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受信装置および反復復号方法 - 松下電器産業株式会社
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発明の名称 受信装置および反復復号方法
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−6382(P2007−6382A)
公開日 平成19年1月11日(2007.1.11)
出願番号 特願2005−186999(P2005−186999)
出願日 平成17年6月27日(2005.6.27)
代理人 【識別番号】100105050
【弁理士】
【氏名又は名称】鷲田 公一
発明者 本塚 裕幸
要約 課題
復号器の処理性能を最大限に発揮して、より処理性能が低い復号器で所望の誤り率を達成し、消費電力およびコストの増大を防止すること。

解決手段
データシンボル記憶部104は、1フレーム分のデータシンボルが蓄積されると、符号ブロックごとにデータシンボルを反復復号部107へ出力する。制御シンボル復号部105は、1フレーム中の符号ブロック数および各符号ブロックのサイズの情報を最大反復回数決定部106へ通知する。最大反復回数決定部106は、1フレームの反復復号に割り当て可能な許容時間、1フレーム中の符号ブロック数、および各符号ブロックのサイズに基づいて、各符号ブロックの最大反復回数を決定する。反復復号部107は、各符号ブロックに対して、最大反復回数を上限として反復復号を行う。
特許請求の範囲
【請求項1】
符号ブロックを含むフレームを受信する受信手段と、
受信フレーム内の符号ブロックのサイズおよび受信フレーム全体の誤り訂正復号に対する許容時間から符号ブロックごとの最大反復回数を決定する決定手段と、
決定された最大反復回数を反復回数の上限として符号ブロックごとの誤り訂正復号を反復する反復復号手段と、
を有する受信装置。
【請求項2】
前記決定手段は、
受信フレーム内のすべての符号ブロックについて最大反復回数まで反復復号が行われても前記受信フレームの誤り訂正復号が前記許容時間内に完了し、かつ、前記受信フレーム内の符号ブロックごとの最大反復回数の最小値を最大とする最大反復回数を決定する請求項1記載の受信装置。
【請求項3】
前記決定手段は、
前記受信フレームの次フレームの受信に要する時間を前記許容時間とする請求項1記載の受信装置。
【請求項4】
前記反復復号手段によって符号ブロックが誤り訂正復号されるたびに、この符号ブロックに対する反復復号を停止するか否かを判定する判定手段、をさらに有し、
前記決定手段は、
最大反復回数未満の反復回数において反復復号を停止すると判定された場合、前記受信フレーム内の未だ反復復号されていない符号ブロックに対応する最大反復回数を再決定する請求項1記載の受信装置。
【請求項5】
前記決定手段は、
最大反復回数未満の反復回数において反復復号を停止する符号ブロックの実際の反復復号に要した時間に基づいて新たな許容時間を求め、求められた許容時間から未だ反復復号されていない符号ブロックの最大反復回数を再決定する請求項4記載の受信装置。
【請求項6】
前記判定手段は、
誤り訂正復号結果の誤りの有無を検出し、誤りが無い場合に、反復復号を停止すると判定する請求項4記載の受信装置。
【請求項7】
前記反復復号手段は、
誤りが無くなるまでに必要な反復回数が少ない順序で受信フレーム内の符号ブロックを反復復号させる順序決定部、を含む請求項4記載の受信装置。
【請求項8】
前記順序決定部は、
サイズが小さい順序で符号ブロックを反復復号させる請求項7記載の受信装置。
【請求項9】
前記順序決定部は、
HARQによる再送回数が多い順序で符号ブロックを反復復号させる請求項7記載の受信装置。
【請求項10】
前記順序決定部は、
受信品質が高い順序で符号ブロックを反復復号させる請求項7記載の受信装置。
【請求項11】
符号ブロックを含むフレームを受信するステップと、
受信フレーム内の符号ブロックのサイズおよび受信フレーム全体の誤り訂正復号に対する許容時間から符号ブロックごとの最大反復回数を決定するステップと、
決定された最大反復回数を反復回数の上限として符号ブロックごとの誤り訂正復号を反復するステップと、
を有する反復復号方法。
【請求項12】
符号ブロックを含むフレームを受信するステップと、
受信フレーム内の符号ブロックのサイズおよび受信フレーム全体の誤り訂正復号に対する許容時間から符号ブロックごとの最大反復回数を決定するステップと、
決定された最大反復回数を反復回数の上限として符号ブロックごとの誤り訂正復号を反復するステップと、
符号ブロックが誤り訂正復号されるたびに、この符号ブロックに対する反復復号を停止するか否かを判定するステップと、
最大反復回数未満の反復回数において反復復号を停止すると判定された場合、前記受信フレーム内の未だ反復復号されていない符号ブロックに対応する最大反復回数を再決定するステップと、
を有する反復復号方法。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、受信装置および反復復号方法に関し、特に1フレームに含まれる複数のブロックそれぞれに対して反復復号を行う受信装置および反復復号方法に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、無線通信における強力な誤り訂正手法として、例えばターボ符号やLDPC(Low Density Parity Check:低密度パリティ検査)符号などが注目されている。これらの符号が用いられる場合、受信側では誤り訂正復号を繰り返して行うことにより、誤り率の改善が可能であることが知られている(例えば非特許文献1参照)。
【0003】
通常、誤り訂正復号を繰り返す反復復号においては、所望の誤り率を実現することができる規定の繰り返し回数(以下「規定繰り返し回数」という)まで誤り訂正復号が繰り返されるが、繰り返し回数が多くなればなるほど演算量が増大して消費電力も増大する。そこで、毎回の誤り訂正復号後に誤り検出も行い、誤り検出の結果、誤りが無ければ反復復号を即座に停止することが検討されている(例えば特許文献1参照)。こうすることにより、誤りが検出されなくなった場合には、規定繰り返し回数に達する前でも反復復号が停止(early termination:以下「早期停止」という)されるため、消費電力の低減を図ることができる。
【非特許文献1】"Near Shannon limit error-correcting coding and decoding: Turbo-codes", Berrou, C., Glavieux A., Thitimajshima P., Proc. International Conference on Communications, May 1993, PP.1064-1070
【特許文献1】国際公開第00/52832号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、反復復号においては、すべての受信信号に対して同じ規定繰り返し回数が適用されるため、復号器の処理性能を最大限に発揮することができず、消費電力およびコストが増大することがある。
【0005】
具体的には、例えば受信信号の1フレーム内に誤りビット数が異なる複数の符号ブロックが含まれるような場合、各符号ブロックの規定繰り返し回数は同一であるため、あらかじめ誤りビット数が多い符号ブロックに合わせて規定繰り返し回数が決定される。ここで、符号ブロックとは、誤り訂正符号化の単位であり、複数のビットから形成されている。
【0006】
このように決定された規定繰り返し回数は、誤りビット数が少ない符号ブロックに対しては過剰となる傾向があり、これらの符号ブロックに関しては、反復復号の早期停止が頻発することになる。しかし、復号器の処理性能としては、すべての符号ブロックに対して規定繰り返し回数まで誤り訂正復号が行われる場合に備える必要があり、結果として、所望の誤り率に対してオーバースペックの復号器が必要となり、消費電力およびコストの増大につながる。
【0007】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、復号器の処理性能を最大限に発揮して、より処理性能が低い復号器で所望の誤り率を達成し、消費電力およびコストの増大を防止することができる受信装置および反復復号方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明に係る受信装置は、符号ブロックを含むフレームを受信する受信手段と、受信フレーム内の符号ブロックのサイズおよび受信フレーム全体の誤り訂正復号に対する許容時間から符号ブロックごとの最大反復回数を決定する決定手段と、決定された最大反復回数を反復回数の上限として符号ブロックごとの誤り訂正復号を反復する反復復号手段と、を有する構成を採る。
【0009】
本発明に係る反復復号方法は、符号ブロックを含むフレームを受信するステップと、受信フレーム内の符号ブロックのサイズおよび受信フレーム全体の誤り訂正復号に対する許容時間から符号ブロックごとの最大反復回数を決定するステップと、決定された最大反復回数を反復回数の上限として符号ブロックごとの誤り訂正復号を反復するステップと、を有するようにした。
【0010】
これらによれば、符号ブロックのサイズおよび受信フレーム全体に対する許容時間から、符号ブロックに対する誤り訂正復号の反復回数の上限である最大反復回数を決定するため、許容時間を最大限に利用して各符号ブロックに割り当て可能な反復回数を大きくすることができ、復号器の処理性能を最大限に発揮して、より処理性能が低い復号器で所望の誤り率を達成し、消費電力およびコストの増大を防止することができる。
【0011】
本発明に係る反復復号方法は、符号ブロックを含むフレームを受信するステップと、受信フレーム内の符号ブロックのサイズおよび受信フレーム全体の誤り訂正復号に対する許容時間から符号ブロックごとの最大反復回数を決定するステップと、決定された最大反復回数を反復回数の上限として符号ブロックごとの誤り訂正復号を反復するステップと、符号ブロックが誤り訂正復号されるたびに、この符号ブロックに対する反復復号を停止するか否かを判定するステップと、最大反復回数未満の反復回数において反復復号を停止すると判定された場合、前記受信フレーム内の未だ反復復号されていない符号ブロックに対応する最大反復回数を再決定するステップと、を有するようにした。
【0012】
この方法によれば、反復復号が最大反復回数未満の反復回数で停止された場合、残りの符号ブロックに対応する最大反復回数を再決定するため、後で反復復号される符号ブロックに許容される反復回数が大きくなる、換言すれば、誤りが検出されなくなるまで反復復号を行うことが許容されやすくなり、誤り率をさらに改善することができる。
【発明の効果】
【0013】
本発明によれば、復号器の処理性能を最大限に発揮して、より処理性能が低い復号器で所望の誤り率を達成し、消費電力およびコストの増大を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0014】
本発明の骨子は、1フレーム中の符号ブロックの数および各符号ブロックのサイズに応じて各符号ブロックに対する誤り訂正復号の繰り返し回数をそれぞれ決定することである。
【0015】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【0016】
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1に係る受信装置の要部構成を示すブロック図である。図1に示す受信装置は、無線受信部101、復調部102、分離部103、データシンボル記憶部104、制御シンボル復号部105、最大反復回数決定部106、および反復復号部107を有している。
【0017】
無線受信部101は、アンテナを介して信号を受信し、受信信号に対して所定の無線受信処理(ダウンコンバート、A/D変換など)を施す。なお、本実施の形態においては、図示しない送信装置によって、ターボ符号またはLDPC符号により符号ブロックごとの誤り訂正符号化が施された信号が送信されているものとする。
【0018】
復調部102は、受信信号を復調して、得られたシンボル系列を分離部103へ出力する。
【0019】
分離部103は、シンボル系列をユーザ情報を含むデータシンボルおよび信号のフォーマット情報を含む制御シンボルに分離し、データシンボルをデータシンボル記憶部104へ出力するとともに、制御シンボルを制御シンボル復号部105へ出力する。
【0020】
データシンボル記憶部104は、データシンボルを記憶し、1フレーム分のデータシンボルが蓄積されると、符号ブロックごとにデータシンボルを反復復号部107へ出力する。
【0021】
制御シンボル復号部105は、制御シンボルを復号し、得られたフォーマット情報のうち各符号ブロックの誤り訂正符号化方式の情報を反復復号部107へ通知するとともに、1フレーム中の符号ブロック数および各符号ブロックのサイズの情報を最大反復回数決定部106へ通知する。
【0022】
最大反復回数決定部106は、1フレームの反復復号に割り当て可能な許容時間、1フレーム中の符号ブロック数、および各符号ブロックのサイズに基づいて、各符号ブロックに対して誤り訂正復号を繰り返す回数の上限(以下「最大反復回数」という)を決定する。このとき、最大反復回数決定部106は、1フレーム分の各符号ブロックに対する反復復号を次フレームの受信完了までに終了させるという条件の下、各符号ブロックに対応する最大反復回数を決定する。
【0023】
具体的には、最大反復回数決定部106は、1つの符号ブロックkの1回の誤り訂正復号に要する処理時間tkと符号ブロックkに対する最大反復回数ikとが次式(1)を満たす条件の下で、最大反復回数ikの最小値を最大とするようにそれぞれ最大反復回数ikを決定する。
【数1】


【0024】
なお式(1)において、Tは1フレーム分の反復復号に許容される時間を示しており、ここでは、次フレームの受信時間に相当する。許容時間Tを次フレームの受信時間としておくことにより、次フレームの受信完了後、直ちに次フレームの反復復号を開始することができ、処理遅延を防止することができる。
【0025】
また、最大反復回数ikの最小値を最大とするため、すべての符号ブロックに対して許容される繰り返し回数を最大にすることができ、復号器の処理性能を最大限に発揮させることができる。
【0026】
反復復号部107は、図示しない送信装置において用いられるターボ符号またはLDPC符号に対応する復号器を備えており、データシンボル記憶部104から出力される符号ブロックを制御シンボル復号部105から通知される符号化方式の情報に従って誤り訂正復号し、受信データを出力する。このとき、反復復号部107は、各符号ブロックに対して、最大反復回数決定部106によって決定された最大反復回数を上限として反復復号を行う。
【0027】
次いで、上記のように構成された受信装置による最大反復回数の決定動作について、図2に示すフロー図を参照しながら説明する。
【0028】
受信信号に含まれる制御シンボルは、制御シンボル復号部105によって復号され、1フレーム内の符号ブロック数および各符号ブロックのサイズが最大反復回数決定部106へ通知される。符号ブロック数および符号ブロックサイズが通知されると、最大反復回数決定部106によって、まず、符号ブロックごとの1回の誤り訂正復号に要する処理時間が算出される(ST1000)。1回の誤り訂正復号に要する処理時間は、反復復号部107に備えられた復号器の処理性能および符号ブロックのサイズに依存している。したがって、最大反復回数決定部106は、各符号ブロックのサイズから1回の処理時間を演算により算出しても良く、あらかじめ符号ブロックのサイズと1回の処理時間とをあらかじめ対応づけてテーブルに記憶しておき、制御シンボル復号部105から通知された符号ブロックのサイズに対応する1回の処理時間をテーブルから読み出しても良い。
【0029】
次に、最大反復回数決定部106によって、1フレーム分の符号ブロックすべてに対する1回の誤り訂正復号に要する処理時間の合計が算出される(ST1100)。すなわち、最大反復回数決定部106によって、各符号ブロックの1回の処理時間が加算され、1フレーム分の処理時間合計が算出される。そして、1フレーム分の符号ブロックの反復復号を行うことが可能な許容時間が最大反復回数決定部106に設定される(ST1200)。上述したように、この許容時間は、次フレームの受信完了までの時間に等しい。
【0030】
そして、最大反復回数決定部106によって、許容時間が1フレーム分の処理時間合計で除され、得られた商が1フレーム内の最大符号ブロックの最大反復回数と決定される(ST1300)。つまり、1フレーム内のすべての符号ブロックに対して同一回数の反復復号を行う場合でも許容時間を超えない反復回数が最大符号ブロックの最大反復回数とされる。このとき、最大符号ブロックが複数ある場合は、決定された最大反復回数がいずれか1つの最大符号ブロックの最大反復回数とされ、残りの最大符号ブロックについては、以降の処理で最大反復回数が決定される。
【0031】
最大符号ブロックの最大反復回数が決定されると、1フレーム内に最大反復回数が未決定の符号ブロックがあるか否かが判定される(ST1400)。この判定の結果、1フレーム内のすべての符号ブロックについて最大反復回数が決定されていれば、最大反復回数の決定動作は終了し、反復復号部107によって各符号ブロックの反復復号が行われる。
【0032】
一方、ST1400の判定の結果、1フレーム内にまだ最大反復回数が決定されていない符号ブロックがあれば、これらの符号ブロックの1回の処理時間合計とこれらの符号ブロックの反復復号に割り当て可能な許容時間とが算出される(ST1500)。すなわち、1フレーム分の処理時間合計から、既に最大反復回数が決定された最大符号ブロックの処理時間が減算され、得られた差が新たな処理時間合計とされる。また、1フレーム分の符号ブロックに対する許容時間から、最大反復回数決定済みの最大符号ブロックの処理時間が減算され、得られた差が新たな許容時間となる。
【0033】
そして、更新された許容時間が更新された処理時間合計で除され、得られた商が最大反復回数未決定の符号ブロック内における最大符号ブロックの最大反復回数と決定される(ST1300)。ここで最大反復回数が決定される符号ブロックのサイズは、前回最大反復回数が決定された符号ブロックのサイズよりも小さいため、新たに決定される最大反復回数は、前回決定された最大反復回数以上となる。つまり、最大反復回数の決定が繰り返される度に、最大反復回数は大きくなり、1フレーム内で最初に最大反復回数が決定される最大符号ブロックの最大反復回数が、1フレーム内の最大反復回数の最小値となる。そして、この最小値が許容時間を最大限に利用するようにして求められているため、最終的にすべての符号ブロックに対して決定される最大反復回数は、反復復号部107に備えられた復号器の処理性能を最大限に発揮させるものといえる。
【0034】
このようにして、1フレーム内のサイズが大きい符号ブロックから順に最大反復回数が決定され、1フレーム内のすべての符号ブロックの最大反復回数が決定されると、次フレームの受信完了までに、反復復号部107による反復復号が行われ、受信データが出力される。
【0035】
次いで、上記のような最大反復回数決定について、2つの具体例を挙げて説明する。
【0036】
第1の具体例においては、図3(a)に示す処理性能の復号器が反復復号部107に備えられているものとする。なお、図3(a)において、符号ブロックサイズはビット(bit)単位で示されている。すなわち、第1の具体例における復号器は、サイズが1200ビット未満の符号ブロックについては1回の誤り訂正復号に0.05ms(ミリ秒)要し、サイズが1200ビット以上2400ビット未満の符号ブロックについては1回の誤り訂正復号に0.10ms要し、以下同様に、符号ブロックサイズが大きくなると1回の誤り訂正復号に要する時間も大きくなる。
【0037】
このような処理性能の復号器が用いられるという条件の下、図3(b)に示す6個の符号ブロックからなるフレームを反復復号する場合を考える。同図に示すように、6個の符号ブロックのうち符号ブロック1〜4はサイズが5000ビットであり、符号ブロック5、6はサイズが1000ビットである。したがって、符号ブロック1〜4の1回の誤り訂正復号にはそれぞれ0.25ms要し、符号ブロック5、6の1回の誤り訂正復号にはそれぞれ0.05ms要する。そして、これらの符号ブロック1〜6の1回の誤り訂正復号に要する処理時間合計は1.10(=0.25×4+0.05×2)msとなる。
【0038】
そして、次フレームの受信時間に相当する許容時間を10.0msとすると、最大符号ブロックの最大反復回数は9(=10.0÷1.10)となる。ここでは、最大符号ブロックを符号ブロック1とすると、残った符号ブロック2〜6の処理時間合計は0.85ms、許容時間は7.75(=10.0−0.25×9)msとなる。
【0039】
これらの更新された処理時間合計および許容時間から、残った符号ブロック内の最大符号ブロックの最大反復回数は9(=7.75÷0.85)となる。ここでは、最大符号ブロックを符号ブロック2とすると、残った符号ブロック3〜6の処理時間合計は0.60ms、許容時間は5.50(=7.75−0.25×9)msとなる。
【0040】
以下、同様にして各符号ブロックの最大反復回数を算出すると、図3(b)に示す反復回数が求められ、各符号ブロックについて最大反復回数まで誤り訂正復号を繰り返した場合の処理時間は10.0msとなる。これは、符号ブロック1〜6の反復復号に許容される次フレームの受信時間に等しく、反復復号部107に備えられた復号器の処理性能を最大限に発揮したこととなる。
【0041】
第2の具体例においては、図4(a)に示す処理性能の復号器が反復復号部107に備えられているものとする。第2の具体例における復号器は、サイズが1200ビット未満の符号ブロックについては1回の誤り訂正復号に0.10ms要し、サイズが1200ビット以上2400ビット未満の符号ブロックについては1回の誤り訂正復号に0.16ms要し、以下同様に、符号ブロックサイズが大きくなると1回の誤り訂正復号に要する時間も大きくなる。
【0042】
このような処理性能の復号器が用いられるという条件の下、第1の具体例と同様のフレームを反復復号する場合を考える。この場合、図4(b)に示すように、符号ブロック1〜4の1回の誤り訂正復号にはそれぞれ0.34ms要し、符号ブロック5、6の1回の誤り訂正復号にはそれぞれ0.10ms要する。そして、これらの符号ブロック1〜6の1回の誤り訂正復号に要する処理時間合計は1.56(=0.34×4+0.10×2)msとなる。
【0043】
そして、第1の具体例と同様に、許容時間を10.0msとすると、最大符号ブロックの最大反復回数は6(=10.0÷1.56)となる。ここでは、最大符号ブロックを符号ブロック1とすると、残った符号ブロック2〜6の処理時間合計は1.22ms、許容時間は7.96(=10.0−0.34×6)msとなる。
【0044】
これらの更新された処理時間合計および許容時間から残った符号ブロック内の最大符号ブロックの最大反復回数は6(=7.96÷1.22)となる。ここでは、最大符号ブロックを符号ブロック2とすると、残った符号ブロック3〜6の処理時間合計は0.88ms、許容時間は5.92(=7.96−0.34×6)msとなる。
【0045】
以下、同様にして各符号ブロックの最大反復回数を算出すると、図4(b)に示す反復回数が求められ、各符号ブロックについて最大反復回数まで誤り訂正復号を繰り返した場合の処理時間は10.0msとなる。これは、符号ブロック1〜6の反復復号に許容される次フレームの受信時間に等しく、反復復号部107に備えられた復号器の処理性能を最大限に発揮したこととなる。
【0046】
ここで注目すべきなのは、第2の具体例においては、符号ブロック1〜3と符号ブロック4とはサイズが5000ビットで等しいにも拘わらず、最大反復回数は6と7とで異なっている点である。同様に、サイズが1000ビットの符号ブロック5と符号ブロック6の最大反復回数も7と8とで異なっている。これは、本実施の形態に係る最大反復回数決定が、単に符号ブロックサイズのみに基づいて行われるのではなく、1フレーム内の符号ブロック数および復号器の処理性能に応じて許容時間を最大限に使用するように最大反復回数が決定されることに依っている。換言すれば、最大反復回数が未決定の符号ブロックについて、これらの符号ブロックの反復復号に割り当て可能な許容時間を満たしつつ、常に最大反復回数の最小値が最大となるようにして各符号ブロックの最大反復回数が決定されるため、復号器を最も効率良く利用することが可能となる。
【0047】
以上のように、本実施の形態によれば、誤り訂正復号を最大反復回数まで繰り返し可能な反復復号を行う場合において、1フレーム内の複数の符号ブロックに関する最大反復回数の最小値が最大となるように各符号ブロックの最大反復回数を決定する。このため、1フレームの反復復号に許容される時間を最大限に利用することにより、復号器の処理性能を最大限に発揮して、より処理性能が低い復号器で所望の誤り率を達成し、消費電力およびコストの増大を防止することができる。
【0048】
(実施の形態2)
本発明の実施の形態2の特徴は、ある符号ブロックについて、最大反復回数未満の反復復号で誤りが検出されなくなった場合、残りの未復号の符号ブロックの最大反復回数を再度決定する点である。
【0049】
図5は、本実施の形態に係る受信装置の要部構成を示すブロック図である。同図において、図1と同じ部分には同じ符号を付し、その説明を省略する。図5に示す受信装置は、無線受信部101、復調部102、分離部103、データシンボル記憶部104、制御シンボル復号部105、最大反復回数決定部201、反復復号部107a、および反復停止判定部202を有している。
【0050】
反復復号部107aは、符号ブロックを符号化方式の情報に従って誤り訂正復号し、誤り訂正復号結果が得られるごとに、この結果を反復停止判定部202へ出力する。このとき、反復復号部107aは、最大反復回数を反復回数の上限として反復復号を行うが、反復停止判定部202から反復復号を停止する旨が通知された場合は、反復回数が最大反復回数未満でも直ちに反復復号を停止する。
【0051】
最大反復回数決定部201は、1フレームに対する許容時間、1フレーム中の符号ブロック数、および各符号ブロックのサイズに基づいて、各符号ブロックの最大反復回数を決定する。また、最大反復回数決定部201は、実際の反復回数が最大反復回数に達することなく反復復号を停止(以下「早期停止」という)する旨が通知された場合、改めて未復号の符号ブロックの最大反復回数を再決定する。
【0052】
反復停止判定部202は、反復復号部107aから誤り訂正復号結果が出力されるごとに誤り検出を行い、誤りが無ければ誤り訂正復号結果を受信データとして出力する。また、反復停止判定部202は、誤りが有れば反復復号部107aに誤り訂正復号を反復させ、誤りが無ければ反復復号部107aに反復復号を停止させる。そして、反復停止判定部202は、反復復号を停止させた場合に、反復復号を停止した符号ブロックに対する実際の反復回数を最大反復回数決定部201へ通知する。
【0053】
次いで、上記のように構成された受信装置による反復復号の動作について、図6に示すフロー図を参照しながら説明する。
【0054】
受信信号に含まれる制御シンボルは、制御シンボル復号部105によって復号され、1フレーム内の符号ブロック数および各符号ブロックのサイズが最大反復回数決定部201へ通知される(ST2000)。符号ブロック数および符号ブロックサイズが通知されると、最大反復回数決定部201によって、実施の形態1と同様に、各符号ブロックサイズの最大反復回数が初期反復回数として決定される(ST2100)。すなわち、最大反復回数決定部201によって、1フレーム内の最大反復回数の最小値が最大となるように初期反復回数が決定される。
【0055】
そして、1フレーム内のすべての符号ブロックの初期反復回数が決定されると、いずれか1つの符号ブロックが反復復号部107aによって誤り訂正復号される。誤り訂正復号結果は、反復停止判定部202へ出力され、反復停止判定部202によって誤り検出が行われる。この誤り検出の結果、符号ブロックに誤りが有れば、反復停止判定部202から反復復号部107aへ誤り訂正復号を反復する指示が出され、符号ブロックの反復復号が行われる(ST2200)。
【0056】
一方、誤り検出の結果、符号ブロックに誤りが無ければ、反復停止判定部202から誤り訂正復号結果が受信データとして出力されるとともに、反復復号部107aへ反復復号を停止する指示が出される。反復復号を停止する指示が出された場合は、さらに、反復停止判定部202によって、反復復号の対象となっていた符号ブロックの実際の反復回数が最大反復回数決定部201へ通知される。そして、最大反復回数決定部201によって、反復復号が行われていた符号ブロックの初期反復回数と実際の反復回数とが比較され、早期停止が発生したか否かが判定される(ST2300)。すなわち、反復停止判定部202によって、実際の反復回数が初期反復回数に達したか否かが判定される。
【0057】
この判定の結果、早期停止が発生している、すなわち、実際の反復回数が初期反復回数に達していない場合は、1フレーム全体の反復復号に対する許容時間から実際の反復復号に使用された時間が減算され、残り許容時間が算出される(ST2400)。そして、最大反復回数決定部201によって、残り許容時間を最大限に利用するように、まだ誤り訂正復号されていない未復号の符号ブロックの最大反復回数が改めて決定される(ST2500)。
【0058】
このとき、早期停止が発生した場合に未復号の符号ブロックに割り当て可能な残り許容時間は、初期反復回数が算出された際の許容時間よりも大きいため、改めて決定された最大反復回数は初期反復回数以上となる。したがって、後半に反復復号される符号ブロックには、より大きな最大反復回数を割り当てることが可能となるため、誤り率をさらに改善することができる。
【0059】
新たに最大反復回数が決定されると、未復号の符号ブロックが有るか否かが判定され(ST2600)、未復号の符号ブロックのいずれか1つについて、改めて決定された最大反復回数を上限とした反復復号が行われる(ST2200)。また、ST2300の判定の結果、早期停止が発生していない、すなわち、実際の反復回数が初期反復回数に達している場合も、未復号の符号ブロックが有るか否かが判定され(ST2600)、未復号の符号ブロックについてのいずれか1つについて、初期反復回数を上限とした反復復号が行われる(ST2200)。
【0060】
次いで、上記のような最大反復回数決定について、具体例を挙げて説明する。
【0061】
ここでは、実施の形態1における第2の具体例のように、符号ブロック1〜6の初期反復回数が決定されたものとする。すなわち、図7に示すように、符号ブロック1〜3の初期反復回数は6、符号ブロック4、5の初期反復回数は7、符号ブロック6の初期反復回数は8となったものとする。初期反復回数の決定は、実施の形態1と同様であるため、説明を省略する。
【0062】
初期反復回数が決定されると、反復復号部107aは、初期反復回数を反復回数の上限として、いずれか1つの符号ブロックを反復復号する。ここでは、符号ブロック1から順に反復復号されるものとする。
【0063】
符号ブロック1が反復復号部107aによって反復復号される過程において、毎回の誤り訂正復号結果は反復停止判定部202へ出力され、反復停止判定部202によって誤り検出が行われる。そして、誤り訂正復号結果に誤りが検出されなければ、それ以上の反復復号は不要であるため、実際の反復回数が初期反復回数に達していなくても、反復復号部107aへ反復復号を停止する旨の指示が出される。
【0064】
ここでは、例えば符号ブロック1に対する反復復号が3回で停止したものとする。この実際の反復回数は、反復停止判定部202から最大反復回数決定部201へ通知される。そして、符号ブロック1に割り当てられた初期反復回数は6であったため、早期停止が発生したことになり、最大反復回数決定部201によって、最大反復回数の再割り当てが行われる。具体的には、1フレーム全体の反復復号に対する許容時間から符号ブロック1の実際の反復復号に要した時間が減算され、残り許容時間が算出される。そして、初期反復回数の算出と同様の方法で、残り許容時間が符号ブロック2〜6に割り当てられることにより、新たな最大反復回数が求められる。
【0065】
ここでは、新たな最大反復回数が図7中「再割当回数1」の列に示すように、符号ブロック2〜4に対しては7、符号ブロック5、6に対しては9であったものとする。この再割当回数1を初期反復回数と比較すると、いずれの符号ブロックについても再割当回数1が初期反復回数以上であり、より大きい反復回数が許容されることになる。したがって、各符号ブロックについて、誤りが検出されなくなるまで反復復号を行うことが許容されやすくなり、誤り率をさらに改善することができる。
【0066】
再割当回数1が決定されると、反復復号部107aは、再割当回数1を反復回数の上限として、符号ブロック2の反復復号を開始する。この過程においても、誤り訂正復号結果が反復停止判定部202へ出力されるたびに誤り検出が行われ、反復復号の必要の有無が決定される。
【0067】
ここでは、例えば符号ブロック2に対する反復復号が4回で停止したものとする。この実際の反復回数は、符号ブロック2の再割当回数1であった7より小さいため、早期停止が発生したことになり、最大反復回数決定部201によって、2度目の最大反復回数の再割り当てが行われる。具体的には、符号ブロック2〜6の反復復号に対する許容時間から符号ブロック2の実際の反復復号に要した時間が減算され、残り許容時間が算出される。そして、初期反復回数および再割当回数1と同様の方法で、残り許容時間が符号ブロック3〜6に割り当てられることにより、新たな最大反復回数が求められる。
【0068】
この結果、図7中の「再割当回数2」の列に示すように、符号ブロック3に対しては8、符号ブロック4に対しては9、符号ブロック5、6に対しては15が新たな最大反復回数として決定される。
【0069】
以上のように、本実施の形態によれば、符号ブロックの反復復号において早期停止が発生した場合に、早期停止が発生したことによって生じた許容時間の余裕を、未復号の符号ブロックの反復復号に割り当てる。このため、後で反復復号される符号ブロックに許容される反復回数が大きくなる、換言すれば、誤りが検出されなくなるまで反復復号を行うことが許容されやすくなり、誤り率をさらに改善することができる。
【0070】
なお、本実施の形態においては、反復停止判定部202が誤り検出を行って反復復号を停止するか否かを判定するものとしたが、他にも例えば反復復号部107aから出力される軟判定値の収束性を監視して反復復号を停止するか否かを判定しても良い。要するに反復停止判定部202は、ある反復回数において反復復号を継続しても誤り率の改善が期待できないと判断した場合は、反復復号を停止すると判定すれば良い。
【0071】
(実施の形態3)
本発明の実施の形態3の特徴は、早期停止が発生しやすいと考えられる符号ブロックを優先して反復復号を行い、各符号ブロックの最大反復回数をさらに大きくする点である。
【0072】
図8は、本実施の形態に係る受信装置の要部構成を示すブロック図である。同図において、図1および図5と同じ部分には同じ符号を付し、その説明を省略する。図8に示す受信装置は、無線受信部101、復調部102、分離部103、データシンボル記憶部104、制御シンボル復号部105、最大反復回数決定部201、反復復号部107a、反復停止判定部202、および入力順序決定部301を有している。
【0073】
入力順序決定部301は、制御シンボル復号部105から出力されるフォーマット情報を参照して、1フレーム内の複数の符号ブロックのうちサイズが小さい方から順の入力順序を決定する。そして、入力順序決定部301は、データシンボル記憶部104に対して、決定した入力順序で符号ブロックを反復復号部107aへ入力させる。
【0074】
本実施の形態においては、サイズが小さい符号ブロックから順に反復復号部107aへ入力されるため、初期反復回数が決定された後、実際の反復復号は、サイズが小さい符号ブロックから順に行われる。一般に、サイズが小さい符号ブロックでは、誤りが発生する可能性が低く、反復復号の過程で早期停止が発生する可能性が高い。さらに、実施の形態1で述べたように、符号ブロックのサイズが小さいほど最大反復回数が大きくなるため、サイズが小さい符号ブロックほど最大反復回数までの反復復号を必要とせず、早期停止が発生する可能性が高い。したがって、先に反復復号される符号ブロックほど早期停止が発生しやすくなり、結果として、後に反復復号される符号ブロックの最大反復回数が大きくなりやすい。このため、比較的誤りが発生しやすい大きな符号ブロックに対する最大反復回数が大きくなり、誤り率をさらに改善することができる。
【0075】
なお、ここでは、入力順序決定部301によって符号ブロックの入力順序が決定されるものとしたが、あらかじめ図示しない送信装置において、1フレーム内の符号ブロックをサイズが小さい順に並べて送信するようにしても良い。
【0076】
また、HARQ(Hybrid-Auto Repeat reQuest:ハイブリッド自動再送要求)による再送が行われる場合には、例えば図9に示すような構成を採っても良い。同図においては、図1、図5、および図8と同じ部分には同じ符号を付している。
【0077】
HARQが行われる場合、反復停止判定部202aは、誤り検出結果を再送判定部401へ通知する。そして、再送判定部401は、誤り検出結果が誤り有りを示している場合、再送要求信号を生成して図示しない送信装置へ送信するとともに、再送要求を行った旨をHARQ合成部402へ通知する。その後、再送要求信号に従って、図示しない送信装置から再送信号が送信されると、この再送信号は復調され、再送データシンボルがデータシンボル記憶部104に記憶される。そして、HARQ合成部402は、初回に送信されたデータシンボルと再送データシンボルとを合成することにより、初回に送信されたデータシンボルよりも誤り率が改善されたデータシンボルをデータシンボル記憶部104に記憶させる。
【0078】
HARQにおいては、以上のように、再送された信号を既に送信された信号と合成することにより、再送回数が多くなるにつれて誤り率が改善されていく。そこで、入力順序決定部301aは、再送回数が多い符号ブロックを優先して反復復号部107aへ入力する入力順序を決定する。これにより、誤りが発生する可能性が小さく、早期停止が発生する可能性が高い符号ブロックが優先して反復復号され、誤り率をさらに改善することができる。
【0079】
さらに、受信信号の受信品質に応じて入力順序を決定する場合には、例えば図10に示すような構成を採っても良い。同図においては、図1、図5、および図8と同じ部分には同じ符号を付している。
【0080】
通常、受信品質が良好であれば、それだけ誤りが発生する可能性も小さいため、受信品質測定部501は、1フレーム内の各符号ブロックの受信品質を測定する。そして、入力順序決定部301bは、受信品質が高い符号ブロックを優先して反復復号部107aへ入力する入力順序を決定する。
【0081】
また、MIMO(Multi Input Multi Output)方式の通信が行われる場合は、例えば図11に示すような構成を採っても良い。同図においては、図1、図5、および図8と同じ部分には同じ符号を付している。
【0082】
MIMO方式の通信においては、図示しない送信装置の複数のアンテナからそれぞれ異なるデータストリームが送信されているため、受信装置の各アンテナにおける受信信号は、複数のデータストリームを含んでいる。これらのデータストリームは、MIMO信号分離部601によって分離され、各データストリームのシンボルが分離部103へ出力される。このときMIMO信号分離部601は、チャネル推定部602によるデータストリームごとのチャネル推定結果が用いてデータストリームを分離する。また、チャネル推定部602は、各データストリームの受信品質を測定する。そして、入力順序決定部301cは、受信品質が高いデータストリームに含まれる符号ブロックを優先して反復復号部107aへ入力する入力順序を決定する。
【0083】
これらのように、受信品質が高い符号ブロックから先に反復復号することにより、誤りが発生する可能性が小さく、早期停止が発生する可能性が高い符号ブロックが優先して反復復号され、誤り率をさらに改善することができる。
【0084】
以上のように、本実施の形態によれば、サイズが小さい、再送回数が多い、または受信品質が高いなどのように、反復回数が小さくて済む符号ブロックを先に反復復号するため、1フレームの反復復号において、早い段階で早期停止が発生しやすくなり、遅い段階で反復復号される符号ブロックに対する最大反復回数をより大きくし、誤り率をさらに改善することができる。
【0085】
本発明の第1の態様に係る受信装置は、符号ブロックを含むフレームを受信する受信手段と、受信フレーム内の符号ブロックのサイズおよび受信フレーム全体の誤り訂正復号に対する許容時間から符号ブロックごとの最大反復回数を決定する決定手段と、決定された最大反復回数を反復回数の上限として符号ブロックごとの誤り訂正復号を反復する反復復号手段と、を有する構成を採る。
【0086】
この構成によれば、符号ブロックのサイズおよび受信フレーム全体に対する許容時間から、符号ブロックに対する誤り訂正復号の反復回数の上限である最大反復回数を決定するため、許容時間を最大限に利用して各符号ブロックに割り当て可能な反復回数を大きくすることができ、復号器の処理性能を最大限に発揮して、より処理性能が低い復号器で所望の誤り率を達成し、消費電力およびコストの増大を防止することができる。
【0087】
本発明の第2の態様に係る受信装置は、上記第1の態様において、前記決定手段は、受信フレーム内のすべての符号ブロックについて最大反復回数まで反復復号が行われても前記受信フレームの誤り訂正復号が前記許容時間内に完了し、かつ、前記受信フレーム内の符号ブロックごとの最大反復回数の最小値を最大とする最大反復回数を決定する構成を採る。
【0088】
この構成によれば、すべての符号ブロックに対する最大反復回数までの反復復号が許容時間内に完了し、最大反復回数の最小値が最大となるような最大反復回数を決定するため、許容される最大限の反復回数が確実に各符号ブロックの最大反復回数として割り当てられる。
【0089】
本発明の第3の態様に係る受信装置は、上記第1の態様において、前記決定手段は、前記受信フレームの次フレームの受信に要する時間を前記許容時間とする構成を採る。
【0090】
この構成によれば、次フレームの受信に要する時間を許容時間とするため、次フレームの受信完了時には受信フレームの反復復号が完了し、受信完了後直ちに次フレームの反復復号を開始することができ、処理遅延を防止することができる。
【0091】
本発明の第4の態様に係る受信装置は、上記第1の態様において、前記反復復号手段によって符号ブロックが誤り訂正復号されるたびに、この符号ブロックに対する反復復号を停止するか否かを判定する判定手段、をさらに有し、前記決定手段は、最大反復回数未満の反復回数において反復復号を停止すると判定された場合、前記受信フレーム内の未だ反復復号されていない符号ブロックに対応する最大反復回数を再決定する構成を採る。
【0092】
この構成によれば、反復復号が最大反復回数未満の反復回数で停止された場合、残りの符号ブロックに対応する最大反復回数を再決定するため、後で反復復号される符号ブロックに許容される反復回数が大きくなる、換言すれば、誤りが検出されなくなるまで反復復号を行うことが許容されやすくなり、誤り率をさらに改善することができる。
【0093】
本発明の第5の態様に係る受信装置は、上記第4の態様において、前記決定手段は、最大反復回数未満の反復回数において反復復号を停止する符号ブロックの実際の反復復号に要した時間に基づいて新たな許容時間を求め、求められた許容時間から未だ反復復号されていない符号ブロックの最大反復回数を再決定する構成を採る。
【0094】
この構成によれば、実際の反復復号に要した時間から新たに許容時間を求め、最大反復回数を再決定するため、最大反復回数未満の反復回数で反復復号が停止したことによって生じた許容時間の余裕を、未復号の符号ブロックの反復復号に割り当てることができる。
【0095】
本発明の第6の態様に係る受信装置は、上記第4の態様において、前記判定手段は、誤り訂正復号結果の誤りの有無を検出し、誤りが無い場合に、反復復号を停止すると判定する構成を採る。
【0096】
この構成によれば、誤り検出の結果、誤りが無い場合に反復復号を停止するため、無駄な反復復号を防止し、さらに消費電力を低減することができる。
【0097】
本発明の第7の態様に係る受信装置は、上記第4の態様において、前記反復復号手段は、誤りが無くなるまでに必要な反復回数が少ない順序で受信フレーム内の符号ブロックを反復復号させる順序決定部、を含む構成を採る。
【0098】
この構成によれば、反復回数が少ない符号ブロックが優先的に反復復号されるため、先に反復復号される符号ブロックほど早期停止が発生しやすくなり、結果として、後に反復復号される符号ブロックの最大反復回数が大きくなりやすい。このため、比較的誤りが発生しやすい大きな符号ブロックに対する最大反復回数が大きくなり、誤り率をさらに改善することができる。
【0099】
本発明の第8の態様に係る受信装置は、上記第7の態様において、前記順序決定部は、サイズが小さい順序で符号ブロックを反復復号させる構成を採る。
【0100】
本発明の第9の態様に係る受信装置は、上記第7の態様において、前記順序決定部は、HARQによる再送回数が多い順序で符号ブロックを反復復号させる構成を採る。
【0101】
本発明の第10の態様に係る受信装置は、上記第7の態様において、前記順序決定部は、受信品質が高い順序で符号ブロックを反復復号させる構成を採る。
【0102】
これらの構成によれば、早期停止が発生しやすい符号ブロックを確実に優先的に反復復号することができる。
【0103】
本発明の第11の態様に係る反復復号方法は、符号ブロックを含むフレームを受信するステップと、受信フレーム内の符号ブロックのサイズおよび受信フレーム全体の誤り訂正復号に対する許容時間から符号ブロックごとの最大反復回数を決定するステップと、決定された最大反復回数を反復回数の上限として符号ブロックごとの誤り訂正復号を反復するステップと、を有するようにした。
【0104】
この方法によれば、符号ブロックのサイズおよびフレーム全体に対する許容時間から、符号ブロックに対する誤り訂正復号の反復回数の上限である最大反復回数を決定するため、許容時間を最大限に利用して各符号ブロックに割り当て可能な反復回数を大きくすることができ、復号器の処理性能を最大限に発揮して、より処理性能が低い復号器で所望の誤り率を達成し、消費電力およびコストの増大を防止することができる。
【0105】
本発明の第12の態様に係る反復復号方法は、符号ブロックを含むフレームを受信するステップと、受信フレーム内の符号ブロックのサイズおよび受信フレーム全体の誤り訂正復号に対する許容時間から符号ブロックごとの最大反復回数を決定するステップと、決定された最大反復回数を反復回数の上限として符号ブロックごとの誤り訂正復号を反復するステップと、符号ブロックが誤り訂正復号されるたびに、この符号ブロックに対する反復復号を停止するか否かを判定するステップと、最大反復回数未満の反復回数において反復復号を停止すると判定された場合、前記受信フレーム内の未だ反復復号されていない符号ブロックに対応する最大反復回数を再決定するステップと、を有するようにした。
【0106】
この方法によれば、反復復号が最大反復回数未満の反復回数で停止された場合、残りの符号ブロックに対応する最大反復回数を再決定するため、後で反復復号される符号ブロックに許容される反復回数が大きくなる、換言すれば、誤りが検出されなくなるまで反復復号を行うことが許容されやすくなり、誤り率をさらに改善することができる。
【産業上の利用可能性】
【0107】
本発明の受信装置および反復復号方法は、復号器の処理性能を最大限に発揮して、より処理性能が低い復号器で所望の誤り率を達成し、消費電力およびコストの増大を防止することができ、例えば1フレームに含まれる複数のブロックそれぞれに対して反復復号を行う受信装置および反復復号方法として有用である。
【図面の簡単な説明】
【0108】
【図1】本発明の実施の形態1に係る受信装置の要部構成を示すブロック図
【図2】実施の形態1に係る最大反復回数の決定動作を示すフロー図
【図3】(a)復号器の処理性能の一例を示す図(b)符号ブロックごとの最大反復回数を示す図
【図4】(a)復号器の処理性能の他の一例を示す図(b)符号ブロックごとの最大反復回数を示す図
【図5】本発明の実施の形態2に係る受信装置の要部構成を示すブロック図
【図6】実施の形態2に係る最大反復回数の決定動作を示すフロー図
【図7】符号ブロックごとの最大反復回数を示す図
【図8】本発明の実施の形態3に係る受信装置の要部構成を示すブロック図
【図9】実施の形態3に係る他の受信装置の要部構成を示すブロック図
【図10】実施の形態3に係るさらに他の受信装置の要部構成を示すブロック図
【図11】実施の形態3に係るさらに他の受信装置の要部構成を示すブロック図
【符号の説明】
【0109】
101 無線受信部
102 復調部
103 分離部
104 データシンボル記憶部
105 制御シンボル復号部
106、201 最大反復回数決定部
107、107a 反復復号部
202、202a 反復停止判定部
301、301a、301b、301c 入力順序決定部
401 再送判定部
402 HARQ合成部
501 受信品質測定部
601 MIMO信号分離部
602 チャネル推定部




 

 


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