專(zhuān)利名稱(chēng)：用于無(wú)線通信的turbo解碼方法和裝置的制作方法
領(lǐng)域本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，尤其涉及無(wú)線通信。
背景差錯(cuò)控制編碼提供了數(shù)據(jù)碼元序列通信內(nèi)的冗余，這些碼元在接收端被用于在有噪聲和干擾的情況下重新生成原始數(shù)據(jù)碼元序列。帶有維特比解碼器的卷積編碼被廣泛用于在CDMA無(wú)線通信系統(tǒng)中功率有限信道和干擾受限信道上可靠的通信。一類(lèi)新的稱(chēng)為turbo碼的糾錯(cuò)碼提供了優(yōu)于經(jīng)典編碼的性能的增加。接收器處的turbo碼的解碼過(guò)程涉及迭代算法，這對(duì)于計(jì)算機(jī)而言是復(fù)雜而且計(jì)算強(qiáng)度很大的。
因此，本領(lǐng)域內(nèi)需要一種使用turbo碼的通信系統(tǒng)內(nèi)經(jīng)改善的解碼器。
概述在通信系統(tǒng)內(nèi)，一種方法和裝置提供了對(duì)經(jīng)turbo編碼的數(shù)據(jù)碼元序列解碼的方法和裝置。本發(fā)明的各個(gè)方面用包含各個(gè)節(jié)點(diǎn)和連接分支的圖示表出。節(jié)點(diǎn)具有包括信道節(jié)點(diǎn)、碼元節(jié)點(diǎn)、狀態(tài)節(jié)點(diǎn)和計(jì)算節(jié)點(diǎn)的不同類(lèi)型。分支連接節(jié)點(diǎn)，使得消息能從一個(gè)節(jié)點(diǎn)流到另一個(gè)節(jié)點(diǎn)。節(jié)點(diǎn)和分支可能通過(guò)軟件、硬件或兩者的組合實(shí)現(xiàn)。一個(gè)節(jié)點(diǎn)可能通過(guò)發(fā)送帶有基于進(jìn)入消息值的值的流出消息而被更新。在一實(shí)施例中，信道節(jié)點(diǎn)RX、RY和RZ根據(jù)接收到的信道輸出和來(lái)自碼元節(jié)點(diǎn)的流出消息經(jīng)初始化而經(jīng)更新。碼元節(jié)點(diǎn)與信道節(jié)點(diǎn)RX、RY和RZ通信。計(jì)算節(jié)點(diǎn)C和D的更新根據(jù)觸發(fā)調(diào)度而實(shí)現(xiàn)。在一實(shí)施例中，計(jì)算節(jié)點(diǎn)C和D的更新同時(shí)對(duì)于所有可能的時(shí)間實(shí)例而被觸發(fā)。觸發(fā)調(diào)度可能經(jīng)重復(fù)以獲得一個(gè)或多個(gè)解碼過(guò)程的迭代。在一到多次迭代后，碼元節(jié)點(diǎn)持有經(jīng)解碼的碼元的值。結(jié)果是解碼過(guò)程有效、準(zhǔn)確并迅速地得到了實(shí)現(xiàn)。
附圖的簡(jiǎn)要描述通過(guò)下面提出的結(jié)合附圖的詳細(xì)描述，本發(fā)明的特征、性質(zhì)和優(yōu)點(diǎn)將變得更加明顯，附圖中相同的符號(hào)具有相同的標(biāo)識(shí)，其中

圖1說(shuō)明能根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例操作的通信系統(tǒng)；圖2說(shuō)明編碼器的框圖；圖3說(shuō)明網(wǎng)格結(jié)構(gòu)圖；圖4說(shuō)明turbo編碼器的框圖；圖5說(shuō)明解碼器框圖；圖6說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例對(duì)編碼后的數(shù)據(jù)碼元序列進(jìn)行解碼的多種類(lèi)型節(jié)點(diǎn)間的信息流圖；以及圖7說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例對(duì)編碼后的數(shù)據(jù)碼元序列進(jìn)行解碼的多種類(lèi)型節(jié)點(diǎn)間的信息流的概括圖。
最優(yōu)實(shí)施例的詳細(xì)描述本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例可以結(jié)合在按照碼分多址(CDMA)技術(shù)工作的無(wú)線通信系統(tǒng)中，碼分多址技術(shù)已經(jīng)在電信工業(yè)聯(lián)盟(TIA)、第三代合作項(xiàng)目(3GPP)以及第三代合作項(xiàng)目2(3GPP2)中被公開(kāi)和描述。這些標(biāo)準(zhǔn)包括TIA/EIA-95標(biāo)準(zhǔn)、TIA/EIA-IS-2000標(biāo)準(zhǔn)、IMT-2000標(biāo)準(zhǔn)(包括cdma2000和WCDMA標(biāo)準(zhǔn))，所有的標(biāo)準(zhǔn)都通過(guò)引用被結(jié)合于此。通過(guò)訪問(wèn)以下萬(wàn)維網(wǎng)地址可以獲得這些標(biāo)準(zhǔn)的副本http//www.3gpp2.org，或通過(guò)寫(xiě)信給美國(guó)TIA，標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)部門(mén)，2500 WilsonBoulevard，Arlington，VA 22201，United States of America。通過(guò)聯(lián)系3GPP支持辦公室(Support Office)，650 Route des Lucioles-Sophia Antipolis，Valbonne-France，可以獲得被標(biāo)識(shí)為WCDMA標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)通過(guò)引用被結(jié)合于此。
一般而言，一種新穎的且經(jīng)改進(jìn)的方法和伴隨裝置提供了通信系統(tǒng)內(nèi)編碼后的數(shù)據(jù)碼元序列的有效解碼。在此的一個(gè)或多個(gè)示例實(shí)施例在數(shù)字無(wú)線數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)環(huán)境內(nèi)提出。雖然在該環(huán)境中使用有優(yōu)勢(shì)，但本發(fā)明的不同實(shí)施例可能被包含在不同的環(huán)境或配置中。一般，在此描述的各種系統(tǒng)可能使用軟件控制的處理器、集成電路或離散邏輯形成。申請(qǐng)可能涉及的數(shù)據(jù)、指令、命令、信息、信號(hào)、比特、碼元和碼片最好由電壓、電路、電磁波、磁場(chǎng)或其粒子、光場(chǎng)或其粒子、或它們的組合來(lái)表示。每個(gè)框圖內(nèi)示出的模塊可能表示硬件或方法步驟。
圖1是包括在信道上操作的發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的通信系統(tǒng)10的框圖。在發(fā)射機(jī)端，系統(tǒng)10包括編碼器12，用于接收用于編碼操作的輸入數(shù)據(jù)序列。編碼器12將編碼后的數(shù)據(jù)序列輸出到調(diào)制器14。調(diào)制器14在載波信號(hào)上對(duì)編碼后的數(shù)據(jù)序列進(jìn)行調(diào)制。調(diào)制器14將生成的信號(hào)提供給發(fā)射機(jī)16。發(fā)射機(jī)16可能包括功率放大器和天線，這在加性白高斯噪聲(AWGN)信道17上發(fā)送信號(hào)是必要的。接收機(jī)18接收信號(hào)。接收到的信號(hào)經(jīng)解調(diào)器19解調(diào)，并轉(zhuǎn)發(fā)到解碼器20。解碼器20輸出輸入數(shù)據(jù)序列的一個(gè)估計(jì)。調(diào)制器14、發(fā)射機(jī)16、接收機(jī)18和解調(diào)器19的操作可能根據(jù)相關(guān)領(lǐng)域內(nèi)已知的技術(shù)。
編碼器12可能包括卷積編碼器，用于以編碼速率(k/n)編碼，該速率對(duì)應(yīng)在為多個(gè)輸入數(shù)據(jù)比特(k)生成的碼字內(nèi)的編碼后的碼元數(shù)(n)。約束長(zhǎng)度(K)還被定義為在數(shù)據(jù)的卷積編碼內(nèi)使用的移位寄存器的長(zhǎng)度。卷積編碼器可能用作為帶有二進(jìn)制系數(shù)和長(zhǎng)度為K-1的有限沖擊響應(yīng)濾波器而工作。編碼器可能有2到(K-1)次冪的可能狀態(tài)。
參考圖2，示出根據(jù)實(shí)施例的系統(tǒng)10內(nèi)使用的卷積編碼器100的框圖。編碼器100輸入數(shù)據(jù)碼元Xi并輸出包含編碼后的碼元Xi和Yi的碼字。因此，編碼速率為1/2。下標(biāo)“i”是表示一時(shí)間時(shí)刻的索引。編碼器110根據(jù)多項(xiàng)式對(duì)輸入數(shù)據(jù)碼元Xi進(jìn)行編碼以生成數(shù)據(jù)碼元Yi。多項(xiàng)式可能根據(jù)卷積編碼。該種多項(xiàng)式的實(shí)現(xiàn)可包括二進(jìn)制觸發(fā)器111和112。二進(jìn)制觸發(fā)器111和112可分別處在狀態(tài)“D0”和“D1”。狀態(tài)D0和D1在任何時(shí)刻可能或是狀態(tài)“0”，或是“1”。在系統(tǒng)10內(nèi)，編碼后的數(shù)據(jù)碼元Xi和Yi在AWGN信道17上被發(fā)送到接收機(jī)18。
雖然不是必要的，但在網(wǎng)格圖內(nèi)展現(xiàn)編碼對(duì)理解最佳解碼器的編碼特性或性能是有用的。網(wǎng)格圖是編碼器狀態(tài)圖的無(wú)限重復(fù)。如由狀態(tài)圖確定的，在網(wǎng)格內(nèi)一層的節(jié)點(diǎn)(狀態(tài))可以從前一層節(jié)點(diǎn)由經(jīng)過(guò)一分支的轉(zhuǎn)移而到達(dá)，該分支對(duì)應(yīng)一輸入比特。幾種類(lèi)型的度量，諸如狀態(tài)度量、路徑度量和分支度量，都可能用于解碼過(guò)程。以較高程度的確定性選擇最可能的路徑。對(duì)應(yīng)選定路徑的每個(gè)分支的碼元的碼字是最可能的發(fā)送的碼字集合。
參考圖3，示出在解碼器20處對(duì)接收到的編碼后數(shù)據(jù)碼元Xi和Yi解碼的網(wǎng)格圖200。網(wǎng)格圖200示出狀態(tài)空間201、202和203，這相應(yīng)對(duì)于時(shí)刻“i-1”、“i”、“i+1”的觸發(fā)器111和112的狀態(tài)。四種可能的狀態(tài)211、212、213和214與在示例實(shí)施例中示出的每個(gè)狀態(tài)空間相關(guān)聯(lián)。例如，狀態(tài)211、212、213和214相應(yīng)指出觸發(fā)器111和112的狀態(tài)位于可能的狀態(tài)“00”、“10”、“01”和“11”。從狀態(tài)空間內(nèi)的一個(gè)狀態(tài)轉(zhuǎn)移到另一狀態(tài)空間的一個(gè)狀態(tài)由不同的可能碼字分支示出。每個(gè)分支表示編碼后的碼元Xi和Yi的特定選擇。例如，碼字分支“01”表示數(shù)據(jù)碼元Xi為“0”值，而數(shù)據(jù)碼元Yi為“1”值。碼字分支01可能示出從在一時(shí)刻處狀態(tài)空間內(nèi)狀態(tài)213轉(zhuǎn)換到下一時(shí)刻另一狀態(tài)空間內(nèi)的狀態(tài)211，且在一時(shí)刻處的狀態(tài)空間內(nèi)的狀態(tài)214轉(zhuǎn)換到下一時(shí)刻處的另一狀態(tài)空間內(nèi)的另一狀態(tài)214。對(duì)于碼率1/2，每個(gè)狀態(tài)空間處的狀態(tài)至少能由兩個(gè)可能的碼字分支達(dá)到。
根據(jù)各個(gè)實(shí)施例，解調(diào)器19內(nèi)的相關(guān)器可能根據(jù)信道輸出確定每個(gè)接收到的編碼后數(shù)據(jù)碼元的概率。與每個(gè)接收到編碼數(shù)據(jù)碼元相關(guān)聯(lián)的概率可能存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器元件內(nèi)。為每個(gè)數(shù)據(jù)碼元Xi和Yi確定的概率用于確定分支度量(信道度量)。
一種通常稱(chēng)為MAP算法的算法可能用于解碼過(guò)程。網(wǎng)格圖200內(nèi)的解碼過(guò)程可能包括以前向和反向方式在同一時(shí)刻從初始狀態(tài)空間和最終狀態(tài)空間確定狀態(tài)度量和路徑度量。軟判決確定編碼后數(shù)據(jù)碼元Xi和Yi的值，如由對(duì)應(yīng)網(wǎng)格圖內(nèi)狀態(tài)空間的時(shí)刻處的分支表示的。為了為編碼后的數(shù)據(jù)碼元Xi和Yi的值進(jìn)行軟判決，確定每個(gè)分支的雙度量(DM)。分支的DM基于前向狀態(tài)度量(FSM)、反向狀態(tài)度量(BSM)和分支度量(BM)。DM可能是FSM、BSM和BM之和。分支的BM可能根據(jù)信道輸出而被確定。
狀態(tài)的FSM可能基于前向路徑度量(FPM)。在每個(gè)分支末端的FPM可能等于在分支開(kāi)始點(diǎn)處的狀態(tài)的FSM和分支的BM之和。在網(wǎng)格的初始狀態(tài)空間處的狀態(tài)的FSM可能是已知或預(yù)定的。狀態(tài)的FSM，不同于在網(wǎng)格圖的初始狀態(tài)空間處的狀態(tài)，可能等于從初始狀態(tài)空間開(kāi)始并中止于該狀態(tài)處的路徑的通用最小FPM。狀態(tài)的BSM可能基于反向路徑度量(BPM)。在每個(gè)分支末端的BPM可能等于在分支開(kāi)始點(diǎn)處的狀態(tài)的BSM和分支的BM。在網(wǎng)格的最終狀態(tài)空間處的狀態(tài)的BSM可能是已知或預(yù)定的。狀態(tài)的BSM，不同于在網(wǎng)格最終狀態(tài)空間處的狀態(tài)，可能等于在該狀態(tài)處開(kāi)始并在最終狀態(tài)空間處結(jié)束的路徑的通用最小BPM。這樣，從初始狀態(tài)到最終狀態(tài)的FSM、BSM和BM可能以順序方式被確定，直到來(lái)自?xún)蓚€(gè)方向的路徑到達(dá)相反端，以確定所有分支的DM。分支的DM可能基于來(lái)自前向方向上的分支末端狀態(tài)的FSM、來(lái)自反向的分支末端的BSM狀態(tài)以及分支的BM。
在兩個(gè)連續(xù)狀態(tài)空間間的分支的DM可能被分成兩個(gè)組。第一組包括帶有碼字的分支，該碼字帶有等于“0”的Xi碼元。第二組包括帶有碼字的分支，該碼字帶有等于“1”的Xi碼元。確定第一組(GMB0)的通用最小Xi和第二組(GMB1)的通用最小值。對(duì)于碼字的其它數(shù)據(jù)碼元的軟判決可能通過(guò)類(lèi)似的將分支分為兩組而經(jīng)確定。第一組可能有等于“0”的數(shù)據(jù)碼元，第二組帶有等于“1”的數(shù)據(jù)碼元。數(shù)據(jù)碼元的軟判決可能等于GMB0和GMB1之差。
網(wǎng)格圖的每個(gè)分支表示由多個(gè)數(shù)據(jù)碼元組成的碼字。例如，對(duì)于編碼速率1/2，在網(wǎng)格圖200內(nèi)示出的每個(gè)分支內(nèi)的碼字指明數(shù)據(jù)碼元Xi和Yi的值。如果發(fā)射機(jī)內(nèi)的編碼器以編碼速率1/3發(fā)送編碼后的數(shù)據(jù)碼元，則為每個(gè)輸入數(shù)據(jù)碼元生成三個(gè)數(shù)據(jù)碼元。在該示例中，每個(gè)分支內(nèi)的碼字表示三個(gè)數(shù)據(jù)碼元。
參考圖4，示出常規(guī)1/3turbo編碼器400的框圖。一般而言，速率1/3的turbo編碼器至少包括兩個(gè)并行編碼器。Turbo編碼器400包括第一組成編碼401和第二組成編碼402以及編碼交織器403。數(shù)據(jù)碼元Xi在輸入410處輸入turbo編碼器400。第一組成編碼401輸入數(shù)據(jù)碼元Xi以生成編碼后的數(shù)據(jù)碼元Yi。編碼交織器403接收數(shù)據(jù)碼元Xi用于將數(shù)據(jù)碼元Xi交織以生成數(shù)據(jù)碼元Xk。數(shù)據(jù)碼元Xk可能包含重新安排的數(shù)據(jù)碼元Xi。第二組成編碼402對(duì)數(shù)據(jù)碼元Xk進(jìn)行編碼并輸出數(shù)據(jù)碼元Zk。用于在第一和第二組成編碼401和402內(nèi)對(duì)數(shù)據(jù)碼元編碼的多項(xiàng)式可能相同或不同。第一和第二組成編碼401和402可能根據(jù)圖2示出的卷積編碼110。
數(shù)據(jù)碼元Xi、Yi和Zk可能傳遞到截短模塊(未示出)以選擇要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)碼元。選擇可能基于截短模式。選擇的數(shù)據(jù)碼元只限于數(shù)據(jù)碼元Xi、Yi和Zk。在系統(tǒng)10內(nèi)，選擇的數(shù)據(jù)碼元傳遞到調(diào)制器14，調(diào)制并傳輸?shù)浇邮諜C(jī)18。解碼器接收帶有噪聲的數(shù)據(jù)碼元Xi、Yi和Zk。
參考圖5，示出解碼器500的框圖，它用于對(duì)帶噪聲的數(shù)據(jù)碼元Xi、Yi和Zk進(jìn)行解碼，以生成數(shù)據(jù)碼元Xi的估計(jì)。解碼器500可以用于系統(tǒng)10的解碼器20。經(jīng)編碼的帶噪聲的數(shù)據(jù)碼元Xi、Yi和Zk可能通過(guò)數(shù)據(jù)碼元選擇器模塊520，該模塊用于選擇帶噪聲的數(shù)據(jù)碼元Xi和Yi用于路由到在輸入542處的解碼器模塊501。帶噪聲的數(shù)據(jù)碼元Xi內(nèi)部通過(guò)交織器599以局部生成帶噪聲的數(shù)據(jù)碼元Xk。局部生成的帶噪聲的數(shù)據(jù)碼元Xk和Zk傳遞到輸入540處的解碼器模塊502。解碼器501可能根據(jù)解碼過(guò)程對(duì)帶噪聲的數(shù)據(jù)碼元Xi和Yi解碼，解碼過(guò)程諸如解釋并示出的MAP。解碼器501生成在輸出550處的數(shù)據(jù)碼元Xi的估計(jì)。解碼器502根據(jù)諸如解釋和示出的MAP的解碼過(guò)程對(duì)帶噪聲的數(shù)據(jù)碼元Zk和Xk進(jìn)行解碼。解碼器502生成在輸出560處的數(shù)據(jù)碼元Xk的估計(jì)。解碼器501和502內(nèi)的解碼過(guò)程可能按順序?qū)崿F(xiàn)。信息可能在完成每次迭代后從解碼器501傳遞到解碼器502。領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員可以理解，描述并示出的不同的實(shí)施例內(nèi)的解碼器對(duì)帶噪聲的編碼后的數(shù)據(jù)碼元進(jìn)行操作。
為了增加數(shù)據(jù)碼元Xi的估計(jì)的可信度，以獲得真實(shí)的值，在輸出550處的數(shù)據(jù)碼元Xi的估計(jì)可能通過(guò)交織器530以生成在解碼器502的輸入532處的數(shù)據(jù)碼元Xk的估計(jì)。解碼器502使用輸入540處的數(shù)據(jù)碼元的估計(jì)和輸入532處的數(shù)據(jù)碼元Xk的估計(jì)以生成在輸出560處數(shù)據(jù)碼元Xk的新估計(jì)。輸出560處的數(shù)據(jù)碼元Xk的估計(jì)通過(guò)解交織器531以進(jìn)行turbo編碼400內(nèi)交織器430的交織過(guò)程的逆過(guò)程，并在輸入541處生成數(shù)據(jù)碼元Xi的估計(jì)。輸入541處的數(shù)據(jù)碼元Xi的估計(jì)與輸入542處的數(shù)據(jù)碼元的估計(jì)一起用于生成在輸出550處的數(shù)據(jù)碼元Xi的新估計(jì)。過(guò)程可能重復(fù)直到數(shù)據(jù)碼元Xi的估計(jì)的可信度達(dá)到可接受的程度。這樣，用于對(duì)數(shù)據(jù)碼元Xi解碼的過(guò)程是耗時(shí)且可能不能適時(shí)地為通信系統(tǒng)10內(nèi)的應(yīng)用生成數(shù)據(jù)碼元Xi的準(zhǔn)確估計(jì)。
參考圖6，圖600根據(jù)本發(fā)明多個(gè)實(shí)施例示出解碼器內(nèi)的信號(hào)和信息流，它可以用于通信系統(tǒng)10。圖600內(nèi)描述的解碼操作適用于根據(jù)turbo碼對(duì)發(fā)射機(jī)內(nèi)編碼的數(shù)據(jù)碼元序列解碼。圖4示出的turbo編碼器400是示例實(shí)施例，用于根據(jù)turbo碼對(duì)數(shù)據(jù)碼元序列編碼。包括在本發(fā)明實(shí)施例中的諸如解碼器20的解碼器大大得益于本發(fā)明的各個(gè)方面。本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種確定帶有高可信度的數(shù)據(jù)碼元Xi的估計(jì)的快速解碼操作。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的圖600內(nèi)的信號(hào)的各個(gè)方面以及信息流，可能定義幾個(gè)符號(hào)。由數(shù)據(jù)碼元Xi形成的數(shù)據(jù)碼元序列可能是長(zhǎng)度為N的二進(jìn)制碼元。N的值可以是任何有限數(shù)。第一組成編碼401的時(shí)間索引可能為“1”，對(duì)于i值在1和N之間。數(shù)據(jù)碼元Yi和Zk也可能具有長(zhǎng)度N的二進(jìn)制碼元。第二組成編碼402的時(shí)間索引可能是“k”，因?yàn)椤発”帶有1和N間的值?！発”的值是在編碼交織器403內(nèi)交織后的時(shí)間索引“i”的映像。
參考圖6，碼元Xi節(jié)點(diǎn)601可能是與在時(shí)間“i”處在第一組成編碼401的輸入處的數(shù)據(jù)碼元相關(guān)的碼元節(jié)點(diǎn)。碼元Yi節(jié)點(diǎn)602可能是與在時(shí)間“i”處第一組成編碼401的輸出處的數(shù)據(jù)碼元相關(guān)的碼元節(jié)點(diǎn)。碼元Zk節(jié)點(diǎn)603可能是在時(shí)間“k”處在第二組成編碼402的輸出處的數(shù)據(jù)碼元相關(guān)的碼元節(jié)點(diǎn)。與在時(shí)間“i-1”和“i”處的第一組成編碼401相關(guān)的網(wǎng)格圖的狀態(tài)節(jié)點(diǎn)可能由相應(yīng)的狀態(tài)Si-1節(jié)點(diǎn)604和狀態(tài)Si節(jié)點(diǎn)605表示。與在時(shí)間“k-1”和“k”處的第二組成編碼402相關(guān)的網(wǎng)格圖的狀態(tài)節(jié)點(diǎn)可能由相應(yīng)的狀態(tài)σk-1節(jié)點(diǎn)606和狀態(tài)節(jié)點(diǎn)607表示。與在時(shí)間“i-1”、“i”和“i+1”處的第一組成編碼401相關(guān)的計(jì)算節(jié)點(diǎn)可能相應(yīng)由Ci-1節(jié)點(diǎn)608、Ci節(jié)點(diǎn)609和Ci+1節(jié)點(diǎn)610表示。與在時(shí)間“k-1”、“k”和“k+1”處的第二組成編碼402相關(guān)的計(jì)算節(jié)點(diǎn)可以分別由Dk-1節(jié)點(diǎn)611、Dk節(jié)點(diǎn)612和Dk+1節(jié)點(diǎn)613表示。信道Rx節(jié)點(diǎn)614與接收到的數(shù)據(jù)碼元Xi相關(guān)。信道Ry節(jié)點(diǎn)615與接收到的數(shù)據(jù)碼元Yi相關(guān)。信道Rz與接收到的數(shù)據(jù)碼元Zk相關(guān)。
在圖600內(nèi)，分支可能連接兩個(gè)節(jié)點(diǎn)。分支可能將消息從一個(gè)源節(jié)點(diǎn)攜帶到一個(gè)目的地節(jié)點(diǎn)。一般，如果α和β是任意兩個(gè)節(jié)點(diǎn)，標(biāo)記M(α，β)表示從節(jié)點(diǎn)α到節(jié)點(diǎn)β的消息。例如，分支651可能將諸如Xi節(jié)點(diǎn)601的碼元節(jié)點(diǎn)連接到諸如Ci節(jié)點(diǎn)609的計(jì)算節(jié)點(diǎn)。分支651可能將消息從源節(jié)點(diǎn)Xi601攜帶到目的地節(jié)點(diǎn)Ci節(jié)點(diǎn)609。因此，分支651攜帶的消息被表示為M(Xi，Ci)。連到碼元節(jié)點(diǎn)601、碼元節(jié)點(diǎn)602和碼元節(jié)點(diǎn)603的分支攜帶帶有單個(gè)數(shù)字的消息。連到碼元節(jié)點(diǎn)的分支可能在硬件、固件或軟件或以上的組合實(shí)現(xiàn)，諸如寄存器或變量，或其組合。寄存器或變量帶有的值可能表示分支攜帶的消息。
連接到狀態(tài)Si節(jié)點(diǎn)605、狀態(tài)Si-1節(jié)點(diǎn)604、狀態(tài)σk-1節(jié)點(diǎn)606和狀態(tài)σk607節(jié)點(diǎn)攜帶包括數(shù)列的消息。數(shù)列長(zhǎng)度可能等于與連接狀態(tài)節(jié)點(diǎn)相關(guān)的網(wǎng)格內(nèi)的狀態(tài)數(shù)。與對(duì)應(yīng)的組成節(jié)點(diǎn)相關(guān)的編碼器可能建立該數(shù)目的狀態(tài)。例如，組成編碼401在每個(gè)時(shí)刻每個(gè)狀態(tài)空間內(nèi)有四個(gè)狀態(tài)。因此，數(shù)列包括四個(gè)數(shù)，狀態(tài)空間內(nèi)的每個(gè)狀態(tài)一個(gè)數(shù)。連接到狀態(tài)節(jié)點(diǎn)的分支可能以硬件、固件或軟件或以上的組合實(shí)現(xiàn)，諸如寄存器列或變量，或其組合。寄存器或其變量帶有的值可能表示分支攜帶的消息。
一般，節(jié)點(diǎn)可能在硬件內(nèi)以帶有多個(gè)輸入和輸出的邏輯電路形式實(shí)現(xiàn)。節(jié)點(diǎn)還可能在軟件/固件內(nèi)以函數(shù)或子程序的形式實(shí)現(xiàn)。節(jié)點(diǎn)不一定在任何時(shí)候都存儲(chǔ)或保留有信息。節(jié)點(diǎn)可能由進(jìn)入消息“更新”。當(dāng)節(jié)點(diǎn)被“更新”時(shí)，節(jié)點(diǎn)根據(jù)在其進(jìn)入分支處消息的當(dāng)前值在其所有流出分支上輸出消息。節(jié)點(diǎn)的輸出分支上的消息類(lèi)型還取決于節(jié)點(diǎn)類(lèi)型。
信道節(jié)點(diǎn)614-16通過(guò)接收與對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)碼元相關(guān)的信道輸出而經(jīng)更新。解調(diào)器19內(nèi)的相關(guān)器可能為每個(gè)數(shù)據(jù)碼元輸出信道輸出。例如，與數(shù)據(jù)碼元Xi、Yi和Zk相關(guān)的信道輸出相應(yīng)地更新信道節(jié)點(diǎn)614、615和616。當(dāng)更新信道節(jié)點(diǎn)時(shí)，從信道節(jié)點(diǎn)傳遞消息到相應(yīng)的碼元節(jié)點(diǎn)。例如，在數(shù)據(jù)碼元Xi的情況下，在與數(shù)據(jù)碼元Xi相關(guān)的信道節(jié)點(diǎn)614處接收到Xi的信道輸出后，信道節(jié)點(diǎn)614通過(guò)將消息從信道節(jié)點(diǎn)614傳遞到碼元節(jié)點(diǎn)601而經(jīng)更新。從信道節(jié)點(diǎn)614傳遞到碼元節(jié)點(diǎn)601的消息可能等于碼元Xi信道輸出的對(duì)數(shù)似然比M(R,xi)=log(P(xi=1|R)P(xi=0|R)).]]>例如，如果碼元Xi是BPSK調(diào)制，使得1作為正電壓被發(fā)送，0作為負(fù)電壓被發(fā)送，且在AWGN信道上作為電壓被接收到，由實(shí)數(shù)ri表示，則消息可能等于M(R,xi)=log(P(xi=1|ri)P(xi=0|ri))=4(EsN0)·ri,]]>其中Es/No表示信道的碼元SNR。對(duì)于在一時(shí)刻的數(shù)據(jù)碼元，信道節(jié)點(diǎn)可能只需要被更新一次。信道節(jié)點(diǎn)可能通過(guò)接收信道輸出而經(jīng)更新。
碼元節(jié)點(diǎn)可能通過(guò)在連接分支上接收消息而經(jīng)更新。碼元節(jié)點(diǎn)可能連到多個(gè)節(jié)點(diǎn)。例如，碼元節(jié)點(diǎn)Xi601連到信道節(jié)點(diǎn)614、Ci節(jié)點(diǎn)609和Dk節(jié)點(diǎn)612。當(dāng)更新碼元節(jié)點(diǎn)時(shí)，由進(jìn)入消息的和確定流出的消息。以下的記號(hào)可能有用。當(dāng)更新碼元節(jié)點(diǎn)α?xí)r，來(lái)自碼元節(jié)點(diǎn)α的流出消息被評(píng)估如下M(α,β)=Σβ′≠βM(β′,α).]]>在連到節(jié)點(diǎn)α的所有其它節(jié)點(diǎn)(β′)的所有進(jìn)入消息上求和。觸發(fā)節(jié)點(diǎn)α的更新的來(lái)自節(jié)點(diǎn)β的進(jìn)入消息M(β，α)在確定來(lái)自節(jié)點(diǎn)α到β的輸出消息M(α，β)時(shí)不被使用。在碼元節(jié)點(diǎn)Xi601的情況下，當(dāng)在進(jìn)入分支650、653和659上接收到消息時(shí)更新節(jié)點(diǎn)。分支650攜帶來(lái)自Ci節(jié)點(diǎn)609的消息M(Ci，Xi)。分支653攜帶來(lái)自信道節(jié)點(diǎn)614的消息。到Dk節(jié)點(diǎn)612的輸出消息在分支652上被攜帶。如果該更新是由于在分支650上接收消息M(Ci，Xi)，則在分支651上不發(fā)送輸出消息M(Xi，Ci)，因此，只發(fā)送分支652上的流出消息M(Xi，Dk)。沒(méi)有從碼元節(jié)點(diǎn)到信道節(jié)點(diǎn)的流出消息。如果更新是因?yàn)樵诜种?59上接收到消息M(R，Xi)，則在分支652上發(fā)送到Dk節(jié)點(diǎn)612的消息會(huì)有來(lái)自信道節(jié)點(diǎn)Rx614的消息M(R，Xi)和來(lái)自Ci節(jié)點(diǎn)609消息M(Xi，Ci)的貢獻(xiàn)。類(lèi)似地，如果更新是因?yàn)樵诜种?59上接收了消息M(R，Xi)，則在分支651上發(fā)送到Ci節(jié)點(diǎn)609的消息會(huì)有來(lái)自信道節(jié)點(diǎn)Rx614的消息M(R，Xi)和來(lái)自Dk節(jié)點(diǎn)612的消息M(Dk，Xi)的貢獻(xiàn)。
在一實(shí)施例中，與公共時(shí)刻相關(guān)的進(jìn)入消息幾乎在同一時(shí)間到達(dá)一節(jié)點(diǎn)。因此，外出消息通過(guò)獲得所有與公共時(shí)刻相關(guān)的進(jìn)入消息而被觸發(fā)。當(dāng)消息實(shí)質(zhì)上不在相同時(shí)間到達(dá)每個(gè)節(jié)點(diǎn)，與一時(shí)刻相關(guān)的進(jìn)入消息不觸發(fā)與另一時(shí)刻相關(guān)的流出消息。
狀態(tài)節(jié)點(diǎn)還由在連接的分支上接收消息而被更新。為了更新一狀態(tài)節(jié)點(diǎn)，狀態(tài)節(jié)點(diǎn)在進(jìn)入分支上將從連接的計(jì)算節(jié)點(diǎn)接收到的消息傳遞到在流出分支上的另一連接的計(jì)算節(jié)點(diǎn)。狀態(tài)節(jié)點(diǎn)只連接到計(jì)算節(jié)點(diǎn)。狀態(tài)節(jié)點(diǎn)一般將來(lái)自計(jì)算節(jié)點(diǎn)的進(jìn)入消息傳遞到另一計(jì)算節(jié)點(diǎn)。狀態(tài)節(jié)點(diǎn)Si節(jié)點(diǎn)605連到計(jì)算節(jié)點(diǎn)Ci609和Ci+1節(jié)點(diǎn)610。狀態(tài)Si-1節(jié)點(diǎn)604連接到Ci-1節(jié)點(diǎn)608和Ci節(jié)點(diǎn)609。當(dāng)狀態(tài)Si節(jié)點(diǎn)通過(guò)在進(jìn)入分支665上從Ci節(jié)點(diǎn)接收到消息M(Ci，Si)而被更新時(shí)，消息M(Ci，Si)在流出分支667上作為消息M(Si，Ci+1)而傳遞到Ci+1節(jié)點(diǎn)610。當(dāng)狀態(tài)Si節(jié)點(diǎn)605通過(guò)在進(jìn)入分支668上接收到消息M(Ci+1，Si)時(shí)，消息M(Ci+1，Si)在流出分支666上作為消息M(Si，Ci)傳遞到Ci節(jié)點(diǎn)609。當(dāng)更新?tīng)顟B(tài)Si-1節(jié)點(diǎn)604、狀態(tài)σk節(jié)點(diǎn)607和狀態(tài)σk-1節(jié)點(diǎn)時(shí)實(shí)行類(lèi)似的操作。
為了描述在計(jì)算節(jié)點(diǎn)處流出消息的評(píng)估，描述了一些與組成節(jié)點(diǎn)相關(guān)的網(wǎng)格圖相關(guān)的記號(hào)。網(wǎng)格圖的每個(gè)分支將狀態(tài)s連接到狀態(tài)t，且在第一和第二組成編碼401和402情況下用2個(gè)二進(jìn)制碼元標(biāo)出。只有一定的狀態(tài)對(duì)才在網(wǎng)格圖內(nèi)被連接。與第一組成編碼401相關(guān)的網(wǎng)格圖內(nèi)的每個(gè)分支被標(biāo)為(f[s，t]，g[s，t])。類(lèi)似地，與第二組成編碼402相關(guān)的網(wǎng)格圖的每個(gè)分支將狀態(tài)s連接到狀態(tài)t，被表示為(f′[s，t]，g′[s，t])。f[s，t]表示系統(tǒng)碼元(即Xi)，g[s，t]表示與第一組成編碼401相關(guān)的一致校驗(yàn)碼元(即Yi和Zk)。f′[s，t]表示系統(tǒng)碼元(即Xi)，g′[s，t](即Yi和Zk)表示與第二組成編碼402相關(guān)的一致校驗(yàn)碼元。領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員可以理解數(shù)據(jù)碼元Xi是系統(tǒng)碼元，而Yi和Zk是與turbo碼相關(guān)的一致校驗(yàn)碼元。
從計(jì)算節(jié)點(diǎn)到狀態(tài)節(jié)點(diǎn)的流出消息是一數(shù)列的形式。狀態(tài)節(jié)點(diǎn)將消息從計(jì)算節(jié)點(diǎn)傳遞到另一計(jì)算節(jié)點(diǎn)，如解釋的。因此，來(lái)自狀態(tài)節(jié)點(diǎn)的流出消息也是數(shù)列的形式。數(shù)列的長(zhǎng)度等于網(wǎng)格圖的每個(gè)狀態(tài)空間內(nèi)狀態(tài)數(shù)。例如，在消息M(Ci，Si)從計(jì)算節(jié)點(diǎn)Ci節(jié)點(diǎn)609到狀態(tài)節(jié)點(diǎn)Si節(jié)點(diǎn)605的情況中，M(Ci，Si)[s]表示消息M(Ci，Si)內(nèi)數(shù)列的第s個(gè)分量。類(lèi)似地，M(Si，Ci)[s]表示從狀態(tài)節(jié)點(diǎn)到計(jì)算節(jié)點(diǎn)的消息M(Si，Ci)的第s個(gè)分量。來(lái)自計(jì)算Ci節(jié)點(diǎn)609的流出消息評(píng)估如下M(Ci,Si)[t]=log[Σsexp[M(Si-1,Ci)[s]+f[s,t]M(xi,Ci)+g[s,t]M(yi,Ci)]]]]>
M(Ci,Si-1)[s]=log[Σtexp[M(Si,Ci)[t]+f[s,t]M(xi,Ci)+g[s,t]M(yi,Ci)]]]]>M(Ci,xi)=log[Σf(s,t)=1exp[M(Si-1,Ci)[s]+M(Si,Ci)[t]+g[s,t]M(yi,Ci)]]]]>-log[Σf(s,t)=0exp[M(Si-1,Ci)[s]+M(Si,Ci)[t]+g[s,t]M(yi,Ci)]]]]>其中加法限止在狀態(tài)s和t時(shí)，使得在網(wǎng)格圖內(nèi)從狀態(tài)s到狀態(tài)t有一分支。即使示出分支657(點(diǎn)劃線)，從計(jì)算Ci節(jié)點(diǎn)609到碼元節(jié)點(diǎn)Yi602的流出消息可能不存在。由于碼元節(jié)點(diǎn)Yi602發(fā)送消息僅到Ci節(jié)點(diǎn)609，則節(jié)點(diǎn)Yi602不接收來(lái)自Ci節(jié)點(diǎn)609的消息。類(lèi)似地，來(lái)自計(jì)算節(jié)點(diǎn)Dk612的消息評(píng)估如下M(Dk,σk)[t]=log[Σsexp[M(σk-1,Dk)[s]+f′[s,t]M(xk,Ck)+g′[s,t]M(zk,Dk)]]]]>M(Dk,σk-1)[t]=log[Σtexp[M(σk,Dk)[t]+f′[s,t]M(xk,Ck)+g′[s,t]M(zk,D,)]]]]>M(Dk,xk)[t]=log[Σf′(s,t)=1exp[M(σk-1,Dk)[s]+M(σk,Dk)[t]+g′[s,t]M(zk,Dk)]]]]>-log[Σf′(s,t)=0exp[M(σk-1,Dk)[s]+M(σk,Dk)[t]+g′[s,t]M(zk,Dk)]]]]>即使示出分支654(點(diǎn)劃線)，來(lái)自計(jì)算節(jié)點(diǎn)Dk609到碼元節(jié)點(diǎn)Zk的流出消息可能不存在。由于碼元節(jié)點(diǎn)Zk603發(fā)送消息只到Dk節(jié)點(diǎn)603，所以節(jié)點(diǎn)Zk603不接收來(lái)自Dk節(jié)點(diǎn)603的消息。
以上的計(jì)算使用基本的數(shù)學(xué)操作，通常定義為φ(u1,u2,Λ,un)=log[Σi=1nexp(ui)]]]>可以簡(jiǎn)單地看出以上的n列的操作可能通過(guò)二進(jìn)制操作的串接而實(shí)現(xiàn)φ(u1，u2，Λ，un)＝φ(u1，φ(u2，φ(u3，Λ，φ(un-1，un)))另外，二進(jìn)制操作可以被實(shí)現(xiàn)為φ(u1，u2)＝Max(u1，u2)+log[1+exp(-|u1-u2|]＝Max(u1，u2)+ψ(|u1-u2|)實(shí)際上，函數(shù)ψ(|u1-u2|)使用小查詢(xún)表而近似。當(dāng)觸發(fā)計(jì)算節(jié)點(diǎn)時(shí)，以下的步驟可能按順序發(fā)生(1)更新所有連接到計(jì)算節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)節(jié)點(diǎn)和碼元節(jié)點(diǎn)，以及(2)更新計(jì)算節(jié)點(diǎn)本身。
根據(jù)不同實(shí)施例的傳遞解碼算法的消息包括一次更新所有信道節(jié)點(diǎn)，然后根據(jù)觸發(fā)調(diào)度觸發(fā)計(jì)算節(jié)點(diǎn)。一般，計(jì)算節(jié)點(diǎn)在解碼過(guò)程中根據(jù)調(diào)度而被觸發(fā)若干次。來(lái)自計(jì)算節(jié)點(diǎn)的流出消息經(jīng)初始化，并調(diào)度更新觸發(fā)。
對(duì)于初始化過(guò)程，來(lái)自所有計(jì)算節(jié)點(diǎn)到碼元節(jié)點(diǎn)的消息被初始化為0。從計(jì)算節(jié)點(diǎn)到狀態(tài)節(jié)點(diǎn)的流出消息的每個(gè)分量被初始化為-log(M)，其中M是網(wǎng)格圖內(nèi)每個(gè)狀態(tài)空間內(nèi)的狀態(tài)數(shù)。如果組成編碼器被已知在編碼前處于零狀態(tài)，則處理在時(shí)間“0”時(shí)被初始化，對(duì)于網(wǎng)格圖內(nèi)所有非零狀態(tài)s，M(C0，S0)
＝M(D0，σ0)
＝0以及M(C0，S0)[s]＝M(D0，σ0)[s]＝-∞。類(lèi)似地，如果組成編碼器已知在編碼的結(jié)尾處處于零狀態(tài)，對(duì)所有非零狀態(tài)s，過(guò)程可能初始化M(CN+1，SN)
＝M(DN+1，σN)
＝0和M(CN+1，SN)[s]＝M(DN+1，σN)[s]＝-∞。
參考圖7，圖700根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例描述了對(duì)應(yīng)不同時(shí)刻的不同節(jié)點(diǎn)間的消息流。與編碼后的數(shù)據(jù)碼元Xi、Yi和Zk相關(guān)的信道輸出可能存儲(chǔ)在解調(diào)器19的存儲(chǔ)器元件內(nèi)。這樣，對(duì)不同時(shí)刻與編碼后數(shù)據(jù)碼元Xi、Yi和Zk相關(guān)的信道輸出可能對(duì)于解碼過(guò)程在相同時(shí)刻都可供使用。與對(duì)應(yīng)時(shí)刻“i-1”、“i”和“i+1”的數(shù)據(jù)碼元Xi-1、Xi和Xi+1相關(guān)的信道輸出被傳遞到碼元節(jié)點(diǎn)701。可能還形成狀態(tài)Si-2、Si-1、Si和Si+1節(jié)點(diǎn)702以連接計(jì)算Ci-2、Ci-1、Ci、Ci+1和Ci+2節(jié)點(diǎn)704。狀態(tài)σk-2、σk-1、σk和σk+1節(jié)點(diǎn)705還可能被形成以連接計(jì)算Dk-2、Dk-1、Dk、Dk+1和Dk+2節(jié)點(diǎn)706。與對(duì)應(yīng)時(shí)刻“i-1”、“i”和“i+1”的數(shù)據(jù)碼元Yi-1、Yi和Yi+1相關(guān)的信道數(shù)據(jù)被傳遞到碼元節(jié)點(diǎn)707。與對(duì)應(yīng)時(shí)刻“k-1”、“k”和“k+1”的數(shù)據(jù)碼元Zk-1、Zk和Zk+1相關(guān)的信道輸出被傳遞到碼元節(jié)點(diǎn)708。雖然圖700描述了對(duì)應(yīng)三個(gè)時(shí)刻的消息傳遞流，領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員可以理解圖700可以擴(kuò)展到包括所有從1到N的時(shí)刻。根據(jù)一實(shí)施例，所有的計(jì)算節(jié)點(diǎn)704和706可能基本同時(shí)被觸發(fā)。這樣，在一步驟內(nèi)，一次更新了所有的計(jì)算節(jié)點(diǎn)。每次更新所有計(jì)算節(jié)點(diǎn)時(shí)，解碼過(guò)程完成解碼迭代。計(jì)算節(jié)點(diǎn)704和706的同時(shí)觸發(fā)可能被重復(fù)以獲得解碼過(guò)程的一次或多次迭代。
在另一實(shí)施例中，計(jì)算節(jié)點(diǎn)可能以在C0，C1，C2，...，CN，CN-1，CN-2，CN-3，...C2，C1，C0，D0，D1，D2，...，DN，DN-1，DN-2，DN-3，...D2，D1，D0順序被觸發(fā)，以獲得帶有全MAP解碼的常規(guī)turbo解碼算法的單一迭代。計(jì)算節(jié)點(diǎn)C0，C1，C2，...，CN序列可能被分成幾個(gè)重疊的子模塊，且節(jié)點(diǎn)在每個(gè)子模塊內(nèi)按順序被觸發(fā)，但同時(shí)在所有子模塊內(nèi)進(jìn)行。可能獲得第一組成編碼的滑動(dòng)模塊MAP解碼的緊密的近似。節(jié)點(diǎn)D0，D1，D2，...，DN可能以同樣的方式被觸發(fā)以獲得帶有滑動(dòng)模塊MAP解碼的標(biāo)準(zhǔn)turbo解碼算法的近似。
一般，可能定義計(jì)算節(jié)點(diǎn)的(重疊)子集的任意集合，且還可能定義觸發(fā)子集的序列。在每個(gè)子集內(nèi)，節(jié)點(diǎn)可能以任何順序被觸發(fā)，或同時(shí)被觸發(fā)?；蛘撸蛄锌赡鼙灰?guī)定以對(duì)子集內(nèi)的每個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)進(jìn)行觸發(fā)。不同的子集可能以任何順序或同時(shí)被觸發(fā)。當(dāng)所有的計(jì)算節(jié)點(diǎn)被一次觸發(fā)，定義發(fā)生解碼迭代。完整的解碼過(guò)程可能包括幾次迭代。在第一組成編碼的計(jì)算節(jié)點(diǎn)的幾次觸發(fā)后，第二組成編碼的計(jì)算節(jié)點(diǎn)可能以類(lèi)似的方式被觸發(fā)。過(guò)程還可能根據(jù)實(shí)施例在預(yù)定次數(shù)的迭代后完成。過(guò)程還可能根據(jù)實(shí)施例以動(dòng)態(tài)的方式在多次迭代后完成。當(dāng)生成可接受質(zhì)量水平的可接受系統(tǒng)數(shù)據(jù)碼元(Xi)集合時(shí)過(guò)程完成。在碼元節(jié)點(diǎn)Xi601處的數(shù)據(jù)碼元Xi的值可能在每次迭代后通過(guò)循環(huán)冗余校驗(yàn)(CRC)。如果CRC通過(guò)，則解碼操作可能完成，且不需要另外的迭代。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，這里揭示的結(jié)合這里描述的實(shí)施例所描述的各種說(shuō)明性的邏輯框、模塊、電路和算法步驟可以用電子硬件、計(jì)算機(jī)軟件或兩者的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)。為清楚地說(shuō)明硬件和軟件的可互換性，各種說(shuō)明性的組件、方框、模塊、電路和步驟一般按照其功能性進(jìn)行闡述。這些功能性究竟作為硬件或軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)取決于整個(gè)系統(tǒng)所采用的特定的應(yīng)用程序和設(shè)計(jì)。技術(shù)人員可以以多種方式對(duì)每個(gè)特定的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)描述的功能，但該種實(shí)現(xiàn)決定不應(yīng)解釋為引起任何從本發(fā)明范圍的偏離。
各種用在此的說(shuō)明性實(shí)施例揭示的邏輯框、模塊和電路的實(shí)現(xiàn)或執(zhí)行可以用通用處理器、數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)或其它處理器、專(zhuān)用集成電路(ASIC)、現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列(FPGA)或其它可編程邏輯器件、離散門(mén)或晶體管邏輯、離散硬件組件或任何以上的組合以實(shí)現(xiàn)在此描述的功能。通用處理器最好是微處理器，然而或者，處理器可以是任何常規(guī)的處理器、控制器、微控制器或狀態(tài)機(jī)。處理器可以實(shí)現(xiàn)為計(jì)算設(shè)備的組合，例如DSP和微處理器的組合、多個(gè)微處理器、一個(gè)或多個(gè)結(jié)合DSP內(nèi)核的微處理器或任何該種配置。
在此結(jié)合實(shí)施例揭示的方法步驟或算法可能直接在硬件內(nèi)、處理器執(zhí)行的軟件模塊或兩者的組合內(nèi)執(zhí)行。軟件模塊可以駐留于RAM存儲(chǔ)器、快閃(flash)存儲(chǔ)器、ROM存儲(chǔ)器、EPROM存儲(chǔ)器、EEPROM存儲(chǔ)器、寄存器、硬盤(pán)、可移動(dòng)盤(pán)、CD-ROM、或本領(lǐng)域中已知的其它任意形式的存儲(chǔ)媒體中。一示范處理器最好耦合到處理器使處理器能夠從存儲(chǔ)介質(zhì)讀取寫(xiě)入信息?；蛘?，存儲(chǔ)介質(zhì)可能整合到處理器。處理器和存儲(chǔ)介質(zhì)可駐留于專(zhuān)用集成電路ASIC中。ASIC可以駐留于用戶(hù)終端內(nèi)?；蛘撸幚砥骱痛鎯?chǔ)介質(zhì)可以駐留于用戶(hù)終端的離散元件中。
上述優(yōu)選實(shí)施例的描述使本領(lǐng)域的技術(shù)人員能制造或使用本發(fā)明。這些實(shí)施例的各種修改對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是顯而易見(jiàn)的，這里定義的一般原理可以被應(yīng)用于其它實(shí)施例中而不使用創(chuàng)造能力。因此，本發(fā)明并不限于這里示出的實(shí)施例，而要符合與這里揭示的原理和新穎特征一致的最寬泛的范圍。
權(quán)利要求
1.在通信系統(tǒng)中，一種用于對(duì)在信道上發(fā)送的經(jīng)turbo編碼的數(shù)據(jù)碼元序列解碼的方法，其特征在于包括根據(jù)接收到的信道輸出更新信道節(jié)點(diǎn)Rx、Ry和Rz；初始化來(lái)自碼元節(jié)點(diǎn)Xi、Yi和Zk的流出消息，其中所述碼元節(jié)點(diǎn)Xi、Yi和Zk與所述的信道節(jié)點(diǎn)Rx、Ry和Rz通信；以及根據(jù)觸發(fā)調(diào)度，觸發(fā)與不同時(shí)刻相關(guān)的計(jì)算節(jié)點(diǎn)C和D的更新，其中計(jì)算節(jié)點(diǎn)Ci與所述的碼元節(jié)點(diǎn)Xi和Yi通信，且計(jì)算節(jié)點(diǎn)Dk與所述的碼元節(jié)點(diǎn)Xi和Zk通信。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述計(jì)算節(jié)點(diǎn)Ci與和第一組成節(jié)點(diǎn)相關(guān)的狀態(tài)節(jié)點(diǎn)Si和Si-1通信，且所述的計(jì)算節(jié)點(diǎn)Dk與和第二組成編碼相關(guān)的狀態(tài)節(jié)點(diǎn)σk和σk-1通信，其中所述的第一和第二組成編碼與用于對(duì)所述的編碼后數(shù)據(jù)碼元序列編碼的所述通信系統(tǒng)內(nèi)的turbo碼相關(guān)。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于在所述的碼元節(jié)點(diǎn)Xi處接收碼元Xi的值作為碼元Xi在所述的計(jì)算節(jié)點(diǎn)C和D的所述觸發(fā)更新的至少一次迭代后的值。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的觸發(fā)調(diào)度包括基本同時(shí)在不同的時(shí)刻觸發(fā)所述的計(jì)算節(jié)點(diǎn)C和D。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的觸發(fā)調(diào)度包括在C0，C1，C2，...，CN，CN-1，CN-2，CN-3，...C2，C1，C0，D0，D1，D2，...，DN，DN-1，DN-2，DN-3，...D2，D1，D0序列內(nèi)在不同的時(shí)刻觸發(fā)所述的計(jì)算節(jié)點(diǎn)C和D。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于還包括在時(shí)刻C0，C1，C2，...，CN處將所述計(jì)算節(jié)點(diǎn)C分成至少兩個(gè)子集，其中所述的觸發(fā)調(diào)度包括在每個(gè)子集的不同時(shí)刻處在序列內(nèi)觸發(fā)計(jì)算節(jié)點(diǎn)C的更新。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于為所述的觸發(fā)更新在每個(gè)子集內(nèi)在不同時(shí)刻確定所述序列。
8.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于在所述至少兩個(gè)子集內(nèi)不同時(shí)刻的計(jì)算節(jié)點(diǎn)C的所述觸發(fā)同時(shí)發(fā)生。
9.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于所述至少兩個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)C的子集在不同時(shí)刻C0，C1，C2，...，CN有至少一個(gè)公共計(jì)算節(jié)點(diǎn)時(shí)刻。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于還包括將計(jì)算節(jié)點(diǎn)D在不同時(shí)刻D0，D1，D2，...，DN分為至少兩個(gè)子集，其中所述的觸發(fā)調(diào)度包括在每個(gè)子集內(nèi)的序列內(nèi)不同時(shí)刻處觸發(fā)計(jì)算節(jié)點(diǎn)D。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于包括為所述的觸發(fā)更新在每個(gè)子集內(nèi)不同時(shí)刻確定所述序列。
12.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于在所述至少兩個(gè)子集內(nèi)不同時(shí)刻的所述計(jì)算節(jié)點(diǎn)D的觸發(fā)同時(shí)發(fā)生。
13.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于在時(shí)刻D0，D1，D2，...，DN的所述計(jì)算節(jié)點(diǎn)D的子集有至少一個(gè)公共計(jì)算節(jié)點(diǎn)時(shí)刻。
14.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述更新包括對(duì)進(jìn)入消息求和以生成輸出消息，且輸出所述的用于更新的輸出消息。
15.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述根據(jù)所述接收到的信道輸出而更新所述信道節(jié)點(diǎn)Rx、Ry和Rz包括在所述信道節(jié)點(diǎn)Rx處接收與碼元Xi相關(guān)的所述信道輸出；在所述信道節(jié)點(diǎn)Ry處接收與碼元Yi相關(guān)的所述信道輸出；在所述信道節(jié)點(diǎn)Rz處接收與碼元Yk相關(guān)的所述信道輸出；根據(jù)所述接收到的信道輸出，從所述信道節(jié)點(diǎn)Rx將所述碼元Xi的似然性傳遞到所述碼元節(jié)點(diǎn)Xi；根據(jù)所述接收到的信道輸出，從所述信道節(jié)點(diǎn)Ry將所述碼元Yi的似然性傳遞到所述碼元節(jié)點(diǎn)Yi；以及根據(jù)所述接收到的信道輸出，從所述信道節(jié)點(diǎn)Ry將所述碼元Zk的似然性傳遞到所述碼元節(jié)點(diǎn)Zk。
16.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的初始化來(lái)自碼元節(jié)點(diǎn)Xi、Yi和Zk的流出消息包括將來(lái)自所述碼元節(jié)點(diǎn)Xi的消息傳遞到所述計(jì)算節(jié)點(diǎn)C的所述計(jì)算節(jié)點(diǎn)Ci，其中所述消息基于在所述碼元節(jié)點(diǎn)Xi處的進(jìn)入消息的和；將來(lái)自所述碼元節(jié)點(diǎn)Xi的消息傳遞到所述計(jì)算節(jié)點(diǎn)D的所述計(jì)算節(jié)點(diǎn)Dk，其中所述消息基于在所述碼元節(jié)點(diǎn)Xi處的進(jìn)入消息的和；將來(lái)自碼元節(jié)點(diǎn)Yi的消息傳遞到所述計(jì)算節(jié)點(diǎn)Ci，其中所述消息基于數(shù)據(jù)碼元Yi的所述似然性；以及將來(lái)自所述碼元節(jié)點(diǎn)Zk的消息傳遞到所述計(jì)算節(jié)點(diǎn)Dk，其中所述消息基于數(shù)據(jù)碼元Zk的所述似然性。
17.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述數(shù)據(jù)序列包括“N”個(gè)碼元數(shù)，其中所述序列內(nèi)的每個(gè)碼元由下標(biāo)“i”或“k”標(biāo)識(shí)，且其中所述的下標(biāo)“i”和“k”是對(duì)解碼過(guò)程中時(shí)刻的參考。
18.一種對(duì)在信道上通信的經(jīng)turbo編碼的數(shù)據(jù)碼元序列解碼的裝置，其特征在于包括信道節(jié)點(diǎn)Rx、Ry和Rz，用于接收信道輸出；碼元節(jié)點(diǎn)Xi、Yi和Zk，與所述信道節(jié)點(diǎn)Rx、Ry和Rz通信；狀態(tài)節(jié)點(diǎn)Si和Si-1，與turbo碼內(nèi)的第一組成編碼相關(guān)；狀態(tài)節(jié)點(diǎn)σk和σk-1，與所述turbo碼內(nèi)的第二組成編碼相關(guān)；計(jì)算節(jié)點(diǎn)Ci，與所述碼元節(jié)點(diǎn)Xi和Yi通信；以及計(jì)算節(jié)點(diǎn)Dk，與所述的碼元節(jié)點(diǎn)Xi和Zk通信，其中所述的計(jì)算節(jié)點(diǎn)Ci與所述的狀態(tài)節(jié)點(diǎn)Si和Si-1通信，且所述的計(jì)算節(jié)點(diǎn)Dk與所述的狀態(tài)節(jié)點(diǎn)σk和σk-1通信；計(jì)算節(jié)點(diǎn)Ci+1，與所述狀態(tài)節(jié)點(diǎn)Si通信；計(jì)算節(jié)點(diǎn)Ci-1，與所述的狀態(tài)節(jié)點(diǎn)Si-1通信；計(jì)算節(jié)點(diǎn)Dk+1，與所述的狀態(tài)節(jié)點(diǎn)σk通信；以及計(jì)算節(jié)點(diǎn)Dk-1，與所述的狀態(tài)節(jié)點(diǎn)σk+1通信，其中在不同時(shí)刻的計(jì)算節(jié)點(diǎn)C和D被配置為用于根據(jù)更新觸發(fā)調(diào)度的更新。
19.如權(quán)利要求18所述的裝置，其特征在于所述更新觸發(fā)調(diào)度包括在C0，C1，C2，...，CN，CN-1，CN-2，CN-3，...C2，C1，C0，C2，...，DN，...，DN，DN-1，DN-2，DN-3，...D2，D1，D0序列內(nèi)觸發(fā)所述計(jì)算節(jié)點(diǎn)C和D的更新。
20.如權(quán)利要求18所述的裝置，其特征在于所述更新觸發(fā)調(diào)度包括在至少兩個(gè)子集的劃分的計(jì)算節(jié)點(diǎn)C0，C1，C2，...，CN內(nèi)的序列內(nèi)以及至少兩個(gè)子集的劃分的計(jì)算節(jié)點(diǎn)D0，D1，D2，...，DN內(nèi)的序列內(nèi)觸發(fā)更新。
21.如權(quán)利要求18所述的裝置，其特征在于所述數(shù)據(jù)序列包括“N”個(gè)碼元數(shù)，其中每個(gè)序列內(nèi)的每個(gè)碼元用對(duì)應(yīng)用于所述狀態(tài)節(jié)點(diǎn)和所述計(jì)算節(jié)點(diǎn)的下標(biāo)“i”或“k”標(biāo)識(shí)。
22.一處理器，用于在信道上對(duì)經(jīng)turbo編碼的數(shù)據(jù)碼元序列解碼，其特征在于包括信道節(jié)點(diǎn)Rx、Ry和Rz，用于接收信道輸出；碼元節(jié)點(diǎn)Xi、Yi和Zk，與所述信道節(jié)點(diǎn)Rx、Ry和Rz通信；狀態(tài)節(jié)點(diǎn)Si和Si-1，與turbo編碼內(nèi)的第一組成編碼相關(guān)；狀態(tài)節(jié)點(diǎn)σk和σk-1，與所述turbo編碼內(nèi)的第二組成編碼相關(guān)；計(jì)算節(jié)點(diǎn)Ci，與所述碼元節(jié)點(diǎn)Xi和Yi通信；以及計(jì)算節(jié)點(diǎn)Dk，與所述的碼元節(jié)點(diǎn)Xi和Zk通信，其中所述的計(jì)算節(jié)點(diǎn)Ci與所述的狀態(tài)節(jié)點(diǎn)Si和Si-1通信，且所述的計(jì)算節(jié)點(diǎn)Dk與所述的狀態(tài)節(jié)點(diǎn)σk和σk-1通信；計(jì)算節(jié)點(diǎn)Ci+1，與所述狀態(tài)節(jié)點(diǎn)Si通信；計(jì)算節(jié)點(diǎn)Ci-1，與所述的狀態(tài)節(jié)點(diǎn)Si-1通信；計(jì)算節(jié)點(diǎn)Dk+1，與所述的狀態(tài)節(jié)點(diǎn)σk通信；以及計(jì)算節(jié)點(diǎn)Dk-1，與所述的狀態(tài)節(jié)點(diǎn)σk+1通信，其中在不同時(shí)刻的計(jì)算節(jié)點(diǎn)C和D用于根據(jù)更新觸發(fā)調(diào)度更新。
23.如權(quán)利要求22所述的處理器，其特征在于所述更新觸發(fā)調(diào)度包括在C0，C1，C2，...，CN，CN-2，CN-2，CN-3，...C2，C1，C0，D0，D1，D2，...，DN，DN-1，DN-2，DN-3，...D2，D1，D0序列內(nèi)的觸發(fā)所述計(jì)算節(jié)點(diǎn)C和D的更新。
24.如權(quán)利要求22所述的處理器，其特征在于所述數(shù)據(jù)序列包括“N”個(gè)碼元數(shù)，其中每個(gè)序列內(nèi)的每個(gè)碼元用對(duì)應(yīng)用于所述狀態(tài)節(jié)點(diǎn)和所述計(jì)算節(jié)點(diǎn)的下標(biāo)“i”或“k”標(biāo)識(shí)。
25.一種用于對(duì)在信道上通信的經(jīng)turbo編碼的數(shù)據(jù)碼元序列解碼的裝置，其特征在于包括信道節(jié)點(diǎn)Rx、Ry和Rz的裝置，用于接收信道輸出；碼元節(jié)點(diǎn)Xi、Yi和Zk的裝置，與所述信道節(jié)點(diǎn)Rx、Ry和Rz通信；狀態(tài)節(jié)點(diǎn)Si和Si-1的裝置，與turbo碼內(nèi)的第一組成編碼相關(guān)；狀態(tài)節(jié)點(diǎn)σk和σk-1的裝置，與所述turbo碼內(nèi)的第二組成編碼相關(guān)；計(jì)算節(jié)點(diǎn)Ci的裝置，與所述碼元節(jié)點(diǎn)Xi和Yi通信；以及計(jì)算節(jié)點(diǎn)Dk的裝置，與所述的碼元節(jié)點(diǎn)Xi和Zk通信，其中所述的計(jì)算節(jié)點(diǎn)Ci與所述的狀態(tài)節(jié)點(diǎn)Si和Si-1通信，且所述的計(jì)算節(jié)點(diǎn)Dk與所述的狀態(tài)節(jié)點(diǎn)σk和σk-1通信；計(jì)算節(jié)點(diǎn)Ci+1的裝置，與所述狀態(tài)節(jié)點(diǎn)Si通信；計(jì)算節(jié)點(diǎn)Ci-1的裝置，與所述的狀態(tài)節(jié)點(diǎn)Si-1通信；計(jì)算節(jié)點(diǎn)Dk+1的裝置，與所述的狀態(tài)節(jié)點(diǎn)σk通信；以及計(jì)算節(jié)點(diǎn)Dk-1的裝置，與所述的狀態(tài)節(jié)點(diǎn)σk+1通信，其中在不同時(shí)刻的計(jì)算節(jié)點(diǎn)C和D被配置為用于根據(jù)更新觸發(fā)調(diào)度的更新。
全文摘要
在通信系統(tǒng)10內(nèi)，一種方法和裝置對(duì)經(jīng)turbo編碼的數(shù)據(jù)碼元序列進(jìn)行解碼。信道節(jié)點(diǎn)R
文檔編號(hào)H04L1/00GK1602589SQ02823335
公開(kāi)日2005年3月30日 申請(qǐng)日期2002年9月24日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月25日
發(fā)明者N·T·辛德胡沙亞那, J·K·沃爾夫 申請(qǐng)人:高通股份有限公司