專利名稱：用于最大后驗概率解碼器的存儲器體系結(jié)構的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及編碼(coding)。更具體的是，本發(fā)明涉及用于進行最大后驗概率(MAP)解碼的改進的新技術。
背景技術：
“Turbo(特博)編碼”代表前向糾錯(FEC)領域的一個重要進步。有各種各樣的turbo編碼，但大多數(shù)編碼采用由與迭代解碼組合的交織步驟分開的多個譯碼(encoding)步驟。這種組合提供了先前就通信系統(tǒng)的噪聲容限而言不可獲得的性能。即，turbo編碼允許使用現(xiàn)有的前向糾錯技術以先前所不可接受的Eb/N0電平進行通信。
許多系統(tǒng)使用前向糾錯技術，因此，它們也會因使用turbo編碼而受益。例如，turbo碼可提高無線衛(wèi)星鏈路的性能，其中衛(wèi)星的有限下行鏈路發(fā)送功率使得可在低的Eb/N0電平上進行操作的接收機系統(tǒng)成為必要。在無線衛(wèi)星鏈路中使用turbo碼可減小數(shù)字視頻廣播(DVB)系統(tǒng)的碟形衛(wèi)星天線的尺寸，或者允許在一給定的頻率帶寬內(nèi)發(fā)送更多的數(shù)據(jù)。
諸如數(shù)字蜂窩式和PCS電話系統(tǒng)等數(shù)字無線電信系統(tǒng)也使用前向糾錯。例如，IS-95無線電接口標準(over-the-air interface standard)及其衍生的諸如IS-95B等定義了一種數(shù)字無線通信系統(tǒng)，該系統(tǒng)使用卷積譯碼來提供編碼增益，以增加系統(tǒng)的容量。在名為“用于在CDMA蜂窩式電話系統(tǒng)中產(chǎn)生信號波形的系統(tǒng)和方法”的5,103,459號美國專利中描述了基本上依據(jù)使用IS-95標準的處理RF信號的系統(tǒng)和方法，該專利已轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人并在這里引用作為參考(’459專利)。
由于象IS-95等數(shù)字無線通信系統(tǒng)主要用于移動通信，所以重要的是具有把功率使用減到最少且小型而輕便的器件。通常，這需要開發(fā)用于進行大多數(shù)或所有必要的處理的半導體集成電路(“芯片”)。雖然卷積譯碼相對復雜，但進行卷積譯碼和解碼所需的電路可在單塊芯片上與任何其它必要的電路一起形成。
Turbo編碼(尤其是解碼操作)明顯地比卷積譯碼(和解碼)更復雜。但是，非常想要在包括移動數(shù)字通信系統(tǒng)和衛(wèi)星通信系統(tǒng)的數(shù)字無線電信系統(tǒng)中包含turbo編碼。因而，本發(fā)明旨在增加可進行某些解碼操作的速率，以有助于在各種系統(tǒng)中使用turbo編碼。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是一種用于對turbo或迭代、編碼技術有特殊應用的解碼技術的改進的新技術。依據(jù)本發(fā)明的一個實施例，一種解碼系統(tǒng)包括用于存儲碼元(symbol)估計的塊的信道(channel)去交織器RAM以及一組S狀態(tài)度量(metric)計算器。每個狀態(tài)度量計算器用于產(chǎn)生一組狀態(tài)度量計算以及一組S+1窗口RAM，其中所述S+1窗口RAM的S提供了對所述S狀態(tài)度量計算器的碼元估計。其余的窗口RAM接收來自所述信道去交織器RAM的碼元估計。
附圖概述從以下詳細描述并結(jié)合附圖，將使本發(fā)明的特征、目的和優(yōu)點變得更加明顯起來，圖中相同的標號指相應的部分，其中

圖1A和1B是無線通信系統(tǒng)的方框圖；圖2是發(fā)送系統(tǒng)的方框圖；圖3A和3B是turbo編碼器的圖；圖4是接收處理系統(tǒng)的方框圖；圖5是解碼器和信道去交織器的一部分的方框圖；圖6是示出示例的一組解碼步驟的流程圖。
本發(fā)明的較佳實施方式本發(fā)明是一種用進行turbo編碼的改進的新技術。就數(shù)字蜂窩式電話系統(tǒng)來描述示例實施例。雖然在此范圍內(nèi)使用是有利的，但可在不同環(huán)境、配置或數(shù)字數(shù)據(jù)發(fā)送系統(tǒng)(包括衛(wèi)星通信系統(tǒng)和諸如數(shù)字電纜和電話系統(tǒng)等有線線路通信系統(tǒng))中結(jié)合本發(fā)明的不同實施例。
總的來說，可使用軟件控制的處理器、集成電路或分立的邏輯來形成這里所述的各種系統(tǒng)，然而，以集成電路來實現(xiàn)是較佳的。有利的是，以電壓、電流、電磁波、磁場或磁粉、光場或光粒子或其組合來表示可在本申請中引用的數(shù)據(jù)、指令、命令、信息、信號、碼元和碼片。此外，每一方框圖中所示的方框可表示硬件或方法步驟。
圖1A是依據(jù)本發(fā)明一個實施例構成的蜂窩式電話系統(tǒng)的高度簡化的圖。為了進行電話呼叫或其它通信，用戶單元10經(jīng)由RF信號與基站12相接?；?2經(jīng)由基站控制器(BSC)14與公共交換電話網(wǎng)相接。
圖1B是依據(jù)本發(fā)明另一個實施例構成的衛(wèi)星通信系統(tǒng)的高度簡化的圖。上行鏈路站40把包含諸如視頻程序設計(programming)等信息的RF信號發(fā)送到衛(wèi)星42。衛(wèi)星42把RF信號轉(zhuǎn)發(fā)回地面，在這里接收機44把接收的RF信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字數(shù)據(jù)。
圖2是依據(jù)本發(fā)明一個實施例的使用構成的示例發(fā)送系統(tǒng)的方框圖。該發(fā)送系統(tǒng)可在用戶單元10、基站12或上行鏈路站40以及產(chǎn)生數(shù)字信號以發(fā)送的任何其它系統(tǒng)中使用。所示的發(fā)送處理僅表示本發(fā)明的一個可能的實施例，因為各種其它發(fā)送處理方案可結(jié)合并受益于使用本發(fā)明的各實施例。
把數(shù)據(jù)70提供給CRC發(fā)生器72，發(fā)生器72對給定的每個接收到的預定數(shù)量的數(shù)據(jù)產(chǎn)生CRC校驗和數(shù)據(jù)。把獲得的數(shù)據(jù)塊提供給turbo編碼器76，編碼器76產(chǎn)生提供給信道交織器78的代碼碼元。這些代碼碼元通常包括原始數(shù)據(jù)(系統(tǒng)碼元)的重發(fā)和一個或多個一致校驗(parity)碼元。
對每一系統(tǒng)碼元所發(fā)送的一致校驗碼元的數(shù)目與編碼率有關。對于一種編碼率，對每一個系統(tǒng)碼元發(fā)送一個一致校驗碼元，對接收到的每個數(shù)據(jù)位(包括CRC)總共產(chǎn)生兩個碼元。對于一碼率1/3的turbo編碼器，對每個系統(tǒng)碼元產(chǎn)生兩個一致校驗碼元，對接收到的每個數(shù)據(jù)位產(chǎn)生總共三個碼元。
把來自turbo編碼器76的代碼碼元提供給信道交織器78。信道交織器78對接收到的碼元的塊進行交織，輸出經(jīng)交織的碼元，這些碼元被映射器80接收。通常，信道交織器78進行塊或位顛倒交織，實際上可把所有其它類型的交織器用作信道交織器。
映射器80取得經(jīng)交織的代碼碼元并根據(jù)預定的映射方案產(chǎn)生一定位寬度的碼元字。然后把這些碼元字加到調(diào)制器82，調(diào)制器82根據(jù)接收到的碼元字產(chǎn)生經(jīng)調(diào)制的波形。雖然可利用各種其它的調(diào)制方案，但典型的調(diào)制技術包括QPSK、8-PSK和16QAM。然后，對經(jīng)調(diào)制的波形進行上變頻以在RF頻率發(fā)送。
圖3A是依據(jù)本發(fā)明的第一實施例構成的turbo編碼器的方框圖。在本發(fā)明的第一實施例中，turbo編碼器構成并行串接的turbo編碼器。在turbo編碼器76的形式內(nèi)，組成編碼器90和代碼交織器92接收來自CRC發(fā)生器72的數(shù)據(jù)，如上所述，此CRC發(fā)生器72輸出輸入數(shù)據(jù)和CRC校驗和位。組成編碼器90還產(chǎn)生尾標(tail)位，以在每一幀的結(jié)尾處提供已知狀態(tài)。
眾所周知，為了最佳的性能，編碼交織器92應該是高度隨機化的交織器。在1998年9月22日提交的名為“具有基于狀態(tài)機的交織器的編碼系統(tǒng)”的09/158,459號未決美國專利申請、1998年10月13日提交的名為“具有基于狀態(tài)機的交織器的編碼系統(tǒng)”的09/172,069號未決部分繼續(xù)申請以及1998年12月4日提交的名為“使用線性同余(congruential)序列的Turbo碼交織器”的09/09/205,511號美國專利申請中描述了作為代碼交織器的提供極佳性能及最小復雜性的交織器，所有的申請都轉(zhuǎn)讓給本申請的受讓人，并在這里引用作為參考。組成編碼器90輸出系統(tǒng)碼元94(通常為原始輸入位的拷貝)和一致校驗碼元96。組成編碼器98接收代碼交織器92的交織輸出并輸出附加的一致校驗碼元99。組成編碼器90還可加上尾標位，以在每一幀的結(jié)尾處提供已知狀態(tài)。
把組成編碼器90和組成編碼器98的輸出多路調(diào)制(mux)成為總編碼速率R為1/3的輸出數(shù)據(jù)流?？稍黾痈郊拥慕M成代碼和代碼交織器對，以減小編碼率，從而增強前向交錯?；蛘?，可截去(puncture)(不發(fā)送)一致校驗碼元96和99中的一些，以增加編碼率。例如，通過刺穿每隔一個截去一致校驗碼元96和99可增加編碼率至_或完全不發(fā)送一致校驗碼元96。
組成編碼器90和98可以是包括塊編碼器或卷積編碼器的各種類型的編碼器。作為常規(guī)的編碼器，組成編碼器90和98通常具有諸如4(四)等小的約束長度以減少復雜性，且它們是遞歸系統(tǒng)卷積(RSC)譯碼器。較低的約束長度減少了接收系統(tǒng)處的相應解碼器的復雜性。
通常，這兩個編碼器對于以組成編碼率R=_接收到的每一位輸出一個系統(tǒng)碼元和一個一致校驗碼元。然而，圖1A的turbo編碼器的總編碼速率為R=1/3，因為不使用來自組成編碼器98的系統(tǒng)位。如上所述，還可平行地增加附加的交織器和編碼器對，以減少編碼率，因此提供較高的糾錯，或可進行截去來增加編碼率。
圖3B示出依據(jù)本發(fā)明另一個實施例的作為串聯(lián)串接的turbo編碼器的turbo編碼器76。在圖3B的turbo編碼器內(nèi)，由組成編碼器110接收來自CRC發(fā)生器72的數(shù)據(jù)，把獲得的代碼碼元加到代碼交織器112。把獲得的經(jīng)交織的一致校驗碼元提供給組成編碼器114，該組成編碼器114進行附加的編碼器以產(chǎn)生一致校驗碼元115。通常，組成編碼器110(外部編碼器)可以是包括塊譯碼器或卷積譯碼器的各種類型的譯碼器，但組成編碼器114(內(nèi)部編碼器)最好是遞歸編碼器，且通常是遞歸系統(tǒng)譯碼器。
作為遞歸系統(tǒng)卷積(RSC)譯碼器，組成編碼器110和114以編碼率R＜1產(chǎn)生碼元。即，對于給定數(shù)目的輸入位N，產(chǎn)生M個輸出碼元，這里M＞N。圖1B的串聯(lián)串接turbo編碼器的總編碼率為組成編碼器110的編碼速率乘以組成編碼器114的編碼率。還可串聯(lián)地增加附加的交織器和編碼器對以減小編碼率，繼而提供附加的差錯保護。
圖4是依據(jù)本發(fā)明一個實施例構成的接收系統(tǒng)的方框圖。天線150把接收到的RF信號提供給RF單元152。RF單元進行對RF信號進行下變頻、濾波和數(shù)字化。映射器140接收數(shù)字化的數(shù)據(jù)并把軟決策(decision)數(shù)據(jù)提供給信道去交織器156。Turbo解碼器158對來自信道去交織器156的軟決策數(shù)據(jù)進行解碼并把獲得的硬決策數(shù)據(jù)提供給接收系統(tǒng)處的處理器或控制單元，它們可使用CRC校驗和數(shù)據(jù)來檢查數(shù)據(jù)的準確性。
圖5是依據(jù)本發(fā)明一個實施例構成的turbo解碼器158和信道去交織器的一部分的方框圖。如圖所示，turbo解碼器158構成對來自圖3A所示的turbo解碼器的數(shù)據(jù)進行解碼。
在所述的實施例中，提供了兩組(bank)信道交織器存儲器-信道去交織器RAM 160a和160b-每一組能存儲一個信道交織器塊。由信道地址發(fā)生器204和計數(shù)器206來控制這兩個信道交織器存儲器組的地址輸入，經(jīng)由多路復用器208和210把信道地址發(fā)生器204和計數(shù)器206加到地址輸入端。由信號I和！I(I的邏輯反)來控制多路復用器208和210，因此當由信道去交織器地址發(fā)生器204控制一信道去交織器204時，由計數(shù)器206控制另一個信道去交織器。一般，雖然使用各種其它類型的控制系統(tǒng)與本發(fā)明的用途相一致，但可由運行存儲在存儲器中的軟件的微處理器以及由分立的邏輯電路來提供任何控制功能。
信道交織器存儲器組的I/O端口耦合到多路復用器212和214。多路復用器212接收從映射器140到兩個信道去交織器存儲器組之一的軟決策數(shù)據(jù)。多路復用器214把存儲在兩個信道去交織器存儲器組之一中的軟決策數(shù)據(jù)輸出到部分和218。由信號B和！B分別控制多路復用器212和214，因此當一個信道去交織器RAM在接收來自映射器140的樣本時，另一個把樣本輸出到部分和218。
在操作期間，信道去交織器地址發(fā)生器204被加到接收來自映射器140的樣本的信道去交織器存儲器組。信道去交織器地址發(fā)生器以與圖3的信道交織器78所進行的交織的相反順序產(chǎn)生地址。因而，以未交織的順序(相對于信道交織器而言未交織)把樣本讀入信道去交織器存儲器組160。
計數(shù)器206被加到把軟決策讀出到部分和218的信道去交織器存儲器組。由于以相反的順序讀入軟決策數(shù)據(jù)，所以可簡單地使用計數(shù)器206以去交織的順序讀出軟決策數(shù)據(jù)。還可使用各種其它的軟決策數(shù)據(jù)緩沖方法，包括使用雙端口存儲器。此外，可使用產(chǎn)生去交織器地址的其它方法，包括開關計數(shù)器206和信道去交織器地址發(fā)生器204。
在turbo編碼器158內(nèi)，部分和218接收來自信道去交織器的接收估計(軟決策數(shù)據(jù))以及來自APP存儲器170的先驗概率(APP)數(shù)據(jù)。眾所周知，APP值是根據(jù)前一解碼迭代所發(fā)送的數(shù)據(jù)的估計。在第一個迭代期間，把APP值設定為相等的概率狀態(tài)。
來自信道去交織器存儲器的估計包括系統(tǒng)碼元的估計以及與信道交織器塊有關的每個數(shù)據(jù)位的兩個一致校驗碼元的估計。部分和218把APP值加到系統(tǒng)碼元，以產(chǎn)生“精細的系統(tǒng)估計”。把精細的系統(tǒng)估計與兩個一致校驗碼元估計一起讀入RAM文件224。
在RAM列(file)224內(nèi)，把估計值寫入窗口RAM230a-d(標為RAM0-RAM3)。在本發(fā)明的一個實施例中，按順序把估計寫入RAM0-3的地址空間。此過程從RAM0開始，并進到RAM3。在任何給定的時間，只對一個窗口RAM進行寫入。如以下更詳細所述，把其余的三個窗口RAM(未被寫入的那些)經(jīng)由多路復用器260施加到(被讀取)MAP引擎270。
在本發(fā)明的一個實施例中，利用滑動窗口體系結(jié)構來進行映射解碼。在名為“用于對經(jīng)卷積譯碼的代碼字進行解碼的軟決策輸出解碼器”的08/743,688號未決美國專利申請中描述了進行此滑動窗口解碼的系統(tǒng)和方法，該申請已轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人，并在這里引用作為參考。
在該申請中，對數(shù)據(jù)的“窗口”進行MAP解碼。在本發(fā)明的所述實施例中，RAM窗口組(window bank)230的尺寸為Lxq，這里，L為在窗口中發(fā)送的數(shù)據(jù)位的數(shù)目，q為存儲精細的系統(tǒng)碼元和對每個數(shù)據(jù)位所產(chǎn)生的兩個一致校驗碼元的估計所需的存儲器的位數(shù)。在本發(fā)明的一個實施例中，對于十八位(18)位的q，把六(6)位用于兩個一致校驗碼元估計，把七(7)位用于精細的系統(tǒng)碼元估計(如上所述，它是接收系統(tǒng)碼元估計與APP值之和)。
如上所述，把包括精細的系統(tǒng)碼元估計和一致校驗碼元估計的估計按順序?qū)懭氪翱赗AM230a-d。通常，只對一個窗口RAM230進行寫，而由MAP引擎270讀取其余三個窗口RAM230。
在示例的處理中，把來自一新的信道塊的數(shù)據(jù)首先寫入窗口RAM230a，然后是窗口RAM230b。因而，窗口RAM230a包含前L(1L)組估計(這里，一組包括精細的系統(tǒng)估計和兩個一致校驗估計)，窗口RAM230b包含次L(2L)組估計。在把前兩個L組估計存儲在窗口RAM230中后，多路復用器260開始把存儲在窗口RAM230中的數(shù)據(jù)施加到最大后驗概率(MAP)解碼器270內(nèi)的狀態(tài)度量計算器(SMC)中。在本發(fā)明的一個實施例中，這三個SMC包括前向SMC(FSMC)272和兩個反向SMC(RSMC)274a和274b。
在不斷把數(shù)據(jù)寫入RAM列224中時，多路復用器260依據(jù)表Ⅰ把存儲在四個窗口RAM中的三個窗口RAM內(nèi)的估計施加到MAP解碼器270內(nèi)的三個狀態(tài)度量計算器。

表Ⅰ與應用于特定狀態(tài)度量的特定窗口RAM一起，表Ⅰ還列出此時包含在該窗口RAM中的這組估計，因此，由相應的SMC來處理這些估計。
依據(jù)MAP處理，沿前向?qū)Υ翱谔幚硪淮?，沿反向?qū)Υ翱谔幚硪淮?。此外，沿反向?qū)Υ蠖鄶?shù)窗口處理附加的一次，以產(chǎn)生用于其它反向狀態(tài)度量處理的初始化狀態(tài)。在表Ⅰ中，由斜體文本來表示初始化遍(pass)。在所述實施例中，每一組估計被處理三次，因此，也對存儲有這些估計的窗口RAM訪問三次。使用3個窗口RAM防止了RAM爭用。
表Ⅰ還示出，在任何特定的時間，至少一個窗口RAM不耦合到任何SMC，因此，使得可寫入新的數(shù)據(jù)。通過在RAM文件224中具有不止三個RAM窗口，可按照正確的順序連續(xù)而重復地把數(shù)據(jù)饋送到MAP裝置以及這三個SMC中的一個正確的SMC，與此同時，經(jīng)由部分和218從信道交織器存儲器160接收數(shù)據(jù)。
還應注意，表Ⅰ示出了對六(6)個數(shù)據(jù)窗口所進行的耦合。因而，示例的信道交織器塊的尺寸為6L，信道去交織器存儲器為6Lxq。6L的信道塊尺寸僅僅是舉例，典型的信道塊尺寸將比6L大。
仍舊參考圖5，在MAP解碼器270內(nèi)，F(xiàn)SMC272如上所述接收來自RAM列224的估計，并在一窗口L上計算前向狀態(tài)度量值。把前向狀態(tài)度量值存儲在度量緩沖器276中。此外，依據(jù)表Ⅰ,一RSMC274在另一窗口L上計算反向狀態(tài)度量值。在本發(fā)明的一個實施例中，每個狀態(tài)度量計算器包含它自己的分支度量計算器。在本發(fā)明的另一個實施例中，最好與一分支度量緩沖器相結(jié)合，在這組狀態(tài)度量上使用單個時間共享的分支度量計算器。
在本發(fā)明的一個實施例中，所使用的MAP解碼器為對數(shù)(log)MAP解碼器，它對這些估計的對數(shù)進行運算，以減少硬件復雜性。在S.S.Pietrobon的“Turbo/MAP解碼器的實現(xiàn)和性能”的參考文獻中描述了包括狀態(tài)度量和復雜度量計算器的對數(shù)MAP解碼器的一個實現(xiàn)，該參考文獻已于1997年2月提交國際衛(wèi)星通信雜志。Pietrobon的對數(shù)MAP解碼器未使用以上所引用的“用于對經(jīng)卷積譯碼的碼字進行解碼的軟決策輸出解碼器”的專利申請中所述的滑動窗口體系結(jié)構。
使用第一個RSMC274來計算最后一個值，以對另一個RSMC274進行初始化，此另一個RSMC274對前向狀態(tài)度量已被計算且存儲在度量緩沖器276中的窗口L進行反向狀態(tài)度量計算。在計算出反向狀態(tài)度量后，經(jīng)由多路復用器278把它們轉(zhuǎn)發(fā)到對數(shù)似然比(LLR)計算器280。LLR計算器280對從多路復用器278接收到的反向狀態(tài)度量和存儲在度量緩沖器276中的前向狀態(tài)度量進行對數(shù)似然計算。把從LLR280獲得的數(shù)據(jù)估計轉(zhuǎn)發(fā)到APP存儲器170。
通過使用滑動度量計算過程，減少了進行必要處理所使用的存儲器的數(shù)量。例如，這組窗口RAM230僅需要大到窗口L，而不是整個交織器塊的尺寸。類似地，在任意給定的時間只需要把一個窗口L的前向狀態(tài)度量存儲在度量緩沖器276內(nèi)。這明顯地減少了電路尺寸。
此外，使用三個度量計算器明顯地增加了可進行解碼的速率。此速率的增加是由于可平行地進行初始化和解碼功能。初始化增加了解碼器的準確率。
在本發(fā)明的另一個實施例中，可與一反向狀態(tài)度量計算器相結(jié)合使用兩個前向狀態(tài)度量計算器。此外，如果以足夠高的速率定時以進行兩倍的運算，則可使用較少的狀態(tài)度量計算器。然而，增加時鐘速率增加了功耗，這在許多情況下是不想要的，包括在移動或電池供電的通信系統(tǒng)中。
此外，雖然使用RAM列224減少了解碼器內(nèi)的電路面積和RAM爭用，本發(fā)明的其它實施例可選擇其它的存儲器體系結(jié)構。
如以上參考示例實施例所述，通過沿第一方向?qū)Φ谝淮翱谶M行第一解碼，同時沿第二方向?qū)Φ诙翱谶M行第二解碼，這樣來進行解碼。第二方向最好與第一方向相反。
存儲第一解碼的結(jié)果。使用第二解碼的結(jié)果對沿第二方向?qū)Φ谝淮翱谒M行的第三解碼進行初始化。在第三解碼期間，使用第三解碼期間計算得到的值和所存儲的值來計算LLR值。
與第三解碼同步，沿第一方向?qū)α硪粋€窗口進行第四解碼，以及沿第二方向?qū)υ僖粋€窗口進行第五解碼。存儲第四解碼的結(jié)果，并使用第五解碼來產(chǎn)生初始化值。重復這些步驟，直到對整個信道交織器塊進行解碼。
本發(fā)明的各種可選實施例可省略在所述實施例中所使用的某些步驟。然而，使用所述的這組步驟以最少的存儲器和附加電路提供了快速而準確地解碼，因此，提供了明顯地性能益處。
在本發(fā)明的一個實施例中，APP存儲器1709包括兩個APP存儲器組284。多路復用器286在被部分和218讀取和被LLR280寫之間切換每個存儲器組284，以提供雙緩沖操作。多路復用器288如此應用計數(shù)器290或代碼交織地址發(fā)生器292，從而對解碼的每個迭代執(zhí)行turbo代碼交織和逆交織。
此外，APP存儲器組284可大到足以保持一信道交織器塊的所有數(shù)據(jù)估計，其中這些估計是發(fā)送的數(shù)據(jù)而不是一致校驗碼元。可使用六位分辨率的估計。
通過從信道去交織器緩沖器160重復地讀出接收估計并以來自APP存儲器組170的APP值進行處理來進行整個解碼過程。在一系列迭代后，這些估計應收斂于一組值上，然后使用這組值來產(chǎn)生硬決策。然后，使用CRC值來檢查解碼的結(jié)果。與解碼同步，另一信道去交織器緩沖器接收下一接收估計塊。
圖6是示出在依據(jù)本發(fā)明一個實施例的信道交織器塊的對數(shù)MAP解碼期間所執(zhí)行的步驟的流程圖。參考圖5所示的元素來討論這些步驟。
解碼在步驟300處開始，在步驟302，把窗口索引N設定為0。在步驟304，把存儲在信道去交織器RAM中的估計的窗口[N]和窗口[N+1]分別寫入窗口RAM[N mod3]和窗口RAM[(N+1)mod3]。如上所述，估計的窗口相應于相對于所發(fā)送的數(shù)據(jù)位的窗口L所產(chǎn)生的碼元。
在步驟308,FSMC處理RAM[N mod3](它在此情況下為RAM0)中的估計，RSMC0處理RAM[(N+1)mod3](它為RAM1)中的估計。此外，把來自信道去交織器RAM的估計的窗口[N+2]寫入窗口RAM[(N+2)mod3](它為RAM2)。
在步驟310，遞增窗口索引N，把X設定為N mod2，把Y設定為(N+1)mod2。在步驟312，確定N+1是否相應于待處理的估計的最后一個窗口。如果不是，則執(zhí)行步驟314。
在步驟314,FSMC處理存儲在窗口RAM[N mod3]中的估計，RSMC X(在第一遍中X=0)處理存儲在窗口RAM[(N+1)mod3]中的估計，RSMC Y(在第一遍中Y=1)處理存儲在窗口RAM[(N-1)mod3]中的估計。此外，把來自信道去交織器RAM的估計的窗口[N+2]寫到窗口RAM[(N+2)mod3]。
未示出的是，在RSMC1所進行的處理期間，在步驟314處產(chǎn)生相應于數(shù)據(jù)的窗口[N-1]的一組APP值。通過在窗口上進行解碼，把度量緩沖器的尺寸保持為對每個解碼步驟所產(chǎn)生的度量的數(shù)目的長度L倍。由于對每個解碼步驟存儲大量度量，所以與存儲整個信道去交織器塊的狀態(tài)度量相比，明顯地減少了度量存儲器。
此外，使用第二逆狀態(tài)度量計算器增加了速度和準確性。例如，第二RSMC可在處理前一解碼窗口的同時計算下一解碼窗口的新初始值。計算此新的初始值消除了對每個解碼步驟進行新的RSMC計算的需要，因為可把此新的值用于對所有先前的窗口進行解碼。
步驟314提供了通過處理以RAM列224為例的估計而獲得的極佳效率例證。尤其是，步驟314示出了在解碼處理中同時執(zhí)行四個步驟的能力。這增加了對給定的時鐘速率可執(zhí)行編碼的速率。在所述的實施例中，這些步驟包括狀態(tài)度量計算處理以及把附加的樣本寫到RAM列224中。此外，在步驟314期間計算APP值。
一旦完成步驟314，在步驟310遞增窗口索引N。如果值N+1等于最后一個窗口，則中止流水線處理，在步驟316到322處理RAM組224內(nèi)的其余估計。
尤其是，在步驟316,FSMC處理窗口RAM[N mod3],RSMC X處理窗口RAM[(N+1)mod 3],RSMC Y處理窗口RAM[(N+1)mod3]。在步驟318，遞增窗口索引N，把X設定為N mod2，把Y設定為(N+1)mod2。在步驟320,FSMC處理RAM[Nmod3],RSMC Y處理RAM[(N-1)mod3]。在步驟322,RSMC1處理RAM[N mod3]。在步驟324，已在處理終結(jié)時完成了信道去交織器塊。
因而，描述了進行turbo編碼的改進的新技術。
權利要求
1．一種解碼系統(tǒng)，包括a)用于存儲碼元估計的塊的信道去交織器RAM；b)S個狀態(tài)度量計算器的組，所述每個狀態(tài)度量計算器用于產(chǎn)生一組狀態(tài)度量計算；c)S+1個窗口RAM的組，其中，所述S+1個窗口RAM中的S個把碼元估計提供給所述S個狀態(tài)度量計算器，剩余的一個窗口RAM接收來自所述信道去交織器RAM的碼元估計。
2．如權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于S等于3。
3．如權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于所述窗口RAM明顯地小于所述信道去交織器RAM。
4．如權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于所述狀態(tài)度量計算器在等于或小于窗口RAM的尺寸的窗口上處理數(shù)據(jù)。
5．一種解碼器，包括信道去交織器存儲器，用于存儲接收估計的信道去交織器塊；解碼器引擎，用于對接收估計進行解碼；解碼器緩沖器，用于同時把第一組接收估計和第二組接收估計讀出到所述解碼器引擎并寫入來自所述信道交織器存儲器的第三所述接收估計。
6．如權利要求5所述的解碼器，其特征在于所述解碼器緩沖器還用于同時讀出第三組接收估計。
7．如權利要求5所述的解碼器，其特征在于所述解碼器引擎是MAP解碼器引擎。
8．如權利要求5所述的解碼器，其特征在于所述解碼器引擎包括前向狀態(tài)度量計算器，用于響應于所述第一組接收估計產(chǎn)生前向狀態(tài)度量；反向狀態(tài)度量計算器，用于響應于所述第二組接收估計產(chǎn)生反向狀態(tài)度量。
9．如權利要求6所述的解碼器，其特征在于所述解碼器引擎還包括前向狀態(tài)度量計算器，用于響應于所述第一組接收估計產(chǎn)生前向狀態(tài)度量；第一反向狀態(tài)度量計算器，用于響應于第二組接收估計產(chǎn)生反向狀態(tài)度量；以及第二反向狀態(tài)度量計算器，用于響應于所述第三組接收估計產(chǎn)生反向狀態(tài)度量。
10．如權利要求5所述的解碼器，其特征在于所述解碼器緩沖器包括第一存儲器，用于讀寫接收樣本；第二存儲器，用于讀寫接收樣本；以及第三存儲器，用于讀寫接收樣本。
11．一種數(shù)據(jù)解碼方法，包括以下步驟a)把第一狀態(tài)度量計算器耦合到第一組接收估計以產(chǎn)生一初始化值；b)把第二狀態(tài)度量計算器耦合到第二組接收估計以產(chǎn)生第一組狀態(tài)度量；c)把第三狀態(tài)度量計算器耦合到第三組接收估計以產(chǎn)生第三組狀態(tài)度量；d)把第四組接收估計寫到數(shù)據(jù)緩沖器，其中同時進行步驟a、b、c和d。
12．如權利要求11所述的方法，其特征在于使用先前計算得到的初始化值產(chǎn)生所述第二組狀態(tài)度量，并用先前計算得到的一組狀態(tài)度量來處理所述第二組狀態(tài)度量而產(chǎn)生數(shù)據(jù)估計。
13．如權利要求11所述的方法，其特征在于還包括以下步驟把所述第一狀態(tài)度量計算器耦合到所述第二組接收估計；以及把所述第三狀態(tài)度量計算器耦合到所述第一組接收估計。
14．一種解碼方法，包括以下步驟a)沿第一方向?qū)Φ谝淮翱谶M行第一解碼，同時沿第二方向?qū)Φ诙翱谶M行第二解碼；b)存儲第一解碼的結(jié)果；c)使用來自第二解碼的結(jié)果對第三解碼進行初始化；d)沿所述第二方向在所述第一窗口上進行第三解碼，并使用在第三解碼期間計算得到的度量和所述結(jié)果來計算LLR值；以及與步驟d)同步沿第一方向?qū)α硪淮翱谶M行第四解碼、第五解碼以及在新的窗口上沿第二方向進行第六解碼；e)存儲來自所述第五解碼的第五解碼結(jié)果，把第六解碼結(jié)果用于一初始化值。
15．如權利要求14所述的方法，其特征在于所述第二方向與所述第一方向相反。
全文摘要
本發(fā)明是一種解碼技術的改進的新技術,特別適用于turbo或迭代編碼技術。依據(jù)本發(fā)明的一個實施例,一種解碼系統(tǒng)包括用于存儲碼元估計的塊的信道去交織器RAM、一組S個狀態(tài)度量計算器以及一組S+1個窗口RAM。每個狀態(tài)度量計算器用于產(chǎn)生一組狀態(tài)度量計算,其中所述S+1個窗口RAM中的S個對所述S個狀態(tài)度量計算器提供碼元估計。剩余的一個窗口RAM接收來自所述信道去交織器RAM的碼元估計。
文檔編號G06F11/10GK1323462SQ99812152
公開日2001年11月21日 申請日期1999年8月13日 優(yōu)先權日1998年8月14日
發(fā)明者S·J·霍爾特 申請人:夸爾柯姆股份有限公司