[发明专利]错误纠正码编码器、错误纠正码解码器、交织/去交织方法及软入软出解码方法

说明书

技术领域

本发明有关于一种交织/去交织(interleaving/de-interleaving)方法以及对应的错误纠正(error correcting)编码/解码方法，且特别有关于一种用于高turbo编码/解码性能的错误纠正码编码器、错误纠正码解码器、交织/去交织方法以及软入软出(Soft-In/Soft-out，以下简称为SISO)解码方法。

背景技术

Turbo码，也被公知为并行级联卷积码(parallel concatenated convolutionalcode)，具有较佳的接近香农极限(near Shannon limit)性能。1/3码率的turbo码字(codeword)是由系统数据与两个奇偶校验(parity check)位构成，其是分别以原始顺序(original order)以及置换顺序(permuted order)编码信息得到。传统的turbo解码器主要由一个用于计算软数值(soft value)的SISO解码器组成，其中接收到的码字以及暂时结果是存储于存储器中。对于每一组件码(component code)，SISO解码器可利用最大后验概率(Maximum A Posterioriprobability，以下简称为MAP)算法来获得对数相似比值(Log-Likelihood Ratio，以下简称为LLR)以及外来(extrinsic)信息。LLR是用于作决定，而外来信息是作为其它组件码的先验估计(priori estimation)。每一组件码的软数值计算被称为一个半迭代(half-iteration)，而两个连续的半迭代组成一个完整迭代。解码流程在原始组件与置换组件之间交替，直至满足特定停止准则。

然而，turbo码的某些特性使相关的解码器较难在集成电路中实现。这些特性包含帧大小较大、重复解码步骤(包含外来信息)的使用、以及伪随机(pseudorandom)交织器的使用，其中伪随机交织器用于产生编码与解码中所用的传送信息与外来信息的交织形式。此外，许多turbo编码机制需要伪随机交织器具有足够高的随机性以使序列存储于存储器中而不是实时(on the fly)计算。通常来说，上述特性的组合致使turbo码需要比其它正向错误纠正编码技术多的处理资源。举例来说，重复解码步骤的使用增加解码时间。

图1是turbo码SISO解码器的传统解码处理的示意图。SISO解码器包含多个缓冲器，例如图示的输入缓冲器以及α缓冲器，上述多个缓冲器用于暂时存储待解码的输入码字以及正向路径度量(metric)α的计算结果。SISO解码器进一步包含多个计算单元，例如用于计算分支度量的分支度量单元、用于计算反向路径度量β的β加法比较选择(Add Compare Select，以下简称为ACS)单元、以及用于计算虚拟(dummy)反向路径度量β_d的β_dACS单元。LLR单元产生LLR计算结果来基于正向路径度量α与反向路径度量β计算软数值。图2是用于获得分支度量以及路径度量的传统SISO解码器的解码流程的示意图，其中灰色填充块代表置换序列的半迭代的计算。如上所述，解码流程在原始组件与置换组件之间交替，直至满足特定停止准则。传统SISO解码器通常采用滑动窗口方法以较少开销来计算路径度量以及LLR。每一半迭代所需时间可定义如下：δ_a为管线延迟，δ_b为存储器存取时间，τ_a为在第一窗口W0中获得LLR的必要度量的时间，以及τ_b为推算全部窗口的LLR结果以及决定的时间。由于需要花费总运行时间τ_b来产生输出，运行效率η可如下式计算得出：