JP3449339B2 - 復号化装置および復号化方法 - Google Patents
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Description
復号化方法に関し、特に誤り訂正符号であるブロック符
号を復号化する復号化装置および復号化方法に関する。
の復号化方法は、最初に受信符号語からシンドロームを
計算し、シンドロームから誤り位置多項式を求め、次に
誤り位置多項式を解くことにより受信符号語の誤り位置
を求めて、誤り訂正を行う方法が一般的であり、例えば
特開平10−229342号公報、特開平6−2761
06号公報には、誤り位置が分かれば前記誤り位置のビ
ットを反転することにより、伝送路で発生した誤りを訂
正する技術が開示されている。
特開平10−13251号公報に開示されている様に、
誤り位置多項式を解く代わりに、シンドロームから変換
テーブルを用いて誤り位置を求めても良い。
術では、シンドロームや誤り位置多項式の解を受信符号
語から瞬時に計算することはできないため、誤り位置の
計算時間分だけ受信符号語を遅延させる必要があり、そ
の結果、復号遅延が生ずるという問題点があった。
解く代わりにシンドロームから変換テーブルを用いて誤
り位置を求める方法では誤り位置多項式を解く必要は無
いが、全ての受信符号語に対応した変換テーブルが必要
となり、例えばETSI規格のリードソロモン符号は符
号化率(204,188)であるため、受信符号語とし
て考えられる組み合わせは2の(8×204)乗通りと
なり、ハードウェア/ソフトウェアによる変換テーブル
は実現不可能であるという問題点があった。
のであり、その目的とするところは、シンドロームの計
算、誤り位置多項式を解く動作を行わず、ブロック符号
化された符号語と元符号語との相関行列を用いて、相関
行列とブロック符号化された符号語との行列演算を行
い、該演算結果の成分毎に”1”、”0”の判定を行う
ことにより元符号語を得ることができ、復号遅延が最小
に抑えることができる復号化装置および復号化方法を提
供する点にある。
ック符号化された符号語と元符号語とにより、学習によ
り求めるため、符号化のどの生成多項式にも対応可能な
相関行列を得ることができる復号化装置および復号化方
法を提供する点にある。
すべく、以下に掲げる構成とした。請求項1記載の発明
の要旨は、符号化された信号であるNビットの符号語X
を復号化し、前記符号化前の信号であるMビットの元符
号語Yを得る復号化装置であって、前記符号語XとN行
M列の相関行列Wとの演算を行い、M列の演算結果yを
出力する相関行列演算手段と、該相関行列演算手段から
の前記演算結果yの各成分を判定する判定手段と、該判
定手段による判定結果を前記元符号語Yとして出力する
元符号語出力手段と、前記相関行列演算手段からの前記
演算結果yと前記元符号語Yとを各成分毎にそれぞれ比
較する比較手段と、該比較手段による比較結果に基づい
て、前記相関行列Wを更新する相関行列更新手段とを具
備することを特徴とする復号化装置に存する。また請求
項2記載の発明の要旨は、前記判定手段は、前記演算結
果yの各成分が正値又は0であれば「1」と、負値であ
れば「0」と判定させることを特徴とする請求項1記載
の復号化装置に存する。また請求項3記載の発明の要旨
は、前記相関行列Wは、前記元符号語Yの成分が「1」
であれば前記演算結果yの成分が予め定められた正の閾
値「+TH」以上に、前記元符号語Yの成分が「0」で
あれば前記演算結果yの成分が予め定められた負の閾値
「−TH」以下になるように選ばれていることを特徴と
する請求項1又は2記載の復号化装置に存する。また請
求項4記載の発明の要旨は、前記相関行列更新手段は、
前記元符号語Yの成分が「1」であれば前記演算結果y
の成分が予め定められた正の閾値「+TH」以上に、前
記元符号語Yの成分が「0」であれば前記演算結果yの
成分が予め定められた負の閾値「−TH」以下になるよ
うに前記相関行列Wの各成分を前記閾値「TH」よりも
十分に小さい値である「ΔW」ずつ更新させることを特
徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の復号化装置
に存する。また請求項5記載の発明の要旨は、符号化さ
れた信号であるNビットの符号語Xを復号化し、前記符
号化前の信号であるMビットの元符号語Yを得る復号化
方法であって、前記符号語XとN行M列の相関行列Wと
の演算によりM列の演算結 果yを出力し、該出力した前
記演算結果yの各成分を判定し、該判定結果を前記元符
号語Yとして出力し、 前記出力した前記演算結果yと
前記元符号語Yとを各成分毎にそれぞれ比較し、該比較
結果に基づいて前記相関行列Wを更新するすることを特
徴とする復号化方法に存する。また請求項6記載の発明
の要旨は、前記演算結果yの各成分が正値又は0であれ
ば「1」と、負値であれば「0」と判定することを特徴
とする請求項5記載の復号化方法に存する。また請求項
7記載の発明の要旨は、前記元符号語Yの成分が「1」
であれば前記演算結果yの成分が予め定められた正の閾
値「+TH」以上に、前記元符号語Yの成分が「0」で
あれば前記演算結果yの成分が予め定められた負の閾値
「−TH」以下になるように選ばれている前記相関行列
Wを用いることを特徴とする請求項5又は6記載の復号
化方法に存する。また請求項8記載の発明の要旨は、前
記元符号語Yの成分が「1」であれば前記演算結果yの
成分が予め定められた正の閾値「+TH」以上に、前記
元符号語Yの成分が「0」であれば前記演算結果yの成
分が予め定められた負の閾値「−TH」以下になるよう
に前記相関行列Wの各成分を前記閾値「TH」よりも十
分に小さい値である「ΔW」ずつ更新することを特徴と
する請求項5乃至7のいずれかに記載の復号化方法に存
する。また請求項9記載の発明の要旨は、請求項5乃至
8のいずれかに記載の復号化方法を実行可能なプログラ
ムが記憶されている記憶媒体に存する。
に基づいて詳細に説明する。
形態の構成を示すブロック図であり、図2は、本発明に
係る相関行列学習装置の実施の形態の構成を示すブロッ
ク図である。
化率(N,M)のブロック符号であるBCH符号に符号
化されたNビットの符号語Xを入力する符号語入力部1
と、符号語入力部1に入力された符号語XとN行M列の
相関行列Wとの積を計算し、M列の演算結果yを出力す
る相関行列演算部2と、相関行列演算部2からのM列の
演算結果yの各成分をM個の判定回路でそれぞれ判定す
る判定部3と、判定部3による判定結果を符号化前のM
ビットの元符号語Yとして出力する元符号語出力部4か
らなり、相関行列演算部2は、N行M列の相関行列Wを
記憶する相関行列記憶部21と、符号語Xと相関行列W
との積和を計算する相関行列計算部22とからなる。
00は、Mビットの元符号語Yを入力する元符号語入力
部5と、符号化率(N,M)のBCH符号に符号化され
たNビットの符号語Xを入力する符号語入力部1と、符
号語入力部1に入力された符号語XとN行M列の相関行
列Wとの積を計算し、M列の演算結果yを出力する相関
行列演算部2と、相関行列演算部2からのM列の演算結
果yと元符号語YとをM個の比較回路6−1〜6−mに
よりそれぞれ比較し、該比較結果に基づいて相関行列演
算部2の相関行列記憶部21に記憶されている相関行列
Wの更新を行う比較部6とからなり、元符号語入力部5
に入力されたMビットの元符号語Yは、符号器7により
Nビットの符号語Xに符号化され、符号語入力部1に入
力される。
を参照して詳細に説明する。
M)のBCH符号の復号化について図3および図4を参
照して説明する。図3は、伝送路上にてビットエラ−が
無い場合の図1に示す判定部への入力値範囲を示す図で
あり、図4は、図1に示す判定部における入出力関係を
示す図である。
ットの符号語Xを入力し、相関行列演算部2により符号
語XとN行M列の相関行列Wとの積を計算する。
Xを X=[ Xn Xn-1 Xn-2 ・・・X2 X1 ] で表し、 N行M列の相関行列Wを W=[ Wm Wm-1 Wm-2 ・・・W2 W1 ] Wm =[ Wn,m Wn-1,m Wn-2,m ・・・W2,m W1,m ]
T Wm-1=[ Wn,m-1 Wn-1,m-1 Wn-2,m-1 ・・・W
2,m-1 W1,m-1 ]T Wm-2=[ Wn,m-2 Wn-1,m-2 Wn-2,m-2 ・・・W
2,m-2 W1,m-2 ]T : W2 =[ Wn,2 Wn-1,2 Wn-2,2 ・・・W2,2 W1,2 ]
T W1 =[ Wn,1 Wn-1,1 Wn-2,1 ・・・W2,1 W1,1 ]
T で表して符号語XとN行M列の相関行列Wとの積を計算
する。但し、符号語Xが”1”、”0”で表される場合
は”0”を”−1”として計算を行う。
Nビットの符号語Xと符号化前のMビットからなる元符
号語Yとの相関関係を示す行列であり、符号語Xと相関
行列Wとの演算結果がMビットからなる元符号語Yの成
分(ビット)が”1”であれば判定部3への入力値は”
+TH”以上、”0”であれば”−TH”以下になるよ
うに選んである。なお、”±TH”の値は、対ノイズマ
ージンの値であるため、大きい値ほど望ましい。
すなわち相関行列演算部2からの演算結果yは、 y=X・W =[ ym ym-1 ym-2 ・・・y2 y1 ] ym = [ Xn Xn-1 Xn-2 ・・・X2 X1 ]・Wm ym-1 = [ Xn Xn-1 Xn-2 ・・・X2 X1 ]・Wm-1 ym-2 = [ Xn Xn-1 Xn-2 ・・・X2 X1 ]・Wm-2 : y2 = [ Xn Xn-1 Xn-2 ・・・X2 X1 ]・W2 y1 = [ Xn Xn-1 Xn-2 ・・・X2 X1 ]・W1 となり、符号語Xは、N列であり、相関行列Wは、N行
M列であるため、演算結果yは、M列となり、成分毎に
M個の判定回路からなる判定部3に入力される。
成分をそれぞれM個の判定回路で判定する。判定部3の
判定回路は、入力値が”0”以上であれば、”1”を判
定結果として出力し、また、入力値が”0”未満であれ
ば”0”を判定結果として出力し、元符号語出力部4
は、判定部3からの判定結果を符号化前のMビットの元
符号語Yとして出力する。
結果yに基づいて判定部3からの出力される元符号語Y
は、 Y=[ Ym Ym-1 Ym-2 ・・・ Y2 Y1 ] Ym = 1(ym ≧0) 0(ym <0) で表される。
回路では入力値が”0”以上であれば”1”を、”0”
未満であれば”0”を出力し、判定部3からのMビット
の出力が元符号語Yである。
場合、判定部3の入力値は図3に示すようにMビットの
全てにおいて”+TH”以上又は”−TH”以下となる
ため、判定部3において、図4に示す入出力関係によれ
ば正しく元のMビットの符号が得られる。一方、伝送路
上にてビットエラーが生じた場合、判定部3の入力値は
図3に示す”+TH”以上、”−TH”以下を満たして
いない場合もあるが、判定部3は、図4の入出力関係に
示すように入力値が”0”以上又は”0”未満で出力ビ
ットを判定するため、正しく元の符号を得ることが可能
である。
照して説明する。相関行列Wは元符号語Yを所望信号と
して、符号語Xと相関行列Wと演算結果yから予め定め
られた所定の学習則により決められる。図5は、図2に
示す比較部における相関行列Wの学習則を示す図であ
る。
号語Yを入力し、符号器7は、元符号語入力部5に入力
した元符号語Yを符号化率(N,M)のブロック符号で
あるBCH符号に符号化し、符号化したNビットの符号
語Xを符号語入力部1に入力し、相関行列演算部2は、
符号語XとN行M列の相関行列Wとの積を計算して演算
結果yを比較部6に出力する。
元符号語Yの各ビット毎に閾値を設定し、相関行列演算
部2からの演算結果yと閾値との比較を行う。
すように元符号語Yの各ビットが”1”であれば閾値と
して”+TH”、”0”であれば”−TH”が設定され
る。元符号語Yのビットが”1”の場合、比較部6の入
力が”+TH”以上であれば相関行列Wは更新されない
が、”+TH”未満であれば相関行列Wは”±ΔW”だ
け更新される。また、元符号語Yのビットが”0”の場
合、比較部6の入力が−TH以下であれば相関行列Wは
更新されないが、”−TH”より大きい値であれば相関
行列Wは”±ΔW”だけ更新される。なお、”±ΔW”
の値は、相関行列Wを徐々に更新するためのものである
ため、”±TH”よりも十分に小さい値であることが望
ましい。
1”の場合、比較回路6−mには閾値として”+TH”
が設定され、比較回路6−mの入力ymが”+TH”以
上であれば相関行列Wは更新されない。
m を以下のように更新する。 Wn,m = Wn,m +Sgn(Xn)・ΔW Wn-1,m =Wn-1,m +Sgn(Xn-1)・ΔW : W1,m =W1,m +Sgn(X1)・ΔW
場合、比較回路6−mには閾値として”−TH”が設定
され、比較回路6−mの入力ymが”−TH”以下であ
れば相関行列Wは更新されない。
あればWmを以下のように更新する。 Wn,m = Wn,m −Sgn(Xn)・ΔW Wn-1,m =Wn-1,m −Sgn(Xn-1)・ΔW : W1,m =W1,m −Sgn(X1)・ΔW 但し、ブロック符号化された符号語Xの各成分[ Xn X
n-1 Xn-2 ・・・X2X1 ]は”1”,”0”の2値で
表される場合、”0”を”−1”として計算する。な
お、Sgn(Xn)はXnの±の符号を表す。
いて複数回繰り返すことにより最終的には全ての符号語
Xに関し、判定部3への入力値が図3に示す値を満たす
相関行列Wが得られる。
は相関行列Wの学習則を全ての符号語Xについて繰り返
しても全ての符号語Xに関し図3に示す値を満たさない
場合もある。この場合、ある回数で学習を打ち切ること
で相関行列Wを得ても良い。ある回数で学習を終了し得
られた相関行列Wは全ての符号語Xに関し図3に示す値
を満たしていないが、復号時には図4に示すような入出
力関係で復号動作を行うため、正しい元符号語Yが得ら
れる。
本的構成は上記の通りであるが、リードソロモン符号の
ように符号語がシンボルから構成される場合について説
明する。
(N、M)のリードソロモン符号の場合、本実施の形態
のBCH符号の符号語Xの1ビットをkビットからなる
シンボルに拡張して復号を行えば良い。すなわち、Nシ
ンボルの符号語XをNビット→(N・k)ビット(Nシ
ンボル)、相関行列WをN行M列→(N・k)行(M・
k)列、復号で得られる元符号語YをMビット→(M・
k)ビット(Mシンボル)として前記実施例のBCH符
号のように復号を行い、元符号語Yを得る。また、相関
行列Wの学習過程においては、図2に示す符号器7にリ
ードソロモン符号器を用いる。
により予め求める方法以外に、復号動作を行いながら常
に学習を続ける様にしても良い。この場合には、図6に
示すように、符号化と復号化とを同時に行うシステムに
おいて、復号化装置100と相関行列学習装置200と
を設け、符号器7によるブロック符号化にともない、相
関行列学習装置200は、相関行列Wの学習を行い、復
号化装置100では相関行列学習装置200で求められ
る相関行列Wを用いて復号化動作を行う。従って、符号
化と復号化を同時に行うシステムでは常に相関行列Wを
学習しているため、信号伝送中に符号化の生成多項式を
変えても、相関行列Wは学習により最適な値となるた
め、復号化装置100を変更することなく復号化動作が
可能である。
ば、シンドロームの計算、誤り位置多項式を解く動作を
行わず、ブロック符号化された符号語Xと元符号語Yと
の相関行列Wを用いて、相関行列Wとブロック符号化さ
れた符号語Xとの行列演算を行い、該演算結果yの成分
毎に”1”、”0”の判定を行うことにより元符号語Y
を得ることができ、復号遅延を最小に抑えることができ
るという効果を奏する。
Wをブロック符号化された符号語Xと元符号語Yとによ
り、学習により求めるため、符号化のどの生成多項式に
も対応可能な相関行列Wを得ることができるという効果
を奏する。
ず、本発明の技術思想の範囲内において、各実施形態は
適宜変更され得ることは明らかである。また、上記構成
部材の数、位置、形状等は上記実施の形態に限定され
ず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にす
ることができる。なお、各図において、同一構成要素に
は同一符号を付している。
は、シンドロームの計算、誤り位置多項式を解く動作を
行わず、ブロック符号化された符号語Xと元符号語Yと
の相関行列Wを用いて、相関行列Wとブロック符号化さ
れた符号語Xとの行列演算を行い、該演算結果yの成分
毎に”1”、”0”の判定を行うことにより元符号語Y
を得ることができ、復号遅延を最小に抑えることができ
るという効果を奏する。
相関行列Wをブロック符号化された符号語Xと元符号語
Yとにより、学習により求めるため、符号化のどの生成
多項式にも対応可能な相関行列Wを得ることができると
いう効果を奏する。
示すブロック図である。
構成を示すブロック図である。
示す判定部への入力値範囲を示す図である。
である。
を示す図である。
置の他の実施の形態の構成を示すブロック図である。
Claims (9)
- 【請求項1】 符号化された信号であるNビットの符号
語Xを復号化し、前記符号化前の信号であるMビットの
元符号語Yを得る復号化装置であって、 前記符号語XとN行M列の相関行列Wとの演算を行い、
M列の演算結果yを出力する相関行列演算手段と、 該相関行列演算手段からの前記演算結果yの各成分を判
定する判定手段と、 該判定手段による判定結果を前記元符号語Yとして出力
する元符号語出力手段と、前記相関行列演算手段からの前記演算結果yと前記元符
号語Yとを各成分毎にそれぞれ比較する比較手段と、 該比較手段による比較結果に基づいて、前記相関行列W
を更新する相関行列更新手段と を具備することを特徴と
する復号化装置。 - 【請求項2】 前記判定手段は、前記演算結果yの各成
分が正値又は0であれば「1」と、負値であれば「0」
と判定させることを特徴とする請求項1記載の復号化装
置。 - 【請求項3】 前記相関行列Wは、前記元符号語Yの成
分が「1」であれば前記演算結果yの成分が予め定めら
れた正の閾値「+TH」以上に、前記元符号語Yの成分
が「0」であれば前記演算結果yの成分が予め定められ
た負の閾値「−TH」以下になるように選ばれているこ
とを特徴とする請求項1又は2記載の復号化装置。 - 【請求項4】 前記相関行列更新手段は、前記元符号語
Yの成分が「1」であれば前記演算結果yの成分が予め
定められた正の閾値「+TH」以上に、前記元符号語Y
の成分が「0」であれば前記演算結果yの成分が予め定
められた負の閾値「−TH」以下になるように前記相関
行列Wの各成分を前記閾値「TH」よりも十分に小さい
値である「ΔW」ずつ更新させることを特徴とする請求
項1乃至3のいずれかに記載の復号化装置。 - 【請求項5】 符号化された信号であるNビットの符号
語Xを復号化し、前記符号化前の信号であるMビットの
元符号語Yを得る復号化方法であって、 前記符号語XとN行M列の相関行列Wとの演算によりM
列の演算結果yを出力 し、 該出力した前記演算結果yの各成分を判定し、 該判定結果を前記元符号語Yとして出力し、 前記出力した前記演算結果yと前記元符号語Yとを各成
分毎にそれぞれ比較し、 該比較結果に基づいて前記相関行列Wを更新するするこ
とを特徴とする復号化方法。 - 【請求項6】 前記演算結果yの各成分が正値又は0で
あれば「1」と、負値であれば「0」と判定することを
特徴とする請求項5記載の復号化方法。 - 【請求項7】 前記元符号語Yの成分が「1」であれば
前記演算結果yの成分が予め定められた正の閾値「+T
H」以上に、前記元符号語Yの成分が「0」であれば前
記演算結果yの成分が予め定められた負の閾値「−T
H」以下になるように選ばれている前記相関行列Wを用
いることを特徴とする請求項5又は6記載の復号化方
法。 - 【請求項8】 前記元符号語Yの成分が「1」であれば
前記演算結果yの成分が予め定められた正の閾値「+T
H」以上に、前記元符号語Yの成分が「0」であれば前
記演算結果yの成分が予め定められた負の閾値「−T
H」以下になるように前記相関行列Wの各成分を前記閾
値「TH」よりも十分に小さい値である「ΔW」ずつ更
新することを特徴とする請求項5乃至7のいずれかに記
載の復号化方法。 - 【請求項9】 請求項5乃至8のいずれかに記載の復号
化方法を実行可能なプログラムが記憶されている記憶媒
体。
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