用于軟輸入/軟輸出處理的滑動(dòng)窗方法和設(shè)備的制造方法
【專利說明】用于軟輸入/軟輸出處理的滑動(dòng)窗方法和設(shè)備
[0001] 本申請是申請?zhí)枮?00780040063. 8、申請日為2007年10月3日、發(fā)明名稱為"用 于軟輸入/軟輸出處理的滑動(dòng)窗方法和設(shè)備"的發(fā)明專利申請的分案申請。
[0002] 背景 本發(fā)明總體上涉及軟輸入/軟輸出算法，許多種此類算法被用在通信信號處理中，并 且本發(fā)明特別涉及在軟輸入/軟輸出處理中使用滑動(dòng)窗。
[0003] 如其名稱所指，軟輸入/軟輸出（SIS0)算法接收軟值作為輸入，并且產(chǎn)生相應(yīng)的 軟值作為輸出。最大后驗(yàn)（MAP)處理是SIS0算法的一個(gè)例子，并且在許多信號處理應(yīng)用中 發(fā)現(xiàn)廣泛使用，比如用于解碼從兩個(gè)或多個(gè)相對簡單的卷積碼的串聯(lián)建立的turbo碼。
[0004] 更具體來說，Turbo編碼利用兩個(gè)或多個(gè)卷積編碼器對所期望的信息序列進(jìn)行編 碼，該序列也被稱作"系統(tǒng)"序列。所得到的已編碼輸出包括每一個(gè)卷積編碼器的輸出以及 所述系統(tǒng)序列。由于所述原始信息序列是所述已編碼輸出的一部分，因此turbo碼代表"系 統(tǒng)"碼類型。
[0005] 在用來對turbo碼進(jìn)行解碼的一種方法中，MAP解碼器接收比特軟值序列(例如概 率分布或?qū)?shù)似然比（LLR))，其代表turbo編碼的比特序列。所述MAP解碼器又根據(jù)編碼 結(jié)構(gòu)的知識形成對于所述系統(tǒng)比特的相應(yīng)的后驗(yàn)概率的越來越好的估計(jì)，從而提高對于所 述系統(tǒng)比特軟值做出后續(xù)"硬"決策的能力。
[0006] 所謂的"BCJR"算法代表用于turbo解碼的所述MAP算法的一種流行的實(shí)現(xiàn)方式， 并且通過利用卷積碼的網(wǎng)格（trellis)結(jié)構(gòu)而得到處理方面的優(yōu)點(diǎn)。假設(shè)輸入LLR序列對 應(yīng)于turbo編碼的序列中的已編碼比特和系統(tǒng)比特，所述BCJR算法基于其確定對于每一個(gè) 系統(tǒng)比特的前向和后向狀態(tài)量度以及分支量度來細(xì)化所述系統(tǒng)比特的LLR。這些確定又依 賴于所述網(wǎng)格結(jié)構(gòu)以及系統(tǒng)奇偶校驗(yàn)比特的輸入軟值的知識。
[0007] 在用來改進(jìn)BCJR和其他基于網(wǎng)格的解碼的一種方法中，已編碼序列包括已知的 開始和/或結(jié)束值。通過在已編碼序列的開頭和末尾添加已知的值允許相應(yīng)的解碼器以已 知的開始和結(jié)束狀態(tài)開始及終止網(wǎng)格遍歷，這樣提高輸出概率估計(jì)的可靠性。但是在一次 掃描中從已知的開始值到已知的結(jié)束值完全遍歷所述網(wǎng)格(這有時(shí)被稱作"全幀"處理或遍 歷）的做法對存儲(chǔ)器的需求很高，假定因?yàn)榫W(wǎng)格長度可能較長并且需要始終累積狀態(tài)量度。
[0008] 降低存儲(chǔ)器需求的一種方法涉及到把所述網(wǎng)格細(xì)分成多個(gè)窗，并且隨后單獨(dú)處理 每一個(gè)窗。這種方法可以被稱作"滑動(dòng)窗"遍歷或處理，其僅僅在每一個(gè)窗的長度上累積狀 態(tài)量度，這通?；旧闲∮诳傮w網(wǎng)格的長度。但是對于每一個(gè)窗內(nèi)的前向和后向遞歸，所述 遞歸在未知狀態(tài)下"冷"開始，至少在位于細(xì)分所述網(wǎng)格的第一個(gè)和最后一個(gè)窗之間的中間 窗內(nèi)。這些未知的開始狀態(tài)導(dǎo)致所述輸出軟值很不可靠，至少直到所述算法通過在所述窗 內(nèi)的一定數(shù)目的階段上累積了狀態(tài)量度而"變熱"為止。這種較低的可靠性通常會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)?較低的解碼器性能，從而導(dǎo)致通信鏈路性能降低。使得所述遞歸從未知的開始(或結(jié)束）狀 態(tài)變熱的可能性還形成了解碼咬尾（trail-biting)網(wǎng)格的實(shí)際基礎(chǔ)，其中對應(yīng)于真實(shí)的信 息序列的路徑開始并且結(jié)束于相同的狀態(tài)。
[0009] 所述滑動(dòng)窗可以重疊以便緩解上述可靠性問題，其中更多的重疊通常會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)楦?大程度的緩解。但是，由于所述重疊區(qū)域內(nèi)的各網(wǎng)格階段是在兩個(gè)重疊窗當(dāng)中的每一個(gè)內(nèi) 被處理的，因此更多的重疊會(huì)不利地轉(zhuǎn)變?yōu)檩^低的解碼器吞吐量。此外，即使是很大的重疊 也無法在由寬帶CDMA(W-CDMA)和其他開發(fā)中的無線通信標(biāo)準(zhǔn)所提供的更高數(shù)據(jù)速率下令 人滿意地緩解所述可靠性問題。
[0010] 更廣泛地說，存儲(chǔ)器問題隨著對于可能較長的軟值序列的基于SIS0的處理而開 始顯現(xiàn)，不管所述SIS0算法是否使用基于網(wǎng)格的處理。因此，慣常的實(shí)踐是在處理總體序 列時(shí)使用滑動(dòng)窗遍歷，即利用一系列重疊窗來細(xì)分所述總體序列。這樣，上面提到的可靠性 問題在其中使用了加窗遍歷的寬范圍SIS0算法中開始顯現(xiàn)。
[0011] 概要 把最大后驗(yàn)（MAP)和其他類型的軟輸入軟輸出（SIS0)算法處理細(xì)分成單獨(dú)的處理窗 降低處理存儲(chǔ)器需求，但是可能會(huì)導(dǎo)致針對位于所述處理窗邊界處或者位于所述邊界附近 的輸入序列位置所估計(jì)的輸出軟值的可靠性相對差，即使在使用窗重疊的情況下也是如 此。利用固定的窗放置，這些相對差的輸出軟值可靠性的區(qū)域?qū)τ趶乃鯯IS0算法的一次 迭代到另一次迭代保持固定。因此，一種如這里所教導(dǎo)的方法和設(shè)備在SIS0算法中從輸入 軟值序列生成輸出軟值，這是通過在所述SIS0算法的兩次或多次迭代當(dāng)中的每一次迭代 中把所述序列細(xì)分成多個(gè)窗并且處理每一個(gè)窗內(nèi)的輸入軟值以及在各次迭代之間改變窗 放置而實(shí)現(xiàn)的。在迭代之間改變窗放置相對于所述序列移動(dòng)窗邊界。
[0012] 在一個(gè)實(shí)施例中，一種根據(jù)迭代軟輸入軟輸出（SIS0)算法處理軟值序列的方法包 括：在第一次迭代中利用第一窗放置并且在第二次迭代中利用第二窗放置對所述軟值序列 實(shí)施滑動(dòng)窗處理；以及在所述第一次和第二次迭代之間改變所述窗放置。改變迭代之間的 窗放置相對于所述序列移動(dòng)窗邊界，從而使得在一次迭代中具有相對差的可靠性屬性的輸 出軟值在下一次迭代中具有提高的可靠性屬性。
[0013] 作為一個(gè)非限制性的例子，所述SIS0算法可以是被用于對turbo碼進(jìn)行解碼的 MAP算法。但是這里的教導(dǎo)廣泛適用于在SIS0算法中從輸入軟值序列生成輸出軟值，其中 這是通過在所述SIS0算法的兩次或多次迭代當(dāng)中的每一次迭代中把所述序列細(xì)分成多個(gè) 窗并且處理每一個(gè)窗內(nèi)的輸入軟值以及在迭代之間改變窗放置以相對于所述序列移動(dòng)窗 邊界而實(shí)現(xiàn)的。在一個(gè)實(shí)施例中，在迭代之間改變窗放置以相對于所述序列移動(dòng)窗邊界包 括改變一個(gè)或多個(gè)窗尺寸以及/或者改變被用來放置所述多個(gè)窗的一個(gè)或多個(gè)偏移量值。
[0014] 可以被包括在無線通信設(shè)備中的通信接收機(jī)電路的一個(gè)實(shí)施例被配置成在基于 滑動(dòng)窗的SIS0處理中使用變化的窗放置。所述通信接收機(jī)電路包括被配置成在軟輸入軟 輸出（SIS0)算法中從輸入軟值序列生成輸出軟值的一個(gè)或多個(gè)處理電路。在所述SIS0算 法的兩次或多次迭代當(dāng)中的每一次迭代中，所述通信接收機(jī)電路把所述序列細(xì)分成多個(gè)窗 并且處理每一個(gè)窗內(nèi)的輸入軟值，其中所述一個(gè)或多個(gè)處理電路在迭代之間改變窗放置， 以相對于所述序列移動(dòng)窗邊界。
[0015] 在至少一個(gè)這種實(shí)施例中，所述通信接收機(jī)電路基于執(zhí)行前向和后向遞歸來處理 每一個(gè)窗內(nèi)的所述軟值。例如，在包括至少第一和第二可通信地耦合的解碼器的turbo解 碼器中，一個(gè)或者全部兩個(gè)這樣解碼器在每一次解碼迭代中執(zhí)行滑動(dòng)窗處理。
[0016] 當(dāng)然，本發(fā)明不限于上面的特征和優(yōu)點(diǎn)。相反，本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀了下面的詳 細(xì)描述并且觀看了附圖之后將認(rèn)識到附加的特征和優(yōu)點(diǎn)。
[0017] 附圖簡述 圖1是被配置成利用在軟輸入軟輸出（SIS0)處理迭代之間改變的滑動(dòng)窗放置實(shí)施SIS0處理的通信接收機(jī)電路的一個(gè)實(shí)施例的方框圖。
[0018] 圖2是利用在迭代之間改變的窗放置在迭代SIS0算法中處理輸入軟值序列的一 個(gè)實(shí)施例的圖示。
[0019]圖3是圖1的通信接收機(jī)電路的一個(gè)實(shí)施例中的功能電路的方框圖。
[0020] 圖4是用來在SIS0算法迭代之間改變滑動(dòng)窗放置的處理邏輯的一個(gè)實(shí)施例的邏 輯流程圖。
[0021] 圖5和6是相對于被用來處理輸入軟值序列的組成網(wǎng)格的滑動(dòng)窗放置的圖示。
[0022] 圖7是關(guān)于與例如圖5的基于網(wǎng)格的滑動(dòng)窗處理相對應(yīng)的窗邊界的輸出軟值的可 靠性屬性的圖示。
[0023] 圖8是可以對之應(yīng)用這里教導(dǎo)的滑動(dòng)窗放置的咬尾的基于MAP的解碼網(wǎng)格的圖 不。
[0024] 圖9一12是示出了在利用滑動(dòng)窗的多個(gè)網(wǎng)格遍歷迭代之間改變滑動(dòng)窗放置的一 個(gè)實(shí)施例的圖示。
[0025] 圖13是無線通信設(shè)備的一個(gè)實(shí)施例的方框圖，其包括被配置成在SIS0算法的迭 代之間改變滑動(dòng)窗放置的通信接收機(jī)電路。
[0026]圖14是可以被包括在圖13的無線通信設(shè)備中的通信接收機(jī)電路的均衡化電路實(shí) 施例； 圖