Способ квантования для итеративного декодера в системе связи

 

Изобретение относится к системам связи и может использоваться в средствах квантования. Технический результат заключается в использовании квантования в итеративном декодере. В способе квантования принятые уровни сигнала делят поровну на предварительно определенные интервалы в диапазоне, который в 2 раза больше, чем диапазон уровней сигнала передачи передатчика, и квантуют уровень входного сигнала, принятого в каждом периоде. 2 с. и 11 з.п. ф-лы, 5 ил., 4 табл.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ Изобретение относится к приемнику в системе связи, а более конкретно - к устройству и способу для квантования принятого сигнала.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ Ресурсы системы, такие как число битов, мощность и задержка при обработке сигнала, являются ограниченными, когда канальный декодер проектируется с учетом реальной ситуации. Конкретный сигнал должен быть представлен ограниченным числом битов, в частности для обработки в декодере. Другими словами, аналоговый сигнал, подаваемый на вход декодера, необходимо квантовать. Разрешающая способность сигнала или точность воспроизведения сигнала необходимо учитывать для квантования, так как это оказывает большое влияние на рабочие характеристики декодера. Соответственно, способ квантования, включающий в себя точный выбор числа битов квантования (QB), представляет большой интерес для разработчика системы, когда он представляет сигналы для входного терминала декодера и внутри декодера.

Передатчик в системе радиосвязи (например, спутниковая система, широкополосная система множественного доступа с кодовым разделением каналов (система ШМДКР), система МДКР-2000) может использовать коды с прямым исправлением ошибок для надежной передачи данных, и приемник может применять итеративное декодирование для принятых данных. Итеративное декодирование характеризуется подачей декодированного выходного сигнала обратно на вход декодера. Поэтому выходной сигнал итеративного декодера не является сигналом "жесткого" решения, подобно сигналу высокого или низкого уровня (например, +1, -1), а является сигналом "мягкого" решения (например, 0,7684, -0,6432,.. .). Итеративный декодер состоит, по меньшей мере, из двух компонентных декодеров и перемежителя, включенного между компонентными декодерами и производит перестановку последовательности битов, поступающих на его входную сторону из компонентного декодера. Когда составляющие декодированного сигнала подаются обратно на выходной вывод итеративного декодера, обращенный перемежитель итеративного декодера переупорядочивает биты сигнала, полученного в результате перемежения, в их первоначальные положения.

На фиг.1 изображен график, иллюстрирующий способ квантования в известном декодере Витерби для передачи речевого сигнала.

На фиг. 1 горизонтальная ось графика показывает уровни амплитуды принятого сигнала, и вертикальная ось показывает функции плотности вероятности (ФПВ) двух сигналов. В этом случае предполагается, что канал передачи для принятого сигнала является каналом с аддитивным белым гауссовым шумом (АБГШ). Принятый и демодулированный сигнал квантуется в предварительно определенных интервалах относительно ФПВ. Это квантование обычно используется в силу своих преимуществ, связанных с простотой и хорошими характеристиками декодирования. Как показано на фиг.1, QB равно 4 битам, и полученные в результате уровни квантования (QL) используются для того, чтобы представить диапазон в пределах значений +А и -А, которые являются уровнями сигнала, принятого от передатчика. Например, хотя принятый сигнал может иметь значение выше +А или ниже -А из-за шума в канале передачи, он преображается соответственно на максимальный уровень квантования (QMAX) или на минимальный уровень квантования (QMIN).

В декодере Витерби в основном используется неитеративная схема декодирования, и на его выход выдается значение жесткого решения, которое повторно не декодируется. Поэтому в вышеупомянутом способе квантования декодер Витерби позволяет декодировать входной сигнал с достаточной надежностью. Если значение QB устанавливается на 4 (QL=16), разность в характеристиках между декодированием Витерби и декодированием бесконечного уровня составляет не более 0,2 дБ.

С другой стороны, входной/выходной сигнал итеративного декодера основан на мягком входном сигнале выходном сигнале мягкого решения (МВМВ). Следовательно, доверительный уровень, а также полярность необходимо учитывать при определении входного сигнала декодера. То есть выходной сигнал итеративного декодера МВМВ, который будет подаваться обратно, не должен быть сигналом жесткого решения (высокого или низкого уровня), а должен быть сигналом мягкого решения. Но в известном способе квантования (фиг.1) сигналы, которые находятся вне диапазона уровней передачи от +А до -А, отбрасываются при аналого-цифровом преобразовании, что приводит к серьезному ухудшению рабочих характеристик итеративного декодера. Поэтому различные уровни должны быть назначены сигналам выше +А и ниже -А, которые подаются на вход итеративного декодера. Другими словами, диапазон квантования должен быть больше диапазона уровней передачи между +А и -А, чтобы показатели надежности для входного сигнала итеративного декодера были дифференцированными.

Если уровни представления входного сигнала назначаются как в известном способе квантования (фиг. 1), то недостаточная разрешающая способность квантования, возникающая в результате расширения диапазона квантования, вероятно, приведет к ухудшению рабочих характеристик итеративного декодера. Следовательно, необходимо определить оптимальное значение QB.

Хотя сигнал демодуляции ДФМ (двухфазовая манипуляция) или КФМ (квадратурная фазовая манипуляция), который подается в турбодекодер, входящий в состав приемника, является, как правило, аналоговым сигналом, необходимо представить критерии, на основе которых можно получить параметры для квантования аналогового сигнала в случае выполнения турбодекодера в реальных сверхбольших интегральных схемах (СБИС).

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ Задача настоящего изобретения заключается в создании способа расширения диапазона квантования выше самого высокого значения и ниже самого низкого значения диапазона уровней передачи для итеративного декодера в системе связи.

Другая задача настоящего изобретения заключается в создании способа квантования для турбодекодера для получения оптимального диапазона квантования из любого числа битов квантования.

Третья задача настоящего изобретения заключается в создании способа квантования для турбодекодера для получения оптимального диапазона квантования из эмпирически заданных битов квантования.

Четвертая задача настоящего изобретения заключается в создании способа установки числа битов для представления внутреннего сигнала каждого конкретного декодера, причем способ основывается на числе битов квантования входного сигнала итеративного декодера и на вычислении метрики каждого компонентного декодера, когда скорость передачи кода итеративного декодера равна 1/4 или выше.

Пятая задача настоящего изобретения заключается в создании способа получения оптимального параметра квантования для турбодекодера в системе связи.

Шестая задача настоящего изобретения заключается в создании способа представления критериев, по которым можно получить параметры для квантования аналогового сигнала на входной стороне турбодекодера в случае, когда турбодекодер выполнен на реальных СБИС.

Эти и другие задачи решаются в заявленном способе квантования для итеративного декодера. Согласно этому способу квантования уровни принятого сигнала делят поровну на предварительно определенные интервалы в пределах диапазона, который в 2ⁿ раз (где n - положительное целое число) больше, чем диапазон уровней сигнала передачи передатчика, и квантуют уровень сигнала, принятого в каждом периоде.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ Вышеупомянутые и другие задачи, признаки и преимущества настоящего изобретения поясняются в последующем подробном описании, иллюстрируемом чертежами, на которых представлено следующее: фиг.1 - график, иллюстрирующий известный способ квантования для декодера Витерби, предназначенного для передачи речевого сигнала; фиг. 2 - график, иллюстрирующий способ квантования для итеративного декодера, согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения; фиг. 3 - блок-схема квантователя и итеративного декодера для иллюстрации связи между ними согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения; фиг. 4 - блок-схема итеративного декодера со скоростью передачи кода 1/3 согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения и фиг. 5 - алгоритм, иллюстрирующий способ квантования, согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНОГО ВАРИАНТА ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
Описание предпочтительного варианта осуществления настоящего изобретения приведено ниже со ссылками на чертежи. В следующем ниже описании хорошо известные функции или структуры не описываются подробно, чтобы не усложнять описания изобретение излишними подробностями.

На фиг.2 показан график, иллюстрирующий способ квантования для итеративного декодера, согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения.

На фиг.2 горизонтальная ось графика показывает уровни амплитуды принятого сигнала, и вертикальная ось показывает ФПВ. Предполагается, что канал передачи для принятого сигнала является каналом АБГШ. Как показано на фиг.2, QB равно 4 битам, что приводит к 16 QL. В предпочтительном варианте осуществления диапазон квантования расширен выше самого высокого уровня и ниже самого низкого уровня диапазона уровня квантования от +А до -А (фиг.1). То есть различные уровни присваивают сигналам выше +А и ниже -А. Таким образом, расширение диапазона квантования выше +А и ниже -А позволяет дифференцировать показатели надежности для входного сигнала итеративного декодера.

Однако, если принятый сигнал представлен 16 уровнями (QB=4), как в предшествующем уровне техники (фиг.1), то недостаточная разрешающая способность квантования (QS=1/A), которая возникает в результате расширенного диапазона квантования, может привести к снижению рабочих характеристик итеративного декодера. Поэтому необходимо найти оптимальное значение QB и учесть при этом увеличение динамического диапазона из-за вычисления внутренней метрики в каждом компонентном декодере. Следовательно, число битов, необходимых для обработки сигнала в каждом компонентном декодере, должно быть больше числа битов квантования входного сигнала, подаваемого в итеративный декодер, на предварительно определенное число битов.

С этой точки зрения приведено подробное описание способа получения оптимального диапазона квантования и QB для турбодекодера.

На фиг.3 изображена блок-схема квантователя для квантования входного сигнала и итеративного декодера для приема квантованного сигнала согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения.

Как показано на фиг. 3, первый, второй и третий входные сигналы могут быть аналоговыми сигналами, выходящими из демодулятора (не показано) приемника (не показано). Первый входной сигнал может содержать систематическую часть Х_к, имеющую порядок первоначальных значений данных. Второй и третий входные сигналы могут представлять соответственно части контроля по четности Y_1к и Y_2к. То есть второй и третий входные сигналы имеют избыточные значения, которые добавляются к первоначальным данным для исправления ошибок в передатчике. Кроме того, второй и третий входные сигналы могут быть сигналами, которые подвергаются турбокодированию и перемежению в передатчике.

Для входных сигналов Х_к, Y_1к и Y_2к квантователь 310 выдает на выходе квантованные сигналы Х'_к, Y'_к и Y'_2к в итеративный декодер 320 с диапазоном квантования, расширенным за пределы диапазона уровней передачи от -А до +А, согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения.

Итеративный декодер 320 может быть турбодекодером. Каждый компонентный декодер итеративного декодера 320 позволяет декодировать входной сигнал многими способами. Среди них главным образом используются алгоритм максимальной апостерирной вероятности (MAP) или алгоритм мягкого вывода Витерби (SOVA). В случае алгоритма SOVA следует рассматривать динамический диапазон, увеличенный путем вычисления метрики ветвления в декодере, и необходимо предусмотреть предварительно определенные дополнительные биты. Использование MAP также требует предварительно определенных дополнительных битов, так как вычисление внутренней метрики ветвления определяется скоростью передачи кода. Квантователь 310 предпочтительного варианта осуществления настоящего изобретения может работать с обоими видами декодеров. Те же самые параметры кодирования используются в обеих вышеупомянутых схемах. Если QB квантователя 310 равно n, то декодер должен обработать входной сигнал с точностью n+m (m0). Число m битов изменяется со скоростью передачи кода составного декодера.

На фиг.4 изображена блок-схема турбодекодера со скоростью передачи кода 1/3 согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения.

Как показано на фиг.3 и 4, первый и второй декодеры 420 и 450 принимают значения сигнала мягкого решения, каждое из которых имеет множество битов. Первый и второй декодеры 420 и 450 могут работать на основе алгоритмов MAP или SOVA. Итерационный декодер может быть турбодекодером.

Если первый, второй и третий входные сигналы представлены с помощью n битов каждый, их можно преобразовать в соответствующие их уровни, выбранные из множества {1₀, 1₁, 1₂... 1ⁿ _2-1} с помощью квантователя 310 (фиг.3). Тогда
X'_K, Y'_1K, Y'_2K {1₀, 1₁, l₂ ... 1ⁿ _2-1} ..... (1)
Первый сумматор 410 складывает принятый сигнал Х'_к и внешний информационный сигнал ЕХТ2, который не существует при начальном декодировании, вырабатывается в результате декодирования во втором декодере 450 и подается обратно из второго блока 470 вычитания. Первый декодер срабатывает по выходному сигналу первого сумматора 410 Х'_к+ЕХТ2 и Y'_1к и выводит сигнал Х'_к+ЕХТ1+ЕХТ2. Первый блок 430 вычитания вычитает ЕХТ2 из выходного сигнала первого декодера. Поэтому сигнал в узле NA имеет вид Х'_к+ЕХТ1.

Перемежитель 440 выполняет перестановку последовательности выходного сигнала из первого блока 430 вычитания посредством перемежения и выдает на выходе сигнал Х'_к+ЕХТ1. Второй декодер 450 срабатывает по выходному сигналу Х'_к+ЕХТ1 перемежителя 440 и Y'_2к и затем выдает на выходе сигнал Х'_к+ЕХТ1+ЕХТ2. Обращенный перемежитель 460 переупорядочивает биты сигнала Х'_к до их первоначальных положений путем обращенного перемежения выходного сигнала второго декодера 450. Второй блок 470 вычитания вычитает Х'_к+ЕХТ1, который поступает из узла NA, из сигнала мягкого решения, который поступает из обращенного перемежителя 460. Выходной сигнал второго блока 470 вычитания используется в качестве внешнего информационного сигнала ЕХТ2 для первого декодера 430.

Характеристики исправления ошибок можно улучшить, так как итерация продолжается, и затем на определенной итерации выходной сигнал декодера становится свободным от ошибок. В устройстве 480 жесткого решения выходной сигнал декодера, свободный от ошибок, подвергается декодированию жесткого решения, и сигнал жесткого решения поступает в выходной буфер 490.

Кроме того, динамические диапазоны сигналов увеличиваются благодаря вычислению метрики в первом и втором декодерах 420 и 450. Следовательно, в каждом компонентном декодере уровни представления сигнала будут равны 2^n+m-1. Значение n битов равно QB для входного сигнала (фиг.3), и m равно числу битов, добавленных в зависимости от динамического диапазона, являющегося результатом вычисления метрики при декодировании в каждом компонентном декодере. Обычно m определяется скоростью передачи кода компонентных декодеров в итеративном декодере.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения способ квантования для итеративного декодера учитывает скорость передачи кода составных декодеров в представлении входного сигнала на предварительно определенных уровнях. Так как следует учитывать увеличенный динамический диапазон, полученный в результате вычисления метрики, то QB, необходимое для значения метрики, равно n+m битов.

При использовании декодера SOVA увеличение на m битов происходит при вычислении метрики пути. Метрика пути в текущий момент времени равна сумме метрики пути, накопленной до декодирования в предыдущей момент времени (нормализованная метрика пути), метрики ветвления, полученной с помощью нового входного сигнала в текущий момент времени, и внешней информации. Поэтому динамический диапазон новой метрики пути больше, чем у входного сигнала. Метрика пути в текущий момент времени k вычисляется в виде
PM(k)=PM(k-1)+BM(k)

где c_i(k) и u_j (k) принимают значения {+1, -1}.

В уравнении (2) PM(k) - метрика пути, вычисленная при значении k, PM(k-l) - метрика пути, накопленная до (k-1), BM(k) - метрика перехода при значении k, X(k) - входной систематический сигнал при значении k, Y_i(k) - входной i-й сигнал контроля по четности, c_i(k) - i-e кодовое слово контроля по четности, u_i(k) - i-e систематическое кодовое слово и EXT(k) - внешний информационный сигнал.

Если в уравнении (2) скорость передачи кода итеративного декодера равна 1/3, то метрика ветвления первого декодера 420 для нового входного сигнала имеет вид
BM(k)=X(k)u_i(k)+Y_i(k)c_i(k)+Y₂(k)c₂(k)+EXT(K).....(3)
Из уравнения (3) следует, что BM(k) является суммой четырех слагаемых. Так как c_i(k) принимает значения -1 или +1, то
|BM(k)|<42^n-1 = 2^n+2-1.....(4)
где n - число битов, назначенных для представления входного сигнала итерационного декодера, |BM(k)| обозначает , и 2^n-1 - наивысшее значение каждого слагаемого. При условии, что скорость передачи кода компонентных декодеров равна 1/3 и биты (QB=n) представления сигнала назначаются на входной стороне итеративного декодера, еще два (=m) бита добавляются к n битам в результате увеличения динамического диапазона в компонентном декодере в соответствии с уравнением (4). Представляя собой сумму BM(k) и PM(k-1), PM(k) имеет динамический диапазон, который может быть больше, чем у BM(k), но который может поддерживаться на постоянном уровне благодаря нормализации при каждом вычислении. Следовательно, когда QB=n при скорости передачи кода 1/3, использование (n+2) битов для вычисления метрики в декодере позволяет итеративному декодеру производить декодирование без снижения рабочих характеристик. Уравнение (4) представляет собой образцовое применение для скорости передачи кода 1/3 в итеративном декодере, и таким образом его можно изменять в соответствии со скоростью передачи кода.

Уравнение (4) получено исходя из того, что число битов, которое необходимо добавить к BM(k), реагирует на обнаружение значения верхней границы BM(k). При скорости передачи кода 1/4 52^n-1>|BM(k)|. Моделирование доказало, что итеративный декодер позволяет декодировать без ухудшения своих рабочих характеристик в случае, когда добавляются 2 бита для вычисления внутренней метрики в компонентном декодере при скорости передачи кода 1/3. Число слагаемых, просуммированных при вычислении метрики ветвления, увеличивается при уменьшении скорости передачи кода компонентного декодера. Полученное в результате увеличение BM(k) приводит, в свою очередь, к увеличению m.

Параметры кодирования, используемые в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, перечислены в таблице 1, где QB, L и QS - параметры, которые определяют характеристики квантователя. В случае квантователя с одинаковым средним шагом соотношение между QL и QB имеет вид
QL=2^OB-1..... (5)
и соотношение между QB, QMIN и QMAX
QMAX=2^QB-1-1=-QMIN..... (6)
Qs определяется как 1/. Если L определено, то
QS = 1/ (QMAX+1)/(AL) или
AL (QMAX+1)/QS.....(7)
Если L= 1, то уравнение (7) представляет известный способ квантования, показанный на фиг.1. То есть диапазон квантования наводится в пределах +А и -А в соответствии с уровнями передачи передатчика. Но если L=2, то диапазон квантования находится в пределах +2А и -2А, и если L=4, то он находится в пределах +4А и -4А. Набор оптимальных параметров достигается эмпирическим способом после получения комбинации параметров квантования на основе вышеупомянутых уравнений.

В таблице 2 представлены комбинации параметров для получения оптимальных параметров кодирования для турбодекодера SOVA согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения.

Если L=4, то диапазон квантования больше, чем уровень передачи в четыре раза. Последний описанный тест был выполнен в диапазоне квантования, расширенном в один, два и четыре раза, при заданном QB. Во всех комбинациях параметров каждый компонентный декодер имеет QL=2^QB+2. При этих условиях выявлен набор оптимальных параметров квантования.

В таблице 3 перечислены результаты моделирования комбинаций Е_b/N_o-QB-QSA-L в отношении вероятности ошибки на бит (ВОБ) и вероятности ошибки на кадр (ВОК), относящихся к наборам параметров, показанных в таблице 2. Используемый итеративный декодер является турбодекодером, а его компонентные декодеры реализуют алгоритм логарифма максимальной апостериорной вepoятнoсти (log-MAP). Алгоритм log-MAP описан в работе (Implementation and Performance of a Serial MAP Decoder for Use in an Iterative Turbo Decoder", Steven S. Pietrobon, Proc. , IEEE Int. Symp. On Information Theory, p.471, 1995). Моделирование было выполнено в условиях прямого вспомогательного канала (F-SCH) в системе МДРК-2000 при наборе скоростей 2 (RS2) в режиме N=1 и скорости передачи данных 28 кбит/с (см. RTT TIA-TR45.5" от 02 июня 1998). Используемым тестовым каналом был канал АБГШ, и Е_b/N_o составило 0,5 дБ и 1,0 дБ.

Из таблицы 3 видно, что при заданном QB, для турбодекодера необходим более широкий диапазон квантования, чем в известном способе квантования. Например, ВОБ и ВОК для L=1 при 1,0 дБ в 7-10 раз больше, чем для L=2 или 4 при 1,0 дБ. То есть если L=1, то =1/QS имеет самое малое значение. Следовательно, разрешающая способность является высокой, но диапазон квантователя (QR) не является достаточным, что приводит в результате к ухудшению рабочих характеристик. Для турбодекодера необходим более широкий диапазон значений QR при заданном QB по сравнению с декодером Витерби. Когда задано значение QB, турбодекодер имеет более низкую разрешающую способность квантования, но рабочая область (QR) квантователя шире, чем у декодера Витерби. Несмотря на меньшую разрешающую способность турбодекодер имеет более высокие рабочие характеристики в случае, если все принятые сигналы в этой области представлены с учетом получения оптимального L.

Когда L равно от 2 до 4 при заданном QB, рабочие характеристики турбодекодера не являются плохими, предполагая при этом, что необходимо QR, которое, по меньшей мере, в два раза больше, чем обычно используемое значение QR. Предпочтительно выбрать оптимальные параметры квантования, когда отношение сигнал/шум (ОСШ) равно 1,0 дБ или более. Оптимальные значения QB и QS составляют соответственно 6 и 8. При этом предполагается, что оптимальные параметры позволяют получить QR в четыре раза больше, чем А, то есть L будет равно 4. Хотя хорошие рабочие характеристики можно получить при QB=7 и QS= 16, рабочие характеристики немного улучшаются по сравнению со случаем, когда QB= 6 и QS=8, таким образом, вызывая диссипацию битов, которые представляют входной сигнал. В заключение следует отметить, что ухудшение рабочих характеристик, вызванное ограниченным QR, становится более существенным при более высоком значении ОСШ.

При кодировании сигнала необходимо определить порог квантования. Порог квантования представляет собой предельное значение, в которое преобразуется входной аналоговый сигнал. Набор порогов квантования задается соотношением
T= T_QMIN-1, T_QMIN, T_QMIN+1, . .., T_-1, T₀, T₁, ..., T_QMAX-2, T_QMAX-1, T_QMAX ..... (8)
а набор порогов для квантователя с одинаковым средним шагом определяется с помощью формулы

где k=-QMIN, -QMIN+1, -QMIN+2,...-1, 0, 1, QMAX-1, QMAX, T_QMIN-1 = -, и T_QMAX = +.

Набор порогов квантования для QB=6 и L=4, согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения, переведен в таблице 4. QL=63, причем представление дано в двоичном формате с дополнением до 2. =1/QS=А/8, QMAX=31, и QMIN=-31.

На фиг. 5 изображен алгоритм, иллюстрирующий способ квантования для итеративного декодера, согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения.

Как показано на фиг.5, квантователь 310 (фиг.3) устанавливает параметры кодирования на этапе 510. В этом случае L необходимо установить таким способом, чтобы диапазон квантования можно было расширить выше +А и ниже -А для того, чтобы присвоить различные уровни сигналам выше +А или ниже -А для входных аналоговых сигналов Х_к, Y_1к и Y_2к. Для турбодекодера приемлемый диапазон квантования больше, чем диапазон уровней сигнала передачи от -А до +А в 2¹-2² раз при заданном QB. QB устанавливают с учетом недостаточной разрешающей способности квантования из-за расширения диапазона квантования. QB со значениями от 5 до 7 приемлемо для входной стороны турбодекодера. Число битов, представляющих сигнал, в каждом компонентном декодере необходимо устанавливать с учетом увеличения динамического диапазона, возникающего в результате вычисления внутренней метрики. Если скорость передачи кода итеративного декодера равна 1/4 или более, то число битов, представляющих сигнал, в каждом компонентном декодере равно сумме QB на входной стороне и дополнительных битов. QMAX равно 2^QB-1-1, и QMIN равно -QMAX.

Квантователь 310 устанавливает тактовый отсчет на 1 на этапе 520 и принимает аналоговые сигналы Х_к, Y_1к и Y_2к на этапе 530. На этапе 540 квантователь 310 умножает каждый сигнал Х_к, Y_1к и Y_2к на QS и выдает на выходе Х'_к, Y'_1к и Y'_2к с использованием операции округления. Если значение Х'_к больше чем QMAX, то он преобразуется в QMAX, и если он меньше чем QMIN, то он преобразуется в QMIN. Это также применимо для значений Y'_1к и Y'_2к.

Квантователь 310 определяет, является ли текущий тактовый отсчет больше, чем ДЛИНА_ КАДРА, равная размеру кадра входного сигнала, который будет декодироваться на этапе 550. Если тактовый отсчет меньше, чем ДЛИНА_КАДРА, что означает, что входной сигнал не находится в конце кадра, то квантователь 310 возвращается на этап 530. Если тактовый отсчет больше, чем ДЛИНА_КАДРА, что означает, что входной сигнал находится в конце кадра, то квантователь 310 заканчивает квантование для этого одного кадра.

Как описано выше, способ квантования для итеративного декодера, согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения, расширяет диапазон квантования выше самой высокой границы и ниже самой низкой границы диапазона уровней передачи от -А до +А, устанавливает QB с учетом возникающей в результате недостаточной разрешающей способности квантования, устанавливает число битов, представляющих сигнал, в каждом компонентном декодере с учетом динамического диапазона, определенного с помощью вычисления своей внутренней метрики, и представляет критерии получения оптимальных параметров квантования, когда итеративный декодер выполнен с учетом реальной ситуации.

Хотя изобретение показано и описано со ссылкой на конкретный предпочтительный вариант его осуществления, специалистам в данной области техники должно быть ясно, что различные изменения по форме и в деталях могут быть осуществлены без отклонения от объема и сущности изобретения, которые определены приведенной ниже формулой изобретения.

Формула изобретения

1. Способ квантования для итеративного декодера, включающий этапы, при которых делят поровну уровни принятого сигнала на предварительно определенные интервалы, причем упомянутые интервалы занимают диапазон в m2¹ раз больше, где 1 - положительное целое число, чем диапазон уровня сигнала передачи передатчика, если уровень сигнала передачи от передатчика равен m, и квантуют уровень сигнала, принятого в каждом периоде, с использованием предварительно определенных интервалов.

2. Способ квантования по п.1, отличающийся тем, что положительное целое число 1 равно 2.

3. Способ квантования по п.1, отличающийся тем, что положительное целое число 1 равно 1.

4. Способ квантования по п.1, отличающийся тем, что итеративный декодер включает в себя по меньшей мере один компонентный декодер, причем по меньшей мере один компонентный декодер вычисляет метрику с использованием предварительно определенного числа битов, которое больше числа битов, необходимых для представления уровней принятого сигнала.

5. Способ квантования по п.4, отличающийся тем, что предварительно определенное число битов равно двум битам в случае, когда итеративный декодер имеет скорость передачи кода 1/4 или выше.

6. Способ квантования по п.4, отличающийся тем, что каждый компонентный декодер обрабатывает входной сигнал с использованием алгоритма максимальной апостериорной вероятности (MAP) или алгоритма мягкого вывода Витерби (SOVA).

7. Способ квантования для итеративного декодера, включающий этапы, при которых делят поровну уровни принятого сигнала на 8 или на 16 интервалов с помощью масштабного коэффициента квантования с использованием от 5 до 7 битов квантования в пределах диапазона в m2¹ раз больше, где 1 - положительное целое число, чем диапазон уровня сигнала передачи передатчика, если уровень сигнала передачи от передатчика равен m, и квантуют уровень сигнала, принятого в каждом периоде, с использованием предварительно определенных интервалов.

8. Способ квантования по п.7, отличающийся тем, что положительное целое число 1 равно 2.

9. Способ квантования по п.7, отличающийся тем, что число битов квантования равно 6.

10. Способ квантования по п.9, отличающийся тем, что масштабный коэффициент квантования равен 8.

11. Способ квантования по п.7, отличающийся тем, что итеративный декодер включает в себя по меньшей мере один компонентный декодер, причем по меньшей мере один компонентный декодер вычисляет метрику с использованием предварительно определенного числа битов, которое больше числа битов, необходимых для представления уровней принятого сигнала.

12. Способ квантования по п.11, отличающийся тем, что предварительно определенное число битов равно двум битам в случае, когда итеративный декодер имеет скорость передачи кода 1/4 или выше.

13. Способ квантования по п. 11, отличающийся тем, что каждый компонентный декодер декодирует входной сигнал с использованием алгоритма максимальной апостериорной вероятности (MAP) или алгоритма мягкого вывода Витерби (SOVA).

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9