(57)【要約】ここに教示される方法と装置によると、復号回路と方法とは、受信データブロック内のビットの、１つまたはそれ以上の関係するサブセットに対して同時確率を決定することに基づいて、線形ブロック符号を復号する。同時確率の使用は、受信されたビットのより高速で、より５信頼できる決定を可能にする、つまり、例えば、同時確率復号は、単一ビット確率に基づいた類似の復号処理よりも少ない復号反復を必要とする。限定的でない例として、ここに教示される復号回路と方法とは低密度パリティ検査（Ｌｏｗ  Ｄｅｎｓｉｔｙ  Ｐａｒｉｔｙ  Ｃｈｅｃｋ：ＬＤＰＣ）符号を用いる有利な操作を提供し、ワイヤレス０通信ネットワークに関連したもののような様々な通信システムと装置とに組み込まれることができる。【選択図】図３
2008544639.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パリティ検査行列に表される線形ブロック符号を介して符号化された受信されたデータブロックを復号する方法であり、
受信されたデータブロック内のビットサブセットの同時確率を初期化することと、
パリティ検査行列に基づいて同時確率を更新することと、
更新された同時確率を使用して、受信されたデータブロックから符号化されたデータを再生することと、
を含む方法。
【請求項２】
受信されたデータブロック内のビットサブセットの同時確率を初期化することが、ビットサブセットを受信されたデータブロック内の結合ビットとして同定するためにパリティ検査行列を試用することと、各ビットサブセット内のビット値のあり得る組み合わせに対する確率値を初期化することとを含む、請求項１の方法。
【請求項３】
線形ブロック符号が低密度パリティ検査（Ｌｏｗ  Ｄｅｎｓｉｔｙ  Ｐａｒｉｔｙ  Ｃｈｅｃｋ：ＬＤＰＣ）符号を含み、パリティ検査行列がパリティ検査方程式の組を含んで、各パリティ検査方程式は受信されたデータブロック内の結合ビットを同定する、請求項１の方法。
【請求項４】
パリティ検査行列に基づいて同時確率を更新することが、パリティ検査行列によって示されるような同時確率の全部の関係する組み合わせの関数として同時確率を更新することを含む、請求項１の方法。
【請求項５】
パリティ検査行列に基づいて同時確率を更新することが、１つまたはそれ以上の反復で、同時確率を再計算することと、再計算された同時確率を次の反復のための初期値として使用することと、最後の反復で最終同時確率を計算することとを含む、請求項１の方法。
【請求項６】
各中間反復で、同時確率の再計算が、各同時確率に対して、再計算の偏りを回避するために再計算からパリティ検査方程式の内の対応する１つを除外することを含む、請求項５の方法。
【請求項７】
最後の反復で最終同時確率を計算することが、各同時確率に対して、パリティ検査方程式の内の対応する１つを同時確率の最終計算に含むことによって最終同時確率を計算することを含む、請求項６の方法。
【請求項８】
更新された同時確率を使用して、受信されたデータブロックから符号化されたデータを再生することが、最大の同時確率を選択することに基づいて受信されたデータブロックに対して硬ビット決定を決定すること、または最大の単一ビット確率を選択することに基づいて受信されたデータブロックに対して硬ビット決定を決定すること、または受信されたデータブロックの外部符号復号のための軟情報として更新された同時確率を提供することの１つを含む、請求項１の方法。
【請求項９】
対数尤度として同時確率を表現することをさらに含む、請求項１の方法。
【請求項１０】
パリティ検査行列に基づいて同時確率を更新することが、１つまたはそれ以上の更新反復の各々で、対数尤度比を表すために使用される双曲正接関数の符号値に従って最大の確率を同定することによる同時確率推定を改正することを含む、対数尤度から決定される対数尤度比として単一ビット確率を表現することをさらに含む請求項９の方法。
【請求項１１】
パリティ検査行列に基づいて同時確率を更新することが、受信された信号条件を評価することと、前記評価に基づいて、パリティ検査行列の関数として同時確率の反復または非反復の再計算を選択的に行うこととを含む、請求項１の方法。
【請求項１２】
パリティ検査行列に基づいて同時確率を更新することが、パリティ検査行列によって提供された関係するビット情報を使用して同時確率を反復して再計算することと、反復計量を評価することに基づいて反復の再計算を終結させることとを含む、請求項１の方法。
【請求項１３】
受信されたデータブロック内のビットサブセットの同時確率を初期化することが、復調処理によって提供された単一ビット軟値から初期同時確率を生成すること、または復調処理によって提供された同時ビット軟値から初期同時確率を生成することの１つを含む、請求項１の方法。
【請求項１４】
パリティ検査行列に基づいて同時確率を更新することが、反復の要望された数に従ってパリティ検査行列内の関係するビット情報を使用して同時確率を反復して更新することと、単一ビット確率を決定するために、反復更新から獲得された更新された同時確率を使用することと、単一ビット確率に基づいて符号化されたデータを再生することとを含む、請求項１の方法。
【請求項１５】
パリティ検査行列によって表される線形ブロック符号を介して符号化された受信されたデータブロックを復号するように構成された復号回路であって、
受信されたデータブロック内のビットサブセットの同時確率を初期化するようにと、
パリティ検査行列に基づいて同時確率を更新するようにと、
更新された同時確率を使用して受信されたデータブロックから符号化されたデータを再生するようにと、
構成された１つまたはそれ以上の処理回路を含む復号回路。
【請求項１６】
復号回路が、ビットサブセットを受信されたデータブロック内の結合ビットとして同定するためにパリティ検査行列を使用することと、各ビットサブセット内のビット値のあり得る組み合わせに対する確率値を初期化することとによって、受信されたデータブロック内のビットサブセットの同時確率を初期化するように構成されている、請求項１５の復号回路。
【請求項１７】
線形ブロック符号が低密度パリティ検査（ＬＤＰＣ）符号を含み、パリティ検査行列がパリティ検査方程式の組を含んで、各パリティ検査方程式は受信されたデータブロック内の結合ビットを同定する、請求項１５の復号回路。
【請求項１８】
復号回路が、パリティ検査行列によって示されるような同時確率の全部の関係する組み合わせの関数として同時確率を更新することによって、パリティ検査行列に基づいて同時確率を更新するように構成されている、請求項１５の復号回路。
【請求項１９】
復号回路が、１つまたはそれ以上の反復で、同時確率を再計算することと、再計算された同時確率を次の反復のための初期値として使用することと、最後の反復で最終同時確率を計算することとによって、パリティ検査行列に基づいて同時確率を更新するように構成されている、請求項１５の復号回路。
【請求項２０】
復号回路が、各同時確率に対して、再計算の偏りを回避するために再計算からパリティ検査方程式の内の対応する１つを除外することによって、１つまたはそれ以上の中間反復の各々で、同時確率を再計算するように構成されている、請求項１９の復号回路。
【請求項２１】
復号回路が、各同時確率に対して、パリティ検査方程式の内の対応する１つを同時確率の最終計算に含むことによって最終同時確率を計算することによって、最後の反復で最終同時確率を計算するように構成されている、請求項２０の復号回路。
【請求項２２】
復号回路が、（ａ）最大の同時確率を選択することに基づいて受信されたデータブロックに対して硬ビット決定を決定すること、または（ｂ）最大の単一ビット確率を選択することに基づいて受信されたデータブロックに対して硬ビット決定を決定すること、または（ｃ）受信されたデータブロックの外部符号復号のための軟情報として、更新された同時確率を提供することの１つを行うことによって、更新された同時確率を使用して、受信されたデータブロックから符号化されたデータを再生するように構成されている、請求項１５の復号回路。
【請求項２３】
復号回路が、対数尤度として同時確率を表現するように構成されている、請求項１５の復号回路。
【請求項２４】
復号回路が、対数尤度から決定される対数尤度比として単一ビット確率を表現するようにと、１つまたはそれ以上の更新反復の各々で、対数尤度比を表すために使用される双曲正接関数の符号値に従って最大の確率を同定することに基づいて同時確率推定を改正することによってパリティ検査行列に基づいて同時確率を更新するようにと、構成されている、請求項２３の復号回路。
【請求項２５】
復号回路が、受信された信号条件を評価することと、前記評価に基づいて、パリティ検査行列の関数として同時確率の反復または非反復の再計算を選択的に行うこととによってパリティ検査行列に基づいて同時確率を更新するように構成されている、請求項１５の復号回路。
【請求項２６】
復号回路が、パリティ検査行列によって提供された関係するビット情報を使用して同時確率を反復して再計算することと、反復計量を評価することに基づいて反復の再計算を終結させることとによって、パリティ検査行列に基づいて同時確率を更新するように構成されている、請求項１５の復号回路。
【請求項２７】
復号回路が、（ａ）復調処理によって提供された単一ビット軟値から初期同時確率を生成すること、または（ｂ）復調処理によって提供された同時ビット軟値から初期同時確率を生成することの１つを行うことによって、受信されたデータブロック内のビットサブセットの同時確率を初期化するように構成されている、請求項１５の復号方法。
【請求項２８】
復号回路が、各同時確率を表す値の組を初期化するように構成された初期化回路を含み、値の前記組は各同時確率に含まれたビットの仮定された組み合わせに対応する、請求項１５の復号回路。
【請求項２９】
復号回路が、同時確率を更新するように構成された計算回路と、計算回路からの更新された同時確率を評価することに基づいて符号化されたデータを再生するための軟または硬決定を提供するように構成された評価回路とをさらに含む、請求項２８の復号回路。
【請求項３０】
計算回路が、計算回路によって行われる同時確率再計算反復の数を制御するように構成された反復制御回路を含むまたは関連する、請求項２９の復号回路。
【請求項３１】
復号回路が、反復の要望された数に従ってパリティ検査行列内の関係するビット情報を使用して同時確率を反復して更新することと、単一ビット確率を決定するために、反復更新から獲得された更新された同時確率を使用することと、単一ビット確率に基づいて符号化されたデータを再生することとによって、パリティ検査行列に基づいて同時確率を更新するように構成されている、請求項１５の復号回路。
【請求項３２】
パリティ検査行列の最初の部分によって同定されたビット関係に基づいて受信されたデータブロック内の関係するビットの最初のサブセットに対する最初の同時確率を決定することと、
受信されたデータブロック内の関係するビットの２番目のサブセットに対する２番目の同時確率を決定するための初期値として最初の同時確率を使用することと、
を含む、線形ブロック符号を復号する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は広く通信に関し、特に低密度パリティ検査（Ｌｏｗ  Ｄｅｎｓｉｔｙ  Ｐａｒｉｔｙ  Ｃｈｅｃｋ：ＬＤＰＣ）符号のような線形ブロック符号を介して符号化されたデータの復号に関する。
【背景技術】
【０００２】
原則として、ノイズのあるチャネルの通信チャネルは、そのチャネルの容量限界に至るまで、任意に低いエラー率でデータ送信を支援する。強固で実用的な先進的エラー訂正符号化を提供するとともに、チャネル容量を効率的に使うことは、重大な課題である。様々な既知の符号化技術は比較的単純な復号操作を支援し、一方で信号対雑音比（ｓｉｇｎａｌ−ｔｏ−ｎｏｉｓｅ  ｒａｔｉｏｓ：ＳＮＲｓ）によって定義されるような理論チャネル容量限界に近づく能力を提供する。特に、低密度パリティ検査（ＬＤＰＣ）符号は、実施の実用性と良いチャネル容量活用との優れた組み合わせを提供する。
【０００３】
より一般的に、ＬＤＰＣ符号は、実用的な復号実施を可能とする線形ブロック符号の１つの種類を表し、一方でチャネル容量の活用に理論容量限界に近づくことを許す。ＬＤＰＣ符号と従来の復号とのより多くの情報は、Ｒ．  Ｇ．  Ｇａｌｌａｇｅｒ，  “Ｌｏｗ−ｄｅｎｓｉｔｙ  ｐａｒｉｔｙ−ｃｈｅｃｋ  ｃｏｄｅｓ，”  ＩＲＥ  Ｔｒａｎｓ．  Ｉｎｆｏ．  Ｔｈｅｏｒｙ，  ｖｏｌ．  ８，  ｐｐ．  ２１−２８，  Ｊａｎ．  １９６２で見つけられることができて、ここでは参照としてその内容の全体を組み入れることにする。ターボ符号のような他の符号は、同様の利点を提供する。
【０００４】
線形ブロック符号は、比較的単純な反復復号操作を使用して復号されることができるので、復号に実用的なアプローチを提供する。ブロック復号への従来のアプローチは、例えば受信データブロック内の個々のビットの確率を反復して更新することによる、ビット単位の確率情報に依存する。
【発明の開示】
【０００５】
ここに教示される１つまたはそれ以上の実施形態では、復号回路と方法とが、受信されたデータブロックからデータを再生し、その受信されたデータブロックは、受信データブロック内の関連するビットの１つまたはそれ以上のサブセットに対して同時確率を計算することに基づいて、線形ブロック符号を使用して符号化される。例えば、１つの実施形態では、パリティ検査行列に表される線形ブロック符号を介して符号化された受信されたデータを復号する方法は、受信されたデータブロック内のビットサブセットの同時確率を初期化することと、パリティ検査行列に基づいて同時確率を更新することと、更新された同時確率を使用して、受信されたデータブロックから符号化されたデータを復元することとを含む。パリティ検査行列は受信データブロック内のビットの関係を同定し、同時確率という点で評価されることができるパリティ検査方程式の組を表す。
【０００６】
１つまたはそれ以上の実施形態では、同時確率の計算は、初期化された値に基づいて、１度起きる。他の実施形態では、初期化された値は、最初の反復で再計算された同時確率を得るために使用される。それらの結果はその後、１つまたはそれ以上の後続の反復に対する初期値として使用される、または最終同時確率の計算のための基礎として使用される。反復するかどうか及び／または反復が行われようとする回数は、反復計量の関数として制御される。１つの実施形態では、反復計量は受信された信号の品質または強度に依存する。
【０００７】
それほど限定的ではないが、ここに教示される方法と回路とは低密度パリティ検査（ＬＤＰＣ）符号と他の線形ブロック符号とに適用される。ＬＤＰＣ符号と他の線形ブロック符号に対して、受信されたデータブロックは内部（パリティ）符号と外部ブロック符号とを使用して符号化されたと見なされることができて、例えば、任意のＬＤＰＣは、２つのネスト化またはカスケード化符号を表していると見なされることができる。このような実施形態では、復号回路は、任意のＬＤＰＣ符号によって定義される減少したビット関係を使用して、初期同時確率を計算し、その後それらの初期同時確率を更新するために、残っている（または全部の）ビット関係を使用するように構成されることができる。言うまでもなく、このような実施形態内の復号機回路の構成は、任意の線形ブロック符号がネスト化符号を含むと「見なされる」状況と、別々の符号が実際に使用されている状況とに適用可能である。
【０００８】
言うまでもなく、本発明は上の特徴と利点とに限定されない。実際は、以下の詳細な記述を読むことと、添付の図を見ることとで、当業者は追加の特徴と利点とを認めるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１は、それのブロック復号操作で同時確率推定を使用するように構成された復号回路１０の１つの実施形態を示す。ブロック復号での単一ビット確率の使用と比べ、同時確率の使用は、何よりもまず、より少ない反復でより信頼できる復号結果と、それによる性能を改善することと電力消費を減らすこと等とを提供する。この説明で、復号回路１０は、ワイヤレス通信ネットワークまたはシステム内の、固定のまたは移動の受信機を一般的に表すとして理解されることができるワイヤレス通信受信機１２に含まれる。このように、受信機１２は、携帯無線電話、または携帯情報端末、またはポケットベル、または他のワイヤレス通信機器とのような、無線基地局または無線移動局を含むことができる。
【００１０】
受信機１２は、例えばＬＤＰＣ符号を使用して符号化されたデータブロックのような、ブロック符号化されたデータを運ぶ通信信号を含む着信信号を受信するためのアンテナ１４を含む。受信機１２は、受信された信号をフィルタリングすることとデジタイズすることとのためのフロントエンド回路１６と、１つまたはそれ以上の実施形態で、個々のまたは同時のビット推定に対応する軟値を復号回路１０に提供するように構成された復号回路１８とをさらに含む。ハードウェアまたはソフトウェアまたはそれらのどんな組み合わせ内でも、実施されることができる復号回路１０の１つの実施形態は、受信されたデータブロックのそれの復号処理を支援するために、初期化回路２０と、計算回路２２と、評価回路２４と、随意の制御回路２６とから構成される。受信されたデータブロックから、復号回路１０によってそれの同時確率評価処理を介して、再生されたデータは、１つまたはそれ以上の追加処理回路３０に渡る。
【００１１】
図２は、同時確率評価を実行するため復号回路１０を含む、１つまたはそれ以上の処理回路によって実施される処理論理の１つの実施形態を示す。示された処理は、受信されたデータブロック内のビットサブセットの同時確率を初期化する（ステップ１００）ことから始まり、ブロック符号化された受信されたデータに関連するパリティ検査行列に基づいて同時確率を更新する（ステップ１０２）ことに続く。ここに後に詳説されるであろうように、更新処理は、初期同時確率推定から最終同時確率が計算される場合の単発の操作を含むことができるか、または反復処理を含むことができる。どちらの場合でも、このような処理で獲得された更新された同時確率は、受信されたデータブロックから符号化されたデータを再生する（ステップ１０４）ために使用される。これらの示された処理行動は、受信された信号の処理の一部として、継続的に行われることができると理解されるべきである。
【００１２】
１つまたはそれ以上の実施形態で、受信されたデータブロック内のビットサブセットの同時確率を初期化することは、ビットサブセットを受信されたデータブロック内の結合ビットとして同定するためにパリティ検査行列を使用することと、各ビットサブセット内のビット値のあり得る組み合わせに対する同時確率値を初期化することとを含む。言い換えれば、パリティ検査行列は受信されたデータ内の関係するビットを同定する。固定の符号に対しては、既知の関係があらかじめ定義されることができて、復号回路１０によって当然のこととして使用されることができる。しかし、復号回路１０は、関係するビットを同定するためにどんな任意のパリティ検査行列でも評価するように構成されることができて、結果として、異なる符号を認識し、適応する柔軟性を獲得できる。少なくとも１つの実施形態で、受信されたデータブロックに関連する線形ブロック符号はＬＤＰＣ符号を含み、パリティ検査行列はパリティ検査方程式の組を含み、各パリティ検査方程式は受信されたデータブロック内の結合ビットを同定する。
【００１３】
どのように関係するビットが、同時確率が推定されるビットサブセットを決定する目的のために同定されようとも、同時確率を更新する処理は、１つまたはそれ以上の実施形態で、同時確率の全部の関係する組み合わせの関数として同時確率を更新することを含む。
【００１４】
１つの実施形態に対するより詳細な数学的な説明は、以上で示された広義の復号方法を理解するための基礎を提供する。このように、限定的でない例として、下の行列Ｈは１つのＬＤＰＣ符号パリティ検査行列を表す。
【００１５】
【数１】
2008544639.tif 000003
ここで、各行はパリティ検査方程式（Ｐａｒｉｔｙ  Ｃｈｅｃｋ  Ｅｑｕａｔｉｏｎ：ＰＣＥ）を表し、各列は受信されたデータブロック内のビット位置を表す。数式（２）はパリティ検査行列Ｈに対応する生成行列Ｇを表す。
【００１６】
【数２】
2008544639.tif 000004
【００１７】
上の行列から、このブロック符号は長さ１２ビットであることと、行列の列に表される８つのＰＣＥは関係するビットを示すこととがわかる。例えば、ＰＣＥ１はビット位置１と、５と、９とが関係することを示す。より特別に、偶数パリティによると、ＰＣＥ１はどんな受信されたデータブロックでも、その内のビット値１と、５と、９との和が０にならなければならないことを述べる。ビット１と、５と、９との受信された正しい値は、従って、｛０，０，０｝と、｛０，１，１｝と、｛１，１，０｝と、｛１，０，１｝とを含む。同様に、ＰＣＥ２はビット２と、６と、１０との和が０であることを示し、ＰＣＥ３はビット３と、７と、１１との和が０であることを示し、以下同様である。
【００１８】
とりわけ、Ｈから、ＰＣＥ１とＰＣＥ６とがともにビット５に関与することもまたわかる。ＰＣＥ間とＰＣＥ内とでビットを関係づける能力は、復号回路１０の同時確率復号のための基礎を提供する。これを念頭に置いて、関係するビットサブセットを形成する同時確率復号の１つの実施を、ビット対として考慮してみよう。（当業者は、三重項等のような、他のサブセットが使用されることができることを認識するであろう。）ＰＣＥ１はビット１と５とが関係することを示し、関係するビットの最初の対は（１，５）として形成されることができて、そのことはここにｄ（１，５）として表される。他の関係するビットのグループ分けは同様にして形成されることができる、すなわち、（２，１０）と、（３，９）と、（４，７）と、（６，１１）と、（８，１２）と。
【００１９】
パターン（０，０）と、（０，１）と、（１，０）と、（１，１）とに対応する各関係するビット対、すなわちあり得るビット値組み合わせ、に対する４つの可能性がある。このように、復号回路１０の同時確率復号操作に従った確率論的復号は、各関係するビットサブセットに対して複数の確率値を維持することを必要とする。（図１で示される）メモリ（ＭＥＭ）２８は、各ビットサブセットに関連する異なるビット組み合わせに対して複数の確率値を維持するために、復号回路１０に含まれることができる、または関連できる。
【００２０】
例としてｄ（１，５）を用いると、ビット１と５とに対する４つの対応する本質的な値は、次式のようになる。
【００２１】
【数３】
2008544639.tif 000005
ここで、「本質的な（ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ）」は開始のまたは初期の同時確率値を表す。Ｐ１ｉｎｔのような、単一ビット確率は、１つのビットが「０」の反対としての「１」の値をとる確率を表す。図２の説明内で気付かれるように、初期化回路２０は、復調回路１８によって出力された対応するビット軟値に基づいて、本質的な同時確率値を定めるように構成されることができる。後の説明はここに、単一ビット軟値よりも、同時復調情報を提供する復調機の実施形態を熟考する。（８ＰＳＫ復調は、同時復調情報を作り出す復調処理の１つの例として立つ。８ＰＳＫを用いると、復調処理はシンボル毎に３つのビットを決定し、同時確率はこれらの本質的に関係するビットサブセットを使用して決定されることができる。）
【００２２】
数式（３）〜数式（６）に戻ると、確率という点で４つのパターンは和が１になるので、必要に応じて、あり得るパターンの３つだけが計算される必要があることがわかる。それでも、復号回路１０は、関係するビット対の各々（ｄ（１，５）と、ｄ（２，１０）と、ｄ（３，９）と、ｄ（４，７）と、ｄ（６，１１）と、ｄ（８，１２）と）に対して式（３）〜式（６）の処理を実行する。それを用いて、関心のある関係するビットサブセットに対する同時確率は初期化され、同時確率処理は更新された同時確率の計算へ続く。
【００２３】
最初の反復では、ｄ（１，５）を例として使用すると、同時確率の３組はビット１と５とに対して形成され、これらの確率はビット１と５との内の片方または両方を含む３つのＰＣＥの内の異なるものの除外に対応する。（ビット１と５との内の片方または両方は、ＰＣＥ１と、５と、６との内に現れる。）「０１」のパターンでは、同時確率はｉ番目の反復で、次式に従って更新される。
【００２４】
【数４】
2008544639.tif 000006
ここで、Ｐの添字「１，（１，５）」は、ビット１と５とに対する同時確率計算からのＰＣＥ１の除外を表す。このような除外は、さもなければ起こるであろう確率の偏りを回避する。偏りは、ビット５と９とについての余分な情報がＰＣＥ１の文脈内のビット１を決定するのを助けるという意味で理解されることができるが、このような情報はＰＣＥ１自体から来ないはずである。その代わり、追加の知識はビット５または９に関与する他の（残っている）ＰＣＥと、関係する本質的な同時確率（または先行の反復からの更新された同時確率）から来るはずである。
【００２５】
ビット対ｄ（６，１１）の両方のビットはＰＣＥ５に含まれるので、ビット１を除くと、ＰＣＥ５の偶数番のものの確率は和Ｐ５，（６，１１）（００，ｉ−１）＋Ｐ５（６，１１）（１１，ｉ−１）によって計算されることができる。同様の計算更新が、００と、１０と、１１ビットパターンとに対して行われる。また、Ｐ６，２（ｉ−１）のように、単一ビット確率が現れることもまた観察されることができる。復号回路１０は、例えば２つの同時確率を加えることによって、必要に応じて単一ビット確率を獲得するように構成されることができる。例えば、ＰＣＥ６の２番目のビットに対する単一ビット確率は、次式のように計算されることができる。
【００２６】
【数５】
2008544639.tif 000007
このように、ＰＣＥ６を除いてビット２が１である確率は、ＰＣＥ６を除いて対ｄ（２，１０）が１０である確率と、ＰＣＥ６を除いて対ｄ（２，１０）が１１である確率との和である。
【００２７】
０１パターンでＰＣＥ５を除いて同時確率を更新することは、この計算がビット１と５との両方をそれ自体含むＰＣＥ１を含むので、わずかに異なる。従って、ＰＣＥ１内に唯一残っているビットはビット９である。だから、ＰＣＥ１に対応する項は、次式のように与えられる。
【００２８】
【数６】
2008544639.tif 000008
復号回路１０は、それがＰＣＥ６を除くとき、同様の更新を行って、この例として、似ている更新が６つのビット対の各々、すなわち、ｄ（１，５）と、ｄ（２，１０）と、ｄ（３，９）と、ｄ（４，７）と、ｄ（６，１１）と、ｄ（８，１２）とに対しておこることから、それは理解されるであろう。
【００２９】
最初の反復で、方程式の右側の確率は初期値、すなわち本質的な値、である。後続の反復で、ここに中間反復とも呼ばれるが、右側の確率は前の反復で決定された値を表す。最後の反復で、復号回路１０は、同時確率が評価されている関係するビット対の各々に対する同時確率の単一の最終組を計算する。例えば、次式のようになる。
【００３０】
【数７】
2008544639.tif 000009
【００３１】
ひとたび上の同時確率が獲得されてしまえば、それらは様々な用途に使用されることができる。例えば、復号回路１０は各同時確率を評価できて、最大の確率をもつパターンを選択できる。上の例の文脈内では、各評価されたビット対（ｄ（１，５）と、ｄ（２，１０）と、ｄ（３，９）と、ｄ（４，７）と、ｄ（６，１１）と、ｄ（８，１２）と）に対して、同時確率処理は各あり得るビット対パターン（００，０１，１０，１１）に対する確率値を展開した。各ビット対に対する最大の確率値をもつパターンを取り出すことは、ビットのその対を同時に決定する。このように、受信されたデータブロックビットに対する硬決定（ｈａｒｄ  ｄｅｃｉｓｉｏｎ）は同時に決定されることができる。代替として、単一ビット確率は同時確率から決定されることができて、その単一ビット確率に基づいて各ビットに対して硬決定が決められることができる――例えば、数式（９）を参照のこと。
【００３２】
とりわけ、「最良の（ｂｅｓｔ）」同時確率を取り出すことに基づいて受信されたデータブロックを復号することは、一般的にシーケンスエラー率を最小化し、一方で最良の単一ビット確率を取り出すことは、一般的に個々のビットエラーを最小化する。このようにして、受信されているデータの性質と、関与する通信システムとアプリケーションとのあり得る種類とは、他を上回る好ましい１つのアプローチなのである。
【００３３】
さらなる代替として、最終計算された同時確率を使用して、受信されたデータビットへの硬決定を導くよりも、同時確率は、他のビットに対して初期同時確率値を定めることのための基礎として使用されることができる。例えば、カスケード化されたまたは内部／外部ブロック符号は、内部符号ビットに対する同時確率を決定し、その後外部符号ビットに対する同時確率決定処理を初期化するためにそれらの同時確率を使用することによって、復号されることができる。このように、例えば、もし受信されたデータブロックが、内部符号を用いて、さらにその後ＬＤＰＣ符号を用いて符号化されているならば、復号回路１０は、内部符号を用いて関係するビットサブセットに対して同時確率を計算できて、その後それらの同時確率を外部符号ＬＤＰＣ復号へ渡せる。
【００３４】
受信されたデータブロックがカスケード化された符号を使用して符号化されていないときでさえ、必要に応じて、復号回路１０は、内部符号に対して決定された同時確率を、外部符号ビットの同時確率決定に対する初期化値として与える方法を適用できる。例えば、数式（１）のパリティ検査行列が、最初のブロック符号を含んでいることと見なすこともできるし、パリティ検査ビットを伴っていることと見なせる。そのアプローチを用いると、ＰＣＥ１内のビット９は、ビット１と５とに対するパリティ検査として見なされることができて、一方でビット１０はビット２と６とのパリティ検査として作動する。下に数式（１４）内で下線を引いていることによって、Ｈ行列内のパリティ検査ビットの内の選択されたものが、行列内の他のビットサブセットに対するパリティ検査ビットとして扱われる方法を示されている。
【００３５】
【数８】
2008544639.tif 000010
【００３６】
上の例をより詳細に続けると、パリティ検査行列Ｈに対応するＬＤＰＣ符号は内部と外部符号とに分けられ、ビット９はビット１と５とに対するパリティ検査として働き、以下同様である。このように、ビット（１，５，９）は単純比２／３符号（ビット１と５とが内、ビット１と５と９とが外）を使用して作成されることができる。同じ符号化関係は（ビット２，６，１０）と、（３，７，１１）と、（４，８，１２）とに及ぶ。それを用いると、復号回路１０のこの実施形態の内部復号処理では、ビット９と、１０と、１１と、１２とを、ビット（１，５）と、（２，６）と、（３，７）と、（４，８）とに対する同時確率を決定するために使用する。例えば、（１，５）がパターン０１である確率は、ビット１が０である確率と、ビット５が１である確率と、ビット９が１である確率との積の「Ａ」倍であろう。Ａの値はこれらの同時確率の和が１になるように決定される。このような処理の後、内部符号ビット９〜１２は捨てられて、「残っている」外部符号は、次式のように与えられるＬＤＰＣ符号であるだろう。
【００３７】
【数９】
2008544639.tif 000011
これらの同時確率が決定されて、復号回路１０は、反復の再計算のための初期化値として、または（１，５）と、（２，６）と、（３，７）と、（４，８）との関係するビット対に対する最終同時確率計算のための基礎として、それらを使用する。
【００３８】
内部／外部復号の強化は、復号回路１０の、特定の処理の実施形態を表す一方、図３は、復号回路１０を含む１つまたはそれ以上の処理回路で実施されることができる同時確率決定方法の広義の実施形態を示す。復号回路１０は、例えば、デジタル信号処理装置または特定用途向け集積回路（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ：ＡＳＩＣ）のような全部または一部のベースバンド処理回路を含むことができて、ハードウェアまたはソフトウェアまたはそれらのどんな組み合わせにでも基づくことができると理解されるべきである。少なくとも１つの実施形態で、復号回路１０はコンピュータプログラム命令符号または合成可能な論理ファイルのようなコンピュータ製品を含む。他の実施形態で、復号回路１０はハードウェアまたはソフトウェアとして集積回路装置内に固定されている。
【００３９】
どんな場合でも、以下の処理により、ビット対の文脈で、同時確率決定に対して一般的な公式化が提供される。この方法は関係するビットサブセットの大きさがどうであれ拡張される。この説明は０１ビットパターン決定のための方程式を与える一方、復号回路１０は他の対パターン（００，１０，１１）に対してもこのような方程式を行うと理解されるべきである。それを用いると、νｎ１またはνｎ２が方程式内にあるように、Υ（ｎ１，ｎ２）がＰＣＥの組であると定義できる。
【００４０】
【数１０】
2008544639.tif 000012
上式のように、処理は各対（ｎ１，ｎ２）に対する本質的な同時確率値の計算から始まる（ステップ１１０）。初期化された同時確率はその後１つまたはそれ以上の反復を通して更新される（ステップ１１２と１１４）。最初のこのような反復では、同時確率の軟値がステップ１１０内で決定された初期値に定められる。すなわち、ｊ∈Υ（ｎ１，ｎ２）として、次式のようになる。
【００４１】
【数１１】
2008544639.tif 000013
ここで、表記「Ｐｊ（ｎ１，ｎ２）（０１，０）」は０番目の（最初の）反復の０１ビットパターンに対する確率決定を表す。各後続のｉ番目の反復では、ｉ＝１、……、Ｉ−１、復号回路１０は、評価されている関係するサブセット内のビットの、全部のあり得る組み合わせ（パターン）に対して、数式（８）と数式（１１）とに従って、それらを再計算することによって同時軟確率を更新する。
【００４２】
復号回路１０のいくつかの実施形態は常に反復の再計算を通して同時確率の更新を行う。それでも、このような実施形態は、反復計量に従って反復の再計算の数を限定するようにまたはさもなければ決定するように構成されることができる。ある実施形態では、反復計量は、受信機１２内の不揮発性メモリ内で保管されることができるような、定義された数である。別の実施形態では、復号回路１０は反復対反復の結果、例えば１つまたはそれ以上の反復にわたる同時確率軟推定内の変化、に基づいて反復計量を導く。別の反復計量は硬決定を決定していて、エラーが残っていないかどうかを見るために、ＣＲＣのような外部エラー検出符号を検査している。別の実施形態で、復号回路１０は図１のチャネル品質推定回路３２によって、反復計量を推定されるチャネル容量または強度の関数として調整する。
【００４３】
このような実施形態では、もし比較的より低いチャネル品質（または信号強度）条件が普及しているならば、復号回路１０は１つより多い反復を実行できる。しかし、もし推定されたチャネル品質（または強度）が、作動中のデータまたはサービスの種類に従って定められることができる定義された閾値を超えるならば、復号回路１０は単発の同時確率決定に「転向（ｃｏｎｖｅｒｔ）」できて、その場合、同時確率は初期化され、最終同時確率計算は初期化された値を使用して、直接行われる。
【００４４】
最終反復として、ステップ１１４からの「ＹＥＳ」にかかわらず、復号回路１０は数式（１３）に従って最終計算を行うことによって同時確率を更新する（ステップ１１６）。復号回路１０と、おそらくは受信機１２内の他の回路とは、要望された後処理を行う（ステップ１１８）。例えば、復号回路１０は、以前ここに示されたように、同時確率に基づいて、受信されたデータブロック内のビットの硬決定の推定を行える。追加処理回路３０は、制御／信号伝達の情報と、ユーザ／アプリケーションデータと、音声等とを含むことができる硬ビットをさらに処理できる。
【００４５】
１つまたはそれ以上の実施形態で、復号回路１０は、１つまたはそれ以上の近似をその同時確率決定方法に組み込むことによって、上の処理の文脈内でそれの性能を改善する及び／またはそれの操作を単純化する。例えば、同時確率が評価されている関係するサブセット内の全部のビットに対して同時確率を使用する代わりに、復号回路１０は対応する単一ビット確率を使用して、同時確率を近似することによって、それの計算を単純化できる。例えば、同時確率評価のための基礎としての２ビットサブセットの文脈で、数式（８）の単一ビット近似は、次式のように与えられる。
【００４６】
【数１２】
2008544639.tif 000014
【００４７】
復号回路１０は、確率値と直接一緒にというよりも、対数確率と対数尤度比（Ｌｏｇ  Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ  Ｒａｔｉｏｓ：ＬＬＲｓ）と一緒に働くようにさらに構成されることができる。反復指数は明確さのために省略されているが、対数ベースの計算を使用して、下の方程式は、復号回路１０内の同時確率復号の１つまたはそれ以上の実施形態を実行するための基礎を提供する――次の例の文脈のように、方程式はビット１と５と数式（１）からの先述のパリティ検査行列Ｈとを使用すると理解されるであろう。
【００４８】
【数１３】
2008544639.tif 000015
【００４９】
もし、ｎ＝（ｎ１，ｎ２）のｎ１、ならば、次のようになる。
【００５０】
【数１４】
2008544639.tif 000016
そしてもし、ｎ＝（ｎ１，ｎ２）のｎ２、ならば、次のようになる。
【００５１】
【数１５】
2008544639.tif 000017
【００５２】
さらに、復号回路１０は、次式に従って、項ｔａｎｈ（ＬＬＲｎ１，ｎ２／２）の積を近似することによって上の対数ベースの計算の複雑さを減らすように構成されることができる。
【００５３】
【数１６】
2008544639.tif 000018
これは、復号回路１０が数式（２９）内で与えられる関数の符号に基づいて、それの確率評価を近似できるように、さらに次式に減らされることができる。
【００５４】
【数１７】
2008544639.tif 000019
【００５５】
復号回路１０が、数式（２４）及び／または数式（２７）及び／または数式（２９）の単純化している数学的な処理を使用するように構成されているかどうかにかかわらず、それは少なくともいくつかの条件下で改善されたまたは単純化された性能を提供する他の処理変動を組み込むように構成されることができる。例えば、復号回路１０は「混成の」復号装置として構成されることができる。混成の復号シナリオ下で、復号回路１０は同時確率決定をそれの復号計算のいくつかに組み込むが、他にはしない。例えば、確率決定の最初の反復は同時確率を使用し、復号回路１０はその後単一ビット確率をそれらの結果から引き出す。後続の反復で、復号回路１０は、反復処理を通してより多くの関与する同時確率計算を押し進めるよりも、これらの導かれた単一ビット確率を使用する。
【００５６】
言うまでもなく、本発明は前述の説明によって限定されず、添付の図によっても限定されない。実際は、本発明は特許請求の範囲と、それらの法的均等物とによってのみ限定される。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】ワイヤレス通信受信機の１つの実施形態に含まれる復号回路の１つの実施形態のブロック図である。
【図２】同時確率を使用して、線形ブロック符号化されたデータを復号するための処理論理の１つの実施形態の論理流れ図である。
【図３】同時確率を使用して、線形ブロック符号化されたデータを復号するための処理論理の別の実施形態の論理流れ図である。
【図１】
2008544639.tif 000020
【図２】
2008544639.tif 000021
【図３】
2008544639.tif 000022
【手続補正書】
【提出日】平成19年4月11日(2007.4.11)
【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】
パリティ検査行列で表される線形ブロック符号を介して符号化された受信されたデータブロックを復号する方法であり、
同時復調情報に基づいて、受信されたデータブロック内のビットサブセットの同時確率を初期化することと、
パリティ検査行列に基づいて同時確率を更新することと、
更新された同時確率を使用して、受信されたデータブロックから符号化されたデータを再生することと、
を含む方法。
【請求項２】
同時復調情報に基づいて、受信されたデータブロック内のビットサブセットの同時確率を初期化することは、ビットサブセットを受信されたデータブロック内の結合ビットとして同定するためにパリティ検査行列を使用することと、復調処理から関係するビットサブセットのために獲得された同時ビット軟値に従って各ビットサブセット内のビット値のあり得る組み合わせに対する確率値を初期化することとを含む、請求項１の方法。
【請求項３】
線形ブロック符号が低密度パリティ検査(Ｌｏｗ  Ｄｅｎｓｉｔｙ  Ｐａｒｉｔｙ  Ｃｈｅｃｋ：ＬＤＰＣ)符号を含み、パリティ検査行列がパリティ検査方程式の集合を含んで、各パリティ検査方程式は受信されたデータブロック内の結合ビットを同定する、請求項１の方法。
【請求項４】
パリティ検査行列に基づいて同時確率を更新することが、パリティ検査行列によって示されるような同時確率の全部の関係する組み合わせの関数として同時確率を更新することを含む、請求項１の方法。
【請求項５】
パリティ検査行列に基づいて同時確率を更新することが、１つまたはそれ以上の反復で、同時確率を再計算することと、再計算された同時確率を次の反復のための初期値として使用することと、最後の反復で最終同時確率を計算することとを含む、請求項１の方法。
【請求項６】
各中間反復で、同時確率の再計算が、各同時確率に対して、再計算の偏りを回避するために再計算からパリティ検査方程式の内の対応する１つを除外することを含む、請求項５の方法。
【請求項７】
最後の反復で最終同時確率を計算することが、各同時確率に対して、パリティ検査方程式の内の対応する１つを同時確率の最終計算に含むことによって最終同時確率を計算することを含む、請求項６の方法。
【請求項８】
更新された同時確率を使用して、受信されたデータブロックから符号化されたデータを再生することが、最大の同時確率を選択することに基づいて受信されたデータブロックに対して硬ビット決定を決定すること、または最大の単一ビット確率を選択することに基づいて受信されたデータブロックに対して硬ビット決定を決定すること、または受信されたデータブロックの外部符号復号のための軟情報として更新された同時確率を提供することの１つを含む、請求項１の方法。
【請求項９】
対数尤度として同時確率を表現することをさらに含む、請求項１の方法。
【請求項１０】
パリティ検査行列に基づいて同時確率を更新することが、１つまたはそれ以上の更新反復の各々で、対数尤度比を表すために使用される双曲正接関数の符号値に従って最大の確率を同定することによる同時確率推定を改正することを含む、対数尤度から決定される対数尤度比として単一ビット確率を表現することをさらに含む請求項９の方法。
【請求項１１】
パリティ検査行列に基づいて同時確率を更新することが、受信された信号条件を評価することと、前記評価に基づいて、パリティ検査行列の関数として同時確率の反復または非反復の再計算を選択的に行うこととを含む、請求項１の方法。
【請求項１２】
パリティ検査行列に基づいて同時確率を更新することが、パリティ検査行列によって提供された関係するビット情報を使用して同時確率を反復して再計算することと、反復計量を評価することに基づいて反復の再計算を終結させることとを含む、請求項１の方法。
【請求項１３】
同時復調情報に基づいて、受信されたデータブロック内のビットサブセットの同時確率を初期化することが、復調処理によって提供された同時ビット軟値から初期同時確率を生成することを含む、請求項１の方法。
【請求項１４】
パリティ検査行列に基づいて同時確率を更新することが、反復の要望された数に従ってパリティ検査行列内の関係するビット情報を使用して同時確率を反復して更新することと、単一ビット確率を決定するために、反復更新から獲得された更新された同時確率を使用することと、単一ビット確率に基づいて符号化されたデータを再生することとを含む、請求項１の方法。
【請求項１５】
パリティ検査行列によって表される線形ブロック符号を介して符号化された受信されたデータブロックを復号するように構成された復号回路であって、
同時復調情報に基づいて、受信されたデータブロック内のビットサブセットの同時確率を初期化するようにと、
パリティ検査行列に基づいて同時確率を更新するようにと、
更新された同時確率を使用して受信されたデータブロックから符号化されたデータを再生するようにと、
構成された１つまたはそれ以上の処理回路を含む復号回路。
【請求項１６】
復号回路が、ビットサブセットを受信されたデータブロック内の結合ビットとして同定するためにパリティ検査行列を使用することと、復調処理から関係するビットサブセットのために獲得された同時ビット軟値に従って各ビットサブセット内のビット値のあり得る組み合わせに対する確率値を初期化することとによって、同時復調情報に基づいて受信されたデータブロック内のビットサブセットの同時確率を初期化するように構成されている、請求項１５の復号回路。
【請求項１７】
線形ブロック符号が低密度パリティ検査（ＬＤＰＣ）符号を含み、パリティ検査行列がパリティ検査方程式の集合を含んで、各パリティ検査方程式は受信されたデータブロック内の結合ビットを同定する、請求項１５の復号回路。
【請求項１８】
復号回路が、パリティ検査行列によって示されるような同時確率の全部の関係する組み合わせの関数として同時確率を更新することによって、パリティ検査行列に基づいて同時確率を更新するように構成されている、請求項１５の復号回路。
【請求項１９】
復号回路が、１つまたはそれ以上の反復で、同時確率を再計算することと、再計算された同時確率を次の反復のための初期値として使用することと、最後の反復で最終同時確率を計算することとによって、パリティ検査行列に基づいて同時確率を更新するように構成されている、請求項１５の復号回路。
【請求項２０】
復号回路が、各同時確率に対して、再計算の偏りを回避するために再計算からパリティ検査方程式の内の対応する１つを除外することによって、１つまたはそれ以上の中間反復の各々で、同時確率を再計算するように構成されている、請求項１９の復号回路。
【請求項２１】
復号回路が、各同時確率に対して、パリティ検査方程式の内の対応する１つを同時確率の最終計算に含むことによって最終同時確率を計算することによって、最後の反復で最終同時確率を計算するように構成されている、請求項２０の復号回路。
【請求項２２】
復号回路が、（ａ）最大の同時確率を選択することに基づいて受信されたデータブロックに対して硬ビット決定を決定すること、または（ｂ）最大の単一ビット確率を選択することに基づいて受信されたデータブロックに対して硬ビット決定を決定すること、または（ｃ）受信されたデータブロックの外部符号復号のための軟情報として、更新された同時確率を提供することの１つを行うことによって、更新された同時確率を使用して、受信されたデータブロックから符号化されたデータを再生するように構成されている、請求項１５の復号回路。
【請求項２３】
復号回路が、対数尤度として同時確率を表現するように構成されている、請求項１５の復号回路。
【請求項２４】
復号回路が、対数尤度から決定される対数尤度比として単一ビット確率を表現するようにと、１つまたはそれ以上の更新反復の各々で、対数尤度比を表すために使用される双曲正接関数の符号値に従って最大の確率を同定することによる同時確率推定を改正することによってパリティ検査行列に基づいて同時確率を更新するようにと、構成されている、請求項２３の復号回路。
【請求項２５】
復号回路が、受信された信号条件を評価することと、前記評価に基づいて、パリティ検査行列の関数として同時確率の反復または非反復の再計算を選択的に行うこととによってパリティ検査行列に基づいて同時確率を更新するように構成されている、請求項１５の復号回路。
【請求項２６】
復号回路が、パリティ検査行列によって提供された関係するビット情報を使用して同時確率を反復して再計算することと、反復計量を評価することに基づいて反復の再計算を終結させることとによって、パリティ検査行列に基づいて同時確率を更新するように構成されている、請求項１５の復号回路。
【請求項２７】
復号回路が、復調処理によって提供された同時ビット軟値から初期同時確率を生成することによって、受信されたデータブロック内のビットサブセットの同時確率を初期化するように構成されている、請求項１５の復号回路。
【請求項２８】
復号回路が、各同時確率を表す値の集合を初期化するように構成された初期化回路を含み、値の前記集合は各同時確率に含まれたビットの仮定された組み合わせに対応する、請求項１５の復号回路。
【請求項２９】
復号回路が、同時確率を更新するように構成された計算回路と、計算回路からの更新された同時確率を評価することに基づいて符号化されたデータを再生するための軟または硬決定を提供するように構成された評価回路とをさらに含む、請求項２８の復号回路。
【請求項３０】
計算回路が、計算回路によって行われる同時確率再計算反復の数を制御するように構成された反復制御回路を含むまたは関連する、請求項２９の復号回路。
【請求項３１】
復号回路が、反復の要望された数に従ってパリティ検査行列内の関係するビット情報を使用して同時確率を反復して更新することと、単一ビット確率を決定するために、反復更新から獲得された更新された同時確率を使用することと、単一ビット確率に基づいて符号化されたデータを再生することとによって、パリティ検査行列に基づいて同時確率を更新するように構成されている、請求項１５の復号回路。
【請求項３２】
内部符号を介して符号化された受信されたデータブロック内の関係するビットの最初のサブセットに対する最初の同時確率を決定することと、
外部符号を介して符号化された受信されたデータブロック内の関係するビットの２番目のサブセットに対する２番目の同時確率を決定するための初期値として最初の同時確率を使用することと、
を含む、線形ブロック符号を復号する方法。
【請求項３３】
外部符号がＬＤＰＣ符号を含み、受信されたデータブロック内の関係するビットの２番目のサブセットに対する２番目の同時確率を決定することが、最初の同時確率に基づいて２番目の同時確率を初期化することを含む、請求項３２の方法。
【国際調査報告】
2008544639.tif 000023
2008544639.tif 000024
2008544639.tif 000025
2008544639.tif 000026