[发明专利]高效迭代解码

说明书

发明领域

本发明一般涉及迭代解码，特别涉及多分量码的快速迭代解码。

背景技术

数字数据的发送易于内在地产生干扰，这种干扰会对所发送的数据引入差错。已经建议一些差错检测方案，以尽可靠地确定是否已经把差错引入所发送的数据。例如，通常以分组来发送数据，并把例如16位长度的CRC(循环冗余校验)字段附加到每个分组，所述字段携带分组数据的校验和。当接收机接收数据时，它在所接收的数据上计算相同的校验和，并验证它的计算结果是否和在CRC字段中的校验和相同。

当在线不使用所发送的数据而检测到差错时，可以请求再发送有差错的数据。然而，当在诸如电话线、蜂窝电话、远程视频系统等上在线地进行发送时，就不可能请求再发送。

已经引入卷积码接收数字数据，即使在发送期间当可能发生差错时，也可以正确地确定所发送的数据。卷积码把冗余引入所发送的数据，并把所发送的数据分成分组，在所述分组中，每位的值与在序列中先前位的值无关。因此，当发生少量差错时，接收机通过追踪回在所接收到的数据中的可能序列而仍可以推断原始数据。

为了进一步改进发送信道的性能，某些编码方案包括交错器，它在编码期间混淆在分组中的位的次序。因此，当发送期间干扰破坏一些相邻的位时，在整个原始分组上扩散干扰的作用，并可以更容易地通过解码处理而克服干扰的作用。其它改进可以包括以并行或串行多次对分组进行编码。例如，在此引用作为参考的美国专利5,446,747号描述一种差错校正方法，该方法使用至少两次并行的卷积编码。在本技术领域中众知这种并行编码是“Turbo—编码”。

对于多分量码，最佳解码经常是很复杂的任务，可能需要很长的时间周期，通常不可用于在线解码。为了解决这个问题，已经发展了迭代解码技术。不是直接确定所接收到的位是零还是一，而是接收机把多级定标的一个值赋予每位，以表示该位是一的概率。称为LLR概率的公共定标以在范围{-32，31}中的整数表示每位。值31表明所发送的位是零的概率极高，而值-32表明所发送的位是一的概率极高。值零表示该值是未确定的。

把在多级定标上表示的数据称为“软数据”，而通常迭代解码是软—进/软—出的，即，解码过程接收相应于位值的概率的输入序列，并提供作为考虑码的限制的经校正的输出概率。一般，执行迭代解码的解码器使用来自以前的迭代的软数据，以对通过接收机读出的软数据进行解码。例如，在美国专利5,563,897中描述迭代解码的一种方法，在此引用所述专利作为参考。

在多分量码的迭代解码期间，解码器使用来自一个码的解码结果，以改进第二码的解码。当如在Turbo编码中使用并行编码时，为了这个目的可以方便地使用并行的两个相应的解码器。

对于多个迭代执行迭代解码直到认为软数据近似地表示所发送的数据。把二进制0赋予表示其概率接近1的那些位(例如，在上述定标上的0和31之间)，并把二进制1赋予其余的位。

通常，使迭代过程重复预定次数。根据可以在http：//lamarr.mprg.ee.vt.edu/documents/turbo.pdf上找到，并在此引用作为参考的Matthew C.Valenti的“Turbo码的介绍”，迭代的预定次数约为18次。在此引用作为参考的Joachim Hagenauer、Elke Offer和Lutz Papke的“二进制块码的迭代解码”(IEEE Trans.of Information Theory，Vol.42，NO.2，pp.429-445(March 1996))建议使用交叉平均信息量准则分别对每个分组确定何时停止迭代解码过程。因此，可以比当所有分组使用相同迭代数进行解码时更有效地使用解码器的计算权。然而，交叉平均信息量准则本身是极复杂的，在应用数目可变的迭代中，基本上降低有效的增益。

在一个共同—采用的多分量编码方案中，首先通过第一“外部的”编码方案对分组进行编码。此后，使它交错，然后通过第二“内部的”编码方案进行编码。在解码期间，首先对内部码，然后对外部码进行解码。此后在对内部码解码的第二迭代中使用外部码的解码结果以改进它的结果。迭代地继续这个过程直到对经编码的分组满意地解码。

一般通过单个硬件解码器执行上述解码方案，它对内部和外部码轮流解码。然而，当需要极快速解码，并且内部和外部码基本上不同时，一般，计算负载超过传统设计的单个解码器的能力。因此，已经建议使用包括两个处理器的解码器，一个处理器用于内部码，一个用于外部码。然而，当处理器等待来自另一个处理器的结果时，这造成每个处理器有一半的空闲时间。

发明内容