專利名稱：產(chǎn)生多樣性可靠度信息的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一可根據(jù)先前轉(zhuǎn)移狀態(tài)鑒定接收信號的通訊系統(tǒng)，特別是指產(chǎn)生一用以鑒定接收信號的可靠度信息。
背景技術(shù)：
在一數(shù)字通訊系統(tǒng)中，頻率選擇性頻道常導致傳送符號間互相干擾(Intersymbol interference，ISI)，為降低符號互相干擾所導致的信號失真及信道不良性，數(shù)字通訊系統(tǒng)常利用數(shù)字解調(diào)器來補償符號互相干擾的問題。維特比算法均衡器(Viterbi algorithm equalizer)為其中一種現(xiàn)行數(shù)字通訊系統(tǒng)常用的解調(diào)器。維特比算法在“Viterbi Algorithm，”by G.David Forney Jr.，Proceedings of IEEE，Vol.61，No.3，pp.268-278(1973)一文中已有揭露，其適合應(yīng)用于均衡及解碼處理上。且在“A Viterbi Algorithm with Soft-DecisionOutputs and its Applications，”by J.Hagenauer and P.Hoeher，Proceedings of theGLOBECOM’89，No.47.1，pp.1680-1686(1989)一文中亦披露了有關(guān)具有軟式輸出的維特比算法的一些應(yīng)用。在Hagenauer等人所提出的論文中，文中描述使用可靠度信息的軟式輸出的種種好處，文中利用大容量的存儲器以儲存累積候選節(jié)點計量值(accumulated candidate node metrics)及一額外的回溯步驟。
維特比算法均衡器是一利用最大可能序列估測(maximum likelihoodsequence estimation，MLSE)的高效率接收器。相對于硬式?jīng)Q策的均衡器，如果能將軟式?jīng)Q策傳送至解交錯器(de-interleaver)及卷積譯碼器(convolutionaldecoder)，則這樣的維特比算法均衡器可達到1-4dB增益值。因此，軟式輸出維特比算法(SOVA)均衡器及單步驟的軟式輸出維特比算法均衡器在目前接收器的設(shè)計上較占優(yōu)勢。大部份軟式輸出的維特比算法均衡器在數(shù)據(jù)處理時會儲存所有狀態(tài)的軟數(shù)值，并對所有可能的先前狀態(tài)執(zhí)行回溯程序(Traceback)以對接收符號序列進行譯碼。美國專利號第5,119,400號專利提出了一類維特比均衡器(Viterbi-like equalizer)，其并不儲存所有狀態(tài)的軟數(shù)值亦不執(zhí)行回溯程序，藉由此專利所述的系統(tǒng)，我們可得到較佳的可靠度信息。
美國專利第5,119,400號中討論一可靠度信息策略，其識別2L的最近狀態(tài)轉(zhuǎn)換為二進制位的“1”的所有可能路徑及2L的最后狀態(tài)轉(zhuǎn)換為二進制位的“0”的所有可能路徑。具有較大機率函數(shù)的路徑會被選中，被指定為這兩個被選定值中較大者的二進制值會被當作估測值ak-L，而可靠度信息則可藉由這兩個被選到的機率函數(shù)來得出。藉由此種方法，此系統(tǒng)不需大容量的存儲器，也不需要維特比均衡器中所使用的回溯程序，故可以大量節(jié)省存儲器空間及節(jié)省數(shù)據(jù)處理時間。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一在于提供一通訊系統(tǒng)的接收器，此接收器包含一接收器前端(Receiver front end)、一均衡器(Equalizer)以及一譯碼器(Decoder)。該接收器前端可自一無線頻道接收信號并提供多個取樣數(shù)據(jù)信號。該均衡器則會依據(jù)前述的多個取樣數(shù)據(jù)信號作出響應(yīng)，提供傳輸數(shù)據(jù)估計值并輸出可靠度信息，該可靠度信息代表該傳輸數(shù)據(jù)估計值的可靠度。該譯碼器則依據(jù)來自均衡器的傳輸數(shù)據(jù)估計值及可靠度信息作出響應(yīng)，并產(chǎn)生多個回復符號。均衡器會決定一某一取樣時間的第一可靠度信息及一前一取樣時間的第二可靠度信息，并藉由結(jié)合第一及第二可靠度信息來決定所輸出的該可靠度信息。
本發(fā)明的另一個目的在于提供一通訊系統(tǒng)的接收器，此接收器包含一接收器前端、一均衡器以及一譯碼器。該接收器前端可自一無線頻道接收信號并提供多個取樣數(shù)據(jù)信號。該均衡器則會依據(jù)前述的多個取樣數(shù)據(jù)信號作出響應(yīng)，提供傳輸數(shù)據(jù)估計值并輸出可靠度信息，該可靠度信息代表該傳輸數(shù)據(jù)估計值的可靠度。該譯碼器根據(jù)均衡器的可靠度信息來回復傳輸數(shù)據(jù)。該均衡器藉由結(jié)合在時間k的第一可靠度函數(shù) 及時間(k-1)的第二可靠度函數(shù) 來產(chǎn)生可靠度信息


圖1為數(shù)字通訊系統(tǒng)的方塊圖；圖2為用以產(chǎn)生一多樣性可靠度信息的無線通訊系統(tǒng)方塊圖；圖3為產(chǎn)生第一可靠度信息的NM_UPPER(k)及NM_LOWER(k)的示意圖，其中頻道存儲深度L＝3；圖4-a為產(chǎn)生第二可靠度信息的NM_U0(k)及NM_U1(k)的方法示圖，其中頻道存儲深度L＝3；圖4-b為產(chǎn)生第二可靠度信息的NM_L0(k)及NM_L1(k)的方法示圖，其中頻道存儲深度L＝3；和圖5為藉由多樣性結(jié)合以產(chǎn)生可靠度信息的方法示圖。
附圖標號說明1傳送器 2接收器21模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器 22頻道估測器23參考信號產(chǎn)生器 24計量值計算器3類維特比均衡器 31控制器32存儲單元33存儲單元34存儲單元35第一可靠度計算器36第二可靠度計算器37可靠度計算器具體實施方式
類維特比算法對于頻道估測精確度非常敏感，比方說，若頻道估測不夠精確的話，效能表現(xiàn)就會相對較差，而頻道估測不精確的問題常發(fā)生于具有較大展延(Delay Spread)特性的無線通道。傳統(tǒng)的軟式輸出(soft-output)的維特比算法在數(shù)據(jù)處理時，會儲存所有狀態(tài)的軟式輸出，并由接收序列尾端執(zhí)行一回溯(back tracing)程序，這過程需要大容量的存儲器。本發(fā)明的某些實施例可降低前述美國第5,119,400專利對頻道估測誤差的敏感度的問題，并提供一不需大容量存儲器的解決方案。
本發(fā)明的最佳實施例提供一類維特比均衡器，并藉由軟數(shù)值的多樣性結(jié)合來產(chǎn)生可靠度信息。以具有本發(fā)明的結(jié)構(gòu)的接收器進行實驗模擬的結(jié)果，可顯示出在一些產(chǎn)生信號衰減的頻道上，本發(fā)明的接收器較已知類維特比均衡器有較好的效能。本發(fā)明的類維特比均衡器首先在時間k時產(chǎn)生第一可靠度信息及第二可靠度信息，再將時間k的第一可靠度信息及時間(k-1)的第二可靠度信息取其平均值，并經(jīng)噪聲功率正規(guī)化處理后來獲得時間k的輸出可靠度信息，最后輸出可靠度信息被傳送至解交錯器及卷積譯碼器以進行進一步的處理。
時間(k-1)的第二可靠度信息會被延遲而后結(jié)合時間k的第一可靠度信息，以便產(chǎn)生時間k的輸出可靠度信息。時間k的輸出可靠度信息是相當于最近第L個位的可靠度信息，其中L代表頻道存儲深度(即某一符號取樣值是由本身及相臨L個符號取樣值的線性組合)。在時間k的第一可靠度信息為匯集在同一節(jié)點的兩路徑累積計量值的差分，該節(jié)點，在時間k時，具有整體狀態(tài)中最小節(jié)點計量值。另一方面，在時間k的第二可靠度函數(shù)為兩最佳累積計量值的差分，其中一最佳累積計量值的最近第(L-1)個位為二進制位的1，另一最佳累積計量值的近第(L1)個位為二進制位的0。最佳路徑是來自兩群組其中之一，此兩群組是藉由在時間k時，對于最近第L個位值所進行的試驗性決定來形成。
本發(fā)明的較佳實施例是有關(guān)一數(shù)字通訊系統(tǒng)，此數(shù)字通訊系統(tǒng)利用一均衡器、一解交錯器以及一譯碼器來處理在非理想有限頻寬信道中所發(fā)生的符號間互相干擾的問題。因信號頻道中有符號互相干擾的問題，所以接收信號樣本不僅取決于目前信息符號，亦與前L個符號相關(guān)。意即對數(shù)字傳輸而言，每一2L狀態(tài)的接收信號樣本及一機率函數(shù)可被歸于由一狀態(tài)移轉(zhuǎn)至另一狀態(tài)的機率。如此一來，每一時刻的所有2L+1機率函數(shù)的最具可能性移轉(zhuǎn)可由計算而得并供后續(xù)使用。將所選出的機率除以匯合于同一狀態(tài)的對應(yīng)移轉(zhuǎn)的機率即可得到第一可靠度信息，其中上述的可靠度信息可視為等效于一被選出的節(jié)點計量值及其對應(yīng)節(jié)點計量值的差分。同時，每一時段的第二可靠度信息用以結(jié)合第一可靠度信息，并取其平均值以降低譯碼器對頻道估測誤差的敏感度。不同于之前是利用機率比例，接收器使用的是機率函數(shù)的指數(shù)部份(即取自然對數(shù)后)，故兩機率的比值相當于兩節(jié)點累積計量值的差分，也是實際上接收器當作軟式輸出并提供至解交錯器及譯碼器的可靠度信息。軟式輸出的正負號相當于二進制位的0或1，其數(shù)值大小相當于可靠度。比方說，0代表最不可靠的估測，而最大的正值或負值則代表最可靠的估測。
以上相關(guān)討論可參考對于維特比傳輸路徑的示圖、轉(zhuǎn)移路徑及計量值，這些是在維特比均衡器及類維特比均衡器中常見的名詞用語，相關(guān)用語的圖示及說明可在美國專利第5,119,400中或是其它地方找到，在此并將這些專利包含于本申請案的參考數(shù)據(jù)中，特別是針對那些圖示與說明。
類維特比均衡器在時間k之時會傳送最后第L個位ak-L的可靠度信息。為了簡化起見，本發(fā)明的較佳實施例中不是以機率指數(shù)比例，而是利用計量值差分并利用一多樣性結(jié)合來產(chǎn)生輸出可靠度信息，據(jù)以降低系統(tǒng)對頻道估測誤差的敏感度。取時間k的第一可靠度信息及時間(k-1)的第二可靠度信息平均值，并經(jīng)噪聲功率或一估測的噪聲功率正規(guī)化處理后以產(chǎn)生輸出可靠度信息。時間k的第一可靠度信息為匯集于同一節(jié)點的兩路徑累積計量值的差分，此節(jié)點在該時刻于整體而言具最小累積計量值。在推導時間k的第二可靠度信息上，較佳實施例將所有轉(zhuǎn)移狀態(tài)分成兩個群組，其利用ak-L為1或0的試驗性硬式?jīng)Q策來分類。更好的作法是讓均衡器利用ak-L的試驗性硬式?jīng)Q策所得到的結(jié)果，以及兩個最小節(jié)點計量值來推導在時間k的第二可靠度信息，而其中對應(yīng)群組中的兩個最小節(jié)點計量值的最近第(L-1)個位為1及0。
圖1為一數(shù)字通訊系統(tǒng)的示意圖，本發(fā)明的較佳實施例也在此系統(tǒng)中得以具體實施。預定被傳送的數(shù)據(jù)經(jīng)過處理后由一傳送器輸出，一接收器由一無線頻道接收此傳送信號并將信號處理還原為原始數(shù)據(jù)。在傳送端，輸入數(shù)據(jù)序列被輸入至一卷積編碼器(convolutional encoder)，卷積編碼器會根據(jù)此通訊系統(tǒng)特定的多項式進行編碼，將輸入二進制數(shù)據(jù)序列(x0，x1，…，xk，…)轉(zhuǎn)化成一二進制輸出序列(a’0，a’1，…，a’k，…)。編碼器再將輸出序列輸出至一交錯器(interleaver)，由交錯器根據(jù)一特定交錯架構(gòu)將輸出序列(a’0，a’1，…，a’k，…)重新排列，此交錯架構(gòu)可將輸入序列展開到數(shù)個區(qū)塊中，以方便于后續(xù)不同時間傳送出去。交錯處理可使得數(shù)據(jù)具有較佳統(tǒng)計學上的獨立性，并且使得誤差或地區(qū)性干擾的修復能力得以提高。交錯器輸出一序列(a0，a1，…，ak，…)至傳送器，傳送器產(chǎn)生一信息信號并通過一頻率選擇性(無線)衰減頻道傳送。
接收器接收一模擬信號y(t)，該模擬信號包含原始傳送信號。傳送信號因在頻道中展延及干擾而有符號間干擾的問題產(chǎn)生。圖標中的接收器為一典型的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，利用此模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器將模擬接收信號y(t)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號樣本(y0，y1，…，yk，…)。接收器輸出這些樣本至一均衡器，均衡器將(經(jīng)失真的)信號樣本序列(y0，y1，…，yk，…)回復成傳送二進制序列(a0，a1，…，ak，…)，并產(chǎn)生可靠度信息以進行更進一步的處理。
經(jīng)過均衡器的處理后，輸出數(shù)據(jù)估測值及可靠度數(shù)據(jù)會被輸入至解交錯器(de-interleaver)，以便將輸入估測值(a^0,a1^,...,ak^,.....),(L^0,L1^,...,Lk^,.....)]]>重新排列。解交錯器會依據(jù)上述程序反向操作而產(chǎn)生重新排列的估測值(a′0,^a′1^,...,a′k^,...),(L′0^,L′1^,...,L′k^,...).]]>這些重新排列過的數(shù)據(jù)會被輸入至一譯碼器，此譯碼器利用與編碼器相同的多項式來對原來所傳送序列(x0，x1，…，xk，…)加以回復，并且回復重新排列后的數(shù)據(jù) 及可靠度信息 本發(fā)明的較佳實施例是改善一產(chǎn)生可靠度信息的方法。此方法是在均衡器中將一某一取樣時間的第一可靠度信息及一前一取樣時間的第二可靠度信息進行多樣性結(jié)合來實現(xiàn)。換句話說，均衡器是將時間k的第一可靠度信息 及時間(k-1)的第二可靠度信息 進行多樣性結(jié)合，并據(jù)以產(chǎn)生可靠度信息 圖2為一無線通訊系統(tǒng)的方塊圖。此無線通訊系統(tǒng)的傳送器1通過一有限頻寬的無線電頻道來傳送信息a。r(t)是由接收器2所接收，并轉(zhuǎn)換成數(shù)字樣本以進行后續(xù)數(shù)字處理。因無線電頻道的多路徑效應(yīng)及其它干擾源的影響，被傳送的信號s(t)會因衰減頻道、噪聲、干擾等原因而造成信號失真。多路徑或衰減頻道可被仿真為一指定延遲線濾波器(Tapped delay line filter)，因此，所接收到的樣本yk可藉由現(xiàn)在與先前傳送位ak，ak-1，ak-2，…ak-L的迭加并乘上不同的權(quán)重來加以模擬，這些權(quán)重則會因頻道響應(yīng)及噪聲和干擾的影響而有不同。參數(shù)L是有關(guān)頻道存儲深度，并且表示自ak位開始數(shù)起而言，需要經(jīng)過多少個樣本周期才會使得ak在迭加效應(yīng)變得可忽略。此一參數(shù)隨不同的頻道特性而會改變。比方說，在平坦或郊區(qū)的地方，所造成的頻道展延長度就會較小，而一旦在高低起伏的地區(qū)，頻道展延長度就會變大，上述情況分別相對應(yīng)于小的L值與大的L值。雖然這種頻道展延分散的情況在無線電及有線傳輸系統(tǒng)中都是存在的，但因無線電傳輸系統(tǒng)中還另有頻道移動性的特性，故失真問題在無線電傳輸系統(tǒng)中更為嚴重。因此，均衡的處理在一無線電傳輸系統(tǒng)中更顯重要。
圖2的類維特比均衡器3系藉由結(jié)合第一及第二可靠度信息來產(chǎn)生可靠度信息。第一可靠度信息最好可以選為兩個先前節(jié)點匯合于一最新移轉(zhuǎn)狀態(tài)的機率，而此一最新移轉(zhuǎn)狀態(tài)在取樣時間k就整體而言則在所有移轉(zhuǎn)中具有一最大可靠度。這也就等同于當兩路徑進入到具有最小節(jié)點計量值的最新轉(zhuǎn)移節(jié)點時，該兩路徑累積計量值的相減值。而且均衡器在此時會對于最近第L個位值進行一試驗性決定。根據(jù)在時間k對于最近第L個位值進行的試驗性決定，均衡器會將上述的轉(zhuǎn)移路徑分為兩群組，第一群組為時間k時試驗性決定的結(jié)果其最近位為1者，第二群組為時間k時試驗性決定的結(jié)果其最近位為0者。對于上述兩群組中被選到的一群組而言，所謂第二可靠度信息是指兩個子群組的最大機率的比值，其中一子群組為轉(zhuǎn)移路徑中最近第(L-1)個位為1，另一子群組為轉(zhuǎn)移路徑中最近第(L-1)個位為0。
第二可靠度信息可以說是對于最近第L個位進行試驗性決定時，兩個可靠度信息候選值的計量值的差分。每一候選值是由兩路徑的累積計量值差分所推導而來的，此兩路徑的最近第(L-1)個位分別為1及0。而本發(fā)明的均衡器會以等增益多樣性操作程序(equal-gain diversity operation)來結(jié)合時間k的第一可靠度信息及時間(k-1)的第二可靠度信息。除了提供硬式?jīng)Q策之外，此種藉由額外提供結(jié)合后的可靠度信息至后續(xù)的解交錯器及譯碼器的作法，可改善系統(tǒng)的效能。
在本發(fā)明一特別的實施例中，在時間k之時的第一可靠度信息 為NM_LOWER(k)及NM_UPPER(k)的差分，其中NM_LOWER(k)及NM_UPPER(k)為移轉(zhuǎn)路徑的累積計量值，而所述移轉(zhuǎn)路徑是在時間k時匯合于整體而言具最小計量值的節(jié)點的移轉(zhuǎn)路徑。時間k的第二可靠度信息 為兩累積計量值的差分，此兩累積計量值是由兩群組中的一群組得來的，其中第一群組包含NM_U1(k)及NM_U0(k)，第二群組包含NM_L1(k)及NM_L0(k)。至于要挑選兩個群組中的哪一個來提供可靠度信息，則須經(jīng)由在時間k之時對于ak-L的試驗性決定來決定，若ak-L的試驗性決定為0，則會選到第一群組，若ak-L的試驗性決定為1，則會選到第二群組。在第一群組中，NM_U0(k)是在所有上層路徑中ak-(L-1)為0的路徑的最小累積計量值，NM_U1(k)是在所有上層路徑中ak-(L-1)為1的路徑的最小累積計量值。在第二群組中，NM_L0(k)是在所有下層路徑中ak-(L-1)為0的路徑的最小累積計量值，NM_L1(k)是在所有下層路徑中ak-(L-1)為1的路徑的最小累積計量值。
藉由多樣性，第一及第二可靠度信息可結(jié)合以提供出一個更精確的估測值， 會被延遲以與 結(jié)合并于時間k之時產(chǎn)生輸出可靠度信息，在時間k，此時，取 及 算數(shù)平均數(shù)，并經(jīng)噪聲功率 進行正規(guī)化處理，即為輸出可靠度信息，即L^k-L=(L^1,k-L+L^2,k-L-1)/4σn2^,]]>在此， 的正負號等同于ak-L位值的硬式?jīng)Q策值，其量值的大小則和估測值的可靠度有關(guān) 與ak-L位的機率有關(guān))。
圖2的無線通訊系統(tǒng)包含一類維特比接收器。區(qū)塊1為傳送器，傳送器是由一調(diào)制器及無線電傳送器所構(gòu)成，用以將編碼后的序列轉(zhuǎn)換成電磁波，并通過衰減頻道發(fā)射出去。在接收端，包含一高頻模擬接收模塊2及一模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器21，模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器21用以將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)樣本及數(shù)字格式，將此數(shù)字格式的樣本輸入至頻道估測器22，以得到有關(guān)頻道的信息(即頻道估測值或頻道脈沖響應(yīng))，并將此估測值輸入至均衡器。頻道估測器22根據(jù)一同步傳送信號或一導引信號(pilot signal)來估測頻道系數(shù)h0，h1，…，hL系數(shù)，頻道估測器將頻道估測值輸入至均衡器，該均衡器利用估測的頻道特性將接收符號進行分析及譯碼。
為了利用最大可能性序列估測(MLSE)來找尋傳送序列，每一接收信號樣本會與所有的參考信號進行比較，參考信號是由參考信號產(chǎn)生器依據(jù)估測頻道響應(yīng)來產(chǎn)生的。也就是說，在參考信號產(chǎn)生器中包含有一計算器，該計算器會相對應(yīng)于可能的位序列產(chǎn)生一在
區(qū)間的數(shù)字(L是頻道存儲的長度)，并根據(jù)此數(shù)字來選擇所要產(chǎn)生的相對應(yīng)參考信號。接著，利用計量值計算器24來計算參考信號及所接收信號樣本之間的距離。當計量值計算器24將兩匯合于一節(jié)點的轉(zhuǎn)移狀態(tài)經(jīng)過相加-比較-選擇的操作程序完成后，具有最小累積節(jié)點計量值的路徑就被選出并儲存于存儲單元33中。換句話說，計量值計算器24是將儲存于32中舊的節(jié)點計量值與分枝計量值(branchmetrics)進行相加，以計算得出新的累積節(jié)點計量值。圖2中的計量值計算器24會決定出由一狀態(tài)移轉(zhuǎn)到其后續(xù)狀態(tài)的狀態(tài)移轉(zhuǎn)的機率。(累積的)節(jié)點計量值經(jīng)由累積后續(xù)可能狀態(tài)移轉(zhuǎn)的分枝計量值來獲得，任何取樣時間的所有(累積的)節(jié)點計量值皆可被用于推導可靠度信息。而后計量值計算器24將新的累積節(jié)點計量值傳送至控制器31，控制器31則會將所有新的節(jié)點計量值儲存于存儲單元33，控制器31會尋找?guī)讉€最小計量值并將之儲存于存儲單元34以便后續(xù)計算出可靠度信息。用以儲存更新的節(jié)點計量值的相對應(yīng)位置亦是由控制器31來決定，但為了簡化起見，其運作方式并未顯示于圖2中。
如前所述，儲存區(qū)塊32、33的主要功能是在處理過程中儲存所有狀態(tài)的節(jié)點計量值，更精確的說，存儲區(qū)塊32、33內(nèi)包含有多個緩存器，根據(jù)其目的可分為兩類。在存儲單元32中的緩存器的數(shù)量為S＝2L，每一緩存器的寬度為W個位并且儲存上一次時刻的2L狀態(tài)的累積節(jié)點計量值。存儲單元33中的緩存器的數(shù)量同為2L，在時間k的時段，控制器對于每一個狀態(tài)都會計算其兩先前節(jié)點的累積節(jié)點計量值，并且選擇其最小值儲存至存儲單元33。也就是說，存儲單元33儲存目前更新的節(jié)點計量值，這也就是在這兩個狀態(tài)移轉(zhuǎn)之間最小的累積節(jié)點計量值。在將所有狀態(tài)經(jīng)相加-比較-選擇的操作程序后，原本存儲單元32的數(shù)據(jù)內(nèi)容就會被存儲單元33的數(shù)據(jù)內(nèi)容所取代。
控制器31就如同一最小值搜尋器，尋找四個計量值，并藉由多樣性的結(jié)合來提供更精確的可靠度信息。存儲單元34擁有6個緩存器，其作用如同緩沖器，用以儲存可產(chǎn)生具多樣性的可靠度信息的計量值。圖4-a及圖4-b中顯示出頻道存儲深度L＝3的一頻道模型，以便簡單說明可靠度信息的多樣性結(jié)合的過程。為實現(xiàn)多樣性結(jié)合，較佳的實施方法為將所有狀態(tài)移轉(zhuǎn)分為兩個群組，第一群組如圖4-a所示，其所有移轉(zhuǎn)的最后第L個位ak-L為0，此第一群組中還包含兩子群組，其中一子群組為圖4-a中實線的部份，此子群組中，所有移轉(zhuǎn)的最后第(L-1)個位為0，另一子群組為圖4-a中虛線的部份，此子群組中，所有移轉(zhuǎn)的最后第(L-1)個位為1。控制器31會于以實線標示出來的第一子群組中尋找具最小累積計量值的移轉(zhuǎn)，并標示該最小累積計量值為NM_U0(k)，此外控制器31會于以虛線標示出來的第二子群組中尋找具最小累積計量值的移轉(zhuǎn)，并標示該最小累積計量值為NM_U1(k)，字母U表示出現(xiàn)在第一群組中的累積計量值。同時，如圖4-b所示的第二群組，其所有移轉(zhuǎn)的最近第L個位ak-L為1，第二群組中亦包含兩子群組，其中一子群組為圖4-b中實線的部份，此子群組中，所有移轉(zhuǎn)的最近第(L-1)個位為0，另一子群組為圖4-b中虛線的部份，此子群組中，所有移轉(zhuǎn)的最近第(L-1)個位為1?？刂破?1會尋找第一子群組中具最小累積計量值的移轉(zhuǎn)，并將該最小累積計量值以NM_L0(k)表示，另外控制器亦尋找第二子群組中具最小累積計量值的移轉(zhuǎn)，并將該最小累積計量值以NM_L1(k)表示，字母L表示出現(xiàn)在第二群組中的累積計量值。此外，NM_U0(k)、NM_U1(k)、NM_L0(k)及NM_L1(k)被儲存在存儲單元34中，以用于后續(xù)可靠度計算。
在時間k的時段，控制器31尋找就整體而言具最小累積節(jié)點計量值的節(jié)點，更新后的節(jié)點累積計量值及其對應(yīng)分枝而來的累積計量值會被儲存于存儲單元34中，同時，根據(jù)具最小計量值的節(jié)點以及于時間k的移轉(zhuǎn)狀態(tài)信息，可以對于時間k的最近第L個位ak-L進行一硬式?jīng)Q策。例如，參閱如圖3所示的移轉(zhuǎn)，在時間k時，假設(shè)狀態(tài)100就整體而言具最小計量值并且上層分枝及下層分枝的累積節(jié)點計量值分別為NM_UPPER(k)及NM_LOWER(k)，若上層累積節(jié)點計量值較下層累積節(jié)點計量值小，則該ak-3的硬式?jīng)Q策為0。反之，若上層累積節(jié)點計量值較下層累積節(jié)點計量值大，則該ak-3的硬式?jīng)Q策為1。
當硬式?jīng)Q策決定出最近第L個位ak-L后，第一可靠度計算器35及第二可靠度計算器36就可以產(chǎn)生于時間k的第一及第二可靠度信息的數(shù)值。第一可靠度信息為NM_UPPER(k)和NM_LOWER(k)的差分，即第一可靠度信息可由下列式子中求得L^1,k-L=NM_UPPER(k)-NM_LOWER(k)]]>同時，第二可靠度信息可由下列式子中求得L^2,k-L=NM_U0(k)-NM_U1(k)]]>當ak-L的硬式?jīng)Q策為0，或是L^2,k-L=NM_L0(k)-NM_L1(k)]]>當ak-L的硬式?jīng)Q策為1。
在計算第一及第二可靠度信息后，可靠度計算器37取 及 算數(shù)平均值，并經(jīng)噪聲功率進行正規(guī)化處理后以作為時間k的最終可靠度信息，意即L^k-L=(L^1,k-L+L^2,k-L-1)/4σn2^,]]>其中 為可靠度計算器37估測出的噪聲功率。特別注意的是，每一時間k的時段，最終的可靠度信息系先取時間k的第一可靠度信息及時間(k-1)的第二可靠度信息算數(shù)平均數(shù)，并經(jīng)噪聲功率進行正規(guī)化處理后而得。更精確的說，如圖5所示，第二可靠度信息先被延遲了一個符號的時間再與第一可靠度信息結(jié)合來產(chǎn)生最后的可靠度信息，而后再輸入至解交錯器及譯碼器以進行后續(xù)處理程序。
在計算可靠度信息的過程中，為了將噪聲隨時間而變的特性考慮在內(nèi)，因此將可靠度信息 經(jīng)估測的噪聲功率 進行正規(guī)化處理是比較建議的作法。
當使用平方-距離計量值為可靠度估測值時，最終的可靠度信息為兩時間k及(k-1)的可靠度信息的算數(shù)平均數(shù)。另外，若使用機率比例為可靠度估測值，最終的可靠度信息則為時間k及(k-1)的兩對應(yīng)機率比例的幾何平均數(shù)藉由以上較佳具體實施例的詳述，是希望能更加清楚描述本發(fā)明的特征與精神，而并非以上述所披露的較佳具體實施例來對本發(fā)明的范疇加以限制。相反地，其目的是希望能涵蓋各種改變及具相等性的安排于本發(fā)明所欲申請的專利范圍的范疇內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種使用于一通訊系統(tǒng)的接收器，該接收器包含一接收器前端，用以接收來自一無線頻道的信號并提供多個取樣數(shù)據(jù)信號；一均衡器，用以響應(yīng)該取樣數(shù)據(jù)信號，該取樣數(shù)據(jù)信號提供一傳輸數(shù)據(jù)估計值并且輸出一可靠度信息，該可靠度信息代表該傳輸數(shù)據(jù)估計值的可靠度；以及一譯碼器，用以響應(yīng)來自該均衡器的該傳輸數(shù)據(jù)估計值及該可靠度信息，并產(chǎn)生多個回復符號；其中，該均衡器決定一某一取樣時間的第一可靠度信息及一前一取樣時間的第二可靠度信息，并藉由結(jié)合該第一及第二可靠度信息來決定所輸出的該可靠度信息。
2.如權(quán)利要求1所述的接收器，其中，該第一可靠度信息為某時刻匯集于同一節(jié)點的兩路徑累積計量值的差分，該節(jié)點于此時刻對整體而言具有一最小累積計量值。
3.如權(quán)利要求1所述的接收器，其中，在一某一取樣時間的該第一可靠度信息為兩個先前節(jié)點匯合于一最新移轉(zhuǎn)狀態(tài)的機率比值，該最新移轉(zhuǎn)狀態(tài)在該取樣時間就整體而言則是所有狀態(tài)中具有一最大機率的最佳路徑。
4.如權(quán)利要求1所述的接收器，其中，依據(jù)最后第L個位為0或1來進行一試驗性決定所分類出的其中一群組中，該第二可靠度信息是指在該群組中再依據(jù)最近第L-1個位分別為0與1所分出的兩個子群組中，兩個最小累積計量值的差分，而其中，L為一頻道存儲長度。
5.如權(quán)利要求1所述的接收器，其中，上述的結(jié)合包含以一經(jīng)過估計的噪聲功率來將該可靠度信息進行正規(guī)化處理。
6.一種使用于一通訊系統(tǒng)的接收器，該接收器包含一接收器前端，用以接收來自一無線頻道的信號并且提供多個取樣數(shù)據(jù)信號；一均衡器，用以響應(yīng)該取樣數(shù)據(jù)信號，該取樣數(shù)據(jù)信號提供一傳輸數(shù)據(jù)估計值并且輸出一可靠度信息，該可靠度信息代表該傳輸數(shù)據(jù)估計值的可靠度；以及一譯碼器，用以根據(jù)由該均衡器而來的該可靠度信息來回復該傳輸數(shù)據(jù)估計值；其中，該均衡器藉由結(jié)合在時間k的一第一可靠度函數(shù) 及時間(k-1)的一第二可靠度函數(shù) 來產(chǎn)生該可靠度信息
7.如權(quán)利要求6所述的接收器，其中，上述的結(jié)合是先取 和 算數(shù)平均數(shù)，并經(jīng)由噪聲功率 進行正規(guī)化處理而得。
8.如權(quán)利要求6所述的接收器，其中，在時間k的第一可靠度信息 為NM_LOWER(k)和NM_UPPER(k)的差分，而NM_LOWER(k)和NM_UPPER(k)為在時間k的時刻一節(jié)點的移轉(zhuǎn)路徑(transition path)的累積計量值，而該節(jié)點則是在所有狀態(tài)中整體而言具有一最小累積計量值者。
9.如權(quán)利要求6所述的接收器，其中，在時間k的第二可靠度信息 為來自一第一群組及一第二群組的兩個累積計量值的差分，其中，該第一群組包含NM_U1(k)及NM_U0(k)，該第二群組包含NM_L1(k)及NM_L0(k)；其中，在該第一群組中，NM_U0(k)是在ak-(L-1)為0的眾多路徑上的最小累積計量值，NM_U1(k)是在ak-(L-1)為1的眾多路徑上的最小累積計量值；其中，在該第二群組中，NM_L0(k)是在ak-(L-1)為0的眾多路徑上的最小累積計量值，NM_L1(k)是在ak-(L-1)為1的眾多路徑上的最小累積計量值；并且其中，藉由在時間k時對于一數(shù)值ak-L所做的一試驗性決定，該均衡器會自該第一與第二群組中選擇其一，而當ak-L的試驗性決定為0時，會選到該第一群組，當ak-L的試驗性決定為1時，會選到該第二群組。
10.如權(quán)利要求9所述的接收器，其中，上述的結(jié)合是先取 和 的算數(shù)平均數(shù)，并經(jīng)由噪聲功率 進行正規(guī)化處理而得。
11.如權(quán)利要求8所述的接收器，其中，在時間k的第二可靠度信息 為來自一第一群組及一第二群組的兩個累積計量值的差分，其中該第一群組包含NM_U1(k)及NM_U0(k)，該第二群組包含NM_L1(k)及NM_L0(k)；其中，在該第一群組中，NM_U0(k)是在ak-(L-1)為0的眾多路徑上的最小累積計量值，NM_U1(k)是在ak-(L-1)為1的眾多路徑上的最小累積計量值；其中，在該第二群組中，NM_L0(k)是在ak-(L-1)為0的眾多路徑上的最小累積計量值，NM_L1(k)是在ak-(L-1)為1的眾多路徑上的最小累積計量值；并且其中，跟據(jù)時刻k時對于一數(shù)值ak-L所做的一試驗性決定，該均衡器會自該第一與第二群組中選擇其一，而當ak-L的試驗性決定為0時，會選到該第一群組，當ak-L的試驗性決定為1時，會選到該第二群組。
12.如權(quán)利要求11所述的接收器，其中，上述的結(jié)合是先取 和 算數(shù)平均數(shù)，并經(jīng)由噪聲功率 進行正規(guī)化處理。
全文摘要
一種包含一類維特比均衡器(Viterbi－likeequalizer)的接收器，該類維特比均衡器藉由多樣性結(jié)合軟數(shù)值(soft values)來產(chǎn)生可靠度信息。結(jié)合時間k的第一可靠度信息及時間(k－1)的第二可靠度信息，取其算術(shù)平均值，并利用估計得到的噪聲功率進行正規(guī)化處理，即為于時間k的輸出可靠度信息。該第一可靠度信息為某一狀態(tài)移轉(zhuǎn)時刻匯集于一具有整體最小累積計量值的節(jié)點的兩路徑的累積計量值的差分。時間k的第二可靠度函數(shù)為兩最佳累積計量值的差分，其中一最佳累積計量值的最近第(L－1)個位為二進制位的1，另一最佳累積計量值的最近第(L－1)個位為二進制位的0。
文檔編號H04L1/00GK1479500SQ03143610
公開日2004年3月3日 申請日期2003年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月23日
發(fā)明者黃合淇, 蘇敬堯, 孫偉男 申請人:聯(lián)發(fā)科技股份有限公司