CN1488196A - 对里德-马勒码的解码操作 - Google Patents

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Abstract

利用快速哈达马变换(FHT)来解码使用一阶里德－马勒码编码的数据字。如果已知数据字在一端包括多个未使用的比特，则代码字的软判定被改序。然后对软判定的组执行多数查询以产生构成新的代码字的一系列软判定。随后利用比用于原始接收的代码字的FHT更低阶的FHT来对新的代码字解码。

Description

对里德-马勒码的解码操作
技术领域
本发明涉及一种代码处理，即编码和解码。具体上，本发明涉及利用哈达马(Hadamard)变换的解码。
背景技术
可以利用一阶里德-马勒码(Reed-Muller)来对二进制字编码。如果要被编码的字包括5个比特a1-a5，则该代码包括对于每个比特的一个代码行，如下所示：
a1：1111 1111 1111 1111
a2：0101 0101 0101 0101
a3：0011 0011 0011 0011
a4：0000 1111 0000 1111
a5：0000 0000 1111 1111
通过组合与要编码的字的非零比特对应的代码行来建立特定字的代码。通过逐个比特地模2求和来组合代码行以产生编码的字。例如，考虑字10110(a1＝1，a2＝0，a3＝1，a4＝1，a5＝0)。通过组合a1、a3和a4代码行，这个字被编码为1100 0011 1100 0011。利用快速哈达马变换FHT来在接收器对以这种方式编码的字解码。
发明内容
本发明的目的是利用哈达马变换来增强对字的解码。
按照第一方面，本发明提供了一种从要利用哈达马变换解码的第一二进制代码字产生第二二进制代码字的方法，所述方法包括：从第一代码字选择软判定使其成为一个或多个组；并且在每个组中组合软判定以产生形成第二代码字的多个合成软判定。
按照第二方面，本发明也提供一种从要利用哈达马变换解码的第一二进制代码字产生第二二进制代码字的装置，所述装置包括：选择装置，用于从第一代码字选择软判定使其成为一个或多个组；组合装置：组合在每个组中的软判定以产生形成第二代码字的多个合成软判定。
通过以这种方式来操纵第一代码字，产生第二代码字，即使被编码为第一代码字的数据字在一端具有多个未使用的比特，第二代码字也可以在错误校正方面最优化地被解码。
可以使用本发明的编码系统的一个示例是在第三代移动电信(UMTS)中的TFCI解码。TFCI是被编码为一个32比特代码字的一个10比特数据字。利用一阶里德-马勒码来对TFCI字的前6个比特编码。许多信道使用少于6个的TFCI的比特，本发明可以用于在这种情况下获得改善的错误校正。
在一个实施例中，对于每个组所选择的软判定是这样的一组软判定，即如果对在第一代码字中的每个软判定通过将在第一代码字中所述软判定的位置作为十进制数并且将所述十进制数转换为二进制数、比特反转这个二进制数、将被反转的二进制数转换为提供在被改序的代码字中所述软判定的位置的十进制数来对这组软判定改序，则这组软判定将连续地出现在第一代码字中。
在一个优选实施例中，通过对在第一代码字中每个软判定、通过如下的处理或与其相当的处理来移动所述软判定来对第一代码字改序：即通过将在第一代码字中的软判定的位置作为十进制数并且将所述十进制数转换为二进制数、比特反转这个二进制数、将被反转的二进制数转换为提供在被改序的代码字中所述软判定的位置的十进制数，其后通过从被改序的代码字中选择连续软判定的组来编组被改序的代码字的软判定。
在一个实施例中，组合操作包括：通过对组的软判定求和来从一组软判定产生第二代码字的每个软判定。组的大小可能依赖于在被编码为第一代码字的数据字的的一端的未使用的比特的数量。
可以通过利用一阶里德-马勒码来对数据字编码而产生第一代码字。
本发明也扩展为利用哈达马变换来对被操纵的代码字解码。
附图说明
仅仅通过示例，现在参照附图来描述本发明的一个实施例，所述附图示出了具有使用快速哈达马变换(FHT)的解码器的接收器。
具体实施方式
如图1所示，接收器10接收软判定12的流。通过由发送器(如在无线电话系统中的基站)的发送，软判定12来源于一系列的5个比特字，其中每个已经被一阶里德-马勒码编码以产生对应的16比特代码字。因此软判定流包括一系列代码字，每个有16个软判定长。接收器10利用哈达马变换对在软判定流12中的代码字解码，从而恢复数据字。
如果32个可能的数据字的每个都同样可能，则标准的16点FHT在错误纠正能力方面能优化地对代码字解码。但是，在已知编码的代码字仅仅使用在数据字的最低端的一部分(例如不使用最高位)的情况下，16点FHT不是最佳的。
当接收器10对与使用所有5个比特的数据字相关的代码字解码的时候，则用采用16点FHT算法的解码器14来执行解码处理。当接收器10对至少不使用最高比特的数据字相关的代码字解码的时候，则通过首先将代码字通过改序单元16来以不同的方式来对这个代码字解码。
改序单元16以下列方式来对代码字的软判定(SD)改序。一个代码字包括在十进制表示的从0到15编号的位置中的16个SD。以由下表指示的方式来在代码字内对SD改序。表的最上面一行显示由改序单元16接收的代码字中的SD的位置，最下面一行表示在被改序的代码字中的那些SD的顺序。
所接收的 0  1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13  14  15
所改序的 0  8  4  12  2  10  6  14  1  9  5  13  3  11  7  15
于是每个位置的十进制数的被有效地转换为二进制数，它随后被反转和向回转换为十进制数，这个十进制数是在被改序的代码字中的SD的位置。考虑在所接收的代码字中的位置05的SD。当对代码字改序的时候，SD被如此传送：05→0101→1010→10，即将SD传送到被改序的字中的位置10。以这种方式对所接收的代码字的所有SD改序，如上表中所示。
可以将改序的效果考虑为与下面方式相同：取出用于产生代码字的代码行而不是数据字的最高有效位的代码行，并且反转它们的顺序。例如，参见利用代码行a1-a5来编码5比特数据字的介绍中使用的方案，改序代码字的效果等同于通过替代的一组代码行c1-c5产生代码字，其中c1＝a1，c2＝a5，c3＝a4，c4＝a3和c5＝a2。
组合器18将被改序的代码字划分成多组SD。这些组的数量依赖于在由代码字表示的数据字的最高端的未使用比特的数量。如果在数据字中仅仅使用了4个最低位，则代码字被划分成各2个SD的8组。如果在数据字中仅仅使用了3个最低位，则代码字被划分成各4个SD的4组。如果在数据字中仅仅使用了2个最低位，则代码字被划分成各8个SD的2组。如果在数据字中仅仅使用了一个最低比特，则代码字被作为单个组的16个SD。
每组包含来自被改序的代码字的连续SD。组合器18对在每个组中的SD执行多数查询。每个SD由包括符号(正或负-分别表示比特为0或1)和大小(表示在比特被正确地指定为1或0的判定中的可信度)的一个字来表示。多数查询包括对一个组中的软判定求和以产生表示这个组的整体软判定。总之，这些合成SD构成一个合成代码字，它随后通过在解码器20中的FHT被解码。
因为被提供到解码器20的合成代码字比初始的代码字具有更少的SD，因此可以利用比可以应用到初始代码字的FHT更低的阶的FHT来处理它。通过对对应于具有未使用的比特的数据字的代码字执行改序/多数查询来改善纠错性能。
虽然上述的实施例利用5比特的数据字来操作，但是显然本发明可以扩展到利用多于或少于5比特的数据字的系统。
而且，虽然所述的实施例对第一代码字进行改序并且随后选择每个组的连续软判定，但是显然可以直接将软判定选择为多个组以便提供在选择连续软判定之后的改序效果，但是不必使用必须明确对第一代码字改序的中间步骤。
虽然已经参照本发明的实施例具体示出和说明了本发明，本领域的技术人员会明白，在不脱离所附的权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以进行形式和细节上的各种改变。

Claims (21)

1.一种从要利用哈达马变换解码的第一二进制代码字产生第二二进制代码字的方法，所述方法包括：从第一代码字选择软判定使其成为一个或多个组；并且在每个组中组合软判定以产生形成第二代码字的多个合成软判定。
2.按照权利要求1的方法，其中，对于每个组所选择的软判定是这样的一组软判定，即如果对在第一代码字中的每个软判定通过将在第一代码字中所述软判定的位置作为十进制数并且将所述十进制数转换为二进制数、比特反转这个二进制数、将被反转的二进制数转换为提供在被改序的代码字中所述软判定的位置的十进制数来对这组软判定改序，则这组软判定将作为连续组出现在第一代码字中。
3.按照权利要求1或2的方法，还包括步骤：通过对在第一代码字中每个软判定、通过如下的处理或与其相当的处理来移动所述软判定来对第一代码字改序：即通过将在第一代码字中的软判定的位置作为十进制数并且将所述十进制数转换为二进制数、比特反转这个二进制数、将被反转的二进制数转换为提供在被改序的代码字中所述软判定的位置的十进制数，其中选择步骤包括从被改序的代码字选择连续比特组。
4.按照权利要求1-3中任意一个的方法，其中组合一组软判定包括对组中的软判定求和。
5.按照权利要求4的方法，其中组的大小依赖于在被编码为第一代码字的数据字的一端的未使用的比特的数量。
6.按照权利要求5的方法，其中通过利用里德-马勒算法来编码数据字而产生第一代码字。
7.一种解码第一二进制代码字的方法，包括利用权利要求1-6中任何一个的方法来操纵第一代码字以产生第二二进制代码字，并且利用哈达马变换来解码第二二进制代码字。
8.按照权利要求7的方法，其中所述哈达马变换是比用于第一代码字的哈达马变换更低阶的。
9.一种从要利用哈达马变换解码的第一二进制代码字产生第二二进制代码字的装置，所述装置包括：选择装置，用于从第一代码字选择软判定使其成为一个或多个组；组合装置：组合在每个组中的软判定以产生形成第二代码字的多个合成软判定。
10.按照权利要求9的装置，其中选择装置被排列使得对于每个组所选择的软判定是这样的一组软判定，即如果对在第一代码字中的每个软判定通过将在第一代码字中所述软判定的位置作为十进制数并且将所述十进制数转换为二进制数、比特反转这个二进制数、将被反转的二进制数转换为提供在被改序的代码字中所述软判定的位置的十进制数来对这组软判定改序，则这组软判定将作为连续组出现在第一代码字中。
11.按照权利要求9或10的装置，其中选择装置包括：改序装置，用于通过对在第一代码字中每个软判定、通过如下的处理或与其相当的处理来移动所述软判定来对第一代码字改序：即通过将在第一代码字中的软判定的位置作为十进制数并且将所述十进制数转换为二进制数、比特反转这个二进制数、将被反转的二进制数转换为提供在被改序的代码字中所述软判定的位置的十进制数；编组装置，用于选择所述组来作为被改序的代码字的连续比特的组。
12.按照权利要求7的装置，其中组合装置被安排来通过对组内的软判定求和来组合一组软判定。
13.按照权利要求12的装置，其中组的大小依赖于在被编码为第一代码字的数据字的一端的未使用的比特的数量。
14.按照权利要求13的装置，其中通过利用里德-马勒算法来编码数据字而产生第一代码字。
15.解码第一二进制代码字的装置，包括按照权利要求9-14中任何一个的装置，用于操纵第一代码字以产生第二二进制代码字，并且还包括用于利用哈达马变换来解码第二二进制代码字的装置。
16.按照权利要求15的装置，其中所述用于第二代码字的哈达马变换是比用于第一代码字的哈达马变换更低阶的。
17.一种操纵代码字的方法，基本上与参照附图所述的内容相同。
18.一种解码代码字的方法，基本上与参照附图所述的内容相同。
19.一种操纵代码字的装置，基本上与参照附图所述的内容相同。
20.一种解码代码字的装置，基本上与参照附图所述的内容相同。
21.一种程序，用于执行权利要求1-8中的任何一个的方法。
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