无线电信系统的自适应最大经验概率信道解码装置和方法制造方法及图纸

一种移动通信系统中的自适应ＭＡＰ信道解码装置和方法。在所述自适应ＭＡＰ信道解码装置中，信道估算器计算信道噪声功率和比例因子，控制器通过检验累积的信道噪声功率和比例因子来决定操作模式，ＭＡＰ信道解码器在静态信道模式中，利用包括对数函数的Ｅ函数执行ＭＡＰ解码运算，而在时变信道模式中，利用不包括对数函数的Ｅ函数执行ＭＡＰ解码运算。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
本专利技术一般涉及在无线电信系统中的信道解码装置和方法，尤其涉及MAP(Maximum Aposteriori Probability，最大经验概率)信道解码装置和方法。在无线电信系统(例如卫星系统、WCDMA、UMTS以及CDMA 2000)中，可使用多种信道代码进行可靠的通信。本专利技术涉及一种turbo代码解码装置和方法，它利用递归系统卷积代码在不好的信道环境中进行数据发送。Turbo代码解码是通过MAP或SOVA(软输出维特比算法，Soft OutputViterbi Algorithm)方法来实现的。前一种方法在比特差错率(bit error rate,BER)方面展现出最佳性能。在理想的接收器中，MAP信道解码器的性能比SOVA信道解码器的性能要高出大约0.6-0.7dB。为了实现用于MAP或SOVA turbo解码的接收器的理想运算(operation)，下列条件必须得到满足(1)接收器正确估算当前的信道状态；以及(2)接收器使用足够数量的比特来用于内部运算。同时，接收器也要使输入信号经过RF(Radio Frequency，射频)处理、向下转换(down-conversion)、ADC(analog-to-digital conversion，模数转换)以及信号解调。一般来说，在信道环境中的噪声功率估算在MAP运算之前执行。因此，MAP解码器通过信道估算器来接收所估算的噪声功率，而噪声功率决定其解码性能。在MAP算法中，有许多种度量值(metrics)被用作主要变量。在下文中描述了实现MAP算法所必需的公式。分路度量值(branch metric,BM)是通过下式来计算的，Dki(m)=(La(dk)+Lc·xk)·i+LC·yk·Yli(m)……(1)其中，La(dk)是从MAP信道解码器的反馈环路中获得的外部信息，Lc是信道可靠性，可表示为2/σ2(σ2是信道估算器所估算的噪声功率)，xk是系统码，yk是奇偶校验码，i是期望的系统码，Yli(m)是期望的奇偶校验码。前向状态度量值(forward state metric,FSM),Alpha(α)为Aki(m)=Dki(m)+Ej=01(Ak-1i(Sbj(m)))---(2)]]>其中，Sbj(m)表示当信息位为j，当前状态设定为m时的后向改变状态。E函数定义为xEy=min(x,y)-log(1+e-|x-y|)在MAP算法中，x和y可以是公式(4)和(2)中的诸如Beta(β)和Alpha这样的度量值。反向状态度量值(reverse state metric,RSM),Beta为BKi(m)=Ej=01(BK+1i(Sbi(m))+DK+1j(Sfj(m)))--(4)]]>其中，Sfj(m)表示当信息位是在当前编码状态为m时输入的前向变化的状态。如果信息位在MAP的时间为k时为dk，则对数可能性比率(log likelihoodratio,LLR)为L(dk)=Em=0NS-1Ak0(m)+Bk0(m)Em=0NS-1Ak1(m)+Bk1(m)--(5)]]>其中L(dk)是当信息位在MAP的时间为k时的LLR，并且ENS-1m=0表示运算过程是根据NSE函数来执行的。正如以上的描述，MAP解码器根据接收码计算BM，然后计算上述公式中的RSM。MAP解码器在计算FSM的同时，还要计算作为解码软输出LLR。从公式1得知，MAP信道解码器需要Lc来计算BM。也就是说，MAP信道解码器仅当它发现信道环境的噪声功率后才会计算BM。因此，按照通常的MAP算法，MAP信道解码器的解码性能很容易受到信道估算器的运算的影响。如果信道解码器的执行是用于turbo解码，最好，无论当前信道状态如何，信道解码器始终在实时移动通信信道中稳定操作。具体讲，输入信号相应于信道状态中的变化比如衰减而乘以一比例因子，并且对于接收器来说，要得到关于当前信道状态的精确比例因子也是不容易的。然而，精确的比例因子必须反映为能够获得对信道状态的精确估算。也就是说，除非比例因子是准确计算的，否则当信道可靠性Lc降低时，MAP算法的解码性能也会降低。接收器利用有限的比特对输入的模拟信号进行量化。因此，强度比预定水平大的输入信号被切去。输入信号的动态范围严重影响信道解码器的性能，特别是在功率控制方面。本专利技术的总结因此，本专利技术的一个目的是提供一种在预定的移动通信信道环境中的稳定的MAP信道解码装置以及方法。本专利技术的另一个目的是提供一种在移动通信系统的实时信道环境中稳定地对数据解码的装置和方法。本专利技术还有一个目的是提供一种MAP信道解码装置和方法，其中，无论移动通信系统的信道环境中的信道噪声功率为多大，解码都能被稳定地执行。本专利技术还有一个目的是提供一种稳定的MAP信道解码装置和方法，其中，如果当前信道状态为静态信道状态，则利用第一E函数来完成MAP信道解码，该第一E函数包括对数(log)函数，而如果当前信道状态为时变信道状态，则利用第二E函数来完成MAP信道解码，该第二E函数不包括对数函数，用来确保在实时移动通信信道环境中有最佳的解码性能。简要地说，在移动通信系统中，通过提供自适应MAP信道解码装置和方法可实现本专利技术的这些和其它目的。在自适应MAP信道解码装置中，信道估算器计算信道噪声功率和比例因子，控制器通过检验累积的信道噪声功率和比例因子来决定操作模式，并且，MAP信道解码器在静态信道模式(好的信道状态)下利用包括对数函数的E函数来执行MAP解码运算，而在时变信道模式(不好的信道状态)下利用不包括对数函数的E函数来执行MAP解码运算。按照本专利技术的另一个方面，在自适应MAP信道解码方法中，当前信道状态被首先估算。接着，如果当前信道状态为静态，则执行包括对数函数的E函数，如果当前状态为时变状态，则执行不包括对数函数的E函数。附图的简单描述从下列结合附图所进行的详细描述中，本专利技术的以上或其它目的、特征和优点会更加明白，附图中附图说明图1是描述按照本专利技术的一个实施例的新的E函数的意义的曲线图2是描述实时实现的MAP turbo解码器、子MAP turbo解码器、仿真MAP turbo解码器和子MAP turbo解码器之间的性能对比曲线图；图3是描述按照本专利技术的实施例，在实时实现的子MAP turbo解码器和实时MAP turbo解码器之间的对应于Eb/No的各种比例因子的性能对比曲线图；图4是描述按照本专利技术的实施例，取决于信道状态的自适应MAP递归解码装置的方框图；图5A是描述按照本专利技术的实施例，通过参考查找表(look-up table)来实现一对数函数的过程的曲线图；图5B是描述按照本专利技术的实施例，用于实现一对数函数所参考的查找表；以及图6是描述按照本专利技术的实施例，适应于当前信道状态的MAP解码方法。优选实施例的详细描述接下来将参照附图详细描述本专利技术的优选实施例。在以下的描述中，众所周知的功能或结构将不再详细描述，以免用不必要的细节模糊了本专利技术的本质。本专利技术提供了MAP信道解码装置和方法，其中，当信道解码器是利用MAP算法来实现时，无论在实时移动通信信道环境中的信道的噪声功率如何，MAP信道解码都能被稳定实现，所述的MAP算法是用于turbo本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通信系统中的自适应ＭＡＰ信道解码装置，包括： 一信道估算器，用于计算信道噪声功率和比例因子； 一控制器，用于根据信道噪声功率和比例因子来决定一操作模式；以及 一ＭＡＰ信道解码器，它包括Ｅ函数运算器，用以根据以下的公式有选择性地在静态信道模式中运算： ｘＥｙ＝ｍｉｎ（ｘ，ｙ）－ｌｏｇ（ｌ＋ｅ↑［－｜ｘ－ｙ｜］） 以及根据以下公式在时变模式中运算： ｘＥｙ＝ｍｉｎ（ｘ，ｙ） 其中ｘ和ｙ是度量值。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：金炳朝，金闵龟，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]