CN1422460A - 时隙模式译码器状态的量度初始化 - Google Patents

时隙模式译码器状态的量度初始化 Download PDF

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Abstract

一种改进在时隙模式通信系统中使用的卷积编码器性能的方法和设备。在传统时隙模式通信系统中，由基站发送连续卷积编码符号流。包含对符号流进行周期性译码的卷积译码器的远程单元在活动和非活动状态间转移。当在非活动状态中时远程单元遗失一部分连续符号流。紧接符号流的中断之后，初始化译码器内网格图的状态量。可以这样进行状态量的初始化：把译码过程只偏向有效状态而离开无效状态。此外，也可以这样进行初始化：在网格图内不偏向任何特定状态。

Description

时隙模式译码器状态的量度初始化
发明领域
本发明涉及无线通信系统。尤其本发明涉及已遗失一部分连续编码符号流的卷积译码器的初始化。
发明背景
无线通信系统可以包括多个远程单元和多个基站。图1示例了具有三个远程单元10A、10B和10C和两个基站12的地面无线通信系统的实施例。在图1中，这三个远程单元显示为在汽车10A中安装的移动电话单元、便携式计算机远程单元10B和固定位置单元10C(比如可在无线本地环路或仪表读数系统中找到)。远程单元可以是任何类型的通信单元，比如手持式个人通信系统单元，个人数据助理之类的便携式数据单元或固定位置数据单元(比如仪表读数设备)。图1示出了从基站12到远程单元10的前向链路14和从远程单元10到基站12的反向链路16。
远程单元和基站间通过无线信道的通信可以利用在有限频率频谱中便于大量用户的各种多址技术的其中之一来完成。这些多址技术包括时分多址(TDMA)、频分多址(FDMA)和码分多址(CDMA)。CDMA的工业标准是在TIA/EIA临时标准题为“Mobile Station-Base Station Compatibility Standard for Dual-ModeWideband Spread Spectrum Cellular System”，TIA/EIA/IS-95以及它的后续成果(在这里统称为IS-95)中提出，它的内容通过引用完全合并在这里。关于CDMA通信系统的附加信息是在美国专利号为4901307题为《SPREAD SPECTRUN MULTIPLEACCESS COMMUNICATION SYSTEM USING SATELLITE OR TERRESTRIAL REPEATERS》(‘307专利)的专利中公开的，它已转让给本发明的受让人并通过引用完全合并在这里。
‘307专利中，公开了多址技术，每个都具有收发器的大量移动电话系统用户通过使用CDMA扩展频谱信号的基站进行通信。在‘307专利中公开的CDMA调制技术提供了优于其他用于无线通信系统中调制技术比如TDMA和FDMA的许多优点。例如，CDMA允许频率频谱被重复利用多次，由此系统用户容量得到了增加。此外，CDMA技术的使用通过多径负面作用(比如衰落)的缓解使得陆地信道的特殊问题得到克服，而也进一步开拓了它的优点。
在无线通信系统中，信号在基站和远程单元间传播时可以传播几个不同的传播路径。由无线信道特性产生的多径信号显示了对通信系统的挑战性。多径信道的一个特性就是在通过信道发送的信号中引入了时间扩展。例如，如果通过多径信道发送理想脉冲，那么所接受的信号显示为脉冲流。多径信道的另一个特性就是通过信道的每条路径可以导致不同的衰减因子。例如，如果通过多径信道发送理想脉冲，那么所接受脉冲流的每个脉冲一般对于其他所接受的脉冲具有不同的信号能量。多径信道还有另一个特性就是通过信道的每条路经在信号上可以导致不同的相位。例如，如果通过多径信道发送理想脉冲，那么所接受脉冲流的每个脉冲一般对于其他所接受的脉冲有不同的相位。
在无线信道中，通过信号在环境中来自障碍物的反射产生多径径，例如建筑物、树木、汽车和人。因此，由于产生多径的结构的相对运动，无线信道一般是时变多径信道。例如，如果通过时变多径信道发送理想脉冲，那么所接受的脉冲流在作为发送理想脉冲时间的函数在时间延迟、衰减和相位上都有变化。
信道的多径特性可能影响由远程单元接受的信号并除了其他外特别还导致信号的衰落。衰落是多径信道相位特性所导致的结果。当破坏性地相加多径矢量，产生幅度比任一单独矢量要小的所接受的信号，衰落就发生了。例如，如果通过具有两个路径的多径信道发送正弦波形，其中第一路径具有XdB的衰减因子、δ的时间延迟以及Θ弧度的相移，而第二路径具有XdB的衰减因子、δ的时间延迟以及Θ+π弧度的相移，那么在信道的输出就没有接受到信号，这是因为两个幅值相同相位相反的信号互相抵消了。这样，衰落对无线通信系统的性能具有严重的负面影响。
通常，现代通信系统使用编码来改进抗干扰和抗无线信道噪声的能力。另外，编码可以增加系统容量并改进安全性。一般首先把信息信号转换成适于通过无线信道有效传输的形式。信息信号的转换或调制涉及基于信息信号而改变载波波形参数，这样使所得的调制载波的频谱限制于信道带宽内。在远程单元，从跟随在无线信道上的传播而接受的调制载波形式复制初始消息信号。这样的复制一般通过使用由基站使用的调制过程的反向操作完成。
数据通信的领域特别涉及优化具有有限信噪比(SNR)的传输系统的数据吞吐量。纠错电路(比如编码器和译码器)的使用就允许系统作出折衷。例如，特定的无线信道可用较小的SNR或较高的数据率而保持相同的比特差错率(BER)。
一类编码器被称为卷积编码器。正如本技术中众所周知的，卷积编码器根据输入序列与它本身的卷积或与另一个信号的卷积把输入数据比特序列转换成代码字。数据的卷积编码结合卷积译码器是提供数据纠错编码及译码的众所周知的技术。通常使用的一类译码器是Viterbi译码器。
码率、约束长度和生成多项式用于定义—卷积译码器。码率(k/n)对应对于给定数量的输入比特(k)所产生的编码符号(n)。约束长度(K)定义为在数据卷积编码中使用的移位寄存器的长度。卷积码通过使用延迟元件(即移位寄存器)和模加法器对输入数据序列增加相关性。延迟元件间的抽头可以端接模加法器以形成希望的生成多项式。
图2是卷积编码器20的框图。示出的编码器20包含在不同位置23A到23N抽头连接的移位寄存器22。移位寄存器抽头端接于一个或多个形成生成器函数g0和g1的模2加法器24和25。可以通过选择哪些抽头端接于模2加法器而形成不同生成多项式。
比特在它的输入处26一次一位进入编码器。生成器函数的输出就是已编码输出符号C0和C1。这两个生成器函数g0和g1的每一个对于每个输入比特产生输出符号，它对应的码率为1/2。对于具有三个生成器函数的编码器，码率为1/3，而码率1/n需要n个生成器函数。
1/2的码率已成为最常用的速率之一，虽然也可使用其它码率。在卷积编码方法中约束长度为9(K＝9)是最常用的。卷积编码器可以看作具有二进制系数及长度为K-1的有限脉冲响应滤波器。这个滤波器产生具有2K-1个可能状态的符号流。
Viterbi算法的基本原理是采用通过由噪声无线信道发送的卷积编码数据流，并且使用有限状态机以有效确定所发送的最可能的序列。K＝9的Viterbi译码器可看作为对于给定的所接受的符号假设译码器可能处于每256(2(K-1))个可能状态的哪一个。确定编码器从那些状态的每一个转移到256个可能的编码器状态的下一组的概率。通过称作为量度的量表示概率，这个量度与概率的负对数成比例。因此这个量度的总和等于概率乘积的倒数。这样，较小的量度对应较高概率的事件。
有两种量度：状态量度(有时被称作为路径量度)和分支量度。状态量度表示所接受的符号组通向它相关状态的概率。分支量度表示假设开始状态实际是正确的状态并且给定了实际接受的符号的情况下发生从一个状态转移到另一个的概率。
在速率1/N的编码器中，由两个通向任何其他状态的可能状态，每个对应于在卷积编码器移位寄存器中最右位中0或1的发生。译码器通过相加比较选择(ACS)操作确定哪一个是最可能的状态。相加涉及把每个前一级的状态量与允许转移的分支的两个分支量相加。比较涉及比较进入特定级处状态(节点)的路径的这对量度和。选择涉及选择这两个中较小的并丢弃另一个。这样，在每个节点只保持较佳的分支(即具有最高概率的分支)，连同节点状态量。如果比较的两个量相等，那么可选择任一分支，在任一情况下错误选择的概率是相同的。
Viterbi算法是更新最佳状态以及从可能的2K-1个状态发送的最大可能比特序列的条件概率的高效计算方法。为了计算这个概率，必须计算所有2K-1个状态的每一位。把来自这些计算的每一个的最终确定位存储为路径存储器的单个一位。
进行反向链路操作(编码操作的反向)，其中使用C个确定位选择输出位，其中C是反向链路距离。经过许多次分支后，就非常确信选择了最大可能路径。这个路径存储器深度必须足够长以由信噪比支配，而不是反向链路存储器的长度。
虽然没有必要分析编码特性或最佳译码器的性能，但是理解两者对在网格图上显示编码是有用的。短语“网格”是描述树的短语，其中分支不仅分插成两个或多个分支而且其中两个或多个分支合并成一个。网格图是编码器状态图的无限复制。通过由状态图确定的，对应一个输入比特的一个分支的转移从前一级的节点状态达到网格中一级的节点(状态)。卷积码的任何代码字对应在网格图中沿着一路径(包括连续的分支)的符号。
图3中说明了图2的编码器的简单实施例。图3说明了码率为1/2、约束长度为3的卷积编码器。如图3所示，卷积编码器有三个抽头31、32和33。抽头端接于形成生成器函数g0＝510及g1＝710的两个模2加法器35和36。生成器函数的输出分别成为编码输出符号C0和C1。
图4是显示图3中说明的卷积编码器可能路径的网格图。假设编码器开始于零状态。通过节点42在网格图中显示每个可能的状态。在每个状态中，进入编码器的下一个输入位可以是0也可以是1，并且在每个生成器函数中产生相应的符号组。在图4中，在其相关路径上表示在每个状态的输入位44。在相关路径上的图中表示从每个比特输入产生的输出码符号C0(表示为46)和C1(表示为47)。如在这个简单例子中所说明的，在远程单元所接受的每组码符号都受在编码器处先前输入数据位的影响。这样，在传统操作中，卷积译码器接受连续不中断的码符号流，其中每个符号都受前面输入数据的影响。
在传统CDMA通信系统中，远程单元只是偶尔与基站建立双向的通信。例如，当没有进行中的呼叫时蜂窝电话保持空闲状态持续很长一段时间。为了确保接受了任何传向远程单元的消息，远程单元必须持续监控通信信道甚至在空闲的时候。例如，空闲时，远程单元监控来自基站的前向链路信道以检测进入的呼叫。在这样的空闲期间，蜂窝电话连续消耗能源能必要地维持元件监控来自基站的信号。许多远程单元是便携式的并由内部电池供电的。例如，个人通信系统(PCS)手机几乎都是专用电池供电的。由远程单元在空闲模式时电池能源的耗费减少了当发出或接受呼叫时可用于远程单元的电池能源。因此，希望减小远程单元在空闲状态的能源损耗并由此增加电池寿命。
在美国专利号5392287题为《APPARATUS AND METHOD FOR REDUCING POWERCONSUMPTION IN A MOBILE COMMUNICATION RECEIVER》(‘287专利)的专利中公开了在通信系统中一种减少远程单元能源耗费的方法。它已转让给本发明的受让人并通过引用完全合并在这里。在‘287专利中，公开了操作在空闲模式下的远程单元(即不与基站进行双向通信的远程单元)中减少能源耗费的技术。在空闲状态，每个远程单元都周期性地进入“活动”状态，在这期间它准备并在前向连路通信信道上接收消息。在连续活动状态间的时间段中，远程单元进入“非活动”状态。在远程单元非活动状态期间，基站不向远程单元发送任何消息，虽然它可以向系统中处于活动状态的其他远程单元发送消息。
如287专利中所公开的。基站广播由基站覆盖区域内所有远程单元在“寻呼信道”上接收的消息。基站覆盖区域内所有空闲远程单元监控寻呼信道。寻呼信道在时间维度上被分为连续的“时隙”流。每个操作在时隙模式中的远程单元只监控特定时隙，它们对于该单元被分配为活动(已分配)时隙。寻呼信道在有限时隙中连续发送卷积编码消息，例如每640时隙重复时隙序列。当远程单元进入基站的覆盖区域时，或如果远程单元初始就上电了，它就把它的存在通信告知一较佳基站。通常较佳基站是由远程单元所测量的具有最强导频信号的基站。
较佳基站连同多个地理上相近的相邻基站，在它们各自的寻呼信道内为远程单元分配一个时隙或多个时隙来监控。如果必要，基站在寻呼信道中使用时隙来向远程单元发送控制信息。远程单元也可以监控来自较佳基站的定时信号，它使得远程单元在时间维度上对准基站时隙定时。通过在时间维度中对准基站时隙定时，远程单元可以确定寻呼信道时隙序列何时开始。这样，知道了寻呼信道时隙序列何时开始、哪些时隙分配给它来监控、在重复的寻呼信道时隙序列中的总时隙数以及每个时隙的持续时间，远程单元就能确定何时它所分配的时隙发生。
一般地，当基站在不处于远程单元所分配组内的时隙中在寻呼信道上发送时，远程单元处于非活动状态。当在非活动状态时，远程单元不监控由基站发送的定时信号，使用内部时钟源保持时隙定时。此外，当在非活动状态时，远程单元可以从所选电路(例如，监控无线信道和译码器的电路)去除电源和时钟。使用内部定时，远程单元在所分配时隙下一次发生的一小段时间之前通过它的活动状态。
当转移到活动状态时，远程单元把电源施加到监控无线信道的电路。在远程单元重新获取基站之后，远程单元开始接受编码符号流并按时钟将编码符号流进入译码器。译码器使用编码符号继续构造存储于译码器中的网格图。然而，由于已中断了编码符号流，所以由远程单元接收的符号码与构造存储在译码器内的网格图的符号就没有相关性。因此远程单元必须在它所分配的时隙前接受足够码符号以确保完成代码字的正确译码。例如，用约束长度为9的卷积码对在IS-95中使用的寻呼信道进行连续编码。用于对IS-95寻呼信道进行译码的译码器可能需要对116个数据位进行译码以正确初始化它的状态量并保证从译码器输出有效数据。
当远程单元进入活动状态时，它可以在寻呼信道在它所分配的时隙上接收消息并响应来自基站的指令。例如，可以命令远程单元开启“话务”信道以响应于进入的呼叫为进行随后的语音通信建立双向通信链路。如果没有来自基站的消息或没有指令请求远程单元保持活动，那么在所分配的时隙结束时远程单元回到非活动状态。此外，远程单元马上回到非活动状态如果基站命令这么做的话。
因此，本技术需要一种减少对中断的代码字流进行正确译码所需码符号数的方法和设备。
发明概述
本发明通过提供一种改进卷积译码器收敛特性的系统和方法以解决这些和其他需要。在本发明的一个方面中，包含卷积译码器的远程单元接收中断的码符号流。在对符号进行译码之前，初始化存在于译码器内的网格图的状态量度。
在本发明的一个方面中，当远程单元接收中断的码符号流时，正好在所接受的码符号之前发送的码符号模式是已知的。然后只有当先前的码符号已接受才把网格图的状态量偏向已有效的状态。用高状态量度初始化剩下的无效状态。因此，在译码过程中，译码器是偏向有效状态的。
在本发明的另一方面中，存在于编码器中的网格图中的所有状态的量度都被初始化到0或某个其他常量。因此，在网格图内就没有偏向任何特定状态。
附图简述
从以下结合附图详细描述提出的此项发明的特征、性质和优点将会变得更明显，全部附图中类似的标号标注相应的部分，其中：
图1是显示典型的现代无线通信系统的表示图。
图2是卷积译码器的框图。
图3是码率为1/2、约束长度为3的卷积编码器框图。
图4是显示在图3中说明的卷积编码器的可能路径的网格图。
图5是说明在时隙模式通信系统中在远程单元所分配时隙处从非活动状态到活动状态转移的表示图。
图6是远程单元实施例的框图。
图7是说明卷积编码序列比如由图3中的编码器产生的序列的表示图。
图8是说明图7中说明的所接受序列译码的网格图。
图9是说明本发明一个实施例的网格图。
图10是说明本发明一个实施例操作方法的流程图。
发明详述
图5是说明在时隙模式通信系统中在远程单元所分配时隙处从非活动状态到活动状态转移的表示图。上部51表示时间上从左到右通过的连续时隙序列。下部52表示在时隙模式通信系统中远程单元活动和非活动状态间转移期间发生的事件，其中时隙5是所分配的时隙。已扩展下部的时间尺度以使能更详细地显示状态转移。
特别是，图5的下部53显示从非活动状态50到活动状态52的转移。在活动状态52中，远程单元在时隙5的一部分中监控基站。在时隙5开始之前，远程单元通过过渡状态54从非活动状态50转移到活动状态52。如以上所述，在非活动状态50中，在远程单元中所选的电路是不上电的，这样减少能源消耗并增加远程单元的电池寿命。例如，可以在非活动状态50期间从接收器移去电源。
在过渡状态54中，对远程单元的所选电路再次上电。例如，如果接收器未上电，那么在过渡状态中就重新施加电源。过渡状态54的持续时间是足够的以允许远程单元能对电路上电并初始化功能以使远程单元具有功能性，使它可以在过渡状态54结束时接收并译码代码字。
接着过渡状态54之后，远程单元进入活动状态52。活动状态52由两部分组成：准备时间56和所分配时隙时间58。在准备时间56中，进行初始搜索以重新获取较佳基站的导频信号以使远程单元在所分配时隙时间58准备监控寻呼信道。所分配时隙时间58开始于时隙5的开头。
在所分配时隙时间58中，远程单元在寻呼信道上从较佳基站接收消息。名义上，在时隙5结束处所分配的时隙时间58和活动状态52终止并且远程单元进入非活动状态50。为了进一步减少远程单元的能源损耗，基站可以命令远程单元在时隙5完成之前进入非活动状态50。可选地，如果基站不能在时隙5中进行消息的传输，那么基站可以命令远程单元在时隙5完成之后保持在所分配的时隙时间58中。随后基站命令远程单元进入非活动状态50。远程单元一进入非活动状态50就停止接收所发送的数据，这样中断了连续卷积编码符号流。
图6是显示远程单元60一部分的框图。接收器61接收无线链路信号。接收器61提供无线链路信号的接收和下变频，并且也提供在CDMA环境中的去扩展以及其他解调功能。接收器61在它的输出提供一系列的数字值。
根据熟知的无线链路协议，比如IS-95，在通过无线链路发送数据之前，它被分为一系列分组。在时间上重新排列分组以使在通过无线链路发送时分组的顺序是非时序的。发送分组的这个方法被称作为交织，并且重新排列分组的过程被称作为去交织。去交织器62进行去交织操作。去交织器62从接收器61接收样值并累计一系列分组数据。当接收了整组的分组，去交织器62就在时序上重排分组并把它们输出到译码器63。
在一个实施例中，译码器63是卷积译码器。卷积译码器的一种普通形式是Viterbi译码器。如以上所讨论的，Viterbi译码器根据数据组产生软判决数据。当译码器缓冲器包含足够的数据时，把数据传递到消息分析器64。消息分析器64进行这样的操作：在消息中收集比特、计算并识别任何循环冗余码或其他纠错码、把消息转换成内部格式、把已转换的消息复制到缓冲器里，并且把已转换的消息放置到适当协议任务的队列中。总之，由控制器65控制译码器63和消息分析器64的过程。控制器可配置为一进入活动状态就把编码器偏向特定状态或不偏向任何状态。
在一个实施例中，译码器可以在ASIC上实现。在一个实施例中，译码器可以是现场可编程门阵列(FPGA)、离散逻辑、微处理器或其他控制电路。在另一个实施例中，译码器63和控制器65都可在同一ASIC上构成。在其他实施例中。远程单元60中的硬件配置可以通过固件控制，允许远程单元通过下载新的固件进行现场更新。
总之，远程单元60的操作由在控制器65上实现的硬件和软件的配置控制。硬件配置可以通过固件、软件、离散设备的硬连线或以上任意组合建立。
如以上所述的，在基站的输入数据的卷积编码导致所接受的码符号受数据流中先前比特的影响。以下讨论当中断了所接受的码符号流时卷积编码的结果。
图7示例了卷积编码序列的简单例子，比如是由图3中编码器产生的。图7说明了输入数据71。在这个例子中，假设在接受输入数据71之前卷积编码器开始于它的“00”状态。当输入数据71进入编码器时，由编码器产生所发送序列72。由于图3的卷积编码器的码率为1/2，所以进入编码器的信息序列中的每一位产生两个符号码C0和C1分别标为73和74。通过无线信道发送码符号序列，在其中它可能受到噪声和衰落的破坏。
在远程单元60中，接收器61接收所发送序列72。由于无线信道对所发送序列的影响(例如噪声和衰落)，所接收的码符号序列可以通过图7的所接收序列75表示。在这个例子中，所接收的信号被彻底地破坏。所接收的符号中的三处76、77和78与对应的所发送符号相比具有不同的极性。此外，当没有接收到数据时就有一个删除符79。
在远程单元接收器61对所接收序列75进行采样。例如，接收器61对码符号期间所接收的能量求积分。在一个实施例中，码符号期间所接收的能量的幅值可被转换为范围在+7到-7伏的电压电平。在这个例子中，强“1”与弱“1”表示为不同的值。正号对应二进制“1”，而负号对应二进制“0”。电压电平的幅值是确定所接收符号与所发送符号相同的置信度量度。例如，强二进制“0”表示为符号和大幅值，而弱二进制“1”表示正号和小幅值。如一个例子，在输入数据71中的第一二进制“1”进入在基站的编码器以产生所发送的符号码序列73、74。通过无线信道发送码符号。在远程单元以可信电平+3、-2(分别由标号80和76所说明)接收码符号。所接收符号的这些可信电平用于远程单元中的译码器以进行软判决(即通过网格图预测最可能的路径)。
图8是说明图7中所说明的接收序列75译码的网格图。虽然为了方便说明简化了网格图，但是可以理解在这里所说明的原理不限于这样一个简单的例子并也可应用于更复杂的译码器和网格图。当远程单元一开始上电时，Viterbi译码器中的状态量值初始化为任意随机值。例如，在图8中状态00、10、01和11的初始状态量值分别是0、123、4和511。在接收了码符号分组并传送到译码器之后，就通过网格图计算每个可能状态的量度或可信电平。
例如，如果编码器在第0级开始于状态00并且数据位按时钟节拍进入编码器后编码器在第1级保持在状态00，那么数据位必须是产生码符号二进制00的二进制“0”。在图8中所说明的例子中，所接收的符号码是+3(表示二进制“1”)和-2(表示二进制“0”)。通过添加与所需码符号极性相反的可信电平的幅值计算路径量度。这样，在图8中从初始00状态转移到第1级的00状态的路径量度等于3。再参照图4，如果编码器初始在状态01并且二进制0数据位按时钟节拍已进入了编码器那么就发生了到达第1级00状态的第二路径。编码器会产生码符号二进制11。如果发送了码符号二进制11，那么这个分支的量度将为2。通过分别把分支量添加到来自先前状态的状态量度计算第1级00状态的量度。对于图8中所说明的例子，第1级状态00的状态量度是(0+3)或(4+2)。较低的量度值对应正确路径的较高概率，只有产生最低量度的路径才保留。这样在图8中，只有从第0级状态00到第1级状态00的路径得以保留，它对应的状态量度为3。这个过程一直持续直到建立了表示存在于译码器中整个数据分组的网格图。
一旦网格图完成，译码器就进行“反向链路”，它用最低状态量度值跟踪路径。译码器适用沿着“反向链路”的码符号以确定最有可能的所发送序列。在图8中，以状态量度8结束的已译码序列具有成为所发送序列最高的概率。通过网格图的反向链路产生译码后的对应已译码位89的输出符号88。已译码位89是图7中如71所示的所发送位的精确表示。
例如，如果在到达第9级之后命令远程单元进入它的非活动状态，那么编码器就停止接收码符号。当远程单元重新进入它的活动状态并开始对所接收码符号进行译码时，由于在经过的时间段中没有接收到码符号，新的码符号就与现存在于译码器中的路径没有相关性了。然而，状态量度仍旧存在于编码器中由此偏向译码反向链路过程。
在图9中，从先前数据建立了如图8中所说明了相同的网格图。在第9级远程单元进入它的非活动状态。一旦重新进入活动状态，就初始化现存于译码器中的量度。例如，对应状态00和10的量度可以设为0。剩下的状态01和11的量度可以设为511或一些其他对应最大量度值的值。在这种情况下，就把网格图状态量偏向状态00和10。偏向网格图状态量将会有利于在反向链路过程中传递这些状态的路径。
在另一个实施例中(例如根据IS-95的实施例)，具有约束长度9和码率1/2的卷积编码器用于对数据进行编码。这个产生了包含256个可能状态的网格图。在基于IS-95-B的系统中，如果寻呼信道消息的开始符合寻呼信道时隙的开始，那么在先前寻呼信道半帧结束时会发送最少四个0。这样，在先前寻呼信道半帧结束时就会发送最少四个0。虽然远程单元不会接收在分组结束处包含最少四个0的先前的数据分组，但是如果已把对应四个连续0的码符号输入到译码器的网格图中了，那么256个状态只有16个是可能的。在一个实施例中，16个可能的状态量度初始化为0值。剩下240条路径将为较高值，例如值511或最大值。这把网格图偏向在那里更可能的过去状态。
在另一个实施例中，如果寻呼信道消息的开始符合寻呼信道时隙的开始，那么在先前寻呼信道半帧结束时可以发送不同固定模式的比特。因此，可以相应地选择不同初始化值。例如，如果在先前寻呼信道半帧结束时发送八个0，那么256个状态只有一个状态时可能的。这样就把一个状态初始化位0，而剩余状态初始化为较大值，比如511。
如以上例子说明的，可以通过使用已编码消息特性来改进译码器的性能。如所说明的，如果可以确定在没有中断码符号流的情况下接收了什么码符号，那么根据实际接收的码符号特性把译码器偏向有效状态而离开无效状态。把译码器按这种方式偏向提供了通过具有比另外方式所需的更少的处理数据的网格图对最大似然路径的较佳预测。
以上所述可以提供系统上的重大改进，该系统在远程单元进入它的非活动状态时把状态量度让它停留在所处的无论什么状态中。把译码器中的网格图状态量偏向有效状态并离开无效状态改进了通过网格图反向最大似然路径的反向链路的收敛性。
在另一个实施例中，所有状态量度都初始化为0。因此，当远程单元开始接收新的码符号并继续图9的网格图时，就没有偏向通过译码器的先前路径。在另一个实施例中，状态量可以初始化为不同值。
图10是表示初始化译码器过程的流程图。使用图6中所描述的远程单元可以实现这个过程，并且通过硬件或软件完成这个过程。流程开始于块100。在块102中，远程单元进入活动状态。在块104中，由远程单元接收码符号。然后流程继续到达块106，其中在去交织器中累积码符号。在块108中，确定在去交织器中是否累积了完全帧的符号。如果在去交织器中没有累积了完全帧的符号，流程就继续到达块104并接收附加的码符号。再次参照块108，如果在去交织器中累积了完全帧的符号，流程就继续到达块109。在块109中，确定是否初始化了编码器状态量度。如果初始化了编码器状态量度，流程就继续到达块114。如果没有初始化编码器状态量度，流程就继续到达块110。
例如在块109中，如以下所述，如果发生了到新的较佳基站的切换，或者所接收的码符号来自远程单元所分配的时隙边界之后的第一个寻呼信道帧，那么就可以确定没有初始化状态量度。可选择地，如果由码率为1/2、约束长度为9的译码器接收了足够的有效码符号，例如232个有效码符号(表示116个比特)，状态量度将被初始化。
在块110中，确定码符号是否来自时隙边界之后的第一个寻呼信道帧。如果码符号来自远程单元边界之后的第一个寻呼信道帧，流程就继续到达块112。在块112中初始化状态量度。状态量度可以被初始化为以上所述的任何偏置，例如所有量度设为0、一些量度设为0而其他设为最大值，或者其他组合。再参照块110，如果码符号不是来自时隙边界之后或跟随状态量度初始化之后的第一个寻呼信道帧，流程就继续到达块114。可选择地，在块110可以随时初始化状态量度，随后流程继续到达块114。
在块114中，译码器计算分支和状态量度。块114中计算分支和状态量度之后，流程就继续到达块116。在块116中，译码器通过网格图进行反向链路，通过网格图确定最大似然路径并输出对应的已译码位。流程继续到达块118。在块118中，远程单元确定它是否进入它的非活动状态。如果远程单元要继续保持在它的活动状态，那么流程就继续到达块104并接收附加码符号。如果远程单元要进入它的非活动状态，那么流程就继续到达块120，在那里远程单元进入它的非活动状态。流程随后继续到达块102，在那里远程单元保持在它的非活动状态直到它重新进入下一个活动状态。
以上所述详细描述了本发明的特定实施例。然而可以理解不管以上描述如何详细，还可以用其他特定形式具体化本发明，这并不离开它的精神或实质特性。例如，虽然描述了约束层为3且码率为1/2的特定译码器。这些原理应用于其他编码器比如约束长度为9且码率为1/2或其他配置。无论从哪方面来看，只能以说明性而不是限制性地考虑所描述的实施例，并且由此有所附的权利要求书而不是通过以上的描述来指示本发明的范围。所有在权利要求书等同物的理念和范围内所作的变化都包含在它们的范围内。

Claims (27)

1.一种对卷积编码数据进行译码的方法，该方法包括：
接收—被中断的连续卷积编码代码字的流的符号；
累积所述符号直到接收了完整帧的符号；
如果在所述完整帧中的所述符号是来自时隙边界之后的第一寻呼信道帧，那么把卷积译码器内网格图的最终节点的量度初始化为预定值的第一组；
将所述完整组符号传送给所述卷积译码器，其中所述卷积译码器使用所述符号继续构造所述网格图；
响应于所述接收的符号计算网格图上每个节点的量度；
响应于所述量度值产生经译码的比特。
2.按权利要求1所述的方法，其特征在于进一步包括：
如果在所述完整帧中的所述符号不是来自时隙边界之后的第一寻呼帧，那么把卷积译码器内网格图的最终节点的量度初始化为预定值的第二组。
3.按权利要求1所述的方法，其特征在于进一步包括：
如果在所述完整帧中的所述符号不是来自时隙边界之后的第一寻呼帧，那么把卷积译码器内网格图的最终节点的量度初始化为预定值的所述第一组。
4.按权利要求1所述的方法，其特征在于在网格图的每个最终节点初始化量度包括在每个最终节点把每个所述量度设置为0。
5.按权利要求1所述的方法，其特征在于在网格图的每个最终节点初始化量度包括在每个最终节点把希望数量的所述量度设置为0，并把希望数量的每个所述量度设置为饱和值。
6.按权利要求4所述的方法，其特征在于把所述度量设置为0的所述希望数量是16。
7.按权利要求4所述的方法，其特征在于把所述度量设置为饱和值的所述希望数量是240。
8.一种在时隙模式无线通信系统中对用于远程单元的连续卷积编码数据流进行译码的方法，其中远程单元在所述远程单元的活动状态期间只接收一部分所述连续卷积编码符号流，而在非活动状态期间不接收所述流，该方法包括：
接收—被中断的连续卷积编码代码字的流的符号；
累积所述符号直到接收了完整帧的符号；
如果在所述完整帧中的所述符号是来自时隙边界之后的第一寻呼信道帧，那么把卷积译码器内网格图的每个最终节点处的量度初始化为预定值；
将所述完整组符号传送到所述卷积译码器，其中所述卷积译码器使用所述符号继续构造所述网格图；
响应于所述接收的符号计算网格图上每个节点的量度；
响应于所述量度值产生经译码的比特。
9.按权利要求8所述的方法，其特征在于在网格图的每个最终节点初始化量度包括在每个最终节点把每个所述量度设置为0。
10.按权利要求8所述的方法，其特征在于在网格图的每个最终节点初始化量度包括在每个最终节点把希望数量的所述量度设置为0，并把希望数量的每个所述量度设置为饱和值。
11.按权利要求8所述的方法，其特征在于所述网格图包含256种可能的状态。
12.按权利要求8所述的方法，其特征在于把所述度量设置为0的所述希望数量是16。
13.按权利要求8所述的方法，其特征在于把所述度量设置为饱和值的所述希望数量是240。
14.一种用于通信系统的远程单元，该远程单元包括：
接收器，配置为接收无线链路信号；
去交织器，配置为从所述接收器接收采样并把所述采样累积为以时序顺序排列的数据分组串；
译码器，配置为接收以时序顺序排列的所述数据分组串，继续构造存储在所述译码器中的网格图以对所述数据分组进行译码并且输出经译码的数据；
控制器，配置为确定所述数据分组串是否来自时隙边界后的第一寻呼信道帧，并且如果是这样，那么就在所述译码器对存储在所述译码器中的所述网格图继续构造之前，对在所述网格图的每个最终节点的量度值进行初始化。
15.按权利要求14所述的远程单元，其特征在于所述译码器是Viterbi译码器。
16.按权利要求14所述的方法，其特征在于在网格图的每个最终节点初始化量度值包括把每个所述量度值设置为0。
17.按权利要求14所述的方法，其特征在于所述网格图包含256种可能的状态。
18.按权利要求14所述的方法，其特征在于在网格图的每个最终节点初始化量度值包括把希望数量所述量度值设置为0，并把希望数量的所述量度设置为饱和值。
19.按权利要求18所述的方法，其特征在于把所述度量设置为0的所述希望数量是16。
20.按权利要求18所述的方法，其特征在于把所述度量设置为饱和值的所述希望数量是240。
21.一种对卷积编码的码字进行译码的方法，该方法包括：
接收—被中断的连续卷积编码码字流的符号的装置；
累积所述符号直到接收了完整帧的符号的装置；
确定在所述完整帧中的所述符号是否来自时隙边界之后的第一寻呼信道帧的装置，并且如果这样就初始化卷积译码器内在网格图的每个最终节点处的量度；
将所述完整组符号传送给所述卷积译码器的装置，其中所述卷积译码器使用所述符号继续构造所述网格图；
响应于所述接收的符号计算网格图上每个节点的量度的装置；
响应于所述量度值产生经译码的比特的装置。
22.按权利要求21所述的方法，其特征在于所述网格图包含256种可能的状态。
23.按权利要求21所述的方法，其特征在于在网格图的每个最终节点处初始化量度包括在每个最终节点处把每个所述量度设置为0。
24.按权利要求21所述的方法，其特征在于在网格图的每个最终节点处初始化量度包括在每个最终节点处把希望数量的所述量度设置为0，并把希望数量的每个所述量度设置为饱和值。
25.按权利要求21所述的方法，其特征在于把所述度量设置为0的所述希望数量是16。
26.按权利要求21所述的方法，其特征在于把所述度量设置为饱和值的所述希望数量是240。
27.按权利要求21所述的方法，其特征在于所述卷积译码器是Viterbi译码器。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103746711A (zh) * 2013-11-28 2014-04-23 西安电子科技大学 基于译码端状态转移图的量子Viterbi译码算法
CN107045479A (zh) * 2012-10-22 2017-08-15 英特尔公司 高性能互连物理层

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7292552B2 (en) * 2002-03-14 2007-11-06 Qualcomm Incorporated Method and apparatus for reducing interference in a wireless communication system
US7406065B2 (en) * 2002-03-14 2008-07-29 Qualcomm, Incorporated Method and apparatus for reducing inter-channel interference in a wireless communication system
US8577026B2 (en) 2010-12-29 2013-11-05 Ternarylogic Llc Methods and apparatus in alternate finite field based coders and decoders
US7877670B2 (en) * 2005-12-06 2011-01-25 Ternarylogic Llc Error correcting decoding for convolutional and recursive systematic convolutional encoded sequences
US8867336B2 (en) * 2005-09-28 2014-10-21 Qualcomm Incorporated System for early detection of decoding errors
KR100794790B1 (ko) * 2005-10-21 2008-01-21 삼성전자주식회사 듀얼 전송 스트림을 인코딩하는 트렐리스 인코딩 장치 및그 방법
US7986441B2 (en) * 2007-04-04 2011-07-26 Wong Technologies L.L.C. Embedding watermark into halftone image with low distortion using parity values for overlapping groups of candidate sites
US8276047B2 (en) 2008-11-13 2012-09-25 Vitesse Semiconductor Corporation Continuously interleaved error correction
US20100299579A1 (en) * 2009-05-21 2010-11-25 Ternarylogic Llc Methods and Systems for Error-Correction in Convolutional and Systematic Convolutional Decoders in Galois Configuration
US8751910B2 (en) 2011-04-13 2014-06-10 Cortina Systems, Inc. Staircase forward error correction coding

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4583078A (en) * 1984-11-13 1986-04-15 Communications Satellite Corporation Serial Viterbi decoder
US5355376A (en) * 1993-02-11 1994-10-11 At&T Bell Laboratories Circular viterbi decoder
JP3237974B2 (ja) 1993-09-20 2001-12-10 株式会社東芝 ディジタル信号復号装置
ZA947317B (en) * 1993-09-24 1995-05-10 Qualcomm Inc Multirate serial viterbi decoder for code division multiple access system applications
US5539757A (en) * 1993-12-22 1996-07-23 At&T Corp. Error correction systems with modified Viterbi decoding
US5673291A (en) 1994-09-14 1997-09-30 Ericsson Inc. Simultaneous demodulation and decoding of a digitally modulated radio signal using known symbols
EP0671836A3 (en) 1994-03-01 1997-09-10 Intracom A E Built-in circuit for maximum likelihood estimation of transmitted digital data.
FR2730883B1 (fr) 1995-02-17 1997-04-04 Alcatel Telspace Dispositif d'initialisation d'un decodeur de viterbi compris dans un recepteur de signaux transmis sous forme de paquets emetteur, recepteur et procede correspondants
JP2838994B2 (ja) 1995-12-27 1998-12-16 日本電気株式会社 データ信号受信装置
US5878098A (en) * 1996-06-27 1999-03-02 Motorola, Inc. Method and apparatus for rate determination in a communication system
JPH11112361A (ja) * 1997-10-01 1999-04-23 Matsushita Electric Ind Co Ltd データ復号装置及びデータ復号方法
US6044069A (en) 1997-10-29 2000-03-28 Conexant Systems, Inc. Power management system for a mobile station
US5974091A (en) * 1997-10-30 1999-10-26 Communication Network Systems Composite trellis system and method
US6590886B1 (en) 1998-07-17 2003-07-08 Qualcomm, Incorporated Technique for reduction of awake time in a wireless communication device utilizing slotted paging
US6434203B1 (en) * 1999-02-26 2002-08-13 Qualcomm, Incorporated Memory architecture for map decoder
US6452984B1 (en) * 1999-02-25 2002-09-17 Lsi Logic Corporation Metric biasing for maximum likelihood sequence estimators

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107045479A (zh) * 2012-10-22 2017-08-15 英特尔公司 高性能互连物理层
CN107045479B (zh) * 2012-10-22 2020-09-01 英特尔公司 高性能互连物理层
CN103746711A (zh) * 2013-11-28 2014-04-23 西安电子科技大学 基于译码端状态转移图的量子Viterbi译码算法
CN103746711B (zh) * 2013-11-28 2015-03-04 西安电子科技大学 基于译码端状态转移图的量子Viterbi译码算法

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