JP4314254B2 - 低密度パリティチェック符号復号装置及び方法 - Google Patents

Description

本発明は低密度パリティチェック（ＬＤＰＣ）符号復号装置及び方法に関し、特に、品質を下げることなく処理スループットを向上しようにしたものである。

ＬＤＰＣ符号における復号アルゴリズムとして、Ｂｅｌｉｅｆ Ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ（ＢＰ）アルゴリズムが知られている（非特許文献１参照）。ＢＰアルゴリズムは、（１）式〜（３）式に示す行処理と、（４）式に示す列処理とを繰り返すことにより、信頼度の更新を行う確率伝搬アルゴリズムである。

ここで、ｉは復号繰返し数、Ｚ^ｉｎはｎ番目のビットにおけるｉ回復号処理を行った後の事後対数尤度比（事後ＬＬＲ）、Ｆｎは通信路値、Ｒ^ｉｍｎはｍ行のｎ番目のビットにおけるｉ回復号処理を行った後の行処理結果である（初期値Ｚ^０ｎ＝Ｆｎ、Ｒ^０ｍｎ＝０）。

ＢＰアルゴリズムを適用した復号方法では、上式に示すように、事後ＬＬＲを復号繰返し毎に更新するものである。

これに対し、非特許文献２に示されるＴｕｒｂｏ Ｄｅｃｏｄｉｎｇ Ｍｅｓｓａｇｅ Ｐａｓｓｉｎｇ（ＴＤＭＰ）アルゴリズムは、上述した（１）式〜（４）式におけるｉを、復号繰返し数ではなく、ｍ番目の行の処理を行う時刻（サイクル）として処理するアルゴリズムである。すなわち、事後ＬＬＲを行処理毎に更新するものである。ＴＤＭＰアルゴリズムは収束特性に優れているため、ＢＰアルゴリズムよりも少ない繰返し数で同等の誤り特性を得ることが知られている。
Ｒ．Ｇ．Ｇａｌｌａｇｅｒ， "Ｌｏｗ−Ｄｅｎｓｉｔｙ Ｐａｒｉｔｙ−Ｃｈｅｃｋ Ｃｏｄｅｓ"， ＩＲＥ Ｔｒａｎｓ． Ｉｎｆｏ． Ｔｈｅｏｒｙ， ｖｏｌ．ＩＴ−８， ｐｐ．２１−２８， １９６２ Ｍ．Ｍ．Ｍａｎｓｏｕｒ ａｎｄ Ｎ．Ｒ．Ｓｈａｎｂｈａｇ， "Ｈｉｇｈ Ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ ＬＤＰＣ Ｄｅｃｏｄｅｒ，" ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ． ＶＬＳＩ Ｓｙｓｔｅｍｓ， ｖｏｌ．１１， Ｎｏ．６， Ｄｅｃ．２００３

しかしながら、ＴＤＭＰアルゴリズムでは、行処理を行う際には、対象とする行に含まれるビットノードと同じビットノードを含む行及び列の処理が完了するまでの間はその行処理を行うことができない。

また、ＴＤＭＰアルゴリズムでも、設定されている繰返し数の復号処理を実行して復号処理を終了させる。しかしながら、当初から、誤りがほとんどないような場合には、所定数の繰返し数の復号処理が無駄になっていることもある。

さらに、誤り検出を行う際には、一旦復号処理を停止して誤り検出を行う必要がある。このため、誤り検出処理時間分だけ、復号処理が遅くなり、頻繁に誤り検出処理を行えないという問題がある。

そのため、品質を下げることなく処理スループットを向上させることができる低密度パリティチェック（ＬＤＰＣ）符号復号装置及び方法が望まれている。

かかる課題を解決するため、第１の本発明は、低密度パリティチェック符号における復号アルゴリズムとして、行処理毎に復号結果を更新するアルゴリズムを適用した低密度パリティチェック符号復号装置であって、（１）復号処理を実行する復号処理手段と、（２）復号する低密度パリティチェック符号に対する検査行列の情報から定まる、対象となる行の前の行が復号処理を開始してから対象となる行が処理開始可能となる時間情報を保持する処理待ち情報保持手段と、（３）この処理待ち情報保持手段が保持した時間情報分だけを少なくとも待って、上記復号処理手段に、対象となる行の復号処理の開始を指示する開始指示延期手段とを有することを特徴とする。

第２の本発明は、低密度パリティチェック符号における復号アルゴリズムとして、行処理毎に復号結果を更新するアルゴリズムを適用した低密度パリティチェック符号復号方法であって、（０）復号処理手段、処理待ち情報保持手段及び開始指示延期手段を有し、（２）上記復号処理手段は復号処理を実行し、（１）上記処理待ち情報保持手段は、復号する低密度パリティチェック符号に対する検査行列の情報から定まる、対象となる行の前の行が復号処理を開始してから対象となる行が処理開始可能となる時間情報を保持し、（３）上記開始指示延期手段が、上記処理待ち情報保持手段が保持した時間情報分だけを少なくとも待って、上記復号処理手段に、対象となる行の復号処理の開始を指示することを特徴とする。

本発明の低密度パリティチェック符号復号装置及び方法によれば、品質を下げることなく処理スループットを向上させることができる。

（Ａ）主たる実施形態
以下、本発明による低密度パリティチェック（ＬＤＰＣ）符号復号装置及び方法の一実施形態を、図面を参照しながら詳述する。

（Ａ−１）実施形態の構成
図１は、実施形態に係るＬＤＰＣ符号復号装置の全体構成を示すブロック図であり、図２は、図１における復号処理制御部の詳細構成を示すブロック図である。

図１において、実施形態のＬＤＰＣ符号復号装置１は、復号器入力インタフェース部（復号器入力ＩＦ）１０、Ｆｎ格納メモリ１１、復号処理制御部１２、セレクタ１３、行処理回路１４、第１のバッファ１５、加算部１６、Ｚｎ格納メモリ１７、第２のバッファ１８、Ｒｍｎ格納メモリ１９、第３のバッファ２０、減算部２１、硬判定部２２、パリティ判定部２３、硬判定データ格納メモリ２４及び復号器出力インタフェース部（復号器出力ＩＦ）２５を有する。

復号器入力インタフェース部１０は、各復号ブロックのデータ（通信路値）と各復号ブロックに関する復号情報を取り込み、通信路値をＦｎ格納メモリ１１に与え、復号情報を復号処理制御部１２に与えるものである。

ここで、復号ブロックとは、同一の検査行列を適用して復号を行うデータの固まり（復号対象）である。すなわち、この実施形態のＬＤＰＣ符号復号装置１では、複数の復号ブロックに対して、時分割的に並行して復号を行うことができるものである。また、復号情報とは、（ａ）検査行列情報、（ｂ）最大復号繰返し数、（ｃ）優先度情報及び（ｄ）パリティ監視サイクルである。検査行列情報は、その復号ブロックに係る検査行列の情報である。最大復号繰返し数は、復号処理を繰り返す繰り返し回数の上限数である。優先度情報とは、復号ブロック間の復号処理についての優先度の情報である。パリティ監視サイクルとは、処理を行った行に対するパリティチェック結果がＯＫとなった連続回数と比較される予め設定された値であり、ＯＫの連続回数がパリティ監視サイクルとなったときに復号処理を終了させるように用いられるものである。

Ｆｎ格納メモリ１１は、復号器入力インタフェース部１０を介して外部から与えられた通信路値を格納するものであり、また、復号処理制御部１２の制御下で、格納している通信路値Ｆｎを読み出してセレクタ１３に与えるものである。

復号処理制御部１２は、復号処理を行うブロックと行を決定する機能を担っているものであり、図２に示すような詳細構成を有する。復号処理制御部１２の詳細構成については後述する。

セレクタ１３は、復号処理制御部１２の制御下で、Ｆｎ格納メモリ１１から読み出されたデータ（通信路値）又は減算部２１の出力データを選択し、行処理回路１４及び第１のバッファ１５に与えるものである。セレクタ１３がＦｎ格納メモリ１１から読み出されたデータ（通信路値）を選択する場合は、上述した（１）式を最初（ｉ−１＝０）に演算する場合と、処理対象行等の通信路値Ｆｎを第１のバッファ１５に転送させる場合とである。

行処理回路１４は、上述した（２）式の演算を実行するものである。この実施形態の場合、行列処理の演算方法には特徴はなく、その詳細な説明は省略する。（２）式の演算に必要な（３）式の演算は、ルックアップテーブルなどを利用して実行するものであっても良い。また、（２）式そのものではなく、（２）式の近似式を演算するものであっても良い。行処理回路１４による行処理結果Ｒｍｎは、加算部１６及びＲｍｎ格納メモリ１９に与えられる。

第１のバッファ１５は、上述した（４）式の演算で必要となる通信路値Ｆｎをバッファリングし、その通信路値Ｆｎが加算部１６に与えられるタイミングを調整するものである。

加算部１６は、複数個の加算器でなり、行処理回路１４による行処理結果Ｒｍｎと、第１のバッファ１５がバッファリングしている通信路値Ｆｎとを加算するものである。すなわち、加算部１６は、上述した（４）式を実行するものである。加算部１６によって得られた列処理結果Ｚｎは、Ｚｎ格納メモリ１７及び硬判定部２２に与えられる。

Ｚｎ格納メモリ１７は、復号処理制御部１２から与えられたアドレスのエリアに、加算部１６からの列処理結果Ｚｎを格納するものである。また、Ｚｎ格納メモリ１７は、第２のバッファ１８から出力されたアドレスのエリアから、列処理結果Ｚｎを読み出して減算部２１に被減算入力として与えるものである。

第２のバッファ１８は、Ｚｎ格納メモリ１７への書込みアドレスをバッファリングしてタイミングを調整し、バッファリングしたアドレスを、Ｚｎ格納メモリ１７、パリティ判定部２３及び硬判定データ格納メモリ２４に与えるものである。

Ｒｍｎ格納メモリ１９は、復号処理制御部１２から与えられたアドレスのエリアに、行処理回路１４による行処理結果Ｒｍｎを格納するものである。また、Ｒｍｎ格納メモリ１９は、第３のバッファ２０から出力されたアドレスのエリアから、行処理結果Ｒｍｎを読み出して減算部２１に減算入力として与えるものである。

第３のバッファ２０は、Ｒｍｎ格納メモリ１９への書込みアドレスをバッファリングしてタイミングを調整し、バッファリングしたアドレスをＲｍｎ格納メモリ１９に与えるものである。

減算部２１は、複数個の減算器でなり、Ｚｎ格納メモリ１７から読み出された列処理結果Ｚｎから、Ｒｍｎ格納メモリ１９から読み出された行処理結果Ｒｍｎを減算して、セレクタ１３に選択入力として与えるものである。すなわち、減算部２１は、上述した（１）式の演算を実行しているものである。

硬判定部２２は、加算部１６から出力された列処理結果Ｚｎに対し、後述する（５）式に従った硬判定を行うものであり、得られた硬判定データをパリティ判定部２３及び硬判定データ格納メモリ２４に与えるものである。

パリティ判定部２３は、硬判定部２２からの硬判定データと、第２のバッファ１８から出力されたアドレスに基づき、復号処理の繰返し毎に、誤り検出（パリティ判定）を行うものである。第２のバッファ１８から出力されたアドレスは、後述するように、復号処理制御部１２が検査対象の復号ブロックや検査行列情報をも利用して形成したものであり、検査行列の情報（ビットノードの情報）が盛り込まれており、誤り検出を行うことができる。パリティ判定部２３は、パリティ判定結果及びパリティチェックブロック番号を復号処理制御部１２に与えるものである。ここで、パリティ判定部２３は、第２のバッファ１８から出力されたアドレスをパリティチェックブロック番号に変換するための情報（例えばテーブル情報）を保持しており、これにより、パリティチェックブロック番号を生成する。なお、アドレスをパリティチェックブロック番号に変換する機能を、復号処理制御部１２が備えるようにしても良い。

ＬＤＰＣ符号は、検査行列Ｈと、（５）式に示すように硬判定を行った復号結果Ｘ＾＝（ｘ＾_１，…，ｘ＾_ｎ，…，ｘ＾_Ｎ）を用いて、ＨＸ＝０であるかどうかを判定することにより、誤り検出が可能である。すなわち、最大の繰返し数の復号処理を行わなくても、復号繰返し毎に処理を行った行に対する誤り検出を行い、誤り検出結果のＯＫが所定回連続するような場合であれば、復号処理を終了させても良い。この実施形態は、このような点に鑑み、復号処理の繰返し毎に、処理を行った行に対する誤り検出（パリティ判定）を行い、復号処理制御部１１側で、パリティ判定結果に基づいて、最大の繰返し数の復号処理を繰り返す前に復号処理を終了させるか否かを判断させることとした。

硬判定データ格納メモリ２４は、硬判定部２２からの硬判定データを、第２のバッファ１８から出力されたアドレスのエリアに格納するものである。

復号器出力インタフェース部（復号器出力ＩＦ）２５は、復号処理制御部１２から復号終了通知が与えられたときに、硬判定データ格納メモリ２４に格納されている硬判定データを、復号データとして読み出して出力するものである。

この実施形態の場合、複数の復号ブロックに対して、時分割的に並行して復号を行うことができるので、Ｆｎ格納メモリ１１、Ｚｎ格納メモリ１７、Ｒｍｎ格納メモリ１９、硬判定データ格納メモリ２４等は、複数の復号ブロックのデータを同時に格納できる程度の容量に選定されている。

上述したように、復号処理を行うブロックと行を決定する機能を担っている復号処理制御部１２は、図２に示すような詳細構成を有する。

図２において、復号処理制御部１２は、復号ブロック（Ｃｏｄｅ Ｂｌｏｃｋ）毎の復号情報格納部３０−０〜３０−（Ｂ−１）、復号ブロック毎の復号処理監視部３１−０〜３１−（Ｂ−１）、スケジューラ３２及びアドレス生成部３３を有する。なお、図２では、復号ブロック＃０についてのみ、復号情報格納部（３０−０）及び復号処理監視部（３１−０）を示している。

各復号情報格納部３０（３０−０〜３０−（Ｂ−１））は、復号器入力インタフェース部１０を介して外部から与えられた、当該復号ブロックのパリティ監視サイクル、最大復号繰返し数、優先度情報、検査行列情報を格納しておく部分である。

各復号処理監視部３１（３１−０〜３１−（Ｂ−１））は、当該復号ブロックの復号処理を実行するタイミングを監視したり、復号処理の終了判定などを行ったりするものである。各復号処理監視部３１（３１−０〜３１−（Ｂ−１））は、復号処理監視部３１−０について図２に示すように、機能的に、パリティカウンタ４０（４０−０〜４０−（Ｂ−１））、復号繰返しカウンタ４１（４１−０〜４１−（Ｂ−１））、行カウンタ４２（４２−０〜４２−（Ｂ−１））、Ｗａｉｔサイクル演算部４３（４３−０〜４３−（Ｂ−１））及びＷａｉｔカウンタ４４（４４−０〜４４−（Ｂ−１））を有する。復号処理監視部３１の機能については、動作説明の項で詳述する。

スケジューラ３２は、全復号ブロックの復号処理監視部３１−０〜３１−（Ｂ−１）からの情報に基づいて、行単位の復号処理のスケジュールを生成するものであり、現時点で、復号処理を実行させる復号ブロックの番号（ブロック番号）、行番号、検査行列情報をアドレス生成部３３に与えると共に、上述した図１のセレクタ１３に対するセレクタ制御信号も形成するものである。現時点で、復号処理を実行させる復号ブロックの番号は、全復号ブロックの復号処理監視部３１−０〜３１−（Ｂ−１）にフィードバックされるようになされている。

アドレス生成部３３は、スケジューラ３２から与えられたブロック番号、行番号及び検査行列情報に基づいて、上述した図１のＦｎ格納メモリ１１、Ｚｎ格納メモリ１７、Ｒｍｎ格納メモリ１９に対するメモリアドレスを生成するものである。

（Ａ−２）実施形態の動作
次に、上述した図１及び図２に示す構成を有する実施形態のＬＤＰＣ符号復号装置１の動作（実施形態のＬＤＰＣ符号復号方法）を説明する。

外部から与えられた各復号ブロックのデータ（通信路値）は、復号器入力インタフェース部１０を介して、Ｆｎ格納メモリ１１に書き込まれると共に、データ（通信路値）と並行して入力された復号情報は、復号処理制御部１２内の該当する復号ブロックについての復号情報格納部３０（３０−０〜３０−（Ｂ−１）；以下では適宜、符号の枝番を省略して説明する）書き込まれる。

復号処理制御部１２における各復号処理監視部３１は、対応する復号情報格納部３０に復号情報が書き込まれた以降、図３に示す一連の処理を開始する。例えば、処理対象行を見直し単位時間（以下、サイクルと呼ぶ）毎に、図３に示す処理を開始する。また例えば、信号線の図示は省略しているが、その時点で復号情報が設定されて復号処理を要する全ての復号情報格納部が、スケジューラ３２の制御下で、図３に示す処理を同期して実行する。なお、図３は、各復号処理監視部３１の処理を示すフローチャートである。なお、サイクルは、上述したＴＤＭＰアルゴリズムで、各式における「ｉ」を更新する周期に該当する。

復号処理監視部３１は、図３に示す処理を開始すると、当該復号ブロックについて、復号処理をこれから開始するのか否かを判別する（ステップ１００）。

これから開始する場合であると、復号処理監視部３１は、内蔵する全てのカウンタ（パリティカウンタ４０、復号繰返しカウンタ４１、行カウンタ４２、Ｗａｉｔカウンタ４４）をリセットする（ステップ１０１）。

これに対して、当該復号ブロックについて、復号処理を既に開始している場合には、復号処理監視部３１は、スケジューラ３２から与えられたブロック番号に基づき、前サイクルで行の処理がなされた復号ブロックは、当該復号ブロックか否かを判別する（ステップ１０２）。

当該復号ブロックの行が前のサイクルで処理されていた場合には、復号処理監視部３１は、行カウンタ４２をカウントアップした後（ステップ１０３）、行カウンタ４２のカウント値が検査行列の行数と一致するようになったか否かを判別する（ステップ１０４）。

ここで、行カウンタ４２のカウント値は、次に復号処理を行う当該復号ブロックでの行を表しているものであり、カウント値「０」が１行目を表しているので、カウント値が検査行列の行数と一致することは最終行の行処理が終わった直後であることを意味している。行カウンタ４２のカウント値が検査行列の行数と一致していると、復号処理監視部３１は、復号繰返しカウンタ４１をカウントアップすると共に、行カウンタ４２をリセット（１行目を指示する値「０」）にする（ステップ１０５）。復号繰返しカウンタ４１は、復号処理を何回繰り返したかをカウントするものである。

復号処理監視部３１は、ステップ１０３でカウントアップした行カウンタ４２のカウント値が検査行列の行数と一致しない場合や、復号繰返しカウンタ４１のカウントアップや行カウンタ４２のリセットを行った後では、復号情報格納部３０に格納されている検査行列情報を読み込んでＷａｉｔサイクルをＷａｉｔサイクル演算部４４によって算出させ、得られたＷａｉｔサイクルの値をＷａｉｔカウンタ４４にロードする（ステップ１０６）。

なお、Ｗａｉｔサイクル演算部４４はハードウェアで構成されたものであっても良く、また、サブルーチンとして設けられたものであっても良い。

行処理を行う際には、対象とする行に含まれるビットノードと同じビットノードを含む行及び列の処理が完了するまでの間はその対象行の処理を行うことができない。Ｗａｉｔサイクルとは、行カウンタ４２のカウント値が指示する処理対象行が処理開始可能となるまでのサイクル数である。Ｗａｉｔサイクル演算部４４は、検査行列の処理対象行におけるビットノードの位置、及び、そのビットノードの列上における他の行のビットノードの位置に応じて、Ｗａｉｔサイクルを演算する。

図４は、検査行列の一例（図４（Ａ））とその検査行列における各行に対するＷａｉｔサイクル（図４（Ｂ））を示している。図４において、Ｌとは、１つの行に対する行処理及び列処理が完了するサイクル数である。Ｌとしては、例えば、６サイクルを適用できる。

１行目（行番号は「０」）では、６列目、１５列目及び２３列目にビットノードが存在し、これらの列ではそれぞれ、１５行目、８行目、１３行目にビットノードが存在する。１５行目が処理対象行の場合にも、処理対象となってから、Ｌサイクル後にその行の処理が終了する。そのため、１６行目〜１８行目が処理対象となった後で、同一列にビットノードを有する１行目が処理対象行となっても、１行目の処理を直ちには開始できず、Ｌ−３サイクルを待たなければ開始できない（「３」は１６行目〜１８行目に係るサイクルである）。

１行目の１５列目と同じ列にビットノードを有する行は８行目であり、処理対象行が８行目から１行目に変化するまでには、Ｌサイクルより十分に長い期間があるので、この列でＷａｉｔサイクルを考慮する必要はなく、１行目の２３列目についても同様である。

２行目が処理対象行（行番号は「１」）になったときには、１行目がＷａｉｔサイクルを待って処理を開始しているため、同一列にビットノードを有する１７行目、９行目、１４行目の処理は終了しており、Ｗａｉｔサイクルは「０」である。３行目〜６行目についても同様である。

７行目（行番号は「６」）では、１０列目及び１４列目にビットノードが存在し、これらの列ではそれぞれ、１７行目、６行目にビットノードが存在する。６行目が処理対象行の場合にも、処理対象となってから、Ｌサイクル後にその行の処理が終了するため、同一列にビットノードを有する７行目が処理対象行となっても、７行目の処理を直ちには開始できず、Ｌサイクルを待たなければ開始できない。

８行目以降も同様にしてＷａｉｔサイクルが演算によって決定され、その結果、各行のＷａｉｔサイクルを表にすると、図４（Ｂ）に示すようになる。

Ｗａｉｔサイクル演算部４４は、図４（Ｂ）に示すようなＷａｉｔサイクルを計算できるものであれば、その内部構成や処理方法は問われないものである。例えば、処理対象行の全てのビットノードの位置を認識し、次に、各ビットノードの列と同じ列にビットノードを有する行を認識すると共に、その認識行の中で最近、処理対象となった行を認識する。そして、その認識行と当該行との行数の差が所要サイクルＬ以下かを判別し、所要サイクルＬ以下でなければ「０」を設定し、所要サイクルＬ以下の場合には、当該行よりＬ行まで前の行の中に「０」以外のＷａｉｔサイクルを設定したものがあるかを検索し、所要サイクルＬから、前の方での行のＷａｉｔサイクル分を除外したものをＷａｉｔサイクルとする。

上述したステップ１０２の前サイクルで行処理がなされた復号ブロックは、当該復号ブロックか否かの判別の結果、否定結果を得た場合には、復号処理監視部３１は、Ｗａｉｔカウンタ４４のカウント値が０か否かを判別する（ステップ１０７）。０でなければ、復号処理監視部３１は、Ｗａｉｔカウンタ４４をカウントダウンする（ステップ１０８）。

上述した行カウンタ４２、復号繰返しカウンタ４１及びＷａｉｔカウンタ４４の操作が終了すると（ステップ１０２〜１０８）、復号処理監視部３１は、図１のパリティ判定部２３から到来したパリティチェックブロック番号が当該復号ブロックを指示しているか否かを判別する（ステップ１０９）。なお、パリティチェックブロック番号が到来しない場合は、到来したパリティチェックブロック番号が当該復号ブロックを指示していない場合と同様に処理する。

当該復号ブロックを指示している場合には、復号処理監視部３１は、さらに、パリティチェックブロック番号と共に到来したパリティ判定結果がＯＫ（上述したＨＸ＝０であることをＯＫとする）か否かを判定し（ステップ１１０）、ＯＫであれば、パリティカウンタ４０をカウントアップし（ステップ１１１）、ＮＧであれば、パリティカウンタ４０をリセットする（ステップ１１２）。

復号処理を開始したばかりであり、各種カウンタをリセットした場合（ステップ１０１）や、到来したパリティチェックブロック番号が当該復号ブロックを指示していない場合（ステップ１０９で否定結果）や、パリティカウンタ４０の操作が終わった場合（ステップ１１１及び１１２）には、復号処理監視部３１は、パリティカウンタ４０のカウント値が復号情報格納部３０に格納されているパリティ監視サイクルより小さいか否かを判別する（ステップ１１３）。パリティカウンタ４０のカウント値がパリティ監視サイクルより小さい場合には、復号繰返しカウンタ４１のカウント値が復号情報格納部３０に格納されている最大復号繰返し数より小さいか否かを判別する（ステップ１１４）。これらのステップ１１３及び１１４の判別処理は、復号処理を終了させるか否かの判定になっている。

パリティカウンタ４０のカウント値がパリティ監視サイクルに到達したとき、又は、復号繰返しカウンタ４１のカウント値が最大復号繰返し数に到達したときには、復号処理監視部３１は、図１の復号器出力インタフェース部２５に対して、当該復号ブロックを特定した復号完了通知を送出すると共に（ステップ１１５）、復号処理フラグを「０」（「１」が復号処理の継続中を表す）にして（ステップ１１６）、図３に示す一連の処理を終了する。

復号処理を終了させる条件が成立していなければ、復号処理監視部３１は、Ｗａｉｔカウンタ４４のカウント値が０か否かを判別する（ステップ１１７）。Ｗａｉｔカウンタ４４のカウント値が０以外であれば（言い換えると、復号処理を待っていなければならない状態であると）、復号処理監視部３１は、復号処理フラグを「０」にして（ステップ１１６）、図３に示す一連の処理を終了する。

一方、Ｗａｉｔカウンタ４４のカウント値が０であると、復号処理監視部３１は、復号処理フラグを「１」とした後（ステップ１１８）、スケジューラ３２に与える信号を生成してスケジューラ３２に出力し（ステップ１１９）、図３に示す一連の処理を終了する。

スケジューラ３２に与える信号は、復号情報格納部３０に格納されている優先度情報及び検査行列情報（処理対象行の情報だけでも良い）と、行カウンタ４２のカウント値（処理行番号）と、復号処理フラグと、セレクタ制御信号とである。セレクタ制御信号は、復号繰返しカウンタ４１のカウント値に基づき、処理対象行の初めての復号処理のときに、Ｆｎ格納メモリ１１の出力を選択させるような制御信号とする。

なお、復号処理フラグを「０」にしたときにも（ステップ１１６）にも、復号処理監視部３１は、その旨の信号をスケジューラ３２に与えるようにしても良い。

スケジューラ３２においては、各復号処理監視部３１−０〜３１−（Ｂ−１）から出力された復号処理フラグと優先度情報を見て、復号処理フラグが「１」である中から最も優先度の高い復号ブロックを選択される。そして、スケジューラ３２から、現時点（現サイクル）で、復号処理を実行させる復号ブロックの番号（ブロック番号）、行番号、検査行列情報がアドレス生成部３３に与えられると共に、上述した図１のセレクタ１３に対してはその復号ブロックについて与えられたセレクタ制御信号がそのまま与えられる。現時点で、復号処理を実行させる復号ブロックの番号は、全復号ブロックの復号処理監視部３１−０〜３１−（Ｂ−１）にも与えられる。

なお、スケジューラ３２が、現サイクルだけでなく、将来のサイクルの処理対象の復号ブロック及び行番号などをも予め定めるものであっても良い。

アドレス生成部３３においては、スケジューラ３２から出力された情報を元に、各種メモリ１１、１７及び１９に与えるアドレスが生成されて該当するメモリ１１、１７及び１９に与えられ、各メモリ１１、１７及び１９から処理対象となる復号ブロックにおける処理対象の行処理の入力に必要なデータを読み出される。

スケジューラ３２からのセレクタ制御信号に応じたセレクタ１３によって、上述した（１）式の演算を実行する減算部２１からの出力データが基本的に、行処理回路１４への入力データＬｍｎとなる。Ｆｎ格納メモリ１１から読み出されたデータが行処理回路１４への入力データＬｍｎとなるので、事後対数尤度比Ｚｎとして初期値が利用されるときである。

また、Ｆｎ格納メモリ１１からは、（４）式の演算に必要なデータも読み出され、第１のバッファ１５に格納される。

行処理回路１４によって、上述した（２）式の演算が実行され、Ｍ（≦Ｌ）サイクル後に行処理回路１４から行処理結果Ｒｍｎが出力される。このようにして更新された行処理結果ＲｍｎがＲｍｎ格納メモリ１９に格納される。また、加算部１６によって、更新された行処理結果Ｒｍｎと、第１のバッファ１５を介してタイミング調整されたＦｎ格納メモリ１１から読み出されたデータＦｎとが加算され（すなわち、（４）式が実行され）、更新された事後対数尤度比ＺｎがＺｎ格納メモリ１７に格納される。

Ｚｎ格納メモリ１７及びＲｍｎ格納メモリ１９に格納された事後対数尤度比Ｚｎ及び行処理結果Ｒｍｎは、対応する第２のバッファ１８及び第３のバッファ２０の機能により、書込み時より遅れたタイミングで出力され、減算部２１による（１）式の演算に供する。

また、硬判定部２２によって、事後対数尤度比Ｚｎを硬判定した結果が硬判定データ格納メモリ２４に格納されると共に、パリティ判定部２３によって、得られた硬判定データを用いてパリティチェックが行われ、そのパリティ判定結果が復号処理制御部１２に出力する。このパリティ判定結果は、図３に対して説明したように利用される。

復号器出力インタフェース部２４においては、復号処理制御部１２から、上述のようにして出力された復号終了通知が与えられた際には、その復号終了通知に係る復号ブロックに対する復号結果（復号データ）を、硬判定データ格納メモリ２４から読み出して出力する。

なお、図１では明示していないが、復号データにはどの復号ブロックに関するものかの情報を付与するようにしても良く、また、復号器出力インタフェース部２４からの出力線として、復号ブロック毎の出力線を設け、該当する出力線に出力するようにしても良い。このような変形例は、復号器入力インタフェース部１０についても同様である。

図５（Ｂ）及び（Ｃ）はそれぞれ、復号処理制御部１２が各サイクルについて決定した処理対象の復号ブロック及び行を示すタイミングチャートであり、図５（Ｂ）は、復号処理に供している復号ブロックが＃０だけの場合を示しており、図５（Ｃ）は、復号処理に供している復号ブロックが＃０及び＃２の２つの場合であって、復号ブロック＃０が復号ブロック＃２より優先度が高い場合を示している。参考のために、図５（Ａ）には、復号ブロックが＃０だけの場合であってＷａｉｔサイクルを固定にしている場合（非特許文献２参照）を示している。

なお、図５は、復号ブロック＃０についてはその検査行列が図４（Ａ）に示すものであり、１行の復号処理の所要サイクルＬが６サイクルの場合を示している。

図５（Ａ）に示すように、Ｗａｉｔサイクルを復号処理の所要サイクルＬ（＝６）に固定した場合、６行毎に常にＬ（＝６）サイクル分のＷａｉｔ時間が必要となり、１回の復号処理に対し、６×３＝１８サイクル分のＷａｉｔ時間が発生する。

これに対し、Ｗａｉｔサイクルを演算によって求め（従って、Ｗａｉｔサイクルは可変）、Ｗａｉｔサイクルを経過すると、その復号ブロックの処理を実行可能とすると、復号処理に供している復号ブロックが１つの図５（Ｂ）に示す場合に、図５（Ａ）の固定の場合より、全体としてのＷａｉｔ時間（Ｗａｉｔサイクル数）を少なくすることができる。例えば、７行目の処理を行う前には６サイクルのＷａｉｔ時間となり、１３行目、１行目の処理を行う前のＷａｉｔ時間は３サイクルとなり、１回の復号処理に対し、６＋３×２＝１２サイクル分となって６サイクル分だけ、図５（Ａ）よりＷａｉｔ時間を短くできる。

さらに、複数の復号ブロックをスケジューリングしながら処理する場合であれば、ある復号ブロックの復号処理でのＷａｉｔ時間を、他の復号ブロックの復号処理に割り当てることができ、復号処理を実行する処理部のスループットを向上させることができる。例えば、図５（Ｃ）に示すように、復号ブロック＃０の復号処理が行えないＷａｉｔ時間に、復号ブロック＃２の復号処理を行うことができる。

（Ａ−３）実施形態の効果
上記実施形態によれば、検査行列の構成に応じて、処理対象行について復号処理が可能となったときには直ちに処理を実行できるように、Ｗａｉｔ時間（Ｗａｉｔサイクル）を決定し、処理を待機するようにしたので、復号処理が可能なのに処理を待機するような無意味なＷａｉｔ時間を防止でき、復号処理のスループットを向上させることができる。

また、上記実施形態によれば、複数の復号ブロックの復号処理をスケジューラが調整して時分割的に並行処理し得るようにしたので、ある復号ブロックのＷａｉｔ時間を他の復号ブロックの復号処理に利用することができ、この面でも、復号処理のスループットを向上させることができる。

さらに、上記実施形態によれば、復号繰返し毎に、誤り検出を行い、検出結果がＯＫなことが所定回数連続したときには、最大繰返し数だけ復号処理を繰り返さなくても、復号処理を終了させるようにしたので、復号処理回数を減らした分だけ、他の復号ブロックの処理などに処理を回すことができ、この面でも、復号処理のスループットを向上させることができる。

（Ｂ）他の実施形態
上記実施形態においては、復号処理の実行構成が図１に示す構成であるものを示したが、本発明は、復号処理に供する行（若しくは、ブロック及び行の組み合わせ）の決定手法に特徴を有し、復号処理の実行構成は、図１に示すものに限定されない。例えば、一部の構成（例えば、格納メモリなど）を多面構成としたものであっても良い。

また、上記実施形態においては、復号情報が外部から入力されるものを示したが、復号処理制御部内に予め複数種類の復号情報を設定しておき、それを選択するようにしても良い。

さらに、上記実施形態においては、図４（Ｂ）に示すようなＷａｉｔサイクルをその都度演算して求めるものを示したが、検査情報と同様に、外部から復号処理制御部に入力するようにしても良い。

上記実施形態では、複数の復号ブロックに対応できるＬＤＰＣ符号復号装置を示したが、１つの復号ブロックだけに対応できるＬＤＰＣ符号復号装置にも本発明を適用することができる。この場合には、図２におけるスケジューラを省略すれば良い。

また、上記実施形態では、スケジューラはＷａｉｔ状態になければ常に優先度情報に従って復号処理に供する復号ブロックを定めるものを示したが、選択した復号ブロックの優先度を１段階下げて次のサイクルの復号ブロックの決定判断に用いるなど、複数の復号ブロック間の選択方法は上記実施形態のものに限定されない。

なお、行処理演算部は、（２）式の近似式の演算を実行できるものであっても良い。このような近似式の演算構成としては、例えば、文献『“Ｎｅａｒ ｏｐｔｉｍｕｍ ｕｎｉｖｅｒｓａｌ ｂｅｌｉｅｆ ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ ｂａｓｅｄ ｄｅｃｏｄｉｎｇ ｏｆ ｌｏｗ−ｄｅｎｓｉｔｙ ｐａｒｉｔｙ ｃｈｅｃｋ ｃｏｄｅｓ，” ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ． Ｃｏｍｍｕｎ．， ｖｏｌ．５０， ｐｐ．４０６−４１４， Ｍａｒ．２００２』に記載されている。

実施形態に係るＬＤＰＣ符号復号装置の全体構成を示すブロック図である。 実施形態の復号処理制御部の詳細構成を示すブロック図である。 実施形態の復号処理監視部の処理を示すフローチャートである。 実施形態の検査行列の例とその検査行列について定まるＷａｉｔサイクルの例を示す説明図である。 実施形態の効果を説明するための処理開始の復号ブロック及び行を示すタイミングチャートである。

符号の説明

１…ＬＤＰＣ符号復号装置、１２…復号処理制御部、２３…パリティ判定部、３０−０〜３０−（Ｂ−１）…復号情報格納部、３１−０〜３１−（Ｂ−１）…復号処理監視部、３２…スケジューラ、３３…アドレス生成部。

Claims (4)

1. 低密度パリティチェック符号における復号アルゴリズムとして、行処理毎に復号結果を更新するアルゴリズムを適用した低密度パリティチェック符号復号装置であって、
   復号処理を実行する復号処理手段と、
   復号する低密度パリティチェック符号に対する検査行列の情報から定まる、対象となる行の前の行が復号処理を開始してから対象となる行が処理開始可能となる時間情報を保持する処理待ち情報保持手段と、
   この処理待ち情報保持手段が保持した時間情報分だけを少なくとも待って、上記復号処理手段に、対象となる行の復号処理の開始を指示する開始指示延期手段と
   を有することを特徴とする低密度パリティチェック符号復号装置。
2. 上記復号処理手段が復号処理を繰返す毎に処理を行った行に対するパリティチェックを行い、そのパリティチェック結果がＯＫとなる連続回数を測定する誤りなし連続回数計測手段と、
   上記連続回数が予め設定された値となったときに復号処理を終了させる終了指示手段とをさらに有する
   ことを特徴とする請求項１に記載の低密度パリティチェック符号復号装置。
3. 低密度パリティチェック符号における復号アルゴリズムとして、行処理毎に復号結果を更新するアルゴリズムを適用した低密度パリティチェック符号復号方法であって、
   復号処理手段、処理待ち情報保持手段及び開始指示延期手段を有し、
   上記復号処理手段は復号処理を実行し、
   上記処理待ち情報保持手段は、復号する低密度パリティチェック符号に対する検査行列の情報から定まる、対象となる行の前の行が復号処理を開始してから対象となる行が処理開始可能となる時間情報を保持し、
   上記開始指示延期手段が、上記処理待ち情報保持手段が保持した時間情報分だけを少なくとも待って、上記復号処理手段に、対象となる行の復号処理の開始を指示する
   ことを特徴とする低密度パリティチェック符号復号方法。
4. 誤りなし連続回数計測手段及び終了指示手段をさらに有し、
   上記誤りなし連続回数計測手段は、上記復号処理手段が復号処理の繰返す毎に処理を行った行に対するパリティチェックを行い、そのパリティチェック結果がＯＫとなる連続回数を測定し、
   上記終了指示手段は、上記連続回数が予め設定された値となったときに復号処理を終了させる
   ことを特徴とする請求項３に記載の低密度パリティチェック符号復号方法。

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