TWI374638B - Method and system for computing log-likelihood ratios for coded quadrature amplitude modulated signals - Google Patents

Description

1374638 : 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於冗餘式（redundantly)編碼系統的正交振 幅調變（QAM，quadrature amplitude modulation)訊號之解調 變’且特別是關於決定針對於經編碼的QAM訊號之對數 相似值比（log-likelihood ratio)。 【先前技術】 ^ 於通訊系統的資訊位元流之傳輸中，錯誤校正碼與調 蚤s曼計（scheme)係需要。典型為實施之一種調變設計係 QAM。通常實施qAM之錯誤校正碼係高性能（^^〇)碼、 j吉合（cojicateiiated)瑪、迴旋（conV9luti〇naU^、低密度同 位檢查（LDPC，low density parity check)碼、或類似者。 欲解碼一高性能編碼的QAM訊號，由二個最大後置 機率（MAP，maximum a posteriori)解碼器所組成之—種高性 能解碼器係需要所接收的高性能編碼位元之對數相似值比 的知識。決定針對於16-QAM訊號的對數相似值比之-種 方法係揭示於Goff等人著作之“高性能碼與高頻譜效率調 憂（Turbo-codes and High Spectral Efficiency Modulation)” (ICC期刊’第645-649頁’西元1994年5月）。 於習用系統中’計算確實的對數相似值比之計算複雜 度係高的’且近似值係導致接收器靈敏度之降級。 目前而言，無已知的技術係提供用於計算針對於經編 碼QAM訊號之確實的對數相似值比而未引入一曰 J規$的 1374638 •计异複雜度之一種系統或方法β 【發明内容】 本發月之—個態樣係提出一種用s決定對數相似值比 之方法針對於一個正交振幅調變（QAM)編碼字組 (codeword)之一 从乂a - ^ ，且的位7^之QAM訊號，該種方法係包 3使用組函數而決定對數相似值比，其之輸出係基於 ,^應於。亥、·扁碼子組之接收訊號的訊號能量與雜訊功率頻譜 饴度特性，以決定針對於該編碼字組之該組的位元之各個 位元的一對數相似值比。 根據個只把例，編碼字組係一高性能（turbo)編碼後 的編喝字姐…。該m號係可針鲁於一種嘸線系統而解調〜變。 無線系統係可為一種行動第三代蜂巢式系統。無線系統係 可根據種为碼多重存取（CDMA, Code-Division Multiple Access)標準而操作。無線系統係可根據無線分碼多重存取 _ (WCDMA, Wireless Code-Division Multiple Access)標準之 一高速下行連結封包存取（HSDPA，mgh_Speed Downlink Packet Access)部分而操作。 於其他實施例中，編碼字組係一 16-QAM編碼字組。 編碼字組之該組的個別位元係包含映射至16_QAM編碼字 組之四個資訊位元。二個常數值係可作決定，其包含一偏 矛夕（〇ffset)常數與一預定比例（pre-scale)常數。給定為 8a2Es/N0之一第一常數、與給定為4a/ Es/N。之一第二常 數係亦可作決定’其中’ a係一正規化（norrnalization)常數。 1374638 於其他實施财，針對於-個別位元 ，一〜 * 1 对 值比U)係可作μ，假定該至少-個接收分㈣u 成比例的接收分I r I係定義為r!乘以一預定比例常數 k，針對於一偏移常數△，根據該函數： Λ )-max*(-r，l5A ) 其中，函數max·係定義為： max (x，y)=max(x y)+ln[1+exp[•卜州]。

針對於一個別位元込之一對數相似值比（λ )係可作決 定’^該至少-個接收分量係~且―成比例的接收分量 r r係定義為r,乘以-預定比例常數k，針對於—偏移常數 △ ’根據該函數： Λ Γ2(Γ:Ι)=-珮axY-rV △，r’r △) 〜 其中’函數max$係定義為： 針對於一個別位元q,之一對數相似值比（Λ )係可作 決定’假定該至少一個接收分量係rQ且一成比例的接收分 量r q係定義為rQ乘以一預定比例常數k，針對於一偏移 常數△，根據該函數： Λ qi(r，Q)=r，Q+max*(r，Q,A )-max*(-r，Q, Δ ) 其中，函數maxN系定義為： max*(jc，y)=max(x，y)+ln[l+exp[-|x-y|]]。 針對於一個別位元q2之一對數相似值比（Λ )係可作 決定，假定該至少一個接收分量係rQ且一成比例的接收分 量r’Q係定義為rQ乘以一預定比例常數k，針對於一偏移 1374638 % - 常數△，根據該函數： Λ q2(r’Q)=-maxs(-r’Q-A，!·、-△) 其中’函數maxs係定義為： maxs(x，y)=max(x，y)+ln[1+exp[_|x_y|]_exp[_|£^£|]]。 於其他實施例中，一定製編碼（cust0m_C0(jecj)的指令係 可使用以配置一可重新配置（rec〇nfigurable)執行單元，以 實施針對於個別位元之至少一者的一對數相似值比之一決 ^ 定的至少一部分，該決定係包含使用至多為二個常數值之 至少一者。可重新配置執行單元之一輸入的值係可設定， 基於使用於對數相似值比決定之至少一個常數值。可重新 配置執行單元係可使用以於二個週期而完成針對於至少一 偭偭別位元的對數相，似雀比之—計算。可重新配置執行單 兀係可被使用，以於一個週期而完成針對於至少一個個別 位兀的對數相似值比之一計算。可重新配置執行單元係可 包含一電腦系統之一單指令多資料通路（lane)。電腦系統係 φ可包含一單獨的控制執行路徑與一單獨的資料執行路徑。 可重新配置執行單元係可構成單獨的資料執行路徑之一部 分。 -本發明之一個態樣係提出一種電腦系統，該種系統係 包3 · —專用控制執行路徑，包含一分支單元與一控制執 ^亍單元，及一專用資料執行路徑，包含一可重新配置執行 單兀，其中，可重新配置執行單元係包含該電腦系統之一 -7 ^ f ^4(SIMD5 single instruction multiple data)it 路且可重新配置執行單元係能夠藉由一定製編碼指令而 9

酉己置，以麻A 別仿_ 針對於-正交振幅調變(QAM)編碼字組之個 於的對數相似值比之一決定的至少一部分。 成，其貫知例中’對數相似值比之決定係使用-函數而作 、卜ς之輪出係基於對應於編碼字組之接收訊號特性，以 對於編碼字組之該組的位元之各個位元的—對數相 丨狄值比。對雁 量盥 ^ 碼子組之接收訊號特性係可包含訊號能 含.麥：功率頻譜密度。對數相似值比之決定係可更包 數。终^、個¥數值其包含一偏移常數與一預定比例常 之—二^ 8a2Es/N〇之-第-常數、與給定為4a，Es/N0 ㊉數係可作決定，其中，a係一正規化常數。可 f新配置勃许留- 比決— 早7之一輸入值係可基於使用於對數相似值 係/之至^ ―姐考—數t值雨作決定。可重新配置執――行單元 、° 1夠於—個週期而計算針對於至少一個個別的位元 3數相似值比°可重新配置執行單元係、可為能夠於-個 汁'針對於至少一個個別的位元之對數相似值比。 【實施方式】 種方法及系統係揭示於根據本發明之實施例，其係 斤方、决定針對於—種高性能解碼器之qam訊號的資訊字 符之個別的位元之對數相似值比。 本文所述之本發明的實施例係針對於說明性質目的而 提出且特別為適用於導出於其操作於附加白色高斯雜訊 (AWGN, Additive White Gaussian Noise)通道之 16-QAM/高 !生此編碣系統的對數相似值比。該系統係支援於寬頻分碼 1374638 多重存取（WCDMA，wide band code division multiple access) 標準、技術規格刊物 5 (Release 5) [3G TS 25.213] (WCDMA ' 刊物 5)之苐二代合夥計劃（3GPP，3rd Generation Partnership Project)高速下行連結共用通道（hS-DSCH，high speed downlink shared channel)。然而，注意的是：本發明之實 施例係可應用至其他的qam/編碼系統（例如：32、64、256、 等等Q AM系統）、與通訊於高畫質電視訊號之其他的應用 (例如：數據機）、或類似者。另外，不同於高性能編碼之 其他的錯誤校正碼係可實施。該等錯誤校正碼係包括：結 合碼、低密度同位檢查（LDPC)碼、迴旋碼、與類似者。本 發明之範疇係不受限於特定的高性能編碼16_QAM階層之 調變實施例。 第1圖係顯示一種習用的通訊系統i 〇之方塊圖，通訊 系統10係具有一發射器12與一接收器14。該發射器係提 供來自一源20之輸入資料位元/資訊段至一高性能編碼器 22间性能編碼器係編碼輸入資料且在QAM調變器26之 刖而提供系統位元及同位元至一通道交錯器24。調變後的 汛號係由傳輸機構28所傳送至接收器之接收機構π。於 =Μ解調變盜3〇所接收的高性能編碼訊號之解調 二=，針對於關聯於高性能編碼qam訊號的各個進入資 位元之通道狀態資訊與軟決策係實施於模組W，用 π 〇陡月b解碼器3 6以解碼其經由通道解交錯器3 4之訊 號而提供輪入資料39。 於模組32所計算之軟決策係對數相似值比。第2圖係 1374638 -•顯示根據本發明之一個實施例之軟決策模組32的方塊圖。 解調變後的QAM訊號31係於模組32處被接收，且常數 -入％組33、35係處理常數以於對數相似值比次模組37中 彳异儲存於查閱表（LUT，look up table) 41内之函數。對數 相似值比43係可儲存於記憶體39且傳送至高性能解碼 益。根據本發明之一個實施例的模組32之實施係關於第i i 至13圖而更為詳細論述於後。 _ 根據本發明之一個實施例的一對數相似值比係可針對 於位元至編碼字組（bit-to-codeword)映射40之個別的位元 11 qi、12、與q2之各者而導出，作為自QAM解調變器之 接收訊號的一函數，如於第3A圖所示。所得到的四個資 位元40泰映射至—於、第一3B圖之16-QAM簇群42所示的 族群子符，以定義傳送哪一個丨字符。來自該解調 灰器之接收訊號係由複數r=ri+jrQ所代表，其中，心與~ 之方差（variance)係等於Ng/2，且各者係具有獨立的平均數 • (S)為: Γ 3ayf^ =决於傳送的訊號，其中，&係經編碼字符能量而係 f側的雜訊功率頻譜密度。在此，a係使用以正規化整個 获群的平均字符能量之一個常數且可設定為等於",。 ^心的是.其他的值係可使用。舉例而言，於WCDMA 刊物5 ’ a係設定為等於丨/，5。 々為自第3A與3B圖之位元至字符彳⑶七-⑺^爪心”映 與12之偵測係僅為取決於η，而…與七之偵測係僅 12 1374638 為取決於rQ。根據本發明之一個實施例，欲偵測位元i,， 第3B圖之該组的1 6_qam字符係分割為二個半部，如於 第4圖所示。由二個左行46所組成的簇群叢集（cluster)係 對應於具有i,= l之16_QAM字符，而由二個右行48所組 成的簇群叢集係對應於具有ii=〇之丨6_QAM字符。為了決 定針對於1】之對數相似值比，必須計算後驗（p〇steri〇r)機 率，其定義為： 戶〇丨=0|r,)及 辱 Ik/) 此等機率之比值、或比值之對數係傳送至高性能解碼 器。 為了許莾釙對於—11之對餐相似值比，貝氏定理（Bayes， theorem)係使用以關聯該等條件式播盎.

^0,=01^)=-跑 K Ρ(η I^ = 〇)P{ii = (式 1) pa=i\r,)=—-EinlizOTih = ΐ) 妳卜1=G)p(^^TiT^r^ (式 2) 即 -假設係可作成，該等字符係等機率（equiprGbable)， PCifO)。P(i, = 1)=1/2，俾使： (式3) Ρ(η\^=〇) p(h =1lr/) P(r/Ui=1) 是以，該二個所p的條件式機率係可撰寫為：

(式4) 運算式（4) ’ 1,之對數相似值比係可表示為·· 13 1374638 —ip[2art^J^ / Ν0] + exp[—8a2Es / Ν0 + όαη^/Έ^ / Ν〇]、 /N0) + exp[-Sa2Es/Ν0 - 6ar^Es !N0]y Λ,-(〇 ) = In 或是，等效而言： 八,>/)=与返+麵. (式5) ^ari~Jes %a2Es · - 4ariyjEs 8α2Εχ ir ，— _ 一 ΙΪ13Χ f ,N〇 "。J ( M K / 其中’函數111&\係定義為：11^*“_)；)=111狀(_*：，7) + 111[1 + 6\卩[~卜-少丨||。 近似max’hWsmaxkj；)係將式（5)分開成為三個區域。近 似法係可為進行於此方式’然而，近似係不受限於此實例， 其他的近似方法係可使用。於此實例之近似係提供： ^2Es/N0+Sar,^/N0 針對於 η £-2a 诉 '(6) = ’ 1 Aar,拭IN0 針對於-2a#q S(式 6) -^a2Es/N0+Sar,^/N0 類於 η > 2a 沉 以rQ代入於Γ|，且隨之為一種相同方式，可得到針對 於q,之對數相似值比，針對於此，式（5)之類比版本係如 後： ^arQ^[Fs Sa2Er) * r-^arQ^Ts δα2^^ l 5 J ΙΠαΧ 1 5 將Nq正規化至i係造成針對於位元、的對數相似值 比而作為接收分量ri的一函數之於第5圖所示的圖表5〇， 針對於Es/N〇=l〇 dB，根據本發明之一個實施例所決定。 於es/ng之此比，介於近似的表示52與確實的表示54之 間的差異係相當小，且此差異係隨著增大Es/N。而減小。

A /„ Λ _ ^〇rQ^S 八一-Z-+max 八ο ί於位元1丨的對數相似值比Λ。之式（5)與針對於位元q， =對數相似值比Λ q，之上式的類似性，明顯的丨：具有於 5圖所示的函數Λ"之一類似型態的一圖表係可作成， 遂：於位元1的對數相似值此、而作為接收分量〜的〆 幽數。 14 1374638 重 據本上述方式，針對於位元12的對數相似值比係可根 個實施例而得到°帛6圖係顯示針對於位元 12 _QAM簇群的一種分割。由左行62盘右行62 $ έ

'2^ _1_ -exp _(n~a^)2' 1 〇7 +<2λ/£ )2 l N0 _ + 2VA^CXP exp Jr,-3aJiy 1 (rj+3ajE^f -乂 . | f v<AU 2^A> K 成的族群叢集係對應於具有i2=1之16.QAM字符，而由中 間二行64所組成的簇群叢集係對應於具有込=〇之a·。'% 子符。針對於位元込之16_QAM簇群的不同分割係產生一 不同組的機率密度函數，且因此造成一不同的函數。針對 於i2，條件機率係給定為： ρ{η 112 = 〇) (式7) P(r/ I h = 1) rQ之分佈係與i2無、關 P(rQ I h = 〇) = P(rQ I h = 其為針對於i2而換算該對數相似值比至： Λ/(Γ/) = J_exp[2% 瓦/AU + exp[-2% 瓦 / Ag_、 h [ exp[-6arf ^/ N0 - Sa2Es /N0] + exp[6ar,^/ N0 - Sa2Es /N0]^ a ，_ {, Γ7Γ , r=-\ r=r- _ rzr~\ (式8) ^2ES κ •max 6ar,^[E~s N〇 ，今应)+顧. -max 4ar,^[E^ 8a2Es -Aar,^W^ Sa2Es^Γ’ ~K ϊνΓ

2ar,诉-2ar,拭 n0 ’ ^iv〇 -In 1 + exp f 版,展丫 \ ^ J 1 + exp r Aar,^[E~s λ V JJ 改寫為： (式9) 1 + exp[-|j：-^|]-exp χ-y 2 \o>)=_maxi 藉著定義以下的函數： maxs(x, j〇 = max(x,3/) + In 15 I374638 式（9)係可分為二個區域，正與負，藉著近似· maxsCx，>〇«max(;c，_y)，即： Λ. (ry) = { 4αη^ϊΐN〇 + ia2Es^〇 針對於0 Ο 2 [- Es / Ν0 + Ba2Es / Ν0 針對於(式 1〇) 式⑽之近似係成立，藉著忽略於上列的咖作 之定義的最後-項(對數項)。第7圖之圖表7〇係顯示 近似法係隨著|X-y|變得較大而為一良好的近似，用於: ，_·與臓$函數之最後n㈣丨X♦而頂部曲^ 72 係針對於max·函數之最後—酉 取俊項，且底部曲線74係針對 :數之最4項·》於第7圖，二個修正項係隨著丨 :大而接近於零’且因此針對於式⑽所作成之近丨 酼著|x-y|增大而成立。 係 以r丨代入於rQ，且隨之為— 於…數相似值比，針對於：相:：式’可得到針對 後： 其式⑼之類比版本係如 、Ν° Ί t) 使用式（9) ’第8圖係鞀+幻_咖 比的圖表80’作為接收 之於位70 12之對數相似值 一個實施例所決定。因為其針對函數，根據本發明之 Λ ,2的式⑼與其針對於位元q 凡之對數相似值比 之類似性，顯的是：I 彳目似值比Λ q2的上式 之一型態的圖表係可針料 帛8圖所不的函數Ai2 作成，作為接收的分量 卩2之對數相似值比Aq2而 刀1 rQ之一函數。 基於式（5)與（9)及針對於 1 -、1之其類比，針對於各 16 Ϊ374638 個位70之對數相似值比計算’係可總結於下列之 本發明之—彳sw f 表1，根據 h 一偏移常數△、金-預定 狀Μ料邮 用此等常數定義，且令r’1=kr Λ q 數而疋義。使 元之所;1 r Q~ rQ，針對於各個位 凡之所件到的對數相似值比計算係可為如後： 位元 似值比

AiliLjj=r、+max*(r’丨，△ Λ ) A i2〇 i) = -max$(-r’r △，!·’,-△」

根據本發明之一個實施例，表i之對數相、值比叶算 與上述的推㈣可使用—種可重新配置深度執行處理巧而 實施，參照第u至15圖而更為詳述於後。如為由表i與 關聯的定義而可看出’僅有二個常數係，需要於一極低的頻 单下計算，即：使用以定義Γ，丨與r’Q之偏移常數△與預定 比例常數k，藉以決定所有四個對數相似值比。此等係可 針對於一區塊之資料而計算，且預定比例係應用為最大比 值組合（MRC，Maximal Ratio Combining)處理之部分者。 第9圖係顯示針對於全高性能解碼器反覆運作 (iteration) 1到6之性能增益（BER與EbmG)，其可為根據 本發明之一個實施例92所達成，相較於由G0ff等人所採 取之習用方式94°因此’如自第9圖而可看出，根據本發 明之一個實施例係可使用以改善該接收器之靈敏度為大約 17 1374638 • 〇.25dB。 當作一個非限制的實例且參照第16圖，根據本發明之 一個實施例的-種方法3〇〇係顯示。帛16圖之方法係連 同為參照第10至13圖而描述。於本發明之一個實施例中， =步驟3G4所計真之僅有二個常數係偏移（。的叫常數與預 疋比例（pre-scale)常數。此實施例係可實施於可重新配置 執行處理器200或軟決策模組32、1〇〇，如於第1〇至Η •圖之實施例所示。第10圖係顯示對數相似值比為可於其 内被決定之一種電腦系統1〇〇的方塊圖。常數/輸入選擇器 102與LUT 204係可對應於第2圖之常數次模組33、35與 LUT 41。於對數相似值比次模組37，ΜΑχ•單元與累 加暫存U02係參考LUT 204而決定針對於—l、qi之對數 相似值比，且MAX$單元ι〇6係參考LUT 2〇4而決定針對 於丨2、之對數相似值比。第丨丨與丨2圖係以粗體而更詳 細顯示其必須為由針對於可重新配置處理器之定製編碼指 •令所建立的連接，藉以計算針對於卜與1的對數相似值比， 於第11圖之一第一步驟與第12圖之一第二步驟。同理， 第1 3圖係以粗體而顯示其為建立於可重新配置處理器2〇〇 之連接，藉以計.算丨2與七。於第n至13圖之處理單元的 輸入值係可設定且為基於偏移常數與預定比例常數，且為 儲存诸值於查閱表204。查閱表204係可儲存該修正值以 貝紅MAX函數，以元成狀態測定（state_metric)計算以計 算對數相似值比’且可藉著其他值而解調變QAM訊號。 換言之，輸入值r，係可使用預定比例常數k而設定為r，,（用 18 1374638 於決定分量i,與U或為r，Q(用於決定分量1與心）。同理， 輸入值係可使用偏移常數△而設定為△(用於決定所 有四個位元11、12、1、1)，藉以使用第11至13圖之配 置而計算對數相似值比。於第u圖，Γ，+ ΜΑχ•之結果係 儲存於累加暫存器202,當Γ，為〇ff，於^與以計算的 第一步驟。於第12圖，當_r’為〇ff，值ΜΑχ•係相減自儲 存於累加暫存器202之結果，於針對於uqi之計算的第 二步驟。帛13圖係顯示針對於i,與q】之計算所需的單一 個步驟，當-MAX*係計算於_,，與r，為〇ff。以此方式，針 對於i,或q,之對數相似值比係可計算於每個SIMD通路之 個週』（cycle)，且針對於込或心之對數相似值比係可計 算於每辄s_通秦之一値週期」一種SIMD通路之配置 係參照第14與15圖而更為詳細論述。 於一個實施例中，對數相似值比係可決定於一可重新 配置的執行單元之情形，其使用於具有單獨的控制與資料 執灯路&之-電腦系統。此實施例係針對於說明目的而顯 示，然而’將為理解的< :本發明之實施例係可實施於其 他的電腦系統架構。第14圖係顯示該種電腦系統的架構 方塊圖，其中，對數相似值比係可根據本發明之一個實施 例而決定。—指令解碼單元刚1係將—組的指令封包14〇〇 之個別指令而分離成為供一專用的控制執行路徑丨4〇2之 的#曰令 '與供一專用的資料執行路徑】彻之執行的 #曰各個專用的執行路徑MG2與1403係具有其本身的 暫存""檔案於控制暫存器檔案剛與資料暫存器槽案 19 % .· 1405。控制執行路徑ι4〇2係 ,χ 牙丹有其本身的功能單元，諸 • Γ 元⑽6與執行單元MG7。資料執行路徑剛 係具有諸如-s議固定執行單元14Q9、與―可重新配置 深度（deeP)執行單元1410之功能單元。控制執行路徑剛 與貧料執行路徑1403係共用一負載儲存單元剛。 第15圖係顯示根據本發明之—個實施例之可重新配置 深度咖P)執行單元151G的方塊圖，其中，對數相似值比 係可決定。此實施例係針對於說明性質目的而提供，且將 為理解的是：本發明之實施例係可實施於其他電腦系統架 構於操作犄，第15圖之實施例的可重新配置深度執行 早疋1510係管線方式為如後所述。針對於執行單元 之.有的指令係具者一偭五，斯的—等符時間(latenc了），舉 例而言，四個填充於由執行單元151〇所執行的一指令與 消耗其結果之任何其他資料側的指令之間之指令發出槽。 針對於執行單元1510之四個管線級（stage)係包括：讀出 (READ)級 1 532、XBAR 級 1533、EX0-3 級 1526-1529、與 寫入（WRITE)級1541。讀出級1532係可讀出資料暫存器 棺案1 538且選擇64位元的XBAR級輸入1539與1540。 二個64位元的運算元§rci 153〇與src〇 ι53ι係找取自資 料暫存器檔案1538。64位元的XBAR級輸入B39與1540 之值係接著為使用選擇器1543與1544而決定，其各者係 選擇一 64位元的運算元153〇、1531或一高速暫存儲存器 (scratchpad)讀出向量（spvai) i545 為一 XBAR 級輸入 1 539、 1540。XBAR級153 3係可操縱於輸入1539與1540之八個 20 16位元的運算元至SIMD通路 ，且可包含十2 之通路輸入p、 者為針對於各個通路之各個 （ 制 個輪入）。48位元係需要，以控 專夕工器’且該等位元係可見於針對於可重新配置執 订早凡151G之各個指令的-運算碼一。叫之-函數，且 ^為查閱於該配置查閱表。咖_3級係可包含讀D通路 。二:1529,其可包括可重新配置的加法器、移位器、多工 器、等等。寫入級1541係可宜λ E ^

保了寫入至一資料暫存器1542〇SlMD 通路1526.1529之四個16位元的z通路輸出係可接著使用 旁通^11 1547為旁通而回到讀出級1532 ’完成針對於 執行單元1510之五週期的等待時間。 關♦作為一餐可重养配#執存畢元之第15圖之實施例 的祝明，應注意的是：於本文中，“可配置（configure)” 係意指自複數個虛擬靜態的運算子（〇perat〇r)配置而選擇一 個運算子配置之能力，該複數個配置之至少一些者係可為 •由-資料處理指令之一運算碼部分所選擇。此外，根據於 本文之實施例，一“可配置，，指令係允許於多位元值的階 層之定製運异的性能，例如：於四或多個多位元值的階層， 或是於字組（word)的階層。根據於第15圖所顯示之本發明 的一個實施例之實施，執行通路1526·1529之運算子係有 利為預先配置於種種的運算子等級（dass)。舉餉而言，運 算子係可α為預先配置於乘法運算子' ALU運算子、狀態運 w异子、交錯通路交換器之等級，且其他之預先配置的等級 係可能。然而，即使運算子之等級為預先配置，存在針對 21 1374638 ；於能夠排列之執行時間的彈性：⑴於各個等級之運算子的 連接性；及（ii)自其他的等級之運算子的連接性針對於實 施一給定演算法之一特定配置的最後排列，諸如：於第η 至13圖所示之用於決定對數相似值比的配置。 將為瞭解的是：如上所述之用於決定於—種數 位調變系統的高性能（turb〇)解碼器輸入之系統及方法係提 供優點’諸如：提供針對於高性能解碼器之準確的輸入， 鲁使得高性能解碼器的反覆運作之數目為最小而未危及系統 b及引入進步的複雜度至系統。此外，本發明之實施 例係可應用至其他的qam系統（n QAM)，例如：Μ、以、 256、等等的qam系統，且本發明之範疇係不受限於特定 的16 QAM階層之，變實施例。同理，本發明之範疇僚不 糸特疋的向性此編碼實施例。其他的實施例係可思及 其他的編碼型式。肖為理解的是：纟發明之特定實施例係 針對於說明目的而論述，且種種的修改係可作成而未偏離 #如為由隨附的申請專利範圍所界定之本發明的範疇。 【圖式簡單說明】 用於納入本發明之一種系統及方法係僅作為一個實例 而參照隨附的圖式予以敘述，其中： 第1圖係顯示根據先前技藝之具有高性能編碼QAM 訊號之一種通訊系統的方塊圖； ‘第2圖係顯示根據本發明之一個實施例之一種軟決策 模組的方塊圖； 22 3¾ 第3A與3B圖係分別& ^ _ 別顯不一種針對於16-QAM調變槿 之位元至編碼字组咏私 ^ 5 ^ 、·、射、與一種針對於16-QAM調變之 凡至子符映射於調變簇群字符；

第4圖係顯示妒姑I 4+., 根據本發明之一個實施例之第3Α圖之 斜對於位元11的位元至字符映射的-種分割； 第5圖係顯示針對 _ 如為接收的分量以1 : 11之對數相似值比的圖表， 决定. 函數，根據本發明之一個實施例所 第6圖係顯示第飞Α固> ,.弟3Α圖之位元至字符映射的一種分割， 十對於位^，根據本發明之—個實施例； 第7圖係顯示一修正 之一個每#如^ ^正項之減小值，根據使用於本發明 個1細•例的〜種近似法十 第8圖係顯示針對 作為接收的分量Γι之…凡12之對數相似值比的圖表， 決定； I “數，根據本發明之一個實施例所 第9圖係顯示針 性能解碼器反覆運作】Η 6據4明之-個實施例之全高 ^ 逆作1到6的性能增益； 第10圖係顯示—種電腦系 似值Γ係可根據本發明之一個實施例Λ定 配置執行根據本發明之-個實施例的―種可重新 數相似值比之計算的—第：=成貫知針對〜與“對 第1 2圖係顯示根據本發明之一個眘 配置執行單元的示竟…個貫施例之-種可重新 、^配置以實施針對於ή與qi的對 23 數相似值比之計算的一第二步驟； 第®係顯#帛⑯據本發明之-個實施例之可重新 配置執行單元的示意圖，其配置成蚊針對於的對 數相似值比； 第14圖係顯示一種具有單獨的控制與資料執行路徑之 電腦系統的架構方塊圖’其中’對數相似值比係可根據本 發明之一個實施例而決定； 苐15圖係顯示第14圖之雷腦备μ 木w圖之電腦糸統之一種可重新配置 深度執行單元的方塊圖，苴中斟 ^兵中，對數相似值比係可根據 發明之一個實施例而決定；及 第16圖係顯示根據本發明之—個實施例的—種方法。 【主要元件符號說明】 12 14 20 22 24 26 28 30 31 32 1〇 通訊系統 發射器 接收器 輸入資料源 高性能編碼器 通道交錯器 QAM調變器 傳輸機構 QAM解調變器 解調變後的QAM訊號 軟決策模組 24 1374638

33 ' 35 常數次模組 34 通道解交錯器 36 高性能解碼器 37 對數相似值比次模組 38 接收機構 39 (第1圖）輸出資料 39 (第2圖）記憶體 40 位7L至編瑪字組映射 41 查閱表（LUT) 42 16-QAM簇群 43 對數相似值比 44 16-QAM簇群 46 二個左行的叢集 48 二個右行的叢集 50 第5圖之圖表 52 近似的表示 54 確貫的表不 60 16-QAM簇群 62 左行與右行的叢集 64 中間二行的叢集 70 第7圖之圖表 72 第7圖之頂部曲線 74 第7圖之底部曲線 80 第8圖之圖表 25 1374638 82 第8圖之曲線 84 第8圖之曲線 90 第9圖之圖表 92 本發明之一個實施例 94 先前技術 100 電腦系統（軟決策模組） 102 常數/輸入選擇器 104 MAX* 單元 106 MAX$ 單元 200 可重新配置執行處理器 202 累加暫存器 204 查閱表—(LUT) 1400 指令封包 1401 指令解碼單元 1402 控制執行路徑 1403 資料執行路徑 1404 控制暫存器檔案 1405 資料暫存器檔案 1406 分支單元 1407 執行單元 1408 負載儲存單元 1409 SIMD固定執行單元 1410 ' 1510 可重新配置深度執行單元 1 526-1529 EX0-3 級（SIMD 通路） 26 1374638 1530 運算元src 1

1531 運算元srcO 1532 讀出（READ)級 1533 XBAR 級 1 538 資料暫存器檔案 1539 ' 1540 XBAR 級輸入 1541 寫入（WRITE)級 1542 資料暫存器 1543、1544 選擇器 1545 讀出向量 1546 DRA 機構 1547 旁通多工器

27

Claims (1)

1374638 申請專利範圍

ι·-種用Μ定對數相似值比之方法，其係、針對於一正 交振幅調變（QAM)編碼字組之一組的位元之正交振幅調變 (QAM)訊號，該方法係包含： 由一電腦系統決定給定為f之一偏移常數△，和給定 4之-預定比例常數k’ 其中尽係經編碼字符能量，乂係雜訊功率頻譜密度，且 a係一正規化常數；以及 由該電腦系統使用一組的函數以基於該偏移常數和該 預定比例常數㈣定針對於該編料組之該組的位元中Z 個位元的一對數相似值比。 一 2:如申讀專利範圍第1項之方法，其中該編字組係_ 南性能編碼後的編碼字組。 3. 如申請專利範圍第i項之方法，其中該編碼字組係對 應在一無線系統中所傳送之一訊號的至少一部分。 4. 如申請專利範圍第3項之方法，其中該無線系統係_ 種行動第三代蜂巢式系統。 5·如申請專利範圍第3項之方法，其中該無線系統係根 據一個分碼多重存取（CDMA)標準而操作。 6.：!(申明專利範圍第3項之方法，其中該無線系統係根 據無線分碼多重存取（WCDMA)標準之—高速下行連結封包 存取（HSDPA)部分而操作。 申π專利範圍第1項之方法，其中該編碼字組係— 16-QAM編碼字组。 28 1374638 8.如申請專利範圍第 組的個別位元係包含映射 位元。 1〇1年7月10 7項之方法，其中該編碼字組 至W-QAM編碼字組之四個 曰修正替換頁 之一 資訊 .申請專利範圍第1項之方法，更包合· A + 一個別伤-· 忒更包3.決定針對於 η q之-對數相似值比⑷，假定該至少— 分量係ΓΙ’且一成比例的接收分量r、係定義為r丨乘 定比例常數k，針對於該偏移常數△，根據該函數：Μ Λ ii(r j)=r i+max^r^A )-max\-r，,,A ) 其中，函數max*係定義為： max (x，y)=max(x，y)+ln[1+exp[_|X-y|]]。 10.如申請專利範圍第}項之方法，更包含：決定針 於一個别位元丨2之一對數相盤值比（Λ)，假定該至少一個接 收分虿係Π，且一成比例的接收分量h係定義為 1 Μ 5^ 預定比例常數k，針對於該偏移常數△，根據該函數： Λ i2(r i)=-max$(-r，I-Δ ,r'rA ) 其中’函數max$#定義為： η^χ$(χ，γ) = η^χ(χ，γ) + 1η[1+6χρ[_|χ_γ|]_βχρ[_|£^⑴。 1 1.如申請專利範圍第1項之方法，更包含：決定針重 於一個別位元q!之一對數相似值比（Λ )，假定該 θ ν〜個 接收分量係rQ，且一成比例的接收分量〆係定義為 該預定比例常數k，針對於該偏移常數△，根據該函數. Λ qKr Q)=r Q + max*(r’Q，^ )_max*(_r’Q，A ) 其中’函數max*係定義為： max*(x，y)=max(x，y)+ln[i+exp[_|x_y|]] 0 29 1374638 101年7月10日修正替換頁 12.如申請專利範圍第丨項之方法，更包含：決定針對 於一個別位元之一對數相似值比（Λ )，假定該至少一個 接收分量係rQ，且一成比例的接收分量r’Q係定義為^乘以 該預定比例常數k，針對於該偏移常數△，根據該函數： Λ q2(r Q)=-max$(-r’Q_A，“_ △) 其中’函數max$係定義為： max$(x,y)=max(x,y)+in[1+exp[.|x_y|] exp(._|£_Z)^ 〇 13·如申請專利範圍帛1項之方法，更包含：使用—定 製編碼的指令以配置一可重新配置執行單元，以實施 ^個別Μ之至少-者的-對數相似值比之-決定的至少 部分，該決定係包含使用該二個常數值之至少一者 而設定該 使用該可 該至少一 使用該可 ;-對數相似值比之決定的該至少一個常數值 可重新配置執行單元之一輸入的一值。 如令請專利範圍第13項之方法，更包含. 重新配置執行單元，以於二個週期而完成針^ 個個別位元的對數相似值比之—計算。 16·如申請專利範圍第13項之方法 入 重新配置執行單元’以於一個週期而完成針對3於該至少二 個個別位元的對數相似值比之一計算。 、 乂 ^如U專利脑第13項之方法， 置執行單元係包含一雷腦备站夕 、T 6亥可重新配 匕3電馬系統之一單指令多 18.如申請專利範圍第17項之方法，I 。 係包含-單獨的控制執行路 =電腦系統 早獨的資料執行路徑。 30 1374638 • 1〇1年7月10日修正替換頁 19.:申請專利範圍第18項之方法，其~~ 置執行單元係構成該單獨的資料執行路徑之一部分。 • 20.如申請專利範圍第18項之方法，其中該組的函數係 儲存在一查閱表中。 21.—種電腦系統，其包含： 一專用控制執行路徑，其係包含一分支單元與一控制 執行單元；及 -專用資料執行路徑，其係包含一可重新配置執行單 元，該專用控制執行路徑係與該專用資料執行路徑分開； 其中，該可重新配置執行單元係包含該電腦***之一 單指令多資料（SIMD)通路，且可重新配置執行單元係藉由 製編碼指令而配又，q實施針對於—正交振幅調變吣 編碼字組中個別位元的一對數相似值比之一決定的至少一 °P刀其中该對數相似值比係基於下述來決定. 決定給定為之一偏移常數△，和給定為4a,s之一 預定比例常數k， 其中尽係經編碼字符能量，％係雜訊功率頻譜密度，且 a係一正規化常數。 • :2.如申請專利範圍第21項之電腦系統，其中該qAM 編碼子組係一高性能編碼後的編碼字組。 . 23.如巾請專·圍第21項之電腦系統，其中該編碼字 組係對應在一無線系統中所傳送之_訊號的至少一部分。 24.如申請專利範圍第23項之電腦系統，其中該無線系 統係一種行動第三代蜂巢式系統。 ” 31 1374638 ________ 101年7月10日修正替換頁 25.如申請專利範圍第23項之電腦系統，其中該無線系 統係根據一個分碼多重存取（CDma)標準而操作。 . 26.如申請專利範圍第23項之電腦系統’其中該無線系 統係根據無線分碼多重存取（WCDMA)標準之一高速下行連 結封包存取（HSDPA)部分而操作。 27·如申請專利範圍第21項之電腦系統，其中該編碼字 組係一個16-QAM編碼字組。 28. 如申請專利範圍第21項之電腦系統，其中該編碼字 組之一組的個別位元係包含映射至1 6-QAM編碼字組之四 個資訊位元。 29. 如申請專利範圍第21項之電腦系統，其中該對數相 一 似值比之決定係兔用一函數而作成，笔對數相似值比之輸 出係基於對應於該編碼字組之接收訊號特性。 3j.如申請專利範圍第29項之電腦系統，其中對應於該 j碼字組之接收訊號特性係包含訊號能量與雜訊功率頻譜 3 1 ·如申請專利範圍第29.項之電腦系統 =執行單元之一輸入值係基於使用於對數相似值比決: 至乂 一個常數值而作決定。 配置請專利範圍第29項之電腦系統，其中該可重新 個別的位^對數㈣值Γ期内#針對於Μ少一個 配二？請專利範圍第29項之電腦***，其t該可重新 執订早元係能夠於一個週期計算針對於該至少一個個 32 1374638 - • 101年7月10日修正替換頁 別的位元之對數相似值比。 ' 34.如申請專利範圍第29項之電腦系統，其中該函數係 • 儲存在一查閱表中。 十一、圖式： 如次頁 33