JP2016076910A - Interleaver generation method and interleaver generation device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、ターボ符号等の誤り訂正符号に用いるインタリーバを生成するインタリーバ生成方法及びインタリーバ生成装置に関する。 The present invention relates to an interleaver generating method and an interleaver generating apparatus for generating an interleaver used for an error correction code such as a turbo code.
ターボ符号等の誤り訂正符号では、情報系列を並び替えるインタリーバを用いることで、シャノン限界に迫る高い誤り訂正能力を実現している。一般に、インタリーバは基本疑似乱数系列を繰り返しシフトして得られるラテン方陣・長方形構造のマッピングパターンを用いることで、高速処理可能でかつ誤り訂正能力の高い通信装置を実現している(例えば、特許文献1参照)。 In an error correction code such as a turbo code, a high error correction capability approaching the Shannon limit is realized by using an interleaver that rearranges information sequences. In general, an interleaver realizes a communication device capable of high-speed processing and high error correction capability by using a mapping pattern of a Latin square / rectangular structure obtained by repeatedly shifting a basic pseudo-random number sequence (for example, patent document) 1).
インタリーバをターボ符号等の誤り訂正符号に組み込むには、情報系列の並び替えに用いるマッピング行列の列数、基本疑似乱数系列のパターン及び基本疑似乱数系列読み出し時の開始位置シフトパターン(以下、パラメータと称す)を決定する必要がある。
従来のインタリーバは、所望の情報系列長毎にパラメータを様々に変更し、これらパラメータを用いて生成したインタリーバを含む符号の出力重み分布をパラメータ毎に算出し、ユニオンバウンド(union bound)が最良となるパラメータを発見的に決定しなければならない。ここで、出力重み分布の算出には様々な情報系列パターンを入力してその出力重みを記録する必要があり、また最良なunion boundの探索は実数値計算する必要があるため、パラメータ決定に要する計算量が大きいという問題があった。特に、8bit毎の細かいビット幅で情報系列長を可変とする等、多数の情報系列長に対応しようとすると、計算量はさらに増大してしまう。
In order to incorporate the interleaver into an error correction code such as a turbo code, the number of columns of the mapping matrix used for the rearrangement of the information sequence, the pattern of the basic pseudo random number sequence, and the start position shift pattern when reading the basic pseudo random number sequence (hereinafter referred to as parameters) Need to be determined).
The conventional interleaver changes the parameters for each desired information sequence length, calculates the output weight distribution of the code including the interleaver generated using these parameters for each parameter, and the union bound is the best. Must be determined heuristically. Here, for calculating the output weight distribution, it is necessary to input various information series patterns and record the output weight, and the search for the best union bound needs to be calculated by real values, so it is necessary to determine parameters. There was a problem that the calculation amount was large. In particular, if the information sequence length is made variable with a fine bit width of every 8 bits, the amount of calculation will be further increased.
以上のように、従来のインタリーバのパラメータ決定に必要な計算量は膨大であり、誤り訂正能力の高い符号を構成するインタリーバを符号構造に応じて高速に生成することができないという問題点があった。 As described above, the amount of calculation required for determining the parameters of the conventional interleaver is enormous, and there is a problem that an interleaver constituting a code with high error correction capability cannot be generated at high speed according to the code structure. .
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、誤り訂正能力の高い符号を構成するインタリーバを高速に生成することのできるインタリーバ生成方法及びインタリーバ生成装置を得ることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an interleaver generation method and interleaver generation apparatus capable of generating an interleaver constituting a code having high error correction capability at high speed. .
この発明に係るインタリーバ生成方法は、M行N列のバッファ内に入力系列を格納し、長さNの基本疑似乱数系列を行単位にシフトすることでM行N列のラテン方陣またはラテン長方形のマッピングパターンを形成し、マッピングパターンに入力系列をマッピングしてマッピング後の入力系列を列単位に読み出すインタリーバを生成するインタリーバ生成方法であって、特定の入力系列パターンがインタリーバによって特定の出力系列パターンに並び替えられるインタリーバのパラメータ集合を算出する入力系列長算出工程と、入力系列長算出工程で算出したパラメータ集合の差集合となるパラメータを算出するパラメータ候補算出工程と、パラメータ候補算出工程で算出したパラメータを用いてインタリーバを生成するインタリーバ生成工程とを備えたものである。 In the interleaver generating method according to the present invention, an input sequence is stored in a buffer of M rows and N columns, and a basic pseudo-random sequence of length N is shifted in units of rows, whereby a Latin square or Latin rectangle of M rows and N columns is obtained. An interleaver generation method that generates a mapping pattern, maps an input sequence to the mapping pattern, and generates an interleaver that reads the input sequence after mapping in units of columns, and the specific input sequence pattern is converted into a specific output sequence pattern by the interleaver. An input sequence length calculation step for calculating a parameter set of interleavers to be rearranged, a parameter candidate calculation step for calculating a parameter that is a difference set of the parameter set calculated in the input sequence length calculation step, and a parameter calculated in the parameter candidate calculation step Interleaver generator that generates an interleaver using It is those with a door.
この発明のインタリーバ生成方法は、特定の入力系列パターンがインタリーバによって特定の出力系列パターンに並び替えられるインタリーバのパラメータ集合を算出し、このパラメータ集合の差集合となるパラメータを算出してインタリーバを生成するようにしたので、誤り訂正能力の高い符号を構成するインタリーバを高速に生成することができる。 The interleaver generation method of the present invention calculates an interleaver parameter set in which a specific input sequence pattern is rearranged to a specific output sequence pattern by the interleaver, calculates a parameter that is a difference set of the parameter set, and generates an interleaver Since it did in this way, the interleaver which comprises the code | symbol with high error correction capability can be produced | generated at high speed.
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1におけるインタリーバ生成方法によって生成したインタリーバを備えた通信システムを示す構成図である。図1において、送信側の通信装置(以下、送信装置1と称す)は、ターボ符号化器100と変調器110を含む構成とし、受信側の通信装置(以下、受信装置2と称す)は、復調器210とターボ復号器200を含む構成とする。ターボ符号化器100及びターボ復号器200は、内部に、以下に述べるインタリーバ生成方法によって生成される同一のインタリーバ103,203を有する。なお、図1及び後述する図2では、ターボ符号化器100及びターボ復号器200内のインタリーバ103,203以外の構成は図示を省略している。
Embodiment 1 FIG.
1 is a configuration diagram showing a communication system including an interleaver generated by the interleaver generation method according to Embodiment 1 of the present invention. In FIG. 1, a transmission side communication device (hereinafter referred to as a transmission device 1) includes a
まず、実施の形態1の通信システムにおける符号化及び復号処理の流れを簡単に説明する。
送信装置1内のターボ符号化器100では、長さKの情報系列u=(u0,u1,…,uK-1)を受け取り、インタリーバ103を用いて符号化した符号語vを生成する。そして、送信装置1内の変調器110では、ターボ符号化器100で生成した符号語vに対して、所定の変調方式に応じてデジタル変調し、その変調信号x=(x0,x1,…,xN-1)を、通信路3を介して受信装置2に送信する。
First, the flow of encoding and decoding processing in the communication system of Embodiment 1 will be briefly described.
The
一方、受信装置2では、復調器210が通信路3を介して受け取った変調信号y=(y0,y1,…,yN-1)に対して、上記変調方式に応じてデジタル復調し、さらに、受信装置2内のターボ復号器200が、復調結果に対してインタリーバ203を用いて復号し、その復号結果(元の情報系列uに対応)を出力する。
なお、上記送信装置1と上記受信装置2の双方の構成を搭載した通信装置を複数構成し、当該複数の通信装置間で互いに信号を送受信するようにしても良い。
On the other hand, in the
Note that a plurality of communication devices including both the transmission device 1 and the
また、図2に示すように、送信装置1にパンクチャ器120、受信装置2にデパンクチャ器220を含めても良い。この場合、パンクチャ器120では、通信システムの要求に応じた長さWの符号語を、ターボ符号化器100の出力からパンクチャして生成し、これを変調器110に入力する。また、デパンクチャ器220では、パンクチャ器120でパンクチャされたビットをデパンクチャし、これをターボ復号器200に入力する。
Further, as shown in FIG. 2, a
ターボ符号化器100は、図3に示すように、第1の再帰的組織畳み込み(以下、RSC(Recursive Systematic convolutional)と称す)符号化器101と第2のRSC符号化器102とインタリーバ103から構成される。図4は、上記RSC符号化器の一例であるが、例えばW−CDMA規格のRSC符号化器等、ターボ符号を構成するRSC符号化器であればどのような構成であっても良い。ターボ復号器200はターボ符号化器100に対応して構成されている。
As shown in FIG. 3, the
次に、実施の形態1のインタリーバ103,203の並び替えアルゴリズムを説明する。
<ステップ1>
パラメータを設定する。
K:情報系列長
N:マッピング行列の列数
M=ceil(K/N):マッピング行列の行数
s:基本疑似乱数系列読み出し時の開始位置シフト数
p:基本疑似乱数系列のパターン
Cp(0),Cp(1),…,Cp(N-1):基本疑似乱数系列
ここで、ceil(x)はx以上の最小の整数である。sはNと素な正の整数または1の値を取る。また、基本疑似乱数系列は長さNの並び替えパターンであり、集合{Cp(0),Cp(1),…,Cp(N-1)}は集合{0,1,…,N-1}と一致する。
Next, the rearrangement algorithm of the
<Step 1>
Set the parameters.
K: Information series length
N: Number of columns in the mapping matrix
M = ceil (K / N): Number of mapping matrix rows
s: Start position shift number when reading the basic pseudo-random number sequence
p: Pattern of basic pseudo-random number sequence
C p (0), C p (1),..., C p (N−1): Basic pseudo random number sequence Here, ceil (x) is the smallest integer equal to or greater than x. s is a prime positive integer or 1 with N. The basic pseudo-random number sequence is a permutation pattern of length N, and the set {C p (0), C p (1), ..., C p (N-1)} is the set {0, 1, ..., Matches N-1}.
<ステップ2>
基本疑似乱数系列をs個ずつシフトして、M種類の長さNの疑似乱数系列CLj(i)を構成する。
CLj(i)=Cp((i+s×j) mod N)
i=0,1,…,N-1
j=0,1,…,M-1
<ステップ3>
M×Nの入力バッファ行列Uj(i)を用意する。
Uj(i)=i+N×j
i=0,1,…,N-1
j=0,1,…,M-1
<ステップ4>
M×Nの出力バッファ行列U’j(i)を、CLj(i)を用いて用意する。
U’j(i)=U(M-1-j)(CL(M-1-j)(i))
i=0,1,…,N-1
j=0,1,…,M-1
<
By shifting the basic pseudo-random sequence by s pieces, constituting a pseudo-random number sequence CL j of M different lengths N (i).
CL j (i) = C p ((i + s × j) mod N)
i = 0,1,…, N-1
j = 0,1,…, M-1
<
An M × N input buffer matrix U j (i) is prepared.
U j (i) = i + N × j
i = 0,1,…, N-1
j = 0,1,…, M-1
<Step 4>
An M × N output buffer matrix U ′ j (i) is prepared using CL j (i).
U ' j (i) = U (M-1-j) (CL (M-1-j) (i))
i = 0,1,…, N-1
j = 0,1,…, M-1
<ステップ5>
情報系列uを、出力バッファ行列U’j(i)を列順に読み出すことで生成する。
u(j+M×i)=U’j(i)
i=0,1,…,N-1
j=0,1,…,M-1
<ステップ6>
マッピング行列の要素数と情報系列長に差がある場合、情報系列長Kを超える大きさの以下の出力値を削除する(この操作を以下、プルーニングと称する)。
uk≧K
ここで、ステップ1で用いる長さNの基本疑似乱数系列Cp(0),Cp(1),…,Cp(N-1)は、たとえばNとして素数を選択し、g0をNの原始元として以下のように生成する。
Cp(0)=1
Cp(i+1)=(g0×Cp(i)) mod N i=0,…,N-3
Cp(N-1)=0
この生成は、以下のようにしても同じである。
Cp(i)=g0 i mod N i=0,…,N-2
Cp(N-1)=0
<Step 5>
The information series u is generated by reading the output buffer matrix U ′ j (i) in column order.
u (j + M × i) = U ' j (i)
i = 0,1,…, N-1
j = 0,1,…, M-1
<Step 6>
When there is a difference between the number of elements of the mapping matrix and the information sequence length, the following output value having a size exceeding the information sequence length K is deleted (this operation is hereinafter referred to as pruning).
u k ≧ K
Here, for the basic pseudo-random number sequence C p (0), C p (1),..., C p (N−1) of length N used in step 1, for example, a prime number is selected as N and g 0 is set to N. It is generated as follows as a primitive element of.
C p (0) = 1
C p (i + 1) = (g 0 × C p (i)) mod N i = 0,…, N-3
C p (N-1) = 0
This generation is the same as described below.
C p (i) = g 0 i mod N i = 0,…, N-2
C p (N-1) = 0
また、(N+1)が素数となるようにNを選択し、g0を(N+1)の原始元として、以下のように生成しても良い。
Cp(0)=0
Cp(i+1)=((g0×(Cp(i)+1))mod(N+1))-1 i=0,…,N-2
この生成は、以下のようにしても同じである。
Cp(i)=(g0 imod(N+1))-1 i=0,…,N-1
以上のように原始元を用いて基本疑似乱数系列を生成するとき、特に原始元g0=2の場合には、基本疑似乱数系列を得るための二乗算処理が1ビットシフトで可能であるから、原始元が2の素数だけにNまたは(N+1)を限定することで処理量を軽減することも可能である。
Alternatively, N may be selected so that (N + 1) is a prime number, and g 0 may be generated as follows with g 0 as the primitive element of (N + 1).
C p (0) = 0
C p (i + 1) = ((g 0 × (C p (i) +1)) mod (N + 1))-1 i = 0, ..., N-2
This generation is the same as described below.
C p (i) = (g 0 i mod (N + 1))-1 i = 0, ..., N-1
As described above, when generating a basic pseudo-random number sequence using a primitive element, especially when the primitive element g 0 = 2, a double multiplication process for obtaining the basic pseudo-random number sequence is possible by 1-bit shift. It is also possible to reduce the processing amount by limiting N or (N + 1) to only prime numbers whose primitive element is 2.
また、P’をNと互いに素な整数として、以下のように生成しても良い。
Cp(i)=(P’×i)modN i=0,…,N-1
この生成は、以下のようにしても同じである。
Cp(0)=0
Cp(i+1)=(Cp(i)+P’)modN i=0,…,N-2
また、P’をNと互いに素な整数として、以下のように生成しても良い。
Cp(i)=(P’×i+Q)modN i=0,…,N-1
ここでQは任意の正の整数である。
また、基本疑似乱数系列Cp(0),Cp(1),…,Cp(N-1)は長さNの並び替えパターンであって、集合{Cp(0),Cp(1),…,Cp(N-1)}が集合{0,1,…,N-1}と一致するものであれば、その他いずれであっても良い。
Further, P ′ may be generated as follows, with N being a prime integer.
C p (i) = (P '× i) modN i = 0,…, N-1
This generation is the same as described below.
C p (0) = 0
C p (i + 1) = (C p (i) + P ') modN i = 0,…, N-2
Further, P ′ may be generated as follows, with N being a prime integer.
C p (i) = (P '× i + Q) modN i = 0, ..., N-1
Here, Q is an arbitrary positive integer.
Further, the basic pseudo-random number sequence C p (0), C p (1),..., C p (N-1) is a permutation pattern of length N, and the set {C p (0), C p ( As long as 1), ..., C p (N-1)} matches the set {0,1, ..., N-1}, it may be any other.
次に、実施の形態1のインタリーバ103,203のパラメータN、p、sを算出する方法を説明する。
図5にこのアルゴリズムのフローチャートを示す。
先ず、第1のRSC符号化器101の帰還多項式P(D)で割り切れる系列1+Dlのうち、正整数lの値が小さいものからn個を順にl1、l2、…、lnと定義する。第2のRSC符号化器102の帰還多項式P’(D)で割り切れる系列1+Dl’のうち、正整数l’の値が小さいものからn’個を順にl’1、l’2、…、l’n’と定義する。
Next, a method for calculating the parameters N, p, and s of the
FIG. 5 shows a flowchart of this algorithm.
First, the definition of the sequence 1 + D l divisible by the feedback polynomial P of the first RSC encoder 101 (D), the n-number order from those values of the positive integers l is smaller l 1, l 2, ..., and l n To do. Of the series 1 + D l ′ divisible by the feedback polynomial P ′ (D) of the
組(N,p,s)に関するループは、特定の入力系列パターンがインタリーバ103,203によって特定の出力系列パターンに並び替えられるインタリーバ103,203のパラメータ集合を算出する入力系列長算出工程と、この入力系列長算出工程で算出したパラメータ集合の差集合となるパラメータを算出するパラメータ候補算出工程とに対応している。
The loop relating to the set (N, p, s) includes an input sequence length calculation step for calculating a parameter set of the
<ステップST1>
組(N,p,s)に関するループにおいて、マッピング行列の列数N、基本疑似乱数系列読み出し時の開始位置シフト数s、基本疑似乱数系列のパターンpに対して、以下が成り立つi、jの組み合わせを算出する。
abs(i×N+Cp((N+j+i×s+k) mod N))-Cp(k))=l …(1)
l=l1、l2、…、ln
i=0、1、…、ni
j=-nj、…、-1、0、1、…、nj
k=0、1、…、N-1
abs(x)はxの絶対値である。ni、njはそれぞれ、(N−1)以下の正の整数である。
このステップST1は特定の入力系列パターンを求める工程であり、数式(1)を満たす組合せとは、入力系列が自己終端系列になるi、jの組み合わせを算出することである。
<Step ST1>
In the loop relating to the set (N, p, s), the following holds for the number of columns N of the mapping matrix, the starting position shift number s at the time of reading the basic pseudo random number sequence, and the pattern p of the basic pseudo random number sequence: Calculate the combination.
abs (i × N + C p ((N + j + i × s + k) mod N)) − C p (k)) = l (1)
l = l 1 , l 2 ,…, l n
i = 0, 1, ..., n i
j = -n j , ..., -1, 0, 1, ..., n j
k = 0, 1, ..., N-1
abs (x) is the absolute value of x. n i and n j are each a positive integer of (N−1) or less.
This step ST1 is a step of obtaining a specific input sequence pattern, and the combination satisfying Equation (1) is to calculate a combination of i and j in which the input sequence is a self-terminating sequence.
<ステップST2>
ステップST1で算出したi、jの組み合わせのうち、以下が成り立つMの値を算出し、順にM1、M2、…、Mn”とする。
abs(j×M-i)-k=l’ …(2)
k=0、1、…、abs(j)
l’=l’1、l’2、…、l’n’
このステップST2は特定の出力系列パターンを求める工程であり、数式(2)を満たす組合せとは、入力系列をインタリーバ103,203によって並び替えた系列が自己終端系列になるMの値を算出することである。
<Step ST2>
Among the combinations of i and j calculated in step ST1, M values satisfying the following are calculated, and are sequentially set as M 1 , M 2 ,..., M n ″ .
abs (j × Mi) -k = l '(2)
k = 0, 1, ..., abs (j)
l '= l' 1 , l' 2 , ..., l'n'
This step ST2 is a process for obtaining a specific output sequence pattern, and the combination satisfying the mathematical formula (2) is to calculate the value of M in which the sequence in which the input sequence is rearranged by the
<ステップST3>
ステップST2で算出したM1、M2、…、Mn”を用いて、集合SN,p,sを以下のように決定する。
S0={K|1≦K≦N2}
Sk={K|N×(Mk-1)+1≦K≦N×Mk} k=1、2、…、n’’
SN,p,s=S0\(S1∪S2∪…∪Sn’’) …(3)
<ステップST4>
所望の情報系列長Kに対して、K∈SN,p,sとなるN、p、sの組み合わせを選び、インタリーバ103,203のパラメータとする。
<Step ST3>
The set S N, p, s is determined as follows using M 1 , M 2 ,..., M n ″ calculated in step ST2.
S 0 = {K | 1 ≦ K ≦ N 2 }
S k = {K | N × (M k −1) + 1 ≦ K ≦ N × M k } k = 1, 2,..., N ''
S N, p, s = S 0 \ (S 1 ∪S 2 ∪… ∪S n ″ ) (3)
<Step ST4>
For a desired information sequence length K, a combination of N, p, and s that satisfies KεS N, p, s is selected and used as a parameter for the interleavers 103 and 203.
すなわち、ステップST3、ステップST4は、入力系列長算出工程で算出したパラメータ集合の差集合となるパラメータを算出するパラメータ候補算出工程である。ステップST1及びステップST2で求めた自己終端系列とは、図3の第1のRSC符号化器101または第2のRSC符号化器102に入力することで、低重み、すなわち非零のビット数が少ないような符号語が出力される系列である。低重み符号語は誤り訂正能力を低下させる原因となるため、このような自己終端系列を第1のRSC符号化器101と第2のRSC符号化器102に同時に入力することは避けるべきである。従って、ステップST3で決定する集合SN,p,sは、自己終端系列が第1のRSC符号化器101と第2のRSC符号化器102に同時に入力されないような情報系列長Kの集合を示しており、ステップST4でK∈SN,p,sなるN,p,sの組み合わせを選ぶことで、誤り訂正能力を向上させることが可能である。
That is, step ST3 and step ST4 are parameter candidate calculation steps for calculating a parameter that is a difference set of the parameter set calculated in the input sequence length calculation step. The self-terminating sequence obtained in step ST1 and step ST2 is input to the
<ステップST5>
ステップST4で、K∈SN,p,sとなるN、p、sの組み合わせが複数ある場合、たとえばNが最小となるものから選ぶ。それでも複数の選択肢がある場合、pが最小となるものから選ぶ。それでも複数の選択肢がある場合sが最小となるものを選ぶ。その他、疑似乱数を用いて選ぶ等、一つの組合せを確定できる方法であればその選び方はいずれであっても良い。すなわち、一つの組合せを確定する条件としては、
(a)実装時の回路規模が削減できるもの
(b)インタリーブのスプレッディング・ファクタの性質が良いもの
(c)インタリーバのランダム性が高いもの
が挙げられる。
ここで、スプレッディング・ファクタとは、入力系列のビット距離を拡散させる効果を示し、小さいビット距離を大きくできる程インタリーバとしての性質が良いとされる。
なお、「Nが最小となるものから選ぶ。それでも複数の選択肢がある場合、pが最小となるものから選ぶ。それでも複数の選択肢がある場合sが最小となるものを選ぶ」という例は、上記(a)と(b)に基づく選択方法の一例である。
また、このステップST5は、パラメータ候補算出工程で算出したパラメータが複数ある場合、これらのパラメータの中からいずれかを選択するパラメータ選択工程に対応するものである。
<Step ST5>
In step ST4, when there are a plurality of combinations of N, p, and s that satisfy KεS N, p, s , for example, the one with the smallest N is selected. If there are still multiple choices, choose the one with the smallest p. If there are still multiple options, select the one that minimizes s. In addition, any selection method may be used as long as one combination can be determined, such as selection using pseudo-random numbers. That is, as a condition for determining one combination,
(A) The circuit scale at the time of mounting can be reduced. (B) The interleave spreading factor is good. (C) The interleaver has high randomness.
Here, the spreading factor indicates the effect of spreading the bit distance of the input sequence, and the smaller the bit distance, the better the nature as an interleaver.
The example of “select from the one with the smallest N. If there are still a plurality of choices, choose from the one with the smallest p. If there are still several choices, choose the one with the smallest s”. It is an example of the selection method based on (a) and (b).
In addition, this step ST5 corresponds to a parameter selection step for selecting one of these parameters when there are a plurality of parameters calculated in the parameter candidate calculation step.
<ステップST6、ステップST7>
なお、基本疑似乱数系列が以下のような周期性をもつ場合、
abs(Cp(j+1+floor(N/2))-Cp(j+floor(N/2)))=abs(Cp(j+1)-Cp(j)) …(4)
j=0、1、…、floor(N/2)-2
ステップST1で算出するi、jの組み合わせに以下の組み合わせも加える。
i=1、2、…、ni
j=(floor(N/2)+(N-s)×i)modN …(5)
ここでfloor(x)はx以下の最大の整数である。
<Step ST6, Step ST7>
If the basic pseudo-random number sequence has the following periodicity,
abs (C p (j + 1 + floor (N / 2))-C p (j + floor (N / 2))) = abs (C p (j + 1) -C p (j)) (4 )
j = 0, 1, ..., floor (N / 2) -2
The following combinations are also added to the combinations of i and j calculated in step ST1.
i = 1, 2, ..., n i
j = (floor (N / 2) + (Ns) × i) modN (5)
Where floor (x) is the largest integer less than or equal to x.
以上のように、誤り訂正能力低下の原因となる低重み符号語の大量発生を避けるように、インタリーバ103,203のパラメータN、p、sを、整数値の四則演算のみで簡易に確定しているので、誤り訂正能力の高い符号を構成するインタリーバを符号構造に応じて高速に生成することができる。
As described above, the parameters N, p, and s of the
以上説明したように、実施の形態1のインタリーバ生成方法によれば、M行N列のバッファ内に入力系列を格納し、長さNの基本疑似乱数系列を行単位にシフトすることでM行N列のラテン方陣またはラテン長方形のマッピングパターンを形成し、マッピングパターンに入力系列をマッピングしてマッピング後の入力系列を列単位に読み出すインタリーバを生成するインタリーバ生成方法であって、特定の入力系列パターンがインタリーバによって特定の出力系列パターンに並び替えられるインタリーバのパラメータ集合を算出する入力系列長算出工程と、入力系列長算出工程で算出したパラメータ集合の差集合となるパラメータを算出するパラメータ候補算出工程と、パラメータ候補算出工程で算出したパラメータを用いてインタリーバを生成するインタリーバ生成工程とを備えたので、誤り訂正能力の高い符号を構成するインタリーバを高速に生成することができる。 As described above, according to the interleaver generation method of the first embodiment, an input sequence is stored in a buffer of M rows and N columns, and a basic pseudorandom number sequence of length N is shifted in units of rows. An interleaver generation method for generating an interleaver that forms an N-column Latin square or Latin rectangular mapping pattern, maps an input sequence to the mapping pattern, and reads the mapped input sequence in units of columns. An input sequence length calculation step for calculating a parameter set of an interleaver that is rearranged into a specific output sequence pattern by the interleaver, and a parameter candidate calculation step for calculating a parameter that is a difference set of the parameter set calculated in the input sequence length calculation step , Using the parameters calculated in the parameter candidate calculation process Since a interleaver generating step of forming, the interleaver constituting a high code error correction capability can be generated at high speed.
また、実施の形態1のインタリーバ生成方法によれば、特定の入力系列パターンと特定の出力系列パターンは、自己終端系列としたので、誤り訂正能力低下の原因となる低重み符号語の大量発生を避けることのできるインタリーバのパラメータを簡易かつ高速に求めることができる。 Further, according to the interleaver generation method of the first embodiment, since the specific input sequence pattern and the specific output sequence pattern are self-terminated sequences, a large amount of low-weight codewords that cause a reduction in error correction capability is generated. Interleaver parameters that can be avoided can be determined easily and at high speed.
また、実施の形態1のインタリーバ生成方法によれば、パラメータ候補算出工程で算出したパラメータが複数ある場合、複数のパラメータの中からいずれかを選択するパラメータ選択工程を備え、インタリーバ生成工程では、パラメータ候補算出工程で算出したパラメータに代えて、パラメータ選択工程で選択したパラメータを用いてインタリーバを生成するようにしたので、誤り訂正能力の高いパラメータを用いてインタリーバを生成することができる。 In addition, according to the interleaver generation method of the first embodiment, when there are a plurality of parameters calculated in the parameter candidate calculation step, the parameter selection step of selecting one of the plurality of parameters is provided. Since the interleaver is generated using the parameter selected in the parameter selection step instead of the parameter calculated in the candidate calculation step, the interleaver can be generated using a parameter having a high error correction capability.
実施の形態2.
実施の形態1では、プルーニング処理を含むインタリーバのパラメータを算出したが、次にプルーニング処理を含まない以下のようなインタリーバの場合にパラメータを簡易に算出する例を実施の形態2として示す。
Although the interleaver parameters including the pruning process are calculated in the first embodiment, an example in which the parameters are simply calculated in the case of the following interleaver that does not include the pruning process will be described as a second embodiment.
図6は、ターボ符号化器100a及びターボ復号器200aを含む実施の形態2の通信システムを示す構成図である。図6において、送信装置1aは、ビット調整器130とターボ符号化器100aと変調器110を含む構成とし、受信装置2aは、復調器210とターボ復号器200aとビット調整器230を含む構成とする。ターボ符号化器100a及びターボ復号器200aは内部に同一のインタリーバ103a,203aを有する。なお、図6及び後述する図7においても、ターボ符号化器100a及びターボ復号器200a内のインタリーバ103a,203a以外の構成は図示を省略している。
FIG. 6 is a configuration diagram illustrating a communication system according to the second embodiment including the
次に、実施の形態2の通信システムにおける符号化及び復号処理の流れを簡単に説明する。
送信装置1a内のビット調整器130では、長さKの情報系列u=(u0,u1,…,uK-1)を受け取り、(N-1-((K-1) mod N))ビット分の0または1の既知の信号を挿入して、長さL=K+(N-1-((K-1) mod N))の系列u’=(u’0,u’1,…,u’L-1)を生成し、インタリーバ103aの入力系列とする。挿入位置は情報系列の先頭や末尾など(L−K)個の任意の場所とする。送信装置1a内のターボ符号化器100aでは、ビット調整された長さLの系列u’を受け取り、インタリーバ103aを用いて符号化した符号語vを生成する。そして、送信装置1a内の変調器110では、ターボ符号化器2で生成した符号語vに対して、所定の変調方式に応じてデジタル変調し、その変調信号x=(x0,x1,…,xN-1)を、通信路3を介して受信装置2aに送信する。
Next, the flow of encoding and decoding processing in the communication system according to the second embodiment will be briefly described.
The
一方、受信装置2aでは、復調器210が通信路3を介して受け取った変調信号y=(y0,y1,…,yN-1)に対して、上記変調方式に応じてデジタル復調し、さらに、受信装置2a内のターボ復号器200aが、復調結果に対してインタリーバ203aを用いて復号し、その復号結果(元の系列u’に対応)を出力し、ビット調整器230が、送信時に挿入した調整ビットを取り除き、その結果(元の情報系列uに対応)を出力する。
なお、上記送信装置1aと上記受信装置2aの双方の構成を搭載した通信装置を複数構成し、当該複数の通信装置間で互いに信号を送受信するようにしても良い。
On the other hand, in the receiving
Note that a plurality of communication devices including both the transmission device 1a and the
また、図7のように、送信装置1aにパンクチャ器120、受信装置2aにデパンクチャ器220を含めても良い。この場合、パンクチャ器120では、通信システムの要求に応じた長さWの符号語を、ターボ符号化器100aの出力からパンクチャして生成し、これを変調器110に入力する。また、デパンクチャ器220では、パンクチャ器120でパンクチャされたビットをデパンクチャし、これをターボ復号器200aに入力する。
Further, as shown in FIG. 7, the transmitting device 1a may include a
ターボ符号器100aは、実施の形態1で説明したように、第1のRSC符号化器101と第2のRSC符号化器102とインタリーバ103aから構成される。また、これらの第1のRSC符号化器101及び第2のRSC符号化器102は図4に示すような構成であるが、これに限定されるものではない。さらに、ターボ復号器200aはターボ符号化器100aに対応して構成されている。
As described in Embodiment 1,
本実施の形態のインタリーバ103a,203aの並び替えアルゴリズムは、実施の形態1のインタリーバ103,203の並び替えアルゴリズムにおいて、情報系列長Kをインタリーバ入力系列長Lで置き換えて、<ステップ6>のプルーニング処理を除いたものである。
また、本実施の形態のインタリーバ103a,203aのパラメータを算出するアルゴリズムは、実施の形態1の算出アルゴリズムにおいて、ステップST2でk=0に固定したものである。
The reordering algorithm for interleavers 103a and 203a in this embodiment is the same as the reordering algorithm for
Further, the algorithm for calculating the parameters of the interleavers 103a and 203a of the present embodiment is the same as the calculation algorithm of the first embodiment, but is fixed at k = 0 in step ST2.
以上のように、実施の形態2のインタリーバ生成方法では、実施の形態1で必要だったインタリーバ生成におけるプルーニング処理をなくし、インタリーバ103a,203aのパラメータ算出アルゴリズムを簡易にしているので、誤り訂正能力の高い符号を構成するインタリーバをさらに高速に生成することができる。 As described above, the interleaver generation method of the second embodiment eliminates the pruning process in the interleaver generation required in the first embodiment and simplifies the parameter calculation algorithm of the interleavers 103a and 203a. An interleaver constituting a high code can be generated at higher speed.
実施の形態3.
実施の形態1及び実施の形態2は、インタリーバ103,103a,203,203aのパラメータを算出するインタリーバ生成方法に関するものであったが、次にインタリーバ103,103a,203,203aのパラメータを算出するインタリーバ生成装置に関する例を実施の形態3として説明する。
Embodiments 1 and 2 relate to an interleaver generation method for calculating parameters of
図8はこの発明の実施の形態3におけるインタリーバ生成装置10を含む通信システムを示す構成図である。図9はインタリーバ生成装置10内部を示す構成図である。図8において、送信装置1及び受信装置2の構成は実施の形態1と同様である。ターボ符号化器100及びターボ復号器200は、内部に、インタリーバ生成装置10によって生成される同一のインタリーバ103,203を有する。
FIG. 8 is a block diagram showing a communication system including the
図9において、インタリーバ生成装置10は、入力系列長集合算出部11とパラメータ候補算出部12とパラメータ選択部13を備える。入力系列長集合算出部11は、特定の入力系列パターンがインタリーバ103によって特定の出力系列パターンに並び替えられるインタリーバ103のパラメータ集合を算出する処理部である。パラメータ候補算出部12は、入力系列長集合算出部11で算出したパラメータ集合の差集合となるパラメータを算出する処理部である。パラメータ選択部13は、パラメータ候補算出部12で算出したパラメータの中からいずれかの組合せを選択する処理部である。なお、実施の形態3において、パラメータ候補算出部12で算出したパラメータを用いてインタリーバを生成するインタリーバ生成部はインタリーバ103,203で実現されている。
In FIG. 9, the
実施の形態3のインタリーバ103,203の並び替えアルゴリズムは、実施の形態1または実施の形態2のインタリーバ103,203と同様とする。
次に、実施の形態3のインタリーバ生成装置10におけるインタリーバ103,203のパラメータを算出する流れを説明する。
インタリーバ生成装置10の入力系列長集合算出部11では、ターボ符号化器100を構成する第1のRSC符号化器101の帰還多項式P(D)と第2のRSC符号化器102の帰還多項式P’(D)を用いた、図5のフローチャートに記載のステップST1からステップST3のループによって、特定の入力系列パターンがインタリーバ103によって特定の出力系列パターンに並び替えられる入力系列長の集合SN,p,sを算出する。パラメータ候補算出部12では、SN,p,sとインタリーバ103の入力系列長を用いた、実施の形態1に記載のアルゴリズムのステップST4の処理を行い、インタリーバ103のパラメータN、p、sの組み合わせの集合を算出する。パラメータ選択部13では、パラメータ候補算出部12で算出した集合を用いた、実施の形態1に記載のアルゴリズムのステップST5の処理を行い、確定的な方法でインタリーバ103のパラメータN、p、sを選択して出力する。
The rearrangement algorithm of
Next, a flow for calculating the parameters of the
In the input sequence length set
なお、実施の形態3においても、図2、6,7のように、送信装置1にパンクチャ器120やビット調整器130、受信装置2にデパンクチャ器220やビット調整器230を含めても良い。この場合、通信システムにおける符号化及び復号処理の流れは、実施の形態1または実施の形態2の場合と同様とする。
Also in the third embodiment, as shown in FIGS. 2, 6, and 7, the transmitter 1 may include the
以上説明したように、実施の形態3のインタリーバ生成装置によれば、M行N列のバッファ内に入力系列を格納し、長さNの基本疑似乱数系列を行単位にシフトすることでM行N列のラテン方陣またはラテン長方形のマッピングパターンを形成し、マッピングパターンに入力系列をマッピングしてマッピング後の入力系列を列単位に読み出すインタリーバを生成するインタリーバ生成装置であって、特定の入力系列パターンがインタリーバによって特定の出力系列パターンに並び替えられるインタリーバのパラメータ集合を算出する入力系列長集合算出部と、入力系列長集合算出部で算出したパラメータ集合の差集合となるパラメータを算出するパラメータ候補算出部と、パラメータ候補算出部で算出したパラメータを用いてインタリーバを生成するインタリーバ生成部とを備えたので、実施の形態1または実施の形態2におけるインタリーバ生成方法を装置として構成しているので、誤り訂正能力の高い符号を構成するインタリーバを装置により高速に生成することができる。 As described above, according to the interleaver generating apparatus of the third embodiment, an input sequence is stored in a buffer of M rows and N columns, and a basic pseudo-random number sequence of length N is shifted in units of rows. An interleaver generating apparatus that forms an N-column Latin square or Latin rectangular mapping pattern, generates an interleaver that maps an input sequence to the mapping pattern, and reads the mapped input sequence in units of columns, and includes a specific input sequence pattern Input sequence length set calculation unit that calculates a parameter set of an interleaver that is rearranged into a specific output sequence pattern by the interleaver, and parameter candidate calculation that calculates a parameter that is a difference set of the parameter set calculated by the input sequence length set calculation unit And the parameter calculated by the parameter candidate calculation unit Since the interleaver generation unit in the first or second embodiment is configured as an apparatus, an interleaver that configures a code having a high error correction capability is generated at high speed by the apparatus. be able to.
また、実施の形態3のインタリーバ生成装置によれば、特定の入力系列パターンと前記特定の出力系列パターンは、自己終端系列としたので、誤り訂正能力低下の原因となる低重み符号語の大量発生を避けることのできるインタリーバのパラメータを簡易かつ高速に求めることができる。 Further, according to the interleaver generating apparatus of the third embodiment, since the specific input sequence pattern and the specific output sequence pattern are self-terminated sequences, a large number of low-weight codewords that cause a reduction in error correction capability are generated. The parameter of the interleaver that can avoid this can be obtained easily and at high speed.
また、実施の形態3のインタリーバ生成装置によれば、パラメータ候補算出部で算出したパラメータが複数ある場合、複数のパラメータの中からいずれかを選択するパラメータ選択部を備え、インタリーバ生成部では、パラメータ候補算出部で算出したパラメータに代えて、パラメータ選択部で選択したパラメータを用いてインタリーバを生成するようにしたので、誤り訂正能力の高いパラメータを用いてインタリーバを生成することができる。 In addition, according to the interleaver generation device of the third embodiment, when there are a plurality of parameters calculated by the parameter candidate calculation unit, the interleaver generation unit includes a parameter selection unit that selects one of the plurality of parameters. Since the interleaver is generated using the parameter selected by the parameter selection unit instead of the parameter calculated by the candidate calculation unit, the interleaver can be generated using a parameter having a high error correction capability.
実施の形態4.
実施の形態1では、長さNの基本疑似乱数系列を用いたインタリーバのパラメータを算出するようにしたものであるが、次に長さ(N−1)の基本疑似乱数系列を用いた以下のようなインタリーバの場合にパラメータを算出する例を実施の形態4として説明する。
なお、本実施の形態のシステム構成は、前述した実施の形態1と同様であるため、図1〜図4の構成を用いて説明する。以下、実施の形態1とは異なる処理について説明する。
Embodiment 4 FIG.
In the first embodiment, the parameter of the interleaver using the basic pseudo random number sequence of length N is calculated. Next, the following using the basic pseudo random number sequence of length (N−1) is as follows. An example of calculating parameters in the case of such an interleaver will be described as a fourth embodiment.
The system configuration of the present embodiment is the same as that of the first embodiment described above, and will be described using the configurations of FIGS. Hereinafter, processing different from that of the first embodiment will be described.
まず、本実施の形態のインタリーバ103,203の並び替えアルゴリズムを説明する。ここでは、実施の形態1と異なる<ステップ1>と<ステップ2>の処理についてのみ説明する。
<ステップ1>
パラメータを設定する。
K:情報系列長
N:マッピング行列の列数
M=ceil(K/N):マッピング行列の行数
s:基本疑似乱数系列読み出し時の開始位置シフト数
p:基本疑似乱数系列のパターン
Cp(0),Cp(1),…,Cp(N-2):基本疑似乱数系列
ここでceil(x)はx以上の最小の整数である。sはNと素な正の整数または1の値を取る。また、基本疑似乱数系列は長さNの並び替えパターンであり、集合{Cp(0),Cp(1),…,Cp(N-2)}は集合{1,2,…,N-1}と一致する。
First, the rearrangement algorithm of the
<Step 1>
Set the parameters.
K: Information series length
N: Number of columns in the mapping matrix
M = ceil (K / N): Number of mapping matrix rows
s: Start position shift number when reading the basic pseudo-random number sequence
p: Pattern of basic pseudo-random number sequence
C p (0), C p (1),..., C p (N-2): Basic pseudo-random number sequence where ceil (x) is the smallest integer greater than or equal to x. s is a prime positive integer or 1 with N. The basic pseudo-random number sequence is a permutation pattern of length N, and the set {C p (0), C p (1), ..., C p (N-2)} is the set {1, 2, ..., Matches N-1}.
<ステップ2>
基本疑似乱数系列をs個ずつシフトして、M種類の長さNの疑似乱数系列CLj(i)を構成する。
CLj(i)=Cp((i+s×j) mod (N-1))
i=0,1,…,N-2
j=0,1,…,M-1
CLj(N-1)=0
j=0,1,…,M-1
ここで、ステップ1で用いる長さ(N−1)の基本疑似乱数系列Cp(0),Cp(1),…,Cp(N-2)は、たとえばNとして素数を選択し、g0をNの原始元として以下のように生成する。
Cp(0)=1
Cp(i+1)=(g0×Cp(i)) mod N
i=0,…,N-3
この生成は、以下のようにしても同じである。
Cp(i)=g0 i mod N
i=0,…, N-2
<
The basic pseudo-random number sequence is shifted by s pieces to construct M types of length N pseudo-random number sequences CL j (i).
CL j (i) = C p ((i + s × j) mod (N-1))
i = 0,1,…, N-2
j = 0,1,…, M-1
CL j (N-1) = 0
j = 0,1,…, M-1
Here, the basic pseudo-random number sequence C p (0), C p (1),..., C p (N−2) of length (N−1) used in step 1 selects a prime number as N, for example, Generate g 0 as the primitive element of N as follows.
C p (0) = 1
C p (i + 1) = (g 0 × C p (i)) mod N
i = 0,…, N-3
This generation is the same as described below.
C p (i) = g 0 i mod N
i = 0,…, N-2
以上のように原始元を用いて基本疑似乱数系列を生成するとき、特に原始元g0=2の場合には、基本疑似乱数系列を得るための二乗算処理が1ビットシフトで可能であるから、原始元が2の素数だけにNを限定することで処理量を軽減することも可能である。
また、P’を(N−1)と互いに素な整数として、以下のように生成しても良い。
Cp(i)=((P’×i) mod (N-1))+1
i=0,…,N-2
また、P’をNと互いに素な整数として、以下のように生成しても良い。
Cp(i)=((P’×i+Q) mod (N-1))+1
i=0,…,N-2
ここでQは任意の正の整数である。
また、基本疑似乱数系列Cp(0),Cp(1),…,Cp(N-2)は長さ(N−1)の並び替えパターンであって、集合{Cp(0),Cp(1),…,Cp(N-2)}が集合{1,…,N-1}と一致するものであれば、その他いずれであっても良い。
As described above, when generating a basic pseudo-random number sequence using a primitive element, especially when the primitive element g 0 = 2, a double multiplication process for obtaining the basic pseudo-random number sequence is possible by 1-bit shift. It is also possible to reduce the processing amount by limiting N to only prime numbers whose primitive element is 2.
Alternatively, P ′ may be generated as follows with (N−1) being a prime integer.
C p (i) = ((P '× i) mod (N-1)) + 1
i = 0, ..., N-2
Further, P ′ may be generated as follows, with N being a prime integer.
C p (i) = ((P '× i + Q) mod (N-1)) + 1
i = 0, ..., N-2
Here, Q is an arbitrary positive integer.
Further, the basic pseudo-random number sequence C p (0), C p (1),..., C p (N-2) is a rearrangement pattern of length (N−1), and the set {C p (0) , C p (1),..., C p (N-2)} may be any other as long as they match the set {1,.
このように、実施の形態4のインタリーバ103,203の並び替えアルゴリズムは、M行N列のバッファ内に入力系列を格納し、長さ(N−1)の基本疑似乱数系列を行単位にシフトすることでM行(N−1)列のラテン方陣またはラテン長方形のパターンを形成し、このM行(N−1)列のパターンの最右列に各行の系列の最小値を配置することでM行N列のマッピングパターンを形成し、M行N列のマッピングパターンに入力系列をマッピングしてマッピング後の入力系列を列単位に読み出すものである。
As described above, the reordering algorithm of the
次に、本実施の形態のインタリーバ103,203のパラメータN、p、sを算出する方法について説明する。ここでは、実施の形態1と異なるステップST1とステップST3の処理及びステップST1の処理の変さらに伴うステップST6とステップST7の処理についてのみ説明する。
<ステップST1>
マッピング行列の列数N、基本疑似乱数系列読み出し時の開始位置シフト数s、基本疑似乱数系列のパターンpに対して、以下が成り立つi、jの組み合わせを算出する。
abs(i×N+Cp(((N-1)+j+i×s+k) mod (N-1)))-Cp(k))=l …(1)
l=l1、l2、…、ln
i=0、1、…、ni
j=-nj、…、-1、0、1、…、nj
k=0、1、…、N-2
abs(x)はxの絶対値である。ni、njはそれぞれ、(N−2)以下の正の整数である。
Next, a method for calculating the parameters N, p, and s of the
<Step ST1>
A combination of i and j that satisfies the following is calculated for the number of columns N of the mapping matrix, the starting position shift number s at the time of reading the basic pseudo random number sequence, and the pattern p of the basic pseudo random number sequence.
abs (i × N + C p (((N−1) + j + i × s + k) mod (N−1))) − C p (k)) = l (1)
l = l 1 , l 2 ,…, l n
i = 0, 1, ..., n i
j = -n j , ..., -1, 0, 1, ..., n j
k = 0, 1, ..., N-2
abs (x) is the absolute value of x. n i and n j are each a positive integer of (N−2) or less.
<ステップST3>
ステップST2で算出したM1、M2、…、Mn”を用いて、集合SN,p,sを以下のように決定する。
S0={K|1≦K≦N×(N-1)}
Sk={K|N×(Mk-1)+1≦K≦N×Mk} k=1、2、…、n”
SN,p,s=S0\(S1∪S2∪…∪Sn”)
<Step ST3>
The set S N, p, s is determined as follows using M 1 , M 2 ,..., M n ″ calculated in step ST2.
S 0 = {K | 1 ≦ K ≦ N × (N-1)}
S k = {K | N × (Mk−1) + 1 ≦ K ≦ N × Mk} k = 1, 2,..., N ”
S N, p, s = S 0 \ (S 1 ∪S 2 ∪… ∪S n ” )
<ステップST6、ステップST7>
なお、基本疑似乱数系列が数式(4)のような周期性をもつ場合、ステップST1で算出するi、jの組み合わせに以下の組み合わせも加える。
i=1、2、…、ni
j=(floor(N/2)+(N-1-s)×i) mod (N-1)
ここでfloor(x)はx以下の最大の整数である。
<Step ST6, Step ST7>
When the basic pseudo-random number sequence has periodicity as expressed by Equation (4), the following combinations are also added to the combinations of i and j calculated in step ST1.
i = 1, 2, ..., n i
j = (floor (N / 2) + (N-1-s) × i) mod (N-1)
Where floor (x) is the largest integer less than or equal to x.
以上説明したように、実施の形態4のインタリーバ生成方法によれば、M行N列のバッファ内に入力系列を格納し、長さ(N−1)の基本疑似乱数系列を行単位にシフトすることでM行(N−1)列のラテン方陣またはラテン長方形のパターンを形成し、M行(N−1)列のパターンの最右列に各行の系列の最小値を配置することでM行N列のマッピングパターンを形成し、M行N列のマッピングパターンに入力系列をマッピングしてマッピング後の入力系列を列単位に読み出すインタリーバを生成するインタリーバ生成方法であって、特定の入力系列パターンがインタリーバによって特定の出力系列パターンに並び替えられるインタリーバのパラメータ集合を算出する入力系列長算出工程と、入力系列長算出工程で算出したパラメータ集合の差集合となるパラメータを算出するパラメータ候補算出工程と、パラメータ候補算出工程で算出したパラメータを用いてインタリーバを生成するインタリーバ生成工程とを備えたので、実施の形態1と異なるインタリーバ並び替えアルゴリズムに対するパラメータの算出方法を与えているので、誤り訂正能力の高い符号を構成するインタリーバを高速に生成する際の選択肢を広くとることができる。 As described above, according to the interleaver generation method of the fourth embodiment, the input sequence is stored in the buffer of M rows and N columns, and the basic pseudo random number sequence of length (N-1) is shifted in units of rows. By forming a Latin square or Latin rectangular pattern of M rows (N-1) columns, and arranging the minimum value of the series of each row in the rightmost column of the pattern of M rows (N-1) columns, M rows An interleaver generation method for generating an interleaver that forms an N-column mapping pattern, maps an input sequence to an M-row N-column mapping pattern, and reads the mapped input sequence in units of columns, and the specific input sequence pattern is An input sequence length calculation step for calculating a parameter set of an interleaver that is rearranged into a specific output sequence pattern by an interleaver, and a parameter set calculated in the input sequence length calculation step Since a parameter candidate calculation step for calculating a parameter to be a difference set and an interleaver generation step for generating an interleaver using the parameter calculated in the parameter candidate calculation step are provided, parameters for an interleaver rearrangement algorithm different from the first embodiment Therefore, a wide range of choices can be taken when generating an interleaver constituting a code having a high error correction capability.
実施の形態5.
実施の形態2では、長さNの基本疑似乱数系列を用いたインタリーバのパラメータを算出するようにしたものであるが、次に、長さ(N−1)の基本疑似乱数系列を用いたインタリーバの場合にパラメータを算出する例を実施の形態5として説明する。
なお、本実施の形態の図面上のシステム構成は、前述した実施の形態2と同様であるため、実施の形態2における図6の構成を用いて説明する。以下、実施の形態2と異なる処理について説明する。
Embodiment 5 FIG.
In the second embodiment, an interleaver parameter using a basic pseudo-random number sequence of length N is calculated. Next, an interleaver using a basic pseudo-random number sequence of length (N-1) is used. In this case, an example of calculating parameters will be described as a fifth embodiment.
The system configuration on the drawing of the present embodiment is the same as that of the second embodiment described above, and will be described using the configuration of FIG. 6 in the second embodiment. Hereinafter, processing different from the second embodiment will be described.
本実施の形態のインタリーバ103a,203aの並び替えアルゴリズムは、実施の形態4のインタリーバ103,203の並び替えアルゴリズムにおいて、情報系列長Kをインタリーバ入力系列長Lで置き換えて、<ステップ6>のプルーニング処理を除いたものである。
本実施の形態のインタリーバ103a,203aのパラメータを算出するアルゴリズムは、実施の形態4の算出アルゴリズムにおいて、ステップST2でk=0に固定したものである。
The reordering algorithm for interleavers 103a and 203a in this embodiment is the same as the reordering algorithm for
The algorithm for calculating the parameters of the interleavers 103a and 203a according to the present embodiment is the same as the calculation algorithm according to the fourth embodiment, but is fixed at k = 0 in step ST2.
以上のように、実施の形態4のインタリーバ生成方法では、実施の形態2と異なるインタリーバ並び替えアルゴリズムに対するパラメータの算出方法を与えているので、誤り訂正能力の高い符号を構成するインタリーバを高速に生成する際の選択肢を広くとることができる。 As described above, the interleaver generation method of the fourth embodiment provides a parameter calculation method for an interleaver rearrangement algorithm different from that of the second embodiment, so that an interleaver constituting a code having high error correction capability can be generated at high speed. You can take a wide range of options.
実施の形態6.
実施の形態4及び実施の形態5は、インタリーバ103,103a,203,203aのパラメータを算出するインタリーバ生成方法に関する例であったが、次にインタリーバ103,103a,203,203aのパラメータを算出するインタリーバ生成装置に関する例を実施の形態6として説明する。
Embodiment 6 FIG.
Embodiments 4 and 5 are examples related to an interleaver generation method for calculating parameters of
実施の形態6におけるインタリーバ生成装置を含む通信システムの図面上の構成は図8及び図9と同様であるため、これらの図の構成を用いて説明する。インタリーバ生成装置10は、入力系列長集合算出部11とパラメータ候補算出部12とパラメータ選択部13を備える。入力系列長集合算出部11は、特定の入力系列パターンがインタリーバ103によって特定の出力系列パターンに並び替えられるインタリーバ103のパラメータ集合を算出する処理部である。パラメータ候補算出部12は、入力系列長集合算出部11で算出したパラメータ集合の差集合となるパラメータを算出する処理部である。パラメータ選択部13は、パラメータ候補算出部12で算出したパラメータの中からいずれかの組合せを選択する処理部である。また、実施の形態6において、パラメータ候補算出部12で算出したパラメータを用いてインタリーバを生成するインタリーバ生成部はインタリーバ103,203内で実現されている。
Since the configuration of the communication system including the interleaver generating apparatus according to the sixth embodiment is the same as that shown in FIGS. 8 and 9, description will be made using the configurations of these drawings. The
実施の形態6のインタリーバ103a,203aの並び替えアルゴリズムは、実施の形態4及び実施の形態5のインタリーバ103a,203aと同様とする。
次に、実施の形態6のインタリーバ生成装置10におけるインタリーバ103,203のパラメータを算出する流れを説明する。
入力系列長集合算出部11では、ターボ符号化器100を構成する第1のRSC符号化器101の帰還多項式P(D)と第2のRSC符号化器102の帰還多項式P’(D)を用いた、実施の形態4に記載のアルゴリズムのステップST1からステップST3のループによって、特定の入力系列パターンがインタリーバ103によって特定の出力系列パターンに並び替えられる入力系列長の集合SN,p,sを算出する。パラメータ候補算出部12では、SN,p,sとインタリーバ103の入力系列長を用いた、実施の形態4に記載のアルゴリズムのステップST4によって、インタリーバ103のパラメータN、p、sの組み合わせの集合を算出する。パラメータ選択部13では、パラメータ候補算出部12で算出した集合を用いた、実施の形態4に記載のアルゴリズムのステップST5の処理を行い、確定的な方法でインタリーバ103のパラメータN、p、sを選択して出力する。
The rearrangement algorithm for interleavers 103a and 203a in the sixth embodiment is the same as that for interleavers 103a and 203a in the fourth and fifth embodiments.
Next, a flow for calculating the parameters of the
In the input sequence length set
なお、実施の形態6においても、図2、6,7のように、送信装置1にパンクチャ器120やビット調整器130、受信装置2にデパンクチャ器220やビット調整器230を含めても良い。この場合、通信システムにおける符号化及び復号処理の流れは、実施の形態4または実施の形態5の場合と同様とする。
Also in the sixth embodiment, as shown in FIGS. 2, 6, and 7, the transmission device 1 may include the
以上説明したように、実施の形態6のインタリーバ生成装置によれば、M行N列のバッファ内に入力系列を格納し、長さ(N−1)の基本疑似乱数系列を行単位にシフトすることでM行(N−1)列のラテン方陣またはラテン長方形のパターンを形成し、M行(N−1)列のパターンの最右列に各行の系列の最小値を配置することでM行N列のマッピングパターンを形成し、M行N列のマッピングパターンに入力系列をマッピングしてマッピング後の入力系列を列単位に読み出すインタリーバを生成するインタリーバ生成装置であって、特定の入力系列パターンがインタリーバによって特定の出力系列パターンに並び替えられるインタリーバのパラメータ集合を算出する入力系列長集合算出部と、入力系列長集合算出部で算出したパラメータ集合の差集合となるパラメータを算出するパラメータ候補算出部と、パラメータ候補算出部で算出したパラメータを用いてインタリーバを生成するインタリーバ生成部とを備えたので、実施の形態4または実施の形態5におけるインタリーバ生成方法を装置として構成しているので、誤り訂正能力の高い符号を構成するインタリーバを装置により高速に生成することができる。 As described above, according to the interleaver generating device of the sixth embodiment, the input sequence is stored in the buffer of M rows and N columns, and the basic pseudo-random number sequence of length (N-1) is shifted in units of rows. By forming a Latin square or Latin rectangular pattern of M rows (N-1) columns, and arranging the minimum value of the series of each row in the rightmost column of the pattern of M rows (N-1) columns, M rows An interleaver generating apparatus that forms an N-column mapping pattern, maps an input sequence to an M-row N-column mapping pattern, and generates an interleaver that reads the mapped input sequence in units of columns, and the specific input sequence pattern is An input sequence length set calculation unit that calculates a parameter set of an interleaver that is rearranged into a specific output sequence pattern by an interleaver, and a parameter calculated by the input sequence length set calculation unit In the fourth embodiment or the fifth embodiment, the parameter candidate calculation unit that calculates the parameter that becomes the difference set of the combination and the interleaver generation unit that generates the interleaver using the parameter calculated by the parameter candidate calculation unit are provided. Since the interleaver generation method is configured as an apparatus, an interleaver that configures a code with high error correction capability can be generated at high speed by the apparatus.
なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。 In the present invention, within the scope of the invention, any combination of the embodiments, or any modification of any component in each embodiment, or omission of any component in each embodiment is possible. .
1、1a 送信装置、2,2a 受信装置、3 通信路、10 インタリーバ生成装置、11 入力系列長集合算出部、12 パラメータ候補算出部、13 パラメータ選択部、100,100a ターボ符号化器、101 第1のRSC符号化器、102 第2のRSC符号化器、103,103a,203,203a インタリーバ、110 変調器、120 パンクチャ器、130,230 ビット調整器、200,200a ターボ復号器、210 復調器、220 デパンクチャ器。
1, 1a transmitter, 2, 2a receiver, 3 communication channel, 10 interleaver generator, 11 input sequence length set calculator, 12 parameter candidate calculator, 13 parameter selector, 100, 100a turbo encoder, 101 1 RSC encoder, 102 2nd RSC encoder, 103, 103a, 203, 203a interleaver, 110 modulator, 120 puncture unit, 130, 230 bit adjuster, 200, 200a turbo decoder, 210
Claims (8)
特定の入力系列パターンが前記インタリーバによって特定の出力系列パターンに並び替えられる当該インタリーバのパラメータ集合を算出する入力系列長算出工程と、
前記入力系列長算出工程で算出したパラメータ集合の差集合となるパラメータを算出するパラメータ候補算出工程と、
前記パラメータ候補算出工程で算出したパラメータを用いて前記インタリーバを生成するインタリーバ生成工程とを備えたことを特徴とするインタリーバ生成方法。 An input sequence is stored in a buffer of M rows and N columns, and a basic square random number sequence of length N is shifted in units of rows to form a mapping pattern of Latin squares or Latin rectangles of M rows and N columns. An interleaver generating method for generating an interleaver for mapping the input sequence to read the input sequence after mapping in units of columns,
An input sequence length calculating step of calculating a parameter set of the interleaver in which the specific input sequence pattern is rearranged to the specific output sequence pattern by the interleaver;
A parameter candidate calculation step for calculating a parameter that is a difference set of the parameter set calculated in the input sequence length calculation step;
An interleaver generation method comprising: an interleaver generation step for generating the interleaver using the parameter calculated in the parameter candidate calculation step.
特定の入力系列パターンが前記インタリーバによって特定の出力系列パターンに並び替えられる当該インタリーバのパラメータ集合を算出する入力系列長集合算出部と、
前記入力系列長集合算出部で算出したパラメータ集合の差集合となるパラメータを算出するパラメータ候補算出部と、
前記パラメータ候補算出部で算出したパラメータを用いて前記インタリーバを生成するインタリーバ生成部とを備えたことを特徴とするインタリーバ生成装置。 An input sequence is stored in a buffer of M rows and N columns, and a basic square random number sequence of length N is shifted in units of rows to form a mapping pattern of Latin squares or Latin rectangles of M rows and N columns. An interleaver generating device for generating an interleaver that maps the input sequence to read the input sequence after mapping in units of columns,
An input sequence length set calculation unit for calculating a parameter set of the interleaver in which a specific input sequence pattern is rearranged to a specific output sequence pattern by the interleaver;
A parameter candidate calculation unit that calculates a parameter that is a difference set of the parameter set calculated by the input sequence length set calculation unit;
An interleaver generating device comprising: an interleaver generating unit configured to generate the interleaver using the parameter calculated by the parameter candidate calculating unit.
特定の入力系列パターンが前記インタリーバによって特定の出力系列パターンに並び替えられる当該インタリーバのパラメータ集合を算出する入力系列長算出工程と、
前記入力系列長算出工程で算出したパラメータ集合の差集合となるパラメータを算出するパラメータ候補算出工程と、
前記パラメータ候補算出工程で算出したパラメータを用いて前記インタリーバを生成するインタリーバ生成工程とを備えたことを特徴とするインタリーバ生成方法。 An input sequence is stored in a buffer of M rows and N columns, and a basic square random number sequence of length (N-1) is shifted in units of rows, whereby a pattern of Latin squares or Latin rectangles of M rows (N-1) columns And a mapping pattern of M rows and N columns is formed by arranging the minimum value of the series of each row in the rightmost column of the pattern of the M rows (N-1) columns, and the mapping pattern of the M rows and N columns An interleaver generating method for generating an interleaver for mapping the input sequence to read the input sequence after mapping in units of columns,
An input sequence length calculating step of calculating a parameter set of the interleaver in which the specific input sequence pattern is rearranged to the specific output sequence pattern by the interleaver;
A parameter candidate calculation step for calculating a parameter that is a difference set of the parameter set calculated in the input sequence length calculation step;
An interleaver generation method comprising: an interleaver generation step for generating the interleaver using the parameter calculated in the parameter candidate calculation step.
特定の入力系列パターンが前記インタリーバによって特定の出力系列パターンに並び替えられる当該インタリーバのパラメータ集合を算出する入力系列長集合算出部と、
前記入力系列長集合算出部で算出したパラメータ集合の差集合となるパラメータを算出するパラメータ候補算出部と、
前記パラメータ候補算出部で算出したパラメータを用いて前記インタリーバを生成するインタリーバ生成部とを備えたことを特徴とするインタリーバ生成装置。 An input sequence is stored in a buffer of M rows and N columns, and a basic square random number sequence of length (N-1) is shifted in units of rows, whereby a pattern of Latin squares or Latin rectangles of M rows (N-1) columns And a mapping pattern of M rows and N columns is formed by arranging the minimum value of the series of each row in the rightmost column of the pattern of the M rows (N-1) columns, and the mapping pattern of the M rows and N columns An interleaver generating device for generating an interleaver that maps the input sequence to read the input sequence after mapping in units of columns,
An input sequence length set calculation unit for calculating a parameter set of the interleaver in which a specific input sequence pattern is rearranged to a specific output sequence pattern by the interleaver;
A parameter candidate calculation unit that calculates a parameter that is a difference set of the parameter set calculated by the input sequence length set calculation unit;
An interleaver generating device comprising: an interleaver generating unit configured to generate the interleaver using the parameter calculated by the parameter candidate calculating unit.
前記インタリーバ生成工程では、前記パラメータ候補算出工程で算出したパラメータに代えて、前記パラメータ選択工程で選択したパラメータを用いて前記インタリーバを生成することを特徴とする請求項1、請求項3及び請求項5のうちのいずれか1項記載のインタリーバ生成方法。 When there are a plurality of parameters calculated in the parameter candidate calculation step, a parameter selection step of selecting any one of the plurality of parameters,
The interleaver generation step generates the interleaver using the parameter selected in the parameter selection step instead of the parameter calculated in the parameter candidate calculation step. The interleaver generation method according to any one of 5.
前記インタリーバ生成部では、前記パラメータ候補算出部で算出したパラメータに代えて、前記パラメータ選択部で選択したパラメータを用いて前記インタリーバを生成することを特徴とする請求項2、請求項4及び請求項6のうちのいずれか1項記載のインタリーバ生成装置。 When there are a plurality of parameters calculated by the parameter candidate calculation unit, a parameter selection unit that selects any one of the plurality of parameters,
The interleaver generation unit generates the interleaver using the parameter selected by the parameter selection unit instead of the parameter calculated by the parameter candidate calculation unit. The interleaver generating device according to any one of 6.
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JP2008160169A (en) * | 2006-11-29 | 2008-07-10 | Mitsubishi Electric Corp | Communication apparatus, turbo encoder, and communication method |
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JP2001332981A (en) * | 2000-05-22 | 2001-11-30 | Mitsubishi Electric Corp | Device and method for communication |
JP2008160169A (en) * | 2006-11-29 | 2008-07-10 | Mitsubishi Electric Corp | Communication apparatus, turbo encoder, and communication method |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
DAE-SON KIM ET AL.: "Collision-Free Interleaver Composed of a Latin Square for Parallel-Architecture Turbo Codes", IEEE COMMUNICATIONS LETTERS, vol. Vol. 12, No.3, JPN6017045613, March 2008 (2008-03-01), pages 203 - 205, XP011225606, DOI: doi:10.1109/LCOMM.2008.071423 * |
松本 渉 他: "ランダム系列のラテン方陣/長方形構造によるターボ符号インタリーバの構成法", 電子情報通信学会技術研究報告, vol. 第100巻, 第174号, JPN6017045612, 7 July 2000 (2000-07-07), pages 61 - 66 * |
松本 渉 他: "ランダム系列のラテン方陣/長方形構造によるターボ符号インタリーバの構成法", 電子情報通信学会論文誌, vol. Vol.J85-A, No.6, JPN6017045611, 1 June 2002 (2002-06-01), pages 691 - 703 * |
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