JP2007124341A - Device and method for decoding, and device and method for demodulation and decoding - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the characteristics of data transmission by efficiently utilizing repeated demodulation and repeated error correction, even if an LDPC code is applied to multi-level modulation in a multi-carrier transmission system, so as to obtain an LDPC coding and modulation system having superior characteristics. <P>SOLUTION: A device for decoding is provided with a storage means for storing a previous value of a decoder, when repeated decoding is completed and an update means for initializing the decoder, prior to the next repeated decoding and updating the initial value of the decoder, based on the stored previous value, and successively carries out the repeated decoding based on the updated initial value. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、マルチキャリア伝送方式における符号化変調において、低密度パリティ検査符号(Low−Density Parity−Check Codes;LDPC符号)を適用する復号装置および方法、ならびに復調復号装置および方法に関する。   The present invention relates to a decoding apparatus and method, and a demodulation decoding apparatus and method that apply a low-density parity-check code (LDPC code) in coding modulation in a multicarrier transmission system.

高い周波数利用効率を達成するためには、訂正能力の高い誤り訂正符号と多値変調の応用が必要である。例えば、非特許文献1に示すように、cdma2000 HRPD(High Rate Packet Data)システムのような既存セルラーシステムにおいても、情報ビットをターボ符号化し、16QAM(Quadrature Amplitude Modulation)などの多値変調を用いることにより、周波数利用効率を改善している。また、非特許文献2に示すように、変復調と符号復号技術の融合として、誤り訂正復号と多値レベルの変復調方式とを組み合わせる技術を提案したものがある。   In order to achieve high frequency utilization efficiency, it is necessary to apply error correction codes with high correction capability and multilevel modulation. For example, as shown in Non-Patent Document 1, even in an existing cellular system such as a cdma2000 HRPD (High Rate Packet Data) system, information bits are turbo-coded and multi-level modulation such as 16QAM (Quadrature Amplitude Modulation) is used. As a result, the frequency utilization efficiency is improved. As shown in Non-Patent Document 2, there is a technique that combines error correction decoding and multilevel modulation / demodulation methods as a fusion of modulation / demodulation and code decoding techniques.

また、非特許文献3に示すように、低密度パリティ検査符号(Low−Density Parity−Check Codes、以下、LDPC符号と略記する)は、新世代モバイルを対象とした無線方式において有力な候補として注目され、ターボ符号と並んで、シャノン限界に迫る性能を持つ。LDPC符号は、その特長として、復号アルゴリズムが、本質的に並列アルゴリズムであるため並列分散型ハードウェア実装に適している。また、様々な符号長、符号化率の符号を容易に構成できる柔軟性が利点として挙げられる。   Further, as shown in Non-Patent Document 3, low-density parity-check codes (hereinafter abbreviated as LDPC codes) are attracting attention as promising candidates in radio systems targeting new generation mobiles. Along with the turbo code, it has a performance approaching the Shannon limit. The LDPC code is suitable for parallel and distributed hardware implementation because its decoding algorithm is essentially a parallel algorithm. Another advantage is the flexibility of easily configuring codes with various code lengths and coding rates.

多値レベルの変復調方式とLDPC符復号技術の融合として、非特許文献4に示すような従来方式がある。非特許文献4の方式は、LDPC符号における反復復調復号方式である。この方式は、復調を行う後にLDPC復号を行い、さらに、LDPC復号器の出力判定値(事後値)を復調器に戻して、復調値を更新し、更新した復調値をLDPC復号器に入力して反復復号を行う。こうしたLDPC符号における反復復調復号方式は、反復復調を行わない復号方式より、特性をさらに改善することができる。   As a fusion of the multi-level modulation / demodulation method and the LDPC codec technique, there is a conventional method as shown in Non-Patent Document 4. The method of Non-Patent Document 4 is an iterative demodulation / decoding method in an LDPC code. In this method, LDPC decoding is performed after demodulation, the output decision value (post-event value) of the LDPC decoder is returned to the demodulator, the demodulated value is updated, and the updated demodulated value is input to the LDPC decoder. To perform iterative decoding. Such an iterative demodulation and decoding scheme in the LDPC code can further improve the characteristics than a decoding scheme that does not perform iterative demodulation.

その非特許文献4の方式は、シングルキャリア伝送システムに適用する反復復調復号方式である。新世代移動通信システムにおいては、シングルキャリア伝送方式に代わり、マルチキャリア伝送方式が有力視されている。マルチキャリア伝送方式の代表的なものとしては、OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing;直交周波数分割多重)方式やMC−CDMA(Multi-Carrier - Code Division Multiple Access;マルチキャリア符号分割多重アクセス)方式などが知られている。OFDM伝送方式における多値レベルの変復調方式とLDPC符復号技術の融合技術としては、非特許文献5に記載される方式が知られている。非特許文献5の方式は、マルチキャリア伝送方式において、復調を行った後にLDPC復号を行う方式である。その非特許文献5の方式では、反復復調復号を行わない。
3GPP2, C.S0024 Version 4.0, “cdma2000 High Rate Packet Data Air Interface Specification,” Oct. 2002. S. ten Brink, J. Speidel, and R. Yan, “Iterative Demapping and Decoding for Multilevel Modulation,” Proc. GlobeCom, pp.579-584, 1998. 和田山正:低密度パリティ検査符号とその復号法,トリケップス,2002. R. Narayanaswami, “Coded Modulation with Low-Density Parity-Check Codes,” Master’s Thesis, Dept. Elect. Eng., Texas A&M Univ., College Station, TX, 2001 H. Futaki and T. Ohtsuki, “Low-Density Parity-Check (LDPC) Coded OFDM Systems with M-PSK,” IEEE Vehicular Techn. Conf. VTC Spring 2002, vol.2, pp.1035-1039, May 2002.
The method of Non-Patent Document 4 is an iterative demodulation decoding method applied to a single carrier transmission system. In a new generation mobile communication system, a multi-carrier transmission system is considered promising instead of a single carrier transmission system. Typical examples of multicarrier transmission systems include OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) and MC-CDMA (Multi-Carrier-Code Division Multiple Access). It has been. As a fusion technique of a multi-level modulation / demodulation system and an LDPC codec technique in the OFDM transmission system, a system described in Non-Patent Document 5 is known. The method of Non-Patent Document 5 is a method in which LDPC decoding is performed after demodulation in the multicarrier transmission method. In the method of Non-Patent Document 5, iterative demodulation is not performed.
3GPP2, C.S0024 Version 4.0, “cdma2000 High Rate Packet Data Air Interface Specification,” Oct. 2002. S. ten Brink, J. Speidel, and R. Yan, “Iterative Demapping and Decoding for Multilevel Modulation,” Proc. GlobeCom, pp.579-584, 1998. Wadayama Tadashi: Low-density parity check code and its decoding method, Trikes, 2002. R. Narayanaswami, “Coded Modulation with Low-Density Parity-Check Codes,” Master's Thesis, Dept. Elect. Eng., Texas A & M Univ., College Station, TX, 2001 H. Futaki and T. Ohtsuki, “Low-Density Parity-Check (LDPC) Coded OFDM Systems with M-PSK,” IEEE Vehicular Techn. Conf. VTC Spring 2002, vol.2, pp.1035-1039, May 2002.

非特許文献4の方式に示されるように、反復復調復号を行う場合、復調の後にLDPC復号を行い、さらにLDPC復号器の出力軟判定値(事後値)を復調器に戻して復調値を更新し、更新した復調値をLDPC復号器に入力して反復復号を行う。LDPC符号における反復復調復号方式は、反復復調を行わない復号方式より、特性をさらに改善することができる。しかし、非特許文献5に示したマルチキャリア伝送方式における従来方式においては、反復復調復号を行わないので、特性をさらに改善することができない。   As shown in the non-patent document 4, when iterative demodulation is performed, LDPC decoding is performed after demodulation, and the output soft decision value (posterior value) of the LDPC decoder is returned to the demodulator to update the demodulated value. Then, the updated demodulated value is input to the LDPC decoder to perform iterative decoding. The iterative demodulation and decoding scheme in the LDPC code can further improve the characteristics than a decoding scheme that does not perform iterative demodulation. However, in the conventional system in the multicarrier transmission system shown in Non-Patent Document 5, the characteristics cannot be further improved because iterative demodulation and decoding are not performed.

ここで、反復復調復号方式についての一般的なアルゴリズムは非特許文献2に記載されており、非特許文献4に示した従来方式によるシングルキャリア伝送方式に適用したLDPC符号の反復復調復号方式の処理フローは図4のようになっている。図4の処理フローには二つの処理が含まれており、その一つが反復復調を行う外部処理(図中、ステップS27からステップS30)である。すなわち、LDPC復号器から戻ってくる復号器の事後値を復調器の事前値として、復調器の出力復調値を更新する。二つ目の処理は反復復号を行う内部処理(図中、ステップS22からステップS26)である。すなわち、復調器において更新した復調値をLDPC復号器に入力し、LDPC反復復号を行う。なお、図4は対数領域Sum−Product復号アルゴリズムを示すものであり、詳細な復号アルゴリズムは非特許文献3に詳しく記載されている。   Here, a general algorithm for the iterative demodulation and decoding system is described in Non-Patent Document 2, and processing of the iterative demodulation and decoding system of LDPC code applied to the conventional single carrier transmission system shown in Non-Patent Document 4 The flow is as shown in FIG. The processing flow of FIG. 4 includes two processes, one of which is an external process (step S27 to step S30 in the figure) that performs iterative demodulation. That is, the demodulator output value is updated using the decoder posterior value returned from the LDPC decoder as the demodulator prior value. The second process is an internal process for performing iterative decoding (from step S22 to step S26 in the figure). That is, the demodulated value updated in the demodulator is input to the LDPC decoder, and LDPC iterative decoding is performed. FIG. 4 shows a logarithmic domain Sum-Product decoding algorithm, and the detailed decoding algorithm is described in detail in Non-Patent Document 3.

図4に示されるように復号アルゴリズムにおける主な処理には、行処理、列処理、およびパリティ検査がある。行処理は復号器の外部値を更新するものであり、列処理は復号器の事前値を更新するものである。LDPC復号を行った後に、復号器の事後値は反復復調器に戻される。以上の処理を繰り返して行う。   As shown in FIG. 4, main processing in the decoding algorithm includes row processing, column processing, and parity check. Row processing updates the external value of the decoder, and column processing updates the prior value of the decoder. After performing the LDPC decoding, the posterior value of the decoder is returned to the iterative demodulator. The above process is repeated.

しかしながら、図4に示した従来の方式では、毎回反復復調を行った後に、すなわち内部処理となるLDPC復号を行う前に、復号処理の初期化を行うが、その復号処理初期化の際、復号器の事前値を0に設定している。この結果、反復復調を行う都度、事前値がゼロクリアされるため、大きな反復復号回数を設定する必要があり、全ての反復回数(反復復調回数と反復復号回数の合計)が増えるという問題がある。   However, in the conventional method shown in FIG. 4, the decoding process is initialized after iterative demodulation every time, that is, before the LDPC decoding which is an internal process, but the decoding process is initialized when the decoding process is initialized. The advance value of the vessel is set to 0. As a result, since the prior value is cleared to zero each time iterative demodulation is performed, it is necessary to set a large number of iterations, and there is a problem that all iterations (total number of iterations and iterations) increase.

また、システム構成の複雑化を抑制するためには、全ての反復回数を減らす必要があるが、全ての反復回数を減らすことにより誤り率特性の劣化を招くという問題がある。例えば、反復復調回数をP、反復復号回数をQとした場合、全ての反復回数はT=P×Qになるが、Tを一定値とするためには、反復復調回数がP>1であることから、反復復号回数Qを減らす必要がある。すなわち、従来方式においては、毎回復号初期化を行うときに、事前値として0を設定するため、反復復号回数Qを減らすことになって、特性の劣化を招くという問題がある。   Further, in order to suppress the complexity of the system configuration, it is necessary to reduce the number of all iterations, but there is a problem that the error rate characteristic is deteriorated by reducing the number of all iterations. For example, when P is the number of iterations and Q is the number of iterations, all iterations are T = P × Q, but in order to make T constant, the number of iterations is P> 1. For this reason, it is necessary to reduce the number Q of iterative decoding. In other words, the conventional method has a problem that the number of iterative decoding times Q is reduced and the characteristics are deteriorated because 0 is set as a prior value when decoding is initialized each time.

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、マルチキャリア伝送方式においてLDPC符号を多値変調に適用しても反復復調と反復誤り訂正を効率よく利用することにより、特性の優れたLDPC符号化変調方式を実現し、データ伝送の特性を向上させる復号装置および方法、ならびに復調復号装置および方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems. Even when an LDPC code is applied to multilevel modulation in a multicarrier transmission system, an LDPC code having excellent characteristics can be obtained by efficiently using iterative demodulation and error correction. It is an object of the present invention to provide a decoding apparatus and method, and a demodulation decoding apparatus and method that realize a modulo modulation scheme and improve data transmission characteristics.

上記の課題を解決するために、本発明に係る復号装置は、マルチキャリア伝送方式において、一入力値に対する反復復号について繰り返しLDPC復号を行う復号装置であって、前記反復復号を完了した際に復号器の事前値を保存する記憶手段と、次回の反復復号を行う前に、復号器の初期化を行い、前記記憶手段に記憶した事前値に基づいて復号器の初期値を更新する更新手段と、を備え、該更新された初期値に基づいて、引き続いて反復復号を行うことを特徴とする。   In order to solve the above problem, a decoding apparatus according to the present invention is a decoding apparatus that performs iterative LDPC decoding for iterative decoding for one input value in a multicarrier transmission scheme, and performs decoding when the iterative decoding is completed. Storage means for storing the prior value of the decoder, and update means for initializing the decoder before the next iterative decoding and updating the initial value of the decoder based on the prior value stored in the storage means; , And successively performing iterative decoding based on the updated initial value.

本発明に係る復号装置においては、マルチキャリア伝送方式において、一入力値に対する反復復号について繰り返しLDPC復号を行う復号方法であって、前記反復復号を完了した際に復号器の事前値を保存する第1のステップと、次回の反復復号を行う前に、復号器の初期化を行い、前記保存した事前値に基づいて復号器の初期値を更新する第2のステップと、該更新された初期値に基づいて、引き続いて反復復号を行う第3のステップと、を有することを特徴とする。   The decoding apparatus according to the present invention is a decoding method that performs iterative LDPC decoding for iterative decoding for one input value in a multi-carrier transmission method, and stores the prior value of the decoder when the iterative decoding is completed. A second step of initializing the decoder before performing the next iterative decoding and updating the initial value of the decoder based on the stored prior value; and the updated initial value And a third step of performing iterative decoding subsequently.

本発明に係る復調復号装置は、マルチキャリア伝送方式において、復調器の出力復調値をLDPC復号器に入力し、繰り返しLDPC復号を行う復調復号装置であって、前記復号器が初期化を行って反復復号を行い、復号器の出力事後値を出力するとともに、該出力された出力事後値をフィードバック入力して復調値を更新し、引き続いて復調復号を行うものであり、前記反復復号を完了した際に復号器の事前値を保存する記憶手段と、次回の反復復号を行う前に、復号器の初期化を行い、前記記憶手段に記憶した事前値に基づいて復号器の初期値を更新する更新手段と、を備え、該更新された初期値に基づいて、引き続いて反復復号を行うことを特徴とする。   A demodulation / decoding apparatus according to the present invention is a demodulation / decoding apparatus that inputs an output demodulated value of a demodulator to an LDPC decoder and performs repeated LDPC decoding in a multicarrier transmission system, and the decoder performs initialization. The iterative decoding is performed, the output posterior value of the decoder is output, the demodulated value is updated by inputting the output posterior value as feedback, and the demodulation decoding is subsequently performed. The iterative decoding is completed. Storage means for storing the prior value of the decoder at the time, and before performing the next iterative decoding, the decoder is initialized and the initial value of the decoder is updated based on the prior value stored in the storage means Updating means, and successively performing iterative decoding based on the updated initial value.

本発明に係る復調復号装置においては、マルチキャリア伝送方式において、復調器の出力復調値をLDPC復号器に入力し、繰り返しLDPC復号を行う復調復号方法であって、前記復号器が初期化を行って反復復号を行い、復号器の出力事後値を出力する第1のステップと、該出力された出力事後値をフィードバック入力して復調値を更新し、引き続いて復調復号を行う第2のステップと、前記反復復号を完了した際に復号器の事前値を保存する第3のステップと、次回の反復復号を行う前に、復号器の初期化を行い、前記保存した事前値に基づいて復号器の初期値を更新する第4のステップと、該更新された初期値に基づいて、引き続いて反復復号を行う第5のステップと、を有することを特徴とする。   The demodulating and decoding apparatus according to the present invention is a demodulating and decoding method in which the demodulated output value of a demodulator is input to an LDPC decoder and repeated LDPC decoding is performed in the multicarrier transmission method, and the decoder performs initialization. A first step of performing iterative decoding and outputting an output posterior value of the decoder; a second step of performing feedback demodulation of the output posterior value output to update the demodulated value and subsequently performing demodulating decoding; A third step of storing the decoder prior value upon completion of the iterative decoding; and the initialization of the decoder prior to the next iterative decoding, and the decoder based on the stored prior value And a fifth step of performing iterative decoding subsequently based on the updated initial value.

本発明によれば、マルチキャリア伝送方式においてLDPC符号を多値変調に適用しても反復復調と反復誤り訂正を効率よく利用することにより、特性の優れたLDPC符号化変調方式を実現し、マルチキャリア伝送方式におけるデータ伝送の特性を向上させることができる。また、LDPC復号における反復復号回数を減少させることができ、誤り訂正能力の劣化を防止して、低誤り率で信頼性の高いマルチキャリア伝送における通信を行うことが可能になる。   According to the present invention, even when an LDPC code is applied to multi-level modulation in a multi-carrier transmission scheme, an LDPC coded modulation scheme having excellent characteristics is realized by efficiently using iterative demodulation and iterative error correction. Data transmission characteristics in the carrier transmission method can be improved. Further, it is possible to reduce the number of iterative decoding in LDPC decoding, and it is possible to perform communication in multi-carrier transmission with low error rate and high reliability by preventing deterioration of error correction capability.

以下、図面を参照し、本発明の一実施形態について説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係るマルチキャリア伝送方式のシステムの全体構成を示すブロック図である。図1にはマルチキャリア伝送方式の一例としてMC−CDMA方式を示している。なお、本実施形態は、OFDM方式等の他のマルチキャリア伝送方式にも同様に適用できる。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of a multicarrier transmission system according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 shows an MC-CDMA system as an example of a multicarrier transmission system. Note that this embodiment can be similarly applied to other multicarrier transmission systems such as the OFDM system.

図1において、送信機100は、LDPC符号器101、変調器102、シリアル/パラレル変換器103、拡散器104、逆フーリエ変換器105及びパラレル/シリアル変換器106を備える。送信機100は、入力情報データのLDPC符号化を行い、符号化データを変調して生成した変調シンボルに対してマルチキャリア対応の処理を行う。そのマルチキャリア対応の処理においては、変調シンボルをパラレル信号に変換してから拡散し、拡散された信号を逆フーリエ変換してからシリアル信号に戻して通信路に送信する。   In FIG. 1, a transmitter 100 includes an LDPC encoder 101, a modulator 102, a serial / parallel converter 103, a spreader 104, an inverse Fourier transformer 105, and a parallel / serial converter 106. The transmitter 100 performs LDPC encoding of input information data, and performs multi-carrier compatible processing on a modulation symbol generated by modulating the encoded data. In the processing corresponding to the multicarrier, the modulation symbol is converted into a parallel signal and then spread, and the spread signal is subjected to inverse Fourier transform and then converted back to a serial signal and transmitted to the communication path.

受信機200は、シリアル/パラレル変換器201、フーリエ変換器202、逆拡散器203、パラレル/シリアル変換器204、復調器205及びLDPC復号器206を備える。受信機200は、通信路から受信した信号に対してマルチキャリア対応の処理を行う。そのマルチキャリア対応の処理においては、受信信号をパラレル信号に変換してからフーリエ変換し、フーリエ変換後の信号を逆拡散してからシリアル信号に戻す。次いで、その逆拡散後の信号を復調器205で復調して復調値をLDPC復号器206に入力する。LDPC復号器206は、LDPC復号化を行い、LDPC復号器206の出力を復調器205に戻して復調値を更新し、次回のLDPC反復復号を行う。以上の復調と復号処理を数回に繰り返して行う。   The receiver 200 includes a serial / parallel converter 201, a Fourier transformer 202, a despreader 203, a parallel / serial converter 204, a demodulator 205, and an LDPC decoder 206. The receiver 200 performs multicarrier processing on the signal received from the communication path. In the multi-carrier processing, the received signal is converted into a parallel signal and then subjected to Fourier transform, and the signal after Fourier transform is despread and then returned to the serial signal. Next, the despread signal is demodulated by the demodulator 205 and the demodulated value is input to the LDPC decoder 206. The LDPC decoder 206 performs LDPC decoding, returns the output of the LDPC decoder 206 to the demodulator 205, updates the demodulated value, and performs next LDPC iterative decoding. The above demodulation and decoding processes are repeated several times.

図2は、本実施形態に係るLDPC符号の反復復調復号方式の構成を示すブロック図である。図2に示される構成は、図1に示す本実施形態に係るマルチキャリア伝送方式の受信機200に備わる。図2に示されるように、復調器205とLDPC復号器206とメモリ207とスイッチSW1,SW2が設けられている。LDPC復号器206は、LDPC符号の反復復号を行う。スイッチSW1はLDPC復号器206の反復復号完了時にオンする。メモリ207は、スイッチSW1のオン時に、スイッチSW1を介して、LDPC復号器206による最後の復号事前値を受け取り記憶する。スイッチSW2はLDPC復号器206の反復復号初期時にオンする。これにより、メモリ207に記憶されている最後の復号事前値は、次回反復復号の事前値の初期値としてLDPC復号器206に入力される。   FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the iterative demodulation and decoding scheme for the LDPC code according to this embodiment. The configuration shown in FIG. 2 is provided in the multi-carrier transmission receiver 200 according to the present embodiment shown in FIG. As shown in FIG. 2, a demodulator 205, an LDPC decoder 206, a memory 207, and switches SW1 and SW2 are provided. The LDPC decoder 206 performs iterative decoding of the LDPC code. The switch SW1 is turned on when the iterative decoding of the LDPC decoder 206 is completed. The memory 207 receives and stores the last decoding prior value by the LDPC decoder 206 via the switch SW1 when the switch SW1 is turned on. The switch SW2 is turned on at the initial stage of iterative decoding of the LDPC decoder 206. As a result, the last decoding prior value stored in the memory 207 is input to the LDPC decoder 206 as the initial value of the prior value for the next iterative decoding.

図3に本実施形態におけるLDPC符号の反復復調復号の処理フローを示す。ここで、図3に示した処理フローには、三つの処理がある。
一つ目は、反復復調を行う外部処理(図中、ステップS8からステップS11)である。外部処理は、LDPC復号器206から戻ってきた復号器の事後値を復調器の事前値として、復調器205の出力復調値を更新する。
FIG. 3 shows a processing flow of iterative demodulation and decoding of the LDPC code in this embodiment. Here, there are three processes in the processing flow shown in FIG.
The first is external processing (step S8 to step S11 in the figure) that performs iterative demodulation. In the external processing, the output demodulated value of the demodulator 205 is updated with the a posteriori value of the decoder returned from the LDPC decoder 206 as the prior value of the demodulator.

二つ目は反復復号を行う内部処理である(図中、四角囲みの部分、ステップS2からステップS6)。内部処理は、外部処理において更新した復調値をLDPC復号器206に入力して繰り返しLDPC復号を行う。ここでの主な復号処理には、行処理、列処理、およびパリティ検査が含まれる。行処理はLDPC復号器206の外部値を更新することであり、列処理はLDPC復号器206の事前値を更新することである。LDPC復号が完了すると、LDPC復号器206の出力事後値は復調器205に戻される。   The second is internal processing for performing iterative decoding (in the figure, a boxed portion, step S2 to step S6). In the internal processing, the demodulated value updated in the external processing is input to the LDPC decoder 206 to repeatedly perform LDPC decoding. The main decoding processing here includes row processing, column processing, and parity check. The row processing is to update the external value of the LDPC decoder 206, and the column processing is to update the prior value of the LDPC decoder 206. When the LDPC decoding is completed, the output posterior value of the LDPC decoder 206 is returned to the demodulator 205.

三つ目の処理は、LDPC復号器206の初期化の事前値を更新することである(図中、ステップS7)。本実施形態に係るLDPC符号の反復復調復号処理では、毎回反復復調を行った後に、すなわち内部処理となるLDPC復号を行う前に、復号処理の初期化を行うが、今回の復号初期化を行っているとき、前回完了したLDPC復号器206の事前値を今回の復号初期事前値として設定して、復号を引き続いて行う。具体的には、上記図2に示したように、前回の反復復号が完了したときの復号事前値をメモリ207に保持しておき、その前回の最後の復号事前値を今回の反復復号における復号事前値の初期値に設定する。つまり、従来方式である復号初期事前値を0に設定することを行わない。以上の三つの処理を繰り返して行う。   The third process is to update the initialization prior value of the LDPC decoder 206 (step S7 in the figure). In the iterative demodulation and decoding process of the LDPC code according to the present embodiment, the decoding process is initialized after iterative demodulation every time, that is, before the LDPC decoding which is an internal process, but this decoding initialization is performed. The previous value of the previously completed LDPC decoder 206 is set as the initial decoding initial value, and decoding is performed subsequently. Specifically, as shown in FIG. 2, the previous decoding prior value when the previous iterative decoding is completed is stored in the memory 207, and the previous last decoding prior value is decoded in the current iterative decoding. Set to the initial value of the advance value. That is, the conventional decoding initial prior value is not set to 0. The above three processes are repeated.

以下、図3に基づいて、本実施形態におけるLDPC符号の反復復調復号方式に関して、復調と復号の処理を詳細に説明する。LDPC符号は、非常に疎な検査行列により定義される線形符号である。疎な検査行列というのは、検査行列(0と1を含む行列)内の1の個数が非常に少ないということを意味している。符号化ブロック長は検査行列の列数に等しく、以下ではM×N行列Hを復号したいLDPC符号の検査行列とする。   Hereinafter, with reference to FIG. 3, the demodulation and decoding processes will be described in detail regarding the iterative demodulation decoding scheme of the LDPC code in the present embodiment. The LDPC code is a linear code defined by a very sparse check matrix. A sparse check matrix means that the number of 1s in the check matrix (a matrix including 0 and 1) is very small. The encoding block length is equal to the number of columns of the parity check matrix. In the following, the M × N matrix H is assumed to be a parity check matrix of an LDPC code to be decoded.

ここで、検査行列Hのm行n列目の要素をHmnと表記する。また、集合[1,N]の部分集合A(m)、B(n)を[数1]のように定義する。 Here, the element in the m-th row and the n-th column of the parity check matrix H is denoted as H mn . Further, subsets A (m) and B (n) of the set [1, N] are defined as [Equation 1].

Figure 2007124341
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すなわち、A(m)は検査行列Hのm行目において1が立っている列インデックスの集合を指し、B(n)は検査行列Hのn列目において1が立っている行インデックスの集合を指す。符号化データは[数2]のように仮定し、そのうち、各Kビットは一つのシンボルSに変調され、[数3]に示すL個シンボルとして送受信したものと仮定する。また、通信路としては、シンボルの条件付確率Pchで記述される無記憶通信路を仮定する。以下、本実施形態に係る復調と復号の処理について説明する。 That is, A (m) indicates a set of column indexes where 1 stands in the m-th row of the check matrix H, and B (n) indicates a set of row indexes where 1 stands in the n-th column of the check matrix H. Point to. Coded data assumed as Equation 2, of which the K bits is modulated into one symbol S l, it is assumed that transmission and reception as the L symbols shown in [Expression 3]. As a communication channel, a memoryless communication channel described by a symbol conditional probability P ch S 1 is assumed. Hereinafter, demodulation and decoding processing according to the present embodiment will be described.

Figure 2007124341
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Figure 2007124341
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<復調器初期化>(ステップS1)
反復復調回数のカウンタとする変数をp=1とし、復調器の対数事前値比を[数4]とする。また、反復最大復調回数を変数Pに設定する。受信シンボル中第iビットの対数尤度比は、[数5]により定義される。
<Demodulator initialization> (step S1)
Let p = 1 be a variable for the counter of the number of times of repeated demodulation, and let the logarithmic prior value ratio of the demodulator be [Equation 4]. Also, the maximum number of repetitive demodulations is set to the variable P. The log likelihood ratio of the i-th bit in the received symbol is defined by [Equation 5].

Figure 2007124341
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Figure 2007124341
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<復号器初期化>(ステップS2)
反復回数のカウンタとする変数をq=1とし、反復最大回数を変数Qに設定する。Hmn=1を満たす全ての組(m,n)に対して対数事前値比を[数6]とする。
<Decoder initialization> (step S2)
The variable used as the iteration count counter is set to q = 1, and the maximum iteration count is set to the variable Q. The log prior value ratio is set to [Equation 6] for all pairs (m, n) satisfying H mn = 1.

Figure 2007124341
Figure 2007124341

<行処理>(ステップS3)
m=1,2,・・・,Mの順にHmn=1を満たす全ての組(m,n)に対して、[数7]に示す更新式を利用して[数8]に示す対数外部値比を更新する。ここで、sign(x)は、[数9]に示すものであり、[数10]に示す関数f(x)をGallager関数と呼ぶ。
<Row processing> (step S3)
The logarithm shown in [Formula 8] using the update formula shown in [Formula 7] for all pairs (m, n) that satisfy H mn = 1 in the order of m = 1, 2,. Update external value ratio. Here, sign (x) is shown in [Equation 9], and the function f (x) shown in [Equation 10] is called a Gallager function.

Figure 2007124341
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Figure 2007124341
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Figure 2007124341
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Figure 2007124341
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<列処理>(ステップS3)
n=1,2,・・・,Nの順にHmn=1を満たす全ての組(m,n)に対して、[数11]に示す更新式を利用して事前値を更新する。
<Column processing> (step S3)
Prior values are updated using the update equation shown in [Equation 11] for all pairs (m, n) satisfying H mn = 1 in the order of n = 1, 2 ,.

Figure 2007124341
Figure 2007124341

<一時推定語の計算およびパリティ検査>(ステップS3、ステップS4)
[数12]を計算し(ステップS3)、一時推定語が符号語になっているかどうかを検査する(ステップS4)。このとき、[数13]の関係を満たせば、[数14]を推定語として出力し、アルゴリズムを終了する。
<Calculation of temporary estimated word and parity check> (Step S3, Step S4)
[Expression 12] is calculated (step S3), and it is checked whether or not the temporary estimated word is a code word (step S4). At this time, if the relationship of [Equation 13] is satisfied, [Equation 14] is output as an estimated word, and the algorithm is terminated.

Figure 2007124341
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Figure 2007124341
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Figure 2007124341
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<反復復号回数のカウント>(ステップS5、ステップS6)
反復回数qがq<Qの関係にある場合には、qをq=q+1として(ステップS6)、ステップS3に戻る。他方、q=Qである場合においてp<Pであるときは、pをp=p+1として(ステップS9、ステップS10)、[数15]に示す復調器の事前値が更新され(ステップS8)、受信シンボル中第iビットの対数尤度比が、[数16]に示すように更新されてステップS2に戻る。また、反復回数qがq=Qの場合には、復号器事前値β(p)をβ(p)=β(p−1)に更新して、ステップS2に戻る(ステップS7)。
<Count of Iterative Decoding Count> (Step S5, Step S6)
If the number of iterations q is in the relationship of q <Q, q is set to q = q + 1 (step S6), and the process returns to step S3. On the other hand, if p <P in the case of q = Q, p is set to p = p + 1 (step S9, step S10), and the demodulator prior value shown in [Equation 15] is updated (step S8). The log likelihood ratio of the i-th bit in the received symbol is updated as shown in [Expression 16], and the process returns to Step S2. When the number of iterations q is q = Q, the decoder prior value β (p) is updated to β (p) = β (p−1), and the process returns to step S2 (step S7).

Figure 2007124341
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Figure 2007124341
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<反復復調回数のカウント>(ステップS10、ステップS11)
また、q=Qである場合においてp=Pであるときは、[数17]を推定語として出力し、処理を終了する。
<Count of iterative demodulation> (Step S10, Step S11)
If q = Q and p = P, [Equation 17] is output as an estimated word, and the process ends.

Figure 2007124341
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上述した実施形態によれば、マルチキャリア伝送方式においてLDPC符号を多値変調に適用しても反復復調と反復誤り訂正を効率よく利用することにより、特性の優れたLDPC符号化変調方式を実現し、マルチキャリア伝送方式におけるデータ伝送の特性を向上させることができる。また、LDPC復号における反復復号回数を減少させることができ、誤り訂正能力の劣化を防止して、低誤り率で信頼性の高いマルチキャリア伝送における通信を行うことが可能になる。   According to the above-described embodiment, even when an LDPC code is applied to multilevel modulation in a multicarrier transmission system, an LDPC coded modulation system with excellent characteristics is realized by efficiently using iterative demodulation and iterative error correction. The characteristics of data transmission in the multicarrier transmission method can be improved. Further, it is possible to reduce the number of iterative decoding in LDPC decoding, and it is possible to perform communication in multi-carrier transmission with low error rate and high reliability by preventing deterioration of error correction capability.

上述したように本発明は、マルチキャリア伝送方式において、LDPC符号における反復復調復号方式を適用するものであって、マルチキャリア伝送方式における反復復調復号方式として、LDPC反復復号回数を少なくしても、データ伝送の特性の劣化を抑えることができるものである。   As described above, the present invention applies an iterative demodulation and decoding scheme in an LDPC code in a multicarrier transmission scheme, and as an iterative demodulation and decoding scheme in a multicarrier transmission scheme, even if the number of LDPC iteration decoding is reduced, Deterioration of data transmission characteristics can be suppressed.

以上、本発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
例えば、本実施形態においては、前回完了したLDPC復号器の事前値を今回の復号初期事前値としてそのまま設定する方法について説明したが、前回完了したLDPC復号器の事前値に所定の係数を乗じる等の加工を行ったものを今回の復号初期事前値として設定してもよい。
The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to this embodiment, and includes design changes and the like within a scope not departing from the gist of the present invention.
For example, in the present embodiment, a method has been described in which the previous value of the previously completed LDPC decoder is set as it is as the initial decoding initial value. However, the previous value of the previously completed LDPC decoder is multiplied by a predetermined coefficient. What has been processed may be set as the initial decoding initial prior value.

本発明の一実施形態に係るマルチキャリア伝送システムの全体構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the whole structure of the multicarrier transmission system which concerns on one Embodiment of this invention. 同実施形態に係るLDPC符号の反復復調復号方式の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the iterative demodulation decoding system of the LDPC code concerning the embodiment. 同実施形態における反復復調と復号の処理フロー図である。It is a processing flow diagram of iterative demodulation and decoding in the same embodiment. 従来例における反復復調と復号の処理フロー図である。It is a processing flowchart of iterative demodulation and decoding in a conventional example.

符号の説明Explanation of symbols

100…送信機、101…LDPC符号器、102…変調器、103,201…シリアル/パラレル変換器、104…拡散器、105…逆フーリエ変換器、106,204…パラレル/シリアル変換器、200…受信機、202…フーリエ変換器、203…逆拡散器、205…復調器、206…LDPC復号器、207…メモリ、SW1,SW2…スイッチ

DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Transmitter, 101 ... LDPC encoder, 102 ... Modulator, 103, 201 ... Serial / parallel converter, 104 ... Spreader, 105 ... Inverse Fourier transformer, 106, 204 ... Parallel / serial converter, 200 ... Receiver 202 ... Fourier transformer 203 ... Despreader 205 ... Demodulator 206 ... LDPC decoder 207 ... Memory SW1, SW2 ... Switch

Claims (4)

マルチキャリア伝送方式において、一入力値に対する反復復号について繰り返しLDPC復号を行う復号装置であって、
前記反復復号を完了した際に復号器の事前値を保存する記憶手段と、
次回の反復復号を行う前に、復号器の初期化を行い、前記記憶手段に記憶した事前値に基づいて復号器の初期値を更新する更新手段と、を備え、
該更新された初期値に基づいて、引き続いて反復復号を行うことを特徴とする復号装置。
In a multicarrier transmission scheme, a decoding device that performs iterative LDPC decoding for iterative decoding for one input value,
Storage means for storing the prior value of the decoder when the iterative decoding is completed;
Updating means for initializing the decoder and updating the initial value of the decoder based on the prior value stored in the storage means before performing the next iterative decoding;
A decoding apparatus that performs iterative decoding subsequently based on the updated initial value.
マルチキャリア伝送方式において、一入力値に対する反復復号について繰り返しLDPC復号を行う復号方法であって、
前記反復復号を完了した際に復号器の事前値を保存する第1のステップと、
次回の反復復号を行う前に、復号器の初期化を行い、前記保存した事前値に基づいて復号器の初期値を更新する第2のステップと、
該更新された初期値に基づいて、引き続いて反復復号を行う第3のステップと、
を有することを特徴とする復号方法。
In a multicarrier transmission scheme, a decoding method for performing iterative LDPC decoding for iterative decoding for one input value,
A first step of storing a decoder prior value upon completion of the iterative decoding;
A second step of initializing the decoder before performing the next iterative decoding and updating the initial value of the decoder based on the stored prior value;
A third step of subsequently performing iterative decoding based on the updated initial value;
A decoding method characterized by comprising:
マルチキャリア伝送方式において、復調器の出力復調値をLDPC復号器に入力し、繰り返しLDPC復号を行う復調復号装置であって、
前記復号器が初期化を行って反復復号を行い、復号器の出力事後値を出力するとともに、該出力された出力事後値をフィードバック入力して復調値を更新し、引き続いて復調復号を行うものであり、
前記反復復号を完了した際に復号器の事前値を保存する記憶手段と、
次回の反復復号を行う前に、復号器の初期化を行い、前記記憶手段に記憶した事前値に基づいて復号器の初期値を更新する更新手段と、を備え、
該更新された初期値に基づいて、引き続いて反復復号を行うことを特徴とする復調復号装置。
In a multicarrier transmission system, a demodulator / decoder for inputting an output demodulated value of a demodulator to an LDPC decoder and repeatedly performing LDPC decoding,
The decoder performs initialization, performs iterative decoding, outputs the output posterior value of the decoder, updates the demodulated value by feeding back the output posterior value that is output, and then performs demodulation decoding And
Storage means for storing the prior value of the decoder when the iterative decoding is completed;
Updating means for initializing the decoder and updating the initial value of the decoder based on the prior value stored in the storage means before performing the next iterative decoding;
A demodulating / decoding apparatus that performs iterative decoding subsequently based on the updated initial value.
マルチキャリア伝送方式において、復調器の出力復調値をLDPC復号器に入力し、繰り返しLDPC復号を行う復調復号方法であって、
前記復号器が初期化を行って反復復号を行い、復号器の出力事後値を出力する第1のステップと、
該出力された出力事後値をフィードバック入力して復調値を更新し、引き続いて復調復号を行う第2のステップと、
前記反復復号を完了した際に復号器の事前値を保存する第3のステップと、
次回の反復復号を行う前に、復号器の初期化を行い、前記保存した事前値に基づいて復号器の初期値を更新する第4のステップと、
該更新された初期値に基づいて、引き続いて反復復号を行う第5のステップと、
を有することを特徴とする復調復号方法。


In a multicarrier transmission system, a demodulation decoding method for inputting an output demodulated value of a demodulator to an LDPC decoder and repeatedly performing LDPC decoding,
A first step in which the decoder performs initialization to perform iterative decoding and outputs an output posterior value of the decoder;
A second step of feedback-inputting the outputted output posterior value to update the demodulated value, and subsequently demodulating and decoding;
A third step of storing a decoder prior value upon completion of the iterative decoding;
A fourth step of initializing the decoder before performing the next iterative decoding and updating the initial value of the decoder based on the stored prior value;
A fifth step of subsequently performing iterative decoding based on the updated initial value;
A demodulation decoding method characterized by comprising:


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