專利名稱：維特比譯碼器的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及維特比譯碼器，該譯碼器對接收的卷積碼進行誤碼校正。
背景技術(shù)：
通常，人們已經(jīng)知道維特比譯碼技術(shù)應用于實現(xiàn)卷積碼的最大似然譯碼。這種維特比譯碼技術(shù)中，由于是基于維特比譯碼算法從發(fā)送端編碼器上能產(chǎn)生的代碼序列中選擇出一個最接近于所接收代碼序列的譯碼序列，所以即使接收代碼中存在誤碼也可以正確譯碼。這樣，維特比譯碼技術(shù)對于通信路徑中引入的隨機誤碼具有高糾錯能力，具體講，這種技術(shù)在與軟判決譯碼相結(jié)合時能夠給出大的編碼增益。所以，對于移動通信系統(tǒng)和其它系統(tǒng)，維特比譯碼器廣泛應用于糾錯碼的譯碼中。
首先，簡要說明這種維特比算法。這里，假設卷積碼的編碼率為1/2，約束長度K＝3，由下列生成多項式給出卷積碼G1(D)＝1+D2G2(D)＝1+D+D2式中，“D”表示數(shù)據(jù)延時，“+”表示只是1個比特的相加。


圖1示明用于生成上面的卷積碼的維特比譯碼器構(gòu)造方框圖。如圖中所示，維特比譯碼器由移位寄存器101A與101B以及實現(xiàn)模2和的加法器102A、102B與102C組成。這里，維特比譯碼器具有由(b1，b2)給出的4種內(nèi)部狀態(tài)，即內(nèi)部狀態(tài)(0，0)、內(nèi)部狀態(tài)(0，1)、內(nèi)部狀態(tài)(1，0)和內(nèi)部狀態(tài)(1，1)，當給定一個輸入時，每種內(nèi)部狀態(tài)可以產(chǎn)生出兩種內(nèi)部狀態(tài)的過渡。
具體地，如圖2中所示，在內(nèi)部狀態(tài)(0，0)的場合，當輸入為0時譯碼器向內(nèi)部狀態(tài)(0，0)過渡，當輸入為1時向內(nèi)部狀態(tài)(0，1)過渡；在內(nèi)部狀態(tài)(0，1)的場合，當輸入為0時譯碼器向內(nèi)部狀態(tài)(1，0)過渡，當輸入為1時向內(nèi)部狀態(tài)(1，1)過渡；在內(nèi)部狀態(tài)(1，0)的場合，當輸入為0時譯碼器向內(nèi)部狀態(tài)(0，0)過渡，當輸入為1時向內(nèi)部狀態(tài)(0，1)過渡；在內(nèi)部狀態(tài)(1，1)的場合，當輸入為0時譯碼器向內(nèi)部狀態(tài)(1，0)過渡，當輸入為1時向內(nèi)部狀態(tài)(1，1)過渡。
圖3是示明上面的內(nèi)部狀態(tài)過渡的網(wǎng)格圖。網(wǎng)格圖中，由實線表示的支路指明輸入為“0”的狀態(tài)過渡，由虛線表示的支路指明輸入為“1”的狀態(tài)過渡。每條支路旁的數(shù)字是當支路發(fā)生過渡時的代碼符號(G1，G2)輸出。由圖中可見，在每個狀態(tài)上總有兩條路徑匯合。維特比算法中，從每個內(nèi)部狀態(tài)上的兩條路徑中選擇出最大似然路徑，并當幸存路徑的選擇達到一個預定長度時，便從不同內(nèi)部狀態(tài)上選擇的路徑中檢知最可能的一條路徑，由此譯碼出接收的代碼。
最大似然路徑的選擇是基于匯合路徑中每一條路徑的概率信息作出的。在硬判決維特比算法中，是將每條路徑比特序列與接收比特序列之間的漢明距離相加起來，產(chǎn)生出該路徑的概率。在軟判決維特比算法中，是將每條路徑比特序列與接收比特序列之間的歐氏距離平方相加起來，產(chǎn)生出該路徑的概率。
下面的說明中，表示路徑概率的值稱為路徑量度，表示每個接收單元期概率的值稱為支路量度。路徑量度可以解釋為過渡至一定內(nèi)部狀態(tài)的概率之和。支路量度可以解釋為從一個baibu狀態(tài)過渡到下一個內(nèi)部狀態(tài)時各個比特概率之和。
接收數(shù)據(jù)(r1，r2)與傳輸裝置產(chǎn)生的數(shù)據(jù)(s1，s2)兩個數(shù)據(jù)串之間的歐氏距離由下式給出(s1-r1)2+(s2-r2)2]]>維特比譯碼中，歐氏距離的平方表示為(s1-r1)2+(s2-r2)2＝s12-2×s1×r1+r12+s22-2×s2×r2+r22可以確定出使上面的表示式值最小的數(shù)據(jù)(s1，s2)。
這里，由于接收數(shù)據(jù)(r1，r2)固定，因此，無論值(s1，s2)怎樣，r1和r2都是恒定的，它們可從表示式中省略掉。此外，關(guān)于元素s1和s2的傳輸數(shù)據(jù)(s1，s2)，假設數(shù)據(jù)為“0”時s1或s2是“-1”，并假設數(shù)據(jù)為“1”時s1或s2是“1”，則無論值(s1，s2)怎樣，s12和s22都是恒定的，所以，它們可從表示式中省略掉。此外，將表示式中剩余部分除以2時，它簡化成-s1×r1-s2×r2。
由該表示式知道，如果s1＝-1，則-s1×r1等于r1。因此，如果r1＝-1，則該-s1×r1項簡化成-1，如果r1＝0，則該項簡化成0，而如果r1＝1，則該項簡化成1。又如果s1＝1，則-s1×r1等于-r1。因此，如果r1＝-1，則該項簡化成1，如果r1＝0，則該項簡化成0，而如果r1＝-1，則該項簡化成1。
于是，如果s1＝-1，則根據(jù)接收數(shù)據(jù)r1(-1到1)，-s1×r1形成的值線性地從0變化到2，而如果s1＝1，則根據(jù)接收數(shù)據(jù)r1(-1到1)，-s1×r1形成的值線性地從2變化到0。當圖4中所示的接收數(shù)據(jù)r1的分辨率設定于3比特時，從上面的方法中可得到圖5中所示的量度。
下面，說明基于軟判決處理的工作。與硬判決處理中的應用二進制信號“0”和“1”不同，軟判決處理是基于多電平信號實現(xiàn)判決的。在如圖4和圖5所示應用3比特的8電平軟判決中，假定只是一個比特的數(shù)據(jù)，則當該信息比特為“0”時，如果接收電平是“0”，則支路量度得到“0”，而如果接收電平是“7”，則支路量度得到“7”，又當該信息比特為“1”時，如果接收電平是“0”，則支路量度得到“ 7”，而如果接收電平是“7”，則支路量度得到“0”。應當指出，支路量度值越小，該支路越有可能性。
圖6是示明一個軟判決量度處理例子的網(wǎng)格圖。該軟判決量度處理中，假設給定的信息序列是“0110000”，給定的代碼序列是“00”、“ 11”、“10”、“10”、“11”、“00”和“00”，而給定的接收序列是“2”、“4”、“3”、“6”、“7”、“2”、“7”、“5”、“5”、“7”、“1”、“0”、“1”和“2”。對于從時刻“0”上內(nèi)部狀態(tài)“00”到時刻“1”上內(nèi)部狀態(tài)“00”的過渡，由于第一比特“0”的概率是“2”和第二比特“0”的概率是“4”，所以量度為“2+4”＝“6”。按同樣方法能夠得到所有路徑的支路量度。圖6中，每條線段旁的數(shù)字指明支路量度，每一內(nèi)部狀態(tài)和時刻處陰影線中的數(shù)字指明路徑量度。
由計算的結(jié)果得到，在時刻“7”匯合于內(nèi)部狀態(tài)“00”的兩條路徑一條是來自時刻“6”的內(nèi)部狀態(tài)“00”，另一條是來自時刻“6”的內(nèi)部狀態(tài)“10”。關(guān)于時刻“6”上來自內(nèi)部狀態(tài)“00”的路徑，時刻“6”/內(nèi)部狀態(tài)“00”的路徑量度是“21”，從時刻“6”的內(nèi)部狀態(tài)“00”到時刻“7”的內(nèi)部狀態(tài)“00”的支路量度是“ 3”，所以該路徑的概率即為“24”。另一方面，關(guān)于時刻“6”上來自內(nèi)部狀態(tài)“10”的路徑，時刻“6”/內(nèi)部狀態(tài)“10”的路徑量度是“32”，從時刻“6”的內(nèi)部狀態(tài)“10”到時刻“7”的內(nèi)部狀態(tài)“00”的支路量度是“11”，所以該路徑的概率即為“43”。因此，可采用“24”作為時刻“7”/內(nèi)部狀態(tài)“00”的路徑量度，也就是，選擇從時刻“6”的內(nèi)部狀態(tài)“00”到時刻“7”的內(nèi)部狀態(tài)“00”的路徑。這里，圖6中，“X”表示在匯合點上舍棄的路徑。
如圖7中所示，沿著箭頭跟蹤幸存路徑或是在接收數(shù)據(jù)序列的反方向上跟蹤幸存路徑，可以得到譯碼結(jié)果。圖6上，接收序列中有下劃線的數(shù)字表示傳輸中的誤碼比特。從譯碼結(jié)果可知，即使發(fā)生3個誤碼比特時也能夠得到原來的信息序列。
圖8示明基于維特比算法對卷積碼進行譯碼的一種維特比譯碼器的典型構(gòu)造，它包含有支路量度計算器1，用于計算接收序列與每條支路之間的支路量度；ACS部分2，用于選擇幸存路徑和計算幸存路徑的路徑量度；路徑量度存儲器3，用于存儲每個內(nèi)部狀態(tài)的路徑量度值；路徑存儲器4，用于存儲所選擇路徑的估計輸出；以及回溯處理器5，用于檢測最可能的路徑量度地址，并實施對路徑存儲器的控制。
因此，這一構(gòu)造的維特比譯碼器的工作如圖9中的流程圖所示，在此情況下，它讀出接收數(shù)據(jù)，計算支路量度，并更新路徑存儲器中的路徑量度(步驟S2至S5)，直至完成一個完整幀，并當該幀完成時(步驟S1)由回溯處理輸出譯碼結(jié)果(步驟S6)。
對此種維特比譯碼器已經(jīng)提出各種技術(shù)，以改善計算效率。如圖10中所示，公開了一種技術(shù)(見日本專利申請公開Sho 63 No.122323)，其中，提供一種軟判決數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換電路A，它根據(jù)具體情況轉(zhuǎn)換輸入數(shù)據(jù)，以使用于計算支路量度，由此對輸入比特指配加權(quán)值。如圖11中所示，公開了另一種技術(shù)(見日本專利申請公開Hei 7 No.245567)，其中，提供一種規(guī)一化電路(最大似然值減法)B，從全部支路量度中搜索最大似然值，并從每個支路量度中減去該值，以便縮小數(shù)據(jù)范圍，由此確定支路量度中的最大似然值。
應用維特比算法的軟判決后由圖12中的BER特性曲性可見，當輸入數(shù)據(jù)的比特精確度提高時可改善誤碼校正特性。然而，輸入數(shù)據(jù)比特精確度的提高將增大內(nèi)部處理器中處理的比特數(shù)目，導致系統(tǒng)規(guī)模擴大的問題。同樣的問題也發(fā)生于對輸入比特指配加權(quán)值的方法中，以及在支路量度中確定最大似然值的規(guī)一化方法中。
如圖12上示例的BER特性曲線中所示，在約束長度為9和編碼率為1/3的維特比譯碼處理場合下，例如，當輸入數(shù)據(jù)的比特精確度設定為3比特時，如果處理中結(jié)合以合適的規(guī)一化，則由ACS部分能正確地處理的數(shù)據(jù)可具有6個或更多的內(nèi)部運算比特。然而，當輸入比特精確度設定為4比特時，即使結(jié)合以合適的規(guī)一化處理，在ACS部分中也需要不少于7或8個內(nèi)部運算比特。內(nèi)部運算比特長度從6比特增加到8比特，電路規(guī)模需要比例地擴大，擴大到1.3倍多些。
所以，本發(fā)明的一個目的是提供一種維特比譯碼器，它能夠改善誤碼校正特性，同時避免系統(tǒng)規(guī)模的擴大。
本發(fā)明的公開為了解決上面的問題，本發(fā)明如下構(gòu)成。
本發(fā)明的第一方面是一種維特比譯碼器，包含有支路量度計算部分，用于根據(jù)接收序列計算支路量度值；比特范圍轉(zhuǎn)換部分，用于對支路量度計算部分計算出的支路量度的比特范圍進行轉(zhuǎn)換；路徑量度計算部分，用于根據(jù)比特范圍轉(zhuǎn)換部分轉(zhuǎn)換了比特范圍的支路量度值計算出路徑量度值；以及譯碼部分，用于根據(jù)路徑量度計算部分計算出的路徑量度值對接收代碼進行譯碼。
在第一方面內(nèi)定義的維特比譯碼器之外，本發(fā)明的第二方面其特征在于，對于支路量度計算部分計算出的支路量度值，通過截短其LSB(最低有效位)來轉(zhuǎn)換比特范圍。
本發(fā)明的第三方面是一種維特比譯碼方法，包含步驟根據(jù)接收序列計算支路量度值；根據(jù)支路量度值計算路徑量度值；以及根據(jù)路徑量度值譯碼接收代碼；本方法的特征在于，轉(zhuǎn)換支路量度值的比特范圍，并根據(jù)已經(jīng)轉(zhuǎn)換比特范圍的支路量度值計算路徑量度值。
按照本發(fā)明的構(gòu)造，能得到下面的效果。
按照第一種構(gòu)造，支路量度計算部分基于接收序列計算支路量度值，然后，比特范圍轉(zhuǎn)換部分將計算出的支路量度值比特范圍轉(zhuǎn)換到路徑量度計算部分可運算的范圍。路徑量度計算部分根據(jù)已經(jīng)轉(zhuǎn)換比特范圍的支路量度值計算路徑量度值。譯碼部分根據(jù)計算出的路徑量度值譯碼接收代碼。由此，可以改善輸入數(shù)據(jù)的比特精確度而不需增加路徑量度計算部分所處理的內(nèi)部運算比特數(shù)目。
按照第二種構(gòu)造，支路量度計算部分基于接收序列計算支路量度值，然后，比特范圍轉(zhuǎn)換部分省略掉計算出的支路量度值的LSB(最低有效位)，以便將支路量度值的比特范圍轉(zhuǎn)換到路徑量度計算部分可運算的范圍。路徑量度計算部分根據(jù)已經(jīng)轉(zhuǎn)換比特范圍的支路量度值計算路徑量度值。譯碼部分根據(jù)計算出的路徑量度值譯碼接收代碼。由此，可以改善輸入數(shù)據(jù)的比特精確度而不需增加路徑量度計算部分所處理的內(nèi)部運算比特數(shù)目。
按照第三種構(gòu)造，基于接收序列計算支路量度值，轉(zhuǎn)換支路量度值的比特范圍，并根據(jù)已經(jīng)轉(zhuǎn)換比特范圍的支路量度值計算路徑量度值。然后，根據(jù)路徑量度值譯碼接收代碼。由此，可以改善輸入數(shù)據(jù)的比特精確度而不需增加用于計算路徑量度值的運算比特數(shù)目。
附圖簡要說明圖1是通常例子的卷積碼編碼器方框圖；圖2是表明圖1卷積碼編碼器中內(nèi)部狀態(tài)過渡的示例圖；圖3是表明圖1卷積編碼器中內(nèi)部狀態(tài)過渡的網(wǎng)格圖；圖4示例的曲線表明一個軟判決信號的例子；圖5示例的表格表明接收比特精確度為3比特的信息比特量度；圖6表明通常的軟判決處理中內(nèi)部狀態(tài)過渡的網(wǎng)格圖；圖7表明圖6格柵圖中譯碼處理的網(wǎng)格圖；圖8的方框圖示明一種通常維特比譯碼器的方框圖；圖9是圖8維特比譯碼器中維特比譯碼處理程序的一個示例流程圖；圖10的方框圖示明按照通常例子支路量度計算的一個例子；圖11的方框圖示明按照通常例子支路量度計算的另一個例子；圖12的BER特性曲線示明一個常規(guī)例子的BER特性；圖13的方框圖示明按照本發(fā)明一個實施例的維特比譯碼器構(gòu)造；
圖14的流程圖示例出同一維特比譯碼器中維特比譯碼的處理程序；圖15的網(wǎng)格圖示明應用同一維特比譯碼器的軟判決處理中的內(nèi)部狀態(tài)過渡；圖16示例的表格表明接收比特精確度為4比特的信息比特量度；圖17是按照常規(guī)例子在軟判決處理中發(fā)生一個誤碼時的網(wǎng)格圖；圖18的BER特性曲線示明同一維特比譯碼器中的BER特性例子；圖19是同一BER特性曲線的局部擴大圖；圖20的方框圖示明一個支路量度計算器特定構(gòu)造的例子；圖21的方框圖示明一個比特范圍轉(zhuǎn)換器特定構(gòu)造的例子；圖22的方框圖示明另一個比特范圍轉(zhuǎn)換器特定構(gòu)造的例子；圖23的方框圖示明一個ACS部分特定構(gòu)造的例子；圖24的BER特性曲線示明同一維特比譯碼器中另一個例子的BER特性；以及圖25是同一BER特性曲線的局部擴大圖。
本發(fā)明的最佳實施方式下面，參考附圖詳細說明本發(fā)明的實施例。
圖13的方框圖示明按照本發(fā)明一個實施例的維特比譯碼器的構(gòu)造。該譯碼器包含支路量度計算器1，用于計算接收序列與每條支路之間的量度；比特范圍轉(zhuǎn)換器11，用于對支路量度計算器1計算出的支路量度值的比特范圍進行轉(zhuǎn)換，以使得適合于在ACS部分2中應用的計算比特的數(shù)目；ACS部分2，用于選擇幸存路徑和計算幸存路徑的路徑量度；路徑量度存儲器3，用于存儲每個內(nèi)部狀態(tài)的路徑量度值；路徑存儲器4，用于存儲所選擇路徑的估計輸出；以及回溯處理器5，用于檢測最可能的路徑量度地址和實現(xiàn)路徑存儲器的控制。
因此，這種構(gòu)造的維特比譯碼器的工作如圖14中的流程圖所示，在此情況下，它讀出接收數(shù)據(jù)，計算支路量度，優(yōu)化支路量度，以及更新路徑量度并將它們存儲入路徑存儲器(步驟S2至S5，S11)，直至完成一幀，并當該幀完成時(步驟S1)由回溯處理輸出譯碼結(jié)果(步驟S6)。
現(xiàn)在，開始說明上面構(gòu)造的維特比譯碼器，其約束長度為3，編碼率為1/2。應用下面的生成多項式G0＝1+D2G1＝1+D+D2圖15的網(wǎng)格圖示明如上面那樣構(gòu)造的維特比譯碼器當輸入比特精確度為“4”時軟判決量度處理的例子。該軟判決量度處理中，假設給定的信息序列為“0110000”，給定的代碼序列為“00”、“11”、“10”、“10”、“11”、“00”和“00”，給定的接收序列為“7”、“8”、“5”、“13”、“10”、“4”、“12”、“3”、“3”、“9”、“5”、“8”、“6”和“5”。此種場合，對于從時刻“0”的內(nèi)部狀態(tài)“00”到時刻“1”的內(nèi)部狀態(tài)“00”的過渡如圖16上量度表格中所示，第一比特“0”的概率為“7”，第二比特“0”的概率為“8”，所以量度為“7+8”＝“15”或“1111”，然后由比特范圍轉(zhuǎn)換器11省略掉LSB。所以，量度為“111”或“7”。以同樣的方法可以計算全部路徑的支路量度。圖15中，每條線段旁的數(shù)字指明支路量度，每一內(nèi)部狀態(tài)和時刻處陰影線中的數(shù)字指明路徑量度。
由計算的結(jié)果得到，在時刻“7”匯合于內(nèi)部狀態(tài)“00”的兩條路徑一條是來自時刻“6”的內(nèi)部狀態(tài)“00”，另一條是來自時刻“6”的內(nèi)部狀態(tài)“10”。關(guān)于時刻“6”上來自內(nèi)部狀態(tài)“00”的路徑，時刻“6”/內(nèi)部狀態(tài)“00”的路徑量度是“35”，從時刻“6”的內(nèi)部狀態(tài)“00”到時刻“7”的內(nèi)部狀態(tài)“00”的支路量度是“5”，所以該路徑的概率為“40”。另一方面，關(guān)于時刻“6”上來自內(nèi)部狀態(tài)“10”的路徑，時刻“6”/內(nèi)部狀態(tài)“10”的路徑量度是“32”，從時刻“6”的內(nèi)部狀態(tài)“10”到時刻“7”的內(nèi)部狀態(tài)“00”的支路量度是“ 9”，所以該路徑的概率為“41”。因此，可采用“40”作為時刻“7”/內(nèi)部狀態(tài)“00”的路徑量度，也就是，選擇從時刻“6”的內(nèi)部狀態(tài)“00”到時刻“7”的內(nèi)部狀態(tài)“00”的路徑。這里，圖15中，“X”表示在匯合點上舍棄的路徑。
然后，在接收數(shù)據(jù)序列的反方向上跟蹤幸存路徑，能夠得到譯碼結(jié)果。圖15上，接收序列中有下劃線的數(shù)字表示傳輸中的誤碼比特。從譯碼結(jié)果可知，即使發(fā)生4個誤碼比特時也能夠得到原來的信息序列。
與之對比，如圖17中所示，在參照先有技術(shù)中說明的維特比譯碼器內(nèi)，當同樣的接收信號受到輸入比特精確度為“3”的軟判決量度處理時，得到的接收序列為“3”、“4”、“2”、“6”、“5”、“2”、“6”、“1”、“1”、“4”、“2”、“4”、“3”和“2”?；诖私邮招蛄械牧慷扔嬎阌邢旅娴慕Y(jié)果。也就是，在時刻“7”匯合于內(nèi)部狀態(tài)“00”的兩條路徑一條是來自時刻“6”的內(nèi)部狀態(tài)“00”，另一條是來自時刻“6”的內(nèi)部狀態(tài)“10”。關(guān)于時刻“6”上來自內(nèi)部狀態(tài)“00”的路徑，時刻“6”/內(nèi)部狀態(tài)“00”的路徑量度是“34”，從時刻“6”的內(nèi)部狀態(tài)“00”到時刻“7”的內(nèi)部狀態(tài)“00”的支路量度是“5”，所以該路徑的概率為“39”。另一方面，關(guān)于時刻“6”上來自內(nèi)部狀態(tài)“10”的路徑，時刻“6”/內(nèi)部狀態(tài)“10”的路徑量度是“29”，從時刻“6”的內(nèi)部狀態(tài)“10”到時刻“7”的內(nèi)部狀態(tài)“00”的支路量度是“9”，所以該路徑的概率為“38”。因此，可采用“38”作為時刻“7”/內(nèi)部狀態(tài)“00”的路徑量度，也就是，選擇從時刻“6”的內(nèi)部狀態(tài)“10”到時刻“7”的內(nèi)部狀態(tài)“00”的路徑。這里，圖17中，“x”表示在匯合點上舍棄的路徑。
然后，在接收數(shù)據(jù)序列的反方向上跟蹤幸存路徑，能夠得到譯碼結(jié)果。然而，從該譯碼結(jié)果知道，當發(fā)生4個比特的誤碼時，從時刻“6”的內(nèi)部狀態(tài)“10”到時刻“7”的內(nèi)部狀態(tài)“00”發(fā)生了路徑選擇錯誤，因而導致信息序列中的差錯，由此，不可能得到原來的信息序列。
于是，按照本發(fā)明，有可能改善誤碼校正特性而同時保持ACS 3中運算比特數(shù)目不超過“6”。圖18的BER特性曲線示明采用本發(fā)明時的誤比特率(BER)特性(輸入比特精確度為“4”)與常規(guī)例子的誤比特率(BER)特性(輸入比特精確度為“3”和輸入比特精確度為“4”)的比較。圖19是圖18曲線的局部擴大圖。從該曲線圖可知，本實施例與輸入比特精確度為“4”所實施的完全計算的常規(guī)例子相比較，性能有所下降，但與輸入比特精確度為“3”所實施的完全計算的常規(guī)例子相比較，其特性有所改善。
下面，說明約束長度為“9”、編碼率為1/3時上面那樣構(gòu)造的維特比譯碼器。它采用的生成多項式如下
G0＝1+D2+D3+D5+D6+D7+D8G1＝1+D+D3+D4+D7+D8G2＝1+D+D2+D5+D8圖20是上面構(gòu)造的維特比譯碼器中支路量度計算器1的一種構(gòu)成例子。該計算器包含有網(wǎng)格發(fā)生器21、選擇器22、23、24和6比特加法器25、26。
網(wǎng)格發(fā)生器21適應于確定出應從哪個信息比特“0”或“1”中判斷量度。在內(nèi)部狀態(tài)“01111000b(＝078h)”的計算例子中，對于輸入數(shù)據(jù)“0”有G0＝1+1+1＝1G1＝1+1＝0G2＝1＝1對于輸入數(shù)據(jù)“1”有G0＝1+1+1+1＝0G1＝1+1+1＝1G2＝1+1＝0當G0、G1和G2為“0”時，選擇器22、23和24對于數(shù)據(jù)A、B和C的接收電平應用相應于信息比特“0”的各別量度。當G0、G1和G2為“1”時，各選擇器對于數(shù)據(jù)A、B和C的接收電平應用相應于信息比特“0”的各別量度。選擇器22、23和24的每個輸出饋給加法器25和26，它們在加法器中相加并輸出支路量度值Y1和Y2。
當輸入比特精確度為3比特時，自選擇器22、23和24來的輸出其范圍為0到7。所以，支路量度的范圍為0到21(二進制值10101b)，比特精確度需要5比特。當輸入比特精確度為4比特時，選擇器22、23和24的輸出范圍為0到15，所以支路量度的范圍為0到45(二進制值101101b)，比特精確度需要6比特。
圖21是上面構(gòu)造的維特比譯碼器中比特范圍轉(zhuǎn)換器11的一個構(gòu)成例子。該轉(zhuǎn)換器包含有LSB截短部分31和32。LSB截短部分31和32適應于舍棄支路量度計算器1的支路量度值Y1和Y2輸出中的LSB，使得它們的LSB截短后的值作為支路量度值Y1’和Y2’輸出，其具有的比特長度可在ACS部分2中運算。具體地，例如，當輸入比特精確度為4比特時，考慮到支路量度的最大值，支路量度長度為6比特。所以，該比特長度截短成5比特，作為ACS部分2中可運算的比特數(shù)目。
這里，如圖22中所示，可以對支路量度計算器1來的支路量度值Y1和Y2輸出實現(xiàn)舍入，方法是通過對經(jīng)由6比特加法器33和34來的每個值加“1”，并舍棄由LSB截短部分31和32來的LSB。
圖23是上面構(gòu)造的維特比譯碼器中ACS部分2的一個構(gòu)成例子。該ACS部分包含有6比特加法器41至44、比較器45和46、以及選擇器47和48。這里，加法器41使路徑量度存儲器3來的數(shù)據(jù)K1與比特范圍轉(zhuǎn)換器11來的數(shù)據(jù)Y1’相加，輸出pt00，加法器42使路徑量度存儲器3來的數(shù)據(jù)K1與比特范圍轉(zhuǎn)換器11來的數(shù)據(jù)Y2’相加，輸出pt01，加法器43使路徑量度存儲器3來的數(shù)據(jù)K2與比特范圍轉(zhuǎn)換器11來的數(shù)據(jù)Y2’相加，輸出pt10，又，加法器44使路徑量度存儲器3來的數(shù)據(jù)K2與比特范圍轉(zhuǎn)換器11來的數(shù)據(jù)Y1’相加，輸出pt11。
比較器45將pt00與pt10進行比較，其輸出結(jié)果作為路徑數(shù)據(jù)值R1，根據(jù)比較器45的結(jié)果，如果pt00≤pt10，選擇pt00，如果pt00＞pt10，選擇pt10，由此輸出新的路徑量度S1。比較器46對pt01和pt11進行比較，其輸出結(jié)果作為路徑數(shù)據(jù)值R2。根據(jù)比較器46的結(jié)果，如果pt01≤pt11，選擇pt01，如果pt01＞pt11，選擇pt11，由此輸出新的路徑量度S2。結(jié)果，將這種新的路徑量度S1和S2存儲入路徑量度存儲器3中。
依靠上面的構(gòu)造例子實現(xiàn)維特比算法處理時，可得到圖24中所示的BER特性。這里，圖24示明的曲線包括未編碼場合的曲線；輸入比特精確度3比特和運算比特長度6比特場合的曲線；應用輸入比特精確度4比特和運算比特長度6比特的本實施場合的曲線；輸入比特精確度4比特和運算比特長度6比特而不應用本實施例場合下的曲線；以及輸入比特精確度4比特和運算比特長度8比特而不應用本實施例場合下的曲線。圖25示明局部放大的曲線。
由圖可知，當本實施中使用輸入比特精確度4比特或是支路量度值從6比特轉(zhuǎn)換到5比特和內(nèi)部運算以6比特處理時，相對于采用輸入比特精確度4比特和運算比特數(shù)目足夠大時、或者支路量度值直接應用8比特作內(nèi)部運算處理時，比較之下本實施例的BER特性或多或少差些。然而，相對于輸入比特精確度3比特和運算比特數(shù)目足夠大的場合、或者內(nèi)部運算的電路規(guī)模相當于本實施例構(gòu)造的場合來說，本實施例的特性有改善。
如前面的說明，按照第一至第三方面之任一個中所述的本發(fā)明，由于可能改善輸入數(shù)據(jù)的比特精確度而不需增大計算路徑量度中所用運算比特數(shù)目，所以可能改善誤碼校正特性而同時避免系統(tǒng)規(guī)模的擴大。
工業(yè)應用性已經(jīng)說明，本發(fā)明適用于維特比譯碼器，它能夠改善誤碼校正特性而避免系統(tǒng)規(guī)模的擴大。
權(quán)利要求
1.一種維特比譯碼器，包含支路量度計算部分，用于根據(jù)接收序列計算支路量度值；比特范圍轉(zhuǎn)換部分，用于對支路量度計算部分計算出的支路量度值進行比特范圍轉(zhuǎn)換；路徑量度計算部分，用于根據(jù)由比特范圍轉(zhuǎn)換部分已經(jīng)轉(zhuǎn)換比特范圍的支路量度值計算路徑量度值；以及譯碼部分，用于根據(jù)路徑量度計算部分計算出的路徑量度值對接收代碼進行譯碼。
2.權(quán)利要求1的維特比譯碼器，其中，比特范圍轉(zhuǎn)換部分通過對支路量度計算部分計算出的支路量度值的LSB(最低有效位)進行截短，以轉(zhuǎn)換比特范圍。
3.一種維特比譯碼方法，包含有步驟根據(jù)接收序列計算支路量度值；根據(jù)支路量度值計算路徑量度值；以及根據(jù)路徑量度值對接收代碼進行譯碼，該方法的特征在于，轉(zhuǎn)換支路量度值的比特范圍，并根據(jù)已經(jīng)轉(zhuǎn)換比特范圍的支路量度值計算路徑量度值。
全文摘要
一種維特比譯碼器，能改善誤碼校正特性，同時不增大系統(tǒng)規(guī)模。裝置中在支路量度計算部分(1)與ACS部分(2)之間提供一個比特范圍轉(zhuǎn)換部分(11)，對于由支路量度計算部分(1)計算出的支路量度值的比特范圍進行轉(zhuǎn)換，以使比特范圍與ACS部分(2)中計算所用的比特數(shù)目相適配。直至一幀完成時，讀出接收數(shù)據(jù)以計算支路量度，優(yōu)化支路量度，改變路徑量度，以及存儲該路徑量度。該幀完成后，通過回溯處理輸出譯碼結(jié)果。
文檔編號H03M13/41GK1409899SQ00817215
公開日2003年4月9日 申請日期2000年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2000年3月14日
發(fā)明者岸野雅彥 申請人:夏普公司