JP3670520B2 - ターボ復号器およびターボ復号装置 - Google Patents
ターボ復号器およびターボ復号装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3670520B2 JP3670520B2 JP17661799A JP17661799A JP3670520B2 JP 3670520 B2 JP3670520 B2 JP 3670520B2 JP 17661799 A JP17661799 A JP 17661799A JP 17661799 A JP17661799 A JP 17661799A JP 3670520 B2 JP3670520 B2 JP 3670520B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- decoding
- turbo
- scale
- likelihood
- turbo decoder
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 103
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 78
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 72
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 37
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 37
- 230000015654 memory Effects 0.000 claims description 23
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 16
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 16
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 13
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 9
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000010606 normalization Methods 0.000 description 31
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 15
- 230000006870 function Effects 0.000 description 10
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 230000004043 responsiveness Effects 0.000 description 2
- 238000007476 Maximum Likelihood Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000010295 mobile communication Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000005549 size reduction Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
- H03M13/00—Coding, decoding or code conversion, for error detection or error correction; Coding theory basic assumptions; Coding bounds; Error probability evaluation methods; Channel models; Simulation or testing of codes
- H03M13/29—Coding, decoding or code conversion, for error detection or error correction; Coding theory basic assumptions; Coding bounds; Error probability evaluation methods; Channel models; Simulation or testing of codes combining two or more codes or code structures, e.g. product codes, generalised product codes, concatenated codes, inner and outer codes
- H03M13/2957—Turbo codes and decoding
- H03M13/2978—Particular arrangement of the component decoders
- H03M13/2984—Particular arrangement of the component decoders using less component decoders than component codes, e.g. multiplexed decoders and scheduling thereof
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
- H03M13/00—Coding, decoding or code conversion, for error detection or error correction; Coding theory basic assumptions; Coding bounds; Error probability evaluation methods; Channel models; Simulation or testing of codes
- H03M13/27—Coding, decoding or code conversion, for error detection or error correction; Coding theory basic assumptions; Coding bounds; Error probability evaluation methods; Channel models; Simulation or testing of codes using interleaving techniques
- H03M13/2792—Interleaver wherein interleaving is performed jointly with another technique such as puncturing, multiplexing or routing
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
- H03M13/00—Coding, decoding or code conversion, for error detection or error correction; Coding theory basic assumptions; Coding bounds; Error probability evaluation methods; Channel models; Simulation or testing of codes
- H03M13/29—Coding, decoding or code conversion, for error detection or error correction; Coding theory basic assumptions; Coding bounds; Error probability evaluation methods; Channel models; Simulation or testing of codes combining two or more codes or code structures, e.g. product codes, generalised product codes, concatenated codes, inner and outer codes
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
- H03M13/00—Coding, decoding or code conversion, for error detection or error correction; Coding theory basic assumptions; Coding bounds; Error probability evaluation methods; Channel models; Simulation or testing of codes
- H03M13/29—Coding, decoding or code conversion, for error detection or error correction; Coding theory basic assumptions; Coding bounds; Error probability evaluation methods; Channel models; Simulation or testing of codes combining two or more codes or code structures, e.g. product codes, generalised product codes, concatenated codes, inner and outer codes
- H03M13/2957—Turbo codes and decoding
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
- H03M13/00—Coding, decoding or code conversion, for error detection or error correction; Coding theory basic assumptions; Coding bounds; Error probability evaluation methods; Channel models; Simulation or testing of codes
- H03M13/65—Purpose and implementation aspects
- H03M13/6577—Representation or format of variables, register sizes or word-lengths and quantization
- H03M13/658—Scaling by multiplication or division
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
- H03M13/00—Coding, decoding or code conversion, for error detection or error correction; Coding theory basic assumptions; Coding bounds; Error probability evaluation methods; Channel models; Simulation or testing of codes
- H03M13/65—Purpose and implementation aspects
- H03M13/6577—Representation or format of variables, register sizes or word-lengths and quantization
- H03M13/6583—Normalization other than scaling, e.g. by subtraction
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Probability & Statistics with Applications (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Error Detection And Correction (AREA)
- Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ターボ符号化方式に基づいて生成された系列を復号化するターボ復号器およびターボ復号装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ターボ復号化方式が適用された伝送系では、送信端で行われた誤り訂正符号化方式に適応する復号化が受信端で反復して行われために、所望の伝送速度（ＳＮ比）に対してシャノンの「通信路符号化定理」で与えられる最大のＳＮ比（伝送速度）（一般に、「シャノン限界」と称される。）に極めて近いＳＮ比（伝送速度）が得られる。
【０００３】
したがって、ターボ符号器およびターボ復号器は、深宇宙通信だけではなく、移動体通信、放送および磁気記録装置の再生系にも適用可能な符号化方式として有望であり、これらの分野に対する応用について、積極的に研究、開発および実用化が進められつつある。
【０００４】
図９は、ターボ復号化方式が適用された伝送系の構成例を示す図(1) である。図において、送信端９０と受信端９１とは、伝送路９２を介して接続される。送信端９０では、伝送情報Ｕは、ターボ符号器９３に与えられ、そのターボ符号器９３の出力は伝送路９２の一端にされる。
ターボ符号器９３では、上述した伝送情報Ｕは要素符号器９４-1とインタリーバ（π）９５との入力に与えられ、そのインタリーバ９５の出力は要素符号器９４-2の入力に接続される。ターボ符号器９３の出力には、
・ 伝送情報Ｕに何ら符号化処理が施されることなく生成された符号語（非復号化語）Ｘａと、
・ この伝送情報Ｕに要素符号器９４-1が所定の誤り訂正符号化処理を施すことによって生成された符号語Ｘｂと、
・ 同様に伝送情報Ｕに要素符号器９４-2が所定の誤り訂正符号化処理を施すことによって生成された符号語Ｘｃと
からなる送信系列が得られる。
【０００５】
また、受信端９１では、伝送路９２を介して与えられ、かつ上述した符号語Ｘａ、Ｘｂ、Ｘｃにそれぞれ対応すると共に、軟判定の結果として得られた語ｙａ、ｙｂ、ｙｃからなる受信系列が受信バッファ９６の対応する入力に与えられる。
なお、この受信系列には、一般に、伝送路９２の伝送特性の変動やその伝送路９２で重畳された雑音に起因するＳＮ比の劣化を伴う。
【０００６】
受信バッファ９６の出力の内、上述した語ｙａに対応する出力は要素復号器９７-1の第一の入力とインタリーバ（π）９８-1との入力に接続され、そのインタリーバ９８-1の出力は要素復号器９７-2の第一の入力に接続される。受信バッファ９６の出力の内、上述した語ｙｂ、ｙｃに対応した出力はそれぞれ要素復号器９７-1、９７-2の第二の入力に接続され、その要素復号器９７-1の出力はインタリーバ９８-2を介して要素復号器９７-2の第三の入力に接続される。要素復号器９７-2の一方の出力は、デインタリーバ（π-1）９９-1を介して要素復号器９７-1の第三の入力に接続される。要素復号器９７-2の他方の出力はデインタリーバ（π-1）９９-2の入力に接続され、そのデインタリーバ９９-2の出力には復号結果が得られる。
【０００７】
なお、要素符号器９４-1、９４-2によって行われる符号化については、簡単のため、共に共通の拘束長および符号化率が適用されてなる畳み込み符号化であると仮定する。
このような構成の受信端９１では、伝送路９２を介して与えられた受信系列は、規定の符号ブロックの単位に上述した語ｙａ、ｙｂ、ｙｃに分離され、かつこれらの語に個別に対応した受信バッファ９６の記憶領域に格納される。
【０００８】
さらに、要素復号器９７-1、９７-2、インタリーバ９８-1、９８-2およびデインタリーバ９９-1、９９-2は、この符号ブロックに対して施されるべき復号化処理の開始に先行して初期化される。
この初期化が完了すると、要素復号器９７-1は、要素復号器９７-2からデインタリーバ９９-1を介して与えられる尤度と、受信バッファ９６からビット単位に与えられる語ｙａ、ｙｂとに、送信端９０で要素符号器９４-1によって行われた符号化処理に適応する復号化処理を施すことによって、尤度Ｌ１を出力する。
【０００９】
インタリーバ９８-1、９８-2は、それぞれ受信バッファ９６によって並行して与えられた語ｙａとこの尤度Ｌ１とに、送信端９０でインタリーバ９５によって行われたインターリーブ処理と同じインタリーブ処理を施す。
要素復号器９７-2は、これらのインタリーブ処理の結果と、受信バッファ９６からビット単位に与えられる語ｙｃとに、受信端９０で要素符号器９４-2によって行われた符号化処理に適応する復号化処理を施すことによって、尤度Ｌ２に併せて、復調結果（ここでは、簡単のため、硬判定の結果として与えられると仮定する。）を出力する。
【００１０】
デインタリーバ９９-2は、デインタリーバ９９-1と同様に、この復調結果にデインタリーブ処理を施すことによって、上述した伝送情報Ｕに最も確からしい復号結果を出力する。
また、受信端９１では、要素復号器９７-1、９７-2、インタリーバ９８-1、９８-2およびデインタリーバ９９-1、９９-2は、受信バッファ９６と共に上述したビット単位に所定の回数に亘って連係しつつ既述の処理を反復する。
【００１１】
すなわち、デインタリーバ９９-2の出力には、このようにして反復される復号化の仮定で上述した尤度が順次高められるために、連接符号が適用された伝送系に比べて確度高く復元された伝送情報が得られる。
図１０は、ターボ復号化方式が適用された伝送系の構成例を示す図(2) である。
【００１２】
図において、図９に示すものと機能および構成が同じものについては、同じ符号を付与して示し、ここでは、その説明を省略する。
図１０と図９とにそれぞれ示される伝送系の構成の相違点は、受信端９１に代えて備えられた受信端９１Ａの構成にある。
受信端９１Ａでは、図９および図１０に二点鎖線の枠で示されるように、送信端９０において要素符号器９４-1によって行われる符号化処理と、インタリーバ９５と要素符号器９４-2との連係の下で行われる符号化処理とにそれぞれ対応した復号化処理が図９に示す受信端９１と反対の順序で行われる。
【００１３】
したがって、要素復号器９７-1の出力には、デインタリーバ９９-2を介することなく、伝送情報Ｕに最も確からしい復号結果が得られる。
図１１は、ターボ復号化方式が適用された伝送系の構成例を示す図(3) である。
図において、図９に示すものと機能および構成が同じものについては、同じ符号を付与して示し、ここでは、その説明を省略する。
【００１４】
図１１と図９とにそれぞれ示される伝送系の構成の相違点は、受信端９１に代えて備えられた受信端９１Ｂの構成にある。
受信端９１Ｂと受信端９１との構成の相違点は、要素復号器９７-1、９７-2に代えてこれらの要素復号器９７-1、９７-2を兼ねる要素復号器１００が備えられ、インタリーバ９８-1に代えてインタリーバ１０１が備えられ、デインタリーバ９９-2に代えてデインタリーバ１０２が備えられ、インタリーバ９８-2とデインタリーバ９９-1とに代えてこれらのインタリーバ９８-2とデインタリーバ９９-1とを兼ねる帰還処理部１０３が備えられ、受信バッファ９６の出力の内、語ｙｂ、ｙｃにそれぞれ対応した出力と要素復号器１００の他方の入力との間にセレクタ１０４が配置されると共に、これらの要素復号器１００、インタリーバ１０１、デインタリーバ１０２、帰還処理部１０３、セレクタ１０４および受信バッファ９６の制御端子に対応する出力ポートが接続された制御部１０５が備えられた点にある。
【００１５】
このような構成の受信端９１Ｂでは、制御部１０５は、受信バッファ９６からビット単位に読み出される語ｙａ、ｙｂ、ｙｃとの同期をとり、そのビット毎に、
(a) 要素復号器１００が行うべき復号化処理の形態、
(b) インタリーバ１０１がインタリーブ処理を行うべきか否かを示す情報Ｉ、
(c) デインタリーバ１０２がデインタリーブ処理を行うべき否かを示す情報Ｄ、
(d) インタリーブ処理とデインタリーブ処理との内、帰還処理部１０３が行うべ
き一方を示す情報Ｆ、
(e) 語ｙｂ、ｙｃの内、セレクタが選択すべき一方を示す情報Ｓ
を交互に切り替える。
【００１６】
すなわち、要素復号器１００は、制御部１０５の主導の下でインタリーバ１０１、デインタリーバ１０２、帰還処理部１０３、セレクタ１０４および受信バッファ９６と連係することによって、図９あるいは図１０に示す要素復号器９７-1、９７-2によって行われる復号化処理に等価な復号化処理を行う。
【００１７】
したがって、受信端９１Ｂでは、上述した連係およびその連係の下で行われる復号化処理が所望の速度で達成される限り、性能が低下することなく、図９および図１０に示す受信端９１、９１Ａに比べてハードウエアの規模の削減がはかられる。
なお、図１１では、上述したように交互に切り替えられる情報Ｉ、情報Ｄ、情報Ｆは、セパレータ「／」によって分離され、かつ時系列の順にリサイクリックに対応すると共に、
・ インタリーブ処理が行われるべき状態を示す「π」、
・ デインタリーブ処理が行われるべき状態を示す「π-1」、
・ インタリーブ処理とデインタリーブ処理との双方が不要であり、入力された
情報はこれらの処理が何ら施されることなく出力されるべき状態を示す「１」の内、何れか２つからなる語の順列として与えられる。
【００１８】
また、図１１では、上述した情報Ｓは、同様にセパレータ「／」によって分離され、かつ時系列の順にリサイクリックに対応すると共に、セレクタ１０４によって選択されるべき語ｙｂ、ｙｃを個別に示す文字列「ｙｂ」、「ｙｃ」の順列として示される。
さらに、図１１では、これらの情報Ｉ、情報Ｄ、情報Ｆおよび情報Ｓについては、何れも括弧<>と括弧()とで括られた２通りが示され、これらの２通りの内、前者は図９に示す受信端９１によって行われる復号化処理と等価な処理が実現されるために適用されるべき組み合わせを示し、後者は図１０に示す受信端９１Ａによって行われる復号化処理と等価な処理が実現されるために適用されるべき組み合わせを示す。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来例では、要素復号器９７-1、９７-2、１００によって算出される尤度Ｌ１、Ｌ２の値は、図１２に示すように、これらの要素復号器９７-1、９７-2１、１００によって既述の復号化処理が反復された回数Ｎが大きいほど大きな値となる。
【００２０】
すなわち、例えば、伝送路９２の伝送特性が頻繁にかつ大幅に変化し、あるいはその伝送路９２で送信系列に付加される雑音のレベルが大きいために上述した回数Ｎが大きな値に達する状態であっても、伝送品質が高く維持されるためには、要素復号器９７-1、９７-2、１００は受信系列として得られた語ｙａ、ｙｂ、ｙｃの語長に比べて大幅に大きな語長による演算を行わなければならなかった。
【００２１】
さらに、インタリーバ９８-1、９８-2およびデインタリーバ９９-1、９９-2によってインタリーブ処理やデインタリーブ処理に供されるメモリの単位記憶領域当たりの語長は、同様に大きな値となる。
したがって、従来例では、伝送路９２で生じ得る伝送品質の劣化の程度が著しいほど、受信端を構成するハードウエアの規模が増大する。
【００２２】
また、このようなハードウエアの規模の増大が緩和されるためには、
・ 回路の方式
・ 適用されるべき素子の選定、
・ 消費電力
・ 熱設計を含む実装技術
・ 要素復号器９７-1、９７-2、１００によって行われるべき復号化処理のアルゴリズム
にかかわる制約とが生じ易いために、ターボ符号化方式の適用が妨げられ、あるいは所望の伝送品質が達成されない可能性があった。
【００２３】
本発明は、ハードウエアの規模および構成が大幅に変更されることなく、伝送路の多様な伝送特性に柔軟に適応し、かつ高い伝送品質を確保できるターボ復号器およびターボ復号装置を提供することを目的とする。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
図１は、請求項１〜４、６〜８に記載の発明の原理ブロック図である。
【００２５】
請求項１に記載の発明は、符号ブロック毎に受信系列を取り込み、その受信系列のターボ復号化を行うことによって、この受信系列で示される伝送情報を復元する復号化手段１１と、復号化手段１１によって行われるターボ復号化の過程で得られた尤度の値の分布を得る値域監視手段１２と、値域監視手段１２によって得られた分布の下で、復号化手段１１が共通の符号ブロックについてターボ復号化を完結するために行われるべき後続する演算の演算対象について、演算結果として得られる尤度の値の分布の変化が抑制される位取りを決定する位取り決定手段１３とを備え、復号化手段１１は、共通の符号ブロックについてターボ復号化を完結するために後続して行う演算の演算対象に、位取り決定手段１３によって決定された位取りを適用することを特徴とする。
【００２６】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のターボ復号器において、復号化手段１１は、共通の符号ブロックについて、ターボ復号化を完結するために行われるべき後続する演算の演算対象の内、送信端において何ら符号化が施されることなくその符号ブロックに付加された伝送情報を示す非符号化語に、その後続する演算に先行して行われた演算とこの後続する演算とに先行して施されるべきインタリーブ処理を一括して施し、かつ位取り決定手段１３によって決定された位取りを適用することを特徴とする。
【００２７】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載のターボ復号器において、復号化手段１１は、共通の符号ブロックについて、ターボ復号化を完結するために行われるべき後続する演算の演算対象の内、送信端で何ら符号化が施されることなくその符号ブロックに付加された伝送情報を示し、その後続する演算に先行して行われた先行演算に適用された非符号化語に、この先行演算に際して施された全てのインタリーブ処理に対して可逆的なデインタリーブ処理と、これらの先行演算と後続する演算とに先行して施されるべき全てのインタリーブ処理とを一括して施し、かつ位取り決定手段１３によって決定された位取りを適用することを特徴とする。
【００２８】
請求項４に記載の発明は、請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載のターボ復号器において、復号化手段１１は、受信系列に対応する送信系列を生成するために送信端でターボ符号化の過程で行われた符号化の回数Ｎ未満である数ｎの要素復号器２１-1〜２１-nを有し、これらの要素復号器２１-1〜２１-nと連係することによってパイプライン方式によりこの受信系列のターボ復号化を行うことを特徴とする。
【００２９】
図２は、請求項５〜８に記載の発明の原理ブロック図である。
請求項５に記載の発明は、請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載のターボ復号器において、復号化手段１１は、受信系列に対応する送信系列を生成するために送信端でターボ符号化の過程で行われた複数の復号化の方式の全てに適応可能であり、これらの復号化方式の内、指定された単一の復号化方式に基づく復号化を行う単一の要素復号器３１を有し、その要素復号器３１を介してこれらの複数の復号化方式に基づく復号を直列に行うことによってこの受信系列のターボ復号化を行うことを特徴とする。
【００３０】
請求項６に記載の発明は、請求項１ないし請求項５の何れか１項に記載のターボ復号器において、復号化手段１１は、後続する演算の演算対象に先行して施されるインタリーブ処理とデインタリーブ処理とに供されるメモリ１１Ｍを有し、そのメモリ１１Ｍの読み出しに際して位取り決定手段１３によって決定された位取りを行うことを特徴とする。
【００３１】
請求項７に記載の発明は、請求項１ないし請求項６の何れか１項に記載のターボ復号器において、位取り決定手段１３は、位取りが更新されるべきときに、先行して決定された位取りとの対比において変化した尤度の値域を求め、その値域の幅が所定の閾値を上回ったときに、この値域の幅がその閾値未満となる位取りを新たな位取りとして決定することを特徴とする。
【００３２】
請求項８に記載の発明は、請求項１ないし請求項６の何れか１項に記載のターボ復号器において、値域監視手段１２は、先行して得られた尤度の最大値あるいは平均値としてこれらの尤度の分布を得ることを特徴とする。
請求項１に記載の発明にかかわるターボ復号器では、復号化手段１１は、符号ブロック毎に受信系列のターボ復号化を行うことによって、この受信系列で示される伝送情報を復元する。値域監視手段１２は、このようなターボ復号化の過程で得られた尤度の値の分布を得る。位取り決定手段１３は、その分布の下で、復号化手段１１が共通の符号ブロックについて上述したターボ復号化を完結するために行われるべき後続する演算の演算対象について、演算結果として得られる尤度の値の分布の変化が抑制される位取りを決定する。
【００３３】
また、復号化手段１１は、上述した共通の符号ブロックについてターボ復号化を完結するために後続して行う演算の演算対象に、位取り決定手段１３によって決定された位取りを適用する。
すなわち、ターボ復号化の過程で上述した尤度が反復して求められる回数が大きく、あるいは大幅に変化し得る場合であっても、その尤度の精度が大幅に低下することなく、この尤度の値の値域はほぼ一定に保たれる。
【００３４】
請求項２に記載の発明にかかわるターボ復号器では、請求項１に記載のターボ復号器において、復号化手段１１は、共通の符号ブロックについて、ターボ復号化を完結するために行われるべき後続する演算の演算対象の内、送信端において何ら符号化が施されることなくその符号ブロックに付加された伝送情報を示す非符号化語に、その後続する演算に先行して行われた演算とこの後続する演算とに先行して施されるべきインタリーブ処理を一括して施し、かつ位取り決定手段１３によって決定された位取りを適用する。
【００３５】
すなわち、後続する演算に適用されるべき非符号化語には、位取り決定手段１３によって決定された位取りに適合する語長および精度による規定のインタリーブ処理が適宜施される。
したがって、位取り決定手段１３によって決定された位取りの如何にかかわらずこのようなインタリーブ処理が一定の語長や精度で行われる場合に比べて、ターボ復号化の利得が高められる。
【００３６】
請求項３に記載の発明にかかわるターボ復号器では、請求項１または請求項２に記載のターボ復号器において、復号化手段１１は、共通の符号ブロックについて、ターボ復号化を完結するために行われるべき後続する演算の演算対象の内、送信端で何ら符号化が施されることなくその符号ブロックに付加された伝送情報を示し、かつその後続する演算に先行して行われた先行演算に適用された非符号化語に、この先行演算に際して施された全てのインタリーブ処理に対して可逆的なデインタリーブ処理と、これらの先行演算と後続する演算とに先行して施されるべき全てのインタリーブ処理とを一括して施し、かつ位取り決定手段１３によって決定された位取りを適用する。
【００３７】
すなわち、後続する演算に適用されるべき非符号化語には、位取り決定手段１３によって決定された位取りに適合する語長および精度による規定のインタリーブ処理に先行して、先行する演算に際して施された全てのインタリーブ処理を無効化するデインタリーブ処理が施される。
したがって、このデインタリーブ処理が行われるために要する応答性の低下が許容され、あるいはこれらのデインタリーブ処理とインタリーブ処理とが一括して行われる限り、請求項２に記載のターボ復号器と同様に、そのインタリーブ処理が位取り決定手段１３によって決定された位取りの如何にかかわらず一定の語長や精度で行われる場合に比べて、ターボ復号化の利得が高められる。
【００３８】
請求項４に記載の発明にかかわるターボ復号器では、請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載のターボ復号器において、復号化手段１１は、受信系列に対応する送信系列を生成するために送信端でターボ符号化の過程で行われた符号化の回数Ｎ未満である数ｎの要素復号器２１-1〜２１-nを有し、これらの要素復号器２１-1〜２１-nと連係することによってパイプライン方式によりこの受信系列のターボ復号化を行う。
【００３９】
すなわち、ターボ符号化の過程で反復され得る符号化の回数Ｎが大きく、あるいは変化し得る場合であっても、ハードウエアの規模が小さく抑えられ、かつ効率的なターボ復号化が可能となる。
請求項５に記載の発明にかかわるターボ復号器では、請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載のターボ復号器において、復号化手段１１に備えられた要素復号器３１は、受信系列に対応する送信系列を生成するために送信端でターボ符号化の過程で行われた複数の復号化の方式の全てに適応可能であり、これらの復号化方式の内、指定された単一の復号化方式に基づく復号化を行う。復号化手段１１は、要素復号器３１を介してこれらの複数の復号化方式に基づく復号を直列に行うことによって上述した受信系列のターボ復号化を行う。
【００４０】
すなわち、ターボ符号化の過程で反復され得る符号化の回数が大きく、あるいは変化し得る場合だけではなく、これらの符号化の方式が一定ではなく、あるいは変化し得る場合であっても、ハードウエアの規模が小さく抑えられ、かつ効率的なターボ復号化が可能となる。
請求項６に記載の発明にかかわるターボ復号器では、請求項１ないし請求項５の何れか１項に記載のターボ復号器において、復号化手段１１は、後続する演算の演算対象に先行して施されるインタリーブ処理とデインタリーブ処理とに供されるメモリ１１Ｍを有し、そのメモリ１１Ｍの読み出しに際して位取り決定手段１３によって決定された位取りを行う。
【００４１】
すなわち、位取り決定手段１３によって決定された位取りは、インタリーブ処理とデインタリーブ処理との過程で一括して行われるので、復号化手段１１によって求められ、かつメモリ１１Ｍに蓄積され得る尤度の語長が許容される値である限り、ハードウエアの構成の簡略化がはかられる。
【００４２】
請求項７に記載の発明にかかわるターボ復号器では、請求項１ないし請求項６の何れか１項に記載のターボ復号器において、位取り決定手段１３は、位取りが更新されるべきときに、先行して決定された位取りとの対比において変化した尤度の値域を求める。さらに、位取り決定手段１３は、その値域の幅が所定の閾値を上回ったときには、この値域の幅がその閾値未満となる位取りを新たな位取りとして決定する。
【００４３】
すなわち、先行する演算の結果として得られた尤度の値が急激に増加した場合には、その尤度は、下位オーダの値が丸められると共に、後続する演算に演算対象として適用される。
請求項８に記載の発明にかかわるターボ復号器では、請求項１ないし請求項６の何れか１項に記載のターボ復号器において、値域監視手段１２は、先行して得られた尤度の最大値あるいは平均値としてこれらの尤度の分布を得る。
【００４４】
このような最大値あるいは平均値は、上述した尤度が反復して求められる回数に対してその尤度の値が多く分布する値域が単峰であり、その回数に応じて変化する方向が既知である限り、その値域の概略を精度よく示す。
したがって、請求項１ないし請求項６に記載のターボ復号器に比べて、単純な算術演算に基づいて効率的に、かつ確度高く位取りが行われる。
請求項９に記載の発明では、「ターボ復号の対象である受信信号ｙａ、ｙｂ及び第１尤度値に基づいて第１の復号を行い、該第１復号結果に含まれる第２尤度値及びターボ復号の対象である受信信号ｙａ、ｙｃに基づいて第２復号を行い、該第２復号結果に含まれる尤度値を次の第１の復号における第１尤度値として用いる、ターボ復号装置において、前記第１尤度値と前記受信信号ｙａ、ｙｂの双方について、又は、前記第２尤度値と前記受信信号ｙａ、ｙｃの双方について、スケーリングを行うスケーリング手段を備えたことを特徴とするターボ復号装置」を用いる。
請求項１０に記載の発明では、「請求項９に記載のターボ復号装置において、前記スケーリング手段は、前記第１尤度値と前記受信信号ｙａ、ｙｂの双方、又は、前記第２尤度値と前記受信信号ｙａ、ｙｃの双方、について同じスケーリング処理を行うことを特徴とするターボ復号装置」を用いる。
請求項１１に記載の発明では、「請求項９に記載のターボ復号装置において、前記スケーリングは、下位ビットを切り捨てて、ビット数を少なくすることにより行うことを特徴とするターボ復号装置」を用いる。
請求項１２に記載の発明では、「請求項１１に記載のターボ復号装置において、前記第１尤度値又は前記第２尤度値の最大値又は最小値を検出し、所定の閾値と検出した値との大小関係に応じて、前記スケーリング手段において前記切り捨てるビット位置を変更するように制御する検出手段を備えたことを特徴とするターボ復号装置」を用いる。
【００４５】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態について詳細に説明する。
図３は、本発明の第一の実施形態を示す図である。
図において、図９に示すものと機能および構成が同じものについては、同じ符号を付与して示し、ここでは、その説明を省略する。
【００４６】
本実施形態と図９に示す従来例との構成の相違点は、受信バッファ９６と、要素復号器９７-1、９７-2およびインターリーバ９８-1との段間に正規化部５１が配置され、要素復号器９７-1の出力とインターリーバ９８-2の入力との間と、要素復号器９７-2の出力とデインタリーバ９９-1の入力との間とに個別に接続されたポートを有する正規化部５２が備えられ、これらの要素復号器９７-1、９７-2の出力に直結されたビット数検出部５３が備えられ、入力がそのビット数検出部５３の出力に直結され、かつ正規化部５１、５２の制御入力に個別に接続された出力を有する正規化制御部５４が備えられた点にある。
【００４７】
なお、送信端の構成については、図９に示す従来例と同じであるので、ここでは、図示および説明を省略する。
また、本実施形態と図１および図２に記載のブロック図との対応関係については、受信バッファ９６、要素復号器９７-1、９７-2、インタリーバ９８-1、９８-2、デインタリーバ９９-1、９９-2および正規化部５１、５２は復号化手段１１に対応し、ビット数検出部５３は値域監視手段１２に対応し、正規化制御部５４は位取り決定手段１３に対応し、要素復号器９７-1、９７-2は要素符号器２１-1〜２１-nに対応する。
【００４８】
図４は、本発明の第一の実施形態と動作を説明する図である。
以下、図３および図４を参照して本実施形態の動作を説明する。
ビット数検出部５３は、始動時には、要素復号器９７-1、９７-2によって算出される尤度について、これらの要素復号器９７-1、９７-2がオーバフローや打ち切り誤差を生じることなくインタリーバ９８-1、９８-2およびデインタリーバ９９-1、９９-2と連係できる標準的な値域と、その値域に適応するビット数とを示すオーダ識別情報の初期値を出力する。
【００４９】
また、ビット数検出部５３は、各部が定常的に連係して作動する状態では、要素復号器９７-1、９７-2が従来例と同様にして算出した尤度を示すビットの内、その尤度を有効に示すビット（例えば、上位のビットの内、値が「０」である無用なビットと、下位のビットの内、値が「０」である無用なビットとの双方あるいは何れか一方を含まないビット）の数と、これらのビットの重み（オーダ）を示すオーダ識別情報を求める。
【００５０】
正規化制御部５４は、このようなオーダ識別情報が更新される度に、
・ 新たなオーダ識別情報で示されるビット数と、
・ 要素復号器９７-1、９７-2、インタリーバ９８-1、９８-2およびデインタリーバ９９-1、９９-2に入力されるべき語ｙａ、ｙｂ、ｙｃおよび尤度の規定の
語長と
の大小関係を判別する。
【００５１】
さらに、正規化制御部５４は、その判別の結果に応じてこれらの新たなビット数およびオーダ識別情報を補正することによって、上述した連係の継続が保証されるビット単位の位取りを示す第一の選択信号および第二の選択信号を生成する。
正規化部５１は、従来例と同様にして受信バッファ９６からリサイクリックに適宜読み出された語ｙａ、ｙｂ、ｙｃをそれぞれ示すビット列の内、上述した第一の選択信号で示されるオーダおよびビット数のビットを抽出することによって上述した位取りを行い（図４(1))、その位取りの結果として得られた語ｙａ、ｙｂ、ｙｃを要素復号器９７-1、９７-2およびインタリーバ９８-1に与える。
【００５２】
また、正規化部５２は、要素復号器９７-1、９７-2によって個別に算出された尤度を示すビット列の内、上述した第二の選択信号で示されるオーダおよびビット数のビットを抽出することによって同様に位取りを行い（図４(2))、その位取りの結果として得られた尤度をインタリーバ９８-2およびデインタリーバ９９-1にそれぞれ与える。
【００５３】
すなわち、上述したｙａ、ｙｂ、ｙｃについて従来例と同様にして反復して行われる復号化処理の過程で得られた尤度の値域が変化しても、さらに、反復して行われる復号化処理の演算対象となる語ｙａ、ｙｂ、ｙｃおよび尤度は、オーバフローの回避と、丸め誤差の最小化とを実現する位取りがはかられつつ、要素復号器９７-1、９７-2、インタリーバ９８-1、９８-2およびデインタリーバ９９-1、９９-2に与えられる。
【００５４】
また、正規化部５１、５２、ビット数検出部５３および正規化制御部５４を構成するハードウエアの規模は、一般に、復号化処理が反復され得る回数が大きいほど大きな値となる演算器やメモリのハードウエアの規模に比べて大幅に小さい。
したがって、本実施形態によれば、反復して行われ得る復号化処理の回数が大きく、あるいは大幅に変化し得る場合であっても、要素復号器９７-1、９７-2に備えられるべき演算器の語長と、インタリーバ９８-1、９８-2およびデインタリーバ９９-1、９９-2に個別に備えられるべきメモリの語長とが小さな値であっても、信頼性の低下と、ランニングコストの増加とが軽微に抑えられ、かつ精度よくターボ復号化が行われる。
【００５５】
図５は、本発明の第二の実施形態を示す図である。
図において、図１１に示すものと機能および構成が同じものについては、同じ符号を付与して示し、ここでは、その説明を省略する。
本実施形態と図１１に示す従来例との構成の相違点は、インタリーバ１０１、デインタリーバ１０２、帰還処理部１０３、制御部１０５およびセレクタ１０４に代えて、それぞれインタリーバ６１、デインタリーバ６２、帰還処理部６３、制御部６４およびセレクタ６５が備えられ、かつ入力が帰還処理部６３の入力と共に要素復号器１００の対応する出力に直結されると共に、出力が制御部６４の対応する入力ポートに接続されたビット数検出部６６が備えられた点にある。
【００５６】
なお、本実施形態と図２に示すブロック図との対応関係については、受信バッファ９６、インタリーバ６１、要素復号器１００、デインタリーバ６２、帰還処理部６３、制御部６４およびセレクタ１０４は復号化手段１１に対応し、ビット数検出部６６は値域監視手段１２に対応し、制御部６４は位取り決定手段１３に対応し、要素復号器１００は要素復号器３１に対応する。
【００５７】
以下、本実施形態の動作を説明する。
ビット数検出部６６は、図３に示すビット数検出部５３と同様に、要素復号器１００によって算出された尤度に応じて、ビット数およびオーダ識別情報を求める。
さらに、制御部６４は、これらのビット数およびオーダ識別情報が新たに求められる度に、図３に示す正規化制御部５４と同様にして、新たなビット数と、要素復号器１００、インタリーバ１０１およびデインタリーバ１０２に入力されるべき語ｙａ、ｙｂ、ｙｃおよび尤度の規定の語長との大小関係を判別し、その結果に応じてこれらの新たなビット数およびオーダ識別情報を補正することによって、上述した連係の継続が保証されるビット単位の位取りを決定する。
【００５８】
また、制御部６４は、図１１に示す従来例と同様に、受信バッファ９６からビット単位に読み出された語ｙａ、ｙｂ、ｙｃとの同期を確保し、そのビット毎に、既述の情報Ｉ、情報Ｄ、情報Ｆおよび情報Ｓを生成する。
さらに、制御部６４は、これらの情報Ｉ、情報Ｄ、情報Ｆおよび情報Ｓに個別に上述した位取りを示す位取り情報を付加することによって、情報ｉ、情報ｄ、情報ｆおよび情報ｓを生成し、かつインタリーバ６１、デインタリーバ６２、帰還処理部６３およびセレクタ６５に、これらの情報ｉ、情報ｄ、情報ｆおよび情報ｓをそれぞれ与える。
【００５９】
セレクタ６５は、図１１に示すセレクタ１０４と図３に示す正規化部５１との双方の機能を有し、上述した情報ｓに含まれる位取り情報に応じてその正規化部５１と同様に、受信バッファ９６からリサイクリックに適宜読み出された語ｙｂ、ｙｃをそれぞれ示すビット列の内、この位取り情報で示されるオーダおよびビット数のビットを抽出することによって位取りを行う。さらに、セレクタ６５は、その位取りの結果として得られた語ｙｂあるいは語ｙｃを要素復号器１００に与える。
【００６０】
インタリーバ６１は、図３に示す正規化部５１と図１１に示すインタリーバ１０１の機能を併有し、上述した情報ｉに含まれる位取り情報に応じてその正規化部５１と同様に、受信バッファ９６からリサイクリックに適宜読み出された語ｙａを示すビット列の内、この位取り情報で示されるオーダおよびビット数のビットを抽出することによって位取りを行う。さらに、インタリーバ６１は、その位取りの結果として得られた語ｙａを要素復号器１００に与える。
【００６１】
また、帰還処理部６３は、図３に示す正規化部５２の機能と図１１に示す期間処理部１０３の機能とを併有し、上述した情報ｆに含まれる位取り情報で示される位取りをその正規化部５２と同様にして行う。
すなわち、要素復号器１００は、図１１に示す従来例と同様に図９および図１０に示す要素復号器９７-1、９７-2によって行われる復号化処理に等価な復号化処理を行う。
【００６２】
したがって、本実施形態によれば、図３に示す実施形態に比べてハードウエアの規模の縮小化がはかられ、その実施形態と同様にオーバフローの回避と丸め誤差の最小化とがはかられる。
図６は、本発明の第三の実施形態を示す図である。
図において、図３に示すものと機能および構成が同じものについては、同じ符号を付与して示し、ここでは、その説明を省略する。
【００６３】
本実施形態と図３に示す実施形態との構成の相違点は、インタリーバ９８-2に代えてインタリーバ７１が備えられ、デインタリーバ９９-1に代えてデインタリーバ７２が備えられ、正規化部５２が備えられず、正規化制御部５４の出力の内、その正規化部５２に接続された出力がこれらのインタリーバ７１およびデインタリーバ７２の対応する入力に接続された点にある。
【００６４】
インタリーバ７１は、インタリーブ処理に供されるメモリ７１Ｍと、そのメモリ７１Ｍの読み出しに供されるバスと正規化制御部５４の対応する出力とに接続された制御端子を有し、このメモリ７１Ｍの読み出しにかかわるアドレッシングを行う読み出し回路７１Ｒとから構成される。
デインタリーバ７２は、デインタリーブ処理に供されるメモリ７２Ｍと、そのメモリ７２Ｍの読み出しに供されるバスと正規化制御部５４の対応する出力とに接続された制御端子を有し、このメモリ７２Ｍの読み出しにかかわるアドレッシングを行う読み出し回路７２Ｒとから構成される。
【００６５】
なお、本実施形態と図１および図２に示すブロック図との対応関係については、メモリ７１Ｍ、７２Ｍがメモリ１１Ｍに対応する点を除いて、図３に示す実施形態における対応関係と同じである。
以下、本実施形態の動作を説明する。
インタリーバ７１に備えられたメモリ７１Ｍとデインタリーバ７２に備えられたメモリ７２Ｍの記憶領域の語長は、それぞれ要素復号器９７-1、９７-2が図３に示す実施形態と同様に算出し得る尤度を示す有効なビット列が確実に格納される値に予め設定される。
【００６６】
さらに、これらのメモリ７１Ｍ、７２Ｍの記憶領域には、要素復号器９７-1、９７-2によって求められた尤度が所定のアドレッシング（以下、「書き込みアドレッシング」という。）に基づいてリサイクリックに書き込まれる。
読み出し回路７１Ｒ、７２Ｒは、このようにしてメモリ７１Ｍ、７２Ｍの記憶領域に書き込まれた尤度を上述した書き込みアドレッシングとは異なる読み出しアドレッシングの下で読み出し、その読み出された尤度を示すビット列の内、正規化部５４によって与えられた第二の信号で示されるオーダおよびビット数のビットを抽出することによって、図３に示す正規化部５２に代わって位取りを行うと共に、その位取りの結果として得られた尤度を要素復号器９７-2、９７-1にそれぞれ与える。
【００６７】
このように本実施形態によれば、図３に示すインタリーバ９８-2とデインタリーバ９９-1とに代えて、同図に示す正規化部５２を兼ねるインタリーバ７１とデインタリーバ７２とが備えられるので、上述したように要素復号器９７-1、９７-2によって算出され得る尤度を示す有効なビットの数が許容可能な値である限り、復号化の精度が低下することなくハードウエアの構成の簡略化がはかられる。
【００６８】
図７は、本発明の第四の実施形態を示す図である。
図において、図３に示すものと機能および構成が同じものについては、同じ符号を付与して示し、ここでは、その説明を省略する。
本実施形態と図３に示す実施形態との構成の相違点は、ビット数検出部５３に代えて最大最小値検出部８１が備えられた点にある。
【００６９】
なお、本実施形態と図１および図２に示すブロック図との対応関係については、最大最小値検出部８１が値域監視手段１２に対応する点を除いて、図３に示す実施形態における対応関係と同じである。
図８は、本発明の第四の実施形態の動作を説明する図である。
【００７０】
以下、図７および図８を参照して本実施形態の動作を説明する。
最大最小値検出部８１は、要素復号器９７-1、９７-2によって算出された尤度（以下、「更新尤度」という。）を取り込み、先行して適用されている位取り（以下、「先行位取り」という。）の下で与えられる更新尤度の値について、この位取りの下で有効に表され得る尤度の最大値以下に予め設定された上限値と、同様にして表され得る尤度の最小値以上に予め設定された下限値との大小関係を判別する。
【００７１】
さらに、最大最小値検出部８１は、このような判別を行うことによって、
・ 更新尤度が上述した下限値未満であることを識別した場合には、予め決められた一定のビット数を保ちつつ先行位取りより１ビット下位に位取りを変更すべき（図８(1))旨を示すオーダ識別情報、
・ 更新尤度が上述した下限値以上であり、かつ上限値以下であることを識別した場合には、先行位取りが継続して適用されるべき旨を示すオーダ識別情報、・ 更新尤度が上述した上限値を超えることを識別した場合には、既述の一定のビット数を保ちつつ先行位取りより１ビット上位に位取りを変更すべき（図８
(2))旨を示すオーダ識別情報
をそれぞれ生成する。
【００７２】
正規化制御部５４および正規化部５１、５２は、このようなオーダ識別情報に適応して連係することによって、そのオーダ識別情報で示される位取りを行う。すなわち、正規化部５１、５２は、上述した最大値と上限値との差と、下限値と最小値との差とが予め適正な値に設定される限り、要素復号器９７-1、９７-2が反復する復号化の結果として得られた尤度の値や分布が急激に変化した場合であっても、過度の丸め誤差が発生することなく、段階的に位取りを変更することができる。
【００７３】
なお、本実施形態では、上述した最大値と上限値との差と、下限値と最小値との差が適正な値に設定されることによって、後続する復号化演算の結果として得られる尤度のオーダが２ビット以上に亘って急激に増加することが回避されている。
しかし、先行する復号化演算の結果として得られた尤度の最下位のビットの丸められることが許容される場合には、
・ 上述した２ビット以上に亘る急激なオーダの増加の識別と、
・ その尤度が後続する復号化演算に先行して丸められるべき旨を示す付帯情報
をオーダ識別情報に付加する処理と
が最大最小値検出部８１によって行われ、かつ正規化制御部５４および正規化部５１、５２によってこれらのオーダ識別情報（付帯情報を含む。）に適応した位取りが行われてもよい。
【００７４】
さらに、このような構成によれば、要素復号器９７-1、９７-2によって行われるべき復号化演算の方式に併せて、インタリーバ９８-1、９８-2によって行われるべきインタリーブ処理とデインタリーバ９９-1、９９-2によって行われるデインタリーブ処理との形態に対して、柔軟な適応性が確保され、かつ既述の上限値および下限値の誤差や偏差に対する安定性が高められる。
【００７５】
また、本実施形態では、復号化処理の結果として得られた尤度のオーダが先行して同様に得られた尤度のオーダに比べて２ビット以上に亘って大きくなった場合に、その尤度を得る復号化処理の再試行と、その再試行に先行する演算対象の位取りとが行われていない。
しかし、復号化処理の速度の低下が許容される限り、このような再試行が行われることによって、既述の丸め誤差の発生が回避されてもよい。
【００７６】
さらに、上述した各実施形態では、ビット数検出部５３、６６および最大最小検出部８１によって行われる処理の詳細な手順が示されていない。
このような処理手順については、既述の尤度の値の分布に適応し、かつ後続して行われるべき演算の過程でオーバフローと、無用な丸め誤差の発生とが回避されるならば、如何なるものであってもよい。
【００７７】
また、上述した各実施形態では、要素復号器９７-1、９７-2、１００によって求められる尤度を示すビット列の形式が何ら開示されていない。
しかし、このような形式については、既述の後続する演算の演算対象として所望の精度でインタリーブ処理やデインタリーブ処理が施され、かつ位取りがはかられるならば、如何なるものであってもよい。
【００７８】
さらに、上述した各実施形態では、要素復号器９７-1、９７-2、１００によって行われるべき復号化演算の手順と、インタリーバ９８-1、９８-2、６１、７１および帰還処理部６３によって行われるべきインタリーブ処理の形態と、デインタリーバ９９-1、９９-2、６２および帰還処理部６３によって行われるべきデインタリーブ処理の形態とが一定である。
【００７９】
しかし、これらの符号化演算の手順、符号化方式、インタリーブ処理の形態およびデインタリーブ処理の形態については、受信された受信系列に同期して既知の情報として与えられるならば、適宜切り替えられてもよい。
また、上述した各実施形態では、要素復号器９７-1、９７-2、１００によって行われる復号化処理のアルゴリズムが具体的に示されていない。
【００８０】
しかし、このような復号化処理については、送信端９０に備えられた要素符号器９４-1、９４-2によって行われる符号化処理に適応し、かつ所望の精度および応答性の実現が可能である限り、ビタビ復号だけではなく、
・ 正しく復号される確率を最大とする演算として達成されるＭＡＰ（Maximum Aposteriori Probability)復号(log-MAP復号、sub-log-MAP復号であってもよい。）、
・ 軟出力ビタビ復号法(SOVA:Soft-output Viterbi Algorithm)
その他の復号化方式に基づいて実現が可能であるが、本発明の特徴ではない。
【００８１】
したがって、以下では、要素符号器９７-1、９７-2によって行われる復号化処理の詳細については、説明を省略することとする。
さらに、上述した各実施形態では、復号化処理の完了の識別に供される基準が具体的に示されていない。
しかし、これらの基準については、例えば、
・ 先行して求められた尤度と新たに求められた尤度との差が所望の値未満となった時点、
・ このような差の如何にかかわらず、予め決められた回数に亘って尤度が反復して求められた時点、
その他の如何なる基準であってもよく、かつ多様な公知のアルゴリズムの適用が可能であると共に、本発明の特徴ではないので、ここでは、その説明を省略する。
【００８２】
また、上述した各実施形態では、後続する演算の演算対象となるべき尤度と既述の語ｙａとの位取りがその演算の開始と共にビット単位に行われている。
しかし、このような位取りについては、所望の速度および精度によるターボ復号化が実現されるならば、伝送路９２を介して与えられる受信系列に適用された変調方式の下で信号点配置に適応する限り、個々の信号点で示されるシンボルの語長に対して予め決められた語長（ビット数）毎に行われてもよい。
【００８３】
さらに、これらの尤度および語ｙａの位取りについては、語ｙａ、ｙｂ、ｙｃで示される符号ブロック単位にターボ復号化を完結するために行われる後続する演算の過程であるならば、その演算の如何なる時点で行われてもよく、かつ複数回に亘って行われてもよい。
また、図３、図６および図７に示す各実施形態では、送信端でターボ符号化に適用された要素符号器の数Ｎ(＝２)に等しい数の要素復号器９７-1、９７-2が受信端に配置されている。
【００８４】
しかし、このように受信端に備えられるべき要素復号器の数ｎは上述した要素符号器の数Ｎ未満であってもよく、かつこれらのｎ個の要素復号器が連係することによってパイプライン方式に基づいて効率的にターボ復号化を行うことによって、伝送遅延時間の圧縮がはかられ、あるいは伝送品質の向上がはかられてもよい。
【００８５】
【発明の効果】
上述したように請求項１、９、１０に記載の発明では、ターボ復号化の過程で尤度が反復して求められる回数が大きく、あるいは大幅に変化し得る場合であっても、その尤度の精度が大幅に低下することなく、この尤度の値の値域はほぼ一定に保たれる。
【００８６】
また、請求項２、３に記載の発明では、位取り決定手段によって決定された位取りの如何にかかわらずインタリーブ処理が一定の語長や精度で行われる場合に比べて、ターボ復号化の利得が高められる。
【００８７】
さらに、請求項４に記載の発明では、ターボ符号化の過程で反復され得る符号化の回数Ｎが大きく、あるいは変化し得る場合であっても、ハードウエアの規模が小さく抑えられ、かつ効率的なターボ復号化が可能となる。
また、請求項５に記載の発明では、ターボ符号化の過程で反復され得る符号化の回数が大きく、あるいは変化し得る場合だけではなく、これらの符号化の方式が一定ではなく、あるいは変化し得る場合であっても、ハードウエアの規模が小さく抑えられ、かつ効率的なターボ復号化が可能となる。
【００８８】
さらに、請求項６に記載の発明では、復号化手段によって求められ得る尤度の語長が許容される値である限り、ハードウエアの構成の簡略化がはかられる。
また、請求項７、１１、１２に記載の発明では、ターボ復号化の過程において、尤度は、オーダの急激な増加が抑制されつつ精度よく求められる。
さらに、請求項８に記載の発明では、請求項１ないし請求項６に記載の発明に比べて、単純な算術演算に基づいて効率的に、かつ確度高く位取りが行われる。
【００８９】
すなわち、これらの発明が適用された伝送系や機器では、復号化部の構成が簡略化されるので、低廉化、小型化、消費電力の節減および信頼性の向上がはかられ、かつ高い精度および効率による復号化が実現されるので、伝送品質や性能の向上がはかられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１〜４、６〜８に記載の発明の原理ブロック図である。
【図２】請求項５〜８に記載の発明の原理ブロック図である。
【図３】 本発明の第一の実施形態を示す図である。
【図４】 本発明の第一の実施形態の動作を示す図である。
【図５】 本発明の第二の実施形態を示す図である。
【図６】 本発明の第三の実施形態を示す図である。
【図７】 本発明の第四の実施形態を示す図である。
【図８】 本発明の第四の実施形態の動作を示す図である。
【図９】ターボ復号化方式が適用された伝送系の構成例を示す図(1) である。
【図１０】ターボ復号化方式が適用された伝送系の構成例を示す図(2) である。
【図１１】ターボ復号化方式が適用された伝送系の構成例を示す図(3) である。
【図１２】復号演算の反復に応じて変化する尤度の値の分布を示す図である。
【符号の説明】
１１ 復号化手段
１１Ｍ，７１Ｍ，７２Ｍ メモリ
１２ 値域監視手段
１３ 位取り決定手段
２１，３１，９７，１００ 要素復号器
５１，５２ 正規化部
５３，６６ ビット数検出部
５４ 正規化制御部
６１，７１，９５，９８，１０１ インタリーバ（π）
６２，７２，９９，１０２ デインタリーバ（π-1）
６３，１０３ 帰還処理部
６４，１０５ 制御部
６５，１０４ セレクタ
７１Ｒ，７２Ｒ 読み出し回路
８１ 最大最小値検出部
９０ 送信端
９１，９１Ａ，９１Ｂ 受信端
９２ 伝送路
９３ ターボ符号器
９４ 要素符号器
９６ 受信バッファ
【発明の属する技術分野】
本発明は、ターボ符号化方式に基づいて生成された系列を復号化するターボ復号器およびターボ復号装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ターボ復号化方式が適用された伝送系では、送信端で行われた誤り訂正符号化方式に適応する復号化が受信端で反復して行われために、所望の伝送速度（ＳＮ比）に対してシャノンの「通信路符号化定理」で与えられる最大のＳＮ比（伝送速度）（一般に、「シャノン限界」と称される。）に極めて近いＳＮ比（伝送速度）が得られる。
【０００３】
したがって、ターボ符号器およびターボ復号器は、深宇宙通信だけではなく、移動体通信、放送および磁気記録装置の再生系にも適用可能な符号化方式として有望であり、これらの分野に対する応用について、積極的に研究、開発および実用化が進められつつある。
【０００４】
図９は、ターボ復号化方式が適用された伝送系の構成例を示す図(1) である。図において、送信端９０と受信端９１とは、伝送路９２を介して接続される。送信端９０では、伝送情報Ｕは、ターボ符号器９３に与えられ、そのターボ符号器９３の出力は伝送路９２の一端にされる。
ターボ符号器９３では、上述した伝送情報Ｕは要素符号器９４-1とインタリーバ（π）９５との入力に与えられ、そのインタリーバ９５の出力は要素符号器９４-2の入力に接続される。ターボ符号器９３の出力には、
・ 伝送情報Ｕに何ら符号化処理が施されることなく生成された符号語（非復号化語）Ｘａと、
・ この伝送情報Ｕに要素符号器９４-1が所定の誤り訂正符号化処理を施すことによって生成された符号語Ｘｂと、
・ 同様に伝送情報Ｕに要素符号器９４-2が所定の誤り訂正符号化処理を施すことによって生成された符号語Ｘｃと
からなる送信系列が得られる。
【０００５】
また、受信端９１では、伝送路９２を介して与えられ、かつ上述した符号語Ｘａ、Ｘｂ、Ｘｃにそれぞれ対応すると共に、軟判定の結果として得られた語ｙａ、ｙｂ、ｙｃからなる受信系列が受信バッファ９６の対応する入力に与えられる。
なお、この受信系列には、一般に、伝送路９２の伝送特性の変動やその伝送路９２で重畳された雑音に起因するＳＮ比の劣化を伴う。
【０００６】
受信バッファ９６の出力の内、上述した語ｙａに対応する出力は要素復号器９７-1の第一の入力とインタリーバ（π）９８-1との入力に接続され、そのインタリーバ９８-1の出力は要素復号器９７-2の第一の入力に接続される。受信バッファ９６の出力の内、上述した語ｙｂ、ｙｃに対応した出力はそれぞれ要素復号器９７-1、９７-2の第二の入力に接続され、その要素復号器９７-1の出力はインタリーバ９８-2を介して要素復号器９７-2の第三の入力に接続される。要素復号器９７-2の一方の出力は、デインタリーバ（π-1）９９-1を介して要素復号器９７-1の第三の入力に接続される。要素復号器９７-2の他方の出力はデインタリーバ（π-1）９９-2の入力に接続され、そのデインタリーバ９９-2の出力には復号結果が得られる。
【０００７】
なお、要素符号器９４-1、９４-2によって行われる符号化については、簡単のため、共に共通の拘束長および符号化率が適用されてなる畳み込み符号化であると仮定する。
このような構成の受信端９１では、伝送路９２を介して与えられた受信系列は、規定の符号ブロックの単位に上述した語ｙａ、ｙｂ、ｙｃに分離され、かつこれらの語に個別に対応した受信バッファ９６の記憶領域に格納される。
【０００８】
さらに、要素復号器９７-1、９７-2、インタリーバ９８-1、９８-2およびデインタリーバ９９-1、９９-2は、この符号ブロックに対して施されるべき復号化処理の開始に先行して初期化される。
この初期化が完了すると、要素復号器９７-1は、要素復号器９７-2からデインタリーバ９９-1を介して与えられる尤度と、受信バッファ９６からビット単位に与えられる語ｙａ、ｙｂとに、送信端９０で要素符号器９４-1によって行われた符号化処理に適応する復号化処理を施すことによって、尤度Ｌ１を出力する。
【０００９】
インタリーバ９８-1、９８-2は、それぞれ受信バッファ９６によって並行して与えられた語ｙａとこの尤度Ｌ１とに、送信端９０でインタリーバ９５によって行われたインターリーブ処理と同じインタリーブ処理を施す。
要素復号器９７-2は、これらのインタリーブ処理の結果と、受信バッファ９６からビット単位に与えられる語ｙｃとに、受信端９０で要素符号器９４-2によって行われた符号化処理に適応する復号化処理を施すことによって、尤度Ｌ２に併せて、復調結果（ここでは、簡単のため、硬判定の結果として与えられると仮定する。）を出力する。
【００１０】
デインタリーバ９９-2は、デインタリーバ９９-1と同様に、この復調結果にデインタリーブ処理を施すことによって、上述した伝送情報Ｕに最も確からしい復号結果を出力する。
また、受信端９１では、要素復号器９７-1、９７-2、インタリーバ９８-1、９８-2およびデインタリーバ９９-1、９９-2は、受信バッファ９６と共に上述したビット単位に所定の回数に亘って連係しつつ既述の処理を反復する。
【００１１】
すなわち、デインタリーバ９９-2の出力には、このようにして反復される復号化の仮定で上述した尤度が順次高められるために、連接符号が適用された伝送系に比べて確度高く復元された伝送情報が得られる。
図１０は、ターボ復号化方式が適用された伝送系の構成例を示す図(2) である。
【００１２】
図において、図９に示すものと機能および構成が同じものについては、同じ符号を付与して示し、ここでは、その説明を省略する。
図１０と図９とにそれぞれ示される伝送系の構成の相違点は、受信端９１に代えて備えられた受信端９１Ａの構成にある。
受信端９１Ａでは、図９および図１０に二点鎖線の枠で示されるように、送信端９０において要素符号器９４-1によって行われる符号化処理と、インタリーバ９５と要素符号器９４-2との連係の下で行われる符号化処理とにそれぞれ対応した復号化処理が図９に示す受信端９１と反対の順序で行われる。
【００１３】
したがって、要素復号器９７-1の出力には、デインタリーバ９９-2を介することなく、伝送情報Ｕに最も確からしい復号結果が得られる。
図１１は、ターボ復号化方式が適用された伝送系の構成例を示す図(3) である。
図において、図９に示すものと機能および構成が同じものについては、同じ符号を付与して示し、ここでは、その説明を省略する。
【００１４】
図１１と図９とにそれぞれ示される伝送系の構成の相違点は、受信端９１に代えて備えられた受信端９１Ｂの構成にある。
受信端９１Ｂと受信端９１との構成の相違点は、要素復号器９７-1、９７-2に代えてこれらの要素復号器９７-1、９７-2を兼ねる要素復号器１００が備えられ、インタリーバ９８-1に代えてインタリーバ１０１が備えられ、デインタリーバ９９-2に代えてデインタリーバ１０２が備えられ、インタリーバ９８-2とデインタリーバ９９-1とに代えてこれらのインタリーバ９８-2とデインタリーバ９９-1とを兼ねる帰還処理部１０３が備えられ、受信バッファ９６の出力の内、語ｙｂ、ｙｃにそれぞれ対応した出力と要素復号器１００の他方の入力との間にセレクタ１０４が配置されると共に、これらの要素復号器１００、インタリーバ１０１、デインタリーバ１０２、帰還処理部１０３、セレクタ１０４および受信バッファ９６の制御端子に対応する出力ポートが接続された制御部１０５が備えられた点にある。
【００１５】
このような構成の受信端９１Ｂでは、制御部１０５は、受信バッファ９６からビット単位に読み出される語ｙａ、ｙｂ、ｙｃとの同期をとり、そのビット毎に、
(a) 要素復号器１００が行うべき復号化処理の形態、
(b) インタリーバ１０１がインタリーブ処理を行うべきか否かを示す情報Ｉ、
(c) デインタリーバ１０２がデインタリーブ処理を行うべき否かを示す情報Ｄ、
(d) インタリーブ処理とデインタリーブ処理との内、帰還処理部１０３が行うべ
き一方を示す情報Ｆ、
(e) 語ｙｂ、ｙｃの内、セレクタが選択すべき一方を示す情報Ｓ
を交互に切り替える。
【００１６】
すなわち、要素復号器１００は、制御部１０５の主導の下でインタリーバ１０１、デインタリーバ１０２、帰還処理部１０３、セレクタ１０４および受信バッファ９６と連係することによって、図９あるいは図１０に示す要素復号器９７-1、９７-2によって行われる復号化処理に等価な復号化処理を行う。
【００１７】
したがって、受信端９１Ｂでは、上述した連係およびその連係の下で行われる復号化処理が所望の速度で達成される限り、性能が低下することなく、図９および図１０に示す受信端９１、９１Ａに比べてハードウエアの規模の削減がはかられる。
なお、図１１では、上述したように交互に切り替えられる情報Ｉ、情報Ｄ、情報Ｆは、セパレータ「／」によって分離され、かつ時系列の順にリサイクリックに対応すると共に、
・ インタリーブ処理が行われるべき状態を示す「π」、
・ デインタリーブ処理が行われるべき状態を示す「π-1」、
・ インタリーブ処理とデインタリーブ処理との双方が不要であり、入力された
情報はこれらの処理が何ら施されることなく出力されるべき状態を示す「１」の内、何れか２つからなる語の順列として与えられる。
【００１８】
また、図１１では、上述した情報Ｓは、同様にセパレータ「／」によって分離され、かつ時系列の順にリサイクリックに対応すると共に、セレクタ１０４によって選択されるべき語ｙｂ、ｙｃを個別に示す文字列「ｙｂ」、「ｙｃ」の順列として示される。
さらに、図１１では、これらの情報Ｉ、情報Ｄ、情報Ｆおよび情報Ｓについては、何れも括弧<>と括弧()とで括られた２通りが示され、これらの２通りの内、前者は図９に示す受信端９１によって行われる復号化処理と等価な処理が実現されるために適用されるべき組み合わせを示し、後者は図１０に示す受信端９１Ａによって行われる復号化処理と等価な処理が実現されるために適用されるべき組み合わせを示す。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来例では、要素復号器９７-1、９７-2、１００によって算出される尤度Ｌ１、Ｌ２の値は、図１２に示すように、これらの要素復号器９７-1、９７-2１、１００によって既述の復号化処理が反復された回数Ｎが大きいほど大きな値となる。
【００２０】
すなわち、例えば、伝送路９２の伝送特性が頻繁にかつ大幅に変化し、あるいはその伝送路９２で送信系列に付加される雑音のレベルが大きいために上述した回数Ｎが大きな値に達する状態であっても、伝送品質が高く維持されるためには、要素復号器９７-1、９７-2、１００は受信系列として得られた語ｙａ、ｙｂ、ｙｃの語長に比べて大幅に大きな語長による演算を行わなければならなかった。
【００２１】
さらに、インタリーバ９８-1、９８-2およびデインタリーバ９９-1、９９-2によってインタリーブ処理やデインタリーブ処理に供されるメモリの単位記憶領域当たりの語長は、同様に大きな値となる。
したがって、従来例では、伝送路９２で生じ得る伝送品質の劣化の程度が著しいほど、受信端を構成するハードウエアの規模が増大する。
【００２２】
また、このようなハードウエアの規模の増大が緩和されるためには、
・ 回路の方式
・ 適用されるべき素子の選定、
・ 消費電力
・ 熱設計を含む実装技術
・ 要素復号器９７-1、９７-2、１００によって行われるべき復号化処理のアルゴリズム
にかかわる制約とが生じ易いために、ターボ符号化方式の適用が妨げられ、あるいは所望の伝送品質が達成されない可能性があった。
【００２３】
本発明は、ハードウエアの規模および構成が大幅に変更されることなく、伝送路の多様な伝送特性に柔軟に適応し、かつ高い伝送品質を確保できるターボ復号器およびターボ復号装置を提供することを目的とする。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
図１は、請求項１〜４、６〜８に記載の発明の原理ブロック図である。
【００２５】
請求項１に記載の発明は、符号ブロック毎に受信系列を取り込み、その受信系列のターボ復号化を行うことによって、この受信系列で示される伝送情報を復元する復号化手段１１と、復号化手段１１によって行われるターボ復号化の過程で得られた尤度の値の分布を得る値域監視手段１２と、値域監視手段１２によって得られた分布の下で、復号化手段１１が共通の符号ブロックについてターボ復号化を完結するために行われるべき後続する演算の演算対象について、演算結果として得られる尤度の値の分布の変化が抑制される位取りを決定する位取り決定手段１３とを備え、復号化手段１１は、共通の符号ブロックについてターボ復号化を完結するために後続して行う演算の演算対象に、位取り決定手段１３によって決定された位取りを適用することを特徴とする。
【００２６】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のターボ復号器において、復号化手段１１は、共通の符号ブロックについて、ターボ復号化を完結するために行われるべき後続する演算の演算対象の内、送信端において何ら符号化が施されることなくその符号ブロックに付加された伝送情報を示す非符号化語に、その後続する演算に先行して行われた演算とこの後続する演算とに先行して施されるべきインタリーブ処理を一括して施し、かつ位取り決定手段１３によって決定された位取りを適用することを特徴とする。
【００２７】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載のターボ復号器において、復号化手段１１は、共通の符号ブロックについて、ターボ復号化を完結するために行われるべき後続する演算の演算対象の内、送信端で何ら符号化が施されることなくその符号ブロックに付加された伝送情報を示し、その後続する演算に先行して行われた先行演算に適用された非符号化語に、この先行演算に際して施された全てのインタリーブ処理に対して可逆的なデインタリーブ処理と、これらの先行演算と後続する演算とに先行して施されるべき全てのインタリーブ処理とを一括して施し、かつ位取り決定手段１３によって決定された位取りを適用することを特徴とする。
【００２８】
請求項４に記載の発明は、請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載のターボ復号器において、復号化手段１１は、受信系列に対応する送信系列を生成するために送信端でターボ符号化の過程で行われた符号化の回数Ｎ未満である数ｎの要素復号器２１-1〜２１-nを有し、これらの要素復号器２１-1〜２１-nと連係することによってパイプライン方式によりこの受信系列のターボ復号化を行うことを特徴とする。
【００２９】
図２は、請求項５〜８に記載の発明の原理ブロック図である。
請求項５に記載の発明は、請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載のターボ復号器において、復号化手段１１は、受信系列に対応する送信系列を生成するために送信端でターボ符号化の過程で行われた複数の復号化の方式の全てに適応可能であり、これらの復号化方式の内、指定された単一の復号化方式に基づく復号化を行う単一の要素復号器３１を有し、その要素復号器３１を介してこれらの複数の復号化方式に基づく復号を直列に行うことによってこの受信系列のターボ復号化を行うことを特徴とする。
【００３０】
請求項６に記載の発明は、請求項１ないし請求項５の何れか１項に記載のターボ復号器において、復号化手段１１は、後続する演算の演算対象に先行して施されるインタリーブ処理とデインタリーブ処理とに供されるメモリ１１Ｍを有し、そのメモリ１１Ｍの読み出しに際して位取り決定手段１３によって決定された位取りを行うことを特徴とする。
【００３１】
請求項７に記載の発明は、請求項１ないし請求項６の何れか１項に記載のターボ復号器において、位取り決定手段１３は、位取りが更新されるべきときに、先行して決定された位取りとの対比において変化した尤度の値域を求め、その値域の幅が所定の閾値を上回ったときに、この値域の幅がその閾値未満となる位取りを新たな位取りとして決定することを特徴とする。
【００３２】
請求項８に記載の発明は、請求項１ないし請求項６の何れか１項に記載のターボ復号器において、値域監視手段１２は、先行して得られた尤度の最大値あるいは平均値としてこれらの尤度の分布を得ることを特徴とする。
請求項１に記載の発明にかかわるターボ復号器では、復号化手段１１は、符号ブロック毎に受信系列のターボ復号化を行うことによって、この受信系列で示される伝送情報を復元する。値域監視手段１２は、このようなターボ復号化の過程で得られた尤度の値の分布を得る。位取り決定手段１３は、その分布の下で、復号化手段１１が共通の符号ブロックについて上述したターボ復号化を完結するために行われるべき後続する演算の演算対象について、演算結果として得られる尤度の値の分布の変化が抑制される位取りを決定する。
【００３３】
また、復号化手段１１は、上述した共通の符号ブロックについてターボ復号化を完結するために後続して行う演算の演算対象に、位取り決定手段１３によって決定された位取りを適用する。
すなわち、ターボ復号化の過程で上述した尤度が反復して求められる回数が大きく、あるいは大幅に変化し得る場合であっても、その尤度の精度が大幅に低下することなく、この尤度の値の値域はほぼ一定に保たれる。
【００３４】
請求項２に記載の発明にかかわるターボ復号器では、請求項１に記載のターボ復号器において、復号化手段１１は、共通の符号ブロックについて、ターボ復号化を完結するために行われるべき後続する演算の演算対象の内、送信端において何ら符号化が施されることなくその符号ブロックに付加された伝送情報を示す非符号化語に、その後続する演算に先行して行われた演算とこの後続する演算とに先行して施されるべきインタリーブ処理を一括して施し、かつ位取り決定手段１３によって決定された位取りを適用する。
【００３５】
すなわち、後続する演算に適用されるべき非符号化語には、位取り決定手段１３によって決定された位取りに適合する語長および精度による規定のインタリーブ処理が適宜施される。
したがって、位取り決定手段１３によって決定された位取りの如何にかかわらずこのようなインタリーブ処理が一定の語長や精度で行われる場合に比べて、ターボ復号化の利得が高められる。
【００３６】
請求項３に記載の発明にかかわるターボ復号器では、請求項１または請求項２に記載のターボ復号器において、復号化手段１１は、共通の符号ブロックについて、ターボ復号化を完結するために行われるべき後続する演算の演算対象の内、送信端で何ら符号化が施されることなくその符号ブロックに付加された伝送情報を示し、かつその後続する演算に先行して行われた先行演算に適用された非符号化語に、この先行演算に際して施された全てのインタリーブ処理に対して可逆的なデインタリーブ処理と、これらの先行演算と後続する演算とに先行して施されるべき全てのインタリーブ処理とを一括して施し、かつ位取り決定手段１３によって決定された位取りを適用する。
【００３７】
すなわち、後続する演算に適用されるべき非符号化語には、位取り決定手段１３によって決定された位取りに適合する語長および精度による規定のインタリーブ処理に先行して、先行する演算に際して施された全てのインタリーブ処理を無効化するデインタリーブ処理が施される。
したがって、このデインタリーブ処理が行われるために要する応答性の低下が許容され、あるいはこれらのデインタリーブ処理とインタリーブ処理とが一括して行われる限り、請求項２に記載のターボ復号器と同様に、そのインタリーブ処理が位取り決定手段１３によって決定された位取りの如何にかかわらず一定の語長や精度で行われる場合に比べて、ターボ復号化の利得が高められる。
【００３８】
請求項４に記載の発明にかかわるターボ復号器では、請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載のターボ復号器において、復号化手段１１は、受信系列に対応する送信系列を生成するために送信端でターボ符号化の過程で行われた符号化の回数Ｎ未満である数ｎの要素復号器２１-1〜２１-nを有し、これらの要素復号器２１-1〜２１-nと連係することによってパイプライン方式によりこの受信系列のターボ復号化を行う。
【００３９】
すなわち、ターボ符号化の過程で反復され得る符号化の回数Ｎが大きく、あるいは変化し得る場合であっても、ハードウエアの規模が小さく抑えられ、かつ効率的なターボ復号化が可能となる。
請求項５に記載の発明にかかわるターボ復号器では、請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載のターボ復号器において、復号化手段１１に備えられた要素復号器３１は、受信系列に対応する送信系列を生成するために送信端でターボ符号化の過程で行われた複数の復号化の方式の全てに適応可能であり、これらの復号化方式の内、指定された単一の復号化方式に基づく復号化を行う。復号化手段１１は、要素復号器３１を介してこれらの複数の復号化方式に基づく復号を直列に行うことによって上述した受信系列のターボ復号化を行う。
【００４０】
すなわち、ターボ符号化の過程で反復され得る符号化の回数が大きく、あるいは変化し得る場合だけではなく、これらの符号化の方式が一定ではなく、あるいは変化し得る場合であっても、ハードウエアの規模が小さく抑えられ、かつ効率的なターボ復号化が可能となる。
請求項６に記載の発明にかかわるターボ復号器では、請求項１ないし請求項５の何れか１項に記載のターボ復号器において、復号化手段１１は、後続する演算の演算対象に先行して施されるインタリーブ処理とデインタリーブ処理とに供されるメモリ１１Ｍを有し、そのメモリ１１Ｍの読み出しに際して位取り決定手段１３によって決定された位取りを行う。
【００４１】
すなわち、位取り決定手段１３によって決定された位取りは、インタリーブ処理とデインタリーブ処理との過程で一括して行われるので、復号化手段１１によって求められ、かつメモリ１１Ｍに蓄積され得る尤度の語長が許容される値である限り、ハードウエアの構成の簡略化がはかられる。
【００４２】
請求項７に記載の発明にかかわるターボ復号器では、請求項１ないし請求項６の何れか１項に記載のターボ復号器において、位取り決定手段１３は、位取りが更新されるべきときに、先行して決定された位取りとの対比において変化した尤度の値域を求める。さらに、位取り決定手段１３は、その値域の幅が所定の閾値を上回ったときには、この値域の幅がその閾値未満となる位取りを新たな位取りとして決定する。
【００４３】
すなわち、先行する演算の結果として得られた尤度の値が急激に増加した場合には、その尤度は、下位オーダの値が丸められると共に、後続する演算に演算対象として適用される。
請求項８に記載の発明にかかわるターボ復号器では、請求項１ないし請求項６の何れか１項に記載のターボ復号器において、値域監視手段１２は、先行して得られた尤度の最大値あるいは平均値としてこれらの尤度の分布を得る。
【００４４】
このような最大値あるいは平均値は、上述した尤度が反復して求められる回数に対してその尤度の値が多く分布する値域が単峰であり、その回数に応じて変化する方向が既知である限り、その値域の概略を精度よく示す。
したがって、請求項１ないし請求項６に記載のターボ復号器に比べて、単純な算術演算に基づいて効率的に、かつ確度高く位取りが行われる。
請求項９に記載の発明では、「ターボ復号の対象である受信信号ｙａ、ｙｂ及び第１尤度値に基づいて第１の復号を行い、該第１復号結果に含まれる第２尤度値及びターボ復号の対象である受信信号ｙａ、ｙｃに基づいて第２復号を行い、該第２復号結果に含まれる尤度値を次の第１の復号における第１尤度値として用いる、ターボ復号装置において、前記第１尤度値と前記受信信号ｙａ、ｙｂの双方について、又は、前記第２尤度値と前記受信信号ｙａ、ｙｃの双方について、スケーリングを行うスケーリング手段を備えたことを特徴とするターボ復号装置」を用いる。
請求項１０に記載の発明では、「請求項９に記載のターボ復号装置において、前記スケーリング手段は、前記第１尤度値と前記受信信号ｙａ、ｙｂの双方、又は、前記第２尤度値と前記受信信号ｙａ、ｙｃの双方、について同じスケーリング処理を行うことを特徴とするターボ復号装置」を用いる。
請求項１１に記載の発明では、「請求項９に記載のターボ復号装置において、前記スケーリングは、下位ビットを切り捨てて、ビット数を少なくすることにより行うことを特徴とするターボ復号装置」を用いる。
請求項１２に記載の発明では、「請求項１１に記載のターボ復号装置において、前記第１尤度値又は前記第２尤度値の最大値又は最小値を検出し、所定の閾値と検出した値との大小関係に応じて、前記スケーリング手段において前記切り捨てるビット位置を変更するように制御する検出手段を備えたことを特徴とするターボ復号装置」を用いる。
【００４５】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態について詳細に説明する。
図３は、本発明の第一の実施形態を示す図である。
図において、図９に示すものと機能および構成が同じものについては、同じ符号を付与して示し、ここでは、その説明を省略する。
【００４６】
本実施形態と図９に示す従来例との構成の相違点は、受信バッファ９６と、要素復号器９７-1、９７-2およびインターリーバ９８-1との段間に正規化部５１が配置され、要素復号器９７-1の出力とインターリーバ９８-2の入力との間と、要素復号器９７-2の出力とデインタリーバ９９-1の入力との間とに個別に接続されたポートを有する正規化部５２が備えられ、これらの要素復号器９７-1、９７-2の出力に直結されたビット数検出部５３が備えられ、入力がそのビット数検出部５３の出力に直結され、かつ正規化部５１、５２の制御入力に個別に接続された出力を有する正規化制御部５４が備えられた点にある。
【００４７】
なお、送信端の構成については、図９に示す従来例と同じであるので、ここでは、図示および説明を省略する。
また、本実施形態と図１および図２に記載のブロック図との対応関係については、受信バッファ９６、要素復号器９７-1、９７-2、インタリーバ９８-1、９８-2、デインタリーバ９９-1、９９-2および正規化部５１、５２は復号化手段１１に対応し、ビット数検出部５３は値域監視手段１２に対応し、正規化制御部５４は位取り決定手段１３に対応し、要素復号器９７-1、９７-2は要素符号器２１-1〜２１-nに対応する。
【００４８】
図４は、本発明の第一の実施形態と動作を説明する図である。
以下、図３および図４を参照して本実施形態の動作を説明する。
ビット数検出部５３は、始動時には、要素復号器９７-1、９７-2によって算出される尤度について、これらの要素復号器９７-1、９７-2がオーバフローや打ち切り誤差を生じることなくインタリーバ９８-1、９８-2およびデインタリーバ９９-1、９９-2と連係できる標準的な値域と、その値域に適応するビット数とを示すオーダ識別情報の初期値を出力する。
【００４９】
また、ビット数検出部５３は、各部が定常的に連係して作動する状態では、要素復号器９７-1、９７-2が従来例と同様にして算出した尤度を示すビットの内、その尤度を有効に示すビット（例えば、上位のビットの内、値が「０」である無用なビットと、下位のビットの内、値が「０」である無用なビットとの双方あるいは何れか一方を含まないビット）の数と、これらのビットの重み（オーダ）を示すオーダ識別情報を求める。
【００５０】
正規化制御部５４は、このようなオーダ識別情報が更新される度に、
・ 新たなオーダ識別情報で示されるビット数と、
・ 要素復号器９７-1、９７-2、インタリーバ９８-1、９８-2およびデインタリーバ９９-1、９９-2に入力されるべき語ｙａ、ｙｂ、ｙｃおよび尤度の規定の
語長と
の大小関係を判別する。
【００５１】
さらに、正規化制御部５４は、その判別の結果に応じてこれらの新たなビット数およびオーダ識別情報を補正することによって、上述した連係の継続が保証されるビット単位の位取りを示す第一の選択信号および第二の選択信号を生成する。
正規化部５１は、従来例と同様にして受信バッファ９６からリサイクリックに適宜読み出された語ｙａ、ｙｂ、ｙｃをそれぞれ示すビット列の内、上述した第一の選択信号で示されるオーダおよびビット数のビットを抽出することによって上述した位取りを行い（図４(1))、その位取りの結果として得られた語ｙａ、ｙｂ、ｙｃを要素復号器９７-1、９７-2およびインタリーバ９８-1に与える。
【００５２】
また、正規化部５２は、要素復号器９７-1、９７-2によって個別に算出された尤度を示すビット列の内、上述した第二の選択信号で示されるオーダおよびビット数のビットを抽出することによって同様に位取りを行い（図４(2))、その位取りの結果として得られた尤度をインタリーバ９８-2およびデインタリーバ９９-1にそれぞれ与える。
【００５３】
すなわち、上述したｙａ、ｙｂ、ｙｃについて従来例と同様にして反復して行われる復号化処理の過程で得られた尤度の値域が変化しても、さらに、反復して行われる復号化処理の演算対象となる語ｙａ、ｙｂ、ｙｃおよび尤度は、オーバフローの回避と、丸め誤差の最小化とを実現する位取りがはかられつつ、要素復号器９７-1、９７-2、インタリーバ９８-1、９８-2およびデインタリーバ９９-1、９９-2に与えられる。
【００５４】
また、正規化部５１、５２、ビット数検出部５３および正規化制御部５４を構成するハードウエアの規模は、一般に、復号化処理が反復され得る回数が大きいほど大きな値となる演算器やメモリのハードウエアの規模に比べて大幅に小さい。
したがって、本実施形態によれば、反復して行われ得る復号化処理の回数が大きく、あるいは大幅に変化し得る場合であっても、要素復号器９７-1、９７-2に備えられるべき演算器の語長と、インタリーバ９８-1、９８-2およびデインタリーバ９９-1、９９-2に個別に備えられるべきメモリの語長とが小さな値であっても、信頼性の低下と、ランニングコストの増加とが軽微に抑えられ、かつ精度よくターボ復号化が行われる。
【００５５】
図５は、本発明の第二の実施形態を示す図である。
図において、図１１に示すものと機能および構成が同じものについては、同じ符号を付与して示し、ここでは、その説明を省略する。
本実施形態と図１１に示す従来例との構成の相違点は、インタリーバ１０１、デインタリーバ１０２、帰還処理部１０３、制御部１０５およびセレクタ１０４に代えて、それぞれインタリーバ６１、デインタリーバ６２、帰還処理部６３、制御部６４およびセレクタ６５が備えられ、かつ入力が帰還処理部６３の入力と共に要素復号器１００の対応する出力に直結されると共に、出力が制御部６４の対応する入力ポートに接続されたビット数検出部６６が備えられた点にある。
【００５６】
なお、本実施形態と図２に示すブロック図との対応関係については、受信バッファ９６、インタリーバ６１、要素復号器１００、デインタリーバ６２、帰還処理部６３、制御部６４およびセレクタ１０４は復号化手段１１に対応し、ビット数検出部６６は値域監視手段１２に対応し、制御部６４は位取り決定手段１３に対応し、要素復号器１００は要素復号器３１に対応する。
【００５７】
以下、本実施形態の動作を説明する。
ビット数検出部６６は、図３に示すビット数検出部５３と同様に、要素復号器１００によって算出された尤度に応じて、ビット数およびオーダ識別情報を求める。
さらに、制御部６４は、これらのビット数およびオーダ識別情報が新たに求められる度に、図３に示す正規化制御部５４と同様にして、新たなビット数と、要素復号器１００、インタリーバ１０１およびデインタリーバ１０２に入力されるべき語ｙａ、ｙｂ、ｙｃおよび尤度の規定の語長との大小関係を判別し、その結果に応じてこれらの新たなビット数およびオーダ識別情報を補正することによって、上述した連係の継続が保証されるビット単位の位取りを決定する。
【００５８】
また、制御部６４は、図１１に示す従来例と同様に、受信バッファ９６からビット単位に読み出された語ｙａ、ｙｂ、ｙｃとの同期を確保し、そのビット毎に、既述の情報Ｉ、情報Ｄ、情報Ｆおよび情報Ｓを生成する。
さらに、制御部６４は、これらの情報Ｉ、情報Ｄ、情報Ｆおよび情報Ｓに個別に上述した位取りを示す位取り情報を付加することによって、情報ｉ、情報ｄ、情報ｆおよび情報ｓを生成し、かつインタリーバ６１、デインタリーバ６２、帰還処理部６３およびセレクタ６５に、これらの情報ｉ、情報ｄ、情報ｆおよび情報ｓをそれぞれ与える。
【００５９】
セレクタ６５は、図１１に示すセレクタ１０４と図３に示す正規化部５１との双方の機能を有し、上述した情報ｓに含まれる位取り情報に応じてその正規化部５１と同様に、受信バッファ９６からリサイクリックに適宜読み出された語ｙｂ、ｙｃをそれぞれ示すビット列の内、この位取り情報で示されるオーダおよびビット数のビットを抽出することによって位取りを行う。さらに、セレクタ６５は、その位取りの結果として得られた語ｙｂあるいは語ｙｃを要素復号器１００に与える。
【００６０】
インタリーバ６１は、図３に示す正規化部５１と図１１に示すインタリーバ１０１の機能を併有し、上述した情報ｉに含まれる位取り情報に応じてその正規化部５１と同様に、受信バッファ９６からリサイクリックに適宜読み出された語ｙａを示すビット列の内、この位取り情報で示されるオーダおよびビット数のビットを抽出することによって位取りを行う。さらに、インタリーバ６１は、その位取りの結果として得られた語ｙａを要素復号器１００に与える。
【００６１】
また、帰還処理部６３は、図３に示す正規化部５２の機能と図１１に示す期間処理部１０３の機能とを併有し、上述した情報ｆに含まれる位取り情報で示される位取りをその正規化部５２と同様にして行う。
すなわち、要素復号器１００は、図１１に示す従来例と同様に図９および図１０に示す要素復号器９７-1、９７-2によって行われる復号化処理に等価な復号化処理を行う。
【００６２】
したがって、本実施形態によれば、図３に示す実施形態に比べてハードウエアの規模の縮小化がはかられ、その実施形態と同様にオーバフローの回避と丸め誤差の最小化とがはかられる。
図６は、本発明の第三の実施形態を示す図である。
図において、図３に示すものと機能および構成が同じものについては、同じ符号を付与して示し、ここでは、その説明を省略する。
【００６３】
本実施形態と図３に示す実施形態との構成の相違点は、インタリーバ９８-2に代えてインタリーバ７１が備えられ、デインタリーバ９９-1に代えてデインタリーバ７２が備えられ、正規化部５２が備えられず、正規化制御部５４の出力の内、その正規化部５２に接続された出力がこれらのインタリーバ７１およびデインタリーバ７２の対応する入力に接続された点にある。
【００６４】
インタリーバ７１は、インタリーブ処理に供されるメモリ７１Ｍと、そのメモリ７１Ｍの読み出しに供されるバスと正規化制御部５４の対応する出力とに接続された制御端子を有し、このメモリ７１Ｍの読み出しにかかわるアドレッシングを行う読み出し回路７１Ｒとから構成される。
デインタリーバ７２は、デインタリーブ処理に供されるメモリ７２Ｍと、そのメモリ７２Ｍの読み出しに供されるバスと正規化制御部５４の対応する出力とに接続された制御端子を有し、このメモリ７２Ｍの読み出しにかかわるアドレッシングを行う読み出し回路７２Ｒとから構成される。
【００６５】
なお、本実施形態と図１および図２に示すブロック図との対応関係については、メモリ７１Ｍ、７２Ｍがメモリ１１Ｍに対応する点を除いて、図３に示す実施形態における対応関係と同じである。
以下、本実施形態の動作を説明する。
インタリーバ７１に備えられたメモリ７１Ｍとデインタリーバ７２に備えられたメモリ７２Ｍの記憶領域の語長は、それぞれ要素復号器９７-1、９７-2が図３に示す実施形態と同様に算出し得る尤度を示す有効なビット列が確実に格納される値に予め設定される。
【００６６】
さらに、これらのメモリ７１Ｍ、７２Ｍの記憶領域には、要素復号器９７-1、９７-2によって求められた尤度が所定のアドレッシング（以下、「書き込みアドレッシング」という。）に基づいてリサイクリックに書き込まれる。
読み出し回路７１Ｒ、７２Ｒは、このようにしてメモリ７１Ｍ、７２Ｍの記憶領域に書き込まれた尤度を上述した書き込みアドレッシングとは異なる読み出しアドレッシングの下で読み出し、その読み出された尤度を示すビット列の内、正規化部５４によって与えられた第二の信号で示されるオーダおよびビット数のビットを抽出することによって、図３に示す正規化部５２に代わって位取りを行うと共に、その位取りの結果として得られた尤度を要素復号器９７-2、９７-1にそれぞれ与える。
【００６７】
このように本実施形態によれば、図３に示すインタリーバ９８-2とデインタリーバ９９-1とに代えて、同図に示す正規化部５２を兼ねるインタリーバ７１とデインタリーバ７２とが備えられるので、上述したように要素復号器９７-1、９７-2によって算出され得る尤度を示す有効なビットの数が許容可能な値である限り、復号化の精度が低下することなくハードウエアの構成の簡略化がはかられる。
【００６８】
図７は、本発明の第四の実施形態を示す図である。
図において、図３に示すものと機能および構成が同じものについては、同じ符号を付与して示し、ここでは、その説明を省略する。
本実施形態と図３に示す実施形態との構成の相違点は、ビット数検出部５３に代えて最大最小値検出部８１が備えられた点にある。
【００６９】
なお、本実施形態と図１および図２に示すブロック図との対応関係については、最大最小値検出部８１が値域監視手段１２に対応する点を除いて、図３に示す実施形態における対応関係と同じである。
図８は、本発明の第四の実施形態の動作を説明する図である。
【００７０】
以下、図７および図８を参照して本実施形態の動作を説明する。
最大最小値検出部８１は、要素復号器９７-1、９７-2によって算出された尤度（以下、「更新尤度」という。）を取り込み、先行して適用されている位取り（以下、「先行位取り」という。）の下で与えられる更新尤度の値について、この位取りの下で有効に表され得る尤度の最大値以下に予め設定された上限値と、同様にして表され得る尤度の最小値以上に予め設定された下限値との大小関係を判別する。
【００７１】
さらに、最大最小値検出部８１は、このような判別を行うことによって、
・ 更新尤度が上述した下限値未満であることを識別した場合には、予め決められた一定のビット数を保ちつつ先行位取りより１ビット下位に位取りを変更すべき（図８(1))旨を示すオーダ識別情報、
・ 更新尤度が上述した下限値以上であり、かつ上限値以下であることを識別した場合には、先行位取りが継続して適用されるべき旨を示すオーダ識別情報、・ 更新尤度が上述した上限値を超えることを識別した場合には、既述の一定のビット数を保ちつつ先行位取りより１ビット上位に位取りを変更すべき（図８
(2))旨を示すオーダ識別情報
をそれぞれ生成する。
【００７２】
正規化制御部５４および正規化部５１、５２は、このようなオーダ識別情報に適応して連係することによって、そのオーダ識別情報で示される位取りを行う。すなわち、正規化部５１、５２は、上述した最大値と上限値との差と、下限値と最小値との差とが予め適正な値に設定される限り、要素復号器９７-1、９７-2が反復する復号化の結果として得られた尤度の値や分布が急激に変化した場合であっても、過度の丸め誤差が発生することなく、段階的に位取りを変更することができる。
【００７３】
なお、本実施形態では、上述した最大値と上限値との差と、下限値と最小値との差が適正な値に設定されることによって、後続する復号化演算の結果として得られる尤度のオーダが２ビット以上に亘って急激に増加することが回避されている。
しかし、先行する復号化演算の結果として得られた尤度の最下位のビットの丸められることが許容される場合には、
・ 上述した２ビット以上に亘る急激なオーダの増加の識別と、
・ その尤度が後続する復号化演算に先行して丸められるべき旨を示す付帯情報
をオーダ識別情報に付加する処理と
が最大最小値検出部８１によって行われ、かつ正規化制御部５４および正規化部５１、５２によってこれらのオーダ識別情報（付帯情報を含む。）に適応した位取りが行われてもよい。
【００７４】
さらに、このような構成によれば、要素復号器９７-1、９７-2によって行われるべき復号化演算の方式に併せて、インタリーバ９８-1、９８-2によって行われるべきインタリーブ処理とデインタリーバ９９-1、９９-2によって行われるデインタリーブ処理との形態に対して、柔軟な適応性が確保され、かつ既述の上限値および下限値の誤差や偏差に対する安定性が高められる。
【００７５】
また、本実施形態では、復号化処理の結果として得られた尤度のオーダが先行して同様に得られた尤度のオーダに比べて２ビット以上に亘って大きくなった場合に、その尤度を得る復号化処理の再試行と、その再試行に先行する演算対象の位取りとが行われていない。
しかし、復号化処理の速度の低下が許容される限り、このような再試行が行われることによって、既述の丸め誤差の発生が回避されてもよい。
【００７６】
さらに、上述した各実施形態では、ビット数検出部５３、６６および最大最小検出部８１によって行われる処理の詳細な手順が示されていない。
このような処理手順については、既述の尤度の値の分布に適応し、かつ後続して行われるべき演算の過程でオーバフローと、無用な丸め誤差の発生とが回避されるならば、如何なるものであってもよい。
【００７７】
また、上述した各実施形態では、要素復号器９７-1、９７-2、１００によって求められる尤度を示すビット列の形式が何ら開示されていない。
しかし、このような形式については、既述の後続する演算の演算対象として所望の精度でインタリーブ処理やデインタリーブ処理が施され、かつ位取りがはかられるならば、如何なるものであってもよい。
【００７８】
さらに、上述した各実施形態では、要素復号器９７-1、９７-2、１００によって行われるべき復号化演算の手順と、インタリーバ９８-1、９８-2、６１、７１および帰還処理部６３によって行われるべきインタリーブ処理の形態と、デインタリーバ９９-1、９９-2、６２および帰還処理部６３によって行われるべきデインタリーブ処理の形態とが一定である。
【００７９】
しかし、これらの符号化演算の手順、符号化方式、インタリーブ処理の形態およびデインタリーブ処理の形態については、受信された受信系列に同期して既知の情報として与えられるならば、適宜切り替えられてもよい。
また、上述した各実施形態では、要素復号器９７-1、９７-2、１００によって行われる復号化処理のアルゴリズムが具体的に示されていない。
【００８０】
しかし、このような復号化処理については、送信端９０に備えられた要素符号器９４-1、９４-2によって行われる符号化処理に適応し、かつ所望の精度および応答性の実現が可能である限り、ビタビ復号だけではなく、
・ 正しく復号される確率を最大とする演算として達成されるＭＡＰ（Maximum Aposteriori Probability)復号(log-MAP復号、sub-log-MAP復号であってもよい。）、
・ 軟出力ビタビ復号法(SOVA:Soft-output Viterbi Algorithm)
その他の復号化方式に基づいて実現が可能であるが、本発明の特徴ではない。
【００８１】
したがって、以下では、要素符号器９７-1、９７-2によって行われる復号化処理の詳細については、説明を省略することとする。
さらに、上述した各実施形態では、復号化処理の完了の識別に供される基準が具体的に示されていない。
しかし、これらの基準については、例えば、
・ 先行して求められた尤度と新たに求められた尤度との差が所望の値未満となった時点、
・ このような差の如何にかかわらず、予め決められた回数に亘って尤度が反復して求められた時点、
その他の如何なる基準であってもよく、かつ多様な公知のアルゴリズムの適用が可能であると共に、本発明の特徴ではないので、ここでは、その説明を省略する。
【００８２】
また、上述した各実施形態では、後続する演算の演算対象となるべき尤度と既述の語ｙａとの位取りがその演算の開始と共にビット単位に行われている。
しかし、このような位取りについては、所望の速度および精度によるターボ復号化が実現されるならば、伝送路９２を介して与えられる受信系列に適用された変調方式の下で信号点配置に適応する限り、個々の信号点で示されるシンボルの語長に対して予め決められた語長（ビット数）毎に行われてもよい。
【００８３】
さらに、これらの尤度および語ｙａの位取りについては、語ｙａ、ｙｂ、ｙｃで示される符号ブロック単位にターボ復号化を完結するために行われる後続する演算の過程であるならば、その演算の如何なる時点で行われてもよく、かつ複数回に亘って行われてもよい。
また、図３、図６および図７に示す各実施形態では、送信端でターボ符号化に適用された要素符号器の数Ｎ(＝２)に等しい数の要素復号器９７-1、９７-2が受信端に配置されている。
【００８４】
しかし、このように受信端に備えられるべき要素復号器の数ｎは上述した要素符号器の数Ｎ未満であってもよく、かつこれらのｎ個の要素復号器が連係することによってパイプライン方式に基づいて効率的にターボ復号化を行うことによって、伝送遅延時間の圧縮がはかられ、あるいは伝送品質の向上がはかられてもよい。
【００８５】
【発明の効果】
上述したように請求項１、９、１０に記載の発明では、ターボ復号化の過程で尤度が反復して求められる回数が大きく、あるいは大幅に変化し得る場合であっても、その尤度の精度が大幅に低下することなく、この尤度の値の値域はほぼ一定に保たれる。
【００８６】
また、請求項２、３に記載の発明では、位取り決定手段によって決定された位取りの如何にかかわらずインタリーブ処理が一定の語長や精度で行われる場合に比べて、ターボ復号化の利得が高められる。
【００８７】
さらに、請求項４に記載の発明では、ターボ符号化の過程で反復され得る符号化の回数Ｎが大きく、あるいは変化し得る場合であっても、ハードウエアの規模が小さく抑えられ、かつ効率的なターボ復号化が可能となる。
また、請求項５に記載の発明では、ターボ符号化の過程で反復され得る符号化の回数が大きく、あるいは変化し得る場合だけではなく、これらの符号化の方式が一定ではなく、あるいは変化し得る場合であっても、ハードウエアの規模が小さく抑えられ、かつ効率的なターボ復号化が可能となる。
【００８８】
さらに、請求項６に記載の発明では、復号化手段によって求められ得る尤度の語長が許容される値である限り、ハードウエアの構成の簡略化がはかられる。
また、請求項７、１１、１２に記載の発明では、ターボ復号化の過程において、尤度は、オーダの急激な増加が抑制されつつ精度よく求められる。
さらに、請求項８に記載の発明では、請求項１ないし請求項６に記載の発明に比べて、単純な算術演算に基づいて効率的に、かつ確度高く位取りが行われる。
【００８９】
すなわち、これらの発明が適用された伝送系や機器では、復号化部の構成が簡略化されるので、低廉化、小型化、消費電力の節減および信頼性の向上がはかられ、かつ高い精度および効率による復号化が実現されるので、伝送品質や性能の向上がはかられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１〜４、６〜８に記載の発明の原理ブロック図である。
【図２】請求項５〜８に記載の発明の原理ブロック図である。
【図３】 本発明の第一の実施形態を示す図である。
【図４】 本発明の第一の実施形態の動作を示す図である。
【図５】 本発明の第二の実施形態を示す図である。
【図６】 本発明の第三の実施形態を示す図である。
【図７】 本発明の第四の実施形態を示す図である。
【図８】 本発明の第四の実施形態の動作を示す図である。
【図９】ターボ復号化方式が適用された伝送系の構成例を示す図(1) である。
【図１０】ターボ復号化方式が適用された伝送系の構成例を示す図(2) である。
【図１１】ターボ復号化方式が適用された伝送系の構成例を示す図(3) である。
【図１２】復号演算の反復に応じて変化する尤度の値の分布を示す図である。
【符号の説明】
１１ 復号化手段
１１Ｍ，７１Ｍ，７２Ｍ メモリ
１２ 値域監視手段
１３ 位取り決定手段
２１，３１，９７，１００ 要素復号器
５１，５２ 正規化部
５３，６６ ビット数検出部
５４ 正規化制御部
６１，７１，９５，９８，１０１ インタリーバ（π）
６２，７２，９９，１０２ デインタリーバ（π-1）
６３，１０３ 帰還処理部
６４，１０５ 制御部
６５，１０４ セレクタ
７１Ｒ，７２Ｒ 読み出し回路
８１ 最大最小値検出部
９０ 送信端
９１，９１Ａ，９１Ｂ 受信端
９２ 伝送路
９３ ターボ符号器
９４ 要素符号器
９６ 受信バッファ
Claims (12)
- 符号ブロック毎に受信系列を取り込み、その受信系列のターボ復号化を行うことによって、この受信系列で示される伝送情報を復元する復号化手段と、
前記復号化手段によって行われるターボ復号化の過程で得られた尤度の値の分布を得る値域監視手段と、
前記値域監視手段によって得られた分布の下で、前記復号化手段が共通の符号ブロックについて前記ターボ復号化を完結するために行われるべき後続する演算の演算対象について、演算結果として得られる尤度の値の分布の変化が抑制される位取りを決定する位取り決定手段とを備え、
前記復号化手段は、
前記共通の符号ブロックについて前記ターボ復号化を完結するために後続して行う演算の演算対象に、前記位取り決定手段によって決定された位取りを適用する
ことを特徴とするターボ復号器。 - 請求項１に記載のターボ復号器において、
復号化手段は、
共通の符号ブロックについて、ターボ復号化を完結するために行われるべき後続する演算の演算対象の内、送信端において何ら符号化が施されることなくその符号ブロックに付加された伝送情報を示す非符号化語に、その後続する演算に先行して行われた演算とこの後続する演算とに先行して施されるべきインタリーブ処理を一括して施し、かつ位取り決定手段によって決定された位取りを適用する
ことを特徴とするターボ復号器。 - 請求項１に記載のターボ復号器において、
復号化手段は、
共通の符号ブロックについて、ターボ復号化を完結するために行われるべき後続する演算の演算対象の内、送信端で何ら符号化が施されることなくその符号ブロックに付加された伝送情報を示し、その後続する演算に先行して行われた先行演算に適用された非符号化語に、この先行演算に際して施された全てのインタリーブ処理に対して可逆的なデインタリーブ処理と、これらの先行演算と後続する演算とに先行して施されるべき全てのインタリーブ処理とを一括して施し、かつ位取り決定手段によって決定された位取りを適用する
ことを特徴とするターボ復号器。 - 請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載のターボ復号器において、
復号化手段は、
受信系列に対応する送信系列を生成するために送信端でターボ符号化の過程で行われた符号化の回数Ｎ未満である数ｎの要素復号器を有し、これらの要素復号器と連係することによってパイプライン方式によりこの受信系列のターボ復号化を行う
ことを特徴とするターボ復号器。 - 請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載のターボ復号器において、
復号化手段は、
受信系列に対応する送信系列を生成するために送信端でターボ符号化の過程で行われた複数の復号化の方式の全てに適応可能であり、これらの復号化方式の内、指定された単一の復号化方式に基づく復号化を行う単一の要素復号器を有し、その要素復号器を介してこれらの複数の復号化方式に基づく復号を直列に行うことによってこの受信系列のターボ復号化を行う
ことを特徴とするターボ復号器。 - 請求項１ないし請求項５の何れか１項に記載のターボ復号器において、
復号化手段は、
後続する演算の演算対象に先行して施されるインタリーブ処理とデインタリーブ処理とに供されるメモリを有し、そのメモリの読み出しに際して位取り決定手段によって決定された位取りを行う
ことを特徴とするターボ復号器 - 請求項１ないし請求項６の何れか１項に記載のターボ復号器において、
位取り決定手段は、
位取りが更新されるべきときに、先行して決定された位取りとの対比において変化した尤度の値域を求め、その値域の幅が所定の閾値を上回ったときに、この値域の幅がその閾値未満となる位取りを新たな位取りとして決定する
ことを特徴とするターボ復号器。 - 請求項１ないし請求項６の何れか１項に記載のターボ復号器において、
値域監視手段は、
先行して得られた尤度の最大値あるいは平均値としてこれらの尤度の分布を得る
ことを特徴とするターボ復号器。 - ターボ復号の対象である受信信号ｙａ、ｙｂ及び第１尤度値に基づいて第１の復号を行い、該第１復号結果に含まれる第２尤度値及びターボ復号の対象である受信信号ｙａ、ｙｃに基づいて第２復号を行い、該第２復号結果に含まれる尤度値を次の第１の復号における第１尤度値として用いる、ターボ復号装置において、
前記第１尤度値と前記受信信号ｙａ、ｙｂの双方について、又は、前記第２尤度値と前記受信信号ｙａ、ｙｃの双方について、スケーリングを行うスケーリング手段を備えた
ことを特徴とするターボ復号装置。 - 請求項９に記載のターボ復号装置において、
前記スケーリング手段は、
前記第１尤度値と前記受信信号ｙａ、ｙｂの双方、又は、前記第２尤度値と前記受信信号ｙａ、ｙｃの双方、について同じスケーリング処理を行う
ことを特徴とするターボ復号装置。 - 請求項９に記載のターボ復号装置において、
前記スケーリングは、下位ビットを切り捨てて、ビット数を少なくすることにより行う
ことを特徴とするターボ復号装置。 - 請求項１１に記載のターボ復号装置において、前記第１尤度値又は前記第２尤度値の最大値又は最小値を検出し、所定の閾値と検出した値との大小関係に応じて、前記スケーリング手段において前記切り捨てるビット位置を変更するように制御する検出手段を備えた
ことを特徴とするターボ復号装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17661799A JP3670520B2 (ja) | 1999-06-23 | 1999-06-23 | ターボ復号器およびターボ復号装置 |
| US09/574,042 US6526539B1 (en) | 1999-06-23 | 2000-05-18 | Turbo decoder |
| EP04025790A EP1505737A3 (en) | 1999-06-23 | 2000-05-25 | Turbo decoder with scaling of channel information and extrinsic information |
| EP00110944A EP1063776A3 (en) | 1999-06-23 | 2000-05-25 | Turbo decoder |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17661799A JP3670520B2 (ja) | 1999-06-23 | 1999-06-23 | ターボ復号器およびターボ復号装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001007711A JP2001007711A (ja) | 2001-01-12 |
| JP3670520B2 true JP3670520B2 (ja) | 2005-07-13 |
Family
ID=16016714
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17661799A Expired - Fee Related JP3670520B2 (ja) | 1999-06-23 | 1999-06-23 | ターボ復号器およびターボ復号装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6526539B1 (ja) |
| EP (2) | EP1063776A3 (ja) |
| JP (1) | JP3670520B2 (ja) |
Families Citing this family (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE69908366T2 (de) * | 1999-10-21 | 2003-12-04 | Sony Int Europe Gmbh | SOVA Turbodekodierer mit kleinerer Normalisierungskomplexität |
| US6606725B1 (en) * | 2000-04-25 | 2003-08-12 | Mitsubishi Electric Research Laboratories, Inc. | MAP decoding for turbo codes by parallel matrix processing |
| JP2002064385A (ja) * | 2000-08-18 | 2002-02-28 | Sony Corp | 復号装置及び復号方法 |
| JP2002076925A (ja) * | 2000-08-31 | 2002-03-15 | Sony Corp | 軟出力復号装置及び軟出力復号方法、並びに、復号装置及び復号方法 |
| US7340664B2 (en) * | 2000-09-20 | 2008-03-04 | Lsi Logic Corporation | Single engine turbo decoder with single frame size buffer for interleaving/deinterleaving |
| US7000169B2 (en) * | 2000-09-20 | 2006-02-14 | Lsi Logic Corporation | Turbo decoding |
| US6760390B1 (en) * | 2000-10-25 | 2004-07-06 | Motorola, Inc. | Log-map metric calculation using the avg* kernel |
| US6813742B2 (en) * | 2001-01-02 | 2004-11-02 | Icomm Technologies, Inc. | High speed turbo codes decoder for 3G using pipelined SISO log-map decoders architecture |
| JP3730885B2 (ja) * | 2001-07-06 | 2006-01-05 | 株式会社日立製作所 | 誤り訂正ターボ符号の復号器 |
| US7020455B2 (en) * | 2001-11-28 | 2006-03-28 | Telefonaktiebolaget L M Ericsson (Publ) | Security reconfiguration in a universal mobile telecommunications system |
| JP2003203435A (ja) * | 2002-01-09 | 2003-07-18 | Fujitsu Ltd | データ再生装置 |
| GB2395097B (en) | 2002-11-07 | 2005-11-09 | Motorola Inc | A decoder apparatus and method of decoding therefor |
| AU2003295272A1 (en) * | 2003-12-23 | 2005-07-14 | Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) | Turbo decoding with iterative estimation of channel parameters |
| EP1751874A1 (en) * | 2004-05-18 | 2007-02-14 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Turbo decoder input reordering |
| JP4996980B2 (ja) * | 2007-05-29 | 2012-08-08 | パナソニック株式会社 | データ受信装置 |
| JP5696604B2 (ja) * | 2011-06-30 | 2015-04-08 | 富士通株式会社 | 誤り訂正符号の復号装置、誤り訂正符号の復号方法及び基地局装置ならびに移動局装置 |
| CN104980172A (zh) * | 2014-04-01 | 2015-10-14 | 中国科学院大学 | 基于Turbo码的联合信道安全编码的比特级译码方法 |
| US10879936B2 (en) * | 2018-08-23 | 2020-12-29 | Keysight Technologies, Inc. | Methods, systems, and computer readable media for de-interleaving data in a communication system |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0683077B2 (ja) | 1992-03-13 | 1994-10-19 | 株式会社日立製作所 | たたみ込み符号の復号器 |
| US5721745A (en) * | 1996-04-19 | 1998-02-24 | General Electric Company | Parallel concatenated tail-biting convolutional code and decoder therefor |
| CA2245601C (en) * | 1997-08-14 | 2007-06-12 | Stewart Crozier | High-performance low-complexity error-correcting codes |
| FR2771228A1 (fr) * | 1997-11-18 | 1999-05-21 | Philips Electronics Nv | Systeme de transmission numerique, decodeur, et procede de decodage |
| US6304996B1 (en) * | 1999-03-08 | 2001-10-16 | General Electric Company | High-speed turbo decoder |
| US6377607B1 (en) * | 1999-05-13 | 2002-04-23 | Qualcomm Incorporated | System and method for performing accurate demodulation of turbo-encoded signals via pilot assisted coherent demodulation |
| US6393076B1 (en) * | 2000-10-11 | 2002-05-21 | Motorola, Inc. | Decoding of turbo codes using data scaling |
-
1999
- 1999-06-23 JP JP17661799A patent/JP3670520B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2000
- 2000-05-18 US US09/574,042 patent/US6526539B1/en not_active Expired - Fee Related
- 2000-05-25 EP EP00110944A patent/EP1063776A3/en not_active Withdrawn
- 2000-05-25 EP EP04025790A patent/EP1505737A3/en not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2001007711A (ja) | 2001-01-12 |
| EP1505737A3 (en) | 2005-02-23 |
| EP1505737A2 (en) | 2005-02-09 |
| EP1063776A3 (en) | 2003-11-26 |
| EP1063776A2 (en) | 2000-12-27 |
| US6526539B1 (en) | 2003-02-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3670520B2 (ja) | ターボ復号器およびターボ復号装置 | |
| JP3310185B2 (ja) | 誤り訂正装置 | |
| JP4955150B2 (ja) | 高並列ｍａｐ復号器 | |
| US6526531B1 (en) | Threshold detection for early termination of iterative decoding | |
| US8443265B2 (en) | Method and apparatus for map decoding and turbo decoder using the same | |
| US7584409B2 (en) | Method and device for alternately decoding data in forward and reverse directions | |
| KR100333425B1 (ko) | 씨알씨검사비트를이용하는코딩및디코딩시스템 | |
| US6606724B1 (en) | Method and apparatus for decoding of a serially concatenated block and convolutional code | |
| US20030014712A1 (en) | Error correction decoder for turbo code | |
| JP2004515960A (ja) | インターリーバ・メモリ内の復調データのスケーリング | |
| US7886209B2 (en) | Decoding device, decoding method, and receiving apparatus | |
| KR20020064337A (ko) | 반복적 채널 파라미터 추정을 갖는 터보코드 디코더 및터보코드 디코딩 방법 | |
| US6614858B1 (en) | Limiting range of extrinsic information for iterative decoding | |
| JP2004349901A (ja) | ターボ復号器及びそれに用いるダイナミック復号方法 | |
| US7096410B2 (en) | Turbo-code decoding using variably set learning interval and sliding window | |
| JP2001211088A (ja) | データ誤り訂正方法及び装置 | |
| US6842490B1 (en) | Viterbi decoder with adaptive traceback | |
| KR20050076426A (ko) | 이동통신시스템에서 맵 방식을 이용하여 복호를 수행하는장치 및 방법 | |
| JP3514213B2 (ja) | 直接連接畳込み符号器、及び、直接連接畳込み符号化方法 | |
| JP3445279B6 (ja) | データ伝送方法，データ伝送システムおよび送信装置，受信装置 | |
| KR100267370B1 (ko) | 길쌈 부호를 위한 낮은 복잡도를 가지는 오증 검색 에러 추정 복호기 | |
| KR100317377B1 (ko) | 변복조 시스템의 부호화 및 복호화 장치 | |
| KR100988908B1 (ko) | 터보 치환기 및 그것을 포함한 터보 복호기 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040817 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20041014 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20050412 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20050414 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080422 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090422 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090422 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100422 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110422 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110422 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120422 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130422 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140422 Year of fee payment: 9 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |