專(zhuān)利名稱(chēng)：特博碼解碼方法及其解碼器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及移動(dòng)通信領(lǐng)域中的信道編解碼技術(shù)，更具體地指一種可提高解碼性能的特博碼解碼方法及其解碼器。
在無(wú)線通信系統(tǒng)中，由于傳輸介質(zhì)的不均勻性和不穩(wěn)定性，傳輸?shù)男盘?hào)會(huì)受到時(shí)間擴(kuò)散、衰落等干擾影響，造成接收的比特有隨機(jī)性的差錯(cuò)。為了防止信道噪聲的干擾影響，需要采用一定的方式來(lái)提高信息的傳送可靠性和有效性。通過(guò)增加冗余度來(lái)降低誤碼率的糾錯(cuò)編碼方法，被時(shí)間證明是一類(lèi)有效可靠的重要手段。特別在移動(dòng)通信和衛(wèi)星通信系統(tǒng)中。糾錯(cuò)碼得到廣泛的技術(shù)應(yīng)用。
1993年Berrou等人提出了特博(Turbo，下同)碼，它是一種接近偽隨機(jī)編碼的可解碼。特博是一種回歸系統(tǒng)卷積碼(RSC)，這種編碼方式的優(yōu)越性來(lái)源于其獨(dú)特的碼結(jié)構(gòu)和迭代解碼算法。迭代解碼突破了最小碼距的設(shè)計(jì)思想，更接近香農(nóng)隨機(jī)碼的概念。
特博碼被證明是一種糾錯(cuò)能力很強(qiáng)的碼。它的編碼器是由兩個(gè)或多個(gè)子編碼器通過(guò)串聯(lián)或并聯(lián)的級(jí)聯(lián)方式構(gòu)成的，通常較普遍的特博碼編碼器是由兩個(gè)卷積碼編碼器并聯(lián)而成，輸入信息位一路直接送入子編碼器1，另一路經(jīng)過(guò)交織器后送入子編碼器2編碼，編完后的數(shù)據(jù)再經(jīng)過(guò)打孔器打孔調(diào)制到合適的碼率輸出。如

圖1所示。
圖1是cdma2000和WCDMA提案中的特博碼編碼器的結(jié)構(gòu)，交織器的作用是對(duì)輸入數(shù)據(jù)的順序進(jìn)行重新編排，目的是調(diào)整權(quán)重的分布，使得子編碼器2輸入比特流的權(quán)重分布與子編碼器1的不同。打孔器對(duì)兩個(gè)子編碼器輸出的六路比特進(jìn)行打孔抽樣和并串轉(zhuǎn)換。
卷積碼編碼器通常用(n0，k0，m)來(lái)表示特征，n0是輸出比特，k0是輸入比特，m是寄存器個(gè)數(shù)。K表示約束長(zhǎng)度，即為卷積碼內(nèi)部移位寄存器的個(gè)數(shù)m加1。cdma2000提案中特博碼子(3，1，4)回歸系統(tǒng)卷積碼編碼器如圖2所示。
圖2所示的是一個(gè)R＝1/3碼率的回歸系統(tǒng)卷積碼編碼器(RSC)。20是移位寄存器，一共有三個(gè)移位寄存器，所以m＝3，K＝4。22是模2加法器。24是尾比特控制結(jié)構(gòu)，當(dāng)一幀數(shù)據(jù)輸入完畢后，需要對(duì)20寄存器清零，這是將尾比特控制器開(kāi)關(guān)切換到下方，通過(guò)三個(gè)節(jié)拍，將三個(gè)寄存器20內(nèi)的比特作為輸入依次清零。
寬帶碼分多址(WCDMA)提案中的特博碼編碼器的RSC子編碼器與圖2的相似，只是沒(méi)有Y1的輸出端，也就是(2，1，3)的回歸系統(tǒng)卷積碼編碼器(RSC)。
特博碼的解碼器采用迭代遞推的方法，通過(guò)多次迭代來(lái)不斷提高解碼精度。圖3是特博碼解碼器的結(jié)構(gòu)，其中的33，34是指軟輸入軟輸出(SISO)解碼器。31是解打孔裝置，對(duì)應(yīng)于編碼器中打孔器的逆操作，32是解交織器，對(duì)應(yīng)于編碼器中交織器的逆操作，還原交織前的順序，35是符號(hào)判決器，當(dāng)輸入數(shù)據(jù)大于等于0時(shí)，輸出1；當(dāng)輸入數(shù)據(jù)小于0時(shí)，輸出0。
軟輸入軟輸出(SISO)解碼器主要分為最大后驗(yàn)概率解碼(MAP)和最大似然解碼(SOVA)兩種方法。
最大后驗(yàn)概率解碼(MAP)方法是基于回歸卷積編碼網(wǎng)格圖，通過(guò)前反向遞歸求得每一解碼比特的最大后驗(yàn)概率對(duì)數(shù)比(LLR)。 dk＝1 if^(dk)＞0 (2)dk＝0 if^(dk)≤0其中dk對(duì)應(yīng)編碼輸入數(shù)據(jù)；R1N是解碼器接收到的N組解碼數(shù)據(jù)。引入定義aki(m)=Pr(dk=i,Sk=m,R1k)Pr(R1k)=Pr(dk=i,Sk=m/R1k)----(3)]]>βk(m)=Pr(Rk+1N/Sk=m)Pr(Rk+1N/R1N)---(4)]]>
γi(Rk，m′，m)＝Pr(dk＝i，Rk，Sk＝m/Sk-1＝m′) (5)其中Sk＝m表示第K時(shí)刻的第m個(gè)狀態(tài)；α、β、γ分別對(duì)應(yīng)狀態(tài)轉(zhuǎn)移網(wǎng)格圖中的前項(xiàng)狀態(tài)度量、反向狀態(tài)度量和分支度量。此時(shí)解碼后驗(yàn)概率對(duì)數(shù)邏輯似然比(LLR)可表示為 α和β滿足如下遞推關(guān)系aki(m)=Σm′Σj=01γi(Rk,m′,m)ak-1j(m′)ΣmΣm′Σi=01Σj=01γi(Rk,m′,m)ak-1j(m′)---(7)]]>βk(m)=Σm′Σj=01γi(Rk+1,m′,m)βk+1(m′)ΣmΣm′Σi=01Σj=01γi(Rk+1,m′,m)akj(m′)---(8)]]>根據(jù)MAP解碼理論，最大后驗(yàn)概率解碼(MAP)方法由以下幾步完成步驟1初始化狀態(tài)度量α、βa0i(0)=1,a0i(m)=0--∀m≠0--i=0,1----(9)]]>βN(0)＝1，βN(m)＝0 m≠0(10)步驟2對(duì)接收到的每一碼元，計(jì)算分支度量γ和前項(xiàng)狀態(tài)度量α步驟3當(dāng)接收序列的α計(jì)算完成后，計(jì)算后項(xiàng)狀態(tài)度量β，并得到每一比特的后驗(yàn)概率對(duì)數(shù)邏輯似然比LLR，
通常MAP解碼方法主要按照上面三步進(jìn)行，整個(gè)解碼過(guò)程主要是分支度量γ、狀態(tài)度量α、β和LLR的計(jì)算。
由于標(biāo)準(zhǔn)MAP解碼中由很多指數(shù)和乘法運(yùn)算，因此MAP解碼的實(shí)現(xiàn)常在對(duì)數(shù)域進(jìn)行，這就是Log MAP。這樣標(biāo)準(zhǔn)MAP解碼中的乘法運(yùn)算就變成了加法，而加法運(yùn)算可采用Jacobian公式簡(jiǎn)化，用查找表的方式實(shí)現(xiàn)。Jacobian公式如下ln(ex+ey)＝max(x，y)+ln(1-exp{-|x-y|})max(x，y)+fc(|x-y|)(11)從標(biāo)準(zhǔn)MAP轉(zhuǎn)移到Log MAP，從算法上講是等效的。在初始時(shí)刻狀態(tài)度量的處理上，通常的方法是增大初始零狀態(tài)度量的權(quán)值，從而使得從初始零狀態(tài)發(fā)出的狀態(tài)轉(zhuǎn)移的狀態(tài)度量值比其他狀態(tài)度量值大。這樣在Log MAP解碼的實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，只需要按照MAP解碼的實(shí)現(xiàn)步驟，把整個(gè)解碼器的實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)移到對(duì)數(shù)域即可。
根據(jù)MAP解碼方法步驟，在MAP解碼的過(guò)程中，首先要進(jìn)行前項(xiàng)狀態(tài)度量α和后項(xiàng)狀態(tài)度量的初始化，其中，狀態(tài)度量按照(9)、(10)式進(jìn)行初始化，由于在標(biāo)準(zhǔn)MAP解碼中，在狀態(tài)轉(zhuǎn)移路徑上，當(dāng)前時(shí)刻的狀態(tài)度量由上一時(shí)刻的狀態(tài)度量和分支度量相乘得到，因此按照(9)、(10)式的初始化不會(huì)影響解碼結(jié)果。當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)MAP解碼轉(zhuǎn)移到對(duì)數(shù)域時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)MAP解碼中狀態(tài)度量計(jì)算中的相乘關(guān)系就變成了相加關(guān)系，這時(shí)無(wú)論進(jìn)行怎樣的初始化，在初始狀態(tài)度量的計(jì)算過(guò)程中都會(huì)引入多余的狀態(tài)轉(zhuǎn)移路徑，如圖4中虛線所示。
圖4中，圖4是前項(xiàng)狀態(tài)度量初始狀態(tài)轉(zhuǎn)移網(wǎng)格圖，圖5是后項(xiàng)狀態(tài)度量初始狀態(tài)轉(zhuǎn)移網(wǎng)格；43是狀態(tài)轉(zhuǎn)移路徑；44代表某一時(shí)刻編碼器的某一狀態(tài)。
在對(duì)初始狀態(tài)度量處理時(shí)，通常的方法是零狀態(tài)的狀態(tài)度量取一個(gè)較大的值，而其他狀態(tài)的狀態(tài)度量值取一個(gè)相對(duì)較小的的值，這樣盡量使得從零狀態(tài)轉(zhuǎn)移的狀態(tài)度量值占較大的權(quán)重。但即使采用加大初始零狀態(tài)狀態(tài)度量的方式，也不能完全消除附加多余轉(zhuǎn)移路徑的狀態(tài)度量對(duì)后級(jí)狀態(tài)度量的計(jì)算，這樣就相當(dāng)于在狀態(tài)度量的計(jì)算中引入了人為噪聲，從而影響解碼性能。
為此，本發(fā)明的目的是針對(duì)上述特博碼解碼方法因存在不能消除附加路徑狀態(tài)度量對(duì)后級(jí)狀態(tài)度量的計(jì)算而引入了人為噪聲以及影響解碼性能的缺點(diǎn)，提出一種屬于最大后驗(yàn)概率特博碼解碼方法及其解碼器。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案該特博碼解碼方法基于最大后驗(yàn)概率解碼方法，首先對(duì)輸入的解碼軟數(shù)據(jù)信息的前項(xiàng)狀態(tài)度量α、反向狀態(tài)度量β進(jìn)行初始化，該方法還包括以下步驟a，通過(guò)狀態(tài)網(wǎng)格圖對(duì)初始幾個(gè)時(shí)刻狀態(tài)度量進(jìn)行計(jì)算控制，以消除多余狀態(tài)度量的引入；b，對(duì)接收到的每一輸入解碼軟數(shù)據(jù)信息的碼元計(jì)算出分支度量γ和前項(xiàng)狀態(tài)度量α；c，當(dāng)上述的碼元前項(xiàng)狀態(tài)度量α計(jì)算完成后，計(jì)算后項(xiàng)狀態(tài)度量β，并得到每一比特的后驗(yàn)概率對(duì)數(shù)邏輯似然比LLR；d，經(jīng)過(guò)上面步驟多次迭代后，輸出軟輸出解碼信息。
一種特博碼解碼器，該解碼器基于最大后驗(yàn)概率的狀態(tài)轉(zhuǎn)移網(wǎng)格圖解碼器，它包括用于計(jì)算狀態(tài)轉(zhuǎn)移路徑中的分支度量值的分支度量γ計(jì)算模塊、用于計(jì)算狀態(tài)轉(zhuǎn)移中的狀態(tài)度量值的前項(xiàng)狀態(tài)度量α計(jì)算模塊及存儲(chǔ)器、用于計(jì)算狀態(tài)轉(zhuǎn)移中的狀態(tài)度量值的后項(xiàng)狀態(tài)度量β計(jì)算模塊及存儲(chǔ)器、對(duì)前項(xiàng)狀態(tài)度量α和后項(xiàng)狀態(tài)度量β的初始化的狀態(tài)度量初始化模塊、查找表、邏輯似然比計(jì)算模塊、產(chǎn)生軟輸入軟輸出解碼的控制信號(hào)的總控制模塊，分支度量γ計(jì)算模塊接收解碼輸入數(shù)據(jù)，其輸出接到前項(xiàng)狀態(tài)度量α計(jì)算模塊和后項(xiàng)狀態(tài)度量β計(jì)算模塊，前項(xiàng)狀態(tài)度量α計(jì)算模塊和后項(xiàng)狀態(tài)度量β計(jì)算模塊的計(jì)算結(jié)果分別存儲(chǔ)到α、β存儲(chǔ)器，查找表提供前項(xiàng)狀態(tài)度量α計(jì)算模塊、后項(xiàng)狀態(tài)度量β計(jì)算模塊、邏輯似然比計(jì)算模塊查表，α、β存儲(chǔ)器分別輸出到邏輯似然比計(jì)算模塊，該解碼器還包括α初始狀態(tài)度量計(jì)算控制模塊和β初始狀態(tài)度量計(jì)算控制模塊，α初始狀態(tài)度量計(jì)算控制模塊與狀態(tài)度量初始化模塊雙向接通，α初始狀態(tài)度量計(jì)算控制模塊和β初始狀態(tài)度量計(jì)算控制模塊分別對(duì)前項(xiàng)狀態(tài)度量α計(jì)算模塊和后項(xiàng)狀態(tài)度量β計(jì)算模塊進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)移路徑控制，總控制模塊提供整個(gè)解碼器的控制信號(hào)，該信號(hào)分別接到γ計(jì)算模塊、α初始狀態(tài)度量計(jì)算控制模塊和α計(jì)算模塊、β初始狀態(tài)度量計(jì)算控制模塊和β計(jì)算模塊。
由于本發(fā)明的方法在最大后驗(yàn)概率解碼方法的基礎(chǔ)上，增加了對(duì)通過(guò)狀態(tài)網(wǎng)格圖對(duì)初始幾個(gè)時(shí)刻狀態(tài)度量進(jìn)行計(jì)算控制，消除了多余狀態(tài)度量的引入；以及依本發(fā)明的方法而設(shè)計(jì)的解碼器中，增設(shè)了α初始狀態(tài)度量計(jì)算控制模塊和β初始狀態(tài)度量計(jì)算控制模塊，對(duì)前項(xiàng)狀態(tài)度量和初始后項(xiàng)狀態(tài)度量進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)移路徑控制以消除多余狀態(tài)度量的引入，可以提高狀態(tài)度量的精度和提高譯碼的性能。因此，經(jīng)過(guò)初始狀態(tài)度量計(jì)算控制處理的Log MAP解碼性能比沒(méi)有初始狀態(tài)度量計(jì)算控制的解碼性能提高大約有0.1db的性能增益。也就是說(shuō)在保證相同誤碼率的情況下，有初始狀態(tài)度量計(jì)算控制處理譯碼器可以容忍更差的輸入信號(hào)質(zhì)量(輸入信號(hào)信噪比更小)，在無(wú)線通信中，就可以減少發(fā)射機(jī)的功率，減少干擾，提高通信質(zhì)量。
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的解碼方法作一詳細(xì)地說(shuō)明圖1為傳統(tǒng)的特博碼編碼器結(jié)構(gòu)原理示意圖。
圖2為圖1中編碼器的子編碼器結(jié)構(gòu)原理示意圖。
圖3為對(duì)應(yīng)于圖1編碼器的傳統(tǒng)的解碼器結(jié)構(gòu)原理示意圖。
圖4為現(xiàn)有的解碼方法中的前項(xiàng)狀態(tài)度量初始狀態(tài)轉(zhuǎn)移網(wǎng)格圖。
圖5為現(xiàn)有的解碼方法中的后項(xiàng)狀態(tài)度量初始狀態(tài)轉(zhuǎn)移網(wǎng)格圖。
圖6為本發(fā)明的解碼器結(jié)構(gòu)原理示意圖。
為了盡可能提高解碼的性能，在Log MAP解碼過(guò)程中必須消除多余狀態(tài)轉(zhuǎn)移路徑的引入。在標(biāo)準(zhǔn)的MAP理論中，在計(jì)算前項(xiàng)狀態(tài)度量α和后項(xiàng)狀態(tài)度量β過(guò)程中，分支度量γ與前一時(shí)刻的狀態(tài)度量α是相乘關(guān)系數(shù)，那么在狀態(tài)度量計(jì)算時(shí)，只需要對(duì)初始時(shí)刻(前項(xiàng)狀態(tài)度量α對(duì)應(yīng)第一個(gè)時(shí)刻，后項(xiàng)狀態(tài)度量β對(duì)應(yīng)最后一個(gè)時(shí)刻按上述的公式(9)、(10)進(jìn)行初始化，這樣初始化為零的狀態(tài)度量與相應(yīng)狀態(tài)轉(zhuǎn)移度量γ的乘積仍然為零，因此應(yīng)不會(huì)引入多余的狀態(tài)度量對(duì)后面狀態(tài)度量的計(jì)算產(chǎn)生影響，但是在Log MAP運(yùn)算中，為了減少M(fèi)AP解碼的運(yùn)算量，所有的運(yùn)算都轉(zhuǎn)移到對(duì)數(shù)域進(jìn)行，這樣原來(lái)的相乘就變成對(duì)數(shù)域的相加，此時(shí)如果還按照公式(9)、(10)進(jìn)行狀態(tài)度量的初始化，由于狀態(tài)轉(zhuǎn)移度量不為零，在計(jì)算下一個(gè)狀態(tài)度量時(shí)就會(huì)引入多余的狀態(tài)度量值，這個(gè)多余的狀態(tài)度量值會(huì)影響后面的狀態(tài)度量值計(jì)算準(zhǔn)確性，因此對(duì)譯碼性能產(chǎn)生影響。
基于上述的考慮，本發(fā)明的方法是通過(guò)狀態(tài)轉(zhuǎn)移網(wǎng)格圖對(duì)初始幾個(gè)時(shí)刻狀態(tài)度量計(jì)算進(jìn)行控制，以消除多余狀態(tài)度量引入，具體解碼方法仍然是基于最大后驗(yàn)概率解碼方法，首先對(duì)輸入的解碼軟數(shù)據(jù)信息的前項(xiàng)狀態(tài)度量α、反向狀態(tài)度量β進(jìn)行初始化，該方法還包括以下步驟a，通過(guò)狀態(tài)網(wǎng)格圖對(duì)初始幾個(gè)時(shí)刻狀態(tài)度量進(jìn)行計(jì)算控制，以消除多余狀態(tài)度量的引入；b，對(duì)接收到的每一輸入解碼軟數(shù)據(jù)信息的碼元計(jì)算出分支度量γ和前項(xiàng)狀態(tài)度量α；c，當(dāng)上述的碼元前項(xiàng)狀態(tài)度量α計(jì)算完成后，計(jì)算后項(xiàng)狀態(tài)度量β，并得到每一比特的后驗(yàn)概率對(duì)數(shù)邏輯似然比LLR；d，經(jīng)過(guò)上面步驟多次迭代后，后輸出軟輸出解碼信息。
所述的步驟b中的分支度量γ和前項(xiàng)狀態(tài)度量α均是轉(zhuǎn)移概率，分支度量γ由信道模型和狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖決定，前項(xiàng)狀態(tài)度量α由公式(7)計(jì)算得到。
所述的步驟c中，當(dāng)碼元前項(xiàng)狀態(tài)度量α計(jì)算完成后，就按公式(8)計(jì)算碼元的后項(xiàng)狀態(tài)度量，在計(jì)算后項(xiàng)狀態(tài)度量β的同時(shí)就對(duì)每個(gè)碼元對(duì)應(yīng)的后驗(yàn)概率對(duì)數(shù)邏輯似然比LLR進(jìn)行計(jì)算。
所述的步驟d中，所述的多次迭代是指每次迭代解碼的對(duì)數(shù)似然比LLR輸出經(jīng)過(guò)解交織后作為下一次迭代解碼的輸入，經(jīng)過(guò)反復(fù)循環(huán)，最后輸出解碼信息。
在本發(fā)明的上述方法中，所謂初始幾個(gè)時(shí)刻的狀態(tài)度量含義是，按照狀態(tài)轉(zhuǎn)移網(wǎng)格圖(結(jié)合圖4、5所示)，在前項(xiàng)狀態(tài)度量和后項(xiàng)狀態(tài)度量的初始時(shí)刻并不是所有狀態(tài)進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)移，因此需要根據(jù)實(shí)際狀態(tài)轉(zhuǎn)移，對(duì)初始狀態(tài)度量的計(jì)算進(jìn)行控制，正如在背景技術(shù)中所描述的那樣，在對(duì)初始時(shí)刻狀態(tài)度量處理時(shí)，通常的方法是零狀態(tài)度量取一個(gè)較大的值，而其它狀態(tài)度量值取一個(gè)相對(duì)較小的值以盡量使從零狀態(tài)轉(zhuǎn)移的狀態(tài)度量值占較大的權(quán)重。
由于在狀態(tài)度量計(jì)算的初始時(shí)刻，并不是所有狀態(tài)進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)移，因此，如果不對(duì)初始計(jì)算進(jìn)行控制，就會(huì)對(duì)所有狀態(tài)進(jìn)行狀態(tài)度量的計(jì)算，這樣會(huì)引入多余狀態(tài)度量，這些多余狀態(tài)度量會(huì)對(duì)以后的狀態(tài)度量計(jì)算產(chǎn)生影響，從而降低譯碼性能。對(duì)初始時(shí)刻狀態(tài)度量進(jìn)行計(jì)算控制，就會(huì)消除多余狀態(tài)度量產(chǎn)生的影響，從而能提高譯碼的性能。
在傳統(tǒng)特博碼解碼器的軟輸入輸出(SISO)解碼器的基礎(chǔ)上，根據(jù)本發(fā)明的上述方法，該解碼器基于最大后驗(yàn)概率的狀態(tài)轉(zhuǎn)移網(wǎng)格圖解碼器，它仍然包括用于計(jì)算狀態(tài)轉(zhuǎn)移路徑中的分支度量值的分支度量γ計(jì)算模塊、用于計(jì)算狀態(tài)轉(zhuǎn)移中的狀態(tài)度量值的前項(xiàng)狀態(tài)度量α計(jì)算模塊及存儲(chǔ)器、用于計(jì)算狀態(tài)轉(zhuǎn)移中的狀態(tài)度量值的后項(xiàng)狀態(tài)度量β計(jì)算模塊及存儲(chǔ)器、對(duì)前項(xiàng)狀態(tài)度量α和后項(xiàng)狀態(tài)度量β的初始化的狀態(tài)度量初始化模塊、查找表、邏輯似然比計(jì)算模塊、產(chǎn)生軟輸入軟輸出解碼的控制信號(hào)的總控制模塊，分支度量γ計(jì)算模塊接收解碼輸入數(shù)據(jù)，其輸出接到前項(xiàng)狀態(tài)度量α計(jì)算模塊和后項(xiàng)狀態(tài)度量β計(jì)算模塊，前項(xiàng)狀態(tài)度量α計(jì)算模塊和后項(xiàng)狀態(tài)度量β計(jì)算模塊的計(jì)算結(jié)果分別存儲(chǔ)到α、β存儲(chǔ)器，查找表提供前項(xiàng)狀態(tài)度量α計(jì)算模塊、后項(xiàng)狀態(tài)度量β計(jì)算模塊、邏輯似然比計(jì)算模塊查表，α、β存儲(chǔ)器分別輸出到邏輯似然比計(jì)算模塊。該解碼器還包括α初始狀態(tài)度量計(jì)算控制模塊和β初始狀態(tài)度量計(jì)算控制模塊，α初始狀態(tài)度量計(jì)算控制模塊與狀態(tài)度量初始化模塊雙向接通，α初始狀態(tài)度量計(jì)算控制模塊和β初始狀態(tài)度量計(jì)算控制模塊分別對(duì)前項(xiàng)狀態(tài)度量α計(jì)算模塊和后項(xiàng)狀態(tài)度量β計(jì)算模塊進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)移路徑控制，總控制模塊提供整個(gè)解碼器的控制信號(hào)，該信號(hào)分別接到分支度量γ計(jì)算模塊、α初始狀態(tài)度量計(jì)算控制模塊和前項(xiàng)狀態(tài)度量α計(jì)算模塊、β初始狀態(tài)度量計(jì)算控制模塊和后項(xiàng)狀態(tài)度量β計(jì)算模塊。
請(qǐng)結(jié)合圖6所示，在該圖中，單元51是分支度量γ(Gamma)計(jì)算模塊，用于計(jì)算狀態(tài)轉(zhuǎn)移路徑中的分支度量值；單元52是前項(xiàng)狀態(tài)度量α(Alpha)計(jì)算模塊，用于計(jì)算狀態(tài)轉(zhuǎn)移中的前項(xiàng)狀態(tài)度量值；單元53是后項(xiàng)狀態(tài)度量β(Beta)計(jì)算模塊，用于計(jì)算狀態(tài)轉(zhuǎn)移中的后項(xiàng)狀態(tài)度量值；單元54是邏輯似然比LLR計(jì)算模塊，根據(jù)狀態(tài)度量值計(jì)算后驗(yàn)概率對(duì)數(shù)比；單元55是狀態(tài)度量初始化模塊，完成對(duì)前項(xiàng)狀態(tài)度量α和后項(xiàng)狀態(tài)度量β的初始化；單元56是一個(gè)八值查找表；單元57是α存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)計(jì)算得到的前項(xiàng)狀態(tài)度量值；單元58是β存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)計(jì)算得到的后項(xiàng)狀態(tài)度量值；單元59是總控制模塊，產(chǎn)生軟輸入軟輸出解碼的控制信號(hào)；單元5a是初始前項(xiàng)狀態(tài)度量α計(jì)算控制模塊，使得前項(xiàng)狀態(tài)度量的計(jì)算完全按照實(shí)際的狀態(tài)轉(zhuǎn)移路徑進(jìn)行(如圖4、4b中的實(shí)線所示)；單元5b是初始后項(xiàng)狀態(tài)度量β計(jì)算控制模塊，使得后項(xiàng)狀態(tài)度量的計(jì)算完全按照實(shí)際的狀態(tài)轉(zhuǎn)移路徑進(jìn)行。
本發(fā)明的方法和解碼器經(jīng)過(guò)了解碼定點(diǎn)仿真，經(jīng)過(guò)初始控制處理的Log MAP解碼性能比沒(méi)有初始控制的解碼性能提高大約有0.1dB的性能增益。
仿真條件解碼碼塊長(zhǎng)度5114解碼輸入數(shù)據(jù)6Bits量化沒(méi)有初始狀態(tài)度量計(jì)算控制模塊時(shí)，初始化如下ln[a0i(0)]=63,ln[a0i(m)]=0--∀m≠0--i=0,1---(12)]]>ln[βN(0)]＝63，ln[βN(m)]＝0 m≠0 (13)有初始狀態(tài)度量計(jì)算控制模塊時(shí)，仿真性能不受狀態(tài)度量初始值的影響。在保證相同誤碼率的情況下，有初始狀態(tài)度量計(jì)算控制處理譯碼器可以容忍更差的輸入信號(hào)質(zhì)量(輸入信號(hào)信噪比更小)，在無(wú)線通信中，就可以減少發(fā)射機(jī)的功率，減少干擾，提高通信質(zhì)量。在CDMA2000和WCDMA系統(tǒng)中，則可以減少基站的發(fā)射功率，提高小區(qū)的容量。
權(quán)利要求
1.一種特博碼解碼方法，該解碼方法基于最大后驗(yàn)概率的狀態(tài)轉(zhuǎn)移網(wǎng)格圖解碼的方法，首先對(duì)輸入的解碼軟數(shù)據(jù)信息碼元的前項(xiàng)狀態(tài)度量α、反向狀態(tài)度量β進(jìn)行初始化，其特征在于，該方法還包括以下步驟a，通過(guò)狀態(tài)網(wǎng)格圖對(duì)初始幾個(gè)時(shí)刻狀態(tài)度量進(jìn)行計(jì)算控制，以消除多余狀態(tài)度量的引入；b，對(duì)接收到的每一輸入解碼軟數(shù)據(jù)信息的碼元計(jì)算出分支度量γ和前項(xiàng)狀態(tài)度量α；c，當(dāng)上述的碼元前項(xiàng)狀態(tài)度量α計(jì)算完成后，計(jì)算后項(xiàng)狀態(tài)度量β，并得到每一比特的后驗(yàn)概率對(duì)數(shù)邏輯似然比LLR；d，經(jīng)過(guò)上面步驟多次迭代后，輸出軟輸出解碼信息。
2.如權(quán)利要求1所述的特博碼解碼方法，其特征在于所述的步驟b中的分支度量γ和前項(xiàng)狀態(tài)度量α均是轉(zhuǎn)移概率，分支度量γ由信道模型和狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖決定。
3.如權(quán)利要求1所述的特博碼解碼方法，其特征在于所述的步驟c中，在計(jì)算后項(xiàng)狀態(tài)度量β的同時(shí)就對(duì)每個(gè)碼元對(duì)應(yīng)的后驗(yàn)概率對(duì)數(shù)邏輯似然比LLR進(jìn)行計(jì)算。
4.如權(quán)利要求1所述的特博碼解碼方法，其特征在于所述的步驟d中，所述的多次迭代是指每次迭代解碼的對(duì)數(shù)似然比LLR輸出經(jīng)過(guò)解交織后作為下一次迭代解碼的輸入，經(jīng)過(guò)反復(fù)循環(huán)，最后輸出解碼信息。
5.一種特博碼解碼器，該解碼器基于最大后驗(yàn)概率的狀態(tài)轉(zhuǎn)移網(wǎng)格圖解碼器，它包括用于計(jì)算狀態(tài)轉(zhuǎn)移路徑中的分支度量值的分支度量γ計(jì)算模塊、用于計(jì)算狀態(tài)轉(zhuǎn)移中的狀態(tài)度量值的前項(xiàng)狀態(tài)度量α計(jì)算模塊及存儲(chǔ)器、用于計(jì)算狀態(tài)轉(zhuǎn)移中的狀態(tài)度量值的后項(xiàng)狀態(tài)度量β計(jì)算模塊及存儲(chǔ)器、對(duì)前項(xiàng)狀態(tài)度量α和后項(xiàng)狀態(tài)度量β的初始化的狀態(tài)度量初始化模塊、查找表、邏輯似然比計(jì)算模塊、產(chǎn)生軟輸入軟輸出解碼的控制信號(hào)的總控制模塊，分支度量γ計(jì)算模塊接收解碼輸入數(shù)據(jù)，其輸出接到前項(xiàng)狀態(tài)度量α計(jì)算模塊和后項(xiàng)狀態(tài)度量β計(jì)算模塊，前項(xiàng)狀態(tài)度量α計(jì)算模塊和后項(xiàng)狀態(tài)度量β計(jì)算模塊的計(jì)算結(jié)果分別存儲(chǔ)到α、β存儲(chǔ)器，查找表提供前項(xiàng)狀態(tài)度量α計(jì)算模塊、后項(xiàng)狀態(tài)度量β計(jì)算模塊、邏輯似然比計(jì)算模塊查表，α、β存儲(chǔ)器分別輸出到邏輯似然比計(jì)算模塊，其特征在于該解碼器還包括α初始狀態(tài)度量計(jì)算控制模塊和β初始狀態(tài)度量計(jì)算控制模塊，α初始狀態(tài)度量計(jì)算控制模塊與狀態(tài)度量初始化模塊雙向接通，α初始狀態(tài)度量計(jì)算控制模塊和β初始狀態(tài)度量計(jì)算控制模塊分別對(duì)前項(xiàng)狀態(tài)度量α計(jì)算模塊和后項(xiàng)狀態(tài)度量β計(jì)算模塊進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)移路徑控制，總控制模塊提供整個(gè)解碼器的控制信號(hào)，該信號(hào)分別接到γ計(jì)算模塊、α初始狀態(tài)度量計(jì)算控制模塊和α計(jì)算模塊、β初始狀態(tài)度量計(jì)算控制模塊和β計(jì)算模塊。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種特博碼解碼方法及其解碼器,該方法在最大后驗(yàn)概率解碼方法的基礎(chǔ)上,增加了對(duì)通過(guò)狀態(tài)網(wǎng)格圖對(duì)初始幾個(gè)時(shí)刻狀態(tài)度量進(jìn)行計(jì)算控制;該解碼器中增設(shè)了α和β初始狀態(tài)度量計(jì)算控制模塊,對(duì)前項(xiàng)狀態(tài)度量和初始后項(xiàng)狀態(tài)度量進(jìn)行控制以消除多余狀態(tài)度量的引入。本發(fā)明與比沒(méi)有初始狀態(tài)度量計(jì)算控制的解碼性能提高大約有0.1db的性能增益。
文檔編號(hào)H03M13/00GK1362789SQ01101350
公開(kāi)日2002年8月7日 申請(qǐng)日期2001年1月4日 優(yōu)先權(quán)日2001年1月4日
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