JP4955150B2

JP4955150B2 - 高並列ｍａｐ復号器

Info

Publication number: JP4955150B2
Application number: JP2000608509A
Authority: JP
Inventors: ハルター、スティーブン・ジェイ
Original assignee: Qualcomm Inc
Current assignee: Qualcomm Inc
Priority date: 1999-03-31
Filing date: 2000-03-30
Publication date: 2012-06-20
Anticipated expiration: 2020-03-30
Also published as: IL145319A; CN1345487A; HK1043261B; MXPA01009713A; AU769694B2; CA2363410C; CA2363410A1; ATE514232T1; KR20020007352A; BR0009443A; HK1043261A1; EP1166451B1; EP1166451A1; EP2224599A2; CN1178399C; IL145319A0; EP2224599A3; JP2011072009A; WO2000059118A1; KR100803957B1

Description

【０００１】
発明の背景
I.発明の分野
本発明は符号化に関する。なお特に、本発明は最大事後確率(ＭＡＰ)復号を実行する新規かつ改良された技術に関連する。
II.関連技術の記述
「ターボ符号化」は前進型誤信号訂正(ＦＥＣ)の領域で重要な前進を表す。ターボ符号化の多くの変形があるが、最も多くは繰り返し復号と結合されたインターリービングステップによって分離された多重符号化ステップを使用する。この組み合わせは通信システムにおける雑音許容度に関して以前に利用できない性能を提供する。すなわち、ターボ符号化は既存の前進型誤信号訂正技術を使用して以前に容認できなかったＥｂ/Ｎｏレベルで通信を許容する。
【０００２】
多くのシステムが前進型誤信号訂正技術を使用し、したがって、ターボ符号化の使用の利益を得ている。例えば、ターボコードは、衛星の制限された下方向リンク伝送パワーが低いＥ_ｂ/Ｎ_ｏレベルで作動することができる受信機システムを必要とする無線衛星リンクの性能を向上させることができた。無線衛星リンクでターボコードを使用することは、デジタルビデオ放送(ＤＶＢ)システムのためのディッシュサイズを減少させることができたか、代わりに伝送されるべきより多くのデータを許容できた。
【０００３】
デジタルセルラーおよびＰＣＳ電話システムなどのデジタル無線電気通信システムはまた前進型誤信号訂正を使用する。例えば、ＩＳ-９５空中インターフェイス規格、およびＩＳ-９５Ｂのようなその派生規格は、システムの容量を増加させるため符号化利得を提供する畳み込み符号化を使用するデジタル無線通信システムを定義する。ＩＳ-９５規格の使用に従って実質的にＲＦ信号を処理するシステムと方法は、本発明の譲受人に譲渡され、ここに引用文献('４５９特許)として組みこまれた、「ＣＤＭＡ携帯電話システムにおける信号波形を発生させるシステムと方法」と題せられる米国特許Ｎｏ.５,１０３,４５９で説明されている。
【０００４】
ターボ符号化の多くの型が以前の利用可能なＦＥＣ符号化技術より複雑な回路を必要とする。例えば、多くのターボコードが帰納的最大確率(ＭＡＰ)復号器を使用し、それは通常のバイタービ格子復号器よりも複雑である。高いデータレート応用のために、より複雑なＭＡＰ復号器は、データ伝送を実行することができるデータレートを減少させることができる。したがって、高いデータレートで作動することができるＭＡＰ復号器を持つことは非常に望ましいであろう。
【０００５】
発明の概要
本発明はターボ、または繰返し符号化の技術の特定の応用で、帰納的最大確率(ＭＡＰ)復号化を実行する新規かつ改良された技術である。発明の一実施例によると、一組のＭＡＰ復号器が復号されるためにフレーム記号算定の異なった部分に適用される。それぞれのＭＡＰ復号器は受信される記号算定の部分についての決定を発生する。一実施例では、初期化値が発生される。ＭＡＰ復号器は、部分がフレームの中央で始まる各部分で復号し始めるために初期化値を使用する。
【０００６】
本発明の特徴、目的、および利点は、同様な参照記号が図面を通して対応的に同一視する図面と関連して取られるとき、以下に示す詳細な説明からより明らかになるであろう。
【０００７】
好ましい実施例の詳細な記述
本発明は、ターボ符号化を実行する新規かつ改良された技術である。例示的実施例はデジタル携帯電話システムの文脈で説明される。この文脈中の使用は利点があるが、発明の異なる実施例は、衛星通信システムおよびデジタルケーブルと電話システムのような有線通信システムを含んでいる異なった環境、構成またはデジタルデータ伝送システムに組みこまれてもよい。
【０００８】
一般に、ここで説明される様々なシステムはソフトウェア制御プロセッサ、集積回路、またはディスクリート論理を使用して形成されてもよいが、しかし集積回路での実現が好ましい。応用を通して参照されるかもしれないデータ、指示、命令、情報、信号、記号およびチップは、電圧、電流、電磁波、磁場または粒子、光学分野または粒子、またはその組み合わせによって有利に表される。さらに、各ブロック図で見られるブロックはハードウェアか方法ステップのどちらかを表すかもしれない。
【０００９】
図１Ａは発明の一実施例により構成された携帯電話システムの非常に簡易化された図である。電話コールまたは他の通信を行うために、加入者ユニット１０はＲＦ信号を通して基地局１２とインターフェイスする。基地局１２は基地局コントローラ(BSC)１４を通して公衆交換電話網とインターフェイスする。
【００１０】
図１Ｂは発明の別の実施例により構成された衛星通信システムの非常に簡易化された図である。上方リンク局４０は衛星４２へビデオプログラミングなどの情報を含むＲＦ信号を伝送する。衛星４２はＲＦ信号を地球に戻し、受信機４４がＲＦ信号をデジタルデータへ変換する。
【００１１】
図２は本発明の一実施例の使用により構成された例示的伝送システムのブロック図である。伝送システムは伝送のためにデジタル信号を発生させる任意の他のシステムと同様に、加入者ユニット１０、基地局１２、または上方リンク局４０の中で使用できる。示された伝送処理は発明の丁度一つの可能な実施例を表わし、同じく多数の他の伝送処理体系が組みこまれ、発明の様々な実施例の使用から利益を得てもよい。データ７０はＣＲＣ発生器７２に供給され、それは受信されたデータの予定された量を各々与えるためにＣＲＣチェックサムデータを発生する。
【００１２】
結果として起こるデータブロックはターボ符号器７６に供給され、ターボ符号器はチャンネルインターリーバ７８に供給されるコード記号を発生する。コード記号は典型的にオリジナルデータ(系統的な記号)の再伝送、および１つ以上のパリティ記号を含んでいる。それぞれの系統的な記号のために伝送されるパリティ記号の数は符号化レートに依存する。１/２の符号化レートに関して、受信されたそれぞれのデータビット(ＣＲＣを含んでいる)について発生された合計２つの記号のために、１つのパリティ記号が各系統的な記号として伝送される。レート１/３ターボ符号器については、受信された各データビットについて発生された合計３つの記号のために、２つのパリティ記号がそれぞれの系統記号として発生される。
【００１３】
ターボ符号器７６からのコード記号はチャンネルインターリーバ７８に供給される。チャンネルインターリーバ７８は、それらが受信されたとき、記号のブロックにインターリービングを実行し、マッパー８０により受信されるインターリブされた記号を出力する。典型的に、チャンネルインターリーバ７８はブロックまたはビット反転インターリービングを実行し、実際にはすべての他の型のインターリーバの多くがチャンネルインターリーバとして使用される。
【００１４】
マッパー８０はインターリーブされたコード記号を受け取って、予定されたマッピング体系に基づいたあるビット幅の記号語を発生する。それから記号語は変調器８２に適用され、変調器は受信された記号語に基づく変調された波形を発生する。他の様々な変調体系が利用されるかもしれないが、典型的な変調技術はＱＰＳＫ、８-ＰＳＫ、および１６ＱＡＭを含んでいる。それから変調された波形は伝送のためにＲＦ周波数に上方変換される。
【００１５】
図３Ａは発明の第１の実施例により構成されたターボ符号器のブロック図である。発明のこの第１の実施例では、ターボ符号器は並列に連結されたターボ符号器として構成される。ターボ符号器７６のバージョンの中では、要素コーダ９０とコードインターリーバ９２がＣＲＣ発生器７２からデータを受け取り、ＣＲＣ発生器は上で説明されたように入力データとＣＲＣチェックサムビットを出力する。周知のとおり、コードインターリーバ９２は最良の性能のためには非常に無作為的なインターリーバであるべきである。コードインターリーバとして最少の複雑さを有する素晴らしい性能を提供するインターリーバが、「インターリーバに基づいた状態マシンを持っている符号化システム」と題する、１９９８年９月２２日に出願された継続中の米国特許出願シリーズＮｏ.０９/１５８,４５９、および「インターリーバに基づいた状態マシンを持っている符号化システム」と題する、１９９８年１０月１３日に出願された継続中の一部継続出願シリーズＮｏ. ０９/１７２,０６９、および「リニアコグルエンタル（Cogruential）シーケンスを使用するターボコードインターリーバ」と題する、１９９８年１２月４日に出願された米国特許出願シリーズＮｏ.０９/２０５,５１１に記述される。要素コーだ９０は系統的な記号９４(通常元の入力ビットのコピー)とパリティ記号９６とを出力する。要素コーダ９８はコードインターリーバ９２のインターリーブされた出力を受け、パリティ記号９９の第２の組みを出力する。他のインターリーバはＣｄｍａ２０００共通空気インタフェース標準として記述されたインターリーバとして知られている。
【００１６】
要素コーダ９０と要素コーダ９８の出力は１/３の全体符号化レートＲの出力データ流中に多重化（muxed）される。前進誤信号訂正を増進するために、付加的な要素コーダとコードインターリーバ対が符号化レートを低下させるように加えられてもよい。代わりに、パリティ記号９６と９９のいくつかが、符号化レートを増加させるようにパンクチャ(伝送されない)されてもよい。例えば、符号化レートは他のパリティ記号９６および９９を１つおきにパンクチャし、パリティ記号９６等を伝送しないことにより増加することができる。
【００１７】
要素コーダ９０と９８はブロックコーダまたは畳み込み符号器を含む様々な型の符号化器であってもよい。畳み込み符号器として、要素コーダ９０と９８は複雑さを減少させるため、典型的に４のようなわずかな拘束長さを持ち、再帰的組織畳み込み(ＲＳＣ)符号器である。低い拘束長さが受信システムで対応する復号器の複雑さを減少させる。典型的に、２つのコーダは１つの系統的な記号および要素符号化レートＲ＝−のための受信された各ビットについて１つのパリティ記号を出力する。図１Ａのターボ符号器のための全体符号化レートは、要素コーダ９８からの系統的なビットが使用されないので、Ｒ＝１/３である。上で注目したように、付加的なインターリーバとコーダ対がまた符号化レートを低下させるために並列に加えられるかもしれず、そのため高い誤信号訂正を提供し、符号化レートを増加させるためにパンクチャリングを実行することができる。
【００１８】
発明の代替の実施例によると、直列連結ターボ符号器として図３Ｂにターボ符号器７８を表す。図３Ｂのターボ符号器内に、テールビット発生器７４からのデータが、要素コーダ１１０によって受信され、結果として起こるコード記号は、コードインターリーバ１１２に適用される。結果としてのインターリーブされたパリティ記号はコーダ１１４に供給され、それはパリティ記号１１５を発生させるように付加的符号化を実行する。典型的に、要素コーダ１１０(外側のコーダ)は、ブロックエンコーダまたは旋回エンコーダを含む様々な型のエンコーダであってもよいが、要素コーダ１１４(内側のコーダ)は望ましくは再帰的な符号化器であり、代表的には再帰的系統的なエンコーダである。
【００１９】
再帰的系統的な旋回(ＲＳＣ)エンコーダとして、要素コーダ１１０と１１４は符号化レートＲ<１で記号を発生する。すなわち、与えられた入力ビットの数Ｎ、Ｍについて、出力記号はＭ>Ｎの場合に発生される。図３Ｂの直列連結されたターボ符号器の全体の符号化レートが要素コーダ１１４の符号化レートにより掛算される要素コーダ１１０の符号化レートである。付加的なインターリーバとコーダ対はまた符号化レートを低下させるために直列に加えられるかもしれず、したがって、誤り保護を提供するかもしれない。
【００２０】
図４は発明の一実施例により構成された受信システムのブロック図である。アンテナ１５０は受信されたＲＦ信号をＲＦユニット１５２に提供する。ＲＦユニットはRF信号の下方変換、フィルタリング、およびデジタル化を実行する。マッパー１４０はデジタル化されたデータを受け取って、軟判定データをチャンネルデインターリーバ１５６に供給する。ターボ復号器１５８はチャンネルデインターリーバ１５６からの軟判定データを復号して、結果として起こる硬判定データを受信システムのプロセッサまたは制御ユニットに供給し、そのシステムは、ＣＲＣチェックサムデータを使用してデータの精度をチェックすることができる。
【００２１】
図５は発明の一実施例による受信算定のフレームの処理ブロック図である。推定のフレーム１００はＮセクション(部分)１０２.０−１０２.Ｎに分割される。各セクションはＭＡＰ復号器エンジン１０４.０−１０４.Ｎに提供される。各ＭＡＰエンジンは受信された受信算定のセクション上でＭＡＰ復号を実行する。結果として軟（または硬）判定のセクション１０８が判定フレーム１０６を作るために出力される。
【００２２】
発明の一実施例に従って、ＭＡＰエンジン１０４.０−１０４.Ｎ-１はそれらが受信するセクションのテール部分１０３を処理し、フレームの次のセクションを処理するＭＡＰエンジン１０４に転送される初期化値１０５を発生させる。好ましくは、処理は最後の窓１０３上に順方向状態メトリックの組みの発生を含む。この処理は、状態メトリックの値を受けているＭＡＰエンジン１０４の順方向状態メトリックの初期化状態として使用されることができる状態メトリックをもたらす。
【００２３】
望ましくは最後の窓１０３は、代表的にエンコーダで使用されるＲＳＣコーダのメモリ長さ(Ｋ)の少なくとも３倍である、および好ましくはメモリの長さの少なくとも８倍である信頼できる状態で到達する状態メートル法を許容する十分な長さである。発明の代替の実施例では、テール部分１０３は、対応するＭＡＰエンジンと同様に次のＭＡＰエンジン１０４に直接供給されてもよい。すなわち、セクション１０２.Ｘからのテール部分１０３が、ＭＡＰエンジン１０４.Ｘと同様にＭＡＰエンジン１０４.Ｘ+１に供給されてもよい。次にＭＡＰエンジン１０４はそれ自身の初期化値を計算するかもしれない。
【００２４】
説明された実施例では、ＭＡＰエンジンは、最初に計算している順方向状態メトリックと次に計算している逆方向状態メトリックにより動作する。最初に逆方向状態メトリックが計算され、それから順方向状態メトリックが計算されることができることは、技術においてよく知られている。一般に応用を通して、逆方向状態メトリック計算機および順方向状態メトリック計算機の交換は発明の使用と合致する。図４の体系において、逆方向状態メトリック計算が最初に実行されるなら、テール部分１０３は、最終よりむしろ各セクションの記号算定の第１の組みとなり、各ＭＡＰエンジン１０４.Ｘは技術に熟練した者に明らかであるようにＭＡＰエンジン１０４.Ｘ−１に初期化値を供給するであろう。
【００２５】
セクション内のフレームを壊して、ＭＡＰエンジンを使用している各セクションを処理することによって、処理されることができるフレームでのレートは増加される。したがって、より高いデータレート通信はターボ符号化のよりよいＥｂ/Ｎｏ性能の利点を受けることができる。
【００２６】
図６は発明の一実施例により構成されたＭＡＰ復号器のブロック図である。フレームバッファ３００は記号算定のフレームを記憶する。フレームバッファ３００内では、セクションは３０２.０−３０２．Ｎがフレームの異なったセクションを記憶する。望ましくは、セクションは効率を最大にするために互いに完全に異なっているが、記憶された記号算定の何らかのオーバラップがまた採用されてもよい。各セクションバッファは実質的に同時様式で読むかもしれない。
【００２７】
ＭＡＰバッファ３０４.１−３０４.Ｎは対応するセクションバッファ３０４から記号算定を受ける。ＭＡＰバッファ３０４ (ＭＡＰバッファ３０４.１によって詳細に示されるように)内には、ウィンドウバッファ３０６.０−３０６.３がセクションバッファ３０２から記号算定の１つの窓を受ける。窓はセクションバッファ３０２に記憶されたよりも実質的に少ない記号算定の量である。窓は好ましくは、符号化を実行するために使用されるＲＳＣ符号化体系のメモリ長さ(Ｋ)の少なくとも４倍であり、典型的にはメモリ長さのおよそ８倍である。
【００２８】
作動中、４つのウィンドウバッファ３０６のうちの３つが、マルチプレクサ３０８を通してＭＡＰエンジン３１０に記号算定を読み出す。第４のウィンドウバッファ３０６がセクションバッファ３０２から書き込まれた記号算定を持っている。ＭＡＰエンジン３１０の中で、順方向状態メトリック計算機(ＦＳＭＣ)３１２はメトリックバッファ３１６に記憶された記号算定の窓上に順方向状態メトリックを発生させる。さらに、逆方向状態メトリック計算機(ＲＳＭＣ)は記号算定の他の窓に逆方向状態メトリックを発生させる。
【００２９】
望ましくは、ＦＳＭＣ４１２とＲＳＭＣ４１４は記号算定の窓上で作動し、その結果メトリックバッファ４１６が順方向状態メトリックの窓の値を記憶する必要があるだけである。これは他のＭＡＰ復号システムと対照的であり、他のＭＡＰ復号システムは、次の方向（典型的に逆方向）に全体のフレームを処理し始める前に一方向（典型的に順方向）に記号算定の全体のフレームを処理する。この方法における全体のセクションの処理は、セクションのすべての状態メートル法を記憶するため多量のメモリを必要とし、したがって好ましくない。しかしながら、次の方向にセクションを処理する前に一方向の全体セクションを処理するＭＡＰエンジンの使用は、発明の代替の実施例と合致している。
【００３０】
マルチプレクサ３１８は対数尤度比計算機(ＬＬＲ)３２０に逆方向状態メトリックの一組を適用し、対数尤度比計算機は付随的な情報を発生するため順方向および逆方向状態メトリックの対数尤度比を計算する。付随的な情報はターボ符号化の繰り返し復号の技術に従って別の繰り返し復号を実行するために使用することができる。他の逆方向状態メトリック計算機は、記号算定の次の窓の復号中使用のために初期化状態を発生させる。
【００３１】
さらに、発明の一実施例によると、ＦＳＭＣ３１２はそれが処理しているセクション(すなわち、対応するセクションバッファ３０２の中に記憶された記号の組み)の終わりの部分(最後の窓)を処理する。この最後の窓の処理はフレームの記号算定の次のセクションを処理するための次のＭＡＰエンジン３１２に通される初期化状態３３０を発生させる。例えば、ＭＡＰエンジン３１０.０は初期化状態３３０をＭＡＰエンジン３１０.１に通すであろう。典型的に、最初のＭＡＰエンジン３１０.０はフレーム状態で符号化の状態が知られているなら初期化状態を必要としない。さらに、技術においてよく知られている伝送処理中フレームに加えられたテールビットの使用を通して、フレームの端でエンコーダの状態が望ましくは知られている。発明の代替の実施例では、ＭＡＰエンジン３１０は、フレームの前のセクションの最後の窓を処理することによって、それ自体を初期化するであろう。注意されるべきは、初期化に使用される窓(最後の窓)とセクションの処理中に使用される窓が同じ長さである必要はないことである。
【００３２】
ＭＡＰエンジン３１０と関連したＭＡＰバッファ３０４の作動の同様のシステムと方法は、１９９９年３月３１日にに出願された「ＭＡＰ復号器のためのメモリ構造」と題する継続中の米国特許出願シリーズＮｏ.０９/２８３,０１３に記述され、これは本発明の譲受人に譲渡されここに引用文献として組みこまれる。さらに、スライディングウィンドウＭＡＰエンジンを実施するシステムと方法は、１９９９年８月３日に発行され、本発明の譲受人に譲渡されここに引用文献として組みこまれた「旋回符号化された符号語を復号するための柔らかい決定の出力復号器」と題する米国特許Ｎｏ.５,９３３,４６２に記述される。
【００３３】
図７は発明の第２の実施例により構成された非常に簡易化されたＭＡＰ復号器のブロック図である。図７の実施例は、図６のものと同じ性能を提供しないが、データレート処理能力における顕著な改良が依然として提供される。フレームバッファ４００は記号算定のフレームを保持する。フレームバッファ４００は一組のセクションバッファ４０２から成り、順次セクションバンク４０４.Ｂおよび４０４.Ｂを備えている。ＭＡＰエンジン４１０はマルチプレクサ４０８を通して対応するセクションバッファ４０２から記号算定を受ける。ＭＡＰエンジン４１０.０は詳細に示される。
【００３４】
ＭＡＰエンジン４１０.０内では、順方向状態メトリック計算機(ＦＳＭＣ)４１２がセクションバッファ４０２から受けられる記号算定に対応して順方向状態メトリックを発生させる。順方向状態メトリックはメトリックのバッファ４１６に記憶される。逆方向状態メトリック計算機(ＲＳＭＣ)４１３は対数尤度比計算機(ＬＬＲ)４１８に適用される逆方向状態メトリックを発生させる。ＬＬＲ４１８は順方向および逆方向状態メトリックの対数尤度比計算を実行して、他の復号繰り返しを導入するため、または硬判定を発生させるために使用することができる軟判定データ(典型的に付随的なデータ)を出力する。他のＭＡＰエンジン４１０とセクションバッファ４０２は、最後のＭＡＰエンジン４１０.Ｎが次のＭＡＰエンジンのために初期化状態(値)を発生しないということである１つの注目に値する例外とともに、実質的に同時に同じように作動する。
【００３５】
望ましくは、ＦＳＭＣ４１２とＲＳＭＣ４１４は記号算定の窓上で作動し、その結果メトリックバッファ４１６が、順方向状態メトリックの窓(即ち、二重にバッファされたメモリの２つの窓)の値を記憶する必要があるだけである。さらに好ましくは、さらに処理時間を短縮することを可能にするときに、同時にＦＳＭＣ４１２とＲＳＭＣ４１４の作動をさせることである。例示的処理では、ＦＳＭＣ４１２は記号算定の最初の窓(Ｌ)を処理し、一方ＲＳＭＣ４１４は同時に、記号算定(２Ｌ)の次の(連続する)窓を処理する。一度ＦＳＭＣ４１２が窓Ｌの処理を完了すると、ＲＳＭＣ４１４は窓２Ｌの処理中に発生される開始状態を使用している窓Ｌの処理を始め、結果が上で説明されたようにＬＬＲ４１８に行く。この処理は、ＦＳＭＣ４１２処理窓のｊ*ＬとＲＳＭＣ４１４処理窓(ｊ+１)Ｌおよびｊ*Ｌを伴ってフレームを作っている窓１…Ｍの組みについて続く。さらに、発明の一実施例では、ＦＳＭＣ４１２は、最初に、初期化状態４２２を発生させるように記号算定のセクションの終端 (例えば記号算定の最後の窓Ｍ*Ｌ) に一組の算定を処理する。初期化状態４２２は次のＭＡＰエンジン４１０.１に渡される。また、ＭＡＰエンジン４１０.１は初期化状態４２２を発生させ、次にＭＡＰエンジン４１０.０から受け取られた初期化状態を使用しているＦＳＭＣ処理を開始する。
【００３６】
図７に示された発明の実施例では、セクションバッファ４０２は同時に書かれまたは読まれるかもしれない２つのバンク４０４に分割される。これはＦＳＭＣ４１２およびＲＳＭＣ４１４により同時処理を許容し、効率を増加する。仕切られたフレームバッファを使用するＭＡＰ復号を実行するためのシステムと方法は、１９９９年２月２６日に出願され、本発明の譲受人に譲渡されここに引用文献として組みこまれた、「ＭＡＰ復号器のための仕切られたインターリーバメモリ」と題する継続中の米国特許出願シリーズＮｏ.０９/２５９,６６５に記述される。この特許で説明されるシステムは３つのバンク内にメモリを仕切っているが、しかしながら、作動の同じ原則が適用可能である。図７で示された発明の一実施例において、記号算定のあらゆる偶数の(２Ｌ、４Ｌ、２*ｊＬ)窓が１つのバンク４０４に記憶され、記号算定のあらゆる奇数の(１Ｌ、３Ｌ、２(ｊ+１)Ｌ)窓がもう１つのバンク４０４に記憶される。この様式での記憶はＦＳＭＣ４１２とＲＳＭＣ４１４を同時に、セクションの異なった部分にアクセスさせる。ＦＳＭＣ４１２およびＲＳＭＣ４１４により同時アクセスを許す２つのバンク４０４内の記号算定の他の分布は明らかであり、本発明の使用と合致している。
【００３７】
発明の代替の実施例では、図６で示されたそれと同様のＭＡＰバッファが図７のシステムで採用されてもよい。この構成では、セクションバッファ４０２は仕切られるよりもむしろ単一のバンクから成る。また、ＭＡＰバッファ内のウィンドウＲＡＭの数は、１つ少ない状態メトリック計算機が使用されるので、図６で示された４つよりむしろ３つであるだろう。
【００３８】
逆に、セクションバッファが分割されている図７の仕切られたメモリは、図６の実施例でまた採用することができる。例えば、ＭＡＰバッファ３０４は取り除くことができ、セクションバッファ３０２(図６)はＦＳＭＣ３１２、およびＲＳＭＣ３１４.０、３１２.１により同時アクセスのために３つのバンクに仕切られることができる。この実施例において、セクションバッファ４０２の動作は「ＭＡＰ復号器のための仕切られたインターリーバ」と題する継続中の米国特許出願シリーズＮｏ.０９/２５９,６６５に説明されたフレームバッファと同様であるだろう。
【００３９】
発明のさらに簡易化された実施例において、単一の状態メトリック計算機はそれぞれのＭＡＰエンジンで使用され得る順方向および逆方向状態メトリックの両方を発生させることができる。もう一度、これはデータが他の実施例に比較して処理され得るレートを低下させるが、フレームの異なったセクションで働いている多重ＭＡＰエンジンの使用と結合されるとき、依然として高い並列動作を提供する。
【００４０】
メトリックバッファ４１６または３１６などの任意のメトリックバッファの寸法を減少させるので、スライディングウィンドウＭＡＰエンジンの使用が、様々な実施例で説明されたように好ましいが、それらは必要でない。例えば、セクションを他の方向に復号し始める前に記号の全体のセクションを一方向に復号する一組のＭＡＰエンジンが発明のいくつかの局面の使用と合致している。
【００４１】
典型的な伝送システムにおいて、インターリーブされたアドレスシーケンスを使用してデータを書き込み、またはデータを読み出すことにより行われるデインターリービングとともに、フレームバッファ２００と４００がまたチャンネルデインターリーバメモリとして使用される。さらに、他の実施例では、それぞれのセクションバッファはフレームの重なっている部分(セクション)を含んでもよい。これらの重なっているセクションはそれぞれのＭＡＰエンジンがそれ自体を初期化することを許容し、したがって、ＭＡＰエンジンの間の初期化状態を移す必要性を取り除く。
【００４２】
さらに他の実施例では、それぞれのＭＡＰエンジンは初期化状態の使用なしに各セクションを処理してもよい。この実施例は複雑さを減少させるが、符号化精度は厳しく低下される。
【００４３】
図８は発明の一実施例により実行されるとき、フレームのセクションの復号中にＭＡＰエンジンによって実行される処理を例証するタイミング図である。タイミング図は便利のために図６の構造に関して説明されるが、様々な他の実施が提供された例示的タイミングを使用してもよい。
【００４４】
第１の時間スロット(１)の間、ＭＡＰエンジン３１０はＦＳＭＣ３１２を使用している記号算定のＭ番目(最後)の窓を処理する。ＦＳＭＣ３１２の状態はそれから初期化状態３３０として次のＭＡＰエンジン３１０へ前進される。
【００４５】
次の時間スロット(２)の間、ＦＳＭＣ３１２は記号算定(１Ｌ)の最初の窓を処理し、ＲＳＭＣ３１４.０は記号算定(２Ｌ)の第２の窓を処理する。第３の時間スロット(３)の間、ＲＳＭＣ３１４.１は記号算定の第３の窓(３Ｌ)を処理し、ＲＳＭＣ３１４.０は、初期化が(I)によって示されている状態で、第２の時間スロット中に記号算定の第２の窓の処理によって適切に初期化される記号算定の最初の窓(１Ｌ)を処理する。順方向状態メトリックと逆方向状態メトリックがフレームのセクションの各窓に発生されるまで処理は続く。上で述べたように、それぞれのＭＡＰエンジンは各セクションにこの型の処理を実行し、フレームが非常に速く、高い並列様式でその全体を処理されることを許容する。
【００４６】
かくして、高並列ＭＡＰ復号を実行するための新規かつ改良された技術が説明された。好ましい実施例の前の記述は、技術に熟練したどんな人も本発明を作るか、または使用することを可能にするように提供された。これらの実施例に対する様々な変更は技術に熟練した者に容易に明らかであり、ここに定義された一般的な原則は、発明の才能の使用なしに他の実施例に適用されるかもしれない。したがって、本発明はここに示された実施例に制限されることを意図せず、ここに開示された原理と新規な特徴と一致した最も広い範囲に従わされるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１Ａ】発明の一実施例により構成された携帯電話システムの非常に簡易化された図である。
【図１Ｂ】発明の別の実施例により構成された衛星通信システムの非常に簡易化された図である。
【図２】本発明の一実施例の使用により構成された例示的伝送システムのブロック図である。
【図３Ａ】発明の最初の実施例により構成されたターボ符号器のブロック図である。
【図３Ｂ】発明の代替の実施例による直列連結ターボ符号器のブロック図である。
【図４】発明の一実施例により構成された受信システムのブロック図である。
【図５】発明の一実施例による受信算定のフレームの処理のブロック図である。
【図６】発明の一実施例により構成されたＭＡＰ復号器のブロック図である。
【図７】発明の第２の実施例により構成された非常に簡易化されたＭＡＰ復号器のブロック図である。
【図８】発明の一実施例により実行される処理を例証するタイミング図ある。
【符号の説明】
１０…加入者ユニット１２…基地局１４…基地局コントローラ４０…上方リンク局４２…衛星４４…受信機７２…ＣＲＣ発生器７４…テールビット発生器７６…ターボ符号器７８…チャンネルインターリーバ８０…マッパー８２…変調器９０…要素コーダ９２…コードインターリーバ９８…要素コーダ１００…フレーム１０２…セクション１０３…テール部分１０３…窓１０４…ＭＡＰ復号器エンジン１０５…初期化値１０６…決定フレーム１０８…セクション１１０…要素コーダ１１２…コードインターリーバ１１４…要素コーダ１４０…マッパー１５０…アンテナ１５２…ＲＦユニット１５６…チャンネルデインターリーバ１５８…ターボ復号器２００…フレームバッファ３００…フレームバッファ３０２…セクションバッファ３０４…ＭＡＰバッファ３０６…ウィンドウバッファ３０８…マルチプレクサ３１０…ＭＡＰエンジン３１２…前進状態メートル法計算機３１６…メートル法バッファ３１８…マルチプレクサ３２０…ログ見込み比率計算機３３０…初期化状態４００…フレームバッファ４０２…セクションバッファ４０４…バンク４０８…マルチプレクサ４１０…ＭＡＰエンジン４１２…前進状態メートル法計算機４１３…逆進状態メートル法計算機４１６…バッファ４１８…ログ見込み比率計算機４２２…初期化状態

Claims

ＭＡＰ復号を行うシステムであって、
無線周波数（ＲＦ）信号を受信し、ＲＦ信号をディジタル信号に変換するＲＦユニットと、
ディジタル信号を受信し、ディジタル信号に基づいた軟判定を提供するマッパーと、
軟判定データを受信し、硬判定データを提供するターボ復号器とを含み、ターボ復号器がＭＡＰ復号器を含み、ＭＡＰ復号器が、
各部分が記号算定のフレームを分割することにより形成され、かつ各部分が他の部分と実質的に異なっている、記号算定のフレームの対応する異なる部分をそれぞれ復号するＭＡＰエンジンの組と、
記号算定のフレームを異なる部分に分割するメモリ要素の組であって、メモリ要素の各々が対応するＭＡＰエンジンに前記異なる部分の少なくとも１つを同時に供給するメモリ要素の組とを含み、ＭＡＰエンジンの各々が、メモリ要素からの記号算定の分割されたフレームの最後の部分を復号することによって初期化状態を発生し、初期化状態を隣接ＭＡＰエンジンに供給し、隣接ＭＡＰエンジンが受信した初期化状態を使用して初期化するＭＡＰ復号を行うシステム。
記号算定の前記フレームが知られている開始状態と知られている終端状態を有する請求項１に示されたシステム。
前記ＭＡＰエンジンの組のいくつかが、前記記号算定の組みの前記実質的に異なった部分からの初期化値を発生する請求項１に示されたシステム。
前記ＭＡＰエンジンの組のいくつかのそれぞれが、他のＭＡＰエンジンに前記初期化データを供給する請求項３で示されたシステム。
前記ＭＡＰエンジンの組のいくつかが、前記記号算定の対応する部分でない前記記号算定の組の部分から初期化値を発生する請求項１に示されたシステム。
記号算定のフレームを記憶する複数のセクションバッファを含み、セクションバッファの各々が記号算定のフレームの異なるセクションを記憶し、セクションの各々が記号算定のフレームを分割することにより形成されるフレームバッファと、
セクションバッファからフレーム記号算定の対応するセクションを受信し、受信セクションを出力する複数のＭＡＰバッファと、
ＭＡＰバッファからフレーム記号算定の対応するセクションを受信し、受信セクションを復号する複数のＭＡＰエンジンとを含み、ＭＡＰエンジンの各々が、受信セクションの最後の部分を復号することによって初期化状態を発生し、初期化状態を隣接ＭＡＰエンジンに供給し、隣接ＭＡＰエンジンが受信した初期化状態を使用して初期化するＭＡＰ復号器。
ＭＡＰエンジンの各々が、順方向状態メトリックを計算する順方向状態メトリック計算機と、逆方向状態メトリックを計算する逆方向状態メトリック計算機とを含む請求項６のＭＡＰ復号器。
ＭＡＰエンジンの各々が、順方向および逆方向状態メトリックの対数尤度比を計算する対数尤度比計算機を含む請求項７のＭＡＰ復号器。
ＭＡＰバッファの各々は、第1のグループの窓バッファが受信セクションを出力し、第２のグループの窓バッファが対応するセクションバッファからの記号算定のフレームの新しいセクションを読み込む、複数の窓バッファを含む請求項６のＭＡＰ復号器。
ＭＡＰ復号を行う回路であって、
記号算定のフレームを記憶する複数のセクションバッファを含み、セクションバッファの各々が記号算定のフレームの異なるセクションを記憶し、セクションの各々が記号算定のフレームを分割することにより形成されるフレームバッファと、
セクションバッファからフレーム記号算定の対応するセクションを受信し、受信セクションを復号する複数のＭＡＰエンジンとを含み、ＭＡＰエンジンの各々が、受信セクションの最後の部分を復号することによって初期化状態を発生し、初期化状態を隣接ＭＡＰエンジンに供給し、隣接ＭＡＰエンジンが受信した初期化状態を使用して初期化するＭＡＰ復号を行う回路。
ＭＡＰエンジンの各々が、順方向状態メトリックを計算する順方向状態メトリック計算機と、逆方向状態メトリックを計算する逆方向状態メトリック計算機とを含む請求項１０の回路。
ＭＡＰエンジンの各々が、順方向状態メトリックを記憶するメトリックバッファを含む請求項１１の回路。
ＭＡＰエンジンの各々が、メトリックバッファに記憶された順方向状態メトリック、および逆方向状態メトリック計算機から受信された逆方向状態メトリックに基づいたログ尤度比を計算する対数尤度比計算機を含む請求項１２の回路。