專(zhuān)利名稱(chēng)：從軟數(shù)據(jù)得出碼字估值的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)譯碼器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及前向糾錯(cuò)領(lǐng)域，更具體地，涉及能夠根據(jù)軟數(shù)據(jù)來(lái)估值碼字的代數(shù)譯碼器。
背景技術(shù)：
前向糾錯(cuò)是抽象的，但對(duì)于今天通信是必不可少的。甚至大多數(shù)今天的通信，包括話(huà)音通信，也都是以數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸?shù)?。通過(guò)檢測(cè)和糾正在傳輸期間引入的數(shù)據(jù)錯(cuò)誤，前向糾錯(cuò)使得易于實(shí)行數(shù)據(jù)通信。所有前向糾錯(cuò)的根本原理是加上足夠的冗余數(shù)據(jù)，以便檢測(cè)和糾正在預(yù)定量的數(shù)據(jù)上的一個(gè)或多個(gè)錯(cuò)誤。所以，前向糾錯(cuò)碼必須具有足夠的有用的冗余數(shù)據(jù)，但不要太多，不至于大大地減慢數(shù)據(jù)傳輸。
在數(shù)據(jù)被發(fā)送以前，編碼器按照選擇的編碼方法加上糾錯(cuò)碼，形成一個(gè)“碼字”，包括多個(gè)字符或符號(hào)。例如，包括8個(gè)二進(jìn)制字符(“符號(hào)”)的碼字具有8個(gè)“1”或“0”，來(lái)輸送信息數(shù)據(jù)和糾錯(cuò)碼(冗余)數(shù)據(jù)。
將結(jié)果的碼字中的每個(gè)字符調(diào)制到信號(hào)上，并發(fā)送。解調(diào)器接收發(fā)送的信號(hào)，并判定該信號(hào)代表什么字符。由于傳輸中的問(wèn)題(衰落等)，解調(diào)器可能不能作出肯定的判定不清楚的信號(hào)是代表這一個(gè)字符還是另一個(gè)字符。解調(diào)器進(jìn)行該字符的猜測(cè)，并把該字符(“硬的”符號(hào))傳送給譯碼器，正如現(xiàn)有技術(shù)上熟知的。該解調(diào)器產(chǎn)生硬符號(hào)，它屬于可由編碼器產(chǎn)生的一定的符號(hào)組。另外，該解調(diào)器產(chǎn)生對(duì)于該符號(hào)的可靠度(或“軟的”)數(shù)值，表示可信度水平。
許多前向糾錯(cuò)譯碼器的設(shè)計(jì)是基于所接收的數(shù)據(jù)被清楚地接收的假設(shè)。因此，許多譯碼器只作用在硬數(shù)據(jù)上。這樣的譯碼器具有低的復(fù)雜性的優(yōu)點(diǎn)。然而，由于不利用軟數(shù)據(jù)，它們執(zhí)行得相當(dāng)差，特別是在衰落信道上，在典型的無(wú)線(xiàn)通信時(shí)。利用軟數(shù)據(jù)的譯碼器可大大地改進(jìn)接收機(jī)的性能。最大的潛在問(wèn)題是復(fù)雜性增加了。
接收機(jī)性能反映在被接收機(jī)拒絕的接收數(shù)據(jù)塊的百分?jǐn)?shù)上。在可以容忍一些延時(shí)的某些應(yīng)用中，通過(guò)請(qǐng)求發(fā)射機(jī)重新發(fā)送，可替代拒絕的數(shù)據(jù)塊。強(qiáng)調(diào)時(shí)間的應(yīng)用必須或者使用軟數(shù)據(jù)或者試圖圍繞丟棄的數(shù)據(jù)塊進(jìn)行工作。
對(duì)于數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖顝?qiáng)調(diào)時(shí)間的應(yīng)用是數(shù)字編碼語(yǔ)音。在語(yǔ)音應(yīng)用中，接收信號(hào)的質(zhì)量直接關(guān)系到在給定的時(shí)間間隔內(nèi)接收的數(shù)據(jù)的精確性。丟棄數(shù)據(jù)塊造成信號(hào)失真，丟失語(yǔ)音中的音節(jié)和間隙。所以，恢復(fù)軟數(shù)據(jù)在時(shí)間敏感的數(shù)據(jù)傳輸中，諸如數(shù)字編碼語(yǔ)音，是重要的。
利用軟數(shù)據(jù)的一個(gè)譯碼器是一種“錯(cuò)誤和擦除”譯碼器。這種譯碼器重復(fù)地譯碼軟數(shù)據(jù)塊，其中改變最少的可靠字符。按照適當(dāng)?shù)臏?zhǔn)則選擇在通過(guò)重復(fù)譯碼得到的答案之間的最好答案。錯(cuò)誤和擦除方法的復(fù)雜性隨譯碼的迭代次數(shù)而增加。迭代次數(shù)所需要的時(shí)間和對(duì)于錯(cuò)誤與擦除譯碼器必須的計(jì)算復(fù)雜性，通常妨礙在諸如話(huà)音等的強(qiáng)調(diào)時(shí)間的數(shù)據(jù)傳輸中，使用這種類(lèi)型的譯碼器。
所以，在該技術(shù)上需要一種能夠使用硬數(shù)據(jù)和軟信息的、用于強(qiáng)調(diào)時(shí)間的應(yīng)用的譯碼器。
發(fā)明概要通過(guò)用于從軟信息估值碼字的方法，解決這個(gè)問(wèn)題并達(dá)到技術(shù)上的先進(jìn)性。按照我的方法的代數(shù)譯碼器使用前向糾錯(cuò)碼，根據(jù)生成矩陣編碼信息數(shù)據(jù)并根據(jù)附加的奇偶校驗(yàn)矩陣譯碼信息數(shù)據(jù)。在接收機(jī)處，該解調(diào)器產(chǎn)生包含硬數(shù)據(jù)的接收字。具體地，該接收字具有與發(fā)送字相同的長(zhǎng)度，并且它的符號(hào)屬于由編碼器產(chǎn)生的符號(hào)組。另外，該解調(diào)器產(chǎn)生軟數(shù)據(jù)的矢量，接收字中的每個(gè)符號(hào)有一個(gè)數(shù)值。譯碼器處理接收字和軟數(shù)值，來(lái)產(chǎn)生碼字估值。該軟數(shù)值用作為偏離，使得譯碼器在找到碼字估值時(shí)更有可能改變具有低的可靠度的符號(hào)，因?yàn)檫@樣的符號(hào)多半是出錯(cuò)的符號(hào)。
本發(fā)明與錯(cuò)誤和擦除譯碼器的不同之處在于，它需要單次譯碼過(guò)程。它也能夠更直接地利用軟信息的數(shù)值。譯碼器作用在代碼區(qū)，并且不使用對(duì)于實(shí)數(shù)或復(fù)數(shù)的很大的算術(shù)運(yùn)算。它可以非常有效地以硬件實(shí)施，并且當(dāng)貯存器可以提供來(lái)存儲(chǔ)預(yù)先計(jì)算量時(shí)，只需要非常少的運(yùn)算。
按照本發(fā)明的示例性實(shí)施例的譯碼器接受包括多個(gè)字符的接收字。該譯碼器首先通過(guò)使用奇偶校驗(yàn)矩陣產(chǎn)生對(duì)于接收字的出錯(cuò)位組(syndrome)。該譯碼器通過(guò)確定對(duì)于預(yù)定的接收字組的每個(gè)成員的出錯(cuò)位組(使用奇偶校驗(yàn)矩陣)，以及把該組的具有相同的出錯(cuò)位組的集的所有成員分組為陪集，而產(chǎn)生多個(gè)陪集。該譯碼器選擇相應(yīng)于該出錯(cuò)位組的陪集的成員為最可能的錯(cuò)誤圖案。這種選擇是以可靠度數(shù)值為基礎(chǔ)的。然后，從接收字中減去所選擇的錯(cuò)誤圖案，以便產(chǎn)生代碼估值。然后將相應(yīng)于該碼字估值的信息符號(hào)饋送到下一級(jí)，例如語(yǔ)音譯碼器。通過(guò)計(jì)算引入到軟數(shù)據(jù)的修改的漢明(Hamming)權(quán)因子，得到譯碼器中的偏離。
需要外部處理來(lái)計(jì)算對(duì)于所有的陪集單元的權(quán)因子，然后用對(duì)于陪集首項(xiàng)的希望的權(quán)因子找出陪集單元。有利地，當(dāng)具有可靠度值的組合的有限集時(shí)，將陪集首項(xiàng)預(yù)先計(jì)算和存儲(chǔ)。
附圖簡(jiǎn)述從結(jié)合附圖的以下的描述，可以獲得對(duì)本發(fā)明的更全面的了解，其中

圖1是其中實(shí)施本發(fā)明的移動(dòng)臺(tái)的方框圖；圖2是其中實(shí)施本發(fā)明的圖1的接收機(jī)的方框圖；圖3是按照本發(fā)明方法的一個(gè)示例性實(shí)施例的處理的流程圖；圖4是按照本發(fā)明方法的另一個(gè)示例性實(shí)施例的處理的流程圖；以及圖5是按照本發(fā)明方法的再一個(gè)示例性實(shí)施例的處理的流程圖。
詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明在這里結(jié)合運(yùn)行在無(wú)線(xiàn)網(wǎng)中的移動(dòng)臺(tái)來(lái)說(shuō)明。然而，本發(fā)明的可應(yīng)用性不限于移動(dòng)臺(tái)。本發(fā)明可被使用于基站，或大多數(shù)使用前向糾錯(cuò)的任何應(yīng)用項(xiàng)中。圖1是移動(dòng)臺(tái)的方框圖，移動(dòng)臺(tái)(也稱(chēng)為無(wú)線(xiàn)電話(huà)，蜂窩電話(huà)或蜂窩小區(qū)電話(huà))總的以10表示，按照本發(fā)明的方法譯碼軟信息。移動(dòng)臺(tái)10包括天線(xiàn)12，用于在移動(dòng)臺(tái)與無(wú)線(xiàn)網(wǎng)之間發(fā)送和接收射頻信號(hào)。天線(xiàn)12被連接到雙工濾波器14，它使得接收機(jī)16和發(fā)射機(jī)18能夠以相同的天線(xiàn)12(分別)接收和廣播。接收機(jī)16解調(diào)、分接射頻信號(hào)和把射頻信號(hào)譯碼為一個(gè)或多個(gè)信道，諸如結(jié)合圖2更詳細(xì)地說(shuō)明的。這樣的信道包括控制信道和用于語(yǔ)音與數(shù)據(jù)的業(yè)務(wù)信道。語(yǔ)音被傳送到揚(yáng)聲器20，數(shù)據(jù)被傳送到連到調(diào)制解調(diào)器或傳真機(jī)的接頭21。
接收機(jī)16把來(lái)自控制信道的消息傳送到處理器22。處理器22根據(jù)控制信道上的消息通過(guò)使用被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器24中的程序和數(shù)據(jù)控制和協(xié)調(diào)移動(dòng)臺(tái)10的功能，以使得移動(dòng)臺(tái)10能夠運(yùn)行在無(wú)線(xiàn)網(wǎng)內(nèi)。處理器22也根據(jù)來(lái)自用戶(hù)接口26的輸入控制移動(dòng)臺(tái)10的運(yùn)行、用戶(hù)接口26包括用作為用戶(hù)輸入裝置的鍵盤(pán)28和顯示器30，給出用戶(hù)信息。其它裝置也經(jīng)常被包括在用戶(hù)接口26內(nèi)，諸如光和特別用途的按鈕。處理器22根據(jù)控制消息和用戶(hù)輸入分別在控制線(xiàn)34和36上控制發(fā)射機(jī)18和接收機(jī)16的運(yùn)行。
話(huà)筒32接收語(yǔ)音信號(hào)輸入，把輸入變換成模擬電信號(hào)，以及把模擬電信號(hào)傳送到發(fā)射機(jī)18。連接頭21接收來(lái)自傳真機(jī)或調(diào)制解調(diào)器的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)輸入。發(fā)射機(jī)18把模擬電信號(hào)變換成數(shù)字信號(hào)，用檢錯(cuò)和糾錯(cuò)信息編碼該數(shù)據(jù)，以及把這些數(shù)據(jù)與來(lái)自處理器22的控制消息復(fù)接。發(fā)射機(jī)18調(diào)制這個(gè)組合的數(shù)據(jù)流，以及把結(jié)果的射頻信號(hào)通過(guò)雙工濾波器14和天線(xiàn)12廣播到無(wú)線(xiàn)網(wǎng)。
圖2是圖1的接收機(jī)的更詳細(xì)的方框圖。解調(diào)器200從雙工濾波器14接收射頻信號(hào)，以及把射頻信號(hào)解調(diào)成字符。同時(shí)，解調(diào)器200確定可信度分?jǐn)?shù)，正如技術(shù)上熟知的，表示對(duì)于每個(gè)字符的正確性有多大的可信度。譯碼的字符被傳送到按照本發(fā)明的示例性實(shí)施例的代碼重新裝配器202。代碼重新裝配器202在使用時(shí)隙和交織編碼數(shù)據(jù)的系統(tǒng)中是有利的，作為對(duì)抗傳輸時(shí)的衰落的籬笆。全球移動(dòng)通信系統(tǒng)(GSM)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了這樣的交織。代碼重新裝配器202取交織符號(hào)和以它們的正確的次序重新組裝它們。代碼重新裝配器的輸出，接收的碼字，被傳送到按照我的發(fā)明的譯碼器204。
譯碼器204接收一個(gè)接收字，以及對(duì)于該接收字中的每個(gè)字符的字符可靠度。譯碼器204通過(guò)使用預(yù)先計(jì)算的出錯(cuò)位組-陪集表206譯碼接收字，按照本方法的示例性實(shí)施例，譯碼器204按照下面的公式2計(jì)算接收字的出錯(cuò)位組。接收字的出錯(cuò)位組被使用來(lái)從選擇的陪集首項(xiàng)表選擇陪集首項(xiàng)。
一旦接收字被譯碼，就把它們的相應(yīng)的信息符號(hào)傳送到它們的目的地，正如技術(shù)上熟知的。被確定為控制消息的接收字被傳送到處理器22(圖1)。作為話(huà)音業(yè)務(wù)的接收字被傳送到合成器208，它使用該數(shù)據(jù)合成語(yǔ)音。合成的語(yǔ)音在模擬線(xiàn)上傳送到揚(yáng)聲器20。如果移動(dòng)臺(tái)10被用作為數(shù)據(jù)調(diào)制解調(diào)器，則信息符號(hào)被直接從譯碼器傳送到數(shù)據(jù)輸出端21。
這個(gè)譯碼器的示例性實(shí)施例結(jié)合在尺寸q的有限區(qū)上的(n,k；d)線(xiàn)性碼被描述，其中n是字符的總數(shù)，k是線(xiàn)性字符的數(shù)目，d是代碼的最小漢明距(代碼的錯(cuò)誤緩和能力的指示器)以及q=2是每個(gè)字符可取的數(shù)值的數(shù)目(在二進(jìn)制碼中，q=2)。為了說(shuō)明本發(fā)明，使用在尺寸q=2的有限區(qū)上的(7,4；3)漢明碼(n=7,k=4和d=3)作為例子。這樣，對(duì)于二進(jìn)制區(qū)的每四個(gè)信息字符，有三個(gè)奇偶校驗(yàn)字符加到編碼器。四個(gè)信息字符通過(guò)使用生成矩陣被進(jìn)行數(shù)學(xué)變換。有qk個(gè)信息字符的組合，所有有qk個(gè)可能的碼字(每個(gè)包括7個(gè)字符)由生成矩陣產(chǎn)生，被表示為G。這樣，在碼字生成器處有產(chǎn)生的有限的碼字集(在本例中是qk)。對(duì)于(7,4；3)漢明碼， 在接收端，有奇偶校驗(yàn)矩陣來(lái)確定在傳輸期間是否有錯(cuò)誤引入到接收字中。相應(yīng)的奇偶校驗(yàn)矩陣是全秩矩陣，被選擇為，GHT=0(1)其中T是矩陣轉(zhuǎn)置函數(shù)。對(duì)于(7,4；3)漢明碼，H是矩陣 在譯碼器處，接收字z用矩陣H被轉(zhuǎn)置。結(jié)果是出錯(cuò)位組s被給出為，s=zHT(2)其中T表示轉(zhuǎn)置，當(dāng)s=0時(shí)，碼字沒(méi)有錯(cuò)誤(每個(gè)式1)。當(dāng)s是非零時(shí)，檢測(cè)到錯(cuò)誤。
為了確定哪些字符最可能是出錯(cuò)的，準(zhǔn)備了概率表。有預(yù)定的qn個(gè)可能的接收字z的集。然而，有qn個(gè)可能的接收字z的有限數(shù)目的出錯(cuò)位組。具有相同的出錯(cuò)位組s(按照式2)的qn個(gè)可能的接收字z的集的每個(gè)集被編組為一個(gè)陪集。有qm個(gè)可能的陪集，其中m=n-k是校驗(yàn)字符的數(shù)目(qm也是可能的出錯(cuò)位組的數(shù)目)以及其中每個(gè)陪集具有尺寸qk。
為了確定接收字中哪些字符最可能是出錯(cuò)的，把漢明權(quán)分配給每個(gè)接收字z。在本方法的這個(gè)實(shí)施例中，漢明權(quán)w(z)被定義為接收字中的非零字符的數(shù)目，其中漢明權(quán)隨非零字符的數(shù)目增加。這個(gè)加權(quán)系統(tǒng)是基于這樣的事實(shí)，在傳輸期間較少的字符比起較多的字符更可能改變。對(duì)于每個(gè)出錯(cuò)位組s，基于最小的漢明權(quán)的陪集單元(最小數(shù)目的非零字符)被選擇為陪集首項(xiàng)e。對(duì)于漢明碼(7,4；3)，出錯(cuò)位組和相應(yīng)的陪集首項(xiàng)在表1上給出。
表1
按照我的方法的譯碼程序包括接受接收字，計(jì)算出錯(cuò)位組s，然后從z中減去相應(yīng)的陪集首項(xiàng)，以便得出碼字估值y，這樣，y=z-e有利的是提前計(jì)算陪集和陪集首項(xiàng)，把它們存儲(chǔ)在表中，以便改進(jìn)譯碼器的性能。在沒(méi)有任何附加線(xiàn)性的情況下，y是發(fā)送的碼字的最好的估值。
當(dāng)軟信息ri對(duì)于在接收字z中的每個(gè)接收的字符zi是可提供時(shí)，它可被使用來(lái)把上述的陪集首項(xiàng)表向著最可能的碼字估值y偏離。在本示例性實(shí)施例中，字符可靠度數(shù)值ri是非負(fù)整數(shù)，它隨增加的字符可靠度而增加。通過(guò)相加字符可靠度數(shù)值，計(jì)算對(duì)于每個(gè)陪集的新的權(quán)因子w’。W′=(z)=Σi:Zi≠0ri]]>如果每個(gè)例子ri=1，則w’(z)=w(z)(權(quán)因子是相同的)。按照本示例性實(shí)施例，根據(jù)新的權(quán)因子w’選擇新的陪集首項(xiàng)e’。對(duì)于權(quán)因子w’的每個(gè)可能的組合，開(kāi)發(fā)了多個(gè)表。在一個(gè)表的例子中，對(duì)于漢明碼(7,4；3)，如果r1=…=r4=2和r5=r6=r7=1，則頭四個(gè)字符比起最后三個(gè)字符是更可靠的。所以，代碼的糾錯(cuò)能力集中在接收字的不可靠的段(最后三個(gè)字符)。表2給出出錯(cuò)位組和相應(yīng)的新的陪集首項(xiàng)。在表2中，通過(guò)增加w’的數(shù)值，重新安排這些行。特別要指出，有三個(gè)新的陪集首項(xiàng)。與表1比較，在表2中，陪集首項(xiàng)中的1向右移位(向著最后的三個(gè)字符)，那里是最小可靠度的字符。
表2
這樣，計(jì)算了更大的可靠度的碼字估值，具有接收字被糾正的更高的概率。
圖3是描述一個(gè)示例性方法的處理的流程圖。這個(gè)流程圖描述對(duì)于計(jì)算碼字估值的計(jì)算量和產(chǎn)生一個(gè)可被字符可靠度數(shù)值參考的表，正如在圖2的例子中被使用的。處理從方塊300開(kāi)始，這時(shí)接收字和對(duì)于接收字中的每個(gè)字符的可靠度數(shù)值在譯碼器204被接收。處理繼續(xù)進(jìn)行到方塊302，其中通過(guò)使用奇偶校驗(yàn)矩陣計(jì)算接收字的出錯(cuò)位組。在方塊304中，對(duì)于可能的接收字集的每個(gè)成員計(jì)算出錯(cuò)位組。在方塊306，可能的接收字集的每個(gè)成員根據(jù)它的各自的出錯(cuò)位組被分類(lèi)成陪集。在方塊308，按照式2，對(duì)于由在方塊302得到的出錯(cuò)位組表示的陪集的qk個(gè)成員的每個(gè)成員，計(jì)算引入可靠度數(shù)值的修改的權(quán)因子w’。在方塊310，選擇具有最小修改的權(quán)因子w’(e’)的單元e’作為最可能的錯(cuò)誤圖案。在方塊312，從接收字z中減去錯(cuò)誤圖案e’，以便得出碼字估值(i=z-e’)。在方塊316，傳送碼字估值。
圖4是譯碼器204中的處理的流程圖，這時(shí)陪集首項(xiàng)-出錯(cuò)位組表被預(yù)先計(jì)算和被存儲(chǔ)在陪集表206中。在這種情況下，按照步驟304和308，陪集首項(xiàng)-出錯(cuò)位組表被離線(xiàn)地計(jì)算，以及權(quán)因子被計(jì)算，正如圖3的流程圖描述的。這些表被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中(例如，ROM)。處理從方塊400開(kāi)始，這時(shí)接受接收字和對(duì)于接收字中的每個(gè)字符的可靠度數(shù)值。處理繼續(xù)進(jìn)行到方塊402，其中根據(jù)可靠度數(shù)值選擇陪集首項(xiàng)-出錯(cuò)位組表。在方塊404中，計(jì)算對(duì)于接收的碼字的出錯(cuò)位組，以及在方塊408，帶有與接收字相同的出錯(cuò)位組的陪集首項(xiàng)從接收字中被減去。在方塊410，傳送得到的碼字估值。
圖5是譯碼器204中的處理的另一個(gè)流程圖，這時(shí)陪集首項(xiàng)-出錯(cuò)位組表被預(yù)先計(jì)算和被存儲(chǔ)，如圖4一樣。處理從方塊500開(kāi)始，這時(shí)接收字和對(duì)于接收字中的每個(gè)字符的可靠度數(shù)值被接收。在方塊502，計(jì)算接收碼字的出錯(cuò)位組。處理繼續(xù)進(jìn)行到方塊504，其中帶有與接收字相同的出錯(cuò)位組的陪集被選擇。繼續(xù)進(jìn)行到方塊506，根據(jù)對(duì)于接收字接收的可靠度數(shù)值，選擇對(duì)于該陪集的陪集首項(xiàng)。在方塊508，帶有與接收字相同的出錯(cuò)位組的陪集首項(xiàng)從接收字中被減去。在方塊510，得到的碼字估值被傳送。這樣，譯碼器204通過(guò)每個(gè)接收字執(zhí)行最少的計(jì)算，比圖3和4更有效地使用它的處理容量。
有界的距離譯碼是在基于以上的出錯(cuò)位組的譯碼器的變更方法，它使用qM個(gè)可提供的陪集首項(xiàng)的子集，用于譯碼。對(duì)于給定的L＜qM，子集包括最低權(quán)因子的L個(gè)陪集首項(xiàng)。如果接收字z產(chǎn)生一個(gè)出錯(cuò)位組，其相應(yīng)的陪集首項(xiàng)不屬于該子集，則聲稱(chēng)譯碼失敗。不同的系統(tǒng)不同地處理失敗。例如，重新請(qǐng)求重新發(fā)送，或信息塊被擦除。
對(duì)于本發(fā)明，有界的距離譯碼器被規(guī)定為使得子集中的L個(gè)陪集首項(xiàng)按照新的權(quán)因子w’被選擇。具體地，注意到，如果w’的效果不是產(chǎn)生新的陪集首項(xiàng)，而只是修改它們的次序，則有界距離譯碼器對(duì)于w’可能仍舊不同于w的。
通過(guò)使用簡(jiǎn)單的例子也對(duì)于非二進(jìn)制碼說(shuō)明了本發(fā)明?？紤]在四進(jìn)制有限區(qū)上，q=4，帶有參量(4,2；3)的擴(kuò)展的Reed-Solomon(里得-所羅門(mén))碼。生成矩陣被給出為， 用于參考，表3上給出用于四進(jìn)制區(qū)的加法和乘法表。
表3
通過(guò)使用表3，碼字可以作為y=xG被計(jì)算，其中x是在四進(jìn)制區(qū)上的k-tuple。它們被顯示在表4上，連同它們的漢明權(quán)因子w(y)。
表4
相應(yīng)于G的奇偶校驗(yàn)矩陣被給出為
表5上給出出錯(cuò)位組，陪集首項(xiàng)，和陪集首項(xiàng)權(quán)因子。
表5
正如先前的例子那樣，軟信息ri被假定為對(duì)于每個(gè)接收的字符zi是可提供的。假定r1=r2=1，和r3=r4=2。這意味著，最后兩個(gè)字符是比頭兩個(gè)字符更可靠的。我們現(xiàn)在按照新的權(quán)因子w’選擇新的陪集首項(xiàng)e’。在陪集首項(xiàng)候選者之間有許多“結(jié)”，它們被任意地打斷。在表6上給出出錯(cuò)位組和新的陪集首項(xiàng)。注意到，有四個(gè)新的陪集首項(xiàng)。在類(lèi)似于先前的例子的情況下，陪集首項(xiàng)向左移位它們的非零字符。再次地，這意味著，代碼的糾錯(cuò)能力集中在接收字的不可靠的段。
表6
這是特別有吸引力的，如果可靠的數(shù)值不是對(duì)于字符而是對(duì)于字符的塊的話(huà)。當(dāng)碼字在分時(shí)隙的系統(tǒng)中在幾個(gè)時(shí)隙上被交織，以便增加分集對(duì)抗衰落時(shí)，可以是這種情況。然后，可靠度的簡(jiǎn)單的形式是分配相同的軟數(shù)值給在相同的時(shí)隙上發(fā)送的所有字符。例如，假定碼字在2個(gè)時(shí)隙上被交織，以及2個(gè)可靠度數(shù)值被使用，比如說(shuō)1和2。那麼，我們需要存儲(chǔ)3組陪集首項(xiàng)，用于情形(1,1),(1,2)，和(2,1)。(在本文中，情形(2,2)是與(1,1)相同的。)如果利用對(duì)稱(chēng)性，貯存量也可減小。再次考慮Reed-Solomon的例子，以及假定我們希望使用具有L=13的有界距離譯碼器，即表5的最后3行被去除。然后，可以看到陪集首項(xiàng)是全零的n-tuple，以及每n-tuple具有一個(gè)非零字符。因此，我們只需要存儲(chǔ)減小的數(shù)目的預(yù)先計(jì)算的陪集首項(xiàng)表。例如，在以上的例子中，(2,1)情形可以從(1,2)情形得出，通過(guò)交換(1,2)情形中陪集首項(xiàng)的第一個(gè)一半和第二個(gè)一半。
通常，選擇L以使得陪集首項(xiàng)呈現(xiàn)完全的對(duì)稱(chēng)性的最直截了當(dāng)?shù)姆椒槿缦?。假定通過(guò)增加漢明權(quán)因子來(lái)排序陪集首項(xiàng)。取“半徑”ρ以使得2ρ+1≤d。然后我們選擇L，使得漢明權(quán)因子≤ρ的所有的陪集首項(xiàng)被保持，以及所有其它的陪集首項(xiàng)被去除。然后，陪集首項(xiàng)是完全對(duì)稱(chēng)的，這樣，陪集首項(xiàng)的呈現(xiàn)配置是另一個(gè)陪集首項(xiàng)。對(duì)于Reed-Solomon的例子，d=3，以及選擇ρ=1產(chǎn)生L=13，正如以前那樣。
應(yīng)當(dāng)看到，上述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明的說(shuō)明性原理，以及本領(lǐng)域技術(shù)人員可以作出許多變例，而不背離本發(fā)明的范圍。我的發(fā)明應(yīng)用于有限區(qū)上的線(xiàn)性碼。它也可以被特別指明用于具有特定的結(jié)構(gòu)的那些代碼，它允許更有效的譯碼器，諸如循環(huán)碼，BCH碼，和RS碼。我的發(fā)明可以擴(kuò)展到具有常規(guī)的結(jié)構(gòu)的某些種類(lèi)的非線(xiàn)性碼，它基本上呈現(xiàn)為線(xiàn)性碼，諸如Kerdock碼。本發(fā)明也擴(kuò)展到用于卷積碼的、基于出錯(cuò)位組的代數(shù)譯碼器。所以，打算把這樣的變化包括在以下的權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1．一種數(shù)據(jù)譯碼器中使用的、用于從接收字得出碼字估值的方法，所述碼字估值包括編碼的數(shù)據(jù)，所述接收字包括預(yù)定的接收字集的一個(gè)接收字，所述接收字包括多個(gè)字符，每個(gè)所述字符具有可靠度數(shù)值，所述方法包括以下步驟接受接收字；計(jì)算對(duì)于所述接收字的出錯(cuò)位組；計(jì)算對(duì)于預(yù)定的接收字集的每個(gè)成員的出錯(cuò)位組；按照每個(gè)成員的出錯(cuò)位組，把預(yù)定的接收字集的每個(gè)成員分類(lèi)為多個(gè)陪集；確定對(duì)于預(yù)定的接收字集的每個(gè)成員的權(quán)因子，所述權(quán)因子包括所述可靠度數(shù)值的函數(shù)；從每個(gè)所述陪集選擇陪集首項(xiàng)，所述陪集首項(xiàng)具有預(yù)定的權(quán)因子；相加所述多個(gè)可靠度數(shù)值和從多個(gè)陪集首項(xiàng)表選擇相應(yīng)于所述和值的陪集首項(xiàng)表；選擇具有相同的出錯(cuò)位組的陪集首項(xiàng)作為所述接收字出錯(cuò)位組；以及從所述接收字中減去所述選擇的陪集首項(xiàng)，得出所述碼字估值。
2．按照權(quán)利要求1的方法，其中所述確定出錯(cuò)位組的步驟包括用譯碼矩陣處理所述接收字。
3．按照權(quán)利要求1的方法，其中所述權(quán)因子是所述確定的權(quán)因子的最低的權(quán)因子。
4．按照權(quán)利要求1的方法，其中所述權(quán)因子包括在所述接收字中最少數(shù)目的非零字符。
5．按照權(quán)利要求1的方法，其中所述權(quán)因子包括最少數(shù)目的帶有低的可靠度分?jǐn)?shù)的非零字符。
6．能夠使用包括確定的數(shù)據(jù)的硬信息和不確定的數(shù)據(jù)的軟信息的一種線(xiàn)性譯碼器，所述方法包括存儲(chǔ)器，存儲(chǔ)一個(gè)包括多個(gè)出錯(cuò)位組和同樣多個(gè)陪集首項(xiàng)的表，每個(gè)所述多個(gè)出錯(cuò)位組與一個(gè)所述多個(gè)陪集首項(xiàng)配成對(duì)；計(jì)算裝置，用于響應(yīng)于接收字計(jì)算出錯(cuò)位組；使用軟信息的裝置，用來(lái)選擇一個(gè)所述多個(gè)陪集首項(xiàng)表；以及確定裝置，用于通過(guò)使用所述接收碼字和所述選擇的陪集首項(xiàng)來(lái)確定所述碼字的估值。
7．按照權(quán)利要求6的線(xiàn)性譯碼器，其中所述用于確定所述碼字的估值的裝置包括用于響應(yīng)于所述出錯(cuò)位組選擇陪集首項(xiàng)的裝置。
8．按照權(quán)利要求6的線(xiàn)性譯碼器，其中所述用于確定所述碼字的估值的裝置包括用于從所述接收字減去所述陪集首項(xiàng)的裝置。
9．一種用于從包括多個(gè)字符的碼字得出碼字估值的方法，每個(gè)所述字符被分配以可靠度數(shù)值，所述方法包括確定所述接收字是否出錯(cuò)；以及通過(guò)糾正具有低的可靠度數(shù)值的一個(gè)或多個(gè)所述字符而得出碼字估值。
10．按照權(quán)利要求9的方法，其中所述確定所述接收字是否出錯(cuò)的步驟包括計(jì)算對(duì)于所述接收字的出錯(cuò)位組，其中一個(gè)或多個(gè)結(jié)果的出錯(cuò)位組表示一個(gè)錯(cuò)誤。
11．按照權(quán)利要求10的方法，其中所述碼字是通過(guò)用編碼矩陣處理所述碼字而被編碼的，以及其中計(jì)算對(duì)于所述碼字的出錯(cuò)位組包括用譯碼矩陣處理所述碼字。
12．按照權(quán)利要求11的方法，其中處理所述編碼矩陣和譯碼矩陣產(chǎn)生零，以及其中當(dāng)所述接收字的所述出錯(cuò)位組是非零時(shí)，檢測(cè)到一個(gè)錯(cuò)誤。
13．按照權(quán)利要求9的方法，其中所述得出碼字估值的步驟包括以下子步驟確定可能的接收字的有限集；確定對(duì)于所述集的每個(gè)成員的出錯(cuò)位組；按照其出錯(cuò)位組，把所述集的每個(gè)成員分類(lèi)為一個(gè)陪集；根據(jù)具有低的可靠度的所述字符，加權(quán)所述接收字的每個(gè)成員；根據(jù)預(yù)定的權(quán)因子選擇陪集首項(xiàng)；確定所述接收字的出錯(cuò)位組；以及從所述接收字中減去具有與所述接收字相同的出錯(cuò)位組的所述陪集首項(xiàng)。
14．一種在譯碼器中使用的、用于開(kāi)發(fā)相應(yīng)于出錯(cuò)位組的陪集首項(xiàng)表的方法，通過(guò)按照其出錯(cuò)位組減去所述陪集首項(xiàng)的選擇的一個(gè)陪集首項(xiàng)，而從接收字得出碼字估值，所述碼字包括多個(gè)字符，每個(gè)所述字符具有可靠度數(shù)值，所述方法包括以下步驟(a)確定可能的接收字集的所有成員；(b)確定對(duì)于所述集的每個(gè)成員的出錯(cuò)位組；(c)按照其出錯(cuò)位組，把所述集的每個(gè)成員分類(lèi)為一個(gè)陪集；(d)根據(jù)具有低的可靠度的一個(gè)或多個(gè)所述字符，加權(quán)所述集的每個(gè)成員；(e)從具有預(yù)定的權(quán)因子的每個(gè)陪集選擇陪集首項(xiàng)；(f)對(duì)于所述集的可靠度數(shù)值的每個(gè)成員，重復(fù)步驟(d)和(e)；以及(g)把所述表存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器裝置中。
15．一種在數(shù)據(jù)譯碼器中使用的、用于從接收字得出碼字估值的方法，所述碼字估值包括恢復(fù)的編碼數(shù)據(jù)，所述接收字包括多個(gè)字符，每個(gè)所述字符具有可靠度數(shù)值，所述數(shù)據(jù)譯碼器包括存儲(chǔ)器，其中按照字的出錯(cuò)位組，把所述預(yù)定的接收字集的每個(gè)成員分類(lèi)為多個(gè)陪集的一個(gè)陪集，所述方法包括以下步驟接受接收字和所述接收字中的每個(gè)所述多個(gè)符號(hào)的可靠度數(shù)值；計(jì)算對(duì)于所述接收字的出錯(cuò)位組；選擇相應(yīng)于所述接收字的所述計(jì)算的出錯(cuò)位組的所述多個(gè)陪集的一個(gè)；根據(jù)在所述接收字中的每個(gè)所述多個(gè)字符的所述可靠度數(shù)值，從每個(gè)所述陪集選擇陪集首項(xiàng)；以及從所述接收字中減去所述選擇的陪集首項(xiàng)，得出所述碼字估值。
全文摘要
前向糾錯(cuò)譯碼器接收包括多個(gè)字符的接收字。譯碼器也接收對(duì)于每個(gè)字符的可靠度數(shù)值。譯碼器通過(guò)用奇偶校驗(yàn)矩陣變換可能的接收字集的每個(gè)成員,來(lái)計(jì)算對(duì)于每個(gè)成員的出錯(cuò)位組。該集的、具有相同的出錯(cuò)位組的成員被編組為陪集?；诳煽慷葦?shù)值的權(quán)因子然后被分配給每個(gè)陪集的每個(gè)成員。權(quán)因子被定義為在可能的接收字集的每個(gè)成員中低可靠度的非零字符的數(shù)目。對(duì)于每個(gè)陪集,具有最低的權(quán)因子的成員被選擇為陪集首項(xiàng)。通過(guò)用奇偶校驗(yàn)矩陣變換軟碼字,計(jì)算對(duì)于軟碼字的出錯(cuò)位組。具有與接收字相同的出錯(cuò)位組的陪集首項(xiàng)被從接收字中減去,導(dǎo)致碼字估值。
文檔編號(hào)H04L1/00GK1306711SQ99807773
公開(kāi)日2001年8月1日 申請(qǐng)日期1999年4月28日 優(yōu)先權(quán)日1998年6月22日
發(fā)明者A·S·哈伊拉拉 申請(qǐng)人:艾利森公司