JP3650102B2 - ソフト出力発生装置及びその方法 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はソフト出力発生装置及びその方法に係り、特に、所定の特性を有するチャネルを通過した信号のソフト出力を生じさせる装置及びその方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来所定のチャネルを通過したソフト出力を求めるための方法として、最大事後確率復号(MAP)またはソフト出力ビタビアルゴリズム(SOVA)を用いたりログ尤度比(LLR:Log Likelihood Ratio)を直接的に求める方式を用いたりする方法がある。
【0003】
ここで、MAPアルゴリズムは
【0004】
【外1】
Figure 0003650102
で表わされる確率値を最大とするアルゴリズムであって、dはk番目の入力を表わし、iは1または0を表わす。すなわち、一定大きさの信号を入力された後に一つ一つのビットに対する事後確率を計算するのである。そして、SOVAはビタビアルゴリズムにより出力される結果に信頼度をかけた値を出力するものであり、ビタビアルゴリズムは一定長さの演算を経て最終値が出力されるため、演算中間値の信頼度の更新が必要である。そして、LLR値直接計算方法は、チャネルにより出力可能な全ての場合に対して検索するものであって、SOVAと異なる点は、SOVAの場合に一定長さのシーケンスに対して出力可能なシーケンス値を計算するのに対し、LLR値の直接計算方法は一つ一つのビットに対する出力検索を行う点で違いがある。
【0005】
ところで、このような従来の技術は、フレーム単位の復号を行ったり(MAPの場合)あるいは全てのエラー経路及び出力値を検索(SOVA,LLRの場合)するため、検出時間がかかるという短所がある。特に、繰り返し復号時には時間遅延が増加するという問題点がある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする技術的課題は、従来の技術に比べて計算時間が短縮された、ISIチャネルにおいて発せられる信号のソフト出力を求める方法及びその装置を提供するところにある。
【0007】
また、本発明が解決しようとする技術的課題は、前記ソフト出力を求めるのに用いられるエラー経路を設定する方法を提供するところにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
前記問題点を解決するために、本発明によるソフト出力生成方法は、(a)記録媒体を含む所定の特性を有するチャネルを通過したアナログ信号を離散信号に変換して得られた離散信号である入力信号を入力される段階と、(b)前記入力信号の値が有する符号が反転される時点を第1基準時点として所定数の値を有する区間である反転区間を検出する段階と、(c)前記反転区間内において前記入力信号の離散値が存在する毎時間を第2基準時間として、前記第2基準時間に対応する入力信号値を含みつつ前記毎時間に存在しうる信号値である目標値の集合である全てのエラー経路を求める段階と、(d)前記反転区間内の入力信号値及び各々の前記第2基準時間に関する前記エラー経路の値に基づき前記経路別に累積エラーを求め、前記経路別累積エラーのうち最大値を求める段階と、(e)各々の前記第2基準時間に関する前記最大値に基づきLLR値を計算する段階及び(f)前記反転区間内の所定の範囲に相当する前記入力信号の値を前記LLR値に変換して出力する段階を含むことを特徴とする。
【0009】
前記問題点を解決するために、本発明によるソフト出力生成方法は、(a)記録媒体を含む所定の特性を有するチャネルを通過したアナログ信号を離散信号に変換して得られた離散信号である入力信号を入力される段階と、(b)前記入力信号の離散値が存在する毎時間を第2基準時間として、前記第2基準時間に対応する入力信号値を含みつつ前記毎時間に存在しうる信号値である目標値の集合であるエラー経路を全て求める段階と、(c)前記入力信号の値が有する符号が反転される時点を第1基準時点として所定数の値を有する区間である反転区間を検出する段階と、(d)前記反転区間内の入力信号値及び各々の前記第2基準時間に関する前記エラー経路の値に基づき前記経路別に累積エラーを求め、前記経路別累積エラーのうち最大値を求める段階と、(e)各々の前記第2基準時間に関する前記最大値に基づきログ尤度比(LLR)値を計算する段階と、(f)前記反転区間内の所定の範囲に相当する前記入力信号の値を前記LLR値に変換して出力する段階と、を含むことを特徴とする。
【0010】
上記問題点を解決するために、本発明によるソフト出力生成装置は、記録媒体を含む所定の特性を有するチャネルを通過したアナログ信号を離散信号に変換して得られた離散信号である入力信号を入力され、前記入力信号の値が有する符号が反転される時点を第1基準時点として所定数の値を有する区間である反転区間を検出する反転区間検出部と、前記反転区間内において前記入力信号の離散値が存在する毎時間を第2基準時間として、前記第2基準時間に対応する入力信号値を含みつつ前記毎時間に存在しうる信号値である目標値の集合である全てのエラー経路を求め、前記反転区間内の入力信号値及び各々の前記第2基準時間に関する前記エラー経路の値に基づき前記経路別に累積エラーを求め、前記経路別累積エラーのうち最大値を求める累積エラー演算部と、各々の前記第2基準に関する前記最大値に基づきLLR値を計算するLLR値計算部と、前記反転区間内の所定の範囲に相当する前記入力信号の値を前記LLR値に変換して出力する信号値変換部と、を備えることを特徴とする。
【0011】
上記問題点を解決するために、本発明によるソフト出力生成装置は、記録媒体を含む所定の特性を有するチャネルを通過したアナログ信号を離散信号に変換して得られた離散信号である入力信号を入力され、前記入力信号の離散値が存在する毎時間を第2基準時間として、前記第2基準時間に対応する入力信号値を含みつつ前記毎時間に存在しうる信号値である目標値の集合である全てのエラー経路を求め、前記反転区間内の入力信号値及び各々の前記第2基準時間に関する前記エラー経路の値に基づき前記経路別に累積エラーを求め、前記経路別累積エラーのうち最大値を求める累積エラー演算部と、前記入力信号の値が有する符号が反転される時点を第1基準時点として所定数の値を有する区間である反転区間を検出する反転区間検出部と、各々の前記第2基準に関する前記最大値に基づきLLR値を計算するLLR値計算部と、前記反転区間内の所定の範囲に相当する前記入力信号の値を前記LLR値に変換して出力する信号値変換部と、を備えることを特徴とする。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、添付した図面に基づき、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
【0015】
図1A及び図1Bは、本発明によるソフト出力発生装置の好適な実施形態のブロック図を示している。累積エラー演算部112及び121は、入力信号をrとし、チャネルによる出力目標値をC, C, C, Cとした時、毎信号タイムnごとに次の式(1)として定義されるエラー値を計算する。
【0016】
【数1】
Figure 0003650102
ここで、k=1ないし4の整数である。
【0017】
そして、チャネル特性により必要な長さだけM値を組み合せて信号経路に関する累積エラーを次の式(2)のように計算する。
【0018】
【数2】
Figure 0003650102
ここで、iは経路番号であり、nはエラー値を計算するのに基準となる信号タイムを意味する。
【0019】
反転区間検出部111及び122は、(rn−1×r)の符号及びrn−1の符号を確認して入力信号rの符号変化及び方向を検出し、検出された符号反転される入力信号値を含む所定大きさの反転区間を設定する。
【0020】
LLR値計算部113及び123はLLR値を求める。LLR値は入力信号に対する確率を割った値
【0021】
【外2】
Figure 0003650102
にログを取ったものであり、本発明においては、計算を簡単にするために、前記累積エラー演算部112及び121において計算された各経路別エラーの最大値を用いる。
【0022】
信号値変換部114及び124は前記入力信号の値のうち反転区間の値を前記LLR値に変換して出力する機能を果たす。
【0023】
一方、図1A及び図1Bから分かるように、累積エラー演算部112及び121と反転区間検出部111及び122との位置は必要に応じて互いに置き換えられる。
【0024】
本発明によるソフト出力を生じさせる方法について説明すれば、次の通りである。すなわち、所定の特性を有するチャネルを通過したアナログ信号を離散信号に変換して得られた信号を入力される。そして、前記入力信号の経路に関する累積エラーを計算する。
【0025】
例えば、チャネル形態が121である場合には目標値
【0026】
【外3】
Figure 0003650102
のように表わせる。この時、3信号のための一つの経路に関する4回の累積エラーは次の表1のような組合せにより表わされる。ここで、信号の反転は、n−1信号が正の符号を有する時にn−1及びnの間で起こる。
【0027】
【表1】
Figure 0003650102
前記のような組み合せが選択されれば、
【0028】
【数3】
Figure 0003650102
値を計算する。零点交差時(反転時)に3信号の経路に関する累積エラー値は各々
【0029】
【数4】
Figure 0003650102
となる。
【0030】
その後、入力信号の符号が変わる位置及び方向を確認する。前述したように、連続した2信号の符号を確認する。
【0031】
そして、信号の零点交差が確認されれば、エラー経路別累積エラーの最大値を選択する。もし、信号の零点交差がn−1とnとの間で起こり、n−1が正の符号を有するならば、累積エラー
【0032】
【外4】
Figure 0003650102
各々に対する最大値を求める。
【0033】
その後、以上で計算された経路別最大値からLLR値を計算する。ここで、計算された最大値が各々
【0034】
【外5】
Figure 0003650102
であれば、
【0035】
【数5】
Figure 0003650102
となる。
【0036】
その後、零点前後の信号値(例えば、反転区間の入力信号値)を計算されたLLR値に変換して出力する。すなわち、r(n−1)の代わりにLLR(n−1)を出力し、r(n)の代わりにLLR(n)を出力する。
【0037】
図2は、前述した如き本発明によるソフト出力発生方法の好適な実施形態の手順図である。
【0038】
まず、所定の特性を有するチャネルを通過した出力信号を入力される(ステップ201)。その後、前記入力された信号から反転区間を抽出する(ステップ202)。そして、抽出された反転区間が存在するか否かを確認し(ステップ203)、反転区間が存在すれば前記入力された信号の累積エラーを計算する(ステップ204)。その後にLLR値を計算し(ステップ205)、前記計算されたLLR値を用いて前記入力信号を変換して(ステップ206)ソフト出力を生じさせる。
【0039】
一方、ステップ203における確認結果、反転区間が存在しなければ、前記入力信号に対するソフト出力を生じさせる必要がないため、前記過程を終える。
【0040】
図3は、本発明の結果をパーシャル・レスポンス最尤(PRML)によるハード出力と比較して示す図である(121方式のチャネル)。但し、図3の結果は、ハード出力と比較するために本発明によるソフト出力を再びハード検出器に通過させたものである。
【0041】
一方、前記本発明の実施形態はコンピュータにて実行可能なプログラムにて作成でき、コンピュータにて読取り可能な記録媒体を用いて前記プログラムを動作させる汎用デジタルコンピュータにより具現できる。
【0042】
前記コンピュータにて読取り可能な記録媒体はマグネチック貯蔵媒体(例えば、ROM、フロッピー(登録商標)ディスク、ハードディスクなど)、光学的判読媒体(例えば、CD−ROM、DVDなど)及びキャリアウェーブ(例えば、インターネットを介した伝送)などの貯蔵媒体を含む。
【0043】
以上本発明についてその好適な実施形態を中心に調べてみた。本発明が属する技術分野における当業者であれば、本発明が本発明の本質的な特性から逸脱しない範囲内において変形された形態として具現できるということは理解できるであろう。よって、開示された実施形態は限定的な観点ではなく説明的な観点から考慮さるべきである。本発明の範囲は前述した説明ではなく特許請求の範囲上に現れており、それと同じ範囲内にあるあらゆる違いは本発明に含まれたものとして解釈さるべきである。
【0044】
【発明の効果】
上述したように、本発明によれば、所定の特性を有するチャネルの出力のうち零点交差がある部分のエラー経路のみを考慮してソフト出力を生じさせるので、既存の方法のようにフレーム単位の復号を行わなくても良く、計算時間が画期的に短縮されるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1A】本発明によるソフト出力発生装置の好適な実施形態のブロック図である。
【図1B】本発明によるソフト出力発生装置の好適な実施形態のブロック図である。
【図2】本発明によるソフト出力発生方法の好適な実施形態の手順図である。
【図3】本発明の結果をPRMLによるハード出力と比較して示す図である。
【符号の説明】
111、122 反転区間検出部
112、121 累積エラー演算部
113、123 LLR値計算部
114、124 信号値変換部

Claims (5)

  1. (a)記録媒体を含む所定の特性を有するチャネルを通過したアナログ信号を離散信号に変換して得られた離散信号である入力信号を入力される段階と、
    (b)前記入力信号の値が有する符号が反転される時点を第1基準時点として所定数の値を有する区間である反転区間を検出する段階と、
    (c)前記反転区間内において前記入力信号の離散値が存在する毎時間を第2基準時間として、前記第2基準時間に対応する入力信号値を含みつつ前記毎時間に存在しうる信号値である目標値の集合であるエラー経路を全て求める段階と、
    (d)前記反転区間内の入力信号値及び各々の前記第2基準時間に関する前記エラー経路の値に基づき前記経路別に累積エラーを求め、前記経路別累積エラーのうち最大値を求める段階と、
    (e)各々の前記第2基準時間に関する前記最大値に基づきログ尤度比(LLR)値を計算する段階と、
    (f)前記反転区間内の所定の範囲に相当する前記入力信号の値を前記LLR値に変換して出力する段階と、を含むことを特徴とするソフト出力生成方法。
  2. (a)記録媒体を含む所定の特性を有するチャネルを通過したアナログ信号を離散信号に変換して得られた離散信号である入力信号を入力される段階と、
    (b)前記入力信号の離散値が存在する毎時間を第2基準時間として、前記第2基準時間に対応する入力信号値を含みつつ前記毎時間に存在しうる信号値である目標値の集合であるエラー経路を全て求める段階と、
    (c)前記入力信号の値が有する符号が反転される時点を第1基準時点として所定数の値を有する区間である反転区間を検出する段階と、
    (d)前記反転区間内の入力信号値及び各々の前記第2基準時間に関する前記エラー経路の値に基づき前記経路別に累積エラーを求め、前記経路別累積エラーのうち最大値を求める段階と、
    (e)各々の前記第2基準時間に関する前記最大値に基づきログ尤度比(LLR)値を計算する段階と、
    (f)前記反転区間内の所定の範囲に相当する前記入力信号の値を前記LLR値に変換して出力する段階と、を含むことを特徴とするソフト出力生成方法。
  3. 記録媒体を含む所定の特性を有するチャネルを通過したアナログ信号を離散信号に変換して得られた離散信号である入力信号を入力され、前記入力信号の値が有する符号が反転される時点を第1基準時点として所定数の値を有する区間である反転区間を検出する反転区間検出部と、
    前記反転区間内において前記入力信号の離散値が存在する毎時間を第2基準時間として、前記第2基準時間に対応する入力信号値を含みつつ前記毎時間に存在しうる信号値である目標値の集合である全てのエラー経路を求め、前記反転区間内の入力信号値及び各々の前記第2基準時間に関する前記エラー経路の値に基づき前記経路別に累積エラーを求め、前記経路別累積エラーのうち最大値を求める累積エラー演算部と、
    各々の前記第2基準に関する前記最大値に基づきLLR値を計算するLLR値計算部と、
    前記反転区間内の所定の範囲に相当する前記入力信号の値を前記LLR値に変換して出力する信号値変換部と、を備えることを特徴とするソフト出力生成装置。
  4. 記録媒体を含む所定の特性を有するチャネルを通過したアナログ信号を離散信号に変換して得られた離散信号である入力信号を入力され、前記入力信号の離散値が存在する毎時間を第2基準時間として、前記第2基準時間に対応する入力信号値を含みつつ前記毎時間に存在しうる信号値である目標値の集合である全てのエラー経路を求め、前記反転区間内の入力信号値及び各々の前記第2基準時間に関する前記エラー経路の値に基づき前記経路別に累積エラーを求め、前記経路別累積エラーのうち最大値を求める累積エラー演算部と、
    前記入力信号の値が有する符号が反転される時点を第1基準時点として所定数の値を有 する区間である反転区間を検出する反転区間検出部と、
    各々の前記第2基準に関する前記最大値に基づきLLR値を計算するLLR値計算部と、
    前記反転区間内の所定の範囲に相当する前記入力信号の値を前記LLR値に変換して出力する信号値変換部と、を備えることを特徴とするソフト出力生成装置。
  5. 請求項1又は2記載のソフト出力生成方法をコンピュータにて実行するためのプログラムを記録したコンピュータにて読取り可能な記録媒体。
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