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特開2023-86260誤り訂正回路、誤り訂正装置、誤り訂正方法および通信装置

書誌要約請求の範囲詳細な説明課題実施例実施するための形態図面の説明

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023086260

(43)【公開日】2023-06-22

(54)【発明の名称】誤り訂正回路、誤り訂正装置、誤り訂正方法および通信装置

(51)【国際特許分類】

H03M 13/29 20060101AFI20230615BHJP

H03M 13/45 20060101ALI20230615BHJP

【ＦＩ】

H03M13/29

H03M13/45

【審査請求】有

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021200650

(22)【出願日】2021-12-10

(11)【特許番号】

(45)【特許公報発行日】2023-03-17

(71)【出願人】

【識別番号】591230295

【氏名又は名称】ＮＴＴエレクトロニクス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100098394

【弁理士】

【氏名又は名称】山川茂樹

(74)【代理人】

【識別番号】100121669

【弁理士】

【氏名又は名称】本山泰

(74)【代理人】

【識別番号】100153006

【弁理士】

【氏名又は名称】小池勇三

(72)【発明者】

【氏名】遠藤靖行

(72)【発明者】

【氏名】斉藤茂樹

【テーマコード（参考）】

5J065

【Ｆターム（参考）】

5J065AB01

5J065AC01

5J065AD03

5J065AE06

5J065AF03

(57)【要約】

【課題】回路規模を抑えつつ伝送特性を向上することができる誤り訂正回路を提供する。
【解決手段】本発明の誤り訂正回路（２１、２２）は、繰り返し復号処理を行う複数段の演算回路（３０）を用いて軟判定誤り訂正処理を行う誤り訂正回路であり、演算回路（３０）は、尤度情報を用いて軟判定誤り訂正処理を行う誤り訂正処理回路（３２）と、誤り訂正処理回路（３２）に尤度情報を供給する尤度算出回路（３１）を備える。誤り訂正処理回路（３２）は、連続する２つの符号間における符号化前データの一部が重複している符号を用いて復号処理を行い、尤度算出回路（３１）は、前段の演算回路における訂正により更新された尤度情報のビット数よりも少ないビット数の尤度情報を算出し、誤り訂正処理回路に供給する。
【選択図】図３Ａ

【特許請求の範囲】

【請求項1】

繰り返し復号処理を行う複数段の演算回路を用いて軟判定誤り訂正処理を行う誤り訂正回路であって、
前記演算回路は、
尤度情報に基づいて軟判定誤り訂正処理を行う誤り訂正処理回路と、前記誤り訂正処理回路に前記尤度情報を供給する尤度算出回路を備え、
前記誤り訂正処理回路は、
連続する２つの符号間における符号化前データの一部が重複している符号を用いて復号処理が行われるように構成され、
少なくとも１つの前記尤度算出回路は、
前段の前記演算回路により更新された第１の尤度情報を用いて、前記第１の尤度情報のビット数よりも少ないビット数の第２の尤度情報を算出し、前記第２の尤度情報を後段に配置された前記誤り訂正処理回路に供給するように構成されている
誤り訂正回路。

【請求項2】

前記符号は、第１の符号および第２の符号から構成される連接符号であり、前記第１の符号と前記第２の符号は、前記符号化前データにおける符号化の方向が異なるように構成されている
請求項１に記載の誤り訂正回路。

【請求項3】

前記符号は、連続する２つの符号間において、前記第１の符号と前記符号化前データにおける符号化の方向が異なる前記第２の符号に対応する前記符号化前データの一部が重複するように構成されている
請求項２に記載の誤り訂正回路。

【請求項4】

前記符号の冗長度は、前記誤り訂正処理回路における訂正処理によりデータの誤り率が概略半減するような値に設定されている
請求項１～３の何れか１項に記載の誤り訂正回路。

【請求項5】

少なくとも１段の請求項１～４の何れか１項に記載の誤り訂正回路を備える
誤り訂正装置。

【請求項6】

少なくとも１段の前記誤り訂正回路に硬判定誤り訂正回路が接続されている
請求項５に記載の誤り訂正装置。

【請求項7】

繰り返し復号処理を行う複数段の演算回路を用いて軟判定誤り訂正処理を行う誤り訂正回路における誤り訂正方法であって、
前記演算回路は、
尤度情報に基づいて軟判定誤り訂正処理を行う誤り訂正処理回路と、前記誤り訂正処理回路に前記尤度情報を供給する尤度算出回路を備え、
前記誤り訂正処理回路は、
連続する２つの符号間における符号化前データの一部が重複している符号を用いて復号処理が行われるように構成され、
少なくとも１つの前記尤度算出回路は、
前段の前記演算回路により更新された第１の尤度情報を用いて、前記第１の尤度情報のビット数よりも少ないビット数の第２の尤度情報を算出し、前記第２の尤度情報を後段に配置された前記誤り訂正処理回路に供給する
誤り訂正方法。

【請求項8】

請求項５または６記載の誤り訂正装置を備えた通信装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、回路規模を抑えつつ伝送特性を向上することができる誤り訂正回路に関する。

【背景技術】

【0002】

コヒーレント光通信では、伝送特性の向上のために、伝送途中に生じる歪及び周波数／位相変動をデジタル信号処理によって補償しており、更なる伝送特性向上のために、上記の補償機能に加えて、送受間に誤り訂正装置を設けて伝送特性におけるデータ誤りの低減を図っている。一般的には、送信側でデータに対して誤り訂正用符号化を行い、受信側でその符号化に応じて誤り訂正を行うことで、伝送特性の向上を図っている。

【0003】

誤り訂正方法としては、例えば、ハミング符号、ＢＣＨ符号、及びリードソロモン符号、並びに、畳み込み符号／ビタビ復号等が一般的によく知られている。特に、近年の通信装置においては、ＣＰＵの計算能力の発展によって、複雑かつ大量の処理が可能となったため、ＬＤＰＣ（低密度パリティ検査符号：low density parity check code）のような高性能な誤り訂正方法が使用されている。また、近年においては、データをｎ行×ｍ列のように行列状に配置し、行方向及び列方向のデータに対して誤り訂正処理を行い、訂正能力の向上が図られている。

【0004】

誤り訂正の処理においては、"１"や"０"に復号した結果をもとに訂正処理を行う硬判定と、受信信号の複素平面上での座標（"１"や"０"に復号される前）をもとに訂正処理を行う軟判定とがある。後者の方法は前者の方法と比較して訂正能力は上がるが、回路規模や処理規模は増え消費電力も大きくなる。そのため、従来から軟判定を用いた訂正処理において、回路規模や処理規模の増大を抑えつつ訂正能力を向上させる方法が提案されている。

【0005】

例えば、特許文献１では、ＬＤＰＣ符号の繰り返し復号方法において、繰り返し処理の途中で、所定回数に達した時に、異なる情報に基づいた処理に変更することで、誤判定で復号処理に時間がかかる場合の処理時間を減らす方法が提案されている。また、特許文献２では、畳み込み復号処理とリードソロモン復号処理の双方に軟判定出力方式を適用して性能向上を図っており、畳み込み符号を含む連接符号についての繰り返し復号において、回路規模の増大を抑制しつつ実現する受信方法を提案している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００９－２２５１６４号公報

【特許文献2】特開２０１１－２０５５１１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

特許文献１では、ＬＤＰＣ符号の繰り返し処理による復号を用いており、誤り訂正処理の繰り返し演算数を増やすことにより誤り訂正能力は高くなるが、演算量が増え、処理時間が長くなるという問題があった。特許文献２では、連接符号の繰り返し処理による復号を用いており、尤度情報の有効ビット数を増やせば、誤り訂正能力は高くなるが、演算量が増えるとともに、回路規模が大きくなるという問題があった。

【0008】

また、繰り返し演算を伴う誤り訂正処理では、誤り訂正回路を１つのみ装備して繰り返して回路を使う方法も考えられるが、繰り返し演算が収束するまで、当該誤り訂正回路に次のデータを入力及び処理できないため、誤り訂正処理は遅延する。これに対し、誤り訂正回路を繰り返し回数の分だけ用意しておくことにより、処理が低遅延化され高速処理が可能になるが、回路規模が大きくなる問題があった。

【0009】

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、回路規模を抑えつつ伝送特性を向上することができる誤り訂正回路を提供し、誤り訂正処理の高速化および低電力化を実現することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上述したような課題を解決するために、本発明の誤り訂正回路は、繰り返し復号処理を行う複数段の演算回路を用いて軟判定誤り訂正処理を行う誤り訂正回路であって、前記演算回路は、尤度情報に基づいて軟判定誤り訂正処理を行う誤り訂正処理回路と、前記誤り訂正処理回路に前記尤度情報を供給する尤度算出回路を備え、前記誤り訂正処理回路は、連続する２つの符号間における符号化前データの一部が重複している符号を用いて復号処理が行われるように構成され、少なくとも１つの前記尤度算出回路は、前段の前記演算回路により更新された第１の尤度情報を用いて、前記第１の尤度情報のビット数よりも少ないビット数の第２の尤度情報を算出し、前記第２の尤度情報を後段に配置された前記誤り訂正処理回路に供給するように構成されている。

【0011】

上述したような課題を解決するために、本発明の誤り訂正方法は、繰り返し復号処理を行う複数段の演算回路を用いて軟判定誤り訂正処理を行う誤り訂正回路における誤り訂正方法であって、前記演算回路は、尤度情報に基づいて軟判定誤り訂正処理を行う誤り訂正処理回路と、前記誤り訂正処理回路に前記尤度情報を供給する尤度算出回路を備え、前記誤り訂正処理回路は、連続する２つの符号間における符号化前データの一部が重複している符号を用いて復号処理が行われるように構成され、少なくとも１つの前記尤度算出回路は、前段の前記演算回路により更新された第１の尤度情報を用いて、前記第１の尤度情報のビット数よりも少ないビット数の第２の尤度情報を算出し、前記第２の尤度情報を後段に配置された前記誤り訂正処理回路に供給する。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、回路規模を抑えつつ伝送特性を向上することができる誤り訂正回路を提供し、誤り訂正処理の高速化および低電力化を実現することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】図１は、本発明の実施の形態に係る誤り訂正装置を含む通信装置の構成例を示す図である。

【図2A】図２Ａは、本発明の実施の形態に係る誤り訂正符号化装置の構成例を示す図である。

【図2B】図２Ｂは、本発明の実施の形態に係る誤り訂正符号化装置の構成例を示す図である。

【図3A】図３Ａは、本発明の実施の形態に係る誤り訂正装置の構成例を示す図である。

【図3B】図３Ｂは、本発明の実施の形態に係る誤り訂正装置の動作を説明するための図である。

【図4A】図４Ａは、本発明の実施の形態に係る誤り訂正装置の構成例を示す図である。

【図4B】図４Ｂは、本発明の実施の形態に係る誤り訂正装置の動作を説明するための図である。

【図5A】図５Ａは、本発明の実施の形態に係る誤り訂正装置の構成例を示す図である。

【図5B】図５Ｂは、本発明の実施の形態に係る誤り訂正装置の動作を説明するための図である。

【図6A】図６Ａは、本発明の実施の形態に係る尤度情報を説明するための図である。

【図6B】図６Ｂは、本発明の実施の形態に係る対数尤度比を求めるためのテーブルの一例である。

【図7】図７は、本発明の実施の形態に係る符号の構成例を示す図である。

【図8】図８は、本発明の実施の形態に係る符号と冗長ビットの構成例を示す図である。

【図9】図９は、本発明の実施の形態に係る符号と冗長ビットの構成例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。但し、本発明は、多くの異なる態様で実施することが可能であり、以下に説明する実施の形態に限定して解釈すべきではない。

【0015】

＜本発明の概要＞
本発明の目的は、回路規模を抑えつつ伝送特性を向上することができる誤り訂正回路を提供し、誤り訂正処理の高速化および低電力化を実現することである。

【0016】

本発明では、繰り返し復号処理を行う複数段の演算回路を用いて軟判定誤り訂正処理を行う誤り訂正回路において、１回の繰り返し復号処理により減少する誤り数に応じて、後段の繰り返し復号において尤度情報のビット数を削減するともに、１つの符号に対応する符号化前のデータと、連続する２つの符号間における符号化前のデータの一部が重複している符号を用いて復号することにより、上記目的を達成するものである。

【0017】

繰り返し復号処理における尤度情報のビット数を削減し、さらに、符号化前のデータが重複している符号を用いて復号することで、回路規模の増大を抑えながら訂正能力を維持あるいは向上できるので、誤り訂正処理の高速化および低電力化を実現することができる。

【0018】

さらに、連続する２つの符号間における符号化前データの一部が重複している符号において、符号化前データにおける符号化の方向が異なるように構成することにより、訂正能力を向上させることができる。

【0019】

また、誤り訂正の繰り返し復号処理において、誤り訂正符号の冗長度および尤度情報のビット数の削減量を調整することで、所望の回路規模と訂正能力を備えた誤り訂正回路を実現することもできる。

【0020】

＜誤り訂正装置を含む通信装置＞
図１は、本発明の実施の形態に係る誤り訂正装置を含む通信装置の構成例である。図１は、本発明の実施の形態に係る誤り訂正符号化装置１０および誤り訂正装置２０をコヒーレント光通信方式の通信装置に適用した構成例である。

【0021】

図１のコヒーレント光通信方式の通信装置において、送信側装置は、送信信号処理装置１００と光送信モジュール３００とを含み、受信側装置は、光受信モジュール４００と受信信号処理装置２００とを含むように構成されている。送信側装置と受信側装置とは、光ファイバ伝送路５００を介して接続されている。送信信号処理装置１００は、誤り訂正符号化装置１０を備え、受信信号処理装置２００は、誤り訂正装置２０を備える。

【0022】

送信信号処理装置１００における誤り訂正符号化装置１０は、送信データに対して誤り訂正用の符号化を行う。光送信モジュール３００は、誤り訂正用の符号化が行われた送信データによって光信号を生成する。一般的なコヒーレント光通信では、水平偏波光信号Ｘと垂直偏波光信号とが合成されて伝送される。変調方式としてＱＰＳＫを用いた場合、送信データは、水平偏波光信号用データ（ＸＩ、ＸＱ)と、垂直偏波光信号用データ（ＹＩ、ＹＱ）とに分けられる。

【0023】

ＸＩ及びＸＱは、それぞれ、水平偏波光信号用データの複素平面上での水平軸及び直交軸上の座標、即ち水平成分及び直交成分を示す。また、ＹＩ及びＹＱは、それぞれ、垂直偏波光信号用データの複素平面上での水平軸及び直交軸上の座標、即ち水平成分及び直交成分を示す。送信データは、搬送波の複素平面上の座標にマッピングされ、光ファイバ伝送路５００を経由して受信側に伝送される。

【0024】

光受信モジュール４００は、受信した光信号から受信データを生成する。この光受信モジュール４００は、水平偏波光信号用データ（ＸＩ、ＸＱ)と、垂直偏波光信号用データ（ＹＩ、ＹＱ）を出力できる。これらのデータ（ＸＩ、ＸＱ、ＹＩ、ＹＱ）は、受信信号処理装置２００において、デジタル信号に変換され、誤り訂正装置２０において誤り訂正処理が行われる。

【0025】

コヒーレント光通信装置では、送信データが、水平偏波光信号と垂直偏波光信号とで送信されるが、片方の偏波信号のみで送ることも可能である。その場合でも、本発明の実施形態に係る誤り訂正装置２０を使用することができる。

【0026】

また、本発明の実施の形態に係る誤り訂正装置２０を使用できる通信装置は、上述したコヒーレント光通信装置に限定されない。無線通信を含めた他の通信装置においても本発明の実施の形態に係る誤り訂正装置２０を使用することができる。そのような通信装置も本発明の範囲内であることは言うまでもない。

【0027】

＜誤り訂正符号化装置の構成＞
図２Ａは、本発明の実施の形態に係る誤り訂正符号化装置の構成例を示す図である。図２Ａの構成例は、１種類の誤り訂正のための符号化を行う装置であり、誤り訂正符号化装置１０は、冗長ビット付加回路１１を有する。受信側の誤り訂正装置は、図２Ａの構成に応じて、１種類の軟判定による誤り訂正処理を行うように構成されている。

【0028】

図２Ｂの構成例は、２種類の誤り訂正のための符号化を行う装置であり、誤り訂正符号化装置１０は、冗長ビット付加回路１１、冗長ビット付加回路１２を有する。受信側の誤り訂正装置は、図２Ｂの構成に応じて、２種類の軟判定による誤り訂正処理を行うように構成されている。

【0029】

図２Ｂのように、２種類の誤り訂正処理に対応した冗長ビット付加回路を配置することで、誤り訂正能力の向上を図ることができる、また、１種類目、２種類目の冗長ビット付加回路における符号長（情報ビット＋冗長ビット）を短くすることで回路規模を低減することができる。

【0030】

ここで、２種類の誤り訂正処理は、少なくとも１種類が繰り返し演算のある軟判定による誤り訂正処理であればよく、２種類とも軟判定による誤り訂正処理でもよいし、軟判定による誤り訂正処理と、硬判定による誤り訂正処理を混在させてもよい。受信側の誤り訂正装置は、送信側の誤り訂正符号化装置の構成に応じた構成となる。

【0031】

本発明は、図２Ｂに例示した２種類の誤り訂正符号化処理に限定されるものではない。送信側で３種類あるいはそれ以上の種類の誤り訂正符号化処理を行い、受信の装置において、送信側の符号化処理の構成に応じた誤り訂正処理を行うように構成してもよい。

【0032】

本実施の形態における軟判定の誤り訂正符号としては、例えば、ＬＤＰＣ符号を用いることができる。複数種類の軟判定の誤り訂正符号を全てＬＤＰＣ符号としてもよい。各処理における軟判定の誤り訂正符号としては、ＬＤＰＣ符号以外に、リードソロモン符号、ＢＣＨ符号、ハミング符号、畳み込み符号、ターボ符号、さらに複数の符号を組み合わせた符号（連接符号）等を使用してもよい。各段の誤り訂正符号の符号長についても、伝送路の状態等に応じて適宜定めることができる。

【0033】

＜誤り訂正装置の構成＞
図３Ａは、本発明の実施の形態に係る誤り訂正装置の構成例を示す図である。図３Ａの構成例は、図２Ａの誤り訂正符号化装置１０に対応した誤り訂正装置（誤り訂正回路）２０の構成例である。図３Ａの誤り訂正装置２０は、軟判定による繰り返し復号処理を行う演算回路＃１～＃３（３０、４０、５０）を備える軟判定誤り訂正装置である。

【0034】

演算回路（３０、４０、５０）は、それぞれ尤度情報に基づいて軟判定誤り訂正処理を行う誤り訂正処理回路（３２、４２、５２）と、誤り訂正処理回路に尤度情報を供給する尤度算出回路（３１、４１、５１）を備える。

【0035】

誤り訂正装置２０は、軟判定による繰り返し復号処理を３回行う場合の構成例である。繰り返し復号処理のそれぞれの復号処理毎に演算回路を備える。本発明の誤り訂正処理における繰り返し復号処理の回数は３回に限定されるものではなく、要求される誤り訂正の訂正能力に応じて、任意の回数の繰り返し回数に適宜設定することが可能である。

【0036】

１つの回路を用いて誤り訂正の繰り返し処理を行った場合には、１つの受信データに対する処理が終わるまで次のデータが処理できないため、処理遅延が生じる。本実施の形態では、繰り返し復号処理のそれぞれの復号処理毎に演算回路を備える構成とすることで、高速かつ低遅延な誤り訂正処理を実現することができる。

【0037】

軟判定を用いた誤り訂正処理の回路規模は、軟判定に用いる尤度情報のビット数及び復号の繰り返し回数に応じて大きくなる。本実施の形態の演算回路では、繰り返し回数を増やす場合に、前段の演算回路における尤度情報（第１の尤度情報）と比較して、後段の演算回路の尤度情報（第２の尤度情報）のビット数を削減することで、誤り訂正の性能を落とさずに回路規模を削減できるように構成されている。

【0038】

図３Ａは、繰り返し復号処理の回数が３回の場合の構成例であり、尤度情報のビット数は、前段から順に、Ｎ１＞Ｎ２＞Ｎ３となるように設定されている。例えば、尤度情報のビット数を、Ｎ１＝３、Ｎ２＝２、Ｎ３＝１とすれば、演算回路＃２（４０）の回路規模は演算回路＃１（３０）の約半分となり、演算回路＃３（５０）の回路規模は演算回路＃２（４０）の約半分とすることができる。尤度情報のビット数をＮ１＝３、Ｎ２＝２、Ｎ３＝１とすることで、尤度情報のビット数をＮ１＝Ｎ２＝Ｎ３＝３とした場合に比べて、回路規模を全体で約半減することが可能となる。

【0039】

＜誤り訂正装置の動作＞
図３Ｂは、本発明の実施の形態に係る誤り訂正装置の動作を説明するための図である。本実施の形態の誤り訂正動作は、図３Ａの演算回路＃１（３０）、演算回路＃２（４０）、演算回路＃３（５０）を備えた誤り訂正装置２０において実行される。

【0040】

演算回路＃１（３０）に光受信モジュール４００から、受信信号ＸＩ／ＸＱ／ＹＩ／ＹＱが入力されると（ステップＳ１－１）、尤度算出回路＃Ａ１（３１）では、Ｘ偏波／Ｙ偏波のデータのビット（またはシンボル）毎に尤度情報＃Ａ１が算出され（ステップＳ１－２）、算出された尤度情報＃Ａ１は、誤り訂正処理回路＃Ａ１（３２）に供給される。

【0041】

誤り訂正処理回路＃Ａ１（３２）では、尤度算出回路＃Ａ１（３１）から供給された尤度情報＃Ａ１を用いて、Ｘ偏波／Ｙ偏波のデータ＃Ａ１に対する誤り訂正処理が実行される（ステップＳ１－３）。

【0042】

演算回路＃１（３０）から演算回路＃２（４０）に訂正後の更新された尤度情報＃Ａ２と訂正後のデータ＃Ａ２が供給され、演算回路＃２（４０）において、尤度算出処理と尤度情報を用いた誤り訂正処理が行われる。

【0043】

演算回路＃２（４０）の尤度算出回路＃２（４１）には、Ｘ偏波用のデータとＹ偏波用のデータが合体され、誤り訂正処理回路＃Ａ１（３２）の訂正後のデータ＃Ａ２と訂正後の更新された尤度情報＃Ａ２が供給され、訂正後の更新された尤度情報＃Ａ２を用いて尤度情報＃Ａ２が算出される（ステップＳ１－４）。算出された尤度情報＃Ａ２は、誤り訂正処理回路＃Ａ２（４２）に供給される。

【0044】

尤度情報＃Ａ２のビット数Ｎ２は、訂正後尤度情報＃Ａ２のビット数Ｎ１よりも少ない。例えば、尤度情報＃Ａ２は、訂正後の更新された尤度情報＃Ａ２の最下位ビットから１ビット分の情報を減らす処理により算出することができる。

【0045】

演算回路＃２（４０）の誤り訂正処理回路＃Ａ２（４２）では、尤度算出回路＃Ａ２（４１）から供給された尤度情報＃Ａ２を用いて、誤り訂正処理回路＃Ａ１（３２）の出力データ＃Ａ２に対する誤り訂正処理が実行される（ステップＳ１－５）。

【0046】

演算回路＃２から演算回路＃３に訂正後の更新された尤度情報＃Ａ３と訂正後のデータ＃Ａ３が供給され、演算回路＃３において、尤度算出処理と尤度情報を用いた誤り訂正処理が行われる。

【0047】

演算回路＃３（５０）の尤度算出回路＃Ａ３（５１）には、Ｘ偏波用のデータとＹ偏波用のデータが合体され、誤り訂正処理回路＃Ａ２（４２）の訂正後のデータ＃Ａ３と訂正後の更新された尤度情報＃Ａ３が供給され、訂正後の更新された尤度情報＃Ａ３を用いて尤度情報＃Ａ３が算出される（ステップＳ１－６）。算出された尤度情報＃Ａ３は、誤り訂正処理回路＃Ａ３（５２）に供給される。

【0048】

尤度情報＃Ａ３のビット数Ｎ３は、訂正後尤度情報＃Ａ３のビット数Ｎ２よりも少ない。例えば、尤度情報＃Ａ３は、訂正後の更新された尤度情報＃Ａ３の最下位ビットから１ビット分の情報を減らす処理により算出することができる。

【0049】

演算回路＃３（５０）の誤り訂正処理回路＃Ａ３（５２）では、尤度算出回路＃Ａ３（５１）から供給された尤度情報＃Ａ３を用いて、誤り訂正処理回路＃Ａ２（４２）の出力データ＃Ａ３に対する誤り訂正処理が実行される（ステップＳ１－７）。

【0050】

演算回路＃１－＃３（３０、４０、５０）により、所定の繰り返し回数の演算処理が行われたので、演算回路＃３から訂正後の受信データが出力される（ステップＳ１－８）。

【0051】

本実施の形態では、軟判定誤り訂正処理の繰り返し復号処理において、前段の復号処理よりも後段の復号処理における尤度情報のビット数を削減することで、繰り返し回数の増大に伴う回路規模の増大を抑えることができる。さらに、復号処理に用いる符号化の冗長度を調整することにより、尤度情報のビット数を減らしても訂正能力が低下しないように構成することができる。

【0052】

例えば、１段の演算回路により誤り発生率を半減させるような冗長度とすることで、尤度情報のビット数を１ビットずつ減らしても訂正能力が低下しないように構成することができるので、回路規模の増大を抑えつつ、誤り訂正能力を低下しないように構成することが可能となる。シミュレーション結果の一例によれば、符号化の冗長度を７％程度にすることで、誤り発生率が半減していたため、符号化の冗長度を７％程度にすることが回路規模を抑えつつ誤り訂正能力を維持する構成の一例である。

【0053】

上述した構成例では、繰り返し復号処理毎に尤度情報ビット数を１ビットずつ減らす構成例（Ｎ１＝３、Ｎ２＝２、Ｎ３＝１）を説明したが、繰り返し復号の一部において尤度情報のビット数を低減するように構成してもよい。例えば、尤度情報のビット数を、Ｎ１＝３、Ｎ２＝２、Ｎ３＝２となるように設定する構成や、Ｎ１＝３、Ｎ２＝１、Ｎ３＝１となるように尤度情報のビット数を設定する構成が考えられる。

【0054】

また、尤度情報のビット数を、Ｎ１＝３、Ｎ２＝１、Ｎ３＝１とする構成例では、誤り発生率を１／４程度に減らすような冗長度の符号を設定することにより、誤り訂正の性能を落とすことなく、回路規模の削減が実現できる。尤度情報のビット数の低減は、半減に限らず、１／４、１／８等の削減を行うように構成してもよいし、尤度情報のビット数の低減に応じた各誤り訂正の冗長度を設定するように構成すればよい。このように、誤り訂正符号の冗長度および尤度情報のビット数の削減量を調整することで、所望の回路規模と訂正能力を備えた誤り訂正回路を実現することができる。

【0055】

本実施の形態の誤り訂正処理で用いられる軟判定の誤り訂正符号としては、例えば、ＬＤＰＣ符号を用いることができる。２段以上の誤り訂正符号を縦続させる場合には、全ての段でＬＤＰＣ符号を用いてもよい。各段の軟判定の誤り訂正符号としては、ＬＤＰＣ符号以外に、リードソロモン符号、ＢＣＨ符号、ハミング符号、畳み込み符号、ターボ符号、複数の符号を組み合わせた連接符号等を使用してもよい。各段の誤り訂正符号の符号長についても、伝送路の状態等に応じて適宜定めることができる。

【0056】

＜誤り訂正回路の他の構成例＞
図４Ａは、本発明に係る誤り訂正回路の受信側の異なる構成例を示す図である。図４Ａの構成例は、図２Ｂの誤り訂正符号化装置１０に対応した誤り訂正装置２０の構成例である。図４Ａの誤り訂正装置２０は、２種類の軟判定による繰り返し復号処理を行う誤り訂正回路＃Ｂ（２１）、誤り訂正回路＃Ａ（２２）を備える誤り訂正装置である。

【0057】

誤り訂正回路＃Ｂ（２１）、誤り訂正回路＃Ａ（２２）は、図３Ａと同様に、繰り返し復号処理を行う演算回路（３０、４０、５０）から構成される。演算回路（３０、４０、５０）は、尤度情報に基づいて軟判定誤り訂正処理を行う誤り訂正処理回路（３２、４２、５２）と、誤り訂正処理回路に尤度情報を供給する尤度算出回路（３１、４１、５１）を備える。

【0058】

図４Ａの構成例では、２種類の繰り返し演算のある軟判定誤り訂正処理において、繰り返し演算を含む軟判定の誤り訂正処理を行う。複数段の軟判定誤り訂正回路を縦続接続して、それぞれの誤り訂正回路の軟判定処理の繰り返し復号処理において、後段の演算回路における尤度情報のビット数を前段の演算回路に比べて削減することで、回路規模を抑えつつ、訂正能力が向上させるように構成することができる。さらに、復号処理に用いる符号化の冗長度を調整することにより、尤度情報のビット数を減らしても訂正能力が低下しないように構成することができる。

【0059】

図４Ｂは、本発明の実施の形態に係る誤り訂正装置の動作を説明するための図である。
本実施の形態の誤り訂正動作は、図４Ａの３段の演算回路を備えた２種類の誤り訂正回路＃Ａ、＃Ｂを備えた誤り訂正装置２０において実行される。

【0060】

誤り訂正回路＃Ｂ（２１）では、演算回路＃Ｂ１～＃Ｂ３（３０、４０、５０）において、３回の繰り返し復号処理が行われた後、演算回路＃Ｂ３から訂正後のデータ＃Ａが出力される（ステップＳ２－２～Ｓ２－４）。演算回路＃Ｂ１～＃Ｂ３（３０、４０、５０）における処理の内容は、図３Ａ、図３Ｂで説明した演算回路＃１～＃３の処理内容と同様である。

【0061】

誤り訂正回路＃Ａ（２２）では、誤り訂正回路＃Ｂにおける訂正後のデータ＃Ａが入力され、演算回路＃Ａ１～＃Ａ３（３０、４０、５０）において、３回の繰り返し復号処理が行われた後、演算回路＃Ａ３から訂正後のデータが出力される（ステップＳ２－５～Ｓ２－８）。演算回路＃Ａ１～＃Ａ３（３０、４０、５０）における処理の内容は、図３Ａ、図３Ｂで説明した演算回路＃１～＃３の処理内容と同様である。

【0062】

図５Ａのように、軟判定誤り訂正回路２１の後段に硬判定誤り訂正回路２３を接続してもよい。これにより、１段の軟判定誤り訂正装置の場合に比べて、誤り訂正能力が向上できるとともに、後段の回路が尤度情報を使わない回路規模の小さい硬判定回路であるため、図４Ａのように２つの軟判定誤り訂正回路を接続した場合に比べて、回路規模の増大を抑え、１つの軟判定処理の場合よりも誤り訂正能力を向上させた構成が実現できる。

【0063】

本実施の形態における誤り訂正処理回路の段数は、図４Ａ、図５Ａで説明した２段の構成に限らず３段以上の構成としてもよい。また、複数の誤り訂正回路の接続順も任意である。任意の段数の軟判定誤り訂正装置と、任意の段数の硬判定誤り訂正装置が、任意の順番で接続されていてもよい。３段以上の構成の場合においても、軟判定誤り訂正回路の少なくとも１つを本実施の形態のような構成とすることで、全体として、回路規模の増大を抑えつつ誤り訂正能力を向上させる誤り訂正装置を実現することができる。

【0064】

図５Ｂは、本発明の実施の形態に係る誤り訂正装置の動作を説明するための図である。本実施の形態の誤り訂正動作は、図５Ａの３段の演算回路を備えた軟判定の誤り訂正回路２１と軟判定誤り訂正回路の後段に接続された硬判定誤り訂正回路２３を備えた誤り訂正装置２０において実行される。

【0065】

誤り訂正回路Ｂ（２１）では、演算回路＃Ｂ１～＃Ｂ３（３０、４０、５０）において、３回の繰り返し復号処理が行われた後、演算回路＃Ｂ３（５０）から訂正後のデータが出力される（ステップＳ３－２～Ｓ３－４）。演算回路＃Ｂ１～＃Ｂ３（３０、４０、５０）における処理の内容は、図３Ａ、図３Ｂで説明した演算回路＃１～＃３の処理内容と同様である。

【0066】

後段の硬判定誤り訂正回路２３では、軟判定誤り訂正回路２１の出力に対して硬判定誤り訂正が行われ、訂正後のデータが出力される（ステップＳ３－５～Ｓ３－６）。

【0067】

前述した図３Ａの構成例では、繰り返し演算を３回行う３段の演算回路を備える場合を例示したが、３段目の演算回路の後段に、尤度情報無しで演算する４段目の演算回路を設けてもよい。４段目の演算回路は、尤度情報を用いないので、図５Ａにおける硬判定の誤り訂正回路に相当する。このような構成によれば、最終段に硬判定相当の回路を付加するので、図５Ａの構成と同様にして、軟判定の誤り訂正回路を接続する場合と比較して、回路規模の増大を抑えながら、誤り訂正能力を向上させる誤り訂正装置を実現することができる。

【0068】

＜尤度情報について＞
本実施の形態の軟判定の誤り訂正で用いる尤度情報について説明する。尤度情報とはビット（またはシンボル）毎の確からしさ（信頼度）を表すものである。図３Ａの実施の形態における尤度算出回路＃Ａ１（３１）、尤度算出回路＃Ａ２（４１）、尤度算出回路＃Ａ３（５１）の尤度情報は、それぞれ、受信側の受信データのビット（またはシンボル）毎の確からしさ、第１の誤り訂正後のビット（またはシンボル）毎の確からしさ、第２の誤り訂正後のビット（またはシンボル）毎の確からしさを表している。

【0069】

座標情報に基づいた尤度情報を求める場合は、座標情報はシンボル毎（シンボル：通信において一回の変調で送られる1まとまりのデータ）となるので、複数ビットで１シンボルとなる場合は、ビット毎に尤度情報を求めることもできるし、シンボル毎に尤度算出してシンボル内の各ビットを共通の尤度情報とすることもできる。

【0070】

複数ビットで１シンボルとなる変調方式の例としては、ＱＰＳＫは１シンボルで２ビット、１６ＱＡＭは１シンボルで４ビットの情報を持ち、直交偏波多重によりさらに２倍（ＱＰＳＫならば４ビット、１６ＱＡＭならば８ビット）のビット数の情報を伝送できるものとなっている。

【0071】

信号ビットの信頼度を表す尤度情報の尤度値は、元々アナログ値であるため、何ビットで表現するかは適宜設定可能である。入力の尤度値が大きい場合は、誤りが少ない状態であり、誤訂正する確率が低くなるので、出力の尤度値は大きくなる。逆に、入力の尤度値が小さい場合は、誤りが多い状態であり、誤訂正する確率が高くなるので、出力の尤度値は小さくなる。誤り訂正処理後の尤度値は、実質的に残存誤り確率を示していることになる。

【0072】

尤度値は、複素平面上で、送信する理想点の座標値と、受信した座標値の間の距離（偏移量）に基づいて算出することができる。理想的な座標点からの雑音等による偏移量によって測られ、この偏移量が小さい程、データの「確からしさ」が大きいと推定される。すなわち、尤度の値と座標上の偏移量は、逆の増減関係にある。よって、対象とするビット（またはシンボル）の尤度値が大きいほど、座標上の偏移量が少ないから、そのビット（またはシンボル）の信頼度（確からしさ）が高いと判定して、尤度値に基づく誤り訂正処理を行えばよい。また、算出した尤度情報を次の段の誤り訂正処理回路に送信することにより、次の段の誤り訂正に用いることができる。

【0073】

複素平面上の座標間の距離の算出方法としては、各軸上の座標値の差分の絶対値の和を用いて算出する方法などが考えられる。受信した座標が、理想の座標点と重なった場合が最大の尤度値をもつ場合であり、理想の座標点からの差分が増えるほど尤度値は減少する。複数の理想の座標点がある場合、理想の座標点の中間座標が最小の尤度値を持つこととなる。

【0074】

なお、上記の説明では、座標における差分（偏移量）を尤度の指標としたが、尤度の計算は、上述した座標における差分を用いるものに限定されない。例えば、信号強度だけ、或いは位相差だけで尤度を求めることも可能である。確からしさを示す指標である尤度は、一般的には種々の方法で計算可能であり、本発明においても、確からしさを示す指標であれば他の指標を使用することができる。本発明において、尤度として座標差分以外の他の指標を使用することも可能であり、そのような場合も本発明の範囲であることは言うまでもない。

【0075】

＜尤度情報の具体例＞
本実施の形態の尤度情報として対数尤度比（ＬＬＲ：Log Likelihood Ratio）を用いることができる。尤度情報は、対数尤度比に限定されるものではなく、他の尤度情報を用いてもよい。以下では、尤度情報として対数尤度比を用いた場合の対数尤度比の具体例を、変調方式としてＱＰＳＫを用いた場合について説明する。

【0076】

図６Ａは、本発明の実施の形態に係る尤度情報を説明するための図である。送信側で設定した理想の座標点をＸｔ１（ＸＩｔ１、ＸＱｔ１）、座標点Ｘｔ１と異なる隣接の信号点の座標点をＸｔ２（ＸＩｔ２、ＸＱｔ２）、受信側の座標点をＸｒ（ＸＩｒ、ＸＱｒ）とする。

【0077】

Ａｒは受信側の誤り訂正前の振幅、Ａｔ１は理想の座標点Ｘｔ１の理想的な振幅、Ａｔ２は座標点Ｘｔ１と異なる隣接の座標点Ｘｔ２の振幅であり、φ１、φ２は、各々受信側の座標点ＸｒとＸｔ１、Ｘｔ２との位相差である。

【0078】

複素平面上で表すと、座標点と振幅及び位相の間には以下の関係式が成り立つ。
（ＸＩｒ－ＸＩｔ１）＋ｊ（ＸＱｒ－ＸＱｔ１）＝（Ａｒ／Ａｔ１）ｅｘｐ（ｊφ１）
（ＸＩｒ－ＸＩｔ２）＋ｊ（ＸＱｒ－ＸＱｔ２）＝（Ａｒ／Ａｔ２）ｅｘｐ（ｊφ２）

【0079】

一般にＬＬＲは、受信した対象ビットが１となる確率と、０となる確率の比の対数であり、受信信号の座標に比例する。よって、受信信号Ｘｒの座標（ＸＩｒ、ＸＱｒ）のうちＩ軸成分の座標ＸＩｒを考えると、Ｉ軸成分のＬＬＲは以下で表すこともできる。ここでＡは定数である。
ＬＬＲ＝Ａ｜ＸＩｒ｜

【0080】

図６Ｂに受信座標値とＬＬＲの対応例を示す。送信側の理想座標値（のＩ軸成分）が、例えば、＋７（＝ＸＩｔ１）、－７（＝ＸＩｔ２）である場合は、Ａ＝１／７とすることで、受信座標値が、いずれかの理想座標値と一致した場合にＬＬＲの最大値であるＬＬＲ＝１となる。また、受信座標がゼロ（ＸＩｒ＝０）であった場合は、理想座標の中間値であるので、受信した対象ビットが１となる確率と０となる確率が等しくなり、ＬＬＲの最小値であるＬＬＲ＝０になる。また、当該ＬＬＲの値は受信ビットの信頼度（確からしさ）を表しており、大きければ信頼度が高く、小さいと信頼度が低くなる。このＬＬＲのような値を尤度情報とすることができる。ＬＬＲの一般的な定義では対数（ｌｏｇ）が含まれ、対数変換した値を用いることもできるが、受信信号に含まれるノイズが正規分布で近似できる場合、ＬＬＲは受信座標値に比例するため、ＬＬＲの算出に対数演算はしなくてもよい。

【0081】

前述のように、対数変換しない尤度情報を用いる場合は、対数演算による演算処理量を削減し、それに必要な回路規模を削減することができる。また、尤度情報としては、座標値の差に基づく情報に限られず、確からしさを示す指標であれば他の情報を用いてもよい。

【0082】

また、尤度情報としては、上記のように受信信号の座標および送信信号の座標に基づき、それらの間の位置関係（距離情報）に基づいて求めたものを用いることもでき、その値が受信信号の座標の確からしさを表すことができる。

【0083】

上記では、１つの偏波信号（水平偏波光信号Ｘ）についての対数尤度比の算出例を説明したが、直交偏波多重伝送の場合の他方の偏波信号（垂直偏波光信号Ｙ）においても同様にして対数尤度比を算出することができる。

【0084】

座標値から対数尤度比を求める方法としては、演算器を用いて距離や対数値を求める方法があるが、ルックアップテーブルとして対数変換テーブルを持つ方法や、図６Ｂのように受信信号の座標値と尤度情報のテーブル等を予めメモリに保持しておき、このテーブルを参照して対応付けする方法が考えられ、これによって対数値または尤度情報を求めることもできる。対数変換テーブルや、座標・尤度情報変換テーブル等の変換テーブルを予め用意しておいて用いることで対数変換や尤度情報変換等のための演算器が不要となり、処理の高速化や回路規模削減の効果が得られる。

【0085】

当該変換テーブルについては、多くのパターンの変換表を持っておいてもよいし、部分的な対応表を保持しておき、対数関数の対称性や相似性等を利用して、任意の定数倍や任意の定数加算を組み合わせて対数値を求めてもよい。このようなハードウェア向けの簡略化した方法を用いることで、処理時間、回路規模、消費電力の削減効果が得られる。

【0086】

図６Ａでは、変調方式としてＱＰＳＫを用いた場合の尤度情報の算出方法を説明したが、変調方式として他の変調方式を用いた場合においても、同様の方法で尤度情報を求めることができる。本実施の形態における誤り訂正は、変調方式に依存しないため、ＢＰＳＫ、８ＱＡＭ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭや他の変調方式を用いた場合にも、同様の誤り訂正方法を適用することができる。

【0087】

例えば、ＢＰＳＫを用いた場合には、送信側の理想の座標点をＸｔ１（ＸＩｔ１、０）、Ｘｔ２（ＸＩｔ２、０）、受信側の誤り訂正前の座標Ｘｒ（ＸＩｒ、０）として、Ｘｒと、送信側の理想の座標点（Ｘｔ１、ＸＩｔ２）との差分の絶対値の和等を用いて尤度情報を求めることができる。直交偏波多重伝送の場合の他方の偏波信号（垂直偏波光信号Ｙ）においても同様にして尤度情報を算出することができる。

【0088】

＜符号の構成例＞
図７は、本発明の実施の形態に係る符号の構成例を示す図である。図７の構成例における符号は、符号化前データを縦方向に符号化した前半部の符号（第１の符号）と、横方向に符号化した後半部の符号（第２の符号）を結合して１つの符号とし、この結合した符号を複数連接したものを１つの連接符号として構成している。

【0089】

図７の「Ａ：データ構成」は、送受信データの構成である。図７では横８ビットで折り返す構成例となっている。「Ａ：データ構成」における矢印はデータの流れ（順序）を表している。データの横幅のビット数はＮビット（図はＮ＝８の例）とする。ｍ行、ｎ列目のデータを（ｍ、ｎ）＝（行、列）で表すこととする。ここで、データの折り返しビット数Ｎは、任意のビット数でよく、例えば、１２８ビットや２５６ビット等でもよい。

【0090】

図７の「Ｂ：連接符号１」は、１つ目の連接符号Ａ（１）の構成を示している。連接符号の括弧内は連接符号の番号（通番）を表す。符号Ａ１（１）～Ａ８（１）は、下記のように構成されている。
符号Ａ１（１）：［（１，１）～（８，１）、（１２，１）～（１２，８）］
符号Ａ２（１）：［（１，２）～（８，２）、（１３，１）～（１３，８）］
符号Ａ３（１）：［（１，３）～（８，３）、（１４，１）～（１４，８）］
符号Ａ４（１）～Ａ８（１）も同様のルールで割り当てられる。

【0091】

１つ目の連接符号Ａ（１）は、これら符号Ａ１（１）～Ａ８（１）を連接したものであり、下記のように構成される。
連接符号Ａ（１）：［Ａ１（１）、Ａ２（１）、・・・、Ａ８（１）］

【0092】

ここで、符号の前半部（１行目～８行目）は、データの流れに対し、折り返しビット数であるＮ＝８ビット置きに（縦方向に）符号化している。後半部（１２行目～１９行目）は、データの流れに沿って（横方向に）符号化している。また、図７の構成例では、符号の前半部と後半部の間に３行の空行を設けている。

【0093】

図７の「Ｃ：連接符号２」は、２つ目の連接符号Ａ（２）の構成を示している。
符号Ａ１（２）：［（９，１）～（１６，１）、（２０，１）～（２０，８）］
符号Ａ２（２）：［（９，２）～（１６，２）、（２１，１）～（２１，８）］
符号Ａ３（２）：［（９，３）～（１６，３）、（２２，１）～（２２，８）］
符号Ａ４（２）～Ａ８（２）も同様である。

【0094】

２つ目の連接符号Ａ（２）は、これら符号Ａ１（２）～Ａ８（２）を連接したものであり、下記のように構成される。
連接符号Ａ（２）：［Ａ１（２）、Ａ２（２）、・・・、Ａ８（２）］

【0095】

ここで、２つ目の連接符号は、１つ目の連接符号の前半部の次の行から（図７では９行目から）スタートすることとする。これにより、すべてのデータに対して、隙間なく連接符号が割り当てられる。

【0096】

図７の「Ｄ：連接符号３」は、３つ目の連接符号Ａ（３）の構成を示している。
符号Ａ１（３）：［（１７，１）～（２４，１）、（２８，１）～（２８，８）］
符号Ａ２（３）：［（１７，２）～（２４，２）、（２９，１）～（２９，８）］
符号Ａ３（３）：［（１７，３）～（２４，３）、（３０，１）～（３０，８）］
符号Ａ４（３）～Ａ８（３）も同様である。

【0097】

３つ目の連接符号Ａ（３）は、これら符号Ａ１（３）～Ａ８（３）を連接したものであり、下記のように構成される。
連接符号Ａ（３）：［Ａ１（３）、Ａ２（３）、・・・、Ａ８（３）］

【0098】

なお、図７において、１つの連接符号の前半部と後半部の符号化方式を、同じ符号化方式とするのが望ましい。前半部と後半部を同じ符号化方式として１つの符号として構成し、符号化データの符号化領域に重なりがあり、かつ異なる方向の符号を用いて訂正処理をすることで、訂正能力を向上させることができる。前半部と後半部で符号を分割して異なる符号化方式とすることもできるが、その場合には、連続する連接符号の間で符号化前データの符号化領域の重なり部分の符号が分割されてしまうので、同じ符号化方式とした場合と比較して訂正能力が低下する場合もあり得る。

【0099】

＜符号と冗長ビットの構成例＞
図８は、本発明の実施の形態に係る符号と冗長ビットの構成例を示す図である。図８は、図７の符号の構成例における連接符号および冗長符号ビットの構成例である。

【0100】

図８では、ｋ番目の連接符号Ａ（ｋ）の構成について説明する。説明を簡単化するために連接符号の開始座標を図８のように（１、１）とする。データの折り返しビット数をＮとし、連接符号の前半部のビット数をＭとする。Ｎ、Ｍは任意のビット数を設定することができる。例えば、１２８ビットや２５６ビット等のビット数としてもよい。

【0101】

連接符号の後半部のビット数をＮとする。Ｎ＝Ｍとしてもよいし、異なるビット数としてもよい。符号の前半部と後半部の間に空行を設けてもよく、空行の行数をＬビット（Ｌ行）とする。Ｌは０を含む任意のビット数（行数）である。前述した図７は、図８において、Ｌ＝３、Ｍ＝８、Ｎ＝８とした場合の構成例である。

【0102】

符号Ａ１（ｋ）～符号ＡＮ（ｋ）、及び連接符号Ａ（ｋ）は以下のような構成となる。
符号Ａ１（ｋ）：［（１，１）～（Ｍ，１）、（Ｍ＋Ｌ＋１，１）～（Ｍ＋Ｌ＋１，Ｎ）］
符号Ａ２（ｋ）：［（１，２）～（Ｍ，２）、（Ｍ＋Ｌ＋２，１）～（Ｍ＋Ｌ＋２，Ｎ）］
符号Ａ３（ｋ）：［（１，３）～（Ｍ，３）、（Ｍ＋Ｌ＋３，１）～（Ｍ＋Ｌ＋３，Ｎ）］
・・・
符号ＡＮ（ｋ）：［（１，Ｎ）～（Ｍ，Ｎ）、（Ｍ＋Ｌ＋Ｎ，１）～（Ｍ＋Ｌ＋Ｎ，Ｎ）］

【0103】

連接符号Ａ（ｋ）は、これら符号Ａ１（３）～ＡＮ（３）を連接したものであり、下記のように構成される。
連接符号Ａ（ｋ）：［Ａ１（ｋ）、Ａ２（ｋ）、・・・、ＡＮ（ｋ）］

【0104】

符号Ａ１（ｋ）に含まれる冗長符号ビット数をＲとする。冗長ビットは、任意の位置に配置することができる。例えば、図８のように、前半部と後半部を合体した符号の最後部からＲビットを割り当ててもよい。

【0105】

例えば、Ｍ＝８、Ｎ＝８、Ｒ＝１とした場合、１つの符号のビット数（符号長）を１６ビット、１６ビットのうち最後の１ビットを冗長ビットとすると、符号の冗長度は、１／（１６－１）＝約７％となる。本実施の形態のように、連続する符号間で元データの重なりを持たせた場合には、全符号の符号長が符号化前の元データの２倍となるため、符号化前の元データにおいては、８ビット中１ビットが冗長ビットになり、１／（８－１）＝１４％程度の冗長度となる。

【0106】

また、Ｍ＝１２８、Ｎ＝１２８、Ｒ＝１７とした場合、１つの符号のビット数（符号長）を、２５６ビット、２５６ビットのうち最後部の１７ビットを冗長ビットとすると、符号の冗長度は、１７／（２５６－１７）＝約７％となる。上記と同様にして、符号化前の元データにおいては、１２８ビット中１７ビットが冗長ビットになるので、１７／（１２８－１７）＝１５％程度の冗長度となる。

【0107】

図８の構成例では、縦方向に割り当てた前半部の符号と、横方向に割り当てた後半部の符号を結合して１つの符号を構成し、結合した符号を複数連接することにより１つの連接符号を構成している。連続した２つの連接符号間において、同じ符号化前データに対して異なる方向の符号化を行うことにより、２つの連接符号間における符号化前データの重なり部分が少なくなるので、誤り訂正の性能向上が期待できる。連接符号の符号化の方向や連続した２つの連接符号間の重ね方については、誤り訂正の性能向上と誤り訂正処理の処理時間の要求条件に応じて適宜設定することができる。

【0108】

例えば、図８の構成例とは逆に、前半部において横方向に割り当てた符号と、後半部において縦方向に割り当てた符号を結合して１つの符号を構成し、結合した符号を複数連接することにより１つの連接符号を構成してもよい。符号の割り当て方向の組み合わせとしては、斜め方向の符号と縦方向或は横方向の符号の組み合わせとしてもよいし、前半部を右下がり斜め方向の符号とし、後半部を左下がり斜め方向の符号としてもよい。連続する２つの連接符号間において、符号化前データにおける符号化の方向が異なるように構成することで、２つの連接符号間における符号化前データの重なり部分が少なくなり、誤り訂正の性能向上が期待できる。

【0109】

前半部において横方向に割り当てた符号と、後半部において縦方向に割り当てた符号を結合して１つの符号を構成した場合、縦方向の割り当ては、元のデータの流れに沿わず分散させているため、バーストエラーに対する耐性が高まる。バーストエラーに対する対策としては、インターリーブ機能を付加することでデータを分散させる方法が知られているが、本実施の形態では、符号の割り当て自体で分散させているので、インターリーブ機能を付加することなく誤り訂正の性能を向上させることが可能である。また、本実施の形態の誤り訂正回路に、一般的なインターリーブ機能を別回路として追加することにより、更に誤り訂正の性能向上を図ることも可能である。

【0110】

なお、後半部の割り当てを横方向に行う構成は、後半部の割り当てがデータの流れに沿って行われるため、その部分がバーストエラーに弱くなる可能性があるが、データを蓄積するための回路上のバッファを少なくできるメリットがあり、縦方向の符号と組み合わせて符号を構成することによって全体としては、誤り訂正の性能向上を図ることができる。

【0111】

本実施の形態では、縦方向に割り当てた前半部の符号と、横方向に割り当てた後半部の符号を結合して１つの符号を構成し、前半部の符号と後半部の符号の間に空行を設けている。前半部と後半部を結合して１つの符号を構成する場合に、前半部の符号と後半部の符号との間に空行を設けることで、バーストエラーに対する耐性を高めることができる。

【0112】

バーストエラーのように短い区間のビット列において集中的なビットエラーが発生した場合に、前半部の符号と後半部の符号がデータの流れの上で離れていた方が、前半部と後半部を接続した１つの符号自体へのバーストエラーの影響が小さくなる。バーストエラーが発生するような状況においては、前半部の符号と後半部の符号の間に空行を設けることで、バーストエラーによる符号の誤り発生を抑制することが可能となる。

【0113】

図９を用いて、同じ符号化前データに対して異なる方向の符号化を重ねて行うことの効果について説明する。図９は、図８において、Ｍ＝８、Ｎ＝８、Ｌ＝１とし、左上の座標を（１、１）とした場合の連接符号と冗長ビットの構成例である。

【0114】

例えば、図９のように、座標（１、１１）のデータに誤りがあった場合、２つの連接符号Ａ（１）とＡ（２）にその影響が及ぶので、図９の右側の図のように１つ目の連接符号Ａ（１）を復号化する際に符号Ａ２（１）で誤り訂正される可能性がある。また２つ目の連接符号Ａ（２）を復号化する際にも符号Ａ１（２）で誤り訂正される可能性がある。

【0115】

そのため、符号Ａ（１）および符号Ａ（２）の２重で訂正処理され、さらに、それぞれ異なるデータの組み合わせ、すなわち符号Ａ（１）では横方向、符号Ａ（２）では縦方向の符号として訂正処理が行われるので、誤りを見逃す可能性を低くなり、誤り訂正能力を向上させることができる。

【0116】

ここで、符号Ａ（１）および符号Ａ（２）の２重で誤り訂正を行った場合の訂正後の各ビットの尤度情報は、両方の符号における訂正処理後の尤度情報を用いて算出することができる。例えば、それぞれの符号の誤り訂正で得られた２個分の尤度情報を加算したものを尤度情報として算出する等の方法により容易に算出することができる。

【0117】

本実施の形態では、２つの連続する連接符号間において２重で訂正処理する場合を説明したが、異なる符号の組み合わせを３重、あるいはそれ以上多重するように構成するようにしてもよい。符号の重なりを３重、あるいは、それ以上とすることで、誤り訂正の回数も、３回あるいはそれ以上の回数となり、さらに誤り訂正の性能を向上させることができる。

【0118】

＜本発明の実施の形態の効果＞

【0119】

本実施の形態によれば、繰り返し復号処理を行う複数段の演算回路を用いて軟判定誤り訂正処理を行う誤り訂正回路において、１回の繰り返し復号処理により減少する誤り数に応じて、後段の繰り返し復号において尤度情報のビット数を削減するともに、１つの符号に対応する符号化前のデータと、連続する２つの符号間における符号化前のデータの一部が重複している符号を用いて復号することにより、回路規模の増大を抑えながら訂正能力を維持あるいは向上できるので、誤り訂正処理の高速化および低電力化を実現することができる。

【0120】

さらに、連続する２つの符号間における符号化前データの一部が重複している符号において、符号化前データにおける符号化の方向が異なるように構成することにより、訂正能力をさらに向上させることができる。

【0121】

また、連接符号のデータの並びを、符号化前データの送信順序と異なる符号とすることにより、バースト誤りに対する訂正能力が向上できる。インターリーブ等の処理を付加しなくてもバースト誤りに対する耐性を高めることができるので、回路規模の削減と低消費電力化を実現することができる。

【0122】

また、前半部の符号と後半部の符号を結合して１つの符号を構成する場合に、前半部の符号と後半部の符号との間に空行を設けることで、バーストエラーに対する耐性を高めることができる。

【0123】

また、誤り訂正符号の冗長度および尤度情報のビット数の削減量を調整することで、所望の回路規模と訂正能力を備えた誤り訂正回路を実現することもできる。誤り訂正符号の冗長度を調整することにより、尤度情報の量を１／４や１／８程度に削減した場合でも訂正能力が劣化しないように構成することもできる。

【0124】

例えば、誤り訂正による繰り返し演算１回の誤り数を概略半減するような冗長度、例えば、７％程度の冗長度とすることで、軟判定情報である尤度情報のビット数を1ビット削減しても訂正能力が劣化しないように構成することができる。

【0125】

また、複数段の誤り訂正処理回路を縦続接続した場合でも、誤り訂正処理の少なくとも１回の繰り返し復号処理において、尤度情報のビット数を削減して、連続した連接符号間で、符号化前のデータ上で重なりのある符号を用いて復号処理を行うことにより、回路規模の増大を抑えつつ訂正能力を向上させることができる。

【0126】

さらに、軟判定誤り訂正処理に他の異なる誤り訂正処理、例えば、硬判定を組み合わせて縦続接続することにより、回路規模の増大を抑えつつ誤り訂正の能力をさらに向上させることも可能である。

【産業上の利用可能性】

【0127】

本発明は、光通信等における誤り訂正装置として利用することができる。

【符号の説明】

【0128】

１００…送信信号処理装置、２００…受信信号処理装置、３００…光送信モジュール、４００…光受信モジュール、１０…誤り訂正符号化装置、１１、１２…冗長ビット付加回路、２０…誤り訂正装置、２１、２２…誤り訂正回路（軟判定）、２３…誤り訂正回路（硬判定）、３０、４０、５０…演算回路、３１、４１、５１…尤度算出回路、３２、４２、５２…誤り訂正処理回路。

【図1】