JP2008533875A - 多重化出力をもつ並列ターボ復号器 - Google Patents

Abstract

システムおよび方法は、ポータブル無線通信ユーザ端末(user terminal, UT)における並列パス ターボ復号のために提供される。方法は、最初の順序の情報パケットをもつ符号化されたストリーム(306)を受取り、符号化されたストリームをデマルチプレックスし（304）、第１および第２の符号化された情報ストリーム(308、310)にする。第１の符号化されたストリームは、ターボ復号され（312）、第１の復号された情報ストリーム(314)を生成する。同様に、第２の符号化されたストリームは、復号され(316)、第１の復号されたストリームと非同期の第２の復号された情報ストリーム(318)を生成する。次に、第１および第２の復号されたストリームは、結合され(320)、最初の順序の復号された情報パケットをもつ結合されたストリーム(322)にする。第１および第２の復号されたストリームは、第１および第２の復号されたストリームを並列に緩衝することによって結合され、並列に緩衝された復号されたストリームを生成する。次に、並列に緩衝された復号されたストリームは多重化され、結合されたストリームを生成し、結合されたストリームは出力緩衝器に記憶される。
【選択図】 図３Ａ

Description

発明の分野

米国特許法第１１９条のもとでの優先権の主張
本特許出願は、２００５年３月１１日に出願され、本発明の譲受人に譲渡され、参照によって本明細書に明示的に取り入れられる仮出願第６０／６６０，９６７号に対して優先権を主張している。

本発明は、概ね、無線通信、より具体的には、情報の並列ストリームを非同期に復号し、緩衝することができる並列ターボ復号器システムに関する。

発明の背景

図１は、１／３並列連接ターボ符号器（1/3 parallel-concatenated turbo encoder）(先行技術)の例を示した概略ブロック図である。ターボ復号は、データの誤り訂正をシャノン限界近くで行うことができる反復プロセスである。１／３の表記は、１本の入力ビットストリームが３本の構成要素のビットストリームに変換される実施を表わす。元のデータストリーム（ｘ）は、２つの並列の再帰的組織的畳み込み（recursive systematic convolutional, RSC）符号器からのパリティビットの出力(ｐ１およびｐ２)と共に、マルチプレクサ(multiplexer, MUX)の入力へ送られる。インターリーバはビットをランダムに配置し、それらはＲＳＣ符号器の一方へ入力される。マルチプレクサは、３本の並列入力ビットストリームを、出力直列ストリーム（ｘ ｐ１ ｐ２）に再び集める。１／３ターボ符号器が示されているが、１／２、１／４、および１／５の復号器も知られている。

ターボ符号化は、データが、送信中に、雑音により劣化するという仮定に基づいて行われる。送信の受信機側では、ターボ復号器は、ターボトレリス関数を使用して、多数のサーチを反復することによって、元のビットストリームを再構成する。

図２は、ターボ復号器(先行技術)の概略ブロック図である。２つの最大事後(maximum a posteriori, MAP)ブロックの各々は、外部情報（extrinsic information）を生成する。外部情報は、ビットが“０”であるか、または“１”であるかの尤度を表わす。一方のＭＡＰブロックは、入力として、インターリーブされていないデータｘ、および第１のパリティビットｐ１を、ディスインターリーブされた（disinterleaved）出力ビットと共に受信する。第２のＭＡＰ復号器は、第２のパリティビットｐ２を、元のデータｘをインターリーブしたものと共に受信する。第２のＭＡＰは、第１のＭＡＰからの外部値（extrinsic value）と第２のパリティビットとに基づいて、外部値を計算する。第２のＭＡＰは、その外部値の出力をディスインターリーバ（disinterleaver）に供給し、その出力は、もう一度反復するために、第１のＭＡＰへフィードバックされる。

両者のＭＡＰを通る１本のパスは、反復すると考えられる。低いビット誤り率(bit-error ratio, BER)の信号を生成するために、システムを多数回の反復することが必要とされる。反復プロセスは、漸進的に誤りを訂正し、十分に反復すると、全ての誤りを訂正することができる。

データレートが高く、処理されるデータ量が多いと、多くの実時間受信機は、ターボ復号を使用して、それらが受信するデータ内の全ての誤りを訂正することができない。受信データを並列データストリームに分割し、並列処理し、ターボ復号に伴うボトルネックを最小化できることが好都合であるだろう。しかしながら、この解決には、データストリームを復号した後で、それらをどのように効率的に集めて、再び結合するかという加算の問題がある。

発明の概要

本発明は、並列ターボ復号システムおよび方法を開示する。復号されたデータストリームは、出力緩衝器内で、データパケットの適切な順序で再結合される。データが異なるフレームカテゴリに編成されているとき、再結合されるデータストリームは、各フレームカテゴリに１つずつ、別々の出力緩衝器に記憶されることができる。さらに、ターボパケットが出力緩衝器に記憶されるとき、システムは種々の中断（interrupt）を発生する。

パケットが使用可能であり、ターボ復号器がアイドルであるとき、ターボ復号器は、ビットメトリック(ＬＬＲ)モジュールから軟判定（soft decision）データをとる。ターボ復号動作が完了すると、硬判定（hard decision）ビットが、対応する小型出力緩衝器（mini output buffer）に書き込まれる。小型出力緩衝器が一杯であるときは、データは適切な出力緩衝器に転送される。出力緩衝器は、マイクロプロセッサによって排出（drain）される。システムは出力緩衝器を管理し、出力緩衝器は、予知し直しされ（reprevision）ながら、マイクロプロセッサによって同時に排出されることができる。

したがって、ポータブル無線通信ユーザ端末(user terminal, UT)における並列パス ターボ復号のための方法が与えられる。方法は、最初の順序（first order）の情報パケットをもつ符号化されたストリームを受取り、符号化されたストリームを、第１の符号化された情報ストリームと第２の符号化された情報ストリームとへデマルチプレックスする。第１の符号化されたストリームはターボ復号され、第１の復号された情報ストリームを生成する。同様に、第２の符号化されたストリームは復号され、第１の復号されたストリームと非同期の第２の復号された情報ストリームを生成する。次に、第１および第２の復号されたストリームは結合され、最初の順序(パケットが受信された順序）の復号された情報パケットをもつ、結合されたストリームになる。

第１および第２の復号されたストリームは、並列に緩衝することによって結合され、並列に緩衝された復号されたストリームが生成される。次に、並列に緩衝された復号されたストリームは多重化される。より具体的には、第１および第２の復号されたストリームは、第１の復号されたストリームを第１の小型緩衝器に記憶し、第２の復号されたストリームを第２の小型緩衝器に記憶することによって、並列に緩衝される。第１および第２の小型緩衝器からの出力は、多重化され、結合されたストリームを生成し、結合されたストリームは、出力緩衝器に記憶される。

幾つかの態様において、符号化された入力ストリームは、複数のフレームをもつスーパーフレームに編成されていて、各フレームは、順序を付けられた情報パケットを含む。したがって、第１および第２の復号されたストリームは結合され、複数の結合されたストリームになり、各結合されたストリームは、フレームカテゴリに対応する、順序を付けられた情報パケットを含む。各結合されたストリームは、別々の出力緩衝器に記憶される。

ポータブル無線通信ユーザ端末における並列パス ターボ復号のためのシステム、および上述の方法を、さらに詳しく次に記載する。

好ましい実施形態の詳細な説明

図３Ａは、並列パス ターボ復号システムを備えたポータブル無線通信ユーザ端末(ＵＴ)300の概略ブロック図である。システムは、符号化されたストリームを受取るライン306上の入力をもつデマルチプレクサ304を含む。符号化されたストリームは、順序を付けられた情報パケットから構成されている。例えば、情報パケットは、最初の順序で配置されている。デマルチプレクサ304は、デマルチプレックスされた情報の第１の符号化されたストリームを供給するライン308上の出力と、デマルチプレックスされた情報の第２の符号化されたストリームを供給するライン310上の出力とをもつ。単純化のために、デマルチプレクサが示されている。しかしながら、他の態様では、２本の符号化された入力ストリームが、受信機から出力されることもある。

図４は、例示的なＵＴ受信機の概略ブロック図である。受信機400は、受信ＲＦプロセッサ410を含み、受信ＲＦプロセッサ410は、送信されたＲＦ ＯＦＤＭシンボルを受信し、それらを処理し、それらをベースバンドのＯＦＤＭシンボルまたは実質的にベースバンドの信号へ周波数変換するように構成されている。ベースバンド信号からの周波数オフセットが信号の帯域幅の一部であるとき、または信号をさらに周波数変換することなく、直接に処理できるほど、信号が十分に低い中間周波数であるとき、信号は実質的にベースバンド信号であるということができる。受信ＲＦプロセッサ410からのＯＦＤＭシンボルは、ＦＦＴモジュール420に連結され、ＦＦＴモジュール420は、ＯＦＤＭシンボルを、階層的に変調された周波数領域の副搬送波へ変換するように構成されている。

ＦＦＴモジュール420は、所定のパイロット副搬送波のような１本以上の副搬送波をチャネル推定器430に連結するように構成することができる。パイロット副搬送波は、例えば、ＯＦＤＭ副搬送波の１本以上の等間隔をおいたセットであり得る。チャネル推定器430は、パイロット副搬送波を使用して、受信ＯＦＤＭシンボルに影響を与える種々のチャネルを推定するように構成されている。１つの実施形態において、チャネル推定器430は、副搬送波の各々に対応するチャネル推定値を判断するように構成することができる。個々の副搬送波のチャネル推定値は、隣り合う副搬送波、例えば、パイロット副搬送波の所定のコヒーレンス帯域幅内の副搬送波に対するチャネル推定値として使用され得る。

ＦＦＴモジュール420からの副搬送波とチャネル推定値とは、副搬送波シンボル デインターリーバ440に連結される。シンボル デインターリーバ440は、送信機(図示されていない)によって行われたシンボルマッピングの逆を行うように構成することができる。

ビット メトリック モジュール450は、変調されたトーンを処理し、受信シンボルの品質を示すメトリックを判断することができる。１つの態様において、シンボルはターボ符号化され、ビット メトリック モジュール450は、受信シンボルの対数尤度比(log likelihood ratio, LLR)を判断するように構成することができる。ＬＬＲは、尤度比の対数である。この比は、元のビットが０に等しい確率に対する、元のビットが１である確率として定義することができる。その代わりに、この比を逆のやり方で定義しても良く、その場合は、ＬＬＲは、元のビットが１に等しい確率に対する、元のビットが０である確率である。これらの２つの定義間に本質的な違いはない。例えば、ビット メトリック モジュール450は、例えば、シンボルの大きさおよびチャネル推定値を使用して、ＬＬＲ値を判断することができる。

メトリック モジュール450は、チャネル推定値および受信信号を使用して、ＬＬＲ値を判断する。雑音推定値も使用され得る。しかしながら、雑音推定値にかかわらず、同じ結果を与えるターボ復号方法が使用されるとき、雑音推定値の項を実質的に無視することができる。このような実施形態では、ビット メトリック モジュール450のハードウェアは、ＬＬＲ値を計算するときに、雑音推定値として、所定の値を使用することができる。

基準ビット メトリック モジュール450の出力は、基準層プロセッサ デスクランブラ460に連結される。基準層プロセッサ デスクランブラ460は、受信したＬＬＲ値に対して、符号器において行われたシンボル スクランブリングの逆を行うように構成されている。シンボル デスクランブラ460の出力は、ビット ディスインターリーバ（bit disinterleaver)470に連結され、ビット ディスインターリーバ470は、既にインターリーブされたシンボルをディスインターリーブする（disinterleave）ように構成されている。この態様に示されているように、デスクランブラの出力は、２本のビットストリーム308および310へディスインターリーブし、これらは、図３Ａのターボ復号器に連結される。

図３Ａに戻って、第１のターボ復号器312は、第１の符号化されたストリームを受取るライン308上の入力と、情報の第１の復号されたストリームを供給するライン314上の出力とをもつ。第２のターボ復号器316は、第２の符号化されたストリームを受取るライン310上の入力と、情報の第２の復号されたストリームを供給するライン318上の出力とをもつ。第２の復号されたストリームは、第１の復号されたストリームと非同期に生成される。

多重化モジュール（multiplexing module）320は、ライン314および318上の第１および第２の復号されたストリームをそれぞれ受取る入力をもつ。多重化モジュール320は、第１および第２の復号されたストリームを結合し、ライン322上の出力において、結合されたストリームを供給する。結合されたストリームは、順序を付けられた復号された情報パケットから構成されている。例えば、復号された情報パケットは、最初の順序、すなわち、符号化された情報パケットがデマルチプレクサ304によって受信された順序で編成される。

図３Ｂは、図３Ａの多重化モジュールを詳しく示す第１の例示的な図である。多重化モジュール320は、典型的に、第１の小型緩衝器324を含み、第１の小型緩衝器324は、第１の復号されたストリームを受取るライン314上の入力と、第１の緩衝されたストリームを供給するライン326上の出力とをもつ。第２の小型緩衝器328は、第２の復号されたストリームを受取るライン318上の入力と、第２の緩衝されたストリームを供給するライン330上の出力とをもつ。マルチプレクサ(multiplexer, MUX)332は、それぞれ第１および第２の緩衝されたストリームを受取るライン326および330上の入力と、結合されたストリームを供給するライン322上の出力とをもつ。

多重化モジュール320は、出力緩衝器334をさらに含み、出力緩衝器334は、結合されたストリームを受取るライン322上の入力と、緩衝された結合されたストリームを供給するライン336上の出力とをもつ。

図３Ａに戻って、クロック(clock, CLK)340は、ライン342および344上に出力をもち、それぞれ、第１のクロック信号および第２のクロック信号を選択的に供給する。第１のターボ復号器312は、第１のクロック信号を受信することに応答して、第１の符号化されたストリームを復号し、第２のターボ復号器316は、第２のクロック信号を受信することに応答して、第２の符号化されたストリームを復号する。デマルチプレクサ304が、第１の符号化されたストリームを供給するのを止めることに応答して、クロック340は、第１のクロック信号の供給を中断する。同様に、デマルチプレクサが、第２の符号化されたストリームを供給するのを止めることに応答して、クロック340は、第２のクロック信号の供給を中断する。このように、復号するデータがないときは、復号器は、クロックされる必要はない。クロックを選択的に中断することによって、ＣＭＯＳ回路の動的な電力消費量を相当に低減できることが、広く知られている。個別のクロック信号は、非同期の復号器の機能を可能にするのを助ける。

図５は、スーパーフレームへの情報パケットの編成を示す図である。各スーパーフレームは、複数のフレームから構成されている。１つの態様では、４つの主データフレーム、１つの広い（Wide）オーバーヘッド情報シンボル／システム(Overhead Information Symbols/System, OIS)フレーム、および１つのローカル(Local)ＯＩＳフレームがある(ｎ＝６およびｊ＝２)。各フレームは、複数の順序を付けられたパケット(ターボパケット)を含んでいる。１つの態様では、広いＯＩＳフレームおよびローカルＯＩＳフレームは、それぞれ、７パケットを含み、４つの主データフレームは、通常、７個よりも多くのパケットを保持している。しかしながら、スーパーフレームは、特定の数のフレームに制限されず、フレームは、特定の数のパケットに制限されない。別途より詳しく記載されるように、符号化された情報ストリームが、スーパーフレームとして編成されているとき、マルチプレクサ モジュール（multiplexer module）(図３Ｂの参照番号320)は、複数の結合されたストリームを供給する。各結合されたストリームは、フレームカテゴリに対応する、順序を付けられた情報パケットを含んでいる。この例では、３つのフレームカテゴリ、すなわち、データ（Data）、広いＯＩＳ(Wide OIS)、およびローカルＯＩＳ(Local OIS)がある。上述の例を使用すると、マルチプレクサ モジュールは、結合されたデータストリーム、結合された広いＯＩＳストリーム、および結合されたローカルＯＩＳストリームを供給する。復号されたパケットは、それらが符号化された情報パケットとして受信された順序で結合される。

図６は、図３Ａの多重化モジュールを詳しく示す第２の例示的な図である。図３Ａ、５、および６を見ると、デマルチプレクサ304は、符号化されたストリームを、複数のフレームをもつスーパーフレームとして受取る。各フレームは、順序を付けられた情報パケットを含んでいる。例えば、情報パケットは、主(データ)フレームカテゴリにおいて、最初の順序(ｘ＋１ないしｙ)で編成されているように示されている。この態様において、マルチプレクサ モジュール320は、各フレームカテゴリのためのマルチプレクサを含んでいる。スーパーフレームは、３つのフレームカテゴリ(データ、ローカルＯＩＳ、および広いＯＩＳ)をもつことが示されている。したがって、マルチプレクサ モジュール320は、３つのマルチプレクサをもつことが示されている。しかしながら、本発明は、特定の数のフレームカテゴリ(マルチプレクサ)に制限されない。各マルチプレクサ600、602および604は、それぞれ、ライン326および330上の第１および第２の緩衝されたストリームを受取る入力をもつ。マルチプレクサ600、602、および604は、それぞれ、出力606、608、および610をもち、対応するフレームカテゴリに対する、順序を付けられた情報パケットの結合されたストリームを供給する。マルチプレクサ モジュール320は、各フレームカテゴリに対する出力緩衝器をさらに含む。各出力緩衝器612、614、および616は、結合されたストリームの１本を受取る入力をもつ。緩衝器612、614、および616は、それぞれ、出力618、620、および622をもち、対応するフレームカテゴリに対する緩衝された結合されたストリームを供給する。

図３Ｂまたは図６の何れかを検討すると、出力緩衝器(すなわち、緩衝器334)は、結合されたストリームからパケットをロードすることと同時に、緩衝された結合されたストリームからパケットを供給する。１つの態様において、出力緩衝器334は、出力緩衝器に記憶されている復号された情報パケットの計数（count）を供給するライン350上の出力をもつ。他の態様では、ライン350上の出力は、緩衝器を排出することを担当しているマイクロプロセッサ(図示されていない)に中断信号を供給するように構成することができる。緩衝器が所定(ウォーターマーク（watermark）)の出力緩衝器の容量レベルに達するか、フレームパケットの最後を記憶するか、またはデータ バースト パケットの最後を記憶することに応答して、中断信号が発生され得る。データバーストとは、ＯＦＤＭシンボル(例えば、ＭｅｄｉａＦＬＯ論理チャネル、またはＭＬＣ)よりも長く続く情報パケットの論理的な編成である。具体的に示されていないが、図６の緩衝器も、パケットの計数および中断情報を供給する出力をもつことができるようにすることができる。

図７は、ポータブル無線通信ＵＴ700における並列パス ターボ復号のためのプロセッサデバイスを示す概略ブロック図である。プロセッサデバイス702は、デマルチプレクサ モジュール704を含み、デマルチプレクサ モジュール704は、最初の順序の情報パケットをもつ符号化されたストリームを受取るライン706上の入力をもつ。デマルチプレクサ(demultiplexer, DEMUX)モジュール704は、デマルチプレックスされた情報の第１の符号化されたストリームを供給するライン708上の出力と、デマルチプレックスされた情報の第２の符号化されたストリームを供給するライン710上の出力とをもつ。

第１のターボ復号器モジュール712は、第１の符号化されたストリームを受取るライン708上の入力と、情報の第１の復号されたストリームを供給するライン714上の出力とをもつ。第２のターボ復号器モジュール716は、第２の符号化されたストリームを受取るライン710上の入力と、情報の第２の復号されたストリームを供給するライン718上の出力とをもつ。第２の復号されたストリームは、第１の復号されたストリームと非同期に生成される。多重化モジュール720は、ライン714および718上に入力をもち、それぞれ、第１および第２の復号されたストリームを受取る。多重化モジュール720は、第１および第２の復号されたストリームを結合し、最初の順序の復号された情報パケットをもつ結合されたストリームを供給するライン722上の出力をもつ。示されていない１つの態様では、結合されたストリームは緩衝される。

図８は、ポータブル無線通信ＵＴにおける並列パス ターボ復号のためのシステムのバリエーションを示す概略ブロック図である。システムは、デマルチプレクシング手段800を含み、最初の順序の情報パケットをもつ符号化されたストリームを受取る。デマルチプレクシング手段800は、デマルチプレックスされた情報の第１の符号化されたストリームと、デマルチプレックスされた情報の第２の符号化されたストリームとを供給する。第１ターボ復号手段804は、第１の符号化されたストリームを受取り、情報の第１の復号されたストリームを供給する。第２のターボ復号手段806は、第２の符号化されたストリームを受取り、第１の復号されたストリームと非同期に生成される情報の第２の復号されたストリームを供給する。結合手段808は、第１および第２の復号されたストリームを受取り、第１および第２の復号されたストリームを結合し、最初の順序の復号された情報パケットをもつ結合されたストリームを供給する。示されていない幾つかの態様では、緩衝器手段は、結合されたストリームを記憶（緩衝）する。

機能の説明
図９は、図３Ａおよび６の例示的な並列復号システムのさらに詳しい図である。２つのターボ復号器および２つの小型緩衝器が示されており、各小型緩衝器は、ターボ復号器の一方に専用である。広いＯＩＳ出力緩衝器、１つのローカルＯＩＳ出力緩衝器、および１つのデータ出力緩衝器がある。システムは、パケットを２つのターボ復号器から３つの出力緩衝器へ書き込むように管理する。システムは、マイクロプロセッサのアクセス(緩衝の排出)が、内部ハードウェアのアクセス(緩衝のローディング)と同時に行われるときに、調停（arbitration）および衝突（collision）の処理も管理する。ターボパケットが出力緩衝器に記憶されるとき、種々の中断を発生することができる。

パケットが使用可能であり、ターボ復号器がアイドルであるとき、ターボ復号器は、ＬＬＲから軟判定データをとる。ターボ復号動作に続いて、硬判定ビットが、対応する小型出力緩衝器に書き込まれる。小型出力緩衝器が一杯であるときは、データは適切な出力緩衝器に転送される。１つの態様において、出力緩衝器は、１６ビットの幅のランダム アクセス メモリ(Random Access Memory, RAM)であり、ＲＡＭはマイクロプロセッサ(図示されていない)によって排出される。

ターボ復号器は、１／２、１／３、２／３、および１／５の符号化率を支援できるようにすることができる。ターボ復号器はＬＬＲブロックにインターフェースしている。軟判定ビットは、ターボ復号器の反復緩衝メモリに記憶される。出力緩衝器は、通常、全パケットを記憶するのに十分な大きさである。例えば、一般的な緩衝器は、全パケットの次の情報、すなわち、ターボ復号器からの９９４復号ビット、データバースト識別(すなわち、ＭｅｄｉａＦＬＯ論理チャネル(ＭＬＣ)ＩＤ)の８ビット、巡回冗長検査(Cyclic Redundancy Check, CRC)消去インジケータ（erasure indicator）の１ビット、および基準／拡張層インジケータの１ビットを記憶し得る。例示的なＲＡＭは、１６ビットの幅であるので、これらのビットを１６ビットの幅のインターフェースにパックするために、各パケットは、６４個の位置の深度である。

データ出力緩衝器に対するメモリ要件は、支援される最大データレートから得られる。全フレームが同数のパケットを保持しているわけではなく、全フレームカテゴリが同数のフレームを保持しているわけではないことが分かるであろう。したがって、データ緩衝器は、それ以外の広いＯＩＳ緩衝器およびローカルＯＩＳ緩衝器よりも大きくてもよい。最大のターボ復号器のスループットは、ＯＦＤＭシンボル当たり４パケットであり、受信機のソフトウェアの最大中断待ち時間は、１０ｍｓであり、１２ＯＦＤＭシンボルに相当すると仮定する。したがって、１パケット当たり記憶されるデータ量は、キロビット（kbit）であり、データ出力緩衝器は、少なくとも４×１２×１キロビット（kb）＝４８キロビット（kb）である。

マイクロプロセッサは、ウォーターマークの中断を受信すると、出力緩衝器の何れかから読み出し得る。データ出力緩衝器のウォーターマークが５０％に設定されるとき、マイクロプロセッサは、ウォーターマークの中断に応答する前に、４８ｋｂに達し得る。したがって、４８ｋｂは、データ出力緩衝器の要求サイズの５０％に相当する。つまり、データ出力緩衝器は９６ｋｂである。９６ｋｂの緩衝器がハードウェアにおいて［６１４４×１６］のＲＡＭとして構成され、各パケットが６４個の位置の深度であるとき、緩衝器は９６パケットを保持する。

広いＯＩＳパケットおよびローカルＯＩＳパケットは、これらのパケットに含まれているオーバーヘッド情報に対する迅速なマイクロプロセッサのアクセスのために、別々の出力緩衝器に記憶される。広いＯＩＳデータおよびローカルＯＩＳデータは、それぞれ、常に７パケットから成り、各ターボパケットに対して、上述のデータ緩衝器と同じ要件を使用すると、各パケットは６４個の位置を必要とする。その結果、４４８×１６のＲＡＭが、広いＯＩＳ緩衝器およびローカルＯＩＳ緩衝器の各々に必要とされる。

ウォーターマークの閾値に達すると、出力緩衝器は中断を発生し、緩衝器は確実に排出され、データの損失を防ぐ。ウォーターマークのレベルは、ソフトウェアでプログラム可能である。出力緩衝器が、マイクロプロセッサに、緩衝器内のパケット数の計数を供給できるようにし、したがって、正確な数のパケットを排出することができる。広いＯＩＳ出力緩衝器およびローカルＯＩＳ出力緩衝器に対して、マイクロプロセッサは７パケットを排出する。７番目のパケットがＲＡＭに記憶されたときに、広いＯＩＳ出力緩衝器およびローカルＯＩＳ出力緩衝器の中断を発生することもできる。

記憶されたパケット数がオーバーフロー条件を超え、データが失われたことが示されたときに、中断を出力緩衝器によって生成することもできる。フレームの最後のパケットが記憶されたとき、またはデータバースト(すなわち、ＭＬＣ)内の最後のパケットが記憶されたときに、中断を発生することができる。

各ターボ復号器は、専用の小型出力緩衝器(ｍｉｎｉ ｄｅｃ ｏｂ)をもつ。小型出力緩衝器は、ターボ復号器がそのｍｉｎｉ ｄｅｃ ｏｂにパケットを書き込み終えると、第２のターボ復号器が同時にそのｍｉｎｉ ｄｅｃ ｏｂに書き込むことができ、その後で、両者のｍｉｎｉ ｄｅｃ ｏｂからのデータが、ハードウェアによって、６４チップ×８クロック中に、何れかのｍｉｎｉ ｄｅｃ ｏｂから３つの出力緩衝器の１つへ迅速に転送されることができるように設計されている。このアプローチは、待ち時間を低減し、両者のターボ復号器がパケットを処理し続けることを可能にする。

図１０は、例示的な小型緩衝器の概略ブロック図である。各ｍｉｎｉ ｄｅｃ ｏｂ復号器の出力緩衝器は、１つの６４×１６のＲＡＭをもっている。このＲＡＭは、ターボ復号器によって書き込まれ、ｗｏｉｓ ｄｅｃ ｏｂ、ｌｏｉｓ ｄｅｃ ｏｂ、およびｄｅｃ ｏｂによって読み出される。出力緩衝器の１つからの各読み出しの後で、内部アドレスポインタは、自動的にインクリメントされ、出力緩衝器による次の読み出しは、次のアドレス位置、等を指す。ターボ復号器がデータをＲＡＭに書き込むと、アドレスポインタはインクリメントされ、出力緩衝器がＲＡＭからデータを読み出すと、ディクリメントされる。

ターボ復号器は、上述の各例示的なパケットに対して、一度に、９９４硬判定ビットを生成する。ビットは、入力シフトレジスタに記憶される。１６番目の硬判定ビットごとに、１６ビットの値が、書き込みアドレスポインタによって指示された位置でＲＡＭに書き込まれる。書き込みアドレスポインタは、最初に０から始まり、１ずつインクリメントする。ターボ復号器が出力データを生成する限り、このプロセスは続く。アドレスポインタは６ビットの幅であり、１パケット(６４個の位置)を書き込んだ後に、アドレスポインタは０へ折り返す（roll over）。読み出しポインタは、常に書き込みポインタよりも後にある。

全てのターボパケットの最後に、全ての硬判定ビットが記憶された後で、ターボ復号器は、パケットが復号されたことを出力緩衝器に示す完了信号（done signal）を発行する。この時点で、このパケットのＭＬＣ ＩＤ、ＣＲＣ消去ビット、および基準／拡張ビットを記憶することができる(図５参照)。この情報は、全てのパケットの６４番目のＲＡＭの位置に記憶される。

全てのターボパケットの最初に、ｍｉｎｉ ｄｅｃ ｏｂは、各パケットの他の情報も得て、完了信号に応答して、この情報をその出力において更新する。この情報は、ｆｒａｍｅ ｄｏｎｅ、ｅｎｄ ｏｆ ｍｌｃ、ｆｒａｍｅ ｃｎｔ、およびｔｄ ｃｎｔを含む。ＬＬＲブロックは、この情報を各パケットの最初に送る。この情報は、最初にラッチされ、次が始まるまでレジスタに保持される。完了すると、この情報は、各パケットの後に、ｗｏｉｓ ｄｅｃ ｏｂ、ｌｏｉｓ ｄｅｃ ｏｂ、およびｄｅｃ ｏｂへ送られ、それぞれの条件がそのパケットに対して真であるとき、正しい中断を発生することができる。例えば、ｍｉｎｉ ｄｅｃ ｏｂがフレーム内の最後のターボパケットを処理すると、ｆｒａｍｅ ｄｏｎｅが設定される。ｄｅｃ ｏｂが、このパケットをそのＲＡＭへ転送すると、そのアセットｆｒａｍｅ ｄｏｎｅ ｉｒｑが中断し、このフレームに対する最後のターボパケットが出力緩衝器において準備ができたことを示す。

ターボ復号器からの完了信号は、そのｍｉｎｉ ｄｅｃ ｏｂから、主出力緩衝器の１つへの転送の開始をトリガする。データは、出力緩衝器によってＲＡＭから読み出される。関連する読み出しアドレスポインタがあり、同じく６ビットの幅をもち、０から開始する。出力緩衝器による各読み出し後に、このポインタは、１ずつインクリメントする。このポインタは、さらに、１つのパケット(６４個の位置)を読み出した後に折り返す。

図１１は、ポータブル無線通信ＵＴにおける並列パス ターボ復号のための方法を示すフローチャートである。方法は、分かり易くするために、一連の番号を付けられたステップとして示されているが、ナンバリングは、必ずしもステップの順序を示しているわけではない。これらのステップの幾つかは、スキップされるか、並行して行われるか、または並び（sequence）の正確な順序を維持することを要求せずに行われ得ることが分かるであろう。方法は、ステップ1100から始まる。

ステップ1102では、最初の順序の情報パケットをもつ符号化されたストリームを受取る。ステップ1104では、符号化されたストリームを、第１の符号化された情報ストリームと、第２の符号化された情報ストリームとにデマルチプレックスする。ステップ1106では、第１の符号化されたストリームをターボ復号し、第１の復号された情報ストリームを生成する。ステップ1108では、第２の符号化されたストリームをターボ復号して、第１の復号されたストリームと非同期の第２の復号された情報ストリームを生成する。ステップ1110では、第１および第２の復号されたストリームを結合し、最初の順序の復号された情報パケットをもつ結合されたストリームにする。

１つの態様において、ステップ1110において第１および第２の復号されたストリームを結合することは、サブステップを含む。ステップ1110aでは、第１および第２の復号されたストリームを並列に緩衝し、並列に緩衝された復号されたストリームを生成する。ステップ1110bでは、並列に緩衝された復号されたストリームを多重化する。ステップ1110aの第１および第２の復号されたストリームを並列に緩衝することは、サブステップ(図示されていない)を含み得る。ステップlllOa1では、第１の復号されたストリームを第１の小型緩衝器に記憶する。ステップ1110a2では、第２の復号されたストリームを第２の小型緩衝器に記憶する。したがって、ステップ1110bにおいて並列に緩衝された復号されたストリームを多重化することは、第１および第２の小型緩衝器からの出力を多重化し、結合されたストリームを生成することを含む。別の態様では、ステップ1110cでは、結合されたストリームを出力緩衝器に記憶する。

異なる態様において、ステップ1102において符号化されたストリームを受取ることは、複数のフレームをもつスーパーフレームを受取ることを含み、各フレームは、順序を付けられた情報パケットを含む。したがって、ステップ1110において第１および第２の復号されたストリームを結合することは、第１および第２の復号されたストリームを結合し、複数の結合されたストリームにすることを含み、各結合されたストリームは、フレームカテゴリに対応する、順序を付けられた情報パケットを含む。同様に、ステップ1110では、各結合されたストリームを別々の出力緩衝器に記憶し得る。

別の態様において、ステップ1112では、出力緩衝器内の結合されたストリームから情報パケットを排出する。したがって、結合されたストリームを出力緩衝器に記憶すること(ステップ1110c)は、結合されたストリームから情報パケットを排出することと同時に、情報パケットを記憶し得る。

異なる態様において、ステップ1114では、出力緩衝器に記憶されている結合されたストリームの情報パケットの計数を供給する。ステップ1116では、所定(ウォーターマーク)の出力緩衝器の容量レベルに達するか、フレームパケットの最後を記憶するか、またはデータバースト(ＭＬＣ)パケットの最後を記憶するといった動作に応答して、中断信号を発生する。

別の態様において、ステップ1106において符号化された情報の第１のストリームをターボ復号することは、サブステップを含む。ステップ1106aでは、符号化された情報パケットを第１のターボ復号器において受取る。情報パケットを受信することに応答して、ステップ1106bでは、クロック信号を第１のターボ復号器に供給する。情報パケットをターボ復号した後で、ステップ1106cでは、クロック信号を第１のターボ復号器へ供給するのを中断する。具体的に示されていないが、同じサブステップを、第２のストリームをターボ復号することに適用する(ステップ1108)。

図１１は、ポータブル無線通信ＵＴにおいて並列パス ターボ復号を行うディジタル処理装置によって実行可能な機械読み出し可能命令のプログラムを明確に具体化する、信号を運ぶ媒体（signal bearing medium）における動作を表わすとも理解され得る。

システムおよび方法は、並列パス ターボ復号のために与えられた。本発明は、特定のタイプの変調フォーマットおよびデータ編成に関連して示された。しかしながら、本発明は、必ずしもこれらの例に制限されるわけではない。例えば、３つの出力緩衝器が示されたが、本発明は、必ずしもこの数に制限されるわけではない。同様に、２つのターボ復号器が示されたが、本発明は、必ずしもこのように制限されるわけではない。当業者は本発明の他のバリエーションおよび実施形態を思い付くであろう。

１／３並列連接ターボ符号器(先行技術)の例を示す概略ブロック図。 ターボ復号器(先行技術)の概略ブロック図。 並列パス ターボ復号システムを備えたポータブル無線通信ユーザ端末(ＵＴ)の概略ブロック図。 図３Ａの多重化モジュールを詳しく示す第１の例示的な図。 例示的なＵＴ受信機の概略ブロック図。 スーパーフレームへの情報パケットの編成を示す図。 図３Ａの多重化モジュールを詳しく示す第２の例示的な図。 ポータブル無線通信ＵＴにおける並列パス ターボ復号のためのプロセッサデバイスを示す概略ブロック図。 ポータブル無線通信ＵＴにおける並列パス ターボ復号システムのバリエーションを示す概略ブロック図。 図３Ａおよび６の例示的な並列復号システムのより詳細な図。 例示的な小型緩衝器の概略ブロック図。 ポータブル無線通信ＵＴにおける並列パス ターボ復号のための方法を示すフローチャート。

符号の説明

308,310,314,318,342,344・・・ライン、400・・・受信機、606,608,610,618,620,622・・・出力。

Claims (22)

1. ポータブル無線通信ユーザ端末(user terminal, UT)において、並列パス ターボ復号のための方法であって、
   最初の順序の情報パケットをもつ符号化されたストリームを受取ることと、
   符号化されたストリームを、第１の符号化された情報ストリームと第２の符号化された情報ストリームとにデマルチプレックスすることと、
   第１の符号化されたストリームをターボ復号し、第１の復号された情報ストリームを生成することと、
   第２の符号化されたストリームをターボ復号し、第１の復号されたストリームと非同期の第２の復号された情報ストリームを生成することと、
   第１および第２の復号されたストリームを結合し、最初の順序の復号された情報パケットをもつ結合されたストリームにすることとを含む方法。
2. 第１および第２の復号されたストリームを結合することが、
   第１および第２の復号されたストリームを並列に緩衝し、並列に緩衝された復号されたストリームを生成することと、
   並列に緩衝された復号されたストリームを多重化することとを含む請求項１記載の方法。
3. 第１および第２の復号されたストリームを並列に緩衝することが、
   第１の復号されたストリームを第１の小型緩衝器に記憶することと、
   第２の復号されたストリームを第２の小型緩衝器に記憶することとを含む請求項２記載の方法。
4. 並列に緩衝された復号されたストリームを多重化することが、
   第１および第２の小型緩衝器からの出力を多重化し、結合されたストリームを生成することと、
   結合されたストリームを出力緩衝器に記憶することとを含む請求項３記載の方法。
5. 符号化されたストリームを受取ることが、複数のフレームをもつスーパーフレームを受取ることを含み、各フレームが、順序を付けられた情報パケットを含み、
   第１および第２の復号されたストリームを結合することが、第１および第２の復号されたストリームを結合し、複数の結合されたストリームにすることを含み、各結合されたストリームが、フレームカテゴリに対応する、順序を付けられた情報パケットを含む請求項４記載の方法。
6. 第１および第２の復号されたストリームを結合し、複数の結合されたストリームにすることが、各結合されたストリームを別々の出力緩衝器に記憶することを含む請求項５記載の方法。
7. 出力緩衝器内の結合されたストリームから情報パケットを排出することをさらに含み、
   結合されたストリームを出力緩衝器に記憶することが、結合されたストリームから情報パケットを排出することと同時に、情報パケットを記憶することを含む請求項４記載の方法。
8. 出力緩衝器に記憶されている結合されたストリーム情報パケットの計数を供給することをさらに含む請求項４記載の方法。
9. 所定の出力緩衝器の容量レベルに達すること、フレームパケットの最後を記憶すること、およびデータ バースト パケットの最後を記憶することから成るグループから選ばれる動作に応答して、中断信号を発生することをさらに含む請求項４記載の方法。
10. 第１の符号化された情報ストリームをターボ復号することが、
    符号化された情報パケットを第１のターボ復号器において受取ることと、
    情報パケットを受信することに応答して、クロック信号を第１のターボ復号器に供給することと、
    情報パケットをターボ復号した後で、クロック信号を第１のターボ復号器へ供給するのを中断することとを含む請求項１記載の方法。
11. ポータブル無線通信ユーザ端末(ＵＴ)において、並列パス ターボ復号のためのシステムであって、
    最初の順序の情報パケットをもつ符号化されたストリームを受取る入力と、デマルチプレックスされた情報の第１の符号化されたストリームを供給する出力と、デマルチプレックスされた情報の第２の符号化されたストリームを供給する出力とをもつデマルチプレクサと、
    第１の符号化されたストリームを受取る入力と、情報の第１の復号されたストリームを供給する出力とをもつ第１のターボ復号器と、
    第２の符号化されたストリームを受取る入力と、第１の復号されたストリームと非同期に生成される情報の第２の復号されたストリームを供給する出力とをもつ第２のターボ復号器と、
    第１および第２の復号されたストリームを受取る入力をもち、第１および第２の復号されたストリームを結合し、最初の順序の復号された情報パケットをもつ結合されたストリームを供給する出力をもつ多重化モジュールとを含むシステム。
12. 多重化モジュールが、
    第１の復号されたストリームを受取る入力と、第１の緩衝されたストリームを供給する出力とをもつ第１の小型緩衝器と、
    第２の復号されたストリームを受取る入力と、第２の緩衝されたストリームを供給する出力とをもつ第２の小型緩衝器と、
    第１および第２の緩衝されたストリームを受取る入力と、結合されたストリームを供給する出力とをもつマルチプレクサとを含む請求項１１記載のシステム。
13. 多重化モジュールが、結合されたストリームを受取る入力と、緩衝された結合されたストリームを供給する出力とをもつ出力緩衝器をさらに含む請求項１２記載のシステム。
14. デマルチプレクサが、符号化されたストリームを、複数のフレームをもつスーパーフレームとして受取り、各フレームが、順序を付けられた情報パケットを含み、
    多重化モジュールが、
    各フレームカテゴリのためのマルチプレクサであって、各マルチプレクサが、第１および第２の緩衝されたストリームを受取る入力と、対応するフレームカテゴリに対する順序を付けられた情報パケットの結合されたストリームを供給する出力とをもつ、マルチプレクサと、
    各フレームカテゴリのための出力緩衝器であって、各出力緩衝器が、結合されたストリームを受取る入力と、対応するフレームカテゴリに対する緩衝された結合されたストリームを供給する出力とをもつ、出力緩衝器とをさらに含む請求項１３記載のシステム。
15. 出力緩衝器が、結合されたストリームからパケットをロードすることと同時に、緩衝された結合されたストリームからパケットを供給する請求項１３記載のシステム。
16. 出力緩衝器が、出力緩衝器に記憶されている復号された情報パケットの計数を供給する出力をもつ請求項１３記載のシステム。
17. 出力緩衝器が、所定の出力緩衝器の容量レベルに達すること、フレームパケットの最後を記憶すること、およびデータ バースト パケットの最後を記憶することから成るグループから選ばれる動作に応答して、中断信号を供給する出力をもつ請求項１３記載のシステム。
18. デマルチプレクサが、符号化されたストリームを、複数のフレームをもつスーパーフレームとして受取り、各フレームが、順序を付けられた情報パケットを含み、
    マルチプレクサモジュールが、複数の結合されたストリームを供給し、各結合されたストリームが、フレームカテゴリに対応する順序を付けられた情報パケットを含む請求項１１記載のシステム。
19. 第１のクロック信号および第２のクロック信号を選択的に供給する出力をもつクロックをさらに含み、
    第１のターボ復号器が、第１のクロック信号を受信することに応答して、第１の符号化されたストリームを復号し、
    第２のターボ復号器が、第２のクロック信号を受信することに応答して、第２の符号化されたストリームを復号し、
    クロックが、デマルチプレクサが第１の符号化されたストリームを供給するのを止めるのに応答して、第１のクロック信号の供給を中断し、デマルチプレクサが第２の符号化されたストリームを供給するのを止めるのに応答して、第２のクロック信号の供給を中断する請求項１１記載のシステム。
20. ポータブル無線通信ユーザ端末(ＵＴ)において、並列パス ターボ復号のための動作を行うディジタル処理装置によって実行可能な機械読み出し可能命令のプログラムを明確に具体化する、信号を運ぶ媒体であって、動作が、
    最初の順序の情報パケットをもつ符号化されたストリームを受取ることと、
    符号化されたストリームを、第１の符号化された情報ストリームと第２の符号化された情報ストリームとにデマルチプレックスすることと、
    第１の符号化されたストリームをターボ復号し、第１の復号された情報ストリームを生成することと、
    第２の符号化されたストリームをターボ復号し、第１の復号されたストリームと非同期の第２の復号された情報ストリームを生成することと、
    第１および第２の復号されたストリームを結合し、最初の順序の復号された情報パケットをもつ結合されたストリームにすることとを含む、信号を運ぶ媒体。
21. ポータブル無線通信ユーザ端末(ＵＴ)において、並列パス ターボ復号のためのシステムであって、
    最初の順序の情報パケットをもつ符号化されたストリームを受取り、デマルチプレックスされた情報の第１の符号化されたストリームを供給し、デマルチプレックスされた情報の第２の符号化されたストリームを供給する手段と、
    第１の符号化されたストリームを受取り、情報の第１の復号されたストリームを供給する手段と、
    第２の符号化されたストリームを受取り、第１の復号されたストリームと非同期に生成される情報の第２の復号されたストリームを供給する手段と、
    第１および第２の復号されたストリームを受取り、第１および第２の復号されたストリームを結合し、最初の順序の復号された情報パケットをもつ結合されたストリームを供給する手段とを含むシステム。
22. ポータブル無線通信ユーザ端末(ＵＴ)において、並列パス ターボ復号のためのプロセッサデバイスであって、
    最初の順序の情報パケットをもつ符号化されたストリームを受取る入力と、デマルチプレックスされた情報の第１の符号化されたストリームを供給する出力と、デマルチプレックスされた情報の第２の符号化されたストリームを供給する出力とをもつデマルチプレクサモジュールと、
    第１の符号化されたストリームを受取る入力と、情報の第１の復号されたストリームを供給する出力とをもつ第１のターボ復号器モジュールと、
    第２の符号化されたストリームを受取る入力と、第１の復号されたストリームと非同期に生成される情報の第２の復号されたストリームを供給する出力とをもつ第２のターボ復号器モジュールと、
    第１および第２の復号されたストリームを受取る入力をもち、第１および第２の復号されたストリームを結合し、最初の順序の復号された情報パケットをもつ結合されたストリームを供給する出力をもつ多重化モジュールとを含むプロセッサデバイス。

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