专利名称：使用零状态度量值的维特比解码数据质量计算装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及到卷积编码系统中，使用编码器尾比特的维特比解码器所解码的数据的质量计算装置，更确切的讲，本发明涉及到在通过维特比解码器的加比较选择单元的操作所获的状态度量值中，使用其中零状态度量值的维特比解码数据质量计算装置。
在一般通信系统中，纠错编码被用来通过纠正信号在通过噪声和其他妨碍可靠通信的因素所污染的传输信道时所产生的差错，保持差错电平在某一事先确定的电平之下。此纠错编码为两种类型之一，两种类型是对应于被传输的数据块增加冗余度的分组编码，和根据编码方法的生成函数对依次输入数据编码的卷积编码。在采用卷积编码的通信系统中，对于减少确定传输速率方面的差错，计算通信质量的手段是很重要的。
为了解决上述问题，本发明的目的就是提供维特比解码数据质量计算装置，根据四种可能的传输速率，在该装置中输入到维特比解码器的解调数据的零状态度量值被用作质量值的计算参数以计算解码数据的质量，并使用零状态度量值来确定数据的传输速率，由此降低确定传输速率的差错。
为实现上述目的，所提供的维特比解码数据质量计算装置，使用零状态度量值，包括根据每种可能的传输速率，输出输入解调数据的零状态度量值的维特比解码器；存储维特比解码器输出的各零状态度量值的寄存器；以及质量值的计算单元，该单元读出存储在寄存器中的零状态度量值以估算基于零状态度量值的维特比解码数据，并且该单元在可能的传输速率中，确定具有最小零状态度量值的实际传输速率。
传输速率最好包括全、半、四分之一和1/8四种速率。
参照附图详细描述一个最佳实施例，则本发明的上述目的和优点将更加清楚。附图中，
图1是使用误码率的维特比解码数据质量计算装置的框图；图2是本发明使用零状态度量值的维特比解码数据质量计算装置的框图3为图2的维特比解码器的详细框图。
数字蜂窝移动通信和个人通信服务(PCS)使用循环冗余码(CRC)和卷积码来检测和纠正传输差错，并采用码分多址(CDMA)标准(IS-95和J-STD-008)。参照这些领域，使用循环冗余编码(CRC)和卷积编码方法来测量误码率(BER)的方法将被描述。
根据CDMA标准，语音信号的传输速率不是固定的，而是通过使用语音信号活动检测器检测所生成的语音信号的活动状态，在四种速率间变化。表1给出了根据CDMA标准(IS-95和J-STD-008)的传输速率，该标准是数字蜂窝移动通信和个人通信服务的标准。
在CDMA蜂窝系统和PCS速率设置1(RATE SET1)的情况下，如果语音信号活动检测器检测到某处语音信号的状态是最活跃的，则以9600bps(比特每秒)的最大速率传输语音信号。同样，如检测到某处的语音信号的状态是最不活跃的，则以1200bps(比特每秒)的最小速率来传输语音信号，1200bps是连续维特基站和终端间信道所要求的最低水平。同样地，当语音信号从最活跃状态到最不活跃状态、或从最不活跃状态到最活跃状态之间变化时，则以中间速率4800bps(比特每秒)或2400bps(比特每秒)传输语音信号。
表1
根据语音信号的活动程度以不同的传输速率传输信息，当只有少量信息需要传输时，仅传输维持基站和终端间通信信道所需的最小量信息，就可有效地使用所需的传输功率。这样做既可降低终端的功率消耗，还能降低影响其他用户的干扰信号，允许同时有许多用户。
如上述，为了检验接收机接收到的帧是否有差错，并提供确定接收帧的传输速率所需的参数，帧质量指示器(FQI)数据CRC被加到根据语音信号活动度所确定的传输速率而生成的信息数据上。更详细地讲，在传输速率9600比特每秒时，把信息数据的172比特看作为一个块，加上12比特CRC12，并将跟在CRC12后的8比特编码器尾比特序列全置为“0”，以构成一个有192比特的帧。若传输速率为4800比特每秒，则把信息数据的80比特当作是一个块，加上8比特CRC8，并使用仅含“0”比特的编码器尾比特序列，以构成一个有96比特的帧。同样，当传输速率为1200比特每秒和2400比特每秒时，仅只增加“0”比特的编码器尾比特序列而不增加CRC来构成一帧。
根据CDMA蜂窝系统(IS-95)，采用卷积编码方法，其约束长度置为9，编码率为1/3。卷积编码的生成函数可用八进制数表示，例如，557，663和711。也即输入一个比特。输出三个编码数据比特。
通过CRC发生器和根据CDMA标准的卷积编码器的数据，经符号重复器，块交织器，64阶正交调制器，扩频器，相位调制器、和射频部分，传输到无线电信道上。
同时，以与发射机相反的过程，接收机执行解调。解调后数据经维特比解码器解码，维特比解码器是最大似然解码器。解调后数据被解码成最相似的原始数据，即接收自发射机的数据。维特比解码器解码的数据用来检验与由发射机加上的CRC一起发射的帧是否有差错。在CDMA系统中，关于由发射机的音频活动检测器确定的传输速率的信息没有被发射，故四种可能的传输速率中的实际传输速率用帧差错来确定。
图1给出了使用误码率的维特比解码数据质量计算装置结构的框图。
对于采用卷积码的通信系统，使用误码率的维特比解码数据质量计算装置，包括维特比解码器100，卷积重编码器102，延时器104，数据比较器106，误码率(BER)计算器108，误码率(BER)寄存器110和质量计算器112。
维特比解码器100使用最大似然解码方法对解调后的数据解码。
卷积重编码器102接收来自维特比解码器100的解码数据，并用与发射机相同的卷积编码方法再次执行卷积编码操作。
为了补偿因通过维特比解码器100和卷积重编码器102所引起的延时，延时器104接收解调后的数据，并提供与上述两单元相同的延时。
数据比较器106比较卷积重编码器102输出的重编码数据和延时器104输出的延时数据。
误码率计算器108使用数据比较器108输出的差错数据计算每一个误码率。
误码率寄存器110存储由BER计算器108测定的四种可能的传输速率中每种速率的误码率。
质量计算器112由数字信号处理器(DSP)实现，它读取存储在BER寄存器110中的误码率，确定哪一种可能的传输速率给出最小差错，并选定此种速率为实际的传输速率。
在下文，参照图1，将描述采用卷积编码方法的通信系统中使用误码率的质量计算装置的工作过程。
接收机解调器解调的数据由发射机卷积编码器的编码符号构成，因信道噪声、衰落现象、或干扰信号，这些数据可能在各比特上均会有差错。当含有差错的已解调数据通过维特比解码器100时，则在可纠正范围内此差错被纠正，且已解调数据被解码成与发射机相同帧型的数据。维特比解码器100输出的解码数据以帧为单位，经卷积重编码器102以与发射机中相同的卷积编码方法重新编码。由于已解调数据的差错被纠正到预先确定的水平以下，故维特比解码器100输出的解码数据含有的差错较小，基于此事实，在发射机卷积编码器所编码的数据未知的情况下，假设重编码数据与原始发射数据相同。因此，数据比较器106比较假定为被发射数据的重编码数据与通过延时器104的延时解调数据，以生成差错数据。误码率计算器108将数据比较器106输出的差错数据比特分为二种类型之一无差错比特或差错比特。误码率计算器108计算差错比特与全部输入数据的比率，产生误码率。这里，BER计算器108计算相对于输入一帧数据的四种可能传输速率的每一种速率的误码率。BER计算器108计算出的误码率分别存储在误码率寄存器110指定的区域中。质量计算器112读出存储在BER寄存器110中的误码率，确定哪一种可能的传输速率给出最小误码率，并选此传输速率为实际传输速率。
然而，上文描述的质量计算装置是在假设解调数据被纠正到与发射数据相同的情况下计算误码率的。但若已解调数据的差错没有被维特比解码器完全纠正，则误码率是在含有差错的数据基础上计算出的，此时，差错比特被误认为正确接收的比特。相应地，实际误码率未能正确计算，从而会不正确地确定传输数据的传输速率。
参照图2，本发明的维特比解码数据质量计算装置包括维特比解码器20、零状态度量值(ZSM)寄存器22和质量计算器24。
相对于每种可能的传输速率，如9600比特每秒、4800比特每秒、2400比特每秒和1200比特每秒，维特比解码器20输出所输入解码数据的零状态度量值。
零状态度量值寄存器22存储每一种维特比解码器20输出的零状态度量值。
质量计算器24，用数字信号处理器(DSP)实现，它读出存储在寄存器22中的零状态度量值，计算维特比解码数据的质量，以确定哪种可能的传输速率给出最小零状态度量值，并选此速率为实际传输速率。
参照图3，图2的维特比解码器20包括分支度量值计算器202、状态度量值存储区208、加比较选择(ACS)单元204和通道存储区206。这里，状态度量值存储区208的数据由加比较选择单元204输出的新状态度量值来更新。
基于输入解调数据和系统构成的状态图，分支度量值计算器202计算根据四种可能的传输速率中每一种速率的分支。
状态度量值存储区208存储以前保留通道的状态度量值。
加比较选择单元204接收分支度量值计算器202输出的分支度量值和存储在状态度量值存储区208中的状态度量值，根据栅格图相加所接收到的分支度量值和状态度量值，并比较被相加值，从而输出被比较值中状态度量值为最小的通道选择信号，以及所选择通道的状态度量值。
通道存储区206存储由加比较选择单元204输出的通道选择信号所指示的对应通道。
在下文中，将阐述本发明的质量计算装置的全部工作过程。
已解调数据在可纠错范围内被维特比解码器20纠错，并被解码成如发射机中构成的帧类型数据。然后，维特比解码器20计算相对于四种可能的传输速率中每种速率的零状态度量值。维特比解码器20输出的零状态度量值均存储在寄存器22中各自的区域内。质量计算器24读出存储在寄存器22中的零状态度量值，并估算维特比解码数据的质量值，以确定哪种可能的传输速率具有最小零状态度量值，且选择此速率为实际传输速率。
相对于IS-95蜂窝系统和基于IS-95的CDMA PCS(J-STD-008)系统中的质量计算装置，在实际传输速率未知时，本发明的维特比解码数据质量计算装置，能更可靠地确定所接收到的数据的传输速率。
对比于使用误码率作为质量估算参数的质量计算装置，在上述本发明使用零状态度量值的维特比解码数据质量计算装置中，输入到维特比解码器的解调数据的零状态度量值被用作质量估算参数，从而能正确地实现质量值的计算，以避免确定传输速率方面的差错。
权利要求
1.一种在采用卷积编码的通信系统中使用零状态度量值的维特比解码数据质量计算装置，该质量计算装置包括维特比解码器，根据每种可能的传输速率，输出所输入解调数据的零状态度量值；零状态度量值寄存器，存储维特比解码器输出的各零状态度量值；和质量估算单元，读出存储在寄存器中的零状态度量值，并在此零状态度量值的基础上估算维特比解码数据，且确定实际传输速率为在可能的传输速率中具有最小零状态度量值的传输速率。
2.根据权利要求1的质量计算装置，其中，所述的传输速率包括全速率、半速率、四分之一速率和1/8速率四种速率。
3.根据权利要求1的质量计算装置，其中，所述的质量估算单元为数字信号处理器。
全文摘要
一种使用零状态度量值的维特比解码数据质量计算装置,包括:维特比解码器、零状态度量值寄存器和质量估算单元。基于维特比解码器输出的输入解调数据的零状态度量值,在四种传输速率中确定具有最小零状态度量值的速率为实际传输速率。因此,与使用误码率作为质量估算参数的质量计算装置相比较,将零状态度量值用作质量估算参数,能正确实现质量估算,从而避免了确定传输速率方面的差错。
文档编号H04L29/14GK1202766SQ9810363
公开日1998年12月23日 申请日期1998年1月7日 优先权日1997年6月14日
发明者孔骏镇, 崔圣汉 申请人:三星电子株式会社