專利名稱：解碼裝置、解碼方法、和接收設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及基于似然信息解碼所接收數(shù)據(jù)的解碼裝置、解碼方法和接收設備，特別地，本發(fā)明涉及以高效率執(zhí)行解碼過程的解碼裝置、解碼方法和接收設備。
背景技術：
在數(shù)字通信系統(tǒng)中，使用了用于糾正傳輸線路上所出現(xiàn)誤碼的糾錯碼。特別是，在移動通信系統(tǒng)中，由于因衰落的影響而發(fā)生無線電場強度的急劇變化并且易于發(fā)生誤碼，因此需要糾錯碼具有高糾錯能力。作為糾錯碼的一個例子的turbo碼因其具有接近于香農(nóng)極限的糾錯能力而受到關注，例如，它被用在作為第三代移動通信系統(tǒng)的W-CDMA(寬帶碼分多址)或CDMA-2000中。
圖12是示出用于生成turbo碼的典型編碼裝置結構的框圖。該編碼裝置101例如可以被設置在通信系統(tǒng)的發(fā)送側，以便將作為編碼前數(shù)據(jù)的信息比特(系統(tǒng)化比特系統(tǒng)化部分(Systematic Portion))U編碼為作為并行級聯(lián)卷積碼(PCCC)的turbo碼，并將turbo碼輸出到傳輸線路等的外部。turbo碼不局限于并行級聯(lián)卷積碼，也可以是能夠被turbo解碼的任何代碼，例如，串行級聯(lián)卷積碼。
如圖12所示，編碼裝置101包括作為系統(tǒng)化卷積編碼器的第一編碼器102和第二編碼器103、以及對數(shù)據(jù)進行交織(即，重新排列)的交織器104。
第一編碼器102對輸入的系統(tǒng)化部分U進行編碼，以生成冗余位(下文中稱為“奇偶校驗位”)1P，并將該奇偶校驗位1P輸出到外部。交織器104將該輸入的系統(tǒng)化部分U的每一個比特重新排列為指定的交織碼型，以生成系統(tǒng)化部分Uint，并將所生成的系統(tǒng)化部分Uint輸出到第二編碼器103。第二編碼器103對系統(tǒng)化部分Uint進行編碼，以生成奇偶校驗位2P，并將該奇偶校驗位2P輸出到外部。
簡而言之，編碼裝置101生成系統(tǒng)化部分U、奇偶校驗位1P、系統(tǒng)化部分Uint、和奇偶校驗位2P。一對系統(tǒng)化部分U和奇偶校驗位1P(U，P)被稱為第一基本碼(Elemental Code)E，一對系統(tǒng)化部分Uint和奇偶校驗位2P(Uint，P)被稱為第二基本碼Eint。
像這樣對編碼后的turbo碼進行解碼被稱為turbo解碼。在turbo解碼過程中，用于對第一基本碼E解碼的第一解碼器和用于對第二基本碼Eint解碼的第二解碼器之間交換外部信息，同時重復執(zhí)行解碼。解碼器的數(shù)量不局限于兩個，可以根據(jù)turbo碼的基本碼數(shù)量使用兩級或更多級的解碼器。
具體來講，在該turbo解碼過程中，奇偶校驗位1P、系統(tǒng)化部分U的信道值Y1p和Ys和預先值(外部信息)Le2輸入到作為第一級解碼器的第一解碼器102，以獲得外部信息Le1。外部信息Le2的初始值是0。為了使數(shù)據(jù)的順序相符，通過交織器將外部信息Le1重新排列為外部信息Linte1，以輸入到作為第二級解碼器的第二解碼器103。
此外，通過交織器將信道值Ys重新排列為Yints。奇偶校驗位2P的信道值Y2p和交織后的Yints被輸入到第二解碼器，以獲得外部信息Linte2。這些值由解交織器重新排列，以便使其順序與來自第一解碼器的數(shù)據(jù)相符，從而獲得用于第一解碼器的外部信息Le2。如此重復多次。
這樣，該過程通過重復地交換第一和第二解碼器彼此的可靠性信息(即，使用第一解碼器的可靠性信息(外部信息Le1)來增強第二解碼器的可靠性信息，并使用第二解碼器的可靠性信息(外部信息Le2)來增強第一解碼器的可靠性信息)，來對信息解碼。這樣的迭代操作被稱為“turbo解碼”，因為它類似于汽車的turbo引擎。
在這種迭代解碼中，關鍵的是何時停止迭代解碼而同時維持高解碼性能，以降低解碼器的功耗和縮短解碼時間。在日本尚未審查的專利申請公開No.2004-194326、2002-344330和2002-100995中公開了使用各種停止條件來停止迭代解碼的技術。
接下來，作為停止迭代解碼的一個例子，使用HDA(輔助硬判決)對停止turbo解碼的方法進行說明。HAD是一種適用于迭代過程的停止方法，它相對于在turbo解碼的每一個迭代過程中的HD(硬判決)，使用了將先前迭代的“0”/“1”反相后的比特率。較小的反相比特率表示解碼過程將收斂或接近結束。HAD原本是用于通過檢測到?jīng)]有誤碼出現(xiàn)來結束turbo碼的迭代解碼過程。例如，當HAD的值低于預定閾值時可以結束turbo解碼。
在A.Taffin的“generalized stopping criterion for iterative decoders”(為迭代解碼器生成的停止判據(jù))，IEEE Electronics Letters，2003年6月26日，Vol.39，No.13中公開了一種將HAD不但用于檢測解碼過程中的收斂而且用于檢測非收斂從而優(yōu)化turbo解碼迭代次數(shù)的解碼裝置。圖13是描述由Taffin講述的解碼裝置的框圖。解碼裝置201包括第一解碼器202、第二解碼器203、交織器204和205、解交織器206和207、硬判決部分208、和HAD確定部分209。
解碼裝置201作為接收數(shù)據(jù)來接收通過傳輸線路送來的turbo碼，該接收數(shù)據(jù)包含第一基本碼E和第二基本碼Eint。基本碼E和Eint由如之前描述的奇偶校驗位1P和2P以及系統(tǒng)化比特U和Uint組成。第二基本碼Eint的系統(tǒng)化比特Uint可通過交織第一基本碼E的系統(tǒng)化比特U來獲得。因此，實際發(fā)送的數(shù)據(jù)包含第一基本碼E的系統(tǒng)化比特U和奇偶校驗位1P和第二基本碼Eint的奇偶校驗位2P。
第一解碼器202和第二解碼器203通過軟輸入軟輸出解碼來執(zhí)行所接收數(shù)據(jù)的迭代解碼。SOVA(軟輸出維特比算法)和MAP(最大后驗)通稱軟輸入軟輸出解碼。
第一解碼器202接收所接收到的第一基本碼E(第一奇偶校驗Y1p，系統(tǒng)化比特Ys)和外部信息Le2，執(zhí)行解碼，然后輸出第一外部信息Le1。交織器(int)204交織第一外部信息Le1，以產(chǎn)生交織后的第一外部信息Linte1。同時，交織器205交織系統(tǒng)化比特Ys，以產(chǎn)生交織后的系統(tǒng)化比特Yints，該交織后的系統(tǒng)化比特Yints然后被提供給第二解碼器203。
第二解碼器203接收交織后的第一外部信息Linte1、所接收的第二奇偶校驗位Y2p、和交織后的系統(tǒng)化比特Yints，執(zhí)行解碼，然后輸出第二外部信息Linte2。該第二外部信息Linte2然后由解交織器206解交織并被提供給第一解碼器202。第一解碼器202然后對其進行解碼。其后重復執(zhí)行上述過程。當?shù)谝唤獯a器202和第二解碼器203中的解碼過程完成時，一次迭代過程結束。
第二解碼器203計算對數(shù)似然比Lint2，并將其輸出到解交織器207。解交織器207把該對數(shù)似然比Lint2解交織為對數(shù)似然比L2，然后由硬判決部分208確定硬判決結果。接下來，在解碼裝置201中，硬判決結果被提供給HAD確定部分209，該確定部分209然后確定是否停止turbo解碼的迭代過程。
所述HAD確定部分209將由HAD計算的BER和信息長度比與閾值相比較，并確定turbo碼的收斂、非收斂，從而優(yōu)化turbo解碼的迭代次數(shù)。
圖14是示出該解碼裝置201中解碼方法的流程圖。如圖14所示，首先把在第一解碼器202和第二解碼器203中要執(zhí)行的迭代解碼的次數(shù)(在下文中稱為解碼次數(shù))設置為1，并將該迭代次數(shù)的上限設置為8(步驟S101)。然后，第一解碼器202執(zhí)行解碼，以生成第一外部信息Le1(步驟S102)。交織器204交織該第一外部信息Le1，并將結果提供給第二解碼器203。同時，交織器205交織系統(tǒng)化比特Ys，并將結果提供給第二解碼器203。盡管第一解碼器202也生成對數(shù)似然比(LLR)L1，但在這里不使用。對于第一解碼器202的輸入Le2的初始值是0。
第二解碼器203輸出交織后的第二外部信息Linte2和交織后的對數(shù)似然比Lint2。交織后的第二外部信息Linte2被解交織器206解交織為第二外部信息Le2，該第二外部信息Le2被輸入到第一解碼器202。交織的對數(shù)似然比Lint2被解交織器207解交織為對數(shù)似然比L2，然后輸入到硬判決部分208，在該硬判決部分208中生成硬判決結果。
其后，確定迭代次數(shù)是否超過1(步驟S104)，并且，如果迭代次數(shù)等于或大于2，則根據(jù)下式(1)計算判定值Δ0(步驟S105)。
Δ0=1NΣk=0N-1|u^k(L2i)-u^k(L2i-1)|---(1)]]>其中，k表示塊內比特標識符，i表示迭代次數(shù)，N表示塊長度， 表示硬判決結果，L2表示第二解碼器的對數(shù)似然比LLR，Δ0表示硬判決結果中的差值比。
因此，判定值Δ0表示每一比特的此次對數(shù)似然比L2的硬判決結果與前次對數(shù)似然比L2的硬判決結果之間的差值比。如果判定值Δ0接近0，則此次解碼結果與前次解碼結果相同。如果判定值Δ0接近1，則此次解碼結果與前次解碼結果差別很大。
如果判定值Δ0大于收斂判定閾值ηconv或小于非收斂判定閾值ηnon-conv(在步驟S106中“否”)，則執(zhí)行迭代解碼，直到迭代次數(shù)達到最大值8。這樣，該過程確定迭代次數(shù)是否達到最大值8(步驟S107)，并且，如果小于8，則遞增迭代次數(shù)(步驟S108)，并從步驟S102開始重復該過程。
為了在步驟S106中確定判定值Δ0，當?shù)螖?shù)等于或大于2時，首先使用硬判決結果 根據(jù)式(1)來計算該判定值Δ0。然后，基于收斂判定閾值ηconv或非收斂判定閾值ηnon-conv來確定停止基準。如果確定結果滿足在收斂/非收斂條件中的任何一個條件，則停止迭代解碼。
以下描述這種除了使用收斂判定之外還使用非收斂判定來控制迭代解碼停止的傳統(tǒng)解碼裝置的優(yōu)點。圖15是示出噪聲與誤碼率之間關系的曲線圖。其中縱軸表示塊差錯率(BLER)和誤比特率(BER)，而橫軸表示信噪功率密度比Eb/N0(dB)。圖16是示出迭代次數(shù)與信噪功率密度比之間關系的視圖。
在圖15和16中，在橫軸中的信噪功率密度比Eb/N0(dB)中，較大的值表示較小的噪聲?？v軸中的BLER是通過對塊內包含一個或多個比特差錯的塊計數(shù)來計算的，而BER表示將差錯比特數(shù)除以954比特(碼塊長度)后的結果值(％)。
在圖15中，(OFF，OFF)表示不執(zhí)行收斂或非收斂判定的情況，(2％，OFF)表示只通過收斂判定閾值ηconv＝2％的收斂判定來執(zhí)行迭代停止控制的情形。(OFF，20％)表示只通過非收斂閾值ηnon-conv＝20％的非收斂判定來執(zhí)行迭代停止控制的情形，(2％，20％)表示通過收斂判定閾值ηconv＝2％、非收斂閾值ηnon-conv＝20％的收斂/非收斂判定來執(zhí)行迭代停止控制的情形。
仿真條件如下所述。發(fā)送側條件包括1/3速率的(15，13)8PCCCturbo編碼器、2級速率匹配、和并行比特級信道交織器。調制方法是16QAM星座圖和傳統(tǒng)格雷映射。碼塊長度固定為954個比特(938個系統(tǒng)化比特和16個CRC比特)。
奇偶校驗比特被1/2穿孔。這樣，以2毫秒間隔發(fā)送1920個比特。衰落條件是在單一路徑上的50km/h。接收側條件包括由于單一路徑而沒有瑞克(RAKE)合成、Max-Log-MAP的軟輸出、和最大迭代次數(shù)為8，并且混合ARQ無效。
在上述條件下，如圖15所示，當噪聲較低時，BLER和BER減少。此外，如圖16所示，當噪聲較低時，迭代次數(shù)減少。其中BLER＝10％(Eb/N0＝16dB)，平均迭代次數(shù)大約為2.25。與迭代次數(shù)固定為8的情況相比，這減少了超過70％的處理。并且，僅使用閾值為2％的收斂判定時，平均迭代次數(shù)大約為2.8。因此，與只使用收斂判定的停止控制相比，使用收斂/非收斂判定的停止控制減少了大約20％的處理。
盡管上面說明了現(xiàn)有解碼裝置的一個例子，但是如上面描述的專利文件和Taffin中描述的，已提出了多種迭代控制方法。圖17示出這些技術的概要。圖17是描述根據(jù)幾種現(xiàn)有技術的迭代控制方法和迭代次數(shù)的視圖。由Taffin講述的解碼裝置中使用的迭代控制方法對應于相關技術D。該迭代控制方法是與以下相關技術范例C相對應的迭代控制方法的改進版本。圖17中的對應如下所述相關技術A其中迭代次數(shù)固定(例如，8次)-A1，在完成8次迭代之后仍不能夠糾正誤碼的情形中，該解碼被迭代8次為止。
-A2盡管在完成8次迭代之前已糾正了誤碼，該解碼仍被迭代，直到固定上限(8次)為止。
相關技術B其中使用檢錯碼執(zhí)行是否存在誤碼的判定，直到達到最大迭代次數(shù)(例如，8次)為止，如果沒有誤碼則停止迭代過程。
-B1當沒有檢錯碼時，如果在完成8次迭代之后仍不能夠糾正誤碼，該解碼被迭代8次為止(與A1相同)。
-B2當沒有檢錯碼時，即使在完成8次迭代之前已糾正了誤碼，該解碼仍被迭代8次。
-B3當有檢錯碼時，如果在完成8次迭代之后未能糾正誤碼，則該解碼被迭代8次為止。
-B4當有誤碼時，如果在完成8次迭代之前糾正了誤碼，則停止該迭代過程。
相關技術C其中執(zhí)行糾錯收斂判定，直到達到最大迭代次數(shù)(例如，8次)為止，并且如果能夠確定糾錯收斂，則停止迭代解碼。
-C1在完成8次迭代之后仍沒有檢測到糾錯收斂的情形中，該解碼被迭代8次為止。
-C2如果在完成8次迭代之前檢測到糾錯收斂，則停止迭代過程。
相關技術D在上述情況C之中增加了糾錯的非收斂判定，即使在達到最大迭代次數(shù)之前，如果確定糾錯沒有收斂，也停止迭代解碼。
-D1；在已完成8次迭代卻仍未檢測到糾錯的收斂/非收斂的情形中，該解碼被迭代8次為止。
-D2在完成8次迭代之前，如果檢測到糾錯的非收斂，則停止迭代過程。
-D3在完成8次迭代之前，如果檢測到糾錯的收斂，則停止迭代過程。
如前面所描述的，與Taffin所講述的解碼裝置相對應的相關技術D克服了相關技術C中的缺點(即，在糾錯在完成8次迭代之后仍未收斂的情形中，該解碼仍被不合需要的迭代8次(上述情況C1))。通過除了基于收斂判定之外還執(zhí)行基于非收斂的判定，如在相關技術D的D2中所述的，如果在達到最大迭代次數(shù)8次之前確定非收斂，則可以停止迭代過程。這避免了不必要的迭代過程。收斂/非收斂判定的使用能夠實現(xiàn)turbo碼的迭代控制，從而優(yōu)化迭代次數(shù)。
W-CDMA或類似方法是正由3GPP(第三代合作伙伴計劃)標準化的傳輸方法。3GPP正在致力于第三代移動通信系統(tǒng)的標準化。
3GPP定義了作為高速分組傳輸技術之一的HSDPA(高速下行鏈路分組接入)。HSDPA使用自適應調制方式，其綜合判斷無線電波傳播的變換狀態(tài)、或無線電波在空氣中傳播速度的變化，并自動選擇最佳調制方式。具體來講，當無線電波的接收狀態(tài)惡劣時，使用低速率的QPSK(正交相移鍵控)，當無線電波的接收狀態(tài)良好時，使用高速率的16QAM(16正交幅度調制)。每一種都具有對與速率相反的噪聲有抵抗力的強度，并且QPSK由于開銷大因而速率低，16QAM則能夠實現(xiàn)高速傳輸。
根據(jù)該HSDPA，傳送塊(TrBK)的數(shù)量被規(guī)定為1。在傳送塊TrBK的末尾附加24-比特CRC作為檢錯碼。此外，碼塊(CdBK)的碼長度被規(guī)定為最大5114比特。碼塊CdBK是用于執(zhí)行turbo編碼的單元塊。
因此，如果TrBK+CRC＞5114，則將TrBK+CRC劃分為多個CdBK。根據(jù)HSDPA，存在與傳輸速率相對應的幾種類別，并根據(jù)類別來預先確定最大的TrBK長度。例如，TrBK在類別5和6中可包含最多2個碼塊CdBK，在類別7和8中可包含最多3個碼塊CdBK，在類別10中可包含最多6個碼塊CdBK。這樣，在最后一個CdBK的末尾附加作為糾錯碼的CRC，而在中間的碼塊CdBK上不附加糾錯碼。
在對這樣的傳送塊TrBK執(zhí)行turbo解碼的情況中，上述相關技術A-D的應用如下。從優(yōu)化迭代次數(shù)來看，在達到最大迭代次數(shù)之前一直執(zhí)行迭代解碼的相關技術A是不適合的。因為糾錯碼只附加到最后一個碼塊CdBK上，因此不能應用相關技術B。此外，因為在相關技術C中不執(zhí)行基于非收斂判定，因此即使在非收斂的情形中，在達到最大迭代次數(shù)之前也會不合需要地執(zhí)行迭代解碼。因此，下文分析除了執(zhí)行基于收斂的判定之外還執(zhí)行基于非收斂的判定的相關技術D的應用。
圖18是描述在相關技術D(Taffin)中應用的HSDPA解碼方法的示意圖。圖19是示出根據(jù)相關技術D的解碼方法的流程圖。為了簡化描述，如圖19所示，碼塊CdBK的數(shù)量是3。具體來講，傳送塊TrBK由三個碼塊CdBK(第一碼塊CdBK、第二碼塊CdBK、和最后碼塊CdBK)組成。糾錯碼CRC被附加到傳送塊TrBK的末尾，其在最后一個碼塊CdBK上。
此外，在本例中，turbo解碼器的數(shù)量是1，在第4次迭代步驟中每一個碼塊CdBK內檢測到糾錯的非收斂。因為在傳送塊TrBK中需要使用在最后一個碼塊CdBK上附加的CRC來執(zhí)行誤碼檢測，應當按照接收的順序來處理碼塊CdBK。為了在上述條件下根據(jù)相關技術D的方法確定非收斂，在第4次迭代步驟中在每一個碼塊CdBK內檢測出誤碼檢測的非收斂，從而停止迭代過程。
根據(jù)相關技術C的方法在相同條件下需要總共24次迭代解碼，碼塊CdBK中的每一個都用到8(即，最大迭代次數(shù))次。另一方面，根據(jù)相關技術D的方法在上述條件下，通過采用基于非收斂的檢測，只需要總共12次迭代解碼。
然而，在圖18所示的例子當中，當在第一個碼塊CdBK上檢測到非收斂時，明顯的是，在該傳送塊TrBK中的CRC判定結果將會檢測到誤碼。在這種情況下，在隨后的碼塊CdBK中應當不必執(zhí)行任何解碼過程。因此，在第二碼塊CdBK和最后碼塊CdBK中總共8次迭代解碼是不必要的過程。
特別地，如圖19所示，根據(jù)相關技術D處理傳送塊的方法在步驟S201中將碼塊號初始化為1，并將碼塊數(shù)量初始化為3，并對第一碼塊CdBK執(zhí)行turbo解碼(步驟S202)。該turbo解碼是如圖14中所示的turbo解碼過程。更特別地，該過程計算碼塊CdBK中的判定值Δ0，并基于收斂或非收斂的檢測，繼續(xù)執(zhí)行解碼，直到達到最大迭代次數(shù)(＝8)。在上述例子中，該過程在第4次迭代步驟中檢測出非收斂，并結束碼塊CdBK的迭代解碼。然后，該過程前進到步驟S203，盡管在步驟S202檢測到非收斂，仍不合需要地重復步驟S202和S203，直到完成最后碼塊CdBK。
圖20A和圖20B是描述相關技術D缺點的視圖，如圖20A所示，相關技術D的解碼方法在解碼塊CdBK達到最大數(shù)量(3)之前不會中途停止處理碼塊CdBK。因此，該過程不合需要地在隨后的第二碼塊CdBK和最后碼塊CdBK中執(zhí)行迭代解碼。此外，如果如圖20B所示，在任何碼塊CdBK中都沒有檢測到收斂或非收斂，則該過程可以執(zhí)行處理，直到在所有碼塊CdBK中達到最大迭代次數(shù)為止，這導致無用的迭代解碼。

發(fā)明內容
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種基于似然信息對接收數(shù)據(jù)進行的解碼裝置，其包括對接收數(shù)據(jù)所劃分成的多個塊執(zhí)行迭代解碼的解碼處理器，和基于解碼處理器的輸出結果來確定是否停止迭代解碼的停止/結束確定部分。停止/結束確定部分執(zhí)行用于確定是否在每一個劃分的塊中停止迭代解碼的停止確定，并執(zhí)行用于基于停止確定結果來確定是否結束對接收數(shù)據(jù)的解碼過程的結束確定。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種基于似然信息對接收數(shù)據(jù)進行解碼的解碼方法，其包括在接收數(shù)據(jù)所劃分成的多個塊中的一個劃分塊內執(zhí)行解碼，然后輸出解碼結果；基于該解碼結果，執(zhí)行停止確定，以確定是否停止在所述一個劃分塊中的迭代解碼；和如果未停止在所述一個劃分塊中的解碼，則迭代解碼，如果停止在所述一個劃分塊中的解碼，則基于停止確定的結果執(zhí)行結束確定，以確定是否結束對接收數(shù)據(jù)的解碼過程。
因為本發(fā)明執(zhí)行用于確定是否停止在對接收數(shù)據(jù)所劃分成的多個塊中的每一塊執(zhí)行的迭代解碼的停止確定，并基于停止確定結果進一步執(zhí)行用于確定是否結束對接收數(shù)據(jù)的解碼過程的結束確定，所以接收數(shù)據(jù)的解碼過程的結束確定可以在處理該接收數(shù)據(jù)的過程中執(zhí)行，從而消除了不必要的處理。
本發(fā)明提供一種消除不必要的迭代解碼以實現(xiàn)高效解碼過程的解碼裝置、解碼方法、和接收設備。


從隨后結合附圖的描述中，本發(fā)明的上述和其它目的、優(yōu)點、以及特征將會更加明顯。附圖如下圖1是示出根據(jù)本發(fā)明第一實施例的解碼裝置的視圖；圖2A是描述在本發(fā)明第一實施例中作為接收數(shù)據(jù)的傳送塊的示意圖；圖2B是示出從所接收到的數(shù)據(jù)檢測到非收斂情況的示意圖；圖2C是示出在解碼一直到最大迭代解碼次數(shù)的過程中未從所接收數(shù)據(jù)檢測到收斂情況的示意圖；圖3是示出根據(jù)本發(fā)明第一實施例的解碼碼塊CdBK方法的流程圖；圖4是示出根據(jù)本發(fā)明第一實施例的對接收數(shù)據(jù)進行解碼的方法的流程圖；圖5是描述根據(jù)本發(fā)明第一實施例的解碼裝置的有益效果的視圖；圖6是示出根據(jù)本發(fā)明第二實施例的解碼裝置的視圖；
圖7是示出根據(jù)本發(fā)明第二實施例的解碼方法的流程圖；圖8是示出根據(jù)本發(fā)明第二實施例的替換實施例的解碼裝置框圖；圖9是本發(fā)明第二實施例優(yōu)點的視圖，它是表示相對于信噪功率密度比(Eb/N0)的誤比特率(BER)、塊差錯率(BLER)、和誤幀率(FER)的曲線圖；圖10是描述本發(fā)明第二實施例優(yōu)點的視圖，它是表示相對于信噪功率密度比(Eb/N0)的平均迭代次數(shù)的曲線圖；圖11是示出根據(jù)本發(fā)明第三實施例的接收設備的視圖；圖12是示出用于生成turbo碼的典型編碼裝置結構的視圖；圖13是根據(jù)相關技術的解碼裝置的框圖；圖14是示出根據(jù)相關技術用于解碼裝置的解碼方法的流程圖；圖15是示出根據(jù)相關技術在解碼裝置中噪聲與差錯率之間關系的曲線圖，縱軸表示塊差錯率(BLER)和誤比特率(BER)，橫軸表示差錯率；圖16是示出根據(jù)相關技術在解碼裝置中噪聲與迭代次數(shù)之間關系的曲線圖；圖17是示出根據(jù)相關技術的迭代控制方法和迭代次數(shù)的視圖；圖18是描述根據(jù)相關技術D以HSDPA方式的解碼方法的示意圖；圖19是示出根據(jù)相關技術D的解碼方法的流程圖；圖20A是描述在未檢測到非收斂的情況下相關技術D的缺點的視圖；和圖20B是描述在任何一個碼塊CdBK中未檢測到收斂或非收斂的情況下的相關技術D的缺點的視圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在將參考說明性的實施例描述本發(fā)明。本領域技術人員將會認識到，使用本發(fā)明的教導能夠實現(xiàn)許多替換實施例，并且本發(fā)明不局限于所圖示出的用于解釋目的的這些實施例。
在下文中參考附圖描述本發(fā)明的典型實施例。在隨后的實施例中，本發(fā)明應用于遵循HSDPA標準接收分組并在其上執(zhí)行turbo解碼的解碼裝置、和包括該解碼裝置的接收設備。如果傳送塊包含碼塊、并且雖對該碼塊執(zhí)行迭代解碼但該糾錯將不會收斂，則該實施例的解碼裝置結束傳送塊的解碼，從而避免了執(zhí)行無用的迭代解碼。盡管在隨后的實施例中通過例證描述了遵循HSDPA標準接收分組并在其上執(zhí)行turbo解碼的解碼裝置，但是如后面描述的，本發(fā)明還可應用于任何在其中將接收數(shù)據(jù)劃分成多個塊并在其上執(zhí)行迭代解碼的解碼裝置，并具有相同的效果。
圖1是示出根據(jù)本發(fā)明第一實施例的解碼裝置1的視圖。解碼裝置1包括第一解碼器2、第二解碼器3、交織器4和5、解交織器6和7、硬判決部分8、和停止/結束確定部分9。
解碼裝置1接收通過傳輸線路送來的turbo碼作為接收數(shù)據(jù)。所接收的數(shù)據(jù)包含由如圖12中所示的編碼設備生成的第一基本碼E和第二基本碼Eint，基本碼E和Eint由如上所述的奇偶校驗比特1P、2P和系統(tǒng)化比特U、Uint組成。因為第二基本碼Eint的系統(tǒng)化比特Uint可通過交織第一基本碼E的系統(tǒng)化比特U來獲得，所以實際發(fā)送的數(shù)據(jù)是第一基本碼E的系統(tǒng)化比特U和奇偶校驗比特1P和第二基本碼Eint的奇偶校驗比特2P。turbo碼不局限如上所述的并行級聯(lián)卷積碼，而可以是可通過解碼裝置1來turbo解碼的任何碼，例如，串行級聯(lián)卷積碼。
第一解碼器2和第二解碼器3是通過軟輸入軟輸出解碼法對所接收數(shù)據(jù)進行迭代解碼的軟輸出解碼部分。SOVA和MAP通稱為軟輸入軟輸出解碼。
在下文中通過例證來描述MAP。第一解碼器2接收所接收的第一基本碼E(第一奇偶校驗比特Y1p，系統(tǒng)化比特Ys)和外部信息Le2。基于這些輸入值，第一解碼器2通過公知的軟輸入軟輸出解碼來執(zhí)行解碼過程，從而輸出第一外部信息Le1，其中，該公知的軟輸入軟輸出解碼使用通過在網(wǎng)格上的前向處理和反向處理而計算的值來產(chǎn)生軟輸出。交織器4交織第一外部信息Le1，以生成交織后的第一外部信息Linte1。同時，交織器5交織系統(tǒng)化比特Ys，以生成交織后的系統(tǒng)化比特Yints，然后將該系統(tǒng)化比特Yints提供給第二解碼器3。
第二解碼器3接收交織后的第一外部信息Linte1、所接收的第二級偶校驗比特Y2p、和交織后的系統(tǒng)化比特Yints。第二解碼器3通過公知的軟輸入軟輸出解碼，并輸出第二外部信息Linte2。然后第二外部信息Linte2通過解交織器6解交織，并被提供到第一解碼器2。其后，第一解碼器2使用從解交織器6供應的第二外部信息Le2和信道值(第一奇偶校驗比特Y1p，系統(tǒng)化比特Ys)來執(zhí)行解碼，第二解碼器3使用交織后的第一外部信息Linte1和信道值(第二級偶校驗比特Y2p)來執(zhí)行解碼，然后重復該過程?；谠诘谝唤獯a器2和第二解碼器3中的解碼過程的完成，一次迭代解碼結束。
第二解碼器3向解交織器7輸出在解碼過程中生成的對數(shù)似然比Lint2。解交織器7將對數(shù)似然比Lint2解交織為對數(shù)似然比L2，然后，硬判決部分8確定硬判決結果 此外，在該實施例的解碼裝置中，將硬判決部分 提供給停止/結束確定部分9，然后，停止、結束確定部分9確定是否停止turbo解碼的迭代過程。
停止/結束確定部分9將通過HAD算出的BER、和信息長度比，與閾值進行比較，并確定turbo碼的誤碼檢測是否收斂，從而優(yōu)化turbo解碼的迭代次數(shù)。
本實施例的解碼裝置1接收傳送塊作為所接收的數(shù)據(jù)。圖2A是描述傳送塊的示意圖。如上所述，根據(jù)HSDPA，根據(jù)與信道傳送速率相對應的類別，傳送塊TrBK包含一個或多個CdBK。例如，在隨后的描述中，傳送塊TrBK包含三個碼塊CdBK。如圖2A所示，將糾錯碼CRC附加到傳送塊TrBK。
在解碼裝置1中，在解碼之前，將傳送塊劃分成三個碼塊CdBK。因為根據(jù)HSDPA標準，在一次解碼步驟中能夠處理的碼長度是受限的，所以由發(fā)送側產(chǎn)生并傳送可被劃分成單元碼塊的傳送塊TrBK。碼塊CdBK是所述解碼單元塊。解碼裝置1在碼塊CdBK上順序地執(zhí)行解碼。硬判決部分8在第二次或隨后的迭代解碼過程之后輸出硬判決部分 基于硬判決結果，停止/結束確定部分9如后面描述的執(zhí)行停止確定，以確定是否出現(xiàn)收斂。
本實施例中的停止/結束確定部分9在每一個碼塊CdBK上執(zhí)行停止確定，并基于該確定結果在每個碼塊CdBK內進一步執(zhí)行結束確定，以確定每次迭代解碼結束時是否繼續(xù)該傳送塊TrBK的解碼過程。在對傳送塊TrBK的結束確定中，如果如圖2B所示在一個碼塊CdBK中檢測到非收斂，或者如圖2C所示對一個碼塊CdBK解碼直到最大迭代解碼次數(shù)的過程中未檢測到收斂，則停止對隨后碼塊的解碼，以便結束對目前處理的整個傳送塊TrBK的解碼過程。
在該實施例中，停止/結束確定部分9使用上面描述的HAD，用于對每個碼塊CdBK的停止確定和對傳送塊TrBK的結束確定。停止確定過程檢測收斂/非收斂，并停止迭代解碼。除了當碼塊CdBK收斂或者迭代解碼被結束的時候，結束確定過程結束對傳送塊TrBK的處理。例如，當從第一個碼塊CdBK開始對碼塊CdBK以串行方式順序地執(zhí)行turbo解碼時，如果在第一個碼塊CdBK內在第四次迭代解碼步驟確定非收斂(圖2B)、或者如果turbo解碼在最大迭代次數(shù)處完成時CRC的誤碼率很高(圖2C)，則相關分組數(shù)據(jù)(傳送塊)被丟棄，不用再對其余的碼塊CdBK執(zhí)行turbo解碼。
特別地，因為根據(jù)HSDPA標準，CRC只附加到最后碼塊CdBK，在CRC確認存在誤碼后結束過程的傳統(tǒng)方法需要一直執(zhí)行解碼過程，直到最后碼塊CdBK。而另一方面，該實施例基于對碼塊CdBK的迭代解碼是否收斂來執(zhí)行對傳送塊TrBK解碼過程的結束確定。因而，能夠在完成最后碼塊CdBK之前確定解碼過程結束，這避免了無用的解碼過程，因此降低了功耗。
盡管在該實施例中通過例證描述了根據(jù)HSDPA標準的傳送塊，但是本發(fā)明不局限于此，只要它能夠將一個接收到的數(shù)據(jù)劃分成多個能被turbo解碼的單元，以便在解碼階段進行停止確定。通過對劃分后的單元代碼執(zhí)行停止確定，可以在完成整個解碼過程之前結束迭代解碼，并繼續(xù)進行誤碼處理步驟，例如，請求分組重傳。
此外，盡管在該實施例中通過例證描述了在其中將CRC附加到傳送塊TrBK末端的HSDPA，但是本發(fā)明也可應用于不附加檢錯碼的情況。特別地，在本實施例中，在停止/結束確定部分9在所有碼塊CdBK中確定收斂之后，使用CRC來執(zhí)行誤碼確定以作出最終確認。然而，在沒有附加檢錯碼的情形中，如果停止/結束確定部分9在每一個碼塊中的確定結果都指示收斂(即，沒有誤碼)，則可以得出全體都沒有誤碼存在的結論。
此外，盡管在本實施例中將HAD用于停止確定，但是也可以使用其它確定方法來替代，例如由Taffin教導的方法。其它方法包括近似交叉熵停止基準，其在SISO解碼器輸出的概率接近度相當高時停止解碼；最小絕對LLR停止基準，其將任意SISO解碼器的輸出LLR信息的最小絕對值設置為測量值，并將由以前的迭代解碼過程設置的測量值用作當前臨界值；符號(sign)差異比停止基準，其把與一個SISO解碼器的當前幀相對應的全部輸入預先信息與輸出附加信息(符號)相比較，并根據(jù)存在差異的符號的數(shù)量來停止解碼過程，等等。
在下文中詳細描述了根據(jù)該實施例的解碼方法。圖3是示出解碼裝置1對碼塊CdBK解碼的方法的流程圖。在該例子中，迭代解碼次數(shù)的最大值是8。圖3所示的碼塊CdBK的解碼方法與描述的傳統(tǒng)解碼方法相同。
具體來講，如圖3所示，首先把在第一解碼器2和第二解碼器3中要執(zhí)行的迭代解碼次數(shù)(迭代次數(shù))設置為1，并且將迭代次數(shù)的上限值設置為8(步驟S1)。然后，第一解碼器2執(zhí)行解碼，以生成第一外部信息Le1(步驟S2)。交織器4交織該第一外部信息Le1，并將結果提供給第二解碼器3。與此同時，交織器5交織系統(tǒng)化比特Ys，并將結果提供給第二解碼器3。盡管第一解碼器2也生成對數(shù)似然比(LLR)L1，但是在這里不使用。送往第一解碼器2的輸入Le2的初始值是0。
第二解碼器3輸出交織后的第二外部信息Linte2，并輸出交織后的對數(shù)似然比Lint2。交織后的第二外部信息Linte2被解交織器6解交織成第二外部信息Le2，該第二外部信息Le2被輸入到第一解碼器2。交織的對數(shù)似然比Lint2被解交織器7解交織成對數(shù)似然比L2，然后輸入到硬判決部分8，在硬判決部分8中生成硬判決結果。
其后，確定迭代次數(shù)是否超過1(步驟S4)，并且，如果迭代次數(shù)等于或大于2，則根據(jù)隨后的公式計算判定值Δ0(步驟S105)。
Δ0=1NΣk=0N-1|u^k(L2i)-u^k(L2i-1)|---(1)]]>其中，k表示塊內比特標識符，i表示迭代次數(shù)，N表示塊長度， 表示硬判決結果，L2表示第二解碼器的對數(shù)似然比LLR，Δ0表示硬判決結果中的差值比。
因此，由公式(1)表示出的判定值Δ0表示每一比特的此次對數(shù)似然比L2與前次對數(shù)似然比L2之間的差值的平均值。如果判定值Δ0接近0，則此次解碼結果與前次解碼結果相等。如果判定值Δ0接近1，則此次解碼結果與前次解碼結果差別很大。
如果所述判定值Δ0大于收斂判定閾值ηconv或小于非收斂判定閾值ηnon-conv(在步驟S6中“否”)，則執(zhí)行迭代解碼，直到迭代次數(shù)達到最大值8。這樣，該過程確定迭代次數(shù)是否達到最大值8(步驟S7)，并且，如果小于8，則遞增迭代次數(shù)(步驟S8)，并從步驟S2重復該過程。
為了確定步驟S6中的判定值Δ0，當?shù)螖?shù)等于或大于2時，使用硬判決結果 通過公式(1)計算該判定值Δ0。然后，根據(jù)收斂判定閾值ηconv或非收斂判定閾值ηnon-conv來執(zhí)行停止確定。如果確定結果滿足收斂/非收斂條件中的任何一個，則停止對碼塊CkBK的迭代解碼。
在本實施例中，如上所述，作為接收數(shù)據(jù)的傳送塊TrBK包含多個碼塊。圖4是示出根據(jù)本實施例的傳送塊解碼方法的流程圖。在該實施例中，如上所述，在一個傳送塊TrBK中包含的碼塊數(shù)量是3。在完成對三個碼塊CkBK中的每一個的迭代解碼之后，再次使用判定值Δ0來執(zhí)行確定碼塊CkBK的迭代解碼是否收斂的結束確定，以便判斷是否繼續(xù)對傳送塊TrBK的解碼過程。
具體來講，該過程首先設置傳送塊號＝1和傳送塊的數(shù)量＝3(步驟S11)，然后如上面描述的執(zhí)行如圖3所示的turbo解碼(步驟S13)。在完成對一個碼塊CkBK的解碼處理之后，該過程確定該判定值Δ0是否大于收斂判定閾值ηconv(步驟S13)。換句話說，它確定由步驟S12解碼后的碼塊CkBK是否最終被確定為收斂、并且停止迭代解碼(包括最多8次)。
如果確定該判定值Δ0大于收斂判定閾值ηconv，即表示沒有收斂，則結束對該傳送塊TrBK的處理。在這種情況下，解碼裝置1例如可以請求重傳用于相關傳送塊TrBK的分組。
另一方面，如果碼塊CkBK被確定為能夠作出糾錯(收斂)并且停止迭代解碼，則遞增碼塊數(shù)，直到達到最大值(即，3)為止(步驟S14和S15)，并且該過程從步驟S12重復。然后，如果對所有碼塊都進行了收斂判定，直到最后碼塊CdBK，即，上述結束確定未確定出“結束”，則碼塊CkBK被重新設為傳送塊TrBK，并且由在判決部分8的后級或硬判決部分8內設置的CRC確定部分來執(zhí)行對傳送塊的CRC確定。通常，如果在所有碼塊中確定收斂，則CRC確定結果產(chǎn)生誤碼的概率很小。根據(jù)傳輸線路的狀態(tài)和傳輸速率等通信環(huán)境、所需要的BER、迭代解碼的次數(shù)、解碼器的構成等等，通過模擬或類似手段來適當?shù)仡A先確定閾值ηconv和ηnon-conv的值。
在下文中將描述本發(fā)明的有益效果。圖5是描述根據(jù)本實施例的解碼裝置的有益效果的視圖。圖5中的上圖和下圖示意性地描述了當分別將根據(jù)相關技術D的解碼裝置和根據(jù)本發(fā)明的解碼裝置應用到HSDPA標準時的解碼迭代次數(shù)。圖5示出在相關技術D和本實施例中，在第一CdBK到最后CdBK的每一碼塊中在第四次迭代解碼步驟中檢測到非收斂的情況、和在迭代解碼過程中直到最大迭代次數(shù)(8次)也未能檢測到收斂/非收斂的情況。
對于根據(jù)相關技術D的方法，在碼塊第一CdBK的第四次迭代解碼步驟中檢測到非收斂，并且該過程繼續(xù)進行到后續(xù)碼塊第二CdBK的解碼。其后，在第四次迭代解碼步驟再次檢測到非收斂，該過程繼續(xù)進行到最后碼塊CdBK的解碼。然后，在第四次迭代解碼步驟再次檢測到非收斂，最終使用附加到最后碼塊CdBK上的CRC確認誤碼。盡管采用非收斂使得能夠在達到4次時停止每一碼塊的迭代解碼，但在由CRC檢測到誤碼并丟棄該傳送塊之前，這種技術仍然需要總共12次解碼過程。
此外，在無法檢測到收斂或非收斂的情況下，在每一個碼塊CdBK中需要執(zhí)行最大迭代次數(shù)(8次)的解碼過程。因此，盡管使用CRC檢查產(chǎn)生誤碼的概率很高，但需要總共24次的解碼過程。
另一方面，根據(jù)本實施例，如在步驟S13中所示的，每次在每一個碼塊CdBK的turbo解碼結束時，使用判定值Δ0來為傳送塊TrBK執(zhí)行結束確定。該實施例在第一碼塊第一CdBK中完成turbo解碼之后，使用判定值Δ0來執(zhí)行該確定。這一確定還能夠檢測出在該相關的傳送塊TrBK中的誤碼很可能無法糾正、或者CRC誤碼的概率高，從而能夠停止其后的處理。
在圖5所示的例子中，如果在第一碼塊第一CdBK中的第四次迭代解碼步驟中檢測到非收斂，可以使迭代解碼過程比相關技術D降低8次。即使在第一碼塊第一CdBK上未能檢測到收斂，并且執(zhí)行迭代解碼直到8次，仍可以將迭代解碼過程比相關技術D降低16次。
如前述所描述的，本實施例在處理之前將接收到的數(shù)據(jù)劃分成多個可被turbo解碼的單元(碼塊)，并使用判定值Δ0對每一個碼塊的迭代解碼執(zhí)行停止確定，其中，判定值Δ0指示硬判決結果中的差值比。同時，在碼塊的turbo解碼之后使用判定值Δ0來再次執(zhí)行結束確定，從而確定是否結束對由該相關碼塊構成的傳送塊的解碼過程。由此，可以在較早的時刻丟棄無法被糾錯的概率較高的接收數(shù)據(jù)，這使得能夠縮短處理時間和降低功耗，并迅速繼續(xù)下一處理過程，例如重傳請求。
第二實施例在下文中描述本發(fā)明的第二實施例。本實施例進一步提高了在第一實施例中描述的在碼塊中執(zhí)行停止確定過程的效率，從而進一步降低了迭代解碼的次數(shù)。圖6是根據(jù)本發(fā)明解碼裝置的視圖。在圖6所示的第二實施例、和后面描述的圖8所示的第二實施例的替換實施例中，與圖1所示的第一實施例相同的構成元素是用相同的參考標號表示的，并且在此不再對它們祥述。
如圖6所述，第二實施例在第一解碼器12的輸出被提供給硬判決部分8這一點上不同于第一實施例。具體來講，在本實施例中，第一解碼器12把在解碼過程中生成的對數(shù)似然比L1提供給硬判決部分8。第二解碼器3把交織后的同樣也是在解碼過程中生成的對數(shù)似然比Lint2提供給解交織器7。解交織器7把該對數(shù)似然比Lint2解交織成對數(shù)似然比L2，并把它提供給硬判決部分8。硬判決部分8使用從第一解碼器12提供的對數(shù)似然比L1來計算硬判決結果(下文中稱為 )，并使用從第二解碼器3提供的對數(shù)似然比Lint2解交織出的對數(shù)似然比L2來計算硬判決結果(下文中稱為 )。將硬判決結果 和 提供給停止/結束確定部分9。然后，停止/結束確定部分9執(zhí)行用于確定是否停止對碼塊CdBK迭代解碼的停止確定和用于確定是否結束對傳送塊TrBK解碼過程的結束確定。
本實施例的停止/結束確定部分9將通過HAD計算的BER、和信息長度比，與閾值進行比較，并確定turbo碼的誤碼檢測是否收斂，從而優(yōu)化turbo解碼的迭代次數(shù)。該處理的定時與第一實施例中的定時不同。
具體來講，與第一實施例相同，本實施例的停止/結束確定部分9確定用于進行停止確定的判定值，并將該值與收斂判定閾值ηconv和非收斂ηnon-conv相比較，從而決定是否停止迭代解碼。然而，本實施例在算出所述判定值的時間是在每一解碼器執(zhí)行的解碼完成之時這一點上不同于第一實施例。因為本實施例使用對數(shù)似然L1和L2來檢測迭代解碼的收斂/非收斂，因此它使用由下式(2)和(3)表示的兩個判定值Δ0.5和Δ1Δ0.5=Σk=0N-1|u^k(L1i)-u^k(L2i-1)|---(2)]]>Δ1=Σk=0N-1|u^k(L1i)-u^k(L2i)|---(3)]]>
其中，k表示塊內比特標識符，i表示迭代次數(shù)，N表示塊長度， 表示硬判決結果，L1表示第一解碼器的對數(shù)似然比LLR，L2表示第二解碼器的對數(shù)似然比LLR，Δ0.5和Δ1表示硬判決結果中的差值比。
式(2)中的判定值Δ0.5表示用于每一比特的、由第一解碼器12獲得的此次對數(shù)似然比L1和由第二解碼器獲得的前次對數(shù)似然比L2之間的差值的平均值。式(3)中的判定值Δ1表示用于每一比特的、由第一解碼器12獲得的此次對數(shù)似然比L1和由第二解碼器獲得的此次對數(shù)似然比L2之間的差值平均值。如果判定值Δ0.5和Δ1接近0，則第一解碼器12的解碼結果與第二解碼器3的解碼結果相同。如果Δ0.5和Δ1接近1，則解碼器12和解碼器3的解碼結果差別很大，即表示解碼還沒有收斂。這與第一實施例相同。
在第一解碼器12和第二解碼器3中執(zhí)行解碼過程之后，第一次迭代解碼步驟結束。如式(2)所示，計算判定值Δ0.5的時間并不是在通常的迭代解碼完成之時，而是在第一解碼器12中的解碼完成之時。因此，在本實施例中，在迭代解碼過程的中途時計算判定值Δ0.5。如式(3)所示，基于第二解碼器3中解碼的完成來計算判定值Δ1。這樣，本發(fā)明并不是計算用于每一次迭代解碼停止確定的判定值，而是每當解碼器12和解碼器3中的解碼過程結束時計算判定值Δ0.5和Δ1。因此，在使用兩個解碼器的本實施例中，可以以兩倍的比率來執(zhí)行停止確定。因此，如果有兩級或更多級的解碼器，則可以按照更精確的定時來執(zhí)行停止確定。
在下文中描述根據(jù)第二實施例的解碼方法。根據(jù)第二實施例的對接收數(shù)據(jù)進行解碼的方法在對每一個碼塊CdBK的解碼方面，不同于根據(jù)第一實施例的對接收數(shù)據(jù)進行解碼的方法，其對應于圖4中的步驟12。具體來講，在每一個碼塊內迭代解碼的停止確定的定時不同。其它點與第一實施例相同。
圖7是示出根據(jù)第二實施例的對每一碼塊進行解碼的方法的流程圖。在這個例子中，在解碼器12和3中的最大迭代解碼次數(shù)是8。如圖7所示，該過程首先將迭代次數(shù)設置為1，并將最大迭代次數(shù)設置為8(步驟S21)，并在第一解碼器12中執(zhí)行解碼過程。第一解碼器12執(zhí)行與圖1所示的第一解碼器12中相同的解碼過程。具體來講，在第一解碼器12中的解碼過程根據(jù)第二外部信息Le2、以及信道值Y1p和Ys，計算得出第一外部信息Le1和對數(shù)似然比L1。第一外部信息Le1被提供給交織器4，從而被交織，并被輸入到第二解碼器3。與此同時，系統(tǒng)化比特Ys被交織器5交織，并被輸入到第二解碼器3。要輸入到第一解碼器12的第二外部信息Le2的初始值是0。于是，在本實施例中，將對數(shù)似然信息L1提供到硬判決部分8。
硬判決部分8使用對數(shù)似然比L1來計算硬判決結果 (步驟S22)。如果當前迭代次數(shù)i小于1(在步驟S23中“否”)，第二解碼器3執(zhí)行與第一實施例的第二解碼器3中相同的解碼過程(步驟S24)。具體來講，第二解碼器3接收交織后的第一外部信息Linte1、信道值Y2p和交織后的系統(tǒng)化比特Yints，輸出交織后的第二外部信息Linte2和交織后的對數(shù)似然比Lint2。然后，解交織器6把交織后的第二外部信息Linte2解交織成要輸入到第一解碼器12的第二外部信息Le2。解交織器7把交織后的對數(shù)似然比Lint2解交織成對數(shù)似然比L2，并提供到硬判決部分8。硬判決部分8使用對數(shù)似然比L2來計算硬判決結果 該硬判決結果 存儲在設置于硬判決部分8或停止/結束確定部分9中的存儲器內，或存儲在單獨的存儲器內(未示出)。
然后，如果當前迭代次數(shù)是i小于1(在步驟S25“否”)，則確定迭代次數(shù)是否是最大次數(shù)8(步驟S26)。如果否，則遞增迭代次數(shù)i(步驟S27)，并且該過程從步驟S22重復。
如果當前迭代次數(shù)達到2，則在步驟S22中類似地執(zhí)行解碼過程，以計算硬判決結果 硬判決結果 被存儲在硬判決部分8的所述存儲器中。
然后確定迭代次數(shù)大于1(在步驟S23中“是”)，并且停止/結束確定部分9計算判定值Δ0.5。在這一步驟中，基于在步驟S22中算出并被存儲的硬判決結果 和在前次解碼過程中的步驟S25中計算并被存儲在存儲器中的硬判決結果 根據(jù)式(2)來計算判定值Δ0.5。然后確定該判定值Δ0.5是小于收斂判定閾值ηconv(即，收斂)，還是大于非收斂判定閾值ηnon-conv(即，非收斂)，并且，如果值滿足收斂條件或非收斂條件，則該過程結束。
另一方面，如果該值既不滿足收斂條件也不滿足非收斂條件(在步驟S29“N”)，則步驟S24類似地執(zhí)行解碼，以計算硬判決結果 并將其存儲在所述存儲器中。在經(jīng)過步驟S25之后，該過程計算出判定值Δ1(步驟S30)。在該步驟中，基于在步驟S22中計算的并被存儲的此次迭代解碼中的硬判決結果 和在步驟S24中計算的并被存儲的同樣也是此次迭代解碼中的硬判決結果 根據(jù)式(3)來計算判定值Δ1。然后，該過程確定該判定值Δ1是小于收斂判定閾值ηconv(即，收斂)，還是大于非收斂判定閾值ηnon-conv(即，非收斂)(步驟S31)，并且，如果值滿足收斂條件或非收斂條件，則該過程結束。這樣，該過程從步驟S22重復該程序，直到判定值Δ0或Δ1滿足收斂條件或非收斂條件或者達到最大迭代次數(shù)(8)為止。
如在前面所描述的，本實施例在每一碼塊CdBK中基本上每迭代解碼0.5次就執(zhí)行一次停止確定。具體來講，在第一解碼器12的解碼完成時，使用判定值Δ0.5執(zhí)行基于收斂/非收斂的判定。此外，在第二解碼器3的解碼完成時(即，在通常的一次迭代解碼步驟完成時)，使用判定值Δ1執(zhí)行基于收斂/非收斂的判定。這使得能夠執(zhí)行兩倍次數(shù)的停止確定。由此，在理論上可以將迭代過程平均減少0.5/2次。碼塊的turbo解碼效率的提高，使得傳送塊的解碼過程的效率提高。
第二實施例的替換方案在下文中描述本發(fā)明第二實施例的替換方案。在本實施例中，把在第二實施例中的第一解碼器12和第二解碼器3集成進一個解碼器中。
圖8是示出根據(jù)本替換實施例解碼裝置的框圖。解碼裝置21包括解碼器22，和分別存儲信道值Ys、Y1p、Y2p和外部信息Le的存儲器23-26。該解碼裝置21還包括交織器27和28、解交織器29和30、選擇器31-35、硬判決部分36、停止/結束確定部分37、和解碼器控制器38。
解碼器22執(zhí)行在圖6中所示的第一解碼器12和第二解碼器3的功能。因此，選擇器31在Ys存儲器23的輸出、及該Ys存儲器23的經(jīng)交織器27交織后的輸出之間切換選擇，以便所選擇的那一個輸入到解碼器22。此外，選擇器32在Y1p存儲器24的輸出、及Ys存儲器25的輸出之間切換選擇，以便將選擇的那一個輸入到解碼器22。
解碼器22輸出第一外部信息Le1或交織后的第二外部信息Linte2。第一外部信息Le1按照原狀輸入到選擇器33，而交織后的第二外部信息Linte2在被解交織器29解交織之后輸入到選擇器33。選擇器33選擇任何一個，并將所選擇的值存儲在Le存儲器26中。解碼器22還輸出對數(shù)似然比L1和Lint2。對數(shù)似然比L1按照原狀輸入到選擇器34，而交織后的對數(shù)似然比Lint2在被解交織器30解交織之后輸入到選擇器34。選擇器34選擇任何一個，并將所選擇的值提供給硬判決部分36。停止/結束確定部分37基于硬判決部分36中的硬判決結果，如上文所描述的那樣計算判定值Δ0.5和Δ1。
Le存儲器26輸出Le1和Le2。輸出Le1被交織器28交織后，輸入到選擇器35。選擇器35選擇第二外部信息Le2或交織后的第一外部信息Linte1，并將所選擇的那個提供給解碼器22。
解碼裝置21的解碼方法與圖7所示的第二實施例中的方法基本相同。根據(jù)解碼控制器38的控制，來適當?shù)厍袚Q各選擇器31-35，以便解碼器22作為第一解碼器12來操作，或者作為第二解碼器3來操作。
首先，解碼器22起到第一解碼器12的作用。在解碼控制器38的控制下，來自Ys存儲器23和Y1p存儲器24的信道值(系統(tǒng)化比特Ys、奇偶校驗比特Y1p)分別通過選擇器31和32提供給解碼器22。此外，第二外部信息Le2經(jīng)由Le存儲器26和選擇器35提供給解碼器22。在第一次迭代解碼時，將外部信息Le2設置為0?；谶@些值，解碼器22輸出外部信息Le1和對數(shù)似然比L1。
將第一外部信息Le1經(jīng)由選擇器33提供給Le存儲器26，通過交織器28交織，然后經(jīng)由選擇器35提供給解碼器22。與此同時，來自Ys存儲器23的Ys被交織器27交織成Yints，并經(jīng)由選擇器31提供給解碼器22。此外，來自Y2p存儲器25的Y2p經(jīng)由選擇器32提供給解碼器22。接收這些值后，解碼器22現(xiàn)在起到第二解碼器3的作用，并輸出第二外部信息Linte2和對數(shù)似然比Lint2。第二外部信息Linte2被解交織器29解交織，經(jīng)由選擇器33存儲在Le存儲器26中，然后在適當?shù)臅r間經(jīng)由選擇器35提供給解碼器22。這樣，解碼器22以交替的方式，按照順序依次執(zhí)行作為第一解碼器的解碼過程和作為第二解碼器的解碼過程。
另一方面，將在作為第一解碼器的解碼過程中計算出的對數(shù)似然比L1經(jīng)由選擇器34提供到硬判決部分36。硬判決部分36使用該對數(shù)似然比L1計算硬判決結果。然后，解碼器22執(zhí)行作為第二解碼器的解碼過程，并計算對數(shù)似然比Lint2。對數(shù)似然比Lint2被解交織器30解交織，然后經(jīng)由選擇器34提供到硬判決部分36。硬判決部分36使用該對數(shù)似然比L2來計算硬判決結果。
以迭代0.5次的間隔，將根據(jù)對數(shù)似然比L1計算的硬判決結果和根據(jù)對數(shù)似然比L2計算的硬判決結果順序地提供給停止/結束確定部分37。停止/結束確定部分37使用這些值，分別在迭代次數(shù)0.5次和1次的時間上，依據(jù)上式(2)和(3)來計算判定值Δ0.5和Δ1，并將這些值與收斂判定閾值ηconv和非收斂判定閾值ηnon-conv進行比較，以進行停止確定。該過程與第二實施例中的相同。
如前面所描述的，該替換實施例與第二實施例相似對于每一碼塊，它并不是在每一次迭代解碼中都執(zhí)行停止確定，而是在解碼器中的每一次解碼過程中執(zhí)行停止確定。這使得能夠實現(xiàn)更精確的停止確定的定時，并且在理論上將收斂/非收斂的檢測提早了最多0.5次的迭代解碼次數(shù)。此外，本替換實施例將第一解碼器和第二解碼器集成進一個解碼器22中，這減小了電路尺寸。
在下文中將基于應用第二實施例的例子和應用傳統(tǒng)停止方法的比較例子的模擬結果，來描述第二實施例的有益效果。圖9是表示相對于信噪功率密度比(Eb/N0)的誤比特率(BER)、塊差錯率(BLER)和誤幀率(FER)的曲線圖。圖10是表示同樣是相對于信噪功率密度比(Eb/N0)的平均迭代次數(shù)的曲線圖。
在圖9中，縱軸中的BER表示相對于總比特數(shù)的誤比特數(shù)(誤比特數(shù)/總比特數(shù))。BLER表示傳送塊中的差錯率。在這個例子中，一個幀包含一個塊，一個塊包含654比特。FER表示相對于總幀數(shù)的誤幀數(shù)(誤幀數(shù)/總幀數(shù))。因為在這個例子中，一個幀對應于一個傳送塊，因此FER與BLER意義相同。如果一個幀包含多個傳送塊，則FER與BLER的值不同。橫軸中的信噪功率密度比(Eb/N0)表示相對于噪聲功率(N0)的每比特功率(Eb)。噪聲量越大，信噪功率密度比的值越小。
在圖9和圖10中，BER1、BLER1、FER1和ava1對應于本實施例，而BER0、BLER0、FER0和ava0對應于現(xiàn)有技術。如圖9所示，F(xiàn)ER1、FER0、BLER1和BLER0基本上重疊。因此，對于通過應用本實施例的解碼方法、基本上每迭代解碼0.5次執(zhí)行一次停止確定來檢測是否收斂、從而優(yōu)化迭代解碼次數(shù)的情形，與通常每迭代解碼一次便執(zhí)行停止確定一次來檢測收斂/非收斂、從而優(yōu)化迭代解碼次數(shù)的情形，這兩種情況之間的糾錯能力中沒有差別。
另一方面，如圖10所示，在這一例子(ava1)中的平均迭代次數(shù)比相關技術(ava0)中的少。在該模擬中，在BLER＝0.01(Eb/N0＝1.0dB)的條件下，迭代次數(shù)可以降低大約0.25次。此外，在Eb/N0＝1.2dB的條件下，迭代次數(shù)可以降低大約0.26次。因此，通過應用本實施例的解碼方法，能夠降低在每一碼塊中的迭代解碼次數(shù)，同時維持高糾錯能力。
第三實施例在下文中描述本發(fā)明的第三實施例。根據(jù)本實施例的接收設備包括根據(jù)第一或第二實施例的解碼裝置。圖11是示出包括上述解碼裝置1、11或21的接收設備的視圖。如圖11中所示，除了解碼裝置1之外，接收設備40還包括天線41、放大器42、RF部分43、解調器44、去穿孔部分45、用于控制這些單元的控制器46等等。
在接收設備40中，將通過天線41接收的接收數(shù)據(jù)提供給放大器42。放大器42放大該接收數(shù)據(jù)，并將放大的數(shù)據(jù)提供給RF部分43。RF部分43執(zhí)行高頻轉換等高頻處理，并將處理后的接收數(shù)據(jù)提供給解調器44用于解調。然后將解調后的接收數(shù)據(jù)提供給去穿孔部分45。去穿孔部分45執(zhí)行與在發(fā)送側執(zhí)行的交織反向的解交織，從而恢復原始數(shù)據(jù)序列，并進一步執(zhí)行去穿孔，在發(fā)送時刪除的數(shù)據(jù)位置上插入0比特，從而恢復原始數(shù)據(jù)長度。作為去穿孔結果的具有原始數(shù)據(jù)長度的數(shù)據(jù)被提供給解碼裝置1，用于turbo解碼，從而獲得硬判決解碼結果。例如，控制器46控制用于基于解碼裝置1中的停止確定結果向解碼裝置1提供數(shù)據(jù)的定時。
在根據(jù)本實施例的接收設備40中，具備上面描述的解碼裝置1，因此當在包含于傳送塊內的多個碼塊中的一個碼塊內檢測出糾錯不太可能收斂的時候，停止對包含該相關碼塊的傳送塊的解碼過程。這使得能夠提供能夠以高速率解碼傳送塊從而降低功耗的接收設備。此外，如果該接收設備包括如上所述的解碼裝置11或21，則可以在每一個碼塊上通過更少的迭代解碼次數(shù)來作出收斂判定，這進一步提高了解碼過程的效率。
本發(fā)明不局限于上述實施例，而是可以在不偏離本發(fā)明范圍的情況下以各種方式作出改變。例如，盡管第二實施例使用式(2)和(3)來計算判定值，但是它不局限于此。例如，式(3)可以是能夠在第一次迭代解碼步驟完成的時候算出的任意值，并且可以使用在上面的第一實施例中描述的下式(1)Δ0=1NΣk=0N-1|u^k(L2i)-u^k(L2i-1)|---(1)]]>此外，由式(2)表示的判定值Δ0.5可以是能夠在第一解碼器中的解碼過程完成的時候算出的任意值，并且可以使用外部信息Le1和Le2，而不使用對數(shù)似然比L1和L2。此外，盡管上式(1)使用第二解碼器的結果，但是如果解碼開始于第二解碼器，且迭代解碼結束于第一解碼器，則可以使用第一解碼器的輸出L1來計算判定值。盡管上式(1)-(3)左邊的部分乘以1/N，但是可以使閾值η乘以N倍。除了判定值Δ0、Δ0.5和Δ1之外，也可以將最小/最大的L1或L2與閾值進行比較。還可以使用代碼比特在硬判決結果或SCR中存在不同的位置或相同的位置上的最小/最大L1或L2、Le1、Le2。
在上面描述的第二實施例中，描述了使用在兩個解碼器中或解碼過程的兩個階段中的解碼結果來執(zhí)行turbo解碼的解碼裝置。然而，解碼裝置可以包括三個或更多個解碼器，或者可以具有三級或更多級的解碼功能。在這種情況下，當解碼器數(shù)量是M時，如果使用上式(2)，則可以使用第一和第二解碼器中的結果、第二和第三解碼器的結果、…、第(M-1)和第M個解碼器的結果中的部分或全部來計算判定值Δ。這使得能夠不按照迭代解碼單元，而是按照更精細的單元來執(zhí)行停止確定，從而能夠用最少的迭代次數(shù)來停止該過程。
盡管在上面描述的實施例中使用兩個閾值來確定收斂/非收斂，但是可以例如只確定收斂。此外，閾值ηconv或ηnon-conv可以是常數(shù)或隨迭代次數(shù)改變的變量數(shù)。在這種情況下，可以通過函數(shù)來適當?shù)赜嬎阍撝?，或將其存儲在查詢表中等等?br> 此外，在能夠以短間隔實現(xiàn)收斂/非收斂判定的第二實施例中，可以在停止確定之后執(zhí)行CRC確定，并可以在檢測到CRC誤碼時再次執(zhí)行迭代解碼。
另外，盡管將第一實施例和第二實施例作為硬件配置來描述，但是可以通過在CPU(中央處理單元)上運行計算機程序以執(zhí)行任意處理，來實現(xiàn)本發(fā)明。在這種情況下，計算機程序可以存儲在記錄介質中，或者可以通過諸如互聯(lián)網(wǎng)之類的傳輸介質來傳送。
明顯的是，本發(fā)明不局限于上述實施例，而是可以在不偏離本發(fā)明范圍和精神的情況下更改或改變本發(fā)明。
權利要求
1.一種基于似然信息對接收數(shù)據(jù)進行解碼的解碼裝置，包括解碼處理器，對接收數(shù)據(jù)所劃分成的多個碼塊中的每一個執(zhí)行迭代解碼；和停止/結束確定部分，基于解碼處理器的輸出結果，確定是否停止在每一個劃分塊中的迭代解碼，并基于該停止確定結果，確定是否結束對接收數(shù)據(jù)的解碼過程。
2.根據(jù)權利要求1的解碼裝置，其中，停止/結束確定部分基于對每一劃分碼塊中的迭代解碼的糾錯是否收斂的確定結果，來執(zhí)行結束確定。
3.根據(jù)權利要求1的解碼裝置，其中，停止/結束確定部分在每一個劃分碼塊中的迭代解碼完成時執(zhí)行結束確定，并當停止確定確定在一個劃分碼塊中的迭代解碼的糾錯沒有收斂時結束對接收數(shù)據(jù)的解碼過程。
4.根據(jù)權利要求1的解碼裝置，其中，所述劃分塊是作為解碼單元的碼塊，和所述接收數(shù)據(jù)是包含多個碼塊的傳送塊。
5.根據(jù)權利要求1的解碼裝置，其中，檢錯碼倍附加在接收數(shù)據(jù)的最后碼塊上。
6.根據(jù)權利要求1的解碼裝置，其中，解碼處理器是作為多級解碼器來操作的，并通過執(zhí)行第一級到最后一級的解碼過程來完成一次迭代解碼，以及停止/結束確定部分在最后一級之前的解碼過程完成時，執(zhí)行停止確定。
7.根據(jù)權利要求1的解碼裝置，進一步包括硬判決部分，其基于解碼處理器的輸出結果，輸出硬判決解碼結果，其中，停止/結束確定部分基于硬判決部分的結果執(zhí)行停止確定。
8.根據(jù)權利要求6的解碼裝置，其中，停止/結束確定部分在多級解碼過程中的每一級解碼過程完成的時候執(zhí)行停止確定。
9.根據(jù)權利要求6的解碼裝置，其中，解碼處理器包括多級解碼器，和停止/結束確定部分基于多級解碼器中的前、后級解碼器的解碼結果來執(zhí)行停止確定。
10.根據(jù)權利要求6的解碼裝置，其中，解碼處理器包括第一解碼器和第二解碼器，和停止/結束確定部分基于第一解碼器在此次迭代解碼中的輸出和第二解碼器在前次迭代解碼中的輸出來執(zhí)行停止確定。
11.根據(jù)權利要求6的解碼裝置，進一步包括控制解碼處理器的控制器，其中該解碼處理器包括作為第一解碼器和第二解碼器來操作的一個解碼器，和該控制器對送往所述一個解碼器的輸入進行切換，以便所述一個解碼器作為第一解碼器來操作或作為第二解碼器來操作。
12.根據(jù)權利要求10的解碼裝置，其中，停止/結束確定部分基于第一解碼器和第二解碼器在此次前迭代解碼中的輸出來執(zhí)行停止確定。
13.根據(jù)權利要求10的解碼裝置，其中，停止/結束確定部分基于第一解碼器和第二解碼器在此次迭代解碼和前次迭代解碼中的輸出來執(zhí)行停止確定。
14.根據(jù)權利要求10的解碼裝置，進一步包括硬判決部分，其基于解碼處理器的輸出結果，輸出硬判決解碼結果，其中，停止/結束確定部分通過基于第一解碼器在此次迭代解碼中的輸出和第二解碼器在前次迭代解碼中的輸出計算與硬判決結果中的差異數(shù)目相對應的判定值，并使用該判定值檢測收斂/非收斂，來執(zhí)行停止確定，來基于硬判決部分的結果執(zhí)行停止確定，并且基于該停止確定的結果執(zhí)行結束確定。
15.一種基于似然信息對接收數(shù)據(jù)進行解碼的解碼方法，包括在接收數(shù)據(jù)所劃分成的多個塊中的一個劃分塊內執(zhí)行解碼，然后輸出解碼結果；基于該解碼結果，執(zhí)行停止確定，以確定是否停止在所述一個劃分塊中的迭代解碼；和如果未停止在所述一個劃分塊中的解碼，則迭代解碼，如果停止在所述一個劃分塊中的解碼，則基于停止確定的結果執(zhí)行結束確定，以確定是否結束對接收數(shù)據(jù)的解碼過程。
16.根據(jù)權利要求15的解碼方法，其中，結束確定基于對所述一個劃分塊中的迭代解碼的糾錯是否收斂的停止確定結果，來確定是否停止對接收數(shù)據(jù)的解碼過程。
17.根據(jù)權利要求15的解碼方法，其中，所述輸出解碼結果的步驟是通過其中由所述解碼處理器作為多級解碼器來操作、并通過執(zhí)行第一級到最后一級解碼過程來完成一次迭代解碼的解碼處理器來輸出解碼結果，并且所述停止確定的步驟是基于在當前執(zhí)行此次迭代解碼的解碼處理器中的最后一級之前的解碼結果，確定是否停止在劃分塊中的迭代解碼。
18.根據(jù)權利要求17的解碼方法，進一步包括基于解碼結果來輸出硬判決結果，其中，所述停止確定的步驟是基于硬判決結果來確定迭代解碼的糾錯是否收斂。
19.一種接收級聯(lián)碼并基于似然信息對接收數(shù)據(jù)執(zhí)行迭代解碼的接收設備，包括接受所述接受數(shù)據(jù)的接收器；對所述接收數(shù)據(jù)執(zhí)行迭代解碼的解碼器；和控制器，其基于在接收數(shù)據(jù)所劃分成的多個塊中的一個劃分塊中的迭代解碼完成之前的停止確定結果來執(zhí)行結束確定，以確定是否結束對接收數(shù)據(jù)的解碼過程，從而優(yōu)化解碼器中的迭代次數(shù)，該解碼器包括解碼處理器，其對所述劃分塊的每一個執(zhí)行迭代解碼；和停止/結束確定部分，其基于來自于解碼處理器的輸出結果，確定是否停止在每一個劃分塊中的迭代解碼。
全文摘要
一種解碼設備，包括對包含在傳送塊中的多個作為解碼單元的碼塊中的每一個執(zhí)行迭代解碼的第一解碼器和第二解碼器，和根據(jù)第二解碼器的輸出結果來確定是否停止迭代解碼停止/結束確定部分。該停止/結束確定部分基于在每一碼塊中的迭代解碼的糾錯是否收斂的確定結果來確定是否停止對每個碼塊的迭代解碼，并基于每一碼塊中的確定結果進一步確定是否停止對該傳送塊的迭代解碼。如果確定在一個碼塊中迭代解碼的糾錯沒有收斂，則停止包含該相關碼塊的傳送塊的解碼過程。
文檔編號H04L1/20GK1968071SQ200610149378
公開日2007年5月23日 申請日期2006年11月16日 優(yōu)先權日2005年11月16日
發(fā)明者織尾正雄 申請人:恩益禧電子股份有限公司