通信装置を複数備え、通信装置間で物理チャネルを再配置することもできる。この場合、各通信装置にアサインされる物理チャネルを再配置することにより、各通信装置の処理負荷を均等化することができる。
【００４６】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。例えば、上記実施の形態では、ターボ復号器装置として行う場合について説明しているが、これに限られるものではなく、このターボ復号方法をソフトウェアとして行うことも可能である。
【００４７】
例えば、上記ターボ復号方法を実行するプログラムを予めＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）に格納しておき、そのプログラムをＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｏｒＵｎｉｔ）によって動作させるようにしても良い。
【００４８】
また、上記ターボ復号方法を実行するプログラムをコンピュータで読み取り可能な記憶媒体に格納し、記憶媒体に格納されたプログラムをコンピュータのＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）に記録して、コンピュータをそのプログラムにしたがって動作させるようにしても良い。
【００４９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のターボ復号器及びターボ復号方法によれば、複数の受信系統で受信した信号をターボ復号等で繰り返し復号するターボ復号器において、受信状態が悪い受信信号を繰り返し復号する回数を受信状態が良い受信信号を繰り返し復号する回数より多くすることにより、少ない演算量で複数の受信信号を復号して受信特性を良化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る通信装置の構成を示すブロック図
【図２】本実施の形態のターボ復号器の動作の一例を示すフロー図
【図３】本実施の形態の通信装置のしきい値の一例を示す図
【符号の説明】
１０１−１〜１０１−ｎ受信部
１０２入力部
１０３ターボ復号部
１０４出力部
１１１ターボ復号器
１１２繰り返し回数設定部
１１３ブロックエラーレート測定部
１１４測定時間制御部

Claims

複数の受信系統で受信した受信信号を繰り返し復号する回数を所定の時間毎に受信系統別に設定する繰り返し回数設定手段と、前記繰り返し回数設定手段で設定された回数で受信信号を繰り返し復号する復号手段と、受信信号の受信状態を測定する測定手段と、を具備し、前記繰り返し回数設定手段は、繰り返し復号の回数の合計が前記復号手段の能力以内となる繰り返し回数で受信状態が良い受信信号より悪い受信信号に繰り返し回数を多く設定することを特徴とするターボ復号器。
前記復号手段は、復号結果を事前情報として受信信号と共に繰り返し復号してターボ復号を行うことを特徴とする請求項１に記載のターボ復号器。
復号した受信信号について所定の時間あたりの誤り発生率を測定するブロックエラーレート測定手段を具備し、前記繰り返し回数設定手段は、前記誤り発生率が高い受信系統の繰り返し復号回数を前記誤り発生率が低い受信系統の繰り返し復号回数より多く設定することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のターボ復号器。
前記誤り発生率が高い受信系統の測定時間を前記誤り発生率が低い受信系統の測定時間より短く設定する測定時間制御手段を具備し、前記ブロックエラーレート測定手段は、前記測定時間制御手段が設定した測定時間で誤り発生率を測定することを特徴とする請求項３に記載のターボ復号器。
複数の受信系統で信号を受信する受信手段と、複数の受信系統で受信した受信信号を前記復号手段の処理時間単位で一系統ずつ受信信号を前記復号手段に出力する入力手段と、前記復号手段において繰り返し復号された受信信号を受信系統別に出力する出力手段と、を具備し、前記復号手段は、前記入力信号から出力された受信信号を繰り返し復号して復号結果を前記出力手段に出力することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のターボ復号器。
複数の受信系統で受信した受信信号を繰り返し復号する回数を所定の時間毎に受信系統別に設定する繰り返し回数設定工程と、前記繰り返し回数設定工程で設定された回数で受信信号を繰り返し復号する復号工程と、受信信号の受信状態を測定する測定工程と、を具備し、前記繰り返し回数設定工程は、繰り返し復号の回数の合計が前記復号工程の能力以内となる繰り返し回数で受信状態が良い受信信号より悪い受信信号に繰り返し回数を多く設定することを特徴とするターボ復号方法。