渦輪解碼器中編碼比特的有效軟值生成方法及裝置的制造方法
【專利說明】滿輪解碼器中編碼比特的有效軟值生成方法及裝置
[0001] 本申請是申請號為2010800393833、申請日為2010年8月30日、發明名稱為"滿 輪解碼器中編碼比特的有效軟值生成"的發明專利申請的分案申請。
技術領域
[0002] 本發明一般設及如在無線通信接收器中使用的滿輪（turbo)解碼器，并且更具體 地說，設及此類解碼器中系統比特和奇偶比特的軟值的生成。
【背景技術】
[0003] 通信系統的基本功能是通過通信信道將信息從生成信息的源發送到一個或多個 目的地。在數字通信系統中，信息被轉換成數字格式，然后通過通信信道傳送。數字信息的 傳送受到通信信道的不利影響，例如共信道和相鄰信道干擾、噪聲、彌散及衰落。運些影響 將差錯帶入傳送的數據流中。運些影響在無線電通信系統中特別嚴重。
[0004] 在1948年，ClaudeE.化annon在一篇理程碑式的論文中演示了在傳送前數字信 息的適當編碼可將噪聲信道帶來的差錯降低到任何期望級別。編碼是在信息傳送前將冗余 添加到信息的過程，W便能夠檢測到和/或校正在傳送期間可發生的差錯。在接收端，解碼 器利用冗余信息和編碼方案的先驗知識檢測和/或校正在傳送期間可能已發生的差錯。
[0005] 許多類型的糾錯碼已被設計出，包括塊碼和卷積碼。在1993年引入的滿輪碼被 認為具有高糾錯能力和良好的性能，并且已被選擇在第=和第四代移動通信系統中使用。 在其最基本的形式中，滿輪碼包括由交織器并行連接的兩個并行系統卷積編碼器。第一個 編碼器在原輸入比特上操作并生成第一奇偶比特。交織器置換輸入比特的次序，并且交織 的比特被提供到第二編碼器。第二編碼器在交織器輸出的交織比特上操作并生成第二奇 偶比特。對于每個輸入比特，生成=個輸出比特：輸入(系統）比特和兩個奇偶比特。刪余 (puncturing)或速率匹配處理器可在編碼器之后用于選擇運些輸出比特的部分W便傳送。
[0006] 迭代解碼在接收器用于將滿輪碼解碼。基本滿輪解碼器包括通過交織器串行連接 的兩個軟輸入軟輸出（SISO)解碼器。接收的比特(或從Rake或G-Rake接收器獲得的軟 值）輸入到第一解碼器。第一解碼器使用接收比特(或軟值）和從第二解碼器反饋的外信息 生成表示為對數似然比的原輸入比特的軟估計和供應到第二解碼器的外信息。從第一解碼 器輸出的外信息在輸入第二解碼器前被交織W補償在編碼器執行的交織。第二解碼器生成 原輸入比特的更精確的對數似然估計和反饋到第一解碼器的外信息。此過程對于多個迭代 重復。有關比特的最終判定通過硬限制第二解碼器輸出的軟估計來做出。
[0007] 對寬帶無線通信的需求及其增大的普及性已經推動通信系統設計人員尋求越來 越好的性能。接收器技術在促進無線系統性能方面起著尤其重要的作用；運些技術不斷在 演進。
[0008] 例如在寬帶碼分多址（W-CDMA)系統中，先引入了Rake接收器，隨后通過引入線性 均衡實現了對常規Rake接收器相當大的性能改進(例如，在所謂的G-Rake接收器中）。然 而，在通過更高階調制和/或多輸入多輸出（MIMO)技術的使用將數據率推到甚至更高時， 帶有線性均衡的良好性能變得越來越難W實現，特別是在彌散信道中。
[0009] 除了線性均衡的方案W外，有多種改進性能的已知方案。例如，2008年2月22 日由Bottomley等人提交的名稱為"MethodandApparatusforBlock-BasedSignal Demo化lation"的美國專利申請（序列號12/035846)(下文稱為"抓陽申請"）描述了一 種塊判定反饋均衡器度DFE)，其中，基于塊的均衡(線性均衡或判定反饋均衡）用于抑制塊 間干擾和產生符號塊中符號的檢測統計。聯合檢測基于對應的檢測統計，通過聯合檢測符 號塊內符號的最可能組合，解決了塊內干擾。2005年12月22日由Bottomley等人提交 的名稱為"LinearI'urboEqualizationUsingDespreadValues"的美國專利申請公布 2007/0147481 (下文稱為"線性滿輪均衡公布"）描述了線性滿輪均衡（TC)，它是基于通用 Rake(G-Rake)接收器設計的線性均衡器，使用在形成Rake組合權重中及在形成從提供到 解碼器的均衡器信號去除的自干擾估計中的解碼器反饋。BDFE申請和線性滿輪均衡公布均 通過引用W其整體結合于本文中。設及連續干擾消除（SIC)的各種技術也是已知的，并且 正被進一步開發W便在高級接收器中使用。
[0010] 所有運些接收器技術受益于所謂的軟減除（softsubtraction),其中干擾符號的 軟值能夠被推導并在干擾消除過程中被使用。此類軟值能夠在將一系列估計的符號值解碼 之前(預解碼軟值）或之后(后解碼）推導出。前一方案更適合塊判定反饋均衡，而后一方案 更適合線性滿輪均衡。連續干擾消除技術能夠基于預解碼或后解碼軟減除。
[0011] 來自軟減除的性能增益能夠相當大。在一個研究中，對于多種情形比較了基于 硬減除和軟減除的多用戶檢測（MUD)過程。通過軟減除，恒定地實現了更佳的多用戶檢 測性能，運又降低了每用戶的要求的接收功率。因此，也降低了系統的聚集熱噪聲增加量 (rise-over-thermal)。在高數據率情形中，預期從使用軟減除產生大約1到2地增益。
【發明內容】
[0012] 公開了在卷積解碼過程中生成奇偶比特的軟值(例如，對數似然值）的技術。具體 而言，用于系統比特軟值和奇偶比特軟值的表達式的公式中使用的項被分組W簡化計算和 提高過程的效率。
[0013] 在例如可能在用于解碼接收的通信數據的通信接收器中實現的示范方法中，解碼 過程包括為至少一個軟輸入軟輸出解碼器中的至少一個迭代的每個迭代計算與在第一時 間的第一多個候選解碼器狀態與在第二時間的第二多個候選解碼器狀態之間的每個可能 轉變相關聯的中間概率值。隨后，從中間概率值來計算兩個或更多部分和，其中，部分和對 應于兩個或更多系統比特、兩個或更多奇偶比特或至少一個系統比特和至少一個奇偶比特 的可能組合。隨后，按照所述部分和的第一函數，為與第一與第二時間之間的間隔對應的接 收的通信數據的至少一個系統比特的每個比特來估計軟值，例如對數似然值，W及按照所 述部分和的第二函數，為與第一與第二時間之間的間隔對應的接收的通信數據的至少一個 奇偶比特的每個比特來估計軟值。
[0014] 在一些實施例中，計算與在第一時間的第一多個候選解碼器狀態與在第二時間的 第二多個候選解碼器狀態之間的每個可能轉變相關聯的中間概率值基于與第一多個候選 解碼器狀態的每個狀態對應的前向遞歸度量、與第二多個候選解碼器狀態的每個狀態對應 的后向遞歸度量W及與第一與第二多個候選解碼器狀態之間的每個分支對應的分支度量。
[0015] 在一些實施例中，使用了基2(radix-2)解碼器，在此情況下，計算兩個或更多部分 和可包括：基于對應的中間概率值，為第一與第二多個候選解碼器狀態之間的轉變的系統 比特值和奇偶比特值的每個可能組合計算部分和。在其它實施例中，使用了基4(radix-4) 解碼器，在此情況下，計算兩個或更多部分和可包括：基于對應的中間概率值，為兩個連續 系統比特值的每個可能組合計算部分和W及為兩個連續奇偶比特值的每個可能組合計算 部分和。
[0016] 當然，在不脫離本發明基本特性的情況下，本發明可W在不同于本文具體所述那 些方式外的其它方式中來執行。例如，雖然本文中公開的發明技術特別在WCDMA接收器中 且具體而言在WCDMA接收器中的滿輪解碼器中的解碼過程的上下文中來描述，但運些技術 也可應用到其它通信裝置和/或其它特定滿輪碼。本發明的實施例因此包括根據上面概述 的一種或多種技術的方法、配置成執行運些方法中的一種或多種方法的解碼器電路及包括 此類解碼器電路的無線接收器。在閱讀W下描述和查看附圖后，技術人員將認識到每個運 些圖的所述實施例是說明性而不是限制性的，并且在隨附權利要求的意義和等同范圍內的 所有更改旨在涵蓋于本文中。
【附圖說明】
[0017] 圖1是采用連續干擾消除的示范接收器電路的框圖。
[0018] 圖2是示范滿輪解碼器的框圖。
[0019] 圖3示出格圖的一部分。
[0020] 圖4是示出根據本發明的一些實施例的示范處理電路的組件的框圖。
[002。 圖5是示出根據系統比特的轉變的W-CDMA滿輪碼的狀態轉變圖。
[002引圖6是示出根據奇偶比特的轉變的W-CDMA滿輪碼的狀態轉變圖。
[0023] 圖7是示出用于在滿輪解碼器中生成軟值的示范方法的過程流程圖。
[0024] 圖8是用于兩個系統比特的W-CDMA滿輪碼的狀態轉變圖。
[00巧]圖9是示出用于使用部分組合值來計算兩比特序列的軟值的示范方法的過程流 程圖。
【具體實施方式】
[0026] 本發明一般設及用于移動通信系統的滿輪編碼。更具體地說，下面討論的焦點在 于用于在滿輪解碼器的構成卷積解碼器中生成軟值(包括奇偶比特的軟值)的技術。運些軟 值可在利用諸如線性滿輪均衡、連續干擾消除或諸如此類等高級接收器技術的隨后處理中 使用。
[0027] 下面的討論使用寬帶碼分多址（W-CDMA