JP2008011460A

JP2008011460A - ターボ復号器

Info

Publication number: JP2008011460A
Application number: JP2006182536A
Authority: JP
Inventors: Yoichi Kikuchi; 陽一菊地; Koji Tokita; 浩司鴇田
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2006-06-30
Filing date: 2006-06-30
Publication date: 2008-01-17

Abstract

【課題】ターボ復号器に関し、制限時間内で復号処理の繰り返し回数を増加させ、エラー訂正率を向上させる。
【解決手段】（ａ）に示すように、前回受信時に符号化ブロック１及び４にはエラーが無く、符号化ブロック２及び３にエラーが有った場合、フレーム単位の再送データ受信時には、エラーの無い符号化ブロック１及び４も受信されるが、エラーの無い符号化ブロック１及び４の復号処理を行わないことにより、（ｂ）に示すように復号処理時間を空ける。その空き時間を、エラーが有った符号化ブロック２及び３の処理時間に割当て、（ｃ）に示すように、符号化ブロック２及び符号化ブロック３に対して、通常なら例えば４回の復号処理繰り返し回数を、符号化ブロック１及び４に対する処理の空き時間を利用して、例えば８回の繰り返し回数まで増やす。
【選択図】図１

Description

本発明はターボ復号器に関し、特に、移動無線装置のベースバンド処理部に実装され、複数の符号化ブロックから成るフレーム単位で送信される受信データの復号処理を行うターボ復号器に関する。

移動無線装置のベースバンド処理部に実装されるターボ復号器（以下、「復号器」と記す。）は回路規模が大きく、複数備えることはコスト面的に望ましくない。そのため、１個の復号器で複数の符号化ブロックの復号処理を行わなければならない。

図６に移動無線装置の受信部の模式図を示す。移動無線装置の受信部は、受信した符号化ブロックが４個の場合は、受信処理部６−１から１個目の符号化ブロックを復号器６−２に入力し、復号器６−２でそのブロックの復号処理が終了した後に２個目の符号化ブロックを復号器６−２に入力し、復号器６−２でその復号処理を行い、その後、符号化ブロックの３個目及び４個目を順々に処理する。このように１個の復号器６−２で復号処理を行う場合は、符号化ブロックを時分割処理により行うことになる。

復号器６−２で復号化された受信データに対して、ＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）判定部６−３は符号化ブロック毎にエラーチェックを行い、エラーが検出された符号化ブロックの受信データに対しては、出力処理部６−４に対して廃棄指示を送出する。

また、１フレーム内の各符号化ブロックの受信データのエラーチェック結果の論理和を求め、１フレーム内の各符号化ブロックの受信データのうちの１つにでもエラーが検出された場合は、送信側に対して、該符号化ブロックの受信データを含む１フレーム分のデータの再送指示を送信側に対して送信する。

復号器６−２は、符号化ブロックの受信データを復号化した復号結果を再び復号器６−２に入力して繰り返し復号処理行うことによってエラー訂正率を高めることができる。復号処理の繰り返し回数を増加することによりエラー訂正率は向上する。

復号処理の繰り返し回数とエラー訂正率との関係を図７に示す。図７に示すように、繰り返し回数がある程度の回数以上になると、繰り返し回数を増加してもエラー訂正率は向上しない特徴がある。理想としては、エラー訂正率の向上が得られる繰り返し回数まで、繰り返し復号処理を行うことであるが、１個の復号器６−２で多数の符号化ブロックの復号処理を理想的な回数まで繰り返し行うと、全ての符号化ブロックの復号処理の終了までに膨大な処理時間を要することとなる。

図８は、１フレーム内の全符号化ブロックの復号処理の要処理時間例を示している。同図の（ａ）は、１フレーム内の全符号化ブロックが４個、各符号化ブロックに対する復号処理の繰り返し回数が５回の場合の要処理時間例を示している。各符号化ブロックに対し、５回ずつ復号処理を行っているため、全符号化ブロックに対して４×５＝２０回の処理時間を要することになる。しかし、運用時には復号処理は規定された時間内（装置で許容される処理時間内）に終了する必要があるため、要処理時間を制限する必要がある。

要処理時間を制限するには、復号処理の繰り返し回数を削減することで対応している。図８の（ｂ）に示す例では、各符号化ブロックの復号処理繰り返し回数を５回から４回に削減することで、全符号化ブロックに対する復号処理を４×４＝１６回に減らし、要処理時間を減らす例を示している。復号処理されたデータは、符号化ブロック単位に付加されているＣＲＣビットからエラー判定を行う（図９参照）。

ＣＲＣ判定によりエラーが検出された符号化ブロックは、再度同一符号化ブロックの転送（再送処理）が必要である。再送処理は、符号化ブロック単位でＣＲＣ判定を行っているので、符号化ブロック単位で再送処理を行うことが可能であるが、再送に必要な再送制御情報（符号化ブロック単位のシーケンシャルナンバーや再送回数等）が多くなり、基地局と移動局間の再送制御情報の伝送量や、各装置内での再送制御情報の管理量が増大する。

そこで、再送制御をフレーム単位とすることによって再送制御情報を減らし、再送制御を簡略化することができる。そのため再送制御はフレーム単位の再送で実現化されている。そのため、例えば図９の（ａ）に示すように、例えば符号化ブロック１及び４のＣＲＣ結果が良好であっても、符号化ブロック２及び３のように１つにでもＣＲＣエラーの符号化ブロックがフレーム内に存在する場合は、その符号化ブロックが含まれるフレーム単位で再送が行われる。従って、同図（ｂ）に示すように、符号化ブロック１及び４については、前回受信時で既にＣＲＣ結果が良好であっても、フレーム単位で再送されるため、再び受信されることになる。

本発明に関連する先行技術文献として、下記の特許文献１には、可変長符号を復号する際、符号語の長さに応じて、符号器を動作させる時間を割り付け、空き時間を削減することにより、高速の復号化動作を実行し得る可変長デコーダについて記載されている。
特開平８−２２３０５５号公報

上述したように、復号処理の繰り返し回数は、復号処理に与えられる規定の処理時間の制約によって制限されるため、復号器が備える十分なエラー訂正能力を引き出せない可能性がある。本発明は、限られた個数の復号器で、かつ、限られた制限時間内で復号処理を行う復号処理において、極力エラー訂正率を向上させることを目的とする。

本発明のターボ復号器は、（１）受信データのエラー発生時に、複数の符号化ブロックから成るフレーム単位で再送される受信データの復号処理を行うターボ復号器において、以前に受信した受信データのフレーム内の符号化ブロックのうち、エラーが検出されなかった符号化ブロックの再送データに対して復号処理を行うことなく、エラーが検出された符号化ブロックの再送データのみに対して復号処理を行い、かつ、前記エラーが検出されなかった符号化ブロックの再送データに対する復号処理の空き時間を、前記エラーが検出された符号化ブロックの再送データに対する繰り返し復号処理時間に割り当てて、エラーが検出された符号化ブロックの再送データに対する復号処理の繰り返し回数を増加させることを特徴とする。

また、（２）複数の符号化ブロックから成るフレーム単位で送信される受信データの復号処理を行うターボ復号器において、フレーム内に有効なデータが無い符号化ブロックが存在する場合、該有効なデータが無い符号化ブロックの復号処理を行うことなく、有効なデータを有する符号化ブロックのみに対して復号処理を行い、かつ、前記有効なデータが無い符号化ブロックに対する復号処理の空き時間を、前記有効なデータを有する符号化ブロックに対する繰り返し復号処理時間に割り当てて、有効なデータを有する符号化ブロックに対する復号処理の繰り返し回数を増加させることを特徴とする。

また、（３）複数の符号化ブロックから成るフレーム単位で送信される受信データの復号処理を行うターボ復号器において、予め規定された所定の復号処理の繰り返し回数より少ない繰り返し回数で、エラー訂正が完了した符号化ブロックが存在する場合、該エラー訂正が完了した符号化ブロックに対する繰り返し復号処理を停止し、該エラー訂正が完了した符号化ブロックに対する残りの繰り返し復号処理時間を、他の符号化ブロックの繰り返し復号処理に割り当て、エラー訂正が完了していない符号化ブロックに対する復号処理の繰り返し回数を増加させることを特徴とする。

また、（４）受信データのエラー発生時に、複数の符号化ブロックから成るフレーム単位で再送される受信データの復号処理を行うターボ復号器において、前回受信したフレーム内の符号化ブロックの復号結果を参照し、前回受信時の復号結果のビット誤り率が大きい符号化ブロックに対して、前回受信時の復号結果のビット誤り率が小さい符号化ブロックより多くの復号処理の繰り返し回数を割り当てることを特徴とする。

また、（５）複数の復号器を搭載し、複数の符号化ブロックから成るフレーム単位で送信される受信データの復号処理を行うターボ復号器において、前記複数の符号化ブロックの復号処理を前記複数の復号器に割り当て、他の復号器に比べてより少ない符号化ブロック数が割り当てられた復号器で、他の復号器に比べてより多くの回数の繰り返し復号処理を行うことを特徴とする。

本発明によれば、再送データの復号処理の際に、前回の受信時にエラーが無かった符号化ブロックの復号処理を行わないことにより処理時間を空け、この空き時間を、エラーが有った符号化ブロックの処理時間に割り当てて復号の繰り返し回数を増やすことにより、復号のエラー訂正率を向上させることができる。

また、フレーム内に有効なデータが無い符号化ブロックが存在する場合、この符号化ブロックの復号処理は必要ないため、この処理時間を空き時間として使い、他の符号化ブロックの復号の繰り返し回数を増やすことにより、復号のエラー訂正率を向上させることができる。

また、或る符号化ブロックで規定された復号処理繰り返し回数より少ない回数でエラー訂正が完了した場合、残りの処理時間を空き時間として使い、他の符号化ブロックの復号の繰り返し回数を増やすことにより、復号のエラー訂正率を向上させることができる。

また、再送データの復号処理の際に、前回の受信時の各符号化ブロックのビット誤り率を参照し、該ビット誤り率に応じて繰り返し回数を割当てることにより、復号のエラー訂正率を向上させることができる。

また、複数の復号器の搭載されている場合、他の復号器に比べてより少ない符号化ブロック数が割り当てられた復号器でより多くの繰り返し復号処理を行うことにより、復号のエラー訂正率を向上させることができる。

図１は本発明による復号処理の第１の実施形態を示す。本発明の第１の実施形態は、再送データの復号処理において、符号化ブロック単位の復号処理時間に空き時間を創設し、該空き時間を利用して復号処理の繰り返し回数を増大させるものである。同図（ａ）に示すように、１フレームが４つの符号化ブロックで構成された場合で、前回受信時に符号化ブロック１はエラー無し、符号化ブロック２はエラー有り、符号化ブロック３はエラー有り、符号化ブロック４はエラー無しであった場合、エラーが残っていた符号化ブロックがあるため、再送処理が発生する。

前述したように再送処理はフレーム単位で行われるため、再送データ受信時にはエラーが無かった符号化ブロック１及び符号化ブロック４も受信する。既に受信した符号化ブロックのうち、エラーが無かった符号化ブロックは復号処理を行う必要が無い。復号処理が必要なのは、前回受信時エラーが残った符号化ブロックだけである。

そこで、エラーが無かった符号化ブロックの復号処理を行わないことにより、復号処理時間を空けることができる。即ち、図１の（ｂ）に示すように、符合化ブロック１及び符号化ブロック４に対しては復号処理を行わず、符号化ブロック２及び符号化ブロック３に対してのみ復号処理を行う。

こうすることにより、符合化ブロック１及び符号化ブロック４に対する復号処理時間分、空き時間が生じ、この空き時間を、エラーがあった符号化ブロック２及び符号化ブロック３の処理時間に割当てる。即ち、符号化ブロック２及び符号化ブロック３に対して、通常なら４回の復号処理繰り返し回数を、図１の（ｃ）に示すように、空き時間を利用して８回の復号処理繰り返し回数まで増やす。このように、空き時間を割当てられた符号化ブロックは、復号処理の繰り返し回数を増やすことができるため、復号のエラー訂正率を向上させることができる。

空き時間を利用して復号処理繰り返し回数を増加させる第２の実施形態を以下に説明する。空き時間として、フレーム内に有効なデータが無い符号化ブロックが存在する場合（例えば、１フレームが最大４つの符号化ブロックで構成されている場合で、受信したフレームには３つの符号化ブロックしか存在しない場合）、有効なデータが無い符号化ブロックは復号処理が必要ないため、この符号化ブロックの処理時間を空き時間として使い、該空き時間を利用して有効な符号化ブロックの復号処理の繰り返し回数を増加させることができる。

次に、空き時間を利用して復号処理繰り返し回数を増加させる第３の実施形態として、１フレーム内全体に有効なデータが存在しない場合、このフレームの復号処理は必要ないため、このフレーム全体の処理時間を空き時間として利用し、隣接する他のフレームの符号化ブロックの繰り返し復号処理に割り当て、他のフレームの符号化ブロックの復号処理の繰り返し回数を増加させることができる。第２及び第３の実施形態については図示を省略しているが、図１に示した第１の実施形態の空き時間の創生手法が異なるだけである。

次に、空き時間を利用して復号処理繰り返し回数を増加させる第４の実施形態として、規定された復号処理の繰り返し回数より少ない回数でエラー訂正が完了した場合、残りの復号処理時間を空き時間として使う構成とすることができる。例えば、図２の（ａ）に示すように、規定された復号処理の繰り返し回数が４回である場合、符号化ブロック２の復号処理が、２回目の繰り返し復号処理によりエラー訂正が完了したとき、残りの２回の繰り返し復号処理の時間を、復号処理が必要な他の符号化ブロックの復号処理時間に割当てる。例えば図２（ｂ）に示すように、符号化ブロック３と符号化ブロック４とに１回ずつ復号処理の繰り返し回数を割当て、それぞれ５回の繰り返し復号処理を実施する。

次に、空き時間を利用して復号処理繰り返し回数を増加させる第５の実施形態について説明する。前述の第１の実施形態では、前回受信した符号化ブロックのエラーの有無の判定により空き時間を創生して割り当てたが、第５の実施形態では、前回受信した各符号化ブロックの復号処理結果のビット誤り率の大小を判定し、ビット誤り率が大きい符号化ブロックに対しては、今回受信した符号化ブロックの復号処理繰り返し回数を多く割り当て、エラー訂正率を上げる。

例えば、図３（ａ）に示すように、前回受信時に符号化ブロック１はエラー無し、符号化ブロック２はエラー有りでビット誤り率が大、符号化ブロック３はエラー有りだがビット誤り率が小、符号化ブロック４はエラー無しであった場合、図１の（ｂ）に示すように、符合化ブロック１及び符号化ブロック４に対しては復号処理を行わず、符号化ブロック２に対してより多くの復号処理繰り返し回数（例えば１１回）を割り当て、符号化ブロック３に対しては若干増加させた復号処理繰り返し回数（例えば５回）を割り当てて復号処理を行う。

次に、空き時間を利用して復号処理繰り返し回数を増加させる第６の実施形態について説明する。空き時間を作る手段として、複数の復号器が搭載可能な場合、復号処理が終了した復号器の空き時間を使う。例えば、搭載している復号器が２個で、復号処理する符号化ブロック数が３個である場合、１個の復号器は２個の符号化ブロックの復号処理に使用されるが、もう１個の復号器は１個の符号化ブロックの復号処理のみ行えばよいので、１つの符号化ブロックの復号処理分の空き時間が生じる。そこでこの空き時間を使用して復号処理の繰り返し回数を増加させる構成とすることができる。

例えば図４に示すように、搭載している復号器が２個、処理する符号化ブロック数が３個の場合、第１の復号器４−１では２個の符号化ブロックを処理し、第２の復号器４−２では符号化ブロック１個の処理を行う。この場合、図５（ａ）に示すように、第１の復号器４−１では、符合化ブロック１及び符合化ブロック２に対して４回の規定繰り返し復号処理を行うため空き時間が生じないが、第２の復号器４−２には同図（ｂ）に示すように符合化ブロック３のみの復号処理しか行わないため、１符号化ブロック分の処理時間が空く。

そこでこの空き時間を符号化ブロック３の処理時間に割当て、同図（ｄ）に示すように符合化ブロック３に対して８回まで復号処理の繰り返し回数を増やすことができる。なお符合化ブロック１及び符合化ブロック２に対しては、同図（ｃ）に示すように４回の規定繰り返し復号処理を行う。

本発明による復号処理の第１の実施形態を示す図である。本発明による復号処理の第４の実施形態を示す図である。本発明による復号処理の第５の実施形態を示す図である。本発明による第６の実施形態の構成例を示す図である。本発明による復号処理の第６の実施形態を示す図である。移動無線装置の受信部の模式図である。復号処理の繰り返し回数とエラー訂正率との関係を示す図である。１フレーム内の全符号化ブロックの復号処理の要処理時間を示す図である。再送制御による再送データを示す図である。

Claims

受信データのエラー発生時に、複数の符号化ブロックから成るフレーム単位で再送される受信データの復号処理を行うターボ復号器において、
以前に受信した受信データのフレーム内の符号化ブロックのうち、エラーが検出されなかった符号化ブロックの再送データに対して復号処理を行うことなく、エラーが検出された符号化ブロックの再送データのみに対して復号処理を行い、かつ、
前記エラーが検出されなかった符号化ブロックの再送データに対する復号処理の空き時間を、前記エラーが検出された符号化ブロックの再送データに対する繰り返し復号処理時間に割り当てて、エラーが検出された符号化ブロックの再送データに対する復号処理の繰り返し回数を増加させることを特徴とするターボ復号器。
複数の符号化ブロックから成るフレーム単位で送信される受信データの復号処理を行うターボ復号器において、
フレーム内に有効なデータが無い符号化ブロックが存在する場合、該有効なデータが無い符号化ブロックの復号処理を行うことなく、有効なデータを有する符号化ブロックのみに対して復号処理を行い、かつ、
前記有効なデータが無い符号化ブロックに対する復号処理の空き時間を、前記有効なデータを有する符号化ブロックに対する繰り返し復号処理時間に割り当てて、有効なデータを有する符号化ブロックに対する復号処理の繰り返し回数を増加させることを特徴とするターボ復号器。
複数の符号化ブロックから成るフレーム単位で送信される受信データの復号処理を行うターボ復号器において、
予め規定された所定の復号処理の繰り返し回数より少ない繰り返し回数で、エラー訂正が完了した符号化ブロックが存在する場合、該エラー訂正が完了した符号化ブロックに対する繰り返し復号処理を停止し、該エラー訂正が完了した符号化ブロックに対する残りの繰り返し復号処理時間を、他の符号化ブロックの繰り返し復号処理に割り当て、エラー訂正が完了していない符号化ブロックに対する復号処理の繰り返し回数を増加させることを特徴とするターボ復号器。
受信データのエラー発生時に、複数の符号化ブロックから成るフレーム単位で再送される受信データの復号処理を行うターボ復号器において、
前回受信したフレーム内の符号化ブロックの復号結果を参照し、前回受信時の復号結果のビット誤り率が大きい符号化ブロックに対して、前回受信時の復号結果のビット誤り率が小さい符号化ブロックより多くの復号処理の繰り返し回数を割り当てることを特徴とするターボ復号器。
複数の復号器を搭載し、複数の符号化ブロックから成るフレーム単位で送信される受信データの復号処理を行うターボ復号器において、
前記複数の符号化ブロックの復号処理を前記複数の復号器に割り当て、他の復号器に比べてより少ない符号化ブロック数が割り当てられた復号器で、他の復号器に比べてより多くの回数の繰り返し復号処理を行うことを特徴とするターボ復号器。