CN1347252A - 用于信道译码器的软归一化器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种装置,用来利用进来的信号值(Xi,n)生成软值(Yi,n),送入用于无线通信系统通信装置的信道译码器中,包括截断装置(24,26,28),用来截断进来的信号值(Xi,n),使它们落在预定的极限值范围内,和归一化装置(30,32),用来归一化截断信号值(Xt i,n),使它们在译码器的输入值范围内。按照本发明,截断装置(24,26,28)被用于根据代表进来的信号值(Xi,n)信噪比的信息,确定极限值范围的边界值。经归一化后,截断信号值(Xt i,n)作为所述软值(Yi,n)输出。

Description

用于信道译码器的软归一化器
本发明涉及一种装置，用来从输入的信号值中生成软值，将其输入到用于无线通信系统的一种通信装置的信道译码器中，包括：
-用来截断进来的这些信号值的截断装置，使得进来的信号值落在预定极限值范围内，和
-用来归一化这些截断信号值的归一化装置，使得这些值在这个译码器的输入值范围内。
众所周知，在无线通信系统(例如GSM或UMTS系统)的信道译码领域里，常常要给信道译码器提供关于其输入值可靠性的信息，然后利用这些可靠性信息，按照所谓的软判决译码方案对这些输入值译码。软判决译码方案的一个例子是一种叫做快速译码(Turbo decoding)的迭代译码方案。经过解调后，通信系统里的通信装置(例如基站或移动终端)收到的信号值，被转换成所谓的软值，这些软值包括上述可靠性信息，并输入到这个译码器中。
图4画出了一种已有解决方案中用于无线通信系统的一种通信装置的一个译码部分方框图。这个译码部分包括一个上面那种软值生成装置10和一个信道译码器12。这个软值生成装置10包括一个归一化器14和随后的一个软解调器16。输入的信号值Xi，n(i表示帧号，n表示第i帧里的数值号)被归一化器14归一化，从而使归一化器14的输出值Y’i，n的范围在译码器12的输入值范围(例如8位)内。归一化器14的这些输出值Y’i，n被输入到软解调器16中，软解调器16生成译码器12需要的对数似然软值Yi，n。软解调意味着将归一化值Y’i，n乘以一个数值，这个数值和采用的通信信道的信噪比SNR有关。经过软解调之后，这些数值Yi，n必须被软解调器16中的一个限幅器限幅，从而使它们的范围在译码器12的输入值范围内。
在归一化器14中，这些进来的值Xi，n在归一化之前被截断，即所有大于预定最大值的那些数值用这个最大值代替，所有小于预定最小值的那些数值用这个最小值代替。由这些Xi，n值计算出的一个绝对平均值乘以一个固定的比例因子，被用作最大值和最小值的绝对值。
由于要提供归一化器、软解调器和限幅器，上述已知软值生成装置的硬件相当复杂。因此，本发明的一个目的是提供一种软值生成装置，它的硬件不是那么复杂。
为了达到这个目的，本发明提供一种装置，用来从进来的信号值生成软值，输入到用于无线通信系统中通信装置的信道译码器中，包括：
-用来截断进来的这些信号值，从而它们落在预定极限值的范围内的截断装置，和
-用来归一化截断后的这些信号值，从而使它们在这个译码器的输入值输入范围内的归一化装置，
其特征在于根据代表进来的信号值信噪比的信息，这个截断装置用于确定极限值范围的边界，其特征还在于经过归一化之后，截断以后的这些信号值被作为软值输出。
在本发明的解决方案中，和现有技术装置中的情况一样，极限值范围的边界不是固定不变的，而是取决于用来传输进来的信号的通信信道的信噪比特征。在信噪比特征决定的边界截断信号值，接着将这样截断后的信号值进行归一化，可以给归一化值赋予可靠性信息，这些信息是译码器对它们进行正确译码所需要的。不需要现有技术装置中独立的软解调过程和随后的限幅过程。这样一来，现有技术装置中的三个功能块，即归一化、软解调和限幅就可以被本发明装置中的一个信号功能块代替，以后就将这个块叫做软归一化器。和现有技术装置相比，采用这种软归一化器可以大大减少硬件的复杂程度。另外，已经说明将本发明的软归一化器生成的软值用作一个快速译码器的输入值，可以减少这个快速译码器生成译码值所需的迭代次数。
按照本发明的一个优选实施方案，这个截断装置可以用来利用进来的信号值计算出一个绝对平均值，并且在这个绝对平均值乘以一个比例因子的基础之上，确定极限值范围的边界值。然后，为了了解极限值范围的边界跟信噪比的关系，可以将这个截断装置用于在代表信噪比的信息的基础之上确定比例因子。
最好将截断装置用于确定比例因子，从而在信噪比较小时能获得较大的极限值范围，而当信噪比较高时获得较小的极限值范围。也就是说，当进来的信号值的可靠性低时可采用较大的极限值范围，当进来的信号值的可靠性高时采用较小的极限值范围。
本发明还提供了一种方法，用来利用进来的信号值生成软值，输入到用于无线通信系统的装置的信道译码器中，包括以下步骤：
-截断进来的信号值，从而使它们落在预定的极限值范围内，和
-归一化截断后的信号值，从而使它们在译码器的输入范围内，
其特征在于利用代表进来的信号值的信噪比的信息来确定极限值范围的边界，截断的信号值经过归一化后，作为软值输出的步骤。
在这个方法中，可以利用进来的信号值计算出一个绝对平均值，然后，极限值范围的边界可以在这个绝对平均值乘以一个比例因子的基础之上加以确定，这个比例因子是利用代表信噪比的信息来确定的。特别是可以确定这个比例因子，从而当信噪比较低时能获得较大的极限值范围，而当信噪比较高时能获得较小的极限值范围。
下面，通过实例并结合附图对本发明作更详细的说明，其中：
图1是本发明中用于无线通信系统通信装置的译码部分的方框图，
图2是图1所示译码部分一个软归一化器的方框图，
图3是说明图2所示软归一化器如何工作的一个信号图，和
图4是现有技术译码部分的方框图。
图1所示的译码部分是无线通信系统，例如GSM或UMTS系统里通信装置，例如基站或移动终端的一部分。这个译码部分包括一个软值生成装置或软归一化器20和一个信道译码器22。这个软归一化器20从一个QPSK或者这里没有画出的任何其它解调器接收信号值Xi，n(i表示帧号，n表示第i帧里的数值号)。这个信道译码器22最好是一个迭代译码器，例如一个快速译码器，要用对数似然软值Yi，n作为它的输入。这个软归一化器20利用进来的信号值Xi，n生成这样的对数似然软值Yi，n。
图2说明软归一化器20的结构。这个软归一化器20包括一个平均值计算块24，用来计算进来的信号值Xi，n的绝对平均值m；一个比例因子生成块26，用来生成比例因子α，以及一个截断块28，用来截断信号值Xi，n。这种截断是根据绝对平均值m和比例因子α来进行的。
绝对平均值m是在Xi，n的绝对值的基础之上计算出来的，可以针对一帧或多帧完成。比例因子α和Xi，n的信噪比SNR有关。比例因子α和信噪比SNR之间的关系可以由公式或者预存在比例因子生成块26的查阅表给出。α和信噪比之间的关系是这样的，当信噪比增加时，也就是当传输信道的传输质量提高时，α也增加。
在截断块28中这些信号值Xi，n被截断，使它们落在极限值范围内，这个极限值范围的边界是根据绝对平均值m和比例因子α来确定的。这意味着所有大于极限值范围上边界的Xi，n值被这个上边界值代替，所有小于极限值范围下边界的Xi，n值被这个下边界值代替。其余Xi，n值通过截断块28的时候不改变。具体而言，这个极限值范围的上边界值被设置成m/α，下边界值设置为-m/α。这样一来，当进来的信号值Xi，n受噪声轻微干扰(α值为高)，可以认为可靠性好的时候，将极限值范围设置为窄范围，而当进来的信号值Xi，n受噪声严重干扰(α值为低)，可以认为可靠性较差的时候，将极限值范围设置为宽范围。
在图2中，从截断块28输出的截断后的信号值用Xt i，n表示。接着对截断信号值Xt i，n进行归一化处理。为此，在除法点30中将截断信号值Xt i，n除以可能的最大值，这个最大值可以由截断信号值Xt i，n设定，即它们被m/α除。接着，在图2中以Xn i，n表示的归一化值由乘法器32调整到合适的范围，使软归一化器20输出的软值的输出范围和译码器22(参考图2的位置32)的输入值范围相匹配。在图2中输出的软值以Yi，n表示。乘法器32输出的软值Y’i，n被提供给舍入装置34，将软归一化器20输出的软值Yi，n舍入到译码器22要求的输入比特范围内。软归一化器20的输出范围和输入给译码器22的位数有关。
图3说明上述运算。图3中进来的信号值Xi，n以信号X表示，它的范围是-2a-1～+2a-1，这里a表示软归一化器输入值的位数。图3中也给出了X的绝对平均值m，以及极限值范围的边界，即+m/α和-m/α，高于和低于边界值的X信号值被截断。接着，截断后的信号X通过归一化处理被映射到-2b-1～+2b-1的范围内，这里b表示软归一化器输出值的位数。然后，将归一化了的信号舍入后从软归一化器20输出，输出值的位数b跟译码器22的输入值范围相同。

Claims (6)

1.一种装置，用来利用进来的信号值(Xi，n)生成软值(Yi，n)，输入用于无线通信系统的通信装置的信道译码器(22)，包括：
-截断装置(24，26，28)，用来截断进来的所述信号值(Xi，n)，使它们落在预定的极限值范围内，和
-归一化装置(30，32)，用来归一化所述截断信号值(Xt i，n)，使它们在所述译码器(22)的输入值范围内，
其特征在于
所述截断装置(24，26，28)被用于根据代表进来的信号值(Xi，n)信噪比的信息，确定所述极限值范围的边界，其特征还在于该截断信号值(Xt i，n)在归一化后，被作为所述软值(Yi，n)输出。
2.权利要求1的装置，
其特征在于
所述截断装置(24，26，28)被用于利用进来的信号值(Xi，n)计算出一个绝对平均值(m)，并在该绝对平均值(m)乘以一个比例因子(α)的基础之上确定所述极限值范围的边界，截断装置(24，26，28)用于根据代表信噪比的信息确定所属比例因子(α)。
3.权利要求2的装置，
其特征在于
所述截断装置(24，26，28)被用于确定所述比例因子(α)，从而当信噪比较低时获得较大的极限值范围，当信噪比较高时获得较小的极限值范围。
4.一种方法，用来利用进来的信号值(Xi，n)生成软值(Yi，n)，输入用于无线通信系统的通信装置的信道译码器(22)中，包括的步骤有：
-截断进来的所述信号值(Xi，n)，使它们落在预定的极限值范围内，和
-归一化所述截断信号值(Xt i，n)，使它们在所述译码器(22)的输入值范围内，
其特征在于
在代表进来的信号值(Xi，n)信噪比的信息的基础之上确定所述极限值范围的边界，截断信号值(Xt i，n)经归一化后，作为所述软值(Yi，n)输出的步骤。
5.权利要求4的方法，
其特征在于
利用进来的信号值(Xi，n)计算出一个绝对平均值(m)，并根据在绝对平均值(m)乘以一个比例因子(α)的基础之上确定极限值范围的边界值，所述比例因子(α)是在代表信噪比的信息的基础之上确定的。
6.权利要求5的方法，
其特征在于
确定所述比例因子(α)，使得信噪比较低时获得较大的极限值范围，信噪比较高时获得较小的极限值范围的步骤。
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