[发明专利]检测穿刺位置的装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用具有穿刺回旋码(punctured convolutional codes)的格状编码调制(trellis-coded modulation，TCM)的数字数据通信技术，特别是有关于一种使用于接收机的解穿刺(depuncture)技术，用以处理在数字通信系统中的穿刺回旋码。

背景技术

使用于信道编码(channel coding)上的回旋码广泛地使用于许多通信系统中，而对于回旋码的主要解码策略是利用维特比算法(Viterbi algorithm)来完成。在回旋码中，编码率(code rate)是指输入比特数与输出比特数的比率。举例来说，一个具有编码率为1/3的回旋编码器是指接收一个数据比特，并且输出三个编码比特，即加入两个附加比特来保护原始数据比特。码穿刺方式则是通过刻意剔除部分编码比特以便符合数据速率和带宽的限制，然而会牺牲部分的保护效能。

图1是现有回旋编码器的方块示意图。其穿刺码符合ITU-TRecommendation J.83 Annex B的标准，其中原始编码率为1/2并且穿刺编码率为4/5。回旋码编码器10包括四个缓存器100、101、102和103，两个异或门(Exclusive-OR gate)110和111，以及一个交换器(commutator)120。四个缓存器100-103形成一条延迟线，用来延迟输入比特X[n]，其中n表示时间系数。更明确地来说，四个缓存器100-103是用来储存四个先前输入比特X[n-1]，X[n-2]，X[n-3]，X[n-4]，其具有16种组合，依此16种组合可以定义出回旋编码器10的状态。如图1所示，输出码OUT_U[n]和OUT_L[n]可以如下表示：

OUT_U[n]＝X[n]X[n-2]X[n-4]；(1)

OUT_L[n]＝X[n]X[n-1]X[n-2]X[n-3]X[n-4](2)

公式(1)和(2)是根据产生码(generating codes)G1和G2所决定，其中G1＝[10101]，G2＝[11111]。必须注意的是，不同回旋编码器可能具有不同的产生码。交换器120则利用穿刺矩阵[P1；P2]＝[0001；1111]来实现穿刺功能，其中“0”表示不需传输，而“1”表示需传输。

对于每一格状群而言，回旋编码器10可用4个输入比特来产生8个回旋编码比特。交换器120则根据穿刺矩阵，从8个回旋编码比特中选择出5个比特做为输出Y。即，穿刺码程序会将编码率1/2转换成编码率4/5，因此在穿刺编码之后只会保留5个编码比特。

只要回旋编码方式和穿刺矩阵均为已知，对具有穿刺码的回旋码进行解码并不困难。然而在部分通信系统中，例如ITU-T J.83B，如果其中没有训练序列(training sequence)，就必须直接根据输入的比特流来确认出穿刺分界或穿刺位置(puncture position)。

美国第6233712号专利揭露一种64/256正交振幅调制-格状编码调制(Quadrature Amplitude Modulation Trellis Coded Modulation，QAM TCM)的解码器，其能够决定出穿刺位置。其中，解码器包括解穿刺电路、维特比解码器、再编码/穿刺电路以及同步电路。输入的QAM信号流先被解调成同相(in-phase)成分和正交(quadrature)成分。解穿刺电路则利用测试用穿刺位置，产生解穿刺同相成分和解穿刺正交成分。维特比解码器则对于每对符号产生解码同相位的比特和正交的比特。接着，编码/穿刺电路则对解码同相位的比特和正交的比特执行二元回旋编码和穿刺处理，以还原用于测试的输入编码符号。相对地，同步电路则根据同相成分和正交成分执行硬判决(harddecision)，产生硬判决符号，最后将硬判决符号与再编码/穿刺电路所产生的还原编码符号进行比较。如果测试用穿刺位置是正确的，硬判决符号和还原编码符号间的差异会最小。

然而，如前所述，美国第6233712号专利所采用的穿刺位置检测方法需要附加的编码/穿刺电路，这将会增加制造成本并且使得产品设计复杂化。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种检测穿刺位置的装置和方法。