Turbo均衡及其帧间、帧内相关预测的方法和装置制造方法及图纸

一种Turbo均衡及其帧间、帧内相关预测的方法和装置，该Turbo均衡方法，包括：根据解交织之后的均衡软信息进行信道译码，输出信源比特的软信息和信道编码输出比特序列的软信息；其中：进行所述信道译码时，在首次迭代时还利用帧间相关预测得到的本帧信源比特的先验知识进行译码运算，和/或，在除首次迭代外的其他次迭代时还利用帧内相关预测得到的本帧信源比特的先验知识进行译码运算。本发明专利技术还公开了一种信道译码中的帧间相关预测方法和帧内相关预测方法及相应的帧间相关预测器和帧内相关预测器。上述方案改进了帧间相关预测方法和帧内相关预测方法并将之用于Turbo均衡，提高了信道译码器的译码性能。

【技术实现步骤摘要】
Turbo均衡及其帧间、帧内相关预测的方法和装置
本专利技术涉及一种无线通信接收，尤其涉及一种Turbo均衡及其帧间、帧内相关预测的方法和装置。
技术介绍
无线信号在传输过程中往往遭受多径衰落，此时为了估计发送信号需要利用均衡器进行均衡操作，补偿多径传输造成的符号间干扰。通常均衡器只是利用接收信号，认为发送符号在发送符号集中是等概分布的，假如此时能够获得最贴近本次发送过程的发送符号的先验概率，就可以在均衡器中充分利用后验概率最大化方法得到发送比特序列的后验概率，将此后验概率转化为软信息送入译码器，能够有效提高译码性能。为实现此目的人们应用Turbo码中的Turbo思想提出了Turbo均衡器，将无线信号的多径传播模型等效为一个线性卷积编码器，作为外部分量编码器和信道编码器一起视为串联的Turbo编码器，在接收端，为适应码间干扰信道，Turbo均衡采用了类似于Turbo译码的软信息交换与反馈的思想，将均衡与Turbo译码有机的结合起来，使均衡器也具有处理输入先验软信息并输出后验软信息的功能，与Turbo译码器进行信息交换，在简化Turbo码的复杂计算的同时，保留Turbo码的交织、译码与迭代计算，从而获得适用于码间干扰信道的联合均衡与解码技术。但是，注意到现有的Turbo均衡器当信道译码器为线性卷积码时，并没有关于信源比特的先验知识，Turbo均衡时，信道译码器不能充分体现Turbo思想，也影响了系统性能。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种可以利用信源编码冗余度有效提高系统性能的信道译码中的帧间相关预测方法及帧间相关预测器。为了解决上述问题，本专利技术提供了一种信道译码中的帧间相关预测方法，包括：根据本帧和上一帧的信道译码结果，确定本帧变化比特的值；对每一变化比特，根据本帧该变化比特的值及上一帧该变化比特的软信息的状态进行状态跳转，得到本帧该变化比特的软信息的状态，并确定本帧该变化比特的软信息；根据本帧变化比特的软信息和信道译码得到的本帧信源比特的软信息，计算得到下一帧信源比特的先验软信息。较佳地，所述根据本帧和上一帧的信道译码结果，确定本帧每一变化比特的值，包括：根据本帧和上一帧信道译码得到的信源比特，按下式计算出本帧各信源比特的变化比特：ck，q＝xor(uk，q，uk-1，q)其中，ck，q是第k帧中第q个变化比特，xor(x，y)是比特x，y的异或，uk，q，uk-1，q分别是第k帧和第k-1帧信源比特中的第q个比特。较佳地，所述状态跳转包括以下负状态下的跳转方式中的一种或多种：当本帧该变化比特ck，q的值表示前后两帧对应比特发生变化，而上一帧该变化比特的软信息的状态sk-1(q)满足sk-1(q)＝-Smax时，本帧该变化比特的软信息的状态sk(q)保持为-Smax，其中，-Smax为最小负状态；当本帧该变化比特ck，q的值表示前后两帧对应比特发生变化，而上一帧该变化比特的软信息的状态sk-1(q)满足-Smax＜sk-1(q)≤0时，本帧该变化比特的软信息的状态sk(q)向下跳转为sk-1(q)-1；当本帧该变化比特ck，q的值表示前后两帧对应比特不发生变化，而上一帧该变化比特的软信息的状态sk-1(q)满足sk-1(q)＜0时，本帧该变化比特的软信息的状态sk(q)向上跳转为其中，Dup为设定的从负状态向上跳转的幅度。较佳地，所述根据本帧每一变化比特的软信息和信道译码得到的本帧信源比特的软信息，计算得到下一帧信源比特的先验软信息，包括：按照下式计算下一帧信源比特的先验软信息：L(uk+1，q)＝xor(uk，q，ck，q)*abs(L(ck，q))其中，uk，q是信道译码得到的第k帧信源比特中的第q个比特，uk+1，q是在第k帧预测的下一帧发送的信源比特中的第q个比特，ck，q是第k帧中第q个比特的变化比特，xor(x，y)表示比特x，y的异或，L(ck，q)是ck，q的软信息，abs()表示求绝对值函数，L(uk+1，q)是帧间相关预测得到的uk+1，q的先验软信息。较佳地，所述计算得到下一帧信源比特的先验软信息后，还包括：将下一帧信源比特的先验软信息归一化到解交织后输出的均衡软信息最大值的0.2～2倍，然后再作为下一帧信源比特的先验知识输出。相应地，本专利技术提供了一种用于信道译码的帧间相关预测器，包括：第一计算单元，用于根据本帧和上一帧的信道译码结果，确定本帧变化比特的值；第二计算单元，用于对每一变化比特，根据本帧该变化比特的值及上一帧该变化比特的软信息的状态进行状态跳转，得到本帧该变化比特的软信息的状态，并确定本帧该变化比特的软信息；第三计算单元，用于根据本帧变化比特的软信息和信道译码得到的本帧信源比特的软信息，计算得到下一帧信源比特的先验软信息。较佳地，所述第一计算单元根据本帧和上一帧的信道译码结果，确定本帧每一变化比特的值，包括：根据本帧和上一帧信道译码得到的信源比特，按下式计算出本帧各信源比特的变化比特：ck，q＝xor(uk，q，uk-1，q)其中，ck，q是第k帧中第q个变化比特，xor(x，y)是比特x，y的异或，uk，q，uk-1，q分别是第k帧和第k-1帧信源比特中的第q个比特。较佳地，所述第二计算单元对每一变化比特，根据本帧该变化比特的值及上一帧该变化比特的软信息的状态进行状态跳转时，包括以下负状态下的跳转方式中的一种或多种：当本帧该变化比特ck，q的值表示前后两帧对应比特发生变化，而上一帧该变化比特的软信息的状态sk-1(q)满足sk-1(q)＝-Smax时，本帧该变化比特的软信息的状态sk(q)保持为-Smax，其中，-Smax为最小负状态；当本帧该变化比特ck，q的值表示前后两帧对应比特发生变化，而上一帧该变化比特的软信息的状态sk-1(q)满足-Smax＜sk-1(q)≤0时，本帧该变化比特的软信息的状态sk(q)向下跳转为sk-1(q)-1；当本帧该变化比特ck，q的值表示前后两帧对应比特不发生变化，而上一帧该变化比特的软信息的状态sk-1(q)满足sk-1(q)＜0时，本帧该变化比特的软信息的状态sk(q)向上跳转为其中，Dup为设定的从负状态向上跳转的幅度。较佳地，所述第三计算单元根据本帧每一变化比特的软信息和信道译码得到的本帧信源比特的软信息，计算得到下一帧信源比特的先验软信息，包括：按照下式计算下一帧信源比特的先验软信息：L(uk+1，q)＝xor(uk，q，ck，q)*abs(L(ck，q))其中，uk，q，uk+1，q分别是信道译码得到的第k帧和第k+1帧信源比特中的第q个比特，ck，q是第k帧中第q个比特的变化比特，xor(x，y)表示比特x，y的异或，L(ck，q)是ck，q的软信息，abs()表示求绝对值函数，L(uk+1，q)是uk+1，q的先验软信息。较佳地，所述帧间相关预测器还包括：先验知识输出单元，用于将第三计算单元得到的下一帧信源比特的先验软信息归一化到解交织后输出的均衡软信息最大值的0.2～2倍，作为下一帧信源比特的先验知识输出。上述方案在信道译码前利用信源编码之后存在的冗余度进行帧间相关预测，得到信源比特的先验知识，协助信道译码，提高信道译码器的译码性能，从而有效提高了系统性能。本专利技术要解决的另一技术问题是提供一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种信道译码中的帧间相关预测方法，包括：根据本帧和上一帧的信道译码结果，确定本帧变化比特的值；对每一变化比特，根据本帧该变化比特的值及上一帧该变化比特的软信息的状态进行状态跳转，得到本帧该变化比特的软信息的状态，并确定本帧该变化比特的软信息；根据本帧变化比特的软信息和信道译码得到的本帧信源比特的软信息，计算得到下一帧信源比特的先验软信息。

【技术特征摘要】
1.一种信道译码中的帧内相关预测方法，其中，对一帧数据做信道译码时，每次迭代按以下方式计算相关比特对的先验软信息：对记录该相关比特对的每一取值组合出现次数的数组的历史值和当前值进行加权运算，得到本次迭代的该数组的值，其中，该数组的当前值根据信道译码器本次迭代输出的该相关比特对的软信息确定，该数组的历史值为上一次迭代得到的该数组的值；根据该数组的值计算出该相关比特对的条件转移概率；根据所述条件转移概率计算出所述条件转移概率的似然值，再结合信道译码器本次迭代输出的该相关比特对的软信息，确定该相关比特对的先验软信息。2.如权利要求1所述的帧内相关预测方法，其特征在于，所述加权运算时，该数组的历史值的权值whist和当前值的权值wnow利用以下方式得到：xn＝-1*BFI+1Rn＝(1-e)*Rn-1+e*xn其中，BFI是迭代译码成功与否的标志位，成功为0，失败为1；e为遗忘因子，0＜e＜1，xn,Rn是用于计算权重的参数；所述加权运算时，该数组的历史值为上一次迭代时该数组的值，该数组的当前值根据信道译码输出的信源比特的软信息确定。3.如权利要求1或2所述的帧内相关预测方法，其特征在于，在第一次迭代时，该数组中每一元素的历史值均取为1。4.如权利要求1所述的帧内相关预测方法，其特征在于，所述根据所述条件转移概率计算出所述条件转移概率的似然值，再结合信道译码器本次迭代输出的该相关比特对的软信息，确定该相关比特对的先验软信息，包括：根据所述条件转移概率计算出所述条件转移概率的似然值，包括：L(a＝xa|b＝xb)＝log(p(a＝xa|b＝xb))L(b＝xb|a＝xa)＝log(p(b＝xb|a＝xa))其中，a,b是该相关比特对，p(a＝xa|b＝xb),p(b＝xb|a＝xa)是该相关比特对的两个条件转移概率，L(a＝xa|b＝xb),L(b＝xb|a＝xa)是相应条件转移概率的似然值，xa∈{0,1},xb∈{0,1}；而a,b的先验软信息Lu_Inner(a)和Lu_Inner(b)由以下公式得到：a0＝max(L(a＝0|b＝0)+Lu_now(b),L(a＝0|b＝1)-Lu_now(b))a1＝max(L(a＝1|b＝0)+Lu_now(b),L(a＝1|b＝1)-Lu_now(b))Lu_Inner(a)＝a0-a1b0＝max(L(b＝0|a＝0)+Lu_now(a),L(b＝0|a＝1)-Lu_now(a))b1＝max(L(b＝1|a＝0)+Lu_now(a),L(b＝1|a＝1)-Lu_now(a))Lu_Inner(b)＝b0-b1其中，max(x,y)表示求x,y中的最大值，Lu_now(a),Lu_now(b)是信道译码器本次迭代输出的a,b的软信息。5.如权利要求1或2或4所述的帧内相关预测方法，其特征在于，还包括：对一帧数据做信道译码，除最后一次迭代外每次迭代得到本帧所有相关比特对的先验软信息后，按以下方式之一输出信源比特的先验知识：将得到的本帧所有相关比特对的先验软信息直接作为帧内相关预测得到的信源比特的先验知识输出；或者将得到的所有相关比特对的先验软信息归一化到均衡软信息最大值的0.2～2倍，将归一化后所有相关比特对的先验软信息Lu_Inner_Normal作为帧内相关预测得到的信源比特的先验知识输出；或者将得到的所有相关比特对的先验软信息归一化到均衡软信息最大值的0.2～2倍，得到归一化后所有相关比特对的先验软信息Lu_Inner_Normal；还按式Le(u)＝Lu_now-Lu得到信源比特的外信息Le(u)并将Le(u)归一化到均衡软信息最大值的0.2～1倍，得到其中Lu_now是信道译码器本次迭代输出的本帧信源比特的软信息，Lu是帧间相关预测器输出的本帧信源比特的先验知识；然后，将Lu_Inner_Normal和相加，结果作为帧内相关预测得到的信源比特的先验知识输出。6.如权利要求1所述的帧内相关预测方法，其特征在于，对某一语音业务的数据帧，所述相关比特对按以下方式确定：采集该业务的多个语音样本，对于每个语音样本，计算所有比特对的互信息，得到互信息最大的前n个比特对，寻找所有语音样本中该...

【专利技术属性】
技术研发人员：张淑娟，杨锋，卢勤博，
申请(专利权)人：中兴通讯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：