專利名稱：用于渦輪解碼器的預(yù)解碼器和恢復(fù)渦輪碼的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及應(yīng)用于渦輪(turbo)解碼器的預(yù)解碼器，尤其涉及用于恢復(fù)以穿孔的奇偶校驗(yàn)位傳輸?shù)臏u輪碼的穿孔部分(punctured parts)，并將該恢復(fù)的渦輪碼提供給渦輪解碼器的預(yù)解碼器。
背景技術(shù)：
一般來說，在無線電數(shù)字通信中，有一些用于向發(fā)送器添加糾錯(cuò)碼，并糾正解碼器中的錯(cuò)誤以便糾正信道中的錯(cuò)誤的方法。渦輪碼是用作可糾錯(cuò)編碼法之一。對(duì)需要高數(shù)據(jù)速率的信道，美國(guó)范圍(bound)的CDMA2000和歐洲范圍的W-CDMA中選擇了渦輪碼。眾所周知渦輪碼幾乎接近香農(nóng)極限，這是一種即使在低信號(hào)接收功率的情況下也能執(zhí)行迭代解碼的理論極限值。用于渦輪碼的解碼方法有維特比算法(SOVA)方法和最大后驗(yàn)概率(MAP)方法，眾所周知，與SOVA方法相比，MAP方法在好信道環(huán)境的加性高斯白噪聲(AWGN)環(huán)境中，有高出大約0.38dB的編碼增益，在具有壞頻道環(huán)境的瑞利衰落環(huán)境中，有高出大約3dB高的編碼增益。另外，即使在相同的MAP解碼方法中，以衰退的頻帶效率在編碼率R＝1/2下獲得高于在編碼率R＝1/3下獲得的編碼增益。因此，在很多情況下，用在編碼率R＝1/3的狀態(tài)下的穿孔在編碼率R＝1/2下執(zhí)行編碼。
圖1是顯示用于生成具有編碼率R＝1/3的渦輪碼的渦輪編碼器的視圖。該渦輪編碼器包括兩個(gè)并聯(lián)遞歸系統(tǒng)卷積(RSC)模塊RSC1和RSC2與交錯(cuò)器。信息位序列dk被輸入到第一RSC模塊RSC1，并且RSC模塊RSC1生成第一校驗(yàn)位流Y1k。同時(shí)，信息位序列dk被輸入到交錯(cuò)器，然后按幀單元儲(chǔ)存。輸入到交錯(cuò)器內(nèi)的信息位序列dk由交錯(cuò)器交錯(cuò)，交錯(cuò)的信息位序列dk’被輸入到第二RSC模塊RSC2。RSC模塊RSC2生成第二校驗(yàn)位流Y2k。
作為原樣輸入的信息位序列dk的Xk附加到第一和第二位流Y1k和Y2k，從而生成其符號(hào)序列X1、Y11、Y21、X2、Y22、X3、Y13、Y23、...的渦輪碼，并且在這種情況下，編碼率變成R＝1/3。這里，一般來說，奇偶校驗(yàn)位Yk獲得穿孔以增強(qiáng)傳輸效率，并且，像一般情況一樣，如果穿孔是根據(jù)交替穿孔奇偶校驗(yàn)位的各個(gè)流的法形成R＝1/2的穿孔，符號(hào)序列變得與X1、Y11、X2、Y22、...、X1N-1、YN-1、XN、Y2N一樣(這里N是偶數(shù))。用將傳輸?shù)叫诺赖亩M(jìn)制相移鍵控(BPSK)調(diào)制符號(hào)序列。即，1和0的符號(hào)序列被轉(zhuǎn)變成將傳輸?shù)叫诺乐械?1和-1傳輸符號(hào)。
各種噪聲加入到通過信道收到的傳輸符號(hào)中，這可以用如下的數(shù)學(xué)公式表達(dá)xk＝(2Xk-1)+Pkyk＝(2Yk-1)+Qk這里，Xk和xk分別是傳送的數(shù)據(jù)位流和收到的數(shù)據(jù)符號(hào)流，Yk和yk分別是傳送的奇偶校驗(yàn)位流和收到的奇偶符號(hào)流，Pk和Qk是彼此獨(dú)立的噪聲。
如圖2所示，使用MAP方法的渦輪解碼器的總體方框圖顯示成兩個(gè)串聯(lián)的解碼器Dec1和Dec2的形式。這種渦輪解碼器的原理描述如下。
收到的一幀的符號(hào)序列是RN1，表達(dá)為RN1＝(R1，...，Rk，......，RN)這里，RN1＝(xk，yk)是在時(shí)刻k收到的符號(hào)。
與將要解碼的RN1相關(guān)的似然比λk定義為λk＝P(dk＝1|RN1)/(P(dk＝0|RN1)這里，i＝0、1，(P(dk＝i|RN1)是信息位dk的后驗(yàn)概率。MAP方法是用于選擇信息位dk以便APP最大化的方法。
第一解碼器Dec1憑第一編碼器RSC1的信息位dk的先驗(yàn)比(A PrioriRatio)La(dk)、關(guān)于收到的信息符號(hào)的值L(xk)、收到的奇偶校驗(yàn)符號(hào)的值L(y1k)，生成信息位dk的非固有信息。由于dk的值用1和0構(gòu)成，而1的先驗(yàn)概率和0的先驗(yàn)概率可同樣假定為1/2并且值(1/2)/(1/2)等于1，所以第一解碼器Dec1的La(dk)在第一次迭代時(shí)變成0，它是因?yàn)楫?dāng)在對(duì)數(shù)域計(jì)算時(shí)1og 1＝0。L(xk)和L(yk)變成根據(jù)xk和yk的值乘以信道可靠性Lc獲得的值。用這樣的輸入值，第一解碼器Dec1的輸出L1(dk)包括下列公式中所示組合項(xiàng)。
L1(dk)＝La(dk)+L(xk)+Le1(dk)，
這里L(fēng)a(dk)和L(xk)項(xiàng)作為輸入項(xiàng)，如果將這些項(xiàng)從輸出中去除，則由第一解碼器Dec1產(chǎn)生的非固有信息變成Le1(dk)。這些項(xiàng)與每個(gè)dk相關(guān)，用作第二解碼器Dec2中的信息位的先驗(yàn)比(A priori Ratio)。
觀察在第一迭代期間的第二解碼器Dec2的輸入，信息位dk的先驗(yàn)率La(dk)變成從第一解碼器Dec1獲得的Le1(dk)，憑第二RSC模塊RSC2收到的信息符號(hào)的值L(xk)和關(guān)于收到的奇偶校驗(yàn)的符號(hào)的值L(y2k)被輸入給第二解碼器Dec2。這里，由于收到的奇偶校驗(yàn)符號(hào)是在發(fā)送器的迭代狀態(tài)下獲得的值，所以在交錯(cuò)后輸入用于先驗(yàn)率值的第一解碼器Dec1的信息符號(hào)值L(xk)和非固有信息Le1(dk)。第二解碼器Dec2的輸出L2(dk)用下列公式所示的組合項(xiàng)形成，即，L2(dk)＝La(dk)(＝Le1(dk))+L(xk‘)+Le2(dk)，這里，Le2(dk)是第二解碼器Dec2產(chǎn)生的非固有信息，在第二次迭代中，用于第一解碼器Dec1的先驗(yàn)概率值。
從發(fā)送器發(fā)送的奇偶校驗(yàn)符號(hào)和信息被調(diào)制成+1和-1，然后傳輸。盡管由于在信道上存在噪聲所以這種情況實(shí)際上不會(huì)發(fā)生，但如果在信道上沒有噪聲，+1接收為+1，-1接收為-1。在存在少量噪聲的情況下，受噪聲影響，使得接收偏離+1，如+0.9，+1.1，+0.8，+1.2等，-1也同樣。另外，通過將這樣收到的符號(hào)值乘以信道可靠性Lc獲得的值被輸入到渦輪解碼器。在信道是加性高斯白噪聲(AWGN)的情況下，Lc變成2/σ2并乘以收到的符號(hào)。至于第一解碼器Dec1，輸入的L(xk)和L(yk)是由各個(gè)收到的符號(hào)xk和yk乘以Lc產(chǎn)生的。
在第一解碼器Dec1中的第k時(shí)刻的信息位的非固有信息如下Le1(dk)＝Log(∑αk-1(s)γk(dk＝1)βk(s’)/∑αk-1(s)γkdk＝0)βk(s’))，其中αk-1(s)是在時(shí)刻k-1和狀態(tài)s下的前饋狀態(tài)量度，βk(s’)是在時(shí)刻k和狀態(tài)s’下的后饋狀態(tài)量度，γk(dk＝1)是在時(shí)刻k的分支量度，它的信息位的估計(jì)值是1(dk＝1)，而γk(dk＝0)也是在時(shí)刻k的分支量度，但它的信息位的估計(jì)值是0(dk＝0)。在時(shí)刻t＝0，通過在α0(s)使用收到的符號(hào)L(xk)和L(y1k)計(jì)算αk-1(s)，例如α0(s)、α2(s)、......而在時(shí)刻t＝N，通過在βn(s’)使用收到的符號(hào)L(xk)和L(y1k)計(jì)算βk(s’)，例如βN-1(s’)、βN-2(s’)，......即，它意味著第k個(gè)收到的符號(hào)用于αk-1(s)和βk(s’)的刷新。因此，使用迭代MAP方法的渦輪解碼可被稱為改進(jìn)所有符號(hào)的非固有信息的工作。
如上所述，在發(fā)送器內(nèi)編碼的渦輪碼被頻繁穿孔，然后在數(shù)字通訊系統(tǒng)中考慮到頻帶效率的情況下傳輸，例如穿孔具有編碼率R＝1/3到R＝1/2的編碼，等等。即，在發(fā)送器內(nèi)的編碼的符號(hào)，如(X1，Y11，X2，Y22，X3，Y13，X4，Y24，...，XN-1，Y1N-1，XN，Y2N)在接受器內(nèi)被接受為(x1，y11，x2，y22，x3，y13，x4，y24，...，xN-1，y1N-1，xN，y2N)。這些收到的符號(hào)被格式化成輸入串聯(lián)的解碼器中的Rk，輸入到第一解碼器Dec1中的收到的符號(hào)變成R1＝(x1，y11)，R2＝(x2，0)，R3＝(x3，y13)，R4＝(x4，0)，...，Rn＝(xn，0)，從而獲得每個(gè)信息位的非固有信息，輸入到第二解碼器Dec2中的收到的符號(hào)(在假設(shè)交錯(cuò)被忽略的情況下)變成R1＝(x1，0)，R2＝(x2，y22)，R3＝(x3，0)，R4＝(x4，y24)，......，Rn＝(xn，y2n)，從而使每個(gè)信息位的非固有信息得到改進(jìn)。這里，因?yàn)樵诮邮芷髦袥]有信息存在，因此用0替代穿孔的奇偶校驗(yàn)位，它妨礙非固有信息的改進(jìn)，并需要更多次迭代以達(dá)到所需的性能(在給定的Eb/N0處的誤碼率(BER))。
即，在如上所述的利用傳統(tǒng)的渦輪解碼器執(zhí)行解碼的情況下，由于接收器不知道穿孔的部分，因此接受器簡(jiǎn)單地用0替代它們，然后執(zhí)行渦輪解碼。因此，這就存在一個(gè)問題，即渦輪解碼器必須執(zhí)行多次迭代以獲得所需的解碼性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是解決上述問題，因此本發(fā)明的一個(gè)目的是為渦輪解碼器提供一個(gè)預(yù)解碼器，它能夠通過在解碼穿孔渦輪碼之前恢復(fù)收到的渦輪碼的穿孔部分，來增強(qiáng)渦輪解碼器的解碼性能，本發(fā)明還提供恢復(fù)穿孔渦輪碼的方法。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一個(gè)用于渦輪解碼器的預(yù)解碼器，用以解碼由數(shù)據(jù)符號(hào)流和其多個(gè)部分被穿孔的多個(gè)奇偶校驗(yàn)符號(hào)流構(gòu)成的渦輪碼，該預(yù)解碼器包括運(yùn)算器，用于實(shí)施關(guān)于渦輪編碼器執(zhí)行的二進(jìn)制編碼數(shù)據(jù)位流實(shí)施相同算法、以生成奇偶校驗(yàn)位流，該運(yùn)算器用于生成奇偶校驗(yàn)位流的估計(jì)值；比較單元，用于比較奇偶校驗(yàn)位流的非穿孔位與運(yùn)算器計(jì)算的估計(jì)值；調(diào)制單元，用于調(diào)制由運(yùn)算器輸出的奇偶校驗(yàn)位流的估計(jì)值成為奇偶校驗(yàn)符號(hào)流；恢復(fù)單元，用于當(dāng)奇偶校驗(yàn)位流的各個(gè)非穿孔部分與根據(jù)比較單元比較結(jié)果的估計(jì)值的位相同時(shí)，用于以對(duì)應(yīng)于穿孔部分的估計(jì)值的符號(hào)值替代奇偶校驗(yàn)符號(hào)流的穿孔部分，以恢復(fù)奇偶校驗(yàn)符號(hào)流的穿孔部分。
在不同的位作為比較單元的比較結(jié)果存在的情況下，恢復(fù)單元分配某一值例如“0”給在對(duì)應(yīng)于不同位的符號(hào)之后輸入的穿孔符號(hào)。
由于穿孔的奇偶校驗(yàn)符號(hào)可以完全恢復(fù)或至少部分恢復(fù)，所以渦輪解碼器的解碼性能得到提高，并且MAP方法的渦輪解碼器的迭代次數(shù)可以減少。因此，可以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確快速的解碼操作。
同時(shí)，根據(jù)本發(fā)明，還提供一種用于恢復(fù)由數(shù)據(jù)符號(hào)流和其多個(gè)部分被穿孔的多個(gè)奇偶校驗(yàn)符號(hào)流構(gòu)成的渦輪碼的方法。該方法包括步驟從收到的渦輪碼中提取數(shù)據(jù)符號(hào)流和多個(gè)奇偶校驗(yàn)符號(hào)流；通過實(shí)施關(guān)于對(duì)應(yīng)于數(shù)據(jù)符號(hào)流的數(shù)據(jù)位流的算法、來計(jì)算奇偶校驗(yàn)位流的估計(jì)值，該算法由渦輪編碼器用來產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于奇偶校驗(yàn)符號(hào)流的奇偶校驗(yàn)位流；將對(duì)應(yīng)于奇偶校驗(yàn)符號(hào)流的奇偶校驗(yàn)位流與估計(jì)值進(jìn)行比較；調(diào)制該計(jì)算的估計(jì)值成為奇偶校驗(yàn)符號(hào)流；當(dāng)奇偶校驗(yàn)位流的各個(gè)位與根據(jù)比較單元的比較結(jié)果的估計(jì)值的位相同時(shí)，用于以奇偶校驗(yàn)符號(hào)流的穿孔部分替代對(duì)應(yīng)于穿孔部分的估計(jì)值的符號(hào)值。


本發(fā)明的上述目的和其它優(yōu)勢(shì)通過下面參考附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行的詳細(xì)描述將變得更清楚。
圖1是顯示傳統(tǒng)的MAP渦輪編碼器的框圖；圖2是顯示傳統(tǒng)的渦輪解碼器的框圖；圖3是顯示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于渦輪解碼器的預(yù)解碼器的框圖；圖4是顯示圖3所示的預(yù)解碼器應(yīng)用于渦輪解碼器的實(shí)例；和圖5是顯示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于恢復(fù)穿孔渦輪碼的方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式
下面，將參考附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。
圖3是顯示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于渦輪解碼器的預(yù)解碼器的框圖。在該實(shí)施例中，如在現(xiàn)有技術(shù)的描述中所說明的那樣，舉一個(gè)在編碼率R＝1/3的渦輪碼被穿孔成編碼率R＝1/2的渦輪碼的情況下的例子，具體地說，兩個(gè)奇偶校驗(yàn)位的每個(gè)位被交替穿孔的情況下的例子，諸如(X1，Y11，Y21，X2，Y12，Y22，X3，Y13，Y23，...)的渦輪碼被穿孔成(X1，Y11，X2，Y22，...，XN-1，Y1N-1，XN，Y2N)的情況。這里，在第一奇偶校驗(yàn)符號(hào)流和第二奇偶校驗(yàn)符號(hào)流之間的延遲被忽略。
預(yù)解碼器100包括用于二進(jìn)制編碼收到的渦輪碼的數(shù)據(jù)位流和各個(gè)奇偶校驗(yàn)符號(hào)流的二進(jìn)制編碼單元40；用于如后面所述計(jì)算奇偶校驗(yàn)位流的估計(jì)值的運(yùn)算器10；用于比較奇偶校驗(yàn)位流的估計(jì)值的比較單元20；用于通過調(diào)制運(yùn)算器10的輸出來輸出奇偶校驗(yàn)符號(hào)流的調(diào)制單元50；和一個(gè)用于根據(jù)比較單元20的比較結(jié)果恢復(fù)奇偶校驗(yàn)符號(hào)流的穿孔部分的恢復(fù)單元30。預(yù)解碼器100通過多路分離器(DEMUX)50接收從接調(diào)制器60傳輸?shù)男盘?hào)，然后預(yù)解碼器100的輸出被輸入到渦輪解碼器，后面將要描述。多路分離器50分離從解調(diào)器60收到的信號(hào)成為數(shù)據(jù)符號(hào)流xk和奇偶校驗(yàn)符號(hào)流(y1k，y2k)，這個(gè)分離的數(shù)據(jù)符號(hào)流xk和奇偶校驗(yàn)符號(hào)流(y1k，y2k)被輸入到預(yù)解碼器100的二進(jìn)制編碼單元40。
二進(jìn)制編碼單元40由四個(gè)硬限幅器40a到40d構(gòu)成。數(shù)據(jù)符號(hào)流xk被輸入到第一和第三硬限幅器40a到40c，第一奇偶校驗(yàn)符號(hào)流y1k被輸入到第二硬限幅器40b，第二奇偶校驗(yàn)符號(hào)流y2k被輸入到第四硬限幅器40d。硬限幅器40a到40d的每一個(gè)二進(jìn)制編碼輸入的符號(hào)流的軟值(soft-values)成為+1或-1，于是產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于數(shù)據(jù)符號(hào)流xk的數(shù)據(jù)位流Xk^和對(duì)應(yīng)于奇偶校驗(yàn)符號(hào)流y1k和y2k的奇偶校驗(yàn)位流Y1k^和Y2k^。
運(yùn)算器10由兩個(gè)遞歸系統(tǒng)卷積模塊11和12以及一個(gè)交錯(cuò)器15構(gòu)成。如在圖1的相關(guān)技術(shù)中所描述的，各個(gè)RSC模塊11和12具有與渦輪編碼器的RSC模塊RSC1和RSC2相同的功能。另外，甚至交錯(cuò)器15也具有與圖1的相關(guān)技術(shù)中描述的渦輪編碼器的交錯(cuò)器相同的功能。因此，運(yùn)算器10關(guān)于數(shù)據(jù)位流Xk^，執(zhí)行與在關(guān)于數(shù)據(jù)位流xk編碼渦輪碼期間生成奇偶校驗(yàn)符號(hào)流(Y1k，Y2k)算法相同的算法。
比較單元20包括兩個(gè)比較器21和22。RSC模塊11和12的各自輸出與第二和第四硬限幅器40b和40d的輸出被輸入到第一和第二比較器21和22。比較器21和22中的每個(gè)都判斷輸入的信號(hào)是否彼此相等，該判斷結(jié)果被輸入到恢復(fù)單元30。
調(diào)制單元50由兩個(gè)調(diào)制器51和52構(gòu)成。從第一RSC模塊11輸出的奇偶校驗(yàn)流的估計(jì)值Y1k^^被輸入到第一調(diào)制器51，從第二RSC模塊12輸出的奇偶校驗(yàn)位流的估計(jì)值Y2k^^被輸入到第二調(diào)制器52。調(diào)制器51和52中的每個(gè)都調(diào)制輸入的估計(jì)值Y1k^^和Y2k^^成為奇偶校驗(yàn)符號(hào)流。
恢復(fù)單元30由兩個(gè)恢復(fù)裝置31和32構(gòu)成。各個(gè)調(diào)制器51和52的輸出(-1或+1)，以及“0”被分別輸入到恢復(fù)裝置31和32。在比較器21和22確定信號(hào)彼此不等的情況下，恢復(fù)單元31和32輸出“0”，同時(shí)，在比較單元21和22確定信號(hào)彼此相等的情況下，恢復(fù)單元31和32輸出輸入到這里的調(diào)制器51和52的輸出。
圖4是顯示根據(jù)本發(fā)明的預(yù)解碼器100連結(jié)到渦輪解碼器200上的視圖。從多路分離器50輸出的位流的數(shù)據(jù)符號(hào)流L(xk)，和在預(yù)解碼器100內(nèi)的各個(gè)恢復(fù)裝置31和32的輸出L(y1k^^)和L(y2k^^)被輸入到渦輪解碼器200。渦輪解碼器200的結(jié)構(gòu)與圖2中所描述的傳統(tǒng)的渦輪解碼器100的結(jié)構(gòu)相同。因此，渦輪解碼器200如上所述用迭代操作解碼編碼率為R＝1/3的渦輪碼，然后提取信息位流d^k。
下面將描述用于恢復(fù)根據(jù)本發(fā)明的渦輪解碼器的預(yù)解碼器的穿孔渦輪碼的處理。
首先，多路分離器50從解調(diào)器60接收乘以了信道可靠信的數(shù)據(jù)符號(hào)流和奇偶校驗(yàn)符號(hào)流(步驟S1)，并從收到的渦輪碼中分別分離數(shù)據(jù)符號(hào)流L(xk)與第一和第二L(y1k)和L(y2k)(步驟S2)。于解碼器100中的二進(jìn)制編碼器40根據(jù)數(shù)據(jù)符號(hào)流L(xk)和奇偶校驗(yàn)符號(hào)流L(y1k)和L(y2k)的振幅將它們的二進(jìn)制編碼成為+1或0值。據(jù)此，數(shù)據(jù)符號(hào)流L(xk)和奇偶校驗(yàn)符號(hào)流L(y1k)和L(y2k)被轉(zhuǎn)變成二進(jìn)制編碼數(shù)據(jù)位流Xk^和奇偶校驗(yàn)位流Y1k^和Y2k^(步驟S3)。
從第一硬限幅器40a輸出的二進(jìn)制編碼值被輸入到第一RSC模塊11，如圖1的傳統(tǒng)技術(shù)中所描述的那樣的第一RSC模塊11執(zhí)行與在編碼渦輪碼時(shí)產(chǎn)生第一奇偶校驗(yàn)位Y1k的算法相同的算法。通過執(zhí)行關(guān)于收到的渦輪碼的數(shù)據(jù)位流Xk的算法，第一RSC模塊11計(jì)算(Y11，Y12，Y13，...)的估計(jì)值Y1k^，即(Y11^^，Y12^^，Y13^^，...)，它是從渦輪碼的發(fā)送器傳輸?shù)牡谝黄媾夹ｒ?yàn)位流Y1k(步驟S4)。
從第三硬限幅器40c輸出的二進(jìn)制編碼值被輸入到交錯(cuò)器15，在那里被交錯(cuò)，然后輸入到第二RSC模塊12。因此，如圖1的相關(guān)技術(shù)中所描述的一樣，交錯(cuò)器15和第二RSC模塊12執(zhí)行在編碼渦輪碼時(shí)產(chǎn)生第二奇偶校驗(yàn)位Y2k的算法相同的算法。通過執(zhí)行關(guān)于收到的渦輪碼的數(shù)據(jù)位流xk的算法，第二RSC模塊12計(jì)算(Y21^，Y22^，Y23^，...)的估計(jì)值Y2k^^，即(Y21^^，Y22^^，Y23^^，...)，它是從渦輪碼的發(fā)送器傳輸?shù)牡诙媾夹ｒ?yàn)位流Y2k(步驟S4)。第一和第二調(diào)制器51和52調(diào)制估計(jì)值成為其值為+1或-1的奇偶校驗(yàn)符號(hào)流Y1k^^和Y1k^^。
第一比較器21比較由第一RSC模塊11計(jì)算的第一奇偶校驗(yàn)位流的估計(jì)值Y1k^^和從第二硬限幅器40b輸出的第一奇偶校驗(yàn)位流Y1k(步驟S5)。由于第一奇偶校驗(yàn)位流Y1k^具有偶數(shù)位穿孔，因此該位流變成(Y11^，0，Y13^，0，Y15^，0，...)，而估計(jì)值變成(Y11^^，Y12^^，Y13^^，Y14^^，...)。第一比較器21順序比較對(duì)應(yīng)于未穿孔位的位，然后輸出比較結(jié)果。即，Y11^與Y11^^相比，Y13^與Y13^^相比。以相同的方式，第二比較器22比較未穿孔的第二奇偶校驗(yàn)位流Y2k^與Y2k^^，然后輸出比較結(jié)果。
第一恢復(fù)裝置31根據(jù)第一比較器21的比較結(jié)果輸出“0”或從第一調(diào)制器51輸入的值。即，當(dāng)根據(jù)比較結(jié)果確定第一奇偶校驗(yàn)位流Y1k^和估計(jì)值Y1k^^彼此相等時(shí)，估計(jì)值Y1k^^的調(diào)制的值被輸入到穿孔位。然后在發(fā)現(xiàn)不同的位之后，穿孔位的值被輸出為“0”，當(dāng)接收一幀渦輪碼時(shí)這種處理持續(xù)進(jìn)行，并且，如果當(dāng)完成一幀的接收開始接受下一幀時(shí)，重復(fù)該處理，于是恢復(fù)裝置31根據(jù)比較器21的比較結(jié)果輸出估計(jì)值Y1k^^的調(diào)制值或“0”。因此，只要根據(jù)比較結(jié)果確定第一奇偶校驗(yàn)位流Y1k的未穿孔位與估計(jì)值Y1k^^彼此相等，則第一奇偶校驗(yàn)符號(hào)流L(y1k)的穿孔位被估計(jì)值Y1k^^的調(diào)制值取代(步驟S6)。如果不相等，則其后的穿孔位被“0”取代(步驟S7)。
根據(jù)比較器21的比較結(jié)果，當(dāng)確定奇偶校驗(yàn)位流Y1k^與估計(jì)值Y1k^^彼此相等，由于可以估計(jì)收到的數(shù)據(jù)位流xk的值與傳輸?shù)臄?shù)據(jù)位流Xk的值相等，奇偶校驗(yàn)符號(hào)流L(y1k)的穿孔位可通過上述處理恢復(fù)。然而，當(dāng)根據(jù)比較器21的比較結(jié)果確定奇偶校驗(yàn)位流Y1k^與估計(jì)值Y1k^^不相等時(shí)，奇偶校驗(yàn)符號(hào)流L(y1k)的穿孔位的恢復(fù)處理停止，這個(gè)值被認(rèn)為與通常情況一樣為“0”。因此，在收到的數(shù)據(jù)位流xk的值與傳輸?shù)臄?shù)據(jù)位流Xk的值可能不相等的情況下，恢復(fù)處理停止。因此，該穿孔位流被完全恢復(fù)或至少部分恢復(fù)。
第二恢復(fù)裝置32的操作與上面相同。據(jù)此，第二奇偶校驗(yàn)符號(hào)流L(y2k)的穿孔符號(hào)的一部分或全部被第二恢復(fù)裝置32根據(jù)估計(jì)值Y2k^^變成恢復(fù)的位。
以這個(gè)恢復(fù)的穿孔符號(hào)流，編碼率R＝1/3的渦輪碼，即，由一個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流L(x1k)與兩個(gè)奇偶校驗(yàn)符號(hào)流L(y1k^^)和L(y2k^^)構(gòu)成的渦輪碼被輸入到圖4所示的渦輪解碼器200中，然后由渦輪解碼器200解碼，從而提取信息位dk^。
在上面的實(shí)施例中，盡管已經(jīng)描述了預(yù)解碼器和用于恢復(fù)穿孔渦輪碼的方法，其中的渦輪碼被應(yīng)用于編碼率R＝1/3的渦輪碼在R＝1/2的渦輪碼中被穿孔的情況，但也可應(yīng)用于較小編碼率例如R＝1/4或R＝1/5的渦輪碼被穿孔的情況。在上面的實(shí)例中，需要多個(gè)RSC模塊和與用來產(chǎn)生奇偶校驗(yàn)位流的渦輪解碼器的結(jié)構(gòu)相同的交錯(cuò)器，以便計(jì)算奇偶校驗(yàn)位流的估計(jì)值。但原理與上面所述的相同。
另外，在上面的實(shí)施例中，即使已經(jīng)描述各個(gè)奇偶校驗(yàn)位流交替被穿孔的實(shí)例，即，(X1，Y11，Y21，X2，Y12，Y22，X3，Y13，Y23，)的渦輪碼被穿孔成(X1，Y11，X2，Y22，......，XN-1，Y1N-1，XN，Y2N)，并且接收器接受(x1，y11，x2，y22，......，xN-1，y1N-1，xN，y2N)的情況，本發(fā)明也可用于穿孔方法不同的情況。然而，為了使比較單元20僅僅以其估計(jì)值比較非穿孔部分，預(yù)先要已知渦輪碼的穿孔方式，和該方式應(yīng)該反映在比較單元20的操作上。
根據(jù)本發(fā)明，在解碼一個(gè)渦輪碼之前，通過使用預(yù)解碼器可以恢復(fù)部分或全部穿孔符號(hào)，以便在通過信道傳輸?shù)倪^程中增強(qiáng)頻帶效率。因此，渦輪解碼器的解碼性能得到改進(jìn)，MAP方法的渦輪解碼器的迭代次數(shù)減少，從而可以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確快速的解碼操作。
盡管已經(jīng)描述過本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該理解，本發(fā)明并不限于這里描述的優(yōu)選實(shí)施例，在所附的權(quán)利要求所界定的本發(fā)明精神和領(lǐng)域內(nèi)的各種修改和改進(jìn)都是允許的。
權(quán)利要求
1.一種用于渦輪解碼器的預(yù)解碼器，用以解碼由數(shù)據(jù)符號(hào)流和部分被穿孔的多個(gè)奇偶校驗(yàn)符號(hào)流構(gòu)成的渦輪碼，該預(yù)解碼器包括運(yùn)算器，用于實(shí)施關(guān)于渦輪編碼器執(zhí)行的二進(jìn)制編碼的數(shù)據(jù)位相同的算法、用以生成奇偶校驗(yàn)位流，和用于生成該奇偶校驗(yàn)位流的估計(jì)值；比較單元，用于將奇偶校驗(yàn)位流的非穿孔位與運(yùn)算器生成的估計(jì)值進(jìn)行比較；調(diào)制單元，用于將由運(yùn)算器輸出的奇偶校驗(yàn)位流的估計(jì)值調(diào)制成奇偶校驗(yàn)符號(hào)流；和恢復(fù)單元，用于根據(jù)比較單元的比較結(jié)果，當(dāng)奇偶校驗(yàn)位流的各個(gè)非穿孔部分與估計(jì)值的位相等時(shí)，以奇偶校驗(yàn)符號(hào)流的穿孔部分替代對(duì)應(yīng)于穿孔部分的估計(jì)值的符號(hào)值，以恢復(fù)奇偶校驗(yàn)符號(hào)流的穿孔部分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的預(yù)解碼器，其中，當(dāng)根據(jù)由比較單元進(jìn)行的奇偶校驗(yàn)位流的各個(gè)非穿孔位與估計(jì)值的位的比較、確定存在不同的位時(shí)，恢復(fù)單元分配預(yù)定值給在對(duì)應(yīng)于不同位的符號(hào)之后輸入的奇偶校驗(yàn)符號(hào)的穿孔部分。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的預(yù)解碼器，其中該運(yùn)算器包括相當(dāng)于奇偶校驗(yàn)符號(hào)流的數(shù)目的多個(gè)遞歸系統(tǒng)卷積(RSC)模塊，和至少一個(gè)用于交錯(cuò)數(shù)據(jù)位流并提供該交錯(cuò)的數(shù)據(jù)位流到至少一個(gè)RSC模塊的交錯(cuò)器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的預(yù)解碼器，還包括二進(jìn)制編碼單元，用于通過二進(jìn)制編碼該數(shù)據(jù)符號(hào)流和奇偶校驗(yàn)符號(hào)流、生成二進(jìn)制編碼數(shù)據(jù)位流和奇偶校驗(yàn)位流，并分別將該二進(jìn)制編碼的數(shù)據(jù)位流和奇偶校驗(yàn)位流提供給運(yùn)算器和比較單元。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的預(yù)解碼器，還包括多路分離器，用于將從解調(diào)器傳輸?shù)臏u輪碼分離成位數(shù)據(jù)符號(hào)流和奇偶校驗(yàn)符號(hào)流，并分別將該數(shù)據(jù)符號(hào)流和奇偶校驗(yàn)符號(hào)流提供給運(yùn)算器和比較單元。
6.一種用于恢復(fù)由數(shù)據(jù)符號(hào)流和其多個(gè)部分被穿孔的多個(gè)奇偶校驗(yàn)符號(hào)流構(gòu)成的渦輪碼的方法，該方法包括步驟從收到的渦輪碼中提取數(shù)據(jù)符號(hào)流和多個(gè)奇偶校驗(yàn)符號(hào)流；通過實(shí)施關(guān)于對(duì)應(yīng)于數(shù)據(jù)符號(hào)流的數(shù)據(jù)位流的算法、計(jì)算奇偶校驗(yàn)位流的估計(jì)值，該算法由渦輪編碼器用來產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于奇偶校驗(yàn)符號(hào)流的奇偶校驗(yàn)位流；將對(duì)應(yīng)于奇偶校驗(yàn)符號(hào)流的奇偶校驗(yàn)位流與估計(jì)值進(jìn)行比較；將該估計(jì)值調(diào)制成奇偶校驗(yàn)符號(hào)流；和根據(jù)比較單元的比較結(jié)果，用于當(dāng)奇偶校驗(yàn)位流的各個(gè)位與估計(jì)值的位相同時(shí)，以奇偶校驗(yàn)符號(hào)流的穿孔部分替代對(duì)應(yīng)于穿孔部分的估計(jì)值的符號(hào)值。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，還包括步驟作為比較步驟的比較結(jié)果，如果存在不相同的位的情況下，指定一個(gè)預(yù)定值給在對(duì)應(yīng)于不同位的符號(hào)之后輸入的穿孔符號(hào)。
全文摘要
一種用于渦輪解碼器的預(yù)解碼器,用以解碼穿孔渦輪碼。該渦輪碼由多個(gè)奇偶校驗(yàn)位流構(gòu)成,這些位流的一些部分被穿孔。該預(yù)解碼器具有:運(yùn)算器,用于通過實(shí)施關(guān)于由渦輪編碼器用于生成奇偶校驗(yàn)位流的數(shù)據(jù)位流相同的算法,計(jì)算奇偶校驗(yàn)位流的估計(jì)值;比較單元,用于將多個(gè)奇偶校驗(yàn)位流與估計(jì)值進(jìn)行比較;恢復(fù)單元,用于當(dāng)奇偶校驗(yàn)位流的各個(gè)位與對(duì)應(yīng)于穿孔部分的估計(jì)值的位相等時(shí),以奇偶校驗(yàn)位流的穿孔位替代對(duì)應(yīng)于穿孔部分的估計(jì)值的位。這些穿孔符號(hào)由預(yù)解碼器完全或至少部分恢復(fù),并提供給渦輪解碼器。因此,增強(qiáng)該渦輪解碼器的解碼性能。
文檔編號(hào)H03M13/29GK1363996SQ0114087
公開日2002年8月14日 申請(qǐng)日期2001年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2001年1月8日
發(fā)明者崔廣碩, 金壽遠(yuǎn) 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社