JP4599625B2 - Error correction decoder - Google Patents

Error correction decoder Download PDF

Info

Publication number
JP4599625B2
JP4599625B2 JP2008039185A JP2008039185A JP4599625B2 JP 4599625 B2 JP4599625 B2 JP 4599625B2 JP 2008039185 A JP2008039185 A JP 2008039185A JP 2008039185 A JP2008039185 A JP 2008039185A JP 4599625 B2 JP4599625 B2 JP 4599625B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
decoder
decoding
data
error correction
code
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.)
Active
Application number
JP2008039185A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2009200732A (en
Inventor
真一 村田
貴郎 関口
英行 水澤
Original Assignee
株式会社シンセシス
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社シンセシス filed Critical 株式会社シンセシス
Priority to JP2008039185A priority Critical patent/JP4599625B2/en
Publication of JP2009200732A publication Critical patent/JP2009200732A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4599625B2 publication Critical patent/JP4599625B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Error Detection And Correction (AREA)

Description

この発明は、誤り訂正復号器に関し、より特定的には、リードソロモン(Reed-Solomon;RS)符号を外符号、畳み込み(Convolutional;C)符号を内符号とするRS−C直列連接符号を復号する誤り訂正復号器に関する。   The present invention relates to an error correction decoder, and more specifically, an RS-C serial concatenated code having a Reed-Solomon (RS) code as an outer code and a convolutional (C) code as an inner code. The present invention relates to an error correction decoder.

近年、地上波デジタルテレビジョン放送が注目されている。日本において採用されている地上波デジタルテレビジョン放送の規格は、地上波向け統合デジタル放送サービス(Integrated Services Digital Broadcasting for Terrestrial;以下、ISDB−Tとも称する)である。   In recent years, terrestrial digital television broadcasting has attracted attention. The standard of terrestrial digital television broadcasting adopted in Japan is an integrated services digital broadcasting for terrestrial (hereinafter also referred to as ISDB-T).

ISDB−Tでは周波数利用効率や伝送効率の向上、サービスの多様化を目的として多くの技術が採り入れられている。ISDB−Tを用いた放送では、このような技術的特徴を活かして、ハイビジョン放送やデータ放送、携帯端末向け放送など多様なサービスが展開されている。   ISDB-T employs many technologies for the purpose of improving frequency utilization efficiency and transmission efficiency and diversifying services. In broadcasting using ISDB-T, various services such as high-definition broadcasting, data broadcasting, and broadcasting for mobile terminals are being developed by utilizing such technical features.

そして、近年、現行のアナログ放送受信機が使用されている全分野にデジタル放送受信機を普及させることが求められている。また、受信機に対する需要も多様化し、固定受信機のみならず自動車や携帯電話などの移動体への受信機搭載要求も強い。   In recent years, it has been demanded to spread digital broadcast receivers in all fields where current analog broadcast receivers are used. In addition, the demand for receivers is diversified, and there is a strong demand for mounting receivers not only on fixed receivers but also on mobile objects such as automobiles and mobile phones.

しかしながら、固定受信機での受信に比べて移動体での受信はより難しく、未だ課題の残る分野である。   However, it is more difficult to receive on a mobile unit than on a fixed receiver, and this is still a problem.

移動体受信では、モビリティを考慮してアンテナ高およびサイズが制限されるため、多くの場合、送信アンテナと受信アンテナとを直線的に見通すことができない状態(Non-Line Of Sight;NLOS)となる。   In mobile reception, the antenna height and size are limited in consideration of mobility, and in many cases, the transmission antenna and the reception antenna cannot be seen linearly (Non-Line Of Sight; NLOS). .

NLOS環境は、送信波が、反射、回折などにより複数の経路に拡散され受信点に到達するマルチパス伝搬環境となっている。受信点では、これら複数経路からの到来波が干渉を起こし、その受信信号レベルが大きく変動する。   The NLOS environment is a multipath propagation environment in which a transmission wave is diffused in a plurality of paths by reflection, diffraction, or the like and reaches a reception point. At the reception point, incoming waves from these multiple paths cause interference, and the received signal level fluctuates greatly.

さらに移動体での受信においては、受信波にドップラー効果による周波数シフトが生じるため、OFDMシンボルの各サブチャネル間で干渉が生じ、受信特性が大幅に劣化する。   Further, in reception by a mobile unit, a frequency shift due to the Doppler effect occurs in the received wave, so that interference occurs between sub-channels of the OFDM symbol, and reception characteristics are greatly degraded.

このように不安定な受信環境において、常時良好な受信特性を確保することは難しい。 特に、従来のISDB−T受信機で利用される誤り訂正復号法では、低CNR(Carrier to Noise Power Ratio)環境において誤り訂正復号時の誤訂正により生じるバースト誤りの発生確率が増大する傾向にある。   In such an unstable reception environment, it is difficult to always ensure good reception characteristics. In particular, in the error correction decoding method used in the conventional ISDB-T receiver, the probability of occurrence of a burst error caused by error correction at the time of error correction decoding in a low CNR (Carrier to Noise Power Ratio) environment tends to increase. .

訂正能力の限界を超える過大なバースト誤りは、符号化利得の劣化要因となり、受信品質の劣化につながる。そのため、より品質劣化の少ない受信を実現するためには、このようなバースト誤りを訂正し、符号化利得を向上させる必要がある。   An excessive burst error exceeding the limit of the correction capability becomes a cause of deterioration of coding gain and leads to deterioration of reception quality. Therefore, in order to realize reception with less quality degradation, it is necessary to correct such a burst error and improve the coding gain.

ISDB−Tでは誤り訂正符号としてリードソロモン(Reed-Solomon;RS)-畳み込み(Convolutional;C)直列連接符号が採用されている。   In ISDB-T, a Reed-Solomon (RS) -convolutional (C) series concatenated code is adopted as an error correction code.

RS−C直列連接符号は、その復号法の工夫により符号化利得の向上が可能であることが知られている(非特許文献1)。具体的な手法は、軟判定RS復号法と繰り返し復号法の2つである。   It is known that the RS-C serial concatenated code can improve the coding gain by devising the decoding method (Non-Patent Document 1). There are two specific methods: soft decision RS decoding and iterative decoding.

軟判定RS復号法は、符号系列の尤度情報を利用することでRS復号器の復号能力を高める手法である。この手法では、尤度情報の品質が保証される場合、微小なバースト誤りであれば訂正することが可能である。   The soft-decision RS decoding method is a technique for improving the decoding capability of an RS decoder by using likelihood information of a code sequence. In this method, if the quality of likelihood information is guaranteed, it is possible to correct a minute burst error.

一方、繰り返し復号法は、ターボ符号において提案された復号法である。ターボ符号は、再帰的畳み込み符号と、インターリーブ法、繰り返し復号法を取り入れ、史上初めてシャノン限界に近い利得を達成することに成功した符号である。これにより、畳み込み符号の問題であった復号時に生じるバースト誤りの訂正に繰り返し復号法が有効であると一般に認知されるに至った。   On the other hand, the iterative decoding method is a decoding method proposed for turbo codes. The turbo code adopts a recursive convolutional code, an interleave method, and an iterative decoding method, and has succeeded in achieving a gain close to the Shannon limit for the first time in history. As a result, it has been generally recognized that the iterative decoding method is effective in correcting a burst error that occurs during decoding, which is a problem of convolutional codes.

ISDB−T受信機においても、このような復号法の工夫により符号化利得の向上が可能であると考えられている。   Also in the ISDB-T receiver, it is considered that the coding gain can be improved by devising such a decoding method.

海外のデジタルテレビジョン放送規格、デジタルビデオブロードキャスティング(Digital Video Broadcasting;DVB)においては、軟入出力機能を有する軟判定畳み込み復号器およびリードソロモン復号器を組み合わせることで繰り返し復号を行い、符号化利得を向上させる手法(非特許文献2)が既に提案されている。従って、同様の符号構造を採るISDB−Tにおいても、繰り返し復号法の導入により符号化利得の向上が期待できる。
O.Aitsab and R.Pyndiah: “Performance of Concatenated Reed-Solomon/Convolutional Codes with Iterative Decoding”, Proc. of IEEE (1997) M.Lamarca, J.Sala-Alvarez and A.Martinez: “Iterative Decoding Algorithms for RS-Convolutional Concatenated Codes”, Proc. of 3rd intl. Symposium on Turbo Codes and Related Topics (2003)
In overseas digital television broadcasting standards and digital video broadcasting (DVB), repeated decoding is performed by combining a soft decision convolutional decoder and a Reed-Solomon decoder having a soft input / output function, and a coding gain is obtained. A technique for improving the above (Non-patent Document 2) has already been proposed. Therefore, even in ISDB-T adopting a similar code structure, an improvement in coding gain can be expected by introducing an iterative decoding method.
O. Aitsab and R. Pyndiah: “Performance of Concatenated Reed-Solomon / Convolutional Codes with Iterative Decoding”, Proc. Of IEEE (1997) M. Lamarca, J. Sala-Alvarez and A. Martinez: “Iterative Decoding Algorithms for RS-Convolutional Concatenated Codes”, Proc. Of 3rd intl. Symposium on Turbo Codes and Related Topics (2003)

しかしながら、非特許文献2に開示される手法では、各要素復号器に軟入出力・軟判定機能が必要であり、復号器構成が非常に複雑になるという問題がある。   However, the technique disclosed in Non-Patent Document 2 has a problem that each element decoder requires a soft input / output / soft decision function, and the decoder configuration becomes very complicated.

本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであって、簡易な構成で、符号化利得を向上させることが可能な誤り訂正復号器を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide an error correction decoder capable of improving the coding gain with a simple configuration.

本発明に係る誤り訂正復号器は、受信データの誤り訂正処理を繰り返し実行する誤り訂正復号器であって、受信データを受けて畳み込み復号を行なう第1の復号器と、第1の復号器の復号結果であるデータ順序の配列を所定の方式で組み替える第1のデータ組み替え回路と、第1のデータ組み替え回路を介する第1の復号器の復号結果に基づいて硬判定リードソロモン復号を行なう第2の復号器と、第1のデータ組み替え回路と対を成して構成され、第2の復号器の復号結果を受けてデータ順序の配列を第1のデータ組み替え回路と反対の方式で組み替えて第1の復号器に入力する第2のデータ組み替え回路と、受信データを遅延させる遅延素子とを備える。第2の復号器は、第2の復号器が出力する復号データの信頼性を示すシンドロームを生成するシンドローム生成部を含む。第1の復号器は、遅延素子を介して入力される受信データに対して、第2のデータ組み替え回路を介して入力される第2の復号器が出力する復号データおよびシンドロームに従って再度、畳み込み復号を行う。第2の復号器は、第1のデータ組み替え回路を介する第1の復号器の再度の畳み込み復号結果に基づいて再度、硬判定リードソロモン復号を行なう。 An error correction decoder according to the present invention is an error correction decoder that repeatedly executes error correction processing of received data, and includes a first decoder that performs convolutional decoding upon receiving received data, and a first decoder A first data rearrangement circuit that rearranges the data order array as a decoding result by a predetermined method, and a second that performs hard decision Reed-Solomon decoding based on the decoding result of the first decoder via the first data rearrangement circuit And the first data rearrangement circuit are paired, and the second data decoder receives the decoding result of the second decoder and rearranges the data order in the opposite manner to the first data rearrangement circuit. A second data rearrangement circuit that inputs to one decoder, and a delay element that delays received data. The second decoder includes a syndrome generation unit that generates a syndrome indicating the reliability of the decoded data output from the second decoder. The first decoder performs convolution decoding again on the received data input through the delay element according to the decoded data and syndrome output from the second decoder input through the second data rearrangement circuit. I do. The second decoder performs hard-decision Reed-Solomon decoding again based on the result of the second convolutional decoding performed by the first decoder via the first data rearrangement circuit.

好ましくは、第1の復号器は、入力された受信データに含まれる尤度情報に基づいて状態遷移確率の指標であるメトリックスを計算し、メトリックスに基づいて尤もらしい状態遷移を表す最尤パスを算出し、メトリックスの計算において、状態遷移の方向を示すデータと第2の復号器が出力する復号データとが一致した場合には、シンドロームに基づく所定の値を加算する。   Preferably, the first decoder calculates a metric that is an index of the state transition probability based on the likelihood information included in the input received data, and calculates a maximum likelihood path that represents a likely state transition based on the metric. In the calculation and metrics calculation, if the data indicating the direction of state transition matches the decoded data output from the second decoder, a predetermined value based on the syndrome is added.

好ましくは、第1の復号器は、軟判定ビタビ復号アルゴリズムに基づく畳み込み復号を実行する。   Preferably, the first decoder performs convolutional decoding based on a soft decision Viterbi decoding algorithm.

発明に係る別の誤り訂正復号器は、受信データの誤り訂正処理を実行する誤り訂正復号器であって、受信データの入力を受けて復号結果を出力するN段(N≧2)の誤り訂正ブロックを備え、N段の誤り訂正ブロックの各々は、受信データの入力をそれぞれ受けて畳み込み復号を行なう第1の復号器と、第1の復号器の復号結果に基づいてブロック復号を行なう第2の復号器とを含む。i段(i≧1)の誤り訂正ブロックは、第1の復号器と第2の復号器との間に設けられ、第1の復号器の復号結果であるデータ順序の配列を所定の方式で組み替える第1のデータ組み替え回路と、第1のデータ組み替え回路と対を成して構成され、第2の復号器の復号結果を受けてデータ順序の配列を第1のデータ組み替え回路と反対の方式で組み替えて(i+1)段の誤り訂正ブロックの第1の復号器に入力する第2のデータ組み替え回路とをさらに含む。i段の誤り訂正ブロックの第2の復号器は、第2の復号器が出力する復号データの信頼性を示すシンドロームを生成するシンドローム生成部を有する。(i+1)(N≧i+1>1)段の誤り訂正ブロックに含まれる第1の復号器は、受信データの入力に対して、第2のデータ組み替え回路を介して入力されるi段の誤り訂正ブロックに含まれる第2の復号器が出力する復号データおよびシンドロームに従って畳み込み復号を行う。最終段の誤り訂正ブロックに含まれる第2の復号器から復号データが出力される。 Another error correction decoder according to the present invention is an error correction decoder that performs error correction processing of received data, and receives N-stage (N ≧ 2) errors that receive received data and output decoding results. Each of the N stages of error correction blocks includes a first decoder that receives input of received data and performs convolutional decoding, and a block decoder that performs block decoding based on a decoding result of the first decoder. 2 decoders. The i-stage (i ≧ 1) error correction block is provided between the first decoder and the second decoder, and the arrangement of the data order as the decoding result of the first decoder is performed in a predetermined manner. The first data rearrangement circuit to be rearranged and the first data rearrangement circuit are paired, and the data order arrangement is opposite to that of the first data rearrangement circuit in response to the decoding result of the second decoder. And a second data rearrangement circuit that is input to the first decoder of the (i + 1) -stage error correction block. The second decoder of the i-stage error correction block includes a syndrome generation unit that generates a syndrome indicating the reliability of the decoded data output from the second decoder. The first decoder included in the (i + 1) (N ≧ i + 1> 1) stage error correction block receives the i stage error correction input via the second data rearrangement circuit with respect to the input of the received data. Convolution decoding is performed according to the decoded data and syndrome output from the second decoder included in the block. Decoded data is output from the second decoder included in the final error correction block.

本発明に係る誤り訂正復号器は、第1の復号器において、第2の復号器の復号結果を事前確率系列として畳み込み復号を繰り返し実行する構成であるため、符号化利得を向上させることが可能であるとともに事前確率系列としてシンドロームを利用した構成であるため第2の復号器の構成を簡易に構成することが可能であり、全体として誤り訂正復号器の構成を簡易に構成することが可能である。   Since the error correction decoder according to the present invention is configured to repeatedly perform convolutional decoding using the decoding result of the second decoder as a prior probability sequence in the first decoder, the coding gain can be improved. And the configuration using the syndrome as the prior probability sequence, the configuration of the second decoder can be easily configured, and the configuration of the error correction decoder as a whole can be easily configured. is there.

以下において、本発明の実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.

ISDB−Tは、電波産業会(Association of Radio Industries and Businesses; ARIB)によって定められ、その技術規格書がARIB標準規格として発行されている(“地上デジタルテレビジョン放送の伝送方式標準規格”, 社団法人電波産業会(2001))。ISDB−Tでは周波数利用効率や伝送効率の向上、サービスの多様化を目的として多くの技術が採り入れられている。   ISDB-T is established by the Association of Radio Industries and Businesses (ARIB), and its technical specifications are published as ARIB standards ("Transmission standard for terrestrial digital television broadcasting", Japan Association). Japan Radio Industry Association (2001)). ISDB-T employs many technologies for the purpose of improving frequency utilization efficiency and transmission efficiency and diversifying services.

図1は、ISDB−Tの送信機100の概略機能ブロック図である。
図1を参照して、送信機100での信号処理手順について説明する。なお、受信機は、送信機と逆の信号処理を行なう。
FIG. 1 is a schematic functional block diagram of an ISDB-T transmitter 100.
A signal processing procedure in the transmitter 100 will be described with reference to FIG. The receiver performs signal processing opposite to that of the transmitter.

MPEG−2により符号化されたコンテンツは、MPEG2システム102により、トランスポートストリーム(Transport Stream;TS)として規定されるフレーム単位に多重される。   The content encoded by MPEG-2 is multiplexed by the MPEG2 system 102 in frame units defined as a transport stream (TS).

送信機100では、これを信号処理に適したトランスポートストリームパケット(Transport Stream Packet;TSP)を基本単位とするフレームに再多重する。   In the transmitter 100, this is re-multiplexed into a frame whose transport unit is a transport stream packet (TSP) suitable for signal processing.

再多重したTSを、RS符号部104において短縮化RS(204,188)符号により符号化し、伝送TSPと呼ばれるパケットを生成する。   The remultiplexed TS is encoded by the shortened RS (204, 188) code in the RS encoding unit 104 to generate a packet called a transmission TSP.

伝送TSP生成後、階層分割106において、利用する階層の数に応じて最大3階層までにTSを分割し、階層毎にエネルギー拡散108a〜108c、バイトインターリーブ110a〜110c、畳み込み符号化112a〜112cにおいてそれぞれ処理が実行される。そして、パンクチャ114a〜114cにおいて、パンクチュアリング符号が用いられる。そして、ビットインターリーブ116a〜116cの処理の後、QAMマッピング118a〜118cにおいて、シンボルマッピングを行なう。そして、階層合成120において、各処理後に分割した階層を合成する。合成されたデータに時間インターリーブ122、周波数インターリーブ124を施し、OFDMフレームの構成にもとづき、パイロット信号とTMCC信号を付加して、OFDMフレーム構成126においてOFDMシンボルを生成する。生成したOFDMシンボルをIFFT128により周波数多重化し、さらにガードインターバル付加部130でガードインターバルを付加して送信する。   After generation of the transmission TSP, in the layer division 106, the TS is divided into a maximum of three layers according to the number of layers to be used, and energy diffusion 108a to 108c, byte interleaving 110a to 110c, and convolutional coding 112a to 112c for each layer. Each process is executed. The puncturing codes are used in the punctures 114a to 114c. After bit interleaving 116a to 116c, symbol mapping is performed in QAM mapping 118a to 118c. Then, in the hierarchy synthesis 120, the hierarchy divided after each processing is synthesized. The synthesized data is subjected to time interleaving 122 and frequency interleaving 124, and a pilot signal and a TMCC signal are added based on the configuration of the OFDM frame to generate an OFDM symbol in the OFDM frame configuration 126. The generated OFDM symbol is frequency-multiplexed by IFFT128, and further, a guard interval is added by a guard interval adding unit 130 and transmitted.

次に、ISDB−Tで採用されている主な技術の特徴について説明する。
まず、セグメントについて説明する。
Next, features of main technologies adopted in ISDB-T will be described.
First, the segment will be described.

ISDB−Tでは、5.6MHzの伝送周波数帯域を、各430kHzの周波数帯域を有する13個のセグメントと呼ばれる単位に分割する。さらにセグメントを最大3層に分割し、それぞれの層に異なった伝送パラメータを与えることが可能である。これにより多様なサービス運用が可能となっている。例えば13セグメント全てを使用した高精細度テレビジョン放送(High Definition TeleVision;HDTV)や、4セグメントずつの3層に分割して3チャンネル標準テレビジョン放送(Standard Definition TeleVision;SDTV)、SDTVとデータ放送の組合せ、携帯端末向けセグメント放送などが可能である。   In ISDB-T, a transmission frequency band of 5.6 MHz is divided into units called 13 segments each having a frequency band of 430 kHz. Furthermore, it is possible to divide the segment into a maximum of three layers and give different transmission parameters to each layer. As a result, various service operations are possible. For example, high-definition television broadcasting (High Definition TeleVision; HDTV) using all 13 segments, three-channel standard television broadcasting (Standard Definition TeleVision; SDTV) divided into three segments of 4 segments, SDTV and data broadcasting Combination broadcasting, segment broadcasting for mobile terminals, and the like are possible.

次に、周波数多重化は、周波数利用効率や伝送効率向上の要となる技術であり、多くの通信方式で採り入れられている。   Next, frequency multiplexing is a technique for improving frequency utilization efficiency and transmission efficiency, and has been adopted in many communication systems.

ISDB−Tでは、周波数多重化に直交周波数分割多重(Orthogonal Frequency Division Multiplex; OFDM)方式が採用されている。   In ISDB-T, an Orthogonal Frequency Division Multiplex (OFDM) system is adopted for frequency multiplexing.

ISDB−TにおけるOFDM方式では、サブキャリア数に応じてモード(Mode1−3)の3つの伝送モードが存在する。1セグメントの伝送パラメータおよび伝送レートを次表に示す。   In the OFDM scheme in ISDB-T, there are three transmission modes (Modes 1-3) according to the number of subcarriers. The transmission parameters and transmission rates for one segment are shown in the following table.

Figure 0004599625
Figure 0004599625

Figure 0004599625
Figure 0004599625

モード(Mode)1はシンボル長が最小で、サブキャリア間隔が最大である。
一方で、モード(Mode)3はシンボル長が最大で、サブキャリア間隔が最小である。このためMode1は周波数オフセットやドップラー周波数シフトに強く、モード(Mode)3はマルチパス遅延拡散に耐性を持つということが言える。
Mode 1 has a minimum symbol length and a maximum subcarrier interval.
On the other hand, mode 3 has the maximum symbol length and the minimum subcarrier spacing. For this reason, Mode 1 is resistant to frequency offset and Doppler frequency shift, and it can be said that Mode 3 is resistant to multipath delay spread.

どのモードを使用するかは、各放送事業者がサービスエリア内の伝搬環境を考慮し選択することができる。   Which mode is to be used can be selected by each broadcaster considering the propagation environment in the service area.

一般には、伝送効率やマルチパス遅延拡散への耐性を考慮し、モード(Mode)3が選択されている。   In general, mode (Mode) 3 is selected in consideration of transmission efficiency and resistance to multipath delay spread.

また、OFDMを用いることにより、単一周波数ネットワーク(Single Frequency Network;SFN)による放送網の構築が可能である。   Further, by using OFDM, it is possible to construct a broadcasting network by a single frequency network (SFN).

このため中継局において親局と同一の周波数を使用し、過密なUHF帯の周波数を有効利用することができる。   For this reason, the relay station can use the same frequency as the master station, and can effectively use the frequency of the overcrowded UHF band.

OFDM方式による伝送では、シングルキャリアでの伝送に比べシンボル長が長くなり、シンボルの遅延拡散によるシンボル間干渉に強いという特徴がある。   The transmission using the OFDM scheme has a feature that the symbol length is longer than that of transmission using a single carrier, and is resistant to inter-symbol interference due to symbol delay spread.

しかし、完全に干渉を防ぐことはできないため、ガードインターバルと呼ばれる無効なシンボル区間を有効シンボルの先頭に付加することで、干渉に対する耐性を強化する。   However, since it is impossible to completely prevent interference, the tolerance against interference is enhanced by adding an invalid symbol section called a guard interval to the head of the effective symbol.

また、ガードインターバルの信号は有効シンボルの後尾の信号と同一に設定されるため、シンボル同期の確立にも利用することができる。   Further, since the signal of the guard interval is set to be the same as the signal at the end of the effective symbol, it can be used to establish symbol synchronization.

OFDM信号を有効シンボル時間だけ遅延させ、信号の相関のピークを検出し、同期タイミングを決定する。   The OFDM signal is delayed by an effective symbol time, the peak of signal correlation is detected, and the synchronization timing is determined.

シンボル長に対するガードインターバル長の比率をガードインターバル比と呼ぶ。
ガードインターバル比は、遅延波の最大遅延時間以上に設定されることが望ましいが、必要以上に長くすると伝送効率が下がってしまうため、伝搬環境に従って適当に決定する必要がある。
The ratio of the guard interval length to the symbol length is called the guard interval ratio.
The guard interval ratio is desirably set to be equal to or longer than the maximum delay time of the delayed wave, but if it is longer than necessary, the transmission efficiency is lowered. Therefore, it is necessary to appropriately determine the guard interval ratio according to the propagation environment.

ISDB−Tでは、伝搬環境に合わせてガードインターバル比を1/4、1/8、1/16、1/32から選択するという形式をとっている。   In ISDB-T, the guard interval ratio is selected from 1/4, 1/8, 1/16, and 1/32 according to the propagation environment.

入力系列を一旦メモリに取り込み、入力時とは違う順番で出力する手法をインターリーブ(交錯)法といい、これを実現する機構をインターリーバ(交錯器)(データ組み替え回路)と呼ぶ。   The method of once fetching the input sequence into the memory and outputting it in a different order from the time of input is called the interleaving method, and the mechanism for realizing this is called the interleaver (interchanger) (data rearrangement circuit).

インターリーブにより系列の位置関係をランダム化させることで、狭範囲の受信系列に生じたバースト誤りを、広範囲の受信系列に生じたランダム誤りに変換することができる。これにより、誤り訂正能力の小さい符号でも高い符号化利得を確保することが可能となる。   By randomizing the sequence positional relationship by interleaving, burst errors that occur in a narrow range of received sequences can be converted into random errors that occur in a wide range of received sequences. This makes it possible to ensure a high coding gain even with a code having a small error correction capability.

図2は、インターリーバを説明する図である。
インターリーバは構造上、ブロック型と畳み込み型に大別される。
FIG. 2 is a diagram illustrating an interleaver.
Interleavers are broadly divided into block types and convolution types.

図2(a)は、ブロック型インターリーバを説明する図である。図2(b)は、畳み込み型インターリーバインターリーバを説明する図である。   FIG. 2A is a diagram for explaining a block type interleaver. FIG. 2B is a diagram illustrating a convolutional interleaver.

ブロック型の典型的な手法は、メモリをマトリクスとして構成し、入力系列を行方向に書き込み、列方向から読み出すというものである。   A typical block-type method is to configure a memory as a matrix, write an input sequence in the row direction, and read from the column direction.

一方、畳み込み型は、入力系列を複数のシフトレジスタに分割して取り込み、出力時に多重化するものである。   On the other hand, in the convolution type, an input sequence is divided into a plurality of shift registers, and is multiplexed at the time of output.

ISDB−Tでは、よりリアルタイム処理性・非一様性の高い畳み込み型のインターリーバが使用されている。   In ISDB-T, a convolutional interleaver with higher real-time processability and non-uniformity is used.

ISDB−Tのインターリーバは4段階に分けて使用されており、順にパケット、シンボル、時間、周波数の4軸に交錯を施す。これにより、広帯域、長時間に渡りシンボルを交錯させることで高いバースト誤り耐性を有している。   The ISDB-T interleaver is used in four stages. In order, the four axes of packet, symbol, time, and frequency are interlaced. Thereby, it has high burst error tolerance by crossing symbols over a wide band for a long time.

現在、ISDB−Tでは変調方式として、4値周波数偏移変調(Quadrature Phase Shift Keying;QPSK)、直交振幅変調(Quadrature Amplitude Modulation;QAM)の2方式が利用されている。   Currently, ISDB-T uses two modulation systems, namely, quadrature phase shift keying (QPSK) and quadrature amplitude modulation (QAM).

マッピングにQPSKを用いる場合、伝送効率は高くないが、QAMに比べ安定した受信が可能である。一方、QAMを用いる場合、高い伝送効率を確保できるが、伝搬路誤りに対する耐性がQPSKに比べ低い。   When QPSK is used for mapping, transmission efficiency is not high, but stable reception is possible compared to QAM. On the other hand, when QAM is used, high transmission efficiency can be ensured, but resistance to propagation path errors is lower than that of QPSK.

このためワンセグメント放送のような携帯機器向けの受信環境が不安定であると想定される放送ではQPSKが用いられ、HDTV放送など据え置き型テレビのような固定体向けの比較的安定な受信環境が想定される放送ではQAMが用いられる。   For this reason, QPSK is used in broadcasting where the reception environment for portable devices such as one-segment broadcasting is assumed to be unstable, and there is a relatively stable reception environment for stationary bodies such as HDTV broadcasts such as stationary TVs. QAM is used in the assumed broadcast.

次に、ISDB−Tでは伝搬特性向上のため誤り訂正符号を採用している。
シンボル誤り訂正符号であるリードソロモン(RS)符号と、ランダム誤り訂正符号である畳み込み(C)符号の2種類を使用し、2重に符号化を行うことで高い誤り訂正能力を確保している。
Next, ISDB-T employs an error correction code to improve propagation characteristics.
Using a Reed-Solomon (RS) code, which is a symbol error correction code, and a convolution (C) code, which is a random error correction code, a high error correction capability is secured by performing double encoding. .

誤り訂正符号は、情報系列に誤りが生じた場合にこれを訂正し、誤りが生じる以前の情報系列を復元することを目的として利用される符号である。現在、誤り訂正符号には、大別してブロック符号と畳み込み符号の2種類が存在する。   The error correction code is a code used for the purpose of correcting an error in an information sequence and restoring the information sequence before the error occurred. Currently, error correction codes are roughly classified into two types: block codes and convolutional codes.

ブロック符号は、データをシンボル単位に分割し、データシンボルをもとに生成したパリティシンボルを付加することで符号語を生成する。   A block code divides data into symbol units, and generates a codeword by adding a parity symbol generated based on the data symbol.

畳み込み符号は、符号化時に、現在の入力データのみでなく過去の入力データも参照し、過去の入力データと生成した符号語に相関を持たせる。一般にブロック符号の復号には代数的な復号法、畳み込み符号の復号には統計的な復号法を用いる。   At the time of encoding, the convolutional code refers not only to the current input data but also to the past input data, and correlates the past input data and the generated codeword. In general, an algebraic decoding method is used for decoding a block code, and a statistical decoding method is used for decoding a convolutional code.

誤り訂正符号の復号法は、情報系列の扱い方により硬判定復号法と軟判定復号法に分類できる。0あるいは1のみのデジタル系列を入力として扱う手法を硬判定復号法、デジタル系列に加えて当該系列の尤度情報などのアナログ重みを復号補助情報として扱う手法を軟判定復号法という。   Error correction code decoding methods can be classified into hard decision decoding methods and soft decision decoding methods according to how information sequences are handled. A method of handling a digital sequence of only 0 or 1 as an input is called a hard decision decoding method, and a method of handling analog weights such as likelihood information of the sequence as decoding auxiliary information in addition to the digital sequence is called a soft decision decoding method.

硬判定復号法は、復号器構成が簡素である。一方、軟判定復号法は、復号器構成が複雑化するものの硬判定復号法に対し2−3dB程度符号化利得を向上できるとされている。   The hard decision decoding method has a simple decoder configuration. On the other hand, the soft decision decoding method is said to be able to improve the coding gain by about 2-3 dB over the hard decision decoding method although the decoder configuration is complicated.

ブロック符号であるRS符号はGF(28)を符号語の元とするシンボル誤り訂正符号である。 The RS code, which is a block code, is a symbol error correction code whose code word is GF (2 8 ).

ISDB−Tでは、符号長N=255シンボル、データ長K=239シンボルのRS(255,329)符号を51シンボル短縮した短縮化RS(204,188)符号が使用されている。   In ISDB-T, a shortened RS (204,188) code obtained by shortening an RS (255,329) code having a code length N = 255 symbols and a data length K = 239 symbols by 51 symbols is used.

符号化の手順について説明する。まず、188シンボルのデータ語に51シンボルのヌルシンボルを追加して239シンボルのデータ語を生成する。次に、239シンボルのデータ語に16シンボルのパリティ語を付加し、255シンボルの符号語を生成する。そして、符号語の生成後にヌルシンボルを取り除き(204,188)符号とする。このとき、GF(28)の原始多項式には次式を用いる。 An encoding procedure will be described. First, 51 symbols of null symbols are added to a 188 symbol data word to generate a 239 symbol data word. Next, a 16-symbol parity word is added to the 239-symbol data word to generate a 255-symbol codeword. Then, after generating the code word, the null symbol is removed to obtain a (204,188) code. At this time, the following equation is used as the primitive polynomial of GF (2 8 ).

Figure 0004599625
Figure 0004599625

RS符号の誤り訂正復号では、符号語内でランダムに生じた(N−K)/2個の誤りを訂正できるので、ISDB−Tの場合には8シンボルまでの誤りを訂正可能である。   In the error correction decoding of the RS code, (NK) / 2 errors randomly generated in the code word can be corrected. Therefore, in the case of ISDB-T, errors of up to 8 symbols can be corrected.

また、RS符号の復号には、通常の誤り訂正復号の他に、消失誤り訂正復号が利用できる。   For decoding the RS code, erasure error correction decoding can be used in addition to normal error correction decoding.

消失誤り訂正復号は、データが損失していると予想されるe≦N−K個のシンボルを予め消失として指定しておくことで復号を行う手法である。   The erasure error correction decoding is a technique of performing decoding by designating e ≦ NK symbols, which are expected to have lost data, as erasures in advance.

この場合、符号長がN−eであると考えて、最大でe+(N−e−K)/2の誤りを訂正することができる。   In this case, assuming that the code length is Ne, an error of e + (Ne-K) / 2 can be corrected at the maximum.

従来のISDB−T受信機では、最も復号器構成の簡易な8シンボル誤り訂正復号を行っているが、消失誤り訂正復号を利用して復号能力を高め、復号後誤り率を最小とする一般化最小距離(Generalized Minimum Distance;GMD)復号のような手法も存在する(G.D.Forney,Jr: “Generalized Minimum Distance Decoding” (1966))。   In the conventional ISDB-T receiver, 8-symbol error correction decoding with the simplest decoder configuration is performed, but generalization that uses erasure error correction decoding to improve decoding capability and minimize the error rate after decoding. There is also a technique such as Generalized Minimum Distance (GMD) decoding (GDForney, Jr: “Generalized Minimum Distance Decoding” (1966)).

GMD復号を行う場合には、復号補助情報として、符号系列の尤度などの情報が必要となる。情報系列の扱い方から、従来手法は硬判定復号法、GMD復号法などは軟判定復号法ということができる。   When performing GMD decoding, information such as the likelihood of a code sequence is required as decoding auxiliary information. From the viewpoint of handling information sequences, it can be said that the conventional method is a hard decision decoding method and the GMD decoding method is a soft decision decoding method.

ISDB−Tの畳み込み(C)符号はパンクチャド(Punctured-Convolutional;PC) 符号と呼ばれるものである。   The ISDB-T convolutional (C) code is called a punctured-convolutional (PC) code.

PC符号では、符号化率一定のC符号器により生成された符号語をマスクパターンによりパンクチャ化することで符号化率を可変とする。   In the PC code, a code word generated by a C encoder having a constant coding rate is punctured by a mask pattern, thereby making the coding rate variable.

図3は、畳み込み符号器の概略を説明する図である。
図3を参照して、符号化の手順について説明する。
FIG. 3 is a diagram for explaining the outline of the convolutional encoder.
The encoding procedure will be described with reference to FIG.

C符号化は、シフトレジスタを用いて行う。
ここでは、一例としてISDB−Tで使用される、拘束長K=7、符号化率1/2のC符号器について説明する。
C encoding is performed using a shift register.
Here, as an example, a C encoder having a constraint length K = 7 and a coding rate of ½ used in ISDB-T will be described.

ISDB−Tでは、畳み込み符号器により符号化率1/2のマザーコードを生成する。
さらに次表に示すマスクパターンにより、マザーコードの一部のビットを削除し、各符号化率に対応する伝送信号系列の順に出力することで符号化率を制御する。
In ISDB-T, a convolutional encoder generates a mother code with a coding rate of 1/2.
Furthermore, the coding rate is controlled by deleting some bits of the mother code according to the mask pattern shown in the following table and outputting in order of transmission signal sequences corresponding to each coding rate.

Figure 0004599625
Figure 0004599625

C符号の復号には一般にビタビ(Viterbi:V)アルゴリズムによるビタビ(V)復号器が利用される。   In general, a Viterbi (V) decoder based on the Viterbi (V) algorithm is used for decoding the C code.

従来のISDB−T受信機では、入力系列に符号系列とその尤度系列の2系列を用いる軟判定ビタビ復号を使用するのが一般的である。   In a conventional ISDB-T receiver, it is common to use soft decision Viterbi decoding that uses two sequences of a code sequence and its likelihood sequence as an input sequence.

ISDB−Tにおける、ビタビアルゴリズムによるビタビ復号の詳細については後述する。   Details of Viterbi decoding by the Viterbi algorithm in ISDB-T will be described later.

また、ビタビアルゴリズムには効率的に軟出力を生成する機能を付け加えたアルゴリズム、軟出力ビタビアルゴリズム(Soft-Output Viterbi Algorithm;以下、SOVAとも称する)も存在する。   In addition, the Viterbi algorithm includes an algorithm with a function for efficiently generating a soft output, and a soft-output Viterbi algorithm (hereinafter also referred to as SOVA).

SOVA復号器では、連接符号の軟判定復号、繰り返し復号、同期や遅延の検出など様々なアプリケーションへの応用手法が考案されている。   In the SOVA decoder, various application methods such as soft decision decoding of concatenated codes, iterative decoding, synchronization and delay detection have been devised.

符号化利得向上のためには、符号長と最小距離の大きな符号を用いる必要があるが、復号はこの2要素に比例して急激に複雑化する。   In order to improve the coding gain, it is necessary to use a code having a large code length and minimum distance. However, decoding is rapidly complicated in proportion to these two elements.

そこで、比較的符号長の小さい2つの符号を組み合わせることで、最小距離を拡大した効果を持つ符号を構成する手法が提案されている。その代表的なものが積符号と連接符号である。   Therefore, a method has been proposed in which a code having an effect of extending the minimum distance is configured by combining two codes having a relatively small code length. Typical examples are a product code and a concatenated code.

積符号は、q元(n1、k1)線形符号C1とq元(n2、k2)線形符号C2を組み合わせて構成されるq元(n1、k1、n2、k2)線形符号である。 Product code, q source (n 1, k 1) linear codes C 1 and q source (n 2, k 2) linear code C 2 in combination composed q source (n 1, k 1, n 2, k 2 ) Linear code.

図4は、積符号を説明する図である。
図4を参照して、情報源をk1×k2の2次元配列で構成したとき、各列をC1で符号化し、各行をC2で符号化することにより得られる。また、一般に積符号は線形符号にしか適用できない。非線形符号を用いると、パリティシンボルC2(C1)が、符号化の順序によって異なる場合があるためである。
FIG. 4 is a diagram for explaining the product code.
Referring to FIG. 4, when the information source is constituted by a two-dimensional array of k 1 × k 2 , each column is encoded by C 1 and each row is encoded by C 2 . In general, a product code can be applied only to a linear code. This is because if a non-linear code is used, the parity symbol C 2 (C 1 ) may differ depending on the coding order.

ISDB−Tでは線形符号のRS符号と非線形符号のC符号を用いるので、構造上積符号には分類されない。   Since ISDB-T uses an RS code of a linear code and a C code of a nonlinear code, it is not classified into a product code in terms of structure.

連接符号は、qk(k≧2)元符号とq元符号とを組み合わせて図5のように構成される符号である。 The concatenated code is a code configured as shown in FIG. 5 by combining a q k (k ≧ 2) element code and a q element code.

図6は、符号化、復号を説明する概略ブロック図である。
図6を参照して、外符号器200で外符号化し、内符号器205で内符号化して通信路に出力する。そして、内復号器210で内符号化したデータを復号し、そして、外復号器215で外符号化したデータを復号する。すなわち、符号化の順序に対して、復号は逆順に行う。
FIG. 6 is a schematic block diagram illustrating encoding and decoding.
Referring to FIG. 6, outer encoder 200 performs outer encoding, inner encoder 205 performs inner encoding, and outputs the result to a communication path. Then, the inner coded data is decoded by the inner decoder 210, and the outer coded data is decoded by the outer decoder 215. That is, decoding is performed in reverse order with respect to the encoding order.

なお、連接符号では、各要素符号を通信路に近いものから順に内符号、外符号と呼ぶ。
ISDB−Tでは、外符号にRS符号、内符号にC符号を用いるRS−C直列連接符号を採用している。
In the concatenated code, each element code is called an inner code and an outer code in order from the one closest to the communication path.
ISDB-T employs an RS-C serial concatenated code that uses an RS code as an outer code and a C code as an inner code.

なお、ここでは図示しないが符号器間には系列のランダム化を目的としてインターリーバが配置されている。   Although not shown here, an interleaver is arranged between the encoders for the purpose of randomizing the sequence.

RS−C直列連接符号は、ターボ符号や、低密度パリティ検査(Low-Density Parity-Check;LDPC)符号などが実用化される以前では、最もシャノン限界に近い特性を実現できる符号として利用されていた。   RS-C serial concatenated codes are used as codes that can realize characteristics closest to the Shannon limit before turbo codes, low-density parity check (LDPC) codes, etc. are put into practical use. It was.

また、RS−C連接符号は、復号法の工夫によって符号化利得を向上できることが知られている。   Further, it is known that RS-C concatenated codes can improve the coding gain by devising the decoding method.

軟判定RS復号を行う手法や、RS復号出力をV復号器での再復号に利用する繰り返し復号法などがこれにあたる。   This includes a technique for performing soft-decision RS decoding and an iterative decoding method in which RS decoding output is used for re-decoding by a V decoder.

海外のデジタル放送規格DVBにおいてこれらを適用する目的で、C復号にSOVA復号器を用いて軟出力を生成し、RS復号器においてこれを復号補助情報として軟判定復号を行う手法や、RS復号器に軟出力機能を付加し、SOVA復号器への軟出力を生成して繰り返し復号を行う手法などが提案されている。   For the purpose of applying these in the overseas digital broadcasting standard DVB, a soft output is generated by using a SOVA decoder for C decoding and this is used as decoding auxiliary information in the RS decoder, or an RS decoder A technique has been proposed in which a soft output function is added to the SVA decoder to generate a soft output to the SOVA decoder and perform iterative decoding.

ここで、従来のISDB−T受信機の構成について説明する。
図7は、従来のISDB−T受信機の構成を説明する図である。
Here, the configuration of a conventional ISDB-T receiver will be described.
FIG. 7 is a diagram for explaining the configuration of a conventional ISDB-T receiver.

図7を参照して、従来のISDB−T受信機では、復号器構成の簡素な軟判定ビタビ(V)−硬判定リードソロモン(RS)直列連接復号器による復号が利用されている。   Referring to FIG. 7, in a conventional ISDB-T receiver, decoding by a soft decision Viterbi (V) -hard decision Reed-Solomon (RS) serial concatenated decoder having a simple decoder configuration is used.

従来受信機での復号手順を述べる。
まず、受信信号(I、Q)をQAMデマッピング300でデマップし、復調ビットストリームであるデータシンボルとその尤度情報を得る。
A decoding procedure in a conventional receiver will be described.
First, the received signal (I, Q) is demapped by QAM demapping 300 to obtain a data symbol that is a demodulated bit stream and its likelihood information.

これを、上述のパンクチャ化パターンの表を用いてデパンクチャ305によりデパンクチャして、軟判定ビタビ(V)復号器310への入力X,Yを得る。   This is depunctured by the depuncture 305 using the puncturing pattern table described above, and inputs X and Y to the soft decision Viterbi (V) decoder 310 are obtained.

そして、軟判定ビタビ(V)復号器310の出力をバイトデインターリーバ315によりデインターリーブし、硬判定リードソロモン(RS)復号器320に入力する。そして、最後に硬判定RS復号器320によりRS復号を行い、復号データであるTSPを得る。   Then, the output of soft decision Viterbi (V) decoder 310 is deinterleaved by byte deinterleaver 315 and input to hard decision Reed-Solomon (RS) decoder 320. Finally, RS decoding is performed by the hard decision RS decoder 320 to obtain TSP as decoded data.

次に、デマップ時に生成する尤度情報、軟判定ビタビ(V)復号器での復号、硬判定リードソロモン(RS)復号器での復号について説明する。   Next, likelihood information generated at the time of demapping, decoding by a soft decision Viterbi (V) decoder, and decoding by a hard decision Reed-Solomon (RS) decoder will be described.

まず、尤度情報の生成について述べる。
尤度情報には、ユークリッド距離や対数尤度比(Log Likelihood Ratio;LLR)を用いるのが一般的である。
First, the generation of likelihood information is described.
In general, Euclidean distance and log likelihood ratio (LLR) are used for the likelihood information.

ユークリッド距離は、受信シンボルを幾何平面上に配置したとき、その近傍のシンボルとの幾何学的距離を表すものである。また、対数尤度比は受信シンボルが送信シンボルである確率を対数比で表すものである。デジタル回路ではこれらの尤度情報を適宜量子化して用いる。   The Euclidean distance represents a geometric distance from a nearby symbol when the received symbol is arranged on the geometric plane. The log likelihood ratio represents the probability that a received symbol is a transmitted symbol by a log ratio. In the digital circuit, the likelihood information is appropriately quantized and used.

LLRによる尤度情報生成の概要を説明する。
送信ビットをd、受信ビットをrとすると、d=0、d=1である事後確率はそれぞれP(d=0|r),P(d=1|r)と表され、rのLLRは次式で定義される。
An outline of likelihood information generation by LLR will be described.
When the transmission bit is d and the reception bit is r, the posterior probabilities of d = 0 and d = 1 are expressed as P (d = 0 | r) and P (d = 1 | r), respectively, and the LLR of r is It is defined by the following formula.

Figure 0004599625
Figure 0004599625

事後確率の生成は、統計的な復号法を行うときなどに、復号と同時に行う。
一般には、最大事後確率(Max A Posteriori Probability;MAP)アルゴリズム、最大対数MAPアルゴリズム、SOVAなどによる復号時に復号補助情報として生成される。
The generation of posterior probabilities is performed simultaneously with decoding, such as when performing statistical decoding.
Generally, it is generated as decoding auxiliary information at the time of decoding by a maximum a posteriori probability (MAP) algorithm, a maximum logarithmic MAP algorithm, SOVA, or the like.

LLRが正の値である場合、d=1の尤度が高く、負の値である場合、d=0の尤度が高い。   When the LLR is a positive value, the likelihood of d = 1 is high, and when the LLR is a negative value, the likelihood of d = 0 is high.

また、LLRの値が0に近いほどそのシンボルの尤度は低いということができる。
デジタル回路で対数尤度比を用いる場合、正負の概念を表すには符号を用いる。
In addition, the closer the LLR value is to 0, the lower the likelihood of the symbol.
When a log likelihood ratio is used in a digital circuit, a sign is used to represent a positive / negative concept.

符号語に1bitを割り当て、LLRの絶対値に数bitを割り当てる。この場合、絶対値が大きいほどその符号語の尤度は高く、絶対値が0に近いほど符号語の尤度は低いということになる。   1 bit is assigned to the code word, and several bits are assigned to the absolute value of the LLR. In this case, the larger the absolute value, the higher the likelihood of the codeword, and the closer the absolute value is to 0, the lower the likelihood of the codeword.

デマップ時には事後確率という概念を取り入れられないので、ISDB−T受信機でデマップ時に生成できる尤度情報は、ユークリッド距離による尤度情報となる。   Since the concept of posterior probability cannot be introduced at the time of demapping, the likelihood information that can be generated at the time of demapping by the ISDB-T receiver is the likelihood information based on the Euclidean distance.

従来のISDB−T受信機ではこのような距離情報に対して数bitを割り当て、尤度情報として利用している。   In a conventional ISDB-T receiver, several bits are assigned to such distance information and used as likelihood information.

次に、ビタビ復号器での復号について説明する。
畳み込み(C)符号の復号は、前述のようにビタビアルゴリズムを用いて行われる。ビタビアルゴリズムでは、受信語をもとに符号器の内部状態の状態遷移確率を逐次計算し、尤もらしい状態遷移パスを求める。
Next, decoding by the Viterbi decoder will be described.
Decoding of the convolution (C) code is performed using the Viterbi algorithm as described above. In the Viterbi algorithm, the state transition probability of the internal state of the encoder is sequentially calculated based on the received word, and a plausible state transition path is obtained.

尤もらしい状態遷移パスを最尤パスといい、これを辿ることにより復号出力を得る。
最尤パスを辿る手順はトレースバックと呼ばれる。
A plausible state transition path is called a maximum likelihood path, and a decoded output is obtained by following this path.
The procedure for following the maximum likelihood path is called traceback.

ビタビアルゴリズムでの復号においてトレースバックする長さは出力系列の尤度を決定する重要な値である。   The traceback length in decoding by the Viterbi algorithm is an important value that determines the likelihood of the output sequence.

また、トレースバック長が大きくなるとその分パスの値を格納するメモリが必要となるため、ビタビアルゴリズムでの復号性能とハードウェアの規模はトレードオフの関係にあると言える。   Further, since the memory for storing the path value is required as the traceback length increases, it can be said that there is a trade-off between the decoding performance in the Viterbi algorithm and the hardware scale.

本例における計算機シミュレーションでは、トレースバック長を192bitとした。
ISDB−Tでは、上述した図3のC符号器の出力に対応して、ビタビ(V)復号器に対してX,Yの2つの入力が必要となる。
In the computer simulation in this example, the traceback length is 192 bits.
In ISDB-T, two inputs of X and Y are required for the Viterbi (V) decoder corresponding to the output of the C encoder in FIG. 3 described above.

そこで、符号をC、尤度情報をLと表し、Xは(CxLx)、Yは(CyLy)のように入力を構成する。   Therefore, the code is represented as C, the likelihood information is represented as L, X is configured as (CxLx), and Y is configured as (CyLy).

ビタビ(V)復号器ではこの2入力をもとに、パスメトリックスの計算を行う。
パスメトリックスは、ビタビアルゴリズムにおいて、最尤パスの判定基準となる値である。
The Viterbi (V) decoder calculates path metrics based on these two inputs.
The path metrics are values that serve as criteria for determining the maximum likelihood path in the Viterbi algorithm.

ビタビアルゴリズムでは、各レジスタの内部状態Qiに対するパスメトリックスMk(Qi)を計算し、トレリス木と呼ばれる、状態遷移図を構築する。 In the Viterbi algorithm, path metrics Mk (Q i ) for the internal state Q i of each register are calculated, and a state transition diagram called a trellis tree is constructed.

図8は、トレリス木を説明する図である。
図8を参照して、lは畳み込み符号の拘束長、kはビタビ(V)復号器のトレースバック長(状態遷移回数)を示す。
FIG. 8 is a diagram for explaining a trellis tree.
Referring to FIG. 8, l represents the constrained code constraint length, and k represents the Viterbi (V) decoder traceback length (number of state transitions).

軟判定ビタビ(V)復号において、状態遷移回数がk(1≦k≦K)のとき内部状態QiのパスメトリックスMk(Qi)は次式のように計算される。 In soft decision Viterbi (V) decoding, when the number of state transitions is k (1 ≦ k ≦ K), the path metric M k (Q i ) of the internal state Q i is calculated as follows.

Figure 0004599625
Figure 0004599625

図9は、状態遷移回数kにおいて、状態遷移回数k−1である状態Qi0とQi1からの状態遷移パスが、状態Qiでマージするときのトレリス木を説明する図である。 FIG. 9 is a diagram for explaining a trellis tree when the state transition paths from the states Q i0 and Q i1, which are the number of state transitions k−1, merge at the state Q i at the state transition count k.

図10は、状態QiにおけるパスメトリックスMk(Qi)の計算手順について説明する図である。 FIG. 10 is a diagram for explaining a calculation procedure of the path metrics M k (Q i ) in the state Q i .

図10を参照して、ここでは、Gx,Gyはそれぞれ符号語Cx,Cyの生成多項式を示し、C=G×Qというルールで符号語を生成できることとする。また、Qi0,Qi1からのパスはブランチと呼ばれる。 Referring to FIG. 10, here, Gx and Gy indicate generator polynomials for codewords Cx and Cy, respectively, and it is assumed that a codeword can be generated according to the rule C = G × Q. A path from Q i0 and Q i1 is called a branch.

図10を参照して、まず、状態遷移回数k−1の場合の状態Qi0,Qi1のパスメトリックスMk-1(Qi0),Mk-1(Qi1)をm0,m1とする(ステップS0,S10)。 Referring to FIG. 10, first, the path metrics M k-1 (Q i0 ) and M k-1 (Q i1 ) of the states Q i0 and Q i1 when the number of state transitions is k−1 are represented by m 0 and m 1. (Steps S0 and S10).

そして、次に、C=G×QというルールでQi0×Gxを計算してCxkと比較する(ステップS1)。 Then, Q i0 × Gx is calculated according to the rule C = G × Q and compared with Cxk (step S1).

そして、ステップS1において、C=G×QというルールでQi0×Gxを計算してCxkと比較した結果、等しい場合には、ステップS2に進み、m0にLxkを加算する。 In step S1, Q i0 × Gx is calculated according to the rule C = G × Q and compared with Cxk. If the result is equal, the process proceeds to step S2, and Lxk is added to m 0 .

一方、ステップS1において、C=G×QというルールでQi0×Gxを計算してCxkと比較した結果、等しくない場合には、ステップS3に進み、m0からLxkを減算する。 On the other hand, if Q i0 × Gx is calculated according to the rule C = G × Q and compared with Cxk in step S1, if not equal, the process proceeds to step S3, and Lxk is subtracted from m 0 .

そして、次に、次に、C=G×QというルールでQi0×Gyを計算してCykと比較する(ステップS4)。 Next, Q i0 × Gy is calculated according to the rule C = G × Q, and is compared with Cyk (step S4).

そして、ステップS4において、C=G×QというルールでQi0×Gyを計算してCykと比較した結果、等しい場合には、ステップS5に進み、m0にLykを加算する。 In step S4, Q i0 × Gy is calculated according to the rule C = G × Q and compared with Cyk. If the result is equal, the process proceeds to step S5, and Lyk is added to m 0 .

一方、ステップS4において、C=G×QというルールでQi0×Gyを計算してCykと比較した結果、等しくない場合には、ステップS6に進み、m0からLykを減算する。 On the other hand, if Q i0 × Gy is calculated according to the rule C = G × Q and compared with Cyk in step S4, if not equal, the process proceeds to step S6 and Lyk is subtracted from m 0 .

同様に、次に、C=G×QというルールでQi1×Gxを計算してCxkと比較する(ステップS11)。 Similarly, next, Q i1 × Gx is calculated according to the rule of C = G × Q and compared with Cxk (step S11).

そして、ステップS11において、C=G×QというルールでQi1×Gxを計算してCxkと比較した結果、等しい場合には、ステップS12に進み、m1にLxkを加算する。 In step S11, when Q i1 × Gx is calculated according to the rule C = G × Q and compared with Cxk, if the result is equal, the process proceeds to step S12, and Lxk is added to m 1 .

一方、ステップS11において、C=G×QというルールでQi1×Gxを計算してCxkと比較した結果、等しくない場合には、ステップS13に進み、m1からLxkを減算する。 On the other hand, if Q i1 × Gx is calculated according to the rule C = G × Q and compared with Cxk in step S11, if not equal, the process proceeds to step S13, and Lxk is subtracted from m 1 .

そして、次に、次に、C=G×QというルールでQi1×Gyを計算してCykと比較する(ステップS14)。 Next, Q i1 × Gy is calculated according to the rule C = G × Q and compared with Cyk (step S14).

そして、ステップS14において、C=G×QというルールでQi1×Gyを計算してCykと比較した結果、等しい場合には、ステップS15に進み、m1にLykを加算する。 In step S14, Q i1 × Gy is calculated according to the rule C = G × Q and compared with Cyk. If the result is equal, the process proceeds to step S15, and Lyk is added to m 1 .

一方、ステップS14において、C=G×QというルールでQi1×Gyを計算してCykと比較した結果、等しくない場合には、ステップS16に進み、m1からLykを減算する。 On the other hand, if Q i1 × Gy is calculated according to the rule C = G × Q and compared with Cyk in step S14, if not equal, the process proceeds to step S16, and Lyk is subtracted from m 1 .

そして、上記の結果に基づいて得られたm0,m1を比較する(ステップS7)。
ステップS7において、パスメトリックスm0,m1のうち値が大きい方を生き残りパスのパスメトリックスとして、メモリに格納する。なお、等しい場合にはいずれをメモリに格納しても良いものとする。本例においては、等しい場合には、m0を格納することとしている。
Then, m 0 and m 1 obtained based on the above result are compared (step S7).
In step S7, the larger one of the path metrics m 0 and m 1 is stored in the memory as the path metric of the surviving path. If they are equal, any of them may be stored in the memory. In this example, m 0 is stored if they are equal.

具体的には、m1>m0の場合には、m1をパスメトリックスMk(Qi)とする(ステップS8)。一方、m1≦m0の場合には、m0をパスメトリックスMk(Qi)とする(ステップS9)。 Specifically, if m 1 > m 0 , m 1 is set as the path metric M k (Q i ) (step S8). On the other hand, if m 1 ≦ m 0 , m 0 is set as the path metric M k (Q i ) (step S9).

そして、このとき、メトリックスがパスメトリックスに格納されたブランチは、生き残りパスとなる。   At this time, the branch in which the metrics are stored in the path metrics becomes a surviving path.

状態遷移回数がトレースバック長Kに達するまでパスメトリックスの計算を繰り返し、生き残りパスを逐次メモリに格納する。パスメトリックスの最も大きい状態を状態遷移の終端として、終端にたどり着くまでの生き残りパスをトレースバックすることにより最尤パスを判断することができる。   The path metrics calculation is repeated until the number of state transitions reaches the traceback length K, and the surviving paths are sequentially stored in the memory. The state with the largest path metric is the end of the state transition, and the maximum likelihood path can be determined by tracing back the surviving path until the end of the state transition.

次に、リードソロモン(RS)復号器での復号について説明する。
RS符号の復号は、シンドローム多項式S(X)を基に、誤り位置多項式σ(X)と誤り評価多項式ω(X)を求めることで行う。
Next, decoding by the Reed-Solomon (RS) decoder will be described.
The decoding of the RS code is performed by obtaining an error position polynomial σ (X) and an error evaluation polynomial ω (X) based on the syndrome polynomial S (X).

誤り位置多項式σ(X)からは符号語の誤り位置、誤り評価多項式ω(X)からは符号語の誤りの大きさを求めることができる。   The error position of the code word can be obtained from the error position polynomial σ (X), and the error size of the code word can be obtained from the error evaluation polynomial ω (X).

ISDB−TにおけるRS符号は、前述のように符号長N=255シンボル、データ長K=239シンボルのRS符号を51シンボル短縮した、短縮化符号である。このため訂正可能な誤り個数τはτ=(N−K)/2=8として考える。   The RS code in ISDB-T is a shortened code obtained by shortening the RS code of code length N = 255 symbols and data length K = 239 symbols by 51 symbols as described above. Therefore, the number of correctable errors τ is considered as τ = (N−K) / 2 = 8.

まず、受信語からシンドローム多項式を求める。
受信符号多項式をR(X)とすると、シンドローム多項式のk次項の係数は、式(3.2)の根をR(X)に代入することより、
First, a syndrome polynomial is obtained from the received word.
Assuming that the received code polynomial is R (X), the coefficient of the kth-order term of the syndrome polynomial is obtained by substituting the root of Equation (3.2) into R (X):

Figure 0004599625
Figure 0004599625

次にシンドローム多項式から、誤り位置多項式を求める。誤り位置多項式はいわゆるPeterson法やBerlekamp-Massey法、Euclid法などにより、次式を解くことで得られる。   Next, an error position polynomial is obtained from the syndrome polynomial. The error locator polynomial can be obtained by solving the following equation using the so-called Peterson method, Berlekamp-Massey method, Euclid method, or the like.

Figure 0004599625
Figure 0004599625

ただし、t≦τとする。受信語の誤り位置をβ0,β1,・・・,βt-1とすると、これら
の逆数はσ(X)の根となる。つまりσ(X)の根を求めることで、受信語の誤り位置を判定できる。
However, t ≦ τ. When the error position of the received word is β 0 , β 1 ,..., Β t−1 , these reciprocals are roots of σ (X). That is, the error position of the received word can be determined by obtaining the root of σ (X).

シンドローム多項式と、誤り位置多項式が求まると、これらの積から誤り評価多項式が生成できる。   When the syndrome polynomial and the error position polynomial are obtained, an error evaluation polynomial can be generated from the product of these.

Figure 0004599625
Figure 0004599625

上記で説明したように、低CNR環境下において、高品質な尤度系列を生成することは困難である。   As described above, it is difficult to generate a high-quality likelihood sequence in a low CNR environment.

しかし、軟判定復号を行う場合に尤度系列の品質は重要な要素であり、入力された尤度系列が低品質であると復号系列にバースト誤りが発生する確率が高くなる。   However, the quality of the likelihood sequence is an important factor when performing soft decision decoding, and if the input likelihood sequence is low quality, the probability that a burst error will occur in the decoded sequence increases.

そのため、より高い符号化利得を確保するには、このような復号時バースト誤りを防ぐ手法が必要となる。   Therefore, in order to ensure a higher coding gain, a technique for preventing such burst errors during decoding is required.

一般に、バースト誤り対策としては、上述したようにインターリーブ法と繰り返し復号法が有効な手法とされている。1993年、Berrouらによって提案されたターボ符号では、拘束長の短い2つの再帰的畳み込み(Recursive Systematic Convolutional;RSC)符号とインターリーバを用いて並列連接符号を構成することで、擬似的に長い拘束長の符号語を得ることを可能としている。   In general, as a countermeasure against burst errors, the interleave method and the iterative decoding method are effective methods as described above. In 1993, the turbo code proposed by Berrou et al. Constructed a pseudo-long constraint by constructing a parallel concatenated code using two recursive convolutional (RSC) codes with a short constraint length and an interleaver. It is possible to obtain a long codeword.

また、ターボ符号を特徴づけているもう一つの要素が、その復号法として用いられる繰り返し復号法である。   Another element that characterizes the turbo code is an iterative decoding method used as the decoding method.

繰り返し復号法は、一方の復号器で得た復号結果をもう一方の復号器で利用することで全体の系列最適化を行う手法であり、これを適用することで、トレリス木構築時に誤った生き残りパスを選択する確率を低減し、復号時バースト誤りの発生確率を低減することができる。   The iterative decoding method is a method of optimizing the entire sequence by using the decoding result obtained by one decoder in the other decoder. By applying this, it is possible to survive the erroneous survival when constructing the trellis tree. The probability of selecting a path can be reduced, and the probability of occurrence of a burst error during decoding can be reduced.

ターボ符号は、このようなインターリーバと繰り返し復号法を用いることで、実用的な範囲で初めてシャノン限界に近い利得に達した符号である。   The turbo code is a code that reaches a gain close to the Shannon limit for the first time in a practical range by using such an interleaver and iterative decoding method.

図11は、ターボ符号器およびターボ復号器の構成を説明する図である。
図11を参照して、ターボ符号器500に入力された入力情報は、第1符号器510において符号化されてモジュレータ525に出力される。さらに入力情報がインターリーバ505を介してデータの順序の配列が組み替えられて第2符号器520において符号化されてモジュレータ525に出力される。
FIG. 11 is a diagram illustrating the configuration of a turbo encoder and a turbo decoder.
Referring to FIG. 11, input information input to turbo encoder 500 is encoded by first encoder 510 and output to modulator 525. Further, the input information is encoded by the second encoder 520 after being rearranged in the order of the data via the interleaver 505 and output to the modulator 525.

ターボ復号器600に入力された受信した情報は、SISO(Soft Input Soft Out)第1復号器610により復号され、さらに、インターリーバ615を介してSISO第2復号器620でさらに復号される。そして、SISO第2復号器620の出力がデインターリーバ625を介してSISO第1復号器610にフィードバックする。この繰り返しを行なうことにより信頼性の高い情報を復号できる。   The received information input to the turbo decoder 600 is decoded by a SISO (Soft Input Soft Out) first decoder 610 and further decoded by a SISO second decoder 620 via an interleaver 615. The output of the SISO second decoder 620 is fed back to the SISO first decoder 610 via the deinterleaver 625. By repeating this process, highly reliable information can be decoded.

ここで、繰り返し復号法について説明する。
相互に統計的相関のない符号を用いて2重に符号化を行った場合、受信系列に生じた誤り系列も符号語間において相関のない系列となる。
Here, the iterative decoding method will be described.
When double encoding is performed using codes having no statistical correlation with each other, an error sequence generated in a received sequence is also a sequence having no correlation between codewords.

このため、一方の復号で得た結果がもう一方の復号時に適当ではないと判定される可能性がある。この性質を利用して、一方の復号結果をもう一方の復号時に復号補助情報として用いることで、より誤り率の低い復号結果を得ることができる。   For this reason, there is a possibility that the result obtained by one decoding is determined to be inappropriate at the time of the other decoding. By using this property and using one decoding result as decoding auxiliary information at the time of the other decoding, a decoding result with a lower error rate can be obtained.

また、図11のターボ符号のような構造で各復号器間で復号補助情報のやりとりを繰り返すことで徐々に誤り率を下げていくことができる。このような手法を繰り返し復号法という。   Further, the error rate can be gradually lowered by repeating the exchange of decoding auxiliary information between the decoders in a structure like the turbo code of FIG. Such a method is called an iterative decoding method.

繰り返し復号法は、ターボ符号やLDPC符号などの、近年最も注目されている誤り訂正符号において利用されている復号手法である。   The iterative decoding method is a decoding method used in error correction codes that have attracted the most attention in recent years, such as turbo codes and LDPC codes.

繰り返し復号を導入する場合、復号補助情報を相互にやりとりするため、要素復号器には軟入力・軟出力機能が要求される。   When iterative decoding is introduced, in order to exchange decoding auxiliary information with each other, the element decoder is required to have a soft input / soft output function.

ターボ符号では、復号補助情報として、SOVAにより事後確率を計算し、出力する手法を用いている。ターボ符号におけるパスメトリックスの計算は、式(3.4)に事前確率を表す項LPkを加え、次式のようになる。 The turbo code uses a technique of calculating and outputting the posterior probability by SOVA as decoding auxiliary information. The path metrics in the turbo code are calculated by adding the term L Pk representing the prior probability to the equation (3.4) and the following equation.

Figure 0004599625
Figure 0004599625

SOVAでは、パスメトリックスの計算時に、マージしたブランチのメトリックス差分値Δkと生き残りパスの履歴を格納しておく。復号後、これらをもとに軟出力を生成する。 In SOVA, when calculating the path metrics, storing a history of merged branch metrics difference value delta k and survivor path. After decoding, a soft output is generated based on these.

ターボ符号では、このSOVAの軟出力を事前確率として復号過程を繰り返し、これを更新していくことでパスメトリックスの最適化を行っている。   In the turbo code, the decoding process is repeated with the soft output of the SOVA as a prior probability, and the path metrics are optimized by updating the decoding process.

以下、非特許文献2に示される繰り返し復号法について説明する。
RS−C直列連接符号への繰り返し復号法の適用にあたっては、いくつかの課題がある。
Hereinafter, the iterative decoding method disclosed in Non-Patent Document 2 will be described.
There are several problems in applying the iterative decoding method to RS-C serial concatenated codes.

復号補助情報の生成機能、復号補助情報を効率的にやりとりするための復号器間のインターフェイスなどである。   A decoding auxiliary information generation function, an interface between decoders for efficiently exchanging decoding auxiliary information, and the like.

図7で説明した従来の復号器には、上述の機能は存在しないため、これらを付加する必要がある。   Since the above-described function does not exist in the conventional decoder described with reference to FIG. 7, it is necessary to add these functions.

非特許文献2では、海外規格のDVBにおいて繰り返し復号法を適用する手法が提案されている。   Non-Patent Document 2 proposes a method of applying an iterative decoding method in DVB of overseas standards.

非特許文献2に示される手法により、ISDB−T受信機に繰り返し復号法を適用する場合、各要素復号器に軟入出力を行うためのインターフェイスと、RS復号器で軟判定を行う機能が必要となる。   When the iterative decoding method is applied to the ISDB-T receiver by the method shown in Non-Patent Document 2, an interface for performing soft input / output to each element decoder and a function for performing soft decision by the RS decoder are required. It becomes.

図12は、軟判定ビタビ(SOVA)復号器−軟判定リードソロモン(RS)直列連接復号器を説明する図である。   FIG. 12 is a diagram illustrating a soft decision Viterbi (SOVA) decoder-soft decision Reed-Solomon (RS) serial concatenated decoder.

図12を参照して、SOVA復号器−軟判定RS直列連接復号器では、SOVA復号器700は、受信系列(X,Y)の入力を受けて、硬出力である復号データおよび軟出力である復号補助情報を生成する。そして、軟判定RS復号器720は、デインターリーバ705,710を介してSOVA復号器700の出力結果を受け取り、軟判定RS復号を行う。   Referring to FIG. 12, in the SOVA decoder-soft-decision RS serial concatenated decoder, SOVA decoder 700 receives the received sequence (X, Y) and outputs hard-coded decoded data and soft output. Decoding auxiliary information is generated. Then, the soft decision RS decoder 720 receives the output result of the SOVA decoder 700 via the deinterleavers 705 and 710 and performs soft decision RS decoding.

軟判定RS復号器720は、復号データおよび復号補助情報を生成し、この生成された復号結果をインターリーバ725,730を介してSOVA復号器700へフィードバックすることで繰り返し復号を行う。   Soft decision RS decoder 720 generates decoded data and decoding auxiliary information and feeds back the generated decoding result to SOVA decoder 700 via interleavers 725 and 730 to perform iterative decoding.

図13は、SOVA復号器700の構成を説明する図である。
図13を参照して、SOVA復号器700への入力は、受信系列(X,Y)と事前確率系列(Priori)の2系列が必要となる。事前確率系列(Priori)にはRS復号器720からのフィードバックを用いる。具体的には、事前確率系列(Priori)は、RS復号器720の出力であるインターリーバ725,730を介して入力された符号系列(RS−decoded)と尤度系列(LLRRS)とを含む。
FIG. 13 is a diagram for explaining the configuration of the SOVA decoder 700.
Referring to FIG. 13, the input to SOVA decoder 700 requires two sequences, a reception sequence (X, Y) and a prior probability sequence (Priori). Feedback from the RS decoder 720 is used for the prior probability sequence (Priori). Specifically, the prior probability sequence (Priori) includes a code sequence (RS-decoded) and a likelihood sequence (LLR RS ) input via interleavers 725 and 730 that are outputs of the RS decoder 720. .

SOVAでのパスメトリックスの計算には前述の式(4.1)を用いる。ここでは、軟判定RS直列連接復号器からのフィードバックが符号語CRSとその尤度情報LRSにより構成されているとして、式(4.1)を次式のように置き換える。 The above formula (4.1) is used for calculation of path metrics in SOVA. Here, assuming that the feedback from the soft-decision RS serial concatenated decoder is composed of the code word C RS and its likelihood information L RS , equation (4.1) is replaced as the following equation.

Figure 0004599625
Figure 0004599625

具体的には、SOVA復号器700では、パスメトリックスの格納時に、メトリックスの差分値やパス履歴なども格納しておき、後の軟出力の生成に用いる。   Specifically, the SOVA decoder 700 stores a metric difference value, a path history, and the like at the time of storing path metrics and uses them for later generation of soft output.

SOVAは統計的に最も状態遷移確率の高いパスを選択するアルゴリズムであるため、メトリックスの差分値はパスのLLRを示しているといえる。ただし、差分値を格納した時点より以前のパスの尤度を示しているため、パスの履歴も同時に参照する必要がある。SOVAでは、これらの値を参照して事後確率系列を生成し、軟出力として用いる。   Since SOVA is an algorithm that statistically selects the path with the highest state transition probability, it can be said that the metric difference value indicates the LLR of the path. However, since the likelihood of the path before the time when the difference value is stored is indicated, it is necessary to refer to the path history at the same time. In SOVA, a posterior probability sequence is generated with reference to these values and used as a soft output.

図14は、軟判定リードソロモン(RS)復号器720を説明する図である。
図14を参照して、軟判定RS復号器720では、デインターリーバ705,710を介して入力された硬出力である符号系列(C−decoded)と軟出力である尤度系列(LLRc)により軟判定復号を行う。
FIG. 14 is a diagram illustrating a soft decision Reed-Solomon (RS) decoder 720.
Referring to FIG. 14, soft decision RS decoder 720 uses a hard output code sequence (C-decoded) and soft output likelihood sequence (LLRc) input via deinterleavers 705 and 710. Perform soft decision decoding.

RS符号の復号は代数的に行われるので、GMD復号などを利用する。
RS符号の軟判定復号では、誤り訂正と消失誤り訂正を組み合わせて復号を行い、符号語と尤度系列とを関連付けることで、最も誤りが少ないと推測される符号語を送信符号語と判定する。
Since decoding of the RS code is performed algebraically, GMD decoding or the like is used.
In soft-decision decoding of an RS code, decoding is performed by combining error correction and erasure error correction, and a codeword that is estimated to have the least error is determined as a transmission codeword by associating a codeword with a likelihood sequence. .

このとき、消失誤りと判定したシンボルの数や、最小距離の条件を満たしていたかなどの情報を得ることができる。非特許文献2の手法では、これらの情報をもとに軟出力である符号系列(RS−decoded)と軟出力である尤度系列(LLRRS)を構成し、SOVA復号器700にフィードバックする方法が示されている。 At this time, it is possible to obtain information such as the number of symbols determined to be erasure errors and whether the minimum distance condition is satisfied. In the method of Non-Patent Document 2, a code sequence (RS-decoded) that is a soft output and a likelihood sequence (LLR RS ) that is a soft output are configured based on these pieces of information and fed back to the SOVA decoder 700. It is shown.

次に、本発明の実施の形態に従う軟判定ビタビ復号器−硬判定リードソロモン(RS)直列連接復号器による繰り返し復号法について説明する。   Next, iterative decoding method using soft decision Viterbi decoder-hard decision Reed-Solomon (RS) serial concatenated decoder according to the embodiment of the present invention will be described.

ターボ符号などにより、繰り返し復号法が、復号時バースト誤りの訂正に有効であることが示されている。ISDB−T受信機では、符号の構造上は繰り返し復法号法の適用が可能であるが、上述したように従来受信機において繰り返し復号法は導入されていない。   It is shown by the turbo code or the like that the iterative decoding method is effective for correcting burst errors during decoding. In the ISDB-T receiver, the iterative decoding method can be applied because of the structure of the code, but as described above, the iterative decoding method is not introduced in the conventional receiver.

このため、繰り返し復号法の適用によって、ISDB−T受信機において符号化利得の向上が可能であると考えられる。   For this reason, it is considered that the coding gain can be improved in the ISDB-T receiver by applying the iterative decoding method.

ISDB−T受信機への繰り返し復号法の適用にあたっては、復号補助情報の生成機能、復号補助情報を効率的にやりとりするための復号器間のインターフェイスなどが必要となる。   When the iterative decoding method is applied to the ISDB-T receiver, a decoding auxiliary information generation function, an interface between decoders for efficiently exchanging decoding auxiliary information, and the like are required.

上述したように非特許文献2で示されるSOVA復号器−軟判定RS直列連接復号器では、海外規格のDVBにおいて、SOVA復号器と軟入出力・軟判定RS復号器によってこれらを満たす手法が提案されている。この手法では、SOVA復号器により生成された事後確率をRS復号器に受け渡し、RS復号器でも軟判定復号を行う。さらに、RS復号時の消失訂正数などの情報をもとに軟出力を生成し、復号補助情報としてSOVA復号器にフィードバックすることで繰り返し復号を行う。   As described above, the SOVA decoder-soft decision RS serial concatenated decoder shown in Non-Patent Document 2 proposes a method for satisfying these in the overseas standard DVB by the SOVA decoder and the soft input / output / soft decision RS decoder. Has been. In this method, the posterior probability generated by the SOVA decoder is passed to the RS decoder, and soft decision decoding is also performed by the RS decoder. Further, a soft output is generated based on information such as the number of erasure corrections at the time of RS decoding, and iterative decoding is performed by feeding back to the SOVA decoder as decoding auxiliary information.

この手法の問題点は、上述したようにその復号器構成が複雑となることである。
軟出力のための記憶量、計算量が必要であり、特に軟判定RS復号は代数復号の繰り返しで最尤系列を推定するため計算量が多いからである。
The problem with this technique is that the decoder configuration is complicated as described above.
This is because the amount of storage and the amount of calculation for soft output are necessary, and in particular, soft decision RS decoding has a large amount of calculation because the maximum likelihood sequence is estimated by repeating algebraic decoding.

そこで、本実施例においては、復号補助情報としてRS符号のシンドロームによる復号成否情報を用いる、軟判定ビタビ復号器−硬判定リードソロモン(RS)直列連接復号器による繰り返し復号法を提案する。   In this embodiment, therefore, an iterative decoding method using a soft-decision Viterbi decoder-hard-decision Reed-Solomon (RS) serial concatenated decoder that uses decoding success / failure information based on the RS code syndrome as decoding auxiliary information is proposed.

従来の硬判定RS符号においては、受信系列に符号語の復号能力を上回る量の誤りが生じている場合は復号が失敗する。このため、復号に成功した系列では非常に高い尤度が保証され、逆に復号に失敗した系列は誤りが非常に多いため尤度が低いと言える。よって、この復号成否情報を軟判定ビタビ(V)復号器にフィードバックすることで、高質な復号補助情報として利用できると考えられる。   In conventional hard-decision RS codes, decoding fails if the received sequence contains an amount of errors that exceeds the decoding capability of the codeword. For this reason, a very high likelihood is guaranteed in a sequence that has been successfully decoded, and conversely, a sequence that has failed in decoding has a very large number of errors and thus has a low likelihood. Therefore, it is considered that this decoding success / failure information can be used as high-quality decoding auxiliary information by feeding back to the soft decision Viterbi (V) decoder.

図15は、本発明の実施の形態に従う軟判定ビタビ復号器−硬判定リードソロモン(RS)直列連接復号器の構成を説明する概略図である。   FIG. 15 is a schematic diagram illustrating a configuration of a soft decision Viterbi decoder-hard decision Reed-Solomon (RS) serial concatenated decoder according to an embodiment of the present invention.

図15を参照して、軟判定ビタビ復号器−硬判定リードソロモン(RS)直列連接復号器1は、遅延素子12と、軟判定ビタビ復号器5と、デインターリーバ15と、硬判定リードソロモン復号器10と、インターリーバ20a,20bとを含む。   Referring to FIG. 15, soft decision Viterbi decoder-hard decision Reed-Solomon (RS) serial concatenated decoder 1 includes delay element 12, soft decision Viterbi decoder 5, deinterleaver 15, and hard decision Reed-Solomon. It includes a decoder 10 and interleavers 20a and 20b.

軟判定ビタビ復号器5は、受信系列(X,Y)の入力を受けて、硬出力である復号データTSPを生成する。そして、硬判定RS復号器10は、デインターリーバ15を介して軟判定ビタビ復号器5の出力結果を受け取り、硬判定RS復号を行う。インターリーバ20は、入力されたデータ順序の配列を所定の方式に従って組み替えて出力する。また、デインターリーバ15は、インターリーバ20と対を成し、データ順序の配列が組み替えられて入力されたデータ順序を所定の方式と反対の方式で元のデータ順序に戻して出力する。   The soft decision Viterbi decoder 5 receives the received sequence (X, Y) and generates decoded data TSP that is a hard output. The hard decision RS decoder 10 receives the output result of the soft decision Viterbi decoder 5 via the deinterleaver 15 and performs hard decision RS decoding. The interleaver 20 rearranges the input data order array according to a predetermined method and outputs the result. Further, the deinterleaver 15 is paired with the interleaver 20, and outputs the data order that is input after the data order is rearranged to the original data order by a method opposite to the predetermined method.

硬判定RS復号器10は、復号データおよび復号補助情報を生成し、この生成された復号結果をインターリーバ20a,20bを介して軟判定ビタビ復号器5へフィードバックする。これにより繰り返し復号を実行する。   The hard decision RS decoder 10 generates decoded data and auxiliary decoding information, and feeds back the generated decoding result to the soft decision Viterbi decoder 5 via the interleavers 20a and 20b. Thereby, iterative decoding is executed.

具体的には、軟判定ビタビ復号器5において、遅延素子12により遅延した受信系列(X,Y)および硬判定RS復号器10で生成された復号データおよび復号補助情報に基づいて、再度、軟判定ビタビ復号を実行する。そして、硬判定リードソロモン復号器10は、デインターリーバ15を介して入力された復号結果を受けて、硬判定RS復号を実行し、それにより得られた復号データを出力する。   Specifically, in soft decision Viterbi decoder 5, again based on the reception sequence (X, Y) delayed by delay element 12 and the decoded data and decoding auxiliary information generated by hard decision RS decoder 10, soft decision Viterbi decoder 5 again. Performs determination Viterbi decoding. The hard decision Reed-Solomon decoder 10 receives the decoding result input via the deinterleaver 15, performs hard decision RS decoding, and outputs the decoded data obtained thereby.

図12の構成と比較して明らかなように、本実施の形態に従う構成においては、軟判定ビタビ復号器である畳み込み(C)復号器から硬判定RS復号器であるブロック復号器に対する尤度情報のやりとりは必要ではない。   As is clear from the configuration of FIG. 12, in the configuration according to the present embodiment, the likelihood information from the convolution (C) decoder, which is a soft-decision Viterbi decoder, to the block decoder, which is a hard-decision RS decoder. Is not necessary.

したがって、軟判定ビタビ復号器である畳み込み(C)復号器の軟出力機能、RS復号器であるブロック復号器の軟入力機能、また各復号器における尤度情報の生成機能を省略または簡略可能であり、復号器が簡易に構成することが可能である。   Therefore, the soft output function of the convolution (C) decoder, which is a soft decision Viterbi decoder, the soft input function of the block decoder, which is an RS decoder, and the likelihood information generation function in each decoder can be omitted or simplified. Yes, the decoder can be configured simply.

図16は、軟判定ビタビ復号器5の構成を説明する概略図である。
図16を参照して、軟判定ビタビ(V)復号器5は、SOVAで用いられるものと同じ、受信系列(X,Y)と事前確率系列(RS−decoded,S)の2系列を入力とする復号器を使用する。
FIG. 16 is a schematic diagram illustrating the configuration of the soft decision Viterbi decoder 5.
Referring to FIG. 16, soft decision Viterbi (V) decoder 5 receives the same two sequences of reception sequence (X, Y) and prior probability sequence (RS-decoded, S) as those used in SOVA. Use a decoder that

ここで、上述したように硬判定RS復号器10の入力において復号補助情報の入力を必要としないため軟判定ビタビ(V)復号器5は、軟出力機能を設ける必要が無く簡易な構成で実現可能である。   Here, as described above, the input of the hard decision RS decoder 10 does not require the input of decoding auxiliary information, so the soft decision Viterbi (V) decoder 5 is realized with a simple configuration without the need for providing a soft output function. Is possible.

図17は、硬判定リードソロモン(RS)復号器10の構成を説明する概略図である。
図17を参照して、硬判定RS復号器10は、硬判定RS復号ユニット12と、シンドローム生成器14とを含む。
FIG. 17 is a schematic diagram illustrating the configuration of the hard decision Reed-Solomon (RS) decoder 10.
Referring to FIG. 17, hard decision RS decoder 10 includes a hard decision RS decoding unit 12 and a syndrome generator 14.

硬判定RS復号ユニット12は、軟判定ビタビ復号器5により生成されたデインターリーバ15を介する入力データTSPを受けて硬判定出力(RS−decoded)の復号結果を出力する。   The hard decision RS decoding unit 12 receives the input data TSP generated via the deinterleaver 15 generated by the soft decision Viterbi decoder 5 and outputs a hard decision output (RS-decoded) decoding result.

そして、シンドローム生成器14は、硬判定出力(RS−decoded)に基づいて復号補助情報(シンドローム)Sを計算して出力する。RS符号は、復号時にシンドロームを計算することによって誤りを検出する。   The syndrome generator 14 calculates and outputs decoding auxiliary information (syndrome) S based on the hard decision output (RS-decoded). The RS code detects errors by calculating the syndrome at the time of decoding.

シンドローム多項式は式(3.6)の係数をもとに、式(3.7)で表される。ここで、受信符号多項式R(X)に誤り多項式e(X)で表される誤りが生じているとすると、R(X)は送信符号多項式T(X)を用いて次式のように表せる。   The syndrome polynomial is expressed by equation (3.7) based on the coefficient of equation (3.6). Here, assuming that an error represented by the error polynomial e (X) has occurred in the received code polynomial R (X), R (X) can be expressed by the following equation using the transmission code polynomial T (X). .

Figure 0004599625
Figure 0004599625

以上により符号語に何らかの誤りが生じている場合、e(X)≠0であるから、s(x)≠0となる。   As described above, when some error occurs in the code word, since e (X) ≠ 0, s (x) ≠ 0.

一方、符号語に誤りが生じていない場合、e(X)=0であることから、S(x)=0となる。つまり、シンドローム多項式が0であるとき符号語に誤りはなく、0でないときは符号語に誤りが生じていると仮定することができる。ただし、誤りは生じているがシンドローム多項式は0となることも有り得るため、必ずしも誤りがないとは言いきれない。この場合は、符号の構造上誤りを検出できないため、見逃し誤りとなる。   On the other hand, when there is no error in the code word, since e (X) = 0, S (x) = 0. That is, it can be assumed that there is no error in the codeword when the syndrome polynomial is 0, and that there is an error in the codeword when it is not 0. However, since an error has occurred but the syndrome polynomial may be 0, it cannot always be said that there is no error. In this case, since an error cannot be detected due to the structure of the code, an error is missed.

RS符号の構造そのものは復号後も変化しないため、復号後にシンドロームを再計算することで誤りの有無が検出でき、復号成否の確認が可能である。   Since the structure of the RS code itself does not change even after decoding, the presence or absence of an error can be detected by recalculating the syndrome after decoding, and the success or failure of decoding can be confirmed.

本実施例では、このようなシンドローム多項式を復号後にも計算し、復号後のパケットにおける誤りの有無を調べることで、復号の成否を確認することとする。このとき、復号成に1、復号否に0のバイナリデータを割り当て、復号補助情報(シンドローム)Sとして軟判定ビタビ(V)復号器5にフィードバックする。   In the present embodiment, such a syndrome polynomial is calculated even after decoding, and the success or failure of decoding is confirmed by checking whether there is an error in the decoded packet. At this time, binary data of 1 is assigned to the decoding result and 0 is assigned to the decoding failure, and is fed back to the soft decision Viterbi (V) decoder 5 as decoding auxiliary information (syndrome) S.

図12の構成と比較して明らかなように、本実施の形態に従う構成においては、硬判定RS復号器10において、軟入力機能、また、尤度情報の生成機能を省略または簡略可能であり、復号器を簡易に構成することが可能である。   As is clear from the configuration of FIG. 12, in the configuration according to the present embodiment, the hard-decision RS decoder 10 can omit or simplify the soft input function and the likelihood information generation function. It is possible to simply configure the decoder.

本実施の形態に従う硬判定RS復号器10では実際の意味での事前確率の尤度情報を生成せず、シンドロームSを事前確率の代替値として用いる。   Hard-decision RS decoder 10 according to the present embodiment does not generate likelihood information of prior probability in the actual sense, and uses syndrome S as an alternative value of prior probability.

つまり、パスメトリックスの計算を式(4.1)を置き換えて、次式のようにする。   That is, the path metrics are calculated by substituting Equation (4.1) as follows:

Figure 0004599625
Figure 0004599625

しかし、通常ではシステムにおいて受信シンボルの尤度情報に数ビットが割り当てられており、LRkの値に比べて復号補助情報(シンドローム)Sの値が小さい。復号補助情報の値が小さすぎると適切な効果を得られないため、次式のようにSに適当な重みWを付与して用いる。 However, usually, several bits are assigned to the likelihood information of the received symbol in the system, and the value of the decoding auxiliary information (syndrome) S is smaller than the value of L Rk . If the value of the decoding auxiliary information is too small, an appropriate effect cannot be obtained. Therefore, an appropriate weight W is assigned to S as shown in the following equation.

Figure 0004599625
Figure 0004599625

図18は、本発明の実施の形態に従うパスメトリックスの計算手順を説明する図である。   FIG. 18 is a diagram illustrating a path metric calculation procedure according to the embodiment of the present invention.

図18を参照して、本発明の実施の形態に従うパスメトリックスの計算手順は図10の計算手順にさらに、パスメトリックスに対して復号補助情報に関するフローを付け加えたものである。具体的には、ステップS20〜ステップS25をさらに追加した点が異なり、その他の点については同様であるので同じ点については繰り返さない。   Referring to FIG. 18, the path metrics calculation procedure according to the embodiment of the present invention is obtained by adding a flow relating to decoding auxiliary information to path metrics in addition to the calculation procedure of FIG. Specifically, Step S20 to Step S25 are further added, and the other points are the same, so the same points will not be repeated.

ステップS4において、C=G×QというルールでQi0×Gyを計算してCykと比較した結果、等しい場合には、ステップS5に進み、m0にLykを加算する。 In step S4, Q i0 × Gy is calculated according to the rule of C = G × Q and compared with Cyk. If they are equal, the process proceeds to step S5, and Lyk is added to m 0 .

一方、ステップS4において、C=G×QというルールでQi0×Gyを計算してCykと比較した結果、等しくない場合には、ステップS6に進み、m0からLykを減算する。 On the other hand, if Q i0 × Gy is calculated according to the rule C = G × Q and compared with Cyk in step S4, if not equal, the process proceeds to step S6 and Lyk is subtracted from m 0 .

そして、次に、MSB(Qi)と、CRSkとを比較する(ステップS20)。ここで、MSB(Qi)は、シフトレジスタの内部状態Qiの最上位ビット(畳み込み符号における入力ビット)を示す。また、CRSはフィードバックされたRS符号語を示す。 Next, MSB (Q i ) is compared with C RS k (step S20). Here, MSB (Q i ) indicates the most significant bit (input bit in the convolutional code) of the internal state Q i of the shift register. C RS indicates the RS codeword fed back.

すなわち、ステップS20において、フィードバックされたRS符号ビットと、それに対応する畳み込み符号の入力ビットに相当するMSB(Qi)とを比較する。具体的には、軟判定ビタビ復号器5の内部で構成されるトレリス木における内部状態Qiの状態遷移の方向を示すデータ0or1と、フィードバックされたRS符号ビットとを比較する。 That is, in step S20, the RS code bit fed back is compared with the MSB (Q i ) corresponding to the input bit of the convolutional code corresponding thereto. Specifically, the data 0 or 1 indicating the direction of the state transition of the internal state Q i in the trellis tree configured inside the soft decision Viterbi decoder 5 is compared with the RS code bit fed back.

ステップS20において、受信語とRS符号語とが一致した場合に、一致した系列の軟判定補助データ(SkW)を前状態のパスメトリックスに加算する(ステップS21)。ここで、復号補助データは、シンドロームS×重みWに相当する。   If the received word and the RS code word match in step S20, the soft decision auxiliary data (SkW) of the matched sequence is added to the path metric in the previous state (step S21). Here, the decoding assistance data corresponds to syndrome S × weight W.

一方、ステップS20において、受信語とRS符号語とが不一致の場合には、復号補助データ(SkW)を前状態のパスメトリックスから減算する(ステップS22)。   On the other hand, if the received word and the RS codeword do not match in step S20, the decoding auxiliary data (SkW) is subtracted from the previous path metrics (step S22).

同様に、ステップS14において、C=G×QというルールでQi1×Gyを計算してCykと比較した結果、等しい場合には、ステップS15に進み、m1にLykを加算する。 Similarly, in step S14, C = G × Q results compared to Cyk calculate the Q i1 × Gy in rule, if they are equal, the process proceeds to step S15, adds Lyk to m 1.

一方、ステップS14において、C=G×QというルールでQi1×Gyを計算してCykと比較した結果、等しくない場合には、ステップS16に進み、m1からLykを減算する。 On the other hand, if Q i1 × Gy is calculated according to the rule C = G × Q and compared with Cyk in step S14, if not equal, the process proceeds to step S16, and Lyk is subtracted from m 1 .

そして、次に、MSB(Qi)と、CRSkとを比較する(ステップS23)。ここで、MSB(Qi)は、シフトレジスタの内部状態Qiの最上位ビット(入力側ビット)を示す。また、CRSはフィードバックされたRS符号語を示す。 Next, MSB (Q i ) is compared with C RS k (step S23). Here, MSB (Q i ) indicates the most significant bit (input side bit) of the internal state Q i of the shift register. C RS indicates the RS codeword fed back.

すなわち、ステップS23において、フィードバックされたRS符号ビットと、それに対応する畳み込み符号の入力ビットに相当するMSB(Qi)とを比較する。具体的には、軟判定ビタビ復号器5の内部で構成されるトレリス木における内部状態Qiの状態遷移の方向を示すデータ0or1と、フィードバックされたRS符号ビットとを比較する。 That is, in step S23, the RS code bit fed back is compared with the MSB (Q i ) corresponding to the input bit of the convolutional code corresponding thereto. Specifically, the data 0 or 1 indicating the direction of the state transition of the internal state Q i in the trellis tree configured inside the soft decision Viterbi decoder 5 is compared with the RS code bit fed back.

ステップS23において、受信語とRS符号語とが一致した場合に、一致した系列の復号補助データ(SkW)を前状態のパスメトリックスに加算する(ステップS24)。ここで、復号補助データは、シンドロームS×重みWに相当する。   In step S23, when the received word and the RS code word match, the decoded auxiliary data (SkW) of the matched sequence is added to the path metrics in the previous state (step S24). Here, the decoding assistance data corresponds to syndrome S × weight W.

一方、ステップS23において、受信語とRS符号語とが不一致の場合には、復号補助データ(SkW)を前状態のパスメトリックスから減算する(ステップS25)。   On the other hand, if the received word and the RS code word do not match in step S23, the auxiliary decoding data (SkW) is subtracted from the previous path metrics (step S25).

そして、上記の結果に基づいて得られたm0,m1を比較する(ステップS7)。
ステップS7において、m0,m1のうち値が大きい方を生き残りのパスメトリックスとして、メモリに格納する。なお、等しい場合にはいずれをメモリに格納しても良いものとする。本例においては、等しい場合には、m0を格納することとしている。
Then, m 0 and m 1 obtained based on the above result are compared (step S7).
In step S7, the larger one of m 0 and m 1 is stored in the memory as the surviving path metrics. If they are equal, any of them may be stored in the memory. In this example, m 0 is stored if they are equal.

具体的には、m1>m0の場合には、m1をパスメトリックスMk(Qi)とする(ステップS8)。一方、m1≦m0の場合には、m0をパスメトリックスMk(Qi)とする(ステップS9)。 Specifically, if m 1 > m 0 , m 1 is set as the path metric M k (Q i ) (step S8). On the other hand, if m 1 ≦ m 0 , m 0 is set as the path metric M k (Q i ) (step S9).

そして、このとき、メトリックスがパスメトリックスに格納されたブランチは、生き残りパスとなる。   At this time, the branch in which the metrics are stored in the path metrics becomes a surviving path.

状態遷移回数がトレースバック長Kに達するまでパスメトリックスの計算を繰り返し、生き残りパスを逐次メモリに格納する。パスメトリックスの最も大きい状態を状態遷移の終端として、終端にたどり着くまでの生き残りパスをトレースバックすることにより最尤パスを判断することができる。   The path metrics calculation is repeated until the number of state transitions reaches the traceback length K, and the surviving paths are sequentially stored in the memory. The state with the largest path metric is the end of the state transition, and the maximum likelihood path can be determined by tracing back the surviving path until the end of the state transition.

本実施の形態に従う構成は、軟判定ビタビ復号器である畳み込み(C)復号器の軟出力機能、RS復号器であるブロック復号器の軟入力機能、また、各復号器における尤度情報の生成機能を省略または簡略可能であり、各復号器の構成を簡易に設計することが可能である。   The configuration according to the present embodiment includes a soft output function of a convolution (C) decoder that is a soft decision Viterbi decoder, a soft input function of a block decoder that is an RS decoder, and generation of likelihood information in each decoder. The function can be omitted or simplified, and the configuration of each decoder can be designed easily.

また、デインターリーバについても軟判定ビタビ復号器5と硬判定リードソロモン復号器10との間に1つの入力系列に対応して設ければ良く、デインターリーバの個数も削減できる。   Also, a deinterleaver may be provided corresponding to one input sequence between the soft decision Viterbi decoder 5 and the hard decision Reed-Solomon decoder 10, and the number of deinterleavers can be reduced.

なお、構成が簡素な分、本実施例の方が同面積のハードウェアにおいて繰り返し回数を増やせる可能性も存在する。   Since the configuration is simple, there is a possibility that the present embodiment can increase the number of repetitions in hardware having the same area.

次に、本発明の実施の形態に従う軟判定ビタビ復号器−硬判定リードソロモン(RS)直列連接復号器による繰り返し復号を実行する場合と、繰り返し復号を実行しない場合との比較について説明する。   Next, a comparison between a case where iterative decoding is performed by the soft decision Viterbi decoder-hard decision Reed-Solomon (RS) serial concatenated decoder according to the embodiment of the present invention and a case where iterative decoding is not performed will be described.

まず、シミュレーション環境について説明する。
一般に、無線信号に加わる雑音の発生源は、受信機内部において多数存在する。
First, the simulation environment will be described.
In general, there are many sources of noise added to a radio signal inside a receiver.

受信機では、これら多数の雑音源から生じた信号が加え合わされたものが雑音として受信される。このような雑音は、サンプル数が大きいとき、中心極限定理により近似的にガウス分布に従う。また、確率分布の周波数特性は一様であると近似できる。このため、システム内部雑音モデルには加法性白色ガウス雑音(Additive White Gaussian Noise; AWGN)モデルを用いるのが一般的である。   At the receiver, the sum of signals generated from these many noise sources is received as noise. Such noise approximately follows a Gaussian distribution by the central limit theorem when the number of samples is large. Further, it can be approximated that the frequency characteristics of the probability distribution are uniform. For this reason, an additive white Gaussian noise (AWGN) model is generally used as the system internal noise model.

自動車のような移動体で放送を受信すると仮定する。アンテナ高は1−2m程度であるので、一般的にはNLOS環境であるとみなせる。   Assume that a mobile body such as an automobile receives a broadcast. Since the antenna height is about 1-2 m, it can be generally regarded as an NLOS environment.

この場合、到来波が移動局近傍の複数点から受信点に到達するマルチパス伝搬環境となり、フェージング変動の分布はレイリー分布となることが知られている。   In this case, it is known that an incoming wave becomes a multipath propagation environment in which a plurality of points in the vicinity of the mobile station reach the reception point, and the distribution of fading fluctuation is a Rayleigh distribution.

また、到来波に経路長差がなく、遅延時間差を無視可能であるとすると、一様な周波数特性を持つフラットフェージングとなり、到来波の経路長差が大きく、遅延時間差が無視不可能であるとすると、歪な周波数特性を持つ周波数選択性フェージングとなる。   Also, if there is no path length difference in the arriving wave and the delay time difference can be ignored, flat fading with uniform frequency characteristics results, the path length difference of the arriving wave is large, and the delay time difference cannot be ignored. Then, it becomes frequency selective fading with a distorted frequency characteristic.

ISDB−Tでは伝送にOFDMにより多重されたマルチキャリアシンボルを用いていることから、遅延時間差が無視できない。このため、フェージングモデルにはマルチパスレイリー分布モデルが用いられる。特に自動車での受信では、多くのパスが存在すると予想されるため、6波レイリー分布フェージング雑音モデルを用いる。   Since ISDB-T uses multicarrier symbols multiplexed by OFDM for transmission, the delay time difference cannot be ignored. For this reason, a multipath Rayleigh distribution model is used as the fading model. In particular, when receiving in an automobile, it is expected that there are many paths, so a 6-wave Rayleigh distributed fading noise model is used.

次に、屋外において、移動体により受信を行う場合を考える。移動体での受信では、ドップラー効果による周波数シフトが起こる。i番目の素波が移動体の進行方向に対して角度θi方向から到来するものとする。このとき、移動体の速度をv、光速をc、搬送波周波数をfcとすると、この到来波は次式で与えられるドップラー周波数シフトを受ける。   Next, consider the case where reception is performed outdoors by a mobile object. In reception by a mobile object, a frequency shift due to the Doppler effect occurs. It is assumed that the i-th elementary wave arrives from the direction of the angle θi with respect to the traveling direction of the moving body. At this time, if the velocity of the moving body is v, the speed of light is c, and the carrier frequency is fc, this incoming wave undergoes a Doppler frequency shift given by the following equation.

Figure 0004599625
Figure 0004599625

次に、シミュレーション諸元を次表に示す。   Next, the simulation specifications are shown in the following table.

Figure 0004599625
Figure 0004599625

受信体に時速60km/h程度で走行する自動車を想定して伝搬環境を設定する。システム内部雑音モデルはAWGNモデルとする。フェージング雑音モデルは、走行中他方向より電波が到来することから、6波レイリー分布雑音モデルとする。最大ドップラー周波数は、搬送波周波数が470−770MHz程度であることを考慮して、40Hzとする。   The propagation environment is set on the assumption that the receiver is an automobile traveling at about 60 km / h. The system internal noise model is an AWGN model. The fading noise model is a six-wave Rayleigh distribution noise model because radio waves arrive from other directions during traveling. The maximum Doppler frequency is 40 Hz considering that the carrier frequency is about 470-770 MHz.

ISDB−T伝送パラメータは、一般的なHDTVを想定し、伝送モードモード(Mode)3、ガードインターバル比1/8、タイムインターリーブ長2、変調方式64QAM、符号化率3/4とする。また、簡単のため、部分受信なしのフルセグメント伝送としている。サンプルは100OFDMフレームとした。モード(Mode)3、ガードインターバル比1/8のとき、フレーム長は231.3ms程度であるから、サンプル長は23.13s程度である。   Assuming general HDTV, the ISDB-T transmission parameters are set to transmission mode mode (Mode) 3, guard interval ratio 1/8, time interleave length 2, modulation scheme 64QAM, and coding rate 3/4. For simplicity, full segment transmission without partial reception is used. The sample was 100 OFDM frames. When the mode is Mode 3 and the guard interval ratio is 1/8, the frame length is about 231.3 ms, so the sample length is about 23.13 s.

また、軟判定ビタビ(V)復号器に関して、トレースバック長は192bitとし、受信系列の入力は「符号1bit+尤度情報3bit」に量子化したものを、図3におけるX側とY側の計2つ用いている。   For the soft decision Viterbi (V) decoder, the traceback length is 192 bits, and the input of the received sequence is quantized into “code 1 bit + likelihood information 3 bits”. One is used.

評価指標には、ビット誤り率(Bit-Error Rate; BER)とパケット誤り率(Packet-Error Rate;PER)を用いる。ここでのパケットは伝送TSPの204Byteを指す。   As an evaluation index, a bit error rate (BER) and a packet error rate (PER) are used. The packet here indicates 204 bytes of transmission TSP.

ISDB―Tでは受信機の評価基準に畳み込み(C)復号後のBERが用いられており、BER≦2×10-4を満たすことが要求される。これは、畳み込み(C)復号後においてBER≦2×10-4を満たせば、RS復号後は擬似的にエラーフリーとなると考えられるためである。 In ISDB-T, BER after convolution (C) decoding is used as a receiver evaluation criterion, and it is required to satisfy BER ≦ 2 × 10 −4 . This is because if BER ≦ 2 × 10 −4 is satisfied after convolution (C) decoding, it is considered that the error becomes pseudo error-free after RS decoding.

RS復号後のBERに関しては通常議論されないので明確な評価基準は設けられていないが、一般にBER≦1×10-11を満たせば、実用上問題ないと言われているため、これをRS復号後の評価基準とする。 Since the BER after RS decoding is not normally discussed, there is no clear evaluation criterion, but it is generally said that there is no practical problem if BER ≦ 1 × 10 −11 is satisfied. Evaluation criteria.

同様に、PERに関しても明確な評価基準は設けられていない。
しかし、一般にはPER≦1×10-9を満たせば、ほぼ常時コンテンツに劣化のない状態で受信可能な環境になるとされている。
Similarly, there is no clear evaluation standard for PER.
However, in general, if PER ≦ 1 × 10 −9 is satisfied, it is assumed that the environment is such that the content can be received almost without deterioration.

また、PER≦1×10-6を満たせば、劣化は見られてもコンテンツの内容は理解できる環境になるとされている。 Further, if PER ≦ 1 × 10 −6 is satisfied, it is said that the content can be understood even if deterioration is observed.

本実施例においても、評価基準としてこれらの値を用いるのが適当であると考えられるが、計算機シミュレーションにおいては、計算時間が膨大になるため、BERは1×10-6程度、PERは1×10-4程度までしか測定できない。そこで、本実施例においては、BER≦1×10-6、PER≦1×10-4を達成するCNRで評価するものとする。 In this embodiment, it is considered appropriate to use these values as evaluation criteria. However, in the computer simulation, the calculation time is enormous, so the BER is about 1 × 10 −6 and the PER is 1 ×. It can only measure up to about 10 -4 . Therefore, in this embodiment, the evaluation is performed with a CNR that achieves BER ≦ 1 × 10 −6 and PER ≦ 1 × 10 −4 .

本実施例の比較評価対象は、繰り返しを実行する場合と、実行しない場合における軟判定ビタビ復号器−硬判定リードソロモン(RS)直列連接復号器による復号である。   The comparative evaluation target of the present embodiment is decoding by a soft-decision Viterbi decoder-hard-decision Reed-Solomon (RS) serial concatenated decoder when the iteration is performed and when it is not performed.

本実施例において、繰り返し回数を0としたとき、復号器の構造上、従来手法と同値であると言えるので、以降では従来手法を繰り返し回数0として説明する。   In this embodiment, when the number of iterations is set to 0, it can be said that it is equivalent to the conventional method due to the structure of the decoder.

各グラフにおいて、凡例中の語句、iterationとweightはそれぞれ、本実施例における繰り返し復号回数と、付与重みWの大きさを指す。   In each graph, the words, iteration and weight in the legend indicate the number of repeated decoding and the size of the assigned weight W in the present embodiment, respectively.

次に、フェージング雑音の影響下における特性フェージング雑音の影響下において、本実施例による符号化利得向上効果を検証する。   Next, the effect of improving the coding gain according to the present embodiment will be verified under the influence of characteristic fading noise under the influence of fading noise.

伝搬路として6波レイリー分布フェージング雑音チャネルを想定し、CNR対BER特性、CNR対PER特性を計測した。   Assuming a 6-wave Rayleigh distributed fading noise channel as a propagation path, CNR vs. BER characteristics and CNR vs. PER characteristics were measured.

図19は、フェージング雑音の影響下における硬判定RS復号器後のCNR対BER特性を説明する図である。   FIG. 19 is a diagram illustrating CNR vs. BER characteristics after a hard decision RS decoder under the influence of fading noise.

図19を参照して、従来手法ではCNR=25.8dB、本実施例により1回の繰り返し復号を行った場合ではCNR=24.6dB程度においてBER≦1×10-6を満たしている。このとき、6波レイリー分布フェージング雑音チャネルにおいて、RS復号後、提案手法によりCNRにして1.2dB程度の符号化利得の向上が期待できる。 Referring to FIG. 19, BER ≦ 1 × 10 −6 is satisfied at CNR = 25.8 dB in the conventional method, and when iterative decoding is performed once according to this embodiment, CNR = 24.6 dB. At this time, in the 6-wave Rayleigh distributed fading noise channel, after RS decoding, an improvement in coding gain of about 1.2 dB can be expected as the CNR by the proposed method.

図20は、フェージング雑音の影響下における硬判定RS復号器後のCNR対PER特性を説明する図である。   FIG. 20 is a diagram illustrating CNR vs. PER characteristics after a hard decision RS decoder under the influence of fading noise.

図20を参照して、従来手法ではCNR=25.6dB、本実施例により1回の繰り返し復号を行った場合ではCNR=24.4dB程度においてPER≦1×10-4を満たしている。このとき、6波レイリー分布フェージング雑音チャネルにおいて、RS復号後、提案手法によりCNRにして1.2dB程度の符号化利得の向上が期待できる。 Referring to FIG. 20, PER ≦ 1 × 10 −4 is satisfied at CNR = 25.6 dB in the conventional method, and when iterative decoding is performed once according to the present embodiment, CNR = 24.4 dB. At this time, in the 6-wave Rayleigh distributed fading noise channel, after RS decoding, an improvement in coding gain of about 1.2 dB can be expected as the CNR by the proposed method.

なお、本例においては、1回の繰り返し復号について説明したが、さらに複数回の繰り返し復号を行なうことによりさらに高い符号化利得の向上を図ることが可能である。   In this example, although iterative decoding has been described once, it is possible to further improve the coding gain by performing iterative decoding more than once.

以上のような提案手法を用いることで、ISDB−T受信機においてその符号化利得を向上し、より安定した受信が実現可能となることが期待できる。また、本実施例では主に自動車へのISDB−T受信機搭載を前提として検討を行ったが、復号器構成の簡易さからその他の分野にも適用できる。   By using the proposed method as described above, it is expected that the ISDB-T receiver can improve the coding gain and realize more stable reception. Further, in this embodiment, the study was performed mainly on the premise that the ISDB-T receiver is mounted on the automobile, but the present invention can be applied to other fields because of the simplicity of the decoder configuration.

図21は、本発明の実施の形態の変形例に従う軟判定ビタビ復号器−硬判定リードソロモン(RS)直列連接復号器の構成を説明する図である。   FIG. 21 is a diagram illustrating a configuration of a soft decision Viterbi decoder-hard decision Reed-Solomon (RS) serial concatenated decoder according to a modification of the embodiment of the present invention.

図21を参照して、本発明の実施の形態の変形例に従う軟判定ビタビ復号器−硬判定リードソロモン(RS)直列連接復号器は、復号器を複数個(複数段)重ねる構成とした点が異なる。具体的には、複数段の軟判定ビタビ(V)復号器5−1〜5−nと硬判定リードソロモン(RS)復号器10−1〜10−nが設けられる。次段の構成には遅延素子12−1,・・・を介して、次段の軟判定ビタビ(V)復号器5−2,・・・等に情報が入力される。   Referring to FIG. 21, the soft decision Viterbi decoder-hard decision Reed-Solomon (RS) serial concatenated decoder according to the modification of the embodiment of the present invention has a configuration in which a plurality of (multiple stages) decoders are stacked. Is different. Specifically, a plurality of stages of soft decision Viterbi (V) decoders 5-1 to 5-n and hard decision Reed-Solomon (RS) decoders 10-1 to 10-n are provided. In the configuration of the next stage, information is input to the soft decision Viterbi (V) decoders 5-2,.

軟判定ビタビ復号器5での復号結果は、デインターリーバ15を介して硬判定リードソロモン(RS)復号器10に出力される。そして、硬判定リードソロモン(RS)復号器10の復号結果を次段の軟判定ビタビ(V)復号器5にインターリーバ20a,20bを介してフィードバックする。   The decoding result in the soft decision Viterbi decoder 5 is output to the hard decision Reed-Solomon (RS) decoder 10 via the deinterleaver 15. The decoding result of the hard decision Reed-Solomon (RS) decoder 10 is fed back to the next-stage soft decision Viterbi (V) decoder 5 through the interleavers 20a and 20b.

例えば、軟判定ビタビ復号器5−1での復号結果は、デインターリーバ15−1を介して硬判定リードソロモン(RS)復号器10−1に出力される。そして、硬判定リードソロモン(RS)復号器10−1の復号結果を次段の軟判定ビタビ(V)復号器5−2にインターリーバ20a−1,20b−1を介してフィードバックする。   For example, the decoding result of the soft decision Viterbi decoder 5-1 is output to the hard decision Reed-Solomon (RS) decoder 10-1 via the deinterleaver 15-1. The decoding result of the hard decision Reed-Solomon (RS) decoder 10-1 is fed back to the next-stage soft decision Viterbi (V) decoder 5-2 through the interleavers 20a-1 and 20b-1.

そして、最終段の硬判定リードソロモン復号器10−nから復号データが出力される。
処理の方式については図12で説明したのと同様であるのでその詳細な説明は繰り返さない。
Then, decoded data is output from the hard decision Reed-Solomon decoder 10-n at the final stage.
Since the processing method is the same as that described in FIG. 12, detailed description thereof will not be repeated.

例えば、2段の構成の場合について考えると、図12で説明した構成と比較して、図21に示される構成の如く、2段の軟判定ビタビ(V)復号器5−1〜5−2と硬判定リードソロモン(RS)復号器10−1〜10−2とが設けることにより、最初の入力系列に対する処理が終了する前に、次の入力系列に対する処理を初段の軟判定ビタビ(V)復号器5−1と硬判定リードソロモン(RS)復号器10−1で処理することが可能であるため誤り訂正処理を高速に実行することが可能である。   For example, considering the case of a two-stage configuration, as compared to the configuration described in FIG. 12, a two-stage soft decision Viterbi (V) decoder 5-1 to 5-2 as shown in FIG. And the hard-decision Reed-Solomon (RS) decoders 10-1 to 10-2 are provided, the processing for the next input sequence is performed before the processing for the first input sequence is completed. Since processing can be performed by the decoder 5-1 and the hard decision Reed-Solomon (RS) decoder 10-1, error correction processing can be executed at high speed.

なお、本例においては、一例としてISDB−Tを例に挙げて説明したが、これに限られず、他の規格のデータ放送に対しても適用可能である。   In this example, ISDB-T has been described as an example, but the present invention is not limited to this, and can be applied to data broadcasting of other standards.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

ISDB−Tの送信機100の概略機能ブロック図である。1 is a schematic functional block diagram of an ISDB-T transmitter 100. FIG. インターリーバを説明する図である。It is a figure explaining an interleaver. 畳み込み符号器の概略を説明する図である。It is a figure explaining the outline of a convolutional encoder. 積符号を説明する図である。It is a figure explaining a product code. qk(k≧2)元符号とq元符号とを組み合わせて構成される連接符号を説明する図である。It is a diagram illustrating a constructed concatenated code by combining a q k (k ≧ 2) source code and q-ary symbols. 符号化、復号を説明する概略ブロック図である。It is a schematic block diagram explaining encoding and decoding. 従来のISDB−T受信機の構成を説明する図である。It is a figure explaining the structure of the conventional ISDB-T receiver. トレリス木を説明する図である。It is a figure explaining a trellis tree. 状態遷移回数kにおいて、状態遷移回数k−1である状態Qi0とQi1からの状態遷移パスが、状態Qiでマージするときのトレリス木を説明する図である。It is a figure explaining the trellis tree when the state transition path from the states Q i0 and Q i1 which are the state transition times k−1 in the state transition number k is merged in the state Q i . 状態QiにおけるパスメトリックスMk(Qi)の計算手順について説明する図である。It is a diagram illustrating a calculation procedure of the state Q i path metrics in M k (Q i). ターボ符号器およびターボ復号器の構成を説明する図である。It is a figure explaining the structure of a turbo encoder and a turbo decoder. 軟判定ビタビ(SOVA)復号器−軟判定リードソロモン(RS)直列連接復号器を説明する図である。FIG. 5 is a diagram illustrating a soft decision Viterbi (SOVA) decoder-soft decision Reed-Solomon (RS) serial concatenated decoder. SOVA復号器700の構成を説明する図である。FIG. 3 is a diagram for describing a configuration of a SOVA decoder 700. 軟判定リードソロモン(RS)復号器720を説明する図である。FIG. 6 illustrates a soft decision Reed-Solomon (RS) decoder 720. 本発明の実施の形態に従う軟判定ビタビ復号器−硬判定リードソロモン(RS)直列連接復号器の構成を説明する概略図である。It is the schematic explaining the structure of the soft decision Viterbi decoder-hard decision Reed-Solomon (RS) serial connection decoder according to embodiment of this invention. 軟判定ビタビ復号器5の構成を説明する概略図である。3 is a schematic diagram illustrating a configuration of a soft decision Viterbi decoder 5. FIG. 硬判定リードソロモン(RS)復号器10の構成を説明する概略図である。2 is a schematic diagram illustrating a configuration of a hard decision Reed-Solomon (RS) decoder 10. FIG. 本発明の実施の形態に従うパスメトリックスの計算手順を説明する図である。It is a figure explaining the calculation procedure of path metrics according to an embodiment of the invention. フェージング雑音の影響下における硬判定RS復号器後のCNR対BER特性を説明する図である。It is a figure explaining the CNR versus BER characteristic after the hard decision RS decoder under the influence of fading noise. フェージング雑音の影響下における硬判定RS復号器後のCNR対PER特性を説明する図である。It is a figure explaining the CNR versus PER characteristic after the hard decision RS decoder under the influence of fading noise. 本発明の実施の形態の変形例に従う軟判定ビタビ復号器−硬判定リードソロモン(RS)直列連接復号器の構成を説明する図である。It is a figure explaining the structure of the soft decision Viterbi decoder-hard decision Reed-Solomon (RS) serial connection decoder according to the modification of embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

5,310,700 軟判定ビタビ復号器、10,320 硬判定リードソロモン復号器、12,740 遅延素子、15,705,710 デインターリーバ、20,725,730 インターリーバ、100 ISDB−Tの送信器、102 MPEG2システム、104 RS符号部、106 階層分割、108a〜108c エネルギー拡散、110a〜110c バイトインターリーブ、112a〜112c 畳み込み符号化、114a〜114c パンクチャ、116a〜116c ビットインターリーブ、118a〜118c QAMマッピング、120 階層合成、122 時間インターリーブ、124 周波数インターリーブ、126 OFDMフレーム構成、128 IFFT、130 ガードインターバル付加部、200 外符号器、205 内符号器、210 内復号器、215 外復号器、300 QAMデマッピング、305 デパンクチャ、315 バイトデインターリーブ、500 ターボ符号器、600 ターボ復号器、720 軟判定RS復号器。   5,310,700 Soft decision Viterbi decoder, 10,320 Hard decision Reed-Solomon decoder, 12,740 delay element, 15,705,710 deinterleaver, 20,725,730 interleaver, 100 ISDB-T transmission , 102 MPEG2 system, 104 RS encoder, 106 layer division, 108a-108c energy spreading, 110a-110c byte interleaving, 112a-112c convolutional coding, 114a-114c puncture, 116a-116c bit interleaving, 118a-118c QAM mapping 120 layer synthesis, 122 time interleaving, 124 frequency interleaving, 126 OFDM frame structure, 128 IFFT, 130 guard interval adding unit, 200 outer encoder 205 in encoder 210 within decoder 215 outer decoder, 300 QAM demapping, 305 depuncturing, 315 bytes deinterleaving, 500 turbo encoder 600 turbo decoder 720 soft-decision RS decoder.

Claims (4)

受信データの誤り訂正処理を繰り返し実行する誤り訂正復号器であって、
受信データを受けて畳み込み復号を行なう第1の復号器と、
前記第1の復号器の復号結果であるデータ順序の配列を所定の方式で組み替える第1のデータ組み替え回路と、
前記第1のデータ組み替え回路を介する前記第1の復号器の復号結果に基づいて硬判定リードソロモン復号を行なう第2の復号器と、
前記第1のデータ組み替え回路と対を成して構成され、前記第2の復号器の復号結果を受けてデータ順序の配列を前記第1のデータ組み替え回路と反対の方式で組み替えて前記第1の復号器に入力する第2のデータ組み替え回路と、
前記受信データを遅延させる遅延素子とを備え、
前記第2の復号器は、前記第2の復号器が出力する復号データの信頼性を示すシンドロームを生成するシンドローム生成部を含み、
前記第1の復号器は、前記遅延素子を介して入力される受信データに対して、前記第2のデータ組み替え回路を介して入力される前記第2の復号器が出力する復号データおよびシンドロームに従って再度、畳み込み復号を行い、
前記第2の復号器は、前記第1のデータ組み替え回路を介する前記第1の復号器の再度の畳み込み復号結果に基づいて再度、硬判定リードソロモン復号を行なう、誤り訂正復号器。
An error correction decoder that repeatedly executes error correction processing of received data,
A first decoder that receives the received data and performs convolutional decoding;
A first data rearrangement circuit for rearranging an array of data order which is a decoding result of the first decoder by a predetermined method;
A second decoder that performs hard decision Reed-Solomon decoding based on a decoding result of the first decoder via the first data rearrangement circuit;
The first data rearrangement circuit is paired and receives the decoding result of the second decoder, and rearranges the data order in the opposite manner to the first data rearrangement circuit. A second data rearrangement circuit that inputs to the decoder of
A delay element for delaying the received data,
The second decoder includes a syndrome generation unit that generates a syndrome indicating reliability of decoded data output from the second decoder;
The first decoder follows the decoded data and syndrome output from the second decoder input via the second data rearrangement circuit with respect to the received data input via the delay element. Perform convolution decoding again,
The error correction decoder, wherein the second decoder performs hard-decision Reed-Solomon decoding again based on the result of the second convolutional decoding performed by the first decoder via the first data rearrangement circuit.
前記第1の復号器は、入力された受信データに含まれる尤度情報に基づいて状態遷移確率の指標であるメトリックスを計算し、前記メトリックスに基づいて尤もらしい状態遷移を表す最尤パスを算出し、
前記メトリックスの計算において、状態遷移の方向を示すデータと前記第2の復号器が出力する復号データとが一致した場合には、シンドロームに基づく所定の値を加算する、請求項1記載の誤り訂正復号器。
The first decoder calculates a metric that is an indicator of a state transition probability based on likelihood information included in input received data, and calculates a maximum likelihood path that represents a likely state transition based on the metric. And
2. The error correction according to claim 1, wherein, in the calculation of the metrics, a predetermined value based on a syndrome is added when data indicating a direction of state transition coincides with decoded data output from the second decoder. Decoder.
前記第1の復号器は、軟判定ビタビ復号アルゴリズムに基づく畳み込み復号を実行する、請求項1または2記載の誤り訂正復号器。 The error correction decoder according to claim 1 or 2 , wherein the first decoder performs convolutional decoding based on a soft decision Viterbi decoding algorithm. 受信データの誤り訂正処理を実行する誤り訂正復号器であって、
前記受信データの入力を受けて復号結果を出力するN段(N≧2)の誤り訂正ブロックを備え、
N段の前記誤り訂正ブロックの各々は、
受信データの入力をそれぞれ受けて畳み込み復号を行なう第1の復号器と、
前記第1の復号器の復号結果に基づいてブロック復号を行なう第2の復号器とを含み、
i段(i≧1)の誤り訂正ブロックは、
前記第1の復号器と前記第2の復号器との間に設けられ、前記第1の復号器の復号結果であるデータ順序の配列を所定の方式で組み替える第1のデータ組み替え回路と、
前記第1のデータ組み替え回路と対を成して構成され、前記第2の復号器の復号結果を受けてデータ順序の配列を前記第1のデータ組み替え回路と反対の方式で組み替えて前記(i+1)段の誤り訂正ブロックの前記第1の復号器に入力する第2のデータ組み替え回路とをさらに含み、
前記i段の誤り訂正ブロックの前記第2の復号器は、前記第2の復号器が出力する復号データの信頼性を示すシンドロームを生成するシンドローム生成部を有し、
(i+1)(N≧i+1>1)段の誤り訂正ブロックに含まれる第1の復号器は、前記受信データの入力に対して、前記第2のデータ組み替え回路を介して入力されるi段の誤
り訂正ブロックに含まれる第2の復号器が出力する復号データおよびシンドロームに従って畳み込み復号を行い、
最終段の誤り訂正ブロックに含まれる第2の復号器から復号データが出力される、誤り訂正復号器。
An error correction decoder that performs error correction processing of received data,
An N-stage (N ≧ 2) error correction block that receives the received data and outputs a decoding result;
Each of the N stages of error correction blocks is:
A first decoder that receives the input of received data and performs convolutional decoding;
A second decoder that performs block decoding based on a decoding result of the first decoder;
The error correction block of i stages (i ≧ 1) is
A first data rearrangement circuit that is provided between the first decoder and the second decoder, and rearranges an array of data order that is a decoding result of the first decoder in a predetermined manner;
A pair of the first data rearrangement circuit is configured, and upon receiving the decoding result of the second decoder, the order of data is rearranged in the opposite manner to the first data rearrangement circuit, and the (i + 1) And a second data recombination circuit that inputs to the first decoder of the stage error correction block;
The second decoder of the i-stage error correction block includes a syndrome generation unit that generates a syndrome indicating reliability of decoded data output from the second decoder;
The first decoder included in the (i + 1) (N ≧ i + 1> 1) stage error correction block has an i-stage input to the received data through the second data recombination circuit. Mistake
Performing convolutional decoding according to the decoded data and syndrome output from the second decoder included in the correction block,
An error correction decoder in which decoded data is output from a second decoder included in an error correction block at the final stage .
JP2008039185A 2008-02-20 2008-02-20 Error correction decoder Active JP4599625B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008039185A JP4599625B2 (en) 2008-02-20 2008-02-20 Error correction decoder

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008039185A JP4599625B2 (en) 2008-02-20 2008-02-20 Error correction decoder

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2009200732A JP2009200732A (en) 2009-09-03
JP4599625B2 true JP4599625B2 (en) 2010-12-15

Family

ID=41143778

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008039185A Active JP4599625B2 (en) 2008-02-20 2008-02-20 Error correction decoder

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4599625B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10908994B2 (en) 2019-03-19 2021-02-02 Toshiba Memory Corporation Memory system and method of controlling nonvolatile memory

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5711451B2 (en) * 2009-09-15 2015-04-30 富士通株式会社 Concatenated code decoding method and concatenated code decoding apparatus
JP5395617B2 (en) * 2009-10-29 2014-01-22 日本放送協会 Receiving apparatus and receiving method for repeatedly decoding concatenated code data
JP5437874B2 (en) * 2010-03-26 2014-03-12 富士通株式会社 Receiving apparatus and receiving method
JP5100797B2 (en) * 2010-08-09 2012-12-19 株式会社九州テン Digital radio signal demodulating circuit and radio receiving apparatus using the same
JP5364737B2 (en) 2011-02-15 2013-12-11 株式会社東芝 Error correction decoding apparatus and receiving system
JP5699737B2 (en) 2011-03-28 2015-04-15 富士通株式会社 Error correction apparatus and error correction method
JP6211231B2 (en) * 2015-04-01 2017-10-11 三菱電機株式会社 Optical communication device
JP6595218B2 (en) * 2015-06-04 2019-10-23 日本放送協会 Receiving device and chip using concatenated code

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000196469A (en) * 1998-12-28 2000-07-14 Nec Corp Data error correction system
JP2001511963A (en) * 1997-01-17 2001-08-14 クゥアルコム・インコーポレイテッド Method and apparatus for transmitting and receiving concatenated code data
JP2007208868A (en) * 2006-02-06 2007-08-16 Univ Meijo Error correction apparatus, receiver, error correction method, and error correction program

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001511963A (en) * 1997-01-17 2001-08-14 クゥアルコム・インコーポレイテッド Method and apparatus for transmitting and receiving concatenated code data
JP2000196469A (en) * 1998-12-28 2000-07-14 Nec Corp Data error correction system
JP2007208868A (en) * 2006-02-06 2007-08-16 Univ Meijo Error correction apparatus, receiver, error correction method, and error correction program

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10908994B2 (en) 2019-03-19 2021-02-02 Toshiba Memory Corporation Memory system and method of controlling nonvolatile memory

Also Published As

Publication number Publication date
JP2009200732A (en) 2009-09-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6542957B2 (en) System and method for advanced iterative decoding and channel estimation of concatenated coding systems
JP4599625B2 (en) Error correction decoder
Mukhtar et al. Turbo product codes: Applications, challenges, and future directions
KR101197073B1 (en) Communication signal decoding with iterative cooperation between inner and outer codes
CN104025459B (en) decoding processing method and decoder
US9008188B2 (en) Apparatus and method for decoding signals
US8555134B2 (en) Turbo coding for upstream and downstream transmission over a channel
US20070143654A1 (en) Method and apparatus for using long forward error correcting codes in a content distribution system
US20170359150A1 (en) Data checking method and device
EP1659727B1 (en) Iterative decoding of packet data
JP2009543477A (en) System and method for forward error correction (FEC) protection
TWI435613B (en) Hard-decision iteration decoding based on an error-correcting code with a low undetectable error probability
CN111183590A (en) Column-row interleaving for bit interleaved coded modulation
EP3185547A1 (en) Diversity combining iterative decoder
US10644837B2 (en) Signal processing with error correction
Xu Soft decoding algorithm for RS-CC concatenated codes in WIMAX system
US7395492B2 (en) Method and apparatus for detecting a packet error in a wireless communications system with minimum overhead using tail bits in turbo code
Kumawat et al. An implementation of a forward error correction technique using convolution encoding with viterbi decoding
US9083386B2 (en) Electronic apparatus, receiving apparatus, and error correction method
Byun et al. Performance comparison of RS-CC concatenated codes using NSC and RSC codes
Ar-Reyouchi et al. A Survey on Error–Correcting Codes for Digital Video Broadcasting
US7565594B2 (en) Method and apparatus for detecting a packet error in a wireless communications system with minimum overhead using embedded error detection capability of turbo code
Ramabadran et al. Joint reconstruction of Reed-Solomon encoder and convolutional interleaver in a noisy environment
Zolotarev et al. The performance of multithreshold decoder over fading channels
Bhargava et al. Coding theory and its applications in communication systems

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20100430

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100511

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100712

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: 20100831

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20100910

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131008

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4599625

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250