変形 M-algorithm

M-アルゴリズムは送信アンテナ本数分Ntステップから構成される．各ステップにおいて信頼

度の低いシンボルレプリカは候補リストから除外される．変形 M-アルゴリズム部において，

“NACK”となっている信号を分離する際には最大の生き残りシンボルレプリカ候補数を固定し ている．しかしながら，文献[3.18]では推定した雑音電力量に基づき，M-アルゴリズムのステッ プ毎に適応的に生き残りシンボルレプリカ候補数を設定する方法が提案されている．また，文献 [3.19]では，瞬時のチャネル利得やチャネルの統計的性質に基づき各ステップの生き残りシンボ ルレプリカ候補数を制御する方法が提案されている．この方法は提案法である変形M-アルゴリ ズムにも適用可能であるが，本研究では文献[3.17]において提案されている適応生き残りシンボ ルレプリカ候補選択法(ASESS: Adaptive SElection of Surviving Symbol replica candidates)を用いた．

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図 3.7 変形M-アルゴリズムのフローチャート．

(a) Convenrtional M-algorithm.

(b) Modified M-algorithm

図 3.8 従来のM-アルゴリズムと提案M-アルゴリズムの動作例．

Check the result of CRC decoding ACK

Signal detection with adaptive selection of surviving symbol

replica candidates based on maximum reliability

NACK Initialize Sm

Set Sm= Sm-1

Calculate the accumulated branch metric

(1) (2)

(3)

(4) Set m= 1

m:= m+ 1

t? N m≤

(5) YES

NO From QR-decomposition part

Symbol replica generation

Selection of surviving symbol replica candidates

Surviving symbol replica candidate is selected without generating symbol replicas

Symbol replica generation

Selection of surviving symbol replica candidates

ACK NACK

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ここでは一般性を失うことなく変形M-アルゴリズムの第mステップにおける処理について考 える図 3.7は変形M-アルゴリズムのフローチャートを示し，Smは第mステップ(m=0~(N_t−1)) における最大生き残りシンボルレプリカ候補数を表している．変形M-アルゴリズムは以下のよ うに実行される．

1. 第mステップにおける生き残りシンボルレプリカ候補数を事前に決定した初期値Smに設 定する．

2. m番目にランキングされた送信アンテナのシンボルのCRC復号結果をチェックする．

3. もしシンボル内の全ビットのCRC復号結果が “ACK”であった場合，SmをSm−1へと設定

する(S0=1)．第mステップにおける生き残りシンボルレプリカを第(nitr−1)ステージのター

ボ復号器からの出力に基づき生成する．生成されたレプリカと，第0~(m−1)の生き残りシ ンボルレプリカ除去後の直交化後受信信号との2乗ユークリッド距離を計算し，第(m−1) ステップからの累積ブランチメトリックに加算し，ステップ5へと進む．

4. もしシンボル内に1ビットでも“NACK”の復号結果を持つビットがあった場合，適応生き 残りシンボルレプリカ候補選択法[3.17]により生き残りシンボルレプリカ候補の選択を行 う．この処理は以下の3段階に分けて実行される．

4.1 もしC_×Sm−1<Smならば，SmをC_×Sm−1へと再設定する（ここでCはコンステレーシ ョンサイズであり，QPSKデータ変調の場合C=4である）．

4.2 第 m ステップで第(m−1)ステップからの生き残りシンボルレプリカ候補に加算され るシンボルレプリカ候補を象限検出[3.17]によりランキングする．

4.3 候補リスト内の生き残りシンボルレプリカ候補数がSmになるまで，第mステップに おける生き残りシンボルレプリカ候補を適応的に選択する．

5. mに1を加える．

ここまでの処理，ステップ(1)〜(5)をm=Ntになるまで繰り返す．第 Ntステップにおいて生き 残りシンボルレプリカ候補とそれに対応する累積ブランチメトリックを出力する．各ビットに対 してLLRを算出した後に，LLR系列をデ・インタリーブし軟判定ターボ復号器へと入力する．

第1および2送信アンテナに関するCRC復号結果が“ACK”，第3および4送信アンテナに関 するCRC復号結果が“NACK”の場合における変形M-アルゴリズムと従来のM-アルゴリズムの 比較を図 3.8 に示す．簡単のために各ステップにおける生き残りシンボルレプリカ候補数は 1 に設定した．従来のM-アルゴリズムでは，各ステップ(m=1~4)において適応生き残りシンボルレ プリカ候補選択を行う．一方で，提案する変形M-アルゴリズムでは第1ステップおよび第2ス テップでは第(nitr−1)ステージのターボ復号器から得られたLLRに基づき1個だけ生き残りシン ボルレプリカ候補を生成する．その後，第3および第4ステップにおいてのみ適応生き残りシン ボルレプリカ候補選択を行う．

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図 3.9 LLR計算法による特性差．

図 3.10 ターボ復号器とCRC復号器の構成．