CN1874211A - 具有循环冗余信息码签章比较的涡轮译码器 - Google Patents
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Abstract
一种叠代涡轮译码器及误差校正通信信号数据的方法。这种译码器是利用签章信息码决定译码器数据的连续叠代是否相同，藉以实施一停止规则。
Description
本申请是提交于2001年11月1日的申请号为01819217.3的专利申请的分案申请。
技术领域
本发明是有关于误差校正接收通信信号的通信系统。特别是，本发明是有关于利用这类叠代涡轮译码器系统的通信系统。
背景技术
涡轮信息码是一种形式的误差校正信息码，其产生效能是接近于一种无线通信系统，诸如：利用码分多址的分时双工(TDD/CDMA)系统的一个相加性白高斯噪声(AWGN)信道的香农(Shannon)效能上限。这些信息码的译码器是利用一种叠代算法，其是可以在各个叠代得到传输数据的改善预测。
译码器的一项重大设计参数是欲使用的叠代数目。译码器是可以利用硬件或软件方式实施，但是，无论是在那一种实施例中，使用的叠代数目均会驱动资源处理的需求，包括：达到理想数据速率所需要的处理能力、译码过程的消耗功率、及硬件实施所需要的硬件数量。
已知现有技术是利用两种常见策略来决定一种译码器实施方式的叠代数目。首先，一个固定数目的叠代是可以决定作为这个设计的部分。这样可以简化实施方式，但是却会需要额外的处理资源，因为这个固定数目必须要设定为足够大，藉以将几乎所有实施例的理想效能(亦即：预测信号范围的位误差速率)设定至噪声水准，其中，许多译码过程可能只会需要小于这个固定数目的叠代。
另一种策略是利用一种停止规则以在不致大幅影响效能的前提下，动态地决定译码过程的终结时机。其中，最简单的停止规则是硬式决定辅助(HAD)准则。当使用这种停止规则时，译码过程是在两连续叠代得到相同结果时终结。各个叠代间是不需要改变硬式决定。对于N位的一个信息码方块而言，这种规则的实施方式是需要N个内存位置，藉以储存先前实施方式的结果、及先前N位结果的比较至目前N位结果。
Shao，Rose Y.与Fossorier，Marc P.C.在1999年8月出版的IEEE通信交易第47卷(8)所发表的″二种用于加速译码的简单停止标准″揭示了习用的停止标准。此文献提出二种简单的标准，用以停止在加速译码时重复的步骤。EP 1 017176及EP 1 009 098描述加速编码错误侦测的一般技艺状况。EP 1 009 098揭露一种循环冗余检查和的利用，是以附加检查和位至每个讯框的方式执行。
一种典型涡轮译码器是可以产生涡轮译码器预测数据，其各个叠代是具有超过五千位的信息。因此，一个习知停止规则的这种实施方式是需要超过五千位的一个额外内存设置以储存一个第一信息码叠代，其是与次一个信息码叠代比较，藉以决定是否产生相同结果。
有鉴于此，本发明的主要目的便是提供一种改良涡轮译码器，其可以在更少额外内存需求的前提下、更有效地实施一种停止规则。
发明内容
根据本发明，提供一种用于无线通信系统的无线传输接收单元，包括：一叠代涡轮译码器，是经由递回估算一选定数目叠代的信号数据来校正通信信号数据误差；该译码器包括：一译码器数据寄存器，用以储存为一译码叠代而产生的涡轮译码器估算数据；一签章寄存器，用以储存对应于为一译码叠代而产生的涡轮译码器估算数据的一码签章；译码器电路，用以产生各译码叠代的译码器估算数据，并将其储存于该译码器数据寄存器中；签章码产生电路，用以产生对应于各译码器叠代的涡轮译码器数据的一码签章，从而使各码签章至少小于对应的涡轮译码器数据二十倍；以及一比较器，操作性地连接于该签章码电路及译码器电路，用以将为一目前译器叠代而产生及储存的涡轮译码器估算数据的一产生码签章与该签章寄存器的内容进行比较，以在该比较结果相等时，该译码器电路停止叠代处理，并在该比较结果不相等时，该产生码签章被储存在该签章寄存器中，从而使该产生码签章可用在关于下一个译码器叠代的一码签章的比较上。
本发明的无线传输接收单元的比较器是操作性连接于该译码器电路，且只在发生一选择数目的叠代后才停止译码器电路叠代处理，且当发生一预设上限的叠代时，该译码器停止叠代处理，其中该上限是一至少大于该选择数目三倍的整数。
本发明的叠代涡轮译码器被配置，从而使该选择数目为四，而该上限为八。
本发明的签章码产生电路是用以产生码签章，从而使各码签章至少小于对应的涡轮译码器数据100倍。
本发明的该涡轮译码器估算数据是一二进制字符串，且该签章码产生电路包括一二进制除法器，该二进制除法器是用以将译码器数据的对应二进制字符串除以一选定的二进制除数，并将该除法结果的余数输出至该比较器作为该码签章。
本发明的叠代涡轮译码器被配置，从而使该译码器估算数据二进制字符串的长度至少为5000比特，且该二进制除数是一16比特二进制数目，从而使该码签章不大于16比特。
该叠代涡轮译码器被配置，从而使该除数为1000000000000011。
该叠代涡轮译码器被配置，从而使该产生码签章储存在该签章寄存器中，以用于关于由该比较器所产生的下一个译码器叠代的一码签章的比较上。
该叠代涡轮译码器被配置，从而使该产生码签章储存在该签章寄存器中，以用于关于由该签章码产生电路所产生的下一个译码器叠代的一码签章的比较上。
根据本发明的第二方面，提供一种用于无线通信系统的无线传输接收单元，包括：一叠代涡轮译码器，用以误差校正接收通信信号数据；该叠代涡轮译码器具有：一译码器数据寄存器，用以储存为一译码叠代而产生的涡轮译码器估算数据；一译码器叠代处理器，用以部份根据该译码器数据寄存器的内容，来产生连续的具有一选择比特大小的译码器估算数据叠代，并储存产生在该译码器数据寄存器中的译码器估算数据以取代其内容；一签章寄存器，用以储存对应于为一译码叠代而产生的涡轮译码器估算数据的一码签章；签章码产生装置，用以产生一译码器估算数据的码签章作为译码器估算数据的一全叠代的一函数，从而使各码签章具有一至少小于该译码器估算数据的选择比特大小20倍的比特大小；一比较器，操作性地连接于该签章码产生装置及该译码器叠代处理器，用以将一译码器估算资料叠代的一产生码签章与该签章寄存器的内容进行比较，并根据该比较结果提供一停止信号至该译码器叠代处理器装置。
本发明的无线传输接收单元的比较器是操作性地连接于该译码器叠代处理器，且只在发生一选择数目叠代后及当该比较结果相等时传送一停止信号；以及译码器叠代处理器是在发生一预定上限的叠代时停止叠代处理，其中该上限是一至少大于该选择数目三倍的整数。
本发明的签章码产生装置是用以产生码签章，从而使该码签章比特大小至少小于该选择比特大小100倍。
本发明的涡轮译码器估算数据是一二进制字符串，且该签章码产生装置包括一二进制除法器，该二进制除法器是用以将译码器数据的对应二进制字符串除以一选定的二进制除数，并将该除法结果的余数输出至该比较器作为该码签章。
本发明的叠代涡轮译码器被配置，从而使该译码器估算数据二进制字符串的长度至少为5000比特，且该二进制除数是一16比特二进制数目，从而使该码签章不大于16比特。
根据本发明的无线传输接收单元，该比较器是用以将该产生码签章储存在该签章寄存器中，以用于关于下一个译码器叠代的一码签章的比较上。
该签章码产生装置是用以将该产生码签章储存在该签章寄存器中，以用于关于下一个译码器叠代的一码签章的比较上。
根据本发明的第三方明，提供一种叠代涡轮译码接收无线通信信号的方法，其经由递回估算一选定数目叠代的信号数据来误差校正通信信号数据，该递回估算是部份根据一译码器数据寄存器的内容来产生具有一选择比特大小的译码器估算数据的连续的叠代，并储存产生在该译码器数据寄存器中的各译码器估算数据叠代以取代其内容，该方法包括：产生一译码器估算数据的码签章作为译码器估算数据的一全叠代的一函数，从而使各码签章具有一至少小于该译码器估算数据的选择比特大小二十倍的比特大小；将一译码器估算数据叠代的一产生码签章与一签章寄存器的内容进行比较；至少部份根据该比较结果来停止译码器估算数据叠代产生；至少当该译码器估算数据产生尚未停止时，将该产生码签章储存在该签章寄存器中以取代其内容；以及重复各译码器估算数据叠代的产生及比较，直到该译码器估算数据产生停止。
根据本发明的方法，在译码器估算数据产生停止前，执行一最小数目的译码叠代；当发生一预定上限的叠代时，停止译码器估算数据产生，其中该上限是一至少大于该最小数目三倍的整数；以及当该比较结果相等时，在发生该最小数目的叠代后及发生该预定上限的叠代前，停止译码器估算数据叠代产生。
其中，各处理叠代的该译码器估算数据是一二进制字符串，且该签章码是经由将译码器数据的对应二进制字符串二进制除以一选定的二进制除数，并输出该除法结果的余数进行比较以作为该码签章。
其中，该产生码签章是经由签章码产生装置储存在该签章寄存器中，以用于关于下一个译码器的一码签章的比较上，或经由一码签章比较器储存在该签章寄存器中，以用于关于下一个译码器叠代的一码签章的比较上。
附图说明
本发明的其它目的及优点是利用较佳实施例，配合所附图式详细说明如下，其中：图1是表示根据本发明方法制成的涡轮译码器的电路示意图。
具体实施方式
请参考图1，其是表示一个涡轮译码器10，其具有一个通信信号输入12及一个输出14。这个涡轮译码器10是具有涡轮译码叠代处理电路20及关连的涡轮数据缓存器22。这个译码器处理电路20是经由输入12接收通信信号的数据方块、并产生这个传输数据方块的一个新预测以储存在这个缓存器22。这个处理电路20是递归地关连至这个涡轮数据缓存器22，藉以使这个处理器20能够使用涡轮译码处理的第二个及各个连续叠代的这个涡轮数据缓存器22的内容。
这个涡轮译码处理电路20最好能够利用一个预定上限架构，其是有关于发生于通信数据的任何给定方块的这个叠代处理数目，藉以使这个涡轮译码器输出能够基于这个涡轮译码器缓存器在最后一个译码叠代后的内容。较佳者，这个处理器20所执行的这个最大叠代处理数目为8。
这个处理器20亦可以实施一种停止规则，其仅仅需要更少于这个最大数目的叠代。当这个译码器决定连续叠代的产生预测数据没有改变时，则叠代处理便会停止。相对于提供一个相对大数量的额外内存以储存一种习知预测数据叠代，一个相对简单的签章信息码产生器24及一个相对小的信息码签章缓存器26是提供作为一个比较器28的输入，其是操作地关连至这个叠代处理器20以实施这种停止规则。
较佳者，这个比较器28是操作地关连至这个译码器电路20，藉以仅仅在发生一个选定最小数目的叠代后，控制译码器电路叠代处理。另外，这个译码器电路20最好能够在发生一个预定叠代上限时停止叠代处理。这个叠代上限最好是至少三倍大于这个选定最小数目的一个整数。在一个较佳实施例中，这个选定最小数目为4、且这个上限为8。
对于产生单一叠代的5114位二进制预测数据的一个涡轮译码器而言，这个签章信息码产生器最好能够包括一个简单十六位二进制除数，其是将这个5114位二进制的数据字符串除以一个选定十六位的二进制数目、并将这个除法结果的余数输出至这个比较器28。这个余数必定不会超过十六位，因为这个除数的长度为十六位。
对于一个十六位除数而言，这个较佳实施例最好使用这个二进制数目1000000000000011。这类除数是对应于一个二进制多项式，其表示为1+X14+X15。信息码产生器24所执行的这个二进制除法，其数学上是对应于将5114位叠代预测数据表示一个二进制多项式除以利用二进制(亦即：模数2)数学运算的多项式1+X14+X15。这个二进制除法的余数是对应于这个余数多项式。预测数据的两个连续5114位字符串具有相同余数的机率大约1/216，其已经由发明人决定为一个可接受的风险因子。
数算运算及使用多项式表示以产生信号信息码是已知于现有技术、并讨论在Pearson，W.W.and Brown，D.T.，″Signal Codes For Error Detection″，Proceedingsof the IRE，January 1961。发明人已知，这种形式的编码是可以应用于涡轮译码器中。
操作中，这个涡轮译码器处理器20是输出一给定叠代的N位预测数据至这个涡轮数据缓存器22及信号信息码产生器24。这个信号信息码产生器24是产生具有M位的一个对应信息码签章，其最好能够一百倍小于输入至这个比较器的N位。这个比较器28是比较这个信息码产生器24的这个M位签章信息码输入、及这个签章缓存器26的内容，藉以决定两者是否相同。
倘若这个比较器的结果为相等，则一个信号便会传送至这个处理器20以停止叠代处理、并输出这些涡轮编码结果。倘若这个比较器的结果为不等，则这个签章信息码产生器24的这个M位签章信息码是储存在这个签章缓存器26中。
这个比较器28亦可以用来将这个产生信息码储存在这个签章缓存器26中。或者，这个比较器28亦可以在这个签章信息码产生器24输出这个新签章信息码前，仅仅存取这个签章缓存器26。这样，这个签章信息码产生器24便可以将这个新签章信息码同时输出至这个比较器28及这个签章缓存器26，如幻影所示，藉以去除这个比较器28执行这个签章信息码缓存器26的一个储存操作的需要。
在一个译码器叠代是产生5114位二进制数据方块的实施例中，这个签章信息码产生器24最好能够除以1000000000000011以产生不大于十六位的一个余数，藉以使这个签章缓存器26仅仅需要一个十六位储存容量。
本发明是特别适用于硬件的实施方式，其中，产生这个签章信息码的成本是很小、且需要额外内存的成本是很高。然而，本发明亦可以适用于软件的实施方式。
Claims (20)
1.一种用于无线通信系统的无线传输接收单元，包括：
一叠代涡轮译码器，是经由递回估算一选定数目叠代的信号数据来校正通信信号数据误差；
该译码器包括：
一译码器数据寄存器，用以储存为一译码叠代而产生的涡轮译码器估算数据；
一签章寄存器，用以储存对应于为一译码叠代而产生的涡轮译码器估算数据的一码签章；
译码器电路，用以产生各译码叠代的译码器估算数据，并将其储存于该译码器数据寄存器中；
签章码产生电路，用以产生对应于各译码器叠代的涡轮译码器数据的一码签章，从而使各码签章至少小于对应的涡轮译码器数据二十倍；以及
一比较器，操作性地连接于该签章码电路及译码器电路，用以将为一目前译器叠代而产生及储存的涡轮译码器估算数据的一产生码签章与该签章寄存器的内容进行比较，以在该比较结果相等时，该译码器电路停止叠代处理，并在该比较结果不相等时，该产生码签章被储存在该签章寄存器中，从而使该产生码签章可用在关于下一个译码器叠代的一码签章的比较上。
2.如权利要求1所述的无线传输接收单元，其特征在于，该比较器是操作性连接于该译码器电路，且只在发生一选择数目的叠代后才停止译码器电路叠代处理，且当发生一预设上限的叠代时，该译码器停止叠代处理，其中该上限是一至少大于该选择数目三倍的整数。
3.如权利要求2所述的无线传输接收单元，其特征在于，该叠代涡轮译码器被配置，从而使该选择数目为四，而该上限为八。
4.如权利要求1所述的无线传输接收单元，其特征在于，该签章码产生电路是用以产生码签章，从而使各码签章至少小于对应的涡轮译码器数据100倍。
5.如权利要求1所述的无线传输接收单元，其特征在于，该涡轮译码器估算数据是一二进制字符串，且该签章码产生电路包括一二进制除法器，该二进制除法器是用以将译码器数据的对应二进制字符串除以一选定的二进制除数，并将该除法结果的余数输出至该比较器作为该码签章。
6.如权利要求6所述的无线传输接收单元，其特征在于，该叠代涡轮译码器被配置，从而使该译码器估算数据二进制字符串的长度至少为5000比特，且该二进制除数是一16比特二进制数目，从而使该码签章不大于16比特。
7.如权利要求6所述的无线传输接收单元，其特征在于，该叠代涡轮译码器被配置，从而使该除数为1000000000000011。
8.如权利要求1所述的无线传输接收单元，其特征在于，该叠代涡轮译码器被配置，从而使该产生码签章储存在该签章寄存器中，以用于关于由该比较器所产生的下一个译码器叠代的一码签章的比较上。
9.如权利要求1所述的无线传输接收单元，其特征在于，该叠代涡轮译码器被配置，从而使该产生码签章储存在该签章寄存器中，以用于关于由该签章码产生电路所产生的下一个译码器叠代的一码签章的比较上。
10.一种用于无线通信系统的无线传输接收单元，包括：
一叠代涡轮译码器，用以误差校正接收通信信号数据；
该叠代涡轮译码器具有：
一译码器数据寄存器，用以储存为一译码叠代而产生的涡轮译码器估算数据；
一译码器叠代处理器，用以部份根据该译码器数据寄存器的内容，来产生连续的具有一选择比特大小的译码器估算数据叠代，并储存产生在该译码器数据寄存器中的译码器估算数据以取代其内容；
一签章寄存器，用以储存对应于为一译码叠代而产生的涡轮译码器估算数据的一码签章；
签章码产生装置，用以产生一译码器估算数据的码签章作为译码器估算数据的一全叠代的一函数，从而使各码签章具有一至少小于该译码器估算数据的选择比特大小20倍的比特大小；
一比较器，操作性地连接于该签章码产生装置及该译码器叠代处理器，用以将一译码器估算资料叠代的一产生码签章与该签章寄存器的内容进行比较，并根据该比较结果提供一停止信号至该译码器叠代处理器装置。
11.如权利要求10所述的无线传输接收单元，其特征在于，
该比较器是操作性地连接于该译码器叠代处理器，且只在发生一选择数目叠代后及当该比较结果相等时传送一停止信号；以及
该译码器叠代处理器是在发生一预定上限的叠代时停止叠代处理，其中该上限是一至少大于该选择数目三倍的整数。
12.如权利要求10所述的无线传输接收单元，其特征在于，该签章码产生装置是用以产生码签章，从而使该码签章比特大小至少小于该选择比特大小100倍。
13.如权利要求10所述的无线传输接收单元，其特征在于，该涡轮译码器估算数据是一二进制字符串，且该签章码产生装置包括一二进制除法器，该二进制除法器是用以将译码器数据的对应二进制字符串除以一选定的二进制除数，并将该除法结果的余数输出至该比较器作为该码签章。
14.如权利要求13所述的无线传输接收单元，其特征在于，该叠代涡轮译码器被配置，从而使该译码器估算数据二进制字符串的长度至少为5000比特，且该二进制除数是一16比特二进制数目，从而使该码签章不大于16比特。
15.如权利要求10所述的无线传输接收单元，其特征在于，该比较器是用以将该产生码签章储存在该签章寄存器中，以用于关于下一个译码器叠代的一码签章的比较上。
16.如权利要求10所述的无线传输接收单元，其特征在于，该签章码产生装置是用以将该产生码签章储存在该签章寄存器中，以用于关于下一个译码器叠代的一码签章的比较上。
17.一种叠代涡轮译码接收无线通信信号的方法，其经由递回估算一选定数目叠代的信号数据来误差校正通信信号数据，该递回估算是部份根据一译码器数据寄存器的内容来产生具有一选择比特大小的译码器估算数据的连续的叠代，并储存产生在该译码器数据寄存器中的各译码器估算数据叠代以取代其内容，该方法包括：
产生一译码器估算数据的码签章作为译码器估算数据的一全叠代的一函数，从而使各码签章具有一至少小于该译码器估算数据的选择比特大小二十倍的比特大小；
将一译码器估算数据叠代的一产生码签章与一签章寄存器的内容进行比较；
至少部份根据该比较结果来停止译码器估算数据叠代产生；
至少当该译码器估算数据产生尚未停止时，将该产生码签章储存在该签章寄存器中以取代其内容；以及
重复各译码器估算数据叠代的产生及比较，直到该译码器估算数据产生停止。
18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，
在译码器估算数据产生停止前，执行一最小数目的译码叠代；
当发生一预定上限的叠代时，停止译码器估算数据产生，其中该上限是一至少大于该最小数目三倍的整数；以及
当该比较结果相等时，在发生该最小数目的叠代后及发生该预定上限的叠代前，停止译码器估算数据叠代产生。
19.如权利要求17所述的方法，其特征在于，各处理叠代的该译码器估算数据是一二进制字符串，且该签章码是经由将译码器数据的对应二进制字符串二进制除以一选定的二进制除数，并输出该除法结果的余数进行比较以作为该码签章。
20.如权利要求17所述的方法，其特征在于，该产生码签章是经由签章码产生装置储存在该签章寄存器中，以用于关于下一个译码器的一码签章的比较上，或经由一码签章比较器储存在该签章寄存器中，以用于关于下一个译码器叠代的一码签章的比较上。
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