JP2000068862A - 誤り訂正符号化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 互いに並列に設けられた複数の畳込み回路を
備える誤り訂正符号化装置において所望の符号化率が得
られるようにする。 【解決手段】 互いに並列に設けられた畳込み部４３お
よび４４は、それぞれソースデータｕに対して畳み込み
処理を実行する。インターリーバ４２は、畳込み部４４
に対して与えられるソースデータｕをランダム化する。
パンクチャリング部４５および４６は、ぞれぞれ予め決
められたパンクチャリングパターンに従ってパリティデ
ータ系列Ｙ1KおよびＹ2Kからデータエレメントを選択す
る。多重化部４７は、データ系列ＸK に対してパンクチ
ャリング部４５および４６により選択されたデータエレ
メントを付与する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、符号化装置に係わ
り、特に、誤り訂正符号に係わる。

【０００２】

【従来の技術】符号化技術は、様々な分野において広く
利用されている。たとえば、データ伝送においては、送
信元装置が伝送すべきデータを符号化して通信路に送出
し、受信装置がその符号化されているデータを受信して
復号する。また、データを記憶装置に保存する際には、
データは、符号化されてディスクなどに書き込まれる。
そして、符号化されているデータは、そのディスクから
読み出される際に復号される。なお、符号化とは、一般
には、情報源データ系列を異なるデータ系列に変換する
ことをいい、また、その変換によって得られる新しいデ
ータ系列を符号という。

【０００３】ところで、符号化されたデータを伝送する
際、その通信路においてエラーが発生することがある。
また、符号化されたデータを格納する記憶装置からその
データを読み出して再生する際にも、エラーが発生し得
る。このようなエラーの発生を検出するため、或いはそ
のエラーを訂正するために、誤り訂正符号がしばしば使
用されている。

【０００４】誤り訂正符号の１つとして、畳込み符号が
知られている。畳込み符号では、ｎビットのデータが入
力される毎に、そのｎビットのデータ及びそのｎビット
のデータの直前に入力されたｓビットのデータに従って
決まるｍ（ｍ＞ｎ）ビットのデータが出力される。すな
わち、畳込み符号では、伝送すべきデータに対して、
「ｍ−ｎ」ビットのデータが誤り訂正のために付与され
る。このことにより、データの冗長性が増加するので、
復号時の復号誤り率を低くすることができる。

【０００５】なお、伝送すべきデータの量（ソースデー
タのビット数）と、符号化によって得られるデータの量
（出力データのビット数）との比率は、一般に符号化率
（または、情報率）Ｒと呼ばれ、下式により与えられ
る。

【０００６】Ｒ ＝ ｎ／ｍ この符号化率Ｒは、誤り訂正符号においては、常に１よ
りも小さい。また、一般に、符号化率Ｒは、復号装置に
おける誤り訂正能力を決めるパラメータの１つである。
たとえば、符号化率Ｒが小いと、誤り訂正能力は高くな
る。

【０００７】図２０は、畳込み符号を用いた既存の誤り
訂正符号化装置の一例のブロック図である。この誤り訂
正符号化装置５００は、互いに並列に設けられた２つの
畳込み部５０１および５０２を備える。このように、互
いに並列に設けられた複数の畳込み部を備える符号化装
置は、しばしば、「ターボ符号化装置」と呼ばれてい
る。

【０００８】誤り訂正符号化装置５００は、ソースデー
タｄに対して、データ系列ｘ、及びそのデータ系列ｘを
訂正するためのパリティデータ系列ｙ１、ｙ２を生成す
る。データ系列ｘ、パリティデータ系列ｙ１、ｙ２は、
多重化されて出力される。そして、この出力がソースデ
ータｄの符号化データである。以下では、Ｎビットのソ
ースデータｄを符号化する際の動作を説明する。

【０００９】ソースデータｄは、そのままデータ系列ｘ
として出力されるとともに、畳込み部５０１およびイン
ターリーバ５０３に与えられる。畳込み部５０１は、ソ
ースデータｄに対して畳込み符号化を実行してパリティ
データ系列ｙ１を出力する。インターリーバ５０３は、
入力されたＮビットのソースデータｄをいったん保持
し、その後に入力順序と異なる順序でその保持されてい
るソースデータｄを読み出して出力する。このことによ
り、ソースデータｄはランダム化される。インターリー
バ５０３の出力は、畳込み部５０２に対して与えられ
る。そして、畳込み部５０２は、そのインターリーバ５
０３の出力に対して畳込み符号化を実行してパリティデ
ータ系列ｙ２を出力する。

【００１０】上記動作により、誤り訂正符号化装置５０
０は、Ｎビットのソースデータｄに対して、Ｎビットの
データ系列ｘ、Ｎビットのパリティデータ系列ｙ１、お
よびＮビットのパリティデータ系列ｙ２を生成する。こ
れらのデータ系列ｘ、パリティデータ系列ｙ１、ｙ２
は、例えば、ビット毎に多重化されて符号化データとし
て出力される。従って、この場合、誤り訂正符号化装置
５００は、Ｎビットの入力の対して３×Ｎビットのデー
タを出力するので、その符号化率Ｒは、１／３となる。

【００１１】図２１は、図２０に示した誤り訂正符号化
装置の変形例のブロック図である。誤り訂正符号化装置
５１０は、図２０に示した誤り訂正符号化装置５００に
対して選択部５１１を設けることにより実現される。選
択部５１１は、予め決められている選択パターンに従っ
て、畳込み部５０１および５０２によりそれぞれ生成さ
れるパリティデータ系列ｙ１およびｙ２を選択してパリ
ティデータ系列Ｚとして出力する。尚、選択部５１１の
動作は、「パンクチャリング（Puncturing）」と呼ばれ
ることがある。

【００１２】選択部５１１は、畳込み部５０１およびび
５０２の出力を交互に１ビットずつ選択する。選択部５
１１の出力系列Ｚを表１に示す。ここで、「ｙ１(i) 」
は、ソースデータｄの第ｉ番目のデータエレメントに対
応する畳込み部５０１の出力であり、「ｙ２(i) 」は、
ソースデータｄの第ｉ番目のデータエレメントに対応す
る畳込み部５０２の出力である。このように、選択部５
１１は、誤り訂正符号化装置５１０にＮビットのソース
データｄが入力されると、Ｎビットの出力系列Ｚ（ｙ１
(1) ，ｙ２(2) ，ｙ１(3) ，ｙ２(4) ，．．，ｙ１(N-
1) ，ｙ２(N) ）を出力する。

【００１３】

【表１】

【００１４】選択部５１１によるパンクチャリング動作
は、下記に示す式で表すことができる。

【００１５】

【数１】

【００１６】出力系列Ｚは、データ行列Ｄとパンクチャ
リング行列Ｐとの掛け算により得られる。例えば、ソー
スデータｄの第ｉ番目のデータエレメントに対しては、
データ行列Ｄの第１行とパンクチャリング行列Ｐの第１
列との積により「ｙ１(i) 」が得られる。また、ソース
データｄの第ｉ＋１番目のデータエレメントに対して
は、データ行列Ｄの第２行とパンクチャリング行列Ｐの
第２列との積により「ｙ２(i+1) 」が得られる。したが
って、選択部５１１が畳込み部５０１および５０２の出
力を交互に１ビットずつ選択する動作は、上記演算を繰
り返し実行する動作として表される。

【００１７】上記構成により、誤り訂正符号化装置５１
０は、Ｎビットのソースデータｄに対して、Ｎビットの
データ系列ｘ、およびＮビットのパリティデータ系列Ｚ
を生成する。これらのデータ系列ｘおよびパリティデー
タ系列Ｚは、ビット毎に多重化されて符号化データとし
て出力される。従って、この場合、誤り訂正符号化装置
５１０は、Ｎビットの入力の対して２×Ｎビットのデー
タを出力するので、その符号化率Ｒは、１／２となる。

【００１８】なお、図２０および図２１に示した誤り訂
正符号化装置については、米国特許5,446,747 に詳しく
開示されている。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ソースデー
タｄのデータ長Ｎ（ビット数）に対する符号化装置の出
力系列のデータ長Ｍを任意の長さにしたい、という要求
がある。たとえば、移動体通信システムにおいては、一
般に、所定のデータ長ごとに分割された音声データ等が
予め決められたデータ長のフレームの中に格納されて伝
送される。すなわち、移動体通信システムにおいて符号
を使用する場合には、所定のデータ長ごとに分割された
音声データ等は、符号化された後にフレームの中に格納
される。

【００２０】ところが、図２０または図２１に示した従
来の誤り訂正符号化装置の符号化率Ｒはそれぞれ固定さ
れていた。したがって、予め決められた固定長のデータ
（上述の例では、フレーム）を作成する場合、そのフレ
ームのデータ格納領域を満たすためには、そこに無意味
な情報を格納しなければななかった。

【００２１】図２２(a) は、図２０に示す誤り訂正符号
化装置５００を使用してソースデータを符号化して固定
長のフレームに格納する場合の処理を説明する図であ
る。ここでは、ソースデータｄが３３３ビット、また、
フレームのデータ格納領域が１５００ビットである。こ
の場合、誤り訂正符号化装置５００は、３３３ビットの
データ系列ｘ、３３３ビットのパリティデータ系列ｙ
１、および３３３ビットのパリティデータ系列ｙ２を生
成するので、フレームのデータ格納領域を満たすために
は、図２２(b) に示すように、５０１ビットのダミーデ
ータをそのフレームに格納しなければならない。従っ
て、網を介してそのフレームを伝送すると、無駄なデー
タが伝送されることになり、網資源が浪費されてしま
う。

【００２２】図２３(a) は、図２１に示す誤り訂正符号
化装置５１０を使用してソースデータを符号化して固定
長のフレームに格納する場合の処理を説明する図であ
る。ここでは、ソースデータｄが６６６ビット、フレー
ムのデータ格納領域が１５００ビットである。この場
合、選択部５１１は、パンクチャリング処理により、パ
リティデータ系列ｙ１およびパリティデータ系列ｙ２か
らパリティデータ系列Ｚを生成する。したがって、誤り
訂正符号化装置５１０は、６６６ビットのデータ系列
ｘ、および６６６ビットのパリティデータ系列Ｚを生成
するので、フレームのデータ格納領域を満たすために
は、図２３(b) に示すように、１６８ビットのダミーデ
ータをそのフレームに格納しなければならない。したが
って、図２２に示した例と同様に、無駄なデータが伝送
されることになる。

【００２３】このように、互いに並列に設けられた複数
の畳込み部を備える既存の誤り訂正符号化装置は、その
符号化率を所望の値に設定できなかったので、ソースデ
ータを符号化して所定のフレームに格納する際、その効
率が悪かった。

【００２４】本発明の課題は、互いに並列に設けられた
複数の畳込み部を備える誤り訂正符号化装置において所
望の符号化率が得られるようにすることである。

【００２５】

【課題を解決するための手段】この発明の誤り訂正符号
化装置は、互いに並列に設けられた複数の畳込み手段
と、上記複数の畳込み手段に対して互いに異なるデータ
系列が与えられるように上記ソースデータをランダム化
するランダム化手段と、上記複数の畳込み手段の各出力
の各データエレメントを選択するか否かを表し且つその
データ長が上記複数の畳込み手段の各出力のデータ長と
同じである選択情報に従って対応する畳込み手段の出力
のデータエレメントを選択する選択手段と、上記ソース
データおよび上記選択手段により選択されたデータエレ
メントを出力する出力手段と、を有する。

【００２６】上記構成において、各畳込み手段は、ソー
スデータを訂正するためのデータエレメントを生成す
る。選択手段は、上記複数の畳込み手段により生成され
るデータエレメントの中から選択情報により指示される
データエレメントを出力する。したがって、出力手段に
より出力される符号化データのビット数は、上記選択情
報に基づいて決まる。すなわち、上記選択情報に従って
所望の符号化率を得ることができる。

【００２７】本発明の他の形態の誤り訂正符号化装置
は、要求される符号化率に応じてソースデータの中の所
定数のデータエレメントを重複させる重複手段と、互い
に並列に設けられた複数の畳込み回路を備え、上記重複
手段により所定数のデータエレメントが重複させられた
ソースデータに対して符号化処理を行う符号化回路と、
を有する。

【００２８】上記構成において、データエレメントを重
複させる数を変えることにより、ソースデータのデータ
長と上記符号化回路の出力データのデータ長との比率が
変わる。即ち、符号化率が変わる。また、データエレメ
ントが重複されていると、復号特性が向上する。

【００２９】本発明のさらに他の誤り訂正符号化装置
は、要求される符号化率に応じてソースデータに対して
所定数のダミービットを挿入する挿入手段と、互いに並
列に設けられた複数の畳込み回路を備え、上記挿入手段
によりダミービットが挿入されたソースデータに対して
符号化処理を行う符号化回路と、を有する。

【００３０】上記構成において、挿入すべきダミービッ
ト数を変えることにより、ソースデータのデータ長と上
記符号化回路の出力データのデータ長との比率が変わ
る。即ち、符号化率が変わる。また、予め決められてい
るダミービット（例えば、１）が挿入されていると、復
号特性が向上する。

【００３１】

【発明の実施の形態】本発明の誤り訂正符号化装置は、
様々な分野に適用可能であり、たとえば、通信システム
や、データ記憶装置において利用され得る。

【００３２】図１は、本実施形態の誤り訂正符号化装置
が適用される移動体通信システムの構成図である。無線
方式は、例えば、ＣＤＭＡである。基地局１０は、移動
機２０へ送出すべきデータ（データＡ）を符号化するエ
ンコーダ１１、符号化されたデータを変調する変調器１
２、および変調されたデータを送信する送信機１３を備
える。基地局１０から送出された無線信号は、移動機２
０の受信機２１により受信され、復調器２２により復調
され、そしてデコーダ２３により復号される。また、基
地局１０は、移動機２０から送られてくる信号を受信す
る受信機１４、受信信号を復調する復調器１５、および
復調されたデータを復号するデコーダ１６を備える。な
お、移動機２０は、基地局１０へ送出すべきデータ（デ
ータＢ）をエンコーダ２４を用いて符号化し、変調器２
５を用いて変調し、そして送信機２６を用いて送信す
る。

【００３３】上記通信システムにおいて、本実施形態の
誤り訂正符号化装置は、基地局１０に設けられるエンコ
ーダ１１または移動機２０に設けられるエンコーダ２４
に相当する。

【００３４】図２は、本実施形態の誤り訂正符号化装置
が適用される記憶装置の構成図である。この記憶装置３
０は、データ格納部３３に書き込むべきデータを符号化
するエンコーダ３１、符号化されたデータをデータ格納
部３３に書き込む書込み制御部３２を備える。データ格
納部３３は、たとえば、光ディスク、磁気ディスク、半
導体メモリなどの記憶媒体を含む。また、記憶装置３０
は、データ格納部３３からデータを読み出す読出し制御
部３４、および読み出されたデータを復号するデコーダ
３５を備える。

【００３５】上記記憶装置において、本実施形態の誤り
訂正符号化装置は、エンコーダ３１に相当する。図３
は、本発明の一実施形態の誤り訂正符号化装置のブロッ
ク図である。この誤り訂正符号化装置の基本的な構成
は、図２１に示した従来の誤り訂正符号化装置と同じで
ある。本実施形態の誤り訂正符号化装置のパンクチャリ
ング部は、図２１に示した従来の誤り訂正符号化装置の
選択部５１１に対応する。但し、このパンクチャリング
部は、選択部５１１とは異なる機能を備える。本実施形
態の誤り訂正符号化装置は、パンクチャリング処理によ
り所望の符号化率を実現する。以下、本実施形態の誤り
訂正符号化装置の構成および動作について説明する。

【００３６】誤り訂正符号化装置４０は、組織符号を用
いてソースデータｕを符号化する。組織符号では、伝送
すべきデータと、そのデータを伝送する際に発生するエ
ラーを訂正するためのデータ（以下では、「パリティデ
ータ」と呼ぶ）とが互いに分離されている。すなわち、
誤り訂正符号化装置４０は、ソースデータｕを受け取る
と、そのソースデータｕにパリティデータｚを付加して
出力する。なお、誤り訂正符号化装置４０は、Ｎビット
のソースデータｕを符号化する。また、誤り訂正符号化
装置４０は、ソースデータｕを「データ系列Ｘk 」とし
て出力する。パリティデータを「パリティデータ系列Ｚ
k 」として出力する。

【００３７】入力Ｉ／Ｆ部４１は、受信したソースデー
タｕを多重化部４７、第１の畳込み部４３、およびイン
ターリーバ４２に与える。なお、入力Ｉ／Ｆ部４１から
多重化部４７に与えられるソースデータｕのことを「デ
ータ系列Ｘk 」と呼ぶ。

【００３８】インターリーバ４２は、入力されたソース
データｕをランダム化する。インターリーバ４２は、Ｎ
ビットのソースデータｕを一時的に保持するためのメモ
リを備える。入力されたＮビットのソースデータｕは、
１ビットずつそのメモリに書き込まれる。そして、その
メモリに書き込まれたデータは、そのメモリへの書き込
み順序とは異なる順序で１ビットずつ読み出される。こ
のことにより、ソースデータｕはランダム化される。

【００３９】なお、インターリーバ４２を設けた目的
は、畳込み部４３および４４に対して互いに異なる独立
したデータ系列を与えることである。したがって、図３
においては、第２の畳込み部４４の前段にのみインター
リーバを設けているが、第１の畳込み部４３および第２
の畳込み部４４に対してそれぞれインターリーバを設け
てもよい。ただし、その場合には、それら２つのインタ
ーリーバにより実行されるランダム化処理が互いに異な
っている必要がある。

【００４０】第１の畳込み部４３は、入力されたソース
データｕに対して畳込み処理を実行する。一方、第２の
畳込み部４４は、インターリーバ４２によってランダム
化されたソースデータｕに対して畳込み処理を実行す
る。第１の畳込み部４３および第２の畳込み部４４は、
互いに同じ構成であってもよいし、互いに異なる構成で
あってもよい。以下では、これら２つの畳込み部４３、
４４の構成が互いに同じであるものとする。

【００４１】第１の畳込み部４３は、互いに直列に接続
された複数のメモリＭ、および１つ以上の加算機を備え
る。各メモリＭは、たとえば、フリップフロップであ
り、それぞれ１ビットのデータを保持する。直列に接続
されたメモリＭは、シフトレジスタを構成する。加算機
は、例えば、排他論理和演算器、又はｍｏｄ２加算機で
ある。図３に示す構成では、第１の畳込み部４３は、２
つのメモリＭ、および３つの加算機を備える。この場
合、メモリＭにより保持されるデータ量が２ビットなの
で、拘束長＝２である。なお、この明細書では、畳込み
回路の拘束長＝畳込み回路のメモリに格納されるデータ
のビット数とする。

【００４２】第１の畳込み部４３は、ソースデータｕの
データエレメントを受け取る毎に、その受け取ったデー
タエレメントに対応するパリティデータ系列Ｙ1kのデー
タエレメントを出力する。パリティデータＹ1kのデータ
エレメントは、第１の畳込み部４３へ新たに入力された
データエレメントと、そのデータエレメントが入力され
たタイミングにおいて上記メモリＭに保持されているデ
ータエレメントとの和によって得られる。すなわち、こ
の畳込み処理では、新たに入力されたデータエレメント
に対応するデータエレメントは、先に入力されている１
以上のデータエレメントおよびその新たに入力されたデ
ータエレメントに基づいて生成されて出力される。

【００４３】第１の畳込み部４３の各メモリＭには、そ
れぞれ初期値として「０」が設定される。そして、第１
の畳込み部４３は、Ｎビットのデータ系列が入力される
と、Ｎビットのパリティデータ系列を出力し、さらにそ
のパリティデータ系列に続いて終結ビット（tail bit）
を出力する。終結ビットのデータ長は、例えば、メモリ
Ｍの数と同じであり、「２」である。

【００４４】第２の畳込み部４４の構成および動作は、
基本的に上述した第１の畳込み部４３の構成および動作
と同じである。但し、第２の畳込み部４４は、インター
リーバ４２によってランダム化されたソースデータｕに
対して畳込み処理を実行し、パリティデータ系列Ｙ2kを
生成する。

【００４５】なお、畳込み処理は、既知の技術であり、
当業者にはよく知られているので、ここではその詳細な
説明は省略する。第１のパンクチャリング部４５は、第
１の畳込み部４３により生成されるパリティデータ系列
Ｙ1kの各データエレメントを予め決められたパターンに
従って選択し、パリティデータ系列Ｚ1kとして出力す
る。同様に、第２のパンクチャリング部４６は、第２の
畳込み部４４により生成されるパリティデータ系列Ｙ2k
の各データエレメントを予め決められたパターンに従っ
て選択し、パリティデータ系列Ｚ2kとして出力する。図
３に示す畳込み符号化装置４０の特徴は、これらのパン
クチャリング部によるデータエレメントの選択方法であ
る。データエレメントの選択方法については、後述詳し
く説明する。

【００４６】多重化部４７は、入力Ｉ／Ｆ部４１から与
えられるデータ系列Ｘk 、第１のパンクチャリング部４
５から与えられるパリティデータ系列Ｚ1k、および第２
のパンクチャリング部４６から与えられるパリティデー
タ系列Ｚ2kを多重化して出力する。この多重化部４７か
らの出力系列Ｃは、ソースデータｕに対する符号化デー
タである。なお、多重化部４７は、入力される３つのデ
ータ系列のタイミングを調整する機能を備えている。こ
れにより、ソースデータｕ（データ系列Ｘk ）の各デー
タエレメントが出力される際には、そのソースデータｕ
のデータエレメントに対応するパリティデータ系列Ｚ1k
およびＺ2kの各データエレメントがそのソースデータの
データエレメントに関連づけられて出力される。

【００４７】このように、誤り訂正符号化装置４０は、
ソースデータｕが入力されると、そのソースデータｕの
データ系列と同じデータ系列であるデータ系列Ｘk に、
誤り訂正のためのパリティデータ系列Ｚ1kおよびＺ2kを
付与して出力する。

【００４８】次に、第１のパンクチャリング部４５およ
び第２のパンクチャリング部４６の動作を構成および説
明する。ここでは、ソースデータｕのデータ長がＮビッ
トであり、出力系列Ｃのデータ長がＭビットであること
が予め決められているものとする。この場合、誤り訂正
符号化装置４０は、符号化率＝Ｎ／Ｍが要求される。ソ
ースデータｕおよび出力系列Ｃのデータ長は、たとえ
ば、この誤り訂正符号化装置が通信システムにおいて利
用される場合には、その通信システムの仕様により決定
される。特に、出力系列Ｃのデータ長は、その通信シス
テムで伝送されるフレームのフォーマットにより決めら
れる。

【００４９】図４は、第１のパンクチャリング部４５の
ブロック図である。なお、第２のパンクチャリング部４
６も基本的に同じ構成である。ラッチ回路５１は、第１
の畳込み部４３から出力されるパリティデータ系列Ｙ1k
を１ビットずつ保持する。すなわち、ラッチ回路５１
は、第１の畳込み部４３からパリティデータ系列Ｙ1kの
データエレメントが出力される毎に更新される。ＣＰＵ
５２は、メモリ５３に格納されているプログラムを実行
することにより、ラッチ回路５１に保持されているデー
タエレメントからパリティデータＺ1kのデータエレメン
トを生成する。パリティデータＺ1kデータエレメント
は、出力ポート５４を介して多重化部４７へ送出され
る。

【００５０】メモリ５３は、ＣＰＵ５２により実行され
るプログラム、およびそのプログラムにより利用される
パンクチャリングテーブルを格納する。このプログラム
については、後述説明する。

【００５１】図５は、パンクチャリングテーブルの一例
を示す図である。パンクチャリングテーブルは、パリテ
ィデータ系列Ｙ1kの各データエレメントを選択するか否
かを表す選択情報（パンクチャリングパターン情報）を
格納する。したがって、この選択情報のデータ長は、第
１の畳込み部４３からの出力データ系列のデータ長と同
じになる。第１の畳込み部４３は、ソースデータｕのデ
ータ長がＮビットである場合には、Ｎビットのパリティ
データ系列Ｚ1kを出力する。したがって、この場合、選
択情報のデータ長も、Ｎビットになる。

【００５２】なお、第１の畳込み部４３は、ソースデー
タｕを受信すると、パリティデータ系列Ｙ1kを出力し、
その後に終結ビットを出力する。ただし、この終結ビッ
トに対してはパンクチャリング処理を実行しない。すな
わち、この終結ビットは、パンクチャリング部に入力さ
れることなく、多重化部４７へ送られる。

【００５３】図５において、選択情報＝「０」は、入力
データエレメントを選択しないことを表し、選択情報＝
「１」は、入力データエレメントを選択することを表
す。例えば、図５に示す選択情報は、入力データ系列か
ら、第２番目、第４番目、第５番目、．．．、Ｎ番目の
データエレメントを選択する旨を規定している。すなわ
ち、このパンクチャリングテーブルを用いてパンクチャ
リング処理が実行されると、パリティデータ系列Ｙ1k＝
Ｙ11，Ｙ12，Ｙ13，Ｙ14，Ｙ15，．．．が順番に入力さ
れた場合には、Ｙ12，Ｙ14，Ｙ15，．．．が選択される
ことになる。そして、この選択されたデータエレメント
は、パリティデータ系列Ｚ1kとして多重化部４７へ出力
される。

【００５４】第２のパンクチャリング部４６は、基本的
に第１のパンクチャリング部４５と同じである。また、
第２のパンクチャリング部４６に設けられるパンクチャ
リングテーブルも、基本的には第１のパンクチャリング
部４５に設けられるパンクチャリングテーブルと同じで
ある。ただし、これら２つのテーブルに設定される選択
情報は、必ずしも互いに同じである必要はない。

【００５５】なお、図４に示したＣＰＵ５２およびメモ
リ５３は、第１のパンクチャリング部４５および第２の
パンクチャリング部４６により共有可能である。さら
に、選択情報として１つのパンクチャリングパターンを
用意しておき、第１のパンクチャリング部４５および第
２のパンクチャリング部４６がその選択情報を共用する
ようにしてもよい。

【００５６】パンクチャリングテーブルは、メモリ５３
内のＲＡＭ領域に格納される。したがって、必要に応じ
て選択情報を変更することができる。このことにより、
所望の符号化率を得ることができる。また、ソースデー
タのデータ長に応じて、或いは畳込み部の出力系列のデ
ータ長に応じて選択情報のデータ長を変更することも可
能である。

【００５７】次に、パンクチャリングテーブルの作成方
法（即ち、選択情報の作成方法）を説明する。以下で
は、ソースデータｕのデータ長をＮビット、出力系列Ｃ
のデータ長をＭビットにする旨が要求されているものと
する。この場合、符号化率Ｒ＝Ｎ／Ｍが要求される。な
お、第１の畳込み部４３および第２の畳込み部４４によ
りそれぞれ生成される終結ビットは、そのデータ長がソ
ースデータｕのデータ長と比べて十分に短いので、以下
の説明では無視するものとする。

【００５８】ソースデータｕのデータ長が「Ｎ」である
場合は、データ系列Ｘk 、第１の畳込み部４３により生
成されるパリティデータ系列Ｙ1k、および第２の畳込み
部４４により生成されるパリティデータ系列Ｙ2kのデー
タ長は、それぞれ「Ｎ」になる。したがって、出力系列
Ｃのデータ長をＭビットにするためには、第１のパンク
チャリング部４５および第２のパンクチャリング部４６
によりそれぞれ生成されるパリティデータ系列Ｚ1kおよ
びＺ2kの各データ長をそれぞれ「Ｋ1 」および「Ｋ2 」
とした場合、以下の式を満たす必要がある。

【００５９】Ｎ＋Ｋ1 ＋Ｋ2 ＝Ｍ ここで、Ｋ1 ＝Ｋ2 ＝Ｋとすると、下式が得られる。 Ｋ＝（Ｍ−Ｎ）／２ （ただし、Ｍ＞Ｎ，Ｎ＞Ｋ） すなわち、この場合、第１のパンクチャリング部４５
は、Ｎ個のデータエレメントから構成されるパリティデ
ータ系列Ｙ1kからＫ個のデータエレメントを選択してパ
リティデータ系列Ｚ1kとして出力することになる。同様
に、第２のパンクチャリング部４６は、Ｎ個のデータエ
レメントから構成されるパリティデータ系列Ｙ2kからＫ
個のデータエレメントを選択してパリティデータ系列Ｚ
2kとして出力することになる。

【００６０】Ｎ個のデータエレメントからＫ個を選択す
る際には、パンクチャリングテーブルが利用される。パ
ンクチャリングテーブルに格納される選択情報は、上述
したように、入力系列の各データエレメントを選択する
か否かを表すので、Ｋ個のデータエレメントを選択する
には、Ｎビットの選択情報の中のＫビットに「１：選
択」割り当て、他のビットに「０：非選択」を割り当て
ればよい。Ｎビットの中のＫビットに対して「１」を割
り当てる方法の具体例を以下に示す。

【００６１】(1) 複数のシード系列k/n を作成する。
「k/n 」は、ｋ個の「１」が均等に割り当てられたｎビ
ットの系列である。なお、ｋ＝１，２，３，．．．、ｎ
＝１，２，３，．．．である。また、ｎ＞ｋである。シ
ード系列は、例えば、「ｎ」の最大値を１０、「ｋ」の
最大値を９として作成する。シード系列の一部を示す。
なお、各シード系列の先頭ビットには、「０」を割り当
てる。 k/n = 2/7 ：（０００１００１） 1/3 ：（００１） 3/8 ：（００１００１０１） 2/5 ：（００１０１） 3/7 ：（００１０１０１） 4/9 ：（００１０１０１０１） 5/9 ：（０１０１０１０１１） 1/2 ：（０１） 4/7 ：（０１１０１０１） 3/5 ：（０１１０１） 5/8 ：（０１１１０１０１） 3/4 ：（０１１１） 4/5 ：（０１１１１） 5/6 ：（０１１１１１） (2) 最適なシード系列を選択する。具体的には、「Ｋ／
Ｎ」≧「k/n 」という条件の下で、下式により得られる
値ｒが最小となる「k/n 」をさがす。

【００６２】

【数２】

【００６３】たとえば、ソースデータｕのデータ長Ｎが
「３００」であり、パンクチャリング処理によって３０
０個のデータエレメントから１５５個を選択する場合に
は、Ｋ／Ｎ＝１５５／３００を代入すれば、「k/n 」と
して「１／２」が得られる。また、この場合、ｒ＝０．
０１６６６が得られる。

【００６４】(3) 上記(2) で選択したシード系列を用い
てパンクチャリングテーブルに書き込むべき選択情報の
ベースパターンを作成する。具体的には、選択したシー
ド系列を繰り返すことにより、データ長＝Ｎのベースパ
ターンを作成する。例えば、上述の例のように、k/n ＝
１／２のシード系列が選択された場合には、シード系列
（０１）を繰り返すことにより、３００ビットのベース
パターンを得る。

【００６５】(4) ベースパターンを修正することによ
り、選択情報を得る。具体的には、まず、Ａ＝ｒ・Ｎを
算出する。そして、上記(3) において作成したベースパ
ターンにおいて、Ａ個の「０」を均等に選択し、それら
を「１」に置き換える。なお、ベースパターンの先頭ビ
ットは、選択しない。たとえば、上述の例の場合には、
Ａ＝０．１６６６×３００＝５が得られるので、ベース
パターン（０１０１０１０１．．．０１０１）におい
て、５個の「０」が「１」に置き換えられる。

【００６６】上記処理により得られたパターンは、選択
情報（パンクチャリングパターン情報））としてパンク
チャリングテーブルに格納される。第１のパンクチャリ
ング部４５および第２のパンクチャリング部４６にそれ
ぞれ設けられるパンクチャリングテーブルは、一実施例
としては、互いに同じものを用いるが、それら２つのテ
ーブルは必ずしも互いに同じである必要はない。ただ
し、それら２つのテーブルに格納される各選択情報に含
まれる「１」の数は、互いに同じであるか、あるいは互
いに近接していることが望ましい。各選択情報に含まれ
る「１」の数の差が互い大きく異なると、復号特性が悪
くなる恐れがある。

【００６７】選択情報の先頭ビットを「０」にする理由
は以下の通りである。選択情報の先頭ビットは、第１の
畳込み部４３により生成されるパリティデータ系列Ｙ1k
（または、第２の畳込み部４３により生成されるパリテ
ィデータ系列Ｙ2k）の先頭データエレメントを選択する
か否かを表す。パリティデータ系列Ｙ1kの先頭データエ
レメントは、第１の畳込み部４３において、ソースデー
タｕの先頭データエレメントと図３に示したメモリＭに
格納されている初期値との加算演算により生成される。
ところが、この初期値は、一般に、「オール０」である
ので、パリティデータ系列Ｙ1kの先頭データエレメント
は、ソースデータｕの先頭データエレメントそのもので
ある。すなわち、「畳込み」による効果は得られない。
したがって、選択情報の先頭ビットに「１」を割り当て
ることにより、そのパリティデータ系列Ｙ1kの先頭デー
タエレメントを選択して受信装置へ送ったとしても、復
号処理において誤り訂正能力を向上させることには寄与
しない。

【００６８】このため、本実施形態では、選択情報の中
の「１」を先頭以外の他のデータエレメントを選択する
ために割り当てることにより、復号処理における誤り訂
正能力の向上を図っている。

【００６９】次に、パンクチャリングテーブルを用いた
パンクチャリング処理を説明する。第１のパンクチャリ
ング部４５は、パリティデータ系列Ｙ1kのデータエレメ
ントを受け取るごとに、パンクチャリングテーブルを参
照して、そのデータエレメントを選択するか否かを判断
する。選択したデータエレメントは、パリティデータ系
列Ｚ1kとして多重化部４７へ送出される。一方、選択さ
れなかったデータエレメントは、多重化部４７へ送出さ
れることなく廃棄される。この処理は、第２のパンクチ
ャリング部４６においても同様である。

【００７０】図６は、パンクチャリング処理のフローチ
ャートである。この処理は、畳込み部により生成される
パリティデータ系列Ｙk のデータエレメントがラッチ回
路５１に書き込まれるごとに実行される。なお、パリテ
ィデータ系列Ｙk は、パリティデータ系列Ｙ1kまたはＹ
2kを表す。即ち、このフローチャートの処理が第１のパ
ンクチャリング部４５の動作を表す場合には、Ｙk ＝Ｙ
1kであり、このフローチャートの処理が第２のパンクチ
ャリング部４６の動作を表す場合には、Ｙk ＝Ｙ2kであ
る。

【００７１】ステップＳ１では、ラッチ回路５１からデ
ータエレメントを取得する。ステップＳ２では、ラッチ
回路５１に書き込まれたデータエレメントがパリティデ
ータ系列Ｙk 内の第何番目のデータエレメントであるの
かを計数するためのカウンタをインクリメントする。こ
のカウント値ｋは、データエレメントの位置情報あるい
はシーケンスナンバに対応する。なお、このカウンタ
は、１セットのソースデータに対する処理が終了するご
とにリセットされる。

【００７２】ステップＳ３では、上記カウンタのカウン
ト値ｋを用いて、図５に示すパンクチャリングテーブル
を参照する。このことにより、ラッチ回路５１に書き込
まれたデータエレメントに関する選択情報Ｐ(k) が得ら
れる。ステップＳ４では、ステップＳ３で得た選択情報
Ｐ(k) が「１」であるか「０」であるかを調べる。選択
情報Ｐ(k) ＝１であれば、ステップＳ５において、ラッ
チ回路５１に書き込まれたデータエレメントを出力ポー
ト５４を介して多重化部４７へ送出する。このとき、パ
ンクチャリングテーブルを参照する際に用いたカウント
値ｋも多重化部４７へ送る。一方、選択情報Ｐ(k) ＝０
であれば、ステップＳ６において、ラッチ回路５１に書
き込まれたデータエレメントを廃棄する。

【００７３】ステップＳ７では、カウント値ｋが「Ｎ」
に達したか否かを調べる。カウント値ｋが「Ｎ」に達し
ていれば、１セットのソースデータに対する処理が終了
したものとみなし、ステップＳ８において上記カウンタ
をリセットする。

【００７４】このように、第１のパンクチャリング部４
５および第２のパンクチャリング部４６は、入力される
Ｎビットのパリティデータ系列Ｙk からＫビットを選択
して出力する。なお、この選択処理は、上記ステップＳ
１〜Ｓ８を記述したプログラムをＣＰＵ５２に実行させ
ることにより実現される。

【００７５】第１のパンクチャリング部４５および第２
のパンクチャリング部４６による出力の例を表２に示
す。

【００７６】

【表２】

【００７７】この出力は、入力されるソースデータｕが
９ビットであり、また、第１のパンクチャリング部４５
および第２のパンクチャリング部４６におけるパンクチ
ャリングパターンＰが共に（００１１０１００１）であ
った場合に得られる。

【００７８】図７は、多重化部４７のブロック図であ
る。多重化部４７は、データ系列Ｘkを保持するための
バッファ６１、第１のパンクチャリング部４５により生
成されたパリティデータ系列Ｚ1kを保持するためのメモ
リ６２、第２のパンクチャリング部４６により生成され
たパリティデータ系列Ｚ2kを保持するためのメモリ６３
およびバッファ６１、およびメモリ６２、６３からデー
タエレメントを読み出して出力する読出し制御部６４を
備える。

【００７９】データ系列Ｘk のデータエレメントは、バ
ッファ６１に順番に書き込まれる。パリティデータ系列
Ｚ1kは、第１のパンクチャリング部４５により選択され
たデータエレメントである。これらのデータエレメント
は、シーケンスナンバに対応付けられてメモリ６２に書
き込まれる。各データエレメントに対応するシーケンス
ナンバは、たとえば、図６を参照しながら説明したカウ
ンタのカウント値ｋにより指示される。なお、メモリ６
２は、シーケンスナンバ毎にそれぞれデータエレメント
が書き込まれているか否かを表す「有効／無効表示」が
設定される。メモリ６３の構成は、メモリ６２と同じで
ある。

【００８０】読出し制御部６４は、予め決められた所定
の間隔ごとに、バッファ６１、およびメモリ６２、６３
の中のいずれか１つから１つのデータエレメントを読み
出して出力する。具体的には、下記の手順(1) 〜(4) を
繰り返し実行することによりデータエレメントを読み出
す。 (1) バッファ６１から指定されているシーケンスナンバ
のデータエレメントを読み出す。 (2) 上記指定されているシーケンスナンバのデータエレ
メントがメモリ６２に格納されている場合には、それを
読み出す。 (3) 上記指定されているシーケンスナンバのデータエレ
メントがメモリ６３に格納されている場合には、それを
読み出す。 (4) 次のシーケンスナンバを指定する。

【００８１】バッファ６１、メモリ６２、６３が図７に
示す状態であった場合に、上記手順(1) 〜(4) を繰り返
し実行すると、出力系列Ｃは、以下のようになる。出力
系列Ｃ＝（Ｘ1 ，Ｘ2 ，Ｘ3 ，Ｙ13，Ｙ23，Ｘ4 ，Ｙ1
4，Ｙ24，Ｘ5 ，．．．）このように、図３に示した誤
り訂正符号化装置４０は、パンクチャリング部に格納さ
れている選択情報（パンクチャリングパターン）を用い
て、誤り訂正のために付加されるパリティデータのデー
タ量を変えることができる。すなわち、選択情報の設定
に従って所望の符号化率Ｒが得られる。

【００８２】次に、上記誤り訂正符号化装置４０によっ
て符号化されたデータ系列を復号する復号装置について
簡単に説明しておく。復号処理としては、様々な方法が
知られているが、基本的には、符号化処理を逆の手順で
実行することによりデータ系列を復号する。

【００８３】図８は、復号装置のブロック図である。こ
こでは、誤り訂正符号化装置４０の第１のパンクチャリ
ング部４５および第２のパンクチャリング部４６におい
て互いに同じ選択情報を用いてパリティデータＹ1kおよ
びＹ2kに対してパンクチャリング処理が実行されたもの
とする。また、この復号装置は、特に図示していない
が、誤り訂正符号化装置４０において多重化されたデー
タ系列Ｘとパリティデータ系列Ｚとを分離する機能を備
えている。

【００８４】シリアル／パラレル変換器７１は、受信し
たパリティデータ系列Ｚをパリティデータ系列Ｚ1kおよ
びＺ2kに分離する。パリティデータ系列Ｚ1kおよびＺ2k
は、それぞれ誤り訂正符号化装置４０の設けられている
第１のパンクチャリング部４５および第２のパンクチャ
リング部４６により生成された系列である。

【００８５】第１のデパンクチャリング部７２および第
２のデパンクチャリング部７３は、それぞれ誤り訂正符
号化装置４０が有するパンクチャリングテーブルと同じ
テーブルを備え、それぞれパリティデータ系列Ｚ1kおよ
びＺ2kに対して「デパンクチャリング処理」を実行す
る。

【００８６】図９を参照しながら、デパンクチャリング
処理の一例を説明する。ここでは、パリティデータ系列
Ｚ1k＝（Ｚ11，Ｚ12，Ｚ13，Ｚ14，Ｚ15）が入力された
ものとする。また、パンクチャリングテーブルには図１
０に示す選択情報が格納されていたものとする。なお、
以下では、第１のデパンクチャリング部７２の処理を説
明するが、第２のデパンクチャリング部７３の処理も同
じである。

【００８７】第１のデパンクチャリング部７２は、パリ
ティデータ系列Ｚ1kを受け取ると、まず、パンクチャリ
ングテーブルのシーケンスナンバ＝「１」に対応する選
択情報を調べる。この場合、選択情報＝「０」なので、
第１のデパンクチャリング部７２は、「０」を出力す
る。つづいて、パンクチャリングテーブルのシーケンス
ナンバ＝「２」に対応する選択情報を調べる。この場
合、選択情報＝「１」なので、第１のデパンクチャリン
グ部７２は、パリティデータ系列Ｚ1kの先頭データエレ
メントである「Ｚ11」を出力する。以下、同様に、第１
のデパンクチャリング部７２は、選択情報＝「０」の場
合には「０」を出力し、選択情報＝「１」の場合には、
パリティデータ系列Ｚ1kのデータエレメントを１つずつ
順番に出力していく。この結果、第１のデパンクチャリ
ング部７２は、下記のデータ系列を出力する。

【００８８】出力系列：（０，Ｚ11，０，Ｚ12，０，Ｚ
13，０，Ｚ14，Ｚ15） この出力系列は、パリティデータ系列Ｙ1kとして、第１
の復号器７４に与えられる。同様に、第２のデパンクチ
ャリング部７３は、パリティデータ系列Ｙ2kを生成して
第２の復号器７５に与える。

【００８９】図１０は、デパンクチャリング処理のフロ
ーチャートである。ここでは、入力データ系列Ｚに対し
てデータ系列Ｙを生成する場合を説明する。データ系列
Ｚおよびデータ系列Ｙのデータエレメントを、それぞれ
「Ｚi 」「Ｙk 」と表す。

【００９０】ステップＳ１１では、「ｋ」を用いてパン
クチャリングテーブルをサーチし、対応する選択情報を
取得する。ステップＳ１２では、ステップＳ１１で取得
した選択情報が「１」であるか「０」であるのか調べ
る。取得した選択情報が「１」であれば、ステップＳ１
３において、データ系列Ｙk のデータエレメントとして
データ系列Ｚi のデータエレメントを１つ出力する。そ
して、ステップＳ１４において、「ｉ」をインクリメン
トする。一方、取得した選択情報が「０」であったとき
には、ステップＳ１５において、データ系列Ｙk のデー
タエレメントとして「０」を出力する。

【００９１】続いて、ステップＳ１６では、「ｋ」をイ
ンクリメントする。そして、ステップＳ１７において、
「ｋ」が「Ｎ」に達したか否かを調べる。「Ｎ」は、ソ
ースデータのデータ長である。「ｋ」が「Ｎ」に達して
いなければ、ステップＳ１１に戻り、「ｋ」が「Ｎ」に
達していれば、「ｋ」及び「ｉ」をリセットする。

【００９２】図８に戻る。第１のデパンクチャリング部
７２により生成されたパリティデータ系列Ｙ1kは、第１
の復号器７４に与えられる。同様に、第２のデパンクチ
ャリング部７３により生成されたパリティデータ系列Ｙ
2kは、第２の復号器７５に与えられる。第１の復号器７
４は、パリティデータ系列Ｙ1kを利用しながら受信した
データ系列Ｘk を復号する。また、第２の復号器７５
は、パリティデータ系列Ｙ2kを利用しながら第１の復号
器７４の出力を復号する。

【００９３】第２の復号器７５の出力は、判定部７６に
おいて予め決められた閾値と比較される。そして、デイ
ンターリーバ７７においてその比較結果に対してデイン
ターリービング処理（誤り訂正符号化装置４０における
ランダム化処理の逆の処理）が実行され、その結果が復
号データとして出力される。

【００９４】なお、パリティデータ系列を生成する処理
を除く復号処理は、既知の技術を利用して実現可能であ
る。たとえば、米国特許5,446,747 に記載されている。
したがって、ここでは、復号処理についての詳しい説明
を省略する。

【００９５】復号精度を向上させるためには、図１１に
示すように、上記構成の復号装置を直列に接続すればよ
い。この場合、図８に示した復号装置が１つの復号モジ
ュールに相当する。各復号モジュールは、受信データ系
列（復号すべきデータ系列Ｘおよびパリティデータ系
列）、および前段の復号モジュールにおけるデータ系列
Ｘの予測値（系列Ｔ）を受け取り、復号データＳを生成
すると共に、新たにデータ系列Ｘを予測する。この新た
に予測されたデータ系列Ｘは、次段の復号モジュールに
渡される。

【００９６】上記構成においては、直列に接続される復
号モジュールの数を増やすことにより、復号精度は向上
する。たとえば、復号モジュール７０−１から出力され
る復号データＳよりも復号モジュール７０−４から出力
される復号データＳの方が復号精度は高くなる。なお、
この構成の動作は、米国特許5,446,747 に記載されてい
る。

【００９７】図１１に構成において、図８に示したシリ
アル／パラレル変換部７１、第１のデパンクチャリング
部７２、および第２のデパンクチャリング部７３は、第
１段目の復号モジュール７０−１に対して設ければよ
い。

【００９８】次に、本発明の他の実施形態の誤り訂正符
号化装置について説明する。従来の誤り訂正符号化装置
は、上述したように、一般に、符号化率が固定的に与え
られていた。たとえば、図２０に示した構成では、符号
化率Ｒ＝１／２であり、図２１に示した構成では、符号
化率＝１／３であった。以下に説明する誤り訂正符号化
装置では、任意の符号化率が得られる。特に、１／３よ
りも小さい任意の符号化率が得られる。

【００９９】図１２は、本実施形態の誤り訂正符号化装
置４０と従来の装置との出力の差異を示す図である。こ
こでは、従来の装置として、図２１に示した装置を採り
上げる。従来の装置では、図２３を参照しながら説明し
たように、たとえば、ソースデータのデータ長が６６６
ビット、要求されている出力データ長が１５００ビット
である場合には、符号化データに対して１６８ビットの
ダミーデータが付与される。この場合、エラーを訂正す
るために使用されるパリティデータは、６６６ビットと
なる。

【０１００】一方、誤り訂正符号化装置４０を使用した
場合には、図ｐ１に示すように、６６６ビットのパリテ
ィデータ系列Ｙ1KおよびＹ2Kから、それぞれ４１７ビッ
トのパリティデータ系列Ｚ1KおよびＺ2Kが生成される。
この結果、エラーを訂正するために使用されるパリティ
データは、８３４ビットとなる。すなわち、従来の装置
と比較して、エラーを訂正するために使用されるデータ
量が多くなる。したがって、本実施形態においては、復
号能力が高くなる。

【０１０１】図１３は、本発明の他の形態の誤り訂正符
号化装置８０の構成図である。図１３において、インタ
ーリーバ４２、第１の畳込み部４３、第２の畳込み部４
４、および多重化部４７は、図３に示したものと同じで
ある。また、図１３では、入力Ｉ／Ｆ部４１を省略して
いる。

【０１０２】誤り訂正符号化装置８０の特徴は、ビット
重複部８１を設けたことである。ビット重複部８１は、
所望の符号化率を得るために、ソースデータｕの中の所
定数のデータエレメントを重複させる。

【０１０３】ビット重複部８１の動作を説明する。以下
では、ソースデータｕのデータ長がＮビット、出力デー
タ系列のデータ長がＭビットであるとする。また、Ｍ＞
３Ｎとする。すなわち、符号化率として１／３よりも小
さい値が要求されている場合を想定する。

【０１０４】ビット重複部８１においてソースデータｕ
の中のｒビットを重複させることによりデータ系列Ｘk
を得るものとすると、データ系列Ｘk 、パリティデータ
系列Ｙ1k、およびパリティデータ系列Ｙ2kの各データ長
は、それぞれ「Ｎ＋ｒ」になる。したがって、出力デー
タ系列のデータ長をＭビットにするためには、ビット重
複部８１において重複させるべきビット数は下式により
得られる。

【０１０５】（Ｎ＋ｒ）×３＝Ｍ ∴ ｒ＝Ｍ／３−Ｎ たとえば、ソースデータｕのデータ長を２５０ビット、
要求される出力系列のデータ長を９００ビットとする
と、上式にＮ＝２５０、Ｍ＝９００を代入することによ
り、ｒ＝５０が得られる。

【０１０６】ビット重複部８１は、望ましくは、「拘束
長＋１」ビットごとにソースデータｕのデータエレメン
トを重複させる。ここで、拘束長は、畳込み処理におい
てメモリに保持されるデータのビット数である。たとえ
ば、図１３に示す構成においては、拘束長＝２なので、
３ビットごとにソースデータｕのデータエレメントが重
複される。

【０１０７】このように、所定のデータエレメントを重
複させたデータ系列を符号化して伝送すると、符号技術
において既知であるように、データエレメントが重複し
ている部分の後続のデータエレメントに対する復号処理
の精度が向上する。

【０１０８】図１４は、ビット重複部８１の動作例を示
す図である。ここでは、ソースデータｕのデータ長が７
ビット、拘束長＝２、要求される出力系列のデータ長が
２７ビットの場合を示している。この場合、２個のデー
タエレメントが重複される。また、３ビット毎にデータ
エレメントが重複される。この処理により、誤り訂正符
号化装置８０の符号化率は、「７／２７」になる。

【０１０９】図１５は、ビット重複部８１の動作を説明
するフローチャートである。ここでは、ソースデータｕ
（ｕ0 ，ｕ1 ，ｕ2 ，ｕ3 ，．．．，ｕi ，．．．）が
入力されたものとする。また、重複すべきデータエレメ
ントの数を「ｒ」とする。さらに、ｘビット毎にデータ
エレメントを重複する。

【０１１０】ステップＳ２１では、ソースデータｕのデ
ータエレメントｕi を取得する。以下では、「ｉ」をシ
ーケンスナンバを呼ぶことにする。ステップＳ２２で
は、ビット重複数ｊが重複すべきデータエレメントの数
である「ｒ」に達しているか否かを調べる。ビット重複
数ｊは、当該ソースデータｕにおいて既にビット重複を
実行した回数を表す。ｊ＞ｒであれば、すでに必要な数
のビット重複を終了しているものとみなし、ステップＳ
２３において、取得したデータエレメントｕi をそのま
ま出力する。一方、ｊ≦ｒであれば、更にビット重複を
行う必要があるとみなし、ステップＳ２４に進む。

【０１１１】ステップＳ２４では、シーケンスナンバｉ
が「ｘ」の整数倍であるか否かを調べる。シーケンスナ
ンバｉが「ｘ」の整数倍でなければ、ビット重複を行わ
ないので、ステップＳ２３へ進む。一方、シーケンスナ
ンバｉが「ｘ」の整数倍であったときには、ビット重複
を行う。すなわち、ステップＳ２５およびＳ２６におい
てそれぞれデータエレメントｕi を出力する。このこと
により、データエレメントｕi は重複される。続いて、
ステップＳ２７において、ビット重複数ｊをインクリメ
ントする。

【０１１２】ステップＳ２８では、シーケンスナンバｉ
が「Ｎ」に達したか否かを調べる。シーケンスナンバｉ
が「Ｎ」に達していない場合には、ステップＳ２９にお
いてそのシーケンスナンバｉをインクリメントした後、
ステップＳ２１に戻って次のデータエレメントを取得す
る。一方、シーケンスナンバｉが「Ｎ」に達している場
合には、当該ソースデータのすべてのデータエレメント
についてステップＳ２１〜Ｓ２９の処理が実行されたも
のとみなし、ステップＳ３０において「ｉ」および
「ｊ」をリセットした後に処理を終了する。

【０１１３】このように、図１３に示した誤り訂正符号
化装置８０は、所望の符号化率を得るために、ソースデ
ータの中の所定数のデータエレメントを重複させる。換
言すれば、ソースデータの中の所定数のデータエレメン
トを重複させることにより、所望の符号化率が得られ
る。また、重複ビットは、復号処理において利用される
ので、伝送路の誤り率を小さくすることができる。

【０１１４】なお、誤り訂正符号化装置８０によって符
号化されたデータ系列を復号する復号装置は、通常の復
号処理を実行した後に、ビット重複部８１による処理を
逆の手順で実行する機能を設ければよい。

【０１１５】図１６は、本発明の更に他の形態の誤り訂
正符号化装置９０の構成図である。図１６において、イ
ンターリーバ４２、第１の畳込み部４３、第２の畳込み
部４４、および多重化部４７は、図３に示したものと同
じである。

【０１１６】誤り訂正符号化装置９０の特徴は、ダミー
ビット挿入部９１を設けたことである。ダミービット挿
入部９１は、所望の符号化率を得るために、ソースデー
タｕに対して所定数のダミービットを挿入する。

【０１１７】ダミービット挿入部９１の動作を説明す
る。以下では、ソースデータｕのデータ長がＮビット、
出力データ系列のデータ長がＭビットであるとする。ま
た、Ｍ＞３Ｎとする。すなわち、符号化率として１／３
よりも小さい値が要求されている場合を想定する。

【０１１８】ダミービット挿入部９１においてソースデ
ータｕに対してｒビットのダミービットを挿入すること
によりデータ系列Ｘk を得る場合、データ系列Ｘk 、パ
リティデータ系列Ｙ1k、及びパリティデータ系列Ｙ2kの
各データ長は、それぞれ「Ｎ＋ｒ」になる。従って、出
力データ系列のデータ長をＭビットにするためには、ダ
ミービット挿入部９１において挿入すべきビット数は下
式により得られる。

【０１１９】（Ｎ＋ｒ）×３＝Ｍ ∴ ｒ＝Ｍ／３−Ｎ ダミービット挿入部９１は、望ましくは、拘束長と同じ
長さのダミービットを挿入する。拘束長は、上述したよ
うに、畳込み処理においてメモリに保持されるデータの
ビット数である。したがって、図１３に示す構成におい
ては、ダミービットは、２ビットを１単位としてソース
データｕに挿入される。

【０１２０】ダミービットとしては、「１」または
「０」を用いる。ここで、もしダミービットとして
「１」を用いるとすると、拘束長＝２の場合には、ダミ
ーデータとして「１１」が挿入される。例えば、ソース
データｕのデータ長を２５０ビット、要求される出力系
列のデータ長を９００ビットとすると、ｒ＝５０が得ら
れる。すなわち、ソースデータｕに対して５０ビットの
ダミービットを挿入することが要求される。ここで、拘
束長＝２とすると、ソースデータｕに対して「１１」が
２５カ所に挿入されることになる。挿入位置は、均等に
分散させることが望ましい。

【０１２１】このように、ダミーデータとして「１」が
挿入されたデータ系列を符号化して伝送すると、符号技
術において既知であるように、そのダミービットの後続
のデータエレメントに対する復号処理の精度が向上す
る。

【０１２２】なお、図２２および図２３を参照しながら
説明したように、従来の誤り訂正符号化装置においても
しばしばダミーデータが使用されていた。しかしなが
ら、従来の方法では、符号化されたデータ系列に対して
ダミーデータを付加していたのに対し、誤り訂正符号化
装置９０では、ソースデータにダミービットを挿入し、
そのダミービットが挿入されたソースデータを符号化す
る構成である。即ち、従来の方法においては、ダミーデ
ータは、「無意味なデータ」であったが、誤り訂正符号
化装置８０においては、ダミービットは、復号処理にお
いて事前確率尤度として利用されるので、有用なデータ
である。

【０１２３】図１７は、ダミービット挿入部９１の動作
例を示す図である。ここでは、ソースデータｕのデータ
長が７ビット、拘束長＝２、要求される出力系列のデー
タ長が２７ビットの場合を示している。この場合、ソー
スデータｕに対して２ビットのダミービットを挿入する
ことにより、符号化率＝７／２７を実現している。

【０１２４】このように、図１６に示した誤り訂正符号
化装置９０は、所望の符号化率を得るために、ソースデ
ータの中の所定数のダミービットを挿入する。換言すれ
ば、ソースデータの中の所定数のダミービットを挿入す
ることにより、所望の符号化率が得られる。また、挿入
されたダミービットは、復号処理において利用されるの
で、伝送路の誤り率を小さくすることができる。

【０１２５】なお、誤り訂正符号化装置９０によって符
号化されたデータ系列を復号する復号装置は、通常の復
号処理を実行した後に、ダミービットを除去する機能を
設ければよい。

【０１２６】上記図３、図１３、および図１６に示した
誤り訂正符号化装置は、それぞれ互いに並列に接続され
た２つの畳込み部を備える構成であったが、本発明は、
この構成に限定されるものではない。すなわち、本発明
は、互いに並列に接続された複数の畳込み部を有する装
置に適用可能である。

【０１２７】図１８は、ｍ個の畳込み部を備える誤り訂
正符号化装置１００のブロック図である。畳込み部１０
１−１〜１−１−ｍは、それぞれソースデータに対して
畳み処理を実行する。畳込み部１０１−２〜１−１−ｍ
に対して互いに異なるインターリーバが設けられてい
る。このことにより、畳込み部１０１−１〜１−１−ｍ
に対して互いに異なる系列が与えられる。

【０１２８】パンクチャリング部１０２は、畳込み部１
０１−１〜１−１−ｍからそれぞれ出力されるパリティ
データ系列Ｙ1k〜Ｙmkのから所定数のデータエレメント
を選択して出力する。たとえば、ソースデータｕのデー
タ長をＮビット、出力系列Ｃのデータ長をＭビットであ
る場合、すなわち符号化率＝Ｎ／Ｍである場合、パンク
チャリング部１０２は、以下のようにしてデータエレメ
ントを選択する。ここで、各畳込み部１０１−１〜１−
１−ｍは、Ｎビットの系列が与えられたときにＮビット
のパリティデータを出力するとする。

【０１２９】パンクチャリング部１０２によりパリティ
データ系列Ｙ1k〜ＹmkからそれぞれＫ1 〜Ｋm 個のデー
タエレメントを選択するものとすると、下式が得られ
る。 Ｎ＋Ｋ1 ＋Ｋ2 ＋Ｋ3 ＋・・・＋Ｋm ＝Ｍ ここで、Ｋ1 ＝Ｋ2 ＝Ｋ3 ＝・・・＝Ｋm ＝Ｋとする
と、下式が得られる。

【０１３０】Ｋ＝（Ｍ−Ｎ）／ｍ ∴ 符号化率Ｒ＝Ｎ／Ｍ＝（Ｍ−ｍ・Ｋ）／Ｍ （ただし、Ｍ＞Ｎ，Ｎ＞Ｋ） このように、誤り訂正符号化装置の符号化率Ｒは、並列
に設けられる畳込み部の数、およびＮビットの系列から
選択すべきデータエレメントの数に応じて決めることが
できる。

【０１３１】なお、上記実施例では、図３、図１３、図
１６に示す誤り訂正符号化装置が互いに独立しているも
のとして説明したが、これらの装置を任意に組み合わせ
ることができる。たとえば、図３に示した誤り訂正符号
化装置４０の入力部に、図１３に示したビット重複部８
１あるいは図１６に示したダミービット挿入部９１をも
うけるようにしてもよい。

【０１３２】また、上記実施例の誤り訂正符号化装置
は、組織符号を採用すると共に、畳込み処理を実行する
構成を採用していた。しかしながら、本発明は、この構
成に限定されるものではない。すなわち、本発明の誤り
訂正符号化装置は、必ずしも組織符号に限定されるもの
ではなく、また、必ずしも畳込み部を含む構成に限定さ
れるものでもない。

【０１３３】図１９は、組織符号に限定されない誤り訂
正符号化装置のブロック図である。誤り訂正符号化装置
１１０は、ソース系列を符号化するための複数のエンコ
ーダ１１１を有する。各エンコーダ１１１は、畳込み符
号であってもよいし、他のブロック符号（例えば、ハミ
ング符号、ＢＣＨ符号など）であってもよい。また、各
エンコーダ１１１に与えられる系列が互いに異なるよう
にインターリーバ１１２が設けられる。パンクチャリン
グ処理および多重化処理については、上述した実施例の
構成を利用することができる。

【０１３４】

【発明の効果】ソースデータを符号化する誤り訂正符号
化装置において、所望の符号化率（情報率）が得られ
る。したがって、この装置を通信システムに利用すれ
ば、無意味なデータを伝送する必要がなくなるので、伝
送効率が向上するとともに、復号特性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態の誤り訂正符号化装置が適用される
移動体通信システムの構成図である。

【図２】本実施形態の誤り訂正符号化装置が適用される
記憶装置の構成図である。

【図３】本発明の一実施形態の誤り訂正符号化装置の構
成図である。

【図４】パンクチャリング部のブロック図である。

【図５】パンクチャリングテーブルの一例を示す図であ
る。

【図６】パンクチャリング処理のフローチャートであ
る。

【図７】多重化部のブロック図である。

【図８】復号装置のブロック図である。

【図９】デパンクチャリング処理を説明する図である。

【図１０】デパンクチャリング処理のフローチャートで
ある。

【図１１】復号精度を向上させた復号装置の一例のブロ
ック図である。

【図１２】本実施形態の誤り訂正符号化装置の出力と従
来の装置の出力との差異を示す図である。

【図１３】本発明の他の形態の誤り訂正符号化装置の構
成図である。

【図１４】ビット重複部の動作を説明する図である。

【図１５】ビット重複部の動作を説明するフローチャー
トである。

【図１６】本発明のさらに他の形態の誤り訂正符号化装
置の構成図である。

【図１７】ダミービット挿入部の動作を説明する図であ
る。

【図１８】ｍ個の畳込み部を備える誤り訂正符号化装置
のブロック図である。

【図１９】組織符号に限定されない誤り訂正符号化装置
のブロック図である。

【図２０】畳込み符号を用いた既存の誤り訂正符号化装
置の一例のブロック図である。

【図２１】図２０に示した誤り訂正符号化装置の変形例
のブロック図である。

【図２２】(a) は、図２０に示す誤り訂正符号化装置を
使用してソースデータを符号化して固定長のフレームに
格納する場合の処理を説明する図である。(b) は、フレ
ームに格納されるデータを模式的に表した図である。

【図２３】(a) は、図２１に示す誤り訂正符号化装置を
使用してソースデータを符号化して固定長のフレームに
格納する場合の処理を説明する図である。(b) は、フレ
ームに格納されるデータを模式的に表した図である。

【符号の説明】

１０ 基地局 １１、２４ エンコーダ ２０ 移動機 ３０ 記憶装置 ３１ エンコーダ ４０ 誤り訂正符号化装置 ４１ 入力Ｉ／Ｆ部 ４２ インターリーバ ４３ 第１の畳込み部 ４４ 第２の畳込み部 ４５ 第１のパンクチャリング部 ４６ 第２のパンクチャリング部 ４７ 多重化部 ８１ ビット重複部 ９１ ダミービット挿入部

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ソースデータを符号化する誤り訂正符号
   化装置であって、 互いに並列に設けられた複数の畳込み手段と、 上記複数の畳込み手段に対して互いに異なるデータ系列
   が与えられるように上記ソースデータをランダム化する
   ランダム化手段と、 上記複数の畳込み手段の各出力の各データエレメントを
   選択するか否かを表し且つそのデータ長が上記複数の畳
   込み手段の各出力のデータ長と同じである選択情報に従
   って、対応する畳込み手段の出力のデータエレメントを
   選択する選択手段と、 上記ソースデータおよび上記選択手段により選択された
   データエレメントを出力する出力手段と、 を有する誤り訂正符号化装置。
2. 【請求項２】 上記選択情報が上記複数の畳込み手段に
   対してそれぞれ設定される請求項１に記載の誤り訂正符
   号化装置。
3. 【請求項３】 上記複数の畳込み手段に対してそれぞれ
   設定される選択情報が互いに同じである請求項１に記載
   の誤り訂正符号化装置。
4. 【請求項４】 上記複数の畳込み手段の各出力からそれ
   ぞれ選択するデータエレメントの数が互いに同じである
   請求項１に記載の誤り訂正符号化装置。
5. 【請求項５】 上記選択手段は、上記複数の畳込み手段
   の各出力の各先頭データエレメントを選択しない請求項
   １に記載の誤り訂正符号化装置。
6. 【請求項６】 上記選択手段は、上記複数の畳込み手段
   の各出力からそれぞれデータエレメントを均等に選択す
   る請求項１に記載の誤り訂正符号化装置。
7. 【請求項７】 上記複数の選択情報が書換え可能な記憶
   装置に格納されている請求項１に記載の誤り訂正符号化
   装置。
8. 【請求項８】 Ｎビットのソースデータを符号化する誤
   り訂正符号化装置であって、 互いに並列に設けられ、それぞれＮビットの入力系列に
   対してＮビットの出力系列を生成する複数の畳込み手段
   と、 上記複数の畳込み手段に対して互いに異なる系列が与え
   られるように上記ソースデータをランダム化するランダ
   ム化手段と、 上記複数の畳込み手段により生成される各出力系列の各
   データエレメントを選択するか否かを表すＮビットの選
   択情報を格納する格納手段と、 上記選択情報に従って上記複数の畳込み手段により生成
   された出力系列のデータエレメントを選択する選択手段
   と、 上記ソースデータおよび上記選択手段により選択された
   データエレメントを出力する出力手段と、 を有する誤り訂正符号化装置。
9. 【請求項９】 Ｎビットのソースデータを符号化する誤
   り訂正符号化装置であって、 上記ソースデータに対してＮビットのデータ系列を生成
   する第１の畳込み手段と、 上記ソースデータをランダム化するランダム化手段と、 上記第１の畳込み手段に対して並列に設けられ、上記ラ
   ンダム化手段の出力に対してＮビットのデータ系列を生
   成する第２の畳込み手段と、 上記第１の畳込み手段により生成されるデータ系列の各
   データエレメントを選択するか否かを表すＮビットの選
   択情報に従って上記第１の畳込み手段により生成される
   データ系列のデータエレメントを選択する第１の選択手
   段と、 上記第２の畳込み手段により生成されるデータ系列の各
   データエレメントを選択するか否かを表すＮビットの選
   択情報に従って上記第２の畳込み手段により生成される
   データ系列のデータエレメントを選択する第２の選択手
   段と、 上記ソースデータおよび上記第１および第２の選択手段
   により選択されたデータエレメントを出力する出力手段
   と、 を有する誤り訂正符号化装置。
10. 【請求項１０】 ソースデータを符号化するための誤り
    訂正符号化装置であって、 互いに並列に設けられた複数のエンコーダと、 上記複数のエンコーダに対して互いに異なるデータ系列
    が与えられるように上記ソースデータをランダム化する
    インターリーバと、 上記複数のエンコーダの各出力の各データエレメントを
    選択するか否かを表す選択情報に従って上記複数のエン
    コーダの出力のデータエレメントを選択する選択手段
    と、 上記ソースデータおよび上記選択手段により選択された
    データエレメントを出力する出力手段と、 を有し、上記選択情報のデータ長が上記ソースデータを
    上記複数のエンコーダの中の１つに入力したときに得ら
    れる出力データ系列のデータ長と同じであることを特徴
    とする誤り訂正符号化装置。
11. 【請求項１１】 ソースデータを符号化するための誤り
    訂正符号化装置であって、 要求される符号化率に応じて上記ソースデータの中の所
    定数のデータエレメントを重複させる重複手段と、 互いに並列に設けられた複数の畳込み回路を備え、上記
    重複手段により所定数のデータエレメントが重複させら
    れたソースデータに対して符号化処理を行う符号化回路
    と、 を有する誤り訂正符号化装置。
12. 【請求項１２】 上記重複手段は、上記畳込み回路のメ
    モリに格納されるビット数に１を加えたデータ長ごとに
    データエレメントを重複させる請求項１１に記載の誤り
    訂正符号化装置。
13. 【請求項１３】 ソースデータを符号化するための誤り
    訂正符号化装置であって、 要求される符号化率に応じて上記ソースデータに対して
    所定数のダミービットを挿入する挿入手段と、 互いに並列に設けられた複数の畳込み回路を備え、上記
    挿入手段によりダミービットが挿入されたソースデータ
    に対して符号化処理を行う符号化回路と、 を有する誤り訂正符号化装置。
14. 【請求項１４】 上記ダミービットの値が１または０で
    ある請求項１３に記載の誤り訂正符号化装置。
15. 【請求項１５】 上記挿入手段は、上記畳込み回路のメ
    モリに格納されるビット数と同じビット数を１単位とし
    て上記ソースデータにダミービットを挿入する請求項１
    ３に記載の誤り訂正符号化装置。
16. 【請求項１６】 符号化データを含む無線信号が伝送さ
    れる無線通信システムにおいて移動機との間で上記無線
    信号を送受信する基地局装置であって、 互いに並列に設けられ、移動機へ送信すべきソースデー
    タに対してそれぞれ畳込み処理を行う複数の畳込み回路
    と、 上記複数の畳込み回路に対して互いに異なるデータ系列
    が与えられるように上記ソースデータをランダム化する
    インターリーバと、 上記複数の畳込み回路の各出力の各データエレメントを
    選択するか否かを表し且つそのデータ長が上記複数の畳
    込み回路の各出力のデータ長と同じである選択情報に従
    って、対応する畳込み回路の出力のデータエレメントを
    選択する選択手段と、 上記ソースデータおよび上記選択手段により選択された
    データエレメントを出力する出力手段と、を含む誤り訂
    正符号化装置を備えた基地局装置。
17. 【請求項１７】 符号化データを含む無線信号が伝送さ
    れる無線通信システムにおいて移動機との間で上記無線
    信号を送受信する基地局装置であって、 要求される符号化率に応じて上記移動機へ送信すべきソ
    ースデータの中の所定数のデータエレメントを重複させ
    る重複手段と、 互いに並列に設けられた複数の畳込み回路を備え、上記
    重複手段により所定数のデータエレメントが重複させら
    れたソースデータに対して符号化処理を行う符号化回路
    と、を有する誤り訂正符号化装置を備えた基地局装置。
18. 【請求項１８】 符号化データを含む無線信号が伝送さ
    れる無線通信システムにおいて移動機との間で上記無線
    信号を送受信する基地局装置であって、 要求される符号化率に応じて上記移動機に送信すべきソ
    ースデータに対して所定数のダミービットを挿入する挿
    入手段と、 互いに並列に設けられた複数の畳込み回路を備え、上記
    挿入手段によりダミービットが挿入されたソースデータ
    に対して符号化処理を行う符号化回路と、を有する誤り
    訂正符号化装置を備えた基地局装置。