專利名稱：包含并聯(lián)解碼器的特播解碼器系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于對特播編碼比特流進(jìn)行解碼的解碼器系統(tǒng)，所述解碼器系統(tǒng)設(shè)有系統(tǒng)輸入端以及多個(gè)各具有特播解碼器輸入端的特播解碼器。
本發(fā)明還涉及用在這種特播解碼器系統(tǒng)中的特播解碼器以及配備這種特播解碼器系統(tǒng)的通信裝置。
這種解碼器系統(tǒng)見于D.Divsalar和F.Pollara的題為“多特播碼”的論文(MILCOM 95，Nov.5-8，1995，San Diego，CA)。如其中圖5所示，多特播解碼器結(jié)構(gòu)可以由若干塊解碼器來提供。這些標(biāo)有MAP或SOVA的塊解碼器可以流水線或反饋的方式來實(shí)現(xiàn)。在求和裝置中把塊解碼器的輸出與從傳輸信道濾波器接收的原始信號變量相加在一起，之后，硬限幅器提供特播解碼器的解碼輸出比特。這種多特播解碼器結(jié)構(gòu)必須采用擴(kuò)充的輸入存儲器來存儲來自傳輸信道濾波器的信號變量流，并且要依次存儲來自各個(gè)塊解碼器的各個(gè)輸出變量。具體來講，這些變量必須在特定的處理周期中存儲在暫時(shí)輸入存儲器中，直到各個(gè)塊解碼器處理了所有變量。只有在此后，這些變量才可以由求和裝置使用，之后，存儲器又有空來處理新的信號變量流。這就導(dǎo)致必須使用大容量的硬存儲器以及存儲器控制器，它們是昂貴的并且未在時(shí)間上有效地利用。還有一個(gè)缺點(diǎn)是，輸入流存儲器相對成本較高。此外，輸入存儲器占用了主要的芯片面積并且需要快速控制器。
因此，本發(fā)明的目的是提供一種更加節(jié)省成本且更加靈活的特播解碼器系統(tǒng)。
根據(jù)本發(fā)明的特播解碼器系統(tǒng)的特征在于，以并聯(lián)方式設(shè)置多個(gè)特播解碼器，并且所述特播解碼器系統(tǒng)還設(shè)有連接在系統(tǒng)輸入端與特播解碼器輸入端之間的用于為特播解碼器之一動(dòng)態(tài)分配特播編碼比特的分配裝置。
根據(jù)本發(fā)明的特播解碼器系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)在于，各個(gè)特播解碼器接收單獨(dú)的一組輸入變量以用來并行解碼，導(dǎo)致極為省時(shí)的特播解碼處理。由于特播編碼比特被動(dòng)態(tài)分配給特播解碼器并且由此處理負(fù)荷分布在各特播解碼器上，實(shí)際上總有特播解碼器空置而可由分配裝置來分配以及用于對輸入比特流解碼，就輸入存儲器而論不會產(chǎn)生長的等待時(shí)間，而且輸入存儲器可以更小—減少芯片面積—從而成本更低。此外，由于并行解碼處理，數(shù)據(jù)的特播解碼速度和性能會提高，開辟了在通信裝置(如外層空間接收機(jī))、硬盤、數(shù)字網(wǎng)絡(luò)(如局域網(wǎng))等中的新應(yīng)用可能性。
根據(jù)本發(fā)明的特播解碼裝置的實(shí)施例的特征在于，所述特播解碼器系統(tǒng)設(shè)有一個(gè)或多個(gè)與至少一個(gè)特播解碼器相連的停止單元。
有利的是，這種連接到特播解碼器的停止單元能夠在特播解碼器輸出信號足夠精確的早期終止所述特播解碼器中的迭代處理。此后特播解碼器就可以被分配裝置分配，以便接收要解碼的相繼比特流。這在每個(gè)各種各樣的特播解碼器中實(shí)現(xiàn)了不同但省時(shí)的解碼周期。
根據(jù)本發(fā)明的特播解碼器系統(tǒng)的另一個(gè)實(shí)施例的特征在于，并聯(lián)特播解碼器中至少一個(gè)含有反饋設(shè)置的兩個(gè)塊解碼器。
有利的是，所述反饋導(dǎo)致循環(huán)返回的迭代處理，其中，第一塊解碼器中的第一塊解碼處理的結(jié)果被用作第二塊解碼器的輸入，后者又被反饋到第一解碼器等等。在停止單元所指定的固定或者最好是可變數(shù)目的迭代之后，滿足了精確度要求，特別是輸出信號的誤碼率(BER)要求，并且塊解碼處理可以盡可能快地結(jié)束。
根據(jù)本發(fā)明的特播解碼器系統(tǒng)的又一實(shí)施例的特征在于，一般分布在兩個(gè)塊解碼器反饋設(shè)置之間的交織器和去交織器包括相應(yīng)的尋址單元。
相應(yīng)的尋址單元的優(yōu)點(diǎn)在于，它們之中的每一個(gè)可以在實(shí)際中以單個(gè)通常軟件相關(guān)的(結(jié)合的)實(shí)現(xiàn)的形式實(shí)現(xiàn)，這節(jié)省了附加硬件以及必需的電力。
根據(jù)本發(fā)明的特播解碼器系統(tǒng)的另一實(shí)施例的特征在于，分配裝置、停止單元和/或?qū)ぶ穯卧謩e通過軟件來實(shí)現(xiàn)。
根據(jù)本發(fā)明的特播解碼器系統(tǒng)的這個(gè)實(shí)施例是可編程的，因此具有靈活性，可快速地適應(yīng)各種要求和可能的特播碼類型。
現(xiàn)在進(jìn)一步說明根據(jù)本發(fā)明提供的特播解碼器系統(tǒng)和具有該特播解碼器的通信裝置連同它們的其他優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)參考附圖，其中類似的部分通過相同的參考標(biāo)號來表示。圖中

圖1表示根據(jù)本發(fā)明的特播解碼器系統(tǒng)的基本實(shí)施例的一般概況；圖2表示特播解碼器的實(shí)例，用以說明根據(jù)圖1的特播解碼器系統(tǒng)中的特播編碼和特播解碼；以及圖3表示用在根據(jù)圖1的特播解碼器系統(tǒng)中的特播解碼器的可行實(shí)施例。
圖1表示特播解碼器系統(tǒng)1，它的系統(tǒng)輸入端2通常通過信道濾波器連接到傳輸信道(未示出)的一端，該傳輸信道可能是空氣、自由空間或者玻璃纖維電纜、同軸(網(wǎng)絡(luò))電纜等。所述系統(tǒng)輸入端2接收被連接到傳輸信道的另一端的接收機(jī)中的特播編碼器編碼后的比特流。稍后說明的這種特播編碼器TE可按圖2中所示來實(shí)現(xiàn)。
自從題為“接近香農(nóng)極限的糾錯(cuò)編碼和解碼；特播碼”的第一篇文章由C.Berrou，A.Glavieux和P.Thitimajshima發(fā)表于1993年5月的IEEE Proceedings of ICC’93第1064-1070頁以來，特播碼對信道編碼理論領(lǐng)域中的技術(shù)人員而言是眾所周知的。特播編碼是一種以其優(yōu)異的誤碼率(BER)而著稱的信道編碼形式。特播編碼可以例如應(yīng)用于所有類型的通信裝置中，比如外層空間接收機(jī)、硬盤、數(shù)字網(wǎng)絡(luò)(如局域網(wǎng))等，其中可靠通信是至關(guān)重要的。以迭代譯碼為特征的特播解碼將在本文其他部分中進(jìn)一步描述。
特播解碼器系統(tǒng)1設(shè)有以并聯(lián)方式連接的多個(gè)特播解碼器3-1、3-2、...、3-n。具有通用標(biāo)號3的每個(gè)特播解碼器TD具有各自的特播解碼器輸入端4-1、4-2、...、4-n以及特播解碼器輸出端5-1、5-2、...5-n。系統(tǒng)1還設(shè)有分配裝置6，它連接在系統(tǒng)輸入端2和每個(gè)相應(yīng)的解碼器輸入端4之間。包括暫時(shí)比特流存儲器M的分配裝置6能夠把在系統(tǒng)輸入端2的特播編碼比特流動(dòng)態(tài)分配給一般為兩個(gè)或兩個(gè)以上的特播解碼器3之一，特播解碼器的結(jié)構(gòu)稍后說明。由分配裝置6動(dòng)態(tài)指定用于接收特播編碼比特流的一個(gè)特播解碼器3通常受在傳輸信道中加在比特流上的噪聲影響，并且通過對比特流的比特塊進(jìn)行迭代解碼來開始對編碼比特流起作用，直到它的解碼器輸出端提供了編碼器輸入流的估算值，這是足夠精確的并且沒有誤碼。系統(tǒng)1配備了一個(gè)或一個(gè)以上(如果需要的話)的擴(kuò)散停止單元7(一般是每個(gè)特播解碼器TD對應(yīng)一個(gè)單元)，這些單元7與相應(yīng)的特播解碼器3相連。如果達(dá)到解碼輸出信號的所需精度，則各個(gè)特播解碼器的工作將在與之相連的停止單元7的控制下終止。然后，把解碼輸出塊存儲在組織器8的標(biāo)準(zhǔn)可用且便宜的存儲器中，該組織器8連接到特播解碼器3的每個(gè)解碼器輸出端5。輸入比特流的處理時(shí)間可隨特播解碼器而變，一般取決于輸入比特流塊的信噪比。其信噪比取決于通過傳輸信道的信號隨噪聲分布的特性。特播解碼器3相互獨(dú)立地工作，所以，如果一個(gè)解碼器正在工作，分配裝置6會得到通知，并且指定另一個(gè)特播解碼器3來作下一個(gè)特播解碼工作。由于特播解碼器3的各種處理時(shí)間可能變化，各個(gè)到組織器8的輸出比特流的次序可能相對于輸入比特流的次序而言也受到改變。如果輸入次序被打亂，則組織器8會在組織器8的輸出端9恢復(fù)解碼比特塊的正確次序。
圖2僅通過舉例表示特播信道編碼器TE，它的功能總結(jié)如下。編碼器TE把輸入消息或字d映射為碼字s，后者要經(jīng)傳輸信道發(fā)送。在這種情況下，對于每個(gè)輸入比特，產(chǎn)生三個(gè)輸出比特，結(jié)果是1/3的編碼率。在所有可能的消息之中，僅把具有最大歐幾里德距離的部分用于編碼，以便使在特播解碼器TD端接收錯(cuò)誤碼字的可能性減至最小。如圖所示的編碼器TE包括兩個(gè)遞歸系統(tǒng)編碼器、即RSC1和RSC2，后兩者均包括如圖2所示連接的延遲線D和模-2加法器(循環(huán)加法)。用于把輸入比特流分成具有長度N的塊并且打亂這些塊的交織器∏隔開這兩個(gè)RSC。對于每個(gè)輸入比特，在適當(dāng)?shù)挠成淦鱉P1、MP2和MP3中映射之后，產(chǎn)生三個(gè)輸出比特s1、s2和s3，即系統(tǒng)比特s1、RSC1的奇偶校驗(yàn)比特s2和RSC2的校驗(yàn)比特s3。在處理了N個(gè)輸入比特之后，RSC終止其所謂的格子結(jié)構(gòu)，這是眾所周知的作為時(shí)間的函數(shù)的狀態(tài)圖。這為每個(gè)格子結(jié)構(gòu)產(chǎn)生6個(gè)另外的比特，其中3個(gè)是系統(tǒng)比特，3個(gè)是校驗(yàn)比特。編碼輸出比特s1、s2和s3經(jīng)傳輸信道發(fā)送到圖1的特播解碼器系統(tǒng)1的系統(tǒng)輸入端2。
每個(gè)特播解碼器TD，比如3-1、...3-n可例如以圖3中略述的形式來實(shí)現(xiàn)。解碼器TD具有并聯(lián)卷積編碼器(PCCC)的結(jié)構(gòu)，特播解碼器具有第一軟輸入/軟輸出(SISO)塊解碼器10-1和第二塊解碼器SISO 10-2，它們以反饋方式互相連接。執(zhí)行SISO 10-1，以便對接收的輸入r1和r2解碼，r1和r2分別表示RSC1的輸出信號s1和s2(見圖2)，而SISO 10-2對接收的輸入r3解碼，r3表示RSC2的輸出信號s3。在交織器∏中處理SISO1的輸出，然后將其用作SISO2中的先驗(yàn)信息以便對RSC2解碼。在下一迭代中，在去交織器∏-1中把SISO2的輸出去交織，其輸出被用在SISO1中作為用于進(jìn)一步對RSC1解碼的反饋的先驗(yàn)信息。這種工作安排可以一直持續(xù)，直到滿足停止單元7中實(shí)現(xiàn)的一些停止標(biāo)準(zhǔn)，此后，把另一輸出信號Λ提供到SISO2的輸出端11上，然后將其在∏-1中去交織并且在去映射器12中去映射，從而在特播解碼器TD的輸出端5提供與組織器8的進(jìn)一步處理相關(guān)的解碼輸出信號。
交織器∏和去交織器∏-1包括眾所周知的存儲器和尋址單元A，用于為比特塊尋址并且將這些比特塊打亂。通過把控制與用來執(zhí)行該處理的硬件相結(jié)合，可以簡化比特塊的處理和必要的硬件。為了靈活性的原因，最好借助于軟件來實(shí)現(xiàn)所述分配裝置6、一個(gè)或多個(gè)停止單元7和/或上述尋址單元A。
盡管參照本質(zhì)上最佳的實(shí)施例和最佳的可能模式作了以上描述，但是應(yīng)當(dāng)理解，這些實(shí)施例決不是作為所述特播解碼系統(tǒng)的限定實(shí)例來分析的，因?yàn)楝F(xiàn)在本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以想出在所附權(quán)利要求書的范圍之內(nèi)的各種修改、特征以及特征的組合。
權(quán)利要求
1.一種用于對特播編碼比特進(jìn)行解碼的特播解碼器系統(tǒng)(1)，所述特播解碼器系統(tǒng)(1)設(shè)有系統(tǒng)輸入端(2)和多個(gè)特播解碼器(3；3-1，...3-n)，各個(gè)特播解碼器具有特播解碼器輸入端(4；4-1，...4-n)，其特征在于，所述多個(gè)特播解碼器(3；3-1，...3-n)以并聯(lián)方式設(shè)置，并且所述特播解碼器系統(tǒng)(1)還設(shè)有連接在所述系統(tǒng)輸入端(2)與所述特播解碼器輸入端(4；4-1，...4-n)之間、用于為所述特播解碼器(3；3-1，...3-n)之一動(dòng)態(tài)分配所述特播編碼比特的分配裝置(6)。
2.如權(quán)利要求1所述的特播解碼器系統(tǒng)(1)，其特征在于所述特播解碼器系統(tǒng)(1)設(shè)有一個(gè)或多個(gè)與所述特播解碼器(3；3-1，...3-n)中至少一個(gè)解碼器相連的停止單元(7)。
3.如權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的特播解碼器系統(tǒng)(1)，其特征在于所述并聯(lián)特播解碼器(3；3-1，...3-n)中至少一個(gè)包含反饋設(shè)置的兩個(gè)塊解碼器(SISO1，SISO2)。
4.如權(quán)利要求3所述的特播解碼器系統(tǒng)(1)，其特征在于交織器(∏)和去交織器(∏-1)分布在所述兩個(gè)塊解碼器反饋設(shè)置中。
5.如權(quán)利要求4所述的特播解碼器系統(tǒng)(1)，其特征在于所述交織器和去交織器包括相應(yīng)的尋址單元(A)。
6.如上述權(quán)利要求之一所述的特播解碼器系統(tǒng)(1)，其特征在于所述分配裝置(6)、所述停止單元(7)和/或所述尋址單元(A)分別通過軟件來實(shí)現(xiàn)。
7.一種適合用于如權(quán)利要求1-6之一所述的特播解碼器系統(tǒng)(1)中的特播解碼器(3；3-1，...3-n)，所述特播解碼器系統(tǒng)(1)設(shè)有系統(tǒng)輸入端(2)和多個(gè)特播解碼器(3；3-1，...3-n)，各個(gè)特播解碼器具有特播解碼器輸入端(4；4-1，...4-n)，其特征在于，所述多個(gè)特播解碼器(3；3-1，...3-n)以并聯(lián)方式設(shè)置，并且所述特播解碼器系統(tǒng)(1)還設(shè)有連接在所述系統(tǒng)輸入端(2)與所述特播解碼器輸入端(4；4-1，...4-n)之間、用于為所述特播解碼器(3；3-1，...3-n)之一分配特播編碼比特的分配裝置(6)。
8.一種通信裝置，如硬盤驅(qū)動(dòng)器、接收機(jī)、網(wǎng)絡(luò)裝置等，它們包括如上述權(quán)利要求中任何一個(gè)所述的特播解碼器系統(tǒng)(1)。
全文摘要
一種用于對特播編碼比特進(jìn)行解碼的特播解碼器系統(tǒng)(1)，它設(shè)有系統(tǒng)輸入端(2)和多個(gè)各具有特播解碼器輸入端(4；4－1，…4－n)的特播解碼器(3；3－1，…3－n)。所述多個(gè)特播解碼器(3；3－1，…3－n)以并聯(lián)方式設(shè)置，并且系統(tǒng)(1)還設(shè)有連接在系統(tǒng)輸入端(2)與特播解碼器輸入端(4；4－1，…4－n)之間、用于為特播解碼器(3；3－1，…3－n)之一動(dòng)態(tài)分配特播編碼比特的分配裝置(6)。
文檔編號H03M13/27GK1457554SQ02800373
公開日2003年11月19日 申請日期2002年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2001年2月23日
發(fā)明者J·T·M·H·迪利森, J·A·惠斯肯, J·L·范梅爾伯根 申請人:皇家菲利浦電子有限公司