專利名稱：時隙模式譯碼器狀態(tài)的量度初始化的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及無線通信系統。尤其本發(fā)明涉及已遺失一部分連續(xù)編碼符號流的卷積譯碼器的初始化。
背景技術：
無線通信系統可以包括多個遠程單元和多個基站。

圖1示例了具有三個遠程單元10A、10B和10C和兩個基站12的地面無線通信系統的實施例。在圖1中，這三個遠程單元顯示為在汽車10A中安裝的移動電話單元、便攜式計算機遠程單元10B和固定位置單元10C(比如可在無線本地環(huán)路或儀表讀數系統中找到)。遠程單元可以是任何類型的通信單元，比如手持式個人通信系統單元，個人數據助理之類的便攜式數據單元或固定位置數據單元(比如儀表讀數設備)。圖1示出了從基站12到遠程單元10的前向鏈路14和從遠程單元10到基站12的反向鏈路16。
遠程單元和基站間通過無線信道的通信可以利用在有限頻率頻譜中便于大量用戶的各種多址技術的其中之一來完成。這些多址技術包括時分多址(TDMA)、頻分多址(FDMA)和碼分多址(CDMA)。CDMA的工業(yè)標準是在TIA/EIA臨時標準題為“Mobile Station-Base Station Compatibility Standard for Dual-ModeWideband Spread Spectrum Cellular System”，TIA/EIA/IS-95以及它的后續(xù)成果(在這里統稱為IS-95)中提出，它的內容通過引用完全合并在這里。關于CDMA通信系統的附加信息是在美國專利號為4901307題為《SPREAD SPECTRUN MULTIPLEACCESS COMMUNICATION SYSTEM USING SATELLITE OR TERRESTRIAL REPEATERS》(‘307專利)的專利中公開的，它已轉讓給本發(fā)明的受讓人并通過引用完全合并在這里。
‘307專利中，公開了多址技術，每個都具有收發(fā)器的大量移動電話系統用戶通過使用CDMA擴展頻譜信號的基站進行通信。在‘307專利中公開的CDMA調制技術提供了優(yōu)于其他用于無線通信系統中調制技術比如TDMA和FDMA的許多優(yōu)點。例如，CDMA允許頻率頻譜被重復利用多次，由此系統用戶容量得到了增加。此外，CDMA技術的使用通過多徑負面作用(比如衰落)的緩解使得陸地信道的特殊問題得到克服，而也進一步開拓了它的優(yōu)點。
在無線通信系統中，信號在基站和遠程單元間傳播時可以傳播幾個不同的傳播路徑。由無線信道特性產生的多徑信號顯示了對通信系統的挑戰(zhàn)性。多徑信道的一個特性就是在通過信道發(fā)送的信號中引入了時間擴展。例如，如果通過多徑信道發(fā)送理想脈沖，那么所接受的信號顯示為脈沖流。多徑信道的另一個特性就是通過信道的每條路徑可以導致不同的衰減因子。例如，如果通過多徑信道發(fā)送理想脈沖，那么所接受脈沖流的每個脈沖一般對于其他所接受的脈沖具有不同的信號能量。多徑信道還有另一個特性就是通過信道的每條路經在信號上可以導致不同的相位。例如，如果通過多徑信道發(fā)送理想脈沖，那么所接受脈沖流的每個脈沖一般對于其他所接受的脈沖有不同的相位。
在無線信道中，通過信號在環(huán)境中來自障礙物的反射產生多徑徑，例如建筑物、樹木、汽車和人。因此，由于產生多徑的結構的相對運動，無線信道一般是時變多徑信道。例如，如果通過時變多徑信道發(fā)送理想脈沖，那么所接受的脈沖流在作為發(fā)送理想脈沖時間的函數在時間延遲、衰減和相位上都有變化。
信道的多徑特性可能影響由遠程單元接受的信號并除了其他外特別還導致信號的衰落。衰落是多徑信道相位特性所導致的結果。當破壞性地相加多徑矢量，產生幅度比任一單獨矢量要小的所接受的信號，衰落就發(fā)生了。例如，如果通過具有兩個路徑的多徑信道發(fā)送正弦波形，其中第一路徑具有XdB的衰減因子、δ的時間延遲以及Θ弧度的相移，而第二路徑具有XdB的衰減因子、δ的時間延遲以及Θ+π弧度的相移，那么在信道的輸出就沒有接受到信號，這是因為兩個幅值相同相位相反的信號互相抵消了。這樣，衰落對無線通信系統的性能具有嚴重的負面影響。
通常，現代通信系統使用編碼來改進抗干擾和抗無線信道噪聲的能力。另外，編碼可以增加系統容量并改進安全性。一般首先把信息信號轉換成適于通過無線信道有效傳輸的形式。信息信號的轉換或調制涉及基于信息信號而改變載波波形參數，這樣使所得的調制載波的頻譜限制于信道帶寬內。在遠程單元，從跟隨在無線信道上的傳播而接受的調制載波形式復制初始消息信號。這樣的復制一般通過使用由基站使用的調制過程的反向操作完成。
數據通信的領域特別涉及優(yōu)化具有有限信噪比(SNR)的傳輸系統的數據吞吐量。糾錯電路(比如編碼器和譯碼器)的使用就允許系統作出折衷。例如，特定的無線信道可用較小的SNR或較高的數據率而保持相同的比特差錯率(BER)。
一類編碼器被稱為卷積編碼器。正如本技術中眾所周知的，卷積編碼器根據輸入序列與它本身的卷積或與另一個信號的卷積把輸入數據比特序列轉換成代碼字。數據的卷積編碼結合卷積譯碼器是提供數據糾錯編碼及譯碼的眾所周知的技術。通常使用的一類譯碼器是Viterbi譯碼器。
碼率、約束長度和生成多項式用于定義—卷積譯碼器。碼率(k/n)對應對于給定數量的輸入比特(k)所產生的編碼符號(n)。約束長度(K)定義為在數據卷積編碼中使用的移位寄存器的長度。卷積碼通過使用延遲元件(即移位寄存器)和模加法器對輸入數據序列增加相關性。延遲元件間的抽頭可以端接模加法器以形成希望的生成多項式。
圖2是卷積編碼器20的框圖。示出的編碼器20包含在不同位置23A到23N抽頭連接的移位寄存器22。移位寄存器抽頭端接于一個或多個形成生成器函數g0和g1的模2加法器24和25?？梢酝ㄟ^選擇哪些抽頭端接于模2加法器而形成不同生成多項式。
比特在它的輸入處26一次一位進入編碼器。生成器函數的輸出就是已編碼輸出符號C0和C1。這兩個生成器函數g0和g1的每一個對于每個輸入比特產生輸出符號，它對應的碼率為1/2。對于具有三個生成器函數的編碼器，碼率為1/3，而碼率1/n需要n個生成器函數。
1/2的碼率已成為最常用的速率之一，雖然也可使用其它碼率。在卷積編碼方法中約束長度為9(K＝9)是最常用的。卷積編碼器可以看作具有二進制系數及長度為K-1的有限脈沖響應濾波器。這個濾波器產生具有2K-1個可能狀態(tài)的符號流。
Viterbi算法的基本原理是采用通過由噪聲無線信道發(fā)送的卷積編碼數據流，并且使用有限狀態(tài)機以有效確定所發(fā)送的最可能的序列。K＝9的Viterbi譯碼器可看作為對于給定的所接受的符號假設譯碼器可能處于每256(2(K-1))個可能狀態(tài)的哪一個。確定編碼器從那些狀態(tài)的每一個轉移到256個可能的編碼器狀態(tài)的下一組的概率。通過稱作為量度的量表示概率，這個量度與概率的負對數成比例。因此這個量度的總和等于概率乘積的倒數。這樣，較小的量度對應較高概率的事件。
有兩種量度狀態(tài)量度(有時被稱作為路徑量度)和分支量度。狀態(tài)量度表示所接受的符號組通向它相關狀態(tài)的概率。分支量度表示假設開始狀態(tài)實際是正確的狀態(tài)并且給定了實際接受的符號的情況下發(fā)生從一個狀態(tài)轉移到另一個的概率。
在速率1/N的編碼器中，由兩個通向任何其他狀態(tài)的可能狀態(tài)，每個對應于在卷積編碼器移位寄存器中最右位中0或1的發(fā)生。譯碼器通過相加比較選擇(ACS)操作確定哪一個是最可能的狀態(tài)。相加涉及把每個前一級的狀態(tài)量與允許轉移的分支的兩個分支量相加。比較涉及比較進入特定級處狀態(tài)(節(jié)點)的路徑的這對量度和。選擇涉及選擇這兩個中較小的并丟棄另一個。這樣，在每個節(jié)點只保持較佳的分支(即具有最高概率的分支)，連同節(jié)點狀態(tài)量。如果比較的兩個量相等，那么可選擇任一分支，在任一情況下錯誤選擇的概率是相同的。
Viterbi算法是更新最佳狀態(tài)以及從可能的2K-1個狀態(tài)發(fā)送的最大可能比特序列的條件概率的高效計算方法。為了計算這個概率，必須計算所有2K-1個狀態(tài)的每一位。把來自這些計算的每一個的最終確定位存儲為路徑存儲器的單個一位。
進行反向鏈路操作(編碼操作的反向)，其中使用C個確定位選擇輸出位，其中C是反向鏈路距離。經過許多次分支后，就非常確信選擇了最大可能路徑。這個路徑存儲器深度必須足夠長以由信噪比支配，而不是反向鏈路存儲器的長度。
雖然沒有必要分析編碼特性或最佳譯碼器的性能，但是理解兩者對在網格圖上顯示編碼是有用的。短語“網格”是描述樹的短語，其中分支不僅分插成兩個或多個分支而且其中兩個或多個分支合并成一個。網格圖是編碼器狀態(tài)圖的無限復制。通過由狀態(tài)圖確定的，對應一個輸入比特的一個分支的轉移從前一級的節(jié)點狀態(tài)達到網格中一級的節(jié)點(狀態(tài))。卷積碼的任何代碼字對應在網格圖中沿著一路徑(包括連續(xù)的分支)的符號。
圖3中說明了圖2的編碼器的簡單實施例。圖3說明了碼率為1/2、約束長度為3的卷積編碼器。如圖3所示，卷積編碼器有三個抽頭31、32和33。抽頭端接于形成生成器函數g0＝510及g1＝710的兩個模2加法器35和36。生成器函數的輸出分別成為編碼輸出符號C0和C1。
圖4是顯示圖3中說明的卷積編碼器可能路徑的網格圖。假設編碼器開始于零狀態(tài)。通過節(jié)點42在網格圖中顯示每個可能的狀態(tài)。在每個狀態(tài)中，進入編碼器的下一個輸入位可以是0也可以是1，并且在每個生成器函數中產生相應的符號組。在圖4中，在其相關路徑上表示在每個狀態(tài)的輸入位44。在相關路徑上的圖中表示從每個比特輸入產生的輸出碼符號C0(表示為46)和C1(表示為47)。如在這個簡單例子中所說明的，在遠程單元所接受的每組碼符號都受在編碼器處先前輸入數據位的影響。這樣，在傳統操作中，卷積譯碼器接受連續(xù)不中斷的碼符號流，其中每個符號都受前面輸入數據的影響。
在傳統CDMA通信系統中，遠程單元只是偶爾與基站建立雙向的通信。例如，當沒有進行中的呼叫時蜂窩電話保持空閑狀態(tài)持續(xù)很長一段時間。為了確保接受了任何傳向遠程單元的消息，遠程單元必須持續(xù)監(jiān)控通信信道甚至在空閑的時候。例如，空閑時，遠程單元監(jiān)控來自基站的前向鏈路信道以檢測進入的呼叫。在這樣的空閑期間，蜂窩電話連續(xù)消耗能源能必要地維持元件監(jiān)控來自基站的信號。許多遠程單元是便攜式的并由內部電池供電的。例如，個人通信系統(PCS)手機幾乎都是專用電池供電的。由遠程單元在空閑模式時電池能源的耗費減少了當發(fā)出或接受呼叫時可用于遠程單元的電池能源。因此，希望減小遠程單元在空閑狀態(tài)的能源損耗并由此增加電池壽命。
在美國專利號5392287題為《APPARATUS AND METHOD FOR REDUCING POWERCONSUMPTION IN A MOBILE COMMUNICATION RECEIVER》(‘287專利)的專利中公開了在通信系統中一種減少遠程單元能源耗費的方法。它已轉讓給本發(fā)明的受讓人并通過引用完全合并在這里。在‘287專利中，公開了操作在空閑模式下的遠程單元(即不與基站進行雙向通信的遠程單元)中減少能源耗費的技術。在空閑狀態(tài)，每個遠程單元都周期性地進入“活動”狀態(tài)，在這期間它準備并在前向連路通信信道上接收消息。在連續(xù)活動狀態(tài)間的時間段中，遠程單元進入“非活動”狀態(tài)。在遠程單元非活動狀態(tài)期間，基站不向遠程單元發(fā)送任何消息，雖然它可以向系統中處于活動狀態(tài)的其他遠程單元發(fā)送消息。
如287專利中所公開的?；緩V播由基站覆蓋區(qū)域內所有遠程單元在“尋呼信道”上接收的消息?；靖采w區(qū)域內所有空閑遠程單元監(jiān)控尋呼信道。尋呼信道在時間維度上被分為連續(xù)的“時隙”流。每個操作在時隙模式中的遠程單元只監(jiān)控特定時隙，它們對于該單元被分配為活動(已分配)時隙。尋呼信道在有限時隙中連續(xù)發(fā)送卷積編碼消息，例如每640時隙重復時隙序列。當遠程單元進入基站的覆蓋區(qū)域時，或如果遠程單元初始就上電了，它就把它的存在通信告知一較佳基站。通常較佳基站是由遠程單元所測量的具有最強導頻信號的基站。
較佳基站連同多個地理上相近的相鄰基站，在它們各自的尋呼信道內為遠程單元分配一個時隙或多個時隙來監(jiān)控。如果必要，基站在尋呼信道中使用時隙來向遠程單元發(fā)送控制信息。遠程單元也可以監(jiān)控來自較佳基站的定時信號，它使得遠程單元在時間維度上對準基站時隙定時。通過在時間維度中對準基站時隙定時，遠程單元可以確定尋呼信道時隙序列何時開始。這樣，知道了尋呼信道時隙序列何時開始、哪些時隙分配給它來監(jiān)控、在重復的尋呼信道時隙序列中的總時隙數以及每個時隙的持續(xù)時間，遠程單元就能確定何時它所分配的時隙發(fā)生。
一般地，當基站在不處于遠程單元所分配組內的時隙中在尋呼信道上發(fā)送時，遠程單元處于非活動狀態(tài)。當在非活動狀態(tài)時，遠程單元不監(jiān)控由基站發(fā)送的定時信號，使用內部時鐘源保持時隙定時。此外，當在非活動狀態(tài)時，遠程單元可以從所選電路(例如，監(jiān)控無線信道和譯碼器的電路)去除電源和時鐘。使用內部定時，遠程單元在所分配時隙下一次發(fā)生的一小段時間之前通過它的活動狀態(tài)。
當轉移到活動狀態(tài)時，遠程單元把電源施加到監(jiān)控無線信道的電路。在遠程單元重新獲取基站之后，遠程單元開始接受編碼符號流并按時鐘將編碼符號流進入譯碼器。譯碼器使用編碼符號繼續(xù)構造存儲于譯碼器中的網格圖。然而，由于已中斷了編碼符號流，所以由遠程單元接收的符號碼與構造存儲在譯碼器內的網格圖的符號就沒有相關性。因此遠程單元必須在它所分配的時隙前接受足夠碼符號以確保完成代碼字的正確譯碼。例如，用約束長度為9的卷積碼對在IS-95中使用的尋呼信道進行連續(xù)編碼。用于對IS-95尋呼信道進行譯碼的譯碼器可能需要對116個數據位進行譯碼以正確初始化它的狀態(tài)量并保證從譯碼器輸出有效數據。
當遠程單元進入活動狀態(tài)時，它可以在尋呼信道在它所分配的時隙上接收消息并響應來自基站的指令。例如，可以命令遠程單元開啟“話務”信道以響應于進入的呼叫為進行隨后的語音通信建立雙向通信鏈路。如果沒有來自基站的消息或沒有指令請求遠程單元保持活動，那么在所分配的時隙結束時遠程單元回到非活動狀態(tài)。此外，遠程單元馬上回到非活動狀態(tài)如果基站命令這么做的話。
因此，本技術需要一種減少對中斷的代碼字流進行正確譯碼所需碼符號數的方法和設備。
發(fā)明概述本發(fā)明通過提供一種改進卷積譯碼器收斂特性的系統和方法以解決這些和其他需要。在本發(fā)明的一個方面中，包含卷積譯碼器的遠程單元接收中斷的碼符號流。在對符號進行譯碼之前，初始化存在于譯碼器內的網格圖的狀態(tài)量度。
在本發(fā)明的一個方面中，當遠程單元接收中斷的碼符號流時，正好在所接受的碼符號之前發(fā)送的碼符號模式是已知的。然后只有當先前的碼符號已接受才把網格圖的狀態(tài)量偏向已有效的狀態(tài)。用高狀態(tài)量度初始化剩下的無效狀態(tài)。因此，在譯碼過程中，譯碼器是偏向有效狀態(tài)的。
在本發(fā)明的另一方面中，存在于編碼器中的網格圖中的所有狀態(tài)的量度都被初始化到0或某個其他常量。因此，在網格圖內就沒有偏向任何特定狀態(tài)。
附圖簡述從以下結合附圖詳細描述提出的此項發(fā)明的特征、性質和優(yōu)點將會變得更明顯，全部附圖中類似的標號標注相應的部分，其中圖1是顯示典型的現代無線通信系統的表示圖。
圖2是卷積譯碼器的框圖。
圖3是碼率為1/2、約束長度為3的卷積編碼器框圖。
圖4是顯示在圖3中說明的卷積編碼器的可能路徑的網格圖。
圖5是說明在時隙模式通信系統中在遠程單元所分配時隙處從非活動狀態(tài)到活動狀態(tài)轉移的表示圖。
圖6是遠程單元實施例的框圖。
圖7是說明卷積編碼序列比如由圖3中的編碼器產生的序列的表示圖。
圖8是說明圖7中說明的所接受序列譯碼的網格圖。
圖9是說明本發(fā)明一個實施例的網格圖。
圖10是說明本發(fā)明一個實施例操作方法的流程圖。
發(fā)明詳述圖5是說明在時隙模式通信系統中在遠程單元所分配時隙處從非活動狀態(tài)到活動狀態(tài)轉移的表示圖。上部51表示時間上從左到右通過的連續(xù)時隙序列。下部52表示在時隙模式通信系統中遠程單元活動和非活動狀態(tài)間轉移期間發(fā)生的事件，其中時隙5是所分配的時隙。已擴展下部的時間尺度以使能更詳細地顯示狀態(tài)轉移。
特別是，圖5的下部53顯示從非活動狀態(tài)50到活動狀態(tài)52的轉移。在活動狀態(tài)52中，遠程單元在時隙5的一部分中監(jiān)控基站。在時隙5開始之前，遠程單元通過過渡狀態(tài)54從非活動狀態(tài)50轉移到活動狀態(tài)52。如以上所述，在非活動狀態(tài)50中，在遠程單元中所選的電路是不上電的，這樣減少能源消耗并增加遠程單元的電池壽命。例如，可以在非活動狀態(tài)50期間從接收器移去電源。
在過渡狀態(tài)54中，對遠程單元的所選電路再次上電。例如，如果接收器未上電，那么在過渡狀態(tài)中就重新施加電源。過渡狀態(tài)54的持續(xù)時間是足夠的以允許遠程單元能對電路上電并初始化功能以使遠程單元具有功能性，使它可以在過渡狀態(tài)54結束時接收并譯碼代碼字。
接著過渡狀態(tài)54之后，遠程單元進入活動狀態(tài)52。活動狀態(tài)52由兩部分組成準備時間56和所分配時隙時間58。在準備時間56中，進行初始搜索以重新獲取較佳基站的導頻信號以使遠程單元在所分配時隙時間58準備監(jiān)控尋呼信道。所分配時隙時間58開始于時隙5的開頭。
在所分配時隙時間58中，遠程單元在尋呼信道上從較佳基站接收消息。名義上，在時隙5結束處所分配的時隙時間58和活動狀態(tài)52終止并且遠程單元進入非活動狀態(tài)50。為了進一步減少遠程單元的能源損耗，基站可以命令遠程單元在時隙5完成之前進入非活動狀態(tài)50。可選地，如果基站不能在時隙5中進行消息的傳輸，那么基站可以命令遠程單元在時隙5完成之后保持在所分配的時隙時間58中。隨后基站命令遠程單元進入非活動狀態(tài)50。遠程單元一進入非活動狀態(tài)50就停止接收所發(fā)送的數據，這樣中斷了連續(xù)卷積編碼符號流。
圖6是顯示遠程單元60一部分的框圖。接收器61接收無線鏈路信號。接收器61提供無線鏈路信號的接收和下變頻，并且也提供在CDMA環(huán)境中的去擴展以及其他解調功能。接收器61在它的輸出提供一系列的數字值。
根據熟知的無線鏈路協議，比如IS-95，在通過無線鏈路發(fā)送數據之前，它被分為一系列分組。在時間上重新排列分組以使在通過無線鏈路發(fā)送時分組的順序是非時序的。發(fā)送分組的這個方法被稱作為交織，并且重新排列分組的過程被稱作為去交織。去交織器62進行去交織操作。去交織器62從接收器61接收樣值并累計一系列分組數據。當接收了整組的分組，去交織器62就在時序上重排分組并把它們輸出到譯碼器63。
在一個實施例中，譯碼器63是卷積譯碼器。卷積譯碼器的一種普通形式是Viterbi譯碼器。如以上所討論的，Viterbi譯碼器根據數據組產生軟判決數據。當譯碼器緩沖器包含足夠的數據時，把數據傳遞到消息分析器64。消息分析器64進行這樣的操作在消息中收集比特、計算并識別任何循環(huán)冗余碼或其他糾錯碼、把消息轉換成內部格式、把已轉換的消息復制到緩沖器里，并且把已轉換的消息放置到適當協議任務的隊列中?？傊?，由控制器65控制譯碼器63和消息分析器64的過程?？刂破骺膳渲脼橐贿M入活動狀態(tài)就把編碼器偏向特定狀態(tài)或不偏向任何狀態(tài)。
在一個實施例中，譯碼器可以在ASIC上實現。在一個實施例中，譯碼器可以是現場可編程門陣列(FPGA)、離散邏輯、微處理器或其他控制電路。在另一個實施例中，譯碼器63和控制器65都可在同一ASIC上構成。在其他實施例中。遠程單元60中的硬件配置可以通過固件控制，允許遠程單元通過下載新的固件進行現場更新。
總之，遠程單元60的操作由在控制器65上實現的硬件和軟件的配置控制。硬件配置可以通過固件、軟件、離散設備的硬連線或以上任意組合建立。
如以上所述的，在基站的輸入數據的卷積編碼導致所接受的碼符號受數據流中先前比特的影響。以下討論當中斷了所接受的碼符號流時卷積編碼的結果。
圖7示例了卷積編碼序列的簡單例子，比如是由圖3中編碼器產生的。圖7說明了輸入數據71。在這個例子中，假設在接受輸入數據71之前卷積編碼器開始于它的“00”狀態(tài)。當輸入數據71進入編碼器時，由編碼器產生所發(fā)送序列72。由于圖3的卷積編碼器的碼率為1/2，所以進入編碼器的信息序列中的每一位產生兩個符號碼C0和C1分別標為73和74。通過無線信道發(fā)送碼符號序列，在其中它可能受到噪聲和衰落的破壞。
在遠程單元60中，接收器61接收所發(fā)送序列72。由于無線信道對所發(fā)送序列的影響(例如噪聲和衰落)，所接收的碼符號序列可以通過圖7的所接收序列75表示。在這個例子中，所接收的信號被徹底地破壞。所接收的符號中的三處76、77和78與對應的所發(fā)送符號相比具有不同的極性。此外，當沒有接收到數據時就有一個刪除符79。
在遠程單元接收器61對所接收序列75進行采樣。例如，接收器61對碼符號期間所接收的能量求積分。在一個實施例中，碼符號期間所接收的能量的幅值可被轉換為范圍在+7到-7伏的電壓電平。在這個例子中，強“1”與弱“1”表示為不同的值。正號對應二進制“1”，而負號對應二進制“0”。電壓電平的幅值是確定所接收符號與所發(fā)送符號相同的置信度量度。例如，強二進制“0”表示為符號和大幅值，而弱二進制“1”表示正號和小幅值。如一個例子，在輸入數據71中的第一二進制“1”進入在基站的編碼器以產生所發(fā)送的符號碼序列73、74。通過無線信道發(fā)送碼符號。在遠程單元以可信電平+3、-2(分別由標號80和76所說明)接收碼符號。所接收符號的這些可信電平用于遠程單元中的譯碼器以進行軟判決(即通過網格圖預測最可能的路徑)。
圖8是說明圖7中所說明的接收序列75譯碼的網格圖。雖然為了方便說明簡化了網格圖，但是可以理解在這里所說明的原理不限于這樣一個簡單的例子并也可應用于更復雜的譯碼器和網格圖。當遠程單元一開始上電時，Viterbi譯碼器中的狀態(tài)量值初始化為任意隨機值。例如，在圖8中狀態(tài)00、10、01和11的初始狀態(tài)量值分別是0、123、4和511。在接收了碼符號分組并傳送到譯碼器之后，就通過網格圖計算每個可能狀態(tài)的量度或可信電平。
例如，如果編碼器在第0級開始于狀態(tài)00并且數據位按時鐘節(jié)拍進入編碼器后編碼器在第1級保持在狀態(tài)00，那么數據位必須是產生碼符號二進制00的二進制“0”。在圖8中所說明的例子中，所接收的符號碼是+3(表示二進制“1”)和-2(表示二進制“0”)。通過添加與所需碼符號極性相反的可信電平的幅值計算路徑量度。這樣，在圖8中從初始00狀態(tài)轉移到第1級的00狀態(tài)的路徑量度等于3。再參照圖4，如果編碼器初始在狀態(tài)01并且二進制0數據位按時鐘節(jié)拍已進入了編碼器那么就發(fā)生了到達第1級00狀態(tài)的第二路徑。編碼器會產生碼符號二進制11。如果發(fā)送了碼符號二進制11，那么這個分支的量度將為2。通過分別把分支量添加到來自先前狀態(tài)的狀態(tài)量度計算第1級00狀態(tài)的量度。對于圖8中所說明的例子，第1級狀態(tài)00的狀態(tài)量度是(0+3)或(4+2)。較低的量度值對應正確路徑的較高概率，只有產生最低量度的路徑才保留。這樣在圖8中，只有從第0級狀態(tài)00到第1級狀態(tài)00的路徑得以保留，它對應的狀態(tài)量度為3。這個過程一直持續(xù)直到建立了表示存在于譯碼器中整個數據分組的網格圖。
一旦網格圖完成，譯碼器就進行“反向鏈路”，它用最低狀態(tài)量度值跟蹤路徑。譯碼器適用沿著“反向鏈路”的碼符號以確定最有可能的所發(fā)送序列。在圖8中，以狀態(tài)量度8結束的已譯碼序列具有成為所發(fā)送序列最高的概率。通過網格圖的反向鏈路產生譯碼后的對應已譯碼位89的輸出符號88。已譯碼位89是圖7中如71所示的所發(fā)送位的精確表示。
例如，如果在到達第9級之后命令遠程單元進入它的非活動狀態(tài)，那么編碼器就停止接收碼符號。當遠程單元重新進入它的活動狀態(tài)并開始對所接收碼符號進行譯碼時，由于在經過的時間段中沒有接收到碼符號，新的碼符號就與現存在于譯碼器中的路徑沒有相關性了。然而，狀態(tài)量度仍舊存在于編碼器中由此偏向譯碼反向鏈路過程。
在圖9中，從先前數據建立了如圖8中所說明了相同的網格圖。在第9級遠程單元進入它的非活動狀態(tài)。一旦重新進入活動狀態(tài)，就初始化現存于譯碼器中的量度。例如，對應狀態(tài)00和10的量度可以設為0。剩下的狀態(tài)01和11的量度可以設為511或一些其他對應最大量度值的值。在這種情況下，就把網格圖狀態(tài)量偏向狀態(tài)00和10。偏向網格圖狀態(tài)量將會有利于在反向鏈路過程中傳遞這些狀態(tài)的路徑。
在另一個實施例中(例如根據IS-95的實施例)，具有約束長度9和碼率1/2的卷積編碼器用于對數據進行編碼。這個產生了包含256個可能狀態(tài)的網格圖。在基于IS-95-B的系統中，如果尋呼信道消息的開始符合尋呼信道時隙的開始，那么在先前尋呼信道半幀結束時會發(fā)送最少四個0。這樣，在先前尋呼信道半幀結束時就會發(fā)送最少四個0。雖然遠程單元不會接收在分組結束處包含最少四個0的先前的數據分組，但是如果已把對應四個連續(xù)0的碼符號輸入到譯碼器的網格圖中了，那么256個狀態(tài)只有16個是可能的。在一個實施例中，16個可能的狀態(tài)量度初始化為0值。剩下240條路徑將為較高值，例如值511或最大值。這把網格圖偏向在那里更可能的過去狀態(tài)。
在另一個實施例中，如果尋呼信道消息的開始符合尋呼信道時隙的開始，那么在先前尋呼信道半幀結束時可以發(fā)送不同固定模式的比特。因此，可以相應地選擇不同初始化值。例如，如果在先前尋呼信道半幀結束時發(fā)送八個0，那么256個狀態(tài)只有一個狀態(tài)時可能的。這樣就把一個狀態(tài)初始化位0，而剩余狀態(tài)初始化為較大值，比如511。
如以上例子說明的，可以通過使用已編碼消息特性來改進譯碼器的性能。如所說明的，如果可以確定在沒有中斷碼符號流的情況下接收了什么碼符號，那么根據實際接收的碼符號特性把譯碼器偏向有效狀態(tài)而離開無效狀態(tài)。把譯碼器按這種方式偏向提供了通過具有比另外方式所需的更少的處理數據的網格圖對最大似然路徑的較佳預測。
以上所述可以提供系統上的重大改進，該系統在遠程單元進入它的非活動狀態(tài)時把狀態(tài)量度讓它停留在所處的無論什么狀態(tài)中。把譯碼器中的網格圖狀態(tài)量偏向有效狀態(tài)并離開無效狀態(tài)改進了通過網格圖反向最大似然路徑的反向鏈路的收斂性。
在另一個實施例中，所有狀態(tài)量度都初始化為0。因此，當遠程單元開始接收新的碼符號并繼續(xù)圖9的網格圖時，就沒有偏向通過譯碼器的先前路徑。在另一個實施例中，狀態(tài)量可以初始化為不同值。
圖10是表示初始化譯碼器過程的流程圖。使用圖6中所描述的遠程單元可以實現這個過程，并且通過硬件或軟件完成這個過程。流程開始于塊100。在塊102中，遠程單元進入活動狀態(tài)。在塊104中，由遠程單元接收碼符號。然后流程繼續(xù)到達塊106，其中在去交織器中累積碼符號。在塊108中，確定在去交織器中是否累積了完全幀的符號。如果在去交織器中沒有累積了完全幀的符號，流程就繼續(xù)到達塊104并接收附加的碼符號。再次參照塊108，如果在去交織器中累積了完全幀的符號，流程就繼續(xù)到達塊109。在塊109中，確定是否初始化了編碼器狀態(tài)量度。如果初始化了編碼器狀態(tài)量度，流程就繼續(xù)到達塊114。如果沒有初始化編碼器狀態(tài)量度，流程就繼續(xù)到達塊110。
例如在塊109中，如以下所述，如果發(fā)生了到新的較佳基站的切換，或者所接收的碼符號來自遠程單元所分配的時隙邊界之后的第一個尋呼信道幀，那么就可以確定沒有初始化狀態(tài)量度?？蛇x擇地，如果由碼率為1/2、約束長度為9的譯碼器接收了足夠的有效碼符號，例如232個有效碼符號(表示116個比特)，狀態(tài)量度將被初始化。
在塊110中，確定碼符號是否來自時隙邊界之后的第一個尋呼信道幀。如果碼符號來自遠程單元邊界之后的第一個尋呼信道幀，流程就繼續(xù)到達塊112。在塊112中初始化狀態(tài)量度。狀態(tài)量度可以被初始化為以上所述的任何偏置，例如所有量度設為0、一些量度設為0而其他設為最大值，或者其他組合。再參照塊110，如果碼符號不是來自時隙邊界之后或跟隨狀態(tài)量度初始化之后的第一個尋呼信道幀，流程就繼續(xù)到達塊114?？蛇x擇地，在塊110可以隨時初始化狀態(tài)量度，隨后流程繼續(xù)到達塊114。
在塊114中，譯碼器計算分支和狀態(tài)量度。塊114中計算分支和狀態(tài)量度之后，流程就繼續(xù)到達塊116。在塊116中，譯碼器通過網格圖進行反向鏈路，通過網格圖確定最大似然路徑并輸出對應的已譯碼位。流程繼續(xù)到達塊118。在塊118中，遠程單元確定它是否進入它的非活動狀態(tài)。如果遠程單元要繼續(xù)保持在它的活動狀態(tài)，那么流程就繼續(xù)到達塊104并接收附加碼符號。如果遠程單元要進入它的非活動狀態(tài)，那么流程就繼續(xù)到達塊120，在那里遠程單元進入它的非活動狀態(tài)。流程隨后繼續(xù)到達塊102，在那里遠程單元保持在它的非活動狀態(tài)直到它重新進入下一個活動狀態(tài)。
以上所述詳細描述了本發(fā)明的特定實施例。然而可以理解不管以上描述如何詳細，還可以用其他特定形式具體化本發(fā)明，這并不離開它的精神或實質特性。例如，雖然描述了約束層為3且碼率為1/2的特定譯碼器。這些原理應用于其他編碼器比如約束長度為9且碼率為1/2或其他配置。無論從哪方面來看，只能以說明性而不是限制性地考慮所描述的實施例，并且由此有所附的權利要求書而不是通過以上的描述來指示本發(fā)明的范圍。所有在權利要求書等同物的理念和范圍內所作的變化都包含在它們的范圍內。
權利要求
1.一種對卷積編碼數據進行譯碼的方法，該方法包括接收—被中斷的連續(xù)卷積編碼代碼字的流的符號；累積所述符號直到接收了完整幀的符號；如果在所述完整幀中的所述符號是來自時隙邊界之后的第一尋呼信道幀，那么把卷積譯碼器內網格圖的最終節(jié)點的量度初始化為預定值的第一組；將所述完整組符號傳送給所述卷積譯碼器，其中所述卷積譯碼器使用所述符號繼續(xù)構造所述網格圖；響應于所述接收的符號計算網格圖上每個節(jié)點的量度；響應于所述量度值產生經譯碼的比特。
2.按權利要求1所述的方法，其特征在于進一步包括如果在所述完整幀中的所述符號不是來自時隙邊界之后的第一尋呼幀，那么把卷積譯碼器內網格圖的最終節(jié)點的量度初始化為預定值的第二組。
3.按權利要求1所述的方法，其特征在于進一步包括如果在所述完整幀中的所述符號不是來自時隙邊界之后的第一尋呼幀，那么把卷積譯碼器內網格圖的最終節(jié)點的量度初始化為預定值的所述第一組。
4.按權利要求1所述的方法，其特征在于在網格圖的每個最終節(jié)點初始化量度包括在每個最終節(jié)點把每個所述量度設置為0。
5.按權利要求1所述的方法，其特征在于在網格圖的每個最終節(jié)點初始化量度包括在每個最終節(jié)點把希望數量的所述量度設置為0，并把希望數量的每個所述量度設置為飽和值。
6.按權利要求4所述的方法，其特征在于把所述度量設置為0的所述希望數量是16。
7.按權利要求4所述的方法，其特征在于把所述度量設置為飽和值的所述希望數量是240。
8.一種在時隙模式無線通信系統中對用于遠程單元的連續(xù)卷積編碼數據流進行譯碼的方法，其中遠程單元在所述遠程單元的活動狀態(tài)期間只接收一部分所述連續(xù)卷積編碼符號流，而在非活動狀態(tài)期間不接收所述流，該方法包括接收—被中斷的連續(xù)卷積編碼代碼字的流的符號；累積所述符號直到接收了完整幀的符號；如果在所述完整幀中的所述符號是來自時隙邊界之后的第一尋呼信道幀，那么把卷積譯碼器內網格圖的每個最終節(jié)點處的量度初始化為預定值；將所述完整組符號傳送到所述卷積譯碼器，其中所述卷積譯碼器使用所述符號繼續(xù)構造所述網格圖；響應于所述接收的符號計算網格圖上每個節(jié)點的量度；響應于所述量度值產生經譯碼的比特。
9.按權利要求8所述的方法，其特征在于在網格圖的每個最終節(jié)點初始化量度包括在每個最終節(jié)點把每個所述量度設置為0。
10.按權利要求8所述的方法，其特征在于在網格圖的每個最終節(jié)點初始化量度包括在每個最終節(jié)點把希望數量的所述量度設置為0，并把希望數量的每個所述量度設置為飽和值。
11.按權利要求8所述的方法，其特征在于所述網格圖包含256種可能的狀態(tài)。
12.按權利要求8所述的方法，其特征在于把所述度量設置為0的所述希望數量是16。
13.按權利要求8所述的方法，其特征在于把所述度量設置為飽和值的所述希望數量是240。
14.一種用于通信系統的遠程單元，該遠程單元包括接收器，配置為接收無線鏈路信號；去交織器，配置為從所述接收器接收采樣并把所述采樣累積為以時序順序排列的數據分組串；譯碼器，配置為接收以時序順序排列的所述數據分組串，繼續(xù)構造存儲在所述譯碼器中的網格圖以對所述數據分組進行譯碼并且輸出經譯碼的數據；控制器，配置為確定所述數據分組串是否來自時隙邊界后的第一尋呼信道幀，并且如果是這樣，那么就在所述譯碼器對存儲在所述譯碼器中的所述網格圖繼續(xù)構造之前，對在所述網格圖的每個最終節(jié)點的量度值進行初始化。
15.按權利要求14所述的遠程單元，其特征在于所述譯碼器是Viterbi譯碼器。
16.按權利要求14所述的方法，其特征在于在網格圖的每個最終節(jié)點初始化量度值包括把每個所述量度值設置為0。
17.按權利要求14所述的方法，其特征在于所述網格圖包含256種可能的狀態(tài)。
18.按權利要求14所述的方法，其特征在于在網格圖的每個最終節(jié)點初始化量度值包括把希望數量所述量度值設置為0，并把希望數量的所述量度設置為飽和值。
19.按權利要求18所述的方法，其特征在于把所述度量設置為0的所述希望數量是16。
20.按權利要求18所述的方法，其特征在于把所述度量設置為飽和值的所述希望數量是240。
21.一種對卷積編碼的碼字進行譯碼的方法，該方法包括接收—被中斷的連續(xù)卷積編碼碼字流的符號的裝置；累積所述符號直到接收了完整幀的符號的裝置；確定在所述完整幀中的所述符號是否來自時隙邊界之后的第一尋呼信道幀的裝置，并且如果這樣就初始化卷積譯碼器內在網格圖的每個最終節(jié)點處的量度；將所述完整組符號傳送給所述卷積譯碼器的裝置，其中所述卷積譯碼器使用所述符號繼續(xù)構造所述網格圖；響應于所述接收的符號計算網格圖上每個節(jié)點的量度的裝置；響應于所述量度值產生經譯碼的比特的裝置。
22.按權利要求21所述的方法，其特征在于所述網格圖包含256種可能的狀態(tài)。
23.按權利要求21所述的方法，其特征在于在網格圖的每個最終節(jié)點處初始化量度包括在每個最終節(jié)點處把每個所述量度設置為0。
24.按權利要求21所述的方法，其特征在于在網格圖的每個最終節(jié)點處初始化量度包括在每個最終節(jié)點處把希望數量的所述量度設置為0，并把希望數量的每個所述量度設置為飽和值。
25.按權利要求21所述的方法，其特征在于把所述度量設置為0的所述希望數量是16。
26.按權利要求21所述的方法，其特征在于把所述度量設置為飽和值的所述希望數量是240。
27.按權利要求21所述的方法，其特征在于所述卷積譯碼器是Viterbi譯碼器。
全文摘要
一種改進在時隙模式通信系統中使用的卷積編碼器性能的方法和設備。在傳統時隙模式通信系統中，由基站發(fā)送連續(xù)卷積編碼符號流。包含對符號流進行周期性譯碼的卷積譯碼器的遠程單元在活動和非活動狀態(tài)間轉移。當在非活動狀態(tài)中時遠程單元遺失一部分連續(xù)符號流。緊接符號流的中斷之后，初始化譯碼器內網格圖的狀態(tài)量?？梢赃@樣進行狀態(tài)量的初始化把譯碼過程只偏向有效狀態(tài)而離開無效狀態(tài)。此外，也可以這樣進行初始化在網格圖內不偏向任何特定狀態(tài)。
文檔編號H04L1/00GK1422460SQ01807531
公開日2003年6月4日 申請日期2001年3月30日 優(yōu)先權日2000年3月31日
發(fā)明者A·J·諾伊菲爾德, G·貝雷 申請人:高通股份有限公司