CN100463389C - 可选择性地采用不同判断准则的装置与方法 - Google Patents
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Abstract
本发明揭露一种用来译码一输入信号以产生一输出信号的方法与相关装置。该方法包含有：判断对应于该输入信号的丛发噪声位置，并据以产生一第一指示信号；译码该输入信号以产生一内码已译码信号；依据该第一指示信号，选择性地采用多个判断准则的其中之一，来判断对应于该内码已译码信号的可靠度信息，并据以产生一第二指示信号；以及，参考该第二指示信号对该内码已译码信号进行译码以产生该输出信号。
Description
技术领域
本发明是相关于用来执行译码程序的装置，尤指一种可以于译码时的擦写标示程序中选择性地采用不同判断准则的装置，以及相关的方法。
背景技术
在通讯系统之中，各式各样的噪声(noise)、失真(distortion)以及干扰(interference)常常会导致信号品质的劣化，并造成通讯信道所输出的信号不同于输入至通讯信道的信号的现象。错误更正编码(error-correcting coding)是一种可以使用于数字通讯系统中的技术，用来帮助收发机解决信号品质劣化所造成的问题、降低错误产生的机率、并提升所输出的信号的可靠程度(reliability)。
连锁编码(concatenated coding)是错误更正编码技术的其中一种，其是使用了多层的编码方式(multiple levels of coding)。一般而言，在连锁编码中常会采用内编码(inner code)与外编码(outer code)来提供两层的编码。举例来说，回旋码(convolutional code)或格状码调变(trellis-coded-modulation，TCM)可用来作为内编码，用以克服散布的随机错误(scattered random errors)；至于李德-所罗门码(Reed-Solomon code，RS code)或是博斯-乔赫里码(Bose-Chaudhuri-Hocquenghem code，BCH code)则可用来作为外编码，用以克服丛发错误(burst errors)。
图1所示为公知技术中用来译码连锁编码的一接收器的功能方块图。图1所示的接收器100包含有一解调器(demodulator)110、一内译码器(innerdecoder)120、一去交错器(deinterleaver)130、以及一外译码器(outerdecoder)140。解调器110可包含有用来将模拟信号转换为数字信号的模拟至数字转换器(analog-to-digital converter，ADC)、用来将信号频率从射频(radio frequency，RF)转换至中频(intermediate frequency，IF)或基频(baseband)的混波器(mixer)、用来提供反锯齿功能(anti-aliasing)的滤波器、用来进行时序恢复(timing recovery)或频率恢复(frequencyrecovery)的同步模块(synchronization means)、以及用来弥补信号黯淡化(fading)或损害信道效应(impairment channel effect)的均衡器(equalizer)。在上述一个或多个内部组件执行完其所负责的工作之后，解调器110即可产生出一已解调信号(demodulated signal)。
取决于所使用的内编码为何，内译码器120可以是一维特比译码器(Viterbi decoder)或一TCM译码器，其可对该已解调信号执行内编码译码的工作以产生出一内编码已译码信号(inner-code decoded signal)。接下来，去交错器130可以对该内编码已译码信号执行去交错化(deinterleave)的程序，以产生一去交错信号(deinterleaved signal)。使用去交错器130的目的之一，是因为去交错器可将某些种类的丛发噪声给分散开来，以分担译码器错误更正的负担。
取决于所使用的外编码为何，外译码器140可以是一RS译码器或一BCH译码器。举例来说，在RS码被使用作为外编码的情形下，外译码器140可以是一RS错误译码器(RS error decoder)。此时，对于每一个(n，k，2t)的RS编码而言，RS错误译码器140可以更正至多t个错误。换句话说，RS错误译码器140是具有可更正t个错误的错误更正能力。然而，在某些通讯系统中，尤其是在地面广播系统(terrestrial broadcasting system)中，复杂的多路信道(multi-path channel)常会导致严重的信号黯淡化或干扰现象，而无法由解调器110中的均衡器完全补偿掉，在此种状况下，过多的丛发噪声可能会导致去交错器130无法有效地分散掉内译码器120的错误，而传播至外译码器140，此时仅具有t个错误的错误更正能力的外译码器140即可能无法负荷。
若接收器100另具有一可靠度判断单元(未绘示于图1中)可以用来判断出对应于该内码已译码信号的不可靠的位置，并据以产生一指示信号(用以表示出对应于该内码已译码信号的不可靠位置)，则外译码器140可以升级为一RS错误暨擦写译码器(RS error-erasure decoder)。对于每一个(n，k，2t)的RS编码而言，不同于前述的RS错误译码器，RS错误暨擦写译码器共可更正x个错误与y个擦写(erasure)(先决条件是2x+y≦2t)。因此，若使用一RS错误暨擦写译码器来实现前述的外译码器140，则可以达到t个错误或2t个擦写的更正能力。换句话说，只要可以正确地对不可靠的位置标示擦写指示符，RS错误暨擦写译码器140即可以具有可以更正t个以上的错误的错误更正能力。
而在相关的技术中，额外提供的可靠度判断单元是采用固定不变的判断准则，来判断对应于该内码已译码信号的可靠度信息。此一固定不变的判断准则只能在部分的情形下提供精确的可靠度信息，在其它的情形下，固定不变的判断准则却可能会导致不正确的擦写标示，而占据掉RS错误暨擦写译码器的错误更正能力。在更糟的情形下，不正确的擦写标示还可能会导致错误暨擦写译码器140执行了不正确的错误更正程序，而产生出错误的输出信号。
发明内容
依据本发明的权利要求，是揭露一种用来译码一输入信号以产生一输出信号的装置。该装置包含有：一噪声传感器，用来判断对应于该输入信号的丛发噪声位置，并据以产生一第一指示信号；一内译码器，用来译码该输入信号以产生一内码已译码信号；一可靠度判断单元，耦接于该噪声传感器，用来依据该第一指示信号，选择性地采用多个判断准则的其中之一，来判断对应于该内码已译码信号的可靠度信息，并据以产生一第二指示信号；以及一外译码器，耦接于该内译码器以及该可靠度判断单元，用来参考该第二指示信号对该内码已译码信号进行译码以产生该输出信号。
依据本发明的权利要求，还揭露一种用来译码一输入信号以产生一输出信号的方法，该方法包含有：判断对应于该输入信号的丛发噪声位置，并据以产生一第一指示信号；译码该输入信号以产生一内码已译码信号；依据该第一指示信号，选择性地采用多个判断准则的其中之一，来判断对应于该内码已译码信号的可靠度信息，并据以产生一第二指示信号；以及参考该第二指示信号对该内码已译码信号进行译码以产生该输出信号。
附图说明
图1为公知技术中用来译码连锁编码的一接收器的功能方块图。
图2为本发明的装置的一实施例示意图。
图3为维特比译码器所应用的维特比算法中的四状态格状图的一个例子。
图4为在维特比算法中决定出路径距离的方式的示意图。
图5为在回溯程序中决定出第二指示信号的状态的方式的示意图。
符号说明：
100 接收器
110 解调器
120、220 内译码器
130 去交错器
140、240 外译码器
200 错误更正装置
210 噪声传感器
230 可靠度判断单元
具体实施方式
图2为本发明的装置的一实施例示意图，用来译码一输入信号以产生一输出信号。本实施例的装置200包含有一噪声传感器(noise detector)210、一内译码器220、一可靠度判断单元(reliability-determining unit)230、以及一外译码器240。
噪声传感器210是用来判断对应于该输入信号的丛发噪声位置(burstnoise locations)，并据以产生一第一指示信号。当噪声传感器210感测到丛发噪声(其可能是肇因于严重的信号黯淡化或是严重的干扰)时，其可宣告(assert)该第一指示信号。至于当噪声传感器210并未感测到丛发噪声时，其则可并未宣告(de-assert)该第一指示信号。装置200可设置于一接收器(其包含有一解调器)之中，该接收器的解调器是用来解调一初始接收信号，以产生图2所示的输入信号。在运作上，噪声传感器210其可以参考该解调器的运作情形来执行丛发噪声的感测工作。此时，噪声传感器210有多种可以执行丛发噪声感测工作的方式，举例来说，噪声传感器210可以透过一信噪比(signal-to-noise ratio，SNR)量测的程序，来决定出对应于该输入信号的丛发噪声位置；噪声传感器210亦可以透过硬决定错误的散布状况(distribution of hard decision errors)或是使用软决定错误的阀值感测(threshold detection of soft decision errors)来决定出对应于该输入信号的丛发噪声位置。
取决于所使用的内编码为何，内译码器220可以是一维特比译码器(Viterbi decoder)或一TCM译码器，其可对该输入信号执行内编码译码的工作以产生出一内编码已译码信号(inner-code decoded signal)。于本实施例中，可靠度判断单元230是设置于内译码器220之内，用来依据该第一指示信号，选择性地采用数个判断准则中的其中之一来判断对应于该内码已译码信号的可靠度信息，并据以产生一第二指示信号。于本实施例中，当噪声传感器210宣告该第一指示信号时，可靠度判断单元230是采用一第一判断准则；当噪声传感器210并未宣告该第一指示信号时，可靠度判断单元230则采用一第二判断准则。换句话说，本实施例中的可靠度判断单元230是使用一可适性(adaptive)的方式，来判断对应于该内码已译码信号的可靠度信息。
如前所述，内译码器220可以为一维特比译码器。图3所示为维特比译码器220所应用的维特比算法中的四状态格状图(4-state Trellis diagram)的一个例子。在每个时间点上皆有四种可能的状态，分别为S0、S1、S2、以及S3。对于每个状态，皆有两个可能导向该状态的分枝(branch)，包含有一上分枝(upper branch)以及一下分枝(lower branch)。由于维特比算法是一种用以处理回旋码(convolutional code)的最小距离译码算法(minimum-distance decoding algorithm)，在维特比算法中将会对于每一个状态决定出一路径距离(path metric)以及对于每一分枝决定出一分枝距离(branch metric)。图4所示为在维特比算法中决定出路径距离的方式的示意图。于图4中，时间点t-1上的状态x与状态y是可能导向时间点t上的状态z的两个可能的状态。时间点t-1上的状态x与状态y的路径距离分别为PM(x，t-1)以及PM(y，t-1)。至于导向时间点t上的状态z的上分枝与下分枝的分枝距离则分别为BM(x，t)与BM(y，t)。在此种状况下，时间点t上的状态z的路径距离PM(z，t)将有两个可能的候选路径距离，分别为：一第一候选路径距离Upper_PM，其等于PM(x，t-1)+BM(x，t)；以及一第二候选路径距离Lower_PM，其等于PM(y，t-1)+BM(y，t)。如前所述，因为维特比算法是一种最小距离译码算法，因此，前述两个候选路径距离中最小的值将会被判断作为时间点t上的状态z的状态路径距离PM(z，t)。
于本实施例中，参考维特比译码器220所采用的维特比算法，可靠度判断单元230将会比较一阀值与两个候选路径距离(例如图4所示的候选路径距离Upper_PM与Lower_PM)间的差异值，以判断出维特比算法中的状态究竟为可靠的状态或是不可靠的状态。而可靠度判断单元230所使用的阀值的大小，将会依照噪声传感器210所产生的第一指示信号的状态而可适性地改变。举例来说，当第一指示信号受到宣告时，可靠度判断单元230将会采用该第一判断准则，此时可靠度判断单元230将会比较一第一阀值Th_1与该状态的两个候选路径距离Upper_PM与Lower_PM之间的差异值Diff，若差异值Diff小于第一阀值Th_1，则可靠度判断单元230将会对该状态进行标示，并存入内存中；若差异值Diff大于等于第一阀值Th_1，则可靠度判断单元230将不会对该状态进行标示。当第一指示信号并未受到宣告时，可靠度判断单元230将会采用该第二判断准则，此时可靠度判断单元230将会比较一第二阀值Th_2与该状态的两个候选路径距离Upper_PM与Lower_PM之间的差异值Diff，若差异值Diff小于第二阀值Th_2，则可靠度判断单元230将会对该状态进行标示，并存入内存中；若差异值Diff大于等于第二阀值Th_2，则可靠度判断单元230将不会对该状态进行标示。在较佳的状况下，第一阀值Th_1是大于第二阀值Th_2，以使得在该第一指示信号受到宣告时所采用的第一判断准则可以比在该第一指示信号并未受到宣告时所采用的第二判断准更为严格。
在依据维特比算法决定出格状图中各个状态的路径距离之后，维特比译码器220会执行一回溯程序(trace back procedure)以找出一生存路径(survivor path)(该生存路径亦可称为一回溯路径(trace back path))。对于该内码已译码信号中，对应于回溯路径之上受到标示的状态的符号而言，可靠度判断单元230将会宣告(assert)该第二指示信号中对应于该符号的信号位置。对于该内码已译码信号中，对应于回溯路径之上并未受到标示的状态的符号而言，可靠度判断单元230将会并未宣告(de-assert)该第二指示信号中对应于该符号的信号位置。
图5显示了在回溯程序中决定出第二指示信号的状态的方式的示意图。图5可以分成三个部分来看，图5上面的部分显示了该第一指示信号的信号状态，以及可靠度判断单元230如何依据该第一指示信号的信号状态来选择使用不同的判断准则。如前所述，当噪声传感器210宣告该第一指示信号时，可靠度判断单元230是采用该第一判断准则。当噪声传感器210并未宣告该第一指示信号时，可靠度判断单元230则采用该第二判断准则。
图5中间的部分则是显示了维特比译码器220采用的维特比算法的一格状图。该内码已译码信号是依据维特比算法所找出的回溯路径所决定。图5下面的部分显示了如何依据该格状图中的回溯路径来决定该第二指示信号的状态，如前所述，对于该回溯路径上一个受到标示的状态，可靠度判断单元230将会宣告该第二指示信号中对应于该受到标示的状态的信号位置；对于该回溯路径上一个并未受到标示的状态，可靠度判断单元230则会并未宣告(de-assert)该第二指示信号中对应于该并未受到标示的状态的信号位置。
于本实施例中，外译码器240为一错误暨擦写译码器。错误暨擦写译码器240是用来参考第二指示信号，译码该内码已译码信号以产生该输出信号。更明确地说，错误暨擦写译码器240是将被该第二指示信号所指出的不可靠位置视为对应于该内码已译码信号的擦写位置，以对该内码已译码信号进行错误更正程序。
由于本实施例中的可靠度判断单元230是依据该第一指示信号，可适性地采用不同的判断准则来判断对应于该内码已译码信号的可靠度信息，在各种不同的状况下，本实施例的可靠度判断单元230皆可正确地产生出该第二指示信号。通过参考正确产生出的该第二指示信号，将可更有效率地利用本实施例中错误暨擦写译码器240的错误更正能力。
请注意，图2所示仅为本发明一实施例的示意图，若有额外的需求，则在图标中外译码器240的前端还可增设一去交错器，用来于该内码已译码信号以及该第二指示信号被输入至外译码器240之前，先对该内码已译码信号以及该第二指示信号执行相关的去交错化程序，以满足系统运作的需求。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
Claims (10)
1.一种可选择性地采用不同判断准则的装置，用来译码一输入信号以产生一输出信号，该装置包含有：
一噪声传感器，用来判断对应于该输入信号的丛发噪声位置，并据以产生一第一指示信号；
一内译码器，用来译码该输入信号以产生一内码已译码信号；
一可靠度判断单元，耦接于该噪声传感器，用来依据该第一指示信号，选择性地采用多个判断准则的其中之一，来判断对应于该内码已译码信号的可靠度信息，并据以产生一第二指示信号；以及
一外译码器，耦接于该内译码器以及该可靠度判断单元，用来参考该第二指示信号对该内码已译码信号进行译码以产生该输出信号。
2.如权利要求1所述的装置，其中若该噪声传感器宣告该第一指示信号，该可靠度判断单元是采用一第一判断准则来判断对应于该内码已译码信号的可靠度信息；若该噪声传感器并未宣告该第一指示信号，该可靠度判断单元则采用一第二判断准则来判断对应于该内码已译码信号的可靠度信息。
3.如权利要求2所述的装置，其中该内译码器是依据一维特比算法来译码该输入信号，对于依据该维特比算法所判断出，具有二候选路径距离的一状态而言：在采用该第一判断准则时，该可靠度判断单元是通过比较该二候选路径距离的一差异值与一第一阀值，以决定出该状态所对应的可靠度；在采用该第二判断准则时，该可靠度判断单元则通过比较该二候选路径距离的该差异值与一第二阀值，以决定出该状态所对应的可靠度。
4.如权利要求1所述的装置，其中该外译码器包含有一李德-所罗门错误暨擦写译码器。
5.如权利要求1所述的装置，其中该外译码器是将被该第二指示信号所指出对应于该内码已译码信号的不可靠位置视为擦写位置，以译码该内码已译码信号。
6.一种可选择性地采用不同判断准则的方法，用来译码一输入信号以产生一输出信号，该方法包含有下列步骤：
判断对应于该输入信号的丛发噪声位置，并据以产生一第一指示信号；
译码该输入信号以产生一内码已译码信号；
依据该第一指示信号，选择性地采用多个判断准则的其中之一，来判断对应于该内码已译码信号的可靠度信息，并据以产生一第二指示信号；以及
参考该第二指示信号对该内码已译码信号进行译码以产生该输出信号。
7.如权利要求6所述的方法，其中依据该第一指示信号，选择性地采用该多个判断准则的其中之一，来判断对应于该内码已译码信号的可靠度信息的步骤还包含有：
若该第一指示信号受到宣告，采用一第一判断准则来判断对应于该内码已译码信号的可靠度信息；以及
若该第一指示信号并未受到宣告，采用一第二判断准则来判断对应于该内码已译码信号的可靠度信息。
8.如权利要求7所述的方法，其中译码该输入信号以产生该内码已译码信号的步骤是依据一维特比算法据以进行；对于依据该维特比算法所判断出，具有二候选路径距离的一状态而言：
采用该第一判断准则来判断对应于该内码已译码信号的可靠度信息的步骤是包含有：比较该二候选路径距离之间的一差异值与一第一阀值，以决定出该状态所对应的可靠度；以及
采用该第二判断准则来判断对应于该内码已译码信号的可靠度信息的步骤则包含有：比较该二候选路径距离之间的该差异值与一第二阀值，以决定出该状态所对应的可靠度。
9.如权利要求6所述的方法，其另包含有：
提供一李德-所罗门错误暨擦写译码器来执行参考该第二指示信号对该内码已译码信号进行译码以产生该输出信号的步骤。
10.如权利要求6所述的方法，其中该方法是将被该第二指示信号所指出对应于该内码已译码信号的不可靠位置视为擦写位置，以执行参考该第二指示信号对该内码已译码信号进行译码以产生该输出信号的步骤。
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