JPH11234142A - たたみ込み符号のためのソフト決定シンドロームベースのデコーダ - Google Patents

たたみ込み符号のためのソフト決定シンドロームベースのデコーダ

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JPH11234142A
JPH11234142A JP10186879A JP18687998A JPH11234142A JP H11234142 A JPH11234142 A JP H11234142A JP 10186879 A JP10186879 A JP 10186879A JP 18687998 A JP18687998 A JP 18687998A JP H11234142 A JPH11234142 A JP H11234142A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 大きな拘束長のたたみ込み符号および低BE
Rの通信チャネルのための低電流およびMIPS処理要
求を有するソフト決定デコーダを提供する。 【解決手段】 シンボルごとのハード決定検出器210
が復調受信信号ベクトルからハード決定ベクトルを決定
する。ハード決定ベクトルをスカラーパリティチェック
マトリクスで乗算してシンドロームベクトルを計算す
る。シンドローム変更器230はハード決定ベクトルに
おける分離されたエラーに対応する所定のシンドローム
パターンに対するシンドロームベクトルを調べる。シン
ドロームパターンがシンドロームベクトルから除去され
て変更されたシンドロームベクトルを生成し、かつハー
ド決定ベクトルにおける対応するエラーが推定エラーベ
クトルに記録される。変更されたシンドロームベクトル
を使用して残りのエラーベクトルを生成するために単純
化したエラートレリスを作成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は一般的には通信シ
ステムに関し、かつより特定的には、たたみ込み符号
(convolutional code)通信システ
ムの受信機において使用するための複雑さが低減された
ソフト決定(soft−decision)デコーダに
関する。
【0002】
【関連出願の相互参照】この出願は発明者、ルーベン・
メイダン(Reuven Meidan)およびメアー
・エリール(Meir Ariel)による米国特許出
願シリアル番号第08/858,280号(代理人整理
番号CE01423R)に関連している。該関連出願は
本件出願に対応する米国特許出願と同じ日に出願され、
本件出願と同じ譲受人に譲渡され、かつ参照のためその
全体を本明細書に導入する。
【0003】
【従来の技術】たたみ込み符号はしばしばデジタル通信
システムにおいて使用されて送信情報をエラーから保護
する。送信機において、発信(outgoing)符号
ベクトルはその複雑さがエンコーダの拘束長(cons
traint length)により決定されるトレリ
ス図(trellis diagram)を使用して記
述することができる。拘束長の増大と共に計算機的な複
雑さは増大するが、拘束長と共に符号化の頑健さ(ro
bustness)もまた増大する。
【0004】受信機においては、ビタビデコーダのよう
な、実用的なソフト決定デコーダは最尤送信符号ベクト
ルのための最適のサーチを行うためトレリス構造を使用
する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記ビ
タビアルゴリズム(Viterbi algorith
m)は計算機的に複雑であり、かつその複雑さは拘束長
の増大と共に指数関数的に増大する。これは本質的にビ
ダビデコーダは大きな拘束長を備えたたたみ込み符号を
処理するために多量の電流および途方もないミップス
(millionsof instructions
per second:MIPS)能力を必要とするこ
とを意味する。
【0006】ダイレクトシーケンス符号分割多元接続
(DS−CDMA)標準IS−95および移動通信のた
めのグローバルシステム(GSM)のような、種々の通
信システムのためのボコーダはそのような大きな拘束長
を有する。例えば、GSMハーフレートの拘束長K=7
でありかつIS−95の拘束長K=9である。
【0007】ビタビデコーダの他の不都合は、送信の間
に生じたエラーの実際の数にかかわりなく、各々の符号
ベクトルに対して固定数の計算を行わなければならない
ことである。従って、ビダビデコーダは数多くのエラー
を有する受信信号と同じ数の計算を使用してほとんど送
信エラーのないまたはまったくエラーのない受信信号を
処理する。従って、大きな拘束長を備えたたたみ込み符
号および低いエラーレートを備えた通信チャネルのため
の低減された電流およびMIPS処理要求を有するソフ
ト決定デコーダの必要性が存在する。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の一態様では、復
調された受信信号をデコードするためのソフト決定シン
ドロームベースのデコーダ(170)が提供され、該デ
コーダは、復調された受信信号ベクトル(r)からハー
ド決定ベクトル(v)を生成するためのハード決定検出
器(210)、前記ハード決定検出器(210)に結合
され、パリティチェックマトリクス(H)および前記ハ
ード決定ベクトル(v)からシンドロームベクトル
(s)を計算するためのシンドローム計算機(22
0)、そして前記シンドローム計算機(220)に結合
され、前記シンドロームベクトル(s)からシンドロー
ムパターン(p)を突きとめかつ除去して変更されたシ
ンドロームベクトル(s′)を生成するためのシンドロ
ーム変更器(230)、を具備することを特徴とする。
【0009】前記シンドローム変更器(230)は前記
シンドロームパターン(p)に基づき推定されたエラー
ベクトル(ё)を計算するよう構成してもよい。
【0010】さらに、前記シンドローム増幅器(23
0)に結合され、前記シンドロームパターン(p)を記
憶するためのシンドロームパターンメモリ(240)を
設けると好都合である。
【0011】前記シンドロームパターンメモリ(24
0)はまた推定されたエラーベクトル(ё)を計算する
ために使用される、前記シンドロームパターン(p)に
関連する、ハード決定ベクトルエラーパターン(e
をも記憶するよう構成してもよい。
【0012】さらに、前記シンドローム変更器(23
0)に結合され、前記変更されたシンドロームベクトル
(s′)を使用して残りのエラーベクトル(e′)を計
算するためのシンドロームベースのデコーダ(250)
を設けることもできる。
【0013】前記シンドロームベースのデコーダ(25
0)は前記ハード決定ベクトルから前記推定されたエラ
ーベクトル(ё)および前記残りのエラーベクトル
(e′)を減算して推定された送信符号ベクトル
(c)を生成することができる。
【0014】本発明の別の態様では、復調された受信信
号に対しソフト決定シンドロームベースのデコードを行
なう方法が提供され、該方法は、復調された受信信号ベ
クトルをハード決定検出してハード決定ベクトル(v)
を生成する段階、前記ハード決定ベクトル(v)をパリ
ティチェックマトリクス(H)で乗算してシンドローム
ベクトル(s)を計算する段階、そして前記シンドロー
ムベクトル(s)がゼロベクトルであるか否かを確認す
る段階(310)、を具備することを特徴とする。
【0015】さらに、前記シンドロームベクトル(s)
がゼロベクトルでなければ、前記シンドロームベクトル
(s)からシンドロームパターン(p)を突きとめかつ
除去して(353)変更されたシンドロームベクトル
(s′)および推定されたエラーベクトル(ё)を生成
する段階を具備すると好都合である。
【0016】さらに、前記変更されたシンドロームベク
トル(s′)から残りのエラーベクトル(e′)を計算
する段階(325)、そして前記ハード決定ベクトル
(v)、前記推定されたエラーベクトル(ё)、および
前記残りのエラーベクトル(e′)から推定された送信
符号ベクトル(c)を計算する段階(315)を設け
ることもできる。
【0017】さらに、前記シンドロームベクトル(s)
がゼロベクトルでなければ、前記ハード決定ベクトル
(v)から推定された送信符号ベクトル(c)を計算
する段階を設けると好都合である。
【0018】
【発明の実施の形態】ソフト決定デコーダはたたみ込み
符号通信システムにおいて伝送または送信エラーの存在
を検出するためシンドロームベクトルを使用する。rが
復調された受信信号ベクトルであるものとする。その場
合、ベクトルrは次元またはディメンションNの実数の
ベクトルである。vが復調された受信信号ベクトルrの
シンボルごとの(シンボル−バイ−シンボル)検出によ
り得られたベクトルを示すものとする。もし有効なハー
ド決定シンボルが2進であれば、vは0または1の要素
値(element values)を有する次元Nの
ベクトルである。v=c+eと表現するものとし、この
場合cは送信符号ベクトルである。この場合、eは送信
エラーベクトルである。たたみ込み符号Cに対して、構
成要素として0および1の2進シンボルを有するM列
(columns)およびN行(rows)のスカラパ
リティチェックマトリクスHが存在する。送信符号ベク
トルcを満たすパリティチェック条件は関係Hc=0
で表現され、この場合上付き文字tはベクトル転置(v
ector transposition)を示す。言
い換えれば、もしcがたたみ込み符号Cに属する符号ベ
クトル(すなわち、cが送信符号ベクトルでありかつc
はCの要素)であれば、Hc=0であり、この場合H
はM行およびN列を有するマトリクスMであり、cは長
さNの行ベクトル(row vector)であり、か
つ上付き文字tはベクトル転置を示す。
【0019】シンドロームベクトルsはs=Hvとし
て定義される次元Mの2進ベクトルである。v=c+e
であり、s=H(c+e)であり、かつHc=0で
あるから、s=Heである。シンドロームベクトルs
=0である場合、送信エラーベクトルe=0であり、か
つ何らのソフト決定最尤デコードも要求されない。言い
換えれば、シンボルごとに検出されたベクトルvは最尤
ソフト決定デコードされた送信符号ベクトルcであ
り、かつ受信信号ベクトルrのソフト決定デコードは不
必要である。
【0020】ゼロ送信エラーはありそうもないから、シ
ンドロームベクトルsは通常0に等しくない。たたみ込
み符号に対するソフト決定シンドロームベースのデコー
ダは始めに最尤送信エラーベクトル^eを計算すること
により最尤推定送信符号ベクトルcを計算する。該ソ
フト決定デコーダはシンボルごとの(symbol−b
y−symbol)検出器、シンドローム計算機、シン
ドローム変更器(syndrome modifie
r)、およびシンドロームを基礎としたまたはシンドロ
ームベースの(syndrome−based)デコー
ダを含む。シンボルごとの検出器は復調された受信信号
ベクトルrから、シンボルごとに、ハード決定ベクトル
vを決定するハード決定検出器(hard−decis
ion detector)である。ハード決定ベクト
ルvはスカラパリティチェックマトリクスHによって乗
算されてシンドロームベクトルsを生成する。
【0021】メモリがありそうなまたはあり得る(li
kely)送信エラーパターンに関連するシンドローム
パターンを記憶する。例えば、eが、単一ビット送信
エラーまたはダブルビット送信エラーのような、ハード
決定ベクトルvにおけるあり得る送信エラーパターンを
示すものとする。スカラパリティチェックマトリクスの
構造のため、単一シンボルのハード決定ベクトルエラー
に対応する限られた数のシンドロームパターンがある。
【0022】s=He とすれば、sは長さMの
完全なシンドロームベクトルである。シンドロームパタ
ーンpがsにおける最初の非ゼロ要素またはエレメン
トからスタートしかつsの最後の非ゼロ要素またはエ
レメントで終了するsのセグメントであるものとす
る。最適のデコードを保証するため、前記シンドローム
パターンは両側のゼロビットによって一括しまたはかこ
むことができる(bracketed)。シンドローム
パターンをかこむゼロの数を低減することは計算の速度
を増大するが、より最適でない解を生じる結果となる可
能性がある。前記シンドローム変更器がシンドローム計
算機によって計算されたシンドロームベクトルsを隔離
されたハード決定ベクトルエラーによって引き起こされ
る知られたシンドロームパターンpと比較する。もし知
られたシンドロームパターンが検出されれば、シンドロ
ーム変更器は推定(estimated)エラーベクト
ルёを更新しかつシンドロームベクトルからシンドロー
ムパターンを減算することにより単純化されたシンドロ
ームベクトルを生成する。変更されたシンドロームベク
トルはそれがもとのシンドロームベクトルよりも多くの
ゼロを含むという意味で単純化されている。
【0023】もし変更されたシンドロームベクトルがオ
ールゼロに等しければ、デコードは完了しかつ推定エラ
ーパターンёはベクトルvから減算されて最尤ソフト決
定デコードされた符号ベクトルcを形成する。もし変
更されたシンドロームベクトルがオールゼロでなけれ
ば、上で述べたシンドローム変更または修正(modi
fication)プロセスが反復されかつ新しいシン
ドロームパターンがメモリからフェッチされて変更され
たシンドロームベクトルと比較される。このプロセスは
メモリにあるすべてのシンドロームパターンがシンドロ
ームベクトルと比較されるまであるいはオールゼロの変
更されたシンドロームベクトルに到達するまで反復され
る。
【0024】推定エラーベクトルёは最尤送信符号ベク
トルcを計算するために使用することができ、c
v−^eであり、この場合vはシンボルごとの検出器の
ベクトル出力であり、かつ^eは最尤送信エラーベクト
ルである。もし変更されたシンドロームベクトルs′=
H(v−ё)=0であれば、^e=ёである。もし変
更されたシンドロームベクトルs′=H(v−ё)
0であれば、最尤送信エラーベクトル^e=ё+e′で
あり、この場合e′は単純化したエラートレリスを通る
サーチによって識別される必要がある非ゼロの残りのエ
ラーベクトルである。この場合、前記シンドロームをベ
ースとしたデコーダはシンドローム変更器から変更され
たシンドロームベクトルs′をとりかつそれを残りのエ
ラーベクトルe′を決定するために単純化したエラート
レリスを作成するのに使用する。単純化されたエラート
レリスe′の出力と推定されたエラーベクトルёを加え
たものは最尤送信エラーベクトル^eに等しい。
【0025】いったん最尤送信エラーベクトル^eが識
別されると、最尤送信符号ベクトルc=v−^eとな
る。シンドロームベクトルを単純化しかつそれを最尤送
信エラーベクトル^eを計算するために使用するこの手
法はビタビデコーダに比較して処理要求が低減される結
果となる。
【0026】図1は、好ましい実施形態に係わるソフト
決定デコーダ(soft−decision deco
der)170を有する受信機130を備えた通信シス
テム100のブロック図を示す。受信機130はセルラ
無線電話加入者ユニット101の一部として示されてい
るが、受信機はあるいはファクシミリマシン、変調器−
復調器(MODEM)、2方向無線機、またはたたみ込
み符号化された信号を受信する他の通信装置の一部とす
ることができる。加入者ユニット101においては、マ
イクロホン105がオーディオ信号をピックアップし、
該オーディオ信号は次に送信機110によって変調され
てデュプレクサ(duplexer)125を通りアン
テナ120によって放送される。アンテナ120はまた
セルラベースステーションのような送受信機199にお
ける相補的な送信機から無線周波(RF)信号を受信す
る。RFフロントエンド140は受信したRF信号をア
ナログベースバンド信号へとステップダウンまたは逓降
する。アナログ−デジタル(A/D)変換器146は前
記アナログベースバンド信号をデジタル信号に変換す
る。デジタル復調器150は該デジタル信号を処理して
復調された受信信号ベクトルrを生成する。
【0027】復調された受信信号ベクトルrはソフト決
定デコーダ170へと結合される。ソフト決定デコーダ
170の出力において、デジタル−アナログ(D/A)
変換器180は最尤ソフト決定デコード信号をアナログ
領域へと変換し、かつオーディオ増幅器185は演算増
幅器を使用してオーディオスピーカ190による再生の
ために前記復元された信号の利得を増大する。
【0028】図2は、好ましい実施形態に係わる図1に
示されたソフト決定デコーダ170のブロック図を示
す。復調された受信信号ベクトルrはシンボル・バイ・
シンボル検出器またはシンボルごとの検出器(symb
ol−by−symbol detector)210
に入り、該検出器210はハード決定ベクトルvを生成
する。シンボルごとの検出器は単に到来信号を調べかつ
それを周囲の値にかまわず最も近い有効な(例えば、2
進)シンボルに変換する。シンボルごとの検出器210
の出力ハード決定ベクトルvは必ずしも有効な符号ベク
トルではない。シンドローム計算機220はスカラパリ
ティチェックマトリクスHにより前記ハード決定ベクト
ルvを乗算してシンドロームベクトルsを生成する。シ
ンドロームベクトルs=0である状況では、ハード決定
ベクトルvは最尤推定送信符号ベクトルcであり、か
つハード決定ベクトルvはビタビデコーダのようなソフ
ト決定デコーダの出力と同じになることが保証される。
【0029】もしシンドロームベクトルs≠0であれ
ば、シンドローム修正器またはシンドローム変更器(s
yndrome modifier)230は計算され
たシンドロームベクトルを通ってサーチを行い受信ハー
ド決定ベクトルvにおける、単一エラーシンドロームパ
ターンまたはダブルエラーシンドロームパターンのよう
な、特定のエラーパターンeに対応する、シンドロー
ムパターンメモリ240に記憶された所定のシンドロー
ムパターンpを検出する。もしシンドロームパターンp
がシンドロームベクトルにおいて検出されれば、シンド
ローム変換器230はシンドロームパターンpを減算す
ることによりシンドロームベクトルを単純化しかつ前記
サーチ結果に従って推定エラーベクトルёにおける検出
されたエラーパターンeを記録する。変更されたシン
ドロームベクトルs′はそれがもとのシンドロームベク
トルsより多くのゼロを有する意味において単純化され
ている。もしs′=0であれば、最尤送信エラーベクト
ル^e=ёであり、かつ最尤推定送信符号ベクトルc
=v−^eである。もし検出されたシンドロームパター
ンpを減算した後に変更されたシンドロームベクトル
s′=H(v−ё)≠0であれば、シンドローム変更器
230はシンドロームパターンメモリ240におけるす
べてのシンドロームパターンが変更されたシンドローム
ベクトルs′と比較されるまであるいは変更されたシン
ドロームベクトルs′=0となるまでシンドロームパタ
ーンのサーチを続ける。
【0030】もし、シンドロームパターンメモリ240
のすべてのシンドロームパターンがモディファイドまた
は変更された(modified)シンドロームパター
ンs′と比較された後に、変更されたシンドロームベク
トルs′=H(v−ё)が依然としてオールゼロに等し
くなければ、変更されたシンドロームベクトルs′は次
にソフト決定原理に基づき残りのエラーベクトルe′を
計算するために使用される単純化したエラートレリスを
構築する上で使用するためにシンドロームをベースとし
たデコーダ250に送られる。最尤送信エラーベクトル
は^e=ё+e′である。いったん最尤エラーベクトル
^eが計算されると、最尤推定送信符号ベクトルc
v−^eである。
【0031】シンドロームベクトルsを生成する最尤送
信エラーベクトル^eのサーチは最小の累算重みを備え
たパスに対するエラートレリス図を通ってのサーチによ
って記述することができる。メアー・エリールおよびヤ
コブ・シンダーズの、「2進たたみ込み符号のソフトシ
ンドロームデコード(Soft SyndromeDe
coding of Binary Convolut
ional Codes)」、通信に関する43 IE
EE紀要、288−297(1995年)はエラートレ
リスをどのように構築しかつデコードするかに関し詳細
な例および綿密な説明を与えている。
【0032】シンボルごとのまたはシンボル・バイ・シ
ンボルベクトルvが属するたたみ込み符号の同じコセッ
ト(coset)を記述するエラートレリスが残りのエ
ラーベクトルe′をサーチするために使用される。エラ
ートレリスの形状は計算されたシンドロームベクトルの
値にのみ依存し、かつ変更されたシンドロームベクトル
は単純化されたエラートレリスを生成する。その不規則
な構造のため単純化されたエラートレリスを通る加速さ
れたサーチが可能である。低いビットエラー率の条件の
もとでは、エラートレリスはデコード手順の最適性に影
響を与えることなく実質的に単純化することができる。
言い換えれば、シンドローム変更器230はゼロの長い
つながりを促進するためにシンドロームベクトルを単純
化し、これはシンドロームをベースとしたデコーダ25
0によるエラートレリスの構築および処理をより効率的
なものとすることができるようにする。
【0033】図3は、好ましい実施形態に係わる図2に
示されるシンドローム変更器230およびシンドローム
をベースとしたデコーダ250の動作のフローチャート
を示す。シンドローム変更器230は引き続くゼロビッ
トの長いつながりの存在を促進するためにシンドローム
ベクトルを単純化する。開始ステップ301において、
推定された送信エラーベクトルёはゼロにリセットされ
る。ステップ305において、シンドロームベクトルs
がシンドローム計算機220(図2に示されている)か
ら得られる。ステップ310によって判定されて、もし
シンドロームベクトルがゼロに等しければ、ステップ3
12に示されるように最尤送信エラーベクトルは^e=
ё=0であり、かつハード決定ベクトルvはステップ3
15に示されるように最尤推定送信符号ベクトルc
ある。いったん最尤推定送信符号ベクトルcが決定さ
れると、処理はステップ330において終了する。しか
しながら、この場合は処理手順の最初の段階では実際の
システムにおいて起こる可能性は少ない。
【0034】もしシンドロームベクトルs≠0であれ
ば、シンドローム変更器230はシンドロームベクトル
を通り知られたシンドロームパターンpをサーチする。
このサーチは、もし必要であれば、いくつかの反復で行
われる。シンドロームベクトルはスカラパリティチェッ
クマトリクスHの列(columns)のリニアな組合
せでありかつ、2進の場合は、単にマトリクスHの列の
和であることに注目されたい。ハード決定ベクトルvに
おける単一のエラーはスカラパリティチェックマトリク
スHの対応する列に等しいシンドロームベクトルを生成
する。これに対し、もし複数のハード決定ベクトルエラ
ーが群集すれば、それらの対応する単一エラーシンドロ
ームパターンは重複してもはや容易に識別できない複合
シンドロームパターンを発生することになる。
【0035】スカラパリティチェックマトリクスの構造
により、単一シンボルのハード決定ベクトルエラーに対
応する限られた数のシンドロームパターンがある。例え
ば、レートハーフの(rate half)2進たたみ
込み符号のスカラパリティチェックマトリクスは単一シ
ンボルのハード決定ベクトルエラーに対応する2つのタ
イプのシンドロームパターンのみを含む。言い換えれ
ば、このタイプのスカラパリティチェックマトリクスの
すべての列は始めの2つの列のシフトされたものであ
る。パンクチャド(punctured)たたみ込み符
号に対しては、単一シンボルのハード決定ベクトルエラ
ーに対応する異なるシンドロームパターンの数はノンパ
ンクチャド(non−punctured)符号よりも
大きいが、依然として通常それはシンドローム変更器の
比較的簡単な構成を可能にするのに十分小さい。
【0036】ステップ340はαビットを有するシンド
ロームパターンpおよびその対応するハード決定ベクト
ルエラーパターンeをシンドロームパターンメモリ2
40(図2に示されている)の所定のリストからロード
する。ステップ350はシンドロームベクトルの一部に
おいてシンドロームパターンpをサーチする。もしシン
ドロームパターンpがシンドロームベクトルの一部にお
いて識別されれば、ステップ353はエラーパターンe
を推定されたエラーベクトルёに加えることにより対
応する隔離された(isolated)ハード決定ベク
トルのロケーションの記録を保持し、シンドロームパタ
ーンpをシンドロームベクトルから減算し、かつ前記シ
ンドロームパターンを右にαビット移動し、これはシン
ドロームパターンpの長さである。もしシンドロームパ
ターンpがシンドロームベクトルの部分と整合しなけれ
ば、ステップ355はシンドロームパターンを1ビット
右にシフトする。
【0037】シフト段階353,355の後に、ステッ
プ360はシフトがシンドロームベクトルの長さMを超
えたかを見るためチェックを行う。シフトが長さMを超
えない限り、シンドロームパターンpはシンドロームベ
クトルの引き続く部分と比較される。シンドロームパタ
ーンpがシンドロームベクトル全体の各部分と比較され
ているときに、シンドローム変更器は変更されたシンド
ロームベクトルがゼロに等しくなるか、あるいはシンド
ロームベクトルにおけるすべての知られたシンドローム
パターンが除去されるまでステップ310に戻る。
【0038】もし、ステップ310,320によって判
定されて前記反復サーチの終りに、変更されたシンドロ
ームベクトルs′≠0であれば、シンドロームをベース
としたデコーダ250はステップ325において残りの
エラーベクトルe′を計算するためにエラートレリスを
構築するのに変更されたシンドロームベクトルs′を使
用する。最尤送信エラーは^e=ё+e′である。シン
ドロームをベースとしたデコーダはステップ315を実
行しかつハード決定ベクトルvから最尤送信エラーベク
トル^eを減算することにより最尤推定送信符号ベクト
ルcを計算し、かつ終了ステップ330が行われる。
【0039】変更されたシンドロームベクトルs′はも
とのシンドロームベクトルsよりも効率的なエラートレ
リスの構築のために適している。言い換えれば、知られ
たシンドロームパターンの除去により、残りの非ゼロシ
ンドロームベクトルビットのパターンはハード決定ベク
トルvにおける群集する(clustered)エラー
に対応することになる。しかしながら、所望の状況にお
いては、知られたシンドロームパターンのサーチおよび
除去は結果としてステップ310においてオールゼロの
変更されたシンドロームベクトルを生じることになり、
かつステップ325におけるエラートレリスの構築は不
必要になるであろう。
【0040】もし、いずれかのときに、前記変更された
シンドロームベクトルs′がステップ310によって判
定されてゼロに等しくなれば、最尤送信エラーベクトル
^eはステップ312に示されるように評価または推定
されたエラーベクトルёに等しくなる。ステップ315
において、シンドロームをベースとしたデコーダ250
はハード決定ベクトルvから最尤送信エラーベクトル^
eを減算することにより最尤推定送信符号ベクトルc
を計算し、かつ終了ステップ330が行われる。
【0041】一般に、元のシンドロームベクトルsから
シンドロームパターンpを除去することは最適状態に及
ばない(suboptimum)デコードを生じる結果
となる。それにもかかわらず、デコーダの性能に関する
損失は、最適の場合と比較して、制御可能でありかつ無
(nothing)へと低減できる。シンドローム変更
器(syndrome modifier)のビットエ
ラー率(BER)はα、シンドロームパターンpのビッ
ト長さ、に依存する。元のシンドロームパターンpにゼ
ロビットを加えることによりαを増大することは(ビッ
トでの)考慮中のハード決定ベクトルエラーパターンe
とその可能性ある近傍のハード決定ベクトルのエラー
との間の距離を増大する。その結果、識別されたシンド
ロームパターンpが真にハード決定ベクトルエラーパタ
ーンeによって生成された確率はαの増大と共に増大
する。αを前記符号の拘束長の数倍に対応するように
し、しかしながらシンドロームベクトルの長さMより小
さくすることは、符号化利得における実際の損失がない
こと、すなわち、BER性能が最適のビタビデコーダの
ものと同じであること、を保証するために通常充分なも
のである。
【0042】図4は、伝統的なビタビデコーダの複雑さ
の割合として図2に示されるソフト決定デコーダの計算
機的な複雑さのチャートを示す。縦軸410は伝統的な
ビタビデコーダに対するソフト決定デコーダの複雑さの
割合を示す。水平軸420は雑音指数(noise f
igure)を示す。複雑さの尺度はデコードのために
必要とされる実際の加算および比較の数である。この場
合、シンドロームパターンpのビット長さαは16とな
るよう選択され、すなわち、近傍のエラーからの距離が
少なくとも32ビットのハード決定シンボルエラーが検
出されかつ除去された。このビット長さαはBER性能
がビタビデコーダのものと同じであることを保証するの
に充分であったが、実質的に低減された計算機的な複雑
さを有している。16より短い短縮されたビット長さα
により、BER性能は最適ではないかもしれないが、計
算機的な複雑さはさらに低減されるであろう。
【0043】中庸の(moderate)BER状態の
下では、シンドローム変更器230(図2に示されてい
る)は最適性の喪失なしにシンドロームを基礎としたデ
コード手順の計算機的な複雑さおよび電流消費を大幅に
低減する。一例として、モトローラONYXデジタル信
号プロセッサによるGSMハーフレートボコーダに対し
ては、シンドローム変更器およびシンドロームを基礎と
したデコーダは、受信信号のBERがポイント455で
示されるように1パーセントである場合に伝統的なビタ
ビデコードと比較してマシンサイクルを92パーセント
低減し、かつポイント475によって示されるように受
信信号のBERが0.1パーセントである場合に前記シ
ンドローム変更器およびシンドロームを基礎としたデコ
ーダはビタビデコードに比較してマシンサイクルを97
パーセント低減する。
【0044】
【発明の効果】以上のように、シンドロームを基礎とし
たデコーダと組合わせたシンドローム変更器はエラート
レリスの構造を除去しまたは単純化し、かつ復調された
受信信号ベクトルのシンドロームを基礎としたデコード
の計算機的な複雑さを低減する。低い送信または伝送エ
ラーの状況では、前記シンドローム変更器およびシンド
ロームをベースとしたデコーダはビタビデコーダと比較
して大幅に低減された計算機的な複雑さを有する。
【0045】上においてはたたみ込み符号のためのソフ
ト決定シンドロームベースのデコーダの特定の構成要素
および機能を説明したが、本発明の真の精神および範囲
内で当業者によってより少ないまたは付加的な機能を採
用することができる。本発明は添付の特許請求の範囲に
よってのみ限定されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の好ましい実施形態に係わるソフト決定
デコーダを有する受信機を備えた通信システムを示すブ
ロック図である。
【図2】本発明の好ましい実施形態に係わる図1に示さ
れるソフト決定デコーダのブロック図である。
【図3】本発明の好ましい実施形態に係わる図2に示さ
れるシンドローム変更器の動作を示すフローチャートで
ある。
【図4】図2に示されるソフト決定デコーダの計算機的
な複雑さを伝統的なビタビデコーダの複雑さの割合とし
て示す説明的グラフである。
【符号の説明】
100 通信システム 101 加入者ユニット 105 マイクロホン 110 送信機 120 アンテナ 125 デュプレクサ 130 受信機 140 RFフロントエンド 146 A/D変換器 150 デジタル復調器 170 ソフト決定デコーダ 180 D/A変換器 185 オーディオ増幅器 190 オーディオスピーカ 210 シンボル・バイ・シンボル検出器 220 シンドローム計算機(H) 230 シンドローム変更器 240 シンドロームパターンメモリ 250 シンドロームを基礎としたデコーダ

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 復調された受信信号をデコードするため
    のソフト決定シンドロームベースのデコーダ(170)
    であって、 復調された受信信号ベクトル(r)からハード決定ベク
    トル(v)を生成するためのハード決定検出器(21
    0)、 前記ハード決定検出器(210)に結合され、パリティ
    チェックマトリクス(H)および前記ハード決定ベクト
    ル(v)からシンドロームベクトル(s)を計算するた
    めのシンドローム計算機(220)、そして前記シンド
    ローム計算機(220)に結合され、前記シンドローム
    ベクトル(s)からシンドロームパターン(p)を突き
    とめかつ除去して変更されたシンドロームベクトル
    (s′)を生成するためのシンドローム変更器(23
    0)、 を具備することを特徴とする復調された受信信号をデコ
    ードするためのソフト決定シンドロームベースのデコー
    ダ(170)。
  2. 【請求項2】 前記シンドローム変更器(230)は前
    記シンドロームパターン(p)に基づき推定されたエラ
    ーベクトル(ё)を計算することを特徴とする請求項1
    に記載のソフト決定シンドロームベースのデコーダ(1
    70)。
  3. 【請求項3】 さらに、 前記シンドローム増幅器(230)に結合され、前記シ
    ンドロームパターン(p)を記憶するためのシンドロー
    ムパターンメモリ(240)、 を具備することを特徴とする請求項2に記載のソフト決
    定シンドロームベースのデコーダ(170)。
  4. 【請求項4】 前記シンドロームパターンメモリ(24
    0)はまた推定されたエラーベクトル(ё)を計算する
    ために使用される、前記シンドロームパターン(p)に
    関連する、ハード決定ベクトルエラーパターン(e
    をも記憶することを特徴する請求項3に記載のソフト決
    定シンドロームベースのデコーダ(170)。
  5. 【請求項5】 さらに、 前記シンドローム変更器(230)に結合され、前記変
    更されたシンドロームベクトル(s′)を使用して残り
    のエラーベクトル(e′)を計算するためのシンドロー
    ムベースのデコーダ(250)、 を具備することを特徴とする請求項2に記載のソフト決
    定シンドロームベースのデコーダ(170)。
  6. 【請求項6】 前記シンドロームベースのデコーダ(2
    50)は前記ハード決定ベクトルから前記推定されたエ
    ラーベクトル(ё)および前記残りのエラーベクトル
    (e′)を減算して推定された送信符号ベクトル
    (c)を生成することを特徴とする請求項5に記載の
    ソフト決定シンドロームベースのデコーダ(170)。
  7. 【請求項7】 復調された受信信号に対しソフト決定シ
    ンドロームベースのデコードを行なう方法であって、 復調された受信信号ベクトルをハード決定検出してハー
    ド決定ベクトル(v)を生成する段階、 前記ハード決定ベクトル(v)をパリティチェックマト
    リクス(H)で乗算してシンドロームベクトル(s)を
    計算する段階、そして前記シンドロームベクトル(s)
    がゼロベクトルであるか否かを確認する段階(31
    0)、 を具備することを特徴とする復調された受信信号に対し
    ソフト決定シンドロームベースのデコードを行なう方
    法。
  8. 【請求項8】 さらに、 前記シンドロームベクトル(s)がゼロベクトルでなけ
    れば、前記シンドロームベクトル(s)からシンドロー
    ムパターン(p)を突きとめかつ除去して(353)変
    更されたシンドロームベクトル(s′)および推定され
    たエラーベクトル(ё)を生成する段階、 を具備することを特徴とする請求項7に記載の復調され
    た受信信号に対しソフト決定シンドロームベースのデコ
    ードを行なう方法。
  9. 【請求項9】 さらに、 前記変更されたシンドロームベクトル(s′)から残り
    のエラーベクトル(e′)を計算する段階(325)、
    そして前記ハード決定ベクトル(v)、前記推定された
    エラーベクトル(ё)、および前記残りのエラーベクト
    ル(e′)から推定された送信符号ベクトル(c)を
    計算する段階(315)、 を具備することを特徴とする請求項8に記載の復調され
    た受信信号に対しソフト決定シンドロームベースのデコ
    ードを行なう方法。
  10. 【請求項10】 さらに、 前記シンドロームベクトル(s)がゼロベクトルでなけ
    れば、前記ハード決定ベクトル(v)から推定された送
    信符号ベクトル(c)を計算する段階、 を具備することを特徴とする請求項7に記載の復調され
    た受信信号に対しソフト決定シンドロームベースのデコ
    ードを行なう方法。
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