(57)【要約】符合化信号のマルチステージビタビ復号化を含んだビタビ復号化技術である。こうした技術には基数４の２ステージ復号化が含まれる。符合化信号は軟判定信号を含んでよい。ビタビ復号器は、ブランチメトリック生成器、トレリス相互接続、加算−比較要素、パスメトリックメモリ、トレースバック要素を含んでよい。加算−比較要素は、クロック周期あたり２個のトレースビットを各々選択する複数の加算−比較−選択ユニットを含んでよい。トレースバック要素は、符合化信号を復号化するために記憶されたトレースビットの書き込み、復号化、トレースを行うことができる。
2009535939.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
復号器装置であって、
複数の符合化入力信号を受信するように構成される入力要素と、
前記複数の符合化入力信号を処理して推定復号化信号を決定するように構成されるマルチステージビタビ復号器要素とを備える復号器装置。
【請求項２】
前記マルチステージビタビ復号器要素は基数４ビタビ復号器要素を含む請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記マルチステージビタビ復号器要素は、
複数のブランチメトリックを決定するように構成されるブランチメトリック要素と、
複数の現行パスメトリックを決定するように構成されると共に、各々複数の現行パスメトリックのうちの該当する１つに対応する複数対の現行トレースビットを出力するように構成される加算−比較要素とを備える請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記加算−比較要素は前記複数のブランチメトリックおよび複数の先行パスメトリックに基づいて前記複数の現行パスメトリックを決定するように構成される請求項３に記載の装置。
【請求項５】
各現行パスメトリックは該当現行仮説状態に対する最尤パスの確率を表し、前記確率は前記複数のブランチメトリックのうちの該当ブランチメトリックおよび前記複数の先行パスメトリックのうちの該当先行パスメトリックに対応する請求項４に記載の装置。
【請求項６】
各先行パスメトリックは前記複数の符合化入力信号の先行セット受信値に対応した該当先行仮説状態に対する最尤パスの確率を表す請求項４に記載の装置。
【請求項７】
前記複数のブランチメトリックは前記複数の符合化信号の各受信値セットについて該当セットのブランチメトリックを含む請求項３に記載の装置。
【請求項８】
各該当セットのブランチメトリックは、４個の軟判定符合化信号の受信値の現行セットが４個の該当仮説入力信号値に対応する１セットの確率を表す請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記ブランチメトリック要素は、前記複数の符合化信号の受信値の現行セットのうちの第３および第４受信値とは別に、前記複数の符合化信号の受信値の現行セットのうちの第１および第２受信値を処理し、この後前記第１および第２受信値の第１結果を前記第３および第４受信値の処理の第２結果と組み合わせることにより、各該当セットのブランチメトリックを決定するように構成される請求項３に記載の装置。
【請求項１０】
前記第１結果は４個の中間ブランチメトリックを含み、前記第２結果は４個の中間ブランチメトリックを含み、各該当セットのブランチメトリックは１６個のブランチメトリックを含む請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記複数のブランチメトリックのうちの各ブランチメトリックは５ビットの値を含む請求項９に記載の装置。
【請求項１２】
前記マルチステージビタビ復号器要素は、
前記加算−比較要素に前記複数のブランチメトリックを提供するように構成されるトレリス要素、および前記複数の現行パスメトリックを記憶するように構成されるパスメトリック要素を備える請求項３に記載の装置。
【請求項１３】
前記加算−比較要素は前記複数のブランチメトリックおよび複数の先行パスメトリックに基づいて前記複数の現行パスメトリックを決定するように構成され、前記パスメトリック要素は前記加算−比較要素に前記複数の先行パスメトリックを提供するように構成される請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記マルチステージビタビ復号器要素は、前記複数対の現行トレースビットおよび前記複数の入力信号の受信値の先行セットに対応する予め決められた複数対のトレースビットを記憶するように構成されると共に、少なくとも一部について、前記記憶された現行トレースビットおよび先に決定されたトレースビットに基づいて前記推定復号化信号を決定するように構成されるトレースバック要素を備える請求項３に記載の装置。
【請求項１５】
前記トレースバック要素は、少なくとも一部について、前記記憶された現行の仮説状態値および先に決定された仮説状態値に基づいて仮説状態のシーケンスを決定し、前記仮説状態のシーケンスに基づいて前記推定復号化信号の値を決定するように構成される請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記トレースバック要素は、前記最も遅い状態から最も早い状態への順序で並んだ前記複数の符号化信号の受信値の各該当セットに対応する最尤仮説状態を選択することにより前記仮説状態のシーケンスを決定するように構成される請求項２０に記載の装置。
【請求項１７】
前記トレースバック要素は、前記仮説状態のシーケンスに対応する畳み込みアルゴリズムの入力値を決定することにより推定復号化信号の値のセットを決定するように構成される請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
前記トレースバック要素は４個のメモリ要素を備えており、前記トレースバック要素はトレース演算、アイドル演算、書き込み演算、復号化演算のうち少なくとも１つを行うために前記４個のメモリ要素のうちの各メモリ要素を使用するように構成される請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記符合化入力信号の各々は畳み込み符号化信号の一部を含み、前記推定復号化信号は前記畳み込み符号化信号の復号を含む請求項１に記載の装置。
【請求項２０】
前記複数の畳み込み符号化信号は７の畳み込み符号化拘束で符号化した信号を含む請求項１９に記載の装置。
【請求項２１】
復号器であって、
複数の符号化入力信号を受信するように構成される入力要素と、
前記複数の符号化入力信号についてマルチステージビタビ復号処理を行うことにより推定復号化信号を決定する手段とを備える復号器。
【請求項２２】
推定復号化信号を決定する前記手段は、
４個の軟判定符号化入力信号の現行受信値が４個の該当仮説入力信号値の各々に対応する確率を各々表す複数のブランチメトリックを決定する手段と、
前記４個の軟判定符合化信号の現行受信値のセットに対応する該当仮説現行状態への最尤パスの確率を各々表す複数の現行パスメトリックを前記複数のブランチメトリックおよび複数の先行パスメトリックに基づいて決定する手段と、
前記４個の軟判定符合化信号の受信値の現行セットおよび前記複数の現行パスメトリックのうちの該当する１つに各々対応する複数の現行トレースビットを決定する手段とを備える請求項２１に記載の装置。
【請求項２３】
推定復号化信号を決定する前記手段は、
複数の現行パスメトリックを決定する手段に前記複数のブランチメトリックを提供する手段と、
前記複数の現行パスメトリックを記憶する手段と、
前記複数の符号化入力信号の受信値の先行セットに対応した該当先行仮説状態への最尤パスの確率を各々表す前記複数の先行パスメトリックを複数の現行パスメトリックを決定する手段に提供する手段とを備える請求項２２に記載の装置。
【請求項２４】
推定復号化信号を決定する前記手段は、
前記符号化入力信号の先行受信値に対応する複数の対の先行決定トレースビットおよび前記複数の現行パスメトリックの各々に対する前記現行仮説状態値を記憶する手段と、
少なくとも一部について、前記記憶された現行および先行決定レースビットに基づいて、前記推定復号化信号を決定する手段とを備える請求項２２に記載の装置。
【請求項２５】
前記推定復号化信号を決定する前記手段は、
少なくとも一部について前記記憶された仮説状態値に基づいて仮説状態のシーケンスを決定する手段と、
前記仮説状態のシーケンスに基づいて前記推定復号化信号の値のセットを決定する手段とを備える請求項２４に記載の装置。
【請求項２６】
前記推定復号化信号を決定する前記手段は、最も遅い状態から最も早い状態での順序で並んだ前記複数の符合化信号の受信値の各該当セットに対応する最尤仮説状態を選択することにより前記仮説状態のシーケンスを決定する手段を備える請求項２５に記載の装置。
【請求項２７】
前記マルチステージビタビ復号処理は２ステージ基数４ビタビ復号処理を含む請求項２６に記載の装置。
【請求項２８】
符合化入力を復号化する方法であって、前記方法は、
複数の符号化入力信号を受信し、
これら複数の軟判定符号化入力信号にマルチステージビタビ復号化を行って推定復号化信号を決定することを含む方法。
【請求項２９】
前記ビタビ復号化は、
複数のブランチメトリックを決定し、
複数の現行パスメトリックを決定し、
前記複数の現行パスメトリックのうちの該当する１つに各々対応する複数対の現行トレースビットを決定することを備える請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
前記複数の現行パスメトリックの決定は、前記複数のブランチメトリックおよび複数の先行パスメトリックに基づいて前記複数の現行パスメトリックを決定することを含む請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
各現行パスメトリックは、前記複数のブランチメトリックのうちの該当ブランチメトリックおよび前記複数の先行パスメトリックのうちの該当先行パスメトリックに対応する該当現行仮説状態への最尤パスの確率を表す請求項３０に記載の方法。
【請求項３１】
各先行パスメトリックは、前記複数の符号化入力信号の受信値の先行セットに対応する該当先行仮説状態への最尤パスの確率を表す請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
前記複数の現行パスメトリックの決定は、
前記複数のブランチメトリックのうちの少なくとも１つの第１ブランチメトリックを前記複数の先行パスメトリックの少なくとも１つに加算して第１結果を決定し、
前記複数のブランチメトリックのうちの少なくとも１つの第２ブランチメトリックを前記複数の先行パスメトリックの少なくとも１つに加算して第２結果を決定し、
前記第１結果および前記第２結果を比較することを備える請求項３０に記載の方法。
【請求項３３】
前記複数のブランチメトリックのうちの少なくとも１つの第１ブランチメトリックを前記複数の先行パスメトリックの少なくとも１つに加算して第１結果を決定することは、モジュロ演算を使用して加算することを含み、前記複数のブランチメトリックのうちの少なくとも１つの第２ブランチメトリックを前記複数の先行パスメトリックの少なくとも１つに加算して第２結果を決定することは、モジュロ演算を使用した加算を含む請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
前記複数のブランチメトリックは、前記複数の符合化信号の受信値の各セットについて該当セットのブランチメトリックを含む請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
各該当セットのブランチメトリックは、前記複数の復号化信号の受信値の現行セットが該当する４個の仮説入力信号値に対応する１セットの確率を表す請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
前記複数のブランチメトリックの決定は、
前記軟判定符合化信号の前記受信値の現行セットのうちの第３および第４受信値とは別に、前記軟判定符合化信号の受信値の現行セットのうちの第１および第２受信値を処理することにより前記複数のブランチメトリックを決定し、
前記第１および第２受信値の処理での第１結果を、前記第３および第４受信値の処理での第２結果と組み合わせることを含む請求項３２に記載の方法。
【請求項３７】
前記第１結果は４個の中間ブランチメトリックを含み、前記第２結果は４個の中間ブランチメトリックを含み、各該当セットのブランチメトリックは１６個のブランチメトリックを含む請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】
前記複数のブランチメトリックのうちの各ブランチメトリックは５ビットの値を含む請求項３７に記載の装置。
【請求項３９】
前記マルチステージビタビ復号化は、
前記複数の符号化入力信号の値の先行セットに対応する先行決定トレースビットのセットおよび前記複数対の現行トレースビットを記憶し、
少なくとも一部について、前記記憶された現行および先行決定トレースビットに基づいて前記推定復号化信号を決定することを備える請求項３２に記載の装置。
【請求項４０】
前記推定復号化信号の決定は、
少なくとも一部について前記記憶された現行および先行決定レースビットに基づいて仮説状態のシーケンスを決定し、
前記仮説状態のシーケンスに基づいて推定復号化信号の値のセットを決定することを備える請求項３９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本特許出願は、２００６年４月２７日に提出され、本願の譲受人に譲受され、ここで参照して明確に組み込まれる「無線通信装置用のビタビ復号器基数４（Viterbi Decoder, Radix-4 for a Wireless Communication Device）」というタイトルの仮出願第６０／７９５、８４８号への優先権を請求する。
【０００２】
本開示は一般的にデータ信号の復号に関し、より具体的には、データ信号のビタビ復号化に関する。
【背景技術】
【０００３】
様々な通信処理では、送信信号を、様々な理由で、また様々な復号化技術に従って符合化することができる（例えば、多数ビットのデータが元の信号から符号化信号に変換されてよい）。例えば、信号を圧縮信号に符合化して、送信データに必要な帯域幅を減少させることができる。別の例において、いくつかの信号はデータの送信ビットが宛先で誤って受信されてしまう機会を減らすために耐エラー信号に符合化されてよい。
【０００４】
無線通信はエラーを生じる傾向にあるため、一般的な無線通信はエラー低減符合化方式を使用する。無線通信で使用される１つの伝統的および周知の符合化方式は畳み込み符合化である。畳み込み符合化は、ｍビット列のソース信号をｎ＞ｍビット符合化信号に変換する。各ソースビットの符合化は、ソースビットに対応した符合化ビットがソースビットおよび先行ソースビット数に基づくように行われる。ソースビットおよび先行ソースビットは、一般に１組の生成多項式に従って配列された一列のモジュロ加算器に対する所定の組み合わせの入力として使用され、これによる出力が符合化信号となる。
【０００５】
無線通信で畳み込み符合化信号を復号化するために共用される周知アルゴリズムの１つはビタビアルゴリズムであると知られている。ビタビアルゴリズムは、一般に、受信した符合化信号値の入力を受け入れ、受信符合化信号の生成時に畳み込みエンコーダが置かれた状態のシーケンスを生成する。復号化信号は状態のシーケンスを逆順にトレースすることによって生成される。
【発明の開示】
【発明の概要】
【０００６】
伝統的なビタビ復号器は、各周期でシングル符合化されたビットに対応した符号化入力信号を受け入れ、入力信号に基づいて復号化信号の出力を生成する。こうした伝統的なビタビ復号器は、トレリス線図におけるシングルステージ遷移が各復号化周期で処理されることから、シングルステージビタビ復号器と呼ばれている。データレートが増加するにつれて、こうしたビタビ復号器は、しかしながら、高いクロックレートでも入力信号を十分速く復号化することができなくなる。例えば、マルチ入力マルチ出力無線通信を実施するＩＥＥＥ８０２．１１ｎ標準は、約３６０メガバイト／秒のデータレートで動作できる。約２００メガヘルツのクロックレートにおいて、伝統的なシングルステージビタビ復号器はこのデータレートを維持して復号入力信号を復号化することが不可能である。
【０００７】
ここでは、信号をビタビ復号化する技術を開示する。本開示の一態様では、伝統的なシングルステージビタビ符合化技術は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ開発標準のような最新技術に係る増加した復号化スループットに不適合であると認識される。本開示の別の態様では、さらに、マルチステージビタビ復号化技術は、増加したスループットに耐えて、伝統的なシングルステージビタビ復号化技術の待ち時間を低減できると認識される。
【０００８】
本開示の一態様は、復号器装置を含む。いくつかの実施形態において、復号器装置は複数の符号化入力信号を受信するように構成される入力要素と、複数の符号化入力信号を処理して推定復号化信号を決定するように構成されるマルチステージビタビ復号器要素とを備える。
【０００９】
いくつかの実施形態において、マルチステージビタビ復号器要素は基数４の２ステージビタビ復号器要素を含む。いくつかの実施形態において、複数の符号化入力信号は４個の軟判定符合化入力信号を含む。いくつかの実施形態において、マルチステージビタビ復号器要素は複数のブランチメトリックを決定するように構成されるブランチメトリック要素と、複数の現行パスメトリックを決定するように構成されると共に、複数の現行パスメトリクスのうちの該当する１つに各々対応する複数対の現行トレースビットを出力するように構成される加算−比較要素とを備える。
【００１０】
いくつかの実施形態において、加算−比較要素は複数のブランチメトリックおよび複数の先行パスメトリックに基づいて複数の現行パスメトリックを決定するように構成される。いくつかの実施形態において、各現行パスメトリックは該当現行仮説状態に対する最尤パスの確率を表し、この確率は複数のブランチメトリックのうちの該当ブランチメトリック、および複数の先行パスメトリックのうちの該当先行パスメトリックに対応する。いくつかの実施形態において、各先行パスメトリックは複数の符号化入力信号の受信値の先行セットに対応する該当先行仮説状態に対する最尤パスの確率を表す。
【００１１】
いくつかの実施形態において、加算−比較要素は６４の加算−比較ユニットを含む。いくつかの実施形態において、各加算−比較ユニットは、複数のブランチメトリックのうちの４個のブランチメトリックと、複数の先行パスメトリックのうちの４個の先行パスメトリックとを処理するように構成される。いくつかの実施形態において、各加算−比較ユニットは、モジュロ演算の加算および比較を使用して、複数の現行パスメトリックのうちの該当現行パスメトリックと複数の現行仮説状態のうちの該当現行仮説状態とを決定するように構成される。
【００１２】
いくつかの実施形態において、複数のブランチメトリックは、複数の符合化信号の受信値の各セットについて該当セットのブランチメトリックを含む。いくつかの実施形態において、各該当セットのブランチメトリックは、４個の軟判定符合化信号の受信値の現行セットが該当する４個の仮説入力信号値に対応する確率のセットを表す。いくつかの実施形態において、ブランチメトリック要素は、複数の符合化信号の受信値の現行セットのうちの第３および第４受信値とは別に、複数の符合化信号の受信値の現行セットのうちの第１および第２受信値を処理し、この後第１および第２受信値の処理での第１結果を、第３および第４受信値の処理での第２結果と組み合わせることによりブランチメトリックの各該当セットを決定するように構成される。
【００１３】
いくつかの実施形態において、第１結果は４個の中間ブランチメトリックを含み、第２結果は４個の中間ブランチメトリックを含み、各該当セットのブランチメトリックは１６個のブランチメトリックを含む。いくつかの実施形態において、複数のブランチメトリックのうちの各ブランチメトリックは５ビットの値を含む。
【００１４】
いくつかの実施形態において、マルチステージビタビ復号器要素は、加算−比較要素に複数のブランチメトリックを提供するように構成されるトレリス要素、および複数の現行パスメトリックを記憶するように構成されるパスメトリック要素を備える。いくつかの実施形態において、加算−比較要素は、複数のブランチメトリックおよび複数の先行パスメトリックに基づいて複数の現行パスメトリックを決定するように構成され、パスメトリック要素は加算−比較要素に複数の先行経路メトリックを提供するように構成される。いくつかの実施形態において、パスメトリック要素は複数の現行パスメトリックを複数の８ビットレジスタ内に記憶するように構成される。
【００１５】
いくつかの実施形態において、マルチステージビタビ復号器要素は、複数対の現行トレースビットおよび複数の入力信号の受信値の先行セットに対応する先行決定トレースビットの対を記憶するように構成されると共に、少なくとも一部について、記憶された現行トレースビットおよび先行決定トレースビットに基づいて、推定復号化信号を決定するように構成されるトレースバック要素を備える。いくつかの実施形態において、トレースバック要素は、少なくとも一部について、記憶された現行の仮説状態値および先行決定仮説状態値に基づいて仮説状態のシーケンスを決定し、仮説状態のシーケンスに基づいて推定復号化信号の値を決定するように構成される。
【００１６】
いくつかの実施形態において、トレースバック要素は、最も遅い状態から最も早い状態までの順序にある複数の符号化信号の受信値の各該当セットに対応する最尤仮説状態を選択することにより仮説状態のシーケンスを決定するように構成される。いくつかの実施形態において、トレースバック要素は、仮説状態のシーケンスに対応する畳み込みアルゴリズムの入力値を決定することにより推定復号化信号の値のセットを決定するように構成される。いくつかの実施形態において、トレースバック要素は４個のメモリ要素を備え、トレースバック要素はトレース演算、アイドル演算、書き込み演算、復号化演算のうちの少なくとも１つを行うために４個のメモリ要素の各メモリ要素を使用するように構成される。
【００１７】
いくつかの実施形態において、符号化入力信号の各々は畳み込み符号化信号の一部を含み、推定復号化信号は畳み込み符号化信号の復号を含む。いくつかの実施形態において、入力要素は無線送信機から複数の符号化入力信号を受信するように構成される。いくつかの実施形態において、複数の畳み込み符合化信号は７の畳み込み符合化拘束で符合化された信号を含む。いくつかの実施形態において、ＭＩＭＯ  ＯＦＤＭ受信機装置は復号器装置を備える。
【００１８】
本開示の一態様は復号器である。いくつかの実施形態において、この復号器は複数の符号化入力信号を受信するように構成される入力要素と、複数の符号化入力信号についてマルチステージビタビ復号処理を行うことにより推定復号化信号を決定する手段とを備える。
【００１９】
いくつかの実施形態において、推定復号化信号を決定する手段は、４個の軟判定符号化入力信号の現行受信値が該当する４個の仮説入力信号値に対応する確率を各々表す複数のブランチメトリックを決定する手段と、４個の軟判定符合化信号の現行受信値のセットに対応する該当仮説現行状態への最尤パスの確率を各々表す複数の現行パスメトリックを複数のブランチメトリックおよび複数の先行パスメトリックに基づいて決定する手段と、複数の現行パスメトリックうちの該当する１つおよび４個の軟判定符合化信号の受信値の現行セットに各々対応する複数の現行トレースビットを決定する手段を備える。
【００２０】
いくつかの実施形態において、推定復号化信号を決定する手段は、複数の現行パスメトリックを決定する手段に複数のブランチメトリックを提供する手段と、複数の現行パスメトリックを記憶する手段と、複数の符号化入力信号の受信値の先行セットに対応した該当先行仮説状態への最尤パスの確率を各々表す複数の先行パスメトリックを複数の現行パスメトリックを決定する手段に提供する手段とを備える。
【００２１】
いくつかの実施形態において、推定復号化信号を決定する手段は複数の現行パスメトリックの各々および符号化入力信号の先行受信値に対応する複数対の先行決定トレースビットについて現行仮説状態値を記憶する手段と、少なくとも一部について、記憶された現行トレースビットおよび先行決定トレースビットに基づいて推定復号化信号を決定する手段とを備える。
【００２２】
いくつかの実施形態において、推定復号化信号を決定する手段は、少なくとも一部について、記憶された仮説状態値に基づいて仮説状態のシーケンスを決定する手段と、仮説状態のシーケンスに基づいて推定復号化信号の値のセットを決定する手段とを備える。
【００２３】
いくつかの実施形態において、推定復号化信号を決定する手段は、最も遅い状態から最も早い状態までの順序にある複数の符合化信号の受信値の各該当セットに対応する最尤仮説状態を選択することにより仮説状態のシーケンスを決定する手段を備える。いくつかの実施形態において、マルチステージビタビ復号処理は、２ステージ基数４ビタビ復号処理を含む。いくつかの実施形態において、複数の符号化入力信号は４個の軟判定入力信号を含む。
【００２４】
本開示の一態様は、符合化入力を復号化する方法を含む。いくつかの実施形態において、この方法は、複数の符号化入力信号を受信し、複数の軟判定符号化入力信号についてマルチステージビタビ復号化を行って推定復号化信号を決定することを備える。
【００２５】
いくつかの実施形態において、ビタビ復号化は、複数のブランチメトリックを決定し、複数の現行パスメトリックを決定し、複数の現行パスメトリックの該当する１つに各々対応する複数対の現行トレースビットを決定することを備える。いくつかの実施形態において、複数の現行パスメトリックを決定することは、複数のブランチメトリックおよび複数の先行パスメトリックに基づいて複数の現行パスメトリックを決定することを備える。いくつかの実施形態において、各現行パスメトリックは、該当現行仮説状態への最尤パスの確率を表し、この確率は複数のブランチメトリックのうちの該当ブランチメトリックおよび複数の先行パスメトリックのうちの該当先行パスメトリックに対応する。
【００２６】
いくつかの実施形態において、各先行パスメトリックは、複数の符号化入力信号の受信値の先行セットに対応する該当先行仮説状態への最尤パスの確率を表す。
【００２７】
いくつかの実施形態において、複数の現行パスメトリックを決定することは、複数のブランチメトリックのうちの少なくとも１つの第１ブランチメトリックを複数の先行パスメトリックのうちの少なくとも１つに加算して第１結果を決定し、複数のブランチメトリックのうちの少なくとも１つの第２ブランチメトリックを複数の先行パスメトリックのうちの少なくとも１つに加算して第２結果を決定し、第１結果および第２結果を比較することを備える。
【００２８】
いくつかの実施形態において、複数のブランチメトリックのうちの少なくとも１つの第１ブランチメトリックを複数の先行パスメトリックのうちの少なくとも１つに加算して第１結果を決定することは、モジュロ演算を使用して加算することを含み、第複数のブランチメトリックのうちの少なくとも１つのブランチメトリックを複数の先行パスメトリックのうちの少なくとも１つに加算して２結果を決定することは、モジュロ演算を使用した加算を含む。
【００２９】
いくつかの実施形態において、複数のブランチメトリックは、複数の符合化信号の受信値の各セットについてブランチメトリックの該当セットを含む。いくつかの実施形態において、各該当セットのブランチメトリックは複数の復号化信号の受信値の現行セットが該当する４個の仮説入力信号値に対応する確率のセットを表す。いくつかの実施形態において、複数のブランチメトリックを決定することは、軟判定符合化信号の受信値の現行セットのうちの第３および第４受信値とは別に、軟判定符合化信号の受信値の現行セットのうちの第１および第２受信値を処理することにより複数のブランチメトリックを決定し、第１および第２受信値の処理での第１結果を第３および第４受信値の処理での第２結果と組み合わせることを含む。
【００３０】
いくつかの実施形態において、第１結果は４個の中間ブランチメトリックを含み、第２結果は４個の中間ブランチメトリックを含み、各該当セットのブランチメトリックは１６個のブランチメトリックを含む。いくつかの実施形態において、複数のブランチメトリックのうちの各ブランチメトリックは５ビットの値を含む。いくつかの実施形態において、マルチステージビタビ復号化は、複数対の現行トレースビットおよび複数の符号化入力信号の値の先行セットに対応するセットの先行決定トレースビットを記憶し、少なくとも一部について、記憶された現行トレースビットおよび先行決定トレースビットに基づいて推定復号化信号を決定することを備える。
【００３１】
いくつかの実施形態において、推定復号化信号を決定することは、少なくとも一部について、記憶された現行トレースビットおよび先行決定トレースビットに基づいて仮説状態のシーケンスを決定し、この仮説状態のシーケンスに基づいて推定復号化信号の値のセットを決定することを備える。いくつかの実施形態において、仮説状態のシーケンスを決定することは、一番遅い状態から一番早い状態への順序にある複数の符号化入力信号の受信値の各該当セットに対応した最尤仮説状態を選択することにより仮説状態のシーケンスを決定することを備える。
【００３２】
いくつかの実施形態において、推定復号化信号の値のセットを決定することは、仮説状態のシーケンスに対応した畳み込みアルゴリズムの入力値を決定することを備える。いくつかの実施形態において、複数の符号化入力信号の各々は畳み込み符合化信号の一部を含み、推定復号化信号は畳み込み符合化信号を復号することを含む。いくつかの実施形態において、複数の符号化入力信号を受信することは、無線送信機から複数の符号化入力信号を受信することを備える。いくつかの実施形態において、畳み込み符合化信号は７の畳み込み符合化拘束で符合化した信号を含む。いくつかの実施形態において、マルチステージビタビ復号化は、２ステージ基数４復号化を含む。いくつかの実施形態において、複数の符号化入力信号は４個の軟判定符号化入力信号を含む。
【００３３】
添付の図面は、正確な縮尺での描画を意図したものではない。図面中、複数の図面に示されている各同一またはほぼ同一の構成部分は同様の符号で表されている。明確化の目的で、全ての図面において、全ての構成部分にはラベル付けを行っていない。
【詳細な説明】
【００３４】
本開示の実施形態は、この用途が、以下の記述において説明された、または図面に図示された構成部分の構造や配列、および動作の詳細に限定されるものではない。また、本開示のこれら以外の実施形態が可能であり、本発明は様々な方法で実行および実施することができる。さらに、本明細書で使用される表現および用語は記述の目的で使用されており、限定として考慮されるべきではない。本明細書で使用される「含む」、「備える」、「有する」、「含有する」、「関与する」、およびこれらの応用形は、以降に挙げるアイテムおよび同等物、並びに追加のアイテムを包括するものとする。
【００３５】
本明細書では、単語「典型的」およびこれの応用形を、「例、実例または図示となる」ことを意味するべく使用されている。本明細書で「典型的」として記述された任意の実施形態または設計は、必ずしも他の実施形態または設計にかけて好ましいまたは有利なものとして考慮されるものではない。
【００３６】
本明細書で記述されるビタビ復号技術は、例えばＩＥＥＥ８０２．１１ａ、８０２．１１ｇ、および／または８０２．１１ｎなどを実装する無線ワイドエリアネットワーク(ＷＷＡＮ）、無線メトロポリタンネットワーク（ＷＭＡＮ）、無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）といった様々な通信ネットワークに使用できる。用語「ネットワーク」、「システム」は互換的に使用できる。これらの技術は、周波数分割多重接続（ＦＤＭＡ）、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）、空間分割多元接続（ＳＤＭＡ）、直交ＦＤＭＡ（ＯＦＤＭＡ）、シングルキャリアＦＤＭＡ（ＳＣ−ＦＤＭＡ）、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）といった様々な複数のアクセススキームと共に使用することもできる。ＯＦＤＭＡネットワークは、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）を利用する。ＳＣ−ＦＤＭＡネットワークは、シングルキャリア周波数分割多重（ＳＣ−ＦＤＭ）を利用する。ＯＦＤＭおよびＳＣ−ＦＤＭは、システム帯域幅を、トーンおよびビンと呼ばれる複数（Ｋ）の直交サブキャリアに区分する。各サブキャリアはデータで変調することができる。一般に、変調記号は、周波数ドメインに含めてＯＦＤＭで、また、時間ドメインに含めてＳＣ−ＦＤＭで送信することができる。
【００３７】
図１は、無線通信ネットワーク１０５内の２つの局１０１、１０３の実施形態のブロック図を示す。図１中で、局１０１はデータ送信機として機能し、局１０３はデータ受信機として作用する。いくつかの実施形態において、１つの局がデータ送信機および受信機の両方として機能することが理解されるべきである。
【００３８】
局１０１および１０３の各々は、アクセスポイント、基地局、ノード、端末、移動局、ユーザ設備、加入者ユニット、および／または何らかの他のデバイスや他のネットワークエンティティの一部である、および／または、これらのいくつかあるいは全てを含んでよい。
【００３９】
図１の実施形態に図示の局１０１は、マルチアンテナを装備してよい。図１の実施形態に図示の局１０３もマルチアンテナを装備してよい。受信局および送信局の各々がマルチ入力／出力（例えばアンテナ）を装備する通信ネットワークは、マルチ入力マルチ出力（ＭＩＭＯ）ネットワークと呼ばれる。ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ開発スタンダードは、ＭＩＭＯネットワークのいくつかの実施において使用できる通信プロトコルを記述する。各送信アンテナと各受信アンテナは、物理アンテナまたはアンテナアレイであってよい。局１０１および／または局１０３のこれ以外の実施形態では、マルチアンテナではなく1本のアンテナを含んでよいことが理解されるべきである。
【００４０】
送信局１０１では、送信データプロセッサ１０７がデータソース１０９からデータを受信し、このデータを、通信ネットワーク１０５内で送信できるように処理して、符合化データ信号を出力する。データは、データシンボルおよび／またはパイロットシンボルを含んでもよい。データシンボルおよびパイロットシンボルは、ＰＳＫまたはＷＡＭといった変調方式からの変調シンボルであってよい。いくつかの実施例では、送信データプロセッサ１０７は、マルチ出力アンテナを介して多重ストリームで送信するために符合化データ信号を多重分離できる。
【００４１】
いくつかの実施形態において、送信データプロセッサ１０７は、周知の畳み込み符合化技術を使用して、データソース１０９からのデータを符合化することが可能である。以下に記述される畳み込み符合化とビタビ復号の組み合わせにより、無線ネットワーク上でのデータの送信に対応したエラー発生率を低減することができる。要するに、畳み込み符合化は、少なくとも一部について、多数の先行入力ビットに基づいてｍ入力データビットをｎ符合化出力ビットに変換できる。各入力ビットは、多数の先行入力ビットに基づいて符号化される。先行入力ビットおよび符合化中の入力ビットは、一組の生成多項式に従ってモジュロ加算器の集合体への入力として適用される。次に、各モジュロ加算器の出力が、出力された符合化ビットの１つを生成するために使用される。出力された符合化ビットの集合体は、符合化データ信号を構成できる。本開示の実施形態は、ｍおよびｎの任意の値を有しており、任意数の先行ビットを使用して畳み込み符合化を行う任意の畳み込み符合化と共に使用できる。いくつかの実施例では、ｍは１と等しく、ｎは２と等しくてよい。別の実施例では、ｍは２と等しく、ｎは４と等しくてよい。いくつかの実施例では、先行ビットの数は６と等しくてよい。
【００４２】
いくつかの実施形態において、受信局１０３が（例えば複数の受信アンテナによって）符合化データ信号を受信できる。受信局１０３では、受信データプロセッサ１１１が符合化データ信号を受信アンテナから受信し、符合化信号を復号するためにこのデータを処理し、さらにこの復号化信号をデータ宛先１１３へ出力する。
【００４３】
本開示のいくつかでは、受信データプロセッサ１１１はマルチステージビタビ復号器（例えば、基数４ビタビ復号器１１５）を含んでよい。マルチステージビタビ復号器は、シングルステージのトレリス状態ダイアグラムの複数の状態遷移を並列的に処理することができる。基数４ビタビ復号器１１５は以下において、マルチステージビタビ復号器の一例として説明されているが、本開示の実施形態はそのように限定されるわけではない。
【００４４】
基数４ビタビ復号器１１５は、送信データプロセッサ１０７へのデータ入力の尤もらしいシーケンスを、受信したこのデータの符合化表示に基づいて決定するために使用できる。基数４ビタビでコーダ１１５は、ＩＥＥＥ  ８０２．１１ｎ開発標準のような最新技術への使用に適した復号化速度を提供できる。基数４ビタビ復号器１１５は、畳み込み符合化状態を上述の基数４トレリスに従って追跡するように構成できる。
【００４５】
図２は、基数４ビタビ復号器１１５のより詳細なブロック図を図示する。同図に示すように、基数４ビタビ復号器１１５は入力要素２０１とビタビ復号化要素２０３を含む。
【００４６】
いくつかの実施形態において、入力要素２０１は、４個の軟判定符号化入力信号の入力を受け入れることができる。軟判定符号化入力信号は、仮説ビット値に信頼度を含んでよい。いくつかの実施形態において、例えば、軟判定符号化入力信号の各々の値は、マルチビット長さ(multi-bit magnitude)およびサインを含んでよい。いくつかの実施例では、このサインは仮説ビット値（例えば１または０）を表し、長さ(magnitude)はビット値が正しいことの信頼度を表す。例えば、この長さが大きいほど、ビット値において信頼度が高いことを表す。いくつかの実施例では、各長さは３ビットを含む。しかし、本開示は軟判定入力信号に限定されるものではなく、また、いくつかの実施例では硬判定入力信号を使用できることが認識されるべきである。
【００４７】
一般的には、各入力ビットにつき２個の符合化されたビットが畳み込み符号器内に生成される１／２畳み込み符合化を使用するので、既述の例には４個の入力信号が使用されることが理解されるべきである。基数４ビタビ復号器は、２個の入力ビットに対応して２個のトレリス状態をほぼ同時に復号化できるので、４個の復号化ビットを使用する（例えば、１つの入力ビットにつき、２倍の数の復号化ビットが生成される）。別の実施形態では、別の畳み込み符合化方式を使用するため、入力信号の数は上述とは違ったものとなり、これに対応した基数シーケンスが使用される。
【００４８】
いくつかの実施形態において、基数４ビタビ復号器要素２０３は推定復号化信号を判定するべく、４個の軟判定入力信号を処理するように構成できる。いくつかの実施形態において、高いデータスループットを達成するために、基数４復号器要素２０３は、２個のトレースビット（例えば、２個の状態トレリス内における状態遷移に対応したビット）を従来の基数２ビタビ復号器で行われるように別個にではなく、ほぼ同時に生成することができる。
【００４９】
この処理の説明を補足するために、図３Ａ、図３Ｂは、有用な図示を提供するトレリス線図を示す。図３Ａは、従来のシングルステージ基数２トレリス線図の一部を示す。図３Ａは、畳み込みコーダまたはビタビ復号器内の３つの期間および各期間について６４の可能な状態のうちの４つの状態を示す。図示の例では、最終状態が状態３０１である場合（例えば、ビット００００００に対応した状態）には、当分野で周知であるように、基数２トレリス内ではシングルビットのみが各状態遷移において変化するため、シングルステージ基数２トレリス内では、状態３０３、３０５のみが可能な先行状態（例えば、ビット０００００１，００００００に対応した状態）である。この処理は、状態３０３、３０５に対して先行状態である４状態３０７，３０９，３１１，３１３（例えば、状態００００００，０００００１，００００１０，００００１１に対応した状態）のいずれかにこのトレリスを介して時間的に逆方向に向かう追加のステップを実行するために適用できる。この例的トレリス線図は、当分野で周知であるように、７のｋ拘束を持つ畳み込み符合化に対応するが、様々な実施形態において任意の畳み込み符合化拘束を使用することでき、また、トレリスにおける状態の数は選択した畳み込み符合化拘束に基づいて変化することが認識されるべきである。
【００５０】
本開示の一態様では、シングルステージ基数２トレリスが２ステージ基数４トレリスに圧縮できることが認識され、このトレリス内では、２つのシングルステージ基数２遷移がシングル２ステージ基数４遷移で生じる。図３Ｂは、２ステージ基数４トレリスを図示しており、このトレリス内では、１つの状態から別の状態への各遷移が図３Ａのシングルステージ基数２トレリスの２つのステージを表す。シングルステージ基数２トレリスの場合における１つではなく、２つの新規ビットが状態に追加されるため、２ステージ基数４トレリス内では、各状態は２つではなく４つの可能な先行状態を有することができる。図示にあるように、シングルステージ基数２トレリスの状態３０１に対応し、ビット００００００を有する２ステージ基数４トレリスの状態３１５は、４つの可能な先行状態３１７、３１９、３２１、３２３を有する。この４つの可能な先行状態は、シングルステージ基数２トレリスの状態３０７，３０９，３１１，３１３に対応し、ビット００００００，０００００１，００００１０，００００１１を有する。
【００５１】
いくつかの実施形態において、基数４ビタビ復号器要素２０３の一般的な構造は、これと類似した、従来の基数２ビタビ復号器の構造パターンに従うことができる。例えば、基数４ビタビ復号器要素２０３は、図２に示し、以降でより詳細に記述するように、ブランチメトリック要素２０５、加算−比較要素２０９、パスメトリック要素２１３、トレースバック要素２１５を含んでよい。
【００５２】
図２に示すように、基数４ビタビ復号器要素２０３は、入力およびフラッシュ要素２０１を含んでよい。この要素２０１は４個の軟判定入力信号の各々について該当入力信号値を受け入れ、パケットの最後にフラッシュ機能を提供するように構成されており、これについては以降でより詳細に記述する。
【００５３】
図２に示すように、基数ビタビ復号器要素２０３はブランチメトリック要素２０５を含んでよい。ブランチメトリック要素２０５は４個の軟判定入力信号の値のセットに基づいて複数のブランチメトリックを生成するように構成される。いくつかの実施形態において、各ブランチメトリックは、４個の軟判定入力信号の値の現行セットが４個の該当仮説入力信号値に対応する確率を表す。いくつかの実施形態において、ブランチメトリック要素２０５は、４個の軟判定入力信号値の各セットについて、また、可能な仮説入力信号値の各々（例えば、任意の１と０の４ビットの組み合わせ）について１セットのブランチメトリックを生成できる。また、いくつかの実施形態において、ブランチメトリック要素２０５は、４個の軟判定入力信号の値の各セットについて、１６（即ち２ｚ、この場合、ｚは基数シーケンス）個のブランチメトリックを生成できる。
【００５４】
いくつかの実施形態において、ブランチメトリック要素２０５はグループではなく対として４個の軟判定入力信号を処理してブランチメトリックを生成するように構成できる。また、いくつかの実施形態において、ブランチメトリック要素２０５がこれら２対の各々は、４個の該当中間ブランチメトリックを生成するために使用できる。上述のように値のサインが仮説ビット値（即ち０または１）を表すいくつかの実施形態において、４個の中間ブランチメトリックの各々は、サインについて仮説信号値と異なる各信号値の長さにおける差の和であってよい。いくつかの実施形態において、各セット中間値に対する全セットの仮説ビット値は次の行列から得られる：
【数１】
2009535939.tif 000003
【００５５】
この場合、各列は該当対の入力信号値のための仮説値を表し、１は仮説１値を表し、−１は仮説０値を表す。該当対の入力値ｂ１、ｂ２のための中間ブランチメトリック（ＩＢＭ）はＩＢＭ＝ｂ１＊ｈ１＋ｂ２＊ｈ２として決定でき、この場合、ｈ１、ｈ２は仮説値、即ち、例えば上述の行列の該当列からの＋／−１である。いくつかの実施例で、ｂ１、ｈ１が同じサインを有する場合には、ｂ１＊ｈ１の値はゼロに設定され、同様に、ｂ２、ｈ２が同じサインを有する場合には、ｂ２＊ｈ２の値はゼロに設定される。
【００５６】
いくつかの実施形態において、ブランチメトリック計算をさらに簡素化できる。例えば、いくつかの実施形態において、各中間ブランチメトリックに|ｂ１|＋|ｂ２|のバイアスを加算することで、ＢＭ＝ｂ１＊ｈ１＋ｂ２＊ｈ２＋｜ｂ１｜＋｜ｂ２｜としている。このような実施例では、ｂ１とｈ１が同一サインを有する場合には、ｂ１＊ｈ１および｜ｂ１｜をゼロに設定でき、同様に、ｂ２とｈ２が同一サインを有する場合には、ｂ２＊ｈ２および｜ｂ｜をゼロに設定できる。このような実施例では、中間ブランチメトリックは可能な値０，２＊｜ｂ１｜，２＊｜ｂ２｜，２＊（｜ｂ１｜＋｜ｂ２｜）を取り、全ての中間ブランチメトリックは等しい。こうした実施例では、中間ブランチメトリックを２で割り、可能な値０，｜ｂ１｜，｜ｂ２｜，｜ｂ１｜＋｜ｂ２｜を得ることで、中間ブランチメトリックを決定するために乗算を行う必要がなくなり、また、中間ブランチメトリックを保存するために必要なビット数を、３個のビット入力値ｂ１、ｂ２につき４つに減らすことができる。中間ブランチメトリックの対単位での計算により、各対の軟判定畳み込み符号化入力信号につき４つ、合計８の中間ブランチメトリックが得られる。中間ブランチメトリックは、０〜１４の範囲内の２進値を取ることができる。
【００５７】
いくつかの実施形態において、基数４入力信号の各仮説組についてブランチメトリックを生成するために、中間メトリックを計算することができる。また、例えば、各仮説をブランチメトリックと対応付けするべく最終１６基数４部ランチメトリックを生成するように、メトリックを組み合わせることができる。１６個の仮説は次の行列から得られる：
【数２】
2009535939.tif 000004
【００５８】
いくつかの実施例では、最終ブランチメトリックは２進値における０〜２８の範囲内にあり、５個の２進ビットを使用して表すことができる。
【００５９】
軟判定符号化入力信号は任意数のビットを含んでよいことが認識されるべきである。この例は、サインビットを有する３ビット長信号に対応して得られるが、これらの実施形態はこれに限定されるものではない。同様に、中間ブランチメトリックおよびブランチメトリックは、任意数のビットを使用して任意の形式で表すことができる。上述の例は、中間ブランチメトリックおよびブランチメトリックを計算できる１つの可能な例として提示されたものであり、限定を意味するものではない。
【００６０】
いくつかの実施形態において、ブランチメトリック要素２０５から加算−比較要素２０９にブランチメトリックを提供するために、基数４ビタビ復号器要素２０３はトレリス相互接続要素２０７を含むことができる。いくつかの実施例では、トレリス相互接続要素２０７は、システムバスのような通信ネットワークを含むことができる。
【００６１】
いくつかの実施形態において、上述のように、２ステージ基数４トレリス（例えば、図３に示すトレリス）における各状態は、４個の可能な先行状態からの可能な状態遷移を有することができる。各現行状態への可能な状態遷移に従って配列されたブランチメトリックを加算−比較要素２０９に提供することで、トレリス相互接続要素２０７は基数４ビタビアルゴリズムの各状態内への可能な状態遷移を追随するように構成できる。当分野で周知であるように、各状態遷移に対応した入力信号値は、畳み込み符号器が使用する畳み込み生成多項式に依存するため、トレリス配列は特定の符合化方式に特化する。
【００６２】
上述したいくつかの実施形態において、基数４ビタビ復号器要素２０３は加算−比較要素２０９を含んでよい。加算−比較要素２０９は、６４個の並列加算−比較−選択ユニットを含んでいてよく、これらのいくつかは符号２１１で示される。加算−比較−選択ユニット２１１は、トレリスにおける可能な現行状態の数（例えば、図３Ｂのトレリスの例では６４）に対応してよい。様々な実施形態は加算−比較−選択ユニット２１１のいかなる特定の個数に限定するものでないことが理解されるべきである。
【００６３】
加算−比較−選択ユニット２１１のうちの各々は、２ステージ基数４トレリス線図の現行状態に関する情報を決定するものとして考えることができる。例えば、１つの加算−比較−選択ユニットは、図３Ｂのトレリス線図の状態３１５に関する情報を決定するように構成できる。この情報は、状態３１５内にある確率の決定および状態３１５に到達する最尤パスの決定を含んでよい。このような情報は、４つの可能な先行状態からの４つの可能な遷移に対応したブランチメトリックの各々を、可能な先行状態（例えば、状態３１７、３１９、３２１、３２３）の該当する１つに存在する確率に対応した該当パスメトリックと合計することにより決定できる。
【００６４】
図４は、図２の加算−比較−選択ユニット２１１の１つとして使用できる加算−比較−選択ユニット４０１の一例のブロック図を示す。いくつかの実施例では、加算−比較−選択ユニット４０５は、９０ナノメータリソグラフィ技術を使用して実施できる。加算−比較−選択ユニット４０１は、トレリス相互接続要素２０９から受信した４個のブランチメトリックを処理する。上述のように、加算−比較−選択４０１によって受信した４個のブランチメトリックは、４個の軟判定入力信号値のセットが基数４トレリスの各現行状態への（例えば、状態３１７、３１９、３２１、３２３の各々から状態３１５への）、４個の可能な状態遷移に対応する確率であってよい。これと共に、加算−比較−選択要素２０９の６４加算−比較−選択ユニットは、６４状態２ステージ基数４トレリスの可能な６４の現行状態の各々への全ての可能な遷移に対応したブランチメトリックを受け入れることができる。
【００６５】
いくつかの実施形態において、加算−比較−選択ユニット４０１はまた、４個の先行パスパスメトリックを受信できる。いくつかの実施例では、先行パスメトリック要素２１５から４個の先行パスメトリックを受信することができる。４個の先行パスメトリックの各々は、２ステージ基数４トレリスにおける４個の先行状態の１つの中に存在する確率に対応してよい。４個の先行状態は、具体的な加算−比較−選択要素で表される現行状態の４個の可能な先行状態を含んでよい。例えば、具体的な加算−比較−選択要素が現行状態３１５を表す場合には、４個のパスメトリックは、可能な先行状態３１７、３１９、３２１、３２３の各々に関連した確率を表す。
【００６６】
いくつかの実施例では、加算−比較−選択ユニット４０１が先行状態および状態遷移の４個の組み合わせのうちのどれが最尤であるかを決定するように構成できる。このような決定は、４対のブランチとパスメトリックとを加算し、この４個の和を比較することで行われる。いくつかの実施形態において、４個の和の最低のものが、最尤の組み合わせとして選択される。いくつかの実施例では、周知のモジュロ演算アプローチは該当する和の加算および比較をして最大メトリックの検索および標準化を防止するために使用できる。このような実施例において、加算−比較−選択ユニット４０１は、符号４０３で各々示され該当ブランチメトリックおよびパスメトリック対を加算するように構成される複数のモジュロ加算器を含んでよい。
【００６７】
いくつかの実施例では、加算−比較−選択ユニット４０１がモジュロ加算器からの和の出力を比較できる比較要素４０５を含んでよい。いくつかの実施例では、比較要素４０５が当分野で公知のように、減算器によって実施される比較ツリーを使用できる。いくつかの実施形態において、比較要素４０５は、該当する加算−比較−選択ユニットによって表された現行状態（例えば状態３１５）への最尤な遷移に対応した２つのトレースビットを決定して出力してよい。これら２つの出力トレースビットは、先行状態の２つの最下位ビットに対応してよい。例えば、状態３１５に関する情報を決定する加算−比較−選択ユニットは、状態３１７、３１９、３２１、３２３からの可能な遷移を比較して最も可能性のある先行状態を決定できる。一例では、状態３２３が最も可能性のある状態である場合には、状態３２３の２つの最下位ビットに対応するトレースビット１１がトレースビットとして決定され出力されてよい。
【００６８】
いくつかの実施例では、加算−比較−選択ユニットが該当ブランチおよびパスメトリック対の４つの和の各々が入力されるマルチプレクサ４０７を含んでよい。このような実施例では、比較要素４０５の出力トレースビットが（例えば、マルチプレクサ４０７によって）パスメトリック要素２１３へ出力される新規パスメトリックとして和の１つを選択するために使用できる。この新規のパスメトリックは、例えば該当する加算−比較−選択ユニット（例えば状態３１５）で表される現行パスのためのブランチメトリックおよび先行パスメトリックの選択された組み合わせの和である該当現行仮説状態への最尤パスの確率を表す。新規パスメトリックは、ビタビ復号器（例えば４個の軟判定入力信号の値の次セット）を介して次サイクルで使用するために、以降で記述するパスメトリック要素２１３内に記憶されてよい。
【００６９】
いくつかの実施形態において、図２に図示するように、基数４ビタビ復号器要素２０３はパスメトリック要素２１３を含んでよい。パスメトリック要素２１３は、それぞれの加算−比較−選択ユニットにより生成された現行パスメトリックを記憶するように構成される、複数のメモリユニットを含んでよい。いくつかの実施例では、パスメトリック要素２１３が、加算−比較−選択ユニットから現行パスメトリックを受信して、同じ加算−比較−選択ユニットに、直前の消費からの先行パスメトリックを（例えば、先に受信した、符号化入力信号の値の組）提供するように構成できる。ビタビ復号器要素２０３、パスメトリック要素２１３のそれぞれの処理サイクルは、先に決定されたパスメトリックを、新規に決定された、加算−比較−選択ユニットからのパスメトリック２１３で置き換えることができる。いくつかの実施例では、パスメトリック要素は、パスメトリックが記憶される複数のレジスタを含んでよい。一実施例では、複数のレジスタは複数の８ビットレジスタを含んでよい。
【００７０】
いくつかの実施形態において、基数４ビタビ復号器要素２０３は、少なくとも一部について、記憶されているトレースビットに基づいて復号信号を決定するように構成されるトレースバック要素２１５を含んでよい。トレースバック要素２１５は、加算−比較−選択ユニットが出力したトレースバックビットを受信し、これらを記憶および処理してビットの復号化シーケンスを決定できる。いくつかの実施形態において、トレースバック要素２１５は、生存トレースバック区間２１７および出力再命令区間２１９の２つの区間に分割される。
【００７１】
いくつかの実施形態において、入力およびフラッシュ要素２０１、ブランチメトリック要素２０５、トレリス相互接続２０７、加算−比較要素２０９、および／またはパスメトリック要素２１３は、インターバル（例えばクロックティック）をトレースバックする新規セットのトレースビットを処理し、新規に決定されたトレースビットに関する情報をトレースバック要素２１５に提供するように構成できる。
【００７２】
いくつかの実施形態において、生存パストレースバック区間２１７は、２２１で示す複数のメモリバンクを含んでよい。一実施例では、生存パストレースバック区間２１７が周知のｋ水平(k-even)ポインタアルゴリズムを使用することができ、これにより、演算の読み出し、書き込みが、細分割されたメモリバンク上で並列的に行われて、パフォーマンスが向上する。いくつかの実施例では、例えば、与えられたｋ値とトレースバック長Ｔについて、必要なメモリを２＊ｋメモリバンクに分割することができる。いくつかの実施例では、２のｋ値を使用して、４個のメモリバンクを得ることができる。ｋは、別の実施例では任意の値を含むことができる点が理解されるべきである。
【００７３】
さらに、Ｔは任意の値を含むことができる点が理解されるべきである。図示の実施例では、Ｔは、１２８トレースビットに対応した１２８ビットであってよい。Ｔの値は、当分野で公知であるように、各復号セットについて記憶されたトレースビットの個数を示す。当分野で公知であるように、Ｔを増加させることで、復号化の待ち時間が最終復号化における信頼度と同様に長くなる。１２８のＴを収容するために、４個のシングルポート６４×１２８ＲＡＭバンクを使用できる。いくつかの実施例では、２個のデュアルポート１２８×１２８を代わりに使用することが可能である。いくつかの実施例では、ワードサイズを２増加することでメモリ範囲を２倍にすることができ、一方、ワードデプスはメモリのみを〜２０％増加させるため、ワードデプスの増加がより狭い範囲内でメモリサイズを向上する。
【００７４】
いくつかの実施形態において、生存パストレースバック区間２１７は、各トレースバックインターバル（例えばクロックティック）中に、４つの並列処理を行える。いくつかの実施例では、４つの並列処理の各々が、ＷＲＩＴＥ（書き込み）、ＴＲＡＣＥ（トレース）、ＩＤＬＥ（アイドル）、ＤＥＣＯＤＥ（復号）のうち１つを含んでよい。いくつかの実施例において、書き込み処理は加算−比較−選択要素によって生成された複数のトレースビットを、これらが到着する度に記憶することができる。いくつかの実施例において、ＴＲＡＣＥ処理はメモリバンクに記憶されているデータ（例えばトレースビット）のトレースバック長（Ｔ）ブロック上で動作できる。このトレースバック長（Ｔ）ブロックは、ＤＥＣＯＤＥ処理の開始点（例えば状態）を導出するために、最終エントリから始まり、第１エントリにまで逆方向に作用する。いくつかの実施例では、ＴＲＡＣＥ処理は、先に受信したデータを復号できるようにするために、これよりも後に入力されたデータに作用するので、過去のデータのブロックは、後で入力されたデータが受信されるまでＩＤＬＥ処理に維持される。
【００７５】
いくつかの実施例では、決定のために、ＴＲＡＣＥ処理がビットのフルセットＴ（例えば、１２８）の復号を完了すると、得られた開始点を使用して、ＤＥＣＯＤＥ処理を開始できる。このＤＥＣＯＤＥ処理は、似たような逆トレースを追随し、畳み込み符号化入力信号の復号化されたビットを逆順序で生成する。ＤＥＣＯＤＥ処理は、２ステージ基数４ＤＥＣＯＤＥ処理における状態遷移がシングルステート基数２ＤＥＣＯＤＥ処理における２つの状態遷移に対応することを除いて、シングルステージ基数２ビタビ復号器ＤＥＣＯＤＥ処理と同様に動作する。ＤＥＣＯＤＥ処理は、畳み込みエンコーダに入力するビットのシーケンスを決定し、これにより、決定されたトレースビットが得られる。ＴＲＡＣＥ処理とＤＥＣＯＤＥ処理の両方の後に、ＴＲＡＣＥ処理中にＴ、ＤＥＣＯＤＥ処理中にＴというように２＊Ｔビットが復号化されてよい。当分野で公知であるように、ＴＲＡＣＥ処理中の第１のＴは、ＤＥＣＯＤＥ処理中に復号化された第１ビットがトレースバック長Ｔに対応した確かさを少なくとも有するように復号化される。
【００７６】
いくつかの実施形態において、これら４つの処理が、複数のメモリバンクの各々の間に分布している。いくつかの実施例では、各メモリバンクサイクルによって行われる処理が各トレースバック境界（例えば、各々のＴクロックティック）で周期を成す。図５は、いくつかの実施例に従った４個のメモリバンク間での演算の巡回を図示する。
【００７７】
図５は、本開示のいくつかの実施形態による４個のメモリバンク（ＴＢ  ＲＡＭ０、ＴＢ  ＲＭ１、ＴＢ  ＲＡＭ２、ＴＢ  ＲＡＭ３）上で実行中の機能を図示する。図示のとおり、メモリバンクＴＢ  ＲＡＭ０は、ＷＲＩＴＥ演算を行うことにより、一連のクロック周期を開始できる。ＷＲＩＴＥ演算が行われるこのクロック周期中に、トレースビットのシーケンスはメモリバンクＴＢ  ＲＡＭ０内に書き込まれることができる。次セットのクロック周期では、同じメモリバンクに書き込まれたトレースビットがＴＲＡＣＥ演算を行うために使用できる。ＴＲＡＣＥ演算は、書き込まれたトレースビットによって得られた状態の尤もらしいシーケンスを決定し、メモリバンクＴＢ  ＲＡＭ３に記憶されるビットを復号するために使用される開始状態を出力する。
【００７８】
いくつかの実施形態では、次セットのクロック周期において、メモリバンクＴＢ  ＲＡＭ０は、メモリバンクＴＲＡＭ３内のビットが復号され、ＴＢ  ＲＡＭ１内のビットがＴＲＡＣＥ演算に使用される際にアイドル状態に維持される。メモリバンクＴＢ  ＲＡＭ１内のビットについてのＴＲＡＣＥ演算の結果は、次セットのクロック周期においてメモリバンクＴＢ  ＲＡＭ０内のビットを復号するための開始点として使用できる。第４セットのクロック周期において、メモリバンクＴＢ  ＲＡＭ０内のビットは、メモリバンクＴＢ  ＲＡＭ１内のビットについて行われたＴＲＡＣＥ演算の出力を開始点として使用して復号化ビットシーケンスを決定するＤＥＣＯＤＥ演算を行うために使用できる。
【００７９】
いくつかの実施形態において、上述のように、ＤＥＣＯＤＥ処理はビットを逆順序で生成する。トレースバック要素２１５は、出力再命令区間２１９を含んでよい。出力再命令区間２１９は、出力ビットを前進順序に復元するために、後入れ先出し（ＬＩＦＯ）ダブルバッファ２２３を含んでよい。一実施例では、各バッファは６４ビット×２であってよい。いくつかの実施例では、逆順序データが１個のバッファに書き込まれている最中に、正順序で復号信号を第２バッファから読み出すことができる。
【００８０】
いくつかの実施形態において、基数４ビタビ復号器要素２０３は、トレースバック要素２１５の一部として図２に示される最終パケット制御２２５を含んでよい。最終パケット制御２２５はパケットが終ったか、あるいはパケット終りの表示を受信したかを確認するように構成されるため、ビタビ復号器１１５は次のパケットを復号する準備においてデータをフラッシュできる。こうしたフラッシングは、畳み込みエンコーダのフラッシングに適合するように行われる。いくつかの実施例では、ＩＥＥＥ８０２．１１標準規格は各パケット内にパケット長識別子を含むため、パケット受信中にパケット内で識別された長さからパケットの最終ビットを確認できる。この長さは、パケットの終りが確認できるよう受信中におけるパケットの長さと比較される。いくつかの実施例では、パケットの終了部分がトレースバックインターバルに限定されていないため、パケットの最後の復号ブロックはフルトレースバックの利点を持たなくてよく、そのために待ち時間がより短く、確実性がより低くなる。
【００８１】
いくつかの実施例では、最終パケット制御２２５は、軟判定ゼロ入力を入力およびフラッシュ要素２０１に入力することより初期ゼロ状態を維持するようにビタビ復号器１１５をフラッシュしてよい。これは、例えば軟判定ゼロに設定された１つの入力および符号化入力信号に設定された別の入力を有するマルチプレクサの出力を選択することで達成できる。
【００８２】
例的基数４ビタビ復号器１１４のハードウェアおよび該当機能の例セットを記述したが、４つの復号化入力信号を復号する例処理を記述することができる。図６に図示し、ブロック６０１から開始する処理６００は、このような復号に使用できる。例処理６００は２ステージ基数４トレリスに従う復号について記述されるが、本開示はこのような復号に限定されていない。むしろ、本開示の様々な実施形態は、任意のマルチステージトレリスに従って復号できる。
【００８３】
ブロック６０３に示すように、処理６００は４つの入力信号値を受信する動作を含んでよい。これら信号値は、例えば基数４ビタビ復号器の入力要素によって受信できる。上述のように、符号化入力信号の数は畳み込み符合化方式に対応してよいが、ここでは例のみとして４つで述べられている。
【００８４】
ブロック６０５に示すように、４つの符号化入力信号値は、現行ブランチメトリック値のセットを生成するために使用できる。ブランチメトリック値は、４つの符合化入力値のセットが実際に可能な１６の入力オプションのうちのいずれか１つである確率に対応する。上述のように、ブランチメトリックは、入力信号値の２つ毎に中間ブランチメトリックを計算し、続いて可能な受信符合化信号値に対応する可能なセットの値につき１つで計１６のブランチメトリックを生成するようにこの結果を組み合わせることにより生成される。
【００８５】
ブロック６０７に示すように、処理６００は、加算−比較要素にブランチメトリックを提供する動作を含んでよい。ブランチメトリックを提供することは、通信ネットワーク（例えばシステムバス）上でブランチメトリックの各々の表示を送信することを含んでよい。ブランチメトリックを提供することは、ブランチメトリックのサブセットを加算−比較要素のうちの複数の加算−比較−選択ユニットの１つに提供することを含んでよい。ブランチメトリックは、各該当の加算−比較−選択ユニットが該当の加算−比較−選択ユニットで表される現行状態への遷移を生じる結果となる４つの可能な状態遷移に対応する４つのブランチメトリックを受信するように設けることができる。
【００８６】
ブロック６０９で示すように、処理６００は、加算−比較−選択要素へパスメトリックを提供することを含んでよい。これらパスメトリックは、上述のように、パスメトリック要素から提供できる。これらパスメトリックは、いずれも６４状態２ステージ基数４トレリスにおいて可能な６４の先行状態のうちの１つに関連した確率を表す。これらパスメトリックは、各加算−比較−選択ユニットがブロック６０７で提供された４個のブランチメトリックに対応する４個のパスメトリックを提供されるように該当の加算−比較−選択ユニットに提供されることができる。ブロック６０７、６０９で表される動作は、図６に示すシーケンスでなく、受信入力信号値のセットについて実質的に同時に行われることが理解されるべきである。
【００８７】
ブロック６１１に示すように、処理６００はブランチメトリックおよびパスメトリックを加算することを含んでよい。いくつかの実施例では、各加算−比較−選択ユニットが上述のようにブランチメトリックおよびパスメトリックの対を加算できる。
【００８８】
ブロック６１３に示すように、処理６００は、各可能な現行状態について先行状態を選択することを含んでよい。先行状態を選択することは、加算されたブランチおよびパスメトリックの対の和を各加算−比較−選択ユニットで比較し、最小の和に対応した組み合わせを選ぶことを含んでよい。先行状態を選択することは、選択した先行状態から現行状態への状態遷移に対応したトレースビットを生成し、各現行状態（例えば和）になる確率に対応した現行パスメトリックを生成することを含む。
【００８９】
ブロック６１５に示すように、処理６００はトレースビットおよび次のパスメトリックを記憶することを含んでよい。次のパスメトリックは、上述のように、パスメトリック要素内に記憶できる。次のパスメトリックはブロック６１１、６１３に記載されるように各加算−比較−選択ユニットにより計算した最小の和を含むことができる。これら次のパスメトリックは、続いて、次セットのブランチメトリックが加算−比較−選択ユニットに入力される際に（例えばブロック６０９で）、加算−比較−選択ユニット内に再入力されていることにより次セットのパスメトリックを計算するために使用できる。
【００９０】
ブロック６１７に示すように、処理６００は畳み込み符号器（例えば送信データプロセッサ１０７）に対する可能な入力ビットを決定するためのＴＲＡＣＥおよびＤＥＣＯＤＥ演算を行なうことを含んでよい。組み合わせたＴＲＡＣＥおよびＤＥＣＯＤＥ演算はＴビットを復号するための２＊Ｔビットを決定でき、ここでＴは当分野で公知であるようにトレースバック長である。ＴＲＡＣＥおよびＤＥＭＯＤＥ演算は、例えば最後に決定されたトレースビットと最後に決定されたパスメトリックのセットを参照する。最小パスメトリックに対応した現行状態は最尤現行状態として選択できる。ＴＲＡＣＥ演算中に、この状態はＴ状態だけトレースバックされてよい。次に、ＤＥＣＯＤＥ演算中に、別のＴ状態をトレースバックできる。ＤＥＣＯＤＥ演算中に状態がトレースバックされるに従って、状態遷移に対応したトレースビットが逆順序で出力再命令区間へ出力される。
【００９１】
本明細書で述べた技術は、１または複数のパイロットトーンを採用するＭＩＭＯ無線通信システム並びに無線やその他の任意通信システムにおいて実施できる。本明細書で述べた技術は様々な方法で実施できるが、これらの方法には例えば、ハードウェア実施、ソフトウェア実施、またはこれらの組み合わせが含まれる。ハードウェア実施の場合、データを、送信ステーションで送信するように、および／または、受信ステーションで受信するように処理するために使用される処理ユニットは、１または複数のアプリケーション特定集積回路（ＡＳＩＣ）、ディジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、ディジタル信号処理デバイス（ＤＳＰＤ）、プログラム可能な論理デバイス（ＰＬＤ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、プロセッサ、制御装置、マイクロ制御装置、マイクロプロセッサ、電子デバイス、または、これ以外の、本明細書で記述される機能、またはこれらの組み合わせを実行するように設計された電子ユニットにおいて実施される。送信および受信ステーションが複数のプロセッサを含む実施形態では、各ステーションにおける複数のプロセッサがハードウェアユニットを共有できる。
【００９２】
ソフトウェア実施の場合には、データ送信および受信技術は、本明細書で記述の機能を実行するソフトウェアモジュール（例えば、手順、機能など）によって実施できる。ソフトウェアコードはメモリユニット（例えば、図２注のメモリユニット２４２または２８２）に記憶して、プロセッサ（例えば、制御装置２４０または２８０）によって実行することができる。メモリユニットは、プロセッサ内外において実施できる。
【００９３】
１または複数の典型的実施形態では、記述の機能をハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはこれらの任意の組み合わせにおいて実施できる。ソフトウェアで実施する場合には、機能は１または複数の指示あるいはコードとして、コンピュータ読み出し可能媒体上に記憶されるか、または同媒体へ送信される。コンピュータ読み出し可能な媒体は、コンピュータプログラムの１箇所から別の箇所への転送を促進する任意の媒体を含むコンピュータ記憶媒体および通信媒体の両方を含む。記憶媒体は、コンピュータがアクセスできる任意の利用可能な媒体であってよい。例証の方法により、また、非限定的に、こうしたコンピュータ読み出し可能媒体はＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ、またはこれ以外の光ディスク記憶装置、磁気ディスク記憶装置、あるいは他の磁気記憶デバイス、もしくは、任意のこれ以外の媒体、例えば、所望のプログラムコードを指示やデータ構造の形式で搬送、記憶することができ、また、コンピュータがアクセスできるものであってよい。さらに、任意の接続の正式な名称はコンピュータ読み出し可能媒体という。例えば、同軸ケーブル、光ファイバケーブル、ツイストペア、ディジタル一般回線（ＤＳＬ）、あるいは、赤外線、無線、マイクロ波のような無線技術を使用して、ウェブサイト、サーバ、または他の遠隔ソースからソフトウェアを送信する場合には、同軸ケーブル、光ファイバケーブル、ツイストペア、ＤＳＬ、あるいは、赤外線、無線、マイクロ波のような無線技術は媒体の定義に含まれる。本明細書で使用されるディスク（ｄｉｓｋ）とディスク（ｄｉｓｃ）には、コンパクトディスク（ＣＤ）、レーザディスク、光学ディスク、ディジタルバーサタイルディスク（ＤＶＤ）、フロッピー（登録商標）ディスク、ブルーレイディスクが含まれ、ディスク（disk）は、通常、データを磁気方式で再生し、ディスク（disc）はデータをレーザで光学的に再生する。コンピュータ読み出し可能媒体の範囲には上記の組み合わせも含まれる。
【００９４】
これまで述べてきた開示された実施形態の説明は、当業者が本開示を作成または使用できるようにするために提供されている。当業者には、これらの実施形態への様々な改良が容易に明白となり、本明細書で定義されている総称的な原理は、本開示の精神または範囲から逸脱しない限り、別の実施形態にも適用される。そのため、本開示は本明細書で示した実施形態に限定されるものではなく、原理および新規特徴と一致する最も幅広い範囲に従うことを意図する。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】図１は本開示のいくつかの実施形態に従う無線通信ネットワークにおける２個の局のブロック図を示す。
【図２】図２は本開示のいくつかの実施形態に従う２ステージ基数４ビタビ復号器のブロック線図を示す。
【図３Ａ】図３Ａはシングルステージ基数２トレリス線図を示す。
【図３Ｂ】図３Ｂは２ステージ基数４トレリス線図を示す。
【図４】本開示のいくつかの実施形態に従う例的加算−比較−選択ユニットのブロック図を示す。
【図５】本開示のいくつかの実施形態に従う４個のメモリバンク間における演算の周期を示す。
【図６】本開示のいくつかの実施形態に従う複数の信号の復号処理を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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