Декодирование каналов с помощью априорной информации в мар-сообщениях канала

Декодирование каналов с помощью априорной информации в мар-сообщениях канала

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Уровень техники

Область техники, к которой относится изобретение

Некоторые варианты осуществления настоящего изобретения, в общем, относятся к беспроводной связи, а более конкретно к декодированию беспроводных передач.

Описание предшествующего уровня техники

Быстрое развитие услуг беспроводной связи, таких как широкополосный доступ в Интернет и потоковые мультимедийные приложения, приводит к возрастающей потребности в более высоких скоростях передачи данных. Совершенствование схем мультиплексирования, таких как мультиплексирование с ортогональным частотным разделением (OFDM) и множественный доступ с ортогональным частотным разделением (OFDMA), является важным для систем беспроводной связи следующего поколения. Это обусловлено тем фактом, что такие схемы могут предоставлять множество преимуществ, в том числе эффективность модуляции, эффективность использования спектра, гибкость (к примеру, обеспечение дифференцированного качества обслуживания) и сильную устойчивость к многолучевому распространению по сравнению с традиционными схемами модуляции с одной несущей.

OFDM- и OFDMA-системы зачастую используют сверточные кодеры в передающем устройстве, чтобы предусматривать коррекцию ошибок. При помощи сверточного кода m-битовая строка данных преобразуется в n битов, где m/n - это кодовая скорость. Декодеры, такие как декодеры Витерби, используются в приемном устройстве, чтобы декодировать принимаемые кодированные n битов, чтобы восстанавливать исходную m-битовую последовательность. Эта схема зачастую обеспечивает возможность корректного декодирования исходной m-битовой последовательности, даже если один или более из кодированных n битов не приняты корректно, тем самым приводя к уменьшению частоты ошибок по битам.

Тем не менее, при постоянно растущих требованиях к надежности и производительности беспроводных услуг, всегда имеется необходимость непрерывно уменьшать частоты ошибок по битам.

Раскрытие изобретения

Конкретные варианты осуществления обеспечивают способ для декодирования кодированных битов данных передачи по системе беспроводной связи для сообщения MAP. Способ, в общем, включает в себя формирование гипотезы, задающей набор битовых значений кодированных битов данных, на основе априорной информации, касающейся, по меньшей мере, одного из следующего: содержимое сообщения MAP и параметр связанной передачи, и декодирование передачи посредством исключения из рассмотрения наборов декодированных битов, которые являются не согласованными с заданными битовыми значениями, и выбора, в качестве вывода, декодированных битов, которые соответствуют битовым значениям, заданным посредством гипотезы.

Конкретные варианты осуществления обеспечивают приемное устройство для беспроводной связи, в общем, включающее в себя внешний приемный каскад для приема беспроводной передачи сообщения и формирования набора кодированных битов, механизм гипотез и декодер. Механизм гипотез выполнен с возможностью формировать одну или более гипотез, каждая из которых задает набор битовых значений кодированных битов данных, на основе априорной информации, касающейся сообщения. Декодер выполнен с возможностью декодировать кодированные биты посредством исключения из рассмотрения наборов декодированных битов, которые являются не согласованными с битовыми значениями, заданными посредством гипотез, и выбора, в качестве вывода, декодированных битов, согласованных с битовыми значениями, заданными посредством одной из гипотез.

Конкретные варианты осуществления обеспечивают устройство для беспроводной связи. Устройство, в общем, включает в себя средство для приема беспроводной передачи сообщения и формирования набора кодированных битов, средство для формирования одной или более гипотез, каждая из которых задает набор битовых значений кодированных битов данных, на основе априорной информации, касающейся сообщения, и средство для декодирования кодированных битов посредством исключения из рассмотрения наборов декодированных битов, которые являются не согласованными с битовыми значениями, заданными посредством гипотез, и выбора, в качестве вывода, декодированных битов, согласованных с битовыми значениями, заданными посредством одной из гипотез.

Конкретные варианты осуществления обеспечивают устройство мобильной связи, в общем, включающее в себя внешний приемный каскад для приема беспроводной передачи сообщения MAP и формирования набора кодированных битов, механизм гипотез и декодер. Механизм гипотез выполнен с возможностью формировать одну или более гипотез, каждая из которых задает набор битовых значений кодированных битов данных, на основе априорной информации, касающейся, по меньшей мере, одного из следующего: содержимое сообщения MAP или ранее декодированного сообщения MAP. Декодер выполнен с возможностью декодировать кодированные биты посредством исключения из рассмотрения наборов декодированных битов, которые являются не согласованными с битовыми значениями, заданными посредством гипотез, и выбора, в качестве вывода, декодированных битов, согласованных с битовыми значениями, заданными посредством одной из гипотез.

Краткое описание чертежей

В качестве способа, которым вышеизложенные признаки настоящего изобретения могут подробно пониматься, более подробное описание изобретения, сущность которого вкратце приведена выше, может предоставляться в отношении некоторых вариантов осуществления, некоторые из которых проиллюстрированы на прилагаемых чертежах. Тем не менее, следует отметить, что прилагаемые чертежи иллюстрируют только некоторые варианты осуществления этого изобретения и, следовательно, не должны считаться ограничением его объема, и изобретение может признавать другие в равной мере эффективные варианты осуществления.

Фиг.1 иллюстрирует примерную беспроводную систему в соответствии с некоторым вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг.2 - это блок-схема устройства беспроводной связи в соответствии с некоторым вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг.3 иллюстрирует блок-схему приемного устройства и блок-схему передающего устройства в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения.

Фиг.4 иллюстрирует блок-схему априорного декодера в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения.

Фиг.5 иллюстрирует пример перехода состояния решетчатой схемы в соответствии с некоторым вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг.6 и 6А являются блок-схемами последовательности операций примерных операций для априорного декодирования в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг.7 иллюстрирует декодер по фиг.5 с примерными значениями битов априорной информации.

Фиг.8 иллюстрирует пример решетчатой схемы с полным набором трактов декодирования и набором трактов декодирования, который уменьшен на основе битов априорной информации, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения.

Фиг.9 иллюстрирует примерные результаты декодирования согласно первому набору априорной информации, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения.

Фиг.10 иллюстрирует примерные результаты декодирования согласно первому набору априорной информации, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения.

Фиг.11 является блок-схемой приемного устройства с априорным декодером и механизмом гипотез в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения.

Фиг.12 - это блок-схема механизма гипотез в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг.13 иллюстрирует примерный формат сообщений, который может использоваться для того, чтобы формировать гипотезы декодирования на основе битов априорной информации.

Фиг.14A-14G иллюстрируют различные гипотезы декодирования на основе битов априорной информации.

Фиг.15 иллюстрирует примерные результаты декодирования для различных API-гипотез, в соответствии с некоторым вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг.16 иллюстрирует примерные результаты декодирования для различных API-гипотез, в соответствии с некоторым вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг.17 иллюстрирует примерные результаты декодирования для различных API-гипотез, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг.18 иллюстрирует примерное приемное устройство, допускающее параллельную оценку нескольких гипотез декодирования.

Фиг.19 иллюстрирует примерный процесс для параллельной оценки нескольких гипотез декодирования.

Фиг.20 иллюстрирует примерный декодер, допускающий параллельную оценку нескольких гипотез декодирования.

Фиг.21 иллюстрирует примерное приемное устройство, допускающее последовательную оценку нескольких гипотез декодирования.

Фиг.22 иллюстрирует примерный процесс для последовательной оценки нескольких гипотез декодирования.

Фиг.23 иллюстрирует примерный декодер, допускающий последовательную оценку нескольких гипотез декодирования.

Фиг.24 иллюстрирует примерное приемное устройство, допускающее итеративную оценку нескольких гипотез декодирования.

Фиг.25 иллюстрирует примерный процесс для итеративной оценки нескольких гипотез декодирования.

Фиг.26 иллюстрирует примерное приемное устройство, допускающее API-декодирование с гипотезой на основе сообщения DL-MAP.

Фиг.27 иллюстрирует примерный процесс для API-декодирования с гипотезой на основе сообщения DL-MAP.

Фиг.28 иллюстрирует примерный формат сообщения Normal (обычное) DL-MAP.

Фиг.29 иллюстрирует примерный процесс для API-декодирования сообщения Normal DL-MAP.

Фиг.30 иллюстрирует примерный формат сообщения Compressed (сжатое) DL-MAP.

Фиг.31 иллюстрирует примерный декодер, допускающий параллельную оценку гипотез Normal DL-MAP и Compressed DL-MAP.

Фиг.32 иллюстрирует примерный процесс для параллельной оценки гипотез Normal DL-MAP и Compressed DL-MAP.

Фиг.33 иллюстрирует примерное приемное устройство, допускающее API-декодирование с гипотезой на основе сообщения UL-MAP.

Фиг.34 иллюстрирует примерный формат сообщения UL-MAP.

Фиг.35 иллюстрирует примерный процесс для API-декодирования сообщения UL-MAP.

Фиг.36 иллюстрирует примерное приемное устройство, допускающее API-декодирование в базовой станции с гипотезами, касающимися сообщений BW-REQ и RNG-REQ.

Фиг.37 иллюстрирует примерный формат сообщения RNG-REQ.

Фиг.38 иллюстрирует примерный формат сообщения BW-REQ.

Фиг.39 иллюстрирует примерный процесс для API-декодирования сообщений BW-REQ и RNG-REQ.

Осуществление изобретения

Настоящее изобретение, в общем, предоставляет технологии и устройства для декодирования сверточно кодированных беспроводных передач с использованием априорной информации, касающейся передачи. Априорная информация может использоваться для того, чтобы эффективно уменьшать совокупность возможных декодированных потоков битов посредством исключения тех из них, которые включают в себя биты, которые являются несогласованными с априорной информацией. Посредством удаления этих "известных неправильных" трактов, которые приводят к ошибочным данным, декодированные частоты ошибок по битам могут снижаться в некоторых ситуациях.

При использовании в данном документе, термин "априорная информация", в общем, упоминается как информация, известная заранее, к примеру, информация, развивающаяся от известной или предполагаемой причины до обязательно связанного результата. Как подробнее описано ниже, примеры априорной информации, связанной с передачей, включают в себя известные информационные биты в определенных сообщениях. Примеры таких известных информационных битов включают в себя зарезервированные биты со значениями, указываемыми посредством стандарта, или биты, которые имеют известные или прогнозируемые значения на основе их значения в предыдущих передачах. Эти известные позиции битов и битовые значения (в данном документе называемые "API-значениями") могут использоваться в процессе декодирования для того, чтобы повышать производительность декодирования посредством исключения трактов, которые соответствуют значениям, которые отличаются от API-значений.

Примерная система беспроводной связи

Способы и устройства настоящего раскрытия сущности могут быть использованы в системе широкополосной беспроводной связи. Термин "широкополосный беспроводной" упоминается как технология, которая предоставляет доступ к беспроводным сетям, сетям телефонной связи, Интернету и/или сетям передачи данных в данной области.

WiMAX, который означает стандарт общемировой совместимости широкополосного беспроводного доступа, является основанной на стандартах широкополосной беспроводной технологией, которая предоставляет широкополосные соединения с высокой пропускной способностью на большие расстояния. Сегодня предусмотрено два основных варианта применения WiMAX: WiMAX для стационарных устройств и WiMAX для мобильных устройств. Варианты применения WiMAX для стационарных устройств, например, имеют тип "из точки к множеству точек" и обеспечивают широкополосный доступ в дома и офисы. WiMAX для мобильных устройств предлагает полную мобильность сотовых сетей на скоростях широкополосной передачи.

WiMAX для мобильных устройств основан на технологии OFDM (мультиплексирование с ортогональным частотным разделением) и OFDMA (множественный доступ с ортогональным частотным разделением). OFDM - это технология цифровой модуляции с несколькими несущими, которая с недавних пор нашла широкое применение во множестве систем связи с высокой скоростью передачи данных. В OFDM, поток передаваемых битов разделяется на несколько субпотоков с меньшей скоростью. Каждый субпоток модулируется с помощью одной из нескольких ортогональных поднесущих и отправляется по одному из множества параллельных подканалов. OFDMA - это технология множественного доступа, в которой пользователям назначаются поднесущие в различных временных квантах. OFDMA является гибкой технологией множественного доступа, которая может приспосабливать для множества пользователей различные приложения, скорости передачи данных и требования по качеству обслуживания.

Быстрое развитие технологий беспроводной связи по Интернету приводит к возрастающей потребности в высоких скоростях передачи данных в области техники услуг беспроводной связи. OFDM/OFDMA-системы сегодня рассматриваются как одна из наиболее перспективных исследовательских областей и как ключевая технология для следующего поколения беспроводной связи. Это обусловлено тем фактом, что схемы OFDM/OFDMA-модуляции могут предоставлять множество преимуществ, таких как эффективность модуляции, эффективность использования спектра, гибкость и сильная устойчивость к многолучевому распространению, по сравнению с традиционными схемами модуляции с одной несущей.

IEEE 802.16x является организацией-разработчиком новых стандартов, чтобы задавать радиоинтерфейс для систем на основе стандарта широкополосного беспроводного доступа (BWA) для стационарных и мобильных устройств. IEEE 802.16x приняла документ "IEEE P802.16-REVd/D5-2004" в мае 2004 года для BWA-систем для стационарных устройств и опубликовала документ "IEEE P802.16e/D12 Oct. 2005" в октябре 2005 года для BWA-систем для мобильных устройств. Эти два стандарта задали четыре различных физических уровня (PHY) и один уровень управления доступом к среде (MAC). Физический уровень OFDM и OFDMA из четырех физических уровней является самым популярным в областях BWA для стационарных и мобильных устройств, соответственно.

Примерное окружение

Фиг.1 иллюстрирует примерную систему, в которой варианты осуществления настоящего изобретения могут быть использованы для того, чтобы обрабатывать беспроводной сигнал от базовой станции 110 к мобильной станции 120. Базовая станция 110 может быть станцией беспроводной связи, установленной в стационарном местоположении, таком как вышка сотовой телефонной связи. Мобильная станция 120 может быть абонентским устройством (UE) любого подходящего типа, допускающим обмен данными с базовой станцией 110, к примеру, переносным сотовым телефоном или мобильным устройством другого типа.

Базовая станция 110 и мобильная станция 120 могут обмениваться данными с помощью одной или более антенн 112, 122 и с помощью любой подходящей технологии беспроводной связи с применением схем модуляции, такой как мультиплексирование с ортогональным частотным разделением (OFDM) и множественный доступ с ортогональным частотным разделением (OFDMA). Для некоторых вариантов осуществления обмен данными между базовой и мобильной станцией может быть частично или полностью совместим с множеством стандартов института инженеров по электронике и радиотехнике (IEEE), таких как семейство стандартов IEEE 802.16 (стандарт общемировой совместимости широкополосного беспроводного доступа - WiMAX) и 802.20 (стандарт широкополосного беспроводного доступа для мобильных устройств - MBWA).

В некоторых вариантах применения, базовая станция 110 может передавать данные в мобильную станцию по тому, что обычно упоминается как прямая линия связи, тогда как мобильная станция 120 передает данные в базовую станцию 120 по обратной линии связи. Как подробнее описано ниже, различные типы априорной информации могут быть доступными для передач по прямой и обратной линии связи. Эта априорная информация может включать в себя информацию, касающуюся синхронизации и содержимого определенных сообщений между базовой станцией 110 и мобильной станцией 120, которая может приводить к известности значения одного или более битов в передаче.

Технологии, описанные в данном документе, могут быть использованы при декодировании, выполняемом в базовой станции 110, мобильной станции 120 или в обеих из них. Как подробнее описано ниже, априорная информация о различных типах сообщений, передаваемых между базовой станцией 110 и 120, может использоваться для того, чтобы определять значение конкретных местоположений битов в передаче.

Фиг.2 иллюстрирует блок-схему примерных компонентов для одного варианта осуществления приемного устройства, допускающего прием передаваемых сигналов. Одна или более антенн 202 могут принимать передаваемые сигналы из передающего устройства и отправлять их в радиочастотный (RF) входной каскад 210. Входной RF-каскад 210 может включать в себя любые подходящие схемы для приема передаваемых сигналов и подготовки их для обработки цифровых сигналов, такие как автоматическая регулировка усиления (AGC), блок быстрого преобразования Фурье (FFT), модуль оценки канала и модуль оценки отношения "мощность-несущей-к-помехам-и-шуму" (CINR).

Сигналы из входного RF-каскада 210 могут затем отправляться в блок 220 обработки сигналов, который может содержать любые подходящие схемы для освобождения поднесущей, обратного преобразования сигналов и т.п. Выводом блока 220 обработки сигналов является набор кодированных битов. Кодированные биты перенаправляются в канальный декодер 230, который может декодировать кодированные биты с использованием априорной информации о соответствующей передаче.

Априорное декодирование

Фиг.3 является блок-схемой декодера 230, допускающего выполнение операций декодера на основе априорной информации в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Хотя проиллюстрированный пример показывает схему декодирования по Витерби в качестве примера, технологии априорного декодирования, представленные в данном документе, также могут применяться к другим типам схем декодирования, таким как турбокодирование/декодирование, кодирование/декодирование на основе разреженного контроля по четности (LDPC), RS-кодирование/декодирование, BCH-кодирование/декодирование и различные другие схемы.

В случае схем, которые используют систематические коды, кодированные биты могут включать в себя систематические биты (информацию до кодирования) и биты четности (избыточные биты, являющиеся результатом кодирования). Схема API-декодирования может применяться к систематическим битам. Другими словами, значения API-битов могут включать в себя известные значения систематических битов на основе конкретных используемых систематических кодов. Чтобы применять API для систем с использованием систематических кодов, биты принимаемых данных могут заменяться (известными/прогнозированными) значениями API-битов во входном каскаде декодера. Таким образом, вероятность успешного декодирования может увеличиваться при использовании API для систематических декодеров.

Декодер 230 включает в себя модуль 232 показателей ветвления, логику 234 суммирования, сравнения и выбора (ACS) и модуль 236 обратного отслеживания (TB), чтобы формировать набор декодированных битов 246 из набора "мягко (или жестко)" кодированных/принимаемых битов 240. Модуль показателей ветвления, в общем, выполнен с возможностью вычислять показатели ветвления, которые представляют нормированные расстояния между принимаемым символом (набором битов) и символами в кодовом алфавите. ACS-модуль 234, в общем, компилирует данные показателей ветвления, чтобы формировать показатели для трактов декодирования (2^K-1 трактов при условии длины кодового ограничения в K), и выбирает один из этих трактов декодирования в качестве оптимального. Результаты этих выборов записываются в запоминающее устройство модуля 236 обратного отслеживания, который восстанавливает тракт из сохраненных решений. Набор декодированных битов затем может быть сформирован на основе переходов восстановленного тракта.

Один или более из компонентов декодера могут управляться посредством набора API-битов 250, чтобы предотвращать выбор трактов декодирования, которые соответствуют битовым значениям, которые являются несогласованными с априорной информацией. Другими словами, API-биты 250 могут содержать достаточную информацию, чтобы задать конкретные значения ("0" или "1"), которые являются известными для определенных местоположений битов в последовательности декодируемых битов. Любая битовая строка, которая имеет значение, отличное от значения, задаваемого в API-битах 250, не является допустимой декодированной битовой строкой. Таким образом, декодер может удалять тракты декодирования, соответствующие этим недопустимым битовым строкам, из рассмотрения во время выбора тракта.

Как проиллюстрировано на фиг.4, для некоторых вариантов осуществления, ACS-модуль 234 может управляться посредством API-битов 250, чтобы исключать тракты декодирования, которые соответствуют недопустимым декодированным битовым строкам. Во время работы ACS, API-биты 250 могут использоваться для того, чтобы уменьшать конкретные переходы тракта декодирования, которые соответствуют кодированным битовым значениям, которые являются несогласованными с API-значениями.

API-биты 250, в общем, включают в себя достаточную информацию для того, чтобы идентифицировать один или более битов в декодированной битовой строке, которые имеют битовые значения, которые являются известными (или прогнозируемыми) на основе априорной информации, и, дополнительно, то, чему равны эти битовые значения. Фактический формат, в котором передается эта информация, может меняться в зависимости от различных вариантов осуществления и согласно фактическим схемам реализации.

Например, для некоторых вариантов осуществления, API-биты 250 могут включать в себя три типа информации: индикатор относительно позиций 252 битов, битовые значения 254 и, необязательно, биты 256 API-маски. Позиции 252 битов могут предоставлять индикатор относительно местоположений битов (в рамках кодированной последовательности), которые имеют известные значения, при этом битовые значения 254 обеспечивают фактические известные значения ("0" или "1") кодированного бита. Фиг.7, подробно описанная ниже, предоставляет иллюстрацию с примерными значениями для позиций битов, битовых значений и битов маски согласно этому формату.

Позиции 252 API-битов могут идентифицировать позиции битов, которые соответствуют позиции известного/прогнозированного кодированного бита в решетчатой структуре. Согласно одному варианту осуществления, позиции 252 API-битов могут явно идентифицировать позиции битов, которые имеют известные значения, при этом все другие позиции битов считаются "неизвестными". Соответствующее битовое значение "0" или "1" в битовых значениях 254 тем самым может использоваться для того, чтобы идентифицировать допустимые переходы в решетчатой структуре и эффективно удалять тракты декодирования, заключающие в себе недопустимые переходы.

Например, фиг.5 иллюстрирует пример перехода состояния решетчатой структуры с 3-битовыми состояниями. Проиллюстрированный пример предполагает кодовую скорость 1/2 и K=4 (с 3-битовым, K-1, регистром состояния). Сплошные стрелки задают переходы состояния, соответствующие входному биту "0", тогда как пунктирные стрелки задают переходы состояния, соответствующие входному биту "1". Согласно API-декодированию, переходы состояния, которые соответствуют входным битам, которые являются несогласованными с известными значениями, могут исключаться из рассмотрения, тем самым эффективно исключая все тракты, включающие в себя эти переходы, из конечного выбора.

В качестве примера, если известное значение API-бита для этого состояния равно "0", переходы состояния со сплошными линиями должны оцениваться, в то время как переходы состояния с пунктирными линиями не должны вычисляться, поскольку они являются частью недопустимых трактов, которые не должны рассматриваться для выбора. Как описано выше, эти переходы могут эффективно исключаться при следующем переходе посредством задания значения показателя состояния равным значению наихудшего случая. В дополнение к сокращению частоты ошибок по битам посредством исключения недопустимых трактов из выбора, исключение числа переходов на основе значений API-битов также может сокращать число вычислений в ACS-модуле.

Для некоторых вариантов осуществления маскирующая функция может быть реализована посредством использования битов 256 API-маски, чтобы идентифицировать позиции битов, значение API-бита которых должно игнорироваться. Такая маскирующая функция может быть полезной и добавлять гибкость, например, когда стандарт изменяется, приводя к тому, что ранее известное битовое значение становится неизвестным. Задание бита маски может предоставлять простой механизм, чтобы эффективно приспосабливать такие изменения. Маскирующая функция также может быть реализована посредством обработки позиций 252 API-битов так, чтобы удалять идентификационные данные позиции бита, которая более не имеет известного значения, тем самым предоставляя альтернативу изменению значения в значении битовой маски и/или вообще исключая необходимость значения битовой маски.

Фиг.6 иллюстрирует примерный процесс 600 для API-декодирования. Процесс начинается на этапе 602 посредством формирования гипотезы на основе априорной информации. На этапе 604 удаляются тракты декодирования, которые приводят к битовым значениям, не согласованным со значениями API-битов гипотезы. В завершение на этапе 606 декодирование выполняется на основе выбора одного из оставшихся трактов.

При использовании в данном документе термин "гипотеза", в общем, упоминается как конкретный набор API-битов, например, задающий позиции битов с известными значениями и задающий значения для этих битов. Как подробнее описано ниже, для некоторых вариантов осуществления, отдельная логика (упоминаемая в данном документе как "механизм гипотез") может предоставляться, чтобы формировать одну или более гипотез, например, на основе информации сообщений из MAC-процессора.

Фиг.7 иллюстрирует один пример гипотезы для 6-битового потока, применяемой к API-декодеру. Проиллюстрированная гипотеза задает, через значения позиций API-битов [1 2 3 5], что значения API-битов присутствуют в позициях битов 1, 2, 3 и 5 для использования при декодировании. Согласно проиллюстрированной схеме, соответствующие значения API-битов [1 0 1 1] задают, что битовые значения для битов в этих позициях следующие: бит 1=1, бит 2=0, бит 3=1 и бит 5=1. Для некоторых вариантов осуществления могут использоваться битовые значения API-маски [0 0 0 0], которые задают, что маскирующая функция не применяется ни к одному из битов. С другой стороны, чтобы исключать бит из API-декодирования, бит маски может задаваться, например, равным [0 0 0 1], чтобы маскировать позицию бита 5, приводя к фактическим битовым значениям [1 0 1 X].

Функциональность API-маски также может быть реализована посредством управления значениями позиций API-битов. В качестве примера, позиция бита 5 также может эффективно маскироваться посредством удаления 5 из значений позиций битов, приводя к значениям позиций битов [1 2 3], с соответствующими значениями API-битов [1 0 1]. В этой схеме позиции API-битов могут эффективно маскироваться без необходимости отдельной структуры данных для значений маски.

В альтернативной схеме могут использоваться только значения API-битов и соответствующие значения API-маски. В качестве примера, можно предположить, что все позиции в битовой последовательности используются для API-декодирования, например, по умолчанию или посредством специального индикатора относительно всех позиций битов в значении позиции API (к примеру, [1 2 3 4 5 6]). В любом случае, значения API-маски могут использоваться для того, чтобы идентифицировать позиции битов, которые не имеют соответствующих значений API-битов. Например, значение API-маски [0 0 0 1 0 1] может использоваться, где значения "1" задают, что значения API-битов, соответствующие позициям битов 4 и 6, должны игнорироваться, приводя к соответствующим значениям API-битов [1 0 1 X 1 X].

Фиг.8 иллюстрирует то, как значения API-битов гипотезы, показанной на фиг.7, могут применяться для того, чтобы сокращать число трактов декодирования, рассматриваемых в ходе декодирования. Верхняя схема 810 показывает все возможные тракты через схему, которые должны рассматриваться в традиционной схеме декодирования, которая предполагает, что все входные биты являются неизвестными. Как проиллюстрировано посредством нижней схемы 820, тем не менее, схема API-декодирования выполняет поиск в значительно сокращенном числе трактов, исключая число переходов трактов на основе использования известных значений API-битов.

Сокращение трактов на основе значений API-битов может поясняться посредством прохождения по схеме 820 слева направо. Известные API-значения для соответствующих переходов перечисляются наверху. Для первого перехода битовое значение - это известное "1", приводя к удалению переходов трактов, указанных сплошными линиями, соответствующих нулевому входному биту. Это приводит к переходам на узлы 100b, 101b, 110b и 111b состояния.

Второй переход соответствует известному битовому значению "0", приводя к удалению переходов трактов, указанных пунктирными линиями. Это приводит к переходам на узлы 010b и 011b состояния. Третий переход соответствует известному битовому значению "1", приводя к удалению переходов трактов, указанных сплошными линиями. Это приводит к переходам на один узел 101b состояния.

Битовое значение для четвертого перехода, тем не менее, является неизвестным. Следовательно, оба возможных тракта перехода оцениваются. Это приводит к переходам на узлы 010b и 110b состояния. Пятый переход соответствует известному битовому значению "1", приводя к удалению переходов трактов, указанных сплошными линиями. Это приводит к переходам на узлы 101b и 111b состояния. Битовое значение для шестого перехода снова является неизвестным. Следовательно, оба возможных тракта переходов оцениваются, приводя к переходам на узлы 010b и 110b состояния из узла 101b состояния и переходам на узлы 011b и 111b состояния из узла 111b состояния.

Показатели ветвления для этих оставшихся трактов могут оцениваться, чтобы выбирать оптимальный тракт и формировать соответствующий набор декодированных битов. Посредством исключения трактов декодирования, которые соответствуют недопустимым битовым последовательностям, частоты ошибок по битам/пакетам могут снижаться с использованием API-декодирования, причем большие снижения ожидаются в более зашумленных окружениях.

Фиг.9 является примерным графиком частоты ошибок по пакетам (PER) в зависимости от отношения "сигнал-шум" (SNR) для моделированного декодирования сообщения заголовка управления кадром (FCH)/префикса кадра нисходящей линии связи (DLFP) стандарта IEEE 802.16e. Этот тип сообщения содержит 24-битовую информацию. Из них 5 битов являются зарезервированными битами, которые должны быть заданы равными нулю согласно стандарту. В моделированном примере эти 5 зарезервированных битов используются в качестве априорной информации, с известными битовыми значениями в "0" в соответствующих местоположениях в 24-битовой строке. Моделирование также предполагает модуляцию и кодирование следующим образом: QPSK, TBCC (r=1/2), с коэффициентом повторения 4 и коэффициентом дублирования 2 и предполагает комбинирование с максимальным отношением для повторений (MRC) на приемной стороне (RX).

Как проиллюстрировано, схема API-декодирования демонстрирует повышенную производительность относительно традиционной схемы декодирования в AWGN-окружениях. Например, схема API-декодирования демонстрирует усиление примерно в 0,6 дБ при PER 10^-2 в AWGN-канале по сравнению с традиционным декодированием (без учета API).

Фиг.10 является схемой, аналогичной фиг.9, но соответствующее моделирование предполагает как комбинирование с максимальным отношением для повторений (MRC), так и дублирование на приемной стороне (RX). Как проиллюстрировано, в этом примере, схема API-декодирования демонстрирует приблизительное усиление в 0,75 дБ при PER 10^-2 в AWGN-канале по сравнению со случаем без схемы API-декодирования.

Механизм гипотез

Как описано выше, для некоторых вариантов осуществления, механизм гипотез может предоставляться, чтобы формировать "гипотезы", каждая из которых включает в себя набор значений API-битов, чтобы использовать при выполнении API-декодирования. В зависимости от конкретной реализации механизм гипотез может формировать одну гипотезу или несколько гипотез, которые могут отличаться тем, какие биты имеют известные значения, а также тем, чему равны эти известные значения битов. Оценка нескольких гипотез может быть полезной, например, когда имеется только ограниченное число допустимых битовых комбинаций для данной последовательности.

Фиг.11 иллюстрирует схему приемного устройства 1100, которое включает в себя API-декодер 230 и механизм 1110 гипотез. Как проиллюстрировано, механизм 1110 гипотез может принимать информацию, касающуюся сообщения от процессора 1120 управления доступом к среде (MAC), и формирует значения API-битов (гипотезу) для использования посредством API-декодера 230. API-декодер 230 начинает декодировать принимаемые мягко (или жестко) кодированные биты Rs с использованием значений API-битов, предоставленных посредством механизма 1110 гипотез. API-декодер 230 выводит декодированные биты Rd данных, которые доставляются в синтаксический анализатор 1130 сообщений.

Если синтаксический анализатор 1130 сообщений обнаруживает, что декодированные биты предназначены для данного типа сообщения, сообщение синтаксически анализируется и доставляется в процессор 1120 MAC (управление доступом к среде). MAC-процессор 1120 может выступать в качестве типа анализатора протоколов, анализирующего принимаемые данные, например, в попытке определять то, каким является следующий возможный тип сообщения, и то, какой должна быть синхронизация.

В качестве примера, MAC-процессор 1120 может распознавать первое входящее сообщение (или данные) как FCH/DLFP-сообщение, после которого следует преамбула нисходящей линии связи. В некоторых случаях, MAC-процессор 1120 может использовать определенную информацию из предыдущего кадра, например, чтобы определять кодовую скорость, длину сообщения или некоторый другой параметр. MAC-процессор 1120 может предоставлять эту информацию в механизм 1110 гипотез, который должен использовать ее для того, чтобы извлекать известные битовые значения (или прогнозированные битовые значения) для конкретных местоположений битов и