組合的Turbo解碼和Turbo均衡技術的制作方法
【專利說明】組合的Turbo解碼和Turbo均衡技術
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本專利申請要求于2013年3月15日提交的第61/802，038號美國臨時專利申請的優(yōu)先權。上述臨時專利申請的全部內(nèi)容通過引用并入本文。
技術領域
[0003]本文件涉及數(shù)字通信。
【背景技術】
[0004]許多現(xiàn)代數(shù)字通信系統(tǒng)使用正交頻分多路復用(OFDM)調(diào)制技術。各種類型的糾錯修正碼用于增加所傳輸信號的穩(wěn)健性。例如，OFDM和糾錯編碼被用于無線技術(例如，長期演進(LTE))和有線通信技術(例如，數(shù)字用戶線路(DSL))。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]除了其它內(nèi)容之外，本文還描述了用于OFDM調(diào)制信號的Turbo解碼的技術。在一些實現(xiàn)中，可使用組合的Turbo解碼和Turbo均衡技術。
[0006]在一方面，用于組合的Turbo解碼和Turbo均衡的方法、系統(tǒng)和設備包括一個或多個OFDM符號的緩沖，該緩沖大于或等于級聯(lián)碼的分量代碼之間的交織。其中，糾錯修正碼是并行的或串行的級聯(lián)碼(即，由兩個或更多分量代碼和一個或多個交織器組成)或LDPC (低密度奇偶校驗)代碼。交織可擴展超過一個以上OFDM符號。
[0007]在一些實現(xiàn)中對OFDM符號進行緩沖并消除頻域內(nèi)ISI。
[0008]在另一方面，方法、系統(tǒng)和設備從下面三個類別的數(shù)據(jù)硬再編碼數(shù)據(jù)或軟再編碼數(shù)據(jù)到判定反饋均衡器:1.解映射的數(shù)據(jù)；2.再編碼的同步符號、或者內(nèi)部或第一分量解碼器；以及3.來自外部或第二分量解碼器的再編碼的數(shù)據(jù)或第二或更靠后的解碼迭代上的分量解碼器。第三類數(shù)據(jù)可只在交織或解交織延遲之后可用，因此對于判定反饋均衡的第一迭代不可用。
[0009]在另一方面，公開的數(shù)據(jù)接收技術使用支持可變尺寸星座的星座解映射器和映射器。
[0010]在另一方面，傳輸?shù)姆枏椭瓢≒AR減小的復制。
[0011]在另一方面，可執(zhí)行用于通道的復制和接收器預過濾的IFFT和FFT快速卷積。
[0012]在另一方面，可在頻域內(nèi)對接收的信號復制和回波復制執(zhí)行求和。
[0013]這些和其它方面以及它們的實現(xiàn)和變化將在附圖、描述和權利要求中闡述。
【附圖說明】
[0014]圖1是如在長期演進(LTE)系統(tǒng)中使用的Turbo編碼和調(diào)制的框圖。
[0015]圖2是LTETurbo編碼器的框圖。
[0016]圖3示出了具有窗口的周期擴展。
[0017]圖4示出了用于并行級聯(lián)的卷積碼的編碼器。
[0018]圖5示出了用于串行級聯(lián)的格碼調(diào)制(TCM)和劃區(qū)編碼的編碼器。
[0019]圖6描述了用于數(shù)字通信的多種星座。
[0020]圖7示出了用于并行級聯(lián)的卷積碼的Turbo解碼器。
[0021]圖8示出了用于串行級聯(lián)的TCM和劃區(qū)編碼的Turbo解碼器。
[0022]圖9示出了單載波n-QAM判定反饋Turbo均衡器。
[0023]圖10是用于正交頻分多路復用(OFDM)信號的組合的Turbo均衡器和Turbo解碼器的框圖表示。
[0024]圖11是用于具有頻域OFDM符號緩沖和符號間干擾(ISI)消除的組合的Turbo均衡器和Turbo解碼器的框圖表示。
[0025]圖12示出了用于并行級聯(lián)的卷積碼的再編碼器。
[0026]圖13示出了用于串行級聯(lián)的TCM和劃區(qū)編碼的再編碼器。
[0027]圖14是用于OFDM控制的組合的Turbo均衡和Turbo解碼的流程圖實現(xiàn)。
[0028]各種附圖中，相同的附圖標號表示相同的元件。
【具體實施方式】
[0029]本文公開了用于對所接收的信號進行Turbo解碼和Turbo均衡以產(chǎn)生數(shù)據(jù)比特的技術。在描述中，使用了下列縮寫。
[0030]3GPP LTE =第三代合作伙伴項目，長期演進
[0031]ADSL =非對稱數(shù)字用戶線路
[0032]AFE =模擬前端
[0033]ASIC=專用集成電路
[0034]BPSK = 二進制相移鍵控
[0035]DFE =判定反饋均衡器
[0036]DSL =數(shù)字用戶線路
[0037]EPROM=可擦除可編程只讀存儲器
[0038]EEPROM =電可擦除可編程只讀存儲器
[0039]FEQ =頻域均衡器
[0040]FFT =快速傅里葉變換[0041 ]FPGA=場可編程門陣列
[0042]IEEE =電氣和電子工程師協(xié)會
[0043]IFFT =快速傅里葉逆變換
[0044]ISI =碼間干擾
[0045]ITU =國際電信同盟
[0046]LAN=局域網(wǎng)
[0047]LDPC =低密度奇偶校驗
[0048]LLR=對數(shù)似然比
[0049]LSBs =最低有效位
[0050]LTE =長期演進
[0051]MAP=最大后驗概率
[0052]MSBs =最高有效位
[0053]n-QAM=正交調(diào)幅
[0054]n-QPSK =四相相移鍵控
[0055]OFDM =正交頻分多路復用
[0056]PAR=峰值與平均值之比
[0057]SISO =軟輸入軟輸出
[0058]SOVA =軟輸出維特比算法
[0059]TCM =格碼調(diào)制
[0060]VDSL =超高速數(shù)字用戶線路
[0061]正交頻分多路復用(OFDM)是多載波調(diào)制和解調(diào)技術，其使用了用于調(diào)制的快速傅里葉逆變換(IFFT)和用于解調(diào)的快速傅里葉變換(FFT)。變換的頻點用作載波，并可使用一個或多個比特的信號星座(即從BPSK至n-QPSK)?？商砑又芷跀U展至用于傳輸?shù)腎FFT的輸出，并在輸入至FFT之前在接收上移除。OFDM符號由傳輸IFFT的輸出組成，具有任何周期擴展，并位于任何窗口或峰值與平均值之比(PAR)減小之后。周期擴展用作保護間隔，以便保護間隔內(nèi)的碼間干擾(ISI)不影響已解調(diào)的信號。ISI—般通過線性均衡器約束為適合在保護間隔內(nèi)、或擴展保護間隔、或二者的組合。這兩種操作在解調(diào)前都會丟失接收到的一些能量，并因此減小可能的數(shù)據(jù)率。并且，ISI依然可擴展超過保護間隔，從而減小已解調(diào)信號的信號干擾比和數(shù)據(jù)率。
[0062]對于單載波調(diào)制和多載波調(diào)制，線性均衡是最簡單類型的均衡。判定反饋均衡(即ISI取消)提供更好的性能。使用來自糾錯修正碼的硬判定或軟判定的Turbo判定反饋均衡(其中均衡被迭代)提供更好的性能。并且，組合的Turbo均衡和Turbo解碼(其中均衡被迭代)結合也被迭代的級聯(lián)的糾錯修正碼的解碼提供更好的性能。
[0063]迭代解碼的糾錯修正碼提供最大的編碼增益，并可與OFDM組合。迭代解碼的糾錯修正碼包括:并行級聯(lián)的卷積碼、串行級聯(lián)的卷積碼、串行級聯(lián)的格碼調(diào)制和劃區(qū)編碼、以及低密度奇偶校驗(LDPC)碼。
[0064]在一些實施方式中，通過組合的Turbo均衡和Turbo解碼改善OFDM接收器的性會K。
[0065]國際電信同盟(ITU)非對稱數(shù)字用戶線路(ADSL)和超高速數(shù)字用戶線路(VDSL)標準、3GPP LTE標準、IEEE 802.lla/g/n/ac無線LAN標準等指定OFDM作為用于信號載波的調(diào)制方案。
[0066]ADSL和VDSL標準用卷積交織指定由串行級聯(lián)的格碼調(diào)制(TCM)和Reed Solomon劃區(qū)編碼組成的糾錯修正碼。3GPP LTE標準用Turbo解碼指定并行級聯(lián)的卷積碼。802.lln/ac標準包括作為可選特征的LDPC代碼。
[0067]LTE移動電話使用OFDM和具有用于糾錯修正的Turbo解碼的并行級聯(lián)的卷積碼。均衡已經(jīng)被獨立對待。LTE標準對周期前綴提供了兩個不同長度，以便可使用線性均衡。圖1是如在長期演進(LTE)系統(tǒng)中使用的Turbo編碼和調(diào)制