TW200935755A - Convolutional encoding with partitioned parallel encoding operations - Google Patents

Description

200935755 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本揭示案大體而言係關於通信，且更特定言之，係關於 使用迴旋編碼之通信》 本專利申請案主張對2007年11月28曰申請之標題為「並 列編碼選擇迴旋編碼器之方法及裝置（Meth〇d ad Apparatus for a Parallel Encode-Select Convolutional Encoder)」之臨時申請案第60/990,722號的優先權，且被 〇 讓與給其受讓人且藉此以引用的方式明確地併入本文中。 【先前技術】 迴旋編碼器藉由以資訊位元作為輸入且編碼位元作為輸 出而執行有限狀態機（FSM)來串列地編碼資訊位元之封包 (或其他單元）。圖1中11處展示習知迴旋編碼器之實例，該 編碼器具有串列地接收輸入資訊位元之輸入、順序地儲存 每一輸入位元以用於編碼邏輯操作中之三個儲存單元D， 及三個輸出（編碼位元C〇、<^及(：2)。編碼複雜性在封包長 ® 度匕中為線性。此複雜性成為針對長封包需要高編碼通量 之高速應用的效能瓶頸。 • 現有解決方案應用預看技術，該預看技術藉由提供針對 . 每個輸入位元僅根據輸入位元及初始編碼狀態（亦即，初 始儲存在圖1之儲存單元D中之值）產生對應編碼位元c0至 C2的邏輯而及時展開狀態機之n個步驟。如藉由比較圖1與 圖2所指示，此等預看技術可使效能加速至η倍。在圖1之 編碼器中’需要η個時脈循環來編碼η個輸入位元之序列。 136513.doc 200935755 相反’在圖2之預看編碼器21中，所有η個輸入位元經接收 且經並列編碼，因此與η個輸入位元相關聯之所有3η個编 碼位元在單個時脈循環中產生^然而，對於大η而言，預 看編碼器之邏輯複雜性及關鍵路徑顯著增加，因此預看技 ^ 術在某一點處當η(展開之程度）增加時變得不實用。 #於前述内容，需要提供在迴旋編碼器中增加編碼通量 之另一方法。 【發明内容】 ® 根據本發明之例示性實施例，藉由將輸入資訊位元分割 至經並列迴旋編碼之複數個區塊中而增加迴旋編碼通量。 具有彼此互不相同之個別初始編碼狀態之複數個迴旋編碼 操作被並列應用於該等區塊之一者以產生個別對應之複數 個迴旋編碼結果。基於一應用於該等區塊之另一者之迴旋 編碼操作而選擇該等迴旋編碼結果之一者。 【實施方式】 藉助實例且非藉助限制之方式，在隨附圖式中說明無線 ^ 通信系統之各種態樣。 以下結合隨附圖式陳述之[實施方式]意欲作為對本發明 . 之各種實施例的描述，且並不意欲表示可實踐本發明之僅 • 有實施例。[實施方式]包括出於提供對本發明之徹底理解 之目的之特定細節。Μ，對於熟習此項技術者而言將顯 而易見，可在無此等特定細節的情況下實踐本發明。在某 些情況中，Μ方塊圖形《來展示熟知之結構及組件，以避 免使本發明之概念模糊。 136513.doc 200935755 意謂「充當一實例、例項 例示性」之任何實施例 詞語「例示性」在本文中用以 或說明」。不必將本文中描述為 理解為比其他實施例較佳或有利

本發明使用並列之進-步的特點。在__些實施例中，位 元長度L之封包被劃分成㈣較小區，鬼，本文稱為區…至 m，每一區塊具有大小L/m。每一區塊經獨立編碼，且接 著編碼位元經組合在一起以形成最終編碼位元。為了此成 為可能，m個區塊之每一者必須由以適當初始編碼狀態初 始化之編碼器來編碼〇對於具有短約束長度之迴旋碼而 吕’可能之初始編碼狀態之數目ν為相對小（例如，對於 3GPP2/UMB及3GPP/LTE而言ν=8)。因此，針對每一可能 之初始編碼狀態來編碼m個區塊之每一者是可能的。對於 i=2至m而言，針對每個可能之初始編碼狀態而編碼區塊 i ’且接著基於藉由經選擇用於區塊丨_1之編碼所達到之最 終編碼狀態來選擇輸出編碼位元之正確集合β由第一編碼 器用於編碼區塊1之初始編碼狀態係已知。剩餘m_丨個編碼 器之每一者為含有所要編碼器設計之v個構成複本之複合 編碼器。以v個可能之狀態之一者來初始化構成複本之每 一者。對於i=2至m而言，視編碼器（i-丨）所達到之最終編碼 狀態來選擇編碼器i之最終編碼位元輸出。編碼通量增加 至L/m倍。 圖3圖解說明根據本發明之例示性實施例之迴旋編瑪裝 置30。裝置30包括初始狀態迴旋編碼器31及複數個複合迴 旋編碼器32。每一複合編碼器32含有在〇至7處指定之複數 136513.doc 200935755 個構成迴旋編碼器（在圖3之實例中之8個構成編碼器）。在 一些實施例中，在圖1中之11處所展示之串列迴旋編碼器 設計被用作初始狀態編碼器31及構成編碼器0至7。各種實 施例使用各種串列迴旋編碼器設計作為編碼器3 1及編碼器 〇至7。初始狀態編碼器31及複合編碼器32之每一者將串列 迴旋編碼應用於在L個輸入資訊位元之封包或其他單元之 内的資訊位元之個別對應區塊。圖3之實例展示個L輸入位 元被分割（劃分）成指定為區塊1至區塊5之5個區塊（亦即， ❹ m=5)，每一者由L/5個位元組成《輸入位元之此分割允許 L/5位元區塊使用5個個別對應並列編碼路徑而經彼此並列 編碼，如以下詳細描述。 本文針對在31及0至7處使用圖1之_列迴旋編碼器設計 11(由圖3中之串列ENC指定）之實施例而描述圖3之迴旋編 碼裝置30之操作（僅為例示性闡釋之目的）。初始狀態編碼 器31經以初始編碼狀態S〇組態。構成編碼器〇至7經分別以 Ο 與圖1之編碼器設計11相關聯之8個可能之初始編碼狀雜 (亦即，儲存在3個儲存單元D中之1及〇之8個可能之組合） 組態。編碼器3 1將與其相關聯之串列迴旋編碼操作應用於 區塊1，從而在L/5時脈循環中產生其輸出（指定為區塊^編 . 碼位元如圖3所展示，區塊丨編碼位元形成輸出編碼位 元39之成分，該輸出編碼位元39係在L個輸入資訊位元藉 由圖3之編碼裝置30來編碼時產生。 在每一複合編碼器32之内，所有構成編碼器〇至7接收輸 入資訊位元之相關聯區塊（亦即，區塊2至區塊5之—者）。 136513.doc 200935755 在每一複合編碼器32之内的構成編碼器〇至7在相關聯之區 塊上並列操作以將其個別串列迴旋編碼操作應用於區塊。 構成編碼器〇至7之每一者在L/5時脈循環中產生與其相關 聯之輸出編碼位元之集合β所有編碼器31及32並列操作， 因此必要產生輸出編碼位元39之所有輸出編碼位元在L/5 時脈猶環中被產生。 對於每一複合編碼器32而言，來自所有構成編碼器〇至7 之輸出編碼位元被輸入至分別相關聯之選擇器33。如圖3 所展示，在一些實施例中，選擇器33包括多工器（Μυχ)。 每一選擇器33根據經選擇來編碼直接在與選擇器33相關聯 之區塊之前的區塊之編碼器之最終編碼狀態而選擇與其相 關聯之構成編碼器〇至7之輸出之一者。因此，與區塊2相 關聯之選擇器33根據與編碼區塊1之編碼器相關聯之最終 編碼狀態Sfl而做出其選擇。舉例而言，若Sfl=7，亦即， 初始狀態編碼器31之所有儲存單元D(參見圖1)含有1，則 區塊2之選擇器33選擇構成編碼器7(其初始編碼狀態為所 有儲存單元D含有1)之輸出以在39處提供區塊2編碼位元。 最終編碼狀態Sfl亦控制與區塊2相關聯之又一選擇器34 之操作’該選擇器34接收區塊2之所有構成編碼器〇至7之 最終編碼狀態作為輸入》與區塊2相關聯之選擇器34之輸 出提供Sn(輸出經選擇（藉由在Sn之控制下之相關聯選擇器 33選擇）以提供在39處之區塊2編碼位元之構成編碼器〇至7 之一者的最終編碼狀態）。輸出Sn控制由選擇器33及34對 區塊3做出之選擇，且與區塊4相關聯之類似輸出Sf4控制由 136513.doc 200935755 選擇器33及34對區塊5做出之選擇。以此方式，構成編碼 器0至7之一適當者可經選擇以用於區塊2至區塊5之每一 者’相較於需要藉由使用圖1之先前技術編碼器11之串列 迴旋編碼來產生相同結果之L時脈循環，在l/5時脈循環中 產生輸出編碼位元39。 一些實施例在並列編碼配置（諸如，以上關於圖3所述） 内使用先前技術預看編碼技術（諸如，以上關於圖2所述）。 此之實例大體展示於圖4中，其中圖3之串列迴旋編碼器 ® (串列ENC)31及〇至7之每一者由預看編碼器（由圖4中之 ENC指定）所替換，例如，圖2之預看編碼器21，其中 n=L/5。因此’在圖4之迴旋編碼裝置中，編碼器31及〇至7 之每一者在單個時脈循環中編碼與其相關聯區塊之所有 L/5位元’使輸出編碼位元39在單個時脈循環中可用。 圖5圖解說明根據本發明之例示性實施例之通信系統。 在圖5中’待自可通信裝置51經由通信頻道53傳遞至可通 ❹彳s裝置52(或反之亦然）之資訊可以上述之例示性方式之任 一者而經迴旋編碼。在各種實施例中，裝置51及裝置52之 一者或兩者均包括適合以上述之例示性方式實施迴旋編碼 • 之迴旋編碼設施。在一些實施例中，裝置51及裝置52之一 . 者為根據本發明執行迴旋編碼之通信發射器，且裝置51及 裝置52之另一者為通信接收器。在一些實施例中，裝置51 及裝置52兩者均為通信收發器。兩者均根據本發明執行迴 旋編碼作為其個別傳輸功能性之部分。在一些實施例中， 襄置51為固定位點裝置且裝置52為固定位點裝置。在一些 136513.doc 200935755 實施財，裝置51及裝置52之一者為攜帶型裝置或行動裝 置，且另一者為固定位點裝置。在一些實施例中，裝置51 為可攜或行動裝置且裝置52為可搞或行動裝置。在—些實 施例中，通信頻道53包括有線頻道。在一些實施例中通 信頻道53包括無線頻道。在一些實施例中，通信頻道处 括有線頻道及無線頻道兩者。 熟習此項技術者應瞭解，可使用多種不同技藝及技術中 之任一者來表示資訊及信號。舉例而言，可藉由電壓、電 > 流、電磁波、磁場或磁粒子、光場或光粒子或其任何組合 來表不在以上描述中始終參考之資料、指令、命令、資 訊、信號、位元、符號及碼片。 熟習此項技術者應進一步瞭解，結合本文所揭示之實施 例而描述之各種說明性邏輯區塊、模組、電路及演算法步 驟可經實施為電子硬體、電腦軟體或兩者之組合。為清楚 說明硬體與軟體之此互換性，各種說明性組件、區塊、模 組、電路及步驟已根據其功能性而在上文大體描述。該功 ^ 能性經實施為硬體還是軟體視特定應用及強加於整個系統 之設計約束而定。熟習此項技術者可針對每一特定應用， 以變化之方式實施所描述之功能性，但此等實施決策不應 解釋為引起自本發明之範疇的偏離。 可藉由經設計以執行本文中所描述之功能之通用處理 器、數位信號處理器（DSP)、特殊應用積體電路（ASIC)、 場可程式化閘陣列（FPGA)或其他可程式化邏輯器件、離散 閘或電晶體邏輯、離散硬體組件或其任何組合來實施或執 136513.doc -11 - 200935755 行、。0本文中所揭示之實施例所描述的各種說明性邏輯區 塊、模組及電路。通用處理器可為微處理器，但在替代實 施例中冑理器可為任何習知處理器、控制器、微控制器 或狀態機。處理㈣可實施為計算器件之組合，例如， • 與微處理器之組合、複數個微處自器、結合DSP核心 之一或多個微處理器，或任何其他此組態。 結合本文中所揭示之實施例所描述之方法或演算法的步 驟可直接體現於硬體中、由處理器執行之軟體模組中或兩 〇 者之組合中。軟體模組可駐存於RAM記憶體、快閃記憶 體、ROM記憶體、eprqmb憶體、EEpR〇M記憶體、暫存 器、硬碟、抽取式碟片、CD_R0M，或此項技術中已知之 儲存媒體之任一其它形式中。將例示性儲存媒體耦接至處 理器，使得處理器可自儲存媒體讀取資訊且將資訊寫入至 儲存媒體。替代地’儲存媒體可整合至處理器。處理器及 儲存媒體可駐存於ASIC中。該ASIC可駐存於使用者終端 機中。替代地，處理器及儲存媒體可作為離散組件駐存於 @ 使用者終端機中。 提供對所揭示之實施例的先前描述以使任何熟習此項技 術者能夠製造或使用體現本發明之原理之產品。此等實施 例之各種修改將對於熟習此項技術者而言顯而易見，且本 文所界定之一般原理可在不脫離本揭示案之精神或範蜂之 情況下應用於其他實施例。因此，本發明並不意欲限制於 本文中所展示之實施例’而將符合與本文中所揭示之原理 及新穎特徵一致的最廣泛範疇。 136513.doc 12 200935755 【圖式簡單說明】 圖1圖解說明一先前技術串列迴旋編碼器； 圖2圖解說明一使用預看技術之先前技術迴旋編碼器； 圖3圖解說明根據本發明之例示性實施例之迴旋編碼裝 置的結構及操作； 圖4圖解說明根據本發明之例示性實施例之迴旋編碼裝 ' 置的結構及操作；及 圖5圖解說明根據本發明之例示性實施例之通信系統。 〇 【主要元件符號說明】 11 串列迴旋編碼設計 21 預看編碼器 30 迴旋編碼裝置 31 初始狀態編碼器 32 複合編碼器 33 選擇器 34 另一選擇器 39 輸出編碼位元 51 可通信裝置 52 可通信裝置 53 通信頻道 C〇 輸出編碼位元 C, 輸出編·£馬位元 C2 輸出編竭 立元 D 儲存單元 136513.doc -13- 200935755

Mux 多工器 So 初始編碼狀態 Sfl 最終編碼狀態 Sf2 最終編碼狀態 Sf4 最終編碼狀態 ❹ -14 - 136513.doc

Claims (1)

1. 200935755 * 十、申請專利範面： 1. 一種用於將一所要迴旋編碼操作應用於複數個輸入資訊 位元之裝置，其包含： 複數個迴旋編碼器，其接收該等資訊位元之個別對應 區塊’該等迴旋編瑪器之每一者經組態以將至少一個迴 旋編碼操作應用於資訊位元之該相關聯區塊，以使得迴 ' 旋編碼被並列應用於所有該等區塊，該等迴旋編碼器之 一者經組態以將複數個迴旋編碼操作並列應用於資訊位 φ 元之該相關聯區塊，該複數個迴旋編碼操作具有彼此互 不相同之個別初始編碼狀態；及 一選擇器’其耦接至該一個迴旋編碼器，該選擇器自 該一個迴旋編碼器並列接收複數個迴旋編碼操作結果， 該複數個迴旋編碼操作結果分別由該一個迴旋編瑪器所 執行之該等並列迴旋編碼操作產生，該選擇器接收一選 擇控制彳§號，該選擇控制信號指示由該等迴旋編碼器之 另一者所執行之一迴旋編碼操作。 Ο 2.如請求項1之裝置，其中該選擇控制信號指示一最終編 碼狀態，該最終編碼狀態與由該另一迴旋編碼器執行之 • 該迴旋編碼操作相關聯。 3. 如請求項1之裝置，其包括一另一選擇器，該另一選擇 器耦接至該另一迴旋編碼器及該第一提及之選擇器以 於提供該選擇控制信號至該第一提及之選擇器。 4. 如請求項1之裝置，其中該選擇器包括一輸出，誘輸出 提供由該所要迴旋編碼操作產生之複數個編碼位元^一 136513.doc 200935755 成分。 5·如=求項4之裝置’纟中該複數個輸人資訊位^-第 目個該等資訊位元及—第二數目個該等區塊組成， 、該第一數目小於該第一數目且其中需要自該複數 個輸入資訊位元產生該複數個編碼位元之該纟置之 脈循環數目等於該第一數目除以該第二數目。 如凊求項4之裝置’其中僅需要該裝置之一個時脈循環 以自該複數個輸入資訊位元產生該複數個編碼位元。 如"青求項1之裝置，纟中該一個迴旋編碼器將該等並列 迴旋編碼操作之每-纟並列應用於該相關聯區塊之所有 資訊位元。 8.如請求項7之裝置，其中該一個迴旋編碼器經組態以使 得該等並列迴旋編碼操作之每一者實施一預看編碼技 術。 9，一種用於將一所要迴旋編碼操作應用於複數個輸入資訊 位元之方法，其包含： 將該等資訊位元分割成資訊位元之複數個區塊； 將至少一個迴旋編碼操作並列應用於資訊位元之該等 區塊之每一者’包括：將複數個迴旋編碼操作並列應用 於該等區塊之一者，該複數個迴旋編碼操作具有彼此互 不相同之個別初始編碼狀態，且該複數個迴旋編碼操作 產生複數個個別對應之迴旋編碼結果；及 基於一應用於該等區塊之另一者之迴旋編碼操作，選 擇該等迴旋編碼結果之一者。 136513.doc -2 - 200935755 ίο 11 12❹ 13 ❹ 14. 如請求項9之方法，其中該選擇包括基於一最終編碼狀 態選擇該一個迴旋編碼結果，該最終編碼狀態與應用於 該另一區塊之該迴旋編碼操作相關聯。 •如凊求項9之方法’其中該—個迴旋編碼操作結果提供 由該所要迴旋編碼操作所產生之複數個編碼位元之一成 分。 .如請求項9之方法，其中該最後提及之應用包括：對於 該等並列迴旋編碼操作之每一者而言，將該迴旋編碼操 作並列應用於該一個區塊之所有資訊位元。 一種用於將一所要迴旋編碼操作應用於複數個輸入資訊 位元之裝置，其包含： 用於將該等資訊位元分割成資訊位元之複數個區塊的 構件； 用於將至少一個迴旋編瑪操作並列應用於資訊位元之 該等區塊之每一者的構件，包括用於將複數個迴旋編碼 操作並列應用於該等區塊之一者的構件，該複數個迴旋 編碼操作具有彼此互不相同之個別初始編碼狀態，且該 複數個迴旋編碼操作產生複數個個別對應之迴旋編碼結 果；及 用於基於一應用於該等區塊之另一者之迴旋編碼操作 而選擇該等迴旋編碼結果之一者的構件。 如請求項13之裝置，其中該用於選擇之構件包括用於基 於一最終編碼狀態而選擇該一個迴旋編碼結果的構件， 該最終編碼狀態與應用於該另一區塊之該迴旋編碼操作 136513.doc 200935755 相關聯。 15 16 17 ❹ 18. .如請求項13之裝置，其中該一個迴旋編碼操作結果提供 由該所要迴旋編碼操作所產生之複數個編碼位元之一成 分。 .如请求項13之裝置，其中該最後提及之應用構件包括： 針對該等並列迴旋編碼操作之每一者，用於將該迴旋編 碼操作並列應用於該一個區塊之所有資訊位元之構件。 一種用於將一所要迴旋編碼操作應用於複數個輸入資訊 位元之電腦程式產品，其包含： 一電腦可讀媒體，該電腦可讀媒體包含： 用於使至少一個資料處理器將該等資訊位元分割成 資訊位元之複數個區塊的程式碼； 用於使該至少一個資料處理器將至少一個迴旋編碼 操作並列應用於資訊位元之該等區塊之每一者的程式 碼，包括將複數個迴旋編碼操作並列應用於該等區塊之 每一者’該複數個迴旋編碼操作具有彼此互不相同之個 別初始編碼狀態，且該複數個迴旋編碼操作產生複數個 個別對應之迴旋編碼結果；及 用於使該至少一個資料處理器來基於一應用於該等 區塊之另一者之迴旋編碼操作而選擇該等迴旋編碼結果 之一者的程式碼。 如凊求項17之電腦程式產品，其中用於使該至少一個資 料處理器來選擇之該程式碼使該至少一個資料處理器基 於一最終編碼狀態而選擇該一個迴旋編碼結果，該最終 136513.doc 200935755 編碼狀態與應用於該另一區塊之該迴旋編碼操作相M 聯。 19. 如清求項17之電腦程式產品’其.中該一個迴旋編碼结果 提供由該所要迴旋編碼操作所產生之複數個編碼位元之 一成分。 20. 如請求項17之電腦程式產品，其中該並列應用包括：對 於該等並列迴旋編碼操作之每一者，將該迴旋編碼操作 並列應用於該一個區塊之所有資訊位元。 ❹ ❹ 136513.doc