DE60312906T2 - Turbo-dekodierung mit iterativer schätzung von kanalparametern - Google Patents

Turbo-dekodierung mit iterativer schätzung von kanalparametern Download PDF

Info

Publication number
DE60312906T2
DE60312906T2 DE60312906T DE60312906T DE60312906T2 DE 60312906 T2 DE60312906 T2 DE 60312906T2 DE 60312906 T DE60312906 T DE 60312906T DE 60312906 T DE60312906 T DE 60312906T DE 60312906 T2 DE60312906 T2 DE 60312906T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
input data
data signal
scaling factor
turbo
estimate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE60312906T
Other languages
English (en)
Other versions
DE60312906D1 (de
Inventor
Dignus-Jan Moelker
Jan Stemerdink
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Original Assignee
Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB filed Critical Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Application granted granted Critical
Publication of DE60312906D1 publication Critical patent/DE60312906D1/de
Publication of DE60312906T2 publication Critical patent/DE60312906T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M13/00Coding, decoding or code conversion, for error detection or error correction; Coding theory basic assumptions; Coding bounds; Error probability evaluation methods; Channel models; Simulation or testing of codes
    • H03M13/29Coding, decoding or code conversion, for error detection or error correction; Coding theory basic assumptions; Coding bounds; Error probability evaluation methods; Channel models; Simulation or testing of codes combining two or more codes or code structures, e.g. product codes, generalised product codes, concatenated codes, inner and outer codes
    • H03M13/2957Turbo codes and decoding
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M13/00Coding, decoding or code conversion, for error detection or error correction; Coding theory basic assumptions; Coding bounds; Error probability evaluation methods; Channel models; Simulation or testing of codes
    • H03M13/61Aspects and characteristics of methods and arrangements for error correction or error detection, not provided for otherwise
    • H03M13/612Aspects specific to channel or signal-to-noise ratio estimation
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M13/00Coding, decoding or code conversion, for error detection or error correction; Coding theory basic assumptions; Coding bounds; Error probability evaluation methods; Channel models; Simulation or testing of codes
    • H03M13/63Joint error correction and other techniques
    • H03M13/6337Error control coding in combination with channel estimation
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M13/00Coding, decoding or code conversion, for error detection or error correction; Coding theory basic assumptions; Coding bounds; Error probability evaluation methods; Channel models; Simulation or testing of codes
    • H03M13/65Purpose and implementation aspects
    • H03M13/6577Representation or format of variables, register sizes or word-lengths and quantization
    • H03M13/658Scaling by multiplication or division
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/004Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using forward error control
    • H04L1/0045Arrangements at the receiver end
    • H04L1/0047Decoding adapted to other signal detection operation
    • H04L1/005Iterative decoding, including iteration between signal detection and decoding operation
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/004Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using forward error control
    • H04L1/0045Arrangements at the receiver end
    • H04L1/0055MAP-decoding
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/004Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using forward error control
    • H04L1/0056Systems characterized by the type of code used
    • H04L1/0064Concatenated codes
    • H04L1/0066Parallel concatenated codes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Probability & Statistics with Applications (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Error Detection And Correction (AREA)

Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Dekodieren eines gefaltet kodierten Eingabedatensignals y, das ein Multiplizieren des Eingabedatensignals mit einem Skalierungsfaktor Lc umfasst, Demultiplexen des multiplizierten Eingabedatensignals Lcy in drei Signale, die sich auf systematische Bits und Paritäts-Bits beziehen, wobei ein demultiplextes Eingabedatensignal LcS mit den systematischen Bits verknüpft ist, z.B. in Paritätssignalen und einem systematischen Signal, und Turbo-Dekodieren des demultiplexten Eingabedatensignals LcS, um Turbo-dekodierte Ausgabedaten Λ zu erhalten. In einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein Decoder-Gerät, wie in dem Oberbegriff des Anspruchs 5 definiert.
  • Stand der Technik
  • Ein derartiges Verfahren eines Dekodierens von Daten und ein Decoder-Gerät sind aus dem Amerikanischen Patent US-B-6,574,291 bekannt, das einen Turbo-Code-Decoder mit iterativer Kanalparameterschätzung offenbart.
  • Die Amerikanische Patent Veröffentlichung US-B-6,393,076 beschreibt ein Verfahren zum Dekodieren von Turbo-Codes unter Verwendung von Datenskalierung. Gefaltet kodierte Eingabedaten werden in einer beinahe idealen Art und weise dekodiert. Ein Teil der Eingabedaten wird gepuffert, wonach ein Durchschnitt der Daten in dem Teil der Eingabedaten berechnet wird. Dann wird ein quadratischer Mittelwert des Teils unter Verwendung des Durchschnittwertes berechnet. Ein Skalierungsfaktor wird aus dem quadratischen Mittelwert abgeleitet, der verwendet wird, um den Teil der Eingabedaten vor dem Turbo-Dekodierschritt zu skalieren.
  • Diese offenbarten Verfahren weisen den Nachteil auf, dass die Skalierungsfaktorberechnung nicht auf einer a-posteriori Wahrscheinlichkeitsinformation basiert, die zu einem zusätzlichen Verlust führt. Insbesondere in mobilen Anwendungen, die diese Art eines Kodierens verwenden, weist jeder zusätzliche Verlust einen negativen Effekt auf die Systemleistungsfähigkeit auf.
  • Die Veröffentlichung von El-Gamal, H., High capacity Synchronous FH/SSMA networks with turbo coding, IEEE Intern.Symp. on Spread Spectrum Techniques, 1998, p973–977 stellt ein ähnliches Verfahren zum Skalieren der Eingabedaten bereit. Das Verfahren besteht aus einem Berechnen der Rauschvariation, die nachfolgend verwendet wird, um die Log-Wahrscheinlichkeitswerte (engl.: log-likelihood values) zu bilden. Dieses Verfahren weist den Nachteil auf, dass es die Signalamplitude als zu einer Einheit normiert annimmt. Dies ist eine Vereinfachung, die nicht für praktische Empfangsausrüstung gültig ist und daher die Systemleistungsfähigkeit negativ beeinflusst.
  • Der Artikel von M.C. Valenti et al. „Iterative channel estimation and decoding of pilot symbol assisted turbo codes over flat-fading channels", IEEE Journal on selected areas in communications, Sept. 2001, IEEE, USA, vol. 19, no.9 pages 1697–1705 offenbart ein Verfahren zum kohärenten Detektieren und Dekodieren Turbo-kodierter, binärer Modulationssignale, die über Frequenz-flache Abklingkanäle übertragen werden. Die Verwendung von einer Schwer-Entscheidungs-Rückkopplung (hard decision feedback) und einer Leicht-Entscheidungs-Rückkopplung (soft decision feedback) werden berücksichtigt.
  • Die Britische Patentanmeldung GB-A-2 360 425 offenbart eine Kanalzustandsinformationsschätzung für Turbo-Code-Dekodierer. In diesem Dokument wird lediglich die Verwendung eines eine maximale a-posteriori Wahrscheinlichkeit dekodierenden Algorithmus offenbart (MAP – maximum a-posteriori).
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung versucht, ein verbessertes dekodierendes Schema zur Verwendung in Sendern/Empfängern bereitzustellen, die einen Maximal-A-Posteriori-Decoder (MAP-Decoder) oder verwandte Techniken, wie zum Beispiel logarithmisches MAP (LOGMAP) verwenden.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren gemäß dem oben definierten Oberbegriff bereitgestellt, das die Merkmale des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1 aufweist. Durch Kombinieren dieser a-posteriori und a-priori Wahrscheinlichkeitsdaten ist es möglich, die Leistungsfähigkeit des dekodierenden Verfahrens zu verbessern, ohne die Notwendigkeit umfangreicher zusätzlicher Hardware- oder Software-Ressourcen.
  • In einer Ausführung der vorliegenden Erfindung wird der Skalierungsfaktor gemäß
    Figure 00030001
    aktualisiert, wobei L ^c der aktualisierte Skalierungsfaktor ist.
  • Dies macht das vorliegende Verfahren genau und schnell, so dass dieses den Vorteil sicherstellt (Simulationen zeigen, dass der Verlust verglichen mit dem theoretischen Optimum ungefähr 0,03dB beträgt) und ist in schnell abklingenden oder zeitlich variierenden Kanälen anwendbar. Es wurde gezeigt, dass ungefähr 0,1 bis 0,2dB an Sensitivitätsverbesserung für Turbo-Codes erreicht werden kann, verglichen mit anderen Verfahren gemäß dem Stand der Technik.
  • In einer weiteren Ausführung wird der Skalierungsfaktor Lc entweder als ein fixierter Wert, als das Ergebnis einer anfänglichen Anzahl von Iterationen, die einen bekannten Algorithmus verwenden, als das Ergebnis eines Filterns über nachfolgende Iterationen und kodierende Blöcke oder als das Ergebnis einer SNR/SIR Schätzung des Eingabedatensignals initialisiert. Eine Initialisierung kann daher unter Verwendung sehr einfacher Lösungen oder komplexer Lösungen, jedoch wohlbekannter Lösungen erreicht werden.
  • In einer noch weiteren Ausführung der vorliegenden Erfindung umfasst das Verfahren weiter ein Berechnen der Variation des Skalierungsfaktors in nachfolgenden Iterationen und wenn die Variation nach einer vorbestimmten Anzahl an Iterationen oberhalb einem vorbestimmten Schwellenwert liegt, Zurückkehren zu einem unterschiedlichen Skalierungsfaktor-Berechnungsverfahren und/oder Turbo-Dekodier-Verfahren. Die unterschiedlichen Skalierungsfaktor-Berechnungsverfahren können z.B. ein fixierter Skalierungsfaktor, ein Log-MAX Verfahren oder ein SOVA-Verfahren (Soft Output Viterbi Algorithm) sein. In dieser Weise kann ein einfaches Divergenzüberwachen des iterativen Verfahrens erreicht werden, das bekannte Algorithmen als Sicherung verwendet.
  • In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Decoder-Gerät gemäß Anspruch 5 bereitgestellt. Weitere Ausführungen des vorliegenden Decoder-Gerätes sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Demgemäß stellt das vorliegende Decoder-Gerät eine verbesserte Leistungsfähigkeit im Vergleich zu den Geräten gemäß dem Stand der Technik bereit. Da die Sensitivitätsverbesserung lediglich geringe Hardwarekosten erfordert, ist die Sensitivitätsverbesserung ein reiner Bonus. Die wichtigen Systemaspekte, die die Sensitivität beeinflussen, sind Signalstärke, z.B. Bereich/Abdeckung/Batterielebensdauer, Rauschmaß und Interferenz, z.B. Luftschnittstellen-Kapazität. Daher kann der Vorteil der vorliegenden Erfindung in einem Abdeckungs- Zuwachs übersetzt werden (< 1% mehr Bereich), erhöhte Mobile-Batterielebensdauer (2 bis 4% weniger Übertragungsleistung), gelockerte Rauschmaßanforderungen (0,2dB weniger) oder verbesserte Kapazitätsbenutzer auf der Luftschnittstelle (2 bis 4% mehr). Dies erzielt eine größere Zellenabdeckung und niedrigere Leistungsverwendung für das mobile Endgerät, das wiederum weniger Interferenz erzeugt und daher mehr Kapazität.
  • In einem noch weiteren Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Computer-Programmprodukt bereit, das einen Computer-ausführbaren Code umfasst, der, wenn er auf einem verarbeitenden System geladen wird, das verarbeitende System mit der Fähigkeit ausstattet, das vorliegende Verfahren auszuführen. Das verarbeitende System kann einen Mikro-Prozessor und Peripherie-Ausrüstung, einen digitalen Signal-Prozessor oder eine Kombination von beiden umfassen, um das vorliegende Verfahren auszuführen.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Die vorliegende Erfindung wird unten in größerem Detail unter Verwendung einer Anzahl von beispielhaften Ausführungen in Bezug auf die angehängten Zeichnungen beschrieben, in denen 1 ein Blockdiagramm einer Ausführung des dekodierenden Schemas gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • Detaillierte Beschreibung der beispielhaften Ausführungen
  • Die vorliegende Erfindung kann vorteilhafter Weise in einem Dekodieren von systematischen Vorwärts-fehlerkorrigierenden Codes verwendet werden, wie zum Beispiel den parallel verknüpften, Faltungs-Turbo-Codes, die in Mobil-Telekommunikationssystemen der dritten Generation (3GPP) gefunden werden. Die vorliegende Erfindung kann in Sendern/Empfängern verwendet werden, die einen Maximal-A- Posteriori-Decoder (MAP-Decoder) oder verwandte Techniken verwenden, wie zum Beispiel Log-MAP.
  • Ein iteratives MAP und Log-MAP-Dekodieren sind ein asymptotisches Optimum. Sub-optimale dekodierende Algorithmen, wie zum Beispiel ein Soft-Ausgabe-Viterbi-Algorithmus (SOVA) oder angenähertes LOGMAP (Log-Max) sind implementations-weise einfacher, jedoch ungefähr 0,5dB knapp an MAP- und Log-MAP-Leistungsfähigkeit.
  • Das Problem beim Erreichen des vollen Ausmaßes an MAP-Leistungsfähigkeit ist die Anforderung, dass die Eingabedaten als ein (Log)-Wahrscheinlichkeitsverhältnis definiert sind. Mit der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die Decoder-Eingabedaten in einem zeitlich varianten, abklingenden Kanal schnell und genau zu skalieren, um die Log-Wahrscheinlichkeitswerte zu bilden.
  • Das vorliegende Verfahren verwendet die a-posteriori Wahrscheinlichkeitsdaten, um Wahrscheinlichkeitsinformation der dekodierten Bits zu bilden. Diese wird mit den a-priori Wahrscheinlichkeitsdaten des Decoders kombiniert, um den gewünschten Signaldurchschnitt und die Rauschvarianz optimal zu bestimmen. Diese werden verwendet, um iterativ die a-priori Information zu skalieren.
  • Der Skalierungsfaktor sollte initialisiert werden. Die Erfindung sieht mehrere, unterschiedliche Verfahren dafür voraus:
    • – Verwende den Skalierungsfaktor von dem vorangehenden kodierenden Block (gefiltert oder nicht);
    • – Lasse die erste Iteration(en) mit SOVA oder Log-Max laufen;
    • – Verwende irgendein Verfahren als Anfangswert-einstellung; oder
    • – irgendeine Kombination von diesen.
  • 1 zeigt ein Blockdiagramm des iterativen Skalier-Algorithmus 10 zum Dekodieren gefalteter dekodierten Daten. Die empfangenden Symbole y werden mit einem Skalierungsfaktor Lc unter Verwendung eines Multiplikators 8 multipliziert, bevor sie unter Verwendung eines Demultiplexers 6 in systematische Bits si und Paritäts-Bits par1 und par2 demultiplext werden, die in einem Turbo-Dekodierer 5 eingegeben werden. Nach einer Iteration des Decoders 5 führt ein anpassungsfähiger Skalierer 7 eine Schätzung der Signalamplitude und der Rauschvarianz basierend auf den vom Decoder ausgegebenen Log-Wahrscheinlichkeits-Verhältnissen Λi durch. Aus diesen Schätzungen wird ein neuer Skalierungsfaktor Lc für die nächste Iteration berechnet.
  • Der Turbo-Dekodierer 5 umfasst, wie in 1 gezeigt, Verschachteler (interleaver) 13, 14, Ent-Verschachteler 15 und Dekodierer 11, 12. Genauer umfasst der Turbo-Dekodierer 5 erste und zweite Softeingabe-Softausgabe-Dekodiererabschnitte 11, 12 (SISO – soft input soft output), die Daten von dem Demultiplexer 6 empfangen. Das Funktionieren des Turbo-Dekodierers 5 ist dem auf dem Gebiet tätigen Fachmann bekannt (siehe z.B. US-B-6,393,076) und eine weitere Erklärung ist in dieser Beschreibung nicht erforderlich.
  • In dem Folgenden wird der Betrieb des anpassungsfähigen Skalierers 7 im Detail erklärt. Die Berechnungen, die von dem anpassungsfähigen Skalierer 7 durchgeführt werden, sind als Algorithmen, Berechnungen und Ähnliches beschrieben.
  • Für die auf dem Gebiet tätige Person ist es klar, dass die Algorithmen und Berechnungen, wie sie durch die unterschiedlichen Blöcke und Elemente des Decoder- Algorithmus 10 durchgeführt werden, unter Verwendung von Software-, Hardware-Ressourcen oder einer Kombination von beidem, wie zum Beispiel analoger Elektronik, logischer Verdrahtung, Signal-Prozessoren usw., implementiert sein können.
  • Die Signalamplitude wird in Block 20 aus den Log-Wahrscheinlichkeitsverhältnissen Λi berechnet, die aus der letzten Iteration des Turbo-Dekodierers 5 resultieren und aus den systematischen Bits, wie folgt:
    Figure 00080001
    wobei N die Anzahl von Bits in einem kodierenden Block ist und si das i-te systematische Bit. c ist die Schätzung der Amplitude der skalierten systematischen Bits Lc·si; falls E ^s die geschätzte Symbolenergie der Signalkomponente einer Eingabesequenz si ist, dann ist
    Figure 00080002
    die geschätzte Amplitude dieser Signalkomponente; dann stellen wir fest, dass
    Figure 00080003
  • In Block 21 wird die geschätzte Amplitude c ^ verwendet, um die systematischen Bits si' zu normalisieren, was ergibt:
    Figure 00080004
  • Aus den Log-Wahrscheinlichkeitsverhältnissen Λi kann eine Schätzung der logischen Bit-Wahrscheinlichkeiten in Block 22 berechnet werden; die Wahrscheinlichkeit, dass das i-te Bit 0 ist, wird berechnet zu:
    Figure 00080005
    und die Wahrscheinlichkeit, dass das Bit 1 ist, zu
    Figure 00080006
  • Die nicht-lineare Beziehung zwischen Λi und logischen Bit-Wahrscheinlichkeiten Pi(0) und Pi(1) kann basierend auf einer Nachschlagetabelle berechnet oder kalkuliert werden.
  • Diese Wahrscheinlichkeiten zusammen mit den normalisierten, systematischen Bits si' können ebenso verwendet werden, um eine Schätzung
    Figure 00090001
    der Varianz des Rauschens in Block 23 zu berechnen, gemäß
    Figure 00090002
    wobei K eine Versatzkorrektur ist, die wie folgt berechnet wird:
    Figure 00090003
  • Dann ist die Relation zwischen
    Figure 00090004
    und E ^s und N ^0 gegeben durch
    Figure 00090005
  • Wenn die obigen Gleichungen zu
    Figure 00090006
    neu geschrieben werden und
    Figure 00090007
    Verwenden, kann der neue geschätzte optimale Skalierungsfaktor in Block 24 als
    Figure 00090008
    berechnet werden. Zusammenfassend können der neue Skalierungsfaktor in den Amplituden- und Varianzschätzungen und in dem gegenwärtigen Skalierungsfaktor wie folgt ausgedrückt werden:
    Figure 00100001
  • Diese Berechnung wird unter Verwendung eines Multiplikators 25 und eines Signalspeichers 26 durchgeführt, wonach der gegenwärtige Skalierungsfaktor erneut auf die Eingabedaten y angewendet wird.
  • Da der Turbo-Dekodierer 5 selbst iterativ ist, erfordert ein Verbinden von diesem mit einem anderen iterativen Algorithmus (demjenigen des anpassungsfähigen Skalierers 7) eine sorgfältige Berücksichtigung, um eine Divergenz oder eine Oszillation zu vermeiden. Eine Initialisierung des Skalierungsfaktors Lc auf einen vernünftigen Startwert erweist sich als ausreichend. In der Abwesenheit einer geeigneten Initialisierungsinformation können die ersten dekodierenden Iterationen mit bekannten LogMAX- oder SOVA-Techniken durchgeführt werden. Diese sind nicht Skalierungsfaktor-abhängig und können daher verwendet werden, die a-posteriori Wahrscheinlichkeitswerte konvergieren zu lassen. Andere Techniken um Initialisierungsinformation zu erhalten, sind ein Filtern über nachfolgende Iterationen und kodierender Blöcke, und eine SNR/SIR-Schätzung an der Eingabe, wie zum Beispiel das Verfahren, das in Summers, T.A., Wilson, S.G., SNR Mismatch and Online Estimation in Turbo Decoding, IEEE Tr. On COM, Vol. 46, No. 4., April 1998, pp.421–423 beschrieben ist.
  • Darüber hinaus kann eine Divergenz durch ein Überwachen der Entwicklung des Skalierungsfaktors Lc detektiert werden. Normalerweise sollte dieser in ein paar wenigen Iterationen konvergieren und sich dann kaum ändern. Im Falle einer detektierten Divergenz kann man den Skalierungsfaktor Lc fixieren oder zu LogMAX oder SOVA schalten.
  • Die Beschreibung der obigen und in den Ansprüchen dargestellten Ausführung basiert auf dem LOG-MAP-Typ eines Turbo-Dekodierers. Eine auf dem Gebiet tätige Person erkennt, dass die Ideen des offenbarten Verfahrens nicht auf LOG-MAP-Dekodieren beschränkt sind, sondern ebenso für Variationen in dem LOG-MAP dekodierenden Verfahren und für das MAP-Dekodieren formuliert werden können.

Claims (9)

  1. Verfahren zum Dekodieren eines gefaltet kodierten Eingabedatensignals y mit: – Multiplizieren des Eingabedatensignals mit einem Skalierungsfaktor Lc; – Demultiplexen des multiplizierten Eingabedatensignals Lcy in drei Signale, die sich auf systematische Bits und Paritätbits beziehen, wobei ein demultiplextes Eingabedatensignal LcS mit den systematischen Bits verknüpft ist; – Turbo-Dekodieren des demultiplexten Eingabedatensignals LcS, um turbo-dekodierter Ausgabedaten A zu erhalten, dadurch gekennzeichnet, dass der Skalierungsfaktor Lc für eine nächste Iteration in Abhängigkeit einer Kombination von a-posteriori-Wahrscheinlichkeits-Daten, die auf turbo-dekodierten Ausgabedaten A basieren, und von a-priori-Wahrscheinlichkeits-Daten, die auf dem demultiplexten Signals LcS basieren, unter der Verwendung einer Schätzung des Durchschnittswerts der Signalamplitude c ^ und einer Schätzung der Rauschvarianz
    Figure 00120001
    aktualisiert wird, bei dem die Schätzung des Durchschnittswertes der Signalamplitude gleich ist zu
    Figure 00130001
    wobei N die Anzahl von Bits in einem Codingblock des Eingabedatensignals ist, si das i-te systematische Bit ist und Λi das Log-Wahrscheinlichkeitsverhältnis ist, das aus der am nächsten zurückliegenden Turbo-Dekoder-Iteration resultiert, und in dem die Rauschvarianzschätzung
    Figure 00130002
    gleicht:
    Figure 00130003
    wobei die Wahrscheinlichkeit, dass das i-te Bit Null ist, geschätzt wird als
    Figure 00130004
    und die Wahrscheinlichkeit, dass dieses Bit Eins ist
    Figure 00130005
    die normalisierten systematischen Bits s'i berechnet werden als
    Figure 00130006
    und wobei K eine Korrektur des systematischen Fehlers ist, die berechnet wird als
    Figure 00130007
  2. Verfahren nach Anspruch 1, in dem der Skalierungsfaktor gemäß
    Figure 00130008
    aktualisiert wird, wobei L ^c der aktualisierte Skalierungsfaktor ist.
  3. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, in dem der Skalierungsfaktor Lc entweder als ein fester Wert, als das Ergebnis einer anfänglichen Anzahl von Iterationen unter Verwendung eines bekannten Algorithmus, als das Ergebnis eines Filterns über folgende Iterationen und Block-Kodieren oder als das Ergebnis einer SNR/SIR-Schätzung des Eingabedatensignals y initialisiert wird.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiter mit Berechnen der Varianz des Skalierungsfaktors in folgenden Iterationen und, wenn die Varianz nach einer bestimmten Anzahl von Iterationen über einem vorbestimmten Schwellenwert liegt, Zurückkehren zu einem unterschiedlichen Skalierungsfaktor-Berechnungsverfahren und/oder Turbo-Dekodier-Verfahren.
  5. Dekodergerät zum Dekodieren eines gefaltet kodierten Eingabedatensignals y mit: – einem Multiplikationselement (8) zum Multiplizieren eines empfangenen Eingangsdatensignals y mit einem Skalierungsfaktor Lc; – einem Demultiplexer (6) zum Demultiplexen des multiplizierten Eingabedatensignals Lcy in drei Signale, die sich auf systematische Bits und Paritätsbits beziehen, wobei ein demultiplextes Eingabedatensignal LcS mit den systematischen Bits verknüpft ist; – einem Turbo-Dekodierer (5) zum Dekodieren des demultiplexten Eingabedatensignals, um turbodekodierte Ausgabendaten Λ zu erhalten, dadurch gekennzeichnet, dass das Dekodergerät (10) weiter ein anpassungsfähiges Skalierungselement (7) umfasst, das angeordnet ist, den Skalierungsfaktor Lc für eine nächste Iteration auf Grundlage einer Kombination von a-posteriori-Wahrscheinlichkeits-Daten, die auf turbo-dekodierten Ausgabedaten Λ basieren, und a-priori-Wahrscheinlichkeitsdaten, die auf dem demultiplexten Signals LcS basieren, unter Verwendung einer Schätzung des Durchschnittswerts der Signalamplitude c und einer Schätzung der Rauschvarianz
    Figure 00150001
    zu aktualisieren, bei dem die Schätzung des Durchschnittswertes der Signalamplitude gleich ist zu
    Figure 00150002
    wobei N die Anzahl von Bits in einem Codingblock des Eingabedatensignals ist, si das i-te systematische Bit ist und Λi das Log-Wahrscheinlichkeitsverhältnis ist, das aus der am nächsten zurückliegenden Turbo-Dekoder-Iteration resultiert, und bei dem die Rauschvarianzschätzung
    Figure 00150003
    gleicht
    Figure 00150004
    wobei die Wahrscheinlichkeit, dass das i-te Bit Null ist, geschätzt wird als
    Figure 00150005
    und die Wahrscheinlichkeit, dass das Bit Eins ist wie
    Figure 00150006
    die normalisierten systematischen Bits berechnet werden als
    Figure 00160001
    und wobei K eine Korrektur des systematischen Fehlers ist, die berechnet wird als
    Figure 00160002
  6. Dekodergerät nach Anspruch 5, in dem das anpassungsfähige Skalierelement (7) weiter angeordnet ist, den Skalierungsfaktor gemäß
    Figure 00160003
    zu aktualisieren, bei dem L ^c der aktualisierte Skalierungsfaktor ist.
  7. Dekodergerät nach einem der Ansprüche 5 und 6, bei dem das Dekodergerät weiter angeordnet ist, den Skalierungsfaktor entweder als einen festen Wert, als das Ergebnis einer anfänglichen Anzahl von Iterationen und der Verwendung eines bekannten Algorithmus, als das Ergebnis eines Filterns über folgende Iterationen und Kodierblöcke oder als das Ergebnis einer SNR/SIR-Schätzung des Eingabedatensignals y zu initialisieren.
  8. Dekodergerät nach einem der Ansprüche 5–7, in dem das Dekodergerät weiter angeordnet ist, die Varianz des Skalierungsfaktors in folgenden Iterationen zu berechnen und, wenn die Varianz nach einer zuvor bestimmten Anzahl von Iterationen über einem vorbestimmten Schwellenwert liegt, zu einem unterschiedlichen Skalierungsfaktor-Berechnungsverfahren und/oder Turbo-Dekodierverfahren zurückzukehren.
  9. Computerprogrammprodukt, das einen Computer-ausführbaren Code umfasst, der, wenn in einem Verarbeitungssystem geladen, das Verarbeitungssystem mit der Fähigkeit ausstattet, das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1–4 auszuführen.
DE60312906T 2003-12-23 2003-12-23 Turbo-dekodierung mit iterativer schätzung von kanalparametern Expired - Lifetime DE60312906T2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/NL2003/000924 WO2005062473A1 (en) 2003-12-23 2003-12-23 Turbo decoding with iterative estimation of channel parameters

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE60312906D1 DE60312906D1 (de) 2007-05-10
DE60312906T2 true DE60312906T2 (de) 2007-12-13

Family

ID=34709373

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE60312906T Expired - Lifetime DE60312906T2 (de) 2003-12-23 2003-12-23 Turbo-dekodierung mit iterativer schätzung von kanalparametern

Country Status (7)

Country Link
US (1) US7840884B2 (de)
EP (1) EP1700380B1 (de)
AT (1) ATE358356T1 (de)
AU (1) AU2003295272A1 (de)
DE (1) DE60312906T2 (de)
ES (1) ES2283853T3 (de)
WO (1) WO2005062473A1 (de)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2404822B (en) * 2003-08-07 2007-07-11 Ipwireless Inc Method and arrangement for noise variance and sir estimation
US7706481B2 (en) * 2004-08-20 2010-04-27 Broadcom Corporation Method and system for improving reception in wired and wireless receivers through redundancy and iterative processing
EP1807988B1 (de) * 2004-11-05 2015-12-09 NVIDIA Technology UK Limited Verfahren zur berechnung von log-likelihood-verhältnissen für kodierte quadratamplituden-modulierte signale
KR100746291B1 (ko) * 2006-06-29 2007-08-03 삼성전자주식회사 멀티채널 디지털 방송 시스템의 송수신 방법과 그 장치
TW200816651A (en) * 2006-09-25 2008-04-01 Sunplus Technology Co Ltd Decoding method and system of real-time wireless channel estimation
US8312354B1 (en) * 2007-12-27 2012-11-13 Marvell International Ltd. Method and apparatus for improved performance of iterative decoders on channels with memory
TWI569584B (zh) * 2015-07-17 2017-02-01 晨星半導體股份有限公司 採用動態調整因子的解碼方法
CN106487391A (zh) * 2015-08-28 2017-03-08 晨星半导体股份有限公司 应用于一卷积编码信号的解码方法
CN108111255A (zh) * 2017-11-24 2018-06-01 同济大学 一种模拟编码中基于最大后验概率的译码方法
CN113726344B (zh) * 2021-09-03 2026-02-27 重庆两江卫星移动通信有限公司 一种短突发信号在高动态范围下的译码方法及装置

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5113400A (en) * 1990-11-21 1992-05-12 Motorola, Inc. Error detection system
US5233629A (en) * 1991-07-26 1993-08-03 General Instrument Corporation Method and apparatus for communicating digital data using trellis coded qam
US5414738A (en) * 1993-11-09 1995-05-09 Motorola, Inc. Maximum likelihood paths comparison decoder
JP3437411B2 (ja) * 1997-05-20 2003-08-18 松下電器産業株式会社 受信装置及び送信装置並びにこれらを用いた基地局装置及び移動局装置
US6012161A (en) * 1997-11-26 2000-01-04 At&T Corp. System and method for joint coding and decision feedback equalization
US6202189B1 (en) * 1998-12-17 2001-03-13 Teledesic Llc Punctured serial concatenated convolutional coding system and method for low-earth-orbit satellite data communication
KR100300306B1 (ko) * 1999-05-28 2001-09-26 윤종용 무선통신 시스템에서 채널 적응형 맵 채널 복호 장치 및 방법
JP3670520B2 (ja) * 1999-06-23 2005-07-13 富士通株式会社 ターボ復号器およびターボ復号装置
DE19959409A1 (de) * 1999-12-09 2001-06-21 Infineon Technologies Ag Turbo-Code-Decoder und Turbo-Code-Decodierverfahren mit iterativer Kanalparameterschätzung
AU2284301A (en) * 2000-01-03 2001-07-16 Icoding Technology, Inc. System and method for high speed processing of turbo codes
GB2360425A (en) 2000-03-16 2001-09-19 Siemens Ag Channel state information estimation for turbo-code decoders
US6671852B1 (en) * 2000-09-06 2003-12-30 Motorola, Inc. Syndrome assisted iterative decoder for turbo codes
US6518892B2 (en) * 2000-11-06 2003-02-11 Broadcom Corporation Stopping criteria for iterative decoding
US20040022336A1 (en) * 2002-08-02 2004-02-05 Xiaoyong Yu Turbo decoder with partial interference cancellation
EP1597667A4 (de) * 2003-02-26 2009-01-14 Qualcomm Inc Skalierung weicher daten für iterative dekodierung

Also Published As

Publication number Publication date
EP1700380A1 (de) 2006-09-13
US20070286292A1 (en) 2007-12-13
ES2283853T3 (es) 2007-11-01
AU2003295272A1 (en) 2005-07-14
US7840884B2 (en) 2010-11-23
ATE358356T1 (de) 2007-04-15
WO2005062473A1 (en) 2005-07-07
DE60312906D1 (de) 2007-05-10
EP1700380B1 (de) 2007-03-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60122200T2 (de) Stopkriterien für interative dekodierung
DE112005003790B4 (de) Verallgemeinerter Mehrschwellen-Decodierer für Codes für Paritätsprüfungen geringer Dichte
DE602004001548T2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Decodierung eines Low Density Partity Check (LDPC) Codes in einem Kommunikationssystem
DE60120723T2 (de) Iterationsabbruch für Turbodecodierer
DE19736625C1 (de) Verfahren zur Datenübertragung auf Übertragungskanälen in einem digitalen Übertragungssystem
DE60316616T2 (de) Verfahren und system zur berechnung der bitfehlerrate eines empfangenen signals
DE60132179T2 (de) Verfahren und vorrichtung für kombinierte soft-decision-entscheidungsbasierte interferenzunterdrückung und dekodierung
DE60113053T2 (de) Vor-Dekoder für Turbodekoder, zur Rückgewinnung von punktierten Paritätssymbolen, sowie ein Verfahren zur Rückgewinnung eines Turbokodes
DE60107527T2 (de) Einrichtung und Verfahren zum Anhalten einer iterativen Dekodierung in einem CDMA Mobilkommunikationssystem
DE60001988T2 (de) Turbo Dekodierung mit variabler Anzahl von Iterationen
DE60312163T2 (de) Verfahren und Empfänger zum verarbeiten eines Mehrbenutzersignals
DE60000792T2 (de) Optimale turbodekodierungsarchitektur und verfahren mit anwendung eines konstanten oder quasi-konstanten signal-rauschverhältnisses
EP1005735B1 (de) Verfahren und einrichtung zur abschätzung der dienstqualität auf übertragungskanälen in einem digitalen übertragungssystem
DE60211413T2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Optimierung der Größe von codierten Datenblöcken
DE19736676C1 (de) Verfahren zur Paketübertragung mit einem ARQ-Protokoll auf Übertragungskanälen in einem digitalen Übertragungssystem
DE60127172T2 (de) Verfahren für die berechnung von fehlerraten in empfängern unter anwendung von iterativer dekodierung
DE60312906T2 (de) Turbo-dekodierung mit iterativer schätzung von kanalparametern
DE60035269T2 (de) Verfahren und apparat zur bestimmung von kanalbedingungen in drahtlosen kommunikationssystemen
DE19736626C1 (de) Verfahren zur Datenübertragung in einem digitalen Übertragungssystem bei paketvermitteltem Dienst
DE112010003449T9 (de) Iterative Decodierung von Signalen, die über einen verrauschten Kanal empfangen werden, unter Verwendung von Vorwärts- und Rückwärts-Rekursionen mit einer Hochfahrinitialisierung
DE102005010006A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Terminieren einer iterativen Turbo-Dekodierung
EP1507332A1 (de) Dekodiermethode und Dekodierapparat
DE19717546B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Decodierung bei einem CDMA-Übertragungssystem zum Demodulieren eines Empfangssignals, das in serieller Codeverkettung vorliegt
DE69908820T2 (de) Verfahren und system zur schnellen maximale-a-posteriori-dekodierung
EP1269633A2 (de) Optimierter turbo-decodierer

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition