JPH0722968A - 信頼度情報信号生成方法および装置 - Google Patents
信頼度情報信号生成方法および装置Info
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-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
- H03M13/00—Coding, decoding or code conversion, for error detection or error correction; Coding theory basic assumptions; Coding bounds; Error probability evaluation methods; Channel models; Simulation or testing of codes
- H03M13/37—Decoding methods or techniques, not specific to the particular type of coding provided for in groups H03M13/03 - H03M13/35
- H03M13/39—Sequence estimation, i.e. using statistical methods for the reconstruction of the original codes
- H03M13/41—Sequence estimation, i.e. using statistical methods for the reconstruction of the original codes using the Viterbi algorithm or Viterbi processors
- H03M13/4138—Sequence estimation, i.e. using statistical methods for the reconstruction of the original codes using the Viterbi algorithm or Viterbi processors soft-output Viterbi algorithm based decoding, i.e. Viterbi decoding with weighted decisions
- H03M13/4146—Sequence estimation, i.e. using statistical methods for the reconstruction of the original codes using the Viterbi algorithm or Viterbi processors soft-output Viterbi algorithm based decoding, i.e. Viterbi decoding with weighted decisions soft-output Viterbi decoding according to Battail and Hagenauer in which the soft-output is determined using path metric differences along the maximum-likelihood path, i.e. "SOVA" decoding
-
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- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 少ない計算量で、復号器の出力において復号
されたデータシンボルに関する信頼度情報を生成する。 【構成】 最適シンボル毎検出（ＯＳＳＤ）法で行われ
るように各時刻にすべての可能なパスを考慮する代わり
に、ただ１つの復号されたパス（内側ビタビ復号器の最
尤パス）と、有限個の誤りパスを計算することにより、
計算量およびメモリ量を縮小する。まず、ビタビアルゴ
リズムに基づく内側復号器において、少なくとも信頼度
情報を計算しているシンボルにおいて復号されたシーケ
ンスと異なる尤度の高い選択肢のリストの確率を決定
し、これらのうちの最も可能性の高いものを信頼度を計
算する基礎として使用する。信頼度情報はＭＬシーケン
スのみに対して評価される。
されたデータシンボルに関する信頼度情報を生成する。 【構成】 最適シンボル毎検出（ＯＳＳＤ）法で行われ
るように各時刻にすべての可能なパスを考慮する代わり
に、ただ１つの復号されたパス（内側ビタビ復号器の最
尤パス）と、有限個の誤りパスを計算することにより、
計算量およびメモリ量を縮小する。まず、ビタビアルゴ
リズムに基づく内側復号器において、少なくとも信頼度
情報を計算しているシンボルにおいて復号されたシーケ
ンスと異なる尤度の高い選択肢のリストの確率を決定
し、これらのうちの最も可能性の高いものを信頼度を計
算する基礎として使用する。信頼度情報はＭＬシーケン
スのみに対して評価される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、復号器の出力におい
て、復号したデータシンボルの信頼度情報を提供する後
処理方法および装置に関する。
て、復号したデータシンボルの信頼度情報を提供する後
処理方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ビタビアルゴリズム（ＶＡ）は、有限状
態マシンによって符号化され白色雑音によって破損した
データの効率的な最尤（ＭＬ）シーケンス推定法として
周知である。（ジー．ディ．フォーニー(G. D. Forney,
Jr.)、ジュニア、「ビタビアルゴリズム」、Proc. IEE
E、第６１巻第３号第２６８〜２７８ページ（１９７３
年３月）参照。）多くのアプリケーションでは、ビタビ
復号器の出力は、連接符号化システムにおける第２の復
号器によってさらに処理される。図１に、外側符号器１
２１が情報シーケンスａ（ｋ）をシーケンスｂ（ｋ）に
変換する連接符号化システムを示す。内側復号器１２５
は、受信したシーケンスｒ（ｋ）を復号して、内側符号
器１２３によって符号化されたシーケンスの推定値ｂ＾
（ｋ）を生成する。続いて外側復号器１２７がｂ＾
（ｋ）を使用して情報シーケンスの推定値ａ＾（ｋ）を
生成する。表１に、図１の連接システムで典型的な特定
の符号器の組合せの４つの例を示す。これらすべてにお
いて、情報シーケンスの推定値を得るために、最適な復
号器は、外側および内側の符号の結合状態空間に作用す
べきである。しかし、表１の第１の符号化組合せ、すな
わち、組合せ音声・チャネル符号化法式では、このよう
な復号器を記述する方法はまだ知られていない。他の３
つの場合では、強力な符号が内側および外側の符号とし
て使用されるときには特に、複雑すぎるため装置化でき
ない可能性がある。従って、実際的方法では、内側復号
器によって受信されたデータの復号をまず実行してから
外側符号化を行う。
態マシンによって符号化され白色雑音によって破損した
データの効率的な最尤（ＭＬ）シーケンス推定法として
周知である。（ジー．ディ．フォーニー(G. D. Forney,
Jr.)、ジュニア、「ビタビアルゴリズム」、Proc. IEE
E、第６１巻第３号第２６８〜２７８ページ（１９７３
年３月）参照。）多くのアプリケーションでは、ビタビ
復号器の出力は、連接符号化システムにおける第２の復
号器によってさらに処理される。図１に、外側符号器１
２１が情報シーケンスａ（ｋ）をシーケンスｂ（ｋ）に
変換する連接符号化システムを示す。内側復号器１２５
は、受信したシーケンスｒ（ｋ）を復号して、内側符号
器１２３によって符号化されたシーケンスの推定値ｂ＾
（ｋ）を生成する。続いて外側復号器１２７がｂ＾
（ｋ）を使用して情報シーケンスの推定値ａ＾（ｋ）を
生成する。表１に、図１の連接システムで典型的な特定
の符号器の組合せの４つの例を示す。これらすべてにお
いて、情報シーケンスの推定値を得るために、最適な復
号器は、外側および内側の符号の結合状態空間に作用す
べきである。しかし、表１の第１の符号化組合せ、すな
わち、組合せ音声・チャネル符号化法式では、このよう
な復号器を記述する方法はまだ知られていない。他の３
つの場合では、強力な符号が内側および外側の符号とし
て使用されるときには特に、複雑すぎるため装置化でき
ない可能性がある。従って、実際的方法では、内側復号
器によって受信されたデータの復号をまず実行してから
外側符号化を行う。
【０００３】
【表１】
【０００４】一般的に、内側復号器はバースト誤りを生
成する。外側符号がランダム誤り訂正符号である場合、
図２のように、インタリーバ／デインタリーバの対２２
２、２２６を図１の符号化システムに挿入することも可
能である。この対は、外側復号プロセスを容易にするた
めに、誤りのバーストを擬似ランダム化するのに有用で
ある。外側符号／インタリーバ／内側符号の組合せを新
しい符号と考えることができる場合、その最適な復号器
は、網羅的な検索を必要とし、装置化はさらに困難なも
のとなる。
成する。外側符号がランダム誤り訂正符号である場合、
図２のように、インタリーバ／デインタリーバの対２２
２、２２６を図１の符号化システムに挿入することも可
能である。この対は、外側復号プロセスを容易にするた
めに、誤りのバーストを擬似ランダム化するのに有用で
ある。外側符号／インタリーバ／内側符号の組合せを新
しい符号と考えることができる場合、その最適な復号器
は、網羅的な検索を必要とし、装置化はさらに困難なも
のとなる。
【０００５】連接符号化システムの性能を改善するいく
つかの技術が開発されている。そのような技術の１つに
一般化ビタビアルゴリズム（ＧＶＡ）がある。（ティ．
ハシモト、「ビタビアルゴリズムのリスト型縮小制約一
般化(A List-Type Reduced-Constraint Generalization
of the Viterbi Algorithm)」、IEEE Trans. Inf. The
ory、第ＩＴ−３３巻第８６６〜８７６ページ（１９８
７年１１月）、エヌ．セシャドリ(N. Seshadri)、シー
イー．ダブリュ．サンドバーグ(C-E. W. Sundberg)、
「畳み込み符号の誤り検出に対する一般化ビタビアルゴ
リズム(Generalized Viterbi Algorithms for Error De
tection With Convolutional Codes)」、Proc. GLOBECO
M '89、米国テキサス州ダラス、第１５３４〜１５３８
ページ（１９８９年１１月）参照。）ＧＶＡは、内側チ
ャネルを記述する距離に従って内側復号器出力における
ｂ＾（ｋ）のＬ＞１個の最良の推定値（候補シーケンス
ともいう）のリストを生成する。各候補シーケンスは、
外側チャネルを最良に記述する距離に従って外側復号器
によって復号される。Ｌ個の復号された候補シーケンス
のうちの最良のものが、情報シーケンスの最終推定値と
して選択される。例えば、表１の音声・チャネル符号化
システムの組合せにおいて、外側符号を復号するための
距離は、内側復号器からＬ個の候補シーケンスを選択す
るために、ピッチ情報、スペクトル情報、およびフレー
ム間相関のような音声に基づく性質を利用することがで
きる。表１の第２の場合には、外側復号器は、内側復号
器によって出力されるＬ個の最良候補シーケンスからシ
ンドローム０の候補を選択する。（セシャドリ、サンド
バーグ前掲書参照）。
つかの技術が開発されている。そのような技術の１つに
一般化ビタビアルゴリズム（ＧＶＡ）がある。（ティ．
ハシモト、「ビタビアルゴリズムのリスト型縮小制約一
般化(A List-Type Reduced-Constraint Generalization
of the Viterbi Algorithm)」、IEEE Trans. Inf. The
ory、第ＩＴ−３３巻第８６６〜８７６ページ（１９８
７年１１月）、エヌ．セシャドリ(N. Seshadri)、シー
イー．ダブリュ．サンドバーグ(C-E. W. Sundberg)、
「畳み込み符号の誤り検出に対する一般化ビタビアルゴ
リズム(Generalized Viterbi Algorithms for Error De
tection With Convolutional Codes)」、Proc. GLOBECO
M '89、米国テキサス州ダラス、第１５３４〜１５３８
ページ（１９８９年１１月）参照。）ＧＶＡは、内側チ
ャネルを記述する距離に従って内側復号器出力における
ｂ＾（ｋ）のＬ＞１個の最良の推定値（候補シーケンス
ともいう）のリストを生成する。各候補シーケンスは、
外側チャネルを最良に記述する距離に従って外側復号器
によって復号される。Ｌ個の復号された候補シーケンス
のうちの最良のものが、情報シーケンスの最終推定値と
して選択される。例えば、表１の音声・チャネル符号化
システムの組合せにおいて、外側符号を復号するための
距離は、内側復号器からＬ個の候補シーケンスを選択す
るために、ピッチ情報、スペクトル情報、およびフレー
ム間相関のような音声に基づく性質を利用することがで
きる。表１の第２の場合には、外側復号器は、内側復号
器によって出力されるＬ個の最良候補シーケンスからシ
ンドローム０の候補を選択する。（セシャドリ、サンド
バーグ前掲書参照）。
【０００６】また、内側復号段でＶＡを置き換えるもの
としてソフト（シンボル）出力ビタビアルゴリズム（Ｓ
ＯＶＡ）が提案されている。（ジー．バテイル(G. Batt
ail)、「ビタビアルゴリズムによって復号されるシンボ
ルの重みづけ(Weighting theSymbols Decoded by the V
iterbi Algorithm)」、Abstracts of the IEEE Int.Sym
p. Inf. Theory、米国カリフォルニア州アナーバー、第
１４１ページ（１９８６年１０月）、ジェー．ハーゲナ
ウアー（J. Hagenauer)、ピー．ヘーハー(P.Hoeher)、
「ソフト決定出力を有するビタビアルゴリズムとその応
用(A ViterbiAlgorithm With Soft-Decision Outputs a
nd its Applications)」、Proc. GLOBECOM '89、米国テ
キサス州ダラス、第１６８０〜１６８６ページ、１９８
９年１１月）、ジェー．ヒューバー(J. Huber)、リュペ
ル(Rueppel)、「トレリス復号器によって検出されるシ
ンボルに対する信頼度評価(Reliability-Estimationfor
Symbols Detected by Trellis-Decoders)」（ドイツ
語）、AEU、第４４巻第８〜２１ページ（１９９０年１
月）参照。）ＳＯＶＡでは、内側復号器は、内側復号器
の出力における最良パス推定値を、内側復号器によって
復号されるシーケンス内の各シンボルに関する信頼度情
報をともに出力する。次に、外側復号器が、その信頼度
情報を使用して、内側復号器の出力シーケンスをソフト
復号する。最大事後シンボル毎検出方式（最適シンボル
毎検出方式ともいう）も使用可能である。しかし、その
計算量はソフト出力ビタビアルゴリズムよりもずっと大
きい。
としてソフト（シンボル）出力ビタビアルゴリズム（Ｓ
ＯＶＡ）が提案されている。（ジー．バテイル(G. Batt
ail)、「ビタビアルゴリズムによって復号されるシンボ
ルの重みづけ(Weighting theSymbols Decoded by the V
iterbi Algorithm)」、Abstracts of the IEEE Int.Sym
p. Inf. Theory、米国カリフォルニア州アナーバー、第
１４１ページ（１９８６年１０月）、ジェー．ハーゲナ
ウアー（J. Hagenauer)、ピー．ヘーハー(P.Hoeher)、
「ソフト決定出力を有するビタビアルゴリズムとその応
用(A ViterbiAlgorithm With Soft-Decision Outputs a
nd its Applications)」、Proc. GLOBECOM '89、米国テ
キサス州ダラス、第１６８０〜１６８６ページ、１９８
９年１１月）、ジェー．ヒューバー(J. Huber)、リュペ
ル(Rueppel)、「トレリス復号器によって検出されるシ
ンボルに対する信頼度評価(Reliability-Estimationfor
Symbols Detected by Trellis-Decoders)」（ドイツ
語）、AEU、第４４巻第８〜２１ページ（１９９０年１
月）参照。）ＳＯＶＡでは、内側復号器は、内側復号器
の出力における最良パス推定値を、内側復号器によって
復号されるシーケンス内の各シンボルに関する信頼度情
報をともに出力する。次に、外側復号器が、その信頼度
情報を使用して、内側復号器の出力シーケンスをソフト
復号する。最大事後シンボル毎検出方式（最適シンボル
毎検出方式ともいう）も使用可能である。しかし、その
計算量はソフト出力ビタビアルゴリズムよりもずっと大
きい。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】決定後信頼度生成のた
めのソフト出力方式は欠点を有する。第１に、明らか
に、最良のデータシーケンスはあらゆる時刻にビタビ復
号トレリス内の１状態のみを通過し、これらの決定はあ
る遅延を伴って可能である。従って、ソフト出力を計算
する際に遅延を導入すれば、復号されるシンボルは使用
可能となり、信頼度はそれらのシンボルに対してのみ計
算する必要がある。しかし、ＳＯＶＡはデータが復号さ
れているのと同時に信頼度値を評価し、各時刻に各状態
に対して信頼度値を計算しなければならない。「２段階
アルゴリズム」では計算効率は良くなるが、その欠点は
必要なメモリの量である。一般的に、この方法を装置化
するために設計される集積回路の面積の約５０％が距離
差を記憶するのに必要な追加遅延ユニットによって消費
されてしまう。（ジェー．ハーゲナウアー、ピー．ヘー
ハー、ジェー．ヒューバー、「ソフト出力ビタビシンボ
ル毎ＭＡＰ符号化：アルゴリズムと応用(Soft-Output V
iterbi and Symbol-by-Symbol MAP Decoding: Algorith
m and Applications)」、IEEE Trans. Comm.に投稿、オ
ー．ジョーゲンセン(O. Jorgensen)、エム．ヴォーペル
(M. Vaupel)、エイチ．メイヤー(H. Meyr)、「ソフト出
力ビタビ復号のための高速ＶＬＳＩアーキテクチャ(Hig
h-Speed VLSI Architecture for Soft-Output Viterbi
Decoding)」、Proc. Int. Conf. Specific Array Proce
ssors (ASAP '92)、米国バークレー（１９９２年８月）
参照。）第２に、内側復号器が誤りを生じるときは、誤
りのあるシーケンスは、特に中程度および高い信号対雑
音比では、すべての可能なデータシーケンスの小さいサ
ブセットからのものとなる可能性が高い。従来の方法
は、計算量を縮小するためにこの性質を利用していな
い。（ジー．バテイル、前掲書、ジェー．ハーゲナウア
ー、ピー．ヘーハー、前掲書、ジェー．ヒューバー、リ
ュペル、前掲書、ジェー．ハーゲナウアー、ピー．ヘー
ハー、ジェー．ヒューバー、前掲書、オー．ジョーゲン
セン、エム．ヴォーペル、エイチ．メイヤー、前掲書参
照。）
めのソフト出力方式は欠点を有する。第１に、明らか
に、最良のデータシーケンスはあらゆる時刻にビタビ復
号トレリス内の１状態のみを通過し、これらの決定はあ
る遅延を伴って可能である。従って、ソフト出力を計算
する際に遅延を導入すれば、復号されるシンボルは使用
可能となり、信頼度はそれらのシンボルに対してのみ計
算する必要がある。しかし、ＳＯＶＡはデータが復号さ
れているのと同時に信頼度値を評価し、各時刻に各状態
に対して信頼度値を計算しなければならない。「２段階
アルゴリズム」では計算効率は良くなるが、その欠点は
必要なメモリの量である。一般的に、この方法を装置化
するために設計される集積回路の面積の約５０％が距離
差を記憶するのに必要な追加遅延ユニットによって消費
されてしまう。（ジェー．ハーゲナウアー、ピー．ヘー
ハー、ジェー．ヒューバー、「ソフト出力ビタビシンボ
ル毎ＭＡＰ符号化：アルゴリズムと応用(Soft-Output V
iterbi and Symbol-by-Symbol MAP Decoding: Algorith
m and Applications)」、IEEE Trans. Comm.に投稿、オ
ー．ジョーゲンセン(O. Jorgensen)、エム．ヴォーペル
(M. Vaupel)、エイチ．メイヤー(H. Meyr)、「ソフト出
力ビタビ復号のための高速ＶＬＳＩアーキテクチャ(Hig
h-Speed VLSI Architecture for Soft-Output Viterbi
Decoding)」、Proc. Int. Conf. Specific Array Proce
ssors (ASAP '92)、米国バークレー（１９９２年８月）
参照。）第２に、内側復号器が誤りを生じるときは、誤
りのあるシーケンスは、特に中程度および高い信号対雑
音比では、すべての可能なデータシーケンスの小さいサ
ブセットからのものとなる可能性が高い。従来の方法
は、計算量を縮小するためにこの性質を利用していな
い。（ジー．バテイル、前掲書、ジェー．ハーゲナウア
ー、ピー．ヘーハー、前掲書、ジェー．ヒューバー、リ
ュペル、前掲書、ジェー．ハーゲナウアー、ピー．ヘー
ハー、ジェー．ヒューバー、前掲書、オー．ジョーゲン
セン、エム．ヴォーペル、エイチ．メイヤー、前掲書参
照。）
【０００８】さらに、スフェッツとバテイルは、選択肢
の中からＭＬパスおよび最良パスを計算する方法を提案
している（「畳み込み内側符号を使用した連接方式のた
めのビタビアルゴリズムの重みつき出力による変形(A W
eighted-Output Variant ofthe Viterbi Algorithm for
Concatenated Schemes Using a Conventional Inner C
ode)」、Proc. EUROCODE '90、イタリア国ウディネ（１
９９０年１１月））。しかし、この方法は、いくつかの
短所を有する。（ｉ）計算量が内側符号化プロセスのメ
モリとともに指数関数的に増大する。これは、装置化に
はさらに計算量およびメモリが増大することを意味す
る。（ｉｉ）この技術は、符号の性質ではなくイベント
長に基づいている。（ｉｉｉ）この技術は、ビタビ復号
に制限される。
の中からＭＬパスおよび最良パスを計算する方法を提案
している（「畳み込み内側符号を使用した連接方式のた
めのビタビアルゴリズムの重みつき出力による変形(A W
eighted-Output Variant ofthe Viterbi Algorithm for
Concatenated Schemes Using a Conventional Inner C
ode)」、Proc. EUROCODE '90、イタリア国ウディネ（１
９９０年１１月））。しかし、この方法は、いくつかの
短所を有する。（ｉ）計算量が内側符号化プロセスのメ
モリとともに指数関数的に増大する。これは、装置化に
はさらに計算量およびメモリが増大することを意味す
る。（ｉｉ）この技術は、符号の性質ではなくイベント
長に基づいている。（ｉｉｉ）この技術は、ビタビ復号
に制限される。
【０００９】従って、効率的で、かつ、ビタビ復号以外
にも拡張可能な、復号器の出力において復号されたデー
タシンボルに関する信頼度情報を提供する後処理方法お
よび装置が必要とされる。
にも拡張可能な、復号器の出力において復号されたデー
タシンボルに関する信頼度情報を提供する後処理方法お
よび装置が必要とされる。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、従来の方法の
多くの欠点を回避した、復号器の出力において復号され
たデータシンボルに対する信頼度情報を提供する後処理
方法および装置を開示したものである。本発明は、最適
シンボル毎検出（ＯＳＳＤ）法の次善の装置化を利用す
る。ＯＳＳＤで行われるように各時刻にすべての可能な
パスを考慮する代わりに、ただ１つの復号されたパス
（内側ビタビ復号器の最尤パス）と、有限個の誤りパス
が計算される。従って、従来の方式に比べて計算および
記憶の量がいずれも小さい。
多くの欠点を回避した、復号器の出力において復号され
たデータシンボルに対する信頼度情報を提供する後処理
方法および装置を開示したものである。本発明は、最適
シンボル毎検出（ＯＳＳＤ）法の次善の装置化を利用す
る。ＯＳＳＤで行われるように各時刻にすべての可能な
パスを考慮する代わりに、ただ１つの復号されたパス
（内側ビタビ復号器の最尤パス）と、有限個の誤りパス
が計算される。従って、従来の方式に比べて計算および
記憶の量がいずれも小さい。
【００１１】本発明の方法および装置はまず、ビタビア
ルゴリズムに基づく内側復号器に使用される。本発明の
方法は、少なくとも信頼度情報を計算しているシンボル
において、復号されたシーケンスと異なる、尤度の高い
選択肢のリストの確率を決定し、これらのうちの最も可
能性の高いものを信頼度を計算する基礎として使用す
る。本発明の方法および装置は、従来提案されたソフト
出力ビタビアルゴリズムを使用したものよりも計算量が
少なくなる。その理由は、信頼度情報が各時刻にすべて
の状態に対して計算される従来技術は異なり、信頼度情
報はＭＬシーケンスのみに対して評価されるためであ
る。第２に、本発明の方法および装置によれば、ＶＡで
は本質的に組み合わされている尤度の評価と決定の関数
を分離することができる。このことは、本発明の後処理
プロセッサが、与えられた尤度関数を有するアプリケー
ションにおける任意の（次善のハード出力）復号器に適
用可能であることを意味する。最後に、本発明の技術は
任意の符号器に一般化することができる。
ルゴリズムに基づく内側復号器に使用される。本発明の
方法は、少なくとも信頼度情報を計算しているシンボル
において、復号されたシーケンスと異なる、尤度の高い
選択肢のリストの確率を決定し、これらのうちの最も可
能性の高いものを信頼度を計算する基礎として使用す
る。本発明の方法および装置は、従来提案されたソフト
出力ビタビアルゴリズムを使用したものよりも計算量が
少なくなる。その理由は、信頼度情報が各時刻にすべて
の状態に対して計算される従来技術は異なり、信頼度情
報はＭＬシーケンスのみに対して評価されるためであ
る。第２に、本発明の方法および装置によれば、ＶＡで
は本質的に組み合わされている尤度の評価と決定の関数
を分離することができる。このことは、本発明の後処理
プロセッサが、与えられた尤度関数を有するアプリケー
ションにおける任意の（次善のハード出力）復号器に適
用可能であることを意味する。最後に、本発明の技術は
任意の符号器に一般化することができる。
【００１２】
【実施例】［Ｉ．はじめに］図３に、後処理プロセッサ
３１０が連接符号化システムで使用される本発明の実施
例を示す。後処理プロセッサ３１０は、受信シーケンス
ｒ（ｋ）と、内側復号器３０８の出力ｂ＾（ｋ）とを受
け取り、ａ＾（ｋ）を決定する際に、外側復号器３１２
によって使用される信頼度情報を表す信号を生成する。
本発明の原理は以下に述べる通りである。ＶＡによる尤
度評価および決定を組み合わせた最適検出器を構成する
のではなく、これらの関数は分離することができる。多
くのアプリケーションでは、尤度関数を最適化するのは
（例えば、状態数が過大である場合）非常に高価であ
る。しかし、次善の（ハード決定）復号器／検出器は装
置化可能であることが多い。また、与えられた問題に対
する尤度関数は既知であると仮定する。任意の復号器／
検出器のハード決定は、尤度関数評価器に送られる。特
定の復号されたビットに対する信頼度情報を得るため、
そのビットのみを反転し、尤度を評価する。これらの尤
度の比が個の情報ビットに対応する信頼度となる。より
一般的には、単一の情報ビットのみを反転するのではな
く、そのビットの信頼度を計算するために他のいくつか
のビット（例えば、隣接ビット）も反転することを選択
することができる。
３１０が連接符号化システムで使用される本発明の実施
例を示す。後処理プロセッサ３１０は、受信シーケンス
ｒ（ｋ）と、内側復号器３０８の出力ｂ＾（ｋ）とを受
け取り、ａ＾（ｋ）を決定する際に、外側復号器３１２
によって使用される信頼度情報を表す信号を生成する。
本発明の原理は以下に述べる通りである。ＶＡによる尤
度評価および決定を組み合わせた最適検出器を構成する
のではなく、これらの関数は分離することができる。多
くのアプリケーションでは、尤度関数を最適化するのは
（例えば、状態数が過大である場合）非常に高価であ
る。しかし、次善の（ハード決定）復号器／検出器は装
置化可能であることが多い。また、与えられた問題に対
する尤度関数は既知であると仮定する。任意の復号器／
検出器のハード決定は、尤度関数評価器に送られる。特
定の復号されたビットに対する信頼度情報を得るため、
そのビットのみを反転し、尤度を評価する。これらの尤
度の比が個の情報ビットに対応する信頼度となる。より
一般的には、単一の情報ビットのみを反転するのではな
く、そのビットの信頼度を計算するために他のいくつか
のビット（例えば、隣接ビット）も反転することを選択
することができる。
【００１３】第ＩＩ節では、本発明で提案する方法を詳
細に説明する。第ＩＩＩ節で、さまざまなアプリケーシ
ョンにおける本発明の実施例を提示し、広範囲の応用が
可能であることを示す。
細に説明する。第ＩＩＩ節で、さまざまなアプリケーシ
ョンにおける本発明の実施例を提示し、広範囲の応用が
可能であることを示す。
【００１４】［ＩＩ．後処理プロセッサ信頼度生成方
法］図４に、外側復号器３１２によって使用される信頼
度情報を含む信号を生成するために後処理プロセッサ３
１０によって実行されるステップを示す。２元信号およ
びアルファベット±１の通信システムを仮定する。２元
信号を仮定したが、２より高いレベルへの一般化は直接
的である。ＭＡＰ（最大事後）検出器は時刻ｋにおいて
尤度すなわち条件付き確率
法］図４に、外側復号器３１２によって使用される信頼
度情報を含む信号を生成するために後処理プロセッサ３
１０によって実行されるステップを示す。２元信号およ
びアルファベット±１の通信システムを仮定する。２元
信号を仮定したが、２より高いレベルへの一般化は直接
的である。ＭＡＰ（最大事後）検出器は時刻ｋにおいて
尤度すなわち条件付き確率
【数１】 を計算する。ここで、｛ｒk｝は受信シーケンスであ
り、ｊは値±１をとる。検出されるシンボルは、より高
い確率を有する値であり、それをｂ＾（ｋ）で表す。こ
の確率は計算可能であると仮定する（エル．アール．バ
ール(L. R. Bahl)、ジェー．クック(J. Cooke)、エフ．
ジェリネク(F. Jelinek)、ジェー．ラヴィヴ(J. Ravi
v)、「シンボル誤り確率を最小化する線形符号の最適復
号(Optimal Decoding of Linear Codes for Minimizing
Symbol Error Probability)」、IEEE Trans. Inf. The
ory、第ＩＴ−２０巻第２８４〜２８７ページ（１９７
４年３月）参照）。シンボルｂ＾（ｋ）に対応する信頼
度は次式で与えられる。
り、ｊは値±１をとる。検出されるシンボルは、より高
い確率を有する値であり、それをｂ＾（ｋ）で表す。こ
の確率は計算可能であると仮定する（エル．アール．バ
ール(L. R. Bahl)、ジェー．クック(J. Cooke)、エフ．
ジェリネク(F. Jelinek)、ジェー．ラヴィヴ(J. Ravi
v)、「シンボル誤り確率を最小化する線形符号の最適復
号(Optimal Decoding of Linear Codes for Minimizing
Symbol Error Probability)」、IEEE Trans. Inf. The
ory、第ＩＴ−２０巻第２８４〜２８７ページ（１９７
４年３月）参照）。シンボルｂ＾（ｋ）に対応する信頼
度は次式で与えられる。
【数２】 この方法の計算量は大きいため、簡単化した、すなわち
次善の方法が所望される。
次善の方法が所望される。
【００１５】簡単化に従う代替表現は以下の通りであ
る。図１の外側符号の出力はデータシーケンス｛ｂ
（ｋ）｝であるとし、これは内側符号によって符号化さ
れて送信データシーケンス｛ｓ（ｂ，ｋ）｝を生成する
（ただし、ｋは時間インデックス）とする。受信シーケ
ンス｛ｒ（ｋ）｝は、ノイズシーケンス｛ｎ（ｋ）｝に
よって破損された｛ｓ（ｂ，ｋ）｝である。ノイズラン
ダム変量ｎｋは、ｉ．ｉ．ｄ．（独立、同一分布の）平
均０のガウス変量であり、かつその確率分布関数は次式
で与えられると仮定する。
る。図１の外側符号の出力はデータシーケンス｛ｂ
（ｋ）｝であるとし、これは内側符号によって符号化さ
れて送信データシーケンス｛ｓ（ｂ，ｋ）｝を生成する
（ただし、ｋは時間インデックス）とする。受信シーケ
ンス｛ｒ（ｋ）｝は、ノイズシーケンス｛ｎ（ｋ）｝に
よって破損された｛ｓ（ｂ，ｋ）｝である。ノイズラン
ダム変量ｎｋは、ｉ．ｉ．ｄ．（独立、同一分布の）平
均０のガウス変量であり、かつその確率分布関数は次式
で与えられると仮定する。
【数３】 ただし、σ2はこのガウス変量の分散である。すると、
｛ｂ（ｋ）｝の条件下での受信シーケンスの条件付き尤
度は次式のようになる。
｛ｂ（ｋ）｝の条件下での受信シーケンスの条件付き尤
度は次式のようになる。
【数４】 時刻ｋにおけるデータ推定値が＋１であるような｛ｂ
（ｋ）｝のすべてのシーケンスの集合をＳ+（ｋ）と
し、時刻ｋにおけるデータ推定値が−１であるような
｛ｂ（ｋ）｝のすべてのシーケンスの集合をＳ-（ｋ）
とする。対応するシーケンス確率をそれぞれＰ（ｂ+）
およびＰ（ｂ-）とする。すると、＋１が送信されたと
いう仮説のもとでのＯＳＳＤの尤度関数は次式で与えら
れる。
（ｋ）｝のすべてのシーケンスの集合をＳ+（ｋ）と
し、時刻ｋにおけるデータ推定値が−１であるような
｛ｂ（ｋ）｝のすべてのシーケンスの集合をＳ-（ｋ）
とする。対応するシーケンス確率をそれぞれＰ（ｂ+）
およびＰ（ｂ-）とする。すると、＋１が送信されたと
いう仮説のもとでのＯＳＳＤの尤度関数は次式で与えら
れる。
【数５】 ただし、Ｋはすべてのビットに対して同一である任意の
正定数である。ＯＳＳＤ決定法は、すべてのパス確率の
計算を必要とする。これは再帰的に行われ、ブロック処
理、ノイズ変量σ2の評価、および数値的問題点の回避
を必要とする（ジェー．ハーゲナウアー、ピー．ヘーハ
ー、ジェー．ヒューバー、前掲書参照）。
正定数である。ＯＳＳＤ決定法は、すべてのパス確率の
計算を必要とする。これは再帰的に行われ、ブロック処
理、ノイズ変量σ2の評価、および数値的問題点の回避
を必要とする（ジェー．ハーゲナウアー、ピー．ヘーハ
ー、ジェー．ヒューバー、前掲書参照）。
【００１６】ＯＳＳＤの簡単化への第１のステップは以
下の通りである。ビタビアルゴリズムによって効率的に
発見することができる、データシーケンスの最尤推定値
を次式で表す。
下の通りである。ビタビアルゴリズムによって効率的に
発見することができる、データシーケンスの最尤推定値
を次式で表す。
【数６】 （ただし、ａｒｇ ｍａｘは、確率を最小にする引数、
すなわちデータシーケンスを表す。）また、ＭＬ復号さ
れたデータシーケンスに対する条件付き確率をＰ（ｂ
＾）で表す。ビット位置ｋで｛ｂ（ｋ）｝と異なるシー
ケンス｛ｄ（ｋ）｝を考える。加法的白色ガウス雑音が
ある場合、この確率はｐ（｛ｒ（ｋ）｝｜｛ｄ
（ｋ）｝）で与えられる。すべてのこのようなシーケン
ス｛ｄ（ｋ）｝のうちで、最大確率を有するもののみを
選択する。そのシーケンスを｛ｄ*（ｋ）｝とし、対応
する事後確率をＰ（ｄ*）とする。すると、尤度関数は
次式へと還元される。
すなわちデータシーケンスを表す。）また、ＭＬ復号さ
れたデータシーケンスに対する条件付き確率をＰ（ｂ
＾）で表す。ビット位置ｋで｛ｂ（ｋ）｝と異なるシー
ケンス｛ｄ（ｋ）｝を考える。加法的白色ガウス雑音が
ある場合、この確率はｐ（｛ｒ（ｋ）｝｜｛ｄ
（ｋ）｝）で与えられる。すべてのこのようなシーケン
ス｛ｄ（ｋ）｝のうちで、最大確率を有するもののみを
選択する。そのシーケンスを｛ｄ*（ｋ）｝とし、対応
する事後確率をＰ（ｄ*）とする。すると、尤度関数は
次式へと還元される。
【数７】 復号シンボルに対する代替仮説を生成するこの仕事は各
時刻に行われ、そのシンボルに対する信頼度が評価され
る。しかし、考えられる選択肢のリストはデータシーケ
ンス｛ｂ（ｋ）｝の長さに関して指数関数的に増大す
る。第２の簡単化は、最近接選択肢のみ、または、最近
接選択肢および次に小さい距離の選択肢、などを考慮す
ることである。最近接選択肢の数および厳密なシーケン
ス構造は、内側符号化プロセスが指定されれば導出する
ことができる。Ｎ個の最近接選択肢があるとする。各最
近接シーケンスｄ（ｋ）に対して、事後確率Ｐ（ｄ）を
計算し、最大確率を有するものを選択する。この確率が
Ｐ（ｄ*）を近似する。明らかに、選択肢の数が多くな
ると、それだけソフト情報の品質は向上するが、反面、
計算量は増大する。分子（事前決定のため）および分母
でそれぞれただ１つのパスしか考慮しない限り、ＯＳＳ
Ｄの性能に近づくことはできないことに注意すべきであ
る。しかし、複数のパスを考慮し、高ＳＮＲ規則を適用
することによる一般化は直接的である（ジェー．ハーゲ
ナウアー、ピー．ヘーハー、ジェー．ヒューバー、前掲
書参照）。
時刻に行われ、そのシンボルに対する信頼度が評価され
る。しかし、考えられる選択肢のリストはデータシーケ
ンス｛ｂ（ｋ）｝の長さに関して指数関数的に増大す
る。第２の簡単化は、最近接選択肢のみ、または、最近
接選択肢および次に小さい距離の選択肢、などを考慮す
ることである。最近接選択肢の数および厳密なシーケン
ス構造は、内側符号化プロセスが指定されれば導出する
ことができる。Ｎ個の最近接選択肢があるとする。各最
近接シーケンスｄ（ｋ）に対して、事後確率Ｐ（ｄ）を
計算し、最大確率を有するものを選択する。この確率が
Ｐ（ｄ*）を近似する。明らかに、選択肢の数が多くな
ると、それだけソフト情報の品質は向上するが、反面、
計算量は増大する。分子（事前決定のため）および分母
でそれぞれただ１つのパスしか考慮しない限り、ＯＳＳ
Ｄの性能に近づくことはできないことに注意すべきであ
る。しかし、複数のパスを考慮し、高ＳＮＲ規則を適用
することによる一般化は直接的である（ジェー．ハーゲ
ナウアー、ピー．ヘーハー、ジェー．ヒューバー、前掲
書参照）。
【００１７】いくつかのアプリケーション、特に、時間
的に変化する状況では、時間変化ＩＳＩチャネルの場合
のように、内側符号の距離の性質は事前には与えられな
い。非常に時間がかかるためにこの距離の性質が計算で
きないことがある。その場合、さらに簡単化するには、
時刻ｋ−Ｄからｋ＋Ｄまでの有限のウィンドウ内でのみ
異なる２2D個の選択肢を考慮する。任意の内側復号器の
出力をｂ＾（ｋ）とする。対応する事後確率をＰ（ｂ
＾）とする。各選択肢シーケンスｄ（ｋ）に対して、事
後確率
的に変化する状況では、時間変化ＩＳＩチャネルの場合
のように、内側符号の距離の性質は事前には与えられな
い。非常に時間がかかるためにこの距離の性質が計算で
きないことがある。その場合、さらに簡単化するには、
時刻ｋ−Ｄからｋ＋Ｄまでの有限のウィンドウ内でのみ
異なる２2D個の選択肢を考慮する。任意の内側復号器の
出力をｂ＾（ｋ）とする。対応する事後確率をＰ（ｂ
＾）とする。各選択肢シーケンスｄ（ｋ）に対して、事
後確率
【数８】 を決定し、その最大のものを選択する。時刻ｋにおける
尤度、すなわち、ｋ番目のビットの信頼度値は次式のよ
うになる。
尤度、すなわち、ｋ番目のビットの信頼度値は次式のよ
うになる。
【数９】 一例として、単一の情報ビットが最も誤りを起こしやす
いと仮定すると、Ｄ＝０の場合、誤りテーブルは、ただ
１つのエントリ、すなわち時刻ｋにおいて復号シーケン
スと異なるシーケンスのみからなり、他の時点でも同一
である。
いと仮定すると、Ｄ＝０の場合、誤りテーブルは、ただ
１つのエントリ、すなわち時刻ｋにおいて復号シーケン
スと異なるシーケンスのみからなり、他の時点でも同一
である。
【００１８】［ＩＩＩ．アプリケーション］ ［概要］例ＡおよびＢでは、外側のパリティ検査符号お
よび内側符号からなる連接符号化システムを考える。例
Ａは、２個のチャネルシンボルの記憶のある２元シンボ
ル間干渉チャネルであり、例Ｂは、メモリ２レートＲ＝
１／２の畳み込み符号である。内側復号器の第１段は、
いずれの例でも、４状態のビタビ復号器である。内側復
号器からの信頼度情報がない場合、外側復号器は誤り検
出しか実行することができない。しかし、信頼度情報が
ある場合、これら２つの例に対して、ワグナー復号を実
行し、１〜２ｄＢの利得を得ることができる。第３の例
では、０強制マルチユーザ検出器（「脱相関検出器」）
を有する符号化同期ＤＳ−ＣＤＭＡを考える。例えば
（ＳＯ）ＶＡによる尤度評価および決定は、Ｋ＝３２の
ユーザには適用できない。従って、脱相関検出器の出力
は後処理され、これはＫに関して線形の計算量で実現可
能である。
よび内側符号からなる連接符号化システムを考える。例
Ａは、２個のチャネルシンボルの記憶のある２元シンボ
ル間干渉チャネルであり、例Ｂは、メモリ２レートＲ＝
１／２の畳み込み符号である。内側復号器の第１段は、
いずれの例でも、４状態のビタビ復号器である。内側復
号器からの信頼度情報がない場合、外側復号器は誤り検
出しか実行することができない。しかし、信頼度情報が
ある場合、これら２つの例に対して、ワグナー復号を実
行し、１〜２ｄＢの利得を得ることができる。第３の例
では、０強制マルチユーザ検出器（「脱相関検出器」）
を有する符号化同期ＤＳ−ＣＤＭＡを考える。例えば
（ＳＯ）ＶＡによる尤度評価および決定は、Ｋ＝３２の
ユーザには適用できない。従って、脱相関検出器の出力
は後処理され、これはＫに関して線形の計算量で実現可
能である。
【００１９】［例Ａ：内側ＩＳＩチャネルと外側パリテ
ィ検査符号］８個の情報ビットに単一のパリティビット
を付加したものからなる外側コードの例を考える。外側
コードの出力はインタリーブされ、ＩＳＩチャネルを通
じて＋１または−１として送信される。ＩＳＩチャネル
のインパルス応答はｈ（０）＝０．２６、ｈ（１）＝
０．９３、およびｈ（２）＝０．２６である。雑音のあ
る受信データは、最尤シーケンス推定を実行する４状態
ビタビ復号器によって復号される（ジェー．ジー．プロ
アキス(J. G. Proakis)、「ディジタル通信(Digital Co
mmunications)」、マグロウヒル、第２版（１９８９
年）参照）。信頼度情報は、最小および最小から２番目
のユークリッド距離となる誤りシーケンスを考慮するこ
とによって生成される。４つのこのような誤りパターン
が存在する。これらは、以下の通りである。
ィ検査符号］８個の情報ビットに単一のパリティビット
を付加したものからなる外側コードの例を考える。外側
コードの出力はインタリーブされ、ＩＳＩチャネルを通
じて＋１または−１として送信される。ＩＳＩチャネル
のインパルス応答はｈ（０）＝０．２６、ｈ（１）＝
０．９３、およびｈ（２）＝０．２６である。雑音のあ
る受信データは、最尤シーケンス推定を実行する４状態
ビタビ復号器によって復号される（ジェー．ジー．プロ
アキス(J. G. Proakis)、「ディジタル通信(Digital Co
mmunications)」、マグロウヒル、第２版（１９８９
年）参照）。信頼度情報は、最小および最小から２番目
のユークリッド距離となる誤りシーケンスを考慮するこ
とによって生成される。４つのこのような誤りパターン
が存在する。これらは、以下の通りである。
【数１０】 誤りベクトルにおける０は誤りなしを示し、２は＋１が
−１として復号されたことを示す。同様に−２は−１が
＋１として復号されたことを示す。
−１として復号されたことを示す。同様に−２は−１が
＋１として復号されたことを示す。
【００２０】これらの誤りパターンは、信頼度を計算し
ている復号されたデータシンボルの符号に従って復号さ
れたシーケンスに加算するか、または、復号されたシー
ケンスから減算しなければならない。それをａ*（ｋ）
としても一般性を失わない。復号されたシンボルの符号
が負（正）である場合、誤りシーケンスは復号されたデ
ータシーケンスに加算（から減算）されなければならな
い。また、上記の誤りパターンは、誤りシンボルｅ
（０）がａ*（ｋ）に加算され、または、ａ*（ｋ）から
減算され、ｅ（１）がａ*（ｋ＋１）に加算され、また
は、ａ*（ｋ＋１）から減算され、などとなるようにリ
ストされている。さらに、考慮するのに妥当な誤りパタ
ーンは、加算または減算されたときに、正しい他の情報
シーケンスとなるようなものである。例えば、ａ＊
（ｋ）を中心とするウィンドウ内の復号されたデータシ
ンボルがすべて−１である場合、数１０の短いリストの
誤りシーケンスのうち正しい他の情報シーケンスとなる
のは｛ｅ(1)｝のみである。一般に、２種類の誤り事象
を考慮すべきである。第１のものは、誤り事象が時刻ｋ
に始まるものである。第２のものは、誤り事象が前の時
刻に始まり、時刻ｋでは終了しておらず、さらに誤りが
時刻ｋで生じるものである。第１の場合のみが新しい確
率評価を必要とする。その理由は、第２の場合に対応す
る確率は既に評価されているはずであるからである。
ている復号されたデータシンボルの符号に従って復号さ
れたシーケンスに加算するか、または、復号されたシー
ケンスから減算しなければならない。それをａ*（ｋ）
としても一般性を失わない。復号されたシンボルの符号
が負（正）である場合、誤りシーケンスは復号されたデ
ータシーケンスに加算（から減算）されなければならな
い。また、上記の誤りパターンは、誤りシンボルｅ
（０）がａ*（ｋ）に加算され、または、ａ*（ｋ）から
減算され、ｅ（１）がａ*（ｋ＋１）に加算され、また
は、ａ*（ｋ＋１）から減算され、などとなるようにリ
ストされている。さらに、考慮するのに妥当な誤りパタ
ーンは、加算または減算されたときに、正しい他の情報
シーケンスとなるようなものである。例えば、ａ＊
（ｋ）を中心とするウィンドウ内の復号されたデータシ
ンボルがすべて−１である場合、数１０の短いリストの
誤りシーケンスのうち正しい他の情報シーケンスとなる
のは｛ｅ(1)｝のみである。一般に、２種類の誤り事象
を考慮すべきである。第１のものは、誤り事象が時刻ｋ
に始まるものである。第２のものは、誤り事象が前の時
刻に始まり、時刻ｋでは終了しておらず、さらに誤りが
時刻ｋで生じるものである。第１の場合のみが新しい確
率評価を必要とする。その理由は、第２の場合に対応す
る確率は既に評価されているはずであるからである。
【００２１】復号されたシーケンスおよび対応するソフ
ト情報シーケンスの両方をデインタリーブした後、９ビ
ット毎にパリティが計算される。パリティが正しくない
場合、最小の信頼度を有するビットが反転される。
ト情報シーケンスの両方をデインタリーブした後、９ビ
ット毎にパリティが計算される。パリティが正しくない
場合、最小の信頼度を有するビットが反転される。
【００２２】［例Ｂ：内側畳み込み符号と外側パリティ
検査符号］この例では、レートＲ＝１１／１２のパリテ
ィ検査外側符号と、レートＲ＝１／２の内側畳み込み符
号とを考える。連接符号の全レートはＲ＝１１／２４で
ある。この畳み込み符号はメモリＭ＝２であり、自由距
離ｄfree＝５である。距離ｄにある不正確な近傍の総数
をａdで表す。ａ1＝ａ2＝ａ3＝ａ4＝０、ａ5＝１、ａ6
＝２、ａ7＝４などとなる。距離ｄにある各近傍に対し
て、誤ったｃd個の情報ビットがある。ｃ1＝ｃ2＝ｃ3＝
ｃ4＝ｃ5＝１、ｃ6＝４、ｃ7＝１２などとなる。ソフト
出力が、ハミング重みｄ＝５、６、および７を有する誤
りパターンからなる誤りテーブルとともに生成される。
与えられた時刻ｋにおいて、７個（ａ 5＋ａ6＋ａ7＝
７）の新しい選択肢を評価する必要がある。（これは、
実際に記憶すべきリスト要素の数である。）しかし、前
の時刻に開始した誤り事象も考慮に入れるためには、１
７個（ｃ5＋ｃ6＋ｃ7＝１７）すべての選択肢を考慮す
る必要がある。
検査符号］この例では、レートＲ＝１１／１２のパリテ
ィ検査外側符号と、レートＲ＝１／２の内側畳み込み符
号とを考える。連接符号の全レートはＲ＝１１／２４で
ある。この畳み込み符号はメモリＭ＝２であり、自由距
離ｄfree＝５である。距離ｄにある不正確な近傍の総数
をａdで表す。ａ1＝ａ2＝ａ3＝ａ4＝０、ａ5＝１、ａ6
＝２、ａ7＝４などとなる。距離ｄにある各近傍に対し
て、誤ったｃd個の情報ビットがある。ｃ1＝ｃ2＝ｃ3＝
ｃ4＝ｃ5＝１、ｃ6＝４、ｃ7＝１２などとなる。ソフト
出力が、ハミング重みｄ＝５、６、および７を有する誤
りパターンからなる誤りテーブルとともに生成される。
与えられた時刻ｋにおいて、７個（ａ 5＋ａ6＋ａ7＝
７）の新しい選択肢を評価する必要がある。（これは、
実際に記憶すべきリスト要素の数である。）しかし、前
の時刻に開始した誤り事象も考慮に入れるためには、１
７個（ｃ5＋ｃ6＋ｃ7＝１７）すべての選択肢を考慮す
る必要がある。
【００２３】この例におけるパラメータは、誤りテーブ
ル内の選択肢の数である。リストサイズがｃ5＝１であ
る場合、ハミング距離５の事象のみが考慮される。リス
トサイズがｃ5＋ｃ6＝５である場合、距離６までのすべ
ての事象が考慮される。リストサイズがｃ5＋ｃ6＋ｃ7
＝１７である場合、距離７までのすべての事象が考慮さ
れる。
ル内の選択肢の数である。リストサイズがｃ5＝１であ
る場合、ハミング距離５の事象のみが考慮される。リス
トサイズがｃ5＋ｃ6＝５である場合、距離６までのすべ
ての事象が考慮される。リストサイズがｃ5＋ｃ6＋ｃ7
＝１７である場合、距離７までのすべての事象が考慮さ
れる。
【００２４】［例Ｃ：ＺＦマルチユーザ検出器および尤
度後処理プロセッサを有する符号化されたＤＳ−ＣＤＭ
Ａ］この最後の例は、後処理が、ビタビ復号器とともに
使用して信頼度情報を得るために適用可能であるのみな
らず、問題に対する尤度関数を定式化することができれ
ば、さらに一般的に、任意の（次善のものを含む）復号
器／検出器の与えられたハード決定に対する信頼度情報
を得るために使用可能であることを示す。このことはま
た、新しいクラスの次善の復号器／検出器を導く。
度後処理プロセッサを有する符号化されたＤＳ−ＣＤＭ
Ａ］この最後の例は、後処理が、ビタビ復号器とともに
使用して信頼度情報を得るために適用可能であるのみな
らず、問題に対する尤度関数を定式化することができれ
ば、さらに一般的に、任意の（次善のものを含む）復号
器／検出器の与えられたハード決定に対する信頼度情報
を得るために使用可能であることを示す。このことはま
た、新しいクラスの次善の復号器／検出器を導く。
【００２５】この例では、符号化された同期ＤＳ−ＣＤ
ＭＡシステムを考える。シンボル信頼度情報を生成する
最適なマルチユーザ検出器はＯＳＳＤである（エス．ヴ
ェ留でゅ(S. Verdu)、「非同期ガウス多重アクセスチャ
ネルに対する誤りの最小確率(Minimum Probability of
Error for Asynchronous Gaussian Multiple-AccessCha
nnels)」、IEEE Trans. Inform. Theory、第ＩＴ−３２
巻第８５〜９６ページ（１９８６年１月）参照）。しか
し、この検出器の計算量は、ユーザの数Ｋに関して指数
関数的に増大するため、それほど大きくないＫに対して
さえ非実用的である。０強制（ＺＦ）マルチユーザ検出
器（「脱相関検出器」）は、線形マルチユーザ検出器の
クラスに属する。その計算量はＫに関して線形であるの
みである。この検出器は、シグニチャシーケンスが既知
である場合には装置化は容易である。しかし、この検出
器はチャネルを反転する（０強制等化器がＩＳＩチャネ
ルを反転するのと同様）ため、その出力は価値のある信
頼度情報を含まない。例えば、大きい振幅は必ずしも信
頼度の高い決定を表現しない。従って、この実施例で
は、０強制マルチユーザ検出器またはその他の任意のマ
ルチユーザ検出器に続く後処理プロセッサについて説明
する。
ＭＡシステムを考える。シンボル信頼度情報を生成する
最適なマルチユーザ検出器はＯＳＳＤである（エス．ヴ
ェ留でゅ(S. Verdu)、「非同期ガウス多重アクセスチャ
ネルに対する誤りの最小確率(Minimum Probability of
Error for Asynchronous Gaussian Multiple-AccessCha
nnels)」、IEEE Trans. Inform. Theory、第ＩＴ−３２
巻第８５〜９６ページ（１９８６年１月）参照）。しか
し、この検出器の計算量は、ユーザの数Ｋに関して指数
関数的に増大するため、それほど大きくないＫに対して
さえ非実用的である。０強制（ＺＦ）マルチユーザ検出
器（「脱相関検出器」）は、線形マルチユーザ検出器の
クラスに属する。その計算量はＫに関して線形であるの
みである。この検出器は、シグニチャシーケンスが既知
である場合には装置化は容易である。しかし、この検出
器はチャネルを反転する（０強制等化器がＩＳＩチャネ
ルを反転するのと同様）ため、その出力は価値のある信
頼度情報を含まない。例えば、大きい振幅は必ずしも信
頼度の高い決定を表現しない。従って、この実施例で
は、０強制マルチユーザ検出器またはその他の任意のマ
ルチユーザ検出器に続く後処理プロセッサについて説明
する。
【００２６】尤度関数が与えられた問題に対して、任意
の（ハード決定）検出器から信頼度情報を得るための基
本的方法は、ハード決定を尤度関数に置換し、続いて、
単一の情報ビットのみを、残りの決定は固定して、反転
することである。この方法は、２個の情報ビット、３個
の情報ビットなどのすべての置換を反転することによっ
て、または、最も可能性のある誤り事象を評価すること
によって、容易に拡張可能である。このようにして、極
限では最適な検出器に近づく。
の（ハード決定）検出器から信頼度情報を得るための基
本的方法は、ハード決定を尤度関数に置換し、続いて、
単一の情報ビットのみを、残りの決定は固定して、反転
することである。この方法は、２個の情報ビット、３個
の情報ビットなどのすべての置換を反転することによっ
て、または、最も可能性のある誤り事象を評価すること
によって、容易に拡張可能である。このようにして、極
限では最適な検出器に近づく。
【００２７】Ｋ＝３２のアクティブユーザの符号化され
た同期ＤＳ−ＣＤＭＡシステムを考える。シグニチャシ
ーケンスは、２22−１個のＰＮシーケンスの長さＮ＝６
４の一定の連続したシーケンスである。符号器はメモリ
Ｍ＝２（すなわち、４状態）でレート１／２の畳み込み
符号であり、対応する復号器は３２シンボルの遅延を有
するソフト決定ビタビ復号器である。符号化されたビッ
トは、受信器における誤りバーストを（ほぼ完全に）ラ
ンダム化するために（Ｂ，Ｍ）＝（６４，２４）の畳み
込みインタリーバによって拡散される。伝送フォーマッ
トは２元正逆シグナリングである。各ユーザは、正規化
ドップラー周波数が０．０１のレイリーフェージングチ
ャネルを通じて送信している。これらのチャネルは相互
に独立であり、受信器によって完全に追跡されると仮定
する。
た同期ＤＳ−ＣＤＭＡシステムを考える。シグニチャシ
ーケンスは、２22−１個のＰＮシーケンスの長さＮ＝６
４の一定の連続したシーケンスである。符号器はメモリ
Ｍ＝２（すなわち、４状態）でレート１／２の畳み込み
符号であり、対応する復号器は３２シンボルの遅延を有
するソフト決定ビタビ復号器である。符号化されたビッ
トは、受信器における誤りバーストを（ほぼ完全に）ラ
ンダム化するために（Ｂ，Ｍ）＝（６４，２４）の畳み
込みインタリーバによって拡散される。伝送フォーマッ
トは２元正逆シグナリングである。各ユーザは、正規化
ドップラー周波数が０．０１のレイリーフェージングチ
ャネルを通じて送信している。これらのチャネルは相互
に独立であり、受信器によって完全に追跡されると仮定
する。
【００２８】最後に、新しい次善の復号器／検出器のク
ラス、例えば、マルチユーザ検出器が設計可能である。
そのアイデアは、任意の復号器／検出器を後続する後置
決定ユニットとともに動作させ、例えばｋ個の最も信頼
度の低いビット決定を選択し、最後に、残りの決定は固
定して、これらｋ個の情報ビットのみに対して最適な
（後置）復号器／検出器を動作させるというものであ
る。従って、この後置復号器の計算量は、Ｋではなくｋ
に関して指数関数的であるのみである。
ラス、例えば、マルチユーザ検出器が設計可能である。
そのアイデアは、任意の復号器／検出器を後続する後置
決定ユニットとともに動作させ、例えばｋ個の最も信頼
度の低いビット決定を選択し、最後に、残りの決定は固
定して、これらｋ個の情報ビットのみに対して最適な
（後置）復号器／検出器を動作させるというものであ
る。従って、この後置復号器の計算量は、Ｋではなくｋ
に関して指数関数的であるのみである。
【００２９】
【発明の効果】以上述べたごとく、本発明によれば、従
来提案されたソフト出力ビタビアルゴリズムを使用した
ものよりも計算量が少なくなる。その理由は、信頼度情
報が各時刻にすべての状態に対して計算される従来技術
は異なり、信頼度情報はＭＬシーケンスのみに対して評
価されるためである。第２に、本発明の方法および装置
によれば、ＶＡでは本質的に組み合わされている尤度の
評価と決定の関数を分離することができる。このこと
は、本発明の後処理プロセッサが、与えられた尤度関数
を有するアプリケーションにおける任意の（次善のハー
ド出力）復号器に適用可能であることを意味する。最後
に、本発明の技術は任意の符号器に一般化することがで
きる。
来提案されたソフト出力ビタビアルゴリズムを使用した
ものよりも計算量が少なくなる。その理由は、信頼度情
報が各時刻にすべての状態に対して計算される従来技術
は異なり、信頼度情報はＭＬシーケンスのみに対して評
価されるためである。第２に、本発明の方法および装置
によれば、ＶＡでは本質的に組み合わされている尤度の
評価と決定の関数を分離することができる。このこと
は、本発明の後処理プロセッサが、与えられた尤度関数
を有するアプリケーションにおける任意の（次善のハー
ド出力）復号器に適用可能であることを意味する。最後
に、本発明の技術は任意の符号器に一般化することがで
きる。
【図１】連接符号化システムの図である。
【図２】インタリーブおよびデインタリーブのある連接
符号化システムの図である。
符号化システムの図である。
【図３】後処理プロセッサを有する連接符号化システム
の図である。
の図である。
【図４】後処理プロセッサの動作の図である。
１２１ 外側符号器 １２３ 内側符号器 １２５ 内側復号器 １２７ 外側復号器 ２２２ インタリーバ ２２６ デインタリーバ ３０８ 内側復号器 ３１０ 後処理プロセッサ ３１２ 外側復号器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ナムビラジャン セシャドリ アメリカ合衆国、07928 ニュージャージ ー、チャッサム、バン フートン アベニ ュー 88
Claims (6)
- 【請求項１】 受信信号を復号して第１信号を生成する
第１復号器からなる復号システムにおいて信頼度情報か
らなる信号を生成する方法において、 前記第１信号が与えられた場合に前記受信信号の尤度を
表す尤度関数を決定するステップと、 前記第１信号の最近接近傍の集合を選択するステップ
と、 前記最近接近傍の集合が与えられた場合に、前記受信信
号の尤度を表す複数の尤度関数を決定するステップと、 最大の尤度を有する最近接近傍を選択するステップと、 前記第１信号内のビットに対して、前記受信信号、前記
第１信号および前記最近接近傍の関数である信頼度値を
表す信号を生成するステップとからなることを特徴とす
る信頼度情報信号生成方法。 - 【請求項２】 前記第１信号が、ビタビ復号器によって
生成される最尤シーケンス推定値であることを特徴とす
る請求項１の方法。 - 【請求項３】 前記信頼度値を表す信号が他の復号器へ
の入力であることを特徴とする請求項１の方法。 - 【請求項４】 前記最近接近傍の集合が、前記受信信号
を符号化するために使用した符号およびその距離の性質
の情報から生成されることを特徴とする請求項１の方
法。 - 【請求項５】 前記最近接近傍の集合が、ウィンドウ内
のビットに対するビット値の置換を選択することによっ
て生成されることを特徴とする請求項１の方法。 - 【請求項６】 受信信号を復号して第１信号を生成する
第１復号器からなる復号システムにおいて信頼度情報か
らなる信号を生成する装置において、 前記第１信号が与えられた場合に前記受信信号の尤度を
表す尤度関数を決定する手段と、 前記第１信号の最近接近傍の集合を選択する手段と、 前記最近接近傍の集合が与えられた場合に、前記受信信
号の尤度を表す複数の尤度関数を決定する手段と、 最大の尤度を有する最近接近傍を選択する手段と、 前記第１信号内のビットに対して、前記受信信号、前記
第１信号および前記最近接近傍の関数である信頼度値を
表す信号を生成する手段とからなることを特徴とする信
頼度情報信号生成装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US065296 | 1993-05-21 | ||
| US08/065,296 US5457704A (en) | 1993-05-21 | 1993-05-21 | Post processing method and apparatus for symbol reliability generation |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0722968A true JPH0722968A (ja) | 1995-01-24 |
| JP3537183B2 JP3537183B2 (ja) | 2004-06-14 |
Family
ID=22061713
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13090494A Expired - Lifetime JP3537183B2 (ja) | 1993-05-21 | 1994-05-23 | 信頼度情報信号生成方法および装置 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5457704A (ja) |
| EP (1) | EP0625829B1 (ja) |
| JP (1) | JP3537183B2 (ja) |
| AU (1) | AU673251B2 (ja) |
| DE (1) | DE69421963T2 (ja) |
| ES (1) | ES2142375T3 (ja) |
| SG (1) | SG43207A1 (ja) |
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| US6625775B1 (en) | 1998-12-10 | 2003-09-23 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Encoder/decoder with serial concatenated structure in communication system |
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