專利名稱：設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的最大后驗(yàn)解碼器和它的解碼方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信系統(tǒng)的糾錯(cuò)解碼器，尤其涉及最大后驗(yàn)(MAP)解碼器和它的解碼方法。
背景技術(shù)：
人們對(duì)第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)的一般期望是高速度和高可靠性的多數(shù)據(jù)吞吐量。為了滿足這個(gè)期望，需要抗干擾的信道編碼和有效的調(diào)制方案。有時(shí)稱移動(dòng)通信的完備版本的IMT-2000(國(guó)際移動(dòng)電信-2000)是在一種標(biāo)準(zhǔn)下，調(diào)和不同國(guó)家的各種各樣移動(dòng)電信系統(tǒng)，使任何一個(gè)人在全世界的任何一個(gè)角落都能夠使用他/她的終端的第三代(3-G)移動(dòng)通信系統(tǒng)。許多機(jī)構(gòu)，主要是國(guó)際電信聯(lián)盟(ITU)，提出了以2Mbps的高速度進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的規(guī)范，現(xiàn)在，根據(jù)那個(gè)規(guī)范，在許多國(guó)家都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了IMT-2000系統(tǒng)。
ITU采用渦式碼(Turbo Code)作為包括IMT-2000在內(nèi)的3-G移動(dòng)通信的中高速數(shù)據(jù)發(fā)送的標(biāo)準(zhǔn)信道碼。特別由Berrou建議的渦式碼因它在18疊加解碼(iterative decoding)中，在0.7dB的低信噪比下的卓越性能，以及在AWGN(加性高斯白噪聲)環(huán)境下的相對(duì)簡(jiǎn)單的解碼算法，相當(dāng)引人注目。渦式碼也以在衰落信道中的可靠和抗干擾編碼著稱。根據(jù)疊代次數(shù)和交織器的尺寸，渦式碼提供了較好的性能，并且，由于在CDMA(碼分多址)2000和ARIB中，渦式碼的性能主要取決于交織器，因此，對(duì)交織器的研究很活躍。
圖1顯示了具有1/3編碼率的傳統(tǒng)渦式編碼器。在‘k’時(shí)刻來自渦式編碼器的輸出分為Xk-從輸入數(shù)據(jù)位dk到渦式編碼器的直接輸出；Y1k-隨著數(shù)據(jù)位dk輸入而產(chǎn)生的和在第一分編碼器中，即在第一遞歸系統(tǒng)性卷積編碼器(RSC1)中生成的奇偶校驗(yàn)輸出；和Y2k-隨著交織器改組的數(shù)據(jù)位dk輸入而產(chǎn)生的和在第二分編碼器中，即在第二遞歸系統(tǒng)性卷積編碼器(RSC2)中生成的奇偶校驗(yàn)輸出。
上述編碼是以幀為單位實(shí)現(xiàn)的，在一次編碼中編碼的數(shù)據(jù)幀的長(zhǎng)度等于用在編碼器中的交織器的尺寸。在渦式碼中，一般使用的是兩個(gè)具有相同生成多項(xiàng)式的遞歸系統(tǒng)性卷積碼的分編碼器。
如圖2所示，渦式解碼器是這樣形成的，將與各自編碼器相對(duì)應(yīng)的分解碼器(constituent decoder)串聯(lián)地排列在交織器和解交織器之間。與圖1的渦式編碼器一樣，解碼是以幀為單位實(shí)現(xiàn)的。此外，為了疊加解碼的目的，各自分解碼器能夠“軟(soft)”輸出。
作為信道編碼算法，最近引起許多關(guān)注的渦式碼特別因擅長(zhǎng)糾錯(cuò)而眾所周知。為了更好地糾錯(cuò)，渦式碼需要更復(fù)雜的解碼器設(shè)計(jì)，因此，正在進(jìn)行許多研究。具體地說，已經(jīng)積極地研究了具有改善存儲(chǔ)空間縮小和解碼延遲的設(shè)計(jì)的解碼器，并且，即將取得大量的研究成果。
現(xiàn)在，有幾個(gè)解碼算法適用于渦式碼，最著名的一種是在性能和實(shí)現(xiàn)兩方面都很卓越的Log-MAP算法。Log-MAP算法用于通過如下方程計(jì)算正向度量(A)、反向度量(B)和分支度量(Γ)[方程1]Ak(i)=log(αk(i))=logΣstateslesp(Ak-1(l)+Γk-1(i,l))]]>=logΣstateslexp(Ak-1(l)+Γk-1(i,l))]]>其中，‘k’是時(shí)間，‘i，1’是隨狀態(tài)而改變的變量。
Bk(j)=log(βk(j))=logΣstateskexp(Bk+1(k)+Γk+1(k,j))]]>=logΣstateslexp(Ak-1(l)+Γk-1(i,l))]]>其中，‘k’是時(shí)間，‘j，k’是隨狀態(tài)而改變的變量。
Γk(i，j)＝log(γk(i，j))＝Lapp(uk)μk+Lcyskuk+Lcypkuk其中，‘uk’是格子圖中，在‘i，j’過渡點(diǎn)的情況下生成的數(shù)據(jù)，Lapp(uk)是uk的軟輸出，Lc是信道可靠度，而ysk和ypk是接收數(shù)據(jù)。
然后，利用方程1的所得值，通過方程2計(jì)算MAP解碼器的軟輸出[方程2]soft-output=logP(uk=1|y)P(uk=0|y)=logΣall1αk-1(i)γk(j,i)βk(j)Σall0αk-1(i)γk(j,i)βk(j)]]>=maxall1*[Ak-1+Bk+Γk]-maxall0*[Ak-1+Bk+ΓK]]]>方程3簡(jiǎn)要說明了方程2的max*(a1，a2)的計(jì)算[方程3]max*(a1，a2)＝log(exp(a1)+exp(a2))＝max(a1，a2)+log(1+exp(-|a1-a2|))
其中，|a1-a2|是Δ，而log(1+exp(-|Δ|))是通過與圖5中提供的查找表中的Δ目對(duì)應(yīng)的值獲得的。
借助于方程1到3和如此獲得的正向度量A、反向度量B和分支度量Γ，導(dǎo)出軟輸出(soft-output)。為了獲得反向度量B，對(duì)整個(gè)接收幀進(jìn)行反向跟蹤，并且，對(duì)于數(shù)據(jù)延遲，需要用于分支度量Γ、整個(gè)幀的正向度量(forwardmetric)A和反向度量(backward metric)B的存儲(chǔ)器。Log-MAP算法在實(shí)現(xiàn)上存在一些問題，問題在于，存在很大的解碼延遲，和由于要求對(duì)作為渦式碼計(jì)算單位的整個(gè)幀進(jìn)行計(jì)算，需要用于相應(yīng)計(jì)算的很大存儲(chǔ)容量。
在試圖克服Log-MAP算法的上述問題過程中建議的是把整個(gè)幀劃分成更小的段，以小塊這單位進(jìn)行計(jì)算的滑動(dòng)窗方案，滑動(dòng)窗方案得到廣泛應(yīng)用。但是，滑動(dòng)窗仍然需要至少長(zhǎng)達(dá)滑動(dòng)窗的長(zhǎng)度的、存儲(chǔ)正向度量A、反向度量B和分支度量Γ的存儲(chǔ)器。
圖3是傳統(tǒng)SW-Log-MAP解碼器的示意性方塊圖。
最大后驗(yàn)(MAP)解碼器100配有輸入緩沖器110，用于通過把數(shù)據(jù)除以滑動(dòng)窗的長(zhǎng)度L，將信道輸入和反饋軟輸入存儲(chǔ)在RAM 1，2，...，5中；Γ計(jì)算單元130，用于以滑動(dòng)窗為單位，針對(duì)信道輸入計(jì)算分支度量Γ；A計(jì)算單元150，用于以滑動(dòng)窗為單位，針對(duì)信道輸入計(jì)算正向度量A；B計(jì)算單元170，用于以滑動(dòng)窗為單位，針對(duì)信道輸入計(jì)算反向度量B；和軟輸出計(jì)算單元190，用于利用來自各自計(jì)算單元130、150和170的正向度量A、反向度量B和分支度量Γ，計(jì)算軟輸出值。
B計(jì)算單元170配有初始值計(jì)算器171，用于以滑動(dòng)窗為單位，為反向度量B計(jì)算初始值；B計(jì)算器173，用于利用初始值計(jì)算器171獲得的初始值，計(jì)算反向度量B；和第一存儲(chǔ)器174和第二存儲(chǔ)器175，用于存儲(chǔ)B計(jì)算器173獲得的反向度量B。
參照?qǐng)D4A，滑動(dòng)窗方案不是針對(duì)整個(gè)幀計(jì)算反向度量B，而是只針對(duì)窗的預(yù)定尺寸(L)計(jì)算反向度量B。然后，隨著針對(duì)相應(yīng)窗計(jì)算出反向度量B，依次針對(duì)下一個(gè)窗計(jì)算反向度量B，以此類推。結(jié)果是，如圖4B所示，減少了要存儲(chǔ)在第一和第二存儲(chǔ)器174和175中的反向度量B的數(shù)量。在整個(gè)幀的長(zhǎng)度是N和窗的尺寸是L的情況下，存儲(chǔ)量和解碼延遲都降低為L(zhǎng)/N。
利用滑動(dòng)窗方案計(jì)算反向度量B所需的存儲(chǔ)容量如下存儲(chǔ)分支度量Γ的存儲(chǔ)器n×L×bit width(位寬)
存儲(chǔ)反向度量B，或存儲(chǔ)正向度量A的存儲(chǔ)器v×L×bit width(位寬)考慮到讀寫狀態(tài)，存儲(chǔ)反向度量B或存儲(chǔ)正向度量A的存儲(chǔ)器2×v×L×bit width(位寬)(其中，n是可以分支度量的類型，v是格子圖的狀態(tài)數(shù)，而L是滑動(dòng)窗的尺寸)。
如上所述，即使利用滑動(dòng)窗方案，也總是需要基于窗的長(zhǎng)度L的、與格子圖的狀態(tài)有關(guān)的、足以存儲(chǔ)反向或正向度量的存儲(chǔ)器。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種需要尺寸縮小存儲(chǔ)器的最大后驗(yàn)(MAP)解碼器及其解碼方法。
為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述方面和/或其它特征，配備了在n是自然數(shù)，i＝0，1，2，...2n-1，k是時(shí)間，并在同一時(shí)間軸把輸入幀劃分成預(yù)定長(zhǎng)度L的數(shù)個(gè)部分和格子圖上具有2n個(gè)狀態(tài)(i)的條件下，計(jì)算(2n×L)個(gè)反向度量(Bk，i)的最大后驗(yàn)(MAP)解碼器，該MAP解碼器包括初始值計(jì)算器，用于針對(duì)反向度量計(jì)算初始值；第一B計(jì)算器，用于利用max算符，計(jì)算在時(shí)間‘k’與2n/2個(gè)狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的逆反向度量(backward inverse metric)(B′k，i)；第一和第二存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)2n/2個(gè)逆反向度量(B′ki)和用于max算符的索引數(shù)據(jù)；和第二B計(jì)算器，用于通過利用存儲(chǔ)在第一和第二存儲(chǔ)器中的2n/2個(gè)逆反向度量(B′k，i)和索引數(shù)據(jù)，計(jì)算在時(shí)間‘k+1’與2n個(gè)狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的反向度量(Bk+1，i)。
(2n×L)反向度量(Bk，i)處在數(shù)個(gè)蝶形結(jié)構(gòu)之下，和第一B計(jì)算器利用max算符，計(jì)算同一時(shí)間各個(gè)狀態(tài)的反向度量(Bki)當(dāng)中一個(gè)狀態(tài)的一個(gè)反向度量(Bk，i)。
當(dāng)在第一B計(jì)算器中計(jì)算的逆反向度量是B′k，0時(shí)，B′k，0通過下式來計(jì)算B′k，0＝max(Bk+1，0+Γk+1，00，Bk+1，2+Γk1，11)，其中，Γ是分支度量。
在第一B計(jì)算器中計(jì)算的逆反向度量B′k，0通過下式來表達(dá)B′k，0＝Bk+1，0+Γk+1，00+log(1+e-Δ)，其中，值Δ是Δ＝|Bk+1，0+Γk+1，00-Bk+1，2-Γk+1，11|，值Δ是通過逆查找表，在第二B計(jì)算單元中獲得的。
在第二B計(jì)算器中計(jì)算的反向度量Bk+1，2和Bk+1，0分別通過下式來表達(dá)Bk+1，2＝Bk+1，0+Bk+1，0-Гk+1，11-Δ，Bk+1，0＝(Гk+1，00+Bk+1，0)-Гk+1，00。
在第一B計(jì)算器中計(jì)算的逆反向度量B′k，0通過下式來表達(dá)B′k，0＝Bk+1，2+Гk1，11+log(1+e-Δ)，其中，值Δ是Δ＝|Bk+1，2+Γk+111-Bk+1，0-Гk+1，00|，值Δ是通過逆查找表，在第二B計(jì)算單元中獲得的。
在第二B計(jì)算器中計(jì)算的反向度量Bk+1，2和Bk+1，0分別通過下式來表達(dá)Bk+1，2＝(Bk+1，2+Гk+1，11)-Гk+1，11，Bk+1，0＝Bk+1，2+Гk+1，11-Гk+1，00-Δ。
根據(jù)本發(fā)明，提供了用于在n是自然數(shù)，i＝0，1，2，...2n-1，k是時(shí)間，并在同一時(shí)間軸上把輸入幀劃分成預(yù)定長(zhǎng)度L的數(shù)個(gè)部分和格子圖具有2n個(gè)狀態(tài)(i)的條件下，計(jì)算(2n×L)個(gè)反向度量(Bk，1)的最大后驗(yàn)(MAP)解碼器的解碼方法，該MAP解碼器的解碼方法包括初始值計(jì)算步驟，針對(duì)反向度量計(jì)算初始值；第一B計(jì)算步驟，利用max算符，計(jì)算在時(shí)間‘k’與2n/2個(gè)狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的逆反向度量(B′k，1)；存儲(chǔ)步驟，存儲(chǔ)2n/2個(gè)逆反向度量(B′k，1)和用于max算符的索引數(shù)據(jù)；和第二B計(jì)算步驟，通過利用在存儲(chǔ)步驟中存儲(chǔ)的2n/2個(gè)逆反向度量(B′k，1)和索引數(shù)據(jù)，計(jì)算在時(shí)間‘k+1’與2n個(gè)狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的反向度量(Bk+1，i)。
根據(jù)本發(fā)明，實(shí)現(xiàn)用作渦式解碼器的最大后驗(yàn)解碼器所需的存儲(chǔ)器尺寸縮小了，結(jié)果是硬件變簡(jiǎn)單了，并且縮小了所需的硅晶體區(qū)。


通過結(jié)合附圖，進(jìn)行如下詳細(xì)描述，本發(fā)明的上面目的和其它特征將更加清楚，在附圖中圖1是傳統(tǒng)渦式碼編碼器的示意性方塊圖；圖2是傳統(tǒng)渦式碼解碼器的示意性方塊圖；圖3是傳統(tǒng)SW-log-MAP解碼器的示意性方塊圖；圖4A和4B是顯示說明傳統(tǒng)MAP解碼器的格子圖和滑動(dòng)窗方案的視圖；圖5是顯示用于計(jì)算傳統(tǒng)MAP解碼器的反向度量B的查找表的視圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明的SW-log-MAP解碼器的示意性方塊圖；
圖7A和7B是顯示存儲(chǔ)在圖5的B計(jì)算單元370的第一和第二存儲(chǔ)器374和375中的反向度量和它的數(shù)據(jù)的視圖；圖8是顯示用于在圖6的B計(jì)算單元370上計(jì)算反向度量的逆查找表的視圖；圖9是顯示說明存儲(chǔ)在圖6的的第一和第二存儲(chǔ)器374和375中的逆反向度量的格子圖和滑動(dòng)窗的視圖；圖10是顯示圖6的SW-log-MAP解碼器的計(jì)算過程的視圖；和圖11是顯示圖6的SW-log-MAP解碼器的解碼方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式
下文將參照附圖對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)描述。
一般說來，滑動(dòng)窗(SW)-log-最大后驗(yàn)(MAP)解碼器存儲(chǔ)正向度量或反向度量。在存儲(chǔ)，例如，正向度量的情況下，需要后進(jìn)先出(LIFO)存儲(chǔ)器存儲(chǔ)反向度量。LIFO存儲(chǔ)器配備在終端上，混洗反向度量的輸出次序，從而，計(jì)算最后輸出值，即，軟輸出。
在把反向度量存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的情況下，通過根據(jù)正向度量和分支度量的次序，輸出存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)反向度量，可以與正向度量和分支度量的計(jì)算同時(shí)地獲得軟輸出?？紤]到可以省略分立LIFO存儲(chǔ)器的事實(shí)，存儲(chǔ)反向度量比存儲(chǔ)正向度量更有利。
下文將參照后者的例子，即，把反向度量B存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的情況，描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。
圖6是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的SW-log-MAP解碼器的方塊圖；MAP解碼器300配有輸入緩沖器310，用于通過把數(shù)據(jù)除以滑動(dòng)窗的長(zhǎng)度L，將信道輸入和反饋軟輸入存儲(chǔ)在RAM1，2，...，5中；Γ計(jì)算單元330，用于以滑動(dòng)窗為單位，針對(duì)信道輸入計(jì)算分支度量Γ；A計(jì)算單元350，用于以滑動(dòng)窗為單位，針對(duì)信道輸入計(jì)算正向度量A；B計(jì)算單元370，用于以滑動(dòng)窗為單位，針對(duì)信道輸入計(jì)算反向度量B；和軟輸出計(jì)算單元390，用于利用來自各自計(jì)算單元330、350和370的正向度量A、反向度量B和分支度量Γ，計(jì)算軟輸出值。
參照?qǐng)D6到9，描述根據(jù)本發(fā)明的縮小SW-log-MAP解碼器的B計(jì)算單元370的存儲(chǔ)器尺寸的方法。
B計(jì)算單元370配有初始值計(jì)算器371、第一B計(jì)算器373、第一存儲(chǔ)器374、第二存儲(chǔ)器375和第二B計(jì)算器377。
為了在第一和第二B計(jì)算器373和377上計(jì)算反向度量B，初始值計(jì)算器371利用max*算符計(jì)算初始值。
第一B計(jì)算器37 3以滑動(dòng)窗為單元，針對(duì)來自輸入緩沖器310的輸出數(shù)據(jù)，利用max*算符計(jì)算預(yù)定狀態(tài)的逆反向度量(B′)。例如，如具有4個(gè)狀態(tài)，即，1、2、3和4狀態(tài)的圖7A的格子圖所示，利用max算符，把關(guān)于時(shí)間‘k’和時(shí)間‘k+1’的一種蝶形結(jié)構(gòu)中的反向度量Bk，0、Bk，1、Bk+1，0和Bk+1，1當(dāng)中，同一時(shí)間‘t’的Bk，0和Bk，1的一個(gè)反向度量，例如，Bk，0計(jì)算成逆反向度量B′k，0。同理應(yīng)用于另一種蝶形結(jié)構(gòu)中的Bk，2、Bk，3、Bk+1，2和Bk+1，3，利用max算符，把反向度量Bk，2計(jì)算成逆反向度量B′k，2。
如上所述，利用max算符把處在蝶形結(jié)構(gòu)中和在同一時(shí)間的反向度量B之一計(jì)算成逆反向度量B′。具有2n狀態(tài)(n＝1，2，3…)、在同一時(shí)間的逆反向度量B′的個(gè)數(shù)變成原來的1/2，和第一和第二存儲(chǔ)器374和375的所需尺寸也縮小一半。在第一B計(jì)算器373上，通過方程4計(jì)算逆反向度量B′k，0和B′k，2。
B′k，0＝max(Bk+1，0+Γk+1，00，Bk+1，2+Γk+1，11)，B′k，0＝max(Bk+1，1+Γk+1，01，Bk+1，3+Γk+1，10)。
如上所述，來自第一B計(jì)算器373的逆反向度量B′k，0和B′k，2不是實(shí)際的反向度量，而是在第二B計(jì)算器377上獲取實(shí)際反向度量的臨時(shí)值。
在第一和第二存儲(chǔ)器374和375中存儲(chǔ)著用于從方程4和max-計(jì)算中計(jì)算逆反向度量B′k，0和B′k，2的索引數(shù)據(jù)(index＝0，1)。一般說來，對(duì)于index＝0，max算符對(duì)比較值(a1，a2)的運(yùn)算結(jié)果是max(a1，a2)＝a1，和對(duì)于index＝1，max算符的運(yùn)算結(jié)果是max(a1，a2)＝a2。
第二B計(jì)算器377利用第一和第二存儲(chǔ)器374和375的存儲(chǔ)逆反向度量B′k，0和B′k，2和索引數(shù)據(jù)(indxe＝0，1)，計(jì)算有關(guān)時(shí)間‘k+1’的反向度量Bk+1，0、Bk+1，1、Bk+1，2和Bk+1，3。下面描述在第二B計(jì)算器377上利用存儲(chǔ)逆反向度量B′k，0和B′k，2和索引數(shù)據(jù)(indxe＝0，1)計(jì)算Bk+1，0、Bk+1，1、Bk+1，2和Bk+1，3的過程。
參照方程4，對(duì)于index＝0，反向度量Bk，0通過方程5來表達(dá)。
Bk，0＝Bk+1，0+Γk+1，00+log(1+e-Δ)，其中，如果Bk，0是初始值，那么，假設(shè)在初始值計(jì)算器371上計(jì)算該值，如果不是，那么，通過如下過程更新該值。
Bk+1，0+Γk+1，00是在第一B計(jì)算器373上像方程4那樣，即，通過max算符計(jì)算的和存儲(chǔ)在第一和第二存儲(chǔ)器374和375中的逆反向度量B′k，0。借助于Bk，0，和如此獲得的Bk+1，0+Γk+1，00，可以獲得log(1+e-Δ)。因此，從如此獲得的log(1+e-Δ)中，通過與傳統(tǒng)查找表(圖5)存在逆關(guān)系的圖8的逆查找表獲得值Δ。逆查找表包含在第二B計(jì)算器377中。引用方程3和4，值Δ通過方程6來表達(dá)。
Δ＝|Bk+1，0+Γk+1，00-Bk+1，2-Γk+1，11|。
于是，參照方程6，通過方程7分別獲得index＝0的Bk+1，2和Bk+1，0。
Bk+1，2＝Γk+1，00+Bk+1，0-Γk+1，11-Δ，Bk+1，0＝(Γk+1，00+Bk+1，0)-Γk+1，00。
參照方程4，通過方程8獲得index＝1的B′k，0。
B′k，0＝Bk+1，2+Γk+1，11+log(1+e-Δ)。
如上所述，Bk，0是初始值或更新值。此外，Bk+1，0+Γk+1，00是在第一B計(jì)算器373上像方程4那樣，即，通過max算符計(jì)算的和存儲(chǔ)在第一和第二存儲(chǔ)器374和375中的逆反向度量B′k，0。于是，借助于Bk，0和如此獲得的Bk+1，0+Γk+1，00，可以獲得log(1+e-Δ)。因此，從如此獲得的log(1+e-Δ)中，通過圖8的逆查找表獲得值Δ。引用方程3和4，通過逆查找表獲得的值Δ通過方程9來表達(dá)。
Δ＝|Bk+1，2+Γk+1，11-Bk+1，0-Γk+1，00|，于是，參照方程9，通過方程10分別獲得index＝1的Bk+1，2和Bk+1，0。
Bk+1，2＝(Bk+1，2+Γk+1，11)-Γk+1，11，Bk+1，0＝Bk+1，2+Γk+1，11-Γk+1，00-Δ。
借助于如上所述的運(yùn)算，利用存儲(chǔ)在第一和第二存儲(chǔ)器374和375中的Bk，2和索引數(shù)據(jù)，計(jì)算Bk+1，1和Bk+1，3。
通過使用計(jì)算要求簡(jiǎn)單的第二B計(jì)算器377，在第二B計(jì)算器377上，利用關(guān)于時(shí)間‘k’的存儲(chǔ)在第一和第二存儲(chǔ)器374和375中的逆反向度量B′k，0和B′k，2和索引數(shù)據(jù)(index＝0，1)，計(jì)算出關(guān)于時(shí)間‘k+1’的反向度量Bk+1，0、Bk+1，1、Bk+1，2和Bk+1，3。正如參照方程5和8所述的那樣，為了獲得log(1+e-Δ)，Bk+1，0和Bk+1，2變成Bk，0和Bk，2的更新值。
圖9A和9B用于說明存儲(chǔ)在根據(jù)本發(fā)明的SW-log-MAP編碼器中的第一和第二存儲(chǔ)器374和375中的反向度量。對(duì)于整個(gè)格子圖，第一B計(jì)算器373對(duì)相對(duì)于預(yù)定滑動(dòng)窗(L)的、在同一時(shí)間軸上的蝶形結(jié)構(gòu)的兩個(gè)反向度量Bk，0和Bk，1(或者，Bk，2和Bk，3)的一個(gè)反向度量Bk，0(或者，Bk，2)，利用max算符計(jì)算逆反向度量B′k，0(或者，B′k，2)。將逆反向度量B′k，0和B′k，2與指示max算符運(yùn)算結(jié)果的索引數(shù)據(jù)一起存儲(chǔ)在第一和第二存儲(chǔ)器374和375中。
第二B計(jì)算器377通過利用存儲(chǔ)在第一和第二存儲(chǔ)器374和375中的關(guān)于時(shí)間軸‘k’的逆反向度量B′k，0和B′k，2和索引數(shù)據(jù)(index＝0，1)，計(jì)算關(guān)于時(shí)間‘k+1’的反向度量Bk+1，0、Bk+1，1、Bk+1，2和Bk+1，3。
與傳統(tǒng)情況相比，要存儲(chǔ)在第一和第二存儲(chǔ)器374和375中的數(shù)據(jù)量減少達(dá)1/2。
下面參照顯示滑動(dòng)窗型MAP解碼器中的計(jì)算過程的圖10，另外還參照?qǐng)D11的流程圖，描述根據(jù)本發(fā)明的滑動(dòng)窗型MAP解碼器的解碼方法。
MAP解碼器的計(jì)算從利用以滑動(dòng)窗為單位依次存儲(chǔ)的輸入數(shù)據(jù)開始。首先，在時(shí)間‘t1’，初始值計(jì)算器371在步驟s200中，利用max*算符，通過跟蹤滑動(dòng)窗2L計(jì)算用于獲取滑動(dòng)窗L的反向度量B的初始值。在時(shí)間‘t2’，第一B計(jì)算器373在步驟S300中，利用從時(shí)間‘t1’獲得的滑動(dòng)窗L的初始值，計(jì)算逆反向度量B′k，0和B′k，2。
此后，A計(jì)算單元350和Γ計(jì)算單元330從時(shí)間‘t3開始’，計(jì)算和輸出各自正向度量A和分支度量Γ。第二B計(jì)算器377計(jì)算反向度量Bk+1，0、Bk+1，1、Bk+1，2和Bk+1，3。利用正向度量A、反向度量B和分支度量Γ，軟輸出計(jì)算單元390在步驟S400中，利用方程2計(jì)算軟輸出。
雖然通過本發(fā)明的一個(gè)例子描述了縮小B計(jì)算單元370的存儲(chǔ)器尺寸的情況，但是，正如在本描述的開頭所述的那樣，在把LIFO存儲(chǔ)器加在解碼器300的終端上，存儲(chǔ)正向度量的情況下，也可以縮小計(jì)算單元370的存儲(chǔ)器尺寸。
如上所述，把尺寸是傳統(tǒng)存儲(chǔ)器一半的存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)設(shè)計(jì)SW-log-MAP解碼器所需的反向度量B，可以獲得相同的計(jì)算結(jié)果。于是，可以縮小實(shí)現(xiàn)硬件所需的硅晶體區(qū)。
根據(jù)本發(fā)明，通過縮小構(gòu)造作為渦式碼解碼器組成部分的MAP解碼器所需的存儲(chǔ)器尺寸，簡(jiǎn)化了硬件的實(shí)現(xiàn)，從而，縮小了它所需的硅晶體區(qū)。
盡管描述了本發(fā)明的少數(shù)幾個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，但是，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該明白，本發(fā)明不應(yīng)該局限于所述的優(yōu)選實(shí)施例，而是可以在如所附權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)進(jìn)行各種各樣的改變和改進(jìn)。
權(quán)利要求
1.一種在n是自然數(shù)，i＝0，1，2，...2n-1，k是時(shí)間，并在同一時(shí)間軸上把輸入幀劃分成預(yù)定長(zhǎng)度L的數(shù)個(gè)部分和格子圖具有2n個(gè)狀態(tài)(i)的條件下，計(jì)算(2n×L)個(gè)反向度量(Bk，i)的最大后驗(yàn)(MAP)解碼器，該MAP解碼器包括初始值計(jì)算器，用于針對(duì)反向度量計(jì)算初始值；第一B計(jì)算器，用于利用max算符，計(jì)算在時(shí)間‘k’與2n/2個(gè)狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的逆反向度量(B′k，i)；第一和第二存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)2n/2個(gè)逆反向度量(B′k，i)和用于max算符的索引數(shù)據(jù)；和第二B計(jì)算器，用于通過利用存儲(chǔ)在第一和第二存儲(chǔ)器中的2n/2個(gè)逆反向度量(B′k，i)和索引數(shù)據(jù)，計(jì)算在時(shí)間‘k+1’與2n個(gè)狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的反向度量(Bk+1，i)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的MAP解碼器，其中，(2n×L)反向度量(Bk，i)處在數(shù)個(gè)蝶形結(jié)構(gòu)之下，和第一B計(jì)算器利用max算符，計(jì)算同一時(shí)間各個(gè)狀態(tài)的反向度量(Bk，i)當(dāng)中一個(gè)狀態(tài)的一個(gè)反向度量(Nk，i)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的MAP解碼器，其中，當(dāng)在第一B計(jì)算器中計(jì)算的逆反向度量是B′k，0時(shí)，B′k，0通過下式來計(jì)算B′k，0＝max(Bk+1，0+Гk+1，00，Bk+1，2+Гk+1，11)，其中，Γ是分支度量。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的MAP解碼器，其中，在第一B計(jì)算器中計(jì)算的逆反向度量B′k，0通過下式來表達(dá)B′k，0＝Bk+1，0+Гk+1，00+log(1+e-Δ)，其中，值Δ是Δ＝|Bk+1，0+Γk+1，00-Bk+1，2-Гk+1，11|，和值Δ是通過逆查找表，在第二B計(jì)算單元中獲得的。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的MAP解碼器，其中，在第二B計(jì)算器中計(jì)算的反向度量Bk+1，2和Bk+1，0分別通過下式來表達(dá)Bk+1，2＝Гk+1，00+Bk+1，0-Гk+1，11-Δ，Bk+1，0＝(Гk+1，00+Bk+1，0)-Гk+1，00。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的MAP解碼器，其中，在第一B計(jì)算器中計(jì)算的逆反向度量B′k，0通過下式來表達(dá)B′k，0＝Bk+1，2+Гk+1，11+log(1+e-Δ)，其中，值Δ是Δ＝|Bk+1，2+Гk+1，11-Bk+1，0-Гk+1，00|，值Δ是通過逆查找表，在第二B計(jì)算單元中獲得的。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的MAP解碼器，其中，在第二B計(jì)算器中計(jì)算的反向度量Bk+1，2和Bk+1，0分別通過下式來表達(dá)Bk+1，2＝(Bk+1，2+Гk+1，11)-Гk+1，11，Bk+1，0＝Bk+1，2+Гk+1，11-Гk+1，00-Δ。
8.一種用于在n是自然數(shù)，i＝0，1，2，...2n-1，k是時(shí)間，并在同一時(shí)間軸上把輸入幀劃分成預(yù)定長(zhǎng)度L的數(shù)個(gè)部分和格子圖具有2n個(gè)狀態(tài)(i)的條件下，計(jì)算(2n×L)個(gè)反向度量(Bk，i)的最大后驗(yàn)(MAP)解碼器的解碼方法，該MAP解碼器的解碼方法包括初始值計(jì)算步驟，針對(duì)反向度量計(jì)算初始值；第一B計(jì)算步驟，利用max算符，計(jì)算在時(shí)間‘k’與2n/2個(gè)狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的逆反向度量(B′k，i)；存儲(chǔ)步驟，存儲(chǔ)2n/2個(gè)逆反向度量(B′k，i)和用于max算符的索引數(shù)據(jù)；和第二B計(jì)算步驟，通過利用在存儲(chǔ)步驟中存儲(chǔ)的2n/2個(gè)逆反向度量(B′k，i)和索引數(shù)據(jù)，計(jì)算在時(shí)間‘k+1’與2n個(gè)狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的反向度量(Bk+1，i)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的解碼方法，其中，(2n×L)反向度量(Bk，i)處在數(shù)個(gè)蝶形結(jié)構(gòu)之下，和第一B計(jì)算步驟利用max算符，計(jì)算同一時(shí)間各個(gè)狀態(tài)的反向度量(Bk，i)當(dāng)中一個(gè)狀態(tài)的一個(gè)反向度量(Bk，i)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的解碼方法，其中，當(dāng)在第一B計(jì)算步驟中計(jì)算的逆反向度量是B′k，0時(shí)，B′k，0通過下式來計(jì)算B′k，0＝max(Bk+1，0+Гk+1，00，Bk+1，2+Гk+1，11)，其中，Γ是分支度量。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的解碼方法，其中，在第一B計(jì)算步驟中計(jì)算的逆反向度量B′k，0通過下式來表達(dá)B′k，0＝Bk+1，0+Гk+1，00+log(1+e-Δ)，其中，值Δ是Δ＝|Bk+1，0+Гk+1，00-Bk+1，2-Гk+1，11|，值Δ是通過逆查找表，在第二B計(jì)算步驟中獲得的。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的解碼方法，其中，在第二B計(jì)算步驟中計(jì)算的反向度量Bk+1，2和Bk+1，0分別通過下式來表達(dá)Bk+1，2＝Гk+1，00+Bk+1，0-Гk+1，11-Δ，Bk+1，0＝(Гk+1，00+Bk+1，0)-Гk+1，00。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的解碼方法，其中，在第一B計(jì)算步驟中計(jì)算的逆反向度量B′k，0通過下式來表達(dá)B′k，0＝Bk+1，2+Гk+1，11+log(1+e-Δ)，其中，值Δ是Δ＝|Bk+1，2+Гk+1，11-Bk+1，0-Γk+1，00|，值Δ是通過逆查找表，在第二B計(jì)算步驟中獲得的。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的解碼方法，其中，在第二B計(jì)算步驟中計(jì)算的反向度量Bk+1，2和Bk+1，0分別通過下式來表達(dá)Bk+1，2＝(Bk+1，2+Гk+1，11)-Гk+1，11’Bk+1，0＝Bk+1，2+Гk+1，11-Γk+1，00-Δ。
全文摘要
一種設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的最大后驗(yàn)(MAP)解碼器及其解碼方法。MAP解碼器包括初始值計(jì)算器，用于針對(duì)反向度量計(jì)算初始值；第一B計(jì)算單元，用于利用max算符，計(jì)算在時(shí)間‘k’與文檔編號(hào)H04B7/26GK1499854SQ0315490
公開日2004年5月26日 申請(qǐng)日期2003年8月22日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月4日
發(fā)明者金紀(jì)甫 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社