[发明专利]用于软输入/软输出处理的滑动窗方法和设备

说明书

背景

本发明总体上涉及软输入/软输出算法，许多种此类算法被用在通信 信号处理中，并且本发明特别涉及在软输入/软输出处理中使用滑动窗。

如其名称所指，软输入/软输出(SISO)算法接收软值作为输入， 并且产生相应的软值作为输出。最大后验(MAP)处理是SISO算法的 一个例子，并且在许多信号处理应用中发现广泛使用，比如用于解码从 两个或多个相对简单的卷积码的串联建立的turbo码。

更具体来说，Turbo编码利用两个或多个卷积编码器对所期望的信 息序列进行编码，该序列也被称作“系统”序列。所得到的已编码输出 包括每一个卷积编码器的输出以及所述系统序列。由于所述原始信息序 列是所述已编码输出的一部分，因此turbo码代表“系统”码类型。

在用来对turbo码进行解码的一种方法中，MAP解码器接收比特软 值序列(例如概率分布或对数似然比(LLR))，其代表turbo编码的 比特序列。所述MAP解码器又根据编码结构的知识形成对于所述系统 比特的相应的后验概率的越来越好的估计，从而提高对于所述系统比特 软值做出后续“硬”决策的能力。

所谓的“BCJR”算法代表用于turbo解码的所述MAP算法的一种 流行的实现方式，并且通过利用卷积码的网格(trellis)结构而得到处理 方面的优点。假设输入LLR序列对应于turbo编码的序列中的已编码比 特和系统比特，所述BCJR算法基于其确定对于每一个系统比特的前向 和后向状态量度以及分支量度来细化所述系统比特的LLR。这些确定又 依赖于所述网格结构以及系统奇偶校验比特的输入软值的知识。

在用来改进BCJR和其他基于网格的解码的一种方法中，已编码序 列包括已知的开始和/或结束值。通过在已编码序列的开头和末尾添加已 知的值允许相应的解码器以已知的开始和结束状态开始及终止网格遍 历，这样提高输出概率估计的可靠性。但是在一次扫描中从已知的开始 值到已知的结束值完全遍历所述网格(这有时被称作“全帧”处理或遍 历)的做法对存储器的需求很高，假定因为网格长度可能较长并且需要 始终累积状态量度。

降低存储器需求的一种方法涉及到把所述网格细分成多个窗，并且 随后单独处理每一个窗。这种方法可以被称作“滑动窗”遍历或处理， 其仅仅在每一个窗的长度上累积状态量度，这通常基本上小于总体网格 的长度。但是对于每一个窗内的前向和后向递归，所述递归在未知状态 下“冷”开始，至少在位于细分所述网格的第一个和最后一个窗之间的 中间窗内。这些未知的开始状态导致所述输出软值很不可靠，至少直到 所述算法通过在所述窗内的一定数目的阶段上累积了状态量度而“变 热”为止。这种较低的可靠性通常会转变为较低的解码器性能，从而导 致通信链路性能降低。使得所述递归从未知的开始(或结束)状态变热 的可能性还形成了解码咬尾(trail-biting)网格的实际基础，其中对应于 真实的信息序列的路径开始并且结束于相同的状态。

所述滑动窗可以重叠以便缓解上述可靠性问题，其中更多的重叠通 常会转变为更大程度的缓解。但是，由于所述重叠区域内的各网格阶段 是在两个重叠窗当中的每一个内被处理的，因此更多的重叠会不利地转 变为较低的解码器吞吐量。此外，即使是很大的重叠也无法在由宽带 CDMA(W-CDMA)和其他开发中的无线通信标准所提供的更高数据速 率下令人满意地缓解所述可靠性问题。

更广泛地说，存储器问题随着对于可能较长的软值序列的基于SISO 的处理而开始显现，不管所述SISO算法是否使用基于网格的处理。因 此，惯常的实践是在处理总体序列时使用滑动窗遍历，即利用一系列重 叠窗来细分所述总体序列。这样，上面提到的可靠性问题在其中使用了 加窗遍历的宽范围SISO算法中开始显现。

概要