接收机以及接收方法
【专利摘要】根据反复解码处理的收敛状况自适应地控制ID中的局部反复以及全局反复的执行。根据实施方式，接收机具备LDPC解码器（104）、生成部（107）、调度器（108）。LDPC解码器（104）进行反复解码处理，在该反复解码处理中，根据对应于第1外部信息的第3可靠度信息重复计算表示生成接收符号的各比特的值的推定结果的第4可靠度信息。生成部（107）根据第4可靠度信息生成用于评价反复解码处理的收敛状况的收敛指标。调度器（108）根据收敛指标进行针对通过反复解码处理形成的局部反复的执行控制、和针对通过符号解映射处理以及反复解码处理之间的往复形成的全局反复的执行控制。
【专利说明】接收机以及接收方法
【技术领域】
[0001]实施方式涉及反复解调以及解码技术。
【背景技术】
[0002]一种发送机对作为发送对象的比特序列进行LDPC (Low Density Parity Check:低密度奇偶校验)编码处理，并对代码字比特序列进行交织(interleave)处理。进而，上述发送机将交织后的比特序列映射为1-Q平面上的星座符号(以后，称作符号)中的某一个，并发送所映射的符号。 [0003]为了再生通过上述发送机发送的比特序列，接收机需要对接收符号进行解映射处理、解交织处理以及LDPC解码处理。一般来说，LDPC解码器通过反复解码处理而达到良好的比特错误率(BER ;bit error rate:比特误码率)性能。进而，近年来，提出有能够达到更好的BER性能的被称作反复解调以及解码(ID !iterative demapping and decoding:迭代解调译码)的技术。
[0004]ID包括通过LDPC解码器内的反复解码处理而形成的局部反复、通过符号解映射处理和反复解码处理之间的往复而形成的全局反复。具体而言，在通过反复解码处理而未得到代码字的情况下，通过该反复解码处理得到的各比特的可靠度信息被反馈到符号解映射器。符号解映射器根据从LDPC解码器反馈的各比特的可靠度信息，再次执行符号解映射处理(即，各比特的可靠度信息的计算)。LDPC解码器根据由符号解映射器再次计算出的各比特的可靠度信息再次执行反复解码处理。另外，在发送机中执行了交织处理的情况下，全局反复还包括解交织处理以及交织处理。
[0005]在以往的ID中，局部反复的结束条件通过局部反复的试行次数来决定。进而，作为该结束条件的试行次数不管全局反复的试行次数如何而被固定。即，在以往的ID中，SP使在反复解码处理的收敛状况良好到如果进一步继续进行局部反复则能够期待解码成功的程度的情况下，在执行了规定次数的时间点局部反复也结束(以后，将该现象称作earlytermination:提前终止)。另一方面，在以往的ID中，在反复解码处理的收敛状况劣化到即使进一步继续进行局部反复也无望改善各比特的可靠度信息的程度的情况下，在执行规定次数之前，局部反复也不会结束(以后，将该现象称作late termination:推迟结束)。
[0006]early termination伴有交织器、符号解映射器以及解交织器的再次动作。进而，LDPC解码器需要根据由符号解映射器再次计算出的各比特的可靠度信息从最初开始执行反复解码处理。因此，与在执行规定次数的局部反复之后进一步继续进行局部反复的情况相比，early termination会导致大的处理延迟。
[0007]late termination表示需要将局部反复试行大于等于所需的次数。因此,与在执行规定次数的局部反复前结束局部反复的情况相比，late termination会导致大的处理延迟。
【发明内容】
[0008]实施方式的目的在于根据反复解码处理的收敛状况自适应地控制ID中的局部反复以及全局反复的执行。
[0009]根据实施方式，接收机具备:符号解映射器、第I外部信息计算部、LDPC解码器、第2外部信息计算部、生成部、调度器。符号解映射器进行符号解映射处理，在该符号解映射处理中根据接收符号和对应于第2外部信息的第2可靠度信息来计算表示形成接收符号的各比特的值的推定结果的第I可靠度信息。第I外部信息计算部通过计算针对第2可靠度信息的第I可靠度信息的差分，从而得到第I外部信息。LDPC解码器进行反复解码处理，在该反复解码处理中根据对应于第I外部信息的第3可靠度信息来重复计算表示形成接收符号的各比特的值的推定结果的第4可靠度信息。第2外部信息计算部在通过反复解码处理形成的局部反复结束的情况下，通过计算针对第3可靠度信息的第4可靠度信息的差分，得到第2外部信息。生成部根据第4可靠度信息，生成用于评价反复解码处理的收敛状况的收敛指标。调度器根据收敛指标，执行针对局部反复的执行控制和针对全局反复的执行控制，该全局反复是通过符号解映射处理以及反复解码处理之间的往复而形成的。
[0010]根据实施方式，能够根据反复解码处理的收敛状况自适应地控制ID中的局部反复以及全局反复的执行。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1是例示出第I实施方式的接收机的框图。
[0012]图2是例示出在第I实施方式中假想的发送机以及信道的框图。
[0013]图3是例示出第I实施方式的接收机的动作的流程图。
[0014]图4是收敛指标的说明图。
[0015]图5是例示第4实施方式的接收机的动作的流程图。
【具体实施方式】
[0016]以下，参照附图阐述实施方式的说明。另外，以后，对于与说明过的要素相同或类似的要素赋予相同或类似的符号，基本上省略重复的说明。
[0017](第I实施方式)
[0018]如图1所示，第I实施方式的接收机具备:符号解映射器101、外部信息计算部102、解交织器103、LDPC解码器104、外部信息计算部105、交织器106、收敛指标生成部107以及调度器108。
[0019]图1的接收机例如经由图2所示的发送机以及信道210接收符号。根据图2的例子，发送机具备LDPC编码器201、交织器202、符号映射器203。LDPC编码器201通过对发送对象的比特序列进行LDPC编码处理，得到代码字比特序列。交织器202通过对代码字比特序列进行交织处理，得到交织了的比特序列。符号映射器203通过将交织了的比特序列映射为符号，得到所映射的符号。所映射的符号经由信道210被传送给图1的符号解映射器 101。
[0020]假设信道210至少包括衰落信道(fading channel) 211以及AWGN (AdditiveWhite Gaussian Noise:加性高斯白噪声)信道212。即，来自图2的发送机的发送符号序列被赋予衰落以及加法性白色高斯噪声，之后由图1的接收机接收。[0021]另外，在图1以及图2中，可以根据需要设置未描绘出的要素(例如，天线、RF信号处理部等)。另外，例如出于用于提高抗突发错误能力等目的而在图2的发送机中设置有交织器202，不过能够想象也可去除交织器202。在去除交织器202的情况下，在图1的接收机中去除解交织器103以及交织器106。
[0022]符号解映射器101从图2的信道210输入接收符号，从LDPC解码器104进一步输入经由外部信息计算部105以及交织器106而反馈的各比特的第2可靠度信息。符号解映射器101根据接收符号以及第2可靠度信息，进行计算表示形成该接收符号的各比特值的推定结果(例如，推定值以及其准确率)的第I可靠度信息的符号解映射处理。其中，在第I次的全局反复中，在LDPC解码器104计算后述的第4可靠度信息之前，符号解映射器101需要计算第I可靠度信息，所以符号解映射器101实质上不利用第2可靠度信息。导出第I可靠度信息的过程后述。符号解映射器101将第I可靠度信息输出给外部信息计算部102。
[0023]第I可靠度信息，典型地，是符号解映射器101中的后验概率(a posterioriprobability)的对数似然比(LLR ;Log_Likelihood Ratio)(以后，称为 L1,p)。第 2 可靠度信息典型地是符号解映射器101中的先验概率(a priori probability)的对数似然比(以后，称为Lm, a)。
[0024]外部信息计算部102从符号解映射器101输入第I可靠度信息，从交织器106输入第2可靠度信息。另外，在第1次的全局反复中，第2可靠度信息全部为零。外部信息计算部102计算针对第2可靠度信息的第I可靠度信息的差分，得到第I外部信息(extrinsicinformation)。外部信息计算部102将第I外部信息输出给解交织器103。
[0025]第I外部信息表示通过符号解映射器101中的符号解映射处理而产生的可靠度信息的变化。另外，如果第I可靠度信息是Lm, p，第2可靠度信息是Lm, a，则第I外部信息(以后，称为Lm, e)能够利用下述数式(I)表示。
[0026]Lm； e-LM； p_Lm； a(I)
[0027]解交织器103通过对第I外部信息进行解交织处理，得到第3可靠度信息。具体而言，解交织器103执行通过后述的交织器106以及图2的交织器202进行的交织处理的逆处理。即，第3可靠度信息是对第I外部信息的顺序重新排序而得到的。解交织器103将第3可靠度信息输出给LDPC解码器104以及外部信息计算部105。另外，在不设置解交织器103的情况下，能够将第I外部信息作为第3可靠度信息处理。第3可靠度信息，典型地是LDPC解码器104中的先验概率的对数似然比(以后，称为Ld,a)。
[0028]LDPC解码器104从解交织器103输入第3可靠度信息。LDPC解码器104进行根据第3可靠度信息重复计算第4可靠度信息的反复解码处理。LDPC解码器104在局部反复的每次试行时，将最新的第4可靠度信息输出到收敛指标生成部107。第4可靠度信息典型地是LDPC解码器104中的后验概率的对数似然比(以后，称为Ld,p)。
[0029]局部反复的继续或者结束由后述的调度器108控制。例如，在局部反复的过程中，如果不满足奇偶约束条件的比特的总数与零一致，则调度器108结束局部反复并且结束全局反复(解码成功)。另外，如后述那样，调度器108还有时结束局部反复并且再次开始全局反复。
[0030]LDPC解码器104在局部反复结束而全局反复再次开始的情况下，将最新的第4可靠度信息输出到外部信息计算部105。另外，在局部反复以及全局反复的双方结束的情况下，LDPC解码器104按照来自调度器108的控制将基于最新的第4可靠度信息的接收符号的硬判决结果输出到未图示的外部的要素。例如，如果第4可靠度信息是后验概率的对数似然比，则能够通过该符号的正负来硬判决形成接收符号的各比特的值。
[0031]在局部反复结束而全局反复再次开始的情况下，外部信息计算部105从LDPC解码器104输入第4可靠度信息，从解交织器103输入第3可靠度信息。外部信息计算部105计算针对第3可靠度信息的第4可靠度信息的差分，得到第2外部信息。外部信息计算部102将第2外部信息输出到解交织器103 。
[0032]第2外部信息表示在LDPC解码器104中的反复解码处理中产成的可靠度信息的变化。另外，如果第3可靠度信息是Ld,a、第4可靠度信息是LD,P，则第2外部信息(以后，称为LD,e)能够用下述数式(2)表示。
[0033]LD，e=LD，p_LD，a (2)
[0034]交织器106通过对第2外部信息进行交织处理，得到前述的第2可靠度信息。具体而言，交织器106执行与通过图2的交织器202进行的交织处理相同的处理(换而言之，通过解交织器103进行的解交织处理的逆处理)。即，第2可靠度信息是对第2外部信息的顺序重新排序而得到的。交织器106将第2可靠度信息输出到符号解映射器101以及外部信息计算部102。另外，在不设置交织器106的情况下，能够将第2外部信息作为第2可靠度信息处理。
[0035]收敛指标生成部107从LDPC解码器104输入第4可靠度信息。收敛指标生成部107根据第4可靠度信息生成用于评价反复解码处理的收敛状况的收敛指标。收敛指标的详情后述。收敛指标生成部107将收敛指标输出到调度器108。
[0036]调度器108从收敛指标生成部107输入收敛指标。调度器108根据收敛指标控制局部反复以及全局反复的执行。具体而言，调度器108根据收敛指标控制局部反复的继续或者结束。进而，调度器108在结束局部反复的情况下控制全局反复的再次开始或者结束。即，调度器108决定是结束局部反复以及全局反复的双方，还是继续局部反复，或者还是结束局部反复并且再次开始全局反复。例如，在不满足奇偶约束条件的比特的总数与零一致的情况下，调度器108结束局部反复以及全局反复的双方。
[0037]在此，说明符号解映射器101导出第I可靠度信息的过程。在以后的说明中，设I个符号通过m个比特b0，bl，…，bm-1形成。另外，可靠度信息设为通过先验概率或者后验概率的对数似然比表示。
[0038]在接收符号为z的条件下，第i+Ι个比特bi的可靠度信息通过下述数式(3)定义。
[0039]補二4--)⑴
[0040]如果比特bi为I的可能性高，则数式(3)的可靠度信息为正值，如果比特bi为O的可能性高则数式(3)的可靠度信息为负值。进而，比特推定的可靠度越高数式(3)的可靠度信息的绝对值越大。数式(3)的可靠度信息，比特bi为I的可能性越高则成为具有越大的绝对值的正值，比特bi为O的可能性越高则成为具有越大的绝对值的负值。
[0041 ] 如果将下述数式(4 )所示的贝叶斯定理应用到上述数式(3 )，则数式(3 )的可靠度信息能够改写为下述数式(5 )。[0042]Pr (A | B).Pr ⑶=Pr (B | A).Pr (A)(4)
/ , \ (Pr(bj_ = l|z)l
_3] L(bilz)=ln[pr(bi=0|z)J
f Pr(z|bj_ = I)、
[0044]= ln Τ-Π
IprIzIbI =OjJ (5)
[0045]另外，如果使用虚数单位j，则接收符号能够表示为z=Zl+j.Ζ(3，发送符号能够表示为yzyfj.yQ。进而，图2的衰落信道211的增益能够表示为p = p.p Q，图2的awgn信道212的噪声功率能够表示为σ 2。使用这些，比特bi=l的条件下的接收符号z的附带条件的概率密度能够通过下述数式(6)来表现。
[0046]Pr(z|bi = l)=
[0047]
IV- ? ? (z1- PlYI )2 + (zQ - PQYQ FI ?( h ^
Σ exP--^pr 1riHbi=Ij
xeCil 1 J ； (6)
[0048]在数式(6)中，m表示形成符号的比特的总数，(V表示在星座上定义的符号中的bi=j的符号的集合。Pra priori (Xlbi=I)表示在IDi=I这一条件下发送符号y与X—致的附带条件概率(先验概率)。在此，如果用下述数式(7)以及数式(8)来表示LDPC解码器104中的各比特的后验概率，则Pra priori Ulbi=I)能够通过下述数式(9)表示。
[。。49] —(7)
[0050]PrLDFC (b=l) =l-PrLDFC (b=0) (8)
[0051]Prapriori(x|bi = I)= ΤPrLDPcibk 二忙)
k关 i( 9 )
[0052]能够根据上述数式(5)至数式(9)导出下述数式(10)。
[0053]L(bi|z)
▽(zi— PiYi) +(ZQ_PqYq)^ .τ?\
Σ exP —--1 丄prLDPC(bk =xkj
xeC+ V VΛ^ι；
[0054]=' f ? (Z1-PlYl)2+(ZQ-PQYQ)2lrrr^
Σ exP--||PrLDpC(bk =xk)
xgC? I Iσy
【权利要求】
1.一种接收机，具备: 符号解映射器，进行符号解映射处理，在该符号解映射处理中根据接收符号和对应于第2外部信息的第2可靠度信息计算表示形成该接收符号的各比特的值的推定结果的第I可靠度信息； 第I外部信息计算部，通过计算针对所述第2可靠度信息的所述第I可靠度信息的差分，得到第I外部信息； LDPC解码器，进行反复解码处理，在该反复解码处理中，根据对应于所述第I外部信息的第3可靠度信息反复地计算表示形成所述接收符号的各比特的值的推定结果的第4可靠度?目息; 第2外部信息计算部，在通过所述反复解码处理形成的局部反复结束的情况下，通过计算针对所述第3可靠度信息的所述第4可靠度信息的差分，得到所述第2外部信息； 生成部，根据所述第4可靠度信息，生成用于评价所述反复解码处理的收敛状况的收敛指标;以及 调度器，根据所述收敛指标，进行针对所述局部反复的执行控制和针对通过所述符号解映射处理以及所述反复解码处理之间的往复而形成的全局反复的执行控制。
2.根据权利要求1所述的接收机，其特征在于， 所述调度器根据所述收敛指标决定所述局部反复的继续或者结束，在决定所述局部反复结束的情况下，进一步决定所述全局反复的再次开始或者结束。
3.根据权利要求1所述的接收机，其特征在于， 所述收敛指标包括不满足奇偶约束条件的比特的总数。
4.根据权利要求1所述的接收机，其特征在于， 所述收敛指标包括不满足奇偶约束条件的比特的总数的变化量。
5.根据权利要求1所述的接收机，其特征在于， 所述收敛指标包括不满足所述奇偶约束条件的比特的总数、和不满足所述奇偶约束条件的比特的总数的变化量。
6.根据权利要求1所述的接收机，其特征在于， 所述收敛指标包括所述第4可靠度信息的统计值。
7.根据权利要求1所述的接收机，其特征在于， 所述收敛指标包括所述第4可靠度信息的统计值的变化量。
8.根据权利要求1所述的接收机，其特征在于， 所述收敛指标包括所述第4可靠度信息的统计值、和所述第4可靠度信息的统计值的变化量。
9.根据权利要求1所述的接收机，其特征在于， 如果不满足奇偶约束条件的比特的总数与零一致，则所述调度器决定所述局部反复以及所述全局反复的双方的结束。
10.根据权利要求1所述的接收机，其特征在于，还具备: 解交织器，通过对所述第I外部信息进行解交织处理得到所述第3可靠度信息；以及交织器，通过对所述第2外部信息进行与所述解交织处理对应的交织处理得到所述第2可靠度信息。
11.一种接收方法，包括:进行符号解映射处理，在该符号解映射处理中，根据接收符号和对应于第2外部信息的第2可靠度信息计算表示形成该接收符号的各比特的值的推定结果的第I可靠度信息；通过计算针对所述第2可靠度信息的所述第I可靠度信息的差分，得到第I外部信息；进行反复解码处理，在该反复解码处理中根据对应于所述第I外部信息的第3可靠度信息反复计算表示形成所述接收符号的各比特的值的推定结果的第4可靠度信息； 在通过所述反复解码处理形成的局部反复结束的情况下，通过计算针对所述第3可靠度信息的所述第4可靠度信息的差分，得到所述第2外部信息； 根据所述第4可靠度信息，生成用于评价所述反复解码处理的收敛状况的收敛指标；以及 根据所述收敛指标，进行针对通过所述符号解映射处理以及所述反复解码处理之间的往复而形成的全局反复的执行控制和针对所述局部反复的执行控制。
【文档编号】H04B1/06GK103546238SQ201310285323
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2013年7月9日 优先权日:2012年7月10日
【发明者】中西俊之, 内川浩典, 陈志翔 申请人:株式会社东芝