CN1272254A - 具有简化的信道译码器的传输系统 - Google Patents

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Abstract

在追尾卷积编码器中,编码器(12)用相应于要被编码的序列的最后的符号的符号序列进行初始化,这导致编码器的起始状态和最后状态是相同的。由这样的编码器得出的卷积码的问题是,它需要很大的计算资源来进行译码。在按照本发明的简化的译码器中,译码处理过程扩展多个格子段到长度N+ν。在最后的格子段,具有最大路径量度的状态被选择为最佳状态。这个最佳状态被用作为在最后的格子段之前的N格子段对于寻找早先状态的追溯运行的起始点。在那里找到的早先状态被认为是正确的,因此格子结构也应当结束在所述状态。通过从所述状态执行追溯,可以找到源符号。

Description

具有简化的信道译码器的传输系统
本发明涉及包括具有一个用于把源符号序列编码成信道符号序列的信道编码器的发射机的传输系统，信道编码器在对源符号序列进行编码以后被初始化成相应于信道编码器的最后状态的状态，发射机被用来向接收机发送代表信道符号的信道信号，接收机包括一个信道译码器，该信道译码器通过利用代表状态序列或然率的相应的或然率量度监视多个状态序列，从而可从代表信道符号的信道信号中得出源符号序列。
这样的传输系统被用于以可靠方式将源符号序列发送到接收机。这样的传输系统的应用包括移动电话系统，在其中包括编码的语音信号的帧必须从基站发送到移动终端，反之亦然。
为了达到可靠的传输，源符号序列被信道编码器编码成信道符号序列。信道编码器例如可以是卷积编码器，它被初始化为预定的状态。这个预定的状态经常是相应于源符号序列中的最后ν个的符号的零状态。其缺点是源符号中的最后一些符号应当被设置为零。这减少了在一个信道符号序列中可被发送的源符号的数目。
源符号数目的减少可通过把信道编码器初始化到由源符号序列中最后的源符号所规定的状态，而得以防止。已经知道，信道编码器是在与对所述最后的源符号进行编码后的信道编码器的状态相同的状态下被初始化的。使用以上机制的代码被称为“咬尾(tailbiting)”码。“零结尾(zero tailing)”码和“咬尾”码的组合也是可想到的。
然而，可以想像到的是，信道编码器是在一个不同于在对所述最后的源符号进行编码后的信道编码器的状态的状态下被初始化的。然而，在这样的情况下，在对所述最后的源符号进行编码后的信道编码器的状态与在开始进行译码以前信道编码器被初始化成的状态之间应当有一对一的关系。
咬尾码的缺点是，译码复杂性大大增加，因为在原则上应当对于每个可能的初始状态进行译码。如果代码具有32个可能的状态(ν＝5)，则译码复杂性按32倍而增加。已经表明，有可能通过环形方式重复地译码信道信号来减少复杂性，但其复杂性仍旧是译码器对于代码在信道译码器已知的状态下进行初始化的复杂性的几倍。
本发明的一个目的是提供按照本说明书的开篇段落中所述的、其中信道译码器的复杂性显著地减小的传输系统。
为了达到所述目的，按照本发明的传输系统的特征在于，信道译码器用来在至少一次处理信道信号后选择适当的状态序列，从所述适当的状态序列确定在所述适当的状态序列中的早先状态，以及信道译码器用来选择在一个相应于所述早先状态的状态中终结的状态序列作为最后的状态序列。
本发明是基于这样的认识，从适当的状态序列中所确定的早先的状态几乎总是正确的。通过使用在所述早先状态和正确地终结的状态之间的已知的关系，有可能选择所述具有高可靠性的终结状态。如上所述，终结状态可以是与早先状态相同的，但也有可能在终结状态与早先状态之间有不同的预定的关系。适当的状态序列最好是最可能的状态序列。这个状态具有表示最大或然率的或然率量度。如果在最后状态与早先状态之间的状态数足够大，则每个状态是作为用于搜索早先状态的起始点的适当的状态。
本发明的实施例的特征在于，信道译码器被安排成根据循环扩展的信道信号来使状态序列扩展到超过一个与源符号序列中的源符号数相等的状态数，以及信道译码器被安排成根据扩展的状态序列的终结状态来选择最后的状态序列。
通过扩展状态序列，有可能只利用状态序列的小量扩展就大大地提高检测的可靠性。通过仿真表明，在按照本发明的传输系统中，为了显著地提高检测可靠性，仅仅需要状态序列的小量扩展。可以看到，在不使用按照本发明的方法的情况下，扩展的状态序列的长度应当是基本状态序列长度的几倍。
本发明的另一个实施例的特征在于，信道译码器用来确定当状态序列包括等于源符号序列中的源符号数的状态数时的适当的状态序列。
通过仿真表明，确定最可能的状态的适当的时刻是当状态序列中的状态数等于源符号数的时刻。
本发明的优选实施例的特征在于，信道编码器被安排成从扩展的状态序列的终结状态来确定适当的状态序列。
通过仿真表明，通过从扩展的状态序列的终结状态来确定最可能的状态，译码器的性能可略微提高而不增加任何的复杂性。
本发明的再一个实施例的特征在于，信道译码器被安排成通过比较在所述状态中终结的多个候选状态序列的或然率量度来选择状态序列从而确定该状态序列，信道译码器被安排成用于在所选择的候选序列的或然率量度与被拒绝的候选序列的或然率量度之间确定一个不同量度，以及信道译码器被安排成为最后的状态序列确定该不同量度的最小值。
在按照本发明的信道译码器中，通过从每个状态序列创建多个候选状态序列，把新的状态附加到实际状态序列，每个候选状态序列在可能的新的状态之一中终结。通过对于每个新的状态比较导致所述新状态的新状态序列的或然率，可以选择具有最大或然率的新的状态序列。这个所选择的状态序列被称为残存序列。这种选择的可靠性的量度是残存序列的或然率与其它状态序列的或然率之间的差值。
通过选择相应于最后选择的状态序列的所述差值的最小值，可以得出对于所述信道符号序列的传输质量量度。
本发明的又一个实施例的特征在于，信道译码器被用来监视对于每个状态序列的最小差值量度。
通过监视最小差值量度，可以以简易的方式使得最小差值量度是可提供的，因为它已存在于与最后选择的状态有关的存储单元中。为了监视最小差值量度，对于每个可能的状态只需要一个存储单元。
现在将参照附图说明本发明。
图1显示了一个可在其中使用本发明的传输系统。
图2显示了按照图1的传输系统中使用的帧格式。
图3显示了按照本发明的译码器中使用的第一格子结构。
图4显示了按照本发明的译码器中使用的第二格子结构。
图5显示了按照本发明用于实现信道译码器的可编程处理器的程序的流程图。
按照图1的传输系统包括三个重要的单元，即TRAU(代码转换器和编码率适配器单元)2，BTS(收发信机基站)4，和移动台6。TRAU 2通过A-bis接口8被耦合到BTS 4。BTS 4通过空中接口10被耦合到移动单元6。
把要被发送到移动单元6的主信号(这里是语音信号)加到语音编码器12上。载有编码的语音信号(也被称为源符号)的语音编码器12的第一输出通过A-bis接口8被耦合到信道编码器14。载有背景噪声电平指示BD的语音编码器12的第二输出被耦合到系统控制器16的输入端。载有编码特性(这里是下行链路编码率赋值信号RD)的系统控制器16的第一输出端被耦合到语音编码器12、以及通过A-bis接口被耦合到信道编码器14中的编码特性设置装置15和另一个信道编码器(这里是块编码器18)。载有上行链路编码率赋值信号RU的系统控制器16的第二输出被耦合到信道编码器14的第二输入端。2-比特编码率赋值信号RU在两个接连的帧上逐个比特地发送。编码率赋值信号RD和RU构成对根据分别由RD和RU代表的编码特性来运行下行链路传输系统和上行链路系统的请求。
可以看到，被发送到移动台6的RD的数值可被编码特性排序装置13拒绝，该编码特性排序装置可强制把由编码率赋值信号RU代表的编码特性的预定序列放置在块编码器18、信道编码器14、和语音编码器13中。这个预定的序列可被用来输送附加信息到移动台6，而不需要传输帧中的附加空间。有可能使用一个以上的预定序列的编码特性。每个预定序列的编码特性相应于不同的辅助信号值。
系统控制器16从A-bis接口接收表示对于上行链路和下行链路的空中接口10(射频信道)的质量的质量量度QU和QD。把质量量度QU与多个门限水平进行比较，其比较结果被系统控制器16使用来划分在上行链路的语音编码器36与信道编码器38之间的可供使用的信道容量。信号QD被低通滤波器滤波，然后与多个门限值进行比较。比较的结果被用来划分在语音编码器12与信道编码器14之间的可供使用的信道容量。对于上行链路和下行链路，在语音编码器12与信道编码器14之间信道容量的划分可能有四个不同的组合。在下面的表格中给出这些可能性。
    RX   RSPEECH(kbit/s)   RCHANEL   RTOTAL(kbit/s)
    0     5.5     1/4     22.8
    1     8.1     3/8     22.8
    2     9.3     3/7     22.8
    3     11.1     1/2     22.8
    0     5.5     1/2     11.4
    1     7.0     5/8     11.4
    2     8.1     3/4     11.4
3 9.3 6/7 11.4
                                表1
从表1可以看到，分配给语音编码器12的比特率和信道编码器的编码率随信道质量而增加。这是可能的，因为在较好的信道条件下，信道编码器可通过使用较低的比特率而提供所需要的传输质量(误帧率)。由信道编码器的较大的编码率节省出的比特率是通过把它分配给语音编码器12而被利用的，从而得到较好的语音质量。可以看到，编码特性在这里是信道编码器14的编码率。编码特性设置装置15被用来按照由系统控制器16提供的编码特性来设置信道编码器14的编码率。
在坏的信道条件下，信道编码器需要具有较低的编码率，以便能够提供所需要的质量。信道编码器将是可变编码率的卷积编码器，它编码语音编码器12的输出比特，在其上加上8比特的CRC。通过使用具有不同的基本编码率的不同的卷积码，或通过使用对具有固定的基本编码率的卷积码凿孔，可得到可变的编码率。优选地，使用这些方法的组合。
在下面给出的表2中，给出了在表1中给出的卷积码的特性。所有这些卷积码都具有等于5的值ν。
多项式/编码率 1/2  1/4  3/4    3/7  3/8     5/8     6/7
    G1＝43  000002
    G2＝45   003   00020
    G3＝47   001   301   01000
    G4＝51     4   00002   101000
    G5＝53   202
    G6＝55     3
    G7＝57     2   020   230
    G8＝61   002
    G9＝65     1   110   022   02000   000001
    G10＝66
    G11＝67     2  000010
    G12＝71   001
    G13＝73   010
    G14＝75   110   100   10000  000100
    G15＝77     1   00111   010000
                           表2
在表2中，数值Gi表示生成多项式(generator polynomials)。生成多项式G(n)根据下式来定义：
Gi(D)＝g0g1·D…gn-1·Dn-1gn·Dn    (A)
在(A)式中，是模2加法。i是序列g0，g1，...，gν-1，gν的八进制表示。
对于每个不同的代码，其中所使用的生成多项式由相应的单元中的数字表示。在相应的单元中的数字表示相应的生成多项式所要考虑的源符号。而且，所述数字表示通过使用所述多项式而得出的编码符号在源符号序列中的位置。每位数字表示通过使用所指示的生成多项式而得出的信道符号在信道符号序列中的位置，对于编码率1/2的编码，使用生成多项式57和65。对于每个源符号，首先发送按照多项式65计算的信道符号，其次，发送按照生成多项式57计算的信道符号，同样地，从表3可以确定要被用来确定对于1/4编码率的编码的信道符号的多项式。其它的代码是凿孔卷积码。如果在该表中的数字等于0，则这意味着相应的生成多项式不被使用于所述的特定源符号。从表2可以看到，某些生成多项式不被使用于每个源符号。可以看到，该表中的数目序列分别对长于1，3，5，或6的输入符号的序列周期性地继续下去。
可以看到，表1给出对于全编码率信道和半编码率信道的语音编码器12的比特率和信道编码器14的编码率的数值。有关使用哪个信道的决定由系统操作员作出，并借助于一个频段外的控制信号(outof band control signal)把它通知给TRAU 2、BTS 4、和移动台6，该信号可在单独的控制信道16上被发送。在信道编码器14上也加上信号RU。
块编码器18用来编码用于发送到移动台6的被选中的编码率RD。这个编码率RD因为两个原因而在单独的编码器被编码。第一个原因是，希望在按照新的编码率编码的数据到达信道译码器28以前把新的编码率RD通知移动台的信道译码器28。第二个原因是，比起信道编码器14可能做到的情况来说，希望数值RD能更好地对抗传输错误。为了更好地增强编码的RD值的纠错特性，码字被分成两部分，它们在分开的帧中被发送。码字的这种分割允许选择更长的码字，导致进一步地提高纠错能力。
块编码器18把由两个比特表示的编码特性RD编码成按照块码编码的具有16比特的码字的被编码的编码特性，如果使用全编码率信道的话。如果使用半编码率信道，则具有8比特的码字的块码被使用来编码该编码特性。下面在表3和表4中给出所使用的码字。
RD[1] RD[2] C0 C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7
    0     0     0     0     0     0     0     0     0     0
    0     1     0     0     1     1     1     1     0     1
    1     0     1     1     0     1     0     0     1     1
    1     1     1     1     1     0     1     1     1     0
                    表3：  半编码率信道
  RD[1]   RD[2]   C0   C1   C2   C3   C4   C5   C6   C7   C8   C9   C10   C11   C12   C13   C14   C15
  0   0   0   0   0   0   0   0   0   0   0   0   0   0   0   0   0   0
  0   1   0   0   1   1   1   1   0   1   0   0   1   1   1   1   0   1
1 0 1 1 0 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0 0 1 1
  1   1   1   1   1   0   1   1   1   0   1   1   1   0   1   1   1   0
                          表4：全编码率信道
从表3和表4，可以看到，用于全编码率信道的码字是通过重复用于半编码率信道的码字而得到的，导致了改进的纠错特性。在半-编码率信道中，符号C0到C3在第一帧中被发送，以及比特C4到C7在以后的帧中被发送。在全-编码率信道中，符号C0到C7在第一帧中被发送，以及比特C8到C15在以后的帧中被发送。
信道编码器14和块编码器18的输出在空中接口10上以时分复用方式被发送。然而，也有可能使用CDMA在空中接口10上发送几个信号。在移动台6中，从空中接口10接收的信号被加到信道译码器28和另一个信道译码器(在这里是块译码器26)。块译码器26被用来通过译码由码字C0...CN表示的被编码的编码特性而得出由RD比特表示的编码特性，其中对于半编码率信道N是7以及对于全编码率信道N是15。
块译码器26被用来计算四个可能的码字与其输入信号之间的相关性。这是在两个过程中完成的，因为码字是分两部分在两个接连的帧中发送的。在接收到相应于第一部分的码字的输入信号后，计算在可能的码字的第一部分与输入值之间的相关值并对其进行存储。当在以后的帧中，接收相应于码字的第二部分的输入信号时，计算在可能的码字的第二部分与输入信号之间的相关值，并把它附加到先前存储的相关值上，以便得出最后的相关值。把相应于具有与总的输入信号的最大相关值的码字的RD数值选择为表示编码特性的接收的码字，并将它传递到块译码器26的输出端。块译码器26的输出端被连接到信道译码器28中的特性设置装置的控制输入端，以及被连接到语音译码器30的控制输入端，以用于将信道译码器28的编码率和语音译码器30的比特率设置到相应于信号RD的数值。
信道译码器28译码其输入信号，并在第一输出端给出编码的语音信号以便将其传送到语音译码器30的输入端。
信道译码器28在第二输出端给出一个表示帧被不正确地接收的信号BFI(坏帧指示符)。这个BFI信号是在信道译码器28中通过计算由卷积译码器译码的信号的一部分的检验和以及把所计算的检验和与从空中接口10接收的检验和的数值进行比较而得出的。
语音译码器30被用来从信道译码器20的输出信号得出语音编码器12的语音信号的副本。在从信道译码器28接收到BFI信号的情况下，语音译码器30被用来根据以前接收的相应于先前的帧的参量得出语音信号。如果多个接连的帧被指示为坏帧，则语音译码器30可被安排来静音它的输出信号。
信道译码器28在第三输出端提供译码的信号RU。信号RU表示编码特性(在这里是上行链路的比特率设置)。对于每一帧，信号RU包括1比特(RQI比特)。在去格式化器34中，在接连的帧中接收的两个比特被组合在由两个比特表示的用于上行链路的比特率设置RU’中。这个比特率设置RU’，它按照表1选择一个要被用于上行链路的可能的项，并且被加到语音编码器36的控制输入端、信道编码器38的控制输入端、和另一个信道编码器(这里是块编码器40)的输入端。如果信道译码器20通过发出BFI信号来告知一个坏帧，则译码的信号RU不能被用来设置上行链路，因为认为它是不可靠的。
信道译码器28在第四输出端提供质量量度MMDd。当信道译码器中使用维特比(Viterbi)译码器时，这个量度MMD可容易地得出。这个质量量度在处理单元32按照一阶滤波器被滤波。在处理单元32中滤波器的输出信号可被写为：
MMD’[n]＝(1-α)·MMD[n]+α·MMD’[n-1]    (B)
在根据改变的RD值来改变信道译码器28的比特率设置以后，MMD’[n-1]值被设置为一个相应于对于新设置的比特率和对于典型的下行链路信道质量的滤波后的MMD的长时间平均值的典型值。这样做是为了减小在不同的比特率值之间切换时的瞬变现象。
滤波器的输出信号被数字化为具有2比特的质量指示符QD。质量指示符QD被加到信道编码器38的第二输入端。2比特的质量指示符QD每两帧被发送一次，在每帧中使用一个比特位置。
加到移动台6中的语音编码器36上的语音信号被编码，并被传送到信道编码器38。信道编码器38计算在其输入比特中的CRC值，把CRC值加到其输入比特上，并按照从表1由RU’中选择的卷积码来编码输入比特和CRC值的组合。
块编码器40按照表3或表4(这要取决于使用半编码率信道还是全编码率信道)来编码用两个比特表示的信号RU’。这里在一帧中也只发送半个码字。
移动台6中的信道编码器38和块编码器40的输出信号通过空中接口10被发送到BTS 4。在BTS 4中，块编码的信号RU’被另一个信道译码器(这里是块译码器42)译码。块译码器42的运行是与块译码器26的运行相同的。在块译码器42的输出端处，可以提供由信号RU”表示的被译码的编码特性。这个译码的信号RU”被加到信道译码器44的编码特性设置装置的控制输入端，并通过A-bis接口传送到语音译码器48的控制输入端。
在BTS 4中，通过空中接口10接收的、来自信道编码器38的信号被加到信道译码器44。信道译码器44译码其输入信号，并把译码的信号通过A-bis接口8传送到TRAU 2。信道译码器44把代表上行链路传输质量的质量量度MMDu提供给处理单元46。处理单元46执行类似于在处理单元32和22中所执行的滤波操作。随后，滤波运行的结果被数字化为2比特，并通过A-bis接口8被发送到TRAU 2。
在系统控制器16中，判决单元20根据质量量度QU确定要被使用于上行链路的比特率设置RU。在正常环境下，分配给语音编码器的那一部分信道容量将随着提高信道质量而增加。编码率RU每两帧被发送一次。
从信道译码器44接收的信号QD’被传送到系统控制器16中的处理单元22。在处理单元22中，在两个接连的帧中接收的比特代表QD’被组装，以及信号QD’被一阶低通滤波器滤波，该滤波器具有与处理单元32中的低通滤波器相同的特性。
滤波的信号QD’与两个取决于实际的下行链路编码率RD值的门限值进行比较。如果滤波的信号QD’下降到低于所述门限值的最低值，则该信号质量对于编码率RD来说是太低了，并且处理单元切换到比起现在的编码率低一级的编码率。如果滤波的信号QD’超过所述门限值的最高值，则该信号质量对于编码率RD来说是太高了，并且处理单元切换到比起现在的编码率高一级的编码率。对于上行链路编码率RU所作的判定类似于对于下行链路编码率RD所作的判定。
再次地，在正常环境下，分配给语音编码器的那一部分信道容量将随着提高信道质量而增加。在特定的环境下，信号RD也可被使用来发送一个重构信号给移动台。这个重构信号可以表示例如应当使用不同的语音编码/译码和/或信道编码/译码算法。这个重构信号可通过使用RD信号的特别的预定序列来进行编码。RD信号的这个特别的预定序列被移动台中的换码序列译码器31识别，它被用来当检测到预定的(换码)序列时发出一个重构信号给受影响的设备。换码序列译码器30可包括一个移位寄存器，在其中通过时钟控制来输入各顺序的RD值。通过把移位寄存器的内容与预定序列进行比较，很容易检测到何时接收到换码序列，以及接收到哪一个可能的换码序列。
代表编码的语音信号的信道译码器44的输出信号可通过A-bis接口发送到TRAU 2。在TRAU 2中，编码的语音信号被加到语音译码器48。表示检测到CRC错误的、在信道译码器44的输出端处的信号BFI可通过A-bis接口8被传送到语音译码器48。语音译码器48被用来根据信道译码器44的输出信号得出语音编码器36的语音信号的副本。在从信道译码器44接收BFI信号的情况下，语音译码器48被用来根据先前接收的相应于先前的帧的信号，以与语音译码器30所用的相同的方式来得出语音信号。如果多个接连的帧被表示为坏帧，则语音译码器48可被用来执行更先进的错误遮盖程序。
图2显示了按照本发明的在传输系统中使用的帧格式。语音编码器12或36提供一个C-比特的组60，它应当被保护不受传输错误的影响，还提供一个U-比特的组64，它不必被保护成不受传输错误的影响。另一个序列包括U-比特。正如以上所解释的那样，判决单元20和处理单元32提供每帧一个比特的RQI 62，以用于信令目的。
以上的比特组合被加到信道编码器14或38，它首先计算在RQI比特和C-比特的组合中的CRC，并在C-比特60和RQI比特62后面附加8个CRC比特。U-比特并不涉及CRC比特的计算。C-比特60与RQI比特62的组合66和CRC比特68按照卷积码被编码成已编码的序列70。编码的符号包括编码的序列70。U-比特保持不变。
组合66中比特数取决于卷积编码器的编码率和所使用的信道类型，如下面表5给出的那样。
#比特/编码率   1/2   1/4   3/4   3/7   3/8   5/8   6/7
  全编码率   217   109   189   165
  半编码率   105   159   125   174
                                表5
代表编码特性的两个RA比特按照表3或4中显示的代码(这取决于可供使用的传输容量是半编码率或全编码率)被编码成代表编码的编码特性的码字74。这个编码过程在两帧中执行一次。码字74被分割成两部分76和78，分别在当前帧和随后的帧中被发送。
图3显示了在信道译码器28和29中用于从信道符号序列来确定源符号序列的格子结构的例子。假定源符号是通过使用卷积信道编码器进行编码的。
在传统的编码器中，源符号序列通过时钟控制而输入到具有长度ν的移位寄存器。卷积编码器的状态由移位寄存器的内容规定。如果使用二进制卷积编码器，则卷积编码器的可能的状态数等于2ν。信道符号是通过借助于使用模2-运算来组合若干个在移位寄存器的不同抽头处可提供的符号而得出的。
信道译码器被用来估计在译码器中如同在编码过程期间所存在的状态序列。这个估计是通过根据或然率量度(也被称为路径量度)确定候选状态序列而完成的。这个路径量度是从信道信号和所述候选的状态序列中得出的。候选序列数等于信道编码器中的状态数。
在译码过程开始时，每个候选序列包括2ν个不同状态之一。所有状态的或然率量度被设置为相等的数值。在接收到相应于信道编码器的初始状态的信道信号后，通过构建扩展的候选序列可以扩展候选序列。每个扩展的候选序列包括其上被附加了可能的新状态的始发的候选序列。对于每个新状态，对于导致所述新状态的所有路径的路径量度是从始发的状态的路径量度和由信道信号与信道符号确定的、相应于始发的状态与新的状态之间的转移的分支量度中计算的。
译码步骤是通过只保持路径和引导到新的状态的最佳路径的相应的路径量度而终结的。
在由按照图3的格子结构所描述的信道译码器中，译码过程继续进行，直到格子结构被扩展N倍为止，其中N是源符号数。在这时，具有最大路径量度的状态被用作为寻找早先的状态的追溯运行的起始点，在这里该早先的状态是状态序列的第ν次扩展(t＝ν)时的状态204。从按照图3的格子结构中，可以看到，对于t≥ν的路径被合并了。状态204被存储以便供以后使用。在t＝N时的状态以后，译码继续进行，直到t＝N+ν为止。在t＝N+ν时，状态206被选择为相应于早先状态204的状态，该早先状态204是在t＝N时被存储的。在状态206，选择最佳路径，该路径被追溯到状态204，以便在每次转移时确定源符号。可以看到，源比特并没有处在正确的次序上，而是它们被圆环形地移过ν个符号。通过把它们往回移位ν个符号，可以恢复正确的次序。
优选地是延时进行寻找早先的状态204的追溯过程，直到状态序列被扩展到t＝N+ν为止。在t＝N+ν时，选择具有最大路径量度的状态，并且把它用作为在t＝ν时进行寻找早先的状态204的追溯操作的起始点。随后，选择状态206作为最后的状态，它被用来确定源符号序列。
在图4上，显示了略作修改的译码器的格子结构。这个格子结构只是在t＞N时不同于按照图3的格子结构。在t＝N时选择最可能的状态和随后追溯去寻找早先的状态204以后，译码器迫使格子结构结束在状态206。状态208和210现在不再被包括在内，因为由它们可以导致状态206。因为同样的原因，状态212、214、和216的路径量度未被确定。
在按照图5的流程图中，编号的方框具有以下的意义。
No.    指令符号        意义
220    i：＝0          源符号指针和信道符号下标
       j：＝0          被初始化。
222    i＝N？          将i值与N进行比较。
224    j：＝0          信道符号下标被复位为0。
226    Depuncture      执行解除凿孔操作，以及
       j：＝j+f(i)     信道符号下标随之被更新。
228    Branch Metric   计算新的支路量度。
       Calculation
230    i＞mmdstart&i＜mmdstop  检查源符号指针是否在一个
                               预定的范围
232    ACS with MMD            执行包括确定最小量度距离
       calculations            在内的相加比较选择(ACS)
                               操作。
234    ACS without MMD         执行ACS操作。
       calculations
236    Store suvivors          存储由ACS操作所导致的残
                               存者。
238    i：＝i+1                使源符号指针递增。
240    i＝N+ε？               源符号指针与N+ε进行比
                               较。
242    Find best state         选择最佳状态。
244    Trace back N steps      执行用于寻找早先状态的追
                               溯操作。
       from s_max to s_0
246    s_0＝s_max？            把选择的状态与早先的状态
                               比较。
248    Trace back N steps      使得状态s_max等于状态
                               s_0，以及
       from s_max with         执行寻找早先状态的追溯操
                               作。
       s_max set to s_0
250    Output source symbol    使得源符号和相应的MMD
       and MMD                 在输出端处是可供使用的。
在按照图5的流程图的程序中，假定信道信号以信道符号周期被采样，以及信道符号样本被存储供以后使用。还可看到，有可能使用凿孔的卷积码。在凿孔的卷积码编码器中，只检测在预定位置处的信道符号。在相应的译码器中，信道信号值被设置为零。
在指令220，源符号指针i和信道符号下标j被设置为零。在指令222，把源符号指针i与N相比较。如果i等于N，则已经确定具有长度N的状态序列，以及所有的信道信号样本被使用一次。为了扩展编码处理过程，必须再用信道信号的第一样本。这是通过复位信道符号下标为0而得到的。在指令226，确定要与下一个被执行的支路量度计算结果一起使用的信道信号样本。如果使用凿孔卷积码，则相应于非发送的信道符号的信道信号样本被设置为零值。
在指令228，计算支路量度。等于每个可能的新的状态与先前的状态的组合，从表上读出相应的信道符号。相应于所述新的状态与先前的状态的组合的支路量度是通过计算在信道信号样本与从表上读出的信道符号之间的相关值而被确定的。可以看到，对于相关值的计算，符号值0用-1代表，而符号值1用+1代表，因为信道信号样本的理想值是+a和-a。相应于解除凿孔的符号的信道信号样本被设置为0，表示删除。
在指令230，检验源符号指针是否处在mmdstart与mmdstop之间的范围中。数值mmdstart与mmdstop规定了格子结构内的一个范围，在其中可确定质量量度。如果i处在范围以外，则程序在指令234处继续进行，以便执行相加比较选择(ACS)操作。
对于每个新的状态，计算其终止在所述新状态的所有的路径的路径量度。这是通过把在指令234中计算的支路量度附加到相应的先前状态的状态量度而完成的。随后，比较那些终止在所述新状态的不同路径量度，并且选择具有最大的路径量度的路径。其它的路径则被丢弃。在从1/n基本码得出的二进制卷积码的情况下，只有两条路径终止在每个新的状态。对于每个新的状态，执行这个相加比较选择操作。
在指令232中，执行与指令234中相同的操作，但现在也要计算MMD值。量度差值(MD)是那些终止于新状态中的竞争路径的两条路径量度之间的差值。路径的MMD值是在所述路径上遇到的量度差值(MD)的最小值。最后选择的路径的MMD值是良好的传输质量量度。用于确定MMD的实施工作量是相当适度的。只需要加上一个用于跟踪监视对于每个状态的MMD的存储器。所要执行的计算对于相加比较选择操作来说也需要的。MMD作为传输质量量度使用通常是合适的。它的使用不限于这里讨论的“咬尾”或“零结尾”代码。
在指令236，存储残存的状态序列。这是通过为每个状态存储一个符号(在两个可能的终止于一个状态的路径的情形下，是一个比特)以用于每次状态转移而完成的。这个符号唯一地规定了该状态转移。该符号的数值可以取为等于相应于所述转移的源符号。
在指令238，源符号指针被递增，以准备处理格子结构的下一级。
在指令240，把源符号指针i的数值与数值N+ε进行比较。ε的数值被选择为译码复杂性与译码质量之间的折衷。经验表明，ε的适当的数值是ν。为了减小复杂性，可以有利地使得ε等于卷积码的凿孔周期的倍数。在仿真的系统中，使用了一个处在2ν和2ν+2之间的ε的数值。
如果i的数值小于N+ε，则在指令222处继续进行程序，以便处理格子结构的下一级。否则，在指令242继续进行程序。在指令242，选择具有最大的路径量度的状态作为最佳的最后状态。
在指令244，执行寻找早先的状态的追溯运行。这是通过循环地重建由所选择的路径所经过的各状态直到达到早先的状态为止而完成的。为此，利用了以所选择的路径存储的(源)符号。沿着路径存储的这些符号被分开地存储。
在指令246，在指令242中所选择的最佳的最后状态与在指令144中找到的早先的状态进行比较。如果两个状态相同，则在指令250处，程序继续进行。如果两个状态不同，则在指令248处，把被发现为早先的状态的状态选择为最后的状态，以及执行追溯运行直到早先的状态，以便确定所有的源符号。
在指令250，重建的源序列连同与最后选择的最后状态有关的MMD值一起被传送到源编码器的输出端。

Claims (10)

1.包括具有用于把源符号序列编码成信道符号序列的信道编码器的发射机的传输系统，信道编码器在对源符号序列进行编码以后被初始化成相应于信道编码器的最后状态的状态，发射机被用来把代表信道符号的信道信号发送到接收机，接收机包括信道译码器，该信道译码器通过利用代表状态序列或然率的相应的或然率量度监视多个状态序列，从而可从代表信道符号的信道信号中得出源符号序列，其特征在于，信道译码器用来在至少处理一次信道信号以后选择适当的状态序列，从所述适当的状态序列确定在所述适当的状态序列中的早先状态，以及信道译码器用来选择在一个相应于所述早先状态的状态中终结的状态序列作为最后的状态序列。
2.按照权利要求1的传输系统，其特征在于，信道译码器被安排成根据循环扩展的信道信号来使状态序列扩展到超过一个与源符号序列中的源符号数相等的状态数，以及信道译码器被安排成根据扩展的状态序列的终结状态来选择最后的状态序列。
3.按照权利要求2的传输系统，其特征在于，信道译码器用来确定当状态序列包括等于源符号序列中的源符号数的状态数时的适当的状态序列。
4.按照权利要求2的传输系统，其特征在于，信道译码器被安排成从扩展的状态序列的终结状态来确定适当的状态序列。
5.按照权利要求1到5之一的传输系统，其特征在于，信道译码器被安排成通过比较在所述状态中终结的多个候选状态序列的或然率量度来选择状态序列从而确定该状态序列，信道译码器被安排成用于在所选择的候选序列的或然率量度与被拒绝的候选序列的或然率量度之间确定一个不同量度，以及信道译码器被安排成为最后的状态序列确定该不同量度的最小值。
6.按照权利要求1的传输系统，其特征在于，信道译码器被安排成监视对于每个状态序列的最小差值量度。
7.用于接收从源符号得出的信道符号序列的接收机，接收机包括信道译码器，它通过利用代表状态序列或然率的相应的或然率量度监视多个状态序列，从而可从代表信道符号的信道信号中得出源符号序列，其特征在于，信道译码器用来在至少处理一次信道信号以后选择适当的状态序列，从所述适当的状态序列确定在所述状态序列中的早先状态，以及信道译码器用来选择在一个相应于所述早先状态的状态中终结的状态序列作为最后的状态序列。
8.信道译码器，该信道译码器通过利用代表状态序列或然率的相应的或然率量度监视多个状态序列，从而可从代表信道符号序列的信道信号中得出源符号序列，其特征在于，信道译码器用来在至少处理一次信道信号以后根据所述状态的或然率量度选择适当的状态序列，从所述适当的状态序列确定在所述状态序列中的早先状态，以及信道译码器用来选择在一个相应于所述早先状态的状态中终结的状态序列作为最后的状态序列。
9.传输方法，包括把源符号序列编码成信道符号序列，在编码该源符号序列后把信道编码器初始化成一个相应于信道编码器的最后状态的状态，把代表信道符号的信道信号发送到接收机，接收信道信号，通过利用相应的代表状态序列或然率的或然率量度监视多个状态序列，从而可从代表信道符号的信道信号中得出源符号，其特征在于，该方法包括在信道信号至少被处理一次以后选择适当的状态序列，从所述适当的状态序列确定在状态序列中的早先状态，以及选择在一个相应于所述早先状态的状态中终结的状态序列作为最后的状态序列。
10.译码方法，该译码方法用于通过利用相应的代表状态序列或然率的或然率量度监视多个状态序列，从而可从代表信道符号序列的信道信号中得出源符号，其特征在于，该译码方法包括在信道信号至少被处理一次以后选择适当的状态序列，从所述最可能的状态序列确定在状态序列中的早先状态，以及该译码方法包括选择在一个相应于所述早先状态的状态中终结的状态序列作为最后的状态序列。
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