JP2009033393A - 復号器、復号システム、通信装置、反復終了条件設定装置、データ構造、及び通信品質調整方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 誤り訂正復号を行う復号器5であって、復号演算を反復して行う繰り返し復号法によって符号化データの誤り訂正復号を行う復号処理部7と、前記復号処理部による復号演算の反復終了判定を行う判定部11と、反復終了条件を復号回路の外部から受け付けるための終了条件入力ポート5cを備え、前記判定部11は、前記終了条件入力ポート5cから入力された反復終了条件Inに従って、復号処理部7による復号演算の反復終了判定を行う。
【選択図】図3
Description
このLDPC符号では、白色ガウス通信路のシャノン(Shannon)限界まで、0.004dBという復号特性が得られることが知られている。また、sum-product復号法は、並列処理による復号処理を実行するため、符号長を長くすることができるとともに処理能力を向上させることができる。また、復号法としては、sum-product復号法を簡略化した、min-sum復号法も知られている。
このようなLDPC符号の誤り訂正復号を行う復号装置は、特許文献1に開示されている。
ここで、復号器の反復回数は、復号を確実に行えるように設定されるべきである。一般に、繰り返し復号法の場合、繰り返し回数が多ければ復号特性が良くなる。かかる観点からすると、反復終了条件となる反復回数は、大きい値に設定されているのが好ましい。
とはいえ、反復終了条件となる反復回数が小さすぎる値に設定されていると、必要な復号特性が得られなくなる。
を含むことを特徴とする。
図1は、本発明の実施形態に係る復号器を有する通信システムの構成の一例を示す図である。
図1において、通信システムは、コンテンツデータなどの符号化データを送信する送信装置(送信側通信装置;反復終了条件設定装置)Sと、符号化データを受信して復号する受信装置(受信側通信装置;ユーザ側通信装置)Rと、を有している。
図2においては、8段階に受光レベルが量子化された場合の受信信号強度を示す。すなわち、受光レベルがデータ“7”のときには、発光強度がかなり強く、受光レベルが“0”のときには、光強度がかなり弱い状態である。各受光レベルは、符号付きデータに対応づけられ、復調器4から出力される。この復調器4の出力は、受光レベルが“7”のときにはデータ“3”が出力され、受光レベルが“0”のときには、データ“−4”が出力される。したがってこの復調器4からは、1ビットの受信信号に対し、多値量子化された信号が出力される。
このアナログ/デジタル変換回路4bの出力データ(符号化データ)Xnが復号器5へ与えられる。
また、復号器5は、符号化データのデータ入力ポート(データ入力端子)5aを有しており、このデータ入力ポート5aは、アナログ/デジタル変換回路4bの出力と接続されている。
復号データは、復号回路のデータ出力ポート(データ出力端子)5bから、復号器5外部へ出力される。
しかしながら、本実施の形態においては、この対数尤度比算出部6は、バッファ回路または定数乗算回路で形成され、対数尤度比λnは、Xn・fで与えられる。ここで、fは非ゼロの正の数である。また、min-sum復号方法においては、検査行列に基づく復号処理(行処理)において、最小値を利用して演算を行なうため、信号処理において線形性が維持される。このため、ノイズ情報に従って出力データを正規化するなどの処理は不要である。この場合ノイズ情報を利用せずに、対数尤度比を算出することにより、回路構成が簡略化され、また計算処理も簡略化される。
具体的には、行処理部9が、次式(1)にしたがって外部値対数比(第1変数)αmnを算出する演算を行い、列処理部10が、次式(2)にしたがって事前値対数比βmnを算出する演算を行う。
外部値対数比αmnについては、n’≠nであり、事前値対数比βmnについては、m’≠mである。また、αおよびβの行列内の位置を示す添え字“mn”は、通常は下付文字で示されるが、本明細書においては、読みやすさのために、「横並びの文字」で示す。
なお、式(1)中において、fは、ギャラガ(Gallager)のf関数である。
A(m)={n:Hmn=1} …(4)
B(n)={m:Hmn=1} …(5)
A(2)={3,4}
A(3)={4,5,6}
B(1)=B(2)={1}
B(3)={1,2}
B(4)={2,3}
B(5)=B(6)={3}
具体的には、判定部11は、次式(6)に従って、Qnを算出する。
また、復号器5は、復号器5の外部から反復終了回数情報Inを受け付けるための終了条件入力ポート(終了条件入力端子)5cを備えており、反復終了回数情報(反復終了条件)Inを外部入力として取得可能に構成されている。
前記レジスタ12は、終了条件入力ポート5cから与えられた反復終了回数情報Inを保持し、必要に応じて、判定部11に与えることができる。
図6〜図8は、反復終了条件設定部20を有する通信装置(受信装置)Rの例を示している。なお、復号器5と反復終了条件設定部20とは本発明の復号システムS1を構成している。また、図6〜図8に示した通信装置Rは、PC等の端末装置30と接続されており、通信制御30を介して、復号したデータを端末装置30に与えることができる。
ここで、復号演算の反復回数は、通信品質(復号品質)に影響し、反復回数が多ければ通信品質が良く、反復回数が少なければ通信品質が悪くなる。一方、反復回数が多いとレイテンシー(遅延)が大きくなるが、反復回数が少なければレイテンシーは小さい。また、反復回数が多いと、復号器5の消費電力が多くなるが、反復回数が少なければ、消費電力は少なくなる。
端末装置40は、通信装置Rに対して、反復終了回数情報Inを送信することができる。通信装置Rは,通信制御部30によって、前記反復終了回数情報Inを受信することができる。通信装置Rの通信制御部30と復号器5の終了条件入力ポート5cとは電気配線22によって接続されており、通信制御部30は、復号器5の終了条件入力ポート5cに対して、端末装置40から受信した反復終了回数情報Inを与えることができる。
いずれの場合であっても、反復回数の調整が行え、必要に応じて、通信品質、レイテンシー、又は消費電力を調整することができる。
なお、反復終了回数情報Inを、所定のアルゴリズムによって自動生成する反復終了条件設定部20は、通信装置外部に接続されたPCではなく、通信装置Rの内部に存在していてもよい。例えば、通信装置Rの内部に組み込まれたマイコンと反復終了回数を調整するためのコンピュータプログラムによって反復終了条件設定部20を構成してもよい。
反復終了条件抽出部50と、復号器5の終了条件入力ポート5cとは、電気配線23によって接続されおり、反復終了条件抽出部50から出力された反復終了回数情報Inは、終了条件入力ポート5cに与えられる。
しかも、反復回数の値は、様々に変更することが容易であるため、通信品質を、ユーザ毎に調整することができる。さらに、通信品質は、その他の状況に応じて柔軟かつ多様に調整することが可能である。
図10は、コンテンツの配信モデルを示している。この配信モデルは、映像、音声などのコンテンツデータC1,C2,D1,D2の配信を受けるユーザA,Bと、コンテンツを提供するコンテンツ事業者C,Dと、ユーザにコンテンツを送信するための通信サービスを提供する通信会社(キャリア)と、から構成されている。
図10の配信モデルにおいては、キャリアが送信装置Sを有し、送信するコンテンツデータを符号化して、ユーザの受信装置(携帯端末など)Rに送信することが可能となっている。
また、ユーザ側の通信装置Rは、キャリアの送信装置Sに対して、所望のコンテンツの送信を要求して、当該コンテンツの符号化データを受信することができる。
図11は、前記コンピュータプログラム等によって実現される通信サーバSの機能を示しており、この通信サーバSは、反復終了条件設定部20を備えている。なお、本実施携帯において、少なくとも、反復終了条件設定部20及び後述の送信情報生成部60は、コンピュータプログラムによって実現される機能である。
また、最大反復回数に代えて又は最大反復回数とともに、最小反復回数が設定されていてもよい。最小反復回数は、各ユーザに設定可能は反復回数の下限を示し、各ユーザには、最小反復回数以上の反復回数が、反復終了回数として設定可能である。最小反復回数が大きいほど、高品質で送信されるコンテンツを意味し、最小反復回数が小さければ、低品質でも送信可能なコンテンツを意味する。
このように、キャリアーコンテンツ事業者間の情報DB1−1は、主に、各コンテンツが取り得る品質の範囲に関する情報を示している。
例えば、ユーザAは、コンテンツ事業者Cから配信を受けるコンテンツの品質が低に設定され、ユーザBは、コンテンツ事業者Cから配信を受けるコンテンツの品質が高に設定されている。
この場合、ユーザA,Bが同じコンテンツC1,C2の配信を受ける場合であっても、ユーザAには、反復回数が少なく設定されてコンテンツの品質(通信品質)が低くなる一方、ユーザBには、反復回数が多く設定されてコンテンツの品質(通信品質)が高くなる。
例えば、ユーザAは、通信サービスが中に設定され、ユーザBは、通信サービスの品質が高に設定されている。
この場合、ユーザA,Bが同じコンテンツの配信を受ける場合であっても、ユーザAには、反復回数が少なく設定されて通信品質が比較的低くなる一方、ユーザBには、反復回数が多く設定されて通信品質が高くなる。
データベースDB1の情報に基づいて、実際に、反復終了回数をいくらにするかは、コンテンツ事業者及びキャリアの課金体系又はユーザとの契約条件に依存するため、これらを考慮して、適宜決定すればよい。
また、ユーザBが、コンテンツ事業者CのコンテンツC1をダウンロードする場合、ユーザAは、コンテンツ事業者Cとは高品質契約を結んでおり、キャリアと契約した通信品質も「高」であるので、反復終了条件設定部20は、コンテンツC1の最大反復回数=5回の範囲で最も良い通信品質となるように、反復終了回数を「5」と設定することができる。
そして、通信サーバSの送信部61は、そのフレームを、ユーザの通信装置Rに対して送信する。
このように、図12又は図14に示した情報のすべてを用いて、通信品質ないし最大反復回数を決定する必要はなく、一部の情報を用いて、通信品質ないし最大反復回数を決定してもよい。つまり、ユーザが得られる通信品質を決定する際には、ユーザが得ようとするコンテンツを提供するコンテンツ事業者ごとに通信品質を決定してもよいし、ユーザが得ようとするコンテンツごとに通信品質を決定してもよいし、ユーザごとに通信品質を決定してもよい。
なお、上記の説明では、符号化されるデータとしてコンテンツデータを例示したが、データの内容は、特に限定されるものではなく、例えば、テレビ電話等のための音声データ・映像データその他の通信データであってもよい。
例えば、繰り返し復号法による復号器としては、LDPCの復号器に限らず、ターボ復号器など他の繰り返し復号法による復号器であってもよい。
また、反復終了条件は、反復終了回数そのものに限られず、復号器が、反復終了回数を決定するために用いることができる情報であれば、特に限定されない。
また、送信装置Sの反復条件設定部20は、図12に示すデータベースDB1の情報以外に、例えば、ユーザ間に優先度をつけて、その優先度とデータベースDB1の情報を総合して、反復終了回数を決定してもよい。
2:変調器、3:通信路、4:復調器、4a:復調回路、4b:アナログ/デジタル変換回路、5:復号器、5a:符号化データ入力ポート、5b:復号データ出力ポート、5c:終了条件入力ポート、6:対数尤度比算出部、7:復号処理部、9:行処理部、10:列処理部、11:判定部、12:レジスタ(反復終了条件記憶部)、20 反復終了条件設定部、21:スイッチ、21a:電気配線、22:電気配線、23:電気配線、30:通信制御部、40:端末装置、50:反復終了条件抽出部、60:送信情報生成部、61:送信部、DB1:通信品質関連データベース、DB2:コンテンツデータベース、In:反復終了回数情報
Claims (7)
- 誤り訂正復号を行う復号器であって、
復号演算を反復して行う繰り返し復号法によって、符号化データの誤り訂正復号を行う復号処理部と、
前記復号処理部による復号演算の反復終了判定を行う判定部と、
反復終了条件を復号器の外部から受け付けるための終了条件入力ポートを備え、
前記判定部は、前記終了条件入力ポートから入力された反復終了条件に従って、復号処理部による復号演算の反復終了判定を行うことを特徴とする復号器。 - 請求項1の復号器と、
前記復号器に外部接続された反復終了条件設定部と、
を備え、
前記反復終了条件設定部は、調整された反復終了条件を、前記復号器の前記終了条件入力ポートに与えるよう構成されていることを特徴とする復号システム。 - 通信路を介して符号化データを受信可能な通信装置であって、
前記通信路を介して受信した符号化データを復号するための復号器として、請求項1記載の復号器を備えるとともに、
通信路を介して送信されてきた反復終了条件を受信して、当該反復終了条件を、前記復号器の前記終了条件入力ポートに与えるよう構成されていることを特徴とする通信装置。 - 符号化データを誤り訂正復号器が復号する際の復号演算の反復終了条件を設定する反復条件設定部と、
前記反復終了条件設定部によって設定された反復終了条件を、誤り訂正復号器に対して送信する送信部と、
を備えていることを特徴とする反復終了条件設定装置。 - 符号化データを送信する際の通信品質を決定するための情報が格納されたデータベースを更に備え、
前記反復終了条件設定部は、前記データベースを参照して、符号化データを送信する際の通信品質を決定し、当該通信品質に応じて反復終了条件を設定することを特徴とする請求項4記載の反復終了条件設定装置。 - 復号演算を反復して行う誤り訂正復号器に対して送信されるデータの構造であって、
符号化データを前記誤り訂正復号器が復号する際の復号演算の反復終了条件と、
前記反復終了条件に従って復号演算が行われる符号化データ、又は前記反復終了条件に従って復号演算が行われる符号化データを特定するための情報と
を含むことを特徴とするデータ構造。 - 復号演算を反復して行う誤り訂正復号器を有するユーザ側通信装置に対して符号化されたデータを送信する際の通信品質を調整する方法であって、
ユーザが得られる通信品質に応じて、前記誤り訂正復号器が復号する際の復号演算の反復終了条件を異ならせることで、通信品質を調整することを特徴とする通信品質調整方法。
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PCT/JP2007/073801 WO2008072604A1 (ja) | 2006-12-15 | 2007-12-10 | 繰り返し復号法による誤り訂正復号を行なう復号器 |
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