軟度量值壓縮方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及基于信道編碼來(lái)表示W(wǎng)及壓縮通信系統(tǒng)中的軟度量值的方法。確 切地說(shuō)，但非排他地，本發(fā)明涉及在接收器中的信號(hào)解交錯(cuò)，例如，正交頻分多路復(fù)用 (OFDM, Orthogonal Frequency Division Multiplexing)接收器。
【背景技術(shù)】
[0002] 所有現(xiàn)代數(shù)字通信系統(tǒng)都使用信道編碼來(lái)保護(hù)數(shù)據(jù)并允許更好的接收。僅列 舉一些實(shí)例，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的幾種可用的數(shù)字音頻廣播W及數(shù)字視頻廣播值igital Audio 化oadcast，DABW及Digital Video Broadcast,DVB)標(biāo)準(zhǔn)（包含其各種實(shí)施方案中的WiFi W及藍(lán)牙），W及現(xiàn)代行動(dòng)電話通信系統(tǒng)就是該種情況。
[0003] 在該些通信系統(tǒng)中，習(xí)慣上會(huì)向數(shù)據(jù)流應(yīng)用幾種置換算符。一般表示為交錯(cuò) (interleaving)的此類置換通常在發(fā)射器側(cè)引入，并且一般來(lái)說(shuō)具有提高通信帶寬并降低 錯(cuò)誤率的效果。根據(jù)該些情況，交錯(cuò)可W在位化it)級(jí)或符號(hào)（symbol)級(jí)或兩者處發(fā)生。 一般來(lái)說(shuō)，在發(fā)射器側(cè)引入的交錯(cuò)必須通過(guò)在接收器中解交錯(cuò)的相應(yīng)逆運(yùn)算操作進(jìn)行撤消 (undone) W允許原始信號(hào)的重構(gòu)（reconstruction)。
[0004] 交錯(cuò)W及解交錯(cuò)的已知實(shí)施方案要求將一序列數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在內(nèi)存中，序列數(shù)據(jù)的長(zhǎng) 度等于交錯(cuò)運(yùn)算符的周期。由于新提出的通信標(biāo)準(zhǔn)主張使用將復(fù)雜度W及長(zhǎng)度增加的交錯(cuò) 運(yùn)算符，因此交錯(cuò)W及解交錯(cuò)運(yùn)算對(duì)內(nèi)存資源造成沉重負(fù)擔(dān)。因此，需要使用內(nèi)存要求比現(xiàn) 有技術(shù)的方法更少的交錯(cuò)和/或解交錯(cuò)方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 根據(jù)本發(fā)明，借助于所附權(quán)利要求書的目的實(shí)現(xiàn)該些目標(biāo)。
【附圖說(shuō)明】
[0006] 借助于通過(guò)實(shí)例提供并且通過(guò)圖式圖解說(shuō)明的實(shí)施例的描述將更好的理解本發(fā) 明，在圖式中：
[0007] 圖1 W示意性方式示出使用信道編碼技術(shù)的一般通信系統(tǒng)。
[000引圖2 W示意性方式示出圖1的調(diào)制器3的更詳細(xì)描述。
[0009] 圖3 W及圖4示意性地表示由通信系統(tǒng)使用的兩個(gè)可能的星座圖。
[0010] 圖5 W示意性方式示出圖1的解調(diào)器5的可能實(shí)施方案。
[0011] 圖6 W及圖7示意性地圖解說(shuō)明分集傳輸系統(tǒng)（diversity transmission system),其中發(fā)射器發(fā)射信號(hào)，所述信號(hào)由兩個(gè)接收器接收并且合并W改進(jìn)系統(tǒng)接收質(zhì) 量。
[0012] 圖8示意性地表示本發(fā)明的變型。
[0013] 圖9 W示意性方式示出圖8的壓縮單元302的可能表示。
[0014] 圖10示意性地表示圖8的解壓縮單元304的可能結(jié)構(gòu)。
[0015] 圖11 W及圖12是在解調(diào)過(guò)程中（例如在圖1的解調(diào)器5中）的本發(fā)明的可能整 合的示意性實(shí)例。
[0016] 圖13 W及圖14 W示意性方式示出與圖6 W及圖7中表示的那些系統(tǒng)類似的分集 系統(tǒng)中的本發(fā)明的整合。
【具體實(shí)施方式】
[0017] 本發(fā)明涉及用W表示（represent)、壓縮、解壓縮W及解除表示（de-represent) 數(shù)據(jù)的方法W及設(shè)備，所述數(shù)據(jù)必須由允許數(shù)據(jù)進(jìn)行解壓縮的信道來(lái)處理，所述信道例如： (a)置換傳入信號(hào)的順序的信道，化）寫入數(shù)據(jù)并且隨后W另外給定順序讀取數(shù)據(jù)的內(nèi)存， (C)通信信道。
[0018] 圖1示出數(shù)字通信系統(tǒng)的可能的示意性表示，該數(shù)字通信系統(tǒng)由數(shù)據(jù)源1所構(gòu)成， 數(shù)據(jù)源1用于產(chǎn)生屬于給定有限集（finite set)的數(shù)據(jù)。有限集通常是二進(jìn)制值集。在 下文中由所述數(shù)據(jù)源產(chǎn)生的數(shù)據(jù)將由d表示。
[0019] 功能塊2 (或編碼器）適合于將源1所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)d映射到給定糾錯(cuò)碼的字上。 在數(shù)字通信系統(tǒng)的領(lǐng)域中，可使用多種許多糾錯(cuò)碼，例如：低密度奇偶校驗(yàn)碼（Low Density Parity化eck Code,LDPC)、卷積碼、分組碼等。d在糾錯(cuò)碼字段的字中的映射稱為編碼。在 下文中塊2的輸出將由C指示。經(jīng)編碼后的數(shù)據(jù)C通過(guò)調(diào)制器3調(diào)制。發(fā)射器8包括依序 排列的H個(gè)塊1、2W及3。所述發(fā)射器的輸出（表示為X)經(jīng)過(guò)傳輸信道4,所述傳輸信道 可W是無(wú)線電傳播過(guò)程、電纜傳輸或還可W是通用運(yùn)算符。從信道4的另一側(cè)出現(xiàn)的信號(hào) 通過(guò)接收器9收集，所接收的信號(hào)由r表示。所接收的信號(hào)通過(guò)對(duì)所接收信號(hào)執(zhí)行解調(diào)的 塊5來(lái)處理。塊5的輸出隨后通過(guò)執(zhí)行解碼的塊6來(lái)處理。塊6的輸出是所發(fā)射數(shù)據(jù)d的 估計(jì)值
[0020] C流通過(guò)調(diào)制器塊3 W適合于傳輸?shù)牧硪环N格式來(lái)轉(zhuǎn)換。在下文中通過(guò)塊3執(zhí)行 的過(guò)程也將稱為調(diào)制。許多技術(shù)可W用于滿足此目標(biāo)。然而，大部分該些技術(shù)可W如圖2 中所描述的來(lái)表示，圖2示意性地圖解說(shuō)明調(diào)制過(guò)程的可能實(shí)施方案中的一者。
[0021] 圖2 W示意性方式示出圖1的發(fā)射器中的調(diào)制器3的可能結(jié)構(gòu)。塊3可W建模為 四個(gè)子塊的級(jí)聯(lián)（cascasde)。拳頭子塊31執(zhí)行交錯(cuò)處理。塊31執(zhí)行輸入信號(hào)的置換。塊 31的輸出（表示為a)通過(guò)映射塊32來(lái)處理。塊32基于使用中的傳輸系統(tǒng)將信號(hào)a映射 到經(jīng)定義星座圖的點(diǎn)上。塊32的輸出（表示為Z)通過(guò)交錯(cuò)器33來(lái)處理。塊33對(duì)Z執(zhí)行 置換并且產(chǎn)生信號(hào)W，信號(hào)W通過(guò)塊34轉(zhuǎn)換成物理信號(hào)承載，其構(gòu)成發(fā)射器8的輸出X并且 被稱為所發(fā)射信號(hào)。塊34可W是例如0抑M調(diào)制器，并且可能包含合適的射頻（RF，radio frequency)接口。
[0022] 交錯(cuò)器塊31獲取由C流所承載的值集合并且對(duì)其執(zhí)行置換。交錯(cuò)法則可W寫為 如下，其中，a為塊30的輸出：
[0023] aj= C i，j = 31 (i) , (1)
[0024] 其中Ci是由c流承載的第i個(gè)值，a j.是由a流承載的第j個(gè)值，并且n是專 用于所選擇調(diào)制標(biāo)準(zhǔn)的函數(shù)，所述調(diào)制標(biāo)準(zhǔn)定義通過(guò)塊30 W及其執(zhí)行的置換。由于在 此階段，信號(hào)C W及a均承載二進(jìn)制值（位），所W通過(guò)塊31執(zhí)行的過(guò)程被稱為位交錯(cuò) 化it-interleaving)。
[0025] 圖2中所表示的架構(gòu)并不是執(zhí)行調(diào)制過(guò)程的唯一可用方式，不同的解決方案是可 能的。出于此原因，塊31、32、33 W及34可W是任選的，并且它們的順序可W不同方式來(lái)重 排。
[0026] 映射器塊32將由a流所承載的位映射到復(fù)數(shù)的有限集（還被稱為星座圖）。塊 32獲取由a所承載的值的子集并且將該子集與一給定星座圖的值結(jié)合。假設(shè)Z是塊32的 輸出并且Zk是塊32的第k個(gè)元素。Z k是特定星座圖集合e的元素，且可因標(biāo)準(zhǔn)及傳輸?shù)?差異而不同。用m來(lái)指示，塊32中使用的法則、a與Z之間的關(guān)系可W寫為如下：
[0027] Zk= m(a。aw, iai+M-i)其中 a。aw, ai+M-iE B 并且 Z kE C。 似
[002引 ai，auw，au…南由a流所承載的值的子集并且Zk是該些值被映射的值。在大部 分?jǐn)?shù)字通信系統(tǒng)中，Zk是復(fù)數(shù)。Zk的可能值取決于所考慮的數(shù)字通信系統(tǒng)。
[0029] 圖3 W及圖4示出在DVB-C2標(biāo)準(zhǔn)中使用的兩個(gè)星座圖。圖3中描述的星座圖熟 知為正交相移鍵控（QPSK，Qua化ature化ase Shift Ifeying)。在QPSK中，在等式（2)中 定義的參數(shù)M等于2,并且在圖3中引入的m函數(shù)通過(guò)對(duì)應(yīng)表格來(lái)定義：
[0030]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種在接收器中對(duì)已經(jīng)在發(fā)射器中進(jìn)行編碼以及交錯(cuò)的信號(hào)進(jìn)行處理的信號(hào)處理 方法，其包括： 接收信號(hào)， 處理所述信號(hào)以獲得表示預(yù)定星座圖中符號(hào)的位概率的軟度量值的流； 對(duì)所述軟度量值應(yīng)用壓縮運(yùn)算，所述壓縮運(yùn)算保持每一組軟度量值相對(duì)于同一星座圖 符號(hào)的總長(zhǎng)度； 重排所述經(jīng)壓縮軟度量值的流以便于使在所述發(fā)射器中進(jìn)行的所述交錯(cuò)逆轉(zhuǎn)。
2. 根據(jù)前一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其進(jìn)一步包括 解壓縮所述經(jīng)壓縮軟度量值； 在解碼器中處理所述經(jīng)解壓縮軟度量值以重構(gòu)所發(fā)射消息。
3. 根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其包括在應(yīng)用所述壓縮運(yùn)算符 之前量化所述軟度量值的步驟。
4. 根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中所述壓縮運(yùn)算包含熵碼的 應(yīng)用。
5. 根據(jù)前一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其包括以下步驟：當(dāng)一組軟度量值相對(duì)于同一星 座圖符號(hào)的總長(zhǎng)度超過(guò)所確定值時(shí)，用表示所述星座圖中的不同符號(hào)的較短長(zhǎng)度的其它編 碼取代經(jīng)壓縮編碼。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中所述壓縮運(yùn)算產(chǎn)生前綴碼。
7. 根據(jù)以上任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中所述軟度量值表示為定點(diǎn)數(shù)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中所述量化運(yùn)算產(chǎn)生每一組軟度量值相對(duì)于同一星 座圖符號(hào)的恒定的位數(shù)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中所述量化運(yùn)算產(chǎn)生每一軟度量值相對(duì)于同一星座 圖符號(hào)的不同的位數(shù)。
10. -種在接收器中壓縮軟度量值的定點(diǎn)表示的流的方法，其包括 多路分用所述軟度量值以便獲得具有不同統(tǒng)計(jì)分布的多個(gè)子流。 向每一子流應(yīng)用適合于其統(tǒng)計(jì)分布的熵碼。
【專利摘要】一種在接收器中對(duì)已經(jīng)在發(fā)射器中進(jìn)行編碼以及交錯(cuò)的信號(hào)進(jìn)行處理的信號(hào)處理方法包括：接收信號(hào)，處理信號(hào)以獲得表示預(yù)定星座圖中符號(hào)的位概率的軟度量值的流；對(duì)所述軟度量值應(yīng)用壓縮運(yùn)算，壓縮運(yùn)算保持每一組軟度量值相對(duì)于同一星座圖符號(hào)的總長(zhǎng)度；重排經(jīng)壓縮軟度量值的流以便于使在發(fā)射器中進(jìn)行的交錯(cuò)逆轉(zhuǎn)。
【IPC分類】H03M13-45, H04L1-00, H04L25-06, H03M13-27, H03M7-40
【公開號(hào)】CN104662853
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201280075383
【發(fā)明人】馬修·布吐司, 斯蒂芬·湯瑪辛, 斯蒂芬·羅莎提
【申請(qǐng)人】揚(yáng)智歐洲有限公司
【公開日】2015年5月27日
【申請(qǐng)日】2012年8月21日
【公告號(hào)】EP2888849A1, US20150229506, WO2014029425A1, WO2014029425A9