ＬＤＰＣ符号化符号語の復号を制御する方法および装置
【課題】復号不可能なＬＤＰＣ符号語に関して、復号処理の初期段階で復号を停止させることである。
【解決手段】本発明は、いくつかのデジタル・データで構成され、チェックノードとバリアブルノードとの間の二部グラフによって表わされるＬＤＰＣ符号化符号語の復号を制御する方法であり、バリアブルノードとチェックノードとの間で反復的に交換されるメッセージを更新し、更に、各反復処理において、各バリアブルノードごとに、当該バリアブルノードによって受け取られたすべての入射メッセージおよび対応するデジタル・データの第１の総和を計算し、第１の総和の絶対値のすべての第２の総和を計算し、および、第２の総和が連続する２つの反復処理の間に変化しないかあるいは減少する場合で、かつ、所定のしきい条件が満たされる場合に、復号処理を停止する。
【解決手段】本発明は、いくつかのデジタル・データで構成され、チェックノードとバリアブルノードとの間の二部グラフによって表わされるＬＤＰＣ符号化符号語の復号を制御する方法であり、バリアブルノードとチェックノードとの間で反復的に交換されるメッセージを更新し、更に、各反復処理において、各バリアブルノードごとに、当該バリアブルノードによって受け取られたすべての入射メッセージおよび対応するデジタル・データの第１の総和を計算し、第１の総和の絶対値のすべての第２の総和を計算し、および、第２の総和が連続する２つの反復処理の間に変化しないかあるいは減少する場合で、かつ、所定のしきい条件が満たされる場合に、復号処理を停止する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的には、データ通信に関し、特に、ＬＤＰＣ(Low-Density Parity-Checkの略称で低密度パリティ検査の意)符号を用いて符号化された符号語の復号に関する。更にまた、本発明は、特にＤＶＢ−Ｓ２規格(ＤＶＢはデジタルビデオ放送の意)を利用するデータ通信システムに関するものである(ただし本発明はこの分野に限定するものではない)。
【背景技術】
【０００２】
低密度パリティ検査(ＬＤＰＣ)符号は、１９６２年にGallagerによって導入され、１９９６年にMacKayおよびNealによって再発見された。ＬＤＰＣ符号は、計算および実施が複雑であるため、長い間、実用上の影響を持たなかった。マイクロエレクトロニクスの進歩の結果、シミュレーションに利用できるコンピュータ能力が増大し、この様な状況は変わり、今や実施が可能となった。ＬＤＰＣ符号は、すぐれた誤り訂正能力のため、将来の遠隔通信標準とみなされている。
【０００３】
ＬＤＰＣ符号は、疎なＭ×Ｎパリティ検査行列Ｈによって定義される線形ブロック符号である。検査行列は、各列ｊ個の"１"および各行ｋ個の"１"を含む。これらｊおよびｋはそれぞれ行および列の次数と呼ばれる。一定の重みの行および列の次数を持つ符号は規則的(ｊ,ｋ)ＬＤＰＣ符号と呼ばれ、一定でない場合は不規則的符号と呼ばれる。パリティ検査符号は二部グラフによって表されることができる。Ｍ個のチェックノード(すなわち検査ノードであり、以下の記述において"ＣＮ"と略称する場合がある)がパリティ制約に対応し、Ｎ個のバリアブルノード(すなわち可変ノードであり、以下の記述において"ＶＮ"と略称する場合がある)が符号語のデータ・シンボルを表わす。グラフにおける１つのエッジはパリティ検査行列における１つの"１"に対応する。
【０００４】
ＬＤＰＣ符号化器において、大きさ(Ｎ−Ｍ)の符号化対象パケットが大きさ(Ｎ−Ｍ)×Ｎの生成行列Ｇによって乗算される。この乗算によって長さＮの符号化されたベクトルが生成される。生成行列Ｇおよびパリティ検査行列ＨはGHt=0という関係を満たす(ただし0は成分ゼロの行列である)。
【０００５】
一般的に、ＬＤＰＣ復号器は、長さＮの符号化ベクトルを受け取り、パリティ検査行列Ｈを使用することによって長さＮの中間ベクトルを送り渡す復号モジュールを備える。次に、マップ復元モジュールが中間ベクトルから長さ(Ｎ−Ｍ)の復号されたベクトルを抽出する。
【０００６】
一層正確に述べれば、ＬＤＰＣ符号はハードまたはソフトいずれかの判断形式でメッセージ・パッシング・アルゴリズムを使用して復号することができる。次に、復号が反復プロセスで行われる。この反復プロセスにおいて、バリアブルノードとチェックノードとの間でメッセージが交換される。典型的には、信念伝搬(Belief Propagationを略称してＢＰと呼ばれる)アルゴリズムが使用される。このアルゴリズムは、バリアブルノードとチェックノードとの間でソフト情報を繰り返し交換する。符号性能は、主に、パリティ検査行列Ｈのランダム性、符号語サイズＮおよび符号化率Ｒ＝(Ｎ−Ｍ)/Ｎに依存する。
【０００７】
チャネル符号化部品は、ＵＭＴＳ、ＷＬＡＮおよびＷＰＡのような無線通信システムにおいて非常に重要なコンポーネントである。特にＷＬＡＮおよびＷＰＡＮの領域においては、復号の遅延が決定的重要性を持っている。低密度パリティ検査(ＬＤＰＣ)符号は近い将来におけるこの種のシステムのための有望な候補としてみなされることができる。ＬＤＰＣ符号はＤＶＢ−Ｓ２規格およびいくつかの光ファイバ通信システムに取り入れられつつある。更に多くの適用分野が近い将来出現するであろう。
【０００８】
ＬＤＰＣ符号はいくつかの非常に興味深い特性を持っているので、遅延が重要課題である適用分野においてＬＤＰＣ符号が選択されるのは当然のことである。
【０００９】
新しいＤＶＢ−Ｓ２規格は、強力な前向き誤り訂正システムを特徴とし、理論的な限界に近い伝送を可能にする。ＤＶＢ−Ｓ２は、ターボ符号の性能さえも凌駕できるＬＤＰＣ符号を使用することによって実現される。柔軟性を持たせるため、６４８００ビットまでの符号語長を用いて、Ｒ＝１/４からＲ＝９／１０までの範囲の１１個の異なる符号率Ｒが指定される。この膨大な符号長はすぐれた通信性能のための前提であり、そのため６４８００ビットの符号語長が記述されている。
【００１０】
ＤＶＢ−Ｓ２に関して、６４８００のいわゆるバリアブルノード(ＶＮ)および６４８００×(１−Ｒ)のチェックノード(ＣＮ)が存在する。これら２つのタイプのノードの接続性が規格において指定されている。バリアブルノードは情報ノードおよびパリティノードを含む。ＬＤＰＣ符号を復号するためには、メッセージがこれら２つのタイプの間で反復して交換されるが、ノード処理の複雑度は低い。一般的には、先ずＶＮが処理され、次にＣＮが処理される。
【００１１】
ＬＤＰＣ符号の復号は反復処理であり、例えばＤＶＢ−Ｓ２規格の場合、所望の通信性能を得るには４０回までの反復が必要とされる。標準的ＬＤＰＣ符号復号器の実施形態は固定した反復回数を仮定する。A.J. BlanksbyおよびC.J. Howland著の"A 690-mW 1-Gb/s, Rate- 1/2 Low-Density Parity-Check Code decoder"(IEEE Journal of Solid-State Circuits, vol 37, n°3, pp 404-412 of march 2002)においては、６４回もの復号反復が実行される。
【００１２】
復号可能ブロックあるいは符号語の場合、入射エッジの対数尤度率のチェックノード総和を考慮に入れている停止基準は、非常にすぐれた基準であるが、復号不可能ブロックまたは符号語の場合、最大数の反復が処理され、そのため、多くのエネルギーおよび処理時間が浪費される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
復号不可能な符号語に関して復号処理の初期段階で復号を停止させることが本発明の目的である。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、いくつかのデジタル・データで構成され、チェックノードとバリアブルノードとの間の二部グラフによって表わされるＬＤＰＣ符号化符号語の復号を制御する方法を提供する(デジタル・データは、"ソフト・ビット"とも呼ばれ、いくつかのビットの符号化された実際の値で、チャネルから実際に受け取られる伝送された符号である)。該方法は、バリアブルノードとチェックノードとの間で反復的に交換されるメッセージを更新し、更に、各反復処理において、各バリアブルノードに関して当該バリアブルノードによって受け取られたすべての入射メッセージおよび対応するデジタル・データの第１の総和を計算し、次に第１の総和の絶対値のすべての第２の総和を計算する。第２の総和が連続する２つの反復処理の間に変化しないかあるいは減少する場合で、かつ、所定のしきい条件が満たされる場合に、復号処理は停止される。
【００１５】
しかしながら、しきい条件が満たされなければ、第２の総和が連続する２つの反復処理の間に変化しないかあるいは減少する場合でも、復号処理は停止されない。
【００１６】
このような制御された復号方法が復号処理の早い段階で復号不可能符号語の復号を停止させることを可能にする。復号不可能符号語の復号の試みの間に浪費される多くのエネルギーおよび処理時間が回避される。
【００１７】
この発明の１つの側面によれば、前記所定のしきい条件は、現在時第２の総和が所定のしきい値より小さい場合に満たされる。
【００１８】
実際、第２の総和の不変または減少は、好ましいことに、符号語が復号処理の開始時点で復号不可能であることを標示する。
【００１９】
換言すれば、第２の総和がしきい値を越えると、符号語が実際に復号可能としても、第２の総和の減少が発生する。従って、現在時の第２の総和がしきい値を越える時、停止基準は無効に切り換えられなければならない。
【００２０】
望ましくは、前記所定のしきい値がＬＤＰＣ符号の符号率に依存する。該しきい値は各符号率について１回だけ決定される。
【００２１】
更に、符号化された符号語はチャネルから受け取られ、好ましくは、前記所定のしきい値が該チャネルのＳＮ比に依存しない。
【００２２】
更にまた、前記所定のしきい値は交換されたメッセージのビット数に依存する。
【００２３】
例えば、符号化された符号語がチャネルから受け取られ、VNRoffが前記所定のしきい値であり、Nが当該交換メッセージのビット数であり、Ebが当該チャネルに関するビット情報を伝達する平均エネルギーであり、N０が当該チャネルのノイズ・エネルギーであり、RがＬＤＰＣ符号の符号率であり、(Eb/N0)WRが当該比率の関数としてフレーム誤り率を表す曲線の急速下降領域の比率Eb/N0の値であるとすれば、前記所定のしきい値がVNRoff = (4/R) × (Eb/N0)WR × Nによって定義される。また、Nが当該交換メッセージのビット数であり、qがメッセージの絶対値を表すために使用されるビットの数であるとすれば、前記しきい値は、例えば、VNRoff = 2(q-1)× Nによって定義される。
【００２４】
この発明の別の側面によれば、反復回数が所定の反復回数以下である限り、前記所定のしきい条件が満たされる。実際のところ、復号可能符号語の場合でさえ、第２の総和の下降は２０回目と３０回目の反復の間に発生する。従って、停止基準は、例えば５および１５の間の反復回数の後に無効に切り換えられる。
【００２５】
好ましくは、符号語およびメッセージのデジタル・データは対数尤度比率である。
【００２６】
前記ＬＤＰＣ符号は、例えば、ＤＶＢ−Ｓ２ ＬＤＰＣ符号である。
【００２７】
本発明は、また、いくつかのデジタル・データで構成され、チェックノードおよびバリアブルノードの間の二部グラフによって表わされるＬＤＰＣ符号化符号語を復号する復号器を提供する。該復号器は、計算手段および制御手段を含み、バリアブルノードとチェックノードとの間で反復して交換されるメッセージを更新するように構成される処理手段を備える。該計算手段が、各反復処理において、各バリアブルノードに関して当該バリアブルノードによって受け取られた入射メッセージのすべてと対応するデジタル・データとの第１の総和を計算し、第１の総和の絶対値のすべての第２の総和を計算し、該制御手段が、第２の総和が２つの連続した反復ステップの間に変化しないかあるいは減少し、かつ、所定のしきい条件が満たされている場合、復号処理を停止させる。
【００２８】
この発明の１つの側面によれば、現在時第２の総和が所定のしきい値より小さい場合に前記所定のしきい条件が満たされる。
【００２９】
好ましくは、前記所定のしきい値がＬＤＰＣ符号の符号率に依存する。
【００３０】
好ましくは、該復号器は、ＬＤＰＣ符号の符号率および交換されたメッセージのビット数に従ったしきい値を保存するルックアップ・テーブルを含むメモリ手段を更に備える。
【００３１】
本発明は、更に、上記の復号器を含む、無線通信システムのエレメントを提供する。このエレメントは、端末または基地局、あるいはアクセス・ポイント装置である。
【００３２】
本発明は、更にまた、上記の復号器を含む、例えばＸＤＳＬシステム、光ファイバ・システムあるいは電力線システムのような無線通信システムのエレメントを提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下の記述においてＬＤＰＣ符号はＤＶＢ-Ｓ２規格を定義する"ETSI EN 302 307 vl.1.1 (2004-06)"に定義されているＤＶＢ-Ｓ２ ＬＤＰＣ符号である。しかしながら、本発明がそのような符号に限定されることはない。
【００３４】
ＬＤＰＣ符号のパリティ検査行列Ｈは疎バイナリ行列である。有効符号語の集合ｘは、H.tx=0を満たさなければならない。
【００３５】
Ｈの１つの列は符号語の１ビットに関連づけられ、１つの行は１つのパリティ検査に対応する。Ｈの１つの行における非ゼロ素子は、対応するビットがこのパリティ検査に貢献することを意味する。符号は、タナー・グラフ(図１)と呼ばれる二部グラフによって最も良く記述される。タナー・グラフは、符号ビットとパリティ検査との間の関連性のグラフ表示である。符号ビットがバリアブルノードＶＮｉ(円)として示され、パリティ検査はチェックノードＣＮｉ(正方形)として示され、それらはエッジによって連結されている。各ノードに関するエッジの数がノード次数と呼ばれる。すべてのバリアブルノードに関してノード次数が同じであれば、パリティ検査行列Ｈは、規則的(レギュラー)と呼ばれ、同じでなければ、不規則的(イレギュラー)と呼ばれる。次数分散は一定の次数を持つノードの端数を与える。
【００３６】
図１のＤＶＢ-Ｓ２のタナー・グラフにおいて、Ｎ個のバリアブルノードＶＮｉ(ただしｉ＝１からＮ)およびＭ個のチェックノードＣＮｉ(ただしｉ＝１からＭ)が示されている。
【００３７】
ＬＤＰＣ符号はメッセージ・パッシング・アルゴリズムを使用して復号することができる。これはバリアブルノードとチェックノードとの間でソフト情報を繰り返し交換する。符号性能は、主に、グラフのランダム性、符号語サイズおよび符号率に依存する。
【００３８】
交換されるソフト情報は、一般に、対数尤度比率(ＬＬＲ)である。
【００３９】
バリアブルノードＶＮｉにおけるメッセージの更新は２つのステップで実施されることができる。
【００４０】
第１のステップにおいて、各バリアブルノードは、式(１)の関係に従って、バリアブルノードに対応する復号されるビットの現在時推定Λｎを計算する。
【数１】
ただし、Λｎはバリアブルノードに対応する復号されるビットの現在時推定であり、λchはバリアブルノードの対応するチャネルＬＬＲ(復号されるべき符号化された符号語のデジタル・データに対応する)であり、λｋはバリアブルノードの入射エッジのＬＬＲである。
【００４１】
換言すれば、Λｎは、当該バリアブルノードによって受け取られる入射メッセージλｋのすべてと対応するデジタル・データλchとの第１の総和である。
【００４２】
Λｎの符号は復号されるビットのハード判定(１またはゼロ)を表し、Λｎの大きさがビットの復号の信頼性を表す。
【００４３】
第２のステップにおいて、出力メッセージｉの更新が計算される。この更新において、式(２)の関係に従って、対応するバリアブルノードのＬＬＲ和Λｎから入力メッセージＬＬＲが減算される。
【数２】
ただし、
【数３】
は出力メッセージｉの更新されたＬＬＲであり、
【数４】
は更新の前の出力メッセージｉのＬＬＲの値である。
【００４４】
チェックノード・メッセージ更新は、ＬＬＲ λｋからなるメッセージｋに関する式(３)の関係に従って一般に計算される。
【数５】
ただし、λｋはチェックノードから更新されたＬＬＲであり、λｉはチェックノードの発生エッジのＬＬＲである。
【００４５】
以下に、復号不可能な符号語の早期検出の詳細を記述する。
【００４６】
通常、符号化された符号語のデジタル・データは対数尤度比率(ＬＬＲ)を表す。
【００４７】
本発明は、復号不可能な符号語に関して早い段階での復号処理の停止を可能にさせる。
【００４８】
第２の総和ＶＮＲ(これは"バリアブルノード信頼度"と呼ばれる)が復号処理における各反復ステップにおいて計算される。
【００４９】
第２の総和ＶＮＲは、式(４)に示されているように、バリアブルノードの第１の総和Λｎのすべての絶対値の総和である。
【数６】
【００５０】
この値ＶＮＲは容易に取得される。
【００５１】
無限のブロックサイズに関しては、図２のＶＮＲ１によって表わされているように、復号可能符号語の場合、反復回数に対するＶＮＲの単調増加が期待される。
【００５２】
しかしながら、有限長のブロックが復号される時には、非相関ＬＬＲは保証されることができない。このような理由から、対応するブロックが復号されることができるにもかかわらず、図２の曲線ＶＮＲ２の上で、２０番目と２５番目の反復の間でＶＮＲの降下が観察される。
【００５３】
かくして、本発明の１つの側面によれば、図２の曲線ＶＮＲ３(復号不可能符号語に対応している)によって例示されているように、２つの連続した復号反復ステップの間にＶＮＲが変化しないかあるいは減少する場合、復号処理が停止される。しかし、ＶＮＲがしきい値ＶＮＲoffを越える場合、この停止基準は無効に切り換えられなければならない。このような場合には、符号語は実際に復号可能と仮定されるので、復号処理は従来技術の停止基準を使用することによって停止されるであろう。
【００５４】
図３は、本発明の１つの側面に従った復号不可能符号語検出の第１の流れ図を示す。
【００５５】
復号処理の現在時反復に関して、式(１)に従って、すべてのバリアブルノードに関する第１の総和Λｎが計算される(ステップＳＴ１)。
【００５６】
次に、第２の総和すなわちバリアブルノード信頼度ＶＮＲnewが式(４)に従って計算される(ステップＳＴ２)。
【００５７】
次に、検証が実行される(ステップＳＴ３)。すなわち、第２の総和の現在値ＶＮＲnewが所定のしきい値ＶＮＲoffに達していない場合、停止基準は無効とされ、復号処理は続行する(ステップＳＴ４)。一方、第２の総和の現在値ＶＮＲnewが所定のしきい値ＶＮＲoff以上であれば、別の検証が実行される(ステップＳＴ５)。すなわち、現在値ＶＮＲnewと前回反復に対応する第２の総和の前回値ＶＮＲoldとが比較される。
【００５８】
第２の総和の現在値ＶＮＲnewが前回反復に対応する第２の総和の前回値ＶＮＲold以下であれば、復号処理は停止される(ステップＳＴ６)。さもなければ、現在値ＶＮＲnewが復号処理の次の反復のため前回値ＶＮＲoldに代入される(ステップＳＴ７)。最初の反復に関しては、ＶＮＲoldとして、十分弱い値、例えばゼロを使用することができる。
【００５９】
図４は、本発明の１つの側面に従った復号不可能符号語検出の別の流れ図を示す。
【００６０】
本例においては、ステップＳＴ３で検証が行われる点は図３の実施例と同じであるが、検証の内容が異なる。図３の場合、現在値ＶＮＲnewがしきい値ＶＮＲoffと比較されたが、本例では、反復回数の現在値が調べられる。すなわち、現在の反復回数が所定の反復回数しきい値ＩＴoff以下であるか否かが調べられる。ＩＴoffは、例えば、５と１５との間である。
【００６１】
換言すれば、反復回数がＩＴoffを越えていれば、停止基準は無効とされ、復号処理は続行する。
【００６２】
チャネルから受け取られた符号語に関しては、しきい値ＶＮＲoffは当該チャネルのＳＮ比に依存しない。しかしながら、しきい値ＶＮＲoffは、当該ＬＤＰＣ符号の符号率Ｒおよび交換されたメッセージのビット数Ｎに依存している。
【００６３】
一層正確には、式(5)の関係を用いて、しきい値ＶＮＲoffが符号率ごとに１回だけ計算される。
VNRoff = (4/R) × (Eb/N0)WR × N (５)
ただし、Ｎは当該交換メッセージのビットの数であり、Ｅbは当該チャネルに関するビット情報を伝達する平均エネルギーであり、Ｎ０は当該チャネルのノイズ・エネルギーであり、Ｒは符号語の符号率であり、(Eb/N0)WRは当該比率の関数としてフレーム誤り率(ＦＥＲ)を表す曲線のウォーターフォール領域(すなわち急激降下領域)の比率Eb/N0である。ウォーターフォール領域ＷＲは、図５および図６に見られるような当該曲線の大きな減少の領域に対応する。具体的には、図５は、ウォーターフォール領域ＷＲの周辺のＳＮ比ポイントにおいて大まかに設定することができる平均限界ＭＢの異なる値に関してSＮ比(Eb/N0）の関数としてのフレーム誤り率ＦＥＲを示す。更に、これらの曲線は、符号率Ｒ＝０．８、２０００ビットの符号語および６ビットのメッセージ量子化(最上位ビットが符号を表し、残りの５ビットがメッセージの絶対値を表す)について取得されている。
【００６４】
図６には、符号率Ｒ＝０．５，３２００ビットの符号語および６ビット・メッセージ量子化に関して得られた同様の曲線が示されている(この場合端数部分は４に等しい)。
【００６５】
このように、(Eb/N0)WRは、符号率Ｒ＝０.８の場合、３．５に設定され、一方、符号率Ｒ＝０.５の場合、１．５に設定される。
【００６６】
このような曲線FER = f(Eb/N0)は、"Digital Communications by J. G. PROAKIS (McGraw-Hill), 2001, 4th edition"に記述されている例のように、シミュレーションによって取得される。
【００６７】
しきい値ＶＮＲoff は、種々の方法で、VNRoff=2(q-1) × Nという関係に従って各符号について１回だけ計算される。ただし、Ｎは当該交換メッセージのビット数であり、ｑは、メッセージの絶対値を表すために使用されるビットの数である。
【００６８】
本発明に従った復号器ＤＥＣの１つの実施形態が図７に示される。復号器ＤＥＣは、例えばソフトウェア・モジュールあるいはＡＳＩＣのような処理モジュールＰＲＯＣを備える。
【００６９】
処理モジュールＰＲＯＣは計算モジュールＣＡＬＣおよび制御モジュールＣＴＲＬを含む。計算モジュールＣＡＬＣは、各バリアブルノードに関して、当該バリアブルノードによって受け取られた入射メッセージλｉのすべてと対応するデジタル・データとの第１の総和Λｎを計算し、第２の総和すなわち第１の総和Λｎの絶対値のすべてのバリアブルノード信頼度を計算する。
【００７０】
制御モジュールＣＴＲＬは、第２の総和ＶＮＲが２つの連続した反復ステップの間に変化しないかあるいは減少し、所定のしきい条件が満たされれば、復号処理を停止させる。
【００７１】
制御ＣＴＲＬは、第２の総和の現在値ＶＮＲnewが所定のしきい値ＶＮＲoffより小さい場合(図３)、しきい条件充足を検出するように構成することも、あるいは、反復回数が所定の反復回数ＩＴoff以下である限り、しきい条件充足を検出するように構成することもできる。
【００７２】
更に、復号器ＤＥＣは、ＬＤＰＣ符号の符号率Ｒおよび交換されたメッセージのビット数Ｎに従ったしきい値ＶＮＲoffを保存するルックアップ・テーブルＬＵＴを含むメモリ・モジュールＭＥＭを備える。
【００７３】
復号器ＤＥＣは、例えば復調器ＤＭＤのような他の従来型コンポーネントと共に、衛星チャネルを経由して符号化された符号語を受け取るＤＶＢ−Ｓ２受信機のような無線通信システム受信機ＴＰ(図８)に組み込まれることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】ＬＤＰＣ符号の二部グラフである。
【図２】復号可能および復号不可能符号語に関するバリアブルノード信頼性の変化を例示するグラフである。
【図３】本発明の第１の実施形態に従った方法の流れ図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に従った方法の流れ図である。
【図５】本発明に従った停止基準に関する通信性能の曲線を示すグラフである。
【図６】本発明に従った停止基準に関する通信性能の曲線を示すグラフである。
【図７】本発明の１つの実施形態に従った復号器のブロック図である。
【図８】本発明に従った無線通信システムの端末の１つの実施形態を示すブロック図である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的には、データ通信に関し、特に、ＬＤＰＣ(Low-Density Parity-Checkの略称で低密度パリティ検査の意)符号を用いて符号化された符号語の復号に関する。更にまた、本発明は、特にＤＶＢ−Ｓ２規格(ＤＶＢはデジタルビデオ放送の意)を利用するデータ通信システムに関するものである(ただし本発明はこの分野に限定するものではない)。
【背景技術】
【０００２】
低密度パリティ検査(ＬＤＰＣ)符号は、１９６２年にGallagerによって導入され、１９９６年にMacKayおよびNealによって再発見された。ＬＤＰＣ符号は、計算および実施が複雑であるため、長い間、実用上の影響を持たなかった。マイクロエレクトロニクスの進歩の結果、シミュレーションに利用できるコンピュータ能力が増大し、この様な状況は変わり、今や実施が可能となった。ＬＤＰＣ符号は、すぐれた誤り訂正能力のため、将来の遠隔通信標準とみなされている。
【０００３】
ＬＤＰＣ符号は、疎なＭ×Ｎパリティ検査行列Ｈによって定義される線形ブロック符号である。検査行列は、各列ｊ個の"１"および各行ｋ個の"１"を含む。これらｊおよびｋはそれぞれ行および列の次数と呼ばれる。一定の重みの行および列の次数を持つ符号は規則的(ｊ,ｋ)ＬＤＰＣ符号と呼ばれ、一定でない場合は不規則的符号と呼ばれる。パリティ検査符号は二部グラフによって表されることができる。Ｍ個のチェックノード(すなわち検査ノードであり、以下の記述において"ＣＮ"と略称する場合がある)がパリティ制約に対応し、Ｎ個のバリアブルノード(すなわち可変ノードであり、以下の記述において"ＶＮ"と略称する場合がある)が符号語のデータ・シンボルを表わす。グラフにおける１つのエッジはパリティ検査行列における１つの"１"に対応する。
【０００４】
ＬＤＰＣ符号化器において、大きさ(Ｎ−Ｍ)の符号化対象パケットが大きさ(Ｎ−Ｍ)×Ｎの生成行列Ｇによって乗算される。この乗算によって長さＮの符号化されたベクトルが生成される。生成行列Ｇおよびパリティ検査行列ＨはGHt=0という関係を満たす(ただし0は成分ゼロの行列である)。
【０００５】
一般的に、ＬＤＰＣ復号器は、長さＮの符号化ベクトルを受け取り、パリティ検査行列Ｈを使用することによって長さＮの中間ベクトルを送り渡す復号モジュールを備える。次に、マップ復元モジュールが中間ベクトルから長さ(Ｎ−Ｍ)の復号されたベクトルを抽出する。
【０００６】
一層正確に述べれば、ＬＤＰＣ符号はハードまたはソフトいずれかの判断形式でメッセージ・パッシング・アルゴリズムを使用して復号することができる。次に、復号が反復プロセスで行われる。この反復プロセスにおいて、バリアブルノードとチェックノードとの間でメッセージが交換される。典型的には、信念伝搬(Belief Propagationを略称してＢＰと呼ばれる)アルゴリズムが使用される。このアルゴリズムは、バリアブルノードとチェックノードとの間でソフト情報を繰り返し交換する。符号性能は、主に、パリティ検査行列Ｈのランダム性、符号語サイズＮおよび符号化率Ｒ＝(Ｎ−Ｍ)/Ｎに依存する。
【０００７】
チャネル符号化部品は、ＵＭＴＳ、ＷＬＡＮおよびＷＰＡのような無線通信システムにおいて非常に重要なコンポーネントである。特にＷＬＡＮおよびＷＰＡＮの領域においては、復号の遅延が決定的重要性を持っている。低密度パリティ検査(ＬＤＰＣ)符号は近い将来におけるこの種のシステムのための有望な候補としてみなされることができる。ＬＤＰＣ符号はＤＶＢ−Ｓ２規格およびいくつかの光ファイバ通信システムに取り入れられつつある。更に多くの適用分野が近い将来出現するであろう。
【０００８】
ＬＤＰＣ符号はいくつかの非常に興味深い特性を持っているので、遅延が重要課題である適用分野においてＬＤＰＣ符号が選択されるのは当然のことである。
【０００９】
新しいＤＶＢ−Ｓ２規格は、強力な前向き誤り訂正システムを特徴とし、理論的な限界に近い伝送を可能にする。ＤＶＢ−Ｓ２は、ターボ符号の性能さえも凌駕できるＬＤＰＣ符号を使用することによって実現される。柔軟性を持たせるため、６４８００ビットまでの符号語長を用いて、Ｒ＝１/４からＲ＝９／１０までの範囲の１１個の異なる符号率Ｒが指定される。この膨大な符号長はすぐれた通信性能のための前提であり、そのため６４８００ビットの符号語長が記述されている。
【００１０】
ＤＶＢ−Ｓ２に関して、６４８００のいわゆるバリアブルノード(ＶＮ)および６４８００×(１−Ｒ)のチェックノード(ＣＮ)が存在する。これら２つのタイプのノードの接続性が規格において指定されている。バリアブルノードは情報ノードおよびパリティノードを含む。ＬＤＰＣ符号を復号するためには、メッセージがこれら２つのタイプの間で反復して交換されるが、ノード処理の複雑度は低い。一般的には、先ずＶＮが処理され、次にＣＮが処理される。
【００１１】
ＬＤＰＣ符号の復号は反復処理であり、例えばＤＶＢ−Ｓ２規格の場合、所望の通信性能を得るには４０回までの反復が必要とされる。標準的ＬＤＰＣ符号復号器の実施形態は固定した反復回数を仮定する。A.J. BlanksbyおよびC.J. Howland著の"A 690-mW 1-Gb/s, Rate- 1/2 Low-Density Parity-Check Code decoder"(IEEE Journal of Solid-State Circuits, vol 37, n°3, pp 404-412 of march 2002)においては、６４回もの復号反復が実行される。
【００１２】
復号可能ブロックあるいは符号語の場合、入射エッジの対数尤度率のチェックノード総和を考慮に入れている停止基準は、非常にすぐれた基準であるが、復号不可能ブロックまたは符号語の場合、最大数の反復が処理され、そのため、多くのエネルギーおよび処理時間が浪費される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
復号不可能な符号語に関して復号処理の初期段階で復号を停止させることが本発明の目的である。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、いくつかのデジタル・データで構成され、チェックノードとバリアブルノードとの間の二部グラフによって表わされるＬＤＰＣ符号化符号語の復号を制御する方法を提供する(デジタル・データは、"ソフト・ビット"とも呼ばれ、いくつかのビットの符号化された実際の値で、チャネルから実際に受け取られる伝送された符号である)。該方法は、バリアブルノードとチェックノードとの間で反復的に交換されるメッセージを更新し、更に、各反復処理において、各バリアブルノードに関して当該バリアブルノードによって受け取られたすべての入射メッセージおよび対応するデジタル・データの第１の総和を計算し、次に第１の総和の絶対値のすべての第２の総和を計算する。第２の総和が連続する２つの反復処理の間に変化しないかあるいは減少する場合で、かつ、所定のしきい条件が満たされる場合に、復号処理は停止される。
【００１５】
しかしながら、しきい条件が満たされなければ、第２の総和が連続する２つの反復処理の間に変化しないかあるいは減少する場合でも、復号処理は停止されない。
【００１６】
このような制御された復号方法が復号処理の早い段階で復号不可能符号語の復号を停止させることを可能にする。復号不可能符号語の復号の試みの間に浪費される多くのエネルギーおよび処理時間が回避される。
【００１７】
この発明の１つの側面によれば、前記所定のしきい条件は、現在時第２の総和が所定のしきい値より小さい場合に満たされる。
【００１８】
実際、第２の総和の不変または減少は、好ましいことに、符号語が復号処理の開始時点で復号不可能であることを標示する。
【００１９】
換言すれば、第２の総和がしきい値を越えると、符号語が実際に復号可能としても、第２の総和の減少が発生する。従って、現在時の第２の総和がしきい値を越える時、停止基準は無効に切り換えられなければならない。
【００２０】
望ましくは、前記所定のしきい値がＬＤＰＣ符号の符号率に依存する。該しきい値は各符号率について１回だけ決定される。
【００２１】
更に、符号化された符号語はチャネルから受け取られ、好ましくは、前記所定のしきい値が該チャネルのＳＮ比に依存しない。
【００２２】
更にまた、前記所定のしきい値は交換されたメッセージのビット数に依存する。
【００２３】
例えば、符号化された符号語がチャネルから受け取られ、VNRoffが前記所定のしきい値であり、Nが当該交換メッセージのビット数であり、Ebが当該チャネルに関するビット情報を伝達する平均エネルギーであり、N０が当該チャネルのノイズ・エネルギーであり、RがＬＤＰＣ符号の符号率であり、(Eb/N0)WRが当該比率の関数としてフレーム誤り率を表す曲線の急速下降領域の比率Eb/N0の値であるとすれば、前記所定のしきい値がVNRoff = (4/R) × (Eb/N0)WR × Nによって定義される。また、Nが当該交換メッセージのビット数であり、qがメッセージの絶対値を表すために使用されるビットの数であるとすれば、前記しきい値は、例えば、VNRoff = 2(q-1)× Nによって定義される。
【００２４】
この発明の別の側面によれば、反復回数が所定の反復回数以下である限り、前記所定のしきい条件が満たされる。実際のところ、復号可能符号語の場合でさえ、第２の総和の下降は２０回目と３０回目の反復の間に発生する。従って、停止基準は、例えば５および１５の間の反復回数の後に無効に切り換えられる。
【００２５】
好ましくは、符号語およびメッセージのデジタル・データは対数尤度比率である。
【００２６】
前記ＬＤＰＣ符号は、例えば、ＤＶＢ−Ｓ２ ＬＤＰＣ符号である。
【００２７】
本発明は、また、いくつかのデジタル・データで構成され、チェックノードおよびバリアブルノードの間の二部グラフによって表わされるＬＤＰＣ符号化符号語を復号する復号器を提供する。該復号器は、計算手段および制御手段を含み、バリアブルノードとチェックノードとの間で反復して交換されるメッセージを更新するように構成される処理手段を備える。該計算手段が、各反復処理において、各バリアブルノードに関して当該バリアブルノードによって受け取られた入射メッセージのすべてと対応するデジタル・データとの第１の総和を計算し、第１の総和の絶対値のすべての第２の総和を計算し、該制御手段が、第２の総和が２つの連続した反復ステップの間に変化しないかあるいは減少し、かつ、所定のしきい条件が満たされている場合、復号処理を停止させる。
【００２８】
この発明の１つの側面によれば、現在時第２の総和が所定のしきい値より小さい場合に前記所定のしきい条件が満たされる。
【００２９】
好ましくは、前記所定のしきい値がＬＤＰＣ符号の符号率に依存する。
【００３０】
好ましくは、該復号器は、ＬＤＰＣ符号の符号率および交換されたメッセージのビット数に従ったしきい値を保存するルックアップ・テーブルを含むメモリ手段を更に備える。
【００３１】
本発明は、更に、上記の復号器を含む、無線通信システムのエレメントを提供する。このエレメントは、端末または基地局、あるいはアクセス・ポイント装置である。
【００３２】
本発明は、更にまた、上記の復号器を含む、例えばＸＤＳＬシステム、光ファイバ・システムあるいは電力線システムのような無線通信システムのエレメントを提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下の記述においてＬＤＰＣ符号はＤＶＢ-Ｓ２規格を定義する"ETSI EN 302 307 vl.1.1 (2004-06)"に定義されているＤＶＢ-Ｓ２ ＬＤＰＣ符号である。しかしながら、本発明がそのような符号に限定されることはない。
【００３４】
ＬＤＰＣ符号のパリティ検査行列Ｈは疎バイナリ行列である。有効符号語の集合ｘは、H.tx=0を満たさなければならない。
【００３５】
Ｈの１つの列は符号語の１ビットに関連づけられ、１つの行は１つのパリティ検査に対応する。Ｈの１つの行における非ゼロ素子は、対応するビットがこのパリティ検査に貢献することを意味する。符号は、タナー・グラフ(図１)と呼ばれる二部グラフによって最も良く記述される。タナー・グラフは、符号ビットとパリティ検査との間の関連性のグラフ表示である。符号ビットがバリアブルノードＶＮｉ(円)として示され、パリティ検査はチェックノードＣＮｉ(正方形)として示され、それらはエッジによって連結されている。各ノードに関するエッジの数がノード次数と呼ばれる。すべてのバリアブルノードに関してノード次数が同じであれば、パリティ検査行列Ｈは、規則的(レギュラー)と呼ばれ、同じでなければ、不規則的(イレギュラー)と呼ばれる。次数分散は一定の次数を持つノードの端数を与える。
【００３６】
図１のＤＶＢ-Ｓ２のタナー・グラフにおいて、Ｎ個のバリアブルノードＶＮｉ(ただしｉ＝１からＮ)およびＭ個のチェックノードＣＮｉ(ただしｉ＝１からＭ)が示されている。
【００３７】
ＬＤＰＣ符号はメッセージ・パッシング・アルゴリズムを使用して復号することができる。これはバリアブルノードとチェックノードとの間でソフト情報を繰り返し交換する。符号性能は、主に、グラフのランダム性、符号語サイズおよび符号率に依存する。
【００３８】
交換されるソフト情報は、一般に、対数尤度比率(ＬＬＲ)である。
【００３９】
バリアブルノードＶＮｉにおけるメッセージの更新は２つのステップで実施されることができる。
【００４０】
第１のステップにおいて、各バリアブルノードは、式(１)の関係に従って、バリアブルノードに対応する復号されるビットの現在時推定Λｎを計算する。
【数１】
ただし、Λｎはバリアブルノードに対応する復号されるビットの現在時推定であり、λchはバリアブルノードの対応するチャネルＬＬＲ(復号されるべき符号化された符号語のデジタル・データに対応する)であり、λｋはバリアブルノードの入射エッジのＬＬＲである。
【００４１】
換言すれば、Λｎは、当該バリアブルノードによって受け取られる入射メッセージλｋのすべてと対応するデジタル・データλchとの第１の総和である。
【００４２】
Λｎの符号は復号されるビットのハード判定(１またはゼロ)を表し、Λｎの大きさがビットの復号の信頼性を表す。
【００４３】
第２のステップにおいて、出力メッセージｉの更新が計算される。この更新において、式(２)の関係に従って、対応するバリアブルノードのＬＬＲ和Λｎから入力メッセージＬＬＲが減算される。
【数２】
ただし、
【数３】
は出力メッセージｉの更新されたＬＬＲであり、
【数４】
は更新の前の出力メッセージｉのＬＬＲの値である。
【００４４】
チェックノード・メッセージ更新は、ＬＬＲ λｋからなるメッセージｋに関する式(３)の関係に従って一般に計算される。
【数５】
ただし、λｋはチェックノードから更新されたＬＬＲであり、λｉはチェックノードの発生エッジのＬＬＲである。
【００４５】
以下に、復号不可能な符号語の早期検出の詳細を記述する。
【００４６】
通常、符号化された符号語のデジタル・データは対数尤度比率(ＬＬＲ)を表す。
【００４７】
本発明は、復号不可能な符号語に関して早い段階での復号処理の停止を可能にさせる。
【００４８】
第２の総和ＶＮＲ(これは"バリアブルノード信頼度"と呼ばれる)が復号処理における各反復ステップにおいて計算される。
【００４９】
第２の総和ＶＮＲは、式(４)に示されているように、バリアブルノードの第１の総和Λｎのすべての絶対値の総和である。
【数６】
【００５０】
この値ＶＮＲは容易に取得される。
【００５１】
無限のブロックサイズに関しては、図２のＶＮＲ１によって表わされているように、復号可能符号語の場合、反復回数に対するＶＮＲの単調増加が期待される。
【００５２】
しかしながら、有限長のブロックが復号される時には、非相関ＬＬＲは保証されることができない。このような理由から、対応するブロックが復号されることができるにもかかわらず、図２の曲線ＶＮＲ２の上で、２０番目と２５番目の反復の間でＶＮＲの降下が観察される。
【００５３】
かくして、本発明の１つの側面によれば、図２の曲線ＶＮＲ３(復号不可能符号語に対応している)によって例示されているように、２つの連続した復号反復ステップの間にＶＮＲが変化しないかあるいは減少する場合、復号処理が停止される。しかし、ＶＮＲがしきい値ＶＮＲoffを越える場合、この停止基準は無効に切り換えられなければならない。このような場合には、符号語は実際に復号可能と仮定されるので、復号処理は従来技術の停止基準を使用することによって停止されるであろう。
【００５４】
図３は、本発明の１つの側面に従った復号不可能符号語検出の第１の流れ図を示す。
【００５５】
復号処理の現在時反復に関して、式(１)に従って、すべてのバリアブルノードに関する第１の総和Λｎが計算される(ステップＳＴ１)。
【００５６】
次に、第２の総和すなわちバリアブルノード信頼度ＶＮＲnewが式(４)に従って計算される(ステップＳＴ２)。
【００５７】
次に、検証が実行される(ステップＳＴ３)。すなわち、第２の総和の現在値ＶＮＲnewが所定のしきい値ＶＮＲoffに達していない場合、停止基準は無効とされ、復号処理は続行する(ステップＳＴ４)。一方、第２の総和の現在値ＶＮＲnewが所定のしきい値ＶＮＲoff以上であれば、別の検証が実行される(ステップＳＴ５)。すなわち、現在値ＶＮＲnewと前回反復に対応する第２の総和の前回値ＶＮＲoldとが比較される。
【００５８】
第２の総和の現在値ＶＮＲnewが前回反復に対応する第２の総和の前回値ＶＮＲold以下であれば、復号処理は停止される(ステップＳＴ６)。さもなければ、現在値ＶＮＲnewが復号処理の次の反復のため前回値ＶＮＲoldに代入される(ステップＳＴ７)。最初の反復に関しては、ＶＮＲoldとして、十分弱い値、例えばゼロを使用することができる。
【００５９】
図４は、本発明の１つの側面に従った復号不可能符号語検出の別の流れ図を示す。
【００６０】
本例においては、ステップＳＴ３で検証が行われる点は図３の実施例と同じであるが、検証の内容が異なる。図３の場合、現在値ＶＮＲnewがしきい値ＶＮＲoffと比較されたが、本例では、反復回数の現在値が調べられる。すなわち、現在の反復回数が所定の反復回数しきい値ＩＴoff以下であるか否かが調べられる。ＩＴoffは、例えば、５と１５との間である。
【００６１】
換言すれば、反復回数がＩＴoffを越えていれば、停止基準は無効とされ、復号処理は続行する。
【００６２】
チャネルから受け取られた符号語に関しては、しきい値ＶＮＲoffは当該チャネルのＳＮ比に依存しない。しかしながら、しきい値ＶＮＲoffは、当該ＬＤＰＣ符号の符号率Ｒおよび交換されたメッセージのビット数Ｎに依存している。
【００６３】
一層正確には、式(5)の関係を用いて、しきい値ＶＮＲoffが符号率ごとに１回だけ計算される。
VNRoff = (4/R) × (Eb/N0)WR × N (５)
ただし、Ｎは当該交換メッセージのビットの数であり、Ｅbは当該チャネルに関するビット情報を伝達する平均エネルギーであり、Ｎ０は当該チャネルのノイズ・エネルギーであり、Ｒは符号語の符号率であり、(Eb/N0)WRは当該比率の関数としてフレーム誤り率(ＦＥＲ)を表す曲線のウォーターフォール領域(すなわち急激降下領域)の比率Eb/N0である。ウォーターフォール領域ＷＲは、図５および図６に見られるような当該曲線の大きな減少の領域に対応する。具体的には、図５は、ウォーターフォール領域ＷＲの周辺のＳＮ比ポイントにおいて大まかに設定することができる平均限界ＭＢの異なる値に関してSＮ比(Eb/N0）の関数としてのフレーム誤り率ＦＥＲを示す。更に、これらの曲線は、符号率Ｒ＝０．８、２０００ビットの符号語および６ビットのメッセージ量子化(最上位ビットが符号を表し、残りの５ビットがメッセージの絶対値を表す)について取得されている。
【００６４】
図６には、符号率Ｒ＝０．５，３２００ビットの符号語および６ビット・メッセージ量子化に関して得られた同様の曲線が示されている(この場合端数部分は４に等しい)。
【００６５】
このように、(Eb/N0)WRは、符号率Ｒ＝０.８の場合、３．５に設定され、一方、符号率Ｒ＝０.５の場合、１．５に設定される。
【００６６】
このような曲線FER = f(Eb/N0)は、"Digital Communications by J. G. PROAKIS (McGraw-Hill), 2001, 4th edition"に記述されている例のように、シミュレーションによって取得される。
【００６７】
しきい値ＶＮＲoff は、種々の方法で、VNRoff=2(q-1) × Nという関係に従って各符号について１回だけ計算される。ただし、Ｎは当該交換メッセージのビット数であり、ｑは、メッセージの絶対値を表すために使用されるビットの数である。
【００６８】
本発明に従った復号器ＤＥＣの１つの実施形態が図７に示される。復号器ＤＥＣは、例えばソフトウェア・モジュールあるいはＡＳＩＣのような処理モジュールＰＲＯＣを備える。
【００６９】
処理モジュールＰＲＯＣは計算モジュールＣＡＬＣおよび制御モジュールＣＴＲＬを含む。計算モジュールＣＡＬＣは、各バリアブルノードに関して、当該バリアブルノードによって受け取られた入射メッセージλｉのすべてと対応するデジタル・データとの第１の総和Λｎを計算し、第２の総和すなわち第１の総和Λｎの絶対値のすべてのバリアブルノード信頼度を計算する。
【００７０】
制御モジュールＣＴＲＬは、第２の総和ＶＮＲが２つの連続した反復ステップの間に変化しないかあるいは減少し、所定のしきい条件が満たされれば、復号処理を停止させる。
【００７１】
制御ＣＴＲＬは、第２の総和の現在値ＶＮＲnewが所定のしきい値ＶＮＲoffより小さい場合(図３)、しきい条件充足を検出するように構成することも、あるいは、反復回数が所定の反復回数ＩＴoff以下である限り、しきい条件充足を検出するように構成することもできる。
【００７２】
更に、復号器ＤＥＣは、ＬＤＰＣ符号の符号率Ｒおよび交換されたメッセージのビット数Ｎに従ったしきい値ＶＮＲoffを保存するルックアップ・テーブルＬＵＴを含むメモリ・モジュールＭＥＭを備える。
【００７３】
復号器ＤＥＣは、例えば復調器ＤＭＤのような他の従来型コンポーネントと共に、衛星チャネルを経由して符号化された符号語を受け取るＤＶＢ−Ｓ２受信機のような無線通信システム受信機ＴＰ(図８)に組み込まれることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】ＬＤＰＣ符号の二部グラフである。
【図２】復号可能および復号不可能符号語に関するバリアブルノード信頼性の変化を例示するグラフである。
【図３】本発明の第１の実施形態に従った方法の流れ図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に従った方法の流れ図である。
【図５】本発明に従った停止基準に関する通信性能の曲線を示すグラフである。
【図６】本発明に従った停止基準に関する通信性能の曲線を示すグラフである。
【図７】本発明の１つの実施形態に従った復号器のブロック図である。
【図８】本発明に従った無線通信システムの端末の１つの実施形態を示すブロック図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
いくつかのデジタル・データで構成され、チェックノードとバリアブルノードとの間の二部グラフによって表わされるＬＤＰＣ符号化符号語の復号を制御する方法であって、
バリアブルノードとチェックノードとの間で反復的に交換されるメッセージを更新するステップを含み、更に、
各反復処理において、各バリアブルノードに関して当該バリアブルノードによって受け取られたすべての入射メッセージおよび対応するデジタル・データの第１の総和を計算し、第１の総和のすべての絶対値である第２の総和を計算するステップと、
第２の総和が連続する２つの反復処理の間に変化しないかあるいは減少する場合で、かつ、所定のしきい条件が満たされる場合に、復号処理を停止するステップと、を含む、
方法。
【請求項２】
前記所定のしきい条件が、現在時の第２の総和が所定のしきい値より小さい場合に満たされる、
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記所定のしきい値がＬＤＰＣ符号の符号率に依存する、
請求項２に記載の方法。
【請求項４】
符号化された符号語がチャネルから受け取られ、前記所定のしきい値が該チャネルのＳＮ比に依存しない、
請求項２または請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記所定のしきい値が交換されたメッセージのビット数に依存する、
請求項２乃至請求項４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
符号化された符号語がチャネルから受け取られ、VNRoffが前記所定のしきい値であり、Nが当該交換メッセージのビット数であり、Ebが当該チャネルに関するビット情報を伝達する平均エネルギーであり、N０が当該チャネルのノイズ・エネルギーであり、RがＬＤＰＣ符号の符号率であり、(Eb/N0)WRが当該比率の関数としてフレーム誤り率を表す曲線の急速下降領域の比率Eb/N0の値であるとすれば、前記所定のしきい値がVNRoff = (4/R) × (Eb/N0)WR × Nによって定義される、
請求項２乃至請求項５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
VNRoffが前記所定のしきい値であり、Nが当該交換メッセージのビット数であり、qがメッセージの絶対値を表すために使用されるビットの数であるとすれば、前期しきい値はVNRoff = 2(q-1)× Nによって定義される、
請求項２乃至請求項５のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
反復回数が所定の反復回数以下である限り、前期所定のしきい条件が満たされる、
請求項１に記載の方法。
【請求項９】
所定の反復回数が５と１５との間である、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
符号語およびメッセージのデジタル・データが対数尤度比率である、
請求項１乃至請求項９のいずれかに記載の方法。
【請求項１１】
ＬＤＰＣ符号がＤＶＢ−Ｓ２ ＬＤＰＣ符号である、
請求項１乃至請求項１０のいずれかに記載の方法。
【請求項１２】
いくつかのデジタル・データで構成され、チェックノードおよびバリアブルノードの間の二部グラフによって表わされるＬＤＰＣ符号化符号語を復号する復号器であって、
計算手段および制御手段を含み、バリアブルノードとチェックノードとの間で反復して交換されるメッセージを更新するように構成される処理手段を備え、
該計算手段が、各反復処理において、各バリアブルノードに関して当該バリアブルノードによって受け取られた入射メッセージのすべてと対応するデジタル・データとの第１の総和を計算し、第１の総和のすべての絶対値である第２の総和を計算し、
該制御手段が、第２の総和が２つの連続した反復ステップの間に変化しないかあるいは減少し、かつ、所定のしきい条件が満たされている場合、復号処理を停止させる、
復号器。
【請求項１３】
現在時第２の総和が所定のしきい値より小さい場合に前記所定のしきい条件が満たされる、
請求項１２に記載の復号器。
【請求項１４】
前記所定のしきい値がＬＤＰＣ符号の符号率に依存する、
請求項１３に記載の復号器。
【請求項１５】
符号化された符号語がチャネルから受け取られ、前記所定のしきい値が該チャネルのＳＮ比に依存しない、
請求項１３または請求項１４に記載の復号器。
【請求項１６】
前記所定のしきい値が交換されたメッセージのビット数に依存する、
請求項１３乃至請求項１５のいずれかに記載の復号器。
【請求項１７】
符号化された符号語がチャネルから受け取られ、VNRoffが前記所定のしきい値であり、Nが当該交換メッセージのビット数であり、Ebが当該チャネルに関するビット情報を伝達する平均エネルギーであり、N０が当該チャネルのノイズ・エネルギーであり、RがＬＤＰＣ符号の符号率であり、(Eb/N0)WRが当該比率の関数としてフレーム誤り率を表す曲線の急速下降領域の比率Eb/N0の値であるとすれば、前記所定のしきい値がVNRoff = (4/R) × (Eb/N0)WR × Nによって定義される、請求項１３乃至請求項１６のいずれかに記載の復号器。
【請求項１８】
VNRoffが前記所定のしきい値であり、Nが当該交換メッセージのビット数であり、qがメッセージの絶対値を表すために使用されるビットの数であるとすれば、前期しきい値はVNRoff = 2(q-1)× Nによって定義される、
請求項１３乃至請求項１６のいずれかに記載の復号器。
【請求項１９】
反復回数が所定の反復回数以下である限り、前期所定のしきい条件が満たされる、
請求項１２に記載の復号器。
【請求項２０】
所定の反復回数が５と１５との間である、
請求項１９に記載の復号器。
【請求項２１】
ＬＤＰＣ符号の符号率および交換されたメッセージのビット数に従ったしきい値を保存するルックアップ・テーブルを含むメモリ手段を更に備える、
請求項１２乃至請求項２０のいずれかに記載の復号器。
【請求項２２】
符号語およびメッセージのデジタル・データが対数尤度比率である、
請求項１２乃至請求項２１のいずれかに記載の復号器。
【請求項２３】
ＬＤＰＣ符号がＤＶＢ−Ｓ２ ＬＤＰＣ符号である、
請求項１２乃至請求項２２のいずれかに記載の復号器。
【請求項２４】
無線通信システムのエレメントであって、
請求項１２乃至請求項２３のいずれかに記載の復号器からなるエレメント。
【請求項２５】
ＸＤＳＬシステム、光ファイバ・システムあるいは電力線システムのような無線通信システムのエレメントであって、
請求項１２乃至請求項２３のいずれかに記載の復号器からなるエレメント。
【請求項１】
いくつかのデジタル・データで構成され、チェックノードとバリアブルノードとの間の二部グラフによって表わされるＬＤＰＣ符号化符号語の復号を制御する方法であって、
バリアブルノードとチェックノードとの間で反復的に交換されるメッセージを更新するステップを含み、更に、
各反復処理において、各バリアブルノードに関して当該バリアブルノードによって受け取られたすべての入射メッセージおよび対応するデジタル・データの第１の総和を計算し、第１の総和のすべての絶対値である第２の総和を計算するステップと、
第２の総和が連続する２つの反復処理の間に変化しないかあるいは減少する場合で、かつ、所定のしきい条件が満たされる場合に、復号処理を停止するステップと、を含む、
方法。
【請求項２】
前記所定のしきい条件が、現在時の第２の総和が所定のしきい値より小さい場合に満たされる、
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記所定のしきい値がＬＤＰＣ符号の符号率に依存する、
請求項２に記載の方法。
【請求項４】
符号化された符号語がチャネルから受け取られ、前記所定のしきい値が該チャネルのＳＮ比に依存しない、
請求項２または請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記所定のしきい値が交換されたメッセージのビット数に依存する、
請求項２乃至請求項４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
符号化された符号語がチャネルから受け取られ、VNRoffが前記所定のしきい値であり、Nが当該交換メッセージのビット数であり、Ebが当該チャネルに関するビット情報を伝達する平均エネルギーであり、N０が当該チャネルのノイズ・エネルギーであり、RがＬＤＰＣ符号の符号率であり、(Eb/N0)WRが当該比率の関数としてフレーム誤り率を表す曲線の急速下降領域の比率Eb/N0の値であるとすれば、前記所定のしきい値がVNRoff = (4/R) × (Eb/N0)WR × Nによって定義される、
請求項２乃至請求項５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
VNRoffが前記所定のしきい値であり、Nが当該交換メッセージのビット数であり、qがメッセージの絶対値を表すために使用されるビットの数であるとすれば、前期しきい値はVNRoff = 2(q-1)× Nによって定義される、
請求項２乃至請求項５のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
反復回数が所定の反復回数以下である限り、前期所定のしきい条件が満たされる、
請求項１に記載の方法。
【請求項９】
所定の反復回数が５と１５との間である、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
符号語およびメッセージのデジタル・データが対数尤度比率である、
請求項１乃至請求項９のいずれかに記載の方法。
【請求項１１】
ＬＤＰＣ符号がＤＶＢ−Ｓ２ ＬＤＰＣ符号である、
請求項１乃至請求項１０のいずれかに記載の方法。
【請求項１２】
いくつかのデジタル・データで構成され、チェックノードおよびバリアブルノードの間の二部グラフによって表わされるＬＤＰＣ符号化符号語を復号する復号器であって、
計算手段および制御手段を含み、バリアブルノードとチェックノードとの間で反復して交換されるメッセージを更新するように構成される処理手段を備え、
該計算手段が、各反復処理において、各バリアブルノードに関して当該バリアブルノードによって受け取られた入射メッセージのすべてと対応するデジタル・データとの第１の総和を計算し、第１の総和のすべての絶対値である第２の総和を計算し、
該制御手段が、第２の総和が２つの連続した反復ステップの間に変化しないかあるいは減少し、かつ、所定のしきい条件が満たされている場合、復号処理を停止させる、
復号器。
【請求項１３】
現在時第２の総和が所定のしきい値より小さい場合に前記所定のしきい条件が満たされる、
請求項１２に記載の復号器。
【請求項１４】
前記所定のしきい値がＬＤＰＣ符号の符号率に依存する、
請求項１３に記載の復号器。
【請求項１５】
符号化された符号語がチャネルから受け取られ、前記所定のしきい値が該チャネルのＳＮ比に依存しない、
請求項１３または請求項１４に記載の復号器。
【請求項１６】
前記所定のしきい値が交換されたメッセージのビット数に依存する、
請求項１３乃至請求項１５のいずれかに記載の復号器。
【請求項１７】
符号化された符号語がチャネルから受け取られ、VNRoffが前記所定のしきい値であり、Nが当該交換メッセージのビット数であり、Ebが当該チャネルに関するビット情報を伝達する平均エネルギーであり、N０が当該チャネルのノイズ・エネルギーであり、RがＬＤＰＣ符号の符号率であり、(Eb/N0)WRが当該比率の関数としてフレーム誤り率を表す曲線の急速下降領域の比率Eb/N0の値であるとすれば、前記所定のしきい値がVNRoff = (4/R) × (Eb/N0)WR × Nによって定義される、請求項１３乃至請求項１６のいずれかに記載の復号器。
【請求項１８】
VNRoffが前記所定のしきい値であり、Nが当該交換メッセージのビット数であり、qがメッセージの絶対値を表すために使用されるビットの数であるとすれば、前期しきい値はVNRoff = 2(q-1)× Nによって定義される、
請求項１３乃至請求項１６のいずれかに記載の復号器。
【請求項１９】
反復回数が所定の反復回数以下である限り、前期所定のしきい条件が満たされる、
請求項１２に記載の復号器。
【請求項２０】
所定の反復回数が５と１５との間である、
請求項１９に記載の復号器。
【請求項２１】
ＬＤＰＣ符号の符号率および交換されたメッセージのビット数に従ったしきい値を保存するルックアップ・テーブルを含むメモリ手段を更に備える、
請求項１２乃至請求項２０のいずれかに記載の復号器。
【請求項２２】
符号語およびメッセージのデジタル・データが対数尤度比率である、
請求項１２乃至請求項２１のいずれかに記載の復号器。
【請求項２３】
ＬＤＰＣ符号がＤＶＢ−Ｓ２ ＬＤＰＣ符号である、
請求項１２乃至請求項２２のいずれかに記載の復号器。
【請求項２４】
無線通信システムのエレメントであって、
請求項１２乃至請求項２３のいずれかに記載の復号器からなるエレメント。
【請求項２５】
ＸＤＳＬシステム、光ファイバ・システムあるいは電力線システムのような無線通信システムのエレメントであって、
請求項１２乃至請求項２３のいずれかに記載の復号器からなるエレメント。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公表番号】特表２００８−５３９６２３（Ｐ２００８−５３９６２３Ａ）
【公表日】平成２０年１１月１３日（２００８．１１．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−５０８１６３（Ｐ２００８−５０８１６３）
【出願日】平成１８年４月２７日（２００６．４．２７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００６／００３９４２
【国際公開番号】ＷＯ２００６／１１７１３５
【国際公開日】平成１８年１１月９日（２００６．１１．９）
【出願人】（３０１０４０５７８）エスティマイクロエレクトロニクス エヌヴィ (5)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２０年１１月１３日（２００８．１１．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年４月２７日（２００６．４．２７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００６／００３９４２
【国際公開番号】ＷＯ２００６／１１７１３５
【国際公開日】平成１８年１１月９日（２００６．１１．９）
【出願人】（３０１０４０５７８）エスティマイクロエレクトロニクス エヌヴィ (5)
【Ｆターム（参考）】
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