專利名稱：用于網(wǎng)格編碼調(diào)制系統(tǒng)中的編碼和解碼的方法和系統(tǒng)的制作方法
用于網(wǎng)格編碼調(diào)制系統(tǒng)中的編碼和解碼的方法和系統(tǒng)相關(guān)申請的交叉引用本申請要求于2010年11月1日提交的第61/409，023號美國臨時申請的根據(jù)35U. S. C. § 119(e)的權(quán)益，其在此通過引用整體并入本文。
背景技術(shù)：
在此提供的背景描述是出于總體上展示本公開的上下文的目的。在本背景技術(shù)部分中描述的工作范圍內(nèi)的本發(fā)明人的工作以及說明書的可能不以其他方式適格為申請時現(xiàn)有技術(shù)的方面，既非明示地也非暗示地承認(rèn)為針對本公開的現(xiàn)有技術(shù)。本公開總體上涉及通信或存儲系統(tǒng)和方法，并且更具體地，涉及用于使用經(jīng)編碼調(diào)制對通信或存儲系統(tǒng)進(jìn)行編碼和解碼的系統(tǒng)和方法。為了改善通信和存儲系統(tǒng)的可靠性，通常對被傳輸或存儲的數(shù)據(jù)應(yīng)用錯誤控制編碼。可以對數(shù)據(jù)應(yīng)用合適的糾錯碼(ECC)，這向數(shù)據(jù)流添加冗余。如果在通信/存儲中期望相同的數(shù)據(jù)吞吐量或存儲空間，則經(jīng)常需要帶寬擴(kuò)展。帶寬擴(kuò)展是指增加信道寬度，典型地用于允許通過具有減少的符號周期或增加的存儲密度的信道的傳輸或存儲發(fā)生。對于某些信道而言，特別是針對那些低質(zhì)量的信道而言，帶寬擴(kuò)展不太可能或是可能不是期望的。在這些情形中，并不增加所需帶寬，而是通信或存儲系統(tǒng)可以利用具有更大數(shù)目信號星座圖點(diǎn)(signal constellation point)的調(diào)制方案。對于通信系統(tǒng)而言，這種技術(shù)允許在任何給定時間傳輸更多的數(shù)據(jù)。例如，將用于傳輸?shù)男盘栃亲鶊D點(diǎn)的數(shù)目加倍并且因而將各個符號周期傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量加倍的信令方案可以產(chǎn)生與維持調(diào)制方案并且將信道帶寬加倍的信令方案基本相同的吞吐量。為了全面利用通過增加信號星座圖點(diǎn)的數(shù)目而提供的優(yōu)勢，調(diào)制類型和糾錯碼的類型應(yīng)當(dāng)被設(shè)計成一起有效地操作。數(shù)據(jù)編碼的這種類型通常被稱為經(jīng)編碼調(diào)制。當(dāng)卷積代碼被用做糾錯碼時，系統(tǒng)實(shí)施網(wǎng)格編碼調(diào)制(TCM)。如上所述，網(wǎng)格編碼調(diào)制將編碼和調(diào)制組合以實(shí)現(xiàn)幾乎不具有或不具有信號帶寬擴(kuò)展的高數(shù)據(jù)率。然而，TCM方案可能遺留可能負(fù)面影響通信或存儲系統(tǒng)性能的殘留錯誤。

發(fā)明內(nèi)容
提供了用于利用經(jīng)編碼調(diào)制對通信或存儲系統(tǒng)進(jìn)行編碼和解碼的系統(tǒng)和方法。在本公開的一個實(shí)施方式中，公開了用于對數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括控制電路，其被配置成使用第一至少一個編碼方案對數(shù)據(jù)的第一部分進(jìn)行編碼。在一些實(shí)施方式中，該第一至少一個編碼方案包括第一編碼方案和網(wǎng)格編碼方案。控制電路還被配置成使用第二編碼方案對數(shù)據(jù)的第二部分進(jìn)行編碼?？刂齐娐愤€被配置成至少部分地基于數(shù)據(jù)的經(jīng)編碼第一部分，從多個陪集選擇陪集。該多個陪集可以對應(yīng)于信號星座圖的分割。控制電路還被配置成至少部分地基于數(shù)據(jù)的經(jīng)編碼第二部分，在所選陪集內(nèi)選擇信號矢量。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，第一至少一個編碼方案使用具有第一糾錯能力的里德所羅門碼(Reed-Solomon Code)對第一部分進(jìn)行編碼，并且第二編碼方案使用具有第二糾錯能力的里德所羅門碼對第二部分進(jìn)行編碼。 在一些實(shí)現(xiàn)方式中，第一糾錯能力強(qiáng)于第二糾錯能力。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，第一至少一個編碼方案使用具有第一糾錯能力的里德所羅門碼將數(shù)據(jù)的第一部分編碼成第一多個碼字。第二編碼方案使用具有第二糾錯能力的里德所羅門碼將數(shù)據(jù)的第二部分編碼成第二多個碼字。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，第一多個碼字內(nèi)的碼字彼此交織，并且第二多個碼字內(nèi)的碼字彼此交織。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，第一至少一個編碼方案包括網(wǎng)格編碼方案，卷積編碼方案或收縮(punctured)卷積編碼方案。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，控制電路還被配置成在存儲器中存儲信號矢量，其中該存儲器可以是多層單元閃速存儲器。在一些實(shí)施方式中，公開了用于對所接收數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括接收器電路，其被配置成使用第一至少一個解碼方案對所接收數(shù)據(jù)的第一部分進(jìn)行解碼。經(jīng)解碼第一部分可以對應(yīng)于多個陪集中的陪集，并且多個陪集可以對應(yīng)于信號星座圖的分割。 在一些實(shí)施方式中，第一至少一個解碼方案包括第一解碼方案和網(wǎng)格解碼方案。接收器電路還被配置成使用第一至少一個編碼方案對經(jīng)解碼第一部分進(jìn)行重編碼。接收器電路還被配置成使用第二解碼方案，至少部分地基于數(shù)據(jù)的重新編碼的第一部分，對所接收數(shù)據(jù)的第二部分進(jìn)行解碼。經(jīng)解碼第二部分可以對應(yīng)于陪集內(nèi)的信號矢量。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，第一至少一個解碼方案使用具有第一糾錯能力的里德所羅門碼對第一部分進(jìn)行解碼。第二解碼方案使用具有第二糾錯能力的里德所羅門碼對第二部分進(jìn)行解碼。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，第一糾錯能力強(qiáng)于第二糾錯能力。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，該系統(tǒng)包括發(fā)射器電路，其被配置成使用第一至少一個編碼方案對數(shù)據(jù)的第一部分進(jìn)行編碼。發(fā)射器電路還被配置成使用第二編碼方案對數(shù)據(jù)的第二部分進(jìn)行編碼。發(fā)射器電路還被配置成至少部分地基于數(shù)據(jù)的經(jīng)編碼第一部分和數(shù)據(jù)的經(jīng)編碼第二部分生成所接收數(shù)據(jù)。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，生成所接收數(shù)據(jù)包括至少部分地基于數(shù)據(jù)的經(jīng)編碼第一部分，從多個陪集中選擇陪集，以及至少部分地基于數(shù)據(jù)的經(jīng)編碼第二部分，在所選陪集內(nèi)選
擇信號矢量。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，第一至少一個編碼方案包括網(wǎng)格編碼方案、卷積編碼方案、或收縮卷積編碼方案。


本公開的進(jìn)一步特征、其性質(zhì)和各種優(yōu)勢將在結(jié)合所附附圖考慮以下具體描述時變得顯然，自始至終、在所附附圖中類似的參考符號指代類似的部件，以及其中圖1示出了根據(jù)本公開的實(shí)施方式的存儲或通信系統(tǒng)；圖2示出了根據(jù)本公開的實(shí)施方式的編碼系統(tǒng)；圖3示出了根據(jù)本公開的實(shí)施方式的又一編碼系統(tǒng)；圖4示出了樹狀圖400，其圖示根據(jù)本公開的實(shí)施方式的集合分割；
圖5示出了根據(jù)本公開的實(shí)施方式的解碼系統(tǒng)；以及圖6示出了根據(jù)本公開的實(shí)施方式、用于對用戶數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼的說明性過程600。
具體實(shí)施例方式為了提供對本公開的全面理解，現(xiàn)在將描述某些說明性實(shí)施方式。然而，在此描述的系統(tǒng)和方法可以被適配和修改為適于被處理的應(yīng)用，并且在此描述的系統(tǒng)和方法可以被運(yùn)用在其他合適的應(yīng)用中，并且此類其他添加和修改將不背離該系統(tǒng)和方法的范圍。如這里使用的那樣，“信號矢量”是指使用具有一維(ID)星座圖集合(例如，8PAM) 或多維信號星座圖集合(例如(8PAM)2、(8PAM)4、QAM)的調(diào)制方案來傳輸或接收的任何一個或多個信號。無論空間地、時間地、或按頻率地實(shí)施維度，都將使用術(shù)語“信號矢量”?！靶盘査健敝复cID信號或多維信號矢量的ID信號分量相關(guān)聯(lián)的幅度、相位或其他值?！靶盘栃亲鶊D點(diǎn)”或“信號點(diǎn)”指代在ID信號星座圖集合或多維信號星座圖集合的 ID分量中的信號水平。因此，8PAM信號星座圖集合具有8個信號點(diǎn)，每個信號點(diǎn)具有不同的信號水平。最后，“信號點(diǎn)矢量”指代多維信號矢量，其中多維矢量的每個分量與ID信號星座圖集合相關(guān)聯(lián)并且取該ID信號星座圖集合中信號點(diǎn)的值。因此，針對(8PAM)4信號星座圖集合的信號點(diǎn)矢量將包括4個維度，而每個維度將取8PAM信號點(diǎn)的值。此外，數(shù)字通信或存儲系統(tǒng)中傳輸或接收的每個信號矢量可以基于被傳輸或存儲的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)而從信號點(diǎn)矢量之一導(dǎo)出。圖1示出了根據(jù)本公開的實(shí)施方式的存儲或通信系統(tǒng)100。系統(tǒng)100可以用于從源102向宿(sink) 124傳輸用戶數(shù)據(jù)103。源102可以是能夠提供用戶數(shù)據(jù)103的任何合適的源。從源102向宿IM提供的用戶數(shù)據(jù)103可以表示任何類型的待傳送數(shù)據(jù)(例如模擬信號的經(jīng)采樣/量化版本、二進(jìn)制數(shù)據(jù)等)并且可以采取任何合適的數(shù)字形式(例如經(jīng)編碼數(shù)據(jù)、未編碼數(shù)據(jù)等)?？梢允褂靡粋€或多個數(shù)據(jù)承載信號將用戶數(shù)據(jù)103從源102傳輸?shù)剿?24?？梢酝ㄟ^使信號退化的傳輸或存儲介質(zhì)來傳輸數(shù)據(jù)承載信號。在圖1中通過通道116表示這種信號改變介質(zhì)的效果。通道116可以表示在其中存儲用戶數(shù)據(jù)103的任何合適的存儲介質(zhì)，該存儲介質(zhì)諸如磁存儲設(shè)備(例如硬盤)、電存儲設(shè)備(例如閃速存儲器、RAM)、或光學(xué)存儲設(shè)備(例如 ⑶-ROM)。在一些實(shí)施方式中，通道116可以表示多級單元(MLC)NAND閃速存儲器系統(tǒng)。備選地，通道16可以表示任何合適的有線或無線傳輸介質(zhì)，通過這些介質(zhì)傳輸用戶數(shù)據(jù)103。 通信或存儲介質(zhì)還可以導(dǎo)致數(shù)據(jù)承載信號受附加的基于信號或與信號無關(guān)的噪聲影響。由于通道116對數(shù)據(jù)承載信號的影響，可以通過系統(tǒng)100的包括ECC編碼器104 和TCM編碼器106的編碼部分以及系統(tǒng)100的包括解碼器120的解碼部分獲得可靠的數(shù)據(jù)傳送。系統(tǒng)100的編碼部分可以將從源102獲得的用戶數(shù)據(jù)103制備用于通過通道116來傳輸，從而輸出數(shù)據(jù)承載信號或信號矢量114。ECC編碼器104可以基于任何合適的錯誤控制(即糾錯和/或檢錯)碼(例如卷積或塊碼)對用戶數(shù)據(jù)103進(jìn)行編碼。例如，ECC編碼器104可以使用卷積碼、塊碼、里德所羅門碼、循環(huán)糾錯(CRC)碼、低密度奇偶校驗(yàn)(LDPC)碼、Turbo碼、或任何其他合適的碼對用戶數(shù)據(jù)103進(jìn)行編碼。如在此所使用的那樣，里德所羅門(RS)碼是通過向數(shù)據(jù)字符(symbol)的序列添加t個校驗(yàn)字符來對數(shù)據(jù)字符的序列進(jìn)行編碼的錯誤控制碼。RS碼可以檢測高達(dá)t個錯誤字符的任何組合，并且糾正高達(dá)[t/2]個字符。作為抹除碼的RS碼可以糾正高達(dá)t個已知抹除(erasure)和/或檢測和糾正錯誤和抹除的組合。此外，RS碼適于作為多突發(fā)比特糾錯碼，這是因?yàn)閎+Ι個連續(xù)比特錯誤的序列可以影響尺寸為b的至多兩個字符。ECC編碼器104可以通過基于用戶數(shù)據(jù)103的不同部分在TCM編碼器106內(nèi)的功能而使用不同的編碼方案對用戶數(shù)據(jù)103的不同部分進(jìn)行編碼，來從事與TCM編碼器106 的協(xié)同編碼。將在以下結(jié)合圖2更為詳細(xì)地描述ECC編碼器104。TCM編碼器106可以基于任何適合的網(wǎng)格或卷積碼對由ECC編碼器104提供的編碼數(shù)據(jù)105的至少一部分進(jìn)一步編碼。例如，編碼器106可以基于適合的碼率1/2或碼率 2/3卷積碼對用戶數(shù)據(jù)103進(jìn)行編碼。TCM編碼器106的這一功能在編碼器108中體現(xiàn)，編碼器108產(chǎn)生經(jīng)編碼數(shù)據(jù)序列110。在一些實(shí)施方式中，編碼器108可以利用卷積編碼方案或收縮卷積編碼方案。在一些實(shí)施方式中，經(jīng)編碼數(shù)據(jù)序列110被劃分成碼字(即TCM碼字)。應(yīng)該注意，經(jīng)編碼數(shù)據(jù)序列110的至少一部分可以通過編碼器108而未被卷積編碼。 未編碼部分可以在編碼器108的輸出處與已應(yīng)用卷積編碼的部分組合，以便產(chǎn)生TCM碼字。除了編碼之外，TCM編碼器106可以包括用于對經(jīng)編碼數(shù)據(jù)序列110(即TCM碼字)進(jìn)行調(diào)制的調(diào)制器112。調(diào)制器112可以基于合適的調(diào)制方案將經(jīng)編碼數(shù)據(jù)序列110 轉(zhuǎn)換成信號或信號矢量114。調(diào)制器112所應(yīng)用的用于產(chǎn)生信號或信號矢量114的調(diào)制方案可以是二進(jìn)制級別的方案(諸如2PAM)、或是多級別的方案(諸如4PAM、8PAM、16PAM或 64PAM)。TCM編碼器106可以利用的其他合適調(diào)制方案包括M級QAM、PSK、或ODFM方案。 總體而言，TCM編碼器106可以基于一個或多個維度的信號星座圖集合(例如2D(8PAM)2集合、4D(8PAM)4集合)來對經(jīng)編碼數(shù)據(jù)110進(jìn)行調(diào)制?？梢钥臻g地(例如針對MIMO系統(tǒng))、 按頻率地(例如正交載波頻率)、按時間地(例如順序地)、或使用這些的組合來實(shí)施維度。由編碼器108和調(diào)制器112分別實(shí)施的編碼和調(diào)制技術(shù)可以被設(shè)計為有效地一起操作。這種設(shè)計方式通常稱為編碼調(diào)制，并且是一種帶寬高效通信。即，編碼調(diào)制即使在向數(shù)據(jù)流添加冗余的情況下，也可以不需要帶寬擴(kuò)展來維持與傳送未編碼用戶數(shù)據(jù)相同的吞吐量。在一些實(shí)施方式中，TCM編碼器并不具有如圖1中所示的分離的卷積編碼器和調(diào)制器，而是可以將這些功能集成在單個組件中。此外，雖然TCM編碼器106被示出為利用網(wǎng)格編碼調(diào)制，但是應(yīng)該理解編碼器106可以備選地利用另一帶寬高效技術(shù)。繼續(xù)參照圖1，由于通道116的影響，由解碼器120接收的信號或信號矢量118可以是信號或信號矢量114的失真或噪聲版本。解碼器120可以解譯信號矢量118并且可以試圖根據(jù)信號矢量118恢復(fù)用戶數(shù)據(jù)103。將結(jié)合圖5進(jìn)一步描述根據(jù)本公開的實(shí)施方式的解碼器。圖2示出了根據(jù)本公開的實(shí)施方式的編碼系統(tǒng)200。系統(tǒng)200包括格式化器204、 編碼器206和208、以及可選的交織器210和212。在一些實(shí)施方式中，系統(tǒng)200可以用于實(shí)施圖1中所示的ECC編碼器104。在這些實(shí)施方式中，系統(tǒng)200可以接收用戶數(shù)據(jù)103作為數(shù)據(jù)流202，并且輸出編碼數(shù)據(jù)105作為數(shù)據(jù)流214和216的組合。ECC編碼器104 (其可以由系統(tǒng)200表示)可以通過基于用戶數(shù)據(jù)103的不同部分在TCM編碼器106內(nèi)的不同功能，使用不同的編碼方案對用戶數(shù)據(jù)103的不同部分進(jìn)行編碼，來從事與TCM編碼器106的協(xié)同編碼。例如，TCM編碼器106可以運(yùn)用被稱為集合分割的通信或存儲方式。集合分割可以指代將調(diào)制方案中的信號點(diǎn)或信號點(diǎn)矢量(即，統(tǒng)稱為信號矢量)(例如8PAM中的8個點(diǎn))劃分成單獨(dú)的群組的技術(shù)。這些群組可以稱為陪集。 對于8PAM而言，例如，TCM編碼器106可以基于各自包括兩個信號點(diǎn)的4個陪集進(jìn)行操作。 為了對經(jīng)編碼用戶數(shù)據(jù)105(即特定TCM碼字)進(jìn)行編碼，TCM編碼器106可以首先選擇經(jīng)編碼用戶數(shù)據(jù)105所屬于的陪集，并且繼而可以從該陪集內(nèi)選擇特定信號點(diǎn)(即陪集內(nèi)的點(diǎn))ο當(dāng)ECC編碼器104和TCM編碼器106從事于協(xié)同編碼時，ECC編碼器104可以用于使用一種編碼方案對用戶數(shù)據(jù)的用于選擇陪集的部分進(jìn)行編碼，并且用于使用另一編碼方案分別對用戶數(shù)據(jù)的用于選擇這些陪集內(nèi)的特定信號矢量的部分進(jìn)行編碼。具體而言， 當(dāng)系統(tǒng)200用于實(shí)施ECC編碼器104時，系統(tǒng)200可以接收用戶數(shù)據(jù)103作為數(shù)據(jù)流202。 格式化器204可以將數(shù)據(jù)流202格式化以供編碼。格式化器204還可以將經(jīng)格式化數(shù)據(jù)流分為供TCM編碼器106使用以選擇陪集的第一部分，以及供TCM編碼器106使用以選擇這些陪集內(nèi)特定信號矢量的第二部分。格式化器204可以繼而將第一數(shù)據(jù)部分傳送給編碼器 208并且將第二數(shù)據(jù)部分傳送給編碼器206。編碼器206和208對它們的所接收的各自的第二數(shù)據(jù)部分和第一數(shù)據(jù)部分進(jìn)行編碼。應(yīng)該注意，雖然圖2的編碼器206和208在此將被描述為里德所羅門編碼器，但是編碼器206和208中的每個編碼器可以實(shí)施任何合適的錯誤控制(即糾錯和/或檢錯)編碼方案。例如，編碼器206和208中的每個編碼器可以使用卷積碼、塊碼、CRC碼、LDPC碼、Turbo 碼、或任何其他合適的碼對它們所接收的各自的第二數(shù)據(jù)部分和第一數(shù)據(jù)部分進(jìn)行編碼。如上所述，里德所羅門碼是通過向數(shù)據(jù)字符的序列添加t個校驗(yàn)字符來對數(shù)據(jù)字符的序列進(jìn)行編碼的錯誤控制碼。編碼器208可以使用添加A個校驗(yàn)字符的RS方案，而編碼器206可以使用添加t2個校驗(yàn)字符的RS方案。有利地，對于K個校驗(yàn)(即冗余)字符的給定總分配而言，系統(tǒng)200可以將、個校驗(yàn)字符分配給編碼器208，并且將t2 = K-、個校驗(yàn)字符分配給編碼器206，從而對用戶數(shù)據(jù)的第一部分和第二部分提供不同級別的錯誤保護(hù)。在一些實(shí)施方式中，、大于t2，并且因而提供給第一部分的錯誤包括強(qiáng)于提供給第二部分的錯誤保護(hù)。編碼器208可以將用戶數(shù)據(jù)的若干個第一部分編碼為一個RS碼字，其有時將被稱為類型1的RS碼字(其提供第一糾錯能力)。類似地，編碼器206可以將用戶數(shù)據(jù)的若干個第二部分編碼成一個RS碼字，其有時將被稱為類型2的RS碼字(其提供第二糾錯能力)。應(yīng)該注意，用戶數(shù)據(jù)的每個相應(yīng)的第一部分和第二部分由編碼器106使用以生成相應(yīng)的TCM碼字110?？蛇x地，可以使用交織器212將若干個類型1的RS碼字彼此交織。類似地，可以使用交織器210將若干個類型2的RS碼字彼此交織?？蛇x地交織的類型1的RS 碼字被輸出作為數(shù)據(jù)流216，并且可選地交織的類型2的RS碼字被輸出為數(shù)據(jù)流214。圖3示出了根據(jù)本公開的實(shí)施方式的編碼系統(tǒng)300。在一些實(shí)施方式中，編碼系統(tǒng) 300可以用于實(shí)施圖1中所示的TCM編碼器106。在一些實(shí)施方式中，編碼系統(tǒng)300可以接收由系統(tǒng)200輸出的用戶數(shù)據(jù)214的經(jīng)編碼第二部分以作為輸入數(shù)據(jù)302。編碼系統(tǒng)300還可以接收由系統(tǒng)200輸出的用戶數(shù)據(jù)216的經(jīng)編碼第一部分作為輸入數(shù)據(jù)304。編碼系統(tǒng)300可以將輸入數(shù)據(jù)302和304轉(zhuǎn)換成一個或多個對應(yīng)信號矢量326?？梢杂烧{(diào)制器3 使用單個或多個維度的調(diào)制方案來調(diào)制信號矢量326。編碼系統(tǒng)300還可以包括分組元件303和305、網(wǎng)格編碼器310和信號匹配器(signal mapper)320，其中信號匹配器320繼而可以包括陪集選擇器322和信號矢量選擇器3M。編碼系統(tǒng)300可以基于集合分割方式將輸入數(shù)據(jù)302和304轉(zhuǎn)換成信號?？梢允褂梅纸M元件303和305分別適當(dāng)?shù)貙⑤斎霐?shù)據(jù)302和304分組。具體而言，分組元件303 和305可以基于網(wǎng)格編碼器310的操作參數(shù)(例如碼率、經(jīng)編碼比特對未編碼比特的比率等等)將輸入數(shù)據(jù)分組為具有不同尺寸的組?？梢杂删W(wǎng)格編碼器310對經(jīng)分組比特308 (對應(yīng)于用戶數(shù)據(jù)的經(jīng)編碼第一部分)進(jìn)行編碼，網(wǎng)格編碼器310可以基于任何合適的卷積碼 (例如1/2碼率、2/3碼率、3/5碼率卷積碼、等等)對數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼。在一些實(shí)施方式中，網(wǎng)格編碼器310可以基于收縮卷積碼對數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼。所得的經(jīng)編碼數(shù)據(jù)312以及經(jīng)分組數(shù)據(jù)306(對應(yīng)于用戶數(shù)據(jù)的經(jīng)編碼第一部分)可以被提供給信號匹配器320。一同提供給信號匹配器320的比特形成上述的TCM碼字。陪集選擇器322可以基于從網(wǎng)格編碼器310獲得的經(jīng)編碼比特312來標(biāo)識陪集。 因此，提供給陪集選擇器322的經(jīng)編碼比特的數(shù)目越大，則可以供陪集選擇器322選擇的陪集的數(shù)目越大。使用由陪集選擇器322選擇的陪集，信號點(diǎn)選擇器3M可以從比特306中標(biāo)識陪集中的信號點(diǎn)或信號點(diǎn)矢量。因而，類似地，比特306中未被網(wǎng)格編碼器310編碼的比特數(shù)目越大，則在每個陪集中可能存在的信號點(diǎn)/信號點(diǎn)矢量的數(shù)目越大。信號點(diǎn)選擇器3M繼而可以提供可以矢量輸出，其被稱為位于通道域中。信號點(diǎn)選擇器3M可以提供多矢量數(shù)據(jù)，其中每個輸出可以對應(yīng)于不同的二進(jìn)制或多級信號。例如，每個矢量輸出可以是三比特輸出，該三比特輸出可以由調(diào)制器3 轉(zhuǎn)換為經(jīng)調(diào)制信號330，諸如例如8PAM信號或一維的(8PAM)4信號矢量。圖4示出了圖示根據(jù)本公開的實(shí)施方式的集合分割方案的樹狀圖400。樹狀圖400 可以表示由圖3的編碼系統(tǒng)300運(yùn)用以用于獲得信號矢量326的集合分割方式。雖然將參考8PAM信號論述集合分隔方式，但是應(yīng)該理解，如上所述，可以向任何合適的調(diào)制方案應(yīng)用集合分隔方式。在一些實(shí)施方式中，樹狀圖400可以表示由圖3的編碼器300運(yùn)用以用于獲得 8PAM信號的集合分割方式。在這些實(shí)施方式中，樹狀圖400圖示了比特ν (0)和ν (1)(對應(yīng)于卷積編碼器310的輸出312，即用戶數(shù)據(jù)的經(jīng)編碼第一部分)被用于選擇陪集，并且比特 M2)(對應(yīng)于數(shù)據(jù)306，即用戶數(shù)據(jù)的第二部分)被用于選擇所選陪集內(nèi)的信號點(diǎn)的情形。 樹狀圖400可以包括4個等級，等級0至等級3。等級0包括8PAM信號集合的所有的8個信號點(diǎn)，從最左側(cè)的信號點(diǎn)到最右側(cè)的信號點(diǎn)被標(biāo)記為信號點(diǎn)0至7。8PAM信號集合在連續(xù)的等級中被重復(fù)地劃分，從而在每個階段產(chǎn)生增加的陪集數(shù)目并且在信號點(diǎn)之間具有增加的歐幾里得(Euclidean)距離(或平方的歐幾里得距離)。例如，級別0的陪集中的相鄰點(diǎn)0和1之間的陪集內(nèi)距離可以是I I l-ol I2 = 1，而級別1的相鄰點(diǎn)0和2之間的陪集內(nèi)距離可以是||2-0||2 = 4。v(0)和V(I)的值可以是圖3的卷積碼編碼器310的輸出，其可以指定通過樹狀圖 400到級別2中的特定陪集的特定路徑。因此，基于這些值，可以從陪集0到陪集3的四個陪集中選擇一個陪集。例如，如果V(O) =0并且V(I) =1，則可以選擇陪集1。如果V(O) =1并且V(I) =0，則可以選擇陪集2。這個選擇過程可以表示由圖3的陪集選擇器322 執(zhí)行的操作。因此，如上所述，陪集選擇器322可以通過遍歷通過樹狀圖(諸如樹狀圖400) 的路徑高效地選擇圖4中的四個陪集中的一個。繼續(xù)參照圖4，比特v(2)可以用于從所選陪集中選擇信號點(diǎn)。即，V(O)和V(I)的值可以帶來通過樹狀圖400到等級2中陪集的路徑，而ν( 的值可以允許路徑延伸到等級 3中的信號點(diǎn)。這種選擇操作可以表示如以上結(jié)合圖3描述的由信號點(diǎn)選擇器3M執(zhí)行的操作。因此，如上所述，信號點(diǎn)選擇器3M可以通過完成穿過樹狀圖(諸如樹狀圖400)的路徑來高效地選擇信號點(diǎn)。每個所選信號點(diǎn)因而對應(yīng)于唯一的三元組(triplet) {ν(0),ν(1), ν (2)}(即 TCM 碼字)。在解碼期間，解碼器120可能產(chǎn)生三種類型的錯誤陪集錯誤、陪集內(nèi)錯誤、以及陪集+陪集內(nèi)錯誤。陪集錯誤是由于比特V(O)和V(I)(即陪集比特)而產(chǎn)生，其可以用于針對特定信號星座圖選擇陪集。在解碼期間，使用諸如維特比解碼器(Viterbi decoder) 之類的卷積解碼器對已使用卷積編碼器310編碼的陪集比特v(O)和V(I)進(jìn)行解碼。卷積解碼器因其結(jié)構(gòu)而可能產(chǎn)生突發(fā)錯誤(即涉及多個連續(xù)經(jīng)解碼比特的錯誤)。相對而言，陪集內(nèi)錯誤是由于即陪集內(nèi)比特)而產(chǎn)生，其用于選擇陪集內(nèi)的信號點(diǎn)。陪集內(nèi)錯誤趨于在經(jīng)解碼數(shù)據(jù)的范圍內(nèi)隨機(jī)地分布。如上所述，由于信號點(diǎn)匹配的增加的距離屬性，陪集錯誤可能在錯誤統(tǒng)計中占首要地位。此外，陪集錯誤還可能導(dǎo)致陪集內(nèi)錯誤，從而導(dǎo)致陪集+陪集內(nèi)錯誤。有利地，如結(jié)合圖4描述的那樣，由于分別使用編碼器208和206獨(dú)立于對應(yīng)于陪集內(nèi)比特的用戶數(shù)據(jù)比特(即用戶數(shù)據(jù)的第二部分)而對對應(yīng)于陪集比特的用戶數(shù)據(jù)比特 (即用戶數(shù)據(jù)的第一部分)進(jìn)行編碼，所以可以分配K比特的總允許冗余(以及因此的錯誤保護(hù)的總允許的量)以支持陪集比特。這種分配可以減少陪集錯誤的數(shù)目，并且隨后減少陪集+陪集內(nèi)錯誤的數(shù)目。由于陪集錯誤可能在錯誤統(tǒng)計中占首要地位，因此通過絕對度量以及與在TCM編碼之前使用K個比特的相同冗余共同地對陪集和陪集內(nèi)比特進(jìn)行編碼的方案相比，這種減少都可以改進(jìn)系統(tǒng)性能。圖5圖示了根據(jù)本公開的實(shí)施方式的解碼系統(tǒng)500。在一些實(shí)施方式中，解碼系統(tǒng) 500可以被用于實(shí)施圖1中所示的解碼器120。解碼系統(tǒng)500可以接收由通道/存儲器116傳輸或存儲在通道/存儲器116內(nèi)的信號矢量118以作為輸入數(shù)據(jù)502和520。由于通道116的影響，由解碼系統(tǒng)500接收的信號矢量118可以是信號矢量118的失真或噪聲版本。解碼系統(tǒng)500可以解譯信號矢量118 并且可以試圖根據(jù)信號矢量118恢復(fù)用戶信息103。解碼系統(tǒng)500的估算5 可以是用戶信息103的任何合適的估算。為了獲得估算526，解碼系統(tǒng)500可以包括量化器(未示出) 和網(wǎng)格解碼器504。量化器和網(wǎng)格解碼器504可以匹配到它們在圖1的解碼器106中的對應(yīng)組件。例如，如果網(wǎng)格編碼器108是1/2碼率卷積碼編碼器，則網(wǎng)格解碼器504可以是匹配到1/2碼率卷積碼的基于維特比的解碼器。量化器可以將所接收的經(jīng)調(diào)制信號矢量118量化，以獲得信號的數(shù)字表示。附加的電路(未示出)可以將量化器的輸出分成對應(yīng)于所傳輸TCM碼字的陪集比特的數(shù)據(jù)502， 以及對應(yīng)于所傳輸TCM碼字的陪集內(nèi)比特的數(shù)據(jù)520。網(wǎng)格解碼器504對所接收數(shù)據(jù)502進(jìn)行解碼。由網(wǎng)格解碼器504輸出的經(jīng)解碼陪集比特可能在由圖2的編碼器208進(jìn)行的編碼期間已被編碼為類型1的RS碼字。相應(yīng)地，可以由分組元件506基于類型1的RS碼字的塊長度將經(jīng)解碼陪集比特分組為群組。由分組元件506輸出的經(jīng)分組陪集比特繼而可選地可以由解交織器506進(jìn)行解交織，如果在編碼期間執(zhí)行了交織(例如經(jīng)由交織器212)的話。陪集比特繼而由解碼器510進(jìn)行解碼，解碼器510可以匹配到對應(yīng)的編碼器208。網(wǎng)格解碼器504和解碼器510可以聯(lián)合糾正在傳輸/存儲期間引入到數(shù)據(jù)中的錯誤。相應(yīng)地， 可以獲得對用戶數(shù)據(jù)的經(jīng)傳輸?shù)谝徊糠值墓浪?。由系統(tǒng)500的元件504、506、508和510對所接收數(shù)據(jù)502(即所接收的經(jīng)編碼陪集比特)進(jìn)行的處理可以被統(tǒng)稱為根據(jù)本公開的實(shí)施方式的多階段解碼方案的階段1。繼而，可以使用編碼器512對用戶數(shù)據(jù)的經(jīng)傳輸?shù)谝徊糠值墓浪氵M(jìn)行再編碼，編碼器512可以使用與圖2的編碼器208相同的編碼方案。經(jīng)再編碼數(shù)據(jù)繼而可選地可以被交織，并由分組元件516分組成適于卷積編碼的比特分組，并且由卷積編碼器518進(jìn)行卷積編碼，以便產(chǎn)生所接收的經(jīng)編碼陪集比特502的被應(yīng)用了糾錯的版本。系統(tǒng)500的元件 512、514、516和518對用戶數(shù)據(jù)(即解碼器510的輸出)的經(jīng)估算第一部分的處理可以統(tǒng)稱為根據(jù)本公開的實(shí)施方式的多階段解碼方案的階段2。陪集內(nèi)解碼元件522可以使用由編碼器518輸出的經(jīng)糾錯陪集比特，以便對所接收的經(jīng)解碼陪集內(nèi)比特520進(jìn)行解碼。由陪集內(nèi)解碼元件522輸出的經(jīng)解碼陪集內(nèi)比特可能在由圖2的編碼器206進(jìn)行的編碼期間已被編碼為類型2的RS碼字。相應(yīng)地，可以由分組元件5M基于類型2的RS碼字的塊長度而將經(jīng)解碼陪集內(nèi)比特分組為群組。由分組元件5M輸出的經(jīng)分組陪集內(nèi)比特繼而可選地可以由解交織元件5 進(jìn)行解交織，如果在編碼期間執(zhí)行了交織(例如經(jīng)由交織器210)的話。解碼器5 繼而對陪集內(nèi)比特進(jìn)行解碼， 解碼器5 可以匹配到對應(yīng)的編碼器206。陪集內(nèi)解碼元件522和解碼器5 可以聯(lián)合地對在傳輸或存儲期間引入到數(shù)據(jù)中的錯誤進(jìn)行糾錯。相應(yīng)地，可以獲得對用戶數(shù)據(jù)的經(jīng)傳輸?shù)诙糠值墓浪?。系統(tǒng)500的元件522、524、5沈和5 對所接收陪集內(nèi)比特520的處理可以被統(tǒng)稱為根據(jù)本公開的實(shí)施方式的多階段的解碼方案的階段3。由解碼器510和5 分別輸出的用戶數(shù)據(jù)的經(jīng)估算第一部分和第二部分可以被傳送到解格式化器530。解格式化器530可以被匹配到圖2的對應(yīng)的格式化器204。解格式化器530可以將用戶數(shù)據(jù)的經(jīng)估算第一部分和第二部分組合、使用任何合適的方案將它們格式化，并且將它們輸出以作為用戶數(shù)據(jù)103的估算532。有利地，如結(jié)合圖4描述的那樣，由于分別使用編碼器208和206獨(dú)立于對應(yīng)于陪集內(nèi)比特的用戶數(shù)據(jù)比特(即用戶數(shù)據(jù)的第二部分)而對對應(yīng)于陪集比特的用戶數(shù)據(jù)比特 (即用戶數(shù)據(jù)的第一部分)分別編碼，所以可以分配K個冗余比特的總允許冗余(以及因此的錯誤保護(hù)的總允許量)以支持陪集比特。例如，由于針對陪集內(nèi)錯誤的字符錯誤率可能非常小，所以對于大范圍的TCM編碼率而言，具有約10個校驗(yàn)比特、的類型2的RS碼可以是足夠的。相應(yīng)地，可以將、=K-t2 (其中K可以大于20比特)個校驗(yàn)/冗余比特分配給類型1的碼字。這種分配可以減少陪集錯誤的數(shù)目，并且隨后減少陪集+陪集內(nèi)錯誤的數(shù)目。由于陪集錯誤可能在錯誤統(tǒng)計中占首要地位，因此通過絕對度量以及與在TCM編碼之前使用K個比特的相同冗余共同地對陪集和陪集內(nèi)比特進(jìn)行編碼的方案相比，這種減少都可以改進(jìn)系統(tǒng)性能。
圖6示出了根據(jù)本公開的實(shí)施方式的用于根據(jù)用戶數(shù)據(jù)產(chǎn)生網(wǎng)格編碼調(diào)制數(shù)據(jù)的說明性過程600。在602處，控制電路被用于使用第一編碼方案對用戶數(shù)據(jù)的第一部分進(jìn)行編碼。 在一些實(shí)施方式中，第一編碼方案可以是RS編碼方案。在604處，使用第二方案和網(wǎng)格編碼方案對用戶數(shù)據(jù)的第二部分進(jìn)行編碼。在一些實(shí)施方式中，第二編碼方案可以是RS編碼方案，并且網(wǎng)格編碼方案可以是卷積編碼方案。在一些實(shí)施方式中，可以在使用第二編碼方案對用戶數(shù)據(jù)的第二部分進(jìn)行編碼之后進(jìn)一步使用網(wǎng)格編碼方案對經(jīng)編碼第二部分進(jìn)行編碼。在606處，至少部分地基于用戶數(shù)據(jù)的經(jīng)編碼第一部分從多個陪集中選擇陪集。 多個陪集可以對應(yīng)于之后用于傳輸用戶數(shù)據(jù)的信號星座圖的分割。在608處，至少部分地基于用戶數(shù)據(jù)的經(jīng)編碼第二部分選擇所選陪集內(nèi)的信號矢量。圖6的過程600僅是說明性的。在不偏離本公開的范圍的前提下，過程600中的任何步驟可以被修改(例如按照不同的順序執(zhí)行)、組合或移除，并且可以向過程600添加任何附加步驟。前述內(nèi)容僅說明本公開的原理，并且在不偏離本公開的范圍的前提下可以做出各種修改。出于說明而非限制的目的而展示本公開的上述實(shí)施方式，并且本公開僅由隨附的權(quán)利要求書限制。
權(quán)利要求
1.一種用于對數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼的方法，所述方法包括利用控制電路使用第一至少一個編碼方案對所述數(shù)據(jù)的第一部分進(jìn)行編碼； 使用第二編碼方案對所述數(shù)據(jù)的第二部分進(jìn)行編碼；至少部分地基于所述數(shù)據(jù)的經(jīng)編碼第一部分，從多個陪集中選擇陪集，其中所述多個陪集對應(yīng)于信號星座圖的分割；以及至少部分地基于所述數(shù)據(jù)的經(jīng)編碼第二部分在所選陪集內(nèi)選擇信號矢量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一至少一個編碼方案使用具有第一糾錯能力的里德所羅門碼對所述第一部分進(jìn)行編碼；以及所述第二編碼方案使用具有第二糾錯能力的里德所羅門碼對所述第二部分進(jìn)行編碼。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述第一糾錯能力強(qiáng)于所述第二糾錯能力。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一至少一個編碼方案使用具有第一糾錯能力的里德所羅門碼將所述數(shù)據(jù)的所述第一部分編碼成第一多個碼字，以及所述第二編碼方案使用具有第二糾錯能力的里德所羅門碼將所述數(shù)據(jù)的所述第二部分編碼成第二多個碼字。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中 所述第一多個碼字內(nèi)的碼字彼此交織，以及所述第二多個碼字內(nèi)的碼字彼此交織。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一至少一個編碼方案包括網(wǎng)格編碼方案、 卷積編碼方案或收縮卷積編碼方案。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括在存儲器中存儲所述信號矢量，其中所述存儲器是多級單元閃速存儲器。
8.一種用于對數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括控制電路，所述控制電路被配置成使用第一至少一個編碼方案對所述數(shù)據(jù)的第一部分進(jìn)行編碼； 使用第二編碼方案對所述數(shù)據(jù)的第二部分進(jìn)行編碼；至少部分地基于所述數(shù)據(jù)的經(jīng)編碼第一部分從多個陪集中選擇陪集，其中所述多個陪集對應(yīng)于信號星座圖的分割；以及至少部分地基于所述數(shù)據(jù)的經(jīng)編碼第二部分在所選陪集內(nèi)選擇信號矢量。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的系統(tǒng)，其中所述第一至少一個編碼方案使用具有第一糾錯能力的里德所羅門碼對所述第一部分進(jìn)行編碼；以及所述第二編碼方案使用具有第二糾錯能力的里德所羅門碼對所述第二部分進(jìn)行編碼。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的系統(tǒng)，其中所述第一糾錯能力強(qiáng)于所述第二糾錯能力。
11.根據(jù)權(quán)利要求8的系統(tǒng)，其中所述第一至少一個編碼方案使用具有第一糾錯能力的里德所羅門碼將所述數(shù)據(jù)的所述第一部分編碼成第一多個碼字，以及所述第二編碼方案使用具有第二糾錯能力的里德所羅門碼將所述數(shù)據(jù)的所述第二部分編碼成第二多個碼字。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的系統(tǒng)，其中所述第一多個碼字內(nèi)的碼字彼此交織，以及所述第二多個碼字內(nèi)的碼字彼此交織。
13.根據(jù)權(quán)利要求8的系統(tǒng)，其中所述第一至少一個編碼方案包括網(wǎng)格編碼方案、卷積編碼方案或收縮卷積編碼方案。
14.根據(jù)權(quán)利要求8的系統(tǒng)，其中所述控制電路還被配置成在存儲器中存儲所述信號矢量，其中所述存儲器是多級單元閃速存儲器。
15.一種用于對所接收數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括接收器電路，所述接收器電路被配置成使用第一至少一個解碼方案對所接收數(shù)據(jù)的第一部分進(jìn)行解碼，其中 經(jīng)解碼第一部分對應(yīng)于多個陪集中的陪集，以及所述多個陪集對應(yīng)于信號星座圖的分割；使用第一至少一個編碼方案對所述經(jīng)解碼第一部分進(jìn)行再編碼；以及使用第二解碼方案，至少部分地基于所述數(shù)據(jù)的經(jīng)再編碼第一部分，對所接收數(shù)據(jù)的第二部分進(jìn)行解碼，其中經(jīng)解碼第二部分對應(yīng)于所述陪集內(nèi)的信號矢量。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中所述第一至少一個解碼方案使用具有第一糾錯能力的里德所羅門碼對所述第一部分進(jìn)行解碼；以及所述第二解碼方案使用具有第二糾錯能力的里德所羅門碼對所述第二部分進(jìn)行解碼。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其中所述第一糾錯能力強(qiáng)于所述第二糾錯能力。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)還包括發(fā)射器電路，所述發(fā)射器電路被配置成使用所述第一至少一個編碼方案對數(shù)據(jù)的第一部分進(jìn)行編碼； 使用第二編碼方案對所述數(shù)據(jù)的第二部分進(jìn)行編碼；以及至少部分地基于所述數(shù)據(jù)的經(jīng)編碼第一部分和所述數(shù)據(jù)的經(jīng)編碼第二部分生成所述所接收數(shù)據(jù)。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其中生成所述所接收數(shù)據(jù)包括至少部分地基于所述數(shù)據(jù)的所述經(jīng)編碼第一部分，從所述多個陪集中選擇所述陪集；以及至少部分地基于所述數(shù)據(jù)的所述經(jīng)編碼第二部分在所選陪集內(nèi)選擇信號矢量。
20.根據(jù)權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中所述第一至少一個編碼方案包括網(wǎng)格編碼方案、卷積編碼方案或收縮卷積編碼方案。
全文摘要
本發(fā)明的實(shí)施方式涉及一種用于網(wǎng)格編碼調(diào)制系統(tǒng)中的編碼和解碼的方法和系統(tǒng)。具體地，提供用于利用經(jīng)編碼調(diào)制對通信或存儲系統(tǒng)進(jìn)行編碼和解碼的系統(tǒng)和方法。使用第一至少一個編碼方案對數(shù)據(jù)的第一部分進(jìn)行編碼。使用第二編碼方案對數(shù)據(jù)的第二部分進(jìn)行編碼。至少部分地基于數(shù)據(jù)的經(jīng)編碼第一部分從多個陪集中選擇陪集，其中該多個陪集對應(yīng)于信號星座圖的分割。至少部分地基于數(shù)據(jù)的經(jīng)編碼第二部分在所選陪集內(nèi)選擇信號矢量。
文檔編號H04L1/00GK102457356SQ20111035116
公開日2012年5月16日 申請日期2011年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月1日
發(fā)明者S·K·奇拉帕加里, 陽學(xué)仕 申請人:馬維爾國際貿(mào)易有限公司