用于迭代解碼數(shù)據(jù)傳送結(jié)構(gòu)的方法和設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開涉及用于迭代解碼數(shù)據(jù)傳送結(jié)構(gòu)(特別是包括多個(gè)代碼塊的傳輸塊)的方法和設(shè)備，并且更具體地涉及用于改善移動(dòng)設(shè)備的電池壽命的高性能渦輪(Turbo)解碼器的混合閾值解碼終止標(biāo)準(zhǔn)。
【背景技術(shù)】
[0002]諸如Turbo解碼器之類的迭代解碼器是基于在每個(gè)迭代處改善似然估計(jì)的迭代算法的。在好的情況下，解碼器能夠在一定數(shù)量的迭代之后恢復(fù)原始傳輸?shù)拇a塊。存在其它的情況，其中所接收的信號(hào)是損壞的，即使解碼器運(yùn)行更多迭代，解碼器也不能恢復(fù)原始的代碼塊。通常，所需的迭代數(shù)量取決于編碼速率以及歸因于傳輸信道的損壞的數(shù)量。
[0003]Turbo解碼器使用在達(dá)到每個(gè)代碼塊所允許的最大迭代數(shù)量之后停止解碼的一個(gè)閾值。因此，針對(duì)傳輸塊的傳輸，Turbo解碼器尺寸被設(shè)計(jì)為支持迭代總數(shù)，迭代總數(shù)與每個(gè)代碼塊的最大迭代數(shù)量乘以代碼塊的數(shù)量相對(duì)應(yīng)。代碼塊閾值被定義為Turbo解碼器的校正能力和可用資源(例如，硬件、MIPS、時(shí)間、能量消耗、時(shí)鐘頻率等)的數(shù)量之間的折衷。減少可用資源(例如，時(shí)鐘頻率)的數(shù)量對(duì)Turbo解碼器性能具有負(fù)面影響。
[0004]出于這些原因和其它原因，需要應(yīng)用本發(fā)明。
【附圖說明】
[0005]所包括的附圖提供了對(duì)實(shí)施例的進(jìn)一步的理解，并且附圖被合并到該說明書中并且構(gòu)成該說明書的一部分。附圖示出了實(shí)施例，并且與其描述一起用于解釋實(shí)施例的原理。其它實(shí)施例和實(shí)施例的很多預(yù)期的優(yōu)勢(shì)將很容易地被領(lǐng)會(huì)，這是由于參照下面的詳細(xì)描述它們將變得更好理解。相似的標(biāo)號(hào)指示相應(yīng)的相似的部分。
[0006]圖1是示出了可以采用根據(jù)本公開的用于迭代解碼數(shù)據(jù)傳送結(jié)構(gòu)的解碼器的通信系統(tǒng)100的示意圖。
[0007]圖2是示出了用于解碼代碼的迭代解碼器200的框圖。
[0008]圖3是示出了用于解碼Turbo碼的迭代解碼器300的框圖。
[0009]圖4是根據(jù)移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)示出了傳輸塊400的示意圖。
[0010]圖5是示出了用于解碼數(shù)據(jù)傳送結(jié)構(gòu)的迭代解碼器500的框圖。
[0011]圖6是示出了用于迭代解碼數(shù)據(jù)傳送結(jié)構(gòu)的方法600的示意圖。
[0012]圖7是示出了用于迭代解碼數(shù)據(jù)傳送結(jié)構(gòu)的方法700的示意圖。
[0013]圖8是示出了解碼傳輸塊所需的半迭代的數(shù)量的出現(xiàn)的概率的示例直方圖800。
[0014]圖9是根據(jù)本公開針對(duì)不同的停止標(biāo)準(zhǔn)特征示出了迭代解碼器的示例通量的性能圖900。
【具體實(shí)施方式】
[0015]在下面的詳細(xì)描述中，參照了附圖(構(gòu)成詳細(xì)描述的一部分)，并且其中通過說明示出了本公開可以被實(shí)施的特定方面?？梢岳斫獾氖窃诓幻撾x本公開的范圍的情況下，可以利用其它方面并且可以做出結(jié)構(gòu)的或邏輯上的變化。因此，下面的詳細(xì)描述不以限制性的意義被采用，并且本公開的范圍由附加的權(quán)利要求來定義。
[0016]所概述的各種方面可以被體現(xiàn)為各種形式。下面的詳細(xì)描述通過說明示出了各種方面可以被實(shí)施的各種結(jié)合和配置?？梢岳斫獾氖撬枋龅姆矫婧?或?qū)嵤├齼H是示例，并且在不脫離本公開的范圍的情況下，可以利用其它方面和/或?qū)嵤├⑶铱梢宰龀鼋Y(jié)構(gòu)的和功能的修改。更具體地，可以理解的是，除非有其它明確的注釋，本文所描述的各種示例實(shí)施例的特征可以互相結(jié)合。
[0017]如該說明書中所采用的，術(shù)語“耦合”和/或“電耦合”不意味著元件必須被直接耦合在一起；可以在“耦合”或“電耦合”元件之間提供中間元件。
[0018]本文所描述的迭代解碼器可以在無線通信系統(tǒng)的設(shè)備(特別是接收器和收發(fā)器)中被采用。它們可以在基站以及移動(dòng)站中被采用。
[0019]本文所描述的迭代解碼器可以被配置為解碼任何種類的誤差校正碼，對(duì)此應(yīng)用前向遞推和后向遞推的迭代解碼可以被使用。具體地，本文所描述的迭代解碼器可以被配置為解碼卷積碼和/或級(jí)聯(lián)碼，例如諸如Turbo碼之類的并行級(jí)聯(lián)卷積碼。這樣的解碼器可以在基于UMTS(通用移動(dòng)電信系統(tǒng))標(biāo)準(zhǔn)(例如，HSDPA(高速下行鏈路分組接入)或HSUPA(高速上行鏈路分組接入)和長(zhǎng)期演進(jìn)(LTE))的電信系統(tǒng)中被使用。
[0020]在下文中描述了數(shù)據(jù)傳送結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)傳送結(jié)構(gòu)是包括多個(gè)數(shù)據(jù)子分組(例如，多個(gè)數(shù)據(jù)塊)的數(shù)據(jù)分組。包括多個(gè)代碼塊的傳輸塊(例如，如下面關(guān)于圖4所描述的)是數(shù)據(jù)傳送結(jié)構(gòu)的一個(gè)示例。數(shù)據(jù)傳送結(jié)構(gòu)可以被用于不同的物理單元或邏輯單元之間的數(shù)據(jù)傳送，例如用于通過下面圖1中所示的通信信道進(jìn)行傳送。
[0021]下面所描述的方法和設(shè)備可以是基于循環(huán)冗余校驗(yàn)的。循環(huán)冗余校驗(yàn)(CRC)是用于檢測(cè)對(duì)原始數(shù)據(jù)的意外改變的誤差檢測(cè)碼。進(jìn)入這些系統(tǒng)的數(shù)據(jù)塊得到了附加的短校驗(yàn)值(所謂的CRC值)，該校驗(yàn)值可以是基于它們的內(nèi)容的多項(xiàng)式除法的余數(shù)的。在取回時(shí)(on retrieval)，計(jì)算被重復(fù)，如果校驗(yàn)值不匹配，則可以針對(duì)假定的數(shù)據(jù)損壞采取校正動(dòng)作。
[0022]圖1是示出了可以采用根據(jù)本公開的用于迭代解碼數(shù)據(jù)傳送結(jié)構(gòu)的解碼器的通信系統(tǒng)100的示意圖。通信系統(tǒng)100包括發(fā)送器101和接收器102，發(fā)送器101和接收器102通過無線電信道連接。在發(fā)送器101中，包括獨(dú)立數(shù)據(jù)位的后續(xù)數(shù)據(jù)分組由一些已知的編碼技術(shù)(在編碼器110處)編碼。這些編碼技術(shù)中的任何編碼技術(shù)使得每個(gè)分組的比特增加，例如，LTE中的Turbo編碼可以意味著三倍的比特?cái)?shù)。隨后，經(jīng)編碼的數(shù)據(jù)分組被任意已知的調(diào)制方案(在調(diào)制器120處)調(diào)制，并且經(jīng)調(diào)制的比特流被供應(yīng)給天線用以傳輸。
[0023]在接收器側(cè)，所接收的比特流(在解調(diào)器130處)被解調(diào)，并且接收器102針對(duì)每個(gè)所接收的和經(jīng)解調(diào)的比特計(jì)算軟比特(對(duì)數(shù)似然比)，其表示對(duì)所接收的數(shù)據(jù)分組的可靠性的測(cè)量。軟比特的簽名與經(jīng)解調(diào)的比特的可能性(0或1)相對(duì)應(yīng)。軟比特的大小是針對(duì)相應(yīng)的簽名信息的可靠性的測(cè)量(例如，在與4比特的分辨率相對(duì)應(yīng)的+/-7范圍內(nèi))。軟比特現(xiàn)在(在解碼器140處)被解碼，并且針對(duì)解碼誤差通過例如評(píng)估循環(huán)冗余校驗(yàn)(CRC)來校驗(yàn)經(jīng)解碼的數(shù)據(jù)分組。
[0024]解碼器140可以與如在下文中所描述的用于迭代解碼數(shù)據(jù)傳送結(jié)構(gòu)的解碼器中的一個(gè)解碼器相對(duì)應(yīng)。CRC校驗(yàn)的計(jì)算是如下關(guān)于圖5至圖7所描述的確定指示解碼失敗或解碼成功的參量的一個(gè)示例。另一個(gè)這樣的示例是使用用于就解碼的失敗或成功做出決定的解碼度量的。
[0025]圖2示出了示例迭代解碼器200。迭代解碼器200包括解碼器1和終止階段2。解碼器1對(duì)在輸入3處所接收的代碼塊進(jìn)行解碼并且具有輸出5，輸出5提供表示對(duì)原始傳輸?shù)?系統(tǒng)的)數(shù)據(jù)比特的估計(jì)的可靠性數(shù)據(jù)的序列。另外，解碼器1具有用于先驗(yàn)信息的輸入4。
[0026]解碼器1對(duì)在輸入3處所接收的代碼塊進(jìn)行解碼。通常，代碼塊由軟值的序列來表示，軟值包括系統(tǒng)信息和奇偶校驗(yàn)(parity)信息。系統(tǒng)信息與原始傳輸?shù)臄?shù)據(jù)序列相對(duì)應(yīng)。奇偶校驗(yàn)信息與在發(fā)送器處由一個(gè)或多個(gè)編碼器(例如，卷積編碼器)所生成的奇偶校驗(yàn)信息相對(duì)應(yīng)。
[0027]在迭代解碼中，解碼結(jié)果(例如，輸出5處所提供的估計(jì))被供應(yīng)返回到解碼器1的輸入4并且在下一解碼迭代中被用作先驗(yàn)信息。該迭代一直持續(xù)到達(dá)到所允許的迭代的最大數(shù)量或滿足另一停止標(biāo)準(zhǔn)為止。
[0028]輸出5處所提供的估計(jì)被輸入到終止階段2中。當(dāng)滿足停止標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，迭代解碼過程被停止并且對(duì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的估計(jì)從終止階段2中輸出。例如，如果在輸出5處的連續(xù)迭代中所生成的估計(jì)達(dá)到足夠數(shù)量的收斂，停止標(biāo)準(zhǔn)可能被滿足。
[0029]解碼器1可以被設(shè)計(jì)為逐符號(hào)的后驗(yàn)概率(APP)解碼器。APP解碼器可以在格子圖上進(jìn)行操作。格子圖是編碼器狀態(tài)對(duì)離散時(shí)間的表示。例如，解碼器1可以被設(shè)計(jì)為siso(軟輸入軟輸出)解碼器。
[0030]解碼器200可以與如在下文中所描述的用于迭代解碼數(shù)據(jù)傳送結(jié)構(gòu)的解碼器中的一個(gè)解碼器相對(duì)應(yīng)。終止階段2可以使用如下面關(guān)于圖5至圖7所描述的停止標(biāo)準(zhǔn)來就終止解碼做出決定。
[0031]圖3示出了用于解碼Turbo碼的迭代解碼器300的原理設(shè)計(jì)。迭代解碼器300根據(jù)圖2中所示出的迭代解碼器200的原理被設(shè)計(jì)。更具體地，迭代解碼器300可以包括第一組件解碼器301、第二組件解碼器302和交織器303，交織器303被耦合在第一組件解碼器301的輸出和第二組件解碼器302的輸入之間。例如，第一組件解碼器301和第二組件解碼器302可以被設(shè)計(jì)為APP解碼器(即，可以與圖2中的解碼器1相同)。例如，第一組件解碼器301和第二組件解碼器302可以被設(shè)計(jì)為SIS0(軟輸入軟輸出)解碼器。SIS0解碼器301、302中的每一個(gè)估計(jì)逐符號(hào)的后驗(yàn)概率。
[0032]迭代解碼器300還可以包括交織器304、解交織器305和終止階段306。終止階段306可以與迭代解碼器300中的終止階段2相似，并且參照相應(yīng)的描述。
[0033]第一組件解碼器301在輸入3處接收由發(fā)送器中的Turbo編碼器所產(chǎn)生的、并且由接收器中的解調(diào)器(未示出)所重建的奇偶校驗(yàn)數(shù)據(jù)和系統(tǒng)數(shù)據(jù)。由于接收器處所接收的信號(hào)通常由于噪聲和干擾而失真，因此解調(diào)器可以僅提供對(duì)由Turbo編碼器所生成的系統(tǒng)數(shù)據(jù)和奇偶校驗(yàn)數(shù)據(jù)的估計(jì)。通常，這些估計(jì)以對(duì)數(shù)似然比(LLR)的形式被提供給Turbo編碼器300。給定所接收的模擬信號(hào)，LLR表示所傳輸?shù)臑?的比特的概率和所傳輸?shù)臑?的比特的概率之間的比率。
[0034]第一組件解碼器301在輸入3處以自然順序在所接收的系統(tǒng)數(shù)據(jù)和奇偶校驗(yàn)數(shù)據(jù)的序列上工作。第一組件解碼器301用在輸入3處所接收的系統(tǒng)數(shù)據(jù)和相關(guān)聯(lián)的奇偶校驗(yàn)數(shù)據(jù)的LLR以及在輸入4處所接收的先驗(yàn)信息計(jì)算所傳輸?shù)南到y(tǒng)數(shù)據(jù)的后驗(yàn)概率。第二組件解碼器302用在先驗(yàn)信息輸入4處所接收的LLR以及在輸入3處所接收的相關(guān)聯(lián)的交織奇偶校驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算交織的系統(tǒng)數(shù)據(jù)的后