專利名稱：具有循環(huán)冗余信息碼簽章比較的渦輪譯碼器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于誤差校正接收通信信號的通信系統(tǒng)。特別是，本發(fā)明是有關(guān)于利用這類疊代渦輪譯碼器系統(tǒng)的通信系統(tǒng)。
(2)背景技術(shù)渦輪信息碼是一種形式的誤差校正信息碼，其產(chǎn)生效能是接近于一種無線通信系統(tǒng)，諸如利用分碼多重存取的分時雙工(TDD/CDMA)系統(tǒng)的一個相加性白高斯噪聲(AWGN)信道的香農(nóng)(Shannon)效能上限。這些信息碼的譯碼器是利用一種疊代算法，其是可以在各個疊代得到傳輸數(shù)據(jù)的改善預(yù)測。
譯碼器的一項(xiàng)重大設(shè)計(jì)參數(shù)是欲使用的疊代數(shù)目。譯碼器是可以利用硬件或軟件方式實(shí)施，但是，無論是在那一種實(shí)施例中，使用的疊代數(shù)目均會驅(qū)動資源處理的需求，包括達(dá)到理想數(shù)據(jù)速率所需要的處理能力、譯碼過程的消耗功率、及硬件實(shí)施所需要的硬件數(shù)量。
已知現(xiàn)有技術(shù)是利用兩種常見策略來決定一種譯碼器實(shí)施方式的疊代數(shù)目。首先，一個固定數(shù)目的疊代是可以決定作為這個設(shè)計(jì)的部分。這樣可以簡化實(shí)施方式，但是卻會需要額外的處理資源，因?yàn)檫@個固定數(shù)目必須要設(shè)定為足夠大，藉以將幾乎所有實(shí)施例的理想效能(亦即預(yù)測信號范圍的位誤差速率)設(shè)定至噪聲水準(zhǔn)，其中，許多譯碼過程可能只會需要小于這個固定數(shù)目的疊代。
另一種策略是利用一種停止規(guī)則以在不致大幅影響效能的前提下，動態(tài)地決定譯碼過程的終結(jié)時機(jī)。其中，最簡單的停止規(guī)則是硬式?jīng)Q定輔助(HAD)準(zhǔn)則。當(dāng)使用這種停止規(guī)則時，譯碼過程是在兩連續(xù)疊代得到相同結(jié)果時終結(jié)。各個疊代間是不需要改變硬式?jīng)Q定。對于N位的一個信息碼方塊而言，這種規(guī)則的實(shí)施方式是需要N個內(nèi)存位置，藉以儲存先前實(shí)施方式的結(jié)果、及先前N位結(jié)果的比較至目前N位結(jié)果。
一種典型渦輪譯碼器是可以產(chǎn)生渦輪譯碼器預(yù)測數(shù)據(jù)，其各個疊代是具有超過五千位的信息。因此，一個習(xí)知停止規(guī)則的這種實(shí)施方式是需要超過五千位的一個額外內(nèi)存設(shè)置以儲存一個第一信息碼疊代，其是與次一個信息碼疊代比較，藉以決定是否產(chǎn)生相同結(jié)果。
(3)發(fā)明內(nèi)容有鑒于此，本發(fā)明的主要目的是提供一種疊代渦輪譯碼器，其可以在更少于現(xiàn)有技術(shù)的內(nèi)存需求的前提下、選擇性地實(shí)施一種停止規(guī)則。
本發(fā)明是提供一種疊代渦輪譯碼器及誤差校正通信信號數(shù)據(jù)的方法。這種譯碼器是遞歸地評估信號數(shù)據(jù)達(dá)一個選定數(shù)目的疊代。
在各個疊代期間，譯碼器電路是產(chǎn)生這個傳輸數(shù)據(jù)方塊的一個新預(yù)測，亦稱為非本征值。一個譯碼器數(shù)據(jù)存儲器是儲存一個譯碼疊代所產(chǎn)生的這個非本征值。
簽章信息碼產(chǎn)生電路是產(chǎn)生信息碼簽章，其是對應(yīng)于各個譯碼器疊代的這個傳輸數(shù)據(jù)方塊的各個新預(yù)測。這些信息碼簽章最好能夠二十倍小于這個表示數(shù)據(jù)，并且實(shí)務(wù)上通常小于一百倍。一個相對小的信息碼簽章寄存器是儲存這個信息碼簽章，其是對應(yīng)于一個譯碼疊代所產(chǎn)生的渦輪譯碼器預(yù)測數(shù)據(jù)。
一個比較器是操作地關(guān)連至這個簽章信息碼電路及譯碼器電路。這個比較器是比較一個目前譯碼器疊代所產(chǎn)生及儲存的這個傳輸數(shù)據(jù)方塊的一個新預(yù)測的一個產(chǎn)生信息碼簽章、及這個簽章寄存器的內(nèi)容。倘若這個比較結(jié)果為相等，則這個譯碼器電路便會停止疊代處理。倘若這個比較結(jié)果為不等，則這個產(chǎn)生信息碼簽章便會儲存在這個簽章寄存器，其中，這個產(chǎn)生信息碼簽章是可以提供次一個譯碼器疊代、相對于一個信息碼簽章的比較使用。
這個比較器亦可以用來將這個產(chǎn)生信息碼儲存在這個簽章寄存器。或者，這個比較器亦可以僅在這個簽章信息碼產(chǎn)生器輸出這個新簽章信息碼前，存取這個簽章寄存器。這樣，這個簽章信息碼產(chǎn)生器便可以將這個新簽章信息碼，同時輸出至這個比較器及這個簽章寄存器，如幻影所示，進(jìn)而免除這個比較器執(zhí)行這個簽章信息碼緩存器的一個儲存操作的需要。
較佳者，這個比較器是操作地關(guān)連至這個譯碼器電路，藉以僅僅在發(fā)生一個選定最小數(shù)目的疊代后，控制譯碼器電路疊代處理。另外，這個譯碼器電路最好能夠在發(fā)生一個預(yù)定上限的疊代后停止疊代處理。這個疊代上限最好是至少三倍大于這個選定最小數(shù)目的一個整數(shù)。在一個較佳實(shí)施例中，這個選定最小數(shù)目為四(4)、且這個上限為八(8)。
(4)


本發(fā)明的其它目的及優(yōu)點(diǎn)是利用較佳實(shí)施例，配合附圖詳細(xì)說明如下，其中圖1是表示根據(jù)本發(fā)明方法制成的渦輪譯碼器的電路示意圖。
(5)具體實(shí)施方式
請參考圖1，其是表示一個渦輪譯碼器10，其具有一個通信信號輸入12及一個輸出14。這個渦輪譯碼器10是具有渦輪譯碼疊代處理電路20及關(guān)連的渦輪數(shù)據(jù)寄存器22。這個譯碼器處理電路20是經(jīng)由輸入12接收通信信號的數(shù)據(jù)方塊、并產(chǎn)生這個傳輸數(shù)據(jù)方塊的一個新預(yù)測以儲存在這個寄存器22。這個處理電路20是遞歸地關(guān)連至這個渦輪數(shù)據(jù)寄存器22，藉以使這個處理器20能夠使用渦輪譯碼處理的第二個及各個連續(xù)疊代的這個渦輪數(shù)據(jù)寄存器22的內(nèi)容。
這個渦輪譯碼處理電路20最好能夠利用一個預(yù)定上限架構(gòu)，其是有關(guān)于發(fā)生于通信數(shù)據(jù)的任何給定方塊的這個疊代處理數(shù)目，藉以使這個渦輪譯碼器輸出能夠基于這個渦輪譯碼器寄存器在最后一個譯碼疊代后的內(nèi)容。較佳者，這個處理器20所執(zhí)行的這個最大疊代處理數(shù)目為八(8)。
這個處理器20亦可以實(shí)施一種停止規(guī)則，其僅僅需要更少于這個最大數(shù)目的疊代。當(dāng)這個譯碼器決定連續(xù)疊代的產(chǎn)生預(yù)測數(shù)據(jù)沒有改變時，則疊代處理便會停止。相對于提供一個相對大數(shù)量的額外內(nèi)存以儲存一種習(xí)知預(yù)測數(shù)據(jù)疊代，一個相對簡單的簽章信息碼產(chǎn)生器24及一個相對小的信息碼簽章寄存器26是提供作為一個比較器28的輸入，其是操作地關(guān)連至這個疊代處理器20以實(shí)施這種停止規(guī)則。
較佳者，這個比較器28是操作地關(guān)連至這個譯碼器電路20，藉以僅僅在發(fā)生一個選定最小數(shù)目的疊代后，控制譯碼器電路疊代處理。另外，這個譯碼器電路20最好能夠在發(fā)生一個預(yù)定疊代上限時停止疊代處理。這個疊代上限最好是至少三倍大于這個選定最小數(shù)目的一個整數(shù)。在一個較佳實(shí)施例中，這個選定最小數(shù)目為四(4)、且這個上限為八(8)。
對于產(chǎn)生單一疊代的5114位二進(jìn)制預(yù)測數(shù)據(jù)的一個渦輪譯碼器而言，這個簽章信息碼產(chǎn)生器最好能夠包括一個簡單十六位二進(jìn)制除數(shù)，其是將這個5114位二進(jìn)制的數(shù)據(jù)字符串除以一個選定十六位的二進(jìn)制數(shù)目、并將這個除法結(jié)果的余數(shù)輸出至這個比較器28。這個余數(shù)必定不會超過十六位，因?yàn)檫@個除數(shù)的長度為十六位。
對于一個十六位除數(shù)而言，這個較佳實(shí)施例最好使用這個二進(jìn)制數(shù)目1000000000000011。這類除數(shù)是對應(yīng)于一個二進(jìn)制多項(xiàng)式，其表示為1+X14+X15。信息碼產(chǎn)生器24所執(zhí)行的這個二進(jìn)制除法，其數(shù)學(xué)上是對應(yīng)于將5114位疊代預(yù)測數(shù)據(jù)表示一個二進(jìn)制多項(xiàng)式除以利用二進(jìn)制(亦即模數(shù)2)數(shù)學(xué)運(yùn)算的多項(xiàng)式1+X14+X15。這個二進(jìn)制除法的余數(shù)是對應(yīng)于這個余數(shù)多項(xiàng)式。預(yù)測數(shù)據(jù)的兩個連續(xù)5114位字符串具有相同余數(shù)的機(jī)率大約1/216，其已經(jīng)由發(fā)明人決定為一個可接受的風(fēng)險因子。
數(shù)算運(yùn)算及使用多項(xiàng)式表示以產(chǎn)生信號信息碼是已知于現(xiàn)有技術(shù)、并討論在皮爾森W.W和布郎D.T.(Pearson，W.W.and Brown，D.T.)，于1961年月的IRE會議論文“用于誤差檢測的信號碼”(″Signal Codes For ErrorDetection″，Proceedings of the IRE，January 1961。)發(fā)明人已知，這種形式的編碼是可以應(yīng)用于渦輪譯碼器中。
操作中，這個渦輪譯碼器處理器20是輸出一給定疊代的N位預(yù)測數(shù)據(jù)至這個渦輪數(shù)據(jù)寄存器22及信號信息碼產(chǎn)生器24。這個信號信息碼產(chǎn)生器24是產(chǎn)生具有M位的一個對應(yīng)信息碼簽章，其最好能夠一百倍小于輸入至這個比較器的N位。這個比較器28是比較這個信息碼產(chǎn)生器24的這個M位簽章信息碼輸入、及這個簽章寄存器26的內(nèi)容，藉以決定兩者是否相同。
倘若這個比較器的結(jié)果為相等，則一個信號便會傳送至這個處理器20以停止疊代處理、并輸出這些渦輪編碼結(jié)果。倘若這個比較器的結(jié)果為不等，則這個簽章信息碼產(chǎn)生器24的這個M位簽章信息碼是儲存在這個簽章寄存器26中。
這個比較器28亦可以用來將這個產(chǎn)生信息碼儲存在這個簽章寄存器26中。或者，這個比較器28亦可以在這個簽章信息碼產(chǎn)生器24輸出這個新簽章信息碼前，僅僅存取這個簽章寄存器26。這樣，這個簽章信息碼產(chǎn)生器24便可以將這個新簽章信息碼同時輸出至這個比較器28及這個簽章寄存器26，如幻影所示，藉以去除這個比較器28執(zhí)行這個簽章信息碼寄存器26的一個儲存操作的需要。
在一個譯碼器疊代是產(chǎn)生5114位二進(jìn)制數(shù)據(jù)方塊的實(shí)施例中，這個簽章信息碼產(chǎn)生器24最好能夠除以1000000000000011以產(chǎn)生不大于十六位的一個余數(shù)，藉以使這個簽章寄存器26僅僅需要一個十六位儲存容量。
本發(fā)明是特別適用于硬件的實(shí)施方式，其中，產(chǎn)生這個簽章信息碼的成本是很小、且需要額外內(nèi)存的成本是很高。然而，本發(fā)明亦可以適用于軟件的實(shí)施方式。
權(quán)利要求
1.一種疊代渦輪譯碼器，用以誤差校正通信信號數(shù)據(jù)，其是遞歸地評估信號數(shù)據(jù)達(dá)一選定數(shù)目的疊代，該疊代渦輪譯碼器包括一譯碼器數(shù)據(jù)存儲器，用以儲存一譯碼疊代產(chǎn)生的渦輪譯碼器預(yù)測數(shù)據(jù)；一簽章寄存器，用以儲存一信息碼簽章，其是對應(yīng)于一譯碼疊代產(chǎn)生的渦輪譯碼器預(yù)測數(shù)據(jù)；一譯碼器電路，用以產(chǎn)生各譯碼疊代的譯碼器預(yù)測數(shù)據(jù)、并將其儲存于該譯碼器數(shù)據(jù)存儲器；一簽章信息碼產(chǎn)生電路，用以產(chǎn)生各譯碼器疊代的渦輪譯碼器數(shù)據(jù)的對應(yīng)信息碼簽章，藉以使各信息碼簽章至少二十倍小于對應(yīng)的渦輪譯碼器數(shù)據(jù)；以及一比較器，其是操作以關(guān)連該簽章信息碼電路及譯碼器電路，用以比較一目前譯碼器疊代產(chǎn)生及儲存的渦輪譯碼器預(yù)測數(shù)據(jù)的一產(chǎn)生信息碼簽章、及該簽章寄存器的內(nèi)容，藉以在該比較結(jié)果相等時，停止該譯碼器電路的疊代處理并在該比較結(jié)果不等時，儲存該產(chǎn)生信息碼簽章于該簽章寄存器，其中，該信息碼簽章是提供次一譯碼器疊代、相對于一信息碼簽章的比較使用。
2.如權(quán)利要求1所述的疊代渦輪譯碼器，其特征在于，該比較器是操作以關(guān)連該譯碼器電路，藉以僅在發(fā)生一選定數(shù)目的疊代后，停止譯碼器電路疊代處理，且該譯碼器電路是在發(fā)生一預(yù)定上限的疊代時，停止疊代處理，其中，該上限是至少三倍大于該選定數(shù)目的一整數(shù)。
3.如權(quán)利要求2所述的疊代渦輪譯碼器，其特征在于，該選定數(shù)目是四(4)，且該上限是八(8)。
4.如權(quán)利要求1所述的疊代渦輪譯碼器，其特征在于，該簽章信息碼產(chǎn)生電路產(chǎn)生信息碼簽章，藉以使各信息碼簽章能夠至少一百倍小于對應(yīng)的渦輪譯碼器數(shù)據(jù)。
5.如權(quán)利要求1所述的疊代渦輪譯碼器，其特征在于，該渦輪譯碼器預(yù)測數(shù)據(jù)是一二進(jìn)制字符串，且該簽章信息碼產(chǎn)生電路包括一二進(jìn)制除法器，其是將譯碼器數(shù)據(jù)的對應(yīng)二進(jìn)制字符串除以一選定的二進(jìn)制除數(shù)、并將該除法結(jié)果的余數(shù)輸出至該比較器，藉以作為該該信息碼簽章。
6.如權(quán)利要求6所述的疊代渦輪譯碼器，其特征在于，該譯碼器預(yù)測數(shù)據(jù)的二進(jìn)制字符串長度是至少五千位，且該二進(jìn)制除數(shù)是一十六位二進(jìn)制數(shù)目，藉此，該信息碼簽章的長度是不大于十六位。
7.如權(quán)利要求6所述的疊代渦輪譯碼器，其特征在于，該除數(shù)是1000000000000011。
8.如權(quán)利要求1所述的疊代渦輪譯碼器，其特征在于，該產(chǎn)生信息碼簽章是儲存于該簽章寄存器，藉以提供該比較器的次一譯碼器疊代、相對于一信息碼簽章的比較使用。
9.如權(quán)利要求1所述的疊代渦輪譯碼器，其特征在于，該產(chǎn)生信息碼簽章是儲存于該簽章寄存器，藉以提供該簽章信息碼產(chǎn)生電路的次一譯碼器疊代、相對于一信息碼簽章的比較使用。
10.一種疊代渦輪譯碼器的方法，用以誤差校正通信信號數(shù)據(jù)，其是遞歸地評估信號數(shù)據(jù)達(dá)一選定數(shù)目的疊代，其特征在于，該方法包括產(chǎn)生各譯碼疊代的譯碼器預(yù)測數(shù)據(jù)、并將其儲存于一譯碼器數(shù)據(jù)存儲器；產(chǎn)生各譯碼器疊代的渦輪譯碼器預(yù)測數(shù)據(jù)的對應(yīng)信息碼簽章，藉以使各信息碼簽章至少二十倍小于對應(yīng)的渦輪譯碼器預(yù)測數(shù)據(jù)；以及比較一目前譯碼器疊代產(chǎn)生及儲存的渦輪譯碼器預(yù)測數(shù)據(jù)的一產(chǎn)生信息碼簽章及一簽章寄存器的內(nèi)容，藉以在該比較結(jié)果相等時，停止疊代處理、并在該比較結(jié)果不等時，儲存該產(chǎn)生信息碼簽章于該簽章寄存器，其中，該信息碼簽章是提供次一譯碼器疊代、相對于一信息碼簽章的比較使用。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，一最小數(shù)目的譯碼疊代是在譯碼器疊代處理停止前執(zhí)行、且譯碼器電路疊代處理是在發(fā)生一預(yù)定上限的疊代時停止，其中，該上限是至少三倍大于該最小數(shù)目的一整數(shù)。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，該最小數(shù)目是四(4)，且該上限是八(8)。
13.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，各處理疊代的渦輪譯碼器預(yù)測數(shù)據(jù)是一二進(jìn)制字符串，且該簽章信息碼的產(chǎn)生是將譯碼器數(shù)據(jù)的對應(yīng)二進(jìn)制字符串二進(jìn)制除以一選定的二進(jìn)制除數(shù)、并將該除法結(jié)果的余數(shù)輸出比較，藉以作為該信息碼簽章。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，該譯碼器預(yù)測數(shù)據(jù)的二進(jìn)制字符串長度是至少五千位，且該二進(jìn)制除數(shù)是一十六位二進(jìn)制數(shù)目，藉此，該信息碼簽章的長度是不大于十六位。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，該除數(shù)是1000000000000011。
16.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，該產(chǎn)生信息碼簽章是儲存于該簽章寄存器，藉以提供該簽章信息碼產(chǎn)生電路的次一譯碼器疊代、相對于一信息碼簽章的比較使用。
全文摘要
一種疊代渦輪譯碼器及誤差校正通信信號數(shù)據(jù)的方法。這種譯碼器是利用簽章信息碼決定譯碼器數(shù)據(jù)的連續(xù)疊代是否相同，藉以實(shí)施一停止規(guī)則。
文檔編號H03M13/29GK1478340SQ01819217
公開日2004年2月25日 申請日期2001年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2000年11月14日
發(fā)明者大衛(wèi)巴斯 申請人:美商內(nèi)數(shù)位科技公司