CN101179354B - 一种无线通道即时估测的解码方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明系有关于一种无线通道即时估测的解码方法及系统，其系对一具有噪声的接收信号进行解码，接收信号系使用链接码编码(concatenationcode)，首先以Max-Log-MAP解码方法对接收信号执行一特定次数解码。再计算接收信号的一估测振幅，并计算噪声的一估测方差。其后，依据噪声的估测方差及接收信号的估测振幅为参考，进而调整接收信号，以产生一调整接收信号。最后，改用Log-MAP解码方法对调整接收信号执行解码。

Description

一种无线通道即时估测的解码方法及系统

技术领域

本发明涉及一种错误更正码的技术，尤指一种无线通道即时估测的涡轮码的方法及系统。

背景技术

在数字通讯系统传输数据的过程中，往往因为不可预测的干扰或是噪声而导致接收端收到错误的信息。在不增加传输功率的考量下，采用通道编码能够有效降低错误率。虽然通道编码会占去传输的部分频宽，但使用通道编码可以保证传输位的错误率(bit error rate)能控制在一定的范围内。近年来，由于对于数据传输的需求与日俱增，而未来的数据传输涵盖范围将更广，故传输速率也将更快，所以通道编码成为无线传输系统设计的一个重要考量。

涡轮码(turbo-code)是近年来通道编码领域的一项重大突破，它可以提供非常优越的错误更正能力，而且相当接近传输时理论上的香农极限(ShannonLimit)。故近年来被大量使用在无线传输领域，包含卫星通讯、数字影像传输、第三代行动电话(3GPP)等应用。

图1是已知UMTS WCDMA标准中使用的涡轮码通讯系统架构图，其包含一涡轮编码装置110、一调变装置120、一解调装置130、及一涡轮解码装置140。其中该涡轮编码装置110，例如为一码率(code rate)为1/3且8个状态的编码装置。图2是该涡轮编码装置110的一个实施例的框图，其由一间插装置210、一第一编码装置220及一第二编码装置230所组成。该涡轮编码装置110接收信号序列(information sequence)μ，经过涡轮编码而产生编码字(codeword)c。其中该编码字c包含系统位元(systematic bits)μ、第一编码装置220所产生的第一同位位元(first parity bits)p、及第二编码装置230所产生的第二同位位元(second parity bits)q。亦即，该编码字c＝{μ，p，q}。

该编码字c＝{μ，p，q}经由该调变装置120执行BPSK调变后产生一调变信号x，其中x∈{+1，-1}。该调变信号x经由一可加性高斯白噪声(AWGN)通道传输。该解调装置130接收经由可加性高斯白噪声通道传输的该调变信号x，并将之解调而产生一接收信号y，亦即y_i＝x_i+n＝±1+n，其中n为该可加性高斯白噪声通道的噪声。该噪声n具有零平均值(zero mean)及方差σ²。

图3系该涡轮解码装置140的框图，其由一第一解码装置310、一问插装置(interleaver)320、一第二解码装置330、及一反间插装置(deinterleaver)340所组成。该接收信号y则输入该涡轮解码装置140以进行涡轮解码，其中该接收信号y的对数似然比(log-likelihood ratio，LLR)Λ_in包含系统位元μ、第一同位位元p、及第二同位位元q的对数似然比，亦即Λ_in＝{Λ_μ，Λ_p，Λ_q}，当中，Λ_μ为系统位元μ的对数似然比(LLR)、Λ_p为第一同位位元p的对数似然比(LLR)、Λ_q为第二同位位元q的对数似然比(LLR)。该Λ_in则可表示为下列式子：

${\mathrm{\Λ}}_{\mathrm{in}}=\log \frac{P\left(y_i\right|x_i=+1)}{P\left(y_i\right|x_i=-1)}=\frac{2}{{\mathrm{\σ}}^2}{y}_i$

该第一解码装置310接收该Λ_μ、Λ_p及一第一先前信号(first priorinformation)Prior₁ ⁽ⁱ⁾，并产生一第一外部信号(first extrinsic information)E₁ ⁽ⁱ⁾，其中，i表示第i次递回，Prior₁ ⁽⁰⁾被初始化为0。该第一外部信号E₁ ⁽ⁱ⁾经由该间插装置320而产生一第二先前信号(second prior information)Prior₂ ⁽ⁱ⁾。该系统位元μ经由该间插装置320而产生一间插系统位元(interleaved systematicbits)μ^π，其对数似然比为Λ_μ ^π。

该第二解码装置330接收该Λ_μ ^π、Λ_q及该第二先前信号Prior₂ ⁽ⁱ⁾，并产生一第二外部信号(second extrinsic information)E₂ ⁽ⁱ⁾。该第二外部信号E₂ ⁽ⁱ⁾经由该反间插装置340而产生该第一先前信号(first prior information)Prior₁ ⁽ⁱ⁾。

经过一特定次数的递归解码后，递归解码的程序可停在该第二解码装置330解码后，此时该第二解码装置330并输出一第二对数似然比输出Λ_out，2 ⁽ⁱ⁾，其中Λ_out，2 ⁽ⁱ⁾为：

${\mathrm{\Λ}}_{\mathrm{out},2}^{\left(i\right)}={\mathrm{\Λ}}_{\mathrm{\μ}}+E_1^{\left(i\right)}+\mathrm{Prio}{r}_1^{\left(i\right)}$

递归解码的程序亦可停在该第一解码装置310解码后，此时该第一解码装置310并输出一第一对数似然比输出Λ_out，1 ⁽ⁱ⁾，其中Λ_out，1 ⁽ⁱ⁾为：

${\mathrm{\Λ}}_{\mathrm{out},1}^{\left(i\right)}={\mathrm{\Λ}}_{\mathrm{\μ}}+E_1^{\left(i\right)}+{\mathrm{Prior}}_1^{(i-1)}.$

在无线通讯系统中，可用一功率控制机制去调整信号功率，而且每一码块(code block)所具有的噪声功率亦都不相同。最佳的Log-MAX解码需依赖通道特性的知识，然而该通道特性的知识系为非线性运算。该非线性运算可用下列式子表示：

log(e^x+e^y)＝max(x，y)+log(1+e^-|x-y|)。

Max-Log-MAP解码系Log-MAX解码的简化，去除了log(1+e^-|x-y|)这一非线性项，故在Max-Log-MAP解码时无须进行通道估测且可将对数似然比直接设为接收值，亦即Λ_in＝y_i。但是Max-Log-MAP解码的解码效能却较Log-MAX解码的解码效能少0.5dB。当通道估测不准时，Log-MAX解码的解码效能会远较Max-Log-MAP解码的解码效能降低许多。

美国专利公告第6,393,257号公开的通道估测方法中，计算接收信号y的第一阶绝对值的样本平均值(ensemble average) E[|y|]及其平方的样本平均值E[y²]来进行估测。然而计算y²不仅耗费许多计算能力，例如当接收信号y有K个信息位(message bits)时，计算接收信号y的样本平均值E[y²]可用下列式子表示：

$E\left[y^2\right]=\frac{{\left(y_0\right)}^2+{\left(y_1\right)}^2+...+{\left(y_{K-1}\right)}^2}{K},$

由上述公式可知，在计算接收信号y的样本平均值E[y²]时需计算K次y_i ²，这在实践中几乎为不切实际的作法。

在IEEE Trans.on Vehicular Technology 2003年九月份第5卷中的一篇名为“Effect of mismatched SNR on the performance of log-MAP turbo decoder”的文章提出一通道估测方法，其先执行Max-Log-MAP解码一次，然后使用一暂时对数似然比的硬决定(hard decision)以估测通道的信噪比(signal-to-noise ratio，SNR)，最后再执行Log-MAX解码。其中的Max-Log-MAP解码系固定执行一次，同时当执行Log-MAX解码时仍须计算接收信号y的样本平均值E[y²]。因此，已知的涡轮解码系统仍存有诸多的缺失而有予以改进的必要。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种无线通道即时估测的解码方法，解决当通道估测不准时，Log-MAX解码的解码效能低落的问题。

本发明提出一种无线通道即时估测的解码方法，对伴随着噪声的一接收信号进行解码，该接收信号系使用链接码编码(concatenation code)，该方法包含下列步骤：

(A)接收该接收信号，该接收信号系使用于一基地台与多数个使用台之间传送，且具有K个信息位；

(B)以Max-Log-MAP解码方法对该接收信号执行一特定次数解码；

(C)使用该接收信号的每一信息位的暂时对数似然比以计算该接收信号的该每一信息位的硬决定；

(D)依据该K个信息位的硬决定及该K个信息位以计算该K个信息位的样本平均值，并将该K个信息位的样本平均值设定为该接收信号的一估测振幅；

(E)依据该K个信息位的绝对值，计算一一阶统计特性的样本平均值；

(F)依据该一阶统计特性的样本平均值及该接收信号的该估测振幅，计算一比值，并依据该比值计算该噪声的一估测方差。

本发明提出一种无线通道即时估测的解码系统，对一伴随着噪声的一接收信号进行解码，该接收信号系使用链接码编码且具有K个信息位，该K个信息位可分为系统位元、第一同位位元、及第二同位位元，该系统包含：一第一解码装置、一间插装置、一第二解码装置、一反间插装置、一通道估测器、及一控制装置。

该第一解码装置接收该系统位元对数似然比、第一同位位元对数似然比及一第一先前信号，该第一解码装置依据该系统位元对数似然比、该第一同位位元对数似然比及该第一先前信号选择性地执行Max-Log-MAP解码或Log-MAP解码，并产生一第一外部信号及一第一输出对数似然比；

该间插装置耦合至该第一解码装置，用以接收该第一外部信号及该系统位元对数似然比，并对该第一外部信号及该系统位元对数似然比重排，以产生一第二先前信号及一间插系统位元对数似然比；

该第二解码装置耦合至该间插装置，其接收该间插系统位元对数似然比、该第二同位位元对数似然比及该第二先前信号，该第二解码装置依据间插系统位元对数似然比、该第二同位位元对数似然比及该第二先前信号选择性地执行Max-Log-MAP解码或Log-MAP解码，并产生一第二外部信号及一第二输出对数似然比；

该反间插装置耦合至该第二解码装置，用以接收该第二外部信号，并对该第二外部信号重排，以产生该第一先前信号；

该通道估测器耦合至该第一解码装置及该第二解码装置，该通道估测器依据该系统位元对数似然比、该第一输出对数似然比、及该第二输出对数似然比进行通道估测，以产生该接收信号的估测振幅及估测方差，该估测振幅及该估测方差则输出至该第一解码装置及第二解码装置；

该控制装置耦合至该通道估测器、该第一解码装置及第二解码装置，该控制装置先设定该第一解码装置及第二解码装置以Max-Log-MAP解码方法对该接收信号执行一特定次数解码，该控制装置再设定该第一解码装置及第二解码装置以Log-MAP解码方法执行解码；

其中，当该第一解码装置及第二解码装置在执行Log-MAP解码方法时，系依据该估测振幅及该估测方差调整该接收的接收信号，产生一调整接收信号。

本发明所述的无线通道即时估测的解码系统还包含一存储装置，该存储装置连接至该控制装置，该存储装置储存一特定表格，该控制装置依据该链接码的码率及该K值以对该特定表格进行查表而获得该特定次数。

其中，当该第一解码装置及第二解码装置依据该调整接收信号执行Log-MAP解码时，该第一解码装置及第二解码装置亦依据该估测振幅及估测方差对其输出的该第一外部信号及该第二外部信号进行调整，分别产生一调整第一外部信号及一调整第二外部信号。

本发明的该调整接收信号系将该接收信号除以

其中，σ²为该估测方差，

为该接收信号的估测振幅。

本发明的该调整第一外部信号系将该第一外部信号除以

其中，σ²为该估测方差，

为该接收信号的估测振幅。

本发明的该调整第二外部信号系将该第二外部信号除以

其中，σ²为该估测方差，

为该接收信号的估测振幅。

本发明提供的一种无线通道即时估测的解码系统，在执行Log-MAP解码方法时，已经了解通道情形从而可有效避免当通道估测不准时，Log-MAX解码的解码效能低落的问题，相对现有技术，本发明的计算复杂度降低很多。

附图说明

图1是已知UMTS WCDMA标准中使用的涡轮码通讯系统架构图；

图2是已知涡轮编码装置的框图；

图3是已知涡轮解码装置的框图；

图4是本发明无线传输系统的模块示意图；

图5是本发明一种无线通道即时估测的解码系统的框图；

图6是本发明一种无线通道即时估测的解码方法的流程图；

图7-1及图7-2是本发明估测振幅

的计算值及模拟结果的示意图；

图8是本发明一位误差率与信噪比的示意图；

图9是本发明另一位误差率与信噪比的示意图。

具体实施方式

图4是本发明整个无线传输系统的模块示意图。其包含一涡轮编码装置410、一调变装置420、一解调装置430、及一涡轮解码装置440。其中Gc代表一无线通道的增益，该无线通道增益Gc在一码块(code block)中为常数，且每一码块的无线通道增益Gc分别独立。n代表存在于无线通道的噪声，该噪声n为一可加性高斯白噪声(AWGN)，该AWGN噪声n具有零平均值(zero mean)及方差σ_c ²。Ga代表一接收系统在涡轮解码装置440之前的系统增益。故该接收信号y可用下列公式表示：

$y_i=G_a{G}_c\sqrt{E_s}{x}_i+G_{a}n=A{x}_i+n^{\′}$

其中，振幅A为AWGN噪声n′系以高斯分布且具有零平均值及等效方差σ²(equivalent variance)，该等效方差σ²为G_a ²G_c ²。因此有效的信噪比(effective SNR)为：

$\mathrm{SN}{R}_r=\frac{G_c^2{E}_s}{{\mathrm{\σ}}_c^2}$

故一有效方差σ²(effective noise variance)可以定义如下：

${\mathrm{\σ}}^2\≡\frac{1}{\mathrm{SN}{R}_r}=\frac{{\mathrm{\σ}}_c^2}{G_c^2{E}_s}---\left(1\right)$

因此，输入的对数似然比(log-likelihood ratio，LLR)可为：

${\mathrm{\Λ}}_{\mathrm{in},i}=\log \frac{P\left(y_i\right|x_i=+1)}{P\left(y_i\right|x_i=-1)}=\frac{2G_c\sqrt{E_s}}{G_a{\mathrm{\σ}}_c^2}{r}_i=\frac{2A}{{\mathrm{\σ}}^2}{r}_i$

图5是本发明一种无线通道即时估测的解码系统440的框图。其系对伴随着噪声的一接收信号y进行解码，该接收信号y系使用链接码编码且具有K个信息位，该K个信息位可分为系统位元(systematic bits)μ、第一同位位元(first parity bits)p、及第二同位位元(second parity bits)q。该链接码系一涡轮码。该接收信号y的对数似然比Λ_in包含系统位元μ、第一同位位元p、及第二同位位元q的对数似然比。亦即Λ_in＝{Λ_μ，Λ_p，Λ_q}，其中，Λ_μ为系统位元μ的对数似然比、Λ_p为第一同位位元p的对数似然比、Λ_q为第二同位位元q的对数似然比。

该系统440包含一第一解码装置510、一间插装置(interleaver)520、一第二解码装置530、一反间插装置540、一通道估测器550、一控制装置560、及一存储装置570。

起始时预先设定i＝1， ${\mathrm{Prior}}_1^{\left(1\right)}=0,$ 并设定s为欲执行之特定解码次数。

第一解码装置510为软输入软输出(soft input soft output，SISO)解码装置。该第一解码装置510接收一系统位元对数似然比Λ_μ、一第一同位位元对数似然比Λ_p及一第一先前信号Prior₁ ⁽¹⁾，该第一解码装置510依据一系统位元对数似然比Λ_μ、一第一同位位元对数似然比Λ_p及该第一先前信号Prior₁ ⁽¹⁾执行Max-Log-MAP解码。该第一解码装置510执行Max-Log-MAP解码时产生一第一外部信号(first extrinsic information)E₁ ⁽¹⁾及产生一第一输出对数似然比Λ_out，1 ⁽¹⁾。

该间插装置520耦合至该第一解码装置510，用以接收该第一外部信号(E₁ ⁽¹⁾)及该系统位元对数似然比Λ_μ，并对该第一外部信号(E₁ ⁽¹⁾)及该系统位元对数似然比Λ_μ重排，以产生一第二先前信号Prior₂ ⁽¹⁾(second prior information)、及一间插系统位元(interleaved systematic bits)对数似然比Λ_μ ^π。

该第二解码装置530为软输入软输出解码装置。该第二解码装置530耦合至该间插装置520，其接收该间插系统位元对数似然比Λ_μ ^π、该第二同位位元对数似然比Λ_q及该第二先前信号Prior₂ ⁽¹⁾，该第二解码装置530依据间插系统位元(interleaved systematic bits)对数似然比Λ_μ ^π、该第二同位位元对数似然比Λ_q及该第二先前信号Prior₂ ⁽¹⁾执行Max-Log-MAP解码。该第二解码装置530执行Max-Log-MAP解码时产生一第二外部信号E₂ ⁽¹⁾及产生一第二输出对数似然比Λ_out，2 ⁽¹⁾。

该反间插装置540耦合至该第二解码装置530，用以接收该第二外部信号(E₂ ⁽¹⁾)，并对该第二外部信号(E₂ ⁽¹⁾)重排，以产生第二轮迭代解码的第一先前信号Prior₁ ⁽²⁾。此时完成第一轮的解码步骤，将i值加一代表即将进入第二轮的解码。

第一阶段解码包含s轮的迭代解码。当i循序加一至等于s值时，暂时终止迭代解码步骤，并将第一解码装置及第二解码装置产生的对数似然比(此时为Λ_out，1 ^(s)及Λ_out，2 ^(s))送至通道估测器做通道特性(

及

)的估计。

该通道估测器550耦合至该第一解码装置510及该第二解码装置530，接收该系统位元对数似然比Λ_μ、该第一输出对数似然比Λ_out，1 ^(s)及该第二输出对数似然比Λ_out，2 ^(s)，该通道估测器550依据该系统位元对数似然比Λ_μ、该第一输出对数似然比Λ_out，1 ^(s)及该第二输出对数似然比Λ_out，2 ^(s)进行通道估测，以产生该接收信号的估测振幅

及估测方差

该估测振幅

及估测方差

则输出至该第一解码装置510及该第二解码装置530。

该控制装置560耦合至该通道估测器550、该第一解码装置510及该第二解码装置530，该控制装置560先设定该第一解码装置510及第二解码装置530以Max-Log-MAP解码方法对该接收信号执行一特定次数进行解码。此时，该第一解码装置510所产生的该第一外部信号及该第一输出对数似然比分别以E₁ ^(s)、Λ_out，1 ^(s)表示。该第二解码装置530所产生的该第二外部信号及该第二输出对数似然比分别以E₂ ^(s)、Λ_out，2 ^(s)表示。

该控制装置560再设定该第一解码装置510及第二解码装置530以Log-MAP解码方法执行解码。该控制装置560可事先由信息长度及码率裁定何时转换至Log-MAP解码方法。此时，该第一解码装置510所产生的该第一外部信号及该第一输出对数似然比分别以E₁ ^(s+i)、Λ_out，1 ^(s+i)表示，其中i＝1。该第二解码装置530所产生的该第二外部信号及该第二输出对数似然比分别以E₂ ^(s+i)、Λ_out，2 ^(s+i)表示，其中i＝1。

该存储装置570连接至该控制装置560，该存储装置570储存一特定表格(图未示)，该控制装置560依据该链接码的码率(code rate)及该K值以对该特定表格进行查表而获得该特定次数。

当该第一解码装置510及第二解码装置530在执行Max-Log-MAP解码方法时，无须了解通道情形，故无须依据该估测振幅

及估测方差去调整该接收的接收信号。当该第一解码装置510及第二解码装置530在执行Log-MAP解码方法时，须了解通道情形，故依据该估测振幅

及估测方差去调整该接收的接收信号，产生一调整接收信号。当该第一解码装置510及第二解码装置530依据该调整接收信号执行Log-MAP解码，该第一解码装置510及第二解码装置530亦依据该估测振幅

及估测方差

对其输出的该第一外部信号E₁ ^(s+i)、及该第二外部信号E₂ ^(s+i)进行调整，进而分别产生一调整第一外部信号(scaled first extrinsic information)、及一调整第二外部信号(scaled second extrinsic information)。其中，该调整第一外部信号系将该第一外部信号除以

当中，σ²系该估测方差，为该估测振幅；该调整第二外部信号系将该第二外部信号除以当中，σ²系该估测方差，

为该接收信号的估测振幅。

图6是本发明一种无线通道即时估测解码方法的流程图。该解码方法系对伴随着噪声的一分码多工多重撷取(CDMA)信号进行解码，该接收信号系使用链接码编码，该链接码系一涡轮码。

首先，于步骤(A)中接收该接收信号y，该接收信号y具有K个信息位。

于步骤(B)中，以Max-Log-MAP解码方法对该接收信号y执行一特定次数解码。该特定次数系依据该涡轮码的码率及该K值以对一特定表格进行查表而获得。

于步骤(C)中，使用该接收信号的每一信息位的暂时对数似然比去计算该接收信号的每一信息位的硬决定(hard decision)。由于步骤(B)系执行特定次数的Max-Log-MAP解码方法，故第i个信息位的暂时对数似然比以Λ_i ^(s)表示。步骤(C)中之该第i信息位的硬决定为：

${\hat{u}}_i^{\left(s\right)}=0,\mathrm{if}{\mathrm{\Λ}}_i^{\left(s\right)}\≥0$

${\hat{u}}_i^{\left(s\right)}=1,\mathrm{if}{\mathrm{\&Lambda;}}_i^{\left(s\right)}<0,$

当中，Λ_i ^(s)为该暂时对数似然比。

于步骤(D)中，依据该K个信息位的硬决定

及该K个信息位以计算该K个信息位的样本平均值(ensemble average)，并将该K个信息位的样本平均值设定为该接收信号的估测振幅

故步骤(D)中的该接收信号的该估测振幅

为：

$\hat{A}=\frac{{\mathrm{\&Sigma;}}_i^K{(-1)}^{{\hat{u}}_i^{\left(s\right)}}\&times;y_{u,i}}{K},---\left(2\right)$

当中，

为第i信息位的硬决定，y_u，i为第i信息位。

于步骤(D)中系使用全部的K个信息位，但在其他实施例中，步骤(D)亦可使用部分信息位，例如使用

100，...个信息位以计算该估测振幅

可以从K个信息位中任意选取部分信息位，亦可挑选最信赖值。亦即当步骤(D)使用部分信息位时，该接收信号的该估测振幅

为：

$\hat{A}=\frac{{\mathrm{\&Sigma;}}_i^{K^{\&prime;}}{(-1)}^{{\hat{u}}_i^{\left(s\right)}}\&times;y_{u,i}}{K^{\&prime;}},---\left(2^{\text{'}}\right)$

当中，K′可为

于步骤(E)中，依据该K个信息位的绝对值，以计算一第一动量的样本平均值。该第一动量的样本平均值W为：

$W=\frac{{\mathrm{\&Sigma;}}_i^K\left|y_{u,i}\right|}{K},---\left(3\right)$

当中，|y_u，i|为第i信息位的绝对值。

或使用部分信息位计算，可以从K个信息位中任意选取部分信息位，亦可挑选最信赖值。此时该第一动量的样本平均值W为：

$W=\frac{{\mathrm{\&Sigma;}}_i^{K^{\&prime;}}\left|y_{u,i}\right|}{K^{\&prime;}},---\left(3^{\text{'}}\right)$

于步骤(F)中，依据该第一动量的样本平均值W及该接收信号的估测振幅计算一比值a，并依据该比值计算该噪声的估测方差

步骤(F)中的该比值a为：

$a=\frac{W}{\hat{A}},$

当中，W为该第一动量的样本平均值，

为该接收信号的估测振幅。该估测方差

系依据一多项式，例如使用下列公式计算：

${\widehat{\mathrm{\&sigma;}}}^2=-1.8833\&times;a^2+8.6671\&times;a-6.5398,---\left(4\right)$

当中，a为该比值。于本实施例中系使用一二阶多项式，于其他实施例中，亦可使用其他阶数或系数相近的多项式。

当步骤(F)中获得该噪声的估测方差

后，即可判断通道的品质。亦即本发明亦可使用于一无线通道的估测，亦即本发明与美国专利公告第6,393,257号相较，本发明的计算复杂度较美国专利公告第6,393,257号降低很多。

于步骤(G)中，依据该噪声的估测方差

及该接收信号的估测振幅

去调整该接收的接收信号，以产生一调整接收信号y，并改用Log-MAP解码方法对该调整接收信号执行解码。

步骤(G)中，该调整接收信号系将该接收信号y除以当中，σ²系该方差，

为该接收信号的振幅。

图7-1及图7-2为该估测振幅的计算值及模拟结果的示意图。在图7-1及图7-2的加权外部信号(weighted extrinsic)栏及加权对数似然比栏的数值系由蒙特卡罗(Monte Carlo)模拟的结果。由图7-1及图7-2可知，该估测振幅

的模拟结果与实际值A＝1非常接近，亦可由模拟结果挑选不同情形下特定最精准的特定次数值。

图8是本发明一位误差率(bit error rate，BER)与信噪比(SNR)的示意图。其系在该无线通道的增益Gc及该系统增益Ga的变化范围由-6dB至+6dB，码率为1/3，K值分别为300、1600、5000，该特定次数(s)分别为0.5、1.0、1.5、及2.0时的模拟结果。

图9是本发明一位元误差率与信噪比的示意图。其系在该无线通道的增益Gc及该系统增益Ga的变化范围由-6dB至+6dB，码率(code rate)为3/5，K值分别为300、1600、5000，该特定次数(s)分别为0.5、1.0、1.5、及2.0时的模拟结果。

由图8及图9可知，在码率(code rate)为1/3及3/5、K值分别为1600及5000时，该特定次数(s)为1.0系最佳的选择。在不同的特定次数(s)，其效能降低小于0.1dB。且该效能降低是因为Max-Log-MAP解码方法与Log-MAP解码方法的差异，而非本发明对该估测振幅

的估测准确度所产生的。

由上述可知，本发明的设计方法由于该第一解码装置510及第二解码装置530在执行Log-MAP解码方法时，已经了解通道情形

故可避免当通道估测不准时，Log-MAX解码的解码效能会远较Max-Log-MAP解码的解码效能降低的问题。

上述实施例仅系为了方便说明而举例而已，本发明所主张的权利范围自应以申请专利范围所述为准，而非仅限于上述实施例。

Claims (15)

1.一种无线通道即时估测的解码方法，对伴随着噪声的一接收信号进行解码，该接收信号使用Turbo码编码，该方法包含下列步骤：

(A)接收该接收信号，其中，该接收信号具有K个信息位；

(B)以Max-Log-MAP解码方法对该接收信号以一特定次数执行解码；

(C)使用该接收信号的每一信息位的暂时对数似然比计算该接收信号的前述每一信息位的硬决定；

(D)依据该K个信息位的硬决定及该K个信息位以计算该K个信息位的样本平均值，并将该K个信息位的样本平均值设定为该接收信号的一估测振幅；

(E)依据该K个信息位的绝对值，以计算一第一动量的样本平均值；以及

(F)依据该第一动量的样本平均值及该估测振幅，计算一比值，并依据该比值计算该噪声的一估测方差。

(G)依据该噪声的该估测方差及该接收信号的该估测振幅调整该接收信号，以产生一调整接收信号，并改用Log-MAP解码方法对该调整接收信号执行解码。

2.如权利要求1所述的解码方法，其中，步骤(B)中该特定次数系依据该Turbo码的码率及K值以对一特定表格进行查表而获得。

3.如权利要求2所述的解码方法，其中，步骤(C)中该第i个信息位的硬决定

为：

${\hat{u}}_i^{\left(s\right)}=0,$ if ${\mathrm{\&Lambda;}}_i^{\left(s\right)}\&GreaterEqual;0$

${\hat{u}}_i^{\left(s\right)}=1,$ if ${\mathrm{\&Lambda;}}_i^{\left(s\right)}<0,$

当中，Λ_i ^(s)为该暂时对数似然比，所述s为要执行的特定解码次数

4.如权利要求3所述的解码方法，其中，步骤(D)中该估测振幅

为：

$\hat{A}=\frac{{\mathrm{\&Sigma;}}_i^K{(-1)}^{{\hat{u}}_i^{\left(s\right)}}\&times;y_{u,i}}{K},$

当中，

为第i个信息位的硬决定，y_u，i为第i个信息位，所述s为要执行的特定解码次数；

或从K个信息位中挑选K′个信息位，

$\hat{A}=\frac{{\mathrm{\&Sigma;}}_i^{K^{\&prime;}}{(-1)}^{{\hat{u}}_i^{\left(s\right)}}\&times;y_{u,i}}{K^{\&prime;}},$

当中，

为选中的K′个信息位中第i个信息位的硬决定，y_u，i为选中的K′个信息位中第i个信息位，K可被K′整除，所述s为要执行的特定解码次数。

5.如权利要求3所述的解码方法，其中，步骤(E)中该第一动量的样本平均值W为：

$W=\frac{{\mathrm{\&Sigma;}}_i^K\left|y_{u,i}\right|}{K},$

当中，|y_u，i|为第i个信息位的绝对值；

或从K个信息位中挑选K′个信息位，

$W=\frac{{\mathrm{\&Sigma;}}_i^{K^{\&prime;}}\left|y_{u,i}\right|}{K^{\&prime;}}$

当中，|y_u，i|为选中的K′个信息位中第i个信息位的绝对值。

6.如权利要求5所述的解码方法，其中，步骤(F)中该比值a为：

$a=\frac{W}{\hat{A}},$

当中，W为该第一动量的样本平均值，为该接收信号的该估测振幅。

7.如权利要求6所述的解码方法，其中，步骤(F)中该估测方差σ²系依据该比值a的一多项式计算。

8.如权利要求7所述的解码方法，其中，步骤(F)中该估测方差σ²系依据下列公式计算：

σ²＝-1.8833×a²+8.6671×a-6.5398。

9.如权利要求1所述的解码方法，其中，步骤(G)中该调整接收信号系将该接收信号除以

当中，σ²系该估测方差，

为该接收信号的该估测振幅。

10.一种无线通道即时估测的解码系统，其系对伴随着噪声的一接收信号进行解码，该接收信号系使用Turbo码编码，该接收信号具有K个信息位，该信息位可分为系统位元、第一同位位元、及第二同位位元，该系统包含：

一第一解码装置，其接收一系统位元对数似然比、一第一同位位元对数似然比及一第一先前信号，该第一解码装置依据该系统位元对数似然比、该第一同位位元对数似然比及该第一先前信号选择性地执行Max-Log-MAP解码或Log-MAP解码，并产生一第一外部信号及一第一输出对数似然比；

一间插装置，耦合至该第一解码装置，用以接收该第一外部信号及该系统位元对数似然比，并对该第一外部信号及该系统位元对数似然比重新排列，以产生一第二先前信号及一间插系统位元对数似然比；

一第二解码装置，耦合至该间插装置，其接收该间插系统位元对数似然比、第二同位位元对数似然比及该第二先前信号，该第二解码装置依据间插系统位元对数似然比、该第二同位位元对数似然比及该第二先前信号以选择性地执行Max-Log-MAP解码或Log-MAP解码，并产生一第二外部信号及一第二输出对数似然比；

一反间插装置，耦合至该第二解码装置，用以接收该第二外部信号，并对该第二外部信号重新排列，以产生该第一先前信号；

一通道估测器，耦合至该第一解码装置及该第二解码装置，该通道估测器依据该系统位元对数似然比、该第一输出对数似然比及该第二输出对数似然比进行通道估测，以产生该接收信号的一估测振幅及一估测方差，该估测振幅及该估测方差则输出至该第一解码装置及该第二解码装置；以及

一控制装置，其耦合至该通道估测器、该第一解码装置及第二解码装置，该控制装置先设定该第一解码装置及第二解码装置以Max-Log-MAP解码方法对该接收信号执行一特定次数解码，该控制装置再设定该第一解码装置及该第二解码装置以Log-MAP解码方法执行解码；

其中，当该第一解码装置及该第二解码装置在执行Log-MAP解码方法时，系依据该估测振幅及该估测方差来调整该接收信号，进而产生一调整接收信号。

11.如权利要求10所述的解码系统，其更包含：

一存储装置，其连接至该控制装置，该存储装置储存一特定表格，该控制装置依据该Turbo码的码率及K值以对该特定表格进行查表而获得该特定次数。

12.如权利要求10所述的解码系统，其中，当该第一解码装置及该第二解码装置依据该调整接收信号执行Log-MAP解码时，该第一解码装置及该第二解码装置亦依据该估测振幅及该估测方差分别对其输出的该第一外部信号及该第二外部信号进行调整，分别产生一调整第一外部信号及一调整第二外部信号。

13.如权利要求10所述的解码系统，其中，该调整接收信号系将该接收信号除以

当中，σ²系该估测方差，

为该估测振幅。

14.如权利要求12所述的解码系统，其中，该调整第一外部信号系将该第一外部信号除以

当中，σ²系该估测方差，为该估测振幅。

15.如权利要求12所述的解码系统，其中，该调整第二外部信号系将该第二外部信号除以

当中，σ²系该估测方差，为该接收信号的估测振幅。

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