專利名稱:在維特比譯碼器中儲存路徑量度的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一項在維特比譯碼器中儲存路徑量度(Pfadmetriken)的新方法，該方法特別適合于移動無線電接收機中的維特比譯碼對通道編碼的移動無線電信號執(zhí)行譯碼。
背景技術(shù)：
在大多數(shù)的知名數(shù)字移動無線電接收機中都使用了維特比譯碼器。維特比譯碼器是一種所謂的“最大似真性譯碼器”(Maximun-LiklihoodDecodierer)，一般用于對通道編碼的、特別是對卷積編碼的(faltungscodiert)移動無線電信號執(zhí)行譯碼。在通道編碼情況下，發(fā)射機常需在傳輸?shù)姆柹细郊尤哂嗟男畔硖岣邆鬏數(shù)陌踩?。然而，這種附加的冗余信息會在傳輸移動無線電信號時迭加噪音。因此，接收機應(yīng)具有的功能在于憑借接收的順序要從全部可能的發(fā)射順序中挑選出好些與具有最大可能的概率的實際發(fā)射順序相符的發(fā)射順序來。而這個任務(wù)就要由維特比譯碼器來實現(xiàn)。
在通道編碼情況下使用的編碼規(guī)范可用適當(dāng)?shù)母駯艌D(Trellis-Diagramm)來說明。通過計算所謂的“路徑量度”，維特比譯碼器就能計算出格柵圖中那些具有最大或最小量度的路徑來，而這些路徑的量度是與相應(yīng)譯碼器的結(jié)構(gòu)相關(guān)的。借助于格柵圖的路徑人們乃能求出譯碼的順序并予以表達。
下面將簡要地細說維特比譯碼的基本原理在圖4中典型地示出一個相對于時間點t......t+3的四種不同狀態(tài)的格柵圖，這些狀態(tài)例如可相當(dāng)于“00”、“10”、“01”和“11”的二進制數(shù)位狀態(tài)。在該格柵圖中的每一個符號順序都指定了相應(yīng)的路徑。每一條路徑包含著一系列的在時間上相互跟隨的兩個狀態(tài)之間的分支。每一個分支標(biāo)志著在時間上互相跟隨的兩個狀態(tài)之間的一種狀態(tài)轉(zhuǎn)移(Zustandiibergang)，對比舉例來說從某一狀態(tài)出發(fā)的上面分支用一二進制“0”來作為接收符號，從同一狀態(tài)出發(fā)的下面分支則用二進制“1”來作為接收符號。每一個狀態(tài)轉(zhuǎn)移、稱之為“分支量度”(BM)λt，相當(dāng)于一個發(fā)射符號。
分支量度λt的定義如下λt=|yt′-rt2|]]>在上式中，γt相當(dāng)于在時刻t的接收符號，而yt′則是作為其在時刻t的函數(shù)的發(fā)射信號。
除此之外，通過格柵圖，每一條路徑在時間點或時間步長t都有一個路徑量度γt。
圖4所示的格柵圖是一個特別涉及具有稱為蝶形結(jié)構(gòu)的格柵圖，它意味著該格柵圖的某一時間步長t+1的兩個狀態(tài)必有其先前時間步長t的兩個狀態(tài)與之相對應(yīng)，而且它們的分支可導(dǎo)向時間步長t+1的前述狀態(tài)，而且從不同狀態(tài)出發(fā)的分支的兩個分支量度可能是一致的。例如在圖4所示的各個狀態(tài)具有γt(1)、γt(3)、γt+1(2)和γt+1(3)的路徑量度，就構(gòu)成了這樣的蝶形結(jié)構(gòu)，從具有路徑量度γt(1)的狀態(tài)到具有路徑量度γt+1(2)的狀態(tài)的分支的分支量度就相當(dāng)于從具有路徑量度γt(3)的狀態(tài)到具有路徑量度γt+1(3)的狀態(tài)的分支的分支量度λt(3)；而另一方面，從具有路徑量度γt(1)的狀態(tài)到具有路徑量度γt+1(3)的狀態(tài)的分支的分支量度也與從具有路徑量度γt(3)的狀態(tài)到具有路徑量度γt+1(2)的狀態(tài)的分支的分支量度λt(1)相當(dāng)。因此，通常用γt(S)來標(biāo)志狀態(tài)S在時間步長t的路徑量度，而用λt(S)來標(biāo)志與信號S相當(dāng)?shù)臓顟B(tài)轉(zhuǎn)移在時間點t的分支量度。
現(xiàn)在，維特比譯碼器必須借助于一個與該格柵圖相應(yīng)的算法來求出具有最佳路徑量度的路徑。一般而言，根據(jù)定義的最佳路徑是具有最小路徑量度的路徑。
導(dǎo)至某一定狀態(tài)的路徑的每一個路徑量度都是由一個先前時間的狀態(tài)的路徑量度和從該先前狀態(tài)導(dǎo)至該一定狀態(tài)的分支的分支量度所組成。因此，人們并不一定需要求出格柵圖上的所有可能的路徑和路徑量度，而只需對格柵圖上每一種狀態(tài)和每一個時間步長直至該時間點求出其中具有最佳路徑量度的路徑來。這條路徑可稱之為“存活路徑”(Survivor Path)，只有這種存活路徑和它的路徑量度才必須儲存起來，所有其它導(dǎo)致這個狀態(tài)的路徑都可以忽略不計。但要注意的是根據(jù)這個原則，在每一個時間步長上有多少個不同的狀態(tài)，就會相應(yīng)地有相同數(shù)目的這種“存活路徑”。
上面的敘述清楚表明路徑量度γt+1(S)的計算取決于通過一個分支與狀態(tài)S相關(guān)聯(lián)的先前時間步長t的各項路徑量度。因此這些路徑量度的計算可以用一種遞推的算法來實現(xiàn)，這個算法可在維特比譯碼器中由一個具有稱為加法比較選擇(ACS)單元執(zhí)行。
圖5示出一種維特比譯碼器的典型結(jié)構(gòu)。在這個結(jié)構(gòu)中，ACS單元2帶有一個存儲器(或稱寄存器)3，除了ACS單元2還設(shè)有一個分支度量單元(BMU)1和一個存活記憶單元(Survivor Memory Unit即SMU)4。分支度量單元BMU的功能是計算各項分支量度λt(S)，而這些分支量度就是一個接收符號與在格柵圖中產(chǎn)生相應(yīng)狀態(tài)轉(zhuǎn)移的那個符號之間的差別的一種量度。由分支度量單元BMU1計算出來的分支量度將輸入到ACS單元2來求出最佳路徑(即存活路徑)，與此同時存活記憶單元4會把這些存活路徑儲存起來，從而能接著借助那條具有最佳路徑量度的存活路徑進行譯碼。與這條具有最佳路徑量度的存活路徑相對應(yīng)的符號順序就最大地似真于實際發(fā)射的順序。
ACS單元2包含多個處理器元件(Prozessorelemente)，一般而言格柵圖中的每一個狀態(tài)都是由一個獨立的處理器元件來計算的。每一單個的處理器元件的任務(wù)是要從兩條互相競爭的路徑(即存活路徑)中選出一條具有最佳(即最小)路徑量度的路徑(即存活路徑)來，這兩條競爭路徑都會在格柵圖中導(dǎo)至一個狀態(tài)。緊接著導(dǎo)至這個狀態(tài)的“存活路徑”及其路徑量度的存儲數(shù)值就可以更新了。
從圖4所示的格柵圖中可以看出時間點t+1上的每一個狀態(tài)S都是通過一個上面分支和一個下面分支而與一個相應(yīng)的先前的狀態(tài)相聯(lián)系的。因此在求取與這個狀態(tài)S相關(guān)的“存活路徑”時，必須把通過上面分支導(dǎo)至狀態(tài)S的路徑的路徑量度與通過下面分支導(dǎo)致狀態(tài)S的路徑的路徑量度相比較，也就是說，每一個處理器元件的任務(wù)在于為了求取具有路徑量度γt+1(s)的“存活路徑”，選出通過具有路徑量度γt(u)的先前上面狀態(tài)和具有分支量度λt(u)的上面分支而引導(dǎo)的路徑，其路徑量度相當(dāng)于γt(u)+λt(u)之和；或者選出通過具有路徑量度γt(l)的下面狀態(tài)和具有分支量度λt(l)的下面分支而引導(dǎo)的路徑，其路徑量度相當(dāng)于γt(l)+λt(l)。
因?qū)儆诿恳粋€為在時間步長t中的某一狀態(tài)計算出來的結(jié)果γt(s)同時也是計算在時間上隨后出現(xiàn)的狀態(tài)的路徑量度的基礎(chǔ)，所以在圖5中所示的ACS單元2的反饋必須通過存儲器3，使計算出來的路徑量度能在存儲器3內(nèi)儲存。
存儲器3的結(jié)構(gòu)必須根據(jù)相應(yīng)的格柵圖的結(jié)構(gòu)來設(shè)計和建造。在每一個符號周期期間必須要能將格柵圖中的狀態(tài)數(shù)相對應(yīng)的路徑量度數(shù)從存儲器3中讀出并再寫入存儲器3內(nèi)去。對于格柵圖中每一個蝶形而言，要能同時處理兩個狀態(tài)，使能從存儲器3中讀出兩個初始路徑量度，并能將由此計算出來的兩個路徑量度寫入存儲器3。
然而由此產(chǎn)生的問題是在路徑量度未讀出之前，不能將它們重寫。
為了更清楚地說明這個問題，在圖6中示出另一個具有8個狀態(tài)的格柵圖。這個格柵圖也具有已介紹的蝶形結(jié)構(gòu)，這個典型的蝶形以虛線示出，它包含初始狀態(tài)St的No.1和No.5與目的狀態(tài)St+1的No.2和No.3。為了計算目標(biāo)狀態(tài)No.2和3的路徑量度，必須首先讀出初始狀態(tài)No.1和No.5的路徑量度。
這種在讀出過程和寫入過程之間形成的競爭態(tài)勢使人們設(shè)計出一種在文獻中又稱之為“乒乓”(“Ping-Pong”)自動編碼結(jié)構(gòu)形式的存儲器3，這種存儲器被分成兩個存儲庫，其中一個存儲庫僅用于讀出過程，另一個僅用于寫入過程。
借助于這種技術(shù)雖能可靠地避免了那些不良的競爭，然而存儲器3的體積卻必須增大一倍，因為它的兩個存儲庫必須要能儲存全部狀態(tài)St和St+1的路徑量度。
另一個與路徑量度存儲器相關(guān)的問題是在存儲器上的路徑量度的布局問題。也就是說要按不同的存儲器地址安排好各個路徑量度。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)來選擇，這種布局的選擇使路徑量度的讀出過程和寫入過程使用不同的存儲區(qū)域，從而使讀出過程和寫入過程之間的矛盾得到可靠的避免。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)在于提供一種在維特比譯碼器中儲存路徑量度的新型方法，這種方法要能在一個較小存儲器的需求條件下實現(xiàn)，并能可靠地避免各種寫入/讀出矛盾。
本發(fā)明的上述任務(wù)已通過一種在維特比譯碼器儲存路徑量度的方法的各項特征而獲得了解決。本專利還闡明了本發(fā)明的各項優(yōu)點及各種優(yōu)先采用的結(jié)構(gòu)形式。
借助于本發(fā)明的內(nèi)容，我們介紹一種在維特比譯碼器中的儲存路徑量度的方法，這種方法是建立在時間變化的格柵圖的原理基礎(chǔ)上的，而且特別適于具有蝶形結(jié)構(gòu)和相應(yīng)的加法比較選擇單元(ACS-Einheiten)的格柵圖的情況。
根據(jù)本發(fā)明的目的，提供一種在維特比譯碼器儲存路徑量度的方法，路徑量度是借助一個與維特比譯碼器相適應(yīng)的格柵圖來確定，在該格柵圖中某一特定時間步長的兩個目標(biāo)狀態(tài)與其先前時間步長的兩個初始狀態(tài)構(gòu)成一個蝶形結(jié)構(gòu)，通過這個蝶形結(jié)構(gòu)，該特定時間步長的兩個目標(biāo)狀態(tài)通過當(dāng)時存在的一個狀態(tài)轉(zhuǎn)移分支而與先前時間步長的兩個初始狀態(tài)連接起來；對每一個時間步長，每一個目標(biāo)狀態(tài)的路徑量度(γt+1)都取決于與該目標(biāo)狀態(tài)構(gòu)成一個蝶形結(jié)構(gòu)的先前時間步長的那個初始狀態(tài)的路徑量度(γt)的函數(shù)；為此需從存儲器(3)中讀出相應(yīng)的兩個初始狀態(tài)的路徑量度(γt)，從而作為路徑量度(γt)的函數(shù)確定時間步長的目標(biāo)狀態(tài)的路徑量度(γt+1)，將該目標(biāo)狀態(tài)的路徑量度(γt+1)儲存在存儲器(3)中；其特征在于每個時間步長的格柵圖的蝶形結(jié)構(gòu)都至少成對地組合起來，對于時間步長的每一雙蝶形結(jié)構(gòu)對而言，格柵圖中的兩個蝶形結(jié)構(gòu)的目標(biāo)狀態(tài)同時成為隨后時間步長的兩個蝶形結(jié)構(gòu)的初始狀態(tài)，而且在確定一對蝶形結(jié)構(gòu)對的兩個蝶形結(jié)構(gòu)的目標(biāo)狀態(tài)的路徑量度后，將該蝶形結(jié)構(gòu)對的兩個蝶形結(jié)構(gòu)的目標(biāo)狀態(tài)的路徑量度以一個共同的存儲字的形式儲存在存儲器(3)中，所述的該蝶形結(jié)構(gòu)對的目標(biāo)狀態(tài)同時也成為隨后時間步長的兩個蝶形結(jié)構(gòu)的初始狀態(tài)。
本發(fā)明的方法需要一個存儲器并可使路徑量度的讀出和儲存在相同的存儲器區(qū)域內(nèi)實現(xiàn)，也就是說根據(jù)兩個初始路徑量度計算出來的相應(yīng)于目標(biāo)狀態(tài)的路徑量度可以在讀出先前兩個初始路徑量度的那個存儲器地址上儲存起來。存儲器的容量不取決于格柵圖選定的平行度而且必須只相當(dāng)于由各種格柵狀態(tài)的數(shù)目和每一個存儲字的二進制數(shù)位的數(shù)目構(gòu)成的乘積。特別是當(dāng)需要把多個處理器元件的路徑量度綜合起來儲存，也只需要使用一個存儲器就夠了。
寫入/讀出矛盾可得到可靠的避免。
本發(fā)明為維特比譯碼所使用的芯片的面積需求和功率消耗都極小，因為為儲存兩個路徑量度只需要一個存儲器地址。本發(fā)明既適合于正向編碼(Feedforward Codes)，例如SDSL，也適合于反向編碼(FeedbackCodes)，而且可使用可編程維特比譯碼器，對于每一個蝶形圖形都可以將相應(yīng)的路徑量度很容易編制出程序。



在下面將利用各附圖借助于一個優(yōu)選實施例對本發(fā)明的內(nèi)容做比較詳細的說明圖1示出一個包含8個狀態(tài)的格柵圖，用來說明本發(fā)明對一個SDSL-維特比譯碼器所設(shè)定的原理。
圖2示出一個示意圖，用來說明一個函數(shù)，借助于這個函數(shù)依靠一個計數(shù)器讀出可以求出一個狀態(tài)，這個狀態(tài)根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例對于把各個路徑量度布置在ASC單元的存儲器的各不同存儲地址上是起決定性作用的。
圖3示出一個示意圖，用來說明根據(jù)本發(fā)明的另一種方法。
圖4示出一個具有蝶形結(jié)構(gòu)和4種狀態(tài)的典型的格柵圖。
圖5示出一種維特比譯碼器的一般結(jié)構(gòu)。
圖6示出一個具有蝶形結(jié)構(gòu)的格柵圖，用來說明與現(xiàn)有技術(shù)相關(guān)的問題。
具體實施方式
在比較詳細說明本發(fā)明的各項細節(jié)之前，還應(yīng)在下面簡要地介紹一下幾個專門名詞，因為在以后說明本發(fā)明的各項內(nèi)容時還需要使用這些專門名詞。
假設(shè)一個具有總儲存容量為Mt儲存字的格柵編碼器，可獲得一個具有NTS＝2Mt的格柵碼，其中的NTS是在相應(yīng)的格柵圖中繪出的各種不同的狀態(tài)的數(shù)目。對于一個編碼率為1/2的正向編碼而言，其脈沖應(yīng)答詞的長度為MT+1。在格柵圖中的各個狀態(tài)轉(zhuǎn)移如前介紹的那樣是取決于某些編碼的二進制數(shù)位B的，而且時間點t+1的狀態(tài)是St+1是按下列關(guān)系式從先前狀態(tài)St產(chǎn)生的S(t+1)＝(2·St)mod(NTS)+B設(shè)若格柵圖具有在圖6中所示的典型蝶形結(jié)構(gòu)(前面已經(jīng)介紹過)，那么每一個蝶形都會有兩個初始狀態(tài)和兩個目標(biāo)狀態(tài)與之相關(guān)，而且根據(jù)格柵圖的幾何形狀可以區(qū)分為一個用標(biāo)記(u)(為上面)標(biāo)識的上面狀態(tài)和一個用標(biāo)記(1)(為下面)標(biāo)識的下面狀態(tài)。在圖6中用虛線示出的蝶形中，例如狀態(tài)St(u)＝1，St(1)＝5，和狀態(tài)St+1(u)＝2，St+1(1)＝3，其中St(u)和St(1)是初始狀態(tài)，而St+1(u)和St+1(1)＝1則是目標(biāo)狀態(tài)。
從圖6中還可以看出一個蝶形的下面初始狀態(tài)St(1)和目標(biāo)狀態(tài)St+1(u)及St+1(1)是取決于上面初始狀態(tài)St(u)的，而且具有下列的關(guān)系O≤St(U)≤NTS2-1]]>St(l)=St(U)+NTS2]]>St+1(U)=(2·St(U))mod(NTS)+0]]>St+1(l)=(2·St(U))mod(NTS)+1=(2·St(l))mod(NTS)+1]]>在用NTS＝8和St(U)=1]]>來評價上列公式時，對于圖6用虛線所示蝶形圖形而言，修正值St(l)=5,]]>St+1(u)=2,]]>St+1(l)=3]]>本發(fā)明是以這樣一個“設(shè)想”作基礎(chǔ)的即為目標(biāo)狀態(tài)計算出來的某個蝶形圖形的各個路徑量度都應(yīng)當(dāng)儲存在其相應(yīng)的各個初始路徑量度被讀出來的相同的儲存地址上，才能避免在存儲器3中不必要地重迭寫入路徑量度。這個措施可導(dǎo)致格柵圖的結(jié)構(gòu)隨時間而改變，使由此產(chǎn)生的格柵圖可以稱之為隨時間變化的格柵(TVT)。
在圖6中示出的格柵結(jié)構(gòu)的TVT示于圖3。由圖3可以看出雖然各個蝶形的狀態(tài)轉(zhuǎn)移是與圖6中示出的狀態(tài)轉(zhuǎn)移相一致，但隨著每一個時間步長或隨著每一次迭代各個狀態(tài)的順序都會重新排列，使某個蝶形的每一個目標(biāo)狀態(tài)由一條水平分支與該蝶形的相應(yīng)的初始狀態(tài)相聯(lián)系。在圖3中，對各次迭代都有兩個蝶形，它們分別包含初始狀態(tài)No.2、No.6和No.3、No.7以及目標(biāo)狀態(tài)No.4、No.5和No.6和No.7，它們分別用短橫線和點劃線表示出來，于是特別借助于這些蝶形，就可以清楚理解格柵結(jié)構(gòu)隨時間重排的原理了。
在圖3中示出的格柵圖的每一行列相當(dāng)于存儲器3的一個儲存地址，舉例來說可在某一儲存地址及其隨后的儲存地址中寫入No.2、No.4、No.1和No.2等狀態(tài)的路徑量度(即圖3中所示格柵圖的第3行列)?？梢宰C明經(jīng)過MT次迭代后(對上述例子而言，MT＝3次迭代)，又可以獲得原來的狀態(tài)順序。
上面介紹的TVT設(shè)計防止了在存儲器3中不必要地重迭寫入路徑量度。然而還存在這樣一個問題，那就是為了使用ACS單元2可以按蝶形結(jié)構(gòu)原理來計算路徑量度起見，還必須同時讀出和寫入兩個路徑量度，為此就必須將存儲器相應(yīng)地劃分開來，然而，這對采用TVT設(shè)想來說是不可能實現(xiàn)的。
因此，這個TVT設(shè)計還必須為適應(yīng)蝶形結(jié)構(gòu)而另行開發(fā)設(shè)計，我們在下面將借助于圖1和圖2來說明這個可稱之為蝶形導(dǎo)向的隨時間變化的格柵(BFTVT)的設(shè)計方案。
與上面介紹的TVT設(shè)計主要相關(guān)連的問題在于用ACS單元2計算出來的某個蝶形的目標(biāo)狀態(tài)的路徑量度不能同時代表另一個蝶形的初始路徑量度。為了說明這事實起見，在下面將把某個蝶形的初始路徑量度和目標(biāo)的路徑量度分別寫作[St(u)，St(1)]和[St+1(u)，St+1(1)]的形式。對于圖3所示格柵圖的各個蝶形(迭代1)來說，據(jù)此就產(chǎn)生了下列的幾個狀態(tài)轉(zhuǎn)移[0，4]→[0，1][1，5]→[2，3][2，6]→[4，5][3，7]→[6，7]可以看出舉例而言，具有初始狀態(tài)[0，4]的蝶形的目標(biāo)狀態(tài)[0，1]不同時代表迭代2的一個共同蝶形的初始狀態(tài)。因此，若把每一個蝶形的各個初始路徑量度和目標(biāo)路徑量度都以一個共同的儲存字形式儲存起來就是毫無意義的了。
然而，另一方面很清楚的是舉例來說，分別具有初始狀態(tài)[0，4]和[2，6]的兩個蝶形的目標(biāo)狀態(tài)[0，1]和[4，5]可以同時利用來作為格柵圖中隨后的分別具有初始狀態(tài)[0，4]和[1，5]的兩個蝶形的初始狀態(tài)。人們可證明全部2MT-1個蝶形都可以按此規(guī)則成對地組合起來，使某對蝶形的目標(biāo)狀態(tài)的路徑量度同時被利用作為兩個其它蝶形的初始路徑量度，只要把為目標(biāo)狀態(tài)求出的路徑量度做出適當(dāng)?shù)闹匦屡帕屑纯伞?br> 圖1用來示明這一新的設(shè)計。存儲器3的每一個儲存字的字寬可根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)成倍加大，因此，兩個成對的蝶形的目標(biāo)狀態(tài)的路徑量度至少可以每個儲存字為兩個路徑量度的方式儲存起來是可能的，特別值得指出的是存儲器的容量不取決于所使用的處理器元件的數(shù)目，只是寫入/讀出過程的數(shù)目會改變。
在圖1中每一個圓圈相當(dāng)于一個蝶形的兩個初始狀態(tài)或它們的初始路徑量度，以S(u)/S(1)形式表示。通過把各個蝶形成對組合就得出圖1所示的上位的蝶形格柵結(jié)構(gòu)，通過圖1所示的格柵圖可以確定幾個成對組合的原始的蝶形有哪些目標(biāo)狀態(tài)的路徑量度可以用做那些隨后的蝶形的初始狀態(tài)的路徑量度。例如在圖1中有一個用虛線標(biāo)出的蝶形，它就是由具有初始狀態(tài)分別為[0，4]和[2，6]以及目標(biāo)的狀態(tài)分別為[0，1]和[4，5]的兩個原始蝶形組成的，把由此合成的兩個目標(biāo)狀態(tài)成對重新排列為[0，4]和[1，5]，從而使這對重新排列的目標(biāo)狀態(tài)對可以同時用作隨后兩個蝶形的初始狀態(tài)(請參見圖6所示的蝶形結(jié)構(gòu)，由此圖可見初始狀態(tài)[0，4]和[1，5]原是與一個蝶形相對應(yīng)的)。
另外一個例子以下是相似于圖3所示由TVT結(jié)構(gòu)形式的重新的上位的格柵結(jié)構(gòu)。圖1所示格柵圖的每一個行列相當(dāng)于存儲器3的一個存儲地址，因而舉例說明從所示格柵的第2行列看，狀態(tài)對[1，5]，[2，6]和[1，5]的路徑量度可以一個接一個地被儲存在同一個存儲地址上。
從圖1的說明可以看出，設(shè)若由于各個“蝶形”的成對組合而使格柵圖的容積與圖3相比減至2M-1T個狀態(tài)，那么迭代的數(shù)目與圖3相比相應(yīng)地也會減少1個，這是直至重新恢復(fù)原始狀態(tài)順序所需要的。其結(jié)果是，由于存儲器3地址的再生，可以相應(yīng)地把編制地址耗費降低。
前面已經(jīng)指出一個蝶形的全部狀態(tài)可以從這個蝶形的上面初始狀態(tài)S(u)推導(dǎo)出來。因此圖1所示的各成對路徑量度的適合的儲存地址就可以通過相對簡單的方法求得這個方法需要使用一個計數(shù)器，其計數(shù)范圍C可以在[0...NTS2-1]]]>之間調(diào)節(jié)。于是人們可以借助于一個函數(shù)fS(u)(C)求出各蝶形對的上面初始狀態(tài)S(u)，因為S(u)是與瞬時計數(shù)C相關(guān)的；然后接著借助于一個地址編制函數(shù)faddr(S(u)，I)，從已求出的上面狀態(tài)S(u)和當(dāng)時的實際迭代數(shù)I確定各個適當(dāng)?shù)膬Υ娴刂?。對于各路徑量度需要由多個處理器元件來組合的情況而言，計數(shù)器的計數(shù)范圍必須要給在[0...NTS2ld(NPE)-1]]]>之間調(diào)節(jié)，其中NPE代表處理器元件的數(shù)目，1d(x)則代表對數(shù)log2(x)。
函數(shù)fS(u)(C)是非線性的?？梢宰C明這個函數(shù)可以一個簡單的二進制數(shù)位圖解來實現(xiàn)，如圖2所示。圖中的MSB代表最高價有效數(shù)位，LSB則代表最低價有效數(shù)位。
地址編制函數(shù)faddr(S(u)，I)可以根據(jù)正向格柵編碼器的性質(zhì)用下列的關(guān)系式來描述ADDR＝[(21·S(u))mod(NT-1)]+[21-MT+1·S(u))]此式中的ADDR代表取決于S(u)，MT和I的某個路徑量度對的儲存地址的函數(shù)，這個路徑量度對具有I∈[0...MT-1]。這個地址編制函數(shù)甚易實現(xiàn)，因為它相當(dāng)于式中所示的第1項和第2項的(MT-1)次的數(shù)位相加，而不必考慮會發(fā)生某種可能的溢出。所列式中的所有乘法都可以用簡單的數(shù)位位移運算來實現(xiàn)。
對于要把本發(fā)明的方法用在多個處理器元件的情況而言，地址編制函數(shù)faddr(S(u)，I)可以用下列的關(guān)系式來描述 本發(fā)明的方法在前面已對使用各種正向編碼器的情況，例如使用一個SDSL編碼器，做了說明。然而，本發(fā)明的方法也可以應(yīng)用于反向編碼器的情況。反向編碼器的維特比譯碼器的格柵結(jié)構(gòu)與正向編碼器的維特比譯碼器的雖然有很大的區(qū)別，但反向編碼器也可以在格柵蝶形方面也可以這樣成對地組合，使各個目標(biāo)狀態(tài)的相應(yīng)路徑量度同時代表在格柵圖中兩個隨后的蝶形的初始路徑量度。與正向編碼器情況相反的只是在反向編碼器的情況下，直至在特立期圖中再次出現(xiàn)原始狀態(tài)順序所需要進行的迭代的次數(shù)不直接取決于MT的值。在反向編碼器情況下也可以用類似于在正向編碼器情況下所采取的實施方式來求得fS(u)(C)和faddr(s(u)，I)兩個函數(shù)的關(guān)系式，但在此處我們不再陳述其推導(dǎo)和演算。
權(quán)利要求
1.一種在維特比譯碼器儲存路徑量度的方法，路徑量度是借助一個與維特比譯碼器相適應(yīng)的格柵圖來確定，在該格柵圖中某一特定時間步長的兩個目標(biāo)狀態(tài)與其先前時間步長的兩個初始狀態(tài)構(gòu)成一個蝶形結(jié)構(gòu)，通過這個蝶形結(jié)構(gòu)，該特定時間步長的兩個目標(biāo)狀態(tài)通過當(dāng)時存在的一個狀態(tài)轉(zhuǎn)移分支而與先前時間步長的兩個初始狀態(tài)連接起來；對每一個時間步長，每一個目標(biāo)狀態(tài)的路徑量度(γt+1)都取決于與該目標(biāo)狀態(tài)構(gòu)成一個蝶形結(jié)構(gòu)的先前時間步長的那個初始狀態(tài)的路徑量度(γt)的函數(shù)；為此需從存儲器(3)中讀出相應(yīng)的兩個初始狀態(tài)的路徑量度(γt)，從而作為路徑量度(γt)的函數(shù)確定時間步長的目標(biāo)狀態(tài)的路徑量度(γt+1)，將該目標(biāo)狀態(tài)的路徑量度(γt+1)儲存在存儲器(3)中；其特征在于每個時間步長的格柵圖的蝶形結(jié)構(gòu)都至少成對地組合起來，對于時間步長的每一雙蝶形結(jié)構(gòu)對而言，格柵圖中的兩個蝶形結(jié)構(gòu)的目標(biāo)狀態(tài)同時成為隨后時間步長的兩個蝶形結(jié)構(gòu)的初始狀態(tài)，而且在確定一對蝶形結(jié)構(gòu)對的兩個蝶形結(jié)構(gòu)的目標(biāo)狀態(tài)的路徑量度后，將該蝶形結(jié)構(gòu)對的兩個蝶形結(jié)構(gòu)的目標(biāo)狀態(tài)的路徑量度以一個共同的存儲字的形式儲存在存儲器(3)中，所述的該蝶形結(jié)構(gòu)對的目標(biāo)狀態(tài)同時也成為隨后時間步長的兩個蝶形結(jié)構(gòu)的初始狀態(tài)。
2.如權(quán)利要求
1所述的方法，其特征在于同屬于一個蝶形結(jié)構(gòu)的在某一時間步長上兩個初始狀態(tài)的路徑量度以一個共同的存儲字形式儲存在存儲器(3)中，在確定蝶形結(jié)構(gòu)對的兩個蝶形結(jié)構(gòu)的目標(biāo)狀態(tài)的路徑量度后，該蝶形結(jié)構(gòu)對的兩個目標(biāo)狀態(tài)同時也是隨后時間步長的蝶形結(jié)構(gòu)的初始狀態(tài)，將兩個目標(biāo)狀態(tài)的路徑量度儲存在存儲器(3)中與初始狀態(tài)的路徑量度的地址相同的地址上，作為兩個初始狀態(tài)的路徑量度，該兩初始狀態(tài)與兩目標(biāo)狀態(tài)構(gòu)成一個蝶形結(jié)構(gòu)。
3.如權(quán)利要求
1或2所述的方法，其特征在于每一個目標(biāo)狀態(tài)的路徑量度(γt+1)都作為相應(yīng)的蝶形結(jié)構(gòu)的兩個初始狀態(tài)的路徑量度(γt)和與該蝶形結(jié)構(gòu)的兩個狀態(tài)轉(zhuǎn)移分支相對應(yīng)的分支量度(λt)的函數(shù)來確定。
4.如權(quán)利要求
3所述的方法，其特征在于在每一個蝶形結(jié)構(gòu)中，用于把第一個初始狀態(tài)與第一個目標(biāo)狀態(tài)連接起來的狀態(tài)轉(zhuǎn)移分支和把第二個初始狀態(tài)與第二個目標(biāo)狀態(tài)連接起來的狀態(tài)轉(zhuǎn)移分支的第一個分支量度具有相同的大??；用于把第一個初始狀態(tài)與第二個目標(biāo)狀態(tài)連接起來的狀態(tài)轉(zhuǎn)移分支和把第二個初始狀態(tài)與第一個目標(biāo)狀態(tài)連接起來的狀態(tài)轉(zhuǎn)移分支的第二個分支量度也具有相同的大小。
5.如權(quán)利要求
3所述的方法，其特征在于所述的方法用于對用正向編碼編碼的信號執(zhí)行譯碼。
6.如權(quán)利要求
5所述的方法，其特征在于所述的方法用于對單線數(shù)字信號線編碼的信號執(zhí)行譯碼。
7.如權(quán)利要求
3所述的方法，其特征在于所述的方法用于對用反向編碼編碼的信號執(zhí)行譯碼。
專利摘要
本發(fā)明涉及在維特比譯碼器中儲存路徑量度的方法。對于一個維特比譯碼器而言，將其相關(guān)的格柵圖中的各個蝶形結(jié)構(gòu)這樣地成對組合起來使在格柵圖中的兩個蝶形結(jié)構(gòu)的目標(biāo)狀態(tài)的路徑量度同時構(gòu)成了另兩個蝶形結(jié)構(gòu)的初始狀態(tài)，在確定該蝶形結(jié)構(gòu)對的兩蝶形結(jié)構(gòu)的目標(biāo)狀態(tài)的路徑量度之后，該蝶形結(jié)構(gòu)對的兩目標(biāo)狀態(tài)的路徑量度以一個共同的存儲字的形式儲存，該兩目標(biāo)狀態(tài)同時形成另一蝶形結(jié)構(gòu)的初始狀態(tài)。
文檔編號H03M13/41GKCN1165193SQ01109374
公開日2004年9月1日 申請日期2001年3月2日
發(fā)明者馬里奧·特雷貝爾, 馬里奧 特雷貝爾 申請人:印菲內(nèi)奧技術(shù)股份有限公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan