專利名稱：尋找卷積反饋編碼器起始狀態(tài)的技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通過數(shù)字無線電通信信道傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的編碼，更具體地說，涉及卷積反饋編碼器。
通信系統(tǒng)的最終目的是通過通信信道把信息從信源傳輸?shù)叫潘?。通信信道是可以?jīng)由其傳輸信息的任何介質(zhì)。在諸如無線電信道等許多類型的通信信道中，噪聲是固有的。固有的噪聲導(dǎo)致在通過通信信道傳輸?shù)男畔⒅谐霈F(xiàn)差錯(cuò)。為了對(duì)付有噪聲的信道，并因而減少位差錯(cuò)，數(shù)字蜂窩無線電系統(tǒng)一般既采用檢錯(cuò)碼又采用糾錯(cuò)碼。這些差錯(cuò)控制技術(shù)在通過通信信道傳輸?shù)男畔⒅幸胧芸氐娜哂?，后者可以在信宿中用來檢測(cè)和可能的話糾正在信道破壞信號(hào)中的差錯(cuò)。
正如Viterbi和Jim Omura在他們的由New York，N．Y．McGraw-Hill公司于1979年出版的 Principles of Digital Communication andCoding(數(shù)字通信和編碼原理)一書中描述的，一種眾所周知的糾錯(cuò)技術(shù)使用卷積碼。采用卷積編碼，信息位用這樣的方法編碼和解碼，以便估計(jì)在傳輸中被破壞的位。卷積碼一般用碼率、其約束長(zhǎng)度和奇偶方程來描述。
碼率為k／n的卷積碼，其中為每一組k個(gè)信息位產(chǎn)生n個(gè)輸出位。在一種卷積編碼器中，k個(gè)信息位在每一個(gè)時(shí)間間隔中移入寄存器內(nèi)，產(chǎn)生準(zhǔn)備發(fā)送的n位(其中n＞k)。冗余位是移位寄存器的內(nèi)容和最新輸入的位的組合(線性代數(shù)函數(shù))，所述特定組合函數(shù)取決于所實(shí)現(xiàn)的卷積碼。給定時(shí)刻編碼器的狀態(tài)定義為移位寄存器的內(nèi)容。實(shí)際上，這樣的卷積碼可以分成兩類遞歸碼和非遞歸碼。非遞歸碼的實(shí)現(xiàn)一般涉及包括前饋型移位寄存器，而遞歸碼一般需要帶有反饋電路的編碼器。
尾位法和銜尾法(tail-biting)是結(jié)束塊長(zhǎng)度短的卷積碼網(wǎng)格或編碼路徑通用的方法。使用尾位法時(shí)，在塊的結(jié)尾處把編碼器強(qiáng)制為一種已知的狀態(tài)。銜尾法在開始處和結(jié)束處都迫使編碼器處在一種必定取決于要發(fā)送的數(shù)據(jù)序列的同一狀態(tài)。
對(duì)于前饋或非遞歸的情況，比較容易找到滿足銜尾要求的編碼器初始狀態(tài)。實(shí)際上，前饋移位寄存器就用輸入序列的最后m位來初始化，其中m是碼的存儲(chǔ)器。但是，在遞歸碼的情況下，要找到滿足銜尾要求的編碼器初始狀態(tài)并不容易。這首先是遞歸編碼器反饋性質(zhì)的結(jié)果。
因此，目前需要，而且以后還會(huì)繼續(xù)需要一種可行而有效的技術(shù)來確定遞歸卷積反饋編碼器的初始或開始狀態(tài)，以使銜尾碼的應(yīng)用成為可能。
本發(fā)明是一種卷積反饋編碼器，用來對(duì)短的信息序列進(jìn)行編碼。編碼器包括帶有反饋電路和輸出電路的移位寄存器。在每一個(gè)編碼時(shí)間間隔內(nèi)，來自信息序列的k位輸入編碼器，然后產(chǎn)生n個(gè)編碼輸出位。編碼開始之前，把編碼器初始化為這樣選定的開始狀態(tài)，使得結(jié)束狀態(tài)與初始狀態(tài)相同。這樣本發(fā)明便實(shí)現(xiàn)了遞歸銜尾碼。
本發(fā)明使用輸入緩沖器和邏輯電路來在信息序列編碼開始之前將卷積反饋編碼器初始化。信息序列在它們被送到卷積反饋編碼器之前臨時(shí)地儲(chǔ)存在輸入緩沖器中。邏輯電路連接在輸入緩沖器和卷積反饋編碼器之間。邏輯電路形成信息序列中輸入位的線性組合。每一個(gè)線性組合都代表卷積反饋編碼器移位寄存器的一個(gè)元件。


圖1是實(shí)現(xiàn)遞歸銜尾卷積碼的編碼設(shè)備的示意的圖解說明；圖2是用于本發(fā)明的卷積反饋編碼器的示意的圖解說明；圖3是用于本發(fā)明的編碼設(shè)備的邏輯電路的示意的圖解說明。
圖1中所示的是整體用標(biāo)號(hào)10表示的編碼設(shè)備的簡(jiǎn)圖。編碼設(shè)備10適合于接收包括多個(gè)輸入位的未編碼信息序列{I}，并產(chǎn)生編碼輸出。編碼設(shè)備10一般包括輸入緩沖器12、卷積反饋編碼器20和連接在輸入緩沖器12和編碼器20之間的初始化裝置14。將信息序列{I}送到卷積反饋編碼器20之前，輸入緩沖器12接收整個(gè)信息序列{I}。把卷積反饋編碼器20被初始化成為預(yù)定的起始狀態(tài)后，卷積反饋編碼器20從輸入緩沖器12接收信息序列{I}。初始化裝置14根據(jù)輸入緩沖器12中的數(shù)據(jù)確定編碼器20的初始狀態(tài)，并在對(duì)信息序列{I}開始進(jìn)行編碼之前將卷積反饋編碼器20初始化。開始狀態(tài)這樣選擇，使得編碼器20在相同的狀態(tài)下開始和結(jié)束。這樣，本發(fā)明的編碼器10就實(shí)現(xiàn)了所謂銜尾碼。
現(xiàn)將參照?qǐng)D2，其中較詳細(xì)地示出卷積反饋編碼器20。圖2中所示的編碼器20是碼率為1／2的編碼器。但應(yīng)指出，不同碼率的編碼器20也能用來實(shí)施本發(fā)明。卷積反饋編碼器20部分地包括移位寄存器22，后者包括一系列移位寄存器元件24。構(gòu)成移位寄存器22的單個(gè)元件24以這樣的方式耦合，使得寄存器22的內(nèi)容從該移位寄存器22的第一個(gè)元件24向最后一個(gè)元件24順序地通過或連續(xù)移位。
編碼器20還包括反饋電路，整體地用標(biāo)號(hào)30表示。反饋電路30包括一系列反饋乘積節(jié)點(diǎn)32。每一個(gè)反饋乘積節(jié)點(diǎn)32的相關(guān)的反饋系數(shù)標(biāo)記為a1，a2，…，am-1。移位寄存器22的每一個(gè)元件24都有一個(gè)與之相關(guān)的單獨(dú)的反饋乘積節(jié)點(diǎn)32。反饋乘積節(jié)點(diǎn)32把相關(guān)的移位寄存器元件24的內(nèi)容乘以反饋系數(shù)。所有反饋乘積節(jié)點(diǎn)32的輸出都耦合到位于移位寄存器22前端的反饋求和節(jié)點(diǎn)34。反饋求和節(jié)點(diǎn)34還接收來自輸入乘積節(jié)點(diǎn)36的輸入，后者的系數(shù)標(biāo)記為a0。在所示的實(shí)施例中，系數(shù)a0=1。對(duì)于本申請(qǐng)的目的，系數(shù)a0，a1，a2，…，am-1將被稱為反饋系數(shù)。輸入乘積節(jié)點(diǎn)36不與特定的移位寄存器元件24相關(guān)聯(lián)，而是把來自輸入緩沖器12的輸入的未編碼位14作為輸入。如圖1中所示，反饋求和節(jié)點(diǎn)34的輸出提供給移位寄存器22的第一元件24作為輸入，由此形成卷積反饋編碼器20的遞歸性質(zhì)。
卷積反饋編碼器20還包括整體用標(biāo)號(hào)40標(biāo)示的輸出電路。輸出電路40包括一系列前饋乘積節(jié)點(diǎn)42。每一個(gè)前饋乘積節(jié)點(diǎn)34的相關(guān)的前饋系數(shù)標(biāo)記為b0，b1，…，bk。移位寄存器22的每一個(gè)元件24都有一個(gè)單獨(dú)的前饋乘積節(jié)點(diǎn)32與之相關(guān)。還應(yīng)指出，第一前饋乘積節(jié)點(diǎn)42不與特定的移位寄存器元件24相關(guān)聯(lián)，而是直接從反饋求和節(jié)點(diǎn)34的輸出取得輸入。所有的前饋乘積節(jié)點(diǎn)42的輸出還都耦合到一個(gè)前饋求和節(jié)點(diǎn)44，這個(gè)求和節(jié)點(diǎn)44的輸出形成第一輸出位A。第二輸出端50直接連接到編碼器20的輸入端，它產(chǎn)生第二輸出位B。于是，對(duì)于輸入到編碼器20的每一個(gè)位，都產(chǎn)生兩個(gè)編碼的輸出位A和B。在每一個(gè)編碼時(shí)間間隔過程中對(duì)這些輸出位A和B進(jìn)行采樣，以產(chǎn)生編碼的輸出。
在這里所考慮和描述的特定實(shí)施例中，反饋和前饋系數(shù)都被賦予二進(jìn)制的值(0或1)。但是，本專業(yè)技術(shù)人員都不難理解，本發(fā)明的編碼設(shè)備10并不限于使用二進(jìn)制抽頭系數(shù)，而且在事實(shí)上，可以使得編碼設(shè)備10利用來自任何多級(jí)字母或有限域的反饋或前饋抽頭系數(shù)而以功能上類似的方式操作。給定本實(shí)施例的移位寄存器內(nèi)容和系數(shù)的二進(jìn)制性質(zhì)，應(yīng)該指出，反饋和前饋求和節(jié)點(diǎn)34和44都分別按模2算術(shù)的原理工作。一般說來，對(duì)二進(jìn)制系統(tǒng)應(yīng)用模2算術(shù)導(dǎo)致以下的適用于求和節(jié)點(diǎn)34和44兩者上的廣義求和規(guī)則全零之和為零，偶數(shù)個(gè)1之和為零，而奇數(shù)個(gè)1之和為1。
反饋系數(shù)的二進(jìn)制性質(zhì)用來有效地對(duì)它們相關(guān)的移位寄存器元件24的內(nèi)容進(jìn)行門控。就是說，對(duì)于乘積節(jié)點(diǎn)32和42，系數(shù)值“1”乘以相關(guān)的寄存器元件24的內(nèi)容得出與該寄存器元件24的內(nèi)容相等的乘積節(jié)點(diǎn)輸出值，而系數(shù)值“0”得出的乘積節(jié)點(diǎn)輸出值永遠(yuǎn)為0，不論相關(guān)的寄存器元件24的內(nèi)容如何。
操作上，信息序列{I}的位一次一位地移入卷積編碼器20。每輸入一位之后，就依次對(duì)輸出A和B采樣，以產(chǎn)生兩個(gè)輸出位。此刻，應(yīng)該指出，對(duì)于這里設(shè)想的這種類型的卷積反饋編碼器采用銜尾方法在輸入第一未編碼位之前一定要對(duì)移位寄存器22進(jìn)行初始化。初始狀態(tài)這樣選擇，使得該編碼器20的結(jié)束狀態(tài)與初始狀態(tài)相同。
隨著編碼開始，把第一輸入位加到編碼設(shè)備10的輸入端的求和節(jié)點(diǎn)34。求和節(jié)點(diǎn)34的其余輸入被從移位寄存器元件22的各個(gè)元件24反饋。更詳細(xì)地說，到達(dá)求和節(jié)點(diǎn)34的其余4個(gè)輸入是與移位寄存器22的m個(gè)元件相關(guān)的每一個(gè)反饋乘積節(jié)點(diǎn)32的輸出。于是，與該輸入位對(duì)應(yīng)的卷積反饋編碼器20的輸出取決于所述輸入位和存儲(chǔ)在移位寄存器22中的各位。可以認(rèn)為移位寄存器22存在于2m個(gè)可能狀態(tài)中的一個(gè)狀態(tài)，其中m是移位寄存器22的元件24的個(gè)數(shù)。編碼器20的輸出取決于這個(gè)狀態(tài)和輸入的位的數(shù)值。當(dāng)對(duì)輸出A和B已經(jīng)采樣時(shí)，把求和節(jié)點(diǎn)34的輸出移入寄存器22，代替寄存器22的第一元件中的位。移位寄存器22的內(nèi)容移位到右邊一個(gè)位置。移位寄存器22最后一個(gè)元件中的位實(shí)際上從寄存器22被推出。于是，編碼器20的狀態(tài)將在每一個(gè)編碼時(shí)間間隔過程中改變。對(duì)信息序列{I}中的每一個(gè)輸入位重復(fù)或執(zhí)行上述過程或操作。最后一位輸入后，移位寄存器22將返回其開始狀態(tài)。
給出了對(duì)上面提供的銜位(bit-biting)遞歸卷積編碼設(shè)備10的基本操作討論之后，現(xiàn)在將把注意力轉(zhuǎn)向確定編碼器20正確的初始狀態(tài)這個(gè)重大和并非微不足道的任務(wù)。對(duì)于前饋或非遞歸類型的編碼器比較容易找出編碼器20的滿足銜尾要求的初始狀態(tài)。實(shí)際上，前饋移位寄存器22就用信息序列{I}的最后m位來初始化即可，其中m是碼的存儲(chǔ)器。但是，在像上述這樣的遞歸編碼器的情況下，找出滿足銜尾要求的編碼器初始狀態(tài)并非易事。
為了理解本發(fā)明，將以數(shù)學(xué)術(shù)語來描述卷積反饋編碼器20的操作。然后，用這個(gè)數(shù)學(xué)模型來解釋本發(fā)明用來找出編碼器20初始狀態(tài)的技術(shù)。
現(xiàn)將n-1時(shí)刻編碼器20的狀態(tài)記為Sn-1，將其定義為n-1時(shí)刻移位寄存器22的狀態(tài)(亦即初始狀態(tài))。于是，Sn-1={sn-1，sn-2，…，sn-m}方程式(1)和
Sn={sn，sn-1，…，sn-m+1}方程式(2)式中Sn由下式給出sn=a0dn+a1sn-1+a2sn-2+…+amsn-m方程式(3)應(yīng)該指出，方程式(3)中的+號(hào)代表模2加(addition modulo 2)，而dn代表輸入的位。要使銜尾碼存在，編碼器20的初始狀態(tài)和結(jié)束狀態(tài)必須相等。若輸入序列是N塊長(zhǎng)，而且初始時(shí)n=0，則結(jié)束狀態(tài)為{sn-1，sn-2，sn-m+1}。這個(gè)狀態(tài)可以表達(dá)如下S-1=sN-1，s-2=sN-2，s-3=sN-3，…，s-m=sN-m方程式(4)給定上述變量或各項(xiàng)，編碼器20的初始狀態(tài)和信息序列{I}之間的關(guān)系即可表達(dá)為如下線性獨(dú)立方程式的方程組d0=a0s0+a1sN-1+a2sN-2+…+amsN-m方程式(5)d1=a0s1+a1s0+a1sN-1+…+amsN-k+m方程式(6)… 方程式(7)dN-1=a0sN-1+a1sN-2+a2sN-3+…+amsN-m-1方程式(8)式中m為碼的存儲(chǔ)器，dn是信息序列{I}中的一位，而N是信息序列{I}的長(zhǎng)度或其中的位數(shù)。以矩陣的形式表達(dá)，方程式(5)-(8)變?yōu)?換句話說，As=d 方程式(10)在方程式(10)中，大寫字母表示矩陣，而小寫字母表示向量。
應(yīng)該指出，矩陣A的第一行由卷積反饋編碼器20的反饋系數(shù)給出，而隨后的每一行都是前一行的循環(huán)移動(dòng)。行0(亦即第一行)以多項(xiàng)式的形式可寫為a(x)=a0+a1x+a2x2+…+amxm方程式(11)
行以多項(xiàng)式的形式可寫為x1(x)mod(1+xN) 方程式(12)各行的線性組合可寫為∑glxla(x)mod(1+xN)=g(x)a(x)mod(1+xN)方程式(13)式中g(shù)(x)具有小于N的次數(shù)。注意，g(x)中的每一個(gè)gl都具有“0”或“1”的值。數(shù)值“1”意味著該線性組合中包括相應(yīng)的行。數(shù)值“0”意味著排除相應(yīng)的行。
卷積反饋編碼器20的上述模型中的元素矢量s代表編碼器20各次的狀態(tài)的元素。矢量s的每一個(gè)元素代表不同次瞬間移位寄存器22中一個(gè)元件的狀態(tài)。矢量d代表準(zhǔn)備編碼的信息序列{I}，就是說，該矢量d中的每一個(gè)元素代表信息序列{I}中的一位。如上所述，還應(yīng)當(dāng)指出，由方程式(9)表達(dá)的聯(lián)立方程組在數(shù)學(xué)上有意義的解只有在該方程組是線性獨(dú)立的時(shí)才能獲得。對(duì)這個(gè)數(shù)學(xué)要求的詳細(xì)解釋已經(jīng)超出本公開的范圍，故在此不再進(jìn)一步討論。但只要指出以下一點(diǎn)就夠了，即線性獨(dú)立性的要求存在，而且該方程組的線性獨(dú)立性可用眾所周知的通用的數(shù)學(xué)方法檢驗(yàn)。更詳細(xì)地說，該聯(lián)立方程組的線性獨(dú)立性可以通過小心地為卷積反饋編碼器20選擇反饋系數(shù)來保證。本專業(yè)的技術(shù)人員將會(huì)理解，各組適當(dāng)?shù)姆答佅禂?shù)或反饋系數(shù)庫已經(jīng)預(yù)先算出并列成表，對(duì)于準(zhǔn)備在這里采用的類型的卷積反饋編碼器的實(shí)現(xiàn)，是眾所周知的而且不難獲得?？梢灾赋?，銜尾循環(huán)對(duì)給定一組反饋系數(shù)是存在的，如果并且只要a(x)和(1+xN)互質(zhì)，式中a(x)反饋多項(xiàng)式，而N是信息序列中的位數(shù)。若不存在唯一的銜尾循環(huán)，則意味著矩陣A是奇異的，可能不能求逆，亦即各行是線性相關(guān)的。這還意味著，若a(x)被(1+xN)除盡或若a(x)的漢明權(quán)(Hamming weight)為偶數(shù)，則對(duì)于該組給定的反饋系數(shù)不存在唯一的銜尾循環(huán)。因而選擇反饋多項(xiàng)式a(x)時(shí)必須小心翼翼，以保證這些條件得到滿足。
假定一組特定的反饋系數(shù)能夠提供唯一的銜尾循環(huán)，則如上所述，那么，下一個(gè)要關(guān)心的問題是實(shí)際求出方程組的解，并確定編碼器20的初始狀態(tài)。尋找編碼器20初始狀態(tài)的一種強(qiáng)制法(brute forcemethod)是在每一種可能的狀態(tài)下啟動(dòng)編碼器20，并檢查它在信息序列{I}結(jié)束時(shí)是否會(huì)收斂到同一狀態(tài)。若初始狀態(tài)與結(jié)束狀態(tài)相同，則銜尾循環(huán)已經(jīng)找到。盡管這種方法肯定能起作用，但是它并不特別有效。
另一種方法涉及通過對(duì)矩陣A求逆來為初始狀態(tài)矢量s求方程式(10)的解，它得出以下關(guān)系式s=A-1d方程式(14)式中s是其元素{Sn-1，…，Sn-m}表示初始狀態(tài)的矢量，而d是代表未編碼信息序列{I}的矢量。
矩陣A-1起選擇矩陣的作用。為了求出編碼器的初始狀態(tài)，把由矢量d代表的信息序列{I}乘以選擇矩陣A-1。編碼器20的第一寄存器元件的初始狀態(tài)等于矢量d乘以選擇矩陣A-1的第一行，而第p個(gè)元件的初始狀態(tài)等于矢量d乘以選擇矩陣A-1的第p行。矢量d乘以選擇矩陣A-1中的一行得出信息序列{I}中選定位的線性組合。于是，選擇矩陣A-1的每一行代表信息序列{I}中選定的輸入位的線性組合。這些線性組合代表移位寄存器22的相應(yīng)元件24的初始狀態(tài)。于是，選擇矩陣A-1各行可以看成是移位寄存器22相應(yīng)元件的選擇矢量。
應(yīng)該指出，由于同一編碼器配置將用于通過重復(fù)呼叫的任何通信應(yīng)用，所以選擇矩陣A-1只需計(jì)算一次，而且可以離線完成。此外，應(yīng)該指出，只有矢量s的最初m個(gè)元素決定和定義移位寄存器22的初始狀態(tài)。這樣，只需要執(zhí)行矩陣乘法的一個(gè)子集。所有乘法和加法都是模2的。
再一種方法是利用矩陣A的循環(huán)性質(zhì)，來直接計(jì)算移位寄存器元件24的初始狀態(tài)，而不必首先計(jì)算矩陣A。更詳細(xì)地說，這個(gè)方法假定存在函數(shù)p(x)和q(x)，使得p(x)a(x)+q(x)(1+xN)=1 方程式(15)式中p(x)和q(x)可以利用Euclid算法求出。換一種形式表述p(x)a(x)=1mod(1+xN) 方程式(16)
因而xkp(x)a(x)=xkmod(1+xN) 方程式(17)所以，若矩陣P這樣選擇，使得它的第l行由xlp(x)給定，則由此得出PA=I 方程式(18)式中Ⅰ是單位矩陣，因而P必須是A的逆矩陣。若這些關(guān)系式成立，則矢量s因而移位寄存器22的初始狀態(tài)可以從以下方程式求出 換句話說，為了求出編碼器20的元件SN-l的狀態(tài)，首先用Euclid算法求出矢量p(x)。對(duì)于Euclid算法，Robert J．McEliece在KluwerAcademic Publisher出版的Flinite Fields for Scientists and Engineers(計(jì)算機(jī)科學(xué)家和工程師用的有限域)一書中作了描述。矢量p(x)等于選擇矩陣A-1的第一行。把信息序列{I}乘以p(x)獲得第一元件的初始狀態(tài)。對(duì)于隨后的每一個(gè)元件，把p(x)向右循環(huán)移位，并乘以信息序列{I}，以求出初始狀態(tài)。
以上描述的編碼方法可以用不同的途徑實(shí)現(xiàn)。實(shí)現(xiàn)該編碼方法的一種途徑是利用移位寄存器作為輸入緩沖器12。把輸入序列送到卷積反饋編碼器20之前，輸入緩沖器12接收整個(gè)輸入序列?？梢岳梦⑻幚砥鱽砀鶕?jù)輸入緩沖器12的內(nèi)容計(jì)算編碼器20的初始狀態(tài)。微處理器可以利用上述任何一種方法來計(jì)算編碼器20的初始狀態(tài)。計(jì)算初始狀態(tài)之后，微處理器對(duì)編碼器20進(jìn)行初始化。在此時(shí)刻，把存儲(chǔ)在輸入緩沖器12中的信息序列{I}中的各位與時(shí)鐘同步記錄到(beclocked into)卷積反饋編碼器20中以便進(jìn)行編碼。
另一種實(shí)現(xiàn)方法是利用連接在輸入緩沖器12和卷積反饋編碼器20的移位寄存器22之間的邏輯電路16來將編碼器20初始化。在示于圖3的這個(gè)實(shí)施例中，輸入緩沖器12的元件以預(yù)定的方法連接到一系列求和節(jié)點(diǎn)18，后者又連接到移位寄存器22的元件24。各求和節(jié)點(diǎn)16形成信息序列{I}中選定位的線性組合，然后信息序列{I}被送到移位寄存器22的各個(gè)元件24。邏輯電路16可以是硬接線的。使邏輯電路16中的求和節(jié)點(diǎn)18的輸出與時(shí)鐘同步(be clocked)，使得在輸入緩沖器12填滿新的信息序列{I}之后對(duì)編碼器20進(jìn)行初始化。
由上述可知，顯然以上求出編碼器20的初始狀態(tài)的技術(shù)不難利用處理器或邏輯電路來實(shí)現(xiàn)。這些技術(shù)使銜尾碼用于遞歸卷積編碼器成為可能，這種編碼器對(duì)于對(duì)比較短的信息序列進(jìn)行編碼是有用的。
應(yīng)當(dāng)指出，可以作為具有單一多級(jí)輸入并且執(zhí)行單一多級(jí)運(yùn)算的編碼器來處理涉及多位輸入、具有多重移位寄存器的編碼器。于是，本申請(qǐng)的方法也可以應(yīng)用于這些情況。
本發(fā)明當(dāng)然可以在不脫離本發(fā)明的精神和本質(zhì)特征的情況下用不同于這里提出的特定途徑實(shí)現(xiàn)。因此，在所有方面都要認(rèn)為本實(shí)施例是示范性的，而不是限制性的，本發(fā)明要包括在后附權(quán)利要求書的意義和等當(dāng)范圍內(nèi)的所有變化。
權(quán)利要求
1．一種編碼設(shè)備，它包括a．卷積反饋編碼器，用來接收包括多個(gè)輸入位的信息序列，并產(chǎn)生編碼輸出；b．初始化裝置，用來把所述卷積反饋編碼器初始化為選定的初始狀態(tài)，使得結(jié)束狀態(tài)與初始狀態(tài)相同。
2．權(quán)利要求1的編碼設(shè)備，其特征在于所述卷積反饋編碼器包括具有多個(gè)元件的移位寄存器，其中所述編碼器的狀態(tài)決定于所述移位寄存器元件的內(nèi)容。
3．權(quán)利要求2的編碼設(shè)備，其特征在于所述初始化裝置包括線性組合裝置，用來將所述信息序列中的選定位線性組合，其中由所述線性組合裝置形成的線性組合用來將所述移位寄存器的所述元件初始化。
4．權(quán)利要求3的編碼設(shè)備，其特征在于所述線性組合裝置包括處理器。
5．權(quán)利要求3的編碼設(shè)備，其特征在于所述線性組合裝置包括用來接收所述信息序列的輸入緩沖器和在操作上連接在所述輸入緩沖器和所述移位寄存器之間的邏輯電路。
6．權(quán)利要求5的編碼設(shè)備，其特征在于所述輸入緩沖器包括第二移位寄存器。
7．一種用來對(duì)包括多個(gè)輸入位的信息序列進(jìn)行編碼的方法，所述編碼方法包括以下步驟a．把所述信息序列輸入到卷積反饋編碼器；b．確定所述卷積反饋編碼器的初始狀態(tài)，使得結(jié)束狀態(tài)與所述初始狀態(tài)相同；c．設(shè)置所述卷積反饋的初始狀態(tài)；以及d．對(duì)所述信息序列進(jìn)行編碼。
8．權(quán)利要求7的編碼方法，其特征在于所述卷積反饋編碼器的初始狀態(tài)是由所述信息序列中的輸入位的多個(gè)線性組合確定的。
9．權(quán)利要求8的編碼方法，其特征在于還包括形成選擇矩陣、以便選擇所述信息序列中的輸入位來形成所述線性組合的步驟。
10．權(quán)利要求9的編碼方法，其特征在于所述選擇矩陣是矩陣A的逆矩陣，所述矩陣A的第一行由所述卷積反饋編碼器的反饋系數(shù)a(x)給出，而其隨后各行是由方程式xka(x)給出的所述第一行的循環(huán)移位。
11．權(quán)利要求8的編碼方法，其特征在于還包括形成一個(gè)或多個(gè)選擇矢量，以便選擇所述信息序列中的輸入位來形成其線性組合的步驟。
12．權(quán)利要求7的編碼方法，其特征在于產(chǎn)生所述各選擇矢量的方法是利用Euclid算法求出第一選擇矢量p(x)，使得p(x)a(x)=1mod(1+xN)，式中a(x)是一個(gè)由所述卷積反饋編碼器的反饋系數(shù)組成的矢量，而N是所述信息序列中的輸入位的個(gè)數(shù)，其中隨后的各選擇矢量是所述第一選擇矢量的循環(huán)移位。
全文摘要
一種卷積反饋編碼器利用既帶有前饋電路結(jié)構(gòu)又帶有反饋電路結(jié)構(gòu)的移位型移位寄存器來對(duì)固定長(zhǎng)度的信息序列進(jìn)行處理和編碼。通過對(duì)反饋系數(shù)的精心選擇而構(gòu)成該編碼器;以便實(shí)現(xiàn)銜尾操作方式。銜尾的意思是在輸入第一未編碼數(shù)據(jù)位之前該編碼器的狀態(tài)與輸入最后一位未編碼數(shù)據(jù)位時(shí)該編碼器的狀態(tài)相同。編碼器的初始狀態(tài)是通過對(duì)信息序列中的數(shù)據(jù)位的線性組合而求出的。線性組合是由一個(gè)選擇矩陣或選擇矢量確定的;而選擇矩陣或選擇矢量是從編碼器的反饋系數(shù)產(chǎn)生的。
文檔編號(hào)H03M13/41GK1292950SQ99803886
公開日2001年4月25日 申請(qǐng)日期1999年1月6日 優(yōu)先權(quán)日1998年3月11日
發(fā)明者R·拉梅斯, H·科拉帕蒂, 王怡彬 申請(qǐng)人:艾利森公司