JP2006507736A - Ｆｅｃ復号化における消失判定手順 - Google Patents

Abstract

【課題】 連接符号によって符号化されたデータを復号化するＦＥＣ（順方向誤り訂正）復号化処理において、消失を判定する方法と、デコーダを提供する。
【解決手段】 第１入力データを復号化することにより、第１出力データを生成する。第１出力データの少なくとも一部を含む、第２入力データを復号することにより、第２出力データを生成する。第１及び第２出力データを比較し、その比較結果に基づいて、比較結果集積パラメータを更新する。最後に、更新された比較結果集積パラメータに基づいて、消失を設定するか否かを判定する。

Description

本発明は、一般に通信システム分野に関し、より特定的には、複数の段階、又は、その段階間において、もしくは反復間で情報の受け渡しを反復させて、動作するデコーダを、可能、または必要とする、順方向誤り訂正方式に関する。

順方向誤り訂正（ＦＥＣ）方式は、情報伝送の信頼性を高めるために、通信システムにおいて広く使用されている。普及しているＦＥＣ符号としては、畳み込み符号、ターボ（Ｔｕｒｂｏ）符号、リード・ソロモン符号、低密度パリティチェック符号があり、下記非特許文献１と２において説明されている。

このようなＦＥＣ符号を一つまたは複数連接することにより、全体の符号鎖の訂正能力を向上することができる。以下に、トランスミッタにおいて多段符号化を行い、その結果、レシーバにおいて、多段復号化が必要となる例を述べる。

（直列連接）
図１は、ＦＥＣ符号の直列連接を示す概要ブロック図である。一般に、二つある連接ＦＥＣ方式に関して、情報に適用された第１のＦＥＣ方式は通例「外符号」と呼ばれ、一方、情報に適用された第２のＦＥＣ方式は通例「内符号」と呼ばれる。

図１に示したトランスミッタにおいて、ソース４１は第１符号化ユニット（ｃｏｄｉｎｇ ｕｎｉｔ）４２に接続されており、外符号で符号化されたデータを出力として供給する。第１符号化ユニット４２の外符号により符号化されたデータは、第２符号化ユニット（ｅｎｃｏｄｉｎｇ ｕｎｉｔ）４３において、内符号により符号化される。最後に、送信ユニット４４は、符号化されたデータを対応するレシーバに送出する。

（並列連接）
一方、符号は、並列に連接することもできる。よく知られている例としては、ターボエンコーダがあり、図２にその概要ブロック図を示す。

ソース２１からのソースデータは、直接、送信ユニット２５に転送される。加えて、ソースデータは、第１再帰的エンコーダ２２において符号化され、また、インターリーバ２３で並びかえられた後、第２再帰的エンコーダ２２において、並列に符号化される。

ターボ復号化処理の局面は、下記非特許文献３に記載されている。以下、外部情報と、軟出力、という用語について、後の文献における定義に従い、言及する。

（軟入力／軟出力復号化）
特にターボデコーダでは、軟入力／軟出力（ＳＩＳＯ）デコーダは、高品質なデコーダ性能のために用いられる。しかし、これらは様々なＦＥＣ方式に適用されうる。

普及しているＳＩＳＯアルゴリズムとしては、最大事後確率（ＭＡＰ）、ＳＩＳＯビタービアルゴリズム（ＳＯＶＡ）、ｌｏｇ−ＭＡＰ、Ｍａｘ−ｌｏｇ−ＭＡＰ、ｓｕｍ−ｐｒｏｄｕｃｔ、そして確率伝搬（ｂｅｌｉｆ−ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ）がある。このようなＳＩＳＯアルゴリズムについては、下記非特許文献４〜６に例が示されている。

（消失復号化）
あるビットに対して、信頼性のある情報が受信されなかった場合、この信頼性の低い情報に更なる評価を行うよりは、むしろ破棄するべきである。このため、この特定のビットは、消失とみなすことができる。処理、もしくはインジケータ内でこのような消失によって表されている情報は、応じて選択されなければならない。従って、ある情報を消失と見なした場合、インジケータは、対応した値に設定される。

デコーダに対する入力シンボルの定義の簡単な一例を以下に示す（数式１）。

また、例えば、図３に示した、加法性白色ガウス雑音（ＡＷＧＮ）チャネルの、２進位相シフトキーイング（ＢＰＳＫ）変調において、消失シンボルを余分に定義することに代わる案としては、送信された論理値が「１」であるか「０」であるかを判断する場合に、受信された信頼性の低い値を、デコーダにとって何ら情報をもたらさない値に換えてしまうものがある。

図３の流れにおいて、そのような値とは、受信値「？」であるか、もしくは、「１」および「０」の送信確率が同程度であり、Ａ₀＝−Ａ₁である場合の、例えば値「０．０」である。

消失を判定するための、別の手法を述べる。例えば、下記非特許文献７の文献では、レシオスレッショルドテスト消失判定（Ｒａｔｉｏ−Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ Ｔｅｓｔ（ＲＴＴ）ｅｒａｓｕｒｅ ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ）と、ベイズ消失判定（ｂａｙｅｓｉａｎ ｅｒａｓｕｒｅ ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ）と呼ばれている、二つの異なる方式を要約している。

ＲＴＴ消失判定は、包絡線検波出力の比率に対するしきい値を定義する。消失は、その比率がしきい値を上回った場合に、定義される。

ＲＴＴ消失判定と同様に、ベイズ消失判定では、消失判定のしきい値が存在する。これは、誤りと消失の確率の線形結合からなる危険関数に、決定理論最小化の技法を用いることによって、決められる。

アウトプットスレッショルドテスト消失判定（ｏｕｔｐｕｔ ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ ｔｅｓｔ（ＯＴＴ）ｅｒａｓｕｒｅ ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ）が、下記非特許文献８で提案されている。ここでの消失判定の基準は、最大尤度判定ユニットへ入力される決定変数の最大値、つまりは復調器の出力である。
エス・リン（Ｓ．Ｌｉｎ）、ディージェイ・コステロ・ジュニア（Ｄ．Ｊ．Ｃｏｓｔｅｒｌｌｏ Ｊｒ．）、「エラー コントロール コーディング：ファンダメンタルズ アンド アプリケーションズ（Ｅｒｒｏｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｏｄｉｎｇ：Ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌｓ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ）」、プレンティスホール（Ｐｒｅｎｔｉｃｅ−Ｈａｌｌ）、１９８３年 アールジー・ガラガー（Ｒ．Ｇ．Ｇａｌｌａｇｅｒ）、「ロー デンシティー パリティー チェック コード（Ｌｏｗ ｄｅｎｓｉｔｙ ｐａｒｉｔｙ ｃｈｅｃｋ ｃｏｄｅｓ）」、アイアールイー・トランザクションズ・オン・インフォメーション・セオリー（ＩＲＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｔｈｅｏｒｙ）、ｖｏｌ．ＩＴ−８、１９６２年１月、ｐ２１−２８ ジェイ・ハーゲンナウアー（Ｊ．Ｈａｇｅｎａｕｅｒ）、ピー・ロバートソン（Ｐ．Ｒｏｂｅｒｔｓｏｎ）、エル・パプケ（Ｌ．Ｐａｐｋｅ）、「イテレイティブ （ターボ） デコーディング オブ システマティック コンボルーショナル コード ウィズ ザ マップ アンド ソーバ アルゴリズムズ（Ｉｔｅｒａｔｉｖｅ（Ｔｕｒｂｏ）ｄｅｃｏｄｉｎｇ ｏｆ ｓｙｓｔｅｍａｔｉｃ ｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎａｌ ｃｏｄｅｓ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ＭＡＰ ａｎｄ ＳＯＶＡ ａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ）」、プロシーディングズ・アイティージー・タグン・コーディエルン・フォア・ケレ・カナル・ウンド・ウーバートラグン（Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ＩＴＧ Ｔａｇｕｎｇ， Ｃｏｄｉｅｒｕｎｇ ｆuｒ Ｑｕｅｌｌｅ， Ｋａｎａｌ ｕｎｄ Uｂｅｒｔｒａｇｕｎｇ）、１９９４年１０月、ｐ２１−２９ エー・バー（Ａ．Ｂｕｒｒ）、「モジュレーション アンド コーディング フォア ワイヤレス コミュニケーションズ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｄｉｎｇ ｆｏｒ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）」 プレンティスホール（Ｐｒｅｎｔｉｃｅ−Ｈａｌｌ）、２００１年 エフアール・シーシャン（Ｆ．Ｒ．Ｋｓｃｈｉｓｃｈａｎｇ）、ビージェイ・フレイ（Ｂ．Ｊ．Ｆｒｅｙ）、エイチエイ・ローリガー（Ｈ．−Ａ．Ｌｏｅｌｉｇｅｒ）、「ファクター グラフス アンド ザ サムプロダクト アルゴリズム（Ｆａｃｔｏｒ Ｇｒａｐｈｓ ａｎｄ ｔｈｅ Ｓｕｍ−Ｐｒｏｄｕｃｔ Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ）」、アイトリプルイー・トランザクションズ・オン・インフォメーション・セオリー（ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｔｈｅｏｒｙ）、Ｖｏｌ．４７、Ｎｏ．２、２００１年２月、ｐ４９８−５１９ アールジェイ・マックエリス（Ｒ．Ｊ．ＭｃＥｌｉｅｃｅ）、ディージェイシー・マッケイ（Ｄ．Ｊ．Ｃ，ＭｃＫａｙ）、ジェイエフ・チェン（Ｊ．−Ｆ．Ｃｈｅｎｇ）、「ターボ デコーディング アズ アン インスタンス オブ パールズ ’ビリーフ プロパゲーション’ アルゴリズム（Ｔｕｒｂｏ ｄｅｃｏｄｉｎｇ ａｓ ａｎ ｉｎｓｔａｎｃｅ ｏｆ Ｐｅａｒｌ’ｓ ’ｂｅｌｉｅｆ ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ’ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ）」、アイトリプルイー・ジャーナル・オブ・セレクテッド・エリアズ・イン・コミュニケーションズ（ＩＥＥＥ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｓｅｌｅｃｔｅｄ Ａｒｅａｓ ｉｎ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）、Ｖｏｌ．１６、１９９８年２月、ｐ１４０−１５２ シーダブリュー・バウム（Ｃ．Ｗ．Ｂａｕｍ）、シーエス・ウイルキンス（Ｃ．Ｓ．Ｗｉｌｋｉｎｓ）、「イレイジャー ジェネレーション アンド インターリービング フォア メテオバースト コミュニケーションズ ウイズ フィックストレート アンド バリアブルレート コーディング（Ｅｒａｓｕｒｅ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｉｎｔｅｒｌｅａｖｉｎｇ ｆｏｒ Ｍｅｔｅｏｒ−Ｂｕｒｓｔ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ ｗｉｔｈ Ｆｉｘｅｄ−Ｒａｔｅ ａｎｄ Ｖａｒｉａｂｌｅ−Ｒａｔｅ Ｃｏｄｉｎｇ）」、アイトリプルイー・トランザクションズ・オン・コミュニケーションズ（ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）、Ｖｏｌ．４５、Ｎｏ．６、１９９７年６月、ｐ６２５−６２８ エルエル・ヤング（Ｌ．−Ｌ．Ｙａｎｇ）、エル・ハンゾー（Ｌ．Ｈａｎｚｏ）、「ロー コンプレキシティー イレイジャー インサーション イン アールエス コーデッド エスエフエイチ スプレッドスペクトラム コミュニケーションズ ウイズ パーシャルバンド インターフェレンス アンド ナカガミエム フェイディング（Ｌｏｗ Ｃｏｍｐｌｅｘｉｔｙ Ｅｒａｓｕｒｅ Ｉｎｓｅｒｔｉｏｎ ｉｎ ＲＳ−Ｃｏｄｅｄ ＳＦＨ Ｓｐｒｅａｄ−Ｓｐｅｃｔｒｕｍ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ ｗｉｔｈ Ｐａｒｉａｌ−Ｂａｎｄ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ａｎｄ Ｎａｋａｇａｍｉ−ｍ Ｆａｄｉｎｇ）」、アイトリプルイー・トランザクションズ・オン・コミュニケーションズ（ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）、Ｖｏｌ．５０、Ｎｏ．６、ｐ９１４−９２５

しかし、このようなチャネル推定に基づいた消失判定は、連接復号化方式や、多段階、もしくは反復復号アルゴリズム内において、すぐには使用することが出来ない。

従って、本発明の目的は、特に多段階、または反復復号アルゴリズム内での使用に関して改善された、消失判定方法と、それに対応するデコーダを提供することである。

この目的は、独立請求項に説明されている方法、及びデコーダの装置により解決される。好ましい実施形態は、従属請求項に説明されている。

本発明は、連接符号によって符号化されたデータを復号化する際の消失候補の取得手段に関する方法を明らかにする。さらに、消失を判定する、また、消失情報を設定する場合に、そのような手段をいかに使うことができるか、ということに関する基準を与える。

一般に、複数段階、または、段階間や反復間で情報の受け渡しを行う、反復復号化からなるＦＥＣデコーダに関しては、方法が定義され、それによって消失が定義される。評価基準に従い、そのような消失が受信情報に置き換えられ、全体的にデコーダの性能が改善される。

各復号化段階において、各段階後のデコーダの決定を表すメトリック（ｍｅｔｒｉｃ）が取得される。デコーダの決定が変わったかどうかを段階毎に記録する。各情報ビットに対して記録された累積変化数は、それぞれの情報が、次の復号化段階で消失の候補であるかどうかを判定するために評価される。

それに対応して、連接符号によって符号化されたデータの復号化を行うＦＥＣ復号化処理において、消失を判定する方法は、初めに、第１入力データを復号化することによって第１出力データを生成する。そして、第２入力データを復号化することによって第２出力データを生成する。第２入力データは、第１出力データの少なくとも一部を含む。第１及び第２出力データを比較し、その比較結果に基づいて、比較結果集積パラメータを更新する。最後に、更新された比較結果集積パラメータに基づいて、消失を設定するか否かを判定する。

このような消失判定は、デコーダの構成要素、もしくはその制御ユニットのソフトウェアによって実行されてもよい。連接符号化の技術を用いる際、消失の判定を可能にすることに加え、更に本解決は、複雑で時間のかかる判定処理における工程を回避する。

発明のよりよい理解のために、以下に、添付図面と照合しながら、好ましい実施形態について説明する。

以下に、図４と図５を参照して、本発明の一実施形態について説明する。

段階から段階へと情報の受け渡しを行う多段復号化について主に説明するが、もちろん、反復復号をもって多段復号化に代えた解決でも構わない。後に明らかになるように、符号化の問題に対して、反復デコーダでの解決があるならば、多段復号化方式に適用する場合と同様の方法で、本発明を反復復号方式に適用することができる。

さらに、直列連接符号と並列連接符号は、互いに相反するものではないという点に注意されたい。実際、並列連接符号である内ターボ符号を、例えば、外リード・ソロモン符号によって直列に連接することが可能である。

初めに、図４に示す多段ターボデコーダに伴う具体的なケースについて説明する。続いて、図５に示すより一般的な処理について説明する。図５は、直列、並列、またはその両方を組み合わせた連接符号様式用のデコーダによって行われる処理を示す図である。最後に、図４に戻り、相当する実施形態についてより具体的に説明する。

ここで、図４に示すように、多段ターボデコーダは、少なくとも二つのデコーダにおける段階４１と４２とを含む。更なる任意なデコーダにおける段階は図示していない。

多段デコーダへの入力データは、エンコーダ内で元のソースデータに当たる、系統的データ、並びにエンコーダ内の異なる符号化ステップから別々に取得された第１及び第２パリティーデータである。

第１復号化段階４１の第１復号化ユニット４１１は、系統的データと、第１パリティーデータとを受信し、それらをＭＡＰ復号化する。第１復号化ユニットの出力データは、デコーダの出力データとして与えられる決定データｄ１と、第１復号化段階の第１インターリーバ４１２に入力する外部情報ａ１とからなる。

第１復号化段階４１の第２復号化ユニット４１４は、第２インターリーバ４１３で並びかえられた系統的データ、第２パリティーデータ、及び、並びかえられた外部情報を受信し、それらをＭＡＰ復号化する。第２復号化ユニット４１２の出力データは、決定データと、外部データとからなる。決定データは、第１デインターリーバ４１６へ入力し、デコーダの出力ｄ２として与えられる。外部情報は、第１復号化段階の第２デインターリーバ４１５に入力し、元の順序に並びかえられた外部情報ａ２を、第２復号化段階４２への入力として与える。

第２復号化段階４２は、先の復号化段階４１の出力を追加の入力として使うこと以外は第１復号化段階４１と同様に配列され得るため、詳細な記述を省略する。第２復号化段階４２から与えられる出力は、決定データｄ３及びｄ４、並びに、元の順序に並びかえられた外部情報ａ４であり、以降の図示されない復号化段階に用いられる。

このように、多段ターボデコーダは、復号化ステップを反復させて、並列連接符号により符号化された入力データを復号化する。このケースでは、各復号化段階において、二つの復号化のステップが行われた。しかし、本発明の観点からは、図４は、４つの復号化段階を備えると考えてもよい。

図５を参照しながら、本発明の基本概念を説明する。

図５のステップ５０〜５７に示す消失を判定する処理は、復号化処理の各段階ｋにおいて行われる。

ステップ５１において、復号化段階ｋにおける全てのシンボルｊに対して、決定ｄ_j（ｋ）を生成、または判定する。そして、ステップ５２において、生成された決定ｄ_j（ｋ）と前の復号化段階ｋ−１において対応する決定ｄ_j（ｋ−１）とを比較する。

カウンタｃ_jは、一つのインフォワード（ｉｎｆｏｗｏｒｄ）のシンボルｊ毎に定義される。比較結果に従い、ステップ５３において、このカウンタを増加させる。従って、デコーダの決定が、前段階における決定に比べて値を変える度に、カウンタの値が更新される。カウンタｃ_jは、以下に示す規則に従って、Δ_j増やされる（数式２）。

これは、少なくとも復号化の二段階、もしくは二つのステップの後にのみ、適用可能である。段階ｋに対してカウンタｃ_jを更新した後、ステップ５４において、前に定義された比較結果のしきい値ｔと比較する。もし、しきい値より上回っている場合、次の復号化段階に渡したシンボルｄ_j（ｋ）に対応する情報を、上記定義されたものに従い、ステップ５５で、消失と設定する。このような消失判定を、デシジョンスレッショルドテスト（ｄｅｃｉｓｉｏｎ−ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ ｔｅｓｔ （ＤＴＴ））と呼ぶ。

最後に、次の復号化段階ｋ＋１に進む前に、ステップ５６において、カウンタｃ_jを０に再設定してもよい。あるいは、情報の二回目の消失に対して、しきい値を間接的に低減させるために、カウンタｃ_jの値を所定の値に再設定することが適しているかもしれない。

このように、この処理において、第１及び第２復号化ステップにおいて生成された出力データを互いに比較する。対応するパラメータやカウンタを更新することにより、比較結果を蓄積する。パラメータ及びカウンタは、消失を設定するか否かの判定を可能にする。好ましくは、復号化された出力データを生成する次のステップにおける入力データに、消失を設定するとよい。

必要とされる比較結果は、復号化された出力が変化しているか否かの情報に限られるため、比較するステップにおいて、対応する出力のそれぞれ２つのシンボル（またはビット）が等しいかどうかを評価してもよい。

上記の処理は、各復号化段階の後に適用することもできるし、また、一つまたはそれ以上の所定数の、復号化段階が実行された後に行ってもよい。後者の場合、好ましい実施形態は、全ての復号化段階が処理された後に上記の方法を適用することである。

このようなＦＥＣ復号化処理においては、一連のデコーダにおける段階を用い得る。その場合、各デコーダにおける段階では、前のデコーダにおける段階の出力データの少なくとも一部を受信する。

更に改善された実施形態では、ｋ_min個の段階が処理されるまで、ＤＴＴのカウンタｃ_jを評価しない。これはつまり、ｋ_min個の段階を処理するまで、ｃ_jは０であることを指す。従って、Δ_jの第１判定は、規則（１）においてｋ＝ｋ_min＋１から始まることになる。同様に、図５の全てのステップが実行される第１回目では、ｋ＝ｋ_min＋１である。

さらに上記の点に鑑みると、ステップ５１、また、ステップ５２と５３、及びステップ５４〜５６は、適切な時のみ実行される三つの独立した部分とみなしてよいことに注意されたい。図４を再度参照して、これらの部分の異なる用法について、以下により詳細に説明する。

しかし、ＤＴＴだけでは、消失に関する最適な基準にならないことが、性能調査により示されている。

そのため、ＤＴＴと、ＲＴＴに基づく基準とを組み合わせて用いることが好ましい。この実施形態では、ＤＴＴとは別の第２の基準が実現されなければならない。この第２の基準は、軟出力値ａ_j（ｋ）、つまりはｋ段階後に、シンボルｊに対して得られた情報に基づいている。これは、例えば対数尤度比の絶対値のように、決定ｄ_j（ｋ）の信頼性についてのソフトメトリック（ｓｏｆｔ ｍｅｔｒｉｃ）であることが好ましい。そして、消失を宣言する場合は、ｃ_jはしきい値ｔ_cを上回らなければならず、同時に、ａ_jは、あるしきい値ｔ_aを下回らなければならない。

結果として、このような実施形態では、図５で消失判定に当たる部分に相当するステップを、カウンタを比較するステップ５４と消失を設定するステップ５５との間に、補わなければならないことになる。

適切なしきい値は、主にシステム設計によることに注意されたい。しかし、当業者であれば、決定におけるエラー確率から、特有のしきい値ｔ_aを分析的に導き出すことができる。しきい値ｔ_cに関しては、ｔ_c＞ｋ／２で、良い動作結果が得られた。特に、各復号化ステップ、もしくは復号化段階の後に、少なくとも一つの基準をテストしてみると、比較結果のしきい値ｔ_cは、前に行った出力データの比較の数に依存することがある。

上記のＤＴＴ方法では、カウンタｃ_jが所定のしきい値を上回っているかどうかをチェックする。これに代えて、復号化後の誤り統計に従って、特定の値に対してｃ_jをチェックすることもできる。これによると、誤り統計が最終復号化段階の後に計算され、この誤り統計の結果に基づいて、特定のしきい値が判定される。そして、最終復号化段階の後に行われる消失判定のステップにおいて、この特定のしきい値が決定基準として用いられる。

ターボ符号を内符号として用い、ソロモン符号を外符号として用いて、いくつか検討を行った。内部の復号化段階の総数は８とした。ＤＴＴにおける、８復号化段階後の誤り統計を考えると、カウンタｃ_jが１と同じ、または２以上の全ての情報ビットは、ＤＴＴ基準を満たしていると定義され、この基準は、消失を判定するためのＲＴＴ基準からの結果を合わせたものである。カウンタｃ_jは、第２復号化段階、すなわちｋ_min＝２の後に評価した。

リード・ソロモン符号シンボルは、一般にｎビットからなり、ｎは１以上の整数である。ターボデコーダは、典型的にはビット消失を定義するので、リード・ソロモン復号化部で受信されたリード・ソロモンシンボルは、そのリード・ソロモンシンボル中のｎビットの一つもしくは所定の数が消失と設定された場合、消失として定義され得る。

発明の他の局面は、以下、次のように明らかになる。出力データの比較をするステップと、比較結果値を更新するステップは、例えば、復号化のアルゴリズム次第で、ビットやシンボルに基づいて、行われてもよい。さらに、消失は、関連するビットやシンボルに対応するように定義され得る。しかし、ターボ符号消失からリード・ソロモン消失に変換する上記のケース同様に、ビットに基づいた比較結果が、シンボル消失を引き起こすか、もしくはその逆が起きる場合がある。

ターボ復号化分野の当業者であれば、デコーダ間で受け渡しをする情報には様々なものがあることに気がつくであろう。本発明に関しては、いずれのデコーダにおいても、どの情報が次の段階に渡され、どの情報がデコーダの決定を含むかどうかが本質的に明らかであるため、これは何の問題も呈しない。一般的には情報は様々であるが、ある実施においては、同一のものであり得る。

対数尤度比（ＬＬＲ）は、確率比の対数として定義される。この関連から、比率１というのは、二つの事象が同程度に起こりうることを表しているため、何ら有用な情報を持っていないことが明らかである。従って、比率１，つまり０のＬＬＲは何の情報も持っておらず、消失という意味に等しい。このことから、具体的には、ＬＬＲを０に変えることによって、消失を設定してもよい。

一般に、データ事項が消失とみなされた情報は、そのデータ事項とは別個に、追加状況情報に記憶されてもよく、また、ＬＬＲなど、データ事項に関連のある現在情報に記憶されてもよいが、データ事項が消失に相当する値を持ち得る場合は、データ事項それ自体に記憶されてもよい。

ここで、ターボ復号の具体的なケースと、図４に示されているデコーダに戻って、さらに実施形態の説明を行う。なお、対応する特徴や効果は、直列、または組み合わせ様式の連接符号化用のデコーダであっても、同様に適用できる。

ターボ符号は、通常、二つ以上の並列連接符号からなる。デコーダにおいては、典型的には、情報ビットに対する外部情報と呼ばれるものが、デコーダにおける段階間で受け渡しされている。一般には、デコーダ間で受け渡しされる外部情報は、デコーダの決定とは異なるものである。

従って本決定基準は、好ましくは、軟出力としても知られているデコーダの決定変数を参照する。基準を外部情報に求めることは、一般には最適ではない。

しかし、消失と設定される情報の類は、好ましくは、続くデコーダにおける段階へ入力される系統的情報、及び／又は、デコーダにおける段階間で受け渡しされ、外部情報とも呼ばれる情報であるべきである。

図５に示す処理に従い、変化を検知するために、決定データｄ１〜ｄ４を互いに比較する。具体的には、別の、又は同じ、復号化段階の決定データ間で比較してもよい。このようにして、ｄ１とｄ２（任意でｄ２とｄ３）とが比較され、ｄ３とｄ４とが比較される。さらに、ｄ１とｄ３、及びｄ２とｄ４とが、相互に比較されてもよい。さらに他の組み合わせも可能である。

すでに上で示したように、様々な比較構成を用いたこれらの手法は、図５に示す各段階後に行われる処理への用途だけには限られない。それどころか、三つの独立している部分は、選択的に行われてもよい。例えば、さらなる処理をされない出力データを記憶する必要性を避けるために、復号化する出力を比較するステップ５２は、各復号化ステップ５１の後、すなわち、ｄ１またはｄ３を生成した直後に行われてもよい。

これら比較結果は、比較結果集積値、またはカウンタを更新するために使われ、その後、比較結果集積値、またはカウンタは、相当する所定のしきい値と比較される。そして、しきい値より上回っていた場合は、好ましくは外部情報である、復号化ユニットの出力を消失と設定する。

本発明に従い、上記ステップを行うための専用の回路、もしくは制御ユニットを、図４に示すデコーダに補ってもよい。

しかし、本発明に係わるデコーダは、反復して復号化を行うＤＳＰによって実施してもよい。その際、ＤＳＰは一つの復号化ユニットを反復して用い得る。それに応じて、ＤＳＰは、制御ユニットとして相当するステップを行ってもよい。

上記の実施形態とは別に、外部情報以外の情報も、消失と設定されてよい。これは、情報シンボルｊに関連を持つ系統ビット、及びパリティービットを備えることができる。このような関連は、例えば記憶長が重要な役目を果たす、畳み込みエンコーダのような、それぞれの符号化方式に対して、導き出すことができる。

トランスミッタ側の直列連接符号に関する簡単なブロック図 トランスミッタ側の並列連接符号を示す典型的なターボエンコーダのブロック図 ＢＰＳＫにおける消失定義を表す模式図 よく使われるターボ符号のデコーダの構成を示すブロック図 消失を定義する手順を表すフローチャート

Claims (25)

1. 連接符号により符号化されたデータを復号する、ＦＥＣ（順方向誤り訂正）復号化処理において消失を判定する方法であって、前記方法は、
   第１入力データを復号化することにより、第１出力データを生成するステップと、
   前記第１出力データの少なくとも一部を含む第２入力データを復号化することにより、第２出力データを生成するステップ（５１）と、
   前記第１と第２出力データを比較するステップ（５２）と、
   前記比較結果に基づいて、比較結果集積パラメータを更新するステップ（５３）と、
   前記更新された比較結果集積パラメータに基づいて、消失が設定されるべきかどうかを判定するステップ（５４）とを備える、方法。
2. 前記第１及び前記第２出力データは、異なる、または同じデコーダにおける段階において生成されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 前記消失は、以降の復号された出力データを生成するステップに対する、前記入力データに、設定されることを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
4. 前記ＦＥＣ復号化処理は、前のデコーダにおける段階からの出力データの、少なくとも一部を次のデコーダにおける段階が受信する、一連のデコーダにおける段階を用いることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
5. 前記ＦＥＣ復号化処理は、反復して行われることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の方法。
6. 前記比較するステップは、前記第１及び第２出力のそれぞれのシンボルが等しいかどうかを評価することにより行われることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の方法。
7. 前記比較するステップは、少なくとも二つの異なる出力データのペアに対して行い、そして前記比較結果集積パラメータは、対応する、前の比較に対する前記比較結果を記憶することを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載の方法。
8. 前記比較するステップは、それぞれの出力データに備えられている、第１及び第２決定データ間で行うことを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載の方法。
9. 前記第１及び第２出力データはそれぞれ外部データを備え、第１出力データ内の外部データの一部が、前記第２出力データを生成するための入力として用いられることを特徴とする、請求項１〜８のいずれかに記載の方法。
10. 前記消失は、前記第２出力データの一部に設定され、
    前記第２出力データは、以降の復号化された出力データを生成するステップに対する入力として用いられることを特徴とする、請求項１〜９のいずれかに記載の方法。
11. 少なくとも前記比較するステップは、出力データのビット毎、またはシンボル毎に行われることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれかに記載の方法。
12. さらに、前記第２出力データの少なくとも一部を含む第３入力データを復号化することによって、第３出力データを生成し、
    前記第３と前記第２出力データを比較し、
    前記第３と前記第２出力データ間の比較結果に基づいて、前記比較結果集積パラメータをさらに更新し、
    前記さらに更新された比較結果集積パラメータに基づいて、消失が設定されるべきかどうかを判定する、請求項１〜１１のいずれかに記載の方法。
13. 前記比較された出力データが、等しくないと比較結果が示している場合、カウンタを修正することによって、前記比較結果集積パラメータを更新するステップが行われ、
    前記判定するステップは、前記比較結果集積値と、行われたそれぞれの出力データ比較ステップ数に依存している所定の比較結果しきい値とを比較することを特徴とする、請求項１〜１２のいずれかに記載の方法。
14. 前記比較するステップと、前記判定するステップとは、各復号化段階の後、または、最小復号化段階数後の各復号化段階の後、もしくは、所定の復号化段階数の後、に行われることを特徴とする、請求項５〜１３のいずれかに記載の方法。
15. さらに、最終復号化段階後に誤り統計を行い、
    前記誤り統計の結果に基づいて特定のしきい値を判定し、
    最終復号化段階後に行われる前記判定するステップにおいて、前記特定のしきい値を決定基準として使用する、請求項５〜１４のいずれかに記載の方法。
16. 前記復号化処理は、ターボ符号によって符号化されたデータを内符号として復号化し、リード・ソロモン符号によって符号化されたデータを外符号として復号化することを特徴とする、請求項１〜１５のいずれかに記載の方法。
17. 前記消失は、０値を持つ対数尤度比であることを特徴とする、請求項１〜１６のいずれかに記載の方法。
18. 前記判定するステップは、以降の復号化段階に入力する系統データ、もしくはパリティーデータに対して、消失を定義することを特徴とする、請求項５〜１７のいずれかに記載の方法。
19. 前記判定するステップは、出力データのソフトメトリックがソフトメトリックしきい値より小さいか否かをチェックするステップをさらに含むことを特徴とする、請求項１〜１８のいずれかに記載の方法。
20. 前記ソフトメトリックしきい値は、決定誤りの確率に基づいて判定されることを特徴とする、請求項１９に記載の方法。
21. 連接符号によってＦＥＣ符号化されたデータを復号化する、ＦＥＣ（順方向誤り訂正）デコーダ装置であって、前記ＦＥＣデコーダは、
    第１入力データを復号化することによって、第１出力データを生成し、前記第１出力データの少なくとも一部を含む第２入力データを復号化することによって、第２出力データを生成するために整えられた復号化手段と、
    前記第１と第２出力データが等しいかどうかを評価し、前記評価結果と結果集積パラメータの前の値に基づいて結果集積パラメータを更新し、そして比較結果集積パラメータに基づいて、消失を設定するか否かを判定するために整えられた消失決定ユニットとを備える、ＦＥＣデコーダ。
22. 請求項１〜２０に記載の方法に従って動作するように適合させたことを特徴とする、請求項２１に記載の、前記ＦＥＣデコーダ装置。
23. 前記復号化手段は、多段ターボデコーダを含むことを特徴とする、請求項２１または２２に記載の、前記ＦＥＣデコーダ装置。
24. 通信システムにおいて使用されるレシーバであって、請求項２１〜２３のいずれかに記載のＦＥＣデコーダ装置を備える、レシーバ。
25. 請求項２１〜２３のいずれかに記載の、前記ＦＥＣデコーダ装置を備える、通信装置。
    
    

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