JP2005528811A - 無線通信のためのターボ復号方法および装置 - Google Patents

Abstract

【課題】無線通信のためのターボ復号方法および装置。
【解決手段】通信システム１０において、方法および装置が、ターボ符号化されたデータシンボルのシーケンスを復号化することを与える。チャネルノードＲｘ、Ｒｙ、およびＲｚは、受信されたチャネル出力に基づいて更新され、そしてシンボルノード（７０１、７０７、７０８）からの出発メッセージが初期化される。シンボルノード（７０１、７０７、７０８）は、チャネルノードＲｘ、Ｒｙ、およびＲｚと通信している。異なった時刻段階における計算上のノードＣ（７０４）およびＤ（７０６）の更新は、トリガリング計画に従って実行される。

Description

本発明は、通信分野そしてとくに無線通信に関する。

誤り制御符号はデータシンボルのシーケンスの通信に冗長性を与え、そしてそれは雑音および干渉の存在の下でデータシンボルのもとのシーケンスを再生するために受信端において利用される。ビタビ(Viterbi)復号器を用いた畳み込み符号は、ＣＤＭＡ無線通信システムにおいて、電力を制限されたチャネルおよび干渉を制限されたチャネル上で、信頼できる通信を達成するために広く使用されてきている。ターボ符号と称される誤り訂正符号の新しい種類はさらに、古い符号に勝って特性の向上を与えている。受信機におけるターボ符号に対する復号処理は反復アルゴリズムを含み、そしてそれは受信機にとっては複雑であり計算的に徹底している。

その結果、当業界においては、ターボ符号が使用される通信システムにおける改善された復号器に対するニーズが存在する。

通信システムにおいて、方法および装置がターボ符号化されたデータシンボル（turbo encoded data symbol）のシーケンスを復号することを与える。本発明に関する種々の観点が、種々のノードおよび接続ブランチを含む図によって示される。ノードは、チャネルノード（channel node）、シンボルノード（symbol node）、ステートノード（state node）、および計算上のノード（computational node）を含む種々の形式のものである。ノードを接続しているブランチは、１個のノードから他へのメッセージの流れを可能にする。ノードおよびブランチは、ソフトウエア、ハードウエア、あるいは両者の組み合わせによって実現することが可能である。ノードは、到来メッセージの値に基づいた値を有する出発メッセージ（outgoing message）の送出によって更新されることが可能である。一つの実施例においては、チャネルノードＲ_ｘ、Ｒ_ｙ、およびＲ_ｚは、受信されたチャネル出力に基づいて更新され、そしてシンボルノードからの出発メッセージは初期化される。シンボルノードはチャネルノードＲ_ｘ、Ｒ_ｙ、およびＲ_ｚと通信している。計算上のノードＣおよびＤに関する更新は、トリガリング計画（triggering schedule）に従って実行される。一つの実施例においては、計算上のノードＣおよびＤに関する更新は、すべての可能性のある時刻段階（time instance）に対して同時にトリガされる。トリガリング計画は、復号処理に関する１個あるいはそれ以上の反復を得るために繰り返されることが可能である。１個あるいはそれ以上の反復の後に、シンボルノードは、復号されたシンボルに対する値を保持する。結果として、復号処理は効率的に、正確に、そして迅速に実行される。

本発明の特徴、目的、および利点が、図面と関連させた場合に、以下に記述する詳細な説明からより明白になろう。図面において同様の参照符号は、全体を通して同一のものと認定する。
本発明の種々の実施例は、米国通信工業会（ＴＩＡ）、第３世代パートナーシッププロジェクト（３ＧＰＰ）、および第３世代パートナーシッププロジェクト２（３ＧＰＰ２）によって刊行された種々の標準の中に開示され、そして記述されてきている、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）技術に従って動作する無線通信システム内に組み入れられることが可能である。これらの標準は、ＴＩＡ／ＥＩＡ‐９５標準、ＴＩＡ／ＥＩＡ‐ＩＳ‐８５６標準、ＩＭＴ‐２０００標準（ｃｄｍａ２０００標準およびＷＣＤＭＡ標準を含む）、ここに参照によって組み込まれたすべてのものを含む。標準の写しは、ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．３ｇｐｐ２．ｏｒｇなるアドレスのワールドワイドウエブにアクセスすることによって、あるいは、アメリカ合衆国、ＶＡ２２２０１、Ａｒｌｉｎｇｔｏｎ、２５００Ｗｉｌｓｏｎ Ｂｏｕｌｅｖａｒｄ、米国通信工業会標準および技術部あてに手紙を書くことによって入手が可能である。一般的にＷＣＤＭＡ標準として識別され、この中に参照によって組み込まれている標準は、３ＧＰＰサポートオフィス、６５０Ｒｏｕｔｅ ｄｅｓ Ｌｕｃｉｏｌｅｓ‐Ｓｏｐｈｉａ Ａｎｔｉｐｏｌｉｓ、Ｖａｌｂｏｎｎｅ‐Ｆｒａｎｃｅとコンタクトすることによって、入手することが可能である。

一般的に述べられた、新しいそして改善された方法およびこれに伴う装置は、通信システムにおける符号化されたデータシンボルのシーケンスに関する効率的な復号を与える。ここに記述された１個あるいはそれ以上の典型的な実施例は、ディジタル無線データ通信システムにおいて示されている。この範囲内における使用においては有利である一方、本発明の異なった実施例は、異なった環境あるいは配置と組み合わせられることが可能である。一般的に、ここに記述される種々のシステムは、ソフトウエアで制御される処理装置、集積回路、あるいはディスクリート論理を用いて形成することが可能である。応用を通じて参照されるかも知れないデータ、命令、指令、情報、信号、シンボル、およびチップは、電圧、電流、電磁波、磁場あるいは粒子、光学場あるいは粒子、あるいはこれらの組み合わせによって好都合に示される。さらに、各ブロック線図内に示されるブロックは、ハードウエアあるいは方法ステップを示すかも知れない。

図１は、チャネル上での動作のための送信機および受信機を含む通信システム１０に関するブロック線図である。送信端においては、システム１０は、符号化動作のための入力データシーケンスを受信するための符号器１２を含む。符号器１２は、変調器１４に符号化されたデータシーケンスを出力する。変調器１４は、符号化されたデータシーケンスを搬送波信号上に変調する。変調器１４は、結果となる信号を送信機１６に与える。送信機１６は、加法性白色ガウス雑音（ＡＷＧＮ）チャネル１７上に信号を送信するために必要な、電力増幅器およびアンテナを含むかも知れない。受信機１８は信号を受信する。受信された信号は復調器１９によって復調されそして復号器２０に進められる。復号器２０は入力データシーケンスの推定値を出力する。変調器１４、送信機１６、受信機１８、および復調器１９の動作は、関連業界において既知の技術に従うことが可能である。

符号器１２は、入力データビットの数（ｋ）に対して生成された符号語内の符号化されたシンボルの数（ｎ）に対応する符号化率（ｋ／ｎ）において符号化するための、畳み込み符号器を含むことが可能である。拘束長（Ｋ）がまた、データの畳み込み符号化に使用されるシフトレジスタの長さとして定義される。畳み込み符号器はバイナリ係数および長さＫ−１を有する有限インパルス応答濾波器として動作するかも知れない。符号器は、２から（Ｋ−１）乗までの可能な状態を有することが可能である。

図２を参照して、一つの実施例に従ったシステム１０における使用のための畳み込み符号器１００に関するブロック線図が示される。符号器１００は、データシンボルＸ_ｉを入力し、そして符号化されたシンボルＸ_ｉおよびＹ_ｉを含む符号語を出力する。その結果、符号化は符号化率１／２におけるものである。添字“ｉ”は、時刻のある段階を表しているインデックスである。符号器１１０は、データシンボルＹ_ｉを生成するために、多項式に従って入力データシンボルＸ_ｉを符号化する。多項式は、畳み込み符号に従うことが可能である。このような多項式の実行は、バイナリフリップフロップ１１１および１１２を含むかも知れない。バイナリフリップフロップ１１１および１１２は、それぞれ状態“Ｄ０”および“Ｄ１”にあることが可能である。状態Ｄ０およびＤ１は、時刻の任意段階において状態“０”あるいは“１”の何れかであることが可能である。システム１０においては、符号化されたデータシンボルＸ_ｉおよびＹ_ｉは、ＡＷＧＮチャネル１７上で受信機１８に送信される。

それは必要ではないが、符号特性あるいは最適復号器の特性の何れかを理解するときに、符号をトレリス線図（trellis diagram）上に表すことが有効である。トレリス線図は、符号器のための状態線図に関する無限の写しである。トレリス中の一つのレベルにおけるノード（状態）は、前のレベルのノード（状態）から、状態線図によって決定されるように１個の入力ビットに対応する１個のブランチを経ての移行によって達成される。状態メトリック、パスメトリック、およびブランチメトリック等のいくつかのメトリックの形式が復号処理に使用されることが可能である。最も可能性のある経路が、確実性の高い程度をもって選定されることが可能である。選定された経路の各ブランチに関するシンボルに対応する符号語は、送信された符号語の最も可能性のある組み合わせである。

図３を参照して、トレリス（trellis）２００は、受信された符号化されたデータシンボルＸ_ｉおよびＹ_ｉを復号器２０において復号するために示される。トレリス２００は、時刻段階“ｉ−１”、“ｉ”および“ｉ＋１”におけるフリップフロップ１１１および１１２のそれぞれの状態に対する状態空間（state space）２０１、２０２、および２０３を示す。４個の可能性のある状態２１１、２１２、２１３、および２１４は、典型的実施例に示されるように各状態空間と組み合わせられる。たとえば、状態２１１、２１２、２１３、および２１４は、可能性のある状態“００”、“１０”、“０１”、および“１１”におけるそれぞれ、フリップフロップ１１１および１１２の状態を示す。一つの状態空間における一つの状態から、他の状態空間における他の状態への移行は、異なった可能性のある符号語ブランチによって示される。各ブランチは、符号化されたシンボルＸ_ｉおよびＹ_ｉに対する特定の選択を示す。たとえば、符号語ブランチ“０１”は、データシンボルＸ_ｉに対する“０”の値、およびデータシンボルＹ_ｉに対する“１”の値を示す。符号語ブランチ“０１”は、フリップフロップ１１１および１１２の、ある時刻の段階における状態空間の状態２１３から次の時刻の段階における他の状態空間の状態２１１への、そしてある時刻の段階における状態空間の状態２１４から次の時刻の段階における他の状態空間の状態２１４への移行を示すことが可能である。レート１／２に対しては、各状態空間における各状態は、少なくとも２個の可能性のある符号語ブランチによって到達されることが可能である。

種々の実施例に従って、復調器１９内の相関器は、各受信された符号化されたデータシンボルに関する確率を、チャネル出力に基づいて決定することが可能である。各受信された符号化されたデータシンボルと組み合わせられた確率は、記憶エレメント内に保存されるかも知れない。各データシンボルＸ_ｉおよびＹ_ｉに対する決定された確率は、ブランチメトリック（チャネルメトリック）を決定するために使用される。

ＭＡＰアルゴリズムとして一般に知られるアルゴリズムは、復号処理に使用されることが可能である。トレリス２００における復号処理は、状態メトリックおよびパスメトリックを初期の状態空間および最終の状態空間から、順方向および逆方向法で(in a forward and backward fashion)、同時に決定することを含むかも知れない。軟判定（soft decision）は、符号化されたデータシンボルＸ_ｉおよびＹ_ｉの値を、トレリス内の状態空間に対応する時刻段階におけるブランチによって表されるとして決定する。符号化されたデータシンボルＸ_ｉおよびＹ_ｉの値に対する軟判定を行うために、各ブランチに関するデュアルメトリック（ＤＭ）が決定される。ブランチのＤＭは順方向状態メトリック(forward state metric)（ＦＳＭ）、逆方向状態メトリック(backward state metric)（ＢＳＭ）、およびブランチメトリック（ＢＭ）に基づいている。ＤＭは、ＦＳＭ、ＢＳＭ、およびＢＭの合計であるかも知れない。ブランチのＢＭは、チャネル出力に基づいて決定されるかも知れない。

状態のＦＳＭは順方向パスメトリック（ＦＰＭ）に基づいているかも知れない。ブランチの一端におけるＦＰＭは、ブランチの開始点における状態のＦＳＭおよびブランチのＢＭの合計に等しいかも知れない。トレリスの初期の状態空間における状態のＦＳＭは、既知であり、あるいはあらかじめ設定されているかも知れない。トレリスの初期の状態空間における状態以外の状態のＦＳＭは、初期の状態空間から出発しそして状態において終了する経路のＦＰＭの汎用最小値(generalized minimum)に等しいかも知れない。状態のＢＳＭは、逆方向パスメトリック（ＢＰＭ）に基づくかも知れない。ブランチの一端におけるＢＰＭは、ブランチの開始点における状態のＢＳＭおよびブランチのＢＭに等しいかも知れない。トレリスの最終の状態空間における状態のＢＳＭは、既知であり、あるいはあらかじめ設定されているかも知れない。トレリスの最終の状態空間における状態以外の状態のＢＳＭは、その状態から出発し、そして最終の状態空間に関する状態において終了する経路のＢＰＭの汎用最小値に等しいかも知れない。このように、初期の状態および最終の状態からの状態空間のＦＳＭ、ＢＳＭ、およびＢＭは、両方向からの経路がブランチすべてに対するＤＭを決定するために反対の終端に到達するまで、連続した方法で決定されるかも知れない。ブランチのＤＭは、順方向からのブランチの一端における状態のＦＳＭ、逆方向からのブランチの一端における状態のＢＳＭ、およびブランチのＢＭに基づくかも知れない。

２個の連続した状態空間の間のブランチのＤＭは、二つのグループに分類することが可能である。第１のグループは“０”に等しいＸ_ｉシンボルを有する符号語をもったブランチを含んでいる。第２のグループは“１”に等しいＸ_ｉシンボルを有する符号語をもったブランチを含んでいる。第１のグループ（ＧＭＢ０）に関する汎用最小値、および第２のグループ（ＧＭＢ１）に関する汎用最小値が決定される。 Ｘ_ｉシンボルに対する軟判定は、ＧＭＢ０およびＧＭＢ１間の差に等しいかも知れない。符号語の他のデータシンボルに対する軟判定は、同様にしてブランチを二つのグループに分類することによって決定されるかも知れない。第１のグループは“０”に等しいデータシンボルを有することかも知れず、そして第２のグループは“１”に等しい（データシンボルを有することかも知れない）。データシンボルに対する軟判定はＧＭＢ０およびＧＭＢ１間の差に等しいかも知れない。

トレリスの各ブランチは、いくつかのデータシンボルを含む符号語を示している。たとえば、符号化率１／２に対しては、トレリス２００内に示される各ブランチ内の符号語は、データシンボルＸ_ｉおよびＹ_ｉに対する値を示している。もしも送信機内の符号器が符号化率１／３で符号化されたデータシンボルを送信する場合は、各入力データシンボルに対して３個のデータシンボルが生成されることが可能である。このような例においては、各ブランチ内の符号語は３個のデータシンボルを示す。

図４を参照して、従来のレート１／３ターボ符号器（turbo encoder）４００に関する一般的ブロック線図が示されている。一般的に言えば、レート１／３ターボ符号器は、少なくとも２個の並列符号器を含む。ターボ符号器４００は、第１の要素符号（constituent code）４０１および第２の要素符号４０２、および符号インターリーバ４０３を含む。データシンボルＸ_ｉは、入力４１０においてターボ符号器４００に入力する。第１の要素符号４０１は、データシンボルＸ_ｉを符号化されたデータシンボルＹ_ｉを生成するために入力する。符号インターリーバ４０３は、データシンボルＸ_ｋを生成するためにデータシンボルＸ_ｉをインタリーブするためにデータシンボルＸ_ｉを受信する。データシンボルＸ_ｋは、再配列されたデータシンボルＸ_ｉを含むかも知れない。第２の要素符号４０２は、データシンボルＸ_ｋを符号化し、そしてデータシンボルＺ_ｋを出力する。第１および第２の要素符号４０１および４０２内のデータシンボルを符号化するために用いられた多項式は、同じであるかあるいは異なるかも知れない。第１および第２の要素符号４０１および４０２における符号化は、図２に示される畳み込み符号１１０に従うかも知れない。

データシンボルＸ_ｉ、Ｙ_ｉ、およびＺ_ｋは、伝送のためのデータシンボルを選定するためにパンクチャリングブロック（図示せず）に通されるかも知れない。選定は、パンクチャリングパターンに従うかも知れない。選定されたデータシンボルは、専らデータシンボルＸ_ｉ、Ｙ_ｉ、およびＺ_ｋのみである。システム１０においては、選定されたデータシンボルは変調および受信機１８への伝送のために変調器１４に通される。復号器２０は、データシンボルＸ_ｉ、Ｙ_ｉ、およびＺ_ｋの雑音を含んだ形態を受信する。

図５を参照して、データシンボルＸ_ｉの推定値を生成するためにデータシンボルＸ_ｉ、Ｙ_ｉ、およびＺ_ｋの、雑音を含んだ形態を復号するための復号器５００に関するブロック線図が示される。復号器５００は、システム１０における復号器２０内で用いられるかも知れない。符号化されたデータシンボルＸ_ｉ、Ｙ_ｉ、およびＺ_ｋの雑音を含んだ形態は、入力５４２における復号ブロック５０１へのルーチングのために、データシンボルＸ_ｉおよびＹ_ｉの雑音を含んだ形態を選定するために動作する、データシンボル選択器ブロック５２０を通過するかも知れない。データシンボルＸ_ｉの雑音を含んだ形態は、局部的にデータシンボルＸ_ｋの雑音を含んだ形態を再生成するためにインターリーバ５９９を内部的に通過する。局部的に生成されたデータシンボルＸ_ｋおよびＺ_ｋの雑音を含んだ形態は、入力５４０において復号器ブロック５０２に通される。復号器５０１は、説明されそして示されたようにＭＡＰ等の復号処理に従って、データシンボルＸ_ｉおよびＹ_ｉの雑音を含んだ形態を復号することが可能である。復号器５０１は、出力５５０においてデータシンボルＸ_ｉの推定値を生成する。復号器５０２は、説明されそして示されたようにＭＡＰ等の復号処理に従って、データシンボルＺ_ｋおよびＸ_ｋの雑音を含んだ形態を復号する。復号器５０２は、出力５６０においてデータシンボルＸ_ｋの推定値を生成する。復号器５０１および５０２内の復号処理は連続的に実行されるかも知れない。情報は、各反復の終了後に復号器５０１から復号器５０２に通されるかも知れない。当業界において通常に熟練した人は、記述されそして示されたような種々の実施例における復号器は、符号化されたデータシンボルの雑音を含んだ形態上で動作することを正しく評価するであろう。

真の値を保持するために、データシンボルＸ_ｉの推定値に対する信頼性を増加するために、出力５５０においてデータシンボルＸ_ｉの推定値は、復号器５０２の入力５３２においてデータシンボルＸ_ｋの推定値を生成するためにインターリーバ５３０を通過するかも知れない。復号器５０２は、出力５６０においてデータシンボルＸ_ｋの新しい推定値を生成するために、入力５４０におけるデータシンボルの推定値と共に、入力５３２におけるデータシンボルＸ_ｋの推定値を使用する。出力５６０におけるデータシンボルＸ_ｋの推定値は、ターボ符号４００内のインターリーバ４３０のインターリービング機能の処理を反転するために、そして入力５４１においてデータシンボルＸ_ｉの推定値を生成するためにデインターリーバ５３１を通過する。入力５４１におけるデータシンボルＸ_ｉの推定値は、出力５５０においてデータシンボルＸ_ｉの新しい推定値を生成するために入力５４２におけるデータシンボルの推定値と共に用いられる。処理はデータシンボルＸ_ｉの推定値に対する信頼度が満足できるレベルに達するまで繰り返されるかも知れない。このように、データシンボルＸ_ｉの復号のための処理は時間を消費するものであり、そして通信システム１０における応用に対して間に合うような方法で、データシンボルＸ_ｉの正確な推定値を生成しないかも知れない。

図６を参照して、図表６００は、通信システム１０内で使用されることが可能な本発明の種々の実施例に従った復号器内の信号および情報の流れを示す。図表６００に述べられた復号動作はターボ符号に従って送信機において符号化されているデータシンボルのシーケンスを復号するのに適している。図４に示されたターボ符号器４００は、ターボ符号に従ったデータシンボルのシーケンスの符号化に対する典型的な実施例である。復号器２０のような本発明の実施例と組み合わせられた復号器は、本発明の種々の観点から非常に有益である。本発明の一つの実施例は、高い信頼度をもってデータシンボルＸ_ｉの正確な推定値を決定するための高速復号動作を与える。本発明の種々の実施例に従った図表６００における信号および情報に関する流れの種々の観点をフォローするために、いくつかの表示が定義されるかも知れない。データシンボルＸ_ｉによって形成されたデータシンボルのシーケンスは長さＮのバイナリシンボルであることが可能である。Ｎに対する値は、任意の有限の数値であることが可能である。第１の要素符号４０１に対する時刻インデックスは、１およびＮの間の数値を有する“ｉ”に対する“Ｉ”であることが可能である。データシンボルＹ_ｉおよびＺ_ｋもまた長さＮのバイナリシンボルであることが可能である。第２の要素符号４０２に対する時刻インデックスは、１およびＮの間の数値を有する“ｋ”に対する“ｋ”であることが可能である。“ｋ”に対する値は、符号インターリーバ４０３におけるインターリービング後の時刻インデックス“ｉ”のイメージである。

図６を参照して、シンボルＸ_ｉノード６０１は、時刻“ｉ”における第１の要素符号４０１の入力におけるデータシンボルと組み合わせられたシンボルノードであるかも知れない。シンボルＹ_ｉノード６０２は、時刻“ｉ”における第１の要素符号４０１の出力におけるデータシンボルと組み合わせられたシンボルノードであるかも知れない。シンボルＺ_ｋノード６０３は、時刻“ｋ”における第２の要素符号の出力におけるデータシンボルと組み合わせられたシンボルノードであるかも知れない。時刻“ｉ−１”および“ｉ”における第１の要素符号４０１と組み合わせられたトレリスの状態ノード（state node）は、それぞれ状態Ｓ_ｉ−１ノード６０４および状態Ｓ_ｉノード６０５によって表されることが可能である。時刻“ｋ−１”および“ｋ”における第２の要素符号４０２と組み合わせられたトレリスの状態ノードは、それぞれ状態σ_ｋ−１ノード６０６および状態σ_ｋノード６０７とによって表されることが可能である。時刻“ｉ−１”、“ｉ”、および“ｉ＋１”における第１の要素符号４０１と組み合わせられた計算上のノードは、それぞれＣ_ｉ−１ノード６０８、Ｃ_ｉノード６０９、およびＣ_ｉ＋１ノード６１０によって表されることが可能である。時刻“ｋ−１”、“ｋ”、および“ｋ＋１”における第２の要素符号４０２と組み合わせられた計算上のノードは、それぞれＤ_ｋ−１ノード６１１、 Ｄ_ｋノード６１２、Ｄ_ｋ＋１ノード６１３によって表されることが可能である。チャネルＲ_ｘノード６１４は、受信されたデータシンボルＸ_ｉと組み合わせられる。チャネルＲ_ｙノード６１５は、受信されたデータシンボルＹ_ｉと組み合わせられる。チャネルＲ_ｚノード６１６は、受信されたデータシンボルＺ_ｋと組み合わせられる。

図表６００において、ブランチは２個のノードを接続することが可能である。一つのブランチは、ソースノードから宛先ノードへのメッセージを搬送することが可能である。一般的に、もしもαおよびβが任意の２個のノードである場合は、表示Ｍ（α，β）はノードαからノードβへのメッセージを表す。たとえば、ブランチ６５１は、Ｘ_ｉノード６０１等のシンボルノードを、Ｃ_ｉノード６０９等の計算上のノードに接続することが可能である。ブランチ６５１は、ソースノード、Ｘ_ｉ６０１から宛先ノード、 Ｃ_ｉノード６０９へメッセージを搬送することが可能である。その結果、ブランチ６５１によって搬送されたメッセージは、Ｍ（ Ｘ_ｉ ， Ｃ_ｉ ）として表される。シンボルノード６０１、シンボルノード６０２、およびシンボルノード６０３に接続されたブランチは、１個の数字を含むメッセージを搬送する。シンボルノードに接続されたブランチは、ハードウエア、ファームウエアあるいはソフトウエア、あるいはこれらの組み合わせの中に、レジスタあるいは変数、あるいはこれらの組み合わせとして実現することが可能である。レジスタあるいは変数によって保持される値は、ブランチによって搬送されたメッセージを示すことが可能である。

状態Ｓ_ｉノード６０５、状態Ｓ_ｉ−１ノード６０４、状態σ_ｋ−１ノード６０６、および状態σ_ｋ６０７ノードに接続されたブランチは、数字の配列を含むメッセージを搬送する。数字の配列は接続する状態ノードと組み合わせられたトレリス内の状態の数に等しい長さを有することが可能である。対応する要素符号と組み合わせられた符号器は状態の数を確立することが可能である。たとえば、要素符号４０１は、各時刻の段階における各状態空間に４個の状態を有している。その結果、数の配列は４個の数を含み、ここで、一つの数は状態空間における各状態に対する。状態ノードに接続されたブランチは、ハードウエア、ファームウエアあるいはソフトウエア、あるいはこれらの組み合わせの中に、レジスタあるいは変数、あるいはこれらの組み合わせとして実現することが可能である。レジスタあるいは変数によって保持された値は、ブランチによって搬送されたメッセージを示すことが可能である。

一般的に、ノードはいくつかの入力および出力をもった論理回路の形で、ハードウエア内に実現することが可能である。ノードはまた、機能あるいはサブルーチンの形で、ソフトウエア／ファームウエア内に実現されることが可能である。ノードはいつでも、いかなる情報も記憶しあるいは保存する必要はないかも知れない。ノードは到来メッセージによって“更新される”かも知れない。ノードが“更新される”場合、ノードはその到来ブランチにおけるメッセージの現在の値に基づいてその出発ブランチのすべてに、メッセージを出力する。ノードの出発ブランチ上のメッセージの形式は、またノードの形式によって異なる。

チャネルノード６１４‐６１６は、対応するデータシンボルと組み合わせられたチャネル出力を受信することによって更新される。復調器１９内の相関器は、各データシンボルに対するチャネル出力を出力するかも知れない。たとえば、データシンボルＸ_ｉ、Ｙ_ｉ、およびＺ_ｋと組み合わせられたチャネル出力は、それぞれチャネルノード６１４、６１５、および６１６を更新する。チャネルノードが更新される場合、メッセージがチャネルノードから組み合わせられたシンボルノードへ通される。たとえば、データシンボルＸ_ｉの場合、データシンボルＸ_ｉと組み合わせられたチャネルノード６１４において、 Ｘ_ｉチャネル出力を受信した後、チャネルノード６１４は、チャネルノード６１４からシンボルノード６０１へメッセージを通すことによって更新される。チャネルノード６１４からシンボルノード６０１へ通されたメッセージは、シンボルＸ_ｉチャネル出力の対数‐尤度比(log-likelihood ratio)、

に等しいことが可能である。たとえば、もしもシンボルＸ_ｉが、１は正の電圧として送信され、そして０は負の電圧として送信されるようにＢＰＳＫ変調され、そして実数ｒ_ｉによって示される電圧としてＡＷＧＮチャネル上で受信される場合は、そこでメッセージは

に等しいことが可能である。ここで、Ｅ_ｓ／Ｎ_０はチャネルのシンボルＳＮＲを表す。ある時刻の段階におけるデータシンボルに対してチャネルノードは一度だけ更新されることを必要とする。チャネルノードはチャネル出力を受信することによって更新されることが可能である。

シンボルノードは、接続ブランチ上のメッセージを受信することによって更新されるかも知れない。シンボルノードはいくつかのノードに接続されるかも知れない。たとえば、シンボルノードＸ_ｉ６０１は、チャネルノード６１４、Ｃ_ｉノード６０９、およびＤ_ｋノード６１２に接続される。シンボルノードが更新される場合、出発メッセージは到来メッセージの和によって決定される。次の表示が有用であるかも知れない。シンボルノードαが更新される場合、シンボルノードαからの出発メッセージは次のように推定される。

総和はノードαと接続されている他のノード（β′）からの到来メッセージのすべてについてである。ノードαの更新をトリガしたノードβからの到来メッセージＭ（β，α）は、ノードαからノードβへの出発メッセージＭ（α，β）の決定には用いられない。シンボルノードＸ_ｉ６０１の場合、ノードはメッセージが到来ブランチ６５０、６５３、および６５９上で受信される場合に更新される。ブランチ６５０は、 Ｃ_ｉノード６０９からのメッセージＭ（Ｃ_ｉ，Ｘ_ｉ）を搬送する。ブランチ６５３は、Ｄ_ｋノード６１２からのメッセージＭ（Ｄ_ｋ，Ｘ_ｉ）を搬送する。ブランチ６５９は、チャネルノード６１４からのメッセージＭ（Ｒ， Ｘ_ｉ）を搬送する。 Ｃ_ｉノード６０９への出発メッセージは、ブランチ６５１上で搬送される。 Ｄ_ｋノード６１２への出発メッセージは、ブランチ６５２上で搬送される。もしも更新がブランチ６５０上でのメッセージＭ（Ｃ_ｉ，Ｘ_ｉ）の受信による場合は、出発メッセージＭ（Ｘ_ｉ，Ｃ_ｉ）はブランチ６５１上には送出されず、その結果ブランチ６５２上への出発メッセージＭ（Ｘ_ｉ，Ｄ_ｋ）のみが送出される。シンボルノードからチャネルノードへの出発メッセージは存在しない。もしも更新がブランチ６５９上でのメッセージＭ（Ｒ，Ｘ_ｉ）の受信に起因する場合は、ブランチ６５２上でＤ_ｋノード６１２に送出されたメッセージは、チャネルノードＲ_ｘ６１４からのメッセージＭ（Ｒ，Ｘ_ｉ）およびＣ_ｉノード６０９からのメッセージＭ（Ｃ_ｉ，Ｘ_ｉ）からの寄与を有しているであろう。同様にもしも更新がブランチ６５９上でのメッセージＭ（Ｒ，Ｘ_ｉ）の受信に起因する場合は、ブランチ６５１上でＣ_ｉノード６０９に送出されたメッセージは、チャネルノードＲ_ｘ６１４からのメッセージＭ（Ｒ，Ｘ_ｉ）およびＤ_ｋノード６１２からのメッセージＭ（ Ｄ_ｋ，Ｘ_ｉ）からの寄与を有しているであろう。

一つの実施例においては、共通の時刻の段階と組み合わせられた到来メッセージは、ノードに本質的には同時に到着される。その結果、出発メッセージは共通の時刻の段階と組み合わせられたすべての到来メッセージを有することによってトリガされる。時刻の段階と組み合わせられた到来メッセージは、メッセージが本質的に同時に各ノードに到着されない場合は、他の時刻の段階と組み合わせられた出発メッセージをトリガしない。

状態ノードもまた接続されたブランチ上でメッセージを受信することによって更新されるかも知れない。状態ノードを更新するために、状態ノードは受信されたメッセージを、到来ブランチ上の接続された計算上のノードから、出発ブランチ上の他の接続された計算上のノードに通す。状態ノードは計算上のノードのみに接続される。状態ノードは基本的には計算上のノードからの到来メッセージを、他の計算上のノードに通す。状態Ｓ_ｉノード６０５は、計算上のＣ_ｉノード６０９およびＣ_ｉ＋１ノード６１０に接続される。状態Ｓ_ｉ−１ノード６０４は、Ｃ_ｉ−１ノード６０８およびＣ_ｉノード６０９に接続される。状態Ｓ_ｉノード６０５がＣ_ｉノード６０９からの到来ブランチ６６５上でメッセージＭ（Ｃ_ｉ，Ｓ_ｉ）を受信することによって更新される場合は、メッセージＭ（Ｃ_ｉ，Ｓ_ｉ）は、Ｃ_ｉ＋１ノード６１０への出発ブランチ６６７上のメッセージＭ（Ｓ_ｉ，Ｃ_ｉ＋１）として通される。状態Ｓ_ｉノード６０５が、到来ブランチ６６８上でメッセージＭ（Ｃ_ｉ＋１，Ｓ_ｉ）を受信することによって更新される場合は、メッセージＭ（Ｃ_ｉ＋１，Ｓ_ｉ）は、Ｃ_ｉノード６０９への出発ブランチ上のメッセージＭ（Ｓ_ｉ，Ｃ_ｉ）として通される。同様な動作が、状態Ｓ_ｉ−１ノード６０４、状態σ_ｋノード６０７、および状態σ_ｋ−１ノード６０６を更新する場合に実行される。

計算ノードにおける出発メッセージの推定値を記述するために、要素符号と組み合わせられたトレリスに関する若干の表示が述べられる。トレリスの各ブランチは状態ｓを状態ｔに接続し、そして第１および第２の要素符号４０１および４０２の場合２個のバイナリシンボルで名づけられる。状態のある対のみがトレリス内に接続される。第１の要素符号４０１と組み合わせられたトレリス内の各ブランチは、（ｆ〔ｓ，ｔ〕，ｇ〔ｓ，ｔ〕）として表示される。同様に、第２の要素符号４０２と組み合わせられたトレリスの各ブランチは、状態ｓを状態ｔに接続しており、（ｆ′〔ｓ，ｔ〕，ｇ′〔ｓ，ｔ〕）として表示される。 ｆ〔ｓ，ｔ〕は第１の要素符号４０１と組み合わせられた体系的なシンボル（すなわちＸ_ｉ）を示し、そしてｇ〔ｓ，ｔ〕はパリティシンボル（すなわちＹ_ｉおよびＺ_ｋ）を示す。 ｆ′〔ｓ，ｔ〕は第２の要素符号４０２と組み合わせられた体系的なシンボル（すなわちＸ_ｉ ）を示し、そしてｇ′〔ｓ，ｔ〕はパリティシンボル（すなわちＹ_ｉおよびＺ_ｋ）を示す。当業界において通常に熟練した人は、データシンボルＸ_ｉは体系的シンボルであり、そしてＹ_ｉおよびＺ_ｋはターボ符号と組み合わせられたパリティシンボルであることを正しく評価するであろう。

計算ノードから状態ノードへの出発メッセージは、数字の配列の形態である。説明したように、状態ノードはメッセージを一つの計算ノードから他へと通す。その結果、状態ノードからの出発メッセージはまた、数字の配列の形態である。配列の長さは、トレリスの各状態空間内の状態の数に等しい。たとえば、計算上のノードＣ_ｉ６０９から状態Ｓ_ｉノード６０５へのメッセージＭ（Ｃ_ｉ，Ｓ_ｉ）の場合、 Ｍ（Ｃ_ｉ，Ｓ_ｉ）〔ｓ〕は、メッセージＭ（Ｃ_ｉ，Ｓ_ｉ）における数字の配列のｓ番目の成分を示す。同様に、Ｍ（Ｓ_ｉ，Ｃ_ｉ）〔ｓ〕は、状態ノードから計算ノードへのメッセージＭ（Ｓ_ｉ，Ｃ_ｉ）のｓ番目の成分を示す。計算Ｃ_ｉノード６０９からの出発メッセージは、次のように推定される。

ここで総和は、状態ｓおよびｔに対して、トレリス内に状態ｓから状態ｔへのブランチがあるように制約される。計算上のＣ_ｉノード６０９からシンボルノードＹ_ｉ６０２への出発メッセージは、ブランチ６５７が（破線で）たとえ示されていても存在しないかも知れない。シンボルノードＹ_ｉ６０２はメッセージをＣ_ｉノード６０９のみに送出するために、ノードＹ_ｉ６０２はＣ_ｉノード６０９からはメッセージを受信しない。同様に、計算ノードＤ_ｋ６１２からのメッセージは、次のように推定される。

計算上のノードＤ_ｋ６０９からシンボルノードＺ_ｋへの出発メッセージは、ブランチ６５４が（破線で）たとえ示されていても存在しないかも知れない。シンボルノードＺ_ｋ６０３はメッセージをＤ_ｋノード６０３のみに送出するために、ノードＺ_ｋ６０３はＤ_ｋノード６０３からはメッセージを受信しない。

上記の計算は、通常

によって定義される基本的数学的演算を用いる。
上記のｎ配列演算はバイナリ演算

の連結として実現可能であることは容易に知られるであろう。
さらにバイナリ演算は

として実現が可能である。
実用上、関数ψ（｜ｕ_１−ｕ_２｜）は、小さいルックアップテーブルを用いて近似される。計算ノードが“トリガされた”場合は、次のステップが順に起きることが可能である。（１）計算ノードに接続されたすべての状態ノードおよびシンボルノードが更新され、そして（２）計算ノードそれ自身が更新される。

種々の実施例に従ったメッセージ通過復号アルゴリズム(message passing decoding algorithm)は、すべてのチャネルノードを一度更新し、そしてそこでトリガリング計画に従って計算ノードをトリガすることを含む。典型的には、計算ノードは、復号処理の期間中、計画に従って数回トリガされる。計算ノードからの出発メッセージは初期化され、そして更新トリガが計画される。

初期化処理の間、すべての計算ノードからシンボルノードへのメッセージは０に初期化される。すべての計算ノードから状態ノードへの出発メッセージの各成分は、−ｌｏｇ（Ｍ）に初期化される。ここでＭはトレリスの各状態空間内の状態の数である。もしも要素符号器が符号化に先立って０の状態にあることが知られる場合は、そこで処理は、時刻“０”において、トレリスセクション内のすべての０でない状態ｓに対して、Ｍ（Ｃ_０，Ｓ_０）［０］＝Ｍ（Ｄ_０，σ_０）［０］＝０、およびＭ（Ｃ_０，Ｓ_０）［ｓ］＝ Ｍ（Ｄ_０，σ_０）［ｓ］＝−∞、と初期化する。同様に、もしも要素符号器が符号化の終期において０の状態にあることが知られる場合は、処理はすべての０でない状態ｓに対して、Ｍ（Ｃ_Ｎ＋１，Ｓ_Ｎ）［０］＝Ｍ（Ｄ_Ｎ＋１，σ_Ｎ）［０］＝０、およびＭ（Ｃ_Ｎ＋１，Ｓ_Ｎ）［ｓ］＝Ｍ（Ｄ_Ｎ＋１，σ_Ｎ ）［ｓ］＝−∞と、初期化する。

図７を参照して、図表７００は、本発明の種々の実施例に従った異なった時刻の段階に対応する異なったノード間のメッセージの流れを示す。符号化されたデータシンボルＸ_ｉ、Ｙ_ｉ、およびＺ_ｋと組み合わせられたチャネル出力は、復調器１９内の記憶エレメント内に保存されることが可能である。このように、異なった時刻段階に対する符号化されたデータシンボルＸ_ｉ、Ｙ_ｉ、およびＺ_ｋと組み合わせられたチャネル出力は、復号処理に対してすべて同時に利用可能となることが可能である。時刻段階“ｉ−１”、“ｉ”、および“ｉ＋１”に対応するデータシンボルＸ_ｉ−１、Ｘ_ｉ、およびＸ_ｉ＋１と組み合わせられたチャネル出力は、シンボルノード７０１に通過する。状態Ｓ_ｉ−２、Ｓ_ｉ−１、Ｓ_ｉ、およびＳ_ｉ＋１ノード７０２はまた、計算上のＣ_ｉ−２、Ｃ_ｉ−１、Ｃ_ｉ、Ｃ_ｉ＋１、およびＣ_ｉ＋２ノード７０４と接続するために形成されるかも知れない。状態σ_ｋ−２、σ_ｋ−１、σ_ｋおよび、σ_ｋ＋１ノード７０５もまた、計算上のＤ_ｋ−２、Ｄ_ｋ−１、 Ｄ_ｋ、Ｄ_ｋ＋１、およびＤ_ｋ＋２ノード７０６と接続するために形成されるかも知れない。時刻段階“ｉ−１”、“ｉ”、および“ｉ＋１”に対応する、データシンボルＹ_ｉ−１、Ｙ_ｉ、およびＹ_ｉ＋１と組み合わせられたチャネル出力は、シンボルノード７０７に通過する。時刻段階“ｋ−１”、“ｋ”、および“ｋ＋１”に対応する、データシンボルＺ_ｋ−１、Ｚ_ｋ、およびＺ_ｋ＋１と組み合わせられたチャネル出力は、シンボルノード７０８に通過する。図表７００は３個の時刻段階に対応するメッセージ通過流れを示しているが、当業界において通常に熟練した人は、図表７００は１からＮに対するすべての時刻段階を含むように拡張が可能であることを正しく認識するであろう。一つの実施例に従って、すべての計算ノード７０４および７０６は本質的に同時にトリガされることが可能である。このように、一つのステップ内ですべての計算上のノードは一度更新される。各時刻にすべての計算上のノードは更新され、復号処理は復号化の反復上で完了していることが可能である。計算上のノード７０４および７０６に関する同時のトリガは、復号処理の１個あるいはそれ以上の反復を達成するために繰り返されることが可能である。

他の実施例においては、計算上のノードは、フルＭＡＰ復号化を用いて従来のターボ復号アルゴリズムの単一の反復を得るために、Ｃ_０、Ｃ_１、Ｃ_２、…、Ｃ_Ｎ、Ｃ_Ｎ−１、Ｃ_Ｎ−２、Ｃ_Ｎ−３、…、Ｃ_２、Ｃ_１、Ｃ_０、Ｄ_０、Ｄ_１、Ｄ_２、…、Ｄ_Ｎ，Ｄ_Ｎ−１、Ｄ_Ｎ−２、Ｄ_Ｎ−３、…、Ｄ_２、Ｄ_１、Ｄ_０の順序でトリガされることが可能である。計算ノードＣ_０、Ｃ_１、Ｃ_２、…、Ｃ_Ｎのシーケンスはいくつかの部分的に重畳するサブブロックに分割されることが可能であり、そしてノードは各サブブロック内で順々に、しかしすべてのサブブロックに亙っては同時にトリガされる。第１の要素符号に関するスライディングブロックＭＡＰ復号化に対する精密な近似を得ることが可能である。ノードＤ_０、Ｄ_１、Ｄ_２、…、Ｄ_Ｎは、スライディングブロックＭＡＰ復号化を用いて標準のターボ復号アルゴリズムに関する近似を得るのと同じ方法でトリガされるかも知れない。

一般的に計算ノードの（重畳している）サブセットの任意の集合が定義されるかも知れず、そしてサブセットがトリガされる順序もまた定義されるかも知れない。各サブセットの中で、ノードは任意の順序で、あるいは同時にトリガされるかも知れない。あるいは、順序は、サブセット内の各計算ノードに関するトリガと一致するように規定されるかも知れない。異なったサブセットが任意の順序で、あるいは同時にトリガされるかも知れない。すべての計算上のノードが一度トリガされる場合に、復号反復が起きると定義される。完全な復号処理はいくつかの反復を含むかも知れない。第１の要素符号に関する計算ノードのトリガリングのいくつかの反復の後に、第２の要素符号に関する計算ノードが同様にトリガされるかも知れない。処理はまた、実施例に従ってあらかじめ定義された反復数の後に完了されるかも知れない。処理はまた、実施例に従って動的な形態におけるいくつかの反復の後に完了されるかも知れない。処理は体系的なデータシンボル（Ｘ_ｉ）の満足できる組が満足できる品質レベルで生成される場合に完了される。シンボルノードＸ_ｉ６０１におけるデータシンボルＸ_ｉの値は、各反復の後に巡回冗長検査（ＣＲＣ）を通るかも知れない。もしもＣＲＣを通過する場合は、復号動作は完了することが可能であり、そして付加的な反復は必要とされないことが可能である。

当業界において熟練した人々は、ここに開示された実施例に関連して記述された、種々の例証となる論理ブロック、モジュール、回路、およびアルゴリズムステップは、電子的ハードウエア、計算機ソフトウエア、あるいは両者の組み合わせとして実現可能であることを正しく評価するであろう。ハードウエア、およびソフトウエアに関するこの互換性を明らかに示すために、種々の例証となるコンポーネント、ブロック、モジュール、回路、およびステップが以上に一般的に、それらの機能の形で記述されてきている。これらの機能がハードウエアあるいはソフトウエアで実現されるか否かは、システム全体に課せられた特定の応用、および設計制約によって異なる。熟練した技術者は、記述された機能を各特定の応用に対して異なった方法で実現するかも知れない。しかしこのような実現の決定は本発明の範囲から逸脱する原因として解釈されるべきではない。

ここに開示された実施例に関連して記述された種々の例証となる論理ブロック、モジュールおよび回路は、汎用処理装置、ディジタル信号処理装置（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＧＰＡ）あるいは他のプログラマブル論理デバイス、ディスクリートゲートあるいはトランジスタ論理、ディスクリートハードウエアコンポーネント、あるいはここに記述された機能を実行するように設計された、任意のこれらの組み合わせで実現されあるいは実行されることが可能である。汎用処理装置はマイクロ処理装置であるかも知れず、しかし代わりに処理装置は任意の従来の処理装置、制御器、マイクロ制御器、あるいはステートマシンであるかも知れない。処理装置はまた、計算デバイスの組み合わせ、たとえば、ＤＳＰおよびマイクロ処理装置の組み合わせ、複数のマイクロ処理装置、ＤＳＰコアを伴った１個あるいはそれ以上のマイクロ処理装置、あるいは任意の他のこのような配列として実現されるかも知れない。

ここに開示された実施例に関連して記述された方法あるいはアルゴリズムのステップは、直接にハードウエア内で、処理装置によって実行されるソフトウエアモジュールの中で、あるいは組み合わせの中で具体化されるかも知れない。ソフトウエアモジュールはＲＡＭメモリ、フラッシュメモリ、ＲＯＭメモリ、ＥＰＲＯＭメモリ、ＥＥＰＲＯＭメモリ、抵抗器、ハードディスク、リムーバブルディスク、ＣＤ‐ＲＯＭ、あるいは当業界において知られた記憶媒体の任意の他の形態の中に置かれるかも知れない。典型的な記憶媒体は処理装置が記憶媒体からの情報を読み、そして（記憶媒体に）情報を書き込むことが可能なように処理装置に結合される。代わりに、記憶媒体は処理装置と一体化されるかも知れない。処理装置および記憶媒体はＡＳＩＣ内に置かれるかも知れない。ＡＳＩＣはユーザ端末内に置かれるかも知れない。代わりに処理装置および記憶媒体はユーザ端末内にディスクリートコンポーネントとして置かれるかも知れない。

望ましい実施例に関する以上の記述は、当業界において熟練したいかなる人に対しても本発明を作成しあるいは使用することを可能とする。これらの実施例に対する種々の修正は当業界において熟練した人々に対しては容易に明白であろうし、そしてここに定義された一般的原理は創造的能力を使用することなしに他の実施例に適用が可能である。従って、本発明はここに示された実施例に限定されることを意図したものではなく、しかしここに開示された原理および新しい特徴に一致する最も広い範囲に一致されるべきものである。

本発明の種々の実施例に従って動作することが可能な通信システムを示す。 エンコーダに関するブロック線図を示す。 トレリス線図を示す。 ターボエンコーダに関するブロック線図を示す。 復号器に関するブロック線図を示す。 本発明の種々の実施例に従って符号化されたデータシンボルのシーケンスを復号するための種々の形式のノード間の情報の流れに対する図表を示す。 本発明の種々の実施例に従って符号化されたデータシンボルのシーケンスを復号するための種々の形式のノード間の情報の流れに対する一般化された図表を示す。

符号の説明

１０…通信システム、 １２…符号器、 １４…変調器、 １６…送信機、 １７…加法性白色ガウス雑音（ＡＷＧＮ）チャネル、 １８…受信機、 １９…復調器、 ２０…復号器、 １００…符号器、 １１０…符号器、 １１１…フリップフロップ、 ２００…トレリス、 ２０１…状態空間、 ２０２…状態空間、 ２１１…状態、 ２１２…状態、 ２１３…状態、 ２１４…状態、 ４００…ターボ符号器、 ４０３…符号インターリーバ、 ４１０…入力、 ４３０…インターリーバ、 ５００…復号器、 ５０１…復号器（復号ブロック）、 ５０２…復号器（復号ブロック）、 ５２０…データシンボル選択器ブロック、 ５３０…インターリーバ、 ５３１…デインターリーバ、 ５３２…入力、 ５４０…入力、 ５４１…入力、 ５４２…入力、 ５５０…出力、 ５６０…出力、 ５９９…インターリーバ、 ６０１…シンボルノード、 ６０２…シンボルノード、 ６０３…シンボルノード、 ６０４…ノード、 ６０５…ノード、 ６０６…ノード、 ６０７…ノード、 ６０８…ノード、 ６０９…ノード、 ６１０…ノード、 ６１１…ノード、 ６１２…ノード、 ６１３…ノード、 ６１４…チャネルノード、 ６１５…チャネルノード、 ６１５…ノード、 ６１６…ノード、 ６５０…ブランチ、 ６５１…ブランチ、 ６５２…ブランチ、 ６５３…ブランチ、 ６５４…ブランチ、 ６５７…ブランチ、 ６５９…ブランチ、 ６６５…到来ブランチ、 ６６７…出発ブランチ、 ６６８…到来ブランチ、 ７０１…シンボルノード、 ７０２…ノード、 ７０４…ノード、 ７０５…ノード、 ７０６…ノード、 ７０７…シンボルノード、 ７０８…シンボルノード

Claims (25)

1. 通信システムにおいて、チャネル上に送信されたターボ符号化されたデータシンボルのシーケンスを復号するための方法であって、
   受信されたチャネル出力に基づいてチャネルノードＲ_ｘ、Ｒ_ｙ、およびＲ_ｚを更新し、
   シンボルノードＸ_ｉ、Ｙ_ｉ、およびＺ_ｋから出発メッセージを初期化し、ここでシンボルノードＸ_ｉ、Ｙ_ｉ、およびＺ_ｋは、チャネルノードＲ_ｘ、Ｒ_ｙ、およびＲ_ｚと通信しており、そして
   トリガリング計画に従って異なった時刻の段階と組み合わせられた計算上のノードＣおよびＤの更新をトリガすることを含む、ここで計算上のノードＣ_ｉはシンボルノードＸ_ｉおよびＹ_ｉと通信しており、そして計算上のノードＤ_ｋはシンボルノードＸ_ｉおよびＺ_ｋと通信している方法。
2. ここで、計算上のノードＣ_ｉは第１の要素符号と組み合わせられた状態ノードＳ_ｉおよびＳ_ｉ−１と通信しており、そして計算上のノードＤ_ｋは第２の要素符号と組み合わせられた状態ノードσ_ｋおよびσ_ｋ−１と通信している、ここで第１および第２の要素符号は、符号化されたデータシンボルのシーケンスを符号化するために使用される通信システム内のターボ符号と組み合わせられている、請求項１に記載された方法。
3. さらに、計算上のノードＣおよびＤの更新をトリガすることの少なくとも１度の反復の後に、シンボルノードＸ_ｉにおいて、シンボルＸ_ｉの復号された値としてシンボルＸ_ｉの値を受け入れることを含む、請求項１に記載された方法。
4. ここで、トリガリング計画は、異なった時刻段階における計算上のノードＣおよびＤを、本質的に同時にトリガすることを含む、請求項１に記載された方法。
5. ここで、トリガリング計画は、異なった時刻段階における計算上のノードＣおよびＤを、Ｃ_０、Ｃ_１、Ｃ_２、…、Ｃ_Ｎ、Ｃ_Ｎ−１、Ｃ_Ｎ−２、Ｃ_Ｎ−３、…、Ｃ_２、Ｃ_１、Ｃ_０、Ｄ_０ 、Ｄ_１、Ｄ_２、…、Ｄ_Ｎ，Ｄ_Ｎ−１、Ｄ_Ｎ−２、Ｄ_Ｎ−３、…、Ｄ_２、Ｄ_１、Ｄ_０の順序でトリガすることを含む、請求項１に記載された方法。
6. さらに、時刻段階Ｃ_０、Ｃ_１、Ｃ_２、…、Ｃ_Ｎにおける計算上のノードＣを、少なくとも２個のサブセットに分割することを含む、ここでトリガリング計画は、各サブセット内で異なった時刻段階において順々に計算上のノードＣの更新をトリガすることを含む、請求項１に記載された方法。
7. さらに、更新をトリガするために、各サブセット内で異なった時刻段階における順序を決定することを含む、請求項６に記載された方法。
8. ここで、少なくとも２個のサブセット内の異なった時刻段階における計算上のノードＣに関するトリガリングは同時に生じる、請求項６に記載された方法。
9. ここで、異なった時刻段階Ｃ_０、Ｃ_１、Ｃ_２、…、Ｃ_Ｎにおける計算上のノードＣに関する少なくとも２個のサブセットは、少なくとも１個の共通した計算上のノード時刻段階を有する、請求項６に記載された方法。
10. さらに、異なった時刻段階Ｄ_０、Ｄ_１、Ｄ_２、…、Ｄ_Ｎにおける計算上のノードＤを少なくとも２個のサブセットに分割することを含む、ここでトリガリング計画は計算上のノードＤを、異なった時刻段階において各サブセット内で順々にトリガすることを含む、請求項１に記載された方法。
11. さらに、更新をトリガするために、各サブセット内で異なった時刻段階における順序を決定することを含む、請求項１０に記載された方法。
12. ここで、少なくとも２個のサブセット内の異なった時刻段階における計算上のノードＤに関するトリガリングは同時に生じる、請求項１０に記載された方法。
13. ここで、時刻段階Ｄ_０、Ｄ_１、Ｄ_２、…、Ｄ_Ｎにおける計算上のノードＤに関するサブセットは、少なくとも１個の共通した計算上のノード時刻段階を有する、請求項１０に記載された方法。
14. ここで、更新は、出力メッセージを生成するために到来メッセージを合計し、そして更新のために出力メッセージを出力する、請求項１に記載された方法。
15. ここで、受信されたチャネル出力に基づいてチャネルノードＲ_ｘ、Ｒ_ｙ、およびＲ_ｚを更新することは、
    チャネルノードＲ_ｘにおいてシンボルＸ_ｉと組み合わせられたチャネル出力を受信し、
    チャネルノードＲ_ｙにおいてシンボルＹ_ｉと組み合わせられたチャネル出力を受信し、
    チャネルノードＲ_ｚにおいてシンボルＹ_ｋと組み合わせられたチャネル出力を受信し、
    受信されたチャネル出力に基づいてシンボルＸ_ｉの確度をチャネルノードＲ_ｘからシンボルノードＸ_ｉに送り、
    受信されたチャネル出力に基づいてシンボルＹ_ｉの確度をチャネルノードＲ_ｙからシンボルノードＹ_ｉに送り、そして
    受信されたチャネル出力に基づいてシンボルＺ_ｋの確度をチャネルノードＲ_ｚからシンボルノードＺ_ｋに送る、
    ことを含む、請求項１に記載された方法。
16. ここで、シンボルノードＸ_ｉ、Ｙ_ｉ、およびＺ_ｋからの出発メッセージを初期化することは、
    シンボルノードＸ_ｉからのメッセージを、計算上のノードＣに関する計算上のノードＣ_ｉに送り、ここでメッセージはシンボルノードＸ_ｉにおける到来メッセージの総和に基づいており、
    シンボルノードＸ_ｉからのメッセージを、計算上のノードＤに関する計算上のノードＤ_ｋに送り、ここでメッセージはシンボルノードＸ_ｉにおける到来メッセージの総和に基づいており、
    シンボルノードＹ_ｉからのメッセージを、計算上のノードＣ_ｉに送り、ここでメッセージはデータシンボルＹ_ｉの確度に基づいており、そして
    シンボルノードＺ_ｋからのメッセージを計算上のノードＤ_ｋに送ることを含む、ここでメッセージはデータシンボルＺ_ｋの確度に基づいている、請求項１に記載された方法。
17. ここで、データのシーケンスはシンボルの“Ｎ”個の数を含み、ここでシーケンス内の各シンボルは添字“ｉ”あるいは“ｋ”の何れかによって識別され、そしてここで添字“ｉ”および“ｋ”は、復号処理における時刻段階に対する参照である、請求項１に記載された方法。
18. チャネル上に通信されたターボ符号化されたデータシンボルのシーケンスを復号するための装置であって、
    チャネル出力を受信するためのチャネルノードＲ_ｘ、Ｒ_ｙ、およびＲ_ｚと、
    チャネルノードＲ_ｘ、Ｒ_ｙ、およびＲ_ｚと通信しているシンボルノードＸ_ｉ、Ｙ_ｉ、およびＺ_ｋと、
    ターボ符号内の第１の要素符号と組み合わせられた状態ノードＳ_ｉおよびＳ_ｉ−１と、
    ターボ符号内の第２の要素符号と組み合わせられた状態ノードσ_ｋおよびσ_ｋ−１と、
    シンボルノードＸ_ｉおよびＹ_ｉと通信している計算上のノードＣ_ｉと、そして
    シンボルノードＸ_ｉおよびＺ_ｋと通信している計算上のノードＤ_ｋと、ここで計算上のノードＣ_ｉは状態ノードＳ_ｉおよびＳ_ｉ−１と通信しており、そして計算上のノードＤ_ｋは状態ノードσ_ｋおよびσ_ｋ−１と通信しており、
    状態ノードＳ_ｉと通信している計算上のノードＣ_ｉ＋１と、
    状態ノードＳ_ｉ−１と通信している計算上のノードＣ_ｉ−１と、
    状態ノードσ_ｋと通信している計算上のノードＤ_ｋ＋１と、そして
    状態ノードσ_ｋ＋１と通信している計算上のノードＤ_ｋ−１とを含む、ここで異なった時刻段階における計算上のノードＣおよびＤは、更新トリガリング計画に従った更新のために配列されている装置。
19. ここで、更新トリガリング計画は、計算上のノードＣおよびＤの更新を、Ｃ_０、Ｃ_１、Ｃ_２、…、Ｃ_Ｎ、Ｃ_Ｎ−１、Ｃ_Ｎ−２、Ｃ_Ｎ−３、…、Ｃ_２、Ｃ_１、Ｃ_０、Ｄ_０、Ｄ_１、Ｄ_２、…、Ｄ_Ｎ、Ｄ_Ｎ−１、Ｄ_Ｎ−２、Ｄ_Ｎ−３、…、Ｄ_２、Ｄ_１、Ｄ_０の順序でトリガすることを含む、請求項１８に記載された装置。
20. ここで、更新トリガリング計画は、少なくとも２個のサブセットに分割された計算上のノードＣ_０、Ｃ_１、Ｃ_２、…、Ｃ_Ｎの中で、そして少なくとも２個のサブセットに分割された計算上のノードＤ_０、Ｄ_１、Ｄ_２、…、Ｄ_Ｎの中で順々に更新をトリガすることを含む、請求項１８に記載された装置。
21. ここで、データのシーケンスはシンボルの“Ｎ”個の数を含み、ここで、シーケンス内の各シンボルは状態ノードおよび計算上のノードに対して使用される添字に対応する添字“ｉ”あるいは“ｋ”の何れかによって識別される、請求項１８に記載された装置。
22. チャネル上の通信のためのターボ符号化されたデータシンボルのシーケンスを復号するために配列された処理装置であって、
    チャネル出力を受信するためのチャネルノードＲ_ｘ、Ｒ_ｙ、およびＲ_ｚと、
    チャネルノードＲ_ｘ、Ｒ_ｙ、およびＲ_ｚと通信しているシンボルノードＸ_ｉ、Ｙ_ｉ、およびＺ_ｋと、
    ターボ符号内の第１の要素符号と組み合わせられた状態ノードＳ_ｉおよびＳ_ｉ−１と、
    ターボ符号内の第２の要素符号と組み合わせられた状態ノードσ_ｋおよびσ_ｋ−１と、
    シンボルノードＸ_ｉ、およびＹ_ｉと通信している計算上のノードＣ_ｉと、そして
    シンボルノードＸ_ｉ、およびＺ_ｋと通信している計算上のノードＤ_ｋと、ここで計算上のノードＣ_ｉは状態ノードＳ_ｉおよびＳ_ｉ−１と通信しており、そして計算上のノードＤ_ｋは状態ノードσ_ｋおよびσ_ｋ−１と通信しており、
    状態ノードＳ_ｉと通信している計算上のノードＣ_ｉ＋１と、
    状態ノードＳ_ｉ−１と通信している計算上のノードＣ_ｉ−１と、
    状態ノードσ_ｋと通信している計算上のノードＤ_ｋ＋１と、そして
    状態ノードσ_ｋ＋１と通信している計算上のノードＤ_ｋ−１とを含む、ここで異なった時刻段階における計算上のノードＣおよびＤは、更新トリガリング計画に従った更新のために配列されている処理装置。
23. ここで、更新トリガリング計画は、計算上のノードＣおよびＤの更新を、Ｃ_０、Ｃ_１、Ｃ_２、…、Ｃ_Ｎ、Ｃ_Ｎ−１、Ｃ_Ｎ−２、Ｃ_Ｎ−３、…、Ｃ_２、Ｃ_１、Ｃ_０、Ｄ_０、Ｄ_１、Ｄ_２、…、Ｄ_Ｎ、Ｄ_Ｎ−１、Ｄ_Ｎ−２、Ｄ_Ｎ−３、…、Ｄ_２、Ｄ_１、Ｄ_０の順序でトリガすることを含む、請求項２２に記載された処理装置。
24. ここで、データのシーケンスはシンボルの“Ｎ”個の数を含み、ここで、シーケンス内の各シンボルは状態ノードおよび計算上のノードに対して使用される添字に対応する添字“ｉ”あるいは“ｋ”の何れかによって識別される、請求項２２に記載された処理装置。
25. チャネル上の通信のためのターボ符号化されたデータシンボルのシーケンスを復号するための装置であって、
    チャネル出力を受信するためのチャネルノードＲ_ｘ、Ｒ_ｙ、およびＲ_ｚに対する手段と、
    チャネルノードＲ_ｘ、Ｒ_ｙ、およびＲ_ｚと通信しているシンボルノードＸ_ｉ、Ｙ_ｉ、およびＺ_ｋに対する手段と、
    ターボ符号内の第１の要素符号と組み合わせられた状態ノードＳ_ｉおよびＳ_ｉ−１に対する手段と、
    ターボ符号内の第２の要素符号と組み合わせられた状態ノードσ_ｋおよびσ_ｋ−１に対する手段と、
    シンボルノードＸ_ｉおよびＹ_ｉと通信している計算上のノードＣ_ｉに対する手段と、
    シンボルノードＸ_ｉおよびＺ_ｋと通信している計算上のノードＤ_ｋに対する手段と、ここで、計算上のノードＣ_ｉは状態ノードＳ_ｉおよびＳ_ｉ−１と通信しており、なお、計算上のノードＤ_ｋは状態ノードσ_ｋおよびσ_ｋ−１と通信しており、
    状態ノードＳ_ｉと通信している計算上のノードＣ_ｉ＋１に対する手段と、
    状態ノードＳ_ｉ−１と通信している計算上のノードＣ_ｉ−１に対する手段と、
    状態ノードσ_ｋと通信している計算上のノードＤ_ｋ＋１に対する手段と、そして
    状態ノードσ_ｋ＋１と通信している計算上のノードＤ_ｋ−１に対する手段とを含む、ここで異なった時刻段階における計算上のノードＣおよびＤは、更新トリガリング計画に従った更新のために配列されている装置。

Images