KR100959425B1

KR100959425B1 - 반복 디코딩을 위한 소프트 정보 스케일링

Info

Publication number: KR100959425B1
Application number: KR1020057015974A
Authority: KR
Inventors: 톰 리차드손; 블래디미르 노비크코브; 휴 진
Original assignee: 콸콤 인코포레이티드
Priority date: 2003-02-26
Filing date: 2003-08-07
Publication date: 2010-05-26
Also published as: HK1090146A1; EP1597667A1; US20040168114A1; WO2004079563A1; US7231577B2; JP2006515483A; JP4373340B2; EP1597667A4; CN1771476A; CN101695013A; AU2003261440C1; CA2516541A1; CN100576168C; KR20060021284A; AU2003261440B2; AU2003261440A1; BR0318142A; WO2004079563A8

Abstract

에러 정정 디코딩 프로세스의 일부로서 소프트 값들(214)을 스케일링하기 위한 방법들 및 장치들이 기술된다. 정확한 디코딩은 적당한 스케일링 인자의 사용에 좌우된다. 소프트 값들을 스케일링하기 위한 스케일링 인자의 선택 및 사용은, 소프트 값들이 얻어진 신호가 통신 채널을 통하여 전송되는 시점에서 올바른 스케일링 인자 또는 실제 채널 조건들의 이전 지식에 대한 필요없이 디코더 성능을 개선 및/또는 최적화하도록 설계된다. 본 발명의 기술은, 프로세싱될 소프트 값들이 채널 품질 값(200)에 의해 정확하게 기술될 수 있는 품질을 가진 통신 채널을 통하여 전송되었다는 것을 가정한다. 스케일링 인자는, 스케일링될(212) 소프트 값(208)의 분포 및 소프트 값들이 전송되는 채널이 미리 선택된 채널 품질 값(210)에 대응하는 품질이라는 가정으로부터 결정된다.

에러 정정 디코딩, 소프트 값, 스케일링, 채널 품질 값, 스케일링 인자

Description

반복 디코딩을 위한 소프트 정보 스케일링{Soft information scaling for iterative decoding}

본 발명은 출원번호가 60/450,174이고, 출원일이 2003년 2월 26일이며, 발명의 명칭이 "SOFT INFORMATION SCALING FOR ITERATIVE DECODING"인 미국 특허 가출원에 대한 우선권을 주장한다.

본 발명은 디코딩에 관한 것이며, 보다 상세하게 예를 들면, 디코딩 프로세스의 일부로서 소프트 정보 값들을 스케일링하는데 사용될 수 있는 스케일링(scaling) 인자를 결정하기 위한 방법들 및 장치들에 관한 것이다.

거의 모든 형태의 전자 통신 및 저장 시스템들은 에러 정정 코드들을 사용한다. 에러 정정 코드들은 리던던시(redundancy)를 데이터 스트림에 도입함으로써 이들 시스템에서 정보 전달의 고유 비신뢰성을 보상한다. 에러 정정의 수학적 근거들은 샤논(Shannon)에 의해 확립되었다. 샤논은, 통신 시스템들에서 신호들의 왜곡이 랜덤 프로세스로서 모델링되는 채널의 수학적 개념을 개발하였다. 샤논의 가장 근본적인 결과는 정보가 채널을 통하여 신뢰가능하게 전달될 수 있는 최대 속도를 지정하는 용량, 품질을 채널에 대해 정의하는 노이지 채널 정리이다. 이 용량은 샤논 용량으로서 공지된다. 용량에 접근하는 속도들에서 신뢰할 수 있는 전송은, 에러 정정 코드들의 사용을 요구한다. 따라서, 에러 정정 코드들은 가능한한 근접하게 용량에 접근하면서 충분한 신뢰성을 달성하도록 설계된다. 에러 정정 코드 실행의 복잡성은 에러 정정 코드들의 애플리케이션들에서 실제로 발생하는 부가적인 인자이다.

터보 코드들 및 추후 저밀도 패리티 검사(Low-Density Parity-Check; LDPC) 코드들의 후속 재발견 및 개발에 대한 본 발명으로부터 기인한 에러 정정 코딩 시스템들의 최근 발전은, 샤논의 용량과 매우 밀접하게 접근할 수 있는 실행 가능한 복잡성의 코딩 시스템들을 제공한다.

많은 종류의 에러 정정 코딩 시스템들은 소프트 정보에 따른다. 소프트 정보는 하나의 비트(b), 즉 1 또는 0의 결정 및 상기 결정의 신뢰도의 일부 측정을 나타낸다. 예를 들면, 소프트 값들에 종종 사용되는 표준은 로그 우도비(log-likelihood ratio)

이며, 여기서 y는, 예를 들면, 통신 채널을 통한 전송후 비트(b)의 일부 관찰 결과이다. 디코더에 대한 소프트 입력 값들은, 노이즈로 인해 전송된 신호가 영향을 받을 수 있는 통신 채널을 통하여 전송된 신호로부터 종종 얻어진다. 상기 경우, 소프트 값을 생성하는 결정의 신뢰도 측정이 채널 노이즈 효과를 반영할 것이다.

이진 위상 시프트 키(Binary Phase Shift Key; BPSK) 변조를 사용하면, y=x+n에 의해 모델링된 가우스 채널을 통하여 하나의 비트를 전송하기 위하여, x=2b-1이고, 여기서 n은 평균 0 및 편차 s²을 가진 실수 가우스 랜덤 변수를 나타내고, y는 상수 인자까지 x의 로그 우도비과 동일하다. 보다 정밀하게,

. 비터비(Viterbi) 디코딩을 이용한 컨벌루션 코드들 같은 일부 타입의 에러 정정 시스템들에서, 양의 상수들에 의해 스케일링하는 조건에서 디코딩이 불변하기 때문에, 스케일링 인자

를 알 필요가 없다. 왜냐하면 비터비 디코더가 효과적으로 x₁y₁ + x₂y₂ + ..+ x_ny_n을 최소화하는 코드워드(x₁,...,x_n)을 발견하기 때문이고, 여기서 y₁,...,y₂는 전송된 비트들(x₁,...,x_n)에 대응하는 관찰 결과들을 나타낸다.

최근에, 터보 코드들 및 LDPC 코드들은, 컨벌루션 코드들 같은 종래 코딩 시스템들을 통하여 많은 이득들을 제공하는 것으로 나타났다. 그러나, 이들 코드들에 대한 가장 우수한 디코더들은 소프트 값들의 스케일링에 의존한다. 소프트 값들의 부정확한 스케일링은 디코딩 성능에 부정적인 영향을 미칠 수 있다.

종종 실제로 올바른 스케일링 인자를 알거나 추정하는 것은 매우 어렵다. 이것은, 알려지고 추적하기 쉽지 않은 데이터의 스케일링이 시스템에서 발생할 수 있기 때문이다. 추적하기 어려운 상기 데이터 스케일링은, 예를 들면, 자동 이득 제어 회로 또는 다른 회로에 의해 수행될 수 있다. 이것은 특히 페이딩 채널들에서 진실이고, 여기서 채널은 알려지지 않거나 단지 적당히 알려진 곱셈 이득을 x에 적용한다. 올바른 스케일링 인자의 빈약한 추정을 사용하는 것은 코딩 시스템의 성능의 상당한 품질 저하를 유발할 수 있다. 따라서, 올바른 스케일링 인자가 알려진 경우와 비교하여, 디코딩 성능이 손실되지 않거나 손실을 최소화하도록, 소프트 데이터 블록에 대한 스케일링 인자, 예를 들면, 한 세트의 소프트 입력 값들을 제공할 수 있는 방법이 필요하다. 실행 시점에서, 만약 적당한 스케일링 인자가 디코딩 전에 소프트 값들에 제공되어야 하는 스케일링 인자의 크기에 영향을 미칠 수 있는 스케일링 및/또는 다양한 채널 조건들을 추적할 필요 없이 프로세싱될 소프트 값들로부터 결정될 수 있다면, 매우 바람직하다.

본 발명은 에러 정정 디코딩 전, 또는 상기 디코딩과 관련하여 소프트 값들을 스케일링하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 소프트 값들을 스케일링하기 위한 스케일링 인자의 선택 및 사용은, 소프트 값들이 얻어진 신호가 통신 채널을 통하여 전송되는 시간에 올바른 스케일링 인자 또는 실제 채널 좌표들의 사전 지식 없이 디코더 성능을 개선하고 및/또는 최적화하도록 설계된다. 본 발명의 방법들 및 장치들은 광범의 디바이스들, 예를 들면 무선 터미널들, 이동 핸드셋들, 및 데이터를 수신하고 디코드하는 다양한 다른 종류의 디바이스들에 사용하기에 적당하다.

주어진 코딩 방법 및 주어진 채널 품질에 대하여, 수신기에 의한 적당한 스케일을 가정하여, 복수의 소프트 값 분포들이, 채널 품질에 따른 예측 가능한 방법으로 가변하는 분포들을 갖는 수신기에서 가능하다. 따라서, 예를 들면 샤논 채널 용량 같은 채널 품질의 측면들에서 표현된 바와 같은 특정 품질의 채널에 대하여, 한 세트의 대응하는 소프트 값 분포들은 예측될 수 있다. 다른 채널 품질 값들을 가진 채널들은 상이한 세트의 소프트 값 분포들에 대응할 것이다. 따라서, 적당히 스케일링된 소프트 값들의 경우, 공지된 코딩 방법이 제공된 특정 채널 품질 값에, 수신기에서의 소프트 값들의 특정 분포를 관련시키는 것은 가능하다.

본 발명에 따라, 통신 채널들은 미리 결정된 품질 레벨, 예를 들면, 미리 선택된 채널 품질 값의 측면에서 표현된 채널 용량을 만족시킨다고 가정된다. 이런 가정하에서, 소프트 값들의 입력 세트에 적용될 때, 채널 품질 매칭, 예를 들면, 가정된 미리 선택된 채널 품질 값과 정밀하게 또는 적당하게 대응하는 분포를 생성할 스케일링 인자가 결정된다.

그 다음 결정된 스케일링 인자는, 올바른 스케일링에 의존하는 디코딩 동작 전에 하나 이상의 소프트 입력 값들을 스케일링하는데 사용된다.

다양한 실시예들에서, 미리 결정된 채널 품질 값은 채널이 수용 가능하지 않게 되는 포인트 근처의 값이 되도록, 스케일링 및 디코딩 이전에 선택된다. 미리 선택된 값은 허용가능한 채널 품질 영역 내에 또는 바로 바깥쪽에 위치할 수 있다. 채널이 수용 가능하지 않은 이러한 포인트는 임계(critical) 포인트로서 기술될 수 있다. 미리 선택된 채널 품질 값은 사용되는 주어진 코딩 방법이 달성될 것으로 기대된 채널 용량에 대응하게 선택될 수 있다. 미리 결정된 채널 품질 값은 디코딩 이전에, 예를 들면, 디코더로서 역할을 할 디바이스로 프로그래밍 및 사용되는 코딩 방식에 기초하여 선택될 수 있다. 미리 선택된 채널 품질 값은, 연장된 디코딩 기간, 예를 들면 통신 디바이스의 수명 동안 또는 상기 장치가 새로운 코딩 방법을 지원하기 위하여 프로그램되거나 미리 선택된 채널 품질 값이 업데이트될 때까지 고정되게 유지될 수 있다. 따라서, 미리 선택된 채널 품질 값은 신호가 통신 채널을 통하여 전송되고 및/또는 수신되는 시기에 실제 채널 품질에 독립적이다. 또한, 미리 선택된 채널 품질 값은, 디코딩을 수행하는 통신 디바이스에서 수신된 신호에 적용된 다른 이득의 트랙을 유지하거나 자동 이득 제어(AGC) 기능에 좌우되지 않는다.

도 1은 본 발명의 스케일링 인자 결정 방법이 입력 값들의 올바른 스케일링에 의존하는 반복 디코더와 결합하여 사용될 수 있는 예시적인 통신 시스템을 도시한 도면.

도 2는 미리 선택된 채널 품질 값의 함수로서 스케일링 인자가 주어진 세트의 입력값들에 대하여 생성되는 본 발명의 방법을 도시한 도면.

도 3은 본 발명의 실시예에 따라 소프트 값들에 적용될 스케일링 인자를 결정하는 본 발명의 예시적인 스케일링 인자 결정 방법을 도시한 도면.

도 4는 본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따라 스케일링 인자 결정 및 사용을 위한 다른 방법을 도시한 도면.

도 5는 함수(g)를 도시하고, 여기서 g(x) = 1-h(z(x))이고 h는 이진 엔트로피 함수이고 z(x) = 1/(1+e^x)이고, 이는 채널 품질 값으로서 샤논 채널 용량의 사용에 대응한다.

도 1은 본 발명의 스케일링 인자 결정 방법들이 올바른 소프트 값 스케일링에 따른 반복 디코더, 예컨대 LDPC 디코더 또는 터보 디코더와 결합하여 사용될 수 있는 예시적인 통신 시스템(10)을 도시한다. 도시된 바와 같이 통신 시스템(10)은 제 1 및 제 2 통신 디바이스들(11, 13)을 포함한다. 제 1 통신 디바이스(11)는 예를 들면 기지국일 수 있고, 제 2 통신 디바이스(13)는 예를 들면 무선 채널일 수 있다. 기지국(11)은 공중링크(37)를 통하여 무선 터미널(13)과 통신할 수 있다.

제 1 통신 디바이스(11)는 버스(18)에 의해 함께 연결되는 예컨대 CPU와 같은 프로세서(14), 입력/출력 인터페이스(16), 입력 디바이스(20), 출력 디바이스(22), 전송기(35), 및 메모리(30)를 포함한다. 메모리(30)는 예컨대 전송될 데이터와 같은 데이터(32) 및 제어 루틴들(34)을 포함한다. 제어 루틴들(34)의 지휘하에 동작하는 프로세서(14)는 제 2 통신 디바이스(13)에 대한 데이터의 전송을 제어한다. I/O 인터페이스(16)은 제 1 통신 디바이스(11)가 인터넷 같은 네트워크로부터/네트워크로 데이터를 수신 및/또는 전송하게 한다. 입력 디바이스(20)는 제어 신호들 및/또는 데이터를 제 1 통신 디바이스(1)에 입력하기 위하여 사용될 수 있는 키패드일 수 있다. 출력 디바이스(22)는 예를 들면 정보, 데이터 및/또는 장치 상태 정보를 사용자에게 디스플레이하기 위하여 디스플레이를 포함할 수 있다. 전송기 안테나(36)에 결합된 전송기(35)는 공중링크(37)를 통하여 제 2 통신 디바이스(13)에 전송하기 위하여 사용된다. 전송기(36)는 인코더(28) 및 변조기(26)를 포함한다. 인코더(28)는 인코드된 신호의 디코딩이 전송된 신호로부터 얻어진 소프트 값들의 적당한 스케일링에 따르는 다수의 인코딩 기술들 중 임의의 하나를 실행할 수 있다. 인코더(28)는 예를 들면 LDPC 인코더 또는 터보 인코더일 수 있다. 인코더(28)는 전송될 데이터 값들을 수신하고 상기 데이터 값들로부터 인코드된 값들을 생성한다. 인코더(28)로부터 출력된 인코드된 값은 안테나(36)로부터 신호 방송의 일부로서 전송되기 전에 변조기(26)에 의해 변조된다. 도시되지 않았지만, 제 1 통신 디바이스(11)는 제 1 통신 디바이스(11)가 데이터를 수신뿐 아니라 전송할 수 있도록 제 2 통신 디바이스(13)와 유사한 수신기 회로를 포함할 수 있다.

제 2 통신 디바이스(13)는 버스(48)를 통해 함께 연결된 예컨대 CPU와 같은 프로세서(44), 입력 디바이스(50), 출력 디바이스(52), 수신기 회로(54) 및 메모리(60)를 포함한다. 제 2 통신 디바이스(13)는 공중을 통하여 전송된 신호들을 수신하기 위한 수신기 안테나(38)를 포함한다. 메모리(60)는 데이터(62), 제어 루틴들(64), 미리 선택된 채널 품질 값(66) 및 스케일링 값 계산 루틴(68)을 포함하는 기계 판독 가능 매체이다. 제어 루틴들(64)은 CPU(44)에 의해 실행될 때 제 2 통신 디바이스(13)의 일반적인 동작을 제어한다. 데이터(62)는 본 발명에 따른 수신된 신호뿐 아니라 제어 루틴들(64)에 의해 사용된 데이터를 복조 및 디코딩함으로써 얻어진 데이터를 포함할 수 있다. 스케일링 값 계산 루틴(68)은 CPU(44)에 의해 실행될 때, 프로세서(44)가 복조기(56)에 의해 출력된 스케일링되지 않은 소프트 값들의 함수로서 적당한 스케일링 값 및 메모리(60)에 저장된 미리 선택된 채널 품질 값(66)을 생성하게 하는 컴퓨터 명령들 및/또는 모듈들을 포함한다. 본 발명의 소프트웨어 실행에 대한 대안으로서, 하드웨어 모듈들 및/또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합은 본 발명에 따른 스케일링 값들을 계산하기 위하여 사용될 수 있다. 도시되지 않았지만, 제 2 통신 디바이스(13)가 데이터를 전송뿐 아니라 수신할 수 있도록, 제 2 통신 디바이스(13)가 1 통신 디바이스(11)와 유사한 전송기 회로를 포함할 수 있다.

도 1의 실시예에서, 복조기(56)에 의해 출력된 소프트 값들은 미리 선택된 채널 품질 값(66)의 함수로서 사용될 스케일링 인자를 결정하기 위하여 디코더(58)를 통하여 프로세서(44)에 공급될 수 있다. 프로세서(44)는 스케일링을 수행하고 스케일링된 소프트 값들을 디코더(58)에 리턴한다. 선택적으로, 프로세서(44)는 스케일링 종속 반복 디코딩 프로세스를 실행하기 위하여 사용되는 회로에 의해 프로세스 전에 소프트 입력 값들을 스케일링하기 위해 사용되는 디코더(58)의 입력에 포함된다. 디코더(58)에 의해 실행되는 디코딩 프로세스는 전송 전에 인코딩을 수행하기 위하여 사용된 인코더(28)에 의해 수행된 인코딩 프로세스의 역일 수 있다. 디코더(58)는 일부 실시예들에서 LDPC 디코더이다.

안테나들(36 및 38) 사이의 공중링크(37)는 전송기(35)에 의해 생성된 신호가 전송되는 통신 채널을 나타낸다. 통신 채널은 신호 이득 및 복조기(56)에 의해 출력된 소프트 값들의 값들을 달성할 수 있는 자동 이득 제어 회로를 포함하는 디코더(58) 및 인코더(28) 사이의 통신 경로에 있는 다른 요소들을 포함하는 것으로 해석될 수 있다. 디코더(58)는 일부 실시예들에서 피드백을 복조기(56)에 제공할 수 있다. 따라서, 복조기(56)는 예를 들면 생성된 소프트 값들이 상기 프로세스를 통하여 적당한 정도의 결정 신뢰성이 달성되거나 일부 다른 디코딩 정지 기준이 만족될 때까지 반복적으로 프로세싱되는 반복 디코딩 프로세스, 예를 들면 루프의 일부를 생성할 수 있다. 전송된 신호가 전달되는 통신 채널(37)은 노이즈를 도입하여 스케일링 에러들을 유발할 것이다. 예를 들면 복조기(56)에 의해 출력된 소프트 값들은 채널 감쇠, 부정확한 AGC 동작 및/또는 다른 인자들로 인해 일반적으로 너무 크거나 작을 수 있고 또한 전송되는 값들의 분포와 다른 분포를 예상할 수 있다.

주어진 코딩 방법 및 주어진 채널 품질에 대하여, 수신기에 의한 적당한 스케일링을 가정하여, 다수의 소프트 값 분포들이 수신기에서 가능한데, 상기 분포들은 채널 품질에 따른 예측 가능한 방식으로 변화한다. 따라서, 샤논 채널 용량 같은 채널 품질 값들의 측면에서 표현된 바와 같은 특정 품질의 채널에 대하여, 한 세트의 대응하는 소프트 값 분포들은 예측될 수 있다. 다른 채널 품질 값들을 가진 채널들은 소프트 값 분포들의 다른 세트들에 대응할 것이다. 따라서, 적당히 스케일링된 소프트 값들의 경우, 공지된 코딩 방법에 따라, 수신기에서의 소프트 값들의 특정 분포들을 특정 채널 품질 값에 상관시키는 것이 가능하다.

본 발명에 따라, 통신 채널이 미리 결정된 품질 레벨, 예를 들면 미리 선택된 채널 품질 값(66)의 측면에서 표현된 바와 같은 채널 용량을 만족시키는 것이 가정된다. 이 값은 예를 들어, 사용된 코딩 방법을 바탕으로 디코딩 전에 선택될 수 있다. 예를 들면, 미리 선택된 채널 품질 값은 사용되는 코딩 방법이 주어지면 달성될 것으로 기대하는 채널 용량에 대응하도록 선택될 수 있다. 미리 선택된 채널 품질 값(66)은 디코딩의 연장된 기간들에 대한 디코딩 동안, 예를 들면 통신 디바이스(13)의 수명 동안 또는 장치(13)가 새로운 코딩 방법을 지원하기 위하여 프로그래밍될 때까지 고정되어 유지될 수 있다. 따라서, 미리 선택된 채널 품질 값(66)은 신호가 통신 채널을 통하여 전송 및/또는 수신되는 시기에 실제 채널 품질에 독립적이다. 게다가, 채널 품질 값(66)은 통신 디바이스(13)에서 수신된 신호에 제공된 다른 이득들의 트랙을 유지하거나 AGC 기능성에 의존하지 않는다.

상기 미리 선택된 채널 품질 값으로서 사용될 용량 타겟들, 예를 들면 채널 품질은 다양한 실시예들에서 다음과 같이 선택된다. 공지된, 예를 들면 부가 화이트 가우스 노이즈(AWGN) 채널에서 타겟 코드를 시뮬레이트한다. 코드의 성능이 타겟 성능 레벨(예를 들면, 10^-3 프레임 에러 속도)을 달성하고 이를 성능 타겟에 사용하는 포인트에서 채널의 용량을 발견한다.

너무 많은 인자에 의한 스케일링 데이터가 너무 적은 인자에 의한 스케일링보다 품질을 덜 떨어뜨리는 것이 관찰되었다. 그러므로, 상기 방법에 의해 지시된 것보다 약간 높게 용량 타겟을 설정하는 것이 바람직하다.

이진 용량과 다른 함수들이 스케일링을 기초로 사용될 수 있다는 것은 당업자에게 명백할 것이다. 다른 가능한 실시예는 신뢰성 tanh(α｜y｜)이다. 타겟들, 예를 들면 미리 선택된 채널 품질 값들이 선택되고 이에 따라 조절되지만, 기본 원리는 동일하게 남는다. 일단 다른 함수의 사용이 행해지면 방법은 동일하다 : 허용된 채널 품질 값들의 범위 내 또는 바로 밖에서 사용되는 코드에 대한 중요 채널 파라미터 근처의 미리 선택된 채널 품질 값을 사용하고, 실제 채널이 채널 품질 값과 매칭하는 것을 가정하고, 만약 소프트 값들의 입력 세트에 제공되면 미리 선택된 채널 품질에 대응하는 소프트 값 분포를 생성하는 스케일링 인자를 계산한다.

후술될 바와 같이, 복조기(56)에 의해 생성된 스케일링 소프트 값들에 사용될 스케일링 인자는 복조기(56)에 의해 생성된 스케일링되지 않은 소프트 값들이 미리 선택된 채널 품질 값(66)을 만족시키는 것으로 기술될 수 있는 채널을 통하여 전송되었다는 가정하에서 생성된다. 즉, 복조기 출력을 스케일링하기 위하여 사용될 스케일링 인자는, 복조기에 의해 출력된 소프트 값들의 분포에 적용될 때 어떤 스케일링 인자가 미리 선택된 채널 품질 값(66)에 의해 지정된 품질 레벨을 가진 통신 채널에 대응하는 소프트 값들의 분포를 초래할 지를 계산함으로써 결정된다.

복조기에 의해 출력된 소프트 값들 및 미리 결정된 채널 품질 값의 분포를 바탕으로 사용될 스케일링 인자의 계산은 몇몇 간단한 기술들 중 임의의 하나를 사용하여 수행될 수 있다. 일부 기술들은 주어진 스케일링되지 않은 소프트 값들의 세트에 대하여, 각각이 다른 잠재적 스케일링 인자에 대응하는 다중 채널 품질 값들을 계산하는 것을 포함한다. 보간은 미리 선택된 품질 값에 대응하는 다중 채널 품질 값들 사이에서 채널 품질 값을 발견하기 위하여 사용된다. 보간된 품질 값에 대응하는 스케일링 인자는 스케일링되지 않은 소프트 값들의 주어진 세트에 적용될 스케일링 인자로서 사용하기 위하여 결정되고 선택된다.

복조기에 의해 출력된 소프트 값들 및 미리 선택된 채널 품질 값의 함수로서 스케일링 인자를 계산하기 위한 다른 기술에 따라, 채널 품질 기능은 적어도 하나의 복조기에 의해 출력된 스케일링되지 않은 소프트 값들 및 초기 스케일링 인자로부터 결정된다. 초기 스케일링 인자는 사용된 스케일링 인자가 가변되게 하는 스케일링 인자들의 범위에서 미리 선택될 수 있다. 이런 초기 스케일링 인자는 적용될 스케일링 인자가 생성되는 시작 포인트로서 단순히 사용하기 때문에 다소 임의적일 수 있다. 시간이 지나면서 스케일링 인자로 불리는 인가된 스케일링 인자는 복조기에 의해 출력된 소프트 값들의 함수로서 조절된다. 특정 실시예에 따라, 미리 결정된 품질 채널 함수는 복조기에 의해 생성된 적어도 하나의 소프트 값들이 주어지면, 상기 함수에 적용될때, 미리 선택된 채널 품질 값을 생성하는 스케일링 인자를 결정하기 위하여 해결된다.

다른 실시예들에서, 본 발명에 따라 결정된 스케일링 인자에 의해 스케일링된 소프트 값에 대응하는 채널 품질 값은 미리 선택된 채널 품질 값과 비교되고, 추후 소프트값에 제공된 스케일링 인자는 추후 스케일링된 소프트 값에 대응하는 채널 품질 값과 미리 선택된 채널 품질 값 사이에서 예를 들어, 추가 불일치를 감소시키기 위하여 임의의 결정된 차의 함수로서 조절된다. 이 방법에 따라, 소프트 입력들에 사용된 스케일링 값에 대한 조절은 시간에 따라 변화된다. 예를 들면 스케일링 값은 프로세싱되는 각각의 소프트 값에 대하여 변형된다. 다양한 실시예들에서, 스케일링 인자의 각각의 조절 크기는 작게, 예를 들면 최대 스텝 크기 값의 2% 미만으로 유지되고, 일부 경우들에서, 각각의 조절로 스케일링 값의 넓은 스윙들을 방지하고 시간이 지나면서 일치하는 값에 스케일링 인자를 수렴하기 위하여 최대 스텝 크기 값의 0.75% 미만이다.

통상적인 통신 채널들의 성질 및 LDPC 코드들 및 터보 코드들 같은 반복 코딩 시스템에 따른 스케일링 성능의 임의 관찰 결과들을 바탕으로, 본 발명은 디코딩 프로세스의 일부로서 스케일링 인자를 결정하고 제공하는 방법들 및 장치들이다.

본 발명이 바탕으로 하는 관찰의 제 1 포인트는 스케일링에 의존하는 많은 현대 반복 코딩 시스템에 대한 성능 곡선들이 가파르다는 것이다. 이것은 예를 들면 컨벌루션 코드들과 비교하여, 코딩 시스템의 성능이 10^-1내지 10^-4 범위의 프레임 에러 속도에서 변화하는 채널 파라미터들의 범위가 상대적으로 작은 것을 의미한다. 대부분의 경우, 코딩 시스템은 임의의 성능 범위에서 사용되는데, 즉 시스템은 타겟 성능, 예를 들면 코딩 시스템에 대하여 10^-3 프레임 에러 속도를 가진다. 이것은 통신 시스템이 10^-3 프레임 에러 속도를 초과하는 것과 밀접하게 채널 동작 조건들을 유지하고자 하는 것을 의미한다. 그리하여, 코딩 시스템 성능이 타겟에 가까워지도록 하는 채널 조건들의 범위를 임계(critical) 영역으로 지칭하도록 한다. 이 경우, 스케일링 인자의 추정에 대한 성능의 민감도는 실제 채널 조건들이 임계 영역에 밀접할 때 가장 크다. 만약 채널이 임계 영역보다 많이 열악하면, 스케일링은 디코더가 어차피 실패하기 쉽기 때문에 종종 의미가 없다. 만약 채널이 임계값보다 우수하면, 스케일링은 성공적인 디코딩에 대해 임계적이지 않다.

본 발명의 방법은 채널이 임계 영역 근처, 예를 들면 허용된 채널 품질 영역의 가장자리(edge) 근처에 있다는 것을 가정하고 이런 가정을 바탕으로 적당한 스케일링 인자 및 스케일링되지 않은 소프트 입력 값들을 유도한다. 우리는 하기에 상기 방법을 도시할 것이다. 만약 채널이 임계 영역 근처에 있지만, 여전히 허용 가능한 영역 내에 있으면, 상기 가정은 옳거나 거의 옳고, 스케일링은 옳거나 거의 옳고, 게다가 최종 성능은 만약 올바른 스케일링이 공지되고 사용되면 동일하거나 거의 동일할 것이다. 만약 채널이 임계 영역보다 몹시 열악하면 스케일링은 우리가 이미 지적한 바와 같이 거의 의미가 없고 디코딩은 어쨌든 빈약한 채널 조건들로 인해 실패하지만 발생할 수 있다. 만약 채널이 임계값보다 우수하면, 임계 영역 근처이지만 여전히 허용된 영역의 미리 선택된 채널 품질 값의 사용을 바탕으로 하는 스케일링은 다양한 실시예들에서 타겟 성능인 임계값보다 우수한 성능을 제공할 것이다. 실제로, 일부 실행들에서, 상기 스케일링은 반복 코딩 시스템의 소위 에러 플로우(floor) 영역의 성능을 실제로 개선시킬 수 있다는 것이 발견되었다.

우리는 상기된 바와 같은 스케일링을 수행하는 방법을 제공한다. 본 발명의 다양한 실시예들은 적절하게 스케일링된 소프트 값들, 예를 들면 로그 우도비들의 크기의 분포만을 또는 분포를 기본적으로 따르는 임계 영역을 기술하는, 예를 들면 대응하는 값을 사용한다. 그 다음, 입력된 소프트 값들이 수정되면, 예를 들어, 올바르지 않게 스케일링된 로그 우도비들의 세트는 스케일링되지 않은 소프트 값들에 적용될 때 임계 영역에 놓이도록 나타나는 로그 우도비들의 분포, 예를 들면 사용될 스케일링 인자를 결정하기 위하여 사용된 미리 선택된 채널 품질 값에 대응하는 분포를 생성하는 스케일링 인자를 계산한다. 임계 영역은 허용 가능한 전송 성능에 대응하지만 채널 품질이 허용 불가능하게 되는 영역에 가까운 임계 영역에 속하는 미리 선택된, 예를 들면 타겟, 채널 품질 값을 사용하여 채널 품질 값들의 범위 측면에서 기술될 수도 있다.

특정 채널 품질 값에 의해 지시된 바와 같이 특정 품질을 가진 채널을 통하여 전송된 신호로부터 얻어진 소프트 값들은 예를 들면 채널 노이즈의 특정 양으로 인해 특정 값 분포들을 가지는 경향을 보일 것이다. 이에 따라 소프트 값 분포들은 채널 품질 값들에 대응할 것이다. 다수의 다른 소프트 값 분포들은 일반적으로 단일 채널 품질 값에 대응한다. 다른 세트의 소프트 값 분포들은 다른 채널 품질 값들에 대응할 것이다. 이 사실은 후술되는 바와 같이 사용될 스케일링 인자를 결정하기 위하여 본 발명에 따라 사용된다.

본 발명의 다양한 방법들은 통상적인 채널들의 임의의 특성을 바탕으로 한다. 이들 특성들은 다른 채널 품질들의 채널들이 주어지고 올바른 소프트 값 스케일링을 가정하면, 다른 소프트 값 분포들이 예상될 수 있다는 사실, 및 이들 다른 채널 품질들이 채널 품질 값, 예를 들면 다양한 계산들에 사용될 수 있는 샤논 용량 값으로서 표현될 수 있다는 사실을 포함한다.

P(｜)는 메모리 없는 대칭 이진 채널을 나타낸다고 하자. 이 상황에서 대칭은

을 의미한다. f가 이 채널에 관련된 수신된 로그 우도비들의 크기 밀도를 나타낸다고 하자. 그 다음, 채널의 BPSK 시그널링하에서 이진 샤논 용량, 예를 들면 최대 속도는

로 주어지며, 여기서

및 h는 h(z) = -zlog₂z - (1-z)log₂(1-z)로서 정의된 이진 엔트로피 함수이다. 우리가 실험 샘플, 예를 들면 스케일링되지 않은 소프트 입력 값들의 크기 ｜y₁｜,...,｜y_n｜를 갖는다고 가정하면, 여기서 y_i는 예를 들면 전송된 LDPC 코드워드에서 비트 i에 관련된 로그 우도비의 α^-1배와 같다. 만약 α가 공지되면, 우리는

로서 대응하는 채널 품질 값, 예를 들면 채널의 용량을 추정할 수 있다. 유사하게, 만약 채널 용량(C)이 공지되면, 우리는

를 사용하여 α에 대해 해를 풀 수 있다. 기본 생각은 만약 미리 선택된 채널 품질 값(C)이 적당하게 선택되면, 예를 들면 소정의 타겟 용량(C^t)으로 설정되면, α를 알아내기 위하여 상기 방정식을 풀고 스케일링 인자를 결정할 수 있다. 결정된 스케일링 인자는 소프트 입력 값들을 스케일링하여 스케일링된 시퀀스(αy₁...αy_n)를 생성하도록 사용될 수 있고, 그 다음 이는 반복 디코더에 스케일링된 소프트 입력으로서 제공된다. 이것이 본 발명의 다양한 실시예들중 하나에 따라 행해질때, 디코더의 성능은 올바른 α가 실제로 공지되었을 때와 거의 동일할 것이다. 게다가, 이 기술은 메모리 없는 채널의 타입에 독립적으로, 예를 들면 로그 우도비들의 크기의 분포에 독립적으로 사용될 수 있다. 왜냐하면, 만약 임계 영역이 이진 대칭 채널에 대한 AWGN 채널 또는 교차 가능성에 대한 s²같은 통상적인 파라미터들보다 오히려, 채널 품질 값, 예를 들면 채널의 샤논 용량 측면에서 기술되면, 관찰된 임계 영역이 특정 채널에 크게 좌우되지 않고 대부분의 경우 채널 품질 값, 예를 들면 샤논 채널 용량에 의해 거의 유일하게 기술될 수 있는 것이 관찰되기 때문이다. 따라서, C^t에 대한 우수한 선택은 만약 코드가 잘 설계되고 가파른 성능 곡선을 가지면, 채널의 특정 항목들에 거의 불변하고 사용된 특정 코드에 주로 좌우된다. 이런 불변성은 특히 채널이 복잡하고, 예를 들면 무선 페이딩 채널들의 경우 시간적으로 빠르게 변화하는 상황들에서 특히 유용하다.

본 발명의 방법들은 도 2 내지 도 4를 참조하여 기술될 것이다.

도 2는 스케일링 인자가 미리 선택된 채널 품질 값(100), 예를 들면 채널 용량 타겟 값(C^t)의 함수로서 입력 값들(102)의 주어진 세트에 대해 생성되는 실시예를 도시한다.

단계(106)에서, 스케일링되지 않은 입력된 소프트 값들(y₁,...,y_n)(102), 예를 들면 복조기(56) 및 커패시터 타겟(C^t)(100)의 출력은 α(108)에 대한 용량 추정 방정식의 해를 풀이함으로써 적용될 스케일링 인자를 계산하는데 사용된다. 해가 풀리는 용량 추정 방정식은 다음과 같이 표현될 수 있다.

여기서 C^t는 미리 선택된 채널 품질 값, 예를 들면 채널 타겟 용량이고, i는 n 소프트 심볼들의 입력 세트에서 스케일링되지 않은 소프트 심볼의 수를 나타내는 카운트 변수이고 h는 사용된 대응하는 코딩 함수에 대응하는 공지된 소프트 값 분포 함수이다.

다음, 단계(110)에서, α(180)는 스케일링된 소프트 값들(αy₁,...,αy_n)(112)을 얻기 위하여 스케일링되지 않은 소프트 값들(y₁,...,y_n)(102)을 스케일링하기 위하여 사용된다. 적당한 스케일링을 가정하여 스케일링된 소프트 값들(αy₁,...,αy_n)(112)은 일실시예에서 반복 디코더(58)에 의해 신뢰가능하게 디코드될 수 있는 로그 우도비들일 것이다.

일반적인 스케일링 방법 외에, 우리는 미리 정의된 타겟(C^t)에 매칭하는 채널 용량을 바탕으로 입력된 데이터 스케일 적용을 위한 2개의 실제적인 방법들을 제안한다. 첫째, 우리는 g(x) = 1-h(z(x))에 의해 함수(g)를 정의한다.

도 3은 미리 선택된 채널 품질 값(200), 예를 들면 사용되는 코드에 대한 용량 타겟(C^t)의 함수로서 스케일링되지 않은 입력된 소프트 값들(y_i,...,y_n)(202)을 통하여 한번 통과시에 적용될 스케일링 인자를 결정하는 본 발명의 스케일링 인자 결정 방법을 도시한다. 단계(206)에서, 스케일링되지 않은 소프트 값들(202)의 크기들 ｜y₁｜,...,｜y_n｜ 및 용량 타겟(C^t)(200)은 다음과 같이 다수의 채널 품질 값들, 예를 들면 3 또는 그 이상의 다른 스케일링 인자들(α₁<α₂<α₃)(α의 실제 값의 예상 범위의 적어도 일부를 커버하기 위하여 선택됨)에 대한 용량(C_j)을 계산하기 위하여 사용된다.

그 다음에, 단계(208)에서, 스케일링 인자에 대한 추정은 적합 함수를 사용하여, 예를 들면 스케일링되지 않은 소프트 값들(202)의 함수로서 정밀화된다. 예를 들면, 2차 이상 차수의 역 보간은 타겟 용량(C^t)과 매칭하는 스케일링 인자를 추정하기 위하여 수행된다. 단계(208)를 실행하기 위하여 때때로 사용될 수 있는 대안적이고 보다 정확한 방법은, 각각의 가능한 독립 변수 근방 α의 함수로서 함수 g(αx)와 적합한 다항식들의 계수들을 도표화(tabulate)하고 샘플들에 대해 이들을 평균내는 것이다. 역 보간은 요소 부가/감산/시프트 동작을 사용하여 연속적인 근사화 반복법으로서 하드웨어에서 수행될 수 있다. 적합 다항식의 계수들 또는 함수 용량 g()는 일부 실시예들에서 메모리(60)에 포함된 룩업 테이블에 저장될 수 있다. 시스템 데이터 전달 동작 동안 플라이(fly) 상에서 이런 용량 계산을 수행하는 것은 가능하다. 스케일링 인자(α)(210)의 정밀화된 추정은 단계(208)로부터의 출력으로서 얻어진다. 다음, 단계(212)에서 α(210)는 스케일링된 소프트 값들(αy₁,...,αy_n)(214)을 얻기 위하여 스케일링되지 않은 입력 소프트 값들(y₁,...,y_n)(202)을 스케일링하기 위하여 사용된다. 적당한 스케일링을 가정하여, 일부 실시예들에서 로그 우도비들의 형태일 스케일링된 소프트 값들(αy₁,..,αy_n)(214)은 디코더(58)에 의해 정확하게 프로세싱될 수 있다.

도 4는 본 발명에 따른 스케일링 인자를 결정하고 사용하는 다른 방법을 도시한다. 도 4의 방법은 소프트 값들(y_i)이 예를 들면, 터보 등화 방식으로 연속적으로 프로세싱되는 시스템에 사용하기에 적합하다. 이 경우 스케일링 인자(α)는 제어 루프를 사용하여 결정될 수 있다. 제어 루프의 에러 신호는 미리 선택된 채널 품질 값, 예를 들면 채널 타겟 커패시터, 및 스케일링된 샘플에 대응하는 채널 품질 값, 예를 들면 샘플 채널 용량 g(α｜y_i｜) 사이의 차에 의해 결정된다. 에러 신호는 반복 업데이트 프로세스를 생성하기 위하여 현재 스케일링 인자에 대한 수정으로서 필터링되고 인가된다. 이것은

와 같이 행해지고, 여기서 ε는 스텝 크기 파라미터이다. 유사한 방정식들은 예를 들어, 다른 업데이트 스텝 크기들에 사용될 수 있다. α는 일부 미리 선택된 최소 및 최대 값 사이에서 변화하게 할 수 있다. 스케일링 인자 조절 스텝 크기는 다양한 실시예들에서 비교적 작게, 예를 들면 α의 최대 값에서 2% 미만 및, 많은 경우 α의 최대 크기의 1% 미만으로 선택된다.

이러한 방법은 증가하는 디코더 외부 소프트 출력에서 발생하는 포지티브(positive) 스케일 피드백을 보상하는 디코딩 프로세스를 통하여 거의 일정한 입력 용량을 유지할 수 있는 점과 같이 터보 등화 방법들에서 부가적인 장점을 가진다.

도 4에서, 채널(302)로부터의 데이터는 단계(304)에서 등화기 및/또는 복조기 프로세스에 제공되어 스케일링되지 않은 소프트 값(y_i)(306)의 출력을 발생시킨다. 스케일링되지 않은 소프트 값(y_i)(306) 및 미리 선택된 채널 품질 값, 예를 들면 주어진 코드(C^t)(300)에 대한 용량 타겟은 스케일링 인자(α)(310)를 업데이트하기 위하여 사용된 필터링 단계(308)에 입력된다. 필터링 단계는 하드웨어에서 실행된 필터에 의해 수행될 수 있다. 단계(308)에서 사용된 필터는 입력된 소프트 값들 및 미리 선택된 채널 품질 값(300)의 함수로서 스케일링 인자(α)(310)에 대한 해를 푸는 비선형 필터이다. 단계(308)에서 수행된 필터링은 프로세싱된 각각의 샘플에 대하여 이루어진 단계적인 조절들을 사용하여 각 값마다 수행된다. 스케일링 인자(α)는 미리 결정된 시작 값, 예를 들면 1로 처음에 설정되고, 필터링이 진행함에 따라 수렴한다. 필터링 프로세스의 일부로서, 단계(308)에 사용된 필터는 용량 기여도(contribution)를 측정하고, 그것을 C^t(300)와 비교한다. 만약 용량 기여도가 C^t보다 크면, 스케일링 인자(α)(310)는 감소될 것이다. 만약 용량 기여도가 C^t보다 작으면, 스케일링 인자(α)는 증가된다. 다음, 요소(312)는 스케일링된 소프트 값(α)(y_i)(314)에서 발생하는 스케일링되지 않은 소프트 값(y_i)(306)에 의해 필터링 단계(308)로부터 출력된 스케일링 인자(α)(310)의 값을 곱하거나 스케일한다. 스케일링된 소프트 값(α)(y_i)(314)은 외부 소프트 정보(318)를 출력하는 디코더(316)에 입력된다. 외부 소프트 정보(318)는 등화기(304)로 입력되며, 여기서 새로운 스케일링되지 않은 소프트 값(y_i)(306)으로 프로세싱된다. 새로운 스케일링되지 않은 소프트 값(y_i)(306)은 필터링 단계(308)로 진입하며, 여기서 올바른 값으로 스케일링 인자(α)(310)의 값을 서서히 구동하기 위하여 이전에 기술된 필터링 프로세스가 발생한다. 프로세스는 스케일링 단계(312), 디코딩(316), 및 등화 단계(304)를 통하여 다시 진행한다. 루프는 만족하는 스케일링 인자의 값(α)(310)이 획득될 때까지 계속된다. 그 다음에 αy_i의 스케일링된 값은 출력(320)을 생성하기 위하여 디코더(316)에 의해 로그 우도비로서 사용된다.

도 5에서는, 함수(g)의 그래프를 제공하며, 여기서 g(x) = 1-h(z(x))이고 h는 이진 엔트로피 함수이고, h(x) = (1-x)log₂(1-x) - xlog₂(x)이고, z(x) = 1/(1+e^x)이고, 이는 채널 품질 값으로서 샤논 채널 용량의 사용에 대응한다. 만약 x가 특정 채널에 관련된 로그 우도비들의 크기로서 분포된 랜덤 변수이면, g(x)의 기대값은 상기 채널에 대한 (이진 입력) 샤논 용량이다.

위에서 설명된 방법들은 메모리, CPU 및 함께 결합된 하나 이상의 입력 및/또는 출력 디바이스들을 포함하는 컴퓨터 시스템에서 실행될 수 있다. 메모리는 본 발명에 따라 실행된 루틴을 포함한다. 실행될때, 루틴은 CPU가 본 발명에 따라 데이터를 수신, 프로세스 및 출력하게 한다. 선택적으로, 본 발명의 단계들은 전용 하드웨어, 예를 들면 회로들 및/또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합을 사용하여 실행될 수 있다.

위에서 설명된 방법들 및 장치들은 스케일링에 따른 다양한 디코딩 기술들에 사용하기 적합하다. 상기 기술들의 예들은 LDPC 디코딩 및 터보 디코딩 기술들을 포함한다.

Claims

디코딩 프로세스의 일부로서, 통신 채널을 통하여 전송된 신호로부터 얻어진 소프트 입력 값들을 스케일링하도록 장치를 동작시키는 방법으로서,

미리 선택된 채널 품질 값 및 상기 소프트 값들 중 적어도 하나의 함수로서 현재 스케일링 인자를 계산하는 단계 - 상기 미리 선택된 채널 품질 값은 상기 신호가 전송된 시점의 실제 채널 조건들에 독립적임 -; 및

스케일링된 소프트 값을 생성하기 위하여 상기 계산된 현재 스케일링 인자를 사용하여 상기 소프트 값들 중 하나를 스케일링하는 단계를 포함하는, 스케일링 장치 동작 방법.
제 1 항에 있어서, 복수의 소프트 값 분포들이 가능하며, 가능한 소프트 값 분포들의 서브세트는 상기 미리 선택된 채널 품질 값에 대응하고, 다른 가능한 분포들은 다른 채널 품질 값들에 대응하고, 상기 현재 스케일링 인자를 계산하는 단계는,

상기 소프트 값들에 적용될 때, 상기 미리 선택된 채널 품질 값에 대응하는 소프트 값 분포들의 상기 서브세트에 있는 소프트 값 분포를 생성하는 스케일링 인자를 결정하는 단계를 포함하는, 스케일링 장치 동작 방법.
제 2 항에 있어서, 상기 스케일링 인자를 결정하는 단계는,

상기 소프트 입력 값들 중 적어도 일부로부터 복수의 채널 품질 값을 계산하는 단계를 포함하며, 각각의 채널 품질 값은 상이한 스케일링 인자에 대응하는, 스케일링 장치 동작 방법.
제 3 항에 있어서,

보간된 값을 생성하기 위하여 상기 복수의 채널 품질 값들 중 적어도 두개 사이에서 보간하는 단계; 및

상기 보간된 품질 값의 함수로서 상기 현재 스케일링 인자를 결정하는 단계를 더 포함하는, 스케일링 장치 동작 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 미리 선택된 채널 품질 값은 채널 용량 값인, 스케일링 장치 동작 방법.
제 3 항에 있어서, 상기 스케일링 인자를 계산하는 단계는,

제 1 스케일링 인자로부터 현재 채널 품질 함수를 결정하는 단계를 포함하는, 스케일링 장치 동작 방법.
제 6 항에 있어서, 상기 소프트 입력 값들 중 적어도 일부가 주어진 상기 함수에 적용될 때, 타겟 채널 품질을 생성하는 스케일링 인자를 결정하기 위하여 상기 함수를 풀이하는 단계를 더 포함하며, 상기 결정된 스케일링 인자는 상기 현재 스케일링 인자로서 사용되는, 스케일링 장치 동작 방법.
제 2 항에 있어서, 상기 현재 스케일링 인자를 결정하는 단계는,

업데이트되는 현재 스케일링 인자에 의해 스케일링된 소프트 값의 함수로서 상기 현재 스케일링 인자를 업데이트하는 단계를 포함하는 반복 프로세스의 일부인, 스케일링 장치 동작 방법.
제 8 항에 있어서, 상기 업데이트하는 단계는,

타겟 품질 값 및 대응하는 품질 값 사이의 차이를 결정하기 위하여, 상기 스케일링된 소프트 값에 대응하는 채널 품질 값을 상기 타겟 품질 값과 비교하는 단계; 및

상기 결정된 차이의 함수로서 상기 스케일링 인자를 조정하는 단계를 포함하는, 스케일링 장치 동작 방법.
제 9 항에 있어서, 상기 스케일링 인자는, 후속으로 프로세싱되는 소프트 값에 대응하는 채널 품질 값과 상기 타겟 채널 품질 값 사이의 후속 차이들을 감소시키는 방향으로 조정되는, 스케일링 장치 동작 방법.
제 9 항에 있어서, 스케일링 인자 조정들은 최대 허용된 스케일링 값과 최소 허용된 스케일링 값 사이에 있는 범위 내에서 이루어지고, 각각의 스케일링 인자 조정들은 상기 최대 허용된 스케일링 값의 2%의 최대 조정 단계 크기보다 크지 않은, 스케일링 장치 동작 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 미리 선택된 채널 품질 값은, 수용 가능한 채널 품질 영역 내에 있지만 가장자리(edge)에 근접한 품질 영역에 대응하는 값인, 스케일링 장치 동작 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 디코딩 프로세스는 저밀도 패리티 검사 디코딩 동작 및 터보 코드 디코딩 동작 중 적어도 하나를 포함하는, 스케일링 장치 동작 방법.
통신 채널을 통하여 전송된 신호로부터 얻어진 소프트 입력 값들을 스케일링하는데 사용될 인자를 결정하기 위한 장치로서,

통신 채널을 통하여 전송된 신호를 수신하기 위한 수신기;

상기 수신된 신호로부터 소프트 입력 값들을 생성하기 위한 수단;

미리 선택된 채널 품질 값을 저장하기 위한 메모리 - 상기 미리 선택된 채널 품질 값은 상기 신호가 전송되는 시점의 실제 채널 조건들에 독립적임 -; 및

상기 미리 선택된 채널 품질 값 및 소프트 입력 값들 중 적어도 하나의 함수로서 스케일링 인자를 계산하기 위한 수단을 포함하는, 스케일링 인자 결정 장치.
제 14 항에 있어서, 상기 미리 선택된 채널 품질 값은 수용 가능한 채널 품질 영역의 가장자리 근처에 위치한 품질 영역에 대응하는 값인, 스케일링 인자 결정 장치.
제 15 항에 있어서, 상기 미리 선택된 채널 품질 값은 채널 용량 값인, 스케일링 인자 결정 장치.
제 14 항에 있어서, 복수의 소프트 값 분포들이 가능하며, 가능한 소프트 값 분포들의 서브세트는 상기 미리 선택된 채널 품질 값에 대응하고, 다른 가능한 분포들은 다른 채널 품질 값들에 대응하고, 상기 스케일링 인자를 계산하기 위한 수단은,

상기 수신된 소프트 값들에 적용될 때, 상기 미리 선택된 채널 품질 값에 대응하는 소프트 값 분포들의 상기 서브세트에 있는 소프트 값 분포를 생성하는 스케일링 인자를 결정하기 위한 수단을 포함하는, 스케일링 인자 결정 장치.
제 17 항에 있어서, 상기 스케일링 인자를 결정하기 위한 수단은,

상기 소프트 입력 값들 중 적어도 일부로부터 복수의 채널 품질 값을 계산하기 위한 수단을 포함하며, 각각의 채널 품질 값은 상이한 스케일링 인자에 대응하는, 스케일링 인자 결정 장치.
제 18 항에 있어서,

보간된 값을 생성하기 위하여 상기 복수의 채널 품질 값들 중 적어도 두개 사이에서 보간하기 위한 수단; 및

상기 보간된 품질 값의 함수로서 상기 스케일링 인자를 결정하기 위한 수단을 더 포함하는, 스케일링 인자 결정 장치.
제 19 항에 있어서, 상기 계산하기 위한 수단 및 상기 보간하기 위한 수단 각각은 상기 계산 및 보간 동작들 중 적어도 일부를 실행하기 위하여 프로세서를 제어하기 위한 컴퓨터 명령들을 포함하는, 스케일링 인자 결정 장치.
제 18 항에 있어서, 상기 스케일링 인자를 계산하기 위한 수단은,

제 1 스케일링 인자로부터 채널 품질 함수를 결정하기 위한 수단; 및

상기 소프트 입력 값들 중 적어도 일부가 주어진 상기 함수에 적용될 때, 타겟 채널 품질을 생성하는 스케일링 인자를 결정하기 위하여 상기 함수를 풀이하기 위한 수단을 포함하며, 상기 결정된 스케일링 인자는 현재 스케일링 인자로서 사용되는, 스케일링 인자 결정 장치.
제 17 항에 있어서, 상기 스케일링 인자를 결정하기 위한 수단은 인터랙티브 프로세스를 수행하고, 상기 장치는,

업데이트되는 현재 스케일링 인자에 의해 스케일링된 소프트 값의 함수로서 상기 현재 스케일링 인자를 업데이트하기 위한 제어 루프를 더 포함하는, 스케일링 인자 결정 장치.
제 22 항에 있어서, 상기 제어 루프는,

타겟 품질 값 및 대응하는 품질 값 사이의 차이를 결정하기 위하여, 상기 스케일링된 소프트 값에 대응하는 채널 품질 값을 상기 타겟 품질 값과 비교하기 위한 비교기; 및

상기 결정된 차이의 함수로서 상기 스케일링 인자를 조정하기 위한 수단을 포함 하는, 스케일링 인자 결정 장치.
기계가 단계들을 수행하도록 제어하기 위한 기계 실행가능 명령들을 포함하는 기계 판독 가능 매체로서, 상기 단계들은,

ⅰ) 통신 채널을 통하여 전송된 신호로부터 얻어진 적어도 하나의 소프트 입력 값 및 미리 선택된 채널 품질 값의 함수로서 현재 스케일링 인자를 계산하는 단계 - 상기 미리 선택된 채널 품질 값은 상기 신호가 전송된 시점의 실제 채널 조건들에 독립적임 -; 및

ⅱ) 스케일링된 소프트 값을 생성하기 위하여 상기 계산된 현재 스케일링 인자를 사용하여 상기 적어도 하나의 상기 소프트 값을 스케일링하는 단계를 포함하는, 기계 판독 가능 매체.
제 24 항에 있어서, 상기 미리 선택된 채널 품질 값을 더 포함하고, 상기 미리 선택된 채널 품질 값은 수용 가능한 채널 품질 영역의 가장자리 근처에 위치한 품질 영역에 대응하는 값인, 기계 판독 가능 매체.
제 25 항에 있어서, 상기 채널 품질 값은 통신 채널 용량 값인, 기계 판독 가능 매체.