專利名稱：軟輸出解碼器、迭代解碼裝置和軟判定值計算方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對利用巻積碼而編碼的數(shù)字信號進行解碼的軟輸出解碼器、 迭代解碼裝置和軟判定值計算方法，特別涉及適用于重復(fù)利用軟判定解碼結(jié) 果進行解碼的迭代解碼裝置的、優(yōu)選的軟輸出解碼器和軟判定值計算方法。
背景技術(shù)：
作為對特播碼進行解碼所使用的軟輸出解碼算法，最大后驗概率解碼法
即MAP(Maximum A posterior Probability)解碼方式當(dāng)前被稱為最優(yōu)的方式。然 后，在電路實現(xiàn)(circuitrealization)時，使用Max-log-MAP(最大對數(shù)后驗概率) 方式。Max-log-MAP方式通過對數(shù)計算來近似MAP方式。作為特播解碼器 的內(nèi)部所使用的巻積碼的軟判定解碼法，Max-log-MAP和SOVA(Soft Output Viterbi Algorithm;軟輸出維特比算法)為運算量較少的方式已眾所周知。
然而，與其他的代碼等相比，特播碼解碼的運算量仍然大，期待進一步 地削減運算量。
圖1是用于說明以往的Max-log-MAP解碼法的解碼器的方框圖。
在圖1中，解碼器1的結(jié)構(gòu)包括Y ot計算單元11、定時調(diào)整器12和 13、 Y^計算單元14、以及A計算單元15。 A計算單元15由似然計算單元 16和17、以及減法器18構(gòu)成。
輸入到Max-log-MAP解碼器1的數(shù)據(jù)串有以下的三種，即系統(tǒng) (systematic ) g(n)、奇偶校驗(parity) p(n)和先驗值e(n)。其中，n=0至K匿l, K是塊的大小(發(fā)送信息比特數(shù))。
Max-log-MAP解碼器1從接收序列y(包含矢量s和p)和外部值的矢量e 求軟輸出值A(chǔ)(n)。 A(n)也稱為后驗值，其是通過解碼器1估計出的發(fā)送比特 的對數(shù)似然比(LLR: Log Likelihood Ratio)。也就是說，被定義為以下的式(1)， 在A(n) > 0的情況下，第n個比特的發(fā)送數(shù)據(jù)d(n)被估計為0，在A(n) < 0的 情況下，d(n)被估計為1。另外，通過判定LLR的代碼獲得估計值d的操作 稱為硬判定處理。A(一g腫),y)...式(1 )
圖2是使用Max-log-MAP解碼器1作為元素(element)解碼器的特播解 碼器20的方框圖。
在該例子中，使用兩個圖1的Max-log-MAP解碼器(以下，稱為"元素 解碼器")1。特播解碼器20由兩個元素解碼器21和22(Max-log-MAP解碼器 l和2)、加法器23和24、交織器25和26(交織器7T)、解交織器27和28(解
交織器7T—)、以及代碼判定器29(sign)構(gòu)成。交織器7T和解交織器7T—2為用
于通過預(yù)先規(guī)定的方法重新排列數(shù)據(jù)的順序的電路。
在Max-log-MAP解碼器21中，輸入有系統(tǒng)s、第一奇偶校驗pl以及從 Max-log-MAP解碼器22送來的外部值e 1 ，并輸出第一 LLR即A 1 。
若從A1減去系統(tǒng)s和外部值el，則如下式(2)所示，求出新的外部值el'。
el，(n)=Al(n)-(s(n)+el(n)) …式(2)
將對el，進行交織而獲得的(e2)用作輸入到Max-log-MAP解碼器22的外 部值。另外，在Max-log-MAP解碼器22中，也輸入有對系統(tǒng)s進行交織的 數(shù)據(jù)以及第二奇偶校驗p2。
Max-log-MAP解碼器22根據(jù)這些輸入，輸出第二LLR即A2。對A2也 同樣地，通過減去所輸入的交織后的系統(tǒng)s(TT(n))和外部值e2,如下式(3)所 示，計算出新的外部值e2'。
e2，(n)=A2(n) — (s(7i(n))+e2(n))…式(3 )
將對該新的外部值e2，進行解交織而獲得的信息用作Max-log-MAP解碼 器21的新的輸入。解交織為與上述交織對應(yīng)的逆重新排列處理。
通過重復(fù)進行以上的處理，提高A1和A2的正確性。在重復(fù)進行足夠的 次數(shù)后，通過判定(sign)A2的代碼，并且進行解交織，從而獲得發(fā)送比特的 估計值d八。
接著，說明Max-log-MAP解碼的詳細的功能。另外，所有的算式都為用 于對非專利文獻1所記載的特播碼進行解碼的情況的算式，并僅作為例子來表示。
一般而言，各個算式互不相同。
在Max-log-MAP解碼中的a 、 |3和y具有以下的含義。也就是說
a:達到某個狀態(tài)的路徑的似然的合計
P :某個狀態(tài)以后的路徑的似然的合計
Y:分支(branch)的似然 (l)Y計算
在a計算和P計算前，先進行Y計算。
從第n個比特的輸入值s(n)、 p(n)和e(n)計算下面的式(4)所示的四個y 。
Y 00(m)==(sn)+ sn)+Pn))/ 2
Y o i(n)==(s(n)+ 6(n)—Pn))/ 2
Y i ')(n)==(-s(n)-(n+Pn )) /2
Y 1 !(n)=:(_s(n)一6(n)一Pn )) /2…式(4 )
(2)a計算
使用如上求出的Y,通過下式(5)所示的遞推式計算cc。
0n+1)=minccx0n)+Y0 0(n),a 4(n )+Y1 1(n))
oc1ii+1)=min{a4n)+Y0 0(n),a o(n 〕+Y1 1n)}
a2ri+1)=mina1(n)+Y0 1n),a 5(n 〕+Y1 0n)}
a3(n1)=min{a5Cn)+Y0 1n),a〗n :+Y1 0n)}
ot4(n+1)=min{a2(n)+Y0 1n)，oc 6n )+Y1 0n)}
a5n1)=miii{a6(ii)+Y0 1n)，Ot 2n :+Y1 0n)}
a6(n+1)=min{a3n)+Y0 0n)，a 7n ;+YI 1ii)}
a7n+1)=min{ot7(n)+Y0 0n),a 3+Y1 1n)}
…式(5 )
在上述的式(5)中，min{a, b)表示用于選擇兩個候選a和b中較小的候選 的運算。假設(shè)cx的初始值為oc Q=0, oc i(0)=+°°(i>0)。另外，以從n的較小 的值至較大的值的順序(升序地)計算oc ，其也稱為前向概率(forward probability)。
(3) P計算
同樣地，使用Y通過下面的式(6)的遞推式計算P 。 (3。(n) =min {(3。(n+l) + Y。。(n), (3!(n+l) + Yh (n ))
7<formula>formula see original document page 8</formula>
…式(6 )
其中，從n的較大的值往較小的值(降序地)依序計算P 。在(3計算前先進 行的Y計算也匹配P計算的順序來進行。因此，通過FILO(First-In Last-Out; 先進后出)緩沖來重新排列s、 p和e后，將其輸入到Y(jié)計算單元14a。另外， P也稱為后向概率(backward probability)。
(4)A計算
在進行A計算時，首先使用下式(7)和(8),求每個比特的對數(shù)似然(Log Likelihood)人o(n)和人，(n)。其差值為下式(9)所示的對數(shù)似然比(LLR: Log Likelihood Ratio) A (n)。
<formula>formula see original document page 8</formula>
式(7 )& (") = min{a0 (") + (") + ,("), a, (") + / 3(") + y10("), a2(") + "4(") + /l0("),
"3(") + A(") + ^(")， 式(g ) "4(") + A)(") + K,(")， a5(") +A (")+ ,'。(")，
"6(") + A(") + ^("), a7(") +A
八(")=義,(")-A0(")…式(9 )
在入計算中，使用a和P的兩者來進行值的計算。對于n而言，升序地 計算oc,降序地計算(3 ，所以需要重新排列并使用cc或(3 。
在圖1中，通過FILO緩沖重新排列a，依從n的較大的值往較小的值 的順序計算入。
圖3是Max-log-MAP解碼的流程圖，在該圖中，ST表示流程的各個步 驟。在計算cc和(3時，適宜地進行本流程。另外，省略了Y計算的記載。
首先，在步驟ST1和ST2中，對『0至K-1計算oc(n)。這里，a(n)的 計算意味著計算a O(n)至a 7(n)的八個值。計算出的a (n)存儲在定時調(diào)整器 (FILO存儲器)12中。
接著，在步驟ST3和ST4，對i^K-l至0計算P(n)。在計算出l3(n)后， 在步驟ST5計算人0(n)和M(n),接著在步驟ST6計算A(n)。在計算入0(n) 和入l(n)時，使用定時調(diào)整器12所存儲的a(n)。依0至K-l的順序計算a , 相對于此，在人計算中依K-1至0的順序使用cc,所以使用定時調(diào)整器。
另夕卜，(3計算、A計算和A計算往往被流水線化(pipelined)。也就是說， 在進行入O(n)和M(n)的計算的同時，進行(3(n-l)的計算。由此，結(jié)束A0(n) 和入l(n)的計算后，能夠立即開始入O(n-l)和入l(n-l)的計算。
專利文獻l:特開2000-278144號公報
非專利文獻1: Robertson, P.; Villebrun， E.; Hoeher， P.; "A comparison of optimal and sub-optimal MAP decoding algorithms operating in the log domain" IEEE International Conference on Communications, 1995. Page ( s ) :1009 - 1013 vol.2
非專利文獻2: 3GPPTS 25.212 v6.3.0

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明需要解決的問題
然而，如上所述，在這樣的以往的Max-log-MAP解碼法中，需要多次的 加法以及比較和選擇處理。圖4是將Max-log-MAP每1比特的運算次數(shù)列表 示出的圖。
如圖4的表所示，在使用以往的Max-log-MAP解碼法的Max-log-MAP 運算器中，存在以下的問題A計算所需的運算量大，無法實現(xiàn)運算電路的 小型化以及處理延遲時間的縮短。
另外，在迭代解碼的最終階段中只要獲得硬判定的估計值即可，相對于 此，在使用以往的Max-log-MAP解碼法的特播解碼器中，需要先求軟判定值， 再進行硬判定，所以存在運算量大而無法降低運算電路的消耗功率的問題。
另外，存在以下的問題與Max-log-MAP方式相比，SOVA方式的差錯 率特性差，存儲器纟喿作復(fù)雜。
本發(fā)明的目的在于，提供能夠使似然計算所需的運算量小，實現(xiàn)運算電 路的小型化以及處理延遲時間的縮短的軟輸出解碼器、迭代解碼裝置和軟判 定值計算方法。
解決該問題的方案
本發(fā)明的軟輸出解碼器接收與多個信息字對應(yīng)的碼字，根據(jù)與所述信息 字可取的多個候選值分別對應(yīng)的多個似然值，計算所述信息字的軟判定解碼 結(jié)果，該軟輸出解碼器所采用的結(jié)構(gòu)包括硬判定解碼單元，將所述多個候 選值中的一個判定為估計值；以及似然計算單元，在所述多個似然值中，禁 止計算與所述估計值對應(yīng)的似然值，而計算與其他的候選值對應(yīng)的似然值。
本發(fā)明的迭代解碼裝置為重復(fù)進行軟輸出解碼的迭代解碼裝置，具有上 述本發(fā)明的軟輸出解碼器，該軟輸出解碼器包括邊界似然計算單元，將所 述信息字的一個定為邊界部分，求與對于所述邊界部分的所述信息字可取的
多個候選值分別對應(yīng)的多個邊界似然值；以及初始狀態(tài)序號確定單元，利用
所述邊界似然值，確定連接最大似然分支的狀態(tài)序號，所述硬判定解碼單元. 利用所述狀態(tài)序號，判定對于所述邊界部分以外的信息字的估計值，該迭代
解碼裝置還包括指示單元，在最終的重復(fù)時，對所述軟輸出解碼器進行硬 判定值的輸出指示，同時進行軟判定值的輸出停止指示。
10本發(fā)明的軟判定值計算方法用于軟輸出解碼器的軟判定值計算方法，所 述軟輸出解碼器接收與多個信息字對應(yīng)的碼字，根據(jù)與所述信息字可取的多 個候選值分別對應(yīng)的多個似然值，計算所述信息字的軟判定解碼結(jié)果，所述
軟判定值計算方法包括以下的步驟將所述多個候選值中的一個判定為估計 值；以及在所述多個似然值中，禁止計算與所述估計值對應(yīng)的似然值，而計 算與其他的候選值對應(yīng)的似然值。 發(fā)明的效果
根據(jù)本發(fā)明，能夠減少似然計算所需的運算量，并且能夠?qū)崿F(xiàn)運算電路 的小型化、省電化以及處理延遲時間的縮短。若適用于Max-log-MAP解碼法
等，則能夠大幅削減特播解碼的運算量。


圖1是用于說明以往的Max-log-MAP解碼法的解碼器的方框圖。 圖2是使用以往的Max-log-MAP解碼器作為元素解碼器的特播解碼器的 方框圖。
圖3是用于"i兌明以往的Max-log-MAP解碼器的處理的流程圖。 圖4是將以往的Max-log-MAP每1比特的運算次數(shù)列表示出的圖。 圖5是用于說明每個比特的對數(shù)似然人0和人1的算式的圖。 圖6是用于說明Max-iog-MAP解碼中的與最大似然分支對應(yīng)的似然(a + P + Y)的計算方法的圖。
圖7是用于說明Max-log-MAP解碼的格狀圖。
圖8是用于說明在進行圖7中的各個時間點上的入計算時的結(jié)果的圖。
圖9是用于說明表示本發(fā)明的原理的一例的算法的圖。
圖10是用于說明求<算法l-A〉中的最大似然路徑狀態(tài)初始值的方法的圖。
圖11是示出表示cc計算的圖形的一例的圖。
圖12是表示本發(fā)明實施方式1的軟輸出解碼器的示意結(jié)構(gòu)的方框圖。 圖13是用于說明上述實施方式1的軟輸出解碼器中的軟輸出解碼的處理 的流程圖。
圖14是表示上述實施方式1的軟輸出解碼器的失敗似然計算單元的結(jié)構(gòu)的圖。
ii圖15是用于說明圖14的失敗似然計算單元的開關(guān)和選^奪器的動作的圖。 圖16是表示本發(fā)明實施方式1的軟輸出解碼器的失敗似然計算單元的安 裝例的結(jié)構(gòu)的圖。
圖17是表示通過本發(fā)明實施方式1的軟輸出解碼器的失敗似然計算單元
計算入win和最大似然路徑狀態(tài)的處理的流程圖。
圖18是表示本發(fā)明實施方式1的軟輸出解碼器的硬判定解碼單元的結(jié)構(gòu) 的方框圖。
圖19是用于說明本發(fā)明實施方式1的軟輸出解碼器的硬判定解碼單元的 功能的格狀圖。
圖20是表示本發(fā)明實施方式2的軟輸出解碼器的示意結(jié)構(gòu)的方框圖。 圖21是表示上述實施方式2的軟輸出解碼器的Y a計算單元的cc計算單
元的結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖22是用于說明上述實施方式2的軟輸出解碼器中的軟輸出解碼的處理
的流程圖。
圖23是表示本發(fā)明實施方式2的軟輸出解碼器的硬判定解碼單元的結(jié)構(gòu) 的方框圖。
圖24是用于說明本發(fā)明實施方式2的軟輸出解碼器的硬判定解碼單元的 動作的格狀圖。
圖25是用于說明滑動窗口(Sliding Window)方式的計算步驟的圖。
圖26是表示實現(xiàn)滑動方式的解碼器的基本結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖27是表示本發(fā)明實施方式3的軟輸出解碼器的示意結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖28是表示本發(fā)明實施方式3的軟輸出解碼器的動作定時的圖。
圖2 9是表示本發(fā)明實施方式4的軟輸出解碼器的示意結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖30是表示將本發(fā)明實施方式4的軟輸出解碼器用作硬判定解碼器時的
示意結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖31是表示利用本發(fā)明實施方式4的軟輸出解碼器的特播解碼器的示意
結(jié)構(gòu)的方框圖。
具體實施例方式
以下，參照附圖詳細說明本發(fā)明的實施方式。 (基本原理)
12首先，說明本發(fā)明的基本原理。
為了說明發(fā)明的原理，引入利用Max-log-MAP解碼法的圖形的說明。以 下，在實施方式所參照的附圖中，格狀圖中的實線表示與發(fā)送比特=0對應(yīng)的 分支，而虛線表示與發(fā)送比特-l對應(yīng)的分支。
圖5是用于說明入0和人1的算式的圖形(格狀圖)。
通過計算與圖5所示的八個實線對應(yīng)的a + (3 + y而求其中的最小值來計 算入0，而通過求與圖5所示的八個虛線對應(yīng)的a+ (3 + y的最小值來計算入1 。 另外，在圖形中縱方向排序的節(jié)點的數(shù)量稱為狀態(tài)數(shù)。這里，因為使用了非 專利文獻l的特播編碼方式，所以狀態(tài)數(shù)為8。另外，節(jié)點之間的連接(分支) 也依賴于編碼方式來決定。
圖6是用于說明Max-log-MAP解碼中的與最大似然分支對應(yīng)的似然(cc + (3 + Y)的計算方法的圖。
如圖6所示，Max-log-MAP解碼的目的在于，求與實線中的最大似然分 支(發(fā)送比特O)和虛線中的最大似然分支(發(fā)送比特l)的兩個分支對應(yīng)的似 然(a + (3 + Y)。在圖6的例子中，最大似然分支(發(fā)送比特0)的分支cc:3(n) 至(3 7(n)的似然(oc + P + y )為入0(n)= a 3(n)+ y OO(n)十(3 7(n)，而最大似然分支 (發(fā)送比特l)的分支a 2(n)至(3 4(n)的似然(a + p + y )為入l(n)= a 2(n)+ y 10(n)+P4(n)。
這樣，在LLR的計算方法中，對合計16個分支計算a+P + y ，同時從 與發(fā)送比特=0對應(yīng)的分支(八個)中選擇最大似然值，而從與發(fā)送比特=1對應(yīng) 的分支(八個)中選擇最大似然值。兩個最大似然值？v0和人1之間的差為軟判 定值。
以上為Max-log-MAP解碼的一般的概念，以下說明通過本發(fā)明者的考察 以及基于該考察所發(fā)現(xiàn)的性質(zhì)的發(fā)明。
接著，考慮連續(xù)的兩個時間點。這里，時間點是指，在圖形上相當(dāng)于l 比特的解碼的區(qū)間。
圖7是用于說明Max-log-MAP解碼的格狀圖。
在圖7中，進行各個時間點上的A計算。也就是說，求與"實線中的最 大似然分支"和"虛線中的最大似然分支"對應(yīng)的人^oc+(3 + Y。其結(jié)果例如 為如圖8所示的情形。
圖8是用于說明在進行圖7中的各個時間點上的X計算時的結(jié)果的圖。這里，在"實線中的最大似然分支"和"虛線中的最大似然分支，，中的
似然較高的一方稱為最大似然分支。例如，若在圖7中為入0(n)〉入l(n)，則 圖8的虛線(X)為時間點n的最大似然分支。 現(xiàn)在，進行如下的假定。
假定l:最大似然分支中的似然值為一定的值。
另外，雖然這里進行了假定，但基于后述的〈算法1〉實際進行評價， 不產(chǎn)生計算誤差。也就是說，即使設(shè)"假定l"成立，實用上也不存在任何問題。
在本發(fā)明中，利用這些假定，如下進行Max-log-MAP解碼。 <算法1 〉
(1) 確定最大似然分支的種類(O:實線或l:虛線)。
(2) 在時間點n上，若與最大似然分支對應(yīng)的比特為O(實線)，為入0(n一 入win,使用上式(8)僅對入l(n)進行計算。若為l,則設(shè)入l(n)-人win，使用 上式(7)僅對入O(n)進行計算。
由此，能夠省略X O(n)或入l(n)的任一個計算。
接著，說明最大似然分支的種類的確定方法。在以往的Max-log-MAP解 碼中，計算人O(n)和入l(n)的兩者才能確定最大似然分支。然而，若不計算入 O(n)和入l(n)而無法確定最大似然分支，則無法得到 < 算法1 〉帶來的運算量 的削減效果。
在考慮最大似然分支的種類的確定方法時，進行以下的假定。 假定2:最大似然分支在圖形上不間斷地連接。
另外，雖然這里進行了假定，但基于后述的 <算法l-A〉實際進行評價， 不產(chǎn)生計算誤差。也就是說，即使設(shè)了 "假定2"成立，實用上也不存在任 何問題。
這里，最大似然分支的連接稱為最大似然路徑。
根據(jù)"假定2"，通過以一個最大似然分支為基點，跟蹤(trace)最大似然 路徑，能夠確定所有的最大似然分支。另外，最大似然路徑要經(jīng)過的節(jié)點稱 為"最大似然路徑狀態(tài)"。通過以一個最大似然路徑狀態(tài)為基點， 一個接一個 地確定最大似然路徑狀態(tài)，能夠確定最大似然路徑。以下表示其算法。
<算法1-八>(最大似然分支的種類的確定方法)
Ol)確定最大似然路徑狀態(tài)初始值。(1 -2)對與最大似然路徑狀態(tài)連接的分支進行似然比較，似然最高的分支 為最大似然分支。輸出表示該分支是與0對應(yīng)的分支(實線)還是與l對應(yīng)的分 支(虛線)的信息。
(l-3)將最大似然分支的連接目的地確定為下一個最大似然路徑狀態(tài)。 此后，重復(fù)進行上述的(1-2)和(1-3)。
使用圖9詳細地說明 < 算法l-A > 。
圖9是用于說明表示本發(fā)明的原理的 一 例的算法的圖。
在圖9中，奉步驟(l-l)，確定作為基點的最大似然路徑狀態(tài)(稱為最大似
然路徑狀態(tài)初始值)。后面論述其方法。這里，假設(shè)節(jié)點SO為最大似然路徑
狀態(tài)初始4直。
與S0連接的分支僅為Yl和Y2,所以下一個最大似然路徑狀態(tài)為Sl或 S4的4壬一個。
在步驟(l-2)，確定Yl和Y2中的哪一個為最大似然分支。為此，進行a 十(3 + Y的計算。通過入[Ylhcc2(n)+(3 4(n)+Yl0(n)計算Yl的似然(入[Yl])， 而通過入[Y2]= a 6(n)+ |3 4(n)+ Y Ol(n)計算Y2的似然(入[Y2])。然后,比較入 [Y1]和入[Y2]，若人[Y1]的似然較大(值較小)，則Y1為最大似然分支。因此， 輸出與最大似然分支對應(yīng)的值1。
能夠在上述(l-2)確定最大似然分支，所以能夠在步驟(l-3)將其連接目的 地的Sl確定為最大似然路徑狀態(tài)。
此時，只要獲悉X[Y1]和入[Y2]的大小關(guān)系即可，所以也可以省略公共 項目的|3 4(n)，比較入，[Yl]=cc2(n)+Y 10(n)和入，[Y2]= a 6(n)+Y Ol(n)的兩者。
因為已確定了 Sl為最大似然路徑狀態(tài)，所以通過同樣的步驟，能夠確定 下一個最大似然;洛徑狀態(tài)S2。
如上所述，根據(jù) < 算法l-A〉，能夠獲得與進行Max-log-MAP解碼后進 行硬判定的情況相同的結(jié)果而無需計算所有的似然，并且若將其結(jié)果用于〈 算法1 >的所述(l)步驟，則能夠?qū)崿F(xiàn)削減了似然計算的運算量的 Max-log-MAP解碼。
由此，與以往的Max-log-MAP解碼法中的稱為A運算(LLR運算)的步驟 不同，即使最終僅使用兩個值也無需進行對于所有分支(例如16個)的計算， 從而計算量變小。
另外，在〈算法1-A〉中，完全確定最大似然分支并不是其目的，僅需
15要確定最大似然分支的種類。因此，也可以將眾所周知的硬判定解碼法(例如， 維特比解碼法)用于〈算法l-A〉的所述(l)步驟，以取代<算法l-A〉。
可以預(yù)想理想的維特比解碼的結(jié)果與理想的Max-log-MAP解碼的硬判定 結(jié)果一致，但實際上在維特比解碼中使用寄存器交換法，而在Max-log-MAP 中使用滑動窗口法等簡單的安裝方法，所以這些結(jié)果有時不一致。此時，通 過適用 <算法1 >而獲得運算量的削減效果，但是會產(chǎn)生某種程度的計算誤 差。
接著，說明求<算法l-A〉中的最大似然路徑狀態(tài)初始值的方法。由<算 法l-A-l 〉表示計算〈算法1-A>中的最大似然路徑狀態(tài)初始值的處理。 <算法l-A-l 〉
(l-l-l)與常規(guī)的Max-log-MAP解碼同樣，對時間點K-l(也就是說，解碼 對象的最后的比特)計算似然入O(K-l)和入l(K-l)。此時，預(yù)先存儲哪一個分 支為最大似然分支的事實。
(l-l-2)將與最大似然分支連接的節(jié)點作為最大似然路徑狀態(tài)初始值。以 該節(jié)點為基點，根據(jù)〈算法l-A〉進行對于『K-2至0的處理。
(l-l-3)再將通過1-1-1求出的似然入0(K-1)和人l(K-l)中的似然較高(值較 小)的一方作為算法1中的入win。
圖10是用于說明求<算法-A-l〉中的最大似然路徑狀態(tài)初始值的方法的圖。
如圖IO所示，僅對圖形上的最右端的時間點K-1進行與常規(guī)的 Max-log-MAP解碼相同的似然計算，進一步確定最大似然分支。例如，假設(shè) 分支W為最大似然(1-1-1)。
由此，可知節(jié)點SO為最大似然路徑狀態(tài)，以其為基點，對r^K-2至0 適用 <算法1-A〉。
這樣就能夠獲得與常規(guī)的進行Max-log-MAP解碼后進行硬判定所得的結(jié) 果完全相同的結(jié)果，其結(jié)果，通過算法1能夠削減對于n=K-2至0的似然計 算的運算量。
另外，即使通過與 <算法l-A〉不同的其他的方法，也能夠確定最大似 然分支的種類(獲得硬判定值)。說明其方法。 <算法l-A〉的替代方法
16作為說明的準備，利用圖形表示a計算。
圖11是示出表示a計算的圖形的一例的圖。圖11的圖形表示上式(5)的 第一式即a 。(n+l)=min{ a 0(n)+ y 。 0(n)， cc 4(n)+ y ! i(n)}。
如圖U所示，在cc的計算中，矚目于某個節(jié)點，對與該節(jié)點的左端連接 的每個分支計算a + Y,選沖奪似然最高的值。
另外，在<算法l-A〉的(l-2)中，通過對與最大似然路徑狀態(tài)的左端連 接的分支選擇oc+Y的較大的一方，確定最大似然分支，從而獲得硬判定值。
因此，在a計算中比較a + y的值時，預(yù)先存儲表示哪個似然較高的信息 q，在A計算時通過算法1-A確定最大似然分支的情況下，只要參照該信息q， 就無需重新進行(1 +y的計算和比較。
例如，在圖11中，在oc 0(n)+Y OO(n) < a 4(n)+y 1 l(n)的情況下(前者的似 然較高)，為qO(n+l)=0。對所有的狀態(tài)0至7，計算cc 0(n+l)至oc 7(n+l)并進 行存儲，同時存儲q0(n)至q7(n)。根據(jù)以上的考察，獲得以下的〈算法1-B > 。
<算法1-B>
(l-OB)在a計算中，預(yù)先存儲路徑選擇信息q。 (l-l)確定最大似然路徑狀態(tài)初始值。
(l-2B)參照與最大似然路徑狀態(tài)對應(yīng)的路徑選擇信息q,從所連接的分支 中確定最大似然分支。輸出表示該分支是與O對應(yīng)的分支(實線)還是與1對應(yīng) 的分支(虛線)的信息。
(l-3)將最大似然分支的連接目的地確定為下一個最大似然路徑狀態(tài)。
在(l-3)之后，重復(fù)進行上述(l-2B)和(l-3)的處理。
如上所述，與〈算法1-A〉相比，在〈算法1-B〉中，增加用于存儲路徑 選擇信息的存儲器，但另一方面，筒化步驟(l-2)的處理。
上述的步驟(l-l)中確定最大似然路徑狀態(tài)初始值的方法能夠采用與 <算 法1-A>同樣的方法。也就是說，能夠組合使用 < 算法l-A-l >和 < 算法l-B 〉。在實施方式2中說明該組合的細節(jié)。
這樣，在本發(fā)明中，預(yù)先判定似然較高的分支，省略對與該分支同種的 分支進行計算，從而削減計算量。
(實施方式1)
本實施方式表示上述的 <算法1〉、 <算法l-A〉和〈算法l-A-l〉的安
17裝例。
圖12是表示本發(fā)明實施方式1的軟輸出解碼器的示意結(jié)構(gòu)的方框圖。本
實施方式為將本發(fā)明適用于特播解碼器的元素解碼器所使用的Max-log-MAP 解碼的例子。
在圖12中，軟輸出解碼器100的結(jié)構(gòu)包括y oc計算單元101、由filo 存儲器構(gòu)成的定時調(diào)整器102和103、 Y0計算單元104、以及A計算單元 110。 A計算單元110由硬判定解碼單元111、失敗似然計算單元112、成功 似然存儲單元113和減法器114構(gòu)成。
以下，說明如上構(gòu)成的軟輸出解碼器IOO的動作。
圖13是用于說明軟輸出解碼器100中的軟輸出解碼的處理的流程圖。在 該圖中，ST為流程的各個步驟，依步驟STll至步驟ST20的順序進行處理。
首先，在步驟ST11和ST12中，對n-K-1至O計算a(n)。這里，cc(n) 的計算意味著計算a O(n)至a 7(n)的八個值。計算出的cc (n)存儲在定時調(diào)整器 (FILO存儲器)102中。與以往技術(shù)同樣地進行Y a計算單元101中的a計算。
步驟ST13和ST14為 < 算法l-A-l 〉中的邊界處理。該處理在失敗似然 計算單元112的內(nèi)部進行，求出的最大似然路徑狀態(tài)存儲在硬判定解碼單元 111中，人win存儲在成功似然存儲單元113中。
接著，在步驟ST15和ST16中，對n^K-l至0計算(3(n)。與以往4支術(shù)同 樣地進行y (3計算單元104中的[3計算。
在步驟ST17中，硬判定解碼單元111計算硬判定比特d(n)。硬判定解碼 單元111根據(jù) < 算法1-A>的所述(l-2)計算硬判定值d(n)(其相當(dāng)于最大似然 分支的種類)。
在步驟st18中，硬判定解碼單元111更新最大似然路徑狀態(tài)。硬判定解 碼單元111根據(jù) < 算法1-A>的所述(l-3)確定下一個最大似然路徑狀態(tài)。
在步驟ST19中，失敗似然計算單元112根據(jù) < 算法1 >的所述(2)計算入 lose(n)。
接著，在步驟ST20中計算A(n)，返回上述步驟ST15?；谟才卸ㄖ礵(n)， 確定入win(n)、 Mose(n)、入O(n)和入l(n)之間的對應(yīng)關(guān)系，從而計算A(n)二 入0(n)-人l(n)。其通過附有編碼操作功能的減法器114進行。
接著，說明軟輸出解碼器IOO的各個功能塊。
18A計算單元110具有的失敗似然計算單元112的功能為下面的兩個功能。
(1) 在上述步驟ST19，計算入lose(n)。
(2) 在上述步驟ST13和ST14，求人win和最大似然路徑狀態(tài)。
其中，失敗似然計算單元112的主要功能為上述步驟ST19的入lose(n) 計算處理。而且，因為可以通過轉(zhuǎn)用失敗似然計算單元112來實現(xiàn)<算法 1-A-1 〉的所述(2)和(3)的功能，所以在本實施方式中那樣進行處理。
首先，說明僅實現(xiàn)上述步驟ST19的失敗似然計算單元112。
失敗似然計算單元112計算A 。(n)和A ,(n)中似然較小(值較大)的一方的 值即入lose(n)。基于來自硬判定解碼單元111的輸出d(n),判定在兩個似然入 o(n)和入"n)中哪一個較小。在硬判定輸出d(n)為0時為入。(n)>人"n),所以 計算似然值入0(n)，而在硬判定輸出d(n)為1時，計算似然值？w(n)。將計算 出的值輸出到減法器114。
由下式(10)表示上述的處理。
(") = min{ 。(") + A(") + ^ii(")'
a2(") + AO) + ho (")' a3(") + AO) + O), a4(") + Ao(") + Xii O), a5(") + / 2(") + ("),
a6(") + AO) + n。(")， a7(") + / 7(") + (")}
A, 、c (") = min{ "。(")+ AO) + /00 ("),
yM") + hi O)， a2(") + / 50) + hi (")' a3(") + AO) + ho ("), "4 (") + + 7oo (")'
"5(") + y93(") + hi (")' "6(")+ …(1 0 )
圖14是表示軟輸出解碼器100的失敗似然計算單元112的結(jié)構(gòu)的圖。另 外，圖14所示的安裝例是用于說明失敗似然計算單元112的功能的圖，利用圖16將在后面論述最佳才莫式(best mode)的結(jié)構(gòu)。
在圖14中，失敗似然計算單元112A的結(jié)構(gòu)包括開關(guān)121至124、選 擇器131和132、加法器141至150、以及最小值選擇器(min)151至153。
圖15是用于說明上述開關(guān)121至124以及選擇器131和132的動作的圖， 圖15A和圖15B表示開關(guān)121至124的動作，圖15C和圖15D表示選擇器 13和132的動作。
在圖15A和圖15B中，以開關(guān)121為代表進行說明，開關(guān)121在d(n)二l 的情況下以前進方向(forward direction)輸出兩個數(shù)據(jù)，在d(n)=0的情況下對 兩個數(shù)據(jù)位置進行交換而輸出。
另夕卜，在圖15C和圖15D中，以選擇器131為代表進行說明，選擇器131 在d(n)二l的情況下輸出上方的數(shù)據(jù)，在d(n)二O的情況下輸出下方的數(shù)據(jù)。
上述的功能與圖13的流程圖的步驟ST19的"計算入lose"對應(yīng)。
接著，說明圖13的流程圖的步驟ST13和ST14的用于求人win以及最大 似然路徑狀態(tài)的處理的實現(xiàn)方法。
圖16是表示軟輸出解碼器100的失敗似然計算單元112的安裝例的結(jié)構(gòu) 的圖。其是圖14的失敗似然計算單元112A的最佳模式的結(jié)構(gòu)。對與圖14 相同結(jié)構(gòu)的部分標注相同的附圖標記。
在圖16中，失敗似然計算單元112B的結(jié)構(gòu)包括開關(guān)121至124、選 擇器131和132、加法器141至150、最小值選擇器(min)151至153、以及最 大似然路徑狀態(tài)候選決定單元160。
如圖16所示，在失敗似然計算單元112B的內(nèi)部存在三個最小值選擇器 (min)151至153。將用于輸出表示選擇了哪一個值的信號的端子設(shè)置在這些 最小值選擇器151至153中。
例如，最小值選擇器(min)151在d(n:H的情況下選擇a0(n)+(3 0(n)、 a 4(n)+ (3 l(n)、 oc 7(n)+ (3 6(n)和a 3(n)+ [3 7(n)中的最小值，^旦若選擇了 a 4(n)+ !3 1(n)時，將值"4"送到最大似然路徑狀態(tài)候選決定單元160，以表示選擇 了與a4(n)有關(guān)的值。
最大似然路徑狀態(tài)候選決定單元160輸出表示最終選擇了哪個值的信號 s(n)。例如，在選擇了 LL—lose= a 2(n)+ P 4(n)+ Y 10(n)時，輸出s(n)=2 。
使用失敗似然計算單元112B,說明用于求入win和最大似然路徑狀態(tài)的 步驟。圖17是表示通過圖16的失敗似然計算單元112B計算入win和最大似然 路徑狀態(tài)的處理的流程圖，依步驟ST21至步驟ST25的順序進行處理。
步驟ST21至步驟ST23與圖13的步驟ST13對應(yīng)，步驟ST24至步驟ST25 與圖13的步驟ST14對應(yīng)。
首先，在步驟ST21求入0(K-1)。該步驟通過在失敗似然計算單元112B 中固定為d(n)=l來進行。將該值作為假定的成功似然人win,預(yù)先存儲在成 功似然存儲單元113中。另外，將此時的最大似然路徑狀態(tài)候選s(n)作為假 定的最大似然路徑狀態(tài)初始值，送到硬判定解碼單元lll(參照圖12)。
在步驟ST22中求人l(K-1)。該步驟通過在失敗似然計算單元112B中固 定為d(n)=0來進行。將其作為假定的入lose。
在步驟ST23中，在減法器114中求假定的A win與假定的人lose之間的 差分。該輸出為n-K-l的解碼結(jié)果A(K-1)。
在步驟ST24中判定A(K-1)的代碼，在假定的入win(入O(K-l))的似然較 高(A(K-1)〉0)時，假定的Awin為真實的人win，所以將在步驟ST21所存儲 的入win預(yù)先保持原樣。另一方面，在人lose(A l(K-l))的似然較高(A(K-l)〉 O)時，假定的A lose為真實的入win。因此，將從失敗似然計算單元112B輸
與步驟ST24的處理同樣，在步驟ST25中，在判斷為入lose的似然較高 時，將入lose送到硬判定解碼單元111以更新s(n)的值。
接著，說明硬判定解碼單元111。其實現(xiàn)〈算法1-A〉。 [硬判定解碼單元111]
圖18是表示軟輸出解碼器100的硬判定解碼單元111的結(jié)構(gòu)的方框圖， 圖19是用于說明硬判定解碼單元111的功能的格狀圖。
在圖18中，硬判定解碼單元111的結(jié)構(gòu)包括最大似然路徑狀態(tài)存儲單 元200、前狀態(tài)選擇單元201和202(前狀態(tài)選擇單元0和1)、 a y選#^器211 和212、加法器221和222、比較器230、以及狀態(tài)更新單元240。
如圖19所示，最大似然路徑狀態(tài)存儲單元200保持有當(dāng)前的最大似然路 徑狀態(tài)序號(S0)。
前狀態(tài)選擇單元201(前狀態(tài)選擇單元O)求當(dāng)前的最大似然路徑狀態(tài)序號 (S0)和以實線連接的狀態(tài)的序號(S4)。另外，前狀態(tài)選擇單元202(前狀態(tài)選擇 單元l)求當(dāng)前的最大似然路徑狀態(tài)序號S0和以虛線連接的狀態(tài)序號(S1)。a y選擇器211和212從所輸入的八個a和四個y中選擇由前狀態(tài)選擇 單元201(前狀態(tài)選擇單元o)選擇的狀態(tài)序號的oc和相對應(yīng)的y (a 6(n)和y Ol(n))。
加法器221和222對a y選擇器211(a y選擇器o)的輸出進行加法運算 (入，0(n)=a6(n)+Y01(n))。
比較器230比較兩個加法器221和222的輸出。若為人，0(n)>入，l(n), 則輸出d(n)=0,否則輸出d(l)=l。
以上為與 <算法l-A〉的所述(l-2)對應(yīng)的處理(最大似然分支的確定處理)。
另外，狀態(tài)更新單元240從兩個前狀態(tài)選擇單元201和202的輸出中選 擇最終由比較器230判定為似然較高的一方的狀態(tài)序號，并將其送到最大似 然路徑狀態(tài)存儲單元200。
例如，在判定為d(n;H)時，將前狀態(tài)選擇單元201(前狀態(tài)選擇單元0) 的輸出作為新的最大似然路徑狀態(tài)，送到最大似然路徑狀態(tài)存儲單元200。
如上所述，根據(jù)本實施方式，將Max-log-MAP解碼器中求出的多個似然 判別為成功似然和失敗似然，并僅對失敗似然進行計算，所以能夠使以往需 要兩個的似然計算單元成為 一 個，能夠減少電路規(guī)模和消耗功率。
另外，作為判別成功似然和失敗似然的方法，使用依序確定最大似然路 徑所通過的狀態(tài)的硬判定解碼單元川，所以無需對Max-log-MAP解碼器追 加較大的電路，能夠以簡單的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)。
另外，在硬判定解碼單元111中，在數(shù)據(jù)的終端等數(shù)據(jù)處理單位的邊界 使用與常規(guī)的Max-log-MAP同樣的方法，將其結(jié)果作為初始值，通過上述的 簡單的方法進行其后的處理，所以能夠獲得與Max-log-MAP解碼完全相同的 結(jié)果并且能夠減少電路規(guī)模和消耗功率。
如下面的表所示，根據(jù)本實施方式，與所述圖4的表所示的以往的 Max-log-MAP解碼法相比，能夠大幅度地削減運算量。在該表中的括號內(nèi)表 示與以往的運算次數(shù)之間的差。
22[表l]
比較次數(shù)
Y計算9(0)0(0)
oc計算16(0)8(0)
P計算16(0)8(0)
A計算17(-16)7(-7)
合計58(-16)23(-7)
(實施方式2)
在本實施方式中，表示在"基本原理"中所說明的〈算法l-B〉的安裝例。
圖20是表示本發(fā)明實施方式2的軟輸出解碼器的示意結(jié)構(gòu)的方框圖。在 說明本實施方式時，對與圖12相同結(jié)構(gòu)的部分標注相同的附圖標記，省略重
復(fù)部分的說明。
在圖20中，軟輸出解碼器300的結(jié)構(gòu)包括ya計算單元301、由FILO
存儲器構(gòu)成的定時調(diào)整器102、 103和302、 YP計算單元104、以及A計算
單元310。 A計算單元310由硬判定解碼單元311、失敗似然計算單元112、
成功似然存儲單元113和減法器114構(gòu)成。
與實施方式1的軟輸出解碼器100的不同之處如下所示。 本實施方式的軟輸出解碼器300從y a計算單元301的a計算單元301a
輸出路徑選擇信息q。路徑選擇信息q通過由FILO存儲器構(gòu)成的定時調(diào)整器
302調(diào)整了其定時，并輸入到硬判定解碼單元311。
另外，A計算單元310中的硬判定解碼單元311的內(nèi)部結(jié)構(gòu)也不同。無
需將a和y輸入到硬判定解碼單元311。
圖21是表示y a計算單元301的a計算單元301a的結(jié)構(gòu)的方框圖。 在圖21中，計算單元301a的結(jié)構(gòu)包括加法器321、大小比較器322
和選擇器323。
cx計算單元301a為cc計算塊，基于上述的式(5)進行計算。大小比較器 322和選擇器323對于兩個輸入a和b,在a〉b的情況下，輸出b，否則輸出 3。
這里，作為q的值，在選擇了 YOO或yOl所涉及的分支時，輸出0,在
23選擇了 Y IO或Y 11所涉及的分支時，輸出1。
圖22是用于說明軟輸出解碼器300中的軟輸出解碼的處理的流程圖。圖 22所示的實施方式2中的步驟基本上才艮據(jù)與圖13所示的實施方式1對應(yīng)的 處理同樣的步驟進行處理，對于同樣的處理標注相同的步驟標記，并僅說明 不同的步驟。
整體的處理流程幾乎相同。在a計算中，為輸出q(n)的步驟ST12，、硬判 定比特d(n)的計算方法的步驟ST17'、以及最大似然^各徑狀態(tài)更新方法的步驟 ST18'。
圖23是表示硬判定解碼單元311的結(jié)構(gòu)的方框圖，圖24是用于說明硬 判定解碼單元311的動作的格狀圖。
在圖23中，硬判定解碼單元311的結(jié)構(gòu)包括最大似然路徑狀態(tài)存儲單 元330、選擇單元331和前狀態(tài)選擇單元332。
如圖24所示，選擇單元331從八個路徑選擇信息qO(n)至q0(7)中選擇一 個與最大似然路徑狀態(tài)對應(yīng)的值，并將其輸出到失敗似然計算單元112和前 狀態(tài)選擇單元332。該值為d(n)。
前狀態(tài)選擇單元332根據(jù)硬判定值d(n)，確定位于最大似然分支的前方 的狀態(tài)序號。另外，在實施方式1和2中，本發(fā)明的特征即失敗似然計算單 元112的結(jié)構(gòu)完全相同。
另外，即使在作為高效地安裝Max-log-MAP解碼的方式被周知的"滑動 窗口方式，，和"子塊分割方式，，中，也能夠適用本發(fā)明的原理，因此能夠不 產(chǎn)計算誤差而削減似然計算的運算量。
另外，即使在一般的特播碼中也能夠適用本發(fā)明的原理，例如在稱為 Duo-Binary Turbo的、與非專利文獻1不同的特播碼中，也能夠應(yīng)用本發(fā)明的 原理。也就是說，在存在兩種以上的分支時，確定一個最大似然分支，對與 最大似然分支相同種類的分支，省略似然計算。
在以下的實施方式3中，說明將本發(fā)明適用于"滑動窗口方式"時的例子。
(實施方式3)
本實施方式表示將上述的基本原理適用于"滑動窗口"方式的情況。 首先，說明滑動窗口方式。
滑動窗口方式為將長度K的數(shù)據(jù)序列分割為長度L(L < K)的小塊(窗口 )，對每個窗口進行C(計算、(3計算和A計算的方式(參照非專利文獻1)。因為滑
動窗口方式能夠使a計算和p計算同時并行，所以能夠使解碼處理高速化， 并且定時調(diào)整器的存儲量只要為窗口長度即可，所以能夠減少存儲量。 接著，說明滑動窗口方式的計算步驟。
圖25是用于說明滑動窗口方式的計算步驟的圖，圖25A是表示分割為 多個窗口的數(shù)據(jù)序列的一例，圖25B是表示與圖25A的數(shù)據(jù)序列對應(yīng)的滑動 窗口方式的動作定時的圖。
如圖25A所示，設(shè)作為對象的數(shù)據(jù)序列的窗口長度為L，設(shè)其窗口數(shù)量 為J。這里，為了便于說明，假設(shè)如K《L那樣不出現(xiàn)零數(shù)。另外，即使出現(xiàn) 零數(shù)也對步驟不會有大的差異。
如圖25B所示，首先進行窗口 0的oc計算(參照圖25B的步驟(l))。
完成上述計算后，接著進行窗口 l的cc計算，與此同時進行窗口O的P 計算，從P計算單元開始輸出P時，與此同時進行A計算(參照圖25B的步驟 (2))。
另外，將P(K-1)作為初始值，對『K-1至0逐次進行(3(n)的計算。為了 進行窗口 0的P計算，需要(3 (L)的值作為初始值。
因此，在圖25B所示的步驟(l)中，進行窗口O的a計算，同時通過某些 方法求P(L)。另外，作為該P(L)等窗口邊界的(3的值的導(dǎo)出方法，已知非專 利文獻1等一些方法。
然后，在對所有的窗口(窗口 O至窗口(J-l))完成a計算時，在相當(dāng)于一個 窗口的時間過后，完成P計算和A計算。
如上所述，在滑動窗口方式中，并列進行cc計算、(3和A計算、以及(3 邊界值的導(dǎo)出，從而高速地進行Max-log-MAP解碼。
圖26是表示實現(xiàn)滑動方式的解碼器的基本結(jié)構(gòu)的方框圖。圖26所示的 解碼器30僅對圖29所示的以往的Max-log-MAP解碼器1的結(jié)構(gòu)追加了 P邊 界值生成單元19,為與其大致相同的結(jié)構(gòu)，如上所述，僅為動作定時不同。
圖27表示將本發(fā)明的原理適用于具有這樣的基本結(jié)構(gòu)的滑動方式的解 碼器的例子。
圖27是表示本發(fā)明實施方式3的軟輸出解碼器的示意結(jié)構(gòu)的方框圖。對 與圖12的軟輸出解碼器100相同的構(gòu)成要素標注相同的附圖標記，省略重復(fù) 部分的說明。在圖27中，軟輸出解碼器400的結(jié)構(gòu)包括y a計算單元101、由FILO 存儲器構(gòu)成的定時調(diào)整器102和103、 y P計算單元104、 (3邊界值生成單元 109、以及A計算單元llO。 A計算單元110由硬判定解碼單元111、失敗似 然計算單元112、成功似然存儲單元113和減法器114構(gòu)成。
P邊界值生成單元109具有與圖26的(3邊界值生成單元19同樣的功能。
圖28是表示軟輸出解碼器400的動作定時的圖。
如圖28所示，即使將本軟輸出解碼器300適用于滑動窗口方式，動作定 時也無變更。
將本發(fā)明的原理也能夠直接適用于滑動窗口方式。重點為以下的兩個。 也就是說，有時，入win的值因窗口不同而異，所以每當(dāng)開始新窗口的 計算時都計算Awin。作為計算方法，只要對n-L-l等窗口邊界進行與在數(shù)據(jù) 的末端(n=K-1 )進行的操作相同的操作即可。
另外，每當(dāng)開始新窗口的計算時，導(dǎo)出最大似然路徑狀態(tài)初始值。 尤其，軟輸出解碼器400僅對窗口邊界進行Max-log-MAP處理(也就是 說，計算兩個似然入O(n)和人l(n)),將此時求出的值作為初始值(最大似然路 徑狀態(tài)初始值)，進行硬判定解碼處理。由此，根據(jù)本實施方式，即使進行窗 口分割處理時，也能夠獲得與進行常規(guī)的Max-log-MAP時相等的硬判定結(jié)果。 另外，除了滑動窗口方式以外，只要為基于數(shù)據(jù)分割的Max-log-MAP的 處理效率化技術(shù)，就能夠同樣地適用本發(fā)明的原理。也就是說，通過對所分 割的數(shù)據(jù)的兩端的任一個適用本發(fā)明的基本原理所表示的 <算法1-A-l > ，能 夠通過與已實現(xiàn)效率化的Max-log-MAP相同的處理步驟進行軟判定解碼，所 以與以往的Max-log-MAP的處理效率化技術(shù)相比，能夠削減運算量，降低消 耗功率。
作為基于上迷的數(shù)據(jù)分割的Max-log-MAP的處理效率化技術(shù)的例子，有 通過子塊分割的并列化。其將輸入數(shù)據(jù)分割為多個塊，并使用各個塊并列進 行解碼。另外，在各個塊的內(nèi)部往往進行滑動窗口化。
(實施方式4)
在本實施方式中，說明在利用上述實施方式1至3的軟輸出解碼器進行 硬判定解碼時，進一步地減少運算量并降低消耗功率的方法。
圖29是表示本發(fā)明實施方式4的軟輸出解碼器的示意結(jié)構(gòu)的方框圖。 圖29的軟輸出解碼器500通過對圖20的軟輸出解碼器300追加(3邊界
26值生成單元109而引入滑動窗口方式。另外，如實施方式3所述，通過與"i兌
明軟輸出解碼器100和軟輸出解碼器400之間的差異完全相同的方式，能夠 說明軟輸出解碼器500和軟輸出解碼器300之間的結(jié)構(gòu)和動作上的差異。
軟輸出解碼器500將硬判定解碼單元311的輸出直接輸出到外部。在利 用軟輸出解碼器500進行特播解碼時，直接利用硬判定解碼單元311的輸出， 以取代在迭代解碼的最終階段中對軟輸出進行硬判定，從而無需輸出軟輸出 而進行硬判定處理。
這樣，作為將軟輸出解碼器500用作硬判定解碼器時的特征，舉以下的 兩點。
第 一 ，因為軟輸出解碼器500采取的結(jié)構(gòu)為在窗口邊界中進行 Max-log-MAP處理(也就是說，計算兩個似然入O(n)和入l(n))，并將此時求出 的值作為初始值(最大似然路徑狀態(tài)初始值)而進行硬判定解碼處理，所以與以 往的硬判定解碼器即維特比解碼器相比，能夠使處理高速化，并且無需寄存 器交換法那樣的復(fù)雜的存儲器操作，能夠降低消耗功率。
第二，在利用軟輸出解碼器500作為硬判定解碼器時，失敗似然計算單 元112在窗口邊界僅求最大似然路徑狀態(tài)初始值，在窗口邊界以外停止其動 作。
由此，在進行硬判定解碼的幾乎所有的時間，失敗似然計算單元112停 止其動作，所以與利用以往的Max-log-MAP解碼器對軟輸出進行硬判定的情 況相比，能夠削減消耗功率。
另外，在利用軟輸出解碼器500作為硬判定解碼器時，還停止定時調(diào)整 器102、定時調(diào)整器103和Y (3計算單元104的動作，從而能夠降低消耗功 率。
圖30是用于說明停止了這些的動作的狀態(tài)的圖。在利用軟判定解碼器 500作為硬判定解碼器時，對配線進行電連接上的變更或停止上述的三個塊， 從而實質(zhì)上作為硬判定解碼器500a進行動作。
失敗似然計算單元112僅在窗口邊界部分進行動作，而從(3邊界值生成 單元109輸入此時所使用的值l3。另外，雖然值y也能夠從Y P計算單元104 輸入，但通過從y a計算單元301輸入，能夠完全停止Y P計算單元104而 降低消耗功率。
另外，因為值a僅在窗口邊界部分使用，所以能夠不通過定時調(diào)整器102輸入到失敗似然計算單元112。其結(jié)果，能夠停止定時調(diào)整器102的動作， 降低消耗功率。
如上所述，本發(fā)明的軟輸出解碼器500采取的結(jié)構(gòu)為在窗口邊界進行 Max-log-MAP處理(也就是說，計算兩個似然人O(n)和入l(n)),將此時求出的 值作為初始值(最大似然路徑狀態(tài)初始值)，進行硬判定解碼處理，所以能夠使 處理高速化，還能夠降低消耗功率。
另外，圖31表示利用上述的軟輸出解碼器500的特播解碼器600。
特播解碼器600除了軟輸出解碼器500之外，還包括交織器601、反復(fù) 次數(shù)控制單元602和指示單元603。
軟輸出解碼器500輸入軟輸入值s和p以及軟輸入值e。在第 一次重復(fù)時， 作為軟輸入e，輸入0等初始值。在下一次重復(fù)以后，將通過交織器601重新 排列的軟輸出解碼器的軟輸出值A(chǔ)輸入作為e。
反復(fù)次數(shù)控制單元602在達到規(guī)定的反復(fù)次數(shù)的緊前，生成用于表示最 終的反復(fù)的信號，并發(fā)送給指示單元603。
反復(fù)次數(shù)控制單元602根據(jù)規(guī)定的反復(fù)次數(shù)判斷最終的反復(fù)，除此之外， 也可以根據(jù)硬判定輸出或軟輸出值的狀態(tài)，判斷最終的反復(fù)。
在指示單元603從反復(fù)次數(shù)控制單元602接收用于表示最終的反復(fù)的信 號時，分別將軟判定值的輸出停止指示信號發(fā)送給軟輸出解碼器500。
在軟輸出解碼器500接收到軟判定值的輸出停止指示信號時，進行控制， 以停止軟輸出解碼器500的內(nèi)部具有的失敗似然計算單元112、定時調(diào)整器 102、定時調(diào)整器1(B、 Y P計算單元104的動作。
這樣，特播解碼器600設(shè)置了指示單元603,所以能夠有效地降低特播 解碼所需的消耗功率，所述指示單元在判斷為最終的反復(fù)時對軟輸出解碼器 5 00進行軟判定值的輸出停止指示。
在實施方式4中，以軟輸出解碼器500為例進行了說明，但在軟輸出解 碼器400中也能夠獲得同樣的效果。但是，將oc和Y用于硬判定解碼，所以 能夠僅停止位于窗口邊界部分以外的失敗似然計算單元112和在y P計算單 元中的P計算單元(無附圖標記)的動作。
另外，除了滑動窗口方式以外，只要為基于數(shù)據(jù)分割的Max-log-MAP的 處理效率化技術(shù)，也能夠同樣地適用本發(fā)明的原理。也就是說，通過對所分 割的數(shù)據(jù)的兩端的任一個適用本發(fā)明的基本原理所表示的 <算法1-A-1〉，能
28夠通過與已實現(xiàn)了效率化的Max-log-MAP相同的處理步驟進行硬判定解碼， 所以與維特比解碼相比，能夠?qū)崿F(xiàn)高速化，并與以往的Max-log-MAP的處理 效率化技術(shù)相比，能夠?qū)崿F(xiàn)低消耗功率化。
作為基于上述的數(shù)據(jù)分割的Max-log-MAP的處理效率化技術(shù)的例子，有 通過子塊分割而實現(xiàn)的并列化。其將輸入數(shù)據(jù)分割為多個塊，并使用各個塊 并列進行解碼。另外，在各個塊的內(nèi)部往往進行滑動窗口化。
以上的說明為本發(fā)明的優(yōu)選的實施方式的例證，但本發(fā)明的范圍并不限 定于此。
另外，在上述的各個實施方式中，cc、 (3、 Y和人的值越小，則似然越 高(似然最大)。也能夠安裝為值越大似然越高，此時也能夠適用本發(fā)明。
另外，為了使成功似然為期望的值(例如為0),也可以采用將oc或(3的初 始值設(shè)定為特定的值，或者在Y、 a和(3計算中，減去對應(yīng)于輸入值的特定 的值等方法。由此，能夠采用實質(zhì)上無需成功似然存儲單元113和減法器114 的結(jié)構(gòu)。
另外，在本實施方式中，使用了軟輸出解碼器、迭代解碼裝置和軟判定 值計算方法等名稱，但這僅僅為了便于說明，也可以使用解碼裝置、軟輸出 維特比解碼裝置、特播解碼裝置和迭代解碼方法等名稱。
另外，本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)根據(jù)本算法的軟輸出解碼器、迭代解碼裝置和軟 判定值計算方法即可，當(dāng)然可以由硬件構(gòu)成，也可以由使軟判定值計算方法 發(fā)揮作用的軟件來實現(xiàn)。該軟件存儲在能夠通過電腦讀取的存儲^ 某體中。
另外，用于上述各個實施方式的說明中的各功能塊通常被作為集成電路 的LSI來實現(xiàn)。這些塊既可以單獨地集成為一個芯片，也可以包含一部分或 全部地集成為一個芯片。雖然此處稱為LSI，但根據(jù)集成程度，也可以稱為 IC、系統(tǒng)LSI、超大LSI(SuperLSI)、特大LSI(Ultra LSI)。另外，實現(xiàn)集成電 路化的方法不僅限于LSI，也可使用專用電路或通用處理器來實現(xiàn)。也可以 使用在LSI制造后可編程的FPGA(Field Programmable Gate Array:現(xiàn)場可編 程門陣列)，或者可重構(gòu)LSI內(nèi)部的電路單元的連接和設(shè)定的可重構(gòu)處理器。 再者，隨著半導(dǎo)體的技術(shù)進步或隨之派生的其它技術(shù)的出現(xiàn)，如果能夠出現(xiàn) 替代LSI的集成電路化的新技術(shù)，當(dāng)然可利用該新技術(shù)進行功能塊的集成化。 例如，還存在著適用生物技術(shù)等的可能性。
在2006年8月22日申請的特愿第2006-225938號的日本專利申請和在
292006年9月15日申請的特愿第2006-251873號的日本專利申請中所包含的說 明書、附圖和摘要的公開內(nèi)容，全部援用于本申請。 工業(yè)實用性
本發(fā)明的軟輸出解碼器和迭代解碼裝置以及軟判定值計算方法非常適合 于對重復(fù)利用軟判定解碼結(jié)果進行解碼的特播解碼裝置等。例如，特別適用 于接收裝置和移動電話等通信終端裝置，其在接收端， -使用巻積編碼解碼器、 特播解碼器等軟輸出解碼器和/或使用用于檢測有無傳輸錯誤的循環(huán)代碼。
權(quán)利要求
1.軟輸出解碼器，接收與多個信息字對應(yīng)的碼字，根據(jù)與所述信息字可取的多個候選值分別對應(yīng)的多個似然值，計算所述信息字的軟判定解碼結(jié)果，該軟輸出解碼器包括硬判定解碼單元，將所述多個候選值中的一個判定為估計值；以及似然計算單元，在所述多個似然值中，禁止計算與所述估計值對應(yīng)的似然值，而計算與其他的候選值對應(yīng)的似然值。
2. 如權(quán)利要求1所述的軟輸出解碼器， 所述硬判定解碼單元將值0或1作為估計值輸出， 所述似然計算單元禁止計算與所述估計值對應(yīng)的似然值。
3. 如權(quán)利要求1所述的軟輸出解碼器，所述似然計算單元在所述多個候選值為兩個的情況下，計算似然較小的 一個似然值。
4. 如權(quán)利要求1所述的軟輸出解碼器，所述似然計算單元在所述多個候選值為四個的情況下，計算除了似然最 大的一個的、其他的三個似然值。
5. 如權(quán)利要求1所述的軟輸出解碼器，還包括軟判定值計算單元，在與所述估計值對應(yīng)的似然值為成功似然時，計算 所述成功似然與所述似然計算單元的輸出中的一個輸出之間的差。
6. 如權(quán)利要求5所述的軟輸出解碼器，所述成功似然為規(guī)定的一定值。
7. 如權(quán)利要求1所述的軟輸出解碼器，還包括邊界成功似然計算單元，將所述信息字的一個定為邊界部分，計算對于 所述邊界部分的成功似然；以及存儲單元，保持所述邊界成功似然，所述軟判定計算單元利用所述邊界成功似然，計算對于所述邊界部分以 外的信息字的軟判定解碼結(jié)果。
8. 如權(quán)利要求1所述的軟輸出解碼器，所述信息字取值0或1,才艮據(jù)與值0對應(yīng)的似然值和與值1對應(yīng)的似然 值之間的差，輸出所述信息字的軟判定解碼結(jié)果。
9. 如權(quán)利要求1所述的軟輸出解碼器，所述多個候選值為兩個候選值0和1。
10. 如權(quán)利要求1所述的軟輸出解碼器，所述多個候選值為四個候選值00、 01 、 10和11 。
11. 如權(quán)利要求5所述的軟輸出解碼器，將接收到的所述碼字分割為多個塊，對每個塊進行軟判定解碼，對每個 塊使用不同的成功似然。
12. 如權(quán)利要求1所述的軟輸出解碼器，使用滑動窗口對通過特播碼進行了糾錯編碼的數(shù)據(jù)進行似然計算。
13. 如權(quán)利要求12所述的軟輸出解碼器，還包括 邊界成功似然計算單元，將滑動窗口的兩端的一方定為邊界部分，計算對于所述邊界部分的成功似然；以及 存儲單元，保持所述邊界成功似然，所述軟判定計算單元利用所述邊界成功似然，計算對于所述邊界部分以 外的信息字的軟判定解碼結(jié)果。
14. 如權(quán)利要求1所述的軟輸出解碼器，還包括 邊界似然計算單元，將所述信息字的一個定為邊界部分，求與對于所述邊界部分的所述信息字可取的多個候選值分別對應(yīng)的多個邊界似然值；以及 初始狀態(tài)序號確定單元，利用所述邊界似然值，確定連接最大似然分支 的狀態(tài)序號，所述硬判定解碼單元利用所述狀態(tài)序號，判定對于所述邊界部分以外的 信息字的估計值。
15. 如權(quán)利要求14所述的軟輸出解碼器，所述似然計算單元在接收軟判定值的輸出停止指示，并且接收硬判定值 的輸出指示時，禁止對于所述邊界部分以外的信息字的似然計算。
16. 迭代解碼裝置，重復(fù)進行軟輸出解碼，該迭代解碼裝置包括 權(quán)利要求14所述的軟輸出解碼器；以及指示單元，在最終的重復(fù)時，對所述軟輸出解碼器進行硬判定值的輸出 指示，同時進行軟判定值的輸出停止指示。
17. 軟輸出解碼器的軟判定值計算方法，所述軟輸出解碼器接收與多個 信息字對應(yīng)的碼字，根據(jù)與所述信息字可取的多個候選值分別對應(yīng)的多個似 然值，計算所述信息字的軟判定解碼結(jié)果，所述軟判定值計算方法包括以下的步驟將所述多個候選值中的一個判定為估計值；以及在所述多個似然值中，禁止計算與所述估計值對應(yīng)的似然值，而計算與 其他的候選值對應(yīng)的似然值。
全文摘要
公開了能夠使似然計算所需的運算量小，并且能夠?qū)崿F(xiàn)運算電路的小型化以及處理延遲時間的縮短的軟輸出解碼器。該軟輸出解碼器(100)包括由γα計算單元(101)、定時調(diào)整器(102和103)、γβ計算單元(104)和Λ計算單元(110)，Λ計算單元(110)包括硬判定解碼單元(111)、失敗似然計算單元(112)、成功似然存儲單元(113)和減法器(114)，將由Max-log-MAP解碼器求出的多個似然判別為成功似然和失敗似然，僅對失敗似然進行計算。另外，作為判別成功似然和失敗似然的方法，使用依序確定最大似然路徑所通過的狀態(tài)的硬判定解碼單元(111)。
文檔編號H03M13/29GK101496293SQ20078002811
公開日2009年7月29日 申請日期2007年8月21日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月22日
發(fā)明者本塚裕幸 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社