TW201214982A - SISO decoder of (n, k) block code - Google Patents

Description

201214982 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 尤指一種（n，k) 本發明係關於無線傳輪之技術領域 方塊碼之軟輸入軟輸出解瑪裝置。 【先前技術】 隨著高資料傳輸迷度等庫用 禮Μ λλ、s 寻應用要求的增加，用於資料 傳輸的通訊通道上每單位時 貝 你Λ m 亏闇再生或傳送的資料量也會 增加。因此，當通道狀nm ^ ^ ^ 了时更合易有更多錯誤 生。在然線通訊中，通常會使用在通訊通道中古 錯誤修正效能的錯誤更正方法 /、问 並更正錯誤位元。 修正碼1以檢測 圖1知S知熟線傳輸系統的示意圖。其中严 ?裝置（0uter ene°der)nG對來源位^序列進行編碼Γ内 %編媽裝置（Innei. encoder) ! 20再對外環編碼裝置！ 輸出序列進行編碼，然後經由無線通道傳輸。 内環解碼裝置（L decoder)】4〇則對無線通道⑽ 傳运來的符元it行解碼。㈣解碼裝置丨4时輸出與 凡相對應的硬決定㈣―），亦可輸出與該符元相 對應的軟決定（soft decisi〇n)。外環解碼裝置（〇收 decoder)丨50會接收從内環解碼裝置1 4〇中輸出的硬 (hai_d:decisi〇n)或軟決定（s〇ft_decisi〇n)，並執行對應使二 在外環編碼裝置丨丨〇中預定編碼方法來進行解碼’進. 出所解碼的資料。 而輸 201214982 當外環碼採用渦輪瑪（turbo code)或是低密度同位檢 查碼（low density parity check code，LDPC)等較常用的編 碼方式時，内環碼則需提供給外環碼相對於每位元之對 數似然比（Log likelihood ratio, LLR)。我們稱此具有產生 軟決定功能的内解碼器為一具有軟輸入軟輸出 (Soft-In-Soft-〇ut，SISO)之解碼裝置。 當外環解碼裝置150是軟決定解碼（s〇ft decisi〇n decoding)時，其會參考輸入位元的軟值（s〇ft va丨此），例 如〇·2或0.9,用以執行錯誤修正，例如渦輪碼解碼（turb〇 code decoding)與低密度同位檢查碼（i〇w心旧心parity check code，LDPC)解碼，以取代以參考輸入位元的硬值（〇 或丨)所執行的錯誤修正’例如傳統里德所羅門編碼 (R e e d - S ο 1 o m ο n c 〇 d i n g) 〇 在軟決定解碼過程中，由於所考慮的機率密度函數 (probability density functi〇n，pdf)常具有指數特性因此 常使用對數似然比作為輸出，用以降低計算的複雜度。 然而，在頻率選擇性衰退通道（frequency seie = ve channe丨s)中，軟輸入軟輸出解碼裝置的設計仍為一艱難 的挑戰。因此’有需要提供—完整且通用的軟輸入軟輸 出解碼裝置的設計方法。 【發明内容】 本發明之主要目的係在提供一簡單且通用的方法， 可在不犧牲解碼效能下以計算對數似然比，本發明 用於-般的線性或非線性方塊碼，同時本發明技術可逼 201214982 本 内 用於-般的MQAM調變，而無需考量傳輸碼的特性。 發明令將以D Τ Μ B系統為例，以說明其中軟輸入軟 解碼器（NR碼）之架構及設計方式。 本發明（n，k)方塊碼之軟輸人軟輸出解碼裝置 於一般的方塊碼。為方便解說本發明技術，在此 DTMB中所使用之(16，驛碼為例子加以解說， 碼器係將8個位元編碼成16個位元， '' 具宁，％……係該 編碼器的輪入訊號，ne7係該败編碼器的輸出訊 號，該NR編碼器的輸出訊號為系統碼（syst_ic c °， 其中，包含資訊位元（α〇.·_β7)及冗餘位元（e。.…）。 依據本發明之-特色，本發明提出一種（n，k)方塊 之軟輸入軟輸出解碼裝置，該軟輸人軟輸出解碼裝置^ 運用於-無線傳輸系統的接收端，該軟輸入軟輸出解： 裝置包括-來源位元產生器（s〇urce⑼genem〇r)、一通 道編碼器（charme丨encoder)、一傳輸訊號映射器 (mapper)相關器（c〇rrlator)、及一對數似然比產生器。 -玄來源位元產生态用以產生k個來源位元⑽"丨.ce b丨⑷，其 中k為正整數。該通道編碼器連接至該來源位元產生器， 依據该k個來源位元（s〇urce以⑷編碼產生n個位元的通道 碼C(channeu0de)，其中〇為正整數。該傳輸訊號映射器 連接至該通道編碼器’以將該〇位元的通道碼映射為出個 本地產生的符元序列/ 〇〇ca丨丨y generated sequence)。泫相關器連接至該傳輸訊號映射器，以接收 …、’泉傳輸的符元序列（symbol sequence) Z、通道狀態資 201214982 讯序列（channel state 丨nformation sequence)片及該傳輪 。凡S。映射為輸出的該本地產生的符元序列义，並依據該 符元序列Z、泫通道狀態資訊序列片、及該本地產生的符 元序列X以計算該符元序列z的一符元的相關性。該對數 似然比產生器連接至該來源位元產生器（s〇urce… generator)及該相關器（c〇rriat〇r)，以產生該符元 的對數似然比。 # 依據本發明之另一特色，本發明提出一種（n，k)方塊 碼之軟輸入軟輸出解碼裝置，該軟輸入軟輸出解碼裝置 係運用於一無線傳輸系統的接收端，該軟輸入軟輸出解 碼裝置包括一來源位元產生器（s〇urce bit gener>atQi>)、一 通道編碼器（channel enc〇der)、一傳輪訊號映射器 (mapper)、一距離計算器（distance calcuUt〇r)、及一對數 似然比產生器。該來源位元產生器用以產生1^,固來源位 疋，其中k為正整數。該通道編碼器連接至該來源位元產 鲁生器，依據4 k個來源位元編碼產生n個位元的通道碼 C(channel code) ’其中正整數。該傳輸訊號映射器連 接至邊通道編碼器，以將該n位元的通道碼c映射為m個 本地產生的符元序列尤（l〇Ca丨丨y generated symb〇1 sequence)。該距離計算器連接至該傳輸訊號映射器，以 接收符元序列（symbol sequence) z、通道狀態資訊序列 (channel state information sequence)"及該傳輸訊號映 射器輸出的s亥本地產生的符元序列义，並依據該符元序 列Ζ、該通道狀態資訊序列斤、及該本地產生的符元序列 201214982 二計算該符元序列z的一符元的距離。該對數似然比產 ί ^連!至該來源位元產生器（S°UrCe b丨1啊咖）及 °X距離什异克，以產生該符元的對數似然比。 依據本發明之又-特色，本發明提出一種（n, k)方塊 碼之軟輸入軟輸出解碼裝置’該軟輸入軟輸出解碼裝置 係運用於-無線傳輸系統的接收端，該軟輸人軟輸出解 媽裝置包括-來源位元產生器（SGUree bit卿⑽⑹）、一 相關器（c〇rr丨ator)及一對數似然比產生器。該來源位元產 生器用以產生k個來源位元，其中k為正整數。該相關器 以接收無線傳輸的符元序列（symb〇1 sequence)Z、通道狀 ’一資 序列（channel state information sequence) // 及與該 k個來源位元對應的本地產生的符元序列/，並依據該符 元序列Z、該通道狀態資訊序列//、及該本地產生的符元 序列尤以計算該符元序列Z的一符元的相關性。該對數似 然比產生器連接至該來源位元產生器（s〇Urce bit generator)及該相關器（corriat〇r) ’以產生該符元所對應位 元的對數似然比；其中，該對數似然比可辽以下列 公式趨近： LLR(bi) « Min ξ(ι>°) - Min ξ(ί'Ι}

CeC： 0

CeC Ί Max Σ气’以’".〜) -Max Σ Re{z*n^n，〇) -Η Λ ί CeC/ U=i v )— CeCf _n=I 、 )

Max σ~ I Cec； 8 XI^I-Re^-x：；0) -Max Σ|^,|·Re(?„ ·x；；°) /?=! CeC, j 201214982 田中’ ~為第/個來源位元’ e為來源位元序列， 5 Ξ .，知)，通道碼c係由來源位元序列β經由— NR編碼的映射函數及映射而成。亦即，。另外定 義十“的反映射函數。4三)^ = /^从=小6為 〇或1。當中吩喊·們，狀一個非負 的常數，？„係一經相位等化之觀察，& s < ，ζ為 收到的該符元序列2的一成分，亦即Zs( ^ \zl>z2,z3,...,z8) 5 虽中，，//w為該通道狀態資訊序列（channel state inf〇rmation sequence)斤的一成分，&為該傳輸碼/ 序列的一成分，該傳輸碼γ序列係由該通道碼c經由一 4-QAM調變的映射函數映射而成， （ Λ ~\χ1^2>Χ3>· ·>Χ8)' 付三(Η/Μ2，Η3，…，為與該符元序列ζ中的符元相Μ的估 測通道增益序列。"”為彼此獨立並具有零均值（zer〇mean) 及變異數（variance)為Y的高斯分佈之雜訊。 依據本發明之再一特色，本發明提出一種（n，k)方塊 碼之軟輸入軟輸出解碼裝置，該軟輸入軟輸出解碼裝置 係運用於一無線傳輸系統的接收端，該軟輸入軟輸出解 碼裝置包括一來源位元產生器（s〇urce bit genemQ〇、一 距離計算器（distance calculat〇r)、及一對數似然比產生 器。該來源位元產生器用以產生k個來源位元，其中[為 正整數。該距離計算器以接收無線傳輸的符元序列 (symbo丨seciuence)z、通道狀態資訊序列（chann引 201214982 information sequence) //及該k個來源位元對應的本地產 生的符元序列X，並依據該符元序列、該通道狀態資訊 序列、及該本地產生的符元序列X以計算該符元序列z的 一符元的距離。該對數似然比產生器連接至該來源位元 產生器及該相關器’以產生該符元所對應位元的對數似 然比；其中，該對數似然比可以下列公式趨近： LLR(bi)^ Min Min

CeCf Cec/ =加)-喂)v心

70 ’5為來源位兀序列’ 為），通道碼c 由來源位元序列则一 NR編碼的映射函數映射而成 ，當中 —個非負的 係一經相位等化之觀察 數 ^n-zn^eJi^lln , 為 到的遺付元序列Ζ的一成分，亦即7 _丨 Π 中，4三〜.心+為該通道狀能 一 队心芦' Λ序列（chan state information sequence) u ,, 的—成分 201214982 片三^/,斤…，/^)，4為該傳輸碼义序列的一成分， 該本地產生的符元序列尤係由該通道碼c經由一4_()八1^調 變的映射函數映射而成，/ =( 、 \λΙ>χ2>Χ3>-,Χ8) °

【實施方式】 有關本發明（n，k)方塊碼之軟輸入軟輸出解碼裝 置，以下先推導其所需的數學公式。對於最佳化軟訊息 在通用多路徑通道（multipath ehannel)且在多載波的系統 運作模式下的明確數學公式將先被推導獲得’例如對數 似然比（LLR)。在單載波的運作模式下，符元是在時域中 傳輸。等化運算已經被執行，用以消除符元間的干擾。 假設第，個冑輸來源位元為、（到的符元序列

(symbol sequence)為 Z

state information sequence)為斤， 定義可以用公式（1)表示：LLRih^ ) = lJPr(bj = 1\Z}H)]， [Pr(bi=0\Z,H)\ 且通道狀態資訊序列（channel 則對數似然比（LLR)的

其中’ 5為來源位元序列（s〇urce bk sequence) 〇 …十所有通道碼c予以平均，公式⑴中的兩個機率可 簡化成如公式（2)所示： 201214982

Pr(bj =b\Z,H) =If}(bi=b\Z,C，H)，Pr(C\Z，H)’ (2)

CeCf =TPr(C\Z,H)

Cecf 其中，6=〇或6 = 1，0三|〇丨5=^'(：从.=^，（^是一由 來源位元序列5所產生的通道碼，係NR解碼的反映

射函數（de，mapping function of NR decoding)，C ξ ，通道碼 C

係由來源位元序列召經由一 NR編碼的映射函數（mapping function of NR encoding)映射而成0 因為= 61 Z，C，/^ = / ’所以公式（2)中的第二個等 號成立。藉由貝式法則（Bayes, rule)並假設傳輸字碼是與 通道狀怨相獨立的，因此，公式（2)中的巧丨2 //)可改 寫為.

Pr(C\Z,H) = Pr(Z\C,H)^Pr(C\H)/Pr(Z\H) 〇 :Pr(Z\C，H )，Pr(C)/Pr(Z\H) ° (3)

在通道狀態//及所傳送通道碼C皆為已知的條件 下’所收到的字碼z為8個獨立的高斯分佈的qam符元。 此時，公式（3)中的第一個條件機率蚌（C|Z//)可改寫為：

Pr(Z\CM)=Xlf(Zn\x(^)Hn) , (4) /7=7 其中’ /〜/山為的條件機率密度函數 (conditional probability density function)’、為收到的 QAM 付元序列 ^(received QAM symbol sequence)的一成 12 201214982 分’亦即 Z 三(Ζ/,Ζ2，Ζ3,··_,Ζ5)，當中，〜2 ’ 片《為 通道狀態資言孔序歹](channel state information sequence) // 的一成分，xw為傳輪的本地產生的符元序列 /(transmitted QAM symbol sequence)的一成分，該本地 產生的符元序列/係由該通道碼C*經由一 4-QAM調變的映 射函數映射而成’亦即叉三W ’

//三（///,//2,//3,.·.，//§)為與該符元序列Z中的符元相關的估 測通這增益序列。為彼此獨立並具有零均值（zer〇 mean) 及變異數（variance)為v的高斯分佈之雜訊。因此 丨xp力人可表示成： f( ^ 1 x(nb),Hn) = ^^expt — Zn~x(n，b)-Hn 2' ν2πσ 2σ2 -—> 將公式（3)、（4)、（5)代入公4 v π〜八A式（2)中，並假設每一名 元係以相同的機率傳輸，故 (5) ίτ、與通道碼匸互相羽 立，因此可獲得： 13 2 201214982 8Σ Π βχρ CgC? z η 8 /i，b) Η η 2σ 2 ^ Σ βχρ\」τΣ zn-4il’b) ·Ηη

CeCY b [2<j η ⑹ 2 κ Σ‘

CeCY

當中，乘法比例因子/r為

Pr(C) ^2πσ Pr(Z \ Η) 〆，·，幻為 ,8,ΤΣ 2<j γχ—Ι 8 zn_4il，b) ·Ηη 8 2 2 2σ 2 8 Σ|〜|2+ Σ \Ηη a η- η- 2YM^n-xn，b)-Hn

η: β-~l~j Σ Re(z*n-x(nltb) ·Ηη

η=1 J β-^Σ Re[zl-x(^b^\Hn\-eJZH^ σ η=Ι β-^ί\^η\·^[ζη·^} (7/7=/ 當中，Re(.)為取實部的運算 14 (7) 201214982 由以上推導得知，當調變為等振幅調變（c〇nstant amplitude modulation)時，除了最小距離技巧外，同時另 一較切單的最大相關（maximLjrn correlation)技巧亦可使 用。但s έ周變為非等振幅調變（non_c〇nstant amplitude modulation)時，最大相關技巧的結果具有較大的誤差， 此時僅可用最小距離技巧。 在公式（7)中，y?是一個非負的常數且與纟及^獨立。 &定義為2^ = ，係一所接收之相位等化後的符 元（received phase-equalized symbols) ° 將公式（6) ' (7)代入公式（1)中’且由於乘法比例因子 A*因對數而被消除，因此公式（1 )可改寫為： LLR(bi) = ln

Pr(bj = l\Z,H) 'Pr(bi = 0\Z,H)

- Σβχρ Σ哪 ^ξα,〇), CeCj s. ► C€Cf ·. i· j (8) 因為是一個非負的常數，因此可使用對數總和逼 近（log-sum-approximation)技巧以降低複雜度。對數绡和 逼近可用公式（9)表示：

In X exp{- yj)~~Min{yj) if 少户 0。 / J 、^ 當中’ 則為取最小值的運算。 由公式（7)、（9)並將消去，則公式（8)可改寫為 201214982 LLR(bi)^ Min ξ(ι-0) ~ Min ξ(ι>])

Max CeCj Max Ced

CeC； s Σ n-l 8 1 Σ ^[/n

CeC； H, { \Hn[RJ[zn x(nU))

Max CeC? -Max CeC? (10) ΣΙ^Ι-Μ ZC三辦 M/〇則為取 ALh) 當中： 最大的運算。 為所接收之相位4化後的符元（received phase-equalized symbols)之與猜測符元（the guessed symbols)χΡ»的最小距離。在另一方面，為所接收 之相位等化後的符元之在猜測符元太〇·，幻上的最大投影 量。前述兩種情形，均可藉由搜尋256個可能的候選字碼 (⑽didate codeword)中的m個字碼而獲得對數_ (LLR)。公式(丨0)中透露出可經由相 二、 比㈣進行評估，亦可不經由相位對對數似然 (LLR)進行評估。權衡上述兩種方法係在b對數似然比 評估及旋轉裝置，例如C〇RD丨C。 於疋否具有相位 16 201214982 圖2係本發明一種（n，k)方塊碼之軟輸入軟輸出解碼 裝置300的方塊圖。其主要係依據公式（i〇)中的最大投麥 量，以計算對數似然比（LLR)。該軟輸入軟輸出解碼 3 00包括一來源位元產生器（s〇urce bh generatQf)3丨q :— 通道編碼器（channel enc〇der)320、一傳輸訊號映射器 (mapper)330、一 相關器（corrUt〇r)34〇 '及一對數似然比 產生器350。 ’~ 該來源位元產生器310用以產生)^個來源位元，其中^ 為正整數。於一使用顺字碼實施例中，該來源位元產生 器310則產生8位元的來源位元序列… sequence) 5，从,〜）。 該通道編碼器320連接至該來源位元產生器3丨〇，依 據該k個來源位元編碼，進而產生〇個位元的通道碼 (^(channel code) ’其中„為正整數。於一特定實施例中， it it ^ H 320 ^ NR(Nordstr〇m- Robinson) ,¾ ^ 克。當使用NR字碼（NR c〇dew〇rd)時，該通道編碼器 用以將8位元的來源位元進行NR編碼，進而產生16位元的 NR字碼C。 該傳輸訊號映射器330連接至該通道編石馬器32〇，以 將該n位元的通道碼C映射為m個本地產生的符元序列 /(丨oca丨丨y generated symb〇丨sequence)。該傳輸訊號映射器別 例如可為等振幅11傳輸訊號映射it (constant amplitude mappei)方、《知例中，該傳輸訊號映射器33〇為4 (^趙 201214982 傳輸sfl號映射(4-QAM mapper)，但亦可套用於一般的 MQAM傳輸訊號映射器（MQAM mapper)。 S 使用 NR字碼（NR (：〇<16\^〇「〇1)及4-()八1\/1調變（4-(^八1^ modulation)時，該傳輸訊號映射器33〇將16位元的NR字碼 C映射為8個4-QAM本地產生的符元序列义。 該相關器340連接至該傳輸訊號映射器33〇，用以接 收無線傳輸的符元序列z、通道狀態資訊序列（channel state informations) //及該傳輸訊號映射器輸出的該本地 產生的符元序列叉’並依據該符元序列Z、該通道狀態資 訊序列//、及該本地產生的符元序列用以計算該符元序 列Z中的一符元的相關性。 該對數似然比產生器350連接至該來源位元產生器 3 1 0及該相關器340 ’用以產生該符元所對應位元的對數 似然比。 圖3係本發明相關器340的方塊圖。該相關器340包含 m個共軛複數器341、m個第一乘法器343、m個取實數值 裝置（real number extractor)345、m個第二乘法器 347、及一加 法器349。 第m ’個複數共#厄器3 4 1接收該該符元序列z的的第 m’個成分（第m’個符元）’並對其進行共軛複數運算，其 中’ m' m’為正整數，lSm’Sm。 第m’個第一乘法器343接收該第m，個複數共軛器34 j 的輸出及該本地產生的符元序列义的的第m，成分（第m, 個傳輸碼），並執行乘法運算。 201214982 第m’個取貫數值裝置345連接至該第m，個第一乘法 器343，並對第m’個第一乘法器343的輸出進行取實數值 運算。 第m個第二乘法器347連接至該第m，個取實數值裝 置345 ’接收該通道狀態資訊序列（channel information sequence) //的第m’個成分’並執行乘法運算。 5玄加法益連接至該阳個第二乘法器’以對該m個第二 乘法器之輸出執行加法運算而產生該相關性。 該對數似然比產生器350包含k個子對數似然比產生 器351，其中之第k，個子對數似然比產生器351包含一第1 解多工器3511、一第一最大值找尋裝置3512、一第一暫 存裝置3514、一第二最大值找尋裝置3513、一第二暫存 裝置3515、及一減法器3516。 該第k，解多工器3511連接至該來源位元產生器31〇及 該相關器340，依據第k，來源位元以輸出對應的該相關 性，其中’ k、k，為正整數，1$ k，Sk。 該第一最大值找尋裝置35 12連接至該第k，解多工器 3 5 1 1的第一輸出端，以找尋該相關性中的最大值。 該第一暫存裝置35 14連接至該第—最大值找尋裝置 35 12’以暫存該第一最大值找尋裝置hi]的輸出。 該第二最大值找尋裝置35 13連接至該第k，解多工器 35 1 1的第二輸出端，以找尋該相關性中的最大值。 該第二暫存裝置3515連接至該第二最大值找尋获置 35 1 3 ’以暫存該第二最大值找尋裝置35 1 3的輸出。 19 201214982 該減法器35 16連接至該第一暫存裝置35M及該第二 暫存裝置3515，以將該第二暫存裝置3515的輸出減去該 第一暫存裝置3514的輸出，以產生第k，個對數似然比。 由於前面推導公式時’只有使用等振幅的特性，因 此，本發明技術所使用的該（n，k)方塊碼可為線性方塊碼 或非線性方塊碼。 圖4係本發明一種（n，k)方塊碼之軟輸入軟輸出解碼 裝置300另一實施例的方塊圖。其主要係依據公式（ι〇)中 的最最小距離，以計算對數似然比（LLR)。該軟輸入軟輸 · 出解碼裝置300包括一來源位元產生器（s〇urce化 generator^ 1 0、一通道編碼器（channel enc〇der)32〇、—傳 輸訊號映射器（mappei.)330 : 一距離計算器 calCUlat〇r)540、及一對數似然比產生器55〇。 3亥來源位tl產生器3 1 〇、通道編碼器32〇 '及傳輸訊 號映射态33〇與圖3中相同，不再贅述。 該距離計算器540連接至該傳輸訊號映射器330，以 接收序列Z、通道狀態資訊序列" '及該傳輸訊號映射$ φ 輸出的本地產生的符元序列γ i依據t亥序列z、該通道 狀態貢訊序列//、及該傳輸碼^以計算該符元序列之中的 一符元之距離。 該對數似然比產生器55〇連接至該來源位元產生器 3 1 0及該距離計算哭wo，田丨？方a — A产 I #。。540 ’用以產生忒符元所對應位元的 對數似然比。 m.;、比產生益550包含k個子對數似然比產生 器55丨，其中之該第k’個子對數似然比產生器551包含一 20 201214982 第k解多工器551丨' 一第一最小值找尋裝置μ η、一第一 暫存裝置5514、-第二最小值找尋裝置5513、—第二暫 存裝置5515、及一減法器5516。 =第k解夕工器5511連接至該來源位元產生哭31〇及 4距離δ十异器54〇 ,依據第k,個來源位元以輪出對應的該 距離’其中，k ' k，為正整數，κ k,分。 該第一最小值找尋裝置55 12連接至該第k，解多工器 55 Η的第一輸出端，以找尋該距離中的最小值。 λ弟暫存裝置5514連接至該第一最小值找尋裝置 5512，以暫存該苐一最小值找尋裝置乃以的輸出。 該第二最小值找尋裝置5513連接至該第k，解多工器 5 5 11的第二輸出端，以找尋該距離中的最小值。 該第二暫存裝置5515連接至該第二最小值找尋裝置 5513，以暫存該第二最小值找尋裝置55丨3的輸出。 該減法器5516連接至該第一暫存裝置55 14及該第二 暫存裝置5515，以將該第一暫存裝置55M的輸出減去該 第二暫存裝置55 15的輸出，用以產生第k，個對數似然比。 圖5係一模擬結果之示意圖，其係單載波模式㈨ carrier mode)在可加成白高斯雜訊（AWGN)通道下的模擬 結果之示思圖。縱軸為未編碼位元錯誤率 Error Rate，UBER)，橫軸為訊號雜訊比（SNR)。其分別對 QPSK、串接解碼（cascaded decoding)、及本發明技術模 擬結果之示意圖。其中，習知_接解碼（cascaded dec〇ding) 可參閱圖1，圖1係一習知串接解碼的示意圖。内環解碼 裝置丨40則對無線通道丨30傳送來的符元進行解碼。内環 21 201214982 解碼裝置丨40可輸出與該符元相對應的硬決定（hd decision)，亦可輸出與該符元相對應的軟決定（s〇k decision)。外每解碼裝置丨5〇會接收從内環解碼裝置1々ο 中輸出的硬決定（hard-decision)及軟決— (soft-decision)、並執行對應使用在外環編碼裝置丨丨〇中預 定編媽方法的解碼並且輸出所解碼的資料。 圖6係另一模擬結果之示意圖。其係多載波模式 (muhi-cairiers mode)在可加成白高斯雜訊（awgn)通道

下的模擬結果之示意圖。縱軸為未編碼位元錯誤率 (UBER)，橫軸為訊號雜訊比（SNR)。其分別對QpsK、串 接解碼（cascaded decoding)、及本發明技術模擬結果之示 意圖。

圖7係又一模擬結果之示意圖。其係單載波模式在 SARFT-8通道下的模擬結果之示意圖。縱軸為未編碼位元 錯誤率（UBER)，橫軸為訊號雜訊比（SNR)。其分別對 QPSK、串接解碼（cascaded dec〇ding)、及本發明技術模 擬結果之示意圖。SARFT-8通道之通道特性如表丨所示， 表1係於S ARFT-8多路徑通道之各種參數。 路徑數 一 2 —3 5 6一 路徑延遲 -1.8 0.0 0.15 1.8 5.7 30 路徑衰減(dB) -18 0 •20 •20 •10 0 路徑相位 0 0 0 0 0 0 表1 8係再一擬結果之示意圖。其 係多 載波 模式 (multi-caiTiers mode)在SARFT-8通道下的模擬結果之示 22 201214982 思圖。縱軸為未編碼位^錯誤率（ubeR)，橫轴為訊號雜 Πί1比（SNR)。其分別對QPSK、串接解碼（cascaded decoding) '及本發明技術模擬結果之示意圖。 圖圖6、圖7、及圖8顯示’在相同的訊號雜訊 比％本發明技術有較小的位元錯誤率（BER)。

由則述可知，本發明在不犧牲解碼效能下以計算對 數似:比#先推導出—計算對數似然比的-般公式及 其對應的硬體架構。其可利於—般的線性或非線性方 ‘馬本fx月J運用於一般短碼（sh〇rt c〇de)，例如NR碼， 但是熟習數位通訊者’亦可基於本發明技術而推廣至長 碼（丨ong code)。同時，本發明技術可運用於—般的 調變，而無需考量傳輸碼的特性。 縱上所述，本發明之技術提供一完整且通用的軟輸 入軟輸出解碼裝置的設計方法，並降低習知軟輸入軟輸 2解碼裝置的其㈣㈣的複雜度可在不犧牲解碼效 此下以計算對數似然比。同時，本發明可運用於—般的 線性或非線性方塊碼，同時本發明技術可運用於一般的 MQAM調變，而無需考量傳輸碼的特性。 由上述可知，本發明無論就目的、手段及功效，在 ，均顯示其迥異於習知技術之特徵，極具實用價值。惟 應注意的是’上述諸多實施例僅係為了便於說明而舉例 而已’本發明所主張之權利範圍自應以中請專利範圍所 边為準’而非僅限於上述實施例。 【圖式簡單說明】 23 201214982 圖1係一習知無線傳輸系統的 思、圖 圖2係本發明（n，k)方塊碼之軟輪 方塊圖。 入軟輪出解碼裝 置300的 圖3係本發明相關器的方塊圖。 圖4係本發明（n, k)方塊碼之軟輸 一實施例的方塊圖。 入軟輸出解碼裝 置300另 圖5係一模擬結果之示意圖。 圖6係另一擬結果之示意圖。 圖7係又一模擬結果之示意圖。 圖8係再一擬結果之示意圖。 【主要元件符號說明】 外環編碼裝置11 〇 無線通道1 3 0 外環解碼裝置150 軟輸入軟輸出解碼裝置300 通道編碼器320 相關器340 子對數似然比產生器351 解多工器351 1 第—暫存裝置3514 第二暫存裝置3515 共軛複數器34 1 取實數值裝置345 加法器349 内環編碼裝置1 20 内環解碼裝置14〇 來源位元產生器3 i 〇 傳輪訊號映射器330 對數似然比產生器350。 第—最大值找尋裝置3512 第二最大值找尋裝置3513 減法器3 5 1 6 第一乘法器343 m個第二乘法器347 24

Claims (1)

1. 201214982 七、申請專利範園：

   用於一 置包括 一種（n，k)方塊碼之軟輸 無線傳輸系統的接收端 入軟輪出解碼裝置，係運 ’該軟輸入軟輸出解碼裝 用以產生k個來源位元，其中匕 一來源位元產生器 為正整數；

   一通道編碼器 個來源位元編碼， η為正整數； 丈饮王皤术祢位元產生器，依據tj 進而產生具有n個位元的通道碼其 一傳輸訊號映射器，連接至該通道編碼器用以將 該具有績元的通道碼映射“個本地產生的符元序列、 相關器，連接至該傳輸訊號映射器，用以依據二 符兀序列、—通道狀態資訊序列及該傳輸訊號映射器輪 出的該本地產生的符元序列，用以計算該符元序列令的 一符元的相關性；以及

   對數似然比產生器，連接至該來源位元產生器及 該相關器，用以產生該符元相對應位元的對數似然比。 2·如申叫專利範圍第1項所述之（n，k)方塊碼之軟輸 入軟輸出解碼裝置，其中，該相關器包含： m個共耗複數器’其申之第m，個複數共軛器接收該符 兀序列中的第m’個符元’用以進行共軛複數運算其中， m、m’為正整數，1$ m，; m個第—乘法器’其中之第m，個第一乘法器用以接收 β玄第m個複數共扼器的輸出及該本地產生的符元序列的 第m個傳輸碼，並執行乘法運算； 25 201214982 m個取實數值裝置，其中之第m’個取實數值裝置連接 至該第m’個第一乘法器，並對該第m，個第一乘法器的輸 出進行取實數值運算； m個第二乘法器’其中之第m’個第二乘法器連接至該 第m’個取實數值裝置’用以接收該通道狀態資訊序列的 第m’個通道狀態資訊，並執行乘法運算；以及 加法器’連接至該m個第二乘法器，以對該m個第 二乘法器之輸出執行加法運算而產生該相關性。 3.如申請專利範圍第2項所述之（n，k)方塊碼之軟輸 入軟輸出解碼裝置，其中，該對數似然比產生器包含匕個 子對數似然比產生器，其中之第k’個子對數似然比產生 器包含： 一第k’解多工器，連接至該來源位元產生器及該相關 态，依據第k’來源位元以輸出相對應的該相關性，其中， 让、让’為正整數，1$让，义； 一第一最大值找尋裝置，連接至該第k’解多工器的第 一輸出端，以找尋該相關性中的最大值； 一第一暫存裝置，連接至該第一最大值找尋裝置， 用以暫存該第一最大值找尋裝置的輸出； —第二最大值找尋裝置，連接至該第k，解多工器的第 一輸出端，用以找尋該相關性中的最大值； 一第二暫存裝置，連接至該第二最大值找尋裝置， 以暫存該第二最大值找尋裝置的輸出；以及 26 201214982 馮沄杰，運接至該第 晉m 节仔裒置及該第—鬌存穿 用以將該第二暫存裝置的輸出減去該第—暫存裝置 的輸出’進而產生第k，個對數似然比。 、置 4.如巾請專利範圍第"所述之（n，k)方塊碼之軟輪 入軟輪出解碼裝置，盆中，兮 J 或非線性方塊^ 〃 "（Ο方塊碼為線性方塊碼

   入2如中請專利範_4項所述之（n，k)方塊碼之軟輸 人出解碼裝置’其巾，該通道編碼器碼編碼器。 《申π專利範圍第丨項所述之（n，k)方塊碼之軟輪 =輪出解碼裝置，其t，該傳輸訊號映射器為等振幅 裔傳輪訊號映射器。 7·如申請專利範圍第1項所述之（n，k)方塊碼之軟輸 =軟輸出解碼裝置，其t，該傳輸訊號映射器為4_qam 傳輸訊號映射器。 8·種（n，k)方塊碼之軟輸入軟輸出解碼裝置，係運 ；…、線傳輸系統的接收端，該軟輸入軟輸出解碼裝 置包括： 來源位70產生器，用以產生k個來源位元，其中k 為正整數； 通道編碼器’連接至該來源位元產生器，依據該k 個來源位元編碼，產生具有η個位元的通道碼匸，其中n 為正整數； ^ 傳輸訊號映射器’連接至該通道編碼器，用以將 4具有π位το的通道碼映射為m個本地產生的符元序列；

   27 201214982 距離计异态，連接至該傳輸訊號映射器，用以根 據-符元序列'一通道狀態資訊序列及該傳輸訊號映射 益輸出的該本地產生的符元序列，進而計算該符元序列 中的一符元的距離；以及 ^ 一對數似然比產生器，連接至該來源位元產生器及 β亥距離et |器，用以產生該符元相對應位元的對數似然 比。 …、 9.如申請專利範圍第8項所述之（n，k)方塊碼之軟輸 入軟輸出解碼裝置’其令，該對數似然比產生器包含_ 子對數似然比產生器，其中之第k’個子對數似然比 器包含： ^ 一一第k’解多工器，連接至該來源位元產生器及該距離 。十器，依據k’來源位元用以輸出對應的該距離，其中， 1^、1(：’為正整數，1;^|^，<}<;; 一第一最小值找尋裝置，連接至該第k’解多工器的第 一輪出端，用以找尋該距離中的最小值； 一第一暫存裝置，連接至該第一最小值找尋裝置， 以暫存該第一最小值找尋裝置的輸出； 一第二最小值找尋裝置，連接至該第k，解多工器的第 一輪出端，以找尋該距離中的最小值； 一第二暫存裝置，連接至該第二最小值找尋裝置， 以暫存該第二最小值找尋裝置的輸出；以及 一減法器，連接至該第一暫存裝置及該第二暫存裝 置’以將該第-暫存裝置的輸出減去該第二暫存裝置的 輸出，以產生第k，個對數似然比。 28 201214982 一二申請專利範圍第9項所述之(n，k)方塊碼之t 出解碼裝置’其中’該(n，k)方塊碼可: 塊碼或非線性方塊碼。 方 二·如申請專利範圍第1〇項所述之(n，k) 輸入軟輸出解碼裝置，盆中， 之軟 器。 /、中該通道編碼器為NR碼編碼

   …VI申請專利範圍第8項所述…)方塊碼之軟 =輸出解碼裝置’其中’該傳輸訊號映射器為等Ϊ 幅益傳褕§fl號映射器。 _又 13·如中請專利範圍第8項所述之（n，k)方塊碼之軟 輸入軟輸出解碼裝置，其中，該傳輸訊號映射器為4.Qam 傳輸说说映射器。 種（n，k)方塊碼之軟輸入軟輸出解碼裝置， 運用於-無線傳輸系統的接收端，該軟輸人 石、 裝置包括： ％ 來源位7C產生态，用以產生让個來源位元立 為正整數； 〃 K -相關器，用以依據無線傳輸的符元序列、通道狀 態資訊序収與該k個來源位元對應的本地產生的符元 序列，用以计异該符元序列之的_符元的相關性：以及 對數似然比產生器，連接至該來源位元產生器及 該相關器’以產生該符元所對應位元的對數似然比； 其中，該對數似然比可以下列公式趨近： 29 201214982 LLR(bi)s Min ξ(1，0) ~ Min θ’】) 0 CeC； CeC/ 8 σ MaxCed Max CeC? Σ Re[z*n-x(r!l〇)-Hn^ 〆，·,〇))

   當中，為第i個來源位元，5為來源位元序列， 5 = (6/，62，03”..，知)，通道碼c係由來源位元序歹丨j丑經由一 NR編碼的映射函數映射而成，， C/三|c15 = Λ & =办| ，办為〇或1 ，當中， O'2 η ξ(ι^) = β――j [ 力」]，y?是一個非負的常 數，4係一經相位等化之觀察，e/z//„，〜為收 到的該符元序列2的一成分，亦即ζΞ(2/，Ζ2，Ζ1 ,4)，當 中’ z« E h + ，//„為該通道狀態資訊序列//的一成

   分’ 4為該傳輸碼Z序列的一成分，該傳輸碼尤序列係 由該通道碼C經由一 4-QAM調變的映射函數映射而成， 尤三(〜，巧句，...,外）’ //三(//7,//2,//3,...,/^)為與該符元序列 Z中的符元相關的估測通道增益序列。 15.如申請專利範圍第14項所述之（n，k)方塊碼之軟 輸入軟輸出解碼裝置，其更包含： 一通道編碼器，連接至該來源位元產生器，依據該k 個來源位元編碼產生具有η個位元的通道碼，其中η為正 整數；以及 30 201214982 - QAM傳輸訊號映射器，連接至該通道編媽 將該具有η位元的通道碼映射為該QAM傳輸碼尤。 16. —種（n，k)方塊碼之軟輸入軟輸出解碼裝置， 運用於-無線傳輸系統的接收端，該軟輸人軟 = 裝置包括： # $ 一來源位元產生器，用以產生k個來源位元，其中^ 為正整數；

   一一距離計算g，用以依據一符元序U道狀態 資訊序列及該k個來源位元對應的本地產生的符元^ 列，進而產生的符元序列用以計算該符元序列的一符元 的距離；以及 一對數似然比產生器，連接至該來源位元產生器及 S亥相關器’用以產生該符元相對應位元的對數似然比· 其中，該對數似然比zz及作）可以下列公式趨近： LLR(bi)^ Min ξ〇’〇) - Min ξ〇，】) CeC? CeC/ 當中’ 《⑽，办為〇或1 ， CeC^ n( i>b) "/77/7 Max CeC b 8 •為第i個來源位 元，5為來源位元序列，’通道碼c係 由來源位元序列5經由一 NR編碼的映射函數映射而成， 3! 201214982 當中 C^R(B) ^ C^^B^R~l(C)b_bi

   ^是一個非負的常 動，？L係一經相你埜1 4

   刀Η — (/ί〗Μ2，Ιί3，.·.，Η8) ’ Xn為該傳輪碼乂序列的一成 分’該本地產生的符元序列γ係由該通道碼「經由 調變的映射函數映射而 一 4-QAM 17.如申。月專利範圍第丨6項所述之（〜k)方塊碼之軟 輸入軟輸出解碼裝置，其更包含： 一通道編碼器，連接至該來源位元產生器，依據該匕 個來源位元編碼，進而產生具有n位元的通道碼c ,其中η 為正整數； 一QAM傳輸訊號映射器，連接至該通道編碼器，以 將該具有η位元的通道碼映射為本地產生的符元序列。 32