專利名稱：用于多個代碼類型的可編程解碼的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及用于數(shù)字通信的糾錯編碼技術(shù)，更特別地，涉及用于諸如卷積 和turbo碼的多個代碼的并行解碼和交織的技術(shù)。
背景技術(shù)：
圖1是典型數(shù)字通信100的方框圖。如圖1所示，數(shù)字源110產(chǎn)生二進(jìn)制消息序 列。在下文中，示例性信道編碼器120使用前向糾錯編碼方案，以增加源消息的冗余并將源 消息變換成編碼消息(常常稱為碼字)。通常，糾錯編碼提供對信道噪聲的增強(qiáng)的適應(yīng)力。 調(diào)制器130將編碼消息變換成適合于通過信道140傳輸?shù)男盘?。這些信號進(jìn)入信道140且 通常被信道上的噪聲和干擾改變。在接收機(jī)處，解調(diào)器150從信道140接收帶噪聲的信號并將接收到的信號轉(zhuǎn)換成 符號塊。信道解碼器160利用由信道編碼器120引入的冗余來嘗試校正由信道140添加的 任何錯誤并恢復(fù)原始消息。已經(jīng)提出或建議許多不同的解碼技術(shù)以對使用糾錯碼編碼的信 號進(jìn)行解碼。用于無線通信系統(tǒng)的糾錯編碼技術(shù)常常在信號被調(diào)制之前采用數(shù)據(jù)的卷積或 turbo編碼，以便可以校正由信道上的噪聲和干擾引入的錯誤。通常，卷積碼是其中每個m 位串被變換成η位符號的糾錯碼，其中，m/n是編碼率(m大于或等于m)且該變換是先前的k 個信息符號的函數(shù)，其中，k是代碼的約束長度。Turbo碼是另一類糾錯碼，其據(jù)說是接近由 香農(nóng)理論施加的理論極限，相對于類似性功能所需的卷積碼而言具有降低的解碼復(fù)雜性。逐漸地，通信裝置必須支持多個通信標(biāo)準(zhǔn)。例如，WiMAX(微波存取全球互通) (IEEE 802. 16無線寬帶標(biāo)準(zhǔn))、LTE (長期演進(jìn))(3GPP 4G技術(shù))、UMB (超移動寬帶)(CDMA 發(fā)展小組和第三代合作伙伴計劃2)和WCDMA (寬帶碼分多址)通信標(biāo)準(zhǔn)中的每一個要求對 一個或更多比率下的至少一個卷積編碼技術(shù)和至少一個卷積turbo編碼技術(shù)(或其組合) 的支持。
因此，存在對支持多個通信標(biāo)準(zhǔn)的可重配置或可編程解碼器的需要。存在 對支持用于許多不同的現(xiàn)有和未來通信標(biāo)準(zhǔn)的編碼或解碼(或兩者)和符號處理功能的可 編程編碼器/解碼器(編解碼器)的需要。

發(fā)明內(nèi)容
—般而言，提供了用于多個代碼類型的可編程解碼的方法和設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明的 一方面，提供了一種用于對使用多個代碼類型中的一個而編碼的數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼的方法，其 中，每個代碼類型對應(yīng)于一個通信標(biāo)準(zhǔn)。所述解碼方法包括步驟標(biāo)識與數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)的代碼 類型；向多個可編程并行解碼器分配數(shù)據(jù)，其中，所述可編程并行解碼器可被重配置以對使 用所述多個代碼類型中的每一個而編碼的數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼；以及將數(shù)據(jù)和相關(guān)聯(lián)的代碼類型 提供給所分配的可編程并行解碼器?？梢曰谒鶚?biāo)識的代碼類型將程序代碼(例如，從本 地存儲器)加載到所述可編程并行解碼器中的一個或多個。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于生成供對至少一個代碼類型的數(shù)據(jù)進(jìn)行 解碼的M個并行解碼器使用的一個或多個交織器表的方法。該交織器表生成方法包括步 驟基于用于至少一個代碼類型的通信標(biāo)準(zhǔn)生成第一交織器表；以及將第一交織器表M等 分以產(chǎn)生具有M個集群的第二交織器表，其中，第二交織器表中的每個條目指示M個并行解 碼器中的一個作為用于已交織的數(shù)據(jù)的目標(biāo)解碼器和目標(biāo)地址。然后可以使用通信網(wǎng)絡(luò)在 M個并行解碼器之中對數(shù)據(jù)進(jìn)行交織。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于在M個并行解碼器中對數(shù)據(jù)進(jìn)行交織的 方法。該交織方法包括步驟讀取要解碼的數(shù)據(jù)；訪問交織器表，其中，交織器表中的每個 條目標(biāo)識所述M個并行解碼器中的一個作為用于已交織的數(shù)據(jù)的通信網(wǎng)絡(luò)的目標(biāo)解碼器 和目標(biāo)地址；以及將數(shù)據(jù)寫入通信網(wǎng)絡(luò)的目標(biāo)地址。所述通信網(wǎng)絡(luò)可以包括例如縱橫開關(guān) 和/或一個或多個先進(jìn)先出緩沖器。通過參照以下詳細(xì)說明和附圖，將獲得對本發(fā)明的更全面理解以及本發(fā)明的其它 特征和優(yōu)點。


圖1是典型數(shù)字通信系統(tǒng)的方框圖；圖2是用于對卷積碼進(jìn)行解碼的常規(guī)MAP解碼器所采用的示例性格架的示意性方 框圖；圖3是用于對turbo碼進(jìn)行解碼的示例性常規(guī)迭代常規(guī)算法300的方框圖；圖4是結(jié)合了本發(fā)明的特征的解碼器的示意性方框圖；圖5是結(jié)合了本發(fā)明的特征的圖4的示例性計算集群的示意性方框圖；以及圖6A至6D示出了四個樣本交織器表。
具體實施例方式本發(fā)明的多個方面提供了支持多個通信標(biāo)準(zhǔn)的可編程解碼器。根據(jù)本發(fā)明的一方 面，圖1的常規(guī)信道解碼器160被修改為提供用于多種編碼技術(shù)的解碼器功能。在一個示 例性實施例中，圖1的常規(guī)信道解碼器160被修改為提供用于WiMAX、LTE和UMB糾錯協(xié)議 的解碼器功能。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，圖1的常規(guī)信道解碼器160執(zhí)行所支持的通信標(biāo) 準(zhǔn)所需的多種符號處理功能，諸如刪余和解刪余、循環(huán)冗余校驗(CRC)生成和檢查、交織和 解交織、以及復(fù)用和解復(fù)用。對于使用卷積和turbo碼的編碼技術(shù)的一般討論，參見例如如以下各項中所述的 IEEE 802. 16無線寬帶標(biāo)準(zhǔn)http//standards, ieee. org/getieee802/download/802. 16-2004. pdf, ■http //standards, ieee. org/getieee802/download/802. 16e-2005. pdf (WiMAX)；或者或第三代合作伙伴計劃技術(shù)規(guī)范，如以下各項中所述http://www.3gpp.org/ftp/Specs/archive/36_series/36. 212/36212-810. zip (LTE)，或http:/www. 3gpp2. org/Publ ic_html/s P ecs/C. S0084-001-0_v2. 0_070904.Pdf (UMB)，每個通過弓I用結(jié)合到本文中。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，采用多種可編程“線程處理器”來支持許多卷積和turbo 狀碼。另外，將通信網(wǎng)絡(luò)用于交織而不是一個或多個交織器/解交織器以減少處理時間。解碼基礎(chǔ)要素諸如圖1的解碼器160，解碼器可以逐幀地處理代碼字。每個幀包括需要相同代碼 操作類型的多個代碼字。代碼字被按照其被接收到的順序添加到幀且結(jié)果被按相同的順序 返回。對卷積碼講行解碼存在用于對卷積碼進(jìn)行解碼的許多算法。對于k的相對小的值而言(其中，k是 代碼的約束長度)，常常使用維特比算法，因為其提供最大似然性能并允許并行實施。通常， 如本領(lǐng)域的技術(shù)人員眾所周知的那樣，對于較長的代碼字，可以將代碼字劃分成各部分且 并行地進(jìn)行解碼。通常進(jìn)行并行解碼以改善解碼率。通常，采用重疊窗口，其中，代碼字被 劃分成各部分并由許多解碼單元并行地進(jìn)行解碼。因此，解碼器在許多組成解碼單元之間 分發(fā)解碼任務(wù)。解碼器接收多個代碼塊并將代碼塊分配給解碼單元。解碼單元并行地執(zhí)行 解碼任務(wù)，然后，解碼器檢索(取回)解碼結(jié)果。對于用于向具有并行解碼單元的turbo解碼系統(tǒng)中的組成解碼單元分配代 碼塊的技術(shù)的詳細(xì)討論，參見通過引用結(jié)合到本文中的題為“System and Method for Assigning Code Blocks to Constituent Decoder Units in a Turbo Decoder System
Having Parallel Decoding Units”的美國專利申請序號No._(代理人檔案號
No.08-0240)。對于k的較大值，通常用多種已知順序解碼算法中的一種來對代碼進(jìn)行解碼，諸 如眾所周知的菲諾(Fano)算法。參見例如通過引用結(jié)合到本文中的R.M. Fano"A heuristic Discussion of Probabilistic Decoding，，，(1963)。與維特比解碼不同，順序解碼技術(shù)不采 用最大似然技術(shù)，但是復(fù)雜性僅僅隨著約束長度略微增加，允許使用強(qiáng)、長約束長度代碼。維特比和順序解碼算法生成硬判定，指示形成最可能代碼字的位?？梢酝ㄟ^使用 眾所周知的軟輸出維特比算法(SOVA)可選地向每個位添加近似置信度量?？梢酝ㄟ^使 用BCJR算法(Bahl-Cocke-Jelinek-Raviv算法)來獲得用于每個位的最大后驗(MAP)軟 判定。參見例如通過引用結(jié)合到本文中的L. Bahl等人的‘‘Optimal Decoding of Linear Codes for Minimizing Symbol Error Rate，，(1974 年 3 月)。圖2是由對卷積碼進(jìn)行解碼的常規(guī)MAP解碼器所采用的示例性格架200的示意性 方框圖。示例性格架200可以例如被計算前向狀態(tài)度量210和后向狀態(tài)度量200的MAP解 碼器以已知的方式用來計算輸出L值。圖2示出用于諸如位Utl至U3的許多輸入位的許多 編碼器狀態(tài)Stl至S3的此類路徑度量的計算。如圖2所示，可以如下計算分支度量Y1Is'，S):
權(quán)利要求
一種用于對使用多個代碼類型之一而編碼的數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼的方法，其中，每個所述代碼類型對應(yīng)于一個通信標(biāo)準(zhǔn)，所述方法包括識別與所述數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)的所述代碼類型；將所述數(shù)據(jù)分配到多個可編程并行解碼器，其中，所述可編程并行解碼器能夠被重配置為對使用所述多個代碼類型中的每一個而編碼的數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼；以及將所述數(shù)據(jù)和所述相關(guān)聯(lián)代碼類型提供給所述分配的可編程并行解碼器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，還包括基于所述代碼類型將程序代碼加載到一個或多個所 述可編程并行解碼器中的步驟。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，還包括基于所述代碼類型從用于一個或多個所述可編程并 行解碼器的本地存儲器裝置獲得程序代碼的步驟。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，還包括向一個或多個所述可編程并行解碼器提供控制信息 的步驟。
5.一種用于生成供對至少一個代碼類型的數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼的M個并行解碼器使用的一 個或多個交織器表的方法，所述方法包括步驟基于用于所述至少一個代碼類型的通信標(biāo)準(zhǔn)生成第一交織器表；以及將所述第一交織器表M等分以創(chuàng)建具有M個集群的第二交織器表，其中，所述第二交織 器表中的每個條目將所述M個并行解碼器中的一個指示為用于已交織的數(shù)據(jù)的目標(biāo)解碼 器和目標(biāo)地址。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，還包括在所述M個并行解碼器之中對所述數(shù)據(jù)進(jìn)行交織的步驟。
7.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，還包括使用通信網(wǎng)絡(luò)對所述數(shù)據(jù)進(jìn)行交織的步驟。
8.一種用于在M個并行解碼器之中對數(shù)據(jù)進(jìn)行交織的方法，所述方法包括步驟讀取要被解碼的數(shù)據(jù)；訪問交織器表，其中，所述交織器表中的每個條目將所述M個并行解碼器之一標(biāo)識為 用于已交織數(shù)據(jù)的通信網(wǎng)絡(luò)的目標(biāo)解碼器和目標(biāo)地址；以及將所述數(shù)據(jù)寫入所述通信網(wǎng)絡(luò)的所述目標(biāo)地址。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其中，所述通信網(wǎng)絡(luò)包括縱橫開關(guān)和一個或多個先進(jìn)先出 緩沖器中的一個或多個。
10.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其中，所述M個并行解碼器對使用所述多個代碼類型之一 而編碼的數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼。
11.一種用于對使用多個代碼類型之一而編碼的數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼的設(shè)備，所述多個代碼 類型中的每一個對應(yīng)于一個通信標(biāo)準(zhǔn)，所述設(shè)備包括存儲器；以及耦合到所述存儲器的至少一個處理器，能夠操作地用于標(biāo)識與所述數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)的所述代碼類型；將所述數(shù)據(jù)分配到多個可編程并行解碼器，其中，所述可編程并行解碼器能夠被重配 置為對利用所述多個代碼類型中的每一個而編碼的數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼；以及將所述數(shù)據(jù)和所述相關(guān)聯(lián)代碼類型提供給所述分配的可編程并行解碼器。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的設(shè)備，其中，所述所述處理器還被配置為基于所述代碼類型將程序代碼加載到一個或多個所述可編程并行解碼器中。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的設(shè)備，其中，所述處理器還被配置為基于所述代碼類型從用于 一個或多個所述可編程并行解碼器的本地存儲器裝置獲得程序代碼。
14.根據(jù)權(quán)利要求11的設(shè)備，其中，所述設(shè)備在集成電路、數(shù)字信號處理器、微處理器、 微控制器和通用計算機(jī)之一中實現(xiàn)。
15.一種用于生成供對至少一個代碼類型的數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼的M個并行解碼器使用的一 個或多個交織器表的設(shè)備，所述設(shè)備包括存儲器；以及耦合到所述存儲器的至少一個處理器，能夠操作地用于 基于用于所述至少一個代碼類型的通信標(biāo)準(zhǔn)生成第一交織器表；以及將所述第一交織器表M等分以創(chuàng)建具有M個集群的第二交織器表，其中，所述第二交織 器表中的每個條目將所述M個并行解碼器之一指示為用于已交織的數(shù)據(jù)的目標(biāo)解碼器和 目標(biāo)地址。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的設(shè)備，其中，所述處理器還被配置為使用通信網(wǎng)絡(luò)在所述M個并 行解碼器之中對所述數(shù)據(jù)進(jìn)行交織。
17.根據(jù)權(quán)利要求15的設(shè)備，其中，所述設(shè)備在集成電路、數(shù)字信號處理器、微處理器、 微控制器和通用計算機(jī)之一中實現(xiàn)。
18.一種用于在M個并行解碼器之中對數(shù)據(jù)進(jìn)行交織的設(shè)備，所述設(shè)備包括存儲器；以及耦合到所述存儲器的至少一個處理器，能夠操作地用于讀取要被解碼的數(shù)據(jù)；訪問交織器表，其中，所述交織器表中的每個條目將所述M個并行解碼器之一標(biāo)識為 用于已交織的數(shù)據(jù)的通信網(wǎng)絡(luò)的目標(biāo)解碼器和目標(biāo)地址；以及將所述數(shù)據(jù)寫入所述通信網(wǎng)絡(luò)的所述目標(biāo)地址。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的設(shè)備，其中，所述通信網(wǎng)絡(luò)包括交叉開關(guān)和一個或多個先進(jìn)先 出緩沖器中的一個或多個。
20.根據(jù)權(quán)利要求18的設(shè)備，其中，所述設(shè)備在集成電路、數(shù)字信號處理器、微處理器、 微控制器和通用計算機(jī)之一中實現(xiàn)。
全文摘要
本發(fā)明提供了用于多個代碼類型的可編程解碼的方法和設(shè)備。一種用于對使用多個代碼類型之一而編碼的數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼的方法，其中，每個代碼類型對應(yīng)于一個通信標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)識與數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)的代碼類型，并將數(shù)據(jù)分配給多個可編程并行解碼器。所述可編程并行解碼器能夠被重配置為對使用所述多個代碼類型中的每一個而編碼的數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼。還提供了一種用于使用通信網(wǎng)絡(luò)在M個并行解碼器之中對數(shù)據(jù)進(jìn)行交織的方法。采用交織器表，其中，交織器表中的每個條目將所述M個并行解碼器中的一個識別為用于已交織的數(shù)據(jù)的通信網(wǎng)絡(luò)的目標(biāo)解碼器和目標(biāo)地址。通過將數(shù)據(jù)寫入通信網(wǎng)絡(luò)的目標(biāo)地址來對數(shù)據(jù)進(jìn)行交織。所述通信網(wǎng)絡(luò)可以包括例如縱橫開關(guān)和/或一個或多個先進(jìn)先出緩沖器。
文檔編號H03M13/29GK101971504SQ200880127609
公開日2011年2月9日 申請日期2008年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月13日
發(fā)明者A·安德利夫, I·維克利安特塞夫, O·伊茲于米恩, R·什切潘諾維奇, S·格利伯克, V·沃科維克 申請人:Lsi公司