[发明专利]用于维特比解码器的追逆

说明书

本发明涉及一种卷积编码数据流的解码器。确切地说，本发明涉及一种用于维特比(Viterbi)解码器的改进的追逆装置。

维特比解码器在现代电信中是很重要的，数字信号在维特比解码器中被卷积解码。在一种现代应用中，要求卷积编码的正交编码频分复用(“COFDM”)已在欧洲电信标准DRAFT pr ETS300 744(1996年5月)中提出，其规定了帧的结构，信道编码，和用于数字陆上电视的调制方式。该标准被设计以适应处在现存用于模拟传输的频谱位置内的数字陆上电视，还提供了充足的保护以免受公共信道的高电平干扰和相邻信道干扰。该标准规定了一个适应性强的保护间隔，以便系统能够支撑各种不同的网络结构，同时维持高频谱效率和充足的保护以免受来自现存PAL/SECAM业务的公共信道的高电平干扰和相邻信道干扰。还定义了两种工作模式：“2K模式”，适用于单发射机工作和具有有限发射机距离的小的单频率网络，和“8K模式”。后者既可用于单发射机工作也可用于大的单频率网络。如同是不同的内部编码比率，正交幅度调制(“QAM”)的各种电平都得到支撑，以便使比特率与耐久性相平衡。该系统意图是要适应根据“运动图像专家组(MPEG)”的传输层，和直接与MPEG-2编码TV信号兼容(ISO/IEC13818)。

在著名的欧洲电信标准数据载波中，COFDM帧可以是正交相移键控(“QPSK”)，16-QAM，64-QAM，非均匀16-QAM，也可以是使用Gray映射的非均匀64-QAM。

在下面的讨论中可以参考图1，图1示出一个根据一阶维特比编码过程以1/2编码比率、按照具有限制长度K＝3且生成多项式为G(x)的卷积编码的简化传输格形图167，其中

G(x)＝(x²+x+1，x²+1)    (1)比率1/2表示，对于每一比特输入编码器产生两个比特。有限长度K是能被用于产生一输出的信号的最大数。由于利用了诸如图167的传输格形图和一输入数据序列，因此有可能产生一个跟随在一状态S序列之后的输出流。在图167中，一特定状态S_t可用两个比特表示。例如，状态S_t可以表现为值2(二进制10)，用参考数字169表示。在图167的表示中，在状态S_t+1中，状态St被移动一个位置，且一输入数据比特占据最右(最低有效位)位置。这样，状态值169可合法地转移到状态S_t+1中的值171和173。对于这两次转移，卷积编码器将分别产生值175和177，其被更一般地表示为X_tY_t。可为该编码器计算所有可能的状态转移，即给定S_t和数据比特d_t，则下一状态S_t+1，X₁和Y_t能被估计得出。

路径量度(路径metric)是所述状态在那一时刻处在原始编码器状态序列上的最大似然的度量。路径量度越小，该状态的可能性越大，反之亦然。分支量度是与每一分支相联取决于输入的概率值的度量。该分支量度被作为汉明加权值，它是在每一如图1所示的每一次转移中沿每一分支的一被接收码元XY_rx和一被期望码元XY之间的不同比特数。追逆是通过格形追逆以找到产生具有最小路径量度的状态的初始状态的方法。

在本优选实施例中，使用了一种2阶解码过程，其对应着通过格形移动一次两步。这加倍了计算每一步的时间，且每一次追逆产生两个比特而不是一个。然而，在每一状态要求计算的次数也加倍，因为在此时具有四种要被计算的可能路径。被称作幸存路径的路径是具有最小路径量度的路径，因而是最可能的路径。

收缩(puncturing)具有产生较高数据传输速率的效果，因为这种编码是非常有效的。在例表2中，卷积编码器(未示出)对数据进行编码以产生码元X_t和Y_t，随后根据收缩矩阵

                    X：  10

                    Y：  11使X_t和Y_t收缩以产生X′_t和Y¹_t，随后它们被重新定时，按正交相移键控调制作为I、Q发送。当通过收缩数据进行解码时，被删除比特不对分支量度做出贡献。