(57)【要約】  本出願はOvXDMシステムに適用されるファストデコード方法、装置及びOvXDMシステムを開示している。前記方法はデコードプロセスではすべての状態ノード及び其拡張ルートを遍歴する必要がなく、測度の並べ替えにより一部の状態ノードとルートを拡張すればいいので、大幅にデコードの複雑度を下げ、デコード効率を上げている。そのデコードの複雑度は伝統デコード案のように重複多重回数Kの増加とともに急激に増えなく、スペクトル効率とデコードの複雑度、デコード効率の需要の矛盾を解決している。【選択図】図１
2019522437.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
OvXDMシステムに適用されるファストデコード方法は、下記ステップを含むことである：
ステップ一、それぞれ前r個の符号の潜在するすべてのルートと受信符号シーケンスの前r個の受信符号の間の測度を計算する；前記rはすべての符号の個数より小さい；
ステップ二、算出された各測度を並べ替え、その小さいRn個の測度及びそれぞれ対応のルートを保存する；
ステップ三、現在保存されている各ルートの最後のノードを拡張し、拡張されたルートに対しそれと受信符号シーケンスの対応する受信符号の間の瞬時測度を計算し、各瞬時測度とその前の時刻対応の累加測度を加算し、現在時刻加算後の各ルートの累加測度を得る；前記瞬時測度は下記のようである：
2019522437.tif 000163
その中、Vrは前
2019522437.tif 000164
個の受信符号であり、
2019522437.tif 000165
はウィンドウ関数であり、
2019522437.tif 000166
は
2019522437.tif 000167
の第i行の第r-k個の符号である；
ステップ四、前記加算後の各ルートの累加測度を並べ替え、その小さいRn個の測度及びそれぞれ対応のルートを保存する；
ステップ五、ステップ三で受信符号シーケンスで最後の符号対応のノードまで拡張し、ステップ四でそれと相応に対応する受信符号シーケンスの中の小さいRn個測度及びそれぞれ対応のルートを保存した場合は停止し、そうでなければ、ステップ三とステップ四を繰り返す；
ステップ六、測度最小のルートを選びデコードルートとし、判決出力をする；
その中、Rnは正の整数であり、且つOvXDMシステム対応のトレリスグラフのノード数より小さいことを特徴とするOvXDMシステムに適用されるファストデコード方法。
【請求項２】
前記OvXDMシステムがOvTDMシステム、OvFDMシステム、OvCDMシステム、OvSDMシステム又はOvHDMシステムことを特徴とする請求項1記載のOvXDMシステムに適用されるファストデコード方法。
【請求項３】
前記OvXDMシステムがOvTDMシステム又はOvFDMシステムである場合は、前記RnがMK-1より小さく、且つMK-4以上であり、Kは受信符号の重複回数であり、Mは次元であり、Mのバリューが2以上の整数であり、
前記OvXDMシステムがOvCDMシステムである場合、前記RnはML（K’-4）より小さく、且つML（K’-2）以上であり、K’は受信符号のエンコード支線数であり、Lは受信符号のエンコード制約長さことを特徴とする請求項2記載のOvXDMシステムに適用されるファストデコード方法。
【請求項４】
rがlogMRnの数値の切り下げであり、M は次元であり、バリューが2以上の整数ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか記載のOvXDMシステムに適用されるファストデコード方法。
【請求項５】
OvXDMシステムに適用されるファストデコード装置は、下記を含むことである：
第一計算モジュールは、それぞれ前r個の符号の潜在する全てのルートと前r個の受信符号の間の測度を計算することに使われる；
第一ソーティングモジュールは、算出された各測度を並べ替えることに使われる；
Rn個距離ストレージ及び対応のRn個ルートストレージは、それぞれ第一ソーティングモジュールで得た、小さいRn個の測度及びそれぞれ対応のルートを保存することに使われる；
拡張モジュールは、現在保存される各ルートの最後のノードに対しM次元拡張を行うことに使われる；
第二計算モジュールは、拡張されたルートに対しそれと受信符号シーケンスの対応する受信符号の間の瞬時測度を計算し、各瞬時測度とその前の時刻対応の累加測度を加算し、現在時刻加算後の各ルートの累加測度を得ることに使われる；前記瞬時測度は下記のようである：
2019522437.tif 000168
その中、Vrは前
2019522437.tif 000169
個の受信符号であり、
2019522437.tif 000170
はウィンドウ関数であり、
2019522437.tif 000171
は
2019522437.tif 000172
の第i行の第r-k個の符号である；
第二ソーティングモジュールは、第二計算モジュールで得た前記加算後の各ルートの累加測度に対し並べ替えることに使われ、その小さいRn個の測度及びそれぞれ対応のルートは、前記Rn個距離ストレージ及び対応のRn個ルートストレージでの値を更新することに使われる；拡張モジュール、第二計算モジュールと第二ソーティングモジュールは作業を繰り返し、拡張モジュールが受信符号シーケンスで最後の符号対応のノードまで拡張し、Rn個距離ストレージ及び対応のRn個ルートストレージがそれぞれ対応の受信符号シーケンス全体の小さいRn個の測度及びそれぞれ対応のルートを保存した場合は停止する；
判決出力モジュールは、保存されている測度最小の距離ストレージ対応のルートストレージで保存されるルートを選び、デコードルートとし、判決出力をする；
その中、Rnは正の整数であり、需要によりそれをプリセットすし、OvXDMシステム対応のトレリスグラフのノード数より小さいことを特徴とするOvXDMシステムに適用されるファストデコード装置。
【請求項６】
前記OvXDMシステムがOvTDMシステム、OvFDMシステムである場合は、前記RnはMK-1より小さく、且つMK-4以上であり、Kは受信符号の重複回数で、Mは次元で、バリューが2以上の整数ことを特徴とする請求項5記載のOvXDMシステムに適用されるファストデコード装置。
【請求項７】
前記OvXDMシステムがOvCDMシステムである場合は、前記RnはML（K’-4）より小さく、且つML（K’-2）以上であり、K’は受信符号のエンコード支線数であり、Lは受信符号のエンコード制約長さことを特徴とする請求項5記載のOvXDMシステムに適用されるファストデコード装置。
【請求項８】
rがlogMRnの数値の切り下げことを特徴とするその中、Mは次元で、バリューが2以上の整数ことを特徴とする請求項5-7のいずれか記載のOvXDMシステムに適用されるファストデコード装置。
【請求項９】
請求項5〜8のいずれか記載のOvXDMシステムに適用されるファストデコード装置を含むことを特徴とするOvXDMシステム。
【請求項１０】
前記OvXDMシステムがOvTDMシステム、OvFDMシステム、OvCDMシステム、OvSDMシステム又はOvHDMシステムであることを特徴とする請求項9記載のOvXDMシステム。
【請求項１１】
OvXDMシステムのファストデコード方法は、下記ステップを含むことである：
ステップ一、それぞれ前r個の符号の潜在するすべてのルートと受信符号シーケンスの前r個の受信符号の間の測度を計算する；
ステップ二、算出された各測度を並べ替え、その小さいRn個の測度及びそれぞれ対応のルートを保存する；
ステップ三、現在保存されている最小測度の対応するルートを拡張し、拡張されたルートに対しそれと対応の受信符号の間の瞬時測度を計算し、各瞬時測度と前の時刻対応の累加測度を加算し、現在時刻加算後の各拡張ルートの累加測度を得る；
ステップ四、前記各拡張ルートの累加測度、及び保存されているほかの拡張してないRn-1個測度を並べ替え、その小さいRn個の測度及びそれぞれ対応のルートを保存する；
ステップ五、ステップ三で現在保存されている最小測度対応のルートを拡張する後に、受信符号シーケンスの深さに到達した時に、拡張されたルートに対しそれと対応の受信符号の間の瞬時測度を計算し、各瞬時測度を比較し、最小の瞬時測度対応のルートをデコードルートとし、そうでなければ、ステップ三とステップ四を繰り返す；
その中Rnは正の整数であり、且つ高重複OvXDMシステム対応のトレリスグラフのノード数より小さいことを特徴とするOvXDMシステムのファストデコード方法。
【請求項１２】
ステップ三で、各瞬時測度と前の時刻対応の累加測度を加算する時に、累加測度は重み因子と相乗してから瞬時測度と加算することを特徴とする請求項11記載のOvXDMシステムのファストデコード方法。
【請求項１３】
前記重み因子のバリューは0より大きい且つ1以下であることを特徴とする請求項2記載のOvXDMシステムのファストデコード方法。
【請求項１４】
rがlogMRnの数値の切り下げであり、Mはシステムの次元を示し、バリューが2以上の整数であることを特徴とする請求項1記載のOvXDMシステムのファストデコード方法。
【請求項１５】
OvXDMシステムのファストデコード装置は、下記を含むことである：
第一計算モジュールは、それぞれ前r個の符号の潜在するすべてのルートと受信符号シーケンスの前r個の受信符号の間の測度を計算することに使われる；
第一ソーティングモジュールは、算出された各測度を並べ替えることに使われる；
Rn個距離ストレージ及び対応のRn個ルートストレージは、それぞれ第一ソーティングモジュールで得た、小さいRn個の測度及びそれぞれ対応のルートを保存することに使われる；
拡張モジュールは、現在保存されている最小測度対応のルートを拡張することに使われる；
第二計算モジュールは、拡張モジュールの拡張したルートに対しそれと対応の受信符号の間の瞬時測度を計算し、各瞬時測度と前の時刻対応の累加測度を加算し、現在時刻加算後の各拡張ルートの累加測度を得ることに使われる；
第二ソーティングモジュールは、第二計算モジュールで算出した前記各拡張ルートの累加測度、及び保存されているほかの拡張してないRn-1個の測度を並べ替えることに使われ、その小さいRn個の測度及びそれぞれ対応のルートは、前記Rn個距離ストレージ及び対応のRn個ルートストレージの値を更新することに使われる；
出力比較モジュールは、拡張モジュールが現在保存されている最小測度対応のルートを、受信符号シーケンスの深さまで拡張する時に、第二計算モジュールは拡張モジュールの拡張したルートに対しそれと対応受信符号の間の瞬時測度を計算し、出力比較モジュールは各瞬時測度を比較し、最小の瞬時測度対応のルートをデコードルートとし、そうでなければ、拡張モジュール、第二計算モジュールと第二ソーティングモジュールは作業を繰り返す；
その中Rnは正の整数であり、且つOvXDMシステム対応のトレリスグラフのノード数より小さいことを特徴とするOvXDMシステムのファストデコード装置。
【請求項１６】
第二ソーティングモジュールが各瞬時測度と前の時刻対応の累加測度を加算する時に、前の時刻の累加測度が先に重み因子と相乗してから瞬時測度と加算する重み因子モジュールを含むことを特徴とする請求項15記載のOvXDMシステムのファストデコード装置。
【請求項１７】
前記重み因子モジュールの重み因子のバリューは0より大きい且つ1以下であることを特徴とする請求項16記載のOvXDMシステムのファストデコード装置。
【請求項１８】
rがlogMRnの数値の切り下げであり、Mはシステムの次元を示し、バリューが2以上の整数であることを特徴とする請求項15記載のOvXDMシステムのファストデコード装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は信号処理分野に関わり，特にOvXDMシステムに適用されるファストデコード方法、装置及びOvXDMシステムに関わっている。
【背景技術】
【０００２】
重複多重システムに対し--重複時分割多重（OvTDM，Overlapped TimeDivision Multiplexing）システムであろう、重複周波数分割多重（OvFDM，Overlapped FrequencyDivision Multiplexing）システムであろう、重複コード分割多重（OvCDM，Overlapped CodeDivision Multiplexing）システムであろう、重複スペース分割多重（OvSDM，Overlapped SpaceDivision Multiplexing）システムであろう、重複混合多重（OvHDM，Overlapped HybridDivision Multiplexing）システムであろう、伝統のデコードではトレリスグラフ（Trellisグラフ）の中のノードを絶えずにアクセスする必要があり、各ノードのために二つのストレージを設定し、一つは当該ノードに到達する相対的な最適ルートの保存に使われ、もう一つは当該ノードに到達する相対的な最適ルート対応の測度の保存に使われる。
【０００３】
OvTDMシステムとOvFDMシステムに対し、デコードプロセスでは、トレリスグラフの各ノードを拡張するため、ノード数はデコードの複雑度を決めている。重複回数がKで変調次元がM（Mは2以上の整数である）であるシステムに対し、対応するトレリスグラフで安定状態にあるノード数はMK-1であるので、デコードの複雑度は重複回数Kとともに指数的に増える。OvTDMシステムでは、システムのスペクトル効率は2K/符号なので、重複回数Kが大きいほどスペクトル効率が高い。そのため、一方はスペクトル効率向上の要求に対しては重複回数Kが大きいほどいいが、もう一方、デコードの複雑度降下の要求に対しては重複回数Kが小さいほどいい。特に重複回数Kは一定の値（例えばK>8以降）に増える時に、デコードの複雑度は急激に増える。現有デコード方法はリアルタイムデコードの需要を満足しにくく、スペクトル効率とデコードの複雑度は矛盾し合う需要となっている。
【０００４】
それと似ているように、エンコード支線数がK’であるM次元変調のOvCDMシステムに対し、対応するトレリスグラフで安定状態のノード数がMK’-1であるので、デコードの複雑度がエンコード支線数K’とともに指数的に増える。OvCDMシステムでは、スペクトル効率を高くするために、なるべく大きなエンコード支線数K’が必要である。しかし、同時にデコードの複雑度はK’の増加とともに急激に増えるので、スペクトル効率とデコードの複雑度、デコード効率は矛盾し合う需要となっている。
【発明の概要】
【０００５】
本出願はOvXDMシステムに適用される一種類のファストデコード方法、装置及びOvXDMシステムを本出願提供OvXDMシステムに適用される一種類のファストデコード方法、装置及びOvXDMシステムを提供している。そのデコードの複雑度は伝統デコード案のようにK/K’の増加とともに急激に増えなく、スペクトル効率とデコードの複雑度、デコード効率の矛盾を解決している。
【０００６】
本出願の第一方面により、本出願はOvXDMシステムに適用される一種類のファストデコード方法を提供している。下記ステップを含む：
ステップ一、それぞれ前r個の符号の潜在するすべてのルートと受信符号シーケンスの前r個の受信符号の間の測度を計算する；
ステップ二、算出された各測度を並べ替え、その中より小さいRn個の測度及びそれぞれ対応のルートを保存する；
ステップ三、現在保存される各ルートの最後のノードに対しM次元拡張を行い、拡張されたルートに対しそれと受信符号シーケンスで対応の受信符号の間の瞬時測度を計算し、各瞬時測度と前の時刻対応の累加測度を加算し、現在時刻加算後の各ルートの累加測度を得る；
ステップ四、前記加算後の各ルートの累加測度を並べ替え、その中より小さいRn個の測度及びそれぞれ対応のルートを保存する；
ステップ五、ステップ三で受信符号シーケンスで最後の符号対応のノードまで拡張し、ステップ四でそれと相応に対応する受信符号シーケンスの中の小さいRn個測度及びそれぞれ対応のルートを保存した場合は停止する。そうでなければ、ステップ三とステップ四を繰り返す；
ステップ六、測度最小のルートを選びデコードルートとし、判决出力をする；
Rnは正の整数であり、需要によりそれをプリセットする。ただし、OvXDMシステム対応のトレリスグラフのノード数より小さい。
【０００７】
本出願の第二方面により、本出願はOvXDMシステムに適用される一種類ファストデコード装置を提供している。下記を含む：
第一計算モジュールは、それぞれ前r個の符号の潜在する全てのルートと前r個の受信符号の間の測度を計算することに使われる；
第一ソーティングモジュールは、算出された各測度を並べ替えることに使われる；
Rn個距離ストレージ及び対応のRn個ルートストレージは、それぞれ第一ソーティングモジュールで得たより小さいRn個の測度及びそれぞれ対応のルートを保存することに使われる；
拡張モジュールは、現在保存される各ルートの最後のノードに対しM次元拡張を行うことに使われる；
第二計算モジュールは、拡張されたルートに対しそれと受信符号シーケンスの対応する受信符号の間の瞬時測度を計算し、各瞬時測度とその前の時刻対応の累加測度を加算し、現在時刻加算後の各ルートの累加測度を得る；
第二ソーティングモジュールは、第二計算モジュールで得た前記加算後の各ルートの累加測度に対し並べ替えることに使われる。その中、より小さいRn個の測度及びそれぞれ対応のルートは、前記Rn個距離ストレージ及び対応のRn個ルートストレージでの値を更新することに使われる；拡張モジュール、第二計算モジュールと第二ソーティングモジュールは作業を繰り返し、拡張モジュールが受信符号シーケンスで最後の符号対応のノードまで拡張し、Rn個距離ストレージ及び対応のRn個ルートストレージがそれぞれ対応の受信符号シーケンス全体のより小さいRn個の測度及びそれぞれ対応のルートを保存した場合は停止する；
判决出力モジュールは、保存されている測度最小の距離ストレージ対応のルートストレージで保存されるルートを選び、デコードルートとし、判决出力をする；
Rnは正の整数であり、需要によりそれをプリセットする。ただし、OvXDMシステム対応のトレリスグラフのノード数より小さい。
【０００８】
本出願の第三個方面により、一種類OvXDMシステムのファストデコード方法は、下記ステップを含む：
ステップ一、それぞれ前r個の符号の潜在するすべてのルートと受信符号シーケンスの前r個の受信符号の間の測度を計算する；
ステップ二、算出された各測度を並べ替え、その中より小さいRn個の測度及びそれぞれ対応のルートを保存する；
ステップ三、現在保存されている最小測度の対応するルートを拡張し、拡張されたルートに対しそれと対応の受信符号の間の瞬時測度を計算し、各瞬時測度と前の時刻対応の累加測度を加算し、現在時刻加算後の各拡張ルートの累加測度を得る；
ステップ四、前記各拡張ルートの累加測度、及び保存されているほかの拡張してないRn-1個測度を並べ替える。その中、より小さいRn個の測度及びそれぞれ対応のルートを保存する；
ステップ五、ステップ三で現在保存されている最小測度対応のルートを拡張する後に、受信符号シーケンスの深さに到達した時に、拡張されたルートに対しそれと対応の受信符号の間の瞬時測度を計算し、各瞬時測度を比較し、最小の瞬時測度対応のルートをデコードルートとする；そうでなければ、ステップ三とステップ四を繰り返す；
その中Rnは正の整数であり、且つ高重複OvXDMシステム対応のトレリスグラフのノード数より小さい。
【０００９】
本発明の第四個方面は、一種類のOvXDMシステムのファストデコード装置である。下記を含む：
第一計算モジュールは、それぞれ前r個の符号の潜在するすべてのルートと受信符号シーケンスの前r個の受信符号の間の測度を計算することに使われる；
第一ソーティングモジュールは、算出された各測度を並べ替えることに使われる；
Rn個距離ストレージ及び対応のRn個ルートストレージは、それぞれ第一ソーティングモジュールで得たより小さいRn個の測度及びそれぞれ対応のルートを保存することに使われる；
拡張モジュールは、現在保存されている最小測度対応のルートを拡張することに使われる；
第二計算モジュールは、拡張モジュールの拡張したルートに対しそれと対応の受信符号の間の瞬時測度を計算し、各瞬時測度と前の時刻対応の累加測度を加算し、現在時刻加算後の各拡張ルートの累加測度を得ることに使われる；
第二ソーティングモジュールは、第二計算モジュールで算出した前記各拡張ルートの累加測度、及び保存されているほかの拡張してないRn-1個の測度を並べ替えることに使われる。その中、より小さいRn個の測度及びそれぞれ対応のルートは、前記Rn個距離ストレージ及び対応のRn個ルートストレージの値を更新することに使われる；
出力比較モジュール；拡張モジュールは現在保存されている最小測度対応のルートを、受信符号シーケンスの深さまで拡張する時に、第二計算モジュールは拡張モジュールの拡張したルートに対しそれと対応受信符号の間の瞬時測度を計算し、出力比較モジュールは各瞬時測度を比較し、最小の瞬時測度対応のルートをデコードルートとする；そうでなければ、拡張モジュール、第二計算モジュールと第二ソーティングモジュールは作業を繰り返す；
その中Rnは正の整数で、且つOvXDMシステム対応のトレリスグラフのノード数より小さい。
【００１０】
本出願の有益効果は下記である：
上記により実施するOvXDMシステムに適用されるファストデコード方法、装置及びOvXDMシステムは、デコードプロセスですべての状態ノード及びその拡張ルートを遍歴せず、測度並べ替えにより一部の状態ノードとルートを選別し拡張すればいいので、大幅にデコードの複雑度を下げ、デコード効率を上げている。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図1は、本出願の実施例でのOvXDMシステムに適用されるファストデコード方法のフローチャート。
【図２】図2は、本出願の実施例の中のOvXDMシステムに適用されるファストデコード装置の構成見取り図。
【図３】図3は、本出願の第一種類の実施例でOvFDMシステムの発射側の構成見取り図。
【図４】図4（a）と（b）は、本出願の第一種類の実施例でOvFDMシステムの受信側の構成見取り図。
【図５】図5は、本出願の第一種類の実施例でOvFDMシステムのコードトリーグラフ。
【図６】図6は、本出願の第一種類の実施例でOvFDMシステムのデコードのトレリスグラフ。
【図７】図7は、本出願の第一種類の実施例でOvFDMシステムのトレリスグラフ拡張の見取り図。
【図８】図8は、本出願の第一種類の実施例でOvFDMシステムに適用されるファストデコード方法のデコード見取り図。
【図９】図9は、本出願の第一種類の実施例でOvFDMシステムに適用されるファストデコード方法と伝統デコード方法の性能比較図。
【図１０】図10は、本出願の第一種類の実施例でOvFDMシステムに適用されるファストデコード方法と伝統デコード方法のデコード時間の比較図。
【図１１】図11は、本出願の第二種類の実施例でOvTDMシステムの発射側の構成見取り図。
【図１２】図12（a）は、本出願の第二種類の実施例でOvTDMシステムの前処理単元見取り図。図12（b）は、本出願の第二種類の実施例でOvTDMシステムのシーケンステストユニットの見取り図。
【図１３】図13は、本出願の第二種類の実施例でOvTDMシステムのコードトリーグラフ。
【図１４】図14は、本出願の第二種類の実施例でOvTDMシステムのデコードのトレリスグラフ。
【図１５】図15は、本出願の第二種類の実施例でOvTDMシステムのトレリスグラフ拡張の見取り図。
【図１６】図16は、本出願の第二種類の実施例でOvTDMシステムに適用されるファストデコード方法のデコード見取り図。
【図１７】図17は、本出願の第二種類の実施例でOvTDMシステムに適用されるファストデコード方法と伝統デコード方法の性能比較図。
【図１８】図18は、本出願の第二種類の実施例でOvTDMシステムに適用されるファストデコード方法と伝統デコード方法のデコード時間の比較図。
【図１９】図19は、本出願の第三種類の実施例でOvCDMシステムの構成見取り図。
【図２０】図20は、本出願の第三種類の実施例でOvCDMシステムのエンコーダーの構成見取り図。
【図２１】図21は、本出願の第三種類の実施例でOvCDMシステムのエンコードマトリックスの見取り図。
【図２２】図22は、本出願の第三種類の実施例でOvCDMシステムのデコード器の構成見取り図。
【図２３】図23は、本出願の第三種類の実施例でOvCDMシステム対応のトレリスグラフ。
【図２４】図24は、本出願の第三種類の実施例でOvCDMシステムに適用されるファストデコード方法のデコード見取り図。
【図２５】図25は、もう一つのOvXDMシステムに適用されるファストデコード方法のフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
下記から具体的な実施方法と附図と結び合わせ、本出願に対しさらに詳しく説明する。
【００１３】
OvXDMシステム（例えばOvTDMシステム、OvFDMシステムとOvCDMシステム）に対し、伝統のデコード方案は一般的にビタビ（Viterbi）デコード方案を採用する。その原理は、システムの対応のトレリスグラフで全てのノードを十分に拡張し、各ルートの測度を計算し、最後に測度最小のルートを選別しデコードルートとする。ビタビデコード方案の原理からは、そのデコードの複雑度は重複回数/エンコード支線数の増加とともに指数的に増えることが分かる。
【００１４】
本出願はデコードプロセスですべての状態ノード及びその拡張ルートを遍歴する必要がなく、測度の並べ替えにより一部の状態ノードとルートを拡張すればいいので、大幅にデコードの複雑度を下げ、デコード効率を上げている。下記から具体的に説明する。
【００１５】
本出願はOvXDMシステムに適用される一種類のファストデコード方法を開示している。図1と図25のように、それはステップS01~S19を含む。
【００１６】
ステップS01、それぞれ前r個の符号の潜在する全てのルートと受信符号シーケンスの前r個の受信符号の間の測度を計算する。M次元変調のOvTDMシステムとOvFDMシステム等に対し、前r個の符号の潜在する全ての条ルート数量はMrである。その中、Mは2以上の整数である。本出願中の測度は二つの信号の間の距離を示し、下記のように定義する：
2019522437.tif 000003
【００１７】
。
p=2の場合はユークリッド距離である。ユークリッド距離は二つの信号の間の真実距離であり、真実に実際信号と理想信号の間の距離を反映できる。本特許でユークリッド距離は
2019522437.tif 000004
【００１８】
と定義する。
【００１９】
ステップS03、ステップS01で算出した各測度を並べ替える。
【００２０】
ステップS05、ステップS03の並べ替えにより得られたその中のより小さいRn個の測度及びそれぞれ対応のルートを保存する。
【００２１】
ステップS07、図1のように、現在保存されている各ルートの最後のノードを拡張する。M次元変調のOvTDMシステムとOvFDMシステム等に対し、現在保存される各ルートの最後のノードに対しM次元拡張を行う。
【００２２】
或いは、図25のように、当該ステップでは、現在保存されている最小測度対応のルートだけを拡張する。
【００２３】
ステップS09、拡張されたルートに対しそれと受信符号シーケンスの対応する受信符号の間の瞬時測度を計算する。
【００２４】
ステップS11、一つの実施例では、図1のように、ステップS09で算出した各瞬時測度とその前の時刻対応の累加測度を加算し、現在時刻加算後の各ルートの累加測度を得る。もう一つのよりよい実施例では、図25のように、各瞬時測度と前の時刻対応の累加測度を加算する時に、前の時刻の累加測度が先に重み因子と相乗してから瞬時測度と加算する。これは着ルート深さの増加とともに、現在ノードから遠いノードの測度の参考性をだんだん弱め、デコードの正確度を上げるためである。一つのよりよい実施例では、重み因子のバリューは0より大きい且つ1以下である。
【００２５】
ステップS13、ステップS11で前記加算後の各ルートの累加測度を並べ替える。或いは並べ替える時に、保存されているほかの拡張してないRn-1個測度を並べ替える。
【００２６】
ステップS15、その中より小さいRn個の測度及びそれぞれ対応のルートを保存する。
【００２７】
ステップS17、ステップS07で受信符号シーケンスの中の最後の符号対応のノードまで拡張し、ステップS15でそれと相応に受信符号シーケンスのより小さいRn個の測度及びそれぞれ対応のルートを保存する場合は停止する。そうでなければステップS07~S15を繰り返す。
【００２８】
或いは、ステップS07で現在保存されている最小測度対応のルートを拡張する後に、受信符号シーケンスの深さに到達する時に、ステップS19を行い、拡張されたルートに対しそれと対応の受信符号の間の瞬時測度を計算し、各瞬時測度を比較し、最小の測度対応のルートをデコードルートとする；そうでなければステップS07~S15を繰り返す。
【００２９】
ステップS19、測度最小のルートを選びデコードルートとし、判决出力をする。
【００３０】
前記デコード方法では、Rnは正の整数であり、需要によりそれをプリセットする。ただし、OvXDMシステム対応のトレリスグラフのノード数より小さい。重複回数がKであるM次元変調のOvTDMシステムとOvFDMシステム等に対し、RnはMK-1より小さい。一つのよりよい実施例では、rはlogMRnの数値の切り下げである。
【００３１】
一つの実施例では、Xはいかなる領域をも代表できる。時間領域T、周波数領域F、スペースS、コード領域C或混合Hなどを含む。それと相応に、OvXDMシステムはOvTDMシステム、OvFDMシステム、OvCDMシステム、OvSDMシステム又はOvHDMシステム等であっていい。
【００３２】
上記のように、本出願はデコードプロセスですべての状態ノード及びその拡張ルートを遍歴する必要がなく、測度の並べ替えにより一部の状態ノードとルートを拡張すればいいので、大幅にデコードの複雑度を下げ、デコード効率を上げている。前記デコード方法のプロセスでは、毎回Rn個のノードを拡張することを選んでいる。そのため、デコードプロセスでは、保留ルート数Rnはデコードプロセスで保留の情報を決め、OvTDMシステムとOvFDMシステムに対し、毎回拡張し捨てるルート数はMK-Rnであるため、Rnが小さいほど、それと相応にデコードの複雑度が低くなるが、Rnは無限度に小さくなるわけがない。その理由は、Rnが小さいほど、デコード性能の損失が大きく、同じエラーレート条件でより高い信号ノイズ比が必要となる。そのため、Rnの選別もとても肝心であり、複雑度を下げる同時に、デコード性能の損失を小さくすることを保証することがひつよである。試験により、一般的にRnはMK-1より小さく、且つMK-4以上を選ぶ。その中、Kは受信符号の重複回数であり、MはM次元システム（Mは2以上の整数）である。この時、大幅にデコードの複雑度を下げる同時にデコード性能を保証している。それと似ているように、エンコード支線数がK’であり且つエンコード制約長さがLであるOvCDMシステムに対し、毎回拡張し捨てるのルート数はMLK’-Rnであり、一般的にRnはML（K’-4）より小さい且つML（K’-2）以上である場合、大幅にデコードの複雑度を下げる同時にデコード性能を保証することができる。
【００３３】
それと相応に、本出願はOvXDMシステムに適用される一種類のファストデコード装置をも提供している。図2のように、それは第一計算モジュール01、第一ソーティングモジュール03、Rn個距離ストレージ05、Rn個ルートストレージ07、拡張モジュール09、第二計算モジュール11、第二ソーティングモジュール13と判决出力モジュール15を含む。
【００３４】
第一計算モジュール01は、それぞれ前r個の符号の潜在する全てのルートと前r個の受信符号の間の測度を計算することに使われる。
【００３５】
第一ソーティングモジュール03は、第一計算モジュール01の算出した各測度を並べ替えることに使われる。
【００３６】
Rn個距離ストレージ05は、それぞれ第一ソーティングモジュールで得たより小さいRn個測度を保存することに使われる。それと相応に、Rn個ルートストレージ07は、それぞれ前記Rn個測度対応のルートを保存することに使われる。一つのよりよい実施例では、RnはMK-1より小さい。その中、Mはシステムの次元を示し、バリューが2以上の整数である。
【００３７】
拡張モジュール09は、現在保存される各ルートの最後のノードに対しM次元拡張を行うことに使われる。或いは、一部の実施例では、現在保存されている測度の中の最小値対応のルートだけを拡張する。
【００３８】
第二計算モジュール11は、拡張されたルートに対しそれと受信符号シーケンスの対応する受信符号の間の瞬時測度を計算し、各瞬時測度とその前の時刻対応の累加測度を加算し、現在時刻加算後の各ルートの累加測度を得ることに使われる。一つのよりよい実施例では、重み因子モジュール17は、第二計算モジュール11が各瞬時測度と前の時刻対応の累加測度を加算する時に、まず前の時刻の累加測度に重み因子を掛けることで、前の時刻の累加測度を重み因子と相乗してから瞬時測度と加算させることに使われる。重み因子モジュール17を導入するのは、ルート深さの増加とともに、現在ノードから遠いノード測度の参考性をだんだん弱め、デコードの正確度を上げるためである。一つのよりよい実施例では、重み因子のバリューは0より大きい且つ1以下である。
【００３９】
第二ソーティングモジュール13は、第二計算モジュール11で得た前記加算後の各ルートの累加測度を並べ替えることに使われる。その中、より小さいRn個の測度及びそれぞれ対応のルートは、前記Rn個距離ストレージ05及び対応のRn個ルートストレージ07の中の値を更新することに使われる。拡張モジュール09、第二計算モジュール11と第二ソーティングモジュール13は作業を繰り返し、拡張モジュール09が受信符号シーケンスの最後の符号対応のノードまで拡張し、Rn個距離ストレージ05及び対応のRn個ルートストレージ07がそれぞれ対応の受信符号シーケンス全体のより小さいRn個の測度及びそれぞれ対応のルートを保存した場合は停止する。もちろん、拡張モジュール09が現在保存されている測度の中の最小値対応のルートだけを拡張する状況に対し、第二計算モジュール11は拡張モジュール09の拡張したルートに対しそれと対応受信符号の間の瞬時測度を計算し、出力比較モジュール15は各瞬時測度を比較し、最小の瞬時測度対応のルートをデコードルートとする；そうでなければ、拡張モジュール09、第二計算モジュール11と第二ソーティングモジュール13は作業を繰り返す。
【００４０】
判决出力モジュール15は、保存されている測度最小の距離ストレージ05対応のルートストレージ07で保存されているルートを選別しデコードルートとし、判决出力をする。
【００４１】
前記ファストデコード装置では、Rnは正の整数であり、需要によりそれをプリセットする。ただし、OvXDMシステム対応のトレリスグラフのノード数より小さい。一つの実施例では、rがlogMRnの数値の切り下げである。その中、Mはシステムの次元を示し、2以上の整数である。
【００４２】
一つの実施例では、OvXDMシステムがOvTDMシステム、OvFDMシステムである場合、RnはMK-1より小さく、且つMK-4以上である。その中、Kは受信符号の重複回数である。その中、Mはシステムの次元を示し、2以上の整数である；OvXDMシステムがOvCDMシステムである場合、前記RnはML（K’-4）より小さく、且つML（K’-2）以上である。その中、K’は受信符号のエンコード支線数であり、Lは受信符号のエンコード制約長さであり、同様にMはシステムの次元を示し、2以上の整数である。
【００４３】
本出願は一種類のOvXDMシステムをも開示し、前記OvXDMシステムに適用されるファストデコード装置を含む。一つの実施例では、OvXDMシステムはOvTDMシステム、OvFDMシステム、OvCDM、OvSDM又はOvHDMシステムであっていい。
【００４４】
下記から若干実施例により本出願に対しさらなる説明をする。
【００４５】
実施例一
本実施例はOvFDMシステムを例とし説明する。
【００４６】
図3は、OvFDMシステムの発送側である。それはまず周波数意領域信号を一定の規則によりエンコードし、それから周波数領域信号を時間領域信号に変換し、即ち逆フーリエ変換を行い、その後信号を発送する。具体的には、まず設計パラメータにより一つの初期包絡波形を生成する；それから重複多重回数により前記初期包絡波形を周波数領域で予定のスペクトル間隔により変位し、各副搬送波包絡波形を得る；入力データシーケンスと各自対応の副搬送波包絡波形を相乗し、各副搬送波の変調包絡波形を得る；各副搬送波の変調包絡波形を周波数領域で重複し、周波数領域での多重変調包絡波形を得、最後に前記周波数領域での多重変調包絡波形を時間領域での多重変調包絡波形に変換し発送する。その中、スペクトル間隔は副搬送波のスペクトル間隔△Bである。その中、副搬送波スペクトル間隔△B= B/K、Bは前記初期包絡波形の帯域幅であり、Kは重複多重回数である。図4はOvFDMシステム受信側である。それがアンテナにより受信した信号は時間領域の信号である。受信信号をデコードするには、まず時間領域信号を周波数領域信号に変換し、即ちフーリエ変換を行ってからこそ処理できる。具体的には、まず受信信号に対し時間領域で符号同期を行う；それから各個の符号の時間領域の受信信号に対しサンプリングし、量化し、それを受信デジタル信号シーケンスに変える；時間領域信号を周波数領域信号に変換してから、当該周波数領域信号に対しスペクトル間隔 △Bでセグメントを分け、実際受信信号セグメントスペクトルを形成する；受信信号スペクトルと発送するデータ符号シーケンスの間の一対一の対応関係を形成し、最後にこのような一対一の対応関係により、データ符号シーケンスをテストする。OvFDMシステムでの逆フーリエ変換とフーリエ変換はサンプリング点数の設定に関わり、両者のサンプリング点数が一致すべきで、且つバリューが
2019522437.tif 000005
【００４７】
、nが正の整数である。
【００４８】
重複回数がKである2次元変調OvFDMシステムは、即ちM=2、そのトレリスグラフのノード数は2K-1で、伝統デコードアルゴリズムで必要な距離ストレージは2K-1個、ルートストレージも2K-1個である。図5は、受信信号長さN=4、重複回数K=3の場合システム対応のコードトリーグラフである。図により、コードトリーグラフの状態数が2K-1=4であることが分かる。それと相応に、図6のように、対応のトレリスグラフのノード数も4である。デコード状態が十分に展開される時に、各デコードステップは総じて8個のルートがある。実施例では、距離ストレージ05をRn個とし、ルートストレージ07をもRn個とす。その中、Rnは2K-1より小さいことで、デコードの複雑度を下げる。一つの実施例では、rをlog2Rnの数値の切り下げとする。下記からデコードステップを詳しく説明する。
【００４９】
（1）初期前r個の符号ルートと対応測度を確定する。
【００５０】
長さが
2019522437.tif 000006
【００５１】
である符号シーケンスは下記のように示される：
2019522437.tif 000007
【００５２】
、
2019522437.tif 000008
【００５３】
、...
2019522437.tif 000009
【００５４】
。2次元変調に対し、
2019522437.tif 000010
【００５５】
種類の可能な組み合わせ情報があり、組み合わせの形式は
2019522437.tif 000011
【００５６】
である。そのため、
2019522437.tif 000012
【００５７】
次元のマトリックスは
2019522437.tif 000013
【００５８】
と示す。その中、各行は長さ
2019522437.tif 000014
【００５９】
がである一グループの符号シーケンスを示す。それぞれ各グループの符号シーケンスと前
2019522437.tif 000015
【００６０】
個の受信符号の瞬時測度を計算する。下記のように定義する：
2019522437.tif 000016
【００６１】
。
【００６２】
その中、Vrは前
2019522437.tif 000017
【００６３】
個の受信符号であり、
2019522437.tif 000018
【００６４】
はOvFDMのウィンドウ関数であり、
2019522437.tif 000019
【００６５】
は
2019522437.tif 000020
【００６６】
の第i行の第r-k個の符号である。この時、デコードは
2019522437.tif 000021
【００６７】
個のノードに到達し、対応の瞬時測度は
2019522437.tif 000022
【００６８】
であり、対応の2r 個のデコードルートは
2019522437.tif 000023
【００６９】
の第i行符号であり、瞬時測度とルートをそれぞれ距離ストレージ05とルートストレージ07に保存する。
【００７０】
（2）2r個のノードに対し拡張する。各ノードは同時に2次元拡張を行える。入力が＋1である場合は上へ拡張し、入力が−1である場合は下へ拡張する。図7のように、拡張の到達するノードの瞬時測度を計算する：
2019522437.tif 000024
【００７１】
。
【００７２】
瞬時測度と当該ルートの前の時刻の累加測度を加算し、2r+1個ルートの測度を得る。
【００７３】
（3）2r+1個ルートの測度を並べ替え、ルート測度のより小さい前Rn個のノード及びそのルートを保留し、後の測度の大きなノードを捨てる；。
【００７４】
（4）引き続きRn個のノードに対し二次元拡張を行い、拡張が到達するノードの瞬時測度を計算し、瞬時測度と当該ノードの前の時刻の累加測度を加算する。トレリスグラフが完全に展開されるかを問わず、第nステップから前Rn個の到達ノード及びそのルート測度だけを保留し、より大きな測度のあるルート及びその距離を全部捨て、毎回は残りのRn個のノードに対し拡張する。このようにトレリスグラフのデータフレームが終わるまで続ける。
【００７５】
上記ステップにより、本出願の提示するファストデコード方法は毎回Rn個のノードだけを拡張し、伝統方法は2K-1個のノードを拡張する必要があることが分かる。一つの実施例では、Kが大きい場合、Rnのバリューがより小さくてもいい、且つRn＜2K-1を満足する。そのため、長さがNであるデコードシーケンスに対し、デコードの複雑度が大幅に下がっている。説明する必要のあるのは、本実施例は説明しやすいように、2次元変調システムで本出願のファストデコード方法を説明している。実際は、本方法はM次元変調のシステムに適用される。その中、Mが2以上の整数である。
【００７６】
下記からもう一つの実際の例で本実施例を説明する。
【００７７】
重複回数K=5の二次元変調のOvFDMシステムを例とする。矩形多重ウィンドウH=｛1 1 11 1｝で変調する。説明する必要のあるのは、本出願のファストデコード文法は、いろんな多重ウィンドウ関数に適用される。そのため、トレリスグラフが完全に展開された後に総じて2K-1=16個のノードがある。本例はRn=4とする。そのため、rはlog2Rnの数値の切り下げであり、つまり2である。説明する必要のあるのは、本出願のファストデコード方法では、Rnのバリューが2K-1より小さければデコードの複雑度を下げられる。
【００７８】
発送コードシーケンスをxi={+1 +1 -1 +1 -1 +1 +1 +1 -1 +1}とし、OvFDMシステムにより変調した後、得られる受信シーケンスはyi={+1 +2 +1 +2 +1 +1 +1 +3 +1 +3}である。
【００７９】
図6のように、採用している本出願のファストデコード方法は下記通りである：
（1）r=2のため、まず二つの符号が組み合わせにより得られるシーケンス組み合わせはそれぞれU1=｛+1 +1｝、U2=｛+1 -1｝、U3=｛-1 +1｝、U4=｛-1 -1｝である。受信シーケンスの前の二つの符号｛yi(1) yi(2) ｝をそれぞれU1、U2、U3、U4と測度を計算し、d1、d2、d3、d4を得る。それらを距離ストレージ05に保存する同時に、それと対応するルートU1、U2、U3、U4をルートストレージ07に保存する。説明しやすいように、下記から前記の四つの距離ストレージ05をd1、d2、d3、d4に言い換え、前記の四つのルートストレージ07を言い換える。
【００８０】
（2）現在の四つのノードを拡張し、各ノードは一つのルートと対応する。それらに対し二次元拡張を行う。そのため、八つの潜在ルートを得られ、それぞれは下記通りである：S1=｛U1 +1｝、S2=｛U1 -1｝、S3=｛U2 +1｝、S4=｛U2 -1｝、S5=｛U3 +1｝、S6=｛U3 -1｝、S7=｛U4 +1｝、S8=｛U4 -1｝。それから潜在ルート対応の測度を計算する：
2019522437.tif 000025
【００８１】
。
【００８２】
その中、
2019522437.tif 000026
【００８３】
は拡張前のノード対応の累加測度を示す；
（3）
2019522437.tif 000027
【００８４】
を並べ替え、より小さい四つのルートの瞬時距離を保留し、それらを距離ストレージd1、d2、d3、d4に更新し、それらと対応するルートSiをルートストレージU1、U2、U3、U4に更新する。この時、トレリスグラフではやはり四つのノードしか到達してなく、同時に四つのルートと対応する。
【００８５】
（4）ステップ（2）と（3）を繰り返す。現在の四つのノードを拡張し、各ノードは一つのルートと対応する。それらに対し二次元拡張を行う。そのため、八つの潜在ルートが得られ、それぞれはS1=｛U1 +1｝、S2=｛U1 -1｝、S3=｛U2 +1｝、S4=｛U2 -1｝、S5=｛U3 +1｝、S6=｛U3 -1｝、S7=｛U4 +1｝、S8=｛U4 -1｝である。それから潜在ルート対応の測度を計算する：
2019522437.tif 000028
【００８６】
。
その中、
2019522437.tif 000029
【００８７】
は拡張前のノード対応の累加測度を示す；
（5）
2019522437.tif 000030
【００８８】
を並べ替え、より小さい四つのルートの測度を保留し、それらを距離ストレージd1、d2、d3、d4に更新し、対応するルートSiをルートストレージU1、U2、U3、U4に更新する。この時、トレリスグラフではやはり四つのノードしか到達してなく、同時に四つのルートと対応する。
【００８９】
（6）最後の符号までの計算が終わる。この時、ルートストレージU1、U2、U3、U4と距離ストレージd1、d2、d3、d4はそれぞれ四つのルート及びその対応する測度を保存し、最小距離対応のルートは最終のデコード結果である。
【００９０】
図9と図10はそれぞれ本例のファストデコード方法と現在のビタビデコード方法の性能比較と運算時間比較を示している。図により、本例のファストデコード方法の性能損失が1dB以内であるが、時間を大幅に圧縮し、大幅デコードの複雑度を下げ、デコード効率を上げる同時に、デコード性能を保証している。
【００９１】
実施例二
本実施例はOvTDMシステムを例とし説明する。
【００９２】
図11は、OvTDMシステム発送側であり、まず設計パラメータにより時間領域での初期包絡波形を生成する；それから重複多重回数により、前記初期包絡波形を時間領域で予定の時間間隔で変位し、各時刻の偏移包絡波形を得る；入力データシーケンスと各時刻の偏移包絡波形を相乗し、各時刻の変調包絡波形を得る；各時刻の変調包絡波形を時間領域で重複し、時間領域での多重変調包絡波形を得て発送する。その中、時間間隔は△t、△t= T/K、Tは前記初期包絡波形の時間領域の広さ、Kは重複多重回数である。図12はOvTDMシステム受信側である。各フレーム内の受信信号に対し受信デジタル信号シーケンスを形成し、形成された受信デジタル信号シーケンスに対しテストを実施することで、前記フレーム長内の全ての符号に変調する変調データの判決を得る。
【００９３】
重複回数がKである2次元変調OvTDMシステムは、そのトレリスグラフのノード数は2K-1、伝統デコードアルゴリズムで必要な距離ストレージは2K-1個であり、ルートストレージも2K-1個である。図13は、受信信号長さN=4、重複回数K=3の場合システム対応のコードトリーグラフである。図により、コードトリーグラフの状態数が2K-1=4であることが分かる。それと相応に、図14のように、対応のトレリスグラフのノード数も4である。デコード状態が十分に展開される時に、各デコードステップは総じて8個のルートがある。実施例では、距離ストレージ05をRn個とし、ルートストレージ07をもRn個とする。その中、Rnが2K-1より小さいことで、デコードの複雑度下げる。一つの実施例では、rはlog2Rnの数値の切り下げである。下記から詳しくデコードステップを説明する。
【００９４】
（1）長さが
2019522437.tif 000031
【００９５】
である符号シーケンスは下記のように示される：
2019522437.tif 000032
【００９６】
、
2019522437.tif 000033
【００９７】
、...
2019522437.tif 000034
【００９８】
、2次元変調に対し、総じて
2019522437.tif 000035
【００９９】
種類の可能な組み合わせ情報があり、組み合わせの形式は
2019522437.tif 000036
【０１００】
である。そのため、
2019522437.tif 000037
【０１０１】
次元のマトリックスを得られ、
2019522437.tif 000038
【０１０２】
と示される。その中、各行は1グループの長さ
2019522437.tif 000039
【０１０３】
がである符号シーケンスを示す。それぞれ各グループの符号シーケンスと前
2019522437.tif 000040
【０１０４】
個の受信符号の瞬時測度を計算し、
2019522437.tif 000041
【０１０５】
と定義する。
【０１０６】
その中、
2019522437.tif 000042
【０１０７】
は前
2019522437.tif 000043
【０１０８】
個の受信符号であり、
2019522437.tif 000044
【０１０９】
はOvTDMのウィンドウ関数であり、
2019522437.tif 000045
【０１１０】
は
2019522437.tif 000046
【０１１１】
の第i行の第r-k個の符号である。この時、デコードは
2019522437.tif 000047
【０１１２】
個のノードに到達し、対応の瞬時測度は
2019522437.tif 000048
【０１１３】
で、対応の2r個のデコードルートは
2019522437.tif 000049
【０１１４】
の第i行符号で、瞬時測度とルートをそれぞれ距離ストレージ05とルートストレージ07に保存する。
【０１１５】
（2）2r個のノードを拡張し、各ノードは同時に2次元拡張を行える、入力が＋1である場合は上へ拡張し、入力が−1である場合は下へ拡張する。図15のように、拡張の到達するノードの瞬時測度を計算する：
2019522437.tif 000050
【０１１６】
。
【０１１７】
瞬時測度と当該ルートの前の時刻の累加測度を加算し、2r+1個のルートの測度を得る。
【０１１８】
（3）2r+1個のルートの測度を並べ替え、ルート測度のより小さい前Rn個のノード及びそのルートを保留し、後の測度の大きなノードを捨てる；。
【０１１９】
（4）引き続きRn個のノードに対し二次元拡張を行い、拡張が到達するノードの瞬時測度を計算し、瞬時測度と当該ノードの前の時刻の累加測度を加算し、トレリスグラフが完全に展開されるかを問わず、第nステップから前Rn個の到達ノード及びそのルート測度だけを保留し、より大きな測度のあるルート及びその距離を全部捨て、毎回は残りのRn個のノードに対し拡張する。このようにトレリスグラフのデータフレームが終わるまで続ける。
【０１２０】
上記ステップにより、本出願の提示するファストデコード方法は毎回Rn個のノードだけを拡張するが、伝統方法は2K-1個のノードを拡張する必要があることが分かる。一つの実施例では、Kが大きい場合、Rnのバリューが小さくてもいい、且つRn＜2K-1満足する。そのため、長さがNであるデコードシーケンスに対し、デコードの複雑度が大幅に下がっている。説明する必要のあるのは、本実施例は説明しやすいように、2次元変調システムで本出願のファストデコード方法を説明している。実際は、本方法はM次元変調のシステムに適用される。その中、Mが2以上の整数である。
【０１２１】
下記からもう一つの実際の例で本実施例を説明する。
【０１２２】
重複回数K=5の二次元変調のOvTDMシステムを例とする。それは矩形多重ウィンドウH=｛1 1 1 1 1｝で変調する。説明する必要のあるのは、本出願のファストデコード文法は、以南名多重ウィンドウ関数に適用される。そのため、トレリスグラフが完全に展開された後に総じて2K-1=16個のノードがある。本例はRn=4とする。そのため、rはlog2Rnの数値の切り下げであり、つまり2である。説明する必要のあるのは、本出願のファストデコード方法では、Rnのバリューが2K-1より小さければデコードの複雑度を下げられる。
【０１２３】
発送コードシーケンスをxi={+1 +1 -1+1 -1 +1 +1 +1 -1 +1}とし、OvTDMシステムにより変調した後に、得られる受信シーケンスはyi={+1 +2 +1 +2 +1 +1 +1 +3 +1 +3}である。
【０１２４】
図16のように、採用している本出願のファストデコード方法は下記通りである：
（1）r=2のため、まず二つの符号が組み合わせにより得られるシーケンス組み合わせは下記通りである：U1=｛+1 +1｝、U2=｛+1 -1｝、U3=｛-1 +1｝、U4=｛-1 -1｝。受信シーケンスの前の二つの符号｛yi(1) yi(2) ｝をそれぞれU1、U2、U3、U4と測度を計算し、d1、d2、d3、d4を得る。それらを距離ストレージ05に保存する同時に、それと対応するルートU1、U2、U3、U4をルートストレージ07に保存する。説明しやいように、下記から前記の四つの距離ストレージ05をd1、d2、d3、d4に言い換え、前記の四つのルートストレージ07をU1、U2、U3、U4に言い換える。
【０１２５】
（2）現在の四つのノードを拡張し、各ノードが一つのルートと対応し、それらに対し二次元拡張を行う。そのため、八つの潜在ルートを得られ、それぞれは下記のようである：S1=｛U1 +1｝、S2=｛U1 -1｝、S3=｛U2 +1｝、S4=｛U2 -1｝、S5=｛U3 +1｝、S6=｛U3 -1｝、S7=｛U4 +1｝、S8=｛U4 -1｝。それから潜在ルート対応の測度を計算する：
2019522437.tif 000051
【０１２６】
。
【０１２７】
その中、
2019522437.tif 000052
【０１２８】
は拡張前のノード対応の累加測度を示す；
（3）
2019522437.tif 000053
【０１２９】
を並べ替え、より小さい四つのルートの瞬時距離を保留し、それらを距離ストレージd1、d2、d3、d4に更新し、それと対応するルートSiをルートストレージU1、U2、U3、U4に更新する。この時、トレリスグラフでやはり四つ4個のノードしか到達してなく、同時に四つのルートと対応する。
【０１３０】
（4）ステップ（2）と（3）を繰り返す。現在の四つのノードを拡張し、各ノードが一つのルートと対応し、それらに対し二次元拡張を行う。そのため、八つの潜在ルートを得られ、それぞれは下記のようであるS1=｛U1 +1｝、S2=｛U1 -1｝、S3=｛U2 +1｝、S4=｛U2 -1｝、S5=｛U3 +1｝、S6=｛U3 -1｝、S7=｛U4 +1｝、S8=｛U4 -1｝、それから潜在ルート対応の測度を計算する：
2019522437.tif 000054
【０１３１】
。
【０１３２】
その中、
2019522437.tif 000055
【０１３３】
は拡張前のノード対応の累加測度を示す。
【０１３４】
（5）
2019522437.tif 000056
【０１３５】
を並べ替え、より小さい四つのルートの測度を保留し、それらを距離ストレージd1、d2、d3、d4に更新し、それと対応するルートSiをルートストレージU1、U2、U3、U4に更新する。この時、トレリスグラフでやはり四つ4個のノードしか到達してなく、同時に四つのルートと対応する。
【０１３６】
（6）最後の符号までの計算が終わる、この時ルートストレージU1、U2、U3、U4と距離ストレージd1、d2、d3、d4はそれぞれ四つのルート及びその対応する測度を保存し、最小距離対応のルートは最終のデコード結果である。
【０１３７】
図17と図18は、それぞれ本例のファストデコード方法と現在のビタビデコード方法の性能比較と運算時間比較を示している。それはコンピュータで10000回のモンテカルロシミュレーションの結果である。図により、本例のファストデコード方法の性能損失が1dB以下であるが、時間を大幅に圧縮し、大幅デコードの複雑度を下げ、デコード効率を上げる同時に、デコード性能を保証している。
【０１３８】
実施例三
本実施例はOvCDMシステムを例とし説明する。
OvCDMシステムの重複コード分割多重の中心は重複と多重であり、目的は通信システムのスペクトル効率を向上することである。OvCDMシステムは、畳み込みエンコード係数を複数領域の広義畳み込みエンコードモデルに押し広め、符号重複により制約関係を生み出す。主なパラメータはエンコード支線数K’路とエンコード制約長さLを含む。そのシステム構成図は図19に示され、対応するエンコーダーの構成は附図20に示されている。OvCDMシステムのキーポイントはエンコードマトリックスで、即ち畳み込み拡張係数である。それがシニア関係を満足することを要求する。この時、入力シーケンスと出力シーケンスは一対一に対応するため、理論的にはエラーコード無しにデコードできるのである。一般的には、コンピュータによりすべての測度のより大きいマトリックスを捜索しエンコードマトリックスとする。そのエンコードマトリックスの配列は附図21のようである。
【０１３９】
本実施例のファストデコード方法を説明するために、まずOvCDMシステムのエンコードプロセスを提示する。
【０１４０】
（1）発送待ちデータをデシリアライズによりK’チャンネルのサブデータストリームに変換し、第iチャンネルのデータストリームはui=ui,0ui,1ui,2…と示す。例えば、K’=2の場合、u0=u0,0u0,1u0,2…、u1=u1,0u1,1u1,2…。
【０１４１】
（2）各チャンネルのデータを一つのシフトレジスターに入れ重み付け・重複をし、第iチャンネルの重み付け係数はbi=bi,0bi,1bi,2…である。それは複数ベクトルである。
【０１４２】
（3）各チャンネルの信号を加算し出力し、最終的にOvCDMエンコーダーの出力はc=c0c1c2…、
2019522437.tif 000057
【０１４３】
である。
【０１４４】
OvCDMのコードレートは
2019522437.tif 000058
【０１４５】
である。
【０１４６】
その中、nはサブデータストリームの長さである。nが長い場合、シフトレジスタースミアリング所によるコードレート損失は無視していいので、
2019522437.tif 000059
【０１４７】
となる。
【０１４８】
伝統の二元域畳み込みエンコードモデルのコードレートは一般的に1より小さく、スペクトル効率の損失を引き起こす。OvCDMの複数領域の畳み込みエンコードのコードレートは1と等しいので、シングルチャンネルの畳み込みエンコード拡張はスペクトル効率の損失を引き起こさず、余分のエンコード増益を増やす。
【０１４９】
受信側が信号を受信した後に、まず信号に対し同期、チャンネル推定、デジタル化処理を行ってから、処理後のデータに対しファストデコードを行う。デコードアルゴリズムの中心は受信信号と理想状態の測度の計算により、ルートストレージと測度で最適のデコードルートを判決し、最終的なテストシーケンス得る。シーケンステストプロセスのブロック図は附図22に示されている。
【０１５０】
本実施例のOvCDMシステムに適用されるファストデコード方法は、具体的なステップが下記通りである。
【０１５１】
OvCDMシステムのエンコード支線数をK’チャンネルとし、エンコード制約長さをLとし、エンコード出力ベクトルの次元数をNとし、二次元変調を採用する。そのため、コードエレメントは＋1、−1である。
【０１５２】
（1）初期状態：
初期ノード状態、即ち
2019522437.tif 000060
【０１５３】
のルート測度をd0,0=0とする。
【０１５４】
（2）ノードの測度を計算する：
各ノードはトータルS個の状態を含み、第
2019522437.tif 000061
【０１５５】
個のノードの測度を求める。方法は全部m個の前状態からこの状態に遷移する理想信号波形と受信信号シーケンス
2019522437.tif 000062
【０１５６】
の間の測度
2019522437.tif 000063
【０１５７】
を計算する。その計算式は
2019522437.tif 000064
【０１５８】
である。
【０１５９】
（3）累加測度を計算する：
現在ノードの各状態
2019522437.tif 000065
【０１６０】
の測度
2019522437.tif 000066
【０１６１】
とそれぞれの出発状態
2019522437.tif 000067
【０１６２】
の測度
2019522437.tif 000068
【０１６３】
を加算し、新しいm個ルートの累加測度を生成する。
【０１６４】
（4）ルート選別：
ルート測度を並べ替え、ルート測度のより小さい
2019522437.tif 000069
【０１６５】
個のルートを選び、対応するルートをルートストレージに保存し、測度を距離ストレージに保存する。残りのルートを捨て、次の段階は保留ルートから拡張する。
【０１６６】
（5）最終ルートの確定：
デコードが終わるまでステップ（2）-（4）を繰り返す。この時、ストレージではトータル
2019522437.tif 000070
【０１６７】
個のルート及び対応するルート測度を穂損している。測度最小のルートはデコード結果である。
【０１６８】
下記からもう一つの実例で説明する。
【０１６９】
本例は入力データストリームを
2019522437.tif 000071
【０１７０】
とし、K’=2、L=2、エンコードマトリックス
2019522437.tif 000072
【０１７１】
を例とし、OvCDMシステムのデコードプロセスを説明する。当該パラメータ設計では、OvCDMシステムの対応するトレリスグラフは図23のようである。
【０１７２】
（1）エンコードプロセス
まずK’=2に対し、入力データストリーム
2019522437.tif 000073
【０１７３】
を2チャンネルに変換する。それぞれは：
2019522437.tif 000074
【０１７４】
各チャンネルの畳み込み係数は
2019522437.tif 000075
【０１７５】
とする。附図20エンコード構成と附図23のトレリスグラフを参照し、そのエンコード出力は
2019522437.tif 000076
【０１７６】
である。OvCDMシステムのエンコード実現プロセスはほかの方法を採用してもいい。本出願の発明ポイントはデコードプロセスであり、エンコードプロセスではない。
【０１７７】
（2）デコードプロセスは図24に示されている：
信号同期、チャンネル推定、デジタル化処理の後に、受信側が信号シーケンスを受信する。説明しやすいように、仮に理想状態とし、この時の受信信号シーケンスは
2019522437.tif 000077
【０１７８】
であり、受信信号を利用しデコードする。
【０１７９】
受信した第一個の符号が1-jで,それと理想の四つの状態（1,1）、（1、-1）、（-1,1）、（-1、-1）に対しそれぞれ測度を求める。この時、前の3個より小さい測度対応のルートは小さいほうからの順は（1,-1）、（1,1）、（-1、-1）である。対応する前の3個より小さい測度及び対応するルートを、それぞれ距離ストレージ05とルートストレージ07に保存する。
【０１８０】
それから第2個の符号-2を処理する。現在保留のルート対応の状態はそれぞれ（1,-1）、（1,1）、（-1、-1）である。各状態に対し拡張し、各状態が四次元拡張を行える。そのため、12個のルートを得る。各ルートと現在受信符号の測度を計算し、この12個のルートの測度を並べ替え、前の3個より小さい測度を保留する。ストレージを更新し、測度と対応のルートをそれぞれ距離ストレージ05とルートストレージ07に保存する。
【０１８１】
後の符号は同じ方法を採用し、累加を求めることにより12個の測度を得、測度最小の三つのルート及びそれと対応する測度を保留する。最後の符号の計算が終わるまで、この時に得た3つのルート及び対応のルート測度は、測度最小のルート対応のシーケンスが最終デコード出力シーケンスであり、即ち（1、-1、-1、-1、-1、1、-1、1、1、-1、1、-1、-1、-1、-1、1）である。デコードが終了する。
【０１８２】
上記の実施例一から実施例三までは、保存されるルートを拡張する時に、いずれも保存される各ルートの最後のノードを拡張する案である。下記の実施例では、現在保存されている最小測度対応のルートだけを拡張する。
【０１８３】
実施例四
OvFDMシステムを例とする。重複回数がKである2次元変調OvFDMシステムは、即ちM=2、そのトレリスグラフのノード数は2K-1で、伝統デコードアルゴリズムで必要な距離ストレージは2K-1個で、ルートストレージも2K-1個で、実施例ではK=3の低重複で説明する。
【０１８４】
（1）初期前r個の符号ルートと対応測度を確定する。
長さがrである符号シーケンスは
2019522437.tif 000078
【０１８５】
、
2019522437.tif 000079
【０１８６】
、...
2019522437.tif 000080
【０１８７】
と示す。2次元変調に対し、総じて
2019522437.tif 000081
【０１８８】
種類の可能な組み合わせ情報があり、組み合わせの形は
2019522437.tif 000082
【０１８９】
である。そのため、
2019522437.tif 000083
【０１９０】
次元のマトリックスを得られ、
2019522437.tif 000084
【０１９１】
と示す。その中、各行は1グループの長さがrである符号シーケンスを示す。それぞれ各グループの符号シーケンスと前r個の受信符号の瞬時測度を計算する。下記のように定義する：
2019522437.tif 000085
【０１９２】
。その中、
2019522437.tif 000086
【０１９３】
は前
2019522437.tif 000087
【０１９４】
個の受信符号で、
2019522437.tif 000088
【０１９５】
はOvFDMシステムのウィンドウ関数で、
2019522437.tif 000089
【０１９６】
は
2019522437.tif 000090
【０１９７】
の第i行の第(r-j)個の符号である。この時、デコードは第r個のノードに到達し、
2019522437.tif 000091
【０１９８】
個のデコードルートUと
2019522437.tif 000092
【０１９９】
個の瞬時測度dを含む。各デコードルートのノード深さは全部rである。瞬時測度と対応のデコードルートをそれぞれ距離ストレージ05とルートストレージ07に保存する。
【０２００】
（2）測度最小値と最大値を見つける。
【０２０１】
（1）で得た
2019522437.tif 000093
【０２０２】
個の瞬時測度を順じに並べ替え、それぞれ測度最小と最大の対応するインデックス
2019522437.tif 000094
【０２０３】
を見つける。測度最小のインデックス対応の瞬時測度は
2019522437.tif 000095
【０２０４】
である。測度最小対応のインデックスノードの深さに1を足し、ノードの深さはr+1となる。
【０２０５】
（3）ノード拡張
測度最小のインデックス対応のデコードルートを拡張し、1と-1の二つの支線に拡張できる。即ちデコードルートは
2019522437.tif 000096
【０２０６】
と
2019522437.tif 000097
【０２０７】
となる。拡張後のデコードルートは総じて2r+1個あるが、2r 個のルートだけを保留すればいい。そのため、（2）で見つけた最大測度インデックス対応のデコードルートを削除し、1に拡張されたデコード支線
2019522437.tif 000098
【０２０８】
をインデックスが
2019522437.tif 000099
【０２０９】
であるストレージに保存される（-1支線で置き換えてもいい）。-1支線
2019522437.tif 000100
【０２１０】
は引き続きインデックスが
2019522437.tif 000101
【０２１１】
であるストレージに保存される。この時、デコードルートの中では
2019522437.tif 000102
【０２１２】
インデックス対応のノード深さだけはr+1であり、ほかのインデックスのノード深さはやはりrである。
【０２１３】
（4）累加測度を計算する
拡張後の二つのルートでそれぞれ受信した符号と瞬時測度を求める。計算式が（2）での測度計算式と同じで、得られた二つのルートの測度はそれぞれ
2019522437.tif 000103
【０２１４】
。それらをそれぞれrノード対応の瞬時測度と加算し、累加測度を得る。加算プロセスでは、重み因子alphaを導入し、バリューが0より大きい且つ1以下で、具体の数値はシステム需要による。このようにする目的は、ノード深さの増加とともに、現在ノードから遠いノード測度の参考性をだんだん弱めることである。加算プロセスは下記のように示される：
2019522437.tif 000104
【０２１５】
、
2019522437.tif 000105
【０２１６】
。得られる累加測度はそれぞれ（3）で対応する
2019522437.tif 000106
【０２１７】
ストレージに保存される。
【０２１８】
残りの符号シーケンスに対し同様に前記（2）~（4）の方法を採用し、ノード深さが符号シーケンスの深さNになるまで、選別・拡張を行う。最後の符号拡張後の瞬時測度を比較し、より小さいものは最終出力のデコードルートである。
【０２１９】
上記ステップにより、本特許提示のファストデコード方法は毎回
2019522437.tif 000107
【０２２０】
個のノードだけを拡張するが、伝統方法は2K-1次個のノードを拡張することが分かる。
2019522437.tif 000108
【０２２１】
が大きい場合、
2019522437.tif 000109
【０２２２】
のバリューが小さくてもいい、且つRn<2K-1を満足する。そのため、長さがNであるデコードシーケンスに対し、デコードの複雑度が大幅に下がっている。
【０２２３】
実施例五
本実施例はOvTDMシステムを例とし説明する。二次元変調のOvTDMシステムに対し、トレリスグラフの原点から、重複重数Kがどれほど大きくても、二つの到達ノードしかない。それぞれこの二つノード支線に到達する瞬時測度を計算し、二つのノード到達の瞬時ルート測度からより小ほうを選び拡張する。それぞれ二つの支線を拡張する瞬時測度を計算し、この二つの到達ノードを記録する。各時刻は最大Rn個の到達ノード及びそのルートの瞬時測度だけを保留し、毎回最小瞬時ルート測度のノードから拡張する。拡張するごとに一つの到達ノードが増え、より大きい瞬時ルート測度をもつルート及びその測度を全部廃棄する。このようにトレリスグラフのデータフレームが終わるまで続ける、最小瞬時ルート測度の到達ノードのルートは判決出力である。下記からデコードステップを詳しく説明する。実施例ではRn=2rとする。
【０２２４】
（1）初期前r個の符号ルートと対応測度を確定する。
【０２２５】
長さがrである符号シーケンスは
2019522437.tif 000110
【０２２６】
、
2019522437.tif 000111
【０２２７】
、...
2019522437.tif 000112
【０２２８】
で、2次元変調に対し、総じて
2019522437.tif 000113
【０２２９】
種類の可能な組み合わせ情報があり、組み合わせの形は
2019522437.tif 000114
【０２３０】
である。そのため
2019522437.tif 000115
【０２３１】
次元のマトリックスを得られ、
2019522437.tif 000116
【０２３２】
と示す。その中、各行は1グループの長さがrである符号シーケンスを示す。それぞれ各グループの符号シーケンスと前r個の受信符号の瞬時測度を計算する。下記のように定義する：
2019522437.tif 000117
【０２３３】
。
【０２３４】
その中、
2019522437.tif 000118
【０２３５】
は前
2019522437.tif 000119
【０２３６】
個の受信符号で、
2019522437.tif 000120
【０２３７】
はOvTDMシステムのウィンドウ関数で、
2019522437.tif 000121
【０２３８】
は
2019522437.tif 000122
【０２３９】
の第i行の第(r-j)個の符号である。この時、デコードは第r個のノードに到達し、
2019522437.tif 000123
【０２４０】
個のデコードルートUと
2019522437.tif 000124
【０２４１】
個の瞬時測度dを含み、各デコードルートのノード深さは全部rである。瞬時測度と対応のデコードルートをそれぞれ距離ストレージ05とルートストレージ07に保存する。
【０２４２】
（2）測度最小値と最大値を見つける。
【０２４３】
（1）で得た
2019522437.tif 000125
【０２４４】
個の瞬時測度を順次に並べ替え、それぞれ測度最小と最大対応のインデックス
2019522437.tif 000126
【０２４５】
を見つけ、測度最小インデックス対応の瞬時測度は
2019522437.tif 000127
【０２４６】
である。測度最小対応のインデックスノード深さに1を足し、ノード深さはr+1となる。
【０２４７】
（3）ノード拡張
測度最小のインデックス対応のデコードルートを拡張し、1と-1の二つの支線に拡張できる。即ちデコードルートは
2019522437.tif 000128
【０２４８】
と
2019522437.tif 000129
【０２４９】
となる。拡張後のデコードルートは総じて2r+1個あるが、2r 個のルートを保留すればいい。そのため、（2）で見つけた最大測度インデックス対応のデコードルートを削除し、1に拡張されたデコード支線を
2019522437.tif 000130
【０２５０】
インデックスが
2019522437.tif 000131
【０２５１】
であるストレージに保存し（-1支線で置き換えてもいい）、-1支線
2019522437.tif 000132
【０２５２】
は引き続きインデックスが
2019522437.tif 000133
【０２５３】
であるストレージに保存される。この時、デコードルートの中では
2019522437.tif 000134
【０２５４】
インデックス対応のノード深さだけはr+1であり、ほかのインデックスのノード深さはやはりrである。
【０２５５】
（4）累加測度を計算する
拡張後の二つのルートでそれぞれ受信した符号と瞬時測度を求める。計算式が（2）での測度計算式と同じで、得られた二つのルートの測度はそれぞれ
2019522437.tif 000135
【０２５６】
。それらをそれぞれrノード対応の瞬時測度と加算し、累加測度を得る。加算プロセスでは、重み因子alphaを導入し、バリューが0~1であり、具体的な数値はシステム需要による。このようにする目的は、ノード深さの増加とともに、現在ノードから遠いノード測度の参考性をだんだん弱めることである。加算プロセスは下記のように示される：
2019522437.tif 000136
【０２５７】
、
2019522437.tif 000137
【０２５８】
。得られる累加測度はそれぞれ（3）で対応する
2019522437.tif 000138
【０２５９】
ストレージに保存される。
【０２６０】
残りの符号シーケンスに対し同様に前記（2）~（4）の方法を採用し、ノード深さが符号シーケンスの深さNになるまで、選別・拡張を行う。最後の符号拡張後の瞬時測度を比較し、より小さいものは最終出力のデコードルートである。
【０２６１】
上記ステップにより、本特許提示のファストデコード方法は毎回Rn個のノードだけを拡張するが、伝統方法は2K-1次個のノードを拡張する必要があることが分かる。Kが大きい場合、Rnのバリューが小さくてもいい、且つRn<2K-1を満足している、そのため長さがNであるデコードシーケンスに対し、デコードの複雑度が大幅に下がっている。
【０２６２】
実施例六
OvCDMシステムの構成に対し再度詳しく説明しない。実施例ではOvCDMシステムのエンコード支線数をK’チャンネルとし、エンコード制約長さをLとし、エンコード出力ベクトルの次元数をNとし、二次元変調を採用する。そのため、コードエレメントは＋1、−1である。エンコード支線数がK’チャンネルで、エンコード制約長さがLであるため、各状態の到達可能なノード数mは2K’であり、総じて2K’個の状態Sを含む。そのため、すべての状態の到達可能なノード数は総じて22K’である。実施例では、距離ストレージ05をRn個とし、ルートストレージ07をもRn個とする。その中、Rnが2K’-1より小さいことで、デコードの複雑度を下げる。一つの実施例では、rをlog2Rnの数値の切り下げとする。
【０２６３】
（1）初期状態：
初期ノード状態（
2019522437.tif 000139
【０２６４】
）のルート測度をd0、0=0とする。
【０２６５】
（2）初期前r個の符号ルートと対応測度を確定する
長さがrである符号シーケンスは
2019522437.tif 000140
【０２６６】
、
2019522437.tif 000141
【０２６７】
、...
2019522437.tif 000142
【０２６８】
で、2次元変調に対し、総じて
2019522437.tif 000143
【０２６９】
種類の可能な組み合わせ情報があり、組み合わせの形は
2019522437.tif 000144
【０２７０】
である。そのため、
2019522437.tif 000145
【０２７１】
次元のマトリックスを得られ、
2019522437.tif 000146
【０２７２】
と示す。その中、各行は1グループの長さがrである符号シーケンスを示す。それぞれ各グループの符号シーケンスと前r個の受信符号の瞬時測度を計算する。下記のように定義する：
2019522437.tif 000147
【０２７３】
。
その中、
2019522437.tif 000148
【０２７４】
は前
2019522437.tif 000149
【０２７５】
個の受信符号で、
2019522437.tif 000150
【０２７６】
はOvCDMのエンコードマトリックスで、
2019522437.tif 000151
【０２７７】
は
2019522437.tif 000152
【０２７８】
の第i行の第(r-j)個の符号である。この時、デコードは第r個のノードに到達し、
2019522437.tif 000153
【０２７９】
個のデコードルートUと
2019522437.tif 000154
【０２８０】
個の瞬時測度dを含み、各デコードルートのノード深さは全部rである。瞬時測度と対応のデコードルートをそれぞれ距離ストレージ05とルートストレージ07に保存する。
【０２８１】
（3）ノードの測度を計算する：
各ノードはトータルS個の状態を含み、第
2019522437.tif 000155
【０２８２】
個のノードに対しその測度を求める。方法は全部m個の前の状態からこの状態に遷移する理想信号符号と受信信号シーケンス
2019522437.tif 000156
【０２８３】
の間の測度
2019522437.tif 000157
【０２８４】
を計算する。その計算式は
2019522437.tif 000158
【０２８５】
である。
【０２８６】
（4）累加測度を計算する：
現在ノードの各状態
2019522437.tif 000159
【０２８７】
のユークリッド距離
2019522437.tif 000160
【０２８８】
とそれぞれの出発状態
2019522437.tif 000161
【０２８９】
の測度
2019522437.tif 000162
【０２９０】
を加算し、新しいm個のルートの累加ユークリッド距離を生成する。加算プロセスでは、重み因子alphaを導入し、バリューが0~1であり、具体的な数値はシステム需要による。このようにする目的はノード深さの増加とともに、現在ノードから遠いノードの測度の参考性をだんだん弱めることである。
【０２９１】
（5）ルート選別：
累加のユークリッド距離を並べ替え、累加ユークリッド距離最小のルートを選び拡張する。m個の支線を拡張でき、これらm個の支線に対し順次に現在ノード測度を求める。測度最小のルートを保留する同時に、残りの（m-1）個のルートを捨てる。この時、ストレージでは総じてRn個のルート及び対応の測度を含んでいる。
【０２９２】
（6）最終ルートの確定：
デコードが終わるまでステップ（3）-（5）を繰り返す。この時、ストレージでは総じてRn個のルート及び対応のルートユークリッド距離を保留しているユークリッド距離最小のルートはデコード結果である。
【０２９３】
実施例では、保留されるルート数Rnはデコードプロセスの保留情報を決めている。エンコード支線数がK’であるOvCDMシステムに対し、捨てられるルート数は22K’-Rnであるため、Rnは小さいほどデコードの複雑度は低い。しかしRnは無限度に小さいわけがない。Rnが小さいほど、デコード性能の損失が大きく、同じエラーレート条件でより高い信号ノイズ比が必要となる。そのため、実際のシステム及びチャンネルにより、適切なRnを選ぶ必要がある。デコードの複雑度を下げる同時、デコードの性能の損失が低いことを保証する。一般的には、Rnの値を2L（K’-4）以上且つ2L（K’-2）以下とする。この時、デコード性能を保証する同時に大幅にデコードの複雑度を下げることができる。
【０２９４】
本出願提示のファストデコード方法及び装置は、OvXDMシステムに応用されるほかに、実際のモバイル通信システムにも応用できる。例えばTD-LTE、TD-SCDMA等のシステム。また、衛星通信、マイクロウェーブ視界通信、散乱通信、大気圏光通信、赤外線通信と水中通信などいかなる無線通信システムにも幅広く応用できる。本出願のファストデコード方法及び装置は、大容量の無線伝送にも、小容量の小型無線電気システムにも応用できる。
【０２９５】
本特許提示のファストデコード方法は、デコードのルート拡張期間に、拡張されるノードを選別する。正しいルートはよりよい幾つかのルートの一つであるため、よりよいノードを選び拡張し、より悪いノードを廃棄し、後期にそれを拡張しないことにより、デコードの複雑度を下げ、システムのデコード効率を上げている。
【０２９６】
上記内容は具体的な実施方法と結び合わせ、本出願に対しさらなる詳しい説明であり、本出願の具体的な実施はこれらの説明に限られると見なしてはならない。本出願の所属技術分野の一般技術者にとっては、本出願の構想を逸脱しない前提では、また若干簡単な変化や差し替えを行うことができるのである。
【図１】
2019522437.tif 000173
【図２】
2019522437.tif 000174
【図３】
2019522437.tif 000175
【図４】
2019522437.tif 000176
【図５】
2019522437.tif 000177
【図６】
2019522437.tif 000178
【図７】
2019522437.tif 000179
【図８】
2019522437.tif 000180
【図９】
2019522437.tif 000181
【図１０】
2019522437.tif 000182
2019522437.tif 000183
【図１１】
2019522437.tif 000184
【図１２】
2019522437.tif 000185
【図１３】
2019522437.tif 000186
【図１４】
2019522437.tif 000187
【図１５】
2019522437.tif 000188
【図１６】
2019522437.tif 000189
【図１７】
2019522437.tif 000190
【図１８】
2019522437.tif 000191
【図１９】
2019522437.tif 000192
【図２０】
2019522437.tif 000193
【図２１】
2019522437.tif 000194
【図２２】
2019522437.tif 000195
【図２３】
2019522437.tif 000196
【図２４】
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【図２５】
2019522437.tif 000198
【手続補正書】
【提出日】平成31年3月11日(2019.3.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
OvXDMシステムに適用されるファストデコード方法は、下記ステップを含むことである：
ステップ一、それぞれ前r個の符号の潜在するすべてのルートと受信符号シーケンスの前r個の受信符号の間の測度を計算する；前記rはすべての符号の個数より小さい；
ステップ二、算出された各測度を並べ替え、その小さいRn個の測度及びそれぞれ対応のルートを保存する；
ステップ三、現在保存されている各ルートの最後のノードを拡張し、拡張されたルートに対しそれと受信符号シーケンスの対応する受信符号の間の瞬時測度を計算し、各瞬時測度とその前の時刻対応の累加測度を加算し、現在時刻加算後の各ルートの累加測度を得る；前記瞬時測度は下記のようである：
2019522437.tif 000199
その中、Vrは前
2019522437.tif 000200
個の受信符号であり、
2019522437.tif 000201
はウィンドウ関数であり、
2019522437.tif 000202
は
2019522437.tif 000203
の第i行の第r-k個の符号である；
ステップ四、前記加算後の各ルートの累加測度を並べ替え、その小さいRn個の測度及びそれぞれ対応のルートを保存する；
ステップ五、ステップ三で受信符号シーケンスで最後の符号対応のノードまで拡張し、ステップ四でそれと相応に対応する受信符号シーケンスの中の小さいRn個測度及びそれぞれ対応のルートを保存した場合は停止し、そうでなければ、ステップ三とステップ四を繰り返す；
ステップ六、測度最小のルートを選びデコードルートとし、判決出力をする；
その中、Rnは正の整数であり、且つOvXDMシステム対応のトレリスグラフのノード数より小さいことを特徴とするOvXDMシステムに適用されるファストデコード方法。
【請求項２】
前記OvXDMシステムがOvTDMシステム、OvFDMシステム、OvCDMシステム、OvSDMシステム又はOvHDMシステムことを特徴とする請求項1記載のOvXDMシステムに適用されるファストデコード方法。
【請求項３】
前記OvXDMシステムがOvTDMシステム又はOvFDMシステムである場合は、前記RnがMK-1より小さく、且つMK-4以上であり、Kは受信符号の重複回数であり、Mは次元であり、Mのバリューが2以上の整数であり、
前記OvXDMシステムがOvCDMシステムである場合、前記RnはML（K’-4）より小さく、且つML（K’-2）以上であり、K’は受信符号のエンコード支線数であり、Lは受信符号のエンコード制約長さことを特徴とする請求項2記載のOvXDMシステムに適用されるファストデコード方法。
【請求項４】
rがlogMRnの数値の切り下げであり、M は次元であり、バリューが2以上の整数ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか記載のOvXDMシステムに適用されるファストデコード方法。
【請求項５】
OvXDMシステムに適用されるファストデコード装置は、下記を含むことである：
第一計算モジュールは、それぞれ前r個の符号の潜在する全てのルートと前r個の受信符号の間の測度を計算することに使われる；
第一ソーティングモジュールは、算出された各測度を並べ替えることに使われる；
Rn個距離ストレージ及び対応のRn個ルートストレージは、それぞれ第一ソーティングモジュールで得た、小さいRn個の測度及びそれぞれ対応のルートを保存することに使われる；
拡張モジュールは、現在保存される各ルートの最後のノードに対しM次元拡張を行うことに使われる；
第二計算モジュールは、拡張されたルートに対しそれと受信符号シーケンスの対応する受信符号の間の瞬時測度を計算し、各瞬時測度とその前の時刻対応の累加測度を加算し、現在時刻加算後の各ルートの累加測度を得ることに使われる；前記瞬時測度は下記のようである：
2019522437.tif 000204
その中、Vrは前
2019522437.tif 000205
個の受信符号であり、
2019522437.tif 000206
はウィンドウ関数であり、
2019522437.tif 000207
は
2019522437.tif 000208
の第i行の第r-k個の符号である；
第二ソーティングモジュールは、第二計算モジュールで得た前記加算後の各ルートの累加測度に対し並べ替えることに使われ、その小さいRn個の測度及びそれぞれ対応のルートは、前記Rn個距離ストレージ及び対応のRn個ルートストレージでの値を更新することに使われる；拡張モジュール、第二計算モジュールと第二ソーティングモジュールは作業を繰り返し、拡張モジュールが受信符号シーケンスで最後の符号対応のノードまで拡張し、Rn個距離ストレージ及び対応のRn個ルートストレージがそれぞれ対応の受信符号シーケンス全体の小さいRn個の測度及びそれぞれ対応のルートを保存した場合は停止する；
判決出力モジュールは、保存されている測度最小の距離ストレージ対応のルートストレージで保存されるルートを選び、デコードルートとし、判決出力をする；
その中、Rnは正の整数であり、需要によりそれをプリセットすし、OvXDMシステム対応のトレリスグラフのノード数より小さいことを特徴とするOvXDMシステムに適用されるファストデコード装置。
【請求項６】
前記OvXDMシステムがOvTDMシステム、OvFDMシステムである場合は、前記RnはMK-1より小さく、且つMK-4以上であり、Kは受信符号の重複回数で、Mは次元で、バリューが2以上の整数ことを特徴とする請求項5記載のOvXDMシステムに適用されるファストデコード装置。
【請求項７】
前記OvXDMシステムがOvCDMシステムである場合は、前記RnはML（K’-4）より小さく、且つML（K’-2）以上であり、K’は受信符号のエンコード支線数であり、Lは受信符号のエンコード制約長さことを特徴とする請求項5記載のOvXDMシステムに適用されるファストデコード装置。
【請求項８】
rがlogMRnの数値の切り下げことを特徴とするその中、Mは次元で、バリューが2以上の整数ことを特徴とする請求項5-7のいずれか記載のOvXDMシステムに適用されるファストデコード装置。
【請求項９】
請求項5〜8のいずれか記載のOvXDMシステムに適用されるファストデコード装置を含み、
前記OvXDMシステムがOvTDMシステム、OvFDMシステム、OvCDMシステム、OvSDMシステム又はOvHDMシステムであることを特徴とするOvXDMシステム。
【請求項１０】
OvXDMシステムのファストデコード方法は、下記ステップを含むことである：
ステップ一、それぞれ前r個の符号の潜在するすべてのルートと受信符号シーケンスの前r個の受信符号の間の測度を計算する；
ステップ二、算出された各測度を並べ替え、その小さいRn個の測度及びそれぞれ対応のルートを保存する；
ステップ三、現在保存されている最小測度の対応するルートを拡張し、拡張されたルートに対しそれと対応の受信符号の間の瞬時測度を計算し、各瞬時測度と前の時刻対応の累加測度を加算し、現在時刻加算後の各拡張ルートの累加測度を得る；
ステップ四、前記各拡張ルートの累加測度、及び保存されているほかの拡張してないRn-1個測度を並べ替え、その小さいRn個の測度及びそれぞれ対応のルートを保存する；
ステップ五、ステップ三で現在保存されている最小測度対応のルートを拡張する後に、受信符号シーケンスの深さに到達した時に、拡張されたルートに対しそれと対応の受信符号の間の瞬時測度を計算し、各瞬時測度を比較し、最小の瞬時測度対応のルートをデコードルートとし、そうでなければ、ステップ三とステップ四を繰り返す；
その中Rnは正の整数であり、且つ高重複OvXDMシステム対応のトレリスグラフのノード数より小さいことを特徴とするOvXDMシステムのファストデコード方法。
【請求項１１】
ステップ三で、各瞬時測度と前の時刻対応の累加測度を加算する時に、累加測度は重み因子と相乗してから瞬時測度と加算し、
前記重み因子のバリューは0より大きい且つ1以下であることを特徴とする請求項10記載のOvXDMシステムのファストデコード方法。
【請求項１２】
rがlogMRnの数値の切り下げであり、Mはシステムの次元を示し、バリューが2以上の整数であることを特徴とする請求項10記載のOvXDMシステムのファストデコード方法。
【請求項１３】
OvXDMシステムのファストデコード装置は、下記を含むことである：
第一計算モジュールは、それぞれ前r個の符号の潜在するすべてのルートと受信符号シーケンスの前r個の受信符号の間の測度を計算することに使われる；
第一ソーティングモジュールは、算出された各測度を並べ替えることに使われる；
Rn個距離ストレージ及び対応のRn個ルートストレージは、それぞれ第一ソーティングモジュールで得た、小さいRn個の測度及びそれぞれ対応のルートを保存することに使われる；
拡張モジュールは、現在保存されている最小測度対応のルートを拡張することに使われる；
第二計算モジュールは、拡張モジュールの拡張したルートに対しそれと対応の受信符号の間の瞬時測度を計算し、各瞬時測度と前の時刻対応の累加測度を加算し、現在時刻加算後の各拡張ルートの累加測度を得ることに使われる；
第二ソーティングモジュールは、第二計算モジュールで算出した前記各拡張ルートの累加測度、及び保存されているほかの拡張してないRn-1個の測度を並べ替えることに使われ、その小さいRn個の測度及びそれぞれ対応のルートは、前記Rn個距離ストレージ及び対応のRn個ルートストレージの値を更新することに使われる；
出力比較モジュールは、拡張モジュールが現在保存されている最小測度対応のルートを、受信符号シーケンスの深さまで拡張する時に、第二計算モジュールは拡張モジュールの拡張したルートに対しそれと対応受信符号の間の瞬時測度を計算し、出力比較モジュールは各瞬時測度を比較し、最小の瞬時測度対応のルートをデコードルートとし、そうでなければ、拡張モジュール、第二計算モジュールと第二ソーティングモジュールは作業を繰り返す；
その中Rnは正の整数であり、且つOvXDMシステム対応のトレリスグラフのノード数より小さいことを特徴とするOvXDMシステムのファストデコード装置。
【請求項１４】
第二ソーティングモジュールが各瞬時測度と前の時刻対応の累加測度を加算する時に、前の時刻の累加測度が先に重み因子と相乗してから瞬時測度と加算する重み因子モジュールを含み、
前記重み因子モジュールの重み因子のバリューは0より大きい且つ1以下であることを特徴とする請求項13記載のOvXDMシステムのファストデコード装置。
【請求項１５】
rがlogMRnの数値の切り下げであり、Mはシステムの次元を示し、バリューが2以上の整数であることを特徴とする請求項13記載のOvXDMシステムのファストデコード装置。
【国際調査報告】
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2019522437.tif 000210
2019522437.tif 000211
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