專利名稱：用于改進(jìn)的turbo解碼的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)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(shí)現(xiàn)改進(jìn)的turbo解碼的 方法和設(shè)備。
背景技術(shù)：
Turbo解碼器通過迭代過程來改進(jìn)軟值。其可以以固定迭代次數(shù)來運(yùn)行，或者，可 以使用自適應(yīng)停止準(zhǔn)則來決定該過程何時(shí)已收斂。為了對(duì)幀(例如，數(shù)據(jù)塊)進(jìn)行解碼， turbo解碼器執(zhí)行多次迭代。對(duì)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(duì)每個(gè)數(shù)據(jù)比特的軟判決輸出。對(duì)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(yàn)概率來執(zhí)行下一次迭代。即使turbo解碼器算法預(yù)測(cè)了幀或任務(wù)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(duì)應(yīng)，但是，即使使用了自適應(yīng)停止算法，也必須針對(duì)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(shù)已知許多自適應(yīng)停止準(zhǔn)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(biāo)。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(duì)于自適應(yīng)停 止算法，針對(duì)每個(gè)用戶設(shè)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(wù)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(duì)接 收機(jī)所期望的載波對(duì)干擾功率比(C/I)的要求。一般地，這可以表達(dá)為平均迭代次數(shù)依賴 于服務(wù)類型。即使使用了平均迭代次數(shù)等于N的自適應(yīng)停止準(zhǔn)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(duì)每個(gè)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(yīng)停止不能用于節(jié)約資源。為了避免瞬時(shí)負(fù)載，在數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)或?qū)崿F(xiàn)接收機(jī)的任何其他類型的平 臺(tái)上，需要分配比與針對(duì)每個(gè)用戶的平均迭代次數(shù)相對(duì)應(yīng)的資源更多的資源。這些資源將 不會(huì)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(duì) 接收機(jī)的容量有嚴(yán)重影響。因此，需要用于改進(jìn)的Turbo解碼的方法和設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種改進(jìn)的turbo解碼器和turbo解碼設(shè)備。
另一個(gè)目的是提供一種利用自適應(yīng)停止算法的改進(jìn)的turbo解碼器和turbo解碼 設(shè)備。該目的是根據(jù)所附權(quán)利要求而實(shí)現(xiàn)的。簡(jiǎn)要地，在一種用于在無線通信系統(tǒng)中進(jìn)行改進(jìn)的turbo解碼的方法中，將預(yù)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(wù)(Sio)；以及針對(duì)所述一批任務(wù)中 的每個(gè)任務(wù)，自適應(yīng)地連續(xù)執(zhí)行解碼迭代(S20)，直到針對(duì)所述一批任務(wù)中的每個(gè)任務(wù)達(dá)到 收斂準(zhǔn)則為止，或直到達(dá)到針對(duì)所述一批任務(wù)的所述預(yù)定最大次數(shù)的迭代為止。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)包括使用自適應(yīng)停止算法的結(jié)果來聯(lián)合使用多個(gè)解碼器任務(wù)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(jìn)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(diǎn)，附圖中圖1是本發(fā)明的方法的實(shí)施例的示意流程圖；圖2是本發(fā)明的方法的另一實(shí)施例的示意流程圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的實(shí)施例的示意塊調(diào)度；圖4是根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的實(shí)施例的另一示意塊調(diào)度?？s寫3GPP 第3代合作伙伴計(jì)劃BLER 誤塊率C/I 載波對(duì)干擾功率比DSP 數(shù)字信號(hào)處理器SIR目標(biāo)信擾比目標(biāo)UMTS 通用移動(dòng)陸地系統(tǒng)WCDMA 寬帶碼分多址
具體實(shí)施例方式將在一般無線通信網(wǎng)絡(luò)的上下文中討論本發(fā)明，其中在解碼器設(shè)備處連續(xù)接收來 自多個(gè)用戶的多個(gè)解碼任務(wù)。用戶和/或任務(wù)可以具有各種關(guān)聯(lián)的服務(wù)類型要求。以下將參照?qǐng)D1來描述本發(fā)明的實(shí)施例。在最一般的方面，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了針對(duì)給定的服務(wù)類型，在多個(gè)解碼器任務(wù)之間共 享多次的可用turbo迭代。這實(shí)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(wù)分配預(yù)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(yù)定順序，對(duì)該子組或批任務(wù)中的任務(wù)進(jìn)行自 適應(yīng)次數(shù)的解碼迭代S20，其中，向該批任務(wù)中的第一任務(wù)分配預(yù)定最大次數(shù)的解碼迭代。 繼續(xù)進(jìn)行迭代，直到該任務(wù)滿足收斂準(zhǔn)則為止，或者直到用盡預(yù)定次數(shù)的迭代為止。如果滿足了收斂準(zhǔn)則并且仍有剩余的所分配的迭代，則對(duì)該子組或批任務(wù)中的下一連續(xù)任務(wù)進(jìn)行處理。如果在耗盡所分配次數(shù)的解碼迭代之前，任務(wù)尚未收斂，則該任務(wù)被 聲明為具有塊差錯(cuò)。類似地，子組中任何剩余的任務(wù)也被聲明為具有塊差錯(cuò)。換言之，不允 許其余任務(wù)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(wù)并重 復(fù)上述過程。以下將公開本發(fā)明的另一實(shí)施例和描述。考慮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(wù)J的主隊(duì)列。將以連續(xù)順序?qū)ε抨?duì)的任務(wù)進(jìn)行 解碼處理，例如，將首先服務(wù)于任務(wù)J1，其次任務(wù)J2,等等。主隊(duì)列內(nèi)任務(wù)的順序由以下各項(xiàng) 來確定例如，任務(wù)到達(dá)資源的順序、定時(shí)約束以及各個(gè)任務(wù)的任何關(guān)聯(lián)的優(yōu)先級(jí)。此外，可 以考慮其他因素，這將在以下進(jìn)一步描述。接下來，在步驟S0，針對(duì)給定服務(wù)類型Si形成子隊(duì)列Qiρ^ Λ,Λ'^'^.Λ,'···) ki<k2<k3…該子隊(duì)列Qi由前述主隊(duì)列Q中具有特定服務(wù)類型Si的所有任務(wù)構(gòu)成。注意，服務(wù) 類型可以由以下各項(xiàng)來區(qū)分編碼方案、BLER目標(biāo)、BLER目標(biāo)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(duì)。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以認(rèn)識(shí)到，還有其他因素來確定 每個(gè)特定任務(wù)的服務(wù)類型。在步驟Si，將服務(wù)隊(duì)列或子隊(duì)列Qi劃分為各具有Di個(gè)任務(wù)的多個(gè)連續(xù)的批任務(wù)。 針對(duì)每個(gè)任務(wù)確定預(yù)定解碼迭代次數(shù)Mi。注意，特定用戶可能在相同的批任務(wù)中具有零個(gè)、一個(gè)或多個(gè)任務(wù)。在僅一個(gè)用戶 具有服務(wù)類型Si的極端情況下,Qi中的所有任務(wù)都來自該用戶。注意，優(yōu)選地，根據(jù)由主隊(duì) 列Q給定的排序來在時(shí)間上對(duì)與不同服務(wù)類型相對(duì)應(yīng)的不同子隊(duì)列進(jìn)行交織。隨后，僅考慮子隊(duì)列Qi之一。長(zhǎng)度為Di的一批任務(wù)中的所有任務(wù)將在以下意義上 共享Mi .Di次迭代在任務(wù)收斂之前不會(huì)停止該批任務(wù)中的任務(wù)，或者針對(duì)該批任務(wù)中的所 有任務(wù)使用了總共Mi · Di次迭代。如果在該批任務(wù)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(wù) 并且數(shù)據(jù)丟失。如果在使用所有迭代之前到達(dá)該批任務(wù)的結(jié)束處，則考慮下一批任務(wù)。注意，在一個(gè)特定時(shí)刻，可能沒有足夠的任務(wù)來填滿長(zhǎng)度為Di的一批任務(wù)。在這 種情況下，將與未來的任務(wù)共享Mi · Di次迭代，直到已處理了 Di個(gè)任務(wù)為止。從仿真可見，Mi ^ Ni或甚至Mi ( Ni是足夠的，其中Ni是針對(duì)特定服務(wù)類型Si的 每個(gè)任務(wù)的平均迭代次數(shù)。這樣，僅需要分配與每個(gè)任務(wù)至多Ni次迭代相對(duì)應(yīng)的資源。本發(fā)明可以以根據(jù)以下內(nèi)容的算法來實(shí)現(xiàn)僅考慮子隊(duì)列Qi之一，該隊(duì)列被劃分為各包括Di個(gè)任務(wù)在內(nèi)的多個(gè)批任務(wù)。令Ki 表示針對(duì)批任務(wù)中的任務(wù)的剩余迭代次數(shù)。1.當(dāng)批任務(wù)中的第一任務(wù)到達(dá)Turbo解碼資源時(shí)，設(shè)置Ki = Mi · Dp2.當(dāng)任務(wù)到達(dá)資源時(shí)，將針對(duì)該任務(wù)的最大迭代次數(shù)設(shè)置為等于Ki,并運(yùn)行該任 務(wù)。令LiS針對(duì)該任務(wù)使用的實(shí)際迭代次數(shù)。3.在任務(wù)已在資源上運(yùn)行之后，設(shè)置Ki = Ki-Litl如果Ki變?yōu)榈扔诹?，則批任務(wù)中
的所有接下來的任務(wù)被聲明為具有塊差錯(cuò)并不被允許訪問資源。
4.如果turbo解碼器任務(wù)在所允許的最大迭代次數(shù)中沒有收斂，則該任務(wù)被聲明 為具有塊差錯(cuò)。需要額外關(guān)注的一個(gè)方面是通過連續(xù)地對(duì)批任務(wù)內(nèi)的任務(wù)進(jìn)行解碼并潛在地丟 棄批任務(wù)中的剩余任務(wù)，一些用戶可以總是落在批任務(wù)的結(jié)束處，從而經(jīng)常被丟棄。根據(jù)本發(fā)明的特定實(shí)施例，在解碼資源處改變與不同用戶相關(guān)聯(lián)的任務(wù)的順序， 從而防止同一用戶總是落在批任務(wù)的結(jié)束處。另一種潛在的糾正法是確保子隊(duì)列的長(zhǎng)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?qǐng)D3，描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的設(shè)備。除了包括用于對(duì)接收的任務(wù)進(jìn)行接收和解碼的任何傳統(tǒng)和已知單元以外，解碼器 設(shè)備1還包括適于將預(yù)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(wù)的單元 10 ；適于基于所分配的預(yù)定最大次數(shù)的解碼器迭代，對(duì)每個(gè)批任務(wù)內(nèi)的任務(wù)執(zhí)行連續(xù)且自 適應(yīng)的解碼迭代的單元20。單元20還適于針對(duì)每個(gè)任務(wù)執(zhí)行解碼器迭代，直到滿足收斂準(zhǔn) 則為止或者直到耗盡針對(duì)批任務(wù)所分配次數(shù)的解碼器迭代為止。根據(jù)另一實(shí)施例，同樣參照?qǐng)D3，設(shè)備1還包括子序列單元30，適于基于服務(wù)類 型，將接收到的多個(gè)解碼器任務(wù)劃分為子組或子隊(duì)列。換言之，每個(gè)子隊(duì)列包括具有特定服 務(wù)類型的任務(wù)。此外，設(shè)備1包括批任務(wù)提供器單元40，適于將每個(gè)子隊(duì)列進(jìn)一步劃分為 多個(gè)批任務(wù)，其中每個(gè)批任務(wù)包括少于所設(shè)置數(shù)目或至多為所設(shè)置數(shù)目的解碼任務(wù)。根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備可以被實(shí)現(xiàn)為與數(shù)字信號(hào)處理器DSP通信的硬件加速器HWA中 的硬件。等效適用地，該設(shè)備被實(shí)現(xiàn)為DSP中的軟件。這兩個(gè)實(shí)施例都由圖4中的虛線框 來指不。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)包括令Ni為特定服務(wù)Si所需的平均Turbo迭代次數(shù)。使用以上方案，可以獲得針對(duì)每 個(gè)任務(wù)使用近似Ni次迭代的滿增益。使用自適應(yīng)停止算法的結(jié)果，來聯(lián)合使用多個(gè)解碼器任務(wù)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(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在不脫離由所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明范圍的前提 下，可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種修改和改變。
權(quán)利要求
一種用于在無線通信系統(tǒng)中進(jìn)行改進(jìn)的turbo解碼的方法，其特征在于將預(yù)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(wù)(S10)；以及針對(duì)所述批任務(wù)中的每個(gè)任務(wù)，自適應(yīng)地連續(xù)執(zhí)行解碼迭代(S20)，直到針對(duì)所述批任務(wù)中的每個(gè)任務(wù)達(dá)到收斂準(zhǔn)則為止，或直到達(dá)到針對(duì)所述批任務(wù)的所述預(yù)定最大次數(shù)的迭代為止。
2.根據(jù)權(quán)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(wù)類型，將多個(gè)接收到的解碼任務(wù)初始配置為多個(gè)子隊(duì)列(SO)；以及將每個(gè)所述子隊(duì)列劃分為多個(gè)連續(xù)的批任務(wù)(Si)，其中每個(gè)批任務(wù)包括預(yù)定數(shù)目的解 碼任務(wù)；以及針對(duì)每個(gè)所述服務(wù)類型，將所述預(yù)定最大次數(shù)的解碼迭代分配給每個(gè)所述批任務(wù) (SlO)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟在 達(dá)到所述收斂準(zhǔn)則時(shí)，控制在所述預(yù)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(yīng)用于所述批任務(wù)中的連續(xù)任務(wù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，當(dāng)已經(jīng)使用了所述預(yù)定次數(shù)的迭代時(shí)，將 批任務(wù)中的剩余任務(wù)標(biāo)識(shí)為具有塊差錯(cuò)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，如果在任務(wù)收斂之前已經(jīng)使用了預(yù)定最 大次數(shù)的迭代，則將所述任務(wù)標(biāo)識(shí)為具有塊差錯(cuò)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的方法，其特征在于，丟棄被標(biāo)識(shí)為具有塊差錯(cuò)的任務(wù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，每個(gè)所述服務(wù)類型由以下各項(xiàng)之一或其 組合來限定編碼方案、BLER目標(biāo)、BLER目標(biāo)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(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，針對(duì)每個(gè)服務(wù)類型的所述預(yù)定解碼迭代 次數(shù)基于針對(duì)該服務(wù)類型的平均迭代次數(shù)。
9.根據(jù)權(quán)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(duì)每個(gè)子隊(duì) 列，基于與每個(gè)任務(wù)相關(guān)聯(lián)的相應(yīng)用戶，確定所述子隊(duì)列的所述批任務(wù)的順序。
10.一種用于在無線通信系統(tǒng)中進(jìn)行改進(jìn)的turbo解碼的設(shè)備(1)，其特征在于，所述 設(shè)備包括用于將預(yù)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(wù)的裝置(10)；以及用于針對(duì)所述批任務(wù)中的每個(gè)任務(wù)，白適應(yīng)地連續(xù)執(zhí)行解碼迭代，直到針對(duì)所述子組 中的所有任務(wù)達(dá)到收斂準(zhǔn)則為止或直到已達(dá)到所述預(yù)定次數(shù)的迭代為止的裝置(20)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備包括用于基于服務(wù)類型將多個(gè)接收到的解碼任務(wù)初始配置為多個(gè)子隊(duì)列的裝置(30)；以及用于將每個(gè)所述子隊(duì)列劃分為多個(gè)連續(xù)的批任務(wù)的裝置(40)，其中每個(gè)批任務(wù)包括預(yù) 定數(shù)目的解碼任務(wù)；以及所述分配裝置(10)還適于針對(duì)每個(gè)服務(wù)類型，將所述預(yù)定最大次數(shù)的解碼迭代分配 給每個(gè)所述批任務(wù)。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備是在數(shù)字信號(hào)處理器DSP中提供的。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備是在硬件加速器HWA中提供的。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備是turbo解碼器設(shè)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(jìn)行改進(jìn)的turbo解碼的方法，其中將預(yù)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(wù)(S10)；以及針對(duì)所述批任務(wù)中的每個(gè)任務(wù)，自適應(yīng)地連續(xù)執(zhí)行解碼迭代(S20)，直到針對(duì)所述批任務(wù)中的每個(gè)任務(wù)達(dá)到收斂準(zhǔn)則為止，或直到達(dá)到針對(duì)所述批任務(wù)的所述預(yù)定最大次數(shù)的迭代為止。
文檔編號(hào)H03M13/29GK101889400SQ200780101853
公開日2010年11月17日 申請(qǐng)日期2007年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月12日
發(fā)明者安德斯·約翰森, 甘納·皮特斯 申請(qǐng)人:艾利森電話股份有限公司