专利名称：迭代译码方法及其通信装置的制作方法
技术领域：
本发明是涉及一种通道码译码方法，尤其涉及通道码迭代译码方法及其通讯装置。
背景技术：
图1为传统技术的通道编解码系统的示意图。请参照图1，通道编译码系统10中包括编码端100及译码端110，分别设置于传送装置及接收装置中(未绘示)。编码端100中包括外部编码器101、外部交织器102及内部编码器103。在传统技术中，外部编码器101经常使用里德所罗门码(Reed Solomon code, RS code)的方式，将原始数据DATA编码成已外部编码数据0E_DATA。为了避免错误传播(Error Propagation)的发生,传送端100将已外部编码数据0E_DATA经由外部交织器102交织(interleave)成已交织数据0I_DATA。已交织数据0I_DATA再接着经由内部编码器103编码成已编码数据EN_DATA，并经过通信媒介(或作通道)传送至接收装置。在传统技术中，内部解码器103经常采用卷积编码(Convolutional Code)的方式进行编码。设置于接收装置的译码端110与编码端100的编码方式及交织方式互相对应，译码端110包括维特比(Viterbi)译码器111、外部解交织器112及外部译码器113。首先，所接收的已编码数据EN_DATA'经过维特比译码器111对内部编码进行译码，以得到已交织数据0I_DATA'，其中维特比译码器111为针对卷积编码方式的一种译码方法。在复杂的通信系统中，维特比译码器的输入数据一般采用多比特量化，此即软判维特比译码器(SoftViterbi Decoder)。已交织数据0I_DATA'接着经由外部解交织器112解交织处理，以得到已外部编码数据0E_DATA'。然后，已外部编码数据0E_DATA'再经由外部译码器113译码，以得到已译码数据DATA'。为了得到比传统译码方式更好的性能，现有技术有采用特博(Turbo)迭代(iterative)译码算法。在特博译码系统中，维特比译码器和里德所罗门译码器都采用软判决译码，这种译码方式能提升性能，但是实现复杂度也同时提高，特别是交织器与解交织器所需要的存储面积都大幅度增加。因此，如何兼顾性能与实现复杂度的要求，确实为当前所属领域的重要课题。
发明内容
本发明提供一种迭代译码方法，能够显著地提高译码性能。本发明提供一种通信装置，利用一种迭代译码方法，以显著地提高译码性能。本发明提供一种迭代译码方法，适用于一通信装置，包括以下步骤:(a)解译初始的软判信息为已译码数据；(b)接收已译码数据，将已译码数据经过交织处理为已交织数据；(c)将已交织数据经过卷积编码处理为已卷积数据；(d)根据已卷积数据，判断是否更新对应于已卷积数据的软判信息；(e)解译软判信息为下一级的已译码数据；(f)迭代重复前述步骤，直至达到一预定门限条件，并输出满足所述预定门限条件的已译码数据。其中，所述预定门限条件为已译码数据的内容已收敛，或前述步骤的迭代执行达到一预定次数。本发明亦提供一种通信装置，适用于迭代译码。所述通信装置包括打孔解译器、译码模块、交织器与暂存计算器。打孔解译器用来将一已打孔数据经过打孔处理为软判信息的初始值。译码模块连接至打孔解译器，用来解译软判信息为一已译码数据。交织器连接至译码模块，用来将已译码数据交织处理为一已交织数据。暂存计算器连接至交织器、维特比译码器及打孔解译器，用来将已交织数据以一卷积编码方式编码处理为已卷积数据，并根据已卷积数据中每一比特，判断是否更新对应的软判信息。此外，控制单元，连接至外部译码器与暂存计算器，用来控制外部译码器将已译码数据传送至交织器，以迭代处理软判信息，达到一预定门限条件。其中，所述预定门限条件为已译码数据的内容已收敛，或所述交织器迭代处理已译码数据达到一预定次数。基于上述，本发明提出迭代译码方法及其通讯装置，利用已解码数据再次经过交织处理与卷积编码处理的结果来判断是否须更新软判信息，并适当地根据已卷积数据来更新软判信息，可以显著地提高译码性能。为让本发明之上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。
图1绘示传统技术的通道编解码系统的示意图。图2为根据本发明一实施例所绘示的一种迭代译码方法的流程图。图3为根据本发明一实施例所绘示已交织数据经过卷积编码处理为第一数据以及根据第一数据判断是否更改对应于已译码数据的软判信息的内容的详细流程图。
图4为根据本发明一实施例所绘示的一种通讯装置的功能方块图。图5为根据本发明一实施例所绘示的一种迭代译码数据流程示意图。主要元件符号说明10:通道编译码系统100:编码端101:外部编码器102:外部交织器103:内部编码器110:译码端111,421:维特比译码器112、422:外部交织解译器113、423:外部译码器410:打孔解译器420:译码模块430:交织器440:暂存计算器450:控制单元
DATA:原始数据DATA'、DD:已译码数据0E_DATA、0E_DATA':已外部编码数据0I_DATA、0I_DATA'、ID:已交织数据EN_DATA、EN_DATA':已编码数据PD:已打孔数据Dl:第一数据D2:第二数据DD:已译码数据CS:控制信号S201 S207、S301 S3033:步骤S1:软判信息SI1:软判信息的初始值
具体实施例方式图2绘示根据本发明一实施例所绘示的一种迭代译码方法的流程图。请参照图2，所述的迭代译码方法适用于一通讯装置且包括下列步骤。首先，在步骤S201中，解译一初始的软判信息为一已译码数据。在步骤S202中，接收已译码数据，将已译码数据经过交织处理为已交织数据。其中，此已译码数据对应于图1中所示的已译码数据DATA'。在步骤S203中，将已交织数据经过卷积编码处理为已卷积数据。在步骤S204中，根据已卷积数据，判断是否更新对应的软判信息的内容。在步骤S205中，解译软判信息为下一级的已译码数据。在步骤S206中，迭代地重复步骤S202到步骤S205，直至达到预定门限条件，其中所述预定门限条件可以为已译码资料数据的内容已结果收敛或是前述步骤S202到步骤S205的迭代执行达到一预定迭代次数。但是，本发明并不限定于上述。在步骤S207中，输出满足所述预定门限条件的已译码数据。上述解译软判信息为已译码数据的步骤可以包括:将该软判信息经过一维特比译码处理为一第一数据；将该第一数据经过一解交织处理为一第二数据；以及将该第二数据经过一外部译码处理为该已译码数据。上述外部译码为利用一里德所罗门译码方式，将第二数据译码处理为已译码数据。图3绘示为图2中步骤S203及步骤S204的详细流程图。请参照图3，在步骤S301中，首先接收交织处理后的已交织数据。接着在步骤S302中，将已交织数据，经过卷积编码处理为已卷积数据。然后在步骤S303中，根据已卷积数据中的比特，判断是否更新对应该比特的软判信息(soft information)的内容。在本实施例中，软判信息中所记录的数据是接收序列和编码序列的欧氏距离。值得一提的是，图3中所提到的已交织数据在交织处理之前为已译码数据。更具体的说明，此已译码数据为已外部译码数据。在本实施例中，编码端所采用的外部编码的方式为里德所罗门码。由于里德所罗门码为一种代数码(algebraic codes)，其译码结果，也就是上述的已译码数据，可简单地区分为可纠错比特及不可纠错比特。此即，在一次译码程序中，已译码数据简单地区分为可以正确被解译的比特及尚未能成功解译的比特。为了要将已译码数据的结果带入维特比译码器的迭代译码中，必须将已译码数据经过上述的交织处理以及卷积编码成为已卷积数据，才能在后续处理程序用已卷积数据来判断，在维特比译码器的输入端时，判断已卷积数据中的每一比特为可纠错比特或不可纠错比特。请继续参照图3，更清楚地说明步骤S303，则步骤S303可进一步包括步骤S3031至步骤S3033。在步骤S3031中，判断已卷积数据中的比特是否为不可纠错比特，其中若判断结果为是，则在步骤S3031之后接续进行步骤S3032 ;若判断结果为否，则在步骤S3031之后接续进行步骤S3033。在步骤S3032中，由于判断已卷积数据中的该比特为不可纠错比特，则不更新对应于该比特的软判信息。在步骤S3033中，由于判断已卷积数据中的比特为可纠错比特，则更新对应于该比特的软判信息的内容，并储存更新后的软判信息，并作为下一级迭代译码流程的输入数据。在步骤S3033中，软判信息就是对应比特至1(或是O)的距离，当该距离量化为I个比特时，就是硬判决译码；当该距离量化为多个比特时，就是软判决译码。当已卷积数据中的比特为可纠错比特且数值为I时，则将对应于此比特的软判信息更新为一最小距离，或者减去一预设的权重。同理，当已卷积数据中的比特为可纠错比特且数值为0，则将对应于此比特的软判信息更新为一最大距离，或者加上一预设的权重。然而本发明并非限定于上述，软判信息还可以用来表示对应比特至1(或是O)的距离，或利用一组参数来同时表示对应比特至O的距离以及对应比特至I的距离。图4为根据本发明一实施例所绘示的一种通讯装置的功能方块图。请参照图4，通讯装置40适用于进行迭代译码流程，其包括打孔解译器(cbpuncture)410、译码模块420、交织器430、暂存计算器440以及控制单元450。打孔解译器410连接于译码模块420及暂存计算器440，打孔解译器410接收一解映射模块(demapper)(未绘示于图4)将从通道所接收的接收序列数据经过一反对应(demapping)处理而产生的一反对应数据，此即已打孔数据(punctured data) PD (在编码端经过打孔处理的数据)。前一级解映射模块(demapper)同时从通道接收通道信息。打孔解译器410将已打孔数据H)插值处理为软判信息的初始值 SII。更详细的说明，打孔解译器410仅根据目前的码率，在输入的软判信息中打孔(puncture)的位置插入预设值(此些预设值不会影响后续的码O、I的判决)，从而将其他码率(例如:2/3、3/4、5/6、7/8)的输入的软判信息转变为码率是1/2的输入的软判信息，因为维特比译码器是依照1/2的码率来进行译码。译码模块420连接于打孔解译器410、交织器430、暂存计算器440及控制单元450，译码模块420包括维特比译码器(Viterbi Decoder)421、外部交织解译器422及外部译码器423。维特比译码器421从打孔解译器410接收软判信息的初始值SII，或从暂存计算器440接收软判信息SI，并对软判信息的初始值SII或前一级的软判信息SI，利用维特比方式进行译码，以得到第一数据Dl。外部交织解译器422连接至维特比译码器421及外部译码器423，用来将自维特比译码器421接收的第一数据Dl经过解交织处理为第二数据D2，并将第二数据D2传送至外部译码器423。外部译码器423连接至外部交织解译器422、交织器430和控制单元450，用来从外部交织解译器422接收第二数据D2，并利用里德所罗门译码方式，将第二数据D2译码处理为已译码数据DD。换言之，译码模块420将软判信息的初始值SII，或从暂存计算器440接收软判信息SI解译为已译码数据DD。另外，外部译码器423根据控制单元450所传送的控制信号CS，将已译码数据DD传送至交织器430，或直接地输出已译码数据DD。请继续参照图4，交织器430与译码模块420和暂存计算器440互相连接。当交织器430收到从译码模块420输出的已译码数据DD时，交织器430将已译码数据DD交织处理为已交织数据ID，并传送已交织数据ID至暂存计算器440。暂存计算器440连接至交织器440、维特比译码器421、打孔解译器410及控制单元450。第一级的暂存计算器440从打孔解译器410接收软判信息的初始值SII。接着，暂存计算器440从交织器440接收已交织数据ID，并将已交织数据ID经过卷积编码为已卷积数据。已交织数据ID经过经过卷积编码的结果已经是硬判结果，此即码
0、1的序列，因为维特比译码器的输出结果就是硬判结果，所以接在维特比译码器421之后的外部交织解译器422、外部译码器423与交织器430的输出结果都是硬判结果。在本实施例中，维特比译码器421的输入数据是「打孔解译器410输出的初始软判信息」，或者是「在前一级暂存计算器440中更新后的软判信息」。暂存计算器440根据已卷积数据中每一比特的内容，来决定是否更新对应的软判信息SI的内容。更新(或不更新)对应于已卷积数据中每一比特的软判信息后，将更新后的软判信息SI储存于暂存计算器440中，并提供更新后的软判信息SI给下一级的维特比译码器421。控制单元450连接至外部译码器423及暂存计算器440，用来产生控制信号CS以控制外部译码器423将已译码数据DD输出至交织器430以进行迭代译码的运算，直至达到预定门限条件。其中，所述预定门限条件为已译码数据DD的内容已收敛，或交织器430迭代处理已译码数据DD达到一预定次数。举例说明，当预定门限条件为已译码数据DD的内容已收敛时，控制单元450持续从暂存计算器440接收更新后的软判信息SI，并根据软判信息SI来判断译码结果是否收敛。若已译码数据DD的内容已收敛，则控制单元450传送控制信号CS至外部译码器423，以控制外部译码器423直接输出此次译码所产生的已译码数据DD。另举一例说明，当预定门限条件为迭代执行已达到预定次数时，控制单元450自行计算交织器430迭代处理已译码数据DD的迭代次数，在达到一预定次数后，控制单元450传送控制信号CS至外部译码器423，以控制外部译码器423直接输出此次译码所产生的已译码数据DD。图5为根据本发明一实施例所绘示的一种迭代译码数据流程示意图。请参照图5，首先，打孔解译器410从一解映射模块(未绘示于图5)接收一已打孔数据H)。打孔解译器410将已打孔数据PD，进行一插值处理成软判信息的初始值SII，并传送软判信息的初始值SII至维特比译码器421与暂存计算器440。接着，维特比译码器421译码软判信息的初始值SII为第一数据Dl。然后，第一数据Dl经过外部交织解译器422的解交织处理为第二数据D2。外部译码器接收到第二数据D2后，译码第二数据D2以得到已译码数据DD。已译码数据DD经过交织器430交织处理为已交织数据ID。暂存计算器440接收到已交织数据ID后，将已交织数据ID卷积编码为已卷积数据，也就是第三数据(未绘示)。暂存计算器440根据已卷积数据的每一比特的内容，来决定是否更新对应的软判信息SI。再者，暂存计算器440将更新后的软判信息Dl传送至维特比译码器421和下一级暂存计算器440。维特比译码器421将更新后的软判信息SI作为下一级维特比译码器421的输入数据。维特比译码器421对软判信息SI进行译码，以得到第一数据D1。第一数据Dl则经过外部交织解译器422以及外部译码器423的处理为已译码数据DD。已译码数据DD经过交织器430交织处理为已交织数据ID后，继续传送至暂存计算器440。接下来的数据处理流程则如同前述各步骤，在此不再重述相同技术内容。图5绘示进行两次迭代运算的流程，但在实际应用上则可以视门限条件的设定而调整迭代运算的次数，因此本发明不限定于两次迭代运算。在到达门限条件之后，外部译码器423输出已译码数据DD。综上所述，本发明提出一种迭代译码的方法及其通信装置。所述的迭代译码方法，可将外部译码(例如，里德所罗门码)的译码结果，经过交织处理与卷积编码处理，并利用已卷积编码的数据来判断是否须更新软判讯息，或据以更新软判信息的内容。如此一来，可在进行维特比译码流程的迭代运算时，参考到更多的信息内容。同时可以在不同的门限条件下，且在不大幅度增加运算复杂度或硬体装置的情况下，显著提高译码性能。虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当以权利要求所界定的为准。
权利要求
1.一种迭代译码方法，适用于一通信装置，所述的迭代译码方法包括: (a)解译一初始的软判信息为一已译码数据； (b)接收该已译码数据，将该已译码数据经过一交织处理为一已交织数据； (c)将该已交织数据经过一卷积编码处理为一已卷积数据； (d)根据该已卷积数据，判断是否更新对应于该已卷积数据的软判信息； (e)解译该软判信息为下一级的已译码数据；以及 (f)迭代重复步骤(b)至步骤(e)，直至达到一预定门限条件，以及输出满足该预定门限条件的已译码数据； 其中，所述预定门限条件为该已译码数据的内容已收敛，或该步骤(b)至步骤(e)的迭代执行达到一预定次数。
2.根据权利要求1所述的迭代译码方法，其特征在于，该软判信息的一初始值，是将由一通道所接收的一接收序列数据经过一反对应处理后的一反对应数据，再进行一插值处理后所广生的。
3.根据权利要求1所述的迭代译码方法，其特征在于，该步骤(d)更包括: 判断该已卷积数据中每一比特 是否为一不可纠错比特； 当该比特为该不可纠错比特时，不更新对应该比特的该软判信息的内容；以及 当该比特为一可纠错比特时，更新对应于该比特的该软判信息的内容。
4.根据权利要求1所述的迭代译码方法，其特征在于，解译软判信息为已译码数据的步骤包括: 将该软判信息经过一维特比译码处理为一第一数据； 将该第一数据经过一解交织处理为一第二数据；以及 将该第二数据经过一外部译码处理为该已译码数据。
5.根据权利要求4所述的迭代译码方法，其特征在于，该外部译码为利用一里德所罗门译码方式，将该第二数据译码处理为该已译码数据。
6.一种通信装置，适用于迭代译码，包括: 一打孔解译器，用来插值处理一已打孔数据为软判信息的初始值； 一译码模块，连接至该打孔解译器，用来译码该软判信息的初始值或上一级的软判信息为一已译码数据； 一交织器，连接至该译码模块，用来将该已译码数据交织处理为一已交织数据； 一暂存计算器，连接至该交织器、该维特比译码器及该打孔解译器，用来将该已交织数据以一卷积编码方式编码处理为一已卷积数据，并根据该已卷积数据中每一比特判断是否更新对应的该软判信息；以及 一控制单元，连接至该外部译码器与该暂存计算器，用来控制该外部译码器将该已译码数据传送至该交织器，以迭代处理该软判信息，达到一预定门限条件；其中该预定门限条件为该已译码数据的内容已收敛，或该交织器迭代处理该已译码数据达到一预定次数。
7.根据权利要求6所述的通信装置，其特征在于，该已打孔数据为从一通道所接收的一接收序列数据经过一反对应处理后的一反对应数据。
8.根据权利要求6所述的通信装置，其特征在于，该译码模块更包括: 一维特比译码器，连接至该打孔解译器，用来利用一维特比译码方式处理该软判信息的初始值或上一级的该软判信息为一第一数据； 一外部交织解译器，连接至该维特比译码器，用来利用一解交织方式该第一数据处理为一第二数据；以及 一外部译码器，连接至该外部交织解译器，用来将该第二数据译码处理为该已译码数据。
9.根据权利要求6所述的通信装置，其特征在于，外部编码器利用一里德所罗门译码方式将该第二数据译码为该已译码数据。
10.根据权利要求6所述的通信装置，其特征在于: 该暂存计算器根据该已卷积数据中每一比特判断是否更新对应的该软判信息； 当该比特为一不可纠错比特时，该暂存计算器不更新对应该比特的该软判信息；以及 当该比特为一可纠错比特 时，该暂存计算器更新对应于该比特的该软判信息。
全文摘要
本发明提供一种迭代译码方法及其通讯装置，所述的迭代译码方法适用于通讯装置，且包括以下步骤。解译初始的软判信息为已译码数据。接收已译码数据，将已译码数据经过交织处理为已交织数据。将已交织数据经过卷积编码处理为已卷积数据。根据已卷积数据，判断是否更新对应于已卷积数据的软判信息。解译软判信息为下一级的已译码数据。迭代重复前述步骤，直至达到一预定门限条件，并输出满足预定门限条件的已译码数据。其中，所述预定门限条件为已译码数据的内容已收敛，或前述步骤的迭代执行达到一预定次数。
文档编号H04L1/00GK103095392SQ20111033896
公开日2013年5月8日 申请日期2011年10月31日 优先权日2011年10月31日
发明者李琳 申请人:扬智电子科技(上海)有限公司