JP2003060512A - ビットシーケンスを復号するための方法および装置 - Google Patents

ビットシーケンスを復号するための方法および装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 畳み込みエンコーダで符号化し、雑音のある
チャネルを経て受信したビットシーケンスのLog−M
APアルゴリズムによる復号方法と装置の提供。 【解決手段】 復号化を行なうディジタル信号プロセッ
サDSPが、DSPの記憶装置101、102への出
力、またLog−MAP加算−比較−選択ユニット15
4への出力のために、エンコーダトレリス(ET)の遷
移メトリック値計算ユニット153を有する拡張コアを
備える。ユニット154は、DSPの記憶装置101、
102への格納、またLog尤度比計算ユニット155
への入力のため、ETの更新経路メトリック値を計算す
る。ユニット155は、復号する所与のデータビットの
Log尤度比を計算する。ユニット153、154、1
55は、それぞれDSPのプログラム制御ユニット10
4によって制御され、データライン150、151、1
52を介して記憶装置101、102と通信する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、畳み込みエンコー
ダによって符号化され雑音のあるチャネルを経て受信さ
れたビットシーケンスを、Log−MAPアルゴリズム
に従って復号するための方法および装置に関する。
【0002】
【従来の技術】あらゆる通信システムに対する重要な要
求は、システムが受信した情報が、システムに宛てて送
信された元の情報と密接に(可能ならば正確に)対応す
ることが保証されることである。ビット誤りなどの伝送
誤りが、雑音のある伝送チャネルなどによって通信シス
テムに持ち込まれることが避けられない場合がしばしば
あり、その結果、順方向誤り修正(FEC)方式の開発
に、非常な努力が費やされている。これら方式の目的
は、信号自体に含まれる情報を使用して、受信信号の誤
りを修正することである。
【0003】FEC方式の目的は、一般に、受け入れ可
能な程度に低い誤り修正したデータのビット誤り率を、
実際に実施する際にあまり複雑でなく、コストをかけな
いで(データ伝送速度の低下の点で)提供できるよう、
十分に進んだ技術とすることである。広く使用されてい
るFECコーディング方式は、「ターボコーディング」
方式であり、この方式はデータコーディング分野の関係
者により、現在のところ使用可能な最も強力なFECコ
ーディング方式と考えられている。
【0004】ターボコードは、「連結コーディング」お
よび「反復復号」のコンセプトから開発されたものであ
り、「ターボコード」という用語は、連結符号化ステッ
プよりむしろ反復復号ステップを良く表現している。通
常、ターボコードの符号化ステップは、直列(あるいは
ハイブリッド)連結も可能ではあるが、2つの畳み込み
コードの並列連結を伴う。この装置では、2つの畳み込
みエンコーダが並列に配置され、2つのエンコーダがと
もに入力として同じデータシーケンスを有するが、2つ
のエンコーダのうちの一方は、データがインターリーブ
された後に初めてそのデータに作用する。次いでこれら
エンコーダの出力は、伝送のために元の(符号化されて
いない)データシーケンスと組み合わされ、「システマ
ティック」コードシーケンスを提供し、このシーケンス
では、入力データシーケンスからのデータシンボルが、
その結果得られる出力コードシーケンスに変更されるこ
となく出現する。
【0005】したがって、出力コードシーケンスは、元
の符号化されていないデータと関連するチェックビット
とを含み、デコーダが受信したコードシーケンスの誤り
修正に使用できる。このようにしてエンコーダを連結す
ることによって、比較的複雑なコードを、比較的簡単な
構成エンコーダを使用して作成できる。
【0006】畳み込み符号化は、十分確立した符号化技
術であり、入力データシーケンスは所定の長さの「ブロ
ック」に分割され、各ブロックが個別に符号化されて、
入力データ用のチェックビットの「コードブロック」が
生成される。具体的には、畳み込み符号化は、現入力デ
ータビットと、1つまたは複数の先行入力データビット
との、2を法とする合計を計算して行われる。
【0007】この符号化手法の実施は、図1の再帰シス
テマティック畳み込み(RSC)エンコーダで例示する
ような、シフトレジスタおよび排他的論理和ゲートを用
いて行うことができる。エンコーダが入力部1で入力ビ
ットを受信すると、そのビットは直接「システマティッ
ク」出力2に、そして4つの排他的論理和ゲート4の1
つを介して3つのシフトレジスタ3のうちの第1のもの
に移動し、その結果、対応するコードビット(すなわち
チェックビット)が、出力2のシステマティックビット
と同時に、出力5で出力されるようにする。第2および
第3のシフトレジスタの出力も、「再帰」フィードバッ
クループ6を介して第1のレジスタに(排他的論理輪ゲ
ートを介して)入力されることに留意されたい。この例
では、3つのシフトレジスタ3を置くことによって、畳
み込みエンコーダに「拘束長」K=4を与える。言いか
えれば、所与の時間におけるエンコーダ出力(チェック
ビット)は、4つのエンコーダ入力、つまり現在の入力
および3つの先行入力(すなわち3つのシフトレジスタ
3に格納されたもの)に依存する。
【0008】エンコーダの挙動は、図2に示す「コード
トレリス」によって好都合に表される。これは、図1の
RSCエンコーダに対応する。コードトレリスの各欄
は、K番目のタイムステップの新しいデータブロック
(この場合は1ビット)のエンコーダへの入力に対応
し、トレリスの2K−1=8(K=4)のノードは、こ
の各タイムステップのエンコーダの可能な状態(すなわ
ちKシフトレジスタ3の内容)に対応する。隣接ノード
21に加わるブランチ20は、データ「1」ビット(実
線)またはデータ「ゼロ」ビット(点線)の入力の結果
として、エンコーダの状態がタイムステップのK−1と
Kとの間で変化可能な方法を表している。したがって、
各ノード21は、所与のタイムステップK−1では、2
つのブランチのソースであり、各ブランチは、タイムス
テップKで2つの可能な後続隣接ノードのそれぞれ1つ
にそのノードを接合する。同様に、第4のタイムステッ
プ後は、各ノードは、2つのブランチの終点でもあり、
各ブランチは2つの可能な先行隣接ノードのそれぞれ1
つにそのノードを接合する。
【0009】このようにして、エンコーダのすべての可
能な遷移のトレリスが提供される。可能な遷移は、コー
ド(この場合はRSCコード)の性質に依存し、トレリ
スを通るどの経路も、1つの可能な入力データシーケン
スおよび対応する出力コードシーケンスを表する。デコ
ーダで受信した時、エンコーダによって出力される所与
のコードシーケンスを復号する際に使用するのはこのプ
ロパティである。
【0010】ビタビアルゴリズムは、畳み込みコードを
復号するのにたびたび用いられる。その目的は、1度に
1つのコードブロック(すなわちタイムステップ)を処
理し、受信したコードシーケンスに最も良く似たコード
トレリスを通る経路を見つけ出すことである。アルゴリ
ズムの原理は、受信したコードシーケンスに最も近いコ
ードシーケンスに対応するノードへの経路を、各ノード
で(所与のタイムステップに)決定することによって、
最も完全に近い経路を段階的に構築することである。次
いで、このようにして決定された「サバイバ」経路のそ
れぞれが、経路がそれ以上拡張できないところまで、ト
レリスの連続する隣接ノードについてステップを繰り返
すことによって、拡張される。次いで、残りの「サバイ
バ」経路の中で最良のものが、データを符号化する時に
エンコーダが作成した実際の遷移状態を最も良く表すも
のとして選択される。したがって、エンコーダへのデー
タシーケンス入力の推定値が、エンコーダプロパティの
知識によって得られる。
【0011】トレリスの各ブランチは、受信したコード
シーケンス、チャネルサイド情報およびエンコーダプロ
パティが与えられると、そのブランチによって表される
遷移をエンコーダが作成した確率を表す「ブランチメト
リック」を持つ。各サバイバ経路も、その経路の構成ブ
ランチのメトリクスから導出された「経路メトリック」
を持つ。したがって、各サバイバ経路が1つのブランチ
によって所与のノードから拡張されると、そのノードか
ら可能な各ブランチについて関連するブランチメトリッ
クが計算され、次いでそのノードの経路メトリックに各
ブランチメトリックが加算され、その後その結果生じる
2つの経路メトリックが比較され、次いで2つのうちサ
バイバ経路とするものの最終選択が行われる。コードシ
ーケンスを復号する場合、加算−比較−選択(「AC
S」)プロセスを、トレリス全体を通して何回も繰り返
す必要がある。その結果、非常に多くの回数の動作を実
行せざるを得なくなり、大きなデータ記憶装置が必要と
なる。したがって、ビタビ復号アルゴリズムにおいてA
CSプロセスをより効率的に実行することを目的とす
る、いくつかの「加速」方式が、当技術分野で提案され
ている。
【0012】別の復号アルゴリズムに、対数最大アポス
テリオリ(Log−MAP)復号アルゴリズムがある。
この復号アルゴリズムは、トレリスの各タイムステップ
に対して、ビタビアルゴリズムの動作に似たACS動作
を実行する。これを実行することによって、Log−M
APアルゴリズムは、雑音または歪みのある恐れのある
受信したコードシーケンスが与えられている場合に、送
信された可能性の最も高い情報ビットを決定する。これ
は、送信された可能性の最も高いコードシーケンスを
(すなわちサバイバ経路を介して)決定するビタビ復号
アルゴリズムとは異なる。
【0013】一般に、MAPデコーダは、条件付き確率
を最大化するのと同様の方式で、受信シーケンスy
与えられている場合に、送信された可能性の最も高いコ
ードシーケンスxを最終的に選択しなければならな
い。
【0014】
【数1】 これが、「最大アポステリオリ」(MAP)基準であ
る。数量p(y)およびp(x)を一定と仮定する
と、MAP基準はp(y│x)を最大化することに
なる。
【0015】「硬判定(hard decisio
n)」符号化においては、ただ受信シーケンスyだけ
が変わらないとして、MAP基準が満たされる。「軟判
定(soft decision)」符号化において
は、yのビット値の信頼性または「尤度」に関する情
報も生成される。
【0016】Log−MAPアルゴリズムは、「Log
尤度比」(LLR)を用いてこの軟情報を定量化し、対
数定義域で、デコーダの出力における特定の復号された
ビットの確実性の程度を表し、ターボコードの反復復号
化に使用する。
【0017】Log−MAPアルゴリズムは、遭遇した
大きな範囲の数値を圧縮し、乗算を簡単な加算などに変
えるために対数定義域で動作する。したがって、Log
−MAPアルゴリズムは、必要な場合、信頼性のないビ
ット判定を修正できるので、復号効率を上昇させるた
め、復号中に使用可能な情報をより多く利用する。さら
に重要なことは、Log−MAP復号アルゴリズムは、
本質的に、連結されたコードを復号する際に効率的に使
用できる「軟」判定情報を提供する。
【0018】ビタビ復号アルゴリズムは、この目的のた
めに軟情報を提供できるよう構成されているが、このよ
うな情報は、Log−MAP復号アルゴリズムによって
提供されるものより劣ると一般に見なされている。この
ような制限は、軟情報を用いる反復復号方式に依存する
ターボコードを用いる場合に、特に重要である。したが
って、Log−MAP復号アルゴリズムによって提供さ
れる、より高品質の軟情報によって、Log−MAP復
号アルゴリズムはターボコードに関るアプリケーション
によく適合したものとなる。
【0019】その結果、一般に、ターボコーディングへ
のアプリケーションにおいて、Log−MAPアルゴリ
ズムの効率を増加させることは望ましい。しかし、ビタ
ビアルゴリズムとは対照的に、現在のディジタル信号プ
ロセッサは、Log−MAPアルゴリズムのためのいか
なる特定の加速方式も提供していない。
【0020】
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
目的は、少なくともLog−MAPエンコーダに関連す
るトレリスの構造を利用することによって、少なくとも
従来の技術におけるこのような一般的な欠点を克服する
ことにある。特に、バイナリ畳み込みエンコーダのトレ
リスにおいては、近接する状態間の遷移は、それぞれ
が、共存する状態の対から発し別の共存する対に終端す
る4つの互いに素な(disjoint)グループに分
離できる。これら4つの状態によって生成される構造
は、トレリス「バタフライ」という名で知られている。
【0021】
【課題を解決するための手段】最も一般的には、本発明
は、少なくともトレリスバタフライの状態の1つの共存
対の1つの状態について加算−比較−選択(ACS)動
作の各ステップを、状態の1つの共存対の別の状態につ
いて加算−比較−選択動作の対応する各ステップと並行
して実行することによって、Log−MAP復号アルゴ
リズムの動作を加速することを提案する。ACS動作
は、経路メトリック更新の一部またはLog尤度比計算
の一部を形成することができる。
【0022】このような方式の並列処理においては、1
対のバタフライ状態の2つの共存する状態で実行される
2つのACS動作のそれぞれ1つが、同じデータ量、す
なわちバタフライの状態の2つの共存対間の経路メトリ
ック値の同じ集合および同じ2つの可能な遷移メトリッ
ク値を利用する。したがって、本発明によれば、Log
−MAP復号アルゴリズムの動作は、少なくとも動作の
データ検索要求を約半分にすることによって加速でき
る。
【0023】したがって、本発明の第1の態様によれ
ば、畳み込みエンコーダによって符号化し、雑音のある
チャネルを経て受信したビットシーケンスを、Log−
MAPアルゴリズムに従って復号する際に使用する畳み
込みエンコーダの経路メトリック値を計算する方法が提
供され、その方法は、(i)第1のエンコーダ状態に関
連する経路メトリック値に、前記第1のエンコーダ状態
から第1の隣接エンコーダ状態への前記エンコーダの遷
移に関連する第1の遷移メトリック値を加算し、それに
よって前記第1の隣接エンコーダ状態に対する第1の経
路メトリック値を与えるステップと、(ii)ステップ
(i)と実質的に同時に、前記第1の状態と共存する第
2のエンコーダ状態に関連する経路メトリック値に、前
記第2のエンコーダ状態から前記第1の隣接エンコーダ
状態への前記エンコーダの遷移に関連する第2の遷移メ
トリック値を加算し、それによって前記第1の隣接エン
コーダ状態に対する第2の経路メトリック値を与えるス
テップと、(iii)前記第1の隣接エンコーダ状態に
対する前記第1の経路メトリック値を、前記第1の隣接
エンコーダ状態に対する前記第2の経路メトリック値と
比較し、2つのうちの最大を、その隣接エンコーダ状態
に関連する経路メトリック値として選択するステップ
と、(iv)前記第1のエンコーダ状態に関連する経路
メトリック値に、前記第1のエンコーダ状態から前記第
1の隣接エンコーダ状態と共存する第2の隣接エンコー
ダ状態への前記エンコーダの遷移に関連する前記第2の
遷移メトリック値を加算し、それによって前記第2の隣
接エンコーダ状態に対する第1の経路メトリック値を与
えるステップと、(v)ステップ(iv)と実質的に同
時に、前記第2のエンコーダ状態に関連する経路メトリ
ック値に、前記第2のエンコーダ状態から前記第2の隣
接エンコーダ状態への前記エンコーダの遷移に関連する
前記第2の遷移メトリック値を加算し、それによって前
記第2の隣接エンコーダ状態に対する第2の経路メトリ
ック値を与えるステップと、(vi)前記第2の隣接エ
ンコーダ状態に対する前記第1の経路メトリック値を、
前記第2の隣接エンコーダ状態に対する前記第2の経路
メトリック値と比較し、2つのうちの最大を、第2の隣
接エンコーダ状態に関連する経路メトリック値として選
択するステップと、を含み、前記エンコーダ状態および
前記隣接エンコーダ状態がトレリスバタフライを定義
し、ステップ(i)、(ii)、(iii)のシーケン
スが、それぞれステップ(iv)、(v)、(vi)の
シーケンスと実質的に同時に実施される。
【0024】前記方法は、修正項 ln(1+exp(−Δ)) を、所与の隣接エンコーダ状態に関連する選択する経路
メトリック値に加算するステップを含むことが好まし
い。上式で、Δは、前記所与の隣接エンコーダ状態の前
記第1の経路メトリック値と前記所与の隣接エンコーダ
状態の前記第2の経路メトリック値の差の絶対値であ
る。
【0025】したがって、加速されたLog−MAP加
算−比較−選択動作(LM_ACS)が提供される。L
M_ACS動作は、トレリスバタフライを処理するため
に、2つの経路メトリック値および2つのブランチメト
リック値を必要とする。この動作の結果は、2つの更新
された経路メトリック値を同時に生成する。修正項の使
用によって、LM_ACS動作に従って得られた経路メ
トリック値の精度を向上することができる。この修正率
は、Δを定義する2つの数量のうち選択された最大値に
加算された場合、これら2つの数量のヤコビ対数となる
が、選択された最大値は、近似に過ぎない(すなわち、
ln(e+e)=max(a,b)+ln(l+e
−Δ),Δ=│a−b│)。
【0026】上記ステップ(i)から(vi)を、他の
全ての共存するトレリスバタフライについて繰り返すこ
とができる。したがって、所与のトレリスタイムステッ
プにおけるそれぞれの完全な経路メトリックの更新を、
タイムステップ毎にmバタフライを有するトレリスに対
するLM_ACS動作のm回実行にマップすることがで
きる。
【0027】前記エンコーダ状態および前記隣接エンコ
ーダ状態のすべてに対する経路メトリック値は、順方向
再帰によって計算された順方向経路メトリクスとするこ
とができ、前記隣接エンコーダ状態のすべてが前記エン
コーダ状態のすべてに後続する。また、前記エンコーダ
状態および前記隣接エンコーダ状態のすべてに対する経
路メトリック値は、逆方向再帰によって計算された逆方
向経路メトリクスとすることができ、前記隣接エンコー
ダ状態のすべてが前記エンコーダ状態のすべてに先行す
る。
【0028】したがって、順方向および逆方向経路メト
リックの更新の両方を、LM_ACS動作を使用して実
行できる。これは特に、両方を必要とするLog尤度比
(LLR)を計算する場合に有利である。
【0029】本発明の第2の態様によれば、畳み込みエ
ンコーダによって符号化し、雑音のあるチャネルを経て
受信したビットシーケンスを、Log−MAPアルゴリ
ズムに従って、復号する際に使用する畳み込みエンコー
ダの状態遷移のためののLog尤度比値を計算する方法
が提供され、その方法は第1の値のパリティビットに対
応する遷移のみに関して実行されるステップ(i)から
(iii)、および第2の値のパリティビットに対応す
る遷移のみに関して実行されるステップ(iv)から
(vi)、すなわち、(i)所与のトレリスバタフライ
の第1のエンコーダ状態に関連する順方向経路メトリッ
ク値に、前記第1のエンコーダ状態から前記バタフライ
の第1の隣接エンコーダ状態への前記エンコーダの順方
向遷移に関連する第1の遷移メトリック値と、前記第1
の隣接エンコーダ状態に関連する逆方向経路メトリック
値とを加算し、第1の合計を与えるステップと、(i
i)ステップ(i)と実質的に同時に、前記第1の状態
と共存する前記トレリスバタフライの第2のエンコーダ
状態に関連する順方向経路メトリック値に、前記第2の
エンコーダ状態から前記第1の隣接エンコーダ状態と共
存する前記バタフライの第2の隣接エンコーダ状態への
前記エンコーダの順方向遷移に関連する前記第1の遷移
メトリック値と、前記第2の隣接エンコーダ状態に関連
する逆方向経路メトリック値とを加算して、第2の合計
を与えるステップと、(iii)前記第1の合計と前記
第2の合計とを比較し、2つのうちの最大値を第1の最
大値として選択するステップと、(iv)前記第2のエ
ンコーダ状態に関連する順方向経路メトリック値に、前
記第2のエンコーダ状態から前記第1の隣接エンコーダ
状態への前記エンコーダの順方向遷移に関連する第2の
遷移メトリック値と、前記第1の隣接エンコーダ状態に
関連する逆方向経路メトリック値とを加算して、第3の
合計を与えるステップと、(v)ステップ(iv)と実
質的に同時に、前記第1のエンコーダ状態に関連する順
方向経路メトリック値に、前記第1のエンコーダ状態か
ら前記第2の隣接エンコーダ状態への前記エンコーダの
順方向遷移に関連する前記第2の遷移メトリック値と、
前記第2の隣接エンコーダ状態に関連する逆方向経路メ
トリック値とを加算して、第4の合計を与えるステップ
と、(vi)前記第3の合計と前記第4の合計とを比較
し、2つのうちの最大値を第2の最大値として選択する
ステップとを含み、ステップ(i)、(ii)、(ii
i)のシーケンスが、それぞれステップ(iv)、
(v)、(vi)のシーケンスと実質的に同時に実行さ
れ、ステップ(i)から(vi)をその他すべての共存
するトレリスバタフライのエンコーダ状態について繰り
返して、第1の最大値の集合および第2の最大値の集合
を与え、第2の最大値の前記集合の最大の要素を第1の
最大値の前記集合の最大の要素から減算し、Log尤度
比を与える。
【0030】したがって、本発明のこの第2の態様のス
テップ(i)から(vi)が、本発明の第1の態様によ
るLM_ACS動作の拡張を用いていることが理解され
るであろう。具体的には、この場合は、LM_ACS動
作の「加算」構成要素を、2つの数量の加算(たとえ
ば、経路メトリック+同じ1つの状態への遷移メトリッ
ク)から3つの数量の加算(すなわち、順方向経路メト
リック+異なる状態への遷移メトリック+逆方向経路メ
トリック)へ拡張している。したがって、この拡張され
たLM_ACS動作は、トレリスバタフライを処理する
ために、2つの順方向経路メトリック値と、2つの遷移
メトリック値と、2つの逆方向経路メトリック値とを必
要とする。
【0031】この態様の第2によれば、本発明は、LL
R値を計算するための方法を提供することが好ましく、
第2の最大値の前記集合の最大の要素を、第1の最大値
の前記集合の最大の要素から、(i)第1の最大値の前
記集合から2つの要素を選択し、前記2つの要素を比較
し、2つのうちの最大値を第1の最大値の連続する集合
の要素として選択するステップと、(ii)ステップ
(i)と実質的に同時に、第2の最大値の前記集合から
2つの要素を選択し、前記2つの要素を比較し、2つの
うちの最大値を第2の最大値の連続する集合の要素とし
て選択するステップと、(iii)第1および第2の最
大値の前記集合のうちこれまでに選択していない要素の
すべてについて、それぞれの集合の全要素が上記のよう
に選択されるまで、ステップ(i)および(ii)を繰
り返すステップと、(iv)第1および第2の最大値の
各連続する集合について、前記連続する集合のそれぞれ
が最終的にだた1つの要素しか有さなくなるまで、ステ
ップ(i)から(iii)を繰り返すステップと、
(v)第1の最大値の前記連続する最終的集合の1要素
の値を第2の最大値の前記連続する最終集合の1要素の
値から減算して、Log尤度比を与えるステップと、に
従って減算する。
【0032】したがって、所与のエンコーダ遷移(エン
コーダトレリスのタイムステップ)に対するLog尤度
比(LLR)の計算は、さらに拡張LM_ACS動作に
よって生成されたデータの処理を並列で実行することに
よって加速でき、したがって、加速されたLLR(LL
R_ACC)動作を提供する。
【0033】好ましくは、本発明のこの第2の態様によ
れば、修正項、 ln(1+exp(−Δ)) が、この目的用に比較した2つの数量の最大であるとし
て選択した数量に加算され、上式で、Δは、比較した前
記数量間の差の絶対値である。
【0034】この修正率は、Δを定義する2つの数量の
うちの選択した最大値に加算された場合、これら2つの
数量のヤコビ対数となるが、選択された最大値はただの
近似に過ぎない。
【0035】本発明の第2の態様によるLLRの計算方
法において、順方向経路メトリック値が、(i)第1の
エンコーダ状態に関連する経路メトリック値に、前記第
1のエンコーダ状態から第1の隣接エンコーダ状態への
前記エンコーダの遷移に関連する第1の遷移メトリック
値を加算し、前記第1の隣接エンコーダ状態に対する第
1の経路メトリック値を与えるステップと、(ii)ス
テップ(i)と実質的に同時に、前記第1の状態と共存
する第2のエンコーダ状態に関連する経路メトリック値
に、前記第2のエンコーダ状態から前記第1の隣接エン
コーダ状態への前記エンコーダの遷移に関連する第2の
遷移メトリック値を加算し、前記第1の隣接エンコーダ
状態に対する第2の経路メトリック値を与えるステップ
と、(iii)前記第1の隣接エンコーダ状態に対する
前記第1の経路メトリック値を、前記第1の隣接エンコ
ーダ状態に対する前記第2の経路メトリック値と比較し
て、2つのうちの最大をその隣接エンコーダ状態に関連
する経路メトリック値として選択するステップと、(i
v)前記第1のエンコーダ状態に関連する経路メトリッ
ク値に、前記第1のエンコーダ状態から前記第1の隣接
エンコーダ状態と共存する第2の隣接エンコーダ状態へ
の前記エンコーダの遷移に関連する前記第2の遷移メト
リック値を加算し、前記第2の隣接エンコーダ状態に対
する第1の経路メトリック値を与えるステップと、
(v)ステップ(iv)と実質的に同時に、前記第2の
エンコーダ状態に関連する経路メトリック値に、前記第
2のエンコーダ状態から前記第2の隣接エンコーダ状態
への前記エンコーダの遷移に関連する前記第2の遷移メ
トリック値を加算し、前記第2の隣接エンコーダ状態に
対する第2の経路メトリック値を与えるステップと、
(vi)前記第2の隣接エンコーダ状態に対する前記第
1の経路メトリック値を、前記第2の隣接エンコーダ状
態に対する前記第2の経路メトリック値と比較して、2
つのうちの最大を第2の隣接エンコーダ状態に関連する
第2の経路メトリック値として選択するステップと、を
含む方法によって計算され、前記エンコーダ状態および
前記隣接エンコーダ状態のすべてに対する経路メトリッ
ク値が順方向再帰によって計算された順方向経路メトリ
クスであって、前記隣接エンコーダ状態のすべてが前記
エンコーダ状態のすべてに後続し、ステップ(i)、
(ii)、(iii)のシーケンスが、それぞれステッ
プ(iv)、(v)、(vi)のシーケンスと実質的に
同時に実行される。
【0036】したがって、LLR値の計算で使用される
順方向経路メトリクスがLM_ACS動作で決定できる
ことが理解されるであろう。
【0037】同様に、本発明の第2の態様によるLLR
の計算方法において、逆方向経路メトリック値が、
(i)第1のエンコーダ状態に関連する経路メトリック
値に、前記第1のエンコーダ状態から第1の隣接エンコ
ーダ状態への前記エンコーダの遷移に関連する第1の遷
移メトリック値を加算し、前記第1の隣接エンコーダ状
態に対する第1の経路メトリック値を与えるステップ
と、(ii)ステップ(i)と実質的に同時に、前記第
1の状態と共存する第2のエンコーダ状態に関連する経
路メトリック値に、前記第2のエンコーダ状態から前記
第1の隣接エンコーダ状態への前記エンコーダの遷移に
関連する第2の遷移メトリック値を加算し、前記第1の
隣接エンコーダ状態に対する第2の経路メトリック値を
与えるステップと、(iii)前記第1の隣接エンコー
ダ状態に対する前記第1の経路メトリック値を、前記第
1の隣接エンコーダ状態に対する前記第2の経路メトリ
ック値と比較して、2つのうちの最大を第1の隣接エン
コーダ状態に関連する経路メトリック値として選択する
ステップと、(iv)前記第1のエンコーダ状態に関連
する経路メトリック値に、前記第1のエンコーダ状態か
ら前記第1の隣接エンコーダ状態と共存する第2の隣接
エンコーダ状態への前記エンコーダの遷移に関連する前
記第2の遷移メトリック値を加算し、前記第2の隣接エ
ンコーダ状態に対する第1の経路メトリック値を与える
ステップと、(v)ステップ(iv)と実質的に同時
に、前記第2ののエンコーダ状態に関連する経路メトリ
ック値に、前記第2のエンコーダ状態から前記第2の隣
接エンコーダ状態への前記エンコーダの遷移に関連する
前記第2の遷移メトリック値を加算し、前記第2の隣接
エンコーダ状態に対する第2の経路メトリック値を求め
るステップと、(vi)前記第2の隣接エンコーダ状態
に対する前記第1の経路メトリック値を、前記第2の隣
接エンコーダ状態に対する前記第2の経路メトリック値
と比較して、2つのうちの最大を第2の隣接エンコーダ
状態に関連する経路メトリック値として選択するステッ
プと、を含みむ方法によって計算され、前記エンコーダ
状態および前記隣接エンコーダ状態のすべてに対する経
路メトリック値が、逆方向再帰によって計算された逆方
向経路メトリクスであり、前記隣接エンコーダ状態のす
べてが前記エンコーダ状態のすべてに先行し、ステップ
(i)、(ii)、(iii)のシーケンスが、それぞ
れステップ(iv)、(v)、(vi)のシーケンスと
実質的に同時に実行される。
【0038】したがって、LLR値の計算で使用される
逆方向経路メトリクスがLM_ACS動作で決定できる
ことが理解されるであろう。
【0039】好ましくは、本発明の第2の態様による方
法によれば、前記エンコーダから出力されるパリティビ
ットの第1の値は+1であり、前記エンコーダから出力
されるパリティビットの前記第2の値は−1である。し
かし第1および第2の値は、それぞれ+1および−1以
外でもよいが、互いに異なる値でなければならない。
【0040】本発明のいずれかの態様によって、復号す
る際に使用する遷移メトリック値(γ)を計算する方法
が提供され、(i)それぞれシステマティック値−1お
よびパリティビット値−1のエンコーダからの出力に関
連するエンコーダ遷移が、 γ(−1,−1)=0 の第1の遷移メトリック値に割り当てられ、(ii)そ
れぞれシステマティック値−1およびパリティビット値
+1のエンコーダからの出力に関連するエンコーダ遷移
が、 γ(−1,+1)=s1 の第2の遷移メトリック値に割り当てられ、(iii)
それぞれシステマティック値+1およびパリティビット
値−1のエンコーダからの出力に関連するエンコーダ遷
移が、 γ(+1,−1)=s2 の第3の遷移メトリック値に割り当てられ、(iv)そ
らぞれシステマティック値+1およびパリティビット値
+1のエンコーダからの出力に関連するエンコーダ遷移
が、前記第1および第2の遷移メトリック値の合計に等
しい遷移メトリック値、γ(+1,+1)に割り当てら
れ、項s1およびs2は、受信したビットシーケンスに
関連する信号対雑音比、エンコーダから出力されたビッ
トに対応する、受信したパリティビットおよびシステマ
ティックビットと、少なくともエンコーダ遷移のアプリ
オリ確率の推定値に依存する。
【0041】したがって、4つの可能な遷移メトリック
値の計算は、2項を(すなわちs1およびs2)計算す
るだけで十分に簡略化されることが理解されよう。好ま
しくは、s1=4・SNR・y およびs2=4・S
NR・y +zであり、上式で、SNRは、それぞ
れ、受信したビットシーケンスに関連する信号対雑音比
であり、y およびy は受信したパリティビット
およびシステマティックビットであり、zは少なくと
も、タイムステップkのエンコーダ遷移のアプリオリ確
率の推定値である。
【0042】本発明はまた、上記の方法のいずれかの方
法に従って、トレリスバタフライの状態の1つの共存す
る対の一方の状態について加算−比較−選択(ACS)
動作の各ステップを、状態の1つの共存する対の他方の
状態について加算−比較−選択動作の対応する各ステッ
プと並行して、少なくとも実行することにより、Log
−MAP復号アルゴリズムの動作を加速するためのディ
ジタル信号プロセッサ(DPS)を提案する。ACS動
作は、経路メトリック更新の一部またはLog尤度比計
算の一部を形成することができる。
【0043】したがって、本発明は、畳み込みエンコー
ダによって符号化し、雑音のあるチャネルを経て受信し
たビットシーケンスを、Log−MAPアルゴリズムに
従って、復号する際に使用する畳み込みエンコーダの経
路メトリック値を計算するためのディジタル信号プロセ
ッサを提供することができ、プロッセサは、前記ビット
シーケンスに関するデータをディジタル信号プロセッサ
の記憶装置から受信し、畳み込みエンコーダの状態間の
遷移を表す遷移メトリック値を計算し、これら計算され
たメトリック値を出力するための遷移メトリック計算ユ
ニットと、前記計算された遷移メトリック値を受信し、
前記計算された遷移メトリック値から導出された経路メ
トリック値を受信し、前記経路メトリック値および前記
遷移メトリック値から、更新された経路メトリック値を
導出し、これら更新された経路メトリック値を出力する
ための加算−比較−選択ユニットとを備え、更新された
経路メトリック値が本発明の第1の態様の方法に従って
導出される。
【0044】したがって、DPSは、ビットシーケンス
を復号する際に使用する、順方向あるいは逆方向の、更
新された経路メトリック値を提供する。DPSのACS
ユニットを、本発明の第1の態様に従って、経路メトリ
ック値を連続する遷移メトリック値に加算することによ
って順方向あるいは逆方向の経路メトリック値を更新す
るために用いるだけではなく、またこのACSユニット
を、本発明の第2の態様に従って、更新された経路メト
リック値およびLLR値を計算する際にも用いることが
できることが理解されよう。
【0045】好ましくは、遷移メトリック計算ユニット
は、上述した遷移メトリック値(γ)を計算する方法を
用いる。遷移メトリック計算ユニットは、計算された遷
移メトリック値を、DPSからの遷移メトリック値を受
信する目的でACSユニットも接続されるDPSの記憶
装置に出力することができる。ACSユニットは、好ま
しくはDPSの記憶装置から経路メトリック値および遷
移メトリック値を受信し、その記憶装置に格納するた
め、更新された経路メトリック値を記憶装置に出力す
る。
【0046】遷移メトリックキャッシュがDSPに設け
られ、DSPでメトリック計算ユニットが、エンコーダ
トレリスを復号する所与のタイムステップに関連する計
算された遷移メトリクスを出力し、格納し、ACSユニ
ットが、更新された経路メトリック値を導出する際に使
用するために遷移メトリックキャッシュからこれらの遷
移メトリック値を受信することができる。
【0047】したがって、各トレリスタイムステップに
ついて、一時キャッシュ記憶装置に4つの値を格納する
ことにより、タイムステップの共存するバタフライのそ
れぞれを処理するために、ただ4つの遷移メトリック値
しか必要としないため、DSPの主記憶装置から値を繰
り返し検索する必要が回避される。このことは、信号プ
ロセッサの効率の向上に役立つ。
【0048】好ましくは、DSPのACSユニットは、
いくつかのデータ入力ポートと2つのデータ出力ポート
を有し、計算ユニットは、経路メトリック値を、データ
入力ポートで同時に受信した遷移メトリックデータ値に
加算して、更新された経路メトリック値の2つの共存す
る対を与え、各同時対内で前記更新された経路メトリッ
ク値を比較し、前記2つのデータ出力ポートで、それぞ
れ共存する対の最大経路メトリック値を出力するように
動作可能である。
【0049】したがって、ACSユニットは、本発明の
第1の態様に従って、またLLRを計算する際には第2
の態様に従って、順方向または逆方向の経路メトリクス
のいずれかを更新できる。計算ユニットは、経路メトリ
ックデータ値を受信するための第1のデータ入力ポート
と、遷移メトリックデータ値を受信するための第2のデ
ータ入力ポートと、経路メトリックデータ値を受信する
ための第3のデータ入力ポートと、遷移メトリックデー
タ値を受信するための第4のデータ入力ポートとを備え
ることができる。
【0050】ACSユニットは、ACSの機能を、本発
明の第1の態様に従って更新された順方向または逆方向
経路メトリクスを生成する機能、あるいは本発明の第2
の態様に従ってLLRを計算する際に使用する最大値の
第1および第2の集合の要素を生成する機能とすること
が可能な機能選択装置を備えることができる。
【0051】機能選択装置は好ましくは、ACSユニッ
トの計算ユニットの2つのデータ出力ポートと2つのフ
ィードバックデータ入力ポートの間に接続された第1の
データ入力ゲートと、計算ユニットの第2、第4と、第
5のデータ入力ポートとに接続された第2のデータ入力
ゲートと、計算ユニットの第2、第4と、第6のデータ
入力ポートとに接続された第3のデータ入力ゲートとを
備え、計算ユニットのフィードバックデータ入力ポート
と、第5および第6のデータ入力ポートに入力すべきデ
ータ値を選択するように動作可能である。
【0052】入力選択装置は、好ましくは2つの選択状
態を有し、そのそれぞれがACSユニットの機能を決定
する。
【0053】好ましくは機能選択装置の第1の選択状態
においては、第1のデータ入力ゲートは、計算ユニット
から出力されたデータをブロックし、計算ユニットの2
つのフィードバックデータ入力ポートに入力されたデー
タがゼロの値を有するようにし、一方、同時に第2のデ
ータ入力ゲートは、計算ユニットの第4の入力ポートに
入力された遷移メトリックデータを計算ユニットの第5
のデータ入力部で同時に入力されるようにし、同時に第
3のデータ入力ゲートは、計算ユニットの第2の入力ポ
ートに入力された遷移メトリックデータを計算ユニット
の第6のデータ入力ポートに同時に入力されるようにす
る。
【0054】したがって、この第1の選択状態において
は、各加算器手段について、加算器手段に同時に入力さ
れた2つの遷移メトリック値が異なる遷移メトリクスを
表しているため、入力選択装置がACSユニットを、本
発明の第1の態様に従って経路メトリック値を更新する
よう機能させる。
【0055】機能選択装置の第2の選択状態において、
第1のデータ入力ゲートは好ましくはデータを計算ユニ
ットの出力から計算ユニットの2つのフィードバックデ
ータ入力ポートに通過させ、一方、同時に第2のデータ
入力ゲートは計算ユニットの第2の入力ポートにおける
遷移メトリックデータ入力を計算ユニットの第5のデー
タ入力部で同時に入力されるようにし、同時に第3のデ
ータ入力ゲートは計算ユニットの第4の入力ポートに入
力された遷移メトリックデータを計算ユニットの第6の
データ入力ポートに同時に入力されるようにする。
【0056】したがって、第2の選択状態においては、
入力選択装置はACSユニットを、本発明の第2の態様
に従ってLLR計算に使用する第1および第2の最大値
の集合の要素を計算するよう機能させる。つまり、いず
れかの1つの加算器手段に同時に入力された2つの経路
メトリック値が同じ経路メトリックとなり、逆方向経路
メトリック値とともに同時に入力される。
【0057】DSPは、好ましくは本発明の第2の態様
に関係して上述のように導出されたLLR加速(LLR
_ACC)方法に従って第1および第2の最大値の集合
からLLR値を計算し、計算したLLRをDSPの記憶
装置に出力するためのLog尤度比ユニットを備える。
Log尤度比ユニットはキャッシュ装置に接続され、第
1のおよび第2の最大値の集合のデータ要素を、キャッ
シュ装置に格納される場合に、検索できるように、また
Log尤度比ユニットによって生成された第1および第
2の最大値の連続する集合の要素をキャッシュ装置に格
納できることが好ましい。
【0058】好ましくは、Log尤度比ユニットが、第
1と、第2の最大値の前記集合と、その前記連続する集
合とを格納するように動作可能なキャッシュ装置と、そ
れぞれが、前記キャッシュ装置のデータ出力ポートに接
続された第1のデータ入力ポートと、前記キャッシュ装
置のデータ出力ポートに接続された第2のデータ入力ポ
ートと、前記キャッシュ装置のデータ入力ポートに接続
されたデータ出力ポートとを有する2つの比較/選択ユ
ニットを備え、前記比較/選択ユニットの1方が、第1
および第2のデータ入力ポートで、前記キャッシュ装置
から出力された第1の最大値の前記集合の要素を受信す
るように動作可能であり、前記比較/選択ユニットの他
方が、第1および第2のデータ入力ポートで前記キャッ
シュ装置から出力された第2の最大値の前記集合の要素
を受信するように動作可能であり、各前記比較/選択ユ
ニットが共存する第1および第2の入力を比較し、2つ
の最大の要素を前記出力ポートを介して出力するように
動作可能である。
【0059】好ましくは、上述のLog尤度比ユニット
において、両方の比較/選択ユニットから出力された要
素が、最大値のそれぞれ連続する集合の要素として格納
するために前記キャッシュ装置に入力される。2つの比
較/選択ユニットのそれぞれのデータ出力ポートが、比
較/選択ユニット一方の入力ポートにあるデータを比較
/選択ユニットの他方の入力ポートにあるデータから減
算し、結果を出力するように動作可能である減算ユニッ
トの第1のおよび第2の入力ポートのそれぞれ1つに接
続されることが好ましい。
【0060】好ましくは、Log尤度比ユニットの各比
較/選択ユニットが、2つの比較/選択手段の前記第1
および第2の入力ポートに接続された減算ユニットを備
え、減算ユニットが前記第2の入力ポートで同時に入力
されたデータから、前記第1の入力ポートに入力された
データを減算し、結果の符号および絶対値を出力するよ
うに動作可能である。
【0061】好ましくは、各比較/選択ユニットが、比
較/選択ユニットの前記第1および第2の入力ポートに
それぞれ接続された第1および第2の入力ポートを有す
る選択ユニットを備え、選択ユニットが前記減算ユニッ
トから出力された符号を更なる入力として受信し、前記
符号の値に従って第1および第2の入力ポートの1つを
介して入力されたデータを出力するように動作可能であ
る。
【0062】各比較/選択ユニットが、実質的に ln(1+exp(−Δ)) に等しい修正率を、前記選択ユニットの出力に加算する
ための修正装置を備え、上式で、Δは前記減算ユニット
から出力される結果の絶対値である。
【0063】この修正率は、Δを定義する2つの数量の
うち選択された最大値に加算された場合、これら2つの
数量のヤコビ対数となるが、2つのうちの選択された最
大値は近似にすぎない。
【0064】好ましくは、前記修正装置が、複数の修正
値を含み、前記減算ユニットの出力ポートに接続された
入力ポートと出力ポートとを有するルックアップテーブ
ルと、ルックアップテーブルの前記出力ポートに接続さ
れた第1の入力ポートを有し、前記選択ユニットの出力
ポートに接続された第2の入力ポートを有する加算器手
段を備え、加算器手段が、前記選択ユニットの出力に前
記ルックアップテーブルから出力される修正項を加算す
るように動作可能である。
【0065】本発明は、複数のLog−MAPデコーダ
を備えるターボデコーダも提供でき、各Log−MAP
デコーダが上記の方法に従って遷移メトリック値(γ)
を計算するためのブランチメトリック計算装置を備え
る。
【0066】本発明は、複数のLog−MAPデコーダ
を備えるターボデコーダを提供でき、各Log−MAP
デコーダが本発明の第1の態様に従って前記エンコーダ
の経路メトリック値を計算するための経路メトリック計
算装置を備える。
【0067】本発明は、複数のLog−MAPデコーダ
を備えるターボデコーダも提供でき、各Log−MAP
デコーダが本発明の第2の態様に従って前記エンコーダ
のLog尤度比値を計算するためのLog尤度比ユニッ
トを備える。
【0068】次に以下の図を参照して、本発明の非限定
的な例を見ていく。
【0069】
【発明の実施の形態】図3を参照すると、ターボコード
エンコーダの構造が示されている。ターボコードエンコ
ーダは、並列連結に接続された2つの同じ構成要素の再
帰システマティック畳み込み(RSC)エンコーダ34
および35のデータ入力に接続されたデータ入力31を
備える。符号化されるブロックデータシーケンス、d ̄
=(d 1....,d)上式で、Nはブロックサイズ
である、を、ターボコードエンコーダのデータ入力31
に入力し、続いて2つの同じ構成要素のコードエンコー
ダ34および35のそれぞれ1つに入力する。2つの構
成要素のRSCエンコーダの第2、34が、インターリ
ーバ32を介してブロックデータを受信する。インター
リービングによって、ブロックシーケンス、d=(d
1....,d)が異なる順序に配置し、その後順序
を変えたデータブロックシーケンス33
(x→s int)を第2のRSCエンコーダ34に入力
する。このようにして、いずれか1つのデータブロック
のバースト誤りの影響を減少することができる。
【0070】各構成要素のRSCエンコーダは、データ
ブロック入力部の順方向誤り修正で使用するパリティビ
ットを生成する。第1のエンコーダ35はパリティビッ
トシーケンス、x ̄lpを出力し、一方第2のエンコー
ダ34はインターリーブしたデータブロック入力に関連
するパリティビットシーケンス、x→2p intを出力
する。システマティック情報(x ̄)およびパリティ
情報(x→1p,x 2p int)の並列連結により、
3つの出力ビットが入力データシーケンス、d ̄=(d
1....,d)の各ビットdに対して生成され
る。上記の3つの出力は、次いでマルチプレクサ39の
各個別入力部、36、37、38に入力される。
【0071】抜き取りユニット41は、あるビットがマ
ルチプレクサ39に入力されたパリティビットストリー
ムから取り除かれ、送信されないことを確認する。たと
えば、パリティ情報の各第2ビットが抜き取られ、デー
タシーケンス、x ̄=(x ,x 1p,x ,x
2p int.2,...,x N−1,xlp N−1
,x2p int.N)が送信され、上式で、(x
1pで示した)連続するパリティビットは、第1のエン
コーダ35から取られ、(x2pで示した)パリティビ
ットは、第2のエンコーダ34から抜き取られる。
【0072】図4は、インターリーバ43を介して第2
のMAPデコーダ42に直列に接続された第1の最大ア
ポステリオリ確率(MAP)デコーダ41を備えるター
ボデコーダを示す。第1のMAPデコーダ41は、3つ
の入力を有する。すなわち、(y−sで示した)システ
マティックデータ入力47、第1のRSCエンコーダ3
5の出力に接続する(y−lpで示した)パリティデー
タ入力46および第2のMAPデコーダ42から出力
し、中間インターリーバ44を介して受信する(z−2
で示した)外部情報48である。外部情報はアプリオリ
情報として働く。
【0073】この情報およびチャネル状態情報56によ
り、第1のMAPデコーダ41が入力データシーケン
ス、d=(d,...,d)の各ビットdに対
しMAP Log尤度比値を計算する。
【0074】
【数2】 上式で、R ̄=(R,...,R,...,R
およびR=(y ,y 1p,z )で、 Λ(d)=z +c・y +z と記述することもでき、ここでc=4×SNRであり、
数量SNRは受信したデータ信号に関連する信号対雑音
比である。システマティック項c・y およびアプリ
オリ項z は、ビットdに対するパリティ情報とは
無関係であると見なされる。
【0075】したがって、新しく生成された外部情報
は、以下のように計算できる。 z =Λ(d)−c・y −z
【0076】これは、第1のMAPデコーダ41のデー
タ出力49に出力され、中間インターリーバ43によっ
てインターリーブされた後、第2のMAPデコーダ42
のデータ入力50の1つにおける入力に対するアプリオ
リ情報Z K,intとして働く。この情報は、別のデ
ータ入力51でインターリーブされたシステマティック
データ、y→5 intと、さらにデータ入力52でイン
ターリーブされたパリティデータy→2p int(第2
のRSCエンコーダ34からの)と、チャネル状態情報
57とともに、第2のMAPデコーダ42に入力され
る。第2のMAPデコーダ42は以下のように外部情報
を計算する。 z k,int=Λ(dk,int)−c・y
k,int−z k,i nt
【0077】これは、次いで第2のMAPデコーダ42
の外部情報出力と第1のMAPデコーダ41のアプリオ
リ情報入力48の間で接続されたデインターリーバ44
によってデインターリーブされる。この手順はMAP推
定値Λ ̄1,2が安定するまで数回繰り返され、その後
安定したMAP推定値Λ ̄ intが、第2のMAPデ
コーダ42の出力ポート53から第2のデインターリー
バ45の入力へ、デインターリーブするために出力され
る。次いでLog尤度比、Λ ̄のデインターリーブし
たMAP推定値が、受信したビットシーケンスyを復
号する際に使用するために、第2のデインターリーバ4
5から判断回路55に出力される。
【0078】復号性能を下げることなく数値問題を回避
するために(自然)対数領域で、このMAP復号を実行
することが好ましい。対数領域において、第1および第
2のMAPデコーダ、41および42のそれぞれが、以
下のようにLog尤度比を計算するLog−MAPデコ
ーダとして動作する。
【0079】
【数3】 上式で、max動作は、タイムステップk−1および
タイムステップkでトレリス状態間の遷移に関係するす
べての状態、S(k,k−1)に関して行われる。
【0080】γ ̄[(y ,y ),Sk−1
]=2・SNR・y (i)+2・SNR
・y (i,S,Sk−1)+ln(Pr
{S |Sk−1}) は、対数領域で表されるブランチメトリクスγ(i=
0,1)であり、ln(Pr{S|Sk−1})はア
プリオリ情報である。i=0のブランチメトリクスは、
「ゼロ」ビットのターボコードエンコーダによる出力に
関連するエンコーダトレリスのブランチに対応し、一方
i=1の方は「1」ビットの出力に対応する。
【0081】送信の前に、ターボコードエンコーダから
出力されるすべてのデータビットが変換されることに留
意されたい。データビットx およびx は、「ゼ
ロ」ビットが「−1」ビットとして送信されるように、
関係式、x→2・x−1;y→2・y−1に従って変換
される。
【0082】上記のブランチメトリクスを使用して、対
数領域の順方向経路メトリクスα ̄ および逆方向経路
メトリクスβ ̄が、以下の関係式を使用して再帰的に
計算される。
【数4】
【0083】および
【数5】
【0084】演算子項maxは、操作される数量のヤ
コビ対数であり、選択された最大(max)値は近似に
過ぎない(すなわち、max(a,b)=ln(e
+e )=max(a,b)+ln(l+e−Δ),Δ
=|a−b|)。本発明は、次善近似max(a,
b)≒max(a,b)により動作し、対数修正項を省
略するが、本実施形態ではこの項を省略していない。
【0085】図4に示す2つのLog−MAPデコーダ
41および42のそれぞれ1つの4主要タスクは、順方
向および逆方向経路メトリクスの計算(すなわち経路メ
トクリック更新)に使用され、Log尤度比(すなわち
「軟」出力データ)の計算でこれらの更新された経路メ
トリクスとともに使用されるブランチメトリクスの計算
であることが理解されよう。本実施形態によれば、Lo
g−MAPデコーダ41および42のそれぞれは、本発
明に従って受信した情報を復号するためのディジタル信
号プロセッサを備える。通常、2つのLog−MAPデ
コーダは1つの単一のDSPにマップされる。
【0086】この実施形態によれば、ブランチメトリク
スは、チャネル状態情報およびアプリオリ情報ととも
に、受信したシステマティックおよびパリティ情報ビッ
トから計算される。送信されたシンボルをx∈{−
1,1}と仮定すると、付加的白色ガウス雑音を受ける
チャネルを経て受信するシステマティックおよびパリテ
ィビットyの確率は、対数領域で以下のように定義さ
れる。 γ ̄[(y ,y ),Sk−1,S]=2・
SNR・y (i)+2・SNR・y
(i,S,Sk−1)+ln(Pr{S |S
k−1})
【0087】ターボコードデコーダの2つのLog−M
APデコーダ、41および42のいずれか一方によって
必要とされるアプリオリ情報、ln(Pr{S|S
k−1})は,2つのデコーダのうちの他方によって計
算される外部情報(Z1,2)から直接導出される。ト
レリスおよびdに従って、タイムk−1のトレリスノ
ードmからタイムステップkのトレリスノードm’への
遷移、S k−1→S が可能な場合、次式が成立
する。 d=1のとき、ln(Pr{S|Sk−1})=z
=0のとき、ln(Pr{S|Sk−1})=0
【0088】したがって、ターボコードデコーダの2つ
のLog−MAPデコーダ、41および42のいずれか
一方によって必要とされるアプリオリ情報、ln(Pr
{S |Sk−1})は,2つのデコーダのうちの他方
によって計算される外部情報(Z1,2)から直接導出
される。
【0089】4つの異なるブランチメトリック値の合計
が、各トレリスタイムステップkで可能であり、それぞ
れが、2つの可能な受信したシステマティックデータビ
ット、y ∈{−1,1}およびパリティビット、y
∈{−1,1}の4つの組み合わせのそれぞれを以
下に示す。 γ ̄(x =−1,x =−1)=−2・SNR・
(y +y ) γ ̄(x =−1,x =+1)=−2・SNR・
(−y +y ) γ ̄(x =+1,x =−1)=−2・SNR・
(y −y )+z γ ̄(x =+1,x =+1)=−2・SNR・
(y +y )+z
【0090】ターボコードエンコーダの構造により、ど
の遷移メトリックを所与の遷移に割り当てるかを判定で
きる。これらブランチメトリクスの計算の簡略化は、上
記の4つの方程式のそれぞれに、項(2・SNR・(y
+y ))を加算することによって得られ、以下
の通りとなる。 γ ̄0,0 =γ ̄(x =−1,x =−1)=
0 γ ̄0,1 =γ ̄(x =−1,x =+1)=
s1 γ ̄1,0 =γ ̄(x =+1,x =−1)=
s2 γ ̄1,1 =γ ̄(x =+1,x =+1)=
s1+s2
【0091】上式で、s1=4・SNR・y であ
り、s2=4・SNR・y +zである。したがっ
て、受信したデータビットから、Log−MAPデコー
ダ41および42のどちらかを使用して、ただ2つの項
のみを計算すればよい。
【0092】タイムステップk−1からkまでの図3に
示すバイナリ畳み込みターボコードエンコーダのトレリ
スの一部において、トレリスの近接状態間の遷移が、4
つの素のグループに分離でき、それぞれが状態の共存す
る対から発し、別の共存する対で終端する。これら4つ
の状態によって生成された構造は、トレリス「バタフラ
イ」として知られている。図5は、状態の第1の共存す
る対、mおよびm+M/2、および状態の第2の共存す
る対2mおよび2m+1を備える、図3に示すターボコ
ードエンコーダのLog−MAPバタフライを示してい
る。ここで、Mはトレリスの可能な状態の総数(図2で
はM=8)であり、mは所与の状態番号である。
【0093】第1の対の状態(m,m+M/2)のそれ
ぞれ1つが、別個のブランチメトリクス対γ(I)お
よびγ(II)のそれぞれ1つによって第2の状態対
(2m,2m+1)のそれぞれ1つに結合される。これ
ら2つのブランチメトリクスのそれぞれは、上で与えら
れた4つの可能な値の1つによって与えられる値を取
る。対の第1のブランチメトリックは、第1のバイナリ
値のパリティビットのエンコーダによる出力に関連し、
対の第2のブランチメトリックは、第2のバイナリ値の
パリティビットのエンコーダによる出力に関連する(た
とえば、それぞれ、パリティビット0およびパリティビ
ット1)。
【0094】バタフライの第1の状態対(m,m+M/
2)に関連する順方向ブランチメトリクスαは、以下
の方程式に従って第2の状態対(2m,2m+1)の1
つにその経路メトリックを拡張するよう関連遷移メトリ
ックを加算することによって更新される。 α(2m)=max(αk−1(m)+γ
(I),αk−1(m+M/2)+γ(II)) α(2m+1)=max(αk−1(m)+γ
(II),αk−1(m+M/2)+γ(I))
【0095】同様に、バタフライの第2の状態対(2
m,2m+1)に関連する逆方向ブランチメトリクスβ
は、以下の方程式に従って第1の状態対(m,m+M
/2)の1つにその経路メトリックを拡張するよう関連
遷移メトリックを加算することによって更新される。 βk−1(m)=max(β(2m)+γ
(I),β(2m+1)+γ(II)) βk−1(m+M/2)=max(β(2m)+γ
(II),β(2m+1)+γ(I))
【0096】上記の方程式に従ってLog−MAPバタ
フライのいずれかの共存する状態対を更新する際に、同
じ4つのデータ項目を対の各状態に対して使用すること
がすぐ理解されるであろう。つまり、更新される状態へ
の同じ2つの経路メトリクス、およびその更新を達成す
るための同じ2つの遷移メトリック値を、共存するバタ
フライ対の各状態を更新するために使用する。
【0097】各状態の更新には連続する3つのステップ
が必要となる。すなわち、共存する対の2つのブランチ
メトリクスのそれぞれへの遷移メトリック値の加算、そ
の結果得られた2つの更新されたブランチメトリクスの
比較、2つのうちの最大値の選択である。したがって、
上記の更新方程式のそれぞれの実行には、加算−比較−
選択「ACS」動作が必要である。
【0098】もっとも一般的に、本発明は、トレリスバ
タフライの1つの共存する状態対の1つの状態について
加算−比較−選択「ACS」動作の各ステップを、1つ
の共存する状態対の別の状態について加算−比較−選択
「ACS」動作の対応する各ステップと並行して少なく
とも実行することにより、Log−MAP復号アルゴリ
ズムの動作を加速することを提案する。ACS動作は、
径路メトリック更新の一部またはLog尤度比の計算の
一部を形成することができる。
【0099】したがって、Log−MAP ACS動作
「LM_ACS」が導入される。この動作はトレリスバ
タフライ上で実行され、(i)第1のエンコーダ状態に
関連する経路メトリック値に、第1のエンコーダ状態か
ら第1の隣接エンコーダ状態へのエンコーダの遷移に関
連する第1の遷移メトリック値を加算し、それによっ
て、第1の隣接エンコーダ状態に対する第1の更新され
た経路メトリック値を与えるステップと、(ii)ステ
ップ(i)と実質的に同時に、第1の状態と共存する第
2のエンコーダ状態に関連する経路メトリック値に、第
2のエンコーダ状態から第1の隣接エンコーダ状態への
エンコーダの遷移に関連する第2の遷移メトリック値を
加算し、それによって第1の隣接エンコーダ状態に対す
る第2の更新された経路メトリック値を与えるステップ
と、(iii)第1の隣接エンコーダ状態に対する第1
の更新された経路メトリック値を、第1の隣接エンコー
ダ状態に対する第2の更新された経路メトリック値と比
較し、2つのうちの最大を、その隣接エンコーダ状態に
関連する更新された経路メトリック値として選択するス
テップと、(iv)第1のエンコーダ状態に関連する経
路メトリック値に、第1のエンコーダ状態から第1の隣
接エンコーダ状態と共存する第2の隣接エンコーダ状態
へのエンコーダの遷移に関連する第2の遷移メトリック
値を加算し、それによって第2の隣接エンコーダ状態に
対する第1の更新された経路メトリック値を与えるステ
ップと、(v)ステップ(iv)と実質的に同時に、第
2のエンコーダ状態に関連する経路メトリック値に、第
2のエンコーダ状態から前記第2の隣接エンコーダ状態
へのエンコーダの遷移に関連する第2の遷移メトリック
値を加算し、それによって第2の隣接エンコーダ状態に
対する第2の更新された経路メトリック値を与えるステ
ップと、(vi)第2の隣接エンコーダ状態に対する前
記第1の更新された経路メトリック値を、第2の隣接エ
ンコーダ状態に対する第2の更新された経路メトリック
値と比較し、2つのうちの最大を、第2の隣接エンコー
ダ状態に関連する更新された経路メトリック値として選
択するステップと、を含む。
【0100】この動作においては、ステップ(i)、
(ii)、(iii)のシーケンスが、それぞれステッ
プ(iv)、(v)、(vi)のシーケンスと実質的に
同時に実施される。
【0101】max動作は以下のように定義される。
【0102】max(a,b)=max(a,b)+
ln(l+exp(−|a−b|)) 修正項ln(l+exp(−|a−b|))は、「ma
x」動作に関連するACS動作の結果に加算され、全ヤ
コビ対数を与えるが、「max」演算子はただの近似に
すぎない。これは、小型ルックアップテーブル(LU
T)を用いて本実施形態のディジタル信号プロセッサで
実施されるが、以下に詳細を論じることとする。
【0103】図6は、LM_ACS動作のステップを示
す概略図である。この動作の機能は、上記で定義した4
つの経路メトリック更新方程式の構造に基づいている。
LM_ACS動作の第1のステップ61には、ディジタ
ル信号プロセッサによる、共存するLog−MAPバタ
フライ対の2つの経路メトリック値(PM1,PM
2)、および2つの同時「max」動作でその対を更
新する動作の第2のステップ62で使用する2つの別個
の遷移メトリック値(TM1,TM2)の同時提供が必
要である。更新した径路メトリクス(RM1,RM2)
は、結果63と同時に生成される。
【0104】タイムステップkのこのタイプの完全な経
路メトリック更新のそれぞれが、8状態エンコーダトレ
リスに対する図7に示すディジタル信号プロセッサによ
り、以下のLM_ACS動作のm回実行にマップ可能で
ある。
【0105】(RM1,RM2)=LM_ACS(PM
1,PM2,TM1,TM2)図5に示すLog−MA
Pバタフライのパラメータ、γ(I)およびγ(I
I)は、遷移メトリック値、TM1およびTM2に対応
している。この割当てによって、図7に示す第1の2つ
のLog−MAPバタフライが、破線および実線の割り
当て(遷移メトリック値)に関して、図5に示すバタフ
ライに対応していることが理解されるであろう。共通動
作がすべてのバタフライについて定義されるため、ディ
ジタル信号プロセッサ(DSP)が図7に示す最後の2
つのバタフライ(右欄)を計算する場合、ブランチメト
リクスの順序を交換する必要がある。
【0106】図7に示すエンコーダトレリスセグメント
の8つの状態(m=0,...,m=7)の順方向経路
メトリクスを、タイムk−1からタイムkへ更新するた
めには、以下のように、DSPによりLM_ACS動作
を4回実行する必要がある。 (α(0),α(1))=LM_ACS(αk−1
(0),αk−1(4),γ0,0 ,γ1,1 ) (α(2),α(3))=LM_ACS(αk−1
(1),αk−1(5),γ0,1 ,γ1,0 ) (α(4),α(5))=LM_ACS(αk−1
(2),αk−1(6),γ1,0 ,γ0,1 ) (α(6),α(7))=LM_ACS(αk−1
(3),αk−1(7),γ1,1 ,γ0,0
【0107】上記の順方向経路メトリクスの更新中、す
べての更新された経路メトリクス(α
(0),...,α(7))は、後にLog尤度比
の計算で使用するため、DSPの記憶装置にタイムステ
ップk毎に格納される。2つのLM_ACS動作が同じ
ブランチメトリクス対、(γ 0,0,γ 1,1)か
(γ 0,1,γ 1,0)かのどちらかを使用する度
に、遷移メトリックキャッシュのこれらのブランチメト
リック値のバッファリングによって、DSPの主記憶装
置の必要な帯域幅を減少し、効率を高めることができ
る。
【0108】逆方向経路メトリクスの更新は、以下に従
ってDSPによって得られる。 (βk−1(0),β−1k(4))=LM_ACS
(β(0),β(1),γ0,0 ,γ1,1 ) (βk−1(1),βk−1(5))=LM_ACS
(β(2),β(3),γ0,1 ,γ1,0 ) (βk−1(2),βk−1(6))=LM_ACS
(β(4),β(5),γ1,0 ,γ0,1 ) (βk−1(3),βk−1(7))=LM_ACS
(β(6),β(7),γ1,1 ,γ0,0
【0109】逆方向経路メトリクスの更新をLog尤度
比(LLR)の計算と組み合わせることにより、DSP
は、後にLLR計算に使用するため、タイムステップk
でこのようにして計算し(格納し)た逆方向経路メトリ
ック値を直接使用することができる。2Mの逆方向経路
メトリクック値のみをDSPで格納する必要があるが、
この値はタイムステップkおよびk−1用である。
【0110】タイムk−1からタイムkへの、図7に示
す8状態エンコーダトレリスセクションのためのLLR
値の計算は、以下のように記述できる。
【数6】
【0111】この方程式は、2つの拡張ACS動作から
なり、方程式の以下に示す4つのバタフライへの分割か
ら始まり3段階で実行される。
【0112】段階1:
【数7】
【0113】従って、このプロセスのステージ1は拡張
LM_ACS動作を4回、実行することとなることが理
解されれよう。次いで、段階2となり、
【数8】
【0114】次いで段階3で終了する。
【数9】
【0115】したがって、このプロセスのステージ1が
拡張LM_ACS動作を4回、すなわち1回の動作を
(llr1_s1_1,llr0_s1_1)、(ll
r1_s1_2,llr0_s1_2)、(llr1_
s1_3,llr0_s1_3)、(llr1_s1_
4,llr0_s1_4)で定義された4つのバタフラ
イのそれぞれに1回、実行することになることが理解さ
れよう。
【0116】上記の4つのバタフライのそれぞれ1つで
実行される拡張LM_ACS動作は、第1の値のパリテ
ィビット(たとえば、ビット0)に対応するトレリス遷
移のみに関して実行される、以下に記述するステップ
(i)から(iii)と、第2の値のパリティビット
(たとえば、ビット1)に対応するトレリス遷移のみに
関して実行される、以下に記述するステップ(iv)か
ら(vi)とを含む。
【0117】(i)所与のトレリスバタフライの第1の
エンコーダ状態に関連する順方向経路メトリック値に、
第1のエンコーダ状態からバタフライの第1の隣接エン
コーダ状態へのエンコーダの順方向遷移に関連する第1
の遷移メトリック値と、第1の隣接エンコーダ状態に関
連する逆方向経路メトリック値とを加算し、第1の合計
を与えるステップと、(ii)ステップ(i)と実質的
に同時に、第1の状態と共存するトレリスバタフライの
第2のエンコーダ状態に関連する順方向経路メトリック
値に、第2のエンコーダ状態から第1の隣接エンコーダ
状態と共存するバタフライの第2の隣接エンコーダ状態
へのエンコーダの順方向遷移に関連する前記第1の遷移
メトリック値と、第2の隣接エンコーダ状態に関連する
逆方向経路メトリック値とを加算し、第2の合計を与え
るステップと、(iii)第1の合計と第2の合計を比
較し、2つのうちの最大値を第1の最大値として選択す
るステップと、(iv)第2のエンコーダ状態に関連す
る順方向経路メトリック値に、第2のエンコーダ状態か
ら第1の隣接エンコーダ状態へのエンコーダの順方向遷
移に関連する第2の遷移メトリック値と、第1の隣接エ
ンコーダ状態に関連する逆方向経路メトリック値とを加
算し、第3の合計を与えるステップと、(v)ステップ
(iv)と実質的に同時に、第1のエンコーダ状態に関
連する順方向経路メトリック値に、第1のエンコーダ状
態から第2の隣接エンコーダ状態へのエンコーダの順方
向遷移に関連する第2の遷移メトリック値と、第2の隣
接エンコーダ状態に関連する逆方向経路メトリック値と
を加算し、第4の合計を与えるステップと、(vi)前
記第3の合計と前記第4の合計を比較し、2つのうちの
最大値を第2の最大値として選択するステップとを含
む。
【0118】ステップ(i)、(ii)、(iii)の
シーケンスを、それぞれステップ(iv)、(v)、
(vi)のシーケンスと実質的に同時に実施し、ステッ
プ(i)から(vi)を他の3つの共存するトレリスバ
タフライのすべてのエンコーダ状態に対して繰り返し、
第1の最大値の集合および第2の最大値の集合を与え
る。この例においては、第1の最大値の集合は、4つの
要素、{llr1_s1_1,llr1_s1_2,l
lr1_sl_3,llr1_sl_4}を有し、第2
の最大値の集合は、4つの要素、{llr0_s1_
1,llr0_s1_2,llr0_sl_3,llr
0_sl_4}を有する。
【0119】トレリスセグメントのためのLLR値を決
定するには、第2の最大値の集合の最大の要素を、第1
の最大値の集合の最大の要素から減算し、上記で定義し
たステージ2および3に従ってLog尤度比を与える。
これら2つのステージは、以下に記述する加速されたL
LR動作(LLR_ACC)を定義する。
【0120】LM_ACS動作の「加算」部分が、ここ
では2つの数量の加算(たとえば、経路メトリック+同
じ1つの状態への遷移メトリック)から3つの数量の加
算(すなわち、順方向経路メトリック+異なる状態への
遷移メトリック+逆方向経路メトリック)へ拡張されて
いることが理解されよう。したがって、この拡張LM_
ACS動作は、トレリスバタフライを処理するために
は、2つの順方向経路メトリック値と、2つの遷移メト
リック値と、2つの逆方向経路メトリック値とを必要と
する。
【0121】拡張LM_ACS動作を、図8に概略で示
してある。この拡張LM_ACS動作は、経路メトリッ
ク更新に使用する場合にはLM_ACS動作に必要な同
じ4つのメトリック値81(すなわち、PM1、PM
2、TM1、TM2)、および追加の2つのパラメータ
82(すなわち、BT1およびBT2)を必要とする。
これは、2つの共存するバタフライ状態に関連する逆方
向経路メトリック値を表す。さらに、パラメータPAR
1およびPAR2は、この2つのパラメータのそれぞれ
が、LM_ACS動作の機能によって、値TM1および
TM2のいずれかを取ることができるように、2つの遷
移メトリック値TM1およびTM2を一般化する。
【0122】簡単なメトリック更新を実行するために使
用する場合、LM_ACS動作では、DSPがDSP記
憶装置からメトリクス81を呼び出す必要がある。メト
リクス82は上述のキャッシュから呼び出されないし、
それらの値はDSPによってBT1=0およびBT2=
0に設定される。同様に、DSPはPAR1=TM2お
よびPAR2=TM1を設定し、LM_ACS動作83
を実行する。その結果、2つの更新された経路メトリク
スRM1およびRM2が得られる。これらの2つの経路
メトリクス84は、拡張LM_ACS動作を使用するL
LR計算で後に使用するためにDSP記憶装置に戻され
る。
【0123】上記のステージ1を実行するために使用す
る場合は、拡張LM_ACS動作では、DSPがDSP
記憶装置からメトリクス81および82を呼び出す必要
がある。DSPはPAR1=TM1およびPAR2=T
M2を設定し、LM_ACS動作83を実行する。その
結果、それぞれ第1および第2の最大値の集合の2つの
要素、RM1およびRM2が得られる。これらの2つの
要素84は、DSP記憶装置に戻される。このプロセス
を、必要なすべてのバタフライを処理し、第1および第
2の最大値の集合を完了するまで繰り返す。次いで上記
のステージ2および3をこれら2つの集合に関して実行
できる。
【0124】LLR計算のステージ2および3の計算を
加速するために、動作LLR_ACCを導入する。この
動作を実行する際に、DSPはそのデータのすべてを、
最大値の第1および第2の集合の要素を格納するキャッ
シュから取得する。
【0125】DSPは、第2の最大値の集合の最大の要
素を、第1の最大値の前記集合の最大の要素から、
(i)第1の最大値の集合から2つの要素を選択し、2
つの要素を比較し、2つのうちの最大値を第1の最大値
の連続する集合の要素として選択するステップと、(i
i)ステップ(i)と実質的に同時に、第2の最大値の
集合から2つの要素を選択し、その2つの要素を比較
し、2つのうちの最大値を第2の最大値の連続する集合
の要素として選択するステップと、(iii)第1およ
び第2の最大値の集合のうちこれまでに選択していない
要素のすべてについて、それぞれの全要素がこのように
選択されるまで、ステップ(i)および(ii)を繰り
返すステップと、(iv)第1および第2の最大値の各
連続する集合について、連続する集合のそれぞれが最終
的にただ1つの要素しか有さなくなるまで、ステップ
(i)から(iii)を繰り返すステップと、(v)第
1の最大値の最終的に連続する集合の1つの要素の値
を、第2の最大値の最終的に連続する集合の1つの要素
の値から減算して、Log尤度比を与えるステップと、
を有するLLR_ACC動作に従って減算することによ
ってLLR値を計算する。
【0126】このようにして、所与のエンコーダ遷移
(エンコーダトレリスのタイムステップ)のためのLo
g尤度比(LLR)の計算は、拡張LM_ACS動作に
よって生成されたデータの処理を並列に実行することに
よって加速され、したがって、加速されたLLR(LL
R_ACC)動作を提供する。
【0127】LLR_ACC動作を、図9に概略で示
す。この動作では、DSPが、DSPの拡張LM_AC
S動作中にコピーされたキャッシュ記憶装置から(図8
の85にRM1、RM2などで図示)4つの要素91
(すなわち、BT1、BT2、BT3、BT4)を、検
索する必要がある。次いでDSPは、4つの入力要素の
2つの対に関して同時にLLR_ACC動作92を実行
し、2つの結果94、RM1およびRM2を元の同じキ
ャッシュに出力し、そのキャッシュで予め検索された要
素の2つに上書きする。これら2つのキャッシュされた
値は、それぞれ第1および第2の最大の要素の連続する
集合の要素を表す。また、DSPは、異なる値、RM1
−RM2を計算し、値を主DSP記憶装置に格納する。
このプロセスを、第1および第2の最大値の集合のすべ
ての要素を処理し、第1の最大値および第2の最大値の
連続する集合が完了する(すなわち、この例において
は、ステージ2が完了する)まで繰り返す。
【0128】LLR_ACC動作の最後のステージ(こ
こではステージ3)を除いて、差の値、RM1−RM2
は意味を持たない。最後のステージにおいては、差の値
はLLRである。
【0129】図10に、上述したメトリック計算、LM
_ACS、拡張LM_ACSおよびLLR_ACC動作
を提供するように拡張されたDSPコアの例を示す。D
SPには、プログラム記憶装置100に接続されたアド
レスバス106、第1のデータ記憶装置100に接続さ
れたアドレスバス107、第2のデータ記憶装置102
に接続されたアドレスバス108を有するアドレス生成
ユニット(AGU)103などの従来の構成部品が含ま
れる。データバス109および110は、2つのデータ
記憶装置101および102をDSPのデータALU1
05に接続する。制御バス111は、DSPのプログラ
ム制御ユニット(PCU)104を、AGU103およ
びデータ演算論理ユニット(ALU)105に接続す
る。プログラム記憶装置データバス112は、プログラ
ム記憶装置100を、DSPのデータALU105およ
びPCU104の両方に接続する。
【0130】これらDSPの構成部品および接続は一般
的なものであり、その機能および相互作用については、
本明細書ではこれ以上論じないこととする。
【0131】図10に示すDSPの一般的な部分の拡張
は、DSPのメトリック計算ユニット153、LM_A
CSユニット154、LLR_ACCユニット155、
遷移メトリックキャッシュ156、デュアルポートキャ
ッシュ157によって提供される。メトリック計算ユニ
ット153、LM_ACSユニット154、LLR_A
CCユニット155は、一般的なDSPの制御バス11
1に接続されている制御バス150を介して、DSPの
汎用部分に接続され、その制御バスに接続されたその他
のDSP構成部品に接続される。メトリック計算ユニッ
ト153、LM_ACSユニット154、LLR_AC
Cユニット155のそれぞれが、2つのデータインター
フェイスを有し、それぞれがデータバス151および1
52を介してDSPの2つのデータ記憶装置101およ
び102のそれぞれ1つに接続される。
【0132】メトリック計算ユニット153は、上述の
方法に従って遷移メトリック値を計算し、DSPのデー
タ記憶装置101、102およびDSPのメトリックキ
ャッシュ156に格納するために遷移メトリック値を供
給することができる。LM_ACSユニット154は、
経路メトリック値を更新する際にLM_ACS動作を実
行することができる。遷移メトリック値、経路メトリッ
ク値(順方向および逆方向)、その他のデータ値は、L
M_ACSユニット154により、データ記憶装置10
1および102およびキャッシュ156から、この目的
のために検索することが可能である。
【0133】図11に示す入力ライン201および20
3は、図10に示すデータバス151および152に、
それぞれ個別にマップすることができる。入力ライン2
02および204は、データバス151、152、また
は159に、それぞれ個別にマップすることができる。
戻り値ライン217は、データバス151および160
の両方にマップされ、一方ライン217’は、データバ
ス152および161の両方にマップされる。更新され
た経路メトリック値は、LM_ACSユニット154か
らDSPデータ記憶装置101および102に戻され
る。
【0134】加速されたLLR動作は、LLR_ACC
ユニット155によって実行される。このユニットはデ
ータ値を、デュアルポートキャッシュ157からデュア
ルデータバス160および161を介して検索し、また
デュアルポートキャッシュ157へデータ値を戻す。L
LR_ACCユニットによって計算されたデータ値も、
DSPのデータ記憶装置101および102に出力され
る。これらのデータ値には、第1および第2の最大値の
集合およびLLR値が含まれる。
【0135】図11には、拡張LM_ACS動作を実行
するのに適したLM_ACSユニット154のアーキテ
クチャの例を示す。
【0136】DSPのLM_ACSユニットは、計算ユ
ニット209を備える。計算ユニットは、更新された経
路メトリクスを出すため、データ入力ポートで同時に受
取られた遷移メトリックデータ値に経路メトリック値を
加算し、共存する更新された経路メトリクス対を比較
し、各データ出力ポート217および217’の別個の
それぞれにおいて、上述したLM_ACS動作の「ma
」部分に従って、2つの比較後の更新された経路メ
トリック対の最大を同時に出力するように動作可能であ
る。
【0137】計算ユニットは、経路メトリックデータ値
PM1を受取るための第1のデータ入力ポート201
と、遷移メトリックデータ値(TM1)を受取るための
第2のデータ入力ポート202と、経路メトリックデー
タ値(PM2)を受取るための第3のデータ入力ポート
203と、遷移メトリックデータ値(TM2)を受取る
ための第4のデータ入力ポート204と、遷移メトリッ
ク値(PAR1)を受取るための第5の入力ポート20
5と、遷移メトリック値(PAR2)を受取るための第
6の入力ポート206と、逆方向経路メトリック値(B
T1)を受取るための第1のフィードバックデータ入力
ポート207と、逆方向経路メトリック値(BT2)を
受取るための第2のフィードバックデータ入力ポート2
08とを有する。
【0138】計算ユニットでは、選択した機能によっ
て、図6に示すLM_ACS動作および図8に示す拡張
LM_ACS動作を実行することができる。LM_AC
Sユニットは、遷移メトリックセレクタゲート232お
よび232’、および経路メトリックセレクタゲート2
27を有する機能選択装置を備える。
【0139】遷移メトリックセレクタゲート232(2
32’)は、遷移メトリック値TM2およびTM1を同
時に受取るための第1の入力部233(233’)およ
び第2のデータ入力部234(234’)と、計算ユニ
ットの第5のデータ入力部205へ、パラメータPAR
1(PAR2)としてこれら2つの値のうちの1つを出
力するためのデータ出力235(235’)とを備え
る。経路メトリックセレクタゲート227は、出力され
た逆方向経路メトリック値を受取るために計算ユニット
209のそれぞれの出力ポート217(217’)に接
続される、2つのデータ入力ポート228および229
を備える。経路メトリックセレクタゲート227の第1
のデータ出力ポート230は、計算ユニット209の第
2のフィードバックデータ入力ポート208に接続され
る。同様に、経路メトリックセレクタゲート227の第
2のデータ出力ポート231は、計算ユニットの第1の
フィードバックデータ入力ポート207に接続される。
【0140】したがって、データ値BT1およびBT2
は、それぞれ経路メトリックセレクタゲート227の、
第2および第1のフィードバックデータ出力ポート23
1および230を介して、計算ユニットに入力できる。
経路メトリックセレクタゲートはまた、値BT1および
BT2をゼロに設定できる。
【0141】その第1の選択状態においては、機能選択
装置では、LM_ACSユニットが、経路メトリックセ
レクタゲート227をBT1=0およびBT2=0に設
定することによって、一方同時に、遷移メトリックセレ
クタゲート232および232’をPAR1=TM2お
よびPAR2=TM1に、それぞれ、設定することによ
って、経路メトリック更新を実行するようにすることが
できる。計算ユニット209から出力される、更新され
た遷移メトリック値RM1およびRM2は、DSPの主
記憶装置219内に格納され、また逆経路メトリック値
については、デュアルポートキャッシュ記憶装置(図示
せず)にコピーバックされる。
【0142】その第2の選択状態においては、機能選択
装置では、LM_ACSユニットが、LLR計算の一部
として拡張LM_ACS動作を実行するようにすること
ができる(上記のステージ1参照)。これは、経路メト
リックセレクタゲート227が、計算ユニットの出力ポ
ート217(217’)から、計算ユニットの第1およ
び第2のフィードバック入力ポートに、値BT1および
BT2をゼロに設定しないで、入力することによって得
られる。同時に、遷移メトリックセレクタユニット23
2および232’が、それぞれPAR1=TM1および
PAR2=TM2を設定する。計算ユニット209から
出力されたデータ要素RM1およびRM2は、DSPの
主記憶装置219内に格納され、またLLR_ACC動
作で後に使用するために、デュアルポートキャッシュ記
憶装置(図示せず)にコピーバックされる。
【0143】LLR_ACCユニット(図10の11
5)のためのアーキテクチャの例を、図12に示す。こ
のユニットは、上述した「ステージ2」および「ステー
ジ3」を実行するのに適している。LLR_ACCユニ
ットは、第1の比較/選択ユニット300と、第2の同
じ比較/選択ユニット300’とを備える。2つのユニ
ット300および300’の同じ番号は同じ部品を示す
(後者の参照番号にはダッシュ符号を付加してある)。
【0144】LLR_ACCユニットの比較/選択ユニ
ット300は、データインターフェイス319を介し
て、デュアルポートキャッシュ321(キャッシュデー
タアドレス[0...15])に格納された第1および
第2の最大値の集合の1つからデータ要素を受取るため
の第1のデータ入力ポート301と、データインターフ
ェイス320を介して、デュアルポートキャッシュ32
1(キャッシュデータアドレス[16...31])に
格納された第1および第2の最大値の集合の別の1つか
らデータ要素を同時に受取るための第2のデータ入力ポ
ート302とを備える。
【0145】図12に示すキャッシュ321が、図10
に示すキャッシュ157と同じキャッシュであることに
留意されたい。したがって、図12に示すライン319
および320も、図10に示すライン160および16
1に対応している。さらに、出力ライン318は、図1
0に示すデータバス151または152のいずれか1つ
にマップする。
【0146】これら2つの入力ポートで同時に受取られ
たデータ値は、2つのデータ入力ポート303および3
05を介して比較ユニット307に、および2つのデー
タ入力ポート304および306を介して差分ユニット
308に、同時に入力される。差分ユニット308は、
2つのデータ入力ポートに同時に入力されるデータ値
(すなわち、ポート304の値「b」およびポート30
6の値「a」)間の算術差の絶対値(すなわち、|b−
a|)を決定し、差の符号も決定する。差の絶対値は、
ルックアップテーブル(LUT)310に出力され、差
の符号は、比較ユニット307の第3のデータ入力部3
09に出力される。
【0147】ポート309で入力された符号値に基づい
て、比較ユニット307が、データ入力ポート303お
よび305で同時に入力された2つのデータ値の最大を
選択し、出力ポート312で、選択された最大データ値
を加算器ユニット315に出力する。この動作と同時
に、修正項が、差分ユニット308から入力されたデー
タに基づいて、ルックアップテーブル310から検索さ
れ、出力ポート311を介して加算器ユニット315に
出力される。次いで、加算器ユニットは、選択された最
大値に修正値を加算し、結果を比較/選択ユニット30
0の出力ポート314で出力する。
【0148】上記の説明は、同じ(ダッシュ符号付き
の)参照番号の付いた同じ項目を有する、並列の比較/
選択ユニット300’に適用される。
【0149】したがって、比較/選択ユニット300
(300’)は、以下で定義されるmax動作を実行
する。 max(a,b)=max(a,b)+ln(l+e
xp(−|a−b|))
【0150】修正項、ln(1+exp(−|a−b
|))は、「max」動作に関連するACS動作の結果
に加算され、全ヤコビ対数を与えるが、「max」計算
子はただの近似にすぎない。これは、上述したように、
ルックアップテーブル(LUT)310(310’)を
用いて本実施形態のディジタル信号プロセッサ内で実行
される。
【0151】したがって、比較/選択ユニット300
(300’)は、同時入力データ要素に対して「max
」動作を実行し、出力ポート314(314’)で結
果を、減算ユニット315の入力ポート316(31
6’)に、またLLR_ACC動作の後のステージ(た
とえば、上記の「ステージ3」)で使用するため(デー
タバス317(317’))を介して)デュアルポート
キャッシュ321に出力する。
【0152】減算ユニット315は、ポート316’で
入力されたデータ値を、ポート316で同時に入力され
たデータ値から減算し、結果318を出力する。LLR
_ACC動作の最終段階を実行した後の、減算ユニット
315の出力結果318がLLR値である。
【0153】上述した本発明の実施形態の変形形態およ
び修正形態は、当業者には容易に明らかになるように、
本発明の範囲から逸脱することなく実施できることが理
解されよう。
【図面の簡単な説明】
【図1】再帰システマティック畳み込み(RSC)エン
コーダを示す図である。
【図2】図1に示すRSCエンコーダに関連するエンコ
ーダトレリスを示す図である。
【図3】ターボコードの構成要素コードを提供する並列
連結された2つのRSCエンコーダを備えるターボコー
ドエンコーダを示す図である。
【図4】2つの最大アポステリオリ確率(MAP)デコ
ーダを用いるターボデコーダを示す図である。
【図5】Log−MAPトレリスバタフライを示す図で
ある。
【図6】加速されたLog−MAP復号アルゴリズム
(LM_ACS)の動作を概略的に示す流れ図である。
【図7】トレリスのLog−MAPバタフライにマップ
されたLog−MAPトレリスタイムステップの更新の
概略を表す図である。
【図8】加速されたLog−MAP復号アルゴリズム
(LM_ACS)の拡張動作を概略的に示す流れ図であ
る。
【図9】加速されたLog尤度比(LLR_ACC)計
算の動作を概説する流れ図である。
【図10】拡張ディジタル信号プロセッサコアのブロッ
ク図である。
【図11】拡張ディジタル信号プロセッサのLM_AC
Sユニットのためのアーキテクチャの例を示す図であ
る。
【図12】拡張ディジタル信号プロセッサのLLR_A
CCユニットのためのアーキテクチャの例を示す図であ
る。
【符号の説明】
2、5、235 出力 3 シフトレジスタ 4 排他的論理和ゲート 6 フィードバックループ 20 ブランチ 21 ノード 1、31、36、37、38、46、47、48、5
0、52、233、234、309 入力 32、43、44、45 インターリーバ 34、35 エンコーダ 39 マルチプレクサ 41、42 デコーダ 55 判断回路 56、57 チャネル状態情報 103 アドレス生成ユニット(AGU) 100、101、102 記憶装置 104 プログラム制御ユニット(PCU) 105 データ論理計算ユニット(ALU) 106、108 アドレスバス 109、110、317 データバス 111、150 制御バス 151、152、160、161 データバス 153 メトリック計算ユニット 154 LM_ACSユニット 155 LLR_ACCユニット 156 キャッシュ 157、321 デュアルポートキャッシュ 201、202、203、204、205、206、2
07、208、 228、229、301、302、3
03、304、305、306、 316 入力ポート 209 計算ユニット 217、311、312、314 出力ポート 219 主記憶装置 227 経路メトリックセレクタゲート 230、231 フィードバックデータ出力ポート 232 セレクタゲート 300 比較/選択ユニット 307 比較ユニット 308 差分ユニット 310 ルックアップテーブル(LUT) 315 加算器ユニット、減算ユニット 319、320 データインターフェイス
フロントページの続き (72)発明者 ハイコ・ミヒエル ドイツ国、デー−67663・カイザースラウ テルン、カルロ−シユミツト−シユトラー セ・34 (72)発明者 ノールバート・ベーン ドイツ国、デー−66851・クバイデルスバ ハ、アウフ・デル・ハイデ・23・アー Fターム(参考) 5J065 AA01 AB01 AC02 AG05 AG06 AH23 5K014 AA01 BA10 EA01 FA16

Claims (45)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 畳み込みエンコーダによって符号化し、
    雑音のあるチャネルを経て受信したビットシーケンスを
    Log−MAPアルゴリズムに従って復号する際に使用
    する畳み込みエンコーダの経路メトリック値を計算する
    方法であって、前記方法が (i)第1のエンコーダ状態に関連する経路メトリック
    値に、前記第1のエンコーダ状態から第1の隣接エンコ
    ーダ状態への前記エンコーダの遷移に関連する第1の遷
    移メトリック値を加算し、それによって前記第1の隣接
    エンコーダ状態に対する第1の経路メトリック値を与え
    るステップと、 (ii)ステップ(i)と実質的に同時に、前記第1の
    状態と共存する第2のエンコーダ状態に関連する経路メ
    トリック値に、前記第2のエンコーダ状態から前記第1
    の隣接エンコーダ状態への前記エンコーダの遷移に関連
    する第2の遷移メトリック値を加算し、それによって前
    記第1の隣接エンコーダ状態に対する第2の経路メトリ
    ック値を与えるステップと、 (iii)前記第1の隣接エンコーダ状態に対する前記
    第1の経路メトリック値を前記第1の隣接エンコーダ状
    態に対する前記第2の経路メトリック値と比較し、2つ
    のうちの最大をその隣接エンコーダ状態に関連する経路
    メトリック値として選択するステップと、 (iv)前記第1のエンコーダ状態に関連する経路メト
    リック値に、前記第1のエンコーダ状態から前記第1の
    隣接エンコーダ状態と共存する第2の隣接エンコーダ状
    態への前記エンコーダの遷移に関連する前記第2の遷移
    メトリック値を加算し、それによって前記第2の隣接エ
    ンコーダ状態に対する第1の経路メトリック値を与える
    ステップと、 (v)ステップ(iv)と実質的に同時に、前記第2の
    エンコーダ状態に関連する経路メトリック値に、前記第
    2のエンコーダ状態から前記第2の隣接エンコーダ状態
    への前記エンコーダの遷移に関連する前記第2の遷移メ
    トリック値を加算し、それによって前記第2の隣接エン
    コーダ状態に対する第2の経路メトリック値を与えるス
    テップと、 (vi)前記第2の隣接エンコーダ状態に対する前記第
    1の経路メトリック値を、前記第2の隣接エンコーダ状
    態に対する前記第2の経路メトリック値と比較し、2つ
    のうちの最大を第2の隣接エンコーダ状態に関連する経
    路メトリック値として選択するステップとを含み、 前記エンコーダ状態および前記隣接エンコーダ状態がト
    レリスバタフライを定義し、ステップ(i)、(i
    i)、(iii)のシーケンスが、それぞれステップ
    (iv)、(v)、(vi)のシーケンスと実質的に同
    時に実施される方法。
  2. 【請求項2】 修正項、 ln(1+exp(−Δ)) が、所与の隣接エンコーダ状態に関連する経路メトリッ
    ク値に加算され、上式で、Δは、前記所与の隣接エンコ
    ーダ状態の前記第1の経路メトリック値と前記所与の隣
    接エンコーダ状態の前記第2の経路メトリック値の差の
    絶対値である、請求項1に記載の方法。
  3. 【請求項3】 ステップ(i)から(vi)を、他の全
    ての共存するトレリスバタフライについて繰り返す、請
    求項1または2に記載の方法。
  4. 【請求項4】 前記エンコーダ状態および前記隣接エン
    コーダ状態のすべてに対する経路メトリック値が、順方
    向再帰によって計算された順方向経路メトリクスであ
    り、前記隣接エンコーダ状態のすべてが前記エンコーダ
    状態のすべてに後続する、請求項3に記載の方法。
  5. 【請求項5】 前記エンコーダ状態および前記隣接エン
    コーダ状態のすべてに対する経路メトリック値が、逆方
    向再帰によって計算された逆方向経路メトリクスであ
    り、前記隣接エンコーダ状態のすべてが前記エンコーダ
    状態のすべてに先行する、請求項3に記載の方法。
  6. 【請求項6】 畳み込みエンコーダによって符号化し、
    雑音のあるチャネルを経て受信したビットシーケンスを
    Log−MAPアルゴリズムに従って復号する際に使用
    する畳み込みエンコーダの状態遷移のためのLog尤度
    比の値を計算する方法であって、前記方法が、第1の値
    のパリティビットに対応する遷移のみに関して実行され
    るステップ(i)から(iii)、および第2の値のパ
    リティビットに対応する遷移のみに関して実行されるス
    テップ(iv)から(vi)、すなわち、 (i)所与のトレリスバタフライの第1のエンコーダ状
    態に関連する順方向経路メトリック値に、前記第1のエ
    ンコーダ状態から前記バタフライの第1の隣接エンコー
    ダ状態への前記エンコーダの順方向遷移に関連する第1
    の遷移メトリック値と、前記第1の隣接エンコーダ状態
    に関連する逆方向経路メトリック値とを加算して、第1
    の合計を与えるステップと、 (ii)ステップ(i)と実質的に同時に、前記第1の
    状態と共存する前記トレリスバタフライの第2のエンコ
    ーダ状態に関連する順方向経路メトリック値に、前記第
    2のエンコーダ状態から前記第1の隣接エンコーダ状態
    と共存する前記バタフライの第2の隣接エンコーダ状態
    への前記エンコーダの順方向遷移に関連する前記第1の
    遷移メトリック値と、前記第2の隣接エンコーダ状態に
    関連する逆方向経路メトリック値とを加算して、第2の
    合計を与えるステップと、 (iii)前記第1の合計と前記第2の合計とを比較
    し、2つのうちの最大値を第1の最大値として選択する
    ステップと、 (iv)前記第2のエンコーダ状態に関連する順方向経
    路メトリック値に、前記第2のエンコーダ状態から前記
    第1の隣接エンコーダ状態への前記エンコーダの順方向
    遷移に関連する第2の遷移メトリック値と、前記第1の
    隣接エンコーダ状態に関連する逆方向経路メトリック値
    とを加算して、第3の合計を与えるステップと、 (v)ステップ(iv)と実質的に同時に、前記第1の
    エンコーダ状態に関連する順方向経路メトリック値に、
    前記第1のエンコーダ状態から前記第2の隣接エンコー
    ダ状態への前記エンコーダの順方向遷移に関連する前記
    第2の遷移メトリック値と、前記第2の隣接エンコーダ
    状態に関連する逆方向経路メトリック値とを加算して、
    第4の合計を与えるステップと、 (vi)前記第3の合計と前記第4の合計とを比較し、
    2つのうちの最大値を第2の最大値として選択するステ
    ップとを含み、 ステップ(i)、(ii)、(iii)のシーケンス
    が、それぞれステップ(iv)、(v)、(vi)のシ
    ーケンスと実質的に同時に実行され、ステップ(i)か
    ら(vi)を他のすべての共存するトレリスバタフライ
    のエンコーダ状態について繰り返して、第1の最大値の
    集合および第2の最大値の集合を与え、第2の最大値の
    前記集合の最大の要素を第1の最大値の前記集合の最大
    の要素から減算して、Log尤度比を与える方法。
  7. 【請求項7】 第2の最大値の前記集合の最大の要素
    を、第1の最大値の前記集合の最大の要素から、 (i)第1の最大値の前記集合から2つの要素を選択
    し、前記2つの要素を比較し、2つのうちの最大値を第
    1の最大値の連続する集合の要素として選択するステッ
    プと、 (ii)ステップ(i)と実質的に同時に、第2の最大
    値の前記集合から2つの要素を選択し、前記2つの要素
    を比較し、2つのうちの最大値を第2の最大値の連続す
    る集合の要素として選択するステップと、 (iii)第1および第2の最大値の前記集合のうちこ
    れまでに選択していない要素のすべてについて、それぞ
    れの集合の全要素が上記のように選択されるまで、ステ
    ップ(i)および(ii)を繰り返すステップと、 (iv)第1および第2の最大値の連続する各集合につ
    いて、前記連続する集合のそれぞれが最終的にだた1つ
    の要素しか有さなくなるまで、ステップ(i)から(i
    ii)を繰り返すステップと、 (v)第1の最大値の前記連続する最終集合の1要素の
    値を第2の最大値の前記連続する最終集合の1要素の値
    から減算して、Log尤度比を与えるステップと、に従
    って減算する、請求項6に記載のLog−尤度比値を計
    算する方法。
  8. 【請求項8】 修正項、 ln(1+exp(−Δ)) が、この目的で比較した2つの数量の最大であるとして
    選択した数量に加算され、上式で、Δは、比較した前記
    数量の差の絶対値である、請求項7に記載の方法。
  9. 【請求項9】 前記順方向経路メトリック値が、 (i)第1のエンコーダ状態に関連する経路メトリック
    値に、前記第1のエンコーダ状態から第1の隣接エンコ
    ーダ状態への前記エンコーダの遷移に関連する第1の遷
    移メトリック値を加算し、前記第1の隣接エンコーダ状
    態に対する第1の経路メトリック値を与えるステップ
    と、 (ii)ステップ(i)と実質的に同時に、前記第1の
    状態と共存する第2のエンコーダ状態に関連する経路メ
    トリック値に、前記第2のエンコーダ状態から前記第1
    の隣接エンコーダ状態への前記エンコーダの遷移に関連
    する第2の遷移メトリック値を加算し、前記第1の隣接
    エンコーダ状態に対する第2の経路メトリック値を与え
    るステップと、 (iii)前記第1の隣接エンコーダ状態に対する前記
    第1の経路メトリック値を、前記第1の隣接エンコーダ
    状態に対する前記第2の経路メトリック値と比較して、
    2つのうちの最大をその隣接エンコーダ状態に関連する
    経路メトリック値として選択するステップと、 (iv)前記第1のエンコーダ状態に関連する経路メト
    リック値に、前記第1のエンコーダ状態から前記第1の
    隣接エンコーダ状態と共存する第2の隣接エンコーダ状
    態への前記エンコーダの遷移に関連する前記第2の遷移
    メトリック値を加算し、前記第2の隣接エンコーダ状態
    に対する第1の経路メトリック値を与えるステップと、 (v)ステップ(iv)と実質的に同時に、前記第2の
    エンコーダ状態に関連する経路メトリック値に、前記第
    2のエンコーダ状態から前記第2の隣接エンコーダ状態
    への前記エンコーダの遷移に関連する前記第2の遷移メ
    トリック値を加算し、前記第2の隣接エンコーダ状態に
    対する第2の経路メトリック値を与えるステップと、 (vi)前記第2の隣接エンコーダ状態に対する前記第
    1の経路メトリック値を、前記第2の隣接エンコーダ状
    態に対する前記第2の経路メトリック値と比較して、2
    つのうちの最大を第2の隣接エンコーダ状態に関連する
    経路メトリック値として選択するステップと、を含む方
    法によって計算され、 前記エンコーダ状態および前記隣接エンコーダ状態のす
    べてに対する経路メトリック値が順方向再帰によって計
    算された順方向経路メトリクスであり、前記隣接エンコ
    ーダ状態のすべてが前記エンコーダ状態のすべてに後続
    し、ステップ(i)、(ii)、(iii)のシーケン
    スが、それぞれステップ(iv)、(v)、(vi)の
    シーケンスと実質的に同時に実行される、請求項6から
    8のいずれか一項に記載のLog−尤度比を計算する方
    法。
  10. 【請求項10】 前記逆方向経路メトリック値が、 (i)第1のエンコーダ状態に関連する経路メトリック
    値に、前記第1のエンコーダ状態から第1の隣接エンコ
    ーダ状態への前記エンコーダの遷移に関連する第1の遷
    移メトリック値を加算し、前記第1の隣接エンコーダ状
    態に対する第1の経路メトリック値を与えるステップ
    と、 (ii)ステップ(i)と実質的に同時に、前記第1の
    状態と共存する第2のエンコーダ状態に関連する経路メ
    トリック値に、前記第2のエンコーダ状態から前記第1
    の隣接エンコーダ状態への前記エンコーダの遷移に関連
    する第2の遷移メトリック値を加算し、前記第1の隣接
    エンコーダ状態に対する第2の経路メトリック値を与え
    るステップと、 (iii)前記第1の隣接エンコーダ状態に対する前記
    第1の経路メトリック値を、前記第1の隣接エンコーダ
    状態に対する前記第2の経路メトリック値と比較して、
    2つのうちの最大を第1の隣接エンコーダ状態に関連す
    る経路メトリック値として選択するステップと、 (iv)前記第1のエンコーダ状態に関連する経路メト
    リック値に、前記第1のエンコーダ状態から前記第1の
    隣接エンコーダ状態と共存する第2の隣接エンコーダ状
    態への前記エンコーダの遷移に関連する前記第2の遷移
    メトリック値を加算し、前記第2の隣接エンコーダ状態
    に対する第1の経路メトリック値を与えるステップと、 (v)ステップ(iv)と実質的に同時に、前記第2の
    のエンコーダ状態に関連する経路メトリック値に、前記
    第2のエンコーダ状態から前記第2の隣接エンコーダ状
    態への前記エンコーダの遷移に関連する前記第2の遷移
    メトリック値を加算し、前記第2の隣接エンコーダ状態
    に対する第2の経路メトリック値を求めるステップと、 (vi)前記第2の隣接エンコーダ状態に対する前記第
    1の経路メトリック値を、前記第2の隣接エンコーダ状
    態に対する前記第2の経路メトリック値と比較して、2
    つのうちの最大を第2の隣接エンコーダ状態に関連する
    経路メトリック値として選択するステップと、を含む方
    法によって計算され、 前記エンコーダ状態および前記隣接エンコーダ状態のす
    べてに対する経路メトリック値が、逆方向再帰によって
    計算された逆方向経路メトリクスであり、前記隣接エン
    コーダ状態のすべてが前記エンコーダ状態のすべてに先
    行し、ステップ(i)、(ii)、(iii)のシーケ
    ンスが、それぞれステップ(iv)、(v)、(vi)
    のシーケンスと実質的に同時に実行される、請求項6か
    ら8のいずれか一項に記載の、Log−尤度比を計算す
    る方法。
  11. 【請求項11】 前記エンコーダから出力されるパリテ
    ィビットの前記第1の値が+1であり、前記エンコーダ
    から出力されるパリティビットの前記第2の値が−1で
    ある、請求項1から10に記載の方法。
  12. 【請求項12】 それぞれシステマティック値−1およ
    びパリティビット値−1のエンコーダからの出力に関連
    するエンコーダ遷移が、 γ(−1,−1)=0 の第1の遷移メトリック値に割り当てられ、 それぞれシステマティック値−1およびパリティビット
    値+1のエンコーダからの出力に関連するエンコーダ遷
    移が、 γ(−1,+1)=s1 の第2の遷移メトリック値に割り当てられ、 それぞれシステマティック値+1およびパリティビット
    値−1のエンコーダからの出力に関連するエンコーダ遷
    移が、 γ(+1,−1)=s2 の第3の遷移メトリック値に割り当てられ、 それぞれシステマティック値+1およびパリティビット
    値+1のエンコーダからの出力に関連するエンコーダ遷
    移が、前記第1および第2の遷移メトリック値の合計に
    等しい遷移メトリック値、γ(+1,+1)に割り当て
    られ、 項s1およびs2が、受信したビットシーケンスに関連
    する信号対雑音比と、エンコーダから出力されたビット
    に対応する、受信したパリティビットおよびシステマテ
    ィックビットと、少なくともエンコーダ遷移のアプリオ
    リ確率の推定値とに依存する、請求項11に記載の復号
    に使用する遷移メトリック値(γ)を計算する方法。
  13. 【請求項13】 γ(−1,+1)=4×SNR×
    、かつ γ(+1,−1)=4×SNR×y+zであり、 項SNRは、前記受信したビットシーケンスに関連する
    信号対雑音比であり、yおよびyは、それぞれエン
    コーダから出力された前記ビットに対応する受信したパ
    リティビットおよびシステマティックビットであり、項
    zは少なくとも、エンコーダ遷移のアプリオリ確率の推
    定値を表す、請求項12に記載の復号に使用する遷移メ
    トリック値(γ)を計算する方法。
  14. 【請求項14】 Log−尤度比を計算する装置が第1
    の最大値の前記集合と、第2の最大値の前記集合と、前
    記連続する集合とを格納するように動作可能なキャッシ
    ュ手段と、 それぞれが、前記キャッシュ手段のデータ出力ポートに
    接続された第1のデータ入力ポートと、前記キャッシュ
    手段のデータ出力ポートに接続された第2のデータ入力
    ポートと、前記キャッシュ手段のデータ入力ポートに接
    続されたデータ出力ポートとを有する2つの比較/選択
    手段と、を備え、 前記比較/選択手段の一方が、第1および第2のデータ
    入力ポートで前記キャッシュ手段から出力された第1の
    最大値の前記集合の要素を受信するように動作可能であ
    り、前記比較/選択手段の他方が、第1および第2のデ
    ータ入力ポートで前記キャッシュ手段から出力された第
    2の最大値の前記集合の要素を受信するように動作可能
    であり、前記各比較/選択手段が共存する第1および第
    2の入力を比較し、2つのうちの最大である要素を前記
    出力ポートを介して出力するように動作可能である、請
    求項7から10のいずれか一項に記載の装置。
  15. 【請求項15】 いずれかの比較/選択手段から出力さ
    れた要素を、最大値のそれぞれ連続する集合の要素とし
    て格納するために前記キャッシュ手段に入力する、請求
    項14に記載のLog尤度比を計算する装置。
  16. 【請求項16】 各比較/選択手段の出力ポートが、減
    算手段の第1および第2の入力ポートの1つに接続さ
    れ、前記減算手段が、他方の入力からの一方の入力を減
    算し、結果を出力するように動作可能である、請求項1
    5に記載のLog尤度比を計算する装置。
  17. 【請求項17】 各比較/選択手段が、比較/選択手段
    の前記第1および第2の入力ポートに接続された減算手
    段を備え、減算手段が前記第2の入力ポートに同時に入
    力されたデータから、前記第1の入力ポートに入力され
    たデータを減算し、結果の符号および絶対値を出力する
    ように動作可能な、請求項14から16のいずれか一項
    に記載のLog尤度比を計算する装置。
  18. 【請求項18】 各比較/選択手段が、前記比較/選択
    手段の前記第1および第2の入力ポートにそれぞれ接続
    された第1および第2の入力ポートを有する選択手段を
    備え、前記選択手段が、前記減算手段から出力された符
    号を更なる入力として受信し、前記符号の値に従って第
    1および第2の入力ポートの一方を介して入力されたデ
    ータを出力するように動作可能である、請求項17に記
    載のLog尤度比を計算するための装置。
  19. 【請求項19】 各比較/選択手段が、実質的に ln(1+exp(−Δ)) に等しい修正率を、前記選択手段の出力に加算するため
    の修正手段を備え、 Δは前記減算手段から出力される結果の絶対値である、
    請求項18に記載のLog尤度比を計算する装置。
  20. 【請求項20】 前記修正手段が、 複数の修正値を有し、前記減算手段の出力ポートに接続
    された入力ポートと出力ポートとを有するルックアップ
    テーブルと、 前記ルックアップテーブルの前記出力ポートに接続され
    た第1の入力ポートを有し、前記選択手段の出力ポート
    に接続された第2の入力ポートを有する加算手段と、を
    含み、 前記加算手段が前記選択手段の出力に前記ルックアップ
    テーブルから出力される修正項を加算するように動作可
    能である、請求項19に記載のLog尤度比を計算する
    装置。
  21. 【請求項21】 いずれかの比較/選択手段から出力さ
    れた要素が、最大値のそれぞれ連続する集合の要素とし
    て格納するために前記キャッシュ手段に入力され、前記
    キャッシュ手段の以前に選択された要素を上書きする、
    請求項14から20のいずれか一項に記載のLog−尤
    度比を計算する装置。
  22. 【請求項22】 畳み込みエンコーダによって符号化
    し、雑音のあるチャネルを経て受信した、符号化された
    ビットシーケンスを復号する際に使用する畳み込みエン
    コーダの経路メトリック値を、請求項1から21のいず
    れか一項に従って計算するためのディジタル信号プロセ
    ッサであって、プロセッサが 前記ビットシーケンスに関するデータを前記ディジタル
    信号プロセッサの記憶装置から受信し、畳み込みエンコ
    ーダの状態間の遷移を表す遷移メトリック値を計算し、
    これら計算されたメトリック値を出力するための遷移メ
    トリック計算ユニットと、 前記計算された遷移メトリック値を受信し、前記計算さ
    れた遷移メトリック値から導出された経路メトリック値
    を受信し、前記経路メトリック値および前記遷移メトリ
    ック値から、更新された経路メトリック値を導出し、こ
    れら更新された経路メトリック値を出力するための加算
    −比較−選択(ACS)ユニットと、を備え、更新され
    た経路メトリック値が本発明の第1の実施形態の方法に
    従って導出されるディジタル信号プロセッサ。
  23. 【請求項23】 遷移メトリック計算ユニットが、請求
    項12または13に従って遷移メトリック値(γ)を計
    算する方法を用いる、請求項22に記載のディジタル信
    号プロセッサ。
  24. 【請求項24】 遷移メトリック計算ユニットが、計算
    された遷移メトリック値を、ディジタル信号プロセッサ
    から遷移メトリック値を受信する目的でACSユニット
    も接続されるディジタル信号プロセッサの記憶装置に出
    力するように動作可能である、請求項23に記載のディ
    ジタル信号プロセッサ。
  25. 【請求項25】 ACSユニットが、ディジタル信号プ
    ロセッサの記憶装置から経路メトリック値および遷移メ
    トリック値を受信し、前記記憶装置に格納するため、更
    新された経路メトリック値を出力するように動作可能で
    ある、請求項24に記載のディジタル信号プロセッサ。
  26. 【請求項26】 遷移メトリックキャッシュを有し、メ
    トリック計算ユニットは、計算された遷移メトリック値
    を遷移メトリックキャッシュに出力し格納するように動
    作可能であり、ACSユニットは、前記遷移メトリック
    キャッシュからこれら遷移メトリック値を受信するよう
    に動作可能である、請求項22から25のいずれか一項
    に記載のディジタル信号プロセッサ。
  27. 【請求項27】 追加のキャッシュ装置を備え、その内
    部で、ACSユニットがACSユニットによって計算さ
    れたデータ値を検索可能に格納するように動作可能であ
    る、請求項22から26のいずれか一項に記載のディジ
    タル信号プロセッサ。
  28. 【請求項28】 ACSユニットが、 いくつかのデータ入力ポートと2つのデータ出力ポート
    を有する計算ユニットを含み、 計算ユニットが、経路メトリック値を、データ入力ポー
    トで同時に受信した遷移メトリックデータ値に加算し
    て、更新された経路メトリック値の2つの共存する対を
    与え、それぞれの共存する対の中で前記更新された経路
    メトリック値を比較し、前記2つのデータ出力ポート
    に、それぞれの共存する対の最大経路メトリック値を出
    力するように動作可能である、請求項22から27のい
    ずれか一項に記載のディジタル信号プロセッサ。
  29. 【請求項29】 計算ユニットが、経路メトリックデー
    タ値を受信するための第1のデータ入力ポートと、遷移
    メトリックデータ値を受信するための第2のデータ入力
    ポートと、経路メトリックデータ値を受信するための第
    3のデータ入力ポートと、遷移メトリックデータ値を受
    信するための第4のデータ入力ポートとを備える、請求
    項28に記載のディジタル信号プロセッサ。
  30. 【請求項30】 ACSユニットが、ACSの機能を、
    更新された経路メトリクスを生成する機能、またはLo
    g尤度比(LLR)の値を計算する際に使用する最大値
    の第1および第2の集合の要素を生成する機能として選
    択するように動作可能な機能選択装置を備える、請求項
    22から29のいずれか一項に記載のディジタル信号プ
    ロセッサ。
  31. 【請求項31】 機能選択装置が、 ACSユニットの計算ユニットの2つのデータ出力ポー
    トと2つのフィードバックデータ入力ポートの間に接続
    された第1のデータ入力ゲートと、 計算ユニットの第2、第4と第5のデータ入力ポートと
    に接続された第2のデータ入力ゲートと、 計算ユニットの第2、第4と第6のデータ入力ポートと
    に接続された第3のデータ入力ゲートとを備え、 計算ユニットのフィードバックデータ入力ポートと、第
    5および第6のデータ入力ポートに入力するデータ値を
    選択するように動作可能である、請求項30に記載のデ
    ィジタル信号プロセッサ。
  32. 【請求項32】 機能選択装置の第1の選択状態におい
    て、第1のデータ入力ゲートは、計算ユニットから出力
    されたデータをブロックし、計算ユニットの2つのフィ
    ードバックデータ入力ポートに入力されたデータがゼロ
    の値を有するようにし、一方、同時に第2のデータ入力
    ゲートは、計算ユニットの第4の入力ポートに入力され
    た遷移メトリックデータを計算ユニットの第5のデータ
    入力に同時に入力されるようにし、同時に第3のデータ
    入力ゲートは、計算ユニットの第2の入力ポートに入力
    された遷移メトリックデータを計算ユニットの第6のデ
    ータ入力ポートに同時に入力されるようにする、請求項
    31に記載のディジタル信号プロセッサ。
  33. 【請求項33】 機能選択装置の第2の選択状態におい
    て、第1のデータ入力ゲートは、データを計算ユニット
    の出力から計算ユニットの2つのフィードバックデータ
    入力ポートに通過させ、一方、同時に第2のデータ入力
    ゲートは、計算ユニットの第2の入力ポートにおける遷
    移メトリックデータ入力を計算ユニットの第5のデータ
    入力部に同時に入力されるようにし、同時に第3のデー
    タ入力ゲートは、計算ユニットの第4の入力ポートに入
    力された遷移メトリックデータを計算ユニットの第6の
    データ入力ポートに同時に入力されるようにする、請求
    項31に記載のディジタル信号プロセッサ。
  34. 【請求項34】 LLR値を計算し、計算したLLRを
    DSPの記憶装置に出力するためのLog尤度比ユニッ
    トをさらに備える、請求項22から33のいずれか一項
    に記載のディジタル信号プロセッサ。
  35. 【請求項35】 Log尤度比ユニットが、キャッシュ
    装置に接続され、第1のおよび第2の最大値の集合のデ
    ータ要素がキャッシュ装置に格納されているとき、それ
    らのデータ要素を検索するように動作可能であり、また
    Log尤度比ユニットによって生成された第1および第
    2の最大値の連続する集合の要素をキャッシュ装置に格
    納するように動作可能である、請求項34に記載のディ
    ジタル信号プロセッサ。
  36. 【請求項36】 Log尤度比ユニットが、 前記第1と、前記第2の最大値の集合と、その前記連続
    する集合とを格納するように動作可能なキャッシュ装置
    と、 それぞれが、前記キャッシュ装置のデータ出力ポートに
    接続された第1のデータ入力ポートと、前記キャッシュ
    装置のデータ出力ポートに接続された第2のデータ入力
    ポートと、前記キャッシュ装置のデータ入力ポートに接
    続されたデータ出力ポートとを有する2つの比較/選択
    ユニットとを備え、 前記比較/選択ユニットの一方が、第1および第2のデ
    ータ入力ポートで、前記キャッシュ装置から出力された
    第1の最大値の前記集合の要素を受信するように動作可
    能であり、前記比較/選択ユニットの他方が、第1およ
    び第2のデータ入力ポートで前記キャッシュ装置から出
    力された第2の最大値の前記集合の要素を受信するよう
    に動作可能であり、前記各比較/選択ユニットが共存す
    る第1および第2の入力を比較し、2つのうちの最大の
    要素を前記出力ポートを介して出力するように動作可能
    である、請求項35に記載のディジタル信号プロセッ
    サ。
  37. 【請求項37】 Log尤度比ユニットにおいて、前記
    比較/選択ユニットから出力されたデータ要素が、最大
    値のそれぞれ連続する集合の要素として格納するために
    前記キャッシュ装置に入力される、請求項36に記載の
    ディジタル信号プロセッサ。
  38. 【請求項38】 2つの比較/選択ユニットのそれぞれ
    のデータ要素出力ポートが、比較/選択ユニットの一方
    の入力ポートにあるデータを比較/選択ユニットの他方
    の入力ポートにあるデータから減算し、結果を出力する
    ように動作可能である減算ユニットの第1および第2の
    入力ポートのそれぞれ1つに接続される、請求項37に
    記載のディジタル信号プロセッサ。
  39. 【請求項39】 Log尤度比ユニットの各比較/選択
    ユニットが、2つの比較/選択手段の前記第1および第
    2の入力ポートに接続された減算ユニットを備え、減算
    ユニットが前記第2の入力ポートに同時に入力されたデ
    ータから、前記第1の入力ポートに入力されたデータを
    減算し、結果の符号および絶対値を出力するように動作
    可能である、請求項36から38のいずれか一項に記載
    のディジタル信号プロセッサ。
  40. 【請求項40】 各比較/選択ユニットが、比較/選択
    ユニットの前記第1および第2の入力ポートにそれぞれ
    接続された第1および第2の入力ポートを有する選択ユ
    ニットを備え、選択ユニットが前記減算ユニットから出
    力された符号を更なる入力として受信し、前記符号の値
    に従って第1および第2の入力ポートの一つを介して入
    力されたデータを出力するように動作可能な、請求項3
    6から39のいずれか一項に記載のディジタル信号プロ
    セッサ。
  41. 【請求項41】 各比較/選択ユニットが、実質的に ln(1+exp(−Δ)) に等しい修正率を、前記選択ユニットの出力に加算する
    ための修正装置を備え、上式で、Δは前記減算ユニット
    から出力される結果の絶対値である、請求項36から4
    0のいずれか一項に記載のディジタル信号プロセッサ。
  42. 【請求項42】 前記修正装置が、 複数の修正値を含み、前記減算ユニットの出力ポートに
    接続された入力ポートと出力ポートとを有するルックア
    ップテーブルと、 ルックアップテーブルの前記出力ポートに接続された第
    1の入力ポートを有し、前記選択ユニットの出力ポート
    に接続された第2の入力ポートを有する加算器手段とを
    備え、 前記加算器手段が、前記選択ユニットの出力に前記ルッ
    クアップテーブルから出力される修正項を加算するよう
    に動作可能である、請求項36から41のいずれか一項
    に記載のディジタル信号プロセッサ。
  43. 【請求項43】 複数のLog−MAPデコーダを備え
    るターボコードデコーダであって、各Log−MAPデ
    コーダが、請求項12から47のいずれかに従って遷移
    メトリック値(γ)を計算するためのブランチメトリッ
    ク計算装置を備えるターボコードデコーダ。
  44. 【請求項44】 複数のLog−MAPデコーダを備え
    るターボコードデコーダであって、各Log−MAPデ
    コーダが、請求項1から43のいずれかに従って前記エ
    ンコーダの経路メトリック値を計算するための経路メト
    リック計算装置を備えるターボコードデコーダ。
  45. 【請求項45】 複数のLog−MAPデコーダを備え
    るターボコードデコーダであって、各Log−MAPデ
    コーダが、請求項6から49のいずれかに従って前記エ
    ンコーダのLog尤度比値を計算するためのLog尤度
    比ユニットを備えるターボコードデコーダ。
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