專利名稱：一種維特比譯碼器及其回溯譯碼方法和回溯譯碼裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及回溯技術(shù)，特別涉及一種維特比(Viterbi)譯碼器及其回溯譯碼方法和回溯譯碼裝置。
背景技術(shù)：
卷積碼是現(xiàn)代數(shù)字通信中常用的一種信道糾錯(cuò)編碼技術(shù)，通常使用卷積碼格圖對(duì)卷積碼的編碼過程進(jìn)行圖示。以(2，1，2)卷積碼為例，圖1為現(xiàn)有技術(shù)中(2，1，2)卷積碼的格圖，其中每一豎線對(duì)應(yīng)一個(gè)時(shí)刻，而每一豎線上存在多個(gè)與橫線的交點(diǎn)，代表對(duì)應(yīng)時(shí)刻的不同狀態(tài)，稱為該時(shí)刻的不同節(jié)點(diǎn)，因此每一時(shí)刻都對(duì)應(yīng)有多個(gè)節(jié)點(diǎn)。實(shí)線箭頭表示的路徑稱為許用路徑，為編碼可能經(jīng)過的路徑，每一條許用路徑都對(duì)應(yīng)自身路徑的一個(gè)編碼值，圖1中對(duì)相同取值的許用路徑只標(biāo)出了一部分?jǐn)?shù)值。對(duì)于一部分節(jié)點(diǎn)來說，存在兩條許用路徑進(jìn)入同一個(gè)節(jié)點(diǎn)的情況。
卷積碼典型的譯碼算法有代數(shù)譯碼和概率譯碼兩大類，Viterbi譯碼算法就是一種常用的概率譯碼算法，它的基本原理為預(yù)先計(jì)算每一時(shí)刻可能存在的許用路徑和經(jīng)過該許用路徑的編碼值，并在卷積碼的格圖中表示這些許用路徑?？紤]所有許用路徑，尋找一條最大似然路徑，將沿此最大似然路徑的編碼序列作為對(duì)實(shí)際待譯碼序列的譯碼結(jié)果。考慮到計(jì)算量的問題，Viterbi譯碼算法中采用逐步計(jì)算的原則。
下面結(jié)合圖1對(duì)Viterbi譯碼算法進(jìn)行簡要介紹。
Viterbi譯碼器使用Viterbi譯碼算法，實(shí)現(xiàn)三個(gè)部分功能，即分支度量計(jì)算、路徑度量加比選計(jì)算和回溯譯碼。可以將譯碼器每接收一個(gè)輸入碼字視為一個(gè)時(shí)刻。
在所述分支度量計(jì)算中，某時(shí)刻節(jié)點(diǎn)與其上一時(shí)刻節(jié)點(diǎn)之間的連線稱為分支，將接收碼與每條分支的距離稱為分支度量。
在所述路徑度量加比選計(jì)算中，將某時(shí)刻每個(gè)節(jié)點(diǎn)上兩條不同輸入分支對(duì)應(yīng)的上一時(shí)刻節(jié)點(diǎn)的路徑度量，與各自計(jì)算出的分支度量相加，從兩個(gè)相加結(jié)果中選擇較小的一個(gè)，作為該時(shí)刻每個(gè)節(jié)點(diǎn)新的路徑度量值，得到的新路徑度量值所對(duì)應(yīng)的支路就是當(dāng)前時(shí)刻每個(gè)節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的幸存路徑。如果某時(shí)刻每個(gè)節(jié)點(diǎn)上只對(duì)應(yīng)一條輸入分支，則無需進(jìn)行上述選擇較小路徑度量值的過程，直接將該分支對(duì)應(yīng)的上一時(shí)刻節(jié)點(diǎn)的路徑度量，與計(jì)算出的分支度量相加即可。每一時(shí)刻都按照上述規(guī)則更新各個(gè)節(jié)點(diǎn)的路徑度量值存儲(chǔ)，并且將加比選計(jì)算中得到的幸存路徑在卷積碼格圖中所對(duì)應(yīng)的數(shù)值作為加比選判決信息存儲(chǔ)，用于后續(xù)的回溯譯碼操作。
在所述回溯譯碼中，當(dāng)路徑度量加比選計(jì)算中得到的加比選判決信息在譯碼器中的存儲(chǔ)到達(dá)譯碼深度后，就可以開始回溯操作。回溯開始的第一次回溯具體操作可以簡單描述為從回溯開始的當(dāng)前時(shí)刻選擇任意一個(gè)節(jié)點(diǎn)作為回溯操作的起始節(jié)點(diǎn)，讀取存儲(chǔ)的當(dāng)前時(shí)刻加比選判決信息，即找到了回溯操作起始節(jié)點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的幸存路徑的數(shù)值，由于針對(duì)每個(gè)節(jié)點(diǎn)的幸存路徑的數(shù)值只有一個(gè)，因此根據(jù)該數(shù)值可以找到回溯操作的起始節(jié)點(diǎn)到當(dāng)前時(shí)刻前一時(shí)刻中一個(gè)節(jié)點(diǎn)的唯一路徑。例如圖1所示，假設(shè)加比選判決信息中針對(duì)時(shí)刻6的節(jié)點(diǎn)a存儲(chǔ)的數(shù)值為10，即節(jié)點(diǎn)a對(duì)應(yīng)的幸存路徑的數(shù)值為10，則根據(jù)該數(shù)值可以找到節(jié)點(diǎn)a到時(shí)刻5中節(jié)點(diǎn)b的唯一路徑，相當(dāng)于在卷積碼格圖上從節(jié)點(diǎn)a回溯到了節(jié)點(diǎn)b?；厮蓍_始的第一次回溯之后的每一次回溯，都按照上述讀取加比選判決信息并前進(jìn)一個(gè)節(jié)點(diǎn)的方式，依次回溯得出一條路徑。在上述回溯操作到達(dá)譯碼深度后，認(rèn)為回溯操作的結(jié)束節(jié)點(diǎn)已經(jīng)位于最大似然路徑上，可以開始沿最大似然路徑對(duì)輸入碼字進(jìn)行譯碼，譯碼的具體操作就是沿回溯操作的結(jié)束節(jié)點(diǎn)為起始點(diǎn)的路徑，依次讀出該路徑上各節(jié)點(diǎn)之間路徑上的數(shù)值，即讀取各節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的加比選判決信息作為譯碼結(jié)果，釋放存儲(chǔ)空間。
在上述Viterbi譯碼器實(shí)現(xiàn)的三部分功能中，分支度量計(jì)算和路徑度量加比選計(jì)算的邏輯比較固定，只要使用Viterbi譯碼算法就需要這兩個(gè)部分來完成前期的預(yù)處理。而回溯譯碼操作需要大量的存儲(chǔ)資源，來存儲(chǔ)每一時(shí)刻所有節(jié)點(diǎn)的路徑度量值和加比選判決信息，以便于進(jìn)行回溯操作，因此這一部分的存儲(chǔ)將占用Viterbi譯碼器的主要資源，由于回溯譯碼部分有較多的實(shí)現(xiàn)方法，因此成了減小譯碼器面積和資源消耗設(shè)計(jì)中備受關(guān)注的部分，也是目前優(yōu)化譯碼器設(shè)計(jì)的瓶頸。
現(xiàn)有技術(shù)中Viterbi譯碼算法中的回溯是基于隨機(jī)存儲(chǔ)器(RAM)的回溯操作，其中又可以分為傳統(tǒng)的直接回溯和前向回溯。由于前向回溯中回溯操作的數(shù)據(jù)對(duì)象為當(dāng)前加比選判決信息，需要增加額外的寄存器來實(shí)現(xiàn)類似寄存器交換的處理，而傳統(tǒng)的直接回溯中回溯操作是針對(duì)已經(jīng)寫入存儲(chǔ)器的加比選判決信息，無需額外的寄存器，因此傳統(tǒng)的直接回溯更能節(jié)省資源，應(yīng)用的也比較廣泛。
目前在Viterbi譯碼器中，針對(duì)傳統(tǒng)的直接回溯有四種架構(gòu)實(shí)現(xiàn)方法，都包含以下三種操作1)回溯(TB)，指從當(dāng)前時(shí)刻的某一節(jié)點(diǎn)開始，讀取加比選判決信息得到整個(gè)譯碼深度的路徑。
2)譯碼(DC)，指在回溯完成的基礎(chǔ)上的譯碼輸出。
3)寫入(WR)，將加比選判決信息寫入Viterbi譯碼器的存儲(chǔ)模塊中。
下面分別簡單介紹目前傳統(tǒng)直接回溯中的四種架構(gòu)實(shí)現(xiàn)方法，在這四種方法中，都將Viterbi譯碼器中存儲(chǔ)加比選判決信息的RAM劃分為多個(gè)存儲(chǔ)體，在每個(gè)存儲(chǔ)體中又存在以不同地址標(biāo)識(shí)的不同存儲(chǔ)位置，每一時(shí)刻所有節(jié)點(diǎn)的加比選判決信息可以存儲(chǔ)在一個(gè)地址標(biāo)識(shí)的一個(gè)存儲(chǔ)位置中，例如圖1中時(shí)刻3的所有節(jié)點(diǎn)的加比選判決信息可以存儲(chǔ)在存儲(chǔ)體中一個(gè)地址標(biāo)識(shí)的一個(gè)存儲(chǔ)位置中?？梢允褂没厮葜羔榿碇赶蜃x取加比選判決信息的存儲(chǔ)位置的地址。在這幾種架構(gòu)方法中，數(shù)據(jù)流都遵循共同的原則加比選判決信息寫入存儲(chǔ)體到達(dá)譯碼深度后，可以從某一時(shí)刻選擇任意的一個(gè)節(jié)點(diǎn)為起始開始回溯操作；回溯操作在到達(dá)譯碼深度之前，只能從一個(gè)存儲(chǔ)體轉(zhuǎn)移到其相鄰的存儲(chǔ)體進(jìn)行；回溯操作到達(dá)譯碼深度之后，譯碼操作以回溯操作的結(jié)束節(jié)點(diǎn)為起始點(diǎn)開始譯碼輸出。根據(jù)上述原則不斷的循環(huán)往復(fù)，就可以得到連續(xù)的譯碼結(jié)果輸出。
第一、k指針偶方法。
該架構(gòu)方法中，在同一時(shí)刻多個(gè)存儲(chǔ)體中有k個(gè)回溯指針同時(shí)進(jìn)行回溯操作，譯碼器中需要2k塊存儲(chǔ)體，每塊存儲(chǔ)體的深度為L/(k-1)，其中L為回溯深度，也就是譯碼深度。將對(duì)應(yīng)各個(gè)時(shí)刻所有節(jié)點(diǎn)的加比選判決信息順序?qū)懭敫鱾€(gè)存儲(chǔ)體中的對(duì)應(yīng)地址中，當(dāng)寫入的深度到達(dá)譯碼深度后，就可以開始回溯操作，圖2為現(xiàn)有技術(shù)中3指針偶方法的數(shù)據(jù)流結(jié)構(gòu)示意圖，所示為譯碼器首次回溯操作開始后的一段中間態(tài)數(shù)據(jù)流結(jié)構(gòu)，其中空心較大的箭頭表示加比選判決信息寫入路徑，空心較小的箭頭表示譯碼輸出路徑，而虛線箭頭表示回溯路徑，每一時(shí)刻的加比選判決信息有N位。
圖2所示的數(shù)據(jù)流結(jié)構(gòu)中，每一行代表在一個(gè)時(shí)間段內(nèi)不同存儲(chǔ)體內(nèi)同時(shí)進(jìn)行的操作，上述一個(gè)時(shí)間段可以包括對(duì)應(yīng)輸入多個(gè)輸入碼字的多個(gè)時(shí)刻?？梢钥闯?，在相同時(shí)間段內(nèi)同時(shí)進(jìn)行的操作包括加比選判決信息寫滿一個(gè)存儲(chǔ)體，對(duì)應(yīng)一個(gè)存儲(chǔ)體的譯碼輸出，以及對(duì)應(yīng)一個(gè)存儲(chǔ)體中加比選判決信息的回溯操作。因此具體到相同時(shí)間段的每一個(gè)時(shí)刻，可以認(rèn)為，在每一個(gè)時(shí)刻同時(shí)進(jìn)行的操作包括將當(dāng)前時(shí)刻的加比選判決信息寫入存儲(chǔ)體中一個(gè)地址對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)位置，從存儲(chǔ)體中讀取一個(gè)地址對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)位置中的加比選判決信息進(jìn)行一次回溯，也就是讀取一個(gè)時(shí)刻已存儲(chǔ)的加比選判決信息進(jìn)行一次回溯，譯碼輸出對(duì)應(yīng)一個(gè)時(shí)刻的結(jié)果。上述每一時(shí)刻進(jìn)行的一次回溯，與前述介紹回溯操作時(shí)相同，相當(dāng)于從當(dāng)前節(jié)點(diǎn)向前運(yùn)動(dòng)了一步，例如圖1所示從節(jié)點(diǎn)a運(yùn)動(dòng)到了節(jié)點(diǎn)b。
由于譯碼結(jié)果和輸入序列相比是倒序的，因此Viterbi譯碼器需要外置后進(jìn)先出的緩沖棧將譯碼結(jié)果倒序。k指針偶方法通常使用2塊后進(jìn)先出的緩沖棧(Last in First out，LIFO)來將產(chǎn)生的譯碼結(jié)果進(jìn)行倒序，每一塊LIFO的深度都為L/(k-1)。
在k指針偶方法中，譯碼器接收輸入碼字、回溯操作和譯碼的速率均相同，譯碼速率可以達(dá)到全速，也無需限制譯碼器的數(shù)據(jù)速率，即無需限制譯碼器接收輸入碼字的速率，但是存儲(chǔ)資源耗費(fèi)較多。
第二、k指針奇方法。
k指針奇方法與k指針偶方法的回溯算法結(jié)構(gòu)基本相同，區(qū)別在于k指針奇方法中譯碼操作和寫入加比選判決信息可以在同一存儲(chǔ)體中進(jìn)行，因此所需的存儲(chǔ)體個(gè)數(shù)比k指針偶方法少一個(gè)，而且與譯碼操作在同一存儲(chǔ)體中進(jìn)行的寫入加比選判決信息操作，和上一次在相同存儲(chǔ)體中進(jìn)行的寫入加比選判決信息操作的順序相反。k指針奇方法中，在同一時(shí)刻多個(gè)存儲(chǔ)體的k個(gè)回溯指針在進(jìn)行回溯操作，譯碼器中需要2k塊存儲(chǔ)體，每塊存儲(chǔ)體的深度為L/(k-1)，其中L為回溯深度，也就是譯碼深度。
圖3為現(xiàn)有技術(shù)中3指針奇方法的數(shù)據(jù)流結(jié)構(gòu)示意圖，圖中各箭頭表示的意義與k指針偶方法中的描述相同，圖3所示為譯碼器首次回溯操作開始后的一段中間態(tài)數(shù)據(jù)流結(jié)構(gòu)。同樣地，該方法中Viterbi譯碼器也需要外置的緩沖棧來對(duì)譯碼輸出序列進(jìn)行倒序，通常也需要2塊深度為L/(k-1)的LIFO來完成此操作。
按照k指針偶方法中對(duì)同一時(shí)間段同時(shí)進(jìn)行操作的介紹，可以看出，在k指針奇方法中，譯碼器接收輸入碼字、回溯操作和譯碼輸出的速率也相同，譯碼速率也可以達(dá)到全速，也無需限制譯碼器的數(shù)據(jù)速率，但是存儲(chǔ)資源耗費(fèi)也較多。
第三、單指針方法。
單指針方法和前述k指針偶方法以及k指針奇方法的算法結(jié)構(gòu)相同，但同一時(shí)刻多個(gè)存儲(chǔ)體只有一個(gè)回溯指針在進(jìn)行回溯操作。圖4為現(xiàn)有技術(shù)中單指針方法的數(shù)據(jù)流結(jié)構(gòu)示意圖，其中空心箭頭表示譯碼路徑，虛線箭頭表示回溯路徑，而在標(biāo)識(shí)WR的存儲(chǔ)體中的豎線表示寫入加比選判決信息。圖4所示為譯碼器首次回溯操作開始后的一段中間態(tài)數(shù)據(jù)流結(jié)構(gòu)。
在這種方法中，為了減少存儲(chǔ)資源的耗費(fèi)，對(duì)回溯操作和寫入加比選判決信息操作的速度進(jìn)行了設(shè)計(jì)，具體為將加比選判決信息寫滿一個(gè)存儲(chǔ)體時(shí)，完成一次譯碼深度的回溯操作和一次譯碼輸出。為滿足上述速度設(shè)計(jì)要求，單指針方法中的平均數(shù)據(jù)速率降低，即譯碼器接收輸入碼字的平均速度降低，使得回溯操作和譯碼輸出的速度是數(shù)據(jù)輸入速度的幾倍，這樣雖然降低了存儲(chǔ)資源的耗費(fèi)，但數(shù)據(jù)速率較低，并且譯碼輸出的延遲增大，導(dǎo)致譯碼速率下降。
第四、混合方法該方法是將上述第一至第三種方法的混合與折中，對(duì)于數(shù)據(jù)流結(jié)構(gòu)和所需的硬件資源等不再贅述。
通過上述介紹可以看出，現(xiàn)有技術(shù)中的幾種回溯架構(gòu)方法，都基于一個(gè)共同的特點(diǎn)進(jìn)行回溯操作時(shí)，每一時(shí)刻從譯碼器的加比選判決信息存儲(chǔ)體中，只讀取已存儲(chǔ)的一個(gè)時(shí)刻的加比選判決信息，即存儲(chǔ)體的回溯指針從開始回溯的節(jié)點(diǎn)向前運(yùn)動(dòng)了一步，回溯了一個(gè)節(jié)點(diǎn)。對(duì)于任何的Viterbi譯碼器設(shè)計(jì)，總要回溯一定的深度才能譯碼一段數(shù)據(jù)，譯碼后相應(yīng)的存儲(chǔ)空間才被釋放，才能夠?qū)懭胄碌募颖冗x判決信息，因此當(dāng)回溯速度得不到提高時(shí)，只有兩種方法解決加比選判決信息的存儲(chǔ)問題，第一就是降低加比選判決信息的寫入速度，從而在不增多存儲(chǔ)資源的情況下，使加比選判決信息能夠?qū)懭牖厮莺妥g碼完成后釋放的存儲(chǔ)空間內(nèi)，第二就是保證數(shù)據(jù)速率并增多存儲(chǔ)資源，在回溯和譯碼未完成前，將加比選判決信息寫入額外增加的存儲(chǔ)空間內(nèi)。因此，當(dāng)考慮存儲(chǔ)資源消耗較少而需要使回溯速度大于加比選判決信息的寫入速度時(shí)，必須以降低數(shù)據(jù)速率為代價(jià)，而保證數(shù)據(jù)速率時(shí)，又不得不耗費(fèi)較多的存儲(chǔ)資源，增大了譯碼器的面積。
目前還沒有在保證數(shù)據(jù)速率的情況下，通過真正提高回溯操作的速度，節(jié)省Viterbi譯碼器存儲(chǔ)資源的技術(shù)方案。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例提供一種Viterbi譯碼器中的回溯譯碼方法，該方法能夠在保證數(shù)據(jù)速率的情況下，提高回溯操作的速度，節(jié)省存儲(chǔ)資源。
本發(fā)明實(shí)施例提供一種Viterbi譯碼器中的回溯譯碼裝置，該裝置能夠在保證數(shù)據(jù)速率的情況下，提高回溯操作的速度，節(jié)省存儲(chǔ)資源。
本發(fā)明實(shí)施例提供一種Viterbi譯碼器，該譯碼器能夠在保證數(shù)據(jù)速率的情況下，提高回溯操作的速度，節(jié)省存儲(chǔ)資源。
本發(fā)明實(shí)施例提供一種維特比譯碼器中的回溯譯碼方法，譯碼器中存儲(chǔ)有不同時(shí)刻的加比選判決信息，該方法具體包括所述譯碼器中的加比選判決信息存儲(chǔ)到譯碼深度時(shí)，開始回溯；開始回溯后的每一時(shí)刻，向譯碼器中存儲(chǔ)對(duì)應(yīng)該時(shí)刻的加比選判決信息，并讀取已存儲(chǔ)的一個(gè)以上時(shí)刻的加比選判決信息，回溯一個(gè)以上節(jié)點(diǎn)；所述回溯到達(dá)譯碼深度時(shí)，對(duì)輸入碼字進(jìn)行譯碼。
本發(fā)明實(shí)施例提供一種維特比譯碼器中的回溯譯碼裝置，該裝置包括加比選判決信息存儲(chǔ)模塊，用于存儲(chǔ)不同時(shí)刻寫入的加比選判決信息；多倍回溯執(zhí)行模塊，用于在所述加比選判決信息存儲(chǔ)模塊中的加比選判決信息存儲(chǔ)到譯碼深度后，每一時(shí)刻從所述加比選判決信息存儲(chǔ)模塊中讀取已存儲(chǔ)的一個(gè)以上時(shí)刻的加比選判決信息，回溯一個(gè)以上節(jié)點(diǎn)；在所述回溯到達(dá)譯碼深度后，對(duì)輸入碼字進(jìn)行譯碼。
本發(fā)明實(shí)施例提供一種維特比譯碼器，該譯碼器包括分支度量單元，用于接收輸入碼字，計(jì)算輸入碼字與參考碼字的分支度量值；路徑度量值存儲(chǔ)單元，用于接收寫入的更新后的路徑度量值并存儲(chǔ)；路徑度量加比選單元，用于接收所述分支度量單元傳輸?shù)漠?dāng)前時(shí)刻各節(jié)點(diǎn)的分支度量值，從路徑度量值存儲(chǔ)單元中讀取上一時(shí)刻已存儲(chǔ)的各節(jié)點(diǎn)路徑度量值；針對(duì)每個(gè)節(jié)點(diǎn)，將上一時(shí)刻的路徑度量值與當(dāng)前時(shí)刻該節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的兩個(gè)分支度量值相加，選擇相加結(jié)果較小的作為當(dāng)前時(shí)刻該節(jié)點(diǎn)的路徑度量值；將當(dāng)前時(shí)刻選擇的各個(gè)節(jié)點(diǎn)的路徑度量值對(duì)應(yīng)路徑上的信息，作為當(dāng)前時(shí)刻的加比選判決信息；多倍回溯譯碼單元，用于接收所述路徑度量加比選單元提供的加比選判決信息并存儲(chǔ)；在所述加比選判決信息存儲(chǔ)到譯碼深度后，每一時(shí)刻讀取已存儲(chǔ)的一個(gè)以上時(shí)刻的加比選判決信息，回溯一個(gè)以上節(jié)點(diǎn)；在所述回溯到達(dá)譯碼深度后，對(duì)輸入碼字進(jìn)行譯碼。
從上述方案可以看出，本發(fā)明實(shí)施例提供的Viterbi譯碼器及其回溯譯碼方法和回溯譯碼裝置，在加比選判決信息存儲(chǔ)到譯碼深度后，每一時(shí)刻讀取已存儲(chǔ)的一個(gè)以上時(shí)刻的加比選判決信息，回溯一個(gè)以上節(jié)點(diǎn)，在回溯到達(dá)譯碼深度后，對(duì)輸入碼字進(jìn)行譯碼。由于在Viterbi譯碼器中，回溯譯碼操作所需的加比選判決信息占用譯碼器大部分的存儲(chǔ)資源，而只有在每次回溯和譯碼都結(jié)束時(shí)，相應(yīng)的存儲(chǔ)空間才被釋放，可以寫入新的加比選判決信息。在對(duì)數(shù)據(jù)速率不作限制的情況下，每次回溯讀取的加比選判決信息比寫入的加比選判決信息多，回溯的節(jié)點(diǎn)數(shù)增多，更快地到達(dá)譯碼深度從而譯碼，更快地釋放出存儲(chǔ)空間，使得加比選判決信息可以向釋放出的存儲(chǔ)空間寫入，提高了有限存儲(chǔ)資源的使用率，從而不必耗費(fèi)額外的存儲(chǔ)資源。因此，本發(fā)明實(shí)施例在對(duì)數(shù)據(jù)速率不作限制即保證數(shù)據(jù)速率的情況下，通過提高回溯速度，節(jié)省了存儲(chǔ)資源。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)中(2，1，2)卷積碼的格圖；圖2為現(xiàn)有技術(shù)中3指針偶方法的數(shù)據(jù)流結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為現(xiàn)有技術(shù)中3指針奇方法的數(shù)據(jù)流結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為現(xiàn)有技術(shù)中單指針方法的數(shù)據(jù)流結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明實(shí)施例Viterbi譯碼器中的回溯譯碼方法流程圖；圖6為本發(fā)明實(shí)施例Viterbi譯碼器中的回溯譯碼方法的較佳實(shí)施例數(shù)據(jù)流結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為本發(fā)明實(shí)施例Viterbi譯碼器中的回溯譯碼裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖8為本發(fā)明實(shí)施例Viterbi譯碼器的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)一步詳細(xì)說明。
本發(fā)明實(shí)施例提供一種Viterbi譯碼器中的回溯譯碼方法，譯碼器中存儲(chǔ)有不同時(shí)刻的加比選判決信息，該方法還包括所述譯碼器中的加比選判決信息存儲(chǔ)到譯碼深度時(shí)，開始回溯；開始回溯后的每一時(shí)刻，向譯碼器中存儲(chǔ)對(duì)應(yīng)該時(shí)刻的加比選判決信息，并讀取已存儲(chǔ)的一個(gè)以上時(shí)刻的加比選判決信息，回溯一個(gè)以上節(jié)點(diǎn)；所述回溯到達(dá)譯碼深度時(shí)，對(duì)輸入碼字進(jìn)行譯碼。
在上述流程中，將譯碼器每接收一個(gè)輸入碼字看作一個(gè)時(shí)刻。
本發(fā)明實(shí)施例提供的Viterbi譯碼器的回溯譯碼方法，在開始回溯后的每一時(shí)刻，存儲(chǔ)對(duì)應(yīng)該時(shí)刻的加比選判決信息，讀取已存儲(chǔ)的一個(gè)以上時(shí)刻的加比選判決信息，進(jìn)行回溯操作，并在回溯到達(dá)譯碼深度后，對(duì)輸入碼字進(jìn)行譯碼。因此，回溯操作的速度根據(jù)每次可讀取的加比選判決信息量，可以是寫入加比選判決信息速度的幾倍，在對(duì)數(shù)據(jù)速率不作限制的情況下，每次回溯讀取的加比選判決信息比寫入的加比選判決信息多，回溯的節(jié)點(diǎn)數(shù)增多，更快地到達(dá)譯碼深度從而譯碼，更快地釋放出存儲(chǔ)空間，使得加比選判決信息可以向釋放出的存儲(chǔ)空間寫入，使有限的存儲(chǔ)資源得到充分利用而無需額外的存儲(chǔ)資源，節(jié)省了譯碼器中的存儲(chǔ)資源。并且本發(fā)明實(shí)施例提供的Viterbi譯碼器的回溯方法，同時(shí)縮小了譯碼輸出的延遲。
本發(fā)明實(shí)施例提供的Viterbi譯碼器中的回溯譯碼方法，關(guān)鍵是在不限制數(shù)據(jù)速率的情況下，讀取加比選判決信息進(jìn)行回溯操作的速度，大于寫入加比選判決信息的速度。本發(fā)明實(shí)施例提供的回溯譯碼方法中，也使用回溯指針來指向讀取加比選判決信息的地址，可以將本發(fā)明實(shí)施例提供的回溯譯碼方法應(yīng)用于每一回溯指針，因此本發(fā)明實(shí)施例提供的回溯譯碼方法可以應(yīng)用在現(xiàn)有的k指針方法和單指針方法中。
本發(fā)明實(shí)施例提供的Viterbi譯碼器中的回溯譯碼方法，讀取已存儲(chǔ)的一個(gè)以上時(shí)刻的加比選判決信息，并不限于是整數(shù)個(gè)時(shí)刻的加比選判決信息，也可以是非整數(shù)個(gè)時(shí)刻的加比選判決信息，例如將對(duì)應(yīng)三個(gè)時(shí)刻的加比選判決信息分兩次讀取，相當(dāng)于每次都讀取了1.5個(gè)時(shí)刻的加比選判決信息。
本發(fā)明實(shí)施例提供的Viterbi譯碼器中的回溯譯碼方法，所述在每一時(shí)刻讀取一個(gè)以上時(shí)刻已存儲(chǔ)的加比選判決信息，可以有多種實(shí)施方式。其中一種較佳的實(shí)施方式為將每一時(shí)刻的加比選判決信息存儲(chǔ)在一個(gè)地址所標(biāo)識(shí)的地址空間中，設(shè)置每次同時(shí)讀取加比選判決信息對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)地址的關(guān)系，回溯操作中使用的回溯指針每次開始讀取時(shí)指向一個(gè)地址，按照所述設(shè)置的存儲(chǔ)地址的關(guān)系，同時(shí)將幾個(gè)地址中的加比選判決信息讀出。另一種較佳實(shí)施方式可以為假設(shè)每一時(shí)刻同時(shí)需要讀取2個(gè)時(shí)刻的已存儲(chǔ)加比選判決信息，可以將連續(xù)兩個(gè)時(shí)刻的加比選判決信息存儲(chǔ)在一個(gè)地址對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)空間內(nèi)，這時(shí)需要適當(dāng)擴(kuò)展每個(gè)存儲(chǔ)空間的深度，在一次讀取中同時(shí)將上述一個(gè)地址中的對(duì)應(yīng)兩個(gè)時(shí)刻的加比選判決信息讀出?？傊?，通過存儲(chǔ)方式以及地址讀取方式的不同，本發(fā)明實(shí)施例中在每一時(shí)刻已存儲(chǔ)的加比選判決信息的實(shí)現(xiàn)可以有多種實(shí)現(xiàn)方式。
圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的回溯譯碼方法流程圖，流程開始之前，譯碼器中存儲(chǔ)有不同時(shí)刻寫入的加比選判決信息，該流程包括步驟501譯碼器中的加比選判決信息存儲(chǔ)到譯碼深度后，開始回溯。
本步驟中，譯碼器中存儲(chǔ)的不同時(shí)刻寫入的加比選判決信息存儲(chǔ)到譯碼深度，是回溯開始的條件，即當(dāng)加比選判決信息存儲(chǔ)到譯碼深度后，可以根據(jù)實(shí)際需要選擇時(shí)刻開始回溯。
步驟502開始回溯后的每一時(shí)刻，向譯碼器中存儲(chǔ)對(duì)應(yīng)該時(shí)刻的加比選判決信息，并讀取已存儲(chǔ)的一個(gè)以上時(shí)刻加比選判決信息，回溯一個(gè)以上節(jié)點(diǎn)。
本步驟中，開始回溯后的每一時(shí)刻，向譯碼器中存儲(chǔ)對(duì)應(yīng)該時(shí)刻的加比選判決信息，同時(shí)進(jìn)行的還有讀取已存儲(chǔ)的一個(gè)以上時(shí)刻加比選判決信息，回溯一個(gè)以上節(jié)點(diǎn)。
步驟503回溯到達(dá)譯碼深度時(shí)，對(duì)輸入碼字進(jìn)行譯碼。
本步驟中，在按照步驟502所述的讀取加比選判決信息的方式進(jìn)行的回溯?；厮莸竭_(dá)譯碼深度時(shí)，認(rèn)為回溯的最后一個(gè)節(jié)點(diǎn)已經(jīng)位于最大似然路徑上，可以開始對(duì)輸入碼字進(jìn)行譯碼。譯碼開始后，以回溯的最后一個(gè)節(jié)點(diǎn)作為起點(diǎn)，在每一時(shí)刻讀出一個(gè)節(jié)點(diǎn)的加比選判決信息，即得出對(duì)應(yīng)一個(gè)時(shí)刻的譯碼結(jié)果。在譯碼操作后，被讀出的加比選判決信息對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)空間被釋放，即可以向被釋放的存儲(chǔ)空間內(nèi)繼續(xù)存儲(chǔ)新寫入的加比選判決信息。
下面將應(yīng)用在使用單指針方法進(jìn)行回溯操作的Viterbi譯碼器中作為一個(gè)較佳實(shí)施例，詳細(xì)說明本發(fā)明實(shí)施例回溯譯碼方法中的數(shù)據(jù)流結(jié)構(gòu)，對(duì)于譯碼器計(jì)算分支度量和路徑度量加比選的過程，并非本發(fā)明實(shí)施例討論的重點(diǎn)，因此在數(shù)據(jù)流結(jié)構(gòu)的介紹中只涉及寫入加比選判決信息、讀取加比選判決信息進(jìn)行回溯以及譯碼。
在本較佳實(shí)施例中設(shè)置以下應(yīng)用場景譯碼深度為L，每一時(shí)刻對(duì)應(yīng)的各個(gè)節(jié)點(diǎn)的加比選判決信息為N位；加比選判決信息存儲(chǔ)在Viterbi譯碼器的加比選判決信息存儲(chǔ)模塊中，將該加比選判決信息存儲(chǔ)模塊劃分為多個(gè)存儲(chǔ)體，每個(gè)存儲(chǔ)體的位寬為N，深度為L/2；存儲(chǔ)體采用雙端口隨機(jī)存儲(chǔ)器(DPRAM)實(shí)現(xiàn)，每個(gè)存儲(chǔ)體中包括使用不同地址標(biāo)識(shí)的不同存儲(chǔ)空間；譯碼器將每一時(shí)刻接收輸入碼字后計(jì)算出的加比選判決信息中的加比選判決信息，依次寫入各個(gè)存儲(chǔ)體的連續(xù)地址所標(biāo)識(shí)的存儲(chǔ)空間中，其中每個(gè)地址所標(biāo)識(shí)的一個(gè)存儲(chǔ)空間存儲(chǔ)一個(gè)時(shí)刻的加比選判決信息；譯碼器每接收一個(gè)輸入碼字，從加比選判決信息存儲(chǔ)模塊中讀出2個(gè)連續(xù)地址中的加比選判決信息，回溯2個(gè)節(jié)點(diǎn)，使用R表示連續(xù)讀出的地址數(shù)；將譯碼器每接收一個(gè)輸入碼字，設(shè)為一個(gè)時(shí)刻。
根據(jù)以上設(shè)置的本較佳實(shí)施例應(yīng)用場景，計(jì)算劃分出的存儲(chǔ)體塊數(shù)應(yīng)該為R+2＝4塊，每塊存儲(chǔ)體的深度為L/R。由于每塊存儲(chǔ)體都采用DPRAM實(shí)現(xiàn)，針對(duì)加比選判決信息的存儲(chǔ)，采取前述在每一地址對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)空間中存儲(chǔ)一個(gè)時(shí)刻的加比選判決信息的實(shí)施方式，將連續(xù)時(shí)刻的加比選判決信息存儲(chǔ)在連續(xù)地址中，按照應(yīng)用場景假設(shè)即每一時(shí)刻讀出2個(gè)連續(xù)地址中的加比選判決信息，由于DPRAM的雙端口都可以進(jìn)行讀操作，假設(shè)從一個(gè)端口讀取存儲(chǔ)體中加比選判決信息的地址為address1，從另一端口讀取存儲(chǔ)體中加比選判決信息的地址為address2，則設(shè)置在同一端口的存儲(chǔ)地址關(guān)系滿足address1＝address1+2；設(shè)置兩個(gè)端口之間的存儲(chǔ)地址關(guān)系滿足address2＝address1+1。每次讀取加比選判決信息時(shí)，同時(shí)從兩個(gè)端口中讀出連續(xù)2個(gè)地址中的數(shù)據(jù)。譯碼器需要一塊深度為L/R的外置LIFO。
圖6為本發(fā)明實(shí)施例Viterbi譯碼器中的回溯譯碼方法較佳實(shí)施例的數(shù)據(jù)流結(jié)構(gòu)示意圖，其中實(shí)心箭頭表示加比選判決信息寫入路徑，空心箭頭表示譯碼輸出路徑，而虛線箭頭表示回溯路徑。下面詳細(xì)介紹上述數(shù)據(jù)流結(jié)構(gòu)。
本數(shù)據(jù)流結(jié)構(gòu)從譯碼器開始接收第一個(gè)輸入碼字描述，在加比選判決信息存儲(chǔ)到達(dá)譯碼深度之前，回溯操作還未開始，所以回溯操作開始之前的這一段過程可以稱為回溯準(zhǔn)備過程，該準(zhǔn)備過程的數(shù)據(jù)流包括在存儲(chǔ)體1中由低到高，每一時(shí)刻向一個(gè)地址寫入加比選判決信息，直到寫滿存儲(chǔ)體1；在存儲(chǔ)體2中由低到高，每一時(shí)刻向一個(gè)地址寫入加比選判決信息，直到寫滿存儲(chǔ)體2；在存儲(chǔ)體3中由低到高，每一時(shí)刻向一個(gè)地址寫入加比選判決信息，直到寫滿存儲(chǔ)體3。
按照本發(fā)明實(shí)施例的設(shè)置的應(yīng)用場景，經(jīng)過上述回溯準(zhǔn)備過程，加比選判決信息在Viterbi譯碼器內(nèi)加比選判決信息存儲(chǔ)模塊中已經(jīng)到達(dá)了譯碼深度，因此在下一時(shí)刻，在存儲(chǔ)體3中可以開始進(jìn)行回溯操作。對(duì)于Viterbi譯碼器中的加比選判決信息到達(dá)譯碼深度后，回溯操作開始的起點(diǎn)，可以根據(jù)實(shí)際需要具體確定，上述從存儲(chǔ)體3開始回溯操作只是一種具體的實(shí)施方式。
回溯操作開始后的數(shù)據(jù)流包括1)在存儲(chǔ)體3中由高到低，每一時(shí)刻讀出存儲(chǔ)體3中連續(xù)2個(gè)地址中的加比選判決信息，用于回溯操作，直到將存儲(chǔ)體3中的所有地址的加比選判決信息讀取完畢；與上述存儲(chǔ)體3中的操作同時(shí)進(jìn)行的還有，在存儲(chǔ)體4中由低到高，每一時(shí)刻向一個(gè)地址中寫入加比選判決信息，直到寫滿存儲(chǔ)體4的前半部分。由于加比選判決信息的讀出速度是加比選判決信息寫入速度的2倍，因此當(dāng)存儲(chǔ)體3中的加比選判決信息全部讀取完畢時(shí)，存儲(chǔ)體4中的加比選判決信息正好寫滿前半部分。
2)在存儲(chǔ)體2中由高到低，每一時(shí)刻讀出存儲(chǔ)體2中連續(xù)2個(gè)地址的加比選判決信息，用于回溯操作，直到將存儲(chǔ)體2中的所有地址的加比選判決信息讀取完畢；與上述存儲(chǔ)體2中的操作同時(shí)進(jìn)行的操作還有，在存儲(chǔ)體4中由低到高，每一時(shí)刻向一個(gè)地址寫入加比選判決信息，直到寫滿存儲(chǔ)體4的后半部分。同樣的，由于加比選判決信息讀出速度是加比選判決信息寫入速度的2倍，因此當(dāng)存儲(chǔ)體2中的加比選判決信息全部讀取完畢時(shí)，存儲(chǔ)體4中的加比選判決信息正好寫滿后半部分。
3)由于在前續(xù)操作中，回溯操作經(jīng)過存儲(chǔ)體3和存儲(chǔ)體2已經(jīng)到達(dá)譯碼深度，因此在存儲(chǔ)體1中以回溯操作結(jié)束的節(jié)點(diǎn)為起始，開始譯碼輸出，每一時(shí)刻輸出一個(gè)譯碼結(jié)果，釋放存儲(chǔ)體1中一個(gè)地址對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)空間，直到存儲(chǔ)體1中后半部分地址對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)空間全部釋放；在上述譯碼輸出的同時(shí)，在存儲(chǔ)體1中由高到低，每一時(shí)刻對(duì)譯碼輸出后釋放出的一個(gè)地址空間寫入加比選判決信息；與上述譯碼輸出和寫入加比選判決信息同時(shí)進(jìn)行的操作還有，在存儲(chǔ)體4中由高到低，每一時(shí)刻讀出連續(xù)2個(gè)地址的加比選判決信息，用于回溯操作，直到將存儲(chǔ)體4中的所有地址的加比選判決信息讀取完畢。
4)在存儲(chǔ)體1中繼續(xù)譯碼輸出，每一時(shí)刻輸出一個(gè)譯碼結(jié)果，釋放存儲(chǔ)體1中一個(gè)地址對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)空間，直到存儲(chǔ)體1中前半部分地址對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)空間全部釋放；在上述譯碼輸出的同時(shí)，在存儲(chǔ)體1中由高到低，每一時(shí)刻對(duì)譯碼輸出后釋放出的一個(gè)地址空間寫入加比選判決信息；與上述譯碼輸出和寫入加比選判決信息同時(shí)進(jìn)行的還有，在存儲(chǔ)體3中由高到低，每一時(shí)刻讀出連續(xù)2個(gè)地址的加比選判決信息，直到將存儲(chǔ)體3中的所有地址的加比選判決信息讀取完畢。
5)經(jīng)過前續(xù)操作，存儲(chǔ)體1中已經(jīng)寫滿加比選判決信息，并且加比選判決信息的存儲(chǔ)深度已達(dá)到譯碼深度，因此在存儲(chǔ)體1中由低到高，每一時(shí)刻讀取連續(xù)2個(gè)地址的加比選判決信息，用于回溯操作，直至將存儲(chǔ)體1中所有地址的加比選判決信息讀取完畢；由于經(jīng)過前續(xù)操作，存儲(chǔ)體4和存儲(chǔ)體3中的回溯操作已經(jīng)到達(dá)譯碼深度，因此與上述回溯操作同時(shí)進(jìn)行的還有，在存儲(chǔ)體2中以回溯操作結(jié)束的節(jié)點(diǎn)為起始，每一時(shí)刻輸出一個(gè)譯碼結(jié)果，釋放存儲(chǔ)體2中一個(gè)地址對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)空間，直到存儲(chǔ)體2中后半部分的存儲(chǔ)空間全部釋放；與上述回溯操作和譯碼輸出同時(shí)進(jìn)行的操作還有，在存儲(chǔ)體2中由高到低，每一時(shí)刻對(duì)存儲(chǔ)體2中譯碼輸出后釋放的一個(gè)地址空間寫入加比選判決信息，直至寫滿存儲(chǔ)體2的后半部分。
6)在存儲(chǔ)體2中繼續(xù)譯碼輸出，每一時(shí)刻輸出一個(gè)譯碼結(jié)果，釋放存儲(chǔ)體2中一個(gè)地址對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)空間，直到存儲(chǔ)體2中前半部分的存儲(chǔ)空間全部釋放；與此同時(shí)，在存儲(chǔ)體2中由高到低，每一時(shí)刻對(duì)存儲(chǔ)體2中譯碼輸出后釋放的一個(gè)地址空間寫入加比選判決信息；與上述譯碼輸出和寫入加比選判決信息同時(shí)進(jìn)行的還有，在存儲(chǔ)體4中由高到低，每一時(shí)刻讀出連續(xù)2個(gè)地址的加比選判決信息，用于回溯操作，直到將存儲(chǔ)體4中的所有地址的加比選判決信息讀取完畢。
上述1)-6)只是譯碼器回溯過程中的一段數(shù)據(jù)流過程，回溯操作所應(yīng)遵循的原則為回溯操作在到達(dá)譯碼深度之前，只能從一個(gè)存儲(chǔ)體轉(zhuǎn)移到其相鄰的存儲(chǔ)體進(jìn)行。按照上述描述的數(shù)據(jù)流規(guī)則不斷的循環(huán)往復(fù)，就可以得到連續(xù)的譯碼結(jié)果，這里對(duì)后續(xù)的回溯過程不再贅述。從譯碼器輸出的譯碼結(jié)果都進(jìn)入外置LIFO中，倒序輸出后即為譯碼序列。
本發(fā)明實(shí)施例Viterbi譯碼器中的回溯譯碼方法較佳實(shí)施例中，由于對(duì)譯碼深度和回溯操作讀取的加比選判決信息地址數(shù)設(shè)置恰當(dāng)，使得回溯深度、寫入加比選判決信息深度和譯碼的交接剛好占滿各自所占用的存儲(chǔ)體，這是一種較佳的實(shí)施方式，在實(shí)際應(yīng)用中還可以選擇其他數(shù)值實(shí)現(xiàn)。
在實(shí)際應(yīng)用中，如果回溯速度遠(yuǎn)大于加比選判決信息的寫入速度，則當(dāng)存儲(chǔ)體中已存儲(chǔ)的加比選判決信息不夠一次回溯所需的數(shù)據(jù)量時(shí)，需等待繼續(xù)寫入的加比選信息到達(dá)所需數(shù)據(jù)量后再開始回溯。
為了證明本發(fā)明實(shí)施例Viterbi譯碼器中的回溯譯碼方法與已有的回溯譯碼方法在存儲(chǔ)資源方面的優(yōu)勢，將本發(fā)明實(shí)施例回溯譯碼方法需要的硬件資源，與已有回溯譯碼方法所需的硬件資源作一個(gè)比較。

表一參見表一中所列的數(shù)據(jù)，將存儲(chǔ)體的深度作為比較的基準(zhǔn)，如果各個(gè)存儲(chǔ)體的深度相同，即在取值上k-1＝R，例如R＝2、k＝3，現(xiàn)有的k指針偶方法、k指針奇方法和單指針方法所需的存儲(chǔ)體塊數(shù)顯然多于本發(fā)明實(shí)施例提供的回溯譯碼方法。雖然按照上述取值方法，現(xiàn)有的單指針方法所需的存儲(chǔ)資源與本發(fā)明實(shí)施例提供的回溯方法相近，但單指針方法無法保證數(shù)據(jù)速率，而且譯碼速率較慢。
為進(jìn)一步證明本發(fā)明實(shí)施例Viterbi譯碼器中的回溯譯碼方法在節(jié)省存儲(chǔ)資源方面的優(yōu)勢，以(2，1，7)卷積碼的Viterbi譯碼為例，回溯深度為128，在這種情況下，現(xiàn)有技術(shù)中的回溯譯碼方法與本發(fā)明實(shí)施例提供的回溯譯碼方法，所消耗的存儲(chǔ)資源對(duì)比如下

表二如表二所列出的對(duì)比數(shù)據(jù)可以看出，在同樣的譯碼深度下，本發(fā)明實(shí)施例提供的回溯譯碼方法，相比于k指針偶方法和k指針奇方法，譯碼速率都為全速，但本發(fā)明實(shí)施例提供的回溯譯碼方法中，存儲(chǔ)資源的消耗明顯少了很多；而相對(duì)于單指針方法，雖然使用的存儲(chǔ)資源相同，但本發(fā)明實(shí)施例提供的回溯譯碼方法，譯碼速度是單指針方法的3倍。
由于Viterbi譯碼器總是應(yīng)用于一個(gè)實(shí)體系統(tǒng)中，Viterbi譯碼器接收輸入碼字的速率與系統(tǒng)時(shí)鐘之間可以有不同的對(duì)應(yīng)關(guān)系，這時(shí)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明實(shí)施例提供的回溯方法，同時(shí)回溯一個(gè)以上節(jié)點(diǎn)就可以采取不同的實(shí)施方式。例如，如果Viterbi譯碼器接收輸入碼字的速率與系統(tǒng)時(shí)鐘相同，則每一次同時(shí)完成一個(gè)以上節(jié)點(diǎn)的回溯可以采取純組合邏輯以進(jìn)行全速譯碼；當(dāng)Viterbi譯碼器接收輸入碼字的速率為系統(tǒng)時(shí)鐘的1/n時(shí)，即每個(gè)碼字對(duì)應(yīng)n個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘，則每一次同時(shí)完成一個(gè)以上節(jié)點(diǎn)的回溯可以采取n級(jí)流水線方式，不降低全速譯碼的同時(shí)提高譯碼器的運(yùn)行時(shí)鐘。
其次，介紹本發(fā)明實(shí)施例提供的Viterbi譯碼器中的回溯譯碼裝置，該裝置可以按照本發(fā)明實(shí)施例提供的Viterbi譯碼器中的回溯譯碼方法設(shè)計(jì)。
圖7為本發(fā)明實(shí)施例Viterbi譯碼器中的回溯譯碼裝置結(jié)構(gòu)示意圖，該裝置中包括加比選判決信息存儲(chǔ)模塊和多倍回溯執(zhí)行模塊。
所述加比選判決信息存儲(chǔ)模塊，用于存儲(chǔ)不同時(shí)刻寫入的加比選判決信息；
所述多倍回溯執(zhí)行模塊，在所述加比選判決信息存儲(chǔ)模塊中的加比選判決信息存儲(chǔ)到譯碼深度后，每一時(shí)刻從加比選判決信息存儲(chǔ)模塊中讀取已存儲(chǔ)的一個(gè)以上時(shí)刻的加比選判決信息，回溯一個(gè)以上節(jié)點(diǎn)，在所述回溯到達(dá)譯碼深度后，對(duì)輸入碼字進(jìn)行譯碼。
本發(fā)明實(shí)施例提供的Viterbi譯碼器的回溯譯碼裝置，加比選判決信息存儲(chǔ)模塊存儲(chǔ)加比選判決信息，而多倍回溯執(zhí)行模塊在加比選判決信息存儲(chǔ)到譯碼深度后，從加比選判決信息存儲(chǔ)模塊中，每一時(shí)刻讀取已存儲(chǔ)的一個(gè)以上時(shí)刻的加比選判決信息，回溯一個(gè)以上節(jié)點(diǎn)，并在回溯到達(dá)譯碼深度后，對(duì)輸入碼字進(jìn)行譯碼。因此，回溯操作的速度根據(jù)每次可同時(shí)讀取的加比選判決信息量，可以是寫入加比選判決信息速度的幾倍，在對(duì)數(shù)據(jù)速率不作限制的情況下，每次回溯讀取的加比選判決信息比寫入的加比選判決信息多，回溯的節(jié)點(diǎn)數(shù)增多，更快地到達(dá)譯碼深度從而譯碼，更快地釋放出存儲(chǔ)空間，使得加比選判決信息可以向釋放出的存儲(chǔ)空間寫入，節(jié)省了譯碼器中的存儲(chǔ)資源。
在上述本發(fā)明實(shí)施例提供的Viterbi譯碼器的回溯譯碼裝置中，加比選判決信息存儲(chǔ)模塊可以包括一個(gè)以上存儲(chǔ)體，每個(gè)存儲(chǔ)體中包括以不同地址標(biāo)識(shí)的不同存儲(chǔ)空間。加比選判決信息的存儲(chǔ)方式，可以使用前述已經(jīng)介紹過的一個(gè)較佳實(shí)施方式，即每一個(gè)地址所標(biāo)識(shí)的一個(gè)存儲(chǔ)空間中，存儲(chǔ)一個(gè)時(shí)刻的加比選判決信息，連續(xù)時(shí)刻的加比選判決信息存儲(chǔ)在連續(xù)地址中。
上述存儲(chǔ)體的個(gè)數(shù)為多倍回溯執(zhí)行模塊在每一時(shí)刻回溯的節(jié)點(diǎn)數(shù)與2相加的結(jié)果，例如如果同時(shí)回溯的節(jié)點(diǎn)數(shù)為2，則回溯執(zhí)行模塊中可以包括4塊存儲(chǔ)體。每個(gè)存儲(chǔ)體都可以使用DPRAM實(shí)現(xiàn)。
最后，介紹本發(fā)明實(shí)施例提供的Viterbi譯碼器。圖8為本發(fā)明實(shí)施例Viterbi譯碼器的結(jié)構(gòu)示意圖，該譯碼器中包括分支度量單元、路徑度量加比選單元、路徑度量值存儲(chǔ)單元和多倍回溯譯碼單元。
分支度量單元，用于接收譯碼器外部輸入的編碼碼字，計(jì)算所接收碼字與當(dāng)前時(shí)刻各節(jié)點(diǎn)的分支度量值。
路徑度量加比選單元，用于接收所述分支度量單元傳輸?shù)漠?dāng)前時(shí)刻各節(jié)點(diǎn)的分支度量值，從路徑度量值存儲(chǔ)單元中讀取上一時(shí)刻已存儲(chǔ)的各節(jié)點(diǎn)路徑度量值；針對(duì)每個(gè)節(jié)點(diǎn)，將上一時(shí)刻的路徑度量值與當(dāng)前時(shí)刻該節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的兩個(gè)分支度量值相加，選擇相加結(jié)果較小的作為當(dāng)前時(shí)刻該節(jié)點(diǎn)的路徑度量值；將當(dāng)前時(shí)刻選擇的各個(gè)節(jié)點(diǎn)的路徑度量值對(duì)應(yīng)路徑上的數(shù)值，作為對(duì)應(yīng)當(dāng)前時(shí)刻的加比選判決信息。
路徑度量值存儲(chǔ)單元，用于接收路徑度量加比選單元寫入的更新后的路徑度量值并存儲(chǔ)。
多倍回溯譯碼單元，用于接收路徑度量加比選單元寫入的加比選判決信息存儲(chǔ)，在所述加比選判決信息存儲(chǔ)到譯碼深度后，每一時(shí)刻讀取已存儲(chǔ)的一個(gè)以上時(shí)刻的加比選判決信息，回溯一個(gè)以上節(jié)點(diǎn)，在所述回溯到達(dá)譯碼深度后，對(duì)輸入碼字進(jìn)行譯碼。
本發(fā)明實(shí)施例提供的Viterbi譯碼器，內(nèi)部的多倍回溯譯碼單元在存儲(chǔ)加比選判決信息到達(dá)譯碼深度后，每一時(shí)刻讀取已存儲(chǔ)的一個(gè)以上時(shí)刻的加比選判決信息，回溯一個(gè)以上節(jié)點(diǎn)，在對(duì)數(shù)據(jù)速率不作限制的情況下，每次回溯讀取的加比選判決信息比寫入的加比選判決信息多，回溯的節(jié)點(diǎn)數(shù)增多，更快地到達(dá)譯碼深度從而譯碼，更快地釋放出存儲(chǔ)空間，使得加比選判決信息可以向釋放出的存儲(chǔ)空間寫入，從而可以減少消耗的存儲(chǔ)資源。
本發(fā)明實(shí)施例提供的Viterbi譯碼器中的回溯譯碼裝置，可以作為本發(fā)明實(shí)施例提供的Viterbi譯碼器中多倍回溯譯碼單元的較佳實(shí)施例，即多倍回溯譯碼單元中可以進(jìn)一步包括加比選判決信息存儲(chǔ)模塊和多倍回溯執(zhí)行模塊。
加比選判決信息存儲(chǔ)模塊，用于接收路徑度量加比選單元寫入的加比選判決信息存儲(chǔ)。
多倍回溯執(zhí)行模塊，用于在所述加比選判決信息存儲(chǔ)模塊中的加比選判決信息到達(dá)譯碼深度后，每一時(shí)刻從加比選判決信息存儲(chǔ)模塊中讀取已存儲(chǔ)的一個(gè)以上時(shí)刻的加比選判決信息，回溯一個(gè)以上節(jié)點(diǎn)，在所述回溯到達(dá)譯碼深度后，對(duì)輸入碼字進(jìn)行譯碼。
也可以將上述加比選判決信息存儲(chǔ)模塊劃分為多個(gè)存儲(chǔ)體，每個(gè)存儲(chǔ)體中包括以不同地址標(biāo)識(shí)的不同存儲(chǔ)空間。加比選判決信息的存儲(chǔ)方式，可以使用前述已經(jīng)介紹過的一個(gè)較佳實(shí)施方式，即每一個(gè)地址所標(biāo)識(shí)的一個(gè)存儲(chǔ)空間中，存儲(chǔ)一個(gè)時(shí)刻的加比選判決信息。每個(gè)存儲(chǔ)體都可以使用DPRAM實(shí)現(xiàn)。
除了上述較佳實(shí)施例，本發(fā)明實(shí)施例提供的Viterbi譯碼器中的多倍回溯譯碼單元，還可以使用其他完成相同功能的裝置實(shí)現(xiàn)。
以上所述的具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種維特比譯碼器中的回溯譯碼方法，其特征在于，譯碼器中存儲(chǔ)有不同時(shí)刻寫入的加比選判決信息，該方法具體包括所述譯碼器中的加比選判決信息存儲(chǔ)到譯碼深度后，開始回溯；開始回溯后的每一時(shí)刻，向譯碼器中存儲(chǔ)對(duì)應(yīng)該時(shí)刻的加比選判決信息，并讀取已存儲(chǔ)的一個(gè)以上時(shí)刻的加比選判決信息，回溯一個(gè)以上節(jié)點(diǎn)；所述回溯到達(dá)譯碼深度時(shí)，對(duì)輸入碼字進(jìn)行譯碼。
2.如權(quán)利要求1所述的回溯方法，其特征在于，所述加比選判決信息存儲(chǔ)在以不同地址標(biāo)識(shí)的不同存儲(chǔ)空間中，每個(gè)地址標(biāo)識(shí)的存儲(chǔ)空間存儲(chǔ)一個(gè)時(shí)刻寫入的加比選判決信息；所述讀取已存儲(chǔ)的一個(gè)以上時(shí)刻的加比選判決信息為讀取一個(gè)以上地址中已存儲(chǔ)的加比選判決信息；所述譯碼為讀出一個(gè)地址中一個(gè)節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的加比選判決信息。
3.如權(quán)利要求2所述的回溯方法，其特征在于，所述讀取已存儲(chǔ)加比選判決信息為讀取2個(gè)連續(xù)地址中已存儲(chǔ)的加比選判決信息；所述回溯一個(gè)以上節(jié)點(diǎn)為回溯2個(gè)節(jié)點(diǎn)。
4.如權(quán)利要求3所述的回溯方法，其特征在于，所述讀取2個(gè)連續(xù)地址中已存儲(chǔ)的加比選判決信息為同一時(shí)刻通過兩個(gè)端口同時(shí)讀出連續(xù)2個(gè)地址中存儲(chǔ)的2個(gè)時(shí)刻的加比選判決信息；設(shè)當(dāng)前時(shí)刻從一個(gè)端口讀取加比選判決信息的地址為address1，下一時(shí)刻從另一端口讀取加比選判決信息的地址為address2，設(shè)置同一端口存儲(chǔ)地址關(guān)系滿足address1＝address1+2；兩個(gè)端口之間的存儲(chǔ)地址關(guān)系滿足address2＝address1+1。
5.如權(quán)利要求1所述的回溯方法，其特征在于，所述加比選判決信息存儲(chǔ)在以不同地址標(biāo)識(shí)的不同存儲(chǔ)空間中，每個(gè)地址標(biāo)識(shí)的存儲(chǔ)空間存儲(chǔ)一個(gè)以上時(shí)刻寫入的加比選判決信息；所述讀取已存儲(chǔ)的一個(gè)以上時(shí)刻的加比選判決信息為讀取一個(gè)地址中已存儲(chǔ)的一個(gè)以上時(shí)刻的加比選判決信息。
6.一種維特比譯碼器中的回溯譯碼裝置，其特征在于，該裝置包括加比選判決信息存儲(chǔ)模塊，用于存儲(chǔ)不同時(shí)刻寫入的加比選判決信息；多倍回溯執(zhí)行模塊，用于在所述加比選判決信息存儲(chǔ)模塊中的加比選判決信息存儲(chǔ)到譯碼深度后，每一時(shí)刻從所述加比選判決信息存儲(chǔ)模塊中讀取已存儲(chǔ)的一個(gè)以上時(shí)刻的加比選判決信息，回溯一個(gè)以上節(jié)點(diǎn)；在回溯到達(dá)譯碼深度時(shí)，對(duì)輸入碼字進(jìn)行譯碼。
7.如權(quán)利要求6所述的回溯譯碼裝置，其特征在于，所述加比選判決信息存儲(chǔ)模塊包括一個(gè)以上存儲(chǔ)體，每個(gè)存儲(chǔ)體中包括以不同地址標(biāo)識(shí)的不同存儲(chǔ)空間，每個(gè)地址標(biāo)識(shí)的存儲(chǔ)空間存儲(chǔ)至少一個(gè)時(shí)刻寫入的加比選判決信息。
8.如權(quán)利要求7所述的回溯譯碼裝置，其特征在于，所述存儲(chǔ)體的個(gè)數(shù)為每一時(shí)刻回溯的節(jié)點(diǎn)數(shù)加2。
9.一種維特比譯碼器，其特征在于，該譯碼器包括分支度量單元，用于接收輸入碼字，計(jì)算輸入碼字與參考碼字的分支度量值；路徑度量值存儲(chǔ)單元，用于接收寫入的更新后的路徑度量值并存儲(chǔ)；路徑度量加比選單元，用于接收所述分支度量單元傳輸?shù)漠?dāng)前時(shí)刻各節(jié)點(diǎn)的分支度量值，從路徑度量值存儲(chǔ)單元中讀取上一時(shí)刻已存儲(chǔ)的各節(jié)點(diǎn)路徑度量值；針對(duì)每個(gè)節(jié)點(diǎn)，將上一時(shí)刻的路徑度量值與當(dāng)前時(shí)刻該節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的兩個(gè)分支度量值相加，選擇相加結(jié)果較小的作為當(dāng)前時(shí)刻該節(jié)點(diǎn)的路徑度量值；將當(dāng)前時(shí)刻選擇的各個(gè)節(jié)點(diǎn)的路徑度量值對(duì)應(yīng)路徑上的數(shù)值，作為當(dāng)前時(shí)刻的加比選判決信息；多倍回溯譯碼單元，用于接收所述路徑度量加比選單元提供的加比選判決信息并存儲(chǔ)；在所述加比選判決信息存儲(chǔ)到譯碼深度后，每一時(shí)刻讀取已存儲(chǔ)的一個(gè)以上時(shí)刻的加比選判決信息，回溯一個(gè)以上節(jié)點(diǎn)；在所述回溯到達(dá)譯碼深度后，對(duì)輸入碼字進(jìn)行譯碼。
10.如權(quán)利要求9所述的譯碼器，其特征在于，所述多倍回溯譯碼單元包括加比選判決信息存儲(chǔ)模塊和多倍回溯執(zhí)行模塊；所述加比選判決信息存儲(chǔ)模塊，用于接收路徑度量加比選單元提供的加比選判決信息存儲(chǔ)；所述多倍回溯執(zhí)行模塊，在所述加比選判決信息存儲(chǔ)模塊中的加比選判決信息存儲(chǔ)到譯碼深度后，每一時(shí)刻從加比選判決信息存儲(chǔ)模塊中讀取已存儲(chǔ)的一個(gè)以上時(shí)刻的加比選判決信息，回溯一個(gè)以上節(jié)點(diǎn)；在所述回溯到達(dá)譯碼深度后，對(duì)輸入碼字進(jìn)行譯碼。
11.如權(quán)利要求10所述的譯碼器，其特征在于，所述加比選判決信息存儲(chǔ)模塊包括一個(gè)以上存儲(chǔ)體，每個(gè)存儲(chǔ)體中包括以不同地址標(biāo)識(shí)的不同存儲(chǔ)空間，每個(gè)地址標(biāo)識(shí)的存儲(chǔ)空間存儲(chǔ)至少一個(gè)時(shí)刻寫入的加比選判決信息。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種維特比(Viterbi)譯碼器中的回溯譯碼方法，譯碼器中存儲(chǔ)有不同時(shí)刻的加比選判決信息，該方法具體包括所述譯碼器中的加比選判決信息存儲(chǔ)到譯碼深度后，開始回溯；開始回溯后的每一時(shí)刻，向譯碼器中存儲(chǔ)對(duì)應(yīng)該時(shí)刻的加比選判決信息，并讀取已存儲(chǔ)的一個(gè)以上時(shí)刻的加比選判決信息，回溯一個(gè)以上節(jié)點(diǎn)；所述回溯到達(dá)譯碼深度時(shí)，對(duì)輸入碼字進(jìn)行譯碼。本發(fā)明同時(shí)還公開了一種Viterbi譯碼器中的回溯譯碼裝置和一種Viterbi譯碼器。應(yīng)用本發(fā)明，可以在保證數(shù)據(jù)速率的情況下，提高譯碼器中的回溯速度，節(jié)省譯碼器中的存儲(chǔ)資源。
文檔編號(hào)H03M13/41GK101090274SQ20071013768
公開日2007年12月19日 申請(qǐng)日期2007年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月31日
發(fā)明者黃啟華, 鄭程超, 蔡朝暉, 許樹湛 申請(qǐng)人:華為技術(shù)有限公司