可编程连续相位调制(CPM)解码器和相关方法技术

诸如最大似然序列估计(MLSE)解码器(例如，维特比解码器) 之类的可编程解码器可以包括用于多个可编程网格参数的编程输入端 和与编程输入端连接并且实现包括根据多个可编程网格参数定义的至 少一个网格结构的连续相位调制(CPM)解码器的诸如FPGA之类的 可编程器件。多个可编程网格参数可以包括网格结构的数量、每个网 格结构的网格状态的数量和每个网格状态的分支的数量。此外，网格 结构可以包括反向状态网格结构。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及数字通信领域，尤其涉及网格(trellis)解码和相关方法。
技术介绍
新 一 代 UHF 卫星通信标准 (MIL-STD-188-181C 、MIL-STD-188-182B和MIL-STD-188-183B)需要(多达)54个不同的调制解调器同时驻留在SATCOM (卫星通信)终端中。这些标准包括旨在将现有卫星通信吞吐量增加一倍的DAMA/IW (按需分配多址接入/综合波形)通信标准。为DAMA/IW标准设计调制解调器需要组合调制解调器的子功能以降低软件复杂性以及缩短开发和综合时间的新技术。的确，各种卫星通信系统都存在有限的程序空间、CPU计算速度和电池功率。在包括John G. Proakis的《Digital Communications》(《数字通信》)在内的大多数标准通信课本中详尽描述了前向纠错(FEC)和最大似然解码器(例如，维特比(Viterbi)算法)的使用。在诸如Anderson 、 Aulin和Sundberg的《Digital Phase Modulation》(《数字相位调制》)和John G. Proakis的《Digital Communications》(《数字通信》)的书籍中详细描述了连续相位调制。在诸如蜂窝式PCS (个人通信系统)、计算机通信系统和SATCOM系统之类的数字通信系统中，由调制解调器将数字数据调制成要在通信信道上发送的信号。在发送给接收机或存储器件之前，通常对数据进行编码，以免使数据出现可能由存储介质中的缺陷或噪声通信信道引起的错误。编码器依照纠错码操纵数据符号，并且产生纠错符号或结构化冗余输出序列。当以后接收或检索到码字时，对其解码以再现数据符号，并且，如有可能，使用代码的纠错符号或结构化冗余来纠正数据符号中的错误。对于如下讨论，将巻积码字定义成根据k个输入位的输入而生成的n个输出位(即，比率为k/n的代码)。解码使用巻积码编码的码字的一种方法常被称为最大似然解码。 一种最大似然解码器常被称为维特比解码器。概念上，维特比解码器使用具有用于每个可能的码字的分支和用于每个可能的码字流或序列的分支连接路径的解码网格。解码器基本上找到通过与接收的码字流最接近或最相似的网格的路径。然后，将这条最有可能的网格路径上的码字当作接收码字，并且对其分配数据值，以产生发送数据的最佳估计。为了确定最有可能的路径，解码器为每个接收码字计算一组分支度量。分支度量是可能包含接收错误的发送码字实际上是与特定分支相对应的码字的可能性的数值表示。在一个这样的解码器中，分支度量是接收码字和与各个分支相关联的码字之间的汉明(Hamming)距离。解码网格中的每条分支从代表与该分支相关联的码字被表述之前寄存器所处的状态的初始状态引出，引到代表该码字被表述之后寄存器所处的状态的最终状态。对于二进制码，存在与每个解码级相关联的2K个可能状态，其中K是代码的约束长度。例如，代码可以具有约束长度3，即，存在2个寄存器，因此，在每个解码级中存在4个可能的寄存器状态，即，00、 01、 10、 11。对于比率为l/n的代码，存在两条从每个初始状态引出的可能分支，即，与0数据位相关联的分支和与l数据位相关联的分支。这些分支中的每一条必需引到不同的最终状态。因此，对于给定解码级中的2K个状态中的每一个，存在引到这些状态中的每一个的两条分支，并且每条分支可以代表发送码字。于是，为了解码码字，解码器必须为2K个可能的最终状态中的每一个确定两个分支度量，或者解码器必须确定总共2 (2K)个分支度量。一旦解码器计算出这些分支度量，便接着确定引到最终状态的各5条路径的度量。于是，解码器将作为引到初始状态的分支之和的适当 路径度量加入分支度量中。然后，解码器选择引到最终状态中的每一 个最终状态的最有可能路径，并且存储路径度量和用于标识这些最有 可能路径的信息供以后使用。这些最有可能路径也被称为幸存路径。 解码器不保留与不太可能或非幸存路径有关的信息。这样，解码器从 网格中剪除这些路径，从而为下一级解码消除一部分路径度量计 算。当已在网格路径中包括足够数量的码字时，从与最终状态相关联 的幸存路径中选择最有可能码字路径。解码器选择与接收数据最接近的码字路径，即具有最小汉明距离度量的路径作为最有可能路径。 然后，解码器解码最有可能路径上的码字，或沿着该路径追溯， 以确定相关数据位。维特比算法不仅用于解码巻积码，而且用于产生通过存在符号间干扰(ISI)的信道的发送序列的最大似然估计。维特比解码器分成三 个功能部分。第一部分是用于计算路径度量的相加-比较-选择(ACS) 单元。第二部分是用于幸存者存储器管理的幸存者存储器控制单元。 用于存储幸存者序列的幸存者存储器是维特比解码器的第三部分。连续相位调制(CPM)因其带宽效率和恒定包络特性而正应用在 通信中。利用CPM,使调制信号相变平滑。例如，在二进制相移键控 (BPSK)情况下，发送逻辑'T，作为调制信号的一相，而发送逻辑 0作为相位剧变的180°移相。这种剧烈相变导致发送频谱变宽。 在CPM情况下，发送信号的相位随调制数字信号的位进行平滑的相 位改变。CPM的例子是最小频移键控(MSK)调制。多h连续相位调制(multi-hCPM)本身是宽泛的一类调制波形。 该类包括振幅不变但相位变化的信号。multi-h CPM通过以循环方式 使用 一組H调制指数而不同于单h ( single-h )格式。这导致相邻相位 网格路径的汇合延迟，并最终使得误差性能得到改善。multi-h CPM 波形的详细描述包括在1986年纽约的全会出版社(Plenum Press,New York)出版的Anderson、 Aulin和Simdberg著的书籍《Digital PhaseModulation》(《数字相位调制》)中。Xilinx， Inc. of San Jose， California提供了具有可参数化约束长 度、巻积码和追溯长度的FPGA (现场可编程门阵列)维特比解码器， 如在来自Xilinx， Inc.的、2003年3月28日的数据表DS247 ( vl.O )中 所述的。但是，这样的FPGA维特比解码器不可编程用于CPM信号。在通信业中常使用前向纠错(FEC)码。用于FEC码的解调和 解码的数字信号处理技术在现有技术中是众所周知的。但是，CPM(例 如，multi-hCPM)和FEC码的使用的组合需要新的可编程解码器。 在工业上需要可以用于解码例如巻积码、网格码调制波形、ISI信道、 single-h CPM和multi-h CPM的通用网格解码器。-
技术实现思路
因此，鉴于前述背景，本专利技术的目的是为CPM提供包括可编程 网格参数的可编程解码器。由诸如最大似然序列估计(MLSE )解码器(例如维特比解码器) 之类的可编程解码器提供依照本专利技术的这个和其它目的、特征和优点， 该MLSE解码器包括用于多个可编程网格参数的至少一个编程输入端 和与该编程输入端连接并实现连续相位调制(CPM)解码器的可编程 器件，该可编程器件包括根据多个可编程网格参数定义的至少一个网 格结构。该可编程器件可以包括现场可编程门阵列(FPGA)，并且CPM 可以是multi-h C本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可编程解码器，包含：　用于多个可编程网格参数的至少一个编程输入端；和　与所述至少一个编程输入端连接并实现连续相位调制（ＣＰＭ）解码器的可编程器件，所述可编程器件包括根据多个可编程网格参数定义的至少一个网格结构。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2006.9.13 US 11/531,4471.一种可编程解码器，包含用于多个可编程网格参数的至少一个编程输入端；和与所述至少一个编程输入端连接并实现连续相位调制(CPM)解码器的可编程器件，所述可编程器件包括根据多个可编程网格参数定义的至少一个网格结构。2. 按照权利要求1所述的可编程解码器，其中，所述可编程器 件包含现场可编程门阵列(FPGA)。3. 按照权利要求1所述的可编程解码器，其中，CPM包含multi-h CPM。4. 按照权利要求1所述的可编程解码器，其中，所述多个可编 程网格参数包括网格结构的数量；每个网格结构的网格状态的数量；和 每个网格状态的分支的数量。5. 按照权利要求1所述的可编程解码器，其中，至少一个网格 结构包括至少一个反向状态网格结构。6. —种实现连续相位调制(C...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·A·诺里斯，约翰·维斯雷·尼托，
申请(专利权)人：哈里公司，
类型：发明
国别省市：US