JP2000041078A - 反復デマッピング - Google Patents
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Power Engineering (AREA)
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- Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、例えば、デジタル無線通信システ
ムの基地局のような受信機における信号の反復復号化に
関する問題を解決する。 【解決手段】 本発明は、多重レベル変調信号を反復復
号化する装置であって、信号を受信する入力と出力とを
有し、デインタリーブ信号を発生するビット・デインタ
リーバと、デインタリーブ信号を受信する第１の入力と
出力とを有し、復号化信号を発生する復号器とからな
り、信号を受信する第１の入力とデマップ信号を発生す
る出力とを有するデマッパが提供され、ビット・デイン
タリーバ入力はデマップ信号を受信し、ビット・デイン
タリーバ出力がデインタリーブされそしてデマップされ
た信号を発生し、復号化信号を受信する入力と出力とを
有し、ビット・インタリーブ復号化信号を発生するビッ
ト・インタリーバが提供され、デマッパが、ビット・イ
ンタリーブ復号化信号を受信する第２の入力を有するこ
ととを特徴とする。
ムの基地局のような受信機における信号の反復復号化に
関する問題を解決する。 【解決手段】 本発明は、多重レベル変調信号を反復復
号化する装置であって、信号を受信する入力と出力とを
有し、デインタリーブ信号を発生するビット・デインタ
リーバと、デインタリーブ信号を受信する第１の入力と
出力とを有し、復号化信号を発生する復号器とからな
り、信号を受信する第１の入力とデマップ信号を発生す
る出力とを有するデマッパが提供され、ビット・デイン
タリーバ入力はデマップ信号を受信し、ビット・デイン
タリーバ出力がデインタリーブされそしてデマップされ
た信号を発生し、復号化信号を受信する入力と出力とを
有し、ビット・インタリーブ復号化信号を発生するビッ
ト・インタリーバが提供され、デマッパが、ビット・イ
ンタリーブ復号化信号を受信する第２の入力を有するこ
ととを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の技術分野】本発明は、例えば、デジタル無線通
信システムの基地局のような受信機における信号の反復
復号化に関する。
信システムの基地局のような受信機における信号の反復
復号化に関する。
【０００２】
【発明の背景】反復復号化アルゴリズムは、デジタル通
信における重要な研究分野となった。反復復号化に適し
た符号化スキームの中、最初に発見され現在でも最も一
般的なものは、「ターボ・コード(Turbo Codes)」とも
呼ばれる、２つの再帰的組織コンボルーション・コード
(recursive systematic convolutional code)の並列連
結である。その基礎にある「ターボ原理」は、最新デジ
タル通信で使用される他のアルゴリズムにより一般的に
適用可能であり、最近数年間、「ターボ原理」の他の用
途が発見された。
信における重要な研究分野となった。反復復号化に適し
た符号化スキームの中、最初に発見され現在でも最も一
般的なものは、「ターボ・コード(Turbo Codes)」とも
呼ばれる、２つの再帰的組織コンボルーション・コード
(recursive systematic convolutional code)の並列連
結である。その基礎にある「ターボ原理」は、最新デジ
タル通信で使用される他のアルゴリズムにより一般的に
適用可能であり、最近数年間、「ターボ原理」の他の用
途が発見された。
【０００３】チャネル符号化は、伝送デジタル情報信号
の雑音に対する耐性を高めるために使用される。このた
め情報ビット・シーケンスは送信機でチャネル符号器に
よって符号化され、受信機でチャネル復号器によって復
号化される。符号器では冗長情報が情報ビット・シーケ
ンスに追加され、復号器での誤り訂正のために使用され
る。例えば、組織チャネル符号化スキームでは、冗長情
報は、追加の挿入された「符号化」ビットとして情報ビ
ット・シーケンスに追加される。非組織符号化スキーム
では、出ビットはすべて符号化ビットなので、「裸の」
情報ビットは存在しない。入ビット（情報ビット）の数
は出ビット（情報ビット＋挿入された符号化ビット、ま
たはすべての符号化ビット）の数より少ない。この入／
出ビットの比は「コード・レートＲ」と呼ばれる（通
常、Ｒ＝１：２である）。
の雑音に対する耐性を高めるために使用される。このた
め情報ビット・シーケンスは送信機でチャネル符号器に
よって符号化され、受信機でチャネル復号器によって復
号化される。符号器では冗長情報が情報ビット・シーケ
ンスに追加され、復号器での誤り訂正のために使用され
る。例えば、組織チャネル符号化スキームでは、冗長情
報は、追加の挿入された「符号化」ビットとして情報ビ
ット・シーケンスに追加される。非組織符号化スキーム
では、出ビットはすべて符号化ビットなので、「裸の」
情報ビットは存在しない。入ビット（情報ビット）の数
は出ビット（情報ビット＋挿入された符号化ビット、ま
たはすべての符号化ビット）の数より少ない。この入／
出ビットの比は「コード・レートＲ」と呼ばれる（通
常、Ｒ＝１：２である）。
【０００４】「ターボ原理」を使用する最近の進歩が示
したことは、受信機と無線通信する複数のユーザを含む
デジタル通信システムでは、反復復号化ステップを受信
データに適用することによって復号化信号の品質の改善
が達成されるということである。特に、Baunch、Khorra
mおよびHagenauerの「移動通信システムにおける反復等
化と復号化(Iterative Equalization and Decoding in
Mobile CommunicationSystem)」（ＥＰＭＣＣ’９７、
第３０７頁乃至第３１２頁、１９９７年１０月、ボン
（ドイツ））は、移動無線チャネルを通じて伝送される
符号化データの反復復号化へのターボ原理の適用を論じ
ている。
したことは、受信機と無線通信する複数のユーザを含む
デジタル通信システムでは、反復復号化ステップを受信
データに適用することによって復号化信号の品質の改善
が達成されるということである。特に、Baunch、Khorra
mおよびHagenauerの「移動通信システムにおける反復等
化と復号化(Iterative Equalization and Decoding in
Mobile CommunicationSystem)」（ＥＰＭＣＣ’９７、
第３０７頁乃至第３１２頁、１９９７年１０月、ボン
（ドイツ））は、移動無線チャネルを通じて伝送される
符号化データの反復復号化へのターボ原理の適用を論じ
ている。
【０００５】反復復号化に適したものとするために、伝
送信号は少なくとも２つの連結コードによって符号化
し、直列または並列に連結しなければならない。
送信号は少なくとも２つの連結コードによって符号化
し、直列または並列に連結しなければならない。
【０００６】図１は、直列連結符号化スキームを示す。
伝送はブロック毎に行われる。デジタル信号源からのバ
イナリ信号は、まず外部符号器によって符号化された
後、インタリーバ(interleaver)を通過するが、そこで
は入ビット記号の順序が変更され、信号が以下の処理段
に対してよりランダムに見えるようになる。インタリー
バの後、信号は「内部符号器(inner encoder)」によっ
て２度目の符号化が行われる。これに対応して、受信機
では、信号はまず第１復号化ステップで内部復号器によ
って復号化され、デインタリーブ(de-interleave)さ
れ、第２の復号化ステップで外部復号器によって復号化
される。外部復号器からソフト決定値が、内部復号器へ
の追加「事前」入力としてフィードバックされる。ソフ
ト決定値はハード決定値の信頼性に関する情報を提供す
る。最初の反復では、復号化ステップが反復され、ソフ
ト決定値が第１のおよび第２の復号器の入力値として使
用される。
伝送はブロック毎に行われる。デジタル信号源からのバ
イナリ信号は、まず外部符号器によって符号化された
後、インタリーバ(interleaver)を通過するが、そこで
は入ビット記号の順序が変更され、信号が以下の処理段
に対してよりランダムに見えるようになる。インタリー
バの後、信号は「内部符号器(inner encoder)」によっ
て２度目の符号化が行われる。これに対応して、受信機
では、信号はまず第１復号化ステップで内部復号器によ
って復号化され、デインタリーブ(de-interleave)さ
れ、第２の復号化ステップで外部復号器によって復号化
される。外部復号器からソフト決定値が、内部復号器へ
の追加「事前」入力としてフィードバックされる。ソフ
ト決定値はハード決定値の信頼性に関する情報を提供す
る。最初の反復では、復号化ステップが反復され、ソフ
ト決定値が第１のおよび第２の復号器の入力値として使
用される。
【０００７】ある特定の伝送シーケンスの反復復号化
は、例えば、一定数の反復後、またはあるビット誤り率
の到達といった任意の終了基準をもって終了する。内部
復号器への「事前」ソフト値は、伝送ビット・シーケン
スの最初の復号化（０次反復）に対して０に設定される
ことに留意されたい。
は、例えば、一定数の反復後、またはあるビット誤り率
の到達といった任意の終了基準をもって終了する。内部
復号器への「事前」ソフト値は、伝送ビット・シーケン
スの最初の復号化（０次反復）に対して０に設定される
ことに留意されたい。
【０００８】内部および外部バイナリ・コードは、組
織、非組織ブロックまたはコンボルーション・コード(c
onvolution)といったどんな形式でもよい。単純マッピ
ング（例えば、対蹠またはバイナリ位相シフト・キーイ
ング）が、（内部符号器の後）送信機で行われ、単純デ
マッピングが、（内部復号器の後）受信機で行われる
が、これは説明をわかりやすくするため図１では示され
ない。同様に、図１は、単一ユーザのシナリオを例示し
ているが、適当な多重化を適用することによって適切な
多重ユーザ・システムが提供される。
織、非組織ブロックまたはコンボルーション・コード(c
onvolution)といったどんな形式でもよい。単純マッピ
ング（例えば、対蹠またはバイナリ位相シフト・キーイ
ング）が、（内部符号器の後）送信機で行われ、単純デ
マッピングが、（内部復号器の後）受信機で行われる
が、これは説明をわかりやすくするため図１では示され
ない。同様に、図１は、単一ユーザのシナリオを例示し
ているが、適当な多重化を適用することによって適切な
多重ユーザ・システムが提供される。
【０００９】受信機の２つの復号器は、ソフトイン／ソ
フトアウト復号器（Ｓoft-Ｉn/Ｓoft-Ｏut復号器）であ
る。ソフト値は、対応するビット記号のビット決定（０
と１のどちらが送信されたか）の信頼性を表す。ソフト
イン復号器は入ビット記号に関するソフト信頼性値を受
け入れる。ソフトアウト復号器は出ビット記号に関する
ソフト信頼性値を提供する。ソフトアウト信頼性値は、
送信機の各符号化ステップで追加される冗長情報に基づ
いて復号化処理中に改善されているため、普通、ソフト
イン信頼性値より正確である。最上の性能は、対応する
チャネル・コードに合わせて調整された事後確率計算器
（Ａ Ｐosteriori Ｐrobability calculator：ＡＰＰ計
算器）を提供するＳＩＳＯ復号器によって達成される。
例えば、ＳＯＶＡ（Ｓoft Ｏutput Ｖiterbi Ａlgorith
m：ソフト出力ビタビ・アルゴリズム）のような、より
高速だが最適状態に及ばないアルゴリズムもいくつか存
在する。
フトアウト復号器（Ｓoft-Ｉn/Ｓoft-Ｏut復号器）であ
る。ソフト値は、対応するビット記号のビット決定（０
と１のどちらが送信されたか）の信頼性を表す。ソフト
イン復号器は入ビット記号に関するソフト信頼性値を受
け入れる。ソフトアウト復号器は出ビット記号に関する
ソフト信頼性値を提供する。ソフトアウト信頼性値は、
送信機の各符号化ステップで追加される冗長情報に基づ
いて復号化処理中に改善されているため、普通、ソフト
イン信頼性値より正確である。最上の性能は、対応する
チャネル・コードに合わせて調整された事後確率計算器
（Ａ Ｐosteriori Ｐrobability calculator：ＡＰＰ計
算器）を提供するＳＩＳＯ復号器によって達成される。
例えば、ＳＯＶＡ（Ｓoft Ｏutput Ｖiterbi Ａlgorith
m：ソフト出力ビタビ・アルゴリズム）のような、より
高速だが最適状態に及ばないアルゴリズムもいくつか存
在する。
【００１０】移動通信システムの特定の用途では、チャ
ネル符号器と符号間干渉（ＩnterＳymbol Ｉnterface：
ＩＳＩ）チャネルは直列連結符号化スキームと考えら
れ、チャネル符号器は外部符号器として機能し、ＩＳＩ
チャネルは内部、レートＩ、時間変化コンボルーション
符号器として機能する。それ故、反復復号化は、特に等
化器が内部復号化ステップを行い、復号器が外部復号化
ステップを提供するヨーロッパ無線デジタル・セルラ標
準「ＧＳＭ」での利用に適している。悪い通信チャネル
条件（低ＳＮＲ、フェージング、マルチパス伝播等）が
存在する場合、ビット誤り率（Ｂit Ｅrror Ｒate：Ｂ
ＥＲ）の改善が、ＢＥＲの下限に達するまで行われる各
反復ステップによって達成される。基地局が受信した信
号は等化され、受信符号化ビットのソフト決定値を提供
する。
ネル符号器と符号間干渉（ＩnterＳymbol Ｉnterface：
ＩＳＩ）チャネルは直列連結符号化スキームと考えら
れ、チャネル符号器は外部符号器として機能し、ＩＳＩ
チャネルは内部、レートＩ、時間変化コンボルーション
符号器として機能する。それ故、反復復号化は、特に等
化器が内部復号化ステップを行い、復号器が外部復号化
ステップを提供するヨーロッパ無線デジタル・セルラ標
準「ＧＳＭ」での利用に適している。悪い通信チャネル
条件（低ＳＮＲ、フェージング、マルチパス伝播等）が
存在する場合、ビット誤り率（Ｂit Ｅrror Ｒate：Ｂ
ＥＲ）の改善が、ＢＥＲの下限に達するまで行われる各
反復ステップによって達成される。基地局が受信した信
号は等化され、受信符号化ビットのソフト決定値を提供
する。
【００１１】復号化ステップを何回も繰り返すことによ
って受信信号のＢＥＲは改善される。しかし、各反復ス
テップはメモリ、計算時間といったリソースを消費し、
専用の特定用途向け集積回路ＡＳＩＣ（Ａpplication
Ｓpecific Ｉntegrated Ｃircuits）を拘束する。実際
の基地局では、並列に復号化できる信号の数は利用可能
な信号処理ユニット（Ｓignal Ｐrocessing Ｕnit：Ｓ
ＰＵ）の数によって制限される。従って、デジタル信号
プロセッサ（Ｄigital Ｓignal Ｐrocessing：ＤＳＰ）
のような反復復号化ハードウェアとソフトウェアを各Ｓ
ＰＵに提供することは基地局の費用と複雑さを大きく増
加させる。
って受信信号のＢＥＲは改善される。しかし、各反復ス
テップはメモリ、計算時間といったリソースを消費し、
専用の特定用途向け集積回路ＡＳＩＣ（Ａpplication
Ｓpecific Ｉntegrated Ｃircuits）を拘束する。実際
の基地局では、並列に復号化できる信号の数は利用可能
な信号処理ユニット（Ｓignal Ｐrocessing Ｕnit：Ｓ
ＰＵ）の数によって制限される。従って、デジタル信号
プロセッサ（Ｄigital Ｓignal Ｐrocessing：ＤＳＰ）
のような反復復号化ハードウェアとソフトウェアを各Ｓ
ＰＵに提供することは基地局の費用と複雑さを大きく増
加させる。
【００１２】多重レベル変調では、Ｎ個のビット（ビッ
ト記号）が送信機で集められて１つの「マップ記号(map
ped symbol)」（簡単に、「記号」とも呼ばれる）を形
成する。この記号は実または複素信号空間（すなわち、
実軸または複素平面）にマップされる。マッピング操作
は簡単に、マップされていない記号（Ｎビット、数値は
０、．．．２N−１）をパルス振幅変調（Ｐulse Ａmpli
tude Ｍodulation：ＰＡＭ）の離散的振幅レベル、位相
シフト・キーイング（Ｐhase Ｓhift Ｋeying：ＰＳ
Ｋ）の離散的位相レベル、直交振幅変調（Ｑuadrature
Ａmplitude Ｍodulation：ＱＡＭ）の複素平面の何れか
の離散的信号点またはＰＡＭ、ＱＡＭ、ＰＳＫの何れか
の組み合わせに関連させることである。通常、グレーコ
ード・マッピングが使用されるが、この場合、隣接する
信号点は正確に１ビットだけ異なっている。一般に、マ
ッピングはどの種類でもよい。
ト記号）が送信機で集められて１つの「マップ記号(map
ped symbol)」（簡単に、「記号」とも呼ばれる）を形
成する。この記号は実または複素信号空間（すなわち、
実軸または複素平面）にマップされる。マッピング操作
は簡単に、マップされていない記号（Ｎビット、数値は
０、．．．２N−１）をパルス振幅変調（Ｐulse Ａmpli
tude Ｍodulation：ＰＡＭ）の離散的振幅レベル、位相
シフト・キーイング（Ｐhase Ｓhift Ｋeying：ＰＳ
Ｋ）の離散的位相レベル、直交振幅変調（Ｑuadrature
Ａmplitude Ｍodulation：ＱＡＭ）の複素平面の何れか
の離散的信号点またはＰＡＭ、ＱＡＭ、ＰＳＫの何れか
の組み合わせに関連させることである。通常、グレーコ
ード・マッピングが使用されるが、この場合、隣接する
信号点は正確に１ビットだけ異なっている。一般に、マ
ッピングはどの種類でもよい。
【００１３】受信機では、入記号は雑音に影響される。
ハード決定デマップ操作(hard decision demapping ope
ration)は、入記号を信号空間の最も近い信号点（実ま
たは複素信号空間での最小ユークリッド距離の信号点）
と関連させ、例えば、対応するグレーコード化符号語を
Ｎビット／マップ記号に対するハード決定値（０、１）
として得る。
ハード決定デマップ操作(hard decision demapping ope
ration)は、入記号を信号空間の最も近い信号点（実ま
たは複素信号空間での最小ユークリッド距離の信号点）
と関連させ、例えば、対応するグレーコード化符号語を
Ｎビット／マップ記号に対するハード決定値（０、１）
として得る。
【００１４】しかし、チャネル符号化およびソフト・チ
ャネル復号化（すなわち、ソフト入力復号器）と共に多
重レベル変調を使用する場合、デマップ操作は、好適に
は、ソフト信頼性値をチャネル復号器への入力として計
算する。説明を簡単にするため、「多重レベル変調」と
いう用語は、ＰＡＭ、ＰＳＫおよびＱＡＭに言及すると
き、ＰＡＭの場合「多重振幅レベル」、ＰＳＫの場合
「多重位相レベル」、ＱＡＭの場合「多重信号点」の意
味で使用する。
ャネル復号化（すなわち、ソフト入力復号器）と共に多
重レベル変調を使用する場合、デマップ操作は、好適に
は、ソフト信頼性値をチャネル復号器への入力として計
算する。説明を簡単にするため、「多重レベル変調」と
いう用語は、ＰＡＭ、ＰＳＫおよびＱＡＭに言及すると
き、ＰＡＭの場合「多重振幅レベル」、ＰＳＫの場合
「多重位相レベル」、ＱＡＭの場合「多重信号点」の意
味で使用する。
【００１５】
【発明の概要】本発明の第１の実施例によれば、信号を
反復復号化する方法が提供されるが、この方法は、信号
をデマップするステップと、デマップ信号を復号化する
ステップとを含み、デマップ・ステップと復号化ステッ
プとが反復されることを特徴とし、さらに反復デマップ
・ステップが入力として以前の復号化ステップ出力を使
用することを特徴とする。
反復復号化する方法が提供されるが、この方法は、信号
をデマップするステップと、デマップ信号を復号化する
ステップとを含み、デマップ・ステップと復号化ステッ
プとが反復されることを特徴とし、さらに反復デマップ
・ステップが入力として以前の復号化ステップ出力を使
用することを特徴とする。
【００１６】本発明の第２の実施例によれば、信号を反
復復号化する装置が提供されるが、この装置は、信号を
受信する第１の入力と出力とを有し、デマップ信号を発
生するデマッパと、デマップ信号を受信する入力と復号
化信号を発生する出力を有する復号器とを備え、デマッ
パは復号化信号を受信する第２の入力を有することを特
徴とする。
復復号化する装置が提供されるが、この装置は、信号を
受信する第１の入力と出力とを有し、デマップ信号を発
生するデマッパと、デマップ信号を受信する入力と復号
化信号を発生する出力を有する復号器とを備え、デマッ
パは復号化信号を受信する第２の入力を有することを特
徴とする。
【００１７】移動通信システムの各ユーザは、通信サー
ビスの相違により、異なったサービス品質（Ｑuality
ｏf Ｓervice：ＱｏＳ）の要求、すなわち、異なったＢ
ＥＲと待ち時間の制約を有する。例えば、音声通信はＢ
ＥＲの要求は最も低い（すなわち、多くのビット・エラ
ーを許容できる）が待ち時間の制約は最も大きい（すな
わち、双方向会話では長い遅延は許容できない）。視覚
的通信はＢＥＲの要求は音声通信より高く、待ち時間の
制約も高い。データ通信（例えば、無線インターネット
・ウェブ・ブラウジング）は、ＢＥＲの要求が最も高い
が、待ち時間の制約は最も低い。各ユーザは、基地局か
らの距離、伝播環境および、移動中の場合、速度の相違
により異なった信号品質（すなわち、ＳＮＲ）、マルチ
パス伝播およびフェージングで基地局と通信する。
ビスの相違により、異なったサービス品質（Ｑuality
ｏf Ｓervice：ＱｏＳ）の要求、すなわち、異なったＢ
ＥＲと待ち時間の制約を有する。例えば、音声通信はＢ
ＥＲの要求は最も低い（すなわち、多くのビット・エラ
ーを許容できる）が待ち時間の制約は最も大きい（すな
わち、双方向会話では長い遅延は許容できない）。視覚
的通信はＢＥＲの要求は音声通信より高く、待ち時間の
制約も高い。データ通信（例えば、無線インターネット
・ウェブ・ブラウジング）は、ＢＥＲの要求が最も高い
が、待ち時間の制約は最も低い。各ユーザは、基地局か
らの距離、伝播環境および、移動中の場合、速度の相違
により異なった信号品質（すなわち、ＳＮＲ）、マルチ
パス伝播およびフェージングで基地局と通信する。
【００１８】マッピング操作自体は、（「古典的な」直
列連結符号化スキームとは異なって）信号の冗長性を増
やさないが、いくつかのビット記号を集めて１つのマッ
プ記号を形成することによって信号のメモリを増やす。
列連結符号化スキームとは異なって）信号の冗長性を増
やさないが、いくつかのビット記号を集めて１つのマッ
プ記号を形成することによって信号のメモリを増やす。
【００１９】デマッパは、復号器から得られた事前情報
を受け入れるために修正されたソフト・デマッピング・
デバイスである。復号器はチャネル復号器であり、どん
なＳＩＳＯ復号器（最適ＡＰＰ、または、例えば、ＳＯ
ＶＡのような他の次善アルゴリズム）でもよい。すなわ
ち、反復デマッピングと復号化は、直列連結反復復号化
スキームと見なすことができ、そこでは、内部復号器は
ソフト・デマッピング・デバイスによって置換される。
反復デマッピングと復号化は任意の終了基準（例えば、
一定数の反復後、またはあるビット誤り率に到達したと
き）によって終了する。
を受け入れるために修正されたソフト・デマッピング・
デバイスである。復号器はチャネル復号器であり、どん
なＳＩＳＯ復号器（最適ＡＰＰ、または、例えば、ＳＯ
ＶＡのような他の次善アルゴリズム）でもよい。すなわ
ち、反復デマッピングと復号化は、直列連結反復復号化
スキームと見なすことができ、そこでは、内部復号器は
ソフト・デマッピング・デバイスによって置換される。
反復デマッピングと復号化は任意の終了基準（例えば、
一定数の反復後、またはあるビット誤り率に到達したと
き）によって終了する。
【００２０】本発明の実施例は、一例として移動セルラ
通信システムを使用し、添付の図面を参照して説明され
る。
通信システムを使用し、添付の図面を参照して説明され
る。
【００２１】
【発明の詳細な記述】送信機では、バイナリ・ランダム
信号が連結符号化されてインタリーバに供給され、そこ
でビット記号がインタリーブされる（任意のチャネル・
コードが使用可能であり、非組織符号は一例として使用
されるに過ぎない）。インタリーバの後、Ｎ個のビット
が集められ、適用される変調スキーム（図３乃至図６に
例示されるようなＰＡＭ、ＰＳＫ、ＱＡＭ、そこではＩ
チャネルが信号の実部を表し、Ｑチャネルが虚数部を表
す）に従って複素信号配列にマップされる。好適な符号
語配列（「マッピング」とも呼ぶ）は、図３〜図６に示
すグレーコード化であり、隣接する信号点は１つの２進
数だけ異なる。グレーコード化は、一例として使用され
るに過ぎず、逆グレーコード化等の何らかの他のマッピ
ングも使用される。
信号が連結符号化されてインタリーバに供給され、そこ
でビット記号がインタリーブされる（任意のチャネル・
コードが使用可能であり、非組織符号は一例として使用
されるに過ぎない）。インタリーバの後、Ｎ個のビット
が集められ、適用される変調スキーム（図３乃至図６に
例示されるようなＰＡＭ、ＰＳＫ、ＱＡＭ、そこではＩ
チャネルが信号の実部を表し、Ｑチャネルが虚数部を表
す）に従って複素信号配列にマップされる。好適な符号
語配列（「マッピング」とも呼ぶ）は、図３〜図６に示
すグレーコード化であり、隣接する信号点は１つの２進
数だけ異なる。グレーコード化は、一例として使用され
るに過ぎず、逆グレーコード化等の何らかの他のマッピ
ングも使用される。
【００２２】チャネルでは、記号は、付加的雑音または
何らかの他の形態の雑音によって歪められる。
何らかの他の形態の雑音によって歪められる。
【００２３】受信機では、チャネル記号はデマップさ
れ、Ｎ個／記号のグレーコード化ビットの各々について
ログ尤度比計算(log-likelihood ratio calculation)に
よって分解される。ログ尤度比値（「ソフト値」）はデ
インタリーブされ、事後確率計算器（ＡＰＰ）に入力さ
れる（何らかの他のＳＩＳＯ復号器も使用される）。復
号化の後、情報ビットのＡＰＰソフト出力値の符号を得
ることによって、伝送情報ビットの推定がハード決定デ
バイスの出力で得られる。
れ、Ｎ個／記号のグレーコード化ビットの各々について
ログ尤度比計算(log-likelihood ratio calculation)に
よって分解される。ログ尤度比値（「ソフト値」）はデ
インタリーブされ、事後確率計算器（ＡＰＰ）に入力さ
れる（何らかの他のＳＩＳＯ復号器も使用される）。復
号化の後、情報ビットのＡＰＰソフト出力値の符号を得
ることによって、伝送情報ビットの推定がハード決定デ
バイスの出力で得られる。
【００２４】反復デマッピング／復号化経路では、「付
帯的情報」はビット・インタリーバを通過し、事前知識
としてソフト・デマッピング・デバイスにフィードバッ
クされる。「付帯的」情報とは、復号器でのソフト入力
とソフト出力の値の差であり、復号化処理によって得ら
れた新しい、統計的に独立した情報（少なくとも最初の
反復について）を示す。
帯的情報」はビット・インタリーバを通過し、事前知識
としてソフト・デマッピング・デバイスにフィードバッ
クされる。「付帯的」情報とは、復号器でのソフト入力
とソフト出力の値の差であり、復号化処理によって得ら
れた新しい、統計的に独立した情報（少なくとも最初の
反復について）を示す。
【００２５】受信機での複素チャネル記号ｚは整合フィ
ルタ出力と考えられる。これはＮ個の符号化ビットを伝
える。ＳＩＳＯ復号器はソフト入力処理を有するので、
デマッピング・デバイスはＳＩＳＯ復号器でさらに復号
化するために各ビットｘ0、．．．ｘN-1についてソフト
値を抽出する。記号毎の各Ｎビットに対するこのソフト
値は、整合フィルタ出力ｚによって条件付けられる対応
するビットのログ尤度比（Ｌ値）である。Ｌ値の絶対値
はビット決定の信頼性を示す。
ルタ出力と考えられる。これはＮ個の符号化ビットを伝
える。ＳＩＳＯ復号器はソフト入力処理を有するので、
デマッピング・デバイスはＳＩＳＯ復号器でさらに復号
化するために各ビットｘ0、．．．ｘN-1についてソフト
値を抽出する。記号毎の各Ｎビットに対するこのソフト
値は、整合フィルタ出力ｚによって条件付けられる対応
するビットのログ尤度比（Ｌ値）である。Ｌ値の絶対値
はビット決定の信頼性を示す。
【００２６】ビットｘkに対するＬ値計算のすべての項
は、ビットｘkの付加的「事前」Ｌ値と、残りのビット
ｘj、j＝０．．．Ｎ−１，ｊ≠ｋの事前Ｌ値を含む小数
項からなる。
は、ビットｘkの付加的「事前」Ｌ値と、残りのビット
ｘj、j＝０．．．Ｎ−１，ｊ≠ｋの事前Ｌ値を含む小数
項からなる。
【００２７】ビットｘ0、．．．ｘN-1の事前Ｌ値は、Ｓ
ＩＳＯ復号器によってソフト・デマッピング・デバイス
の入力として提供される。
ＩＳＯ復号器によってソフト・デマッピング・デバイス
の入力として提供される。
【００２８】シミュレーションが示すところによれば、
反復ソフト・デマッピングと復号化の最高の性能は、ビ
ットｘkの付加的事前Ｌ値がビットｘkのＬ値のすべての
項の範囲外に残り、残りのビットｘj、j＝０．．．Ｎ−
１、ｊ≠ｋの事前Ｌ値がビットｘkの計算の際検討され
る場合達成される。これは図２でデマッピング・デバイ
スの後の減算によって示される。すなわち、ＳＩＳＯ復
号器からの事前値がデマッピング・デバイスの対応する
ビットのログ尤度比計算の出力から減算される。この情
報はデインタリーバにフィードバックされ、（ＳＩＳＯ
復号器からの付帯的情報と異なって）デマッピング・デ
バイスの「付帯的情報」とみなされる。
反復ソフト・デマッピングと復号化の最高の性能は、ビ
ットｘkの付加的事前Ｌ値がビットｘkのＬ値のすべての
項の範囲外に残り、残りのビットｘj、j＝０．．．Ｎ−
１、ｊ≠ｋの事前Ｌ値がビットｘkの計算の際検討され
る場合達成される。これは図２でデマッピング・デバイ
スの後の減算によって示される。すなわち、ＳＩＳＯ復
号器からの事前値がデマッピング・デバイスの対応する
ビットのログ尤度比計算の出力から減算される。この情
報はデインタリーバにフィードバックされ、（ＳＩＳＯ
復号器からの付帯的情報と異なって）デマッピング・デ
バイスの「付帯的情報」とみなされる。
【００２９】Ｌ値の計算には、ソフト・デマッピングと
記号毎のＮビットの分解との両方が含まれる（これらは
図２が示唆するように、２つの別個の操作ではない）こ
とに留意されたい。
記号毎のＮビットの分解との両方が含まれる（これらは
図２が示唆するように、２つの別個の操作ではない）こ
とに留意されたい。
【００３０】反復ソフト・デマッピングと復号化は、簡
単なチャネル符号化を使用する従来の多重レベル変調ス
キームのビット誤り率を低減する。単純なチャネル符号
化と多重レベル変調を有する最新のデジタル通信システ
ムの多くは、受信機回路を変更し、事前情報を受け入れ
るソフト・デマッピング・デバイスを加え、チャネル復
号器としてＳＩＳＯ復号器を加えることによって改善さ
れる。
単なチャネル符号化を使用する従来の多重レベル変調ス
キームのビット誤り率を低減する。単純なチャネル符号
化と多重レベル変調を有する最新のデジタル通信システ
ムの多くは、受信機回路を変更し、事前情報を受け入れ
るソフト・デマッピング・デバイスを加え、チャネル復
号器としてＳＩＳＯ復号器を加えることによって改善さ
れる。
【００３１】これはＮビット／記号の多重レベル変調ス
キームに適用できるが、ここでＰＡＭ、ＰＳＫおよびＱ
ＡＭについてＮ＞１であり、Ｎ＝２のＰＳＫとＱＡＭに
ついて逆グレー・マッピング(Anti-Gray-mapping)を適
用しなければならない。
キームに適用できるが、ここでＰＡＭ、ＰＳＫおよびＱ
ＡＭについてＮ＞１であり、Ｎ＝２のＰＳＫとＱＡＭに
ついて逆グレー・マッピング(Anti-Gray-mapping)を適
用しなければならない。
【００３２】インタリーバは、記号をビット・レベルで
インタリーブするビット記号インタリーバであることに
留意することは重要である。符号器とマッパの間に少な
くとも１つのビット記号インタリーバがあれば、符号器
と記号マッパの間に直列連結されたビット記号と「ｎビ
ット」記号の両方のインタリーバを適用する他のシステ
ムも利用できる。
インタリーブするビット記号インタリーバであることに
留意することは重要である。符号器とマッパの間に少な
くとも１つのビット記号インタリーバがあれば、符号器
と記号マッパの間に直列連結されたビット記号と「ｎビ
ット」記号の両方のインタリーバを適用する他のシステ
ムも利用できる。
【図１】直列連結符号化スキームを使用する送信機と受
信機を示す図である。
信機を示す図である。
【図２】本発明による送信機と受信機のシステムを示す
図である。
図である。
【図３】４レベルＰＡＭスキームの信号配列を示す図で
ある。
ある。
【図４】複素信号空間での矩形１６点ＱＡＭの信号配列
を示す図である。
を示す図である。
【図５】複素信号空間での８レベルＰＳＫの信号配列を
示す図である。
示す図である。
【図６】任意の組み合わせのＰＡＭ、ＰＳＫ、矩形ＱＡ
Ｍ（ＱＡＭとも呼ぶ）の信号配列を示す図である。
Ｍ（ＱＡＭとも呼ぶ）の信号配列を示す図である。
Claims (8)
- 【請求項１】 多重レベル変調信号を反復復号化する方
法であって、 デマップされた該信号をビット・デインタリーブする段
階と、 デインタリーブされた該信号を復号化する段階とからな
り、該方法はさらに、 該デインタリーブ段階が行われる前に該信号をデマップ
する段階と、 該デマップ段階、該デインタリーブ段階および該復号化
段階を反復する段階とからなり、反復された該デマップ
段階は、前の該復号化段階のビット・インタリーブ出力
を入力として使用することを特徴とする方法。 - 【請求項２】 請求項１に記載の方法において、該デマ
ップ段階と、デインタリーブ段階と復号化段階は、所定
のビット誤り率が達成されるまで反復することを特徴と
する方法。 - 【請求項３】 請求項１乃至２のいずれかに記載の方法
において、該信号が逆グレーコード化されることを特徴
とする方法。 - 【請求項４】 請求項１乃至３のいずれかに記載の方法
において、該復号化段階は、該復号化信号を表すソフト
信頼性値を発生することを特徴とする方法。 - 【請求項５】 請求項４に記載の方法において、該反復
されたデマップ段階は、該復号化段階によって発生した
ビット・インタリーブされた該ソフト信頼性値を受け入
れることを特徴とする方法。 - 【請求項６】 多重レベル変調信号を反復復号化する装
置であって、 該信号を受信する入力と出力とを有し、デインタリーブ
信号を発生するビット・デインタリーバと、 該デインタリーブ信号を受信する第１の入力と出力とを
有し、復号化信号を発生する復号器とからなり、 該信号を受信する第１の入力とデマップ信号を発生する
出力とを有するデマッパが提供され、 該ビット・デインタリーバ入力は該デマップ信号を受信
し、該ビット・デインタリーバ出力がデインタリーブさ
れそしてデマップされた信号を発生し、 該復号化信号を受信する入力と出力とを有し、ビット・
インタリーブ復号化信号を発生するビット・インタリー
バが提供され、 該デマッパが、該ビット・インタリーブ復号化信号を受
信する第２の入力を有することとを特徴とする装置。 - 【請求項７】 請求項６に記載の装置において、該デマ
ッパに接続された出力を有し、多重化信号を逆多重化す
るデマルチプレクサが提供されることを特徴とする装
置。 - 【請求項８】 請求項６または請求項７に記載の装置に
おいて、該復号器が該復号化信号を表すソフト信頼性値
を発生することを特徴とする装置。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP98302653 | 1998-04-03 | ||
| EP98302653.5 | 1998-04-03 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000041078A true JP2000041078A (ja) | 2000-02-08 |
| JP3662766B2 JP3662766B2 (ja) | 2005-06-22 |
Family
ID=8234759
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09573099A Expired - Fee Related JP3662766B2 (ja) | 1998-04-03 | 1999-04-02 | 反復デマッピング |
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| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6353911B1 (ja) |
| EP (1) | EP0948140B1 (ja) |
| JP (1) | JP3662766B2 (ja) |
| KR (1) | KR100403230B1 (ja) |
| CN (1) | CN1140059C (ja) |
| AU (1) | AU721048B2 (ja) |
| BR (1) | BR9901231A (ja) |
| CA (1) | CA2266108C (ja) |
| DE (1) | DE69930467T2 (ja) |
| ES (1) | ES2259227T3 (ja) |
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