有限卷积码的软判决解码制造技术

本发明专利技术涉及一种解码预定码字的方法，其中码字包括若干个具有不同值的位置。在这种方法中，尤其通过有限卷积码的手段进行编码。通过根据格形表示进行分配，码字的每个位置被分配最可能布尔值的安全测量值（软输出）。通过分配码字的各位置确定码字的解码。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及解码预定码字的方法和装置。在具有预定个数位置的码字的解码过程中，携带信息的位置要尽可能完全地得到恢复。解码发生在通过干扰信道已经接收了码字的接收器的那一端上。信号，尤其作为布尔(Boolean)值，最好被再细分成+1和-1，通过受到干扰的信道传送，并由解调器转换成可以或多或少偏离预定布尔值(±1)的模拟值。一般假设是没有冗余的二进制信息(“信息位”)有K个位置，u∈{±1}K，这K个位置的二进制信息由信道编码器通过系统性块码或非系统性块码的手段映射成码字c∈{±1}N。在这种安排中，码字包含N-K个位(也称为“校验位”)，这N-K个位可以作为冗余信息用于供在通过受干扰信道传送之后恢复信息用的N个信息位。系统性块码将根据信息位计算的N-K个校验位附加到N个信息位上，信息位本身保持不变，而在非系统性块码中，信息位本身发生了改变，例如，信息处在从一个位置到下一个位置执行的操作中。这里，也为重构隐藏在操作中的信息提供校验位。在下文中，特别考虑非系统性块码的一种技术上有意义的变型，即所谓的有限卷积码(terminated convolutional code)。所接收码字(其位置由模拟值占据着)的相关性，即，在每种情况中每个位置与最接近布尔值的相关的“硬”解码由于有价值信息在此处理过程中的丢失而存在明显的缺点。本专利技术的目的是通过提供在随后解码方法中要特别加以考虑的模拟值(所谓“软输出”)的解码确定预定码字的解码，因此保证在通过受干扰信道传送码字过程中的高纠错。这个目的是按照独立权利要求的特征实现的。本专利技术的进一步展开还可以从从属权利要求得到。为了实现该目的，本专利技术规定了解码预定码字的方法，其中码字包括若干个具有不同值的位置。特别是，在这种安排中，编码是通过有限卷积码实现的。通过根据格形表示(trellis representation)进行相关，码字的每个位置与最可能布尔值的安全测量值(软输出)相相关。码字的解码由码字的各个位置的相关性确定。这里，明显的优点是，由于基于格形表示的相关性，与一般表示相比，复杂度显著降低了，结果是，码字的解码(在码字的各个位置上生成软输出)也变成实时可能的。进一步展开的要点在于，对于码字的每一个位置的解码规则由下式确定L(Ui|y)=ln(Σc∈Γi(+1)exp(-(y-c)T(y-c)2σ2)Σc∈Γi(-1)exp(-(y-c)T(y-c)2σ2)),i=1,…,k,--(1)]]>其中，L(Ui|y)是待确定的码字的第i位置的安全测量值(软输出)；y 是待解码的解调结果；c 是码字；Гi(±1)是关于ui＝±1的所有码字；σ2是方差(信息干扰)。另一个进一步展开的要点在于，等式(1)是利用在编码中(及相应地在解码中)利用的卷积码的特性求解的，按照在求卷积过程中使用的移位寄存器操作来确定状态，从移位寄存器操作的状态中又获得格形表示。μm(s)在另外的进一步展开中，格形表示沿着预定方向处理(run through)以便分别递推地计算项 和Am。根据此计算规则，在格形表示的节点(s，m)处进入通过解调结果y确定的节点权重μm(s)。项 和Am由下式描述 以及 和初始值 关于这里列出的描述形式的更详细讨论也可以从示范性实施例的描述中找到。一个实施例的要点在于，映射Bm通过格形表示的手段来确定。格形表示沿着与预定方向相反的方向处理。项Bm由下式确定Bm(s)=μQ-m+1(s)Σt∈T(s,VQ-m+2)Bm-1(t),]]>对于1≤m≤Q，(5)其中， 是为了终止递推而确定的。并且项Aiα可以再次通过考虑了已经确定的Am和Bm的格形表示来确定。特别是，项Aiα按照下式确定Aαi(y)=Σs∈SAj-1(s)Σi∈T(s,Vj'(α))BQ-j+1--(7)]]>在进一步的实施例中，解码码字的K个位置按照下式确定L(Ui|y)=ln(A+1i(y)A-1i(y)),i=1,…,k--(8)]]>特别是，AWGN(Additive Gaussian white Noise，加性高斯白噪声)信道模型被用于推导。这里给出的方法还可以用于其它信道模型，尤其是用在移动无线电中的信道模型。另一个实施例涉及在移动无线电网络，特别是GSM网络中的该方法的使用。还有一种进一步展开是，在已经确定了软输出之后，存在模拟值与布尔值±1之间的“硬”相关。在这种安排中，最接近布尔值是在每种情况中用于相关模拟值确定的。当使用级连码时，确定的软输出值可以用作进一步解码用的输入值。为了实现该目的，本专利技术还规定了解码预定码字的装置，其中提供了按这样一种方式设置的处理器单元，使得1.码字包括若干个具有不同值的位置；2.码字的每个位置通过根据格形表示进行相关，可以与软输出值相相关；3.码字的解码可以通过码字的各个位置的相关性来确定。这种装置尤其适用于执行根据本专利技术的方法或如上所述它的进一步展开的一种。在下文中，将参照附图显示和说明本专利技术的示范性实施例，在附图中附图说明图1显示了数字信息传送的示意图；图2显示了用于沿着观察计算节点权重用的所有状态的格形图前进的、伪码记数法(pseudocode notation)中的算法；图3显示了用于确定软输出的、伪码记数法中的算法(一般情况)；图4显示了用于确定软输出的、伪码记数法中的算法(特殊情况二进制状态变换)；和图5显示了处理器单元。在下文中，首先更详细地描述卷积码，然后更详细地描述在计算软输出的过程中复杂度的降低，最后，更详细地描述复杂度降低的算法转换。有限卷积码在通信技术中，有限卷积码主要用在与其它系统性或非系统性块码的级连中。具体地说，卷积解码器的解码结果用作另一个解码器的输入。为了保证尽可能低的差错率，有必要在进一步的解码器的卷积解码中提供“软”解码判决而不是“硬”解码判决，即，从R中生成“软”值(软输出)的元组而不是“硬”布尔(±1)值的元组。然后，各个“软”判决的绝对值提供了关于判决正确性的安全测量值。从原理上来讲，这些软输出可以按照等式(1)来计算，它取决于信道模型。但是，计算软输出的数字复杂度是O(2K)，其中K规定信息位的位数。如果K实际上很大，则无法估算等式，尤其是，由于每隔几个微秒(实时要求)就必须要重新计算这样的码字。一种后果是省去软输出(以及关于字和位差错率的所有后果)，或者，为了确定软输出，进行不太费事的近似。在下文中，借助于在计算所有软输出的格形表示中这种复杂度可以降低到O(K)，规定有限卷积码的概率，即，它提供了精确估算等式(1)的概率。在下文中，码位用{±1}表示法表示。与经常用在信息技术中的{0，1}表示法相比，-1对应于1，和1对应于0。在主体{±1}上，加法和乘法⊙定义如下-1-1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种解码预定码字的方法， （ａ）其中码字包括若干个具有不同值的位置； （ｂ）其中通过根据格形表示进行相关，码字的每个位置与软输出值相相关； （ｃ）其中码字的解码由码字的各个位置的相关性确定。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯斯特姆，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]