JP6596139B2 - 誤り訂正符号化回路、誤り訂正復号化回路および方法 - Google Patents

誤り訂正符号化回路、誤り訂正復号化回路および方法 Download PDF

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Description

本発明は、デジタル無線通信回路に関し、特に、送受信装置の誤り訂正符号化回路、誤り訂正復号化回路および方法に関する。
デジタル通信においては、通信経路で発生する通信データの誤りを減らすことを目的として、送信側で誤り訂正符号化が、そして受信側で誤り訂正復号化が行われる。つまり、送信側では、情報源データに対して誤り訂正符号化が行われる。誤り訂正符号化では、ある規則にしたがった方法で情報源データに余分に情報を挿入して冗長性が加えられた誤り訂正符号化データが生成される。そして、受信側では、誤り訂正符号化データにもとづいてある規則にしたがった方法で、通信経路で発生した誤りを検出してそれを訂正する誤り訂正復号化が行われる。その結果、通信経路で発生した通信データの誤りを排除した情報源データを得ることができる。
特に、デジタル無線通信の場合、通信経路である電波伝搬路で熱雑音、フェージングや干渉波に起因して、伝搬される通信データにランダム誤りやバースト誤りが発生する。そのため、データの高速・広帯域化・大容量化のニーズがますます高まるデジタル無線通信では、高品質で高信頼のサービスを提供するためにも、誤り制御技術の重要性は高まっている。
特許文献1は、LDPC(Low Density Parity Check)符号に対して複数の符号化処理を並列に導入する技術を開示する。特許文献1は、符号化の並列度を向上させることによって生じる、符号化時間が符号化率の低下に伴って増加することによる処理遅延を低減させる技術である。特許文献1によれば、双対角線構造を有するLDPC符号に対して、拡張行列の構造を変更してLDPC符号そのものを改善し、複数グループのパリティビットを同時に計算することができるように構成している。
特許文献2には、比較的安価に入手可能な市販のBPSK(Binary Phase Shift Keying:
2相位相偏移変調)方式対応の軟判定復号化LSI(Large Scale Integration)を使用して4値以上の多値変調方式で軟判定の復号を実現する方法が示されている。
特許文献3では、変調多値数には言及していないが、誤り訂正能力は高いが演算量が多い軟判定復号の復号性能をできるだけ劣化させないように、高スループットな復号を実現する技術が開示されている。特許文献3によれば、硬判定復号アルゴリズムを適用して硬判定復号を行い、硬判定復号が不能な受信語のみに対して軟判定アルゴリズムを適用して軟判定復号を行う構成を提案している。
国際公開第2009/060627号 特開2002−064579号公報 特開2009−152654号公報
デジタル無線通信においては、多値変調方式における多値数を増大させる方向とFSCLK(Frequency of Symbol Clock)を高速化させる方向で伝送容量の大容量化が図られる。例えば、多値数2048(シンボルサイズ=11ビット)の2048QAM(Quadrature Amplitude Modulation)や多値数4096(シンボルサイズ=12ビット)の4096QAMも実用化の段階に入っている。そして、デジタル通信の送受信装置の誤り訂正符号化回路/誤り訂正復号化回路においても、そのような伝送容量の大容量化に対処すべく、単位時間当たりの処理量、つまり処理能力の向上が求められている。
特許文献1が開示する技術は、複数の符号化処理を並列に導入することにより処理能力を向上させることができる。しかし、この技術は拡張行列の構造を変更してLDPC符号そのものを改善しようとするものである。そのため、LDPC符号という特定のブロック符号に対してのみ有効な技術であり、汎用性に欠けるという課題がある。
特許文献2や特許文献3では、符号化・復号化回路そのものの処理能力には言及せず、復号化回路の使用方法の工夫により必要な無線伝送容量に対応する技術である。
特許文献2が開示する技術は、4値以上の多値変調方式で軟判定の復号を実現するとはいえ、その多値数分シリアル動作クロック周波数を増加させる必要がある。例えば、256QAMに適用しようとした場合、シンボルレートの8倍の動作速度を必要とする。そのため、高速クロック動作がボトルネックとなってしまい、伝送容量の増大に耐えられないという課題がある。
特許文献3が開示する技術は、主の復号化手段としている硬判定復号化回路の方にも処理能力の上限があるので、変調多値数の増大に耐えられないという課題がある。
本発明の目的は、上記の課題を解決して、任意のブロック符号に適用でき、伝送容量の大容量化に対処して誤り訂正符号化・復号化の処理能力を向上させることができる誤り訂正符号化回路、誤り訂正復号化回路および方法を提供することにある。
上記の目的を実現するために、本発明の一形態である誤り訂正符号化回路は、入力する情報データに対して誤り訂正符号化の処理を行って、所定のシンボルサイズ(n)と符号シンボル数(p)を有するブロック符号の符号語を基礎符号として生成する符号化回路を複数並列に備えた符号化手段と、合計が、出力する無線フレームデータの変調多値数に対応するシンボルサイズ(m1)となるように決められた、任意の正の整数(m2、m3・・・mk)が分配列数としてそれぞれ割り当てられた、前記符号化手段の各符号化回路に、前記情報データを該分配列数に従って対応する前記符号化回路に分配するデータ分配手段と、前記符号化手段の各符号化回路から、前記基礎符号のシンボルサイズ(n)に対する対応する分配列数(m2、m3・・・mk)の割合(m2/n、m3/n・・・mk/n)のクロック数で動作するクロック動作率で前記基礎符号を第1の符号語として読み出し、前記基礎符号を構成する符号ビット数(n×p)に相当するクロック数ごとに符号長パルスを出力する符号長フレーム生成手段と、前記符号化手段の各符号化回路に対応して設けられ、対応する符号化回路から前記符号長フレーム生成手段により読み出された前記第1の符号語を入力して100%のクロック動作率で処理し、前記符号長パルスの周期のクロック数単位で、対応する符号化回路に割り当てられた前記分配列数の無線列数を有する第2の符号語を出力する無線列数変換手段と、前記無線列数変換手段が出力する、各符号化回路に対応する前記第2の符号語の無線列数を結合した第3の符号語を、前記無線フレームデータとして出力するビット結合手段と、を有することを特徴とする。
また、本発明の他の形態である誤り訂正符号化方法は、複数並列に備えた、入力する情報データに対して誤り訂正符号化の処理を行う符号化回路のそれぞれに、合計が、出力する無線フレームデータの変調多値数に対応するシンボルサイズ(m1)となるように決められた、任意の正の整数(m2、m3・・・mk)を分配列数として割り当て、該分配列数に従って、前記情報データを対応する前記符号化回路に分配し、前記符号化回路が、前記情報データに対して誤り訂正符号化の処理を行って、所定のシンボルサイズ(n)と符号シンボル数(p)を有するブロック符号の符号語を基礎符号として生成し、各符号化回路から、前記基礎符号のシンボルサイズ(n)に対する対応する分配列数(m2、m3・・・mk)の割合(m2/n、m3/n・・・mk/n)のクロック数で動作するクロック動作率で前記基礎符号を第1の符号語として読み出し、前記基礎符号を構成する符号ビット数(n×p)に相当するクロック数ごとに符号長パルスを出力し、対応する符号化回路から読み出された前記第1の符号語を100%のクロック動作率で処理し、前記符号長パルスの周期のクロック数単位で、対応する符号化回路に割り当てられた前記分配列数の無線列数を有する第2の符号語を出力し、該出力した前記第2の符号語の無線列数を結合した第3の符号語を、前記無線フレームデータとして出力することを特徴とする。
さらに、本発明の他の一形態である誤り訂正復号化回路は、入力する所定のシンボルサイズ(n)と符号シンボル数(p)を有するブロック符号の符号語である基礎符号に対して誤り訂正復号化の処理を行って、復号した情報データを生成する復号化回路を複数並列に備えた復号化手段と、所定の変調多値数に対応するシンボルサイズ(m1)の無線列数を有する無線フレームデータを入力し、合計が該無線フレームデータのシンボルサイズ(m1)となるように決められた、任意の正の整数(m2、m3・・・mk)である分配列数に応じた無線列数を有する第1の符号語を出力するビット分離手段と、前記無線フレームデータを入力し、前記基礎符号を構成する符号ビット数(n×p)に相当するクロック数ごとに符号長パルスを出力するフレーム同期検出手段と、前記復号化手段の各復号化回路に対応して設けられ、前記フレーム同期検出手段が出力する前記符号長パルスと、前記ビット分離手段が出力する対応する無線列数を有する前記第1の符号語を入力し、前記符号長パルスの周期のクロック数単位で、前記基礎符号のシンボルサイズ(n)に対する対応する分配列数(m2、m3・・・mk)の割合(m2/n、m3/n・・・mk/n)のクロック数で動作するクロック動作率で、前記第1の符号語を前記基礎符号のシンボルサイズを有する第2の符号語に変換して、対応する前記復号化回路に出力する無線列数逆変換手段と、前記復号化手段の各復号化回路から、復号した情報データを前記分配列数に応じた順序で読み出し、結合して出力するデータ逆分配手段と、を有することを特徴とする。
また、本発明の他の形態である誤り訂正復号化方法は、複数並列に備えた、入力する所定のシンボルサイズ(n)と符号シンボル数(p)を有するブロック符号の符号語である基礎符号に対して誤り訂正復号化の処理を行って、復号した情報データを生成する復号化回路に、合計が、入力する無線フレームデータの変調多値数に対応するシンボルサイズ(m1)となるように決められた、任意の正の整数(m2、m3・・・mk)である分配列数を割り当て、前記無線フレームデータを入力し、前記分配列数に応じた無線列数を有する第1の符号語を出力し、前記無線フレームデータに基づいて、前記基礎符号を構成する符号ビット数(n×p)に相当するクロック数ごとに符号長パルスを出力し、前記符号長パルスと、前記分配列数に応じた前記第1の符号語を入力し、前記符号長パルスの周期のクロック数単位で、前記基礎符号のシンボルサイズ(n)に対する対応する分配列数(m2、m3・・・mk)の割合(m2/n、m3/n・・・mk/n)のクロック数で動作するクロック動作率で、前記第1の符号語を前記基礎符号のシンボルサイズを有する第2の符号語に変換して、対応する前記分配列数が割り当てられた前記復号化回路に出力し、複数並列に備えた前記復号化回路のそれぞれから、復号した情報データを前記分配列数に応じた順序で読み出し、結合して出力することを特徴とする。
本発明は、任意のブロック符号に適用でき、伝送容量の大容量化に対処して誤り訂正符号化・復号化の処理能力を向上させることができる。
本発明の誤り訂正符号化回路の第1の実施形態の構成を示すブロック図である。 本発明の誤り訂正符号化方法の第1の実施形態の動作を示すフロー図である。 本発明の誤り訂正復号化回路の第1の実施形態の構成を示すブロック図である。 本発明の誤り訂正復号化方法の第1の実施形態の動作を示すフロー図である。 本発明の誤り訂正符号化回路の第2の実施形態の構成を示すブロック図である。 本発明の誤り訂正符号化回路を含む通信装置の実施形態の構成を示すブロック図である。 第2の実施形態の誤り訂正符号化回路の各符号化回路が生成するブロック符号の符号語である基礎符号のフォーマット例を示す概念図である。 第2の実施形態の誤り訂正符号化回路に入力する情報データにおけるFSCLK、有効データフラグ、データストリームの有効/無効の関連を示す概念図である。 データ分配回路における各符号化回路への情報データの分配例を説明する概念図である。 各符号化回路に関して符号語パルスが出力されるタイミングを示す概念図である。 クロック動作率に対応するFIFOリード信号を示すタイミングチャートである。 適用されるクロック動作率で各FIFOから読み出された符号語シンボルを示す概念図である。 各FIFOキューから読み出された第1の符号語と符号長パルスの周期のクロック数との関係を示す概念図である。 無線列数変換回路が出力する第2の符号語のフォーマット例を示す概念図である。 本発明の誤り訂正符号化回路の第2の実施形態の変形例において、特定の符号化回路が生成する符号語のフォーマット例を示す概念図である。 本発明の誤り訂正符号化回路の第2の実施形態の別の変形例の構成を示すブロック図である。 本発明の誤り訂正符号化方法の第2の実施形態の動作を示すフロー図である。 本発明の誤り訂正復号化回路の第2の実施形態の構成を示すブロック図である。 本発明の誤り訂正復号化回路を含む通信装置の実施形態の構成を示すブロック図である。 本発明の誤り訂正復号化方法の第2の実施形態の動作を示すフロー図である。
本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。
尚、実施の形態は例示であり、開示の回路、装置及びシステムは、以下の実施の形態の構成には限定されない。
(第1の実施形態)
図1は、本発明の誤り訂正符号化回路の第1の実施形態の構成を示すブロック図である。
第1の実施形態の誤り訂正符号化回路1は、データ分配手段11、符号化手段12、無線列数変換手段13、符号長フレーム生成手段14およびビット結合手段15を含む構成になっている。
音声、データおよび映像等の情報源の信号がデジタル符号化された情報データが誤り訂正符号化回路1に入力する。誤り訂正符号化回路1は、入力した情報データに対して誤り訂正符号化の処理を施して、所定の変調多値数に対応するシンボルサイズを有する無線フレームデータとして出力する。誤り訂正符号化回路1から出力した無線フレームデータは、図示しない変調回路で送信信号としての所定の変調が施される。
第1の実施形態の誤り訂正符号化回路1において、符号化手段12は、入力する情報データに対して誤り訂正符号化の処理を行って所定の基礎符号を生成する符号化回路121を複数並列に備える。各符号化回路121は、所定のシンボルサイズ(n)と符号シンボル数(p)を有するブロック符号の符号語を基礎符号として生成する。つまり、基礎符号は、nビット(n列)の連続した固まりを1つのシンボルとし、p個のシンボルで構成されるn×pビットの並びを1つの符号語としたものである。
各符号化回路121には、合計が、出力する無線フレームデータの変調多値数に対応するシンボルサイズ(m1)となるように決められた、任意の正の整数(m2、m3・・・mk)が分配列数として割り当てられる。
データ分配手段11は、入力した情報データを、該分配列数に従って各符号化回路121に分配する。図1では、図示した3つの符号化回路121の上から順にm2、m3、mkの分配列数が割り当てられているものとしている。
符号長フレーム生成手段14は、各符号化回路121から、基礎符号を第1の符号語として読み出し、基礎符号を構成する符号ビット数(n×p)に相当するクロック数ごとに符号長パルスを出力する。
ここで、符号長フレーム生成手段14は、割り当てられた分配列数に応じたクロック動作率で読み出しを行う。割り当てられた分配列数に応じたクロック動作率とは、基礎符号のシンボルサイズ(n)に対する対応する分配列数(m2、m3・・・mk)の割合(m2/n、m3/n・・・mk/n)のクロック数で動作することを意味する。
無線列数変換手段13は、符号化手段12の各符号化回路に対応して設けられ、対応する符号化回路121から符号長フレーム生成手段14により読み出された第1の符号語を入力して100%のクロック動作率で処理する。そして、無線列数変換手段13は、符号長パルスの周期のクロック数単位で、対応する符号化回路に割り当てられた分配列数の無線列数を有する第2の符号語を出力する。なお、100%のクロック動作率で処理するとは、符号長パルスの周期の各クロックに対応して処理動作を行うことを意味する。
つまり、第1の符号語は、基礎符号のシンボルサイズ(n)に対する分配列数(m2、m3・・・mk)の割合(m2/n、m3/n・・・mk/n)のクロック数で読み出されるので、符号長パルスの周期のクロック数内に存在する符号シンボルの密度が薄い。しかし、第1の符号語は、基礎符号と同じシンボルサイズ(n)を有している。
一方、第2の符号語は、100%のクロック動作率で処理するので、符号化ビット列として、符号長パルスの周期の各クロックに対応して有効なビットデータが存在する。ただし、第2の符号語の有する列数は、割り当てられた分配列数となっている。
ビット結合手段15は、無線列数変換手段13が出力する、各符号化回路121に対応する第2の符号語の無線列数を結合した第3の符号語を、無線フレームデータとして出力する。
つまり、各無線列数変換手段13からは、割り当てられた列数を有する無線フレームデータが出力されるので、それらを結合することにより必要とする変調多値数に対応する無線列数(シンボルサイズ)の無線フレームデータが得られる。
第1の実施形態の誤り訂正符号化回路1は、符号化手段12において誤り訂正符号化の処理を行ってブロック符号を生成する符号化回路121を並列に使用して処理能力を向上させることができる。つまり、出力する無線フレームデータに要求される変調多値数に対応するシンボルサイズに応じて並列数を決定して、各符号化回路121で処理を分散することができる。そして、各符号化回路121としては任意の符号化回路を使用することができる。
以上のように、本実施形態の誤り訂正符号化回路は、任意のブロック符号に適用でき、伝送容量の大容量化に対処して誤り訂正符号化の処理能力を向上させることができる。
図2は、本発明の誤り訂正符号化方法の第1の実施形態の動作を示すフロー図である。
第1の実施形態の誤り訂正符号化方法では、まず、複数並列に備えた、入力する情報データに対して誤り訂正符号化の処理を行う符号化回路のそれぞれに、処理すべき分配列数を割り当てる(S101)。ここで、分配列数とは、合計が、出力する無線フレームデータの変調多値数に対応するシンボルサイズ(m1)となるように決められた、任意の正の整数(m2、m3・・・mk)である。
該分配列数に従って、入力する情報データを対応する符号化回路に分配する(S102)。
符号化回路が、情報データに対して誤り訂正符号化の処理を行って所定のシンボルサイズ(n)と符号シンボル数(p)を有するブロック符号の符号語を基礎符号として生成する(S103)。
各符号化回路から、基礎符号を第1の符号語として読み出し、基礎符号を構成する符号ビット数(n×p)に相当するクロック数ごとに符号長パルスを出力する(S104)。
ここで、基礎符号は、割り当てられた分配列数に応じたクロック動作率で読み出される。割り当てられた分配列数に応じたクロック動作率とは、符号化回路が処理する基礎符号のシンボルサイズ(n)に対する対応する分配列数(m2、m3・・・mk)の割合(m2/n、m3/n・・・mk/n)のクロック数で動作することを意味する。
対応する符号化回路から読み出された第1の符号語を100%のクロック動作率で処理し、符号長パルスの周期のクロック数単位で、対応する符号化回路に割り当てられた分配列数の無線列数を有する第2の符号語を出力する(S105)。なお、100%のクロック動作率で処理するとは、符号長パルスの周期の各クロックに対応して処理動作を行うことを意味する。
つまり、第1の符号語は、符号長パルスの周期のクロック数内に存在する符号シンボルの密度が薄いが、基礎符号と同じシンボルサイズ(n)を有している。
これを100%のクロック動作率で処理することにより、符号化ビット列として、符号長パルスの周期の各クロックに対応して有効なビットデータが存在する、分配列数に相当する無線列数を有する第2の符号語に変換される。
第2の符号語の無線列数を結合した第3の符号語を、無線フレームデータとして出力する(S106)。つまり、割り当てられた列数を有する無線フレームデータが出力されるので、それらを結合することにより必要とする変調多値数に対応する無線列数(シンボルサイズ)の無線フレームデータが得られる。
第1の実施形態の誤り訂正符号化方法は、誤り訂正符号化の処理を行ってブロック符号を生成する符号化回路を並列に使用して処理能力を向上させることができる。つまり、出力する無線フレームデータに要求される変調多値数に対応するシンボルサイズ応じて並列数を決定して、各符号化回路で処理を分散することができる。そして、各符号化回路として、任意の符号化回路を使用することができる。
以上のように、本実施形態の誤り訂正符号化方法は、任意のブロック符号に適用でき、伝送容量の大容量化に対処して誤り訂正符号化の処理能力を向上させることができる。
図3は、本発明の誤り訂正復号化回路の第1の実施形態の構成を示すブロック図である。
第1の実施形態の誤り訂正復号化回路2は、ビット分離手段21、フレーム同期検出手段22、無線列数逆変換手段23、復号化手段24およびデータ逆分配手段25を含む構成になっている。
図示しない復調回路で所定の復調が施された受信信号の、所定の変調多値数に対応するシンボルサイズを有する無線フレームデータが誤り訂正復号化回路2に入力する。誤り訂正復号化回路2は、入力した無線フレームデータに基づくブロック符号に対して誤り訂正復号化の処理を施して、伝送の過程で生じたデータ誤りを訂正した情報データを出力する。
第1の実施形態の誤り訂正復号化回路2において、復号化手段24は、入力するブロック符号に対して誤り訂正復号化の処理を行って、復号した情報データを生成する復号化回路241を複数並列に備える。各復号化回路241は、所定のシンボルサイズ(n)と符号シンボル数(p)を有するブロック符号の符号語を基礎符号として処理する。
つまり、基礎符号は、nビット(n列)の連続した固まりを1つのシンボルとし、p個のシンボルで構成されるn×pビットの並びを1つの符号語としたものである。
各復号化回路241には、合計が、入力する無線フレームデータの変調多値数に対応するシンボルサイズ(m1)となるように決められた、任意の正の整数(m2、m3・・・mk)である分配列数が割り当てられる。
ビット分離手段21は、シンボルサイズm1の無線フレームデータを入力すると、分配列数に応じた無線列数(m2、m3・・・mk)を有する第1の符号語を出力する。
フレーム同期検出手段22は、無線フレームデータを入力し、基礎符号を構成する符号ビット数(n×p)に相当するクロック数ごとに符号長パルスを出力する。
無線列数逆変換手段23は、復号化手段24の各復号化回路に対応して設けられる。
無線列数逆変換手段23は、フレーム同期検出手段が出力する符号長パルスと、ビット分離手段21が出力する対応する無線列数を有する第1の符号語を入力し、列数変換を行って第2の符号語を出力する。
無線列数逆変換手段23は、符号長パルスの周期のクロック数単位で、割り当てられた分配列数に応じたクロック動作率で第1の符号語を処理して、基礎符号のシンボルサイズを有する第2の符号語を出力する。割り当てられた分配列数に応じたクロック動作率とは、復号化回路241が処理する基礎符号のシンボルサイズ(n)に対する対応する分配列数(m2、m3・・・mk)の割合(m2/n、m3/n・・・mk/n)のクロック数で動作することを意味する。
つまり、第1の符号語は、符号化ビット列として、符号長パルスの周期の各クロックに対応して有効なビットデータが存在し、分配列数に相当する列数を有している。無線列数逆変換手段23は、それを分配列数に応じたクロック動作率で処理することで、符号長パルスの周期のクロック数内に存在する符号シンボルの密度は薄いが、基礎符号と同じシンボルサイズ(n)を有している第2の符号語に変換する。
無線列数逆変換手段23が出力する第2の符号語は、対応する復号化回路241で誤り訂正復号化の処理が施され、復号化された情報データが生成される。
データ逆分配手段25は、復号化手段24の各復号化回路から、復号した情報データを分配列数に応じた順序で読み出し、結合して出力する。
第1の実施形態の誤り訂正復号化回路2は、復号化手段24において誤り訂正復号化処理を行ってブロック符号を情報データに復号する復号化回路241を並列に使用して処理能力を向上させることができる。
つまり、入力する無線フレームデータに要求される変調多値数に対応するシンボルサイズに応じて並列数を決定して、各復号化回路241で処理を分散することができる。そして、各復号化回路241として、任意の復号化回路を使用することができる。
以上のように、本実施形態の誤り訂正復号化回路は、任意のブロック符号に適用でき、伝送容量の大容量化に対処して誤り訂正復号化の処理能力を向上させることができる。
図4は、本発明の誤り訂正復号化方法の第1の実施形態の動作を示すフロー図である。
第1の実施形態の誤り訂正復号化方法では、まず、複数並列に備えた、入力する基礎符号に対して誤り訂正復号化の処理を行って、復号した情報データを生成する復号化回路に、処理すべき分配列数を割り当てる(S201)。ここで、分配列数とは、合計が、入力する無線フレームデータの変調多値数に対応するシンボルサイズ(m1)となるように決められた、任意の正の整数(m2、m3・・・mk)である。また、基礎符号は、所定のシンボルサイズ(n)と符号シンボル数(p)を有するブロック符号の符号語である。
無線フレームデータを入力し、分配列数に応じた無線列数を有する第1の符号語を出力する(S202)。
無線フレームデータに基づいて、基礎符号を構成する符号ビット数(n×p)に相当するクロック数ごとに符号長パルスを出力する(S203)。
符号長パルスと、分配列数に応じた第1の符号語を入力し、符号長パルスの周期のクロック数単位で、分配列数に応じたクロック動作率で第1の符号語を基礎符号のシンボルサイズを有する第2の符号語に変換する。分配列数に応じたクロック動作率とは、復号化回路が処理する基礎符号のシンボルサイズ(n)に対する対応する分配列数(m2、m3・・・mk)の割合(m2/n、m3/n・・・mk/n)のクロック数で動作することを意味する。変換された第2の符号語は、対応する分配列数が割り当てられた復号化回路に出力される(S204)。
つまり、第1の符号語は、符号化ビット列として、符号長パルスの周期の各クロックに対応して有効なビットデータが存在し、分配列数に相当する列数を有している。それが、分配列数に応じたクロック動作率で処理されて、符号長パルスの周期のクロック数内に存在する符号シンボルの密度は薄いが、基礎符号と同じシンボルサイズ(n)を有している2の符号語に変換される。
各復号化回路で第2の符号語に対して誤り訂正復号化の処理を施し、復号化された情報データを生成する(S205)。
各復号化回路から、復号した情報データを分配列数に応じた順序で読み出し、結合して出力する(S206)。
第1の実施形態の誤り訂正復号化方法は、ブロック符号に対して誤り訂正復号化処理を行って情報データを出力する復号化回路を並列に使用して処理能力を向上させることができる。つまり、入力する無線フレームデータに要求される変調多値数に対応するシンボルサイズに応じて並列数を決定して、各復号化回路で処理を分散することができる。そして、各復号化回路として、任意の復号化回路を使用することができる。
以上のように、本実施形態の誤り訂正復号化方法は、任意のブロック符号に適用でき、伝送容量の大容量化に対処して誤り訂正復号化の処理能力を向上させることができる。
次に、第2の実施形態を説明する。
(第2の実施形態の誤り訂正符号化回路)
図5は、本発明の誤り訂正符号化回路の第2の実施形態の構成を示すブロック図である。
第2の実施形態の誤り訂正符号化回路10は、データ分配回路110、符号化部120、無線列数変換回路130、FIFO(First In First Out)遅延回路135、符号長フレーム生成回路140およびビット結合回路150を含む構成になっている。
なお、本発明の誤り訂正符号化回路の位置づけを示すために、本発明の誤り訂正符号化回路を含む通信装置の実施形態の構成を示すブロック図を図6に示す。
この実施形態の通信装置3は、情報源符号化回路301、誤り訂正符号化回路302、変調回路303、および送信回路304を含む信号送信部30を備える。ここで、図中の誤り訂正符号化回路302は、前述した第1の実施形態の誤り訂正符号化回路1または以降に説明する第2の実施形態の誤り訂正符号化回路10に相当する。
当該通信装置3の信号送信部30において、音声、データおよび映像等の情報源の信号は情報源符号化回路301でデジタル符号化された情報データに変換される。この情報データがベースバンド信号として処理される。誤り訂正符号化回路302は、入力した情報データに対して誤り訂正符号化の処理を施して、所定の変調多値数に対応するシンボルサイズを有する無線フレームデータ(符号化ビット列)として出力する。誤り訂正符号化回路302から出力した無線フレームデータは、変調回路303の前段で所定の変調多値数の信号点のデータシンボルを含むIch/Qchデータストリームに変換される。また、変調回路303の後段ではアナログ変換されたIch/Qchデータストリームのデータシンボルに基づいて搬送波が変調される。変調された搬送波は送信回路304に出力され、送信回路304において、周波数のアップコンバートや増幅等の処理が施されてアンテナから電波として送信される。なお、Ich/Qchとは、(in-phase:同相成分)/(quadrature-phase:直交成分)の略称である。
なお、誤り訂正符号化回路302から出力した無線フレームデータを信号点のデータシンボルを含むIch/Qchデータストリームに変換する変調回路303の前段を、図5において信号点変換回路210として示す。
図5に示す第2の実施形態の誤り訂正符号化回路10において、符号化部120は、第1の実施形態の誤り訂正符号化回路1の符号化手段12に相当する。
符号化部120は、入力する情報データに対して誤り訂正符号化の処理を行って、所定のブロック符号の符号語である基礎符号を生成する符号化回路を複数並列に備える。つまり、出力する無線フレームデータに要求される変調多値数に対応するシンボルサイズに応じて符号化部120に配備すべき符号化回路の並列数が決定され、そのように並列配備された各符号化回路で誤り訂正符号化の処理が分散される。
符号化回路は、よく使用される回路ブロックであるIP(Intellectual Property)マクロとして扱い、ブロック符号を扱う符号化回路であれば任意の符号化回路を使用することができる。例えば、BCH(Bose-Chaudhuri-Hocqenghem)符号、リード・ソロモン(RS)符号、低密度パリティ検査(LDPC)符号などのブロック符号を扱う符号化回路を使用することができる。
また、符号化部120内には、符号化回路と対応してFIFO(First In First Out)キューが設けられ、各符号化回路で生成された基礎符号は対応するFIFOキューに出力される。
ここで、第2の実施形態では、出力する無線フレームデータは、無線列数(無線フレームのシンボルサイズ)が11である2048QAM変調方式が適用されるものとする。また、使用する符号化回路は、シンボルサイズ(n)=8ビット、符号シンボル数(p)=255であるブロック符号の符号語を基礎符号として生成するものとする。なお、基礎符号の符号ビット数(8×255=2040ビット)は、送信される無線フレームのビット数(フレーム長)に相当する。
符号化回路が生成するブロック符号の符号語である基礎符号のフォーマット例の概念図を図7に示す。つまり、基礎符号は、n=8ビット(8列)の連続した固まりを1つのシンボルとし、p=255個のシンボルで構成されるn×p=8×255=2040ビットの並びを1つの符号語としたものである。もちろん、シンボルには情報ビットも検査ビットもふくまれているものとし、符号化の処理が施された冗長性を有する符号語として考慮される。
符号化部120に配備すべき符号化回路の並列数は、各符号化回路が負担すべき分配列数に応じて決まる。
分配列数とは、出力する無線フレームデータの変調多値数に対応する無線列数(無線フレームのシンボルサイズ)を、複数の符号化回路で分担して処理するように決めて分配した個々の列数のことである。つまり、各符号化回路には、合計が、出力する無線フレームデータの変調多値数に対応するシンボルサイズ(m1)となるように決められた、任意の正の整数(m2、m3・・・mk)である分配列数が割り当てられる。そして、各分配列数は、基礎符号のシンボルサイズ(n)以下であるものとする。
従って、第2の実施形態においては、m1=11を、n=8以下の条件で任意に分配列数を決めればよい。ここで、m2=2、m3=3、m4=6の分配で3並列の符号化回路で処理するものとする。
なお、分配は任意に決めればよいので上記の分配に限ることなく、m2=3、m3=4、m4=4の分配で3並列の符号化回路を用いてもよい。
また、符号化回路で処理する基礎符号のシンボルサイズ(n)を8としたが、シンボルサイズ(n)が4のブロック符号を処理するような符号化回路を用いる場合には、m2=2、m3=3、m4=3、m5=3の分配で4並列にしてもよい。もちろん、この場合でも、m2=3、m3=4、m4=4の分配で3並列にするようにしてもよい。
このように、システムが対応する変調方式の中で、多値数が最大となる変調方式に対応する無線フレームのシンボルサイズに応じて分配列数を予め決定して、必要な並列数の符号化回路を配備しておけばよい。なお、分配列数に関する情報は、通信装置の図示しない制御手段にパラメータ情報として保持され、該制御手段から分配列数情報として通知される。
上述のように、符号化部120には符号化回路1201として“符号1”符号化回路、“符号2”符号化回路および“符号3”符号化回路が3並列で配備されている。また、各符号化回路1201には対応するFIFOキュー1202が配備されている。なお、“符号1”符号化回路、“符号2”符号化回路および“符号3”符号化回路には特に参照符号は付さず、符号化回路1201を総称とする。
図5に示す第2の実施形態の誤り訂正符号化回路10において、データ分配回路110は、第1の実施形態の誤り訂正符号化回路1のデータ分配手段11に相当する。
データ分配回路110には複数の信号線が入力している。入力信号線Data Streamは、情報データのデータストリームで、16ビット(2バイト)のパラレルデータの形式で入力する。入力信号線Frame Pulseは、フレームの区切りを示すフレームパルスである。入力信号線Data Validは、FSCLK(Frequency of Symbol Clock)の立ち上がりエッジに対してデータストリームが有効データであることを示す有効データフラグである。
また、データ分配回路110には、配備されている各符号化回路1201に割り当てられた分配列数情報がパラメータとして与えられている。ここでは、“符号1”符号化回路にm2=2、“符号2”符号化回路にm3=3、そして“符号3”符号化回路にm4=6の分配列数が割り当てられているものとする。
図8は、入力する情報データにおけるFSCLK、有効データフラグ、データストリームの有効/無効の関連を示す概念図である。
ここでは、符号化回路が処理する符号化率および出力側の変調方式によって一意に決まる伝送容量のデータが入力するように制御されていることを前提とする。
データ分配回路110は、入力した情報データ(データストリームの有効データ)を、通知されている分配列数情報に従って各符号化回路1201(“符号1”符号化回路、“符号2”符号化回路および“符号3”符号化回路)に分配する。
図9は、データ分配回路110における各符号化回路1201への情報データの分配例を説明する概念図である。
図9において、フレームパルス(Frame Pulse)、有効データフラグ(Data Valid)、データストリーム(Data Stream)の関連を最上段に示す。つまり、フレームパルスでデータの固まりとなるフレームの先頭を識別し、有効データフラグによりデータストリームの有効データを情報データとして認識する。前述のようにデータストリームは16ビット(2バイト)のパラレルデータの形式で入力するので、図中の数字を付した箇所の情報データは8ビット(1バイト)のパラレルデータを意味している。また、第2の実施形態では、各符号化回路1201はシンボルサイズが8ビットの符号語を扱うので、情報データはバイト単位で処理されるものとする。
有効データとして認識された情報データ1〜22の固まりが“符号1”符号化回路、“符号2”符号化回路および“符号3”符号化回路に分配される様子が、図9の中段以降に示されている。
“符号1”符号化回路には分配列数m2=2が割り当てられているので、最初の2バイト分の情報データ1、2が分配される。“符号2”符号化回路には分配列数m3=3が割り当てられているので、次の3バイト分の情報データ3〜5が分配される。そして、“符号3”符号化回路には分配列数m4=6が割り当てられているので、次の6バイト分の情報データ6〜11が分配される。
“符号3”符号化回路までの分配が終了すると、“符号1”符号化回路に戻って、同様の割合で情報データが分配される。なお、“符号3”符号化回路に情報データ17〜22が分配されているタイミングで、次の有効データの固まりが認識されて、“符号1”符号化回路に分配されるようになっている。
データ分配回路110は、上述した情報データの各符号化回路1201への分配を繰り返す。
また、データ分配回路110は、情報データの分配に合わせて、有効データ位置を示すenable信号と、符号化回路1201が処理する符号語の区切りを示す符号語パルスを各符号化回路1201に出力する。図5には、データ分配回路110から“符号1”符号化回路、“符号2”符号化回路および“符号3”符号化回路のそれぞれに、enable信号線、符号語パルス信号線および8ビットのパラレルデータ信号線が接続されていることが示されている。
データ分配回路110は、符号化回路1201が処理する符号化率に応じて、シンボルサイズ(n)=8ビット、符号シンボル数(p)=255の1符号語相当の情報データ(バイトデータ)を各符号化回路に分配した時点で符号語パルスを出力する。
上述のように、“符号1”符号化回路に対しては11個の情報データを計数する間に2個の情報データが分配される。“符号2”符号化回路に対しては11個の情報データを計数する間に3個の情報データが分配される。そして、“符号3”符号化回路に対しては11個の情報データを計数する間に6個の情報データが分配される。
つまり、各符号化回路に分配された情報データ(バイトデータ)の個数が、基礎符号の符号シンボル数である255個相当の情報データ量になった時点で符号語パルスが出力される。
各符号化回路が同じ符号化率で符号化処理を行うものとすると、“符号1”符号化回路に2回、“符号2”符号化回路に3回、そして、“符号3”符号化回路に6回の符号語パルスが出力されると、次の符号語パルスは各符号化回路に同じタイミングで出力される。
図10は、各符号化回路1201に関して符号語パルスが出力されるタイミングを示す概念図である。
なお、符号語パルスはデータ分配回路110から出力されるものと、後述するように各符号化回路1201から出力されるものがある。
データ分配回路110から出力される符号語パルス(第1の符号語パルス)は、符号化回路1201が処理する符号化率に応じて、生成する1符号語相当の情報データが符号化回路1201に分配されたことを意味する。一方、符号化回路1201から出力される符号語パルス(第2の符号語パルス)は、符号化回路1201が生成した基礎符号であるシンボルサイズ(n)=8ビット、符号シンボル数(p)=255の1符号語を出力したことを意味する。
言い換えれば、データ分配回路110から出力される第1の符号語パルスの場合、第1の符号語パルスで区切られた時間内には、符号化率に応じた、符号語シンボル255個に相当する有効な情報データが含まれていることを意味する。
また、符号化回路1201から出力される第2の符号語パルスの場合、第2の符号語パルスで区切られた時間内には、有効な符号語シンボル(8ビット)が255個含まれていることを意味する。もちろん、各符号化回路1201に対応する符号語パルス間に含まれる有効な情報データ/符号語シンボルには時間的な密度の差がある。以降の説明においては、特にことわらない限り、符号語パルスは符号化回路1201から出力される第2の符号語パルスであるものとする。
また、各符号化回路1201から出力される符号語パルスの出力が同じになるタイミングを示す情報として符号長パルスがある。符号長パルスで区切られた時間内に、“符号1”符号化回路は2個、“符号2”符号化回路は3個、そして、“符号3”符号化回路は6個の符号語(基礎符号)を出力する。符号長パルスについては後述する。
各符号化回路1201は入力した情報データに対して誤り訂正符号化の処理を行って、生成したブロック符号の符号語である基礎符号を、対応するFIFOキュー1202に出力する。そして、このとき、上述した符号語パルスを出力する。
各符号化回路1201は入力したデータレートのまま、情報データに対して誤り訂正符号化の処理を行う。また、符号語パルスの位相ずれはFIFOキュー1202で吸収され、FIFOキュー1202から出力される。
図5に示す第2の実施形態の誤り訂正符号化回路10において、符号長フレーム生成回路140は、第1の実施形態の誤り訂正符号化回路1の符号長フレーム生成手段14に相当する。
符号長フレーム生成回路140には、配備されている各符号化回路に割り当てられた分配列数情報がパラメータとして与えられている。
符号長フレーム生成回路140は、符号化部120に配備された各符号化回路1201に対応するFIFOキュー1202から、誤り訂正符号化された基礎符号を第1の符号語として読み出す。各FIFOキュー1202から読み出された第1の符号語は、対応して設置されている無線列変換回路130に送られる。
符号長フレーム生成回路140は、いずれかのFIFOキュー1202から符号語パルスを入力し、各FIFOリード信号(read)の位相の初期化を行って、各FIFOキュー1202から読み出す第1の符号語の先頭を合わせる。図5では、“符号1”符号化回路に対応するFIFOキューから出力される符号語パルスを入力している。
符号長フレーム生成回路140は、割り当てられた分配列数に応じたクロック動作率でFIFOリード信号を生成して各FIFOキュー1202からの読み出しを行う。割り当てられた分配列数に応じたクロック動作率とは、符号化回路1201が生成する基礎符号のシンボルサイズ(n)に対する対応する分配列数(m2、m3、m4)の割合(m2/n、m3/n、m4/n)のクロック数で動作することを意味する。
第2の実施形態の場合、基礎符号のシンボルサイズ(n)は8である。また、分配配列数(m2、m3、m4)は、それぞれ2、3、6である。したがって、“符号1”符号化回路に対しては、2/8のクロック動作率が適用される。同様に、“符号2”符号化回路に対しては、3/8のクロック動作率、“符号3”符号化回路に対しては、6/8のクロック動作率が、それぞれ適用される。
図11は、クロック動作率に対応するFIFOリード信号を示すタイミングチャートである。
図11に示すように、2/8のクロック動作率が適用される“符号1”符号化回路に対応するFIFOキューからは、8クロックの間に2回の読み出しが行われる。3/8のクロック動作率が適用される“符号2”符号化回路に対応するFIFOキューからは、8クロックの間に3回の読み出しが行われる。そして、6/8のクロック動作率が適用される“符号3”符号化回路に対応するFIFOキューからは、8クロックの間に6回の読み出しが行われる。
図12は、適用されるクロック動作率で各FIFOキュー1202から読み出された符号語シンボルを示す概念図である。
図12に示すように、8クロックの周期で、“符号1”符号化回路に対応するFIFOキューから2個、“符号2”符号化回路に対応するFIFOキューから3個、“符号3”符号化回路に対応するFIFOキューから6個の符号語シンボルが読み出される。
また、符号長フレーム生成回路140は、第1の符号語の読み出しと同時に符号長パルスを生成して出力する。符号長パルスは、基礎符号を構成する符号ビット数(n×p)に相当するクロック数ごとに出力される。従って、第2の実施形態においては、8×255=2040クロック毎に符号長パルスが出力される。また、符号長パルスの周期に対応するビット列(8×255=2040ビット)は、送信される無線フレームのビット数(フレーム長)に相当する。
図13は、各FIFOキューから読み出された第1の符号語と符号長パルスの周期のクロック数との関係を示す概念図である。第1の符号語は8クロックを基準としたクロック動作率で読み出されるので、符号長パルスの周期のクロック数である2040クロックの間には8クロックの周期が255周期あることを意味する。
上段は“符号1”符号化回路に対応するFIFOキューから符号長パルス周期で読み出される第1の符号語を示す(m2のパスのデータ)。中段は“符号2”符号化回路に対応するFIFOキューから符号長パルス周期で読み出される第1の符号語を示す(m3のパスのデータ)。そして、下段は“符号3”符号化回路に対応するFIFOキューから符号長パルス周期で読み出される第1の符号語を示す(m4のパスのデータ)。
“符号1”符号化回路に対応するFIFOキューからは、8クロックの周期で2個の符号語シンボルが読み出される。従って、255周期の8クロックの間に2×255=512個の符号語シンボルが読み出され、このことは、符号長パルス周期に2個の第1の符号語が読み出されることを意味する。
“符号2”符号化回路に対応するFIFOキューからは、8クロックの周期で3個の符号語シンボルが読み出される。従って、255周期の8クロックの間に3×255=765個の符号語シンボルが読み出され、このことは、符号長パルス周期に3個の第1の符号語が読み出されることを意味する。
“符号3”符号化回路に対応するFIFOキューからは、8クロックの周期で6個の符号語シンボルが読み出される。従って、255周期の8クロックの間に6×255=1530個の符号語シンボルが読み出され、このことは、符号長パルス周期に6個の第1の符号語が読み出されることを意味する。
このように、各符号化回路1201から出力される第1の符号語は、時間的な密度の差があるものの、有効な符号語シンボル(8ビット)を255個含むものである。
図13に示した第1の符号語と符号長パルスが、各符号化回路1201と対応して設けられた無線列数変換回路130に入力される。
図5に示す第2の実施形態の誤り訂正符号化回路10において、無線列数変換回路130は、第1の実施形態の誤り訂正符号化回路1の無線列数変換手段13に相当する。
無線列数変換回路130は、配備されている各符号化回路1201に対応して設けられる。そして、無線列数変換回路130には、対応する符号化回路1201に割り当てられた分配列数情報がパラメータとして与えられている。
なお、図5に示すFIFO遅延回路135は、前述した第1の符号語の読み出しに使うFIFOリード信号を入力して、対応するリードデータが出力されるまでの遅延と等しい遅延を挿入したenable信号を、対応する無線列数変換回路130に出力する回路である。
無線列数変換回路130は、入力した第1の符号語に対して100%のクロック動作率で処理し、符号長パルス周期単位で列変換の処理を行って、第2の符号語を出力する。
つまり、無線列数変換回路130は、図13に示す第1の符号語が符号長パルスの周期毎に複数集まった単位を新たな符号語とみなし、それに対して100%のクロック動作率で処理する列変換を行い、その結果を第2の符号語として出力する。なお、100%のクロック動作率で処理するとは、符号長パルスの周期の各クロックに対応して処理動作を行うことを意味する。
言い換えれば、列変換とは、符号長パルスの周期毎に異なる密度で存在する複数の符号語のシンボルサイズ(n)=8列を、符号長パルスの周期の各クロックに対して有効なビットデータが100%の割合で対応する符号化ビット列にフォーマット変換する処理である。ここで、符号化ビット列は無線フレームのビット数(フレーム長)であり、変換後の列数は、対応する符号化回路1201に割り当てられた分配列数になる。
図14は、無線列数変換回路130が出力する第2の符号語のフォーマット例を示す概念図である。
“符号1”符号化回路に対応するFIFOキューから読み出された第1の符号語2個には、8×255×2=4080個のビットデータが存在する。各ビットデータを符号長パルスの周期の各クロック(2040クロック)に対応させると、符号長パルスの周期のクロック数単位(フレーム長単位)で2列の第2の符号語が生成される。
“符号2”符号化回路に対応するFIFOキューから読み出された第1の符号語3個には、8×255×3=6120個のビットデータが存在する。各ビットデータを符号長パルスの周期の各クロック(2040クロック)に対応させると、符号長パルスの周期のクロック数単位(フレーム長単位)で3列の第2の符号語が生成される。
“符号3”符号化回路に対応するFIFOキューから読み出された第1の符号語6個には、8×255×6=12240個のビットデータが存在する。各ビットデータを符号長パルスの周期の各クロック(2040クロック)に対応させると、符号長パルスの周期のクロック数単位(フレーム長単位)で6列の第2の符号語が生成される。
“符号1”符号化回路に対応するm2のパスのデータとして符号長パルスの周期のクロック数単位(フレーム長単位)で2列の第2の符号語が図14の上段に示されている。“符号2”符号化回路に対応するm3のパスのデータとして符号長パルスの周期のクロック数単位(フレーム長単位)で3列の第2の符号語が図14の中段に示されている。そして、“符号3”符号化回路に対応するm4のパスのデータとして符号長パルスの周期のクロック数単位(フレーム長単位)で6列の第2の符号語が図14の下段に示されている。
このように、無線列数変換回路130は、FIFOキューから読み出された第1の符号語を100%のクロック動作率で処理し、符号長パルスの周期のクロック数単位で、対応する符号化回路に割り当てられた分配列数の無線列数を有する第2の符号語を出力する。
また、無線列数変換回路130は、符号長パルス周期単位で、シンボルサイズ(n)=8を有する基礎符号が分配列数に相当する数だけ存在する第1の符号語を、基礎符号を構成する符号ビット数で、分配列数に相当する列数を有する第2の符号語に変換すると言える。ここで、符号長パルスの周期は無線フレームを構成するビット数(無線フレームのフレーム長)に相当する。
図5に示す第2の実施形態の誤り訂正符号化回路10において、ビット結合回路150は、第1の実施形態の誤り訂正符号化回路1のビット結合手段15に相当する。
ビット結合回路150は、無線列数変換回路130が出力する、各符号化回路に対応する第2の符号語の無線列数を結合した第3の符号語を、無線フレームデータとして出力する。
つまり、各無線列数変換回路130からは、割り当てられた列数に相当する無線列数を有する無線フレームデータが出力されるので、それらを結合することにより必要とする変調多値数に対応する無線列数(シンボルサイズ)の無線フレームデータが得られる。
図5に示すように、ビット結合回路150から出力された無線フレームデータは、信号点変換回路210においてビットストリームがシンボルストリームに変換されてIchデータとQchデータとして出力される。信号点変換回路210には、図示しない制御手段から、2048QAM変調方式を適用する送信信号の変調多値数に対応するシンボルサイズm1(=11)のデータが与えられている。
以上のように、第2の実施形態の誤り訂正符号化回路10は、符号化部120において誤り訂正符号化の処理を行ってブロック符号を生成する符号化回路1201を並列に使用して処理能力を向上させることができる。つまり、出力する無線フレームデータに要求される変調多値数に対応するシンボルサイズに応じて並列数を決定して、各符号化回路1201で処理を分散することができる。
そして、各符号化回路1201に割り当てられる分配列数は、各符号化回路1201が扱うブロック符号のシンボルサイズ以下なので、各符号化回路1201として、任意の符号化回路を使用することができる。例えば、第2の実施形態では、基礎符号としてシンボルサイズ(n)=8の256QAMに対応する符号化回路を使用したが、n=6の64QAMやn=4の16QAMに対応する符号化回路を使用してもよい。符号化回路のシンボルサイズが小さくなるのに応じて各符号化回路が扱う分配列数を少なくし、その分だけ並列数を増やせばよい。
(第2の実施形態の誤り訂正符号化回路の変形例)
第2の実施形態は、並列配備された各符号化回路は同一の符号シンボル数(p=255)の符号語を扱うものとして説明した。しかし、並列配備された符号化回路の何れかが、他の符号化回路が生成する符号語の整数倍の符号シンボル数の符号語を生成するものであってもかまわない。
例えば、“符号3”符号化回路が、図15に示すような他の符号化回路が生成する符号語の2倍の符号シンボル数(p=510)の符号語を生成する符号化回路であってもかまわない。
この場合、符号長パルスの周期を2040クロックの2倍の4080クロックにして対応すればよい。
符号長パルスの周期を4080クロックにした場合、第1の符号語は次のように読み出される。
“符号1”符号化回路に対応するFIFOキューからは、符号長パルス周期に4個の第1の符号語が読み出される。“符号2”符号化回路に対応するFIFOキューからは、符号長パルス周期に6個の第1の符号語が読み出される。そして、“符号3”符号化回路に対応するFIFOキューからは、符号長パルス周期に6個の第1の符号語が読み出される。
一方、無線列数変換回路130が出力する第2の符号語は次のようになる。
“符号1”符号化回路に対応するFIFOキューから読み出された第1の符号語4個には、8×255×4=8160個のビットデータが存在する。各ビットデータを符号長パルスの周期の各クロック(4080クロック)に対応させると、符号長パルスの周期のクロック数に対応するフレーム長単位で2列の第2の符号語が生成される。
“符号2”符号化回路に対応するFIFOキューから読み出された第1の符号語6個には、8×255×6=12240個のビットデータが存在する。各ビットデータを符号長パルスの周期の各クロック(4080クロック)に対応させると符号長パルスの周期のクロック数に対応するフレーム長単位で3列の第2の符号語が生成される。
“符号3”符号化回路に対応するFIFOキューから読み出された第1の符号語6個には、8×510×6=24480個のビットデータが存在する。各ビットデータを符号長パルスの周期の各クロック(4080クロック)に対応させると符号長パルスの周期のクロック数に対応するフレーム長単位で6列の第2の符号語が生成される。
符号ビット数が大きいと一般に誤り訂正能力は高くなる。そのため、並列配備された符号化回路の何れかが、他の符号化回路が扱う符号語の整数倍の符号シンボル数の符号語を扱う構成にすることにより誤り訂正符号化回路としての誤り訂正の能力が向上する。
(第2の実施形態の誤り訂正符号化回路の別の変形例)
図16は、本発明の誤り訂正符号化回路の第2の実施形態の別の変形例の構成を示すブロック図である。
この変形例は、出力する無線フレームデータのシンボルサイズ(m1)が5の32QAM変調方式に変わった場合の例である。
この場合はm1=5なので、分配列数をm2=2とm3=3の2並列で動作させることができる。ここでは、符号化回路を3並列に配備した図5の構成のうちの“符号3”符号化回路を使用しないものとする。その他の構成は図5で説明した構成と変わらない。
データ分配回路110、符号長フレーム生成回路140、無線列数変換回路130には、分配列数情報として、“符号1”符号化回路にはm2=2が、“符号2”符号化回路にはm3=3がそれぞれ割り当てられた旨の情報が通知される。
また、FIFOリード信号のクロック動作率が4/8以下となるので、FIFOキューに書き込むまでの動作クロックの周波数はFSCLKの1/2にすることができる。
本構成においても、第2の実施形態での説明と同様に、第1の符号語は次のように読み出される。
“符号1”符号化回路に対応するFIFOキューからは、符号長パルス周期に2個の第1の符号語が読み出される。そして、“符号2”符号化回路に対応するFIFOキューからは、符号長パルス周期に3個の第1の符号語が読み出される。
また、無線列数変換回路130が出力する第2の符号語は次のようになる。
“符号1”符号化回路に対応するFIFOキューから読み出された第1の符号語2個には、8×255×2=4080個のビットデータが存在する。各ビットデータを符号長パルスの周期の各クロック(2040クロック)に対応させると、符号長パルスの周期のクロック数に対応するフレーム長単位で2列の第2の符号語が生成される。
“符号2”符号化回路に対応するFIFOキューから読み出された第1の符号語3個には、8×255×3=6120個のビットデータが存在する。各ビットデータを符号長パルスの周期の各クロック(2040クロック)に対応させると符号長パルスの周期のクロック数に対応するフレーム長単位で3列の第2の符号語が生成される。
このように、適用する変調多値数が最大となる変調方式に対応させて配備する符号化回路構成を決めておけば、変調多値数の変化に応じて構成や動作の動的な変更対応が可能となる。
例えば、電波伝播路の通信品質の状態に応じて変調方式を変える適応変調にも使用することができる。適応変調に使用する場合には、各変調方式の変調多値数に対応する無線フレームのシンボルサイズに応じた分配列数と並列配備する各符号化回路との対応を予め決めておき、図示しない制御手段にパラメータとして保持しておく。そして、該制御手段が変調方式の変更を知った場合に、対応する分配列数情報を前述した各回路に通知すればよい。また、上述したように、必要に応じて動作クロックを変える制御を行ってもよい。
(第2の実施形態の誤り訂正符号化方法の動作フロー)
図17は、本発明の誤り訂正符号化方法の第2の実施形態の動作を示すフロー図である。
まず、合計が、無線フレームのシンボルサイズm1=11となるように、3並列で配備された符号化回路に、m2=2、m3=3、m4=6の分配列数を割り当てる(S301)。つまり、出力する無線フレームデータには、シンボルサイズm1=11である2048QAM変調方式を適用し、符号化回路は、シンボルサイズ(n)=8ビット、符号シンボル数(p)=255であるブロック符号の符号語を基礎符号として生成することを前提とする。
入力した情報データ(データストリームの有効データ)を、割り当てられた分配列数に従って各符号化回路に分配する(S302)。
情報データの分配に合わせて、有効データ位置を示すenable信号と、符号化回路が生成する符号語の区切りを示す符号語パルス(第1の符号語パルス)を各符号化回路に出力する(S303)。なお、第1の符号語パルスは、前述したように、符号化回路が処理する符号化率に応じて、生成する1符号語相当の情報データが符号化回路に分配されたことを意味するものである。
符号化回路が、入力した情報データに対して誤り訂正符号化の処理を行って基礎符号を生成し、対応するFIFOキューに出力する。このとき、シンボルサイズ(n)=8ビット、符号シンボル数(p)=255の基礎符号の1符号語の区切りを示す符号語パルス(第2の符号語パルス)を出力する(S304)。
各符号化回路に対応するFIFOキューから、誤り訂正符号化された基礎符号を第1の符号語として読み出す(S305)。このとき、FIFOリード信号の位相の初期化を行って、各FIFOキューから読み出す第1の符号語の先頭を合わせる。また、FIFOキューからの第1の符号語の読み出しは、割り当てられた分配列数に応じたクロック動作率で行われる。クロック動作率は、符号化回路が処理する基礎符号のシンボルサイズ(8)に対する該符号化回路に割り当てられた分配列数(2、3、6)の割合(2/8、3/8、6/8)である。
第1の符号語の読み出しと同時に、基礎符号を構成する符号ビット数(n×p)に相当するクロック数ごとに符号長パルスを出力する(S306)。従って、8×255=2040クロック毎に符号長パルスを出力する。また、符号長パルスの周期に対応するビット列(8×255=2040ビット)は、送信される無線フレームのビット数(フレーム長)に相当する。
第1の符号語を100%のクロック動作率で処理し、符号長パルスの周期のクロック数単位(フレーム長単位)で、各符号化回路に割り当てられた分配列数に対応する無線列数の第2の符号語を出力する(S307)。なお、100%のクロック動作率で処理するとは、符号長パルスの周期の各クロックに対応して処理動作を行うことを意味する。
つまり、符号シンボル数が異なる密度で存在する第1の符号語が符号長パルスの周期毎に複数集まった単位を新たな符号語とみなし、それに対して100%のクロック動作率で処理する列変換を行い、その結果を第2の符号語として出力する。第2の符号語は、基礎符号の符号ビット数に相当する符号長パルスの周期の各クロックに対して有効なビットデータが100%の割合で対応する符号化ビット列が、割り当てられた分配列数だけ存在するフォーマットになる。
各符号化回路に対応する第2の符号語の無線列数を結合した第3の符号語を、無線フレームデータとして出力する(S308)。
以上の動作により、必要とする変調多値数に対応する無線列数(シンボルサイズ)の無線フレームデータが得られる。
(第2の実施形態の誤り訂正復号化回路)
次に、第2の実施形態の誤り訂正復号化回路について説明する。
図18は、本発明の誤り訂正復号化回路の第2の実施形態の構成を示すブロック図である。また、図19は、本発明の誤り訂正復号化回路を含む通信装置の実施形態の構成を示すブロック図である。
まず、図19を参照して、本発明の誤り訂正復号化回路の位置づけを説明する。
この実施形態の通信装置4は、受信回路401、復調回路402、誤り訂正復号化回路403および情報源復号化回路404を含む信号受信部40を備える。ここで、図中の誤り訂正復号化回路403は、前述した第1の実施形態の誤り訂正復号化回路2または以降に説明する第2の実施形態の誤り訂正復号化回路20に相当する。
当該通信装置4の信号受信部40において、アンテナから受信した電波は受信回路401において周波数がダウンコンバートされその後デジタル変換される。そして復調回路402に受信信号として入力する。復調回路402において受信信号に所定の復調処理が施されてIch/Qchデータストリームが生成される。Ich/Qchデータストリームは、図18に示す、復調回路402内の信号点逆変換回路255に入力する。信号点のデータシンボルを含むIch/Qchデータストリームが信号点逆変換回路255で無線フレームデータ(符号化ビット列)に変換されて誤り訂正復号化回路403に入力する。誤り訂正復号化回路403では、無線フレームデータに対して誤り訂正復号化の処理を施して情報データを出力する。情報データは情報源復号化回路404で音声、データおよび映像等の情報源データとして出力される。
次に、図18を参照して第2の実施形態の誤り訂正復号化回路20を説明する。
第2の実施形態の誤り訂正復号化回路20は、フレーム同期検出回路210、ビット分離回路220、無線列数逆変換回路230、遅延回路235、復号化部240およびデータ逆分配回路250を含む構成になっている。
図18に示す第2の実施形態の誤り訂正復号化回路20において、復号化部240は、第1の実施形態の誤り訂正復号化回路2の復号化手段24に相当する。
復号化部240は、誤り訂正復号化の処理を行う復号化回路を複数並列に備える。復号化回路は、入力する所定のシンボルサイズ(n)と符号シンボル数(p)を有するブロック符号の符号語である基礎符号に対して誤り訂正復号化の処理を行って、復号した情報データを生成して対応するFIFOキューに出力する。つまり、入力する無線フレームデータに要求される変調多値数に対応するシンボルサイズに応じて復号化部240に配備すべき復号化回路の並列数が決定され、そのように並列配備された各復号化回路で誤り訂正復号化の処理が分散される。
復号化回路は、前述した符号化回路と同様に、ブロック符号を扱う復号化回路であれば任意の復号化回路を使用することができる。例えば、BCH符号、RS符号、LDPC符号などのブロック符号を扱う復号化回路を使用することができる。
ここで、無線フレームデータのシンボルサイズや扱う基礎符号は前述した符号化回路の説明と同様とする。つまり、無線フレームデータに対してはシンボルサイズm1=11の2048QAM変調方式が適用され、基礎符号はシンボルサイズ(n)=8ビット、符号シンボル数(p)=255のブロック符号の符号語である。
また、並列配備する復号化回路に対する分配列数も、前述した符号化回路の説明と同様とする。つまり、合計が、入力する無線フレームデータの変調多値数に対応するシンボルサイズ(m1)となるように決められた、任意の正の整数(m2、m3・・・mk)である分配列数が割り当てられる。そして、各分配列数は、基礎符号のシンボルサイズ(n)以下である。ここでは、m1=11を、m2=2、m3=3、m4=6の分配で3並列の復号化回路で処理する。分配列数に関する情報は、通信装置の図示しない制御手段にパラメータ情報として保持され、該制御手段から分配列数情報として通知される。
上述のように、復号化部240には復号化回路2401として“符号1”復号化回路、“符号2”復号化回路および“符号3”復号化回路が3並列で配備されている。なお、“符号1”復号化回路、“符号2”復号化回路および“符号3”復号化回路には特に参照符号は付さず、復号化回路2401を総称とする。また、各復号化回路2401には対応するFIFOキュー2402が配備されている。
図19を参照して受信信号の流れを説明したように、受信信号に所定の復調処理が施されたIch/Qchデータストリームが信号点逆変換回路255に入力する。信号点のデータシンボルを含むIch/Qchデータストリームは、信号点逆変換回路255で無線フレームデータ(符号化ビット列)に変換されて誤り訂正復号化回路20に入力する。
誤り訂正復号化回路20に入力した無線フレームデータは、フレーム同期検出回路210とビット分離回路220にそれぞれ入力する。
図18に示す第2の実施形態の誤り訂正復号化回路20において、フレーム同期検出回路210は、第1の実施形態の誤り訂正符号化回路2のフレーム同期検出手段22に相当する。また、ビット分離回路220は、第1の実施形態の誤り訂正符号化回路2のビット分離手段21に相当する。
フレーム同期検出回路210は、入力した無線フレームデータに基づいて、無線フレームを構成するビット数(フレーム長)の間隔で符号長パルスを出力する。また、この符号長パルスの間隔(符号長パルス周期)は復号化回路が扱う基礎符号の符号ビット数である、シンボルサイズ(8)×符号シンボル数(255)に相当する。
ビット分離回路220は、入力した無線フレームデータを、分配列数に応じた無線列数を有する第1の符号語として、各復号化回路に対応して設けられた無線列数逆変換回路230に出力する。つまり、第1の符号語は、符号長パルスの周期のクロック数単位の符号化ビット列を、分配列数に応じた列数(無線列数)だけ有する。
ここでは、“符号1”復号化回路にはm2=2、“符号2”復号化回路にはm3=3、“符号3”復号化回路にはm4=6が割り当てられているので、各復号化回路に対応する無線列数逆変換回路230にも対応した列数の無線フレームデータが入力する。そして、無線列数逆変換回路230には、対応する復号化回路2401に割り当てられた分配列数情報がパラメータとして与えられている。
図18に示す第2の実施形態の誤り訂正復号化回路20において、無線列数逆変換回路230は、第1の実施形態の誤り訂正符号化回路2の無線列数逆変換手段23に相当する。
各無線列数逆変換回路230には、フレーム同期検出回路210から符号長パルスが入力される。
無線列数逆変換回路230は、符号長パルスの周期単位に、対応する復号化回路2401に割り当てられた分配列数の無線列数を有する第1の符号語を、基礎符号のシンボルサイズ(n=8)を有する第2の符号語に変換する。このとき、無線列数逆変換回路230は、基礎符号のシンボルサイズ(8)に対する対応する分配列数(2、3、6)の割合(2/8、3/8、6/8)のクロック動作率で第1の符号語を処理して第2の符号語を出力する。
つまり、第1の符号語は、基礎符号を構成する符号ビット数に相当する符号長パルス周期の各クロックに対してビットデータが100%の割合で対応し、分配列数に相当する列数を有している。これは、前述した誤り訂正符号化回路で説明した図14のフォーマットに相当する。
そして、第2の符号語は、シンボルサイズ(n)=8の符号語シンボルが、異なる密度で255個(符号シンボル数)存在する符号語が、符号長パルスの周期のクロック数単位で、分配列数に相当する数だけ存在する。これは、前述した誤り訂正符号化回路で説明した図13のフォーマットに相当する。この第2の符号語は、復号化回路2401で処理されるブロック符号の符号語である基礎符号に相当する。
例えば、“符号1”復号化回路に対応する無線列数逆変換回路230が出力する第2の符号語には、符号長パルス周期のクロック数単位で、シンボルサイズ=8、符号シンボル数=255個の符号語が2個存在する。“符号2”復号化回路に対応する無線列数逆変換回路230が出力する第2の符号語には、符号長パルス周期のクロック数単位で、シンボルサイズ=8、符号シンボル数=255個の符号語が3個存在する。そして、“符号3”復号化回路に対応する無線列数逆変換回路230が出力する第2の符号語には、符号長パルス周期のクロック数単位で、シンボルサイズ=8、符号シンボル数=255個の符号語が6個存在する。
また、無線列数逆変換回路230は、第2の符号語と同時に、各符号語(基礎符号)の区切りを示す符号語パルス(第1の符号語パルス)を出力する。
各復号化回路2401は、入力したデータレートのまま、入力する第2の符号語に対して誤り訂正復号化の処理を行い、復号化した情報データを生成して対応するFIFOキュー2402に出力する。このとき、基礎符号を復号化して生成された情報データの区切りを示す符号語パルス(第2の符号語パルス)を出力する。この符号語パルスの位相ずれはFIFOキュー2402で吸収され、FIFOキュー2402から出力される。
データ逆分配回路250は、復号化回路2401に対応する各FIFOキューから、復号した情報データを分配列数に応じた順序で読み出し、結合して出力する。
図18に示す第2の実施形態の誤り訂正復号化回路20において、データ逆分配回路250は、第1の実施形態の誤り訂正符号化回路2のデータ逆分配手段25に相当する。
データ逆分配回路250には、配備されている各復号化回路2401に割り当てられた分配列数情報がパラメータとして与えられている。そして、符号語パルス(第2の符号語パルス)と同期させて各FIFOキューから、割り当てられた分配列数に応じたバイト単位で情報データを読み出す。そして、誤り訂正符号化回路で説明した分配の動作とは逆に、読み出した情報データをデータストリームに乗せて出力する。
つまり、“符号1”復号化回路、“符号2”復号化回路、“符号3”復号化回路の順で、対応する各FIFOキュー2402から割り当てられた分配列数に応じたバイト数の情報データを符号語パルス周期単位で読み出してデータストリームとして出力する。信号線Frame Pulseでフレームの区切りを示すフレームパルスを、信号線Data Validでデータストリームのクロック対応の有効データを示す有効データフラグも出力する。
なお、図18に示す遅延回路235は、フレームの区切りをデータ逆分配回路250に通知する符号長パルスを、復号化にかかる時間だけ遅延させる回路である。
以上のように、第2の実施形態の誤り訂正復号化回路20は、復号化部240において誤り訂正復号化の処理を行って情報データを生成する復号化回路2401を並列に使用して処理能力を向上させることができる。つまり、入力する無線フレームデータに要求される変調多値数に対応するシンボルサイズに応じて並列数を決定して、各復号化回路2401で処理を分散することができる。
そして、各復号化回路2401に割り当てられる分配列数は、各復号化回路2401が扱うブロック符号のシンボルサイズ以下なので、各復号化回路2401として、任意の復号化回路を使用することができる。例えば、第2の実施形態では、シンボルサイズ(n)=8の256QAMに対応する復号化回路を使用したが、n=6の64QAMやn=4の16QAMに対応する復号化回路を使用してもよい。復号化回路のシンボルサイズが小さくなるのに応じて各復号化回路が扱う分配列数を少なくし、その分だけ並列数を増やせばよい。
また、第2の実施形態の誤り訂正復号化回路20は、誤り訂正符号化回路10の変形例で説明したように、復号化回路のいずれかが他の復号化回路が扱う符号語の整数倍の符号シンボル数を有する符号語を扱うものであってもよい。この場合、誤り訂正符号化回路10の変形例と同様に、符号長パルスの周期を2040クロックの2倍の4080クロックにして対応すればよい。
さらに、第2の実施形態の誤り訂正復号化回路20は、誤り訂正符号化回路10の別の変形例で説明したように、入力する無線フレームデータに適用される変調多値数が最大となる変調方式のシンボルサイズに対応して分配列数を決めておくとよい。
つまり、適用する変調多値数が最大となる変調方式に対応させて配備する復号化回路構成を決めておけば、変調多値数の変化に応じて構成や動作の動的な変更対応が可能となる。例えば、適応変調に使用する場合には、各変調方式の変調多値数に対応する無線フレームのシンボルサイズに応じた分配列数と並列配備する各復号化回路との対応を予め決めておき、図示しない制御手段にパラメータとして保持しておく。そして、該制御手段が変調方式の変更を知った場合に、対応する分配列数情報を前述した各回路に通知すればよい。
(第2の実施形態の誤り訂正復号化方法の動作フロー)
図20は、本発明の誤り訂正復号化方法の第2の実施形態の動作を示すフロー図である。
まず、合計が、無線フレームのシンボルサイズm1=11となるように、3並列に配備された復号化回路に、m2=2、m3=3、m4=6の分配列数を割り当てる(S401)。つまり、入力する無線フレームデータには、シンボルサイズm1=11である2048QAM変調方式が適用され、使用する復号化回路は、シンボルサイズ(n)=8ビット、符号シンボル数(p)=255であるブロック符号の符号語を基礎符号として処理するものとする。
無線フレームデータを入力し、分配列数に応じた無線列数を有する第1の符号語を出力する(S402)。
無線フレームデータに基づいて、復号化の単位となるシンボルサイズ(8)と符号シンボル数(255)を有する基礎符号を構成する符号ビット数(8×255=2040)ごとに符号長パルスを出力する(S403)。この符号長パルスの間隔(符号長パルス周期)は無線フレームを構成するビット数(フレーム長)に相当する。
符号長パルスの周期を単位として、基礎符号のシンボルサイズ(8)に対する対応する分配列数(2、3、6)の割合(2/8、3/8、6/8)のクロック動作率で、第1の符号語を、シンボルサイズ(8)を有する第2の符号語に変換する(S404)。
つまり、第1の符号語は、符号長パルスの周期の各クロックに対して有効なビットデータが100%の割合で対応し、分配列数に相当する列数を有している。そして、第2の符号語は、シンボルサイズ(n)=8の符号語シンボルが、異なる密度で255個(符号シンボル数)存在する符号語が、符号長パルス周期毎に分配列数に相当する数だけ存在する。
第2の符号語と、各符号語(基礎符号)の区切りを示す符号語パルス(第1の符号語パルス)を各復号化回路に出力する(S405)。
各復号化回路で、入力したデータレートのまま、第2の符号語に対して誤り訂正復号化の処理を行い、復号化した情報データを生成して対応するFIFOキューに出力する(S406)。このとき、基礎符号を復号化して生成された情報データの区切りを示す符号語パルス(第2の符号語パルス)もFIFOキューに出力する。
符号語パルス(第2の符号語パルス)と同期させて各FIFOキューから、割り当てられた分配列数に応じたバイト単位で、分配列数に応じた順序で情報データを読み出し、結合して出力する(S407)。
以上の動作により、入力する無線フレームデータの変調多値数に対応する無線列数(シンボルサイズ)が複数の復号化回路で分散されて処理され、復号化された情報データが得られる。
以上に説明したように、本発明は、任意のブロック符号に適用でき、伝送容量の大容量化に対処して誤り訂正符号化・復号化の処理能力を向上させることができる。
なお、上記の実施形態の一部または全部は、以下の付記のようにも記載しうるが、以下には限られない。
(付記1) 入力する情報データに対して誤り訂正符号化の処理を行って、所定のシンボルサイズ(n)と符号シンボル数(p)を有するブロック符号の符号語を基礎符号として生成する符号化回路を複数並列に備えた符号化手段と、合計が、出力する無線フレームデータの変調多値数に対応するシンボルサイズ(m1)となるように決められた、任意の正の整数(m2、m3・・・mk)が分配列数としてそれぞれ割り当てられた、前記符号化手段の各符号化回路に、前記情報データを該分配列数に従って対応する前記符号化回路に分配するデータ分配手段と、前記符号化手段の各符号化回路から、前記基礎符号のシンボルサイズ(n)に対する対応する分配列数(m2、m3・・・mk)の割合(m2/n、m3/n・・・mk/n)のクロック数で動作するクロック動作率で前記基礎符号を第1の符号語として読み出し、前記基礎符号を構成する符号ビット数(n×p)に相当するクロック数ごとに符号長パルスを出力する符号長フレーム生成手段と、前記符号化手段の各符号化回路に対応して設けられ、対応する符号化回路から前記符号長フレーム生成手段により読み出された前記第1の符号語を入力して100%のクロック動作率で処理し、前記符号長パルスの周期のクロック数単位で、対応する符号化回路に割り当てられた前記分配列数の無線列数を有する第2の符号語を出力する無線列数変換手段と、前記無線列数変換手段が出力する、各符号化回路に対応する前記第2の符号語の無線列数を結合した第3の符号語を、前記無線フレームデータとして出力するビット結合手段と、を備えることを特徴とする誤り訂正符号化回路。
(付記2) 前記分配列数は、前記符号化手段の各符号化回路が生成する前記基礎符号のシンボルサイズ(n)以下に設定することを特徴とする付記1に記載の誤り訂正符号化回路。
(付記3) 前記データ分配手段は、前記符号化回路が前記基礎符号を生成する際の符号化率に応じて、該基礎符号を生成するのに必要な前記情報データ量を前記符号化回路に分配する毎に、符号語の区切りを示す第1の符号語パルスを対応する符号化回路に出力することを特徴とする付記1または付記2に記載の誤り訂正符号化回路。
(付記4) 前記符号化手段は、複数並列に備えた各符号化回路に対応するFIFO(First In First Out)キューを備え、前記符号化回路は、生成した前記基礎符号を、該基礎符号の区切りを示す第2の符号語パルスとともに対応するFIFOキューに出力することを特徴とする付記3に記載の誤り訂正符号化回路。
(付記5) 前記符号長フレーム生成手段は、前記FIFOキューを介して入力した前記第2の符号語パルスでFIFO読出し信号の位相の初期化を行って、各符号化回路から読み出す前記第1の符号語の先頭を合わせることを特徴とする付記4に記載の誤り訂正符号化回路。
(付記6) 前記無線列数変換手段に入力する前記第1の符号語は、前記符号長パルスの周期のクロック数単位に、対応する前記符号化回路に割り当てられた前記分配列数に相当する数の前記基礎符号を含み、前記無線列数変換手段が出力する前記第2の符号語は、前記符号長パルス周期の各クロックに対応するビットデータであって、対応する前記符号化回路に割り当てられた前記分配列数に相当する数の無線列数を有することを特徴とする付記1乃至5のいずれかの付記に記載の誤り訂正符号化回路。
(付記7) 前記符号化手段が備える複数の符号化回路のいずれかが、他の符号化回路が生成する前記基礎符号の整数倍の符号シンボル数を有する符号語を生成し、前記符号長パルスの周期は、前記基礎符号の整数倍の符号シンボル数を有する該符号語の符号ビット数に相当するクロック数であることを特徴とする付記1乃至6のいずれかの付記に記載の誤り訂正符号化回路。
(付記8) 出力する無線フレームデータに適用する複数の変調方式のそれぞれの変調多値数に対応させて前記分配列数を予め決定し、前記符号化手段が複数並列に備える符号化回路数は、出力する無線フレームデータに適用する変調多値数が最大となる変調方式のシンボルサイズに対応して決められた前記分配列数に基づいて決められ、無線フレームデータに適用する変調多値数が変更された場合、該変更された変調多値数に対応した前記分配列数が、前記データ分配手段、前記符号長フレーム生成手段および前記無線列数変換手段に通知されることを特徴とする付記1乃至7のいずれかの付記に記載の誤り訂正符号化回路。
(付記9) 付記1乃至8の何れかの付記に記載の誤り訂正符号化回路を信号送信部に備えることを特徴とする通信装置。
(付記10) 複数並列に備えた、入力する情報データに対して誤り訂正符号化の処理を行う符号化回路のそれぞれに、合計が、出力する無線フレームデータの変調多値数に対応するシンボルサイズ(m1)となるように決められた、任意の正の整数(m2、m3・・・mk)を分配列数として割り当て、該分配列数に従って、前記情報データを対応する前記符号化回路に分配し、前記符号化回路が、前記情報データに対して誤り訂正符号化の処理を行って、所定のシンボルサイズ(n)と符号シンボル数(p)を有するブロック符号の符号語を基礎符号として生成し、各符号化回路から、前記基礎符号のシンボルサイズ(n)に対する対応する分配列数(m2、m3・・・mk)の割合(m2/n、m3/n・・・mk/n)のクロック数で動作するクロック動作率で前記基礎符号を第1の符号語として読み出し、前記基礎符号を構成する符号ビット数(n×p)に相当するクロック数ごとに符号長パルスを出力し、対応する符号化回路から読み出された前記第1の符号語を100%のクロック動作率で処理し、前記符号長パルスの周期のクロック数単位で、対応する符号化回路に割り当てられた前記分配列数の無線列数を有する第2の符号語を出力し、該出力した前記第2の符号語の無線列数を結合した第3の符号語を、前記無線フレームデータとして出力することを特徴とする誤り訂正符号化方法。
(付記11) 前記分配列数は、前記基礎符号のシンボルサイズ(n)以下に設定することを特徴とする付記10に記載の誤り訂正符号化方法。
(付記12) 前記情報データを対応する前記符号化回路に分配する際に、前記符号化回路が前記基礎符号を生成する際の符号化率に応じて、該基礎符号を生成するのに必要な前記情報データ量を前記符号化回路に分配する毎に、符号語の区切りを示す第1の符号語パルスを対応する符号化回路に出力することを特徴とする付記10または付記11に記載の誤り訂正符号化方法。
(付記13) 前記符号化回路が、生成した前記基礎符号を、該基礎符号の区切りを示す第2の符号語パルスとともに対応するFIFO(First In First Out)キューに出力することを特徴とする付記12に記載の誤り訂正符号化方法。
(付記14) 前記FIFOキューを介して入力した前記第2の符号語パルスでFIFO読出し信号の位相の初期化を行って、各符号化回路から読み出す前記第1の符号語の先頭を合わせることを特徴とする付記13に記載の誤り訂正符号化方法。
(付記15) 前記第1の符号語は、前記符号長パルスの周期のクロック数単位に、対応する前記符号化回路に割り当てられた前記分配列数に相当する数の前記基礎符号を含み、前記第2の符号語は、前記符号長パルス周期の各クロックに対応するビットデータであって、対応する前記符号化回路に割り当てられた前記分配列数に相当する数の無線列数を有することを特徴とする付記10乃至14のいずれかの付記に記載の誤り訂正符号化方法。
(付記16) 複数の前記符号化回路のいずれかが、他の符号化回路が生成する前記基礎符号の整数倍の符号シンボル数を有する符号語を生成し、前記符号長パルスの周期は、前記基礎符号の整数倍の符号シンボル数を有する該符号語の符号ビット数に相当するクロック数であることを特徴とする付記10乃至15のいずれかの付記に記載の誤り訂正符号化方法。
(付記17) 出力する無線フレームデータに適用する複数の変調方式のそれぞれの変調多値数に対応させて前記分配列数を予め決定し、複数並列に備える符号化回路数は、出力する無線フレームデータに適用する変調多値数が最大となる変調方式のシンボルサイズに対応して決められた前記分配列数に基づいて決められ、無線フレームデータに適用する変調多値数が変更された場合、該変更された変調多値数に対応した前記分配列数が通知されることを特徴とする付記10乃至16のいずれかの付記に記載の誤り訂正符号化方法。
(付記18) 入力する所定のシンボルサイズ(n)と符号シンボル数(p)を有するブロック符号の符号語である基礎符号に対して誤り訂正復号化の処理を行って、復号した情報データを生成する復号化回路を複数並列に備えた復号化手段と、所定の変調多値数に対応するシンボルサイズ(m1)の無線列数を有する無線フレームデータを入力し、合計が該無線フレームデータのシンボルサイズ(m1)となるように決められた、任意の正の整数(m2、m3・・・mk)である分配列数に応じた無線列数を有する第1の符号語を出力するビット分離手段と、前記無線フレームデータを入力し、前記基礎符号を構成する符号ビット数(n×p)に相当するクロック数ごとに符号長パルスを出力するフレーム同期検出手段と、前記復号化手段の各復号化回路に対応して設けられ、前記フレーム同期検出手段が出力する前記符号長パルスと、前記ビット分離手段が出力する対応する無線列数を有する前記第1の符号語を入力し、前記符号長パルスの周期のクロック数単位で、前記基礎符号のシンボルサイズ(n)に対する対応する分配列数(m2、m3・・・mk)の割合(m2/n、m3/n・・・mk/n)のクロック数で動作するクロック動作率で、前記第1の符号語を前記基礎符号のシンボルサイズを有する第2の符号語に変換して、対応する前記復号化回路に出力する無線列数逆変換手段と、前記復号化手段の各復号化回路から、復号した情報データを前記分配列数に応じた順序で読み出し、結合して出力するデータ逆分配手段と、を備えることを特徴とする誤り訂正復号化回路。
(付記19) 前記分配列数は、前記復号化手段の各復号化回路が扱う前記基礎符号のシンボルサイズ(n)以下に設定することを特徴とする付記18に記載の誤り訂正復号化回路。
(付記20) 前記無線列数逆変換手段は、前記符号長パルスの周期のクロック数単位で、前記分配列数に応じた数の前記第2の符号語を、各第2の符号語の区切りを示す第1の符号語パルスとともに出力することを特徴とする付記18または付記19に記載の誤り訂正復号化回路。
(付記21) 前記復号化手段は、複数並列に備えた各復号化回路に対応するFIFO(First In First Out)キューを備え、前記復号化回路は、生成した前記情報データを、復号化した基礎符号の区切りを示す第2の符号語パルスとともに対応するFIFOキューに出力することを特徴とする付記20に記載の誤り訂正復号化回路。
(付記22) 前記無線列数逆変換手段に入力する前記第1の符号語は、前記符号長パルス周期の各クロックに対応するビットデータであって、対応する前記復号化回路に割り当てられた前記分配列数に相当する数の無線列数を有し、前記無線列数逆変換手段が出力する前記第2の符号語は、前記符号長パルスの周期のクロック数単位に、対応する前記復号化回路に割り当てられた前記分配列数に相当する数の前記基礎符号を含むことを特徴とする付記18乃至21のいずれかの付記に記載の誤り訂正復号化回路。
(付記23) 前記復号化手段が備える複数の復号化回路のいずれかが、他の復号化回路が扱う前記基礎符号の整数倍の符号シンボル数を有する符号語を処理し、前記符号長パルスの周期は、前記基礎符号の整数倍の符号シンボル数を有する該符号語の符号ビット数に相当するクロック数であることを特徴とする付記18乃至22のいずれかの付記に記載の誤り訂正復号化回路。
(付記24) 無線フレームデータに適用する複数の変調方式のそれぞれの変調多値数に対応させて前記分配列数を予め決定し、前記復号化手段が複数並列に備える復号化回路数は、無線フレームデータに適用する変調多値数が最大となる変調方式のシンボルサイズに対応して決められた前記分配列数に基づいて決められ、無線フレームデータに適用する変調多値数が変更された場合、該変更された変調多値数に対応した前記分配列数が、前記無線列数逆変換手段および前記データ逆分配回路に通知されることを特徴とする付記18乃至23のいずれかの付記に記載の誤り訂正復号化回路。
(付記25) 付記18乃至24の何れかの付記に記載の誤り訂正復号化回路を信号受信部に備えることを特徴とする通信装置。
(付記26) 複数並列に備えた、入力する所定のシンボルサイズ(n)と符号シンボル数(p)を有するブロック符号の符号語である基礎符号に対して誤り訂正復号化の処理を行って、復号した情報データを生成する復号化回路に、合計が、入力する無線フレームデータの変調多値数に対応するシンボルサイズ(m1)となるように決められた、任意の正の整数(m2、m3・・・mk)である分配列数を割り当て、前記無線フレームデータを入力し、前記分配列数に応じた無線列数を有する第1の符号語を出力し、前記無線フレームデータに基づいて、前記基礎符号を構成する符号ビット数(n×p)に相当するクロック数ごとに符号長パルスを出力し、前記符号長パルスと、前記分配列数に応じた前記第1の符号語を入力し、前記符号長パルスの周期のクロック数単位で、前記基礎符号のシンボルサイズ(n)に対する対応する分配列数(m2、m3・・・mk)の割合(m2/n、m3/n・・・mk/n)のクロック数で動作するクロック動作率で、前記第1の符号語を前記基礎符号のシンボルサイズを有する第2の符号語に変換して、対応する前記分配列数が割り当てられた前記復号化回路に出力し、複数並列に備えた前記復号化回路のそれぞれから、復号した情報データを前記分配列数に応じた順序で読み出し、結合して出力することを特徴とする誤り訂正復号化方法。
(付記27) 前記分配列数は、前記基礎符号のシンボルサイズ(n)以下に設定することを特徴とする付記26に記載の誤り訂正復号化方法。
(付記28) 前記第2の符号語を出力する際に、前記符号長パルスの周期のクロック数単位で、前記分配列数に応じた数の前記第2の符号語を、各第2の符号語の区切りを示す第1の符号語パルスとともに出力することを特徴とする付記26または付記27に記載の誤り訂正復号化方法。
(付記29) 前記復号化回路が、生成した前記情報データを、復号化した基礎符号の区切りを示す第2の符号語パルスとともに対応するFIFO(First In First Out)キューに出力することを特徴とする付記28に記載の誤り訂正復号化方法。
(付記30) 前記第1の符号語は、前記符号長パルス周期の各クロックに対応するビットデータであって、対応する前記復号化回路に割り当てられた前記分配列数に相当する数の無線列数を有し、前記第2の符号語は、前記符号長パルスの周期のクロック数単位に、対応する前記復号化回路に割り当てられた前記分配列数に相当する数の前記基礎符号を含むことを特徴とする付記26乃至29のいずれかの付記に記載の誤り訂正復号化方法。
(付記31) 複数の前記復号化回路のいずれかが、他の復号化回路が扱う前記基礎符号の整数倍の符号シンボル数を有する符号語を処理し、前記符号長パルスの周期は、前記基礎符号の整数倍の符号シンボル数を有する該符号語の符号ビット数に相当するクロック数であることを特徴とする付記26乃至30のいずれかの付記に記載の誤り訂正復号化方法。
(付記32) 無線フレームデータに適用する複数の変調方式のそれぞれの変調多値数に対応させて前記分配列数を予め決定し、複数並列に備える復号化回路数は、無線フレームデータに適用する変調多値数が最大となる変調方式のシンボルサイズに対応して決められた前記分配列数に基づいて決められ、無線フレームデータに適用する変調多値数が変更された場合、該変更された変調多値数に対応した前記分配列数が通知されることを特徴とする付記26乃至31のいずれかの付記に記載の誤り訂正復号化方法。
1、10 誤り訂正符号化回路
2、20 誤り訂正復号化回路
3、4 通信装置
30 信号送信部
40 信号受信部
11 データ分配手段
12 符号化手段
13 無線列数変換手段
14 符号長フレーム生成手段
15 ビット結合手段
121、1201 符号化回路
21 ビット分離手段
22 フレーム同期検出手段
23 無線列数逆変換手段
24 復号化手段
25 データ逆分配手段
241、2401 復号化回路
110 データ分配回路
120 符号化部
130 無線列数変換回路
135 FIFO遅延回路
140 符号長フレーム生成回路
150 ビット結合回路
210 信号点変換回路
1202 FIFOキュー
210 フレーム同期検出回路
220 ビット分離回路
230 無線列数逆変換回路
235 遅延回路
240 復号化部
250 データ逆分配回路
255 信号点逆変換回路
301 情報源符号化回路
302 誤り訂正符号化回路
303 変調回路
304 送信回路
401 受信回路
402 復調回路
403 誤り訂正復号化回路
404 情報源復号化回路

Claims (2)

  1. 入力する情報データに対して誤り訂正符号化の処理を行って、所定のシンボルサイズ(n)と符号シンボル数(p)を有するブロック符号の符号語を基礎符号として生成する符号化回路を複数並列に備えた符号化手段と、
    合計が、出力する無線フレームデータの変調多値数に対応するシンボルサイズ(m1)となるように決められた、任意の正の整数(m2、m3・・・mk)が分配列数としてそれぞれ割り当てられた、前記符号化手段の各符号化回路に、前記情報データを該分配列数に従って対応する前記符号化回路に分配するデータ分配手段と、
    前記符号化手段の各符号化回路から、前記基礎符号のシンボルサイズ(n)に対する対応する分配列数(m2、m3・・・mk)の割合(m2/n、m3/n・・・mk/n)のクロック数で動作するクロック動作率で前記基礎符号を第1の符号語として読み出し、前記基礎符号を構成する符号ビット数(n×p)に相当するクロック数ごとに符号長パルスを出力する符号長フレーム生成手段と、
    前記符号化手段の各符号化回路に対応して設けられ、対応する符号化回路から前記符号長フレーム生成手段により読み出された前記第1の符号語を入力して100%のクロック動作率で処理し、前記符号長パルスの周期のクロック数単位で、対応する符号化回路に割り当てられた前記分配列数の無線列数を有する第2の符号語を出力する無線列数変換手段と、
    前記無線列数変換手段が出力する、各符号化回路に対応する前記第2の符号語の無線列数を結合した第3の符号語を、前記無線フレームデータとして出力するビット結合手段と
    を含む誤り訂正符号化回路を信号送信部に備える通信装置
  2. 入力する所定のシンボルサイズ(n)と符号シンボル数(p)を有するブロック符号の符号語である基礎符号に対して誤り訂正復号化の処理を行って、復号した情報データを生成する復号化回路を複数並列に備えた復号化手段と、
    所定の変調多値数に対応するシンボルサイズ(m1)の無線列数を有する無線フレームデータを入力し、合計が該無線フレームデータのシンボルサイズ(m1)となるように決められた、任意の正の整数(m2、m3・・・mk)である分配列数に応じた無線列数を有する第1の符号語を出力するビット分離手段と、
    前記無線フレームデータを入力し、前記基礎符号を構成する符号ビット数(n×p)に相当するクロック数ごとに符号長パルスを出力するフレーム同期検出手段と、
    前記復号化手段の各復号化回路に対応して設けられ、前記フレーム同期検出手段が出力する前記符号長パルスと、前記ビット分離手段が出力する対応する無線列数を有する前記第1の符号語を入力し、前記符号長パルスの周期のクロック数単位で、前記基礎符号のシンボルサイズ(n)に対する対応する分配列数(m2、m3・・・mk)の割合(m2/n、m3/n・・・mk/n)のクロック数で動作するクロック動作率で、前記第1の符号語を前記基礎符号のシンボルサイズを有する第2の符号語に変換して、対応する前記復号化回路に出力する無線列数逆変換手段と、
    前記復号化手段の各復号化回路から、復号した情報データを前記分配列数に応じた順序で読み出し、結合して出力するデータ逆分配手段と
    を含む誤り訂正復号化回路を信号受信部に備える通信装置
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