CN115296773A - 用于软比特解码的方法、接收器和通信设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了用于软比特解码的方法、接收器和通信设备。软比特解码技术从重传分组的多个损坏的硬比特中得到软比特信息，以帮助软比特解码器解码分组。该方法实现了改进的错误隐藏能力，同时保持简单的系统架构。在用于对压缩分组进行信道解码和解调的信道解码器与软比特解码器之间插入重传软比特模块。重传软比特模块可以从自信道解码器接收的分组的多个损坏副本中得到累加的软比特分组，基于累加的软比特分组做出比特决策，并且得到比特决策的可靠性信息。比特决策可以是使用多数表决方案创建的多数决策分组。可以将可靠性信息和MDP提供给软比特解码器进行解码。

Description

用于软比特解码的方法、接收器和通信设备
技术领域
本主题技术总体上涉及无线通信系统，并且更具体地，涉及当应用于诸如
Figure BDA0003621149920000011
网络的无线通信系统的基于重传的协议时用于对数据分组进行软比特解码的系统和方法。
背景技术
比特错误是无线通信链路的特点。比特错误可以大致分为随机错误或突发错误。随机比特错误在时间上均匀分布在传输分组中，并且可能是由持续的信道损伤(例如由于物理障碍或长距离链路而造成的弱信号)引起的。突发比特错误在时间上是局部的，并且可能是由诸如干扰传输或间歇性信道拥塞的瞬态状况引起的。移动无线链路上的音频、视频或其他实时通信可以通过使用强信道编码来减轻比特错误的影响，以确保可靠的低时延数字数据传送。然而，数据分组或帧中的比特错误损坏仍然发生，并且需要在接收器处被隐藏以防止质量显著下降。例如，在语音或音频传输中，根据所使用的语音或音频压缩算法，如果解码，只有少数比特错误可能会导致可听见的失真。
减轻由比特错误引起的音频、视频或其他通信应用中的质量下降的一种方法是丢弃损坏的帧并且通过波形外推、波形内插、统计或使用所谓的丢包隐藏(PLC)的其他技术隐藏丢失的数据。术语丢失隐藏或错误隐藏是指最小化由任何比特错误对最终应用质量(例如音频或视频)造成的影响。尽管PLC在隐藏少量丢包(<1％)方面可能相当成功，但从以下意义上说是一种浪费：即使只有单个比特出错，也会丢弃整个经压缩信息帧。PLC也可能仅提供有限的质量改进，除非以显著计算复杂性为代价使用高级算法。另一种方法是软比特解码技术，该技术利用关于由信道解码器提取的每个比特的可靠性信息来帮助终端应用的解码器从损坏的帧中合成正确的帧。与PLC相比，软比特解码可以实现更高的质量。然而，它的实际使用可能会受到信道解码器与用于数据解码的数字信号处理器(DSP)之间的架构分离的限制。
许多无线通信系统或无线通信协议(例如低功耗蓝牙(BLE))使用重传来对抗较差的信道条件，而不是依赖于强信道编码。BLE音频使用重传、交错传输和突发传输的组合来携载实时音频。假设重传可以对抗低水平的随机比特错误，(即，在一些合理的重传次数后接收到无错误的分组)。例如，蓝牙经典增强型同步面向连接(eSCO，Enhanced SynchronousConnection-Oriented)链接使用预设的重传次数(通常为2)。在连接的同步流(CIS，Isochronous Stream)的情况下，存在点对点或点对多点连接，其中带有确认以触发重传，而在广播同步流(BIS，Broadcast Isochronous Stream)中，音频流以预定义的重传次数进行广播。在这些基于重传的协议中，接收器可能会接收到同一分组的多个副本，所有副本都由错误损坏。当使用基于重传的网络时，希望提高音频、视频或其他低时延通信的质量。
发明内容
在下文中给出了关于本公开的简要概述，以便提供关于本公开的某些方面的基本理解。
根据本公开的一方面，提供了一种用于软比特解码的方法，包括：通过网络接收多个分组，多个分组包括原始分组和原始分组的一个或更多个重传，原始分组包括多个比特；针对多个比特中的每个比特将多个接收的分组累加到累加的软比特分组的对应的累加软比特；基于累加的软比特分组和原始分组的总传输次数来确定多个比特中的每个比特的比特决策；基于累加的软比特分组和总传输次数来计算多个比特中的每个比特的比特可靠性信息，每个比特的比特可靠性信息指示该比特的比特决策等于原始分组中的对应比特的置信度；以及提供多个比特中的每个比特的比特决策和比特可靠性信息以帮助软比特解码器恢复原始分组。
根据本公开的一方面，提供了一种接收器，包括：无线接口，其被配置成通过网络接收多个分组，多个分组包括原始分组和原始分组的一个或更多个重传，原始分组包括多个比特；处理设备，其被配置成：针对多个比特中的每个比特，将多个接收的分组累加到累加的软比特分组的对应的累加软比特；基于累加的软比特分组和原始分组的总传输次数来确定多个比特中的每个比特的比特决策；基于累加的软比特分组和总传输次数来计算多个比特中每个比特的比特可靠性信息，每个比特的比特可靠性信息指示该比特的比特决策等于原始分组中的对应比特的置信度；以及传输多个比特中的每个比特的比特决策和比特可靠性信息以帮助软比特解码器恢复原始分组。
根据本公开的一方面，提供了一种通信设备，包括：一个或更多个天线，其被配置成通过网络接收多个音频分组，多个音频分组包括原始音频分组和原始音频分组的一个或更多个重传，原始音频分组包括多个比特；一个或更多个扬声器；以及连接至一个或更多个天线的处理设备，处理设备被配置成：针对多个比特中的每个比特，将多个接收的音频分组累加到累加的软比特分组的对应的累加软比特；基于累加的软比特分组和原始音频分组的总传输次数来确定多个比特中的每个比特的比特决策；基于累加的软比特分组和总传输次数来计算多个比特中每个比特的比特可靠性信息，每个比特的比特可靠性信息指示该比特的比特决策等于原始音频分组中的对应比特的置信度；执行由多个比特中的每个比特的比特决策和比特可靠性信息辅助的软比特解码，以恢复原始音频分组；以及将恢复的原始音频分组提供给一个或更多个扬声器进行回放。
附图说明
可以通过参考以下结合附图进行的描述而最好地理解所描述的实施方式及其优点。这些附图绝不限制本领域技术人员在不脱离所描述的实施方式的精神和范围的情况下可以对所描述的实施方式进行的形式和细节上的任何改变。
图1示出了根据本公开内容的一些实施方式的示例无线网络架构。
图2示出了根据本公开内容的一些实施方式的用于重传以对抗比特错误的方案的示例。
图3示出了根据本公开内容的一些实施方式的用于对重传的语音分组进行解码从而使用软比特解码来实现错误隐藏技术的重传软比特模块和软比特解码器的示例系统框图。
图4示出了根据本公开内容的一些实施方式的通过重传软比特模块对损坏的分组的重传进行操作生成累加的软比特分组和创建多数决策分组的示例。
图5示出了根据本公开内容的一些实施方式的用于软比特解码器和重传软比特模块使用基于软比特解码的错误隐藏技术来处理重传的分组以分组数据进行解码的方法的流程图。
图6示出了根据本公开内容的一些实施方式的用于重传软比特模块针对重传的分组的比特生成比特决策和比特可靠性信息以帮助软比特解码器使用软比特解码技术来对重传的分组进行解码以进行错误隐藏的方法的流程图。
图7示出了根据本公开内容的一些实施方式的用于重传软比特模块接收重传的分组以累加软比特分组、生成多数决策分组(MDP)、估计误码率以及计算MDP的比特的比特可靠性信息以帮助软比特解码器使用软比特解码技术来对重传的分组进行解码以进行错误隐藏的方法的流程图。
图8示出了根据本公开内容的一些实施方式的使用PLC和软比特解码方法的错误隐藏技术的相对复杂度和音频质量属性的示例。
图9是根据本公开内容的一些实施方式的蓝牙设备的框图，其示出了被部署成在蓝牙链路中操作以使用软比特解码来实现错误隐藏技术的硬件驱动器和软件驱动器。
具体实施方式
本文描述了并在附图中示出了主题技术的各个方面和变型的示例。以下描述并不旨在将本发明限制于这些实施方式，而是使本领域技术人员能够制造和使用本发明。
在通过无线信道进行的音频、视频、传感器或其他类型的信息传输中，比特错误的存在可能导致信息内容的质量显著下降。例如，在语音或音频传输中，根据所使用的语音或音频算法，在解码经压缩音频数据的帧时，只有少数比特错误会导致可听见的失真。错误隐藏或丢失隐藏技术用于最小化或消除由任何比特错误造成的对接收信息的质量的有害影响。
无线传输系统可以包括完整性校验例如循环冗余校验(CRC)，其可以在无线传输的接收器处检测帧或分组中存在比特错误。最常见的错误隐藏方法是由基于完整性校验的结果而设置的二进制坏帧指示符(BFI)驱动的。在通常称为丢包隐藏(PLC)的错误隐藏方法中，如果BFI被触发，则接收器可以丢弃损坏的帧，并且可以尝试通过采用各种技术来隐藏由丢弃的帧表示的间隙。例如，简单的PLC方法可以通过重复最后一个经解码的帧或重复最后一个正确接收的经压缩帧并将其传递给解码器来逐渐衰减为零或执行帧重复。更高级的PLC方法可以在波形或编解码器参数域中使用外推、内插(例如，如果未来的帧可用)、统计或其他技术。然而，PLC方法可能不适用于丢包率大于1％的应用。在语音和音频应用中，20-40毫秒量级的音频信号的伪平稳特性也可能会限制可以成功使用外推的间隙。在过渡区域，先前的波形可能不代表当前丢失间隙，从而导致可听见的和令人讨厌的伪影。在使用重传协议来对抗不良信道状况的无线通信系统例如蓝牙中，接收器可能接收到同一分组的若干副本，所有副本都被比特错误损坏。即使每个完整的分组仅具有一个比特错误也丢弃损坏的分组也会浪费信息和信道带宽。
公开了用于在基于重传的网络中使用软比特解码技术来对被比特错误损坏的信息分组进行错误隐藏的方法和系统。软比特解码技术从重传分组的多个损坏的硬比特中得到软比特信息，以帮助接收器对分组进行解码。该方法使得能够通过PLC实现软比特解码的错误隐藏能力的改进，同时维持使PLC保持使用的简单系统架构。在一种应用中，对经压缩音频分组的重传的软比特解码用于促进对通过基于重传的网络(例如蓝牙)接收的音频分组的解码。
要求保护的主题可以包括本文描述的各个方面、实施方式和/或实施方式的部分的任何组合，例如：在一方面，重传软比特模块被插入在用于对经压缩分组进行信道解码和解调的信道解码器与软比特解码器之间。重传软比特模块可以从自信道解码器接收的传输分组的多个损坏的副本得到分组的每个比特的可靠性信息。重传软比特模块可以在比特级别上累加分组的多个副本的硬比特以得到累加的软比特分组。根据累加的软比特分组，可以使用多数表决方案创建多数决策分组(MDP)。接收到的0和1的数量持平可以通过任意比特设置来解决。重传软比特模块可以计算MDP的CRC以确定MDP中是否存在任何比特错误。如果CRC通过，指示MDP无错误，则可以将分组的每个比特的可靠性信息设置为最大值。否则，重传软比特模块可以基于累加的软比特分组或MDP计算每个比特的可靠性信息。可以将可靠性信息和MDP提供给软比特解码器，用于对来自由MDP表示的经压缩分组的分组进行解码(也称为合成)。
在一方面，为了确定比特可靠性信息，重传软比特模块可以计算MDP的比特或从累加的软比特分组确定的比特的最佳推测估计等于传输分组中的比特的概率。重传软比特模块还可以计算MDP的比特或从累加的软比特分组确定的比特的最佳推测估计不等于传输分组中的比特的概率。可以基于两个概率的比值来计算给定比特的比特可靠性信息或相反的比特错误信息。在一方面，如果对分组中的实际比特错误的数量的估计可用，则可以对比特可靠性信息进行归一化，使得分组中的比特错误的预期数量等于该估计。在一方面，重传软比特模块可以基于信道的BER计算分组的每个比特的可靠性信息或错误信息。在一方面，可以预期BER对于分组的每次重传是不同的(例如在衰落信道中)，并且可以针对分组的每次重传单独估计BER以计算分组的比特可靠性信息。在一方面，可以假设BER在所有重传中是恒定的(例如在加性高斯白噪声(AWGN)信道中)，并且可以针对分组的所有重传估计单个BER以计算分组的比特可靠性信息。在一方面，可以通过将MDP或从累加的软比特分组确定的传输分组的最佳推测估计与来自信道解码器的传输分组的多个损坏的副本进行比较来估计BER。
虽然主题技术的方面是在BLE的背景下描述的，但应理解，主题技术适用于其他无线网络，包括但不限于蜂窝网络(例如，长期演进(LTE)网络)、无线局域网(WLAN)、无线传感器网络和卫星通信网络。
图1示出了根据本公开内容的一些实施方式的示例网络架构100。如图1所示，网络架构100可以包括发送器111和接收器112。发送器111可以向接收器112传送携带数据分组(或数据消息、帧等)的无线射频信号，如箭头103所指示的。接收器112可接收传送的信号以提取数据分组。如果接收器112检测到传送的数据分组被正确接收而没有比特错误，则接收器112可以向发送器111发送诸如确认(ACK)的通知。发送器111将不会重传被正确接收的数据分组。另一方面，如果接收器112检测到接收到的数据分组是包括一个或更多个比特错误的损坏的数据分组，则接收器112可以向发送器111发送诸如否定确认(NACK)的通知。发送器111将向接收器112重传数据分组。图1中所示的圆圈110可以表示由发送器111传送的射频信号的范围。位于圆圈110内的接收器例如接收器112可能能够接收由发送器111传送的射频信号。
在一个实施方式中，网络架构100可以是
Figure BDA0003621149920000061
网络。
Figure BDA0003621149920000062
网络可以是包括以下网络设备的无线网络：这些网络设备使用由
Figure BDA0003621149920000063
特殊兴趣组(
Figure BDA0003621149920000064
SIG)定义的无线电频率、协议、标准、数据格式等进行通信。在该实施方式中，发送器111可以是
Figure BDA0003621149920000065
发送器，并且接收器112可以是
Figure BDA0003621149920000066
接收器。从发送器111传送到接收器112的数据分组可以是
Figure BDA0003621149920000067
Figure BDA0003621149920000068
分组。
Figure BDA0003621149920000069
网络可以依靠重传来对抗不良的信道状况。例如，
Figure BDA00036211499200000610
经典eSCO(
Figure BDA00036211499200000611
Classic eSCO)可以使用预设的重传次数(例如2)。
Figure BDA00036211499200000612
低功耗(BLE)可以使用重传、交错传输和突发传输的组合来携载实时音频。例如，在连接的同步流(CIS)的情况下，存在点对点或点对多点连接，其中带有确认以触发重传，而在广播同步流(BIS)中，音频流以预定义的重传次数进行广播。接收器112可以接收同一分组的多个副本，所有副本都被比特错误破坏。在一些实施方式中，接收器112可以使用比特纠错(BEC)技术组合损坏的接收的分组以重构原始分组。网络架构100还可以包括图1中未示出的其他节点、部件和/或设备。
图2示出了用于重传和缓冲以对抗比特错误的方案示例。发送器上的CRC生成器201可以计算要传送的每个分组的有效载荷的CRC校验和。计算的CRC校验和可以附加到有效载荷以形成符合无线网络的数据格式的分组，并且发送器可以通过无线网络的信道将分组传送到接收器。由于持续的信道损伤或由瞬态干扰源或间歇性信道拥塞引起的突发比特错误，分组可能会被随机比特错误损坏。
接收器上的CRC生成器203可以接收分组并且可以提取有效载荷以计算CRC校验和。如果计算的CRC校验和与接收的分组的CRC校验和匹配，则接收到的分组被没有任何错误地接收，并且接收器可以向发送器传送ACK信号。当接收的分组是经压缩分组例如经编码的音频分组时，可以将接收的分组转发给解码器进行解码。否则，如果计算的CRC校验和与接收到的CRC校验和不匹配，则分组已被损坏，并且接收器可以向发送器传送NACK信号以请求重传分组。提出了软比特解码技术以从传输分组的多个损坏的副本中得到软比特信息，以帮助接收器对分组进行解码。在一方面，通过累加多个重传分组的硬比特来得到分组的每个比特的可靠性信息，以促进分组的解码。
图3示出了根据本公开内容的一些实施方式的用于对重传的语音分组进行解码以使用软比特解码来实现错误隐藏技术的软比特解码器317和重传软比特模块315的示例系统框图。数据源中的音频编码器301例如图1的
Figure BDA0003621149920000071
发送器111可以提供BLE分组或帧，包括通过信道311重传损坏的分组或帧。信道311可以被建模为具有对应于各种衰减场景的BER的加性高斯白噪声(AWGN)信道。
当前帧0处的输入音频帧x0由音频编码器301的分析模块303转换为一组编解码器参数p0，并且然后由量化器305量化为一组整数索引
Figure BDA0003621149920000072
索引由比特映射模块307比特映射到帧0的比特流b 0中。在一些实施方式中，音频编码器301可以执行输入音频帧x0的脉冲编码调制(PCM)或自适应差分PCM(ADPCM)以生成由b 0表示的经编码或经压缩音频数据帧。信道编码器309可以在经压缩音频数据帧通过信道311传输之前执行帧的b 0的信道编码和调制。
在诸如图1的
Figure BDA0003621149920000081
接收器112的接收器处，信道解码器313可以将接收到的帧解调和信道解码成接收到的比特流
Figure BDA0003621149920000082
由于重传，接收到的比特流
Figure BDA0003621149920000083
可以表示帧0的已传输比特流b 0的多个损坏的副本的硬比特。重传软比特模块315可以在比特级别上累加帧0的多个损坏的副本的硬比特以得到累加的软比特分组。在一些实施方式中，重传软比特模块315可以使用多数表决方案基于累加的软比特分组来确定多数决策分组(MDP)。重传软比特模块315可以计算MDP的CRC以确定MDP中是否存在任何比特错误。如果CRC通过，指示MDP没有错误，则MDP的每个比特的可靠性信息可以设置为最大值(例如，1)。否则，重传软比特模块315可以基于累加的软比特分组或MDP计算每个比特的可靠性信息。
图4示出了根据本公开内容的一些实施方式的通过重传软比特模块315对损坏的分组的重传进行操作而生成累加软比特分组和创建MDP的示例。原始BLE分组401可以表示原始传输数据的帧，例如来自图3的编码器301的帧0的比特流b 0。重传软比特模块315可以接收分组411，例如接收到的图3的帧0的比特流
Figure BDA0003621149920000084
并且可以执行CRC以确定分组411是否是原始分组401的没有比特错误的被正确接收的分组。在一个实施方式中，如果分组411通过CRC，则分组411是接收到的比特流
Figure BDA0003621149920000085
的无错误帧，并且可以由软比特解码器317用于软比特解码，其中分组411的每个比特的可靠性信息被设置为最大值(例如，1)。重传软比特模块315可以向发送器111发送确认以停止对原始分组401的任何重传。在一个实施方式中，分组411可以是包括一个或更多个比特错误(例如比特错误4111)的损坏的分组。因此，CRC将失败。重传软比特模块315可以基于分组411生成累加分组412和MDP 413。当重传软比特模块315仅接收分组411时，累加分组412和MDP 413可以与所接收的分组411相同。
因为分组411是原始分组401的损坏的分组，因此重传软比特模块315可以请求对原始分组401进行重传。重传软比特模块315可以接收原始分组401的重传分组421。重传软比特模块315可以执行CRC以确定接收到的重传分组421是否正确。在一个实施方式中，如关于分组411所讨论的，如果分组421通过CRC，则分组421可以由软比特解码器317用于软比特解码，其中分组421的每个比特的可靠性信息被设置为最大值(例如，1)。重传软比特模块315可以向发送器111发送确认以停止对原始分组401的任何进一步重传。在一个实施方式中，接收到的重传分组421可以是包括一个或更多个比特错误(例如比特错误4211)的损坏的分组。重传软比特模块315可以基于分组411和重传分组421生成包括软比特的累加分组422。
在一方面，重传软比特模块315可以通过对损坏的分组411和接收到的重传分组421执行逐位十进制加法来生成累加分组422，以在累加分组422中生成软比特。例如，如图4所示，分组411可以包括比特流“0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 1 0 1 1”，并且在对应的比特位置处，重传分组421可以包括比特流“0 1 1 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 0 1”。重传软比特模块315可以将分组411中的比特与重传分组421中的对应比特相加，以生成累加分组422，用于包括软比特流“0 2 2 0 1 0 0 0 2 0 2 2 0 1 2”，如图4所示。在该示例中，分组411中的比特4112为1，并且重传分组421中对应比特位置处的比特4212也为1，因此，累加分组422中对应比特位置处的软比特4221具有值2(即，1+1)。
在一方面，重传软比特模块315可以将损坏的分组411与接收到的重传分组421进行比较以识别具有不同比特值的比特位置。所识别的比特位置可以指示可能的比特错误。在一方面，重传软比特模块315可以累加原始分组401的多个接收副本中的可能的比特错误以计算信道的BER。在一方面，BER可以用于确定被传递给软比特解码器317的分组的每个比特的可靠性信息，以帮助软比特解码器317执行分组的软比特解码。
在一方面，重传软比特模块315可以基于累加分组422生成MDP 423。MDP 423可以用于推测原始分组401。累加分组422中的每个软比特可以指示MDP 423中对应比特的置信度。例如，在第一次传输中，比特4112为1，并且在第二次传输(第一次重传)中，该比特位置处的比特4212也为1。因此，该比特位置处的正确比特为1而不是0的概率更高，因为在两次传输(一次原始传输和一次重传)中，该比特位置处的比特值相同。因此，具有值2的软比特4221可以指示：该比特位置处的正确比特为1的置信度较高。因此，重传软比特模块315可以确定：在MDP 423中，该比特位置处的比特4231(正确比特的推测)为1。在一方面，比特的置信度可以代表比特的可靠性信息。因此，比特4231的可靠性信息可能指示高可靠性。
另一方面，在第一次传输中，比特4113为1，并且在第二次传输(第一次重传)中，该比特位置处的比特4211为0。因此，在该比特位置处，不确定该位置处的正确比特是1还是0，因为在两次传输中，该比特位置处的比特值不同。因此，具有值1的软比特4222可以指示重传软比特模块315不确定该位置处的正确比特是1还是0。因此，重传软比特模块315可以确定：在MDP 423中，该比特位置处的比特4232(正确比特的推测)可能是1或0，如“？”所指示的。重传软比特模块315可以将MDP 423中的比特4232设置为1或0作为对该比特的推测。比特4232的置信度可能较低，并且比特4232的可靠性信息可能指示低可靠性。
在一方面，重传软比特模块315可以将损坏的分组421与MDP 423进行比较以识别具有不同比特值的比特位置。所识别的比特位置可以指示可能的比特错误。在一方面，重传软比特模块315可以将每个所接收的对原始分组401重传的分组与基于对原始传输和直到接收的分组的所有重传进行累加的累加的软比特分组而生成的MDP进行比较，以识别接收的分组中可能的比特错误。重传软比特模块315可以累加原始分组401的所有接收副本中的数个可能的比特错误以计算信道的BER。在一方面，BER可以用于确定被传递到软比特解码器317的分组的每个比特的可靠性信息(例如MDP)，以帮助软比特解码器317执行分组的软比特解码。
在一方面，重传软比特模块315可以计算MDP 423的CRC以确定MDP中是否存在任何比特错误。如果CRC通过，指示MDP没有错误，则MDP的每个比特的可靠性信息可以设置为最大值(例如，1)。如果CRC失败，则重传软比特模块315可以请求对原始分组401的额外重传(如果可用的话)，以收集更多有用信息来确定接收到的损坏的分组中的比特错误的位置。例如，重传软比特模块315可以请求对原始分组401的第二次重传并且可以接收可能包括一个或更多个比特错误的重传分组431。重传软比特模块315可以基于分组411、接收到的重传分组421和431生成累加分组432。重传软比特模块315可以通过对分组411和接收到的重传分组421和431执行逐位十进制加法来生成累加分组432，与上面描述的类似。例如，分组431中的比特4311为1。因此，累加分组432中对应比特位置处的软比特4321具有值2(即，1+0+1)。
重传软比特模块315可以基于累加分组432生成MDP 433，与上面描述的类似。MDP433可以用作对原始分组401的推测。例如，具有值2的软比特4321可以指示在该比特位置处的正确比特为1的置信度更高。这是因为在三次传输(一次原始传输和两次重传)中，该比特位置处的三个比特值中的两个(即比特4113和4311)为1。因此，重传软比特模块315可以确定：在MDP 433中，该比特位置处的比特4331(正确比特的推测)为1。
类似地，重传软比特模块315可以请求第三次重传并且接收可以包括一个或更多个比特错误的重传分组441。重传软比特模块315可以基于四个接收到的损坏的分组(411、421、431和441)生成累加分组442。此外，重传软比特模块315可以基于累加分组442生成MDP443。MDP 443可以用作原始分组401的最佳推测。例如，具有值2的软比特4421可以指示：重传软比特模块315不确定该位置处的正确比特是1还是0。这是因为在四次传输(一次原始传输和三次重传)中，该比特位置处的四个比特值中的两个是1。因此，重传软比特模块315可以确定：在MDP 443中，该比特位置处的比特4431(正确比特的推测)可以是1或0，如“？”所指示的。重传软比特模块315可以将MDP 443中的比特4431设置为1或0作为对该比特的推测。比特4431的置信度可能较低，并且比特4431的可靠性信息可以指示低可靠性。
在一方面，对于总共N次传输(1次原始传输+(N-1)次重传)，当N为偶数时，如果累加分组中的软比特的值高于
Figure BDA0003621149920000111
则生成的MDP中的对应比特为1；如果软比特的值等于
Figure BDA0003621149920000112
则生成的MDP中的对应比特可以是1或0；如果软比特的值小于
Figure BDA0003621149920000113
则生成的MDP中的对应比特为0。例如，如图4所示，当存在对原始分组401的总共4次传输时，如果累加分组442中的软比特的值为3或4，则生成的MDP 443中的对应比特为1；如果累加分组442中的软比特的值为2，则生成的MDP 443中的对应比特可以是1或0，如对于比特4431由“？”所指示的；如果累加分组442中的软比特的值为0或1，则生成的MDP 443中的对应比特为0。在另一示例中，当N为奇数时，如果累加分组中的软比特的值等于或大于
Figure BDA0003621149920000114
则生成的MDP中的对应比特为1；否则，生成的MDP中的对应比特为0。
生成MDP后，计算CRC以确定是否存在任何错误。假设BER与比特位置无关，则比特错误落在同一位置的概率非常小并且随着每次重传而降低。因此，解决错误的能力随着重传次数的增加而提高。使用累加的软比特分组确定原始分组的最佳推测降低了分组错误率。然而，在具有低延迟要求的音频应用中，总重传次数可能会被限制，导致非零的残留分组错误率。累加的软比特分组可以提供一种估计MDP中的每个比特的比特可靠性信息的方式。
返回参照图3，在一方面，为了从比特流b 0的多次传输中确定接收比特流
Figure BDA0003621149920000121
的比特的可靠性信息
Figure BDA0003621149920000122
重传软比特模块315可以计算MDP中的比特或从累加的软比特分组确定的比特的最佳推测估计等于传输分组b 0中的比特的概率。重传软比特模块还可以计算MDP的比特或从累加的软比特分组确定的比特的最佳推测估计不等于传输分组b 0中的比特的概率。可以基于归一化到0与1之间的范围的两个概率的比值来计算比特的比特可靠性信息或比特错误信息
Figure BDA0003621149920000123
在一方面，为了确定从累加的软比特分组确定的比特的最佳推测估计等于传输分组中的比特的概率，根据比特被确定为0还是1，重传软比特模块315可以计算累加的软比特分组中的软比特有多接近0或最大值(例如，N(原始分组的总传输次数))。在一个实施方式中，对于图4中的原始分组401的4次传输，如果比特被估计为1(例如，软比特高于2)，则重传软比特模块315可以将传输的比特为1的概率计算为累加的软比特分组442的软比特与值4的比值。例如，对于为3的软比特，传输的比特为1的概率被估计为3/4。对于为4的软比特，传输的比特为1的概率被估计为1。如果比特被估计为0(例如，软比特小于2)，则重传软比特模块315可以将传输的比特为0的概率计算为1和软比特与值4的比值之间的差值。例如，对于为1的软比特，传输的比特为0的概率被估计为(1–1/4)＝3/4。对于为0的软比特，传输的比特为0的概率被估计为(1–0/4)＝1。对于为2的软比特(例如，软比特4421)，该比特可能被估计为1或0，并且传输的比特等于估计值的概率为1/2。传输的比特不等于估计值的概率被计算为1减去传输的比特等于估计值的概率。可以基于估计值等于传输的比特的概率与估计值不等于传输的比特的概率的比值来计算比特的比特可靠性信息或比特错误信息
Figure BDA0003621149920000124
其中比值被归一化为0与1之间的范围。
在一方面，为了确定MDP中的比特等于或不等于传输的分组中的比特的概率以便计算该比特的可靠性信息，重传软比特模块315可以计算信道的误码率(BER)。假设RP为接收到的分组，AP为累加的软比特分组，并且MDP为多数决策分组。此外，假设
Figure BDA0003621149920000125
为所接收的分组类型X的传输i的分组，并且Xi(k)为分组i的第k个比特。在第一步骤中，可以估计BER。在一方面，对于AWGN信道，假设错误率在所有接收到的分组间是恒定的。针对分组的传输j的BER估计可以计算为：
Figure BDA0003621149920000131
其中，N是总传输次数，MDPN是在分组的N次传输之后根据累加的软比特分组确定的MDP，并且B是以比特为单位的分组的大小。
在一方面，对于衰落信道，假设BER对于每次传输
Figure BDA0003621149920000132
是不同的。如果分组大小B足够大而获得良好的BER估计，则针对每次传输
Figure BDA0003621149920000133
的BER估计可以分别计算为：
Figure BDA0003621149920000134
等式1和等式2将每个接收的分组
Figure BDA0003621149920000135
与在接收到传输分组的N个副本之后根据累加的软比特分组确定的MDPN进行比较。每个接收的分组都必须被存储，直到传输分组的所有传输都已经被接收到。在一方面，为了减少存储空间，可以通过将每个接收的分组
Figure BDA0003621149920000136
与在接收到分组
Figure BDA0003621149920000137
之后根据累加的软比特分组确定的MDPi进行比较来计算BER。因此，将基于对来自分组的i次传输的硬比特进行累加的运行MDPi与接收的分组
Figure BDA0003621149920000138
进行比较，以计算BER。
重传软比特模块315可以将MDP中的第k个比特等于传输分组中的第k个传输比特b 0(k)的概率计算为：
Figure BDA0003621149920000139
重传软比特模块315还可以将MDP中的第k个比特不等于传输分组中的第k个传输比特b 0(k)的概率计算为：
Figure BDA00036211499200001310
Figure BDA0003621149920000141
重传软比特模块315可以将B比特分组b 0(k)中每个比特k的比特错误信息pe(k)计算为：
Figure BDA0003621149920000142
在一方面，软比特模块315可以将B比特分组b 0(k)中每个比特k的比特可靠性信息pr(k)计算为：
Figure BDA0003621149920000143
在一方面，如果对接收到的分组的比特流
Figure BDA0003621149920000144
中或MDP中的实际比特错误的数量的估计是可用的，则比特可靠性信息或比特错误信息可以被归一化，使得分组中的预期比特错误数量等于估计。在一方面，可以在不依赖于针对信道或每次传输的BER的情况下计算MDP中的第k个比特等于或不等于传输分组中的第k个传输比特的概率。例如，重传软比特模块315可以从信道解码器313接收针对比特流
Figure BDA0003621149920000145
的软比特决策，而不是接收所接收到的分组的经解码的硬比特。重传软比特模块315可以通过确定接收到的第k个比特的软比特决策与所用调制方案的最近星座点之间的距离来计算接收的分组
Figure BDA0003621149920000146
中的第k个比特等于传输分组中的第k个传输比特的概率。这样的距离越长，使用该星座点调制第k个传输比特的概率越小。基于所计算的针对每个接收的分组
Figure BDA0003621149920000147
的第k个比特的概率，重传软比特模块315可以使用类似于等式3和等式4的等式来计算MDP中的第k个比特等于或不等于传输分组中的第k个传输比特的概率。
在一方面，重传软比特模块315可以通过使用累加的软比特分组而不是使用MDP来计算多个接收的分组
Figure BDA0003621149920000148
中的第k个比特的最佳推测估计等于或不等于传输分组中的第k个传输比特的概率。例如，如所讨论的，重传软比特模块315可以通过根据第k个比特被估计为0还是1计算累加的软比特分组中的第k个比特有多接近0或最大值，来计算从多个接收的分组估计的第k个接收比特等于传输分组中的第k个传输比特的概率。估计的第k个比特不等于传输分组中的第k个传输比特的概率可以被计算为1减去估计的第k个比特等于第k个传输比特的概率。可以使用如等式5和等式6中的两个概率的比值来计算第k个比特的比特错误信息pe(k)或比特可靠性信息pr(k)。在一方面，B比特分组b 0(k)中的每个比特k的比特错误信息pe(k)或比特可靠性信息pr(k)可以不同于等式5和等式6被计算。
重传软比特模块315可以将接收的分组例如比特流
Figure BDA0003621149920000151
或MDP以及接收的分组中的比特的比特错误信息
Figure BDA0003621149920000152
(或比特可靠性信息)转发到软比特解码器317以对输出音频
Figure BDA0003621149920000153
进行解码。比特错误信息pe(k)可以与在编解码器参数内观察到的残留冗余的先验知识相结合。软比特解码器317可以根据反映感知音频质量的适当错误标准来估计编解码器参数
Figure BDA0003621149920000154
在一方面，参数转变概率模块319可以从重传软比特模块315接收比特流
Figure BDA0003621149920000155
(或MDP)和相关联的比特错误信息
Figure BDA0003621149920000156
(或比特可靠性信息)，以针对大小为M比特的每个参数计算参数转变概率，例如
Figure BDA0003621149920000157
其被解释为在可能已经传输的任何未知比特组合b 0 (i)的假设下的已知的接收到的比特组合
Figure BDA0003621149920000158
的概率。由于实际原因，在大多数情况下，残留冗余可能仍然存在于量化后的编解码器参数中。
在一方面，先验知识模块321可以针对每个参数通过经由编码器301处理大型音频数据库并将结果存储在表中来基于N个先前的编解码器参数P(b 0|b -1，...，b -N)离线得到编解码器参数p0的比特流b 0的先验知识。阶数N是取决于冗余量以及针对解码复杂性和表存储的系统预算的参数。在一方面，对于N＝0，后验概率模块323可以使用贝叶斯规则来组合参数转变概率
Figure BDA0003621149920000159
和先验知识P(b 0|b -1，...，b -N)以针对M比特参数产生2M后验概率
Figure BDA00036211499200001510
在一方面，估计器模块325可以针对参数使用后验概率
Figure BDA00036211499200001511
来估计最优参数值
Figure BDA00036211499200001512
对于音频应用，估计器模块325可以使用最大后验(MAP)估计器或最小均方(MS)估计器。MAP估计器
Figure BDA0003621149920000161
基于后验概率最小化被错误解码的参数的概率。MS估计器
Figure BDA0003621149920000162
获得最小均方误差意义上的估计。任一估计(或另一个估计)可以用于逐个参数地最小化音频失真。在一方面，估计器模块325可以基于接收到的参数的比特流
Figure BDA0003621149920000163
(或MDP)的比特错误信息
Figure BDA0003621149920000164
(或比特可靠性信息)来自适应地修改参数估计算法。合成模块327可以基于估计的参数
Figure BDA0003621149920000165
来合成输出音频
Figure BDA0003621149920000166
有利地，在基于重传的系统中使用从重传分组的多个损坏的硬比特得到的软比特信息的技术改进了通过PLC进行的错误隐藏。在信道解码器313与软比特解码器317之间使用重传软比特模块315还保持了传统上与PLC相关联的简单系统架构。
图5示出了根据本公开内容的一些实施方式的用于软比特解码器和重传软比特模块使用基于软比特解码的错误隐藏技术来处理重传分组以对分组数据进行解码的方法500的流程图。方法500可以由处理逻辑来执行，该处理逻辑可以包括硬件(例如，电路、专用逻辑、可编程逻辑、处理器、处理设备、中央处理单元(CPU)、多核处理器、片上系统(SoC)等)、软件(例如，在处理设备上运行/执行的指令)、固件(例如，微代码)或其组合。在一些实施方式中，可以由图4的重传软比特模块315和软比特解码器317来执行方法500。
在操作501处，方法500对接收到的数据分组进行解调和信道解码以生成经信道解码的分组。经信道解码的分组可以表示已经被噪声损坏的分组的初始传输或重传的硬比特(二进制)。在一方面，经信道解码的分组可以是通过BLE信道接收的音频信号或语音信号的经编码或压缩的BLE帧。图3的信道解码器313可以执行操作501。
在操作503处，重传软比特模块将经信道解码的分组的硬比特累加到累加的软比特分组。累加的软比特分组可以以逐位方式将经信道解码的分组的硬比特与任何先前接收的同一传输分组的副本累加。
在操作505处，重传软比特模块可以可选地使用多数表决方案基于累加的软比特分组来生成多数决策分组(MDP)。MDP可以代表传输分组的最佳推测。在一方面，对于由累加的软比特分组所累加的传输分组的总共N次传输(1次原始传输+(N-1)次重传)，当N为偶数时，如果累加的软比特分组中的软比特的值大于
Figure BDA0003621149920000171
则生成的MDP中的对应比特为1；如果软比特的值等于
Figure BDA0003621149920000172
则生成的MDP中的对应比特可以是1或0；如果软比特的值小于
Figure BDA0003621149920000173
则生成的MDP中的对应比特为0。当N为奇数时，如果累加的软比特分组中的软比特的值等于或大于
Figure BDA0003621149920000174
则生成的MDP中的对应比特为1；否则，生成的MDP中的对应比特为0。
在操作507处，重传软比特模块计算MDP(如果可用)或者从累加的软比特分组确定的传输分组的最佳推测估计的CRC校验和，以确定在MDP或最佳推测估计的分组中是否存在任何比特错误。如果CRC校验和通过，指示没有比特错误，则在操作517处将MDP或最佳推测估计分组的每个比特的比特可靠性信息设置为最大值(例如，1)。与比特相关联的比特可靠性信息可以表示该比特与在传输分组中传输的比特相同的置信度。在一方面，代替比特可靠性信息，操作517可以将MDP或最佳推测估计分组的每个比特的比特错误信息设置为最小值(例如，0)。在一方面，重传软比特模块可以直接关于经信道解码的分组计算CRC校验和。如果CRC校验和通过，指示经信道解码的分组无错误，则操作517可以将经信道解码的分组的每个比特的比特可靠性信息设置为最大值。
在操作519处，软比特解码器基于每个比特的比特可靠性信息对来自多个传输的经信道解码的分组或MDP(如果可用)进行解码。在一方面，软比特解码器可以将比特可靠性信息与经信道解码的分组的连续帧中的参数的残留冗余的先验知识相结合，以对接收的分组中的参数进行估计和解码。在一方面，当接收的分组是音频信号或语音信号的经编码帧时，软比特解码器可以基于音频信号或语音信号的连续帧中的编解码器参数的残留冗余的比特可靠性信息和先验知识来合成编解码器参数。
如果在操作507中的CRC校验和失败，则重传软比特模块在操作509处确定是否已经接收到传输分组的最大次数或预设次数的重传。如果尚未接收到传输分组的最大次数或预设次数的重传，则方法500请求重传传输分组。
在操作511处，方法500等待传输分组的重传。当接收到重传分组时，可以重复操作501、503、505、507和509以将重传分组的硬比特累加到累加的软比特分组，可选地生成MDP，并且计算CRC以确定是对经信道解码的分组或MDP执行软比特解码还是请求对传输分组的额外重传。
在操作513处，如果已经接收到传输分组的最大次数或预设次数的重传并且CRC仍然失败，则重传软比特模块可以可选地估计信道的误码率(BER)。在一方面，操作513可以将经信道解码的分组与MDP进行比较以识别可能的比特错误。如果BER被假设为在多次重传中是恒定的(例如在AWGN信道中)，则操作513可以累加传输分组的多次重传中的可能的比特错误以估计BER。在一方面，如果BER被假设为对于每次传输是不同的(例如在衰落信道中)，则操作513可以针对传输分组的每次传输分别计算BER。
在操作515处，重传软比特模块基于累加的软比特分组或MDP(如果可用)并且借助BER(如果可用)来计算每个比特的比特可靠性信息。在一方面，操作515可以计算从累加的软比特分组确定的比特的最佳推测估计或MDP(如果可用)中的比特等于传输分组中的比特的概率。操作515还可以计算从累加的软比特分组确定的比特的最佳推测估计或MDP(如果可用)中的比特不等于传输分组中的比特的概率。可以基于被归一化到0与1之间的范围的两个概率的比值来计算比特的比特可靠性信息。在一方面，如果BER信息可用，则操作515可以基于信道的BER或重传分组来计算概率。在一方面，操作515可以在不使用BER信息的情况下基于累加的软比特分组来计算概率。
在操作519处，软比特解码器在每个比特的比特可靠性信息的帮助下，对来自多次传输的经信道解码的分组或MDP进行解码。在一方面，如所讨论的，当接收的分组是音频信号或语音信号的经编码帧时，软比特解码器可以基于音频信号或语音信号的连续帧中的编解码器参数的残差冗余的比特可靠性信息和先验知识来合成编解码器参数。
图6示出了根据本公开内容的一些实施方式的用于重传软比特模块针对重传分组的比特生成比特决策和比特可靠性信息以帮助软比特解码器使用软比特解码技术来对重传分组进行解码以进行错误隐藏的方法600的流程图。方法600可以由处理逻辑来执行，该处理逻辑可以包括硬件(例如，电路、专用逻辑、可编程逻辑、处理器、处理设备、中央处理单元(CPU)、多核处理器、片上系统(SoC)等)、软件(例如，在处理设备上运行/执行的指令)、固件(例如，微代码)或其组合。在一些实施方式中，可以由图3的重传软比特模块315来执行方法600。
在操作601处，重传软比特模块接收分组。接收的分组可以表示已经被噪声损坏的传输分组的初始传输或重传的硬比特(二进制)。在一方面，接收的分组可以是通过基于重传的系统接收的音频信号或语音信号的经编码或压缩BLE帧。
在操作603处，重传软比特模块确定接收的分组是传输分组的初始传输还是重传。例如，如果接收的分组是响应于来自接收器的传输请求而接收到的，则接收的分组可以是传输分组的重传。
在操作605处，如果接收的分组是初始传输，则重传软比特模块将累加的软比特分组初始化为接收的分组。累加的软比特分组可以按逐位方式将传输分组的多次传输的硬比特进行累加。
在操作607处，重传软比特模块将重传次数初始化为1以指示接收的分组是传输分组的初始传输。重传次数可以保持跟踪已经接收到的传输分组的传输总数。
否则，如果接收的分组是传输分组的重传，则在操作609处，重传软比特模块将接收的分组累加到累加的软比特分组。重传软比特模块可以通过执行接收的分组的硬比特与累加的软比特分组的当前值的逐位十进制加法来更新累加的软比特分组。
在操作611处，重传软比特模块递增重传次数以保持跟踪已经累加到累加的软比特分组中的被噪声损坏的传输分组的数量。
在操作613处，重传软比特模块基于累加的软比特分组和重传次数来确定接收的分组的每个比特的比特决策。在一方面，重传软比特模块可以基于累加的软比特分组和重传次数来生成传输分组的最佳推测估计。在一方面，最佳推测估计可以使用多数表决方案来生成多数决策分组(MDP)，该多数表决方案使用由重传次数确定的决策阈值。
在操作615处，重传软比特模块基于累加的软比特分组和重传次数来确定与接收的分组的每个比特的比特决策相关联的比特可靠性信息。与比特决策相关联的比特可靠性信息可以表示比特决策与在传输分组中传输的比特相同的置信度。在一方面，重传软比特模块可以计算比特决策等于传输分组中的比特的概率以及比特决策不等于传输分组中的比特的概率。可以基于归一化到0与1之间的范围的两个概率的比值来计算与比特决策相关联的比特可靠性。
在操作617处，重传软比特模块将比特决策和与接收的分组的每个比特的比特决策相关联的比特可靠性信息传送到软比特解码器以对接收分组进行解码。
图7示出了根据本公开内容的一些实施方式的用于重传软比特模块接收重传分组以累加软比特分组、生成MDP、估计误码率以及计算MDP的比特的比特可靠性信息以帮助软比特解码器使用软比特解码技术对重传分组进行解码以进行错误隐藏的方法700的流程图。方法700可以由处理逻辑执行，该处理逻辑可以包括硬件(例如，电路、专用逻辑、可编程逻辑、处理器、处理设备、中央处理单元(CPU)、多核处理器、片上系统(SoC)等)、软件(例如，在处理设备上运行/执行的指令)、固件(例如，微代码)或其组合。在一些实施方式中，可以由图4的重传软比特模块315执行方法700。
在操作701处，重传软比特模块接收表示初始传输分组的重传的一个或更多个重传分组。重传分组可能被噪声损坏。在一方面，重传分组可以是通过基于重传的系统接收的音频信号或语音信号的经编码或压缩的BLE帧。
在操作703处，重传软比特模块将重传分组累加到累加的软比特分组。重传软比特模块可以执行重传分组的硬比特的逐位十进制加法以生成累加的软比特分组。
在操作705处，重传软比特模块使用多数表决方案基于累加的软比特分组来生成MDP。MDP可以代表重传分组的最佳推测。在一方面，对于由累加的软比特分组累加的重传分组的总共N次传输(1次原始传输+(N-1)次重传)，当N为偶数时，如果累加的软比特分组中的软比特的值大于
Figure BDA0003621149920000201
则生成的MDP中的对应比特为1；如果软比特的值等于
Figure BDA0003621149920000202
则生成的MDP中的对应比特可以是1或0；如果软比特的值小于
Figure BDA0003621149920000203
则生成的MDP中的对应比特为0。当N为奇数时，如果累加的软比特分组中的软比特的值等于或大于
Figure BDA0003621149920000204
则生成的MDP中的对应比特为1；否则，生成的MDP中的对应比特为0。N为偶数时的
Figure BDA0003621149920000205
和N为奇数时的
Figure BDA0003621149920000206
的水平可以称为多数决策阈值。
在操作707处，重传软比特模块基于重传分组和MDP估计BER。在一方面，重传软比特模块可以将重传分组与MDP进行比较以识别可能的比特错误。如果BER被假设为在多个重传分组中是恒定的(例如在AWGN信道中)，则重传软比特模块可以累加多个重传分组中的可能的比特错误以估计BER。在一方面，如果BER被假设为对于每个重传分组是不同的(例如，在衰落信道中)，则重传软比特模块可以针对每个重传分组单独计算BER。
在操作709处，重传软比特模块基于重传分组中的对应比特的状态和BER来计算MDP的比特正确估计传输比特的第一概率。在一方面，假设MDP中的比特正确估计了传输比特，则重传分组中的对应比特被正确接收(即接收的比特与MDP中的比特相等)的概率为(1–BER)并且重传分组中的比特被错误接收(即它不等于MDP中的比特)的概率是BER。然后可以根据每个重传分组中的对应接收比特与MDP中的比特一致还是不一致，将比特的第一概率计算为每个重传分组的比特概率的乘积。
在操作711处，重传软比特模块基于重传分组中的对应比特的状态和BER来计算MDP的比特错误地估计传输比特的第二概率。在一方面，假设MDP中的比特错误地估计了传输比特，则重传分组中的对应比特被正确接收(即接收到的比特与MDP中的比特不相等)的概率为(1–BER)并且重传分组中的比特被错误接收(即，它等于MDP中的比特)的概率是BER。然后可以根据每个重传分组中的对应接收比特与MDP中的比特一致还是不一致，将比特的第二概率计算为每个重传分组的比特概率的乘积。
在操作713处，重传软比特模块基于比特的第一概率和第二概率来计算与比特相关联的比特可靠性信息。在一方面，比特的比特可靠性信息可以被计算为比特的第一概率与比特的第一概率和第二概率之和的比值。在一方面，重传模块可以将与比特相关联的比特错误信息计算为比特的第二概率与比特的第一概率和第二概率之和的比值。
在操作715处，重传软比特模块将MDP和与MDP的每个比特相关联的比特可靠性信息传送到软比特解码器，以使用软比特解码技术对重传分组进行解码以进行错误隐藏。
图8示出了根据本公开内容的一些实施方式的使用PLC和软比特解码方法的错误隐藏技术的相对复杂度和音频质量属性的示例。
作为参考，在图的最左侧示出了当由于理想信道而不需要错误隐藏时音频帧中的经编码参数的合成或解码的复杂度分布。希望错误隐藏技术的复杂度分布应保持在此参考解码器分布内，以确保有效的系统设计。采用简单隐藏和合成方法的标准PLC方法(例如将坏帧衰减到零或重复最后正确解码的帧)可能只会产生一般的隐藏质量。更先进的PLC方法可以在波形或编解码器参数域中使用外推、内插(例如，如果未来的帧可用)、统计或其他技术，以提供改进的隐藏质量。然而，先进的PLC方法可能需要大量的隐藏分析，从而导致明显大于参考解码器的复杂度分布的复杂度分布，并且因此对于有效的系统设计来说是不期望的。
另一方面，使用比特可靠性信息来计算参数转变概率并且使用后验概率估计经编码参数的软比特解码技术可以具有是参考解码器复杂度的一部分的复杂度分布，同时提供出色的隐藏质量。本文描述的通过信道解码器与软比特解码器之间的重传软比特模块从重传分组的多个损坏的硬比特副本中得出软比特信息的技术也保持了简单的系统架构。
图9是根据本公开内容的一些实施方式的蓝牙设备911的框图，其示出了被部署成在蓝牙链路中操作以使用软比特解码来实现错误隐藏技术的硬件和软件驱动器。蓝牙设备911可以是图1的
Figure BDA0003621149920000221
接收器112。
蓝牙设备911可以包括一个或更多个天线921、蓝牙硬件913、蓝牙驱动器915和换能器937。蓝牙驱动器915可以包括解码路径中的蓝牙传送/接收控制器(Tx/RX控制器)917、重传软比特模块931和软比特解码器933以及编码路径中的媒体编码器941。蓝牙硬件913可以被配置成通过天线921在操作信道上传送或接收BLE分组。换能器937可以包括用于将电音频信号转换为声学音频信号以进行回放的扬声器和用于捕获语音或音频信号的麦克风。
蓝牙传送/接收控制器917可以被配置成对接收的BLE分组进行解调和信道解码以及对BLE分组进行信道编码和调制以用于传输。BLE分组可以是音频信号或语音信号的经编码或压缩帧。重传软比特模块931可以被配置成累加来自传输BLE分组的多次传输的经信道解码的BLE分组的硬比特，以得到累加的软比特分组，基于累加的软比特分组做出比特决策，并得到比特决策的可靠性信息。软比特解码器933可以被配置成实现软比特解码技术以使用由重传软比特模块931提供的比特决策和可靠性信息来对经编码的音频帧进行解码。经解码的音频帧可以被提供给换能器937的扬声器用于音频回放。媒体编码器941可以被配置成实现音频编码以从由换能器937的麦克风捕获的音频信号或语音信号生成经编码音频数据帧用于传输。
在一个实施方式中，蓝牙设备911可以包括存储器和处理设备。存储器可以是同步动态随机存取存储器(DRAM)、只读存储器(ROM)或可以被配置成存储代码以执行蓝牙驱动器915的功能的其他类型的存储器。处理设备可以由一个或更多个通用处理设备例如微处理器、中央处理单元等提供。在说明性示例中，处理设备可以包括复杂指令集计算(CISC)微处理器、精简指令集计算(RISC)微处理器、超长指令字(VLIW)微处理器或实现其他指令集的处理器或实现指令集的组合的处理器。处理设备还可以包括一个或更多个专用处理设备，例如专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、数字信号处理器(DSP)、网络处理器等。处理设备可以被配置成根据本公开内容的一个或更多个方面执行本文描述的操作，以执行本文讨论的操作和步骤。虽然如本文描述的软比特解码技术使用音频应用作为示例来说明基于BLE重传的网络中的错误隐藏方法，但技术可以用于涉及通过无线或有线网络传输的视频、传感器、文本或其他类型信息的应用中的错误隐藏。
除非另有明确说明，否则诸如“接收”、“生成”、“验证”、“执行”、“校正”、“识别”等的术语是指由计算设备执行或实现的动作和过程，其将被表示为计算设备的寄存器和存储器内的物理(电子)量的数据操纵和变换成类似地被表示为计算设备存储器或寄存器或其他这样的信息存储、传输或显示设备内的物理量的其他数据。
本文描述的示例还涉及用于执行本文描述的操作的装置。该装置可以是为所需目的专门构造的，或者它可以包括由存储在计算设备中的计算机程序选择性地编程的通用计算设备。这样的计算机程序可以存储在计算机可读的非暂态存储介质中。
某些实施方式可以被实现为计算机程序产品，该计算机程序产品可以包括存储在机器可读介质上的指令。这些指令可以用于对通用或专用处理器进行编程以执行所描述的操作。机器可读介质包括用于以机器(例如，计算机)可读的形式(例如，软件、处理应用)存储或传输信息的任何机制。机器可读介质可以包括但不限于磁存储介质(例如软盘)；光存储介质(例如CD-ROM)；磁光存储介质；只读存储器(ROM)；随机存取存储器(RAM)；可擦除可编程存储器(例如，EPROM和EEPROM)；闪存；或适合存储电子指令的另一种类型的介质。机器可读介质可以称为非暂态机器可读介质。
本文描述的方法和说明性示例本质上与任何特定计算机或其他装置不相关。可以根据本文描述的教导使用各种通用系统，或者可以证明构造更专业的装置来执行所需的方法步骤是方便的。各种这些系统所需的结构将表现为如上面描述中阐述的那样。
以上描述旨在是说明性而非限制性的。尽管已经参考特定说明性示例描述了本公开内容，但是将认识到本公开内容不限于所描述的示例。本公开内容的范围应参照所附权利要求以及权利要求所享有的等同物的全部范围来确定。
如本文使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文另有明确指示。将进一步理解，术语“包括(comprise)”、“包括(comprising)”、“包含(include)”和/或“包含(including)”当在本文中使用时指定存在所述特征、整数、步骤、操作、元素和/或部件，但不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整数、步骤、操作、元素、部件和/或它们的组。此外，如本文使用的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等意在作为区分不同元素的标签，并且不一定具有根据它们的数字指定的顺序含义。因此，本文使用的术语仅出于描述特定实施方式的目的，并不旨在进行限制。
还应注意，在一些替选实施方式中，所指出的功能/动作可能不按图中所示的顺序发生。例如，根据所涉及的功能/动作，实际上可以基本上同时执行或有时可以以相反的顺序执行连续示出的两个图。
尽管以特定顺序描述了方法操作，但应当理解，可以在所描述的操作之间执行其他操作，可以调整所描述的操作使得它们在稍微不同的时间发生，或者所描述的操作可以分布在允许以与处理相关联的各种间隔发生处理操作的系统中。
各种单元、电路或其他部件可被描述或要求为“被配置成”或“能够被配置成”执行一个或多个任务。在这样的上下文中，短语“被配置成”或“能够被配置成”用于通过指示单元/电路/部件包括在操作期间执行一个或多个任务的结构(例如，电路)来隐含结构。如此，可以说单元/电路/部件被配置成执行任务或能够被配置成执行任务，即使在指定的单元/电路/部件当前未运行(例如，未开启)时也是如此。与“被配置成”或“能够被配置成”语言一起使用的单元/电路/部件包括硬件——例如，电路、存储能够执行以实现操作的程序指令的存储器等。对单元/电路/部件“被配置成”执行一个或更多个任务或“能够被配置成”执行一个或更多个任务的引用明确旨在对于该单元/电路/部件不援引35U.S.C 112第六段。此外，“被配置成”或“能够被配置成”可以包括由软件和/或固件(例如，FPGA或通用处理器执行软件)操纵来以能够执行相关任务的方式操作的通用结构(例如，通用电路)。“被配置成”还可以包括调整制造过程(例如，半导体制造设施)以制造适于实现或执行一个或更多个任务的设备(例如，集成电路)。“能够被配置成”明确旨在不应用于空白介质、未编程的处理器或未编程的通用计算机或未编程的可编程逻辑器件、可编程门阵列或其他未编程的设备，除非伴随有赋予要被配置成执行所公开的功能的未编程设备能力的已编程介质。
出于说明的目的，已经参考特定实施方式描述了前述描述。然而，上述说明性讨论并不旨在穷举或将本发明限制为所公开的精确形式。鉴于上述教导，许多修改和变化是可能的。选择和描述实施方式是为了最好地说明实施方式的原理及其实际应用，从而使本领域的其他技术人员能够最好地利用可能适合预期的特定用途的实施方式和各种修改。因此，本实施方式被认为是说明性的而不是限制性的，并且本发明不限于本文给出的细节，而是可以在所附权利要求的范围和等同物内进行修改。

Claims (20)

1.一种用于软比特解码的方法，包括：
通过网络接收多个分组，所述多个分组包括原始分组和所述原始分组的一个或更多个重传，所述原始分组包括多个比特；
针对所述多个比特中的每个比特将多个接收的分组累加到累加的软比特分组的对应的累加软比特；
基于所述累加的软比特分组和所述原始分组的总传输次数来确定所述多个比特中的每个比特的比特决策；
基于所述累加的软比特分组和所述总传输次数来计算所述多个比特中的每个比特的比特可靠性信息，每个比特的所述比特可靠性信息指示该比特的比特决策等于所述原始分组中的对应比特的置信度；以及
提供所述多个比特中的每个比特的所述比特决策和所述比特可靠性信息以帮助软比特解码器恢复所述原始分组。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述多个接收的分组中的每个分组包括多个经解码的硬比特，并且其中，将所述多个接收的分组累加包括：
将所述多个接收的分组中的对应的经解码的硬比特逐位累加到所述累加的软比特分组的对应的累加软比特。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述多个比特中的每个比特的比特决策包括：
使用多数表决方案基于所述累加的软比特分组的对应累加软比特来生成多数决策分组MDP，其中，所述多数表决方案使用由所述总传输次数确定的多数决策阈值。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，计算所述多个比特中的每个比特的比特可靠性信息包括：
计算每个比特的比特决策正确估计所述原始分组中的对应比特的第一概率；
计算每个比特的比特决策错误地估计所述原始分组中的对应比特的第二概率；以及
将每个比特的比特可靠性信息计算为每个比特的所述第一概率与所述多个比特中的每个比特的所述第一概率和所述第二概率之和的比值。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，计算所述多个比特中的每个比特的比特可靠性信息还包括：
估计所述多个接收的分组的误码率BER，
其中，计算所述第一概率包括：
当所述多个接收的分组中的一个分组中的比特等于对应的比特决策时，设置第一比特概率为1减去BER，并且当所述比特不等于所述对应的比特决策时，设置所述第一比特概率为BER；以及
将所述比特的比特决策正确估计所述原始分组中的对应比特的第一概率计算为针对所述多个接收的分组中的每个分组的第一比特概率的乘积，
并且其中，计算所述第二概率包括：
当所述多个接收的分组中的一个分组中的比特等于对应的比特决策时，设置第二比特概率为BER，并且当所述比特不等于所述对应的比特决策时，设置所述第二比特概率为1减去BER；以及
将所述比特的所述比特决策错误地估计所述原始分组中的对应比特的第二概率计算为针对所述多个接收的分组中的每个分组的第二比特概率的乘积。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，估计所述BER包括：
将每个比特的比特决策与所述多个接收的分组中的每个分组中的对应比特进行比较，以识别可能的比特错误；
累加所述可能的比特错误以生成可能的比特错误总数；以及
将所述可能的比特错误总数除以所述多个接收的分组中的多个比特的总数以生成所述BER。
7.根据权利要求4所述的方法，其中，计算每个比特的比特决策正确估计所述原始分组中的对应比特的所述第一概率包括：
当所述比特决策为1时，将所述第一概率计算为所述对应的累加软比特与所述总传输次数的比值；或者
当所述比特决策为0时，将所述第一概率计算为1和所述对应的累加软比特与所述总传输次数的比值之间的差值，
并且其中，计算每个比特的比特决策错误地估计所述原始分组中的对应比特的所述第二概率包括：
计算1与针对所述比特决策的所述第一概率之间的差值。
8.根据权利要求1所述的方法，还包括：
对所述多个比特的比特决策执行循环冗余校验CRC；以及
当所述CRC通过时，将所述多个比特中的每个比特的比特可靠性信息设置为最大值。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述网络包括蓝牙低功耗BLE网络，并且所述原始分组包括BLE分组。
10.一种接收器，包括：
无线接口，其被配置成通过网络接收多个分组，所述多个分组包括原始分组和所述原始分组的一个或更多个重传，所述原始分组包括多个比特；
处理设备，其被配置成：
针对所述多个比特中的每个比特将多个接收的分组累加到累加的软比特分组的对应的累加软比特；
基于所述累加的软比特分组和所述原始分组的总传输次数来确定所述多个比特中的每个比特的比特决策；
基于所述累加的软比特分组和所述总传输次数来计算所述多个比特中每个比特的比特可靠性信息，每个比特的比特可靠性信息指示该比特的比特决策等于所述原始分组中的对应比特的置信度；以及
传输所述多个比特中的每个比特的所述比特决策和所述比特可靠性信息以帮助软比特解码器恢复所述原始分组。
11.根据权利要求10所述的接收器，其中，所述多个接收的分组中的每个分组包括多个经解码的硬比特，并且其中，所述处理设备被配置成将所述多个接收的分组累加包括所述处理设备被配置成：
将所述多个接收的分组的对应的经解码的硬比特逐位累加到所述累加的软比特分组的对应的累加软比特。
12.根据权利要求10所述的接收器，其中，所述处理设备被配置成确定所述多个比特中的每个比特的比特决策包括所述处理设备被配置成：
使用多数表决方案基于所述累加的软比特分组的对应的累加软比特来生成多数决策分组MDP，其中，所述多数表决方案使用由所述总传输次数确定的多数决策阈值。
13.根据权利要求10所述的接收器，其中，所述处理设备被配置成计算所述多个比特中的每个比特的所述比特可靠性信息包括所述处理设备被配置成：
计算每个比特的比特决策正确估计所述原始分组中的对应比特的第一概率；
计算每个比特的比特决策错误地估计所述原始分组中的对应比特的第二概率；以及
将每个比特的比特可靠性信息计算为每个比特的所述第一概率与所述多个比特中的每个比特的所述第一概率和所述第二概率之和的比值。
14.根据权利要求13所述的接收器，其中，所述处理设备被配置成计算所述多个比特中的每个比特的比特可靠性信息包括所述处理设备还被配置成：
估计所述多个接收的分组的误码率BER，
其中，所述处理设备被配置成计算所述第一概率包括所述处理设备被配置成：
当所述多个接收的分组中的一个分组中的比特等于对应的比特决策时，设置第一比特概率为1减去BER，并且当所述比特不等于所述对应的比特决策时，设置所述第一比特概率为BER；以及
将所述比特的比特决策正确估计所述原始分组中的对应比特的所述第一概率计算为针对所述多个接收的分组中的每个分组的所述第一比特概率的乘积，
并且其中，所述处理设备被配置成计算所述第二概率包括所述处理设备被配置成：
当所述多个接收的分组中的一个分组中的比特等于对应的比特决策时，设置第二比特概率为BER，并且当所述比特不等于所述对应比特决策时，设置所述第二比特概率为1减去BER；以及
将所述比特的比特决策错误地估计所述原始分组中的对应比特的所述第二概率计算为针对所述多个接收的分组中的每个分组的所述第二比特概率的乘积。
15.根据权利要求14所述的接收器，其中，所述处理设备被配置成估计所述BER包括所述处理设备被配置成：
将每个比特的比特决策与所述多个接收的分组中的每个分组中的对应比特进行比较，以识别可能的比特错误；
累加所述可能的比特错误以生成可能的比特错误总数；以及
将所述可能的比特错误总数除以所述多个接收的分组中的所述多个比特的总数以生成所述BER。
16.根据权利要求13所述的接收器，其中，所述处理设备被配置成计算每个比特的比特决策正确估计所述原始分组中的对应比特的第一概率包括所述处理设备被配置成：
当所述比特决策为1时，将所述第一概率计算为所述对应的累加软比特与所述总传输次数的比值；或者
当所述比特决策为0时，将所述第一概率计算为1和所述对应的累加软比特与所述总传输次数的比值之间的差值，
并且其中，所述处理设备被配置成计算每个比特的比特决策错误地估计所述原始分组中的对应比特的所述第二概率包括所述处理设备被配置成：
计算1与针对所述比特决策的所述第一概率之间的差值。
17.根据权利要求10所述的接收器，其中，所述处理设备还被配置成：
对所述多个比特的比特决策执行循环冗余校验CRC；以及
当所述CRC通过时，将所述多个比特中的每个比特的所述比特可靠性信息设置为最大值。
18.根据权利要求10所述的接收器，其中，所述无线接口包括蓝牙低功耗BLE接口，并且其中，所述原始分组包括通过BLE网络接收的BLE分组。
19.一种通信设备，包括：
一个或更多个天线，其被配置成通过网络接收多个音频分组，所述多个音频分组包括原始音频分组和所述原始音频分组的一个或更多个重传，所述原始音频分组包括多个比特；
一个或更多个扬声器；以及
连接至所述一个或更多个天线的处理设备，所述处理设备被配置成：
针对所述多个比特中的每个比特将多个接收的音频分组累加到累加的软比特分组的对应的累加软比特；
基于所述累加的软比特分组和所述原始音频分组的总传输次数来确定所述多个比特中的每个比特的比特决策；
基于所述累加的软比特分组和所述总传输次数来计算所述多个比特中每个比特的比特可靠性信息，每个比特的所述比特可靠性信息指示该比特的比特决策等于所述原始音频分组中的对应比特的置信度；
执行由所述多个比特中的每个比特的所述比特决策和所述比特可靠性信息辅助的软比特解码，以恢复所述原始音频分组；以及
将恢复的原始音频分组提供给所述一个或更多个扬声器进行回放。
20.根据权利要求19所述的通信设备，其中，所述处理设备被配置成确定所述多个比特中的每个比特的比特决策包括所述处理设备被配置成：
使用多数表决方案基于所述累加的软比特分组的对应的累加软比特来生成多数决策分组MDP，其中，所述多数表决方案使用由所述总传输次数确定的多数决策阈值。
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