CN103597769A - 用于选择性块解码的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了用于选择性解码所接收的码块的装置和方法。示例方法包括接收码块，确定所接收的码块的码块质量指示符，以及如果码块质量指示符大于或等于阈值，则尝试解码所接收的码块。如果码块质量指示符小于该阈值，则丢弃所接收的码块而不进行解码尝试。该阈值可以是静态或动态阈值。

Description

用于选择性块解码的装置和方法

技术领域

本公开大体涉及数字通信。更具体地，本公开的技术可应用于通过数字接收器的码块解码。

背景技术

数字通信技术已经成为现代生活每一天的组成部分。例如，数字通信技术实现到和/或来自广泛的计算和其它设备(例如移动电话、其它移动设备、电视、计算机系统、遥测系统和/或类似的)的有线和/或无线数据接收和/或传送。同样地，数字通信技术还用于为广泛的商业和消费者应用提供音频和/或数字通信。对于多种这些和其它数字通信设备和应用，工程师通常努力设计出相对低复杂度并且消耗相对较少电力的系统。

数字通信设备内和/或其之间的信号通常被编码以便于传送，例如，采用前向纠错编码(例如块编码、汉明编码、格雷编码等)。数字通信设备中通常包括解码器以在接收后解码信号。尽管编码的使用通常改善了接收设备重新创建传送的信号的能力，而不管信道非理想(例如，环境损耗、噪声、干扰等引起的信号退化)，但是很多编码/解码过程都是数学上/处理器密集的。因此，在设备中包括解码器增加了该设备的复杂度-尤其是在该解码器是高性能解码器时。

此外，已知的解码器典型地仅提供有限的纠错能力。换句话说，这些解码器可能仅能够以低于退化的可纠正量来解码已退化的信号。例如，如果信号已经以多于退化的可纠正量退化，则解码器可能就不能够解码该信号。作为示例，误码率(BER)和码强度是可用于表示所接收的信号的可解码性的度量。

附图说明

将以在附图中示出的示范性说明而非限制的方式来描述本公开的实施例，附图中类似的参考标记指代相似的元件，并且其中：

图1是根据本公开的实施例的计算设备的框图。

图2是根据本公开的实施例的解码单元的框图。

图3是根据本公开的实施例的解码器控制单元的框图。

图4是根据本公开的实施例的另一解码器控制单元的框图。

图5是根据本公开的实施例的用于选择性解码码块的过程的逻辑流程图。

具体实施方式

以下描述提供透彻理解该技术的各种实施例并且实现该技术的各种实施例的描述的具体细节。本领域的技术人员将理解可以实践该技术而无需很多这些细节。在一些实例中，熟知的结构和功能没有详细示出或描述，以避免对该技术的实施例的描述造成不必要的混淆。预期的是以下呈现的描述中使用的术语以其合理的最广泛的方式来解释，即使其通过与该技术的某些实施例的详细描述结合来使用。

尽管以下可能强调某些术语，但是预期以任何限制方式解释的任何术语将在此具体实施方式部分中被明显和明确地如此定义。术语“基于”、“根据”、“按照”和/或类似的并非排他性的而是相当于术语“至少部分基于”或者类似的，并且包括基于/按照附加的因素，其中的一些在本文不做描述。采用单数的参考标记仅仅是为了阅读的清楚而做出的并且包括复数参考标记，除非明确排除复数参考标记。术语“或”是包括性“或”算符，并且相当于术语“和/或”，除非明确地以其他方式指示。术语“耦合”表示至少在所连接的项目之间的直接电连接，或通过一个或者多个无源或有源中间设备的间接连接。术语“电路”表示至少耦合到一起以提供所希望的功能或多个功能的有源和/或无源的单个部件或多个部件。术语“信号”表示至少一个电流、电压、电荷、温度、数据或其它信号。“信号”可用于使用高态有效、低态有效、时间复用、同步、异步、差分、互补、单端、或者任何其它数字或模拟发信号或调制技术来通信。为了说明的清楚，在图中可使用单个线图示各种信号。然而，任何这样的图示都不应解释成将这样的信号限制为单比特信号。而是，这样的信号可以是多比特信号，除非在此具体实施方式中明确描述为仅仅是单比特信号。同样地，如图中所示出的互连线仅仅是为了图示所互连的元件之间的一个或者很多可能的数据流布置而提供的。其它的数据流布置是可能的。在下面的描述中，术语“一些实施例”的范围不被如此限制为表示多于一个实施例，而是其范围可包括一个实施例、多于一个实施例、或可能所有实施例。各种操作可以按最有助于理解所要求保护的主题的方式被描述为多个依次的离散动作或操作。然而，描述的顺序不应解释为暗示这些操作必须依赖于顺序。特别是，这些操作可以不按呈现的顺序来执行。所描述的操作可以按与所描述的实施例不同的顺序执行。可以执行各种附加操作和/或所描述的操作在附加实施例中可以省略。

公开了用于选择性解码所接收的码块的装置和方法。示例方法包括接收码块，确定与解码所接收的码块相关的信息(例如，所接收的码块的码块质量指示符)，以及如果相关信息大于或等于阈值，则选择性地尝试解码所接收的码块。如果相关信息小于阈值，则丢弃所接收的码块而不进行解码尝试。

本公开的技术可用于例如通过实现不很复杂、较低速度和/或不很精密的解码器的使用而简化数据接收器的设计。特别是，所公开的实施例尝试解码预期可解码的码块，但是如果其它码块预期不能被解码器解码，则丢弃这些码块而不尝试对其解码。以此方式，资源不被花费在执行对不太可能成功解码的码块进行的潜在的不当的解码尝试上。通过阻止潜在的不当的解码尝试，可需要更少的解码器带宽，并且因此可采用不很复杂、较低速度、和/或不太精密的解码器。

此外，可采用静态或动态阈值来确定是否尝试解码码块。作为一个示例，可以适当地采用基于解码器的可用解码能力(例如当前可用解码器带宽)的动态阈值。可基于实时或者近似实时反馈来确定解码器的可用解码能力。另外，这样的动态阈值的使用可实现在解码器以相对轻负载操作时对较高百分比的码块进行的解码尝试、以及在解码器以相对高负载操作时更为严格地保留解码器带宽给可能解码的码块。

本文公开的技术可用于计算和/或其它具有数字通信接口的设备中。例如，所公开的技术可以用于移动设备的接收器中、计算机系统的广域或者局域网接口中、电视接收器系统中、全球定位系统(GPS)接收器中和/或类似的。

图1是系统190的框图。如图所示，系统190包括接收器100并且可选地包括后端单元130。如以上所论述的，系统190可与计算和/或其它具有数字通信接口的设备一起使用。然而，系统190可以用于其它类型的系统和/或设备中。

如所图示的，接收器100包括前端单元110和解码单元120。此外，接收器100被配置为接收码块，解调所接收的码块，以及如果尝试的话，则基于成功解码所接收的码块的可能性来选择性地尝试解码所接收的码块。此外，接收器100可进一步配置为将经解码的码块和/或包含于其中的数据传递给后端单元130。

接收器100事实上可以是任何类型的数字接收器。例如，接收器100可以是无线接收器(例如，配置为基于任何一个或多个无线协议或标准来接收和处理无线信号的接收器，这些无线协议或标准例如是蓝牙、长期演进(LTE)、全球移动通信系统(GSM)、码分多址(CDMA)、IEEE802.11(Wi-Fi)、先进电视系统委员会(ATSC)等)。然而，接收器100还可以是有线或者光接收器(例如，数字订户线路(DSL)接收器、电缆上数据服务接口规范(DOCSIS)接收器、光纤信道(FC)接收器、同步光学连网(SONET)接收器、IEEE802.3接收器(以太网)接收器等)。在另一些实施例中，接收器100可以配置为从设备内接收信号，例如与纠错码(ECC)存储器一起使用那样。

如所示的，前端单元110配置为接收输入信号并且在向解码单元120提供输出之前预处理该输入信号。在一个实施例中，前端单元110配置为接收比特流，解调所接收的比特流，并且从经解调的比特流生成所接收的码块。然而，在另一实施例中，前端单元110可配置为简单地从数字通信接口接收码块。

前端单元110还可包括任何合适的部件或其组合。例如，前端单元110可包括物理层接口和/或解调器。在一个实施例中，前端单元110包括配置为基于对应的接收的比特的软决定解调来确定所接收的码块的每个比特或者比特的子集的对数似然比(log-likelihood ratio，LLR)的解调器。

在一个实施例中，解码单元120配置为如果尝试的话，则基于成功解码所接收的码块的可能性来选择性地尝试解码所接收的码块。以下参考图2来论述关于解码单元120的进一步的细节。

如图1所示，系统190还可选地包括后端单元130。后端单元130可包括配置为使用或以其它方式与经解码的码块和/或包含于其中的数据交互的任何部件和/或这些部件的组合。例如，后端单元130可包括典型地与应用层、表示层、会话层、传输层、网络层或者互联网层功能性关联的部件。作为一个具体示例，后端单元130可配置为实现用户与来自一个或多个经解码的码块的数据的交互，并且可包括例如显示器、用户输入设备和/或类似的。

接收器100和/或后端单元130的元件可以装配进或到集成电路、在现场可编程门阵列(FPGA)中实现、采用软件(例如，与处理器和处理器可读介质一起)实现、采用离散门或部件实现、和/或类似的。在一个实施例中，接收器100和后端单元130装配进集成电路。

图2是解码单元220的框图。解码单元220可用作图1的解码单元120的实施例。如所图示的，解码单元220包括解码器控制单元250和解码器260。

在一个实施例中，解码器控制单元250配置为通过确定解码器260是否将尝试解码给定码块来选择性地控制解码器260。作为一个示例，解码器控制单元250配置为确定每个码块的码块质量指示符并且将该码块质量指示符与阈值比较。基于比较的结果，解码器控制单元250可启用或禁用解码器260，选择性地将所接收的码块放置到队列中以便通过解码器260解码，标记所接收的用于解码的码块，标记所接收的要丢弃的码块，和/或类似的。

以下参考图3和图4论述关于解码器控制单元250的进一步的细节。

在一个实施例中，解码器260配置为基于比较单元的输出来选择性地尝试解码所接收的码块。例如，解码器260可配置为从解码器控制单元250接收启用/禁用信号，并且在启用时尝试解码所接收的码块，而在禁用时不尝试解码所接收的码块。在此示例中，如果解码器260被禁用，则可丢弃所接收的码块而无需解码所接收的码块的任何尝试。

作为一个具体示例，解码器控制单元250和解码器260配置为在码块质量指示符大于或等于阈值时尝试解码所接收的码块，并且在码块质量指示符小于阈值时丢弃所接收的码块而不尝试对其解码。

解码器260可包括适合于解码所接收的码块的任何解码器。例如，解码器260可包括线性块解码器、循环解码器、格雷解码器、里德-所罗门解码器和/或类似的。然而，其它合适的解码器可以用作解码器260。

图3是解码器控制单元350的框图。解码器控制单元350可用作图2的解码器控制单元250的实施例。如所图示的，解码器控制单元350包括质量确定单元352、阈值单元356和比较单元358。如以上所论述的，解码器控制单元350可配置为确定是否尝试解码所接收的和/或经解调的码块。

在一个实施例中，质量确定单元352配置为基于成功解码所接收的码块的可能性来确定所接收的码块的码块质量指示符，例如在由给定的解码器(例如，设计成与质量确定单元352一起使用的解码器)尝试时。

质量确定单元352还可配置为基于任何合适的度量通过任何合适的过程，或者通过这些过程和/或度量的任何合适的组合来确定码块质量指示符。作为一个示例，质量确定单元352可配置为基于从所接收的码块和/或其一部分计算出的LLR来确定码块质量指示符。在此示例中，LLR可以是来自所接收的码块的比特的最大或最小LLR值、来自所接收的码块的比特的LLR的平均值、来自所接收的码块的一个或多个比特的LLR/多个LLR的绝对值、来自所接收的码块的比特的LLR的平均值的绝对值、和/或类似的。

在其它示例中，质量确定单元352可配置为基于所接收的码块的误差向量幅度(EVM)、基于所接收的码块与码本的潜在匹配码块之间的汉明距离、或基于所采用的码本中的码块之间的汉明距离的分布(例如，不同码字之间的平均或最小汉明距离)来确定码块质量指示符。在另一些示例中，质量确定单元352可配置为基于其它度量来确定码块质量指示符，这些其它度量例如是接收信号强度指示(RSSI)、信噪比(SNR)、接收功率谱密度(PSD)、关于先前解码尝试的反馈、所接收的码块的特性(例如，长度、编码率或编码强度)和/或类似的。此外，质量确定单元352可配置为基于包括以下论述的那些的度量和/或其它因子的任何组合来确定码块质量指示符。作为一个特殊示例，质量确定单元352可配置为基于(1)所接收的码块的LLR、(2)所接收的码块的EVM、(3)来自所接收的码块的软决定解调信息的组合来确定码块质量指示符。

在一个实施例中，阈值单元356配置为向比较单元358提供阈值，以实现在所接收的码块的码块质量指示符与该阈值之间的比较。阈值单元356可包括用于生成和/或存储该阈值的多种部件中的任何一个或多个。例如，阈值单元356可包括易失或非易失存储器、微处理器接口、微处理器、寄存器和/或类似的。

此外，该阈值可以是静态或动态阈值。例如，阈值单元356可基于实施接收器100的计算设备的实时操作特性来提供动态阈值。解码器的可用解码能力是该阈值可以基于的实时操作特性的一个示例。在此示例中，可以基于实时或近似实时反馈来确定可用解码能力。然而，其它实施例可采用不同的和/或附加的操作特性和/或变量来提供该阈值。例如，又一实施例的动态阈值基于所接收的码块的特性(例如长度或编码强度)和实施接收器100的计算设备的实时操作特性。

在一个实施例中，比较单元358配置为将码块质量指示符与阈值比较并且基于比较的输出来选择性地启用对所接收的码块的解码尝试(例如通过图2的解码器260)。在一个可能的实施例中，比较单元358包括数字比较器。然而，任何其它合适的部件或过程都可以用于比较单元358。

图4是解码器控制单元450的框图。解码器控制单元450可用作图2的解码器控制单元250的实施例或图3的解码器控制单元350的实施例。如所图示的，解码器控制单元450包括质量确定单元452、阈值单元456和比较单元458。如图4所示，质量确定单元452包括比特质量确定单元452a和块质量确定单元452b。质量确定单元452也是图3的质量确定单元352的示例，并且可以用作其实施例。

在质量确定单元452中，比特质量确定单元452a配置为确定所接收的码块的比特(所接收的码块的所有比特或者这些比特的子集)的逐比特质量信息，而块质量确定单元452b确定为基于来自比特质量确定单元452a的逐比特质量信息来确定所接收的码块的码块质量指示符。作为一个具体示例，比特质量确定单元452a可配置为基于所接收的码块的每个比特的LLR来确定所接收的码块的每个比特的比特质量指示符，并且块质量确定单元452b配置为基于所接收的码块的每个所接收的比特的LLR的平均值来确定码块质量指示符。在此示例中，所接收的码块的比特的LLR基于对应的所接收的比特的软决定解调。

阈值单元456和比较单元458可用作图3的阈值单元356和比较单元358的相应实施例。

图5是用于选择性地解码码块的过程500的逻辑流程图。为了清楚起见，过程500被描述为通过在图1到图4中示出的特定元件执行。然而，过程500例如还可通过其它部件、通过其它元件、或者在其它系统中执行，无论本文是否描述了这样的部件、元件或者系统。

从起始框开始流动，处理开始于操作510处，其中例如通过前端单元110接收码块。操作510还可包括接收比特流，解调所接收的比特流，以及从经解调的比特流生成所接收的码块。

处理从操作510流动到操作520，其中例如通过图3的质量确定单元352确定所接收的码块的码块质量指示符。确定码块质量指示符可以包括或基于结合先前的图论述的任何特征。

然后处理流动到操作530，其中例如通过图3的比较单元358来确定码块质量指示符是否大于或等于阈值。在其它实施例中，操作530可改为包括确定码块质量指示符是否大于阈值、码块质量指示符是否小于阈值、或码块质量指示符是否小于或等于阈值。操作530的确定可对应于在尝试解码时的成功解码所接收的码块的可能性的确定。对于所图示的实施例，如果码块质量指示符不是大于或等于阈值，则处理返回到操作510。否则，处理流动到操作540。

在操作540处，例如通过图2的解码器260执行解码所接收的码块的尝试。处理从操作540返回到操作510。尽管未在图5中示出，但是如果所接收的码块被成功解码，则可以在处理返回到操作510之前，将经解码的码块提供给例如图1的后端单元130。

尽管以上具体实施方式描述了本发明的某些实施例，并且描述了预期的最佳模式，但是不管上文在本文上看起来多么详细，本发明可以按多种方式实践。系统的细节可以在实现中变化，但是仍然包括在本文所公开的本发明之内。如上所述，在描述本发明的某些特性或方面时使用的特定术语不应当理解为暗示本文重新定义该术语从而限制为那个术语所关联的本发明的任何具体特性、特征或方面。大体上，以下权利要求中所使用的术语不应解释为将本发明限制为在本说明书中公开的具体实施例，除非上文具体实施方式明确地定义这样的术语。因此，本发明的实际范围不仅包括所公开的实施例，而且还包括实践或实现权利要求内的本发明的所有等同方式。

Claims (20)

1.一种用于选择性地解码数据的装置，包括：

质量确定单元，配置为确定所接收的码块的码块质量指示符；

解码器控制单元，配置为比较所述码块质量指示符与阈值，其中所述码块质量指示符的值对应于成功解码所接收的码块的可能性；以及

解码器，配置为基于所述解码器控制单元的比较输出，选择性地尝试解码所接收的码块。

2.如权利要求1所述的装置，其中所述解码器控制单元和解码器配置为如果所述码块质量指示符大于或等于所述阈值，则尝试解码所接收的码块，并且如果所述码块质量指示符小于所述阈值，则丢弃所接收的码块而不尝试解码所接收的码块。

3.如权利要求1所述的装置，其中所述质量确定单元包括：

比特质量确定单元，配置为基于所接收的码块的比特的对数似然比(LLR)来确定所述码块质量指示符。

4.如权利要求1所述的装置，其中所述前端单元包括：

解调器，配置为基于对应的接收比特的软决定解调来确定所接收的码块的单独比特的对数似然比(LLR)，以及

其中所述质量确定单元包括：

块质量确定单元，配置为基于所接收的码块的每个接收比特的LLR的平均值来确定所述码块质量指示符。

5.如权利要求3所述的装置，其中所述质量确定单元进一步配置为基于所接收的码块的误差向量幅度(EVM)或者所接收的码块的软决定解调信息来确定所述码块质量指示符。

6.如权利要求1所述的装置，其中所述质量确定单元进一步配置为基于所接收的码块与码本的潜在匹配码块之间的汉明距离、所接收的码块的长度、以及所接收的码块的编码率中的至少一个来确定所述码块质量指示符。

7.如权利要求1所述的装置，其中所述阈值是基于所述解码器的可用解码能力的动态阈值。

8.如权利要求7所述的装置，其中所述动态阈值进一步基于所接收的码块的长度和所接收的码块的编码强度。

9.如权利要求1所述的装置，其中所述解码器是线性块解码器、循环解码器、格雷解码器和里德-所罗门解码器中的至少一个。

10.如权利要求1所述的装置，进一步包括：

前端单元，配置为接收比特流，解调所接收的比特流，并且从经解调的比特流生成所接收的码块。

11.一种用于选择性地解码数据的方法，包括：

通过计算设备接收码块；

通过所述计算设备确定表示所接收的码块的可解码性的码块质量指示符；

比较所述码块质量指示符与基于所述计算设备的操作特性或所接收的码块的特性的阈值；以及

基于所述比较的结果，通过所述解码器选择性地尝试解码所接收的码块。

12.如权利要求11所述的方法，进一步包括：

如果所述码块质量指示符大于或等于所述阈值，则选择性地尝试解码所接收的码块；以及

如果所述码块质量指示符小于所述阈值，则丢弃所接收的码块而不尝试解码所接收的码块。

13.如权利要求11所述的方法，其中所述码块质量指示符基于所接收的码块的比特的对数似然比(LLR)。

14.如权利要求13所述的方法，其中所述码块质量指示符进一步基于所接收的码块的单独比特的LLR的平均值，并且其中所述LLR基于对应比特的软决定解调。

15.如权利要求13所述的方法，其中所述码块质量指示符基于所接收的码块的误差向量幅度(EVM)或者所接收的码块的软决定解调信息。

16.如权利要求11所述的方法，其中所述码块质量指示符基于所接收的码块与码本的潜在匹配码块之间的汉明距离、所接收的码块的长度、以及所接收的码块的编码率中的至少一个。

17.如权利要求11所述的方法，其中所述阈值是基于所述计算设备的实时操作特性的动态阈值。

18.如权利要求17所述的方法，其中所述计算设备的所述实时操作特性是所述计算设备的解码器的可用解码能力，并且其中所述动态阈值进一步基于所接收的码块的长度和所接收的码块的编码强度。

19.一种具有数字通信接口的计算设备，所述计算设备包括：

接收器，配置为接收码块，解调所接收的码块，以及如果尝试解码所述码块，则基于成功解码所接收的码块的可能性来选择性地尝试解码所接收的码块；以及

后端单元，配置为实现用户与来自一个或多个经解码的码块的数据的交互。

20.如权利要求19所述的计算设备，其中所述接收器包括：

前端单元，配置为从所述数字通信接口接收所述码块，所述前端单元包括：

解调器，配置为基于软决定比特解调来确定与所接收的码块的单独比特关联的对数似然比(LLR)；

质量确定单元，配置为确定是否尝试解码经解调的码块，其中所述质量确定单元包括：

比特质量确定单元，配置为基于所述LLR确定所接收的码块的单独比特的比特质量指示符；

块质量确定单元，配置为基于所述比特质量指示符的平均值确定所述码块质量指示符；以及

比较单元，配置为将所述码块质量指示符与阈值比较，并且基于所述比较选择性地启用所接收的码块的解码尝试，其中所述阈值是基于解码器的可用解码能力、所接收的码块的长度、以及所接收的码块的编码强度的动态阈值；以及

所述解码器配置为基于所述比较单元的输出来选择性地尝试解码所接收的码块。

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