[发明专利]转移矩阵的形成方法及一种蜂窝无线系统接收机

说明书

本发明涉及一种数字蜂窝无线系统接收机中转移矩阵的形成方法，这种接收机的硬件实现是基于维特比(viterbi)解码，系统采用预置矩阵，系统信号采用了一种或多种卷积编码规则。

本发明还进一步涉及到一种数字蜂窝无线系统接收机，包括维特比解码转移矩阵计算单元的硬件实现，系统采用预置矩阵，系统信号采用了一种或多种卷积编码规则。

卷积码是递归的，它由有限状态编码器按一种已知的方式产生的，该编码器的状态只取决于代码的前一个码元(symbol)。卷积码的代码字是代表比特或比特组合的码元，它可用格构(trellis)图进行描述。格构图反映了维特比解码状态与接收码元之间的互相依赖性(co-dependence)，利用格构图可估计接收的码元。卷积编码器可等效成一个m位长的移位寄存器，这样用一个最高次幂不超过m的多项式就可表示它。这意味着多项式的系数代表滤波器的抽头(tap)，这个多项式也称作卷积码的产生多项式。利用卷积编码所带来的冗余度可减少由信道引起的发送消息的错误，现有技术对同一个信号的卷积编码采用了多个产生多项式，这样传送的一个比特就成为包含几个比特组合信息的码元。

考虑到蜂窝无线系统的工作条件，白噪声必将对估计产生影响，对一个有限状态离散时间的马尔科夫(markov)过程来说，最佳递归算法就是维特比算法。接收信号在蜂窝无线系统基站处或用户终端上进行维特比解码。接收机在维特比模块内建立卷积编码消息的格构图，以计算出基于传送消息卷积多项式的转移矩阵。在维特比解码过程中对应于传送信息的码元被检测出来，这些码元代表传送消息的比特或比特组合。我们已知，维特比算法被用于信号检测和信号解码过程中。这个算法由信号产生一个ML序列(最大似然序列)的估计值以及信道解码功能的软判决。ML估计包括信号内的码元序列估计。最大似然方法在以下文献中有所讨论：ProakisJ.G.，Digital Communications，McGraw Hill BookCompany，1989，Chapter4.2，维特比算法的硬件实现在以下刊物中有所讨论：Fettweis，G.and H.Meyer，High-Speed Parallel Viterbi Decoding：Algorithm and VLSl-Architecture，IEEE Communications Magazine，Vol.29(5)，1991，上述文献列于此处以供参考。

由于在接收机允许的处理时间内完成维特比算法这一任务对数字信号处理程序来说并不那么容易，所以必须采用独立的维特比硬件。现有技术方案中的硬件模块是针对特定卷积多项式设计的，这意味着一旦改变卷积码的产生多项式，硬件方案就得重新设计和重新实现。关于这方面问题的详细描述见J.Hagenauer，P.Hogher：A Viterbi Algorithm with Soft-deision Out put and its Applications，IEEE GLOBECOM1989，Dallas，Texas，November1989，和：Digital Communications，byProakis J.G.，McGraw-Hill Book compony，1989，chapters5.3.2，5.3.3及5.3.4，以上文献列于此处以供参考。

因此，本发明的一个目的在于实现一种接收机，它的硬件方案不需因改变了卷积编码或加入新的卷积多项式而改变。如果转移矩阵计算单元必须考虑到采用不同卷积多项式的可能，那么维特比算法可设计成可编程的。

简介中公开的该类方法实现了这一目的，其特征在于，把产生卷积码的多项式的系数存入一个或多个存储装置中，存储装置的内容可以重复改变；用卷积码产生多项式的系数屏蔽掉维特比解码的状态，所述系数存在存储装置中，然后形成一比特，用来表明被卷积码产生多项式系数屏蔽掉的维特比解码状态的奇偶校验，所述比特用于控制转移矩阵的形成。

根据本发明的一种数字蜂窝无线系统接收机，其特征在于，包括一个或多个存储装置，存储产生卷积码的多项式的系数，并且其内容可不断改变；并且，包括屏蔽装置，存储的产生卷积码的多项式的系数被用来屏蔽维特比解码状态；并且，包含奇偶校验装置以形成一个比特来表明该屏蔽的维特比编码状态的奇偶校验，这个比特被用于控制生产转移矩阵的比较装置。