專利名稱：消除不可靠消息交換的置信傳播解碼器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于在解碼器中對(duì)包括N個(gè)代碼位的至少一個(gè)碼字進(jìn)行解碼的方法。該碼字是在編碼器中使用一組可表示為奇偶校驗(yàn)矩陣的M個(gè)奇偶等式的集合生成的。此外，本發(fā)明涉及解碼器以及采用該解碼器的移動(dòng)終端和基站。此外，本發(fā)明還涉及使用了根據(jù)本發(fā)明的移動(dòng)站和/或基站的通信系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
低密度奇偶校驗(yàn)編碼糾錯(cuò)代碼廣泛用于獲得噪聲信道上的可靠通信。通常來(lái)說(shuō)，線性糾錯(cuò)代碼C可以通過奇偶校驗(yàn)矩陣H來(lái)描述，其對(duì)于任何碼字x∈C都滿足Hx＝0。H是M×N矩陣，其中N是碼字的尺寸而M是每個(gè)碼字必須滿足的線性約束的數(shù)目。因此H的每一行表示線性齊次奇偶校驗(yàn)等式。
低密度奇偶校驗(yàn)(LDPC)代碼是特征在于高度稀疏奇偶校驗(yàn)矩陣的特定類線性糾錯(cuò)代碼。典型地，在具有相對(duì)大的行長(zhǎng)度的矩陣中，整個(gè)行可僅包括三個(gè)一，其余的為零。每行中一的數(shù)目m被稱為行加權(quán)ρm，而每列中一的數(shù)目n被稱為列加權(quán)χn。如果行加權(quán)和列加權(quán)與具體行或列無(wú)關(guān)，即對(duì)于所有的m和n，ρm＝ρ和χn＝χ，則由H確定的代碼被稱為常規(guī)代碼。否則就被稱為不規(guī)則代碼。
LDPC代碼在1962年被Gallager最初引入并研究(參見，Gallager，“Low-density parity-check codes”，IRE Transaction on Information Theory，Vol.IT-8，pp.21-28，1962)。使用低密度奇偶校驗(yàn)矩陣的問題在于提供解碼方法，Gallager的工作的最顯著特征之一是引入了迭代解碼算法。他示出當(dāng)該算法被應(yīng)用到稀疏奇偶校驗(yàn)矩陣時(shí)，它能夠以相對(duì)低的復(fù)雜度取得通信系統(tǒng)中的信道容量的重要部分(significant fraction)。此外，每次迭代的每個(gè)位的計(jì)算數(shù)目獨(dú)立于塊長(zhǎng)度N。
由于Gallager的突出貢獻(xiàn)，由Tanner、Wiberg、MacKay、和Neal以及其他人重新發(fā)現(xiàn)了LDPC代碼，并對(duì)其近一步研究。這些研究的細(xì)節(jié)可見于Tanner，″A recursive approach to low complexity code″，IEEE Transactions onInformation Theory，pp.533-547，1981，以及MacKay et al.，″Near Shannonlimit performance of Low-Density Parity-Check Codes″，IEEE Electronic Letters，vol.32，pp.1645-1646，1996。
置信傳播(Belief Propagation)已知的解碼器包括最大似然解碼器和最大后驗(yàn)解碼器。兩個(gè)中更廣泛使用的最大似然解碼器包括找到最可能的信息字(其中似然性取決于信道模型)。最大后驗(yàn)解碼器不同于最大似然解碼器的地方在于它為每個(gè)碼元提供了后驗(yàn)概率。然而，問題在于最大后驗(yàn)解碼器在計(jì)算上典型地比最大似然解碼器復(fù)雜。
因此，Gallager基于(后面涉及的)置信傳播方法提出了上面提到的迭代解碼方案，其近似收斂到每個(gè)碼元的后驗(yàn)概率。
該方法依賴于代碼的基于圖形的表示，其中可以將解碼理解為消息在因子分解圖(factor graph)中的傳輸。置信傳播在非循環(huán)圖的情況中產(chǎn)生精確概率。不幸的是，與LDPC代碼相關(guān)聯(lián)的圖形通常是循環(huán)的，并因此置信傳播可能產(chǎn)生不準(zhǔn)確的概率。盡管如此，Gallager的解碼算法給出了良好的經(jīng)驗(yàn)性能，特別是由于最終產(chǎn)物是解碼，因而后驗(yàn)概率不一定需要是精確的。
和-積(Sum-Product)算法接下來(lái)是和-積迭代算法的簡(jiǎn)單描述。為了說(shuō)明的簡(jiǎn)潔性，我們考慮二進(jìn)制情況。對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，擴(kuò)展到非二進(jìn)制情況將沒有問題，并且可發(fā)現(xiàn)于例如Davey et al，″Low-Density Parity Check Codes for GF(q)″，IEEE Communications Letters，Vol.2，No.6，June 1998。基于當(dāng)使用概率解碼算法進(jìn)行解碼時(shí)LDPC代碼提供了近香農(nóng)(near-Shannon)性能的發(fā)現(xiàn)，Davey等給出了對(duì)不同的信道模型使用伽羅瓦域GF(q)(對(duì)于q＞2)上的類似代碼糾錯(cuò)的經(jīng)驗(yàn)結(jié)果。
可以在Kschischang et al.，″Factor Graphs and the Sum-Product Algorithm″，IEEE Transactions on Information Theory，Vol.47，No.2，F(xiàn)ebruary 2001中找到關(guān)于圖形以及和-積算法的更詳細(xì)論述、以及對(duì)二進(jìn)制變量和奇偶校驗(yàn)的進(jìn)一步簡(jiǎn)化。Kschischang等公開了操作于因子分解圖中的普通消息傳遞算法、和-積算法。因子分解圖是使許多變量的復(fù)雜全局函數(shù)的因式分解可視化的偶圖。
二進(jìn)制情況的簡(jiǎn)化特性在于，由于僅僅有兩種可能事件，所以可以依據(jù)對(duì)數(shù)似然比(LLR)來(lái)表示事件概率，其中對(duì)數(shù)似然比通常定義為L(zhǎng)LR=lnp(x=1)p(x=0)=lnp(x=1)1-p(x=1)---(1)]]>即x是兩個(gè)可能事件之一的概率的比的自然對(duì)數(shù)。
該算法具有通常稱為水平和垂直步驟的兩個(gè)交替部分。更具體地，交替地更新與稀疏奇偶校驗(yàn)矩陣H的非零元素hmn相關(guān)聯(lián)的兩個(gè)二進(jìn)制分布或者消息矩陣αmn和βmn。量αmn表示在給定從除第m個(gè)等式之外的所有奇偶等式獲得的信息的情況下已傳送碼字的第n位的LLR。以類似的方式，βmn表示在給定第n位和所有其它位的LLR統(tǒng)計(jì)上獨(dú)立于相關(guān)聯(lián)的分布βm1...βmN的情況下滿足第m個(gè)奇偶校驗(yàn)等式的LLR。假設(shè)在任意二進(jìn)制輸入連續(xù)輸出信道上等概率地使用各碼字，則可以將和-積算法描述如下。
在概述算法之前，首先定義以下部分中使用的一些術(shù)語(yǔ)。在誤差解碼語(yǔ)境下描述這些術(shù)語(yǔ)。圖1示出了采樣奇偶校驗(yàn)矩陣H以及可用于參照接下來(lái)的定義的矩陣的圖形表示。
校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)(Check Node)表示一個(gè)奇偶校驗(yàn)位。通常根據(jù)一個(gè)或多個(gè)信息位從而求解給定等式來(lái)計(jì)算該奇偶校驗(yàn)位。在二進(jìn)制邏輯中，可以用信息位的模2求和來(lái)表示等式，其中結(jié)果應(yīng)該等于奇偶校驗(yàn)位。
變量節(jié)點(diǎn)(Variabl Node)表示一個(gè)已編碼的位。在通信解碼中，已編碼的位通常等于代碼位的接收值、或者例如對(duì)數(shù)似然比。變量節(jié)點(diǎn)連接到一個(gè)或多個(gè)校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)，這表示該變量對(duì)各個(gè)奇偶校驗(yàn)位的關(guān)系。換言之，變量參與了所連接的校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)的所有等式。
變量節(jié)點(diǎn)和校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)之間的邊用于表示它們之間的關(guān)系。在變量節(jié)點(diǎn)側(cè)，到校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)的邊給出了那些校驗(yàn)等式涉及該變量的信息。在校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)側(cè)，到變量節(jié)點(diǎn)的邊給出了包括哪些變量被涉及在具體的奇偶校驗(yàn)等式中的信息。
在解碼過程中，沿著邊而將消息從變量節(jié)點(diǎn)傳遞到校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)，并且也從校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)傳送到變量節(jié)點(diǎn)。該消息典型地包含某類的置信或概率信息(因而，“置信傳播”廣泛地使用于文獻(xiàn)中)。
和-積算法可以通過下面的步驟定義初始化
λn表示已傳送碼字的第n位的先驗(yàn)LLR?？筛鶕?jù)對(duì)應(yīng)于所傳送碼字的所接收矢量和信道模型計(jì)算這個(gè)LLR。對(duì)于奇偶校驗(yàn)矩陣H的每個(gè)非零項(xiàng)hmn，設(shè)置αmn＝λn(2)。
水平步驟對(duì)于矩陣H的每個(gè)非零項(xiàng)hmn，使用以下等式計(jì)算βmnβmn=2·tanh-1Πl=1..Nl≠ntanhαml2---(3)]]>其中1遍布第m個(gè)奇偶等式的除第n個(gè)位置之外的非零位位置(即，hm1≠0)。
圖2示出了示范奇偶校驗(yàn)矩陣H=110010011001101100111111]]>的圖形表示。
可根據(jù)圖2而看出水平步驟如下。無(wú)論何時(shí)對(duì)于將校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)m連接到變量節(jié)點(diǎn)n的給定邊mn計(jì)算βmn，都涉及了除了屬于邊mn的α值即αmn之外的、被連接到校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)m的邊上的所有α值。
垂直步驟對(duì)于矩陣H的每個(gè)非零項(xiàng)hmn，以下述方式更新αmnαmn=λn+Σj=1..Mj≠mβjn---(4)]]>其中j遍布了hjn≠0的奇偶等式。
解碼單次迭代典型地包括水平步驟的應(yīng)用以及爾后的垂直步驟的應(yīng)用(除了基于從信道接收的碼元來(lái)初始化另外的αmn的第一迭代之外)。在任何迭代(包括初始化步驟)結(jié)束時(shí)，還可以更新每個(gè)位的軟輸出(soft-output)判決(即，所估計(jì)的后驗(yàn)LLR ξn)ξn=λn+Σj=1..Mβjn---(5)]]>其中j遍布hjn≠0的奇偶等式。使用等式(5)，可以將第k個(gè)已傳送位的值估計(jì)為 以這種方式，執(zhí)行試驗(yàn)性的逐位解碼，并獲得矢量x。如果Hx＝0，即如果ξ是碼字，則解碼算法停止將x宣稱為輸出。否則，迭代處理通過返回到上面的水平步驟而繼續(xù)。或者如果發(fā)生沒有成功解碼的某個(gè)最大預(yù)定迭代次數(shù)(例如，100)，解碼過程通過宣稱解碼失敗而終止。
最小-和(Min-Sum)算法為了簡(jiǎn)化所涉及的計(jì)算，水平步驟中的等式(3)可以近似為并代替為βmn=minl=1..Nl≠n(|αml|)·Πi=1..Nl≠nsgn(αml)---(7).]]>然而，這個(gè)近似將降低解碼的性能。
WO 02/37731 A2提供了一種和-積算法的實(shí)現(xiàn)，其使用不同的等式組來(lái)實(shí)現(xiàn)水平步驟、垂直步驟、和解碼。更具體地，該參考文獻(xiàn)采用了也由Kschischang等定義的似然差(likelihood difference)的基準(zhǔn)，來(lái)執(zhí)行水平和垂直步驟的計(jì)算。
可以從用于水平步驟、垂直步驟、和解碼的上面等式看出，涉及來(lái)自眾多值的信息，其最終從與所傳送的碼字對(duì)應(yīng)的所接收矢量導(dǎo)出。在噪聲信道環(huán)境中，幾個(gè)所接收值(位)承載錯(cuò)誤信息的幾率較高，這暗含錯(cuò)誤信息可以從這些值推斷出，并被通過解碼迭代傳播。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是在迭代解碼方法中減少錯(cuò)誤信息的影響。
本發(fā)明的目的是通過獨(dú)立權(quán)利要求的主題解決的。本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例是從屬權(quán)利要求的主題。
下文中，保留了介紹中以及由Kschischang等使用的術(shù)語(yǔ)以有助于對(duì)本發(fā)明的理解。根據(jù)本發(fā)明，消息矩陣可以為矩形矩陣，其通常持有表示關(guān)于某一編碼碼元的消息的實(shí)值。該消息本身可以為知識(shí)相關(guān)的、置信相關(guān)的、或概率相關(guān)的測(cè)量。通常，矩陣內(nèi)的位置給出了關(guān)于所涉及的編碼碼元的、以及關(guān)于如何獲得消息的信息。在優(yōu)選實(shí)施例中，行下標(biāo)(index)指示與消息有關(guān)的奇偶校驗(yàn)等式，而列給出了關(guān)于對(duì)其消息有效的編碼碼元的信息。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供了一種在解碼器中用于對(duì)包括N個(gè)代碼位的至少一個(gè)碼字x進(jìn)行解碼的方法。碼字x可以是在編碼器中使用可表述為奇偶校驗(yàn)矩陣H的一組M個(gè)奇偶等式產(chǎn)生的。換言之，解碼被執(zhí)行為消息傳遞通過所使用代碼的圖形表示，其中圖形表示是基于奇偶校驗(yàn)矩陣。
根據(jù)該方法，對(duì)于奇偶校驗(yàn)矩陣H中的每個(gè)非零項(xiàng)，可以用從解調(diào)器獲得的數(shù)據(jù)λn來(lái)初始化第一消息矩陣的元素αmn。接下來(lái)，對(duì)于奇偶校驗(yàn)矩陣H中的每個(gè)非零項(xiàng)，可以基于所述第一消息矩陣的元素αmn來(lái)確定第二消息矩陣的元素βmn，并且可以基于從解調(diào)器獲得的數(shù)據(jù)λn和第二消息矩陣的元素βmn來(lái)重構(gòu)所解碼的碼字 。根據(jù)這個(gè)實(shí)施例，僅僅來(lái)自所述第一消息矩陣的消息矩陣元素αmn的子集可以用來(lái)確定所述第二息矩陣的消息矩陣元素βmn，其中所述子集的消息矩陣元素符合可靠性標(biāo)準(zhǔn)。
根據(jù)該方法，僅僅第一消息矩陣的可靠消息矩陣元素(例如，元素αmn)可用來(lái)確定第二矩陣的消息矩陣元素βmn。以上面概述的和一積算法為例，在水平步驟和/或垂直步驟的任何等式中，可以并不處理所有的信息。而是可以從計(jì)算中排除某些值即消息矩陣元素。可以根據(jù)下面進(jìn)一步概述的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)確定排除哪些值。通常，如果一個(gè)值不可靠使得包括該項(xiàng)將比從相應(yīng)等式省略該項(xiàng)產(chǎn)生更差的結(jié)果，則可以排除該值。
此外，可以基于所述第二消息矩陣的消息矩陣元素βmn的子集來(lái)更新第一消息矩陣的消息矩陣元素βmn，其中所述子集的消息矩陣元素符合可靠性標(biāo)準(zhǔn)。例如，這可應(yīng)用于已經(jīng)判定在嘗試解碼碼字之前執(zhí)行幾次迭代的情況。因此，當(dāng)再次考慮和-積算法的示例時(shí)，可以在已減少的元素βmn集合中執(zhí)行垂直步驟中的αmn值計(jì)算。
在上面的實(shí)施例中，可以更新僅第二消息矩陣的消息矩陣元素βmn。根據(jù)又一實(shí)施例，還可以基于已減少的集合，即消息矩陣元素βmn的子集，來(lái)更新僅消息矩陣元素αmn。
因此，本發(fā)明還提供了一種在解碼器中用于對(duì)包括N個(gè)代碼位的至少一個(gè)碼字x進(jìn)行解碼的方法，其中碼字x可以是在編碼器中使用可表述為奇偶校驗(yàn)矩陣H的一組M個(gè)奇偶等式產(chǎn)生的。根據(jù)這個(gè)實(shí)施例，對(duì)于奇偶校驗(yàn)矩陣H中的每個(gè)非零項(xiàng)，可以用從解調(diào)器獲得的數(shù)據(jù)λn來(lái)初始化第一消息矩陣的元素αmn。接下來(lái)，對(duì)于奇偶校驗(yàn)矩陣H中的每個(gè)非零項(xiàng)，可以基于所述第一消息矩陣的元素αmn來(lái)確定第二消息矩陣的元素βmn，并且可以基于從解調(diào)器獲得的數(shù)據(jù)λn和第二消息矩陣的元素βmn來(lái)重構(gòu)所解碼的碼字 。此外，對(duì)于奇偶校驗(yàn)矩陣H中的每個(gè)非零項(xiàng)，可以基于第二消息矩陣的消息矩陣元素βmn來(lái)更新第一消息矩陣的消息矩陣元素αmn，其中所述第二消息矩陣的消息矩陣元素βmn的子集可以用于更新所述第一消息矩陣的消息矩陣元素αmn，其中所述子集的消息矩陣元素符合可靠性標(biāo)準(zhǔn)。
根據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施例，僅僅所述第一消息矩陣的消息矩陣元素αmn的子集被用于確定所述第二消息矩陣的消息矩陣元素βmn，其中所述子集的消息矩陣元素符合可靠性標(biāo)準(zhǔn)。
在另一個(gè)實(shí)施例中，在解碼方法第一次嘗試對(duì)所接收的代碼位進(jìn)行解碼之前，可能已經(jīng)在幾個(gè)迭代中重新計(jì)算第一和/或第二消息矩陣的元素。因此，提出的方法還可以包括通過重復(fù)第二消息矩陣的消息矩陣元素βmn的確定來(lái)執(zhí)行迭代的步驟。
在又一實(shí)施例中，可以重復(fù)地嘗試對(duì)所接收的代碼位進(jìn)行解碼。這樣，迭代還可以包括在每次迭代中基于從解調(diào)器獲得的數(shù)據(jù)λn和第二消息矩陣的元素βmn來(lái)重構(gòu)所解碼的碼字 的步驟。
為了確定所重構(gòu)的碼字是否是有效的碼字，可以校驗(yàn)所重構(gòu)的解碼碼字 是否滿足奇偶校驗(yàn)矩陣H中的奇偶校驗(yàn)等式。
當(dāng)達(dá)到預(yù)定的迭代次數(shù)時(shí)、或者在所解碼的碼字 滿足奇偶校驗(yàn)等式的情況中，可以停止如上概述的經(jīng)過不同處理步驟的迭代。
在本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例中，從解調(diào)器獲得的數(shù)據(jù)可包括表示用于碼字x的N個(gè)代碼位的每一個(gè)的似然比、似然差、或者概率之一的參數(shù)。這樣，在提出的方法中可以使用不同的測(cè)量或參數(shù)來(lái)計(jì)算第一和第二消息矩陣的不同元素。
此外，從解調(diào)器獲得的數(shù)據(jù)還可以包括關(guān)于所提供的哪些參數(shù)符合可靠性標(biāo)準(zhǔn)的指示。
根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例，在一迭代步驟中，當(dāng)確定新的消息矩陣元素時(shí)，可以更新用于確定所述第一消息矩陣的消息矩陣元素αmn的所述第二消息矩陣的消息矩陣元素βmn的子集。這允許使解碼方法適于在每個(gè)迭代步驟中可能重新定義的可靠性標(biāo)準(zhǔn)。
當(dāng)更新子集時(shí)，所更新的子集可以因而僅僅包括第二消息矩陣的符合可靠性標(biāo)準(zhǔn)例如，解碼過程中在不同可能迭代期間更新的標(biāo)準(zhǔn)的消息矩陣元素βmn。
在本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例中，在一迭代步驟中，當(dāng)確定新消息矩陣元素αmn時(shí)，也可以更新用于確定所述第二消息矩陣的消息矩陣元素βmn的、所述第一消息矩陣的消息矩陣元素αmn的子集。
當(dāng)更新子集時(shí)，所更新的子集可僅包括第一消息矩陣的符合可靠性標(biāo)準(zhǔn)的消息矩陣元素αmn。
根據(jù)又一個(gè)實(shí)施例，可靠性標(biāo)準(zhǔn)可以基于經(jīng)由其接收碼字x的無(wú)線電信道的信道估計(jì)、第一和/或第二消息矩陣的元素的絕對(duì)值、解調(diào)器提供的數(shù)據(jù)的絕對(duì)值、解碼中的已經(jīng)處理的迭代次數(shù)、解碼過程中將要執(zhí)行的最大迭代次數(shù)、和隨機(jī)過程中的至少一個(gè)。
如果對(duì)于元素的噪聲比和/或元素絕對(duì)值處于預(yù)定閾值之下，則可以確定第一或第二消息矩陣的消息矩陣元素不符合所述可靠性標(biāo)準(zhǔn)。
根據(jù)這個(gè)實(shí)施例，例如，可以使用無(wú)線電信道的信道估計(jì)作為用于判決第一消息矩陣的哪一個(gè)已初始化的消息矩陣元素αmn被添加到用于確定第二消息矩陣的消息矩陣元素βmn的子集。接下來(lái)，當(dāng)更新第一或第二消息矩陣或者二者時(shí)，各個(gè)消息矩陣元素的絕對(duì)值可以建立可靠性標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)，以便定義用于更新的子集。此外，已經(jīng)執(zhí)行的迭代次數(shù)可能影響可靠性標(biāo)準(zhǔn)。
在本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例中，所使用的糾錯(cuò)代碼是低密度奇偶校驗(yàn)(LDPC)代碼。
本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例涉及解碼器。該解碼器可以用于對(duì)至少一個(gè)碼字x進(jìn)行解碼，并可包括處理裝置，其用于針對(duì)奇偶校驗(yàn)矩陣H中的每個(gè)非零項(xiàng)，利用從解調(diào)器獲得的數(shù)據(jù)λn來(lái)初始化第一消息矩陣的元素αmn；用于針對(duì)奇偶校驗(yàn)矩陣H中的每個(gè)非零項(xiàng)，基于所述第一消息矩陣的元素αmn確定第二消息矩陣的元素βmn；以及用于基于從解調(diào)器獲得的數(shù)據(jù)λn和第二消息矩陣的元素βmn來(lái)重構(gòu)所解碼的碼字 此外，所述處理裝置還適合于使用來(lái)自所述第一消息矩陣的消息矩陣元素αmn子集來(lái)確定所述第二消息矩陣的消息矩陣元素βmn，其中所述子集的消息矩陣元素符合可靠性標(biāo)準(zhǔn)。
根據(jù)本發(fā)明的替換實(shí)施例，一種用于對(duì)至少一個(gè)碼字x進(jìn)行解碼的解碼器可以包括處理裝置，用于針對(duì)奇偶校驗(yàn)矩陣H中的每個(gè)非零項(xiàng)，利用從解調(diào)器獲得的數(shù)據(jù)λn初始化第一消息矩陣的元素αmn；用于針對(duì)奇偶校驗(yàn)矩陣H中的每個(gè)非零項(xiàng)，基于所述第一消息矩陣的元素αmn而確定第二消息矩陣的元素βmn；并用于基于從解調(diào)器獲得的數(shù)據(jù)λn和第二消息矩陣的元素βmn來(lái)重構(gòu)所解碼的碼字 以及用于針對(duì)奇偶校驗(yàn)矩陣H中的每個(gè)非零項(xiàng)，基于第二消息矩陣的消息矩陣元素βmn來(lái)更新第一消息矩陣的元素αmn。
此外，處理裝置適合于使用所述第二消息矩陣的消息矩陣元素βmn的子集來(lái)更新所述第一消息矩陣的消息矩陣元素αmn，其中所述子集的消息矩陣元素符合可靠性標(biāo)準(zhǔn)。
上面提及的解碼器的兩個(gè)替換實(shí)施例還可適于執(zhí)行上述的解碼方法。
在其他實(shí)施例中，本發(fā)明提供了移動(dòng)通信系統(tǒng)中的移動(dòng)終端和基站，二者都包括用于接收至少一個(gè)碼字x的接收裝置、用于對(duì)該至少一個(gè)所接收的碼字x進(jìn)行解調(diào)并用于將數(shù)據(jù)遞送到解碼器的解調(diào)裝置、以及根據(jù)上述各種移動(dòng)終端和/或基站還可包括用于將數(shù)據(jù)編碼于至少一個(gè)碼字x中的編碼裝置、和用于發(fā)射所述至少一個(gè)碼字x的發(fā)射裝置，并其中所述至少一個(gè)所發(fā)射的碼字x適合于根據(jù)上述的不同解碼方法進(jìn)行解碼。
此外，本發(fā)明還提供了包括至少一個(gè)基站和至少一個(gè)移動(dòng)終端的移動(dòng)通信系統(tǒng)。


接下來(lái)，結(jié)合所附的圖和繪圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明。用相同的參考符號(hào)來(lái)標(biāo)記圖中的相似或?qū)?yīng)的細(xì)節(jié)。
圖1示出了采樣奇偶校驗(yàn)矩陣H、以及矩陣的圖形表示；圖2示出了圖1的圖形表示、以及在置信傳播算法中沿邊傳遞的消息αmn和βmn；圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的示范解碼過程的流程圖；圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的另一個(gè)示范解碼過程的流程圖；圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的發(fā)射機(jī)和接收機(jī)單元；圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的、包括圖5所示的發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的移動(dòng)終端；圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的、包括圖5所示的發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的基站；以及圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的、包括圖6所示的移動(dòng)終端和圖7所示的基站(節(jié)點(diǎn)B)的通信系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)視圖。
具體實(shí)施例方式
在本發(fā)明的不同實(shí)施例的以下描述中，表達(dá)“x∈A\B”表示“x是除集合B之外的集合A的元素”，其相當(dāng)于“x是集合A的元素但不是集合B的元素”。此外，接下來(lái)的段落將通過考慮LDPC解碼的示例來(lái)概述潛在于本發(fā)明中的思想。然而，應(yīng)該注意的是，可以將潛在于本發(fā)明中的原理應(yīng)用于其他代碼。
如前面概述的，可以在水平步驟、垂直步驟和判決步驟中求解數(shù)學(xué)等式。在每個(gè)迭代中至少計(jì)算水平步驟和垂直步驟等式，從而形式上談及例如αmn(i)和βmn(i)是正確的，其中i表示迭代次數(shù)，而對(duì)于αmn的初始化步驟可以解釋為迭代次數(shù)零，即αmn(0)。然而，為了簡(jiǎn)化和簡(jiǎn)明，已經(jīng)從公式中刪除了迭代上標(biāo)。
通常，需要注意的是，在水平步驟中需要用值α來(lái)計(jì)算值β。同樣，需要注意的是，在垂直步驟中需要用值β來(lái)計(jì)算值α，以及在解碼過程中需要用值β來(lái)計(jì)算值ξ。
根據(jù)值αml來(lái)計(jì)算新的值βmn，即新的消息矩陣元素，其中1取除n之外的、其中奇偶校驗(yàn)矩陣項(xiàng)hm1非零的、從1到N的所有值?？梢詫⑵浣忉尀榧螸mn的元素1。
Lmn＝{l∈[1，n-1][n+1，N]|hml≠0} (8)Lmn表示對(duì)于hm1≠0在1和N之間的1≠n值的集合。
使用等式(8)，可以將水平步驟重新闡述為βmn=2·tanh-1Πl∈Lmntanhαml2---(9).]]>或者替換地根據(jù)等式(7)而近似為或簡(jiǎn)化為βmn=minl∈Lmn(|αml|)·Πl∈Lmnsgn(αml)---(10).]]>類似地，可能存在可以如下定義的垂直步驟集合JmnJmn＝{j∈[1，m-1][m+1，M]|hjn≠0} (11)，可以將Jmn解釋為對(duì)于hjn≠0的在1和M之間的j≠m的值的集合。
根據(jù)等式(11)，可以將垂直步驟重新寫成αmn=λn+Σj∈Jmnβjn---(12).]]>根據(jù)本發(fā)明，可以對(duì)水平和垂直步驟定義排除集合(exclusion set)Γmn和Ωmn。該排除集合可包括當(dāng)確定或更新垂直步驟的消息矩陣元素αmn和/或水平步驟的消息矩陣系數(shù)βmn時(shí)沒有考慮的消息矩陣元素。
可以將新的水平步驟的定義為βmn=2·tanh-1Πl∈Lmn\Γmntanhαml2---(13).]]>或者替換地近似為和簡(jiǎn)化為βmn=minl∈Lmn\Γmn(|αml|)·Πl∈Lmn\Γmnsgn(αml)---(14).]]>新的垂直步驟可以選擇如下αmn=λn+Σj∈Jmn\Ωmnβin---(15).]]>如果Γmn和Ωmn都為空，則復(fù)制現(xiàn)有技術(shù)行為。如果對(duì)于m和n的所有可能值，Γmn包含與Lmn相同的元素、和/或Ωmn包含與Jmn相同的元素，則結(jié)果將是根本沒有消息傳播，這相當(dāng)于沒有解碼。
Γmn包含與Lmn相同的元素的情況可能對(duì)m和n的任意值發(fā)生。在這種情況中，可以將水平迭代步驟中的各個(gè)βmn值設(shè)置為零。
在Γmn對(duì)于m和n的所有值都包含與Lmn相同的元素的情況中，可以將所有βmn值設(shè)置為零。因此，可以將接下來(lái)的垂直步驟解釋為αmn的重新初始化(見等式(15))，即設(shè)置所有αmn＝λn。因此，在這種情況種，所解碼的碼字 可對(duì)應(yīng)于直接基于λn的判決(見等式(6))。從技術(shù)角度看，可以認(rèn)為其等價(jià)于沒有對(duì)輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼而是簡(jiǎn)單地將該數(shù)據(jù)傳遞到了下一個(gè)處理實(shí)體。應(yīng)該注意的是，在Γmn對(duì)于所有m和n都包含與Lmn相同的元素的情況中，根據(jù)等式(15)，αmn的計(jì)算變得獨(dú)立于排除集合Ωmn，這是因?yàn)樗婕暗娜魏桅耺n元素將被設(shè)置為零。在這種情況中，也沒有執(zhí)行節(jié)點(diǎn)中的有效消息傳播。
相反地，在排除集合Ωmn包含與Jmn相同的元素的情況中，可以將初始化步驟看作是單個(gè)新垂直步驟的實(shí)例。替換地，在所有βmn值等于零的情況中，也可以將初始化步驟看作是單個(gè)垂直步驟的實(shí)例。
通常，排除集合取決于可靠性標(biāo)準(zhǔn)，并因此可以取決于諸如對(duì)之求解等式的行下標(biāo)m、對(duì)之求解等式的列下標(biāo)n、和/或整個(gè)解碼算法的迭代i之類的參數(shù)。此外，可以在解碼處理期間根據(jù)下面進(jìn)一步概述的判決標(biāo)準(zhǔn)來(lái)更新排除集合。
作為示例，在水平步驟中，可以通過以下計(jì)算來(lái)確定迭代步驟i中的消息矩陣元素β23i(見圖2)β23i=minl∈L23i\Γ23i={}(|α2li-1|)·Πl∈L23i\Γ23i={}sgn(α2li-1)=min(|α22i-1|,|α26i-1|)·sgn(α22i-1)·sgn(α26i-1)]]>
假設(shè)為Γ23i空并且L23i={2,6}.]]>在確定新計(jì)算的α22i不符合可靠性標(biāo)準(zhǔn)的情況下，例如|α22i|<α22threshold,]]>可以在下一次迭代i+1中將排除集合Γ23i更新為Γ23i+1={2},]]>使得新β23i+1的計(jì)算將僅考慮α26i，即β23i+1=minl∈L23i+1={2,6}\Γ23i+1={2}(|α2li|)·Πl∈L23i+1={2,6}\Γ23i+1={2}sgn(α2li)=|α26i|·sgn(α26i)=α26i.]]>在上面示例可以看出，如果值α22i不可靠，則不可靠消息矩陣元素α22i將可以偽造(forge)結(jié)果的β23i+1值。例如，假設(shè)α26i正確地指示了正號(hào)而α22i將指示負(fù)號(hào)，結(jié)果的β23i+1將也被假設(shè)為符號(hào)為負(fù)。這樣，當(dāng)根據(jù)等式(6)確定所解碼的碼字 時(shí)，如果以類似的方式破壞了一個(gè)或幾個(gè)βmni+1元素，則可能獲得錯(cuò)誤的碼字 可以定義排除集合，以便從等式(或者解碼過程)中排除被假設(shè)是錯(cuò)誤的、或者非常可能是錯(cuò)誤的的數(shù)據(jù)。另一個(gè)可能的定義標(biāo)準(zhǔn)可以是消息矩陣元素或值是否可以對(duì)判決處理做出貢獻(xiàn)。例如，如果LLR值接近于0，這意味著這個(gè)LLR所表示的兩個(gè)事件幾乎同等可能，使得關(guān)于碼字的正確解碼不能從這個(gè)值中獲得任何信息(或者僅獲得少量正確的信息)。
如果包括了這樣的數(shù)據(jù)，則產(chǎn)生的輸出也可能錯(cuò)誤。因此，本發(fā)明提出從上面公開的等式中忽略這樣的值。
如上所述，應(yīng)該定義新水平和垂直步驟的排除集合，使得從計(jì)算中排除不可靠的消息。對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員將明顯的是，可以彼此獨(dú)立地定義這些排除集合。換言之，排除集合Γmn的元素不一定是排除集合Ωmn的元素。
類似地，可以在解碼迭代中獨(dú)立地設(shè)置排除集合。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，隨著迭代次數(shù)的增加，對(duì)于相當(dāng)好的傳送條件，所傳遞消息的整體可靠性可以增加。因此，隨著迭代次數(shù)的增加，可以減少排除集合的元素?cái)?shù)目，使得在后面的解碼階段，排除集合可能為空。應(yīng)該注意的是，排除集合可以取決于迄今所處理的迭代次數(shù)，以及最大的解碼迭代次數(shù)，其可以為通信系統(tǒng)所給出的參數(shù)。
接下來(lái)提供可以孤立或結(jié)合地用于確定排除集合的可能標(biāo)準(zhǔn)列表?？煽啃詷?biāo)準(zhǔn)判決消息矩陣元素是否被包括于排除集合中所基于的一個(gè)參數(shù)可以是來(lái)自于信道估計(jì)的結(jié)果。例如，在采用OFDM(正交頻分復(fù)用)的情況中，所接收碼字的每個(gè)位的信道條件不一定必須相似。在這樣的系統(tǒng)中，碼字的不同位可以在副載波組的不同副載波(信道)上傳送。因此，可能存在副載波上的不同信道條件。作為對(duì)信道條件的測(cè)量，可以采用SNR(信噪比)或者相關(guān)的量。
可靠性標(biāo)準(zhǔn)可以基于的另一個(gè)參數(shù)是包括在水平或垂直步驟中涉及的測(cè)量即對(duì)數(shù)似然比、似然比、似然差、對(duì)數(shù)似然差、和/或另一個(gè)概率測(cè)量的的絕對(duì)值。如上面的關(guān)于LLR值的概述，接近于0的絕對(duì)LLR值可能不提供用于解碼過程的任何重要信息。
如上面還概述的，解碼處理的迭代次數(shù)還可以提供用于可靠性標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)，來(lái)確定排除集合Γmn和Ωmn。另一個(gè)替換基礎(chǔ)可為判決哪一個(gè)可用消息矩陣元素應(yīng)該包括于排除集合中，即哪一個(gè)消息矩陣參數(shù)被排除在水平步驟和垂直步驟的計(jì)算之外，的隨機(jī)過程。
還要注意的是，可以在每個(gè)水平步驟之后執(zhí)行碼字 的重構(gòu)，使得僅當(dāng)解碼過程應(yīng)該繼續(xù)時(shí)才執(zhí)行垂直步驟。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，這是不影響計(jì)算結(jié)果的算法實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。
如下面部分將示出的，也可以把潛在于本發(fā)明中的思想應(yīng)用到其中水平和/或垂直步驟中執(zhí)行的計(jì)算是基于(對(duì)數(shù)-)似然差的解碼方法中。例如，這樣的解碼方法見于WO 02/37731 A2。其中定義的示例系統(tǒng)將水平步驟定義為rik(0)=12(1+Πl≠kδqil)---(16)]]>rik(1)=12(1-Πl≠kδqil)---(17);]]>并將垂直步驟定義為qik(0)=α·pk(0)Πj≠irjk(0)---(18)]]>qik(1)=α·pk(1)Πj≠irjk(1)---(19)]]>根據(jù)本發(fā)明，可以用以下等式定義新的水平和垂直步驟對(duì)于水平步驟，并用以下等式進(jìn)行定義rik(0)=12(1+Πl≠kl∉Γikδqil)---(20)]]>rik(1)=12(1-Πl≠kl∉Γikδqil)---(21)]]>對(duì)于垂直步驟，并用以下等式進(jìn)行定義qik(0)=α·pk(0)Πj≠ij∉Ωikrjk(0)---(2]]>
qik(1)=α·pk(1)Πj≠ij∉Ωikrik(1)---(23)]]>除了如本發(fā)明的描述中使用的排除集合Γ和Ω之外，上面在本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施例中使用的標(biāo)記類似于WO 02/37731 A2的標(biāo)記。δqik指的是第k行中的第i個(gè)元素是“1”和“0”的概率之間的差，即δqik＝qik(1)-qik(0)。
此外，pk(1)是所接收的碼字的第k位是“1”的先驗(yàn)概率(即k＝1..N)。相應(yīng)地，pk(0)是所接收的碼字的第k位是“0”的先驗(yàn)概率。因此，在上面給出的示例算法中，兩個(gè)概率對(duì)應(yīng)于初始化數(shù)據(jù)λn，或者更具體地λn=lnpn(1)pn(0).]]>在等式16-23中，α是所選擇的使qik(1)+qik(0)＝1的比例因子。
為了判決碼字中的位是“1”還是“0”，可以使用以下等式 其中，qk(0)=α·pk(0)·Πj=1..Mrjk(0)---(25)]]>并且qk(1)=α·pk(1)·Πj=1..Mrjk(1)---(26)]]>在已經(jīng)詳細(xì)論述了本發(fā)明的潛在思想之后，接下來(lái)的部分將描述本發(fā)明的解碼過程的優(yōu)選實(shí)施例。
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的示范解碼過程的流程圖。在第一步驟301中，可以初始化用于對(duì)解碼過程的迭代進(jìn)行計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)器i。接下來(lái)，例如通過使用LLR值形式的每個(gè)碼字位的接收手段估計(jì)λn，可以初始化302消息矩陣元素αmn，并且還可以基于例如SNR值的參數(shù)來(lái)進(jìn)一步初始化排除集合Γmn，從而指示哪一個(gè)碼字位λn符合在先前部分中定義的可靠性標(biāo)準(zhǔn)?？蛇x地，在步驟302中，還可以例如通過定義空集合或者通過包括Γmn的元素來(lái)初始化排除集合Ωmn。
如上所述，以使用似然差作為概率測(cè)量為例，可以類似地執(zhí)行初始化。代替使用輸入數(shù)據(jù)λn，接收部分可以提供概率pk(0)和pk(1)，其可用于對(duì)量qik(0)和qik(1)進(jìn)行初始化。在這個(gè)示例解碼過程中，在初始化期間可以認(rèn)為qik(0)和qik(1)對(duì)應(yīng)于消息矩陣元素αmn的使用。
當(dāng)已經(jīng)對(duì)消息矩陣元素αmn和排除集合Γmn進(jìn)行初始化之后，可以根據(jù)等式(13)或(14)中的一個(gè)，同時(shí)考慮排除集合Γmn，來(lái)計(jì)算303水平步驟的消息矩陣元素βmn。
當(dāng)使用似然差作為概率測(cè)量時(shí)，步驟303可對(duì)應(yīng)于在考慮排除集合Γmn時(shí)確定如等式(20)和(21)所表達(dá)的rik(0)和rik(1)。
根據(jù)本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施例，解碼器接下來(lái)可例如通過使用等式(6)來(lái)嘗試重構(gòu)所接收的碼字 相應(yīng)地，當(dāng)采用似然差時(shí)可使用等式(24)。
接下來(lái)，可以例如通過校驗(yàn)是否Hx^=0]]>來(lái)校驗(yàn)重構(gòu)的碼字 是否滿足305奇偶等式。如果所有奇偶校驗(yàn)等式都滿足，則解碼過程可以停止306，并可以將成功重構(gòu)的碼字 提供到解碼器中的進(jìn)一步處理實(shí)體中。如果至少一個(gè)奇偶校驗(yàn)等式不滿足，則可以確定是否已經(jīng)達(dá)到307最大迭代次數(shù)，如果達(dá)到了，則解碼過程可以停止308，并可以指示解碼錯(cuò)誤。
如果迭代次數(shù)還沒有達(dá)到imax，則可以基于所計(jì)算的消息矩陣元素βmn和/或每個(gè)/多個(gè)消息矩陣元素的各個(gè)可靠性標(biāo)準(zhǔn)來(lái)確定309排除集合Ωmn。
使用已確定的排除集合Ωmn，可以基于與垂直步驟對(duì)應(yīng)的等式(15)來(lái)計(jì)算310新的消息矩陣元素αmn。當(dāng)采用似然差時(shí)，等式(20)和(21)可用于計(jì)算新的rik(0)和rik(1)值。
當(dāng)已經(jīng)確定新的消息矩陣元素αmn(或者新的rik(0)和rik(1)值)時(shí)，可以相應(yīng)地更新311排除集合Γmn。當(dāng)增加迭代計(jì)數(shù)器312時(shí)，可通過如上概述地計(jì)算新的βmn值(見步驟303)來(lái)繼續(xù)處理。
接下來(lái)，將參考圖4概述本發(fā)明的解碼過程的另一個(gè)實(shí)施例。圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的另一個(gè)示范解碼過程的流程圖。如步驟401和402所示的解碼器初始化對(duì)應(yīng)于從圖3中已知的那些步驟(見步驟301、302)。同樣，步驟403中的βmn計(jì)算可以等同于圖3的步驟303。
與從圖3中已知的解碼過程相比，該解碼器沒有在每個(gè)迭代步驟中嘗試重構(gòu)所解碼的碼字 而是在嘗試重構(gòu)409碼字 之前首先執(zhí)行了多次迭代(見步驟403至408)。
當(dāng)在步驟403中已經(jīng)計(jì)算了βmn時(shí)，可以確定是否已經(jīng)達(dá)到404最大的迭代次數(shù)。如果已經(jīng)達(dá)到，則解碼過程可以跳轉(zhuǎn)到步驟409。
如果迭代次數(shù)還沒有達(dá)到imax，則可以基于所計(jì)算的消息矩陣元素βmn和/或每個(gè)/多個(gè)消息矩陣元素的各個(gè)可靠性標(biāo)準(zhǔn)來(lái)確定405排除集合Ωmn。
使用已確定的排除集合Ωmn，可以基于與垂直步驟對(duì)應(yīng)的等式(15)來(lái)計(jì)算406新的消息矩陣元素αmn。當(dāng)采用似然差時(shí)，等式(20)和(21)可用于計(jì)算新的rik(0)和rik(1)值。
當(dāng)已經(jīng)確定新的消息矩陣元素αmn(或者新的rik(0)和rik(1)值)時(shí)，可以相應(yīng)地更新407排除集合Γmn。當(dāng)增加迭代計(jì)數(shù)器408時(shí)，可通過如上概述來(lái)計(jì)算新βmn值(見步驟403)來(lái)繼續(xù)處理。
當(dāng)退出迭代循環(huán)時(shí)，即當(dāng)?shù)螖?shù)i等于imax時(shí)，解碼器可以重構(gòu)409碼字 此外，還可以校驗(yàn)410重構(gòu)的碼字 是否符合用奇偶校驗(yàn)矩陣H表示的奇偶校驗(yàn)等式。
如果滿足了所有奇偶校驗(yàn)等式，則解碼過程可以停止411，并可以將成功重構(gòu)的碼字 提供到解碼器中的進(jìn)一步處理實(shí)體中。
如果至少一個(gè)奇偶校驗(yàn)等式不滿足，則解碼過程可以停止308，并可以指示解碼錯(cuò)誤。可替換地，在嘗試重構(gòu)碼字 之前，可以復(fù)位計(jì)數(shù)器i，并可以重新配置最大迭代次數(shù)imax，并可以執(zhí)行根據(jù)步驟403至408的進(jìn)一步迭代。
接下來(lái)，將更詳細(xì)地論述圖5。圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的發(fā)射機(jī)和接收機(jī)單元。發(fā)射機(jī)501包括編碼器502和發(fā)射裝置503。該發(fā)射裝置可包括用于對(duì)編碼器502所編碼的信號(hào)進(jìn)行調(diào)制的調(diào)制器。如虛線箭頭所指示的，編碼器502能夠?qū)⑤斎霐?shù)據(jù)編碼為適合于根據(jù)解碼過程的各種實(shí)施例解碼的碼字。發(fā)射裝置503可以使用所指示的天線來(lái)發(fā)射已調(diào)制的數(shù)據(jù)。
接收已編碼信號(hào)的接收機(jī)504可包括接收裝置506，其可包括用于對(duì)所接收的信號(hào)進(jìn)行解調(diào)的解調(diào)器。當(dāng)在接收裝置506中提取λn值和參數(shù)時(shí)，可以將這些數(shù)據(jù)提供給解碼器505，其將考慮該數(shù)據(jù)以初始化如上概述的解碼過程。
解碼器505可包括處理裝置507，其適合于根據(jù)所描述的方法來(lái)解碼所接收的數(shù)據(jù)以產(chǎn)生重構(gòu)的碼字。
圖6和圖7分別示出了根據(jù)本發(fā)明的不同實(shí)施例的移動(dòng)終端601和基站(節(jié)點(diǎn)B)701。移動(dòng)終端601和基站可以各自包括如圖5所示的發(fā)射機(jī)501和接收機(jī)504來(lái)執(zhí)行通信。
圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的通信系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)視圖，其包括圖6所示的移動(dòng)終端601和圖7所示的基站(節(jié)點(diǎn)B)701。
概括描繪了UMTS網(wǎng)絡(luò)801，其包括核心網(wǎng)絡(luò)(CN)803和UMTS地面無(wú)線電接入網(wǎng)絡(luò)(UTRAN)802。移動(dòng)終端601可經(jīng)由到節(jié)點(diǎn)B 701的無(wú)線鏈接而連接到UTRAN 802。UTRAN 802中的基站可進(jìn)一步連接到無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)控制器(RNC)804。CN 803可包括(網(wǎng)關(guān))移動(dòng)切換中心(MSC)，用于將CN 803連接到公共切換電話網(wǎng)絡(luò)(PSTN)。本地位置寄存器(HLR)和訪問者位置寄存器(VLR)可用于存儲(chǔ)用戶相關(guān)信息。此外，核心網(wǎng)絡(luò)也可以通過服務(wù)GPRS支持節(jié)點(diǎn)(SGSN)和網(wǎng)關(guān)GPRS支持節(jié)點(diǎn)(GGSN)而提供到基于因特網(wǎng)協(xié)議(IP-based)的網(wǎng)絡(luò)的連接。
權(quán)利要求
1.一種在解碼器中用于對(duì)包括n個(gè)代碼位的至少一個(gè)碼字進(jìn)行解碼的方法，該解碼被執(zhí)行為消息傳遞通過所使用代碼的圖形表示，其中該圖形表示是基于奇偶校驗(yàn)矩陣的，所述方法包括以下步驟a)對(duì)于奇偶校驗(yàn)矩陣中的每個(gè)非零項(xiàng)，利用從解調(diào)器獲得的數(shù)據(jù)初始化第一消息矩陣的消息矩陣元素；b)對(duì)于奇偶校驗(yàn)矩陣中的每個(gè)非零項(xiàng)，基于所述第一消息矩陣的消息矩陣元素而確定第二消息矩陣的元素，其中，來(lái)自所述第一消息矩陣的消息矩陣元素的子集被用于確定所述第二消息矩陣的消息矩陣元素，并且所述子集的消息矩陣元素符合第一可靠性標(biāo)準(zhǔn)；c)基于從解調(diào)器獲得的數(shù)據(jù)和第二消息矩陣的消息矩陣元素來(lái)重構(gòu)所解碼的碼字；以及d)根據(jù)所述第二消息矩陣的消息矩陣元素的子集來(lái)更新第一消息矩陣的消息矩陣元素，其中所述子集的消息矩陣元素符合第二可靠性標(biāo)準(zhǔn)，其特征在于還包括通過重復(fù)步驟b)和d)來(lái)執(zhí)行迭代的步驟。
2.一種在解碼器中用于對(duì)包括n個(gè)代碼位的至少一個(gè)碼字進(jìn)行解碼的方法，該解碼被執(zhí)行為消息傳遞通過所使用代碼的圖形表示，其中該圖形表示是基于奇偶校驗(yàn)矩陣，所述方法包括以下步驟a)對(duì)于奇偶校驗(yàn)矩陣中的每個(gè)非零項(xiàng)，用從解調(diào)器獲得的數(shù)據(jù)來(lái)初始化第一消息矩陣的消息矩陣元素；b)對(duì)于奇偶校驗(yàn)矩陣中的每個(gè)非零項(xiàng)，基于所述第一消息矩陣的消息矩陣元素來(lái)確定第二消息矩陣的消息矩陣元素；c)基于從解調(diào)器獲得的數(shù)據(jù)和第二消息矩陣的消息矩陣元素來(lái)重構(gòu)所解碼的碼字；以及d)對(duì)于奇偶校驗(yàn)矩陣中的每個(gè)非零項(xiàng)，基于第二消息矩陣的消息矩陣元素來(lái)更新第一消息矩陣的消息矩陣元素，其中，所述第二消息矩陣的消息矩陣元素的子集被用于更新所述第一消息矩陣的消息矩陣元素，并且所述子集的消息矩陣元素符合第一可靠性標(biāo)準(zhǔn)，其特征在于還包括通過重復(fù)步驟b)和d)來(lái)執(zhí)行迭代的步驟。
3.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其特征在于所述第一消息矩陣的消息矩陣元素的子集被用于確定所述第二消息矩陣的消息矩陣元素，其中所述子集的消息矩陣元素符合第二可靠性標(biāo)準(zhǔn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3之一的方法，其特征在于執(zhí)行迭代的步驟還包括重復(fù)步驟c)的步驟。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4之一的方法，其特征在于還包括以下步驟e)檢查所重構(gòu)的碼字是否滿足奇偶校驗(yàn)矩陣的奇偶校驗(yàn)等式。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5的方法，其特征在于當(dāng)達(dá)到預(yù)定的迭代次數(shù)時(shí)、或者在所解碼的碼字滿足奇偶校驗(yàn)等式的情況中，所述迭代停止。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6之一的方法，其特征在于從解調(diào)器獲得的數(shù)據(jù)包括表示用于碼字的n個(gè)代碼位的每一個(gè)的似然比、似然差、或者概率中的一個(gè)的參數(shù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其特征在于從解調(diào)器獲得的數(shù)據(jù)還包括關(guān)于哪些參數(shù)符合可靠性標(biāo)準(zhǔn)的指示。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8之一的方法，其特征在于還包括以下步驟在所述迭代步驟之一中，當(dāng)確定所述第二消息矩陣的新消息矩陣元素時(shí)，更新用于確定所述第一消息矩陣的消息矩陣元素的、所述第二消息矩陣的消息矩陣元素的子集。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其特征在于，在更新所述第二消息矩陣的消息矩陣元素的子集的步驟中，所更新的子集僅包括第二消息矩陣的符合第二可靠性標(biāo)準(zhǔn)的消息矩陣元素。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10之一的方法，其特征在于還包括以下步驟在所述迭代步驟之一中，當(dāng)確定所述第一消息矩陣的新消息矩陣元素時(shí)，更新用于確定所述第二消息矩陣的消息矩陣元素的、所述第一消息矩陣的消息矩陣元素的子集。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其特征在于，在更新所述第一消息的消息矩陣元素的子集的步驟中，所更新的子集僅包括第一消息矩陣的符合第一可靠性標(biāo)準(zhǔn)的消息矩陣元素。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至12之一的方法，其特征在于，該第一或第二可靠性標(biāo)準(zhǔn)是基于經(jīng)由其接收碼字的無(wú)線電信道的信道估計(jì)、第一和/或第二消息矩陣的元素的絕對(duì)值、解調(diào)器提供的數(shù)據(jù)的絕對(duì)值、在解碼中已經(jīng)處理的迭代次數(shù)、解碼過程中將要執(zhí)行的最大迭代次數(shù)、以及隨機(jī)過程中的至少一個(gè)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其特征在于如果對(duì)于該元素的信噪比和/或元素的絕對(duì)值在預(yù)定閾值之下，則第一/第二消息矩陣的消息矩陣元素不符合第二/第一可靠性標(biāo)準(zhǔn)。
15.根據(jù)權(quán)利要求1至14之一的方法，其特征在于，所述糾錯(cuò)代碼是低密度奇偶校驗(yàn)代碼。
16.一種用于對(duì)至少一個(gè)碼字進(jìn)行解碼的解碼器，該解碼被執(zhí)行為消息傳遞通過所使用代碼的圖形表示，其中該圖形表示是基于奇偶校驗(yàn)矩陣，所述解碼器包括用于進(jìn)行以下處理的處理裝置a)對(duì)于奇偶校驗(yàn)矩陣中的每個(gè)非零項(xiàng)，利用從解調(diào)器獲得的數(shù)據(jù)初始化第一消息矩陣的消息矩陣元素；b)對(duì)于奇偶校驗(yàn)矩陣中的每個(gè)非零項(xiàng)，基于所述第一消息矩陣的消息矩陣元素而確定第二消息矩陣的元素，其中，來(lái)自所述第一消息矩陣的消息矩陣元素的子集被用于確定所述第二消息矩陣的消息矩陣元素，并且所述子集的消息矩陣元素符合第一可靠性標(biāo)準(zhǔn)；c)基于從解調(diào)器獲得的數(shù)據(jù)和第二消息矩陣的消息矩陣元素來(lái)重構(gòu)所解碼的碼字；以及d)根據(jù)所述第二消息矩陣的消息矩陣元素的子集來(lái)更新第一消息矩陣的消息矩陣元素，其中所述子集的消息矩陣元素符合第二可靠性標(biāo)準(zhǔn)，其特征在于處理裝置適于通過重復(fù)步驟b)和d)來(lái)執(zhí)行迭代。
17.一種用于對(duì)至少一個(gè)碼字進(jìn)行解碼的解碼器，該解碼被執(zhí)行為消息傳遞通過所使用代碼的圖形表示，其中該圖形表示是基于奇偶校驗(yàn)矩陣，該解碼器包括用于進(jìn)行以下處理的處理裝置a)對(duì)于奇偶校驗(yàn)矩陣中的每個(gè)非零項(xiàng)，用從解調(diào)器獲得的數(shù)據(jù)來(lái)初始化第一消息矩陣的消息矩陣元素；b)對(duì)于奇偶校驗(yàn)矩陣中的每個(gè)非零項(xiàng)，基于所述第一消息矩陣的消息矩陣元素來(lái)確定第二消息矩陣的消息矩陣元素；c)基于從解調(diào)器獲得的數(shù)據(jù)和第二消息矩陣的消息矩陣元素來(lái)重構(gòu)所解碼的碼字；以及d)對(duì)于奇偶校驗(yàn)矩陣中的每個(gè)非零項(xiàng)，基于第二消息矩陣的消息矩陣元素來(lái)更新第一消息矩陣的消息矩陣元素，其中所述第二消息矩陣的消息矩陣元素的子集被用于更新所述第一消息矩陣的消息矩陣元素，其中所述子集的消息矩陣元素符合第一可靠性標(biāo)準(zhǔn)，其特征在于處理裝置適于通過重復(fù)步驟b)和d)來(lái)執(zhí)行迭代。
18.根據(jù)權(quán)利要求16或17的解碼器，其特征在于解碼器適于執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求3至15、24和25之一的方法。
19.一種移動(dòng)通信系統(tǒng)中的移動(dòng)終端，包括接收裝置，用于接收至少一個(gè)碼字；解調(diào)裝置，用于對(duì)該至少一個(gè)所接收的碼字進(jìn)行解調(diào)，并用于將數(shù)據(jù)遞送到解碼器；以及根據(jù)所述權(quán)利要求16至18之一的解碼器。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的移動(dòng)終端，其特征在于還包括用于將數(shù)據(jù)編碼于至少一個(gè)碼字中的編碼裝置、和用于發(fā)射該至少一個(gè)碼字的發(fā)射裝置，并且特征在于該至少一個(gè)所發(fā)射的碼字適合于根據(jù)權(quán)利要求1至15之一的方法進(jìn)行解碼。
21.一種移動(dòng)通信系統(tǒng)中的基站，包括接收裝置，用于接收至少一個(gè)碼字；解調(diào)裝置，用于對(duì)該至少一個(gè)所接收的碼字進(jìn)行解調(diào)，并用于遞送數(shù)據(jù)到解碼器；以及根據(jù)所述權(quán)利要求16至18之一的解碼器。
22.根據(jù)權(quán)利要求21的基站，其特征在于還包括用于將數(shù)據(jù)編碼于至少一個(gè)碼字中的編碼裝置、和用于發(fā)射該至少一個(gè)碼字的發(fā)射裝置，并且特征在于至少一個(gè)所發(fā)射的碼字適合于根據(jù)權(quán)利要求1至15之一的方法進(jìn)行解碼。
23.一種包括根據(jù)權(quán)利要求21或22的至少一個(gè)基站和根據(jù)權(quán)利要求19或20的至少一個(gè)移動(dòng)終端的移動(dòng)通信系統(tǒng)。
24.一種在解碼器中用于對(duì)包括n個(gè)代碼位的至少一個(gè)碼字進(jìn)行解碼的方法，該解碼被執(zhí)行為消息傳遞通過所使用代碼的圖形表示，其中該圖形表示是基于奇偶校驗(yàn)矩陣，所述方法包括以下步驟a)對(duì)于奇偶校驗(yàn)矩陣中的每個(gè)非零項(xiàng)，用從解調(diào)器獲得的數(shù)據(jù)來(lái)初始化第一消息矩陣的消息矩陣元素；b)對(duì)于奇偶校驗(yàn)矩陣中的每個(gè)非零項(xiàng)，基于所述第一消息矩陣的消息矩陣元素來(lái)確定第二消息矩陣的元素，其中，來(lái)自所述第一消息矩陣的消息矩陣元素的子集被用于確定所述第二消息矩陣的消息矩陣元素，并且所述子集的消息矩陣元素符合第一可靠性標(biāo)準(zhǔn)；c)基于從解調(diào)器獲得的數(shù)據(jù)和第二消息矩陣的消息矩陣元素來(lái)重構(gòu)所解碼的碼字；以及d)根據(jù)所述第二消息矩陣的消息矩陣元素的子集來(lái)更新第一消息矩陣的消息矩陣元素，其中所述子集的消息矩陣元素符合第二可靠性標(biāo)準(zhǔn)，其特征在于還包括通過重復(fù)步驟b)和d)來(lái)執(zhí)行迭代的步驟，其中在至少一個(gè)迭代步驟中重新定義該第一或第二可靠性標(biāo)準(zhǔn)。
25.一種在解碼器中用于對(duì)包括n個(gè)代碼位的至少一個(gè)碼字進(jìn)行解碼的方法，該解碼被執(zhí)行為消息傳遞通過所使用代碼的圖形表示，其中該圖形表示是基于奇偶校驗(yàn)矩陣，所述方法包括以下步驟a)對(duì)于奇偶校驗(yàn)矩陣中的每個(gè)非零項(xiàng)，用從解調(diào)器獲得的數(shù)據(jù)來(lái)初始化第一消息矩陣的消息矩陣元素；b)對(duì)于奇偶校驗(yàn)矩陣中的每個(gè)非零項(xiàng)，基于所述第一消息矩陣的消息矩陣元素來(lái)確定第二消息矩陣的消息矩陣元素；c)基于從解調(diào)器獲得的數(shù)據(jù)和第二消息矩陣的消息矩陣元素來(lái)重構(gòu)所解碼的碼字；以及d)對(duì)于奇偶校驗(yàn)矩陣中的每個(gè)非零項(xiàng)，基于第二消息矩陣的消息矩陣元素來(lái)更新第一消息矩陣的消息矩陣元素，其中，所述第二消息矩陣的消息矩陣元素的子集被用于更新所述第一消息矩陣的消息矩陣元素，并且所述子集的消息矩陣元素符合第一可靠性標(biāo)準(zhǔn)，其特征在于還包括通過重復(fù)步驟b)和d)來(lái)執(zhí)行迭代的步驟，其中在至少一個(gè)迭代步驟中重新定義第一或第二可靠性標(biāo)準(zhǔn)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于對(duì)碼字進(jìn)行解碼的方法和解碼器，該解碼被執(zhí)行為消息傳遞通過例如低密度奇偶校驗(yàn)(LDPC)代碼的代碼的圖形表示，其中對(duì)于奇偶校驗(yàn)矩陣中的每個(gè)非零項(xiàng)，用從解調(diào)器中獲得的數(shù)據(jù)來(lái)初始化第一消息矩陣的消息矩陣元素；并基于所述第一消息矩陣的消息矩陣元素來(lái)確定第二消息矩陣的元素。此外，基于從解調(diào)器獲得的數(shù)據(jù)和第二矩陣的矩陣元素來(lái)重構(gòu)所解碼的碼字。另外，本發(fā)明涉及包括該解碼器的通信系統(tǒng)、移動(dòng)終端、和基站。為了減少錯(cuò)誤信息的影響，該解碼方法使用所述第一/第二矩陣的矩陣元素的子集來(lái)確定所述第二/第一矩陣的矩陣元素，其中所述子集的矩陣元素符合可靠性標(biāo)準(zhǔn)。
文檔編號(hào)H03M13/11GK1906856SQ200480041021
公開日2007年1月31日 申請(qǐng)日期2004年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月26日
發(fā)明者亞歷山達(dá)·戈利奇克埃德勒馮埃爾布沃特, 克里斯琴·溫格特 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社