专利名称：基于格子结构的接收器的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于接收至少一个编码块信号的接收器，所说的接收器包括一个处理器系统。
本发明还涉及一种用在这种接收器中的处理器系统，并且涉及用在这种接收器中的方法，而且涉及经过这样一种处理器系统运行的处理器程序产品。
这样一种接收器例如形成移动电话的一部分，或者例如形成在移动通信网络等中的基站或节点站的一部分。所说的编码块信号例如包括卷积码，通过例如维特比算法解码所说的卷积码。维特比算法在算法上等同于通过带有标号的曲线或格子结构解决寻找最短路径的问题。这对应于最大似然解码。与所说块信号相关的所说处理器系统产生用于确定格子结构的分支的分支信号，产生用于确定所说格子结构的节点的节点信号，并且产生用于确定所说格子结构中的路径以选择所说块信号的候补对象的路径信号。这种选择例如对应于选择可以给出(对数)似然(比)函数的最大值的候补对象。
背景技术：
在文章“列表和软输出的维特比算法扩充与比较”(ChristianeNill和Carl-Erik Sundberg，IEEE通信学报，43卷，第2/3/4期，1955年2月/3月/4月，第277-287页)中公开了一种现有技术的接收器，其中除了产生用于确定格子结构的分支的分支信号(在所说的文章中，称分支信号为度量值)和产生用于确定所说格子结构的节点的节点信号(在所说的文章中，称节点为状态，节点信号例如对应于累积的度量值)以外，还要产生用于确定每个分支的成本的成本信号(在所说的文章中，成本对应于某些累积的度量值之间或者某些被累积的度量值之间的绝对值差Δ)，并且产生用于确定所说格子结构中的路径以创立所说块信号的候补对象的一个列表的路径信号。所说候补对象的列表改善了寻找正确的候补对象的偶然性(还改进了编码)。
已知的接收器是有缺点的，尤其是由于需要寻找每个候补对象的大量的绝对值差Δ的最小的绝对值差Δmin以便产生所说的候补对象列表。这种寻找是复杂的并且是耗费时间的，而且需要很大的存储容量。
发明内容
本发明的一个目的具体来说是提供一种具有较少的存储容量的如以上定义的接收器。
本发明的另一个目的具体来说是提供一种用在这样一种接收器中的处理器系统、用在这样一种接收器中的方法、和经过这样一种处理器系统运行的处理器程序产品，它们都需要较少的存储容量。
用于接收至少一个编码块信号的按照本发明的接收器包括一个处理器系统，处理器系统用于根据所说块信号产生用于确定格子结构的分支的分支信号，产生用于确定所说格子结构的节点的节点信号，产生用于确定每个分支的成本的成本信号，并且产生用于确定所说格子结构内的路径以选择所说块信号的候补对象的路径信号，其中所说的处理器系统组合分支系列的成本信号并且将积累的成本与所说选择的候补对象的阈值进行比较。
通过组合分支系列的成本信号并且比较累积的成本与阈值(这里所说的比较是按照现有技术文章进行的)，使所说的候补对象的选择按照完全不同的方式进行在所说的现有技术文章中，对于每个候补对象都需要寻找所说的最小绝对值差以产生候补对象列表(通过在所说格子结构中寻找维特比路径来寻找第一候补对象，并且要在所说格子结构中寻找另外的维特比路径和选择一系列具有最低的最小绝对值差Δmin的另外的路径)；按照本发明，在寻找所说的另外的路径的时候，只要累积的成本不超过和/或等于阈值，就可以找到另外的路径(包括一系列分支)。当成本超过和/或等于阈值时，停止所说的寻找。结果，可以找到一个候补对象列表，这个候补对象列表与所说现有技术文章完全一样，但不需要大的存储容量(对于另外路径的所有节点、并且对于所有的另外路径，都要寻找所说的最小值，其中需要存储和处理许多信号，而这里所说的累积只涉及重复相加的信号和存储的结果)。进而，本发明的接收器的复杂程度较低(寻找最小值比累积成本和比较累积的成本与阈值要复杂)，并且本发明的接收器所消耗的时间要少些(对于已经找到的所有的另外路径都要寻找最小值，而这里所说的累积和比较有时将导致排除在完全找到所说路径之前的路径)；当消耗的时间不少但允许使用与现有技术接收器相同数量的时间的时候，按照本发明的接收器将能产生一个较大的列表，并可改善解码增益。
在按照本发明的接收器的第一实施例中，所说的处理器系统比较所说累积的成本与每个格子结构的逐渐增加的阈值，其中的成本信号是分支信号和/或节点信号的函数。
通过比较所说的累积的成本与每个格子结构的逐渐增加的阈值，其中成本信号是分支信号和/或节点信号的函数，第一阈值将导致寻找最小的列表，第二个(增加的)阈值将导致寻找较大的列表，如此等等。这将允许优化使用可利用时间和存储容量。
在按照本发明的接收器的第二实施例中，通过连接一个或多个分支的第一系列和一个或多个分支的第二系列，它们具有至少一个公开节点，所说的处理器系统组合这些分支系列的至少某些所说的成本信号。
通过连接一个或多个分支的第一系列和一个或多个分支的第二系列，它们具有至少一个公开节点，借此组合这些分支系列的至少某些所说的成本信号，通过连续的组合可以找到所说的列表。
在按照本发明的接收器的第三实施例中，所说处理器系统在第一格子结构方向产生所说的成本信号并且在第二格子结构方向组合所说的成本信号，所说第一格子结构方向与所说第二格子结构方向是不同的。
通过在第一格子结构方向产生所说的成本信号并且在第二格子结构方向组合所说的成本信号，所说第一格子结构方向与所说第二格子结构方向是不同的，以极其有效的方式寻找所说的列表。
在按照本发明的接收器的第四实施例中，所说处理器系统组合由一个或多个分支组成的至少3个系列的所说成本信号，由一个或多个分支组成的第一系列按字典排列方式小于由一个或多个分支组成的第二系列，由一个或多个分支组成的第二系列按字典排列方式小于由一个或多个分支组成的第三系列。
通过对于由一个或多个分支组成的至少3个系列组合所说的成本信号(因而，对于每个系列组合成本信号)，其中由一个或多个分支组成的第一系列按字典排列方式小于由一个或多个分支组成的第二系列，由一个或多个分支组成的第二系列按字典排列方式小于由一个或多个分支组成的第三系列，可以以最有效的方式寻找所说的列表。
在按照本发明的接收器的第五实施例中，所说的处理器系统检测所说候补对象的检查和，其中的第一子部分用于列表减小，第二子部分用于误差检测。
通过检测所说候补对象的检查和，其中的第一子部分用于列表减小，第二子部分用于误差检测，使从所说候补对象列表寻找正确的候补对象的偶然性得到改善，和/或使所说列表进一步减小。
在按照本发明的接收器的第五实施例中，所说的处理器系统在零候补对象满足列表减小的情况下请求数据的重新发送或者定序(orders)音频/视频动作，并且在一个候补对象满足列表减小标准的情况下选择这个候补对象，而且在两个或多个候补对象满足列表减小标准的情况下选择具有最低成本的候补对象，所说的处理器系统经过一个误差检测标准来测试所选的候补对象。
通过在零候补对象满足列表减小的情况下请求数据的重新发送或者定序(ordering)音频/视频动作(音频动作和/或视频动作例如像隐蔽动作等)，并且在一个候补对象满足列表减小标准的情况下选择这一候补对象，并且在两个或多个候补对象满足列表减小标准的情况下选择具有最低成本的候补对象，其中所说的处理器系统经过一个误差检测标准来测试所选的候补对象，使所说的列表减小和所说的误差检测能够以最佳的方式组合起来。
按照本发明的处理器系统的实施例和按照本发明的方法的实施例以及按照本发明的处理器程序产品的实施例都对应于按照本发明的接收器的实施例。
本发明具体来说基于如下的认识通过寻找每个候补对象的最小绝对值差(换句话说，通过在所说的格子结构中寻找另外的路径并且选择具有最低的最小绝对值差Δmin的一系列另外的路径)来构筑一个列表，这是一种间接的方法，需要大的存储容量，本发明具体来说还基于如下的认识所说的列表应该使用比较直接的方法来构成。
本发明具体来说解决了如下的问题提供需要较少存储容量的接收器，本发明具体来说有如下的优点现在可以更多地控制所说列表的直接构成(通过比较累积的成本与阈值)。
参照以下描述的实施例(一个或多个)，本发明的这些和其它方面都将变得显而易见。
图1表示按照本发明的接收器的方块图，所说的接收器包括按照本发明的处理器系统；图2表示一个格子结构，用于阐明按照本发明的接收器中和按照本发明的处理器系统中的过程，并且用于阐明按照本发明的方法的步骤和按照本发明的处理器程序产品的功能。
具体实施例方式
如图1所示的按照本发明的接收器1(如在移动通信网络等中的移动电话或基站或节点站)包括一个处理器系统2，该处理器系统2包括一个处理器3(包括一个或多个处理器和一个或多个存储器(未示出))和一个专用硬件4。所说的处理器3经过数据耦合14耦合到所说专用硬件4以便进行数据交换等，并且经过控制耦合15以便进行控制。接收器1的输入端5例如耦合到天线等(未示出)以便接收编码块信号，所说的输入端5还耦合到接口6的输入端，用于交换所说编码块信号，例如像放大和/或解调制和/或滤波和/或均衡和/或比特检测所说的编码块信号等。接口6经过控制耦合12耦合到所说处理器3以便进行控制。接口6的输出经过数据耦合7耦合到缓冲器8的输入端，用于存储所说的编码块信号。缓冲器8经过控制耦合13耦合到处理器3以便进行控制，并且经过数据耦合14耦合以便进行数据交换，从而可以处理例如解码存储的编码块信号。缓冲器8的输出端经过数据耦合9耦合到接口10的输入端以便交换所说的经过处理的信号，例如多路分解和/或D/A转换等。接口10经过控制耦合16耦合到所说处理器3以便进行控制。接口10的输出端耦合到接收器1的输出端11，输出端11进一步耦合到例如人-机接口或MMI等(未示出)。
如图2所示的格子结构18包括8个第一节点(或状态)20-27、5个第二节点(或状态)30-34、5个第三节点(或状态)40-44、和4个第三节点(或状态)50-53。节点20定位在时间单元0、节点21、30定位在时间单元1、节点22、40、31、50定位在时间单元2、节点23、41、32、51定位在时间单元3、节点24、42、33、52定位在时间单元4、节点25、43、34、53定位在时间单元5、节点26、44定位在时间单元6、节点27定位在时间单元7。在节点20和30之间、在节点20和21之间、在节点21和31之间、在节点21和22之间、在节点22和32之间、在节点22和23之间、在节点23和33之间、在节点23和24之间、在节点24和34之间、在节点24和25之间、在节点25和26之间、在节点26和27之间、在节点23和40之间、在节点23和33之间、在节点24和41之间、在节点24和34之间、在节点25和42之间、在节点26和43之间、在节点27和44之间、在节点40和30之间、在节点40和32之间、在节点41和31之间、在节点41和50之间、在节点41和33之间、在节点42和32之间、在节点42和51之间、在节点42和34之间、在节点43和33之间、在节点43和52之间、在节点44和34之间、在节点44和53之间、在节点30和50之间、在节点31和51之间、在节点32和52之间、在节点33和53之间、在节点50和51之间、在节点51和52之间、在节点52和53之间，都可找到分支。这是一个(3，1，2)代码的格子结构，其中的G(D)＝[1+D，1+D2，1+D+D2]，并且具有长度L＝5的信息序列，包含L+m+1个时间单元，时间单元的标记为从0到L+m(在本例中，m＝2)。
接收器1和处理器系统2的功能如下。到达输入端5的编码块信号在接口6交换(interfaced)后存储在缓冲器8中。所说编码块信号例如包括卷积码，卷积码将要通过例如维特比算法解码。处理器系统2根据每个块信号产生确定格子结构18的分支的分支信号、产生确定所说格子结构18的的节点的节点信号、然后产生确定在格子结构18中的路径以选择所说块信号的候补对象的路径信号。所以，对于每个块信号，都要产生一个格子结构，并且经过处理器系统2运行的维特比算法确定了表示所说块信号的候补对象的路径。维特比算法等同于通过带有标记的曲线或格子结构求解最短路径问题的解决方案。这对应于最大或然解码。所说候补对象的所说选择例如对应于选择可给出(对数)似然(比)函数的最大值的那个候补对象。
如在Shu Lin和Daniel J.Costello Jr.的书籍“误差控制编”-“基础和应用”(Prentice-Hall公司，Englewood Cliffs，New Jersey07832，1983，ISBN 0-13-283796-X，具体在第10和11章))中详细描述的，维特比算法在时间单元j＝m开始，计算进入每个节点的分支的分支信号(似然函数)，存储具有分支信号和/正值节点信号(残存信号(survivor))的最大组合的分支，然后将j加1，通过将进入这个节点的分支信号加到前一个时间单元的连接节点的节点信号上来计算进入每个节点的分支的分支信号和/正值节点信号(似然函数)的组合，对于每个节点存储具有分支信号和/正值节点信号(残存信号)的最大组合的路径，消除所有其它的路径，然后，只要j＜L+m，则j再一次加1，否则维特比算法结束。
最终的残存信号是最大的似然路径。然而，按照这种方式找到的候补对象是最有可能的候补对象，但不必是正确的候补对象。为了改善寻找正确的候补对象的偶然性，Christiane Nill和Carl-ErikSundberg的文章“列表和软输出的维特比算法扩展和比较”(IEEE通信学报，43卷，第2/3/4期，1955年2月/3月/4月)公开了如下的内容除了产生用于确定格子结构的分支的分支信号(在所说的文章中，称分支信号为度量值)和产生用于确定所说格子结构的节点的节点信号(在所说的文章中，称节点为状态，节点信号例如对应于累积的度量值)以外，还要产生用于确定每个分支的成本的成本信号(在所说的文章中，成本对应于某些累积的度量值之间或者某些被累积的度量值之间的绝对值差Δ)，并且产生用于确定所说格子结构中的路径以选择所说块信号的候补对象的一个列表的路径信号。这样一种候补对象的列表(包括维特比残存信号和某些其它可能的候补对象)改善了寻找正确的候补对象的偶然性(改善了解码增益)。
在所说的文章中，Sundberg提供一个列表的维特比算法(LVA)，这个维特比算法连续地产生第i(i＝1，2，3....L)个最可能的候补对象，首先产生i＝1的最可能的候补对象，它对应于维特比路径或者最大似然路径。然后，接下去，通过沿在维特比路径上的节点具有最小绝对值差Δ的这个维特比路径的寻找，产生第二最可能的候补对象(i＝2)。这个Δ对应于从维特比路径开始的一个变化范围，在这个变化范围上所说维特比路径的分支信号的总和相对于维特比路径的对应部分来说具有最小的差。接下去，通过沿给出第二最高(对数)似然(分支信号总和)值的路径寻找最小的Δ，来搜寻分支信号的总和可以给出第三最高(对数)似然(分支信号总和)值(当以递减的顺序存储时)的候补对象。
所以，按照所说的文章，必须找到用于产生候补对象的所说列表的每个候补对象的大量的绝对值差Δ的最小绝对值差Δmin。这种搜寻是复杂的并且是耗费时间的，而且需要很大的存储容量，这个存储容量有可能按比例增加到要产生的候补对象的数目。
按照本发明，用于接收至少一个编码块信号的接收器1包括处理器系统2，处理器系统2根据所说的块信号用于-产生用于确定格子结构的分支的分支信号、产生用于确定所说格子结构的节点的节点信号、产生用于确定每个分支的成本的成本信号、并且产生用于确定所说格子结构中的路径以选择所说块信号的候补对象的路径信号；和-组合各分支系列的成本信号并且比较累积的成本与用于选择所说候补对象的阈值。
通过组合各分支系列的成本信号并且比较累积的成本与所说的阈值，现在的候补对象的所说选择与所说现有技术文章相比是完全不同的虽然也要搜寻另外的路径，但只要累积的成本不超过和/或等于阈值，才进行另一路径(包括分支系列)的搜寻。当累积的成本超过和/或等于阈值时，停止所说的搜寻，并且开始下一个另外的路径的搜寻。结果，可以找到与所说现有技术文章完全一样的候补对象的列表，但不需要很大的存储容量。
为了实际的应用，有益的作法是，对于分支信号和节点信号使用似然表示法，因此作为维特比算法的一部分计算的分支信号和节点信号的组合、以及按照本发明的成本信号和累积的成本的组合事实上都是进行加法运算(加法的计算复杂程度低于乘法)。然而，对于本领域的普通技术人员来说，显而易见的是，通过使用似然表示而不使用对数似然表示以使所说的组合和累积事实上都是相乘，也可能实施本发明和维特比算法。
更加具体地说，按照本发明，分支信号是分支度量值(例如，在分支标记和接收的通道输出值之间的欧几里德距离之和)，节点信号是在维特比算法中通常叫做节点的路径度量值或者状态度量值的那些值。进而，每个分支的成本信号例如对应于在所说的文章中描述的绝对值差Δ。这些Δ通常是作为维特比算法的一部分在相加-比较-选择的运算中计算出来的，但通常不进行存储。按照本发明，这些Δ需要进行存储。然而，这些Δ需要的存储容量是极其有限的，况且，与在所说的文章中的情况不同，当要选择的编码块信号的候补对象的典型数目增加时(例如增加到几百个以上)，这个存储容量并不增加。候补对象的典型数目是算法的结果，而不是一个输入的参数。利用进入指定的节点的所有分支(在图2中，在节点23和24之间以及在节点41和24之间的两个分支，两个分支都进入节点24)的消息符号，如二进制符号(如比特)，我们可以得到节点信号(节点41或24的节点信号)和分支信号的最大总和，我们称这个这个分支为这个节点的残存分支。如果所说的最大值不是唯一的，则要在进入的分支中间进行任意的选择。
作为一个残存分支的每个分支的成本定义为0。作为不是残存分支的每个分支的成本定义为分支结束的这个节点(如节点24)的Δ。可以认为，从格子结构的起始节点(节点20)到这个格子结构的最终节点(节点27)的任意路径有一系列分支，将这样一个路径的成本定义为每个分支的这个成本的路径上所有分支上的成本之和。这样确定的一个路径P的成本等于分支信号的维特比(最大似然)路径的所有分支上的成本总和再减去路径P的所有分支的分支信号上的成本总和。这样，一个路径的成本就量化为这个路径的(对数)似然性相对于所有路径上最大(对数)似然性的降低。结果，每个分支的成本的总和(累积)与一个上限(阈值)的比较，就可以给出相关的路径是否具有不小于维特比路径的似然性而且二者相差不大于一个设定限值(阈值)的直接信息。与所说的现有技术文章的处理方法相比的优点在于，按照本发明，确定路径P是否在解码的列表中并不是根据除路径P以外的其它路径的(对数)似然性，这使本发明(的计算)的复杂程度较小。
可以排序格子结构中由所有的路径构成的这个组，使其成为一个树形结构，格子结构的最终节点是树的根。每个分支的成本之和最多是阈值的所有路径构成的这个组是这个树形结构的子树。例如在图2中，如果从格子结构的最终节点(节点27)到节点44、到节点53、到节点33的各个分支系列的每个分支的成本总和超过阈值的指定数值，那么，从格子结构的最终节点到格子结构的起始节点(起始节点从穿过所说节点(节点27、44、53、33)的分支的各个系列开始)的所有路径也要超过所说阈值，因为任何附加的分支都有非负的成本值。这种方式只对4个节点(节点27、44、53、33)进行计算，消除了许多路径，节省了许多计算。
第一支持设计通过比较每个格子结构中的所说累积的成本与逐渐增加的阈值(成本信号是分支信号和/或节点信号的函数)按最佳的方式利用可利用时间和存储容量第一阈值导致寻找最小的列表，第二(增加的)阈值导致寻找一个较大的列表，第三(进一步增加的)阈值导致寻找一个更大些的列表，如此等等。
对于例如在固定的时间间隔接收的编码块信号，每个编码块信号都可以得到一个固定量的处理时间来进行处理，以便用于作这本发明的主题的技术。在一般情况下，对于阈值的一个给定的数值所产生的候补对象块信号的数目是一个随机的变量，取决于(无线)接收的质量(在较低的接收质量有较多的候补对象)等。因此，在一般情况下，对于阈值的一个给定的数值进行的计算的数目也是一个随机的变量，这个随机的变量在一般情况下是阈值的一个陡峭增加的函数。通过用一个小的阈值开始选择候补对象，这个固定计算时间对于完成这个选择过程的高可信度来说已经是足够用了。通过连续地尝试阈值的较大数值直到计算时间耗尽，就可以选择最大的候补对象组，这在可利用的计算时间内是切实可行的。可产生的列表越长，可进行选择的候补对象的编码块信号越多，存在无误差的候补对象的机会越多。
第二支持设计按照连续组合技术，利用以有效的方式可同时获得的所有数据，找到/构成一个完整的列表。这是通过连接具有至少一个公共节点的由一个或多个分支组成的第一系列和由一个或多个分支组成的第二系列、并且通过组合各分支系列的至少某些所说成本信号实现的。
格子结构例如可以分成多个部分。一开始，在格子结构中存在与片断一样多的部分(在图2中，这些片段在时间单元0和1、1和2、2和3、3和4、4和5、5和6、6和7的节点之间包括一系列分支，一共7个部分)。对于每个部分，要存储一组允许的分支以及它们的成本。如果一个分支信号最多是它的阈值(可能是一个减小的阈值，其中的减小取决于从沿一个或多个方向的维特比处理可得到的其它的知识)，则允许这个分支操作。在所有的节点中，残存分支对于每个分支具有零成本，并且被确定为允许操作。在所有的节点中，如果每个分支的成本最多是阈值，则只允许不是残存分支的分支操作。这就完成了初始化步骤。接下去，选择在时间上相邻的两个部分。在优选实施例中，首先选择具有很少分支的多对部分或来自一个部分的一个分支和来自另一个部分的一个分支的组合数目小的多对部分(复杂程度较低)。现在，这两个初始部分由允许操作的分支系列(长度为2)的一个组合部分代替。在这里，允许一系列分支操作(如果这些分支形成了一个连接的序列)，并且在各个系列上每个分支的成本的累积最多是(已减小的)阈值。
这个连续的组合技术继续通过一个新的部分来组合两个相邻的部分，在这里，提取成对的相邻部分的顺序不仅仅是“从左到右”或“从右到左”，而是可以在空中优化，以便将进行组合和存储所说的各个部分的计算复杂程度减至最小。另一种处理方法例如可以是首先组合在成对的时间单元的部分(组合在时间单元0和1的节点之间的分支的那个部分与在时间单元1和2的节点之间的分支的那个部分，类似地，组合在时间单元2和3的节点之间的分支的那个部分与在时间单元3和4的节点之间的分支的那个部分，类似地，组合在时间单元4和5的节点之间的分支的那个部分与在时间单元5和6的节点之间的分支的那个部分)。接下去，形成包含最多4个分支的系列的部分(组合在时间单元0和2的节点之间的分支的那个部分与在时间单元2和4的节点之间的分支的那个部分，类似地，组合在时间单元4和6的节点之间的分支的那个部分与在时间单元6和7的节点之间的分支的那个部分)，如此等等，(最后，组合在时间单元0和4的节点之间的分支的那个部分与在时间单元4和7的节点之间的分支的那个部分)。最后，获得横跨整个格子结构的一个部分，产生一组用于编码块信号的候补对象。
第三支持设计通过在第一格子结构方向产生所说的成本信号并且在第二格子结构方向组合成本信号，其中所说的第一格子结构方向不同于所说第二格子结构方向，能够极其有效地找到一个列表。
除了以上关于从格子结构的最终节点(节点27)到节点44、到节点53、到节点33的一系列分支开始的路径的描述以外，假定维特比处理和Δ的产生是从格子结构的起始节点(节点20)到格子结构的最终节点(节点27)进行的。这样，例如，节点33的Δ包括有关格子结构中在时间单元0和时间单元4之间的这一块中处理信息的信息。正是这个范围的时间单元，才能认为格子结构的路径从格子结构的最终节点(节点27)扩展到节点44、到节点53、到节点33。例如，节点33的Δ给出有关从节点33的残存分支(如节点41)开始的附加成本的信息，或者是从来自节点33的非残存分支(如节点23)开始的附加信息。
第四支持设计通过组合由一个或多个分支组成的至少三个系列的所说成本信号，可以以最有效的方式找到一个列表，其中的由一个或多个分支组成的第一系列按字典排列方式小于由一个或多个分支组成的第二系列，由一个或多个分支组成的第二系列按字典排列方式小于由一个或多个分支组成的第三系列。
当选择所有的路径并且其中每个分支的成本总和可由所谓的反向跟踪过程或者深度首先搜寻的树形结构查找进行识别的时候，例如与宽度首先搜寻的树形结构查找相比，所需的存储容量较少。反向跟踪过程是通过在格子结构的最终节点结束的所有格子结构路径的上述的树形结构查找的，在这里认为格子结构路径是分支的各个系列。反向跟踪过程利用了如下的事实如果分支的某个系列的每个分支的成本信号的总和大于一个设定的阈值，那么，分支系列到不仅在格子结构的最终节点(树形结构的根)开始而且在格子结构的起始节点结束的路径的所有的扩充都必须具有与阈值一样大的并且因此要超过阈值的成本信号的累积(相加)，因此这些路径不可能是编码块信号的候补对象。虽然反向跟踪过程也使用较短的分支系列，但它需要对分支系列进行排序，其中包括横跨作为特殊情况的整个格子结构的路径。对于反向跟踪的一种可能的排序是按字典排列方式的排序。这种排序的名称应使人们想起如下的事实它与字典中所用的名称是相似的。按照一个例子，通过随后的消息比特第一序列010001，描述一个从格子结构的最终节点开始的分支系列。这就具体地意味着，在编码器中移动的倒数第二比特是“1”，在编码器中移动的最后的比特是“0”。通过随后的消息比特的第二序列01010000表示另外的分支系列。当“0”被认为是字母表中的一个字母“a”并且“1”被认为是字母表中的一个字母“b”时，则在一个字典中，消息符号的第一序列可能在消息符号的第二序列之前出现(因为消息符号的两个序列的头3个字母是相同的，并且消息符号的第二个序列的第四个字母是较后在字母表中定位的字母)。类似地，消息符号序列0100010001在字典中晚于第一序列出现，恰好是因为它在所有的它的位置都与第一序列重合并且较长些。“如以上所述的在字典中晚出现”的性质等同于“按字典排列方式较大者”。以此方式，反向跟踪过程首先评估只有一个分支的并且表示为消息符号序列0的成本信号。只有一个分支的序列的成本或者是0，或者是格子结构的最终节点的Δ1，这取决于格子结构的最终节点的0消息符号分支是否是一个残存分支。如果它是一个残存分支，并且它的成本为0，则它总是小于任何(假定为正的)阈值。然后，所说的算法用一个“0”来扩展这个路径，变为00。现在认为，这第二个“0”不是一个残存分支，并且具有成本Δ2，因此直到这一点的累积的成本是0+Δ2＝Δ2，并且认为这个成本超过了阈值。因而，从自“00”开始的格子结构的最终的节点出发的所有路径都不可能给出所选的块信号的候补对象，因为它们的成本都像Δ2那样大，或者更大些。现在，算法向后前进到一个比特(“反向跟踪”)，成为路径1，并且用一个“1”来扩充这个路径(它存储已经访问了这个0的扩充)，产生01。然后，对于这两个分支计算成本信号的总和，如此等等。在这个极小的实例中，已经明显看出，至今访问的分支系列0、00、01是一个按字典排列方式逐渐增加的分支系列的序列(消息符号)。
如果不按字典排列方式以逐渐增加的顺序访问分支的系列，还可以使用按字典排列方式以逐渐减小的顺序，这也能实现与以上所述的过程类似的过程。
在作为本发明的主题的技术中，人们可以实现，反向跟踪过程所探索的第一路径是维特比路径。假定不将分支表示为如以上所述的消息比特系列，而是将其表示为字母的系列，在这里，字母“X”表示这个分支是一个残存分支，字母“Y”表示这个分支不是一个残存分支。然后，可以形成“X”/“Y”的字母系列，用于确定排序。维特比路径对应于字母XXXXXXXXX....XXXX的序列，按字典排列方式这是最小的。这个路径具有零成本，并且对于任何(假定为正值的)阈值，这个路径都被允许操作，这表明对于编码块信号来说这个路径是一个有效的候补对象。使用这种按字典排列方式排序，可以给出与以上所述相似的实例。
在一个实施方案中，没有必要真的产生字母“X”或“Y”，字母“X”或“Y”只是为了说明的目的给出的，用于描述搜寻分支系列当中的排序。
第五支持设计可以增加从所说的候补对象列表中找到正确的候补对象的机会，并且/或者通过检测在所说的候补对象中包括的检查和可以进一步减小所说的列表，其中第一子部分用于列表的减小，第二子部分用于误差的减小。
利用误差校正码如卷积码编码的消息符号块包含检查和，例如循环冗余检查(CRC)。然后，加入这样一种循环冗余检查，以检测和/或校正卷积码解码器(如维特比解码器)的解码误差。在基于格子结构的接收器对于编码块信号以及它们的成本信号产生多个候补对象的情况下，通过消除其中的路径信号的消息部分不匹配路径信号的检查和的所有候补对象，可以提高在多个候补对象中识别出正确的候补对象的几率。当为了校正以便消除候补对象(换句话说，以便减小列表)不是测试所有的检查和符号的时候，可以使用已经存在的检查和符号来实现原本期望的误差检测和/或误差校正的目的。在一个实施方案中，可以对于一个候补对象测试(一系列)检查和符号是否匹配消息符号，并且在不匹配的情况下，就不必存储所说的候补对象以节约存储容量。
第六支持设计可以以优化的方式组合所说的列表减小以及所说的误差检测，为此目的，在满足列表减小标准的零候补对象的情况下请求数据的重新传输或者排序(ordering)音频/视频动作(音频动作和/或视频动作例如是一个隐蔽动作，用于隐蔽来自不正确解码的或者非解码的块信号等的音频和/或视频信号)，并且在满足列表减小标准的一个候补对象的情况下选择这个候补对象，而且在满足列表减小标准的两个或多个候补对象的情况下选择具有最低成本的候补对象，所说的处理器系统通过误差检测标准测试所选的候补对象。
在通过消除不满足(一部分)检查和的决信号已经减少了编码块信号的多个候补对象之后，当零候补对象存在时，这可能提供有价值的信息。对于数据应用，在一般情况下的动作可能是请求重新传输，或者例如从盘上读出部分相关数据。对于音频和/或视频应用，延迟的限制可能禁止信息的重新传输，优选的动作是误差隐蔽或恢复动作。对于列表减小后存在多于一个候补对象的情况，具有较低成本信号(较高的(对数)似然性)的候补对象是正确的候补对象的几率大于具有较高成本信号(较低的(对数)似然性)的候补对象是正确的候补对象的几率。在一个实施方案中，为了节省存储容量，不仅可以测试一个候补对象的(一系列)检查和符号是否匹配消息符号，并且存在不匹配不需要存储的所说候补对象，而且还要测试这个候补对象的成本信号的累积结果是否小于至今观察的任何候补对象的成本信号的最小累积，其中的(一部分)检查和与其余的消息是匹配的。
所说的第一支持设计支持/改善了分支系列的成本信号的所说组合以及累积的成本与阈值的所说比较。所说的第二支持设计支持/改善了所说组合和所说比较，和/或支持/改善了第一支持设计。所说的第三支持设计支持/改善了所说组合和所说比较，和/或支持/改善了所说的第一支持设计，和/或支持/改善了所说的第二支持设计。所说的第四支持设计通常支持/改善了所说第三支持设计，但不排除支持/改善了所说组合和所说比较和/或支持/改善了所说的第一支持设计和/或支持/改善了所说的第二支持设计。所说的第五支持设计支持/改善了所说组合和所说比较，和/或支持/改善了所说的第一支持设计，和/或支持/改善了所说的第二支持设计，和/或支持/改善了所说第三支持设计，和/或支持/改善了所说的第四支持设计。所说的第六支持设计通常支持/改善了所说第五支持设计。
当消息符号和/或编码符号是非二进制的时候，也可以应用本发明。这时，格子结构变为非二进制的，这就意味着，节点可能具有多于两个输入分支的输入分支。对于二进制的格子结构，最多只有两个输入分支，在这里，维特比算法将产生一个节点信号加上分支信号的总和，这时只存在这两个总和的一个差值(Δ是这个差值的绝对值)。对于非二进制格子结构，存在两个以上的所说的总和，因此可以形成一个以上的每个节点的Δ，每个Δ认为是一对分支所有。对于一个指定的节点，维特比算法随后选择输入到指定节点的分支的所说总和的最大值。输入到具有最大总和的节点的输入分支称之为残存分支。然后，将输入到任何节点的残存分支的每个分支的成本定义为0(像在二进制情况下作的那样)。然后，将非残存分支的一个分支的每个分支的成本定义为一对个分支的上述的Δ，Δ是由这个分支本身和残存分支形成的一对分支的Δ。
(分支的)成本信号确定每个分支的成本。按照另一种方式，可以确定和使用用来确定每个节点的成本的(节点的)成本信号。通过两个节点确定一个分支，因此，(分支的)成本信号和(节点的)成本信号总是可以相互转换的。然而，由于按照本发明对于分支系列进行的成本信号的组合以及累积的成本与阈值的比较，使用(分支的)成本信号是更加方便的。
如果不使用时间单元，例如当在存储应用中利用本发明时，可以使用其它的轴来确定单元，例如像一个空间轴那样。当将本发明应用到存储应用中时，按照本发明的接收器将对应一个解码器。在一般情况下，解码器将产生解码的数据，在这里按照本发明的接收器将产生至少部分解码的数据。
本发明具体来说基于如下的认识通过寻找每个候补对象的最小绝对值差(换句话说，通过在所说格子结构中寻找另外的路径，并且选择具有最低的最小绝对值差Δmin的一系列另外的路径)构成一个列表是需要很大的存储容量的一个间接构造过程，并且本发明具体来说还基于如下的认识应该更加直接地构成所说的列表。
本发明具体来说解决了如下的问题提供一种需要较少存储容量的接收器，本发明具体来说具有如下的优点所说直接构成的所说列表的可控程度更高些(通过比较累积的成本与阈值)。
措词“用于”(例如，“用于接收”和“用于产生”)并不排除还可同时地或者不是同时地完成其它的功能。措词“X耦合到Y”和“在X和Y之间耦合”和“耦合X和Y”等并不排除在X和Y之间还存在一个元件Z。措词“P包括Q”和“包括Q的P”等并不排除还包括一个元件R。术语“一个”并不排除可能存在一个或多个。
权利要求
1.一种接收器(1)，用于接收至少一个编码块信号并且包括一个处理器系统(2)，该处理器系统用于根据所说块信号产生分支信号，所说分支信号确定格子结构(18)的分支，产生用于确定所说格子结构(18)的节点的节点信号，产生用于确定每个分支的成本的成本信号，并且产生用于确定所说格子结构(18)内的路径以选择所说块信号的候补对象的路径信号，其中所说的处理器系统(2)组合分支的系列的成本信号并且将积累的成本与所说选择的候补对象的阈值进行比较。
2.根据权利要求1所述的接收器(1)，其中所说的处理器系统(2)比较所说累积的成本与每个格子结构(18)的逐渐增加的阈值，其中的成本信号是分支信号和/或节点信号的函数。
3.根据权利要求1或2所述的接收器(1)，其中通过连接具有至少一个公开节点的一个或多个分支的第一系列和一个或多个分支的第二系列，所说的处理器系统(2)组合这些分支系列的至少某些所说的成本信号。
4.根据权利要求1或2所述的接收器(1)，其中所说处理器系统(2)在第一格子结构方向产生所说的成本信号并且在第二格子结构方向组合所说的成本信号，所说第一格子结构方向与所说第二格子结构方向是不同的。
5.根据权利要求4所述的接收器(1)，其中所说的处理器系统(2)组合由一个或多个分支组成的至少3个系列的所说成本信号，由一个或多个分支组成的第一系列按字典排列方式小于由一个或多个分支组成的第二系列，由一个或多个分支组成的第二系列按字典排列方式小于由一个或多个分支组成的第三系列。
6.根据权利要求1或2所述的接收器(1)，其中所说的处理器系统(2)检测所说候补对象的检查和，其中的第一子部分用于列表减小，第二子部分用于误差检测。
7.根据权利要求6所述的接收器(1)，其中所说的处理器系统(2)在零候补对象满足列表减小标准的情况下请求数据的重新发送或者排序音频/视频动作，并且在一个候补对象满足列表减小标准的情况下选择这个候补对象，并且在两个或多个候补对象满足列表减小标准的情况下选择具有最低成本的候补对象，所说的处理器系统(2)经过一个误差检测标准来测试所选的候补对象。
8.一种用在接收器(1)中的处理器系统(2)，接收器(1)用于接收至少一个编码块信号并且包括所说的处理器系统(2)，处理器系统用于根据所说块信号产生分支信号，所说分支信号确定格子结构(18)的分支，产生用于确定所说格子结构(18)的节点的节点信号，产生用于确定每个分支的成本的成本信号，并且产生用于确定所说格子结构(18)内的路径以选择所说块信号的候补对象的路径信号，其中所说的处理器系统(2)组合分支的系列的成本信号并且将积累的成本与所说选择的候补对象的阈值进行比较。
9.一种用在接收器(1)中的方法，接收器(1)用于接收至少一个编码块信号并且包括如下步骤根据所说块信号产生分支信号，所说分支信号确定格子结构(18)的分支，产生用于确定所说格子结构(18)的节点的节点信号，产生用于确定每个分支的成本的成本信号，并且产生用于确定所说格子结构(18)内的路径以选择所说块信号的候补对象的路径信号，其中所说的方法包括步骤组合分支的系列的成本信号并且将积累的成本与所说选择的候补对象的阈值进行比较。
10.一种在用于接收器(1)的处理器系统(2)上运行的处理器程序产品，所说的接收器(1)用于接收至少一个编码块信号并且包括所说的处理器系统(2)，处理器程序产品具有如下功能根据所说块信号产生分支信号，所说分支信号确定格子结构(18)的分支，产生用于确定所说格子结构(18)的节点的节点信号，产生用于确定每个分支的成本的成本信号，并且产生用于确定所说格子结构(18)内的路径以选择所说块信号的候补对象的路径信号，其中处理器程序产品具有如下功能组合分支的系列的成本信号并且将积累的成本与所说选择的候补对象的阈值进行比较。
全文摘要
一种接收器(1)，用于接收编码块信号并且包括处理器系统(2)，通过使用维特比算法寻找格子结构(18)中的第一候补对象/路径并且通过产生成本信号以便在所说格子结构(18)中寻找另外的候补对象来解码块信号。为了减小存储容量，要组合各个分支系列的成本信号，并且将累积的成本与阈值进行比较。在寻找所说的另外的路径时，根据累积的成本是否超过阈值来进行另外的路径的寻找。间接构成候补对象列表的认识和更直接构成所述候补对象列表的基本构思带来更多的控制。这些接收器的复杂程度较低，并且，通过引入逐渐增加的每个格子结构的阈值和连续的组合、在不同的格子结构方向产生并累积成本信号、按字典排列顺序组合、并且使用检查和来减小列表，而且通过进行误差检测，可以进一步改进这些接收器。
文档编号H03M13/39GK1695307SQ03824853
公开日2005年11月9日 申请日期2003年9月22日 优先权日2002年10月30日
发明者A·P·赫克斯特拉, C·P·M·J·巴格根 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司