CN101133568A - 无线通信装置 - Google Patents

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CN101133568A
CN101133568A CNA2006800069867A CN200680006986A CN101133568A CN 101133568 A CN101133568 A CN 101133568A CN A2006800069867 A CNA2006800069867 A CN A2006800069867A CN 200680006986 A CN200680006986 A CN 200680006986A CN 101133568 A CN101133568 A CN 101133568A
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error correcting
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radio communication
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三好宪一
岩田绫子
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

一种能够执行灵活的错误校正的无线通信装置，在不浪费所消耗的资源的情况下由于错误校正而维持可靠性的增加。无线通信装置(中继站)(12)包括：接收天线(41)，用于接收从发射站发射的信号；接收RF部件(42)，用于高频放大所接收的信号；错误校正解码部件(43)，用于执行所接收的信号的错误校正解码处理以输出软判定值和所解码的位；错误检测部件(44)，用于执行由前述错误校正解码处理获得的信号的硬判定处理，并用于执行由前述硬判定处理获得的信号的错误检测；切换部件(45)，用于在软判定值和所解码位之间切换；再编码部件(46)，用于再编码所提取的软判定值；发射RF部件(47)，用于调制再编码后的软判定值；和发射天线(48)，用于发射信号至接收站。

Description

无线通信装置
技术领域
本发明涉及一种具有中继从发射站传送到接收站的信号的功能的无线通信装置。
背景技术
图12示出了相关技术的无线通信装置(在下文中称为中继站或转发器)123的示意性配置。相关技术的中继站123包括：接收天线41，用于接收来自于未示出的发射站的无线电波；接收RF部件42，用于高频放大所接收的信号；错误校正解码部件43，用于纠正传输路径中引起的信号的错误并且解码如此纠正过的信号；硬判定部件121和122，每个都用于用“0”和“1”来确定信号错误；错误检测部件44，用于检测被施加了硬判定处理的信号的错误；切换部件45，用于切换硬判定部件121和122的输出；再编码部件46，用于对从切换部件45输出的信号再编码；发射RF部件47，用于高频放大再编码了的信号；以及发射天线48，用于向未示出的接收站发射高频信号。
相关技术的这种转发器123使所接收的信号经受错误校正解码处理(turbo编码、卷积编码、LPDC编码(低密度奇偶校验编码)等)，然后使错误校正解码后的硬判定位(位顺序是通过使所接收的信号经过使用“硬判定”的错误校正获得的)经过错误检测处理。
当在这种情况下没有检测到错误时，错误校正解码后的位(硬判定位)再次经过错误校正编码然后被中继和发射。另一方面，当在这种情况下检测到任何错误时，不会执行中继和发射处理，或者错误校正解码前的硬判定位被中继和发射。
错误校正解码处理后的信号携带值“1”或“-1”。然而，例如通过将值“-1”和“1”分别转换为“1”和“0”，信号可能被转换为“0”和“1”的位顺序。位顺序被称为错误校正解码后的位，且使错误校正解码后的位经过错误检测处理(例如，参阅非专利文档)。
非专利文档1：Cooperative Relaying Technique with Space Time BlockCode for Multihop Communications among Single Antenna Terminals，TECHNICAL REPORT OF IEICE.WEBS2003-149，A-P2003-342，RCS203-365MoMuC2003-143，MW2003-311(2004-03)
发明内容
发明要解决的问题
然而，根据前述相关技术的方法，存在当在转发器检测出任何错误时，最终接收器的错误率特性降低的环境。此外，在当检测出任何错误时转发器没有执行中继和发射操作的情况下，错误率由于最终接收器不能接收到信号而大幅降低。
另一方面，在当检测出任何错误时错误校正编码前的硬判定位被中继和发射的情况下，由于在中继站引起的判定错误被传播至最终接收器，因此在最终接收器的错误率特性降低。
即，当途中的中继站执行“硬判定”时，由于所有信息均被转换为“1”或“0”，因为在转换前的位值为0.9”和“0.51”等的结果是转换后的相同位值“1”，所以信息被删除了。累积了这种现象使得在最终接收器的错误率特性降低。
此外，根据前述相关技术的方法，存在当在转发器检测出任何错误时，在转发器中的错误校正编码处理变得浪费的环境。这是因为当重复执行错误校正解码处理后的硬判定位中没有任何错误时，由于没有中继该信号，因此错误校正解码处理产生的“在中继站中消耗的资源”和“可靠性的改进”变得浪费。
由于错误校正解码处理需要大量的重复计算，中继站消耗了各种资源(电力，CPU的功率等)。因此，当信号没有被中继/发射时，用于错误校正解码所消耗的资源变得浪费。
此外，错误校正解码处理试图改善所接收的信号的可靠性以减少(纠正)错误。在相关技术的方法中，其中当错误校正处理后仅剩余一个或多个位的错误时信号没有被中继/发射，则已经被改善的可靠性变得浪费。
本发明考虑到上述相关技术的环境，并且本发明的目的是提供在保持错误校正带来的可靠性改善的同时、能够灵活地错误校正而不浪费所消耗的资源的无线通信装置。
解决问题的手段
根据本发明的无线通信装置使所接收的信号经过错误校正编码处理，并且发射通过在错误校正解码处理后对信号再编码所获得的软判定值作为中继信号。在这种情况下，硬判定值意味着诸如位(0，1)的判定值。在无线通信中，由于位被视为“1”和“-1”，所以在无线通信装置中的硬判定值是“1”或“-1”.另一方面，软判定值不是“1”或“-1”，而是具有中间值的判定值(例如，0.55)。
当在错误校正解码处理后在硬判定位中检测出错误时，根据本发明的无线通信装置中继并发射在错误校正解码处理后对信号再编码所获得的软判定值作为信赖信号。在这种情况下，当在硬判定位中没有错误时，由于发送软判定位是浪费的，所以软判定位不会被发射。然而，如果通过减少软判定的判定步骤所获得的特定解(二进制值)被定义为硬判定，那么软判定值就可以被发射。
根据本发明的无线通信装置，由于在错误校正解码处理后的信号的可靠性高于错误校正解码处理前的硬判定位，所以相比于相关技术的方法，能够发射可靠性更高的中继信号。因此，可以改善最终接收器能够正确地接收信号的似然性。此外，由于能够连续地使用软判定值，所以整个计算时间能够被缩短。
此外，根据本发明的无线通信装置，当在错误校正解码处理后在硬判定位中检测出错误时，从经过错误校正解码处理的信号中提取软判定值，且通过再编码软判定值所获得的信号被中继和发射作为中继信号。相反，当没有检测出错误时，如相关技术一样，错误校正解码处理后的位被再编码并发射。在位可靠性最高的情况下通过再编码没有错误的信号所获得的信号在中继和发射的时刻变成完成信号
根据本发明的无线通信装置，由于通过被施加了错误校正解码处理而改善了其可靠性的信号能够被发射，所以接收站可以正确接收信号的似然性增强了。此外，在中继站消耗的资源可以被有效利用。由于在中继站执行的处理产生“可靠性改善”的效果，所以在中继站消耗的资源就不会变得浪费。
此外，根据本发明的无线通信装置，迭代数量可以根据接收站的错误校正解码处理能力而改变，即当接收站的错误校正解码处理能力高时，迭代数量被减少，而当接收站的错误校正解码处理能力低时，迭代数量被增加。
随着中继站的迭代(重复计算)数量增加，在中继站的延迟量变得更大。因此，希望在中继站的迭代数量尽可能地小。因此，在维持最终质量的同时，中继延迟量被设定为小。因此，当最终接收器的错误校正能力强时，由于即使在中继站的迭代数量被减少了，最终质量(错误率特性)能够保持高，因此在维持质量的同时，中继延迟量可以被减少。
此外，根据本发明的无线通信装置，系统的吞吐量总体上能够被改善。即，当在转发器进行的错误校正解码处理的重复数量被减少时，单个转发器能够中继信号至多个接收器，系统的吞吐量总体上能够被改善。
根据本发明的无线通信装置以如下方式安排，即无线通信装置具有中继从发射站被发射到接收站的信号的功能，包括：
接收器，其接收来自发射站的信号；
错误校正解码处理器，其使所接收的信号经受错误校正解码处理；
硬判定处理器，其使错误校正解码处理后的信号经受硬判定处理；
检测器，其检测经受硬判定处理的信号的错误；
提取器，当在经受硬判定处理的信号中存在错误时，其从经过错误校正解码处理的信号提取软判定值；
再编码器，其对所提取的软判定值进行再编码；和
发射器，其发射经受再编码的软判定值。
此外，在根据本发明的无线通信装置中，用于提取软判定值的提取器基于迭代数量来提取软判定值。此外，在根据本发明的无线通信装置中，用于提取软判定值的提取器基于迭代时间来提取软判定值
此外，在根据本发明的无线通信装置中，用于进行错误校正解码处理的错误校正解码处理器包括：
计算器，其计算所接收的信号的位似然性；
重复处理器，其重复处理所接收的信号以纠正信号的错误；和
转换器，其将正进行重复处理的信号的位似然性转换为软判定值。
此外，在根据本发明的无线通信装置中，重复处理器包括：
第一解码器，其解码所接收的信号；
交织器，其重排列第一解码器的输出数据；
第二解码器，其解码交织器的输出；和
去交织器，其重排列第二解码器的输出数据并将第二解码器的重排列后的输出数据返回至第一解码器。
此外，根据本发明的无线通信装置还包括确定单元，其根据在接收站的错误校正解码处理能力来确定迭代数量。此外，在根据本发明的无线通信装置中，用于确定迭代数量的确定单元，基于从接收站发射的迭代数量指令信息，当在接收站的错误校正解码处理能力高时减少迭代数量，当在接收站的错误校正解码处理能力低时增加迭代数量。
本发明的效果
根据本发明的无线通信装置能够消除相关技术中的问题，即尽管通过执行错误校正解码处理来改善信号可靠性，但当在错误校正解码后的硬判定位中存在至少一位的错误时，通过错误校正解码处理而产生的可靠性的改善变得浪费。
根据本发明，由于最终接收器能够得到通过错误校正解码处理而产生的数据可靠性改善的效果，因此即使在错误校正解码处理后在转发器检测出任何错误，最终接收器的错误校正特性也能够被改善。
此外，当在最终接收器的错误率的需求条件不变的条件下对比根据本发明的方法与相关技术的方法时，相比于相关技术的方法，在最终接收器的错误校正解码处理的负荷能够被减少。这是因为，由于中继站的位可靠性被增强，相比于相关技术，能够使得在用于满足最终接收器所期望的错误率的错误校正解码处理所需要获得的位可靠性的增益小。
附图说明
图1示出了用于说明本发明的实施例的无线通信装置(中继站)的系统配置的图。
图2发射站11的示意框图。
图3最终接收站13的示意框图。
图4本实施例的无线通信装置(中继站)12的示意框图。
图5本实施例的在无线通信装置中错误校正解码部件43的示意框图。
图6用于说明通过重复错误校正解码处理使得数据可靠性被改善的图。
图7用于对比软判定值和硬判定值的图。
图8以相关技术的方法和本实施例的方法之间进行对比的方式，示出了在中继站的错误校正解码后的信号中存在任何错误的情况下数据可靠性的图。
图9示出了根据本发明的第二实施例的无线通信装置(中继站)的系统配置的图。
图10本实施例的无线通信装置(中继站)103的示意框图。
图11示出了本实施例中的迭代数量的分配的说明图。
图12相关技术的中继站的框图。
附近标记的说明
11发射站
12，103，123无线通信装置(中继站)
13最终接收站
21错误校正编码部件
22，47发射RF部件
23，48发射天线
31，41接收天线
32，42接收RF部件
33，43错误校正解码部件
34硬判定部件
44错误检测部件
45切换部件
46再编码部件
51位似然性计算部件
52解码器1
53去交织器
54交织器
55解码器2
56似然性/软判定值转换部件
57硬判定部件
101交互数量指令信息检测部件
102交互数量判定部件
具体实施方式
(第一实施例)
图1示出了用于说明本发明的实施例的无线通信装置(中继站)的系统配置的图。从发射站11发射的信号被无线通信装置(中继站)12中继并发射至最终接收站13。
图2示出了发射站11的示意框图。发射站11的错误校正编码部件21使发射数据经过错误校正编码，然后发射RF部件22调制经过错误校正编码后的信号，并且发射天线23将已调制的信号发射至中继站。
图3示出了最终接收站13的示意框图。从中继站发射的无线电波被接收天线31接收，然后由接收RF部件32解调并且被输入错误校正解码部件33。错误校正解码部件33使所接收的信号经过错误校正处理，并且硬判定部件34执行硬判定以将错误校正处理后的信号转换为“-1”和“1”的信息，并执行位判定以将“0”和“1”的数据输出作为所接收的数据。
图4示出了本实施例的无线通信装置(中继站)12的示意框图。无线通信装置(中继站)12包括：接收天线41，用于接收从发射站发射的信号；接收RF部件42，用于高频放大所接收的信号；错误校正解码部件43，用于使所接收的信号经过错误校正解码处理并且输出软判定值和所解码的位；错误检测部件44，用于使经过错误校正解码处理后的信号经过硬判定处理以检测经过硬判定处理的信号的错误；切换部件45，用于切换软判定值和所解码的位；再编码部件46，用于再编码所提取的软判定值之一；发射RF部件47，用于调制再编码的软判定值；和发射天线48，用于发射信号至接收站。
根据本实施例的无线通信装置使所接收的信号经过错误校正解码处理，然后使所解码的信号经过硬判定处理以生成硬判定位从而检测错误(CRC(循环冗余校验)等，被用于错误检测)。当硬判定信号没有错误时，经过错误校正解码后的硬判定位被再编码，然后被发射RF部件47调制并被发射。当硬判定信号有任何错误时，从经过错误校正处理后的信号中提取软判定值，然后软判定值被再编码并且被发射RF部件47调制并被发射。
图5示出了在本实施例的无线通信装置中的错误校正解码部件43的示意框图。该框图示出了turbo码的解码处理。错误校正解码部件43包括：位似然性计算部件51，用于计算表示数据正确性的可证明性的位似然性；解码器1(52)，用于解码信号；交织器54，用于将输入的连续数据分成不同的块并且重新部署它们；解码器2(55)，用于进一步解码交织器54的输出；去交织器53，用于按原始顺序恢复重新部署的数据；似然性/软判定值转换部件56，用于从解码器2(55)的输出中提取软判定值并且输出所提取的值；硬判定部件57，用于使解码器2(55)的输出经过硬判定并且输出所解码的位。
在本实施例的错误校正解码部件43的turbo码的解码处理中，所接收的信号被重复处理以纠正错误。首先，解码器1(52)解码所接收的信号，接着交织器54扰乱(suffles)数据并且解码器2(55)解码所扰乱的数据。此外，解码器1(52)再次解码去交织后的信号。如图6所示，当如此重复迭代时，数据的可靠性被改善。在turbo编码的情况下，迭代通常被实行约五次。
以此方式，迭代意味着重复的处理。通过重复计算，信号的可靠性可以被改善。随着迭代数量的增加，信号的可靠性被进一步改善。然而，在这种情况下，由于它花费更长的时间用于错误校正解码处理，因此通常确定重复的最大数量。通常，当迭代被实行约五次时，在实行第六次或更多次的迭代中，进一步改善可靠性的效果的程度降低。因此，通常，重复约五次被设为最大值。
图7示出了以对比方式的软判定值和硬判定值。当值大于“0”时硬判定值取值“+1”，当值小于“0”时取值“-1”。相反，软判定值取小于0的值。
图8示出了以相关技术的方法和本实施例的方法之间的对比的方式，在中继站错误校正解码后的信号中存在任何错误的情况下的数据可靠性。在从发射站发射信号时，由于在发射信号中没有错误，因此信号的可靠性高。然而，当以无线方式从发射站向中继站发射信号时，传输路径的可靠性降低。
当在所接收的信号中存在任何错误时，本实施例的中继站对错误校正解码后的信号的软判定值进行再编码并且发射再编码后的数据，从而在中继站的其数据可靠性被改善的信号能够被中继和发射。
另一方面，当所接收的信号中存在任何错误时，相关技术的中继站对错误校正解码前的信号的硬判定值进行再编码并且发射再编码后的数据，从而中继站不能改善数据可靠性。
当采用实施例的中继站时，由于通过最终接收站的错误校正解码处理可以改善所接收的信号的可靠性，所以错误可以被消除。相反，当采用相关技术的中继站时，由于即使在最终接收站执行错误校正解码处理，数据的可靠性也不能被恢复，直到错误完全被去除，因此仍然存在错误。
如上所述，根据实施例，由于最终接收站的所接收的信号的质量可以被改善，因此最终接收站的错误率特性可以被改善。
(第二实施例)
图9示出了根据发明的第二实施例的无线通信装置(中继站)的系统配置的图。从发射站11发射的数据信道通过无线通信装置(中继站)103被中继并且发射至最终接收站13。最终接收站13发射迭代数量指令信息至中继站103。
图10示出了本实施例中的无线通信装置(中继站)103的示意框图。无线通信装置(中继站)103包括：接收天线41，用于接收从发射站发射的信号；接收RF部件42，用于高频放大所接收的信号；迭代数量指令信息检测部件101，用于检测来自于所接收的信号的迭代数量指令信息；交互数量判定部件102，用于确定迭代数量；错误校正解码部件43，用于使所接收的信号经过与确定后的迭代数量相等的次数的错误校正解码处理，并且输出软判定值和所解码的位；错误检测部件44，用于使错误校正解码处理后的信号经过硬判定处理以检测经过硬判定处理后的信号的错误；切换部件45，用于切换软判定值和所解码的位；再编码部件46，用于对所提取的软判定值之一进行再编码；发射RF部件47，用于调制再编码的软判定值；和发射天线48，用于发射信号到接收站。
根据本实施例的无线通信装置(中继站)103，由于从最终接收站13通知迭代数量指令信息，因此控制了迭代数量，以便以指定的次数执行错误校正解码处理。
图11示出了本实施例中迭代数量的分配。当接收站的处理能力高时，即，当错误校正解码处理被高速执行时，接收站的迭代数量大。相反，当接收站的处理能力低时，接收站的迭代数量小。
在本实施例中，根据接收站的处理能力来控制中继站的迭代数量。如图11所示，当接收站的处理能力高时(可能迭代八次)，接收站发射迭代数量指令信息至中继站，以使中继站的迭代数量为二。
当接收站的处理能力为中等时(可能迭代五次)，接收站发射迭代数量指令信息至中继站，以使中继站的迭代数量为五。此外，当接收站的处理能力低时(可能迭代二次)，接收站发射迭代数量指令信息至中继站，以使中继站的迭代数量为八。因此，在保持最终接收站的质量的同时，中继站的中继延迟程度可以被减少。
根据本实施例的无线通信装置，当通过考虑终端的处理时间和处理能力(潜力或负荷，诸如CPU速度)，将中继站的处理时间分配给多个中继站时，还可能增加将被中继的数据量。例如，在相关技术的方法中通过仅使用重复数量为8的一个终端来执行中继操作的情况下，通过使用重复数为2的四个终端可以增加将被中继的数据量。
在相关技术中，当重复执行错误校正解码处理后的硬判定位中存在任何错误时，由于信号没有被中继，因此从错误校正解码处理产生的可靠性改善变得浪费。相反，根据上述无线通信装置，由于从经过错误校正解码处理的信号中提取的软判定值被发射后，即使在硬判定位中存在任何错误，接收站也可以得到从错误校正解码处理产生的改善可靠性的效果。因此，接收站的错误率特性可以被改善。
此外，在相关技术中，在错误校正解码处理后的硬判定位中存在任何错误的情况下，由于在错误校正解码处理前的硬判定位被中继，因此所生成的判定错误被发射至接收站。因此，接收站的错误率特性被降低。相反，根据上述配置，当经过硬判定处理的信号中存在任何错误时，从经过错误校正解码处理的信号中提取的软判定值被发射。因此，由于通过错误校正解码处理而改善其可靠性的信号可以被发射，所以接收站能够正确接收信号的似然性被增强了。
根据正在实行的处理，本实施例的无线通信装置可能被安排为适应地向中继站通知迭代数量。例如，在接收站接收高清晰度图像的情况下，由于在接收站的处理的负荷大，装置通知中继站以便增加错误校正解码处理的迭代数量。
根据所接收的信号所要求的质量的条件，中继站的迭代数量可以被控制。例如，在接收希望处理延迟非常小但错误率可以低的VoIP(IP上语音)等的情况下，使中继站的迭代数量小，以将中继延迟量减少至小值。
可替换地，中继站的迭代数量可以以多个接收站相互通信的方式被共享以共享中继站资源。例如，接收站1可以设置中继站的迭代数量为2，同时接收站2可以设置中继站的迭代数为6。因此，由于希望在中继站被处理的迭代能够从接收站被指令，因此中继站的资源可以无任何浪费地被使用。
相反，中继站可以将其中能够被处理的迭代数量通知给接收站。接收站将希望被中继站处理的迭代数量通知给中继站，以及中继站执行与从接收站指令的迭代数量相等次数的中继处理。因此，中继站的资源可以无任何浪费地被使用。
移动站可以控制在中继站的迭代处理以使在中继站的迭代处理量大于移动站的迭代处理量。在中继该信号时，随着前面阶段所生成的错误量更小，作为整个系统的错误率降低的效果就进一步增强。因此，只要迭代数量在整体上相同，则当相比于在移动站的迭代数量在中继站的迭代数量增加时，整个效率被改善。
虽然详细并参考具体实施例说明了本发明，但是本领域技术人员将明了在不背离本发明的精神和范围的前提下通过各种方式修改和改变实施例。
本申请基于2005年3月3日提出的日本专利申请(2005-059245)，其内容被参考合并于此。
工业适用性
根据本发明，由于发射的不是“硬判定值”而是“软判定值”，因此错误可以在不浪费所消耗的资源而保持从错误校正中产生的可靠性改进的情况下，灵活地校正错误。此外，本发明可用于具有中继从发射站发射至接收站的信号的功能的无线通信装置等。

Claims (7)

1.一种具有中继从发射站发射至接收站的信号的功能的无线通信装置，包括：
接收器，其接收来自发射站的信号；
错误校正解码处理器，其使所接收的信号经受错误校正解码处理；
硬判定处理器，其使错误校正解码处理后的信号经受硬判定处理；
检测器，其检测经受硬判定处理的信号的错误；
提取器，当在经受硬判定处理的信号中存在错误时，其从经受错误校正解码处理的信号提取软判定值；
再编码器，其对所提取的软判定值进行再编码；和
发射器，其发射经受再编码的软判定值。
2.根据权利要求1的无线通信装置，其中用于提取软判定值的提取器基于迭代数量来提取软判定值。
3.根据权利要求1的无线通信装置，其中用于提取软判定值的提取器基于迭代时间来提取软判定值。
4.根据权利要求1的无线通信装置，其中用于进行错误校正解码处理的错误校正解码处理器包括：
计算器，其计算所接收的信号的位似然性；
重复处理器，其重复处理所接收的信号以纠正信号的错误；和
转换器，其将经受重复处理的信号的位似然性转换为软判定值。
5.根据权利要求4的无线通信装置，其中重复处理器包括：
第一解码器，其解码所接收的信号；
交织器，其重排列第一解码器的输出数据；
第二解码器，其解码交织器的输出；和
去交织器，其重排列第二解码器的输出数据并将第二解码器的重排列后的输出数据返回至第一解码器。
6.根据权利要求1的无线通信装置，还包括：
确定单元，其根据在接收站的错误校正解码处理能力来确定迭代数量。
7.根据权利要求6的无线通信装置，其中用于确定迭代数量的确定单元，基于从接收站发射的迭代数量指令信息，当在接收站的错误校正解码处理能力高时减少迭代数量，和当在接收站的错误校正解码处理能力低时增加迭代数量。
CNA2006800069867A 2005-03-03 2006-03-03 无线通信装置 Pending CN101133568A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

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