本发明专利技术提供一种维特比（Ｖｉｔｅｒｂｉ）／涡轮（Ｔｕｒｂｏ）联合译码器，以对语音和数据串流进行维特比卷积（ｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎａｌ）译码以及涡轮译码。上述维特比／涡轮联合译码器的一个实施例可以藉由单一个控制电路处理并计算维特比与涡轮译码的路径矩值（ｐａｔｈ ｍｅｔｒｉｃ），进而达到降低硬件成本的效果。控制电路包括多个处理器与存储体（ｍｅｍｏｒｙ ｂａｎｋ），无论是针对维特比或是涡轮编码的输入信号，处理器用以从存储体中读取／写入路径矩值信息所遵循的路由规则都是固定的。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及使用在无线通信系统中的维特比(Viterbi)/涡轮(Turbo)联合译码器，特别是涉及一种可用于接收与译码语音与数据串流的系统。
技术介绍
错误控制编码技术涉及使用传输端的信道编码器以及接收端的通道译码器。信道编码器接收讯息比特，并按照特定规则加上冗余(redundancy)，以产生较高比特率(bit rate)的编码数据。通道译码器利用该冗余以判定实际被传送的讯息比特。错误控制编码的目的在于减少信道噪声干扰的影响。错误句柄大致上可分类成数据块码(block code)以及卷积码(convolutionalcode)这两种类型。卷积码较常被应用在无线语音通信系统中，因为语音通信对数据重传率(retransmission rate)以及延迟(delay)的忍耐度较低。数据块码则可用来传送通量(throughput)要求较高的应用，但是必须要容忍较大的延迟时间。维特比(Viterbi)算法为检测最大似然(maximum-likelihood；ML)序列的一种顺序正向纠错(trellis)搜索算法，并且是一种用于卷积码的理想解碼算法。由S.B.Wicker所写的“数字通信与存储的错误控制系统(ErrorControl System for Digital Communication and Storage，Pretice Hall，1995)”中有叙述到维特比译码器在移动通信系统中的应用。图1为一实际维特比译码器所使用的译码算法的流程图。译码的步骤包括量化(quantization)、分支矩值(branch metric)运算、路径矩值更新、存留路径(survivor path)记录、以及输出判断的产生。先藉由信号抽样以便恢复接收信号，接着再将其转换成数字信号。利用检测数字信号中框边界与编码符号的位置，达到数据块的同步。在分支矩值运算之后，可以藉由新的分支矩值更新部分的路径矩值，并且在每一个节点的存留路径作上标记。最后，就可以根据存留路径信息而产生译码输出序列。图2为一般维特比译码器20的方块图。维特比译码器20包括一个分支矩值计算(branch metric calculating；BMC)单元202，其输出被送至加法比较选择(add compare select；ACS)单元204。状态控制器206提供输入给分支矩值计算单元202、加法比较选择单元204、以及路径矩值存储器208。路径矩值存储器208像是一个双缓冲器，用来与加法比较选择单元204互相交换信息。加法比较选择单元204的输出205提供给追溯(trace-back)存储器与控制器210，其输出为已接收的信息信号211。涡轮(Turbo)码，也被称为并联连锁(parallel coneatenated)码，其效果与香农容量限制(Shannon’s capacity limit)非常接近。涡轮编码器的实施通常是将卷积编码器以串联或并联方式连接，以得到连锁的输出值。从一个编码器传到另一个编码器的位序列被一个虚拟随机数(pseudo-random)交错器(interleaver)重新排列，因此由单一编码器产生的低权重(low-weight)编码字被转换为高权重(high-weight)编码字。第三代(3G)移动无线标准，如码分多址(code division multiple access；CDMA)2000以及全球移动通信系统(universal mobile telecommunication service；UMTS)都采用涡轮编码技术将数据流编码。英国专利申请号GB2352943A以及B.Vucetic与J.Yuan所撰写的“涡轮码，原理与应用(Turbo codes，principlesand application，Kluwer Academic Publishers，2000)”均披露了涡轮译码器中所应用的技术，如最大后置机率判定法则(maximum a posterioriprobability；MAP)、以及软式输出维特比算法(soft output Viterbialgorithm；SOVA)等。图3示出了基于最大后置机率判定法则算法的一个迭代(iterative)涡轮译码器30。涡轮译码器的一个接收符号包括表示实际被传输数据的系统(systematic)数据、以及表示被传输数据的编码形式的奇偶校验(parity)数据。第一输入r0信号为接收符号的奇偶校验数据，通过交错器304提供至第一与第二最大后置机率判定法则译码器302与306。第二输入r1信号为接收符号的系统数据，被送至第一最大后置机率判定法则译码器302中。从解交错器(de-interleaver)310得到的递归(recursive)输入311也被送至第一最大后置机率判定法则译码器302中。第一最大后置机率判定法则译码器302的输出303于是提供给交错器308，此交错器308再将其输出送至第二最大后置机率判定法则译码器306。第二最大后置机率判定法则译码器306从第三输入r2信号接收输入，并产生两个输出。第二最大后置机率判定法则译码器306的第一输出307a传至解交错器310，而第二输出307b则传至另一个解交错器312。解交错器312的输出会提供给切割器(slicer)314作输入，切割器314利用一个阈值将软式输出转换为硬式(hard)输出，当作已接收的信息信号315。第三代移动通信系统通常需要对语音和数据信号分别进行如维特比之类的卷积编码和涡轮编码。这是由于语音与数据在传输速率、延迟时间等传输要求上有抵触。目前的解决方法为提供两套编码装置，当输入为高速率的数据串流时采用涡轮码编码，而当输入为语音或低速率数据时则改用卷积编码。系统的接收端同样也需要两套独立的译码器，如此一来，就会增加编码与译码的硬件实现的复杂度与成本。
技术实现思路
一种维特比(Viterbi)/涡轮(Turbo)联合译码器，可以根据输入编码类型，选择执行卷积(convolutional)或涡轮译码。在一个实施例中，译码器包括分支矩值计算(branch metric calculation；BMC)单元、控制电路、追溯(trace-back)单元、交错/解交错器、以及涡轮缓冲器。分支矩值计算(单元接收维特比或涡轮符号，并决定编码字的各节点(node)对应的分支矩值(branch metric)。译码器将适应输入的编码类型，而控制电路为用于两种编码类型的共同组件，充分的利用存储体与处理器的能力。控制电路根据从BMC单元接收到的对应分支矩值，以及储存在第一数据块中先前节点上的部分路径矩值，计算各节点上的部分路径矩值。控制电路之后将计算好的部分路径矩值储存在第二数据块中。处理下一个节点时，控制电路先从第二数据块中读取，于计算完之后，储存到第一数据块中，如此迭代进行读取与储存的操作。这两个数据块与处理器交换路径矩值的信息。从这两个数据块读出与写入部份路径矩值的顺序与地址，根据平行处理的一个固定路由规则，让部分路径矩值能够平行处理，以充分利用处理能力。控制电路于是根据输入编码的类型决定执行选择或最大后置机率判定法则(maximum a posterioriprobability；MA本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种维特比／涡轮联合译码器，可对一维特比或涡轮编码字进行译码，该维特比／涡轮联合译码器包括：一分支矩值计算单元，接收多个符号并决定该编码字各节点所对应的一分支矩值；一控制电路，根据从该分支矩值计算单元所接收到的该对应分支矩值 和储存在一第一存储数据块中一先前节点上的部分路径矩值，以计算各节点上的部分路径矩值，并且将所计算得到的该部分路径矩值储存在一第二存储数据块中，其中从所述存储数据块读出所述部份路径矩值的顺序与地址和向所述存储数据块写入所述部份路径矩值的顺序与地址，是按照平行处理的一固定路由规则，以及根据该编码字类型决定执行选择或最大后置机率判定法则算法，以辨识各节点上的一存留路径；一追溯单元，耦接于该控制电路，以根据追踪由该控制电路得到的该存留路径产生维特比编码字的译码输出；一 交错／解交错器，耦接于该控制电路，以按照一个已定方式重新排列或恢复该输入顺序，为涡轮编码字产生译码输出；以及一涡轮缓冲器，接收输入符号与该交错／解交错器的输出，并为该分支矩值计算单元与该交错／解交错器提供储存。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：阙志达，李松樵，林展世，
申请(专利权)人：威盛电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]
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