专利名称：一种Turbo接收机及其实现方法
技术领域：
本发明涉及网络领域，尤其涉及一种Turbo接收机及其实现方法。
背景技术：
在GSM(Global System for Mobile Communications，全球移动通讯系统)网络中，为了提高信号接收性能，普遍采用Turbo接收机的方式，典型业务可以提升0. 5 2db 的接收性能，尤其对于小区边界用户改善很多。Turbo接收机是一个复杂的系统调度过程，不仅要包含原来的分集合并、均衡、译码，还需要根据前一次该用户的误码率，重新进行一次均衡和译码。对于每个用户都需要至少2次迭代处理，需要消耗两倍的硬件资源，且处理延迟增加一倍，对于系统消耗大。在目前通用的设计方案中，普遍采用的设计结构如图1所示，图1中描述了两个 Turbo接收机，实现两个载波的Turbo接收机功能，一个载波各用一套Turbo接收机资源。 其中，为了实现一次Turbo接收机的功能，需要两套均衡解调资源(均衡解调模块0和均衡解调模块1)和两套译码资源(译码资源模块0和译码资源模块1)。用户信息经过分集合并后，送给均衡解调模块0进行一次解调，然后再传给译码资源模块0进行译码。当译码失败后，会通过均衡解调模块1和译码资源模块1重新进行第二次解调和译码，在第二次解调过程中，会用到第一次译码的结果。发明人在实现本发明的过程中发现，对于每个用户来说，每个载波是固定的均衡解调资源和译码资源，如果需要再次迭代，则必须再增加一倍的硬件资源，消耗很大，成本规模都增加不少，因为均衡和译码就是GSM中复杂度最高，资源消耗最大的部分。由于每个载波都需要再处理一遍，导致延迟大大增加，使整个GSM系统延迟加大，性能有所下降，反而无法达到改善性能的目的。
发明内容
本发明实施例提供一种Turbo接收机及其实现方法，以提高资源使用效率，减小处理延迟。一方面，本发明实施例提供了一种Turbo接收机，所述Turbo接收机包括均衡解调单元，包括至少两个均衡解调模块，每一个均衡解调模块用于根据资源调度控制单元的调度，对分集合并后的信号进行解调；译码单元，包括至少两个译码模块，每一个译码模块用于根据资源调度控制单元的调度，对解调后的信号进行译码；资源调度控制单元，用于调用所述均衡解调单元中的均衡解调模块对分集合并后的信号进行解调，及调用所述译码单元中的译码模块对解调后的信号进行译码。另一方面，本发明实施例还提供了一种Turbo接收机的实现方法，所述方法包括调用均衡解调单元中的一个均衡解调模块对分集合并后的信号进行解调，及调用译码单元中的一个译码模块对解调后的信号进行译码；
如果第一次译码失败，则调用均衡解调单元中空闲的均衡解调模块进行二次解调，并调用译码单元中空闲的译码模块进行二次译码。通过本实施例的Turbo接收机及其实现方法，将原来固定载波的结构改成资源池结构，充分利用每个模块的处理能力，时分复用单个的资源，只需要保持原来一套用户的资源规模即可支持每个用户2次迭代的处理，提高了资源使用效率，减小了处理延迟。
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的限定。在附图中图1为现有的Turbo接收机的组成结构示意图；图2为本发明实施例的Turbo接收机的组成示意图；图3为本发明另一实施例的Turbo接收机的组成示意图；图4为本发明一实施例的Turbo接收机的整体结构示意图；图5为图4所示实施例中均衡解调模块的结构示意图；图6为图5所示实施例中信道估计模块的结构示意图；图7为图5所示实施例中SISO均衡模块的结构示意图；图8为本发明实施例的Turbo接收机的实现方法的流程图；图9为图8所示实施例中均衡解调流程图；图10为图9所示实施例中SISO均衡示意图。
具体实施例方式为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明实施例做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。图2为本发明实施例提供的一种Turbo接收机的组成框图，请参照图2，该Turbo 接收机包括均衡解调单元21、译码单元22以及资源调度控制单元23，其中均衡解调单元21包括至少两个均衡解调模块，每一个均衡解调模块用于根据资源调度控制单元23的调度，对分集合并后的信号进行解调。译码单元22包括至少两个译码模块，每一个译码模块用于根据资源调度控制单元23的调度，对解调后的信号进行译码。资源调度控制单元23用于调用所述均衡解调单元21中的均衡解调模块对分集合并后的信号进行解调，及调用所述译码单元22中的译码模块对解调后的信号进行译码。在本实施例中，均衡解调单元21所包含的均衡解调模块的个数，以及译码单元22 所包含的译码模块的个数由载波数来决定。在GSM的系统时间中，是以burst (突发)为单位的，1个burst的时间为0. 577ms, 一般均衡解调模块和译码模块的处理时间是不会需要 0. 577ms，大约在0. 577*l/3ms左右，采用本实施例的这种资源池实现结构后，原先需要4个均衡解调模块和4个译码模块实现2载波的Turbo接收机，目前只需要2载波均衡解调模块和2载波的译码模块，因为一个均衡解调模块可以在1个burst时间内完成2次均衡解调，一个译码模块可以在1个burst时间内完成2次译码。因此，采用X个均衡解调模块和X个译码模块，则可以实现X个TurbO接收机载波，在一个burst时间内，总共分别有2X次的均衡解调能力和2X次的译码能力。以上只是举例说明，均衡解调模块和译码模块的处理速度取决于硬件资源的大小，如果均衡加速器的时间足够快的话，比如做一次均衡只要1/χ的时间，那么就只需要 χ/2的均衡硬件资源了。本实施例利用时分复用的原理完成了一套硬件资源实现两次处理的能力，提高了 turbo接收机的处理性能，进一步的缩短了处理延迟。支持的产品应用场景也会更多，灵活性更大。采用这种将处理步骤解耦合的各自资源池架构，可以使产品非常灵活地进行调度， 用于不同地场景，最大限度地发挥资源效率。图3为本发明实施例提供的Turbo接收机的一个实施方式的组成框图，请参照图 3，在本实施方式中，该Turbo接收机可以包括均衡解调单元31、译码单元32以及资源调度控制单元33。在一个实施例中，资源调度控制单元33包括判断模块331和调度模块332，其中调度模块332用于调用均衡解调单元31中的一个均衡解调模块对分集合并后的信息进行解调，并调用译码单元32中的一个译码模块对解调后的信息进行译码。在第一次译码失败时，判断模块331用于判断均衡解调单元31中的均衡解调模块和译码单元32中的译码模块是否空闲，调度模块332则根据判断模块331的判断结果，调用空闲的均衡解调模块进行二次解调，并调用空闲的译码模块进行二次译码。在另一个实施例中，资源调度控制单元33还可以包括交织模块333和解交织模块334，其中交织模块333用于对译码模块321处理后的数据的编码比特软信息进行重新排列，以提供均衡解调模块311进行解调需要的先验信息。在本实施例中，该交织模块333利用对编码比特软信息进行重排，经过均衡解调、 解交织和译码后，可以减小在传输过程中可能出现的比特差错及一些突发错误。其功能与现有技术的Turbo接收机的交织模块的功能相同，在此不再赘述。解交织模块334用于对均衡解调模块311处理后的数据进行还原，以得到原始的编码后数据，并提供给译码模块321进行译码。在本实施例中，该解交织模块334的功能与现有技术的Turbo接收机的解交织模块的功能相同，在此不再赘述。本实施例的Turbo接收机将原来固定载波的结构改成资源池结构，充分利用每个模块的处理能力，时分复用单个的资源，保持原来一套用户的资源规模即可支持每个用户2 次迭代的处理，提高了资源使用效率，减小了处理延迟。在本实施方式中，均衡解调单元31也包括至少两个均衡解调模块311，该均衡解调模块311能够兼容支持Turbo接收机的第一次均衡解调和第二次均衡解调，可以通过图 5所示的结构来实现，请参照图5，该均衡解调模块311可以包括信道估计模块51、预处理模块52以及SISO均衡模块53，其中信道估计模块51用于根据资源调度控制单元33输出的解调选择信息，在第一次解调时，利用实时的训练序列值进行信道因子跟踪，在第二次解调时，利用经过译码反馈的先验信息对应的硬判值进行信道因子跟踪。在一种具体实施方式
中，如图6所示，该信道估计模块51可以包括一个选择配置寄存器61和一个信道估计器62，其中该选择配置寄存器61用于根据资源调度控制单元 33输出的解调选择信息，在第一次解调时，选择实时的训练序列值提供给信道估计器62进行信道因子跟踪，并根据资源调度控制单元33输出的解调选择信息，在第二次解调时，选择经过译码模块反馈的先验信息对应的硬判值提供给信道估计器62进行信道因子跟踪。 信道估计器62用于利用选择配置寄存器61选择的值，例如实时的训练序列值或译码模块反馈的先验信息对应的硬判值，进行信道因子跟踪。预处理模块52用于根据信道估计模块51对信道因子跟踪的结果对所述分集合并后的信号进行滤波，获得滤波后的信号和与该滤波后的信号相匹配的信道因子，并将滤波后的信号和与该滤波后的信号相匹配的信道因子输出到SISO均衡模块53，以完成均衡。在本实施方式中，该预处理模块52的功能与现有技术中预处理O^refilter)模块的功能基本相同，在此不再赘述。SISO (Soft In Soft Out，软输入软输出)均衡模块53用于根据译码模块反馈的先验信息和所述预处理模块52输入的与所述滤波后的信号相匹配的信道因子对所述预处理模块52输入的滤波后的信号进行解调，并将解调结果发送到解交织模块334进行处理。在本实施例中，该SISO均衡模块53的功能与现有技术中SISO均衡(SIS0 equalizer)模块的功能相同，在此不再赘述。在本实施方式中，如图7所示，该SISO均衡模块53可以包括计算子模块71、选择子模块72和SISO均衡子模块73。其中计算子模块71用于根据译码模块反馈的先验信息计算每个符号对应的先验信息值，以便SISO均衡子模块73进行SISO均衡，这里的每个符号是指每个先验信息对应的一个编码值。选择子模块72用于根据资源调度控制单元23输出的解调选择信息，在第一次解调时，选择O提供给SISO均衡子模块73进行SISO均衡；在第二次解调时，选择所述计算子模块72计算的先验信息值提供给SISO均衡子模块73进行SISO均衡。SISO均衡子模块73，用于根据选择子模块72的选择结果和预处理模块52输入的与所述滤波后的信号相匹配的信道因子对所述预处理模块52输入的滤波后的信号进行解调，并将解调结果发送到解交织模块334进行处理。在本实施方式中，译码单元32也可以包括至少两个译码模块321，该译码模块321 可以通过现有技术的方法进行译码，在此不再赘述。可见，本实施例的Turbo接收机根据资源调度控制单元输出的解调选择信息，在第一次解调时，选择实时的训练序列值提供给信道估计器62进行信道因子跟踪，并根据资源调度控制单元输出的解调选择信息，在第二次解调时，选择经过译码模块反馈的先验信息对应的硬判值提供给信道估计器62进行信道因子跟踪，使得一个均衡解调模块可以兼容两次解调，在资源不增加的情况下，大大提高了 Turbo接收机用户的性能，相比常用方案，资源减少将近一半，相比原方案，处理延迟也更短，且资源池架构大大提高了灵活性，适用于不同的应用场景。为使本实施例的Turbo接收机更加清楚易懂，以下结合Turbo接收机的整体结构示意图，对本实施例的Turbo接收机进行详细说明。图4为本实施例的Turbo接收机的整体结构示意图。请参照图4，本实施例的 Turbo接收机是将原先固定载波的结构改成了资源池的结构，将所有均衡解调模块411放在一起作为均衡解调资源池41的形式存在，根据资源调度控制单元43的调度进行均衡解调的功能。同样的，该Turbo接收机将所有译码模块421放在一起作为译码资源池42的形式存在，根据资源调度控制单元43的调度进行译码的功能。在本实施例中，是以两载波的Turbo接收机为例，将两套均衡解调资源，也即两个资源解调模块411组成均衡解调资源池41，两套译码资源，也即两个译码模块421组成译码资源池42。其中，这两个资源池的调度统一由资源调度控制单元43实现。当分集合并完成一个载波的信息时送给均衡解调资源池41时，资源调度控制单元43选择一个均衡解调模块411完成解调，资源调度控制单元43还会选择一个译码模块421进行译码。当译码失败时需要进行第二次均衡解调。资源调度控制单元43会根据此时均衡解调模块411是否空闲选择其中的一个进行解调，然后进行根据相同的原理选择空闲的译码模块421进行的二次译码。这样完成一个完整的Turbo接收机过程。在本实施例中，均衡解调模块411与图3所示实施例的均衡解调模块311的功能相同，译码模块421与图3所示实施例的译码单元32的译码模块321的功能相同，资源调度控制单元43与图3所示实施例的资源调度控制单元33的功能相同，由于在图3所示的实施例中，已经对各个模块进行了详细说明，在此不再赘述。本实施例的Turbo接收机通过均衡解调资源池和译码资源池的方式可以兼容两次解调，在资源不增加的情况下，大大提高了 Turbo接收机用户的性能，相比常用方案，资源减少将近一半，相比原方案，处理延迟也更短，且资源池架构大大提高了灵活性，适用于不同的应用场景。图8为本发明实施例提供的一种Turbo接收机的实现方法的流程图，请参照图8， 该方法包括801 调用均衡解调单元中的一个均衡解调模块对分集合并后的信号进行解调，及调用译码单元中的一个译码模块对解调后的信号进行译码；802:如果第一次译码失败，则调用均衡解调单元中空闲的均衡解调模块进行二次解调，并调用译码单元中空闲的译码模块进行二次译码。在本实施例中，如果第一次译码失败，则首先判断均衡解调单元中的均衡解调模块是否空闲，判断译码单元中的译码模块是否空闲。以及，根据判断结果，调用空闲的均衡解调模块进行二次解调，并调用空闲的译码模块进行二次译码。在本实施例中，均衡解调模块对分集合并后的信号进行解调，可以通过图9所示的方法来实现，包括以下步骤901 根据解调选择信息，在第一次解调时，利用实时的训练序列值进行信道因子跟踪；或者，在第二次解调时，利用经过译码反馈的先验信息对应的硬判值进行信道因子跟踪；902 根据信道因子跟踪的结果对所述分集合并后的信号进行滤波，获得滤波后的信号和与该滤波后的信号相匹配的信道因子；903:根据译码模块反馈的先验信息和与所述滤波后的信号相匹配的信道因子对所述滤波后的信号进行解调。在本实施例中，根据译码模块反馈的先验信息和与所述滤波后的信号相匹配的信道因子对所述滤波后的信号进行解调，可以通过图10所示的方法来实现，包括以下步骤101 根据译码反馈的先验信息计算每个符号对应的先验信息值；102 根据解调选择信息，在第一次解调时，选择0和与所述滤波后的信号相匹配的信道因子对所述滤波后的信号进行解调；在第二次解调时，选择所述先验信息值和与所述滤波后的信号相匹配的信道因子对所述滤波后的信号进行解调。其中，选择0和与所述滤波后的信号相匹配的信道因子对所述滤波后的信号进行解调，即还没有产生译码反馈的先验信息，SISO均衡仅根据预处理后的信道因子对预处理后的信号进行解调；选择所述先验信息值和与所述滤波后的信号相匹配的信道因子对所述滤波后的信号进行解调，即已经产生译码反馈的先验信息，SISO均衡根据该先验信息值和预处理后的信道因子对预处理后的信号进行解调。在本实施例中，译码模块对解调后的信息进行译码可以通过现有技术的手段实现，在此不再赘述。在本实施例中，为了纠正译码模块处理后的数据可能出现的比特差错及一些突发错误，译码模块输出的数据可以先经过交织处理，对该数据进行重新排列后，作为译码反馈的先验信息输出到SISO均衡模块进行SISO均衡，SISO均衡完毕后的数据，再通过解交织处理进行数据还原，并提供给译码模块进行下一次译码。本发明实施例的方法的各步骤可以通过前述实施例的Turbo接收机的组成单元来实现，由于在前述实施例中，已经对该Turbo接收机进行了详细说明，在此不再赘述。综上所述，通过本实施例的方法，使得资源(包括均衡解调资源和译码资源)得以合理利用。将原来固定载波的结构改成资源池结构，充分利用每个模块的处理能力，时分复用单个的资源，只需要保持原来一套用户的资源规模即可支持每个用户2次迭代的处理。 而且，充分利用了单个模块的处理能力，在不同的时候调度不同的资源，提高了资源使用效率，保证处理延迟也不增加。另外，基于将处理步骤解耦合以后的各自资源池架构，可以使产品非常灵活地进行调度，用于不同的场景，最大限度地发挥了资源效率，并灵活支持不同的场景。降低了实现的成本。本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。本领域技术人员可以理解实施例中的装置中的模块可以按照实施例描述分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory, ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory, RAM)等。以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种Turbo接收机，其特征在于，所述Turbo接收机包括均衡解调单元，包括至少两个均衡解调模块，每一个均衡解调模块用于根据资源调度控制单元的调度，对分集合并后的信号进行解调；译码单元，包括至少两个译码模块，每一个译码模块用于根据资源调度控制单元的调度，对解调后的信号进行译码；资源调度控制单元，用于调用所述均衡解调单元中的均衡解调模块对分集合并后的信号进行解调，及调用所述译码单元中的译码模块对解调后的信号进行译码。
2.根据权利要求1所述的Turbo接收机，其特征在于，所述资源调度控制单元包括 判断模块，用于在第一次译码失败时，判断所述均衡解调模块和所述译码模块是否空闲；调度模块，用于根据所述判断模块的判断结果，调用空闲的均衡解调模块进行二次解调，并调用空闲的译码模块进行二次译码。
3.根据权利要求2所述的Turbo接收机，其特征在于，所述资源调度控制单元还包括 交织模块，用于对所述译码模块处理后的数据的编码比特软信息进行重新排列，以提供所述均衡解调模块进行解调需要的先验信息；解交织模块，用于对所述均衡解调模块处理后的数据进行还原，以得到原始的编码后数据，并提供给所述译码模块进行译码。
4.根据权利要求2所述的Turbo接收机，其特征在于，所述均衡解调模块包括信道估计模块，用于根据所述资源调度控制单元输出的解调选择信息，在第一次解调时，利用实时的训练序列值进行信道因子跟踪，在第二次解调时，利用经过译码反馈的先验信息对应的硬判值进行信道因子跟踪；预处理模块，用于根据所述信道估计模块对信道因子跟踪的结果对所述分集合并后的信号进行滤波，获得滤波后的信号和与该滤波后的信号相匹配的信道因子；软输入软输出SISO均衡模块，用于根据所述译码模块反馈的先验信息和所述预处理模块输入的与所述滤波后的信号相匹配的信道因子对所述预处理模块输入的滤波后的信号进行解调。
5.根据权利要求4所述的Turbo接收机，其特征在于，所述信道估计模块包括 选择配置寄存器，用于根据资源调度控制单元输出的解调选择信息，在第一次解调时，选择并输出实时的训练序列值；在第二次解调时，选择并输出经过译码模块反馈的先验信息对应的硬判值；信道估计器，用于利用所述选择配置寄存器选择的实时的训练序列值或译码模块反馈的先验信息对应的硬判值进行信道因子跟踪。
6.根据权利要求4所述的Turbo接收机，其特征在于，所述SISO均衡模块包括 计算子模块，用于根据译码模块反馈的先验信息计算每个符号对应的先验信息值； 选择子模块，用于根据资源调度控制单元输出的解调选择信息，在第一次解调时，选择并输出0 ；在第二次解调时，选择并输出所述计算子模块计算的先验信息值；SISO均衡子模块，用于根据所述选择子模块选择的值和所述预处理模块输入的与所述滤波后的信号相匹配的信道因子对所述预处理模块输入的滤波后的信号进行解调。
7.—种Turbo接收机的实现方法，其特征在于，所述方法包括调用均衡解调单元中的一个均衡解调模块对分集合并后的信号进行解调，及调用译码单元中的一个译码模块对解调后的信号进行译码；如果第一次译码失败，则调用均衡解调单元中空闲的均衡解调模块进行二次解调，并调用译码单元中空闲的译码模块进行二次译码。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，如果第一次译码失败，所述调用均衡解调单元中空闲的均衡解调模块进行二次解调，并调用译码单元中空闲的译码模块进行二次译码包括判断均衡解调单元中的均衡解调模块是否空闲，判断译码单元中的译码模块是否空闲；以及根据判断结果，调用空闲的均衡解调模块进行二次解调，并调用空闲的译码模块进行二次译码。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述均衡解调模块对分集合并后的信号进行解调，包括根据解调选择信息，在第一次解调时，利用实时的训练序列值进行信道因子跟踪；或者，在第二次解调时，利用经过译码反馈的先验信息对应的硬判值进行信道因子跟踪；根据信道因子跟踪的结果对所述分集合并后的信号进行滤波，获得滤波后的信号和与该滤波后的信号相匹配的信道因子；根据译码模块反馈的先验信息和与所述滤波后的信号相匹配的信道因子对所述滤波后的信号进行解调。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述根据译码模块反馈的先验信息和与所述滤波后的信号相匹配的信道因子对所述滤波后的信号进行解调，包括根据译码模块反馈的先验信息计算每个符号对应的先验信息值；根据解调选择信息，在第一次解调时，选择0和与所述滤波后的信号相匹配的信道因子对所述滤波后的信号进行解调；在第二次解调时，选择所述先验信息值和与所述滤波后的信号相匹配的信道因子对所述滤波后的信号进行解调。
全文摘要
本发明实施例提供一种Turbo接收机及其实现方法，所述Turbo接收机包括均衡解调单元，包括至少两个均衡解调模块，每一个均衡解调模块用于根据资源调度控制单元的调度，对分集合并后的信号进行解调；译码单元，包括至少两个译码模块，每一个译码模块用于根据资源调度控制单元的调度，对解调后的信号进行译码；资源调度控制单元，用于调用所述均衡解调单元中的均衡解调模块对分集合并后的信号进行解调，及调用所述译码单元中的译码模块对解调后的信号进行译码。通过本实施例的Turbo接收机及其实现方法，提高了资源使用效率，减小了处理延迟。
文档编号H04L1/00GK102201821SQ201010147590
公开日2011年9月28日 申请日期2010年3月23日 优先权日2010年3月23日
发明者余剑, 王菁, 荆涛 申请人:深圳市海思半导体有限公司