JP2008199149A - 復号装置および復号方法 - Google Patents

Abstract

【課題】外側繰り返し復号の回数を削減でき、ひいては計算量を削減することが可能な復号装置および復号方法を提供する。
【解決手段】パリティ検査行列を用いて、所定の繰り返し回数、ソート、対角化、信頼性伝播（ＢＰ）を行う処理に、受信値の信頼度（ＬＬＲ）の小さいシンボルに対応する列順に対角化されたパリティ検査行列を用いて信頼性伝播を行い、更新された信頼度に基づきこの動作を繰り返す内側繰り返し復号処理と、パリティ検査行列の列の対角化優先順位の初期値として、受信値の信頼性順以外の複数の順位を用いて、繰り返し内側繰り返し復号を行う外側繰り返し復号処理と、を含む復号装置３０であって、信頼度順に並べられた受信語の対角化対象列数番目近辺の列の入れ替えにより外側繰り返し復号における対角化対象列の組み合わせを実現する処理部３２，３３を有する。
【選択図】図７

Description

本発明は、たとえば代数的手法を用いた誤り訂正符号技術を実現するための回路およびプログラム記憶媒体に関して適用される復号装置および復号方法に関するものである。

代数幾何符号、たとえばリードソロモン（Ｒｅｅｄ−Ｓｏｌｏｍｏｎ）符号やその部分体部分符号としてのＢＣＨ符号には、その代数的性質を利用した、性能・計算コスト共に良い復号法が知られている。

たとえば、符号長ｎ、情報長ｋ、定義体ＧＦ（ｑ）（ｑ＝ｐ^ｍ，ｐ：素数）、最小距離ｄ＝ｎ−ｋのＲｅｅｄ−Ｓｏｌｏｍｏｎ符号をＲＳ（ｎ，ｋ）とすると、硬判定受信語をハミング（Ｈａｍｍｉｎｇ）距離が最小の符号語に復号する最小距離復号（通常復号）はｔ＜ｄ／２を満たすｔ個の誤りシンボルの訂正を保証するものとして良く知られている。

また、グルスワミ−スーダン（Ｇｕｒｕｓｗａｍｉ−Ｓｕｄａｎ）によるリスト復号（以下Ｇ−Ｓリスト復号）は、ｔ＜√ｎｋを満たすｔ個の誤りシンボルの訂正を保証している（非特許文献１参照）。

Ｇｕｒｕｓｗａｍｉ−Ｓｕｄａｎのリスト復号の拡張版として軟判定受信語を用いたコータ−バルディ（Ｋｏｅｔｔｅｒ−Ｖａｒｄｙ）によるリスト復号（以下Ｋ−Ｖリスト復号）は、Ｇｕｒｕｓｗａｍｉ−Ｓｕｄａｎ同様に（１）受信情報から各シンボルの信頼性を算出、（２）信頼性から２変数多項式補間条件の抽出、（３）２変数多項式の補間、（４）補間多項式の因数分解を行い復号語リスト作成、の４つの手順により構成され、硬判定復号時に比べてより高い性能を持つことが知られている（非特許文献２参照）。

また、リエンコード（Ｒｅ−ｅｎｃｏｄｅ）により、その計算コストも現実的な範囲まで削減できることが知られている（非特許文献３参照）。

一方、線形符号としては、信頼性伝播（ｂｅｌｉｅｆ ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ：ＢＰ）を用いた繰り返し復号により限界性能に近い高性能を得られる低密度パリティ検査符号（Ｌｏｗ ｄｅｎｓｉｔｙ ｐａｒｉｔｙ−ｃｈｅｃｋ ｃｏｄｅ，ＬＤＰＣ符号）が昨今注目されている（非特許文献４参照）。

ＬＤＰＣ符号に用いられる信頼性伝播（ＢＰ）は、一般に低密度なパリティ検査行列を持つ線形符号にしか有効でないことが理論的に知られており、また、Ｒｅｅｄ−Ｓｏｌｏｍｏｎ符号やＢＣＨ符号のパリティ検査行列を低密度化することはＮＰ−ｈａｒｄであることが知られている（非特許文献５参照）。

よって、Ｒｅｅｄ−Ｓｏｌｏｍｏｎ符号やＢＣＨ符号に信頼性伝播（ＢＰ）を適用することは困難であるとされてきた。

しかし、２００４年、受信語の信頼性に応じて対角化を行ったパリティ検査行列を用いてＲｅｅｄ−Ｓｏｌｏｍｏｎ符号やＢＣＨ符号、その他低密度でないパリティ検査行列を持つ線形符号への信頼性伝播（ＢＰ）の適用が効果的であることがナラヤナン(Ｎａｒａｙａｎａｎ)等によって紹介された（非特許文献６参照）。

この手法は、適応的信頼性伝播（ＡＢＰ：Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｂｅｌｉｅｆ Ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ）復号と呼ばれる。以下、このＡＢＰ復号法について説明する。

たとえば、符号長ｎ＝６、情報長ｋ＝３、符号化率ｒ＝１／２の符号で、以下の３×６行列Ｈをパリティ検査行列として持つような線形符号Ｃを考える。

符号空間Ｃは、次のように表される。

ある符号語があるチャネル、たとえばＢＰＳＫ変調＋ＡＷＧＮチャネル（Ａｄｄｉｔｉｖｅ Ｗｈｉｔｅ Ｇａｕｓｓｉａｎ Ｎｏｉｓｅチャネル）を通った後、次のような受信語ｒとして受信機が受け取ったとする。

このとき、受信値の各絶対値の大きさは受信語の信頼性の高さを表す。つまり、信頼性の低い順に番号をつけると以下のようになる。

次に、信頼性の低いシンボルに対応する列より順にパリティ検査行列Ｈの対角化を行う。この例においては、信頼性の低いシンボルに対応する列は順に第３列、第５列、第１列、第４または第６列、第２列となるので、その優先順位に従ってＨの対角化を行う。

対角化を試みた列がそれ以前に対角化した列と線形従属であった場合は、その列はそのまま残し、次の順位の列で対角化を試みる。
このようにして行列Ｈのランク分対角化が行われた結果得られる新たなパリティ検査行列Ｈｎｅｗを用いて、信頼性伝播（ＢＰ）による信頼性の更新を行う。

図１はパリティ検査行列Ｈｎｅｗに対応するタナーグラフである。
信頼性伝播（ＢＰ）はタナーグラフのエッジに沿ってメッセージを行き来させることによって実現される。
行列の各列に対応するノードを可変（ｖａｒｉａｂｌｅ：バリアブル）ノード１、各行に対応するノードを検査（ｃｈｅｃｋ：チェック）ノード２と呼ぶ。

ｉ番目のバリアブルノードからｊ番目のチェックノードへのメッセージをＱi,j、ｊ番目のチェックノードからｉ番目のバリアブルノードへのメッセージをＲｉ,j、さらにｉ番目のバリアブルノードに連接するチェックノードのインデックス集合をＪ（ｉ）、ｊ番目のチェックノードに連接するバリアブルノードのインデックス集合をＩ（ｊ）とした場合、それぞれの更新式は以下のようになる。

ここで、θはバーティカルステップダンピングファクタ（ｖｅｒｔｉｃａｌ ｓｔｅｐ ｄａｍｐｉｎｇ ｆａｃｔｏｒ）と呼ばれる係数を示し、０＜θ≦１なる条件を満足する。Ｑi,jの初期値はｒjが設定され、外部情報（ｅｘｔｒｉｎｓｉｃ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）Λ_ｉ ^ｘ更新は次式により行われる。

さらに、各符号ビットのＬＬＲΛ_ｉ ^ｑの更新は、次式により行われる。

ここで、α１は適応的信頼性伝播ダンピングファクタ（ａｄａｐｔｉｖｅ ｂｅｌｉｅｆ ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ ｄａｍｐｉｎｇ ｆａｃｔｏｒ）と呼ばれる係数を示し、０＜α１≦１なる条件を満足する。
この信頼性伝播（ＢＰ）によるＬＬＲの更新は事前に用意された繰り返し停止条件を満たすまで、たとえば最大繰り返し数Ｉｔ_Ｈに達成するまで繰り返される。
また、ＬＬＲを更新する列は、全ての列を対象とせずとも一部の列、たとえば対角化の対象となった列についてのみ行ってもよい。

信頼性伝播（ＢＰ）によって更新されたＬＬＲの信頼性を用いて、つまり、ＬＬＲの絶対値の大きさを信頼性として、信頼性の低いシンボルに対応する列順に対角化を行うことにより、新たな信頼性伝播（ＢＰ）による繰り返し復号を行うことができる。
これを内側繰り返し復号と呼ぶ。このＬＬＲの更新は事前に用意された内側繰り返し復号停止条件ＳＣ１を満たすまで繰り返される。

さらに、パリティ検査行列の列の対角化優先順位の初期値として、受信値の信頼性順以外の順位を複数用意する。複数の順位を用いて、シリアルもしくはパラレルに繰り返し内側繰り返し復号を行う。
これを外側繰り返し復号と呼ぶ。このＬＬＲ更新は事前に用意された外側繰り返し復号停止条件ＳＣ２を満たすまで繰り返される。

外側繰り返し復号の方法としては、ソートされた受信語を外側繰り返し回数のブロック数に等間隔に分割し、各外側繰り返しでそれぞれのブロックの対角化優先順位を高くする方法がある。
たとえば、外側繰り返し２０回とすると図２に示すようになる。
まず、受信ＬＬＲをソートする。ソートされたＬＬＲを等間隔に２０分割する。２０分割したブロックをそれぞれ、１、２、３、４、、、と名づける。外側繰り返し１回目はブロック１を、２回目は２を、３回目は３を、４回目は４を入れ替えブロックとして先頭に移動させる。外側繰り返し５回目以降も同じである。これにより、外側繰り返し毎に異なった初期の対角化対象列が割りあてられる。
なお、実際に、ＲＳ（２０４，１８８）を用いて、ＡＷＧＮチャネル、ＢＰＳＫ変調を用いたシミュレーションモデルで、外側繰り返しがない場合、つまり図２においては外側繰り返し１回目のみの場合と、図２に示すように外側繰り返し２０回の場合の性能をシミュレーションで比較してみると、図３に示すように、性能は良くなる。

以上のＡＢＰ（ａｄａｐｔｉｖｅ ｂｅｌｉｅｆ ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ）手順により繰り返し更新されたＬＬＲを入カとして、復号器により復号を行う。
今、対象となる線形符号がＲｅｅｄ−Ｓｏｌｏｍｏｎ符号であった場合、繰り返し復号停止条件ＳＣ１、ＳＣ２として、たとえば以下のものが考えられる。

（Ａ） Ｈ・ｄ ＝＝ ０または繰り返し数ｔ≧Ｎ、
（Ｂ） 限界距離復号成功または繰り返し数ｔ≧Ｎ、
（Ｃ） Ｋｏｅｔｔｅｒ−Ｖａｒｄｙ軟判定リスト復号成功または繰り返し数ｔ≧Ｎ。

ここで、ｄ＝（ｄ_１，ｄ_２，・・・，ｄ_６）はΛ_ｉの硬判定結果、ｄ_ｉ＝｛Λ_ｉ ^ｑ＞０なら１，Λ_ｉ ^ｑ≦０なら０｝であり、Ｎは事前に決めた最大繰り返し回数である。
また、復号方法として、たとえば以下のものが考えられる。

（ａ） 硬判定復号
（ｂ） 限界距離復号
（ｃ） Ｋｏｅｔｔｅｒ−Ｖａｒｄｙ軟判定リスト復号

図４は、ＡＢＰ復号法を用いた繰り返し復号のフローチャートである。

受信語の信頼性順の探索を行い（ＳＴ１）、順序変換を行う（ＳＴ２）。
変換した順序に応じてパリティ検査行列の対角化を行い（ＳＴ３）、このパリティ検査行列を用いて信頼性伝播（ＢＰ）を行う（ＳＴ４）。
次に、ＬＬＲを計算し（ＳＴ５）、計算したＬＬＲの信頼性順を探索し（ＳＴ６）、復号を行い、復号語をリストへ追加する（ＳＴ７）。
そして、繰り返し復号停止条件Ｎ１，Ｎ２を満足するまで以上の処理を繰り返す（ＳＴ８、ＳＴ９）。
そして、復号語を１つ選択する（ＳＴ１０）。

Ｖ．Ｇｕｒｕｓｗａｍｉ，Ｍ．Ｓｕｄａｎ，Ｉｍｐｒｏｖｅ ｄｅｃｏｄｉｎｇ ｏｆ Ｒｅｅｄ−Ｓｏｌｏｍｏｎ ａｎｄ Ａｌｇｅｂｒａｉｃ−Ｇｅｏｍｅｔｒｙ ｃｏｄｅｓ，ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｔｈｅｏｒｙ，ｖｏｌ．４５，ｐｐ．１７５７−１７６７，１９９９ Ｒ．Ｋｏｅｔｔｅｒ，Ａ．Ｖａｒｄｙ，Ａｌｇｅｂｒａｉｃ ｓｏｆｔ−ｄｅｃｉｓｉｏｎ ｄｅｃｏｄｉｎｇ ｏｆ Ｒｅｅｄ−Ｓｏｌｏｍｏｎ ｃｏｄｅｓ，ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｔｈｅｏｒｙ，２００１ Ｒ．Ｋｏｅｔｔｅｒ，Ｊ．Ｍａ，Ａ．Ｖａｒｄｙ，Ａ，Ａｈｍｅｄ，Ｅｆｆｃｉｅｎｔ Ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｆａｃｔｏｒｉｚａｔｉｏｎ ｉｎ Ａｌｇｅｂｒａｉｃ Ｓｏｆｔ−Ｄｅｃｉｓｉｏｎ Ｄｅｃｏｄｉｎｇ ｏｆ Ｒｅｅｄ−Ｓｏｌｏｍｏｎ ｃｏｄｅｓ，Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ＩＳＩＴ２００３ Ｄ．ＭａｃＫａｙ，Ｇｏｏｄ Ｅｒｒｏｒ−Ｃｏｒｒｅｃｔｉｎｇ Ｃｏｄｅｓ Ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｖｅｒｙ Ｓｐａｒｓｅ Ｍａｔｒｉｃｅｓ，ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｔｈｅｏｒｙ，１９９９ Ｂｅｒｌｅｋａｍｐ，Ｒ．ＭｃＥｌｉｅｃｅ，Ｈ．ｖａｎ Ｔｉｌｂｏｒｇ，Ｏｎ ｔｈｅ ｉｎｈｅｒｅｎｔ ｉｎｔｒａｃｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｃｅｒｔａｉｎ ｃｏｄｉｎｇ ｐｒｏｂｌｅｍｓ，ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｔｈｅｏｒｙ，ｖｏｌ．２４，ｐｐ．３８４−３８６，Ｍａｙ，１９７８）。 Ｊｉｎｇ Ｊｉａｎｇ，Ｋ．Ｒ．Ｎａｒａｙａｎ，Ｓｏｆｔ Ｄｅｃｉｓｉｏｎ Ｄｅｃｏｄｉｎｇ ｏｆ ＲＳ Ｃｏｄｅｓ Ｕｓｉｎｇ Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｐａｒｉｔｙ Ｃｈｅｃｋ Ｍａｔｒｉｃｅｓ，Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇ ｏｆ ＩＥＥＥ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ ｏｎ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｔｈｅｏｒｙ ２００４

ところで、外側繰り返し復号を行うことにより、性能は良くなるが、それに従い計算量も増大する。
たとえば、図２のように外側繰り返し復号を２０回行うと計算量も２０倍である。そのため、より少ない外側繰り返しで既存技術の等間隔分割法と同等の性能が出るような効率のよい外側繰り返し復号方法への要求がある。

本発明は、外側繰り返し復号の回数を削減でき、ひいては計算量を削減することが可能な復号装置および復号方法を提供することにある。

本発明の観点は、パリティ検査行列を用いて、信頼性伝播（Ｂｅｌｉｅｆ ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ：ＢＰ）を行うことにより、値が更新され、更新された値に対して、所定の繰り返し回数、ソート、対角化、信頼性伝播（ＢＰ）を行う処理に、受信値の信頼度（ＬＬＲ）の小さいシンボルに対応する列順に対角化されたパリティ検査行列を用いて信頼性伝播を行い、更新された信頼度に基づきこの動作を繰り返す内側繰り返し復号処理と、パリティ検査行列の列の対角化優先順位の初期値として、受信値の信頼性順以外の複数の順位を用いて、繰り返し内側繰り返し復号を行う外側繰り返し復号処理と、を含む復号装置および方法であって、信頼度順に並べられた受信語の対角化対象列数番目近辺の列の入れ替えにより外側繰り返し復号における対角化対象列の組み合わせを実現する。

本発明によれば、外側繰り返し復号における対角化対象列の組み合わせを信頼度順に並べられた受信語の対角化対象列数番目近辺の列の入れ替えで実現することで、外側繰り返し復号回数を削減させる。

本発明によれば、外側繰り返し復号の回数を削減でき、ひいては計算量を削減することができる利点がある。

以下、本発明の実施形態を図面に関連付けて説明する。

本発明の実施形態に係る復号装置は、代数的手法を用いた誤り訂正符号技術を実現するための回路、たとえば適応的信頼性伝播（Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｂｅｌｉｅｆ Ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ：ＡＢＰ）復号器に応用できる。
ＡＢＰ復号は、リードソロモン（Ｒｅｅｄ−Ｓｏｌｏｍｏｎ：ＲＳ）符号やＢＣＨ符号、その他低密度でないパリティ検査行列を持つ線形符号に対する復号法であり、ある伝送路から符号語を受信すると、その受信語をより信頼できる値に更新する。

以下、ＡＢＰ復号における復号装置の通信システム上の位置づけについて説明した後、本実施形態に係る復号装置の具体的な構成および機能について説明する。

図５は、デジタル信号受信機、たとえばデジタルテレビなどの誤り訂正システムにＡＢＰ復号器を用いた通信システムの構成例を示す図である。

本通信システム１０は、図５に示すように、ＲＳ符号化器１１、インタリーバ１２、畳み込み符号器１３、畳み込み符号の軟出力復号器１４、デインタリーバ１５、ＲＳ符号の既知情報付きＡＢＰ繰り返し復号器１６、およびチャネル１７を有する。

本通信システム１０では、ＲＳ符号化、畳み込み符号化された送信語に対して、畳み込み符号の軟出力復号をした後にＡＢＰ復号を行っている。
ここで言う畳み込み符号の軟出力復号とは、たとえばＢＣＪＲアルゴリズムやＳＯＶＡによる復号のことである。
ＡＢＰ復号器１６においては、ＡＢＰによる信頼性の更新後、硬判定後限界距離復号、リスト復号、もしくは、軟値をそのまま入力として軟判定リスト復号を行う。

図６は、ＭＡＰ復号が後段についたＡＢＰ復号器の構成例を示す図である。
この復号器２０は、図６に示すように、ＡＢＰ復号部２１、限界距離（ＢＤ）復号部２２、受信信頼度（ＬＬＲ）保持部２３、およびＭＡＰ復号部２４を有している。

復号器２０においては、ＡＢＰ復号部２１による信頼性（ＬＬＲ）の更新後、硬判定してＢＤ復号部２２において、限界距離復号を行い、この結果をリストに集め、最終的にＭＡＰ復号部２４において最大事後確率復号（Ｍａｘｉｍｕｍ ａ ｐｏｓｔｅｒｉｏｒｉ Ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ：ＭＡＰ）復号を行う。

図７は、ＡＢＰ復号器の復号装置の構成例を示す図である。

図７のＡＢＰ復号器３０は、図５のＡＢＰ復号器１６や図６のＡＢＰ復号部２１に適用可能であり、ソート入力選択部３１、ソート部３２、パリティ検査行列の対角化部３３、信頼度（ＬＬＲ）保持部３４、および信頼性伝播（ＢＰ）部３５を有している。
なお、ソート部３２、対角化部３３等により処理部が構成される。

ＡＢＰ復号器３０においては、入力として、受信ＬＬＲＳ３２がソート入力選択部３１に入力される。
列インデックスＳ３１は、入力された受信ＬＬＲの符号語の始まりからカウンタで０、１、２、３、、とカウントアップされた値を生成し利用する。
ソート入力選択部３１で、初回は、列インデックスＳ３１と量子化された受信ＬＬＲＳ３２を選択し、繰り返し二回目以降は信頼性伝播（ＢＰ）後、更新ＬＬＲＳ４０とその列インデックスＳ３９を選択する。

図７に示すように、受信語が入力されたら、まず、ソート部３２において、その信頼度（ＬＬＲ）の大きさに応じて列インデックスのソートを行う。
次に、信頼度の低いシンボルに対応する列より順に、対角化部３３でパリティ検査行列の対角化を行う。
最後に、対角化されたパリティ検査行列を用いて、信頼性伝播（ＢＰ）を行うことにより、値が更新される。
更新された値に対して、再びソート、対角化、信頼性伝播（ＢＰ）を行う。繰り返し数が予め決められており、その繰り返し数だけこれを繰り返す。

なお、復号処理には、信頼性伝播によって更新された受信語の信頼度（ＬＬＲ）に基づいて、信頼性の低いシンボルを対応する列順に対角化を行うことにより、新たな信頼性伝播による繰り返し復号を行う内側繰り返し復号処理と、パリティ検査行列の列の対角化優先順位の初期値として、受信値の信頼性順以外の複数の順位を用いて、シリアルもしくはパラレルに繰り返し内側繰り返し復号を行う外側繰り返し復号処理と、を含む。

本実施形態のＡＢＰ復号器３０は、外側繰り返し復号における対角化対象列の組み合わせを信頼度順に並べられた受信語の対角化対象列数番目近辺の列の入れ替えで実現することで、外側繰り返し復号回数を削減させている。

ＡＢＰ復号では、初期の対角化対象列に誤った受信値を、対角化非対象列に誤っていない受信値を入れた方が正しく訂正できる可能性は高い。そのため、外側繰り返し復号では、対角化対象列により多くの誤った受信語を含む色々な組み合わせを用いるのが効果的である。
つまり、図２のようにソートした受信語をブロックに分割した場合、ブロック１０〜２０のような信頼度の大きい受信値は常に対角化非対象列とし、ブロック１〜５のような信頼度のかなり低い受信値は常に対角化対象列とし、ブロック６〜９のような信頼度の大きい受信値と小さい受信値の境界のブロックどうしを入れ替えるのが効果的である。
つまり、図２の例でいえば、外側繰り返し６回目、７回目、８回目、９回目あたりが効果的といえる。
以上から、本実施形態の復号器３０においては、外側繰り返し復号における対角化対象列の選択を、信頼度の低い受信値から対角化対象列数番目近辺の集合を入れ替えて選択する機能を有している。

このように、本実施形態においては、外側繰り返し復号における対角化対象列の選択を、信頼度の低い受信値から対角化対象列数番目近辺の受信値を入れ替えて選択する。また、これにより、信頼度の低い受信値は常に対角化対象列に入り、信頼度の大きい受信値は常に対角化非対象列に入る。これにより、性能に利くような入れ替えパターンのみ行う効率のよい外側繰り返し復号が可能となる。

図８は、本実施形態の外側繰り返し４回の例を示す図である。

受信語をソートし、その順番で信頼度の低い方から対角化対象列番目付近でブロックを四分割する。四分割されたブロックをＢ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４と名付ける。
外側繰り返し一回目はブロックＢ１を、二回目はブロックＢ２を、三回目はブロックＢ３を、４回目はブロックＢ４を入れ替えブロックとして先頭に移動させる。
これにより、外側繰り返し毎に異なった初期の対角化対象列が割りあてられており、信頼度の大きい受信値は常に対角化非対象列とし、信頼度の低い受信値は常に対角化対象列となる。
さらに、信頼度順の低い方から対角化対象列番目付近の信頼度の互いに近い受信値同士が入れ替えられており、効率のよい外側繰り返しとなっている。これにより、等間隔分割方法と比べて計算量を減らすことができる。

なお、入れ替えブロックを対角化対象列の後部ではなく、先頭に持ってくるのは、後部に持ってきた場合、符号長や入れ替えブロック長によっては、外側繰り返しによって対角化されたパリティ検査行列の形がほとんど変わらないこともありえて、これを避けるためである。

図９は、シミュレーションモデルを示す図である。
このシミュレーションモデル４０は、図９に示すように、ＲＳ符号化器４１、ＢＰＳＫ変調器４２、ＡＷＧＮチャネル４３、ＢＰＳＫ復調器４４、およびＡＢＰ復号器４５を有する。
図１０は、シミュレーション結果を示す図である。
図１０は、ＲＳ（２０４，１８８）を想定した場合のフレームエラーレート（Ｆｒａｍｅ Ｅｒｒｏｒ Ｒａｔｅ）を示す図であって、Ａで示す曲線が既存手法の復号性能を示し、Ｂで示す曲線が本実施形態に手法における復号性能を示している。

実際に、図９のようなシミュレーションモデル４０で、外側繰り返し２０回の等間隔分割方法の場合と、本発明の外側繰り返し４回の場合の性能をシミュレーションで比較してみると、図１０のように、性能劣化はほとんどないことがわかる。

なお、以上詳細に説明した方法は、上記手順に応じたプログラムとして形成し、ＣＰＵ等のコンピュータで実行するように構成することも可能である。
また、このようなプログラムは、半導体メモリ、磁気ディスク、光ディスク、フロッピー（登録商標）ディスク等の記録媒体、この記録媒体をセットしたコンピュータによりアクセスし上記プログラムを実行するように構成可能である。

パリティ検査行列Ｈｎｅｗに対応するタナーグラフである。 外側繰り返し復号を２０回行う場合の例を示す図である。 外側繰り返し２０回の場合の性能シミュレーション結果を示す図である。 ＡＢＰ復号法を用いた繰り返し復号のフローチャートである。 デジタル信号受信機、たとえばデジタルテレビなどの誤り訂正システムにＡＢＰ復号器を用いた通信システムの構成例を示す図である。 ＭＡＰ復号が後段についたＡＢＰ復号器の構成例を示す図である。 ＡＢＰ復号器の構成例を示す図である。 本実施形態の外側繰り返し４回の例を示す図である。 シミュレーションモデルを示す図である。 本実施形態に係る性能シミュレーション結果を示す図である。

符号の説明

１０・・・通信システム、１１・・・ＲＳ符号化器、１２・・・インタリーバ、１３・・・畳み込み符号器、１４・・・畳み込み符号の軟出力復号器、１５・・・デインタリーバ、１６・・・ＡＢＰ繰り返し復号器、１７・・・チャネル、２０・・・復号器、２１・・・ＡＢＰ復号部、２２・・・限界距離（ＢＤ）復号部、２３・・・受信信頼度（ＬＬＲ）保持部、２４・・・ＭＡＰ復号部、３０・・・ＡＢＰ復号器、３１・・・ソート入力選択部、３２・・・ソート部、３３・・パリティ検査行列の対角化部、３４・・・信頼度（ＬＬＲ）保持部、３５・・・信頼性伝播（ＢＰ）部。

Claims (6)

1. パリティ検査行列を用いて、信頼性伝播（Ｂｅｌｉｅｆ ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ：ＢＰ）を行うことにより、値が更新され、更新された値に対して、所定の繰り返し回数、ソート、対角化、信頼性伝播（ＢＰ）を行う処理に、受信値の信頼度（ＬＬＲ）の小さいシンボルに対応する列順に対角化されたパリティ検査行列を用いて信頼性伝播を行い、更新された信頼度に基づきこの動作を繰り返す内側繰り返し復号処理と、パリティ検査行列の列の対角化優先順位の初期値として、受信値の信頼性順以外の複数の順位を用いて、繰り返し内側繰り返し復号を行う外側繰り返し復号処理と、を含む復号装置であって、
   信頼度順に並べられた受信語の対角化対象列数番目近辺の列の入れ替えにより外側繰り返し復号における対角化対象列の組み合わせを実現する処理部
   を有する復号装置。
2. 前記処理部は、
   入れ替える列を最初に対角化する
   請求項１記載の復号装置。
3. 前記処理部は、
   外側繰り返し毎に異なった初期の対角化対象列を割りあて、信頼度の大きい受信値は対角化非対象列とし、信頼度の低い受信値は対角化対象列とする
   請求項２記載の復号装置。
4. パリティ検査行列を用いて、信頼性伝播（Ｂｅｌｉｅｆ ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ：ＢＰ）を行うことにより、値が更新され、更新された値に対して、所定の繰り返し回数、ソート、対角化、信頼性伝播（ＢＰ）を行う処理に、受信値の信頼度（ＬＬＲ）の小さいシンボルに対応する列順に対角化されたパリティ検査行列を用いて信頼性伝播を行い、更新された信頼度に基づきこの動作を繰り返す内側繰り返し復号処理と、パリティ検査行列の列の対角化優先順位の初期値として、受信値の信頼性順以外の複数の順位を用いて、繰り返し内側繰り返し復号を行う外側繰り返し復号処理と、を含む復号方法であって、
   信頼度順に並べられた受信語の対角化対象列数番目近辺の列の入れ替えにより外側繰り返し復号における対角化対象列の組み合わせを実現する
   復号方法。
5. 入れ替える列を最初に対角化する
   請求項４記載の復号方法。
6. 外側繰り返し毎に異なった初期の対角化対象列を割りあて、信頼度の大きい受信値は対角化非対象列とし、信頼度の低い受信値は対角化対象列とする
   請求項５記載の復号方法。

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