CN101083513B - 通信信号解码的装置、方法和系统 - Google Patents

Abstract

提供使用所接收的通信信号中的嵌入式检错码来判定何时停止该通信信号的迭代解码的系统、方法和技术。提供一种试图解码通信信号的方法，其中接收包括嵌入式检错码的通信信号。该通信信号被输入至迭代解码器，其在迭代的基础上解码该通信信号，在每次迭代时输出关于通信信号的值的判决。在每次迭代时，基于迭代解码器的参数来计算错误的度量。在错误的度量通过指定阈值测试的每次迭代时，在基于嵌入式检错码，对判决中是否存在可检测的错误作出判定。最后，基于出现下列条件二者停止由迭代解码器执行的迭代：(i)基于嵌入式检错码判定没有可检测的错误，和(ii)错误的测量通过指定的阈值测试。指定的阈值使用基于该嵌入式检错码以预定方式计算的阈值。

Description

通信信号解码的装置、方法和系统

技术领域

本发明涉及通信信号的解码，特别地而非专门地应用于在无线接收机侧的快速turbo解码并且可应用于在接收机侧不明确知道所接收的通信信号的格式的情况。 

背景技术

例如图1所示，在通信系统中，发射机10通过通信信道14发送信息至接收机12。当然，对于两个单元之间的双向通信来说，每个单元交替地起发射机10和接收机12的作用。 

任何通信系统必须解决的一个问题是由于衰落、噪声和其它通信信道的缺陷导致的通信信道14中的信息丢失的可能性。为了降低这种信息丢失的可能性，在通信系统的设计中通常对要发送的数字信号进行编码。这种编码一般包括将包含在数据比特中的信息扩展到较大数目的数据比特上，以便如果丢失了任何数据比特，仍然有可能重新构造所述信息。实践中，通常使用一种前向纠错编码，其中在多个输入比特的基础上形成每个二进制输出码元的值。 

一旦完成了这种信息扩展，一般来说，就将所得到的码元进行交织，以便确保相关信息码元在时域中彼此不直接相邻。通过交织，将噪声或衰落的短期突发的影响(在随后的去交织之后)分散到多个比特上。最终的结果是：大大降低了在接收端不能恢复任何特殊原始信息比特的可能性，这意味着信息在通信信道的接收侧可更精确的再现。 

广为流行的一种前向纠错编码是turbo编码。在图2中图示了用于实现turbo编码的一个示例的系统20的简化框图。如图2所示，输入到系统20中的是要传送的信息比特22的序列。通过时间交织器26将信息比特22直接提供给第一子编码器24和提供给第二子编码器28。编码器24和28是相同的。时间交织器26是块交织器，这意味着，其将交织固定长度的段(或块)中的比特，使得与任何其它块无关地交织每个这种块的比特，但是对于所有块来说， 交织方案一般是相同的。对于本发明来说，交织器26和编码器24和28的操作的明确的细节不重要，因此在此不作讨论。然而，每个编码器24和28对于每个输入比特输出两个码元。因此，编码器24输出码元Y0和Y1，而编码器28输出码元Y0′和Y1′。输出码元X与输入比特是相同的。因此，对于每个输入比特产生X、Y0、Y1、Y0′和Y1′码元(turbo码)。 

以前述方式生成的turbo码首先被提供给信道交织器30，其交织经编码的输出码元并且有时将某些码元穿孔(puncture)以便插入控制信号或其它数据。此后，可通过执行例如正交相移键控调制来处理所得到的码元以便进行传送。 

在图3中图示了用于解码由系统20所生成的码元的迭代解码器50。最初，信道去交织器52使被信道交织器30穿孔的任何码元为0，然后将该码元去交织以便逆转由信道交织器30执行的交织。对于数据帧中的每个输入比特k，将所接收码元X、Y0和Y1连同反馈信号

一起输入到后验概率(APP，posteriori probability)解码器54中。在由解码器50执行的第一次迭代上，对于k的所有值，

为0。当其解码操作完成时，APP解码器54对于k的每个值输出软(soft)值

然后在交织器56中交织

以便提供

然后将其连同当前块的Y0′和Y1′一起输入到APP解码器58。进而在去交织器60中将APP解码器58的输出，即

去交织。最后，将去交织器60的输出，即

连同当前块的X、Y0和Y1一起反馈给APP解码器54，以用于由解码器50执行的下一次迭代处理。 

一般在多重迭代上重复前述的过程。在这一点上，注意：信道去交织器52使所有X、Y0、Y1、Y0′和Y1′可用于当前块中的每个原始输入比特。如上所述，在每次迭代后，在加法器62中对于每个输入比特k将软值

和反馈值

加在一起。然后将被称为对数似然比(LLR)的加法器62的输出，即 

输入到硬判决模块64中以便提供对每个比特的最终判决。一般来说，硬判决模块64被实现为阈值检测器。 

如上所述，turbo解码需要子码解码的多重迭代。通常，使用大量的迭代导致较少的解码错误。然而，为了速度和效率，往往期望将迭代的次数尽量减少。对于正被解码的数据分组来说，当解码器判定通过进一步迭代不能再提高其性能时或者当作出已经达到无错误解码的判定时，该解码器停止迭代。

已经存在很多当执行迭代解码时判定适合的停止标准的方法。然而，每个都有其自身的缺点。 

发明内容

本发明通过使用所接收的通信信号中的嵌入式检错码来判定何时停止迭代解码来解决此问题。 

因此，在一个实施例中，本发明目的在于提供一种试图解码通信信号的方法，其中接收包括嵌入式检错码的通信信号。该通信信号被输入至迭代解码器，其在迭代的基础上解码该通信信号，在每次迭代时输出关于通信信号的值的判决。此外，在每次迭代时，基于迭代解码器的参数来计算错误的度量，所计算错误的度量包含对于数据分组中的所有比特的基于对数似然比量级的误比特率的估值。在错误的度量通过指定阈值测试的每次迭代时，在基于嵌入式检错码，对判决中是否存在可检测的错误作出判定。最后，基于出现下列条件二者停止由迭代解码器执行的迭代：(i)基于嵌入式检错码判定没有可检测的错误，和(ii)错误的测量通过指定的阈值测试。指定的阈值使用基于该嵌入式检错码以预定方式计算的阈值。 

在另一实施例中，本发明目的在于提供一种同时试图解码通信信号和评估通信信号的所假设的传送格式的方法。最初，接收包括嵌入式检错码的通信信号。将通信信号输入到在迭代基础上解码该通信信号的迭代解码器，基于所假设的传送格式，在每次迭代时输出关于的通信信号的值的判决。此外，在每次迭代时，基于迭代解码器的参数来计算错误的度量，所计算错误的度量包含对于数据分组中的所有比特的基于对数似然比量级的误比特率的估值。在错误的度量通过第一指定阈值测试的每次迭代时，基于嵌入式检错码，对判决中是否存在可检测的错误作出判定。基于出现下列条件二者停止由迭代解码器执行的迭代和选定所假设的传送格式：(i)判定没有可检测的错误，和(ii)错误的度量通过第一指定阈值测试。基于出现下列条件停止由迭代解码器所执行的迭代和取消对所假设的传送格式的选定：错误的测量没有通过第二指定阈值测试。其中在第一指定阈值测试中使用的第一阈值对应于比在第二指定阈值测试中使用的第二阈值低的误比特率。 

前面的概述仅仅在于提供对本发明的总体特性的简要描述。通过对权利要求和下面结合附图的优选实施例的详细描述的引用，能够获得对本发明的 更全面的理解。 

附图说明

图1提供通信系统的简化的框图。 

图2是图示传统的turbo编码器的框图。 

图3是图示传统的迭代turbo解码器的框图。 

图4图示根据本发明的代表实施例的解码系统的框图。 

图5是根据本发明的代表实施例的用于解释迭代控制的处理的流程图，其中所接收的通信信号的传送格式是已知的。 

图6图示根据本发明的代表实施例的用于计算误比特率的估值的系统的框图。 

图7是图示对于三个不同的CRC的误比特率和未检出的差错率之间的关系的曲线图。 

图8是根据本发明的代表实施例的用于解释迭代控制处理的流程图，其中所接收的通信信号的传送格式不是明确地已知。 

具体实施方式

图4图示根据本发明的代表实施例的解码系统80的框图。如图4所示，由迭代解码器82接收并输入通信信号81。出于本发明的目的，假设解码器82与turbo解码器50是相同的，如图3所示。然而，应当理解，根据所接收的通信信号81的预期的编码类型，可以替代地使用任何其它迭代解码器。 

来自解码器82的输出判决将提供给错误检测器84。与解码器82相同，错误检测器84的特性将取决于所接收的通信信号81的预期的编码类型。在本发明的优选实施例中，通信信号81包括嵌入式检错码。更优选地，检错码是循环冗余校验(CRC)码。因此，在本实施例中，错误检测器84对由解码器82提供的每帧的解码器判决进行CRC校验，以便判定在这样的帧中是否出现被检测出的错误。注意：以术语“帧”的一般的意义使用它，指预定长度的数据块、段或分组。 

如以上提到的，解码器82在每次迭代时提供判决，通常用每个随后的迭代提高其判决的质量。迭代控制器85进而监测来自解码器82和错误检测器84的数据，从而判定是否需要进一步的迭代或者是否能够停止对当前帧的处理，并且相应地控制迭代解码器82。在以下描述的更具体的实施例中讨论关于由控制器85提供的功能的附加细节。 

在这点上，本发明的实施例主要可分为：(i)所接收的通信信号81的传送格式是已知的，使得可能只需要解码通信信号81；和(ii)传送格式未知，所以 除了解码通信信号81之外，还必须对已经使用了多个可能的传送格式中的哪一个作出判定。如在此使用的，传送格式可以是一组形成所传送的数据的参数，其可能包括，码率或其它编码参数、分组数据大小、调制格式和/或交织参数。 

当根据本发明的帧解码操作开始时，输入的信息包括以数据格式信息(例如，数据分组大小、码率)提供的传送格式，该输入信息指示这样的数据格式信息是已知的实际发送数据的格式还是仅为假设的格式。如果该传送格式是已知的，则如在以下的标题为“已知传送格式”的部分中所描述的那样执行迭代控制。否则，如在以下的标题为“未知传送格式”的部分中所描述的那样执行迭代控制。 

已知传送格式

图5是根据本发明的代表实施例的用于解释迭代控制处理的流程图，其中事先已知所接收的通信信号81的传送格式。具体来说，在迭代控制器85中执行图5中示出的处理。 

最初，在步骤102中，控制器85使解码器82执行迭代。因此，对于步骤102的最初执行来说，这将是由解码器82执行的第一次解码迭代。 

接下来，在步骤103中，控制器85从解码器82接收一个或多个当前迭代的解码参数，计算那些参数的函数，然后判定所计算的函数的值P0是否通过指定的阈值测试。优选地，所计算的值P₀包含对于数据分组中的所有比特的基于对数似然比(LLR)量级的误比特率的估值。如以上结合在图3中图示的示例性解码器50的讨论所提到的，LLR是输入到迭代纠错解码器50的硬判决模块64中的最终的值，即，

在本实施例中，参照以下在标题为“数学讨论”的部分中的讨论，最好按如下方式来计算P₀： 

$P_0\≈\frac{1}{K}\underset{k=1}{\overset{K}{\mathrm{\Σ}}}\left\{\frac{1}{1+e^{\left|L\left({\hat{u}}_k\right)\right|}}\right\}=\frac{1}{K}\underset{k=1}{\overset{K}{\mathrm{\Σ}}}\left\{\frac{1}{1+e^{M_k}}\right\},$

其中，K是数据分组中的比特的数目。 

在图6中示出用于计算P₀的系统110。输入到系统110中的是

值，其已经从加法器62中输出(如图3所示)。最初，在部件112中采用被表示为x的量级。然后，在部件113中执行函数并且最好将部件113实现为查找表。接着，在部件115中，将来自部件113的输出对所有K求和，然后在部件116中，执行除以K的除法。 

因此，在本发明的优选实施例中，P₀的阈值测试对应于所估计的解码误比特率的测试。例如，如果P₀<Th，则可以预期误比特率(biterror decoding rate) 是小于对应于阈值Th的比率。优选地，在此步骤103中，可应用的阈值Th是已经使用的CRC的函数，因此，阈值测试是判定是否P₀<Th(CRC)。更优选地，选择阈值Th使得其相应的误比特率等于已经使用的CRC的指定的未检出的错误率，或者作为已经使用的CRC的未检出的错误率的函数。 

在此点上，已知给定CRC的未检出的错误率之间的关系作为潜在的误比特率的函数。参见例如J.Wolf，R.Blakeney，“An exact evaluation of theprobability of undetected error for certain shortened binary CRC codes，”IEEEMILCOM88，23-26Oct1988。结果，对于给定的CRC来说，可以将指定的未检出的错误率直接映射成误比特率。在图7中分别对于CRC16、CRC14EVDO和CRC24J示出示例性曲线131-133。在图7中，x轴是分组数据的实际的误比特率，y轴是虽然实际存在至少一个错误但是指示数据分组无错误的CRC的概率，并且对象CRC具有下列生成多项式： 

CRC16：p(x)＝x¹⁶+x¹²+x⁵+1＝(x+1)(x¹⁵+x¹⁴+x¹³+x¹²+x⁴+x³+x²+x+1) 

CRC24EVDO：p(x)＝x²⁴+x²³+x⁶+x⁵+x+1＝(x+1)(x²³+x⁵+1) 

CRC24J：p(x)＝(x+1)(x²³+x¹⁷+x¹³+x¹²+x¹¹+x⁹+x⁸+x⁷+x⁵+x³+1) 

因此，可以实现此步骤103的阈值操作以便达到以下列方式得到指定的最大未检出的错误率(例如，作为控制参数87之一的输入)。首先，例如使用图7中所示的用于特定CRC的曲线，将指定的最大未检出的错误率映射成误比特率。然后，将所识别的误比特率或某个函数(例如，这样的误比特率的某个指定分数，以便提供期望的错误裕度)用作Th(CRC)。例如，假设10^-8是指定的最大未检出的错误率，还假设已经使用CRC16，并且还假设一个人希望使误比特率相等(没有错误的裕度)，然后直接从图7读取，映射成Th(CRC)≈6*10^-4。 

在本情况中，优选地，例如由用户或者由自动化过程(例如，其在动态基础上改变这样的参数以试图在动态变化的条件之下达到最佳的性能)，将指定的最大未检出的错误率输入到系统80(如图4所示)中作为控制参数87之一。 

如果迭代满足步骤103的阈值测试，那么处理前进到步骤105。否则处理前进到(以下讨论的)步骤107。 

在步骤105中，对嵌入式CRC码(或其它检错码)是否指示已经正确地收到了数据块作出判定。如果判定为是，则结束处理并且可以停止解码器82的 迭代。否则，即检测出错误，则处理前进到步骤107。 

在步骤107中，对是否已经出现了迭代的最大次数作出判定。如果不是，则处理前进至步骤102以执行下次迭代。如果是，则结束处理，并且伴随这样的输出消息，即数据块被错误地接收或者不足将其判定为无错误的数据块。 

本发明的前面的实施例使用解码器82的参数(即，在本情况下turbo解码LLR的量级)和解码误比特率之间的导出关系，以便估计解码器82达到的误比特率。然后，通过将此估值与CRC检错概率和误比特率之间的导出关系合并，建立并使用阈值来判断解码器82是否处于CRC检错概率在指定程度之上的阶段。在以下部分的实施例中使用类似的概念，也可以同时判定特定传送格式假设是正确、不正确或不确定。 

在前面的处理中，不需要传送格式判定算法，并且提前终止迭代是基于P₀测量和CRC校验的。如果P₀小于指定阈值，例如使得CRC未检出的错误概率足够小，则CRC的通过将导致turbo解码的提前终止。另一方面，如果P₀校验没有通过，则处理将继续进行直到预定的最大迭代次数，并且在迭代末端的CRC校验将被传递到上层，而不考虑P₀测试是否通过。在这点上，最初即将CRC校验假设为假值(false)，以便当永远达不到步骤105时，则将假值传递到上层。 

未知传送格式

除了提供较快的解码之外，本发明的技术也可以被用来同时识别所接收的数据的编码格式。在CDMA2000高速分组数据系统中，例如，接入网(AN，Access Network)可以向接入终端(AT，Access Terminal)发送具有几个可能的传送格式(分组大小、调制次序等)之一的数据分组。AT需要通过试图解调和解码具有每个假设的传送格式的所接收的分组来判断在传送期间实际使用了可能的传送格式中的哪一个。 

可以通过由turbo解码器来执行此格式判定任务。一般来说，如果turbo解码器可以借助通过内置的CRC(循环冗余校验)来解码假设的传送格式的分组，则存在假设的格式对应于实际的传送格式的高似然性。然而，单独的CRC不总是格式判定的最高效和最可靠的方法，这是因为CRC校验具有非0的检错概率。另一方面，即使对于已经为其假设了正确的传送格式的分组来说，由于在所接收的分组中存在噪声，所以CRC校验仍然可能没通过。因此，期望turbo解码器在试图识别传送格式时利用至少一个附加的措施。

在图8中示出根据本发明的代表实施例的用于达到此目的一种技术，一般来说，可以将在图8中图示的技术分成处理部件160、170和180。部件160试图以结合图5所述的处理类似的方式识别何时能够停止迭代。然而，差别在于如果没有满足步骤162的阈值测试(对应于图5的步骤103的阈值测试)，则处理部件170试图判定是否可以快速否决所假设的格式。此外，即使在已经出现了最大次数的迭代并且CRC校验仍然没有通过，处理部件180也提供用于确认所假设的格式的阈值测试。 

更具体来说，步骤161指示解码器82以与步骤102(图5中)相同的方式执行第一次迭代或者(为了随后的通过)执行下一次迭代。 

步骤162计算值P₀，然后判定其是否通过指定的阈值测试。与施加到以上的步骤103相同的考虑适用于步骤162，因此在此不详细描述步骤162。如果步骤162的阈值测试通过，则处理前进至步骤163，其对应于上述的CRC校验105，因此在此不详细描述步骤163。另一方面，如果步骤162的阈值测试没有通过，而不是立即校验最终的迭代(如图5的技术那样)，则处理转变至部分170以便判定是否可以立即否决该传送格式假设。 

更具体来说，在步骤171中，将P₀与阈值Th(rate(比率))比较。如果P₀>Th(rate)，那么处理立即前进至步骤172，其中取消对所假设的格式的选定并且停止对于当前所假设的传送格式的处理。然后可以用不同的所假设的传送格式来运行图8的过程。另一方面，如果在步骤171中不能立即否决所假设的格式(即，P₀≤Th(rate))，那么处理前进至步骤191，其中处理前进至在步骤161处的下次迭代或者(如果是在最后一次迭代处)前进至步骤192。对于步骤171的阈值测试来说，注意，如果传送格式假设是不正确的，那么所得到的数据将可能相当随机，这意味着可以将阈值Th(rate)设置为刚好低于0.5的值，例如0.4或0.3的值。 

返回处理部件160，如果步骤163的CRC校验通过，那么在步骤183中选定所假设的格式(即被确认)并且在确信已经正确地解码数据块的情况下停止解码器82的迭代。另一方面，如果步骤163的CRC校验没有通过，则处理前进至步骤165。 

在步骤165(其对应于图5的步骤107)中，对当前迭代是否是最终的迭代作出判定。如果不是，处理前进至步骤161以便开始下次迭代。如果是，则处理在处理部件180中前进至步骤181以便判定是否至少可以确认所假设的 格式(即使不能以足够的把握解码当前数据块)。 

为此，在步骤181中，比较P₀与阈值Th(BER)，例如1.9*10^-5的目标解码错误率。如果P₀<Th(BER)，则处理前进至步骤183，其中确认所假设的格式并且停止处理。另一方面，如果P₀≥Th(BER)，则处理前进至步骤192，其中所假设的格式被标记为“不确定”并且停止处理。注意，除了因为在步骤171中的测试已经失败而没有必要在步骤191之后执行步骤181的测试之外，步骤191与步骤165是相同的。 

如上所示，前面的技术可以产生下列任何结果：(i)解码器82在迭代的最大次数之前停止，结果是以足够高的把握解码了数据块并且确认了所假设的数据传送格式；(ii)因为已经判定该传送格式的假设是不正确的而停止解码器82，在该情况下，可以使用不同的传送格式假设和使用图8的处理来重新处理所接收的数据块；(iii)因为不能以足够的把握解码当前数据块而停止解码器82，但是已经确认该传送格式，在该情况下，可以使用所确认的传送格式和图5的技术处理所接收的其它数据块，并且可以发出关于重发当前数据块的请求；或者(iv)不能以足够的把握解码当前数据块，并且既没有确认也没有否决该数据传送格式，在该情况下，可以使用其它可能的传送格式假设处理当前数据块，可以使用当前或其它传送格式假设(例如，使用图5的处理或图8的处理)来处理所接收的其它数据块，并且可以发出关于重发当前数据块的请求。 

关于这样的处理，与图5的技术相比，图8的技术使用两个附加的阈值。像所指定的最大未检出的错误率一样，最好将Th(BER)和Th(rate)包括在控制参数87中，例如由用户或由另一个在动态基础上改变所述控制参数87，以试图在动态变化的条件下达到最佳的性能的自动化过程输入到系统80中。在上述实施例中，具有约等于6*10^-4的值的Th(CRC)小于具有0.4或0.3的值的Th(rate)，并且，具有1.9*10^-5的值的Th(BER)小于Th(CRC)。 

数学讨论：P ₀ 估值的推导

设U＝(u₁，u₂，...，u_K)为数据块的K个信息比特，C＝(c₁，c₂，...，c_N)为根据信息矢量U编码的N个编码码元。在通过信道传送之后，所接收的矢量为y＝(y₁，y₂，...，y_N)。在接收机侧，施加turbo解码并且对所传送的信息比特作出判决，从而得到所估计的信息矢量  $\hat{U}=({\hat{u}}_1,{\hat{u}}_2,...,{\hat{u}}_K).$

从turbo编码器开始，经过传送信道，并在turbo解码器的输出结束的整 个turbo码信道可以被看作具有交叉概率(crossover probability)P₀(即，所传送的比特将在接收机侧被不正确地识别为其反值(inverse)的概率)的二进制对称信道(BSC)。使用最大后验概率(MAP)标准的迭代解码算法需要根据所接收的矢量y得到以下变量： 

$L\left({\hat{u}}_k\right|y)=\log \frac{P(u_k=+1|y)}{P(u_k=-1|y)},$ MAP算法利用其作出如下判决： 

${\hat{u}}_k=\mathrm{sign}\left(L\left({\hat{u}}_k\right|y)\right).$

因此MAP标准隐含着：如果作出判决的话，则在每次迭代的末端，存在： 

$\begin{array}{c}P({\hat{u}}_k=+1|y)=P(u_k=+1|y)\\ P({\hat{u}}_k=-1|y)=P(u_k=-1|y)\end{array}.$

设观察值(observation)y基于两个假设，以u_k＝+1发送或以u_k＝-1发送。然后，可以由两个条件概率分布函数(pdf)的f_Y(y|u_k＝+1)和f_Y(y|u_k＝-1)来表示y。定义以下两项： 

$\begin{array}{cc}{E}_{L+}\left\{P({\hat{u}}_k=+1|y)\right\}\&equiv;\underset{Y\&Element;S+}{\&Integral;}{f}_{\mathrm{\&gamma;}}\left(y\right)P({\hat{u}}_k=+1|y)\mathrm{dy}& S+=\{y:L\left({\hat{u}}_k\right|y)>0\}\end{array}$

$\begin{array}{cc}{E}_{L-}\left\{P({\hat{u}}_k=-1|y)\right\}\&equiv;\underset{Y\&Element;S-}{\&Integral;}{f}_{\mathrm{\&gamma;}}\left(y\right)P({\hat{u}}_k=-1|y)\mathrm{dy}& S-=\{y:L\left({\hat{u}}_k\right|y<0)\}\end{array}$

然后，利用相等概率的源(probable source)的假设： 

$E_{L+}\left\{P({\hat{u}}_k=+1|y)\right\}$

$=\underset{Y\&Element;S+}{\&Integral;}P(u_k=+1)f_Y\left(y\right|u_k=+1)P({\hat{u}}_k=+1|y)\mathrm{dy}+\underset{Y\&Element;S+}{\&Integral;}P(u_k=-1)f_Y\left(y\right|u_k=-1)P({\hat{u}}_k=+1|y)\mathrm{dy}$

$=\frac{1}{2}\underset{Y\&Element;S+}{\&Integral;}{f}_Y\left(y\right|u_k=+1)P({\hat{u}}_k=+1|y)\mathrm{dy}+\frac{1}{2}\underset{Y\&Element;S+}{\&Integral;}{f}_Y\left(y\right|u_k=-1)P({\hat{u}}_k=+1|y)\mathrm{dy}$

$=\frac{1}{2}\underset{Y}{\&Integral;}{f}_Y\left(y\right|u_k=+1)P({\hat{u}}_k=+1|y)\mathrm{dy}-\frac{1}{2}\underset{Y\&Element;S-}{\&Integral;}{f}_Y\left(y\right|u_k=+1)P({\hat{u}}_k=+1|y)\mathrm{dy}$

$+\frac{1}{2}\underset{Y\&Element;S+}{\&Integral;}{f}_Y\left(y\right|u_k=-1)P({\hat{u}}_k=+1|y)\mathrm{dy}$

                                                    (1.1) 

类似地： 

$E_{L-}\left\{P({\hat{u}}_k=-1|y)\right\}$

$=\underset{Y\&Element;S-}{\&Integral;}P(u_k=+1)f_Y\left(y\right|u_k=+1)P({\hat{u}}_k=-1|y)\mathrm{dy}+\underset{Y\&Element;S-}{\&Integral;}P(u_k=-1)f_Y\left(y\right|u_k=-1)P({\hat{u}}_k=-1|y)\mathrm{dy}$

$=\frac{1}{2}\underset{Y\&Element;S-}{\&Integral;}{f}_Y\left(y\right|u_k=+1)P({\hat{u}}_k=-1|y)\mathrm{dy}+\frac{1}{2}\underset{Y\&Element;S-}{\&Integral;}{f}_Y\left(y\right|u_k=-1)P({\hat{u}}_k=-1|y)\mathrm{dy}$

$=\frac{1}{2}\underset{Y}{\&Integral;}{f}_Y\left(y\right|u_k=-1)P({\hat{u}}_k=-1|y)\mathrm{dy}-\frac{1}{2}\underset{Y\&Element;S+}{\&Integral;}{f}_Y\left(y\right|u_k=-1)P({\hat{u}}_k=-1|y)\mathrm{dy}$

$+\frac{1}{2}\underset{Y\&Element;S-}{\&Integral;}{f}_Y\left(y\right|u_k=+1)P({\hat{u}}_k=-1|y)\mathrm{dy}$

                                       (1.2)

将(1.1)和(1.2)相加，我们得到： 

$E_{L+}\left\{P({\hat{u}}_k=+1|y)\right\}+E_{L-}\left\{P({\hat{u}}_k=-1|y)\right\}$

$=(1-P_0)+\frac{1}{2}\underset{Y\&Element;S+}{\&Integral;}{f}_Y\left(y\right|u_k=-1)\&lsqb;P({\hat{u}}_k=+1|y)-P({\hat{u}}_k=-1y)\&rsqb;\mathrm{dy}$

$-\frac{1}{2}\underset{Y\&Element;S-}{\&Integral;}{f}_Y\left(y\right|u_k=+1)[P({\hat{u}}_k=+1|y)-P({\hat{u}}_k=-1|y)]\mathrm{dy}$

$=1-P_0$

                             (1.3) 

根据信道和解码器的对称特性得到最终的结果。 

而且，因为所以等式(1.3)可以写成： 

$E_{L+}\left\{P({\hat{u}}_k=+1|y)\right\}+E_{L-}\left\{P({\hat{u}}_k=-1|y)\right\}$

$=E_{L+}\left\{\frac{1}{1+e^{-L\left({\hat{u}}_k\right|y)}}\right\}+E_{L-}\left\{\frac{1}{1+e^{L\left({\hat{u}}_k\right|y)}}\right\}$

$=E_L\left\{\frac{1}{1+e^{-\left|L\left({\hat{u}}_k\right|y)\right|}}\right\}$

即， 

$P_0=1-E_L\left\{\frac{1}{1+e^{-\left|L\right|}}\right\}=E_L\left\{\frac{1}{1+e^{\left|L\right|}}\right\}.$

这是误比特率P₀和LLR之间的闭合形式关系。因为当数据块大小接近无限时，LLR是遍历过程，所以对于具有足够大的尺寸K的经编码的数据块来说，可以根据下面的近似得到误比特率： 

$P_0\&ap;\frac{1}{K}\underset{k=1}{\overset{K}{\mathrm{\&Sigma;}}}\left\{\frac{1}{1+e^{\left|L\left({\hat{u}}_k\right)\right|}}\right\}.$

特定代表实施例的优点和特征

如以上的详述，本发明提供改进的解码器。本发明的特定代表实施例的一些特征和优点如下： 

·解码器，其能够识别正被解码的数据是否是用所假设的参数编码的。 

·解码器，其中通过使用内置的CRC(或其它内置的检错码)和通过对某个解码度量(metrics)的量值的函数求平均，来达到关于所假设的传送格式是否正确的判决。 

·利用使解码器能够基于一个或多个解码度量的量值来判定错误概率的特定关系。 

·利用LLR值的量值的函数(例如，这样的函数值的平均)来获得对解码错误率的估计，并使用此估计来提供停止判决，例如，从而产生可控制的 解码错误率和CRC检错率。此外，当需要时，可以使用同一解码错误率估计来提供关于所假设的编码参数是正确、不正确还是不确定的判断。 

·解码器，其在执行解码的同时，也可以提供关于所假设的传送格式是正确、不正确还是不确定的判断。 

·利用基于解码器是否已经达到具有指定的精确程度的无错误解码(而不是例如基于进一步的迭代是否将改变LLR分布)的解码停止标准，从而减少不必要的迭代。 

系统环境

一般来说，除了另外明确指出，在此描述的所有系统、方法和技术可以用一个或多个可编程通用计算设备来实施。这样的设备一般将包括，例如，下列例如通过共同的总线彼此互连的组件中的至少一些：一个或多个中央处理单元(CPU)；只读存储器(ROM)；随机存取存储器(RAM)；输入/输出软件和电路，用于与其它设备接口(例如，使用硬连线连接、例如，串行端口、并行端口、USB连接或火线(firewire)连接，或使用无线协议，例如，蓝牙或802.11协议)；用于连接至一个或多个网络的软件和电路(例如，使用诸如以太网卡那样的硬连线连接或诸如码分多址(CDMA)、用于移动通信的全球系统(GSM)、蓝牙、802.11协议或任何其它基于蜂窝或基于非蜂窝的系统那样的无线协议)，在本发明的很多实施例中，那些网络进而连接至因特网或任何其它网络；显示器(例如阴极射线管显示器、液晶显示器、有机发光显示器、聚合物发光显示器或任何其它薄膜显示器)；其它输出设备(例如一个或多个扬声器、耳机或打印机)；一个或多个输入设备(例如鼠标、触摸板(touchpad)、输入板(tablet)、触敏显示器或其它定点设备、键盘、键区、麦克风和扫描仪)；大容量存储单元(例如硬盘驱动器)；实时时钟；可移动存储读取/写入设备(例如从RAM中读取和向RAM中写入、磁盘、磁带、磁光盘、光盘等)；调制器(例如，用于发送传真或用于经拨号连接而连接至互联网或任何其它计算机网络)。在操作中，一般来说，最初将以上方法和功能实现到由这样的通用计算机所执行的程度的过程步骤存储在大容量存储器(例如，硬盘)中，下载到RAM中，然后由CPU借助于RAM执行。然而，在一些情况下，该过程步骤最初被存储在RAM或ROM中。 

可以从各种卖主那里得到用于实现本发明的适合的设备。在各种实施例中，根据任务的大小和复杂度来使用不同类型的设备。适合的设备包括大型 计算机、多处理器计算机、工作站、个人计算机和甚至更小的计算机(例如PDA)、无线电话或任何其它电器和设备，无论是单独的、硬连线至网络还是无线连接至网络。 

此外，尽管上面已经描述了通用可编程设备，但是在替换实施例中替代地(或另外地)使用一个或多个专用处理器或计算机。一般来说，应当注意，除了另外明确提出之外，可以软件、硬件、固件或这些的组合来实现上述的功能中的任何一个，并且基于已知的工程折衷(tradeoff)来选择特殊的实现。更具体来说，在以固定的、预定的或逻辑方式实现上述的功能的情况下，正如本领域的那些技术人员将容易理解的那样，可以通过编程(例如软件或固件)、适当的逻辑组件(硬件)的布置或二者的任何组合来完成它。 

应当理解，本发明也涉及机器可读的介质，在其上存储了用于执行本发明的方法和功能的程序指令。这样的介质包括，例如，磁盘、磁带、诸如CD 

ROM和DVD ROM的光可读介质，或诸如PCMCIA卡、各种类型的存储卡、USB存储设备的半导体存储器等。在每种情况下，介质可以采用便携式物品的形式，例如迷你盘驱动器或小盘、软盘、卡带(cassette)、盒式磁带(catridge)、卡、棒等，或其也可以采用相对较大或不可移动的物品，例如设在计算机或其它设备中的硬盘驱动器、ROM或RAM。 

前面的描述主要强调电子计算机和设备。然而，应当理解，可以替代地使用任何其它计算设备或其它类型的设备，例如使用电子、光学、生物和化学处理的任何组合的设备。 

额外的考虑

以上描述了本发明的几个不同的实施例，每个这样的实施例被表述为包括特定特征。然而，意欲使结合任何单个实施例的讨论所描述的特征不限于那个实施例，而是正如本领域的技术人员将理解的那样，也可以被包括在和/或以各种组合布置在任何其它实施例中。 

类似地，在以上的讨论中，功能有时归因于特定的模块或组件。然而，一般来说，可以按照需要将功能重新分布在任何不同的模块或组件中，在一些情况下，完全排除对特定组件或模块的需要和/或需要增加新组件或模块。参照本发明的特定实施例，正如本领域的那些技术人员将理解的那样，最好根据已知的工程折衷来进行精确的功能分布。 

因此，尽管与本发明的示例性实施例和附图相关地详细描述了本发明， 但是对于本领域的技术人员显然，在不背离本发明的精神和范围的情况下，可以完成对本发明的各种改变和修改。因此，本发明不限于附图中示出的和上述的精确实施例。而是意欲使不背离本发明的精神的所有这样的变化都被认为落在由所附权利要求书唯一限定的它的范围之内。

Claims (14)

1.一种试图解码包括嵌入式检错码的通信信号的方法，包括：

(a)在迭代的基础上解码通信信号以便在每次迭代时输出关于通信信号的值的判决；

(b)在每次迭代时，基于迭代解码的参数计算错误的度量，所计算错误的度量包含对于数据分组中的所有比特的基于对数似然比量级的误比特率的估值；

(c)在错误的度量通过指定阈值测试的每次迭代时，基于嵌入式检错码对判决中是否存在可检测的错误作出判定；以及

(d)基于出现下列条件二者时，停止迭代解码的迭代：(i)嵌入式检错码判定没有可检测的错误，和(ii)错误的度量通过指定的阈值测试，

其中指定的阈值测试使用基于该嵌入式检错码以预定方式计算的指定阈值。

2.如权利要求1所述的方法，其中迭代解码的参数包括输入到硬判决步骤的最终值，其中硬判决步骤用于在每次迭代时输出关于通信信号的值的判决。

3.一种同时试图解码包括嵌入式检错码的通信信号和评估通信信号的所假设的传送格式的方法，包括：

(a)基于所假设的传送格式，在迭代基础上解码该通信信号并且在每次迭代时输出关于通信信号的值的判决；

(b)在每次迭代时，基于迭代解码的参数计算错误的度量，所计算错误的度量包含对于数据分组中的所有比特的基于对数似然比量级的误比特率的估值；

(c)在错误的度量通过第一指定阈值测试的每次迭代时，基于嵌入式检错码判定该判决中是否存在可检测的错误；

(d)基于出现下列条件二者时，停止由迭代解码执行的迭代和选定所假设的传送格式：(i)判定没有可检测的错误，和(ii)错误的度量通过第一指定阈值测试；以及

(e)基于出现下列条件停止由迭代解码所执行的迭代和取消对所假设的传送格式的选定：错误的度量没有通过第二指定阈值测试，

其中在第一指定阈值测试中使用的第一阈值对应于比在第二指定阈值测试中使用的第二阈值低的误比特率。

4.如权利要求3所述的方法，还包括在由迭代解码执行了指定的最大次数的迭代之后执行的步骤：

(g)停止由迭代解码执行的迭代；

(h)如果错误的度量通过第三指定阈值测试，则选定所假设的传送格式；以及

(i)如果错误的度量没有通过第三指定阈值测试，则将所假设的传送格式标记为不确定，

其中在第三指定阈值测试中使用的第三指定阈值对应于比第一阈值低的误比特率。

5.如权利要求4所述的方法，还包括在由迭代解码已经执行了指定的最大次数的迭代之后执行的步骤：

(g)停止由迭代解码执行的迭代；

(h)如果出现下面两种情况中的任何一个，则将所假设的传送格式标记为不确定，所述两种情况为(i)错误的度量没有通过第二指定阈值测试，但是当与来自前一次迭代的错误的度量相比时，当前迭代的错误的度量确实示出了超出指定增量阈值的改善，以及(ii)错误的度量没有通过第一指定阈值测试，但是通过第二指定阈值测试。

6.如权利要求1-5中任一项所述的方法，其中迭代解码是turbo解码。

7.如权利要求3所述的方法，其中迭代解码的参数包括输入到硬判决步骤的最终值，其中硬判决步骤用于在每次迭代时输出关于通信信号的值的判决。

8.如权利要求2或7所述的方法，其中错误的度量包括最终的值的多个实例的平均。

9.如权利要求3所述的方法，其中在第一指定阈值测试中使用的阈值对应于与嵌入式检错码的检测能力相关联的可接受的不可检测的错误率。

10.如权利要求1或3所述的方法，其中按照下式计算错误的度量：

$P_0=\frac{1}{K}\underset{k=1}{\overset{K}{\mathrm{\&Sigma;}}}\left\{\frac{1}{1+e^{\left|L\left({\hat{u}}_k\right)\right|}}\right\}$

其中P₀是错误的度量，K是所接收的数据分组中的比特的数目，并且对于所接收的数据分组中的每个比特k来说，

是迭代解码的参数。

11.一种试图解码通信信号的系统，包括：

(a)迭代解码器，被配置为接收通信信号，在迭代基础上解码该通信信号，和在每次迭代时输出关于通信信号的值的判决；

(b)错误检测器，被配置为基于嵌入在通信信号中的检错码，判定通信信号中是否存在可检测的错误；以及

(c)迭代控制器，被配置为：

(i)在每次迭代时，基于迭代解码器的参数计算错误的度量，所计算错误的度量包含对于数据分组中的所有比特的基于对数似然比量级的误比特率的估值；以及

(ii)基于出现下列条件二者停止由迭代解码器执行的迭代：(1)错误检测器判定没有可检测的错误，和(2)错误的度量通过指定阈值测试，其中，指定的阈值测试使用基于嵌入式检错码以预定方式计算的阈值。

12.如权利要求11所述的系统，其中由迭代控制器使用的迭代解码器的参数包括输入到迭代解码器的硬判决阈值中的最终的值。

13.如权利要求11所述的系统，其中阈值对应于与嵌入式检错码的检测能力相关联的可接受的不可检测的错误率。

14.如权利要求11所述的系统，其中按照下式计算错误的度量：

$P_0=\frac{1}{K}\underset{k=1}{\overset{K}{\mathrm{\&Sigma;}}}\left\{\frac{1}{1+e^{\left|L\left({\hat{u}}_k\right)\right|}}\right\}$

其中P₀是错误的度量，K是所接收的数据分组中的比特的数目，并且对于所接收的数据分组中的每个比特k来说，

是迭代解码器的参数。

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