[发明专利]算术设备

说明书

本发明涉及一种设置在移动通信设备中的算术设备以及其中设置有该算术设备的数字处理器和诸如移动无线台和基地无线台的无线台设备，特别是涉及一种能够有效执行维特比(Viterbi)译码处理的结构。

近年来，数字信号处理器(此后称之为“DSP”)已经在移动通信领域中的数字化移动中被广泛地用做处理器而置在诸如便携式电话等设备中。由于经过移动无线通信线路进行的数据通信中频繁地产生误码，所以，必须执行纠错处理。可以使用这样一种校正方法来作为纠错的方法，在该方法中，在接收机侧利用维特比译码对由一个输入位产生的卷积码译码。纠错处理是采用DSP进行的。

通过重复诸如加法、比较和选择等简单处理和执行用于最终译码数据的回溯操作(trace back)执行维特比译码，从而实现一个卷积码的最大似然译码。下面将简要地叙述该维特比译码。

通过使一个输入位和在该输入位之前的预定数量的位彼此模2相加以产生卷积码，从而产生与一个输入位对应的多个编码数据项。影响该编码数据的输入信息位的数量被称做“约束长度k”，这个数与用于执行该模2相加的移位寄存器的长度相同。

利用该输入位和在前的(k-1)个输入位的状态来确定编码数据。当提供一个新的信息位时，在前的状态被变换(执行一个变换)到一个新的状态。其中被执行了一个变换的状态确定这个新的输入位是1还是0。由于(k-1)位中的每一位都可以是1或0，所以，状态的数量是2^k-1。

维特比译码被安排得可以观察到一个接收到的编码数据串和能够根据可能发生的所有状态变换来预测最可能的状态。每当获得与一个信息位对应的编码数据(所接收到的数据串)时，计算此时每个状态下来自路径的信号距离(量度)。在其中具有较小路径量度的一个路径被保留作为幸存路径的每一个路径中连续重复该操作。

图17示出了在具有约束长度k的传统编码器中的一个状态，在该约束长度k中，两个路径中的每一个都指示对某个瞬间处某个状态S[2n]从超前于状态S[2n]一个状态的状态S[n]和S[n+2^k-2]的状态变换程度(n为正整数)。下面将叙述其中k＝3的一个例子。当n＝1时，能够执行从S[1]即状态S01，和S3即状态S11，到S[2]即状态S10(在前两个位以“1”和“0”的顺序输入的状态)的变换。在n＝2的情况下，能够执行从S[2]即状态S10，和S[4]即状态S00，到S[4]即状态S00(利用两个较低位表示的状态)的变换。

路径量度a是输入给状态S[2n]的一个路径输出符号和所接收数据串的信号间距离(支路量度x)以及路径量度A的和，路径量度A是到超前于状态S[2n]的状态S[n]的幸存路径的支路量度的总和。

同样，路径量度b是输入给状态S[2n]的一个路径输出符号和所接收数据串的信号间距离(支路量度y)以及路径量度B的和，路径量度B是到超前于状态S[2n]的状态S[n+2^k-2]的幸存路径的支路量度的总和。

输入给状态S[2n]并被如此获得的路径量度a和b被进行比较以选择一个较小的路径量度作为幸存路径。

维特比译码被构造成每次对2^k-1个状态均进行用于获得该路径量度的加法、路径量度的比较和路径量度的选择。

此外，路径选择结果的履历必须被作为路径选择信号PS[i][i＝0到2^k-1-1]存储。如果超前于所选择路径的该状态的后缀(例如，n)小于超前于未被选择路径的该状态的后缀(n+2^k-2)，则PS[i]＝0。如果前面的后缀较大，则PS[i]＝1。由于在图17所示的情况下n＜(n+2^k-2)，所以，如果a≥b，则选择状态S[n+2^k-2]，从而使PS[S2n]＝1。如果a＜b，则选择状态S[n]，从而使PS[S2n]＝0。

当利用回溯最终执行译码时，根据路径选择信号在回溯幸存路径的同时对数据译码。

将参考图18简述该回溯处理。图18示出了根据路径选择信号PS[2n]回溯从状态S[2n](n是正整数)到在前时间处的状态S[n]或状态S[n+2^k-2]的路径的状态。

通常，在使用状态S[i]和路径选择信号PS[i]的情况下，在前状态被表示为S[i/2+PS[i]×2^k-2]。如果使用在尾端位处结束的卷积码，当在前时间处的编码数据是0时，路径选择信号是0。当在前时间处的编码数据是1时，路径选择信号是1。因此，在前路径选择信号可以被用做编码数据。