JP2009188640A - 実行判断装置、受信装置、無線通信システム、及び実行判断方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ターボ等化技術において、信号検出の精度の低下を抑えつつ、繰り返し処理の実行回数を低減すること。
【解決手段】誤り訂正符号により符号化され送信されたデータに対し、伝搬路による歪みを補償する等化部及び誤り訂正処理を行う復号部による処理を繰り返すことによって、符号化前のデータの検出を行うターボ等化装置に対し、検出の処理を行うか否か判断する実行判断装置であって、等化部の入出力特性を取得する等化部入出力特性取得部と、復号部の入出力特性を取得する復号部入出力特性取得部と、等化部及び復号部それぞれについて取得された入出力特性に基づいて、ターボ等化装置における検出の処理を行うか否か判断する判断部と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、実行判断装置、受信装置、無線通信システム、及び実行判断方法に関する。

ターボ符号及びターボ復号は、１９９３年に発見された（非特許文献１参照）。これらは、通信の理論的限界であるシャノン限界に近づく誤り訂正符号として、注目を集めている。
ターボ符号が実装された装置（以下、「ターボ符号装置」という。）は、二つの同じ結線を有する二つのＲＳＣ（Recursive Systematic Convolutional）符号部を備える。ターボ符号装置は、入力されたビット列を二つのＲＳＣ符号部に入力する。このとき、ターボ符号装置は、一方のＲＳＣ符号部には、インターリーバを介することによりビット列を並び替えて入力する。このような処理により、ターボ符号装置は、二つの独立な拘束条件で畳み込まれたビット列を生成する。

ターボ復号が実装された装置（以下、「ターボ復号装置」という。）は、二つの最大事後確率（ＭＡＰ：Maximum A Posteriori probability）推定部を備える。二つの最大事後確率推定部は、ターボ符号装置によって符号化されたビット列について復号を行う。これらの最大事後確率推定部は、それぞれの復号処理において得られる信頼性を相互に交換することによって、入力されたビット列を高精度に検出する。
このように、二つの独立な拘束条件に着目した技術として、ターボ等化技術も提案されている。ターボ等化技術では、前提となる符号化処理を、以下のように二つの符号化部が実行する。一方は、誤り訂正を目的としたビット列の畳み込み符号（外符号）を行う。他方は、伝搬路のインパルス応答による畳み込み符号（内符号）を行う。これらの二つの独立な符号部は、直列に接続している。

上述した符号処理によって符号化された信号を受信する装置（以下、「ターボ等化装置」という。）は、無線伝搬路による歪みを補償する等化部、及び復号を行う復号部を備える。等化部及び復号部は、それぞれが実行する処理によって得られる信頼性を、互いの検出処理のための事前情報として活用する。このような処理の反復により、ターボ等化装置は、徐々に信号検出の精度を向上させる。
ターボ等化技術の例として、周波数領域ＳＣ／ＭＭＳＥ（Soft Canceller followed by Minimum Mean Square Error）ターボ等化技術について説明する。図１６及び１７は、無線通信、特に移動通信における送信装置及び受信装置をそれぞれ示す。

まず、送信装置について説明する。図１６において、送信装置は、符号部Ｐ０１、インターリーバＰ０２、変調部Ｐ０３、ＣＰ挿入部Ｐ０４、パイロット生成部Ｐ０５、パイロット多重部Ｐ０６、無線部Ｐ０７、及び送信アンテナＰ０８を備える。
符号部Ｐ０１は、送信されるビット列（以下、「送信ビット列」という。）に対し、誤り訂正符号を実行する。インターリーバＰ０２は、送信ビット列のビットの順番を並び替える。変調部Ｐ０３は、順番を並び替えられた送信ビット列に対し、例えば４相位相変調（ＱＰＳＫ：Quadrature Phase Shift Keying）などの変調を行う。ＣＰ挿入部Ｐ０４は、送信ビット列に対しＣＰ（Cyclic Prefix：サイクリックプリフィクス）を挿入する。ＣＰとは、マルチパスによる遅延波の干渉除去を図るためのものである。このとき、ＣＰ挿入部Ｐ０４は、受信装置におけるＦＦＴブロック単位で、伝搬路の最大遅延時間に応じてＣＰを付加する。

パイロット生成部Ｐ０５は、伝搬路推定用の既知のパイロット信号を生成する。パイロット信号多重部Ｐ０６は、ＣＰが挿入された送信ビット列の信号（以下、「データ信号」という。）と、パイロット生成部Ｐ０５によって生成されたパイロット信号とを多重する。無線部Ｐ０７は、多重された信号を無線周波数にアップコンバートする。送信アンテナＰ０８は、アップコンバートされた信号を送信する。
次に、受信装置について説明する。図１７において、受信装置は、受信アンテナＰ１１、無線部Ｐ１２、パイロット分離部Ｐ１３、伝搬路特性・分散推定部Ｐ１４、ＣＰ除去部Ｐ１５、ＦＦＴ部Ｐ１６、ソフトキャンセル部Ｐ１７、等化部Ｐ１８、復調部Ｐ１９、デインターリーバＰ２０、復号部Ｐ２１、インターリーバＰ２２、ソフトレプリカ生成部Ｐ２３、伝搬路特性乗算部Ｐ２４を備える。

受信アンテナＰ１１は、上述した送信装置の送信アンテナＰ０８から送信された信号を受信する。無線部Ｐ１２は、受信された信号について、無線周波数からベースバンド信号にダウンコンバートする。パイロット分離部Ｐ１３は、ダウンコンバートされた信号について、パイロット信号とデータ信号とに分離する。伝搬路特性・分散推定部Ｐ１４は、パイロット信号を用いて、伝搬路の周波数応答（以下、「伝搬路特性」という。）を推定する。また、伝搬路特性・分散推定部Ｐ１４は、受信装置における熱雑音（以下、単に「雑音」という。）の分散を推定する。推定された伝搬路特性及び熱雑音の分散は、等化部Ｐ１８に入力される。また、推定された伝搬路特性は、伝搬路特性乗算部Ｐ２４に入力される。

ＣＰ除去部Ｐ１５は、分離されたデータ信号からＣＰを除去する。なお、データ信号は、ＦＦＴブロック単位での信号の周期関数性を維持している。ＦＦＴ部Ｐ１６は、データ信号を周波数信号に変換する。変換された周波数信号は、ソフトキャンセル部Ｐ１７に入力される。
ここから先の処理がターボ等化技術における信号処理となる。ターボ等化技術は、ソフトキャンセル部Ｐ１７、等化部Ｐ１８、復調部Ｐ１９、デインターリーバＰ２０、復号部Ｐ２１、インターリーバＰ２２、ソフトレプリカ生成部Ｐ２３、伝搬路特性乗算部Ｐ２４の処理を任意の回数繰り返す。

まず、ソフトキャンセル部Ｐ１７は、データ信号から、伝搬路特性乗算部Ｐ２４によって得られた信頼性に比例した振幅を有する受信信号レプリカ（伝搬路における干渉成分の信号）をキャンセルする。なお、１回目の処理では、ソフトレプリカ生成部Ｐ２３によるソフトレプリカが生成されていないため、受信信号レプリカも生成されていない。そのため、ソフトキャンセル部Ｐ１７はキャンセル処理を行わない。等化部Ｐ１８は、伝搬路特性・分散推定部Ｐ１４によって出力された伝搬路特性と、ソフトレプリカ生成部Ｐ２３によって得られたソフトレプリカと、ソフトキャンセル部Ｐ１７によってキャンセルされたデータ信号とを受け入れる。等化部Ｐ１８は、伝搬路特性、ソフトレプリカ、及びソフトキャンセルされたデータ信号を用いて、伝搬路における信号の歪みを補償する処理（等化処理）を実行する。復調部Ｐ１９は、復調処理によって各受信データ信号の対数尤度比（ＬＬＲ：Log Likelihood Ratio）を算出する。

デインターリーバＰ２０は、データ信号のビット列を、元の並びに戻す。復号部Ｐ２１は、並びを元に戻された各データ信号のＬＬＲに対し誤り訂正処理を実行し、信頼性の高まった各データ信号のＬＬＲを算出する。インターリーバＰ２２は、復号部Ｐ２１によって出力されたＬＬＲを、再び並び替える。なお、インターリーバｐ２２は、送信装置のインターリーバＰ０２と同じパターで並び替えを行う。ソフトレプリカ生成部Ｐ２３は、信頼性に比例した振幅を有するソフトレプリカを生成する。例えば、変調方式を送信装置の変調部Ｐ０３の変調方式と同じ４相位相変調とし、ＱＰＳＫ信号を構成する１ビット目のＬＬＲをｌ１、２ビット目のＬＬＲをｌ２とすると、ソフトレプリカｓ_ｓｏｆｔは式１によって表される。

ソフトレプリカ生成部Ｐ２３は、式１によってソフトレプリカを得ると、このソフトレプリカを等化部Ｐ１８に入力する。また、ソフトレプリカ生成部Ｐ２３におけるＦＦＴ部により、このソフトレプリカは周波数信号に変換され、伝搬路特性乗算部Ｐ２４に入力される。伝搬路特性乗算部Ｐ２４は、伝搬路特性・分散推定部Ｐ１４によって推定された伝搬路特性をソフトレプリカの周波数信号に乗算することによって、受信信号レプリカを生成する。生成された受信信号レプリカは、上述したように、ソフトキャンセル部Ｐ１７に入力される。受信装置は、以上の処理を任意の回数繰り返し、最終的に復号部Ｐ２１が得たＬＬＲを判定することによって信号の検出を行い、復号されたビット列（以下、「復号ビット列という。」を得る。
C. Berrou, A. Glavieux, and P. Thitimajshima, "Near shannon limit error correcting coding and decoding: Turbo-codes (1)," in Proceedings of IEEE International Conference on Communications '93, (Geneva, Switzerland), pp. 1064--1070, May 1993.

このように、ターボ等化技術は、等化部と復号部で得られる情報を、所定の回数相互に交換することで徐々にデータ信号のビット列の信頼性を向上させ、信号の検出を行う。このような処理によって、信号検出の精度を向上させることができる。しかしながら、信号検出におけるこの繰り返し処理の実行回数の増大に従って、この処理に要する時間や消費電力も増大するという問題があった。
そこで、本発明は、ターボ等化技術において、信号検出の精度の低下を抑えつつ、繰り返し処理の実行回数を低減することを可能とする実行判断装置、受信装置、無線通信システム及び実行判断方法を提供することを目的とする。

本発明の第一の態様は、誤り訂正符号により符号化され送信されたデータに対し、伝搬路による歪みを補償する等化部及び誤り訂正処理を行う復号部による処理を繰り返すことによって、符号化前のデータの検出を行うターボ等化装置に対し、検出の処理を行うか否か判断する実行判断装置であって、等化部の入出力特性を取得する等化部入出力特性取得部と、復号部の入出力特性を取得する復号部入出力特性取得部と、等化部及び復号部それぞれについて取得された入出力特性に基づいて、ターボ等化装置における検出の処理を行うか否か判断する判断部と、を備える。

本発明の第一の態様における判断部は、等化部及び復号部それぞれについて取得された入出力特性に基づいて、ターボ等化装置における検出処理の繰り返しにおいてスタック発生の有無を評価し、スタックが発生すると評価された場合には検出の処理を行わないと判断し、スタックが発生しないと評価された場合には検出の処理を行うと判断しても良い。

本発明の第一の態様における等化部入出力特性取得部は、等化部の相互情報量に係る入出力特性を取得し、復号部入出力特性取得部は、復号部の相互情報量に係る入出力特性を取得し、判断部は、この二つの入出力特性が交わる場合にはスタックが発生すると評価して検出の処理を行わないと判断し、交わらない場合にはスタックが発生しないと評価して検出の処理を行うと判断しても良い。

本発明の第一の態様における判断部は、二つの入出力特性に基づき、複数の評価点毎にそれぞれの出力の値の大小を比較し、全ての評価点において前記大小の関係が一致した場合には、二つの入出力特性が交わらないと評価しても良い。

本発明の第一の態様による実行判断装置は、複数の評価点の間隔を等化部の入出力特性に基づいて設定することにより、複数の評価点の値を設定する、評価点設定部をさらに備えても良い。

本発明の第一の態様における等化部入出力特性部は、等化部において入力される相互情報量がゼロである場合及び１である場合の出力相互情報量をそれぞれ取得し、この二つの値を用いて近似を行うことによって、等化部における入出力特性を取得しても良い。

本発明の第一の態様による実行判断装置は、等化部の入力特性と復号部の入力特性とに基づいて、ターボ等化装置における繰り返し処理について、繰り返すべき回数を取得する回数取得部をさらに備えても良い。

また本発明の第一の態様におけるターボ等化装置が、繰り返し処理を実行する回数の最大値を予め有している場合は、本発明の第一の態様における回数取得部は、取得された繰り返すべき回数がターボ等化装置における繰り返し処理の回数の最大値を超える場合は、検出の処理を行わないと判断しても良い。

本発明の第一の態様における実行判断装置は、復号部の入力特性について、複数の入力値と、各入力値に対する出力値とを対応付けたテーブルを記憶するテーブル記憶部をさらに備え、復号部入力特性取得部は、テーブル記憶部からテーブルの内容を読み出すことにより入力特性を取得しても良い。
また、本発明の第二の態様は、上述した実行判断装置を備える受信装置である。
また、本発明の第三の態様は、データに対し、誤り訂正符号により符号化を行う符号化部と、符号化部によって符号化されたデータを送信する送信部と、を備える送信装置と、送信装置によって送信されたデータを受信する受信部と、受信部が受信したデータに対し、伝搬路による歪みを補償する等化部及び誤り訂正処理を行う復号部による処理を繰り返すことによって、符号化前のデータの検出を行うターボ等化部と、等化部の入出力特性を取得する等化部入出力特性取得部と、復号部の入出力特性を取得する復号部入出力特性取得部と、等化部及び復号部それぞれについて取得された入出力特性に基づいて、ターボ等化部における検出の処理を行うか否か判断する判断部と、を備える受信装置と、を含む無線通信システムである。
また、本発明の第三の態様における判断部は、等化部及び復号部それぞれについて取得された入出力特性に基づいて、ターボ等化部における検出処理の繰り返しにおいてスタック発生の有無を評価し、スタックが発生すると評価された場合には検出の処理を行わないと判断し、スタックが発生しないと評価された場合には検出の処理を行うと判断しても良い。
また、本発明の第四の態様は、上述した実行判断装置が行う実行判断方法である。

本発明により、ターボ等化技術において、信号検出の精度の低下を抑えつつ、繰り返し処理の実行回数を低減することが可能となる。

［第一実施形態］
まず、第一実施形態である受信装置１００ａについて説明する。図１は、受信装置１００ａの機能構成を示す概略ブロック図である。受信装置１００ａは、シングルキャリア方式に周波数領域ＳＣ／ＭＭＳＥターボ等化技術を採用している。ただし、受信装置１００ａに採用できる技術はこれに限定されない。受信装置１００ａは、受信装置においてターボ等化技術を使用できる技術であれば、他の技術を採用しても良い。例えば、受信装置１００ａは、ＤＦＴ−Ｓ−ＯＦＤＭ（Discrete Fourier Transform Spread Orthogonal Frequency Division Multiplexing）方式、ＭＣ−ＣＤＭＡ方式、ＯＦＤＭ方式を採用することができる。また、受信装置１００ａは、送信装置において信号にＣＰを付加して送信される信号を受信する方式を採用することもできる。また、等化方式についても、受信装置１００ａに採用できる技術は、周波数領域ＳＣ／ＭＭＳＥに限定されない。受信装置１００ａは、時間領域ＳＣ／ＭＭＳＥや最大事後確率（ＭＡＰ：Maximum A Posteriori probability）等化などを採用することもできる。

受信装置１００ａは、受信アンテナ１、無線部２、パイロット分離部３、伝搬路特性・分散推定部４、ＣＰ除去部５、ＦＦＴ部６、実行判断部７ａ、ソフトキャンセル部８、等化部９、復調部１０、デインターリーバ１１、復号部１２、インターリーバ１３、ソフトレプリカ生成部１４、伝搬路特性乗算部１５を備える。なお、受信装置１００ａが受信する信号の送信元となる送信装置は、図１６に示される従来の送信装置と同一であるため、その説明を省略する。

受信アンテナ１は、送信装置から送信された信号を受信する。無線部２は、受信された信号を、無線周波数からベースバンドにダウンコンバートする。パイロット分離部３は、ダウンコンバートされた信号を、パイロット信号とデータ信号とに分離する。伝搬路特性・分散推定部４は、パイロット信号を用いて、伝搬路特性を推定する。また、伝搬路特性・分散推定部４は、パイロット信号を用いて、受信装置１００ａにおける雑音の分散を推定する。推定された伝搬路特性及び雑音の分散は、等化部９に入力される。また、推定された伝搬路特性は、伝搬路特性乗算部１５へ入力される。

ＣＰ除去部５は、分離されたデータ信号からＣＰを除去する。ＦＦＴ（高速フーリエ変換）部６は、時間信号であるデータ信号を高速フーリエ変換処理によって周波数信号に変換する。実行判断部７ａは、伝搬路特性及び雑音の分散を用いて、ターボ等化技術を用いた繰り返し処理による信号の検出を実行するか否か判断する。実行判断部７ａは、上記の信号検出を行うと判断した場合には、ＦＦＴ部６から入力されたデータ信号をソフトキャンセル部８に対し入力する。この場合、ソフトキャンセル部８以降の各機能部は、ターボ等化技術に基づき、信号検出を実行する。一方、実行判断部７ａが信号検出を行わないと判断した場合には、ソフトキャンセル部８以降の各機能部は、ターボ等化技術に基づいた信号検出を実行しない。

次に、ソフトキャンセル部８以降の各機能部による、ターボ等化技術に基づいた信号検出の処理について説明する。まず、ソフトキャンセル部８は、実行判断部７ａから入力されたデータ信号から、伝搬路特性乗算部１５によって得られた信頼性に比例した振幅を有する受信信号レプリカをキャンセルする。なお、１回目の処理では、ソフトレプリカ生成部１４によるソフトレプリカが生成されていないため、受信信号レプリカも生成されていない。そのため、ソフトキャンセル部８はキャンセル処理を行わない。等化部９は、伝搬路特性・分散推定部４によって出力された伝搬路特性と、ソフトレプリカ生成部１４によって得られたソフトレプリカと、ソフトキャンセル部８によってキャンセルされたデータ信号とを受け入れる。等化部９は、伝搬路特性、ソフトレプリカ、及びソフトキャンセルされたデータ信号を用いて、伝搬路における信号の歪みを補償する処理（等化処理）を実行する。復調部１０は、各データ信号の対数尤度比（ＬＬＲ）を算出する。

デインターリーバ１１は、データ信号のビット列を、元の並びに戻す。復号部１２は、並びを元に戻された各受信データ信号のＬＬＲに対し誤り訂正処理を実行し、信頼性の高まった各データ信号のＬＬＲを算出する。インターリーバ１３は、復号部１２によって出力されたＬＬＲを、再び並び替える。ソフトレプリカ生成部１４は、信頼性に比例した振幅を有するソフトレプリカを生成する。ソフトレプリカ部１４は、例えば式１によってソフトレプリカを得ることができる。ソフトレプリカ生成部１４は、ソフトレプリカを得ると、このソフトレプリカを等化部９に入力する。また、不図示のＦＦＴ部により、このソフトレプリカは周波数信号に変換され、伝搬路特性乗算部１５に入力される。伝搬路特性乗算部１５は、伝搬路特性・分散推定部４によって推定された伝搬路特性をソフトレプリカの周波数信号に乗算することによって、受信信号レプリカを生成する。生成された受信信号レプリカは、上述したように、ソフトキャンセル部８に入力される。ソフトキャンセル部８以降の各機能部は、以上の処理を任意の回数繰り返し、最終的に復号部１２が得たＬＬＲを判定することによって信号の検出を行い、復号ビットを得る。

以上、受信装置１００ａの機能構成について説明したが、次に、ターボ等化技術の理論的な仕組みについて説明する。図２は、ターボ等化技術を実現するための機能構成を示す概略ブロック図である。図３は、繰り返し処理を視覚的に表す外部情報交換（ＥＸＩＴ：EXtrinsic Information Transfer）チャートである。
図２に示されるように、一般的なターボ等化技術は、伝搬路の畳み込みから信頼性を得る等化器２０１と、誤り訂正処理により信頼性を得る復号器２０２を用いて実現される。等化器２０１及び復号器２０２は、相互にデータ信号に関する信頼性の値を交換し、この信頼性の値を互いの信号検出における事前情報として活用する。そのため、等化部出力ＬＬＲが復号部入力ＬＬＲとなる。また、復号部出力ＬＬＲが等化部入力ＬＬＲとなる。

等化器２０１は、具体的には、図１のソフトキャンセル部８、等化部９、復調部１０、ソフトレプリカ生成部１４、及び伝搬路特性乗算部１５に相当する。また、復号器２０２は、図１の復号部１２に相当する。なお、図２では、説明の簡単化のため、デインターリーバ１１及びインターリーバ１３に相当する機能部の表示を省略する。ただし、原則として等化器２０１と復号器２０２との間に、この二つの機能部が設けられる。
図３のＥＸＩＴチャートは、等化器２０１及び復号器２０２における処理を数値化し、視覚的に表したものである。図３においてＥＸＩＴチャートの横軸は、等化器外部入力相互情報量及び復号器外部出力相互情報量を示す。図３においてＥＸＩＴチャートの縦軸は、等化器外部出力相互情報量及び復号器外部入力相互情報量を示す。ここで、外部相互情報量とは、等化器２０１または復号器２０２の直前の処理のみで改善した相互情報量を表しており、入力された時点で把握していた信頼性による相互情報量は減算されている。本明細書中では、以下外部相互情報量を単に相互情報量と称する。

相互情報量とは、送信信号Ｘを送信し、受信信号Ｙが得られたときに、受信信号Ｙから送信信号Ｘに関してどれほどの情報量を得られたかを定量的に表したものである。さらに、外部相互情報量とは、出力ＬＬＲから入力ＬＬＲを除算したＬＬＲ、即ち直前の処理のみによって改善した相互情報量を表す。この場合、ＬＬＲを得たときのデータ信号についての相互情報量は０から１の間の値に拘束される。また、相互情報量が“０”であるということは、データ信号に関する情報が得られていないことを意味する。また、相互情報量が“１”であるということは、データ信号に関する情報を完全に得ている、即ち完全にデータ信号を再生できることを意味している。

図３は、等化器２０１の相互情報量の入出力関係を曲線Ｌ２１、復号器２０２の相互情報量の入出力関係を曲線Ｌ２２として示す。繰り返し処理は、矢印（これを「ＥＸＩＴ軌跡」と言う。）によって、視覚的に表すことができる。まず、１回目の繰り返し処理では、事前情報は一切得られていないため、等化器２０１の入力相互情報量は０である。そして、等化器２０１は、矢印Ａ２１−１に従って、等化器出力相互情報量（０．６５）を得る。

次に、等化器２０１の出力相互情報量は復号器２０２の入力相互情報量となるため、復号器２０２にはこの等化器出力相互情報量が入力される。復号器２０２は、矢印Ａ２２−１に従って、出力相互情報量（０．９５）を得る。ここで、等化器２０１及び復号器２０２の処理がそれぞれ一度完了したため、１回目の繰り返し処理が完了する。
次に、等化器２０１は、復号器２０２の出力相互情報量を入力相互情報量として用い、矢印Ａ２１−２に従って、出力相互情報量（０．８）を得る。復号器２０２は、等化器２０１の出力相互情報量を入力相互情報量として用い、矢印Ａ２２−２に従って、出力相互情報量（１）を得る。このとき、得られた復号器出力相互情報量が“１”に到達したため、この段階で復調を行うことによって誤りなく信号を検出することができる。

このように、等化器２０１及び復号器２０２による繰り返し処理は、等化器２０１と復号器２０２の相互情報量の入出力特性が交わらない場合に、復号器出力相互情報量として“１”を取得することができる。一方、入出力特性（すなわち、曲線２１及び曲線２２）が途中で交わる場合は、交差した点で繰り返し処理が止まってしまい（スタック）、それ以上は特性が向上しない。
なお、等化器２０１の相互情報量の入出力特性（以下、「等化器２０１の入力特性」又は「等化器入出力特性」という。）は、伝搬路特性と受信信号雑音比（ＳＮＲ：Signal to Noise power Ratio）に基づいて決まるため、伝送機会毎に等化器２０１における相互情報量の入出力関係は変化する。そのため、適応的に制御するためには伝送機会毎に入出力特性のスナップショットを算出する必要がある。これに対し、復号器２０２の相互情報量の入出力特性（以下、「復号器２０２の入出力特性」又は「復号器入出力特性」という。）は、どのデータ信号も送信装置によって同一の誤り訂正符号化が施されることから、一意に決まる。

次に、実行判断部７ａの動作原理について説明する。図４は、実行判断部７ａの動作原理を示すためのＥＸＩＴチャートである。Ｌ３１は、実際の等化器２０１の入出力特性を示す。Ｌ３２は、実際の復号器２０２の入出力特性を示す。復号器２０２の入出力特性Ｌ３２は、上述したように一意に決定される。そのため、予め復号器２０２の入出力特性を取得しておくことが可能である。一方、等化器２０１の入出力特性は、上述したように伝搬路特性とＳＮＲで決定されるため、予め入出力特性を取得しておくことはできない。

しかしながら、等化器入力相互情報量が０である場合の等化器出力相互情報量の値（始点ＢＰにおける等化器出力相互情報量の値）は、ソフトレプリカに関する情報が全く得られておらず実際の信号と一致するため、繰り返し処理の開始前に予め取得することができる。また、等化器入力相互情報量が１である場合の等化器出力相互情報量（終点ＥＰにおける等化器出力相互情報量）も、ソフトレプリカの精度が完全で送信信号と一致するため、繰り返し処理の開始前に予め取得することができる。したがって、始点ＢＰと終点ＥＰとを直線で近似することによって、等化器２０１の近似特性Ｌ３１−ａを算出することができる。
次に、近似特性Ｌ３１−ａを算出する方法について説明する。式２は、等化器２０１における出力信号ベクトル表す式である。

式２において、ｚは、ＦＦＴブロック内の等化後の受信信号を要素とする時間軸の複素数の列ベクトルを表す。ｓ_ｓｏｆｔは、ＦＦＴブロック内の時間軸のソフトレプリカを表す複素数の列ベクトルを表す。また、γ、δ、Ｆ、Ψ、Ｒ_ｒｅｓは、それぞれ式３〜式７によって表される値である。

Ｋは、ＦＦＴブロック内の信号数（サンプル数）を示す。Ξは、伝搬路の周波数応答（伝搬路特性）を対角成分に並べた複素数の対角行列を表す。Δは、ソフトキャンセル後の残留信号エネルギーを対角成分に並べた非負の実数の対角行列を表す。ｓ_ｓｏｆｔ（ｋ）は、ＦＦＴブロック内のｋ番目のソフトレプリカを表す。Ｆは、ベクトルを時間周波数変換するためのＤＦＴ行列を表す。Ｓ_ｓｏｆｔは、周波数軸のソフトレプリカを並べた複素数の列ベクトルを表す。Ｒは、ＦＦＴポイント数の周波数軸の受信信号を要素とする複素数の列ベクトルを表す。Ｉ_Ｋは、対角成分のみが１で残りが０となるＫ×Ｋの単位行列を表す。また、右肩のＨはベクトルもしくは行列のエルミート転置（随伴行列）を表す。ｔｒ［Ａ］は正方行列Ａの対角成分の和を計算するトレース演算子を表す。

送信された信号のエネルギーを１に正規化しても、一般性は失われない。そこで、送信された信号のエネルギーを１に正規化すると、Ξ、Δ、ｓ_ｓｏｆｔ、Ｓ_ｓｏｆｔ、Ｒ、Ｒ_ｒｅｓは、例えばＦＦＴブロックサイズが４の場合、それぞれ式８〜式１３として表すことができる。

次に、式２を用いて、等化後のＬＬＲを算出する。ＬＬＲの算出に必要なパラメータは、等価振幅利得と等価雑音の分散であり、それぞれ式１４、式１５で表すことができる。

μ_ｚは、ＦＦＴブロック内で一定の非負の等価振幅利得を表す。σ_ｚ ^２は、ＦＦＴブロック内で一定の等価雑音の分散を表す。等価雑音の分散は、定義に基づいて二乗平均値から平均値の二乗を減算することによって、結果的に等価振幅利得のみを用いて表すことができる。このことは、送信された信号の振幅を１に正規化し、このときの等価振幅利得μ_ｚが平均値となることを利用している。この場合、ＬＬＲの分散は、等価振幅利得を用いて式１６として表すことができる。

σ_ｌ ^２は、ＬＬＲの分散であり、正の実数である。このＬＬＲの分散と相互情報量とは、相互に変換可能であり、Ｊ関数と呼ばれる近似式を用いて式１７のように近似して表すことができる。

式１７において、Ｈ_１＝０．３０７３、Ｈ_２＝０．８９３５、Ｈ_３＝１．１０６４である。なお、式１７において、Ｈ_１、Ｈ_２、及びＨ_３の値は一意に決まる値である。また、Ｉ_ｚはＬＬＲの分散σ_ｌ ^２が与えられたときの相互情報量を表す。以上の内容を用いて、ＥＸＩＴチャートの始点ＢＰ及び終点ＥＰにおける等化器出力相互情報量を算出することができる。

始点ＢＰにおける等化器２０１は事前情報となるＬＬＲが与えられない状態であるため、ｓ_ｓｏｆｔは０となる。この場合、δ＝０、Δ＝Ｉ_Ｋとなる。そのため、等価振幅利得μ_ｚ ^ｂは、式１４においてΔ＝Ｉ_Ｋを代入することにより、式１８のように表すことができる。

式１８で与えられる等価振幅利得μ_ｚ ^ｂ及び式１６を用いることにより、ＬＬＲの分散σ_ｌ ^２を算出することができる。そして、ＬＬＲの分散σ_ｌ ^２及び式１７を用いることにより、始点ＢＰの等化器出力相互情報量Ｉ_ｚ ^ｂを算出することができる。
終点ＥＰにおける等化器２０１においては、ｓ_ｓｏｆｔはｓ（即ち、送信された信号と同一）となる。この場合、δ＝１、Δ＝０となる。そのため、等価振幅利得μ_ｚ ^ｅは、式１４においてΔ＝０を代入することにより、式１９のように表すことができる。

式１９で与えられる等価振幅利得μ_ｚ ^ｅ及び式１６を用いることにより、ＬＬＲの分散σ_ｌ ^２を算出することができる。そして、ＬＬＲの分散σ_ｌ ^２及び式１７を用いることにより、終点ＥＰの等化器出力相互情報量Ｉ_ｚ ^ｅを算出することができる。
始点ＢＰ及び終点ＥＰにおける等化器出力相互情報量Ｉ_ｚ ^ｂ及びＩ_ｚ ^ｅは、上述した方法によって算出することができる。そして、始点ＢＰ及び終点ＥＰを直線で結ぶことによって、図４における近似特性Ｌ３１−ａを得ることができる。

次に、ターボ等化技術による信号検出を実行するか否か判断する実行判断方法について説明する。図５は、実行判断方法を説明するためのＥＸＩＴチャートである。図５に示されるＥＸＩＴチャートは、図４に示されるＥＸＩＴチャートの縦軸と横軸とを入れ替えたものである。即ち、図５のＥＸＩＴチャートでは、横軸が等化器出力相互情報量及び復号器入力相互情報量を表し、縦軸が等化器入力相互情報量及び復号器出力相互情報量を表す。また、近似特性Ｌ４１は図４における近似特性Ｌ３１−ａに相当し、復号器入出力特性Ｌ４２は図４における復号器入出力特性Ｌ３２に相当する。

図５に示されるように、近似特性４１と復号器入出力特性Ｌ４２が交わるか交わらないかを評価することによって、スタックの発生を判断することができる。そして、スタックが発生する場合は、ターボ等化技術による信号検出を実行しないと判断できる。具体的には、図５において、縦軸の復号器出力相互情報量が０から１になるまでの間、復号器２０２の入出力特性Ｌ４２が等化器２０１の近似特性である入出力特性Ｌ４１より上に存在すれば、ターボ等化技術による信号検出はスタックを発生させることがない。
このような判断を行うため、まずは等化器２０１の近似入出力特性（近似特性Ｌ４１）を１次関数で表す。傾き及び切片は、それぞれ式２０及び式２１のように表すことができる。

ａは傾きを表す。ｂは切片を表す。この場合、近似特性Ｌ４１の方程式は、式２２のように表すことができる。

Ｉ_ｏｕｔは、等化器入力相互情報量、即ち図５における縦軸の値を表す。Ｉ_ｉｎは、横軸に相当する等化器出力相互情報量を表す。
次に、復号器２０２の入出力特性について説明する。一般に、復号器２０２の入出力特性は式２３のように表すことができる。

式２３において、Ｉ_ｄｅｃは、復号器出力相互情報量、即ち図５における縦軸の値を表す。Ｉ_ｉｎは、横軸に相当する復号器入力相互情報量を表す。また、式２３において、Ｈ_１、Ｈ_２、Ｈ_３の値は、符号化方式及び符号化率によって変化するパラメータである。例えば拘束長４、符号化率１／２の畳み込み符号の場合、Ｈ_１＝１３．８２０６、Ｈ_２＝３．２７３１、Ｈ_３＝１．５５０６である。

式２２及び式２３に基づいて、等化器入出力特性と復号器入出力特性を、Ｉ_ｉｎの値が０からＩ_ｚ ^ｅ（終点ＥＰにおける等化器出力相互情報量）の間で評価することによって、信号検出を行うか否か判断できる。この評価において、式２３により算出されるＩ_ｄｅｃの方が常に大きければ、信号検出の処理において信号を完全に検出することができる。
上述したような原理に基づき、実行判断部７ａは、信号検出を実行するか否か判断する。次に、実行判断部７ａの構成について詳細に説明する。図６は、実行判断部７ａの機能構成を示す概略ブロック図である。実行判断部７ａは、等化器入出力特性取得部７１、復号器入出力特性取得部７２、記憶部７３、及び判断部７４を備える。以下、実行判断部７ａが備える各機能部について説明する。

等化器入出力特性取得部７１は、受信装置１００ａにおける等化器２０１の入出力特性を取得する。まず、等化器入出力特性取得部７１は、上述した原理に基づき、ＥＸＩＴチャートおける始点ＢＰ及び終点ＥＰの等化器出力相互情報量Ｉ_ｚ ^ｂ及びＩ_ｚ ^ｅを算出する。次に、等化器入出力特性取得部７１は、この二つの値に基づいて、近似特性Ｌ４１の方程式を取得する。
復号器入出力特性取得部７２は、受信装置１００ａにおける復号器２０２の入出力特性を取得する。上述したように、復号器２０２の入出力特性は、予め取得しておくことが可能である。そのため、復号器入出力特性取得部７２は、記憶部７３に記憶される入出力特性を読み出すことにより、復号器２０２の入出力特性を取得する。

記憶部７３は、受信装置１００ａにおける復号器２０２の入出力特性を記憶する。記憶部７３は、復号器２０２の入出力特性を表す式（式２３に相当）を記憶しても良い。また、記憶部７３は、復号器２０２の入出力特性として、入力値と出力値とを対応付けたＬＵＴ（Look Up Table：ルックアップテーブル）を記憶しても良い。図７は、記憶部７３が記憶するＬＵＴの例を示す図である。図７では、ＬＵＴは、入力相互情報量の値（Ｉ_ｉｎ）を０から１まで０．１刻みで有し、各入力相互情報量における出力相互情報量（Ｉ_ｄｅｃ）を対応付けて有する。図７は、拘束長４、符号化率１／２の畳み込み符号の場合の値を示す。
記憶部７３がＬＵＴを記憶することにより、復号器入出力特性取得部７２が各入力相互情報量に対応する出力相互情報量を取得するのに要する処理時間を削減できる。復号器２０２の入出力特性を表す式（式２３）は、べき乗を含むため、この式に基づいて出力相互情報量を取得する処理には時間を要する。そのため、ＬＵＴを用いることは効果的である。なお、記憶部７３によって記憶されるＬＵＴの構成は、図７に示される表に限定されない。

判断部７４は、等化器入出力特性取得部７１によって取得された等化器入出力特性、及び復号器入出力特性取得部７２によって取得された復号器入出力特性に基づき、等化器２０１及び復号器２０２による信号検出の処理を実行するか否か判断する。
スタックの発生の有無の観点から判断部７４の処理を説明する。判断部７４は、等化器入出力特性取得部７１によって取得された入出力特性及び復号器入出力特性取得部７２によって取得された入出力特性に基づいて、スタックの発生の有無を評価する。判断部７４は、スタックが発生しないと評価できる場合には、信号検出の処理を実行すると判断する。一方、判断部７４は、スタックが発生すると評価できる場合には、信号検出の処理を実行しないと判断する。両入出力特性に基づいたスタック発生の有無の評価処理は、例えば以下のような方法によって実現できる。

次に、ＥＸＩＴチャートにおいて、等化器２０１の近似特性Ｌ４１と復号器２０２の入出力特性Ｌ４２とが交わるか否かの観点から判断部７４の処理を説明する。判断部７４は、等化器入出力特性取得部７１によって取得された入出力特性及び復号器入出力特性取得部７２によって取得された入出力特性に基づいて、両入出力特性がＥＸＩＴチャートにおいて交わるか否かについて評価する。判断部７４は、両入力特性が交わらないと評価できる場合には、スタックが発生しないと評価する。逆に、評価部７４は、両入力特性が交わると評価できる場合には、スタックが発生すると評価する。したがって、判断部７４は、両入出力特性が交わらないと評価できる場合には、信号検出の処理を実行すると判断する。一方、判断部７４は、両入出力特性が交わると評価できる場合には、信号検出の処理を実行しないと判断する。両入出力特性が交わっている場合は、信号検出の処理を実行したとしても、信号の検出に誤りが生じる可能性があるためである。

次に、この評価を実現する具体的処理について説明する。判断部７４は、複数のＩ_ｉｎの値に対応するＩ_ｏｕｔの値及びＩ_ｄｅｃの値を取得する。そして、各Ｉ_ｉｎの値において、Ｉ_ｏｕｔの値がＩ_ｄｅｃの値よりも小さい場合には、判断部７４は、両入出力特性が交わらないと評価する。判断部７４は、この評価に用いられる複数のＩ_ｉｎの値として、０からＩ_ｚ ^ｅの間の複数の値を用いる。判断部７４は、Ｉ_ｉｎの最小値として０を用いる。また、判断部７４は、Ｉ_ｉｎの最大値としてＩ_ｚ ^ｅを用いる。なお、各Ｉ_ｉｎの値に対応するＩ_ｏｕｔの値及びＩ_ｄｅｃの値は、それぞれ等化器入出力特性取得部７１及び復号器入出力特性取得部７２によって取得され、判断部７４に転送される。

例えば、判断部７４は、Ｉ_ｉｎの値を、０からＩ_ｚ ^ｅまで０．１刻みに設定して評価を行う。より詳細に評価したい場合には、この刻み幅はさらに小さく設定されても良い。逆に、大雑把に評価し評価に要する処理時間を短縮したい場合には、この刻み幅はさらに大きく設定されてもよい。
受信装置１００ａにおける等化器２０１及び復号器２０２は、実行判断部７ａの判断に従って信号検出の処理を実行する。

図８は、実行判断部７ａが実行する処理を示すフローチャートである。以下、実行判断部７ａが実行する処理の流れについて、図８を用いて説明する。
まず、等化器入出力特性取得部７１は、伝搬路特性と雑音の分散に基づいて、始点ＢＰ及び終点ＥＰにおける等化器出力相互情報量を算出し取得する（Ｓ１、Ｓ２）。そして、等化器入出力特性取得部７１は、始点ＢＰ及び終点ＥＰにおける等化器出力相互情報量に基づいて、近似特性Ｌ４１の傾き及び切片を取得し、等化器２０１の入出力特性を得る（Ｓ３）。

次に、判断部７４は、Ｉ_ｉｎの値として、初期値の０を代入する（Ｓ４）。等化器入出力特性取得部７１及び復号器入出力特性取得部７２は、Ｉ_ｉｎの値に対応するＩ_ｏｕｔの値及びＩ_ｄｅｃの値を取得し、判断部７４に転送する。判断部７４は、Ｉ_ｄｅｃの値がＩ_ｏｕｔの値以下である場合（Ｓ６−ＮＯ）、繰り返し処理による信号の検出を実行しないと判断する（Ｓ９）。
一方、判断部７４は、Ｉ_ｄｅｃの値がＩ_ｏｕｔの値よりも大きい場合（Ｓ６−ＹＥＳ）、Ｉ_ｉｎの値に所定の値（Δ）を加算し、新たなＩ_ｉｎの値を取得する（Ｓ７）。判断部７４は、新たなＩ_ｉｎの値が、等化器入出力特性取得部７１によって取得された終点ＥＰの等化器出力相互情報量Ｉ_ｚ ^ｅ以下である場合（Ｓ５−ＹＥＳ）、Ｓ６以降の処理を実行する。一方、判断部７４は、新たなＩ_ｉｎの値が、等化器出力相互情報量Ｉ_ｚ ^ｅよりも大きい場合（Ｓ５−ＮＯ）繰り返し処理による信号の検出を実行すると判断する（Ｓ８）。

このように構成された受信装置１００ａは、実行判断部７ａの判断に基づき、等化器２０１及び復号器２０２による信号検出の実行を制御する。実行判断部７ａが、スタックが発生すると評価した場合（即ち、信号検出を実行しないと判断した場合）は、信号検出のための繰り返し処理が無駄になるため、受信装置１００ａはこの信号検出を実行しない。一方、実行判断部７ａが、スタックが発生しないと評価した場合（即ち、信号検出を実行すると判断した場合）は、信号検出のための繰り返し処理は無駄にならないため、受信装置１００ａは信号検出を実行する。そのため、信号検出の精度の低下を抑えつつ、繰り返し処理の実行回数を低減することが可能となる。これに伴い、繰り返し処理の実行回数が低減された分、これに要していた時間や消費電力の低減を図ることができる。また、スタックが生じる無駄な繰り返し処理が実行されていた問題に対しては、実行判断部７ａの処理によって、このような無駄な繰り返し処理の実行を抑止することが可能となる。

〔変形例〕
式２２及び式２３に基づいて、等化器入出力特性と復号器入出力特性を評価する際に、Ｉ_ｉｎの値がＩ_ｚ ^ｂからＩ_ｚ ^ｅの間で評価することによっても、信号検出を行うか否か判断することができる。この評価において、式２３により算出されるＩ_ｄｅｃの方が常に大きければ、信号検出の処理において信号を完全に検出することができる。
このような原理に基づき、実行判断部７ａは、Ｉ_ｉｎの値がＩ_ｚ ^ｂからＩ_ｚ ^ｅの間で評価することによって、信号検出を実行するか否か判断しても良い。この場合、判断部７４は、複数のＩ_ｉｎの値に対応するＩ_ｏｕｔの値及びＩ_ｄｅｃの値を取得し比較する処理において、複数のＩ_ｉｎの値として、Ｉ_ｚ ^ｂからＩ_ｚ ^ｅの間の複数の値を用いる。判断部７４は、Ｉ_ｉｎの最小値としてＩ_ｚ ^ｂを用いる。また、判断部７４は、Ｉ_ｉｎの最大値としてＩ_ｚ ^ｅを用いる。また、この場合はＩ_ｉｎの最小値と最大値の差が小さくなる。そのため、Ｉ_ｉｎの最小値として０を用いる場合に比べて、各Ｉ_ｉｎの差（上述した実施形態では０．１）がさらに小さく設定されても良い。

また、上述した実施形態では、判断部７４は、ＥＸＩＴチャートにおいて、等化器２０１の近似特性Ｌ４１と復号器２０２の入出力特性Ｌ４２とが交わった場合は、信号検出の処理を実行しないと判断する。しかし、判断部７４は、ＥＸＩＴチャートにおいて両入出力特性が交わったとしても、その交点の復号器出力相互情報量の値が所定値（例えば０．９９）以上である場合には、信号検出の処理を実行すると判断しても良い。具体的には、判断部７４は、複数のＩ_ｉｎの値に対応するＩ_ｏｕｔの値及びＩ_ｄｅｃの値を取得し比較する。Ｉ_ｄｅｃの値がＩ_ｏｕｔの値以下である場合（図８におけるＳ６−ＮＯ）、判断部７４は、Ｉ_ｄｅｃの値が所定値よりも大きいか否か判断する。Ｉ_ｄｅｃの値が所定値以上であれば、判断部７４は、信号検出の処理を実行すると判断する（図８におけるＳ８）。一方、Ｉ_ｄｅｃの値が所定値よりも小さければ、信号検出の処理を実行しないと判断する（図８におけるＳ９）。

［第二実施形態］
次に、第二実施形態である受信装置１００ｂについて説明する。受信装置１００ｂは、実行判断部７ａに代えて実行判断部７ｂを備える点で受信装置１００ａと異なり、他の構成については受信装置１００ａと同様である。すなわち、受信装置１００ｂにおいて、受信アンテナ１、無線部２、パイロット分離部３、伝搬路特性・分散推定部４、ＣＰ除去部５、ＦＦＴ部６、ソフトキャンセル部８、等化部９、復調部１０、デインターリーバ１１、復号部１２、インターリーバ１３、ソフトレプリカ生成部１４、及び伝搬路特性乗算部１５の構成は、上述した受信装置１００ａと同様である。そのため、受信装置１００ｂ全体についての説明は省略し、実行判断部７ｂについて説明する。
図９は、実行判断部７ｂの機能構成を示す概略ブロック図である。実行判断部７ｂは、評価点設定部７５をさらに備える点で、実行判断部７ａと異なる。以下、実行判断部７ｂについて、実行判断部７ａと異なる点を主に説明する。

評価点設定部７５は、等化器２０１の入出力特性に基づいて、判断部７４が入出力特性の評価において用いる複数のＩ_ｉｎの値を決定する。具体的には、評価点設定部７５は、各Ｉ_ｉｎの値の差分（図８における処理Ｓ７のΔの値）を設定する。評価点設定部７５は、終点ＥＰにおける等化器出力相互情報量Ｉ_ｚ ^ｅが小さいほど、Δの値を小さく設定する。評価点設定部７５は、設定したΔの値を判断部７４に転送する。判断部７４は、評価点設定部７５によって設定されたΔの値を用いて処理を行う。
終点ＥＰにおける等化器出力相互情報量Ｉ_ｚ ^ｅが小さいということは、受信品質が悪いということを示している。従って、この値が小さいほど、スタックが生じる可能性が高くなり、厳密な評価が必要となる。これに対し、受信装置１００ｂでは、評価点設定部７５が、等化器出力相互情報量Ｉ_ｚ ^ｅの値に基づいてΔの値を設定する。そのため、スタックが生じる可能性が高いほど、判断部７４はより細かい幅でＩ_ｉｎにおける評価を行うこととなり、判断部７４の判断の精度を向上させることができる。

［第三実施形態］
次に、第三実施形態である受信装置１００ｃについて説明する。図１０は、受信装置１００ｃの機能構成を示す概略ブロック図である。受信装置１００ｃは、実行判断部７ａに代えて実行判断部７ｃを備える点で受信装置１００ａと異なる。また、受信装置１００ｃは、復号部１２とインターリーバ１３との間に回数制御部１６ｃをさらに備える点でも、受信装置１００ａと異なる。そして、受信装置１００ｃは、他の構成においては受信装置１００ａと同様である。すなわち、受信装置１００ｃにおいて、受信アンテナ１、無線部２、パイロット分離部３、伝搬路特性・分散推定部４、ＣＰ除去部５、ＦＦＴ部６、ソフトキャンセル部８、等化部９、復調部１０、デインターリーバ１１、復号部１２、インターリーバ１３、ソフトレプリカ生成部１４、及び伝搬路特性乗算部１５の構成は、上述した受信装置１００ａと同様である。以下、受信装置１００ｃについて、受信装置１００ａと異なる点を主に説明する。

実行判断部７ｃは、繰り返し処理による信号の検出を実行するか否か判断し、実行すると判断した場合には、さらにその繰り返し回数を決定する。実行判断部７ｃは、実行回数を決定すると、実行回数を回数制御部１６ｃに転送する。このとき、実行判断部７ｃは、繰り返し処理による信号の検出を実行しないと判断した場合は、繰り返し回数を０回として回数制御部１６ｃに転送しても良い。

回数制御部１６ｃは、実行判断部７ｃから転送された繰り返し回数に従って、繰り返し処理の繰り返し回数を制御する。回数制御部１６ｃは、等化器２０１及び復号器２０２による繰り返し処理において、その繰り返し回数が満たされると、復号器２０２から出力される信号を、インターリーバ１３に転送せずに、受信されたデータ信号を処理する他の機能部へ転送する。
次に、実行判断部７ｃの詳細について説明する。図１１は、実行判断部７ｃの機能構成を示す概略ブロック図である。実行判断部７ｃは、回数取得部７６をさらに備える点で、実行判断部７ａと異なる。以下、実行判断部７ｃについて、実行判断部７ａと異なる点を主に説明する。

まず、繰り返し回数の決定方法の原理について説明する。図１２は、繰り返し回数の決定方法を示すためのＥＸＩＴチャートである。図１２に示されるＥＸＩＴチャートの入出力特性は、図５に示されるものと同じである。図１２は、図５に対し、相互情報量の改善を示すＥＸＩＴ軌跡を追記したものである。
図１２において、矢印Ｌ６３は、繰り返し１回目の復号処理による信頼性の改善を表すＥＸＩＴ軌跡を表す。矢印Ｌ６４は、繰り返し２回目の等化処理による信頼性の改善を表すＥＸＩＴ軌跡を表す。矢印Ｌ６５は、繰り返し２回目の復号処理による信頼性の改善を表すＥＸＩＴ軌跡を表す。なお、図１２において、繰り返し１回目の等化処理による信頼性の改善は、原点から始点ＢＰまでのＥＸＩＴ軌跡となる。しかしながら、始点ＢＰ及び終点ＥＰは、等化器入出力特性取得部７１によって算出されているため、図１２ではこのＥＸＩＴ軌跡の図示を省略する。

矢印Ｌ６３や矢印Ｌ６５等の復号処理によって得られる復号器出力相互情報量は、式２４のように表すことができる。

式２４において、Ｈ_１、Ｈ_２、Ｈ_３は、符号化方式及び符号化率で変化するパラメータである。例えば拘束長４、符号化率１／２の畳み込み符号の場合、Ｈ_１＝１３．８２０６、Ｈ_２＝３．２７３１、Ｈ_３＝１．５５０６である。また、Ｉ_ｉｎは０から１までの実数で表される復号器入力相互情報量を示す。また、Ｉ_ｄｅｃは、０から１までの実数で表される復号器出力相互情報量を表す。

また、矢印Ｌ６４等の等化処理によって得られる等化器出力相互情報量は、式２５のように表すことができる。式２５は、式２２のＩ_ｏｕｔに、復号器出力相互情報量Ｉ_ｄｅｃを代入することによって得られる。

式２５において、Ｉ_ｅｑは、０から１までの実数で表される等化器出力相互情報量を表す。

式２４のＩ_ｉｎに始点ＢＰの復号器入力相互情報量Ｉ_ｚ ^ｂを代入することによって、１回目の繰り返しにおける復号器出力相互情報量Ｉ_ｄｅｃ ^１を得ることができる（矢印Ｌ６３）。得られた復号器出力相互情報量Ｉ_ｄｅｃ ^１は、２回目の繰り返し処理の等化器入力相互情報量として用いることができる。

式２５において、Ｉ_ｉｎにＬ６３で得られるＩ_ｄｅｃ ^１を代入することで、２回目の繰り返しにおける等化器出力相互情報量Ｉ_ｅｑ ^２を得ることができる。再び、式２４のＩ_ｉｎにＩ_ｅｑ ^２を代入することによって、２回目の繰り返しにおける復号器出力相互情報量を得ることができる。式２４及び式２５を用いたこのような処理を、復号器出力相互情報量の値が約１（例えば０．９９）になるまで繰り返す。そして、この繰り返し回数を、等化器２０１及び復号器２０２における繰り返し処理の繰り返し回数として取得することができる。なお、復号器出力相互情報量の所望の値は、０．９９以上になれば誤りなく検出されることが経験的に知られている。ただし、この値は設計事項であり、０．９９９など他の値を適用することもできる。

上述したような原理に基づき、回数取得部７６は、繰り返し回数を取得する。即ち、回数取得部７６は、判断部７４を介して、等化器入出力特性及び復号器入出力特性を取得する。また、回数取得部７６は、同様に始点ＢＰの復号器入力相互情報量Ｉ_ｚ ^ｂを取得する。そして、回数取得部７６は、上述した式２４及び式２５を用いた処理を繰り返し、その繰り返し回数をカウントする。回数取得部７６は、復号器出力相互情報量の値が、閾値（例えば０．９９や０．９９９）を超えたときのカウント数を、繰り返し回数として取得する。
図１３は、実行判断部７ｃが実行する処理を示すフローチャートである。以下、実行判断部７ｃが実行する処理の流れについて、図１３を用いて説明する。なお、スタートからＳ８までの処理及び不図示のＳ９の処理は、図８に示される第一実施形態の実行判断部７ａの処理と同じであるため、説明を省略する。

Ｓ８の処理において、判断部７４が信号検出を行うと判断した場合、回数取得部７６は、１回目の復号処理における復号器出力相互情報量を算出する（Ｓ１０）。回数取得部７６は、繰り返し回数をカウントするためのカウンタを用意し、カウンタに１を入力する（Ｓ１１）。次に、算出された復号器出力相互情報量が閾値を超えていない場合（Ｓ１２−ＮＯ）、回数取得部７６は、算出された復号器出力相互情報量を用いて等化器出力相互情報量を算出する（Ｓ１３）。次に、回数取得部７６は、算出された等化器出力相互情報量を用いて復号器出力相互情報量を算出する（Ｓ１４）。次に、回数取得部７６は、繰り返し回数のカウンタに１を加算し（Ｓ１５）、再びＳ１２の分岐に戻る。

一方、算出された復号器出力相互情報量が閾値を超えている場合（Ｓ１２−ＹＥＳ）、回数取得部７６は、このときのカウンタの値を、繰り返し回数として取得する（Ｓ１６）。
このように構成された受信装置１００ｃでは、実行判断部７ｃの判断に基づき、回数制御部１６ｃが、等化器２０１及び復号器２０２による繰り返し処理の繰り返し回数を制御する。具体的には、実行判断部７ｃが、信号の検出に必要となる回数を取得し、回数制御部１６ｃがこの回数だけ繰り返し処理を行うように制御する。そのため、繰り返し処理によって信号の検出を行う際に、無駄に繰り返しを行うことを抑止することが可能となる。従って、信号検出の精度の低下を抑えつつ、繰り返し処理の実行回数を低減することが可能となる。また、これに伴い、この繰り返し処理に要する時間や消費電力を低減させることが可能となる。

〔変形例〕
回数取得部７６は、取得された回数に所定の値（例えば１や２）を加算して、回数制御部１６ｃに繰り返し回数を転送しても良い。また、この加算は回数制御部１６ｃが行っても良い。そもそも、回数取得部７６が処理に用いる等化器入出力特性は近似された直線であるため、取得される回数にずれが生じている可能性がある。そのため、このずれを考慮し、繰り返し回数を余分に設定することによって、繰り返し処理による信号検出の精度を高めることができる。

［第四実施形態］
次に、第四実施形態である受信装置１００ｄについて説明する。受信装置１００ｄは、実行判断部７ｃに代えて実行判断部７ｄを備える点で受信装置１００ｃと異なり、他の構成については受信装置１００ｃと同様である。すなわち、受信装置１００ｄにおいて、受信アンテナ１、無線部２、パイロット分離部３、伝搬路特性・分散推定部４、ＣＰ除去部５、ＦＦＴ部６、ソフトキャンセル部８、等化部９、復調部１０、デインターリーバ１１、復号部１２、インターリーバ１３、ソフトレプリカ生成部１４、伝搬路特性乗算部１５、及び回数制御部１６ｃの構成は、上述した受信装置１００ｃと同様である。そのため、受信装置１００ｄ全体についての説明は省略し、実行判断部７ｄについて説明する。なお、受信装置１００ｄでは、等化器２０１及び復号器２０２による繰り返し処理の繰り返し回数（Ｎ）が予め定められている。

実行判断部７ｄは、回数取得部７６ｃに代えて回数取得部７６ｄを備える点で、実行判断部７ｃと異なり、他の構成については実行判断部７ｃと同様である。そのため、以下では回数取得部７６ｄについての説明を行い、実行判断部７ｄの他の構成については説明を省略する。
回数取得部７６ｄは、カウンタの値が、上述したＮの値を超える場合は、その時点で、繰り返し処理による信号の検出を実行しないと判断する。

図１４は、実行判断部７ｄが実行する処理を示すフローチャートである。以下、実行判断部７ｄが実行する処理の流れについて、図１４を用いて説明する。なお、スタートからＳ８までの処理及び不図示のＳ９の処理は、図８に示される第一実施形態の実行判断部７ａと同一であるため、説明を省略する。また、図１３と同じ処理については、同じ符号を付してその説明を省略する。
図１４において、Ｓ１５の処理の後、カウンタの値がＮ以下である場合（Ｓ１７−ＹＥＳ）、回数取得部７６ｄは、Ｓ１２の分岐に戻る。一方、カウンタの値がＮよりも大きい場合（Ｓ１７−ＮＯ）、回数取得部７６ｄは、繰り返し処理による信号検出を実行しないと判断し（Ｓ１８）、処理を終了する。

なお、カウンタの数がＮ以下であるか否かに基づく分岐は、図１４においてはＳ１５の処理の後に配置されたが、Ｓ１２からＳ１５までの間のいずれかに配置されても良い。
なお、繰り返し回数がデータのリアルタイム性などの品質が都合上先立って決定される場合には、変調方式や符号化率を変更することもできる。

次に、無線通信システム１０００について説明する。図１５は、無線通信システム１０００の構成を示す図である。無線通信システム１０００は、受信装置１００及び送信装置５００を含む。送信装置５００は、図１６に示す公知の送信装置である。受信装置１００は、上述した各実施形態における受信装置１００ａから１００ｄのいずれかである。送信装置５００は、上述したように、送信データ（送信ビット列）に対し誤り訂正符号の実行や、ビット列の順番を並び替え等を行い、信号を送信する。受信装置１００は、送信装置５００から送信された信号を受信し、受信された信号に対し上述した処理を実行することにより、復号ビット列を得る。

なお、上述した各実施形態における受信装置１００ａから１００ｄの一部又は全部は、専用のハードウェアを用いて構成することができる。
また、上述した各実施形態における受信装置１００ａから１００ｄの一部、例えば、実行判断部７ａから７ｄの機能をコンピュータで実現するようにしても良い。その場合、この実行判断処理を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現しても良い。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時刻の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時刻プログラムを保持しているものも含んでも良い。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
以上、この発明の実施形態について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、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。

第一実施形態である受信装置の機能構成を示す概略ブロック図である。 ターボ等化技術を実現するための機能構成を示す概略ブロック図である。 繰り返し処理を視覚的に表すＥＸＩＴチャートである。 実行判断部の動作原理を示すためのＥＸＩＴチャートである。 第一実施形態における実行判断方法を説明するためのＥＸＩＴチャートである。 第一実施形態における実行判断部の機能構成を示す概略ブロック図である。 記憶部が記憶するＬＵＴの例を示す図である。 第一実施形態における実行判断部の処理を示すフローチャートである。 第二実施形態における実行判断部の機能構成を示す概略ブロック図である。 第三実施形態である受信装置の機能構成を示す概略ブロック図である。 第三実施形態における実行判断部の機能構成を示す概略ブロック図である。 繰り返し回数の決定方法を説明するためのＥＸＩＴチャートである。 第三実施形態における実行判断部の処理を示すフローチャートである。 第四実施形態における実行判断部の処理を示すフローチャートである。 無線通信システムの構成を示す図である。 ターボ等化技術が実装された送信装置の機能構成を示す概略ブロック図である。 ターボ等化技術が実装された受信装置の機能構成を示す概略ブロック図である。

符号の説明

Ｐ０１…符号部， Ｐ０２…インターリーバ， Ｐ０３…変調部， Ｐ０４…ＣＰ挿入部， Ｐ０５…パイロット生成部， Ｐ０６…パイロット多重部， Ｐ０７…無線部， Ｐ０８…送信アンテナ， Ｐ１１…受信アンテナ， Ｐ１２…無線部， Ｐ１３…パイロット分離部， Ｐ１４…伝搬路特性・分散推定部， Ｐ１５…ＣＰ除去部， Ｐ１６…ＦＦＴ部， Ｐ１７…ソフトキャンセル部， Ｐ１８…等化部， Ｐ１９…復調部， Ｐ２０…デインターリーバ， Ｐ２１…復号部， Ｐ２２…インターリーバ， Ｐ２３…ソフトレプリカ生成部， Ｐ２４…伝搬路特性乗算部， １…受信アンテナ， ２…無線部， ３…パイロット分離部， ４…伝搬路特性・分散推定部， ５…ＣＰ除去部， ６…ＦＦＴ部， ７…実行判断部， ８…ソフトキャンセル部， ９…等化部， １０…復調部， １１…デインターリーバ， １２…復号部， １３…インターリーバ， １４…ソフトレプリカ生成部， １５…伝搬路特性乗算部， １６…回数制御部， ７１…等化器入出力特性取得部， ７２…復号器入出力特性取得部， ７３…記憶部， ７４…判断部， ７５…評価点設定部， ７６…回数取得部， １００…受信装置， ２０１…等化器， ２０２…復号器

Claims (14)

1. 誤り訂正符号により符号化され送信されたデータに対し、伝搬路による歪みを補償する等化部及び誤り訂正処理を行う復号部による処理を繰り返すことによって、符号化前のデータの検出を行うターボ等化装置に対し、前記検出の処理を行うか否か判断する実行判断装置であって、
   前記等化部の入出力特性を取得する等化部入出力特性取得部と、
   前記復号部の入出力特性を取得する復号部入出力特性取得部と、
   前記等化部及び前記復号部それぞれについて取得された入出力特性に基づいて、前記ターボ等化装置における検出の処理を行うか否か判断する判断部と、
   を備える実行判断装置。
2. 前記判断部は、前記等化部及び前記復号部それぞれについて取得された入出力特性に基づいて、前記ターボ等化装置における検出処理の繰り返しにおいてスタック発生の有無を評価し、スタックが発生すると評価された場合には検出の処理を行わないと判断し、スタックが発生しないと評価された場合には検出の処理を行うと判断する、請求項１に記載の実行判断装置。
3. 前記等化部入出力特性取得部は、前記等化部の相互情報量に係る入出力特性を取得し、
   前記復号部入出力特性取得部は、前記復号部の相互情報量に係る入出力特性を取得し、
   前記判断部は、この二つの入出力特性が交わる場合にはスタックが発生すると評価して検出の処理を行わないと判断し、交わらない場合にはスタックが発生しないと評価して検出の処理を行うと判断する請求項２に記載の実行判断装置。
4. 前記判断部は、前記二つの入出力特性に基づき、複数の評価点毎にそれぞれの出力の値の大小を比較し、全ての評価点において前記大小の関係が一致した場合には、前記二つの入出力特性が交わらないと評価する、請求項３に記載の実行判断装置。
5. 前記複数の評価点の間隔を前記等化部の入出力特性に基づいて設定することにより、前記複数の評価点の値を設定する、評価点設定部をさらに備える請求項４に記載の実行判断装置。
6. 前記等化部入出力特性部は、前記等化部において入力される前記相互情報量がゼロである場合及び１である場合の出力相互情報量をそれぞれ取得し、この二つの値を用いて近似を行うことによって、前記等化部における前記入出力特性を取得する、請求項３から５のいずれかに記載の実行判断装置。
7. 前記等化部の入力特性と前記復号部の入力特性とに基づいて、ターボ等化装置における繰り返し処理について、繰り返すべき回数を取得する回数取得部をさらに備える、請求項１から６のいずれかに記載の実行判断装置。
8. 前記ターボ等化装置は、前記繰り返し処理を実行する回数の最大値を予め有し、
   前記回数取得部は、取得された繰り返すべき回数が前記ターボ等化装置における繰り返し処理の回数の最大値を超える場合は、前記検出の処理を行わないと判断する、
   請求項７に記載の実行判断装置。
9. 前記復号部の入力特性について、複数の入力値と、各入力値に対する出力値とを対応付けたテーブルを記憶するテーブル記憶部をさらに備え、
   前記復号部入力特性取得部は、前記テーブル記憶部からテーブルの内容を読み出すことにより入力特性を取得する、請求項１から８のいずれかに記載の実行判断装置。
10. 請求項１から９のいずれかに記載の実行判断装置を備える受信装置。
11. データに対し、誤り訂正符号により符号化を行う符号化部と、前記符号化部によって符号化された前記データを送信する送信部と、を備える送信装置と、
    前記送信装置によって送信されたデータを受信する受信部と、前記受信部が受信したデータに対し、伝搬路による歪みを補償する等化部及び誤り訂正処理を行う復号部による処理を繰り返すことによって、符号化前のデータの検出を行うターボ等化部と、前記等化部の入出力特性を取得する等化部入出力特性取得部と、前記復号部の入出力特性を取得する復号部入出力特性取得部と、前記等化部及び前記復号部それぞれについて取得された入出力特性に基づいて、前記ターボ等化部における検出の処理を行うか否か判断する判断部と、を備える受信装置と、
    を含む無線通信システム。
12. 前記判断部は、前記等化部及び前記復号部それぞれについて取得された入出力特性に基づいて、前記ターボ等化部における検出処理の繰り返しにおいてスタック発生の有無を評価し、スタックが発生すると評価された場合には検出の処理を行わないと判断し、スタックが発生しないと評価された場合には検出の処理を行うと判断する、請求項１１に記載の無線通信システム。
13. 誤り訂正符号により符号化され送信されたデータに対し、伝搬路による歪みを補償する等化部及び誤り訂正処理を行う復号部による処理を繰り返すことによって、符号化前のデータの検出を行うターボ等化装置に対し、前記検出の処理を行うか否か判断する実行判断装置が行う方法であって、
    前記実行判断装置が、前記等化部の入出力特性を取得するステップと、
    前記実行判断装置が、前記復号部の入出力特性を取得するステップと、
    前記実行判断装置が、前記等化部及び前記復号部それぞれについて取得された入出力特性に基づいて、前記ターボ等化装置における検出の処理を行うか否か判断するステップと、
    を含む実行判断方法。
14. 前記実行判断装置が、前記等化部の入力特性と前記復号部の入力特性とに基づいて、ターボ等化装置における繰り返し処理について、繰り返すべき回数を取得するステップ、をさらに含む請求項１３に記載の実行判断方法。

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