JP2008199308A - 復号装置および復号方法 - Google Patents

Abstract

【課題】繰り返し二回目以降の量子化ビット数を少なくすることが可能で、ひいては回路規模を小さくできる復号装置および復号方法を提供する。
【解決手段】受信語の信頼度の大きさに従いソートし、その順番に対角化されたパリティ検査行列を用いて、信頼性伝播（Ｂｅｌｉｅｆ ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ：ＢＰ）を行って信頼度を更新し、その更新された値に対して、再び上記動作を繰り返す復号装置３０であって、受信語の信頼性の量子化ビット数と比較して、それ以降の信頼性の量子化ビット数を少なくする。
【選択図】図６

Description

本発明は、たとえば代数的手法を用いた誤り訂正符号技術を実現するための回路およびプログラム記憶媒体に関して適用される復号装置および復号方法に関するものである。

代数幾何符号、たとえばリードソロモン（Ｒｅｅｄ−Ｓｏｌｏｍｏｎ）符号やその部分体部分符号としてのＢＣＨ符号には、その代数的性質を利用した、性能・計算コスト共に良い復号法が知られている。

たとえば、符号長ｎ、情報長ｋ、定義体ＧＦ（ｑ）（ｑ＝ｐ^ｍ，ｐ：素数）、最小距離ｄ＝ｎ−ｋのＲｅｅｄ−Ｓｏｌｏｍｏｎ符号をＲＳ（ｎ，ｋ）とすると、硬判定受信語をハミング（Ｈａｍｍｉｎｇ）距離が最小の符号語に復号する最小距離復号（通常復号）はｔ＜ｄ／２を満たすｔ個の誤りシンボルの訂正を保証するものとして良く知られている。

また、グルスワミ−スーダン（Ｇｕｒｕｓｗａｍｉ−Ｓｕｄａｎ）によるリスト復号（以下Ｇ−Ｓリスト復号）は、ｔ＜√ｎｋを満たすｔ個の誤りシンボルの訂正を保証している（非特許文献１参照）。

Ｇｕｒｕｓｗａｍｉ−Ｓｕｄａｎのリスト復号の拡張版として軟判定受信語を用いたコータ−バルディ（Ｋｏｅｔｔｅｒ−Ｖａｒｄｙ）によるリスト復号（以下Ｋ−Ｖリスト復号）は、Ｇｕｒｕｓｗａｍｉ−Ｓｕｄａｎ同様に（１）受信情報から各シンボルの信頼性を算出、（２）信頼性から２変数多項式補間条件の抽出、（３）２変数多項式の補間、（４）補間多項式の因数分解を行い復号語リスト作成、の４つの手順により構成され、硬判定復号時に比べてより高い性能を持つことが知られている（非特許文献２参照）。

また、リエンコード（Ｒｅ−ｅｎｃｏｄｅ）により、その計算コストも現実的な範囲まで削減できることが知られている（非特許文献３参照）。

一方、線形符号としては、信頼性伝播（ｂｅｌｉｅｆ ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ：ＢＰ）を用いた繰り返し復号により限界性能に近い高性能を得られる低密度パリティ検査符号（Ｌｏｗ ｄｅｎｓｉｔｙ ｐａｒｉｔｙ−ｃｈｅｃｋ ｃｏｄｅ，ＬＤＰＣ符号）が昨今注目されている（非特許文献４参照）。

ＬＤＰＣ符号に用いられる信頼性伝播（ＢＰ）は、一般に低密度なパリティ検査行列を持つ線形符号にしか有効でないことが理論的に知られており、また、Ｒｅｅｄ−Ｓｏｌｏｍｏｎ符号やＢＣＨ符号のパリティ検査行列を低密度化することはＮＰ−ｈａｒｄであることが知られている（非特許文献５参照）。

よって、Ｒｅｅｄ−Ｓｏｌｏｍｏｎ符号やＢＣＨ符号に信頼性伝播（ＢＰ）を適用することは困難であるとされてきた。

しかし、２００４年、受信語の信頼性に応じて対角化を行ったパリティ検査行列を用いてＲｅｅｄ−Ｓｏｌｏｍｏｎ符号やＢＣＨ符号、その他低密度でないパリティ検査行列を持つ線形符号への信頼性伝播（ＢＰ）の適用が効果的であることがナラヤナン(Ｎａｒａｙａｎａｎ)等によって紹介された（非特許文献６参照）。

この手法は、適応的信頼性伝播（ＡＢＰ：Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｂｅｌｉｅｆ Ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ）復号と呼ばれる。以下、このＡＢＰ復号法について説明する。

たとえば、符号長ｎ＝６、情報長ｋ＝３、符号化率ｒ＝１／２の符号で、以下の３×６行列Ｈをパリティ検査行列として持つような線形符号Ｃを考える。

符号空間Ｃは、次のように表される。

ある符号語があるチャネル、たとえばＢＰＳＫ変調＋ＡＷＧＮチャネル（Ａｄｄｉｔｉｖｅ Ｗｈｉｔｅ Ｇａｕｓｓｉａｎ Ｎｏｉｓｅチャネル）を通った後、次のような受信語ｒとして受信機が受け取ったとする。

このとき、受信値の各絶対値の大きさは受信語の信頼性の高さを表す。つまり、信頼性の低い順に番号をつけると以下のようになる。

次に、信頼性の低いシンボルに対応する列より順にパリティ検査行列Ｈの対角化を行う。この例においては、信頼性の低いシンボルに対応する列は順に第３列、第５列、第１列、第４または第６列、第２列となるので、その優先順位に従ってＨの対角化を行う。

対角化を試みた列がそれ以前に対角化した列と線形従属であった場合は、その列はそのまま残し、次の順位の列で対角化を試みる。
このようにして行列Ｈのランク分対角化が行われた結果得られる新たなパリティ検査行列Ｈｎｅｗを用いて、信頼性伝播（ＢＰ）による信頼性の更新を行う。

図１はパリティ検査行列Ｈｎｅｗに対応するタナーグラフである。
信頼性伝播（ＢＰ）はタナーグラフのエッジに沿ってメッセージを行き来させることによって実現される。
行列の各列に対応するノードを可変（ｖａｒｉａｂｌｅ：バリアブル）ノード１、各行に対応するノードを検査（ｃｈｅｃｋ：チェック）ノード２と呼ぶ。

ｉ番目のバリアブルノードからｊ番目のチェックノードへのメッセージをＱi,j、ｊ番目のチェックノードからｉ番目のバリアブルノードへのメッセージをＲｉ,j、さらにｉ番目のバリアブルノードに連接するチェックノードのインデックス集合をＪ（ｉ）、ｊ番目のチェックノードに連接するバリアブルノードのインデックス集合をＩ（ｊ）とした場合、それぞれの更新式は以下のようになる。

ここで、θはバーティカルステップダンピングファクタ（ｖｅｒｔｉｃａｌ ｓｔｅｐ ｄａｍｐｉｎｇ ｆａｃｔｏｒ）と呼ばれる係数を示し、０＜θ≦１なる条件を満足する。Ｑi,jの初期値はｒjが設定され、外部情報（ｅｘｔｒｉｎｓｉｃ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）Λ_ｊ ^ｘ更新は次式により行われる。

さらに、各符号ビットのＬＬＲΛ_ｉ ^ｑの更新は、次式により行われる。

ここで、α１は適応的信頼性伝播ダンピングファクタ（ａｄａｐｔｉｖｅ ｂｅｌｉｅｆ ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ ｄａｍｐｉｎｇ ｆａｃｔｏｒ）と呼ばれる係数を示し、０＜α１≦１なる条件を満足する。
この信頼性伝播（ＢＰ）によるＬＬＲの更新は事前に用意された繰り返し停止条件を満たすまで、たとえば最大繰り返し数Ｉｔ_Ｈに達成するまで繰り返される。
また、ＬＬＲを更新する列は、全ての列を対象とせずとも一部の列、たとえば対角化の対象となった列についてのみ行ってもよい。

信頼性伝播（ＢＰ）によって更新されたＬＬＲの信頼性を用いて、つまり、ＬＬＲの絶対値の大きさを信頼性として、信頼性の低いシンボルに対応する列順に対角化を行うことにより、新たな信頼性伝播（ＢＰ）による繰り返し復号を行うことができる。
これを内側繰り返し復号と呼ぶ。このＬＬＲの更新は事前に用意された内側繰り返し復号停止条件ＳＣ１を満たすまで繰り返される。

さらに、パリティ検査行列の列の対角化優先順位の初期値として、受信値の信頼性順以外の順位を複数用意する。複数の順位を用いて、シリアルもしくはパラレルに繰り返し内側繰り返し復号を行う。
これを外側繰り返し復号と呼ぶ。このＬＬＲ更新は事前に用意された外側繰り返し復号停止条件ＳＣ２を満たすまで繰り返される。

以上のＡＢＰ（ａｄａｐｔｉｖｅ ｂｅｌｉｅｆ ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ）手順により繰り返し更新されたＬＬＲを入カとして、復号器により復号を行う。
今、対象となる線形符号がＲｅｅｄ−Ｓｏｌｏｍｏｎ符号であった場合、繰り返し復号停止条件ＳＣ１、ＳＣ２として、たとえば以下のものが考えられる。

（Ａ） Ｈ・ｄ ＝＝ ０または繰り返し数ｔ≧Ｎ、
（Ｂ） 限界距離復号成功または繰り返し数ｔ≧Ｎ、
（Ｃ） Ｋｏｅｔｔｅｒ−Ｖａｒｄｙ軟判定リスト復号成功または繰り返し数ｔ≧Ｎ。

ここで、ｄ＝（ｄ_１，ｄ_２，・・・，ｄ_６）はΛ_ｉの硬判定結果、ｄ_ｉ＝｛Λ_ｉ ^ｑ＞０なら１，Λ_ｉ ^ｑ≦０なら０｝であり、Ｎは事前に決めた最大繰り返し回数である。
また、復号方法として、たとえば以下のものが考えられる。

（ａ） 硬判定復号
（ｂ） 限界距離復号
（ｃ） Ｋｏｅｔｔｅｒ−Ｖａｒｄｙ軟判定リスト復号

図２は、ＡＢＰ復号法を用いた繰り返し復号のフローチャートである。

受信語の信頼性順の探索を行い（ＳＴ１）、順序変換を行う（ＳＴ２）。
変換した順序に応じてパリティ検査行列の対角化を行い（ＳＴ３）、このパリティ検査行列を用いて信頼性伝播（ＢＰ）を行う（ＳＴ４）。
次に、ＬＬＲを計算し（ＳＴ５）、計算したＬＬＲの信頼性順を探索し（ＳＴ６）、復号を行い、復号語をリストへ追加する（ＳＴ７）。
そして、繰り返し復号停止条件Ｎ１，Ｎ２を満足するまで以上の処理を繰り返す（ＳＴ８、ＳＴ９）。
そして、復号語を１つ選択する（ＳＴ１０）。

Ｖ．Ｇｕｒｕｓｗａｍｉ，Ｍ．Ｓｕｄａｎ，Ｉｍｐｒｏｖｅ ｄｅｃｏｄｉｎｇ ｏｆ Ｒｅｅｄ−Ｓｏｌｏｍｏｎ ａｎｄ Ａｌｇｅｂｒａｉｃ−Ｇｅｏｍｅｔｒｙ ｃｏｄｅｓ，ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｔｈｅｏｒｙ，ｖｏｌ．４５，ｐｐ．１７５７−１７６７，１９９９ Ｒ．Ｋｏｅｔｔｅｒ，Ａ．Ｖａｒｄｙ，Ａｌｇｅｂｒａｉｃ ｓｏｆｔ−ｄｅｃｉｓｉｏｎ ｄｅｃｏｄｉｎｇ ｏｆ Ｒｅｅｄ−Ｓｏｌｏｍｏｎ ｃｏｄｅｓ，ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｔｈｅｏｒｙ，２００１ Ｒ．Ｋｏｅｔｔｅｒ，Ｊ．Ｍａ，Ａ．Ｖａｒｄｙ，Ａ，Ａｈｍｅｄ，Ｅｆｆｃｉｅｎｔ Ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｆａｃｔｏｒｉｚａｔｉｏｎ ｉｎ Ａｌｇｅｂｒａｉｃ Ｓｏｆｔ−Ｄｅｃｉｓｉｏｎ Ｄｅｃｏｄｉｎｇ ｏｆ Ｒｅｅｄ−Ｓｏｌｏｍｏｎ ｃｏｄｅｓ，Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ＩＳＩＴ２００３ Ｄ．ＭａｃＫａｙ，Ｇｏｏｄ Ｅｒｒｏｒ−Ｃｏｒｒｅｃｔｉｎｇ Ｃｏｄｅｓ Ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｖｅｒｙ Ｓｐａｒｓｅ Ｍａｔｒｉｃｅｓ，ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｔｈｅｏｒｙ，１９９９ Ｂｅｒｌｅｋａｍｐ，Ｒ．ＭｃＥｌｉｅｃｅ，Ｈ．ｖａｎ Ｔｉｌｂｏｒｇ，Ｏｎ ｔｈｅ ｉｎｈｅｒｅｎｔ ｉｎｔｒａｃｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｃｅｒｔａｉｎ ｃｏｄｉｎｇ ｐｒｏｂｌｅｍｓ，ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｔｈｅｏｒｙ，ｖｏｌ．２４，ｐｐ．３８４−３８６，Ｍａｙ，１９７８）。 Ｊｉｎｇ Ｊｉａｎｇ，Ｋ．Ｒ．Ｎａｒａｙａｎ，Ｓｏｆｔ Ｄｅｃｉｓｉｏｎ Ｄｅｃｏｄｉｎｇ ｏｆ ＲＳ Ｃｏｄｅｓ Ｕｓｉｎｇ Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｐａｒｉｔｙ Ｃｈｅｃｋ Ｍａｔｒｉｃｅｓ，Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇ ｏｆ ＩＥＥＥ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ ｏｎ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｔｈｅｏｒｙ ２００４

図３は、ＲＳ（２０４，１８８）を想定したＡＢＰ復号器のフローを示す図である。
受信語をソートした後に、対角化対象列１２８列に対してパリティ検査行列の対角化を行い、対角化された行列を使って信頼性伝播（ＢＰ）を行うことを繰り返す。

たとえば、受信語に対して量子化を行い、ＡＢＰ復号器において量子化されたＬＬＲを扱う場合、繰り返し一回目に入力される受信ＬＬＲについては、対角化対象列になる列とならない列の境界が重要になるため、量子化のダイナミックレンジを広くする必要がある。
さらに、信頼性伝播（ＢＰ）においては、量子化のステップ幅をより細かくし、精度の高いＬＬＲ更新を行う必要がある。

以上より、ＬＬＲの量子化ビット数をかなり大きめに取らないと性能の良いＡＢＰ復号は実現できない。しかし、量子化ビット数が大きいと回路規模も大きくなる。

本発明は、繰り返し二回目以降の量子化ビット数を少なくすることが可能で、ひいては回路規模を小さくできる復号装置および復号方法を提供することにある。

本発明の観点は、受信語の信頼度の大きさに従いソートし、その順番に対角化されたパリティ検査行列を用いて、信頼性伝播（Ｂｅｌｉｅｆ ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ：ＢＰ）を行って信頼度を更新し、その更新された値に対して、再び上記動作を繰り返す復号装置および方法であって、受信語の信頼性の量子化ビット数と比較して、それ以降の信頼性の量子化ビット数を少なくする。

本発明によれば、繰り返し一回目のソート以降にＬＬＲを再量子化する機能を追加し、その再量子化ビット数を小さくする。
ＡＢＰ復号の特徴として、繰り返し一回目に入力される受信ＬＬＲについては、対角化対象列になる列とならない列の境界が重要になるため、量子化のダイナミックレンジを広くする必要があるが、信頼性伝播（ＢＰ）においては、量子化のステップ幅は細かい必要はある。ところが、０付近のＬＬＲが重要になるため、そのダイナミックレンジについては大きくとる必要はない。
よって、繰り返し一回目のソートのために、受信ＬＬＲの量子化ビット数を大きくしておけば、繰り返し一回目のソート以降はＬＬＲの量子化ビット数を小さく設定しても性能に影響はない。

本発明によれば、繰り返し二回目以降の量子化ビット数を少なくすることが可能で、ひいては回路規模を小さくできる利点がある。

以下、本発明の実施形態を図面に関連付けて説明する。

本発明の実施形態に係る復号装置は、代数的手法を用いた誤り訂正符号技術を実現するための回路、たとえば適応的信頼性伝播（Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｂｅｌｉｅｆ Ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ：ＡＢＰ）復号器に応用できる。
ＡＢＰ復号は、リードソロモン（Ｒｅｅｄ−Ｓｏｌｏｍｏｎ：ＲＳ）符号やＢＣＨ符号、その他低密度でないパリティ検査行列を持つ線形符号に対する復号法であり、ある伝送路から符号語を受信すると、その受信語をより信頼できる値に更新する。

以下、ＡＢＰ復号における復号装置の通信システム上の位置づけについて説明した後、本実施形態に係る復号装置の具体的な構成および機能について説明する。

図４は、デジタル信号受信機、たとえばデジタルテレビなどの誤り訂正システムにＡＢＰ復号器を用いた通信システムの構成例を示す図である。

本通信システム１０は、図４に示すように、ＲＳ符号化器１１、インタリーバ１２、畳み込み符号器１３、畳み込み符号の軟出力復号器１４、デインタリーバ１５、ＲＳ符号の既知情報付きＡＢＰ繰り返し復号器１６、およびチャネル１７を有する。

本通信システム１０では、ＲＳ符号化、畳み込み符号化された送信語に対して、畳み込み符号の軟出力復号をした後にＡＢＰ復号を行っている。
ここで言う畳み込み符号の軟出力復号とは、たとえばＢＣＪＲアルゴリズムやＳＯＶＡによる復号のことである。
ＡＢＰ復号器１６においては、ＡＢＰによる信頼性の更新後、硬判定後限界距離復号、リスト復号、もしくは、軟値をそのまま入力として軟判定リスト復号を行う。

図５は、ＭＡＰ復号が後段についたＡＢＰ復号器の構成例を示す図である。
この復号器２０は、図５に示すように、ＡＢＰ復号部２１、限界距離（ＢＤ）復号部２２、受信信頼度（ＬＬＲ）保持部２３、およびＭＡＰ復号部２４を有している。

復号器２０においては、ＡＢＰ復号部２１による信頼性（ＬＬＲ）の更新後、硬判定してＢＤ復号部２２において、限界距離復号を行い、この結果をリストに集め、最終的にＭＡＰ復号部２４において最大事後確率復号（Ｍａｘｉｍｕｍ ａ ｐｏｓｔｅｒｉｏｒｉ Ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ：ＭＡＰ）復号を行う。

図６は、ＡＢＰ復号器の復号装置の構成例を示す図である。

図６のＡＢＰ復号器３０は、図４のＡＢＰ復号器１６や図５のＡＢＰ復号部２１に適用可能であり、ソート入力選択部３１、ソート部３２、パリティ検査行列の対角化部３３、信頼度（ＬＬＲ）保持部３４、信頼性伝播（ＢＰ）部３５、量子化部３６、および再量子化部３７を有している。
なお、再量子化部３７やソート入力選択部３１等により処理部が構成される。

ＡＢＰ復号器３０においては、量子化部３６で量子化された入力として、たとえば７ビットの受信ＬＬＲＳ３２がソート入力選択部３１に入力される。
列インデックスＳ３１は、入力された受信ＬＬＲの符号語の始まりからカウンタで０、１、２、３、、とカウントアップされた値を生成し利用する。
ソート入力選択部３１で、初回は、列インデックスＳ３１と量子化された受信ＬＬＲＳ３２を選択し、繰り返し二回目以降は信頼性伝播（ＢＰ）後、更新ＬＬＲＳ４０とその列インデックスＳ３９を選択する。

図６に示すように、受信語が入力されたら、まず、ソート部３２において、その信頼度（ＬＬＲ）の大きさに応じて列インデックスのソートを行う。
次に、信頼度の低いシンボルに対応する列より順に、対角化部３３でパリティ検査行列の対角化を行う。
最後に、対角化されたパリティ検査行列を用いて、信頼性伝播（ＢＰ）を行うことにより、値が更新される。
更新された値に対して、再びソート、対角化、信頼性伝播（ＢＰ）を行う。繰り返し数が予め決められており、その繰り返し数だけこれを繰り返す。
ＬＬＲ保持部３４には、繰り返し一回目のソート以降に再量子化部３７でＬＬＲを再量子化し、その再量子化ビット数を小さくする（たとえば７ビットから５ビットに小さくする）。

このように、本実施形態のＡＢＰ復号器３０においては、繰り返し一回目のソート以降にＬＬＲを再量子化する機能を追加し、その再量子化ビット数を小さくすることにより、回路規模が削減される。

以下、量子化について考察する。
図７は、ＡＢＰ復号器のフローにおける受信語の量子化とＬＬＲの関係を示す図である。

まず、受信語をソートした際、ＬＬＲを基準に並び替えられた列１６３２列に対するＬＬＲは、量子化されていない場合、図７に示すように、対角化対象列から対角化非対象列になるにつれ、ＬＬＲの大きさが大きくなる。

ここで、受信語について、狭いダイナミックレンジＡ、広いダイナミックレンジＢを用いて量子化された受信語が入力される場合についてそれぞれ考える。

図８は、受信語をダイナミックレンジＡで量子化した場合の対角化対象列および非対象列とＬＬＲとの関係を示す図であり、図９は、受信語をダイナミックレンジＢで量子化した場合の対角化対象列および非対象列とＬＬＲとの関係を示す図であり、図１０は、受信語をダイナミックレンジＢで量子化し、さらに再量子化した場合の対角化対象列および非対象列とＬＬＲとの関係を示す図である。

ダイナミックレンジＡを用いて量子化された受信語が入力されるシステムを考えた場合、図８に示すように、ソート後、対角化対象列のうちＬＬＲの大きい列と対角化非対象列とのＬＬＲの大きさが同じになる。
そのため、もともと対角化対象列に入る予定だった、誤っている可能性の高い受信値を対角化非対象列に含んでしまう可能性があり、性能を劣化させる。
また、対角化非対象列の中でもＬＬＲの小さい列は、繰り返し二回目以降対角化対象列と入れ替わる可能性があるため、対角化非対象列の中でもＬＬＲの小さい列集合は判別できる必要がある。
そのため、図９に示すように、より大きなダイナミックレンジＢを使って受信語を量子化し、量子化しなかった場合に対角化対象列に入る予定だった列を量子化しても対角化対象列に入るようにし、かつ量子化しなかった場合に対角化非対象列のうちのＬＬＲの小さい数列も量子化しても対角化非対象列の先頭に来る必要がある。

次に、信頼性伝播（ＢＰ）について考える。
図１０に示すように、信頼性伝播（ＢＰ）については、量子化ステップ幅が小さい方が精度の高い信頼性伝播が可能なため、量子化ビット数を多く取る方が好ましいが、精度を高くしたいのは、特に０付近のＬＬＲであるため、ダイナミックレンジはより狭くし、０付近のみ細かい量子化を行えばよい。
そのため、受信語の量子化と比較して、量子化ビット数は少なくてすむ。
以上のように、本実施形態によれば、回路によって異なる量子化ビット数を割り当てるため、よりＡＢＰ復号器の回路規模を削減できる。

図６においては、ＡＢＰ復号器３０におけるＬＬＲ量子化ビット数を表している。
受信語の量子化部３６だけでなく、ＬＬＲ保持部３４の入力手前にも再量子化部３７が配置されている。

受信語のＬＬＲを繰り返し一回目にソートするまでは、量子化ビット数を大きくとり、はじめに決まる対角化対象列の選別を精度良く行っている。それ以降は、ＬＬＲの量子化ビット数は小さくとっている。ただし、繰り返し二回目以降のソート入力選択部３１の手前でＬＬＲの最上位ビットに０を付加し、受信ＬＬＲの量子化後のビット数に合わせている。

信頼性伝播（ＢＰ）で扱うＬＬＲは小さい量子化ビット数になるが、対角化対象列とそうでない列との選別がはじめに精度良くされていれば、０付近のＬＬＲの量子化ステップ幅は細かく取っており特に問題はない。
これにより、量子化ビット数が小さくなった分回路規模が削減される。
たとえば、ＬＬＲ保持部３４のメモリの大きさが小さくなる。さらに、信頼性伝播（ＢＰ）におけるチェックノード（ｃｈｅｃｋ ｎｏｄｅ）演算の計算量も減り、信頼性伝播（ＢＰ）部３５の回路規模も小さくなる。

図１１は、シミュレーションモデルを示す図である。
このシミュレーションモデル４０は、図１１に示すように、ＲＳ符号化器４１、ＢＰＳ変調器４２、ＡＷＧＮチャネル４３、ＢＰＳＫ復調器４４、およびＡＢＰ復号器４５を有する。
図１２は、シミュレーション結果を示す図である。
図１２は、ＲＳ（２０４，１８８）を想定した場合のフレームエラーレート（Ｆｒａｍｅ Ｅｒｒｏｒ Ｒａｔｅ）を示す図であって、Ａで示す曲線が既存手法の復号性能を示し、Ｂで示す曲線が本実施形態に手法における復号性能を示している。

既存技術と比較して、図１１に示すようなシミュレーションモデル４０において、図１２に示すように性能劣化はほとんど発生しないことがシミュレーションにより示されている。

なお、以上詳細に説明した方法は、上記手順に応じたプログラムとして形成し、ＣＰＵ等のコンピュータで実行するように構成することも可能である。
また、このようなプログラムは、半導体メモリ、磁気ディスク、光ディスク、フロッピー（登録商標）ディスク等の記録媒体、この記録媒体をセットしたコンピュータによりアクセスし上記プログラムを実行するように構成可能である。

パリティ検査行列Ｈｎｅｗに対応するタナーグラフである。 ＡＢＰ復号法を用いた繰り返し復号のフローチャートである。 ＡＢＰ復号装置の繰り返し毎のフローの一列を示す図である。 デジタル信号受信機、たとえばデジタルテレビなどの誤り訂正システムにＡＢＰ復号器を用いた通信システムの構成例を示す図である。 ＭＡＰ復号が後段についたＡＢＰ復号器の構成例を示す図である。 ＡＢＰ復号器の復号装置の構成例を示す図である。 ＡＢＰ復号器のフローにおける受信語の量子化とＬＬＲの関係を示す図である。 受信語をダイナミックレンジＡで量子化した場合の対角化対象列および非対象列とＬＬＲとの関係を示す図である。 受信語をダイナミックレンジＢで量子化した場合の対角化対象列および非対象列とＬＬＲとの関係を示す図である。 受信語をダイナミックレンジＢで量子化し、さらに再量子化した場合の対角化対象列および非対象列とＬＬＲとの関係を示す図である。 シミュレーションモデルを示す図である。 シミュレーション結果を示す図である。

符号の説明

１０・・・通信システム、１１・・・ＲＳ符号化器、１２・・・インタリーバ、１３・・・畳み込み符号器、１４・・・畳み込み符号の軟出力復号器、１５・・・デインタリーバ、１６・・・ＡＢＰ繰り返し復号器、１７・・・チャネル、２０・・・復号器、２１・・・ＡＢＰ復号部、２２・・・限界距離（ＢＤ）復号部、２３・・・受信信頼度（ＬＬＲ）保持部、２４・・・ＭＡＰ復号部、３０・・・ＡＢＰ復号器、３１・・・ソート入力選択部、３２・・・ソート部、３２Ａ，３２Ｂ・・・データソート装置、３３，３３Ａ・・・パリティ検査行列の対角化部、３４・・・信頼度（ＬＬＲ）保持部、３５・・・信頼性伝播（ＢＰ）部、３６・・・量子化部、３７・・・再量子化部。

Claims (6)

1. 受信語の信頼度の大きさに従いソートし、その順番に対角化されたパリティ検査行列を用いて、信頼性伝播（Ｂｅｌｉｅｆ ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ：ＢＰ）を行って信頼度を更新し、その更新された値に対して、再び上記動作を繰り返す復号装置であって、
   受信語の信頼性の量子化ビット数と比較して、それ以降の信頼性の量子化ビット数を少なくする処理部
   を有する復号装置。
2. 前記処理部は、
   受信語の信頼性の量子化のダイナミックレンジと比較して、それ以降の信頼性の量子化のダイナミックレンジを狭くする
   請求項１記載の復号装置。
3. 前記処理部は、
   受信語の信頼性の量子化ステップ幅と比較して、それ以降の信頼性の量子化ステップ幅を等しくする
   請求項２記載の復号装置。
4. 受信語の信頼度の大きさに従いソートし、その順番に対角化されたパリティ検査行列を用いて、信頼性伝播（Ｂｅｌｉｅｆ ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ：ＢＰ）を行って信頼度を更新し、その更新された値に対して、再び上記動作を繰り返す復号方法であって、
   受信語の信頼性の量子化ビット数と比較して、それ以降の信頼性の量子化ビット数を少なくする
   復号方法。
5. 受信語の信頼性の量子化のダイナミックレンジと比較して、それ以降の信頼性の量子化のダイナミックレンジを狭くする
   請求項４記載の復号方法。
6. 受信語の信頼性の量子化ステップ幅と比較して、それ以降の信頼性の量子化ステップ幅を等しくする
   請求項５記載の復号方法。

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