专利名称：一种输入信号的量化方法及译码器的制作方法
技术领域：
本发明涉及移动通信领域，尤其涉及移动通信中的输入信号的量化方法及译码器。
背景技术：
自从1993年在国际通信会议上，C.Berrou等提出一种称之为Turbo码的编、译码方案以来，有关Turbo码设计及其性能的研究，就成为国际信息与编码理论界研究的一个热点。由于Turbo码很好地应用了shannon信道编码定理中的随机性编译码条件，所以获得了接近Shannon理论极限的译码性能。它不仅在信噪比较低的高噪声环境下性能优越，而且具有很强的抗衰落、抗干扰能力，因此它在信道条件差的移动通信系统中有很大的应用潜力，而且，Turbo码已成为WCDMA标准的信道编码方案。
随着Turbo码的广泛应用，在硬件实现上，与硬件译码相关的问题还亟待解决，其中，在Turbo码的译码器中，信号的量化(包括接收比特量化和译码器内部数值量化)模式会影响到译码器的性能，这是需要特别关注的问题。
将输入信号的取值域按等距离分割的量化模式称为均匀量化。目前，对译码器的输入数据(即解调帧数据)所采用的量化模式大多为均匀量化，并且均匀量化的方式是静态的。例如采用mQn均匀量化方式，其中m+n＝N，即一个信息符号量化为N位二进制数据，m表示输入信号整数部分的量化位数，决定量化模式的范围
，n表示输入信号小数部分的量化位数，决定量化模式的精度2-n。
发明人在实现本发明的过程中发现，随着高速分组接入(High Speed PacketAccess Plus，HSPA+)的引入，用户设备为了达到上行最大11.4Mbps的峰值速率，其发射功率比R99用户要高出很多。当信噪比(SNR(Ec/NO))超过某一定值时，若高速率业务仍然采用前述静态的均匀量化方式，则译码器的性能会急剧恶化。因此，有必要对Turbo译码器的量化方式进行研究，以便改善译码器的性能。
发明内容
本发明实施例提供一种输入信号的量化方法，能够改善turbo码译码器的性能。
为解决上述技术问题，本发明实施例采用如下技术方案 一种输入信号的量化方法，包括 在不同的信噪比取值范围内，设置不同的均匀量化方式； 接收输入信号； 判断所述输入信号所处的所述信噪比的取值范围； 采取与所述输入信号所处的所述信噪比的取值范围相对应的均匀量化方式，将所述输入信号量化为N位二进制数据。
由于译码器的性能与输入其中的解调帧数据的量化方式有关，通过采用上述的量化方法，在不同的信噪比取值范围内采用不同的均匀量化方式，由于考虑了信噪比对译码性能的影响，使得不同的信噪比取值范围内采用不同的量化范围和量化精度，从而能够实现译码器性能的改善。
本发明实施例还提供一种译码器，能够获得良好的译码性能。
为解决上述技术问题，本发明实施例采用如下技术方案 一种译码器，包括 量化方式设置单元，用于划分信噪比的取值范围，并根据不同的所述信噪比取值范围，设置不同的均匀量化方式； 接收与判断单元，用于接收输入信号，并判断所述输入信号所处的所述信噪比的取值范围； 量化单元，用于选择与所述输入信号所处的所述信噪比的取值范围相对应的所述均匀量化方式，并将所述输入信号量化为N位二进制数据。
通过采用所述的译码器，由于考虑了信噪比对译码性能的影响，即在不同的信噪比取值范围内采用不同的均匀量化方式，使得不同的信噪比取值范围内采用不同的量化范围和量化精度，从而能够实现译码器性能的改善。
显而易见地，下面描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例1输入信号的量化方法的流程图； 图2为本发明实施例2译码器的结构图； 图3为本发明实施例2译码器在速度为3km/h时多径衰落环境中的性能； 图4为本发明实施例2译码器在速度为120km/h时多径衰落环境中的性能； 图5为本发明实施例2译码器在加性白高斯噪声环境中的性能。
具体实施例方式 本发明实施例提供一种输入信号的量化方法和一种译码器，能够获得良好的译码性能。
下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1 本发明实施例提供一种输入信号的量化方法，如图1所示，所述量化方法包括 S11、在不同的信噪比取值范围内，设置不同的均匀量化方式； S12、接收输入信号； S13、判断所述输入信号所处的所述信噪比的取值范围； S14、采取与所述输入信号所处的所述信噪比的取值范围相对应的均匀量化方式，将所述输入信号量化为N位二进制数据。
由于译码器的性能与输入其中的解调帧数据的量化方式有关，通过采用上述的量化方法，在不同的信噪比取值范围内采用不同的均匀量化方式，即考虑了信噪比对译码性能的影响，使得不同的信噪比取值范围内采用不同的量化范围和量化精度，从而能够实现译码器性能的改善。
进一步地，步骤S11中，所述在不同的信噪比取值范围内，设置不同的均匀量化方式具体为在不同的信噪比取值范围内，设置不同的所述mQn均匀量化方式，其中，所述m表示所述输入信号的整数部分的量化位数，决定量化的范围
，所述n表示所述输入信号的小数部分的量化位数，决定量化的精度2-n，而且m+n＝N。例如，可以在信噪比位于(a，b]范围内时，采用mQ(N-m)均匀量化方式；而在信噪比位于(b，c]范围内时，采用(m+1)Q(N-m-1)均匀量化方式。
进一步地，所述m随着所述信噪比的增大而增大，或者随着所述信噪比的减小而减小。
进一步地，所述信噪比有N个阈值，分别为θ1，θ2，θ3，...，θN，将所述信噪比划分为N+1个取值范围，所述N+1个取值范围对应有N+1个所述mQn均匀量化方式，分别为0QN，1Q(N-1)，2Q(N-2)，...，NQ0，两者的对应关系如表1所示。
表1不同信噪比取值范围内量化方法的选择 实际应用中，在满足译码性能要求的前提下，可以不必使用全部的所述N个阈值，而是采用所述N个信噪比阈值的一部分，将所述信噪比的取值范围进行划分，并相应地采用所述N+1个mQn均匀量化方式的一部分进行量化。所述mQn均匀量化方式的选择可以从表1中与信噪比取值范围的对应关系进行选择，例如，可以只选择一个阈值θN-1，当信噪比小于θN-1时，采用(N-2)Q2量化方式；当信噪比大于θN-1时，采用(N-1)Q1量化方式。当然，所述mQn均匀量化方式的选择也可以不采用表1所述的对应关系，而是根据不同的应用场景，设置相应的对应关系，但必须满足所述m随着所述信噪比的增大而增大或随着所述信噪比的减小而减小的要求，例如，当信噪比小于θN-1时，采用(N-3)Q3量化方式；当信噪比大于θN-1时，采用NQ0量化方式；应当理解的是，量化方式的选择并不限于此。
实施例2 本发明实施例提供一种译码器，如图2所示，所述译码器包括 量化方式设置单元201，用于划分信噪比的取值范围，并根据不同的所述信噪比取值范围，设置不同的均匀量化方式； 接收与判断单元202，用于接收输入信号，并判断所述输入信号所处的所述信噪比的取值范围； 量化单元203，用于选择与所述输入信号所处的所述信噪比的取值范围相对应的所述均匀量化方式，并将所述输入信号量化为N位二进制数据。
通过采用所述的译码器，由于考虑了信噪比对译码性能的影响，即在不同的信噪比取值范围内采用不同的均匀量化方式，使得不同的信噪比取值范围内采用不同的量化范围和量化精度，从而能够实现译码器性能的改善。
进一步地，在上述实施例中，所述均匀量化方式为mQn均匀量化方式，其中，所述m表示所述输入信号的整数部分的量化位数，决定量化的范围
，所述n表示所述输入信号的小数部分的量化位数，决定量化的精度2-n，而且m+n＝N。
进一步地，所述m随着所述信噪比的增大而增大，或者随着所述信噪比的减小而减小。
进一步地，实际应用中，所述量化方式设置单元201可以采用如表1所示的全部或者部分信噪比阈值，进行信噪比取值范围的划分。而所述mQn均匀量化方式的选择可以从表1中与信噪比取值范围的对应关系进行选择，也可以不采用表1所述的对应关系。
下面，以所述N＝8为例，在不同的测试环境下，将本发明实施例译码器对译码性能的改善进行示意性说明。整个示意说明的过程中只采用一个阈值，即θ＝15。当SNR≤15时，取m＝5，n＝3，均匀量化方式为5Q3；而当SNR＞15时，取m＝8，n＝0，均匀量化方式改变为8Q0。而且，图3至图5中，float曲线均指的是未进行量化的浮点型曲线。
如图3所示，在速度为3km/h的多径衰落环境(即PA3)中的测试结果表明当SNR≤15时，5Q3均匀量化方式的译码性能要优于8Q0的译码性能，而SNR＞15时，8Q0均匀量化方式的译码性能则优于5Q3的译码性能。可见，采用上述译码器，能够在整个信噪比范围内，都获得良好的译码性能。
如图4所示，在速度为120km/h的多径衰落环境(即VA120)中的测试结果表明当SNR≤15时，5Q3均匀量化方式的译码性能要优于8Q0的译码性能，而SNR＞15时，8Q0均匀量化方式的译码性能则优于5Q3的译码性能。可见，采用所述译码器，也能够在整个信噪比范围内，都获得良好的译码性能。
如图5所示，在加性白高斯噪声环境(即AWGN)中的测试结果表明当SNR≤15时，5Q3均匀量化方式的译码性能要优于8Q0的译码性能。由于当信噪比大于10.7dB后，5Q3均匀量化方式和8Q0均匀量化方式的译码率均已经接近100％正确，所以就不需再对SNR＞15时的译码性能进行测试。可见，采用所述译码器，也能够在整个信噪比范围内，都获得良好的译码性能。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求所述的保护范围为准。
权利要求
1、一种输入信号的量化方法，其特征在于，包括
在不同的信噪比取值范围内，设置不同的均匀量化方式；
接收输入信号；
判断所述输入信号所处的所述信噪比的取值范围；
采取与所述输入信号所处的所述信噪比的取值范围相对应的均匀量化方式，将所述输入信号量化为N位二进制数据。
2、根据权利要求1所述的量化方法，其特征在于，所述在不同的信噪比取值范围内，设置不同的均匀量化方式具体为
在不同的信噪比取值范围内，设置不同的mQn均匀量化方式，其中
所述m表示所述输入信号的整数部分的量化位数，所述n表示所述输入信号的小数部分的量化位数，而且m+n＝N。
3、根据权利要求2所述的量化方法，其特征在于，所述m随着所述信噪比的增大而增大，或者随着所述信噪比的减小而减小。
4、根据权利要求3所述的量化方法，其特征在于，所述信噪比有N个阈值，将所述信噪比划分为N+1个取值范围，所述N+1个取值范围对应有N+1个所述mQn均匀量化方式；或者
采用所述N个信噪比阈值的一部分，将所述信噪比的取值范围进行划分，并相应地采用所述N+1个mQn均匀量化方式的一部分进行量化。
5、一种译码器，其特征在于，包括
量化方式设置单元，用于划分信噪比的取值范围，并根据不同的所述信噪比取值范围，设置不同的均匀量化方式；
接收与判断单元，用于接收输入信号，并判断所述输入信号所处的所述信噪比的取值范围；
量化单元，用于选择与所述输入信号所处的所述信噪比的取值范围相对应的所述均匀量化方式，并将所述输入信号量化为N位二进制数据。
6、根据权利要求5所述的译码器，其特征在于，所述均匀量化方式为mQn均匀量化方式，其中
所述m表示所述输入信号的整数部分的量化位数，所述n表示所述输入信号的小数部分的量化位数，而且m+n＝N。
7、根据权利要求6所述的译码器，其特征在于，所述m随着所述信噪比的增大而增大，或者随着所述信噪比的减小而减小。
全文摘要
本发明公开了一种输入信号的量化方法和译码器，涉及移动通信领域，尤其涉及移动通信中的输入信号的量化方法和译码器，为能够改善turbo码的译码性能而设计。一种输入信号的量化方法，包括在不同的信噪比取值范围内，设置不同的均匀量化方式；接收输入信号；判断所述输入信号所处的所述信噪比的取值范围；采取与所述输入信号所处的所述信噪比的取值范围相对应的均匀量化方式，将所述输入信号量化为N位二进制数据。本发明可用于改善turbo译码器的译码性能。
文档编号H03M7/30GK101610087SQ20091014824
公开日2009年12月23日 申请日期2009年6月19日 优先权日2009年6月19日
发明者丁志军, 萍 李 申请人:华为技术有限公司