Rate Compatible Punctured LDPC符号のレート推定性能改善と計算量削減の検討

摘要

高い誤り訂正能力と柔軟な符号化率を併せ持つRate Compatible Punctured LDPC符号（RCP-LDPC符号）は，通信路符号化に限らず，Distributed Video Codingによる動画像圧縮など，情報源符号化の分野にも適用されつつある．筆者らは，これまで，受信系列だけから送信器におけるレート（符号化率）を推定する方式について検討を進め，事後LLRの絶対値の平均値を評価値として用いてレート推定を行うことで，サイド情報でレートを送信するよりも，高い推定性能が得られることを示した．本稿では，レート推定性能の改善に取り組む．新たに，尤度関数に基づいた評価値を提案し，その性能評価を行う．更に，連続する複数の符号語を用いたレート推定法を検討し，レート推定性能の改善を図る．計算量削減のため，逐次推定方式と一括推定方式を検討し，計算量とレート推定性能利得の関係を調べた．事前トレーニングを必要とする提案評価値によるレート推定が優れた性能を発揮することがわかった．事前トレーニングを必要としない従来評価値によるレート推定では，複数の符号語を用いた推定により性能が改善されることがわかった．計算量の増大を2倍までに抑えたい場合は一括推定方式が有利であり，5倍程度まで許される場合は逐次推定方式が優れた性能を呈することがわかった．%Rate compatible punctured LDPC codes (RCP-LDPC codes) has powerful error correcting capability and flexible coding rate property. Their recent application is not limitted to channel coding but source coding like the distributed video coding (DVC). The authors have investigated rate estimation schemes for RCP-LDPC codes, where evaluation values for rate decisions were denned as the average absolute values of posteriori LLR, E_i, in sum-product decoders. In this paper, the authors try to improve the rate estimation performance. A new evaluation value based on likelihood function of E_i is proposed, and its performance is evaluated. Moreover, we consider successive / bulk rate estimation to reduce computational complexity, where contiguous multiple codewords are evaluated with candidate code sequences instead of candidate codes. The computer simulation results show the proposed evaluation value provides good rate estimation performance compared to conventional schemes under pre-learning requirements. When pre-learning is not permitted, the results show that the rate estimation with multiple codewords is effective. Some relations between the computational complexity and rate estimation gain are also discussed.