级联卷积码译码器

                   技术领域

本发明涉及使用纠错技术的数字通信。

                   背景技术

近来，有关数字通信(诸如互联网、数字蜂窝电话)的技术领域 取得了快速的发展。在这种环境下，对于重要信息的高速度高质量通 信的基础研究一直在加强地进行着。在这些研究中，纠错技术是采用 不稳定通信路径(诸如数字移动通信)建立的高质量通信的重要组成 部分。

Turbo(涡轮)码是值得注意的纠错码，它能够用较少的能量实现 高质量的数据通信，因此近年来受到广泛的注意。在数字移动通信领 域中，这个技术十分有希望被采用为下一代标准。

另一方面，在CDMA(码分多址)技术领域(它也被预期为下一代 标准)中，用于减小干扰的干扰抵销技术显著地引人注意，因为它可 以使系统的容量取决于干扰量而受到限制。

TURBO编码是1993年公布的新的编码方案，它是由两种(或两种 以上的)类型的系统性的卷积码的组合构成的(见C.Berrou等人的 “Near Shannon Limit error-correcting coding：Turbo Codes (接近香农极限的纠错编码：TURBO码)”，Proceedings of ICF93； 或“Near Optimum error-correcting coding：Turbo Codes(接近 最佳的纠错编码：TURBO码)”，IEEE Transactions on Communications， Vol.44，No.10，1996)。TURBO码的译码过程的特征在于，通过对这 两种类型的系统性的卷积码执行接连地重复译码运算而减少错误。这 里，将概略地描述TURBO编码器和译码器的结构和它的译码方法。对 于详细的信息，可参考Isaka等人的“Fingerpost to Shannon Limit： ″parallel concatenated(Turbo)coding″，″Turbo(iterative) coding″and its surroundings(香农极限指南：″并行级联(Turbo) 编码″，″Turbo(迭代)编码″及其周围环境)”；Technical Report IT98-51 of The Institute of Electronics，Information and Communication Engineers，J.Hagenauer“Iterative Decoding of Binary Block and Convolutional Codes(二进制块和卷积码的迭代 译码)”，IEEE Transactions on Information Theory，Vol.42，No.2， 1996，等等。

图10上显示用于TURBO码的编码器，以及图11上显示它的译码 器的方框图。两种递归的系统卷积码(RSCC)编码器1和2并行地配 备了一个插入在它们中间的交织器3。原先的信息比特序列X被重新排 列成交织的流，并把它输入到第二编码器2。现在，假定递归的系统卷 积码编码器的编码率是1/2，从各个编码器1和2得出的奇偶校验比特 Y1和Y2被附加到原先的信息比特X，以便产生具有1/3的编码率的 TURBO码。

通过图11所示的译码器，译码器4首先执行第一系统卷积码的译 码，然后，译码的结果在通过交织器5处理后，被加到译码器6，在其 中执行第二系统卷积码的译码。这个结果通过去交织器7被进一步处 理，再被加到译码器4，在其中再次执行第一系统卷积码的译码。这种 迭代译码渐进地改进译码的符号的可靠性以及减少错误。

在对TURBO编码过程中实现的系统卷积码进行译码时，除了具有 软判决信息以外必须有译码的结果，以便把它使用于以后的译码步 骤。相应于RSCCl的译码器4接收一个信号(Lc y)(该信号是通过把 接收信号按照与SNR(信号噪声比)和外来的信息(或然率信息)成正 比地加权而获得的)，以及输出具有或然率比值的对数和外来的信息 Le(u)的译码结果，并把它传送到后续的译码器。

有几种可以提供软判决结果的译码方法。这里，描述MAP。

MAP(最大后验概率)译码是这样一种译码方法，它对于每个信息 符号uk确定在接收信号序列y已经给定的条件下能使P(uk)最大化的uk 作为译码结果。为此，LLR(对数或然率比值：L(uk))在以下的公式 (1)中被确定：

(公式1)

$L\left(u_k\right)=\log \frac{P(u_k=+1|y)}{P(u_k=-1|y)}=\log \frac{\underset{(s_{k-1},s_k),u_k=+1}{\Sigma }p(s_{k-1},s_k,y)}{\underset{(s_{k-1},s_k),u_k=-1}{\Sigma }p(s_{k-1},s_k,y)}$

其中

p(sk-1，sk，y)＝p(sk-1，yj＜k)·p(sk，yk|sk-1)·p(yj＞k|sk)

              ＝p(sk-1，yj＜k)·p(sk|sk-1)·p(sk，yk|sk-1，sk)·p(yj＞k|sk)

              ＝αk-1(sk-1)′γk(sk-1，sk)·βk(sk).

αk-1(sk-1)＝P(sk-1，yj＜k)是在时间k-1时状态为sk-1的概率，它是根 据初始状态递归地确定的。βk(sk)＝P(yj＞k|sk)是在时间k时状态为sk 的概率，它类似地是根据最后状态确定的。γk(sk-1，sk)是从在时间k- 1时的状态sk-1到在时间k时的状态sk的转移概率，它被给出为以下的 公式(2)：

(公式2)

           γk(sk-1，sk)＝P(sk|sk-1)·p(yk|sk-1，sk)

以上的公式(2)可如下地由公式(3)进行计算：

(公式3)

${\gamma }_k(s_{k-1},s_k)=\exp [\frac{1}{2}{u}_k(L^e\left(u_k\right)+L_c{y}_k^s)+\frac{1}{2}{L}_c{y}_k^p{x}_k^p]$

αk(sk)和βk(sk)通过以下的公式(4)和(5)被递归地得出。

(公式4)

${\alpha }_k\left(s_k\right)=\underset{s_{k-1}}{\Sigma }{\gamma }_k(s_{k-1},s_k)·{\alpha }_{k-1}\left(s_{k-1}\right)$

(公式5)

${\beta }_{k-1}\left(s_{k-1}\right)=\underset{s_k}{\Sigma }{\gamma }_k(s_{k-1},s_k)·{\beta }_k\left(s_k\right)$

通过这些计算，或然率比值的对数L(uk)由以下的公式(6)被确 定：

(公式6)

$L\left(u_k\right)=\log \left(\frac{\underset{S+}{\Sigma }{\alpha }_{k-1}\left(s_{k-1}\right)·{\gamma }_k(s_{k-1},s_k)·{\beta }_k\left(s_k\right)}{\underset{S-}{\Sigma }{\alpha }_{k-1}\left(s_{k-1}\right)·{\gamma }_k(s_{k-1},s_k)·{\beta }_k\left(s_k\right)}\right)$

其中 表示在uk＝1时的和值，以及其中 表示在uk＝-1时的和 值。

而且，要被发送到随后的系统卷积码编码器的外来的或然率信息 Le(uk)是通过从以上的或然率比值的对数L(uk)中减去加权的接收信号 Lcyk s和被输入到这个译码器的外来的或然率信息Le(uk)而得到的。

这里，在上述的TURBO编码器中，两个系统卷积编码器1和2与 设置在它们中间的交织器3并行地使用，但两个系统卷积编码器1和2 也可以如图所示地串行地使用，构成交织的代码的串行级联(SCCC)， 它也用作为类似的纠错码。在图12所示的结构中，凿孔P被插入在系 统卷积码编码器1的下游一侧的并行/串行变换器P/S与交织器3之 间，以使得该比特序列部分变少，由此，改进外部码编码器的编码率。

在串行级联卷积码的译码处理过程中，软输入软输出译码器被使 用来以与如图13所示的TURBO码被译码的方式相类似的方式接连地译 码两种类型的系统卷积码，以便能够通过使用先前的译码结果的或然 率信息来进行迭代译码而减小误差。这里，作为外部代码编码器的系 统卷积码编码器1(图12)和作为内部代码编码器的系统卷积码编码 器2可被配置成其它的系统卷积码编码器。对于SCCC的细节，可以参 考Sergio Benedetto等人的“Serial Concatenation of Interleaved Codes：Performance Analysis，Design，and Iterative Decoding (交织码的串行级联：性能分析、设计、和迭代译码)”，IEEE Transactions on Information Theory，Vol.44，No.5，May 1998。

接着，将描述用于去除CDMA系统中其它站的干扰的干扰抵销器。 在用于去除CDMA系统中其它站的干扰的干扰抵销器方面，已给出许多 研究报告。例如，Y.C.Yoon等人的“A Spread-Spectrum Multiaccess System with Cochannel Interference Cancellation for Multipath Fading Channels(带有用于多径衰落信道的同信道干扰抵销的扩频多 接入系统)”，IEEE Journal on Selected Areas in Communications， vol.11，No.7，Sept.1993.

当k个用户通过码分多址共用同一个频率时，接收信号由以下的 公式(7)表示。

(公式7)

$r\left(t\right)=n\left(t\right)+\underset{k=1}{\overset{K}{\Sigma }}{s}_k(t-{\tau }_k)$

在这种情形下，对于试图接收s1(t)的用户，其它信号sk(t)(k≠ 1)是恶化通信质量的干扰信号。为了处理这种情形，如以下的公式(8) 所示，s1(t)的接收机同时解调信号sk(t)(k≠1)，以便产生复制信号 rsk(t)，以及从接收信号中减去它们，由此从信号中去除干扰分量。

(公式8)

$r\left(t\right)-\underset{k=2}{\overset{K}{\Sigma }}{\mathrm{rs}}_k(t-{\tau }_k)=s_1(t-{\tau }_1)+n\left(t\right)+E\left(t\right)$

这里，由于复制信号不总是正确的，如果是这样的话，会发生某 些错误(项e(t))。这个错误将由解调数据的判决错误和或τk的估值 错误产生。由于使用根据经受干扰抵销的信号而判断的数据可以改进 复制信号的精确性，可以预期，多次抵销将能够逐步减小想要的信号 的错误比值。这个方案被称为相减型多级抵销器。

在传统的方案中，纠错码的译码处理过程和干扰抵销被分开地执 行。所以，如果干扰抵销不完美，这将被认为噪声不可能被去除，从 而使得纠错能力恶化。

而且，由于当使用纠错码(诸如卷积码)时需要复杂的译码，可 以认为很难把多级干扰抵销与译码处理过程相组合。

为了解决上述的问题，提出本发明，所以，本发明的一个目的是 提供一种并行或串行级联卷积码译码器，它能够以简单的配置同时执 行纠错码的译码和干扰抵销。

                   发明内容揭示

为了达到以上目的，本发明具有以下的配置。

本发明提供了1一种在接收设备中的级联卷积码译码器，该接收 设备接收通过使用扩频码而发送的编码信号的扩频信号，每个编码信 号是通过对信息信号进行卷积编码而被产生的，所述卷积编码要使用 具有用于实施常规编码的第一卷积编码器和第二卷积编码器的级联卷 积编码器，这些常规编码器与被插入在它们中间用于根据预定的法则 重新排列输入数据的交织器并行地或串行地连接，该级联卷积码译码 器包括：

多个译码处理器，每个具有

(i)相减器，用于从接收的信号中减去干扰分量并且输出一个新 的接收信号，

(ii)去扩频器，用于使用扩频码来去扩频所述新的接收信号并 且输出去扩频接收信号，

(iii)用于实施软判决译码处理的软判决译码部分，它通过使用 由先前的软判决译码处理产生的或然率信息来译码上述去扩频接收信 号，以及输出临时的译码信号和所述临时的译码信号的或然率信息，

(iv)级联卷积编码部分，用于使所述临时的译码信号经受与级 联卷积编码器相同的卷积编码处理，以便产生编码信号的复制的编码 信号，以及

(v)重新扩频器，用于通过使用扩频码扩频复制的编码信号来产 生所发送的扩频信号的复制信号；

其中所述接收信号包括来自多个发送站的发送信号，

其中在每个去扩频器所使用的扩频码对应于所述发送站的每个扩 频码，以及其中所述多个译码处理器中的一个译码处理器的干扰分量 是由其它的一个或多个译码处理器产生的复制信号。

本发明还提供了一种在接收设备中的级联卷积码译码器，该接收 设备接收通过使用扩频码而发送的编码信号的扩频信号，每个编码信 号是通过对信息信号进行卷积编码而被产生的，所述卷积编码要使用 具有用于实施卷积编码的第一卷积编码器和第二卷积编码器的级联卷 积编码器，这些卷积编码器与被插入在它们中间用于根据预定的法则 重新排列输入数据的交织器并行地或串行地连接，该级联卷积码译码 器包括：

多个译码处理器，每个具有

(i)去扩频器，用于使用扩频码来去扩频接收信号并且输出去扩 频接收信号，

(ii)相减器，用于从去扩频接收信号中减去干扰信号并且输出 一个新的接收信号，

(iii)用于实施软判决译码处理的软判决泽码部分，它通过使用 由先前的软判决译码处理产生的或然率信息来译码上述新的接收信 号，以及输出临时的译码信号和所述临时的译码信号的或然率信息， 以及

(iv)级联卷积编码部分，用于使所述临时的译码信号经受与级 联卷积编码器的处理过程相同的卷积编码处理，以便产生该编码信号 的复制的编码信号，

其中所述接收信号包括来自多个发送站的发送信号，

其中在每个去扩频器所使用的扩频码对应于所述发送站的每个扩 频码，

以及

其中所述多个译码处理器中的一个译码处理器的干扰分量是由其 它的一个或多个译码处理器产生的复制信号，

其中编码信号具有奇偶校验信号，

其中所述软判决译码部分还输出奇偶校验信号的码序列或然率信 息，

其中每个处理器还包括加权部分，用于通过使用码序列或然率信 息来加权编码信号的复制的编码信号；和

其中所述干扰分量是在所述其它的一个或者多个译码处理器的加 权部分中被加权的复制信号。

本发明的第一方面在于接收设备中的级联卷积码译码器，它接收 编码信号的发送信号，每个所述编码信号是通过对信息信号进行卷积 编码而被产生的，所述卷积编码要使用具有用于卷积地编码的第一卷 积编码器和第二卷积编码器的级联卷积编码器，这些卷积编码器与被 插入在它们中间用于根据预定的法则重新排列输入数据的交织器并行 地或串行地连接，该级联卷积码译码器包括：多个译码和编码部分， 每个具有(i)用于实施软判决译码处理的软判决译码部分，它通过使 用由先前的软判决译码处理产生的、用于译码的或然率信息来译码接 收信号，以及输出译码的信号和用于对所述译码的信号进行译码的或 然率信息，(ii)级联卷积编码部分，用于使出现在软判决译码部分 处的译码的信号经受与级联卷积编码器的处理过程相同的卷积编码处 理，以便产生发送的编码信号的复制品，以及(iii)发送信号复制部 分，用于从在级联卷积编码部分处产生的编码信号的复制品产生发送 信号的复制品；以及干扰抵销器，用于从接收信号中去除干扰信号， 该干扰信号是由发送信号复制部分根据来自不希望接收其发送信号的 发射站的发送信号的复制品被确定的，其中从干扰抵销器输出的接收 信号在软判决译码部分受到软判决译码处理，以便提取信息信号。

本发明的第二方面在于接收设备中的级联卷积码译码器，该接收 设备接收带有奇偶校验信号的编码信号的发送信号，每个编码信号是 通过对信息信号进行卷积编码而被产生的，所述卷积编码要使用具有 用于卷积地编码的第一卷积编码器和第二卷积编码器的级联卷积编码 器，该级联卷积编码器与被插入在它们中间用于根据预定的法则重新 排列输入数据的交织器并行地或串行地连接，该级联卷积码译码器包 括：多个译码和编码部分，每个具有(i)用于实施软判决译码处理的 软判决译码部分，它通过使用由先前的软判决译码处理产生的用于译 码的或然率信息来译码接收信号，以及输出译码的信号、用于对所述 译码的信号进行译码的或然率信息、和所述译码信号和奇偶校验信号 的码序列或然率信息，(ii)级联卷积编码部分，用于使在软判决译 码部分处确定的信息信号经受与级联卷积编码器的处理过程相同的卷 积编码处理，以便产生发送的编码信号的复制品，(iii)发送信号复 制部分，用于从在级联卷积编码部分处产生的发送编码信号的复制品 中产生发送信号的复制品；以及(iv)加权部分，用于通过使用码序 列或然率信息来加权编码信号的复制品或发送信号的复制品；以及干 扰抵销器，用于从接收信号中去除干扰信号，该干扰信号是由加权部 分根据来自不希望接收其发送信号的发射站的发送信号的复制品而确 定的，其中从干扰抵销器输出的接收信号在软判决译码部分受到软判 决译码处理，以便提取信息信号。

本发明的第三方面在于由第一或第二方面规定的级联卷积码译码 器，其中从干扰抵销器到译码和编码部分的处理序列可以重复进行预 定的次数。

本发明的第四方面在于由第一到第三方面的任一项规定的级联卷 积码译码器，该软判决译码部分在软判决译码处理重复预定的次数后 确定信息信号。

本发明的第五方面在于由第一方面规定的级联卷积码译码器，其 中接收信号是包括来自多个发射站的发送信号的扩频信号，提供了一 个去扩频部分，以用于通过使用每个发射站的扩频码来对接收信号进 行去扩频，软判决译码部分接收由去扩频部分去扩频的信号作为输入 信号，以及发送信号复制部分具有用于扩频发送信号的复制品的扩频 部分。

本发明的第六方面在于由第二方面规定的级联卷积码译码器，其 中接收信号是包括来自多个发射站的发送信号的扩频信号，提供了一 个用于通过使用每个发射站的扩频码来对接收信号进行去扩频的去扩 频部分，软判决译码部分接收由去扩频部分去扩频的信号作为输入信 号，以及发送信号复制部分具有用于扩频由加权部分加权的发送信号 的复制品的扩频部分。

本发明的第七方面在于由第一或第二方面规定的级联卷积码译码 器，其中接收信号是基于扩频码的扩频信号，干扰抵销器用来按照扩 频码之间的互相关对属于在发送信号复制部分处产生的发送信号的复 制品之一的不希望接收的发送信号的复制品的干扰信号进行加权，以 及在去扩频后以符号为单位实施干扰抵销。

本发明的第八方面在于由第一方面规定的级联卷积码译码器，其 中软判决译码部分包括：第一软判决译码器，用于根据接收信号实施 相应于第一卷积编码器的软判决译码以及输出第一或然率信息；交织 器部分，用于与交织器相应地重新排列接收信号和第一或然率信息以 及输出重新排列的接收信号和重新排列的第一或然率信息；第二软判 决译码器，用于根据接收信号、重新排列的第一或然率信息、和重新 排列的接收信号实施相应于第二卷积编码器的软判决译码以及输出第 二译码信息和第二或然率信息；去交织器部分，用于与交织器相应地 重新排列第二译码信息和第二或然率信息以及输出重新排列的第二译 码信息和用于译码的或然率信息；以及译码判断部分，用于判断重新 排列的第二译码信息和输出译码的信息信号。

本发明的第九方面在于由第二方面规定的级联卷积码译码器，其 中软判决译码部分包括：第一软判决译码器，用于根据接收信号实施 相应于第一卷积编码器的软判决译码以及输出第一或然率信息和作为 第一奇偶校验信号的第一奇偶校验或然率信息；交织器部分，用于与 交织器相应地重新排列接收信号和第一或然率信息以及输出重新排列 的接收信号和重新排列的第一或然率信息；第二软判决译码器，用于 根据接收信号、重新排列的第一或然率信息、和重新排列的接收信号 实施相应于第二卷积编码器的软判决译码以及输出第二译码信息、第 二或然率信息、和作为第二奇偶校验信号的第二奇偶校验或然率信 息；去交织器部分，用于与交织器相应地重新排列第二译码信息和第 二或然率信息以及输出重新排列的第二译码信号和用于译码的或然率 信息；以及译码判断部分，用于判断重新排列的第二译码信息和输出 译码的信息信号；以及或然率信息综合器，用于根据重新排列的第二 译码信息、第一奇偶校验或然率信息、和第二奇偶校验或然率信息输 出码序列或然率信息。

按照本发明的第一方面，接收机接收多个编码信号的发送信号， 其每个由卷积编码的信息信号组成，以及从多个发射站被发送。在被 提供用于来自不同的发射站的每个接收信号的多个译码和编码部分的 系列的每一个中，产生对于来自不同的发射站的每个接收信号的信息 信号和发送信号的复制品，以便通过抵销来自不希望接收其发送信号 的发射站的接收信号而再次获得想要的信息信号。

为了产生发送信号的复制品，首先，软判决译码部分实施软判决 译码处理，这个译码处理过程包括：使用由先前的软判决译码处理产 生的或然率信息来译码接收信号、和输出译码的信号和译码信号的或 然率信息。

接着，级联卷积编码部分使译码的信号受到与级联卷积编码器相 同的卷积编码处理，以便产生发送的编码信号的复制品。

而且，发送信号复制部分从在级联卷积编码部分处产生的每个编 码信号复制品产生来自每个发射站的发送信号的复制品。

最后，干扰抵销器从接收信号中去除干扰信号，它是根据来自不 希望接收其发送信号的发射站的发送信号的复制品而被确定的。然 后，从其中抵销了干扰信号的接收信号在软判决译码部分处受到软判 决译码处理，因此，使得有可能提取信息信号。

按照本发明的第二方面，除了第一方面以外，软判决译码部分用 来输出奇偶校验信号的或然率信息，并且加权部分被提供来根据奇偶 校验信号的或然率信息对编码信号的复制品或发送信号的复制品进行 加权，由此产生高精度译码结果。

按照本发明的第三方面，由于允许从干扰抵销器到译码与编码部 分的处理序列重复预定的次数，有可能通过增加重复次数得出高精度 译码结果。

按照本发明的第四方面，由于允许从干扰抵销器到译码与编码部 分的处理序列重复预定的次数，以便提高发送信号的复制品的精度， 因此可以提高干扰抵销器中干扰抵销的效率，从而使得有可能得出高 精度译码结果。

按照本发明的第五或第六方面，接收信号是包括来自多个发射站 的发送信号的扩频信号，提供了用于通过使用每个发射站的扩频码来 对接收信号进行去扩频的去扩频部分，软判决译码部分接收由去扩频 部分进行去扩频的信号作为输入信号，以及发送信号复制部分具有一 个用于扩频发送信号的复制品扩频部分。这种配置改进对抗干扰和对 抗多径特性等的能力。

按照本发明的第七方面，接收信号是基于扩频码的扩频信号，干 扰抵销器按照在扩频码之间的互相关，对属于发送信号复制部分处产 生的发送信号的复制品之一的不希望被接收的发送信号的复制品的干 扰信号进行加权，以及在去扩频后以符号为单位实施干扰抵销。这种 配置干扰抵销器中干扰抵销的效率，使得有可能得出高精度译码结 果。

按照本发明的第八和第九方面，有可能输出译码的信息信号、或 然率信息、和作为奇偶校验信号的或然率信息。

按照本发明，通过在TURBO码的泽码处理中加上抵销干扰分量的 操作，有可能带来特性上重大的改进，以使得纠错码的译码处理过程 与干扰抵销处理过程可以同时进行，而同时遏制处理量的增加。

                   附图简述

图1是显示按照本发明的第一实施例的TURBO编码器的方框图；

图2是显示按照本发明的第一实施例的TURBO译码处理过程的第 一和第二级的方框图；

图3是显示按照本发明的第一实施例的TURBO译码器的方框图；

图4是显示按照本发明的第二实施例的TURBO译码处理过程的第 一和第二级的方框图；

图5是显示按照本发明的第三实施例的TURBO译码处理过程的第 一和第二级的方框图；

图6是显示按照本发明的第三实施例的TURBO编码器的方框图；

图7是显示在按照本发明的第三实施例的出错率特性图；

图8是显示按照本发明的第四实施例的TURBO译码处理过程的第 一和第二级的方框图；

图9是显示按照本发明的第五实施例的TURBO译码处理过程的第 一和第二级的方框图；

图10是显示传统的TURBO编码器的方框图；

图11是显示传统的TURBO译码器的方框图；

图12是显示传统的SCCC编码器的方框图；以及

图13是显示传统的SCCC译码器的方框图。

                   实现本发明的最佳方式

通过注意到以下的事实来设计本发明的实施例：迭代地译码并行 或串行级联卷积码(诸如TURBO码、SCCC等等)，输出在译码处理过 程中提供的译码结果和或然率信息，以及有效地使用这些结果以使得 有可能实施干扰抵销，而不会显著增加用于译码的运算量。

也就是说，通过并行地和逐块地译码互相干扰的多个TURBO码和 SCCC等、执行迭代译码、利用作为TURBO码和SCCC等的过渡译码结 果而得出的译码的数据和或然率信息来译码其它的块，使得能够同时 进行干扰抵销以及TURBO码和SCCC等的迭代译码。

现在参照图1到3，详细地描述本发明的第一实施例。

图1是显示一个并行级联卷积编码器(PCCC：TURBO编码器)的 方框图，其中系统(递归)卷积(RSC)编码器10和11被安排成与插 入在它们之间的交织器12并行地连接。

交织器12重新排列输入数据序列X，以便产生数据序列X1，它是 由以不同的次序排列起来的相同单元的组合。通过RSC编码器10递归 卷积输入数据序列X而得到的数据序列(奇偶校验数据)被假定为Y1， 而通过编码器11递归卷积被交织器12重新排列的数据序列X1而得到 的数据序列(奇偶校验数据)被假定为Y2。

换句话说，第一奇偶校验码序列Y1和第二奇偶校验码序列Y2都 是从输入数据序列X产生的，所以编码器产生并行的输出(X，Y1，Y2)。

在发送时，输入数据序列X、第一码序列Y1和第二码序列Y2被传 送到并行/串行变换器P/S，处理的结果通过扩频器13被频谱扩散，从 而使信号作为扩频码序列(X′，Y1′，Y2′)被发送出。

图2显示由来自多个发射站的发送信号组成的接收信号r(t)的 TURBO译码器的基本结构。这里，为了描述方便起见，给出的图显示三 个用户在同一个频率上进行码分多址接入。在图2上，一个译码周期 被称为一级，图上显示属于迭代译码之列的第一级ST1和第二级ST2。 这里，因为对于每个用户并行地实施同一个方案的译码，下面将描述 对于一个用户的TURBO码译码器。

如图2所示，TURBO译码处理过程的初始级或第一级ST1，包括去 扩频器15、TURBO码译码器16、TURBO码重新编码器17和重新扩频器 18，所有的装置都安排成串联。

去扩频器15通过使用各个扩频码对输入的接入信号序列 (X′，Y1′，Y2′)进行去扩频。在这个处理过程中，某些干扰分量可能 仍留在每个信号中，这取决于互相关的强度。去扩频的接收信号序列 (X，Y1，Y2)被传送到并行/串行变换器P/S(见图3)，以及被分开地 提供给TURBO码译码器16。

在TURBO码译码器16中，首先执行单个译码处理周期。这个译码 运行是与传统的TURBO码译码处理过程相同的，以及将参照图3所示 的方框图来描述。

TURBO码译码器16通常包括软判决译码器20和23、交织器21和 22、去交织器24以及译码判断部分25。

软判决译码器20和23是软判决译码部分，它们根据软判决输入 产生软判决输出。例如，它们是用于实施MAP译码、SOVA(软输出维 特比算法)译码等、通过使用来自前一级的或然率信息进行译码、并 输出带有或然率信息的译码结果和译码结果的或然率信息的译码器。

交织器21和22实施与在编码器一侧使用的交织器12的相同的运 行，以及可以作为共享的交织器之一的单个交织器部分来提供。

去交织器24是一个重新排列装置，用于从已被交织器重新排列的 数据序列恢复原先的数据序列。这也可以用以上的交织器21和22来 成形。然而，在交织器21和22使用于这个目的的情形下，需要一个 未被显示的开关等作为用于切换输入数据的切换装置。

译码判断部分25是一个用于在纠错后产生数据的装置，它从具有 或然率的译码的符号中去除或然率，以及确定信息是1还是0。

这样配置的并行级联卷积码(TURBO码)译码器16接收该接收信 号序列(X，Y1，Y2)和由先前的信号译码处理过程确定的或然率信息E。 在它们之中，接收信号序列(X，Y1)和或然率信息E被整体地输入到 软判决译码器20，在其中实施软判决输出的第一纠错处理。通过这个 操作，实施相应于在系统卷积编码器10(图1)中的系统卷积编码的 纠错处理，作为结果，可以产生出对于每个信号的新的或然率信息E1。

由于重新排列的数据是由交织器12在由系统卷积编码器11(如图 1所示)执行的系统卷积之前实施的，相应于输入数据X和或然率信息 E1的交织器22和21进行数据重新排列，以便分别产生新的数据序列 X1和E′。然后，通过使用这个或然率信息，软判决译码器23执行与 或然率信息E′相组合的接收信号序列(X1，Y2)的软判决软输出纠错 处理。通过这个运行，实施相应于在系统卷积编码器11中的编码的纠 错处理，作为结果，可以产生出带有或然率信息的译码结果LX和或然 率信息E2。

由于输入到软判决译码器2 3的数据序列X1和E1′已被交织器22 和21重新排列，或然率信息E2的数据应当被去交织器24 a重新排列， 以便产生或然率信息E2′。这个或然率信息E2′再次作为用于软判决软 输出纠错处理的或然率信息E(E2′)而被使用，该软判决软输出纠错处 理将在下一级由软判决译码器20执行。

从去交织器24b输出的、带有重新排列后的或然率的译码结果LX′ 被提供给译码判断部分25，在其中去除它的或然率信息，以便产生纠 错的数据X2。

这里，如图2所示，在第一级提取的和在第二级被输入到相关的 译码器16的、相应于第二和第三用户的或然率信息段分别用E2′b和 E2′c表示。同样地，在第二级从相关的译码器16提取的和在未示出的 第三级被输入到相关的译码器16的或然率信息码片分别用E、Eb和Ec 表示。

作为以上的一个译码周期的译码结果得到的数据序列X2(图3) 被输入到编码器(TURBO编码器)17，用于产生如图2所示的发送信 号的复制信号，这样，它再次被编码为TURBO码，后者在重新扩频器 18中由扩频码再次进行扩频，从而产生发送信号的复制信号RX1。用 户2和3的复制信号分别表示为RX2和RX3。

为了产生从其它基站发出的、来自其它用户的信号的复制品，并 行地提供了从去扩频器15到重新扩频器18的三个方块系列，以供各 个用户去构成第一级ST1。

第二级ST2是通过第一级ST1的迭代处理实施的。也就是，接收 信号r(t)被传送通过延时电路(延时)14，以使得第二级的处理过程 以相对于第一级具有一个预定的时间滞后的延时被实施。在第二级ST2 中，除了第一级的结构以外，在去扩频器15之前提供一个相减器26， 用于从接收信号的输入数据序列X′中减去其它用户(第二和第三用 户)的复制信号RX。在第一级ST1中，要被减去的其它用户的复制信 号RX是零，所以它们未被画出。

在第二级ST2，首先在相减器26中，从先前的级ST1得出的、用 于其它用户(第二和第三用户)的复制信号(RX2+RX3)被从接收信号 r(t)中减去(干扰分量抵销)，以便产生新的接收序列(输入数据序 列X2′、第一码序列Y1′、第二码序列Y2′)。这里，干扰分量的抵销 可以通过减去干扰分量的复制品(RX2+RX3)而被正确地实施，该干扰 分量的复制品是通过考虑通信路径的增益的影响、相位旋转和其它因 素(诸如从接收信号扩频的信号的带宽)而从复制信号产生的。

以上的接收序列(X2′，Y1′，Y2′)由去扩频器15进行去扩频，以 及被提供到TURBO译码器16。在这时，在第一级ST1处产生的第一用 户或然率信息E2′被用作为外来的信息。

在TURBO译码器16之后的和向下的处理包括与第一级ST1相同的 处理17和18，在其中产生复制信号RX12。

因此，通过以通常对于TURBO码的迭代译码方式重复进行类似于 在第二级ST2中实施数据译码和复制信号产生的方式的处理，有可能 通过简单的结构抵销干扰分量以及译码作为纠错码的TURBO码。也就 是，本实施例的TURBO码译码器的特征在于提供以下功能：产生来自 干扰站的复制信号RX和从接收信号中减去它们，从而使得与传统的 TURBO译码器相比，译码的复杂性并没有增加(虽然为了得到改进的特 性，重复次数应当增加)。而且，当TURBO译码处理用简单的硬判决 处理代替时，这导致与传统的相减型多级干扰抵销器类似的结构，因 此，使得简单的结构能够同时执行干扰分量抵销和作为纠错码的TURBO 码的译码(第二实施例)。

接着，参照图4详细地描述本发明的第二实施例。这里，与以上 的实施例相同的部件分配以相同的参考数字，以及将省略关于它们的 说明。

在以上的第一实施例中，在每一级ST的译码器16处的TURBO译 码处理对于每一级执行一次，然后，运行进到以后一级ST。在这种情 形下，当产生复制信号RX时，如果译码数据包括许多错误，复制信号 生成的精度可能变得较低，因而可能导致错误增加。为了避免这一点， 在本实施例中，通过在每级的TURBO译码处理时执行预定数目的反馈 环而减少译码数据的错误，以便提高在产生复制信号时的精度。

图4是显示本发明的处理方案的方框图。与图2所示的第一实施 例的差别在于，在第一级ST1产生复制信号RX之前，在每个译码器16 对于译码TURBO码重复进行多次循环。更具体地，通过使用来自去交 织器24(图3)的或然率信息E2′作为加到第一级ST1的输入或然率 信息E而执行迭代TURBO译码处理。在通过以上的处理减少译码数据 错误以后，产生复制信号RX，随后是第二级ST2处的干扰抵销处理。

当然，在每级ST处TURBO码译码处理的迭代次数可以任意地设 置。例如，有可能改变环路的数目，以使得在第一级ST1处有六个环 路和在第二级ST2只有一个环路等等。

因此，以上的处理使得能够通过减少译码数据X2的错误(图3) 从而当产生复制信号RXn时增强复制信号RXn的精度，因而可以有效 地实施干扰抵销。

(第三实施例)

接着，将参照图5和6详细地描述本发明的第三实施例。这里， 与以上的实施例相同的结构被分配以相同的参考数字，以及将省略关 于它们的说明。

图5是显示本实施例的系统配置的方框图。与第一实施例的配置 的差别在于译码器16b输出奇偶校验数据Y1和Y2的或然率值LY1和 LY2(图6)，以及在每个TURBO编码器17的下游提供加权部分27(图 5)。

加权部分27是一个被设置在TURBO编码器17的下游的装置，它 根据从在译码器16b处的TURBO码译码处理得到的或然率信息LLR(图 6)估值复制信号的精度，以及对于复制信号执行加权处理。由加权部 分27加权的纠错数据X2由重新扩频器18进行扩频，以便产生加权的 复制信号URX。

类似于以上的实施例，在对于不同的用户的第一级ST1处产生的 加权的复制信号URX1到URX3被合适地提供到下一级或第二级的每个 用户的相减部分26，以便实施对其它用户的加权的复制信号的和值的 相减。

为了能够输出奇偶校验数据Y1和Y2的或然率数值，除了上述的 译码器16的配置以外，译码器16b具有如图6所示的或然率信息综合 器28。作为它的输入，或然率信息综合器28接收由软判决译码器20 确定的具有或然率信息的奇偶校验符号LY1、由软判决译码器23确定 的具有或然率信息的奇偶校验符号LY2、和从去交织器24b输出的具有 或然率信息的译码符号LX′，以及把译码符号和奇偶校验符号的或然率 信息作为码序列的或然率信息整体地输出到加权部分27(图5)。

奇偶校验符号Y1和Y2的或然率数值(图6)类似于上述的信息符 号的或然率数值，可以通过以上的公式(6)而被得到(假设信息符号 uk是奇偶校验符号)。

加权的复制信号由下式(9)给出：

(公式9)

                   Ik＝tanh(L(x))·δ(sign(x)，x′)，

其中x用uk代替。δ(a，b)是一个函数，它只在a＝b时等于1，否 则等于0。x′表示通过重新编码得到的符号。Sign(x)是一个函数，当 x是正时它等于1，以及当x是负时它等于-1。也就是，当重新编码的 符号的正负号与从或然率信息LLR得到的符号的正负号一致时加权因 子被设置为或然率信息的tanh，否则被设置为0。

图7显示本实施例的差错比特性。TURBO码具有等于3的约束长度 和等于1000的块长度。迭代译码次数假设是18。用于信息调制和扩频 调制的调制按BPSK(二进制移相键控)来实施。扩频比是4，至于扩 频码，具有等于(218-1)的周期的最大长度序列根据帧长度被截断。假 设通信路径是静态的以及想要的站和干扰站给出相同的接收信号电 平。

图7比较地显示在以上的条件下用户数目从1改变到5的情形的 特性。单个用户情形没有干扰，因此被假设为给出理想的特性。相反， 当用户数目增加时，由于干扰，而出现特性恶化。然而，带有本实施 例的干扰抵销(IC)功能的译码运行的结果能显著地改进特性。

正如这里所述，每个码块与其它码块并行地或串行地经受包括以 下各个步骤的处理：通过按照干扰与接收信号的想要的分量的比值来 加权前述的纠错信号X2(图6)以便产生发送信号的复制品，使用或 然率信息，以及从接收信号中减去复制品(去除干扰分量)。这个循 环在多个级上重复进行，由此完成译码处理，从而有可能得到高精度 译码结果。

(第四实施例)

接着，将参照图8所示的显示本实施例的系统配置的方框图，以 便详细地描述本发明的第四实施例。这里，与以上的实施例相同的部 件被分配以相同的参考数字，以及将省略关于它们的说明。

在第一到第三实施例中的每一级，接收扩频接收信号r(t)，而在 以前的级中对于各个用户而产生的扩频复制信号RX被减去。在本实施 例中，接收信号序列r1(X′，Y1′，Y2′)在第一级ST1中被反扩频，以及 它们作为输入信号被提供到第二级ST2和向下传送。

所以，对于第二级及其下游没有提供如上面的去扩频器15。由于 加到第二级及其下游的输入信号不是扩频信号，在每一级产生的发送 信号的复制信号不需要被扩频，所以不提供重新扩频器18(图2)。

因此，在第二级ST2或其下游的相减器26处，其它的非扩频的复 制信号的和值从去扩频的接收信号序列(X，Y1，Y2)中被减去，在这种 情形下，每个复制信号与一个处在相关的扩频码之间的互相关值 (θi，j)相乘(进行加权)，以便执行减法。具体地，对于第一用户的接收， 从去扩频的接收信号序列X中减去与互相关值(θ1，2)相乘后的第二用 户复制信号URX2以及与互相关值(θ1，3)相乘后的第三用户复制信号 URX3。

因此，通过减法器26的干扰抵销是通过在考虑通信路径的增益、 相位旋转和扩频码之间的互相关值的影响的情况下进行加权以及进一 步根据所得到的或然率信息进行加权和在去扩频后按符号为单位减去 该结果而实施的。

在这种情形下，也可以得到等价于以上实施例的高度精确的泽码 结果。

(第五实施例)

接着参照图9，详细地描述本发明的第五实施例。图9是显示本实 施例的系统配置的方框图，其中是发射站通过使用互相正交的多个扩 频码实施信息序列的多码传输时的电路结构。这里，与以上的实施例 相同的部件被分配以相同的参考数字，所以将省略关于它们的说明。

本实施例与第三实施例的结构的差别在于，为了处理使用互相正 交的多个扩频码的多码传输，并行地提供一对去扩频器15，而延时电 路29被放置在一个去扩频器15之前，以及在该对去扩频器15的下游 一侧提供用于实施RAKE合成的MRC电路30。

而且，提供了用于相加同一级的复制信号(恢复的符号)的加法 器31，以及在第二级及其下游处，在每个去扩频器15之前提供有用于 减去加法器31中的复制信号RX的和值的减法器26。

多个电波或发送信号经受取决于通信路径的不同延时，以及一起 被接收机接收。在使用正交扩频码的多码传输时，在没有延时的信号 之间不出现干扰，但在其间具有延时的那些信号将互相干扰。

在第一级ST1，受到在码分多址(CDMA)系统中引起的其它站的 干扰的接收信号通过每个去扩频器15根据相关的扩频码被反扩频，并 且其结果将进行RAKE综合。然后，信号通过TURBO编码而被译码(一 次)。译码的信息序列再次由TURBO编码器17进行TURBO编码，最终 得出的信号由加权部分27使用或然率信息LLR(图6)以与第三实施 例的相同的方式被加权，这是由重新扩频器18进行的重新扩频。这样 得到的重新扩频信号被加法器31合成，从而产生发送信号的复制信号 RX。

在第二级ST2，在减法器26中在延时的电波的一个定时上从接收 信号中减去发送信号的复制信号RX，以便提取领先的电波分量，然后 由去扩频器15对它进行反扩频。同样地，领先的波被去除，以便提取 延时的波，然后由去扩频器15对它进行反扩频。这样得到的去扩频的 接收信号在MRC电路30中进行最大比值组合，由此相应于各个扩频码 的信号分量可被提取。由此以及随后，在译码器16后的译码处理通过 使用先前级的或然率信息E2′，以与第三实施例相同的方式重复地进 行。

虽然本实施例的以上的说明给出在使用TURBO码的情况下干扰分 量的去除和纠错码的译码，但也有可能得到与在使用串行级联卷积码 编码(SCCC)的情形下相同的效果。对于SCCC码，作为外部码编码器 的系统卷积编码器10和作为内部码编码器的系统卷积编码器11与一 个被插入在它们中间的交织器串行地进行设置。在译码处理时，软判 决软输出以与TURBO译码器译码TURBO码相同的方式重复地实施。因 此，把SCCC译码应用到以上的TURBO码编码器16和16b，使得有可能 用简单的结构以与以上实施例相同的方式同时执行干扰分量的抵销和 作为纠错码的SCCC译码。

正如以上所述，按照本发明，通过在TURBO码的译码处理中附加 上抵销干扰分量的操作，有可能带来特性上重大的改进，使得纠错码 的译码与干扰抵销可以同时进行，而同时遏制处理量的增加。

工业可应用性

本发明的级联卷积码译码器在数字通信领域中可被用作能够进行 高速度高质量通信的译码器，以及可适合于应用到用于互联网和数字 蜂窝电话通信的纠错装置。