CN103139835B - 定标确定装置、纠错解码器、接收装置及定标确定方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及定标确定装置、纠错解码器、接收装置及定标确定方法。根据实施方式，定标确定装置具备第1确定部和第2确定部。第1确定部基于多个输入信号，确定多个输入信号的自小的信号一侧起的第K个信号、或者以大小划分多个输入信号的多个范围之中自小的信号一侧起的第K个信号所属的范围。第2确定部基于第1确定部的确定结果，确定自小的信号一侧起的第K个信号不会通过规范化而埋没于量化误差的定标值。

Description

定标确定装置、纠错解码器、接收装置及定标确定方法

相关申请的交叉引用

本申请基于2011年11月28日提交的日本专利申请No.2011-258691并要求其优先权，该日本专利申请的全部内容以引用的方式并入于此。

技术领域

本文描述的实施方式总体涉及确定在信号的规范化中使用的定标值的定标确定装置、纠错解码器、接收装置及定标确定方法。

背景技术

纠错技术在本质上产生因衰落引起的通信信号的一部分缺损的无线通信中，对通信性能产生影响。作为无线通信的纠错解码器的一种，存在由于接收性能优异所以输入为多个位宽的软判定解码器。纠错解码器，具有下述折衷关系：虽然若位宽增多则接收性能提高，但是会引起面积增大、功耗增大、最大工作频率降低。为了缓和该折衷关系，软判定解码器的输入信号被预先规范化为适合于解码的定标。规范化处理的第1例，在OFDM（OrthogonalFrequencyDivisionMultiplex：正交频分复用）接收机中，将各接收子载波的振幅的最大值与最小值之差或方差设定为定标的基准。

规范化处理的第2例，以输入于纠错解码器的对数似然比的模值为基准进行定标。

这样的规范化处理的第1及第2例，若与不进行定标的情况或者以各子载波的功率平均作为基准的简单的定标方式相比，则能够得到好的结果。但是，依多径衰落的状况，有时难以使规范化处理的第1及第2例完全地适应。

发明内容

本发明的实施方式目的在于提供用于在衰落环境下实现高的接收性能的定标确定装置、纠错解码器、接收装置及定标确定方法。

总体地，根据一实施方式，定标确定装置具备第1确定部和第2确定部。第1确定部基于多个输入信号，确定多个输入信号的自小的信号一侧起的第K个信号、或者以大小划分多个输入信号的多个范围之中自小的信号一侧起的第K个信号所属的范围。第2确定部基于第1确定部的确定结果，确定自小的信号一侧起的第K个信号不会通过规范化而埋没于量化误差的定标值。

根据本发明的实施方式，能够提供用于在衰落环境下实现高的接收性能的定标确定装置、纠错解码器、接收装置及定标确定方法。

附图说明

图1是表示第1实施方式所涉及的纠错解码器的结构的一例的框图。

图2是表示由多个计数器输出的累计直方图的一例的图表。

图3是表示第1实施方式所涉及的定标确定装置的处理的一例的流程图。

图4是表示第2实施方式所涉及的无线接收机的结构的一例的框图。

图5是表示第3实施方式所涉及的定标确定装置的结构的一例的框图。

图6是表示第3实施方式所涉及的定标确定装置中具备的表的一例的图。

图7是表示子载波振幅与频数的关系的一例的曲线图。

图8是表示第4实施方式所涉及的定标值与输入位宽的关系的一例的曲线图。

具体实施方式

以下，参照附图对各实施方式进行说明。另外，在以下的说明中，关于大致或实质上相同的功能及构成要素，赋予同一符号，并根据需要进行说明。

（第1实施方式）

在本实施方式中，关于用于对埋没于量化误差的子载波的数量进行控制的定标确定装置进行说明。

在本实施方式中，以定标确定装置包括于无线接收装置的纠错解码器中的情况为例进行说明。由此，可减小无线接收装置的电路面积，减小功耗，在衰落环境下实现高的接收性能。

通过定标确定装置确定的定标值用于纠错解码器的对数似然比输入的规范化。

图1是表示本实施方式所涉及的纠错解码器的结构的一例的框图。

纠错解码器1接收输入信号，输出纠错后的纠正信号。纠错解码器1具备定标确定装置2、规范化部3、进行纠错解码运算的纠正运算部4。

定标确定装置2基于输入信号，求取在规范化中使用的定标值，并将定标值提供给规范化部3。

定标确定装置2具备第1确定部81和第2确定部82，所述第1确定部81具备阈值比较部51～5n、计数器61~6n、累计比较部71~7n。

纠错解码器1可以处理宽广的动态范围的信号，接收第1位宽的输入信号。在本实施方式中，将纠错解码器1的输入信号例如设定为10位。

相对于此，为了避免硬件面积的增大及功耗的增大，纠正运算部4的输入宽度设定为比输入信号的位宽小的第2位宽。在本实施方式中，纠正运算部4的输入宽度例如设定为5位。

规范化部3对10位的输入信号进行适合的规范化运算，量化为5位，并将规范化后的信号向纠正运算部4提供。确定在该规范化部3的处理中使用的规范化参数的是定标确定装置2。

定标确定装置2求取输入信号之中自小的信号一侧起的第K个输入信号的值，基于该值确定定标值。K的值性质上设定为允许因量化噪音而丢失的输入信号数。

K的值，要求：输入信号数越多则K的值越大，此外如果为相同的输入信号数，则编码率越高K的值为越小的值。该K的值基于输入信号数、编码率而预先设定，例如保存于ROM（ReadOnlyMemory，只读存储器）等非易失性存储装置。

在阈值比较部51~5n，分别设定有表示为了生成输入信号的累计直方图而使用的输入信号强度的边界的阈值Th1~Thn。阈值Th1~Thn具有Th1<Th2<…<Thn-1<Thn的关系。在本实施方式中，设定生成输入信号的强度被划分为n个范围而成的累计直方图。

阈值比较部51~5n判断输入到定标确定装置2的输入信号是否小于各阈值Th1~Thn。阈值比较部51~5n在判断为输入信号分别小于阈值Th1~Thn的情况下，分别向计数器61~6n提供计数递增命令。

计数器61~6n在接收到计数递增命令的情况下，使计数值递增，并将计数值提供给累计比较部71~7n。由此，求取比各个阈值Th1~Thn小的输入信号的累计频数。

图2是表示通过计数器61~6n输出的累计直方图的一例的图表。在该图2中，频数与累计频数重叠表示。

计数器61~6n在输入信号的输入之前被复位，且若输入一组（某程度的数量的）输入信号，则计数器61~6n的输出值表示累计直方图。在该图2中，输入信号划分为6个信号强度范围，生成累计直方图。

累计比较部71~7n分别将来自计数器61~6n的计数值即累计频数与K进行比较，并将比较结果提供给第2确定部82。

如上所述，第1确定部81生成表示自小的信号一侧起的第K个输入信号属于哪一信号强度范围的信号，第2确定部82能够得到该信号。

在图2的例子中，累计比较部71、72的比较结果表示假，累计比较部73~7n的比较结果表示真。

第2确定部82识别自小的信号一侧起的第K个输入信号属于假与真的转折即第3信号强度范围（Th2以上且小于Th3的范围），并确定定标值，使得自小的信号一侧起的第K个输入信号不会因量化而丢失。

第2确定部82例如以使自小的信号一侧起的第K个输入信号属于纠正运算部4的输入位宽的范围内的方式确定定标值。例如，在纠正运算部4的输入宽度为带符号5位的情况下，输入范围为-16~+15[LSB（LeastsignificantBit，最低有效位）]。只要以Th2的值对应于1[LSB]以上的值、例如2[LSB]的方式进行定标，自小的信号一侧起的第K个子载波的信息便不会丢失。第2确定部82求取将Th2的值定标为2[LSB]的定标值，并向规范化部3输出。

规范化部3对要被规范化的对象输入信号，通过乘以或除以来自定标确定装置2的定标值，来将各输入信号规范化为适合的规模。

进而，规范化部3使规范化后的输入信号与纠错解码运算用的纠正运算部4的位宽匹配，进行四舍五入（丸め込み）等量化处理。

纠正运算部4接收通过规范化部3执行了量化处理的信号，对该信号进行纠错解码处理。

图3是表示本实施方式所涉及的定标确定装置2的处理的一例的流程图。

在步骤S1，对计数器61~6n的计数值进行初始化。

在步骤S2，阈值比较部51~5n将输入信号与自身被设定的阈值Th1~Thn进行比较，在输入信号比各自的阈值Th1~Th小的情况下，向对应的计数器61~6n提供计数递增命令。

在步骤S3，计数器61~6n在从对应的阈值比较部51~5n接收到计数递增命令的情况下，增加计数值。由此，对各自的阈值Th1~Thn，求取比该阈值Th1~Thn小的输入信号的数量。计数器61~6n将计数值提供给累计比较部71~7n。

在步骤S4：累计比较部71~7n将来自对应的计数器61~6n的计数值即累计频数与K进行比较，将比较结果提供给第2确定部82。

在步骤S5：第2确定部82基于自小的信号一侧起的第K个输入信号所属的信号强度范围，确定自小的信号一侧起的第K个输入信号不会通过量化而丢失的定标值，并将定标值提供给规范化部3。

以往，在无线通信中若产生多径衰落，则关于接收子载波的振幅，振幅小的子载波的不均一与振幅大的子载波的不均一相比非常大。因此，若用已有的定标方法进行规范化，则依衰落的状况，大量接收子载波的信息都会通过规范化而埋没于量化误差，结果，有时不能接收。该不能接收，原因在于，在已有的方法中，不能够控制通过定标而埋没于量化误差的子载波的数量。

相对于此，在本实施方式中，能够控制通过纠错解码器1的输入时的量化处理而丢失的信息量，能够在衰落环境下高精度地进行纠错。在本实施方式中，能够以不会损失纠错能力的程度削减纠正运算部4内的运算精度，能够削减电路面积，能够使功耗降低，能够提高最大工作频率。

（第2实施方式）

上述第1实施方式所涉及的定标确定装置2，基于各输入信号计算定标值。

在本实施方式中，定标确定装置2，被安装于无线接收机，基于传送路径推定值确定定标值。

图4是表示本实施方式所涉及的无线接收机的结构的一例的框图。

无线接收机9具有在OFDM接收装置中应用了定标确定装置2的结构。

通过天线10接收的无线信号通过高频电路11从无线频率降频为基带频率，其后通过模拟数字变换电路12变换为数字信号。此后，通过同步部13对数字信号执行频率同步、时间同步等适合的同步处理，通过FFT部14对每OFDM信元执行FFT（快速傅立叶）运算，按子载波分别获取信号。

传送路径推定部15基于这各个子载波信号之中已知信号分量推定各子载波的传送路径的值。

传送路径均等化部16用传送路径推定结果将各个子载波信号之中承载数据的信号分量均等化，由此生成群（コンスタレーション）信号。

解调部17基于群信号，生成各发送位的值为1的概率和为0的概率之比的对数即对数似然比（Log-LikelihoodRatio，LLR）。

定标确定装置2基于传送路径推定结果，确定以子载波的传送路径推定值之中自振幅小的一侧起的第K个的值为基准的定标值，将该定标值提供给规范化部18。定标确定装置2的工作与上述的第1实施方式相同。

规范化部18基于来自定标确定装置2的定标值将从解调部17输出的对数似然比规范化及量化，并将数据提供给纠正运算部19。

纠错解码器的输入按每OFDM信元成为不同的值，相对于此，传送路径推定值虽然依赖于OFDM的标准，但是大多在多个OFDM信元或同一无线帧期间一直连续使用相同的值。因此，通过设为上述的结构，无需按每个OFDM信元重新计算定标值，能够削减运算数，由此使功耗降低。

以上说明的本实施方式所涉及的无线接收机9，进行传送路径均等化及纠错解码。定标确定装置2以传送路径推定值之中自小的值一侧起的第特定数即第K个的值为基准，确定定标值。规范化部18基于由定标确定装置2生成的定标值，进行接收信号的规范化及量化。

由此，能够削减无线接收机9的电路面积，能够使功耗降低，能够使最大工作频率提高。

在本实施方式中，代替上述的第1实施方式中的纠错解码器1的输入信号，基于传送路径推定值这样连续使用某程度长的时间的值确定定标值。由此，能够减少定标值的计算运算的频度。

（第3实施方式）

在本实施方式中，关于上述第1实施方式及第2实施方式中的K的改变进行说明。

K的值，例如能够根据通信标准的类别、通信中的空间复用、无线调制方式的类别、纠错解码器1的编码率、MIMO（Multi-InputMulti-Output，多输入多输出）通信中的发送接收天线数、子载波条数、输入信号数等来变换。

图5是表示本实施方式所涉及的定标确定装置2的结构的一例的框图。在该图5中，仅表示图1的定标确定装置2的结构之中的累计比较部71~7n，关于其他的构成要素进行省略。

图6是表示定标确定装置2中具备的表的一例的图。

定标确定装置2具备存储表20的非易失性存储装置21、设定部22。

在表20中，对于输入信号数、纠错解码器1的编码率、无线调制方式的类别、MIMO通信中的发送接收天线数、通信中的空间复用数、通信标准的类别、子载波条数等，与K的值相关联。

设定部22基于条件信息和表20，确定K的值，将所确定的K的值设定于累计比较部71~7n，所述条件信息确定定标确定装置2所使用的状况（输入信号数、编码率、调制方式、发送接收天线数、空间复用数、通信标准、子载波条数）。

在本实施方式中，根据条件信息，设定适合的K。由此，能够确定最适合的定标值，能够得到最适合的纠错结果、最适合的接收性能。

另外，在本实施方式中，使用表20确定K的值，但是也可以代替表20，使用决策树等用其他的方法确定K的值。

（第4实施方式）

在本实施方式中，关于使用了通过第1~第3实施方式所涉及的定标确定装置2所确定的定标值的规范化进行说明。

纠错解码器1的输入位宽通常设定为5位左右。若小于5位左右，则纠正能力降低。若大于5位左右，则硬件的尺寸变大，会引起工作频率的降低。

图7是表示子载波振幅与频数的关系的一例的曲线图。在该图7中，横轴表示子载波振幅，纵轴表示频数。

为了实现高精度的纠正，重要的是以子载波振幅的分布收敛于输入位宽的方式进行规范化。

图8是表示本实施方式所涉及的定标值与输入位宽的关系的一例的曲线图。在该图8中，横轴表示子载波振幅，纵轴表示频数。

在本实施方式中，确定从下起的第K个子载波振幅，进行该确定的子载波振幅不会通过量化而丢失的规范化。

由此，能够保证由量化引起的信息丢失处于纠错范围。

另外，将K设定为：编码率越高，则以越小的子载波为基准。此外，K的值依调制方式进行变换。

虽然描述了几种实施方式，但这些实施方式仅是作为例子呈现的，并非要限定本发明的范围。这里描述的新颖的方法和系统能够以各种其他形式实施，进而，在不脱离本发明的主旨的范围可以对这里描述的方法及系统的形式进行各种省略、替换及改变。所附权利要求及其均等范围旨在覆盖这样的形式或变形，以落入本发明的范围及主旨。

Claims (10)

1.一种定标确定装置，具备：

第1确定部，其基于多个输入信号，确定所述多个输入信号的自小的信号一侧起的第K个信号、或者以大小划分所述多个输入信号的多个范围之中所述自小的信号一侧起的第K个信号所属的范围；以及

第2确定部，其基于所述第1确定部的确定结果，确定所述自小的信号一侧起的第K个信号不会通过规范化而埋没于量化误差的定标值，

所述第2确定部以所述自小的信号一侧起的第K个信号属于纠正运算部的输入位宽的范围内的方式确定所述定标值，所述纠正运算部对规范化后的输入信号进行纠错编码运算。

2.根据权利要求1所述的定标确定装置，其中：

所述第1确定部具备：

多个阈值比较部，其分别对应于所述多个范围中的某一个，将表示对应的所述范围的上限的阈值与所述多个输入信号进行比较；

多个计数器，其分别对应于所述多个范围中的某一个，对比对应的所述阈值小的输入信号的数量进行计数；以及

累计比较部，其分别对应于所述多个范围中的某一个，将对应的所述计数器的计数值与设定的K值进行比较；

所述第2确定部确定属于具有所述设定的K值以上的对应的计数值的范围的输入信号不会通过规范化而埋没于量化误差的定标值。

3.根据权利要求1所述的定标确定装置，还具备：

设定部，其基于通信标准、空间复用数、调制方式、编码率、天线数、子载波条数、输入信号数之中的至少一种设定所述K的值。

4.根据权利要求1所述的定标确定装置，其中：

所述多个输入信号是多个子载波振幅或多个传送路径推定值。

5.一种纠错解码器，具备：

权利要求1所述的定标确定装置；

规范化部，其基于通过所述定标确定装置确定的定标值，对规范化对应信号进行规范化；

纠正运算部，其对通过所述规范化部进行了规范化的信号执行纠错解码运算。

6.一种正交频分复用的接收装置，具备：

权利要求1所述的定标确定装置；

其中，所述输入信号是通过正交频分复用中的传送路径推定得到的多个子载波的传送路径推定值；

所述规范化对象信号是通过所述正交频分复用中的解调得到的对数似然比；

所述接收装置还具备：

规范化部，其基于来自所述定标确定装置的定标值对所述对数似然比进行规范化；以及

纠正运算部，其对通过所述规范化部进行了规范化的信号执行纠错解码运算。

7.一种定标确定方法，包括：

基于多个输入信号，确定所述多个输入信号的自小的信号一侧起的第K个信号、或者以大小划分所述多个输入信号的多个范围之中所述自小的信号一侧起的第K个信号所属的范围；以及

确定所述自小的信号一侧起的第K个信号不会通过规范化而埋没于量化误差的定标值，

确定所述定标值的步骤，包括以所述自小的信号一侧起的第K个信号属于纠正运算部的输入位宽的范围内的方式确定所述定标值，所述纠正运算部对规范化后的输入信号进行纠错编码运算。

8.根据权利要求7所述的定标确定方法，其中：

确定所述自小的信号一侧起的第K个信号所属的范围的步骤包括：

分别对应于所述多个范围中的某一个，将表示对应的所述范围的上限的阈值与所述多个输入信号进行比较；

分别对应于所述多个范围中的某一个，求取对比对应的所述阈值小的输入信号的数量进行计数而得到的多个计数值；以及

分别对应于所述多个范围中的某一个，将对应的所述计数器的计数值与设定的K值进行比较；

确定所述定标值的步骤，包括确定属于具有所述设定的K值以上的对应的计数值的范围的输入信号不会通过规范化而埋没于量化误差的定标值。

9.根据权利要求7所述的定标确定方法，其中：

所述K的值，基于通信标准、空间复用数、调制方式、编码率、天线数、子载波条数、输入信号数之中的至少一种而设定。

10.根据权利要求7所述的定标确定方法，其中：

所述多个输入信号是多个子载波振幅或多个传送路径推定值。