專利名稱：交插器內存中的解調數(shù)據(jù)的定標的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種對接收到的編碼交插后的信號進行解調和譯碼的方法，尤其涉及對軟判決解調輸出字進行反交插和定標。該方法尤其適用于通過強衰落信道來接收編碼交插后的信號的接收機。該信道可以是加載通信信號或者廣播信號的無線信道，還可以是顯示衰落信號的非無線信道。該方法可以用于調制解調器、蜂窩電話系統(tǒng)、數(shù)字音頻廣播系統(tǒng)、數(shù)字電視系統(tǒng)或者其它的通過交插源代碼位來克服信道的缺點的系統(tǒng)。
背景技術：
在美國專利US5241563中公開了對卷積編碼交插接收信號進行解調、反交插以及譯碼操作。在傳輸之前對數(shù)字數(shù)據(jù)進行交插并在收到之后對其進行反交插使得信道錯誤的猝發(fā)能夠及時的展開，并且如上面所述尤其適用于強衰落信道以及當信號作為通過兩個或者多個不同長度的多路徑信號到達時。對如此接收到的信號進行譯碼可以采用多種公知的技術，其中的一個就是公知的維特比算法，該算法采用了卷積編碼的格柵結構。對于任意種卷積編碼，維特比譯碼器的輸出是一個估計信息數(shù)字的序列，該序列在接收序列的條件下可能性最大。
美國專利US6125136公開的卷積編碼包括存儲器，一個卷積編碼器的輸出代碼，該代碼是為k個源數(shù)字的每個輸入生成的一個n位的序列，一個編碼率k/n。對于卷積編碼來說，最佳譯碼處理就是通過最能表示解調位序列的代碼格柵找出簡單的路徑。被傳輸?shù)拇a數(shù)字對應于一個通過格柵的特定路徑。接收機確定對應于所接收序列的最相似的路徑，并且接著使用該路徑來指定已經生成該路徑的譯碼數(shù)據(jù)序列。如US6125136所述，使用該格柵編碼信號的系統(tǒng)是一個直接序列展布頻譜通信系統(tǒng)，例如已被采用作為北美標準的CDMA系統(tǒng)。在該CDMA系統(tǒng)中，信號是通過強衰落的信道來發(fā)射接收的，典型的就是一個通過多路徑接收的信號。
在該CDMA系統(tǒng)中，采用的一種類型的接收機就是眾所周知的耙式接收機，該接收機按比例對多路徑接收信號的線進行組合。該耙式接收機或者任何其它類型的接收機產生一個軟判決解調輸出字，其中該字在反交插之后被提供給維特比譯碼器以便于獲得譯碼數(shù)據(jù)。
此外，眾所周知的是數(shù)字接收機中的軟判決定標及量化方法作為維特比正向錯誤校正算法的一部分降低了接收機中存儲器數(shù)量以及運算復雜程度。為了做到這一步，采用了信號功率估計值來進行適當?shù)亩?，并使得位能夠在不向上溢?限幅)或向下溢出(消除的意外插入)的情況下也能被舍棄。已知的定標方法包括采用固定比例系數(shù)，以及對一整幀數(shù)據(jù)進行緩沖并在軟判決解調輸出字的字大小和長度的動態(tài)范圍內將其平均值映射為一個選中的點。固定比例系數(shù)的應用傾向于由于向上溢出或向下溢出而引起的信息損失。將該平均值映射為一個選中的點極大的增強了內存容量。
手冊“Mobile Radio Communication(移動無線電通信)”，R.Steele，Pentech Press Limited，London，1992，1994年再版，第4章，347-398頁，其中介紹了信道編碼、交錯技術、卷積碼以及維特比算法。尤其是在第350-353頁中介紹了使用反交插內存的塊的反交插。在一個塊反交插器中，在接收機上，該反交插器每次向反交插內存饋送一欄的內容，直到該反交插內存被填滿為止，并且每次清除一行標記，在發(fā)射機一側為交插內存的反排列。在另一個塊反交插器中，每次寫入一行標記。在一個塊交插器/反交插器中，交插會增加相當大的延遲。在其它的塊交插器/反交插器中，交插器延遲是可以忽略不計的，端對端的延遲主要是由反交插器引起的。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的就是提供一種對編碼交插后的信號進行解調和譯碼的方法，實現(xiàn)了譯碼至解調的最佳適配。
本發(fā)明的另一個發(fā)明目的就是提供一個對軟判決解調輸出字進行定標的方法，并且在減少內存使用的情況下進行反交插。
本發(fā)明的還有另一個目的就是提供一種考慮到輸入字和譯碼器的所需處理而進行定標的方法。
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種對編碼后的交錯信號進行解調和譯碼的方法，該方法包括對一個接收到的編碼后的交錯信號進行解調并因此產生一個軟判決解調輸出字；對所述軟判決解調輸出字進行反交插及定標，并因此產生一個反交插及定標字，每次對多個連續(xù)解調輸出字進行定標，并因此對所述多個連續(xù)解調輸出字臨近的解調輸出字使用具有相同值的比例系數(shù)，所述的反交插和定標后的字長度被減短了；以及對所述反交插和定標后的字進行譯碼。
在一個優(yōu)選實施例中，一個反交插內存中存有字長減小的軟判決解調輸出字。當對該反交插內存進行填充時，對字長減小的字的向上或向下溢出進行檢測，并據(jù)此對比例系數(shù)進行調整。在向下溢出時則增加比例系數(shù)。在向上溢出時則減小比例系數(shù)。
有利地，在采用修改后的比例系數(shù)的同時，對在填充交插內存期間改變比例系數(shù)的內存地址進行記錄，并且在對交插內存進行填充之后，通過對整個交插內存進行適當?shù)臉藴驶瘉泶_定一個統(tǒng)一的定標。當使用維特比算法來進行譯碼時，該為了避免使用附加內存的標準化過程的優(yōu)點就會更加顯著。這還可以避免使用前一幀的信息來對可能會導致意外擦除或溢出的當前幀的比例系數(shù)進行調整。使用統(tǒng)一的比例系數(shù)是很重要的，這是因為在接收適當?shù)亩撕蟮倪B續(xù)輸入字，也就是其中軟判決的定標至少在所采用的跟蹤內存的長度上統(tǒng)一時，能夠使維特比算法運行得更好些。對反交插器中的位進行重新排序會擴大該約束的范圍，因此采用了一個安全的策略來保持整個交插幀的比例系數(shù)是統(tǒng)一的。
一旦對反交插內存進行填充并且采用統(tǒng)一的定標，則要進行一個反交插操作。該反交插操作本身是公知的。
在另一個實施例中，在一個反交插內存中完成縮放并且在向反交插內存中寫入多個依次解調的、已被縮短長度的輸出字的同時通過數(shù)字低通濾波器來確定比例系數(shù)。在該方案中，低通濾波器的輸出經受采樣和保持區(qū)以使比例系數(shù)只有在交插幀的邊界處才允許發(fā)生變化。
當接收機是一個用于無線通訊系統(tǒng)的展布頻譜CDMA接收機時，該接收機具有某一種類型的解調器，該解調器使用最大組合比例對多路徑接收的信號線進行組合。該解調器可以是一個耙式接收機，或者是任何其它有合適組合比例的解調器。
在最大可能譯碼例如維特比譯碼的情況下，該解調器應該優(yōu)先提供一個為記錄可能比例的軟判決解調輸出字。隨著記錄可能比例輸入，該維特比算法只需進行求和操作例如對格柵中路徑量度進行求和。因此可以避免維特比算法來進行乘法操作。這種乘法操作要求更多的處理容量以及更多進行求和操作的附加內存。該維特比譯碼器適于卷積編碼輸入字。


圖1示意性的示出了一個含有發(fā)射機、信道和接收機的系統(tǒng)。
圖2為發(fā)射機的方框圖。
圖3為根據(jù)本發(fā)明的接收機。
圖4為本發(fā)明第一優(yōu)選實施例的確定比例系數(shù)的流程圖。
圖5為本發(fā)明的確定比例系數(shù)的第二優(yōu)選實施例。
具體實施例方式
在整個附圖中，相同的部件采用相同的參考數(shù)字。
圖1示意性的示出了一個含有發(fā)射機2、信道3和接收機4的系統(tǒng)1。該信道是一個猝發(fā)誤差信道。在發(fā)射機2中進行編碼和交插。在接收機4中進行反交插和譯碼。交插是指對一系列二進制或非二進制符號序列以某獨特的一對一的確定方式來進行重新排列的過程。該過程的逆過程就是進行反交插以便于使得該序列回到其原始的次序。在一個例子中，該系統(tǒng)是一個蜂窩無線電通訊系統(tǒng)例如北美標準CDMA系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以是任何無線或者有線系統(tǒng)，在這些系統(tǒng)中應用交插來克服信道中的猝發(fā)誤差字符。
圖2示出了發(fā)射機2的方框圖。在發(fā)射機2中，由數(shù)據(jù)源20向編碼器21提供數(shù)據(jù)。在交插器22中對編碼后的數(shù)據(jù)進行交插之后，調制器23通過信道3將調制后的編碼交插信號傳輸給接收機4。編碼器21可以提供卷積編碼。該接收機4可以采用卷積譯碼，例如通過維特比算法。
圖3為根據(jù)本發(fā)明的接收機4的混合的硬件/軟件方框圖。為執(zhí)行軟件功能，該接收機有一個帶有ROM和RAM(這里未詳細示出)的處理器，這是現(xiàn)有技術中所公知的。該接收機4包括一個用來生成N位軟判決解調輸出字的解調器30，其中N為整數(shù)。該接收機還包括一個反交插內存31，每次向其中填充多個連續(xù)的解調輸出字，直到它被填滿。該解調后的輸出字被寫入到反交插內存31的連續(xù)欄中。在完成寫入和定標后，進行反交插操作并每一次向譯碼器32中提供一行的反交插定標輸入字，在該例中采用的是維特比譯碼器。該解調器30可以包括一個提供最大可能比例的耙式接收機。由反交插內存31和處理器構成的反交插器可以具有任何合適的硬件和/或軟件結構。在將軟判決解調輸出字寫入到反交插內存31中后，字的長度由N位降低至M位，在操作32中，最高有效位被從N位字中除掉。這是由于維特比算法并不要求N位精確度，以及為了節(jié)省內存。在方框33，從降低的M位字中為每個將被寫入到反交插內存31中的軟判決解調輸出字確定一個新的比例系數(shù)，并且將新比例系數(shù)存到塊34中。
圖4為本發(fā)明第一優(yōu)選實施例的確定比例系數(shù)的流程圖。首先，為每個減短的被寫入到反交插內存31中的字確定新的比例系數(shù)。其中所示的是為第i個軟判決確定比例系數(shù)，其中i為跨越整個反交插內存31的運行變量。最初的比例系數(shù)SF可以由前一幀確定或者是原始的推測以及其它方式。該過程從方框40開始。在方框41中檢測是否存在溢出的情況，溢出可以由一個溢出計數(shù)器Ov來監(jiān)測。如果發(fā)生溢出，則該溢出計數(shù)器Ov加1，由方框42中的Ov++來表示。在方框43中檢測是否存在下溢的情況，下溢可以由一個下溢計數(shù)器Uf來監(jiān)測。如果發(fā)生溢出，則該下溢計數(shù)器Uf加1，由方框44中的Uf++來表示。如果沒有溢出或者下溢的情況出現(xiàn)，則就沒有必要修改比例系數(shù)SF。在方框45中檢測溢出計數(shù)器Ov是否超過了一個給定的閾值max_Ov。如果是，則在方框46中確定一個新的比例系數(shù)SF＝SF*0.7，對溢出計數(shù)器Ov進行復位Ov＝0，指示發(fā)生溢出的位標i被記錄在陣列SF_indexes[j]中，j為陣列位標，即SF_indexes[j]＝i，并且將相應的最新確定的比例系數(shù)SF記錄在陣列SF_indexes[j++]中，j++為陣列位標，即SF_value[j++]＝SF。乘數(shù)0.7相當于一個3dB的衰減。也可以采用其它的減小系數(shù)。類似的，在方框47中檢測下溢計數(shù)器Uf是否超過了一個給定的閾值max_Uf，如果是，則比例系數(shù)SF被增加為SF＝SF*1.4，Uf＝0，SF_indexes[j]＝i，SF_indexes[j++]＝SF。在這之后的方框49中，新的比例系數(shù)SF被用于位標i。對于一個持續(xù)的溢出情況，當接收到一個具有裁減效果的高電平信號時，則該比例系數(shù)將為多個連續(xù)的字而降低。例如，對于10個連續(xù)的溢出可以為取得一個更早、更高的值而將20個字作為比例系數(shù)。對于向下溢出的情況也采取類似的方法。在該實施例中，為整個反交插內存31確定一個統(tǒng)一的比例系數(shù)，在整個反交插內存31的填充以及初始定標之后，記錄在陣列SF_indexes[j]中的信息，即所修改的比例系數(shù)的位置，以及SF_values[j++]即相應的所修改的比例系數(shù)將會被使用。尤其是在采用維特比譯碼器時是很希望采用這種清除的。這樣，從記錄的信息中就可以為整個反交插內存31確定一個很全面的比例系數(shù)。從陣列中可以知道修改了哪個位置上的比例系數(shù)SF也就是位標i，并且從該位標i中也可以知道在再次被修改之前該修改的比例系數(shù)已經被修改了多少次。因此這個全面的比例系數(shù)是可以用反交插內存31的長度來除出現(xiàn)的多個給定比例系數(shù)與該相應記錄的比例系數(shù)的乘積和計算而得到。在確定了全面比例系數(shù)之后，對該反交插內存31中的應用了一被改寫比例系數(shù)的每個位置進行重新寫入，因此用一個標準化的比例系數(shù)，用先前應用的比例系數(shù)來除所確定的全面比例系數(shù)對存儲的減短字進行重定標。
圖5為本發(fā)明的確定比例系數(shù)的第二優(yōu)選實施例。為了確定一個新的比例系數(shù)，長度為N的全長字要經過一個求絕對值的操作60(|.|)并接著加到一個數(shù)字低通濾波器61。在方框62中，數(shù)字低通濾波器61的輸出字要進行一個絕對值操作的倒數(shù)操作。該數(shù)字低通濾波器61可以是一個主要對軟位的整個交插幀進行操作的一階IIR-濾波器(無限脈沖響應)。在這種情況下，就必須采用采樣和保持塊63來防止所應用的比例系數(shù)在交插幀期間發(fā)生變化。另一方面，這可以是一個對交插幀的整個長度進行操作的求和以及轉儲操作。在任意一種情況下，這都會導致來自一個幀的幅度數(shù)據(jù)被用來獲取下一幀的比例系數(shù)。
從上面的描述中，本領域內的普通技術人員在如下文由附帶的權利要求書所定義的本發(fā)明的精神和范疇之內可以作出各種修改都是顯而易見的，并且本發(fā)明并不僅限于所舉出的例子?！鞍ā币辉~并不排除除了權利要求中所列出的部件或者步驟以外存在其它的部件或步驟。
權利要求
1.一種對編碼交插后的信號進行解調和譯碼的方法，該方法包括對一個接收到的編碼交插后的信號進行解調(30)，并因此產生一個軟判決解調輸出字(N)；對所述軟判決解調輸出字(N)進行反交插及定標(31)，并因此產生一個反交插及定標后的字，每次對多個連續(xù)解調的輸出字執(zhí)行所述定標，并因此對所述多個連續(xù)解調輸出字的鄰近解調輸出字使用基本上具有相同值的比例系數(shù)(SF)，所述的反交插及定標后的字是字長度被減短了的字(M)；以及對所述反交插及定標后的字進行譯碼(32)。
2.如權利要求1所述的方法，因此首先將中間比例系數(shù)(SF)應用于所述的多個連續(xù)解調輸出字(N)，并接著從所述的中間比例系數(shù)中確定所述的比例系數(shù)，使得所述鄰近的解調輸出字應用基本上相同的比例系數(shù)。
3.如權利要求2所述的方法，其中所述從所述中間比例系數(shù)中確定所述比例系數(shù)實現(xiàn)了對于所述多個連續(xù)解調輸出字(N)的一個統(tǒng)一的比例系數(shù)。
4.如權利要求2所述的方法，其中在一反交插內存(31)中執(zhí)行所述定標，在將所述多個連續(xù)解調輸出字寫入到所述反交插內存中的同時完成了所述中間比例系數(shù)的應用，并且在所述反交插內存中的適當位置完成所述從所述中間比例系數(shù)中確定所述比例系數(shù)。
5.如權利要求1所述的方法，其中在一反交插內存(31)中執(zhí)行所述定標，并在將所述多個連續(xù)解調輸出字寫入所述反交插內存(31)的同時通過數(shù)字低通濾波器(61)確定所述比例系數(shù)(SF)。
6.一種用于接收一編碼交插信號的接收機(4)，該接收機(4)包括一個解調器(30)，用于對所述接收到的編碼交插后的信號進行解調，該解調器(30)產生軟判決解調輸出字(N)；一個反交插和定標內存(31)，用于對所述軟判決解調輸出字進行反交插及定標，所述接收機(4)被配置成能夠每次為多個連續(xù)解調輸出字在所述反交插和定標內存(31)中生成反交插及定標后的字，并因此對所述多個連續(xù)解調輸出字的鄰近解調輸出字使用基本上具有相同值的比例系數(shù)(SF)，所述的反交插和定標后的字是字長度被減短了的字(M)；以及一個譯碼器(32)，用于對所述反交插和定標后的字進行譯碼。
7.如權利要求6所述的接收機(4)，所述接收機(4)被進一步配置為首先將中間比例系數(shù)(SF)應用于所述的多個連續(xù)解調輸出字(N)，并接著從所述的中間比例系數(shù)中確定所述的比例系數(shù)，使得所述相鄰的解調輸出字應用所述基本上相同的比例系數(shù)。
8.如權利要求6所述的接收機(4)，所述接收機(4)被配置為在將所述多個連續(xù)解調輸出字寫入到所述反交插內存(31)中的同時應用所述的中間比例系數(shù)(SF)，并且在所述反交插和定標內存中的適當位置完成所述從所述中間比例系數(shù)中確定所述比例系數(shù)。
9.如權利要求7所述的接收機(4)，所述接收機(4)被配置為如果所述當前解調輸出字示出了一個預定的下溢數(shù)字則為當前的解調輸出字增加一個先前確定的中間比例系數(shù)(SF)。
10.如權利要求7所述的接收機(4)，所述接收機(4)被配置為如果所述當前解調輸出字示出了一個預定的上溢數(shù)字則為當前的解調輸出字減少一個先前確定的中間比例系數(shù)(SF)。
11.如權利要求7所述的接收機(4)，所述接收機(4)被配置為在從所述中間比例系數(shù)中確定所述比例系數(shù)的時候，為所述多個連續(xù)解調輸出字獲得一個統(tǒng)一的比例系數(shù)。
12.如權利要求6所述的接收機(4)，還進一步包括一個數(shù)字低通濾波器(61)，所述接收機(4)被配置為在將所述多個連續(xù)解調輸出字寫入所述反交插內存(31)的同時通過具有所述數(shù)字低通濾波器(61)的所述軟判決解調輸出字(N)的數(shù)字低通濾波來確定所述比例系數(shù)(SF)。
13.如權利要求6所述的接收機(4)，其中所述的解調器(30)為耙式接收機。
14.如權利要求6所述的接收機(4)，其中所述的譯碼器為維特比譯碼器(32)。
全文摘要
在一個對編碼交插后的信號進行解調和譯碼的方法中，對接收到的編碼交插后的信號進行解調，并因此生成了一個軟判決解調輸出字。之后，該軟判決解調輸出字被反交插并定標，因此產生反交插及定標后的字。每次對多個連續(xù)的解調輸出字進行定標，并因此將該基本上為常數(shù)的比例系數(shù)應用于整個交插幀。該反交插及定標后的字為字長度減短了的字。最后對該反交插及定標后的字進行譯碼。
文檔編號H03M13/27GK1404656SQ01804525
公開日2003年3月19日 申請日期2001年11月30日 優(yōu)先權日2000年12月4日
發(fā)明者C·拉澤爾 申請人:皇家菲利浦電子有限公司