(57)【要約】ＣＤＭＡ受信機で用いる線形ターボ等化器は、複数の送信シンボルの結合によって生じる自己干渉を抑圧するため、（拡散受信信号よりはむしろ）逆拡散受信信号を等化する。１つの実装例で、汎用ＲＡＫＥ（Ｇ−Ｒａｋｅ）受信機の設計に基づいた線形等化器は、復号器に供給される等化器信号から除去される自己干渉推定値を生成する際ばかりではなく、ＲＡＫＥ合成重みを生成する際に、復号器のフィードバックを使用する。ターボ復号が行われることが好ましい。この場合、各ターボ復号器は、等化器に情報をフィードバックする前に１つのパスを好適に実行する。これはターボ復号器が外部情報を等化器にフィードバックする前に不正確な符号語に早々と追随しないようにすることを保証する。
2009521832.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直接拡散型符号分割多元接続方式（ＤＳ−ＣＤＭＡ）によるベースバンド信号を処理して情報ビットを復元する方法であって、
Ａ）１つ以上の変調されたビットを有した送信シンボルと複合雑音とを含んだ前記ベースバンド信号を受信するステップと、
Ｂ）受信した前記ベースバンド信号に基づいて、複数の変調されたビットの推定値からなる第１のセットを生成するステップと、
Ｃ）前記第１のセットを使用して復号動作を実行し、前記複数の変調されたビットに関連付けられた外部情報を生成するステップと、
Ｄ）前記受信したベースバンド信号についての複数の遅延量について、該ベースバンド信号を使用して逆拡散動作を実行し、送信シンボルに対応した複数の逆拡散値を生成するステップと、
Ｅ）前記複数の逆拡散値と前記外部情報とを使用して、複数の変調されたビットの推定値からなる第２のセットを生成するステップと、
Ｆ）前記第２のセットを使用して複数の復号動作を実行することで、情報ビットの推定値を生成するステップと
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記第１のセットに含まれている複数の変調されたビットの推定値は、汎用Ｒａｋｅ（Ｇ−Ｒａｋｅ）受信機によって生成されたものであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記汎用Ｒａｋｅ受信機は、前記逆拡散値からシンボルの推定値を生成し、該シンボルの推定値は、変調されたビットの推定値を生成するために使用されることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
ステップＦ）における前記複数の復号動作の少なくとも１つはターボ復号動作であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記ターボ復号動作は、
１回のターボ復号パスにおいて、前記変調されたビットの推定値を使用して第１及び第２の成分復号動作を実行することで前記外部情報を生成するステップ
を含み、
前記１回のターボ復号パスが完了した後で、前記外部情報が、ステップＥ）で使用されることを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記ターボ復号動作は、
ターボ復号パスにおいて、前記変調されたビットの推定値を使用して第１及び第２の成分復号動作を実行することで前記外部情報を生成するステップ
を含み、
複数回のターボ復号パスが完了した後で、前記外部情報が、ステップＥ）で使用されることを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項７】
前記ターボ復号動作は、
前記変調されたビットの推定値を使用して第１の成分復号動作を実行することで、変調されたビットの尤度を示す尤度情報からなる第１のセットを生成するステップと、
前記変調されたビットの推定値と、前記変調されたビットの尤度を示す尤度情報からなる第１のセットとを使用して第２の成分復号動作を実行することで、変調されたビットの尤度を示す尤度情報からなる第２のセットを生成するステップと、
前記変調されたビットの尤度を示す尤度情報からなる第１のセット及び第２のセットから外部情報を生成するステップと
を含むことを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項８】
前記ターボ復号動作は、
前記変調されたビットの推定値を使用して第１の成分復号動作を実行することで、変調されたビットの尤度を示す尤度情報からなる第１のセットを生成するステップと、
前記変調されたビットの推定値と、前記変調されたビットの尤度を示す尤度情報からなる第１のセットとを使用して第２の成分復号動作を実行することで、変調されたビットの尤度を示す尤度情報からなる第２のセットを生成するステップと、
前記変調されたビットの尤度を示す尤度情報からなる第１のセット及び第２のセットを合成して前記外部情報を生成するステップと
を含むことを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項９】
前記複数の変調されたビットの推定値からなる第２のセットを生成するステップは、
送信されたシンボルに関連付けられた干渉の推定値を生成するステップと、
前記干渉の推定値を除去して、第２の変調されたビットの推定値を生成するステップと
を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記外部情報を使用して、干渉となっている送信シンボルについての平均シンボル値を生成するステップと、
前記平均シンボル値を使用して、前記送信されたシンボルに関連付けられた干渉の推定値を生成するステップと
をさらに含むことを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
複数の合成重みからなる１つの合成重みセットを生成するステップをさらに含むことを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
前記複数の逆拡散値から前記干渉の推定値を除去することで、修正された複数の逆拡散値を生成するステップと、
前記送信されたシンボルに関連付けられたシンボルの推定値を生成する際に使用された前記合成重みを使用して、前記修正された複数の逆拡散値を合成するステップと
をさらに含むことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記送信されたシンボルに関連付けられたシンボルの推定値を生成する際に使用された前記合成重みを使用して、前記複数の逆拡散値を合成するステップと、
送信されたシンボルに関連付けられた前記シンボルの推定値から前記干渉の推定値を除去するステップと
をさらに含むことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記外部情報に基づいて前記合成重みを決定するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
前記外部情報を使用して、前記送信されたシンボルに対応したシンボル尤度を生成するステップと、
前記シンボル尤度に基づいて前記合成重みを生成するステップと
をさらに含むことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
ステップＢ）において、合成重みからなる他のセットが使用され、
前記方法は、
チャネル推定値と劣化成分の共役分散の推定値とに基づいて、前記合成重みからなる１つのセットとは異なった前記他のセットを決定するステップ
をさらに含むことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１７】
ステップＣ）、Ｅ）は、ステップＦ）を実行する前に１回以上実行され、
ステップＣ）は、モデム・ビットの推定値からなる変調されたセットについて実行されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
前記変調されたビットの推定値は、異なる拡散符号によって並行して送信された複数の送信シンボルに対応したものであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
前記変調されたビットの推定値は、高次変調された複数の送信シンボルに対応したものであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項２０】
前記方法は無線受信機内で使用されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項２１】
前記無線受信機は移動無線局であることを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記無線受信機は無線基地局であることを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項２３】
前記無線受信機は、１つまたは複数のアンテナを備え、前記ベースバンド信号は前記アンテナによって受信された信号であることを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項２４】
１つまた複数のアンテナを介して受信した、直接拡散型符号分割多元接続方式（ＤＳ−ＣＤＭＡ）によるベースバンド信号を処理して情報ビットを復元する装置であって、
処理回路を備え、
前記処理回路は、
Ａ）１つ以上の変調されたビットを有した送信シンボルと複合雑音とを含んだ前記ベースバンド信号を受信するタスクと、
Ｂ）受信した前記ベースバンド信号に基づいて、複数の変調されたビットの推定値からなる第１のセットを生成するタスクと、
Ｃ）前記第１のセットを使用して復号動作を実行し、前記複数の変調されたビットに関連付けられた外部情報を生成するタスクと、
Ｄ）前記受信したベースバンド信号についての複数の遅延量について、該ベースバンド信号を使用して逆拡散動作を実行し、送信シンボルに対応した複数の逆拡散値を生成するタスクと、
Ｅ）前記複数の逆拡散値と前記外部情報とを使用して、複数の変調されたビットの推定値からなる第２のセットを生成するタスクと、
Ｆ）前記第２のセットを使用して複数の復号動作を実行することで、情報ビットの推定値を生成するタスクと
を実行するように構成されていることを特徴とする装置。
【請求項２５】
前記処理回路は、
前記第１のセットに含まれている複数の変調されたビットの推定値を生成する汎用Ｒａｋｅ（Ｇ−Ｒａｋｅ）受信機
を備えていることを特徴とする請求項２４に記載の装置。
【請求項２６】
前記処理回路は、線形等価器を備え、
前記線形等価器は前記汎用Ｒａｋｅ受信機を備えており、
前記線形等価器は、変調されたビットの推定値を生成するために使用されるシンボルの推定値を生成するように構成された等価器である
ことを特徴とする請求項２５に記載の装置。
【請求項２７】
前記処理回路は、ターボ復号器を備えていることを特徴とする請求項２４に記載の装置。
【請求項２８】
１回のターボ復号パスにおいて、前記ターボ復号器は、前記変調されたビットの推定値を使用して第１及び第２の成分復号動作を実行することで前記外部情報を生成するように構成されており、
前記処理回路は、前記１回のターボ復号パスが完了した後で、タスクＥ）において前記外部情報を使用するように構成されていることを特徴とする請求項２７に記載の装置。
【請求項２９】
１回のターボ復号パスにおいて、前記ターボ復号器は、前記変調されたビットの推定値を使用して第１及び第２の成分復号動作を実行することで前記外部情報を生成するように構成されており、
前記処理回路は、複数回のターボ復号パスが完了した後で、タスクＥ）において前記外部情報を使用するように構成されていることを特徴とする請求項２７に記載の装置。
【請求項３０】
前記ターボ復号器は、
前記変調されたビットの推定値を使用して第１の成分復号動作を実行することで、変調されたビットの尤度を示す尤度情報からなる第１のセットを生成し、
前記変調されたビットの推定値と、前記変調されたビットの尤度を示す尤度情報からなる第１のセットとを使用して第２の成分復号動作を実行することで、変調されたビットの尤度を示す尤度情報からなる第２のセットを生成し、
前記変調されたビットの尤度を示す尤度情報からなる第１のセット及び第２のセットから外部情報を生成する
ように構成されていることを特徴とする請求項２７に記載の装置。
【請求項３１】
前記ターボ復号器は、
前記変調されたビットの推定値を使用して第１の成分復号動作を実行することで、変調されたビットの尤度を示す尤度情報からなる第１のセットを生成し、
前記変調されたビットの推定値と、前記変調されたビットの尤度を示す尤度情報からなる第１のセットとを使用して第２の成分復号動作を実行することで、変調されたビットの尤度を示す尤度情報からなる第２のセットを生成し、
前記変調されたビットの尤度を示す尤度情報からなる第１のセット及び第２のセットを合成して前記外部情報を生成する
ように構成されていることを特徴とする請求項２７に記載の装置。
【請求項３２】
前記処理回路は、第２の変調されたビットの推定値を生成するタスクを実行するための線形等価器を備えていることを特徴とする請求項２４に記載の装置。
【請求項３３】
前記線形等価器は、
送信されたシンボルに関連付けられた干渉の推定値を前記外部情報から生成する干渉推定器と、
前記干渉の推定値を除去して、第２の変調されたビットの推定値を生成する干渉除去器と
を備えていることを特徴とする請求項３２に記載の装置。
【請求項３４】
前記干渉推定器は、
前記外部情報を使用して、干渉となっている送信シンボルについての平均シンボル値を生成し、
前記平均シンボル値を使用して、前記送信されたシンボルに関連付けられた干渉の推定値を生成する
ように構成されていることを特徴とする請求項３３に記載の装置。
【請求項３５】
前記線形等価器は、
複数の合成重みからなる１つの合成重みセットを生成する重み決定回路
を備えていることを特徴とする請求項３３に記載の装置。
【請求項３６】
前記複数の逆拡散値から前記干渉の推定値を除去することで、修正された複数の逆拡散値を生成する第１の合成器と、
前記送信されたシンボルに関連付けられたシンボルの推定値を生成する際に使用された前記合成重みを使用して、前記修正された複数の逆拡散値を合成する第２の合成器と
をさらに備えていることを特徴とする請求項３５に記載の装置。
【請求項３７】
前記送信されたシンボルに関連付けられたシンボルの推定値を生成する際に使用された前記合成重みを使用して、前記複数の逆拡散値を合成する第１の合成器と、
送信されたシンボルに関連付けられた前記シンボルの推定値から前記干渉の推定値を除去する第２の合成器と
を備えていることを特徴とする請求項３５に記載の装置。
【請求項３８】
前記重み決定回路は、
前記外部情報に基づいて前記合成重みを決定する
ように構成されていることを特徴とする請求項３５に記載の装置。
【請求項３９】
前記処理回路は、前記外部情報を使用して、前記送信されたシンボルに対応したシンボル尤度を生成するシンボル尤度決定回路を備え、
前記重み決定回路は、前記シンボル尤度に基づいて前記合成重みを生成する
ことを特徴とする請求項３８に記載の装置。
【請求項４０】
タスクＢ）において、合成重みからなる他のセットが使用され、
前記重み決定回路は、
前記送信されたシンボルが送信されたチャネルについてのチャネル推定値と劣化成分の共役分散の推定値とに基づいて、前記合成重みからなる１つのセットとは異なった前記他のセットを決定する
ように構成されていることを特徴とする請求項３５に記載の装置。
【請求項４１】
前記処理回路は、
タスクＦ）を実行する前に、タスクＣ）、Ｅ）を１回以上にわたって実行し、
モデム・ビットの推定値からなる変調されたセットについてタスクＣ）を実行する
ように構成されていることを特徴とする請求項２４に記載の装置。
【請求項４２】
前記変調されたビットの推定値は、異なる拡散符号によって並行して送信された複数の送信シンボルに対応したものであることを特徴とする請求項２４に記載の装置。
【請求項４３】
前記変調されたビットの推定値は、高次変調された複数の送信シンボルに対応したものであることを特徴とする請求項２４に記載の装置。
【請求項４４】
前記装置は無線受信機内で使用される装置であることを特徴とする請求項２４に記載の装置。
【請求項４５】
前記無線受信機は移動無線局であることを特徴とする請求項４４に記載の装置。
【請求項４６】
前記無線受信機は無線基地局であることを特徴とする請求項４４に記載の装置。
【請求項４７】
前記無線受信機は、１つまたは複数のアンテナを備え、前記ベースバンド信号を前記アンテナによって受信するように構成されていることを特徴とする請求項４４に記載の装置。
【請求項４８】
直接拡散型符号分割多元接続方式（ＤＳ−ＣＤＭＡ）によるベースバンド信号を処理して情報ビットを復元する方法をコンピュータに実行させるコンピュータプログラムであって、
Ａ）１つ以上の変調されたビットを有した送信シンボルと複合雑音とを含んだ前記ベースバンド信号を受信するステップと、
Ｂ）受信した前記ベースバンド信号に基づいて、複数の変調されたビットの推定値からなる第１のセットを生成するステップと、
Ｃ）前記第１のセットを使用して復号動作を実行し、前記複数の変調されたビットに関連付けられた外部情報を生成するステップと、
Ｄ）前記受信したベースバンド信号についての複数の遅延量について、該ベースバンド信号を使用して逆拡散動作を実行し、送信シンボルに対応した複数の逆拡散値を生成するステップと、
Ｅ）前記複数の逆拡散値と前記外部情報とを使用して、複数の変調されたビットの推定値からなる第２のセットを生成するステップと、
Ｆ）前記第２のセットを使用して複数の復号動作を実行することで、情報ビットの推定値を生成するステップと
をコンピュータに実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術分野は通信に関するものであり、そしてより詳しくは直接拡散方式の符号分割多元接続（ＤＳ−ＣＤＭＡ）通信システムにおける復調に関する。
【背景技術】
【０００２】
第三世代移動体通信は広帯域ＣＤＭＡ（ＷＣＤＭＡ）を採用している。ＣＤＭＡは同時に生じる複数の信号をそのスペクトルの共用部分で送信するための方法である。ＣＤＭＡは、その信号をそのＣＤＭＡ周波数帯のその全帯域にわたって拡散符号を使用して拡散する。この拡散符号は使用されるその他の全ての拡散符号に対して直交しているため、変調後の各ビット・ストリームを、受信機は、他の信号の全ておよび雑音と区別（復号）することができる。拡散信号のレートは“チップ・レート”として知られ、拡散信号内の各ビットは“チップ”と呼ばれる。たとえば、変調後のビット・ストリームからの１ビットは１２８チップに拡散される。受信機には膨大な量のデータが付与され、１ビットの値を決定するために平均することができる。
【０００３】
ＲａｋｅＲＡＫＥ受信機の構成は、ＣＤＭＡ受信機内でユーザのデータ・ストリームの１つに相当する情報を復元するためによく使用されている。典型的なＲＡＫＥ受信機では、受信された複合信号は受信機に割り当てられている特定の拡散系列と相関が取られ、各々が送信された拡散スペクトル信号のエコーまたはイメージに相当する、複数の時間オフセットされた相関値を生成する。各相関値はそれぞれ重み付けがなされた上で合成される。すなわちそれぞれの相関値にはそれぞれの重み係数で乗算され、そしてそれから送信されたオリジナルのシンボルに相当する送信シンボルの推定値が生成される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＷＣＤＭＡは無線インタフェース上でより高いデータ・レートに対応するように発展してきている。無線アクセス・ネットワークから移動端末への下りリンク（基地局から移動機へ）では、高速下りリンクパケット・アクセス（ＨＳＤＰＡ）がマルチ・コード伝送（すなわち２つ以上の拡散符号が情報ビット・ストリームを送るために使用される）および／または高次変調を使用して、フレーム当たり多くの変調されたビットを送り、それによりより高いレートを実現している。より高いビット・レートを達成することに対する主要な障害は無線チャネルの分散特性に関連している。チャネルが分散的であると、自己干渉が主として発生し、これによりマルチ・コード信号間で直交性が損なわれてしまう。この形式の自己干渉はコード間干渉（ＩＣＩ）と呼ばれる。別の形式の自己干渉は同一のコード上での隣り合ったシンボルからの干渉である。この干渉はシンボル間干渉（ＩＳＩ）と呼ばれる。高次変調は特に自己干渉に敏感である。このようなストーリーは上りリンク（移動機から基地局へ）でも同様である。ＷＣＤＭＡに対して現在標準化されている“高速上りリンク”はマルチ・コードおよび低拡散率を使用してより高速レートを可能にするものとなろう。高レートでは分散が重大な自己干渉をもたらす。
【０００５】
図１は自己干渉問題を説明するための図である。この簡単な例では、３つのシンボル１、２、および３が１つの拡散符号で連続して送られており、一方他の３つのシンボル４、５、および６は異なる拡散符号で連続して送られている。結果として、２つのシンボルが各シンボル区間で並行して送られている。時間分散のために、送信された信号は２つの経路として第１の経路と第２の経路を辿って伝搬することになる。、第２の経路は第１の経路よりも遅延が長い。結果として、受信機は２つの異なる経路遅延に相当した２つの重複そた信号イメージを受信する。第１の経路からシンボル２（着目しているシンボル）のイメージ（点々のハッチングで識別されている）を復元することを考える。このシンボル２のイメージは経路１上でシンボル５のイメージと重複しているが、拡散符号１および拡散符号２は直交しており、それらの相関は実質上ゼロであるのでこれらの２つのイメージ間に干渉はない。しかし、経路２からの干渉がある。具体的には、同一の符号でのシンボル１からのＩＳＩ（斜線のハッチングで示されている）およびシンボル４および５からのＩＣＩ（横線のハッチングで示されている）がある。経路２上のシンボル１の重複部分は経路１上のシンボル２が拡散されている場合干渉する。経路２内のシンボル４および５の重複部分は、経路１上のシンボル２と整合されていないため、直交性が損なわれる。
【０００６】
この自己干渉問題に対する異なる解決手法がある。１つは自己干渉を抑圧する線形等化である。１つの線形等化手法は、汎用ＲＡＫＥ（Ｇ−Ｒａｋｅ）受信機を用いるＲＡＫＥ合成処理の一部として等化拡散を行うことである。合成重み（ベクトルｗ）は、正味のチャネル推定値（ベクトルｈ）および劣化成分（impairment）の共分散マトリックス推定値（Ｒ）にについて次式
【０００７】
【数１】
2009521832.tif 000003
【０００８】
を解くことによって、決定される。符号が指定されたＧ−Ｒａｋｅを用いて、劣化成分の共分散および／またはチャネル推定値は、使用されている一連の拡散系列に基づいて決定される。別の線形等化手法はチップ等化であり、ここではチップ標本（サンプル値）が干渉を抑圧するために逆拡散処理の前にフィルタ処理される。線形等化に伴う主な制約は干渉抑圧の量が限定されることである。直交性が損なわれることはチャネルに起因する。線形等化器はチャネルを元に戻して直交性を取り戻そうとする。しかし、これは雑音および他の形式の干渉を高める。このように、このトレードオフは直交性の完全な修復を妨げる。
【０００９】
非線形等化、たとえば最尤系列推定（ＭＬＳＥ）および最大事後確率（ＭＡＰ）等化を用いると、自己干渉シンボルが一緒に検出（ジョイント・ディテクション）される。このように、チャネルを元に戻すというよりはむしろ、受信機は、信号に対してチャネル（伝送路）が何をしたかを明らかにする。これにより雑音増強問題は回避されるであろう。しかし、欠点としては、線形等化に比較して遥かに複雑度が高いことである。受信機は、大きさがいくつのシンボルが互いに干渉しあうかに指数関数的に依存する状態空間を維持しなければならない。
【００１０】
ＣＤＭＡシステムにおいて、復調を改善するために、干渉の除去が提案されている。モデム・シンボルが検出され、それから受信信号に対するそれらの寄与を取り除くために検出シンボルが使用される。その結果、他のシンボルの検出精度が改善される。しかしモデム・シンボルの検出は必ずしも正確ではない。このように、干渉の除去はシンボル検出誤りがなされる場合では、実際のところ状況を悪化させることがある。また、このような手法は信頼できるモデム・シンボル推定値を得るために前方誤り訂正（ＦＥＣ）符号の仕組みを利用してはいない。
【００１１】
ターボ等化は、等化処理およびＦＥＣ復号処理のそれぞれ他方の処理と情報を交換しながら反復して行われる手法である。ターボ等化は当初狭帯域または非拡散システムに対して開発され、そして後に主に非線形等化と併せてＣＤＭＡシステムに適用された。この場合もやはり、問題は複雑さである。ターボ等化における複雑さを軽減するために、チップ・レベルの等化を行う線形等化器が使用される。チップ等化の持つ欠点はそれが複雑であることである。逆拡散された信号を等化することはよりたやすい。さらに、従来のＣＤＭＡ受信機アーキテクチャは最初に受信信号を逆拡散し、逆拡散の後に線形等化を行う。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
ＣＤＭＡ受信機で用いる線形ターボ等化器は（拡散された受信信号よりはむしろ）逆拡散された受信信号を等化して送信シンボル間の結合からもたらされる自己干渉を抑圧する。この手法は従来のＲＡＫＥ受信機アーキテクチャを採用し、そしてチップ等化の代案を提供する既存のＣＤＭＡ無線受信機に非常にうまく適合する。実施例では、汎用ＲＡＫＥ（Ｇ−Ｒａｋｅ）受信機の設計に基づいた線形等化器は、ＲＡＫＥ合成重みを生成する際および復号器に供給される等化器信号から取り除かれる自己干渉推定値を生成する際に、復号器フィードバックを使用する。ターボ復号がまた行われることが好ましい。ターボ復号器の各成分の復号器が１回のパスを実行し、そして等化器に外部情報をフィードバックして復号器が不正確な復号結果に追随しないようにする。この技術の応用例は移動無線局または無線基地局のような任意の形式の無線受信機を含む。
【００１３】
より一般的に、受信された直接拡散符号分割多元接続（ＤＳ−ＣＤＭＡ）のベースバンド信号を処理して情報ビットを復元するための方法、装置、およびコンピュータプログラムが説明される。ＤＳ−ＣＤＭＡベースバンド信号は複合雑音および送信シンボルを含み、そして各送信シンボルは１つ以上の変調ビットを含む。変調ビット推定値の第１のセットは受信信号に基づいて生成される。復号動作は、変調ビット推定値についての第１のセットを使用して行われ、変調ビットに関連する外部情報を生成する。変調ビット推定値は異なる拡散符号で並行して送られた他の送信シンボルに相当する。受信信号の複数の遅延に対して、逆拡散動作が受信ベースバンド信号を使用して行われ、送信シンボルに相当する複数の逆拡散値を生成する。変調ビット推定値の第２のセットが逆拡散値および外部情報を使用して生成される。復号動作は、変調ビット推定値についての第２のセットを使用して行われ、情報ビット推定値を生成する。
【００１４】
変調ビット推定値の第２のセットは強化線形等化器により好適に行われる。外部情報から、強化線形等化器が送信シンボルに関連した干渉推定値を決定する。より具体的には、外部情報は干渉している送信シンボルに対する平均シンボル値を生成するために使用される。強化線形等化器は平均シンボル値を使用して送信シンボルに関連した干渉推定値を生成する。等化器は復号器に供給される出力から干渉推定値を除去する。
【００１５】
上述したように、強化線形受信機の限定されない実施例は、変調ビット推定値の第１のセットを生成するために合成重みの第２のセットを使用する汎用ＲＡＫＥ（Ｇ−Ｒａｋｅ）受信機を採用する。汎用ＲＡＫＥ受信機はＲＡＫＥ相関器から出力される逆拡散値からシンボル推定値を生成し、そしてシンボル推定値は変調ビット推定値を生成するために使用される。強化線形等化器は、合成重みの第１および第２のセットを生成するために強化ＲＡＫＥ“フィンガ”重みプロセッサを含む。干渉の除去はＲＡＫＥ相関器からの逆拡散値に関して重み付け合成の前にまたは重み付け合成の後に行われることができる。いずれかの手法で、合成重みの第１のセットが外部情報に基づいて決定される。
【００１６】
シンボル尤度プロセッサは外部情報を使用して送信シンボルに相当するシンボル尤度を生成する。合成重みはシンボル尤度に基づいて決定される。合成重みの第１のセットは変調ビット推定値の第１のセットを生成する際に使用できる。合成重みの第２の異なるセットは、変調ビット推定値の第２のセットを生成するのに用い、チャネル推定値および劣化成分の共分散推定値に基づいて決定される。
【００１７】
復号器はターボ復号器であることが好ましい。１回のターボ復号パスは第１および第２の成分の復号動作とともに変調ビット推定値を使用して行われ、外部情報を生成する。ターボ復号における１回のパスの後、外部情報は線形等化器に好適に供給されて変調ビット推定値の第２のセットを生成する。あるいは、複数回のターボ復号パスが外部情報を線形等化器に供給する前に行われてもよい。しかし不正確に復号されたシンボルに追随し、等化器を誤らせる危険性を伴う。
【００１８】
ターボ復号器は直列（シリアル）手法を使用することができる。変調ビット推定値を使用して第１成分の復号動作を行って変調ビット尤度情報の第１のセットを生成し、変調ビット推定値および変調ビット尤度情報の第１のセットを使用して第２成分の復号動作を行って変調ビット尤度情報の第２のセットを生成する（すなわち第２のセット情報が第１のセット情報に依存すると言う意味で直列）。変調ビット尤度情報の第１および第２のセットから、ターボ復号器は外部情報を生成する。あるいは、ターボ復号器は並列（パラレル）手法を使用することができる。変調ビット推定値を使用して第１成分の復号動作を行って変調ビット尤度情報の第１の部分セットを生成し、変調ビット推定値を使用して第２成分の復号動作を行って変調ビット尤度情報の第２の部分セットを生成する。ターボ復号器は変調ビット尤度情報の第１および第２の部分セットを合成（すなわち並列で）して外部情報を生成する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本明細書では、限定する意図ではなく、単なる説明の目的で、具体的な詳細、たとえば特定ノード、機能要素、技術、プロトコル、標準などが、説明される技術の理解を提供するために使用される。以下で開示される具体的な詳細は別として他の実施形態が実施できるということは当業者には明らかであろう。他の例では、周知の方法、デバイス、技術などの詳細な明細書は無用な詳細で明細書を分かりにくくしないように割愛される。個々の機能ブロックは図に示されている。当業者はそれらのブロックの機能が個々のハードウェア回路を使用して、ソフトウェア・プログラムおよびデータを適切にプログラム化されたマイクロプロセッサまたは汎用コンピュータと一緒に使用して、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ、１つ以上のデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰｓ）などを使用して実装できることを理解するであろう。
【００２０】
以下の文中で、用語としての変調ビット推定値およびモデム・ビット推定値は同じ意味で使われている。形容詞の変調されたおよびモデムは限定的であることを意図するものではなく、しかし処理／復調中のビットと最終的に復号器により出力された実際の情報ビットとを単に区別するために使用される。用語・尤度情報または尤度値は、たとえば確率、確率比、対数確率、対数尤度比、軟判定値などを含むいかなる種別の尤度または確率パラメータを含む用語である。
【００２１】
図２は、送信機と受信機との間の通信リンクのブロック図である。１つの限定されない応用例は無線通信システムである。一例のセル方式通信システム２０が図３に示されている。１つ以上の移動無線（端末）２２は関連する基地局２６に在圏されているセル２４および無線アクセス・ネットワークＲＡＮ２８（基地局はＲＡＮの一部である）と通信している。ＲＡＮ２８は１つ以上のコア・ネットワーク・ノード３４と接続されており、それもやはり１つ以上のそれぞれのコア・ネットワーク３６（たとえば、ＰＳＴＮ、インターネットなど）と接続されている。３つのセル２４のみが示されているけれども、典型的なセル方式のネットワークは数百のセルを含む場合がありそして数千の移動無線局を在圏とする場合がある。地上のＲＡＮが示されているけれども、衛星に基づくＲＡＮもまた使用されることができよう。
【００２２】
セル２４は通常通信システム２０内のノードとしての機能を果たし、そこからリンクが移動無線端末２２とＲＡＮ２８の間でセル２４を在圏とする基地局２６を経由して構築されている。各基地局２６はセル２４と移動無線端末２２との間の無線通信を処理する。基地局および移動機はともに無線のエア・インタフェース上でセル方式無線通信（音声および／またはデータ）を送受信するために、無線信号の送受信回路と、信号およびデータの処理回路とを含む。基地局から移動機への送信は下りリンク送信と呼ばれ、そして移動機から基地局への送信は上りリンク送信と呼ばれる。
【００２３】
第三世代移動体システムは典型的にはＣＤＭＡまたはＷＣＤＭＡを使用している。それはＣＤＭＡシステムが“スペクトル拡散”技術を使用することによりチャネル容量の増大を実現している。通信チャネルは、データ変調搬送波信号を固有の拡散符号、すなわち通信システムが動作している周波数スペクトラムの広い部分にわたって拡散するための拡散符号で元のデータ変調搬送波を変調することにより規定されている。従来のスペクトル拡散ＣＤＭＡ通信システムは、通常、いわゆる“直接拡散”方式のスペクトル拡散変調を使用する。直接拡散変調では、データ変調搬送波が電力増幅器により増幅され、通信媒体、たとえば無線エア・インタフェース上で送信される前に拡散符号または系列により直接変調される。拡散符号は送信されるデータのビット・レートよりも遥かに高いチップ・レートで生成された“チップ”系列を含む。
【００２４】
図２において説明されている送信機１１は、誤り訂正符号化、インタリーブ、および変調機能を含む様々な信号処理工程を行う。情報ビット・ストリームはＦＥＣ符号器１４（畳み込み符号、ターボ符号、低密度パリティ検査（ＬＤＰＣ）符号など）を使用して符号化され、それからインタリーバ１５でインタリーブされて変調される、符号化ビット（変調ビット）の｛ｂｐ：ｐ＝０，．．．，Ｎｅ−１｝で表現されるストリームを生成する。これらの符号化ビットはそれから変調シンボル・ストリーム｛Ｓｉ：ｉ＝０，．．．，Ｎｓ−１｝を生成するために使用される。シンボル・セット｛Ｓｍ：ｍ＝０，．．．，Ｍ−１｝を伴う任意のＭの変調が想定される。ＢＰＳＫおよびＱＰＳＫ変調が１６ＱＡＭのような高次変調と同様にうまく使用できる。符号化ビットは、十分にランダムで、全てのシンボル値は確率１／Ｍで等しく起こり得ると想定されている。ブロック１６における変調は拡散および無線搬送波の周波数への混合を含む。しかしながら、次の式ではベースバンドに相当する信号が説明されている。
【００２５】
マルチ・コード送信（複数の符号がユーザのデータを送信するために使用される）については、変調シンボル・ストリームが並列送信のためにＫ個の並列ストリームに分割される。第ｋ’ストリームの第ｉ’シンボルは次式で与えられる。
【００２６】
【数２】
2009521832.tif 000004
【００２７】
ここで、
【００２８】
【数３】
2009521832.tif 000005
【００２９】
ベースバンド送信信号は次式のように表わされる。
【００３０】
【数４】
2009521832.tif 000006
【００３１】
ここでＫはストリームの数、Ｅｋ’（ｉ）はシンボルあたりのエネルギー、ｓｋ’（ｉ’）はストリームｋ’内の第ｉ’シンボル、ａｋ’，ｉ’（ｔ）はストリームｋ’内の第ｉ’シンボルに対する拡散波形、そしてＴはシンボル区間である。拡散波形はチップ・パルス波形で畳み込まれたＮチップ拡散系列で構成されており、ルート・ナイキストであると想定されている。拡散シーケンスは時間的に整合されていれば直交となるようなシーケンスである。
【００３２】
（４）では、送信信号はシンボル区間だけでなくストリームについても加算する、二重の総和表現で表わされている。後の項では、これを添字ｉを使用して次式で与えられる単一の総和として表わすと扱いよくなるであろう。
【００３３】
【数５】
2009521832.tif 000007
【００３４】
ここで
【００３５】
【数６】
2009521832.tif 000008
【００３６】
【数７】
2009521832.tif 000009
【００３７】
送信信号は、相対遅延｛τλ；λ＝０，．．．，Ｌ−１｝および媒体係数｛ｇｌ；ｌ＝０，．．．，Ｌ−１｝を有するＬタップのＦＩＲフィルタでモデル化される、分散チャネル１２を通過する。チャネル・フィルタを通された信号は受信機１３で雑音ｎ（ｔ）の存在下で受信され、次式の形の受信信号をもたらす。
【００３８】
【数８】
2009521832.tif 000010
【００３９】
図３のそれのようなセル方式のシステムに対して、下りリンクでは、ｎ（ｔ）は熱雑音に加えて他セルからの干渉をモデル化する。上りリンクでは、熱雑音に加えて他ユーザからの干渉をモデル化する。
【００４０】
受信機１３は複合信号を受信し、そしてフロントエンド・プロセッサ１７は１つ以上の受信アンテナで受信された無線信号を複合雑音と送信シンボルを含むベースバンド・デジタル標本（サンプル）に落とす。ベースバンド標本はターボ等化器１８に供給される。ターボ等化器１８の一部は相関器またはフィンガを含み、シンボルをユーザの拡散符号で逆拡散して逆拡散値を生成する。シンボルはＪ個のＲＡＫＥ・フィンガを使用して、受信信号を遅延｛ｄｊ；ｊ＝０，．．．，Ｊ−１｝での拡散波形の共役と関連付けることにより、逆拡散される。シンボルｓｋに対する逆拡散値のベクトルは次式のように表現できる。
【００４１】
【数９】
2009521832.tif 000011
【００４２】
【数１０】
2009521832.tif 000012
【００４３】
ここでｈｉ，ｋはシンボルｋを逆拡散することにより観測されるシンボルｉに対する総合チャネル応答である。それはチップ・パルス波形、チャネル応答、およびシンボルｉおよびｋに対する拡散符号間の非周期相互相関に依存する。ｋ＝０（ｓ０は着目のシンボルである）とおくと、ｈｊ，０の第ｊ行は次式のように表現できる。
【００４４】
【数１１】
2009521832.tif 000013
【００４５】
ここで
【００４６】
【数Ａ】
2009521832.tif 000014
【００４７】
【数１２】
2009521832.tif 000015
【００４８】
【数１３】
2009521832.tif 000016
【００４９】
【数１４】
2009521832.tif 000017
【００５０】
そしてｐ（ｔ）はチップ・パルス波形である。項ｃｋ，ｉ（ｎ）はシンボル区間ｉでのユーザｋに対する拡散系列である。受信機はパルス波形および自己相関Ｒｐ（τ）を分かっている。パルス波形は正規化されて、Ｒｐ（０）＝１である。
【００５１】
（９）で、右辺の第１項ｈｋ，ｋｓｋは“信号”項と考えることができ、一方第２項、ｕｋ、は劣化成分（干渉＋雑音）である。雑音ベクトルｎｋは複合雑音を逆拡散した結果である。（１１）で、
【００５２】
【数Ｂ】
2009521832.tif 000018
【００５３】
はチャネル係数と見なすことができ、媒体係数とシンボルに関連したエネルギーの平方根との積である。従来のチャネル推定はチャネル係数を推定するために使用できる。セル方式の例に戻って、チャネルが共通のパイロット・チャネルを使用して推定されると、データに関連したチャネル係数は適切な、要するに電力の比の平方根でスケールするスケーリング演算により得られる。上りリンクでは、チャネルは制御チャネル上の既知の信号を使用することにより通常推定される。この場合、データ・チャネルに対する相対的なスケーリングは既知であり、そして制御チャネルからのチャネル推定値をスケーリングしてデータ・チャネルに対するチャネル推定値を得るために使用できる。（１２）で、Ｒｋ，ｉ（ｔ）はシンボルｋに対する拡散波形とシンボルｉに対する拡散波形との相互相関と見なすことできる。
【００５４】
ターボ等化器１８のブロック図の例が図４に与えられている。ベースバンド受信標本は強化線形等化器５０に供給され、シンボル推定値ｚｋおよび可能であればｑｋ推定値（高次変調とともに使用される）を、使用される変調に依存して生成する。シンボル推定値はビット復調器５２に供給される。ビット復調器５２はまたシンボル尤度プロセッサ６０からシンボル尤度をそしてインタリーバ５８による順序換えの後復号器５６から外部情報を受信する。ビット復調器５２はこれらのものを使用して変調ビットの推定値を生成し、逆インタリーバ５４に供給される。逆インタリーバ５４は変調ビット推定値を逆インタリーブ（順序換え）し、要するに送信機でなされたインタリーブを元に戻す。逆インタリーブされた情報は復号器５６に供給される。復号器５６は変調ビットに関する情報だけでなく最終的な出力およびさらに高水準の処理のための復号情報ビットを生成する。この情報は入力の変調ビット推定値により調整されて変調ビットに関連した外部情報を生成する。復号器５６からの外部情報はインタリーバ５８によりインタリーブされてビット復調器５２だけでなくシンボル尤度プロセッサ６０に供給されるインタリーブされた外部情報を生成する。シンボル尤度プロセッサ６０は外部情報を使用してシンボル尤度情報を生成する。
【００５５】
シンボル尤度プロセッサ６０は復号器５６からの変調ビット外部情報を使用して変調シンボル尤度情報を供給し、それは等化器により事前のまたはサイド情報として扱われる。特定のシンボルｓｋを考えると、それは一連のビット｛ｂ０，ｂ１，．．．，ｂｑ｝を表わし、ここでｑ＝ｌｏｇ２（Ｍ）−１である。復号器５６からの全てのフィードバック情報を使用して、シンボル尤度は次式で与えられる。
【００５６】
【数１５】
2009521832.tif 000019
【００５７】
ここで変調ビット値Ｂ０からＢｑまでは送信変調シンボルＳｍに相当する。（１５）はシンボルを生成するビットの部分集合に関連した結合尤度を必要とすることに気付かれたい。シンボル・インタリービングを用いると、ような情報が利用できる場合がある。ビット・インタリービングを用いると、ビットは関係がないと想定することは合理的であり、（１５）を次式で近似することができる。
【００５８】
【数１６】
2009521832.tif 000020
【００５９】
復号器５６は変調ビットについての外部情報をフィードバックし、それらは各ビットに対する事前の対数尤度比として扱われ、すなわち
【００６０】
【数１７】
2009521832.tif 000021
【００６１】
ここで添字“ｄ”は復号器５６の出力を示す。これらは次式を使用してビット尤度に変換できる。
【００６２】
【数１８】
2009521832.tif 000022
【００６３】
【数１９】
2009521832.tif 000023
【００６４】
シンボル尤度プロセッサ６０のブロック図が図５に与えられている。ＦＥＣ復号器５６からの外部情報はビット確率算出器６２により使用されて式（１８）および（１９）に記載されているビット確率を計算する。これらのビット確率はシンボル尤度計算器６４に供給され、式（１６）により記載されているシンボル尤度情報を計算する。
【００６５】
（１０）から、劣化成分の平均、相関、および共分散は次式で与えられる。
【００６６】
【数２０】
2009521832.tif 000024
【００６７】
【数２１】
2009521832.tif 000025
【００６８】
【数２２】
2009521832.tif 000026
【００６９】
ここでＣｎは（１０）の複合雑音処理ｎｋの共分散を示す。フィンガ遅延ｄ１およびｄ２に相当するこのマトリックスの要素は次式で与えられる。
【００７０】
【数２３】
2009521832.tif 000027
【００７１】
ここでＣｉ，ｋ（ｍ）は（１３）で定義されている。項
【００７２】
【数Ｃ】
2009521832.tif 000028
【００７３】
は平均シンボル値を示し、次式のように表現できる。
【００７４】
【数２４】
2009521832.tif 000029
【００７５】
ここでＰｒ（Ｓｉ＝Ｓｍ）はシンボル尤度算出器により供給される。項
【００７６】
【数Ｄ】
2009521832.tif 000030
【００７７】
は１つのシンボルと別のものの共役との積の平均でありそしてこれらのシンボルの結合確率に依存する。結合確率情報が利用できると、
【００７８】
【数Ｅ】
2009521832.tif 000031
【００７９】
を決定するために使用できる。
【００８０】
典型的には、結合確率情報は利用できない。しかしながら、インタリーブ処理のために、シンボルはそれぞれ独立であると想定することが合理的であり、それで
【００８１】
【数２５】
2009521832.tif 000032
【００８２】
ここで
【００８３】
【数２６】
2009521832.tif 000033
【００８４】
この想定を用いると、（２１）は次式となる。
【００８５】
【数２７】
2009521832.tif 000034
【００８６】
（２０）および（２７）を（２２）に代入すると次式となる。
【００８７】
【数２８】
2009521832.tif 000035
【００８８】
従来の復調を用いると、全てのシンボル値は等しく起こり得ると想定される。対称信号配列を用いると、これは
【００８９】
【数Ｆ】
2009521832.tif 000036
【００９０】
になる。しかしながら、ターボ等化を用いると、復号器はシンボル尤度についてのサイド情報を供給することができ、事前情報として扱われることができる。この状況では、
【００９１】
【数Ｇ】
2009521832.tif 000037
【００９２】
はゼロにはならない。強化線形等化を用いると、シンボル対数尤度は特定のシンボルｓｋに対して生成され、復号部からの情報を干渉するシンボル｛ｓｉ；ｉ≠ｋ｝についての事前情報として扱う。ｓｋに関する復号器情報は線形等化器５０の出力を復号器５６に入力する場合ような情報を“二重に計算する”ことを回避するために含まれない。
【００９３】
具体的には、強化線形等化器５０は次式で与えられるシンボル推定値ｚｋおよびｑｋ推定値を生成する。
【００９４】
【数２９】
2009521832.tif 000038
【００９５】
【数３０】
2009521832.tif 000039
【００９６】
ここで
【００９７】
【数３１】
2009521832.tif 000040
【００９８】
【数３２】
2009521832.tif 000041
【００９９】
（３１）で、干渉推定値
【０１００】
【数ＧＡ】
2009521832.tif 000042
【０１０１】
はトラヒック逆拡散値から減算されて修正トラヒック逆拡散値を生成する。これらの修正トラヒック逆拡散値はそれから（２９）で合成されてシンボル推定値を生成する。
【０１０２】
（２９）の合成重みｗｋのベクトルは劣化成分の共分散マトリックスおよびチャネル応答に依存する。劣化成分の共分散およびチャネル応答は使用されている拡散符号に依存する。さらに、劣化成分の共分散マトリックスはシンボルの平均および平均平方値に依存（（２８）参照）し、それらは干渉シンボルに関する復号器５６のフィードバックに依存する（（２４）および（２６）参照）。
【０１０３】
（３１）の
【０１０４】
【数Ｈ】
2009521832.tif 000043
【０１０５】
の減算は一種の“ソフト干渉除去”と解釈できる。復号器５６部からの外部情報フィードバックは平均シンボル値を決定するために使用され、それらはそれから復号器５６への等化器の出力から減算される。
【０１０６】
図６は、強化線形等化器の１つの実施例を示したブロック図であり、汎用ＲＡＫＥ受信機を含む。ベースバンド標本はフィンガ配置部７２に供給される。フィンガ配置部７２は、信号遅延と、干渉抑圧に有用な遅延とに基づいて、ＲＡＫＥ・フィンガに遅延を割り当てる。これらの遅延は相関部７０でデータをどのように逆拡散すべきかを決定する。強化重みプロセッサ７４はフィンガ配置部７２により決定される遅延に対する合成重み（ｗ）を受信標本および総合チャネル推定器７５からの総合チャネル推定値（ｈ’ｓ）を使用して計算する。相関部７０はベースバンド標本をフィンガ配置部により供給される遅延量に基づいて逆拡散する。最終的に、逆拡散値は強化重みプロセッサ７４により供給される合成重みを使用して重み合成器８０で合成され、シンボル推定値が生成される。
【０１０７】
強化重みプロセッサ７４は各シンボル区間およびターボ等化器の各反復またはパスに対する合成重みを（３２）に従って計算する。シンボル尤度情報はまた重みプロセッサ７４により平均シンボル積を（２６）および（２５）に従って決定するために使用される。これらはそれから劣化成分の共分散を（２８）に従って決定するために使用される。重みプロセッサ７４はまた必要に応じ（３０）に従って推定値を計算する。
【０１０８】
逆拡散値はソフト干渉減算部７６に供給される。減算部７６は平均シンボル値を（２４）に従って決定する。これらの平均シンボル値は総合チャネル推定器７５により供給される総合チャネル推定値（ｈ’ｓ）によりスケーリングされ（（２０）参照）そして逆拡散値から（３１）に従って減算されて修正された逆拡散値を生成する。値の形に依存して、減算以外の異なる種別の動作が平均シンボル値を取り除くために行われる可能性があるであろう。主要点は減算部７６が逆拡散値からソフト干渉を取り除くことである。修正逆拡散値は重み合成器８０で合成重みを使用して合成されてシンボル推定値を生成する。
【０１０９】
ソフト干渉減算／除去は図６で示されているように合成の前に行われることができる。これらの動作は線形であるので、減算は合成の後で行われることができる。これを行うために、ソフト干渉推定値は重みプロセッサ７４からの合成重みを使用して最初に合成されて合成干渉推定値を生成するであろう。相関部７０からの逆拡散値は重み付け合成器８０で直接合成されて最初のシンボル推定値を生成するであろう。最終のシンボル推定値は最初のシンボル推定値から合成干渉推定値を減算することにより生成されるであろう。
【０１１０】
ソフト干渉減算部７６の更なる詳細が図７で示されている機能ブロック図とともにこれから説明される。合成器部７７は相関部７０から逆拡散値ｙｋを受信する。合成器７７は、（３１）に従って、干渉推定値
【０１１１】
【数Ｉ】
2009521832.tif 000044
【０１１２】
を減算して修正逆拡散値
【０１１３】
【数Ｊ】
2009521832.tif 000045
【０１１４】
を生成する。干渉推定値を計算するために、平均シンボル算出器７９は平均シンボル値
【０１１５】
【数Ｋ】
2009521832.tif 000046
【０１１６】
を式（２４）に従ってシンボル尤度情報を使用して計算する。平均シンボル値は複合干渉推定器７８に供給され、それが総合チャネル推定値ｈｉ，ｋをまた受信し、式（２０）に従って干渉推定値
【０１１７】
【数Ｌ】
2009521832.tif 000047
【０１１８】
を生成する。
【０１１９】
強化重みプロセッサ７４と減算部７６の両方は、ｈｉ，ｋで表現される、総合チャネル推定値に依存する。総合チャネル推定器７５のブロック図が図８に示されている。ベースバンド標本はパイロット相関部８２で逆拡散される。これらのパイロット逆拡散値はチャネル推定値、要するに
【０１２０】
【数Ｍ】
2009521832.tif 000048
【０１２１】
値を生成するためにチャネル推定器８４により使用される。合成器８６で、これらのｇ値は拡散波形相関値と合成され式（１１）で説明されている総合チャネル推定値（ｈ’ｓ）を生成する。拡散波形相関部８８は様々な遅れｔでの拡散波形相関Ｒｉ，ｋ（ｔ）を決定する。これらは拡散波形がそれ自身と相関が取られると自己相関値に相当する。そうでなければ、それらは相互相関値である。同じチャネル推定値は複数の相関値を計算するために保存されそして再使用できる。可能な拡散符号の数がごく少ないと、相関値は予め計算されそして表に保存できる。
【０１２２】
複雑さを軽減するために、性能に著しく影響しないようなある近似がなできる。近似の１つは合成重み生成を簡略化することである。（３２）から符号相互相関はＣｋを生成するために必要であり、そして符号自己相関はｈｋ，ｋを生成するために必要である。近似の１つはこれらの数量の１つまたは両方を多くのシステムで使用されるランダム・スクランブリングについて平均することである。
【０１２３】
最初に、ｈｋ，ｋをランダム・スクランブリングについて平均することを考える。これはｈｋ，ｋが算出される（ｈｉ，ｋは減算部に対して以前説明したように計算されるであろう）場合、チャネル推定器の全体における動作が簡略化される。（１１）から、ｋ＝０を想定すると、ｈ０，０の第ｊ行は次式となる。
【０１２４】
【数３３】
2009521832.tif 000049
【０１２５】
このように、図８に関して、拡散波形相関部８８は、拡散波形に対する平均自己相関値を計算し、それらは予め計算されそして保存できる単にパルス波形の自己相関値である。
【０１２６】
次に、ランダム・スクランブリングについてＣｋを平均することを考える。（２８）で、項
【０１２７】
【数Ｎ】
2009521832.tif 000050
【０１２８】
の第ｊ１行および第ｊ２列は次式で置き換えられる。
【０１２９】
【数３４】
2009521832.tif 000051
【０１３０】
ここで
【０１３１】
【数３５】
2009521832.tif 000052
【０１３２】
【数３６】
2009521832.tif 000053
【０１３３】
【数３７】
2009521832.tif 000054
【０１３４】
【数３８】
2009521832.tif 000055
【０１３５】
シンボルはグループ（同じシンボル区間またはｉ’（ｉ）値、異なるマルチ・コード）に分割されることができ、同一の平均外積項を有するであろう。
【０１３６】
（３３）を使用する場合、１つはシンボルのそれ自身との干渉を、拡散波形の不完全な自己相関のために事実上無視することである。この項は付加的な、有色雑音として扱われることができる。（１１）でｉを０に設定すると次式となる。
【０１３７】
【数３９】
2009521832.tif 000056
【０１３８】
（３９）に（１２）を代入し、（３３）を用いると次式となる。
【０１３９】
【数４０】
2009521832.tif 000057
【０１４０】
ここで
【０１４１】
【数４１】
2009521832.tif 000058
【０１４２】
（９）に（４０）を代入すると付加的な劣化成分項
【０１４３】
【数Ｏ】
2009521832.tif 000059
【０１４４】
を生じさせ、付加的な、有色雑音（Ｃｎに折り込まれている）として扱われることができる。この項のために共分散に対する式は次式で与えられる：
【０１４５】
【数４２】
2009521832.tif 000060
【０１４６】
更なる近似はＣｋを標準的なＧ−Ｒａｋｅ式を使用して干渉項と雑音項の和として簡略的に表わすことである。付加的な、反復依存のスケーリング項が干渉項の前に導入でき、それは最初のパスに対して１に設定され、それから徐々に復号器５６からのフィードバックにつれて減少し、より信頼のおけるようになる。これが次式となる。
【０１４７】
【数４３】
2009521832.tif 000061
【０１４８】
ここでｑ（ｏ）は反復ｏに対するスケーリング項である。干渉除去項の推定値への信頼が大きくなるに伴って、残っている不確かさが減少する。ＣｉおよびＣｎは適応的に学習するスケーリング・ファクタαおよびβを含むことができる。
【０１４９】
スケーリング項は等しく起こり得るシンボルを想定した変調シンボルの平均平方値と復号器から決定されるシンボル尤度に基づいた変調シンボルの平均値の平方との差に対して設定できる。復号器がシンボル値を１００％確信する場合、とき、すべての可能な変調シンボル値が送信ブロックで大抵等しく出現するものと想定すると、この差はなくなる。同様な手法が
【０１５０】
【数Ｐ】
2009521832.tif 000062
【０１５１】
をｉについて平均された、平均値で置き換えることにより導出できる。Ｎｓシンボルを想定すると、スケーリング項は次式になる。
【０１５２】
【数４４】
2009521832.tif 000063
【０１５３】
ここで
【０１５４】
【数Ｑ】
2009521832.tif 000064
【０１５５】
および
【０１５６】
【数Ｒ】
2009521832.tif 000065
【０１５７】
を生成するために使用される確率は反復ｏ−１から取られる。
【０１５８】
スケーリング項は第１のパスに対しては１そして第２のパスに対しては０に簡略化することができる。あるいは、反復の関数として項の固定表が使用できる（たとえば、１、０．８、０．５）。全てのパスに対してスケーリング項を１にしておくこともまた容認できる。いかなる場合でも、復号器５０からのフィードバックはそれからソフト干渉減算に対して使用されるだけである。また、１つのみまたは２つの重みベクトルが考えられると、これらはデータおよび干渉除去項に個別に適用できる。後者は反復のたびに行われなければならないが、最初のものは保存されそして再利用できる。
【０１５９】
他の近似もまた使用できる。たとえば、Ｍアルゴリズム手法が全ての条件付尤度を計算することを回避するために使用できる。第１のパスでは、復号器のフィードバックがない。この場合、等しく起こり得るシンボル値を想定することは合理的である。さらに、変調方式が複素平面で対称であると、とき
【０１６０】
【数Ｓ】
2009521832.tif 000066
【０１６１】
。これは劣化成分の平均および共分散を次式のように簡略化する。
【０１６２】
【数４５】
2009521832.tif 000067
【０１６３】
【数４６】
2009521832.tif 000068
【０１６４】
等化器はこの場合コード特定のＧ−Ｒａｋｅになる。他の形式の第１のパス復調、たとえば従来のＧ−Ｒａｋｅ受信またはチップ等化が使用できる。ビット復調器５２は強化線形等化器５０からシンボルおよびｑｋの推定値、シンボル尤度プロセッサ６０からシンボル尤度情報、および復号器５６から外部情報を取り込みそしてソフト変調ビット推定値を生成する。Ｌｏｇ−ＭＡＰ手法が好適な例の手法である。
【０１６５】
ｓｋが表わすビットのセット内の、特定のビットｂｉに対して、可能なシンボル値を２つのセットに分けることができ、第ｉビットに相当するＱ０（ｉ）を０（＋１）にそして第ｉビットに相当するＱ１（ｉ）を１（−１）に設定する。それから、ビットに対する尤度比が次式で与えられる。
【０１６６】
【数４７】
2009521832.tif 000069
【０１６７】
ここで
【０１６８】
【数４８】
2009521832.tif 000070
【０１６９】
はシンボル基準である。
【０１７０】
（４７）の項Ｐｒ（ｓｋ＝Ｓｍ）は前に述べたようにｓｋを構成するビットに関するフィードバックから計算される。全てのフィードバック情報がこの項を計算する際に使用される。ビット復調器５２で二重計算が第２のおよび後続のパスで回避されるように調整がなされる。また、ビット推定値が対数形式で与えられることはより好都合である。（４７）の対数をとり、調整を含め、そして添字ｏを追加して反復数を明確にすると、次式となる。
【０１７１】
【数４９】
2009521832.tif 000071
【０１７２】
ここで下付文字“ｅ”は等化器の出力に基づいた情報を示す。
【０１７３】
必要であれば、２つの最大をとる近似が（４９）を次式のように近似するために使用できる。
【０１７４】
【数５０】
2009521832.tif 000072
【０１７５】
他の標準的な手法がまた使用できる。
【０１７６】
ビット復調器５２のブロック図が図９に示されている。シンボル推定値およびｑｋ推定値が強化線形等化器５０から供給される。シンボル基準算出器９０はこれらの入力を使用して式（４８）に記載されているシンボル基準を生成する。これらのシンボル基準はビット対数尤度比（ＬＬＲ）算出器９２に供給される。復号器５６からの外部情報はまたビットＬＬＲ算出器９２に供給される。ビットＬＬＲ算出器９２はこれらの入力を使用して（４９）または（５０）に記載されている変調ビット推定値を生成する。
【０１７７】
ＱＰＳＫを用いると、（４８）の第２項は仮説非依存になる。この項を削除すると次式となる。
【０１７８】
【数５１】
2009521832.tif 000073
【０１７９】
同相（Ｉ）ビットに対するＬＬＲは次式のように示できる。
【０１８０】
【数５２】
2009521832.tif 000074
【０１８１】
同様に、直角位相（Ｑ）ビットは、（５２）で、実数部よりはむしろ、虚数部を取ることにより復元できる。係数“４”は固定スケーリングであり、共通のスケーリング係数に反応しにくい復号器に対しては（５２）で削除されることができ、これは通例である。この場合、ビット復調器はとても簡単であることができる。シンボル尤度プロセッサ６０からの入力および復号器５６からの入力は不要である。また、シンボル基準算出器９０も必要ではない。ビットＬＬＲ算出器９２は強化線形等化器５０からのシンボル推定値を簡単に使用し、（５２）に従ったビット推定値およびＱビットに対する対応部分を計算することができる。
【０１８２】
ＢＰＳＫに取り組む１つの方法はＱＰＳＫとして取り扱いそして同相ビットをとにかく復元することである。これは劣化成分が循環型であることを想定している。著しくＩＳＩのもとになるシンボルの数が少ない場合、これはよい近似ではない可能性がある。場合、劣化成分は非循環型として取り扱われることができ、そして同相および直角位相の受信成分は個々の、実入力信号として取り扱われる。高次変調を用いると、シンボル尤度計算および他の動作を簡略化するために使用できる対称性が大抵存在する。たとえば、本発明の譲受人に譲渡され、参照することにより本明細書に組み込まれるＵ．Ｓ特許出願第１０／７４６．４３４号で表題が“グレイ写像されたＱＡＭに対する高速軟判定計算法”、２００３年１２月２４日出願を参照されたい。
【０１８３】
従来のＭＡＰまたはＭＬＳＥ復号を用いると、復調器により供給される軟判定ビットは情報ビット尤度または情報系列尤度を決定するために使用される。ターボ等化を用いると、復号器５６はまた変調ビットに関連する尤度比を生成しなければならない。入力の軟判定値が復号器により生成される変調ビット対数尤度比から減算されて復号処理から学習される情報だけを捉えるような調整が生じる。結果として生じる外部情報はそれから復調処理にフィードバックされる。ような復号器は、ターボ符号、ＬＤＰＣ符号および畳み込み符号を含む、様々な符号に対して設計できる。変調ビット対数尤度比を計算するには複雑さが付加される。復号器５６がターボ復号器またはＬＤＰＣ復号器である場合、ターボ復号の反復（“パス”）が何回等化器に情報をフィードバックする前に行われるかが重要になる可能性がある。好適な手法は複数のパスが使用できるけれども、ただ１回のパスを通して各構成要素の復号器を実行することである。これは復号器がターボ等化処理中にあまりにも早く不正確な解に追随することを防止する。
【０１８４】
復号器５６がターボ復号器である実施形態例が次に提示される。図１０に示される第１の実施形態例であるターボ復号器５６’は成分符号の復号に直列手法を使用する。逆インタリーバ（ＤＩ）５４からの逆インタリーブされた変調ビット推定値が逆多重化および逆レート・マッチング部９４に供給される。逆多重化および逆レート・マッチング部９４はビット推定値を送信機１１内のターボ符号器の組織（情報ビット）、パリティ１（Ｐ１）およびパリティ２（Ｐ２）のストリームに相当する３つのストリームに分割する。逆パンクチャリングおよび／または逆反復（合成反復）を含む、逆レート・マッチングがまた行われる。
【０１８５】
系統的ビットおよびパリティ１ビットが第１のソフト復号器１（９６）に供給され、それがターボ符号の成分１について復号を行う。ソフト復号器１は変調ビット推定値に関する尤度情報を標準的な手法を使用して生成する。Ｐ１ビットに関連するパリティ１尤度値は調整部１（９８）で調整されてパリティ１ビットに対する外部情報を生成する。たとえば、数量が対数尤度比表現で表わされている場合、とき調整部９８は復号器５６’へのパリティ１入力を復号器９６の相当するパリティ１出力から減算して外部値を生成する。
【０１８６】
系統的ビットに相当する尤度情報がインタリーバ部（Ｉ部）１００に供給さる。インタリーバ部（Ｉ部）１００が送信インタリーブ方式に従ってビットをインタリーブする。これにより、インタリーブされたソフト系統的ビット値が生成される。これらの値は、パリティ２値とともに、ソフト復号器２（１０４）に供給される。ソフト復号器２はターボ符号の成分２について復号を行い、そして変調ビットに関する軟判定情報を生成する。これらの値は調整部２（１０６）および調整部３で調整されて組織およびパリティ２ビットの両方に対して、それぞれ外部情報を生成する。出力された系統的ビット（systematic bit）は、Ｉ部１０２によりインタリーブ済みの系統的ビットにより調整される。
【０１８７】
系統的ビットに対する外部情報はＤＩ部１１０で逆インタリーブされる。系統的ビットに対するこれらの逆インタリーブされた外部値、パリティ１ビットに対する外部値、およびパリティ２ビットに対する外部値がマルチプレクサおよびレート・マッチング部１１２に供給される。マルチプレクサおよびレート・マッチング部１１２は３つのストリームを一緒に多重化し、必要に応じてレート・マッチング（パンクチャリングおよび反復）を行う。図示されていないけれども、最後の復号器動作の後、復号器５６’は情報ビットに相当する標準的な出力を生成する。外部変調ビット情報はこの場合生成される必要はない。
【０１８８】
第２の実施例であるターボ復号器５６”が図１１に示されており、成分符号の復号に並列手法を使用する。逆インタリーバ（ＤＩ）５４からの逆インタリーブされた変調ビット推定値が逆多重化および逆レート・マッチング部９４に供給される。系統的ビットおよびパリティ１ビットがソフト復号器１に供給され、それがターボ符号の成分１について復号を行い、そして変調ビットに関する軟判定情報を標準的な手法を使用して生成する。これらの軟判定値は調整部１（９８）および新規の調整部４（１１６）で調整されてパリティ１に対する外部情報および系統的ビットに対する部分的な外部情報を生成する。ソフト復号器２はターボ符号の成分２について復号を行い、そして変調ビットに関する軟判定情報を生成する。これらの値は調整部２および３で調整されてパリティ２に対する外部情報および系統的ビットに対する部分的な外部情報を生成する。系統的ビットに対する部分的な外部情報はＤＩ部１１０で逆インタリーブされそして合成器１１４内の調整部４からの系統的ビットに対する部分的な外部情報に付加されて、系統的ビットに対する外部情報を生成する。合成器１１４からの系統的ビットに対する外部情報、調整部１からのパリティ１ビットに対する外部情報、および調整部３からのパリティ２ビットに対する外部情報がマルチプレクサおよびレート・マッチング部１１２に供給される。マルチプレクサおよびレート・マッチング部１１２は３つのストリームを一緒に多重化し、必要に応じレート・マッチング（パンクチュアリング、反復）を行う。今度も、図示されていないけれども、復号器５６”の最後のパスが情報ビットに相当する標準的な出力を生成する。外部の変調ビット情報はこの最後のパスで生成される必要はない。復号器５６、５６’、および５６”の最後のパスは停止基準に依存する。標準的な基準、たとえば反復の一定数またはＣＲＣチェックのような誤り検出基準が使用できる。復号器のただ１回のパスが処理中の早くに不正確な解に追随することを回避するために行われることが好ましい。
【０１８９】
図１２は、ターボ等化器１８に対する一般的な動作を示したフローチャートである。最初の工程Ｓ１で、受信信号が復調され、そして軟判定ビット推定値が決定される。任意の適切な等化技術がこの最初の工程を行うために使用できる。たとえば、Ｇ−Ｒａｋｅを使用できるが、もちろん使用されなくてもよい。軟判定ビット推定値は工程Ｓ２で逆インタリーブされる。復号器での復号動作は工程Ｓ３でモデム・ビット外部情報および情報ビット決定を生成するために使用される。工程Ｓ４でこれが復号器５６の最後のパスであるかどうかの決定がなされる。これが最後の復号器パスであると、工程Ｓ５で復号動作が行われて、符号化情報ビットを生成する。そうでなければ、モデム・ビット外部情報のインタリーブが工程Ｓ６で行われ、そしてシンボル尤度情報が工程Ｓ７で生成される。強化された、シンボル・レベルの、線形等化が工程Ｓ８でシンボル尤度情報を使用して行われる。この強化線形等化はシンボル尤度情報を使用して干渉を除去する処理を含む。軟判定ビット推定値は工程Ｓ９で復号器５６から供給されるモデム・ビット外部情報を使用して調整を含めて決定される。制御が工程Ｓ３内の逆インタリーブに戻る。
【０１９０】
複合雑音の存在下で受信される単一の、マルチコード・ユーザ信号が想定されてきている。拡張の１つは複合雑音の共分散項を白色および有色雑音項の和として表わすことである。上りリンクでは、これは別の高レートのユーザまたは他の何らかの形式の干渉をモデル化することができよう。下りリンクでは、これは他の自セルのユーザまたは他セルの干渉をモデル化することができよう。たとえば、ただ１つの有色雑音項の場合に対して、ＣｎがＣｎ＋Ｃｉで置き換えられることができる。
【０１９１】
複数の受信アンテナもまた考えられることができる。式の多くはＲＡＫＥ・フィンガが遅延およびそれに関連するアンテナの両方を有すると変更はない。特定の式のいくつかは拡張される必要があるが、しかしこれは十分理解されるであろう。複数の送信アンテナ、たとえば下りリンクにおける開放または閉ループ送信ダイバーシティがまた考えられることができる。この拡張は、Ｇ−Ｒａｋｅがこれらの状況を処理するように如何に拡張されてきたかに基づいて、容易に実現できる。
【０１９２】
線形形式は、非線形等化より簡単であるが、合成重みおよび干渉除去項を計算するために拡散符号の知識を必要とする。長いスクランブリング系列を使用するため、これらの合成重みおよび干渉除去項はシンボル区間ごとに再計算される。さらに、ターボ等化処理の間、これらの合成重みおよび干渉除去項は反復するごとに再計算されるべきである。解をシンボル尤度に直接依存しない合成重みを生成することにより近似することは合理的である場合がある。
【０１９３】
様々な実施形態を示すとともに、詳細に説明してきたが、クレームはいかなる特定の実施形態または実施例にのみ限定されることはない。明細書に記載されたいかなる特定の要素、工程、範囲、または機能も、特許請求の範囲内に含まれなければならない、絶対不可欠なものであるということを示唆するものと理解されるべきではない。特許される主題の範囲はクレームによってのみ規定される。法的保護の程度は許可されたクレームで引用される語句およびそれらの均等物により規定される。どのクレームも語句“ための手段”が使用されなければ３５ＵＳＣ§１１２の項６を行使することを意図してはいない。
【図面の簡単な説明】
【０１９４】
【図１】図１はＩＳＩおよびＩＣＩ自己干渉の例を説明する図である。
【図２】図２は通信システムにおけるリンクを表わす図である。
【図３】図３はセル方式通信システムの例の図である。
【図４】図４はターボ等化器の実施形態の一例の機能ブロック図である。
【図５】図５は図４のターボ等化器に示されているシンボル尤度プロセッサの機能ブロック図である；
【図６】図６は図４のターボ等化器に示されている強化線形等化器の機能ブロック図である。
【図７】図７は図４のターボ等化器に示されているソフト干渉減算部の機能ブロック図である。
【図８】図８は図４のターボ等化器に示されている総合的なチャネル推定器の機能ブロック図である。
【図９】図９は図４のターボ等化器に示されているビット復調器の機能ブロック図である。
【図１０】図１０は図４のターボ等化器で復号器として使用できる直列手法を採用しているターボ復号器の例の機能ブロック図である。
【図１１】図１１は図４のターボ等化器で復号器として使用できる並列手法を採用しているターボ復号器の例の機能ブロック図である。
【図１２】図１２は図４のターボ等化器により行われることができる限定されない動作の例を概説するフローチャート図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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