JP3526867B2 - 動的指標付きチャネル状態計量を利用したデータ復号器およびそのための方法 - Google Patents
動的指標付きチャネル状態計量を利用したデータ復号器およびそのための方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】
発明の分野
本発明は、一般にデータ復号器に関し、より詳細に
は、復号化精度の改善のためにチャネル状態計量（chan
nel state metrics）を利用したデータ復号器に関す
る。
は、復号化精度の改善のためにチャネル状態計量（chan
nel state metrics）を利用したデータ復号器に関す
る。
発明の背景
当該分野の技術者は、データの伝送精度および信頼度
の改善に絶えず努力する。データ・チャネルが雑音干渉
（などの類い全て），大きな信号電力の変動，またはマ
ルチパス・フェージングを受ける場合、これらは特に困
難な目的である。後者の２つの状況は、無線データ通信
システムでしばしば発生する。
の改善に絶えず努力する。データ・チャネルが雑音干渉
（などの類い全て），大きな信号電力の変動，またはマ
ルチパス・フェージングを受ける場合、これらは特に困
難な目的である。後者の２つの状況は、無線データ通信
システムでしばしば発生する。
大きな信号電力の変動は、無線信号路の損失が文字通
り桁違いに変動することがあるために発生する。送信装
置および受信装置が相対運動をするときは、レイリー・
フェージング（Raleigh fading）のためにさらなる変動
が発生する。このような状況下では、受信装置は、それ
ぞれ異なる経路で受信装置位置に到達した２つ以上の信
号の復号であるフェーデッド信号（faded signal）に遭
遇する。フェーデッド信号の特性を分析した文献は多数
あるが、簡単な要約はここでの目的に役立つ可能性があ
る。
り桁違いに変動することがあるために発生する。送信装
置および受信装置が相対運動をするときは、レイリー・
フェージング（Raleigh fading）のためにさらなる変動
が発生する。このような状況下では、受信装置は、それ
ぞれ異なる経路で受信装置位置に到達した２つ以上の信
号の復号であるフェーデッド信号（faded signal）に遭
遇する。フェーデッド信号の特性を分析した文献は多数
あるが、簡単な要約はここでの目的に役立つ可能性があ
る。
上述の経路は異なる経路長を有し、従って遅延，異な
る経路損失，および異なる入射方向を有する。異なる経
路長，特に経路遅延およびそれによる位相差は、破壊的
または建設的な追加の入射信号を生じる。異なる経路損
失は、異なる信号電力または振幅を意味する。異なる入
射方向は、よく知られたドップラ効果（Doppler effec
t）によるわずかに異なる信号周波数を意味する。これ
らの全ての特性の結果として、受信装置は、信号電力が
周期的に大きく低下し（フェード）、これらのフェード
中に急速な位相変動および小さな周波数変動を示すよう
な、全入射信号の複合である信号に遭遇する。
る経路損失，および異なる入射方向を有する。異なる経
路長，特に経路遅延およびそれによる位相差は、破壊的
または建設的な追加の入射信号を生じる。異なる経路損
失は、異なる信号電力または振幅を意味する。異なる入
射方向は、よく知られたドップラ効果（Doppler effec
t）によるわずかに異なる信号周波数を意味する。これ
らの全ての特性の結果として、受信装置は、信号電力が
周期的に大きく低下し（フェード）、これらのフェード
中に急速な位相変動および小さな周波数変動を示すよう
な、全入射信号の複合である信号に遭遇する。
これらの様々な問題の幾つかを取り扱う様々な技法が
開発された。そうした技法の中に、伝送されるデータを
復号器で誤り訂正ができるように符号化する方法があ
る。開発され使用されるデータ符号化の一つの形式とし
て畳込み符号化（convolutional encoding）がある。こ
れは、送信されるシンボルが伝送されるデータに依存す
るだけでなく、前に伝送されたデータにも依存する。こ
の技法は、相加性白色雑音状況（additive white noise
situations）で効果を発揮し、様々な特定の伝送環境
に容易に適応する。さらに、少なくとも相加性ガウス雑
音（additive gaussian noise）チャネル用の最適復号
器は容易に実現される。この復号器は、ビタビまたはト
レリス型復号器（trellis type decoder）として様々に
知られる。
開発された。そうした技法の中に、伝送されるデータを
復号器で誤り訂正ができるように符号化する方法があ
る。開発され使用されるデータ符号化の一つの形式とし
て畳込み符号化（convolutional encoding）がある。こ
れは、送信されるシンボルが伝送されるデータに依存す
るだけでなく、前に伝送されたデータにも依存する。こ
の技法は、相加性白色雑音状況（additive white noise
situations）で効果を発揮し、様々な特定の伝送環境
に容易に適応する。さらに、少なくとも相加性ガウス雑
音（additive gaussian noise）チャネル用の最適復号
器は容易に実現される。この復号器は、ビタビまたはト
レリス型復号器（trellis type decoder）として様々に
知られる。
畳込み符号化は、有利な状態であるにもかかわらず限
界があり、フェード中に発生する状態，特に特定のシン
ボルへの影響を必ずしも適切に補償できるわけではな
い。これに対処するために、内部および外部符号が提案
される。そこでは、特定のシンボルに「マーク付け（ma
rk）」できることから、少なくともチャネルに最も近い
符号化段階が選択され、フェードなどの状況時には、対
応するシンボル時間中のチャネルの信頼度が低くなる。
この技法は特定の符号の特定に依存し、イレイジュア
（erasure）の検出として知られ、通信チャネルの信頼
度を用いてデータ伝送の完全性を改善する一方法であ
る。
界があり、フェード中に発生する状態，特に特定のシン
ボルへの影響を必ずしも適切に補償できるわけではな
い。これに対処するために、内部および外部符号が提案
される。そこでは、特定のシンボルに「マーク付け（ma
rk）」できることから、少なくともチャネルに最も近い
符号化段階が選択され、フェードなどの状況時には、対
応するシンボル時間中のチャネルの信頼度が低くなる。
この技法は特定の符号の特定に依存し、イレイジュア
（erasure）の検出として知られ、通信チャネルの信頼
度を用いてデータ伝送の完全性を改善する一方法であ
る。
チャネルの信頼水準を直接評価する方法が、別の方法
として開発される。これらは、フェーデッド信号に特有
な、またはその結果生じる受信信号の特定の特性を測定
することに依存する。これらは、受信信号の強度標識
（RSSI）（一般にある時間枠にわたって測定した受信信
号電力の平均）を測定し、それを各シンボルに対応付
け、その情報を復号化プロセスで利用することを含む。
この方法は、RSSIとチャネルの実際の信頼度または品質
との間の１対１の関係または強い相関関係を前提として
おり、この前提は必ずしも保証されない。
として開発される。これらは、フェーデッド信号に特有
な、またはその結果生じる受信信号の特定の特性を測定
することに依存する。これらは、受信信号の強度標識
（RSSI）（一般にある時間枠にわたって測定した受信信
号電力の平均）を測定し、それを各シンボルに対応付
け、その情報を復号化プロセスで利用することを含む。
この方法は、RSSIとチャネルの実際の信頼度または品質
との間の１対１の関係または強い相関関係を前提として
おり、この前提は必ずしも保証されない。
ある状況で適用される別の方法は、信号の小さい周波
数変動を検出し、その情報をフェードおよびそれによる
チャネルの信頼度の低下の代用として使用する。この方
法は、一般に複雑さを増す信号周波数の所望の変動と所
望ではない変動との区別など、独自の問題を含んでお
り、また入射信号が建設的に積み重なり、そのためにチ
ャネルの信頼度の増大が暗示されるような状況は考慮し
ない。
数変動を検出し、その情報をフェードおよびそれによる
チャネルの信頼度の低下の代用として使用する。この方
法は、一般に複雑さを増す信号周波数の所望の変動と所
望ではない変動との区別など、独自の問題を含んでお
り、また入射信号が建設的に積み重なり、そのためにチ
ャネルの信頼度の増大が暗示されるような状況は考慮し
ない。
これらの不十分な点を解決する動的チャネル指標を有
するデータ復号器が明らかに必要となる。
するデータ復号器が明らかに必要となる。
発明の概要
本発明は、チャネルで受信した信号から復元されるシ
ンボルを改善された精度で復号化するために、動的指標
付きチャネル状態計量を利用したデータ復号器，および
そのための方法を提供することによって、上述の必要性
に対処する。この復号器は、シンボル時間に対応する信
号の信号強度標識を提供する信号強度装置，多数の信号
強度標識を平均化して平均信号強度を提供する平均化装
置，シンボル時間に対応する指標値であって信号強度標
識および平均信号強度に依存する指標値を生成する指標
付け機能，指標値に対応するチャネル計量（channel me
tric）を選択する計量機能（metric function），およ
びチャネル計量に従ってシンボルの時間の間、復号器の
判断に加重する判断回路（decision circuit）を含む。
ンボルを改善された精度で復号化するために、動的指標
付きチャネル状態計量を利用したデータ復号器，および
そのための方法を提供することによって、上述の必要性
に対処する。この復号器は、シンボル時間に対応する信
号の信号強度標識を提供する信号強度装置，多数の信号
強度標識を平均化して平均信号強度を提供する平均化装
置，シンボル時間に対応する指標値であって信号強度標
識および平均信号強度に依存する指標値を生成する指標
付け機能，指標値に対応するチャネル計量（channel me
tric）を選択する計量機能（metric function），およ
びチャネル計量に従ってシンボルの時間の間、復号器の
判断に加重する判断回路（decision circuit）を含む。
図面の簡単な説明
第１図は、本発明の実施例を使用したデータ受信機の
ブロック図である。
ブロック図である。
第２図は、本発明の実施例によるデータ復号器のブロ
ック図である。
ック図である。
第３図は、第２図の実施例に使用するのに適した代表
的チャネル状態表である。
的チャネル状態表である。
第４図は、ビタビ復号を用いた典型的なレート1/2
（7,5）の畳込み符号のトレリス・ダイグラムである。
（7,5）の畳込み符号のトレリス・ダイグラムである。
第５図は、本発明の実施例の動作を例示する第４図の
レート1/2の畳込み符号のトレリス・ダイアグラムであ
る。
レート1/2の畳込み符号のトレリス・ダイアグラムであ
る。
第６図は、本発明の実施例の動作を例示するプロセス
の流れ図である。
の流れ図である。
好適な実施例の詳細な説明
第１図を参照して、アンテナ（１）は受信機（13）に
結合される。受信機（13）はチャネル，ここでは無線チ
ャネルの信号を受信し、データ・シンボルを含む信号を
復号器（15）の入力部（17）に提供する。復号器（15）
は、シンボルを復号化してデータを出力部（19）に提供
するように作動する。
結合される。受信機（13）はチャネル，ここでは無線チ
ャネルの信号を受信し、データ・シンボルを含む信号を
復号器（15）の入力部（17）に提供する。復号器（15）
は、シンボルを復号化してデータを出力部（19）に提供
するように作動する。
第２図を参照して、第１図と同様の要素には同様の符
号を使用し、入力部（17）と出力部（19）を有する復号
器（15）の実施例が示される。入力部（17）の信号は、
それぞれにシンボルを有しそこで変調された符号化デー
タを表わす多数のマルチパス信号，およびチャネルまた
は受信機による相加性雑音を含む。各シンボルは、対応
するシンボル時間，つまりシンボルが信号に影響を与え
る時間幅を有する。この信号は任意のレートで信号強度
装置（21），好適な実施例では基本的にエンベロープ検
出器（envelope detector）に結合され、出力部（23）
からシンボル時間に対応する信号の信号強度標識を提供
する。さらに、信号は、復調されたシンボルを判断回路
（27）の入力部（29）に提供するソフト判断復調器（so
ft decision demodulator）（25）に結合される。これ
らの復調されたシンボルは、フェージング，雑音などの
チャネルの異常のために破損することがある。
号を使用し、入力部（17）と出力部（19）を有する復号
器（15）の実施例が示される。入力部（17）の信号は、
それぞれにシンボルを有しそこで変調された符号化デー
タを表わす多数のマルチパス信号，およびチャネルまた
は受信機による相加性雑音を含む。各シンボルは、対応
するシンボル時間，つまりシンボルが信号に影響を与え
る時間幅を有する。この信号は任意のレートで信号強度
装置（21），好適な実施例では基本的にエンベロープ検
出器（envelope detector）に結合され、出力部（23）
からシンボル時間に対応する信号の信号強度標識を提供
する。さらに、信号は、復調されたシンボルを判断回路
（27）の入力部（29）に提供するソフト判断復調器（so
ft decision demodulator）（25）に結合される。これ
らの復調されたシンボルは、フェージング，雑音などの
チャネルの異常のために破損することがある。
ソフト判断復調器（25）は技術上周知であるが、使用
する特定の変調方式によって異なる。例えば、好適な実
施例では周波数変調を採用するので、周波数弁別器が適
する。実際の判断回路（27）は、データ復号化の仕上げ
を目的とするソフトウェア・アルゴリズムを実行するデ
ィジタル信号プロセッサやマイクロプロセッサなど（ど
ちらも特に図示せず）、プロセッサを中心とする回路で
ある。出力部（23）の信号強度標識はさらに、平均化装
置（31）および指標付け機能（35）の入力部（33）に結
合される。平均化装置（31）は実際には低減フイルタ
（low pass filter）であり、多数の信号強度標識を平
均化して、指標付け機能（35）の入力部（37）に平均信
号強度を提供する。多数の信号強度標識は、チャネルに
おけるフェードなどの異常の予想持続時間を越える時間
幅にわたる平均が得られるように選択される。この時間
幅は、一つのデータ・ブロックの全シンボル時間を含む
ことができる。任意のレートにおける複数性（特に等価
のデータ・シンボル数）は、特定のデータ・レートのシ
ンボル時間に依存する。
する特定の変調方式によって異なる。例えば、好適な実
施例では周波数変調を採用するので、周波数弁別器が適
する。実際の判断回路（27）は、データ復号化の仕上げ
を目的とするソフトウェア・アルゴリズムを実行するデ
ィジタル信号プロセッサやマイクロプロセッサなど（ど
ちらも特に図示せず）、プロセッサを中心とする回路で
ある。出力部（23）の信号強度標識はさらに、平均化装
置（31）および指標付け機能（35）の入力部（33）に結
合される。平均化装置（31）は実際には低減フイルタ
（low pass filter）であり、多数の信号強度標識を平
均化して、指標付け機能（35）の入力部（37）に平均信
号強度を提供する。多数の信号強度標識は、チャネルに
おけるフェードなどの異常の予想持続時間を越える時間
幅にわたる平均が得られるように選択される。この時間
幅は、一つのデータ・ブロックの全シンボル時間を含む
ことができる。任意のレートにおける複数性（特に等価
のデータ・シンボル数）は、特定のデータ・レートのシ
ンボル時間に依存する。
指標付け機能（35）は、各シンボル時間に対応し，入
力部（33）における信号強度標識のみならず、入力部
（37）おける平均信号強度にも依存する指標値を生成す
る。好適な実施例において、この依存度は、差分回路
（39）の出力部（40）から提供される信号強度標識と平
均信号強度との間の差である。いかなる場合も、指標値
は、この指標値に対応するチャネル計量を選択する計量
機能（41）で利用される。このチャネル計量は、判断回
路（27）の入力部（42）に提供される。第２図におい
て、これは、指標値に従って計量機能（41）への入口点
（45）を選択する指標付けスイッチ（43）として、特に
好適な実施例ではルック・アップ・テーブルとして機能
的に示される。判断回路（27）は、入力部（42）のチャ
ネル計量に従ってシンボル時間の間、復号器の判断に加
重するように配列される。
力部（33）における信号強度標識のみならず、入力部
（37）おける平均信号強度にも依存する指標値を生成す
る。好適な実施例において、この依存度は、差分回路
（39）の出力部（40）から提供される信号強度標識と平
均信号強度との間の差である。いかなる場合も、指標値
は、この指標値に対応するチャネル計量を選択する計量
機能（41）で利用される。このチャネル計量は、判断回
路（27）の入力部（42）に提供される。第２図におい
て、これは、指標値に従って計量機能（41）への入口点
（45）を選択する指標付けスイッチ（43）として、特に
好適な実施例ではルック・アップ・テーブルとして機能
的に示される。判断回路（27）は、入力部（42）のチャ
ネル計量に従ってシンボル時間の間、復号器の判断に加
重するように配列される。
第３図を参照して、計量機能（41）で使用するのに適
した典型的ルック・アップ・テーブルが示される。図３
において、横軸は指標値であり、縦軸はチャネル計量で
ある。基本的にこの実施例では、指標値は、予め決めら
れた値のテーブルのアドレスに対応し、そのアドレスに
格納された値は、判断回路（27）に提供された対応する
チャネル計量を表わす。第３図をよくみると、予め決め
られた値は一意かつ単調に指標値に対応する。予め決め
られた値が指標値の予想範囲の全部または大部分を含む
とき、より好ましい精度が達成されることが、実験的に
突き止められた。さらに、チャネル・テーブルの中心点
（305）またはその付近において、ゼロまたは無視でき
る勾配であることが好ましいことが明らかである。これ
は、最小のフェージングが存在するときに、チャネル信
頼度をより正確に表わす。
した典型的ルック・アップ・テーブルが示される。図３
において、横軸は指標値であり、縦軸はチャネル計量で
ある。基本的にこの実施例では、指標値は、予め決めら
れた値のテーブルのアドレスに対応し、そのアドレスに
格納された値は、判断回路（27）に提供された対応する
チャネル計量を表わす。第３図をよくみると、予め決め
られた値は一意かつ単調に指標値に対応する。予め決め
られた値が指標値の予想範囲の全部または大部分を含む
とき、より好ましい精度が達成されることが、実験的に
突き止められた。さらに、チャネル・テーブルの中心点
（305）またはその付近において、ゼロまたは無視でき
る勾配であることが好ましいことが明らかである。これ
は、最小のフェージングが存在するときに、チャネル信
頼度をより正確に表わす。
今、動的に指標付けされたこのチャネル計量は、数個
のシンボル時間にわたって平均化したチャネル品質に比
較して、相対的シンボル時間のチャネル品質を考慮に入
れることができる。これとは対照的に、先行技術は、シ
ンボル時間中の（おそらく変化する時間枠にわたる）平
均信号強度のみ一般に考慮する。前述のように、この平
均信号強度は、チャネル品質の代用としては劣ることが
明らかである。前記の別の方法、つまり動的指標付きチ
ャネル計量は通常、チャネル異常の発生のよりよい予測
値である。後でさらに明確に示すように、チャネル異常
のよい予測値は、畳込み符号化データなど順方向誤り訂
正機能（forward error correction capability）を有
する状況で有利に利用することができる。
のシンボル時間にわたって平均化したチャネル品質に比
較して、相対的シンボル時間のチャネル品質を考慮に入
れることができる。これとは対照的に、先行技術は、シ
ンボル時間中の（おそらく変化する時間枠にわたる）平
均信号強度のみ一般に考慮する。前述のように、この平
均信号強度は、チャネル品質の代用としては劣ることが
明らかである。前記の別の方法、つまり動的指標付きチ
ャネル計量は通常、チャネル異常の発生のよりよい予測
値である。後でさらに明確に示すように、チャネル異常
のよい予測値は、畳込み符号化データなど順方向誤り訂
正機能（forward error correction capability）を有
する状況で有利に利用することができる。
技術上よく知られ簡易な例として、各データ・ビット
を２ビットとして符号化し、さらにそれをシンボルとし
てグレー符号化する（gray coded）レート1/2（7,5）畳
込み符号について考慮する。これらの２ビットの値は、
現在のデータ・ビットと前の２データ・ビット（符号器
の状態）に依存する。0,1,0,0,0,0というデータ・スト
リームを考慮し、このストリームは、00,11,10,11,00,0
0と畳込み符号化され、さらに＋3,−1,−3,−1,＋3,＋
３というシンボル・シーケンスにグレー符号化される
（このグレー符号では、00＝＋3,11＝−1,10＝−3,01＝
＋１である）。次に、このシーケンスはチャネルで伝送
され、上述の実施例に従って受信および復号化され、出
力部（19）にデータを提供する。チャネルの破損の場
合、ソフト判断復調器（25）によって判断回路（27）の
入力部（29）に提供される復調されたシンボルは、＋1,
−1,＋1,−1,＋3,＋３というシーケンスである。
を２ビットとして符号化し、さらにそれをシンボルとし
てグレー符号化する（gray coded）レート1/2（7,5）畳
込み符号について考慮する。これらの２ビットの値は、
現在のデータ・ビットと前の２データ・ビット（符号器
の状態）に依存する。0,1,0,0,0,0というデータ・スト
リームを考慮し、このストリームは、00,11,10,11,00,0
0と畳込み符号化され、さらに＋3,−1,−3,−1,＋3,＋
３というシンボル・シーケンスにグレー符号化される
（このグレー符号では、00＝＋3,11＝−1,10＝−3,01＝
＋１である）。次に、このシーケンスはチャネルで伝送
され、上述の実施例に従って受信および復号化され、出
力部（19）にデータを提供する。チャネルの破損の場
合、ソフト判断復調器（25）によって判断回路（27）の
入力部（29）に提供される復調されたシンボルは、＋1,
−1,＋1,−1,＋3,＋３というシーケンスである。
第４図を参照して、この畳込み符号のトレリス・ダイ
アグラムが示される。技術上理解されるように、このト
レリス・ダイアグラムは、最初および最後にクリアされ
た（全部ゼロの）符号器が存在することを追加前提とし
て、符号器の全ての状態（ａ＝00,b＝01,c＝10,d＝1
1），およびトレリス・ダイアグラムにおける左から右
への移動つまり状態間の全ての可能な分岐を示す。ここ
で、４つの状態（a,b,c,d）はそれぞれ、２ビットの一
意の組合せを表わし、トレリス・ダイアグラム内の垂直
位置を指定する。一般に、左から右に移動し（時間の経
過を表わし、各分岐はシンボル時間に対応する）、１デ
ータ・ビットの２つの値のそれぞれを表わす２つの可能
な分岐が各ノード（node），例えば（h,i,j,k）で始ま
る。同様に、一般に２つの分岐は各ノードで終了する。
これらの一般的説明の例外は、上記のクリアされた状態
の結果である。慣例により、点線はデータ・ビット“1"
から生じる分岐を表わし、実線はデータ・ビット“0"か
ら生じる分岐を表わす。
アグラムが示される。技術上理解されるように、このト
レリス・ダイアグラムは、最初および最後にクリアされ
た（全部ゼロの）符号器が存在することを追加前提とし
て、符号器の全ての状態（ａ＝00,b＝01,c＝10,d＝1
1），およびトレリス・ダイアグラムにおける左から右
への移動つまり状態間の全ての可能な分岐を示す。ここ
で、４つの状態（a,b,c,d）はそれぞれ、２ビットの一
意の組合せを表わし、トレリス・ダイアグラム内の垂直
位置を指定する。一般に、左から右に移動し（時間の経
過を表わし、各分岐はシンボル時間に対応する）、１デ
ータ・ビットの２つの値のそれぞれを表わす２つの可能
な分岐が各ノード（node），例えば（h,i,j,k）で始ま
る。同様に、一般に２つの分岐は各ノードで終了する。
これらの一般的説明の例外は、上記のクリアされた状態
の結果である。慣例により、点線はデータ・ビット“1"
から生じる分岐を表わし、実線はデータ・ビット“0"か
ら生じる分岐を表わす。
次に、第４図を参照して、先行技術の判断回路の機能
の一般化された説明を理解されたい。ノード（h,i,j,
k）に入射し、これらのノードから出る全ての分岐は、
それぞれに対応するシンボルおよび２ビットの畳込み符
号化パターンをラベル付けされる。同じ状況に置かれる
が、一時的に離して配置した他の全ての分岐は、同じ対
応シンボルを有することを理解されたい。さらに、１つ
のノードに入射する各分岐は、その分岐に加えて最低加
重の前の経路から成る複合経路の加重に対応する数を指
定される。分岐の加重は、その分岐に対応し“r"と表示
されたシンボルと、そのシンボル時間に対応し“R"と表
示された復調シンボルとの間の差の二乗として計算され
る。例えば、ノード（ｈ）および加重指定24を有する分
岐を考える。この分岐は、＋３のシンボルに対応し、復
調されたシンボルは＋１である。従って、（ｒ−Ｒ）２
＝（＋３−＋１）２＝22＝４となる。前の経路（この場
合は１つだけ）は、20の累積加重を有する。ノード
（ｈ）に入射しこの分岐で終了する経路の場合、４に20
を加算すると累積加重は24となる。
の一般化された説明を理解されたい。ノード（h,i,j,
k）に入射し、これらのノードから出る全ての分岐は、
それぞれに対応するシンボルおよび２ビットの畳込み符
号化パターンをラベル付けされる。同じ状況に置かれる
が、一時的に離して配置した他の全ての分岐は、同じ対
応シンボルを有することを理解されたい。さらに、１つ
のノードに入射する各分岐は、その分岐に加えて最低加
重の前の経路から成る複合経路の加重に対応する数を指
定される。分岐の加重は、その分岐に対応し“r"と表示
されたシンボルと、そのシンボル時間に対応し“R"と表
示された復調シンボルとの間の差の二乗として計算され
る。例えば、ノード（ｈ）および加重指定24を有する分
岐を考える。この分岐は、＋３のシンボルに対応し、復
調されたシンボルは＋１である。従って、（ｒ−Ｒ）２
＝（＋３−＋１）２＝22＝４となる。前の経路（この場
合は１つだけ）は、20の累積加重を有する。ノード
（ｈ）に入射しこの分岐で終了する経路の場合、４に20
を加算すると累積加重は24となる。
この（ビタビ）復号規則を示すもう一つの例として、
ノード（１）および28の加重指定を有する分岐を考え
る。この分岐は＋３のシンボルに対応し、復調シンボル
は−１である。従って、（ｒ−Ｒ）２＝（＋３−（−
１））２＝42＝16となる。この場合、それぞれ24および
12の加重指定を有する２つの可能な前の経路がある（具
体的にはそれぞれノードｈに入射する分岐）。この場
合、従うべき判断規則は、「最も低い加重の前の経路を
選択し、その他は廃棄する」ことである。従って、加重
12を有する分岐を選択し、加重24の分岐は廃棄する。従
って、累積加重は28である。具体的には16（上記計算
値）に加えて生き残り経路の12で、合計は前に示した通
り28となる。
ノード（１）および28の加重指定を有する分岐を考え
る。この分岐は＋３のシンボルに対応し、復調シンボル
は−１である。従って、（ｒ−Ｒ）２＝（＋３−（−
１））２＝42＝16となる。この場合、それぞれ24および
12の加重指定を有する２つの可能な前の経路がある（具
体的にはそれぞれノードｈに入射する分岐）。この場
合、従うべき判断規則は、「最も低い加重の前の経路を
選択し、その他は廃棄する」ことである。従って、加重
12を有する分岐を選択し、加重24の分岐は廃棄する。従
って、累積加重は28である。具体的には16（上記計算
値）に加えて生き残り経路の12で、合計は前に示した通
り28となる。
最終的に、特定の受信シーケンスを復号することは、
実線が“0"を表わし、破線が“1"を表わすことを念頭に
置き、最低加重分岐に従ってトレリス・ダイアグラムを
逆にたどることになる。従って、ビタビ・アルゴリズム
を用いて第４図のトレリス・ダイアグラムを逆にたどる
と、左から右に−1,＋1,＋1,−1,＋3,＋３のシンボル・
シーケンスに対応する経路（401），および出力部（1
9）における1,1,0,0,0,0のデータ・シーケンスが生じ
る。元の送信データ・シーケンスと比較すると、これは
１つの誤りビットを表わす。
実線が“0"を表わし、破線が“1"を表わすことを念頭に
置き、最低加重分岐に従ってトレリス・ダイアグラムを
逆にたどることになる。従って、ビタビ・アルゴリズム
を用いて第４図のトレリス・ダイアグラムを逆にたどる
と、左から右に−1,＋1,＋1,−1,＋3,＋３のシンボル・
シーケンスに対応する経路（401），および出力部（1
9）における1,1,0,0,0,0のデータ・シーケンスが生じ
る。元の送信データ・シーケンスと比較すると、これは
１つの誤りビットを表わす。
第５図を参照して、本発明の実施例の動作が、上述の
先行技術と対照される。ここでは特に指摘しない限り、
他の全ての情報，動作，仮定データ・パターン等は、第
４図の説明に用いたものと同じである。第２図で前に説
明した、判断回路（27）が復調されたシンボル・シーケ
ンスおよび各シンボルに対応する動的指標付きチャネル
計量を利用できるということを思い出されたい。これら
のチャネル計量のシーケンスを仮定し、第５図に示す。
第５図の分岐加重は、第４図の分岐加重と対応するチャ
ネル計量の積に従って計算される。つまり、分岐加重＝
（ｒ−Ｒ）２×（チャネル計量）である。第５図の分岐
は、前記の式を用いて計算した累積経路加重指定を含
む。
先行技術と対照される。ここでは特に指摘しない限り、
他の全ての情報，動作，仮定データ・パターン等は、第
４図の説明に用いたものと同じである。第２図で前に説
明した、判断回路（27）が復調されたシンボル・シーケ
ンスおよび各シンボルに対応する動的指標付きチャネル
計量を利用できるということを思い出されたい。これら
のチャネル計量のシーケンスを仮定し、第５図に示す。
第５図の分岐加重は、第４図の分岐加重と対応するチャ
ネル計量の積に従って計算される。つまり、分岐加重＝
（ｒ−Ｒ）２×（チャネル計量）である。第５図の分岐
は、前記の式を用いて計算した累積経路加重指定を含
む。
図を参照して、第５図のトレリス・ダイアグラムを逆
にたどると、今度は、左から右に＋3,−1,−3,−1,＋3,
＋３のシンボル・シーケンスに対応する経路（501）お
よび出力部（19）に0,1,0,0,0,0のデータ・シーケンス
が生じる。元の送信データ・ストリームと比較すると、
全てのデータ・ビットが正確に復号される。ある意味で
は、動的指標付きチャネル計量のおかげで、本発明は、
トレリス・ダイアグラムにおいてチャネルの低信頼度に
対応する１つの分岐以外は全部無視することができる。
これは、低チャネル計量に対応するトレリス・ダイアグ
ラムの分岐が、最終的に選択される最低加重経路に相対
的にほとんど貢献しないことに気付くことによって、第
５図で観察することができる。実際、これは、イレイジ
ュアを検出し無視することのできる順方向誤り訂正構造
に類似する。
にたどると、今度は、左から右に＋3,−1,−3,−1,＋3,
＋３のシンボル・シーケンスに対応する経路（501）お
よび出力部（19）に0,1,0,0,0,0のデータ・シーケンス
が生じる。元の送信データ・ストリームと比較すると、
全てのデータ・ビットが正確に復号される。ある意味で
は、動的指標付きチャネル計量のおかげで、本発明は、
トレリス・ダイアグラムにおいてチャネルの低信頼度に
対応する１つの分岐以外は全部無視することができる。
これは、低チャネル計量に対応するトレリス・ダイアグ
ラムの分岐が、最終的に選択される最低加重経路に相対
的にほとんど貢献しないことに気付くことによって、第
５図で観察することができる。実際、これは、イレイジ
ュアを検出し無視することのできる順方向誤り訂正構造
に類似する。
プロセスとして具体化される本発明の理解は、第６図
のプロセスの流れ図によって促進される。第６図におい
て信号はステップ（601）で受信される。ステップ（60
3）で、ソフト判断シンボル“R"が受信信号から復調ま
たは復元される。ソフト判断シンボル“R"に対応する信
号強度標識が、ステップ（605）で提供される。この信
号強度標識は、前の信号強度標識と共にステップ（60
7）で平均化され、平均信号強度を提供する。ステップ
（609）で、ステップ（605）による信号強度標識とステ
ップ（607）による平均信号強度との間の差を取ること
によって、指標値が生成される。次に、指標値に対応す
るチャネル計量が、ステップ（611）で選択される。最
後にステップ（613）で、このチャネル計量を利用し
て、ソフトウェア判断シンボル“R"に対応するシンボル
時間の検出器の判断に加重する。
のプロセスの流れ図によって促進される。第６図におい
て信号はステップ（601）で受信される。ステップ（60
3）で、ソフト判断シンボル“R"が受信信号から復調ま
たは復元される。ソフト判断シンボル“R"に対応する信
号強度標識が、ステップ（605）で提供される。この信
号強度標識は、前の信号強度標識と共にステップ（60
7）で平均化され、平均信号強度を提供する。ステップ
（609）で、ステップ（605）による信号強度標識とステ
ップ（607）による平均信号強度との間の差を取ること
によって、指標値が生成される。次に、指標値に対応す
るチャネル計量が、ステップ（611）で選択される。最
後にステップ（613）で、このチャネル計量を利用し
て、ソフトウェア判断シンボル“R"に対応するシンボル
時間の検出器の判断に加重する。
ステップ（613）に焦点を当てると、ビタビ・アルゴ
リズムを使用し、畳込み符号化されたデータを復号する
ために作動する実施例では、１組の分岐加重がステップ
（615）で計算される。これらの分岐加重は、ソフト判
断シンボル“R"に対応付けられるシンボル時間に対応
し、（ｒ−Ｒ）２×（チャネル計量）に等しい。ここ
で、ｒは、＋3,＋1,−1,−３など、畳込み符号の可能な
シンボルである。ステップ（617）で、生き残った経路
が決定され、特定のノードに入射したその他の全ての分
岐は廃棄される（上の説明を参照されたい）。ステップ
（619）でデータ・パケット全体が受信されない場合、
プロセスはステップ（613）に逆戻りし、手順を続行す
る。完全なデータ・パケットが受信される場合、最も可
能性の高い経路、具体的には最低加重の生き残り経路が
ステップ（621）で選択され、ステップ（623）で経路を
逆にたどり、ステップ（625）で復号シンボルまたはデ
ータが生成される。
リズムを使用し、畳込み符号化されたデータを復号する
ために作動する実施例では、１組の分岐加重がステップ
（615）で計算される。これらの分岐加重は、ソフト判
断シンボル“R"に対応付けられるシンボル時間に対応
し、（ｒ−Ｒ）２×（チャネル計量）に等しい。ここ
で、ｒは、＋3,＋1,−1,−３など、畳込み符号の可能な
シンボルである。ステップ（617）で、生き残った経路
が決定され、特定のノードに入射したその他の全ての分
岐は廃棄される（上の説明を参照されたい）。ステップ
（619）でデータ・パケット全体が受信されない場合、
プロセスはステップ（613）に逆戻りし、手順を続行す
る。完全なデータ・パケットが受信される場合、最も可
能性の高い経路、具体的には最低加重の生き残り経路が
ステップ（621）で選択され、ステップ（623）で経路を
逆にたどり、ステップ（625）で復号シンボルまたはデ
ータが生成される。
以上の実施例の説明は、先行技術の欠点が処理された
ことを示す。さらに、ひとつの実施例の実験結果から、
５％のパケット誤り率に要求されるノイズ・フロアに対
する１ビット当たりのエネルギの比率が、約5dB改善さ
れることが確認された。これらの実験は、19.2Kビット
／秒で作動するレート3/4,制約長６のトレリス符号化デ
ータ・ストリームに対して行なわれた。当業者は、本発
明の真の範囲および精神が、ここに開示した具体例をは
るかに越えて広がるものであることを認識されたい。
ことを示す。さらに、ひとつの実施例の実験結果から、
５％のパケット誤り率に要求されるノイズ・フロアに対
する１ビット当たりのエネルギの比率が、約5dB改善さ
れることが確認された。これらの実験は、19.2Kビット
／秒で作動するレート3/4,制約長６のトレリス符号化デ
ータ・ストリームに対して行なわれた。当業者は、本発
明の真の範囲および精神が、ここに開示した具体例をは
るかに越えて広がるものであることを認識されたい。
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H04L 27/00 - 27/30
H03M 13/00 - 13/53
Claims (10)
- 【請求項１】動的指標付きチャネル状態計量を利用し
て、チャネルで受信された信号から復元されたシンボル
を改善された精度で復号するデータ復号器であって、 シンボル期間に対応する前記信号の信号強度標識を提供
する信号強度手段と、 前記信号強度手段に結合され、複数の前記信号強度標識
を平均化して平均信号強度を提供する平均化手段と、 前記信号強度手段および前記平均化手段に結合され、前
記シンボル期間に対応する指標値であって、前記信号強
度標識および前記平均信号強度に依存する前記指標値を
生成する指標付け手段と、 前記指標付け手段に結合され、前記指標値に対応するチ
ャネル計量を選択する計量手段と、 前記チャネル計量に従って前記シンボル期間の間復号器
の判断に加重する判断手段と の組合せによって構成されることを特徴とするデータ復
号器。 - 【請求項２】前記指標値が前記信号強度標識と前記平均
信号強度との間の差に対応することを特徴とする請求項
１記載のデータ復号器。 - 【請求項３】前記計量手段が予め決められた値のテーブ
ルから前記チャネル計量を選択し、前記予め決められた
値は一意かつ単調に前記指標値に対応することを特徴と
する請求項２記載のデータ復号器。 - 【請求項４】前記判断手段が、前記チャネル計量と、復
元されたシンボルと可能なシンボルとの間の差の二乗と
を乗算することを特徴とする請求項３記載のデータ復号
器。 - 【請求項５】動的指標付きチャネル状態計量を利用し
て、チャネルで受信された信号から復元された畳込み符
号化シンボルを改善された精度で復号する畳込みデータ
復号器であって、 シンボル期間に対応する前記信号の信号強度標識を提供
する信号強度手段と、 前記信号強度手段に結合され、複数の前記信号強度標識
を平均化して平均信号強度を提供する平均化手段と、 前記信号強度手段および前記平均化手段に結合され、前
記シンボル期間に対応する指標値であって、前記信号強
度標識および前記平均信号強度に依存する前記指標値を
生成する指標付け手段と、 前記指標付け手段に結合され、前記指標値に対応するチ
ャネル計量を選択する計量手段と、 トレリス復号器として作動し、前記シンボル期間のシン
ボルを選択して、前記チャネル計量に従って加重される
前記トレリス復号器の分岐に対応する復号化されたシン
ボルを提供する判断手段と、 の組合せによって構成されることを特徴とする畳込みデ
ータ復号器。 - 【請求項６】前記指標値が前記信号強度標識と前記平均
信号強度との間の差に対応することを特徴とする請求項
５記載の畳込みデータ復号器。 - 【請求項７】動的指標付きチャネル状態計量を利用し
て、チャネルで受信された信号から復元された畳込み符
号化シンボルを改善された精度で復号する畳込みデータ
復号器における復号方法であって、 シンボル期間に対応する前記信号の信号強度標識を提供
する段階と、 複数の前記信号強度標識を平均化して平均信号強度を提
供する段階と、 前記シンボル期間に対応する指標値であって、前記信号
強度標識と前記平均信号強度に依存する前記指標値を生
成する段階と、 前記指標値に対応するチャネル計量を選択する段階と、 トレリス復号器で前記シンボル期間のシンボルを選択し
て、前記チャネル計量に従って加重された前記トレリス
復号器の分岐に対応する復号化されたシンボルを提供す
る段階と を備えることを特徴とする方法。 - 【請求項８】前記指標値が前記信号強度標識と前記平均
信号強度との間の差に対応することを特徴とする請求項
７記載の方法。 - 【請求項９】前記チャネル計量を選択する段階が予め決
められた値のルックアップ・テーブルを含み、前記予め
決められた値が一意かつ単調に前記指標値に対応するこ
とを特徴とする請求項８記載の方法。 - 【請求項１０】前記シンボルを選択する段階が、前記チ
ャネル計量と、復元されたシンボルと可能なシンボルと
の間の二乗とを乗算することを含むことを特徴とする請
求項９記載の方法。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US064,308 | 1993-05-20 | ||
| US08/064,308 US5363413A (en) | 1993-05-20 | 1993-05-20 | Data decoder and method for use therein using a dynamically indexed channel state metric |
| PCT/US1994/004094 WO1994028622A1 (en) | 1993-05-20 | 1994-04-13 | A data decoder and method for use therein using a dynamically indexed channel state metric |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07509357A JPH07509357A (ja) | 1995-10-12 |
| JP3526867B2 true JP3526867B2 (ja) | 2004-05-17 |
Family
ID=22055035
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP50061895A Expired - Fee Related JP3526867B2 (ja) | 1993-05-20 | 1994-04-13 | 動的指標付きチャネル状態計量を利用したデータ復号器およびそのための方法 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5363413A (ja) |
| EP (1) | EP0660978B1 (ja) |
| JP (1) | JP3526867B2 (ja) |
| AU (1) | AU663261B2 (ja) |
| CA (1) | CA2138958C (ja) |
| DE (1) | DE69428870T2 (ja) |
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| US5636230A (en) * | 1994-05-31 | 1997-06-03 | Motorola, Inc. | Method for eliminating a receiving data unit as a source of excessive resend requests |
| JP2864988B2 (ja) * | 1994-06-21 | 1999-03-08 | 日本電気株式会社 | 軟判定信号出力形受信機 |
| GB9520445D0 (en) * | 1995-10-06 | 1995-12-06 | British Telecomm | Convolutional codes |
| US5815508A (en) * | 1996-10-11 | 1998-09-29 | Motorola, Inc. | Method and apparatus for providing information between communication devices |
| US5995550A (en) * | 1997-05-27 | 1999-11-30 | Motorola, Inc. | Method and apparatus for decoding a coded signal in a communication system |
| US6219389B1 (en) * | 1998-06-30 | 2001-04-17 | Motorola, Inc. | Receiver implemented decoding method of selectively processing channel state metrics to minimize power consumption and reduce computational complexity |
| US6760438B1 (en) * | 1999-07-01 | 2004-07-06 | Nortel Networks Limited | System and method for Viterbi decoding on encrypted data |
| EP1069693B1 (en) * | 1999-07-15 | 2004-10-13 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Noise reduction apparatus |
| JP3923685B2 (ja) * | 1999-09-13 | 2007-06-06 | 富士通株式会社 | 復号方法および復号装置 |
| US7433432B2 (en) * | 2004-12-31 | 2008-10-07 | Broadcom Corporation | Adaptive detector for multiple-data-path systems |
| US8462867B2 (en) * | 2007-08-31 | 2013-06-11 | Qualcomm Incorporated | Near soft-output maximum-likelihood detection for multiple-input multiple-output systems |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4015238A (en) * | 1975-11-24 | 1977-03-29 | Harris Corporation | Metric updater for maximum likelihood decoder |
| US4700349A (en) * | 1984-02-06 | 1987-10-13 | Codex Corporation | Coded modulation system |
| US5010554A (en) * | 1989-05-12 | 1991-04-23 | At&T Bell Laboratories | Error correction method and apparatus |
| US5111483A (en) * | 1989-08-07 | 1992-05-05 | Motorola, Inc. | Trellis decoder |
| US5144644A (en) * | 1989-10-13 | 1992-09-01 | Motorola, Inc. | Soft trellis decoding |
| US5271042A (en) * | 1989-10-13 | 1993-12-14 | Motorola, Inc. | Soft decision decoding with channel equalization |
| US5134635A (en) * | 1990-07-30 | 1992-07-28 | Motorola, Inc. | Convolutional decoder using soft-decision decoding with channel state information |
| US5289504A (en) * | 1991-06-28 | 1994-02-22 | Wilson Timothy J | Signal decoding method using both signal and channel state information |
| IL100029A (en) * | 1991-11-11 | 1994-02-27 | Motorola Inc | Method and apparatus for improving detection of data bits in a slow frequency hopping communication system |
-
1993
- 1993-05-20 US US08/064,308 patent/US5363413A/en not_active Expired - Lifetime
-
1994
- 1994-04-13 DE DE69428870T patent/DE69428870T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1994-04-13 EP EP94915795A patent/EP0660978B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1994-04-13 WO PCT/US1994/004094 patent/WO1994028622A1/en active IP Right Grant
- 1994-04-13 JP JP50061895A patent/JP3526867B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1994-04-13 AU AU67684/94A patent/AU663261B2/en not_active Ceased
- 1994-04-13 CA CA002138958A patent/CA2138958C/en not_active Expired - Fee Related
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