TW437176B - Iterative decoding on demand - Google Patents

Description

_L_437_l 7 6 五、發明~ ~~~_ 本發明關於一多使用者檢測與解調系統（MDDS )，例如— f無線通訊系統中的基地台，之訊號的重複解碼。 取近通訊理論中的改善（使用Turb〇原理）已展示於某此 位通訊系統中，牽涉具有接收機之無線通訊中眾多的使 用者’藉由應用重複解碼步驟於所接收的資料而達到 解碼Λ號的品質。特別地，「行動通訊系統中 盘紐成丄η 式饮寺化 、 」由Bauch、Khorram 與Hagenauer 所著， = MCC’ 97，第 30 7-3 1 2 頁，1 9 9 7 年10 月，：B_，德國 論應用Turbo理論至傳送於行動無線電通道之编碼資料二 重稷解碼。為了適合重複解碼，傳送訊號必須被至少 接或串接或並列之媽所編碼。 訊號接著以第一解碼步驟進行解碼，一第一解碼器 ^解碼内部碼，而第二解碼器被用來解碼外部碼，以 彈性的輸出值於立即決策值的可靠性。在第一重複中，觫 碼步驟被重複執行，且彈性輸出值被作為第一與第二 器的輸入。 —螂碼 在行動通訊系統的特殊應用中，通道編碼器與符間干 擾。（ISI)通道可視為一連串的編碼方案，通道編碼器作 用如外=編碼器，且ISI通道作用如一内部、編碼率1的區 塊編碼存。因此，重複編碼特別適合應同於歐洲無線電數 位細胞式標準「GS Μ」，其具有執行内部解碼步騾的等化 與提供外部解碼步驟的解碼器。當存在不佳的通訊通道 情況下（低S N R、衰減、多路徑傳播等），可由每次重複解 碼步驟至一BER抵達極限而達成位元錯誤率（BER )的改善。

4371 7 6 五、發明說明（2) 由基地台接收之訊號被等化以提供接收碼位元的彈性決策 值。 重複解碼步驟數次可改善接收訊號的BER。然而，每次 重複解碼過程消耗資源’例如記憶體、計算時間與阻擾專 用A SICs (特殊應用積體電路）°在一實際的基地台可被平 行解碼的訊號數目受限於可獲取之訊號處理單元（spu)的 數目，提供重複解瑪的硬體’例如數位訊號處理器 (DSPs)，以及每一 spu的軟體增加基地台可觀的成本與複 雜度3 根據本發明的第一項觀點而提供一種用以重複解碼訊號 的裝置，包括： 一訊號處理單元；與 用執行至少—次重複解碼過程於該訊號的重複解碼資 田 莹 代源其特徵是位於-中心貯槽，且當需要， 一二。王牯，其分派至該訊號處理單元。 求母即^Ds中的使用者可具有不同服務品質(Q0S)的需 於不同通訊服務所造成之不同的BEI?與延遲限 噗）★求’聲音通訊具有最低的βΕί?(即可容忍許多位元錯 i間而延/及最高的延遲限制（即不能容忍雙向對話中的長 ~ .數Μ ，視讯通訊具有較高的BEI?需求及高的延遲限 MR ★长/訊（例如無線網際網路網站瀏覽）具有最高的 同的而通訊、最低的延遲限制。每一使用者與基地台進行不 包括不同的訊號品質（即Mr)、多路徑傳播、

第6頁 < 4371 7 6 五、發明說明（3) 以及由於距離基地台的差異、傳播環境與行動速度所造成 的衰減。 本發明的一項優點是對於每一使用者，不同數目的重複 解碼步驟可被執行以達到目標的Q〇S需求。 本發明的一具體實施例描述於下，其使用一行動細胞式 通訊系統為例，參考下列圖式，其中： 圖1概括地顯示一根據本發明之適合使用MDDS的行動 台； 圖2概括地顯示一根據先前技藝之基地台； 圖3概括地顯示一根據先前技藝之多使用者行動無線通 訊系統； 圖4詳細地顯示一根據本發明之多使用者訊號處理裝 置； 圖5表示一訊號經由空氣介面的傳輸，以及 圖6表示一訊號經由空氣介面傳輸的另一表示。 一例如行動台之使用者端裝置可使用眾多通訊協定之任 意一個，以通過空氣介面.的眾多通訊通道，對其最近基地 台進行通訊。圖1概括地說明一行動台中聲音通訊甴麥克 風1 0所接收並由類比至數位（A/D)轉換器1 1轉換至數位資 料流。資料流接著由編碼器/調變器1 2根據行動細胞式通 訊系統所需的通訊協定而進行適當地編碼與調變。編碼資 料流接著由數位至類比（D/A )轉換器1 3轉換至類比訊號， 並由升頻器1 4升頻至適當的射頻。資料訊號由發射器1 5放 大功率並由天線16發射於通訊通道，通過空氣介面至一地

4371 7 6 五、發明說明（4) -- 區基地台。若行動台被要求傳送聲音以外的訊號（例如電 子郵件或傳真等），則資料以數位形式，藉由資料線丨7 ’ 直接饋入編碼器/調變器12 ^ 傳送訊號可由一基地台接收、解調並解碼，如圖2所 示。接收天線20與接收機21提供一類比訊號，它是由轉換 器22放大功率並解調至適合更進一步處理的頻率。訊號接 著由A/D轉換器23數位化、解調（24)並依重複路徑25重複 解碼，藉由一等化器（26)與一解調器（27)以提供一改善訊 號。A/D轉換器23、解調器24、等化器26與解碼器一併形 成一訊號處理單元（SPU) 28，用以對接收訊號進行數位基 頻處理。在GSM中，資料以1 50位元猝發串傳送，且每一猝 發串被重複解碼。若是採用其他的通訊協定，則資料被處 理成區段或封包以進行重複解碼。改善訊號接著通過基地 台控制器2 9，其決定訊號是否適合連接至，例如公用交換 電活網路或其他行動交換中心。基地台控制器被連接至基 地台中的傳送設備（未示出），其傳送資訊或其他控制訊號 回行動台。 圖3顯示一根.據先前技藝的多使用者系統，包括幕多的 行動台，每一行動台具有不同的Q〇S需求與不同的通道條 件。該系統也包含一基地台，包括眾多的訊號處理單元 (SPU) 28a、28b.....28k 與一 SPU 選擇器 32，結合成 使用者訊號處理單元3 0。可以連接至基地台並透過〆恭| 台通訊之行動台的數目是由可獲得之SPUs數目所限制° 一 SPU需要複雜的數位訊號處理器於重複解碼路徑25 ’

第8頁 V 4371 ·7 ^ 五'發明說明（5) 每一 DSP被複製於每一 spiJ ,造成一非常昂貴的基地台。 圖4說明一根據本發明的多使用者訊號處理裝置3 〇，包 括一選擇器32 ,眾多的重複訊號處理單元（ISPU) 40a、 40b.....4〇k，與一硬體貯槽41，以及基地台所接收訊號 之重複解碼可利用的軟體資源，貯槽包括眾多的DSPs、記 憶體與包含於特殊軟體中之用以重複解碼的演算法。每一 ISPU藉由一排定控制單元（SCU) 42a、42b.....42k以點 取貯槽中的資源。當接收一訊號後，由天線2 〇、接收機21 與降頻器22 (未示於圖4)接收、放大並降頻，由選擇器32 分派至一 ISPU °ISPU 以一 A/D 轉換器（23a、23b.....23k) 將訊號數位化，並以一解調器（24a、24b.....24k)將訊 號解調。一簡單的解碼器（43a、43b.....43k)提供SCU基 本位元估測。位元錯誤率（BER)由估測器（44a、44b..... 44k)所估測，且汲取器（45a、45b.....45k)抽出訊號中 關於QoS需求與通話順序的資訊。此資訊回饋至SCU以致貯 槽中適當的資源可被取得。BER估測與資訊抽取持續被執 行’使得SCU視變化的訊號處理需求而動態地變換取得資 源^ —旦BER與QoS達到可接受的程度，訊號輸出ISPU至基 地台控制器2 9，如上所述。 在—通話期間，分派至待殊I SPU的資源可被動態地更 新’連續或逐步地（例如每五秒）都可以。需要達到目標訊 號品質的重複數目可在通話期間變化，例如視訊號傳播環 境而定。行動台Q ◦ s需求同樣可以在一通話期間變化，因 為通訊傳輸量可能起伏變化。例如，一行動台佔用資料交

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五、發明說明（6) 換以更新電子郵件，當下载資料可能具_ 當上傳資料可能具有另一種不同的Q〇S需求。種Q〇需求， 圖4中’每-SCU以本地資訊，即Q〇s限制與貯槽中可獲 得的資源’來起始重複解碼過程。因此' ^ ^ π, + V V 匕貝源是以先到先服 務的原則來分派；若需要，貯梓必須從 搜义4伙·〜特殊的SCU中移 除資源’且需要-中心資源分派控制器。此scu控制器可 用以識別咼順位的通話，例如來或至緊急的服務，且適當 地安排資源。 β 另一種方式，SCUs可被交互連接，且因此每一scu可以 全面的資訊起始重複解碼。因此Scus可以交換並協調貯槽 中的資源以使可獲得之資源最佳利用a這種轉換方式非常 有利於系統在貯槽通常滿載及許多通話具有相同順位的情 況時。雖然不需要中心s C U控制器，但沒有它則實現每一 SCU變得非常複雜。 一典型的通話可以由行動台或基地台所起始。在這兩方 面，通話的設定都是執行於不同的通道至主要的傳輸量通 道，經由其中的資料交換於基地台與行動台之間。建立一 通話的第k行動台由選擇器32分派至多使用者訊號處理裝 置3 0的第k個ISPU。在通話設定期間’ SCU (42k)使用簡單 的解碼器、位元錯誤率估測器（4 4 k)與資訊汲取器（4 5 k )以 決定用以通話與通話順序的初始QoS需求。根據這些參 數，SCU透過資料連接46取得貯槽中的DSP與記憶體實源。 每一送入資料區诚經由資料線46通過貯槽。重複解碼過程 執行於貯槽中若千次直至所需達到位元錯誤率或最大延遲

第10頁 〜4371 7 6_ 五、發明說明（7) 即將超過為止。改善訊號接著經由資料線47返回SCU，其 將資料輸出基地台控制器2 9。若延遲限制非常寬鬆，則 SCU可取得若干DSP與記憶體群組以使得多個重複解碼過程 可平行處理。在通話期間，SCU使用簡單的解碼器、位元 錯誤率估測器與資訊汲取器以動態地調整分派資源。例 如，若訊號品質改善，則需要較少次的重複或重複過程將 可符合特定延遲限制下的B E R目標。相反地，一惡化的訊 號品質將需要更多次重複或更多重複過程以提供可符合特 定延遲限制下之BER目標的資料訊號。當通話結束，分派 的資源被健存’可利用於下一次基地台所接收的通話1或 用於建立較低順位且正等候更多資源被釋放的通話。 圖5表示一數位訊號從一行動台經由空氣介面，以作用 如一内部編瑪器的通訊通道，而傳輸至一基地台。圖6表 示一數位訊號通過一通訊通道的傳輸1亦經由空氣介面， 其中使用兩編碼器（内部與外部）。說明各種重複解碼路 徑。 以上是說明本發明，且其他在本發明範圍之内的具體實 施例對於一熟知此項技藝的人士應可立即明白。例如， S C U的功能可由一中心資源所執行，且B E R估測與没取功能 可在中心貯槽内執行。本系統可運用各式各樣通訊協定的 任何一種而不離開本發明的範圍。

第11頁 4371 -h •正 _案號88100598_?〇年么月g曰f ^正.子南充 五、發明說明（8) 元件符號說明 10 麥克 風 11 類比 至數位（A/D)轉換器 12 編碼 器/調變器 13 數位 至類比（D / A )轉換器 14 升頻 器 15 發射器 16 天線 17 資料線 20 接收 天線 2 1 接收機 22 轉換 器 23 A / D轉換器 24 解調 器 24a ' 24b 、…、24k 解調器 25 重複路徑 26 等化器 27 解調 器 28 訊號處理單元 28a ' 28b 、…' 28k 訊號處理單元（SPU) 29 基地 台控制器 32 SPU選擇器 40a 、40b 、…' 40k 重複訊號處理單元（I S P U ) 4 1 硬體 貯槽 42a 、42b 、…、42k 排定控制單元（S C U ) 43a 、43b 、…、43k 解碼器 4 4a '44b ' ...' 44k 估測器 4 5a '45b 、.. '45k 汲取器 46 資料 連接 47 資料線

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Claims (1)

1. Γ Λ3"Π 7 6 六、申請專利範圍 1. 一種用以重複解碼一訊號的裝置，包括： 一訊號處理單元；以及 用以執行至少一次重複解碼過程於一訊號的重複解碼 資源，其特徵為 重複解碼資源位於一中心貯槽中，且當需要一重複解 碼過程時，資源被分派至訊號處理單元。 2. 如申請專利範圍第1項之裝置，其特徵為提供眾多的 訊號處理單元，每一單元對中心貯槽進行存取。 3. 如申請專利範圍第丨項之裝置*其特徵為每一訊號處 理單元包括一控制單元，控制單元從中心貯槽中取得重複 解碼資源。 4. 如申請專利範圍第3項之裝置，其特徵為每一訊號處 理單元根據來自個別控制單元的要求而可自中心貯槽中分 派得重複解碼資源。 5. 如申請專利範圍第4項之裝置，其特徵為分派至一訊 號處理單元的重複解碼資源可在解碼期間變更。 6. —種用以重複解碼一訊號的方法，包括步驟為： 接受一訊號用以解碼 使用重複解碼資源以對訊號執行至少一次重複解碼過 程，其特徵為 重複解碼資源取自一中心貯槽中，且被分派於當一重 複解碼過程需要時。 7. 如申請專利範圍第6項之方法，其特徵為眾多的訊號 可被接受用以解碼。

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