CN1375948A - 在资源约束条件下编码数据块尺寸最佳化的方法 - Google Patents

Abstract

使得要进行迭代译码的编码数据的块的尺寸最佳化的方法,该方法包括第一步骤,估值用于译码正常尺寸(N)的块的可提供的资源(T),以及第二步骤,从多个块尺寸(N/k)中间(这些块尺寸是正常尺寸被大于或等于1的整数因子(k)的约数并要求与所述可提供的资源相兼容的平均迭代数目(n_iterations),寻找使得有可能得到迭代译码的输出中最低错误率的块尺寸。

Description

在资源约束条件下编码数据块尺寸最佳化的方法

发明领域

本发明涉及使得要进行迭代译码的编码数据块的尺寸最佳化的方法，诸如在快速码译码器(turbodecoder)或快速码均衡器(turboequaliser)中实施的方法。该方法特别可应用于所谓的第三代电信系统。

发明背景

快速码(turbocode)的概念是由C.Berrou，A.Glavieux和P.Thitimajshima在他们的论文“Near Shannon Limit Error-Correcting Coding and Decoding：Turbo-codes(接近香农极限的纠错编码和译码：快速(Turbo)码)”，ICC-1993，ConferenceProceedings，pp.1064-1070中引入的，正如已知的，它已获得了许多发展。

我们记得，快速编码是由交织步骤分开的基本码的级联引起的。这些基本码可以具有不同的类型：用于卷积快速码的递归系统码(表示为RSC)或用于块快速码的块码(RS，BCH)。后者是由R.Pyndiah，P.Combelles和P.Adde在题目为“A very low complexity block tubodecoder for product codes(用于乘积码的非常低复杂性的块快速码译码器)”，published in Proc.of IEEE Globecom.，pp.101-105，1996的论文中描述的。已经设想了不同类型的级联，诸如并行级联，在其中将相同的信息在被交织后由每个编码器分开地编码，以及串行级联，在其中将每个编码器的输出在被以后的编码器编码以前进行交织。对于详细的说明，对于并行级联，可以参考上述的、Berrou等的文章，而对于串行级联，可以参考S.Benedetto，G.Montorsi，D.Divsalar，和F.Pollara的文章，“Serial concatenation ofinterleaved codes：Performance analysis，design and iterativedecoding(交织码的串行级联：性能分析，设计和迭代译码)”，JPLTDA Progr.Rep.，Vol.42-126，Aug.1996。

快速码的译码传统上借助于迭代过程(也称为快速译码)来实施，包含一系列基本译码操作，每个基本译码操作接收加权的输入值和提供加权的输出值，分别关系到相应的基本编码操作的输入，以及对于串行快速码，关系到相应的基本编码操作的输出。该加权的输入和输出值代表在相应的基本编码器的输入端和输出端(对于串行快速码)处的二进制和M进制符号的概率。去交织和交织运行作为在编码时执行的交织运行的功能而发生，并使得每个基本译码运行能够以与相应的编码运行的输入端处的次序来考虑数据。

图1a示意地表示快速编码器的例子。所示的快速编码器是二维并行快速编码器。具有数据块形式的信息x被第一基本编码器110编码，以便提供第一输出值y₁，并在由交织器115交织后，被第二基本编码器120编码，以便提供第二输出值y₂。该系统信息在被信道交织器140交织之前，在130中与编码信息y₁和y₂相乘。

在接收方面，通过图1b所示的快速译码器对信息进行译码。在信道去交织器145中去交织后，信息x，y₁，和y₂被多路分路器150进行多路分路。例如，Log MAP型的基本译码器160和170分别对应于基本编码器110和120。该加权输入和输出型的译码器160接收x的先验的信息和编码信息y₁，以便由此得出x的后验的信息。后验信息与先验信息之间的差值被称为外在的信息。x的先验信息和由第一译码器提供的外在信息e₁被交织，然后被相加，以便将x的新的先验信息(或更精确地是x’的，即x的交织的版本)提供到译码器170。译码器170从逐个先验信息和编码信息y₂估值x的后验信息。通过在171中的差值从中得出固有信息e’₂，之后，在去交织器180中进行去交织，然后在151中被加到系统信息上，以便把x的新的先验信息提供到译码器160。然后将这些译码步骤重复进行预定数目n_iteration的迭代。译码器170的输出端处的适应性强的数值被提交到判决装置190，以便提供硬判决值。对190的输出运行的纠错检验195确定译码块是否无错误的，以及在肯定的情形下，中断该迭代而不必等待到达预定数目n_iteration。另外，为了决定迭代停机，该快速译码器可以不使用CRC，而使用关于加权值的另一个停机准则，诸如在J.Hagenauer等的、题目为“Iterative decoding of binary block andconvolutional codes(二进制块和卷积码的迭代译码)”，IEEETransactions on Information Theory，vol.42，pp.429-445，March1996的文章或在M.Moher的、题目为“Decding via cross entropyminimization(通过熵最小化的译码)”，Proc.IEEE Globecom Conf.，Houston，TX，pp.809-813，Dec.1993的文章中揭示的准则。

迭代译码的原理由C.D等在题目为“Iterative Correction ofIntersymbol Interference：Turbo-equalization(符号间干扰的迭代校正：快速码均衡)”，European Trans.Telecomm.，vol.6，No.5，Sept./Oct.，pp.507-511的文章中被更换为均衡。这种迭代均衡方法，也被称为快速均衡，是从以下原理出发的：受符号间干扰(ISI)影响的信道可被认为是等价于卷积编码器，因此，信道编码器、交织器和传输信道的级联本身可被认为等价于快速编码器。

图2b示意地显示快速均衡器的结构。假设在与图2a所示的发射机相同的一侧，数据在编码器201中受到信道编码，之后在交织器202中被交织，以及在调制器203中进行M进制的符号的变换。数据以被信道交织器204交织的符号块的形式被发送。快速均衡器首先包括信道去交织器210，后面跟有Log-MAP型加权输出均衡器，提供编码数据的适应性强的数值。这些数据在去交织器230中被去交织，之后由带有加权输出的Log-MAP型译码器进行译码。从译码器240发出的适应性强的数值被提交到判决装置250，提供相应的硬判决值。在译码器240的输入端处的加权值被从输出值中减去，以便提供外在信息e。在交织后，该外在信息一方面从均衡器220的输出中被减去，另一方面，在被发送到均衡器220之前进行重新调制。从接收的符号和被重新调制的固有信息，均衡器220进行新的先验估值。快速均衡器因此对符号块实行预定数目的迭代。对250的输出的纠错检验260诊断存在或是不存在错误，迭代过程被中断不再迭代，而不必等待到预定的数目n_iterations。另外该停机准则可以关系到加权值，正如在上面看到的。

关于设计，应当指出，对于快速编码和快速均衡可以在同一个处理器内或在被排列成流水线的专用电路中一个接一个地实行迭代，每个负责给定秩数的迭代。

在快速编码和快速均衡的情形下，用误码率(BER)或分组错误率(PER)来表示的性能越好，内部交织器(IL)的尺寸N的长度越大。这是因为内部交织器的尺寸增加，也就是说对其实行交织的块的尺寸增加，改进了快速码的汉明(Hamming)加权分布和迭代译码的效能。该交织增益随快速码类型而变化。此后，术语“性能”将与译码的数据的BER或PER无差别地使用。

图3示例地表示图1a的快速编码器的交织增益，当块的尺寸N从200改变到1000时，它的基本编码器是多项式(13，15)_oct的RSC(递归系统卷积)编码器。

当信号-噪声比(SNR或C/N，代表载波/噪声)是很低时，从现有技水平术得知，高的N数值可用来改进系统的性能。然而，N的增加有损于接收机的等待时间，也就是说，在这个时间末尾，接收的数据块或符号块实际上是以译码的形式可供使用的。这是因为接收机的等待时间可被写为： $T_{\mathrm{Intency}}=T_{\mathrm{rec}}+\frac{N}{D_d}.n_{\mathrm{lterations}}.....\left(1\right)$

其中D_d是每次迭代的译码速率，以及T_rec是一段时间，在这段时间末尾，尺寸N的块在接收机中是以去交织的形式可供使用的。如果在发射机处实施尺寸M的信道交织(M≥N)，则将会给出T_rec＝M/D_u，其中D_u是有用信息速率。如果不使用信道交织，则接收时间就将是T_rec＝N/D_u。

对于给定的最大等待时间或设定的等待时间以及预定数目的迭代，公式(1)使得有可能得出给定最大性能的块尺寸。

相反，等待时间的减小可以通过减小块的尺寸而达到，然而，代价是系统效能的相关降低。为了回复到可接受的性能，已经知道，可以提高发射功率，这自然加重系统资源的负担。

发明概述

基于本发明的问题是对于给定的最大等待时间和根据给定的资源，确定能提供比起现有技术水平更好性能的块的尺寸N。

本发明给出的解决方案是通过使得要进行迭代译码的编码数据的块的尺寸最佳化的方法定义的，该方法包括第一步骤，估值用于译码正常尺寸的块的可提供的资源，以及第二步骤，从多个块尺寸中间(这些块尺寸是正常尺寸被大于或等于1的整数因子的约数并要求与所述可提供的资源相兼容的平均迭代数目)，寻求使得有可能得到迭代译码的输出中最低的错误率的块尺寸。

可供使用的资源是对于接收所有的数据块和对于在所述块上实施迭代译码可提供的时间或能量。如果数据由信道交织器进行交织，所述可供使用的资源可以是时间或用于得到具有去交织形式的块的数据和用于对去交织的数据块实施迭代译码可供使用的能量。

有利地，第一步骤也对于正常的块尺寸确定与所述可供使用的资源相兼容的最大的迭代数目。对于当前的块尺寸和信号-噪声比，按照要求的最大错误率，估值由迭代译码必须实施的最小迭代数目。

如果所述最大的迭代数目超过所述最小的迭代数目，则不一定实施第二步骤。

按照一个实施例，第二步骤从正常块尺寸的约数的块尺寸中间和从不同的最大的迭代数目中间来选择块尺寸和与这个尺寸有关的最大的最大迭代数目，给出与所述可供使用的资源相兼容的平均迭代数目。使得有可能得到在迭代译码的输出中最低的错误率的最佳尺寸是在所选择的约数尺寸中间并对于相关的最大迭代数目找到的。

对于为给定因子k的约数的尺寸和给定的最大的迭代数目，平均的迭代数目是按照信号噪声比作为由迭代译码对于在一系列约数尺寸的块中的每个块实施的迭代数目的平均值被确定的，如果满足预定的可靠性准则，或如果对于这个块的迭代的数目达到所述给定的最大迭代数目，则对于所述约数尺寸的块停止进行迭代。

有利地，将对于不同的约数尺寸、不同的最大迭代数目和不同的信号噪声比的平均迭代数目存储在一个表中。随着迭代译码的进行，该表可被更新。在可应用的场合，平均的迭代数目可以通过从表上可提供的数值进行内插而得到。

按照第一变例，在初始尺寸的块中的数据被编码为一系列最佳尺寸的子块以后，通过迭代译码的一系列迭代，这些子块被逐个地译码，如果满足预定的可靠性准则，或如果迭代的数目达到与所述最佳尺寸有关的最大迭代数目，则对于子块停止进行迭代。

按照第二变例，在初始尺寸的块中的数据被编码为一系列最佳尺寸的子块以后，通过对每个子块接连地实施迭代译码的迭代，将这些子块译码，如果满足预定的停止准则，或如果迭代的数目达到与所述最佳尺寸有关的最大迭代数目，则对于子块不执行迭代。另外，如果满足预定的停止准则，或如果所述可供使用的资源已用完，则对于子块将不执行迭代。

本发明也通过对由快速码编码器编码的数据块进行迭代译码的、具有用于实施以上所揭示的最佳化方法的装置的设备规定的，所述装置提供最佳块尺寸以及该设备还包括用于把最佳块的尺寸信息发送到快速编码器的装置。

本发明也关系到编码/译码系统，包括用来编码数据块的快速编码器和如以上规定的迭代译码设备，用来译码由快速编码器编码的数据块，后者包括用于接收所述最佳块尺寸信息和用于按照所述接收信息修正至少一个内部交织器的尺寸的装置。

本发明也关系到用于编码数据块的设备，该设备具有用于实施如以上所规定的最佳化方法的装置，所述装置提供最佳块尺寸以及设备还包括用于按照所述最佳块尺寸自适应地修正编码数据块的尺寸的装置。

最后，本发明关系到对由编码器编码的和被调制的数据块进行快速均衡的设备，该设备具有用于实施以上所规定的最佳化方法的装置，所述装置提供最佳块尺寸，所述设备还包括用于把最佳块尺寸发送到编码器的装置。

附图简述

通过阅读以下的对于示例性实施例的说明，将更清楚地了解上述的本发明的特征等等，所述说明是相对于这些附图给出的，其中：

图1a示意地显示现有技术水平的已知的快速码编码器的例子；

图1b示意地显示用来译码由图1a的快速码编码器编码的数据的、具有已知的结构的快速码译码器的例子；

图2a示意地显示现有技术水平的已知的发射机的例子；

图2b示意地显示现有技术水平的已知的快速码均衡器的例子；

图3显示图1a的快速码编码器的交织增益，从第一块尺寸改变到第二块尺寸；

图4a显示对于给定的最大的迭代数目和当使用完备的停止准则时以及在块的尺寸具有第一块的尺寸的情形下，图1b的快速码译码器的平均的迭代数目；

图4b显示对于给定的最大的迭代数目和当使用完备的停止准则时以及在块的尺寸具有第二块的尺寸的情形下，图1b的快速码译码器的平均的迭代数目；

图5显示对于满足完备的停止准则所必须的迭代数目的直方图；

图6显示由于本发明引起的、平均迭代数目的优点；

图7显示具有不同的交织长度和设定的迭代数目的快速码的性能；

图8显示按照本发明的第一实施例的、确定最佳块尺寸的方法的流程图。

发明的详细描述

基于本发明的一般概念利用这样的事实：在迭代译码器中，对于预定的最大的迭代数目n，也被称为设置数n_iterations，数据块可以在进行最后迭代以前被整个地译码。例如，如果用于迭代的停止准则是完备的理想准则(零BET，也就是说，在块中完全不存在错误)，则平均的迭代数目 n_iterations常常小于设置数，正如在图4a上看到的。这个图显示对于不同的n_iterations数值和对于N＝1000的块尺寸时 n_iterations的改变作为信号噪声比的函数。图4b显示对于对于N＝10000块尺寸时的这个改变。在两个例子中，可以看到，对于给定的最大的迭代数目，n_iterations，平均迭代数目没有达到最大值，当信号噪声比是很高时，这更是这种情形。自然，实际上，没有完备的准则：例如通过CRC测试到不存在错误，一旦CRC不再检测到错误，就停止迭代。有关 n_iterations相对于n_iterations改变的结论无论如何总是保持正确的。

图5示意地显示为得到零BET(所以是PET)所必须的迭代数目的直方图。实际上，由于不可能实施无限大数目的迭代，正如以上看到的，由此得出按照(1)的、与等待时间和交织器的尺寸相兼容的、设置的迭代数目n_iterations。直方图的平均值 n_∞相应于无限大设置数。对于给定的设置数，平均 n_iterations被取为曲线的画阴影线的面积。

假设给定设置的等待时间T，以及已确定满足T_latency≤T的一对数值(n_iterations，N)，其中T_latency由(1)给定。此后，n_iterations和T_latency分别被表示为n_iterations ⁽¹⁾和T_latency ⁽¹⁾。

现在假设块的尺寸N，从而假设快速码编码器或快速码均衡器的内部交织器的尺寸，被除以非零整数k。等待时间T_latency ^(k)(在这个时间的末尾，减小的尺寸N/k的k个数据块被译码)然后被表示为： $T_{\mathrm{latency}}^{\left(k\right)}=T_{\mathrm{rec}}^{\left(k\right)}+\underset{i=1}{\overset{k}{\mathrm{\Σ}}}\frac{N/k}{D_d},n_{\mathrm{iterations}}\left(i\right)=T_{\mathrm{rec}}^{\left(k\right)}+\frac{N}{D_d},{\stackrel{-}{n}}_{\mathrm{iterations}}^{\left(k\right)}---\left(2\right)$

其中T_rec ^(k)是接收时间，在这个时间的末尾，尺寸N/k的k个数据块是在接收机中可供使用的，其中是以交织的形式可应用的。在不存在信道交织时，这个接收时间等于

，其中N/(k·D_u)是尺寸N/k的第一块的接收时间，以及δ_trec ⁽ⁱ⁾是接收机必须在第(i-1)块的译码的结尾与第(i)块的接收的结尾之间等待的时间。因此，这给出：

。另一方面，当在发射机中实施具有M_k＞N/k的尺寸M_k的信道交织时，这给出：

，其中δ_rec ⁽ⁱ⁾是在第(i-1)组的k·M_k/N块的去交织的结尾与一方面它们的译码以及另一方面第i组的接收的结尾之间的等待时间。实际上，将取M_k＝N，所以 。

n_iterations(i)是使用预定的停机准则和对于给定的设置的迭代数目时，由译码器对尺寸N/k的第i块实施的迭代数目n_iterations ^(k)。

n_iterations ^(k)是在k个块的组上作出的平均的迭代数目。应当指出，n_iterations ^(k)通常取决于对于块的尺寸N/k选择的设置的号码n_iterations ^(k)和信号噪声比。此后，项(N/k，n_iterations ^(k))将被使用于快速码，作用在尺寸N/k的块以及借助于每个块至多n_iterations ^(k)而被译码。

首先应当指出，通常，信道交织的尺寸Mk随k增加而减小(在广义上)，所以是k的递减函数：T_rec ^(k+1)≤T_rec ^(k)是否应用信道交织。

还应当指出，停机准则可以容忍预定的残余误码率。如上所述，可以使用停机准则作用在加权输出或输出或外来信息，当达到预定的可靠性门限值时，可以触发迭代停机。在所有的情形下，停机准则关系到译码的数据块的可靠性，正因为这个原因，它也被称为可靠性准则。所使用的停机准则被选择成对于所有的k的数值都是相同的。

本发明是基于这样的事实：通常有可能找到整数k和设置的数目n_iterations ^(k)，以使得约束条件T_latency ^(k)≤T满足时给出比k＝1时更好的性能。关系式T_latency ^(k)≤T通常比T_latency ⁽¹⁾≤T较少约束，因为它涉及到平均的迭代数目( n_iterations ^(k))，而不是最大的迭代数目(n_iterations ⁽¹⁾)。

图6显示两种情形之间的比较。迭代由在块的长度上延伸的水平线表示。如果在迭代后仍保持有错误，该线是虚线，否则是实线。图的顶部显示对尺寸N的块的迭代译码过程，对于设置的数目n_iterations ⁽¹⁾＝3，满足等待时间约束条件3N/D_d＜T(为了简化起见，假设没有信道交织以及接收时间是零)。迭代过程在第3次迭代的末尾收敛，以及译码的块具有残余误差。该图的底部显示当块的尺寸被除以10时的情形。设置的数目n_iterations ⁽¹⁾被选择为等于8。可以看到，对于大多数的块，迭代过程在n_iterations ⁽¹⁰⁾迭代之前和甚至在n_iterations ⁽¹⁾之前收敛得很好：在本例中，只有块No.8在第8次迭代的末尾仍旧有错误。因为 n_iterations ⁽¹⁰⁾＝3，等待时间的约束条件符合得很好。块的划分使得有可能把恒定的等待时间和计算资源“集中”在关键块的迭代上。因此，在判决块之前，接收机的性能是具有3次译码迭代的、长度N的快速码的性能，而在平均后，它是8次译码迭代后长度N/10的快速码的性能。

图7显示当块的长度(从而是交织器115的长度)从N＝10,000改变到N＝1000时和当设置的迭代数目相关地从n_iterations ⁽¹⁾＝3改变到n_iterations ⁽¹⁰⁾＝8时，由图1a的、包含两个基本的、多项式(13，15)_oct编码器的快速码编码器编码的快速码的性能。这个比较仅仅对于 n_iterations ⁽¹⁰⁾≤3时是正确的，这相应于C/N＞-0.75dB，正如图4a上看到的。在图4b上可以看到，对于-0.75dB的信号噪声比和n_iterations ⁽¹⁾＝3，平均迭代数目n_iterations ⁽¹⁾等于最大值n_iterations ⁽¹⁾。另一方面，在同样的条件下，对于同样的的信号噪声比和n_iterations ⁽¹⁰⁾＝3，在图4a上可以看到，平均迭代数目 n_iterations ⁽¹⁰⁾不同于最大值n_iterations ⁽¹⁰⁾。只要 n_iterations ⁽¹⁰⁾保持小于3(这是直到n_iterations ⁽¹⁰⁾＝8的情形)，就可以增加n_iterations ⁽¹⁰⁾。在图7上可以看到，对于C/N≥-0.75dB的范围，根据BET和PET来看，块的尺寸除以10，由于对于恒定的等待时间的最大迭代数目增加，性能上可以给出很大的改进。

一般来说，对于恒定的等待时间，把数据块除以因子k使得有可能从长度N的快速码(与最大迭代数目n_iterations ⁽¹⁾有关)改变到长度N/k的快速码(N/k，n_iterations ^(k))(与最大迭代数目n_iterations ^(k)有关)。如果为了遵从等待时间约束条件： n_iterations ^(k)＝n_iterations ⁽¹⁾，则n_iterations ^(k)＞n_iterations ⁽¹⁾，这允许把迭代集中在判决块上。K因子的选择是按照满足T_latency ^(k)≤T的快速码(N/k，n_iterations ^(k))的性能作出的。事实上，k的选择是在交织增益(N/k越小，它越低)与由于交织译码(n_iterations ^(k)＞n_iterations ⁽¹⁾)得到的好处(k越大，它越大)之间的折衷。

图8示意地给出按照本发明的、块尺寸最佳化的方法的流程图。810处显示的发送使用交织长度N。在接收方面，在820处从N，以及在821处从计算资源的估值和/或最大等待时间T，借助于方程(1)确定设置的迭代数目n_iterations ⁽¹⁾。同样地，在830处从N和信号噪声比，借助于表831确定达到需要的BET或PET水平所需要的迭代数目n_req。接着，在840，比较n_iterations ⁽¹⁾与n_req。如果n_iterations ⁽¹⁾≥n_req，则块的尺寸不能被划分(因为对于相同的性能，这会导致迭代数目的增加)，以及最佳化过程终结。另一方面，如果n_iterations ⁽¹⁾＜n_req，则在850处，在表851中，关于信号噪声比，寻找所有的对(N/k，n_iterations ^(k))，其中k≥1，以及N的除数，以使得T_latency ^(k)≤T。然后选择给出最好的性能(BET，PET)的k的数值，以及(最大的)相关的最大迭代数目n_iterations ^(k)，使得有可能满足T_latency ^(k)≤T。在860，测试所选择的k的数值是否大于门限值k_min，保证实际迭代数目的平均。在否定的情形下，不实行块的尺寸的划分(k＝1)。另一方面，在肯定的情形下，因子k在返回信道上被发送到快速码编码器。快速码编码器调整块的尺寸到数值N/k，从而是它的内部交织器的尺寸。

按照本发明的变例，不实行测试840，直接在850处寻找在等待时间约束条件下给出最好性能的k的数值和相关的数目n_iterations ^(k)。因此，确保得到遵循所述约束条件的最好的可能的性能。

在821，借助于专用资源管理算法，或后验，通过查验对于块的尺寸N/k实施的最大迭代数目，可以估值资源。

表831和851可以从得到的性能和实际的迭代数目被提前或随后产生。它们也可以在系统继续使用时被提前产生或完成。表上没有提供的数值可以从已有的数值通过内插进行计算。

自然，在块尺寸划分后，系统随后返回到最大尺寸的块，或如果资源约束条件(例如等待时间约束条件)放松或如果业务质量(QoS)不再需要最佳性能，甚至回到初始的块尺寸。

按照本发明的第二实施例，块的尺寸最佳化的过程在发送方面实施，系统在接收机与发射机之间没有返回信道。算法不包括接收机资源的估值，但对于给定的类型的应用项决定改进错误率(BET，PET)，而不增加接收机的等待时间。

当块的尺寸N被除以因子k时，迭代过程可以以两个可能的方式实施。

按照第一变例，对于k个块的每个块，实施第一次译码迭代，然后在第一迭代后对于具有剩余错误的块实施第二次译码迭代，等等，直至最大迭代数目达到为止，或更好地，直至分配给用于k个块的译码的可供使用的资源或时间用完为止。在每次过程，具有剩余的错误的块由停机准则被识别。这样，可以确信，可供使用的资源和分配的时间以最佳的方式被使用，以及避免在译码一个块时“拖延”太长，如果k不是足够大以确保迭代数目的足够的平均，它会有损于以后的块。

在图6的例子的情形下，这个变例的实施将是如下：

1.对于块1到10迭代#1

2.对于块1到10迭代#2            -＞块1，2，5，6，10正确

3.对于块3，4，7，8，9迭代#3    -＞块3，4，7，9正确

4.对于块8迭代#4

5.对于块8迭代#5

6.对于块8迭代#6

7.对于块8迭代#7

8.对于块8迭代#8

当信道交织时间T_ilc是固定时或当k很小时，这个第一译码变例是有利的。这是因为在第一种情形下在能够译码一个块之前必须等待时间长度T_ilc，以及在第二种情形下，它使得有可能补救任何平均缺陷。

按照第二变例，k＝10块的每个块顺序地被译码。在最大n_iterations ⁽¹⁰⁾＝8时，使用停止准则对每个块顺序地实施译码迭代，以便在所有的k个块上进行平均，理想地达到每个块 n_iterations ⁽¹⁰⁾＝3。

在图6的例子的情形下，这个变例的实施将是如下：

1.对于块1迭代1到2

2.对于块2迭代1到2

3.对于块3迭代1到3

4.对于块4迭代1到3

5.对于块5迭代1到2

6.对于块6迭代1到2

7.对于块7迭代1到3

8.对于块8迭代1到n_iterations ⁽¹⁰⁾＝4

9.对于块9迭代1到3

10.对于块10迭代1到2

当信道交织时间T_ilc是不固定时或当k很大时，这个第二译码变例是有利的。这是因为在如果时间T_ilc是不固定的，则它可被减小到相应于对k’＜k个接连的尺寸k/N的块的交织的数值，这可能以性能损失为代价。结果，由(2)式给出的等待时间T_latency ^(k)也减小。等待时间的这种好处，通过增加对于k个块的每个块的最大迭代数目，可被转换成性能好处。

必须指出，至今为止主要处理的等待时间约束条件只是对于实施迭代译码遵循的资源约束条件的一个例子。资源也意味着由处理器耗费的能量。如果迭代译码由快速处理器进行处理，这显然是这种情形：在这种情形下，比起计算时间本身，约束条件更多地关系到要执行的运行数目，所以关系到所耗费的能量。更一般地，资源将意味着易于被用于实施迭代译码的计算装置耗费的附加物理量，或这样的物理量的组合。

另外，虽然本发明的描述是按资源约束条件下快速码编码块的尺寸的最佳化过程来说明的，但它同样地也应用于在资源约束条件下快速码均衡块的尺寸最佳化过程，这个最佳化可以在快速码均衡器中(第一实施例)或是在发射机中(第二实施例)实行。

Claims (19)

1.一种使得要进行迭代译码的编码数据的块的尺寸最佳化的方法，其特征在于，该方法包括第一步骤，估算对于正常尺寸(N)块的译码可提供的资源(T)，以及第二步骤，从多个块尺寸(N/k)中间(这些块尺寸是正常尺寸被大于或等于1的整数因子(k)的约数并要求与所述可提供的资源相兼容的平均迭代数目( n_iterations ^(k)))，寻求使得有可能得到该迭代译码的输出中最低的错误率的块尺寸。

2.按照权利要求1的最佳化方法，其特征在于，所述可供使用的资源是用于接收所有的数据块和用于对所述块实施迭代译码的可供的时间或能量。

3.按照权利要求1的最佳化方法，其特征在于，如果数据由信道交织器交织，所述可供使用的资源是用于得到具有去交织形式的块数据和用于对去交织数据块实施迭代译码可供使用的时间或能量。

4.按照权利要求1到3的最佳化方法，其特征在于，第一步骤也对于当前的块尺寸确定与所述可供使用的资源相兼容的最大的迭代数目(n_iterations ⁽¹⁾)。

5.按照权利要求4的最佳化方法，其特征在于，对于正常的块尺寸和信号-噪声比，作为要求的最大错误率的函数，估算由迭代译码必须实施的最小迭代数目(n_req)。

6.按照权利要求5的最佳化方法，其特征在于，只有在所述最大的迭代数目超过所述最小的迭代数目时，才实施第二步骤。

7.按照前面的权利要求的任一项的最佳化方法，其特征在于，该第二步骤在为正常尺寸的约数的块尺寸(N/K)中，在不同的最大迭代数目中，选择块尺寸和与这个尺寸相关的最大的迭代数目(n_iterations ^(k))，给出一个与所述可利用资源相兼容的平均迭代数目( n_iterations ^(k))。

8.按照权利要求7的最佳化方法，其特征在于，使得有可能得到在迭代译码的输出中最低的错误率的最佳尺寸是在所选择的约数尺寸中间并对于相关的最大迭代数目找到的。

9.按照权利要求7或8的最佳化方法，其特征在于，对于为因子k的约数的给定尺寸和给定的最大迭代数目，平均的迭代数目是按照信号噪声比作为由迭代译码对于在一系列约数尺寸的块中的每个块实施的迭代数目的平均值被确定的，如果满足预定的可靠性准则，或如果对于这个决的迭代的数目达到所述给定的最大迭代数目，则对于所述约数尺寸的块停止进行迭代。

10.按照权利要求9的最佳化方法，其特征在于，将不同的约数尺寸、不同的最大迭代数目和不同的信号噪声比的平均迭代数目存储在一个表中。

11.按照权利要求10的最佳化方法，其特征在于，随着迭代译码的进行，该表被更新。

12.按照权利要求9或10的最佳化方法，其特征在于，平均的迭代数目可以通过从表上可提供的数值进行内插而得到。

13.用于迭代译码编码数据块的方法，这些块具有初始的尺寸，其特征在于：最佳块尺寸是按照权利要求7到12的任一项的方法确定的；并将初始尺寸块中的数据编码为一系列最佳尺寸的子块，通过迭代译码的一系列迭代，这些子块被逐个地译码，如果满足预定的可靠性准则，或如果迭代的数目达到与所述最佳尺寸相关的最大迭代数目，则对于子块停止进行迭代。

14.用于迭代译码编码数据块的方法，这些块具有初始的尺寸，其特征在于：最佳块尺寸是按照权利要求7到12的任一项的方法确定的；并将初始尺寸的块中的数据编码为一系列最佳尺寸的子块，通过对每个子块接连地实施迭代译码的迭代，将这些子块译码，如果满足预定的停止准则，或如果迭代的数目达到与所述最佳尺寸相关的最大迭代数目，则对于子块不执行迭代。

15.用于迭代译码编码数据块的方法，这些块具有初始的尺寸，其特征在于：最佳块尺寸是按照权利要求7到12的任一项的方法确定的；并将初始尺寸的块中的数据编码为一系列最佳尺寸的子块，通过对每个子块接连地实施迭代译码的迭代，将这些子块译码，如果满足预定的停止准则，或如果所述可供使用的资源已用完，则对于子块不执行迭代。

16.一种用于对由快速编码器编码的数据块进行迭代译码的设备，其特征在于，该设备具有用于实施按照权利要求1到15的任一项的最佳化方法的装置，所述装置提供最佳块尺寸，该设备还包括用于把最佳块尺寸信息发送到快速编码器的装置。

17.一种编码/译码系统，包括用来编码数据块的快速编码器，和按照权利要求16的、用来译码由快速编码器编码的数据块的迭代译码设备，后者包括用于接收所述最佳块尺寸信息和用于按照所述接收到的信息修正至少一个内部交织器尺寸的装置。

18.一种用于编码数据块的设备，其特征在于，该设备具有用于实施按照权利要求1到15的任一项的最佳化方法的装置，所述装置提供最佳块尺寸，该设备还包括用于按照所述最佳块尺寸自适应地修正编码数据的块尺寸的装置。

19.用于快速均衡由编码器编码的和被调制的数据块的设备，其特征在于，该设备具有用于实施按照权利要求1到15的任一项的最佳化方法的装置，所述装置提供最佳块尺寸，该设备还包括用于把最佳块尺寸信息发送到编码器的装置。

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