JPWO2006001052A1 - 誤り率推定装置 - Google Patents
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Abstract
誤り訂正符号の受信系列の復号を行って事後値を出力する復号部11と、事後値が所定の闘値を越えた回数と受信系列の情報ビット数に基づき事後値分布度を測定する事後値分布測定部12と、測定された事後値分布度に基づき復号後の誤り率を推定する誤り率推定部13とを備えた誤り率推定装置。
Description
この発明はW−CDMAシステム等のデジタル通信の誤り訂正において復号後の誤り率を推定する誤り率推定装置に関するものである。
復号後のフレーム誤り率を推定するには、誤り訂正符号として誤り検出を行うCRC(Cyclic Redundancy Check)等を用いて復号系列の正誤を判断し、複数符号分のサンプルをとってサンプル内における復号後のフレーム誤り率を測定していた。例えば、10000フレームをサンプルした後、100フレームで誤りが検出されれば復号後のフレーム誤り率は1%と推定することができる。推定に要するサンプル数は目標とする誤り率に依存する。フレーム誤り率の測定は10フレーム程度の誤りが観測できた時点で行うことが一般的に妥当とされており、復号後のフレーム誤り率1%を測定するには1000フレーム程度のサンプル数が必要となる。通信路状態が良く誤り率の低い状況下では、目標値が小さくなり多くのサンプル数が必要とされ、長い測定時間を要することになる。
また、繰り返し復号を行う誤り訂正符号を用いたシステムにおいて、復号後の誤り率の推定方法として、特許文献1や特許文献2に記載されている方法がある。これらの方法では、繰り返し復号を行う誤り訂正符号は復号演算を繰り返すことで高い誤り訂正能力を持ち、繰り返し復号毎の誤り率を測定することが可能で、繰り返し復号を行うほど誤り率は減少していく傾向にある。
例えば、復号演算を8回繰り返す場合には、1回繰り返し復号後の誤り率が最も高く、最終的な誤り率である8回繰り返し復号後の誤り率が最も低い。また、誤り訂正符号がターボ符号である場合には、1回の繰り返し演算において系列をインタリーブした場合の演算とそうでない場合の演算を行う。この演算の場合もいずれか先に演算した系列の方が誤り率は高い。このように、ターボ符号の場合には繰り返しを全8回とした場合には、16回分の誤り率を測定することができ、演算回数が少ない場合の復号系列ほど誤り率は高くなる。
このように、繰り返し復号途中のフレーム誤り率やビット誤り率は、繰り返し復号を終了した最終的な復号後の誤り率に比べて高いので、繰り返し復号途中の誤り率を測定して最終的な復号後の誤り率を推定する方法が従来の方法である。仮に、目標とする最終的な復号後のフレーム誤り率が1%であっても、その場合の繰り返し復号途中のフレーム誤り率が10%程度であるならば、目標を繰り返し復号途中の誤り率に定めれば必要なサンプル数は100程度で良いため、短い測定時間での最終的な復号後の誤り率の推定が可能となる。
繰り返し復号途中の誤り率から最終的な復号後の誤り率を推定するには、繰り返し復号途中の誤り率と最終的な復号後の誤り率の特性又は特徴付けた関係式を利用して推定する。また、複数の繰り返し復号途中の誤り率を用いて精度を上げる方法もある。
従来の誤り率推定装置は以上のように構成されていたので、最終的な復号系列からフレーム誤り率を測定する場合には、誤り率の測定値を得るまでの時間が長く、推定値を得るまでの遅延時間が大きいという課題があった。また、上記特許文献1及び上記特許文献2に記載されている方法は、繰り返し復号を行う誤り訂正符号を用いたシステムにおいて、推定時間を短縮できる方法であるが、以下に述べるように、ハードウェア構成を始めとして課題が多い。
繰り返し復号途中のビット誤り率を用いる場合には、繰り返し復号途中の復号系列と最終的な復号系列の比較を行いビット誤り率の推定値を得るために、途中の復号系列を保持するメモリが必要になるというハードウェア構成の課題があった。また、全ての復号を終了しないと比較が行えず遅延が大きくなるという課題があった。さらに、1フレームに対し情報ビット数のサンプルが取れるため、効率的に推定を行うことができ精度が上がることが考えられるが、実際には通信状態が悪い場合等には、最終的な復号系列が送信系列と一致しないことが多く、正しいビット誤り率を得ることは難しく推定することは困難であるという課題があった。
繰り返し復号途中のフレーム誤り率又はブロック誤り率を用いる場合には、本来、最終的な復号系列のみで良いCRC等の誤り検出演算を途中で繰り返し行う必要がある。また、ターボ符号のように繰り返し途中系列がインタリーブされている場合には、デインタリーブしなければ誤り検出演算を行うことができず、復号系列をメモリに保存する必要もある。このように、本来の繰り返し復号演算以外の演算量が増え、消費電力が増加するという課題があった。また、1フレームに対しCRC等のフレームの正誤を検出する符号を付加して通信するため、フレーム誤りを観測する場合、1フレームで1回の検出しか行えず1サンプルしか取れないため、繰り返し復号途中の誤り率を用いるとしても、精度を保つには多くのサンプル数を必要とし遅延時間は大きくなるという課題があった。
このように、上記特許文献1又は上記特許文献2の繰り返し復号途中の復号系列を用いて最終的な誤り率を推定する方法は、最終的な復号系列から誤り率を観測する方法に比べ、推定までの時間は削減できるものの、ハードウェア構成が大きくなり、演算量が増えるために消費電力が増加する等、ハードウェアを構成する上での課題が多い。
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、簡易かつ小さなハードウェア構成で高精度に誤り率を推定することができる誤り率推定装置を得ることを目的とする。
この発明に係る誤り率推定装置は、誤り訂正符号の受信系列の復号を行って復号の際に信頼度として算出する事後値を出力する復号部と、上記復号部により出力された事後値が所定の闘値を越えた回数と受信系列の情報ビット数に基づき事後値分布度を測定する事後値分布測定部と、上記事後値分布測定部により測定された事後値分布度に基づき復号後の誤り率を推定する誤り率推定部とを備えたものである。
この発明により、簡易かつ小さなハードウェア構成で高精度に誤り率を推定することができるという効果が得られる。
以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための最良の形態について、添付の図面に従って説明する。
実施の形態1.
第1図はこの発明の実施の形態1による誤り率推定装置の構成を示すブロック図である。この誤り率推定装置は、誤り訂正符号の復号時に算出する事後値の分布を測定し、測定した事後値の分布から最終的な復号後の誤り率を推定するものである。
実施の形態1.
第1図はこの発明の実施の形態1による誤り率推定装置の構成を示すブロック図である。この誤り率推定装置は、誤り訂正符号の復号時に算出する事後値の分布を測定し、測定した事後値の分布から最終的な復号後の誤り率を推定するものである。
第1図に示す誤り率推定装置は、誤り訂正符号の受信系列111の復号を行って復号系列112を出力すると共に復号の際に信頼度として算出する事後値113を出力する復号部11と、事後値113が所定の闘値を越えた回数と受信系列111の情報ビット数に基づき事後値分布度114を測定する事後値分布測定部12と、測定された事後値分布度114に基づき復号後の誤り率を推定して誤り率推定値115を出力する誤り率推定部13とを備えている。
次に動作について説明する。
復号部11は誤り訂正符号の受信系列111の復号を行って復号系列112を出力すると共に復号の際に信頼度として算出する事後値113を出力する。ここで、インタリーブされた事後値113に対しても、デインタリーブ等で系列順序を揃える必要はなく、事後値113を事後値分布測定部12に出力するだけで良い。これは事後値113の系列順序に依存せずに事後値分布度114を求めることができるからである。
復号部11は誤り訂正符号の受信系列111の復号を行って復号系列112を出力すると共に復号の際に信頼度として算出する事後値113を出力する。ここで、インタリーブされた事後値113に対しても、デインタリーブ等で系列順序を揃える必要はなく、事後値113を事後値分布測定部12に出力するだけで良い。これは事後値113の系列順序に依存せずに事後値分布度114を求めることができるからである。
事後値分布測定部12は、復号部11により出力された事後値113の分布を特徴付けるパラメータとして事後値分布度114を測定する。事後値分布度114は事後値113が設定されている所定の閾値を越えた回数と受信系列111の情報ビット数の比率で評価される。事後値分布測定部12は事後値113が所定の閾値を越えた回数を計上するカウンタを持ち、1フレームにおいて情報ビット数に対して所定の閾値を越えた回数の比率で評価された事後値分布度114を誤り率推定部13に出力する。
事後値分布度114は、事後値113の分布を特徴付けたパラメータであり、「閾値を越えた回数/情報ビット数」又は閾値を越えない回数で評価された「1−閾値を越えた回数/情報ビット数」と定義され、事後値分布測定部12の簡易な構成により測定されて算出される。
誤り率推定部13は、事後値分布測定部12により測定された事後値分布度114に基づき復号後の誤り率を推定して誤り率推定値115を出力する。この復号後の誤り率の推定は、コンピュータ・シミュレーション等により得た事前に予測される事後値分布度と復号後の誤り率の特性に、事後値分布測定部12により測定された事後値分布度114を照らし合わす方法で行うか、又は、コンピュータ・シミュレーション等により得た事前に予測される事後値分布度と復号後の誤り率の特性を特徴付けた関係式を使用して行う。
第2図は事前に予測される事後値分布度と復号後のフレーム誤り率の特性の例を示す模式図である。第2図における事後値分布度は閾値を越えない回数で評価された「1−閾値を越えた回数/情報ビット数」と定義されている。ここで、フレーム誤り率Aを推定する場合を想定する。事後値分布度と復号後のフレーム誤り率には、第2図の特性に示すように一対一の対応関係がある。例えば、フレーム誤り率Aに対して事後値分布度はBである。つまり、誤り率推定部13は、測定された事後値分布度114がBであるならば、復号後のフレーム誤り率をAと推定することができる。
また、事前に予測される事後値分布度と復号後の誤り率の特性を特徴付けた関係式は、事前に予測される事後値分布度と復号後の誤り率の特性に対し、最小自乗法を用いて未知のパラメータである回帰係数α,β,γ,δ・・・を決定し、
復号後のフレーム誤り率=α+β×λ+γ×λ2 +δ×λ3 +・・・
と定式化する。ここで、λは事後値分布度である。誤り率推定部13は事後値分布測定部12により測定された事後値分布度λを上記関係式に代入して復号後のフレーム誤り率を推定する。
復号後のフレーム誤り率=α+β×λ+γ×λ2 +δ×λ3 +・・・
と定式化する。ここで、λは事後値分布度である。誤り率推定部13は事後値分布測定部12により測定された事後値分布度λを上記関係式に代入して復号後のフレーム誤り率を推定する。
第3図は誤り率推定装置の処理手順を説明する図である。
(1)復号部11は誤り訂正符号の受信系列111の復号211を行い、復号211の際に信頼度として算出する事後値113を事後値分布測定部12へ出力する。
(2)事後値分布測定部12は、復号部11から出力された復号211の事後値113が設定されている所定の閾値を越えた回数を計上することにより事後値分布測定212を行う。
(1)復号部11は誤り訂正符号の受信系列111の復号211を行い、復号211の際に信頼度として算出する事後値113を事後値分布測定部12へ出力する。
(2)事後値分布測定部12は、復号部11から出力された復号211の事後値113が設定されている所定の閾値を越えた回数を計上することにより事後値分布測定212を行う。
(3)復号部11が復号211を終了して復号系列112を出力すると、事後値分布測定部12は計上した回数と受信系列111の情報ビット数から事後値分布度114を算出して誤り率推定部13へ出力する。
(4)誤り率推定部13は、事後値分布測定部12により出力された事後値分布度114から、第2図に示す事前に予測される事後値分布度と復号後のフレーム誤り率の特性を使用して誤り率推定213を行い誤り率推定値115を出力する。
(4)誤り率推定部13は、事後値分布測定部12により出力された事後値分布度114から、第2図に示す事前に予測される事後値分布度と復号後のフレーム誤り率の特性を使用して誤り率推定213を行い誤り率推定値115を出力する。
ここで、上記(1)の復号処理と事後値の算出処理は同時に行える処理であり、復号処理を終了すると事後値の算出処理も終了する。復号処理の後、上記(2),(3)の事後値分布度の算出処理と上記(4)の誤り率推定処理の2段階の処理で全処理を終了する。誤り率推定の精度を上げるためには、上記(1)の復号処理と事後値の算出処理、及び上記(2)の事後値分布測定処理を複数フレームに対して行い、事後値分布度114としてそれらの平均値を使用する。
なお、この実施の形態1では、フレーム誤り率を推定する場合を例としたが、ビット誤り率を推定する場合にも、同様な手順で事後値分布度とビット誤り率の特性を使用することにより推定することができる。
以上のように、この実施の形態1によれば、復号の際に算出する事後値113の分布を測定して誤り率を推定することにより、事後値113が閾値を越えた回数を計上し受信系列111の情報ビット数との比率を算出するだけなので付加的なハードウェアは小さくて済み、また、1フレームに対し情報ビット数のサンプルを取ることにより、従来の誤り率推定における1フレーム1サンプルと比較して、事後値分布度114を測定するための要素を多く取ることができ、誤り率の推定精度を上げることができるので、簡易かつ小さなハードウェア構成で高精度に誤り率を推定することができるという効果が得られる。
また、この実施の形態1によれば、1フレームに対し情報ビット数のサンプルを取ることにより、精度を上げるために複数フレームについて事後値分布度114の測定が必要な際にも、全体的に少ないフレーム数について測定すれば良く、誤り率の推定時間を削減することができるという効果が得られる。
さらに、この実施の形態1によれば、受信系列111の復号処理と同時に事後値113の分布を測定することができるので、1サンプルに対する演算時間も小さくすることができるという効果が得られる。
さらに、この実施の形態1によれば、インタリーブされた系列の事後値についても、デインタリーブの必要なく事後値113の分布を測定することができるので、少ない演算量で効率的に誤り率の推定を行うことができ、誤り率の推定時間を削減することができるという効果が得られる。
実施の形態2.
第4図はこの発明の実施の形態2による誤り率推定装置の構成を示すブロック図である。この誤り率推定装置は、繰り返し復号を行う誤り訂正符号の復号時に算出する繰り返し復号途中の事後値の分布を測定し、測定した繰り返し復号途中の事後値の分布から最終的な復号後の誤り率を推定するものである。
第4図はこの発明の実施の形態2による誤り率推定装置の構成を示すブロック図である。この誤り率推定装置は、繰り返し復号を行う誤り訂正符号の復号時に算出する繰り返し復号途中の事後値の分布を測定し、測定した繰り返し復号途中の事後値の分布から最終的な復号後の誤り率を推定するものである。
ここで、繰り返し復号途中の事後値とは、繰り返し復号を行う際の演算途中で算出される事後値である。例えば、最大繰り返し回数が8回であるならば、1回目の繰り返し復号で算出される事後値や5回目の繰り返し復号で算出される事後値である。また、ターボ符号を用いた場合には、1回の復号演算でインタリーブのある系列の復号とそうでない系列の復号を行うが、復号の最終演算でない限り、これらの演算で算出される事後値も繰り返し復号途中の事後値である。
第4図に示す誤り率推定装置は、誤り訂正符号の受信系列111の繰り返し復号を行って復号系列122を出力すると共に復号の際に信頼度として算出する繰り返し復号途中の事後値123を出力する繰り返し復号部21と、繰り返し復号途中の事後値123が所定の闘値を越えた回数と受信系列111の情報ビット数に基づき繰り返し復号途中の事後値分布度124を測定する事後値分布測定部22と、測定された繰り返し復号途中の事後値分布度124に基づき復号後の誤り率を推定して誤り率推定値125を出力する誤り率推定部23とを備えている。
次に動作について説明する。
繰り返し復号部21は誤り訂正符号の受信系列111の繰り返し復号を行って復号系列122を出力すると共に、復号の際に信頼度として算出する繰り返し復号途中の事後値123を事後値分布測定部22に出力する。ここで、繰り返し復号途中のインタリーブされた事後値123に対しても、デインタリーブ等で系列順序を揃える必要はなく、事後値123を事後値分布測定部22に出力するだけで良い。これは事後値123の系列順序に依存せずに事後値分布度124を求めることができるからである。
繰り返し復号部21は誤り訂正符号の受信系列111の繰り返し復号を行って復号系列122を出力すると共に、復号の際に信頼度として算出する繰り返し復号途中の事後値123を事後値分布測定部22に出力する。ここで、繰り返し復号途中のインタリーブされた事後値123に対しても、デインタリーブ等で系列順序を揃える必要はなく、事後値123を事後値分布測定部22に出力するだけで良い。これは事後値123の系列順序に依存せずに事後値分布度124を求めることができるからである。
事後値分布測定部22は、繰り返し復号部21により出力された繰り返し復号途中の事後値123の分布を特徴付けるパラメータとして、繰り返し復号途中の事後値分布度124を測定する。繰り返し復号途中の事後値分布度124は、繰り返し復号途中の事後値123が設定されている所定の閾値を越えた回数と受信系列111の情報ビット数の比率で評価される。事後値分布測定部22は、繰り返し復号途中の事後値123が所定の閾値を越えた回数を計上するカウンタを持ち、1フレームにおいて情報ビット数に対して所定の閾値を越えた回数の比率で評価された繰り返し復号途中の事後値分布度124を誤り率推定部23に出力する。
繰り返し復号途中の事後値分布度124は、繰り返し復号途中の事後値123の分布を特徴付けたパラメータであり、「閾値を越えた回数/情報ビット数」又は閾値を越えない回数で評価された「1−閾値を越えた回数/情報ビット数」と定義され、事後値分布測定部22の簡易な構成により測定されて算出される。
誤り率推定部23は、事後値分布測定部22により測定された繰り返し復号途中の事後値分布度124に基づき復号後の誤り率を推定して誤り推定値125を出力する。この復号後の誤り率の推定は、コンピュータ・シミュレーション等により得た事前に予測される繰り返し復号途中の事後値分布度と復号後の誤り率の特性に、事後値分布測定部22により測定された繰り返し復号途中の事後値分布度124を照らし合わせる方法で行うか、又は、コンピュータ・シミュレーション等により得た事前に予測される繰り返し復号途中の事後値分布度と復号後の誤り率の特性を特徴付けた関係式を使用して行う。
第5図は事前に予測される繰り返し復号途中の事後値分布度と復号後のフレーム誤り率の特性の例を示す模式図である。前述の通り、復号後の誤り率は繰り返し回数が小さいほど高く、誤り率の推定を行う際には小さい繰り返し回数の誤り率を目標とする方が、精度を保ちながら少ないサンプル数で推定を行うことができる。
事後値分布度についても同様であり、第5図において、「1−閾値を越えた回数/情報ビット数」と閾値を越えない回数で定義された事後値分布度も繰り返し回数が小さいほど大きな値をとり、繰り返し復号を終えた最終的な事後値分布度を用いるよりも精度を保ちながら少ないサンプル数で推定することができる。例えば、1回目と8回目の繰り返し復号では、事後値分布度の値が10倍から100倍違うこともあり、事後値分布度の目標値が10倍になればサンプル数が1/10で良いことから、推定に要する時間が1/10程度に削減できる。
ここで、復号後のフレーム誤り率Cを推定する場合を想定する。繰り返し復号途中の事後値分布度とフレーム誤り率には、第5図の特性に示すように一対一の対応関係がある。例えば、フレーム誤り率Cに対して1回目の繰り返し復号の事後値分布度はDである。つまり、誤り率推定部23は、測定された繰り返し復号途中の事後値分布度124がDであるならば、復号後のフレーム誤り率をCと推定することが可能である。
また、事前に予測される事後値分布度と復号後の誤り率の特性を特徴付けた関係式は、事前に予測される事後値分布度と復号後の誤り率の特性に対し、最小自乗法を用いて未知のパラメータである回帰係数α,β,γ,δ・・・を決定し、
復号後のフレーム誤り率=α+β×λ+γ×λ2 +δ×λ3 +・・・
と定式化する。ここで、λは事後値分布度である。事後値分布度λを測定する繰り返し回数に対して上記関係式を用意しておき、誤り率推定部23は事後値分布測定部22により測定された事後値分布度λを上記関係式に代入して復号後のフレーム誤り率を推定する。
復号後のフレーム誤り率=α+β×λ+γ×λ2 +δ×λ3 +・・・
と定式化する。ここで、λは事後値分布度である。事後値分布度λを測定する繰り返し回数に対して上記関係式を用意しておき、誤り率推定部23は事後値分布測定部22により測定された事後値分布度λを上記関係式に代入して復号後のフレーム誤り率を推定する。
第6図は誤り率推定装置の処理手順を説明する図である。なお、ここでは1回目の繰り返し復号の事後値から誤り率を推定する場合を例に示している。
(1)繰り返し復号部21は誤り訂正符号の受信系列111の1回目の繰り返し復号221aを行い、例えば1回目の繰り返し復号221aの際に信頼度として算出する事後値123を事後値分布測定部22へ出力する。
(2)事後値分布測定部22は、繰り返し復号部21より出力された1回目の繰り返し復号221aの事後値123が設定されている所定の閾値を越えた回数を計上することにより事後値分布測定222を行う。
(2)事後値分布測定部22は、繰り返し復号部21より出力された1回目の繰り返し復号221aの事後値123が設定されている所定の閾値を越えた回数を計上することにより事後値分布測定222を行う。
(3)繰り返し復号部21が2回目の繰り返し復号221b、・・・最終回の繰り返し復号221gを終了して復号系列122を出力すると、事後値分布測定部22は計上した回数と受信系列111の情報ビット数から1回目の繰り返し復号221aの事後値分布度124を算出して誤り率推定部23へ出力する。
(4)誤り率推定部23は、事後値分布測定部22より出力された1回目の繰り返し復号221aの事後値分布度124から、第5図に示す事前に予測される繰り返し復号途中の事後値分布度と復号後のフレーム誤り率の特性を使用して誤り率推定223を行い誤り率推定値125を出力する。
(4)誤り率推定部23は、事後値分布測定部22より出力された1回目の繰り返し復号221aの事後値分布度124から、第5図に示す事前に予測される繰り返し復号途中の事後値分布度と復号後のフレーム誤り率の特性を使用して誤り率推定223を行い誤り率推定値125を出力する。
ここで、上記(1)の繰り返し復号処理と事後値の算出処理は同時に行える処理であり、対象としている繰り返し回数の復号処理を終了すると事後値の算出処理も終了する。対象としている繰り返し回数の復号処理と事後値の算出処理の終了後、上記(2),(3)の事後値分布度の算出処理と上記(4)の誤り率の推定処理の2段階で全処理を終了する。誤り率推定の精度を上げるためには、上記(1)の復号処理と事後値の算出処理、及び上記(2)の事後値分布測定処理を複数フレームに対して行い、事後値分布度124としてそれらの平均値を使用する。
なお、この実施の形態2では、フレーム誤り率を推定する場合を例としたが、ビット誤り率を推定する場合にも、同様な手順で事後値分布度とビット誤り率の特性を用いることにより推定することができる。また、事後値分布度を測定する繰り返し復号途中の回数についても1回目を例としているが、最大繰り返し回数より少ない回数であればいずれの回数でも良い。誤り訂正符号がターボ符号である場合には、インタリーブのある場合、ない場合のいずれの復号処理でも良い。
以上のように、この実施の形態2によれば、上記実施の形態1と同様の効果が得られると共に、繰り返し復号途中の事後値123の分布を測定して誤り率を推定することにより、繰り返し復号の際の誤り率の推定時間を削減することができるという効果が得られる。
実施の形態3.
第7図はこの発明の実施の形態3による誤り率推定装置の構成を示すブロック図である。この誤り率推定装置は、繰り返し復号を行う誤り訂正符号の復号時に算出する繰り返し復号途中の事後値の分布の測定を複数の繰り返し回数に対して行い、測定した複数の繰り返し復号途中の事後値の分布から最終的な復号後の誤り率を推定するものである。
第7図はこの発明の実施の形態3による誤り率推定装置の構成を示すブロック図である。この誤り率推定装置は、繰り返し復号を行う誤り訂正符号の復号時に算出する繰り返し復号途中の事後値の分布の測定を複数の繰り返し回数に対して行い、測定した複数の繰り返し復号途中の事後値の分布から最終的な復号後の誤り率を推定するものである。
ここで、繰り返し復号途中の事後値とは、繰り返し復号を行う際の演算途中で算出される事後値である。例えば、最大繰り返し回数が8回であるならば、1回目の繰り返し復号で算出される事後値や6回目の繰り返し復号で算出される事後値である。また、ターボ符号を用いた場合には、1回の復号演算でインタリーブのある系列の復号とそうでない系列の復号を行うが、復号の最終演算でない限り、これらの演算で算出される事後値も繰り返し復号途中の事後値である。
また、複数の繰り返し回数とは設定された最大繰り返し回数より少ない回数で、例えば、最大繰り返し回数が8回ならば、繰り返し復号の1回目、3回目、6回目である。
第7図に示す誤り率推定装置は、誤り訂正符号の受信系列111の繰り返し復号を行って復号系列122を出力すると共に復号の際に信頼度として算出する複数の繰り返し復号途中の事後値133a,133b,133cを出力する繰り返し復号部31と、各繰り返し復号途中の事後値133a,133b,133cが所定の闘値を越えた回数と受信系列111の情報ビット数に基づき各繰り返し復号途中の事後値分布度134a,134b,134cを測定する事後値分布測定部32と、各繰り返し復号途中の事後値分布度134a,134b,134cに基づき復号後の誤り率の平均値を推定して誤り率推定値135を出力する誤り率推定部33とを備えている。
次に動作について説明する。
繰り返し復号部31は誤り訂正符号の受信系列111の繰り返し復号を行って復号系列122を出力すると共に、復号の際に信頼度として算出する複数の繰り返し復号途中の事後値、例えば1回目、3回目、6回目の繰り返し復号の事後値133a,133b,133cを出力する。ここで、1回目、3回目、6回目の繰り返し復号のインタリーブされた事後値133a,133b,133cに対しても、デインタリーブ等で系列順序を揃える必要はなく、事後値133a,133b,133cを事後値分布測定部32に出力するだけで良い。これは事後値133a,133b,133cの系列順序に依存せずに事後値分布度134a,134b,134cを求めることができるからである。
繰り返し復号部31は誤り訂正符号の受信系列111の繰り返し復号を行って復号系列122を出力すると共に、復号の際に信頼度として算出する複数の繰り返し復号途中の事後値、例えば1回目、3回目、6回目の繰り返し復号の事後値133a,133b,133cを出力する。ここで、1回目、3回目、6回目の繰り返し復号のインタリーブされた事後値133a,133b,133cに対しても、デインタリーブ等で系列順序を揃える必要はなく、事後値133a,133b,133cを事後値分布測定部32に出力するだけで良い。これは事後値133a,133b,133cの系列順序に依存せずに事後値分布度134a,134b,134cを求めることができるからである。
事後値分布測定部32は、繰り返し復号部31により出力された複数の繰り返し復号途中の事後値、例えば1回目、3回目、6回目の繰り返し復号の事後値133a,133b,133cの分布を特徴付けるパラメータとして、複数の繰り返し復号途中の事後値分布度、例えば1回目、3回目、6回目の繰り返し復号の事後値分布度134a,134b,134cを測定する。
1回目、3回目、6回目の繰り返し復号の事後値分布度134a,134b,134cは、1回目、3回目、6回目の繰り返し復号の事後値133a,133b,133cが設定されている所定の閾値を越えた回数と受信系列111の情報ビット数の比率で評価される。事後値分布測定部32は、1回目、3回目、6回目の繰り返し復号の事後値133a,133b,133cが所定の閾値を越えた回数を計上するカウンタをそれぞれに対して持ち、1フレームにおいて情報ビット数に対して所定の閾値を越えた回数の比率で評価された1回目、3回目、6回目の繰り返し復号の事後値分布度134a,134b,134cを誤り率推定部33に出力する。
1回目、3回目、6回目の繰り返し復号の事後値分布度134a,134b,134cは、1回目、3回目、6回目の繰り返し復号の事後値133a,133b,133cの分布を特徴付けたパラメータであり、「閾値を越えた回数/情報ビット数」又は閾値を越えない回数で評価された「1−閾値を越えた回数/情報ビット数」と定義され、事後値分布測定部32の簡易な構成により測定されて算出される。
誤り率推定部33は、事後値分布測定部32により測定された複数の繰り返し復号途中の事後値分布度、例えば1回目、3回目、6回目の繰り返し復号の事後値分布度134a,134b,134cに基づき復号後の誤り率の平均値を推定して誤り率推定値135を出力する。この誤り率の推定は、コンピュータ・シミュレーション等により得た事前に予測される繰り返し復号途中の事後値分布度と復号後の誤り率の特性に、事後値分布測定部32により測定された繰り返し復号途中の事後値分布度134a,134b,134cを照らし合わせる方法で行うか、又は、コンピュータ・シミュレーション等により得た事前に予測される繰り返し復号途中の事後値分布度と復号後の誤り率の特性を特徴付けた関係式を使用して行う。
第8図は事前に予測される繰り返し復号途中の事後値分布度と復号後のフレーム誤り率の特性の例を示す模式図である。前述の通り、復号後の誤り率は繰り返し回数が小さいほど高く、誤り率の推定を行う際には小さい繰り返し回数の誤り率を目標とする方が、精度を保ちながら少ないサンプル数で推定を行うことができる。
事後値分布度についても同様であり、第8図において、「1−閾値を越えた回数/情報ビット数」と閾値を越えない回数で定義された事後値分布度も繰り返し回数が小さいほど大きな値をとり、繰り返し復号を終えた最終的な事後値分布度を用いるよりも精度を保ちながら少ないサンプル数で推定することができる。例えば、1回目と8回目の繰り返し復号では、事後値分布度の値が10倍から100倍違うこともあり、事後値分布度の目標値が10倍になればサンプル数が1/10で良いことから、推定に要する時間が1/10程度に削減できる。
ここで、復号後のフレーム誤り率Eを推定する場合を想定する。繰り返し復号途中の事後値分布度と復号後のフレーム誤り率には、第8図の特性に示すように一対一の対応関係がある。例えば、フレーム誤り率Eに対して、1回目の繰り返し復号の事後値分布度はFであり、3回目の繰り返し復号の事後値分布度はGであり、6回目の繰り返し復号の事後値分布度はHである。上記実施の形態2では、事後値分布度がFと測定されれば、フレーム誤り率をEと推定することが可能であるが、この実施の形態3では、さらに精度を上げるために複数の繰り返し回数で測定した事後値分布度を用いる。
例えば、繰り返し復号途中の事後値分布度の測定値がF1,G1,H1であり、それらに対応する復号後のフレーム誤り率がE1,E2,E3であれば、復号後のフレーム誤り率E1,E2,E3の平均値をとってフレーム誤り率の推定とする。このような方法を用いれば、サンプル数が増し、精度の高い誤り率推定が可能となる。
また、事前に予測される事後値分布度と復号後の誤り率の特性を特徴付けた関係式は、事前に予測される事後値分布度と復号後の誤り率の特性に対し、最小自乗法を用いて未知のパラメータである回帰係数α,β,γ,δ・・・を決定し、
復号後のフレーム誤り率=α+β×λ+γ×λ2 +δ×λ3 +・・・
と定式化する。ここで、λは事後値分布度である。事後値分布度λを測定する繰り返し回数毎に上記関係式を用意しておき、誤り率推定部33は事後値分布測定部32により測定された事後値分布度λを上記関係式に代入して復号後のフレーム誤り率を推定する。
復号後のフレーム誤り率=α+β×λ+γ×λ2 +δ×λ3 +・・・
と定式化する。ここで、λは事後値分布度である。事後値分布度λを測定する繰り返し回数毎に上記関係式を用意しておき、誤り率推定部33は事後値分布測定部32により測定された事後値分布度λを上記関係式に代入して復号後のフレーム誤り率を推定する。
第9図は誤り率推定装置の処理手順を説明する図である。なお、ここでは1回目、3回目、6回目の繰り返し復号の事後値から誤り率を推定する場合を例に示している。
(1)繰り返し復号部31は誤り訂正符号の受信系列111の1回目の繰り返し復号231aを行い、例えば1回目の繰り返し復号231aの際に信頼度として算出する事後値133aを事後値分布測定部32へ出力する。ここでは、最大繰り返し回数より少ない繰り返し回数の復号の事後値が事後値分布測定部32へ出力される。
(2)事後値分布測定部32は、繰り返し復号部31より出力された1回目の繰り返し復号231aの事後値133aが設定されている所定の閾値を越えた回数を計上することにより事後値分布測定232aを行う。
(2)事後値分布測定部32は、繰り返し復号部31より出力された1回目の繰り返し復号231aの事後値133aが設定されている所定の閾値を越えた回数を計上することにより事後値分布測定232aを行う。
(3)繰り返し復号部31は、2回目の繰り返し復号231bを行った後、3回目の繰り返し復号231cを行い、例えば3回目の繰り返し復号231cの際に信頼度として算出する事後値133bを事後値分布測定部32へ出力する。ここでは、最大繰り返し回数より少なく、上記(1)の繰り返し回数より大きな繰り返し回数の復号の事後値が事後値分布測定部32へ出力される。
(4)事後値分布測定部32は、繰り返し復号部31より出力された3回目の繰り返し復号231cの事後値133bが設定されている所定の閾値を越えた回数を計上することにより事後値分布測定232bを行う。
(4)事後値分布測定部32は、繰り返し復号部31より出力された3回目の繰り返し復号231cの事後値133bが設定されている所定の閾値を越えた回数を計上することにより事後値分布測定232bを行う。
(5)繰り返し復号部31は、4回目及び5回目の繰り返し復号(図示せず)を行った後、6回目の繰り返し復号231eを行い、例えば6回目の繰り返し復号231eの際に信頼度として算出する事後値133cを事後値分布測定部32へ出力する。ここでは、最大繰り返し回数より少なく、上記(3)の繰り返し回数より大きな繰り返し回数の復号の事後値が事後値分布測定部32へ出力される。
(6)事後値分布測定部32は、繰り返し復号部31より出力された6回目の繰り返し復号231eの事後値133cが設定されている所定の閾値を越えた回数を計上することにより事後値分布測定232cを行う。
(6)事後値分布測定部32は、繰り返し復号部31より出力された6回目の繰り返し復号231eの事後値133cが設定されている所定の閾値を越えた回数を計上することにより事後値分布測定232cを行う。
(7)繰り返し復号部31が7回目の繰り返し復号231f及び最終回の繰り返し復号231gを終了して復号系列122を出力すると、事後値分布測定部32は、計上したそれぞれの回数と受信系列111の情報ビット数から、それぞれの繰り返し回数に対応する、1回目の繰り返し復号の事後値分布度134a、3回目の繰り返し復号の事後値分布度134b、6回目の繰り返し復号の事後値分布度134cを算出して誤り率推定部33へ出力する。
(8)誤り率推定部33は、事後値分布測定部32により出力された1回目の繰り返し復号の事後値分布度134a、3回目の繰り返し復号の事後値分布度134b、6回目の繰り返し復号の事後値分布度134cから、第8図に示す事前に予測される繰り返し復号途中の事後値分布度と復号後のフレーム誤り率の特性を使用して、それぞれの誤り率推定値を得てその平均値を求めることにより誤り率推定233を行い、求めた平均値を誤り率推定値135として出力する。
ここで、上記(1),(3),(5)において、繰り返し復号処理と事後値の算出処理はそれぞれ同時に行える処理であり、対象としている繰り返し回数の復号処理を終了すると事後値の算出処理も終了する。対象としている繰り返し回数の復号処理と事後値の算出処理の終了後、上記(2),(4),(6),(7)の事後値分布度の算出処理と上記(8)の誤り率の推定処理の2段階で全処理を終了する。誤り率推定の精度を上げるためには、上記(1),(3),(5)の復号処理と事後値の算出処理、及び上記(2),(4),(6)の事後値分布測定処理を複数フレームに対して行い、各繰り返し回数の事後値分布度134a,134b,134cとしてそれらの平均値を使用する。
なお、この実施の形態3では、フレーム誤り率を推定する場合を例としたが、ビット誤り率を推定する場合にも、同様な手順で事後値分布度とビット誤り率の特性を用いることにより推定することができる。また、事後値分布度を測定する繰り返し復号途中の回数についても1,3,6回目を例としているが、最大繰り返し回数より少ない回数であればいずれの回数でも良い。誤り訂正符号がターボ符号である場合には、インタリーブのある場合、ない場合のいずれの復号処理でも良い。
以上のように、この実施の形態3によれば、上記実施の形態1と同様の効果が得られると共に、複数の繰り返し復号途中の事後値133a,133b,133cの分布を測定して誤り率を推定することにより、繰り返し復号の際に、誤り率の推定精度を上げることができると共に誤り率の推定時間を削減することができるという効果が得られる。
また、この実施の形態3によれば、上記実施の形態1及び上記実施の形態2と比較して、複数の繰り返し復号途中の事後値133a,133b,133cの分布を測定する際に、1フレームに対し繰り返し回数の個数×情報ビット数のサンプルを取ることができることから、さらに誤り率の推定精度を上げることができると共に、精度を上げるために複数フレームについて事後値分布度134a,134b,134cの測定が必要な際にも、全体的にさらに少ないフレーム数について測定すれば良く、誤り率の推定時間を削減することができるという効果が得られる。
以上のように、この発明に係る誤り率推定装置は、簡易かつ小さなハードウェア構成で高精度に誤り率を推定するのに適している。
Claims (15)
- 誤り訂正符号の受信系列の復号を行って復号の際に信頼度として算出する事後値を出力する復号部と、
上記復号部により出力された事後値が所定の闘値を越えた回数と受信系列の情報ビット数に基づき事後値分布度を測定する事後値分布測定部と、
上記事後値分布測定部により測定された事後値分布度に基づき復号後の誤り率を推定する誤り率推定部とを備えた誤り率推定装置。 - 上記事後値分布測定部は「閾値を越えた回数/情報ビット数」又は「1−閾値を越えた回数/情報ビット数」に基づき事後値分布度を測定することを特徴とする請求の範囲第1項記載の誤り率推定装置。
- 上記誤り率推定部は事前に予測される事後値分布度と復号後の誤り率の特性又はこの特性を特徴付けた関係式を使用して復号後の誤り率を推定することを特徴とする請求の範囲第1項記載の誤り率推定装置。
- 上記誤り率推定部は事前に予測される事後値分布度と復号後のフレーム若しくはビット誤り率の特性又はこの特性を特徴付けた関係式を使用して復号後のフレーム又はビット誤り率を推定することを特徴とする請求の範囲第1項記載の誤り率推定装置。
- 上記復号部は複数のフレームに対する事後値を出力し、上記事後値分布測定部は複数のフレームに対する事後値分布度の平均値を測定することを特徴とする請求の範囲第1項記載の誤り率推定装置。
- 誤り訂正符号の受信系列の繰り返し復号を行って復号の際に信頼度として算出する繰り返し復号途中の事後値を出力する繰り返し復号部と、
上記繰り返し復号部により出力された繰り返し復号途中の事後値が所定の闘値を越えた回数と受信系列の情報ビット数に基づき繰り返し復号途中の事後値分布度を測定する事後値分布測定部と、
上記事後値分布測定部により測定された繰り返し復号途中の事後値分布度に基づき復号後の誤り率を推定する誤り率推定部とを備えた誤り率推定装置。 - 上記事後値分布測定部は「閾値を越えた回数/情報ビット数」又は「1−閾値を越えた回数/情報ビット数」に基づき繰り返し復号途中の事後値分布度を測定することを特徴とする請求の範囲第6項記載の誤り率推定装置。
- 上記誤り率推定部は事前に予測される事後値分布度と復号後の誤り率の特性又はこの特性を特徴付けた関係式を使用して復号後の誤り率を推定することを特徴とする請求の範囲第6項記載の誤り率推定装置。
- 上記誤り率推定部は事前に予測される事後値分布度と復号後のフレーム若しくはビット誤り率の特性又はこの特性を特徴付けた関係式を使用して復号後のフレーム又はビット誤り率を推定することを特徴とする請求の範囲第6項記載の誤り率推定装置。
- 上記繰り返し復号部は複数のフレームに対する繰り返し復号途中の事後値を出力し、上記事後値分布測定部は複数のフレームに対する繰り返し復号途中の事後値分布度の平均値を測定することを特徴とする請求の範囲第6項記載の誤り率推定装置。
- 誤り訂正符号の受信系列の繰り返し復号を行って復号の際に信頼度として算出する複数の繰り返し復号途中の事後値を出力する繰り返し復号部と、
上記繰り返し復号部により出力された各繰り返し復号途中の事後値が所定の闘値を越えた回数と受信系列の情報ビット数に基づき各繰り返し復号途中の事後値分布度を測定する事後値分布測定部と、
上記事後値分布測定部により測定された各繰り返し復号途中の事後値分布度に基づき復号後の誤り率の平均値を推定する誤り率推定部とを備えた誤り率推定装置。 - 上記事後値分布測定部は「閾値を越えた回数/情報ビット数」又は「1−閾値を越えた回数/情報ビット数」に基づき各繰り返し復号途中の事後値分布度を測定することを特徴とする請求の範囲第11項記載の誤り率推定装置。
- 上記誤り率推定部は事前に予測される事後値分布度と復号後の誤り率の特性又はこの特性を特徴付けた関係式を使用して復号後の誤り率の平均値を推定することを特徴とする請求の範囲第11項記載の誤り率推定装置。
- 上記誤り率推定部は事前に予測される事後値分布度と復号後のフレーム若しくはビット誤り率の特性又はこの特性を特徴付けた関係式を使用して復号後のフレーム又はビット誤り率の平均値を推定することを特徴とする請求の範囲第11項記載の誤り率推定装置。
- 上記繰り返し復号部は複数のフレームに対する各繰り返し復号途中の事後値を出力し、上記事後値分布測定部は複数のフレームに対する各繰り返し復号途中の事後値分布度の平均値を測定することを特徴とする請求の範囲第11項記載の誤り率推定装置。
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