JP2005260585A - ターボ復号器 - Google Patents
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Abstract
【課題】 伝送効率を向上させることができるターボ復号器を提供すること。
【解決手段】 ターボ復号器104は、送信されてきたターボ符号系列に対しターボ復号を行う。誤り検出部105は、ターボ復号器104によるターボ復号の結果に対し誤り検出を行う。そして、ターボ復号器104は、送信されてきたターボ符号系列の再送が発生した場合、再送されてきたターボ符号系列に対して行うターボ復号に、誤り検出部105による誤り検出の結果を反映させる。
【選択図】 図1
【解決手段】 ターボ復号器104は、送信されてきたターボ符号系列に対しターボ復号を行う。誤り検出部105は、ターボ復号器104によるターボ復号の結果に対し誤り検出を行う。そして、ターボ復号器104は、送信されてきたターボ符号系列の再送が発生した場合、再送されてきたターボ符号系列に対して行うターボ復号に、誤り検出部105による誤り検出の結果を反映させる。
【選択図】 図1
Description
本発明は、HARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest)を適用したデータ受信機において使用されるターボ復号器に関する。
近年、通信技術においてはその速度の向上および精度の向上が求められている。現在移動体通信において、高速化を実現する方式として応用が検討されているのがHSDPA(High Speed Downlink Packet Access)である。この方式では、通信精度向上のためにHARQと呼ばれる処理を行なっている。これは、誤り訂正処理と再送処理を組み合わせたものである。また、この方式では、まず受信したデータに対し誤り訂正処理を行い、誤り訂正に失敗した場合には送信側に対しデータの再送を要求し、再受信したデータに対し改めて誤り訂正処理を行なう。
ここで行なう誤り訂正処理において近年応用されているのがターボ符号であり、データ送信機側にはターボ符号器が、データ受信機側にはターボ復号器が、それぞれ設けられている。ターボ復号器でターボ復号されるデータは、ターボ符号器でターボ符号化されたデータである。ターボ符号器では、送信したいデータ系列Xから冗長系列Zを生成し、また、データ系列Xにインタリーブ処理を施すことで生成されたデータ系列X’から冗長系列Z’を生成し、データ系列X、冗長系列Zおよび冗長系列Z’の3系列を、ターボ復号器を備えている受信機に送信する。以下、従来のターボ復号器におけるターボ復号のアルゴリズムについて概説する。
図6は、従来のターボ復号器の構成の一例を示すブロック図である。図6に示すターボ復号器10おいて11、12、13は受信系列蓄積用のRAM(Random Access Memory)である。RAM11はデータ系列Xを、RAM12は冗長系列Zを、RAM13は冗長系列Z’を、それぞれ蓄積する。14、15は軟判定器である。軟判定器14、15は、受信系列の軟判定復号を行い、その結果、つまり軟判定値を有する軟判定結果を出力する。軟判定器14においては、RAM11に蓄積されたデータ系列Xと、RAM12の冗長系列Zと、軟判定結果入力部16からの入力とから、データ系列Xの軟判定結果を生成し出力する。繰り返し復号の初回時には、軟判定器15の演算が行なわれていないため、軟判定結果入力部16は、軟判定結果の代わりに0固定値を選択して入力する。
次に、軟判定器15においては、RAM11のデータ系列Xに対するインタリーバ17のインタリーブ処理によって生成されたデータ系列X’と、RAM13の冗長系列Z’と、軟判定器14の演算結果である軟判定結果に対するインタリーバ18のインタリーブ処理結果とから、データ系列X’の軟判定結果を生成し出力する。この軟判定結果は、デインタリーバ19によってデインタリーブ処理を施された後、軟判定結果蓄積RAM20に一旦蓄積される。続いて、再び軟判定器14が、データ系列Xと、冗長系列Zと、軟判定結果入力部16からの入力(繰り返し復号において2回目以降の場合は、軟判定結果蓄積RAM20に蓄積されている軟判定結果)とを用いて軟判定復号を行う。さらに、その結果を用いて軟判定器15が軟判定復号を行なう。この繰り返しで復号の精度を向上させていく。また、復号の都度、軟判定値に対して最終的な「0」または「1」の硬判定結果を出力する硬判定復号を硬判定器21で行う。
その硬判定結果に対してはCRC演算が施され、ターボ復号の処理対象系列を一定長に区切ったブロック内における全ての復号結果が正しいかまたは1ビットでも誤りがあるかの判定結果(CRC判定結果)が得られる(例えば、特許文献1および特許文献2参照)。そして、規定回数まで上記の復号処理を繰り返しても処理対象系列中の全復号結果に対するCRC判定結果が正とならなかった場合、再送を要求する信号がデータ送信機側に送られ、データ系列X、冗長系列Zおよび冗長系列Z’が再送信され、そして、再度復号処理が行われる。
特開2002−51030号公報
特開2002−111512号公報
しかしながら、上記従来のターボ復号器10では、データ送信機側からデータ系列X、冗長系列Zおよび冗長系列Z’が再送信されてきた場合、前回送信時のデータ系列X、冗長系列Zおよび冗長系列Z’はデータの上書きにより消去されてしまい、また、そのときの復号結果も全て破棄されてしまう。再送信時に受信した受信系列が前回より必ずしも高精度(誤りが少ない)とは限らず、再送処理が何度も繰り返される可能性がある、すなわち、伝送効率の向上に一定の限界があった。
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、伝送効率を向上させることができるターボ復号器を提供することを目的とする。
本発明のターボ復号器は、送信されてきたターボ符号系列に対しターボ復号を行うターボ復号手段と、前記ターボ復号手段によるターボ復号の結果に対し誤り検出を行う誤り検出手段と、を有し、前記ターボ復号手段は、送信されてきたターボ符号系列の再送が発生した場合、再送されてきたターボ符号系列に対して行うターボ復号に、前記誤り検出手段による誤り検出の結果を反映させる構成を採る。
この構成によれば、送信されてきたターボ符号系列の再送が発生した場合、再送されてきたターボ符号系列に対して行うターボ復号に、送信されてきたターボ符号系列のターボ復号結果に対する誤り検出結果を反映させるため、特に再送信時におけるターボ復号精度を向上させることができるとともにターボ復号処理の早期終了を促進することができ、よって、伝送効率を向上させることができる。
本発明のターボ復号器は、上記構成において、送信されてきたターボ符号系列に対して行われた、前記ターボ復号手段によるターボ復号の結果から、ターボ符号系列におけるデータ系列を生成する生成手段をさらに有し、前記ターボ復号手段は、送信されてきたターボ符号系列の再送が発生した場合、前記誤り検出手段による誤り検出の結果に基づいて、再送されてきたターボ符号系列におけるデータ系列および前記生成手段により生成されたデータ系列の一方をターボ復号の対象として選択する構成を採る。
この構成によれば、送信されてきたターボ符号系列の再送が発生した場合、送信されてきたターボ符号系列のターボ復号結果から生成されたデータ系列のうち高精度のものを、再送されてきたターボ符号系列に対するターボ復号に流用することができる。
本発明のターボ復号器は、上記構成において、前記ターボ復号手段は、送信されてきたターボ符号系列に対し軟判定復号を行う軟判定復号手段を有し、前記軟判定復号手段は、送信されてきたターボ符号系列の再送が発生した場合、前記誤り検出手段による誤り検出の結果に基づいて、送信されてきたターボ符号系列に対して行われた軟判定復号の結果を用いて、再送されてきたターボ符号系列に対し軟判定復号を行う構成を採る。
この構成によれば、送信されてきたターボ符号系列の再送が発生した場合、送信されてきたターボ符号系列に対する軟判定復号結果のうち高精度のものを、再送されてきたターボ符号系列に対する軟判定復号に流用することができる。
本発明の通信端末装置は、上記のターボ復号器を有する構成を採る。
この構成によれば、上記のターボ復号器と同様の作用効果を、通信端末装置において実現することができる。
本発明の無線基地局装置は、上記のターボ復号器を有する構成を採る。
この構成によれば、上記のターボ復号器と同様の作用効果を、無線基地局装置において実現することができる。
以上説明したように、本発明によれば、伝送効率を向上させることができる。
本発明の骨子は、送信されてきたターボ符号系列の再送が発生した場合、再送されてきたターボ符号系列に対して行うターボ復号に、送信されてきたターボ符号系列のターボ復号結果に対する誤り検出結果を反映させることである。
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1に係るターボ復号器を備えたデータ受信機の構成を示すブロック図である。図1に示すデータ受信機100は、移動体通信システムにおける移動体通信端末装置および無線基地局装置のいずれにも適用可能である。
図1は、本発明の実施の形態1に係るターボ復号器を備えたデータ受信機の構成を示すブロック図である。図1に示すデータ受信機100は、移動体通信システムにおける移動体通信端末装置および無線基地局装置のいずれにも適用可能である。
データ受信機100は、無線信号の送受信を行うアンテナ101と、アンテナ101で受信した受信系列を周波数変換するRF(Radio Frequency)部102と、周波数変換された受信系列をアナログディジタル変換するA/D変換器103と、アナログディジタル変換された受信系列に対してターボ復号を行う、本発明の実施の形態1に係るターボ復号器104と、ターボ復号器104の復号結果に対してCRC演算を行い、ターボ復号の処理対象系列を一定長に区切ったブロック内における全ての復号結果が正しいかまたは1ビットでも誤りがあるかの判定結果(CRC判定結果)を得る誤り検出部105と、規定回数まで上記の復号処理を繰り返しても処理対象系列中の全復号結果に対するCRC判定結果が正とならなかった場合、再送を要求する信号をデータ送信機側に送信する再送要求信号送信部106とを有する。
図2は、本発明の実施の形態1に係るターボ復号器104の内部構成を示すブロック図である。
図2に示すターボ復号器104において、111、112、113は受信系列蓄積用のRAMであり、114、115は軟判定器であり、116は、軟判定結果入力部であり、117、118はインタリーバであり、119はデインタリーバであり、120は軟判定結果蓄積RAMであり、121は硬判定器であり、122はデータ系列再生成部であり、123はセレクタである。
以下、上記構成を有するターボ復号器104におけるターボ復号動作について説明する。まず、初回送信の場合、A/D変換器103から受信系列が入力されると、データ系列Xは、セレクタ123を経由してRAM111に送られ、冗長系列Zは、RAM112に送られ、冗長系列Z’は、RAM113に送られる。RAM111はデータ系列Xを、RAM112は冗長系列Zを、RAM113は冗長系列Z’を、それぞれ蓄積する。軟判定器114、115は、受信系列の軟判定復号を行い、その結果、つまり軟判定値を有する軟判定結果を出力する。軟判定器114においては、RAM111に蓄積されたデータ系列Xと、RAM112の冗長系列Zと、軟判定結果入力部116からの入力とから、データ系列Xの軟判定結果を生成し出力する。繰り返し復号の初回時には、軟判定器115の演算が行なわれていないため、軟判定結果入力部116は、軟判定結果の代わりに0固定値を選択して入力する。
RAM111のデータ系列Xに対するインタリーバ117のインタリーブ処理によって生成されたデータ系列X’は、軟判定器115に出力される。軟判定器115においては、入力されたデータ系列X’と、RAM113の冗長系列Z’と、軟判定器114の演算結果である軟判定結果に対するインタリーバ118のインタリーブ処理結果とから、データ系列X’の軟判定結果を生成し出力する。この軟判定結果は、デインタリーバ119によってデインタリーブ処理を施された後、軟判定結果蓄積RAM120に一旦蓄積される。続いて、再び軟判定器114が、データ系列Xと、冗長系列Zと、軟判定結果入力部116からの入力(繰り返し復号において2回目以降の場合、軟判定結果蓄積RAM120に蓄積されている軟判定結果)とを用いて軟判定復号を行う。さらに、その結果を用いて軟判定器115が軟判定復号を行なう。この繰り返しで復号の精度を向上させていく。また、復号の都度、軟判定値に対して最終的な「0」または「1」の硬判定結果を出力する硬判定復号を硬判定器121で行う。
そして、規定回数まで上記処理を繰り返しても処理対象系列全てのCRC判定結果が正とならなかった場合、再送要求信号生成部106によって再送要求信号が生成され、送信側に送られる。これにより再送処理が発生する。再送処理が発生すると、前回送信時の受信系列と同様に、受信系列が再びA/D変換器103からターボ復号器104に入力される。
再送された冗長系列ZはRAM112に送られ、RAM112に蓄積される情報は上書きされる。また、再送された冗長系列Z’はRAM113に送られ、RAM113に蓄積される情報も上書きされる。再送されたデータ系列Xに関しては、セレクト処理が行われる。以下、データ系列Xに対するセレクト処理について説明する。
データ系列再生成部122では、硬判定器121での判定結果からデータ系列Xを再生成する。ここでデータ系列Xは、元々は1ビットのデータであるが、送信側で変換されたものである。例えば、「0」は「1000…0」に、「1」は「0111…1」に、それぞれ変換されている。したがって、データ系列再生成部122は、復号結果「0」に対して例えば「1000…0」を、復号結果「1」に対して例えば「0111…1」を、それぞれ用意し、セレクタ123に供給する。
セレクタ123では、CRC判定結果に従って、データ系列再生成部122からのデータ系列X、または、再送されてきたデータ系列Xをブロック毎に選択し、RAM111に出力する。つまり、CRC判定結果が「正(OK)」となったブロックについては、再送されてきたデータ系列Xではなく、データ系列再生成部122からのデータ系列Xを選択する。一方、CRC判定結果が「誤(NG)」となったブロックについては、データ系列再生成部122からのデータ系列Xではなく、再送されてきたデータ系列Xを選択する。このようなせレクト処理の具体例を図3に示す。
ここで示された例では、データ長=4のブロックに対してCRC判定が行われ、前回復号の結果、ブロック#1、2、4が「OK」と判定され、ブロック#3が「NG」と判定されたとする。再受信データが「ABCD…MNOP」だったとする。この場合、CRC判定がOKだったブロック#1、2、4については、前回復号結果から生成されたX(1000…0)またはY(0111…1)が選択され、RAM111に蓄積される。また、CRC判定がNGだったブロック#3については、再受信データそのもの、つまり「IJKL」が選択され、RAM111に蓄積される。
そして、軟判定器114においては、前回送信時と同様に、RAM111に蓄積されたデータ系列Xと、RAM112の冗長系列Zと、軟判定結果入力部116からの入力とから、データ系列Xの軟判定結果を生成し出力する。
軟判定器115においては、インタリーバ117から入力されたデータ系列X’と、RAM113の冗長系列Z’と、軟判定器114の演算結果である軟判定結果に対するインタリーバ118のインタリーブ処理結果とから、データ系列X’の軟判定結果を生成し出力する。この軟判定結果は、デインタリーバ119によってデインタリーブ処理を施された後、軟判定結果蓄積RAM120に一旦蓄積される。続いて、再び軟判定器114が、データ系列Xと、冗長系列Zと、軟判定結果入力部116からの入力とを用いて軟判定復号を行う。さらに、その結果を用いて軟判定器115が軟判定復号を行なう。この繰り返しで復号の精度を向上させていく。また、復号の都度、軟判定値に対して最終的な「0」または「1」の硬判定結果を出力する硬判定復号を硬判定器121で行う。
ターボ符号は、その生成アルゴリズムの特性上、データ間の依存性が非常に高い。したがって、前回のCRC判定結果が正となったブロックについては前回の復号結果を利用することによって、前回のCRC判定結果が誤となったブロックの復号精度が向上する。
このように、本実施の形態によれば、送信されてきたターボ符号系列の再送が発生した場合、送信されてきたターボ符号系列のターボ復号結果から生成されたデータ系列Xのうち高精度のものを、再送されてきたターボ符号系列に対するターボ復号に流用することができるため、特に再送信時におけるターボ復号精度を向上させることができるとともにターボ復号処理の早期終了を促進することができ、よって、伝送効率を向上させることができる。
(実施の形態2)
図4は、本発明の実施の形態2に係るターボ復号器の構成を示すブロック図である。なお、本実施の形態で説明するターボ復号器は、実施の形態1で説明したターボ復号器104と同様の基本的構成を有しており、同一の構成要素には同一の参照符号を付与し、その詳細な説明を省略する。
図4は、本発明の実施の形態2に係るターボ復号器の構成を示すブロック図である。なお、本実施の形態で説明するターボ復号器は、実施の形態1で説明したターボ復号器104と同様の基本的構成を有しており、同一の構成要素には同一の参照符号を付与し、その詳細な説明を省略する。
図3に示すターボ復号器200は、ターボ復号器104の軟判定結果入力部116に代わって軟判定結果入力部201を有する。また、ターボ復号器200は、ターボ復号器104におけるデータ系列再生成部122およびセレクタ123を有さない。
上記構成を有するターボ復号器200におけるターボ復号動作について説明する。まず、初回送信の場合、A/D変換器103から受信系列が入力されると、RAM111はデータ系列Xを、RAM112は冗長系列Zを、RAM113は冗長系列Z’を、それぞれ蓄積する。軟判定器114、115は、受信系列の軟判定復号を行い、その結果、つまり軟判定値を有する軟判定結果を出力する。軟判定器114においては、RAM111に蓄積されたデータ系列Xと、RAM112の冗長系列Zと、軟判定結果入力部201からの入力とから、データ系列Xの軟判定結果を生成し出力する。繰り返し復号の初回時には、軟判定器115の演算が行なわれていないため、軟判定結果入力部201は、軟判定結果の代わりに0固定値を選択して入力する。
RAM111のデータ系列Xに対するインタリーバ117のインタリーブ処理によって生成されたデータ系列X’は、軟判定器115に出力される。軟判定器115においては、入力されたデータ系列X’と、RAM113の冗長系列Z’と、軟判定器114の演算結果である軟判定結果に対するインタリーバ118のインタリーブ処理結果とから、データ系列X’の軟判定結果を生成し出力する。この軟判定結果は、デインタリーバ119によってデインタリーブ処理を施された後、軟判定結果蓄積RAM120に一旦蓄積される。続いて、再び軟判定器114が、データ系列Xと、冗長系列Zと、軟判定結果入力部201からの入力(繰り返し復号において2回目以降の場合、軟判定結果蓄積RAM120に蓄積されている軟判定結果)とを用いて軟判定復号を行う。さらに、その結果を用いて軟判定器115が軟判定復号を行なう。この繰り返しで復号の精度を向上させていく。また、復号の都度、軟判定値に対して最終的な「0」または「1」の硬判定結果を出力する硬判定復号を硬判定器121で行う。
そして、規定回数まで上記処理を繰り返しても処理対象系列全てのCRC判定結果が正とならなかった場合、再送要求信号生成部106によって再送要求信号が生成され、送信側に送られる。これにより再送処理が発生する。再送処理が発生すると、前回送信時の受信系列と同様に、受信系列が再びA/D変換器103からターボ復号器104に入力される。そして、RAM111のデータ系列X、RAM112の冗長系列ZおよびRAM113の冗長系列Z’がそれぞれ上書きされる。
再送信時の場合、軟判定結果入力部201では、繰り返し復号の初回復号時においても、軟判定結果蓄積RAM120の出力が選択され出力され得る。より具体的には、軟判定結果入力部201は、CRC判定結果を参照し、CRC判定結果がOKだったブロックについては、軟判定結果蓄積RAM120からの出力を軟判定器114に送る。一方、CRC判定結果がNGだったブロックについては、前回送信時と同様に、0固定値を軟判定器114に送る。すなわち、軟判定結果入力部201は、(1)現在の処理が再送処理であること、および(2)前回送信時のCRC判定結果がOKだったブロックであること、を条件として軟判定結果蓄積RAM120の出力を選択し、軟判定器114に送る。この結果、軟判定器114では、繰り返し復号の初回復号時においても、軟判定結果蓄積RAM120の出力が部分的に使用されることになる。
このように、本実施の形態によれば、送信されてきたターボ符号系列の再送が発生した場合、送信されてきたターボ符号系列に対する軟判定復号結果のうち高精度のものを、再送されてきたターボ符号系列に対する軟判定復号に流用することができるため、特に再送信時におけるターボ復号精度を向上させることができるとともにターボ復号処理の早期終了を促進することができ、よって、伝送効率を向上させることができる。
なお、本実施の形態で説明したターボ復号器200は、実施の形態1で説明したターボ復号器104と同様に、データ受信機にて用いることができる。
(実施の形態3)
図5は、本発明の実施の形態3に係るターボ復号器の構成を示すブロック図である。なお、本実施の形態で説明するターボ復号器は、実施の形態1で説明したターボ復号器104と同様の基本的構成を有しており、同一の構成要素には同一の参照符号を付与し、その詳細な説明を省略する。
図5は、本発明の実施の形態3に係るターボ復号器の構成を示すブロック図である。なお、本実施の形態で説明するターボ復号器は、実施の形態1で説明したターボ復号器104と同様の基本的構成を有しており、同一の構成要素には同一の参照符号を付与し、その詳細な説明を省略する。
図5に示すターボ復号器300は、実施の形態1で説明したターボ復号器104に実施の形態2で説明した軟判定結果入力部201を加えた構成を有する。
よって、本実施の形態によれば、上記の各実施の形態で説明した作用効果を同時に実現することができる。
なお、本実施の形態で説明したターボ復号器300は、実施の形態1で説明したターボ復号器104と同様に、データ受信機にて用いることができる。
本発明のターボ復号器は、伝送効率を向上させる効果を有し、HARQを適用したデータ受信機において有用である。
100 データ受信機
101 アンテナ
102 RF部
103 A/D変換器
104、200、300 ターボ復号器
105 誤り検出部
106 再送要求信号送信部
111、112、113 RAM
114、115 軟判定器
116、201 軟判定結果入力部
117、118 インタリーバ
119 デインタリーバ
120 軟判定結果蓄積RAM
121 硬判定器
122 データ系列再生成部
123 セレクタ
101 アンテナ
102 RF部
103 A/D変換器
104、200、300 ターボ復号器
105 誤り検出部
106 再送要求信号送信部
111、112、113 RAM
114、115 軟判定器
116、201 軟判定結果入力部
117、118 インタリーバ
119 デインタリーバ
120 軟判定結果蓄積RAM
121 硬判定器
122 データ系列再生成部
123 セレクタ
Claims (5)
- 送信されてきたターボ符号系列に対しターボ復号を行うターボ復号手段と、
前記ターボ復号手段によるターボ復号の結果に対し誤り検出を行う誤り検出手段と、を有し、
前記ターボ復号手段は、
送信されてきたターボ符号系列の再送が発生した場合、再送されてきたターボ符号系列に対して行うターボ復号に、前記誤り検出手段による誤り検出の結果を反映させることを特徴とするターボ復号器。 - 送信されてきたターボ符号系列に対して行われた、前記ターボ復号手段によるターボ復号の結果から、ターボ符号系列におけるデータ系列を生成する生成手段をさらに有し、
前記ターボ復号手段は、
送信されてきたターボ符号系列の再送が発生した場合、前記誤り検出手段による誤り検出の結果に基づいて、再送されてきたターボ符号系列におけるデータ系列および前記生成手段により生成されたデータ系列の一方をターボ復号の対象として選択することを特徴とする請求項1記載のターボ復号器。 - 前記ターボ復号手段は、
送信されてきたターボ符号系列に対し軟判定復号を行う軟判定復号手段を有し、
前記軟判定復号手段は、
送信されてきたターボ符号系列の再送が発生した場合、前記誤り検出手段による誤り検出の結果に基づいて、送信されてきたターボ符号系列に対して行われた軟判定復号の結果を用いて、再送されてきたターボ符号系列に対し軟判定復号を行うことを特徴とする請求項1記載のターボ復号器。 - 請求項1記載のターボ復号器を有することを特徴とする通信端末装置。
- 請求項1記載のターボ復号器を有することを特徴とする無線基地局装置。
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2004
- 2004-03-11 JP JP2004069446A patent/JP2005260585A/ja active Pending
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