(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
変調信号の（x,y）座標を受信するための手段と、
等式
【外１】
0004023613.tif 000047
に従って第１の値を決定し、前記
【外２】
0004023613.tif 000048
が前記（x,y）座標に最も近い第１のシンボルのＩ成分であり、前記
【外３】
0004023613.tif 000049
が対応する前記第１のシンボルのビット値と逆のビット値を備える、前記（x,y）座標に最も近い第２のシンボルのＩ成分である手段と、
等式
【外４】
0004023613.tif 000050
に従って第２の値を決定し、前記
【外５】
0004023613.tif 000051
が前記第１のシンボルのＱ成分であり、前記
【外６】
0004023613.tif 000052
が前記第２のシンボルのＱ成分である手段と、
【外７】
0004023613.tif 000053
と
【外８】
0004023613.tif 000054
との和に等しい第３の値を決定し、前記Ａ０が最小振幅である手段と、
前記第１の値と、前記第２の値と、前記第３の値との和として対数尤度比を決定するための手段と、
前記対数尤度比をデコーダに送信するための手段と、
を有する装置。
【請求項２】
【外９】
0004023613.tif 000055
、
【外１０】
0004023613.tif 000056
、
【外１１】
0004023613.tif 000057
、
【外１２】
0004023613.tif 000058
、
【外１３】
0004023613.tif 000059
の符号及び
【外１４】
0004023613.tif 000060
の符号のうち少なくとも１つの値を記憶するための手段を更に有する、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記第１の値を決定するための手段が、加算器と、前記加算器に接続される符号反転器とを有する、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記第２の値を決定するための手段が、加算器と、前記加算器に接続される符号反転器とを有する、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
対数尤度比を決定するための方法であって、
受信信号の（x,y）座標を受信するためのステップと、
等式
【外１５】
0004023613.tif 000061
に従って第１の値を決定し、前記
【外１６】
0004023613.tif 000062
が前記（x,y）座標に最も近い第１のシンボルのＩ成分であり、前記
【外１７】
0004023613.tif 000063
が対応する前記第１のシンボルのビット値と逆のビット値を備える、前記（x,y）座標に最も近い第２のシンボルのＩ成分であるステップと、
等式
【外１８】
0004023613.tif 000064
に従って第２の値を決定し、前記
【外１９】
0004023613.tif 000065
が前記第１のシンボルのＱ成分であり、前記
【外２０】
0004023613.tif 000066
が前記第２のシンボルのＱ成分であるステップと、
【外２１】
0004023613.tif 000067
と
【外２２】
0004023613.tif 000068
との和に等しい第３の値を決定し、前記Ａ０が最小振幅であるステップと、
前記第１の値と、前記第２の値と、前記第３の値との和として前記対数尤度比を決定するステップと、
を有する方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は一般に通信システムに関し、より具体的にはブラインド利得比(blind gain ratio)を決定するための方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ディジタルネットワークは、一般に送信信号にディジタルメッセージの変調を施す。通常、ディジタルメッセージは、変調及び送信に先行して符号化され、受信及び復調の際に復号化される。符号化ディジタルメッセージは、一般にシンボルを形成する１つ又は複数のビットにグループ化される。該シンボルは、自身を表すものとして識別された高周波の正弦波電磁（EM）波を選択するために用いられる。高周波正弦電磁波によってシンボルを送信するために一般に用いられる技法としては、この正弦波の振幅、周波数、及び／又は位相（フェーズ）を指定されたやり方で変更する技術がある。したがって、予め決定される振幅、周波数、及び／又は位相を有する電磁波は、シンボルすなわち予め決定されるビットパターンを表す。
【０００３】
受信の際、電磁波は復調されるとともに復号化され、ディジタルメッセージが決定される。通常、特に直交振幅変調（QAM）を利用するシステムのターボデコーダの使用において、復調器は特定のビットが１又はゼロである対数尤度(log-likelihood)のソフト出力を生成する。ターボデコーダは、ターボデコーダアルゴリズムへの入力として対数尤度を使用する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、対数尤度は、複数のコンパレータ及び乗算器を一般に伴う、時間がかかるとともに処理の多い計算である。したがって、対受信ディジタルメッセージにおけるビットがゼロである場合に対する、受信ディジタルメッセージのビットが１である場合の対数尤度比を求めるための方法及び装置が必要となる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、受信シンボルと、ビットにマッチングする最も近い配列ポイントとの間の距離、及び受信シンボルと、ビットにマッチングしていない最も近い配列ポイントとの間の距離を計算することによって、対数尤度比を求めるための方法及び装置を提供する。
【０００６】
本発明のより完全な理解及びその利点については、添付図面と関連して解釈される以下の説明が参照とされる。
【０００７】
以下の議論において、多くの特定の詳細な説明は、本発明の完全な理解をもたらすために記載されている。しかし、当業者にとって、本発明がこのような特定の詳細な説明なくして実施されてもよいことは明らかであろう。他の例において、不必要な詳細な説明において本発明を不明瞭にしないために、よく知られる構成要素は、概略図又はブロック図の形態で図示されている。加えて、ほとんどの場合、このような詳細な説明が本発明の完全な理解を得るのに必要とは見なされず、当業者の技術の範囲内として見なされる限り、通信等に関する詳細は省略されている。
【０００８】
さらに、別途示されない限り、本願明細書に記載される全ての機能は、ハードウェア若しくはソフトウェア、又はそれらの任意の組み合わせの何れかにおいて実施されてもよいことに留意されたい。しかしながら、好ましい実施例において最も効率的な実現例（インプリメンテーション）を提供するために、上記機能はハードウェアにおいて実現される。代わりに、上記機能は、別途示されない限り、コンピュータープログラムコードのようなコード、ソフトウェア及び／又はこのような機能を実行するために符号化される集積回路に従って、コンピュータ又は電子データプロセッサのようなプロセッサによって実行されてもよい。
【０００９】
本発明の原理及びそれらの利点は、図１乃至図４に記載されている図示された実施例を参照することによって最もよく理解される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１を参照すると、参照符号１００は本発明の特徴を具現化する通信ネットワークの一部を概略的に示す。具体的には、通信部１００は、ディジタルソース１１４に接続され、このディジタルソース１１４からディジタル入力メッセージ１１２を受信するとともに、送信変調信号１１６を生成して送信するように構成される送信器１１０を有している。さらに、通信部１００は、電磁波(EM Wave)１２２を介して送信された送信変調信号１１６を受信変調信号１２０として受信するとともに、受信ディジタルメッセージ１２４をデスティネーション１２６に転送するように構成される受信器１１８を有している。通常、従来技術において既知であるように、電磁波１２２を介して送信変調信号１１６を送信すると、パス−ロスフェーディング及びマルチパスフェージングのようなノイズと、電磁気ノイズと、その他のノイズとを送信信号にもたらし、そのために、受信変調信号１２０は送信変調信号１１６とは異なる。
【００１１】
送信器１１０は概して、変調器１３０と相互接続されるエンコーダ１２８を有している。エンコーダ１２８は、ディジタル入力メッセージ１１２を受信するとともに、送信コードワード１３２を変調器１３０に供給するように構成されている。変調器１３０は、好ましくは、送信コードワード１３２を送信変調信号１１６に変換するように構成される直交振幅変調器（QAM）のようなディジタル変調器であり、上記信号１１６が無線又は有線技術により電磁波１２２を介して送信されてもよく、それにより受信変調信号１２０がもたらされる。無線又は有線技術による信号の送信は、従来技術において良く知られており、したがって、本発明を説明するために必要である範囲を除いてはより詳細に説明されないだろう。
【００１２】
受信器１１８は、ターボデコーダ１３６と相互接続される復調器１３４を有する。復調器１３４は、受信変調信号１２０を受信するとともに、受信シンボル（RS）と、受信シンボル１３８の各ビットに対する対数尤度比（LLR）とを生成するように構成される。
【００１３】
ターボデコーダ１３６は、受信シンボル及びLLR １３８を受信するとともに、受信ディジタルメッセージ１２４をデスティネーション１２６に供給するように構成される。受信シンボル及びLLR １３８を受信するプロセス、及び受信ディジタルメッセージ１２４をデスティネーション１２６に供給するプロセスは、当業者にとっては良く知られるものと見なされるので、より詳細に説明はされないだろう。
【００１４】
残りの開示は、１６−QAM技法を例示的な目的のみのために利用するシステムに関して示され、いかなるM-ary（Mに関する）QAM用途にも同程度に適用される本発明の範囲を制限するものとして解釈されるべきではなく、その用途は本発明を解釈するとき当業者にとって明らかであろう。
【００１５】
図２は、LLRが例えば復調器１３４（図１参照）により決定されてもよい本発明の一つの実施例を図示する。しかしながら、前置きとして、LLRは一般に以下の等式で表されるものとして産業界に受け入れられることが留意されるべきである。
【数１】
0004023613.tif 000002
ここで、
mは、受信シンボルのm番目の(mth)ビットを示し、
di2は、受信シンボルと、配列のi番目の(ith)シンボルとの間の距離を示し、
min(di2|m=1)は、（x,y）座標に最も近いi番目のシンボルまでの距離を示し、
dj2は、受信シンボルと、m番目のビットがi番目のシンボルのm番目のビットと逆である、配列のj番目の（jth）シンボルとの間の距離を示し、
min(dj2|m=0)は、（x,y）座標に最も近いj番目のシンボルまでの距離を示し、
Es/Nは信号対雑音（Ｓ/Ｎ）比を示す。
【００１６】
さらに、上記距離di2及び同様に上記距離dj2は、以下の等式によって表されてもよいことが広く認められる。
【数２】
0004023613.tif 000003
ここで、
【外２３】
0004023613.tif 000004
及び
【外２４】
0004023613.tif 000005
は、i番目のシンボルのI成分及びQ成分を示し、
x及びyは、受信I成分及びQ成分をそれぞれ示す。
【００１７】
したがって、いずれか一つの（x,y）座標に対してそれを示すことによって等式２が等式１に代入されて以下の等式を導き出すようにされてもよい。
【数３】
0004023613.tif 000006
【００１８】
最小振幅（A0）を使用してI及びQを正規化することにより、上記等式は以下のようになる。
【数４】
0004023613.tif 000007
【００１９】
最終的に、項（Es/N）A0は、ターボデコーダにおいてスケーリングファクタによって解釈されてもよい。しかし、好ましくは、ターボデコーダは（Es/N）A0項をキャンセルするためのファクタを有するMax-log-MAPアルゴリズムに基づく。したがって、等式４は以下のようになる。
【数５】
0004023613.tif 000008
【００２０】
当業者であれば理解されるであろうが、iの値が与えられれば、jの値は一意に決まり、それゆえに、当該i及びjによってもたらされる第１の括弧内の値が一意に決まる。第２及び第３の括弧の値が効率的に決定されてもよい。
【００２１】
図２すなわち等式５において導き出される等式を実施するための好ましい実施例を再び参照すると、ターボデコーダ１３６（すなわちLLR(m)/((Es/N)*A0)）へのLLR入力が決定される。処理（プロセシング）は（x,y）座標が受信されるステップ２１０において始まる。従来技術で知られているように、復調器１３４は、受信（I,Q）座標を表す（x,y）座標を生成し、Iは同相成分（すなわちコサイン）を表し、Qは受信エネルギーベクトルの直交成分（すなわちサイン）を表す。（x,y）座標は、それから受信シンボル及びLLR １３８を決定することに利用される。（x,y）座標を生成するプロセスは、従来技術においてよく知られているものと見なされるので、より詳細に議論されないだろう。
【００２２】
処理はそれからステップ２１２へ進み、シンボルiが（x,y）座標から決定され、このシンボルiは（x,y）座標に最も近いシンボルとなる。好ましくは、シンボルiは、x及びyの値をシンボルの境界と比較することによって決定され、このことは図３を参照してより詳細に議論されるだろう。
【００２３】
シンボルiを与えられると、処理はステップ２１４〜２２６に進み、ループがシンボルiの各ビットについて実行される。ステップ２１６では、等式５を計算するための準備段階としていくつかのパラメータが決定される。すなわち、対応するi番目のシンボルのビット値と逆のビット値を有し、座標（x,y）に最も近いシンボルであるjの値と、
【外２５】
0004023613.tif 000009
の値と、
【外２６】
0004023613.tif 000010
の値と、
【外２７】
0004023613.tif 000011
の値と、
【外２８】
0004023613.tif 000012
の符号と、
【外２９】
0004023613.tif 000013
の値と、
【外３０】
0004023613.tif 000014
の符号とに関するパラメータが決定される。好ましい実現例は、リードオンメモリ（ROM）、ランダムアクセスメモリ（RAM）等のメモリを有し、これは上述された値を含むとともに、iによりインデックスされる。代わりに、上記の値は計算されてもよい。以下の表は、モトローラ社によって提唱される１６-QAM 1Xtreme（ワンエクストリーム）規格を実施するためのシンボルiの左端のビットに対して可能な値を規定している。これは例示的な目的のみで供給されており、それゆえにいかなる態様においても本発明を制限するべきではない。
【００２４】
【表１】
0004023613.tif 000015
類似する表がシンボルiの残りのビットに対して作成されてもよく、このような表は本開示を読めば当業者にとって明らかであろう。
【００２５】
ステップ２１６において特定されるパラメータ値を決定した後に、処理はステップ２１８、２２０及び２２２へ好ましくは並行して進められる。ステップ２１８において、等式５の第１の括弧の値、すなわち
【外３１】
0004023613.tif 000016
が、上記に開示された表からそれぞれの値を合計することによって計算される。代わりに、結果として生じる合計値、すなわち
【外３２】
0004023613.tif 000017
は予め決定されるとともに上記表に記憶されてもよく、この場合ステップ２１８が不要になる。
【００２６】
ステップ２２０において、項
【外３３】
0004023613.tif 000018
の値が計算される。好ましくは、上記表は、２の累乗として
【外３４】
0004023613.tif 000019
の値を記憶する。例えば、
【外３５】
0004023613.tif 000020
の値が８である場合、
【外３６】
0004023613.tif 000021
に記憶される値は３である（２３＝２*４＝８）。
【外３７】
0004023613.tif 000022
の値は、好ましくはシフトレジスタを使用してxを
【外３８】
0004023613.tif 000023
ビットの値の左へシフトすることによってxの値に入力される。代わりに、特に
【外３９】
0004023613.tif 000024
の値の可能な範囲が２の累乗に限定されないシステムにおいて、上記表に記憶されたそれぞれの値は、
【外４０】
0004023613.tif 000025
の絶対値であってもよく、項
【外４１】
0004023613.tif 000026
がシフトレジスタ及び加算器を使用して決定される。例えば、
【外４２】
0004023613.tif 000027
の値が６である場合、
【外４３】
0004023613.tif 000028
の値は２ビット左シフトと、元の値の加算とによって決定されてもよい。
【００２７】
符号は、好ましくは、上記表から抜き出された
【外４４】
0004023613.tif 000029
の符号パラメータをもたらすことによって修正される。例えば、それぞれの
【外４５】
0004023613.tif 000030
の符号列における値が「０」である場合、計算された値は負の値に設定され、それ以外の場合は、該値は正の値のままにされる。さらに、
【外４６】
0004023613.tif 000031
の符号が、上記計算された値の符号と、等式５の項の符号とを組み合わせることは好ましい。
【００２８】
同様の態様で、
【外４７】
0004023613.tif 000032
の値がステップ２２２において決定される。
【００２９】
ステップ２１８、２２０及び２２２の後、処理はステップ２２４へ進み、（LLR(m)/((Es/N)*A0)）の値が、ステップ２１８、２２０及び２２２の結果を合計することによって決定される。
【００３０】
処理は、その後、ステップ２２６へ進み、シンボルiの全てのビットが処理されたか否かの判定が行われる。シンボルiの全てのmビットが処理されなかったという判定が行われる場合、処理はステップ２１４〜２２４へ進み、シンボルiの次のビットが処理される。ただし、シンボルiの全てのmビットが処理されたという判定が行われる場合、処理はステップ２１０へ進み、新たな（x,y）座標が受信されるとともに、ステップ２１２〜２２６が上記のように繰り返される。
【００３１】
図３は、本発明の特徴を具現化するとともに、モトローラ社によって提唱される1Xtreme規格に準拠する１６-QAM配列図を図示する。見られ得るように、配列ポイントは、−3A0、−A0、A0、及び3A0において位置されている。Ｉ軸及びＱ軸に加えて、点線３１０、３１２、３１４及び３１６は、さまざまな配列ポイントの間の境界（−2A0、０及び2A0）を表す。例えば（x,y）座標が、Ｉ軸、Ｑ軸、点線３１０及び点線３１２によって形成される正方形内にある場合、シンボルiは０に等しく、A0で正規化された後に（I,Q）座標は（1,1）になる。
【００３２】
さらに、図３はシンボルiとシンボルjとの間の関係を図示している。シンボルiがシンボル０である場合、上記のように対応するシンボルiのビット値と逆のビット値を有する、（x,y）座標に最も近いシンボルであるシンボルjは、第１のビットすなわち左端のビットに対してシンボル８である。同様に、第２のビットに対してシンボルjは４に等しい。
【００３３】
図４は、超大規模集積回路（VLSI）アーキテクチャのコンテクストにおいて、図２を参照して上述された（LLR(m)/((Es/N)*A0)）の値を決定するための一実施例を図示する。閾値比較器４１０は、（x,y）座標を受信するとともに、この座標を図３を参照して上述された閾値の限界値、すなわち-2A0、０及び2A0の境界と比較するように構成される。上記閾値比較器の出力は、（x,y）座標、すなわち（x,y）座標に最も近いシンボルiと同じ境界内にあるシンボルに対応するシンボルiとなる。
【００３４】
オプションとして、（i,j）スワッパ４１２がメモリを保護するために用いられる。上記表から理解されるであろうが、シンボル０〜７に対する値はシンボル８〜１５に対する値と対称的である。特定の用途のために所望される場合、（i,j）スワッパは、シンボル０〜７に対する値のみを記憶することによってメモリを保護するように用いられてもよい。シンボルｉが８〜１５の場合、各々のシンボルｉの各々のビットに対して一定となるjの値は、前記表へのインデックス及びスワップされるシンボルの値として使用される。したがって、シンボルiを受信し、シンボルi又はシンボルjの何れかであってもよいインデックス値を供給するために、（i,j）スワッパ４１２は閾値比較器４１０に結合される。（i,j）スワッパ４１２は、シンボルiの第１のビットを評価するとともに、シンボルiの第１のビットが「１」、すなわちシンボルiの値が８〜１５である場合、シンボルiの値をシンボルjの値とスワップする。
【００３５】
ＲＯＭ ４１４のようなメモリは（i,j）スワッパ４１２に結合され、表１及び図２を参照して上述されたような適切な値を記憶するように構成される。ＲＯＭ４１４は、項
【外４８】
0004023613.tif 000033
及び項
【外４９】
0004023613.tif 000034
の値を受信するとともに、その合計値を計算するために加算器４１６にも結合される。代わりに、上述されたように、項
【外５０】
0004023613.tif 000035
と項
【外５１】
0004023613.tif 000036
との合計値は、ＲＯＭ４１４に直接記憶されてもよく、この場合、加算器４１６が不要になる。
【００３６】
シフタ４２０、例えばバレルシフタは、（x,y）座標のｘ成分の値と、２の累乗として表される
【外５２】
0004023613.tif 000037
の値とを受信するために構成される。シフタ４２０は、ＲＯＭ４１４における
【外５３】
0004023613.tif 000038
の値入力によって特定されるビット数だけ左へｘの値をシフトする。符号反転器(sign inverter)４２２は、シフタ４２０の結果を受信するとともに、ＲＯＭ４１４における
【外５４】
0004023613.tif 000039
の符号の入力に関連して上記に特定されたような符号を反転するためにシフタ４２０に結合される。
【００３７】
同様に、シフタ４３０及び符号反転器４３２が
【外５５】
0004023613.tif 000040
の値を決定するために用いられる。
【００３８】
加算器４４０は、符号反転器４２２及び符号反転器４３２に結合されるとともに、
【外５６】
0004023613.tif 000041
と
【外５７】
0004023613.tif 000042
との合計値を決定するために構成される。
【００３９】
加算器４５０は、加算器４４０の結果からの
【外５８】
0004023613.tif 000043
及び
【外５９】
0004023613.tif 000044
の合計値と、加算器４１６の結果からの
【外６０】
0004023613.tif 000045
及び
【外６１】
0004023613.tif 000046
の合計値との和として（LLR(m)/((Es/N)*A0)）の最終的な値を計算する。
【００４０】
本発明は多くの形態及び実施例をとり得ることを理解されたい。したがって、いくつかの変形例が、本発明の範囲から逸脱しない限り、前述において実施されてもよい。例えば、本発明は、ワイヤレス電話、ワイヤレスコンピュータ、もしくはワイヤレスPDAなどのようないかなるワイヤレスデバイスにおいても、ワイヤレスデバイスに接続するように構成される部品においても、又はワイヤレスデバイスの構成要素として構成される部品などにおいても実施されることができる。
【００４１】
このようにその好ましい実施例を特定して参照することによって本発明を説明してきたが、開示される実施例は、実際に限定するものではなくむしろ例示的なものであり、広い範囲の変形、改良、変更及び置換の態様が前述の開示において意図され、場合によっては、本発明のある特徴が他の特徴を対応させて使うことなく利用されてもよいことに留意されたい。多くのこのような変形及び改良の態様は、好ましい実施例に関する前述の説明の評価に基づいて当業者によって明らかであるとともに望ましいものと見なされてもよい。したがって、従属請求項は広く解釈されるとともに、本発明の範囲と一致した態様において解釈されることは適切なことである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の特徴を具現化するネットワーク環境の概略図である。
【図２】対数尤度比を決定するための復調器用の制御論理を図示するフローチャートである。
【図３】１６-QAMシステムのための配列図である。
【図４】対数尤度比が計算される本発明の一実施例を図示するブロック図である。
【図１】
0004023613.tif 000069
【図２】
0004023613.tif 000070
【図３】
0004023613.tif 000071
【図４】
0004023613.tif 000072