JP2002523914A - マップ・デコーダのためのメモリ・アーキテクチャ - Google Patents

マップ・デコーダのためのメモリ・アーキテクチャ

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 マップ・デコーダのためのメモリ・アーキテクチャ 【解決手段】 本発明は、ターボ、または対話型復号する技術に、特定技術を適用するための新規で改良された技術である。本発明の一実施形態によれば、復号するためのシステムは、シンボル評価のブロックを記憶するためのチャネル・ディインターリーバRAM、一連のS状態のメトリック計算装置を含んでいる。各状態メトリック計算装置は一連の状態メトリック計算装置と一連のS+1ウインドウRAMを発生させるためのものであり、ここに前記S+1ウインドウRAMのSはシンボル評価を前記S状態メトリック計算装置に提供する。残りのウインドウRAMは前記チャネル・デインターリーバRAMからのシンボル評価を受信する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はコーディング(coding)に関する。より詳しくは、本発明は事後確率(p
osteriori probability)(MAP)復号を最大に実行する新規で改善された技術
に関する。
【0002】
【従来の技術】
「ターボ・コーディング(Turbo coding)」は、順方向エラー修正(FEC)の
分野で重要な発展を示している。多数の多様なターボ・コーディングがあるが、
ほとんど対話型復号すると組み合わせたインターリーブ工程によって分離された
マルチ・エンコーディング工程を使用している。この組み合わせが、通信システ
ムにおけるノイズ・トレーランス(noise tolerance)に関する前もって利用でき
ない性能を有することになる。すなわち、ターボ・コーディングは、既存の順方
向エラー修正技術を使用する以前に許容されないE/Nレベルでの通信を許
容する。
【0003】 多数のシステムが順方向エラー修正技術を使用し、従って、ターボ・コーディ
ングの使用することで利点がある。例えば、ターボ・コードは無線衛星リンクの
性能を改善することができ、ここで制限されたダウンリンク送信電力が、低いE /Nレベルで動作する受信機を必要とする。無線衛星リンク中でターボ・コ
ードを使用することは、デジタル・ビデオ放送(DVB)システムのためのディ
シュ・サイズ(dish size)を縮小し、あるいは別の方法として、所与の周波数帯
域内でのより多くのデータの送信を許容する。
【0004】 デジタル・セルラーおよびPCS電話システムのようなデジタル無線通信シス
テムも、順方向エラー修正を使用する。例えば、IS−95オーバー・ザ・エア
・インターフェース標準装置、およびIS−95Bのようなその誘導製品は、た
たみ込みエンコーディングを使用してコーディング利得を提供してシステムの要
領を増大するデジタル無線通信システムを規定する。IS−95標準装置の使用
による実質的にRF信号を処理するためのシステムおよび方法は、本発明の譲渡
人に譲渡された、「CDMAセルラー電話システムにおいて信号波形を発生させ
るためのシステムおよび方法」と称する米国特許第5,103,459号に開示
されており、ここでは参照例として取り入れる(’459特許)。
【0005】 IS−95のようなデジタル無線通信システムが、主として移動体通信装置で
あるため、電力利用が最小で、小型、計量であることが重要である。一般的に、
これはほとんど、または全ての必要な処理を実行する半導体集積回路(「チップ
」)の開発が必要である。たたみ込みエンコーディングが比較的複雑でである一
方で、回路がたたみ込みエンコーディングを実行する必要があり、また復号が、
いずれの他の必要とされる回路とともに単一チップ上に規制される。
【0006】 ターボ・コーディング(特に復号する操作)が、たたみ込みエンコーディング
(および復号する)よりもずっと複雑である。それにもかかわらず、移動体デジ
タル通信システムおよび衛星通信システムを含むデジタル無線通信システムにお
けるターボ・コーディングに含ませることが高く望まれている 。従って、本発明はある一定の復号する操作が多様なシステム内でターボ・コー
ディングの使用を容易に実行できる率で増大することが望まれている。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ターボ、または対話型復号する技術に、特定技術を適用するための
新規で改良された技術である。本発明の一実施形態によれば、復号するするため
のシステムは、シンボル評価(symbol estimate)のブロックを記憶するためのチ
ャネル・デインターリーバRAM、一連のS状態のメトリック(metric)計算装置
を含んでいる。各状態メトリック計算装置は一連の状態メトリック計算装置と一
連のS+1ウインドウRAMを発生させるためのものであり、ここに前記S+1
ウインドウRAMのSはシンボル評価を前記S状態メトリック計算装置に提供す
る。残りのウインドウRAMは前記チャネル・デインターリーバRAMからのシ
ンボル評価を受信する。
【0008】
【発明の実施の形態】
本発明はターボ・コーディングを実行するための新規で完全された技術である
。典型的な実施形態をデジタル・セルラー電話システムに関して説明する。この
関連内での使用が有利であるが、本発明の異なる実施形態が、衛星通信システム
およびデジタル・ケーブルおよび電話システムのようなデジタル有線通信システ
ムを含む異なる環境、形態ないしデジタル・データ送信システムと組み合わせる
こともできる。
【0009】 一般的に、ここで説明する種々のシステムは、ソフトウエア制御プロセッサ、
集積回路または専用ロジックを使用して形成できるが、集積回路内の実行も行わ
れる。アプリケーション全体を通して関連するデータ、指示、命令、情報、信号
、シンボルおよびチップは、電圧、電流、電磁波、磁場または粒子(particles)
、光学フィールドまたは粒子あるいはこれらの組み合わせによって有利に表すこ
とができる。さらに、各ブロック図に示したブロックはハードウエアまたは方法
工程のいずれかを表している。
【0010】 図1は本発明に基づいて形成されたセルラー電話システムの極めて簡略化され
た図である。電話または他の通信装置の呼び出しを実行するために、加入者ユニ
ット10がRF信号を介して基地局12と連絡する。基地局12が基地局コント
ローラ(BSC)14を介して公衆交換電話ネットワークに連絡する。
【0011】 図2は本発明の他の実施形態に基づいて形成された衛星通信システムの極めて
簡略化された図である。アップリンク局(Uplink station)40が、ビデオ・プロ
グラミングのような情報を含むRF信号を衛星42に送信する。衛星42がRF
信号を地上にリレーし、ここで受信機44が受信したRF信号をデジタル・デー
タに変換する。
【0012】 図3は本発明の一実施形態に基づいて構成された典型的な送信システムのブロ
ック図である。この送信機システムは、加入者ユニット10、基地局12または
アップリンク局40、送信のためのデジタル信号を発生するいずれの他のシステ
ム内で使用することができる。送信処理を本発明のただ一つの可能な実施形態で
示しているが、多数の他の送信処理構成が本発明の種々の実施形態を使用して、
実施でき有利である。
【0013】 データ70がCRC発生装置72に供給され、ここで受信データの所与の各所
定量のためのCRCチェックサム(checksum)データが形成される(generate)。得
られるデータ・ブロックがターボ・コーダー76に供給され、コード・シンボル
(code symbols)が発生されて、チャネル・インターリーバ78に供給される。一
般的に、コード・シンボルは、オリジナル・データ(システム的なシンボル)の
再送信と一つまたはそれ以上のパリティ・シンボルを含んでいる。
【0014】 各システム的なシンボルのために送信された多数のパリティ・シンボルはコー
ディング・レートに依存している。コーディング・レートについては、一つのパ
リティ・シンボルが全てのシステム的なシンボルのために送信され、また総計し
て二つのシンボルが受信された各データ・ビット(CRCを含む)のために発生
される。レート1/3ターボ・コーダーについては、二つのパリティ・シンボル
が各システム的なシンボルのために発生され、総計して三つのシンボルが受信さ
れた各データ・ビットのために発生される。
【0015】 ターボ・コーダー76からのコード・シンボルがチャネル・インターリーバ7
8に供給される。チャネル・インターリーバ78が、シンボルが受信されるとこ
れをブロック上でインターリーブを実行して、インターリーブされたシンボルを
出力する。これがマッパ(Mapper)80で受信される。一般的に、チャネル・イン
ターリーバ78がブロックないしビット反転インターリーブを実行し、実質的に
は全ての他のタイプのインターリーブはチャネル・インターリーバとして使用さ
れる。
【0016】 マッパ80がインターリーブされたコード・シンボルを取り入れ、所定のマッ
ピング・スキームに基づいてある一定のビット幅のシンボル・ワードを発生する
。次に、このシンボル・ワードが変調器82に加えられ、受信されたシンボル・
ワードに基づいて変調波形が発生される。一般的な変調技術には、QPSK、8
−PSKおよび16QAMが含まれるが、種々の他の変調スキームも利用するこ
とができる。次に、変調された波形がRF周波数で送信するためにアップコンバ
ートされる。
【0017】 図4Aは本発明の第1実施形態によって構成されたターボ・コーダのブロック
図である。本発明のこの第1実施形態において、ターボ・コーダは並列結合ター
ボ・コーダとして構成されている。ターボ・コーダ76の変形例の内において、
構成要素コーダ90とコード・インターリーバ92が、CRC発生装置72から
のデータを受信し、上述したように、入力およびCRCチェックサム・ビットを
出力する。構成要素コーダ90はテイル・ビット(tail bits)も発生し、各フレ
ームの終端で既知の状態を提供する。
【0018】 周知のように、コード・インターリーバ92は、最高性能を発揮するために最
高にランダム化されたインターリーバとしなければならない。コード・インター
リーバとして最小の複雑さを有する優れた性能を提供するインターリーバとして
は、「インターリーバを基本とする状態マシンを備えたコード・システム」と称
する1998年9月22日出願の米国特許願第09/158,459号、および
「インターリーバを基本とする状態マシンを備えたコード・システム」と称する
出願中の部分継続出願である1998年10月13日出願の出願番号第09/1
72,069号、さらに、「線形結合シーケンスを使用するターボ・コード・イ
ンターリーブ」と称する1998年12月4日出願の米国特許願第09/205
,511号に開示されており、全て本願の譲受人に譲渡されたものであり、ここ
では参照例として取り入れる。構成要素コーダ90はシステム的シンボル94(
一般的にオリジナル入力のビットのコピーである)とパリティ・シンボル96を
出力する。構成要素コーダ98がコード・インターリーバ92のインターリーブ
された出力を受信し、付加的なパリティ・シンボル99を出力する。構成要素コ
ーダ90は、テイル・ビットを付加して各フレームの終端で既知状態を提供する
【0019】 構成要素コーダ90と構成要素コーダ98の出力が、1/3のトータル・コー
ディング・レートRのための出力データ・ストリームに最大化される。付加的な
構成要素コーダとコード・インターリーバ対が、増大された順方向エラー修正の
ためのコーディング・レートを縮小するために付加される。別の方法として、い
くつかのパリティ・シンボル96と99が、何度も中断され(送信されない)、
コーディング・レートを増大する。例えば、コーディング・レートが全ての他の
パリティ・シンボル96と99を中断することによって増大させることができる
が、パリティ・シンボル96を全く送信できない。
【0020】 構成要素コーダ90と98は、ブロック・コードまたはたたみ込みコードを含
む種々のタイプのコードである。たたみ込みコードとして、構成要素コーダ90
と98は、一般的に4のような小さい圧縮長さを有し、複雑性を少なくし、また
再帰システム的たたみ込み(RSC)エンコーダである。低い圧縮長さが受信シ
ステムにおける対応するデコーダの複雑性を少なくしている。
【0021】 一般的に、二つのコーダが一つのシステム的シンボルと一つのパリティ・シン
ボルを出力し、各ビットは構成要素コーディング・レートR=_のために受信さ
れる。図1のターボ・コーダの総計コーディング・レートはR=1/3であるが
、構成要素コーダ98からのシステム的ビットは使用されない。上述したように
、付加的なインターリーバとコーダ対が、並列に付加されて、コーディング・レ
ートが縮小され、またこれによってより高いエラー修正が提供されるか、または
何回もの中断が実行されてコーディング・レートが増大される。
【0022】 図4Bは本発明の他の実施形態による直列接続ターボ・コーダとしてのターボ
・コーダ76を示す。図4Bのターボ・コーダ内で、CRC発生装置72からの
データが、構成要素コーダ(constituent coder)110によって受信され、得ら
れたコード・シンボルがコード・インターリーバ112に供給される。得られる
インターリーブされたパリティ・シンボルが構成要素コーダ114に供給され、
付加的なエンコーディングを実行してパリティ・シンボル115を発生する。一
般的に、構成要素コーダ110(外部コーダ)は、ブロック・エンコーダまたは
たたみ込みエンコーダを含む種々のタイプのエンコーダでよいが、構成要素コー
ダ114(内部コーダ)は再帰コーダ(recursive coder)であるのが好ましく、
また一般的に再帰システム的エンコーダである。
【0023】 再帰システム的たたみ込み(RSC)エンコーダとして、構成要素コーダ11
0と114がコーディング・レートR<1でシンボルを発生する。すなわち、所
与の数の入力ビットNに対して、Mの出力シンボルが発生される。ここにM>1
である。図2の直列連結ターボ・コーダのための総計コーディング・レートは構
成要素コーダ110のコーディング・レートに構成要素コーダ114のコーディ
ング・レートを乗算したものである。付加的なインターリーバとコーダ対も直列
に付加され、コーディング・レートが縮小され、従って、付加的なエラー保護が
提供される。
【0024】 図5は本発明の一実施形態によって構成された受信システムのブロック図であ
る。アンテナ150が受信されたRF信号をRFユニット152に提供する。R
Fユニットがダウン変換と、フィルタと、デジタル化を実行する。マッパ140
がデジタル化データを受信し、ソフト決定データをチャネル・ディインターリー
バ156に提供する。ターボ・デコーダ158がチャネル・ディインターリーバ
156からのソフト決定データをデコードし、得られた決定データを受信システ
ムにおけるプロセッサないし制御ユニットに供給する。ここでCRCチェックサ
ム・データを使用することでデータの精度がチェックすることができる。
【0025】 図6は本発明の一実施形態によって構成されたターボ・コーダ158とチャネ
ル・ディインターリーバの一部のブロック図である。図示したように、ターボ・
デコーダ158は図4Aに示したターボ・コーダからのデータを復号するために
構成されている。
【0026】 開示された実施形態において、チャネル・インターリーバ・メモリの二つのバ
ンク(banks)が、チャネル・インターリーバRAM160aと160bを提供し
、各バンクが一つのチャネル・インターリーバ・ブロックを記憶する能力がある
。二つのチャネル・インターリーバ・メモリ・バンクのアドレス入力が、マルチ
プレクサ208と210を介してアドレス入力に供給されたチャネル・アドレス
発生装置204とカウンタ206によって制御される。マルチプレクサ208と
210は、信号Iと信号!I(Iの論理反転)によって制御され、また従って、
一つのチャネル・ディインターリーバRAMがチャネル・インターリーバ・アド
レス発生装置204によって制御されたときに、他方がカウンタ206によって
制御される。一般的に、いずれの制御機能性もメモリに記憶されたマイクロプロ
セッサ駆動ソフトウエアと、専用論理回路とによって提供されるが、制御システ
ムの種々の他のタイプの使用も本発明の使用と一致する。
【0027】 チャネル・インターリーバ・メモリ・バンクのI/Oポートがマルチプレクサ
212と214に接続されている。マルチプレクサ212がマッパ140からソ
フト決定データを受信し、二つのチャネル・ディンターリーバ・メモリ・バンク
の一つに供給する。マルチプレクサ214が二つのチャネル・ディインターリー
バ・メモリ・バンクの一つに記憶されたソフト決定データを部分加算(partial s
um)218に出力する。マルチプレクサ212と214は、それぞれ信号Bと!
Bによって制御され、従って、一つのチャネル・ディインターリーバRAMがマ
ッパ140からサンプルを受信すると、他方がサンプルを部分加算218に出力
する。
【0028】 動作中、チャネル・ディインターリーバ・アドレス発生装置204が、チャネ
ル・ディインターリーバ・メモリ・バンクに、マッパ140からの受信サンプル
を提供する。チャネル・ディインターリーバ・アドレス発生装置が、図3のチャ
ネル・インターリーバ78によって実行されたインターリーバに関して逆の順序
でアドレスが発生する。従って、サンプルが非インターリーブ順(チャネル・イ
ンターリーバに関して非インターリーブ)でチャネル・ディインターリーブ・メ
モリ・バンク内に読み込まれる。
【0029】 カウンタ206が、チャネル・ディインターリーバ・メモリ・バンクに、部分
加算218からの読み込みを提供する。ソフト決定データが逆の順序で読み込み
されるので、ソフト決定データはカウンタ206を単に使用してディインターリ
ーブ順に読み込みされる。ソフト決定データをバッファする種々の他の方法も使
用され、デュアル・ポート・メモリを含んでいる。さらに、ディインターリーブ
・アドレスを発生する他の方法も使用され、スイッチング・カウンタ206とチ
ャネル・ディインターリーバ・アドレス発生装置204を含んでいる。
【0030】 ターボ・コーダ158内で、部分加算218がAPPメモリ170からの優先
確率(a priori probability)(APP)データだけでなく、チャネル・ディイン
ターリーバから受信評価(receive estimates)(ソフト決定データ(soft decision
data))を受信する。周知のように、APP値は以前の復号反復(decoding itera
tion)に基いて送信されたデータの評価である。最初の反復中、APP値が等価
な確率状態に設定される。
【0031】 チャネル・ディインターリーブ・メモリからの評価は、チャネル・インターリ
ーバ・ブロックに関係する各データ・ビットにおける二つのパリティ・シンボル
の評価だけでなく、システム的シンボルの評価を含んでいる。部分加算218が
APP値をシステム的シンボルに加算して、「精選システム的評価(refined sys
tematic estimate)」を生成する。二つのパリティ・シンボルとともに精選シス
テム的評価が、RAMファイル224内に読み込まれる。
【0032】 RAMファイル224内において、評価値がウインドウRAM230a−d(
RAM 0−RAM 3が付される)に書き込まれる。本発明の一実施形態にお
いて、評価はシーケンス順にRAM0−3のアドレス・スペース内に書き込まれ
る。この処理はRAM 0で開始され、RAM 3まで進行する。いずれの所与
の時刻において、ただ一つのウインドウRAMが書き込まれる。三つの残りのウ
インドウRAM(これらは書き込まれない)が、マルチプレクサ260を介して
MAPエンジン(engine)270に(読み取ることによって)印加される。これに
つては次に詳細に説明する。
【0033】 本発明の一実施形態において、滑り(sliding)ウインドウ・アーキテクチャが
マップ・復号するを実行するのに使用される。この滑りウインドウ・復号を実行
するためのシステムと方法は、本発明の譲渡人に譲渡された出願中の「たたみ込
み式にエンコードされたコードワードをデコードするためのソフト決定出力復号
器」と称する米国特許出願番号第08/743,688号に開示されており、こ
こでは参照例として取り入れる。
【0034】 本願において、MAP復号はデータの「ウインドウ」上で実行される。本発明
の説明された実施形態において、RAMウインドウ・バンク230がLxqのサ
イズであり、ここにLはウインドウ内の送信されたデータ・ビット数であり、ま
たqは精選システム的シンボルの評価と各データ・ビットのために発生された二
つのパリティ・シンボルの評価を記憶するのに必要とするメモリ・ビット数であ
る。本発明の一実施形態において、6ビットが二つのパリティ・シンボル評価の
ために使用され、7ビットが精選されたシステム的シンボル評価(上述したよう
に、受信システム的シンボル評価とAPP値の加算である)のために使用される
。ここにqは18ビットである。
【0035】 上述したように、精選されたシステム的シンボル評価とパリティ・シンボル評
価を含む評価が、シーケンス順でウインドウRAMa−d内に書き込まれる。一
般的に、ただ一つのウインドウRAM230が書き込まれ、残りの三つのウイン
ドウ230がMAPエンジン270によって読み込まれる。
【0036】 例示的な処理において、新しいチャネル・ブロックからのデータがまずウイン
ドウRAM230aに書き込まれ、次にウインドウRAM230bが書き込まれ
る。従って、ウインドウRAM230aが、評価の第1セットL(1L)を含み
(セットは精選システム的評価と二つのパリティ評価からなる)、ウインドウR
AM230bが、評価の第2セットL(2L)を含んでいる。最初の二つのセッ
トのL評価がウインドウRAM230に記憶されたときに、マルチプレクサ26
0がウインドウRAM230に記憶されたデータを、以前の(MAP)復号器2
70の最高状態にある状態メトリック計算器(SMC)に供給する。本発明の一
実施形態において、三つのSMCが順方向(forward)SMC(FSMC)272
と二つの逆方向(reverse)SMC(RSMC)274aと274bからなる。
【0037】 データが続いてRAMファイル224に書き込まれるにつれて、マルチプレク
サ260が四つのウインドウRAMの三つに記憶された評価を、表Iに基づいて
MAPデコーダ270内の三つの状態メトリック的計算器に供給される。 表I
【表1】
【0038】 特定状態メトリックに適用された特定ウインドウRAMにより、表Iはまたそ
の時点におけるウインドウRAMに包含された一連の評価をリストし、従って、
評価は対応するSMCによって処理される。
【0039】 ウインドウは一度順方向に処理され、またMAP処理に基づいて一度逆方向に
処理される。付加的に、ほとんどのウインドウが逆方向に付加的時間で処理され
他の逆方向状態メトリック処理のために初期化状態を発生する。表Iにおいて、
初期化処理はイタリック体によって記されている。開示された実施形態において
、各セットの評価は3回処理され、従って、評価の記憶されたウインドウRAM
はその上3回アクセスされる。3個のウインドウRAMを使用して、RAM論争
を阻止する。
【0040】 表Iによって示したように、いずれの特定時刻において、少なくとも一つのウ
インドウRAMがいずれのSMCとも結合されておらず、また従って、利用可能
で書き込まれた新しいデータを有すること利用できる。RAMファイル224内
のRAMの三つのウインドウよりも多く設けることにより、データが正しいシー
ケンスでMAPエンジンに連続的、かつ、反復して供給することができ、また三
つのSMCの正しい一つに供給でき、一方パーシャル・サム218を介してチャ
ネル・インターリーバ・メモリ160から同時に受信できる。
【0041】 さらに注意しなければならないのは、表Iがデータの6個のウインドウにつき
実行される結合を示していることである。従って、例示的なチャネル・インター
リーバ・ブロック・サイズは6Lであり、チャネル・インターリーバ・メモリは
6Lxqである。6Lのチャネル・ブロック・サイズはただの例であって、一般
的なチャネル・ブロック・サイズは6Lよりも大きくなる。
【0042】 なおも図6を参照して、MAPデコーダ270内で、FSMC272が上述し
たようにRAMファイル224から評価を受信し、ウインドウLを介して順方向
状態のメトリック値を計算する。順方向状態のメトリック値が、メトリック・バ
ッファ276に記憶される。付加的に、表Iに基づいて、一つのRSMC274
がもう一つのウインドウLを介して逆方向状態のメトリック値を計算する。本発
明の一実施形態において、各状態のメトリック計算器はそれ自体のブランチ(bra
nch)・メトリック計算器を包含している。本発明の他の実施形態において、単一
の時分割ブランチ・メトリック計算器が状態メトリックのセットに使用され、好
ましくはブランチ・メトリック・バッファと組み合わされる。
【0043】 本発明の一実施形態において、使用されるMAPデコーダはログMAPデコー
ダであって、評価を対数で操作してハードウエアの複雑性を小さくしている。状
態メトリックとブランチ・メトリック計算器を含むログMAPデコーダの実行例
は、「衛星通信のインターナショナル・ジャーナル」、1997年2月に提示さ
れたS.S.ピエトロボーンによる「ターボ/MAPデコーダの装置および性能
」の参考例に開示されている。ピエトロボーンのログMAPデコーダは、上述し
た参考例である「たたみ込み式にエンコードされたコードワードをデコードする
ためのソフト決定出力デコーダ」に開示された滑りウインドウ・アーキテクチャ
を使用していない。
【0044】 第1RSMC274によって計算された最終値が、他のRSMC274を初期
化するのに使用され、ウインドウL上で逆方向状態メトリック計算を実行し、順
方向状態メトリックが既に計算され、メトリック・バッファ276に記憶されて
いる。逆方向状態メトリックが計算されるにつれて、マルチプレキサ278を介
してログ見込み比(log likelihood ratio)(LLR)計算器280に送られる。
LLR計算器280が、マルチプレキサ278から受信された逆方向メトリック
とメトリック・バッファ276に記憶された順方向状態メトリックとのログ見込
み計算を実行する。
【0045】 滑りメトリック計算処理を使用することにより、必要とする処理を実行するの
に使用されるメモリの量が減じられる。例えば、一連のウインドウRAM230
が、全体のインターリーバ・ブロックのサイズではなくウインドウLと同じだけ
の大きさを必要とする。同様にして、順方向状態メトリックのただ一つのウイン
ドウLが、いずれの所与の時間でメトリック・バッファ276内に記憶するのに
必要とされる。これが回路サイズを相当小さくする。
【0046】 付加的に、三つのメトリック計算器の使用が、実行される復号するのレートを
相当増大させる。レートが増大するが、これは初期化と機能の復号するが平行に
実行されるからである。初期化がデコーダの精度を高める。
【0047】 本発明の別の実施形態において、二つの順方向状態メトリック計算器が一つの
逆方向状態メトリック計算器に関して使用できる。さらに、クロックが十分高い
レートで多数の操作で2度実行されれば、少ない状態メトリック計算器を使用す
ることができる。しかし、クロック・レートの増大が、電力の消費を増大させ、
これは移動体通信またはバッテリ駆動される通信システムの多くの場合において
望ましいことではない。
【0048】 付加的に、RAMファイル224の使用が回路エリアと、復号器内のRAM論
争を小さくする一方で、本発明の他の実施形態が別のメモリ・アーキテクチャを
選択する。
【0049】 例示的な実施形態を参照して上述したように、復号は第1方向で第1ウインド
ウの第1の復号を実行することによって行なわれ、また同時に第2方向で第2ウ
インドウを実行する。第2方向は第1方向とは反対であるのが好ましい。
【0050】 第1の復号の結果は蓄積される(stored)。第2の復号の結果が第2方向で第1
ウインドウで実行される第3の復号を初期化するのに使用される。第3の復号中
、LLR値が第3の復号中に計算された値と記憶された値を使用して計算される
【0051】 第3の復号と同時に、他のウインドウの第4の復号が第1方向に実行され、さ
らに他のウインドウ上で第2方向に第5の復号が実行される。第4の復号の結果
が蓄積され、また第5の復号が、初期化値を発生するのに使用される。これらの
工程は全チャネル・インターリーバ・ブロックがデコードされるまで、反復され
る。
【0052】 本発明の種々の他の実施形態は、説明した実施形態に使用した工程のいくつか
を省略することができる。しかし、説明した一連の工程を使用することは、メモ
リと付加的な回路を最少にして迅速、かつ、正確な復号を提供し、従って、相当
優れた性能を発揮する。
【0053】 本発明の一実施形態において、APPメモリ170は二つのAPPメモリ・バ
ンク284からなる。マルチプレキサ286が、各メモリ・バンク284を、部
分加算218による読取りと、LLR280による書込み間を切り替えして二重
バッファ動作を提供する。マルチプレクサ288をカウンタ290かコード・イ
ンターリーバ・アドレス発生装置292のいずれかに適用して、復号するの各反
復のためのターボ・コード・インターリーブと逆インターリーブを実行する。
【0054】 さらに、APPメモリ・バンク288が一つのチャネル・インターリーバ・ブ
ロックのためのすべてのデータ評価を保有するのに十分な大きさであり、評価が
送信されたデータであって、パリティ・シンボルではない。6ビット解像度の評
価が使用できる。
【0055】 全復号する処理が、チャネル・ディインターリーバ・バッファ160からの受
信評価の反復読取りと、APPメモリ・バンク170からのAPP値による処理
とによって進行される。一連の反復後、評価が一連の値として収束され、次にハ
ード決定を発生するために使用される。こうして復号するの結果がCTC値を使
用してチェックされる。復号すると同時に、他のチャネル・ディインターリーバ
・バッファが、受信評価の次のブロックを受信する。
【0056】 図7は本発明の一実施形態に基づくチャネル・インターリーバ・ブロックのロ
グMAP復号する中に実行される工程を示すフローチャートである。これらの工
程は図6に示した要素を参照して説明する。
【0057】 復号する工程300で開始され、工程302においてウインドウ・インデック
スNが0にセットされる。工程304において、チャネル・インターリーバRA
Mに記憶された評価のウインドウ[N]およびウインドウ[N+1]が、それぞ
れウインドウRAM[Nmod3]とウインドウRAM[(N+1)mod3]
に書き込まれる。上述したように、評価のウインドウは送信されるべきデータ・
ビットのウインドウLに関して発生されたシンボルに対応している。
【0058】 工程308において、FSMCが評価をRAM[Nmod3](この場合RA
M0である)で処理し、RSMC0が評価をRAM[(N+1)mod3](RA
M1である)で処理する。付加的に、チャネル・ディインターリーバRAMから
の評価のウインドウ[N+1]がウインドウRAM[(N+2)mod3](R
AM2である)に書き込まれる。
【0059】 工程310において、ウインドウ・インデックスNが増大し、またXがNmo
d2にセットされ、Yが(N+1)mod2にセットされる。工程312におい
て、N+1が処理されるべき評価の最終ウインドウに対応しているかどうかが決
定される。もし対応していなければ、工程314が実行される。
【0060】 工程314において、FSMCがウインドウRAM[Nmod3]に記憶され
た評価を処理し、RSMC X(第1パスにおいてX=0)がウインドウRAM
[(N+1)mod3]に記憶された評価を処理し、またRSMC Y(第1パ
スにおいてY=1)がウインドウRAM[(N−1)mod3]に記憶された評
価を処理する。付加的に、チャネル・ディインターリバRAMからの評価のウイ
ンドウ[N+1]がウインドウRAM[(N+2)mod3]に書き込まれる。
【0061】 図示していないが、RSMC 1によって実行される処理中、データのウイン
ドウ[N−1]に対応する一連のAPP値が工程314で発生される。ウインド
ウでの復号を実行することにより、メトリック・バッファのサイズが、各復号す
る工程で発生されたメトリック数の倍の長さLに維持される。多数のメトリック
が各復号する工程で記憶されるので、メトリック・メモリの縮小が、全体のチャ
ネル・デインターリーバ・ブロックによる状態メトリックを記憶するのと比較し
て重要である。
【0062】 付加的に、第2逆方向状態メトリック計算器を使用することが、処理速度と精
度を高める。例えば、第2RSMCが次の復号する・ウインドウのための新しい
初期値を計算でき、一方で前回の復号する・ウインドウが処理される。この新し
い初期値の計算が、新しい値が前回ウインドウの全てを復号するのに使用できる
ように、各復号する工程のための新しいRSMC計算を実行する必要性を排除し
ている。
【0063】 工程314がRAMファイル224によって例示されたように評価を処理する
ことによって得られた効率の優れた実例を提供する。特に、工程314は復号す
る処理中の四つの工程を同時に実行する能力を示す。これが、コーディングが所
与のクロック・レートで実行できるレートを高めることになる。説明した実施形
態において、工程は状態メトリック計算処理および付加的なサンプルをRAMフ
ァイル224に書き込むことを含んでいる。さらに、APP値が工程314中に
計算される。
【0064】 一度工程314が完了すると、ウインドウ・インデックスNが工程310で増
大される。もし値N+1が最終ウインドウに等しければ、次に配管処理が中断さ
れ、またRAMファイル224内の残りの評価が工程316から322で処理さ
れる。
【0065】 特に、工程316において、FSMCがウインドウRAM[Nmod3]を処
理し、RSMC XがウインドウRAM[(N+1)mod3]を処理し、また
RSMC YがウインドウRAM[(N+1)mod3]を処理する。工程31
8において、ウインドウ・インデックスNが増大され、XがNモッド2にセット
され、またYが(N+1)mod2にセットされる。工程320において、FS
MCがRAM[Nmod3]を処理し、またRSMC YがRAM[(N−1)
mod3]を処理する。工程322において、RSMC1がRAM[Nmod3
]を処理する。工程324において、チャネル・ディインターリーバ・ブロック
が処理終了で完了される。
【0066】 従って、ターボ・コーディングを実行するための新規で改良された技術が開示
された。
【図面の簡単な説明】
【図1】 無線通信システムのブロック図。
【図2】 無線通信システムのブロック図。
【図3】 送信システムのブロック図。
【図4】 A,Bはターボ・コーダを示す図。
【図5】 受信処理システムのブロック図。
【図6】 デコーダと、チャネル・デインターリーバの一部を示すブロック図。
【図7】 例示的な一連の復号する工程を示すフローチャト。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 09/283,013 (32)優先日 平成11年3月31日(1999.3.31) (33)優先権主張国 米国(US) (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,SD,SL,SZ,UG,ZW),E A(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU,TJ ,TM),AE,AL,AM,AT,AU,AZ,BA ,BB,BG,BR,BY,CA,CH,CN,CU, CZ,DE,DK,EE,ES,FI,GB,GD,G E,GH,GM,HR,HU,ID,IL,IN,IS ,JP,KE,KG,KP,KR,KZ,LC,LK, LR,LS,LT,LU,LV,MD,MG,MK,M N,MW,MX,NO,NZ,PL,PT,RO,RU ,SD,SE,SG,SI,SK,SL,TJ,TM, TR,TT,UA,UG,UZ,VN,YU,ZA,Z W Fターム(参考) 5B001 AA13 AB05 AC01 AD06 5J065 AC02 AD04 AD14 AG05 AG06 AH06 AH07 AH09

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下記を具備する、復号システム: a)1ブロックのシンボル評価を蓄積するためのチャネル・ディインターリー
    バーRAM; b)S状態メトリック計算機の組、各状態メトリック計算機は1組のメトリッ
    ク計算を形成する; c)複数のS+1ウインドウRAMの組、前記複数のS+1ウインドウRAM
    のSは、シンボル評価を前記S状態メトリック計算機に供給し、及び残りのウイ
    ンドウRAMは前記チャネル・ディインターリーバRAMからシンボル評価を受
    信する。
  2. 【請求項2】Sは3に等しい、請求項1に記載されたシステム。
  3. 【請求項3】前記複数のウインドウRAMは前記チャネル・ディインターリ
    ーバーRAMよりも相当小さい、請求項1に記載されたシステム。
  4. 【請求項4】前記状態メトリック計算機は、複数のウインドウ上のデータを
    ウインドウRAMのサイズ以下に処理する、請求項1に記載されたシステム。
  5. 【請求項5】下記を具備する復号器: 受信評価のチャネル・インターリーバー・ブロックを蓄積するためのチャネル
    ・インターリーバー・メモリ; 受信評価を復号するための復号機エンジン; 第一の組の受信評価及び第二の組の受信評価を前記復号機エンジンに読み出し、
    そして前記チャネルインターリーバー・メモリからの第三の組の受信評価に書き
    込むための復号機バッフア。
  6. 【請求項6】前記復号機バッフアは、さらに第三の組の受信評価を同時に読
    み出す、請求項5に記載された複合機。
  7. 【請求項7】前記復号機エンジンは、MAP復号機エンジンである、請求項
    5に記載された複合機。
  8. 【請求項8】前記復号機エンジンは下記を具備する、請求項5に記載された
    複合機: 前記第一の組の受信評価に応答して、順方向状態メトリックを形成するための
    順方向状態メトリック計算機; 前記第二の組の受信評価に応答して、逆方向状態メトリックを形成するための
    逆方向状態メトリック計算機。
  9. 【請求項9】前記復号機エンジンは更に下記を具備する、請求項6に記載さ
    れた複合機: 前記第一の組の受信評価に応答して、順方向状態メトリックを形成するための
    順方向状態メトリック計算機; 前記第二の組の受信評価に応答して、逆方向状態メトリックを形成するための
    第一の逆メトリック計算機;及び 前記第三の組の受信評価に応答して、逆方向状態メトリックを形成するための
    第二の逆方向状態メトリック計算機。
  10. 【請求項10】前記復号機バッフアが下記を具備する、請求項5に記載され
    た復号機: 複数の受信サンプルを読み出し及び書き込むための第一のメモリ; 複数の受信サンプルを読み出し及び書き込むための第二のメモリ;及び 受信サンプルを読み出し及び書き込むための第三のメモリ。
  11. 【請求項11】下記工程を具備する、データを復号する方法: a)第一の状態メトリック計算機を第一の組の受信評価に結合し、初期値を形
    成する; b)第二の状態メトリック計算機を第二の組の受信評価に結合し、第一の組の
    状態メトリックを形成する; c)第三の状態メトリック計算機を第三の組の受信評価に結合し、第二の組の
    状態メトリックを形成する; d)第四の組の受信評価をデータバッフアに結合する、 ここで、工程a,b,c及びdは、同時に実行する。
  12. 【請求項12】前記第二の組の状態メトリックは、以前に計算された初期値
    を使用して形成し、及びデータ評価を形成するために以前に計算された組の状態
    メトリックを用いて処理される、請求項11に記載された方法。
  13. 【請求項13】さらに下記を具備をする請求項11に記載された方法: 前記第一の状態メトリック計算機を前記第二の組の受信評価に結合する; 前記第三の状態メトリック計算機を前記第一の組の受信評価に結合する。
  14. 【請求項14】下記を具備する復号方法: a)第一の方向に第一のウインドウを第一の復号を実行し、及び同時に第二の
    方向に第二のウインドウ上で第二の復号を実行する; b)第一の復号の結果を蓄積する、 c)第二の復号の結果を使用して第三の復号を初期化する; d)前記第二の方向に前記第一のウインドウ上で第三の複合し、及び第三の復
    号及び前記結果の間において計算されたメトリックを使用してLLR値を計算す
    る;及び 工程d)と同時に、 新しいウインドウ上で第二の方向に第六の複合することと同様に、第一の方向
    で他のウインドウについて第四の復号、第五の復号を実行する; e)初期値に関する第六の復号の結果を使用して、前記第五の復号から第五の
    復号の結果を蓄積する。
  15. 【請求項15】前記第二の方向は前記第一の方向と反対である、請求項14
    に記載された方。
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