网格解码器的存储器管理算法制造技术

一种改进的所有路径反向跟踪／正向跟踪（ＡＰＴＦＴ）系统，用于管理用在处理通过网格解码器网络生成的解码的幸存序列中的存储器。存储器容量减小为Ｔ＊Ｎ，其中Ｔ是预定幸存存储器深度和Ｎ是网格中的状态数。本发明专利技术的等待时间值等于Ｔ。存储器要求和等待时间这二者值表明在现有技术ＡＰＴＦＴ系统中生成的类似参数的值减小了３３％。现有正向跟踪／路径选择单元被修改成利用正向跟踪进程（７）的固有性质，以便简化解码系统（９）。ＡＰＴＦＴ系统的推广形式使选择需要满足特定解码系统的要求的存储器容量和等待时间值的灵活性更大。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般涉及数字信号处理领域，尤其涉及被设计成存储最终从中检测解码序列的所选序列的信号解码器。
技术介绍
诸如高清晰度电视(HDTV)之类的通信系统应用网格编码来防止来自特定噪声源的干扰。对HDTV的网格编码要求公布在高级电视系统委员会(ATSC)在1995年4月12日制定的“有关HDTV传输的数字电视标准(DigitalTele-vision Standards fbr HDTV Transmission ofApril 12，1995)”第4.2.4-4.2.6(附录D)、10.2.3.9、10.2.3.10节和其它章节中。网格解码器根据信号处理算法，选择接收的码元序列，作为最有可能得到纠正的序列，即幸存序列。正如A.J.Viterbi发表在“I.E.E.E.Transactions on Communications Technology，vol.COM-19，1971，pp.751-772”中的论文“通信系统中的卷积码和它们的性能(Convolutional Codes and Their Performance)”所述的那样，最流行的网格解码算法是维特比(Viterbi)算法。在维特比算法中，存在两种用于存储最终从中检测解码序列的幸存序列的众所周知的技术。一种技术被称为寄存器交换，另一种技术被称为反向跟踪(traceback)。反向跟踪处理后面的理论描述在G.Feygin等人发表在“I.E.E.E.Transactions on Communications，vol.41，no.3，March.1993”中的文章“维特比解码器中有关幸存序列存储器管理的结构折衷(Architectural Tradeoffs for Survivor Sequence Memory Management in ViterbiDecoders”中。尽管相对简单，但寄存器交换方法在VLSI实现过程中需要大功耗和大区域，因此，局限于约束长度小的代码。约束长度定义为K＝v+k，其中，v是网格编码器中存储元件的个数，码率是R＝k/n。因此，在适合于大约束长度网格解码器的设计中，反向跟踪是优选方法。 1998年11月24日颁发给Hu等人、名称为“网格解码器中的代码序列检测(CODE SEQUENCE DETECTION IN A TRELLIS DECODER)”的美国专利第5,841,478号公开了用于选择幸存序列的与所有路径正向跟踪网络耦合的所有路径反向跟踪网络。为了识别预定个数的先前网格状态，所述的反向跟踪处理是针对预定深度T，即反向跟踪深度或幸存存储器深度进行的。实际上，反向跟踪区间T被选择成提供足够的时间期间使合并或收敛状态得到识别。合并状态识别成为真正编码数据的可能性最大的数据序列。合并状态是从几个候选序列当中选择、选为最终输出数据的网格解码数据序列。这个反向跟踪处理是在称为时段(epoch)的反向跟踪区间T/2内分两个阶段进行的。这样的时段或反向跟踪子区间的选择是任意的，可由系统设计者选择。 在Hu等人的方案中要求的总存储器容量是3/2*T*N，其中，T是预定幸存存储器深度和N是网格中的状态数。为了取得满意的解码器性能，幸存存储器深度或反向跟踪深度(或反向跟踪区间)T通常是代码约束长度的4到6倍。N的值等于2v，其中，v是编码器中存储元件的个数。与Hu等人算法相联系的等待时间或数据解码延迟是3/2*T。虽然Hu等人的设备是以需要十二个交织解码器的ATSC HDTV网格解码器的形式实现的，但所公开的技术可应用于任何网格解码器。遗憾的是，Hu等人的系统不是最有效的反向跟踪算法，并且，就存储器容量和数据解码延迟或等待时间而言，没有寄存器交换技术那么有效。但是，与任何其它反向跟踪算法一样，在功耗和控制复杂性方面比寄存器交换算法更有效。 Hu等人的所有路径反向跟踪/正向跟踪(APTFT)系统可以借助于图1的方块图加以描述。到系统的数据输入端16由按网格状态和按网格分支输出的网格解码器相加-比较-选择(ACS)单元，即到网格中的先前状态的指针组成。控制输入由时钟脉冲、允许、复位、任何同步信号、和每个网格分支的最小状态组成。每个网格分支的最小状态也是识别在每个网格分支上具有最小路径度量(值)的状态的ACS输出。控制单元生成所有控制信号和各种存储块的读/写地址。 缓冲器是临时存储ACS输出、容量为(T/2)*N的后进先出(LIFO)存储器。每次N个状态，按到达的顺序写入数据，和在接着的时段中按相反顺序读取数据。时段是以输入样本(网格分支)表示的缓冲存储器容量，即，T/2个样本刻划的。在每个读取操作之后，将新输入数据写入同一位置中。 控制单元指令所有路径反向跟踪单元按存储的相反顺序，从前一个时段开始读取缓冲存储器，并且每次反向跟踪贯穿T/2个样本的整个时段内的网格。当反向跟踪贯穿网格时，所有路径反向跟踪单元为网格中N个状态的每一个将解码输出发送到解码序列存储器。因此，所有路径反向跟踪单元需要N个状态指针来识别网格中的N个幸存路径。为每条分支更新N个状态指针和N个状态指针总是指向相应路径中的先前状态。在所有路径反向跟踪单元正在读取和处理在前一个时段缓存的ACS数据16的同时，正向跟踪单元正在正向跟踪贯穿具有当前时段的ACS数据16的网格。 各个单元在每个新时段期间的活动描绘在图2的时序图中。输入数据以正常、正向顺序写入缓冲存储器中和以相反顺序经过所有路径反向跟踪单元。然后，对于所有网格状态，所有路径反向跟踪单元的解码输出经过解码序列存储器。两个时段之后以相反顺序从解码序列存储器中读出这个解码信息。两个相反读取操作相互抵消，使最后解码数据以正确的正向顺序出现。解码序列存储器中的两个时段延迟必然要求存储器容量为T*N。 在每个时段的末端，路径选择单元更新和冻结与ACS单元发送的最小状态路径相联系的正向跟踪指针P的值。这个指针用于一个时段的周期，直到下一次更新出现。在时段的边界上，正向跟踪指针指向最小状态路径和提供与两个时段之前的这个路径相联系的状态。但是，随着接近时段的末端，正向状态指针指向前一个时段边界上的最小状态路径和提供与三个时段之前的这个路径相联系的状态。实际上，Hu等人的设备拥有在时间上相互偏移一个时段的每个状态路径的两个内部指针(P1和P2)。这两个指针最终有助于识别网格解码位序列。利用正向跟踪信息为每个分支更新每个状态路径的指针P1，而每个时段只更新指针P2一次。指针P1是当前时段指针和指针P2是前一个时段指针。 由于N个状态拥有N条幸存状态路径，在正向跟踪单元中存在2*N个内部指针。在每个时段的末端，每个内部指针指向相应幸存路径中同一时段的开始状态。这些指针有助于创建主指针P。在每个时段的末端，指针P2接收指针P1的值，然后，在下一个时段P1得到复位和开始贯穿网格的正向跟踪。多路复用器单元利用正向跟踪指针P从解码序列存储器中选择N个解码序列之一和前送所选解码位作为它的输出。 例如，在时段3的末端，正向跟踪指针P指示最小路径中与时段2的开头相联系的网格状态。指针P1从时段3的末端状态指向开头状态，和指针P2从时段2的末端状态指向开头状态。然后，用指针P1的值更新指针P2，然后，使指针P本文档来自技高网...

【技术保护点】
在处理包括网格编码数据包群的数据的系统中，提供网格解码数据的设备，包括：　　　　响应所述编码数据包生成与网格状态迁移相联系的判定数据的装置；　　　　对识别由状态迁移网格确定的一系列先前网格状态的所述判定数据作出响应的反向跟踪网络，其中，所述先前网格状态是为一系列数据包识别的；　　　　从先前网格状态中选择所需网格状态路径的装置；　　　　在每个新网格分支上基本上不断更新所需网格状态的装置；和　　　　为了提供所述网格解码数据，对所述识别的一系列先前网格状态作出响应的装置。

【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：伊沃尼特马克曼，
申请(专利权)人：汤姆森特许公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]