專利名稱：錯(cuò)誤糾正碼編碼器、錯(cuò)誤糾正碼解碼器、交織/去交織方法及軟入軟出解碼方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)于一種交織/去交織(interleaving/de-interleaving)方法以及對 應(yīng)的錯(cuò)誤糾正(error correcting)編碼/解碼方法，且特別有關(guān)于一種用于高turbo編 碼/解碼性能的錯(cuò)誤糾正碼編碼器、錯(cuò)誤糾正碼解碼器、交織/去交織方法以及軟入軟出 (Soft-In/Soft-out,以下簡稱為SIS0)解碼方法。
背景技術(shù)：
Turbo碼，也被公知為并行級聯(lián)卷積碼(parallel concatenated convolutionalcode)，具有較佳的接近香農(nóng)極限(near Shannon limit)性能。1/3碼率的 turbo碼字(codeword)是由系統(tǒng)數(shù)據(jù)與兩個(gè)奇偶校驗(yàn)(parity check)位構(gòu)成，其是分別 以原始順序(original order)以及置換順序(permuted order)編碼信息得到。傳統(tǒng)的 turbo解碼器主要由一個(gè)用于計(jì)算軟數(shù)值(soft value)的SISO解碼器組成，其中接收到的 碼字以及暫時(shí)結(jié)果是存儲于存儲器中。對于每一組件碼(component code)，SISO解碼器可 利用最大后驗(yàn)概率(Maximum A Posterioriprobability，以下簡稱為MAP)算法來獲得對數(shù) 相似比值(Log-Likelihood Ratio，以下簡稱為LLR)以及外來(extrinsic)信息。LLR是 用于作決定，而外來信息是作為其它組件碼的先驗(yàn)估計(jì)(priori estimation)。每一組件碼 的軟數(shù)值計(jì)算被稱為一個(gè)半迭代(half-iteration)，而兩個(gè)連續(xù)的半迭代組成一個(gè)完整迭 代。解碼流程在原始組件與置換組件之間交替，直至滿足特定停止準(zhǔn)則。然而，turbo碼的某些特性使相關(guān)的解碼器較難在集成電路中實(shí)現(xiàn)。這些特性包 含幀大小較大、重復(fù)解碼步驟(包含外來信息)的使用、以及偽隨機(jī)(pseudorandom)交織 器的使用，其中偽隨機(jī)交織器用于產(chǎn)生編碼與解碼中所用的傳送信息與外來信息的交織形 式。此外，許多turbo編碼機(jī)制需要偽隨機(jī)交織器具有足夠高的隨機(jī)性以使序列存儲于存 儲器中而不是實(shí)時(shí)(on the fly)計(jì)算。通常來說，上述特性的組合致使turbo碼需要比其 它正向錯(cuò)誤糾正編碼技術(shù)多的處理資源。舉例來說，重復(fù)解碼步驟的使用增加解碼時(shí)間。

圖1是turbo碼SISO解碼器的傳統(tǒng)解碼處理的示意圖。SISO解碼器包含多個(gè)緩 沖器，例如圖示的輸入緩沖器以及α緩沖器，上述多個(gè)緩沖器用于暫時(shí)存儲待解碼的輸入 碼字以及正向路徑度量(metric) α的計(jì)算結(jié)果。SISO解碼器進(jìn)一步包含多個(gè)計(jì)算單元，例 如用于計(jì)算分支度量的分支度量單元、用于計(jì)算反向路徑度量β的β加法比較選擇(Add Compare Select，以下簡稱為ACS)單元、以及用于計(jì)算虛擬(dummy)反向路徑度量Pd的 β/CS單元。LLR單元產(chǎn)生LLR計(jì)算結(jié)果來基于正向路徑度量α與反向路徑度量β計(jì)算 軟數(shù)值。圖2是用于獲得分支度量以及路徑度量的傳統(tǒng)SISO解碼器的解碼流程的示意圖， 其中灰色填充塊代表置換序列的半迭代的計(jì)算。如上所述，解碼流程在原始組件與置換組 件之間交替，直至滿足特定停止準(zhǔn)則。傳統(tǒng)SISO解碼器通常采用滑動窗口方法以較少開銷 來計(jì)算路徑度量以及LLR。每一半迭代所需時(shí)間可定義如下Sa為管線延遲，Sb*存儲器 存取時(shí)間，、為在第一窗口 WO中獲得LLR的必要度量的時(shí)間，以及h為推算全部窗口的
5LLR結(jié)果以及決定的時(shí)間。由于需要花費(fèi)總運(yùn)行時(shí)間τ )3來產(chǎn)生輸出，運(yùn)行效率η可如下 式計(jì)算得出
權(quán)利要求
1.一種錯(cuò)誤糾正碼編碼器，包含第一編碼器，用于編碼多個(gè)輸入信息位以產(chǎn)生多個(gè)第一奇偶校驗(yàn)位；交織器，用于交織該多個(gè)輸入信息位以產(chǎn)生多個(gè)置換信息位；以及第二編碼器，用于編碼該多個(gè)置換信息位以產(chǎn)生多個(gè)第二奇偶校驗(yàn)位，其中該交織器以窗口形式交織該多個(gè)輸入信息位以使該多個(gè)輸入信息位在交織之前 分成多個(gè)輸入信息位窗口，以及隨后產(chǎn)生包含該多個(gè)置換信息位的多個(gè)置換信息位窗口， 以及其中當(dāng)該多個(gè)輸入信息位窗口依據(jù)不同的窗口索引性質(zhì)而分成多個(gè)組時(shí)，由該交織器 產(chǎn)生的每一置換信息位窗口的該窗口索引與由此交織的對應(yīng)輸入信息位窗口具有相同的 性質(zhì)。
2.如權(quán)利要求1所述的錯(cuò)誤糾正碼編碼器，其特征在于當(dāng)由此交織的對應(yīng)輸入信息 位窗口的該窗口索引為奇數(shù)/偶數(shù)時(shí)，每一置換信息位窗口的該窗口索引為奇數(shù)/偶數(shù)。
3.如權(quán)利要求1所述的錯(cuò)誤糾正碼編碼器，其特征在于當(dāng)由此交織的對應(yīng)輸入信息 位窗口的該窗口索引為奇數(shù)/偶數(shù)時(shí)，每一置換信息位窗口的該窗口索引為偶數(shù)/奇數(shù)。
4.如權(quán)利要求1所述的錯(cuò)誤糾正碼編碼器，其特征在于該交織器為二次多項(xiàng)式交織器。
5.如權(quán)利要求4所述的錯(cuò)誤糾正碼編碼器，其特征在于該交織器基于如下公式交織 該多個(gè)輸入信息位F(x) = f\x+f2x2其中χ為該多個(gè)輸入信息位的索引，F(xiàn)(X)為該多個(gè)置換信息位的索引，且其中第一系 數(shù)與第一系數(shù)f2滿足下列限制
6.如權(quán)利要求1所述的錯(cuò)誤糾正碼編碼器，其特征在于該交織器為近似規(guī)則置換交織器。
7.一種錯(cuò)誤糾正碼解碼器，包含第一軟入軟出解碼器，用于接收與turbo編碼信號聯(lián)系的多個(gè)度量以及對該多個(gè)度量 與第一先驗(yàn)概率信息執(zhí)行軟入軟出解碼以產(chǎn)生第一外來信息；第二軟入軟出解碼器，用于對第二先驗(yàn)概率信息執(zhí)行軟入軟出解碼以產(chǎn)生第二外來信 息；以及交織器/去交織器，用于交織該第一外來信息以產(chǎn)生該第二先驗(yàn)概率信息以及去交織 該第二外來信息以產(chǎn)生該第一先驗(yàn)概率信息，其中該第一軟入軟出解碼器進(jìn)一步依據(jù)與該turbo編碼信號聯(lián)系的該多個(gè)度量以及 該第一先驗(yàn)概率信息產(chǎn)生第一對數(shù)相似比值信息來作為第一解碼結(jié)果，以及該第二軟入軟 出解碼器進(jìn)一步依據(jù)該多個(gè)度量以及該第二先驗(yàn)概率信息產(chǎn)生第二對數(shù)相似比值信息來 作為第二解碼結(jié)果，以及其中該第一軟入軟出解碼器與該第二軟入軟出解碼器在當(dāng)前半迭代的計(jì)算完成之前 開始計(jì)算軟入軟出解碼的新的半迭代以使連續(xù)半迭代的計(jì)算同時(shí)執(zhí)行。
8.如權(quán)利要求7所述的錯(cuò)誤糾正碼解碼器，其特征在于半迭代中的最后數(shù)據(jù)與下一 半迭代中的最初數(shù)據(jù)之間并無相關(guān)。
9.如權(quán)利要求7所述的錯(cuò)誤糾正碼解碼器，其特征在于該第一軟入軟出解碼器/該 第二軟入軟出解碼器更包含多個(gè)路徑度量計(jì)算單元，用于基于該多個(gè)度量計(jì)算并產(chǎn)生多個(gè)路徑度量；多個(gè)對數(shù)相似比值計(jì)算單元，用于依據(jù)該多個(gè)路徑度量來計(jì)算該第一對數(shù)相似比值信 息與該第二對數(shù)相似比值信息，其中該多個(gè)路徑度量計(jì)算單元以及該多個(gè)對數(shù)相似比值計(jì)算單元是連續(xù)地工作而在 連續(xù)半迭代中沒有閑置期。
10.一種交織/去交織方法，通過與turbo碼編碼器聯(lián)系的交織器/去交織器執(zhí)行，包含交織多個(gè)輸入信息位以產(chǎn)生多個(gè)置換信息位，其中該多個(gè)輸入信息位是以窗口形式交織以使該多個(gè)輸入信息位在交織之前分成多 個(gè)輸入信息位窗口，以及在該交織步驟之后產(chǎn)生包含該多個(gè)置換信息位的多個(gè)置換信息位 窗口，以及其中當(dāng)該多個(gè)輸入信息位窗口依據(jù)不同的窗口索引性質(zhì)而分成至少兩個(gè)組時(shí)，每一置 換信息位窗口的該窗口索引與由此交織的對應(yīng)輸入信息位窗口具有相同的性質(zhì)。
11.如權(quán)利要求10所述的交織/去交織方法，其特征在于當(dāng)由此交織的對應(yīng)輸入信 息位窗口的該窗口索引為奇數(shù)/偶數(shù)時(shí)，每一置換信息位窗口的該窗口索引為奇數(shù)/偶數(shù)。
12.如權(quán)利要求10所述的交織/去交織方法，其特征在于當(dāng)由此交織的對應(yīng)輸入信 息位窗口的該窗口索引為奇數(shù)/偶數(shù)時(shí)，每一置換信息位窗口的該窗口索引為偶數(shù)/奇數(shù)。
13.如權(quán)利要求10所述的交織/去交織方法，其特征在于該多個(gè)輸入信息位是基于 如下公式交織F (χ) = f\x+f2x2其中χ為該多個(gè)輸入信息位的索引，F(xiàn)(X)為該多個(gè)置換信息位的索引，且其中第一系 數(shù)與第一系數(shù)f2滿足下列限制
14.一種軟入軟出解碼方法，通過turbo碼解碼器中的軟入軟出解碼器執(zhí)行，包含接收與turbo編碼信號聯(lián)系的多個(gè)度量；以及對該多個(gè)度量執(zhí)行軟入軟出解碼處理以產(chǎn)生概率信息，其中該軟入軟出解碼處理包含由兩個(gè)半迭代組成的一個(gè)完整迭代用于產(chǎn)生該概率信 息，以及在執(zhí)行該軟入軟出解碼處理步驟中，在當(dāng)前半迭代的計(jì)算完成之前開始新的半迭 代以使連續(xù)半迭代并行處理。
15.如權(quán)利要求14所述的軟入軟出解碼方法，其特征在于執(zhí)行該軟入軟出解碼處理的該步驟更包含基于該多個(gè)度量計(jì)算并產(chǎn)生多個(gè)路徑度量；以及 依據(jù)該多個(gè)路徑度量來計(jì)算并產(chǎn)生至少一個(gè)對數(shù)相似比值結(jié)果， 其中計(jì)算并產(chǎn)生該多個(gè)路徑度量以及該至少一個(gè)對數(shù)相似比值結(jié)果的該步驟是連續(xù) 地執(zhí)行而在連續(xù)半迭代中沒有閑置期。
16.如權(quán)利要求14所述的軟入軟出解碼方法，其特征在于半迭代中的最后數(shù)據(jù)與下 一半迭代中的最初數(shù)據(jù)之間并無相關(guān)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種錯(cuò)誤糾正碼編碼器、錯(cuò)誤糾正碼解碼器、交織/去交織方法及軟入軟出解碼方法。錯(cuò)誤糾正碼編碼器包含第一編碼器、交織器、以及第二編碼器。第一編碼器用于編碼多個(gè)輸入信息位以產(chǎn)生多個(gè)第一奇偶校驗(yàn)位；交織器用于交織多個(gè)輸入信息位以產(chǎn)生多個(gè)置換信息位；以及第二編碼器用于編碼多個(gè)置換信息位以產(chǎn)生多個(gè)第二奇偶校驗(yàn)位。上述錯(cuò)誤糾正碼編碼器、錯(cuò)誤糾正碼解碼器、交織/去交織方法及軟入軟出解碼方法能夠提供較高的編碼/解碼性能。
文檔編號H03M13/27GK102130696SQ201110005339
公開日2011年7月20日 申請日期2011年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月14日
發(fā)明者張錫嘉, 翁政吉 申請人:聯(lián)發(fā)科技股份有限公司