CN1129384A - 用于解码通过使用格子编码调制被编码的信号的装置 - Google Patents

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Abstract

一种GAHDTV解码系统自被传送信号恢复包括第一位和N-1个剩余位的数据符号，该第一位通过一1/2常规编码器被编码成两被编码位且对应该数据符号的被调制信号从2N+1个预定信号中被选择，各预定信号的幅度对应于该剩余N-1个位与该两被编码位组合成2N+1个中的一个。该解码系统包括响应该被传送信号判定该数据符号的N-1个剩余位的装置；响应被传送信号提供两位量度的装置；及自该两位量度确定该数据符号的第一位的装置。

Description

用于解码通过使用格子编码调制被编码的信号的装置
本发明涉及一种用于解码格子编码调制信号的装置，且更具体地涉及一种判定用于解码被传送的在一欧盟(“GA”)高清晰度电视(HDTV)系统中通过使用格子编码调制被编码及转换的信号的位量度的装置。
数字数据，例如，在播送高清晰度电视信号中所用的数字化的视频信号，可通过通信至终端用户的地上VHF或UHF模拟信道被传送。然而，模拟信道往往会传送其输入波形的被讹误及被变换的版本。这些波形的讹误在统计上常常可能是附加的及/或倍增的脉冲噪声和衰减。
为了通过一模拟信道通信数字数据，数据最好通过使用，例如脉幅调制(“PAM”)的形式被调制，其中各信号是其幅度水平由数字数据所确定的脉冲。
在另一方面，所谓的格子编码调制(“TCM”)作为用于通过限带信道的数字传送的组合的编码及调制技术已得到发展，它通过一常规的未编码的多级调制而不损及其带宽系数，实现有效的编码增益。该TCM方案使用与控制调制信号的选择的有限态编码器组合在一起的冗余非二进制调制，以生成经编码的信号序列。在接收机中，被传送的包含噪声的信号通过最大似然序列解码器被解码。这些方案可提高数字传送的健全性，克服通过常规的未编码的调制的附加噪声。这一改进被获得而不必如其它已知的误差校正方案所迫切需要的根据有效的信息率进行带宽扩展或减小。该术语“格子”被使用是因为这些方案可通过与二进制卷积码的格子图相类似的状态转换(格子)图被描述。差别在于TCM将卷积编码的原理扩展至对任意大小的信号组的非二进制调制。
对TCM更广范围的讨论在例如G.Ungerboeck的“对冗余信号组的经格子编码的调制一部分I：介绍；部分II：现有技术的状况”，IEEECommunication Magazine，25，No.2，第5-21页(1987年2月)中被给出。
—Viterbi算法被主要使用于执行对格子码的最大似然解码。被广泛地认识到如果软信息是可利用的，能作出对接收到的符号的实际值的更好的判定。即，如果当信号被接收到时，误差校正期间的解码器知道了其质量水平，就能作出关于被传送的符号的真值的较好的判定。因此，通过使用信号幅度作为用于软判定解码的信道状态信息可获得用于带有Viterbi解码的格子编码调制的改进的比特误差率性能。
为做到这一点，在软判定解码中使用了一位量度，其中该位量度是反映某一位是二进制“1”或“0”的置信级的数字。
一用于由GA所建议的HDTV标准的传输系统采用一被预编码用于地面广播方式的带有一未编码位的2/3比率格子码。即，一位(LSB：最不有效位)使用1/2比率卷积码被编码成两输出位而其它输入位(MSB：最有效位)被预编码。带有格子码被使用的发信波形是一8电平(3位)一维构象。
参照图1，示有在一GAHDTV编码系统中所用的一格子编码器20，及一8电平符号映象器30，输入数据的一LSBX1在格子编码器20中被格子编码成Z0和Z1，以给出带有输入数据的一MSBX2的3位编码字(Z0、Z1、Z2)。在8电平符号映象器30，该3位编码字被调制或映象至一8点一维信号空间，其中该8信号点的位置被预先确定为在其中所提供的一表内被指定的位置。该被调制的信号被进一步处理并被传送至一相应的HDTV解码系统，在该系统中最初的输入数据(X1，X2)将被恢复。
在图2中，对一软判定和一硬判定解码方法进行了比较并给出了一示例性的位量度判定方案，在图2中，被调制的信号点P0或P1以上的‘0’或‘1’分别表示在一编码器被提供的被编码字的一位。在图2中所示的这一简单的例子中，仅考虑一位码字以便一被调制的信号点是两点P0或P1之一且一实际的被传送的信号假定位于最初信号点P0和P1之间。
在硬判定解码方案中，无论是最初信号P0和P1的哪一个，一被传送的信号是位于较近的一个。因此，在图2中指示为TH、用于判定来自被传送的信号点的相应的被编码位如0或1的值的一阈值位于P0和P1之间一区间的中间。具体地，如果被传送的信号点位于TH的左方，相应的被编码位被确定为0，且反过来也一样。
然而，在软判定解码方案中，在一最大似然解码器例如一Viterbi解码器中使用一反映被传送的信号点与一相应的最初信号点之间的距离的位量度。在图2中，一位量度被设置成一范围从0到7的数字。在图2所说明的该方案中，P0和P1间的区间被划分成等长度的8个子区间且各数字被指定给各区间以使一较大的位量度表示为相应的被编码位更可能为1。两相邻子区间之间的边界被表示为TH0至TH6。
在一GAHDTV解码系统，一接收到的信号被解调以恢复输入数据。如上所述，在该GAHDTV解码系统中的一软判定常规解码器，例如Viterbi解码器的输入数据的恢复中使用该位量度，一位量度判定方案可影响该Viterbi解码器的性能，且，因此选择一个合适的对于其中输入数据的更好的重构具有决定性的作用。
因此，本发明的主要目的是提供一种用于包括在一GA HDTV解码系统内的常规的解码器中的判定位量度的方法。
根据本发明，提供有一种用于自一被传送的信号恢复包括一第一位及N－1个剩余位的数据符号的解码系统，其中该数据符号的第一位通过一1/2常规的编码器被编码以提供两被编码的位且对应该数据符号的一被调制信号在一维轴上的2N＋1个预定的信号中被选择，各预定信号的幅度对应于该数据符号的剩余的N－1个位与该两被编码位组合成的2N＋1个中的一个，且该被调制信号通过一信道被传送以形成该被传送的信号，该解码系统包括：
用于响应该被传送的信号判定该数据符号的N－1个剩余位的装置；
用于响应该被传送的信号提供两个位量度的装置，其中各位量度是一反映各该两被编码的位为“1”的置信级的数字；及
用于基于该两个位量度确定该数据符号的第一位的装置。
通过以下结合附图对优选实施例的描述，本发明的上述及其它目的和特征将变得显而易见，附图中：
图1示出了一常规的格子编码器的方框图；
图2例示了硬判定与软判定解码方法之间的区别；
图3提供了一根据本发明的HDTV解码系统；及
图4说明了本发明的一位量度判定方案。
现在参照图3，提供有根据本发明的一GAHDTV解码系统。
来自一GA HDTV编码系统的被传送的信号在本发明的解码系统被接收。各被传送的信号在一解象器(demapper)110中被处理以提供两个位量度和一MSB，其中该解象器110包括一硬判定单元130和一位量度判定单元140。来自各被接收的信号的该MS BX2在硬判定单元130被恢复，X2’表示X2的一重构版本。在图1中，一Z2(或X2)值为1的被编码的字被映象到一维信号空间中的幅值大于0的一被调制的信号上。因此，对于幅值大于0的被传送的信号，X2’被确定为1。
量度判定单元140确定两个位量度，以下将参照图4B及4C进行说明。这些位量度被用于解码1/2比率的二进制常规码，从而提供X1’，该LSBX1的一重构版本。具体地，这些位量度与一Viterbi解码器120一起使用，该Viterbi解码器120使用一软判定算法用于解码该常规码，通过使用一软判定最大似然解码器，例如，Viterbi解码器，在该LSBX1中出现的误差可被有效地校正。具体地，在一软判定Viterbi解码器中，这些被编码的位Z0和Z1并未实际地从被传送的信号得到恢复。而是，该Viterbi解码器120将对应于自量度判定单元140接收的Z0和Z1的位量度的一累计历史解码成X1’，一重构的LSBX1。这些被恢复的MSB(X2’)和LSB(X1’)被耦合至该GA HDTV解码系统的一后继部分以作进一步的处理。该表示为ME TRI C1的第一位量度及表示为ME TRI C2的第二位量度分别表示Z0和Z1为1的置信级。
现在参照图4A至4C，描述有本发明的位量度判定方案。图4A描述了图1中所示的8电平符号映象器的功能。表示被调制信号的幅度的数字位于在一被分段水平轴上的相应的被调制信号点的上面，而在括号中的两位表示对应于各被调制信号点的两被编码位Z1和Z0。被传送信号倾向于位于两被调制信号点之间但由于传送误差而不会精确地位于一被调制信号点上。
对于各被编码位Z0和Z1，一位量度分别是如图4B和4C中所示被确定。一位量度根据在水平轴上的接收信号的位置而被确定为0至7的八个数字中的一个。因此，这些位量度变成反映被编码位力“1”的置信级的范围为从0至7的索引。
图4B示出了一被传送信号的第一被编码位Z0的位量度值。该被传送信号位于被分段的水平轴上，其中在轴上方以较大尺寸所写的数字表示相应被调制信号的幅度。在轴上方的0至7的数字表示位量度。在括号中的数字表示用于对应的调制信号点的Z0的值。
图4B的位量度判定方案类似于图2，在该方案中，两相邻的被调制信号点间的一段被细分成8段且0至7的各数字被指定给各段。当被传送信号点更接近于一其Z0位为1的被调制信号点时，一较大的位量度被指定。换句话说，当被传送信号的被编码位Z0更可能为1时，一较大的位量度被指定。
图4C示出了被传送信号的第二被编码位Z1的位量度。在括号中的数字表示相应调制信号点的Z1的值。图4C的位量度指定值类似于图4B，如果被传送信号位置更接近于一其Z1位为“1”的被调制信号点，一较大的位量度被指定。当两相邻的被调制信号点的Z1值不同，例如在幅度为“3”和“5”的情况中时，该两相邻被调制信号点间的一段轴被分成8小段且范围从0至7的一数字被指定给各小段。然而，对于位于其Z1值彼此相同、例如在幅度为“1”和“3”的情况中的两被调制信号点之间的被传送信号，如图4C中所示，根据Z1值，“0”或“7”被指定为一位量度。也就是，当两相邻的被调制信号点的Z1值为“1”时，该两被调制信号点之间的段的位量度为“7”，且当Z1值为“0”时，它们之间段的位量度为“0”。
以这种方式判定的位量度被馈送给一图3中所示的Viterbi解码器以恢复最初的LSB(X1)序列。
在图4A至4C中所说明的位量度判定方案可被容易地适用于一系统，其中在HDTV编码器的最初信号由一4位被编码字所表示。
虽然本发明已参照具体实施例被描述，但对于熟述本领域的技术人员而言，在不脱离由所附权利要求限定的本发明的精神和范围的前提下，显然可以作出各种变化和修改。

Claims (9)

1、一种用于从一被传送信号恢复一包括一第一位和N-1个剩余位的数据符号的解码系统，其中该数据符号的第一位通过一1/2常规编码器被编码以提供两个被编码位且一对应该数据符号的被调制信号从一维轴上的ZN＋1个预定信号中被选择，各预定信号的幅度对应于该数据符号的剩余N－1个位与该两个被编码位组合成的2N＋1个中的一个，且该被调制信号通过一信道被传送以形成该被传送信号，该解码系统包括：
用于响应该被传送信号判定该数据符号的N－1个剩余位的装置；
用于响应该被传送信号提供两个位量度的装置，其中各位量度是一反映各该两个被编码位为“1”的置信级的数字；
用于基于该两个位量度确定该数据符号的第一位的装置。
2、根据权利要求1的解码系统，其中N是2。
3、根据权利要求2的解码系统，其中预定的8个信号的幅度为-7，-5，-3，-1，1，3，5和7。
4、根据权利要求1的解码系统，其中N是3。
5、根据权利要求4的解码系统，其中预定的16个信号的幅度为-15、-13、-11、-9、-7、-5、-3、-1、1、3、5、7、9、11、13和15。
6、根据权利要求1的解码系统，其中该两个位尺度是一第一位量度和一第二位量度且该两被编码位是一第一被编码位和一第二被编码位，该第一和第二位量度分别是范围从1至7包括0在内的反映该第一和第二被编码位为“1”的置信级的整数。
7、根据权利要求6的解码系统，其中如果被传送信号位于两相邻信号之间，该位量度为0，对应于该位量度的所述两个相邻信号的被编码的位为0，并且该两个相邻信号是与被传送信号最相似的两个预定信号，及如果被传送信号位于两相邻信号之间，该位量度为7，对应于该位量度的所述两个相邻信号的被编码的位为1，并且该两个相邻信号是与被传送信号最相似的两个预定信号。
8、根据权利要求1的解码系统，其中该数据符号的第一位为该数据符号的最不有效位。
9、根据权利要求1的解码系统，其中所述用于确定第一位的装置包括一软判定Viterbi解码器。
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