JP5765281B2 - Decoding device, decoding method, and program - Google Patents

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Description

本発明は、復号装置、復号方法、及び、プログラムに関する。   The present invention relates to a decoding device, a decoding method, and a program.

デジタル通信システムの無線送信装置は情報データを符号化して送信する。情報データの符号化には、例えば、畳み込み符号、低密度パリティ検査(LDPC:Low Density Parity Check Code)符号、ターボ符号、ブロックターボ符号などが用いられる。近年では、信号対雑音比(S/N比:Signal-to-Noise ratio)が小さい伝送路においても、誤り訂正能力が高いLDPC符号が注目され、適用されている。   A wireless transmission device of a digital communication system encodes and transmits information data. For example, a convolutional code, a low density parity check (LDPC) code, a turbo code, or a block turbo code is used for encoding the information data. In recent years, LDPC codes with high error correction capability have attracted attention and are applied even in transmission lines with a small signal-to-noise ratio (S / N ratio).

例えば、WiMax(Worldwide Interoperability for Microwave Access)の、IEEE802.16e規格では、LDPC符号が採用されている。   For example, in the IEEE802.16e standard of WiMax (Worldwide Interoperability for Microwave Access), an LDPC code is adopted.

LDPC符号は、多くの”0”とわずかな”1”から成る疎なパリティ検査行列Hで定義される線形ブロック符号であり、LDPC符号の符号化では、HをHの転置行列とし、GH=0を満たす生成行列Gをガウス消去法などで求め、求めた生成行列Gを用いて情報系列を符号化する。 LDPC code is a linear block code defined by a number of "0" and the slight sparse parity check matrix H composed of "1", in the encoding of LDPC codes, the H T a transposed matrix of H, GH A generation matrix G satisfying T = 0 is obtained by a Gaussian elimination method or the like, and an information sequence is encoded using the obtained generation matrix G.

情報データをLPDC符号により符号化した場合、その復号には、一般的に、確率伝搬法(BP:Belief Propagation)の一種であるsum−product復号、min−sum復号が用いられる。sum−product復号は、繰り返し復号の一種であり、パリティ検査行列Hを用いて、変数ノード処理とチェックノード処理との2つの処理を繰り返すことで、各符号語の推定(復号)を行う。   When information data is encoded by an LPDC code, sum-product decoding and min-sum decoding, which are a kind of belief propagation method (BP), are generally used for decoding. Sum-product decoding is a type of iterative decoding, and each codeword is estimated (decoded) by repeating two processes of a variable node process and a check node process using a parity check matrix H.

sum−product復号は、復号処理のラウンドごとにパリティチェックを行うため、検査条件を満たせば、早い段階(ラウンド)で復号処理を終了する。そのため、復号処理時における演算量の軽減と、復号処理の高速化が可能である。   Since sum-product decoding performs a parity check for each round of decoding processing, if the check condition is satisfied, the decoding processing ends at an early stage (round). For this reason, it is possible to reduce the amount of calculation during the decoding process and to speed up the decoding process.

しかしながら、sum−product復号は、繰り返し復号の一種であるため、信頼度の低い尤度が存在すると、メッセージを伝播させる尤度間に相関が生じ、近似の精度が劣化してしまうという問題がある。このいわゆる誤り伝播の問題により、効率的な復号処理を行うことができなくなる。   However, since sum-product decoding is a type of iterative decoding, if there is a likelihood with low reliability, there is a problem that the correlation between the likelihoods of message propagation occurs and the accuracy of approximation deteriorates. . This so-called error propagation problem prevents efficient decoding processing.

この誤り伝播の問題を解決するための方法として、例えば、特許文献1には、符号データに含まれるデータビットとパリティビットの尤度の信頼度を検出し、信頼度の低い尤度から優先的に更新する更新スケジュールを作成し、作成した更新スケジュールに従って尤度を更新する方法が提案されている。   As a method for solving this error propagation problem, for example, Patent Document 1 detects the reliability of the likelihood of data bits and parity bits included in code data, and gives priority to the likelihood of low reliability. A method has been proposed in which an update schedule to be updated is created and the likelihood is updated according to the created update schedule.

特開2008−16959号公報JP 2008-16959 A

特許文献1に提案されている方法では、更新スケジュールを作成するための演算処理が新たに必要となる。すなわち、演算量を軽減できるというsum−product復号のメリットを犠牲にしなければならない。また、信頼度の低い尤度から優先的に更新したとしても、信頼度の低い尤度が多数ある場合には、信頼度の低い尤度が伝播してしまい、近似精度が劣化してしまう。   In the method proposed in Patent Document 1, a calculation process for creating an update schedule is newly required. That is, the merit of sum-product decoding that can reduce the amount of calculation must be sacrificed. Further, even if priority is updated from a likelihood with a low reliability, if there are many likelihoods with a low reliability, the likelihood with a low reliability is propagated and the approximation accuracy is degraded.

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、いわゆる誤り伝播を防止し、効率的な復号処理を実現することが可能な復号装置、復号方法、及び、プログラムを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a decoding device, a decoding method, and a program capable of preventing so-called error propagation and realizing efficient decoding processing. To do.

上記目的を達成するために、本発明の第1の観点に係る復号装置は、
基本復号処理を複数回繰り返すことで、符号化されたデータを確率伝搬法により復号する復号装置であって、
処理対象のデータの各ビットに対応する各変数ノードの、前記各変数ノードに接続されたチェックノードにおける信頼度を算出し、前回の基本復号処理で変数ノードからチェックノードへ伝搬された事前値比のうちで、信頼度が所定の基準値以下である変数ノードからチェックノードへ伝搬された事前値比を検出する低信頼度ノード検出部と、
前回の基本復号処理で変数ノードからチェックノードへ伝搬された事前値比に基づいて、チェックノードから変数ノードへ伝搬させる外部値比の算出式における総積部分を演算し、前回の基本復号処理で変数ノードからチェックノードへ伝搬された事前値比から、前記低信頼度ノード検出部により検出された事前値比を除外した事前値比に基づいて、前記外部値比の算出式の総積部分以外の部分を演算することで、外部値比を算出し、算出した外部値比を前記チェックノードから変数ノードへ伝搬させるチェックノード処理部と、
前記チェックノード処理部により算出された前記外部値比に基づいて、次回の基本復号処理で前記チェックノード処理部が外部値比を算出するために用いる事前値比を算出し、算出した事前値比を変数ノードからチェックノードへ伝搬させる変数ノード処理部と、
今回の基本復号処理で前記チェックノード処理部により算出された外部値比と前記変数ノード処理部により算出された事前値比とに基づいて、前記各ビットに対応する事後確率比を算出し、算出した事後確率比に基づいて、処理対象のデータの各ビットを推定するビット推定部と、
を備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, a decoding device according to the first aspect of the present invention provides:
A decoding device that decodes encoded data by a probability propagation method by repeating basic decoding processing a plurality of times,
Calculate the reliability of each variable node corresponding to each bit of the data to be processed in the check node connected to each variable node, and the prior value ratio propagated from the variable node to the check node in the previous basic decoding process Among them, a low reliability node detection unit that detects a prior value ratio propagated from a variable node whose reliability is equal to or less than a predetermined reference value to a check node;
Based on the prior value ratio propagated from the variable node to the check node in the previous basic decoding process, the total product part in the calculation formula of the external value ratio to be propagated from the check node to the variable node is calculated. Based on the prior value ratio obtained by excluding the prior value ratio detected by the low reliability node detection unit from the prior value ratio propagated from the variable node to the check node, except for the total product portion of the external value ratio calculation formula By calculating the external value ratio, and the check node processing unit that propagates the calculated external value ratio from the check node to the variable node;
Based on the external value ratio calculated by the check node processing unit, the prior value ratio used by the check node processing unit to calculate the external value ratio in the next basic decoding process is calculated, and the calculated prior value ratio A variable node processing unit that propagates a variable node to a check node;
Based on the external value ratio calculated by the check node processing unit in this basic decoding process and the prior value ratio calculated by the variable node processing unit, a posterior probability ratio corresponding to each bit is calculated and calculated. A bit estimation unit that estimates each bit of data to be processed based on the posterior probability ratio,
It is characterized by providing.

この場合、前記信頼度は、前回の基本復号処理で前記変数ノード処理部により算出された事前値比の絶対値であり、
前記低信頼度ノード検出部は、前回の基本復号処理で変数ノードからチェックノードへ伝搬された事前値比のうちで、絶対値の値が所定の基準値以下である事前値比を検出する、
こととしてもよい。
In this case, the reliability is an absolute value of the prior value ratio calculated by the variable node processing unit in the previous basic decoding process,
The low reliability node detection unit detects a prior value ratio whose absolute value is equal to or less than a predetermined reference value among the prior value ratios propagated from the variable node to the check node in the previous basic decoding process.
It is good as well.

また、前記信頼度は、前回の基本復号処理で前記変数ノード処理部により算出される事前値比の絶対値であり、
前記低信頼度ノード検出部は、前回の基本復号処理で変数ノードからチェックノードへ伝搬された事前値比のうちで、絶対値の値が所定の基準値以下である事前値比の伝搬元の変数ノードからチェックノードへ伝搬された事前値比を検出する、
こととしてもよい。
Further, the reliability is an absolute value of a priori value ratio calculated by the variable node processing unit in the previous basic decoding process,
The low reliability node detection unit is a propagation source of an advance value ratio whose absolute value is equal to or less than a predetermined reference value among the advance value ratios propagated from the variable node to the check node in the previous basic decoding process. Detect prior value ratio propagated from variable node to check node,
It is good as well.

また、前記信頼度は、前回の基本復号処理で前記ビット推定部により算出された事後確率比の絶対値であり、
前記低信頼度ノード検出部は、前回の基本復号処理で変数ノードからチェックノードへ伝搬された事前値比のうちで、絶対値の値が所定の基準値以下である事後確率比に対応する変数ノードからチェックノードへ伝搬された事前値比を検出する、
こととしてもよい。
Further, the reliability is an absolute value of the posterior probability ratio calculated by the bit estimation unit in the previous basic decoding process,
The low reliability node detection unit is a variable corresponding to a posterior probability ratio whose absolute value is equal to or less than a predetermined reference value among the prior value ratios propagated from the variable node to the check node in the previous basic decoding process. Detect prior value ratio propagated from node to check node,
It is good as well.

また、前記データは、低密度パリティ検査符号により符号化されたデータである、
こととしてもよい。
The data is data encoded by a low density parity check code.
It is good as well.

また、前記低密度パリティ検査符号を定義するパリティ検査行列の列のうちで、前記列を構成する成分の値が1である成分の数が少ない列に対応する変数ノードを特定し、前記低信頼度ノード検出部により検出された事前値比のうちで、前記特定した変数ノードからチェックノードへ伝搬された事前値比を検出する除外ノード検出部をさらに備え、
前記チェックノード処理部は、前回の基本復号処理で変数ノードからチェックノードへ伝搬された事前値比から、前記除外ノード検出部により検出された事前値比を除外した事前値比に基づいて、前記外部値比の算出式における前記総積部分以外の部分を演算する、
こととしてもよい。
Further, among the columns of the parity check matrix defining the low-density parity check code, a variable node corresponding to a column with a small number of components having a component value of 1 is specified, and the low reliability Among the prior value ratios detected by the degree node detection unit, further includes an excluded node detection unit that detects the prior value ratio propagated from the identified variable node to the check node,
The check node processing unit is based on the prior value ratio obtained by excluding the prior value ratio detected by the excluded node detection unit from the prior value ratio propagated from the variable node to the check node in the previous basic decoding process. Calculating a portion other than the total product portion in the external value ratio calculation formula,
It is good as well.

また、前記チェックノード処理部は、基本復号処理の繰り返し回数が規定回数に至るまでは、前回の基本復号処理で変数ノードからチェックノードへ伝搬された事前値比に基づいて、前記外部値比の算出式における総積部分を演算し、前回の基本復号処理で変数ノードからチェックノードへ伝搬された事前値比から、前記低信頼度ノード検出部により検出された事前値比を除外した事前値比に基づいて、前記外部値比の算出式の総積部分以外の部分を演算することで、変数ノードからチェックノードへ伝搬させる外部値比を算出し、それより後の基本復号処理では、前回の基本復号処理で変数ノードからチェックノードへ伝搬された事前値比に基づいて、前記外部値比の算出式における総積部分とそれ以外の部分とを演算することで、変数ノードからチェックノードへ伝搬させる外部値比を算出する、
こととしてもよい。
In addition, the check node processing unit determines the external value ratio based on the prior value ratio propagated from the variable node to the check node in the previous basic decoding process until the number of repetitions of the basic decoding process reaches a specified number. A prior value ratio obtained by calculating the total product part in the calculation formula and excluding the prior value ratio detected by the low reliability node detection unit from the prior value ratio propagated from the variable node to the check node in the previous basic decoding process. The external value ratio to be propagated from the variable node to the check node is calculated by calculating a part other than the total product part of the external value ratio calculation formula based on Based on the a priori value ratio propagated from the variable node to the check node in the basic decoding process, the total product part and the other part in the external value ratio calculation formula are calculated, so that Calculates an extrinsic value ratio to be propagated from de to the check node,
It is good as well.

また、前記符号化されたデータは、sum−product復号により復号される、
こととしてもよい。
Also, the encoded data is decoded by sum-product decoding.
It is good as well.

また、前記符号化されたデータは、min−sum復号により復号される、
こととしてもよい。
The encoded data is decoded by min-sum decoding.
It is good as well.

上記目的を達成するために、本発明の第2の観点に係る復号装置は、
基本復号処理を複数回繰り返すことで、低密度パリティ検査符号により符号化されたデータを確率伝搬法により復号する復号装置であって、
前記低密度パリティ検査符号を定義するパリティ検査行列の列のうちで、前記列を構成する成分の値が1である成分の数が少ない列に対応する変数ノードを特定し、前回の基本復号処理で変数ノードからチェックノードへ伝搬された事前値比のうちで、前記特定した変数ノードからチェックノードへ伝搬された事前値比を検出する除外ノード検出部と、
前回の基本復号処理で変数ノードからチェックノードへ伝搬された事前値比に基づいて、チェックノードから変数ノードへ伝搬させる外部値比の算出式における総積部分を演算し、前回の基本復号処理で変数ノードからチェックノードへ伝搬された事前値比から、前記除外ノード検出部により検出された事前値比を除外した事前値比に基づいて、前記外部値比の算出式における前記総積部分以外の部分を演算することで、外部値比を算出し、算出した外部値比を前記チェックノードから変数ノードへ伝搬させるチェックノード処理部と、
前記チェックノード処理部により算出された前記外部値比に基づいて、次回の基本復号処理で前記チェックノード処理部が外部値比を算出するために用いる事前値比を算出し、算出した事前値比を変数ノードからチェックノードへ伝搬させる変数ノード処理部と、
今回の基本復号処理で前記チェックノード処理部により算出された外部値比と前記変数ノード処理部により算出された事前値比とに基づいて、前記各ビットに対応する事後確率比を算出し、算出した事後確率比に基づいて、処理対象のデータの各ビットを推定するビット推定部と、
を備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, a decoding device according to the second aspect of the present invention provides:
A decoding device that decodes data encoded by a low-density parity check code by a probability propagation method by repeating basic decoding processing a plurality of times,
Of the columns of the parity check matrix that define the low-density parity check code, the variable node corresponding to the column with a small number of components whose component value is 1 is specified, and the previous basic decoding process In the prior value ratio propagated from the variable node to the check node, the excluded node detection unit that detects the prior value ratio propagated from the specified variable node to the check node;
Based on the prior value ratio propagated from the variable node to the check node in the previous basic decoding process, the total product part in the calculation formula of the external value ratio to be propagated from the check node to the variable node is calculated. Based on the prior value ratio obtained by excluding the prior value ratio detected by the excluded node detection unit from the prior value ratio propagated from the variable node to the check node, other than the total product portion in the external value ratio calculation formula A check node processing unit that calculates an external value ratio by calculating a portion, and propagates the calculated external value ratio from the check node to the variable node;
Based on the external value ratio calculated by the check node processing unit, the prior value ratio used by the check node processing unit to calculate the external value ratio in the next basic decoding process is calculated, and the calculated prior value ratio A variable node processing unit that propagates a variable node to a check node;
Based on the external value ratio calculated by the check node processing unit in this basic decoding process and the prior value ratio calculated by the variable node processing unit, a posterior probability ratio corresponding to each bit is calculated and calculated. A bit estimation unit that estimates each bit of data to be processed based on the posterior probability ratio,
It is characterized by providing.

上記目的を達成するために、本発明の第3の観点に係る復号方法は、
基本復号処理を複数回繰り返すことで、符号化されたデータを確率伝搬法により復号する復号方法であって、
処理対象のデータの各ビットに対応する各変数ノードの、前記各変数ノードに接続されるチェックノードにおける信頼度を算出し、前回の基本復号処理で変数ノードからチェックノードへ伝搬された事前値比のうちで、信頼度が所定の基準値以下である変数ノードからチェックノードへ伝搬された事前値比を検出し、
前回の基本復号処理で変数ノードからチェックノードへ伝搬された事前値比に基づいて、チェックノードから変数ノードへ伝搬させる外部値比の算出式における総積部分を演算し、前回の基本復号処理で変数ノードからチェックノードへ伝搬された事前値比から、前記検出された事前値比を除外した事前値比に基づいて、前記外部値比の算出式の総積部分以外の部分を演算することで、外部値比を算出し、算出した外部値比を前記チェックノードから変数ノードへ伝搬させ、
前記算出された前記外部値比に基づいて、次回の基本復号処理で外部値比を算出するために用いる事前値比を算出し、算出した事前値比を変数ノードからチェックノードへ伝搬させ、
今回の基本復号処理で前記算出された外部値比と事前値比とに基づいて、前記各ビットに対応する事後確率比を算出し、算出した事後確率比に基づいて、処理対象のデータの各ビットを推定する、
ことを特徴とする。
In order to achieve the above object, a decoding method according to the third aspect of the present invention provides:
A decoding method for decoding encoded data by a probability propagation method by repeating the basic decoding process a plurality of times,
Calculate the reliability of each variable node corresponding to each bit of data to be processed at the check node connected to each variable node, and the prior value ratio propagated from the variable node to the check node in the previous basic decoding process Among them, the prior value ratio propagated from the variable node whose reliability is below a predetermined reference value to the check node is detected,
Based on the prior value ratio propagated from the variable node to the check node in the previous basic decoding process, the total product part in the calculation formula of the external value ratio to be propagated from the check node to the variable node is calculated. By calculating a part other than the total product part of the external value ratio calculation formula based on the prior value ratio excluding the detected prior value ratio from the prior value ratio propagated from the variable node to the check node. , Calculate the external value ratio, propagate the calculated external value ratio from the check node to the variable node,
Based on the calculated external value ratio, calculate a prior value ratio used to calculate the external value ratio in the next basic decoding process, propagate the calculated prior value ratio from the variable node to the check node,
Based on the external value ratio and the prior value ratio calculated in the basic decoding process this time, a posterior probability ratio corresponding to each bit is calculated, and based on the calculated posterior probability ratio, each piece of data to be processed is calculated. Estimate the bits,
It is characterized by that.

上記目的を達成するために、本発明の第4の観点に係るプログラムは、
基本復号処理を複数回繰り返すことで、符号化されたデータを確率伝搬法により復号する機能を備えたコンピュータに、
処理対象のデータの各ビットに対応する各変数ノードの、前記各変数ノードに接続されるチェックノードにおける信頼度を算出し、前回の基本復号処理で変数ノードからチェックノードへ伝搬された事前値比のうちで、信頼度が所定の基準値以下である変数ノードからチェックノードへ伝搬された事前値比を検出する処理と、
前回の基本復号処理で変数ノードからチェックノードへ伝搬された事前値比に基づいて、チェックノードから変数ノードへ伝搬させる外部値比の算出式における総積部分を演算し、前回の基本復号処理で変数ノードからチェックノードへ伝搬された事前値比から、前記検出された事前値比を除外した事前値比に基づいて、前記外部値比の算出式の総積部分以外の部分を演算することで、外部値比を算出し、算出した外部値比を前記チェックノードから変数ノードへ伝搬させる処理と、
前記算出された前記外部値比に基づいて、次回の基本復号処理で外部値比を算出するために用いる事前値比を算出し、算出した事前値比を変数ノードからチェックノードへ伝搬させる処理と、
今回の基本復号処理で前記算出された外部値比と事前値比とに基づいて、前記各ビットに対応する事後確率比を算出し、算出した事後確率比に基づいて、処理対象のデータの各ビットを推定する処理と、
を実行させることを特徴とする。
In order to achieve the above object, a program according to the fourth aspect of the present invention provides:
By repeating the basic decoding process a plurality of times, a computer having a function of decoding encoded data by the probability propagation method,
Calculate the reliability of each variable node corresponding to each bit of data to be processed at the check node connected to each variable node, and the prior value ratio propagated from the variable node to the check node in the previous basic decoding process Among these, a process of detecting a prior value ratio propagated from a variable node having a reliability equal to or lower than a predetermined reference value to a check node;
Based on the prior value ratio propagated from the variable node to the check node in the previous basic decoding process, the total product part in the calculation formula of the external value ratio to be propagated from the check node to the variable node is calculated. By calculating a part other than the total product part of the external value ratio calculation formula based on the prior value ratio excluding the detected prior value ratio from the prior value ratio propagated from the variable node to the check node. , Calculating the external value ratio, and propagating the calculated external value ratio from the check node to the variable node;
A process of calculating a prior value ratio used for calculating an external value ratio in a next basic decoding process based on the calculated external value ratio and propagating the calculated prior value ratio from a variable node to a check node; ,
Based on the external value ratio and the prior value ratio calculated in the basic decoding process this time, a posterior probability ratio corresponding to each bit is calculated, and based on the calculated posterior probability ratio, each piece of data to be processed is calculated. Processing to estimate the bits;
Is executed.

本発明によれば、いわゆる誤り伝播を防止し、効率的な復号処理を実現することが可能となる。   According to the present invention, so-called error propagation can be prevented and efficient decoding processing can be realized.

(a)は、実施形態1における、デジタル通信システムの構成を示すブロック図である。(b)は、実施形態1における、復号部の構成を示すブロック図である。FIG. 1A is a block diagram illustrating a configuration of a digital communication system according to a first embodiment. (B) is a block diagram showing a configuration of a decoding unit in the first embodiment. (a)は、実施形態1における、パリティ検査行列の例を示す図である。(b)は、(a)のパリティ検査行列を2部グラフで表現した図である。(A) is a figure which shows the example of the parity check matrix in Embodiment 1. FIG. (B) is a diagram representing the parity check matrix of (a) in a bipartite graph. 実施形態1における、通常モードのチェックノード処理を説明するための図である。FIG. 6 is a diagram for explaining check node processing in a normal mode in the first embodiment. 実施形態1における、変数ノード処理を説明するための図である。FIG. 6 is a diagram for explaining variable node processing in the first embodiment. (a)乃至(c)は、実施形態1における、初回の基本復号処理での除外モードのチェックノード処理を説明するための図である。(A) thru | or (c) is a figure for demonstrating the check node process of the exclusion mode in the first basic decoding process in Embodiment 1. FIG. (a)乃至(d)は、実施形態1における、初回以外の基本復号処理での除外モードのチェックノード処理を説明するための図である。(A) thru | or (d) is a figure for demonstrating the check node process of the exclusion mode in basic decoding processes other than the first time in Embodiment 1. FIG. 実施形態1における、復号処理のフローチャートを示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a flowchart of decoding processing in the first embodiment. 実施形態2における、復号部の構成を示すブロック図である。10 is a block diagram showing a configuration of a decoding unit in Embodiment 2. FIG. (a)と(b)は、実施形態2における、列重み情報テーブルの例を示す図である。(A) And (b) is a figure which shows the example of the column weight information table in Embodiment 2. FIG. (a)と(b)は、実施形態2における、初回の基本復号処理での除外モードのチェックノード処理を説明するための図である。(A) And (b) is a figure for demonstrating the check node process of the exclusion mode in the first basic decoding process in Embodiment 2. FIG. (a)と(b)は、実施形態2における、初回以外の基本復号処理での除外モードのチェックノード処理を説明するための図である。(A) And (b) is a figure for demonstrating the check node process of the exclusion mode in basic decoding processes other than the first in Embodiment 2. FIG. 実施形態2における、復号処理のフローチャートを示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating a flowchart of decoding processing in the second embodiment. 実施形態2における、ビット誤り率BER(Bit Error Rate)特性を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating bit error rate BER (Bit Error Rate) characteristics in the second embodiment. 変形例1における、復号部の構成を示すブロック図である。FIG. 10 is a block diagram illustrating a configuration of a decoding unit in Modification 1. 変形例1における、復号処理のフローチャートの一部を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a part of a flowchart of decoding processing in Modification 1; 変形例2における、各変数ノードから接続先のチェックノードへ送信される事前値比の一覧の例を示す図である。It is a figure in the modification 2 which shows the example of the list of the prior value ratios transmitted from each variable node to the connection destination check node. 変形例2における、復号処理のフローチャートを示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating a flowchart of a decoding process in Modification 2. 信頼度閾値を基本繰り返し回数に従って可変する場合の例を示す図である。It is a figure which shows the example in the case of varying a reliability threshold value according to the frequency | count of basic repetition. 列重み閾値を低信頼度変数ノード数に従って可変する場合の例を示す図である。It is a figure which shows the example in the case of varying a column weight threshold value according to the number of low reliability variable nodes.

本発明の実施形態に係る復号装置について、図面を参照しながら説明する。   A decoding apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

(実施形態1)
図1(a)は、デジタル通信システム1の構成を示すブロック図である。本実施形態におけるデジタル通信システム1は、無線送信装置001と無線受信装置002とから構成され、無線送信装置001は、符号化部001Aと、変調部001Bと、無線通信部001Cとから構成される。
(Embodiment 1)
FIG. 1A is a block diagram showing a configuration of the digital communication system 1. The digital communication system 1 in the present embodiment includes a wireless transmission device 001 and a wireless reception device 002, and the wireless transmission device 001 includes an encoding unit 001A, a modulation unit 001B, and a wireless communication unit 001C. .

なお、本実施形態では、M行xN列のパリティ検査行列HMNにより定義されるLDPC符号により符号化された符号データを、sum−product復号又はmin−sum復号(以下、特に区別する必要が無い場合は、LDPC復号という)により、繰り返し復号する場合について、以下に説明する。 In the present embodiment, code data encoded by the LDPC code defined by the parity check matrix H MN of M rows × N columns is not necessarily distinguished from sum-product decoding or min-sum decoding (hereinafter, it is not necessary to distinguish between them). The case of iterative decoding by the case of LDPC decoding will be described below.

符号化部001Aは、M行xN列のパリティ検査行列HMNにより定義されるLDPC符号により、入力された情報データDを、符号化し、生成されたNビットの符号語(以下、フレームデータFk)ごとに変調部001Bへ順次出力する。 The encoding unit 001A encodes the input information data D using the LDPC code defined by the parity check matrix H MN of M rows × N columns, and generates an N-bit code word (hereinafter, frame data Fk). And sequentially output to the modulation unit 001B.

変調部001Bは、符号化部001Aにから順次入力された、フレームデータFk(k=1,2,…,K;Kは任意の数)を所定の信号方式へ変調する。無線通信部001Cは、アンテナと無線通信モジュール等から構成され、変調後のフレームデータFkを増幅して通信路CHへ順次出力する。通信路CHにおいて、出力された変調後のフレームデータFkにノイズ成分が付加され、ノイズ成分が付加されたフレームデータFkが無線受信装置002により順次受信される。   The modulation unit 001B modulates the frame data Fk (k = 1, 2,..., K; K is an arbitrary number) sequentially input from the encoding unit 001A into a predetermined signal system. The wireless communication unit 001C includes an antenna and a wireless communication module, and amplifies the modulated frame data Fk and sequentially outputs it to the communication channel CH. In the communication channel CH, a noise component is added to the output modulated frame data Fk, and the frame data Fk to which the noise component is added is sequentially received by the wireless reception device 002.

無線受信装置002は、図1(a)に示すように、無線通信部002Aと、復調部002Bと、復号部002Cとから構成される。無線通信部002Aは、アンテナと無線通信モジュール等から構成され、無線送信装置001の無線通信部001Cにより出力され、通信路CHにおいてノイズ成分が付加されたフレームデータFkを順次受信する。   As illustrated in FIG. 1A, the wireless reception device 002 includes a wireless communication unit 002A, a demodulation unit 002B, and a decoding unit 002C. The wireless communication unit 002A includes an antenna, a wireless communication module, and the like, and sequentially receives frame data Fk output by the wireless communication unit 001C of the wireless transmission device 001 and added with a noise component in the communication channel CH.

復調部002Bは、無線通信部002Aが受信したフレームデータFkを順次復調し、復調後のフレームデータFkは、復号部002Cに順次入力される。ここで、復調部002Bにより、第k番目に復号部002Cへ入力されるフレームデータFkを受信データFkということとする。   The demodulator 002B sequentially demodulates the frame data Fk received by the wireless communication unit 002A, and the demodulated frame data Fk is sequentially input to the decoder 002C. Here, the frame data Fk input to the decoding unit 002C for the kth time by the demodulator 002B is referred to as received data Fk.

復号部002Cは、図1(b)に示すように、記憶部002C1と、復号処理部002C2と、を備える。   As illustrated in FIG. 1B, the decoding unit 002C includes a storage unit 002C1 and a decoding processing unit 002C2.

記憶部002C1は、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)などから構成され、フレームデータ記憶部002C1aとして機能すると共に、復号処理部002C2を構成するCPU(Central Processing Unit)のワーキングエリア、CPUが実行する動作プログラムを格納するプログラムエリア、各種の算出式とパリティ検査行列HMNと後述する信頼度閾値γ1などの各種データを格納するデータエリア、などとして機能する。 The storage unit 002C1 includes a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), and the like. The storage unit 002C1 functions as a frame data storage unit 002C1a, and a working area of a CPU (Central Processing Unit) that configures the decoding processing unit 002C2. It functions as a program area for storing an operation program to be executed by the CPU, a data area for storing various data such as various calculation formulas, a parity check matrix HMN, and a reliability threshold value γ1 described later.

フレームデータ記憶部002C1aは、復号処理部002C2の制御により、復調部002Bから順次入力される受信データFkを格納する。   The frame data storage unit 002C1a stores the reception data Fk sequentially input from the demodulation unit 002B under the control of the decoding processing unit 002C2.

復号処理部002C2は、CPUなどから構成され、CPUは記憶部002C1に格納されている動作プログラムを実行することで、図1(b)に示すように、低信頼度ノード検出部002C2aと、除外ノード検出部002C2bと、チェックノード処理部002C2cと、変数ノード処理部002C2dと、ビット推定部002C2eと、繰り返し回数判定部002C2fと、判定部002C2gと、推定ビット出力部002C2hとしての機能を実現する。   The decryption processing unit 002C2 includes a CPU and the like, and the CPU executes an operation program stored in the storage unit 002C1, thereby removing the low-reliability node detection unit 002C2a and the exclusion processing unit 002C2 as illustrated in FIG. The node detection unit 002C2b, the check node processing unit 002C2c, the variable node processing unit 002C2d, the bit estimation unit 002C2e, the iteration count determination unit 002C2f, the determination unit 002C2g, and the estimated bit output unit 002C2h are realized.

また、復号処理部002C2は、各機能部の制御処理を実行すると共に、フレームデータ記憶部002C1aに格納されている受信データFk(k=1,2,…,K)を順次読み出して、LPDC復号による復号処理を実行する。復号処理部002C2により読み出された処理対象の受信データFkは、低信頼度ノード検出部002C2aと、チェックノード処理部002C2cと、変数ノード処理部002C2dへ入力される。また、復号処理部002C2は、記憶部002C1から復号処理に必要な算出式などのデータを読み出して復号処理部002C2専用のレジストリに格納する。   In addition, the decoding processing unit 002C2 executes control processing of each functional unit, and sequentially reads the received data Fk (k = 1, 2,..., K) stored in the frame data storage unit 002C1a to perform LPDC decoding. The decryption process is executed. The reception data Fk to be processed read by the decoding processing unit 002C2 is input to the low reliability node detection unit 002C2a, the check node processing unit 002C2c, and the variable node processing unit 002C2d. The decryption processing unit 002C2 reads data such as a calculation formula necessary for the decryption process from the storage unit 002C1 and stores the data in a registry dedicated to the decryption processing unit 002C2.

LPDC復号は、タナーグラフと呼ばれる2部グラフ上でのメッセージパッシングアルゴリズムとして考えることができる。例えば、LPDC符号を定義するパリティ検査行列HMNが、図2(a)に示すような4行8列のパリティ検査行列だとすると、パリティ検査行列HMNを、図2(b)に示すような2部グラフで表現することができる。図中の、変数ノードbn(n=1,2,…,8)は、パリティ検査行列HMNの列に、チェックノードcm(m=1,…,4)は、パリティ検査行列HMNの行に、ノード間を結ぶエッジは、パリティ検査行列HMNの成分1に、それぞれ対応する。 LPDC decoding can be thought of as a message passing algorithm on a bipartite graph called a Tanner graph. For example, if the parity check matrix H MN that defines the LPDC code is a parity check matrix of 4 rows and 8 columns as shown in FIG. 2A, the parity check matrix H MN is 2 as shown in FIG. It can be expressed as a subgraph. In the figure, a variable node bn (n = 1, 2,..., 8) is a column of the parity check matrix HMN , and a check node cm (m = 1,..., 4) is a row of the parity check matrix HMN . The edges connecting the nodes correspond to the component 1 of the parity check matrix HMN .

例えば、図2(a)に示す、点線の丸で囲まれたパリティ検査行列HMNの成分1は、図2(b)に示す、変数ノードb6とチェックノードc2との間を結ぶ点線で表したエッジに対応する。つまり、パリティ検査行列HMNの第2行目に対応するチェックノードc2とエッジで結ばれる変数ノードは、パリティ検査行列HMNの第2行目において成分1を有する、第2列(第2ビット)、第3列(第3ビット)、第5列(第5ビット)、及び、第6列(第6ビット)にそれぞれ対応する変数ノードb2、b3、b5、及び、b6となる。 For example, the component 1 of the parity check matrix HMN surrounded by a dotted circle shown in FIG. 2A is represented by a dotted line connecting the variable node b6 and the check node c2 shown in FIG. Corresponds to the edge. In other words, variable nodes connected by a check node c2 and edges corresponding to the second row of the parity check matrix H MN has components 1 in the second row of the parity check matrix H MN, the second column (the second bit ), Third column (third bit), fifth column (fifth bit), and sixth column (sixth bit), respectively, are variable nodes b2, b3, b5, and b6.

各チェックノードcmは、エッジで接続される変数ノードから送られて来る事前値比βmn(但し、送信先の変数ノードからの事前値比は除く)に基づいて、外部値比αmnを算出し、送信先の変数ノードへ算出した外部値比αmnを送信する。2部グラフにおいて、事前値比βmnは、変数ノードbnからチェックノードcmへ送信されるメッセージとして、外部値αmnは、チェックノードcmから変数ノードbnへ送信されるメッセージとして、考えることができる。   Each check node cm calculates the external value ratio αmn based on the prior value ratio βmn (excluding the prior value ratio from the destination variable node) sent from the variable node connected at the edge, The calculated external value ratio αmn is transmitted to the destination variable node. In the bipartite graph, the prior value ratio βmn can be considered as a message transmitted from the variable node bn to the check node cm, and the external value αmn can be considered as a message transmitted from the check node cm to the variable node bn.

例えば、パリティ検査行列HMNが、図2(a)に示すような4行8列のパリティ検査行列だとすると、図3に示すように、変数ノードb1とb4とb5がチェックノードc1に接続する。この場合、例えば、送信先の変数ノードが変数ノードb1である場合は、チェックノードc1は、変数ノードb1から送られて来る事前値比β11を除いた変数ノードb4からの事前値比β14と変数ノードb5からの事前値比β15とに基づいて、外部値比α11を算出し、算出した外部値比α11を変数ノードb1へ送信する。また、例えば、送信先の変数ノードが変数ノードb4である場合は、チェックノードc1は、変数ノードb4から送られて来る事前値比β14を除いた変数ノードb1からの事前値比β11と変数ノードb5からの事前値比β15とに基づいて、外部値比α14を算出し、算出した外部値比α14を変数ノードb4へ送信する。 For example, if the parity check matrix H MN is a parity check matrix of 4 rows and 8 columns as shown in FIG. 2A, the variable nodes b1, b4, and b5 are connected to the check node c1, as shown in FIG. In this case, for example, when the destination variable node is the variable node b1, the check node c1 determines the prior value ratio β14 from the variable node b4 and the variable excluding the prior value ratio β11 sent from the variable node b1. The external value ratio α11 is calculated based on the prior value ratio β15 from the node b5, and the calculated external value ratio α11 is transmitted to the variable node b1. Further, for example, when the destination variable node is the variable node b4, the check node c1 includes the prior value ratio β11 from the variable node b1 and the variable node excluding the prior value ratio β14 sent from the variable node b4. The external value ratio α14 is calculated based on the prior value ratio β15 from b5, and the calculated external value ratio α14 is transmitted to the variable node b4.

そして、各変数ノードbnは、エッジで接続されるチェックノードから送られて来る外部値比αmn(但し、送信先のチェックノードからの外部値比は除く)に基づいて、事前値比βmnを算出し、算出した事前値比βmnを送信先のチェックノードへ送信する。   Each variable node bn calculates the prior value ratio βmn based on the external value ratio αmn (excluding the external value ratio from the destination check node) sent from the check node connected at the edge. Then, the calculated prior value ratio βmn is transmitted to the destination check node.

例えば、パリティ検査行列HMNが、図2(a)に示すような4行8列のパリティ検査行列だとすると、図4に示すように、チェックノードc1とc3が変数ノードb1に接続する。この場合、送信先のチェックノードがチェックノードc1である場合は、変数ノードb1は、チェックノードc1から送られて来る外部値比α11を除いたチェックノードc3からの外部値比α31に基づいて、事前値比β11を算出し、算出した事前値比β11をチェックノードc1へ送信する。 For example, if the parity check matrix H MN is a 4-by-8 parity check matrix as shown in FIG. 2A, check nodes c1 and c3 are connected to the variable node b1 as shown in FIG. In this case, when the destination check node is the check node c1, the variable node b1 is based on the external value ratio α31 from the check node c3 excluding the external value ratio α11 sent from the check node c1. The prior value ratio β11 is calculated, and the calculated prior value ratio β11 is transmitted to the check node c1.

図1(b)に戻り、低信頼度ノード検出部002C2aは、基本復号処理が繰り返されるたびに、各チェックノードcmに接続する変数ノード(処理対象の受信データFkの各ビット)の信頼度を算出し、算出した信頼度が記憶部002C1に格納されている信頼度閾値γ1以下である変数ノード(処理対象の受信データFkのビット)を各チェックノードcmに対して検出する。本実施形態においては、変数ノード処理部002C2dから入力される事前値比βmnの絶対値│βmn│を、チェックノードcmに接続する変数ノードbnの信頼度として算出する。この事前値比βmnは、2部グラフにおいては、変数ノードbnからチェックノードcmへ送信される事前値比である。なお、初回の基本復号処理では、低信頼度ノード検出部002C2aは、各変数ノードbnの信頼度として、事前値比βmnの初期値である対数尤度比λnの絶対値│λn│を算出する。ここで、対数尤度比λnは、sum−product復号と通常のmin−sum復号では、処理対象の受信データFkの第nビット(n=1,2,…,N)に対応するデータ値ynを通信路値で補正した値y’nであり、正規化min−sum復号では、データ値ynである。低信頼度ノード検出部002C2aは、算出した対数尤度比λnをチェックノード処理部002C2cと変数ノード処理部002C2dへ出力する。   Returning to FIG. 1B, the low reliability node detection unit 002C2a determines the reliability of the variable node (each bit of the reception data Fk to be processed) connected to each check node cm each time the basic decoding process is repeated. The variable node (bit of the received data Fk to be processed) whose calculated reliability is equal to or lower than the reliability threshold γ1 stored in the storage unit 002C1 is detected for each check node cm. In the present embodiment, the absolute value | βmn | of the prior value ratio βmn input from the variable node processing unit 002C2d is calculated as the reliability of the variable node bn connected to the check node cm. This prior value ratio βmn is a prior value ratio transmitted from the variable node bn to the check node cm in the bipartite graph. In the first basic decoding process, the low reliability node detection unit 002C2a calculates the absolute value | λn | of the log likelihood ratio λn, which is the initial value of the prior value ratio βmn, as the reliability of each variable node bn. . Here, the log likelihood ratio λn is a data value yn corresponding to the nth bit (n = 1, 2,..., N) of the reception data Fk to be processed in sum-product decoding and normal min-sum decoding. Is a value y′n obtained by correcting the channel value with the channel value, and is a data value yn in the normalized min-sum decoding. The low reliability node detection unit 002C2a outputs the calculated log likelihood ratio λn to the check node processing unit 002C2c and the variable node processing unit 002C2d.

そして、低信頼度ノード検出部002C2aは、信頼度閾値γ1以下である絶対値│βmn│のインデックス番号mとnの組(m,n)を除外ノード検出部002C2bへ出力する。例えば、事前値比β42の絶対値│β42│と事前値比β16の絶対値│β16│とが信頼度閾値γ1以下である場合は、組(4,2)と組(1,6)を除外ノード検出部002C2bへ出力する。また、初回の基本復号処理の際に、例えば、対数尤度比λ3の絶対値│λ3│が信頼度閾値γ1以下であり、チェックノードc2とc7とが変数ノードb3と接続する場合は、チェックノードc2のインデックス番号2と変数ノードb3のインデックス番号3との組(2,3)と、チェックノードc7のインデックス番号7と変数ノードb3のインデックス番号3との組(7,3)と、を除外ノード検出部002C2bへ出力する。検出した変数ノードに接続するチェックノードの情報は、パリティ検査行列HMNを参照することで、得ることができる。 Then, the low reliability node detection unit 002C2a outputs a set (m, n) of the index numbers m and n of the absolute value | βmn | that is equal to or less than the reliability threshold γ1 to the excluded node detection unit 002C2b. For example, when the absolute value | β42 | of the prior value ratio β42 and the absolute value | β16 | of the prior value ratio β16 are less than or equal to the reliability threshold value γ1, the set (4, 2) and the set (1, 6) are excluded. The data is output to the node detection unit 002C2b. In the first basic decoding process, for example, when the absolute value | λ3 | of the log likelihood ratio λ3 is equal to or less than the reliability threshold γ1, and the check nodes c2 and c7 are connected to the variable node b3, the check is performed. A set (2, 3) of the index number 2 of the node c2 and the index number 3 of the variable node b3, and a set (7, 3) of the index number 7 of the check node c7 and the index number 3 of the variable node b3. Output to the excluded node detection unit 002C2b. Information on the check node connected to the detected variable node can be obtained by referring to the parity check matrix HMN .

事前値比βmnは、変数ノード処理部002C2dにより、次式を用いて求められる。

Figure 0005765281
ここで、Σは、総和記号であり、B(n)は、変数ノードbnに接続するチェックノードの集合、\mは、チェックノードcmを含まない差集合である。αmnは、外部値比であり、チェックノード処理部002C2cにより求められる。 The prior value ratio βmn is obtained by the variable node processing unit 002C2d using the following equation.
Figure 0005765281
Here, Σ is a summation symbol, B (n) is a set of check nodes connected to the variable node bn, and \ m is a difference set not including the check node cm. αmn is an external value ratio, and is obtained by the check node processing unit 002C2c.

例えば、パリティ検査行列HMNが、図2(a)に例示するパリティ検査行列であった場合、変数ノードb1は、図4に示すように、チェックノードc1とc3と接続されている。この場合、例えば、変数ノードb1からチェックノードc1へ送信する事前値比β11を算出する際のB(1)\1は、変数ノードb1に接続するチェックノードの集合{c1,c3}から送信先のチェックノードc1を除いた集合{c3}となる。 For example, when the parity check matrix H MN is the parity check matrix illustrated in FIG. 2A, the variable node b1 is connected to the check nodes c1 and c3 as illustrated in FIG. In this case, for example, B (1) \ 1 when calculating the prior value ratio β11 transmitted from the variable node b1 to the check node c1 is the transmission destination from the set {c1, c3} of check nodes connected to the variable node b1. The set {c3} excluding the check node c1.

図1(b)に戻り、除外ノード検出部002C2bは、低信頼度ノード検出部002C2aにより信頼度│βmn│が信頼度閾値γ1以下である変数ノード(処理対象の受信データFkのビット)が検出された場合、すなわち、チェックノードcmのインデックス番号mと変数ノードbnのインデックス番号nとの組(m,n)が低信頼度ノード検出部002C2aから入力された場合には、変数ノードbnをチェックノードcmにおける除外ノード(除外ビット)として、組(m,n)をチェックノード処理部002C2cへ出力する。この組(m,n)は、チェックノードcmにおける除外ノードbnを特定するために用いられる。   Returning to FIG. 1B, the excluded node detection unit 002C2b detects a variable node (bit of the received data Fk to be processed) whose reliability | βmn | is equal to or less than the reliability threshold γ1 by the low reliability node detection unit 002C2a. In other words, if the set (m, n) of the index number m of the check node cm and the index number n of the variable node bn is input from the low reliability node detection unit 002C2a, the variable node bn is checked. The set (m, n) is output to the check node processing unit 002C2c as the excluded node (excluded bit) at the node cm. This set (m, n) is used to specify the excluded node bn in the check node cm.

チェックノード処理部002C2cは、変数ノード処理部002C2dから入力される事前値比βmnに基づいて、パリティ検査行列HMNの構成成分Hmnのうちで、Hmn=1を満たす全ての組(m,n)について、外部値比αmnを算出する。この際、基本復号処理の繰り返し回数rがr≦R1の場合は、詳しくは後述する除外モードの算出式を用いて外部値比αmnを算出し、R1<r≦R2の場合は、通常モードの算出式を用いて外部値比αmnを算出する。ここで、R2は、基本復号処理の最大繰り返し回数の設定値であり、R1は、2≦R1≦R2を満たす予め設定された自然数である。そして、チェックノード処理部002C2cは、算出した外部値比αmnを、変数ノード処理部002C2dとビット推定部002C2eへ出力する。なお、事前値比βmnの初期値は対数尤度比λnとする。 Check node processing unit 002C2c, based on the pre-value ratio βmn inputted from the variable node processing section 002C2d, among the constituents Hmn of the parity check matrix H MN, all sets satisfying Hmn = 1 (m, n) The external value ratio αmn is calculated for. At this time, when the number of repetitions r of the basic decoding process is r ≦ R1, the external value ratio αmn is calculated using the calculation formula of the exclusion mode described in detail later, and when R1 <r ≦ R2, the normal mode is calculated. The external value ratio αmn is calculated using the calculation formula. Here, R2 is a set value of the maximum number of repetitions of the basic decoding process, and R1 is a preset natural number that satisfies 2 ≦ R1 ≦ R2. Then, the check node processing unit 002C2c outputs the calculated external value ratio αmn to the variable node processing unit 002C2d and the bit estimation unit 002C2e. Note that the initial value of the prior value ratio βmn is the log likelihood ratio λn.

LDPC復号の復号方式によって、チェックノード処理において外部値比αmnを算出するために用いる通常の算出式が異なることから、sum−product復号、通常のmin−sum復号、正規min−sum復号について、それぞれ通常モードの算出式と除外モードの算出式を以下に示す。   Since normal calculation formulas used for calculating the external value ratio αmn in the check node processing differ depending on the decoding method of LDPC decoding, each of sum-product decoding, normal min-sum decoding, and normal min-sum decoding The calculation formulas for the normal mode and the exclusion mode are shown below.

まず、復号方式が、sum−product復号の場合は、通常モードの算出式は、数2に示す算出式で定義される。数2に示す算出式は、外部値比αmnを求める際に通常用いられる算出式である。

Figure 0005765281
ここで、ΠとΣは、それぞれ、総積記号と総和記号であり、A(m)は、チェックノードcmに接続する変数ノードの集合、\nは、変数ノードbnを含まない差集合である。また、関数sign(x)は、x>0の場合は、sign(x)=1となり、x<0の場合は、sign(x)=−1となるシグネチャ関数である。また、関数f(x)は、f(x)=log{(e+1)/(e−1)}で定義される関数で、eは自然対数の底(ネイピア数)である。 First, when the decoding method is sum-product decoding, the calculation formula for the normal mode is defined by the calculation formula shown in Formula 2. The calculation formula shown in Formula 2 is a calculation formula that is normally used when obtaining the external value ratio αmn.
Figure 0005765281
Here, Π and Σ are a total product symbol and a sum symbol, respectively, A (m) is a set of variable nodes connected to the check node cm, and \ n is a difference set not including the variable node bn. . Further, the function sign (x) is a signature function in which sign (x) = 1 when x> 0 and sign (x) = − 1 when x <0. The function f (x) is a function defined by f (x) = log e {(e x +1) / (e x −1)}, where e is the base of the natural logarithm (Napier number).

例えば、パリティ検査行列HMNが、図2(a)に例示するパリティ検査行列であった場合、チェックノードc1は、図3に示すように、変数ノードb1とb4とb5と接続されている。この場合、例えば、チェックノードc1から変数ノードb1へ送信する外部値比α11を算出する際のA(1)\1は、チェックノードc1に接続する変数ノードの集合{b1,b4,b5}から送信先の変数ノードb1を除いた集合{b4,b5}となる。また、例えば、チェックノードc1から変数ノードb4へ送信する外部値比α14を算出する際のA(1)\4は、集合{b1,b5}となる。 For example, when the parity check matrix H MN is the parity check matrix illustrated in FIG. 2A, the check node c1 is connected to the variable nodes b1, b4, and b5 as illustrated in FIG. In this case, for example, A (1) \ 1 when calculating the external value ratio α11 transmitted from the check node c1 to the variable node b1 is derived from the set of variable nodes {b1, b4, b5} connected to the check node c1. A set {b4, b5} excluding the variable node b1 of the transmission destination. Further, for example, A (1) \ 4 when calculating the external value ratio α14 transmitted from the check node c1 to the variable node b4 is a set {b1, b5}.

sum−product復号の場合における除外モードの算出式は、数3に示す算出式で定義される。この数3に示す算出式は、本発明特有の算出式である。

Figure 0005765281
ここで、ΠとΣは、それぞれ、総積記号と総和記号であり、A(m)は、チェックノードcmに接続する変数ノードの集合である。また、関数sign(x)は、数2で定義したシグネチャ関数、関数f(x)は、数2で定義した関数f(x)と同じ関数、である。また、E(m)は、チェックノードcmに接続する変数ノードのうちで、除外ノード検出部002C2bにより除外ノードとされた変数ノードの集合である。例えば、図2の例において、除外ノード検出部002C2bにより、変数ノードb3、b5がチェックノードc2における除外ノードとされた場合には、E(2)は、{b3,b5}となる。また、\E(m)∪nは、E(m)に含まれる変数ノードと変数ノードbnを含まない差集合である。 The calculation formula of the exclusion mode in the case of sum-product decoding is defined by the calculation formula shown in Equation 3. The calculation formula shown in Equation 3 is a calculation formula unique to the present invention.
Figure 0005765281
Here, Π and Σ are a total product symbol and a sum symbol, respectively, and A (m) is a set of variable nodes connected to the check node cm. The function sign (x) is a signature function defined by Equation 2, and the function f (x) is the same function as the function f (x) defined by Equation 2. E (m) is a set of variable nodes that are excluded by the excluded node detector 002C2b among the variable nodes connected to the check node cm. For example, in the example of FIG. 2, when the excluded nodes detecting unit 002C2b makes the variable nodes b3 and b5 excluded from the check node c2, E (2) becomes {b3, b5}. Further, \ E (m) は n is a difference set not including the variable node included in E (m) and the variable node bn.

復号方式が、通常のmin−sum復号の場合は、通常モードの算出式は、数4に示す算出式で定義される。この数4に示す算出式は、外部値比αmnを求める際に通常用いられる算出式である。

Figure 0005765281
ここで、Πは、総積記号であり、A(m)は、チェックノードcmに接続する変数ノードの集合、\nは、変数ノードbnを含まない差集合である。また、関数sign(x)は、数2で定義したシグネチャ関数、min│βmn’│は、絶対値│βmn’│の最小値、である。 When the decoding method is normal min-sum decoding, the calculation formula for the normal mode is defined by the calculation formula shown in Equation 4. The calculation formula shown in Equation 4 is a calculation formula that is normally used when obtaining the external value ratio αmn.
Figure 0005765281
Here, Π is a total product symbol, A (m) is a set of variable nodes connected to the check node cm, and \ n is a difference set not including the variable node bn. The function sign (x) is a signature function defined by Equation 2, and min | βmn ′ | is the minimum value of the absolute value | βmn ′ |.

通常のmin−sum復号の場合における除外モードの算出式は、数5に示す算出式で定義される。この数5に示す算出式は、本発明特有の算出式である。

Figure 0005765281
ここで、Πは、総積記号であり、A(m)は、チェックノードcmに接続する変数ノードの集合、\nは、変数ノードbnを含まない差集合である。また、関数sign(x)は、数2で定義したシグネチャ関数、min│βmn’│は、絶対値│βmn’│の最小値、である。また、E(m)は、チェックノードcmに接続する変数ノードのうちで、除外ノード検出部002C2bにより除外ノードとされた変数ノードの集合、\E(m)∪nは、E(m)に含まれる変数ノードと変数ノードbnを含まない差集合、である。 The calculation formula of the exclusion mode in the case of normal min-sum decoding is defined by the calculation formula shown in Equation 5. The calculation formula shown in Equation 5 is a calculation formula unique to the present invention.
Figure 0005765281
Here, Π is a total product symbol, A (m) is a set of variable nodes connected to the check node cm, and \ n is a difference set not including the variable node bn. The function sign (x) is a signature function defined by Equation 2, and min | βmn ′ | is the minimum value of the absolute value | βmn ′ |. E (m) is a set of variable nodes that are excluded by the excluded node detection unit 002C2b among the variable nodes connected to the check node cm, and \ E (m) ∪n is E (m) A difference set that does not include a variable node and a variable node bn.

復号方式が、正規min−sum復号の場合は、通常モードの算出式は、数6に示す算出式で定義される。この数6に示す算出式は、外部値比αmnを求める際に通常用いられる算出式である。

Figure 0005765281
ここで、Πは、総積記号であり、A(m)は、チェックノードcmに接続する変数ノードの集合、\nは、変数ノードbnを含まない差集合である。また、関数sign(x)は、数2で定義したシグネチャ関数、aは、正規化定数、min│βmn’│は、絶対値│βmn’│の最小値、である。 When the decoding method is normal min-sum decoding, the calculation formula for the normal mode is defined by the calculation formula shown in Equation 6. The calculation formula shown in Equation 6 is a calculation formula that is normally used when the external value ratio αmn is obtained.
Figure 0005765281
Here, Π is a total product symbol, A (m) is a set of variable nodes connected to the check node cm, and \ n is a difference set not including the variable node bn. The function sign (x) is a signature function defined by Equation 2, a is a normalization constant, and min | βmn ′ | is the minimum value of the absolute value | βmn ′ |.

正規min−sum復号の場合における除外モードの算出式は、数7に示す算出式で定義される。この数7に示す算出式は、本発明特有の算出式である。

Figure 0005765281
ここで、Πは、総積記号であり、A(m)は、チェックノードcmに接続する変数ノードの集合、\nは、変数ノードbnを含まない差集合である。また、関数sign(x)は、数2で定義したシグネチャ関数、min│βmn’│は、絶対値│βmn’│の最小値、である。また、E(m)は、チェックノードcmに接続する変数ノードのうちで、除外ノード検出部002C2bにより除外ノードとされた変数ノードの集合、\E(m)∪nは、E(m)に含まれる変数ノードと変数ノードbnを含まない差集合、である。 The calculation formula of the exclusion mode in the case of normal min-sum decoding is defined by the calculation formula shown in Equation 7. The calculation formula shown in Equation 7 is a calculation formula unique to the present invention.
Figure 0005765281
Here, Π is a total product symbol, A (m) is a set of variable nodes connected to the check node cm, and \ n is a difference set not including the variable node bn. The function sign (x) is a signature function defined by Equation 2, and min | βmn ′ | is the minimum value of the absolute value | βmn ′ |. E (m) is a set of variable nodes that are excluded by the excluded node detection unit 002C2b among the variable nodes connected to the check node cm, and \ E (m) ∪n is E (m) A difference set that does not include a variable node and a variable node bn.

数3、数5、数7で定義される除外モードの算出式は、E(m)=0又はE(m)={bn}の場合、すなわち、チェックノードcmに接続する変数ノードの中に、チェックノードcmにおける除外ノードが存在しない場合、又は、チェックノードcmにおける除外ノードが外部値比αmnの送信先である変数ノードbnだけの場合には、E(m)∪n={bn}であることから、A(m)\E(m)∪n=A(m)\nとなり、それぞれ、数2、数4、数6で定義される通常モードの算出式と等しくなる。   The calculation formula of the exclusion mode defined by Equation 3, Equation 5, and Equation 7 is the case where E (m) = 0 or E (m) = {bn}, that is, in the variable node connected to the check node cm. If there is no exclusion node in the check node cm, or if the exclusion node in the check node cm is only the variable node bn that is the transmission destination of the external value ratio αmn, E (m) ∪n = {bn} Therefore, A (m) \ E (m) ∪n = A (m) \ n, which is equal to the normal mode calculation formulas defined by Equation 2, Equation 4, and Equation 6, respectively.

数3、数5、数7でそれぞれ定義される除外モードの算出式は、総和Σ、又は、事前値比βmn’の絶対値│βmn’│の最小値を演算する際に、チェックノードcmに接続する変数ノードのうちで、除外ノード検出部002C2bにより除外ノードとされた変数ノードを除外して演算するように定義したものである。このように定義することで、除外ノードにおける低信頼度が他のノードに伝搬することを防ぐことが可能となる。このいわゆる誤り伝搬を防止することで、より少ない繰り返し回数でパリティ検査条件を満たすことから、効率的な復号処理を実現することが可能となる。   The calculation formulas of the exclusion modes defined respectively in Equations 3, 5, and 7 are the summation Σ or the check node cm when calculating the minimum value of the absolute value | βmn ′ | of the prior value ratio βmn ′. Of the variable nodes to be connected, the variable node defined as an excluded node by the excluded node detection unit 002C2b is defined to be excluded. By defining in this way, it is possible to prevent the low reliability in the excluded node from propagating to other nodes. By preventing this so-called error propagation, the parity check condition is satisfied with a smaller number of iterations, so that efficient decoding processing can be realized.

なお、記憶部002C1は、復号方式に応じて対応する通常モードと除外モードの算出式のペアを格納する。複数の復号方式を切替可能な場合は、記憶部002C1は、それらの復号方式に対応する通常モードと除外モードの算出式のペアをそれぞれ格納する。   The storage unit 002C1 stores a pair of calculation formulas for the normal mode and the exclusion mode corresponding to the decoding method. When a plurality of decoding methods can be switched, the storage unit 002C1 stores a pair of calculation formulas for the normal mode and the exclusion mode corresponding to the decoding methods.

図1(b)に戻り、変数ノード処理部002C2dは、チェックノード処理部002C2cから入力された外部値比αmnと低信頼度ノード検出部002C2aから入力された対数尤度比λnとに基づいて、上述の数1に示す算出式から事前値比βmnを算出する。そして、チェックノード処理部002C2cと、低信頼度ノード検出部002C2aと、ビット推定部002C2eとへ算出した事前値比βmnを出力する。なお、数1に示す事前値比βmnの算出式は通常の算出式と同じである。   Returning to FIG. 1B, the variable node processing unit 002C2d is based on the external value ratio αmn input from the check node processing unit 002C2c and the log likelihood ratio λn input from the low reliability node detection unit 002C2a. The prior value ratio βmn is calculated from the calculation formula shown in Equation 1 above. Then, the calculated prior value ratio βmn is output to the check node processing unit 002C2c, the low reliability node detection unit 002C2a, and the bit estimation unit 002C2e. The calculation formula for the prior value ratio βmn shown in Equation 1 is the same as the normal calculation formula.

ビット推定部002C2eは、チェックノード処理部002C2cから入力される外部値比αmnと変数ノード処理部002C2dから入力される事前値比βmnとに基づいて、推定ビット∧yn(n=1,2,…,N)を決定する。具体的には、数8に示す算出式により事後確率比Lnを算出し、算出した事後確率比LnがLn>0ならば、推定ビット∧yn=0、Ln<0ならば、推定ビット∧yn=1とすることで推定ビット∧ynを決定する。そして、ビット推定部002C2eは、決定した推定ビット∧yn(n=1,2,…,N)を判定部002C2gと推定ビット出力部002C2hへ出力する。

Figure 0005765281
ここで、Σは、総和記号であり、B(n)は、変数ノードbnに接続するチェックノードの集合である。 Based on the external value ratio αmn input from the check node processing unit 002C2c and the prior value ratio βmn input from the variable node processing unit 002C2d, the bit estimation unit 002C2e estimates the estimated bits ∧yn (n = 1, 2,... , N). Specifically, the posterior probability ratio Ln is calculated by the calculation formula shown in Formula 8, and if the calculated posterior probability ratio Ln is Ln> 0, the estimated bit ∧yn = 0, and if Ln <0, the estimated bit ∧yn The estimated bit ∧yn is determined by setting = 1. Then, the bit estimation unit 002C2e outputs the determined estimation bit ∧yn (n = 1, 2,..., N) to the determination unit 002C2g and the estimation bit output unit 002C2h.
Figure 0005765281
Here, Σ is a summation symbol, and B (n) is a set of check nodes connected to the variable node bn.

繰り返し回数判定部002C2fは、カウンタC1を備え、カウンタC1のカウンタ値iに基づいて、基本復号処理の繰り返し回数rが、予め設定されている繰り返し回数R1とR2に達したか否かを判定し、判定結果をチェックノード処理部002C2cと推定ビット出力部002C2hへ通知する。   The iteration count determination unit 002C2f includes a counter C1, and determines whether the iteration count r of the basic decoding process has reached preset iteration counts R1 and R2 based on the counter value i of the counter C1. The determination result is notified to the check node processing unit 002C2c and the estimated bit output unit 002C2h.

カウンタC1は、基本復号処理の繰り返し回数を管理するためのカウンタで、基本復号処理が繰り返されるたびに、繰り返し回数判定部002C2fによりインクリメントされる。なお、カウンタC1の初期設定値は”1”である。   The counter C1 is a counter for managing the number of repetitions of the basic decoding process, and is incremented by the repetition number determination unit 002C2f every time the basic decoding process is repeated. The initial setting value of the counter C1 is “1”.

判定部002C2gは、ビット推定部002C2eから入力される推定ビット∧yn(n=1,2,…,N)がパリティ検査条件(∧y1,∧y2,…,∧yN)HMN =0を満たすか否かを判定する。ここで、HMN はHMNの転置行列である。 In the determination unit 002C2g, the estimated bits ∧yn (n = 1, 2,..., N) input from the bit estimation unit 002C2e set the parity check condition (∧y1, ∧y2, ..., ∧yN) H MN T = 0. It is determined whether or not it is satisfied. Here, H MN T is a transposed matrix of H MN .

推定ビット出力部002C2hは、判定部002C2gにより推定ビット∧ynがパリティ検査条件を満たすと判定された場合は、ビット推定部002C2eから入力された推定ビット∧ynを出力する。また、繰り返し回数判定部002C2fから基本復号処理の繰り返し回数rが最大繰り返し回数R2に達したとの判定結果が通知された場合には、パリティ検査条件を満たしていないと判定された場合であっても、推定ビット∧ynを出力する。そして、復号処理部002Cは、次の受信データFk+1をフレームデータ記憶部002C1aから読み出して、受信データFk+1に対する復号処理を開始し、全ての受信データFk(k=1,2,…,K)に対して、判定部002C2gが推定ビット∧ynを出力した時点で、復号処理を終了する。   The estimated bit output unit 002C2h outputs the estimated bit ∧yn input from the bit estimator 002C2e when the determining unit 002C2g determines that the estimated bit ∧yn satisfies the parity check condition. In addition, when the determination result that the repetition count r of the basic decoding process has reached the maximum repetition count R2 is notified from the repetition count determination unit 002C2f, it is determined that the parity check condition is not satisfied. Also outputs the estimated bit ∧yn. Then, the decoding processing unit 002C reads the next received data Fk + 1 from the frame data storage unit 002C1a, starts decoding processing on the received data Fk + 1, and sets all received data Fk (k = 1, 2,..., K). On the other hand, when the determination unit 002C2g outputs the estimated bit ∧yn, the decoding process ends.

ここで、図2と図5と図6とを参照して、具体例に基づいて、除外モードのチェックノード処理について説明する。図6は、初回以外の基本復号処理における除外モードのチェックノード処理を説明するための図である。   Here, with reference to FIG. 2, FIG. 5, and FIG. 6, the check node processing in the exclusion mode will be described based on a specific example. FIG. 6 is a diagram for explaining the check node processing in the exclusion mode in the basic decoding processing other than the first time.

まず、図2と図5を参照して、初回の基本復号処理における除外モードのチェックノード処理について説明する。図2(a)は、パリティ検査行列HMNの例を示す図である。図2(b)は、図2(a)に例示するパリティ検査行列を2部グラフ(タナーグラフ)で表現した図である。図5(a)と(b)と(c)は、初回の基本復号処理における除外モードのチェックノード処理を説明するための図である。 First, the exclusion mode check node process in the first basic decoding process will be described with reference to FIGS. FIG. 2A is a diagram illustrating an example of the parity check matrix HMN . FIG. 2B is a diagram representing the parity check matrix illustrated in FIG. 2A as a bipartite graph (tanner graph). FIGS. 5A, 5 </ b> B, and 5 </ b> C are diagrams for explaining the check node process in the exclusion mode in the first basic decoding process.

例えば、パリティ検査行列HMNが、図2(a)に例示するパリティ検査行列で、各変数ノード(処理対象の受信データFkの各ビット)に対応する対数尤度比λnが、図5(a)に示すような値であったとする。また、信頼度閾値γ1=0.3とする。この場合、低信頼度ノード検出部002C2aは、図5(a)に示すように、各変数ノードbnの信頼度│βmn│として、対応する対数尤度比λnの絶対値である│λn│を算出する。 For example, the parity check matrix H MN is the parity check matrix illustrated in FIG. 2A, and the log likelihood ratio λn corresponding to each variable node (each bit of the reception data Fk to be processed) is as shown in FIG. ). In addition, the reliability threshold γ1 = 0.3. In this case, as shown in FIG. 5A, the low reliability node detection unit 002C2a sets | λn |, which is the absolute value of the corresponding log likelihood ratio λn, as the reliability | βmn | of each variable node bn. calculate.

そして、信頼度閾値γ1=0.3であることから、低信頼度ノード検出部002C2aは、対数尤度比λnの絶対値│λn│が│λn│≦0.3を満たす変数ノードとして、変数ノードb1とb5を検出する。そして、低信頼度ノード検出部002C2aは、パリティ検査行列HMNを参照して、検出した変数ノードb1に接続するチェックノードc1とc3と、検出した変数ノードb5に接続するチェックノードc1とc2と、を特定し、接続関係にあるチェックノードと変数ノードのインデックス番号の組(1,1)、(3,1)、(1,5)、(2,5)を除外ノード検出部002C2bへ出力する。 Since the reliability threshold γ1 = 0.3, the low reliability node detection unit 002C2a uses the variable as a variable node where the absolute value | λn | of the log likelihood ratio λn satisfies | λn | ≦ 0.3. Nodes b1 and b5 are detected. Then, unreliable nodes detector 002C2a refers to the parity check matrix H MN, a check node c1 and c3 to be connected to the variable node b1 has been detected, a check node c1 to be connected to the variable node b5 detected and c2 , And a set (1, 1), (3, 1), (1, 5), (2, 5) of check node and variable node index numbers in connection relation is output to the excluded node detection unit 002C2b To do.

そして、低信頼度ノード検出部002C2aからチェックノードと変数ノードのインデックス番号の組(1,1)、(3,1)、(1,5)、(2,5)が入力されると、除外ノード検出部002C2bは、変数ノードb1とb5を除外ノード(除外ビット)として、低信頼度ノード検出部002C2aから入力された組(1,1)、(3,1)、(1,5)、(2,5)をチェックノード処理部002C2cへ出力する。   Then, when a pair (1, 1), (3, 1), (1, 5), (2, 5) of check node and variable node index numbers is input from the low reliability node detection unit 002C2a, it is excluded. The node detection unit 002C2b uses the variable nodes b1 and b5 as excluded nodes (exclusion bits), and sets (1, 1), (3, 1), (1, 5), which are input from the low reliability node detection unit 002C2a, (2, 5) is output to the check node processing unit 002C2c.

そして、チェックノード処理部002C2cは、除外ノード検出部002C2bから除外ノードのインデックス番号とその除外ノードに接続するチェックノードのインデックス番号との組(1,1)、(3,1)、(1,5)、(2,5)が入力されると、初回の基本復号処理であることから、除外モードの算出式を用い、外部値比αmnを算出する。   Then, the check node processing unit 002C2c sends a set (1, 1), (3, 1), (1, 1) of the index number of the excluded node and the index number of the check node connected to the excluded node from the excluded node detecting unit 002C2b. 5) When (2, 5) is input, since it is the first basic decoding process, the external value ratio αmn is calculated using the calculation formula of the exclusion mode.

例えば、2部グラフにおいてチェックノードc1から変数ノードb1へ送信する外部値比である外部値比α11を算出する場合について説明する。図5(b)に示すように、変数ノードb1、b4、b5がチェックノードc1に接続し、変数ノードb1とb5は、上述したようにチェックノードc1における除外ノードである。したがって、除外モードの算出式である数3、数5、数7におけるA(1)\E(1)∪1は、チェックノードc1に接続する変数ノードの集合{b1,b4,b5}から、チェックノードc1における除外ノードの集合{b1,b5}と送信先の変数ノードb1との和集合{b1,b5}を除いた差集合{b4}となる。   For example, a case where an external value ratio α11 that is an external value ratio transmitted from the check node c1 to the variable node b1 in the bipartite graph is calculated will be described. As shown in FIG. 5B, the variable nodes b1, b4, and b5 are connected to the check node c1, and the variable nodes b1 and b5 are excluded nodes in the check node c1 as described above. Therefore, A (1) \ E (1) ∪1 in Expressions 3, 5, and 7, which are calculation formulas for the exclusion mode, is obtained from the set {b1, b4, b5} of variable nodes connected to the check node c1. The difference set {b4} is obtained by excluding the sum set {b1, b5} of the set of excluded nodes {b1, b5} and the destination variable node b1 in the check node c1.

この場合、図5(b)に示すように、送信先の変数ノードb1の他に変数ノードb5を除いた変数ノードb4から送られてくる事前値比β14のみに基づいて、除外モードの算出式である数3、数5、数7におけるΣf(│βmn’│)又はmin│βmn’│を演算する。そして、この様に算出した外部値比α11を送信先の変数ノードb1へ送信する。すなわち、変数ノード処理部002C2dへ出力する。   In this case, as shown in FIG. 5B, the calculation formula for the exclusion mode is based only on the prior value ratio β14 sent from the variable node b4 excluding the variable node b5 in addition to the destination variable node b1. Σf (| βmn ′ |) or min | βmn ′ | in Equations 3, 5, and 7 is calculated. Then, the external value ratio α11 calculated in this way is transmitted to the destination variable node b1. That is, the data is output to the variable node processing unit 002C2d.

また、例えば、2部グラフにおいてチェックノードc2から変数ノードb2へ送信する外部値比である外部値比α22を算出する場合は、図5(c)に示すように、変数ノードb2、b3、b5、b6がチェックノードc2に接続し、変数ノードb5は、上述したようにチェックノードc2における除外ノードである。したがって、除外モードの算出式である数3、数5、数7におけるA(2)\E(2)∪2は、チェックノードc2に接続する変数ノードの集合{b2,b3,b5,b6}から、チェックノードc2における除外ノードの集合{b5}と送信先の変数ノードb2との和集合{b2,b5}を除いた差集合{b3,b6}となる。   For example, when calculating the external value ratio α22 that is the external value ratio transmitted from the check node c2 to the variable node b2 in the bipartite graph, as shown in FIG. 5C, the variable nodes b2, b3, b5 , B6 are connected to the check node c2, and the variable node b5 is an excluded node in the check node c2 as described above. Therefore, A (2) \ E (2) ∪2 in Expressions 3, 5, and 7 that are calculation formulas of the exclusion mode is a set of variable nodes {b2, b3, b5, b6} connected to the check node c2. To the difference set {b3, b6} excluding the sum set {b2, b5} of the set {b5} of excluded nodes and the destination variable node b2 in the check node c2.

この場合、図5(c)に示すように、送信先の変数ノードb2の他に変数ノードb5を除いた、変数ノードb3とb6から送られてくる事前値比β23とβ26とに基づいて、除外モードの算出式である数3、数5、数7におけるΣf(│βmn’│)又はmin│βmn’│を演算する。そして、この様に算出した外部値比α22を、接続先の変数ノードb2へ送信する。すなわち、変数ノード処理部002C2dへ出力する。   In this case, as shown in FIG. 5C, based on the prior value ratios β23 and β26 sent from the variable nodes b3 and b6 excluding the variable node b5 in addition to the destination variable node b2, Σf (| βmn ′ |) or min | βmn ′ | in Equations 3, 5, and 7, which are calculation formulas for the exclusion mode, is calculated. Then, the external value ratio α22 calculated in this way is transmitted to the variable node b2 of the connection destination. That is, the data is output to the variable node processing unit 002C2d.

次に、図2と図6を参照して、初回以外の基本復号処理における除外モードのチェックノード処理について説明する。図6(a)乃至(d)は、初回以外の基本復号処理における除外モードのチェックノード処理を説明するための図である。   Next, with reference to FIGS. 2 and 6, the check node processing in the exclusion mode in the basic decoding processing other than the first time will be described. FIGS. 6A to 6D are diagrams for explaining check node processing in the exclusion mode in basic decoding processing other than the first time.

例えば、パリティ検査行列HMNが、図2(a)に例示するパリティ検査行列である場合、各変数ノードbn(n=1,2,…,8)から接続先のチェックノードへ送信される事前値比βmnは、図6(b)に示すようになる。例えば、変数ノードb2はチェックノードc2とc3とc4と接続されていることから、変数ノードb2は、チェックノードc2に事前値比β22を、チェックノードc3に事前値比β32を、チェックノードc4に事前値比β42を送信する。 For example, when the parity check matrix H MN is the parity check matrix illustrated in FIG. 2A, it is transmitted in advance from each variable node bn (n = 1, 2,..., 8) to the connection check node. The value ratio βmn is as shown in FIG. For example, since the variable node b2 is connected to the check nodes c2, c3, and c4, the variable node b2 has the prior value ratio β22 for the check node c2, the prior value ratio β32 for the check node c3, and the check node c4. The prior value ratio β42 is transmitted.

ここで、図6(b)に示す太線で囲まれた事前値比βmnの絶対値│βmn│が、信頼度閾値γ1以下であるとする。この場合、低信頼度ノード検出部002C2aは、太線で囲まれた事前値比βmnのインデックス番号mとnとの組(3,2)、(4,2)、(2,3)、(2,5)、(3,7)を除外ノード検出部002C2bへ出力する。   Here, it is assumed that the absolute value | βmn | of the prior value ratio βmn surrounded by the thick line shown in FIG. 6B is equal to or less than the reliability threshold γ1. In this case, the low-reliability node detection unit 002C2a sets the combinations (3, 2), (4, 2), (2, 3), (2) of the index numbers m and n of the prior value ratio βmn surrounded by a thick line. , 5), (3, 7) are output to the excluded node detection unit 002C2b.

そして、低信頼度ノード検出部002C2aから組(3,2)、(4,2)、(2,3)、(2,5)、(3,7)が入力されると、除外ノード検出部002C2bは、変数ノードb2とb3とb5とb7をそれぞれ、図6(c)に示すように、チェックノードc3とc4における除外ノード(除外ビット)、チェックノードc2における除外ノード、チェックノードc2における除外ノード、チェックノードc3における除外ノード、として、組(3,2)、(4,2)、(2,3)、(2,5)、(3,7)をチェックノード処理部002C2cへ出力する。   When the set (3, 2), (4, 2), (2, 3), (2, 5), (3, 7) is input from the low reliability node detection unit 002C2a, the excluded node detection unit 002C2b includes variable nodes b2, b3, b5, and b7, respectively, as shown in FIG. 6C, an exclusion node (exclusion bit) in check nodes c3 and c4, an exclusion node in check node c2, and an exclusion in check node c2. The nodes (3, 2), (4, 2), (2, 3), (2, 5), (3, 7) are output to the check node processing unit 002C2c as excluded nodes in the check node c3. .

そして、チェックノード処理部002C2cは、基本復号処理の繰り返し回数rがr≦R1の場合は、除外モードの算出式を用い、外部値比αmnを算出する。   Then, the check node processing unit 002C2c calculates the external value ratio αmn using the calculation formula of the exclusion mode when the repetition count r of the basic decoding process is r ≦ R1.

例えば、2部グラフにおいてチェックノードc3から変数ノードb1へ送信する外部値比である外部値比α31を算出する場合について説明する。図6(d)に示すように、変数ノードb1、b2、b4、b6、b7がチェックノードc3に接続し、変数ノードb2とb7は、上述したようにチェックノードc3における除外ノードである。したがって、除外モードの算出式である数3、数5、数7におけるA(3)\E(3)∪1は、チェックノードc3に接続する変数ノードの集合{b1,b2,b4,b6,b7}から、チェックノードc3における除外ノードの集合{b2,b7}と送信先の変数ノードb1との和集合{b1,b2,b7}を除いた差集合{b4,b6}となる。   For example, the case where the external value ratio α31 that is the external value ratio transmitted from the check node c3 to the variable node b1 in the bipartite graph is calculated will be described. As shown in FIG. 6D, the variable nodes b1, b2, b4, b6, and b7 are connected to the check node c3, and the variable nodes b2 and b7 are excluded nodes in the check node c3 as described above. Therefore, A (3) \ E (3) ∪1 in Expressions 3, 5, and 7, which are calculation formulas for the exclusion mode, is a set of variable nodes {b1, b2, b4, b6, connected to the check node c3. The difference set {b4, b6} is obtained by excluding the union set {b1, b2, b7} of the set of excluded nodes {b2, b7} and the destination variable node b1 in the check node c3 from b7}.

この場合、図6(d)に示すように、送信先の変数ノードb1の他に変数ノードb2とb7を除いた変数ノードb4とb6から送られてくる事前値比β34とβ36とに基づいて、除外モードの算出式である数3、数5、数7におけるΣf(│βmn’│)又はmin│βmn’│を演算する。そして、この様に算出した外部値比α31を送信先の変数ノードb1へ送信する。すなわち、変数ノード処理部002C2dへ出力する。   In this case, as shown in FIG. 6D, based on the prior value ratios β34 and β36 sent from the variable nodes b4 and b6 excluding the variable nodes b2 and b7 in addition to the destination variable node b1. Then, Σf (| βmn ′ |) or min | βmn ′ | in Equations 3, 5, and 7 which are calculation formulas of the exclusion mode is calculated. Then, the external value ratio α31 calculated in this way is transmitted to the destination variable node b1. That is, the data is output to the variable node processing unit 002C2d.

一方、基本復号処理の繰り返し回数rがR1<rの場合は、チェックノード処理部002C2cは、通常モードの算出式を用いて、外部値比αmnを算出し、算出した外部値比αmnを変数ノード処理部002C2dへ出力する。   On the other hand, when the number of repetitions r of the basic decoding process is R1 <r, the check node processing unit 002C2c calculates the external value ratio αmn using the normal mode calculation formula, and uses the calculated external value ratio αmn as a variable node. The data is output to the processing unit 002C2d.

次に、図7を参照して、本実施形態における復号処理のフローについて説明する。なお、各受信データFk(k=1,2,…,K)における復号処理は同じであることから、受信データF1における復号処理について以下説明する。また、この復号処理は、復号処理部002C2が、受信データF1をフレームデータ記憶部002C1aから読み出したことをトリガとして開始され、最終受信データFKに対する処理が完了した時点で終了する。   Next, with reference to FIG. 7, the flow of decoding processing in the present embodiment will be described. Since the decoding process for each received data Fk (k = 1, 2,..., K) is the same, the decoding process for received data F1 will be described below. This decoding process is started when the decoding processing unit 002C2 reads the received data F1 from the frame data storage unit 002C1a, and ends when the processing for the final received data FK is completed.

符号化部001AによりLDPC符号により符号化された情報データRは、フレームデータ(符号語)Fk(k=1,2,…,K)ごとに変調部001Bへ順次出力され、変調部001Bに順次入力されたフレームデータFkは、変調部001Bにより所定の信号方式へ順次変調される。変調されたフレームデータFkは、無線送信装置001の無線通信部001Cにより増幅され通信路CHへ順次出力される。   The information data R encoded by the encoding unit 001A with the LDPC code is sequentially output to the modulation unit 001B for each frame data (codeword) Fk (k = 1, 2,..., K), and sequentially to the modulation unit 001B. The input frame data Fk is sequentially modulated into a predetermined signal system by the modulation unit 001B. The modulated frame data Fk is amplified by the wireless communication unit 001C of the wireless transmission device 001 and sequentially output to the communication channel CH.

通信路CHにおいて、ノイズ成分が付加されたフレームデータFkは、無線受信装置002の無線通信部002Aにより順次受信され、復調部002Bへ順次入力される。復調部002Bに順次入力されたフレームデータFkは、復調部002Bにより順次復調され、復調後のフレームデータFkは受信データFkとして復号部002Cに順次入力され、フレームデータ記憶部002C1aに格納される。そして、復号処理部002C2は、フレームデータ記憶部002C1aから、復号処理するために受信データF1を読み出す。   In the communication channel CH, the frame data Fk to which the noise component is added is sequentially received by the wireless communication unit 002A of the wireless reception device 002 and sequentially input to the demodulation unit 002B. The frame data Fk sequentially input to the demodulation unit 002B is sequentially demodulated by the demodulation unit 002B, and the demodulated frame data Fk is sequentially input to the decoding unit 002C as reception data Fk and stored in the frame data storage unit 002C1a. Then, the decoding processing unit 002C2 reads the received data F1 for decoding processing from the frame data storage unit 002C1a.

繰り返し回数判定部002C2fは、カウンタC1のカウンタ値iを初期化する(ステップS101)。   The repetition count determination unit 002C2f initializes the counter value i of the counter C1 (step S101).

そして、低信頼度ノード検出部002C2aは、事前値比βmn(又は、対数尤度比λn)に基づいて各変数ノードbnの信頼度、すなわち、事前値比βmnの絶対値│βmn│(又は、対数尤度比λnの絶対値│λn│)を算出し、算出した信頼度が信頼度閾値γ1以下である変数ノードを各チェックノードcmに対して検出する(ステップS102)。具体的には、カウンタC1のカウンタ値i=1の場合、すなわち、初回の基本復号処理である場合には、低信頼度ノード検出部002C2aは、絶対値│λn│が信頼度閾値γ1以下である対数尤度比λnに対応する変数ノードbnのインデックス番号nとその変数ノードbnに接続するチェックノードcmのインデックス番号mとの組(m,n)を除外ノード検出部002Cbへ出力する。初回以外の基本復号処理である場合には、低信頼度ノード検出部002C2aは、信頼度閾値γ1以下である絶対値│βmn│のインデックス番号mとnとの組(m,n)を除外ノード検出部002C2bへ出力する。   Then, the low reliability node detection unit 002C2a, based on the prior value ratio βmn (or log likelihood ratio λn), the reliability of each variable node bn, that is, the absolute value | βmn | (or the prior value ratio βmn) (or An absolute value | λn |) of the log likelihood ratio λn is calculated, and a variable node whose calculated reliability is equal to or less than the reliability threshold γ1 is detected for each check node cm (step S102). Specifically, when the counter value i of the counter C1 is 1, that is, in the first basic decoding process, the low reliability node detection unit 002C2a has an absolute value | λn | of the reliability threshold γ1 or less. A set (m, n) of the index number n of the variable node bn corresponding to a certain log likelihood ratio λn and the index number m of the check node cm connected to the variable node bn is output to the excluded node detection unit 002Cb. In the case of basic decoding processing other than the first time, the low reliability node detection unit 002C2a excludes a pair (m, n) of index numbers m and n having an absolute value | βmn | that is equal to or less than the reliability threshold γ1. It outputs to the detection part 002C2b.

そして、除外ノード検出部002C2bは、低信頼度ノード検出部002C2aから組(m,n)が入力されると、変数ノードbnをチェックノードcmの除外ノードとして、組(m,n)をチェックノード処理部002C2cへ出力する(ステップS103)。例えば、組(2,3)が低信頼度ノード検出部002C2aから入力された場合は、変数ノードb3はチェックノードc2における除外ノードとなる。   Then, when the set (m, n) is input from the low reliability node detection unit 002C2a, the excluded node detection unit 002C2b sets the variable node bn as an excluded node of the check node cm and sets the set (m, n) as the check node. The data is output to the processing unit 002C2c (step S103). For example, when the set (2, 3) is input from the low reliability node detection unit 002C2a, the variable node b3 is an excluded node in the check node c2.

そして、チェックノード処理部002C2cは、除外モードの算出式を用いて外部値比αmnを算出し、算出した外部値比αmnを変数ノード処理部002C2dとビット推定部002C2eへ出力する(ステップS104)。変数ノード処理部002C2dは、ステップS104の処理でチェックノード処理部002C2cから入力された外部値比αmnと対数尤度比λnとに基づいて、事前値比βmnを算出し、算出した事前値比βmnを低信頼度ノード検出部002C2aとチェックノード処理部002C2cとビット推定部002C2eへ出力する(ステップS105)。   Then, the check node processing unit 002C2c calculates the external value ratio αmn using the calculation formula of the exclusion mode, and outputs the calculated external value ratio αmn to the variable node processing unit 002C2d and the bit estimation unit 002C2e (Step S104). The variable node processing unit 002C2d calculates the prior value ratio βmn based on the external value ratio αmn and the log likelihood ratio λn input from the check node processing unit 002C2c in the process of step S104, and calculates the calculated prior value ratio βmn. Are output to the low reliability node detection unit 002C2a, the check node processing unit 002C2c, and the bit estimation unit 002C2e (step S105).

そして、ビット推定部002C2eは、ステップS104の処理でチェックノード処理部002C2cから入力された外部値比αmnとステップS105の処理で変数ノード処理部002C2dから入力された事前値比βmnとに基づいて、推定ビット∧yn(n=1,2,…,N)を決定し、決定した推定ビット∧yn(n=1,2,…,N)を判定部002C2gと推定ビット出力部002C2hへ出力する(ステップS106)。そして、判定部002C2gは、ステップS106の処理でビット推定部002C2eから入力された推定ビット∧yn(n=1,2,…,N)が、パリティ検査条件を充足するか否かを判定する(ステップS107)。   Then, the bit estimation unit 002C2e is based on the external value ratio αmn input from the check node processing unit 002C2c in the process of step S104 and the prior value ratio βmn input from the variable node processing unit 002C2d in the process of step S105. Estimated bits ∧yn (n = 1, 2,..., N) are determined, and the determined estimated bits ∧yn (n = 1, 2,..., N) are output to the determination unit 002C2g and the estimated bit output unit 002C2h ( Step S106). Then, the determination unit 002C2g determines whether or not the estimated bits ∧yn (n = 1, 2,..., N) input from the bit estimation unit 002C2e in the process of step S106 satisfy the parity check condition ( Step S107).

推定ビット∧yn(n=1,2,…,N)が、パリティ検査条件を充足すると判定された場合には(ステップS107;YES)、推定ビット出力部002C2hは、推定ビット∧yn(n=1,2,…,N)を出力する(ステップS117)。そして、復号処理部002C2は、次の受信データF2を読み出して、受信データF2に対する復号処理を開始する。   When it is determined that the estimated bit ∧yn (n = 1, 2,..., N) satisfies the parity check condition (step S107; YES), the estimated bit output unit 002C2h estimates the estimated bit ∧yn (n = 1, 2,..., N) are output (step S117). Then, the decoding processing unit 002C2 reads the next received data F2, and starts a decoding process on the received data F2.

一方、推定ビット∧yn(n=1,2,…,N)が、パリティ検査条件を充足しないと判定された場合には(ステップS107;NO)、繰り返し回数判定部002C2fは、カウンタC1のカウンタ値iがi=R1であるか否かを判定することで、基本復号処理の繰り返し回数r=R1か否かを判定する(ステップS108)。   On the other hand, when it is determined that the estimated bits ∧yn (n = 1, 2,..., N) do not satisfy the parity check condition (step S107; NO), the repetition count determination unit 002C2f counts the counter C1. By determining whether or not the value i is i = R1, it is determined whether or not the repetition count r = R1 of the basic decoding process (step S108).

基本復号処理の繰り返し回数rが設定値R1にまだ達していないと判定した場合には(ステップS108;NO)、繰り返し回数判定部002C2fは、カウンタC1をインクリメントし(ステップS109)、処理はステップS102の処理へ戻り、前述の処理を繰り返す。   When it is determined that the number of repetitions r of the basic decoding process has not yet reached the set value R1 (step S108; NO), the repetition number determination unit 002C2f increments the counter C1 (step S109), and the process proceeds to step S102. Returning to the process, the above process is repeated.

一方、基本復号処理の繰り返し回数r=R1であると判定した場合には(ステップS108;YES)、繰り返し回数判定部002C2fは、さらに、カウンタC1のカウンタ値iがi=R2であるか否かを判定することで、基本復号処理の繰り返し回数rが最大繰り返し回数R2に達したか否かを判定する(ステップS110)。   On the other hand, when it is determined that the number of repetitions r of the basic decoding process is r = R1 (step S108; YES), the repetition number determination unit 002C2f further determines whether the counter value i of the counter C1 is i = R2. To determine whether or not the number of repetitions r of the basic decoding process has reached the maximum number of repetitions R2 (step S110).

基本復号処理の繰り返し回数rが最大繰り返し回数R2に達したと判定された場合には(ステップS110;YES)、推定ビット出力部002C2hは、ステップS106の処理でビット推定部002C2eから入力された推定ビット∧yn(n=1,2,…,N)を出力する(ステップS117)。そして、復号処理部002C2は、次の受信データF2を読み出して、受信データF2に対する復号処理を開始する。   When it is determined that the number of repetitions r of the basic decoding process has reached the maximum number of repetitions R2 (step S110; YES), the estimated bit output unit 002C2h receives the estimation input from the bit estimation unit 002C2e in the process of step S106. Bits yn (n = 1, 2,..., N) are output (step S117). Then, the decoding processing unit 002C2 reads the next received data F2, and starts a decoding process on the received data F2.

一方、基本復号処理の繰り返し回数rがまだ最大繰り返し回数R2に達していないと判定された場合には(ステップS110;NO)、チェックノード処理部002C2cは、通常モードの算出式を用いて、ステップS105の処理で変数ノード処理部002C2dから入力された事前値比βmnに基づいて、外部値比αmnを算出し、算出した外部値比αmnを変数ノード処理部002C2dとビット推定部002C2eへ出力する(ステップS111)。   On the other hand, if it is determined that the number of repetitions r of the basic decoding process has not yet reached the maximum number of repetitions R2 (step S110; NO), the check node processing unit 002C2c uses the normal mode calculation formula to Based on the prior value ratio βmn input from the variable node processing unit 002C2d in the process of S105, the external value ratio αmn is calculated, and the calculated external value ratio αmn is output to the variable node processing unit 002C2d and the bit estimation unit 002C2e ( Step S111).

そして、変数ノード処理部002C2dは、ステップS111の処理でチェックノード処理部002C2cから入力された外部値比αmnと対数尤度比λnとに基づいて、事前値比βmnを算出し、算出したβmnを低信頼度ノード検出部002C2aとチェックノード処理部002C2cとビット推定部002C2eへ出力する(ステップS112)。   Then, the variable node processing unit 002C2d calculates the prior value ratio βmn based on the external value ratio αmn and the log likelihood ratio λn input from the check node processing unit 002C2c in the process of step S111, and calculates the calculated βmn. The low reliability node detection unit 002C2a, the check node processing unit 002C2c, and the bit estimation unit 002C2e are output (step S112).

そして、ビット推定部002C2eは、ステップS111の処理でチェックノード処理部002C2cから入力された外部値比αmnとステップS112の処理で変数ノード処理部002C2dから入力された事前値比βmnとに基づいて、推定ビット∧yn(n=1,2,…,N)を決定し、決定した推定ビット∧yn(n=1,2,…,N)を判定部002C2gと推定ビット出力部002C2hへ出力する(ステップS113)。   Then, the bit estimation unit 002C2e is based on the external value ratio αmn input from the check node processing unit 002C2c in the process of step S111 and the prior value ratio βmn input from the variable node processing unit 002C2d in the process of step S112. Estimated bits ∧yn (n = 1, 2,..., N) are determined, and the determined estimated bits ∧yn (n = 1, 2,..., N) are output to the determination unit 002C2g and the estimated bit output unit 002C2h ( Step S113).

そして、判定部002C2gは、ビット推定部002C2eから入力された推定ビット∧yn(n=1,2,…,N)が、パリティ検査条件を充足するか否かを判定する(ステップS114)。推定ビット∧yn(n=1,2,…,N)が、パリティ検査条件を充足すると判定された場合には(ステップS114;YES)、推定ビット出力部002C2hは、ステップS113の処理でビット推定部002C2eから入力された推定ビット∧yn(n=1,2,…,N)を出力する(ステップS117)。そして、復号処理部002C2は、次の受信データF2を読み出して、受信データF2に対する復号処理を開始する。   Then, the determination unit 002C2g determines whether or not the estimated bits ∧yn (n = 1, 2,..., N) input from the bit estimation unit 002C2e satisfy the parity check condition (step S114). When it is determined that the estimated bit ∧yn (n = 1, 2,..., N) satisfies the parity check condition (step S114; YES), the estimated bit output unit 002C2h performs bit estimation in the process of step S113. The estimated bits ∧yn (n = 1, 2,..., N) input from the unit 002C2e are output (step S117). Then, the decoding processing unit 002C2 reads the next received data F2, and starts a decoding process on the received data F2.

一方、推定ビット∧yn(n=1,2,…,N)が、パリティ検査条件を充足しないと判定された場合には(ステップS114;NO)、繰り返し回数判定部002C2fは、カウンタC1のカウンタ値iがi=R2であるか否かを判定することで、基本復号処理の繰り返し回数rが最大繰り返し回数R2に達したか否かを判定する(ステップS115)。   On the other hand, when it is determined that the estimated bits ∧yn (n = 1, 2,..., N) do not satisfy the parity check condition (step S114; NO), the repetition count determination unit 002C2f counts the counter C1. By determining whether or not the value i is i = R2, it is determined whether or not the number of repetitions r of the basic decoding process has reached the maximum number of repetitions R2 (step S115).

基本復号処理の繰り返し回数rが最大繰り返し回数R2にまだ達していないと判定した場合には(ステップS115;NO)、繰り返し回数判定部002C2fは、カウンタC1をインクリメントし(ステップS116)、処理はステップS111の処理へ戻り、前述の処理を繰り返す。   If it is determined that the number of repetitions r of the basic decoding process has not yet reached the maximum number of repetitions R2 (step S115; NO), the repetition number determination unit 002C2f increments the counter C1 (step S116), Returning to the processing of S111, the above-described processing is repeated.

一方、基本復号処理の繰り返し回数rが最大繰り返し回数R2に達したと判定された場合には(ステップS115;YES)、推定ビット出力部002C2hは、ステップS113の処理でビット推定部002C2eから入力された推定ビット∧yn(n=1,2,…,N)を出力する(ステップS117)。そして、復号処理部002C2は、次の受信データF2を読み出して、受信データF2に対する復号処理を開始する。   On the other hand, when it is determined that the number of repetitions r of the basic decoding process has reached the maximum number of repetitions R2 (step S115; YES), the estimated bit output unit 002C2h is input from the bit estimation unit 002C2e in the process of step S113. The estimated bits ∧yn (n = 1, 2,..., N) are output (step S117). Then, the decoding processing unit 002C2 reads the next received data F2, and starts a decoding process on the received data F2.

実施形態1によれば、低信頼度ノード検出部002C2aは、初回の基本復号処理の際には、事前値比βmnの初期値である対数尤度比λnの絶対値│λn│を、各チェックノードcmに接続する変数ノードの信頼度として算出し、絶対値│λn│が信頼度閾値γ1以下である対数尤度比λnに対応する変数ノードbnのインデックス番号nとその変数ノードbnに接続するチェックノードcmのインデックス番号mの組(m,n)を除外ノード検出部002C2bを通してチェックノード検出部002C2cへ出力した。低信頼度ノード検出部002C2aは、初回以外の基本復号処理の際には、変数ノード処理部002C2dにより算出された事前値比βmnの絶対値│βmn│を、各チェックノードcmに接続する変数ノードの信頼度として算出し、絶対値│βmn│が信頼度閾値γ1以下である事前値比βmnのインデックス番号mとnとの組(m,n)を除外ノード検出部002C2bを通してチェックノード検出部002C2cへ出力した。そして、チェックノード処理部002C2cは、基本復号処理の繰り返し回数rがr≦R1の場合には、数3、数5、数7で定義される除外モードの算出式を用いて、外部値比αmnを算出した。除外モードの算出式は、総和Σ、又は、事前値比βmn’の絶対値│βmn’│の最小値を演算する際に、チェックノードcmに接続する変数ノードのうちで、除外ノード検出部002C2bにより除外ノードとされた変数ノードを除外して演算するように定義したものである。このように構成することで、除外ノードにおける低信頼度が他のノードに伝搬することを防ぐことが可能となる。このいわゆる誤り伝搬を防止することで、より少ない繰り返し回数でパリティ検査条件を満たすことから、効率的な復号処理を実現することが可能となる。   According to the first embodiment, the low-reliability node detection unit 002C2a checks each absolute value | λn | of the log likelihood ratio λn, which is an initial value of the priori value ratio βmn, in the first basic decoding process. Calculated as the reliability of the variable node connected to the node cm and connected to the index number n of the variable node bn corresponding to the log likelihood ratio λn whose absolute value | λn | is equal to or less than the reliability threshold γ1 and the variable node bn The set (m, n) of the index number m of the check node cm is output to the check node detection unit 002C2c through the excluded node detection unit 002C2b. In the basic decoding process other than the first time, the low reliability node detection unit 002C2a uses the absolute value | βmn | of the prior value ratio βmn calculated by the variable node processing unit 002C2d to connect to each check node cm. And a pair (m, n) of the index numbers m and n of the prior value ratio βmn whose absolute value | βmn | is equal to or less than the reliability threshold γ1 is passed through the excluded node detection unit 002C2b and the check node detection unit 002C2c Output to. Then, when the number of repetitions r of the basic decoding process is r ≦ R1, the check node processing unit 002C2c uses the exclusion mode calculation formula defined by Equation 3, Equation 5, and Equation 7 to calculate the external value ratio αmn. Was calculated. The calculation formula of the exclusion mode is the exclusion node detection unit 002C2b among the variable nodes connected to the check node cm when calculating the sum Σ or the absolute value | βmn ′ | of the prior value ratio βmn ′. Is defined so as to be performed by excluding the variable nodes that are excluded nodes. With this configuration, it is possible to prevent the low reliability in the excluded node from propagating to other nodes. By preventing this so-called error propagation, the parity check condition is satisfied with a smaller number of iterations, so that efficient decoding processing can be realized.

(実施形態2)
実施形態1においては、除外ノード検出部002C2bは、低信頼度ノード検出部002C2aから入力された変数ノードbnのインデックス番号nとチェックノードcmのインデックス番号mとの組(m,n)を、そのままチェックノード処理部002C2cへ出力した。
(Embodiment 2)
In the first embodiment, the excluded node detection unit 002C2b uses the set (m, n) of the index number n of the variable node bn and the index number m of the check node cm input from the low reliability node detection unit 002C2a as they are. Output to the check node processing unit 002C2c.

本実施形態においては、除外ノード検出部002C2bは、後述するテーブル記憶部002C1bに格納されている列重み情報テーブルT1を参照して、パリティ検査行列HMNの各列における列重み、すなわち、各列の成分1の数が予め設定されている列重み閾値W以下の列に対応する変数ノード(処理対象の受信データFkのビット)を特定する。そして、低信頼度ノード検出部002C2aから入力された組(m,n)のうちで、除外ノード検出部002C2bが特定した列重み閾値W以下の列に対応する変数ノードのインデックス番号を含む組を、チェックノード処理部002C2cへ出力する。つまり、除外ノードを誤りが起きやすい列重みが低い列に対応する変数ノードに限定する。 In the present embodiment, the excluded node detecting unit 002C2b refers to the column weight information table T1 stored in the later-described table storage unit 002C1b, column in each row of the parity check matrix H MN weight, i.e., each column The variable node (bit of the reception data Fk to be processed) corresponding to a column in which the number of components 1 is equal to or less than the column weight threshold W set in advance is specified. Then, among the sets (m, n) input from the low reliability node detection unit 002C2a, a set including the index number of the variable node corresponding to the column below the column weight threshold W specified by the exclusion node detection unit 002C2b. , Output to the check node processing unit 002C2c. That is, the exclusion node is limited to a variable node corresponding to a column having a low column weight that is likely to cause an error.

本実施形態における、デジタル通信システム1の基本的な構成は、実施形態1の場合と同じである。但し、図8に示すように、復号部002Cの構成が、実施形態1とでは異なり、記憶部002C1は、さらに、テーブル記憶部002C1bとして機能する。また、上述したように、除外ノード検出部002C2bが果たす役割が実施形態1とでは若干異なる。   The basic configuration of the digital communication system 1 in the present embodiment is the same as that in the first embodiment. However, as shown in FIG. 8, the configuration of the decoding unit 002C is different from that of the first embodiment, and the storage unit 002C1 further functions as a table storage unit 002C1b. Further, as described above, the role played by the excluded node detection unit 002C2b is slightly different from that in the first embodiment.

テーブル記憶部002C1bは、図9(a)と(b)に例示する列重み情報テーブルT1を格納する。図9(a)と(b)に例示する列重み情報テーブルT1は、パリティ検査行列HMNが図2(a)に示すような4行8列のパリティ検査行列であり、列重み閾値W=2の場合の列重み情報テーブルT1の例である。図9(a)に示す列重み情報テーブルT1は、各列に対応する変数ノード(処理対象の受信データFkのビット)bn(n=1,2,…,8)と、その列の列重みと、フラグと、が対応付けられており、除外ノード検出部002C2bは、フラグ欄を参照することで、列重み閾値W以下の列に対応する変数ノード(処理対象の受信データFkのビット)を特定することが可能となる。また、図9(b)に示す列重み情報テーブルT1は、列重み閾値W以下の列に対応する変数ノード(処理対象の受信データFkのビット)の一覧を格納している。なお、列重み情報テーブルT1は、図9(a)と(b)に例示する構成に限定されるものではなく、除外ノード検出部002C2bが、列重み閾値W以下の列に対応する変数ノード(処理対象の受信データFkのビット)を特定可能であればよい。また、除外ノード検出部002C2bが、パリティ検査行列HMNから直接列重み閾値W以下の列に対応する変数ノードを特定するように構成してもよい。 The table storage unit 002C1b stores a column weight information table T1 illustrated in FIGS. 9A and 9B. In the column weight information table T1 illustrated in FIGS. 9A and 9B, the parity check matrix H MN is a 4-by-8 parity check matrix as shown in FIG. 2A, and the column weight threshold W = 2 is an example of a column weight information table T1 in the case of 2. The column weight information table T1 shown in FIG. 9A includes variable nodes (bits of received data Fk to be processed) bn (n = 1, 2,..., 8) corresponding to each column, and column weights of the columns. And the flag are associated with each other, and the excluded node detection unit 002C2b refers to the flag column to determine the variable node (bit of the reception data Fk to be processed) corresponding to the column having the column weight threshold W or less. It becomes possible to specify. In addition, the column weight information table T1 illustrated in FIG. 9B stores a list of variable nodes (bits of reception data Fk to be processed) corresponding to columns that are equal to or less than the column weight threshold W. Note that the column weight information table T1 is not limited to the configuration illustrated in FIGS. 9A and 9B, and the excluded node detection unit 002C2b uses a variable node ( It suffices if it is possible to specify the received data Fk to be processed). Also, the excluded node detecting unit 002C2b is, the variable nodes corresponding to direct a column weight threshold W following columns from the parity check matrix H MN may be configured to identify.

除外ノード検出部002C2bは、テーブル記憶部002C1bに格納されている列重み情報テーブルT1を参照して、列重みが列重み閾値W以下のパリティ検査行列HMNの列に対応する変数ノード(処理対象の受信データFkのビット)を特定する。そして、低信頼度ノード検出部002C2aから入力された組(m,n)のうちで、除外ノード検出部002C2bが特定した列重み閾値W以下の列に対応する変数ノード(処理対象の受信データFkのビット)との組を、チェックノード処理部002C2cへ出力する。例えば、低信頼度ノード検出部002C2aから入力された組が(3,4)と(3,7)であり、除外ノード検出部002C2bが特定した列重み閾値W以下の列に対応する変数ノードが変数ノードb5とb7であった場合には、除外ノード検出部002C2bは、変数ノードb7をチェックノードc3における除外ノードとして組(3,7)をチェックノード処理部002C2cへ出力する。 Excluded nodes detector 002C2b refers to the column weight information table T1 stored in the table storage unit 002C1b, variable node column degree corresponding to the column of the following parity check matrix H MN column weight threshold W (processing object Of received data Fk). Then, among the set (m, n) input from the low reliability node detection unit 002C2a, the variable node corresponding to the column below the column weight threshold W specified by the exclusion node detection unit 002C2b (the reception data Fk to be processed) And a pair of the two) are output to the check node processing unit 002C2c. For example, the pairs input from the low reliability node detection unit 002C2a are (3, 4) and (3, 7), and the variable nodes corresponding to the columns below the column weight threshold W specified by the exclusion node detection unit 002C2b are In the case of the variable nodes b5 and b7, the excluded node detection unit 002C2b outputs the group (3, 7) to the check node processing unit 002C2c with the variable node b7 as an excluded node in the check node c3.

ここで、図2と図9と図10を参照して、本実施形態における、初回の基本復号処理における除外モードのチェックノード処理について説明する。図10(a)と(b)は、パリティ検査行列HMNが図2(a)に示すような4行8列のパリティ検査行列であり、信頼度閾値γ1=0.3、列重み閾値W=2の場合の除外モードのチェックノード処理を説明するための図である。 Here, with reference to FIG. 2, FIG. 9, and FIG. 10, the check node process in the exclusion mode in the first basic decoding process in the present embodiment will be described. 10 (a) and 10 (b) are parity check matrices of 4 rows and 8 columns as shown in FIG. 2A, where the parity check matrix H MN is as shown in FIG. 2 (a), the reliability threshold γ1 = 0.3, and the column weight threshold W. It is a figure for demonstrating the check node process of exclusion mode in the case of = 2.

低信頼度ノード検出部002C2aは、初回の基本復号処理では、対数尤度比λnの絶対値│λn│を各変数ノードの信頼度として算出する。対数尤度比λnの値が、図10(a)に示すような値であったとすると、低信頼度ノード検出部002C2aは、信頼度が信頼度閾値γ1=0.3以下の変数ノードとして、変数ノードb1、b4、b5を検出する。変数ノードb1は、チェックノードc1とc3に、変数ノードb4は、チェックノードc1とc3とc4に、変数ノードb5は、チェックノードc1とc2に、それぞれ接続することから、低信頼度ノード検出部002C2aは、組(1,1)、(3,1)、(1,4)、(3,4)、(4,4)、(1,5)、(2,5)を、除外ノード検出部002C2bへ出力する。   In the first basic decoding process, the low reliability node detection unit 002C2a calculates the absolute value | λn | of the log likelihood ratio λn as the reliability of each variable node. Assuming that the value of the log likelihood ratio λn is a value as shown in FIG. 10A, the low reliability node detection unit 002C2a uses a variable node having a reliability threshold γ1 = 0.3 or less as a variable node. Variable nodes b1, b4 and b5 are detected. The variable node b1 is connected to the check nodes c1 and c3, the variable node b4 is connected to the check nodes c1, c3 and c4, and the variable node b5 is connected to the check nodes c1 and c2. 002C2a detects an excluded node from a set (1,1), (3,1), (1,4), (3,4), (4,4), (1,5), (2,5) Output to the unit 002C2b.

除外ノード検出部002C2bは、テーブル記憶部002C1bに格納されている列重み情報テーブルT1を参照して、列重み閾値W以下のパリティ検査行列HMNの列を特定する。パリティ検査行列HMNが図2(a)に示すような4行8列のパリティ検査行列であるときは、図10(a)に示すように、各列の列重みは第1列に対応する変数ノードb1から順番に、2、3、2、3、2、2、2、1である。この場合、列重み閾値W=2であることから、除外ノード検出部002C2bは、列重み閾値W以下の列に対応する変数ノードとして、変数ノードb1、b3、b5乃至b8を特定する。 Excluded nodes detector 002C2b refers to the column weight information table T1 stored in the table storage unit 002C1b, identifies the column of the column weight threshold W following parity check matrix H MN. When the parity check matrix H MN is a 4-by-8 parity check matrix as shown in FIG. 2A, the column weight of each column corresponds to the first column as shown in FIG. 2, 3, 2, 3, 2, 2, 2, 1 in order from the variable node b1. In this case, since the column weight threshold W = 2, the excluded node detection unit 002C2b specifies the variable nodes b1, b3, b5 to b8 as the variable nodes corresponding to the columns of the column weight threshold W or less.

そして、除外ノード検出部002C2bは、低信頼度ノード検出部002C2aから入力された組(1,1)、(3,1)、(1,4)、(3,4)、(4,4)、(1,5)、(2,5)のうちで、除外ノード検出部002C2bが特定した変数ノードのインデックス番号を含む組(1,1)、(3,1)、(1,5)、(2,5)を、チェックノード処理部002C2cへ出力する。すなわち、変数ノードb1をチェックノードc1とc3の除外ノードとして、変数ノードb5をチェックノードc1とc2の除外ノードとして、チェックノード処理部002C2cへ通知する。   Then, the excluded node detection unit 002C2b receives the sets (1, 1), (3, 1), (1, 4), (3,4), (4, 4) input from the low reliability node detection unit 002C2a. , (1, 5), (2, 5), a set (1, 1), (3, 1), (1, 5) including the index number of the variable node identified by the excluded node detection unit 002C2b, (2, 5) is output to the check node processing unit 002C2c. That is, the variable node b1 is notified to the check node processing unit 002C2c as the exclusion node of the check nodes c1 and c3 and the variable node b5 is excluded from the check nodes c1 and c2.

チェックノード処理部002C2cは、初回の基本復号処理であることから、除外モードの算出式を用いて、外部値比αmnを算出する。例えば、2部グラフにおいて、チェックノードc1から変数ノードb1へ送信される外部値比である外部値比α11を算出する際には、上述したように変数ノードb5はチェックノードc1における除外ノードであることから、変数ノードb5を除外して総和Σ、又は、事前値比βmn’の絶対値│βmn’│の最小値を演算する。図10(b)に示すように、変数ノードb1、b4、b5がチェックノードc1に接続することから、除外モードの算出式である数3、数5、数7におけるA(1)\E(1)∪1は、チェックノードc1に接続する変数ノードの集合{b1,b4,b5}から、チェックノードc1における除外ノードの集合{b5}と送信先の変数ノードb1との和集合{b1,b5}を除いた差集合{b4}となる。   Since the check node processing unit 002C2c is the first basic decoding process, the check node processing unit 002C2c calculates the external value ratio αmn using the calculation formula of the exclusion mode. For example, in the bipartite graph, when calculating the external value ratio α11 that is the external value ratio transmitted from the check node c1 to the variable node b1, the variable node b5 is an excluded node in the check node c1 as described above. Therefore, the minimum value of the sum Σ or the absolute value | βmn ′ | of the prior value ratio βmn ′ is calculated by excluding the variable node b5. As shown in FIG. 10B, since the variable nodes b1, b4, and b5 are connected to the check node c1, A (1) \ E (in Expressions 3, 5, and 7 that are calculation formulas of the exclusion mode. 1) ∪1 is a set {b1, b4} of the excluded node set {b5} in the check node c1 and the destination variable node b1 from the set of variable nodes {b1, b4, b5} connected to the check node c1. The difference set {b4} excluding b5} is obtained.

この場合、図10(b)に示すように、送信先の変数ノードb1の他に変数ノードb5を除いた変数ノードb4から送られてくる事前値比β14のみに基づいて、除外モードの算出式である数3、数5、数7におけるΣf(│βmn’│)又はmin│βmn’│を演算する。そして、この様に算出した外部値比α11を送信先の変数ノードb1へ送信する。すなわち、変数ノード処理部002C2dへ出力する。   In this case, as shown in FIG. 10B, the exclusion mode calculation formula based only on the prior value ratio β14 sent from the variable node b4 excluding the variable node b5 in addition to the destination variable node b1. Σf (| βmn ′ |) or min | βmn ′ | in Equations 3, 5, and 7 is calculated. Then, the external value ratio α11 calculated in this way is transmitted to the destination variable node b1. That is, the data is output to the variable node processing unit 002C2d.

次に、図2と図9と図11を参照して、初回以外の基本復号処理における除外モードのチェックノード処理について説明する。図11(a)と(b)は、パリティ検査行列HMNが図2(a)に示すような4行8列のパリティ検査行列であり、信頼度閾値γ1=0.3、列重み閾値W=2の場合の除外モードのチェックノード処理を説明するための図である。 Next, with reference to FIG. 2, FIG. 9, and FIG. 11, the check node processing in the exclusion mode in the basic decoding processing other than the first time will be described. FIGS. 11A and 11B are parity check matrices of 4 rows and 8 columns as shown in FIG. 2A, where the parity check matrix H MN is as shown in FIG. 2A, and the reliability threshold γ1 = 0.3 and the column weight threshold W. It is a figure for demonstrating the check node process of exclusion mode in the case of = 2.

パリティ検査行列HMNが、図2(a)に例示するパリティ検査行列である場合、各変数ノードbn(n=1,2,…,8)から接続先のチェックノードへ送信される事前値比βmnは、図11(a)に示すようになる。例えば、変数ノードb2はチェックノードc2とc3とc4と接続されていることから、変数ノードb2は、チェックノードc2に事前値比β22を、チェックノードc3に事前値比β32を、チェックノードc4に事前値比β42を送信する。 When the parity check matrix H MN is the parity check matrix illustrated in FIG. 2A, the prior value ratio transmitted from each variable node bn (n = 1, 2,..., 8) to the connection check node. βmn is as shown in FIG. For example, since the variable node b2 is connected to the check nodes c2, c3, and c4, the variable node b2 has the prior value ratio β22 for the check node c2, the prior value ratio β32 for the check node c3, and the check node c4. The prior value ratio β42 is transmitted.

ここで、図11(a)に示す太線で囲まれた事前値比βmnの絶対値│βmn│が、信頼度閾値γ1以下であるとする。この場合、低信頼度ノード検出部002C2aは、太線で囲まれた事前値比βmnのインデックス番号mとnとの組(3,2)、(4,2)、(2,3)、(2,5)、(3,7)を除外ノード検出部002C2bへ出力する。   Here, it is assumed that the absolute value | βmn | of the prior value ratio βmn surrounded by a thick line shown in FIG. 11A is equal to or less than the reliability threshold γ1. In this case, the low-reliability node detection unit 002C2a sets the combinations (3, 2), (4, 2), (2, 3), (2) of the index numbers m and n of the prior value ratio βmn surrounded by a thick line. , 5), (3, 7) are output to the excluded node detection unit 002C2b.

そして、除外ノード検出部002C2bは、テーブル記憶部002C1bに格納されている列重み情報テーブルT1を参照して、列重み閾値W以下のパリティ検査行列HMNの列を特定する。パリティ検査行列HMNが図2(a)に示すような4行8列のパリティ検査行列であるときは、図11(a)に示すように、各列の列重みは第1列に対応する変数ノードb1から順番に、2、3、2、3、2、2、2、1である。この場合、列重み閾値W=2であることから、除外ノード検出部002C2bは、列重み閾値W以下の列に対応する変数ノードとして、変数ノードb1、b3、b5乃至b8を特定する。 The excluded nodes detector 002C2b refers to the column weight information table T1 stored in the table storage unit 002C1b, identifies the column of the column weight threshold W following parity check matrix H MN. When the parity check matrix H MN is a 4-by-8 parity check matrix as shown in FIG. 2A, the column weight of each column corresponds to the first column as shown in FIG. 11A. 2, 3, 2, 3, 2, 2, 2, 1 in order from the variable node b1. In this case, since the column weight threshold W = 2, the excluded node detection unit 002C2b specifies the variable nodes b1, b3, b5 to b8 as the variable nodes corresponding to the columns of the column weight threshold W or less.

そして、除外ノード検出部002C2bは、低信頼度ノード検出部002C2aから入力された組(3,2)、(4,2)、(2,3)、(2,5)、(3,7)のうちで、除外ノード検出部002C2bが特定した変数ノードのインデックス番号を含む組(2,3)、(2,5)、(3,7)を、チェックノード処理部002C2cへ出力する。すなわち、変数ノードb3をチェックノードc2の除外ノードとして、変数ノードb5をチェックノードc2の除外ノードとして、変数ノードb7をチェックノードc3の除外ノードとして、チェックノード処理部002C2cへ通知する。   The excluded node detection unit 002C2b then receives the sets (3, 2), (4, 2), (2, 3), (2, 5), (3, 7) input from the low reliability node detection unit 002C2a. Among them, the set (2, 3), (2, 5), (3, 7) including the index number of the variable node specified by the excluded node detection unit 002C2b is output to the check node processing unit 002C2c. That is, the variable node b3 is notified to the check node processing unit 002C2c as the excluded node of the check node c2, the variable node b5 as the excluded node of the check node c2, and the variable node b7 as the excluded node of the check node c3.

そして、チェックノード処理部002C2cは、基本復号処理の繰り返し回数rがr≦R1の場合は、除外モードの算出式を用い、外部値比αmnを算出する。   Then, the check node processing unit 002C2c calculates the external value ratio αmn using the calculation formula of the exclusion mode when the repetition count r of the basic decoding process is r ≦ R1.

例えば、2部グラフにおいてチェックノードc3から変数ノードb1へ送信する外部値比である外部値比α31を算出する場合について説明する。図11(b)に示すように、変数ノードb1、b2、b4、b6、b7がチェックノードc3に接続し、変数ノードb7は、上述したようにチェックノードc3における除外ノードである。したがって、除外モードの算出式である数3、数5、数7におけるA(3)\E(3)∪1は、チェックノードc3に接続する変数ノードの集合{b1,b2,b4,b6,b7}から、チェックノードc3における除外ノードの集合{b7}と送信先の変数ノードb1との和集合{b1,b7}を除いた差集合{b2,b4,b6}となる。   For example, the case where the external value ratio α31 that is the external value ratio transmitted from the check node c3 to the variable node b1 in the bipartite graph is calculated will be described. As shown in FIG. 11B, the variable nodes b1, b2, b4, b6, and b7 are connected to the check node c3, and the variable node b7 is an excluded node in the check node c3 as described above. Therefore, A (3) \ E (3) ∪1 in Expressions 3, 5, and 7, which are calculation formulas for the exclusion mode, is a set of variable nodes {b1, b2, b4, b6, connected to the check node c3. b7} is a difference set {b2, b4, b6} obtained by excluding the union set {b1, b7} of the excluded node set {b7} and the destination variable node b1 in the check node c3.

この場合、図11(b)に示すように、送信先の変数ノードb1の他に変数ノードb7を除いた変数ノードb2とb4とb6から送られてくる事前値比β32とβ34とβ36とに基づいて、除外モードの算出式である数3、数5、数7におけるΣf(│βmn’│)又はmin│βmn’│を演算する。そして、この様に算出した外部値比α31を送信先の変数ノードb1へ送信する。すなわち、変数ノード処理部002C2dへ出力する。   In this case, as shown in FIG. 11B, the prior value ratios β32, β34, and β36 sent from the variable nodes b2, b4, and b6 excluding the variable node b7 in addition to the destination variable node b1. Based on the calculation formula of the exclusion mode, Σf (| βmn ′ |) or min | βmn ′ | in Equation 3, Equation 5, and Equation 7 is calculated. Then, the external value ratio α31 calculated in this way is transmitted to the destination variable node b1. That is, the data is output to the variable node processing unit 002C2d.

一方、基本復号処理の繰り返し回数rがR1<rの場合は、チェックノード処理部002C2cは、通常モードの算出式を用いて、外部値比αmnを算出し、算出した外部値比αmnを変数ノード処理部002C2dへ出力する。   On the other hand, when the number of repetitions r of the basic decoding process is R1 <r, the check node processing unit 002C2c calculates the external value ratio αmn using the normal mode calculation formula, and uses the calculated external value ratio αmn as a variable node. The data is output to the processing unit 002C2d.

次に、図12を参照して、本実施形態における復号処理のフローについて説明する。なお、各受信データFk(k=1,2,…,K)における復号処理は同じであることから、受信データF1における復号処理について以下説明する。また、ステップS201以外の処理は実施形態1の場合と同じであることから、ステップS101乃至S104の処理について説明する。また、この復号処理は、復号処理部002C2が、受信データF1をフレームデータ記憶部002C1aから読み出したことをトリガとして開始され、最終受信データFKに対する処理が完了した時点で終了する。   Next, with reference to FIG. 12, a flow of decoding processing in the present embodiment will be described. Since the decoding process for each received data Fk (k = 1, 2,..., K) is the same, the decoding process for received data F1 will be described below. Further, since the processes other than step S201 are the same as those in the first embodiment, the processes in steps S101 to S104 will be described. This decoding process is started when the decoding processing unit 002C2 reads the received data F1 from the frame data storage unit 002C1a, and ends when the processing for the final received data FK is completed.

符号化部001AによりLDPC符号により符号化された情報データRは、フレームデータ(符号語)Fk(k=1,2,…,K)ごとに変調部001Bへ順次出力され、変調部001Bに順次入力されたフレームデータFkは、変調部001Bにより所定の信号方式へ順次変調される。変調されたフレームデータFkは、無線送信装置001の無線通信部001Cにより増幅され通信路CHへ順次出力される。   The information data R encoded by the encoding unit 001A with the LDPC code is sequentially output to the modulation unit 001B for each frame data (codeword) Fk (k = 1, 2,..., K), and sequentially to the modulation unit 001B. The input frame data Fk is sequentially modulated into a predetermined signal system by the modulation unit 001B. The modulated frame data Fk is amplified by the wireless communication unit 001C of the wireless transmission device 001 and sequentially output to the communication channel CH.

通信路CHにおいて、ノイズ成分が付加されたフレームデータFkは、無線受信装置002の無線通信部002Aにより順次受信され、復調部002Bへ順次入力される。復調部002Bに順次入力されたフレームデータFkは、復調部002Bにより順次復調され、復調後のフレームデータFkは受信データFkとして復号部002Cに順次入力され、フレームデータ記憶部002C1aに格納される。そして、復号処理部002C2は、フレームデータ記憶部002C1aから、復号処理するために受信データF1を読み出す。   In the communication channel CH, the frame data Fk to which the noise component is added is sequentially received by the wireless communication unit 002A of the wireless reception device 002 and sequentially input to the demodulation unit 002B. The frame data Fk sequentially input to the demodulation unit 002B is sequentially demodulated by the demodulation unit 002B, and the demodulated frame data Fk is sequentially input to the decoding unit 002C as reception data Fk and stored in the frame data storage unit 002C1a. Then, the decoding processing unit 002C2 reads the received data F1 for decoding processing from the frame data storage unit 002C1a.

繰り返し回数判定部002C2fは、カウンタC1のカウンタ値iを初期化する(ステップS101)。   The repetition count determination unit 002C2f initializes the counter value i of the counter C1 (step S101).

そして、低信頼度ノード検出部002C2aは、事前値比βmn(又は、対数尤度比λn)に基づいて各変数ノードbnの信頼度、すなわち、事前値比βmnの絶対値│βmn│(又は、対数尤度比λnの絶対値│λn│)を算出し、算出した信頼度が信頼度閾値γ1以下である変数ノードを各チェックノードcmに対して検出する(ステップS102)。具体的には、カウンタC1のカウンタ値i=1の場合、すなわち、初回の基本復号処理である場合には、低信頼度ノード検出部002C2aは、絶対値│λn│が信頼度閾値γ1以下である対数尤度比λnに対応する変数ノードbnのインデックス番号nとその変数ノードbnに接続するチェックノードcmのインデックス番号mとの組(m,n)を除外ノード検出部002Cbへ出力する。初回以外の基本復号処理である場合には、低信頼度ノード検出部002C2aは、絶対値│βmn│が信頼度閾値γ1以下である事前値比βmnのインデックス番号mとnとの組(m,n)を除外ノード検出部002C2bへ出力する。   Then, the low reliability node detection unit 002C2a, based on the prior value ratio βmn (or log likelihood ratio λn), the reliability of each variable node bn, that is, the absolute value | βmn | (or the prior value ratio βmn) (or An absolute value | λn |) of the log likelihood ratio λn is calculated, and a variable node whose calculated reliability is equal to or less than the reliability threshold γ1 is detected for each check node cm (step S102). Specifically, when the counter value i of the counter C1 is 1, that is, in the first basic decoding process, the low reliability node detection unit 002C2a has an absolute value | λn | of the reliability threshold γ1 or less. A set (m, n) of the index number n of the variable node bn corresponding to a certain log likelihood ratio λn and the index number m of the check node cm connected to the variable node bn is output to the excluded node detection unit 002Cb. In the case of basic decoding processing other than the first time, the low reliability node detection unit 002C2a sets a pair (m, n) of index numbers m and n of the prior value ratio βmn whose absolute value | βmn | is equal to or less than the reliability threshold γ1. n) is output to the excluded node detection unit 002C2b.

そして、除外ノード検出部002C2bは、テーブル記憶部002C1bに格納されている列重み情報テーブルT1を参照して、列重みが列重み閾値W以下のパリティ検査行列HMNの列に対応する変数ノード(処理対象の受信データFkのビット)を特定する。そして、低信頼度ノード検出部002C2aから入力された組(m,n)のうちで、除外ノード検出部002C2bが特定した列重み閾値W以下の列に対応する変数ノード(処理対象の受信データFkのビット)との組を、チェックノード処理部002C2cへ出力する(ステップS201)。 Then, the excluded node detection unit 002C2b refers to the column weight information table T1 stored in the table storage unit 002C1b, and sets the variable node corresponding to the column of the parity check matrix H MN whose column weight is equal to or less than the column weight threshold W ( (Bit of received data Fk to be processed) is specified. Then, among the set (m, n) input from the low reliability node detection unit 002C2a, the variable node corresponding to the column below the column weight threshold W specified by the exclusion node detection unit 002C2b (the reception data Fk to be processed) And the pair of the two bits are output to the check node processing unit 002C2c (step S201).

そして、チェックノード処理部002C2cは、除外モードの算出式を用いて外部値比αmnを算出し、算出した外部値比αmnを変数ノード処理部002C2dとビット推定部002C2eへ出力する(ステップS104)。   Then, the check node processing unit 002C2c calculates the external value ratio αmn using the calculation formula of the exclusion mode, and outputs the calculated external value ratio αmn to the variable node processing unit 002C2d and the bit estimation unit 002C2e (Step S104).

本実施形態2によれば、低信頼度ノード検出部002C2aは、初回の基本復号処理の際には、事前値比βmnの初期値である対数尤度比λnの絶対値│λn│を、各チェックノードcmに接続する変数ノードの信頼度として算出し、絶対値│λn│が信頼度閾値γ1以下である対数尤度比λnに対応する変数ノードbnのインデックス番号nとその変数ノードbnに接続するチェックノードcmのインデックス番号mの組(m,n)を除外ノード検出部002C2bへ出力した。低信頼度ノード検出部002C2aは、初回以外の基本復号処理の際には、変数ノード処理部002C2dにより算出された事前値比βmnの絶対値│βmn│を、各チェックノードcmに接続する変数ノードの信頼度として算出し、絶対値│βmn│が信頼度閾値γ1以下である事前値比βmnのインデックス番号mとnとの組(m,n)を除外ノード検出部002C2bへ出力した。そして、除外ノード検出部002C2bは、誤りが起きやすい列重みが低いパリティ検査行列の列に対応する変数ノードを特定した。そして、低信頼度ノード検出部002C2aから入力された組(m,n)のうちで、除外ノード検出部002C2bが特定した列重み閾値W以下の列に対応する変数ノードのインデックス番号を含む組を、チェックノード処理部002C2cへ出力した。そして、チェックノード処理部002C2cは、基本復号処理の繰り返し回数rがr≦R1の場合には、数3、数5、数7で定義される除外モードの算出式を用いて、外部値比αmnを算出した。この除外モードの算出式は、総和Σ、又は、事前値比βmn’の絶対値│βmn’│の最小値を演算する際に、チェックノードcmに接続する変数ノードのうちで、除外ノード検出部002C2bにより除外ノードとされた変数ノードを除外して演算するように定義したものである。このように構成することで、誤りが起きやすい除外ノードの信頼度が信頼度閾値を越えるまで、除外ノードを除外して総和Σ、又は、事前値比βmn’の絶対値│βmn’│の最小値を演算することが可能となる。これにより、除外ノードにおける低信頼度が他のノードに伝搬することを防ぐことが可能となる。このいわゆる誤り伝搬を防止することで、より少ない繰り返し回数でパリティ検査条件を満たすことから、効率的な復号処理を実現することが可能となる。   According to the second embodiment, in the first basic decoding process, the low reliability node detection unit 002C2a calculates the absolute value | λn | of the log likelihood ratio λn, which is the initial value of the priori value ratio βmn, Calculated as the reliability of the variable node connected to the check node cm and connected to the index number n of the variable node bn corresponding to the log likelihood ratio λn whose absolute value | λn | is equal to or less than the reliability threshold γ1 and the variable node bn The set (m, n) of the index number m of the check node cm to be output is output to the excluded node detection unit 002C2b. In the basic decoding process other than the first time, the low reliability node detection unit 002C2a uses the absolute value | βmn | of the prior value ratio βmn calculated by the variable node processing unit 002C2d to connect to each check node cm. The pair (m, n) of the index numbers m and n of the prior value ratio βmn whose absolute value | βmn | is equal to or less than the reliability threshold γ1 is output to the excluded node detection unit 002C2b. Then, the excluded node detection unit 002C2b specifies a variable node corresponding to a column of the parity check matrix having a low column weight that is likely to cause an error. Then, among the sets (m, n) input from the low reliability node detection unit 002C2a, a set including the index number of the variable node corresponding to the column below the column weight threshold W specified by the exclusion node detection unit 002C2b. To the check node processing unit 002C2c. Then, when the number of repetitions r of the basic decoding process is r ≦ R1, the check node processing unit 002C2c uses the exclusion mode calculation formula defined by Equation 3, Equation 5, and Equation 7 to calculate the external value ratio αmn. Was calculated. The calculation formula of this exclusion mode is the exclusion node detection unit among the variable nodes connected to the check node cm when calculating the sum Σ or the absolute value | βmn ′ | of the prior value ratio βmn ′. The variable node is defined to be excluded and operated by 002C2b. By configuring in this way, the exclusion node is excluded until the reliability of the excluded node that is likely to cause an error exceeds the reliability threshold, or the absolute value | βmn ′ | of the sum Σ or the prior value ratio βmn ′ is minimized. The value can be calculated. Thereby, it is possible to prevent the low reliability in the excluded node from propagating to other nodes. By preventing this so-called error propagation, the parity check condition is satisfied with a smaller number of iterations, so that efficient decoding processing can be realized.

図13は、従来のチェックノード処理を行った場合のビット誤り率BER(Bit Error Rate)特性と本発明のチェックノード処理を行った場合のBER特性を示す図である。なお、設定条件は、データビット長:203ビット、符号長:348ビット、符号化率:0.58、最大繰り返し回数:8回、フェージング周波数:41.7Hzである。図13に示すように、外部値比αmnを算出するに際し、信頼度の低い変数ノードを除外して総和Σ、又は、事前値比βmn’の絶対値│βmn’│の最小値を演算することで、復号性能が改善する。   FIG. 13 is a diagram showing a bit error rate (BER) characteristic when the conventional check node process is performed and a BER characteristic when the check node process of the present invention is performed. The setting conditions are data bit length: 203 bits, code length: 348 bits, coding rate: 0.58, maximum number of repetitions: 8, and fading frequency: 41.7 Hz. As shown in FIG. 13, when calculating the external value ratio αmn, the minimum value of the absolute value | βmn ′ | of the sum Σ or the prior value ratio βmn ′ is calculated by excluding variable nodes with low reliability. Thus, the decoding performance is improved.

(変形例1)
実施形態1と2においては、事前値比βmnを各チェックノードcmに接続する変数ノードの信頼度とした。本変形例においては、事後確率比Lnを各チェックノードcmに接続する変数ノードの信頼度とする。本変形例は、実施形態1と2のいずれに対しても適用可能であることから、実施形態2に本変形例を適用した場合について以下に説明する。
(Modification 1)
In the first and second embodiments, the prior value ratio βmn is used as the reliability of the variable node connected to each check node cm. In this modification, the posterior probability ratio Ln is set as the reliability of the variable node connected to each check node cm. Since the present modification can be applied to both the first and second embodiments, the case where the present modification is applied to the second embodiment will be described below.

本変形例におけるデジタル通信システム1の基本的な構成は、実施形態2の場合と同じである。但し、図14に示すように、低信頼度ノード検出部002C2aと変数ノード処理部002C2dとビット推定部002C2eが果たす役割が実施形態2とでは若干異なる。   The basic configuration of the digital communication system 1 in this modification is the same as that in the second embodiment. However, as shown in FIG. 14, the roles played by the low reliability node detection unit 002C2a, the variable node processing unit 002C2d, and the bit estimation unit 002C2e are slightly different from those in the second embodiment.

低信頼度ノード検出部002C2aは、基本復号処理が繰り返されるたびに、ビット推定部002C2eから入力される事後確率比Lnの絶対値│Ln│を、チェックノードcmに接続する変数ノードbnの信頼度として算出する。なお、初回の基本復号処理では、低信頼度ノード検出部002Caは、各変数ノードbnの信頼度として、事前値比βmnの初期値、すなわち、事後確率比Lnの初期値である対数尤度比λnの絶対値│λn│を算出する。ここで、対数尤度比λnは、sum−product復号と通常のmin−sum復号では、処理対象の受信データFkの第nビット(n=1,2,…,N)に対応するデータ値ynを通信路値で補正した値y’nであり、正規化min−sum復号では、データ値ynである。低信頼度ノード検出部002C2aは、算出した対数尤度比λnをチェックノード処理部002C2cと変数ノード処理部002C2dへ出力する。   Each time the basic decoding process is repeated, the low reliability node detection unit 002C2a uses the absolute value | Ln | of the posterior probability ratio Ln input from the bit estimation unit 002C2e to the reliability of the variable node bn connected to the check node cm. Calculate as In the first basic decoding process, the low reliability node detection unit 002Ca uses the log likelihood ratio which is the initial value of the prior value ratio βmn, that is, the initial value of the posterior probability ratio Ln, as the reliability of each variable node bn. The absolute value | λn | of λn is calculated. Here, the log likelihood ratio λn is a data value yn corresponding to the nth bit (n = 1, 2,..., N) of the reception data Fk to be processed in sum-product decoding and normal min-sum decoding. Is a value y′n obtained by correcting the channel value with the channel value, and is a data value yn in the normalized min-sum decoding. The low reliability node detection unit 002C2a outputs the calculated log likelihood ratio λn to the check node processing unit 002C2c and the variable node processing unit 002C2d.

そして、低信頼度ノード検出部002C2aは、絶対値│Ln│(又は、絶対値│λn│)が信頼度閾値γ1以下である事後確率比Ln(又は、対数尤度比λn)に対応する変数ノードbnのインデックス番号nとその変数ノードbnに接続するチェックノードcmのインデックス番号mの組(m,n)を除外ノード検出部002C2bへ出力する。例えば、事後確率比L2の絶対値│L2│と事後確率比L6の絶対値│L6│とが信頼度閾値γ1以下であり、変数ノードb2に接続するチェックノードがチェックノードc3とc4であり、変数ノードb6に接続するチェックノードがチェックノードc1とc3である場合には、組(3,2)、(4,2)、(1,6)、(3,6)を除外ノード検出部002C2bへ出力する。検出した変数ノードに接続するチェックノードの情報は、パリティ検査行列HMNを参照することで、得ることができる。 Then, the low reliability node detection unit 002C2a uses a variable corresponding to the posterior probability ratio Ln (or log likelihood ratio λn) whose absolute value | Ln | (or absolute value | λn |) is equal to or less than the reliability threshold γ1. A set (m, n) of the index number n of the node bn and the index number m of the check node cm connected to the variable node bn is output to the excluded node detection unit 002C2b. For example, the absolute value | L2 | of the posterior probability ratio L2 and the absolute value | L6 | of the posterior probability ratio L6 are less than or equal to the reliability threshold γ1, and the check nodes connected to the variable node b2 are the check nodes c3 and c4. When the check nodes connected to the variable node b6 are the check nodes c1 and c3, the set (3, 2), (4, 2), (1, 6), (3, 6) is excluded from the excluded node detection unit 002C2b. Output to. Information on the check node connected to the detected variable node can be obtained by referring to the parity check matrix HMN .

変数ノード処理部002C2dは、実施形態2においては、算出した事前値比βmnをチェックノード処理部002C2cと、低信頼度ノード検出部002C2aと、ビット推定部002C2eへを出力したが、本変形例では、算出した事前値比βmnをチェックノード処理部002C2cと、ビット推定部002C2eのみに出力する。   In the second embodiment, the variable node processing unit 002C2d outputs the calculated prior value ratio βmn to the check node processing unit 002C2c, the low reliability node detection unit 002C2a, and the bit estimation unit 002C2e. The calculated prior value ratio βmn is output only to the check node processing unit 002C2c and the bit estimation unit 002C2e.

ビット推定部002C2eは、チェックノード処理部002C2cから入力される外部値比αmnと変数ノード処理部002C2dから入力される事前値比βmnとに基づいて、推定ビット∧yn(n=1,2,…,N)を決定する。具体的には、数8に示す算出式により事後確率比Lnを算出し、算出した事後確率比LnがLn>0ならば、推定ビット∧yn=0、Ln<0ならば、推定ビット∧yn=1とすることで推定ビット∧ynを決定する。そして、ビット推定部002C2eは、決定した推定ビット∧yn(n=1,2,…,N)を判定部002C2gと推定ビット出力部002C2hへ出力する。また、ビット推定部002C2eは、算出した事後確率比Lnを低信頼度ノード検出部002C2aへ出力する。   Based on the external value ratio αmn input from the check node processing unit 002C2c and the prior value ratio βmn input from the variable node processing unit 002C2d, the bit estimation unit 002C2e estimates the estimated bits ∧yn (n = 1, 2,... , N). Specifically, the posterior probability ratio Ln is calculated by the calculation formula shown in Formula 8, and if the calculated posterior probability ratio Ln is Ln> 0, the estimated bit ∧yn = 0, and if Ln <0, the estimated bit ∧yn The estimated bit ∧yn is determined by setting = 1. Then, the bit estimation unit 002C2e outputs the determined estimation bit ∧yn (n = 1, 2,..., N) to the determination unit 002C2g and the estimation bit output unit 002C2h. The bit estimation unit 002C2e outputs the calculated posterior probability ratio Ln to the low reliability node detection unit 002C2a.

次に、図15を参照して、本変形例における復号処理のフローについて説明する。図15は、本変形例における復号処理のフローチャートの一部である。図15に示すフローチャートのステップS301の後の処理は、図7に示す実施形態1における復号処理のフローチャートのステップS103乃至S117の処理と、図12に示す実施形態2における復号処理のフローチャートのステップS201乃至S117の処理と、基本的に同じである。よって、ステップS101とステップS301の処理について、以下に説明する。   Next, with reference to FIG. 15, the flow of decoding processing in the present modification will be described. FIG. 15 is a part of a flowchart of decoding processing in the present modification. The processing after step S301 of the flowchart shown in FIG. 15 includes steps S103 to S117 of the flowchart of the decoding process in the first embodiment shown in FIG. 7, and step S201 of the flowchart of the decoding process in the second embodiment shown in FIG. The process is basically the same as the process from S117. Therefore, the process of step S101 and step S301 is demonstrated below.

なお、各受信データFk(k=1,2,…,K)における復号処理は同じであることから、受信データF1における復号処理について以下説明する。また、この復号処理は、復号処理部002C2が、受信データF1をフレームデータ記憶部002C1aから読み出したことをトリガとして開始され、最終受信データFKに対する処理が完了した時点で終了する。   Since the decoding process for each received data Fk (k = 1, 2,..., K) is the same, the decoding process for received data F1 will be described below. This decoding process is started when the decoding processing unit 002C2 reads the received data F1 from the frame data storage unit 002C1a, and ends when the processing for the final received data FK is completed.

符号化部001AによりLDPC符号により符号化された情報データRは、フレームデータ(符号語)Fk(k=1,2,…,K)ごとに変調部001Bへ順次出力され、変調部001Bに順次入力されたフレームデータFkは、変調部001Bにより所定の信号方式へ順次変調される。変調されたフレームデータFkは、無線送信装置001の無線通信部001Cにより増幅され通信路CHへ順次出力される。   The information data R encoded by the encoding unit 001A with the LDPC code is sequentially output to the modulation unit 001B for each frame data (codeword) Fk (k = 1, 2,..., K), and sequentially to the modulation unit 001B. The input frame data Fk is sequentially modulated into a predetermined signal system by the modulation unit 001B. The modulated frame data Fk is amplified by the wireless communication unit 001C of the wireless transmission device 001 and sequentially output to the communication channel CH.

通信路CHにおいて、ノイズ成分が付加されたフレームデータFkは、無線受信装置002の無線通信部002Aにより順次受信され、復調部002Bへ順次入力される。復調部002Bに順次入力されたフレームデータFkは、復調部002Bにより順次復調され、復調後のフレームデータFkは受信データFkとして復号部002Cに順次入力され、フレームデータ記憶部002C1aに格納される。そして、復号処理部002C2は、フレームデータ記憶部002C1aから、復号処理するために受信データF1を読み出す。   In the communication channel CH, the frame data Fk to which the noise component is added is sequentially received by the wireless communication unit 002A of the wireless reception device 002 and sequentially input to the demodulation unit 002B. The frame data Fk sequentially input to the demodulation unit 002B is sequentially demodulated by the demodulation unit 002B, and the demodulated frame data Fk is sequentially input to the decoding unit 002C as reception data Fk and stored in the frame data storage unit 002C1a. Then, the decoding processing unit 002C2 reads the received data F1 for decoding processing from the frame data storage unit 002C1a.

繰り返し回数判定部002C2fは、カウンタC1のカウンタ値iを初期化する(ステップS101)。   The repetition count determination unit 002C2f initializes the counter value i of the counter C1 (step S101).

そして、低信頼度ノード検出部002C2aは、事後確率比Ln(又は、対数尤度比λn)に基づいて各変数ノードbnの信頼度、すなわち、事後確率比Lnの絶対値│Ln│(又は、対数尤度比λnの絶対値│λn│)を算出し、算出した信頼度が信頼度閾値γ1以下である変数ノードを各チェックノードcmに対して検出する(ステップS301)。具体的には、カウンタC1のカウンタ値i=1の場合、すなわち、初回の基本復号処理である場合には、低信頼度ノード検出部002C2aは、絶対値│λn│が信頼度閾値γ1以下である対数尤度比λnに対応する変数ノードbnのインデックス番号nとその変数ノードbnに接続するチェックノードcmのインデックス番号mとの組(m,n)を除外ノード検出部002Cbへ出力する。初回以外の基本復号処理である場合には、低信頼度ノード検出部002C2aは、絶対値│Ln│が信頼度閾値γ1以下である事後確率比Lnに対応する変数ノードbnのインデックス番号nとその変数ノードbnに接続するチェックノードcmのインデックス番号mとの組(m,n)を除外ノード検出部002C2bへ出力する。   Then, the low reliability node detection unit 002C2a determines the reliability of each variable node bn based on the posterior probability ratio Ln (or the log likelihood ratio λn), that is, the absolute value | Ln | (or An absolute value | λn |) of the log likelihood ratio λn is calculated, and a variable node whose calculated reliability is equal to or less than the reliability threshold γ1 is detected for each check node cm (step S301). Specifically, when the counter value i of the counter C1 is 1, that is, in the first basic decoding process, the low reliability node detection unit 002C2a has an absolute value | λn | of the reliability threshold γ1 or less. A set (m, n) of the index number n of the variable node bn corresponding to a certain log likelihood ratio λn and the index number m of the check node cm connected to the variable node bn is output to the excluded node detection unit 002Cb. In the case of basic decoding processing other than the first time, the low reliability node detection unit 002C2a determines the index number n of the variable node bn corresponding to the posterior probability ratio Ln whose absolute value | Ln | A set (m, n) with the index number m of the check node cm connected to the variable node bn is output to the excluded node detection unit 002C2b.

(変形例2)
実施形態1と2においては、低信頼度ノード検出部002C2aは、絶対値│βmn│が信頼度閾値γ1以下である事前値比βmnに対応するチェックノードcmと変数ノードbnのインデックス番号mとnとの組(m,n)を除外ノード検出部002C2bへ出力した。
(Modification 2)
In the first and second embodiments, the low reliability node detection unit 002C2a performs the index numbers m and n of the check node cm and the variable node bn corresponding to the prior value ratio βmn whose absolute value | βmn | is equal to or less than the reliability threshold γ1. (M, n) is output to the excluded node detection unit 002C2b.

本変形例においては、低信頼度ノード検出部002C2aは、絶対値│βmn│が信頼度閾値γ1以下である事前値比βmnに対応する変数ノードbnを検出し、検出した変数ノードbnのインデックス番号nとその変数ノードbnに接続する全てのチェックノードcmのインデックス番号mとの組(m,n)を除外ノード検出部002C2bへ出力する。   In this modification, the low reliability node detection unit 002C2a detects the variable node bn corresponding to the prior value ratio βmn whose absolute value | βmn | is equal to or less than the reliability threshold γ1, and the index number of the detected variable node bn A set (m, n) of n and index numbers m of all check nodes cm connected to the variable node bn is output to the excluded node detection unit 002C2b.

なお、本変形例は、実施形態1又は2のいずれに対しても適用可能であることから、実施形態2に本変形例を適用した場合について、以下に説明する。   In addition, since this modification is applicable with respect to either Embodiment 1 or 2, the case where this modification is applied to Embodiment 2 is demonstrated below.

本変形例におけるデジタル通信システム1の基本的な構成は、実施形態2の場合と同じである。但し、低信頼度ノード検出部002C2aと、除外ノード検出部002C2bが果たす役割が実施形態2とでは若干異なる。   The basic configuration of the digital communication system 1 in this modification is the same as that in the second embodiment. However, the roles played by the low reliability node detection unit 002C2a and the excluded node detection unit 002C2b are slightly different from those in the second embodiment.

低信頼度ノード検出部002C2aは、変数ノード処理部002C2dから入力される事前値比βmnの絶対値│βmn│が予め設定されている信頼度閾値γ1以下である事前値比に対応する変数ノードを検出する。すなわち、2部グラフにおいて、変数ノードbnが接続先のチェックノードcmに送信する事前値比βmnのうちで、その絶対値が基準値(信頼度閾値γ1)以下である事前値比が一つでも存在する場合には、低信頼度ノード検出部002C2aは、その変数ノードを検出する。   The low reliability node detection unit 002C2a selects a variable node corresponding to the prior value ratio in which the absolute value | βmn | of the prior value ratio βmn input from the variable node processing unit 002C2d is less than or equal to a preset reliability threshold γ1. To detect. That is, in the bipartite graph, among the prior value ratios βmn transmitted by the variable node bn to the connection check node cm, even one prior value ratio whose absolute value is equal to or less than the reference value (reliability threshold value γ1). If it exists, the low reliability node detection unit 002C2a detects the variable node.

例えば、パリティ検査行列HMNが、図2(a)に例示するパリティ検査行列である場合には、各変数ノードbn(n=1,2,…,8)から接続先のチェックノードへ送信される事前値比βmnは、図16に示すようになる。例えば、変数ノードb2はチェックノードc2とc3とc4と接続されていることから、変数ノードb2は、チェックノードc2に事前値比β22を、チェックノードc3に事前値比β32を、チェックノードc4に事前値比β42を送信する。この場合、低信頼度ノード検出部002C2aは、事前値比β22、β32、β42の絶対値のうちのいずれかが信頼度閾値γ1以下の場合には、変数ノードb2を検出し、事前値比β22、β32、β42の絶対値の全てが信頼度閾値γ1より大きい場合には、変数ノードb2を検出しない。 For example, when the parity check matrix H MN is the parity check matrix illustrated in FIG. 2A, it is transmitted from each variable node bn (n = 1, 2,..., 8) to the connection check node. The prior value ratio βmn is as shown in FIG. For example, since the variable node b2 is connected to the check nodes c2, c3, and c4, the variable node b2 has the prior value ratio β22 for the check node c2, the prior value ratio β32 for the check node c3, and the check node c4. The prior value ratio β42 is transmitted. In this case, the low reliability node detection unit 002C2a detects the variable node b2 when any one of the absolute values of the prior value ratios β22, β32, and β42 is equal to or less than the reliability threshold value γ1, and the prior value ratio β22. , Β32, and β42 are not detected when the absolute value thereof is larger than the reliability threshold value γ1.

そして、低信頼度ノード検出部002C2aは、検出した変数ノードbnを特定するための情報を除外ノード検出部002C2bへ出力する。   Then, the low reliability node detection unit 002C2a outputs information for specifying the detected variable node bn to the exclusion node detection unit 002C2b.

除外ノード検出部002C2bは、テーブル記憶部002C1bに格納されている列重み情報テーブルT1を参照して、列重みが列重み閾値W以下のパリティ検査行列HMNの列に対応する変数ノードbn(処理対象の受信データFkのビットbn)を特定する。そして、除外ノード検出部002C2bは、基本復号処理が繰り返されるたびに、特定した変数ノードのうちで、低信頼度ノード検出部002C2aにより検出された変数ノードを抽出し、抽出した変数ノードbnのインデックス番号nとその変数ノードbnに接続するチェックノードcmのインデックス番号mとの組(m,n)をチェックノード処理部002C2cへ出力する。 Excluded nodes detector 002C2b refers to the column weight information table T1 stored in the table storage unit 002C1b, variable nodes bn column degree corresponding to the columns of the following parity check matrix H MN column weight threshold W (process The bit bn) of the target received data Fk is specified. Then, each time the basic decoding process is repeated, the excluded node detection unit 002C2b extracts the variable node detected by the low reliability node detection unit 002C2a from the identified variable nodes, and the index of the extracted variable node bn A set (m, n) of the number n and the index number m of the check node cm connected to the variable node bn is output to the check node processing unit 002C2c.

例えば、除外ノード検出部002C2bが特定した列重み閾値W以下の列に対応する変数ノードが変数ノードb1とb5とb7であり、低信頼度ノード検出部002C2aにより検出された変数ノードが変数ノードb4とb7である場合には、除外ノード検出部002C2bは、特定した変数ノードb1とb5とb7の中から、変数ノードb7を抽出する。チェックノードc1とc4が抽出した変数ノードb7に接続する場合には、除外ノード検出部002C2bは、変数ノードb7をチェックノードc1とc4における除外ノードとして、組(1,7)、(4,7)をチェックノード処理部002C2cへ出力する。   For example, the variable nodes corresponding to columns below the column weight threshold W specified by the excluded node detection unit 002C2b are variable nodes b1, b5, and b7, and the variable node detected by the low reliability node detection unit 002C2a is the variable node b4. And b7, the excluded node detection unit 002C2b extracts the variable node b7 from the identified variable nodes b1, b5, and b7. When the check nodes c1 and c4 are connected to the extracted variable node b7, the excluded node detection unit 002C2b sets the variable node b7 as an excluded node in the check nodes c1 and c4, and sets (1, 7), (4, 7 ) Is output to the check node processing unit 002C2c.

次に、図17を参照して、本変形例における復号処理のフローについて説明する。図17に示すフローチャートのステップS402の後の処理は、図7に示す実施形態1における復号処理のフローチャートのステップS104乃至S117の処理と基本的に同じである。よって、ステップS101乃至S104の処理について、以下に説明する。   Next, with reference to FIG. 17, a flow of decoding processing in the present modification will be described. The processing after step S402 in the flowchart shown in FIG. 17 is basically the same as the processing in steps S104 to S117 in the flowchart of the decoding processing in the first embodiment shown in FIG. Therefore, the processing of steps S101 to S104 will be described below.

なお、各受信データFk(k=1,2,…,K)における復号処理は同じであることから、受信データF1における復号処理について以下説明する。また、この復号処理は、復号処理部002C2が、受信データF1をフレームデータ記憶部002C1aから読み出したことをトリガとして開始され、最終受信データFKに対する処理が完了した時点で終了する。   Since the decoding process for each received data Fk (k = 1, 2,..., K) is the same, the decoding process for received data F1 will be described below. This decoding process is started when the decoding processing unit 002C2 reads the received data F1 from the frame data storage unit 002C1a, and ends when the processing for the final received data FK is completed.

符号化部001AによりLDPC符号により符号化された情報データRは、フレームデータ(符号語)Fk(k=1,2,…,K)ごとに変調部001Bへ順次出力され、変調部001Bに順次入力されたフレームデータFkは、変調部001Bにより所定の信号方式へ順次変調される。変調されたフレームデータFkは、無線送信機001の無線通信部001Cにより増幅され通信路CHへ順次出力される。   The information data R encoded by the encoding unit 001A with the LDPC code is sequentially output to the modulation unit 001B for each frame data (codeword) Fk (k = 1, 2,..., K), and sequentially to the modulation unit 001B. The input frame data Fk is sequentially modulated into a predetermined signal system by the modulation unit 001B. The modulated frame data Fk is amplified by the wireless communication unit 001C of the wireless transmitter 001 and sequentially output to the communication channel CH.

通信路CHにおいて、ノイズ成分が付加されたフレームデータFkは、無線受信機002の無線通信部002Aにより順次受信され、復調部002Bへ順次入力される。復調部002Bに順次入力されたフレームデータFkは、復調部002Bにより順次復調され、復調後のフレームデータFkは受信データFkとして復号部002Cに順次入力され、フレームデータ記憶部002C1aに格納される。そして、復号処理部002C2は、フレームデータ記憶部002C1aから、復号処理するために受信データF1を読み出す。   In the communication channel CH, the frame data Fk to which the noise component is added is sequentially received by the wireless communication unit 002A of the wireless receiver 002 and sequentially input to the demodulation unit 002B. The frame data Fk sequentially input to the demodulation unit 002B is sequentially demodulated by the demodulation unit 002B, and the demodulated frame data Fk is sequentially input to the decoding unit 002C as reception data Fk and stored in the frame data storage unit 002C1a. Then, the decoding processing unit 002C2 reads the received data F1 for decoding processing from the frame data storage unit 002C1a.

繰り返し回数判定部002C2fは、カウンタC1のカウンタ値iを初期化する(ステップS101)。   The repetition count determination unit 002C2f initializes the counter value i of the counter C1 (step S101).

そして、低信頼度ノード検出部002C2aは、変数ノード処理部002C2dから入力される事前値比βmnに基づいて、信頼度が基準値(信頼度閾値γ1)以下の変数ノードを検出する。そして、低信頼度ノード検出部002C2aは、検出した変数ノードを特定するための情報を除外ノード検出部002C2bへ出力する(ステップS401)。   Then, the low reliability node detection unit 002C2a detects a variable node having a reliability less than or equal to the reference value (reliability threshold γ1) based on the prior value ratio βmn input from the variable node processing unit 002C2d. Then, the low reliability node detection unit 002C2a outputs information for specifying the detected variable node to the exclusion node detection unit 002C2b (step S401).

そして、除外ノード検出部002C2bは、テーブル記憶部002C1bに格納されている列重み情報テーブルT1を参照して、列重みが列重み閾値W以下のパリティ検査行列HMNの列に対応する変数ノード(処理対象の受信データFkのビット)を特定する。そして、除外ノード検出部002C2bは、特定した変数ノードのうちで、低信頼度ノード検出部002C2aにより検出された変数ノードを抽出し、抽出した変数ノードbnのインデックス番号nとその変数ノードbnに接続するチェックノードcmのインデックス番号mとの組(m,n)をチェックノード処理部002C2cへ出力する。(ステップS402)。 Then, the excluded node detection unit 002C2b refers to the column weight information table T1 stored in the table storage unit 002C1b, and sets the variable node corresponding to the column of the parity check matrix H MN whose column weight is equal to or less than the column weight threshold W ( (Bit of received data Fk to be processed) is specified. Then, the excluded node detection unit 002C2b extracts the variable node detected by the low reliability node detection unit 002C2a from the identified variable nodes, and connects to the index number n of the extracted variable node bn and the variable node bn. The set (m, n) of the check node cm and the index number m is output to the check node processing unit 002C2c. (Step S402).

そして、チェックノード処理部002C2cは、除外モードの算出式を用いて外部値比αmnを算出し、算出した外部値比αmnを変数ノード処理部002C2dとビット推定部002C2eへ出力する(ステップS104)。   Then, the check node processing unit 002C2c calculates the external value ratio αmn using the calculation formula of the exclusion mode, and outputs the calculated external value ratio αmn to the variable node processing unit 002C2d and the bit estimation unit 002C2e (Step S104).

なお、上記実施形態における無線送信装置001と無線受信装置002は、それぞれ基地局及び移動情報端末に適用でき、ピアツーピア通信装置等に適用できる。   In addition, the wireless transmission device 001 and the wireless reception device 002 in the above embodiment can be applied to a base station and a mobile information terminal, respectively, and can be applied to a peer-to-peer communication device or the like.

また、上記実施形態1と2において、LDPC符号により符号化された符号データをsum−product復号、min−sum復号により復号処理する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、本発明は、符号化された符号データを確率伝搬法により復号する場合に適用可能である。   In the first and second embodiments, the case where code data encoded by the LDPC code is decoded by sum-product decoding and min-sum decoding has been described. However, the present invention is not limited to this. Is applicable when the encoded code data is decoded by the probability propagation method.

また、上記実施形態1と2において、図18に例示すように、基本復号処理の繰り返し回数rに従って、信頼度閾値γ1を段階的に大きくするように構成してもよい。   In Embodiments 1 and 2, the reliability threshold γ1 may be increased stepwise in accordance with the number of repetitions r of the basic decoding process, as shown in FIG.

また、上記実施形態2において、図19に例示するように、低信頼度ノード検出部002C2aにより検出された信頼度の低い変数ノードの数に従って、列重み閾値Wを可変してもよい。   In the second embodiment, as illustrated in FIG. 19, the column weight threshold W may be varied according to the number of variable nodes with low reliability detected by the low reliability node detection unit 002C2a.

また、上記変形例2において、変数ノード処理部002C2dにより算出された事前値比βmnの絶対値│βmn│を信頼度としたが、事後確率比Lnの絶対値│Ln│を信頼度としてもよい。   In the second modification, the absolute value | βmn | of the prior value ratio βmn calculated by the variable node processing unit 002C2d is used as the reliability. However, the absolute value | Ln | of the posterior probability ratio Ln may be used as the reliability. .

また、上記変形例2において、変数ノードbnに接続する全てのチェックノードcmに対する事前値比βmnの絶対値│βmn│のうちのいずれかが信頼度閾値γ1以下の場合に、低信頼度ノード検出部002C2aは、変数ノードbnを検出すると説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、絶対値│βmn│が信頼度閾値γ1以下の事前値比βmnの個数が規定数X以上の場合に、低信頼度ノード検出部002C2aは、変数ノードbnを検出するように構成してもよい。   Further, in the second modification, when any one of the absolute values | βmn | of the prior value ratio βmn with respect to all the check nodes cm connected to the variable node bn is equal to or less than the reliability threshold γ1, the low reliability node detection is performed. The unit 002C2a has been described as detecting the variable node bn. However, the present invention is not limited to this. For example, when the number of a priori value ratio βmn having an absolute value | βmn | In addition, the low reliability node detection unit 002C2a may be configured to detect the variable node bn.

なお、上記実施形態において、実行されるプログラムは、フレキシブルディスク、CD−ROM(Compact Disc Read-Only Memory)、DVD(Digital Versatile Disc)、MO(Magneto-Optical Disc)等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に格納して配布し、そのプログラムをインストールすることにより、上述の処理を実行することとしてもよい。
また、プログラムをインターネット等の通信ネットワーク上の所定のサーバ装置が有するディスク装置等に格納しておき、例えば、搬送波に重畳させて、取得等するようにしてもよい。
In the above embodiment, the program to be executed is a computer-readable recording such as a flexible disk, a CD-ROM (Compact Disc Read-Only Memory), a DVD (Digital Versatile Disc), and an MO (Magneto-Optical Disc). The above-described processing may be executed by storing and distributing in a medium and installing the program.
Further, the program may be stored in a disk device or the like included in a predetermined server device on a communication network such as the Internet, and may be acquired by being superimposed on a carrier wave, for example.

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、本発明には、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲が含まれる。   As mentioned above, although preferable embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the specific embodiment which concerns, This invention includes the invention described in the claim, and its equivalent range It is.

1 デジタル通信システム
001 無線送信装置
001A 符号化部
001B 変調部
001C 無線通信部
CH 通信路
002 無線受信装置
002A 無線通信部
002B 復調部
002C 復号部
002C1 記憶部
002C1a フレームデータ記憶部
002C1b テーブル記憶部
002C2 復号処理部
002C2a 低信頼度ノード検出部
002C2b 除外ノード検出部
002C2c チェックノード処理部
002C2d 変数ノード処理部
002C2e ビット推定部
002C2f 繰り返し回数判定部
002C2g 判定部
002C2h 推定ビット出力部
C1 カウンタ
T1 列重み情報テーブル
MN パリティ検査行列
bn 変数ノード
cm チェックノード
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Digital communication system 001 Wireless transmission apparatus 001A Encoding part 001B Modulation part 001C Wireless communication part CH Communication path 002A Wireless reception apparatus 002A Wireless communication part 002B Demodulation part 002C Decoding part 002C1 Storage part 002C1a Frame data storage part 002C1b Table storage part 002C2 Decoding processor 002C2a unreliable nodes detector 002C2b excluded node detecting unit 002C2c check node processing unit 002C2d variable node processing unit 002C2e bit estimator 002C2f repeat count determination unit 002C2g determination unit 002C2h estimated bit output unit C1 counter T1 line weight information table H MN Parity check matrix bn variable node cm check node

Claims (12)

基本復号処理を複数回繰り返すことで、符号化されたデータを確率伝搬法により復号する復号装置であって、
処理対象のデータの各ビットに対応する各変数ノードの、前記各変数ノードに接続されたチェックノードにおける信頼度を算出し、前回の基本復号処理で変数ノードからチェックノードへ伝搬された事前値比のうちで、信頼度が所定の基準値以下である変数ノードからチェックノードへ伝搬された事前値比を検出する低信頼度ノード検出部と、
前回の基本復号処理で変数ノードからチェックノードへ伝搬された事前値比に基づいて、チェックノードから変数ノードへ伝搬させる外部値比の算出式における総積部分を演算し、前回の基本復号処理で変数ノードからチェックノードへ伝搬された事前値比から、前記低信頼度ノード検出部により検出された事前値比を除外した事前値比に基づいて、前記外部値比の算出式の総積部分以外の部分を演算することで、外部値比を算出し、算出した外部値比を前記チェックノードから変数ノードへ伝搬させるチェックノード処理部と、
前記チェックノード処理部により算出された前記外部値比に基づいて、次回の基本復号処理で前記チェックノード処理部が外部値比を算出するために用いる事前値比を算出し、算出した事前値比を変数ノードからチェックノードへ伝搬させる変数ノード処理部と、
今回の基本復号処理で前記チェックノード処理部により算出された外部値比と前記変数ノード処理部により算出された事前値比とに基づいて、前記各ビットに対応する事後確率比を算出し、算出した事後確率比に基づいて、処理対象のデータの各ビットを推定するビット推定部と、
を備えることを特徴とする復号装置。
A decoding device that decodes encoded data by a probability propagation method by repeating basic decoding processing a plurality of times,
Calculate the reliability of each variable node corresponding to each bit of the data to be processed in the check node connected to each variable node, and the prior value ratio propagated from the variable node to the check node in the previous basic decoding process Among them, a low reliability node detection unit that detects a prior value ratio propagated from a variable node whose reliability is equal to or less than a predetermined reference value to a check node;
Based on the prior value ratio propagated from the variable node to the check node in the previous basic decoding process, the total product part in the calculation formula of the external value ratio to be propagated from the check node to the variable node is calculated. Based on the prior value ratio obtained by excluding the prior value ratio detected by the low reliability node detection unit from the prior value ratio propagated from the variable node to the check node, except for the total product portion of the external value ratio calculation formula By calculating the external value ratio, and the check node processing unit that propagates the calculated external value ratio from the check node to the variable node;
Based on the external value ratio calculated by the check node processing unit, the prior value ratio used by the check node processing unit to calculate the external value ratio in the next basic decoding process is calculated, and the calculated prior value ratio A variable node processing unit that propagates a variable node to a check node;
Based on the external value ratio calculated by the check node processing unit in this basic decoding process and the prior value ratio calculated by the variable node processing unit, a posterior probability ratio corresponding to each bit is calculated and calculated. A bit estimation unit that estimates each bit of data to be processed based on the posterior probability ratio,
A decoding apparatus comprising:
前記信頼度は、前回の基本復号処理で前記変数ノード処理部により算出された事前値比の絶対値であり、
前記低信頼度ノード検出部は、前回の基本復号処理で変数ノードからチェックノードへ伝搬された事前値比のうちで、絶対値の値が所定の基準値以下である事前値比を検出する、
ことを特徴とする請求項1に記載の復号装置。
The reliability is an absolute value of a priori value ratio calculated by the variable node processing unit in the previous basic decoding process,
The low reliability node detection unit detects a prior value ratio whose absolute value is equal to or less than a predetermined reference value among the prior value ratios propagated from the variable node to the check node in the previous basic decoding process.
The decoding device according to claim 1.
前記信頼度は、前回の基本復号処理で前記変数ノード処理部により算出される事前値比の絶対値であり、
前記低信頼度ノード検出部は、前回の基本復号処理で変数ノードからチェックノードへ伝搬された事前値比のうちで、絶対値の値が所定の基準値以下である事前値比の伝搬元の変数ノードからチェックノードへ伝搬された事前値比を検出する、
ことを特徴とする請求項1に記載の復号装置。
The reliability is the absolute value of the prior value ratio calculated by the variable node processing unit in the previous basic decoding process,
The low reliability node detection unit is a propagation source of an advance value ratio whose absolute value is equal to or less than a predetermined reference value among the advance value ratios propagated from the variable node to the check node in the previous basic decoding process. Detect prior value ratio propagated from variable node to check node,
The decoding device according to claim 1.
前記信頼度は、前回の基本復号処理で前記ビット推定部により算出された事後確率比の絶対値であり、
前記低信頼度ノード検出部は、前回の基本復号処理で変数ノードからチェックノードへ伝搬された事前値比のうちで、絶対値の値が所定の基準値以下である事後確率比に対応する変数ノードからチェックノードへ伝搬された事前値比を検出する、
ことを特徴とする請求項1に記載の復号装置。
The reliability is an absolute value of the posterior probability ratio calculated by the bit estimation unit in the previous basic decoding process,
The low reliability node detection unit is a variable corresponding to a posterior probability ratio whose absolute value is equal to or less than a predetermined reference value among the prior value ratios propagated from the variable node to the check node in the previous basic decoding process. Detect prior value ratio propagated from node to check node,
The decoding device according to claim 1.
前記データは、低密度パリティ検査符号により符号化されたデータである、
ことを特徴とする請求項1乃至4の何れか一に記載の復号装置。
The data is data encoded by a low density parity check code.
The decoding device according to any one of claims 1 to 4, wherein
前記低密度パリティ検査符号を定義するパリティ検査行列の列のうちで、前記列を構成する成分の値が1である成分の数が少ない列に対応する変数ノードを特定し、前記低信頼度ノード検出部により検出された事前値比のうちで、前記特定した変数ノードからチェックノードへ伝搬された事前値比を検出する除外ノード検出部をさらに備え、
前記チェックノード処理部は、前回の基本復号処理で変数ノードからチェックノードへ伝搬された事前値比から、前記除外ノード検出部により検出された事前値比を除外した事前値比に基づいて、前記外部値比の算出式における前記総積部分以外の部分を演算する、
ことを特徴とする請求項5に記載の復号装置。
Among the columns of a parity check matrix defining the low density parity check code, a variable node corresponding to a column having a small number of components having a component value of 1 constituting the column is identified, and the low reliability node Among the prior value ratios detected by the detection unit, further includes an excluded node detection unit that detects the prior value ratio propagated from the specified variable node to the check node,
The check node processing unit is based on the prior value ratio obtained by excluding the prior value ratio detected by the excluded node detection unit from the prior value ratio propagated from the variable node to the check node in the previous basic decoding process. Calculating a portion other than the total product portion in the external value ratio calculation formula,
The decoding device according to claim 5, wherein:
前記チェックノード処理部は、基本復号処理の繰り返し回数が規定回数に至るまでは、前回の基本復号処理で変数ノードからチェックノードへ伝搬された事前値比に基づいて、前記外部値比の算出式における総積部分を演算し、前回の基本復号処理で変数ノードからチェックノードへ伝搬された事前値比から、前記低信頼度ノード検出部により検出された事前値比を除外した事前値比に基づいて、前記外部値比の算出式の総積部分以外の部分を演算することで、変数ノードからチェックノードへ伝搬させる外部値比を算出し、それより後の基本復号処理では、前回の基本復号処理で変数ノードからチェックノードへ伝搬された事前値比に基づいて、前記外部値比の算出式における総積部分とそれ以外の部分とを演算することで、変数ノードからチェックノードへ伝搬させる外部値比を算出する、
ことを特徴とする請求項1乃至6の何れか一に記載の復号装置。
The check node processing unit calculates the external value ratio based on the prior value ratio propagated from the variable node to the check node in the previous basic decoding process until the number of repetitions of the basic decoding process reaches a specified number. Based on the prior value ratio obtained by calculating the total product portion in the previous basic decoding process and excluding the prior value ratio detected by the low reliability node detection unit from the prior value ratio propagated from the variable node to the check node. The external value ratio to be propagated from the variable node to the check node is calculated by calculating a part other than the total product part of the external value ratio calculation formula. In the basic decoding process after that, the previous basic decoding process is performed. Based on the prior value ratio propagated from the variable node to the check node in the processing, by calculating the total product part and the other part in the external value ratio calculation formula, Calculates an extrinsic value ratio to be propagated to the check node,
The decoding device according to any one of claims 1 to 6, wherein:
前記符号化されたデータは、sum−product復号により復号される、
ことを特徴とする請求項1乃至7の何れか一に記載の復号装置。
The encoded data is decoded by sum-product decoding.
The decoding device according to any one of claims 1 to 7, wherein
前記符号化されたデータは、min−sum復号により復号される、
ことを特徴とする請求項1乃至7の何れか一に記載の復号装置。
The encoded data is decoded by min-sum decoding.
The decoding device according to any one of claims 1 to 7, wherein
基本復号処理を複数回繰り返すことで、低密度パリティ検査符号により符号化されたデータを確率伝搬法により復号する復号装置であって、
前記低密度パリティ検査符号を定義するパリティ検査行列の列のうちで、前記列を構成する成分の値が1である成分の数が少ない列に対応する変数ノードを特定し、前回の基本復号処理で変数ノードからチェックノードへ伝搬された事前値比のうちで、前記特定した変数ノードからチェックノードへ伝搬された事前値比を検出する除外ノード検出部と、
前回の基本復号処理で変数ノードからチェックノードへ伝搬された事前値比に基づいて、チェックノードから変数ノードへ伝搬させる外部値比の算出式における総積部分を演算し、前回の基本復号処理で変数ノードからチェックノードへ伝搬された事前値比から、前記除外ノード検出部により検出された事前値比を除外した事前値比に基づいて、前記外部値比の算出式における前記総積部分以外の部分を演算することで、外部値比を算出し、算出した外部値比を前記チェックノードから変数ノードへ伝搬させるチェックノード処理部と、
前記チェックノード処理部により算出された前記外部値比に基づいて、次回の基本復号処理で前記チェックノード処理部が外部値比を算出するために用いる事前値比を算出し、算出した事前値比を変数ノードからチェックノードへ伝搬させる変数ノード処理部と、
今回の基本復号処理で前記チェックノード処理部により算出された外部値比と前記変数ノード処理部により算出された事前値比とに基づいて、前記各ビットに対応する事後確率比を算出し、算出した事後確率比に基づいて、処理対象のデータの各ビットを推定するビット推定部と、
を備えることを特徴とする復号装置。
A decoding device that decodes data encoded by a low-density parity check code by a probability propagation method by repeating basic decoding processing a plurality of times,
Of the columns of the parity check matrix that define the low-density parity check code, the variable node corresponding to the column with a small number of components whose component value is 1 is specified, and the previous basic decoding process In the prior value ratio propagated from the variable node to the check node, the excluded node detection unit that detects the prior value ratio propagated from the specified variable node to the check node;
Based on the prior value ratio propagated from the variable node to the check node in the previous basic decoding process, the total product part in the calculation formula of the external value ratio to be propagated from the check node to the variable node is calculated. Based on the prior value ratio obtained by excluding the prior value ratio detected by the excluded node detection unit from the prior value ratio propagated from the variable node to the check node, other than the total product portion in the external value ratio calculation formula A check node processing unit that calculates an external value ratio by calculating a portion, and propagates the calculated external value ratio from the check node to the variable node;
Based on the external value ratio calculated by the check node processing unit, the prior value ratio used by the check node processing unit to calculate the external value ratio in the next basic decoding process is calculated, and the calculated prior value ratio A variable node processing unit that propagates a variable node to a check node;
Based on the external value ratio calculated by the check node processing unit in this basic decoding process and the prior value ratio calculated by the variable node processing unit, a posterior probability ratio corresponding to each bit is calculated and calculated. A bit estimation unit that estimates each bit of data to be processed based on the posterior probability ratio,
A decoding apparatus comprising:
基本復号処理を複数回繰り返すことで、符号化されたデータを確率伝搬法により復号する復号方法であって、
処理対象のデータの各ビットに対応する各変数ノードの、前記各変数ノードに接続されるチェックノードにおける信頼度を算出し、前回の基本復号処理で変数ノードからチェックノードへ伝搬された事前値比のうちで、信頼度が所定の基準値以下である変数ノードからチェックノードへ伝搬された事前値比を検出し、
前回の基本復号処理で変数ノードからチェックノードへ伝搬された事前値比に基づいて、チェックノードから変数ノードへ伝搬させる外部値比の算出式における総積部分を演算し、前回の基本復号処理で変数ノードからチェックノードへ伝搬された事前値比から、前記検出された事前値比を除外した事前値比に基づいて、前記外部値比の算出式の総積部分以外の部分を演算することで、外部値比を算出し、算出した外部値比を前記チェックノードから変数ノードへ伝搬させ、
前記算出された前記外部値比に基づいて、次回の基本復号処理で外部値比を算出するために用いる事前値比を算出し、算出した事前値比を変数ノードからチェックノードへ伝搬させ、
今回の基本復号処理で前記算出された外部値比と事前値比とに基づいて、前記各ビットに対応する事後確率比を算出し、算出した事後確率比に基づいて、処理対象のデータの各ビットを推定する、
ことを特徴とする復号方法。
A decoding method for decoding encoded data by a probability propagation method by repeating the basic decoding process a plurality of times,
Calculate the reliability of each variable node corresponding to each bit of data to be processed at the check node connected to each variable node, and the prior value ratio propagated from the variable node to the check node in the previous basic decoding process Among them, the prior value ratio propagated from the variable node whose reliability is below a predetermined reference value to the check node is detected,
Based on the prior value ratio propagated from the variable node to the check node in the previous basic decoding process, the total product part in the calculation formula of the external value ratio to be propagated from the check node to the variable node is calculated. By calculating a part other than the total product part of the external value ratio calculation formula based on the prior value ratio excluding the detected prior value ratio from the prior value ratio propagated from the variable node to the check node. , Calculate the external value ratio, propagate the calculated external value ratio from the check node to the variable node,
Based on the calculated external value ratio, calculate a prior value ratio used to calculate the external value ratio in the next basic decoding process, propagate the calculated prior value ratio from the variable node to the check node,
Based on the external value ratio and the prior value ratio calculated in the basic decoding process this time, a posterior probability ratio corresponding to each bit is calculated, and based on the calculated posterior probability ratio, each piece of data to be processed is calculated. Estimate the bits,
A decoding method characterized by the above.
基本復号処理を複数回繰り返すことで、符号化されたデータを確率伝搬法により復号する機能を備えたコンピュータに、
処理対象のデータの各ビットに対応する各変数ノードの、前記各変数ノードに接続されるチェックノードにおける信頼度を算出し、前回の基本復号処理で変数ノードからチェックノードへ伝搬された事前値比のうちで、信頼度が所定の基準値以下である変数ノードからチェックノードへ伝搬された事前値比を検出する処理と、
前回の基本復号処理で変数ノードからチェックノードへ伝搬された事前値比に基づいて、チェックノードから変数ノードへ伝搬させる外部値比の算出式における総積部分を演算し、前回の基本復号処理で変数ノードからチェックノードへ伝搬された事前値比から、前記検出された事前値比を除外した事前値比に基づいて、前記外部値比の算出式の総積部分以外の部分を演算することで、外部値比を算出し、算出した外部値比を前記チェックノードから変数ノードへ伝搬させる処理と、
前記算出された前記外部値比に基づいて、次回の基本復号処理で外部値比を算出するために用いる事前値比を算出し、算出した事前値比を変数ノードからチェックノードへ伝搬させる処理と、
今回の基本復号処理で前記算出された外部値比と事前値比とに基づいて、前記各ビットに対応する事後確率比を算出し、算出した事後確率比に基づいて、処理対象のデータの各ビットを推定する処理と、
を実行させることを特徴とするプログラム。
By repeating the basic decoding process a plurality of times, a computer having a function of decoding encoded data by the probability propagation method,
Calculate the reliability of each variable node corresponding to each bit of data to be processed at the check node connected to each variable node, and the prior value ratio propagated from the variable node to the check node in the previous basic decoding process Among these, a process of detecting a prior value ratio propagated from a variable node having a reliability equal to or lower than a predetermined reference value to a check node;
Based on the prior value ratio propagated from the variable node to the check node in the previous basic decoding process, the total product part in the calculation formula of the external value ratio to be propagated from the check node to the variable node is calculated. By calculating a part other than the total product part of the external value ratio calculation formula based on the prior value ratio excluding the detected prior value ratio from the prior value ratio propagated from the variable node to the check node. , Calculating the external value ratio, and propagating the calculated external value ratio from the check node to the variable node;
A process of calculating a prior value ratio used for calculating an external value ratio in a next basic decoding process based on the calculated external value ratio and propagating the calculated prior value ratio from a variable node to a check node; ,
Based on the external value ratio and the prior value ratio calculated in the basic decoding process this time, a posterior probability ratio corresponding to each bit is calculated, and based on the calculated posterior probability ratio, each piece of data to be processed is calculated. Processing to estimate the bits;
A program characterized by having executed.
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