(57)【要約】【課題】  本発明は、具現が簡単なＭＡＰデコーダー及びそのデコーディング方法を提供する。【解決手段】  本発明によるＭＡＰデコーダーは、入力されるイントリンシック情報を保存するイントリンシック情報保存部と、受信信号に対して提案されたＭＡＰアルゴリズムを利用してブランチメトリックを算出するブランチメトリック演算部と、算出されたＮ２ｂ＋１個のブランチメトリックを保存するブランチメトリック保存部と、イントリンシック情報及びブランチメトリックをそれぞれ読み出して順方向メトリックを算出する順方向メトリック演算部と、イントリンシック情報及びブランチメトリックをそれぞれ読み出して逆方向メトリックを算出する逆方向メトリック演算部及びイントリンシック情報、ブランチメトリック、順方向メトリック及び逆方向メトリックを利用してログ尤度比を算出するＬＬＲ部を有する。【選択図】  図３
2005143106.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力されるイントリンシック情報を保存するイントリンシック情報保存部；
受信信号に対するブランチメトリックを算出するブランチメトリック演算部；
前記受信信号に対して算出されたブランチメトリックを保存するブランチメトリック保存部；
前記受信信号に対応する前記イントリンシック情報及び前記ブランチメトリックを前記イントリンシック情報保存部及び前記ブランチメトリック保存部においてそれぞれ読み出して順方向メトリックを算出する順方向メトリック演算部；
前記受信信号に対応する前記イントリンシック情報及び前記ブランチメトリックを前記イントリンシック情報保存部及び前記ブランチメトリック保存部においてそれぞれ読み出して逆方向メトリックを算出する逆方向メトリック演算部；及び
前記受信信号に対応する前記イントリンシック情報、前記ブランチメトリック及び前記逆方向メトリックを利用してログ尤度比を算出するＬＬＲ部；を含むことを特徴とするＭＡＰデコーダー。
【請求項２】
前記逆方向メトリック演算部において算出された前記逆方向メトリックを保存する逆方向メトリック保存部；をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のＭＡＰデコーダー。
【請求項３】
前記ブランチメトリック保存部は、
前記受信信号のフレーム長さＮ、エンコーダーの入力ビット数２ｂである条件下で、Ｎ２ｂ＋１個の前記ブランチメトリックを保存できるメモリ空間を有し、
前記順方向メトリック演算部、前記逆方向メトリック演算部及び前記ＬＬＲ部は、前記Ｎ２ｂ＋１個の前記ブランチメトリックを前記受信信号に対応して所定回繰り返して読み出して利用することを特徴とする請求項１に記載のＭＡＰデコーダー。
【請求項４】
前記イントリンシック情報保存部は、
前記受信信号のフレーム長さＮ、エンコーダーの入力ビット数２ｂである条件下で、Ｎ２2b個の前記イントリンシック情報を保存できるメモリ空間を有することを特徴とする請求項１に記載のＭＡＰデコーダー。
【請求項５】
【数１】
2005143106.tif 000069
は、ステートＳｋ−１＝ｍ、エンコーダー入力ｄｋ＝ｉ、により決定されたエンコーダーの出力信号であり、Ｒｋ＝（ｘｋ，ｙｋ）は、ｋ時間に受信された信号である条件下で算出される前記ブランチメトリック
【数２】
2005143106.tif 000070
は、下記式のとおり示すことを特徴とする請求項１に記載のＭＡＰデコーダー：
【数３】
2005143106.tif 000071
ここで、Ｋは常数、ｂはエンコーダー入力ビット数／２である。
【請求項６】
前記ブランチメトリック
【数４】
2005143106.tif 000072
を利用して算出される前記順方向メトリックαｋ（ｍ）は、下記式のように示すことを特徴とする請求項１に記載のＭＡＰデコーダー：
【数５】
2005143106.tif 000073
ここで、
【数６】
2005143106.tif 000074
はエンコーダー入力ｄｋ＝ｉ、ステートＳｋ＝ｍにより決定された以前ステートであり、
【数７】
2005143106.tif 000075
はイントリンシック情報である。
【請求項７】
前記ブランチメトリック
【数８】
2005143106.tif 000076
を利用して算出される前記逆方向メトリックβｋ（ｍ）は、下記式のとおり示すことを特徴とする請求項１に記載のＭＡＰデコーダー：
【数９】
2005143106.tif 000077
ここで、
【数１０】
2005143106.tif 000078
はエンコーダー入力ｄｋ＋１＝ｉ、ステートＳｋ＝ｍにより決定された以前ステートであり、
【数１１】
2005143106.tif 000079
はイントリンシック情報である。
【請求項８】
前記ブランチメトリック
【数１２】
2005143106.tif 000080
、前記順方向メトリックαｋ（ｍ）及び前記逆方向メトリックβｋ（ｍ）を利用して算出される前記ログ尤度比
【数１３】
2005143106.tif 000081
は、下記式のとおり示すことを特徴とする請求項１に記載のＭＡＰデコーダー：
【数１４】
2005143106.tif 000082
ここで、
【数１５】
2005143106.tif 000083
はエンコーダー入力ｄｋ＝ｉ、ステートＳｋ＝ｍにより決定された以前ステートであり、
【数１６】
2005143106.tif 000084
は、ｋ−１時間にエンコーダー入力ｄｋ＋１＝ｉ、ステートＳｋ＝ｍにより決定された以後ステートであり、
【数１７】
2005143106.tif 000085
はイントリンシック情報である。
【請求項９】
受信信号のデコーディング動作結果の信頼度を演算するに用いられる装置において、
関連イントリンシック情報、関連ブランチメトリック及び関連逆方向メトリックを受信する受信部；及び
受信信号に対応する前記イントリンシック情報、前記ブランチメトリック及び前記逆方向メトリックを利用して信頼度の測定を演算する信頼度演算部；を含むことを特徴とする装置。
【請求項１０】
前記信頼度の測定は、ログ尤度比であることを特徴とする請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記イントリンシックメトリック及び前記ブランチメトリックに基づいて順方向メトリックを演算する順方向メトリック作動部；をさらに含むことを特徴とする請求項９に記載の装置。
【請求項１２】
前記受信部は、前記順方向メトリックを受信し、前記信頼度演算部は、信頼度の測定を演算するために前記順方向メトリックを利用することを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
入力されるイントリンシック情報を保存するステップ；
受信信号に対するブランチメトリックを算出するステップ；
前記受信信号に対して算出されたブランチメトリックを保存するステップ；
前記受信信号に対応する前記イントリンシック情報及び前記ブランチメトリックをそれぞれ読み出して順方向メトリックを算出するステップ；
前記受信信号に対応する前記イントリンシック情報及び前記ブランチメトリックをそれぞれ読み出して逆方向メトリックを算出するステップ；及び
前記受信信号に対応する前記イントリンシック情報、前記ブランチメトリック及び前記逆方向メトリックを利用してログ尤度比を算出するステップ；を含むことを特徴とするデコーディング方法。
【請求項１４】
算出された前記逆方向メトリックを保存するステップ；をさらに含むことを特徴とする請求項１３に記載のデコーディング方法。
【請求項１５】
前記受信信号のフレーム長さＮ、エンコーダーの入力ビット数２ｂである条件下で、保存された前記ブランチメトリックはＮ２ｂ＋１個であり、
前記順方向メトリック、前記逆方向メトリック及び前記ログ尤度比の算出の時、既に保存された前記Ｎ２ｂ＋１個のブランチメトリックは、前記受信信号に対応して所定回繰り返して読み出されることを特徴とする請求項１３に記載のデコーディング方法。
【請求項１６】
前記受信信号のフレーム長さＮ、エンコーダーの入力ビット数２ｂである条件下で、保存された前記イントリンシック情報はＮ２２ｂ個であることを特徴とする請求項１３に記載のデコーディング方法。
【請求項１７】
【数１８】
2005143106.tif 000086
が、ステートＳｋ−１＝ｍ、エンコーダー入力ｄｋ＝ｉにより決定されたエンコーダーの出力信号であり、Ｒｋ＝（ｘｋ，ｙｋ）が、ｋ時間に受信されたシンボルである条件下で算出される前記ブランチメトリック
【数１９】
2005143106.tif 000087
は、下記式のとおり示すことを特徴とする請求項１３に記載のデコーディング方法：
【数２０】
2005143106.tif 000088
ここで、Ｋは常数、ｂはエンコーダー入力ビット数／２である。
【請求項１８】
前記ブランチメトリック
【数２１】
2005143106.tif 000089
を利用して算出される前記順方向メトリックαｋ（ｍ）は、下記式のように示すことを特徴とする請求項１３に記載のデコーディング方法：
【数２２】
2005143106.tif 000090
ここで、
【数２３】
2005143106.tif 000091
はエンコーダー入力ｄｋ＝ｉ、ステートＳｋ＝ｍにより決定された以前ステートであり、
【数２４】
2005143106.tif 000092
はイントリンシック情報である。
【請求項１９】
前記ブランチメトリック
【数２５】
2005143106.tif 000093
を利用して算出される前記逆方向メトリックβｋ（ｍ）は、下記式のとおり示すことを特徴とする請求項１３に記載のデコーディング方法：
【数２６】
2005143106.tif 000094
ここで
【数２７】
2005143106.tif 000095
はエンコーダー入力ｄｋ＋１＝ｉ、ステートＳｋ＝ｍにより決定された以後ステートであり、
【数２８】
2005143106.tif 000096
はイントリンシック情報である。
【請求項２０】
前記ブランチメトリック
【数２９】
2005143106.tif 000097
、前記順方向メトリックαｋ（ｍ）及び前記逆方向メトリックβｋ（ｍ）を利用して算出される前記ログ尤度比
【数３０】
2005143106.tif 000098
は、下記式のとおり示すことを特徴とする請求項１３に記載のデコーディング方法：
【数３１】
2005143106.tif 000099
ここで、
【数３２】
2005143106.tif 000100
はエンコーダー入力ｄｋ＝ｉ、ステートＳｋ＝ｍにより決定された以前ステートであり、
【数３３】
2005143106.tif 000101
は、エンコーダー入力ｄｋ＋１＝ｉ、ステートＳｋ＝ｍにより決定された以後ステートであり、
【数３４】
2005143106.tif 000102
はイントリンシック情報である。
【請求項２１】
受信信号のデコーディング動作結果の信頼度を演算するに用いられる方法において、
関連イントリンシック情報、関連ブランチメトリック及び関連逆方向メトリックを受信するステップ；及び
受信信号に対応する前記イントリンシック情報、前記ブランチメトリック及び前記逆方向メトリックを利用して信頼度の測定を演算するステップ；を含むことを特徴とする方法。
【請求項２２】
前記信頼度の測定は、ログ尤度比であることを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記イントリンシックメトリック及び前記ブランチメトリックに基づいて順方向メトリックを演算するステップ；をさらに含むことを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項２４】
前記受信するステップにおいては、前記順方向メトリックがさらに受信され、
前記信頼度の測定を演算するステップにおいては、信頼度の測定を演算するために前記順方向メトリックが用いられることを特徴とする請求項２３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信システムの誤り訂正復号器に関し、より詳しくは、ＭＡＰデコーダー及びそのデコーディング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ターボコードは、最近ＩＴＵなどでＩＭＴ−２０００などの次世代移動通信において高速データ伝送用としてチャネルコードの標準に採用された状況にある。Ｂｅｒｒｏｕなどにより提示されたターボコードは、ＡＷＧＮ（Ａｄｄｉｔｉｖｅ  Ｗｈｉｔｅ  Ｇａｕｓｓｉａｎ  Ｎｏｉｓｅ）環境で比較的簡単な復号アルゴリズムを有すると共に、１８回の繰り返し復号の時に０．７ｄＢという低い信号対雑音比で画期的な性能を示すことにより、多くの関心を集めており、また、フェーディングチャネル上においても信頼性のある強力なコーディング技法として知られている。
【０００３】
ターボコードは、繰り返し回数とインタリーバの大きさによってさらに良好な性能を示し、ＣＤＭＡ２０００及びＡＲＩＢなどにおいてターボコードの性能に大きな影響を及ぼすインタリーバに対する研究が活発に進んでいる。
【０００４】
図１ａ及び図１ｂは、ターボトレリスコード変調（Ｔｕｒｂｏ  ｔｒｅｌｌｉｓ−ｃｏｄｅｄ  ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ：ＴＴＣＭ、以下、‘ＴＴＣＭ’という）エンコーダーを示したものであって、図１ａは、１６  ＱＡＭ  ＴＴＣＭエンコーダー、図１ｂは、６４  ＱＡＭ  ＴＴＣＭエンコーダーをそれぞれ示したものである。
【０００５】
ターボコードは、インタリーバで連結されたコンボリューショナルコードからなっているが、全体的なＴＴＣＭの構造も２進で動作するターボ符号と類似している。ここで示されるＴＴＣＭは、ビット単位で繰り返してデコーディングされ得るようにビットインタリーバで連結されている。
【０００６】
それぞれの連結されたコンボリューショナルエンコーダーは、ｂ／（ｂ＋１）コードレートを有し、出力ｂ＋１は、２ｂ＋１レベル変調でマッピングされる。一番目のエンコーダーの出力ｂ＋１は、２ｂ＋１個のＩ（ｉｎ−ｐｈａｓｅ）レベルでマッピングされ、２番目のエンコーダーの出力ビット数ｂ＋１は、２ｂ＋１個のＱ（Ｑｕａｒｄｒａｔｕｒｅ）レベルでマッピングされる。即ち、２２ｂ＋２ＱＡＭ信号形態である。
【０００７】
ターボコードのデコーディング方式として最もよく知られたアルゴリズムは、ＭＡＰ（Ｍａｘｉｍｕｎｍ  Ａ  Ｐｏｓｔｅｒｉｏｒｉ）アルゴリズムである。
ターボデコーダーに受信された信号Ｒ１Ｎを、
Ｒ１Ｎ＝（Ｒ１，Ｒ２，…，Ｒｋ，…，ＲＮ）
と定義する。Ｎはフレーム内のシンボル個数である。
【０００８】
ここで、Ｒｋ＝（ｘｋ，ｙｋ）はｋ時間に受信されたシンボルであり、次のとおり定義される。
ｘｋ＝Ｘｋ＋ｉｋ
ｙｋ＝Ｙｋ＋ｑｋ
ここで、Ｘｋ、Ｙｋは、エンコーディングされたシンボルであり、ｉｋ、ｑｋは、σ２の分散を有する付加的な白色ガウス雑音である。Ｘｋ、Ｙｋは、変調方式によってエンコーダー出力ビットがマッピングされることにより決定される。
デコーディング結果による信頼度であるログ尤度比（ＬＬＲ：Ｌｏｇ  Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ  Ｒａｔｉｏ）は、下記式のとおり定義され、この時、
【０００９】
【数１】
2005143106.tif 000003
【００１０】
はデコーディングされたデータビット
【００１１】
【数２】
2005143106.tif 000004
【００１２】
に対するログ尤度比を示す。
【００１３】
【数３】
2005143106.tif 000005
【００１４】
Ｓｋがエンコーダーのステート（ｓｔａｔｅ）である場合、
【００１５】
【数４】
2005143106.tif 000006
【００１６】
であるとき、数式（１）は下記式のとおり定義される。
【００１７】
【数５】
2005143106.tif 000007
【００１８】
信頼度測定の結果、ログ尤度比が
【００１９】
【数６】
2005143106.tif 000008
【００２０】
であると、
【００２１】
【数７】
2005143106.tif 000009
【００２２】
に判断し、ログ尤度比が
【００２３】
【数８】
2005143106.tif 000010
【００２４】
であると、
【００２５】
【数９】
2005143106.tif 000011
【００２６】
に判断する。
一方、順方向メトリックαｋ（ｍ）、逆方向メトリックβｋ（ｍ）、ブランチメトリック
【００２７】
【数１０】
2005143106.tif 000012
【００２８】
は、次のとおり定義される。
【００２９】
【数１１】
2005143106.tif 000013
【００３０】
デコーディング演算のために数式（３）に定義された順方向メトリックαｋ（ｍ）、逆方向メトリックβｋ（ｍ）、ブランチメトリック
【００３１】
【数１２】
2005143106.tif 000014
【００３２】
を利用すると、ログ尤度比
【００３３】
【数１３】
2005143106.tif 000015
【００３４】
は、下記式のとおり定義される。
【００３５】
【数１４】
2005143106.tif 000016
【００３６】
また、順方向メトリックαｋ（ｍ）、逆方向メトリックβｋ（ｍ）は下記式のとおり定義される。
【００３７】
【数１５】
2005143106.tif 000017
【００３８】
エンコーダー入力ｄｋ＝ｉ、ステートＳｋ＝ｍにより決定された以前ステート値を
【００３９】
【数１６】
2005143106.tif 000018
【００４０】
とすると、数式（５）のブランチメトリック
【００４１】
【数１７】
2005143106.tif 000019
【００４２】
は、下記式のとおり定義される。
【００４３】
【数１８】
2005143106.tif 000020
【００４４】
この時、
【００４５】
【数１９】
2005143106.tif 000021
【００４６】
であり、
【００４７】
【数２０】
2005143106.tif 000022
【００４８】
は、下記式のとおり定義される。
【００４９】
【数２１】
2005143106.tif 000023
【００５０】
この時、
【００５１】
【数２２】
2005143106.tif 000024
【００５２】
はステートＳｋ＝ｍ、エンコーダー入力ｄｋ＋１＝ｉにより決定された以後ステート値である。
従って、σ２はＡＷＧＮチャネル環境の分散である場合、ブランチメトリックδｉ（Ｒｋ，ｍ）は、下記式のとおり定義される。
【００５３】
【数２３】
2005143106.tif 000025
【００５４】
前記数式（８）に定義されたブランチメトリックδｉ（Ｒｋ，ｍ）に基づいてそれぞれの順方向メトリック及び逆方向メトリックを算出することにより、ターボデコーディングを行う。
このような従来のＭＡＰアルゴリズムを利用するターボデコーダーは、逆方向メトリック値を得るためには、全体受信されたフレームに対して逆追跡演算を行わなければならず、その値を利用して順方向にＬＬＲ計算をするので、最小限にブランチメトリックと逆方向メトリックを保存するためのメモリが必要である。
従って、従来のＭＡＰアルゴリズムを利用するターボデコーダーは、フレーム単位で演算を行うため、演算に必要な大きなメモリが短所となっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００５５】
本発明は、前記のような問題点を解決するために案出されたものであり、本発明の目的は、提案されるＭＡＰアルゴリズムを利用して演算素子及び演算量を減少でき、また、メモリ空間を効率的に減少できるＭＡＰデコーダー及びそのデコーディング方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００５６】
前記の目的を達成するための本発明によるＭＡＰデコーダーは、入力されるイントリンシック情報を保存するイントリンシック情報保存部；受信信号に対するブランチメトリックを算出するブランチメトリック演算部；前記受信信号に対して算出されたブランチメトリックを保存するブランチメトリック保存部；前記受信信号に対応する前記イントリンシック情報及び前記ブランチメトリックを前記イントリンシック情報保存部及び前記ブランチメトリック保存部において読み出して順方向メトリックを算出する順方向メトリック演算部；前記受信信号に対応する前記イントリンシック情報及び前記ブランチメトリックを前記イントリンシック情報保存部及び前記ブランチメトリック保存部において読み出して逆方向メトリックを算出する逆方向メトリック演算部；及び前記受信信号に対応する前記イントリンシック情報、前記ブランチメトリック及び前記逆方向メトリックを利用してログ尤度比を算出するＬＬＲ部；を含む。
【００５７】
前記逆方向メトリック演算部において算出された前記逆方向メトリックを保存する逆方向メトリック保存部；をさらに含む。
前記ブランチメトリック保存部は、前記受信信号のフレーム長さＮ、エンコーダーの入力ビット数２ｂである条件下で、Ｎ２ｂ＋１個の前記ブランチメトリックを保存できるメモリ空間を有し、前記順方向メトリック演算部、前記逆方向メトリック演算部及び前記ＬＬＲ部は、前記Ｎ２ｂ＋１個の前記ブランチメトリックを前記受信信号に対応して所定回繰り返して読み出して利用する。
前記イントリンシック情報保存部は、前記受信信号のフレーム長さＮ、エンコーダーの入力ビット数２ｂである条件下で、Ｎ２２ｂ個の前記イントリンシック情報を保存できるメモリ空間を有する。
【００５８】
【数２４】
2005143106.tif 000026
【００５９】
は、ステートＳｋ−１＝ｍ、エンコーダー入力ｄｋ＝ｉにより決定されたエンコーダーの出力信号であり、Ｒｋ＝（ｘｋ，ｙｋ）は、ｋ時間に受信された信号である条件下で算出される前記ブランチメトリック
【００６０】
【数２５】
2005143106.tif 000027
【００６１】
は、下記式のとおり示し、Ｋは常数、ｂはエンコーダー入力ビット数／２である。
【００６２】
【数２６】
2005143106.tif 000028
【００６３】
前記ブランチメトリック
【００６４】
【数２７】
2005143106.tif 000029
【００６５】
を利用して算出される前記順方向メトリックαｋ（ｍ）は、下記式のとおり示し、
【００６６】
【数２８】
2005143106.tif 000030
【００６７】
はエンコーダー入力ｄｋ＝ｉ、ステートＳｋ＝ｍにより決定された以前ステートであり、
【００６８】
【数２９】
2005143106.tif 000031
【００６９】
はイントリンシック情報である。
【００７０】
【数３０】
2005143106.tif 000032
【００７１】
前記ブランチメトリック
【００７２】
【数３１】
2005143106.tif 000033
【００７３】
を利用して算出される前記逆方向メトリックβｋ（ｍ）は、下記式のとおり示し、
【００７４】
【数３２】
2005143106.tif 000034
【００７５】
は、エンコーダー入力ｄｋ＋１＝ｉ、ステートＳｋ＝ｍにより決定された以後ステートであり、
【００７６】
【数３３】
2005143106.tif 000035
【００７７】
は、イントリンシック情報である。
【００７８】
【数３４】
2005143106.tif 000036
【００７９】
前記ブランチメトリック
【００８０】
【数３５】
2005143106.tif 000037
【００８１】
、前記順方向メトリックαｋ（ｍ）及び前記逆方向メトリックβｋ（ｍ）を利用して算出される前記ログ尤度比
【００８２】
【数３６】
2005143106.tif 000038
【００８３】
は、下記式のとおり示す。
【００８４】
【数３７】
2005143106.tif 000039
【００８５】
一方、本発明によるＭＡＰデコーダーのデコーディング方法は、入力されるイントリンシック情報を保存するステップ；  受信信号に対するブランチメトリックを算出するステップ；前記受信信号に対して算出されたブランチメトリックを保存するステップ；前記受信信号に対応する前記イントリンシック情報及び前記ブランチメトリックをそれぞれ読み出して順方向メトリックを算出するステップ；前記受信信号に対応する前記イントリンシック情報及び前記ブランチメトリックをそれぞれ読み出して逆方向メトリックを算出するステップ；及び前記受信信号に対応する前記イントリンシック情報、前記ブランチメトリック及び前記逆方向メトリックを利用してログ尤度比を算出するステップ；を含む。
【００８６】
好ましくは、前記受信信号のフレーム長さＮ、エンコーダーの入力ビット数２ｂである条件下で、保存された前記ブランチメトリックはＮ２ｂ＋１個であり、前記順方向メトリック、前記逆方向メトリック及び前記ログ尤度比を算出する時、既に保存された前記Ｎ２ｂ＋１個のブランチメトリックは、前記受信信号に対応して所定回繰り返して読み出され、保存された前記イントリンシック情報はＮ２２ｂ個である。
従って、演算素子及び演算量を減少でき、また、メモリ空間を効率的に減少できるＭＡＰデコーダー及びそのデコーディング方法を提供することができる。
【発明の効果】
【００８７】
本発明によると、提案されたＭＡＰアルゴリズムをデコーダーに適用させることにより、ブランチメトリック、順方向メトリック、逆方向メトリック及び信頼度（ＬＬＲ）を算出するそれぞれの演算器の具現を簡単に行うことがきる。
また、ブランチメトリックのメモリ空間とイントリンシック情報のメモリ空間をそれぞれ設け、併せて、ブランチメトリックのメモリ空間を節減させることにより、全体的なデコーダーのメモリ空間を効率的に節減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００８８】
以下では、本発明によって提案されたＭＡＰアルゴリズム及びそれを適用するによる具現の簡単化及びメモリ空間を効率的に節減したＭＡＰデコーダー及びそのデコーディング方法を詳しく説明する。以後、説明される変数は、前述の同一要素に対して同様に適用する。
【００８９】
[実施例]
先ず、数式を参照して本発明によって提案されたＭＡＰアルゴリズムを詳しく説明する。
前記数式（８）に定義されたように、ブランチメトリックδ（Ｒｋ，ｍ）を算出する。例えば、コードレート２／３である６４  ＱＡＭ  ＴＴＣＭエンコーダーの出力ビットをＩ０、Ｉ１、Ｉ２とすると、マッピングされたシンボルＸｋは、下記式のとおりである。
【００９０】
【数３８】
2005143106.tif 000040
【００９１】
Ｘｋを利用して数式（８）に定義されたブランチメトリックをまとめると、下記式のとおり示すことができる。
【００９２】
【数３９】
2005143106.tif 000041
【００９３】
数式（１０）において、受信信号と常数を減らすと、
【００９４】
【数４０】
2005143106.tif 000042
【００９５】
ここで、（４Ｉ０＋２Ｉ１＋Ｉ２）を
【００９６】
【数４１】
2005143106.tif 000043
【００９７】
に定義すると、
【００９８】
【数４２】
2005143106.tif 000044
【００９９】
はステートＳｋ−１＝ｍ、エンコーダー入力ｄｋ＝ｉにより決定されたエンコーダーの出力となる。
【０１００】
【数４３】
2005143106.tif 000045
【０１０１】
を利用して数式（１１）のブランチメトリックを簡単に減らずことができる。
【０１０２】
【数４４】
2005143106.tif 000046
【０１０３】
一方、コードレート１／２  １６  ＱＡＭ  ＴＴＣＭのエンコーダーの出力ビットがＩ０、Ｉ１であると、マッピングされたシンボルＸｋは、Ｘｋ＝２（２Ｉ０−１）＋（２Ｉ１−１）のとおりであり、これを利用してブランチメトリックをまとめると、下記式のとおり減らすことができる。
【０１０４】
【数４５】
2005143106.tif 000047
【０１０５】
以上のとおり、本発明による提案されたＭＡＰアルゴリズムによると、ブランチメトリックは、数式（１２）及び（１３）のように簡単にまとめることができる。
例えば、コードレート２／３  ６４  ＱＡＭ  ＴＴＣＭデコーダーに対する
【０１０６】
【数４６】
2005143106.tif 000048
【０１０７】
のビット数は、３であり、前記デコーダーに受信される信号ｘｋのビット数が８である場合、提案されたＭＡＰアルゴリズムによる乗算器は３×８であるのに対し、従来のＭＡＰアルゴリズム（数式（８）参照）による乗算器は８×８が必要となる。
従って、提案されたＭＡＰアルゴリズムをデコーダーに適用することになると、ブランチメトリックに基づいて算出される順方向メトリック、逆方向メトリック及び信頼度（ＬＬＲ）のそれぞれの演算器の具現が簡単となる。
以下においては、図面を参照して本発明による提案されたＭＡＰアルゴリズムによるブランチメトリックを
【０１０８】
【数４７】
2005143106.tif 000049
【０１０９】
と定義し、これを利用する１６ＱＡＭ  ＴＴＣＭデコーダーについて詳しく説明する。
図２は、本発明によるターボデコーダーに対する概略的なブロック図である。
ターボデコーダーは、第１及び第２ＭＡＰデコーダー２１０、２５０、第１及び第２除算器２２０、２４０、インタリーバ２３０及びデインタリーバ２７０等を有している。
第１及び第２ＭＡＰデコーダー２１０、２５０は、インタリーバ２３０とデインタリーバ２７０との間に直列に連結されて繰返しデコーディング（ｉｔｅｒａｔｉｖｅ ｄｅｃｏｄｉｎｇ）を行う。この時、第１及び第２ＭＡＰデコーダー２１０、２５０は、本発明による演算の簡単なＭＡＰアルゴリズムを適用してデコーディングを行い、これによるそれぞれのＭＡＰデコーダーに対する詳しい説明は、後述される。
【０１１０】
第１ＭＡＰデコーダー２１０は、ｘ信号とイントリンシック情報（ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）が入力され、第２ＭＡＰデコーダー２５０は、ｙ信号と以前出力信号であるイントリンシック情報を利用してデコーディングを行う。
インタリーバ２３０は、図１ａ及び図１ｂに示されたエンコーダーに対応して設けられ、第１ＭＡＰデコーダー２１０より第２ＭＡＰデコーダー２５０にイントリンシック情報を伝達する時にインタリービングを行う。
【０１１１】
逆に、デインタリーバ２７０は、第２ＭＡＰデコーダー２５０より第１ＭＡＰデコーダー２１０にイントリンシック情報が伝達される時にデインタリービングを行う。
第１及び第２除算器２２０、２４０は、オーバーフロー（ｏｖｅｒｆｌｏｗ）を防止するために第１及び第２ＭＡＰデコーダー２１０、２５０において相互イントリンシック情報を伝達する時、以前段から伝達されたイントリンシック情報を除く。
図３は、本発明によるＭＡＰデコーダー２１０に対する詳しいブロック図であり、図４は、これに対応するデコーディング方法に対するフローチャートである。以下においては、本発明によって提案されたＭＡＰアルゴリズムが適用された第１及び第２ＭＡＰデコーダー２１０、２５０のデコーディング過程を第１ＭＡＰデコーダー２１０に代わって詳しく説明する。
【０１１２】
ＭＡＰデコーダーは、イントリンシック情報保存部２１１、ブランチメトリック演算部２１２、ブランチメトリック保存部２１３、順方向メトリック演算部２１４、逆方向メトリック演算部２１５、逆方向メトリック保存部２１６及びＬＬＲ部２１７を有している。
イントリンシック情報保存部２１１は、入力される受信信号に対応するイントリンシック情報
【０１１３】
【数４８】
2005143106.tif 000050
【０１１４】
を保存する（Ｓ４１１）。従って、イントリンシック保存部２１３のサイズはＮ２２ｂ、従って、１６ ＱＡＭの場合にｂ＝１であるので、サイズは、Ｎ２２となる。
ブランチメトリック演算部２１２は、入力される受信信号（ｘまたはｙ）に対するブランチメトリック
【０１１５】
【数４９】
2005143106.tif 000051
【０１１６】
を算出する（Ｓ４１２）。この時、本発明による提案されたＭＡＰアルゴリズム、即ち数式（１２）及び（１３）が適用される。
【０１１７】
【数５０】
2005143106.tif 000052
【０１１８】
ここで、Ｋは常数、ｂはエンコーダーの入力ビット数の１／２である。例えば、１６ ＱＡＭである場合、ｂ＝１、６４ ＱＡＭである場合、ｂ＝２である。
ブランチメトリック保存部２１３は、ブランチメトリック演算部２１２において算出されたブランチメトリック
【０１１９】
【数５１】
2005143106.tif 000053
【０１２０】
を保存し、そのサイズはＮ２ｂ＋１である（Ｓ４１３）。ここで、Ｎはフレーム長さ、２ｂは任意の時間ｋにエンコーダーに入力される信号のビット（ｂｉｔ）数、即ち、ｂは入力信号ビット数の１／２となる。
より詳しくは、エンコーダーのメモリ個数がｖ、入力信号のビット数が２ｂである場合、エンコーダーの出力信号の個数は２ν×２２ｂである。２ν×２２ｂ個の出力信号のうち、エンコーダーの出力レベル数２ｂ＋１を考慮すると、１つの出力レベルが（２ν×２２ｂ）／２ｂ＋１回繰り返される。
【０１２１】
下記の表１は、３つのメモリを有する１６ ＱＡＭ ＴＴＣＭエンコーダーに対する入力信号（ｉｎ）、ステート（ｓ）及び出力信号に対してマッピングされた信号（ｏｕｔ）を示したのである。
【０１２２】
【表１】
2005143106.tif 000054
【０１２３】
表１に示されたように、マッピングされた信号（ｏｕｔ）の全体個数は、入力信号（ｉｎ）の個数２２、ステート個数２３に対して２２×２３個を有し、マッピングされた信号（ｏｕｔ）の１つのレベルは、（２２×２３）／２２、即ち２３回繰り返される構造を有する。
【０１２４】
従って、ブランチメトリック保存部２１３には、エンコーダーの出力信号ビット数に対応するメモリサイズＮ２ｂ＋１を有することで、表２を参照するように、繰り返されるブランチメトリックに対して１回のみ保存する。これにより、ブランチメトリックを利用する順方向メトリック演算部２１４、逆方向メトリック演算部２１５及びＬＬＲ部２１７においては、受信信号に対応する既に保存されたブランチメトリックを所定回繰返して読み出して使用する。
【０１２５】
順方向メトリック演算部２１４は、イントリンシック情報保存部２１３及びブランチメトリック保存部２１１に保存されたイントリンシック情報及びブランチメトリックを利用して順方向メトリックαｋ（ｍ）を算出する（Ｓ４１４）。この時、イントリンシック情報及びブランチメトリック情報は、受信信号に対応するイントリンシック情報
【０１２６】
【数５２】
2005143106.tif 000055
【０１２７】
及びブランチメトリック
【０１２８】
【数５３】
2005143106.tif 000056
【０１２９】
を読み出す。順方向メトリックαｋ（ｍ）は、下記式のとおり定義される。
【０１３０】
【数５４】
2005143106.tif 000057
【０１３１】
逆方向メトリック演算部２１５は、イントリンシック情報保存部２１３及びブランチメトリック保存部２１２に保存されたイントリンシック情報及びブランチメトリックを利用して逆方向メトリックを算出する（Ｓ４１５）。この時、イントリンシック情報及びブランチメトリックは、受信信号に対応するイントリンシック情報
【０１３２】
【数５５】
2005143106.tif 000058
【０１３３】
及びブランチメトリック
【０１３４】
【数５６】
2005143106.tif 000059
【０１３５】
を読み出す。逆方向メトリックＢｋ（ｍ）は、下記式のとおり定義される。
【０１３６】
【数５７】
2005143106.tif 000060
【０１３７】
逆方向メトリック保存部２１６は、算出された逆方向メトリックＢｋ（ｍ）をフレーム単位で保存する（Ｓ４１６）。これにより、ログ尤度比を計算するとき、ブランチメトリック及び順方向メトリックとの時間動機を合わせて逆方向メトリックが読み出される。
ＬＬＲ部２１７は、ブランチメトリック
【０１３８】
【数５８】
2005143106.tif 000061
【０１３９】
、順方向メトリックαｋ（ｍ）、逆方向メトリックＢｋ（ｍ）及びイントリンシック情報
【０１４０】
【数５９】
2005143106.tif 000062
【０１４１】
を利用してログ尤度比
【０１４２】
【数６０】
2005143106.tif 000063
【０１４３】
を算出する（Ｓ４１７）。勿論、イントリンシック情報
【０１４４】
【数６１】
2005143106.tif 000064
【０１４５】
及びブランチメトリック
【０１４６】
【数６２】
2005143106.tif 000065
【０１４７】
は、受信信号に対応する。ログ尤度比
【０１４８】
【数６３】
2005143106.tif 000066
【０１４９】
は、下記式のとおり定義される。
【０１５０】
【数６４】
2005143106.tif 000067
【０１５１】
ＬＬＲ部（２１７）において算出されたログ尤度比
【０１５２】
【数６５】
2005143106.tif 000068
【０１５３】
は、次段のＭＡＰデコーダーのイントリンシック情報として入力される。
以上のとおり、本発明によって提案されたＭＡＰアルゴリズムをデコーダーに適用させることにより、ブランチメトリック、順方向メトリック、逆方向メトリック及び信頼度（ＬＬＲ）を算出するそれぞれの演算器の具現を簡単に行うことができる。
【０１５４】
一方、本発明によるデコーダーのメモリ空間と従来のデコーダーのメモリ空間とを比較するとき、本発明によるメモリ空間は、ブランチメトリックを保存するためのＮ２ｂ＋１のメモリ空間と、イントリンシック情報を保存するためのＮ２２ｂメモリ空間によってＮ２ｂ＋１＋Ｎ２２ｂのメモリ空間を必要とする。
【０１５５】
これに対し、従来のブランチメトリックとイントリンシック情報を保存するためのメモリ空間は、Ｎ２ν２２ｂとなり、ｖは、エンコーダーのメモリ個数である。
従って、本発明によるデコーダーのメモリ空間は、効率的に節減できる。
【産業上の利用可能性】
【０１５６】
本発明による具現が簡単なＭＡＰデコーダー及びそのデコーディング方法は、通信システムに適用されて、ブランチメトリック、順方向メトリック、逆方向メトリック及び信頼度（ＬＬＲ）を算出するそれぞれの演算器の具現を簡単に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０１５７】
【図１ａ】一般的な１６  ＱＡＭ  ＴＴＣＭエンコーダーの構造図である。
【図１ｂ】一般的な６４  ＱＡＭ  ＴＴＣＭエンコーダーの構造図である。
【図２】本発明によるターボデコーダーの概略的なブロック図である。
【図３】本発明によって提案されたＭＡＰアルゴリズムが適用されたＭＡＰデコーダーの概略的なブロック図である。
【図４】図３に示された本発明によるＭＡＰデコーダーのデコーディング方法に対するフローチャートである。
【符号の説明】
【０１５８】
２１０，２５０：  第１及び第２ＭＡＰデコーダー
２２０，２４０：  第１及び第２除算器
２３０：  インタリーバ
２２０：  デインタリーバ
２１１：  イントリンシック情報保存部
２１２：  ブランチメトリック演算部
２１３：  ブランチメトリック保存部
２１４：  順方向メトリック演算部
２１５：  逆方向メトリック演算部
２１６：  逆方向メトリック保存部
２１７：  ＬＬＲ部
【図１ａ】
2005143106.tif 000103
【図１ｂ】
2005143106.tif 000104
【図２】
2005143106.tif 000105
【図３】
2005143106.tif 000106
【図４】
2005143106.tif 000107