分集設備及其方法

專利名稱：分集設備及其方法
背景技術：
發明領域本發明涉及分集設備和方法，用于使用通過不同路由得到的卷積編碼信息的多個分段來進行糾錯。
背景技術：
的描述在諸如地面移動通信之類的無線通信中，移動終端無障礙地直接接收從基站發射的電波是罕見的。通常作為合成波來接收這些波，所述合成波是由于諸如周圍建筑物之類的障礙物的折射、反射等而產生的。在這種情況中，當移動終端連續移動時，就發生衰落。這是因為在這些合成波中間的相位關系變成變化的。更具體地，當折射波和反射波是同相位時，移動終端接收到的場的強度變大。當這些波的相位相反時，它們相互抵消而場強變小。因此，相位關系的改變導致場強改變，從而導致衰落。
已經使用分集接收來降低這種衰落效應。分集接收是從多個接收信號中接收最佳信號的一種技術。分集接收的典型例子是選擇由高接收電平天線接收的信號的一種技術(此后稱之為第一技術)，以及與接收電平成比例地對天線接收到的信號進行加權然后組合經加權的信號的一種技術(此后稱之為第二技術)。
當卷積編碼信號必須經過分集接收然后維特比解碼時，一般使用下面三種方案。例如，在第一種方案中，通過所述第二技術組合多個信號，以得到單個組合信號，并把組合信號提供給用于解碼的維特比解碼器(例如，參考日本專利第2556179號)。例如，在第二種方案中，根據通過上述第一技術接收的場強從所接收信號中選擇一個信號，以得到單個信號，并把所選擇信號提供給用于解碼的維特比解碼器。在第三種方案中，把所接收信號提供給用于解碼的不同維特比解碼器，并且從維特比解碼器輸出的經解碼數據中選擇無差錯的數據。
上述三種方案中的每一種都有缺點。在第一種方案中，當把具有差錯的信號組合成組合信號而沒有檢測到這些差錯時，可能使經解碼信號的品質降低。在第二種方案中，在障礙物等處反射的信號可能幅度變大，導致場強增加。然而，反射信號可能有差錯。因此，根據場強的信號選擇不必定給出最佳的結果。第三種方案要求維特比解碼器的數量和通過分集接收要接收的信號一樣多，導致解碼器數量的增加。
發明概要因此，本發明的一個目標是提供一種分集設備和方法，通過使用通過不同路由選擇得到的卷積編碼信息的多個分段來執行分集接收，并且用較少數量的解碼器來執行復雜的糾錯。
本發明具有下列特征以達到上述目標。
本發明的第一方面是的針對一種分集設備的，所述設備從不同輸入路由接收須經卷積編碼的信息，并執行糾錯。分集設備包括多個接收部分，用于從不同輸入路由接收包括相同卷積編碼信息的信號，并輸出多個信息分段；路徑選擇部分，用于接收從接收部分輸出的多個信息分段，并選擇表示卷積編碼的狀態轉變的路徑，同時從多個信息中選擇一個信息分段；以及單個路徑存儲器，用于存儲路徑選擇部分選擇的路徑和執行糾錯。
根據本發明的上述結構，在路徑選擇部分中使通過不同路由接收到的多個卷積編碼信息分段經受路由選擇和最大似然性選擇。然后，只使用單個路徑存儲器來存儲或更新路徑用于糾錯。就是說，第一方面的分集設備為了糾錯而執行路由選擇和最大似然性選擇，從而提高糾錯能力和減少解碼器數量。
路徑選擇部分可以包括相應于卷積編碼的狀態而提供的多個ACS部分。每個ACS部分可以計算相應于指示狀態轉變以及多個信息分段的路徑組合的路徑量度值，并且可以從路徑量度值中選擇相應于最小值的一個路徑。路徑存儲器可以存儲ACS部分相對于卷積編碼的狀態選擇的路徑，并且可以執行糾錯。根據狀態轉變可以在反饋回路中使多個ACS部分相互耦合。每個ACS部分可以包括多個路徑量度計算部分，所述路徑量度計算部分是相應于指示狀態轉變和多個信息分段的路徑組合而提供的；路徑量度計算部分用于計算路徑量度值；最小路徑量度選擇部分，用于從通過路徑量度計算部分計算的路徑量度值中選擇最小值，以及選擇相應于最小值的路徑；以及最小值存儲部分，用于臨時存儲最小路徑量度選擇部分所選擇的最小值，并按照反饋回路輸出所存儲的最小值。每個路徑量度計算部分都可以通過計算分支量度值(相應于指示狀態轉變和多個信息分段的路徑組合)而計算路徑量度值，并把在緊接在先前的時刻存儲在耦合到反饋回路的最小值存儲部分中的最小值加到分支量度值中。具有這種結構，ACS部分對于通過不同路由接收到的每個卷積編碼信息分段計算相應于指示狀態轉變和信息分段的路徑組合的路徑量度值。然后，選擇相應于這些路徑量度值的最小值的路徑作為幸存路徑。因此，每個ACS部分可以方便地同時執行路由選擇和最大似然性選擇，以及能夠提高糾錯能力。還有，有可能減少所需要的ACS部分的數量。
另一方面，當至少一個最小值等于或大于一個預定值時，最小值存儲部分可以把在ACS部分中選擇的所有最小值都乘以預定因子，并且可以存儲乘過的最小值。既然是這樣，存儲在最小值存儲部分中的最小值受到預定值的限制，從而防止了溢出。
例如，路徑選擇部分接收的多個信息分段是在通過接收部分接收到的卷積編碼信息上執行預定處理而得到的可靠性信息。既然是這樣，使用對于所接收的卷積編碼信息得到的可靠性信息執行計算，從而改進了比特差錯率特征。
本發明的第二方面是針對一種分集方法的，所述方法用于從不同輸入路由接收須經卷積編碼的信息，并執行糾錯，包括接收步驟，從不同輸入路由接收包括相同卷積編碼信息的信號，并輸出多個信息分段；路徑選擇步驟，使用在接收步驟中接收到的多個信息分段，并選擇指示卷積編碼的狀態轉變的路徑，同時從多個信息分段中選擇一個信息分段；以及路徑存儲步驟，存儲在路徑選擇步驟中選擇的路徑和執行糾錯。
根據本發明的上述結構，在路徑選擇步驟中使通過不同路由接收到的多個卷積編碼信息分段經受路由選擇和最大似然性選擇。然后，在路徑存儲步驟中，存儲和/或更新用于糾錯的路徑。就是說，使用本發明的分集方法來執行用于糾錯的路由選擇和最大似然性選擇，從而提高糾錯能力和減少糾錯所需要的步驟數。
路徑選擇步驟可以包括路徑量度計算步驟，用于計算相應于指示狀態轉變和信息分段的路徑組合的路徑量度值；最小路徑量度選擇步驟，用于從在路徑量度計算步驟中計算的路徑量度值中選擇最小值；以及路徑提取步驟，用于提取相應于在最小路徑量度選擇步驟中選擇的最小值的路徑。在路徑存儲步驟中，可以相對于卷積編碼的狀態而存儲在路徑提取步驟中所提取的路徑，并且可以執行糾錯。另一方面，路徑選擇步驟可以進一步包括最小值存儲步驟，用于存儲在最小路徑量度選擇步驟中選擇的最小值，并且在路徑量度計算步驟中，可以通過計算分支量度值(相應于指示狀態轉變和多個信息分段的路徑組合)而計算路徑量度值，并把在最小值存儲步驟中在緊接在先前的時刻存儲的最小值加到分支量度值中。具有這些，在路徑量度計算步驟中對于通過不同路由接收到的每個卷積編碼信息分段計算相應于指示狀態轉變和信息分段的路徑組合的路徑量度值。然后，在最小路徑量度選擇步驟中，選擇這些路徑量度值的最小值。因此，有可能方便地同時執行路由選擇和最大似然性選擇，以及提高糾錯能力。
另一方面，在最小值存儲步驟中，當至少一個最小值等于或大于一個預定值時，可以把所有最小值都乘以預定因子。在這種情況下，在最小值存儲步驟中存儲的最小值受到預定值的限制，從而防止了溢出。
例如，在路徑選擇部分中使用的多個信息分段是在接收步驟中接收到的卷積編碼信息上執行預定處理而得到的可靠性信息。在這種情況下，使用對于所接收的卷積編碼信息得到的可靠性信息執行計算，從而改進了位差錯率特征。
從下面結合附圖的詳細描述中，對本發明的這些和其它目的、特性和方面將更為明了。
附圖簡述

圖1是功能方框圖，示出根據本發明的一個實施例的分集設備的結構；圖2是約束長度為3的卷積編碼生成多項式的圖形表示；圖3是示意圖，示出作為在圖2中表示的生成多項式的結果而對于每種狀態輸出的預期值；圖4是網格圖，示出圖2所示的卷積編碼的狀態轉變；圖5是方框圖，示出如何耦合從圖1所示的ACS部分41-44輸出的路徑量度信號；圖6是方框圖，示出圖1所示的ACS部分41-44的每一個的內部結構；圖7是示意圖，示出圖1所示的路徑存儲器的內部結構以及更新幸存路徑的概況；圖8是流程圖，示出根據本發明的實施例的分集設備執行的整個操作；圖9是子程序，示出圖8所示的步驟S3的詳細過程的子例程；圖10是子程序，示出圖8所示的步驟S4的詳細過程的子例程；以及圖11是曲線圖，示出本發明的分集設備和背景技術部分中描述的第二種方案的分集設備(其中，根據用于糾錯的場強來執行接收信號的選擇)之間的發送特征的比較。
較佳實施例的描述參考圖1，圖中描述根據本發明的一個實施例的分集設備的結構。圖1是示出分集設備結構的功能方框圖。
在圖1中，為了簡單起見，在使用一種方案的情況中描述分集設備，在該方案中，通過兩個天線接收用約束長度為3的卷積編碼的QPSK(正交相移鍵控)調制信號。在這個方案中，分集設備包括兩個天線1a和1b，分別相對于天線1a和1b的兩個解調器2a和2b，以及維特比解碼器3。維特比解碼器3包括ACS(加比較選擇)組4，它包括四個ACS部分41到44，以及路徑存儲器5。兩個天線1a和1b接收用約束長度為3的卷積編碼的QPSK調制信號，然后分別通過解調器2a和2b解調。把包含在相應的經解調的QPSK信號中的信息INa和INb兩者輸出到ACS組4的ACS部分41到44。ACS部分41到44中的每一個選擇一條路徑，分別把路徑選擇信號PS1到PS4輸出到路徑存儲器5。根據路徑選擇信號PS1到PS4，從路徑存儲器5輸出糾錯數據Dout。注意，此后一般把路徑選擇信號PS1到PS4稱為路徑選擇信號PS。
這里，參考圖2到圖4，描述約束長度為3的卷積編碼和維特比解碼。圖2表示用約束長度為3的卷積編碼生成多項式的圖形表示。圖3是示意圖，表示對于每個狀態輸出的預期值，作為圖2中表示的生成多項式的結果。圖4是網格圖，表示圖2所示的卷積編碼的狀態轉變。
在卷積編碼中，順序地使信息卷積而編碼。卷積編碼的一般解碼技術是維特比解碼。在圖2中，考慮從一位輸入產生兩位輸出的一種情況。在這種情況中，從一位輸入得到兩位輸出。還有，這種卷積編碼需要三個移位寄存器(在圖2中標注為R1到R3)，因此約束長度是3。
通過連續輸入到移位寄存器R1，首先，一位輸入進入移位寄存器R1，然后推入移位寄存器R2，再到移位寄存器R3。在三個移位寄存器R1到R3中的三位數據確定要輸出的代碼OUT(α)和OUT(β)。具體地，把移位寄存器R1到R3中的數據加在一起產生代碼OUT(α)，而把移位寄存器R1和R3中的數據相加產生OUT(β)。
這里，在生成多項式中，到移位寄存器R2和R3的兩個輸入確定代碼OUT(α)和OUT(β)，它們是從連續輸入到移位寄存器R1的0或1產生的。即，當生成多項式裝有到移位寄存器R1的數據時，已經輸入在移位寄存器R2和R3中的兩位數據確定數據狀態，而數據狀態確定由到移位寄存器R1的輸入位產生的代碼OUT(α)和OUT(β)。在圖3中，把移位寄存器R2和R3中的兩位數據確定的四個狀態標注為St0、St1、St2和St3。St0表示移位寄存器R2和R3兩者中的數據都指示0的一種狀態。St1表示移位寄存器R2中的數據指示1，而移位寄存器R3中的數據指示0的一種狀態。St2表示移位寄存器R2中的數據指示0，而移位寄存器R3中的數據指示1的一種狀態。St3表示移位寄存器R2和R3兩者中的數據都指示1的一種狀態。圖3示出當把指示0或1的數據輸入到移位寄存器R1時，對于每個狀態St0到St3要輸出的代碼OUT(α)和OUT(β)。
在維特比解碼中，為計算最接近于執行用于糾錯的最大似然性選擇的數據序列的代碼序列而觀察所接收數據序列。即，檢測狀態St0到St3的每一個中的多個預期值和所接收數據序列之間的差值，并把具有最小差值的預期值確定為最接近用于糾錯的數據序列的代碼序列。因此，也可以使用圖3所示的相應地輸出到狀態St0到St3的代碼OUT(α)和OUT(β)作為相應地輸出到狀態St0到St3的預期值。
可以把從狀態St0到St3的狀態轉變表示為圖4所示的網格圖。在圖4中，使時間t1和時間t2橫向對準，以示出狀態St0到St3的每一個在一個編碼處是如何進行轉變的。通過路徑來表示狀態St0到St3的狀態轉變。粗實線標注的路徑表示輸入指示0的一種情況，而虛線標注的路徑表示輸入指示1的一種情況。使來自狀態St0和St1的上述路徑(此后稱之為x路徑)的每一個裝有帶前綴“x”的代碼，而來自狀態St 2和St3的路徑的每一個裝有帶前綴“y_”的代碼。從時間t1到時間t2的狀態轉變說明中清楚看到，提供一位輸入，使狀態St0改變到狀態St0或St1，狀態St1改變到狀態St2或St3，狀態St2改變到狀態St0或St1，而狀態St3改變到狀態St2和St3。
例如，當在時間t2處觀察時，到狀態St0的路徑只有路徑x_00和y_11。即，當在狀態St0中觀察接收信號和通過維特比解碼計算最接近數據序列的代碼序列時，x路徑的代碼00和y路徑的代碼11是相應于各個路徑的預期值。相似地，在狀態St1中的預期值是x路徑的代碼11和y路徑的代碼00；在狀態St2中的預期值是x路徑的代碼10和y路徑的代碼01；在狀態St3中的預期值是x路徑的代碼01和y路徑的代碼10。
參考圖5，描述在ACS組4中提供的ACS部分41到44的耦合。圖5是方框圖，示出如何耦合從ACS部分41到44輸出的路徑量度信號。在下面進一步描述路徑量度信號。雖然ACS部分41到44可以接收和輸出除了路徑量度信號之外的信號，但是為了簡單起見，這里不描述涉及其它信號的耦合。
在圖5中，如上所述，ACS組4包括四個ACS部分41到44。這里，因為在本實施例中要接收用約束長度為3卷積編碼的信號，所以ACS部分41到44的數目是4。所提供的ACS部分的數目取決于狀態轉變中的狀態數目。這里ACS部分41到44分別相應于狀態St0到St3，根據參考圖4所描述的生成多項式表示的狀態轉變，使之耦合以形成反饋回路。即，相應于狀態St0提供ACS部分41，以輸出路徑量度信號PM1作為到ACS部分41和42的x路徑量度信號PMx。相應于狀態St1提供ACS部分42，以輸出路徑量度信號PM2作為到ACS部分43到44的x路徑量度信號PMx。相應于狀態St2提供ACS部分43，以輸出路徑量度信號PM3作為到ACS部分41和42的y路徑量度信號PMy。相應于狀態St3提供ACS部分44，以輸出路徑量度信號PM4作為到ACS部分43和44的y路徑量度信號PMy。此后一般把路徑量度信號PM1到PM4稱為路徑量度信號PM。
接著，參考圖6，描述ACS部分41到44中的每一個的內部結構。圖6是方框圖，表示ACS部分41到44中的每一個的內部結構。這里，如上所述，把包含在解調器2a和2b所解調的各個QPSK信號中的信息INa和INb輸出到ACS部分41到44。此后，為了使說明更具體，接收用約束長度為3的卷積編碼的，并通過參考圖2描述的生成多項式產生的代碼OUT(α)和OUT(β)分別作為輸入IN(α)和IN(β)。在下面的說明中，把從解調器2a輸出的解調結果稱為信息INa(α)和INa(β)，把從解調器2b輸出的解調結果稱為信息INb(α)和INb(β)。注意，代碼OUT(α)和OUT(β)表示1或0的數據，但是由于發送或接收過程中的品質降低或其它因素，輸入IN(α)和IN(β)不必定是表示1或0的數據。例如，可能使起初指示1的數據品質降低為0.7或0.8，或可能使起初指示0的數據品質降低為0.1或0.2。在本發明中，即使當接收到這種品質降低的輸入IN(α)和IN(β)時，解調器2a和2b也對這些輸入進行解調，以產生INa(α)、INa(β)、INb(α)和INb(β)。注意，可以使用通過預定處理得到的所謂可靠性信息作為信息INa和INb。
在圖6中，ACS部分41到44中的每一個包括四個量度計算單元401到404、最小路徑量度選擇單元450以及路徑量度存儲單元460。量度計算單元401到404中的每一個根據相應狀態St0到St3和信息INa和INb和路徑量度信號PMx或PMy的任何一個計算臨時路徑量度值PMtmp。具體地，為了計算信息INa和x路徑的預期值之間的差值，量度計算單元401通過使用相應于狀態St0到St3的預期值EVx來計算分支量度，并把計算的分支量度加到接收路徑量度PMx，以得到臨時路徑量度值PMtmp1。這可以通過下列公式來表示{EVx(α)-INa(α)}2+{EVx(β)-INa(β)}2+PMx然后，把得到的路徑量度值PMtmp1輸出到最小路徑選擇單元450。為了計算信息INa和y路徑的預期值之間的差值，量度計算單元402通過使用相應于狀態St0到St3的預期值EVy來計算分支量度，并把計算的分支量度加到接收路徑量度PMy，以得到臨時路徑量度值PMtmp2。這可以通過下列公式來表示{EVy(α)-INa(α)}2+{EVy(β)-INa(β)}2+PMy然后，把得到的路徑量度值PMtmp2輸出到最小路徑選擇單元450。為了計算信息INb和x路徑的預期值之間的差值，量度計算單元403通過使用相應于狀態St0到St3的預期值EVx來計算分支量度，并把計算的分支量度加到接收路徑量度PMx，以得到臨時路徑量度值PMtmp3。這可以通過下列公式來表示{EVy(α)-INb(α)}2+{EVy(β)-INb(β)}2+PMx然后，把得到的路徑量度值PMtmp3輸出到最小路徑選擇單元450。為了計算信息INb和y路徑的預期值之間的差值，量度計算單元404通過使用相應于狀態St0到St3的預期值EVy來計算分支量度，并把計算的分支量度加到接收路徑量度PMy，以得到臨時路徑量度值PMtmp4。這可以通過下列公式來表示{EVy(α)-INb(α)}2+{EVy(β)-INb(β)}2+PMy然后，把得到的路徑量度值PMtmp4輸出到最小路徑選擇單元450。
這里，在量度計算單元401到404中使用的相應于狀態St0到St3的預期值EVx或Evy與圖4所示用于描述狀態轉變的那些預期值相似。即，要在ACS部分41的量度計算單元401到404中使用的，相應于狀態St0的x路徑的預期值EVx和y路徑的預期值EVy如下EVx(α)＝0、EVx(β)＝0、EVy(α)＝1以及EVy(β)＝1。還有，要使用的相應于狀態St1的預期值如下EVx(α)＝1、EVx(β)＝1、EVy(α)＝0以及EVy(β)＝0。此外，要使用的相應于狀態St2的預期值如下EVx(α)＝1、EVx(β)＝0、EVy(α)＝0以及EVy(β)＝1。此外，要使用的相應于狀態St3的預期值如下EVx(α)＝0、EVx(β)＝1、EVy(α)＝1以及EVy(β)＝0。對于在狀態St0到St3中的多個預期值的每一個，由量度計算單元401到404檢測與所接收信號的差值。
最小路徑選擇單元450從四個臨時路徑量度值PMtmp1到PMtmp4選擇最小值作為新路徑量度PM，并把它輸出到路徑量度存儲單元460。最小路徑選擇單元450還把表示相應于新路徑量度PM的路徑(x路徑或y路徑)的路徑選擇信號PS輸出到路徑存儲器5。這里，從ACS部分41到44輸出的路徑選擇信號PS分別相應于路徑選擇信號PS1到PS4(參考圖1)。還有，當新路徑量度PM超過預定值時，最小路徑選擇單元450啟動超過信號Sor。注意，把從ACS部分41到44輸出的超過信號Sor一起相“或”，并作為極限信號S1m耦合到ACS部分41到44的所有路徑量度存儲單元460。
路徑量度存儲單元460臨時存儲從最小路徑選擇單元450輸出的新路徑量度PM，以用于接著的量度計算。注意，如果上述極限信號S1m表示已經啟動從ACS部分41到44輸出的超過信號Sor中的至少一個，則先把新路徑量度PM乘以1/2，然后存儲。這樣，可以防止在路徑量度存儲單元460中和接著步驟中的路徑量度溢出。然后，路徑量度存儲單元460按照已經在圖5中描述的耦合輸出存儲在其中的路徑量度PM。注意，從ACS部分41到44輸出的路徑量度PM相應于路徑量度PM1到PM4。
接著，參考圖7，描述路徑存儲器5的內部結構。圖7是示意圖，表示在圖1中示出的路徑存儲器5的內部結構以及更新幸存路徑的概況。路徑存儲器5的結構與一般維特比解碼器的路徑存儲器相似。
在圖7中，路徑存儲器5包括選擇路徑存儲部分51到54，用于存儲根據狀態St0到St3的選擇路徑。選擇路徑存儲部分51到54的每一個具有路徑存儲深度m，它是約束長度的5倍或更大。例如，當約束長度是3時，選擇路徑存儲部分51到54的每一個的路徑存儲深度m是15位或更多。相應于狀態St0到St3提供選擇路徑存儲部分51到54，并配備有通過選擇信號PS1到PS4。
在圖7中的t1處，路徑存儲器5的配備有路徑選擇信號PS1到PS4的選擇路徑存儲部分51到54根據所接收路徑選擇信號PS1到PS4表示的路徑(x路徑和/或y路徑)來更新幸存路徑。具體地，當選擇路徑存儲部分51接收表示選擇x路徑的路徑選擇信號PS1時，以下述方式更新選擇路徑存儲部分51，即，從存儲在選擇路徑存儲部分51的存儲區域中的m位數據的末端除去一位數據，并把所得到的(m-1)位數據存儲在存儲區域中，使它的頭端除去一位數據。另一方面，當選擇路徑存儲部分51接收表示選擇y路徑的路徑選擇信號PS1時，以下述方式更新選擇路徑存儲部分52，即，從存儲在選擇路徑存儲部分51的存儲區域中的m位數據的末端除去一位數據，并把所得到的(m-1)位數據存儲在選擇路徑存儲部分52的存儲區域中，使它的頭端除去一位數據。還有，當選擇路徑存儲部分52接收表示選擇x路徑的路徑選擇信號PS2時，以上述方式更新選擇路徑存儲部分53。當選擇路徑存儲部分52接收表示選擇y路徑的路徑選擇信號PS2時，以上述方式更新選擇路徑存儲部分54。此外，當選擇路徑存儲部分53接收表示選擇x路徑的路徑選擇信號PS3時，以上述方式更新選擇路徑存儲部分51。當選擇路徑存儲部分53接收表示選擇y路徑的路徑選擇信號PS3時，以上述方式更新選擇路徑存儲部分52。還進一步，當選擇路徑存儲部分54接收表示選擇x路徑的路徑選擇信號PS4時，以上述方式更新選擇路徑存儲部分53。當選擇路徑存儲部分54接收表示選擇y路徑的路徑選擇信號PS4時，以上述方式更新選擇路徑存儲部分54。然后把0存儲在位于選擇路徑存儲部分51和53的每一個的頭端處的一位的存儲區域中，同時把1存儲在位于選擇路徑存儲部分52和54的每一個的頭端處的一位的存儲區域中。上述更新方案是根據參考圖4描述的狀態轉變的。在完成路徑存儲器58的更新處理之后，在圖7的時間t2處，路徑存儲器5輸出存儲在選擇路徑存儲部分51的末端處的一位最老的數據作為校正數據Dout。
接著，參考圖8，描述用于接收卷積編碼的QPSK調制信號和對其進行解碼的分集設備執行的整個操作。圖8是流程圖，示出分集設備執行的整個操作。
在圖8中，包括在分集設備中的多個天線接收多個卷積編碼調制信號(步驟S1)。配備在分集設備中的各個解調器對在步驟S1中接收的信號進行解調，然后輸出到維特比解碼器(步驟S2)。這里，在圖1示出的例子中，在步驟S2中的輸出相應于在天線1a和1b接收和通過解調器2a和2b分別解調之后輸出到維特比解碼器3的信息INa和INb。在這些步驟S1和S2中，如果所配備的天線和解調器的數量與要經受分集接收的信號數量一樣多，則可以把需要數量的信息段提供給單個維特比解碼器。
接著，在配備在分集設備中的ACS組中，對所輸入的多個信號執行ACS處理，并從配備在ACS組中的相應ACS部分輸出路徑選擇信號(步驟S3)。ACS組包括與卷積編碼使用的約束長度相關而發生的狀態數一樣多的ACS部分。還有，根據生成多項式表示的狀態轉變，使從相應ACS部分輸出的路徑量度信號相互耦合。例如，在圖1的例子中，假定約束長度等于3。在這種假定下，ACS組4包括四個ACS部分41到44，并且在反饋回路中相互耦合，如圖5所示。對于通常所使用的，用約束長度為7的卷積編碼的QPSK調制信號，要配備64個ACS部分，并根據生成多項式表示的狀態轉變，使從相應ACS部分輸出的路徑量度信號相互耦合。下面更詳細地描述在步驟S3中的操作。
接著，包括在分集設備中的路徑存儲器根據在步驟S3中輸出的路徑選擇信號執行路徑存儲處理(步驟S4)。下面更詳細地描述在步驟S4中的操作。
接著，分集設備把一位最老的數據作為校正數據的輸出到相應于狀態St0的路徑存儲器的選擇路徑存儲部分(步驟S5)。然后，例如，分集設備根據用于終止解碼的空閑位來判定是否要結束解碼(步驟S6)。如果判定繼續編碼，則過程返回步驟S1進行進一步處理。如果判定終止編碼，則根據流程結束過程。
接著，參考圖9，描述在步驟S3中的ACS處理的詳細操作。圖9是子程序，示出圖8的步驟S3的詳細過程。如上所述，ACS組包括與卷積編碼使用的約束長度相關而發生的狀態數一樣多的ACS部分，但是每個ACS部分相似地操作。因此，這里只描述一個ACS部分的操作。
在圖9中，當在步驟S2中對多個輸入信息段進行解調時，ACS部分根據相應于ACS部分的狀態轉變，使用每個路徑的預期值以計算臨時路徑量度值(步驟S31)。對于這個操作，首先觀察多個接收數據序列。然后，為了計算最接近數據序列的代碼序列，對在狀態轉變中的每個接收信息段以及每個路徑組合計算分支量度。然后，使相應的緊接在前的路徑量度值與分支量度相加。例如，在參考圖6描述的例子中，接收信息分段數是2(INa和Inb)，而狀態轉變路徑數是2(x路徑和y路徑)，因此它們的組合數是4。因此，提供四個量度計算單元401到404。四個量度計算單元401到404的每一個計算接收信號序列和預期值之間的差值作為分支量度，并把差值加到分支量度(在緊接在前的時刻處計算并通過上述反饋回路提供的路徑量度值)上，從而計算臨時路徑量度值PMtmp1到PMtmp4。當接收的信息段數量是n時，對于n個信息段的每種組合和兩個狀態轉變路徑提供n×2個量度計算單元，以計算臨時路徑量度值。即，本發明的分集設備執行只通過單個ACS部分接收的多個接收信號的ACS處理。計算路徑量度值的方案與已經參考圖6所述的相似，因此這里不再描述。
包括在ACS部分中的最小路徑量度選擇單元從在步驟S31中計算的臨時路徑量度值中選擇最小值，并檢測表示最小值的路徑(步驟S32)。這個步驟S32使根據相應于ACS部分的狀態轉變來觀察多個接收信號序列和計算最接近數據序列的代碼序列(預期值)成為可能。
接著，最小路徑量度選擇單元判定在步驟S32中選擇的最小值是否小于預定值(步驟S33)。在每個ACS部分中執行步驟S33中的判定，并使所有判定結果相“或”。如果在每個ACS部分中的最小值小于預定值，則把在步驟S32中計算的最小值作為新路徑量度存儲在路徑量度存儲單元中(步驟S34)，并且過程轉向下一個步驟S36。另一方面，如果在步驟S33中判定至少一個ACS部分的最小值等于或大于預定值，則使在步驟S32中計算的最小值乘以1/2，以得到新路徑量度，然后把新路徑量度存儲在路徑量度存儲單元中(步驟S35)。然后過程轉向下一個步驟S36。步驟S35的操作是為了防止路徑量度存儲單元的溢出。如上所述，通過觀察接收數據序列和尋找每個數據序列和最接近它的代碼序列之間的差值，由ACS部分計算最小值。因此，最小值始終具有正值，并把正值加到接著的計算中。即，如果在數據序列和最接近它的代碼序列之間存在差值，則最小值是累計地增加的。為了防止這種增加，本分集設備設置一個預定值，如果至少一個最小值等于或大于預定值，則使所有最小值乘以1/2。這個1/2的乘法不意味著限制，可以使用任何操作來得到上述效果，只要存儲在路徑量度存儲單元中的最小值以相同的比例減少。
在下一個步驟S36中，最小路徑量度選擇單元把在步驟32中選擇的指示最小值的路徑(X-Path或Y-Path)作為路徑選擇信號輸出到路徑存儲器，然后結束子程序。注意，如上所述，分集設備的所有ACS部分都相似地執行這個子程序，因此，每個ACS部分輸出相應于它的狀態轉變的路徑選擇信號。
這樣，在本發明的ACS處理中，根據所接收卷積編碼信號的狀態配備ACS部分。在相應于狀態的每個ACS部分中，可以計算最接近多個接收信號的代碼序列(預期值)。即，用上述ACS處理，根據多個信號執行路由選擇，并且，同時找到代碼序列(預期值)。把結果輸出到路徑存儲器。
接著，參考圖10，詳細描述在步驟S4中示出的路徑存儲器執行的處理。圖10是圖8的步驟S4的詳細子程序。
如上所述，根據每個狀態轉變，分集設備的路徑存儲器包括作為存儲區域的多個選擇路徑存儲部分。把選擇路徑存儲部分相互耦合，以致向每一個提供從根據狀態配備的ACS部分輸出的路徑選擇信號。例如，在圖7的例子中，相應于狀態St0到St3分別提供四個選擇路徑存儲部分51到54。向分別相應于狀態St0到St3配備的選擇路徑存儲部分51到54提供從ACS部分41到44輸出的路徑選擇信號PS1到PS4。因此，對于一般使用的，用約束長度為7的卷積編碼的QPSK調制信號，提供64個選擇路徑存儲部分，并提供從相應于各個狀態的64個ACS部分輸出的路徑選擇信號。
在圖10中，路徑存儲器接收在步驟S36中從ACS部分輸出的路徑選擇信號(步驟S41)。然后，如上所述，每個選擇路徑存儲部分判定由所接收的路徑選擇信號指定的路徑(步驟S42)。
然后每個選擇路徑存儲部分根據指示路徑更新存儲在其中的幸存路徑(步驟S43)。根據相應于選擇路徑存儲部分的狀態轉變執行在步驟S43中的更新處理。用于更新的特定方案與參考圖7描述的方案相似，因此這里不再描述。
每個選擇路徑存儲部分把預定數據(0或1)存儲在它的頭端的一位的存儲區域中(步驟S44)，然后結束子程序。根據相應于每個選擇路徑存儲部分的狀態，在步驟S44中存儲預定數據。用于存儲的特定方案與參考圖7描述的方案相似，因此這里不再描述。
這樣，本發明的分集設備包括單個路徑存儲器，使能從多個接收信號進行最大似然選擇以用于糾錯。即，有可能構成只有一個維特比解碼器的分集設備，從而得到尺寸小的設備。
參考圖11，描述本發明的分集設備的發送特征。圖11是曲線圖，示出本發明的分集設備和背景技術中描述的第二種方案的分集設備(其中，根據場強執行接收信號選擇而糾錯)之間的發送特征的比較。在圖11中示出的曲線圖表示相對于信噪比(SN)的比特差錯率。從圖11清楚地看到，與傳統的第二種方案相比較，本發明的分集設備具有高約2到3dB的糾錯能力。
如上所述，在本發明的分集設備中，來自不同路由的多個信息段經受路由選擇，和通過ACS部分的處理，找到最接近多個接收信號的代碼序列(預期值)，以及通過單個路徑存儲器執行路徑的存儲和/或更新以用于糾錯。即，在本發明的分集設備中，只使用單個維特比解碼器來同時執行路由選擇和最大似然選擇以用于糾錯。有可能提高糾錯能力和減少所需要的維特比解碼器的數量。還有，通過用預定值限制要存儲在路徑量度存儲單元中的路徑量度值，從而防止溢出。
上面已經描述在天線處接收多個卷積編碼無線信號的分集設備。然而，這并不意味著本發明限于無線通信。不用說，本發明也可以得到用于執行對通過有線通信發送的多個信號的糾錯的分集設備。
在已經詳細描述本發明的同時，上述說明的所有方面是作為示例而不是限制。可以理解，可以創造許多其它修改和變化而不偏離本發明的范圍。
權利要求
1.從不同輸入路由接收經受卷積編碼的信息和執行糾錯的一種分集設備，其特征在于，包括多個接收部分(1a、1b、2a、2b)，用于接收包括來自不同輸入路由的相同卷積編碼信息的信號，并輸出多個信息段(INa、INb)；路徑選擇存儲部分(4)，用于接收從接收部分(1a、1b、2a、2b)輸出的多個信息段(INa、INb)，并選擇指示卷積編碼狀態轉變的路徑，以及同時從多個信息段(INa、INb)選擇一個信息段；以及單個路徑存儲器(5)，用于存儲由路徑選擇部分(4)選擇的路徑，并執行糾錯。
2.如權利要求1所述的分集設備，其特征在于，路徑選擇存儲部分(4)包括相應于卷積編碼的狀態(St0到St3)配備的多個ACS部分(41-44)，每個ACS部分(41-44)計算相應于指示狀態轉變的路徑的組合以及多個信息段(INa和INb)的路徑量度值(PMtmp1-PMtmp2)，并從路徑量度值(PMtmp1-PMtmp2)選擇相應于最小值(PM)的路徑；以及路徑存儲器(5)存儲由ACS部分(41-44)選擇的相應于用于糾錯的卷積編碼的狀態(St0-St3)的路徑。
3.如權利要求2所述的分集設備，其特征在于，根據狀態轉變使多個ACS部分(41-44)在反饋回路中相互耦合，每個ACS部分(41-44)包括相應于指示狀態轉變的路徑的組合以及多個信息段(INa和INb)而配備的多個路徑量度計算部分(401-404)，路徑量度計算部分(401-404)用于計算路徑量度值(PMtmp1-PMtmp2)；最小路徑量度選擇部分，用于從通過路徑量度計算部分(401-404)計算的路徑量度值(PMtmp1-PMtmp2)選擇最小值(PM)，并選擇相應于最小值(PM)的路徑；以及最小值存儲部分(460)，用于臨時存儲通過最小路徑量度選擇部分(450)選擇的最小值(PM)，并按照反饋回路輸出所存儲的最小值(PM)，以及每個路徑量度計算部分(401-404)通過計算相應于指示狀態轉變的路徑的組合以及多個信息段(INa和INb)的分支量度值來計算路徑量度值(PMtmp1-PMtmp4)，并把在緊接在前的時刻存儲在耦合到反饋回路的最小值存儲部分(460)中的最小值加到分支量度值中。
4.如權利要求3所述的分集設備，其特征在于，當至少一個最小值(PM)等于或大于預定值時，最小值存儲部分(460)使所有在ACS部分(41-44)中選擇的最小值(PM)都乘以一個預定因子，并存儲乘過的最小值。
5.如權利要求1所述的分集設備，其特征在于，通過路徑選擇部分(4)接收的多個信息段(INa、INb)是通過對接收部分(1a、1b、2a、2b)接收的卷積編碼信息執行預定處理而得到的可靠性信息。
6.用于從不同輸入路由接收經受卷積編碼的信息和執行糾錯的一種分集方法，包括接收步驟(1a、1b、2a、2b、S1、S2)，用于接收包括有來自不同輸入路由的相同卷積編碼信息的信號，并輸出多個信息段(INa、INb)；選擇步驟(4、S3)，用于使用在接收步驟(1a、1b、2a、2b、S1、S2)中接收的多個信息段(INa、INb)來選擇指示卷積編碼狀態轉變的路徑，以及同時從多個信息段(INa、INb)選擇一個信息段；以及路徑存儲步驟(5、S4)，用于存儲在路徑選擇步驟(4、S3)中選擇的路徑，并執行糾錯。
7.如權利要求6所述的分集方法，其特征在于，路徑選擇步驟(4、S3)包括路徑量度計算步驟(401-404、S31)，用于計算相應于指示狀態轉變的路徑的組合以及多個信息段(INa和INb)的路徑量度值(PMtmp1-PMtmp4)；最小路徑量度選擇步驟(450、S32)，用于從在路徑量度計算步驟(401-404、S31)中計算的路徑量度值(PMtmp1-PMtmp4)選擇最小值(PM)；以及路徑提取步驟(450、S36)，用于提取相應于在最小路徑量度選擇步驟(450、S32)中選擇的最小值(PM)的路徑，以及在路徑存儲步驟(5、S4)中，相應于卷積編碼的狀態(St0-St3)存儲在路徑提取步驟(450、S36)中提取的路徑，并執行糾錯。
8.如權利要求7所述的分集方法，其特征在于，路徑選擇步驟(4、S3)進一步包括最小值存儲步驟(460、S34、S35)，用于存儲在最小路徑量度選擇步驟(450、S32)中選擇的最小值(PM)，以及在路徑量度計算步驟(401-404、S31)中，通過計算相應于指示狀態轉變的路徑的組合以及多個信息段(INa和INb)的分支量度值來計算路徑量度值(PMtmp1-PMtmp4)，并把在緊接在前的時刻在最小值存儲步驟(460、S34、S35)中存儲的最小值加到分支量度值中。
9.如權利要求8所述的分集方法，其特征在于，在最小值存儲步驟(460、S34、S35)中，當至少一個最小值(PM)等于或大于預定值時，使所有最小值(PM)乘以預定因子。
10.如權利要求6所述的分集方法，其特征在于，在路徑選擇步驟(4、S3)中使用的多個信息段(INa、INb)是通過對在接收步驟(1a、1b、2a、2b、S1、S2)中接收的卷積編碼信息執行預定處理而得到的可靠性信息。
全文摘要
一種分集設備包括天線(1a、2a)、解調器(2a、2b)以及具有四個ACS部分(41－44)的維特比解碼器(3)以及路徑存儲器(5)。通過兩個天線(1a、1b)接收具有約束長度為3的卷積編碼的信號，分別通過解調部分(2a、2b)解調，然后輸出到所有ACS部分(41－44)。使這種來自不同路由的信息同時經受路由選擇和ACS處理，從而發現最接近接收數據序列(多個接收信號)的代碼序列(預期值)。然后，使用信號路徑存儲器(5)存儲和/或更新用于糾錯的路徑，然后輸出校正數據(Dout)。
文檔編號H04L1/06GK1413041SQ02147330
公開日2003年4月23日 申請日期2002年10月17日 優先權日2001年10月17日
發明者近江愼一郎, 原田泰男, 安道和弘 申請人:松下電器產業株式會社