低复杂度的信道译码器制造技术

接收一编码数据的分组并用使用存储近似于算法译码过程的查找表译码。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及信道译码器。
技术介绍
在当今许多先进的通信系统中，信道编码是一关键因素。发射机将数据流划分成位块(block of bit)(分组)，并编码位块将冗余信息引入到传输块中。编码的数据块被调制和通过连接发射机至接收机的通信链路(信道)发送，并在接收机端接收一个信道破坏版本(channel-corrupted version)的传输数据块。在下变换和解调之后，位于接收机的信道译码器更可靠地使用由编码器引入的冗余恢复传输信息。一般而言，信道译码器常常按照它们接受或提供的输入/输出值的组合被分类。例如，硬输入硬输出(HIHO)译码器接受位流(二进制值)作为输入，并且提供二进制位流作为输出，代表估计传输位序列(estimated transmittedbit sequence)。软输入硬输出(SIHO)译码器接受被称为软符号或软位的实测电平作为输入，表示位值的可靠性。SIHO译码器在其输出端产生二进制位流代表估计传输位序列。Turbo码是信道编码的一种特殊情况，它能够以非常接近信道容量的理论极限运行，因此，接近于最佳。例如见C.Berrou等人的Near Optimal ErrorCorrecting Coding and DecodingTurbo Codes，刊载于IEEE通信学报(IEEETransaction on Communications)1261(1996)的44页，它提出了并行级联Turbo码及其编码器与译码器。例如，在S.Benedetto等人的“Serial Concatenation ofInterleaved CodesPerformance Analysis，Design Decoding”中提出的串行级联Turbo码，刊载于IEEE信息理论学报，卷44第3期，909-926页，1998年五月。Turbo码一般使用另一种类型的译码器，通称软输入软输出(SISO)译码器，它不只接受软输入，而且还提供软输出。这样，在SISO译码器中，既提供估计位的可靠性又提供估计位。一些SISO译码器使用Bahl，Cocke，Jeinek和Raviv(Bahl，Cocke，Jeinek and Raviv)(BCJR)算法或软输出维特比算法(soft-output Viterbi algorithm)(SOVA)。见L.R.Bahl等人的OptimalDecoding of Linear Codes for Minimizing Symbol Error Rate，IT-20IEEE信息理论学报248(1974)；G.D.Forney的The Viterbi Algorithm，IEEE268会议论文集61(1973)。附图说明图1示出一用于在通信系统中传输数据的简化的发射机结构。图2示出一用于在通信系统中接收数据的简化的接收机结构。图3是一并行级联1/3码率(rate)的Turbo编码器的方框图。图4是一并行级联1/3码率的Turbo译码器的方框图。图5是一示意图，示出通过查找表进行软输入软输出译码。图6是一示意图，示出查找表的准备。图7是并行级联Turbo译码器的另一个实现的方框图。图8和图9是示意图，示出具有多符号量化的查找表。详细说明如在图1中所示，发射机包括产生要被传输的位流的数据源100。成帧部件110将位流划分成由信道编码器120编码的M位的分组。编码位/分组由调制器130调制，并由上转换单元140上变换以及通过发射机的天线150传输。如在图2中所示，接收机包括从发射机接收编码的数据分组的天线240。编码分组由下转换单元200下变换，并由解调器210解调。将解调的分组提供给信道译码器220以恢复传输的分组。解帧设备230将恢复的分组序列转换成估计位流。图3示出一个1/3码率的并行级联Turbo编码器作为信道编码器120的实例。分组数据a1、a2、…、aM(121)表示要被编码的M位序列。编码器的输出包括数据位a1、a2、…、aM(121)，第一信道编码器125的输出一组冗余位c1、c2、…、cM(122)，以及第二卷积编码器126的输出第二组冗余位d1、d2、...、dM(123)，第二卷积编码器126在从一个数字复用器124获得的重新排序的输入位上运行。图4示出用于译码由图3的编码器120编码的数据分组的信道译码器220。来自解调器210的软值通过一个切换器225被传递至第一SISO译码器221A。这个软解码器输出被传递至一个加法器222A，在这里减去到第一软输入软输出译码器的软输入。这样，加法器222A用算术方法将来自SISO译码器221A的输出和软输入值结合起来。加法器222的输出被认为是外信息。数字复用器223数字复用外信息并供给第二SISO译码器221B。在加法器222B产生外信息，并由解数字复用器224解数字复用，以及作为输入通过开关225传递至第一SISO译码器221A。以迭代的方式继续这个过程，直到满足终止准则。然后将来自SISO221B的输出值通过一诸如限制器226这样的判定设备，提供最终估计的传输位1、2、...、M。如在图5中所示，可用一个被预先设置为近似算法SISO译码过程的输出的查找表(LUT)19代替一个或两个SISO译码器221A、221B。在图6中示出预先设置的过程。通过产生一个2(N*K1)项目表(entry table)确定LUT19的内容，每个项目具有K2位。选择表项目，因此在响应一给定的N个软符号(每个由K1位组成)时，表的输出相应于运行于M个符号的块上的预先指定的常规SISO译码器221的输出的近似值，其中M大于N-1。这个近似值可基于，例如，误差项(E(n)的均方，或者基于一些其它预先指定的准则。如果最优化准则是最小化LUT和实际SISO译码器输出之间的均方误差，那么应该调整到LUT19的项目以最小化误差的平方和Σn=1M|E(n)|2]]>可替代的LUT预先设置准则可以是利用LUT的译码器的全部误差概率。在这种情况下，选择表的项目以最小化最后所得到的译码器的全部误差概率。参数N、K1和K2是可依赖于编码方案、信噪比(SNR)、预期信道条件和M的值的用户定义的参数。如由图5所示，当接收软符号的序列41时，在LUT19中找到相应的输出软符号。通过供给软符号n-n1、n-n1+1、...、n-1、n、n+1、...、n-n1+N-1至查找表和读取相应的K2位表项目获得nth软输出。参数n1也是一个设计参数。要减少表中项目的数量，可执行几个符号的联合量化，从而允许译码器220运行要求更少的位的软多符号。这可显著地减少在LUT19的输入端所要求的位数，因此显著地减少LUT19的项目数量。当为Turbo译码器实现时，这也可以减少译码器的全部存储器要求，因为按照存储要求多个符号的联合量化，比每个符号(位)单独的单一符号标量量化更为经济。图7示出一个1/3并行级联Turbo译码器220，它使用联合量化和LUTSISO译码两者。如在图7中所示，译码器220从解调器210接收一个软符号向量。压缩器315联合地量化P个相邻的软符号，然后由一个软输入软输出(SISO)译码器部件317译码，SISO译码器3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，其特征在于，包括：接收编码数据的分组；以及使用查找表译码所述分组，所述查找表存储近似于算法译码过程的输出的信息。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：D雷尼士，D叶林，
申请(专利权)人：英特尔公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]