JPH08251036A

JPH08251036A - 誤り訂正復号方法

Info

Publication number: JPH08251036A
Application number: JP5746795A
Authority: JP
Inventors: Hiroto Suda; 博人須田
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1995-01-12
Filing date: 1995-03-16
Publication date: 1996-09-27

Abstract

(57)【要約】【目的】ランダム誤りとバースト誤りが頻発する通信
システムに最適な誤り訂正復号方法を提供する。【構成】受信符号のランダム誤り訂正復号を行い復号
候補の集合Ａを作成する（処理ａ）と共に受信符号のバ
ースト誤り訂正復号を行い復号候補の集合Ｂを作成する
（処理ｂ）。両集合をマージし（処理ｃ）、集合Ａと集
合Ｂに共通する復号候補をサーチする予備選択処理（処
理ｄ）を行う。そして、共通する復号候補の数に応じ
て、集合ＡおよびＢの復号候補の中から最終的な復号語
を選択する（処理ｅ）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、受信情報について行う
誤り訂正復号方法に係り、特に移動無線システムのよう
に伝送路上でランダム誤りとバースト誤りが頻発する通
信システムに好適な誤り訂正復号方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】移動無線のようにランダム誤りおよびバ
ースト誤りが混在して発生し得る伝送路では、ランダム
誤り訂正復号だけでは効率的な誤り訂正の実現が難しい
ため、ビットインターリーブとランダム誤り訂正符号を
併用する方法が一般に用いられている。

【０００３】ここで、ビットインターリーブ長、すなわ
ち、伝送順序の入替えを行う時間間隔を十分長くすると
誤りがランダム化されるため、ランダム誤り訂正符号の
効果が上がることとなる。しかし、現在のディジタル自
動車・携帯電話に適用する場合には遅延時間の短縮のた
め、ビットインターリーブ長は数十ｍｓ程度の長さに限
られる。このため、ビットインターリーブを行ったとし
ても伝送路誤りのバースト性が残留することになる。

【０００４】また、伝送する情報が画像やデータであっ
ても、静止画伝送などの場合を除いては、リアルタイム
性を要求されることが多く、遅延時間をあまり長くする
ことはサービスの品質を低下させることになる。従っ
て、この場合に適用できるビットインターリーブの長さ
にも限界があり、符号誤りのバースト性は残留すること
になる。

【０００５】以上のように、誤りのバースト性を残した
ままの場合には、従来のランダム誤り訂正復号を適用す
ると効率が落ちてしまうという欠点があった。

【０００６】一方、ＢＣＨ符号のような巡回符号におい
ては、通常のランダム誤り訂正復号以外に、”符号語の
巡回置換はまた符号語である”という性質を利用したバ
ースト誤り訂正符号の移動無線への適用がMabeyにより
検討されている(参考文献："Mobile Digital Transmiss
ion with Soft Decision Decoding",IEEE Veh. Tech.Co
nf.,1985,pp197-199)。このMabeyの方法は、受信機から
得られる信頼度情報を用いて受信語の中から最も信頼度
の高い巡回連続するｋビットを抽出し、そのｋビットを
符号化することで送信系列を再生する。

【０００７】この方法は、最も信頼度の高い巡回連続す
るｋビットに誤りがないことを前提とした復号法であ
る。例えば、ＢＣＨ（１５，１１）であれば、巡回連続
する１１ビットに誤りがなければ、残りの４ビットが全
て誤っていても訂正することができる。この符号の最少
ハミング距離は３であるから、最小ハミング距離よりも
大きな誤りを訂正可能である。

【０００８】しかし、最も信頼度の高い巡回連続するｋ
ビットに符号誤りが存在した場合には誤り訂正をするこ
とになるという欠点を持つ。また、このようなバースト
誤り訂正復号は、符号の中にバーストが１つ含まれると
きにはその効果を発揮するが、複数のバーストまたはラ
ンダム誤りが混在する場合には誤りを訂正することが難
しいという欠点もある。

【０００９】移動無線伝送路では、ランダムおよびバー
スト誤りが混在するため、同一符号の複数の場所に誤り
が存在することがあり、本バースト誤り訂正復号だけで
はその効果が十分に発揮できない。

【００１０】そこで、これらランダム誤り訂正復号とバ
ースト誤り訂正復号の特性を共に活用するため、両方の
復号法を共に適用し、復号候補を複数求め、その中から
信頼度の高い復号候補を選択する方法が提案されている
（特願平４−２４５１２９、５−２２９１９７）。この
方法では、復号の候補数を増加させるとそれだけ復号特
性を向上させることが可能となる。一方、候補数を多く
すると１つに絞るための処理量が増加するという欠点が
現れる。

【００１１】例えば、図１に示すＣＲＣ符号とＢＣＨ符
号を組み合わせた連接符号化方式に、ランダム誤りとバ
ースト誤り訂正復号を適用する場合について考えてみ
る。９９ビットの情報ビットに１１ビットのＣＲＣ符号
を付加し、合計１１０ビットとする。これをＢＣＨ（１
５，１１）で符号化して冗長ビットを付加し、１５０ビ
ットとして伝送する。

【００１２】ここで、各ＢＣＨ符号の復号においてそれ
ぞれ３個の復号候補を残したとすると、３¹⁰＝５９，０
４９個の復号候補が生成されることになる。これだけ、
多くの復号候補が存在すると、１つに絞り込む処理が増
大すると共に誤った復号候補を選択する確率（誤り見逃
し確率）が増加するという欠点が現れる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】さて、ランダム誤り訂
正復号およびバースト誤り訂正復号から得られる復号候
補数を十分に大きくしかつ効率的な探索により復号候補
を絞る方法を実現すれば、復号特性も向上し処理量増加
も抑えられ、さらに効率的な探索により誤りの見逃し率
も小さく抑えることが可能となる。本発明は、このよう
な観点からランダム誤りとバースト誤りが頻発する通信
システムに最適な誤り訂正復号方法を提供しようとする
ものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、図２に示すよ
うにランダム誤り訂正復号およびバースト誤り訂正復号
から得られた復号候補を予備選択するものである。ここ
で、予備選択処理においては、処理が簡易であること、
予備選択により重要な候補を欠落させないこと、さらに
信頼度の低い候補は積極的に棄却する機能が要求され
る。本発明は、かかる意義に適う予備選択を行うもので
ある。

【００１５】さらに詳述すると本発明に係る方法の内容
は以下の通りである。（ａ）ランダム誤り訂正復号処理巡回符号のランダム誤り訂正復号を行い復号候補の集合
Ａを作成する。（ｂ）バースト誤り訂正処理巡回符号の”符号語の巡回置換はまた符号語である”と
いう性質を利用したバースト誤り訂正復号を行い復号候
補の集合Ｂを作成する。（ｃ）復号候補マージ処理上記集合ＡおよびＢをマージする。（ｄ）予備選択処理集合Ａと集合Ｂに共通する復号候補をサーチする。（ｅ）本選択処理共通する復号候補の数に応じて、以下の場合に分けて処
理する。（ｅ１）共通する復号候補が無い場合：集合Ａおよび集
合Ｂの中の最も尤度の高い候補を採用する。（ｅ２）共通する復号候補が１つの場合：これを復号結
果として採用する。（ｅ３）共通する復号候補が複数の場合：共通候補の中
から最も尤度の高い候補を採用する。

【００１６】以上の処理において最大の特徴は（ｄ）の
予備選択処理にある。すなわち、ランダム誤り訂正と、
バースト誤り訂正から共通の復号語が得られた場合に
は、例え尤度が小さくても、それを採用することにあ
る。

【００１７】

【作用】ランダム誤り訂正とバースト誤り訂正の結果に
共通する復号語が採用されることにより、訂正された誤
りがバースト的であればこれが優先されることとなる。
バースト的な誤りをより優先して訂正することで、従来
は考慮されていない符号誤りの相関を加味した復号が可
能となり、復号特性が向上する。

【００１８】

【実施例】

＜実施例１＞本発明は、巡回符号に広く適用できる。こ
こでは、符号長１５ビット、最小距離３のＢＣＨ（１
５，１１）に本発明を適用する場合について説明する。
受信機からは、復号されたビット系列とともに信頼度情
報も出力される。ＢＣＨ（１５、１１）の復号器は、こ
の信頼度情報も利用して誤り訂正復号を行う。ランダム
誤り訂正復号のアルゴリズムとしては、チェイスの提案
した軟判定復号法をベースとしさらにチェイスの復号法
を拡張した方法を適用する。チェイスの復号法は、１５
ビットの中から信頼度の低いビットを選択し、このビッ
トの値を反転しては硬判定復号を適用する処理の繰り返
しである。チェイスの復号法で反転させる最大のビット
数は、最大距離の半分を超えない整数個までである。本
実施例の場合には、チェイスの復号法では最大で１ビッ
トまでを反転することになる。本発明においては、チェ
イスよりも多くのビットを反転させる。この実施例にお
いては、２ビットまでを反転させることとする。

【００１９】本実施例のランダム誤り訂正復号の具体的
処理を以下に説明する。（１）受信語ｒ（ここではＤｉ）をそのまま硬判定復号
し復号語ｄを求める。（２）受信後ｒの中から信頼度が低い２ビットを選択
し、そのビットのみを反転させたパターン（３種類：ｒ
１，ｒ２，ｒ３）を生成し、これを硬判定復号し復号語
ｄ１，ｄ２，ｄ３を求める。（３）上記の（１）、（２）から得られた復号語を要素
とする集合をランダム誤り訂正の復号候補の集合Ａとす
る。

【００２０】本実施例のバースト誤り訂正復号には、例
えば、「参考文献：宮川、岩垂、今井”誤り訂正符
号”、昭晃堂、１９７３」に記載の方法を用いる。この
バースト誤り訂正復号は、符号語を構成するビット列の
うち任意のビット位置から始まるｋ個（ｋは所定の整
数）の連続したビット列を選択した場合、この選択した
ビット列を正しいものであれば、他のビットが誤ってい
ても全体を正しく復元することができるという符号の特
性を利用するものである。ここで、選択する連続したビ
ット列は、巡回連続するビット列であれば足り、例えば
ビット列の末尾のビットとビット列の先頭から始まるｋ
−１個のビット列とを合せたビット列でもよい。本実施
例においては、１５ビットの中から巡回連続する１１ビ
ットを選択し、これを情報ビットとして符号化操作を行
い冗長ビットに相当する残りの４ビットを生成する。こ
の符号化操作の基礎とした１１ビットと符号化操作によ
り生成した４ビットを合わせた１５ビットを復号語とし
て採用する。以上の処理を基本とし、本実施例では、受
信機から得られる信頼度情報を利用して以下に示すよう
に復号処理を進める。

【００２１】（１）受信語１５ビットの中から、信頼度
が高い巡回連続する１１ビットをｉ組選択する。選択さ
れた１１ビットを種ビット系列と呼ぶこととする。（２）それぞれの種ビット系列について、その系列中か
ら信頼度が低いビットｊ個を選択し、この中から１ビッ
トのみ反転させたビット系列をｊ個生成する。以上の処
理から、最大ｉ×ｊ個の種ビット系列およびその変形ビ
ット系列が求まる。（３）求めたビット系列を用いて上記のバースト誤り訂
正復号を行い、復号語を求め、得られた復号語を要素と
する集合Ｂを生成する。

【００２２】次に、集合Ａと集合Ｂの共通の要素を検索
する。共通する復号候補の数に応じて、以下の場合に分
けて処理する。（１）共通する復号候補が無い場合：集合Ａおよび集合
Ｂの中の最も尤度の高い候補を採用する。（２）共通する復号候補が１つの場合：これを復号結果
として採用する。（３）共通する復号候補が複数の場合：共通候補の中か
ら最も尤度の高い候補を採用する。

【００２３】＜実施例２＞本発明は，ＣＲＣ符号と複数
の符号を組み合わせた符号化方式に適用した場合にも適
用効果が得られる。ここでは、１６ビットのＣＲＣ符号
と１３個のＢＣＨ（１５，１１）符号とを組み合わせた
符号化法を対象として実施例を示す。

【００２４】図４は上記符号化法を使用した無線伝送系
の構成例を示すものである。この図において、１００は
送信部、２００は受信部、３００は送信部１００と受信
部２００とを結ぶ無線伝送路である。送信部１００にお
いては、伝送すべき情報ビットがＣＲＣ符号部１０１に
よりＣＲＣ符号化され、この結果得られる符号全体が分
割部１０２により１３分割され、分割された１３個の符
号がＢＣＨ符号部１００１〜１０１３によりＢＣＨ（１
５，１１）符号に符号化される。そして、これらのＢＣ
Ｈ（１５，１１）符号は、インターリービング処理部１
０３を介すことにより時間軸上でのビット入替え（イン
ターリービング）が施され、無線伝送路３００へ出力さ
れる。

【００２５】このようにして無線伝送路３００に出力さ
れた信号は受信部２００によって受信され、デ・インタ
ーリービング／分割部２０１を介すことにより、１３個
のＢＣＨ（１５，１１）符号に戻される。これらのＢＣ
Ｈ（１５，１１）符号は、無線伝送路３００を経て受信
されたものであるため、ランダム誤りあるいはバースト
誤りを含んでいる可能性が高い。誤り訂正復号部２０２
は、本実施例に係る誤り訂正復号方法を駆使して、これ
らのＢＣＨ（１５，１１）符号の誤り訂正復号を行うも
のである。すなわち、次の通りである。

【００２６】（１）まず、誤り訂正復号部２０２は、受
信された１３個のＢＣＨ符号を信頼度を基準としてソー
トし、信頼度の低い受信語から並べる。（２）信頼度が最も低い受信語について、実施例１の復
号を適用し、集合Ａ（ランダム誤り訂正復号により得ら
れた復号語の候補）および集合Ｂ（バースト誤り訂正復
号により得られた復号語の候補）を求める。（３）集合Ａと集合Ｂに共通する復号語が存在する場合
には、その中から尤度最高の復号語を採用し、ｋ１＝１
とする。（４）集合Ａと集合Ｂに共通する復号語が存在しない場
合には、集合の和集合の中で尤度の高いものからｍ１個
を記憶し、ｋ１＝ｍ１とする。（５）ソートされた受信語の中から次に信頼度が低いも
のを選択し、上記（２）から（４）の処理を適用する処
理を順次進める。ただし、次式の条件を満たすものとす
る。ｋ１×ｋ２×ｋ３・・・ｋ１３＜Ｍなお、上記式においてｋ２，ｋ３，・・・ｋ１３は２回
目、３回目、・・・１３回目における上記ｋ１相当の個
数である。（６）残された復号語候補の全てについて、ＣＲＣ符号
のチェックを行う。このチェックの結果複数個の候補が
残った場合には、これらの中で最も信頼度が高い候補を
最終的に選択する。

【００２７】実施例２をＱＰＳＫ変調を用いた移動無線
伝送路に適用した場合の特性を図３に示す。最大ドップ
ラ周波数と伝送路のビット誤り率を横軸に示し、縦軸に
は復号後のフレーム誤り率を示す。“従来法”は参考文
献に示されているチェイスの第２復号法であり、“本実
施例”が実施例２の特性である。

【００２８】＜実施例３＞本実施例は、上記実施例１に
おいて予備選択処理を終えた後、その結果を利用して行
う本選択処理の態様に改良を加えたものである。すなわ
ち、本実施例においては以下の手順で本選択処理を進め
る。（１）第１の選択処理まず、上記実施例１において得られた集合Ａ（ランダム
誤り訂正復号により得られた復号語の候補の集合）と集
合Ｂ（バースト誤り訂正復号により得られた復号語の候
補の集合）との和集合の中から尤度の最も高い復号語の
候補Ｐ１を選択する。（２）第２の選択処理上記集合ＡおよびＢの両方に共通した復号語（すなわ
ち、ランダム誤り訂正復号によっても得られるし、バー
スト誤り訂正復号によっても得られる共通の復号語）の
集合を求め、この集合において最も尤度の高い復号語の
候補Ｐ２を選択する。（３）最終選択処理第１の選択処理により選択された復号語Ｐ１の尤度と第
２の選択処理により選択された復号語Ｐ２の尤度とを比
較し、以下のように最終的な復号語を決定する。復号語Ｐ１の尤度の方が復号語Ｐ２の尤度よりも高
く、かつ、双方の尤度の差が所定の閾値よりも大きい場
合には、復号語Ｐ１を最終的な復号語として選択する。復号語Ｐ２の尤度の方が復号語Ｐ１の尤度よりも高
く、かつ、双方の尤度の差が所定の閾値よりも大きい場
合には、復号語Ｐ２を最終的な復号語として選択する。復号語Ｐ１の尤度と復号語Ｐ２の尤度との差が所定の
閾値以下である場合には、復号語Ｐ１を最終的な復号語
として選択する。すなわち、この場合については上記実
施例１と同じ取り扱いになる。

【００２９】上述した実施例１においては、集合Ａおよ
びＢに共通する復号語があった場合、その復号語は、た
とえ尤度の低いものであっても最終的な復号語として選
択される。しかし、集合ＡまたはＢの中に他に尤度の高
い復号語がある場合に、そのような尤度の低い復号語が
選択されてしまうのは好ましくない。本実施例によれ
ば、集合ＡおよびＢに共通する復号語があった場合であ
っても、その復号語よりも顕著に尤度の高い復号語が集
合ＡまたはＢの中にある場合にはそちらの復号語が選択
される。従って、上記実施例１よりもさらに正確な誤り
訂正復号を行うことができる。なお、上記実施例２にお
いて、上記実施例１に代えて本実施例を誤り訂正復号部
２０２の誤り訂正復号方法として採用してもよい。

【００３０】以上の各実施例では、あらかじめ伝送路の
バースト特性を推定しておき、これに応じてランダム誤
り訂正復号およびバースト誤り訂正復号で求める復号語
の候補数を決定していた。しかし、実際の伝送路におい
ては、その誤りのバースト性が変動することがある。こ
のような場合には、伝送路のバースト性を測定または推
定する機能と、ランダム誤り訂正復号およびバースト誤
り訂正復号で求める復号語の数を変える機能とを組み合
わせる方法が適用できる。この方法においては、伝送路
誤りのバースト性が増加する場合はバースト誤り訂正復
号で求める復号語の候補数を増やし、逆に伝送路誤りの
バースト性が減少する場合はバースト誤り訂正復号で求
める復号語の候補数を減らす。

【００２９】

【発明の効果】本発明の適用により、バースト誤り訂正
とランダム誤り訂正を同時に行うことができると同時
に、復号の処理を効率的に軽減することができるという
効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用して効果の得られる符号化法の
例である。

【図２】本発明の基本構成を示す図である。

【図３】本発明の実施例の効果を示す図である。

【図４】本発明の適用対象の一例としての無線伝送系
を示す図である。

【符号の説明】ａ……ランダム誤り訂正復号処理、ｂ……バースト誤り
訂正復号処理、ｃ……復号候補マージ処理、ｄ……予備
選択処理、ｅ……本選択処理。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】巡回符号を用いて情報を伝送するシステ
ムにおける受信した符号の復号方法において、ａ．前記符号に対応した複数の復号語を求めるランダム
誤り訂正復号処理と、ｂ．前記符号の中から巡回的に連続するｋ個のビットを
選択し、このｋビットを情報ビットとして符号化を行
い、複数の復号語を求めるバースト誤り訂正復号処理
と、ｃ．ランダム誤り訂正復号処理により得られた復号語
と、バースト誤り訂正復号処理により得られた復号語と
を比較し、一致する復号語を検索する予備選択処理と、ｄ．前記予備選択処理の結果を用いて最終の復号語を決
定する本選択処理とを具備することを特徴とする誤り訂
正復号方法。
【請求項２】前記本選択処理が、前記予備選択処理により前記一致する復号語が検索され
なかった場合に、前記ランダム誤り訂正復号処理および
前記バースト誤り訂正復号処理により得られた各復号語
のうち最も尤度の高い復号語を前記最終の復号語として
採用する処理と、前記予備選択処理により前記一致する復号語が検索され
た場合に、この検索された復号語のうち最も尤度の高い
復号語を前記最終の復号語として採用する処理とを具備
することを特徴とする請求項１記載の誤り訂正復号方
法。
【請求項３】前記本選択処理が、前記ランダム誤り訂正復号処理および前記バースト誤り
訂正復号処理により得られた各復号語のうち最も尤度の
高い復号語を選択する第１の選択処理と、前記予備選択処理により得られた復号語のうち最も尤度
の高い復号語を選択する第２の選択処理と、前記第１の選択処理により選択された復号語の尤度と前
記第２の選択処理により選択された復号語の尤度とを比
較し、各復号語の尤度の差が所定の閾値よりも大きい場
合に、尤度の高い復号語を最終的な復号語として採用す
る処理とを具備することを特徴とする請求項１記載の誤
り訂正復号方法。
【請求項４】受信機から得られる受信シンボルまたは
ビットの信頼度情報を参照し、信頼度の低いシンボルま
たはビットについてはそのシンボルまたはビットの値を
変更する処理を行い、変更する前および変更した後のシ
ンボルまたはビットを用いて、前記ランダム誤り訂正復
号処理および前記バースト誤り訂正処理を行うことを特
徴とする請求項１〜３のいずれか１の請求項に記載の誤
り訂正復号方法。
【請求項５】伝送路のバースト性を測定または推定す
る機能を持ち、前記ランダム誤り訂正復号処理およびバ
ースト誤り訂正復号処理で求める復号語の数を変える機
能を持ち、伝送路のバースト性に適応して前記ランダム
誤り訂正復号処理およびバースト誤り訂正復号処理にお
ける復号語の候補数を独立に変化させることを特徴とす
る請求項１〜４のいずれか１の請求項に記載の誤り訂正
復号法。
【請求項６】送信側装置にて情報ビット系列に対し誤
り検出のための冗長ビットを付加し、この冗長ビットの
付加された情報ビット系列を分割し、この結果得られる
各ビット列に対し巡回符号による誤り訂正符号化を施
し、この結果得られる複数の符号にインターリービング
処理を施して得られるビット系列を伝送路に送信し、受
信側装置が該ビット系列を受信して前記情報ビット系列
を復号する誤り訂正復号方法において、前記ビット系列から前記インターリービング処理が施さ
れる前の複数の符号を復元し、前記複数の符号の各々に対して前記処理ａ〜ｄを施し、
この結果得られる各符号に対応した復号語から前記情報
ビット系列を再現することを特徴とする請求項１〜５の
いずれか１の請求項に記載の誤り訂正復号方法。