JP5522710B2 - Decoding device and decoding method - Google Patents
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Description
本発明は、復号化装置および復号化方法に関する。 The present invention relates to a decoding device and a decoding method.
現在、3GPP(Third Generation
Partnership Project)ではLTE(Long
Time Evolution)として新しい通信方式での標準化が進められている。その通信方式で使用されるトランスポートチャネルの一つにBCH(Broadcast Channel)がある。このチャネルはあるセル上の全てのUE(User
Equipment)が受信を行うチャネルであり、40ミリ秒(ms)のTTI(Transmit Time
Interval)となっている。また、その送信方法には特徴があり、40ms期間で送られるBCHの情報(以下では、「BCH情報」という。)は同一であるものを0.5msずつ4回それぞれ異なる符号化系列により送信する。
Currently 3GPP (Third Generation
Partnership Project) LTE (Long
Time Evolution) is being standardized with a new communication method. One of the transport channels used in the communication method is BCH (Broadcast Channel). This channel is used for all UEs (User
Equipment) is a receiving channel, and TTI (Transmit Time) of 40 milliseconds (ms)
Interval). In addition, the transmission method has a feature. The same BCH information (hereinafter referred to as “BCH information”) transmitted in a 40 ms period is transmitted four times by 0.5 ms each by different encoded sequences. .
符号化処理は主に、CRC(Cyclic Redundancy Check)付加、畳み込み符号化、Rate−matching、Scramblingである。そして、Scramblingの処理の後に符号化後のデータが4つに分割される(符号化の詳細は、非特許文献1または非特許文献2参照)。すなわち、分割する以前のデータに対し、まず、CRCを付加し、これを畳み込み符号化し、続いてRate−matching処理を施し、最後にScrambling処理を施し、その後で4つに分割するというものである。
The encoding processing is mainly CRC (Cyclic Redundancy Check) addition, convolutional encoding, rate-matching, and scrambling. Then, after the scrambling process, the encoded data is divided into four (see Non-Patent
このように符号化された1つのデータを4つに分割することによって、分割された個々のデータにおいては、Scrambling処理ではScrambling系列が異なる。また、Rate−matching処理ではデータの取り出し開始位置が異なる。 By dividing one piece of data encoded in this way into four parts, the scrambled sequence is different in the scramble process for each of the divided data. In the rate-matching process, the data extraction start position is different.
なお、BCH情報に符号化処理を施したものはPBCH(Physical BCH)として送信される。この4つのPBCHは共に同じ1つのBCH情報を持っており、1つからでもBCH情報を復号することができるようになっている。そのため、各UEは4つのうちの1つのPBCHを受信することでBCH情報を取得することができる。 In addition, what performed the encoding process to BCH information is transmitted as PBCH (Physical BCH). These four PBCHs all have the same BCH information, and BCH information can be decoded from only one. Therefore, each UE can acquire BCH information by receiving one of the four PBCHs.
同一のPBCHが4回送信されるのは、ブロードキャスト情報という性質上、UEにおいて受信漏れが少なくなるようにとの配慮によるものである。よって、UEは、4回送信されるPBCHのうちの1回分を受信することにより、BCH情報を取得することができる。しかしながら、通信環境が悪い場合には、4回送信されるPBCHのうちの1回分さえも受信困難となる場合がある。このように通信環境が悪い場合の対処方法については、未だ具体的な提案がなされていない。 The reason why the same PBCH is transmitted four times is due to the consideration that the reception leakage is reduced in the UE due to the nature of broadcast information. Thus, the UE can acquire BCH information by receiving one portion of the PBCH transmitted four times. However, when the communication environment is bad, it may be difficult to receive even one out of four PBCHs transmitted. No specific proposal has yet been made for how to cope with such a poor communication environment.
本発明は、このような背景の下に行われたものであって、通信環境が悪い場合であってもBCH情報を取得することができる復号化装置および復号化方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a decoding apparatus and a decoding method that are obtained under such a background and can acquire BCH information even when the communication environment is bad. To do.
本発明の復号化装置は、同一の情報が書き込まれた一連のN(Nは2以上の自然数)個のデータに対して符号化が施されたデータを復号化する復号化装置において、一連のN個のデータのうちのM(Mは自然数でM≦N)個のデータを受信し、受信したデータにデスクランブルおよびレートデマッチング処理を施すとともに、そのM個のデータが一連のN個のデータのうちの第h番目から第i番目(ただし1≦i≦Nであり、hは1又はi−M+1のいずれか大きい値)であると仮定して復号化を行う処理を行い、この復号化に失敗したときには、iの値を1つ繰り上げて処理を再度行い、さらに復号化に失敗したときには、iの値をさらに1つ繰り上げて処理を再度行うという工程を、iが取り得る全ての値について行い、後続のデータを受信した場合にはMを繰り上げて同様の工程を行う復号化手段を備え、Mが複数で、M−1フレームモードでの復号時に得られる尤度情報の尤度が高かったi番目の仮定と同じデータ配列を含むMフレームモードでのi+1番目の仮定がある場合、このi+1番目の仮定に限定して復号化を行うものである。 The decoding apparatus according to the present invention is a decoding apparatus that decodes data obtained by encoding a series of N data (N is a natural number of 2 or more ) in which the same information is written. Of the N data, M (M is a natural number, M ≦ N) data is received, descrambled and rate dematching processing is performed on the received data, and the M data is a series of N data. Decoding is performed assuming that the data is h-th to i-th (where 1 ≦ i ≦ N, and h is 1 or i−M + 1, whichever is larger). If conversion fails, i is incremented by one and the process is performed again. If decryption fails, i is further incremented by one and the process is performed again. There row for value, the subsequent data When signal comprises a row intends decoding means the same steps to advance the M, M is a plurality, M-1 frame mode of likelihood higher was i th hypothetical likelihood information obtained during the decoding When there is an (i + 1) th assumption in the M frame mode including the same data arrangement, decoding is limited to this (i + 1) th assumption .
また、本発明の復号化方法は、同一の情報が書き込まれた一連のN個のデータに対して符号化が施されたデータを復号化する復号化装置による復号化方法において、一連のN個のデータのうちのM個のデータを受信し、受信したデータにデスクランブルおよびレートデマッチング処理を施すとともに、そのM個のデータが一連のN個のデータのうちの第h番目から第i番目(ただし1≦i≦Nであり、hは1又はi−M+1のいずれか大きい値)であると仮定して復号化を行う処理を行い、この復号化に失敗したときには、iの値を1つ繰り上げて処理を再度行い、さらに復号化に失敗したときには、iの値をさらに1つ繰り上げて処理を再度行うという工程を、iが取り得る全ての値について行い、後続のデータを受信した場合にはさらにMを繰り上げて同様の工程を行い、M−1フレームモードでの復号時に得られる尤度情報の尤度が高かったi番目の仮定と同じデータ配列を含むMフレームモードでのi+1番目の仮定がある場合、このi+1番目の仮定に限定して復号化を行うものである。 The decoding method of the present invention is a decoding method by a decoding device that decodes data obtained by encoding a series of N data in which the same information is written. M data is received, and the received data is descrambled and rate dematched, and the M data is the hth to ith data in a series of N data. (Where 1 ≦ i ≦ N, and h is 1 or i−M + 1, whichever is larger). The decoding process is performed, and when this decoding fails, the value of i is set to 1. When the process is performed again, and when decryption fails, the process of further increasing the value of i by one and performing the process again is performed for all possible values of i, and subsequent data is received. In addition to The performing the same steps as advance, there is a (i + 1) -th assumptions in M frame mode including i th assuming the same data sequence likelihood of the likelihood information obtained was high during decoding at M-1 frame mode In this case, decoding is limited to the ( i + 1) th assumption .
また、本発明のプログラムは、情報処理装置にインストールすることにより、その情報処理装置に、本発明の復号化装置の復号化手段としての機能を実現するものである。 Further, the program of the present invention is installed in an information processing apparatus, thereby realizing the function as the decryption means of the decryption apparatus of the present invention in the information processing apparatus.
本発明によれば、通信環境が悪い場合であってもBCH情報を取得することができる。 According to the present invention, BCH information can be acquired even when the communication environment is bad.
(本発明の実施の形態に係る復号化装置の構成の説明)
本発明の実施の形態に係る復号化装置を説明する。なお、説明に当っては、符号化装置となる基地局1と、復号化装置となるユーザ端末2の構成を例として説明する。まず、基地局1およびユーザ端末2の構成について説明する。図1は、基地局1およびユーザ端末2の構成図である。なお、3GPP−LTEとして標準化されているPBCHの復号化を題材として説明すると共に図面を参照しながら説明する。
(Description of configuration of decoding apparatus according to embodiment of present invention)
A decoding apparatus according to an embodiment of the present invention will be described. In the description, a configuration of the
基地局1は、符号化部10、変調部11、D/A変換部12、送信アンテナ13により構成される。ユーザ端末2は、受信アンテナ20、A/D変換部21、復調部22、復号化部23により構成される。
The
基地局1の符号化部10では、符号化処理は主に、CRC付加、畳み込み符号化、Rate−matching、Scramblingである。送信データは、Scramblingの処理の後に4つに分割される。すなわち、分割する以前のデータに対し、まず、CRCを付加し、これを畳み込み符号化し、続いてRate−matching処理を施し、最後にScrambling処理を施し、その後で4つに分割するというものである。
In the
このようにBCH情報を含むデータを4つに分割することによって、分割された個々のデータにおいては、Scrambling処理ではScrambling系列が異なる。また、Rate−matching処理ではデータの取り出し開始位置が異なる。BCH情報に符号化処理を施したものは上述のようにPBCHとして送信アンテナ13から送信される。このPBCHは元のデータを4分割したものであり元のデータ1つに対して4つ形成される。4つのPBCHは、同一のBCH情報を有するものとして形成される。
By dividing the data including the BCH information into four in this way, in each divided data, the Scramble sequence is different in the Scramble process. In the rate-matching process, the data extraction start position is different. The BCH information subjected to the encoding process is transmitted from the transmitting
図2は、復号化部23の構成図である。本発明の実施の形態における説明では、復号化部23について主に説明する。復号化部23は、復調部22により復調された受信データを一時保持する受信データメモリ30、受信データメモリ30から出力される受信データに対し、De−Scrambling(DSC)処理を施すDe−Scrambling部31、De−Scrambling処理された受信データに対し、Rate De−matching処理を施すRate De−matching部32、De−Scrambling処理およびDe−matching処理が施された受信データに対し、畳み込み符号化されたデータを復号化し、CRCチェックを行うViterbi復号部33、およびこれらの各部を制御する制御部34から構成される。
FIG. 2 is a configuration diagram of the
(ユーザ端末2の動作の説明)
次に、ユーザ端末2の動作について説明する。ユーザ端末2では各PBCHが複数の異なる符号化をされ、複数の送信単位で送信されるPBCHの一つを受信し、そのPBCHに対し、取り得る全ての符号化系列に対応する復号化処理を行うことによって、BCH情報とその送信間隔(TTI境界)を最短の時間で検出する。仮に検出に失敗した場合でも、受信データメモリ30に受信データを保持しておき、次データを受信したときにひとまとまりのデータとして復号化を行うことで、1送信単位分のデータのみを使用した復号より検出率を高めることができる。
(Description of operation of user terminal 2)
Next, the operation of the
これにより、通信環境が悪く、検出に失敗した場合でも、受信データを受信データメモリ30に保持しておき、次データを受信したときにひとまとまりのデータとして復号を行うことで、1送信単位分のデータのみを使用した復号より検出率を高めることができる。すなわち、PBCHは、元は1つの符号化系列であるため、連続する4つのPBCHのうちの1つからBCH情報を復号化することも可能であるし、連続する4つのPBCHをひとまとまりとしてBCH情報を復号化することも可能である。
As a result, even if the communication environment is bad and the detection fails, the received data is held in the received
基地局10では、例えば、まず基地局10のCPU(不図示)が送信したいデータを情報ビットとして符号化部10に入力する。符号化部10は、入力された情報ビットに対しCRC付加や畳み込み符号化、Rate−matching、Scramblingなどを施す。
In the
変調部11は、入力された符号化データを変調し、変調後のデータである送信データをD/A変換部12に出力する。D/A変換部12は、変調部11が出力した送信データをデジタル信号からアナログ信号に変換する。そしてアナログ信号に変換された送信データは送信アンテナ13を介して送信される。
The
受信側となるユーザ端末2は、受信アンテナ20を介して基地局1の送信アンテナ13から送信されたデータを受信する。ただし、受信アンテナ20が受信したデータは、送信アンテナ13から出力された後、空間を伝播する際のノイズの影響を受けていることに留意する。
The
受信アンテナ20が受信したデータはA/D変換部21に入力される。A/D変換部21は、入力されたデータをアナログ信号からデジタル信号に変換する。A/D変換部21は、変換後のデジタル信号を復調部22に出力する。そして、復調部22は、A/D変換部21が出力したデータを復調する。復調部22は、復調して得た受信データを復号化部23に出力する。
Data received by the receiving
復号化部23は、受信データメモリ30に受信したデータを一時保持する。受信データメモリ30に一時保持されたデータは、後述する復号化処理に用いられる。受信データメモリ30には、一連の4個のPBCHが一時保持される。このとき、後述する復号化処理において、1個目、2個目または3個目のPBCHにより復号化に成功すれば、残りのPBCHは無用になるため廃棄される。
The
さらに、De−Scrambling部31は、受信データメモリ30から出力された受信データに対してDe−Scrambling(DSC)処理を施す。また、Rate De−matching部32は、De−Scrambling処理された受信データに対し、Rate De−matching処理を施す。最後に、Viterbi復号部33は、De−Scrambling処理およびDe−matching処理が施された受信データに対し、畳み込み符号化されたデータを復号化し、CRCチェックを行う。その結果得られる復号データを使用して後段のCPU(Central Processing Unit)などの処理回路が所定の処理を実施する。
Further, the De-Scrambler 31 performs a De-Scrambling (DSC) process on the reception data output from the
(復号化部23の動作の説明)
次に、図3〜図9の動作例および図10のタイミングチャートを用いて、復号化部23の動作について説明する。なお、図3〜図9の各左端の矢印は、復号化の開始位置を示す。
(Description of operation of decryption unit 23)
Next, the operation of the
PBCHは符号化された後のデータが4分割され、連続する4フレーム(1フレームは10ms)の各フレームに1スロット(1スロットは0.5ms)ずつ送信されている。 In the PBCH, the encoded data is divided into four, and one slot (one slot is 0.5 ms) is transmitted in each of four consecutive frames (one frame is 10 ms).
本発明の実施の形態では、この受信したPBCHのフレームの数(以下「受信フレーム数」という。)によりデータの使用方法が異なる。図3において、まず受信フレーム数が1の場合、その1フレーム分のデータD1を4分割されたデータのそれぞれだと仮定して復号化を行う。4フレーム分に分割されたうちのどのフレームのデータであるかは等確率である。このため、例えば、まず分割の1番目(以降フレーム♯0)として復号化を試み、次に分割の2番目(以降フレーム♯1)として復号化を試みる。なお、分割の3番目はフレーム♯2、最後の分割はフレーム♯3とする。送信データはこの4フレームのいずれかであるため、通信環境が良ければこの4つのいずれかの復号化処理の結果、CRCOKが得られ、復号化成功となる。これにより、最初に受信したデータD1のみで、BCH情報と送信間隔を知ることができる。なお、BCH情報を復号化することで送信アンテナ数も知ることができる。
In the embodiment of the present invention, the method of using data differs depending on the number of received PBCH frames (hereinafter referred to as “the number of received frames”). In FIG. 3, first, when the number of received frames is 1, decoding is performed on the assumption that the data D1 for one frame is each of data divided into four. Which frame of the data divided into four frames has equal probability. Therefore, for example, decoding is first attempted as the first division (hereinafter referred to as frame # 0), and then decoding is attempted as the second division (hereinafter referred to as frame # 1). The third division is
しかし、通信環境が悪い場合には、1フレーム分のデータD1では誤り訂正が十分に行えず、CRCOKが得られない場合がある。その場合、本発明の実施の形態では、受信データメモリ30に受信したデータD1が保持されているので、CRCOKが得られない場合は、その保持を継続し、次フレームのデータD2の受信を待つ。次フレームのデータD2が得られた場合に、受信データは2フレーム分となる。各フレームのデータD1、D2は元々1つの符号化データであるため、連続する2フレーム分のデータD1、D2はその一部である。そのため、2フレーム分をひとまとまりのデータとして復号化することができる。
However, when the communication environment is poor, there is a case where error correction cannot be performed sufficiently with the data D1 for one frame, and CRCOK cannot be obtained. In that case, in the embodiment of the present invention, since the received data D1 is held in the received
この動作例を図4に示す。つまり、1フレーム前の受信したデータD1をフレーム♯0、現在の受信フレームをフレーム♯1などと仮定して復号化を行う。ただし、現在の受信フレームをフレーム♯0と仮定した場合、1フレーム前のデータD1は別のBCH情報を持ったフレーム♯3であるため、ひとまとまりの復号化は行わない。1フレーム前のデータD1と現在のデータD2の使用方法を「(1フレーム前の受信データ、現在の受信データ)」として表記すると次のような組合せとして復号化を行うこととなる。
フレーム♯0と仮定した場合(不使用、フレーム♯0)、
フレーム♯1と仮定した場合(フレーム♯0、フレーム♯1)、
フレーム♯2と仮定した場合(フレーム♯1、フレーム♯2)、
フレーム♯3と仮定した場合(フレーム♯2、フレーム♯3)
その結果、2フレーム分のデータD1、D2を使用することにより、1フレーム分のデータのみを用いるよりも受信環境の劣化に強い復号を行うことができる。
An example of this operation is shown in FIG. That is, decoding is performed assuming that data D1 received one frame before is frame # 0, the current received frame is
Assuming frame # 0 (not used, frame # 0),
Assuming frame # 1 (frame # 0, frame # 1),
Assuming frame # 2 (
Assuming frame # 3 (
As a result, by using the data D1 and D2 for two frames, it is possible to perform decoding more resistant to deterioration of the reception environment than using only one frame of data.
なお、受信フレーム数が3のときは3フレーム分のデータD1、D2、D3、受信フレーム数が4のときは4フレーム分のデータD1、D2、D3、D4を使用するが、フレーム♯0より前と仮定されるデータは使用しない。受信フレーム数が2のときと同様に、各受信データの使用法を「(3フレーム前の受信データ、2フレーム前の受信データ、1フレーム前の受信データ、現在の受信データ)」と表記した場合に、受信フレーム数3では、図5に示すように、
フレーム♯0と仮定した場合(不使用、不使用、フレーム♯0)、
フレーム♯1と仮定した場合(不使用、フレーム♯1、フレーム♯2)、
フレーム♯2と仮定した場合(フレーム♯0、フレーム♯1、フレーム♯2)、
フレーム♯3と仮定した場合(フレーム♯1、フレーム♯2、フレーム♯3)
となる。
When the number of received frames is 3, data D1, D2, D3 for 3 frames is used, and when the number of received frames is 4, data D1, D2, D3, D4 for 4 frames are used, but from frame # 0 The data assumed before is not used. As in the case where the number of received frames is 2, the usage of each received data is expressed as “(received data before 3 frames, received data before 2 frames, received data before 1 frame, current received data)”. In the case where the number of received frames is 3, as shown in FIG.
Assuming frame # 0 (not used, not used, frame # 0),
Assuming frame # 1 (not used,
Assuming frame # 2 (frame # 0,
Assuming frame # 3 (
It becomes.
受信フレーム数4では、図6に示すように、
フレーム♯0と仮定した場合(不使用、不使用、不使用、フレーム♯0)、
フレーム♯1と仮定した場合(不使用、不使用、フレーム♯0、フレーム♯1)、
フレーム♯2と仮定した場合(不使用、フレーム♯0、フレーム♯1、フレーム♯2)、
フレーム♯3と仮定した場合(フレーム♯0、フレーム♯1、フレーム♯2、フレーム♯3)
となる。
In the number of received
Assuming frame # 0 (not used, not used, not used, frame # 0),
Assuming frame # 1 (not used, not used, frame # 0, frame # 1),
Assuming frame # 2 (not used, frame # 0,
Assuming frame # 3 (frame # 0,
It becomes.
また、5フレーム目以降のデータD5、D6、…を受信した場合、制御部34は、古い受信データは新しい受信データで上書きしていき、受信データメモリ30には、常に最新の4フレームを保持しておく。これに伴い、復号化の開始位置を、図7および図8に示すように、変更することとなる。
When the data D5, D6,... After the fifth frame is received, the
図3〜図8で説明した動作を一般化すると、同一の情報が書き込まれた一連のN(Nは自然数)の情報に対して符号化が施されたデータを復号化する復号化装置において、一連のN個のデータのうちのM(Mは自然数でM≦N)個のデータを受信した際に、そのM個のデータが一連のN個のデータのうちの第h番目から第i番目(ただし1≦i≦Nであり、hは1又はi−M+1のいずれか大きい値)であると仮定して復号化を行う処理を行い、この復号化に失敗したときには、iの値を1つ繰り上げて処理を再度行い、さらに復号化に失敗したときには、iの値をさらに1つ繰り上げて処理を再度行うという工程を、iが取り得る全ての値について行うということになる。さらに、受信したM個のデータのうち、j(j≦(M−1))個のデータは、前回送信された一連のN個のデータに含まれるデータであり、今回送信されてきた一連のデータの一部ではないとみなして不使用とし、残りの(M−j)個のデータを第1番目のデータを含むデータとして復号化を行うことを、jが取り得る全ての値について行うということになる。
Generalizing the operations described with reference to FIGS. 3 to 8, in a decoding apparatus that decodes data obtained by encoding a series of N information (N is a natural number) in which the same information is written. When M (M is a natural number, M ≦ N) data in a series of N data is received, the M data are the h-th to i-th data in the series of N data. (Where 1 ≦ i ≦ N, and h is 1 or i−
また、図9は連続する受信データの一部が有効でない場合の復号化処理を示したものである。有効でない部分があった場合はそのデータを「−1」でも「1」でもない中間データ「0」として使用する。ただし、受信データは「−1」から「1」の間の値をとるものとする。これにより、例え連続する4フレームの一部が抜けてしまった場合でも残りの受信データで復号を行うことができる。 FIG. 9 shows a decoding process when a part of continuous received data is not valid. If there is an invalid part, the data is used as intermediate data “0” which is neither “−1” nor “1”. However, the received data takes a value between “−1” and “1”. Thereby, even if a part of four consecutive frames is lost, decoding can be performed with the remaining received data.
なお、CRCチェックのOKが確認できた場合でも、Viterbi復号の際に得られるパスメトリックなどの尤度情報により、正しい復号結果と判断できない場合は復号化未了として次フレームのデータを持って復号化を継続するなどの処理を行ってもよい。このような場合にも、図9に示すように、一部のフレームを中間データとして使用することにより対応できる。また、CRCチェックがNGであるが前回の復号化において、尤度の高いフレーム仮定があった場合には、他のフレーム仮定による復号化を行わず、前回の復号化において、尤度の高いフレーム仮定のみによる復号化を行ってもよい。すなわち、自然数iを必ずしも1ずつ順番に繰り上げることなく、前回の復号化における尤度を参考にして前回復号化に成功したフレーム仮定から復号化の試みを始めてもよい。 Even if the CRC check can be confirmed, if the decoding result cannot be determined by the likelihood information such as the path metric obtained during Viterbi decoding, the decoding is not completed and the next frame data is decoded. Processing such as continuation may be performed. Such a case can be dealt with by using some frames as intermediate data as shown in FIG. If the CRC check is NG but there is a frame likelihood with a high likelihood in the previous decoding, the frame with a high likelihood is not used in the previous decoding without performing decoding based on other frame assumptions. Decoding based on assumptions alone may be performed. That is, the natural number i is not necessarily incremented one by one, and the decoding attempt may be started from a frame assumption that has been successfully decoded with reference to the likelihood in the previous decoding.
図10は、4フレーム分のデータを復号化する際(図6参照)の制御部34、De−scrambling部(DSC)31、Rate De−matching部(RDM)32、Viterbi復号部(VTA)33の動作をタイミングチャートにしたものである。横方向の帯の長さが各部の処理時間の長さである。フレーム40、41、42、43の帯がそれぞれ、フレーム♯0、♯1、♯2、♯3と仮定した場合の復号化動作を示しており、フレーム40では仮定したフレーム♯0を処理し、フレーム41では仮定したフレーム♯0、♯1を処理し、フレーム42では仮定したフレーム♯0、♯1、♯2を処理し、フレーム43では仮定したフレーム♯0、♯1、♯2、♯3を処理する。このようにフレーム番号が大きいほど、多くの受信データを使用するため、処理時間は長くなる。
FIG. 10 shows a
(復号化部23の動作を示すフローチャートの説明)
次に、復号化部23の動作を図11〜図14に示すフローチャートを用いて説明する。ここでは、1フレームモード、2フレームモード、3フレームモード、4フレームモードの4種類のモードを設けてある。すなわち、4個のPBCHのうちの1個のフレームのみを受信するモードが1フレームモードであり、4個のPBCHのうちの2個のフレームを受信するモードが2フレームモードである。同様に、4個のPBCHのうちの3個のフレームを受信するモードが3フレームモードであり、4個のPBCHのうちの全てのフレームを受信するモードが4フレームモードである。
(Explanation of a flowchart showing the operation of the decoding unit 23)
Next, the operation of the
復号化部23は、まず、1フレームモードで復号化を試み、それができない場合には順次、2フレームモード、3フレームモード、4フレームモードに遷移する。このように、受信フレーム数を、通信環境の劣化に応じて増加させる。これによれば、通信環境の良否によって、必要最小のフレーム数で復号化ができるため、必要最小の処理時間で復号化を行うことができる。
The
すなわち、復号化部23は、最初に1フレームモードによる復号化を試みる。この1フレームモードによる復号化に成功すれば、最短時間でBCH情報の取得が可能になる。なお、1フレームモードによる復号化が成功するのは通信環境が良好な場合である。すなわち、通信環境が良好であれば、伝送経路における雑音も少なく、BCH情報の符号誤りが殆ど生じない。したがって、復号化部23が畳み込み符号化されたデータを復号化する際に、誤り訂正に利用する符号が1フレーム分有れば十分である。これに対し、通信環境が良好でない場合には、伝送経路における雑音が多く、BCH情報の符号誤りも多く生じている。したがって、復号化部23が畳み込み符号化されたデータを復号化する際に、誤り訂正に利用する符号が1フレーム分では足りないこととなる。これにより、通信環境が良好でない場合には、2フレーム以上の受信が必要になる。
That is, the
図11は、復号化部23における1フレームモードの動作を示すフローチャートである。復号化部23は、フレームを1個受信すると(ステップS1)、まず、受信した1個のフレームをフレーム♯0と仮定して復号化を試みる(ステップS2)。ここで、復号化部23が復号化に成功すれば(ステップS3のNo)、データを出力し(ステップS11)、処理を終了する(Finish)。
FIG. 11 is a flowchart showing the operation of the 1-frame mode in the
一方、復号化部23が復号化に失敗すれば(ステップS3のYes)、受信した1個のフレームをフレーム♯1と仮定して復号化を試みる(ステップS4)。ここで、復号化部23が復号化に成功すれば(ステップS5のNo)、データを出力し(ステップS11)、処理を終了する(Finish)。
On the other hand, if the
一方、復号化部23が復号化に失敗すれば(ステップS5のYes)、受信した1個のフレームをフレーム♯2と仮定して復号化を試みる(ステップS6)。ここで、復号化部23が復号化に成功すれば(ステップS7のNo)、データを出力し(ステップS11)、処理を終了する(Finish)。
On the other hand, if the
一方、復号化部23が復号化に失敗すれば(ステップS7のYes)、受信した1個のフレームをフレーム♯3と仮定して復号化を試みる(ステップS8)。ここで、復号化部23が復号化に成功すれば(ステップS9のNo)、データを出力し(ステップS11)、処理を終了する(Finish)。
On the other hand, if the
一方、復号化部23が復号化に失敗すれば(ステップS9のYes)、復号化部23は、2フレームモードへ遷移する(ステップS10)。
On the other hand, if the
図12は、復号化部23における2フレームモードの動作を示すフローチャートである。復号化部23は、図11に示す1フレームモードによる復号化に失敗すると、図12に示す2フレームモードを実行する。
FIG. 12 is a flowchart showing the operation in the 2-frame mode in the
復号化部23は、フレームを2個受信すると(ステップS20)、まず、受信した2個のフレームのうち1番目のフレームは、前回に送信されてきたデータのフレーム♯3であると仮定して不使用とし、2番目のフレームをフレーム♯0と仮定して復号化を試みる(ステップS21)。ここで、復号化部23が復号化に成功すれば(ステップS22のNo)、データを出力し(ステップS30)、処理を終了する(Finish)。
When the
一方、復号化部23が復号化に失敗すれば(ステップS22のYes)、受信した2個のフレームのうち1番目のフレームは、フレーム♯0であり、2番目のフレームは、フレーム♯1であると仮定して復号化を試みる(ステップS23)。ここで、復号化部23が復号化に成功すれば(ステップS24のNo)、データを出力し(ステップS30)、処理を終了する(Finish)。
On the other hand, if the
一方、復号化部23が復号化に失敗すれば(ステップS24のYes)、受信した2個のフレームのうち1番目のフレームは、フレーム♯1であり、2番目のフレームは、フレーム♯2であると仮定して復号化を試みる(ステップS25)。ここで、復号化部23が復号化に成功すれば(ステップS26のNo)、データを出力し(ステップS30)、処理を終了する(Finish)。
On the other hand, if the
一方、復号化部23が復号化に失敗すれば(ステップS26のYes)、受信した2個のフレームのうち1番目のフレームは、フレーム♯2であり、2番目のフレームは、フレーム♯3であると仮定して復号化を試みる(ステップS27)。ここで、復号化部23が復号化に成功すれば(ステップS28のNo)、データを出力し(ステップS30)、処理を終了する(Finish)。
On the other hand, if the
一方、復号化部23が復号化に失敗すれば(ステップS28のYes)、復号化部23は、3フレームモードへ遷移する(ステップS29)。
On the other hand, if the
図13は、復号化部23における3フレームモードの動作を示すフローチャートである。復号化部23は、図12に示す2フレームモードによる復号化に失敗すると、図13に示す3フレームモードを実行する。
FIG. 13 is a flowchart showing the operation in the 3-frame mode in the
復号化部23は、フレームを3個受信すると(ステップS40)、まず、受信した3個のフレームのうち1番目のフレームは、前回に送信されてきたデータのフレーム♯2であり、2番目のフレームは、前回のデータのフレーム♯3であると仮定して不使用とし、3番目のフレームをフレーム♯0と仮定して復号化を試みる(ステップS41)。ここで、復号化部23が復号化に成功すれば(ステップS42のNo)、データを出力し(ステップS50)、処理を終了する(Finish)。
When the
一方、復号化部23が復号化に失敗すれば(ステップS42のYes)、受信した3個のフレームのうち1番目のフレームは、前回のデータのフレーム♯3であると仮定して不使用とし、2番目のフレームは、フレーム♯0であり、3番目のフレームは、フレーム♯1であると仮定して復号化を試みる(ステップS43)。ここで、復号化部23が復号化に成功すれば(ステップS44のNo)、データを出力し(ステップS50)、処理を終了する(Finish)。
On the other hand, if the
一方、復号化部23が復号化に失敗すれば(ステップS44のYes)、受信した3個のフレームのうち1番目のフレームは、フレーム♯0であり、2番目のフレームは、フレーム♯1であり、3番目のフレームは、フレーム♯2であると仮定して復号化を試みる(ステップS45)。ここで、復号化部23が復号化に成功すれば(ステップS46のNo)、データを出力し(ステップS50)、処理を終了する(Finish)。
On the other hand, if the
一方、復号化部23が復号化に失敗すれば(ステップS46のYes)、受信した3個のフレームのうち1番目のフレームは、フレーム♯1であり、2番目のフレームは、フレーム♯2であり、3番目のフレームは、フレーム♯3であると仮定して復号化を試みる(ステップS47)。ここで、復号化部23が復号化に成功すれば(ステップS48のNo)、データを出力し(ステップS50)、処理を終了する(Finish)。
On the other hand, if the
一方、復号化部23が復号化に失敗すれば(ステップS48のYes)、復号化部23は、4フレームモードへ遷移する(ステップS49)。
On the other hand, if the
図14は、復号化部23における4フレームモードの動作を示すフローチャートである。復号化部23は、図13に示す3フレームモードによる復号化に失敗すると、図14に示す4フレームモードを実行する。4フレームモードで復号化に成功しない場合は、通信を中断しなければならないほど劣悪な通信環境であるといえる。
FIG. 14 is a flowchart showing the operation of the 4-frame mode in the
復号化部23は、フレームを4個受信すると(ステップS60)、まず、受信した4個のフレームのうち1番目のフレームは、前回のデータのフレーム♯1であり、2番目のフレームは、前回のデータのフレーム♯2であり、3番目のフレームは、前回のデータのフレーム♯3であると仮定して不使用とし、4番目のフレームをフレーム♯0と仮定して復号化を試みる(ステップS61)。ここで、復号化部23が復号化に成功すれば(ステップS62のNo)、データを出力し(ステップS71)、処理を終了する(Finish)。
When the
一方、復号化部23が復号化に失敗すれば(ステップS62のYes)、受信した4個のフレームのうち1番目のフレームは、前回のデータのフレーム♯2であると仮定して不使用とし、2番目のフレームは、前回のデータのフレーム♯3であると仮定して不使用とし、3番目のフレームは、フレーム♯0であり、4番目のフレームは、フレーム♯1であると仮定して復号化を試みる(ステップS63)。ここで、復号化部23が復号化に成功すれば(ステップS64のNo)、データを出力し(ステップS71)、処理を終了する(Finish)。
On the other hand, if the
一方、復号化部23が復号化に失敗すれば(ステップS64のYes)、受信した4個のフレームのうち1番目のフレームは、前回のデータのフレーム♯3であると仮定して不使用とし、2番目のフレームは、フレーム♯0であり、3番目のフレームは、フレーム♯1であり、4番目のフレームは、フレーム♯2であると仮定して復号化を試みる(ステップS65)。ここで、復号化部23が復号化に成功すれば(ステップS66のNo)、データを出力し(ステップS71)、処理を終了する(Finish)。
On the other hand, if the
一方、復号化部23が復号化に失敗すれば(ステップS66のYes)、受信した4個のフレームのうち1番目のフレームは、フレーム♯0であり、2番目のフレームは、フレーム♯1であり、3番目のフレームは、フレーム♯2であり、4番目のフレームは、フレーム♯3であると仮定して復号化を試みる(ステップS67)。ここで、復号化部23が復号化に成功すれば(ステップS68のNo)、データを出力し(ステップS71)、処理を終了する(Finish)。
On the other hand, if the
一方、復号化部23が復号化に失敗すれば(ステップS68のYes)、復号化部23は、次に受信した新たなフレームを、既に受信している4個のフレームの中で最古のフレームに上書きする(ステップS69)。続いて、復号化部23は、4個のフレームのデコード開始位置を上書きされたフレームの次フレームとする(ステップS70)。そして、ステップS61に戻り、以降の処理を再度実行する。
On the other hand, if the
また、図11〜図14のフローチャートでは、1フレームモードから復号化を開始し、最終的に、4フレームモードまで処理が進むように説明した。しかしながら、前回の復号化において、尤度の高いフレーム仮定があった場合には、他のフレーム仮定による復号化を行わず、前回の復号化において、尤度の高いフレーム仮定があった場合、そのフレーム仮定を用いて復号化を行ってもよい。 Further, in the flowcharts of FIGS. 11 to 14, it has been described that the decoding is started from the 1-frame mode and the process finally proceeds to the 4-frame mode. However, in the previous decoding, if there is a likelihood of a high frame assumption without decoding by other frames assumptions, if in the previous decoding, there is a high frame hypothesis likelihood, that Decoding may be performed using frame assumption .
例えば、前回の3フレームモードにおいて、復号化には成功しなかったもののフレーム♯0、フレーム♯1、フレーム♯2というフレーム仮定による復号化の尤度が高かったとする。そうであれば、さらに1フレーム分のデータが加わる次の4フレームモードではフレーム♯0、フレーム♯1、フレーム♯2、フレーム♯3という仮定から処理を開始する。これによれば、図14において「フレーム♯0として復号化」、「フレーム♯0、フレーム♯1として復号化」、「フレーム♯0、フレーム♯1、フレーム#2として復号化」を行うより、短時間に復号化に成功する確率が高くなる場合がある。すなわち、前回の復号化で尤度が高かったフレーム仮定はもう少しのデータがあれば、復号化に成功する確率が高いといえる。そのことを考慮せずに杓子定規に「フレーム♯0として復号化」から処理を開始した場合には復号化に失敗する確率が高く、時間の無駄が生じる可能性がある。よって、フレーム仮定について前回の経験を踏襲することにより、杓子定規に全てのフレーム仮定を試みるよりも短時間で復号化に成功する確率が高くなる。
For example, in the previous three-frame mode, although decoding was not successful, it is assumed that the likelihood of decoding based on the frame assumption of frame # 0,
(プログラムの実施例)
次に、情報処理装置にインストールすることにより、その情報処理装置に、本発明の実施の形態のユーザ端末2(復号化装置)の復号化部23としての機能を実現するプログラムの実施例を説明する。ここで、情報処理装置とは、例えば、汎用のコンピュータ装置であり、CPUやDSP(Digital Signal Processor)あるいはマイクロプロセッサなどが含まれる。
(Example of the program)
Next, an example of a program that, when installed in the information processing apparatus, realizes the function as the
本実施例のプログラムは記録媒体に記録されることにより、情報処理装置は、この記録媒体を用いて本実施例のプログラムをインストールすることができる。あるいは、本実施例のプログラムを保持するサーバからネットワークを介して直接、情報処理装置に本実施例のプログラムをインストールすることもできる。 By recording the program of this embodiment on a recording medium, the information processing apparatus can install the program of this embodiment using this recording medium. Or the program of a present Example can also be installed in an information processing apparatus directly from the server holding the program of a present Example via a network.
これにより、情報処理装置を用いて、ユーザ端末2の復号化部23の機能(De−Scrambling部31、Rate De−matching部32、Viterbi復号部33など)を実現することができる。なお、これ以外の機能についてもソフトウェアによって実現可能な機能については、本実施例のプログラムによって実現してもよい。
Thereby, the function (
なお、本実施例のプログラムは、情報処理装置によって直接実行可能なものだけでなく、ハードディスクなどにインストールすることによって実行可能となるものも含む。また、圧縮されたり、暗号化されたりしたものも含む。 The program of this embodiment includes not only a program that can be directly executed by the information processing apparatus but also a program that can be executed by being installed on a hard disk or the like. Also included are those that are compressed or encrypted.
(本発明の実施の形態における効果の説明)
第1の効果は、最短の時間で情報を取得できることである。その理由は、1フレーム分の受信データに対し、取り得る全ての符号化形式に対応する復号処理を行うためである。
(Explanation of effects in the embodiment of the present invention)
The first effect is that information can be acquired in the shortest time. The reason is that the decoding process corresponding to all possible encoding formats is performed on the reception data for one frame.
第2の効果は、1フレーム分のデータで復号するより高い検出率を得られることにある。その理由は、受信データを保持し、次データを受信した際に保持していた受信データと新たに受信したデータを連続した一つのデータとして復号を行うためである。また、複数の受信フレームのうちの1つまたは複数が有効でないと判断される場合でも、そのデータの影響を受けないように復号を行うことができるためである。 The second effect is that a higher detection rate than that obtained by decoding data for one frame can be obtained. The reason is that the received data is held, and the received data held when the next data is received and the newly received data are decoded as one continuous data. Moreover, even when it is determined that one or more of the plurality of received frames are not valid, decoding can be performed without being affected by the data.
(変形例)
本発明の実施の形態は、その要旨を逸脱しない範囲で様々に変更が可能である。例えば、図1では、基地局1とユーザ端末2とを例示し、その間を無線回線によって接続している。しかしながら図1の無線回線を有線回線に置き換えても本発明の実施の形態の要旨を逸脱しない。さらに、基地局1とユーザ端末2とを例示したが、基地局1をあらゆる種類の符号化装置に置き換え、ユーザ端末2をあらゆる種類の復号化装置に置き換えてもよい。
(Modification)
The embodiment of the present invention can be variously modified without departing from the gist thereof. For example, in FIG. 1, the
また、上述の実施の形態では3GPP−LTEとして標準化されているPBCHの復号化を題材として説明している。しかしながら、本発明の実施の形態におけるPBCHは、同一の情報が書き込まれた一連のN個のデータに対して符号化が行われたあらゆるデータに置き換えることができる。また、符号化方式や復号化方式についても様々な方式が適用できる。 In the above-described embodiment, decoding of PBCH, which is standardized as 3GPP-LTE, is described as a theme. However, the PBCH in the embodiment of the present invention can be replaced with any data obtained by encoding a series of N data in which the same information is written. Various methods can be applied to the encoding method and the decoding method.
1…基地局(符号化装置)、2…ユーザ端末(復号化装置)、10…符号化部、11…変調部、12…D/A変換部、13…送信アンテナ、20…受信アンテナ、21…A/D変換部、22…復調部、23…復号化部(復号化手段)、30…受信データメモリ、31…De−Scrambling部、32…Rate De−matching部、33…Viterbi復号部、34…制御部
DESCRIPTION OF
Claims (7)
上記一連のN個のデータのうちのM(Mは自然数でM≦N)個のデータを受信し、受信した上記データにデスクランブルおよびレートデマッチング処理を施すとともに、そのM個のデータが上記一連のN個のデータのうちの第h番目から第i番目(ただし1≦i≦Nであり、hは1又はi−M+1のいずれか大きい値)であると仮定して復号化を行う処理を行い、この復号化に失敗したときには、上記iの値を1つ繰り上げて上記処理を再度行い、さらに復号化に失敗したときには、上記iの値をさらに1つ繰り上げて上記処理を再度行うという工程を、上記iが取り得る全ての値について行い、後続のデータを受信した場合にMを繰り上げて同様の工程を行う復号化手段を備え、
前記復号化手段は、Viterbi復号化を実行する復号化手段であり、
前記Mが複数で、M−1フレームモードでの復号時に得られる尤度情報の尤度が高かったi番目の仮定と同じデータ配列を含むMフレームモードでのi+1番目の仮定がある場合、このi+1番目の仮定に限定して復号化を行う
ことを特徴とする復号化装置。 In a decoding device for decoding data obtained by encoding a series of N data (N is a natural number of 2 or more ) in which the same information is written,
Of the series of N data, M (M is a natural number and M ≦ N) data is received, the received data is descrambled and rate dematched, and the M data is Decoding processing on the assumption that it is h-th to i-th (where 1 ≦ i ≦ N, and h is 1 or i−M + 1, whichever is larger) in a series of N data If the decoding fails, the value of i is incremented by one and the process is performed again. If the decoding fails, the value of i is further incremented by one and the process is performed again. procedures and have rows for every value of the i can take, comprise the rows intends decoding means the same steps to advance the M when receiving subsequent data,
The decoding means is decoding means for performing Viterbi decoding,
If there are a plurality of M and the i + 1th assumption in the M frame mode including the same data arrangement as the ith assumption that the likelihood of the likelihood information obtained at the time of decoding in the M-1 frame mode is high , A decoding apparatus characterized by performing decoding only for the (i + 1) th assumption .
前記復号化手段は、受信した前記M個のデータのうち、j(j≦(M−1))個のデータは、前回送信された一連のN個のデータに含まれるデータであるとみなして不使用とし、残りの(M−j)個のデータを第1番目のデータを含むデータとして使用して復号化処理を行う工程を含むことを特徴とする復号化装置。 The decoding device according to claim 1, wherein
The decoding means regards j (j ≦ (M−1)) pieces of data among the received M pieces of data as data included in a series of N pieces of data transmitted last time. A decoding apparatus characterized by including a step of performing a decoding process using the remaining (M−j) data as data including the first data, which is not used.
前記復号化手段は、前記Mの値を、通信環境の劣化に応じて増加させることを特徴とする復号化装置。 The decoding device according to claim 1 or 2 ,
The decoding device, wherein the decoding means increases the value of M according to deterioration of a communication environment.
上記一連のN個のデータのうちのM(Mは自然数でM≦N)個のデータを受信し、受信した上記データにデスクランブルおよびレートデマッチング処理を施すとともに、そのM個のデータが上記一連のN個のデータのうちの第h番目から第i番目(ただし1≦i≦Nであり、hは1又はi−M+1のいずれか大きい値)であると仮定して復号化を行う処理を行い、この復号化に失敗したときには、上記iの値を1つ繰り上げて上記処理を再度行い、さらに復号化に失敗したときには、上記iの値をさらに1つ繰り上げて上記処理を再度行うという工程を、上記iが取り得る全ての値について行い、後続のデータを受信した場合にはさらにMを繰り上げて同様の工程を行い、
前記復号化工程は、Viterbi復号化を実行する復号化工程であり、
前記Mが複数で、M−1フレームモードでの復号時に得られる尤度情報の尤度が高かったi番目の仮定と同じデータを含むMフレームモードでのi+1番目の仮定がある場合、このi+1番目の仮定に限定して復号化を行う
ことう特徴とする復号化方法。 In a decoding method by a decoding apparatus that decodes data obtained by encoding a series of N data (N is an integer of 2 or more) in which the same information is written,
Of the series of N data, M (M is a natural number and M ≦ N) data is received, the received data is descrambled and rate dematched, and the M data is Decoding processing on the assumption that it is h-th to i-th (where 1 ≦ i ≦ N, and h is 1 or i−M + 1, whichever is larger) in a series of N data If the decoding fails, the value of i is incremented by one and the process is performed again. If the decoding fails, the value of i is further incremented by one and the process is performed again. The process is performed for all the values that i can take, and when subsequent data is received, the same process is performed by further raising M,
The decoding step is a decoding step for performing Viterbi decoding,
If there is a plurality of M and the i + 1th assumption in the M frame mode including the same data as the ith assumption that the likelihood information obtained at the time of decoding in the M-1 frame mode has a high likelihood , this i + 1 A decoding method characterized by decoding only on the second assumption .
受信した前記M個のデータのうち、j(j≦(M−1))個のデータは、前回送信された一連のN個のデータに含まれるデータであるとみなして不使用とし、残りの(M−j)個のデータを第1番目のデータを含むデータとして使用して復号化処理を行う工程を含むことを特徴とする復号化方法。 The decoding method according to claim 4 , wherein
Of the received M data, j (j ≦ (M−1)) data is regarded as data included in a series of N data transmitted last time, and is not used. A decoding method comprising a step of performing a decoding process using (M−j) pieces of data as data including the first data.
前記Mの値を、通信環境の劣化に応じて増加させることを特徴とする復号化方法。 The decoding method according to claim 4 or 5 ,
A decoding method, wherein the value of M is increased in accordance with deterioration of a communication environment.
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