專利名稱:利用內(nèi)部碼和外部碼之間的迭代協(xié)作進行通信信號解碼的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本公開文件一般地涉及通信,并且更具體而言,涉及在通信中使用的編碼/解 碼方案。
背景技術(shù):
通過參考將下列文檔并入本文[l]S.Lin 禾口 D.J.Costello, "Error Control Coding Fundamentals and Applications,,,第一版,Prentice Hall,1983 年。[2]G.D.Forney, "Generalized minimum distance decoding” , IEEE Trans. Information Theory,第 12 卷,第 125-131 頁,1996 年 4 月。[3]D.Chase, "Class of algorithms for decoding block codes with channel measurement information" , IEEE Trans.Information Theory, % 18 卷,% 170—182 頁, 1972年1月。[4]M.P.C.Fossorier 禾口 S.Lin, "Soft—decision decoding of linear block codes based on ordered statistics”,IEEE Trans.Information Theory,第 41 卷,第 1379-1396 頁,1995 年9月。[5]R.Koetter 禾口 A.Vardy, "Algebraic soft-decision decoding of Reed-Solomon codes”,IEEE Transactions on Information Theory,第 49 卷,第 2809-2825 頁,2003 年 11月。[6]A.Vardy 禾口 Y.Be ‘ ery, “Bit—level soft-decision decoding of Reed-Solomon codes”,IEEE Trans.Communications,第 39 卷,第 440-444 頁,1991 年 3 月。[7]J.Jiang 禾口 K.R.Narayanan, "Iterative soft-input-soft-output decoding of Reed-Solomon codes by adapting the parity check matrix,,,IEEE Trans.Information Theory,
第52卷,第8項,第3746-3756頁,2006年8月。[8]J.Jiang, "Advanced Channel Coding Techniques Using Bit-level Soft Information”,博士論文,Texas A&M 大學(xué) ECE 學(xué)院。[9]Jason Bellorado,Aleksandar Kavcic Li Ping, “Soft-Input,Iterative, Reed-Solomon Decoding using Redundant Parity-Check Equations", 受邀論文,IEEEInform.Theory Workshop (ITW), LakeTahoe, California, USA, 2007 年 9 月 2-6 日。[10]T.J.Richardson, A.Shokrollahi 禾口 R.Urbanke, "Design of capacity-approaching low-density parity-check codes”,IEEE Trans.Inform.Theory,第 47 卷,第 619-637 頁, 2001年2月。[1 l]D.J.C.MacKay, "Good error-correcting codes based on very sparse matrices”,IEEE Trans.Inform.Theory,第 45 卷,第 399-431 頁,1999 年 3 月。[12]R.G.Gallager, Low-Density Parity-Check Codes。Cambridge,MA MIT Press, 1963 年。[13]M.R.Chari, F.Ling, A.Mantravadi,R.Krishnamoorthi, R.Vijayan, G.K.Walker 禾口 R.Chandhok, "FLO physical layer An Overview”,IEEE Trans. Broadcast.,第 53 卷,第 1 項,第 2 點,第 145-160 頁,2007 年 3 月。圖1示意性地示出了通信系統(tǒng)中使用的現(xiàn)有編碼/解碼方案。圖1的配置使用級 聯(lián)編碼結(jié)構(gòu),其中,對內(nèi)部碼(inner code)進行turbo編碼以及對外部碼(outer code)進行 里德-所羅門(RS Reed-Solomon)編碼。在一般性地標(biāo)記為11的發(fā)射機處,將K個數(shù) 據(jù)源分組輸入到外部RS編碼器塊12。RS編碼器12獲取含有K個輸入分組的塊,并對 奇偶校驗進行編碼以創(chuàng)建附加的(N-K)個奇偶校驗分組。RS編碼器12輸出的所有分組 在13處進行字節(jié)級交織,并且隨后通過內(nèi)部turbo編碼器14進行編碼。對turbo編碼器 14所產(chǎn)生的所有turbo編碼分組進行比特級交織以及調(diào)制(未顯式地示出),并且隨后通 過在15處示意性示出的噪聲通信信道對其進行發(fā)送。一般性地標(biāo)記為16的接收機進行適 當(dāng)?shù)慕庹{(diào)和比特級解交織(未顯式地示出),并且接收機包括turbo解碼器17,turbo解碼 器17產(chǎn)生多個對數(shù)似然比(LLR),所述LLR分別對應(yīng)于到達turbo解碼器17的turbo編 碼比特。turbo解碼器17迭代地對LLR值進行更新,直到滿足了循環(huán)冗余校驗(CRC)或 達到最大迭代次數(shù)為止。在18處對有關(guān)成功解碼分組的比特的硬判決進行解交織。RS 擦除(erasure)解碼器19執(zhí)行擦除解碼,以在可能的情況下對被擦除的分組進行恢復(fù)。然 后,從RS解碼器19將所有解碼分組傳送給在10處的較高層。前述的標(biāo)記為[1]、[13] 的文檔(以及其中的參考文獻)提供了對圖1中示出的編碼/解碼方案類型的描述。若在符號級(在字節(jié)中)使用的RS碼的維度是(N,K),則RS碼率是Rrs = K/N。一些現(xiàn)有系統(tǒng)支持多個碼率,所以例如可以使用K = 8、12、14或16。圖2中示出了前述的級聯(lián)編碼系統(tǒng)中(N,K)RS碼的編碼操作(圖1中的12)。 圖2的數(shù)據(jù)塊21中的每一行表示物理層分組,以及每一列包含來自每個分組的一個字 節(jié)。最上面的K個分組是來自于源(也參見圖1)的系統(tǒng)(systematic)分組。RS編碼器 沿著每一列數(shù)據(jù)進行操作,S卩,其檢視列中的K個系統(tǒng)字節(jié)并且為每一列添加(N-K)個 奇偶校驗字節(jié)。因此,對于(N,K)碼,在圖1中的RS編碼器12的輸出處將存在N個 物理層分組。RS編碼器12的逐列操作形成了隱式字節(jié)交織。再次參考圖1,在RS解碼器19處,首先將屬于一個交織器塊的turbo解碼物理 層分組(例如,圖2中的塊21)存儲在緩沖器中。對緩沖器中的每個物理層分組的CRC 進行計算以確定是否正確地接收了分組。如果CRC指示出錯,則將整個分組視為擦除分 組。塊的每一列是一個RS碼字。另一方面,每一行是單個物理層分組,其或者被正確 地接收或者被聲明為擦除分組。因此,同一個RS塊中的每個RS碼字包含處于完全相同
6位置的相同數(shù)量的擦除字節(jié)。通過使用單個“生成矩陣”根據(jù)所有RS碼字中的K個未 擦除碼字來計算被擦除的位置,可以使用該結(jié)構(gòu)來進一步簡化擦除解碼算法。(N,K)RS 碼具有(N-K)個字節(jié)的冗余,并且因此能夠校正碼字中的(N-K)個或更少數(shù)量的擦除字 節(jié)的任意組合。然而,如果塊中(N-K)個以上的分組被擦除,則不試圖在擦除解碼中恢 復(fù)被擦除的分組。鑒于前述內(nèi)容,需要提供能夠?qū)ΜF(xiàn)有方式所丟失的擦除信息進行恢復(fù)的解碼。
發(fā)明內(nèi)容
可以根據(jù)組合的迭代內(nèi)部碼_外部碼解碼技術(shù)對所接收的通信信號進行解碼。 內(nèi)部碼解碼基于由外部碼解碼產(chǎn)生的信息。
在附圖中通過舉例而不是限制的方式示出了無線通信系統(tǒng)的多個方案,其中圖1示意性地示出了通信系統(tǒng)中使用的現(xiàn)有編碼/解碼方案。圖2示出了(N,K)里德_所羅門碼的操作。圖3示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的通信系統(tǒng)中使用的編碼/解碼方案的示例性實 施例。圖4示意性地示出了圖1中現(xiàn)有技術(shù)的一部分。圖5示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的圖3的一部分。圖6-圖10示出了可應(yīng)用于線性塊碼的二分圖(bipartite graph)結(jié)構(gòu)的多個現(xiàn)有 解碼技術(shù)。圖11結(jié)合圖5示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的圖3的一部分。圖12結(jié)合圖5示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的圖3的一部分。圖13示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的通信系統(tǒng)的示例性實施例。圖14示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的通信系統(tǒng)中使用的編碼/解碼方案的示例性 實施例。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖所闡述的詳細說明旨在作為本發(fā)明的多個實施例的說明,并非旨 在代表可以實現(xiàn)本發(fā)明的僅有的實施例。例如,盡管在使用turbo碼作為內(nèi)部碼和使用 里德-所羅門碼作為外部碼的背景下對優(yōu)選實施例進行了描述,但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員 應(yīng)當(dāng)清楚,內(nèi)部碼可以是卷積碼或塊碼,而外部碼可以是普通塊碼(諸如RS、BCH、 Hamming 碼等)。為了提供對本發(fā)明的徹底理解,詳細說明包括了特定的細節(jié)。然而,本領(lǐng)域的 技術(shù)人員將會清楚,可以在沒有這些特定細節(jié)的情況下實現(xiàn)本發(fā)明。在一些實例中,為 了避免使本發(fā)明的概念不清晰,以方框圖的形式示出了公知的結(jié)構(gòu)和組件。本文使用的詞語“示例性的”表示“作為實例、例子或例證的”。不必將本文 描述為“示例性”的任何實施例視為優(yōu)選于或優(yōu)于其它實施例。本發(fā)明認(rèn)識到現(xiàn)有的級聯(lián)turbo-RS編碼結(jié)構(gòu)(如圖1所示)未完全地利用整個=turbo-RS碼的潛在差錯校正能力。在該現(xiàn)有方式中,只要turbo解碼器未能收斂以滿足 CRC,就丟棄RS解碼器可用的相對軟信息。本發(fā)明的示例性實施例通過實現(xiàn)turbo解碼 器和RS解碼器之間的迭代解碼,提供了改進的解碼性能。使用RS碼的軟判決解碼來支 持turbo解碼器和RS解碼器之間的迭代解碼。該軟判決解碼利用了 RS解碼器可用的軟 fn息ο可以將RS碼視為非二進制的Bose-Chaudhuri和Hocquenghem(BCH)碼??紤] 到GF(q)上的RS(N,K)碼具有最小距離dmm = N_K+1,其奇偶校驗矩陣可以表示為
權(quán)利要求
1.一種用于對通信鏈路上發(fā)送的數(shù)據(jù)信號進行處理的裝置,包括 輸入端,用于接收所述數(shù)據(jù)信號;turbo解碼器,其耦合到所述輸入端,并被配置為執(zhí)行turbo解碼;以及里德-所羅門(RS)解碼器,其耦合到所述turbo解碼器,并被配置為執(zhí)行RS解碼,其中,所述turbo解碼基于由所述RS解碼產(chǎn)生的RS解碼信息。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置,其中,所述RS解碼信息包括由所述RS解碼產(chǎn)生的非本征信息。
3.如權(quán)利要求2所述的裝置,其中,所述RS解碼基于由所述turbo解碼產(chǎn)生的非本征信息。
4.如權(quán)利要求1所述的裝置,其中,所述RS解碼基于由所述turbo解碼產(chǎn)生的非本征信息。
5.如權(quán)利要求1所述的裝置,其中,所述RS解碼器是軟輸入-軟輸出(SISO)解碼器。
6.如權(quán)利要求1所述的裝置,包括置信傳播更新鏈路,其耦合在所述turbo解碼器和 所述RS解碼器之間,并被配置為將置信傳播應(yīng)用到由所述RS解碼產(chǎn)生的非本征信息和 由所述turbo解碼產(chǎn)生的非本征信息中的一個非本征信息。
7.如權(quán)利要求6所述的裝置,包括另一個置信傳播更新鏈路,其耦合在所述turbo解 碼器和所述RS解碼器之間,并被配置為將置信傳播應(yīng)用到由所述RS解碼產(chǎn)生的所述非 本征信息和由所述turbo解碼產(chǎn)生的所述非本征信息中的另一個非本征信息。
8.如權(quán)利要求1所述的裝置,包括置信累積更新鏈路,其耦合在所述turbo解碼器和 所述RS解碼器之間,并被配置為將置信累積應(yīng)用到由所述RS解碼產(chǎn)生的非本征信息和 由所述turbo解碼產(chǎn)生的非本征信息中的一個非本征信息。
9.如權(quán)利要求8所述的裝置,包括置信傳播更新規(guī)則鏈路,其位于所述turbo解碼器 和所述RS解碼器之間,并被配置為將置信傳播應(yīng)用到由所述RS解碼產(chǎn)生的所述非本征 信息和由所述turbo解碼產(chǎn)生的所述非本征信息中的另一個非本征信息。
10.如權(quán)利要求1所述的裝置,其中,所述RS解碼在可變節(jié)點處實現(xiàn)置信傳播解碼和置信累積解碼中的一個,以進行RS SISO解碼。
11.如權(quán)利要求1所述的裝置,其中,所述RS解碼在校驗節(jié)點處實現(xiàn)最小和算法,以進行RS SISO解碼。
12.如權(quán)利要求1所述的裝置,其中, 所述通信鏈路是無線通信鏈路。
13.一種用于對通信鏈路上發(fā)送的數(shù)據(jù)信號進行處理的方法,包括 接收所述數(shù)據(jù)信號;以及對所述數(shù)據(jù)信號進行解碼,包括執(zhí)行turbo解碼和執(zhí)行RS解碼, 其中,所述turbo解碼基于由所述RS解碼產(chǎn)生的RS解碼信息。
14.如權(quán)利要求13所述的方法,其中,所述RS解碼信息包括由所述RS解碼產(chǎn)生的非本征信息。
15.如權(quán)利要求14所述的方法,其中,所述RS解碼基于由所述turbo解碼產(chǎn)生的非本征信息。
16.如權(quán)利要求13所述的方法,其中,所述RS解碼基于由所述turbo解碼產(chǎn)生的非本征信息。
17.如權(quán)利要求13所述的方法,包括將置信傳播應(yīng)用到由所述RS解碼產(chǎn)生的非本征信息和由所述turbo解碼產(chǎn)生的非本 征信息中的一個非本征信息;以及使用所述置信傳播的結(jié)果來產(chǎn)生所述非本征信息中的另一個非本征信息。
18.如權(quán)利要求17所述的方法,包括將另一個置信傳播應(yīng)用到所述非本征信息中的所述另一個非本征信息;以及 使用所述另一個置信傳播的結(jié)果來產(chǎn)生所述非本征信息中的所述一個非本征信息。
19.如權(quán)利要求13所述的方法,包括將置信累積應(yīng)用到由所述RS解碼產(chǎn)生的非本征信息和由所述turbo解碼產(chǎn)生的非本 征信息中的一個非本征信息;以及使用所述置信累積的結(jié)果來產(chǎn)生所述非本征信息中的另一個非本征信息。
20.如權(quán)利要求19所述的方法,包括將置信傳播應(yīng)用到所述非本征信息中的所述另一個非本征信息;以及 使用所述置信傳播解碼的結(jié)果來產(chǎn)生所述非本征信息中的所述一個非本征信息。
21.如權(quán)利要求13所述的方法,其中, 所述RS解碼包括RS SISO解碼。
22.一種用于對通信鏈路上發(fā)送的數(shù)據(jù)信號進行處理的裝置,包括 用于接收所述數(shù)據(jù)信號的模塊;以及用于對所述數(shù)據(jù)信號進行解碼的模塊,其包括用于執(zhí)行turbo解碼的模塊和用于執(zhí)行 RS解碼的模塊,其中,所述turbo解碼基于由所述RS解碼產(chǎn)生的RS解碼信息。
23.—種計算機程序產(chǎn)品,包括 計算機可讀介質(zhì),包括用于使至少一個數(shù)據(jù)處理器執(zhí)行turbo解碼的代碼; 用于使所述至少一個數(shù)據(jù)處理器執(zhí)行RS解碼的代碼;以及用于使所述至少一個數(shù)據(jù)處理器相結(jié)合地使用所述turbo解碼和所述RS解碼,以對 經(jīng)由通信鏈路接收的數(shù)據(jù)信號進行解碼的代碼,其中,所述turbo解碼基于由所述RS解碼產(chǎn)生的RS解碼信息。
24.一種用于對通信鏈路上發(fā)送的數(shù)據(jù)信號進行處理的裝置,包括 輸入端,用于接收所述數(shù)據(jù)信號;內(nèi)部解碼器,其耦合到所述輸入端,并被配置為執(zhí)行內(nèi)部解碼;以及 外部解碼器,其耦合到所述內(nèi)部解碼器,并被配置為執(zhí)行外部解碼, 其中,所述內(nèi)部解碼基于由所述外部解碼產(chǎn)生的外部解碼信息。
25.一種用于對通信鏈路上發(fā)送的數(shù)據(jù)信號進行處理的方法,包括 接收所述數(shù)據(jù)信號;以及對所述數(shù)據(jù)信號進行解碼,包括執(zhí)行內(nèi)部解碼和執(zhí)行外部解碼,其中,所述內(nèi)部解碼基于由所述外部解碼產(chǎn)生的外部解碼信息。
26.一種用于對通信鏈路上發(fā)送的數(shù)據(jù)信號進行處理的裝置,包括 用于接收所述數(shù)據(jù)信號的模塊;以及用于對所述數(shù)據(jù)信號進行解碼的模塊,其包括用于執(zhí)行內(nèi)部解碼的模塊和用于執(zhí)行 外部解碼的模塊,其中,所述內(nèi)部解碼基于由所述外部解碼產(chǎn)生的外部解碼信息。
27.—種計算機程序產(chǎn)品,包括 計算機可讀介質(zhì),包括用于使至少一個數(shù)據(jù)處理器執(zhí)行外部解碼的代碼; 用于使所述至少一個數(shù)據(jù)處理器執(zhí)行內(nèi)部解碼的代碼;以及 用于使所述至少一個數(shù)據(jù)處理器相結(jié)合地使用所述內(nèi)部解碼和所 述外部解碼,以對經(jīng)由通信鏈路接收的數(shù)據(jù)信號進行解碼的代碼, 其中,所述內(nèi)部解碼基于由所述外部解碼產(chǎn)生的外部解碼信息。
28.如權(quán)利要求24所述的裝置,其中,所述內(nèi)部解碼包括卷積解碼和LDPC解碼中的一個,以及 所述外部解碼包括BCH解碼和Hamming解碼中的一個。
29.如權(quán)利要求24所述的裝置,其中, 所述通信鏈路包括數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)。
全文摘要
可以根據(jù)組合的迭代內(nèi)部碼-外部碼解碼技術(shù)對所接收的通信信號進行解碼。內(nèi)部碼解碼基于由外部碼解碼產(chǎn)生的信息。
文檔編號H03M13/11GK102017428SQ200980115178
公開日2011年4月13日 申請日期2009年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月28日
發(fā)明者J·姜, R·克里希納姆爾蒂, T·孫, T·田, 凌復(fù)云 申請人:高通股份有限公司