CN1306713C - 用于在码分多址移动通信系统中进行纠错的设备和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种在码分多址移动通信系统中使用turbo码来进行前向纠错(FEC)的设备和方法。在预定控制之下，对输入进行迭代解码，直至接收到一个迭代解码停止命令为止，以及输出所述帧中各个码元的绝对强度。检测对绝对强度中的最小值，以此作为一个量度，并且使用各个码元的先验信息和非本征信息来检测一个门限。对所述量度以及所述门限进行比较，根据比较结果来输出迭代解码终止命令。

Description

用于在码分多址移动通信系统中进行纠错的设备和方法

                        技术领域

本发明一般地涉及一种在码分多址(CDMA)移动通信系统中提供纠错的设备和方法，尤其涉及一种使用turbo码来提供前向纠错(FEC)的设备和方法

                        背景技术

常规的CDMA移动通信系统对有传输信道中的噪声所引起的差错进行纠正。FEC是一种用于在发射机上使用纠错方法来编码信息码字以及在接收机上通过对所接收的码字进行解码来恢复信息码字的技术。当前使用的主要的FEC技术是卷积编码和turbo编码。

turbo码已经在最近被选作在第三代同步和异步移动通信系统中的纠错码。目前已知的是，与广泛使用的卷积码相比，turbo码提供了更高的性能增益。此外，在对噪声所引起的差错进行纠正这一方面，turbo码是非常有效的，并且由此提高了数据传输的可靠性。

对turbo编码器所进行的配置使之可以通过使用两个简单的并行链接(concatenated)码而从具有L个信息比特的输入帧中产生奇偶码元(symbol)。该编码器将递归系统卷积(RSC)码用作组成码。因此，turbo码是通过使用交织器连接两个RSC编码器而产生的。对turbo编码而言，各个组成码的软输入软输出(SISO)解码器是并行连接的。为了进行迭代解码，对以SISO解码器输出的非本征(extrinsic)信息进行了交换。而用于终止迭代解码和保持解码性能的定时则是确定turbo解码器的功率消耗以及与解码有关的时间延迟的重要因素。换句话说，为了缩短解码时间并将功率消耗减至最小，在解码过程中通常在帧上必须执行一般使用循环冗余校验(CRC)比特来检错。具体地说，发送机把CRC比特附着到输入turbo编码器的各个帧上，在每一次解码迭代中，接收机使用CRC比特来从经过解码的帧中检测错误。如果所述帧原来是正常的，则不再为所述帧执行解码。

现在将对那些用于终止迭代解码的标准(下文中将其称为终止准则)进行描述。

这些终止准则必须满足条件1。

条件1：在第i次迭代中，在任何一个SISO解码器上，如果M(i)＞T(i)或者M(i)＝T(i)，则终止解码迭代。

在条件1中，M(i)是一个代表了第i次解码迭代中的一个turbo解码帧的性能的量度，T(i)是预先确定或者在第i次解码迭代中确定的门限，以便与所述量度进行比较，从而确定这个经过解码的帧是否存在差错。如果在所述比较中满足了条件1，则在第i次解码迭代中终止所述解码。每一个完整的迭代都包含了两个连续的半迭代，其中每个处于turbo解码器的各个SISO解码器中。

下文将对到目前为止已经提出的用于迭代解码的终止准则进行描述。

(1)Genie辅助终止准则

一种在turbo解码器中Genie监视迭代解码的仿真器，将SISO解码器输出的解码信息码字与已经传送的信息相比较，当在所述比较中未曾检测到差错的时候，所述仿真器将会终止解码。这种方法只有在仿真中才是可行的，因为它预先假定了一个理想的测试环境。因此，对其他终止准则而言，Genie辅助的终止准则是作为理想情形成立的。Genie辅助终止准则是作为条件2来表示的。

条件2：在第i次迭代中，在任何一个SISO解码器上，如果M(i)＝T(i)，则终止解码迭代。

在条件2中，量度M(i)是在第i次迭代中处于任何一个SISO解码器的发送帧与解码帧之间的不相同比特的数目，门限T(i)则为0。

(2)CRC检查终止准则

输入turbo解码器的帧包含了用于检错的CRC比特，由此可以在执行了turbo解码之后向CDMA移动通信系统的更高层报告所述帧中是否存在差错。在帧中进行检错的能力使得CRC检查成为一种可行的终止准则。在turbo解码器的迭代解码过程中，CRC检查从输入帧中检测差错，如果所述帧原来是正常的，则终止解码迭代。CRC终止准则是作为条件3来表示的。

条件3：在第i次迭代中，在任何一个SISO解码器上，如果M(i)＝T(i)，则终止解码迭代。

在条件3中，M(i)表示的是与第i次迭代中任何SISO解码器上的解码帧有关的CRC检查输出，T(i)则为0。

然而，CRC终止准则存在如下缺点，即CRC产生的开销强加在了每一个帧上，如果输入帧的分段(segment)没有CRC比特，则它是不能基于CRC终止准则来进行解码的。例如，在通用移动电信系统(UMTS)的高速下行分组接入(HSDPA)通信系统中，当使用了两个或是更多代码单元的时候，CRC比特并不一定总是存在于代码单元之中。从这个意义上讲，CRC终止准则并不适合turbo解码。

(3)近似互熵终止准则

通常，可以将两个概率分布之间的互熵(CE)用作表示它们之间概率分布(probability distribution)的量度。Hagenauer使用对数似然比(LLR)，定义并简化了CE作为turbo解码器中的终止准则的一个量度。如果所述量度降低并且SISO解码器输出之间的概率分布由此变得很大的话，则终止解码。

近似互熵终止准则是作为条件4来表示的。

条件4：在第i次迭代中，在任何一个SISO解码器上，如果M(i)＜T(i)，则终止解码迭代。

在条件4中，在第一个SISO解码器上， $M\left(i\right)=\underset{k}{\mathrm{\Σ}}\frac{{|L_1^{\left(i\right)}\left(u_k\right)-L_2^{(i-1)}\left(u_k\right)|}^2}{\exp \left(\right|L_2^{(i-1)}\left(u_k\right)\left|\right)},$ 或者在第二个SISO解码器上， $M\left(i\right)=\underset{k}{\mathrm{\Σ}}\frac{{|L_2^{\left(i\right)}\left(u_k\right)-L_1^{\left(i\right)}\left(u_k\right)|}^2}{\exp \left(\right|L_1^{\left(i\right)}\left(u_k\right)\left|\right)}$ 。T(i)介于10^-2与10^-4之间。

近似互熵终止准则需要在各个SISO解码器上执行exp(·)操作，由此增加了硬件复杂度。

(4)硬判决辅助(HDA)终止准则

在每一次解码迭代中都对从两个解码器输出的信息码字进行比较。如果其间没有差异，则终止解码。HDA终止准则是作为条件5来表示的。

条件5：在第i次迭代中，在任何一个SISO解码器上，如果M(i)＞T(i)，则终止解码迭代。

在条件5中，M(i)是在第i次和第(i-0.5)次迭代中的解码的信息帧之间的不目同比特的数目，T(i)则为0。

由于在先前SISO解码器输出与当前SISO解码器输出之间进行了比较，因此HDA终止准则需要一个用于保存先前SISO解码器输出的附加存储器。

(5)最小绝对LLR(MAL)终止准则

通过近似估计Hagenauer的近似互熵终止准则中使用的量度，创建了一种新颖的终止准则。

$\underset{k}{\mathrm{\Σ}}\frac{{\left|\mathrm{\ΔL}{e}_v^i\left(\widehat{u_k}\right)\right|}^2}{\exp \left(\right|L_1^{\left(i\right)}\left(\widehat{u_k}\right)\left|\right)}\≈K\·\exp \left(\begin{array}{c}-\min \\ k\end{array}\left(\right|L_1^{\left(i\right)}\left({\hat{u}}_k\right)\left|\right)\right).....\left(1\right)$

MAL终止准则是作为条件6来表示的。

条件6：在第i次迭代，在任何一个SISO解码器上，如果M(i)＞T₁(i)且M(i)＞T₂(i)，则终止解码迭代。

在条件6中，在第i次迭代中，第v个SISO解码器上， $M\left(i\right)=\begin{array}{cc}m& \min \\ k& \end{array}\left(\right|L_1^{\left(i\right)}\left(\widehat{u_k}\right)\left|\right)$ 。

$T_1\left(i\right)=\begin{array}{cc}m& \min \\ j<i& \end{array}M\left(j\right)+T_f$ 和T₂(i)＝M₁+T_d。

根据MAL终止准则，将从SISO解码器输出的最小绝对LLR设定为一个量度。先前迭代中设定的量度则用作当前迭代中的门限。虽然近似熵终止准则与HDA终止准则也使用了来自两个SISO解码器的信息，但是MAL终止规则只使用来自当前SISO解码器的信息就可以终止解码迭代。因此，从帧差错率(FER)的方面来看，性能有可能会降低。为使性能降低减至最小，用于第一和第二门限T₁(i)和T₂(i)的T_f和T_d是从仿真中根据经验而得到的。将门限自适应地用于减少帧长或SNR(信噪比)的性能独立性。然而，门限自适应地使用增加了解码迭代的平均次数。换句话说，要防止FER性能降低，就必须经受解码迭代数目的增加。

(6)符号差别比值(Sign Difference Ratio，SDR)终止准则

HDA终止准则将在各个半迭代中，对在turbo解码器中来自第一和第二SISO解码器的信息码字进行比较，并在当前SISO解码器完成解码的时候保存一个来自先前SISO解码器的输出信息码字。因此，HDA终止准则需要一个辅助存储器。为了消除这种附加硬件的实施，目前已经提出了SDR终止准则。与比较来自当前SISO解码器以及先前SISO解码器的信息码字不同，在这里比较的是在一个SISO解码器中的帧的先验(a-priori)信息以及非本征信息的符号，解码则是根据不相同符号的数目而被终止的。

SDR终止准则是作为条件7来表示的。

条件7：在第i次迭代中，在任何一个SISO解码器上，如果M(i)＜T(i)，则终止解码迭代。

在条件7中，M(i)是第i次迭代中任何SISO解码器上的解码信息帧的先验信息与非本征信息之间的不相同符号的数目，T(i)则为p。

由于收敛先验信息和非本征信息要比收敛LLR信息更慢，因此p＝0的SDR终止准则具有比HDA终止准则更大的解码迭代的平均数。尽管解码迭代平均数是通过增加p来降低的，但是仍然会导致FER性能降低。

在上述终止准则中，HDA终止准则具有相对优异的FER性能。尽管具有这个优点，但是所述准则仍然需要一个用于保存来自先前SISO解码器的信息码字的辅助存储器。SDR终止准则排除了对于辅助存储器的需要，因为它是在SISO解码器上比较输入先验信息和输出非本征信息的符号的。然而依赖于一个门限的FER性能将会降低，或者平均解码迭代数将会增加，由此增加了功率消耗。MAL终止准则通过使用易于计算的最小绝对LLR而提供了相对优异的性能。然而它也存在明显的缺点，那就是FER的性能依赖于门限而变化。因此，目前需要一种使用简单设定的门限来终止解码迭代的新颖的终止准则。

                         发明内容

因此，本发明的一个目的是提供一种在CDMA移动通信系统中用于有效终止解码迭代的纠错设备和方法。

本发明的另一个目的是提供一种在CDMA移动通信系统中用于使硬件减至最少的纠错设备和方法。

本发明的另一个目的是提供一种用于为使CDMA移动通信系统在软件中的计算量减至最少的纠错设备和方法。

实质上，上述目的是通过一种使用了turbo码的FEC设备和方法来实现的。在FEC设备中，将解码器调整(adapted)成对一个输入帧进行迭代解码，直至在某种预定控制之下接收到了迭代解码终止命令为止，并且输出所述帧中各个码元的绝对强度(reliability)。量度检测器被调整成将绝对强度的最小值检测为一个量度。所述设备还提供了一个门限检测器，该检测器适于使用各个码元的先验信息和非本征信息来检测一个门限。此外还将一个控制器被调整成将所述量度与门限进行比较，并且根据比较结果来输出迭代解码终止命令。

在FEC方法中，对输入帧进行迭代解码，直至在某种预定控制之下接收到一个迭代解码终止命令为止，并且将会输出所述帧中各个码元的绝对强度。而绝对强度的最小值是作为一个量度而被检测的，门限则是使用各个码元的先验信息和非本征信息来检测的。对所述量度与门限进行比较，并根据比较结果输出迭代解码终止命令。

                          附图说明

本发明的上述及其他目标、特征和优点将会在结合附图而对本发明进行了解的时候变得更为清楚，其中：

图1是根据本发明一个实施例而应用了本发明的turbo解码器的例子框图；

图2是根据本发明一个实施例的图1所述的量度检测器117的例子框图；

图3是说明根据本发明一个实施例而执行的基于符号差别和最小绝对LLR(SDML)的turbo解码步骤例子的流程图；

图4是说明根据本发明一个实施例当帧长为5114时的SDML终止准则与常规终止准则上的FER性能的例子的图；

图5是说明根据本发明一个实施例当帧长为5114时的SDML终止准则与常规终止准则上的迭代平均值的例子的图；

图6是说明根据本发明一个实施例当帧长为2558时的SDML终止准则与常规终止准则上的FER性能的例子的图；以及

图7是说明根据本发明一个实施例当帧长为2558时的SDML终止准则与常规终止准则上的迭代平均值的例子的图。

                       具体实施方式

下文将参考附图来对本发明的基于优选实施例进行详细描述。为了简明起见，在以下的描述中将会省略那些熟知的功能或构造。

在CDMA移动通信系统中，将量度M(i)应用于一个使用turbo码的FEC设备中的终止准则，为了反映所述量度M(i)中的实际LLR的收敛速度，本发明提供了一种SDML终止准则，所述准则采用了一个量度，该量度与M(i)一样应用于MAL终止准则。

SDML终止准则是如下定义的：

条件8：在第i次迭代中，在任何一个SISO解码器上，如果M(i)＞T(i)，则终止解码迭代。

在条件8中，在第i次迭代中，第v个SISO解码器上的量度

$M\left(i\right)=\begin{array}{c}\min \\ k\end{array}\left(\right|L_v^{\left(i\right)}\left(\widehat{u_k}\right)\left|\right),$ 并且在第i次迭代中，第v个SISO解码器上的门限T(i)是解码信息帧的输入先验信息与输出非本征信息之间的不相同符号的数目。在第v个接收机上，对在解码在信息帧中在各个码元的先验信息以及非本征信息的符号进行比较，并且将会把不相同符号的数目设定为T(i)。变量k是帧中各个码元的索引(index)。

SDML终止准则提供了与turbo解码器中常规HDA终止准则几乎相等的FER性能以及解码迭代平均数。然而后者需要一个用于保存来自先前SISO解码器的信息码字的辅助存储器，以便将所述信息码字与来自当前SISO解码器的信息码字相比较，前者则是在没有使用辅助存储器的情况下提供了几乎相同的性能。

依靠SDML终止准则的turbo解码器的结构，以下参考图1来进行描述。图1是根据本发明一个实施例而应用了本发明的turbo解码器的例子的框图。

参考图1，turbo解码器100包括一个SISO解码器115、一个量度检测器117、一个比较器119、一个或门121、一个计数器123、一个乘法器125以及一个控制器127。

输入缓存器111将输入的帧缓存到turbo解码器的帧，并且在码元基础上将其输出到SISO解码器115。SISO解码器115对接收的码元进行解码并向输出缓存器113提供一个输出信息码字。实质上，SISO解码器115同时还向量度检测器117提供了码元的绝对LLR(|LLR|)。输出缓存器113缓存码元的信息码字。量度检测器117从SISO解码器115中接收绝对LLR并从绝对LLR中检测作为最小的绝对LLR(最小|LLR|)的量度。本发明的一个实施例是将M(i)作为最小的绝对|LLR|来提供的。

同时，SISO解码器115将对第k个输出码元的先验信息 以及非本征信息

输出到或门121。或门121对所述先验信息

以及非本征信息

的符号执行逻辑或操作。计数器123计算或门121的输出中的1的数目。乘法器125则将所述计数与一个常数K相乘。而计算1的数目的原因在于：当先验信息

和非本征信息

的符号相同的时候，或门121输出0，当其不同的时候，或门121输出1。换句话说，T(i)是先验信息与非本征信息之间的不相同符号的数目。常数K则是可能与输入码元量化或扩缩(scaling)有关的差别进行补偿所要使用的数值。

比较器119对从量度检测器117接收的 $M\left(i\right)=\left(\begin{array}{c}\min \\ k\end{array}\left(\right|L_v^{\left(i\right)}\left(\widehat{u_k}\right)\left|\right)\right)$ 以及从乘法器125接收的T(i)进行比较。控制器127则根据比较结果来确定是否终止解码迭代。如果M(i)＞T(i)，则控制器127终止解码，然后向SISO解码器115提供一个迭代解码终止命令TURBO_STOP。作为响应，SISO解码器115终止迭代解码。

图2是根据本发明一个实施例的量度检测器117的例子的框图。参考图2，量度检测器117检测的是解码信息帧的最小绝对|LLR|。并且量度检测器配置为使用比较器和选择器。

参考图2，根据来自控制器127的选择信号SEL，第一选择器210在从控制器127接收的初始最大值MAX以及从量度检测器117接收的M(i)之中选择一个。控制器127初始提供了一个选择信号SEL，该信号提供了对于最大值MAX的选择，稍后，控制器127提供了一个选择信号SEL，该信号提供的是对M(i)的选择。也就是说，对第一个码元而言，选择信号SEL为0，然后，对其他码元而言，选择信号为1。比较器212接收第一选择器210的输出以及来自SISO解码器115的LLR|LLR(k)|，以此作为(a，b)，并且将会选择其中的一个。在这里，LLR(k)表示所述帧中第k个码元的LLR。如果a＜b，那么比较器212输出1。否则比较器输出0。第二选择器214分别通过端口0和1来接收|LLR(k)|和第一选择器的输出，并且根据比较器212的输出来选择它们之一作为M(i)。例如，如果比较器212的输出为1，则第二选择器214选择端口1的输入。在图2说明的量度检测器117将一个初始寄存器值设定为MAX，并且在对帧中各个码元的|LLR|以及所述寄存器值进行比较的时候更新寄存器值，并输出最后的寄存器值，以此作为M(i)。

现在结合图3来描述依赖于SDML终止准则的turbo解码。

图3是说明根据本发明一个实施例的执行例如基于SDML终止准则的turbo解码的基于符号差别和最小绝对LLR(SDML)的终止准则的turbo解码的步骤例子进行描述的流程图。

参考图3，在为一个输入帧执行第一次解码迭代之前，在步骤311中，控制器127把M(i)和T(i)设定为它们的初始值0，将变量i和v设定为它们的初始值1，并且还设定了最大迭代数目Imax。变量i和v分别表示解码迭代数目和解码器编号。例如，如果v是1，则它表示第一个SISO解码器，如果v是2，则它表示第二个SISO解码器。在步骤313中，控制器127控制检测在第v个SISO解码器上运行第i次迭代。在步骤315中，第v个SISO解码器对第i次迭代中的M(i)解码并且将其输出到比较器119。同时，或门121对先验信息

以及第i次迭代产生的非本征信息

执行逻辑或操作。在步骤317，计数器123计算或门输出中的1的数目。乘法器125则通过将所述计数与一个常数K相乘来计算T(i)。

在步骤319，比较器119将M(i)与T(i)相比较。如果M(i)＞T(i)，那么，在满足SDML终止准则的时候，控制器127向SISO解码器115输出一个迭代解码终止命令TURBO_STOP，以便终止所述迭代解码，并终止该过程。与此相反，如果M(i)≤T(i)，那么控制器127将会进行到步骤321，以便继续进行迭代解码。

在步骤321，控制器127对i和Imax进行比较。如果i等于或大于Imax，则意味着不再能够执行迭代解码，那么控制器127将会向SISO解码器115输出迭代解码终止命令TURBO_STOP并且终止所述过程。与之相反，如果i小于Imax，那么控制器127将会在步骤323中检查v是否等于1。如果v是2，那么在步骤325，控制器127将i增加到i+1并将v设定为1并返回步骤313。如果v不是2，那么在步骤327，控制器将v设定成2并且返回步骤313。

现在将对基于SDML终止准则仿真的turbo解码和基于常规终止准则仿真的turbo解码进行比较。在仿真中使用的turbo编码器具有一个大小为4的约束长度以及根据第三代移动通信伙伴项目(3GPP)标准的大小为1/3的编码速率，此外，对各个组成编码器而言，RSC传递函数是：

$G\left(D\right)=[1,\frac{1+D+D^3}{1+D^2+D^3}]\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;\left(2\right)$

用于turbo编码的交织最好采用还符合3GPP标准和二进制相移键控(BPSK)的调制方案。turbo码字的传输预先假定了一条加性高斯白噪声(additive white Gaussian noise，AWGN)传输路径。

在接收机上，用于对接收帧进行解码的turbo解码器使用了一种基于最大对数MAP(max-Log-MAP-based)的浮点SISO解码算法，SISO解码器是通过交织器串行连接的，并且优选地把帧的解码迭代数目限制为8。在各个SISO解码器上，终止准则是在完成了解码之后才应用的。也就是说，可以根据半次迭代来终止迭代解码。SDML终止准则与常规终止准则需要门限，即，近似互熵终止准则、MAL终止准则以及SDR终止准则具有下列门限：

(1)近似互熵终止准则：T＝10^-3；

(2)MAL终止准则：T_t＝5并且T_d＝5；以及

(3)SDR终止准则：p＝0或20。

现在将对turbo编码和turbo解码中的SDML终止准则以及常规终止准则的性能进行比较。

图4是说明根据本发明一个实施例当帧长为5114时的SDML终止准则以及常规终止准则上的FER性能的例子的图。

参考图4，如果在一个SISO解码器上，关于帧的先验信息与非本征信息之间的不相同符号数目SDR是20或更小，那么，p＝20的SDR终止准则将会确定所述SISO解码器的输出没有出错。因此有可能减少turbo解码器中的平均迭代数目。然而在实践中，由于经过解码的帧中有可能存在差错，因此与其他终止准则相比较，FER性能有可能会降低。另一方面，如果p＝0，那么在SISO解码器上，由于只有在关于各个解码器帧比特的先验信息与非本征信息之间的符号中不存在差别的时候才会终止解码，因此将会增加平均迭代数目，然而却也达到了与Genie辅助终止准则几乎相同的性能。SDML终止准则也会造成性能降低，但是如图4所指，与其他终止准则相比，所述性能只有很小程度的降低。

在SDR和SDML终止准则中都会出现FER性能降低，因为二者都设定了M(i)和T(i)，并且仅仅考虑了一个SISO解码器的输出，此外还使用了M(i)和T(i)来确定是否终止迭代解码。由于从turbo解码器的两个RC中产生了一个码字，因此只基于一个SISO解码器的输出来做出是否终止迭代解码的判定与只使用turbo解码需要的一半信息是等价的。由此将会降低FER性能。同时，尽管MAL终止准则与SDR和SDML终止准则一样也仅仅基于一个SISO解码器的输出，但是由于设定了T(i)，因此MAL终止准则只会导致较少的FER性能降低，由此达到了Genie辅助终止准则的FER性能。

HDA终止准则设定了M(i)和T(i)，考虑到了第一和第二两个SISO解码器的输出。因此，它与Genie辅助终止准则具有几乎相同的FER性能。另外，相对于Genie辅助终止准则而言，HDA终止准则需要大约一半以上的迭代。如果来自SISO解码器的第一输出信息码字没有出错，那么，在Genie辅助终止准则中，可以在一个相应的时间点终止解码。然而较为优选的是，HDA终止准则始终还要再执行一个完整的SISO解码。漏检差错则是在等于或小于HDA终止准则中的预定门限的FER上由于turbo码的最小信息加权而产生的。这种差错是在Genie辅助终止准则中测得的，但是漏检差错充当了帧差错并且在HDA终止准则中导致了FER性能降低。

如从图4中观察到的那样，HDA和SDML终止准则提供了最佳的FER性能。在FER性能与迭代平均数目方面，前者类似于Genie辅助终止准则。后者则非常有利地排除了对于辅助存储器的需要，同时提供了与HDA终止准则几乎相同的FER性能和平均迭代数。

参考图4，在这里已就FER性能而对SDML终止准则以及其他常规终止准则进行了比较。现在将在解码迭代平均数方面对它们其进行描述。

图5是对根据本发明一个实施例且帧长为5114时的SDML终止准则与常规终止准则上的迭代平均值的例子进行描述的图。

参考图5，如果在一个SISO解码器上，先验信息与关于某个帧的非本征信息之间的不相同符号数目SDR为20或是更小，则p＝20的SDR终止准则确定SISO解码器的输出没有出错。由此有可能减少turbo解码器中的平均迭代数目。因此，SDR终止准则是在p＝20而不是p＝0的时候提高迭代平均数目方面的性能的。特别地，SDR终止准则不需要辅助存储器，但是它具有类似于SDML的平均迭代数目。

参考图4和图5，其中已经在FER性能以及平均迭代数目方面对帧长为5114时的SDML终止准则以及其他常规终止准则进行了比较。现在将在帧长为2558的时候(＝[5115/2])就FER性能以及解码迭代平均数而对它们进行描述。

图6是说明根据本发明一个实施例当帧长为2558时的SDML终止准则与常规终止准则上的FER性能的例子的图。

在描述图6之前，应该注意的是，在UMTS的HSDPA通信系统中，对介于2558和5114比特之间的帧长而言，可以使用CRC比特来终止迭代解码。在图6中，帧长为2558比特。并且为了阐明HDA终止准则与SDML终止准则之间的差别，其中仅仅描述了Genie辅助、HDA以及SDML终止准则的FER性能。

参考图6，HDA以及SDML终止准则具有与Genie辅助终止准则几乎相同的FER性能。因此，在帧长很小的情况下，将会对SDML终止准则进行优化，使之具有与Genie辅助终止准则相似的FER性能。尽管在SDML终止准则中在那些Eb/No很高的区域中观察到轻微的FER性能降级进行了，但是并未考虑到很高的Eb/No，并且在HSDPA通信系统中并没有以这种很低的FER为目标。因此，FER性能降低对turbo解码性能具很小的影响。

参考图6，其中已经在FER性能方面对SDML终止准则以及Genie辅助终止准则进行了比较。现在将在解码迭代平均数方面对它们进行描述。

图7是说明帧长为2558时的本发明的SDML终止准则以及常规终止准则上的迭代平均数的例子的图。为了表明HDA终止准则与SDML终止准则之间的差别，在这里只对Genie辅助、HDA以及SDML终止准则加以考虑。

参考图7，HDA和SDML终止准则在平均迭代数目方面显示出了几乎等同于Genie辅助终止准则的性能。因此，在帧长很小的情况下，将会对SDML终止准则进行优化，使之具有与Genie辅助终止准则几乎相同的解码迭代平均数。如所指出的那样，虽然HDA和Genie辅助终止准则在平均迭代数目方面优于SDML终止准则，但在不具有辅助存储器的情况下，SDML终止准则保证了与Genie辅助终止准则相似的性能。

根据本发明，在应用一种终止准则来终止迭代解码的时候，FEC设备使用turbo码为输入帧中的各个码元都设定一个最小绝对LLR，以此作为一个量度，此外还设定了用于码元的先验信息与非本征信息之间的不同符号的数目，以此作为一个门限。因此，可以在不使用辅助存储器的情况下以最小的迭代数目来纠正前向差错，但却不会导致FER性能降低。

虽然已经参考本发明的某些优选实施例来显示和描述了本发明，但是本领域技术人员将会理解，在不脱离附加权利要求所定义的本发明的实质和范围的情况下，可以在其中进行形式和细节方面的各种改变。

Claims (10)

1.一种使用turbo码的前向纠错设备，包括：

一个解码器，适于在预定控制之下对输入帧进行迭代解码，直至接收到一个迭代解码终止命令为止，并且输出所述帧中各个码元的绝对对数似然比；

一个量度检测器，适于检测绝对对数似然比的最小值，以此作为一个量度；

一个门限检测器，适于使用各个码元的先验信息和非本征信息来检测一个门限；以及

一个控制器，适于对所述量度以及门限进行比较，并且根据比较结果来输出迭代解码终止命令。

2.权利要求1的前向纠错设备，其中如果所述量度超出门限，则所述控制器还适于输出迭代编码终止命令。

3.权利要求1的前向纠错设备，其中所述门限检测器还适于包括：

一个或门，适于对先验信息的符号以及非本征信息的符号执行逻辑或操作；以及

一个计数器，适于从或门接收信号，并且计算先验信息与非本征信息之间的不相同符号的数目。

4.权利要求3的前向纠错设备，其中门限检测器还适于包括：

一个乘法器，适于将计数得到的数值与根据输入到解码器的码元的量化的补偿值相乘。

5.权利要求1的前向纠错设备，其中量度检测器还适于包括：

一个第一选择器，适于接收输入帧中第一码元的一个初始值以及最小绝对对数似然比，并且根据从控制器接收的选择信号来选择初始值与最小绝对对数似然比中的一个；

一个比较器，适于接收绝对对数似然比以及第一选择器的输出，并且将绝对对数似然比与第一选择器的输出相比较，并且根据比较结果来输出一个选择信号；以及

一个第二选择器，适于接收绝对对数似然比以及第一选择器的输出，并且根据从比较器接收的选择信号而将绝对对数似然比以及第一选择器的输出中的一个选为最小绝对对数似然比，

其中顺序测量用于所述帧的所述码元的最小绝对对数似然比，并且选择最小绝对对数似然比中的最小值，以此作为所述量度。

6.一种使用了turbo码的前向纠错方法，包括如下步骤：

在预定控制之下对输入帧进行迭代解码，直至接收到一个迭代解码终止命令为止，并且输出所述帧中各个码元的绝对对数似然比；

检测绝对对数似然比的最小值，以此作为一个量度；

使用各个码元的先验信息和非本征信息来检测一个门限；以及

对所述量度以及门限进行比较，根据比较结果来输出迭代解码终止命令。

7.权利要求6的前向纠错方法，其中如果所述量度超出门限，则输出迭代解码终止命令。

8.权利要求6的前向纠错方法，其中门限检测步骤包括如下步骤：

对先验信息的符号以及非本征信息的符号执行逻辑或操作；以及

使用一个由或操作得到的值来计算先验信息与非本征信息之间的不相同符号的数目。

9.权利要求8的前向纠错方法，其中门限检测步骤还包括将计数得到的数值与根据输入到解码器的码元的量化的补偿值相乘。

10.权利要求6的前向纠错方法，其中所述量度检测步骤包括如下步骤：

选择输入码元的初始值和最小绝对对数似然比中的一个；

对绝对对数似然比以及所选值进行比较，根据比较结果来输出一个选择信号；以及

根据选择信号，将绝对对数似然比以及所选值中的一个选作最小绝对对数似然比；和

顺序测量所述帧的所述码元的最小绝对对数似然比，并且输出最小绝对对数似然比中的最小值，以此作为所述量度。

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