JP2001267936A - 畳込み符号用のソフト判定出力デコーダ - Google Patents
畳込み符号用のソフト判定出力デコーダInfo
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Abstract
によって表される信号を復号する。 【解決手段】 長さLの窓に分割されるブロック長Nの
格子によって表される信号を復号することは、窓の最初
より前の点P1から、順方向で窓の最初まで、順方向帰
納を復号する(206)段階および窓の最後より後の点
P2から、逆方向で窓の最後まで、逆方向帰納を復号す
る段階を含み、窓の最初および最後における既知の状態
を定義する。次のステップは、窓の最後における既知の
状態から、逆方向で窓の開始まで、逆方向帰納を利用し
て、窓を復号し(208)、逆方向帰納状態メトリック
のセットを定める。次のステップは、窓の開始における
既知の状態から開始し、窓の最後へ順方向に移動する順
方向帰納を利用して、復号し(210)、順方向帰納状
態メトリックのセットを定める。次のステップは、順方
向および逆方向帰納状態メトリックを用いて、窓の各状
態におけるソフト出力および各状態での分岐メトリック
を計算し(212)、その状態に対するソフト出力を出
力する段階を含む。
Description
に関し、さらに詳しくは、畳込み符号通信システムの受
信機で用いられるソフト出力デコーダに関する。
onによる米国特許出願第09/500,819号,発明
者Classon, Schaffner, Desai, BakerおよびFriendによ
る米国特許出願第09/502,132号および発明者
ClassonおよびSchaffnerによる米国特許出願第09/5
01,922号に関する。関連出願は、本出願と同一日
付にて出願され、本出願の譲受人に譲渡され、この参照
により本明細書に全体が含まれるものとする。
護するためにデジタル通信システムで用いられる場合が
多い。送信機では、発信符号ベクトルは格子図(trellis
diagram)を利用して記述でき、その複雑さはエンコー
ダの制約長(constraint length)によって決定される。
演算的な複雑さは制約長の増加とともに増加するが、符
号化の堅牢性(robustness)も制約長とともに増加する。
タビ・デコーダ(Viterbi decoder)などの実際的なソフ
ト判定デコーダは、格子構造を利用して、最尤送信符号
ベクトルについて最適な検索を行う。しかし、ビタビ・
アルゴリズムは演算的に複雑であり、その複雑さは制約
長の増加とともに指数関数的に増加する。実質的にこの
ことは、ビタビ・デコーダは、大きな制約長では、畳込
み符号について大量のメモリおよび処理能力を必要とす
ることを意味する。
CDMA:Direct Sequence Code Division Multiple A
ccess)規格IS−95や、GSM(Global System for
Mobile Communications)などのさまざまな通信システム
用のコーダは、このような大きな制約長を有する。例え
ば、GSMハーフ・レート制約長はK=7であり、IS
−95制約長はK=9である。
発生した実際のエラーの数に関係なく、各符号ベクトル
について固定数の演算を実行しなければならないことで
ある。従って、ビタビ・デコーダは、わずかな送信エラ
ーや、まったくエラーのない受信信号についても、多く
のエラーを有する受信信号と同じ数の演算を利用して処
理する。
ボ符号(turbo codes)が開発されている。一般に、ター
ボ符号とは、2つまたはそれ以上の畳込み符号と、ター
ボ・インタリーバ(turbo interleaver)とによって構成
される。ターボ復号(turbo decoding)は反復的で、ソフ
ト出力デコーダを利用して個別の畳込み符号を復号す
る。ソフト出力デコーダは、各ビット位置に関する情報
を与え、これはソフト出力デコーダが他の畳込み符号を
復号するのを助ける。ソフト出力デコーダは、通常MA
P(maximum a posteriori)デコーダであり、ソフト出力
を判定するために逆方向および順方向復号を必要とす
る。しかし、メモリ,処理および演算的なトレードオフ
のため、一般にMAP復号は最適以下の近似(sub-optim
al approximation)に制限される。これらの変形例も全
て、ブロック上で順方向および逆方向復号を必要とす
る。
project for wireless systems)などの将来の規格につ
いて、ブロック長N=5120を有する8状態ターボ符
号(8-state turbo code)は、40960ワード分の中間
格納を必要とし、これは受け入れ難い。将来のシステム
(より大きなフレームおよびより多くの数の状態)は、
さらに多くのメモリを必要とする。逆に、N=5120
の8状態格子についてソフト出力を生成しないビタビ・
デコーダは、100ワード未満の中間格納しか必要とし
ない。
・デコーダおよびMAPデコーダによって課せられる制
限なしに、畳込み符号を復号するための全体的なメモリ
および処理条件を低減するソフト出力デコーダが必要と
される。
な演算量の増加だけで、従来のターボ・デコーダからメ
モリ条件を大幅に低減する。全体では、これはより効率
的なデコーダを提供する。さらに、本発明は、従来のタ
ーボ・デコーダおよびMAPデコーダの制限を最小限に
抑える。
ボ符号などは、図1に示すように格子としてグラフ表現
される。MAP(maximum a posteriori)タイプのデコー
ダ(対数(log)MAP,MAP,最大対数(max-log)MA
P,定数対数(constant-log)MAPなど)は、当技術分
野で周知なように、ソフト出力を与えるために、格子上
で順方向および逆方向一般化ビタビ帰納(generalized V
iterbi recursions)を利用する。MAPデコーダは、全
受信ビットに基づいて、各情報ビットについて復号ビッ
ト・エラー確率を最小限に抑える。典型的な従来のMA
Pデコーダは、復号で用いるためのメモリを必要とす
る。
nature)(ここで、以前の状態は未来の状態または未来
の出力分岐に影響を及ぼしえない)のため、MAPビッ
ト確率は、過去(格子の開始から現在状態まで),現在
状態(現在値の分岐メトリック(branch metric))およ
び未来(格子の最後から現在値まで)に分けることがで
きる。具体的には、MAPデコーダは現在状態まで順方
向および逆方向帰納を実行し、ここで過去および未来の
確率は現在の分岐メトリックとともに用いられて、出力
判定を生成する。ハードおよびソフト出力判定を与える
原理は当技術分野で周知であり、上記の復号方法のいく
つかの変形例が存在する。
フト出力SISOデコーダのほとんどは、L.R. Bahl,
J. Cocke, F. Jelinek, J. Raviv による論文 "Optimal
Decoding of Linear Codes for Minimizing Symbol Er
ror Rate", IEEE Transactions on Information Theor
y, Vol. IT-20, March 1974, pp.284-7(BCJRアル
ゴリズム)における従来のMAPアルゴリズムに基づい
ている。図1は、ターボ符号で利用できる、8状態畳込
み符号用のこのアルゴリズムの格子図を示す。これから
わかるように、一般に系統的畳込み符号(systematic co
nvolutional code)であるが、ブロック符号でもよい成
分符号(constituent codes)とインターリーバによっ
て、ターボ・コーダは構築される。MAPアルゴリズム
は、受信シーケンスについて情報ビットのエラー確率を
最小限に抑えるだけでなく、受信シーケンスについて情
報ビットが1または0である確率を与える。BCJRア
ルゴリズムは、各ビット位置(格子セクション)につい
てソフト出力判定を与え、ここでブロック内のソフト入
力の影響は、過去(以前のソフト入力(earlier soft in
puts))からの寄与と、現在のソフト入力からの寄与
と、未来(以降のソフト入力(later soft inputs))か
らの寄与とに分けられる。このデコーダ・アルゴリズム
は、各格子セクション(ステージ)について最適なソフ
ト出力を導くために、格子上で順方向および逆方向一般
化ビタビ帰納を必要とする。これらの帰納的確率、より
一般的には、確率の対数尤度比(LLR:log-likeliho
od ratio)は、反復的ターボ復号におけるSISO復号
ステップ間で渡される。情報ビットutのLLRは、復
号済みシーケンス内の全ビットについて次式の通りであ
る(t=1〜N)。
トが格子内で1(または0)に等しい確率は、符号のマ
ルコフ特性により項の積からなる。マルコフ特性は、現
在が与えられると、過去および未来は独立であるという
ものである。現在(t(n,m)は、時間tにて状態mで
あり、また時間t−1にて直前の状態がnであるとき、
シンボルytを生成する確率である。現在は、分岐メト
リックの関数をである。過去(t(m)は、受信シーケン
ス{y1,...,yt}で時間tにて状態mである確率
であり、未来(t(m)は、時間tにて状態mから受信シ
ーケンス{yt+1,...yN}を生成する確率である。
確率(t(m)は、(t-1(m)と(t(n,m)の関数とし
て表すことができ、順方向帰納という。
(t(n,m)から確率(t(n)を計算するための逆方向
帰納は次式の通りである。
は0)に対応する格子1(B0)における分岐上で加算す
ることによって算出される。
向帰納および逆方向帰納の両方が利用可能であることを
必要とする。この条件を満たすBCJR方法は、逆方向
帰納全体を算出・格納して、(t-1および(tを利用してt
=1からt=Nまで(t(m)および(tを帰納的に算出す
る。
ック全体を最初にメモリに格納してから、処理しなけれ
ばならないことである。これは大量のメモリ(Nセクシ
ョン(M状態(状態当りのビット数)を必要とするだけで
なく、情報を出力する前に長さNの信号遅延を生じさせ
る。W−CDMAシステム(N〜5000,M=8,1
3ビット)では、必要なメモリは約0.5Mビットであ
る。cdma2000システムでは、Nは約20000
であり、これは約2Mビットのメモリを必要とする。小
さいシーケンス長では、メモリ利用は一般に問題になら
ない。しかし、ターボ符号が最良の性能を発揮する大き
なNでは、メモリ利用は重要になる。
納についてNM状態更新を必要とし(格子セクション当
りM状態更新,符号内のN格子セクション)、最適な性
能を与える。実際には、(図1に示すように)ブロック
全体で逆方向帰納がプロセッサによって実行され、メモ
リに格納される。次に、順方向帰納がプロセッサによっ
て実行され、その結果は現在状態および格納済み未来状
態とともに用いられ、各ステージのソフト出力判定を得
る。この場合、プロセッサは各状態に対して二度処理す
る、すなわち、逆方向帰納状態を格納するために一度処
理し、順方向帰納処理中に一度処理する(スループット
は1/2)。
ド窓(sliding window)および同様な変形例が開発され
た。図2に示すように(以降の図面において、実線矢印
は、帰納ありで格納なしの出力を表し、点線矢印は、出
力なしで格納なしの学習期間(learning period)を表
し、中空矢印は、出力なしの格納済み帰納を表し、矢印
の方向は順方向または逆方向帰納を示す)、S. Benedet
to, D. Divsalar, G. Montorsi, F. Pollaraによる論文
"Algorithm for continuous decoding of turbo code
s," Electronics Letters, Vol. 32, Feb. 15, 1996, p
p. 315-5に記述されるスライド窓方法では、時間t+P
における全ての状態は等しく確かである(あるいは未知
である)という仮定が逆方向帰納について用いられる。
この仮定を用いる場合、学習期間Pは、ほぼ最適な性能
を与えるために、成分符号のいくつかの制約長でなけれ
ばならない。学習期間を小さくしすぎると、従来のビタ
ビ・アルゴリズムにおける「有限(finite)」トレースバ
ック(traceback)の効果と同様な、顕著な性能劣化が生
じることがある。
が、演算的に複雑である。つまり、逆方向帰納全体が実
行・格納される代わりに、各状態を判定するために部分
的な逆方向帰納のみが実行される(そして格納されな
い)。各現在状態について、アルゴリズムは、初期状態
が未知のままで、現剤状態から離れた学習期間Pにて未
来帰納を初期化する。未来確率は、格子の既知の端部か
らではなく、未知の将来の点から逆方向に計算される。
長さP(学習期間)は、部分的な逆方向帰納が現在状態
に達するときまでに、未来確率が正しいことが最もあり
そうであるように設定される。Pは、符号のレートおよ
び制約長と、期待チャネル状態とに依存する。例えば、
1/2レート畳込み符号を有する8状態デコーダでは、
Pは一般に16〜32であり、ここでPは制約長の倍数
である。このデコーダの欠点は、部分的な逆方向帰納が
等しく同様な(未知の状態)から開始され、現在の窓(p
resentwindow)に達するまで反復することが許されるこ
とである。これは、スライド窓は従来のビタビ・アルゴ
リズムにおける有限トレースバックの効果と同様な、真
のMAP性能からの劣化を生じさせ、復号ビット・エラ
ーの確率を増加させるので、最適以下のアルゴリズムで
ある。また、プロセッサは各状態に対してP回処理し
(スループットは1/P)、出力遅延Pを有する。さら
に、このアルゴリズムはP倍の複雑さを必要とし、これ
は更なる処理を追加することでしか軽減できない。
時間t+Pから時間tまでの逆方向帰納を計算し、(t-1
(m)および(tから(t(m)および(tを計算するものと
して要約できる。スライド窓方法は、BCJR方法で必
要とされるNMから、帰納のために必要なわずかなメモ
リ量まで、メモリ条件を軽減する。ダブル・バッファを
想定すると、メモリ量はわずか2Mであり、解析におい
て安全に無視できる。
は、逆方向帰納の演算的複雑さはP倍増加する。また、
スライド窓方法は、「有限」窓サイズのため最適以下で
ある。
462号(また同様に、S. Pietrobon, S. Barbulescu
の論文 "A Simplification of the Modified Bahl et a
l. Decoding Algorithm for systematic Convolutional
Codes," Int. Symp. On Inform. Theory and its Appl
ications, Sydney, Australia, pp. 1073-7, Nov. 199
4, revised Jan. 4, 1996およびS. Pietrobonの論文 "E
fficient Implementationof Continuous MAP Decoders
and a Synchronisation Technique for Turbo Decoder
s," Int. Symp. On Inform. Theory and its Applicati
ons, Victoria, B.C., Canada, pp. 586-9, September
1996)において記載される別の従来のデコーダは、図3
に示すような別のスライド窓方法を記述する。
幅な増加を低減するビタビ・スライド窓方法は、処理を
ブロック単位で実行する。逆方向帰納は時間t+2Lか
ら開始し、逆方向帰納値は時間t+Lから時間tまで格
納される。順方向帰納および出力尤度計算は、時間tか
ら時間t+Lのブロックで実行される。メモリはNMか
らLMまで軽減され、演算複雑さは二倍にしかならな
い。未知の状態で帰納を開始するという重要な知見は、
スライド窓方法と同じである。
然として演算的に複雑である。デコーダは、一度に1シ
ンボルではなく、ブロック単位で順方向にスライドする
窓を与えることにより、前述のスライド窓方法とは異な
る。具体的には、スライド窓は長さLを有するものと定
義され、この長さLは前述の学習期間Pに等しい。ま
た、Lは全格子長Nの倍数であり、窓は長さLの単位で
格子の開始から最後までスライドする。このように、格
子全体が格納される従来のデコーダで必要とされるメモ
リは、NからN/L(L=32とすると、cdma20
00およびW−CDMAでは一般に3キロビット)まで
低減される。
開始する学習期間を利用し、そのため前述のように最適
以下である。具体的には、順方向帰納は、プロセッサに
よって、第1窓Lの開始における既知の状態から開始し
て、第1窓の長さ(L)において実行される。これらの
順方向帰納状態は格納される。次に、プロセッサは、第
1窓の最後における既知の状態を定めるために、順方向
帰納が開始したところから2L離れた点にて開始する未
知の状態から、逆方向帰納を実行する。次に、プロセッ
サは、第1窓の最後における既知の状態から開始して、
現在状態まで、第2逆方向帰納を実行し、逆方向帰納お
よび格納済み順方向帰納状態からの情報は、ソフト出力
を生成するために用いられる。第1窓の全ての出力が判
定されると、窓は量Lだけ順方向にスライドし、第1窓
の最後にて判定された状態からプロセスは繰り返され
る。
る第1逆方向帰納が等しくありそうな(未知の状態)か
ら開始され、長さLにおいて反復することが許されるこ
とであり、これは前述のように最適以下である。また、
プロセッサは各状態に対して3回処理するが、1/2の
スループットが得られるように、順方向および逆方向プ
ロセッサを同時に実行することができる。デコーダは、
2Lの出力遅延を生じる。さらに、逆方向帰納は2倍の
複雑さを必要とし、これは更なる処理を追加することで
しか軽減できない(あるいはスループットを増加できな
い)。さらに、このデコーダは逆の順序でソフト出力を
生成し、これは出力する前に追加のメモリにバッファす
る必要がある。
フの拡大図である。動作時に、時間0において、順方向
プロセッサは、位置0からLまでの第1窓にて順方向帰
納を実行して、情報を格納し、一方、同じ期間中に、逆
方向プロセッサは位置2LからLまで逆方向帰納を実行
して、位置L,時間Lにて第1窓の最後における既知の
状態を定める。その後、第2逆方向帰納は、位置Lから
0において、時間Lから2Lまで動作し、第1窓におけ
るソフト出力を定める。このとき、ソフト判定を反転し
て、順番に出力でき(明らかに、これは2Lの遅延以降
に生じる)、メモリはクリアされ、窓位置は長さLだけ
順方向にスライドし、プロセスは反復する。あるいは、
追加の逆方向帰納プロセッサおよびメモリがあれば、ス
ループットを増加できる。
た、図3のグラフの別の結果を示す。動作時に、時間0
において、順方向プロセッサは、位置0からLまでの第
1窓にて順方向帰納を実行して、情報を格納し、一方、
同じ期間中に、逆方向プロセッサは位置2LからLまで
逆方向帰納を実行して、位置L,時間Lにて第1窓の最
後における既知の状態を定める。その後、第2逆方向帰
納プロセッサは、位置Lから0において、時間Lから2
Lまで動作し、第1窓におけるソフト判定を定める。同
時に、順方向および追加の逆方向プロセッサは、第2窓
の情報(位置Lから2Lまで)の処理を開始することに
よって第2サイクルを開始する。時間2Lにて、第1窓
のソフト判定が出力され、一方、第2窓の順方向帰納お
よび逆方向学習期間はすでに完了している。次に、第2
窓の第2逆方向帰納が実行され、第2窓のソフト出力を
得る。これからわかるように、この方法はスループット
を2倍にする。第2窓の順方向帰納が格納される際に、
第1窓の順方向帰納の情報が利用されるので、2倍のメ
モリが必要になる。
は、ソフト出力は順番が狂って生成されるという問題が
あり、出力する前にこれらのソフト出力を反転する必要
がある。これは、追加のバッファ・メモリを必要とし、
出力を反転するために余分な遅延が生じる。
る。加えて、本発明は、多くのMbpsを処理するため
に要求される将来のブロードバンド通信システムに必要
とされる高スループットを提供する。図6は、本発明に
よる畳込み復号を利用する格子図を示す。格子符号は、
図7において簡略化されるような通信システムにおいて
長さNの格子によって表される信号の畳込み符号化シー
ケンスから得られる。無線電話100において、信号
は、当技術分野で周知なように、アンテナ102を介し
て受信機104および復調器106に移動する。信号
は、フレーム・バッファ108にロードされる。順方向
帰納プロセッサ110および逆方向帰納プロセッサ11
2は、ブロックに対して処理する。
ら窓へ渡される状態情報に頼らないで独立して復号され
得る窓を提供することにおいて、図3ないし図5の前述
のスライド窓方法とは異なる。窓サイズは格子全体で等
しくする必要はないが、この説明に限り窓サイズは等し
いと想定する。特に、窓は、Lのある倍数が全格子長N
に等しくなるような長さLを有するものと定義される。
距離P1の順方向学習期間は、未知の過去の状態から開始
し、窓の開始で順方向状態メトリックを定義するために
用いられ、また距離P2の逆方向学習期間は、未知の将
来の状態から開始し、窓の最後で逆方向状態メトリック
を定義するために用いられる。本発明は、学習期間およ
び状態推定が用いられるので、前述したように副次的で
ある。学習期間はこの説明に限り等しいと想定される
が、学習期間は全て等しい必要はない。例えば、符号が
格子のある端部にて別の端部に比べてより破壊(punctur
e)している場合,これは等しい性能を得るためにより長
い学習期間を必要とする。
である未知の状態から始まって窓の開始で既知状態を推
定および定義するために窓の開始前で窓の開始まで、順
方向プロセッサ110によって実行され、そして逆方向
学習帰納は、長さP2である未知の状態から始まってそ
の窓の終端で既知状態を推定および定義するために第1
窓の後方へかつ窓の終端を越えて、逆方向プロセッサ1
12によって実行される。順方向および逆方向学習期間
は、Lにあるいは互いに等しくなる必要はない。さら
に、学習期間は、制約長の少なくとも数倍に等しいけれ
ど、窓の長さは必要とされない。好ましくは、P1=P
2および両者がLより十分小さくてもよい。
術に従って実行され、窓内の全ての状態メトリックスを
定義する。典型的には、逆方向帰納および順方向帰納か
らの情報は、メモリ114に格納されるが、デコーダ1
16内の現在の分岐メトリックスとともに用いられ、ソ
フト出力判定を生成する。デコーダ116からのソフト
出力判定は、上記引用されたBahl等の論文(BCJRアルゴ
リズム)に示されたような、既知のターボ符号化技術に
従って生成される。
して処理されるために選択され得ることができ、各窓に
対する終端情報が隣接する窓から転送される前もって定
義された状態情報に依存しないで再推定される。結果と
して、好適な実施例では、全ての窓が同時に別々のプロ
セッサによって独立して処理され、従来のデコーダのス
ループットに比べ約N/L倍のデコーダ・スループットを
実現する。もちろん、ブロックの最初と最後が通常すで
に知られているので第1窓と最終窓に対する例外はあ
る。従って、これらに対応する学習期間が必要とされな
い。
要がなくかつ並行に処理できることで、N/Lのオーダで
効率を向上させる点である。メモリ条件は、窓の中でど
の復号化方法を用いるかに依存する。
格子によって表される信号の受信畳込み符号化シーケン
スを復号する方法200を表すフローチャートを示す
(図6も参照)。格子図は、当技術分野で周知である。
第1ステップ202は、格子を長さLの窓に分割する。
次のステップ204は、格子の窓を選択する。次のステ
ップ206は、窓の最初より前の点P1から、順方向で
窓の最初まで、順方向帰納を利用して、格子の一部を復
号し、ここでP1は、順方向帰納が窓の最初における既
知の状態メトリックを判定するように、窓の最初から十
分離れた距離で選択される。次のステップ208は、窓
の最後の後にある点P2から窓の最後へ逆方向帰納を用
いて格子の部分を復号し、上記の復号ステップにおいて
定められた窓の最後における既知の状態から、逆方向で
窓の開始まで、逆方向帰納を利用して、窓内の格子の部
分を復号し、ここでP2は、逆方向帰納が窓の最後にお
ける既知の状態メトリックを判定するように、窓の最後
から十分離れた距離で選択される。一般に、点P1およ
びP2での状態メトリックは未知であり、一般化された
ビタビ・アルゴリズムを用いる帰納は高い確率をもって
窓の既知の状態に集中するであろう。P1およびP2は、
畳み込み符号の制約長の複数倍である。P1およびP2の
双方は、長さLより短く、好ましい実施例では、P1はP
2に等しい。次のステップ210は、一般化されたビタ
ビ・アルゴリズムを用いて、窓内の格子の部分を復号す
る。次のステップ212は、順方向帰納状態メトリック
と、分岐メトリックと、格納済み逆方向帰納状態メトリ
ックとを利用して、順方向帰納プロセスの各状態または
ステージにおいてソフト出力を計算し、このステージの
ソフト出力を出力する。好ましくは、帰納更新およびソ
フト出力は、MAPアルゴリズムもしくはMAPの派生
アルゴリズムのうちの一つ(すなわち、対数(log)MA
P,最大対数(max-log)MAP,定数対数(constant-lo
g)MAPなど)を利用して算出される。
するために選択される。このプロセスはブロック内の全
ての窓が複合化されるまで繰り返される。最初と最後の
窓は、ブロックの開始と最後が一般に畳込み符号の既知
の状態にあるという点で、特殊な場合である。従って、
最初の窓を処理する場合、逆方向学習期間のみが要求さ
れ、最後の窓を処理する場合、順方向学習期間のみが要
求される。
増加およびN/Lスループットの増加に従って、N/Lソフト
出力デコーダを用いて並行に処理される。
来の方法のメモリ,スループットおよび演算条件を概略
的にまとめたものである。括弧内の項目は、追加の逆方
向プロセッサを利用する。演算の複雑さは順方向および
逆方向処理の双方に含む。本発明は、格子をN/Lのセク
ションに分割し、各セクション内で窓の長さAを有する
双方向ソフト出力デコーダを使用する。
(N=5000),状態の数(M=8),窓サイズ(L
=32)およびセクション(N/L=4)の代表値を用い
た場合の結果を示す。
法よりも少なくてすむ。スライド窓法は、本発明よりも
っと低いスループットをもつ。最後に、回路での実施で
は、N/Lセクション中の格子を処理するために要求さ
れるゲート数は非常に合理的である。また、演算の複雑
さの指数は大きいけれども、特別のハードウェアが有効
である特定用途向けIC(非DSP ASIC)を用いる場合、そ
れは非合理的ではない。
スループットを増加し、ターボ・デコーダで必要なメモ
リを大幅に軽減する。3GPP規格内のターボ符号で
は、40960ワードの中間格納は約1500ワード以
下に容易に低減できる。対照的に、従来のスライド窓技
術は、特性を劣化させるだけでなく、本発明より10な
いし15倍の演算の複雑さを要求する。
の構成要素および機能について説明してきたが、当業者
であれば、本発明の広い範囲内で、さらに少ないあるい
は追加の機能を採用できよう。本発明は、特許請求の範
囲によってのみ制限されるものとする。
を示す。
を示す。
を示す。
を示す。
を示す。
チャートを示す。
Claims (8)
- 【請求項1】 ブロック長Nの格子によって表される信
号の受信畳込み符号化シーケンスを復号する方法(20
0)であって: a)前記格子を窓に分割する段階(202); b)前記格子の長さLの窓を選択する段階(204); c)前記窓の最初より前の点P1から、順方向で前記窓
の最初まで、順方向帰納を利用して、前記格子の一部を
復号する段階(206)であって、P1は、前記順方向
帰納が前記窓の最初における既知の状態メトリックを判
定するように、前記窓の最初から十分離れた距離で選択
される、段階(206); d)前記窓の最後より後の点P2から、逆方向で前記窓
の最後まで、逆方向帰納を利用して、前記格子の一部を
復号する段階(208)であって、P2は、前記逆方向
帰納が前記窓の最後における既知の状態メトリックを判
定するように、前記窓の最後から十分離れた距離で選択
される、段階(208); e)前記窓の開始における既知の状態から開始する段階
c)で定義された順方向帰納、および前記窓の最後にお
ける既知の状態から開始する段階d)で定義された逆方
向帰納を用いて前記窓内にある前記格子の前記一部を復
号する段階(210);および f)各状態における、段階c)で定義された前記順方向
帰納メトリック,段階d)で定義された前記逆方向帰納
メトリック,および各状態での分岐メトリックを利用し
て、前記窓のソフト出力を計算し、その状態に対する前
記ソフト出力を出力する段階(212);によって構成
されることを特徴とする方法。 - 【請求項2】 段階c)(206)および段階d)(2
08)は、長さLよりも小さいもしくは等しい各長さP
1およびP2を含むことを特徴とする請求項1記載の方
法。 - 【請求項3】 段階c)(206)は、それぞれ前記畳
込み符号の制約長の複数倍である長さP1およびP2を
含み、段階a(202))は、前記畳込み符号の制約長
から独立した長さLを含むことを特徴とする請求項1記
載の方法。 - 【請求項4】 請求項1記載の前記方法は: g)ブロック全長Nが復号されるまで、段階b)ないし
段階f)(204,206,208,210,212)
を反復する段階であって、反復される前記選択する段階
は、次の窓を無作為に選択する段階(204)を含み、
反復される前記段階b)ないしe)(204,206,
208,210)は、それぞれ現在の段階c)ないし
f)(206,208,210,212)と同時に行わ
れる、段階;をさらに含んで構成されることを特徴とす
る請求項1記載の方法。 - 【請求項5】 ソフト判定出力デコーダ(110,11
2,114,116)によってフレーム・バッファ(1
08)において長さLの窓に分割されるブロック長Nの
格子によって表される信号の畳込み符号化シーケンスを
処理する、受信機(104)および復調器(106)を
具備する無線電話(100)であって、前記出力デコー
ダは:前記窓の最初より前の点P1から、順方向で前記
窓の最初まで、順方向帰納を利用して、前記格子の一部
を復号する順方向帰納プロセッサ(110)であって、
P1は、順方向帰納が前記窓の最初における既知の状態
メトリックを判定するように、前記窓の最初から十分離
れた距離で選択される、順方向帰納プロセッサ;前記窓
の最後より後の点P2から、逆方向で前記窓の最後ま
で、逆方向帰納を利用して、前記格子の一部を復号する
逆方向帰納プロセッサ(112)であって、P2は、逆
方向帰納が前記窓の最後における既知の状態メトリック
を判定するように、前記窓の最後から十分離れた距離で
選択される、逆方向帰納プロセッサ;前記逆方向帰納プ
ロセッサ(112)は、前記窓の最後における前記既知
の状態から開始して、逆方向で前記窓の開始まで、逆方
向帰納を利用して、前記窓内の前記格子の一部をその後
復号して、前記窓内の既知の逆方向帰納状態メトリック
のセットを定め;前記順方向帰納プロセッサ(110)
は、前記窓の最初における前記既知の状態から開始し
て、順方向で前記窓の最初まで、順方向帰納を利用し
て、前記窓内の前記格子の一部をその後復号して、前記
窓内の既知の順方向帰納状態メトリックのセットを定
め;および各状態における、前記順方向帰納メトリッ
ク,前記逆方向帰納メトリック,および分岐メトリック
を利用して、前記窓の各状態におけるソフト出力を計算
し、その状態に対する前記ソフト出力を出力するデコー
ダ(116);によって構成されることを特徴とする無
線電話。 - 【請求項6】 前記長さP1およびP2は、前記長さL
よりも小さいもしくは等しいことを特徴とする請求項5
記載の無線電話。 - 【請求項7】 前記長さP1およびP2は、それぞれ前
記畳込み符号の制約長の複数倍であり、前記長さLは、
前記畳込み符号の制約長から独立していることを特徴と
する請求項5記載の無線電話。 - 【請求項8】 各窓に対し追加の順方向および逆方向プ
ロセッサを含み、全ての前記順方向帰納プロセッサおよ
び逆方向帰納プロセッサは並行して全窓のブロックを復
号するために動作することを特徴とする請求項5記載の
無線電話。
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2001
- 2001-02-09 JP JP2001033290A patent/JP3741616B2/ja not_active Expired - Lifetime
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