CN101114889A - Wlan接收机内的信号处理方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于WLAN系统内进行语音内容的基于冗余解码的方法和/或系统。WLAN接收机可确定接收的数据包的解码部分是否包括有语音内容，并在检测到语音内容时，选择基于冗余的解码器对该数据包的剩余部分进行解码。所述基于冗余的解码器可以是维特比解码器。所述基于冗余的解码器被选择来对一定数量的后续数据包进行解码，或者对一定时间段内的数据包进行解码。解码该数据包的剩余部分以及任何后续数据包之后，WLAN接收机选择标准的维特比解码器来解码之后的其他数据包。该WLAN接收机可产生至少一个信号以选择所述基于冗余的解码器和所述标准维特比解码器。

Description

WLAN接收机内的信号处理方法和系统
技术领域
本发明涉及无线通信的信号处理，更具体地说，涉及一种用于无线局域网(WLAN)系统内进行语音内容的基于冗余解码的方法和系统。
背景技术
多数现有的接收机内，要获得改进需要对系统进行扩展性修改，这样做的成本是非常高的，而且某些情况下甚至不实际。确定实现设计改进的最佳方法取决于对接收机系统优化为特定的调制类型，和/或对传输信道可能引入的各种类型的噪音进行优化。例如，接收机系统的优化取决于接收到的、一般为连续符号或信息比特形式的信号是否是相互关联的。例如，从卷积编码器接收到的信号是相互关联的系统，也就是说，带记忆的信号。在这点上，卷积编码器通常可基于有限状态机操作产生NRZI或连续相位调制(CPM)。
用于解码卷积编码数据的接收机系统内进行系统检测的一种方法或算法是最大似然序列检测或估计(MLSE)。MLSE是一种算法，在执行软决策的同时搜索能够最小化格栅内的距离度量的序列，该格栅用于描述发射的信号的记忆或相互关联性。在这点上，基于维特比算法的操作可用于减少收到新信号时格栅搜索内的序列的数量。另一种用于卷积编码数据的信号检测、做出逐个符号决策的算法是最大后验概率算法(MAP)。MAP算法基于将符号错误可能性最小化来进行优化。多数情况下，MAP算法因其计算的复杂性而难于实现。
对最优接收机的设计和实现进行改进以解码经卷积编码的数据，需要依据信号传输中使用的调制方法对MLSE算法、维特比算法和/或MAP算法的应用进行修改。
在某些情况下，例如蜂窝系统中，最优接收机的设计和实现取决于接收机改进语音或音频内容解码的能力。另一些情况下，例如WLAN中，最优接收机的设计和实现需要考虑可能通过该网络传送的多种内容类型。例如，在多媒体应用中，支持WLAN的接收机可用于解码经卷积编码的信息例如音频/语音内容、视频内容和/或数据内容。接收机的整体性能因此取决于接收机对解码音频/语音内容、视频内容和/或数据内容进行优化的能力。
通过本文的介绍并参考附图，与本发明技术方案相比，现有和传统方法的局限性和缺点对于本领域的技术人员来说将变得更加明显。
发明内容
本发明提出一种用于WLAN系统内进行语音内容的基于冗余解码的方法和/或系统。
根据本发明的一个方面，本发明提出一种信号处理方法，包括：
确定WLAN接收机所接收的数据包的解码部分是否包含语音内容；
若所述数据包的所述解码部分包含语音内容，选择基于冗余的解码器解码所述数据包的至少一部分。
作为优选，所述基于冗余的解码器为维特比解码器。
作为优选，所述方法还包括：选择所述基于冗余的解码器解码后续数据包。
作为优选，所述方法还包括：选择所述基于冗余的解码器对一定时间段内的后续数据包进行解码。
作为优选，所述方法还包括：选择所述基于冗余的解码器解码一定量的所述后续数据包。
作为优选，所述方法还包括：在使用所述基于冗余的解码器解码所述后续数据包之后，使用非基于冗余的解码器解码之后的数据包。
作为优选，所述方法还包括：生成至少一个信号，用于所述选择所述基于冗余的解码器。
根据本发明的一个方面，本发明提供一种可机读存储器，其内存储的计算机程序具有至少一个用于信号处理的代码段，所述至少一个代码段由机器执行使所述机器执行如下步骤：
确定WLAN接收机所接收的数据包的解码部分是否包含语音内容；
若所述数据包的所述解码部分包含语音内容，选择基于冗余的解码器解码所述数据包的至少一部分。
作为优选，所述基于冗余的解码器为维特比解码器。
作为优选，所述可机读存储器还包括有用于选择所述基于冗余的解码器解码后续数据包的代码。
作为优选，所述可机读存储器还包括有用于选择所述基于冗余的解码器对一定时间段内的后续数据包进行解码的代码。
作为优选，所述可机读存储器还包括有用于选择所述基于冗余的解码器解码一定量的所述后续数据包的代码。
作为优选，所述可机读存储器还包括有用于在使用所述基于冗余的解码器解码所述后续数据包之后，使用非基于冗余的解码器解码之后的数据包的代码。
作为优选，所述可机读存储器还包括有用于生成至少一个信号以选择所述基于冗余的解码器的代码。
根据本发明的另一个方面，本发明还提供一种信号处理系统，所述系统包括：
WLAN接收机内用于确定所述WLAN接收机所接收的数据包的解码部分是否包含语音内容的电路；
若所述数据包的所述解码部分包含语音内容，所述电路选择基于冗余的解码器解码所述数据包的至少一部分。
作为优选，所述基于冗余的解码器为维特比解码器。
作为优选，所述WLAN接收机内的处理器包括所述基于冗余的解码器。
作为优选，所述电路选择所述基于冗余的解码器解码后续数据包。
作为优选，所述电路选择所述基于冗余的解码器对一定时间段内的后续数据包进行解码。
作为优选，所述电路选择所述基于冗余的解码器解码一定量的所述后续数据包。
作为优选，所述电路在使用所述基于冗余的解码器解码所述后续数据包之后，使用非基于冗余的解码器解码之后的数据包。
作为优选，所述电路生成至少一个信号，用于所述选择所述基于冗余的解码器。
通过下面对具体实施方式及附图的描述，本发明的多种特征和优点将会得到更全面的理解。
附图说明
图1A是包括有使用通用分布式系统集成的基础服务组的WLAN架构网络的一个示例的框图；
图1B是根据本发明实施例用于WLAN网络内的无线接收机的框图；
图2是根据本发明实施例用于数据内容处理的WLAN接收机的示例框图；
图3是根据本发明实施例用于语音内容处理的WLAN接收机的示例框图；
图4A是根据本发明实施例对语音或话音内容进行基于冗余的维特比解码的步骤流程图；
图4B是根据本发明实施例对接收的语音帧应用约束算法的步骤流程图；
图5A是根据本发明实施例针对符合基于冗余语音解码的CRC约束的T假设进行的搜索过程的示意图；
图5B是根据本发明实施例在图5A所示的搜索过程中缓冲器内容的示意图；
图5C是根据本发明实施例在图5A所示的搜索过程中同时计算CRC和追溯指针时的缓冲器内容的示意图；
图6是根据本发明实施例符合CRC和话音约束的序列组的示意图；
图7是根据本发明实施例使用基于冗余的维特比解码方法解码语音内容的WLAN接收机的一部分的示意框图；
图8是图7所示的WLAN接收机所执行的操作的流程图。
具体实施方式
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明：
本发明提出一种用于WLAN系统内进行语音内容的基于冗余解码的方法和/或系统。WLAN接收机可确定接收的数据包的解码部分是否包括有语音内容，并在检测到语音内容时，选择基于冗余的解码器对该数据包的剩余部分进行解码。所述基于冗余的解码器可以是维特比解码器。所述基于冗余的解码器被选择来对一定数量的后续数据包进行解码，或者对一定时间段内的数据包进行解码。解码该数据包的剩余部分以及任何后续数据包之后，WLAN接收机选择标准的维特比解码器来解码之后的其他数据包。该WLAN接收机可产生至少一个信号以选择所述基于冗余的解码器和所述标准维特比解码器。
图1A是包括有使用通用分布式系统(DS)集成的基础服务组(BBS)的WLAN架构网络的一个示例的框图。如图1A所示，WLAN架构网络100包括第一BBS 102a、第二BBS 102b、DS 104、有线网络106、入口108、第一接入点(AP)112a、第二AP 112b和多个WLAN站点(STA)。BBS 102a和102b代表了IEEE 802.11(WLAN)架构的基础组成模块，可定义为由单个协调功能块直接控制的一组站点(STA)。BBS所覆盖的地理区域被称为基本服务区域(BSA)。DS 104用于将BBS 102a和102b综合起来，其包括有合适的逻辑、电路和/或代码，可用作骨干网，负责WLAN架构网络100内的媒体访问控制(MAC)层级别的传输。根据IEEE 802.11标准的规定，DS 104是单独实现的。例如，DS 104可使用IEEE 802.3以太局域网(LAN)、IEEE 802.4令牌总线LAN、IEEE 802.5令牌环LAN、光纤分布式数据接口(FDDI)城域网(WAN)或另一种IEEE 802.11无线介质来实现。DS 104可使用与第一BBS102a或第二BBS 102b相同的物理介质实现。然而，DS 104与BBS在逻辑上是不同的，DS 104仅可用于在BBS之间传输数据包，和/或在BBS和有线网络106之间传输数据包。
有线网络106包括有合适的逻辑、电路和/或代码，用于提供有线网络操作。有线网络106可通过入口108从WLAN架构网络接入。入口108包括有合适的逻辑、电路和/或代码，用于将WLAN架构网络100与非IEEE 802.11网络集成。此外，入口108还可执行桥接器的功能操作，例如范围扩展和/或不同帧格式之间的转译，以便将WLAN架构网络100与基于IEEE 802.11的网络整合。
AP 112a和112b包括有合适的逻辑、电路和/或代码，通过为BBS之间的网络连接性提供集成点，实现WLAN架构网络100的范围扩展。与AP 112a和112b关联的站点110a、110b、110c和110d对应于支持WLAN的终端，其包括有合适的逻辑、电路和/或代码，用于通过AP提供到WLAN架构网络100的连接性。图中所示的站点110a、110b、110c和110d可对应于BBS范围内的移动站点或终端。例如，站点110a可以是膝上型计算机，站点110c可以是PDA，站点110d可以是手机。站点110b是桌面型计算机，可对应于BBS内的固定或静止终端。每个BBS包括有多个接入点和/或移动或固定的站点，并不限于图1A所示的情况。
工作过程中，站点110a、110b、110c和110d可通过AP 112a和112b发送和/或接收数据包。AP 112a和112b实现该站点与同一BBS内的其他站点间的通信，或通过DS 104实现该站点与不同BBS内的站点之间的通信。该站点还可通过入口108与有线网络106通信。某些应用中，例如互联网电话协议(VoIP)中，传送的数据包可包括音频和/或语音内容。其他应用中，例如多媒体应用中，传送的数据包包括有音频/语音内容、视频内容和/或数据内容。就这点而言，每个站点110a、110b、110c和110d可对包括有至少一种类型的信息内容的数据包进行处理，例如解码和/或编码。当数据包和/或数据包流包括有音频/语音内容、视频内容和/或数据内容时，AP通过在数据包的包头内设置至少一个标签，或者通过设置与语音和/或视频应用的服务质量要求相关联的优先级，告知站点STA。
图1B是根据本发明实施例用于WLAN网络内的无线接收机的框图。如图1B所示，无线接收机120包括接收机前端126、处理器132、存储器134、突发处理(burst process)模块122、解交错器124、信道解码器128和媒体解码器130。无线接收机120可以是图1A所示的固定的或移动的支持WLAN站点的一部分。无线接收机120可支持一种以上的通信协议，例如，无线接收机120可支持除WLAN通信之外的至少一种蜂窝通信协议。无线接收机120可支持语音通信，例如通过WLAN网络的VoIP通信。
无线接收机120包括有合适的逻辑、电路和/或代码，实现接收的信号的处理和解码。某些示例中，接收到的信号可以是例如相互关联的信号或具有记忆的信号。就这点而言，无线接收机120可利用冗余解码互相关联的信号，例如包括有卷积编码数据的信号。对相互关联的信号的解码称为基于冗余的解码。申请日为2005年7月26日的美国专利申请No.11/189,509公开了一种使用冗余解码视频、语音和/或话音数据的方法和系统，在此将其全文引入本申请。此外，无线接收机120可利用冗余解码包括特定类型信息内容的互相关联信号。例如，无线接收机120可实现音频/语音内容的基于冗余的解码，同时对其他内容的信息内容如数据进行标准解码操作。同样地，无线接收机120可在对数据内容应用标准解码的同时，对视频内容进行基于冗余的解码。
基于冗余的解码算法可利用嵌入在视频、音频和/或语音数据内的冗余和物理约束。对于这些数据格式，物理约束的内在冗余产生于数据包的打包和打包数据的冗余验证参数例如循环冗余校验(CRC)的生成过程中。例如对于话音应用，物理约束包括连续的帧间或帧内增益的连续性和平滑性或一致性，语音帧间或帧内基音的连续性，和/或用于表示谱包络(spectral envelope)的线谱频率(LSF)参数的一致性。
无线接收机120可对接收到的信号执行突发处理(BP)操作和帧处理(FP)操作。就这点而言，突发处理模块122用于执行BP操作，而信道解码器128和媒体解码器130用于执行FP操作。无线接收机120还可实现多层方法，以改进对接收信号的解码。就这点而言，帧处理操作获得的结果可用来改善突发处理操作的性能。该多层方法可兼容多种调制标准。申请日为2005年7月26日的美国专利申请No.11/189,634公开了一种通过冗余和迭代处理改进有线和无线接收机的接收的方法和系统，在此将其全文引入本申请。
接收机前端126包括有合适的逻辑、电路和/或代码，用于从天线123接收比特序列并处理接收的比特序列，以便由突发处理模块122进行进一步处理。接收机前端126可实现对从天线123接收的数据进行模拟和/或数字处理。就这点而言，接收机前端126可针对通过天线123接收的数据生成数字基带样本。
突发处理模块122包括有合适的逻辑、电路和/或代码，可实现无线接收机120解码操作的突发处理部分。突发处理模块122可执行基于冗余解码的突发处理操作。突发处理模块122包括信道估计操作和信道均衡操作。信道均衡操作使用信道估计操作的结果，基于最大似然序列估计(MLSE)操作生成多个数据突发串。突发处理模块122的输出将传送给解交错器124。解交错器124包括有合适的逻辑、电路和/或代码，用于对从突发处理模块122接收到的多个数据突发串中的比特进行多路复用，形成帧输入以用于帧处理操作。解交错处理可用来减少信道衰减失真的影响。
信道解码器128包括有合适的逻辑、电路和/或代码，对从解交错器124接收的输入帧内的比特序列进行解码。信道解码器128可在维特比操作过程中采用维特比算法以改进对输入帧的解码。媒体解码器130包括有合适的逻辑、电路和/或代码，用于针对特定的应用，对信道解码器128的结果进行特定内容处理操作。所述的应用可以是视频应用如MPEG-4、用于GSM通信的增强型全速率(EFR)或自适应多速率(AMR)语音编码器、和/或MP3。就这点而言，媒体解码器130可实现为视频解码器或语音解码器(声码器)。就这点而言，媒体解码器130可支持多种特定应用。
处理器132包括有合适的逻辑、电路和/或代码，用于执行计算和/或管理操作。处理器132还可传送和/或控制突发处理模块122、解交错器124、信道解码器128、媒体解码器130的至少一部分操作。存储器134包括有合适的逻辑、电路和/或代码，用于存储数据和/或控制信息。存储器134可存储突发处理模块122、解交错器124、信道解码器128、媒体解码器130所使用和/或生成的信息。就这点而言，可通过处理器132将信息传送给存储器134或从存储器134中取出。
信道解码器128和媒体解码器130可执行无线接收机120的帧处理操作。就这点而言，解码经卷积编码的数据的标准方法是找出比特序列的最大似然序列估计(MLSE)。这包括使用例如维特比算法来搜索条件可能性P(X/R)最大的序列X，其中X是发送的序列，R是接收的序列。某些情况下，接收的信号R包括有因源端编码处理所产生的固有冗余。该固有冗余可用于解码处理，通过开发出MLSE算法来满足信号源端的至少某些物理约束。MLSE内物理约束的使用可表示为找出条件可能性的最大值P(X/R)，其中序列X满足一组物理约束C(X)，且该组物理约束C(X)取决于源端类型以及应用。就这点而言，源端类型可以是例如语音、音乐和/或视频源。
图2是根据本发明实施例用于数据内容处理的WLAN接收机的示例框图。如图2所示为WLAN接收机200的一部分，包括物理(PHY)层器件202和MAC处理模块204。PHY层器件202包括解调器/均衡器206、维特比解码器208和解扰器210。WLAN接收机200可接收数据包并以相同的方式解码数据包。WLAN接收机200可对接收的数字基带样本执行内容独立的解码。
解调器/均衡器206包括有合适的逻辑、电路和/或代码，用于解调接收的数字基带样本。该数字基带样本可以是从接收机前端例如图1B所示的接收机前端126接收到的。解调器/均衡器206还可基于在信号信道内发生的改变对信号进行均衡。维特比解码器208包括有合适的逻辑、电路和/或代码，用于对从解调器/均衡器206接收的卷积编码数据进行解码。维特比解码器208可以相似的方式解码独立的信号和互相关联的信号。就这点而言，维特比解码器208可以是标准维特比解码器，对卷积编码数据执行内容独立的解码。
解扰器210包括有合适的逻辑、电路和/或代码，用于对从维特比解码器208接收到的解码数据进行解扰。MAC处理模块204包括有合适的逻辑、电路和/或代码，用于处理接收自解扰器210的解扰数据内的数据链路层即第2层内容。例如，MAC处理模块204可处理接收自解扰器210的解扰数据内的IEEE 802.3以太协议信息。MAC处理模块204的输出是解码数据内容，将由无线接收机200的其他部分进行进一步处理。
图3是根据本发明实施例用于语音内容处理的WLAN接收机的示例框图。如图3所示为WLAN接收机300的一部分，用于接收语音和/或音频内容。WLAN接收机300包括解调器/均衡器302、维特比解码器304、基于冗余的维特比解码器310、解扰器305a和305b、第2层/第3层(L2/L3)处理模块306和声码器(vocoder)308。WLAN接收机300可解码包括语音、音频和/或话音内容的数据包，例如VoIP通信内使用的数据包。解调器/均衡器302与图2中的解调器/均衡器206相同或实质上相似。维特比解码器304与图2中的维特比解码器208相同或实质上相似。解扰器305a和305b与图2中的解扰器210相同和实质上相似。
L2/L3处理模块306包括有合适的逻辑、电路和/或代码，用于处理接收自解扰器305a和305b的解码语音或话音内容内的L2/L3网络信息。声码器308包括有合适的逻辑、电路和/或代码，用于基于对接收自L2/L3处理模块306的数据进行的分析和合成，重建原始编码的语音或话音内容。
某些情况下，WLAN接收机300可使用基于冗余的维特比解码器310来代替维特比解码器304。其他一些情况下，WLAN接收机300可包括有维特比解码器304和基于冗余的维特比解码器310两者，并可在两者之间进行选择来解码语音或话音内容。基于冗余的维特比解码器310包括有合适的逻辑、电路和/或代码，用于执行解码算法，该解码算法使用嵌入在语音和/或话音内容的冗余和物理约束。基于冗余的维特比解码器310可使用与解扰器305b的双向连接，实现基于冗余的维特比解码器310所提供的迭代解扰。例如对于话音用用，物理约束包括连续的帧间或帧内增益的连续性和平滑性或一致性，语音帧间或帧内音调的连续性，和/或用于表示谱包络的LSF参数的一致性。
图4A是根据本发明实施例对语音或话音内容进行基于冗余的维特比解码的步骤流程图。如图4A所示，开始步骤402后，步骤404中，图3所示的基于冗余的维特比解码器310使用维特比算法解码接收到的语音帧。步骤406中，为解码帧确定冗余验证参数，例如CRC。步骤408中，无线接收机120确定CRC验证测试是否成功。当CRC验证解码帧成功，无线接收机120的处理跳到步骤412，接受该解码帧。步骤412后，无线接收机120的处理在步骤414结束。
回到步骤408，若针对解码帧的CRC验证测试不成功，基于冗余的维特比解码器310将处理到步骤410。步骤410中，基于冗余的维特比解码器310执行基于冗余的维特比算法，提供比使用标准维特比算法具有相等或更低的解码错误的解码性能。步骤410后，无线接收机120的处理在步骤414中结束。
对于通过WLAN的语音应用，例如VoIP，基于冗余的维特比算法包括搜索满足CRC条件和语音约束的MLSE。就这点而言，从符合CRC约束的MLSE中可确定一组k个比特序列{S1，S2，…，Sk}。一旦确定了该组k个序列，便可确定也满足该语音或话音约束的最佳序列Sb。
图4B是根据本发明实施例对接收的语音帧应用约束算法的步骤流程图。如图4B所示，当在图4A所示的步骤408中CRC验证不成功时，无线接收机120将处理至步骤422。步骤422中，将假设计数器设定到初始的计数值，以表示供考虑的第一假设。步骤422中设定的初始值可以是零。步骤422后，在步骤424中，将迭代计数器设定到初始的计数值，以表示第一最大似然解。步骤424中设定的初始值可以是零。步骤426中，确定该解码帧的CRC。
步骤428中，无线接收机120确定针对当前假设的CRC验证测试是否成功。若CRC验证测试不成功，操作跳转到步骤432。步骤432中，迭代计数器被递增1。步骤432后，步骤434中，无线接收机120确定该迭代计数器是否小于预定的极限值。若该迭代计数器超出或等于预定的极限值，操作跳转至步骤446，生成坏帧指示。若迭代计数器小于预定的极限值，则操作跳转到步骤436中确定下一个最大似然解。步骤436后，操作可执行到步骤426，基于步骤436中确定的最大似然解确定该解码帧的CRC。
回到步骤428，若CRC验证测试成功，操作跳转到步骤430。步骤430中，对假设计数器加1。然后步骤438中，无线接收机120确定该假设计数器是否小于预定的极限。若假设计数器小于预定的极限，操作跳至步骤424，将迭代计数器设置到初始值。若假设计数器等于预定的极限，则操作跳至步骤440，从源约束中选出最佳假设。
步骤440之后的步骤442中，无线接收机120确定步骤440中选出的最佳假设是否足以接受该解码帧。若所选出的假设足以接受解码帧，则操作跳至步骤444，接受该解码帧。若所选出的假设不足以接受解码帧，操作跳至步骤446，生成坏帧指示。步骤444或步骤446后，操作在图4A所示的步骤414中结束。图4B中所描述的步骤可由基于冗余的维特比解码器例如图3中的基于冗余维特比解码器310来执行。
图5A是根据本发明实施例针对符合基于冗余语音解码的CRC约束的T假设进行的搜索过程的示意图。如图5A所示，搜索树500对应于典型的序列搜索过程，开始于初始维特比操作所生成的简化估计比特序列组。就这点而言，顶部的水平行对应于维特比操作所产生的一组N个网络结点(trellis junction)。主序列度量(metric)和主序列结点的度量可在维特比计算过程中获得。其他序列度量可从父序列度量和结点度量的和中获得。每个网格结点在图中显示为对角线，对应于维特比操作所得到的估计比特序列。顶行的估计比特序列不符合CRC约束。在冗余算法内，可从顶行的网格结点中选出一组估计比特序列。例如，如图所示，可从N个网格结点中选出10个估计比特序列。这10个估计比特序列在对角线的末端具有黑圈(dark circle)。就这点而言，选择取决于度量参数，其中在某些情况下，该度量参数包括信道度量部分和物理约束度量部分。
符合用于GSM的CRC或冗余验证参数的T假设的搜索过程开始于选出的具有最高度量的网格结点。在图中所示的示例中，标号为6的结点具有最高度量，搜索过程从该点开始。从结点6创建出新的搜索树500的分支或行，并使用追溯指针来跟踪该搜索操作。新分支或行产生三个额外的估计比特序列或三个结点，标号为11-13。结果，顶行中具有最低度量的三个结点即结点3、9、10被丢弃。这通过穿过对角线末端的黑圈的短划线来表示。再次，对CRC验证新分支或行。如图所示，该新分支的CRC验证失败，从具有最高估量的结点12创建出新的分支。在这个示例中，结点12所产生的分支符合CRC约束，该搜索过程可回到顶行，再从具有最高度量的下一结点开始。与结点12有关的估计比特序列被选择作为一组k个序列{S1，S2，…，Sk}中的一个。
结点4表示顶行中结点6后的下一个具有最高度量的结点，新的分支或行从结点4创建出来。这个示例中，结点4的新分支符合CRC约束，与结点4有关的估计比特序列被选择作为一组k个序列{S1，S2，…，Sk}中的一个。该方法继续进行，直至达到k个序列的极限，或者针对剩余所有选择的结点的搜索已经执行完。就这点而言，在搜索过程中将计算多个追溯指针。该组k个序列{S1，S2，…，Sk}的大小是变化的。图5A中所描述的操作可由基于冗余的维特比解码器例如图3中的基于冗余维特比解码器310来执行。
图5B是根据本发明实施例在图5A所示的搜索过程中缓冲器内容的示意图。如图5B所示为无线接收机如图1B所示的无线接收机120内的缓冲器内容510，其对应于搜索过程中考虑的结点标号。例如，状态512对应于搜索操作内的初始10个结点。就这点而言，结点6突出显示，是为了表示结点6对应于最高度量值，是新分支或行的开始点。状态514对应于下一组10个结点。这个示例中，结点3、9、10被从结点6处创建的分支产生的结点11、12、13所替换。结点12被突出显示，表示其对应于最高度量值，是新分支或行的开始点。状态516对应于下一组10个结点。该示例中，结点4被突出显示，表示其对应于最高度量值，时候新分支或行的开始点。在每一个状态，都会计算出追溯指针以追踪该搜索过程。
图5C是根据本发明实施例在图5A所示的搜索过程中同时计算CRC和追溯指针时的缓冲器内容的示意图。如图5C所示为无线接收机如图1B所示的无线接收机120内的缓冲器内容520，对应于搜索过程中考虑的结点标号和对应的CRC计算。如图5C所示，缓冲器内容520可基于当前状态改变其内容。对于状态522、状态524和状态526，对应于考虑中的当前结点的内容分别与图5B中的状态512、状态514和状态516相同。然而，为了简化T假设的搜索过程，可同时计算CRC和针对某状态的追溯指针。这种方法是可能的，因为CRC可计算为sum(biRi)，其中Ri是xi/g(x)的余数，g(x)是CRC的生成多项式，bi是比特i的值。每个序列的CRC度量可保存或存储在缓冲器内容520中。CRC度量可以计算为从结点到最后一个比特的biRi值的总和，并还可确定是父序列CRC度量与从结点到其父的所有biRi值的和相加之总和。若CRC度量等于从第一比特到该结点的所有biRi值的和，则该序列符合CRC条件。Ri的值将存储在例如查询表中。
当通过图5A-5C所描述的搜索过程得到一组k个序列{S1，S2，…，Sk}后，冗余算法的执行要求图1B中的无线接收机120选择其中一个比特序列作为最佳比特序列Sb，其中Sb对应于符合CRC约束和具有最高保密级的物理约束的比特序列。该比特序列又称为多层处理的解码输出比特序列。就这点而言，该最佳比特序列可由例如图3所示的基于冗余的解码器310来选择。
针对一组k个序列{S1，S2，…，Sk}中的每个候选比特序列，可执行一组T1个不同的物理约束测试{Test(j)，…，Test(T1)}。该物理约束测试对应于特定应用中所接收到的数据的类型的量化特征。针对第i个比特序列的物理约束测试的成绩{T_SC(i，j)，...，T_SC(i，T1)}可用来确定该比特序列是否通过特定测试。例如，当T_SC(i，j)＞0时，表示该第i个比特序列的第j个物理约束测试失败。当T_SC(i，j)≤0时，表示该第i个比特序列成功通过第j个物理约束测试。某些情况下，当测试成绩的值较小时，成绩的可靠性也就增加。
对候选的估计比特序列执行了物理约束测试后，将执行以下方法：当成绩为正时，丢弃对应的候选比特序列；针对特定的物理约束测试，可以找出具有最好成绩的候选比特序列(或者具有最低成绩)的候选比特序列；针对大部分的测试具有最好成绩的候选比特序列将被选为最佳比特序列Sb。
表1中示出了本发明的一个实施例，其中使用一组4个物理约束测试{Test(1)，Test(2)，Test(3)，Test(4)，}对一组5个候选比特序列{S1，S2，S3，S4，S5}进行测试。列出来的成绩可以表示出针对每个候选比特序列的各个测试是成功还是失败。在表1所示的示例中，S2和S4因为针对Test(2)和Test(4)的成绩为分别正而被丢弃。比特序列S3在Test(1)、Test(3)和Test(4)中都具有最低成绩，因而被选为最佳比特序列Sb。
自适应多速率(AMR)编码技术所采用的一些有代表性的物理约束测试为LSF参数、增益和/或基音(pitch)。对于LSF参数，某些测试将取决于两个共振峰(formant)之间的距离、连续的LSF帧或子帧内的改变以及信道度量对阈值的影响。例如，信道度量越小，越难以符合阈值。关于使用增益作为物理约束测试，其标准为连续的帧或子帧之间的平滑度或一致性。关于基音，其标准为帧或子帧间基音上的差异。
    候选  Test(1)  Test(2)  Test(3)  Test(4)
    S1  T_SC(1，1)＜0  T_SC(1，2)＜0  T_SC(1，3)＜0  T_SC(1，4)＜0
    S2  T_SC(2，1)＜0  T_SC(2，2)＞0  T_SC(2，3)＜0  T_SC(2，4)＜0
    S3  T_SC(3，1)＜0  T_SC(3，2)＜0  T_SC(3，3)＜0  T_SC(3，4)＜0
    S4  T_SC(4，1)＜0  T_SC(4，2)＜0  T_SC(4，3)＜0  T_SC(4，4)＞0
    S5  T_SC(5，1)＜0  T_SC(5，2)＜0  T_SC(5，3)＜0  T_SC(5，4)＜0
具有最小成绩的比特序列 S3 S5 S3 S3
表1.
图6是根据本发明实施例符合CRC和话音约束的序列组的示意图。如图6所示为在基于冗余的维特比解码器(例如图3所示的基于冗余的维特比解码器310)内对话音内容的解码应用冗余的结果。例如，图5A-5C所示的T假设搜索过程将产生一组比特序列{S1，S2，S3，S4，S5}。这些比特序列是基于他们的度量值选择出来的，通过了CRC验证，并且还需要通过物理约束测试。该示例中，所示的比特序列S3符合CRC验证和物理约束测试，可由基于冗余的维特比解码器310选为最佳比特序列Sb。
图7是根据本发明实施例使用基于冗余的维特比解码方法解码语音内容的WLAN接收机的一部分的示意框图。如图7所示为WLAN接收机700的一部分，可支持语音内容以及数据内容的接收。就这点而言，该语音内容可通过WLAN语音通信(如VoIP)内使用的数据包来接收。WLAN接收机700包括有解调器/均衡器702、解复用器(DEMUX)704和714、多路复用器(MUX)710、维特比解码器706、基于冗余的维特比解码器708、MAC/L3处理模块712、声码器716和检测模块718。
维特比解码器706用于通用解码，可通过例如硬件实现。基于冗余的维特比解码器708可使用数字信号处理器(DSP)或用于处理MAC信息的处理器来实现。
图7所示的解调器/均衡器702、维特比解码器706、基于冗余的维特比解码器708、声码器716与图2和图3中描述的对应模块相同或基本相似。DEMUX704和714包括有合适的逻辑、电路和/或代码，用于选择一个输出端口来传送提供给输入端口的信息。就这点而言，可使用至少一个信号来实现DEMUX 704和714内的输出端口选择。DEMUX 704包括通信连接至维特比解码器706的第一输出端口和通信连接至基于冗余的维特比解码器708的第二输出端口。DEMUX 714包括通信连接至检测模块718的第一输出端口和通信连接至声码器716的第二输出端口。DEMUX 714的第一输出端口对应于数据流，而DEMUX 714的第二输出端口对应于语音或话音流。
MUX 710包括有合适的逻辑、电路和/或代码，用于将提供给一个输入端口的信息传送给输出端口。就这点而言，可使用至少一个信号来实现MUX 710内输入端口的选择。MUX 710包括通信连接至维特比解码器706的第一输入端口和通信连接至基于冗余的维特比解码器708的第二输入端口。
MAC/L3处理模块712包括有合适的逻辑、电路和/或代码，用于处理针对解码数据内容的MAC信息以及针对解码语音或话音内容的L3网络信息。就这点而言，可通过MUX 710从维特比解码器706接收到解码的数据内容，并可通过MUX 710从基于冗余的维特比解码器708接收到解码的语音或话音内容。
检测模块718包括有合适的逻辑、电路和/或代码，用于检测解码数据包内的语音内容。在正常操作模式过程中且在解码数据包内检测到语音内容时，检测模块718可生成至少一个信号来选择DEMUX 704和714内的合适输出端口，以及选择MUX 710内的合适输入端口。
某些情况下，WLAN接入点，例如图1所示的AP 112a和AP 112b，可在数据包的包头内使用标签来表示该数据包包含有语音内容。例如，IEEE 802.11协议支持在数据包包头内保留字段以用于内容描述。接入点可在该保留字段内设置标签，以表示当前数据包是语音包。就这点而言，当数据包包含语音内容时，检测模块718可基于接入点所提供的包头标签设置检测出来。
此外，WLAN是尽力服务的系统，其MAC层的增强可实现语音和/或视频包所需的服务质量，这是通过为这些包创建优先级以通过更好的带宽信道来实现的。就这点而言，当数据包或数据包流包括有语音内容时，检测模块718可基于与服务质量相关的优先级信息检测出来。
操作过程中，对应于接收到的数据包的数字基带样本由解调器/均衡器702进行处理。正常操作模式下，解调器/均衡器702的输出将通过DEMUX 704传送给维特比解码器706。此时，检测模块718可生成至少一个信号来选择DEMUX 704内通信连接至维特比解码器706的输出端口。正常操作模式下，维特比解码器706生成的解码信息将通过MUX 710传送给MAC/L3处理模块712。此时，检测模块718可生成至少一个信号来选择MUX 710内通信连接至维特比解码器706的输入端口。MAC/L3处理模块712可处理接收自维特比解码器706的解码信息。正常操作模式下，MAC/L3处理模块712的输出将通过DEMUX 714传送为数据流并传送给检测模块718。此时，检测模块718可生成至少一个信号来选择DEMUX 714内的合适输出端口。当检测模块718检测到解码数据包中的至少一部分内容为语音内容时，检测模块718生成至少一个信号并发送给DEMUX 704和714以及MUX 710，以便使该数据包的剩余部分由基于冗余的维特比解码器708来进行解码，然后传送给声码器716。
WLAN接收机700在正常操作模式下通过维特比解码器706实现数据内容的解码，还可在数据包包含语音内容时通过基于冗余的维特比解码器708实现语音或话音内容的解码。这种方法使得WLAN接收机700能够在语音或话音信号相互关联并包含有可由基于冗余的维特比解码器708用作物理约束的冗余信息时，为语音或话音内容提供更好的解码性能，从而提供更好的质量。此外，由于语音或话音内容需要的时钟速度低于处理数据内容所需的时钟速度，使用基于冗余的维特比解码器708还可降低解码接收的数据包内包含的语音或话音内容所使用的功率。
WLAN接收机700可逐个数据包的检测出数据包内语音内容。例如，WLAN接收机700可在解码每个数据包后重置到正常操作模式。此外，WLAN接收机700可从接入点接收至少一个信号，该信号指出WLAN接收机700在一段确定的时间内将接收到的数据包包含有语音或话音内容。就这点而言，WLAN接收机700可使用基于冗余的维特比解码器708解码多个数据包，直到一段确定的时间期满，然后WLAN接收机700回到正常操作模式。另一个示例中，WLAN接收机700可从接入点接收到至少一个信号，该信号表示WLAN接收机700将接收到的一定量的数据包都包含有语音或话音内容。就这点而言，WLAN接收机700可使用基于冗余的维特比解码器708解码包含语音或话音内容的该一定量的数据包，然后返回正常操作模式。检测模块718可用于生成至少一个信号，依据基于冗余的维特比解码器708是否用于解码一定量的数据包或解码一定时间段，来控制DEMUX 704和714以及MUX 710的操作。
图8是图7所示的WLAN接收机所执行的操作的流程图。如图8所示为流程800。开始步骤802后，步骤804中，图7所示的WLAN接收机700工作在正常操作模式下，选择维特比解码器706来就解码接收到的数据包。步骤806中，使用检测模块718检测正由WLAN接收机700解码的数据包的一部分中是否有语音或话音内容。步骤808中，若该数据包的解码部分未包括有语音或话音内容，处理流程跳转至步骤810。
步骤810中，检测模块718生成至少一个信号，激活DEMUX 704将解调器/均衡器702的输出传送给维特比解码器706。步骤812中，检测模块718生成至少一个信号，激活MUX 710将维特比解码器706的输出传送给MAC/L3处理模块712。步骤814中，检测模块718生成至少一个信号，激活DEMUX714将MAC/L3处理模块712的输出传送给数据流和检测模块718。
回到步骤708，若该数据包的解码部分包含有语音或话音内容，处理流程跳转至步骤818。步骤818中，检测模块718生成至少一个信号，激活DEMUX704将解调器/均衡器702的输出传送给基于冗余的维特比解码器708。步骤820中，检测模块718生成至少一个信号，激活MUX 710将基于冗余的维特比解码器708的输出传送给MAC/L3处理模块712。步骤822中，检测模块718生成至少一个信号，激活DEMUX 714将MAC/L3处理模块712的输出传送给声码器716。步骤824中，声码器716生成语音或话音流。步骤826中，WLAN接收机700返回到正常操作模式。就这点而言，返回正常操作模式在针对每个包括有语音或话音内容的数据包的处理结束后发生，或在确定的时间段后发生，或在确定量的数据包的处理完成后发生。
本发明的一个实施例中，一种处理信号的系统包括WLAN接收机例如WLAN接收机700内的电路，例如检测模块718，用于确定WLAN接收机所接收到的数据包的解码部分中是否包括有语音内容。若该数据包的解码部分包括有语音内容，所述电路选择基于冗余的解码器，例如基于冗余的维特比解码器708，对该数据包的至少一部分进行解码。某些情况下，处理器可包含有该基于冗余的解码器。WLAN接收机内的所述电路可选择该基于冗余的解码器来解码后续一定时间段内的数据包，或后续一定量的数据包。所述电路还可选择非基于冗余的解码器，例如维特比解码器706，对使用基于冗余的解码器解码的数据包之后接收到的其它数据包进行解码。所述电路可生成至少一个信号来选择该基于冗余的解码器。
本申请中所描述的方法使支持多类型信息内容的WLAN接收机改进了针对语音或话音内容的解码性能。此外，能够确定数据包中是否包含语音或话音内容的能力，能够帮助WLAN接收机降低整体功耗，这是因为语音或话音内容处理所需的时钟速度低于数据内容处理所需的时钟速度。
因此，本发明可以通过硬件、软件，或者软、硬件结合来实现。本发明可以在至少一个计算机系统中以集中方式实现，或者由分布在几个互连的计算机系统中的不同部分以分散方式实现。任何可以实现所述方法的计算机系统或其它设备都是可适用的。常用软硬件的结合可以是安装有计算机程序的通用计算机系统，通过安装和执行所述程序控制计算机系统，使其按所述方法运行。在计算机系统中，利用处理器和存储单元来实现所述方法。
本发明还可以通过计算机程序产品进行实施，所述程序包含能够实现本发明方法的全部特征，当其安装到计算机系统中时，通过运行，可以实现本发明的方法。本文件中的计算机程序所指的是：可以采用任何程序语言、代码或符号编写的一组指令的任何表达式，该指令组使系统具有信息处理能力，以直接实现特定功能，或在进行下述一个或两个步骤之后实现特定功能：a)转换成其它语言、编码或符号；b)以不同的格式再现。
本发明是通过几个具体实施例进行说明的，本领域技术人员应当明白，在不脱离本发明范围的情况下，还可以对本发明进行各种变换及等同替代。另外，针对特定情形或具体情况，可以对本发明做各种修改，而不脱离本发明的范围。因此，本发明不局限于所公开的具体实施例，而应当包括落入本发明权利要求范围内的全部实施方式。

Claims (10)

1.一种信号处理方法，其特征在于，所述方法包括：
确定WLAN接收机所接收的数据包的解码部分是否包含语音内容；
若所述数据包的所述解码部分包含语音内容，选择基于冗余的解码器解码所述数据包的至少一部分。
2.根据权利要求1所述的信号处理方法，其特征在于，所述基于冗余的解码器为维特比解码器。
3.根据权利要求1所述的信号处理方法，其特征在于，所述方法还包括：选择所述基于冗余的解码器解码后续数据包。
4.根据权利要求3所述的信号处理方法，其特征在于，所述方法还包括：选择所述基于冗余的解码器对一定时间段内的后续数据包进行解码。
5.根据权利要求3所述的信号处理方法，其特征在于，所述方法还包括：选择所述基于冗余的解码器解码一定量的所述后续数据包。
6.一种可机读存储器，其特征在于，其内存储的计算机程序具有至少一个用于信号处理的代码段，所述至少一个代码段由机器执行使所述机器执行如下步骤：
确定WLAN接收机所接收的数据包的解码部分是否包含语音内容；
若所述数据包的所述解码部分包含语音内容，选择基于冗余的解码器解码所述数据包的至少一部分。
7.根据权利要求6所述的可机读存储器，其特征在于，所述基于冗余的解码器为维特比解码器。
8.一种信号处理系统，其特征在于，所述系统包括：
WLAN接收机内用于确定所述WLAN接收机所接收的数据包的解码部分是否包含语音内容的电路；
若所述数据包的所述解码部分包含语音内容，所述电路选择基于冗余的解码器解码所述数据包的至少一部分。
9.根据权利要求8所述的信号处理系统，其特征在于，所述基于冗余的解码器为维特比解码器。
10.根据权利要求8所述的信号处理系统，其特征在于，所述WLAN接收机内的处理器包括所述基于冗余的解码器。
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