專利名稱：維特比解碼器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于移動(dòng)通訊、衛(wèi)星通訊和存儲(chǔ)器裝置的維特比解碼器，更確切地說(shuō)，涉及一種用于ACS(加法-比較-選擇)電路中的以時(shí)分方式進(jìn)行串行算術(shù)運(yùn)算的維特比解碼器。
維特比解碼器被用于卷積碼的最大似然譯碼，選擇一個(gè)路徑作為最大似然路徑，該路徑的碼間距離在一組已知的碼序列中最接近一個(gè)接收碼序列，并將對(duì)應(yīng)于所選擇的路徑的數(shù)據(jù)設(shè)定為譯碼的數(shù)據(jù)。
傳統(tǒng)的維特比解碼器被分為并行方式，該方式通過(guò)配置與狀態(tài)數(shù)相同的ACS電路，在與各狀態(tài)并行的各ACS電路中進(jìn)行路徑量度值的計(jì)算和比較，以及一個(gè)串行方式，它利用一個(gè)ACS電路在ACS電路中進(jìn)行串行的算術(shù)運(yùn)算。
例如，日本審查專利公開(kāi)號(hào)第1-44058公開(kāi)了一個(gè)在ACS電路中進(jìn)行流水線處理的維特比解碼器，目的是增加維特比解碼器的通過(guò)量。該維特比解碼器屬于并行類型，其中的ACS電路的數(shù)目與狀態(tài)相同。通過(guò)使每個(gè)ACS電路中的加法器和度量存儲(chǔ)器的數(shù)目加倍，實(shí)現(xiàn)了比較器在加法器相加輸出的譯碼周期中對(duì)先前和輸出的路徑度量值比較的流水線處理。
日本審查專利公開(kāi)號(hào)第3-49217也公開(kāi)了一種一個(gè)在ACS電路中進(jìn)行流水線處理的維特比解碼器，目的是增加維特比解碼器的通過(guò)量。這種維特比解碼器也是并行類型，其中的ACS電路的數(shù)量等于狀態(tài)數(shù)。在編碼器一側(cè)將傳輸信息分為奇序列和偶序列后，對(duì)其進(jìn)行編碼，實(shí)現(xiàn)解碼器一側(cè)的流水線處理。在一個(gè)卷積編碼器中，由兩個(gè)移位寄存器代替一個(gè)傳統(tǒng)的延時(shí)觸發(fā)器。在維特比解碼器中，一個(gè)時(shí)鐘延時(shí)電路插入加法器組和比較器/選擇器組之間。采用這樣的設(shè)置，可實(shí)現(xiàn)利用一個(gè)時(shí)鐘分別執(zhí)行加法和比較/選擇的流水線處理。
下面介紹一個(gè)在傳統(tǒng)的ACS電路中時(shí)分式進(jìn)行串行算術(shù)處理的維特比解碼器?，F(xiàn)有技術(shù)舉例采用碼比R=1/2和引導(dǎo)距離K=3對(duì)卷積碼進(jìn)行譯碼。因此維特比解碼器中狀態(tài)的數(shù)目為4。下面介紹維特比解碼器的設(shè)置。

圖1表示一個(gè)傳統(tǒng)的ACS電路中以時(shí)分方式進(jìn)行串行算術(shù)運(yùn)算的維特比解碼器的一個(gè)路徑量度計(jì)算單元12和最小路徑量度值檢測(cè)器13的框圖。
路徑量度計(jì)算單元12是一個(gè)所謂的ACS電路，它對(duì)路徑量度值加，比較和選擇。路徑量度計(jì)算單元12包括一個(gè)路徑量度X存儲(chǔ)器20和一個(gè)路徑量度Y存儲(chǔ)器21，它們將各狀態(tài)的路徑量度值存儲(chǔ)起來(lái)，減法器22和23分別從路徑量度存儲(chǔ)器20和21讀取的路徑量度值中減去前一譯碼時(shí)間內(nèi)的最小路徑量度值，加法器24和25分別將分支度量X和Y與減法器22和23的輸出相加，比較器26比較加法器24和25的輸出，選擇器27從加法器24和25的輸出中選擇一個(gè)較小者。
最小路徑量度值檢測(cè)器13由以下部分組成，一個(gè)比較器30，用于比較選擇器27輸出的最新路徑量度值與觸發(fā)器(FF)32的輸出，選擇器31，用于根據(jù)比較器30的輸出從選擇器27和FF 32的輸出中選擇一個(gè)較小者，F(xiàn)F 32，用于將選擇器31輸出在時(shí)鐘信號(hào)CLK的上升沿鎖定，和一個(gè)電平通過(guò)鎖存器33，用于根據(jù)最小值更新信號(hào)將FF32的輸出鎖定。
下面說(shuō)明這種解碼器的工作。附圖2為圖1所示的維特比解碼器的定時(shí)圖。由于狀態(tài)數(shù)為4，一個(gè)譯碼時(shí)間由4個(gè)時(shí)鐘構(gòu)成，其中對(duì)應(yīng)于狀態(tài)“0”至“3”的路徑量度值為一對(duì)接收信號(hào)被計(jì)算。下面說(shuō)明對(duì)應(yīng)于狀態(tài)“0”的計(jì)算操作。一個(gè)作為接收數(shù)據(jù)和候選值之間漢明(humming)距離的計(jì)算結(jié)果的分支量度被輸入到路徑量度計(jì)算單元12。對(duì)應(yīng)于可以想見(jiàn)為一個(gè)狀態(tài)的兩個(gè)路徑分支量度X和Y被輸入到加法器24和25。從對(duì)應(yīng)于從狀態(tài)“0”和狀態(tài)“2”的傳輸?shù)暮蜻x值獲得的分支量度被用于狀態(tài)“0”的路徑量度的計(jì)算。對(duì)應(yīng)于四個(gè)狀態(tài)的路徑量度值分別被存儲(chǔ)在路徑量度X存儲(chǔ)器20和路徑量度Y存儲(chǔ)器21中。它們的內(nèi)容是相同的，盡管在同一時(shí)分讀取的(狀態(tài)對(duì)應(yīng)的)路徑量度值是不同的。為了計(jì)算狀態(tài)“0”的路徑量度值，從路徑量度X存儲(chǔ)器20和路徑量度Y存儲(chǔ)器21中分別讀取對(duì)應(yīng)于狀態(tài)“0”之前的狀態(tài)的路徑量度值和對(duì)應(yīng)于狀態(tài)“2”的路徑量度值。減法器22和23從讀取的路徑量度值中減去前一譯碼時(shí)間內(nèi)的最小路徑量度值，以避免路徑量度值無(wú)限增加。加法器24將分支度量X和減法器22的輸出相加，而加法器25將分支度量Y和減法器23的輸出相加。和中較小的一個(gè)被比較器26和選擇器27所選擇，并且作為更新的路徑量度值被輸出到路徑量度X存儲(chǔ)器20、路徑量度Y存儲(chǔ)器21和最小路徑量度值檢測(cè)器13。更新的路徑量度值作為狀態(tài)“0”的路徑量度值存儲(chǔ)在路徑量度X存儲(chǔ)器20和路徑量度Y存儲(chǔ)器21中。狀態(tài)“1”，“2”，和“3”的路徑量度值被類似地計(jì)算。當(dāng)狀態(tài)“0”的更新的路徑量度值被輸入到最小路徑量度值檢測(cè)器13中時(shí)，它無(wú)條件地被選擇器31選擇，并且被FF32保持在時(shí)鐘信號(hào)CLK的上升沿。在接收到狀態(tài)“1”的更新路徑量度值之后，比較器30將其與前一狀態(tài)(狀態(tài)“0”)的路徑量度值進(jìn)行比較。選擇器31將選擇較小者，并由FF32在時(shí)鐘信號(hào)CLK的上升沿進(jìn)行鎖定。在接收到狀態(tài)“2”和“3”的更新路徑量度值之后進(jìn)行相同的操作。根據(jù)由每個(gè)解碼時(shí)間產(chǎn)生的最小值更新信號(hào)，四個(gè)狀態(tài)中最小的一個(gè)路徑量度值由鎖存器33保持。
如上所述，傳統(tǒng)的維特比解碼器必須在一個(gè)時(shí)鐘內(nèi)完成(1)從存儲(chǔ)器20和21中讀取路徑量度值，(2)減法器22和23從一對(duì)在先接收的信號(hào)中減去最小路徑量度值，(3)加法器24和25對(duì)分支量度相加，(4)比較器26和選擇器27選擇一個(gè)較小者，(5)在存儲(chǔ)器20和21中存儲(chǔ)更新的路徑量度值，(6)由比較器30，選擇器31和FF32更新最小候選路徑量度值，(7)在一個(gè)譯碼時(shí)間內(nèi)的最后一個(gè)時(shí)鐘(第四個(gè)時(shí)鐘)更新最小路徑量度值。
日本審查專利公開(kāi)第1-44058號(hào)和3-49217號(hào)設(shè)計(jì)ACS電路的數(shù)目等于狀態(tài)的數(shù)目，以對(duì)所有狀態(tài)以并行的方式進(jìn)行ACS電路中路徑量度值的計(jì)算和比較。隨著引導(dǎo)距離的增加，狀態(tài)數(shù)量增加，所需的ACS電路的數(shù)量也增加，從而導(dǎo)致大規(guī)模的電路。在日本審查專利公開(kāi)第1-44058號(hào)中，因?yàn)榧臃ㄆ骱投攘看鎯?chǔ)器的數(shù)量必須加倍并設(shè)置在每個(gè)ACS電路中以實(shí)現(xiàn)流水線處理，電路的規(guī)模疊加地增加。
在日本審查專利公開(kāi)第3-49217中，為了在解碼器一側(cè)實(shí)現(xiàn)流水線處理，傳輸信息在編碼器一側(cè)被分為奇序列和偶序列之后才進(jìn)行編碼。這要求特別的編碼數(shù)據(jù)，它們不能用于如GSM,PDC或者IS136的數(shù)字便攜式電話標(biāo)準(zhǔn)，在這些標(biāo)準(zhǔn)中，編碼方式和傳輸格式是標(biāo)準(zhǔn)化的。
在傳統(tǒng)的ACS電路用一個(gè)ACS電路以時(shí)分方式進(jìn)行串行算術(shù)運(yùn)算的維特比解碼器中，必須在一個(gè)時(shí)鐘內(nèi)完成路徑量度值的讀取，減，加，比較，選擇，存儲(chǔ)以及最小路徑量度值的更新。因此，工作頻率由于減法器，加法器，比較器和選擇器，存儲(chǔ)器等等的延時(shí)所限制，維特比解碼器的通過(guò)量被限制。
為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述缺陷，提出了本發(fā)明。它的目的是提供一種維特比解碼器，它能夠不受每個(gè)計(jì)算單元的延時(shí)的影響，提高通過(guò)速度。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明，提供了一種維特比解碼器，它由能夠在一個(gè)ACS電路中對(duì)路徑量度值的讀取處理、減法處理、加法處理、比較/選擇處理、更新的路徑量度值存儲(chǔ)處理和最小路徑量度值更新處理進(jìn)行并行流水線處理的裝置構(gòu)成。
根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)方面，解碼器還包括插入相應(yīng)的計(jì)算單元之間的觸發(fā)器或鎖存器，用以進(jìn)行路徑量度值的讀取處理、減法處理、加法處理、比較/選擇處理、更新的路徑量度值存儲(chǔ)處理和最小路徑量度值更新處理，時(shí)鐘信號(hào)或兩-相信號(hào)的上升沿和下降沿交替用于進(jìn)行計(jì)算單元的并行流水線處理。
根據(jù)本設(shè)明的維特比解碼器，每個(gè)計(jì)算單元的延時(shí)容限可以被展寬，通過(guò)實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的算術(shù)運(yùn)算的流水線處理，可以減小一個(gè)時(shí)鐘的寬度。結(jié)果，即使使用同樣的器件工藝技術(shù)也可以實(shí)現(xiàn)高速處理。此外，由于一個(gè)譯碼時(shí)間所需的時(shí)鐘數(shù)的增加被最小化了，通過(guò)量增加了。當(dāng)維特比解碼器工作在兩倍于常規(guī)的ACS電路中以時(shí)分方式進(jìn)行串行算術(shù)運(yùn)算的維特比解碼器的頻率時(shí)，譯碼時(shí)間可以縮短到5/8，獲得的通過(guò)量是常規(guī)的維特比解碼器的1.6倍。此外，本發(fā)明的維特比解碼器可以更容易地設(shè)計(jì)，因?yàn)樗軌虮辉O(shè)計(jì)為由于流水線的處理而不受任何延時(shí)的影響。
在參考了下述詳細(xì)的說(shuō)明和附圖后，本發(fā)明的上述和許多其它目的和特征和優(yōu)點(diǎn)對(duì)于本發(fā)明普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見(jiàn)的，在說(shuō)明書(shū)和附圖中，包括了本發(fā)明的原理的優(yōu)選實(shí)施例將通過(guò)說(shuō)明例的方式給出。
圖1為表示傳統(tǒng)的路徑量度計(jì)算單元和最小路徑量度值檢測(cè)器13的框圖。
圖2為現(xiàn)有技術(shù)中的工作定時(shí)圖。
圖3為表示根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施例的示意性結(jié)構(gòu)的框圖。
圖4為表示根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施例的路徑量度計(jì)算單元和最小路徑量度值檢測(cè)器13的框圖。
圖5為根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施例的工作定時(shí)圖。
圖6為表示根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施例的路徑量度計(jì)算單元和最小路徑量度值檢測(cè)器13的框圖。
圖7為根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施例的工作定時(shí)圖。
下面參照幾個(gè)附圖中所表示的優(yōu)選實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。
圖3為表示根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施例的維特比解碼器的示意性結(jié)構(gòu)的框圖。第一實(shí)施例以碼比R=1/2，引導(dǎo)距離K=3對(duì)卷積碼進(jìn)行譯碼。因此維特比解碼器中的狀態(tài)數(shù)為4。
根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的維特比解碼器包括一個(gè)用于從接收數(shù)據(jù)中計(jì)算用于四個(gè)狀態(tài)的分支-量度計(jì)算單元1，用于由在先的路徑量度和一個(gè)新得到的分支量度更新路徑量度的路徑量度計(jì)算單元2，一個(gè)用于檢測(cè)四個(gè)狀態(tài)中路徑量度最小的一個(gè)的最小路徑量度值檢測(cè)器，和一個(gè)用于在每個(gè)狀態(tài)存儲(chǔ)直至目前的路徑歷史并輸出最大似然數(shù)據(jù)的路徑存儲(chǔ)器4。
分支度量計(jì)算單元1計(jì)算接收數(shù)據(jù)和四個(gè)狀態(tài)的候選數(shù)據(jù)之間的漢明距離，并將對(duì)應(yīng)于可被理解為一個(gè)狀態(tài)的兩個(gè)路徑的分支度量X和Y輸出到路徑計(jì)算單元2。路徑計(jì)算單元2從分支量度X和Y將四個(gè)狀態(tài)的更新的路徑量度值輸出到最小路徑量度值檢測(cè)器3和將作為四個(gè)狀態(tài)路徑信息的路徑選擇信號(hào)輸出到路徑存儲(chǔ)器4，輸出存儲(chǔ)在路徑量度計(jì)算單元2中的相應(yīng)狀態(tài)的路徑量度值，以及從最小路徑量度值檢測(cè)器3輸入的前一譯碼時(shí)間內(nèi)的最小路徑量度值。最小路徑量度值檢測(cè)器3檢測(cè)四個(gè)狀態(tài)中路徑量度值最小的一個(gè)，并作為最小路徑量度值輸出。此外，最小路徑量度值檢測(cè)器3向路徑存儲(chǔ)器4輸出一個(gè)最小狀態(tài)選擇信號(hào)，作為具有最小路徑量度值的一個(gè)狀態(tài)的信息。路徑存儲(chǔ)器4存儲(chǔ)路徑選擇信號(hào)作為每個(gè)狀態(tài)的路徑歷史，并將被最小狀態(tài)選擇信號(hào)選擇的狀態(tài)的路徑歷史作為譯碼數(shù)據(jù)輸出。
圖4為表示根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施例的路徑量度計(jì)算單元2和最小路徑量度值檢測(cè)器3的框圖。
路徑量度計(jì)算單元2通常被稱為ACS電路，它對(duì)路徑量度值進(jìn)行加、比較、選擇。路徑量度計(jì)算單元2包括存儲(chǔ)相應(yīng)狀態(tài)的路徑量度值的一個(gè)路徑量度X存儲(chǔ)器20和一個(gè)路徑量度Y存儲(chǔ)器21，將從路徑量度存儲(chǔ)器20和21讀取的路徑量度值在時(shí)鐘信號(hào)CLK的下降沿進(jìn)行鎖定的觸發(fā)器(FFs)28a和28b，分別從FFs28a和28b的輸出中減去前一譯碼時(shí)間內(nèi)最小的路徑量度值的減法器22和23，將減法器22和23的輸出在時(shí)鐘信號(hào)CLK的上升沿進(jìn)行鎖定的觸發(fā)器(FFs)28c和28d，分別將分支度量X和Y與觸發(fā)器28c和28d的輸出相加的加法器24和25，將加法器24和25的輸出在時(shí)鐘信號(hào)CLK的下降沿鎖定的觸發(fā)器(FFs)28e和28f，從FF28e和28f的輸出中選擇一個(gè)較小者的選擇器27，和將選擇器27的輸出在時(shí)鐘信號(hào)CLK的上升沿鎖定的觸發(fā)器FF28g。
最小路徑量度值檢測(cè)器3的構(gòu)成是，一個(gè)將作為FF28g的輸出的更新路徑量度值與FF34a的輸出進(jìn)行比較的比較器30，一個(gè)根據(jù)比較器30的輸出從FF28g和FF34a的輸出中選擇較小者的選擇器31，將選擇器31的輸出在時(shí)鐘信號(hào)CLK的上升沿鎖定的觸發(fā)器FF34a，和將選擇器31的輸出鎖定在最小值更新信號(hào)的下降沿的FF34b。
下面說(shuō)明第一實(shí)施例的工作。圖5是第一實(shí)施例的定時(shí)圖。由于狀態(tài)數(shù)為4，對(duì)一對(duì)接收信號(hào)計(jì)算對(duì)應(yīng)于狀態(tài)“0”至“3”的路徑量度值。由于各個(gè)計(jì)算例如存儲(chǔ)器讀取、減法、加法、比較/選擇、和更新是各自分開(kāi)的，并且每半個(gè)時(shí)鐘周期并行執(zhí)行一次，因此一個(gè)譯碼時(shí)間由五個(gè)時(shí)鐘構(gòu)成。下面說(shuō)明對(duì)應(yīng)于狀態(tài)“0”的路徑量度計(jì)算。作為接收數(shù)據(jù)與候選數(shù)據(jù)之間的漢明距離計(jì)算結(jié)果的分支量度被輸入到路徑量度計(jì)算單元2。對(duì)應(yīng)于可識(shí)別為同一狀態(tài)的兩個(gè)路徑的分支路徑X和Y分別被輸入到加法器24和25。從對(duì)應(yīng)于傳輸狀態(tài)“0”和“2”的候選值獲得的分支量度被用于狀態(tài)“0”的路徑量度計(jì)算。對(duì)應(yīng)于四個(gè)狀態(tài)的路徑量度值分別被存儲(chǔ)在路徑量度X存儲(chǔ)器20和路徑量度Y存儲(chǔ)器21中。盡管(狀態(tài)所對(duì)應(yīng)的)在同一時(shí)分讀取的路徑量度值是不同的，它們的內(nèi)容是相同的。為了計(jì)算狀態(tài)“0”的路徑量度值，從路徑量度X存儲(chǔ)器20和路徑量度Y存儲(chǔ)器21中分別讀取對(duì)應(yīng)于先前狀態(tài)“0”的狀態(tài)的路徑量度值和對(duì)應(yīng)于狀態(tài)“2”的路徑量度值。從路徑量度X存儲(chǔ)器20和路徑量度Y存儲(chǔ)器21中讀取的路徑量度值分別被FF28a和28b在時(shí)鐘信號(hào)CLK的下降沿保持。減法器22和23從FF28a和28b保持的路徑量度值中減去在先的一個(gè)譯碼時(shí)間內(nèi)的最小路徑量度值，以避免路徑量度值無(wú)限增加。減法器22和23的輸出分別被FF28b和28c在時(shí)鐘信號(hào)CLK的上升沿鎖定。加法器24將分支度量X和FF28c的輸出相加，而加法器25將分支度量Y和FF28d的輸出相加。其和分別被FFs28e和28f在時(shí)鐘信號(hào)CLK的下降沿鎖定。FFs28e和28f鎖定的和中較小的一個(gè)被比較器26和選擇器27所選擇，并且被FF28g在時(shí)鐘信號(hào)CLK的上升沿鎖定。FF28g的輸出作為更新的路徑量度值被輸出到路徑量度X存儲(chǔ)器20、路徑量度Y存儲(chǔ)器21和最小路徑量度值檢測(cè)器3。更新的路徑量度值作為狀態(tài)“0”的路徑量度值存儲(chǔ)在路徑量度X存儲(chǔ)器20和路徑量度Y存儲(chǔ)器21中。狀態(tài)“1”，“2”，和“3”的路徑量度值被類似地計(jì)算。當(dāng)狀態(tài)“0”的更新的路徑量度值被輸入到最小路徑量度值檢測(cè)器3中時(shí)，它被選擇器31無(wú)條件地選擇，并且被FF34a在時(shí)鐘信號(hào)CLK的上升沿鎖定。在接收到狀態(tài)“1”的更新路徑量度值之后，比較器30將其與先前狀態(tài)(狀態(tài)“0”)的路徑量度值進(jìn)行比較。選擇器31將選擇較小者，并由FF 34a在時(shí)鐘信號(hào)CLK的上升沿鎖定。在接收到狀態(tài)“2”和“3”的更新路徑量度值之后進(jìn)行相同的操作。四個(gè)狀態(tài)中最小的一個(gè)路徑量度值根據(jù)每個(gè)譯碼時(shí)間產(chǎn)生的最小值更新信號(hào)由FF34b鎖定。
如上所述，在第一實(shí)施例中，F(xiàn)F28a至28g被插入在各計(jì)算單元例如存儲(chǔ)器，減法器，加法器，和比較器/選擇器之間。交替地使用時(shí)鐘信號(hào)CLK的上升沿和下降沿，通過(guò)并行的流水線處理實(shí)現(xiàn)各計(jì)算。每個(gè)計(jì)算單元的延時(shí)容限被展寬，一個(gè)時(shí)鐘的寬度被減小。一個(gè)譯碼時(shí)間所需的時(shí)鐘數(shù)的增加可以被最小化。每個(gè)時(shí)鐘信號(hào)CLK的上升沿和下降沿以及最小值更新信號(hào)可以可逆順序使用。
第一實(shí)施例是以碼比R=1/2和引導(dǎo)距離K=3對(duì)卷積碼譯碼作為例子說(shuō)明的，本發(fā)明適用于任意值的R和K的任何卷積碼。
圖6為表示根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施例的路徑量度計(jì)算單元2和最小路徑量度值檢測(cè)器3的框圖。
路徑量度計(jì)算單元2包括存儲(chǔ)各狀態(tài)的路徑量度值的一個(gè)路徑量度X存儲(chǔ)器20和一個(gè)路徑量度Y存儲(chǔ)器21，電平鎖存器29a和29b根據(jù)時(shí)鐘信號(hào)φ2對(duì)從路徑量度存儲(chǔ)器20和21讀取的路徑量度值進(jìn)行鎖存，分別從鎖存器29a和29b的輸出中減去前一譯碼時(shí)間內(nèi)最小的路徑量度值的減法器22和23，根據(jù)時(shí)鐘信號(hào)φ1對(duì)減法器22和23的輸出進(jìn)行鎖存的鎖存器29c和29d，分別將分支度量X和Y與鎖存器29c和29d的輸出相加的加法器24和25，根據(jù)時(shí)鐘信號(hào)φ2對(duì)加法器24和25的輸出進(jìn)行鎖定的鎖存器29e和29f，比較鎖存器29e和29f輸出的比較器26，從29e和29f的輸出中選擇一個(gè)較小者的選擇器27，和根據(jù)時(shí)鐘信號(hào)φ1對(duì)選擇器27的輸出進(jìn)行鎖存的鎖存器29g。
最小路徑量度值檢測(cè)器3的構(gòu)成是，一個(gè)將28g的輸出的更新路徑量度值與鎖存器35b的輸出進(jìn)行比較的比較器30，一個(gè)根據(jù)比較器30的輸出從鎖存器29g和鎖存器35b的輸出中選擇較小者的選擇器31，根據(jù)時(shí)鐘信號(hào)φ2對(duì)選擇器31的輸出34a進(jìn)行鎖存的鎖存器35a，根據(jù)時(shí)鐘信號(hào)φ1對(duì)鎖存器35a的輸出進(jìn)行鎖存的鎖存器35b，和根據(jù)最小值更新信號(hào)將選擇器31的輸出鎖存鎖存器35c。
下面說(shuō)明第二實(shí)施例的工作。圖7是第二實(shí)施例的定時(shí)圖。由于狀態(tài)數(shù)為4，對(duì)于一對(duì)接收信號(hào)計(jì)算對(duì)應(yīng)于狀態(tài)“0”至“3”的路徑量度值。由于各個(gè)計(jì)算例如存儲(chǔ)器讀取、減法、加法、比較/選擇，和數(shù)據(jù)更新是分開(kāi)的，并且交替地利用相位時(shí)鐘φ1和φ2并行的執(zhí)行，因此一個(gè)譯碼時(shí)間由5個(gè)時(shí)鐘構(gòu)成。下面說(shuō)明對(duì)應(yīng)于狀態(tài)“0”的路徑量度計(jì)算。接收數(shù)據(jù)與候選數(shù)據(jù)之間的漢明距離的計(jì)算結(jié)果即分支量度被輸入到路徑量度計(jì)算單元2。對(duì)應(yīng)于可識(shí)別為同一狀態(tài)的兩個(gè)路徑的分支路徑X和Y分別被輸入到加法器24和25。從與狀態(tài)“0”和“2”的傳送對(duì)應(yīng)的候選值獲得的分支量度被用于狀態(tài)“0”的路徑量度計(jì)算。對(duì)應(yīng)于四個(gè)狀態(tài)的路徑量度值分別被存儲(chǔ)在路徑量度X存儲(chǔ)器20和路徑量度Y存儲(chǔ)器21中。盡管在同一時(shí)分讀取的(狀態(tài)所對(duì)應(yīng)的)路徑量度值是不同的，但它們的內(nèi)容是相同的。為了計(jì)算狀態(tài)“0”的路徑量度值，從路徑量度X存儲(chǔ)器20和路徑量度Y存儲(chǔ)器21中分別讀取對(duì)應(yīng)于狀態(tài)“0”之前的狀態(tài)的路徑量度值和對(duì)應(yīng)于狀態(tài)“2”的路徑量度值。從路徑量度X存儲(chǔ)器20和路徑量度Y存儲(chǔ)器21中讀取的路徑量度值分別被鎖存器29a和29b根據(jù)時(shí)鐘信號(hào)φ1進(jìn)行鎖存。減法器22和23從鎖存器29a和29b鎖存的路徑量度值中減去先前的一個(gè)譯碼時(shí)間內(nèi)的最小路徑量度值，以避免路徑量度值無(wú)限增加。減法器22和23的輸出分別被29c和29d根據(jù)時(shí)鐘信號(hào)φ1進(jìn)行鎖存。加法器24將分支度量X和鎖存器29c的輸出相加，而加法器25將分支度量Y和鎖存器29d的輸出相加。其和分別被鎖存器29e和29f根據(jù)時(shí)鐘信號(hào)φ2進(jìn)行鎖存。鎖存器29e和29f鎖存的和中較小的一個(gè)被比較器26和選擇器27所選擇，并且被鎖存器29g根據(jù)時(shí)鐘信號(hào)φ1進(jìn)行鎖存。鎖存器29g的輸出作為更新的路徑量度值被輸出到路徑量度X存儲(chǔ)器20，路徑量度Y存儲(chǔ)器21和最小路徑量度值檢測(cè)器3。更新的路徑量度值作為狀態(tài)“0”的路徑量度值存儲(chǔ)在路徑量度X存儲(chǔ)器20和路徑量度Y存儲(chǔ)器21中。狀態(tài)“1”，“2”，和“3”的路徑量度值被類似地計(jì)算。當(dāng)狀態(tài)“0”的更新的路徑量度值被輸入到最小路徑量度值檢測(cè)器3中時(shí)，它無(wú)條件地被選擇器31選擇，并且被鎖存器35b根據(jù)時(shí)鐘信號(hào)φ2進(jìn)行鎖存。鎖存器35a的輸出由鎖存器35b根據(jù)時(shí)鐘信號(hào)φ1進(jìn)行鎖存。在接收到狀態(tài)“1”的更新路徑量度值之后，比較器30將其與先前狀態(tài)(狀態(tài)“0”)的路徑量度值進(jìn)行比較。選擇器31將選擇較小者，并由鎖存器35a根據(jù)時(shí)鐘信號(hào)φ1進(jìn)行鎖存。在接收到狀態(tài)“2”和“3”的更新路徑量度值之后進(jìn)行相同的操作。四個(gè)狀態(tài)中最小的一個(gè)路徑量度值由鎖存器35c根據(jù)每個(gè)譯碼時(shí)間產(chǎn)生的最小值更新信號(hào)保持。
按照這種方式，根據(jù)在第二實(shí)施例，鎖存器29a至29g被插入在各計(jì)算單元例如存儲(chǔ)器、減法器、加法器、和比較器/選擇器之間。交替地使用時(shí)鐘信號(hào)φ1和φ2，通過(guò)并行的流水線處理實(shí)現(xiàn)各計(jì)算。每個(gè)計(jì)算單元的延時(shí)容限被展寬，一個(gè)時(shí)鐘的寬度可以被減小。一個(gè)譯碼時(shí)間所需的時(shí)鐘數(shù)的增加可以被最小化。
注意在第二實(shí)施例中，通過(guò)使用兩相時(shí)鐘信號(hào)φ1和φ2，鎖存器取代了第一實(shí)施例中使用的FFs。鎖存器可以用FF幾乎一半的電路尺寸實(shí)現(xiàn)，因此相比于第一實(shí)施例，ACS電路中對(duì)應(yīng)于7x(路徑量度的比特長(zhǎng)度)鎖存器的電路尺寸可以被減小。
盡管第二實(shí)施例是以碼比R=1/2和引導(dǎo)距離K=3對(duì)卷積碼譯碼作為例子說(shuō)明的，本發(fā)明適用于任意值的R和K的任何卷積碼。
權(quán)利要求
1一種用于在ACS電路中以時(shí)分方式進(jìn)行串行計(jì)算的維特比解碼器，其特征在于包括能夠在所述ACS電路中對(duì)路徑量度值的讀取處理、減法處理、加法處理、比較/選擇處理、更新的路徑量度值存儲(chǔ)處理和最小路徑量度值更新處理進(jìn)行并行流水線處理的裝置。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述解碼器，其特征在于所述解碼器還包括插入相應(yīng)的計(jì)算單元之間的觸發(fā)器，用以進(jìn)行路徑量度值的讀取處理、減法處理、加法處理、比較/選擇處理、更新的路徑量度值的存儲(chǔ)處理和最小路徑量度值的更新處理，所述計(jì)算單元的處理是通過(guò)交替使用時(shí)鐘信號(hào)的上升沿和下降沿由并行流水線處理實(shí)現(xiàn)的。
3．根據(jù)權(quán)利要求1所述解碼器，其特征在于所述解碼器還包括插入相應(yīng)的計(jì)算單元之間的鎖存器，用以進(jìn)行路徑量度值的讀取處理、減法處理、加法處理、比較/選擇處理、更新的路徑量度值的存儲(chǔ)處理和最小路徑量度值的更新處理，所述計(jì)算單元的處理是通過(guò)交替使用兩相時(shí)鐘信號(hào)由并行流水線處理實(shí)現(xiàn)的。
4．根據(jù)權(quán)利要求1所述解碼器，其特征在于進(jìn)一步包括一個(gè)路徑量度計(jì)算單元，它包括用于存儲(chǔ)各狀態(tài)的路徑量度值的第一和第二路徑量度存儲(chǔ)單元，用于將從所述第一和第二路徑量度存儲(chǔ)器中讀取的路徑量度值在時(shí)鐘信號(hào)的上升沿或下降沿鎖定的第一和第二觸發(fā)器，用于從所述第一和第二觸發(fā)器的輸出中減去前一個(gè)譯碼時(shí)間中最小的路徑量度值的第一和第二減法器，將所述第一和第二減法器的輸出在與所述第一和第二觸發(fā)器相反的時(shí)鐘信號(hào)的上升沿或下降沿鎖定的第三和第四觸發(fā)器，分別將分支度量X和Y與所述第三和第四觸發(fā)器的輸出相加的第一和第二加法器，將所述第一和第二加法器的輸出在類似于第一和第二觸發(fā)器的時(shí)鐘信號(hào)的上升沿或下降沿鎖定的第五和第六觸發(fā)器，將所述第五觸發(fā)器的輸出與所述第六觸發(fā)器的輸出進(jìn)行比較的第一比較器，根據(jù)所述第一比較器的輸出從所述第五和第六觸發(fā)器的輸出中選擇較小者的第一選擇器，將所述選擇器的輸出在與所述第一和第二觸發(fā)器相反的時(shí)鐘信號(hào)的上升沿或者下降沿鎖定的第七觸發(fā)器；以及一個(gè)最小路徑量度值檢測(cè)器13，包括一個(gè)第八觸發(fā)器，一個(gè)對(duì)所述第七觸發(fā)器輸出的更新的路徑量度值與所述第八觸發(fā)器的輸出進(jìn)行比較的第二比較器，一個(gè)根據(jù)所述第二比較器的輸出從所述第七和第八觸發(fā)器的輸出中選擇一個(gè)較小者的第二選擇器，一個(gè)將所述第二選擇器的輸出在類似于用于所述第一和第二觸發(fā)器的時(shí)鐘信號(hào)的最小值更新信號(hào)的下降沿或上升沿鎖定的第九觸發(fā)器，所述第八觸發(fā)器將所述第二選擇器的輸出在相反于第一和第二觸發(fā)器的時(shí)鐘信號(hào)的上升沿或下降沿鎖定。
5．根據(jù)權(quán)利要求1所述的解碼器，其特征在于進(jìn)一步包括一個(gè)路徑量度計(jì)算單元，它包括用于存儲(chǔ)各狀態(tài)的路徑量度值的第一和第二路徑量度存儲(chǔ)單元，用于將從所述第一和第二路徑量度存儲(chǔ)器中讀取的路徑量度值根據(jù)第二時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行鎖存的第一和第二鎖存器，用于從所述第一和第二鎖存器的輸出中減去前一個(gè)譯碼時(shí)間中最小的路徑量度值的第一和第二減法器，將所述第一和第二減法器的輸出根據(jù)第一時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行鎖存的第三和第四鎖存器，分別將分支量度X和Y與所述第三和第四鎖存器的輸出相加的第一和第二加法器，將所述第一和第二加法器的輸出根據(jù)第二時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行鎖存的第五和第六觸發(fā)器，將所述第五鎖存器的輸出與所述第六鎖存器的輸出進(jìn)行比較的第一比較器，根據(jù)所述第一比較器的輸出從所述第五和第六鎖存器的輸出中選擇較小者的第一選擇器，將所述選擇器的輸出根據(jù)第一時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行鎖存的第七觸發(fā)器；以及一個(gè)最小路徑量度值檢測(cè)器，包括一個(gè)第八鎖存器，一個(gè)對(duì)所述第七鎖存器輸出的更新的路徑量度值與所述第八鎖存器的輸出進(jìn)行比較的第二比較器，一個(gè)根據(jù)所述第二比較器的輸出從所述第七和第八鎖存器的輸出中選擇一個(gè)較小者的第二選擇器，一個(gè)根據(jù)最小值更新信號(hào)將所述第二選擇器的輸出鎖存的第九觸發(fā)器，所述第八鎖存器將所述第二選擇器的輸出根據(jù)第二時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行鎖存。
全文摘要
公開(kāi)了一種維特比解碼器,包括插入各個(gè)計(jì)算單元之間的觸發(fā)器或鎖存器,用以進(jìn)行路徑量度值的讀取處理、減法處理、加法處理、比較/選擇處理、更新的路徑量度值存儲(chǔ)處理和最小路徑量度值更新處理,時(shí)鐘信號(hào)或兩相信號(hào)的上升沿和下降沿交替用于進(jìn)行計(jì)算單元的并行流水線處理。
文檔編號(hào)H03M13/00GK1209693SQ9810238
公開(kāi)日1999年3月3日 申請(qǐng)日期1998年6月10日 優(yōu)先權(quán)日1997年6月10日
發(fā)明者三枝保裕 申請(qǐng)人:日本電氣株式會(huì)社