发明名称 快速维特比检测器之路径衡量运算方法与相关装置
摘要 本发明系提供一种应用于一快速维特比检测器之路径衡量运算方法与装置,用来计算一目前状态之路径衡量值。该运算装置包含有一比较器,用于比较复数个先前状态之路径衡量值以产生一控制讯号;一组合电路,分别电连接于该比较器,用于分别加总该复数个先前状态之路径衡量值与该目前状态之复数个分支路径之分支成本来产生复数个输出值;以及一多工器,电连接至该比较器与该组合电路,用来依据该控制讯号与该复数个输出值来设定该目前状态之路径衡量值,其中每一先前状态皆需经由至少二分支路径才到达该目前状态。
申请公布号 TWI255622 申请公布日期 2006.05.21
申请号 TW093132017 申请日期 2004.10.21
申请人 联发科技股份有限公司 发明人 吴文义;杨孟达;刘碧海
分类号 H04L25/03;H03M13/41 主分类号 H04L25/03
代理机构 代理人 许锺迪 台北县永和市福和路389号5楼
主权项 1.一种应用于维特比检测器(Viterbi detector)之路径 衡量运算单元,用来依据复数个先前路径衡量値与 一第一分支成本(branch cost)以产生一第一路径衡量 値,其中该维特比检测器系接收一输入讯号时,依 据该输入讯号产生一检测结果,并且依据至少两个 输入时序所对应之输入讯号来计算该第一分支成 本,该路径衡量运算单元系包含有: 一比较器,用以依据复数个先前路径衡量値产生一 控制讯号,其中该控制讯号系对应于该复数个先前 路径衡量値之最佳者; 一第一组合电路,用于分别依据该复数个先前路径 衡量値与该第一分支成本来产生复数个第一待选 路径衡量値;以及 一第一多工器,电连接至该比较器与该组合电路, 用来依据该控制讯号与该复数个第一待选路径衡 量値来设定该第一路径衡量値。 2.如申请专利范围第1项所述之路径衡量运算单元, 其中该第一组合电路包含有: 复数个加法器,分别用来加总该复数个先前路径衡 量値与该第一分支成本。 3.如申请专利范围第1项所述之路径衡量运算单元, 其中该第一多工器系依据该控制讯号自该复数个 第一待选路径衡量値中选取出最佳之一者,来作为 该第一路径衡量値。 4.如申请专利范围第1项所述之路径衡量运算单元, 其另对应一第二分支成本,且该路径衡量运算单元 另包含有: 一第二组合电路,用于分别依据该复数个先前路径 衡量値与该第二分支成本来产生复数个第二待选 路径衡量値;以及 一第二多工器,电连接至该比较器与该第二组合电 路,用来依据该控制讯号与该复数个第二待选路径 衡量値来设定一第二路径衡量値。 5.如申请专利范围第4项所述之路径衡量运算单元, 其另包含有一第一暂存器与一第二暂存器,分别电 连接至该第一、第二多工器,用来暂存该第一路径 衡量値以及该第二路径衡量値,并且分别作为下一 运算时序之一先前路径衡量値。 6.如申请专利范围第4项所述之路径衡量运算单元, 其另包含有一残存路径记忆单元(Survivor Path Memory Unit),电连接至该第一多工器,用来储存该第一路径 衡量値所对应之残存路径,其中该第一路径衡量値 之残存路径与该第二路径衡量値之残存路径系共 用一个残存路径。 7.如申请专利范围第1项所述之路径衡量运算单元, 其中该比较器包含有复数个双输入比较器以及一 对照表;以及每个该双输入比较器系依据两输入信 号之大小关系产生一输出讯号,并且依据该复数个 双输入比较器之输出讯号查询该对照表以产生该 控制讯号。 8.一种维特比检测器(Viterbi detector),其中该维特比 检测器系于一运算时序下处理m个输入位元,且m>=1, 该维特比检测器包含有: 一路径衡量运算单元,用来运算出一目前状态之路 径衡量値,并产生一控制信号;以及 一残存路径记忆单元(survival path memory unit),用来储 存该目前状态之残存路径。 其中,该目前状态之残存路径之最新m个位元与该 控制信号有关。 9.如申请专利范围第8项所述之维特比检测器,其中 该残存路径记忆单元包含有: 一多工器,用来依据该控制讯号选择该目前状态之 复数个待选残存路径中之一者,视为该目前状态之 残存路径; 一记忆单元,电连接至该多工器,用来储存该目前 状态之残存路径;以及, 一组合电路,电连接至该记忆单元,用来串接该目 前状态之残存路径与该目前状态所对应之输入位 元组以构成一待选残存路径供对应之状态所使用 。 10.如申请专利范围第8项所述之维特比检测器,其 中该残存路径记忆单元包含有: 一第一多工器,用来依据该控制讯号选择该目前状 态对应之复数个待选残存路径中之一待选残存路 径; 一第二多工器,用来依据该控制讯号选择该目前状 态对应之复数个输入位元组中之一输入位元组; 一组合电路,电连接至该第一及第二多工器,用来 串接该该第一多工器选定之该代选残存路径与该 第二多工器选定之该输入位元组,以构成该目前状 态之残存路径;以及, 一记忆单元,电连接至该组合电路,用来储存该目 前状态之残存路径。 11.一种维特比检测器,其中该维特比检测器系于一 运算时序下处理m个输入位元,且m>=1,该维特比检测 器包含有: 一第一分支成本运算单元(branch metric computing unit, BMU),用来运算出一目前状态之第一分支成本; 一第二分支成本运算单元,用来运算出该目前状态 之第二分支成本; 复数个对应该目前状态之先前路径衡量値; 一第一路径衡量运算单元,电连接至该第一分支成 本运算单元,用来依据该复数个对应该目前状态之 先前路径衡量値以及该第一分支成本,运算出该目 前状态之第一路径衡量値; 一第二路径衡量运算单元,电连接至该第二分支成 本运算单元,用来依据该复数个对应该目前状态之 先前路径衡量値以及该第二分支成本,分别运算出 该目前状态之第二路径衡量値;以及 一残存路径记忆单元(survival path memory unit),用来储 存该目前状态之残存路径; 其中,所有分支成本在计算时,其相关连之输入信 号的总长度为q个输入时序,并且q>m。 12.如申请专利范围第11项所述之维特比检测器,其 中该第一分支成本运算单元以及该第二分支成本 运算单元系分别依据一接收讯号与该目前状态对 应之预期讯号来产生该第一分支成本与该第二分 支成本,其中,预期讯号的总长度为q个输入时序,并 且q>m。 13.如申请专利范围第11项所述之维特比检测器,其 中该第一路径衡量运算单元包含有: 一第一比较器,用于比较该复数个先前路径衡量値 以产生一控制讯号,其中该控制讯号系对应该复数 个先前状态之复数个路径衡量値之最佳値; 一第一组合电路,用于分别依据该复数个先前状态 之路径衡量値与该第一分支成本(branch cost)来产生 复数个第一输出値;以及, 一第一多工器,电连接至该第一比较器与该第一组 合电路,用来依据该控制讯号与该复数个第一输出 値来设定该第一路径衡量値。 14.如申请专利范围第13项所述之维特比检测器,其 中该第二路径衡量运算单元包含有: 一第二组合电路,用于分别加总该复数个先前状态 之复数个路径衡量値与该第二分支成本来产生复 数个第二输出値; 一第二多工器,电连接至该第一比较器与该第二组 合电路,用来依据该控制讯号与该复数个第二输出 値来设定该第二路径衡量値。 15.如申请专利范围第13项所述之维特比检测器,其 中该控制讯号系用来控制该第一多工器自该复数 个第一输出値中选取一最佳输出値,以作为该第一 路径衡量値。 16.如申请专利范围第14项所述之维特比检测器,其 中该控制讯号系用来控制该第二多工器自该复数 个第二输出値中选取一最佳输出値,以作为该第二 路径衡量値。 17.如申请专利范围第11项所述之维特比检测器,其 中该残存路径记忆单元包含有: 一多工器,用来依据该控制讯号选择该复数个先前 状态之复数个残存路径中之一者,并且将所选择之 残存路径与该先前状态所对应之输入位元组视为 该目前状态之残存路径; 一记忆单元,电连接至该多工器,用来储存该目前 状态之残存路径;以及, 一组合电路,电连接至该记忆单元,用来计算该目 前状态之残存路径串接该目前状态所对应之输入 位元组。 18.一种应用于维特比检测器(Viterbi detector)之路径 衡量运算方法,用来依据复数个先前路径衡量値与 一第一分支成本以产生一第一路径衡量値,其中该 维特比检测器系接收一输入讯号时,依据该输入讯 号产生一检测结果,并且依据至少两个输入时序所 对应之输入讯号来计算该第一分支成本,该路径衡 量运算方法包含有: 比较该复数个先前状态之路径衡量値来产生一比 较讯号,其中该控制讯号系对应该复数个先前状态 之路径衡量値之最佳値; 依据该复数个先前状态之路径衡量値与该第一分 支成本(branch cost)来产生复数个第一待选路径衡量 値;以及 依据该控制讯号与该复数个第一待选路径衡量値 来设定该第一目前状态之所对应之第一路径衡量 値。 19.如申请专利范围第18项所述之路径衡量运算方 法,其中产生该复数个第一待选路径衡量値之步骤 另包含有: 分别加总每该复数个先前状态之路径衡量値与该 第一分支成本来产生复数个第一待选路径衡量値 。 20.如申请专利范围第18项所述之路径衡量运算方 法,其中设定第一目前状态之路径衡量値之步骤另 包含有: 依据该控制讯号自该复数个第一待选路径衡量値 中选取出最佳之一者来作为该第一路径衡量値。 21.如申请专利范围第18项所述之路径衡量运算方 法,其中一第二目前状态与该第一目前状态皆对应 该复数个先前状态,且该路径衡量运算方法另包含 有: 依据该复数个先前状态之路径衡量値与该第二目 前状态所对应之第二分支成本来产生复数个第二 待选路径衡量値;以及 依据该控制讯号与该复数个第二待选路径衡量値 来设定该第二目前状态所对应之第二路径衡量値 。 22.如申请专利范围第18项所述之路径衡量运算方 法,其另包含有: 暂存该第一路径衡量値与该第二路径衡量値,以分 别作为下一运算时序之一先前路径衡量値。 23.如申请专利范围第21项所述之路径衡量运算方 法,其另包含有: 利用一残存路径记忆单元储存该第一目前状态之 残存路径,其中该第一目前状态之残存路径系相同 于该第二目前状态之残存路径。 24.如申请专利范围第18项所述之路径衡量运算方 法,其中比较该复数个先前路径衡量値之步骤包含 有: 两两比较该先前路径衡量値;以及 比较之大小关系查询一对照表以产生该控制讯号 。 25.一种维特比检测(Viterbi detecting)方法,用来于一 运算时序下处理m个输入位元,且m>=1,该维特比检测 方法之步骤包含有: 运算出一目前状态之路径衡量値,并产生一控制信 号;以及 依据该控制讯号更新该目前状态之残存路径; 其中,该目前状态之残存路径之新产生之m个位元 与该控制信号有关。 26.如申请专利范围第25项所述之维特比检测方法, 其中更新该残存路径之步骤包含有: 依据该控制讯号选择该目前状态之复数个待选残 存路径中之一者,视为该目前状态之残存路径; 储存该目前状态之残存路径;以及, 串接该目前状态之残存路径与该目前状态所对应 之输入位元组以构成一待选残存路径供对应之状 态所使用。 27.如申请专利范围第25项所述之维特比检测方法, 其中更新该残存路径之步骤包含有: 依据该控制讯号选择该目前状态对应之复数个待 选残存路径中之一待选残存路径; 依据该控制讯号选择该目前状态对应之复数个输 入位元组中之一输入位元组; 串接该选定之代选残存路径与该选定之输入位元 组,以构成该目前状态之残存路径;以及, 储存该目前状态之残存路径。 28.一种维特比检测(Viterbi detect)方法,用来于一运 算时序下处理m个输入位元,且m>=1,该维特比检测方 法之步骤包含有: 运算出一目前状态之第一分支成本; 运算出该目前状态之第二分支成本; 依据该目前状态之复数个先前状态之路径衡量値 以及该第一分支成本,运算出该目前状态之第一路 径衡量値; 依据该复数个先前状态之路径衡量値以及该第二 分支成本,分别运算出该目前状态之第二路径衡量 値;以及 产生该目前状态之残存路径并且储存该残存路径; 其中,所有分支成本在计算时,其相关连之输入信 号的总长度为q个输入时序,q>m。 29.如申请专利范围第28项所述之维特比检测方法, 其中运算该第一分支成本以及该第二分支成本之 步骤系分别依据一接收讯号与该目前状态对应之 预期讯号之误差値来产生该第一分支成本与该第 二分支成本,其中,预期讯号的总长度为q个输入时 序,q>m。 30.如申请专利范围第28项所述之维特比检测方法, 其中运算该第一路径衡量値之步骤包含有: 比较该复数个先前状态之复数个路径衡量値以产 生一控制讯号,其中该控制讯号系对应该复数个先 前状态之复数个路径衡量値之最小値; 分别使用该复数个先前状态之路径衡量値与该第 一分支成本(branch cost)来产生复数个第一输出値; 以及, 依据该控制讯号与该复数个第一输出値来设定该 第一路径衡量値。 31.如申请专利范围第28项所述之维特比检测方法, 其中产生该第二路径衡量値之步骤包含有: 分别使用该复数个先前状态之复数个路径衡量値 与该第二分支成本来产生复数个第二输出値; 依据该控制讯号与该复数个第二输出値来设定该 第二路径衡量値。 32.如申请专利范围第30项所述之维特比检测方法, 其中设定该第一路径衡量値之步骤系依据该控制 讯号自该复数个第一输出値中选取最佳之一者,以 作为该第一路径衡量値。 33.如申请专利范围第31项所述之维特比检测方法, 其中设定该第二路径衡量値之步骤系依据该控制 讯号自该复数个第二待选路径衡量値中选取最佳 之一者,以作为该第二路径衡量値。 34.如申请专利范围第28项所述之维特比检测方法, 其中产生该残存路径之步骤包含有: 依据该控制讯号选择该复数个先前状态所分别对 应之复数个待选残存路径中之一者,并且将所选择 之待选残存路径与该先前状态所对应之输入位元 组视为该目前状态之残存路径; 储存该目前状态之残存路径;以及, 串接该目前状态之残存路径及该目前状态所对应 之输入位元组,并且储存串接后之目前状态之残存 路径及该目前状态所对应之输入位元组。 图式简单说明: 第1图为习知具有六种状态之维特比演算法的状态 图。 第2图为习知单一运算时序的Trellis树状图。 第3图为用来计算路径衡量値之习知路径衡量运算 单元的示意图。 第4图为本发明路径衡量运算单元的示意图。 第5图为第4图所示之路径衡量运算单元所应用之 莫尔状态机的Trellis树状图。 第6图为本发明另一路径衡量运算单元的示意图。 第7图为第6图所示之路径衡量运算单元所应用之 米利状态机的Trellis树状图。 第8图为应用时序调整技术之路径衡量运算单元的 示意图。 第9图为应用时序调整技术之另一路径衡量运算单 元的示意图。 第10图本发明快速维特比检测器的示意图。 第11图系为第10图所示之快速维特比检测器所应用 之米利状态机的Trellis树状图。 第12图为本发明之残存路径记忆单元250的另一较 佳实施例的示意图。 第13图为一高速比较器310之示意图。 第14图系为本发明中各残存路径的连线关系示意 图。
地址 新竹县新竹科学工业园区创新一路1之2号5楼
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