[发明专利]对数据进行编码和解码的方法以及设备

说明书

本申请请求美国临时申请60/734,054(2005年11月7日申请)和60/734,080(2005年11月7日申请)的优先权，这些申请的全部内容通过引用结合于此。

技术领域

本发明涉及对数据进行解码和编码的方法，以及相应的设备。

背景技术

前向纠错(FEC)编码用于通信技术中，使得在接收端在数据传输过程中发生的数量有限的错误能得到纠正。近来，Berrou提出了一种新的FEC编码方案，叫做“turbo码(TC)”[1]，其能够使用软输入/软输出(SISO)迭代解码器，对由山农定理预测的加性高斯白噪声(AWGN)信道实现接近于理论极限的性能级别。此新的编码方案包括两个并联的递归系统卷积码，由此，通常被称为“卷积turbo码(CTC)”。

随后，Pyndiah提出了“turbo乘积码(TPC)”[2][3]，以及针对turbo乘积码的有效的解码算法。turbo乘积码显示了可与卷积turbo码匹敌的性能，并能够支持更高的编码率。由于这些优点，turbo乘积码已经用于IEEE 802.16网络的物理层，以及用于卫星通信和数字存储系统中。

这两个最新发展表明已进行了大量的研究工作，以获得具有更高性能级别的编码方案。还在降低这些新的编码方案的解码复杂性方面进行更多的研究工作。例如，为了进一步降低对turbo乘积码进行解码的复杂性，使用Chase算法[4]来获得用于迭代解码的每一个比特位置的外部信息。

如本申请的相应的独立权利要求中定义的方法和设备，对获得具有更高性能级别的编码方案的努力作出了进一步的贡献。

在本发明的第一个方面，提供了对输入数据序列进行解码的方法，包括：生成多个测试序列；确定多个测试序列的顺序，以便每一个测试序列都与其相邻测试序列相差相应的预先定义的比特数；以及利用排序的测试序列和输入数据进行最大似然率处理，从而生成最大似然率序列。

在本发明的第二个方面，提供了一种解码设备，包括：生成多个测试序列的生成器；第一单元，用于确定多个测试序列的顺序，以便每一个测试序列都与其相邻测试序列相差相应的预先定义的比特数；以及第二单元，用于利用排序的测试序列和输入数据进行最大似然率处理，从而生成最大似然率序列。

在本发明的第三个方面，提供了一种计算机程序产品，当由电脑执行所述计算机程序产品时，其使电脑执行对输入数据序列进行解码的方法，包括：生成多个测试序列：确定多个测试序列的顺序，以便每一个测试序列都与其相邻测试序列相差相应的预先定义的比特数；以及利用排序的测试序列和输入数据进行最大似然率处理，从而生成最大似然率序列。

下面所描述的一个实施例可以被视为Chase算法的修改方案。相对于解码处理中的原始Chase算法，复杂性可以降低。修改方案可以包括：组织测试序列，以便每一个测试序列都与其相邻测试序列相差预定的比特数；以及获得用于计算最大似然率序列的可靠性指标的新的公式，包括一个系数，该系数包括最大权重和最大似然率序列的权重之间的差值。利用经过修改的Chase算法的解码处理的复杂性显著降低。

本发明的实施例于从属权利要求相关。

在一个实施例中，可以确定生成的最大似然率序列的可靠性指标。在另一个实施例中，获得的最大似然率序列的可靠性指标的系数包括最大权重和最大似然率序列的权重之间的差值。在再一个实施例中，获得的最大似然率序列的可靠性指标的系数进一步包括生成的最大似然率序列中的最不可靠的比特位置的数量。

如这里所使用的，生成的最大似然率序列的可靠性指标是指计算出的用于度量获得的最大似然率序列的相对可靠性的值。生成的最大似然率序列的可靠性指标例如可以是，但不仅限于，最大似然率序列的外部信息。

在一个实施例中，当遇到错误时，可能扰乱测试序列。在另一个实施例中，测试序列可以通过颠倒测试序列的预定比特来扰乱。

在一个实施例中，相应的预先定义的比特数是1。这意味着，两个相邻测试序列只相差1比特。

在本发明的第四个方面，提供了对输入数据序列进行编码的方法，包括：确定至少一个编码矩阵；对确定的至少一个编码矩阵进行排序；将输入数据序列组织到输入数据矩阵中：以及使用组织的所述至少一个编码矩阵对输入数据矩阵进行操作，从而生成经过编码的数据块。