專利名稱：基于校正子的信道質(zhì)量或消息結(jié)構(gòu)判定器和判定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及通信系統(tǒng)，更具體地，涉及用于卷積碼通信系統(tǒng)接收機的消息結(jié)構(gòu)判定器。
卷積碼常被用于無線數(shù)字通信系統(tǒng)，以防止發(fā)射信息的錯誤。在一類可變消息結(jié)構(gòu)通信系統(tǒng)中，發(fā)射機選擇n個卷積碼Cl,……Ci,……Cn之一編碼數(shù)據(jù)。然而，接收機通常不知道發(fā)射機選擇哪個消息結(jié)構(gòu)和發(fā)射機用哪個卷積碼C。
在另一類可變消息結(jié)構(gòu)通信系統(tǒng)中，僅用單個卷積碼C，但數(shù)據(jù)傳輸率變化。例如，由遠程通信工業(yè)協(xié)會(TIA)用于直接序列碼分多址(DS-CDMA)的臨時標準IS～95規(guī)范規(guī)定的通信系統(tǒng)能用可變數(shù)據(jù)率傳輸。在一定的數(shù)據(jù)率，發(fā)射機卷積地編碼數(shù)據(jù)，然后，重復(fù)以產(chǎn)生有統(tǒng)一字符率的發(fā)射的字符序列。然而，在這種系統(tǒng)中，接收機通常不知道發(fā)射機選擇哪個消息結(jié)構(gòu)和發(fā)射機用哪個數(shù)據(jù)率。
除用不同的卷積碼和不同的數(shù)據(jù)傳輸率外，可用不同的消息長度或不同的交織器來改變具體消息結(jié)構(gòu)。另外，這些可變特性可被組合，例如，不同類的交織器也可用不同的消息長度?？傊?，接收機通常至少不知道一種上列和由可變消息結(jié)構(gòu)發(fā)射機所用的特性。
因此，在可變消息結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的接收機中，接收的信號用每個可能的發(fā)射的消息結(jié)構(gòu)并行解調(diào)和解碼。并行軟判決最可能解碼器，如維特比解碼器，對接收的信號產(chǎn)生最低的誤碼率(BER)。一旦接收的信號以所有潛在的消息結(jié)構(gòu)被解碼，有最低BER的解碼的序列被選擇為適當?shù)慕獯a的信號。
在接收機，實際的軟判決解碼器，如維特比解碼器，用格結(jié)構(gòu)執(zhí)行對最可能發(fā)射碼矢量的最優(yōu)搜索。然而，維特比算法運算復(fù)雜，且其復(fù)雜度隨約束長度的增加而指數(shù)增加。這基本意味維特比解碼器需要大量的電流和巨大的每秒百萬指令(MIPS)能力，以處理有大約束長度的卷積碼。對于可變消息結(jié)構(gòu)解碼，需要多個維特比解碼器，這增加運算復(fù)雜度到另一水平。
在維特比解碼器計算來自接收的信號的最可能發(fā)射碼矢量后，消息質(zhì)量判定器能判定解碼的矢量的質(zhì)量。如果質(zhì)量低于特定門限，由于太多的傳輸誤碼，接收的信號被視為不可靠。在這種情況中，解碼的矢量由高水平的通信系統(tǒng)處理。例如，高水平的通信系統(tǒng)能決定放棄不可靠的解碼的矢量，代替不可靠的解碼的矢量以另一解碼的矢量，或要求重發(fā)不可靠的解碼的矢量如果接收的矢量的BER能在軟判決解碼矢量之前被估計，在由大量計算的維特比解碼器處理之前，矢量能被放棄或替代。
本發(fā)明的目的是提供一種基于校正子的信道質(zhì)量或消息結(jié)構(gòu)判定器和判定方法，它在矢量被軟判決解碼之前，估計接收的矢量的質(zhì)量，并減少計算復(fù)雜度。用于可變碼卷積編碼通信系統(tǒng)。
本發(fā)明提供一種基于校正子的信道質(zhì)量或消息結(jié)構(gòu)判定器，用于通信系統(tǒng)接收機，包括第一數(shù)字解調(diào)器，用于解調(diào)接收的數(shù)字信號，以產(chǎn)生第一解調(diào)的接收的信號；第一逐字符檢測器，耦合到所述第一數(shù)字解調(diào)器，用于從所述第一解調(diào)的接收的信號計算第一硬判決矢量；第一校正子計算器，耦合到所述第一逐字符檢測器，用于用第一標量奇偶校驗矩陣從所述第一硬判決矢量計算第一校正子矢量；第一校正子模式存儲器，用于存儲第一校正子模式和關(guān)聯(lián)的第一誤碼加權(quán)；和第一校正子誤碼估計器，耦合到所述第一校正子計算器和所述第一校正子模式存儲器，用于從所述第一校正子矢量定位和移去所述第一校正子模式，并從所述第一誤碼加權(quán)計算第一質(zhì)量估計。
本發(fā)明提供一種、判定發(fā)射的信號的質(zhì)量或消息結(jié)構(gòu)的方法，包括步驟解調(diào)接收的數(shù)字信號，以產(chǎn)生第一解調(diào)的接收的信號；從所述第一解調(diào)的接收的信號計算第一硬判決矢量；用第一標量奇偶校驗矩陣從所述第一硬判決矢量計算第一校正子矢量；和從所述第一校正子矢量定位和移去第一校正子模式，且從第一誤碼加權(quán)計算第一質(zhì)量估計。
本發(fā)明的優(yōu)點是接收的矢量的質(zhì)量能在軟判決解碼矢量前被估計。然后，質(zhì)量能被用于在可變消息結(jié)構(gòu)通信系統(tǒng)中判定發(fā)射的卷積碼。質(zhì)量也能被用于判定矢量是否遭受不可恢復(fù)的傳輸誤碼，且應(yīng)在由軟判決解碼器處理前放棄。
附圖簡要說明

圖1示出根據(jù)優(yōu)選的方案有碼判決器的通信系統(tǒng)的框圖；圖2示出根據(jù)優(yōu)選的方案示于圖1中的碼判決器的框圖；圖3示出根據(jù)優(yōu)選的方案示于圖2中的校正子誤碼估計器的運行的流程圖基于校正子的信道質(zhì)量和消息結(jié)構(gòu)判定器用校正子矢量估計在可變消息結(jié)構(gòu)通信系統(tǒng)中的接收的信號的質(zhì)量。設(shè)rl,……ri,……rl表示根據(jù)可由通信系統(tǒng)所用的各種解調(diào)方案解調(diào)的接收的信號。那么，每個矢量r是實數(shù)長度N的矢量。設(shè)vi表示由解調(diào)的接收的信號矢量ri的逐字符檢測獲得的矢量。如果有效硬判決字符是二進制，則vi是有0或1的元素值的長度N的矢量。設(shè)vi=c+e，其中，c是發(fā)射的碼矢量。則e是傳輸誤碼矢量。對于每個可能的卷積碼Cl,……Ci,……Cn，存在標量奇偶校驗矩陣Hl,……Hi,……Hn，其為元素是二進制字符0和1的M列N行矩陣。滿足發(fā)射的碼矢量c的奇偶校驗條件由關(guān)系Hict=0表示，其中上標t表示矢量轉(zhuǎn)置。換句話說，如果c是屬于卷積碼Ci的碼矢量(即c是發(fā)射的碼矢量，且c∈Ci)，則Hict=0，其中Hi是M行N列矩陣，c是長度N的行矢量，上標t表示矢量轉(zhuǎn)置。
校正子矢量si是長度M的二進制矢量，定義為si=Hivit，因為vi=c+e，故si=Hi(c+e)t，且因為Hict=0，故，si=Hiet。當校正子矢量Si=0，最可能傳輸誤碼矢量e=0，不需要軟判決最可能解碼。換句話說，逐字符檢測的矢量vi是軟判決最可能解碼的發(fā)射的碼矢量，且接收的信號矢量ri的軟判決解碼是不必需的。
當校正子矢量si≠0時，檢測傳輸誤碼。非零的校正子矢量si也識別碼的陪集。這個陪集含所有從逐字符硬判決偏離的可能的矢量。因此非零的校正子矢量Si也能用作為誤碼率(BER)估計器，因此它是解調(diào)的接收的矢量的質(zhì)量的指示。這個BER估計能被用于在接收的信號矢量的軟判決解碼前判定接收的信號是否由于太多的傳輸誤碼不可靠。
在可變數(shù)據(jù)傳輸率卷積碼系統(tǒng)中，如IS-95，對于簡化的軟判決校正子解碼器，消息結(jié)構(gòu)判定器有并行數(shù)字解調(diào)器，每個優(yōu)化于潛在的數(shù)據(jù)率。下一步，逐字符檢測器初始檢測每個解調(diào)的接收的信號。并行校正子計算器，對每個出自關(guān)聯(lián)于奇偶校驗矩陣的潛在數(shù)據(jù)率和逐字符檢測器的輸出，計算校正子矢量。然后，并行校正子誤碼估計器比較已知的校正子誤碼模式與校正子矢量，以發(fā)現(xiàn)在硬判決檢測的矢量中的誤碼和接收的信號的近似的BER。
設(shè)對應(yīng)于正確的解碼的信號的BER明顯低于對應(yīng)于其他解碼的信號的BER，產(chǎn)生最低BER的解碼數(shù)據(jù)率被送到軟判決解碼器，用于產(chǎn)生最可能解碼的數(shù)據(jù)。因此，在可變速率卷積碼環(huán)境中，通過判定最可能的發(fā)射數(shù)據(jù)率而不在每個潛在的數(shù)據(jù)率全部軟判決解碼，簡化的軟判決校正子解碼器減少運算的復(fù)雜度。
在這個消息結(jié)構(gòu)判定器上的變形包括插入在并行解調(diào)器和逐字符檢測器之間的并行去交織，用于可變交織通信系統(tǒng)。其他變形包括削減并行解調(diào)器或去交織器為單個解調(diào)器或去交織器，或擴展單個逐字符檢測器或校正子計算器為并行逐字符檢測器或校正子計算器，取決于是否需要并行計算。
BER估計基于校正子矢量的組份相關(guān)于傳輸誤碼數(shù)和在接收的矢量中它們的分布的檢測。在誤碼數(shù)上的最佳低限為陪集頭的漢明(Hamming)加權(quán)。陪集頭是在所有屬于由校正子矢量識別的陪集的矢量中有最小漢明加權(quán)的陪集成員。不幸的是，選擇陪集頭的漢明加權(quán)為估計的誤碼數(shù)在卷積碼情況中通常不可能，這是由于陪集之集很多。例如，GSM半速語音編碼器卷積碼有2113陪集。在計算機存儲器中存儲所有那些情況實際是不可能的。因此，用有合理的存儲器和計算需求的判定BER的基于校正子的方法。
設(shè)ep表示在硬判決矢量V中可能的傳輸誤碼模式，如單位傳輸誤碼或雙位傳輸誤碼。由于奇偶校驗矩陣的結(jié)構(gòu)，對應(yīng)于單字符硬判決矢量誤碼的校正子模式有限。設(shè)sp=Hept，則sp為長度M的完整校正子矢量。設(shè)校正子模式p為始自sp中一個非零元素終于sp的最后一個非零元素的sp的片斷。加權(quán)βp是能引起校正子模式p的最可能的誤碼模式的漢明加權(quán)。設(shè)βp在所有可能的誤碼模式的基中最小。
通過首先設(shè)置誤碼計數(shù)器為零并計算校正子矢量執(zhí)行BER估計。然后，檢查校正子矢量，用于校正子模式。一旦識別校正子模式p，誤碼計數(shù)器由對應(yīng)的漢明加權(quán)βp遞增且從校正子矢量中減去校正子模式p。如果先前未知的校正子模式在校正子矢量檢查期間被遇到，消息結(jié)構(gòu)判定器估計誤碼基為漢明加權(quán)βe且據(jù)此更新誤碼計數(shù)器?；烙嫽谟捎嬎銠C模擬和實驗數(shù)據(jù)判定的校正子模式的長度。大量已知校正子模式減少所需作出的基估計量且因此增加消息結(jié)構(gòu)判定器的精度。
因為消息結(jié)構(gòu)判定器在解碼信號前判定接收的信號的質(zhì)量，消息結(jié)構(gòu)判定器特別適用于在接收的矢量由于高BER應(yīng)被轉(zhuǎn)換到較高的判決水平時進行判定。因此，消息結(jié)構(gòu)判定器也能包括可檢測誤碼數(shù)的門限。設(shè)置門限以當超出門限時，維特比解碼器可能不能正確解碼。因此，矢量能被轉(zhuǎn)換到較高的判決水平，以減少維特比解碼器所需的計算次數(shù)。
圖1示出根據(jù)優(yōu)選實施方案有消息結(jié)構(gòu)判定器160的通信系統(tǒng)100的框圖。接收機130被示為蜂窩無線電話移動站101的一部分，然而，接收機還可是傳真機、調(diào)制解調(diào)器(MODEM)、雙向無線電或其他接收卷積編碼信號的通信裝置的一部分。在移動站101中，麥克風105收集音頻信號，然后，由發(fā)射機110調(diào)制且由天線120通過雙工器125廣播。天線120也從在如蜂窩基站的收發(fā)信機199中的互補發(fā)射機接收射頻(RF)信號。在接收機130中，RF前端140逐步下變接收的RF信號到模擬基帶信號。模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器150轉(zhuǎn)換模擬基帶信號到數(shù)字信號。
數(shù)字信號被連接到消息結(jié)構(gòu)判定器160，消息結(jié)構(gòu)判定器160將參照圖2更細地解釋。消息結(jié)構(gòu)判定器160選擇由發(fā)射機用的最可能的消息結(jié)構(gòu)。最可能的消息結(jié)構(gòu)的各種特性，如卷積碼Ci，校正子矢量si和發(fā)現(xiàn)的校正子誤碼模式p，被優(yōu)選送到軟判決解碼器，如在美國專利申請08/877845，即由Meir Ariel和Reuven Meidan發(fā)明的‘用于卷積碼的基于校正子的軟判決解碼器”中描繪的基于校正子的解碼器。
對應(yīng)于最可能的消息結(jié)構(gòu)的解調(diào)的接收的信號矢量ri也被連接到軟判決解碼器170。延遲器175用于同步另外消息的到來，如來自消息結(jié)構(gòu)判定器160的卷積碼Ci，校正子矢量si和校正子誤碼模式p。在軟判決解碼器170的輸出端，數(shù)模(D/A)轉(zhuǎn)換器180轉(zhuǎn)換最可能軟判決解碼的信號到模擬域，音頻放大器185用運算放大器增加恢復(fù)的信號的增益，用于通過音頻揚聲器190再現(xiàn)。
圖2示出根據(jù)優(yōu)選的方案示于圖1的消息結(jié)構(gòu)判定器160的框圖。在可變消息結(jié)構(gòu)卷積碼環(huán)境中，消息結(jié)構(gòu)判定器160用校正子矢量估計逐字符檢測的數(shù)據(jù)的BER，以確定接收的信號質(zhì)量和判定最可能的發(fā)射的消息結(jié)構(gòu)。在這個方案中，發(fā)射的消息結(jié)構(gòu)的長度、交織類型、源數(shù)據(jù)率、所用的卷積碼及任何上述因素的組合可變。也可修改本方案，以僅允許特定特征改變或僅允許上述特征的特定組合改變。
消息結(jié)構(gòu)判定器160確定發(fā)射的信號的最可能的消息結(jié)構(gòu)并通信對應(yīng)解調(diào)的接收的信號ri到軟判決解碼器170，用于最可能解碼。在消息結(jié)構(gòu)判定器160中，來自圖1所示的模數(shù)轉(zhuǎn)換器150的數(shù)字信號被分為l×m×n分支路徑，每個用于一種可能的消息結(jié)構(gòu)類型，其中，l為可能的解調(diào)器數(shù)，m為可能的交織器數(shù)，n為可能的卷積碼數(shù)。
在每個路徑中，l個數(shù)字解調(diào)器221、241之一解調(diào)數(shù)字信號，以產(chǎn)生多個解調(diào)的接收的信號rl…ri…rl。設(shè)m為由發(fā)射機使用的可能的交織器種類數(shù)。l個并行去交織器222,242的每個處理解調(diào)的接收的信號的每個，以產(chǎn)生l×m個重組的接收的信號rl-l…rl-m…ri-l…ri-m…rl-l…rl-m。注意，塊長度常與交織器類型結(jié)合，因此，每個去交織器可產(chǎn)生不同塊長度。
并行逐字符檢測器2231、2232、2431、2432檢測多個重組的接收的信號，以產(chǎn)生硬判決矢量vl-l…vl-m…vi-l…vi-m…vl-l…vl-m。每個逐字符檢測器僅檢查輸入信號而不關(guān)心周圍的字符值，以產(chǎn)生硬判決矢量。因為每個逐字符檢測器一樣，各個逐字符檢測器2231、2232、2431、2432能由單個時分逐字符檢測器實現(xiàn)。每個硬判決矢量在并行校正子計算器2241、2242、2243、2244、2441、2442、2443、2444中被乘以奇偶校驗矩陣Hl…Hi…Hn，以產(chǎn)生l×m×n校正子矢量sl-l-l…sl-l-n…sl-m-l…sl-m-n,…si-l-l,…si-l-n,…si-m-l,…si-m-n,…sl-l-l…sl-l-n…sl-m-l…sl-m-n。
每個校正子矢量在l×m×n并行校正子誤碼估計器2251、2252、2253、2254、2451、2452、2453、2454之一中分別分析，用于產(chǎn)生校正子模式。已知的有關(guān)每個奇偶校驗矩陣的校正子模式及相關(guān)的漢明加權(quán)βp被存儲于校正子模式存儲器2271、2272、2273、2274、2471、2472、2473、2474。能是校正子模式p的原因的最可能的硬判決矢量誤碼模式ep的漢明加權(quán)βp被定義為在所有可能的誤碼模式的基中最小。
在校正子矢量中找到的每個校正子模式的漢明加權(quán)被求和于誤碼計數(shù)器ml-l-l…ml-l-n…ml-m-l…ml-m-n…mi-l-l…mi-l-n…mi-m-l…mi-m-n…ml-l-l…ml-l-n…ml- m-l…ml-m-n中，以估計在每個可能的消息結(jié)構(gòu)中的BER。比較器260比較來自校正子誤碼估計器2251、2252、2253、2254、2451、2452、2453、2454的誤碼計數(shù)和，且對應(yīng)于最低的誤碼計數(shù)和的解調(diào)的接收的信號ri被供給軟判決解碼器170(示于圖1)。另外的信息，如去交織的信號，卷積碼，和找到的對應(yīng)于最低的BER消息結(jié)構(gòu)的誤碼模式也能被供給軟判決解碼器170。
如果最低的誤碼計數(shù)和和次低的誤碼計數(shù)和之間的差不明顯，或如果所有誤碼計數(shù)大于給定門限值，則由于太多傳輸誤碼，接收的信號可能不可靠。在這個情況中，矢量被轉(zhuǎn)換到較高的判決水平且不由軟判決解碼器170(示于圖1)處理。注意，如果候選的卷積碼有不同長度，如在IS-95中，則誤碼計數(shù)值必需由比較器260在完全比較前歸一化。
如果基于校正子的解碼器用作為軟判決解碼器170，消息結(jié)構(gòu)判定器160加很少余量。校正子計算器的結(jié)果和匹配的校正子模式能被饋入基于校正子的解碼器，用于進一步處理。如果維特比解碼器被用作為軟判決解碼器170，需要較多的余量，然而，消息結(jié)構(gòu)判定器160比多個并行維特比解碼器效率高。
在軟判決最可能解碼之前，這個碼判定器能與其他檢查接收的信號的可靠性的裝置組合使用。一種這種可靠性的測量是硬判決的似然比的對數(shù)的絕對值之和，稱為Σi=1N≥logp(ri|ci=1)-logp(ri|ci=0)≥]]>其中，p(r|c)給出發(fā)射的字符是元素C的接收的元素r的條件概率。
圖2所示的優(yōu)選方案能被容易地處理以適應(yīng)正在實施的通信系統(tǒng)。例如，如果所有可能的消息結(jié)構(gòu)有同樣塊長度和同樣交織，則只有一個由單個數(shù)字解調(diào)器，去交織器和逐字符檢測器判定的硬判決矢量V的可能的序列，但仍有多達奇偶校驗矩陣的不同的校正子矢量。因此，在這些情況下，分立的數(shù)字解調(diào)器221、241能由單個數(shù)字解調(diào)器替代，去交織器222將僅產(chǎn)生一輸出rl-l，且僅需一個逐字符檢測器2231。然而，分立的校正子計算器2241、2242和校正子誤碼估計器2251、2252與對應(yīng)的校正子模式存儲器2271、2272將保持分立。
對于無交織的通信系統(tǒng)，其中塊長度變化但卷積碼恒定，我們注意到最長的可能的解調(diào)的接收的信號r包含有關(guān)較短的可能的塊長度的信息。因此，消息結(jié)構(gòu)判定器160能從最長的可能的解調(diào)的接收的信號和其相關(guān)奇偶校驗矩陣簡單計算單個、最長的可能的校正子矢量。最長的可能的校正子矢量然后能根據(jù)可能的塊長度能被截短并分析誤碼。多個數(shù)字解調(diào)器、逐字符檢測器和校正子計算器的每個能由單個部件代替，且多個去交織器能從消息結(jié)構(gòu)判定器中去除。校正子計算器的輸出然后饋最長的可能的校正子矢量的子集到多個校正子誤碼估計器，用于信號質(zhì)量分析。消息結(jié)構(gòu)的可變特征的其他組合仍能在消息結(jié)構(gòu)判定器160中作出和實現(xiàn)。
另外，如果通信系統(tǒng)發(fā)射機只允許改變?nèi)缭谔囟ㄩg隔的交織器類型，一旦消息結(jié)構(gòu)判定器判定所用的適當?shù)娜ソ豢椘?，這個知識能被用于動態(tài)減少消息結(jié)構(gòu)判定器160為在恒定交織器類型間隔的剩余期間僅有一個去交織器的分支。這個間隔或動態(tài)減少能被用于簡化消息結(jié)構(gòu)判定器160，以減少分支數(shù)，并因此減少圖2所示的情況的計算的復(fù)雜度。
高度簡化的消息結(jié)構(gòu)判定器160能被用作為信道質(zhì)量估計器。即使所有發(fā)射的消息結(jié)構(gòu)特性為接收機所知時，簡化的消息結(jié)構(gòu)判定器，如單分支，可被用于估計接收的信號的BER。在這個情況中，接收的信號被導(dǎo)向適當?shù)臄?shù)字解調(diào)器221，去交織器222、逐字符檢測器2231和校正子計算器2241。適當?shù)男Ｕ诱`碼估計器2251估計逐字符硬判決矢量vl-l的BER，為判定軟判決解碼器是否不成功，比較器260比較BER與預(yù)定的門限，而不是其他分支計算的BER，或比較器260被省略和BER簡單地傳到信道質(zhì)量監(jiān)視器。
圖3示出根據(jù)優(yōu)選的方案示于圖2的校正子誤碼估計器的運行的流程圖。校正子誤碼估計器2251被示為例子，每個示于圖2的校正子誤碼估計器2251、2252、2253、2254、2451、2452、2453、2454以類似方法運行。在起始步驟301期間，關(guān)聯(lián)于校正子誤碼估計器2251的誤碼計數(shù)器ml被在矢量的始端復(fù)位到零。在步驟305，校正子誤碼估計器2251從其關(guān)聯(lián)的校正子計算器2241接收校正子矢量sl-l-l。這時，如果校正子矢量sl-l-l=0，如步驟310所判定，則對應(yīng)于由校正子計算器2241所用的奇偶校驗矩陣Hl的卷積碼矢量Cl可能是正確的傳輸碼，誤碼計數(shù)值ml-l-l=0在步驟360中被送到比較器260(示于圖2)，且誤碼估計過程終于步驟370。注意，如果在這步校正子矢量sl -l-l=0，則也完成解碼，因為來自逐字符檢測器2231(示于圖2)的矢量vl -l也是用軟判決解碼器計算的最可能字符序列。然而，這個情況，不可能發(fā)生。
如果校正子矢量sl-l-l≠0，如步驟310所判定，校正子誤碼估計器2251為找到已知的校正子模式P搜索校正子矢量sl-l-l。這個搜索執(zhí)行于幾個循環(huán)中。在第一循環(huán)，步驟320僅搜索對應(yīng)于隔離的在硬判決矢量vl-l中的單字符誤碼的校正子模式。觀察校正子矢量Sl-l-l是奇偶校驗矩陣Hl的列的線性組合，在二進制情況中，僅是Hl的列的和。在硬判決檢測的矢量中的單誤碼產(chǎn)生校正子矢量，它等于奇偶校驗矩陣Hl的對應(yīng)列。另一方面，如果多個硬判決誤碼集聚，則它們對應(yīng)的單誤碼校正子模式將重疊，產(chǎn)生不再容易識別的多誤碼校正子模式。
由于奇偶校驗矩陣的結(jié)構(gòu)，對應(yīng)于單字符硬判決誤碼的校正子模式數(shù)目有限。如，半速二進制卷積碼的奇偶校驗矩陣僅含兩類對應(yīng)于單字符硬判決誤碼的校正子模式。換句話說，這類奇偶校驗矩陣的所有列是前兩列的移位變換。對于收縮卷積碼，對應(yīng)于單字符硬判決誤碼的不同的校正子模式的數(shù)目大于非收縮碼，但通常仍小到使消息結(jié)構(gòu)判定器能較簡單地實現(xiàn)。
步驟325從關(guān)聯(lián)的校正子模式存儲器2271(圖2所示)裝載下一單誤碼校正子模式P和其關(guān)聯(lián)的漢明加權(quán)βp，它等于1。判決步驟330尋找初始裝載的校正子模式P和校正子矢量sl-l-l之間的匹配。如果校正子矢量不匹配裝載的校正子模式P，步驟336右移誤碼模式P一位。步驟340確認校正子模式P的移位不超出校正子矢量的長度M，且繼續(xù)比較移位后的校正子模式P與校正子矢量sl-l-l。
如果校正子模式P匹配校正子矢量片斷，在步驟333，誤碼計數(shù)ml-l-l增加漢明加權(quán)βp=1，校正子矢量sl-l-l被調(diào)節(jié)，以移去校正子模式P，調(diào)節(jié)硬判決矢量Vl-l，以移去關(guān)聯(lián)于該校正子模式的誤碼模式ep，且校正子模式被右移α位，其中α＜M，且是校正子模式P的位長度。一旦校正子模式P與整個校正子矢量比較后，步驟310測試調(diào)節(jié)的校正子矢量是否等于零。如果調(diào)節(jié)的校正子矢量等于零，誤碼計數(shù)值ml-l-l在步驟370中被送到比較器，并在步驟380中，誤碼估計序列結(jié)束。
在所有單誤碼模式與校正子矢量vl-l比較后，如果調(diào)節(jié)的校正子矢量不等于零，則所有已知的雙誤碼校正子模式與校正子矢量sl-l-l比較，如步驟350所示。步驟355指令校正子誤碼估計器從校正子模式存儲器2271裝載下一雙誤碼校正子模式P和其相關(guān)漢明加權(quán)βp，它等于2。再一次，在步驟330中，校正子誤碼估計器找尋裝載的校正子模式P和校正子矢量sl-l-l的片斷間的匹配。如果存在匹配，誤碼計數(shù)、校正子矢量和硬判決矢量在步驟333中被調(diào)節(jié)，其中增加誤碼計數(shù)βp=2，從校正子矢量中移去找到的雙誤碼校正子模式P，移去對應(yīng)的硬判決矢量誤碼ep，并右移校正子模式Pα位。如果不存在匹配，步驟336僅右移校正子模式P一位。步驟340指令繼續(xù)比較移位的校正子模式P與校正子矢量sl-l-l，直到校正子模式P移出校正子矢量sl-l-l的長度M。這個過程能繼續(xù)到三誤碼校正子模式和其他多誤碼校正子模式，然而，在優(yōu)選方案中，僅移去單誤碼和雙誤碼校正子模式。
如果在所有已知單誤碼和雙誤碼校正子模式被從校正子矢量中移去后，調(diào)節(jié)的校正子矢量不等于零，校正子誤碼估計器在步驟360粗略預(yù)計剩余的未檢測的誤碼的漢明加權(quán)βe。一個估計過程假設(shè)任何剩余誤碼有等于剩余的校正子模式的長度的一半乘以硬判決矢量的長度然后除以校正子矢量的總長度的漢明加權(quán)。例如，如果剩余的校正子模式是校正子矢量的長度的30％，估計的剩余誤碼的漢明加權(quán)是0.5×0.3×F，其中，F(xiàn)是在硬判決矢量vl-l中的位數(shù)。另外，較簡單的估計能基于在校正子矢量中的非零位的百分率。步驟365增加誤碼計數(shù)ml-l-l估計的漢明加權(quán)βe。在步驟370，誤碼計數(shù)ml-l-l的值被送到比較器，且校正子誤碼估計過程終于步驟380。
雖然上文描繪了基于校正子的信道質(zhì)量或消息結(jié)構(gòu)判定器的特定元件和功能，在本發(fā)明的真實精神和范圍內(nèi)，本領(lǐng)域的技術(shù)人員能用較少或較多的功能。本發(fā)明應(yīng)由所附權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
1.基于校正子的信道質(zhì)量或消息結(jié)構(gòu)判定器，用于通信系統(tǒng)接收機，包括第一數(shù)字解調(diào)器，用于解調(diào)接收的數(shù)字信號，以產(chǎn)生第一解調(diào)的接收的信號；第一逐字符檢測器，耦合到所述第一數(shù)字解調(diào)器，用于從所述第一解調(diào)的接收的信號計算第一硬判決矢量；第一校正子計算器，耦合到所述第一逐字符檢測器，用于用第一標量奇偶校驗矩陣從所述第一硬判決矢量計算第一校正子矢量；第一校正子模式存儲器，用于存儲第一校正子模式和關(guān)聯(lián)的第一誤碼加權(quán)；和第一校正子誤碼估計器，耦合到所述第一校正子計算器和所述第一校正子模式存儲器，用于從所述第一校正子矢量定位和移去所述第一校正子模式，并從所述第一誤碼加權(quán)計算第一質(zhì)量估計。
2.如權(quán)利要求1所述的基于校正子的信道質(zhì)量或消息結(jié)構(gòu)判定器，還包括比較器，耦合到所述第一校正子誤碼估計器，用于比較所述第一質(zhì)量估計與第二質(zhì)量估計。
3.如權(quán)利要求2所述的基于校正子的信道質(zhì)量或消息結(jié)構(gòu)判定器，其中所述第二質(zhì)量估計是預(yù)定的誤碼加權(quán)。
4.如權(quán)利要求1所述的基于校正子的信道質(zhì)量或消息結(jié)構(gòu)判定器，還包括第二校正子計算器，耦合到所述第一逐字符檢測器，用于用第二標量奇偶校驗矩陣從所述第一硬判決矢量計算第二校正子矢量；第二校正子模式存儲器，用于存儲第二校正子模式和關(guān)聯(lián)的第二誤碼加權(quán)；和第二校正子誤碼估計器，耦合到所述第二校正子計算器和所述第二校正子模式存儲器，用于從所述第二校正子矢量定位和移去所述第二校正子模式，并從所述第二誤碼加權(quán)計算第二質(zhì)量估計。
5.如權(quán)利要求4所述的基于校正子的信道質(zhì)量或消息結(jié)構(gòu)判定器，還包括比較器，耦合到所述第一校正子誤碼估計器和所述第二校正子誤碼估計器，用于比較所述第一質(zhì)量估計與所述第二質(zhì)量估計。
6.判定發(fā)射的信號的質(zhì)量或消息結(jié)構(gòu)的方法，包括步驟解調(diào)接收的數(shù)字信號，以產(chǎn)生第一解調(diào)的接收的信號；從所述第一解調(diào)的接收的信號計算第一硬判決矢量；用第一標量奇偶校驗矩陣從所述第一硬判決矢量計算第一校正子矢量；和從所述第一校正子矢量定位和移去第一校正子模式，且從第一誤碼加權(quán)計算第一質(zhì)量估計。
7.如權(quán)利要求6所述的判定發(fā)射的信號的質(zhì)量或消息結(jié)構(gòu)的方法，還包括步驟比較所述第一質(zhì)量估計與第二質(zhì)量估計。
8.如權(quán)利要求6所述的判定發(fā)射的信號的質(zhì)量或消息結(jié)構(gòu)的方法，還包括步驟用第二標量奇偶校驗矩陣從所述第一硬判決矢量計算第二校正子矢量；和從所述第二校正子矢量定位和移去第二校正子模式，并從第二誤碼加權(quán)計算第二質(zhì)量估計。
9.如權(quán)利要求8所述的判定發(fā)射的信號的質(zhì)量或消息結(jié)構(gòu)的方法，還包括步驟比較所述第一質(zhì)量估計與所述第二質(zhì)量估計。
全文摘要
基于校正子的信道質(zhì)量或消息結(jié)構(gòu)判定器用校正子矢量估計在可變消息結(jié)構(gòu)通信系統(tǒng)中接收的信號的質(zhì)量。來自模數(shù)轉(zhuǎn)換器的數(shù)字信號被分為多分支路徑,每個用于一個可能的消息結(jié)構(gòu)。單路徑中數(shù)字解調(diào)器解調(diào)數(shù)字信號以產(chǎn)生解調(diào)的接收的信號。去交織器去交織解調(diào)的接收的信號,逐字符檢測器硬判決檢測去交織的信號。校正子矢量由有關(guān)聯(lián)的校正子模式存儲器的校正子誤碼估計器分析。比較器從每個校正子誤碼估計器分析誤碼計數(shù)器和。
文檔編號H03M13/45GK1208998SQ9811497
公開日1999年2月24日 申請日期1998年6月18日 優(yōu)先權(quán)日1997年6月18日
發(fā)明者魯文·邁丹, 邁爾·阿里爾 申請人:摩托羅拉公司