JP2008085939A - Communication device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、複数の装置間で無線通信を行うことにより、互いのデータを相互に交換する通信装置に関する。 The present invention relates to a communication device that exchanges data with each other by performing wireless communication between a plurality of devices.
この主の通信装置として、車々間通信システムに用いられているものがある、なお、「車々間通信システム」とは、複数の車両間で無線通信を行うことにより、例えば、一定更新周期で自車両位置や速度等の車両データを、また不定の時期に動画や音声等のコンテンツデータその他を、相互に交換するシステムである(例えば、特許文献1)。通信装置は、各車両に搭載されており、予め定められたプログラムに基づいて、一定の動作周期で、他の通信装置と無線通信を行う。なお、車々間通信システムにおける通信装置の動作周期は、通常、約100mSである。通信装置は、この約100mS間に、送信モードとなった後、受信モードとなり、再び、送信モードとなる。以下、通信装置を「車両」と称する場合もある。 Some of these main communication devices are used in inter-vehicle communication systems. Note that the “inter-vehicle communication system” refers to the position of the vehicle at a fixed update cycle by performing wireless communication between a plurality of vehicles. This is a system for exchanging vehicle data such as speed and speed, and content data such as moving images and voices at indefinite times (for example, Patent Document 1). The communication device is mounted on each vehicle and performs wireless communication with other communication devices at a constant operation cycle based on a predetermined program. Note that the operation cycle of the communication device in the inter-vehicle communication system is normally about 100 mS. The communication apparatus enters the transmission mode after about 100 mS, enters the reception mode, and then enters the transmission mode again. Hereinafter, the communication device may be referred to as a “vehicle”.
車々間システムは、例えば、自車両位置や速度等の車両データを相互に交換することにより、交差点おける出会い頭事故や右直事故(右折車両と直進車両との間の事故)、追突事故等の交通事故を防止する安全支援系のシステムとして、また、動画や音声等のコンテンツデータ等を相互に交換することにより、アメニティの向上を図る快適・娯楽系のシステムとして用いられている。
しかしながら、このような車々間通信システムに用いられている通信装置は、以下に説明するように、通信のリアルタイム性(即応性)を劣化させることなく、高い品質の通信を実現することができないという課題があった。 However, a communication device used in such an inter-vehicle communication system cannot realize high-quality communication without degrading the real-time property (rapid response) of communication, as will be described below. was there.
すなわち、車々間通信システムでは、各車両が移動するのに伴って、通信装置の配置や周辺の建物の配置が変化する。これにより、通信装置は、マルチパス(輻湊波)等の影響を受ける。したがって、車々間通信システムでは、搬送波の伝搬特性が、悪い。そのため、通信品質、すなわち、通信における受信データの良または不良が問題となる特性が、著しく劣化する場合がある。このような車々間通信システムに用いられている通信装置では、通信品質を向上させることが望まれていた。そこで、車々間通信システムに用いられている従来の通信装置では、通信品質を向上させるために、BCH(Bose Chaudhuri Hocquenghem)符号等の誤り訂正符号が、通信に用いられていた。 That is, in the inter-vehicle communication system, the arrangement of communication devices and the arrangement of surrounding buildings change as each vehicle moves. As a result, the communication device is affected by multipath (radiation wave) or the like. Therefore, in the inter-vehicle communication system, the propagation characteristics of the carrier wave are poor. For this reason, the communication quality, that is, the characteristic in which the quality of received data in communication is a problem may be significantly deteriorated. In communication devices used in such inter-vehicle communication systems, it has been desired to improve communication quality. Therefore, in a conventional communication apparatus used in an inter-vehicle communication system, an error correction code such as a BCH (Baud Chaudhuri Hocquechem) code is used for communication in order to improve communication quality.
なお、「BCH符号」とは、ブロック符号の一種であり、任意の冗長度を有する符号である。「ブロック符号」とは、データを任意のビット毎のブロックに区切り、ブロック毎に符号化して送信する符号である。このBCH符号は、ARIB STD−T75によって、路車間通信システム等における通信の誤り訂正符号として用いることが推奨されている。なお、「ARIB STD−T75」とは、路車間通信システムを含む様々な通信に関する標準規格を策定している社団法人電波産業会(Association of Radio Industries and Businesses)によって定められた、通信に関する標準規格の一つである。 The “BCH code” is a kind of block code and is a code having an arbitrary redundancy. The “block code” is a code that divides data into arbitrary bit blocks, encodes each block, and transmits the data. This BCH code is recommended by ARIB STD-T75 to be used as an error correction code for communication in road-to-vehicle communication systems. Note that “ARIB STD-T75” is a communication standard established by the Association of Radio Industries and Businesses that develops various standards for communication including road-to-vehicle communication systems. one of.
なお、路車間通信システムでは、路側機と称される片側の機械は、固定されており、移動しない。これに対して、車々間通信システムでは、各車両が、移動する。そのため、車々間通信システムは、路側機周辺の特定の環境に特化された路車間通信システムよりも、通信環境が厳しい。すなわち、車々間通信システムは、路車間通信システムよりも、通信障害が発生し易い環境となっている。 In the road-to-vehicle communication system, one side machine called a roadside machine is fixed and does not move. On the other hand, in the inter-vehicle communication system, each vehicle moves. Therefore, the communication environment between vehicles is more severe than the road-vehicle communication system specialized in a specific environment around the roadside unit. In other words, the inter-vehicle communication system is more likely to cause communication failures than the road-to-vehicle communication system.
ARIB STD−T75では、誤り訂正符号として、BCH符号(特に、その中のBCH(63,51)符号)を用いることが推奨されている。なお、「BCH(63,51)符号」とは、51ビットのデータに対して、(63−51)ビット、すなわち、12ビットの冗長度が与えられたBCH符号である。しかしながら、BCH符号等のブロック符号は、一般に訂正能力が低い。そのため、通信環境が路車間通信システムよりも厳しい車々間通信システムでは、誤り訂正符号として、「ARIB STD−T75」で採用されているBCH(63,51)符号のような訂正能力の低い符号を用いると、誤り訂正を十分に行うことができずに、通信障害が頻繁に発生する。すなわち、BCH(63,51)符号等の符号は、車々間通信システムの誤り訂正符号としては、訂正能力が不十分である。 In ARIB STD-T75, it is recommended to use a BCH code (in particular, a BCH (63, 51) code therein) as an error correction code. The “BCH (63, 51) code” is a BCH code in which (63-51) bits, that is, 12-bit redundancy is given to 51-bit data. However, block codes such as BCH codes generally have a low correction capability. Therefore, in a vehicle-to-vehicle communication system in which the communication environment is more severe than a road-vehicle communication system, a code having a low correction capability such as a BCH (63, 51) code adopted in “ARIB STD-T75” is used as an error correction code. As a result, error correction cannot be performed sufficiently, and communication failures frequently occur. That is, codes such as the BCH (63, 51) code have insufficient correction capability as error correction codes for the inter-vehicle communication system.
BCH符号等のブロック符号は、高い品質の通信を行うためには、冗長度を高くする必要がある。他方、BCH符号等のブロック符号は、冗長度を高くすると、復号化処理を行う際に、計算量が増大する。車々間通信システムに用いられている従来の通信装置は、このBCH符号等のブロック符号を誤り訂正符号として用いている。そのため、従来の通信装置は、誤り訂正符号の復号化処理に多くの時間が必要となり、通信のリアルタイム性(即応性)が劣化していた。すなわち、BCH符号等のブロック符号は、単純に冗長度を高くすると、処理に時間がかかってしまい、リアル性が損なわれる。 A block code such as a BCH code needs to have high redundancy in order to perform high-quality communication. On the other hand, if the redundancy of a block code such as a BCH code is increased, the amount of calculation increases when performing decoding processing. A conventional communication device used in an inter-vehicle communication system uses a block code such as a BCH code as an error correction code. For this reason, the conventional communication apparatus requires a long time for the decoding process of the error correction code, and the real-time property (responsiveness) of communication is deteriorated. In other words, if the redundancy of a block code such as a BCH code is simply increased, processing takes time and realism is impaired.
したがって、車々間通信システムに用いられている従来の通信装置は、通信のリアルタイム性を劣化させることなく、高い品質の通信を実現することができないという課題があった。 Therefore, the conventional communication device used in the inter-vehicle communication system has a problem that high-quality communication cannot be realized without degrading the real-time property of communication.
この発明は、このような課題を解決するために、通信のリアルタイム性を劣化させることなく、従来の通信装置よりも、高い品質の通信を実現することができる通信装置を提供することを目的とする。 In order to solve such a problem, an object of the present invention is to provide a communication device capable of realizing higher quality communication than a conventional communication device without degrading the real time property of communication. To do.
上述の課題を解決するために、この発明に係る通信装置は、送信側の構成要素として、送信メッセージデータ生成部と、送信データ生成部と、パケット生成部と、パケット送信部とを有し、受信側の構成要素として、パケット受信部と、受信データ抽出部と、受信メッセージデータ生成部とを有する。 In order to solve the above-described problem, a communication device according to the present invention includes a transmission message data generation unit, a transmission data generation unit, a packet generation unit, and a packet transmission unit as components on the transmission side. The receiving side includes a packet receiving unit, a received data extracting unit, and a received message data generating unit.
送信メッセージデータ生成部は、送信メッセージデータを生成する機能手段である。 The transmission message data generation unit is a functional unit that generates transmission message data.
送信データ生成部は、反復して復号化処理が可能な符号(以下、「反復復号可能符号」と称する)をメッセージデータ用の誤り訂正符号(以下、単に「誤り訂正符号」と称する場合もある)として用い、送信メッセージデータに対して誤り訂正符号に関する符号化処理を行って、送信データを生成する機能手段である。ここで、「符号に関する符号化処理」とは、付加する符号を生成して、符号化処理の対象となるデータに符号を付加することを意味している。この「符号に関する符号化処理」は、場合によっては、符号を付加することに加え、例えばビットの並び替え等の予め定められた処理を行ってもよい。なお、メッセージデータ用の誤り訂正符号としては、ターボ符号またはLDPC(Low Density Parity Check)符号が好ましい。 The transmission data generation unit may sometimes refer to a code that can be repeatedly decoded (hereinafter referred to as “iterable decoding code”) as an error correction code for message data (hereinafter simply referred to as “error correction code”). , And a function means for generating transmission data by performing an encoding process on the error correction code on the transmission message data. Here, “encoding process related to code” means that a code to be added is generated and a code is added to data to be encoded. In this “encoding process related to codes”, in addition to adding codes, predetermined processes such as bit rearrangement may be performed. The error correction code for the message data is preferably a turbo code or an LDPC (Low Density Parity Check) code.
ターボ符号は、BCH符号等のブロック符号と同様に、冗長度を有する符号である。但し、ターボ符号は、反復復号可能符号、すなわち、反復して復号化処理を行うことができる符号である。このターボ符号は、1回当たりの復号化処理に要する時間が同程度の冗長度のBCH符号等のブロック符号の復号化処理に要する時間よりも短い。具体的な時間はCPUの演算能力によっても変わるが、仮に同じ演算速度のCPUで復号化処理を行った場合に、ターボ符号の復号化処理に要する時間は、同程度の冗長度のBCH符号の復号化処理に要する時間の数分の1程度である。他方、LDPC符号は、非常に疎な検査行列、すなわち、行列内の非零要素の数が非常に少ない行列により定義される線形符号である。LDPC符号には、正則LDPC符号(regular LDPC code)と非正則LDPC符号(irregular LDPC code)とがある。「正則LDPC符号」は、m行n列からなる検査行列Hのどの列のハミング重み(列重み)も$w_c$であり、どの行のハミング重み(行重み)も$w_r$であり、さらに$w_c$の値がmの大きさに比べて十分に小さいとき、検査行列Hより定義される符号Cのことを意味している。なお、「_」は、後続の文字が下付文字であることを表している。したがって、例えば、「w_c」は、「wc」を意味している。「非正則LDPC符号」は、各列や各行の重みが一定でない検査行列Hから定義される符号Cのことを意味している。 The turbo code is a code having redundancy like a block code such as a BCH code. However, the turbo code is an iteratively decodable code, that is, a code that can be repeatedly decoded. In this turbo code, the time required for one decoding process is shorter than the time required for the decoding process of a block code such as a BCH code having the same degree of redundancy. Although the specific time varies depending on the calculation capability of the CPU, if the decoding process is performed by the CPU having the same calculation speed, the time required for the decoding process of the turbo code is the same as that of the BCH code having the same degree of redundancy. This is about a fraction of the time required for the decoding process. On the other hand, an LDPC code is a linear code defined by a very sparse check matrix, that is, a matrix with a very small number of non-zero elements in the matrix. The LDPC code includes a regular LDPC code and an irregular LDPC code. In the “regular LDPC code”, the Hamming weight (column weight) of any column of the check matrix H composed of m rows and n columns is $ w_c $, the Hamming weight (row weight) of any row is $ w_r $, When the value of $ w_c $ is sufficiently smaller than the size of m, it means the code C defined by the check matrix H. “_” Indicates that the subsequent character is a subscript. Thus, for example, “w_c” means “w c ”. “Non-regular LDPC code” means a code C defined from a parity check matrix H in which the weight of each column or each row is not constant.
パケット生成部は、送信データに基づいて、送信用パケットを生成する機能手段である。 The packet generation unit is a functional unit that generates a transmission packet based on transmission data.
パケット送信部は、送信用パケットに対して変調処理を行って送信パケットを生成し、送信パケットを外部に送信する機能手段である。 The packet transmission unit is a functional unit that generates a transmission packet by performing modulation processing on the transmission packet, and transmits the transmission packet to the outside.
パケット受信部は、他の装置によって送信された送信パケットを受信して復調処理を行って受信パケットを生成する機能手段である。 The packet receiving unit is a functional unit that receives a transmission packet transmitted by another device, performs demodulation processing, and generates a reception packet.
受信データ抽出部は、受信パケットから送信データに相当する受信データを抽出する機能手段である。 The reception data extraction unit is a functional unit that extracts reception data corresponding to transmission data from the reception packet.
受信メッセージデータ生成部は、受信データに対してメッセージデータ用の誤り訂正符号に関する復号化処理を反復して行って、送信メッセージデータに相当する受信メッセージデータを生成する機能手段である。ここで、「符号に関する復号化処理」とは、復号化処理の対象となるデータから符号を除去して符号化処理を行う前のデータを生成することを意味している。この「符号に関する復号化処理」は、場合によっては、符号を除去することに加え、符号の除去の前または後に、例えばビットの並び替え等の予め定められた処理を行ってもよい。 The reception message data generation unit is a functional unit that generates reception message data corresponding to transmission message data by repeatedly performing decoding processing on the error correction code for message data on the reception data. Here, “decoding process related to code” means that the code is removed from the data to be subjected to the decoding process and data before the encoding process is generated. In this “decoding process related to codes”, in addition to removing codes, predetermined processes such as rearrangement of bits may be performed before or after code removal.
この受信メッセージデータ生成部は、復号化処理を反復して行うことができる。この受信メッセージデータ生成部は、予め定められた最大反復回数を上限にして、誤りのない受信メッセージデータが生成されるまで、復号化処理を反復して行うことが好ましい。 This received message data generation unit can repeatedly perform the decoding process. The reception message data generation unit preferably repeats the decoding process until an error-free reception message data is generated with a predetermined maximum number of repetitions as an upper limit.
この通信装置は、送信側で、反復復号可能符号をメッセージデータ用の誤り訂正符号として用い、送信メッセージデータに対して誤り訂正符号に関する符号化処理を行い、受信側で、受信データに対して誤り訂正符号に関する復号化処理を反復して行う。これにより、この通信装置は、受信側で、送信メッセージデータに相当する受信メッセージデータを取得する。 This communication apparatus uses an iteratively decodable code as an error correction code for message data on the transmission side, performs an encoding process on the error correction code on the transmission message data, and performs error processing on the reception data on the reception side. The decoding process regarding the correction code is repeated. Thereby, this communication apparatus acquires the received message data corresponding to the transmission message data on the receiving side.
この通信装置は、受信側で、受信データに対して誤り訂正符号に関する復号化処理を反復して行うことにより、受信データを徐々に適正な値、すなわち、誤り訂正符号に関する符号化処理を行う前の送信データに近似させることができる。そのため、この通信装置は、従来の通信装置よりも、高い品質の通信を実現することができる。 In this communication apparatus, the reception side repeatedly performs the decoding process on the error correction code on the reception data, so that the reception data is gradually converted into an appropriate value, that is, before the encoding process on the error correction code is performed. Can be approximated to the transmitted data. Therefore, this communication device can realize higher quality communication than the conventional communication device.
しかも、ターボ符号等の反復復号可能符号は、同程度の符号化率のBCH符号等のブロック符号よりも冗長度は高いが、1回当たりの復号化処理に要する時間が同程度の冗長度のBCH符号等のブロック符号の復号化処理に要する時間の数分の1程度である。そのため、この通信装置は、1〜3回程度の復号化処理を反復して行った場合であれば、従来の通信装置よりも短時間で、または、それ以上の回数の復号化処理を反復して行った場合あっても、従来の通信装置と同程度の時間で、受信メッセージを取得することができる。 In addition, iteratively decodable codes such as turbo codes have higher redundancy than block codes such as BCH codes with the same coding rate, but the time required for one decoding process has the same degree of redundancy. This is about a fraction of the time required for decoding a block code such as a BCH code. Therefore, if this communication device repeats the decoding process about 1 to 3 times, it repeats the decoding process in a shorter time or more times than the conventional communication device. The received message can be acquired in the same time as the conventional communication device.
なお、この通信装置は、送信メッセージデータだけでなく、送信ヘッダデータとなる送信メッセージ長データに対しても、符号化処理を行うとよい。 In addition, this communication apparatus is good to perform an encoding process not only with respect to transmission message data but with respect to transmission message length data used as transmission header data.
この場合、通信装置は、送信側の構成要素として、上述の送信メッセージデータ生成部と、送信データ生成部と、パケット生成部と、パケット送信部に加え、送信メッセージ長データ生成部と、送信ヘッダデータ生成部とを有し、受信側の構成要素として、上述のパケット受信部と、受信データ抽出部と、受信メッセージデータ生成部に加え、受信ヘッダデータ抽出部と、受信メッセージ長データ生成部とを有する構成となる。 In this case, the communication device includes a transmission message length data generation unit, a transmission header in addition to the transmission message data generation unit, the transmission data generation unit, the packet generation unit, and the packet transmission unit described above as components on the transmission side. In addition to the above-described packet reception unit, reception data extraction unit, and reception message data generation unit, a reception header data extraction unit, a reception message length data generation unit, It becomes the composition which has.
送信メッセージデータ生成部、送信データ生成部と、パケット生成部、及びパケット送信部は、上述の通りである。なお、パケット生成部は、送信データだけでなく、送信ヘッダデータと送信データとに基づいて、送信用パケットを生成する。 The transmission message data generation unit, the transmission data generation unit, the packet generation unit, and the packet transmission unit are as described above. The packet generator generates a transmission packet based on transmission header data and transmission data as well as transmission data.
送信メッセージ長データ生成部は、送信メッセージデータのサイズを表す送信メッセージ長データを生成する機能手段である。 The transmission message length data generation unit is a functional unit that generates transmission message length data representing the size of transmission message data.
送信ヘッダデータ生成部は、送信メッセージ長データに対してヘッダデータ用の誤り訂正符号に関する符号化処理を行って、送信ヘッダデータを生成する機能手段である。なお、ヘッダデータ用の誤り訂正符号としては、ターボ符号または一般的な畳み込み符号が好ましい。 The transmission header data generation unit is a functional unit that generates transmission header data by performing an encoding process on an error correction code for header data on transmission message length data. The error correction code for header data is preferably a turbo code or a general convolutional code.
パケット受信部、受信データ抽出部、及び受信メッセージデータ生成部は、上述の通りである。 The packet receiving unit, the received data extracting unit, and the received message data generating unit are as described above.
受信ヘッダデータ抽出部は、受信パケットから送信ヘッダデータに相当する受信ヘッダデータを抽出する機能手段である。 The reception header data extraction unit is a functional unit that extracts reception header data corresponding to transmission header data from a reception packet.
受信メッセージ長データ生成部は、受信ヘッダデータに対してヘッダデータ用の誤り訂正符号に関する復号化処理を行って、送信メッセージ長データに相当する受信メッセージ長データを生成する機能手段である。 The reception message length data generation unit is a functional unit that performs a decoding process on the header data error correction code on the reception header data and generates reception message length data corresponding to the transmission message length data.
この通信装置は、受信メッセージデータだけでなく、受信ヘッダデータに対しても、誤り訂正符号に関する復号化処理を行う。受信ヘッダデータは受信メッセージデータよりもビット数が小さい。そのため、通信装置は、受信ヘッダデータに対する復号化処理を行うことにより、他の装置から送信された送信パケットの受信が成功したのか否かを容易に判定することができる。そのため、通信装置は、受信メッセージデータに対する復号化処理よりも受信ヘッダデータに対する復号化処理を優先して行い、これにより、送信パケットの受信が成功していると判定された場合に、受信メッセージデータに対する復号化処理を行うことにより、他の装置から送信された送信パケットの受信が失敗していた場合における無駄な復号化処理をなくすことができる。その結果、通信装置は、さらに、計算量の増大を抑制することができ、リアルタイム性を向上させることができる。 This communication apparatus performs a decoding process related to an error correction code not only on received message data but also on received header data. The received header data has a smaller number of bits than the received message data. Therefore, the communication device can easily determine whether or not the transmission packet transmitted from another device has been successfully received by performing the decoding process on the received header data. Therefore, the communication device prioritizes the decoding process for the received header data over the decoding process for the received message data, and when it is determined that the transmission packet has been successfully received, the received message data By performing the decryption process for, a useless decryption process in the case where reception of a transmission packet transmitted from another device has failed can be eliminated. As a result, the communication device can further suppress an increase in the amount of calculation and improve the real-time property.
なお、送信パケットの受信が成功していれば、通信装置は、受信メッセージデータに対するメッセージデータ用の誤り検出符号に関する復号化処理を行うだけで、受信メッセージデータを生成できる可能性がある。そのため、通信装置は、これによっても、リアルタイム性をさらに向上させることができる。 If reception of the transmission packet is successful, the communication apparatus may be able to generate received message data simply by performing a decoding process on the error detection code for message data with respect to the received message data. Therefore, the communication device can further improve the real-time property.
なお、この通信装置は、受信データに対して誤り訂正符号に関する復号化処理を反復して行う前に、メッセージ部分データを抽出し、メッセージ部分データに対して誤り検出符号に関する誤り検出処理を行うように構成するとよい。この構成によれば、誤り検出処理で、誤りがないと判定された場合に、受信データに対する復号化処理を反復して行うことなく、メッセージ部分データから誤りのない受信メッセージデータを抽出することができる。そのため、この構成によれば、さらに、計算量の増大を抑制することができ、リアルタイム性の高い通信が可能となる。 The communication apparatus extracts the message part data and repeatedly performs the error detection process on the error detection code on the message partial data before repeatedly performing the decoding process on the error correction code on the received data. It is good to configure. According to this configuration, when it is determined that there is no error in the error detection process, it is possible to extract the received message data without error from the message partial data without repeatedly performing the decoding process on the received data. it can. Therefore, according to this configuration, it is possible to further suppress an increase in the amount of calculation, and communication with high real-time characteristics is possible.
この発明に係る通信装置によれば、例えばターボ符号等の反復復号可能符号をメッセージデータ用の誤り訂正符号として用いている。ターボ符号等の反復復号可能符号は、復号化処理を反復して行うことにより、受信メッセージデータを徐々に適正な値、すなわち、ターボ符号等の反復復号可能符号に関する符号化処理を行う前の送信メッセージデータに近似させることができる。そのため、この通信装置は、従来の通信装置よりも、高い品質の通信を実現することができる。 According to the communication device of the present invention, iteratively decodable codes such as turbo codes are used as error correction codes for message data. An iteratively decodable code such as a turbo code is obtained by repeatedly performing a decoding process, so that received message data is gradually transmitted to an appropriate value, that is, transmitted before performing an encoding process related to an iteratively decodable code such as a turbo code. It can be approximated to message data. Therefore, this communication device can realize higher quality communication than the conventional communication device.
しかも、ターボ符号等の反復復号可能符号は、BCH符号等のブロック符号よりも冗長度は高いが、BCH符号等のブロック符号よりも数分の1程度の時間で1回当たりの復号化処理を行うことができる。そのため、この通信装置は、1〜3回程度復号化処理を反復して行った場合であれば、従来の通信装置よりも短時間で、または、それ以上復号化処理を反復して行った場合あっても、従来の通信装置と同程度の時間で、受信メッセージを取得することができる。 In addition, iteratively decodable codes such as turbo codes have higher redundancy than block codes such as BCH codes, but the decoding process can be performed once in a fraction of the time of block codes such as BCH codes. It can be carried out. Therefore, if this communication device repeats the decoding process about 1 to 3 times, the communication device repeats the decoding process in a shorter time or more than the conventional communication device. Even in such a case, the received message can be acquired in the same time as the conventional communication device.
したがって、この発明に係る通信装置によれば、通信のリアルタイム性を劣化させることなく、ARIB STD−T75によって推奨されているBCH(63,51)符号を用いた従来の通信装置よりも、高い品質の通信を実現することができる。 Therefore, according to the communication apparatus according to the present invention, the quality is higher than that of the conventional communication apparatus using the BCH (63, 51) code recommended by ARIB STD-T75 without degrading the real-time property of communication. Communication can be realized.
以下、図を参照して、「通信装置の構成」、「ターボ符号」、「ターボ符号の特性評価」、及び「通信装置の動作」の順で、この発明の実施の形態につき説明する。各図において、共通する構成要素や同様な構成要素については、同一の符号を付し、それらの重複する説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in the order of “configuration of communication device”, “turbo code”, “characteristic evaluation of turbo code”, and “operation of communication device” with reference to the drawings. In each drawing, common components and similar components are denoted by the same reference numerals, and redundant description thereof is omitted.
<通信装置の構成>
車々間通信システムは、各車両に搭載された通信装置と通信装置との間で無線通信を行うことにより、通信装置間で相互にデータを交換する。なお、通信装置と通信装置との間には、電波を中継するため中継器(図示せず)が設けられている場合がある。この中継器については、この発明の要旨に関係しないので、ここでは、詳細な説明を省略する。
<Configuration of communication device>
The inter-vehicle communication system exchanges data between communication devices by performing wireless communication between the communication device mounted on each vehicle and the communication device. Note that a repeater (not shown) may be provided between the communication device and the communication device to relay radio waves. Since this repeater is not related to the gist of the present invention, detailed description thereof is omitted here.
以下、図1を参照して、この発明に係る通信装置の構成につき説明する。なお、図1はこの発明に係る通信装置の機能ブロック図である。 The configuration of the communication apparatus according to the present invention will be described below with reference to FIG. FIG. 1 is a functional block diagram of a communication apparatus according to the present invention.
通信装置100は、送信側の装置(以下、単に「送信側」と称する場合もある)100Aと受信側の装置(以下、単に「受信側」と称する場合もある)100Bとを有する。
The
通信装置100における通信は、受信側の装置100Bが通信によって受信されたデータを、一旦、主格納部290に格納してから、主格納部290から読み出して、予め定められた処理を行う。これらの一連の動作は、主格納部290に予め読み出し自在に格納されているプログラムによって規定されている。以下、この点については、説明を省略する。
In the communication in the
なお、以下の説明で、「符号に関する符号化処理」とは、付加する符号を生成して、符号化処理の対象となるデータに符号を付加することを意味している。この「符号に関する符号化処理」は、場合によっては、符号を付加することに加え、例えばビットの並び替え等の予め定められた処理を行ってもよい。また、「符号に関する復号化処理」とは、復号化処理の対象となるデータから符号を除去して符号化処理を行う前のデータを生成することを意味している。この「符号に関する復号化処理」は、場合によっては、符号を除去することに加え、符号の除去の前または後に、例えばビットの並び替え等の予め定められた処理を行ってもよい。 In the following description, “encoding process related to code” means that a code to be added is generated and a code is added to data to be encoded. In this “encoding process related to codes”, in addition to adding codes, predetermined processes such as bit rearrangement may be performed. Further, “decoding process related to code” means that the code is removed from the data to be decoded and data before the encoding process is generated. In this “decoding process related to codes”, in addition to removing codes, predetermined processes such as rearrangement of bits may be performed before or after code removal.
通信装置100は、送信側100Aの構成要素として、主演算部101と主格納部190とを有する。また、通信装置100は、受信側の装置100Bとして、主演算部201と主格納部290とを有する。
The
送信側100Aの主演算部101は、各種の演算を行う機能手段である。主演算部101は、CPUによって構成されている。主演算部101は、例えば、タイマー103、送信メッセージデータ生成部110、送信データ生成部120、送信メッセージ長データ生成部130、送信ヘッダデータ生成部140、パケット生成部150、パケット送信部160、及び送信アンテナ170を備えている。
The
タイマー103は、経過時間を計測する機能手段である。送信側100Aの各構成要素は、このタイマー103によって計測される経過時間に応じて動作する。
The
送信メッセージデータ生成部110は、送信メッセージデータ110aを生成する機能手段である。
The transmission message
送信データ生成部120は、反復して復号化処理が可能な符号(以下、「反復復号可能符号」と称する)をメッセージデータ用の誤り訂正符号(以下、単に「誤り訂正符号」と称する場合もある)として用い、送信メッセージデータ110aに対して誤り訂正符号に関する符号化処理を行って、送信データ120aを生成する機能手段である。
The transmission
送信データ生成部120は、メッセージデータ用誤り検出符号符号化部122とメッセージデータ用誤り訂正符号符号化部124とを備えている。
The transmission
この実施の形態では、メッセージデータ用誤り検出符号符号化部122は、メッセージデータ用の誤り検出符号として、CRC(Cyclic Redundancy checking)符号を用いている。CRC符号は、データ通信における誤り検出用のハミング符号の一種であり、日常的に用いられている。以下、メッセージデータ用誤り検出符号符号化部122を「第1CRC符号符号化部122」と称する。
In this embodiment, the message data error detection
また、この実施の形態では、メッセージデータ用誤り訂正符号符号化部124は、メッセージデータ用の誤り訂正符号として、ターボ符号を用いている。ターボ符号は、反復、すなわち、繰り返して、復号化処理が可能な誤り訂正符号(以下、「反復復号可能符号」と称する)である。ターボ符号は、復号化処理を反復して行う度に、適正な値、すなわち、符号化処理を行う前のデータに近似していく。なお、ターボ符号の詳細については、後述する。以下、メッセージデータ用誤り訂正符号符号化部124を「ターボ符号符号化部124」と称する。なお、この実施の形態では、メッセージデータ用の誤り訂正符号として、反復復号可能符号の一種である、ターボ符号を用いるものとする。これは、ターボ符号が後述するような特性を有するため、特に好ましいからである。
In this embodiment, the error correction code encoding unit for
なお、第1CRC符号符号化部122は、送信メッセージデータ110aに基づいて、第1送信データ122aを生成し、ターボ符号符号化部124に出力する。この実施の形態では、第1送信データ122aは、送信メッセージデータ110aにCRC符号を付加したデータとする。また、ターボ符号符号化部124は、第1送信データ122aに基づいて、第2送信データ124aを生成し、第2送信データ124aを送信データ120aとして、パケット生成部150に出力する。この実施の形態では、第2送信データ124aは、第1送信データ122aにターボ符号を付加したデータとする。
The first CRC
送信メッセージ長データ生成部130は、送信メッセージデータ110aのサイズを表す送信メッセージ長データ130aを生成する機能手段である。
The transmission message length
送信ヘッダデータ生成部140は、送信メッセージ長データ130aに対してヘッダデータ用の誤り訂正符号に関する符号化処理を行って、送信ヘッダデータ140aを生成する機能手段である。なお、ヘッダデータ用の誤り訂正符号としては、ターボ符号、またはLDPC(Low Density Parity Check)符号、または一般的な畳み込み符号が好ましい。この実施の形態では、ヘッダデータ用の誤り訂正符号として、ターボ符号を用いるものとして説明する。
The transmission header
送信ヘッダデータ生成部140は、ヘッダデータ用誤り検出符号符号化部142とヘッダデータ用誤り訂正符号符号化部144とを備えている。
The transmission header
この実施の形態では、ヘッダデータ用誤り検出符号符号化部142は、ヘッダデータ用の誤り検出符号として、CRC符号を用いている。以下、ヘッダデータ用誤り検出符号符号化部142を「第2CRC符号符号化部142」と称する。
In this embodiment, the header data error detection
また、この実施の形態では、ヘッダデータ用誤り訂正符号符号化部144は、ヘッダデータ用の誤り訂正符号として、ターボ符号または畳み込み符号を用いている。以下、ヘッダデータ用誤り訂正符号符号化部144を単に「誤り訂正符号符号化部144」と称する場合もある。
In this embodiment, the header data error
なお、第2CRC符号符号化部142は、送信メッセージ長データ130aに基づいて、第1送信ヘッダデータ142aを生成し、誤り訂正符号符号化部144に出力する。この実施の形態では、第1送信ヘッダデータ142aは、送信メッセージ長データ130aにCRC符号を付加したデータとする。また、誤り訂正符号符号化部144は、第1送信ヘッダデータ142aに基づいて、第2送信ヘッダデータ144aを生成し、第2送信ヘッダデータ144aを送信ヘッダデータ140aとして、パケット生成部150に出力する。この実施の形態では、第2送信ヘッダデータ144aは、第1送信ヘッダデータ142aに、ターボ符号または畳み込み符号を付加したデータとする。
The second CRC
パケット生成部150は、送信ヘッダデータ140a及び送信データ120aに基づいて、送信用パケット150aを生成する機能手段である。
The
パケット送信部160は、送信用パケット150aに対して、例えば、複数の符号系列による変調や、デジタル信号からアナログ信号への変換等の処理を行って送信パケット100aを生成し、送信アンテナ170を介して、送信パケット100aを外部に送信する機能手段である。
The
送信側100Aの主格納部190は、各種のプログラムやデータを格納する格納手段である。主格納部190は、RAMやレジスタによって構成されている。
The
なお、図1には、送信側100Aの各構成要素は、各種の信号やデータを後段の構成要素にダイレクトに出力するように描かれている。しかしながら、実際は、各構成要素は、主格納部190を介して、各種の信号やデータを後段の構成要素に出力する。すなわち、前段の構成要素は、各種の信号やデータを主格納部190に格納し、後段の構成要素がその信号やデータを主格納部190から読み出す。これらの一連の動作は、プログラムによって規定されている。以下、この点については、説明を省略する。また、送信側100Aは、タイマー103によって計測される時間に応じて動作する。以下、この点については、説明を省略する。
In FIG. 1, each component on the
受信側100Bの主演算部201は、各種の演算を行う機能手段である。主演算部201は、CPUによって構成されている。主演算部201は、例えば、タイマー203、カウンタ205、受信アンテナ210、パケット受信部220、受信ヘッダデータ抽出部230、受信メッセージ長データ生成部240、受信データ抽出部250、メッセージ部分データ抽出部260、メッセージデータ用誤り検出符号復号化部270、及び受信メッセージデータ生成部280を備えている。
The
タイマー203は、経過時間を計測する機能手段である。受信側100Bの各構成要素は、このタイマー203によって計測される経過時間に応じて動作する。
The
カウンタ205は、後述の第1受信データ250aに対するターボ符号に関する復号化処理を反復して行った回数nをカウントする機能手段である。
The
パケット受信部220は、受信アンテナ210を介して、他の装置によって送信された送信パケット(以下、「他車両パケット」と称する場合がある)100bを受信して、アナログ信号からデジタル信号への変換や、複数の符号系列による復調、ユニークワードの検出等の処理を行って受信パケット220aを生成する機能手段である。
The
受信ヘッダデータ抽出部230は、受信パケット220aから送信ヘッダデータ140aに相当する受信ヘッダデータ(以下、「第1受信ヘッダデータ」と称する場合もある)230aを抽出する機能手段である。
The reception header
受信メッセージ長データ生成部240は、受信ヘッダデータ230aに対してヘッダデータ用の誤り訂正符号に関する復号化処理を行って、送信メッセージ長データ130aに相当する受信メッセージ長データ240aを生成する機能手段である。
The reception message length
受信メッセージ長データ生成部240は、ヘッダデータ用誤り訂正符号復号化部242とヘッダデータ用誤り検出符号復号化部244とを備えている。
The received message length
この実施の形態では、ヘッダデータ用誤り訂正符号復号化部242は、ヘッダデータ用の誤り訂正符号として、ターボ符号または畳み込み符号を用いている。以下、ヘッダデータ用誤り訂正符号復号化部242を単に「誤り訂正符号復号化部242」と称する場合もある。
In this embodiment, the header data error correction
また、この実施の形態では、ヘッダデータ用誤り検出符号復号化部244は、ヘッダデータ用の誤り検出符号として、CRC符号を用いている。以下、ヘッダデータ用誤り検出符号復号化部244を「第1CRC符号復号化部244」と称する。
In this embodiment, the header data error detection
なお、誤り訂正符号復号化部242は、受信ヘッダデータ230aに基づいて、第2受信ヘッダデータ242aを生成し、第1CRC符号復号化部244に出力する。この実施の形態では、第2受信ヘッダデータ242aは、受信ヘッダデータ230aからターボ符号または畳み込み符号以外の部分を抽出したデータとする。また、第1CRC符号復号化部244は、第2受信ヘッダデータ242aに基づいて、受信メッセージ長データ244aを生成し、受信メッセージ長データ244aを受信メッセージ長データ240aとして、受信データ抽出部250に出力する。この実施の形態では、受信メッセージ長データ244aは、第2受信ヘッダデータ242aからCRC符号以外の部分を抽出したデータとする。
Note that the error correction
なお、第1CRC符号復号化部244は、第2受信ヘッダデータ242aに対してヘッダデータ用の誤り検出符号(ここでは、CRC符号)に関する検出処理を行う。ここで、「誤り検出符号に関する検出処理」とは、検出処理の対象となるデータ系列に対して復号化処理、すなわち、データ系列から誤り検出符号を除去する処理を行って、復号化処理の結果を生成し、さらに、誤り検出符号に基づいてその復号化処理の結果の誤りの有無を判定することを意味する。ここでは、第1CRC符号復号化部244は、第2受信ヘッダデータ242aに対してCRC符号に関する復号化処理、すなわち、第2受信ヘッダデータ242aからCRC符号を除去する処理を行って、復号化処理の結果としてCRC符号が除去された第2受信ヘッダデータ242aを生成し、さらに、CRC符号に基づいて、復号化処理の結果であるCRC符号が除去された第2受信ヘッダデータ242aの誤りの有無を判定する処理を行う。これにより、第1CRC符号復号化部244は、第2受信ヘッドデータ242aに対する誤りの有無の判定を行う。この判定で、誤りがあると判定された場合は、他車両パケット100bの受信が失敗したことを意味する。この場合、通信装置100は、誤りのない受信メッセージデータを生成することができないので、受信側100Bの動作を中止することになる。
Note that the first CRC
また、第1CRC符号復号化部244は、受信メッセージ長データ240aを受信データ抽出部250に出力するが、これは、受信データ抽出部250に、受信パケット230aのデータの形式を識別させることにより、受信パケット220aからの受信データ250aの抽出を、短時間で行わせるためである。
In addition, the first CRC
受信データ抽出部250は、受信パケット220aから送信データ120aに相当する受信データ(以下、「第1受信データ」と称する場合もある)250aを抽出する機能手段である。
The reception
メッセージ部分データ抽出部260は、受信データ250aから、メッセージ部分のデータであるメッセージ部分データ260aを抽出する機能手段である。
The message part
メッセージデータ用誤り検出符号復号化部270は、メッセージ部分データ260aに対してメッセージデータ用の誤り検出符号に関する復号化処理を行って、送信メッセージデータ110aに相当する受信メッセージデータ(以下、「第1受信メッセージデータ」と称する場合もある)270aを生成する機能手段である。この実施の形態では、メッセージデータ用誤り検出符号復号化部270は、メッセージデータ用の誤り検出符号として、CRC符号を用いている。以下、メッセージデータ用誤り検出符号復号化部270を「第2CRC符号復号化部270」と称する。
The message data error detection
第2CRC符号復号化部270は、メッセージ部分データ260aに基づいて、第1受信メッセージデータ270aを生成し、受信メッセージデータ格納部292に出力する。この実施の形態では、第1受信メッセージデータ270aは、メッセージ部分データ260aからCRC符号以外の部分、すなわち、メッセージ部分のデータを抽出したデータとする。
Second CRC
なお、第2CRC符号復号化部270は、メッセージ部分データ260aに対してメッセージデータ用の誤り検出符号(ここでは、CRC符号)に関する検出処理、すなわち、メッセージ部分データ260aに対してCRC符号に関する復号化処理、すなわち、メッセージ部分データ260aからCRC符号を除去する処理を行って、復号化処理の結果としてCRC符号が除去されたメッセージ部分データ260aを生成し、さらに、CRC符号に基づいて、復号化処理の結果としてCRC符号が除去されたメッセージ部分データ260aの誤りの有無を判定する処理を行う。これにより、第2CRC符号復号化部270は、メッセージ部分データ260aに対する誤りの有無の判定を行う。
Note that the second CRC
この判定で、誤りがあると判定される場合は、誤りのない第1受信メッセージデータ270aの生成が失敗したことを意味する。この場合、第2CRC符号復号化部270は、第1受信メッセージデータ270aに誤りがあることを表す第1正誤判定データ270bを生成して、受信メッセージデータ生成部280に出力する。これにより、第2CRC符号復号化部270は、受信メッセージデータ生成部280に、第2受信メッセージデータ284aの生成を行わせることになる。
If it is determined in this determination that there is an error, it means that the generation of the first
また、この判定で、誤りがないと判定される場合は、誤りのない第1受信メッセージデータ270aの生成が成功したことを意味する。この場合、第2CRC符号復号化部270は、第1受信メッセージデータ270aに誤りがないことを表す第1正誤判定データ270bを生成して、受信メッセージデータ生成部280に出力する。これにより、第2CRC符号復号化部270は、受信メッセージデータ生成部280に、第2受信メッセージデータ284aの生成を行わせずに、待機させることになる。
Further, if it is determined in this determination that there is no error, it means that the generation of the first
このように、第2CRC符号復号化部270は、第1正誤判定データ270bを受信メッセージデータ生成部280に出力する。これは、受信メッセージデータ生成部280に、第2受信メッセージデータ284aの生成を行わせるか否かを指示するためである。
As described above, the second CRC
なお、この実施の形態の通信装置100は、受信メッセージデータ生成部280による第2受信メッセージデータ284aの生成の前に、メッセージ部分データ抽出部260及び第2CRC符号復号化部270による第1受信メッセージデータ270aの生成を行っている。これは、他車両パケット100の受信に成功していた場合に、第1受信データ250aに対して単純なメッセージデータ用の誤り検出符合(ここでは、CRC符号)に関する復号化処理を行うことによって、誤りのない受信メッセージデータ270aを生成できる可能性が高いからである。通信装置100は、誤りのない第1受信メッセージデータ270aを生成できた場合には、受信メッセージデータ生成部280による第2受信メッセージデータ284aの生成を行う必要がないため、短時間(例えば、約10mS)で受信メッセージデータを生成することができる。
Note that the
受信メッセージデータ生成部280は、受信データ250aに対してメッセージデータ用の誤り訂正符号に関する復号化処理を反復して行って、送信メッセージデータに相当する受信メッセージデータ280aを生成する機能手段である。この受信メッセージデータ生成部280は、復号化処理を反復して行うことができる。この受信メッセージデータ生成部280は、予め定められた最大反復回数を上限にして、誤りのない受信メッセージデータ280aが生成されるまで、復号化処理を反復して行う。
The reception message
受信メッセージデータ生成部280は、メッセージデータ用誤り訂正符号復号化部282とメッセージデータ用誤り検出符号復号化部284とを備えている。
The received message
この実施の形態では、メッセージデータ用誤り訂正符号復号化部282は、メッセージデータ用の誤り訂正符号として、ターボ符号を用いている。以下、メッセージデータ用誤り訂正符号復号化部282を「ターボ符号復号化部282」と称する。
In this embodiment, the message data error correction
また、この実施の形態では、メッセージデータ用誤り検出符号復号化部284は、メッセージデータ用の誤り検出符号として、CRC符号を用いている。以下、メッセージデータ用誤り検出符号復号化部284を「第3CRC符号復号化部284」と称する。
In this embodiment, the error detection
なお、ターボ符号復号化部282は、第1受信データ250aに基づいて、第2受信データ282aを生成し、第3CRC符号復号化部284に出力する。この実施の形態では、第2受信データ282aは、第1受信データ250aからターボ符号以外の部分を抽出したデータとする。また、第3CRC符号復号化部284は、第2受信データ282aに基づいて、受信メッセージデータ284aを生成し、受信メッセージデータ284aを受信メッセージデータ280aとして、受信メッセージデータ格納部292に出力する。この実施の形態では、第2受信メッセージデータ284aは、第2受信データ282aからCRC符号以外の部分、すなわち、メッセージ部分のデータを抽出したデータとする。
The turbo
なお、第3CRC符号復号化部284は、第2受信データ282aに対してメッセージデータ用の誤り検出符号(ここでは、CRC符号)に関する検出処理を行う。これにより、第3CRC符号復号化部284は、第2受信データ282aに対する誤りの有無の判定を行う。
Note that the third CRC
この判定で、誤りがあると判定される場合は、誤りのない第2受信データ282aの生成が失敗したこと、すなわち、第2受信データ282aの中に単純なメッセージデータ用の誤り検出符合(ここでは、CRC符号)に関する復号化処理を行うだけでは誤りのない受信メッセージデータを生成することができないことを意味する。この場合、第3CRC符号復号化部284は、第2受信データ282aに誤りがあることを表す第2正誤判定データ284bを生成して、ターボ符号復号化部282に出力する。これにより、第3CRC符号復号化部284は、ターボ符号復号化部282に、前回の第2受信データ282aに基づいて新たな第2受信データ282aの生成を行わせることになる。
If it is determined in this determination that there is an error, the generation of error-free second received
また、この判定で、誤りがないと判定される場合は、誤りのない第2受信データ282aの生成が成功したこと、すなわち、第2受信データ282aの中に単純なメッセージデータ用の誤り検出符合(ここでは、CRC符号)に関する復号化処理を行うだけで誤りのない受信メッセージデータを生成することができることを意味する。この場合、第3CRC符号復号化部284は、第2受信データ282aに誤りがないことを表す第2正誤判定データ284bを生成して、ターボ符号復号化部282に出力する。これにより、第3CRC符号復号化部284は、ターボ符号復号化部282に、第2受信データ282aの生成を行わせずに、待機させることになる。
If it is determined that there is no error in this determination, the generation of error-free second received
このように、第3CRC符号復号化部284は、第2正誤判定データ284bをターボ符号復号化部282に出力する。これは、ターボ符号復号化部282に、新たな第2受信データ282aの生成を行わせるか否かを指示するためである。
In this way, the third CRC
受信側100Bの主格納部290は、各種のプログラムやデータを格納する格納手段である。主格納部290は、RAMやレジスタによって構成されている。主格納部290は、運用に応じて、様々なプログラムやデータを格納するための格納領域が設けられている。その一つに、受信メッセージデータ格納部292がある。
The
受信メッセージデータ格納部292は、メッセージデータ用誤り検出符号復号化部270によって生成された受信メッセージデータ270aまたは受信メッセージデータ生成部280によって生成された受信メッセージデータ280aを格納する格納手段である。
The reception message
なお、図1には、受信側100Bの各構成要素は、各種の信号やデータを後段の構成要素にダイレクトに出力するように描かれている。しかしながら、実際は、各構成要素は、主格納部290を介して、各種の信号やデータを後段の構成要素に出力する。すなわち、前段の構成要素は、各種の信号やデータを主格納部290に格納し、後段の構成要素がその信号やデータを主格納部290から読み出す。これらの一連の動作は、プログラムによって規定されている。以下、この点については、説明を省略する。また、受信側100Bは、タイマー203によって計測される時間に応じて動作する。以下、この点については、説明を省略する。
In FIG. 1, each component on the receiving
<ターボ符号>
以下、まず、ターボ符号の概要につき説明する。なお、「ターボ符号」の詳細については、例えば、特開2000−31837号その他に開示されているので、ここでは、概要のみを説明する。
<Turbo code>
Hereinafter, first, an outline of the turbo code will be described. The details of the “turbo code” are disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-31837 and others, and only the outline will be described here.
ターボ符号は、1993年にフランスのBerrouらによって、シャノン限界に近い伝送特性を、現実的な処理で実現する符号化/復号化方式の一種として提案された。「シャノン限界」とは、CNR(信号対雑音比:Carrier vs. Noise Ratio)またはEb/No(但し、Ebはビットあたりの電力であり、Noは1Hzあたりの雑音電力である)がどこまで低くなっても誤り訂正が可能で、かつ、所定の誤り率でデータ信号を復調できるとされる論理上の限界、すなわち、誤りなしに送信可能なデータ伝送速度の理論上の限界を表している。 The turbo code was proposed by Berrou et al. In 1993 as a kind of encoding / decoding system that realizes transmission characteristics close to the Shannon limit by realistic processing. “Shannon limit” refers to how low the CNR (Carrier vs. Noise Ratio) or Eb / No (where Eb is the power per bit and No is the noise power per 1 Hz) This represents a logical limit that allows error correction and that a data signal can be demodulated at a predetermined error rate, that is, a theoretical limit of a data transmission rate that can be transmitted without error.
ターボ符号は、二つ以上の並列付加符号器と一つ以上のインタリーバを有する符号化部によって生成される。各符号器は、通常、同一の畳み込み符号器であるが、異なっていてもよい。インタリーバは、データ系列を任意の順序に並び替える。 The turbo code is generated by an encoding unit having two or more parallel additional encoders and one or more interleavers. Each encoder is typically the same convolutional encoder, but may be different. The interleaver rearranges the data series in an arbitrary order.
ターボ符号は、データ系列を、一つ目の符号器に入力するとともに、インタリーバを介して二つ目の符号器に入力し、一つ目の符号器によって第1パリティビット列を生成するとともに、インタリーバによって生成された出力、すなわち、順序が並び替えられてデータ系列に基づいて、二つ目の符号器によって第2パリティビット列を生成し、第1パリティビット列と第2パリティビット列とを多重化または間引きして多重化パリティビット列を生成し、さらに、多重化パリティビット列とデータ系列とを多重化することによって、生成される。 In the turbo code, a data sequence is input to a first encoder and input to a second encoder via an interleaver, and a first parity bit string is generated by the first encoder, and an interleaver is also generated. The second parity bit string is generated by the second encoder based on the data sequence, that is, the order is rearranged, and the first parity bit string and the second parity bit string are multiplexed or thinned out. Thus, a multiplexed parity bit string is generated, and further generated by multiplexing the multiplexed parity bit string and the data series.
ターボ符号は、一つ目の符号器に対応する一つ目の復号器と、二つ目の符号器に対応する二つ目の復号器とによって、元のデータ系列に復号される。このとき、二つ目の復号器は、一つの復号器によって生成された出力をフィードバックしながら反復して復号化処理を行う。ターボ符号は、反復して復号化処理を行う度に、適正な値、すなわち、符号化処理を行う前のデータ系列に近似していく。ターボ符号の「ターボ」は、排気をフィードバックすることでエンジン性能を高めるターボ・エンジンに由来している。 The turbo code is decoded into the original data sequence by the first decoder corresponding to the first encoder and the second decoder corresponding to the second encoder. At this time, the second decoder repeats the decoding process while feeding back the output generated by the one decoder. Each time the turbo code is repeatedly decoded, the turbo code approximates an appropriate value, that is, a data sequence before the encoding process. The turbo code “Turbo” is derived from a turbo engine that improves engine performance by feeding back exhaust.
以下、図4(A)及び(B)を参照して、ターボ符号符号化部及び復号化部の具体的な構成につき説明する。なお、図4(A)及び(B)は、ターボ符号符号化部及び復号化部の構成を示す図である。図4(A)は、ターボ符号符号化部の構成を示しており、図4(B)は、ターボ符号復号化部の構成を示している。なお、図4(A)及び(B)に示す構成は、既に公知のものである。 Hereinafter, specific configurations of the turbo code encoding unit and the decoding unit will be described with reference to FIGS. 4A and 4B are diagrams illustrating configurations of a turbo code encoding unit and a decoding unit. 4A shows the configuration of the turbo code encoder, and FIG. 4B shows the configuration of the turbo code decoder. In addition, the structure shown to FIG. 4 (A) and (B) is already a well-known thing.
図4(A)に示すように、ターボ符号符号化部124は、インタリーバ(inter−leaver)310と、第1符号器(encoder)320と、第2符号器330と、多重化器340と、多重化器350とを備えている。なお、第1及び第2符号器320及び330の構成は、同じでもよいし、または異なってもよい。これら第1及び第2符号器320及び330は、要素符号器(component encoder)とも称されている。
As shown in FIG. 4A, the
ターボ符号符号化部124では、送信データ系列(図1に示す構成では、第1送信データ122a)が、第1符号器320、インタリーバ310、及び多重化器350に入力される。
In
第1符号器320は、データ系列が入力されると、これに応答して、第1パリティビット列を生成し、多重化器340に出力する。
When the data sequence is input, the
インタリーバ310は、データ系列が入力されると、これに応答して、データ系列の順序を並べ替えて、第2符号器330に出力する。
When the data series is input, the
第2符号器330は、並べ替えられたデータ系列が入力されると、これに応答して、第2パリティビット列を生成し、多重化器340に出力する。
When the rearranged data sequence is input, the
多重化器340は、第1及び第2のパリティビット列が入力されると、これに応答して、第1のパリティビット列と第2のパリティビット列との多重化、または、間引き(puncturing)して、多重化されたパリティビット列(以下、「多重化パリティビット列」と称する)を生成し、多重化器350に出力する。
In response to the input of the first and second parity bit strings, the
多重化器350は、多重化パリティビット列が入力されると、これに応答して、予め入力されていたデータ系列と多重化パリティビット列とを多重化して出力データ(図1に示す構成では、第2送信データ124a)を生成する。
In response to the input of the multiplexed parity bit string, the
他方、図4(B)に示すように、ターボ符号復号化部282は、第1復号器(decoder)410と、インタリーバ420と、第2復号器430と、デインタリーバ(deinter−leaver)440とを備えている。なお、第1及び第2復号器410及び430の構成は、同じでもよいし、または異なってもよい。これら第1及び第2復号器410及び430は、要素復号器(component decoder)とも称されている。
On the other hand, as shown in FIG. 4B, the turbo
ターボ符号復号化部282では、受信データ系列(図1に示す構成では、第1受信データ250a)が、第1復号器410、及びインタリーバ420に入力される。第1復号器410は、第1符号器320に対応する復号器である。
In turbo
第1復号器410は、データ系列が入力されると、これに応答して、データ系列に対する復号化処理を行って、各データシンボルの復号化処理の結果とその信頼度を表すデータ(以下、「信頼度データ」と称する)を生成し、インタリーバ420に出力する。
When the data sequence is input, the
インタリーバ420は、第1復号器410から復号化処理の結果及び信頼度データが入力されると、これに応答して、復号化処理の結果及び信頼度データの順序と、予め入力されていたデータ系列の順序を並べ替えて、第2復号器430に出力する。
When the
第2復号器430は、並べ替えられた復号化処理の結果及び信頼度データとデータ系列が入力されると、これに応答して、信頼度データとデータ系列とを用いて復号化処理を行ない、これにより信頼度データを生成して、デインタリーバ440に出力する。
When the rearranged decoding process result and the reliability data and the data series are input, the
デインタリーバ440は、信頼度データが入力されると、これに応答して、インタリーバ420による信頼度データの並びを元の並びに並べ替えて、第1復号器410に出力する。
In response to the input of reliability data, the
第1復号器410は、再び、データ系列に対する復号化処理を行う。但し、2回目以降の復号化処理の繰り返しでは、第1復号器410は、受信データ系列と、デインタリーバ440を介して第2復号器430から出力された信頼度データとに基づいて、復号化処理を行う。
The
ターボ符号復号化部282は、このような動作を数回から十数回繰り返し行う。その後、ターボ符号復号化部282は、第2復号器430で信頼度データに対する最終判定を行ない、その判定結果を後続に出力する。
The turbo
なお、インタリーバの並べ替えは、ターボ符号符号化部124とターボ符号復号化部282とで同じである。ターボ符号復号化部282では、受信データ系列に加えて、信頼度データも並べ替える。これは、第2復号器430で、パリティビット列の順に信頼度データと受信データ系列とを並べ、データの並びを第2符号器340での順序に合わせるためである。
Note that the rearrangement of the interleaver is the same in the turbo
ターボ符号は、BCH符号等のブロック符号と同様に、冗長度を有する符号である。但し、ターボ符号は、反復復号可能符号、すなわち、反復して復号化処理を行うことができる符号である。このターボ符号は、復号化処理を反復して行う度に、適正な値、すなわち、符号化処理を行う前のデータに近似していく。ターボ符号のような反復復号可能符号は、例えば、BCH符号のようなブロック符号と同じ冗長度であれば、復号化処理を反復して行う度に、適正な値に近似していくので、ブロック符号よりも優れた訂正能力を得ることができる。 The turbo code is a code having redundancy like a block code such as a BCH code. However, the turbo code is an iteratively decodable code, that is, a code that can be repeatedly decoded. Each time the turbo code is repeatedly decoded, the turbo code approximates an appropriate value, that is, data before the encoding process. If an iteratively decodable code such as a turbo code has the same redundancy as that of a block code such as a BCH code, for example, the block is approximated to an appropriate value every time the decoding process is repeated. A correction capability superior to that of the code can be obtained.
この発明に係る通信装置100は、このような反復復号可能符号の一種であるターボ符号をメッセージデータ用の誤り訂正符号として用いている。そのため、通信装置100は、従来の通信装置よりも訂正能力を向上させることができる。
The
しかも、ターボ符号等の反復復号可能符号は、1回当たりの復号化処理に要する時間が同程度の冗長度のBCH符号等のブロック符号の復号化処理に要する時間よりも短いことが実証データにより確認されている。具体的な時間はCPUの演算能力によっても変わるが、仮に同じ演算速度のCPUで復号化処理を行った場合に、例えば、BCH符号の復号化処理に要する時間が50mS程度であれば、同程度の冗長度のターボ符号の復号化処理に要する時間は10mS程度である。 In addition, the iteratively decodable code such as a turbo code is shorter than the time required for the decoding process of a block code such as a BCH code having the same degree of redundancy, based on the demonstration data. It has been confirmed. Although the specific time varies depending on the calculation capability of the CPU, if the decoding process is performed by a CPU having the same calculation speed, for example, if the time required for the decoding process of the BCH code is about 50 mS, the same level. The time required for the decoding process of the turbo code having the redundancy of about 10 mS.
但し、ターボ符号は、上述の多重化パリティビット列とデータ系列とを多重化することによって生成されるので、符号化率がBCH符号と同程度であれば、冗長度がBCH符号よりも高い。しかしながら、その冗長度の違いを加味しても、ターボ符号の1回当たりの復号化処理に要する時間は、同程度の符号化率のBCH符号の復号化処理に要する時間の1/4〜1/3程度である。そのため、ターボ符号の復号化処理に要する時間の方が、同程度の符号化率のBCH符号の復号化処理に要する時間よりも短い。 However, since the turbo code is generated by multiplexing the above-described multiplexed parity bit string and the data sequence, the redundancy is higher than that of the BCH code if the coding rate is similar to that of the BCH code. However, even if the difference in redundancy is taken into account, the time required for the decoding process for each turbo code is ¼ to 1 times the time required for the decoding process for the BCH code having the same coding rate. / 3 or so. Therefore, the time required for the decoding process of the turbo code is shorter than the time required for the decoding process of the BCH code having the same coding rate.
この実施の形態では、通信装置100は、受信メッセージデータ生成部280で、復号化処理を1〜4回行うことにより、第2受信メッセージデータ284aを生成することができる。そのため、通信装置100は、従来の通信装置よりも処理時間を短縮することができる。
In this embodiment, the
しかも、通信装置100は、受信メッセージデータ生成部280による第2受信メッセージデータ284aの生成の前に、メッセージ部分データ抽出部260及び第2CRC符号復号化部270による第1受信メッセージデータ270aの生成を行っている。これにより、通信装置100は、誤りのない第1受信メッセージデータ270aを生成できた場合に、受信メッセージデータ生成部280による第2受信メッセージデータ284aの生成を省略することができる。通信装置100は、このような構成によっても、従来の通信装置よりも処理時間を短縮している。
Moreover, the
<ターボ符号の特性評価>
以下、図5を参照して、ターボ符号を誤り訂正符号として用いた場合の特性評価につき説明する。なお、図5は、誤り訂正符号の特性評価の一例を示す図である。
<Characteristic evaluation of turbo code>
Hereinafter, characteristic evaluation when a turbo code is used as an error correction code will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a diagram illustrating an example of characteristic evaluation of an error correction code.
図5は、各種の符号をメッセージデータ用の誤り訂正符号として用い、符号毎に、受信データに対してメッセージデータ用の誤り訂正符号に関する復号化処理を行って受信メッセージデータを生成し、これによって生成された各受信メッセージデータの特性を示している。 FIG. 5 uses various codes as error correction codes for message data, and generates reception message data by performing decoding processing on error correction codes for message data on the reception data for each code. The characteristics of each received message data generated are shown.
図5は、横軸をCNR(信号対雑音比:Carrier vs. Noise Ratio)とし、縦軸をBER(ビット誤り率:Bit Error Ratio)としている。なお、図5に示す例は、熱雑音環境の通信環境下で特性評価を行ったものである。 In FIG. 5, the horizontal axis is CNR (Signal to Noise Ratio: Carrier vs. Noise Ratio), and the vertical axis is BER (Bit Error Rate: Bit Error Ratio). Note that the example shown in FIG. 5 has been evaluated in a communication environment of a thermal noise environment.
図5中、曲線C1は、誤り訂正符号を用いない場合の受信メッセージデータの特性を示し、曲線C2は、BCH(63,51)符号を誤り訂正符号として用いた場合の受信メッセージデータの特性を示し、曲線C3は、BCH(63,18)符号を誤り訂正符号として用いた場合の受信メッセージデータの特性を示し、及び、曲線C4は、符号化率を1/3とするターボ符号を誤り訂正符号として用いた場合の受信メッセージデータの特性を示している。なお、BCH(63,51)符号は、ARIB STD−T75によって推奨された、従来から誤り訂正符号として用いられている符号である。また、BCH(63,18)符号は、符号化率を1/3とするターボ符号と同程度の符号化率のBCH符号である。 In FIG. 5, a curve C1 shows the characteristics of received message data when no error correction code is used, and a curve C2 shows the characteristics of received message data when a BCH (63, 51) code is used as an error correction code. The curve C3 shows the characteristics of the received message data when the BCH (63, 18) code is used as the error correction code, and the curve C4 shows the error correction of the turbo code whose coding rate is 1/3. The characteristics of received message data when used as a code are shown. The BCH (63, 51) code is a code that has been conventionally used as an error correction code recommended by ARIB STD-T75. The BCH (63, 18) code is a BCH code having a coding rate comparable to that of a turbo code with a coding rate of 1/3.
図5に示す例は、曲線の傾きが大きいほど、同じ値のCNR(信号対雑音比)におけるBER(ビット誤り率)が低いことを示している。したがって、図5に示す例は、曲線の傾きが大きいほど、通信品質、すなわち、通信における受信データの良または不良が問題となる特性が良好であることを示している。よって、図5から明らかなように、通信装置は、誤り訂正符号としてターボ符号を用いれば、高い品質の通信を実現することができる。 The example shown in FIG. 5 indicates that the larger the slope of the curve, the lower the BER (bit error rate) at the same value of CNR (signal to noise ratio). Therefore, the example shown in FIG. 5 indicates that the larger the slope of the curve, the better the communication quality, that is, the characteristic that the quality of received data in communication is problematic. Therefore, as is apparent from FIG. 5, the communication apparatus can realize high-quality communication by using a turbo code as an error correction code.
<通信装置の動作>
車々間通信システムでは、通信装置100は、タイマー103及び203によって経過時間を計測しており、一定の周期で、送信モードと受信モードを繰り返す。なお、「送信モード」とは、送信側100Aの各構成要素が作動して、送信パケット100aを他車両に送信する動作状態を意味している。また、「受信モード」とは、受信側100Bの各構成要素が作動して、他車両から送信パケット100bを受信する動作状態を意味している。なお、通信装置100の動作の周期は、約100mSである。すなわち、前回の送信モードの開始時刻から次回の送信モードの開始時刻までの時間は、約100mSである。同様に、前回の受信モードの開始時刻から次回の受信モードの開始時刻までの時間も、約100mSである。通信装置100は、この約100mS間に、送信モードとなった後、受信モードとなり、再び、送信モードとなる。これらの一連の動作は、主格納部190及び290に予め読み出し自在に格納されている、様々なプログラム(例えば、通信装置100として機能するための各構成要素を主演算部101及び201に構築するためのプログラム等)や、様々なデータ(例えば、通信装置100の動作の周期、送信モードとなっている時間(以下、「送信モード時間」と称する)、受信モードとなっている時間(以下、「受信モード時間」と称する)等のデータ)によって、規定されている。以下、この点については、説明を省略する。
<Operation of communication device>
In the inter-vehicle communication system, the
以下、図2を参照して、通信装置100の送信側100Aの各構成要素の動作につき説明する。図2は、通信装置の送信側の各構成要素の動作を示すフローチャートである。
Hereinafter, with reference to FIG. 2, the operation of each component on the
通信装置100では、予め、送信側100Aの主演算部101が、主格納部190から様々なデータ、例えば通信装置100の動作の周期や、送信モード時間、前回の送信モードの開始時刻等のデータを読み出し、これら読み出したデータに基づいて、自身の動作を制御する。
In the
具体的には、送信側100Aの主演算部101は、タイマー103による前回の送信モードの開始時刻からの計測時間が、通信装置100の動作の周期として予め定められている時間に達すると、送信モードとなる(但し、前回の送信モードの開始時刻が存在しない場合、すなわち、初めて送信モードとなる場合は、予め定められた任意の時点で、送信モードとなる)。このとき、送信メッセージデータ生成部110が、起動する。
Specifically, when the time measured from the start time of the previous transmission mode by the
送信メッセージデータ生成部110は、起動すると、これに応答して、主格納部190から様々な車両データ(例えば、自車両の位置等を表す車両データ)を読み出し、読み出した車両データに基づいて、他車両に送信する送信メッセージデータ110aを生成し、この送信メッセージデータ110aを第1CRC符号符号化部122と送信メッセージ長データ生成部130に出力する(S105)。
In response to this, the transmission message
第1CRC符号符号化部122は、送信メッセージデータ生成部110から送信メッセージデータ110aが入力されると、これに応答して、送信メッセージデータ110aに対してCRC符号に関する符号化処理、すなわち、送信メッセージデータ110aに基づいてCRC符号を生成し、送信メッセージデータ110aにCRC符号を付加する処理を行って、第1送信データ122aを生成し、ターボ符号符号化部124に出力する(S110)。
When the
ターボ符号符号化部124は、第1CRC符号符号化部122から第1送信データ122aが入力されると、これに応答して、第1送信データ122aに対してターボ符号に関する符号化処理、すなわち、第1送信データ122aに基づいてターボ符号を生成し、第1送信データ122aにターボ符号を付加する処理を行って、第2送信データ124aを生成し、パケット生成部150に出力する(S115)。
When the
送信メッセージ長データ生成部130は、S105で送信メッセージデータ生成部110から送信メッセージデータ110aが入力されると、これに応答して、送信メッセージデータ110aに基づいて、送信メッセージデータ110aのサイズを表す送信メッセージ長データ130aを生成し、第2CRC符号符号化部142に出力する(S120)。
When the
第2CRC符号符号化部142は、送信メッセージ長データ生成部130から送信メッセージ長データ130aが入力されると、これに応答して、送信メッセージ長データ130aに対してCRC符号に関する符号化処理、すなわち、送信メッセージ長データ130aに基づいてCRC符号を生成し、送信メッセージ長データ130aにCRC符号を付加する処理を行って、第1送信ヘッダデータ142aを生成し、誤り訂正符号符号化部144に出力する(S125)。
When the transmission
誤り訂正符号符号化部144は、第2CRC符号符号化部142から第1送信ヘッダデータ142aが入力されると、これに応答して、第1送信ヘッダデータ142aに対してヘッドデータ用の誤り訂正符号(例えば、ターボ符号または畳み込み符号)に関する符号化、すなわち、第1送信ヘッダデータ142aに基づいて誤り訂正符号を生成し、第1送信ヘッダデータ142aに誤り訂正符号を付加する処理を行って、第2送信ヘッダデータ144aを生成し、パケット生成部150に出力する(S130)。なお、ここでは、ヘッドデータ用の誤り訂正符号として、ターボ符号を用いているものとする。
When the first
なお、S120〜S130の動作は、S110〜S115の動作の前または同時に行ってもよい。 Note that the operations in S120 to S130 may be performed before or simultaneously with the operations in S110 to S115.
パケット生成部150は、S115でターボ符号符号化部124から第2送信データ124aが入力され、さらに、S130で誤り訂正符号符号化部144から第2送信ヘッダデータ144aが入力されると、これに応答して、第2送信ヘッダデータ144aと第2送信データ124aとを合成し、さらに、主格納部190から、データの送信を通知するプリアンブル、及び、送信するデータの構成を表すユニークワード等を読み出して、これらを付加して、送信用パケット150aを生成し、パケット送信部160に出力する(S135)。
The
パケット送信部160は、パケット生成部150から送信用パケット150aが入力されると、これに応答して、送信用パケット150aに対して、例えば、複数の符号系列による変調や、デジタル信号からアナログ信号への変換等の処理を行って送信パケット100aを生成し、送信アンテナ170を介して、他車両に送信する(S140)。なお、以下、自車両が送信する送信パケット100aを、「自車両パケット100a」と称する場合もある。また、他車両が送信する送信パケット100aを、「他車両パケット100b」と称する場合もある。
When the
各通信装置100の送信側100Aの各構成要素は、以上のS105〜S140の動作を一定周期毎に繰り返し行う。但し、通信装置100の送信側100Aの各構成要素は、タイマー103によって、動作時間(以下、「送信モード時間」と称する)が制限されている。タイマー103は、送信モードになってからの経過時間を計測しており、計測時間が送信モード時間に達したときに、送信側100Aの各構成要素の動作を中止させ、次回の送信モードになるまで送信側100Aの各構成要素を待機させる。
Each component on the
以下、図3−1及び図3−2を参照して、通信装置100の受信側100Bの各構成要素の動作につき説明する。図3−1及び図3−2は、それぞれ、通信装置の受信側の各構成要素の動作を示すフローチャートである。
Hereinafter, with reference to FIGS. 3A and 3B, the operation of each component on the receiving
通信装置100では、予め、受信側100Bの主演算部201が、主格納部290から様々なデータ、例えば通信装置100の動作の周期や、受信モード時間、前回の受信モードの開始時刻等のデータを読み出し、これら読み出したデータに基づいて、自身の動作を制御する。
In the
具体的には、受信側100Bの主演算部201は、タイマー203による前回の受信モードの開始時刻からの計測時間が、通信装置100の動作の周期として予め定められている時間に達すると、通信装置100は、受信モードとなる(但し、前回の受信モードの開始時刻が存在しない場合、すなわち、初めて受信モードとなる場合は、予め定められた任意の時点で、受信モードとなる)。このとき、パケット受信部220が、起動する。
Specifically, when the measurement time from the start time of the previous reception mode by the
パケット受信部220は、起動すると、これに応答して、受信アンテナ210を介して、キャリア、すなわち、他車両またはその他の機器から送信された電波のセンスを行って、他車両パケット100bを受信する(S205)。
When activated, the
パケット受信部220は、他車両パケット100bを受信すると、これに応答して、他車両パケット100bに対して、アナログ信号からデジタル信号への変換や、複数の符号系列による復調、ユニークワードの検出等の処理を行って受信パケット220aを生成し、受信ヘッダデータ抽出部230と受信データ抽出部250に出力する(S210)。なお、受信パケット220aは、送信側100Aのパケット生成部150によって生成された送信用パケット150aに相当する。
When receiving the
受信ヘッダデータ抽出部230は、パケット受信部220から受信パケット220aが入力されると、これに応答して、受信パケット220aからヘッダ部分のデータである第1受信ヘッダデータ230aを抽出し、誤り訂正符号復号化部242に出力する(S215)。なお、第1受信ヘッダデータ230aは、送信側100Aの誤り訂正符号符号化部144によって生成された第2送信ヘッダデータ144aに相当する。
When the received
誤り訂正符号復号化部242は、受信ヘッダデータ抽出部230から第1受信ヘッダデータ230aが入力されると、これに応答して、第1受信ヘッダデータ230aに対してヘッダデータ用の誤り訂正符号(ここでは、ターボ符号)に関する復号化処理を行って、第2受信ヘッダデータ242aを生成し、第1CRC符号復号化部244に出力する(S220)。なお、第2受信ヘッダデータ242aは、送信側100Aの第2CRC符号符号化部142によって生成された第1送信ヘッダデータ142aに相当する。
When the first
第1CRC符号復号化部244は、誤り訂正符号復号化部242から第2受信ヘッダデータ242aが入力されると、これに応答して、第2受信ヘッダデータ242aに対する検出処理を行う(S225)。この検出処理では、第1CRC符号復号化部244は、第2受信ヘッダデータ242aに対してCRC符号に関する復号化処理を行って、復号化処理の結果としてCRC符号が除去された第2受信ヘッダデータ242aを生成し、さらに、CRC符号に基づいて、復号化処理の結果の誤りの有無、すなわち、復号化処理の結果に誤りがあるか否かを判定する(S230)。この復号化処理の結果の誤りの有無の判定は、CRC符号と復号化処理の結果とを比較して、両者が一致するか否かを判定することによって行われる。
When the second
S230において、「Yes」、すなわち、復号化処理の結果に誤りありと判定された場合に、第1CRC符号復号化部244は、送信パケット100bの受信が失敗したと判定する。この場合、第1CRC符号復号化部244は、受信メッセージ長データ244aを生成せずに、このまま待機する。これにより、受信側100Bの各構成要素は、待機状態となる。したがって、この場合、受信側100Bの各構成要素は、現在行っている受信動作を終了して、次回の受信モードになるまで待機することになる。
In S230, when it is determined “Yes”, that is, when it is determined that there is an error in the result of the decoding process, the first CRC
他方、S230において、「No」、すなわち、復号化処理の結果に誤りなしと判定された場合に、第1CRC符号復号化部244は、送信パケット100bの受信が成功したと判定する。この場合、受信側100Bの各構成要素の動作は、S235に進む。
On the other hand, in S230, when it is determined “No”, that is, it is determined that there is no error in the result of the decoding process, the first CRC
S230において、「No」、すなわち、復号化処理の結果に誤りなしと判定された場合に、第1CRC符号復号化部244は、これに応答して、第2受信ヘッダデータ242aに対するCRC符号に関する復号化処理を行って、復号化処理の結果として受信メッセージ長データ244aを生成し、受信データ抽出部250に出力する(S235)。
In S230, when it is determined “No”, that is, when it is determined that there is no error in the result of the decoding process, the first CRC
受信データ抽出部250は、第1CRC符号復号化部244から受信メッセージ長データ244aが入力されると、これに応答して、S210で入力されていた受信パケット220aからデータビット部分のデータ、すなわち、メッセージ部分のデータである第1受信データ250aを抽出し、メッセージ部分データ抽出部260とターボ符号復号化部282に出力する(S240)。
When the received
メッセージ部分データ抽出部260は、受信データ抽出部250から第1受信データ250aが入力されると、これに応答して、第1受信データ250aからデータビット部分のデータ、すなわち、元々のメッセージ部分のデータを抽出し、このデータをメッセージ部分データ260aとして、第2CRC符号復号化部270に出力する(S245)。
When the first received
第2CRC符号復号化部270は、メッセージ部分データ抽出部260からメッセージ部分データ260aが入力されると、これに応答して、メッセージ部分データ260aに対する検出処理を行う(S250)。この検出処理では、第2CRC符号復号化部270は、メッセージ部分データ260aに対してCRC符号に関する復号化処理を行って、復号化処理の結果としてCRC符号が除去されたメッセージ部分データ260aを生成し、さらに、CRC符号に基づいて、復号化処理の結果の誤りの有無、すなわち、復号化処理の結果に誤りがあるか否かを判定する(S255)。この復号化処理の結果の誤りの有無の判定は、CRC符号と復号化処理の結果とを比較して、両者が一致するか否かを判定することによって行われる。
When the
S255において、「Yes」、すなわち、復号化処理の結果に誤りありと判定された場合に、第2CRC符号復号化部270は、第1送信データ122aに相当する受信データの取得が失敗したと判定する。この場合、受信側100Bの各構成要素の動作は、S270に進む。
In S255, if it is determined that there is an error in the result of the decoding process, the second CRC
他方、S255において、「No」、すなわち、復号化処理の結果に誤りなしと判定された場合に、第2CRC符号復号化部270は、第1送信データ122aに相当する受信データの取得が成功したと判定する。この場合、受信側100Bの各構成要素の動作は、S260に進む。
On the other hand, in S255, when it is determined “No”, that is, when it is determined that there is no error in the result of the decoding process, the second CRC
S255において、「No」、すなわち、復号化処理の結果に誤りなしと判定された場合に、第2CRC符号復号化部270は、これに応答して、メッセージ部分データ260aに対するCRC符号に関する復号化処理を行って、復号化処理の結果として第1受信メッセージデータ270aを生成し、受信メッセージデータ格納部292に出力する(S260)。なお、第1受信メッセージデータ270aは、送信側100Aの送信メッセージデータ生成110によって生成された送信メッセージデータ110aに相当する。
In S255, if it is determined that there is no error in the result of the decoding process, the second CRC
受信メッセージデータ格納部292は、第2CRC符号復号化部270から第1受信メッセージデータ270aが入力されると、これに応答して、第1受信メッセージデータ270aを予め定められた記憶領域に格納する(S265)。
When the first
S255において、「Yes」、すなわち、復号化処理の結果に誤りありと判定された場合に、または、S265において、受信メッセージデータ格納部292が第1受信メッセージデータ270aを格納した場合に、第2CRC符号復号化部270は、これに応答して、S250で行われた誤り検出処理の結果、すなわち、S250で行われた復号化処理の結果に誤りがあるか否かの判定の結果を表す第1正誤判定データ270bを生成し、ターボ符号復号化部282に出力する(S270)。
If “Yes” in S255, that is, if it is determined that there is an error in the result of the decoding process, or if the received message
ターボ符号復号化部282は、第2CRC符号復号化部270から第1正誤判定データ270bが入力されると、これに応答して、第1正誤判定データ270b、すなわち、S250で行われた誤り検出処理の結果が誤りありを意味しているのか否かを判定する(S275)。
When the first correct / incorrect determination data 270b is input from the second
S275において、「Yes」、すなわち、第1正誤判定データ270bが誤りありを意味していると判定される場合は、第2CRC符号復号化部270によって生成された第1受信メッセージデータ270aが予め定められた許容範囲を越えて送信メッセージデータ110aと相違していることを意味する。この場合に、ターボ符号復号化部282は、送信メッセージデータ110aに相当する受信メッセージデータの取得が失敗したと判定する。この場合、受信側100Bの各構成要素の動作は、S280に進む。
In S275, when “Yes”, that is, when it is determined that the first correctness determination data 270b means that there is an error, the first
他方、S275において、「No」、すなわち、第1正誤判定データ270bが誤りなしを意味していると判定される場合は、第2CRC符号復号化部270によって生成された第1受信メッセージデータ270aが予め定められた許容範囲内で送信メッセージデータ110aと一致していることを意味する。この場合に、ターボ符号復号化部282は、送信メッセージデータ110aに相当する受信メッセージデータの取得が成功したと判定する。この場合、受信メッセージデータ格納部292は、誤りのない第1受信メッセージデータ270aを格納していることになる。そのため、受信メッセージデータ生成部280は、第2受信メッセージデータ284aを生成する必要がない。したがって、この場合、ターボ符号復号化部282は、第2受信データ282aを生成せずに、このまま待機する。これにより、受信側100Bの各構成要素は、待機状態となる。したがって、この場合、受信側100Bの各構成要素は、現在行っている動作を終了して、次回の受信モードになるまで待機することになる。
On the other hand, if it is determined in S275 that “No”, that is, the first correct / incorrect determination data 270b means no error, the first
S275において、「Yes」、すなわち、第1正誤判定データ270bが誤りありを意味していると判定された場合に、ターボ符号復号化部282は、これに応答して、S240で入力されている第1受信データ250aに対するターボ符号に関する復号化処理を行って、ターボ符号に関する復号化処理の結果としてターボ符号が除去された第1受信データ250aを生成し、このターボ符号に関する復号化処理の結果からデータビット部分データを抽出して第2受信データ282aを生成して、第3CRC符号復号化部284に出力する(S280)。なお、第2受信データ282aは、送信側100Aの第1CRC符号符号化部122によって生成された第1送信データ122aに相当する。なお、第1受信データ250aに対するターボ符号に関する復号化処理を反復して行った回数(以下、「反復回数」と称する)nは、カウンタ205でカウントされている。反復回数nは、1以上の値であり、かつ、事前に主格納部290に設定された最大反復回数より小さい値であるとする。反復回数nは、動作がS275からS280に進んだときに1回目としてカウントされ、以後、動作が後述のS315からS280に戻る度に、1回ずつ加算される。
In S275, when “Yes”, that is, when it is determined that the first correctness determination data 270b means that there is an error, the turbo
第3CRC符号復号化部284は、ターボ符号復号化部282から第2受信データ282aが入力されると、これに応答して、第2受信データ282aに対する検出処理を行う(S285)。この検出処理では、第3CRC符号復号化部284は、第2受信データ282aに対してCRC符号に関する復号化処理を行って、CRC符号に関する復号化処理の結果としてCRC符合が除去された第2受信データ282aを生成し、さらに、CRC符号に基づいて、復号化処理の結果の誤りの有無、すなわち、復号化処理の結果に誤りがあるか否かを判定する(S290)。この復号化処理の結果の誤りの有無の判定は、CRC符号と復号化処理の結果とを比較して、両者が一致するか否かを判定することによって行われる。
When the
S290において、「Yes」、すなわち、復号化処理の結果に誤りありと判定された場合に、第3CRC符号復号化部284は、第1送信データ122aに相当する受信データの取得が失敗したと判定する。この場合、受信側100Bの各構成要素の動作は、S305に進む。
In S290, when it is determined “Yes”, that is, when it is determined that there is an error in the result of the decoding process, the third CRC
他方、S290において、「No」、すなわち、復号化処理の結果に誤りなしと判定された場合に、第3CRC符号復号化部284は、第1送信データ122aに相当する受信データの取得が成功したと判定する。この場合、受信側100Bの各構成要素の動作は、S295に進む。
On the other hand, in S290, when it is determined “No”, that is, when it is determined that there is no error in the result of the decoding process, the third CRC
S290において、「No」、すなわち、復号化処理の結果に誤りなしと判定された場合に、第3CRC符号復号化部284は、これに応答して、第2受信データ282aに対するCRC符号に関する復号化処理を行って、復号化処理の結果として第2受信メッセージデータ284aを生成し、受信メッセージデータ格納部292に出力する(S295)。なお、第2受信メッセージデータ284aは、送信側100Aの送信メッセージデータ生成110によって生成された送信メッセージデータ110aに相当する。
In S290, when it is determined “No”, that is, when it is determined that there is no error in the result of the decoding process, in response to this, the third CRC
受信メッセージデータ格納部292は、第3CRC符号復号化部284から第2受信メッセージデータ284aが入力されると、これに応答して、第2受信メッセージデータ284aを予め定められた記憶領域に格納する(S300)。なお、受信メッセージデータ格納部292に格納された第1受信メッセージデータ270aや第2受信メッセージデータ284aは、必要に応じて、外部に送信される。
When the second
S290において、「Yes」、すなわち、復号化処理の結果に誤りありと判定された場合に、または、S300において、受信メッセージデータ格納部292が第2受信メッセージデータ284aを格納した場合に、第3CRC符号復号化部284は、これに応答して、S285で行われた誤り検出処理の結果、すなわち、S285で行われた復号化処理の結果に誤りがあるか否かの判定の結果を表す第2正誤判定データ284bを生成し、ターボ符号復号化部282に出力する(S305)。
If “Yes” in S290, that is, if it is determined that there is an error in the result of the decoding process, or if the received message
ターボ符号復号化部282は、第3CRC符号復号化部284から第2正誤判定データ284bが入力されると、これに応答して、第2正誤判定データ284b、すなわち、S285で行われた誤り検出処理の結果が誤りありを意味しているのか否かを判定する(S310)。
When the second correct /
S310において、「Yes」、すなわち、第2正誤判定データ284bが誤りありを意味していると判定される場合は、第3CRC符号復号化部284によって生成された第2受信メッセージデータ284aが予め定められた許容範囲を越えて送信メッセージデータ110aと相違していることを意味する。この場合に、ターボ符号復号化部282は、送信メッセージデータ110aに相当する受信メッセージデータの取得が失敗したと判定する。この場合、受信側100Bの各構成要素の動作は、S315に進む。
In S310, when it is determined that “Yes”, that is, the second
他方、S310において、「No」、すなわち、第2正誤判定データ284bが誤りなしを意味していると判定される場合は、第3CRC符号復号化部284によって生成された第2受信メッセージデータ284aが予め定められた許容範囲内で送信メッセージデータ110aと一致していることを意味する。この場合に、ターボ符号復号化部282は、送信メッセージデータ110aに相当する受信メッセージデータの取得が成功したと判定する。この場合、受信メッセージデータ格納部292は、誤りのない第2受信メッセージデータ284aを格納していることになる。そのため、受信メッセージデータ生成部280は、新たな第2受信メッセージデータ284aを生成する必要がない。したがって、この場合、ターボ符号復号化部282は、新たな第2受信データ282aを生成せずに、このまま待機する。これにより、受信側100Bの各構成要素は、待機状態となる。したがって、この場合、受信側100Bの各構成要素は、現在行っている動作を終了して、次回の受信モードになるまで待機することになる。
On the other hand, in S310, when it is determined that “No”, that is, the second
なお、受信メッセージデータ格納部292は、反復回数nが1回目であれば、誤りのない第1受信メッセージデータ270aを格納していることになる。また、受信メッセージデータ格納部292は、反復回数nが2回目以降であれば、誤りのない第2受信メッセージデータ284aを格納していることになる。
The received message
S310において、「Yes」、すなわち、第2正誤判定データ284bが誤りありを意味していると判定された場合に、ターボ符号復号化部282は、これに応答して、カウンタ205から反復回数nを読み出すとともに主格納部290から予め設定されている最大反復回数を読み出し、読み出した反復回数nが最大反復回数未満であるか否かを判定する(S315)。
In S310, when it is determined that “Yes”, that is, the second
S315において、「Yes」、すなわち、反復回数nが最大反復回数未満であると判定される場合は、受信側100Bの各構成要素の動作は、S280に戻る。このとき、カウンタ205は、反復回数nを1回加算する。この後、受信側100Bの各構成要素は、S280〜S315の動作を、反復して行う。但し、この反復動作では、S280において、ターボ符号復号化部282は、前回の反復回数nをi回目とすると、第1受信データ250aに対するi回目のターボ符号復号化処理の結果に対して、(i+1)回目のターボ符号に関する復号化処理を行う。すなわち、ターボ符号復号化部282は、i回目のターボ符号復号化処理の結果からデータビット部分のデータを抽出する。これによって、ターボ符号復号化部282は、新たな第2受信データ282aを生成する。したがって、ターボ符号復号化部282は、このS280における動作を反復して行う都度、徐々に適正な値、すなわち、ターボ符号に関する符号化処理を行う前の第1送信データ122aに近似する第2受信データ282aを新たに生成する。ターボ符号復号化部282は、新たな第2受信データ282aを生成すると、第3CRC符号復号化部284に出力する。第3CRC符号復号化部284は、この新たな第2受信データ282aに基づいて、第2受信メッセージデータ284aを生成したり、第2正誤判定データ284bを生成することになる。
In S315, if “Yes”, that is, if it is determined that the number of iterations n is less than the maximum number of iterations, the operation of each component on the receiving
S315において、「No」、すなわち、反復回数nが最大反復回数以上であると判定される場合は、送信メッセージデータ110aに相当する受信メッセージデータの取得が失敗したと判定する。この場合、ターボ符号復号化部282は、新たな第2受信データ282aを生成せずに、このまま待機する。これにより、受信側100Bの各構成要素は、待機状態となる。したがって、この場合、受信側100Bの各構成要素は、現在行っている動作を終了して、次回の受信モードになるまで待機することになる。
In S315, if “No”, that is, if it is determined that the number of repetitions n is equal to or greater than the maximum number of repetitions, it is determined that acquisition of received message data corresponding to the
通信装置100の受信側100Bの各構成要素は、予め設定された最大反復回数を上限として、以上のS205〜S315の動作を、送信メッセージデータ110aに相当する受信メッセージデータの取得が成功または失敗したと判定されるまで、または、タイマー203による計測時間が予め設定された受信モード時間を超過するまで繰り返し行う。
Each component on the receiving
この発明に係る通信装置100によれば、以下の効果を得ることができる。
According to the
すなわち、この発明に係る通信装置100によれば、例えばターボ符号等の反復復号可能符号をメッセージデータ用の誤り訂正符号として用いている。ターボ符号等の反復復号可能符号は、復号化処理を反復して行うことにより、受信データを徐々に適正な値、すなわち、ターボ符号等の反復復号可能符号に関する符号化処理を行う前の送信データに近似させることができる。そのため、この通信装置100は、従来の通信装置よりも、高い品質の通信を実現することができる。
That is, according to
しかも、ターボ符号等の反復復号可能符号は、BCH符号等のブロック符号よりも冗長度は高いが、BCH符号等のブロック符号よりも数分の1程度の時間で1回当たりの復号化処理を行うことができる。そのため、この通信装置100は、1〜3回程度復号化処理を反復して行った場合であれば、従来の通信装置よりも短時間で、または、それ以上復号化処理を反復して行った場合あっても、従来の通信装置と同程度の時間で、受信メッセージを取得することができる。
In addition, iteratively decodable codes such as turbo codes have higher redundancy than block codes such as BCH codes, but the decoding process can be performed once in a fraction of the time of block codes such as BCH codes. It can be carried out. Therefore, if this
したがって、この発明に係る通信装置100によれば、通信のリアルタイム性を劣化させることなく、ARIB STD−T75によって推奨されているBCH(63,51)符号を用いた従来の通信装置よりも、高い品質の通信を実現することができる。
Therefore, according to the
このような、通信装置100は、マルチパス等の影響により搬送波の伝搬特性が悪い車々間通信システムにおいて、特に有効である。
Such a
しかも、この通信装置100は、受信データに対して誤り訂正符号に関する復号化処理を反復して行う前に、メッセージ部分データを抽出し、メッセージ部分データに対して誤り検出符号に関する誤り検出処理を行うように構成している。この構成によれば、誤り検出処理で、誤りがないと判定された場合に、受信データに対する復号化処理を反復して行うことなく、メッセージ部分データから誤りのない受信メッセージデータを抽出することができる。そのため、この構成によれば、さらに、計算量の増大を抑制することができ、リアルタイム性の高い通信が可能となる。
In addition, the
この発明は、上述の実施の形態に限定されることなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更や変形を行うことができる。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various changes and modifications can be made without departing from the gist of the present invention.
例えば、この発明は、車々間通信システムに限らず、複数の装置間で無線通信を行うことにより、互いのデータを相互に交換する通信システムに用いられる通信装置に適用することができる。 For example, the present invention can be applied not only to a vehicle-to-vehicle communication system but also to a communication device used in a communication system that mutually exchanges data by performing wireless communication between a plurality of devices.
また、例えば、上述の実施の形態の説明では誤り訂正符号としてターボ符号を用いたが、ターボ符号のように反復して復号化処理(以下、「反復復号化処理」と称する)を行うことが可能な誤り訂正符号であれば、別の誤り訂正符号を用いてもよい。 Further, for example, in the description of the above-described embodiment, a turbo code is used as an error correction code. However, decoding processing (hereinafter referred to as “iterative decoding processing”) may be performed repeatedly as in the case of a turbo code. Another error correction code may be used as long as it is a possible error correction code.
また、例えば、上述の実施の形態では、通信装置100は、第1送信データ122aの生成に、送信メッセージデータ110aを用いている。しかしながら、通信装置100は、送信メッセージデータ110a以外に、パケット種別、送信元車両ID、宛先車両ID等の制御データを用いてもよい。但し、この場合に、通信装置100は、送信メッセージ長データ130aの代わりに、これらの制御データのサイズを表すデータを用いて第1送信ヘッダデータ142aを生成することになる。
Further, for example, in the above-described embodiment, the
また、例えば、上述の実施の形態では、通信装置100は、第1送信ヘッダデータ142aの生成に、送信メッセージ長データ130aを用いている。しかしながら、通信装置100は、送信メッセージ長データ130a以外に、パケット種別、送信元車両ID、宛先車両ID等の全てのパケットに共通サイズである制御データを用いてもよい。
For example, in the above-described embodiment, the
また、例えば、上述の実施の形態では、通信装置100は、受信メッセージデータ生成部280において、i回目の誤り検出処理で正誤を判定した後に、反復回数nが(i+1)となるターボ符号に関する(i+1)回目の復号化処理を行っている。しかしながら、通信装置100は、受信メッセージデータ生成部280において、i回目の誤り検出処理と(i+1)回目の復号化処理とを並列に行い、i回目の誤り検出処理で誤りがないと判定され次第、(i+1)回目以降の復号化処理を中止するようにしてもよい。但し、この場合、通信装置100は、最大反復回数と等しい数の複数のターボ符号復号化部282を用いる必要がある。
Further, for example, in the above-described embodiment, the
また、例えば、上述の実施の形態では、メッセージデータ用の誤り訂正符号として、ターボ符号を用いる例を説明しているが、ターボ符号の代わりに、LDPC(Low Density Parity Check)符号を用いてもよい。 Further, for example, in the above-described embodiment, an example is described in which a turbo code is used as an error correction code for message data. However, an LDPC (Low Density Parity Check) code may be used instead of a turbo code. Good.
「LDPC符号」とは、1960年代に、Gallagerによって、シャノン限界に近い伝送特性を、実現する符号として提案された。LDPC符号は、非常に疎な検査行列、すなわち、行列内の非零要素の数が非常に少ない行列により定義される線形符号である。LDPC符号には、正則LDPC符号(regular LDPC code)と非正則LDPC符号(irregular LDPC code)とがある。LDPC符号については、各種の文献に記載されている(例えば、「低密度パリティ検査符号とその復号法」(和田山 正 著;トリケップス社)参照)。 “LDPC code” was proposed by Gallager in the 1960s as a code that realizes transmission characteristics close to the Shannon limit. An LDPC code is a linear code defined by a very sparse check matrix, that is, a matrix with a very small number of non-zero elements in the matrix. The LDPC code includes a regular LDPC code and an irregular LDPC code. The LDPC code is described in various documents (for example, see “Low-density parity check code and its decoding method” (Masawa Wadayama, Trikeps)).
「正則LDPC符号」は、m行n列からなる検査行列Hのどの列のハミング重み(列重み)も$w_c$であり、どの行のハミング重み(行重み)も$w_r$であり、さらに$w_c$の値がmの大きさに比べて十分に小さいとき、検査行列Hより定義される符号Cのことを意味している。なお、「_」は、後続の文字が下付文字であることを表している。したがって、例えば、「w_c」は、「wc」を意味している。 In the “regular LDPC code”, the Hamming weight (column weight) of any column of the check matrix H composed of m rows and n columns is $ w_c $, the Hamming weight (row weight) of any row is $ w_r $, When the value of $ w_c $ is sufficiently smaller than the size of m, it means the code C defined by the check matrix H. “_” Indicates that the subsequent character is a subscript. Thus, for example, “w_c” means “w c ”.
「非正則LDPC符号」は、各列や各行の重みが一定でない検査行列Hから定義される符号Cのことを意味している。 “Non-regular LDPC code” means a code C defined from a parity check matrix H in which the weight of each column or each row is not constant.
LDPC符号の検査行列は、以下の通りである。すなわち、送信語$m=(m_1,m_2,…,m_k)$は、長さk次元ベクトルであるとする。符号語Cは、k+1行列Gとmの積(C=mG)を演算することによって生成される。なお、行列Gは、生成行列(generator matrix)と称されている。2元m*n行列Hがランクmを持ち、$GH^T=0$(但し、$H^T$は、Hの転置行列)を満たす時、Hを符号Cの検査行列(parity check matrix)と称される。なお、「^」は、後続の文字が上付文字であることを表している。したがって、例えば、「H^T」は、「HT」を意味している。 The parity check matrix of the LDPC code is as follows. That is, the transmission word $ m = (m_1, m_2,..., M_k) $ is assumed to be a length k-dimensional vector. The code word C is generated by calculating the product of k + 1 matrix G and m (C = mG). Note that the matrix G is referred to as a generator matrix. When a binary m * n matrix H has rank m and satisfies $ GH ^ T = 0 $ (where $ H ^ T $ is a transposed matrix of H), H is a parity check matrix of code C (parity check matrix). ). “^” Indicates that the subsequent character is a superscript. Therefore, for example, “H ^ T” means “H T ”.
LDPC符号の復号は、sum−product復号法によって行われる。 The decoding of the LDPC code is performed by the sum-product decoding method.
100 …通信装置(車両)
100A …送信側の装置(送信側)
100B …受信側の装置(受信側)
101,201 …主演算部(CPU)
103,203 …タイマー
110 …送信メッセージデータ生成部
120 …送信データ生成部
122 …メッセージデータ用誤り検出符号符号化部(第1CRC符号符号化部)
124 …メッセージデータ用誤り訂正符号符号化部(ターボ符号符号化部)
130 …送信メッセージ長データ生成部
140 …送信ヘッダデータ生成部
142 …ヘッダデータ用誤り検出符号符号化部(第2CRC符号符号化部)
144 …ヘッダデータ用誤り訂正符号符号化部
150 …パケット生成部
160 …パケット送信部
170 …送信アンテナ
190,290 …主格納部(RAM,レジスタ)
205 …カウンタ
210 …受信アンテナ
220 …パケット受信部
230 …受信ヘッダデータ抽出部
240 …受信メッセージ長データ生成部
242 …ヘッダデータ用誤り訂正符号復号化部
244 …ヘッダデータ用誤り検出符号復号化部(第1CRC符号復号化部)
250 …受信データ抽出部
260 …メッセージ部分データ抽出部
270 …メッセージデータ用誤り検出符号復号化部(第2CRC符号復号化部)
280 …受信メッセージデータ生成部
282 …メッセージデータ用誤り訂正符号復号化部(ターボ符号復号化部)
284 …メッセージデータ用誤り検出符号復号化部(第3CRC符号復号化部)
292 …受信メッセージデータ格納部
100a …送信パケット
100b …送信パケット(他車両パケット)
110a …送信メッセージデータ
120a …送信データ
122a …第1送信データ
124a …第2送信データ
130a …送信メッセージ長データ
140a …送信ヘッダデータ
142a …第1送信ヘッダデータ
144a …第2送信ヘッダデータ
150a …送信用パケット
220a …受信パケット
230a …第1受信ヘッダデータ(受信ヘッダデータ)
240a,244a …受信メッセージ長データ
242a …第2受信ヘッダデータ
250a …第1受信データ(受信データ)
260a …メッセージ部分データ
270a …第1受信メッセージデータ(受信メッセージデータ)
270b …第1正誤判定データ
280a …受信メッセージデータ
282a …第2受信データ
284a …第2受信メッセージデータ
284b …第2正誤判定データ
100: Communication device (vehicle)
100A: Device on transmission side (transmission side)
100B: Device on the receiving side (receiving side)
101, 201 ... main arithmetic unit (CPU)
103, 203 ...
124 ... Error correction code encoding unit for message data (turbo code encoding unit)
DESCRIPTION OF
144: header data error correction
205 ... counter 210 ...
250 ... received
280 ... Received message
284 ... Error detection code decoding unit for message data (third CRC code decoding unit)
292 ... Received message
110a ...
240a, 244a ... received
260a: Message
270b ... first correct /
Claims (13)
反復して復号化処理が可能な反復復号可能符号をメッセージデータ用の誤り訂正符号として用い、前記送信メッセージデータに対して当該メッセージデータ用の誤り訂正符号に関する符号化処理を行って、送信データを生成する送信データ生成部と、
前記送信データに基づいて、送信用パケットを生成するパケット生成部と、
前記送信用パケットに対して変調処理を行って送信パケットを生成し、当該送信パケットを外部に送信するパケット送信部と、
他の装置によって送信された送信パケットを受信して復調処理を行って受信パケットを生成するパケット受信部と、
前記受信パケットから前記送信データに相当する受信データを抽出する受信データ抽出部と、
前記受信データに対して前記メッセージデータ用の誤り訂正符号に関する復号化処理を反復して行って、前記送信メッセージデータに相当する受信メッセージデータを生成する受信メッセージデータ生成部と
を有することを特徴とする通信装置。 A transmission message data generation unit for generating transmission message data;
An iteratively decodable code that can be repeatedly decoded is used as an error correction code for message data, an encoding process related to the error correction code for the message data is performed on the transmission message data, and the transmission data is A transmission data generation unit to generate,
A packet generator for generating a packet for transmission based on the transmission data;
A packet transmission unit that modulates the transmission packet to generate a transmission packet, and transmits the transmission packet to the outside;
A packet receiving unit that receives a transmission packet transmitted by another device and performs a demodulation process to generate a reception packet;
A reception data extraction unit that extracts reception data corresponding to the transmission data from the reception packet;
A reception message data generation unit that repeatedly performs a decoding process on the error correction code for the message data on the reception data and generates reception message data corresponding to the transmission message data, Communication device.
前記送信データ生成部は、
メッセージデータ用の誤り検出符号を用い、前記送信メッセージデータに対して当該メッセージデータ用の誤り検出符号に関する符号化処理を行って、第1送信データを生成するメッセージデータ用誤り検出符号符号化部と、
前記第1送信データに対して前記メッセージデータ用の誤り訂正符号に関する符号化処理を行って、前記送信データとして第2送信データを生成するメッセージデータ用誤り訂正符号符号化部とを備え、
前記受信メッセージデータ生成部は、
前記受信データに対して前記メッセージデータ用の誤り訂正符号に関する復号化処理を行って、前記第1送信データに相当する第2受信データを生成するメッセージデータ用誤り訂正符号復号化部と、
前記第2受信データに対して前記メッセージデータ用の誤り検出符号に関する復号化処理を行って、前記受信メッセージデータを生成するメッセージデータ用誤り検出符号復号化部とを備える
ことを特徴とする通信装置。 The communication device according to claim 1,
The transmission data generation unit
An error detection code encoding unit for message data for generating first transmission data by performing an encoding process on the error detection code for the message data on the transmission message data using an error detection code for message data; ,
An error correction code encoding unit for message data that performs encoding processing on the error correction code for the message data with respect to the first transmission data and generates second transmission data as the transmission data;
The received message data generation unit includes:
An error correction code decoding unit for message data that performs a decoding process on the error correction code for the message data on the received data and generates second received data corresponding to the first transmission data;
A message data error detection code decoding unit configured to perform a decoding process on the error detection code for the message data with respect to the second reception data and generate the reception message data. .
前記メッセージデータ用の誤り検出符号として、CRC符号を用い、及び
前記メッセージデータ用の誤り訂正符号として、前記反復復号可能符号であるターボ符号を用いる
ことを特徴とする通信装置。 The communication device according to claim 2,
A communication apparatus, wherein a CRC code is used as the error detection code for the message data, and a turbo code that is the iteratively decodable code is used as the error correction code for the message data.
前記受信メッセージデータ生成部の前記メッセージデータ用誤り検出符号復号化部は、
前記第2受信データに対して前記メッセージデータ用の誤り検出符号に関する誤り検出処理を行って、前記第2受信データに対する誤りの有無を判定し、
前記第2受信データに対する誤りの有無の判定で、誤りがあると判定された場合に、予め定められた最大反復回数を上限回数にして、前記第2受信データに対する誤りの有無の判定で、誤りがないと判定されるまで、前記受信メッセージデータ生成部の前記メッセージデータ用誤り訂正符号復号化部に新たな前記第2受信データを生成させる動作と、前記メッセージデータ用誤り訂正符号復号化部から新たな前記第2受信データを取得し、新たな前記第2受信データに対して誤りの有無を判定する動作とを反復して行い、及び
前記第2受信データに対する誤りの有無の判定で、誤りがないと判定された場合に、前記受信メッセージデータを生成する
ことを特徴とする通信装置。 The communication device according to claim 2,
The error detection code decoding unit for message data of the received message data generation unit is
Performing error detection processing on the error detection code for the message data with respect to the second received data to determine whether there is an error with respect to the second received data;
When it is determined that there is an error in the second received data, an error is determined in the determination of whether there is an error in the second received data by setting a predetermined maximum number of repetitions as the upper limit number. Until the message data error correction code decoding unit generates new second received data until it is determined that there is no message data error correction code decoding unit; It is possible to repeatedly obtain an operation for determining whether there is an error with respect to the new second received data by acquiring new second received data, and determining whether there is an error with respect to the second received data. If it is determined that there is no message, the received message data is generated.
反復して復号化処理が可能な反復復号可能符号をメッセージデータ用の誤り訂正符号として用い、前記送信メッセージデータに対して当該メッセージデータ用の誤り訂正符号に関する符号化処理を行って、送信データを生成する送信データ生成部と、
前記送信メッセージデータに基づいて、前記送信メッセージデータのサイズを表す送信メッセージ長データを生成する送信メッセージ長データ生成部と、
ヘッダデータ用の誤り訂正符号を用い、前記送信メッセージ長データに対して当該ヘッダデータ用の誤り訂正符号に関する符号化処理を行って、送信ヘッダデータを生成する送信ヘッダデータ生成部と、
前記送信ヘッダデータ及び前記送信データに基づいて、送信用パケットを生成するパケット生成部と、
前記送信用パケットに対して変調処理を行って送信パケットを生成し、当該送信パケットを外部に送信するパケット送信部と、
他の装置によって送信された送信パケットを受信して復調処理を行って受信パケットを生成するパケット受信部と、
前記受信パケットから前記送信ヘッダデータに相当する受信ヘッダデータを抽出する受信ヘッダデータ抽出部と、
前記受信ヘッダデータに対して前記ヘッダデータ用の誤り訂正符号に関する復号化処理を行って、前記送信メッセージ長データに相当する受信メッセージ長データを生成する受信メッセージ長データ生成部と、
前記受信パケットから前記送信データに相当する受信データを抽出する受信データ抽出部と、
前記受信データに対して前記メッセージデータ用の誤り訂正符号に関する復号化処理を反復して行って、前記送信メッセージデータに相当する受信メッセージデータを生成する受信メッセージデータ生成部と
を有することを特徴とする通信装置。 A transmission message data generation unit for generating transmission message data;
An iteratively decodable code that can be repeatedly decoded is used as an error correction code for message data, an encoding process related to the error correction code for the message data is performed on the transmission message data, and the transmission data is A transmission data generation unit to generate,
A transmission message length data generation unit that generates transmission message length data representing the size of the transmission message data based on the transmission message data;
A transmission header data generation unit for generating transmission header data by performing an encoding process on the transmission message length data with respect to the error correction code for the header data using an error correction code for header data;
Based on the transmission header data and the transmission data, a packet generation unit that generates a transmission packet;
A packet transmission unit that modulates the transmission packet to generate a transmission packet, and transmits the transmission packet to the outside;
A packet receiving unit that receives a transmission packet transmitted by another device and performs a demodulation process to generate a reception packet;
A reception header data extraction unit that extracts reception header data corresponding to the transmission header data from the reception packet;
A reception message length data generation unit that performs a decoding process on the error correction code for the header data with respect to the reception header data, and generates reception message length data corresponding to the transmission message length data;
A reception data extraction unit that extracts reception data corresponding to the transmission data from the reception packet;
A reception message data generation unit that repeatedly performs a decoding process on the error correction code for the message data on the reception data and generates reception message data corresponding to the transmission message data, Communication device.
前記送信データ生成部は、
メッセージデータ用の誤り検出符号を用い、前記送信メッセージデータに対して当該メッセージデータ用の誤り検出符号に関する符号化処理を行って、第1送信データを生成するメッセージデータ用誤り検出符号符号化部と、
前記第1送信データに対して前記メッセージデータ用の誤り訂正符号に関する符号化処理を行って、前記送信データとして第2送信データを生成するメッセージデータ用誤り訂正符号符号化部とを備え、
前記送信ヘッダデータ生成部は、
ヘッダデータ用の誤り検出符号を用い、前記送信メッセージ長データに対して当該ヘッダデータ用の誤り検出符号に関する符号化処理を行って、第1送信ヘッダデータを生成するヘッダデータ用誤り検出符号符号化部と、
ヘッダデータ用の誤り訂正符号を用い、前記第1送信ヘッダデータに対して前記ヘッダデータ用の誤り訂正符号に関する符号化処理を行って、前記送信ヘッダデータとして第2送信ヘッダデータを生成するヘッダデータ用誤り訂正符号符号化部とを備え、
前記受信メッセージ長データ生成部は、
前記受信ヘッダデータに対して前記ヘッダデータ用の誤り訂正符号に関する復号化処理を行って、前記第1送信ヘッダデータに相当する第2受信ヘッダデータを生成するヘッダデータ用誤り訂正符号復号化部と、
前記第2受信ヘッダデータに対して前記ヘッダデータ用の誤り検出符号に関する復号化処理を行って、前記受信メッセージ長データを生成するヘッダデータ用誤り検出符号復号化部とを備え、及び
前記受信メッセージデータ生成部は、
前記受信データに対して前記メッセージデータ用の誤り訂正符号に関する復号化処理を行って、前記第1送信データに相当する第2受信データを生成するメッセージデータ用誤り訂正符号復号化部と、
前記第2受信データに対して前記メッセージデータ用の誤り検出符号に関する復号化処理を行って、前記受信メッセージデータを生成するメッセージデータ用誤り検出符号復号化部とを備える
ことを特徴とする通信装置。 The communication device according to claim 5, wherein
The transmission data generation unit
An error detection code encoding unit for message data for generating first transmission data by performing an encoding process on the error detection code for the message data on the transmission message data using an error detection code for message data; ,
An error correction code encoding unit for message data that performs encoding processing on the error correction code for the message data with respect to the first transmission data and generates second transmission data as the transmission data;
The transmission header data generation unit
Error detection code encoding for header data that generates first transmission header data by performing an encoding process on the error detection code for the header data on the transmission message length data using an error detection code for header data And
Header data for generating second transmission header data as the transmission header data by performing an encoding process on the error correction code for the header data on the first transmission header data using an error correction code for header data An error correction code encoding unit for
The received message length data generation unit includes:
An error correction code decoding unit for header data that performs a decoding process on the error correction code for the header data on the reception header data and generates second reception header data corresponding to the first transmission header data; ,
An error detection code decoding unit for header data that performs a decoding process on the error detection code for the header data with respect to the second reception header data and generates the reception message length data; and The data generator
An error correction code decoding unit for message data that performs a decoding process on the error correction code for the message data on the received data and generates second received data corresponding to the first transmission data;
A message data error detection code decoding unit configured to perform a decoding process on the error detection code for the message data with respect to the second reception data and generate the reception message data. .
前記メッセージデータ用の誤り検出符号として、CRC符号を用い、
前記メッセージデータ用の誤り訂正符号として、前記反復復号可能符号であるターボ符号を用い、
前記ヘッダデータ用の誤り検出符号として、CRC符号を用い、及び
前記ヘッダデータ用の誤り訂正符号として、ターボ符号または畳み込み符号を用いる
ことを特徴とする通信装置。 The communication device according to claim 6.
A CRC code is used as an error detection code for the message data,
As the error correction code for the message data, a turbo code that is the iteratively decodable code is used,
A communication apparatus using a CRC code as the error detection code for the header data and using a turbo code or a convolutional code as the error correction code for the header data.
前記受信メッセージ長データ生成部の前記ヘッダデータ用誤り検出符号復号化部は、
前記第2受信ヘッダデータに対して前記ヘッダデータ用の誤り検出符号に関する誤り検出処理を行って、前記第2受信ヘッダデータに対するに対する誤りの有無を判定し、
前記第2受信ヘッダデータに対する誤りの有無の判定で、誤りがあると判定された場合に、前記受信データ抽出部に前記受信データの抽出を中止させ、及び
前記第2受信ヘッダデータに対する誤りの有無の判定で、誤りがないと判定された場合に、前記受信メッセージ長データを生成して前記受信データ抽出部に出力することにより、前記受信データ抽出部に前記受信データの抽出を行わせる
ことを特徴とする通信装置。 The communication device according to claim 6.
The header data error detection code decoding unit of the received message length data generation unit is:
Performing error detection processing on the error detection code for the header data with respect to the second received header data to determine whether there is an error with respect to the second received header data;
When it is determined that there is an error in determining whether there is an error in the second received header data, the received data extraction unit stops extracting the received data, and whether there is an error in the second received header data If it is determined that there is no error in the determination, the received data length data is generated and output to the received data extracting unit, thereby causing the received data extracting unit to extract the received data. A communication device.
前記受信メッセージデータ生成部の前記メッセージデータ用誤り検出符号復号化部は、
前記第2受信データに対して前記メッセージデータ用の誤り検出符号に関する誤り検出処理を行って、前記第2受信データに対する誤りの有無を判定し、
前記第2受信データに対する誤りの有無の判定で、誤りがあると判定された場合に、予め定められた最大反復回数を上限回数にして、前記第2受信データに対する誤りの有無の判定で、誤りがないと判定されるまで、前記受信メッセージデータ生成部の前記メッセージデータ用誤り訂正符号復号化部に新たな前記第2受信データを生成させる動作と、前記メッセージデータ用誤り訂正符号復号化部から新たな前記第2受信データを取得し、新たな前記第2受信データに対して誤りの有無を判定する動作とを反復して行い、及び
前記第2受信データに対する誤りの有無の判定で、誤りがないと判定された場合に、前記受信メッセージデータを生成する
ことを特徴とする通信装置。 The communication device according to claim 6.
The error detection code decoding unit for message data of the received message data generation unit is
Performing error detection processing on the error detection code for the message data with respect to the second received data to determine whether there is an error with respect to the second received data;
When it is determined that there is an error in the second received data, an error is determined in the determination of whether there is an error in the second received data by setting a predetermined maximum number of repetitions as the upper limit number. Until the message data error correction code decoding unit generates new second received data until it is determined that there is no message data error correction code decoding unit; It is possible to repeatedly obtain an operation for determining whether there is an error with respect to the new second received data by acquiring new second received data, and determining whether there is an error with respect to the second received data. If it is determined that there is no message, the received message data is generated.
さらに、前記受信データから、メッセージ部分のデータであるメッセージ部分データを抽出するメッセージ部分データ抽出部と、
前記メッセージ部分データに対して前記メッセージデータ用の誤り検出符号に関する復号化処理を行って、前記送信メッセージデータに相当する前記受信メッセージデータを生成する第2メッセージデータ用誤り検出符号復号化部と
を有することを特徴とする通信装置。 The communication device according to claim 5, wherein
Furthermore, a message part data extraction unit that extracts message part data that is data of a message part from the received data;
A second message data error detection code decoding unit that performs a decoding process on the message data for the error detection code for the message data and generates the received message data corresponding to the transmission message data; A communication device comprising:
前記第2メッセージデータ用誤り検出符号復号化部は、
前記メッセージ部分データに対して前記メッセージデータ用の誤り検出符号に関する誤り検出処理を行って、前記メッセージ部分データに対する誤りの有無を判定し、
前記メッセージ部分データに対する誤りの有無の判定で、誤りがあると判定された場合に、前記受信メッセージデータ生成部に、前記受信データに基づいて前記受信メッセージデータを生成させ、及び
メッセージ部分データに対する誤りの有無の判定で、誤りがないと判定された場合に、前記メッセージ部分データに基づいて前記受信メッセージデータを生成する
を有することを特徴とする通信装置。 The communication device according to claim 10.
The second message data error detection code decoding unit includes:
Performing error detection processing on the error detection code for the message data with respect to the message part data to determine whether there is an error in the message part data;
When it is determined that there is an error in the message part data, the reception message data generation unit generates the reception message data based on the reception data, and an error in the message part data. A communication apparatus comprising: generating the received message data based on the message partial data when it is determined that there is no error in the determination of the presence or absence of the message.
前記メッセージデータ用の誤り検出符号として、CRC符号を用い、及び
前記メッセージデータ用の誤り訂正符号として、LDPC符号を用いる
ことを特徴とする通信装置。 The communication device according to claim 2,
A communication apparatus using a CRC code as the error detection code for the message data and using an LDPC code as the error correction code for the message data.
前記メッセージデータ用の誤り検出符号として、CRC符号を用い、
前記メッセージデータ用の誤り訂正符号として、LDPC符号を用い、
前記ヘッダデータ用の誤り検出符号として、CRC符号を用い、及び
前記ヘッダデータ用の誤り訂正符号として、ターボ符号または畳み込み符号を用いる
ことを特徴とする通信装置。
The communication device according to claim 6.
A CRC code is used as an error detection code for the message data,
An LDPC code is used as an error correction code for the message data,
A communication apparatus using a CRC code as the error detection code for the header data and using a turbo code or a convolutional code as the error correction code for the header data.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006266443A JP2008085939A (en) | 2006-09-29 | 2006-09-29 | Communication device |
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JP2006266443A JP2008085939A (en) | 2006-09-29 | 2006-09-29 | Communication device |
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---|---|---|---|
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---|---|
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2006
- 2006-09-29 JP JP2006266443A patent/JP2008085939A/en active Pending
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