專利名稱：用于改進的turbo解碼的方法和設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明總體涉及電信系統(tǒng)，具體涉及用于在這種系統(tǒng)中實現(xiàn)改進的turbo解碼的 方法和設備。
背景技術：
Turbo解碼器通過迭代過程來改進軟值。其可以以固定迭代次數(shù)來運行，或者，可 以使用自適應停止準則來決定該過程何時已收斂。為了對幀(例如，數(shù)據(jù)塊)進行解碼， turbo解碼器執(zhí)行多次迭代。對于第一次迭代，假定0和1的概率是相等的，并且基于信道 信息比特，產(chǎn)生針對每個數(shù)據(jù)比特的軟判決輸出。對于其他次迭代，解碼器將使用另一解碼 器的軟輸出作為先驗概率來執(zhí)行下一次迭代。即使turbo解碼器算法預測了幀或任務的平均迭代次數(shù)N，在最壞的情況下(例如 在衰落波谷期間)也可能需要多得多的迭代次數(shù)。如果使用了固定的迭代次數(shù)，則該固定 次數(shù)必須與最壞情況相對應，但是，即使使用了自適應停止算法，也必須針對在最壞情況下 所需的迭代次數(shù)來確定硬件尺寸。由于資源的數(shù)目有限，使得必須限制所允許的迭代次數(shù)。在以下公開中，該次數(shù)將 被表示為最大迭代次數(shù)?，F(xiàn)有技術已知許多自適應停止準則?？梢允褂密浿档馁|(zhì)量或者基于軟值的硬判決 的收斂。在具有功率控制的WCDMA系統(tǒng)中，系統(tǒng)嘗試控制發(fā)射功率，以便獲得特定誤塊率 (BLER)目標。如果允許turbo解碼器始終收斂，則BLER將非常小并且功率控制環(huán)路將不工 作。使用例如最大迭代次數(shù)確保了根據(jù)C/I，BLER不總是等于零。然而，如果對于自適應停 止算法，針對每個用戶設置最大迭代次數(shù)，則其將等于在最壞情況下所需的迭代次數(shù)。Turbo解碼器任務的收斂所需的平均迭代次數(shù)依賴于所使用的編碼方案以及對接 收機所期望的載波對干擾功率比(C/I)的要求。一般地，這可以表達為平均迭代次數(shù)依賴 于服務類型。即使使用了平均迭代次數(shù)等于N的自適應停止準則，在最壞情況下也可能需要多 得多的迭代。如果使用了針對每個用戶的最大迭代次數(shù)，則該最大次數(shù)將等于在固定迭代 次數(shù)算法中使用的迭代次數(shù)，并且自適應停止不能用于節(jié)約資源。為了避免瞬時負載，在數(shù)字信號處理器(DSP)或?qū)崿F(xiàn)接收機的任何其他類型的平 臺上，需要分配比與針對每個用戶的平均迭代次數(shù)相對應的資源更多的資源。這些資源將 不會被充分利用。在特定情況下，必須分配比平均需要的資源多出超過100%的資源。這對 接收機的容量有嚴重影響。因此，需要用于改進的Turbo解碼的方法和設備。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種改進的turbo解碼器和turbo解碼設備。
另一個目的是提供一種利用自適應停止算法的改進的turbo解碼器和turbo解碼 設備。該目的是根據(jù)所附權利要求而實現(xiàn)的。簡要地，在一種用于在無線通信系統(tǒng)中進行改進的turbo解碼的方法中，將預定 最大次數(shù)的解碼迭代聯(lián)合分配給一批接收到的解碼任務(Sio)；以及針對所述一批任務中 的每個任務，自適應地連續(xù)執(zhí)行解碼迭代(S20)，直到針對所述一批任務中的每個任務達到 收斂準則為止，或直到達到針對所述一批任務的所述預定最大次數(shù)的迭代為止。本發(fā)明的優(yōu)點包括使用自適應停止算法的結(jié)果來聯(lián)合使用多個解碼器任務之間的turbo迭代，從而 減少turbo處理以及所分配的turbo資源的數(shù)目。


通過參照與附圖一起進行的以下描述，可以最好地理解本發(fā)明及其另外的目的和 優(yōu)點，附圖中圖1是本發(fā)明的方法的實施例的示意流程圖；圖2是本發(fā)明的方法的另一實施例的示意流程圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的設備的實施例的示意塊調(diào)度；圖4是根據(jù)本發(fā)明的設備的實施例的另一示意塊調(diào)度?？s寫3GPP 第3代合作伙伴計劃BLER 誤塊率C/I 載波對干擾功率比DSP 數(shù)字信號處理器SIR目標信擾比目標UMTS 通用移動陸地系統(tǒng)WCDMA 寬帶碼分多址
具體實施例方式將在一般無線通信網(wǎng)絡的上下文中討論本發(fā)明，其中在解碼器設備處連續(xù)接收來 自多個用戶的多個解碼任務。用戶和/或任務可以具有各種關聯(lián)的服務類型要求。以下將參照圖1來描述本發(fā)明的實施例。在最一般的方面，本發(fā)明實現(xiàn)了針對給定的服務類型，在多個解碼器任務之間共 享多次的可用turbo迭代。這實現(xiàn)了所需的總最大迭代次數(shù)的顯著減少，并且需要分配的 Turbo解碼器資源更少?；旧希蛞蛔咏M或一批接收到的turbo解碼器任務分配預定最大次數(shù)的解碼迭 代S10。隨后，按照連續(xù)接收順序或某種其他預定順序，對該子組或批任務中的任務進行自 適應次數(shù)的解碼迭代S20，其中，向該批任務中的第一任務分配預定最大次數(shù)的解碼迭代。 繼續(xù)進行迭代，直到該任務滿足收斂準則為止，或者直到用盡預定次數(shù)的迭代為止。如果滿足了收斂準則并且仍有剩余的所分配的迭代，則對該子組或批任務中的下一連續(xù)任務進行處理。如果在耗盡所分配次數(shù)的解碼迭代之前，任務尚未收斂，則該任務被 聲明為具有塊差錯。類似地，子組中任何剩余的任務也被聲明為具有塊差錯。換言之，不允 許其余任務訪問解碼資源。取而代之地，根據(jù)本公開的方法移至下一子組的解碼任務并重 復上述過程。以下將公開本發(fā)明的另一實施例和描述?？紤]turbo解碼器資源，令Q = (J1J2, J3，J4, J5 ;…)其中Q是該資源的turbo解碼任務J的主隊列。將以連續(xù)順序?qū)ε抨牭娜蝿者M行 解碼處理，例如，將首先服務于任務J1，其次任務J2,等等。主隊列內(nèi)任務的順序由以下各項 來確定例如，任務到達資源的順序、定時約束以及各個任務的任何關聯(lián)的優(yōu)先級。此外，可 以考慮其他因素，這將在以下進一步描述。接下來，在步驟S0，針對給定服務類型Si形成子隊列Qiρ^ Λ,Λ'^'^.Λ,'···) ki<k2<k3…該子隊列Qi由前述主隊列Q中具有特定服務類型Si的所有任務構成。注意，服務 類型可以由以下各項來區(qū)分編碼方案、BLER目標、BLER目標所需的C/I、以及在給定C/I 的情況下收斂所需的平均迭代次數(shù)隊。本領域技術人員可以認識到，還有其他因素來確定 每個特定任務的服務類型。在步驟Si，將服務隊列或子隊列Qi劃分為各具有Di個任務的多個連續(xù)的批任務。 針對每個任務確定預定解碼迭代次數(shù)Mi。注意，特定用戶可能在相同的批任務中具有零個、一個或多個任務。在僅一個用戶 具有服務類型Si的極端情況下,Qi中的所有任務都來自該用戶。注意，優(yōu)選地，根據(jù)由主隊 列Q給定的排序來在時間上對與不同服務類型相對應的不同子隊列進行交織。隨后，僅考慮子隊列Qi之一。長度為Di的一批任務中的所有任務將在以下意義上 共享Mi .Di次迭代在任務收斂之前不會停止該批任務中的任務，或者針對該批任務中的所 有任務使用了總共Mi · Di次迭代。如果在該批任務結(jié)束之前已經(jīng)使用了所有Mi · Di次迭代，則丟棄剩余turbo任務 并且數(shù)據(jù)丟失。如果在使用所有迭代之前到達該批任務的結(jié)束處，則考慮下一批任務。注意，在一個特定時刻，可能沒有足夠的任務來填滿長度為Di的一批任務。在這 種情況下，將與未來的任務共享Mi · Di次迭代，直到已處理了 Di個任務為止。從仿真可見，Mi ^ Ni或甚至Mi ( Ni是足夠的，其中Ni是針對特定服務類型Si的 每個任務的平均迭代次數(shù)。這樣，僅需要分配與每個任務至多Ni次迭代相對應的資源。本發(fā)明可以以根據(jù)以下內(nèi)容的算法來實現(xiàn)僅考慮子隊列Qi之一，該隊列被劃分為各包括Di個任務在內(nèi)的多個批任務。令Ki 表示針對批任務中的任務的剩余迭代次數(shù)。1.當批任務中的第一任務到達Turbo解碼資源時，設置Ki = Mi · Dp2.當任務到達資源時，將針對該任務的最大迭代次數(shù)設置為等于Ki,并運行該任 務。令LiS針對該任務使用的實際迭代次數(shù)。3.在任務已在資源上運行之后，設置Ki = Ki-Litl如果Ki變?yōu)榈扔诹?，則批任務中
的所有接下來的任務被聲明為具有塊差錯并不被允許訪問資源。
4.如果turbo解碼器任務在所允許的最大迭代次數(shù)中沒有收斂，則該任務被聲明 為具有塊差錯。需要額外關注的一個方面是通過連續(xù)地對批任務內(nèi)的任務進行解碼并潛在地丟 棄批任務中的剩余任務，一些用戶可以總是落在批任務的結(jié)束處，從而經(jīng)常被丟棄。根據(jù)本發(fā)明的特定實施例，在解碼資源處改變與不同用戶相關聯(lián)的任務的順序， 從而防止同一用戶總是落在批任務的結(jié)束處。另一種潛在的糾正法是確保子隊列的長度比 用戶的數(shù)目小，或者至少不與用戶的數(shù)目有公因子。參照圖3，描述根據(jù)本發(fā)明實施例的設備。除了包括用于對接收的任務進行接收和解碼的任何傳統(tǒng)和已知單元以外，解碼器 設備1還包括適于將預定最大次數(shù)的解碼器迭代分配給一批接收到的解碼器任務的單元 10 ；適于基于所分配的預定最大次數(shù)的解碼器迭代，對每個批任務內(nèi)的任務執(zhí)行連續(xù)且自 適應的解碼迭代的單元20。單元20還適于針對每個任務執(zhí)行解碼器迭代，直到滿足收斂準 則為止或者直到耗盡針對批任務所分配次數(shù)的解碼器迭代為止。根據(jù)另一實施例，同樣參照圖3，設備1還包括子序列單元30，適于基于服務類 型，將接收到的多個解碼器任務劃分為子組或子隊列。換言之，每個子隊列包括具有特定服 務類型的任務。此外，設備1包括批任務提供器單元40，適于將每個子隊列進一步劃分為 多個批任務，其中每個批任務包括少于所設置數(shù)目或至多為所設置數(shù)目的解碼任務。根據(jù)本發(fā)明的設備可以被實現(xiàn)為與數(shù)字信號處理器DSP通信的硬件加速器HWA中 的硬件。等效適用地，該設備被實現(xiàn)為DSP中的軟件。這兩個實施例都由圖4中的虛線框 來指不。本發(fā)明的優(yōu)點包括令Ni為特定服務Si所需的平均Turbo迭代次數(shù)。使用以上方案，可以獲得針對每 個任務使用近似Ni次迭代的滿增益。使用自適應停止算法的結(jié)果，來聯(lián)合使用多個解碼器任務之間的turbo迭代，從 而減少turbo處理以及所分配的turbo資源的數(shù)目。本領域技術人員應當理解，在不脫離由所附權利要求限定的本發(fā)明范圍的前提 下，可以對本發(fā)明進行各種修改和改變。
權利要求
一種用于在無線通信系統(tǒng)中進行改進的turbo解碼的方法，其特征在于將預定最大次數(shù)的解碼迭代聯(lián)合分配給一批接收到的解碼任務(S10)；以及針對所述批任務中的每個任務，自適應地連續(xù)執(zhí)行解碼迭代(S20)，直到針對所述批任務中的每個任務達到收斂準則為止，或直到達到針對所述批任務的所述預定最大次數(shù)的迭代為止。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下初始步驟基于服務類型，將多個接收到的解碼任務初始配置為多個子隊列(SO)；以及將每個所述子隊列劃分為多個連續(xù)的批任務(Si)，其中每個批任務包括預定數(shù)目的解 碼任務；以及針對每個所述服務類型，將所述預定最大次數(shù)的解碼迭代分配給每個所述批任務 (SlO)。
3.根據(jù)權利要求1或2中任一項所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟在 達到所述收斂準則時，控制在所述預定最大次數(shù)的解碼迭代中是否存在剩余的迭代，并隨 后將任何剩余的解碼迭代應用于所述批任務中的連續(xù)任務。
4.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，當已經(jīng)使用了所述預定次數(shù)的迭代時，將 批任務中的剩余任務標識為具有塊差錯。
5.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，如果在任務收斂之前已經(jīng)使用了預定最 大次數(shù)的迭代，則將所述任務標識為具有塊差錯。
6.根據(jù)權利要求3或4所述的方法，其特征在于，丟棄被標識為具有塊差錯的任務。
7.根據(jù)權利要求2所述的方法，其特征在于，每個所述服務類型由以下各項之一或其 組合來限定編碼方案、BLER目標、BLER目標所需的C/I、在所需C/I下收斂所需的平均迭 代次數(shù)。
8.根據(jù)權利要求2所述的方法，其特征在于，針對每個服務類型的所述預定解碼迭代 次數(shù)基于針對該服務類型的平均迭代次數(shù)。
9.根據(jù)權利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法還包括以下步驟針對每個子隊 列，基于與每個任務相關聯(lián)的相應用戶，確定所述子隊列的所述批任務的順序。
10.一種用于在無線通信系統(tǒng)中進行改進的turbo解碼的設備(1)，其特征在于，所述 設備包括用于將預定次數(shù)的解碼迭代聯(lián)合分配給一批接收到的解碼任務的裝置(10)；以及用于針對所述批任務中的每個任務，白適應地連續(xù)執(zhí)行解碼迭代，直到針對所述子組 中的所有任務達到收斂準則為止或直到已達到所述預定次數(shù)的迭代為止的裝置(20)。
11.根據(jù)權利要求10所述的設備，其特征在于，所述設備包括用于基于服務類型將多個接收到的解碼任務初始配置為多個子隊列的裝置(30)；以及用于將每個所述子隊列劃分為多個連續(xù)的批任務的裝置(40)，其中每個批任務包括預 定數(shù)目的解碼任務；以及所述分配裝置(10)還適于針對每個服務類型，將所述預定最大次數(shù)的解碼迭代分配 給每個所述批任務。
12.根據(jù)權利要求10所述的設備，其特征在于，所述設備是在數(shù)字信號處理器DSP中提供的。
13.根據(jù)權利要求10所述的設備，其特征在于，所述設備是在硬件加速器HWA中提供的。
14.根據(jù)權利要求10所述的設備，其特征在于，所述設備是turbo解碼器設備。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于在無線通信系統(tǒng)中進行改進的turbo解碼的方法，其中將預定最大次數(shù)的解碼迭代聯(lián)合分配給一批接收到的解碼任務(S10)；以及針對所述批任務中的每個任務，自適應地連續(xù)執(zhí)行解碼迭代(S20)，直到針對所述批任務中的每個任務達到收斂準則為止，或直到達到針對所述批任務的所述預定最大次數(shù)的迭代為止。
文檔編號H03M13/29GK101889400SQ200780101853
公開日2010年11月17日 申請日期2007年12月12日 優(yōu)先權日2007年12月12日
發(fā)明者安德斯·約翰森, 甘納·皮特斯 申請人:艾利森電話股份有限公司