组合的Turbo解码和Turbo均衡技术的制作方法
【专利说明】组合的Turbo解码和Turbo均衡技术
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本专利申请要求于2013年3月15日提交的第61/802，038号美国临时专利申请的优先权。上述临时专利申请的全部内容通过引用并入本文。
技术领域
[0003]本文件涉及数字通信。
【背景技术】
[0004]许多现代数字通信系统使用正交频分多路复用(OFDM)调制技术。各种类型的纠错修正码用于增加所传输信号的稳健性。例如，OFDM和纠错编码被用于无线技术(例如，长期演进(LTE))和有线通信技术(例如，数字用户线路(DSL))。
【发明内容】
[0005]除了其它内容之外，本文还描述了用于OFDM调制信号的Turbo解码的技术。在一些实现中，可使用组合的Turbo解码和Turbo均衡技术。
[0006]在一方面，用于组合的Turbo解码和Turbo均衡的方法、系统和设备包括一个或多个OFDM符号的缓冲，该缓冲大于或等于级联码的分量代码之间的交织。其中，纠错修正码是并行的或串行的级联码(即，由两个或更多分量代码和一个或多个交织器组成)或LDPC (低密度奇偶校验)代码。交织可扩展超过一个以上OFDM符号。
[0007]在一些实现中对OFDM符号进行缓冲并消除频域内ISI。
[0008]在另一方面，方法、系统和设备从下面三个类别的数据硬再编码数据或软再编码数据到判定反馈均衡器:1.解映射的数据；2.再编码的同步符号、或者内部或第一分量解码器；以及3.来自外部或第二分量解码器的再编码的数据或第二或更靠后的解码迭代上的分量解码器。第三类数据可只在交织或解交织延迟之后可用，因此对于判定反馈均衡的第一迭代不可用。
[0009]在另一方面，公开的数据接收技术使用支持可变尺寸星座的星座解映射器和映射器。
[0010]在另一方面，传输的符号复制包括PAR减小的复制。
[0011]在另一方面，可执行用于通道的复制和接收器预过滤的IFFT和FFT快速卷积。
[0012]在另一方面，可在频域内对接收的信号复制和回波复制执行求和。
[0013]这些和其它方面以及它们的实现和变化将在附图、描述和权利要求中阐述。
【附图说明】
[0014]图1是如在长期演进(LTE)系统中使用的Turbo编码和调制的框图。
[0015]图2是LTETurbo编码器的框图。
[0016]图3示出了具有窗口的周期扩展。
[0017]图4示出了用于并行级联的卷积码的编码器。
[0018]图5示出了用于串行级联的格码调制(TCM)和划区编码的编码器。
[0019]图6描述了用于数字通信的多种星座。
[0020]图7示出了用于并行级联的卷积码的Turbo解码器。
[0021]图8示出了用于串行级联的TCM和划区编码的Turbo解码器。
[0022]图9示出了单载波n-QAM判定反馈Turbo均衡器。
[0023]图10是用于正交频分多路复用(OFDM)信号的组合的Turbo均衡器和Turbo解码器的框图表示。
[0024]图11是用于具有频域OFDM符号缓冲和符号间干扰(ISI)消除的组合的Turbo均衡器和Turbo解码器的框图表示。
[0025]图12示出了用于并行级联的卷积码的再编码器。
[0026]图13示出了用于串行级联的TCM和划区编码的再编码器。
[0027]图14是用于OFDM控制的组合的Turbo均衡和Turbo解码的流程图实现。
[0028]各种附图中，相同的附图标号表示相同的元件。
【具体实施方式】
[0029]本文公开了用于对所接收的信号进行Turbo解码和Turbo均衡以产生数据比特的技术。在描述中，使用了下列缩写。
[0030]3GPP LTE =第三代合作伙伴项目，长期演进
[0031]ADSL =非对称数字用户线路
[0032]AFE =模拟前端
[0033]ASIC=专用集成电路
[0034]BPSK = 二进制相移键控
[0035]DFE =判定反馈均衡器
[0036]DSL =数字用户线路
[0037]EPROM=可擦除可编程只读存储器
[0038]EEPROM =电可擦除可编程只读存储器
[0039]FEQ =频域均衡器
[0040]FFT =快速傅里叶变换[0041 ]FPGA=场可编程门阵列
[0042]IEEE =电气和电子工程师协会
[0043]IFFT =快速傅里叶逆变换
[0044]ISI =码间干扰
[0045]ITU =国际电信同盟
[0046]LAN=局域网
[0047]LDPC =低密度奇偶校验
[0048]LLR=对数似然比
[0049]LSBs =最低有效位
[0050]LTE =长期演进
[0051]MAP=最大后验概率
[0052]MSBs =最高有效位
[0053]n-QAM=正交调幅
[0054]n-QPSK =四相相移键控
[0055]OFDM =正交频分多路复用
[0056]PAR=峰值与平均值之比
[0057]SISO =软输入软输出
[0058]SOVA =软输出维特比算法
[0059]TCM =格码调制
[0060]VDSL =超高速数字用户线路
[0061]正交频分多路复用(OFDM)是多载波调制和解调技术，其使用了用于调制的快速傅里叶逆变换(IFFT)和用于解调的快速傅里叶变换(FFT)。变换的频点用作载波，并可使用一个或多个比特的信号星座(即从BPSK至n-QPSK)。可添加周期扩展至用于传输的IFFT的输出，并在输入至FFT之前在接收上移除。OFDM符号由传输IFFT的输出组成，具有任何周期扩展，并位于任何窗口或峰值与平均值之比(PAR)减小之后。周期扩展用作保护间隔，以便保护间隔内的码间干扰(ISI)不影响已解调的信号。ISI—般通过线性均衡器约束为适合在保护间隔内、或扩展保护间隔、或二者的组合。这两种操作在解调前都会丢失接收到的一些能量，并因此减小可能的数据率。并且，ISI依然可扩展超过保护间隔，从而减小已解调信号的信号干扰比和数据率。
[0062]对于单载波调制和多载波调制，线性均衡是最简单类型的均衡。判定反馈均衡(即ISI取消)提供更好的性能。使用来自纠错修正码的硬判定或软判定的Turbo判定反馈均衡(其中均衡被迭代)提供更好的性能。并且，组合的Turbo均衡和Turbo解码(其中均衡被迭代)结合也被迭代的级联的纠错修正码的解码提供更好的性能。
[0063]迭代解码的纠错修正码提供最大的编码增益，并可与OFDM组合。迭代解码的纠错修正码包括:并行级联的卷积码、串行级联的卷积码、串行级联的格码调制和划区编码、以及低密度奇偶校验(LDPC)码。
[0064]在一些实施方式中，通过组合的Turbo均衡和Turbo解码改善OFDM接收器的性會K。
[0065]国际电信同盟(ITU)非对称数字用户线路(ADSL)和超高速数字用户线路(VDSL)标准、3GPP LTE标准、IEEE 802.lla/g/n/ac无线LAN标准等指定OFDM作为用于信号载波的调制方案。
[0066]ADSL和VDSL标准用卷积交织指定由串行级联的格码调制(TCM)和Reed Solomon划区编码组成的纠错修正码。3GPP LTE标准用Turbo解码指定并行级联的卷积码。802.lln/ac标准包括作为可选特征的LDPC代码。
[0067]LTE移动电话使用OFDM和具有用于纠错修正的Turbo解码的并行级联的卷积码。均衡已经被独立对待。LTE标准对周期前缀提供了两个不同长度，以便可使用线性均衡。图1是如在长期演进(LTE)系统中使用的Turbo编码和调制