專利名稱：用于辨格式編碼調(diào)制數(shù)據(jù)中相位多義性的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)通信，特別是涉及到一種用于分辨格式編碼調(diào)制數(shù)據(jù)中相位多義性的新穎的和經(jīng)過改進(jìn)的方法和裝置。
數(shù)據(jù)通信領(lǐng)域涉及到利用有限的信號噪聲比(SNR)來增加傳輸系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流通量。諸如Viterbi譯碼器的誤差校正電路的使用，允許以較小的SNRS或與具有相同位誤差速率(BER)的較高數(shù)據(jù)速率對系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整。所需的SNR的減少通常被稱作為編碼增益。編碼增益可以是由模擬位誤差特性曲線確定的。在模擬位誤差特性曲線中，未編碼的和各種編碼速率數(shù)據(jù)的BER被繪制成對Eb/No的關(guān)系曲線，其中Eb是每個(gè)位的能量，而No是每個(gè)位的高斯白噪聲能量。在沿著與一個(gè)特定BER級相關(guān)的、位誤差特性曲線任一點(diǎn)上的編碼增益是由從未編碼的Eb/Eo減去已編碼的Eb/Eo來確定的。在1971年10月發(fā)行的IEEE通信技術(shù)學(xué)報(bào)第19冊第835-848頁登載的由J.A.Heller和I.M.Jacobs發(fā)表的論文“用于衛(wèi)星和空間通信的Viterbi譯碼”一文中，闡述了在各種譯碼器裝置上模擬的多方面成果。
編碼速率和限制長度被用于去規(guī)定Viterbi譯碼器。編碼速率(m/n)是相應(yīng)于輸入位(m)給定數(shù)量所產(chǎn)生的編碼符號的數(shù)量(n)。盡管也可以使用其它的編碼速率，但1/2的編碼速率已成為最流行的了。具有m≠1的一類編碼，被稱為擊穿(punctured)編碼，它是通過從1/n速率編碼中除去或刪除某些符號產(chǎn)生的。限制長度(K)是在數(shù)據(jù)編碼中所使用的卷積碼的長度。在卷積編碼模式中，限制長度K＝7是慣用的。卷積編碼器可以被設(shè)想為一種具有二進(jìn)制系數(shù)和長度為K-1的有限脈沖響應(yīng)(FIR)濾波器，這種濾波器產(chǎn)生具有2K-1種可能狀態(tài)的符號流。
Viterbi算法的基本原理就是取一個(gè)在有噪聲通道傳輸?shù)木矸e編碼的數(shù)據(jù)流，并使用卷積編碼的特性去確定所傳輸?shù)奈涣?。Viterbi算法是適時(shí)修正來自可能的2K-1種狀態(tài)的最佳狀態(tài)的條件概率和最可能位序列的計(jì)算上有效方法。為了計(jì)算這種概率，用于每位的所有2K-1種狀態(tài)都要被計(jì)算。來自這些計(jì)算的每一個(gè)最終決定存儲在一個(gè)通道存儲器中，作為一個(gè)單一位。
鏈?zhǔn)椒祷夭僮骶褪菆?zhí)行編碼操作的逆操作。在該操作中，2K-1判定位被用于去選擇一個(gè)輸出位。在許多狀態(tài)以后，最可能的通道將被極為可靠地選擇出來。通道存儲器的深度必須足夠長，從而允許這種概率接近1。對于1/2速率碼，典型的通道存儲器深度約為(5·K)或35種狀態(tài)，對于7/8速率擊穿碼，最佳深度增加到96種狀態(tài)。
對于提供任何具體的編碼增益而言。限制長度K＜5是太小了，而在一個(gè)單一的VLSI設(shè)備上實(shí)現(xiàn)一個(gè)并聯(lián)結(jié)構(gòu)，具有K＞7的系統(tǒng)又太復(fù)雜了。在整個(gè)并行計(jì)算部分中相互連接的數(shù)量將以(2K-1·L)函數(shù)值增加，其中，L是狀態(tài)度量計(jì)算中精確的位數(shù)。因此，在K大于7的地方，通常使用一系列計(jì)算設(shè)備，這些計(jì)算設(shè)備使用大的外部隨機(jī)存取存儲器(RAMS)。
在1982年1月發(fā)行的信息理論IEEE學(xué)報(bào)第IT-28冊第55-67頁由G·Ungerboek發(fā)表的論文“具有多級/相位信號的通道編碼”中，敘述了格式編碼調(diào)制(TCM)。Ungerboek的論文表明，在給定頻譜帶寬之內(nèi)，通過使用(K-1)/K速率卷積碼和倍增該信號集，可以實(shí)現(xiàn)高達(dá)6個(gè)dB的漸近編碼增益。遺憾的是對于每一種調(diào)制技術(shù)和每一種位速率，最大的編碼增益是由不同的卷積碼實(shí)現(xiàn)的。另外，其所披露的內(nèi)容是對于與一系列速率和調(diào)制技術(shù)相關(guān)的所有卷積碼和現(xiàn)存最佳碼的研究成果。
在1990年7月發(fā)行的IEEE通信雜志第11-19頁由A.J.Viterbi、J.K.Wolf、E.Zehavi和R.Padovani發(fā)表的論文“對于格式編碼調(diào)制的實(shí)際研究”中，披露了對格式編碼調(diào)制(PTCM)的實(shí)際研究成果。其中基本概念就是通過依據(jù)“工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)”速率1/2、K＝7卷積碼的PTCM來實(shí)現(xiàn)某些較低編碼增益的。盡管實(shí)現(xiàn)了較低的編碼增益，但它非常接近同BER中相關(guān)的Ungerboeck的編碼增益。
由于格式編碼具有其它編碼技術(shù)所缺少的方面，所以它是一種很有吸引力的編碼技術(shù)。事實(shí)上，在即使是除輸入數(shù)據(jù)最低有效位以外的任何位上沒有執(zhí)行明顯編碼操作的情況下，只要格式編碼的能力存在，該譯碼器就能提供所有位的誤差校正。通常，在數(shù)字信號處理執(zhí)行過程中，使用TCM技術(shù)去實(shí)現(xiàn)有效利用帶寬能力方法僅限于低速應(yīng)用。而使用PTCM技術(shù)能夠使得VLSI執(zhí)行編碼器/譯碼器的高速率操作。使用PTCM技術(shù)的譯碼器能夠處理諸如包括二進(jìn)制PSK(BPSK)、求積PSK(QPSK)、8-PSK和16-PSK的M元移相鍵入(M元PSK)的不同調(diào)制技術(shù)。
在任意一個(gè)相位調(diào)制系統(tǒng)中，都需要在接收機(jī)內(nèi)有一個(gè)用于相關(guān)解調(diào)的穩(wěn)定基準(zhǔn)。然而在沒有絕對相位基準(zhǔn)的M-元PSK系統(tǒng)中，在必須被判定為用于為所接收數(shù)據(jù)進(jìn)行適當(dāng)譯碼的傳輸通道中可能會產(chǎn)生傳輸數(shù)據(jù)中相位的多義性。在所接收數(shù)據(jù)中的這種相位多義性或相移可能是以如下的順序2π/M、4π/M、……、(M-1)(2π/M)。除了4π/M整數(shù)倍以外的所有相位多義性都可以通過公知技術(shù)進(jìn)行判定，通常是在Viterbi譯碼器中監(jiān)視狀態(tài)度量的增長速率來進(jìn)行判定的。然而，這種技術(shù)不能分辨2π/M整數(shù)倍的相位多義性。因此，對于使用M一元PSK調(diào)制的高速數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)而言，就不能獲得格式編碼的能力。
因此，本發(fā)明的目的就是提供一種新穎的方法和系統(tǒng)。用于在M一元PSK通信系統(tǒng)中判定是4π/M整數(shù)倍的以格式編碼并調(diào)制后的數(shù)據(jù)的相位多義性。
本發(fā)明是一種在數(shù)據(jù)的編碼和譯碼中利用格式編碼的新穎的和改進(jìn)的方法和裝置。根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)使用格編碼數(shù)據(jù)時(shí)，編碼器和譯碼器能夠克服在M一元PSK調(diào)制中存在的傳輸相位多義性的問題。
編碼器接收若干集輸入數(shù)據(jù)位，分別對每一集的一個(gè)輸入數(shù)據(jù)位進(jìn)行編碼，然后，卷積地對結(jié)果位編碼，以產(chǎn)生相應(yīng)的符號。在8-PSK調(diào)制模式中，每一集由2位組成，而在16-PSK調(diào)制模式中，每一集由3位組成。對于8-PSK調(diào)制，根據(jù)從卷積編碼導(dǎo)出的最高有效符號結(jié)果的狀態(tài)，每一集輸入數(shù)據(jù)位的一個(gè)其它輸入數(shù)據(jù)位被引入兩個(gè)數(shù)據(jù)通道中的一個(gè)。每個(gè)數(shù)據(jù)通道上的數(shù)據(jù)被分別獨(dú)立地微分編碼，然后重新合并到單一輸出位流上。若干卷積編碼的符號和一個(gè)相應(yīng)的重新合并的位，(在16-PSK調(diào)制情況下是多個(gè)位)，形成了載波調(diào)制中所使用的一個(gè)信號或相位點(diǎn)。在最佳變換模式中，相位點(diǎn)的最低有效位由卷積編碼器的輸出組成，而更多有效位由若干微分的編碼位多重組合而成。
使用Viterbi譯碼器和微分譯碼器的譯碼器產(chǎn)生相應(yīng)于原始數(shù)據(jù)一個(gè)位的誤差校正估計(jì)。在由所接收信號相位中包含的信息發(fā)展而來的譯碼處理過程中，Viterbi譯碼器使用轉(zhuǎn)移度量。Viterbi譯碼器的輸出位也被卷積地編碼，以產(chǎn)生在其它相應(yīng)位再生過程中使用的相應(yīng)符號。在8-PSK調(diào)制的情況下，每一個(gè)最高有效數(shù)據(jù)位依據(jù)該卷積重新編碼的符號對輸出的最高有效符號的狀態(tài)被導(dǎo)入兩個(gè)數(shù)據(jù)通道中的一個(gè)。類似地，在16-PSK調(diào)制的情況下，每個(gè)數(shù)據(jù)位對的若干最高有效位依據(jù)該卷積重新編碼的符號對輸出的最高有效符號的狀態(tài)，被導(dǎo)入兩個(gè)數(shù)據(jù)位對通道中的一個(gè)。在上述兩種情況下，兩個(gè)通道上的數(shù)據(jù)被分別獨(dú)立地微分譯碼，然后合并入單一的輸出位流上。編碼器的輸出被恢復(fù)成原輸入數(shù)據(jù)的一個(gè)數(shù)據(jù)位和其它一個(gè)位或多個(gè)位。
當(dāng)參考附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳述時(shí)，本發(fā)明的特性、目的和優(yōu)點(diǎn)將變得更加明顯。在這些附圖中，同樣的參考字符標(biāo)明相應(yīng)的同一物件，其中

圖1的圖形表示了用于8-PSK調(diào)制的信號間隔; 圖2的方框圖表示了用于8-PSK調(diào)制的本發(fā)明編碼器的典型實(shí)施例; 圖3的方框圖表示了用于由圖2所示編碼器編碼的數(shù)據(jù)的本發(fā)明譯碼器的典型實(shí)施例; 圖4的圖形表示了用于16-PSK調(diào)制的信號間隔; 圖5的圖形示出了在16-PSK調(diào)制中，數(shù)據(jù)的兩個(gè)最高有效位的數(shù)據(jù)變換; 圖6的方框圖示出了用于16-PSK調(diào)制的本發(fā)明編碼器的典型實(shí)施例; 圖7的方框圖示出了用于由圖5所示編碼器編碼的數(shù)據(jù)的本發(fā)明譯碼器的一個(gè)典型實(shí)施例。
下面參考附圖，圖1示出了用于格式編碼數(shù)據(jù)采用8-PSK調(diào)制的信號間隔。在8-PSK調(diào)制中使用的信號正比于 Si＝Sin〔 (πi)/4 〕 (1) i＝0、1、……、7 其中信號間隔被劃分成8個(gè)扇形區(qū)Zi，信號Si落在扇形區(qū)Zi的起點(diǎn)處。在圖1中，扇形區(qū)Zi被編號為由每個(gè)扇區(qū)內(nèi)相應(yīng)劃線上數(shù)字所指示的號。扇區(qū)Zi中任一點(diǎn)的相位可由下述關(guān)系來表達(dá) (πi)/4 ≤Φ＜ (π(i+1))/4 (2) i＝0、1、……、7 在8-PSK調(diào)制模式中，與信號Si相對應(yīng)的每個(gè)扇區(qū)Zi依據(jù)圖1所示的典型的變換模式，由代表那個(gè)扇區(qū)的三位扇區(qū)值(a、b、c)來表示。換句話說，表示該扇區(qū)值最高有效位即位a的位值a確定了半個(gè)平面，而位(b、c)確定了該半個(gè)平面內(nèi)的該扇區(qū)。如圖1變換模式所示，三位扇區(qū)值111將表明相應(yīng)于扇區(qū)號6(Z6)的一個(gè)信號并作為載波相移270°被傳輸。同樣，如果在傳輸通道中沒有產(chǎn)生相移，那么所接收到的具有270°相移的載波信號也相應(yīng)于扇區(qū)值111。
應(yīng)當(dāng)了解，每一個(gè)扇區(qū)值都對應(yīng)于圖1和圖4IQ平面的一個(gè)扇區(qū)或楔形。理解下面一點(diǎn)是必須的，那就是該扇區(qū)值不同于傳統(tǒng)的“判定區(qū)”。由于變換到臨近于該扇區(qū)中心順時(shí)針一側(cè)的該扇區(qū)的相位點(diǎn)，所以，用于給定扇區(qū)的扇區(qū)值對8-PSK而言是3位值，對于16-PSK而言是4位值。判定區(qū)通常中心定位所傳輸?shù)南辔稽c(diǎn)上，而在討論中，扇區(qū)直接從該相位點(diǎn)逆時(shí)針。通常涉及到的PSK調(diào)制解調(diào)設(shè)計(jì)的判定與本討論無關(guān)。
如前所述，在所接收載波中的相位多義性是由傳輸通道中的相位移產(chǎn)生的。在使用數(shù)據(jù)格式編碼調(diào)制的8-PSK情況下，需要利用前所未知的技術(shù)去判定π/2整數(shù)倍的相位多義性。這里所披露的編碼器和譯碼器利用了能夠判別這種相位多義性的技術(shù)。
在利用具有M-元PSK調(diào)制而沒有絕對相位基準(zhǔn)的TCM的通信系統(tǒng)中，接收器(譯碼器)相位可能會不同于發(fā)射器(編碼器)的相位，即如上所述，就所接收的數(shù)據(jù)而言，在傳輸數(shù)據(jù)中會出現(xiàn)一個(gè)相位移。在8-PSK調(diào)制情況下，接收器可能與發(fā)射器有0°、45°、90°、135°、180°、225°、270°或315°的相位差。由于這種情況下在無噪聲通道的有效誤差速率為50%，所以，45°、135°、225°和315°的相位移可以被Viterbi譯碼器或卷積譯碼器檢測出來。用于檢測這種特定相移的一種技術(shù)就是監(jiān)視狀態(tài)度量的增長，即監(jiān)視狀態(tài)度量的標(biāo)準(zhǔn)速率是否已經(jīng)變得異常的高。相根據(jù)該相位狀態(tài)的檢測，通過移動(dòng)該轉(zhuǎn)移度量，諸如通過在信號間隔內(nèi)簡單地向前步進(jìn)π/4可以進(jìn)行校正。
然而，利用Viterbi譯碼器不能檢測出90°、180°和270°的相移，因此就必須利用其它的裝置來校正這種狀態(tài)。表Ⅰ示出了以90°增量作相位移的傳輸數(shù)據(jù)和相應(yīng)的接收數(shù)據(jù)。在本討論中由于只有90°、180°和270°的相移并假定沒有其它噪聲，所以，符號(

)能夠被用于表示所接收的相位點(diǎn)或相應(yīng)的扇區(qū)值。
表Ⅰ
通過表Ⅰ可以看出，當(dāng)在傳輸通道中存在相移時(shí)，所接收的相位點(diǎn)的兩個(gè)最低有效位，即利用透明卷積碼編碼的位

和

。總是不是相同就是相反。在TCM譯碼器中卷積編碼器之前和在TCM譯碼器中Viterbi譯碼器之后，使用標(biāo)準(zhǔn)的二進(jìn)制微分譯碼器能夠校正這兩個(gè)最低有效位中的相位多義性。由于接收時(shí)所產(chǎn)生的該相位點(diǎn)最高有效位上相移的影響，位

是個(gè)最難于克服的問題，特別是對于始終不互補(bǔ)的90°和270°相移而言更是如此。
就相應(yīng)的傳輸位而言，相移180°的編碼位

和

是正確的，而相移90°和270°的編碼位則被變換到它們的相反值。如前所述，使用編碼器中的微分編碼器和譯碼器中的微分譯碼器將保證所接收的位

和

是正確的。
對于8-PSK調(diào)制，Viterbi譯碼器隨著符號

產(chǎn)生一個(gè)所傳輸相移點(diǎn)的最高有效位a的估計(jì)

’，δ的估計(jì)將在下面討論。Viterbi譯碼器的操作方式是指定給本發(fā)明代理人代理的美國專利申請，申請?zhí)朹，發(fā)明名稱為“Viterbi譯碼器位有效鏈返回存儲方法和包括有相同內(nèi)容的譯碼器”的發(fā)明主題。在無噪聲情況下，

和

相同。
就180°相移而言，未編碼位，位

總是和相應(yīng)的傳輸位反相，而就90°和270°相移而言，僅有某些未編碼位是反相的。表1中為了表示的目的，每個(gè)存在反相未編碼位

處都被加重了。未編位

是否被反相由三位(

)的中間位

來鑒別。雖然最好是使用位

的誤差校正形式，但用于說明目的的表1認(rèn)為位

不需要校正，并且和誤差校正位

’是相同的。
參見表Ⅰ，在90°相移情況下，當(dāng)編碼的中間位

的誤差校正形式為“0”時(shí)，未編碼的位

被反相。當(dāng)編碼的中間位

的誤差校正形式為“1”時(shí)，未編碼的位

不變。在180°相移的情況下，不考慮編碼中間位

的誤差校正形式的狀態(tài)，未編碼的位

都被反相。在270°相移情況下，當(dāng)編碼的中間位

為“1”時(shí)，未編碼的位

被反相。而當(dāng)編碼的中間位

為“0”時(shí)，未編碼位

不變。
相移180°情況下，未編碼的位

的標(biāo)準(zhǔn)微分編碼將被看成是穩(wěn)定反相。然而，對于90°和270°相移來講，僅僅是這樣一種技術(shù)還不能判定未編碼的中間位

中不合理的反相。在這些情況下，編碼的中間位

，恐怕還有它的誤差校正形式就作為反相指示器而被使用，從而對微分編碼加以補(bǔ)充。
在TCM編碼中，編碼的中間位b被用來將位α流分成兩個(gè)流α1和α2，利用標(biāo)準(zhǔn)的二進(jìn)制微分編碼器，未編碼位α1和α2兩個(gè)流中的每一個(gè)彼此相互獨(dú)立地被微分編碼。然后利用編碼的中間位b將兩個(gè)微分編碼的位流a1和a2重新合并起來以產(chǎn)生每一個(gè)位a。
在TCM譯碼器中，利用與誤差校正和檢測相關(guān)的Viterbi譯碼器對編碼的位b和c進(jìn)行譯碼。Viterbi譯碼的一個(gè)結(jié)果，即位

被卷積編碼從而產(chǎn)生位

’和

’。利用位

’將由Viterbi譯碼器提供的最高有效位

’的流分成兩個(gè)流

1’和

2’。利用標(biāo)準(zhǔn)的二進(jìn)制微分譯碼器，未編碼位

’和

2’這兩個(gè)流中的每一個(gè)被分別獨(dú)立地進(jìn)行微分譯碼，以產(chǎn)生相應(yīng)的位流

1和

2。然后，利用編碼的中間位

’把兩個(gè)微分編碼的位流

2和

1重新合并起來以產(chǎn)生每一個(gè)位

。這種涉及到微分編碼器/譯碼器選擇的，使用中間編碼的位

分離位流的微分編碼和譯碼的技術(shù)，允許位

’中的反相被判定出來。
在使用格式編碼調(diào)制的通信系統(tǒng)中，需要以如下方式對數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，即它能夠允許在克服由傳輸通道引起的相位多義性的同時(shí)對數(shù)據(jù)進(jìn)行譯碼。因而，圖2示出了本發(fā)明用于8-PSK調(diào)制的格式編碼調(diào)制(TCM)編碼器10的典型實(shí)施例，其中未提供相位基準(zhǔn)。編碼器10接收兩位輸入數(shù)據(jù)(α、β)并產(chǎn)生相應(yīng)的三位相位點(diǎn)值(a、b、c)。
譯碼器10輸出相位點(diǎn)值給8-PSK相位變換儀或調(diào)制解調(diào)器12，其中，載波信號的相位依據(jù)圖1所示的數(shù)據(jù)扇區(qū)變換形式移動(dòng)。調(diào)制解調(diào)器12輸出一個(gè)具有相移的載波信號(Φ)，其中， Φ＝Acos(2πfct+θ) (3) A是信號幅值(通常為常數(shù))， fc是載波頻率，和 θ是相應(yīng)于扇區(qū)值的相位偏移， 其中 θ＝(a·180°)+(b·90°)+((b-c)2·45°) (4) 調(diào)制解調(diào)器12的結(jié)構(gòu)可以是利用公知的移相技術(shù)構(gòu)成的通常的相移鍵控(PSK)數(shù)字傳輸調(diào)制解調(diào)器。例如，調(diào)制解調(diào)器通常被構(gòu)成以等式(1)的形式來傳輸載波信號。使用公知的三角方程 cos(x+y)＝(cosx·cosy)-(sinx·siny)(5) 并利用對應(yīng)于圖1的I和Q去表示載波相移，其中 I＝cosθ和(6) Q＝-sinθ(7) 可以構(gòu)成QPSK調(diào)制解調(diào)器。
在第一混頻器中，I分量和載波(cos2πfct)直接混頻，而在第二混頻器中，Q分量和90°相移載波(sin2πfct)混頻。每個(gè)信號混頻的結(jié)果在加法器中相加以產(chǎn)生信號Φ，其中， Φ＝Acos(2πfct+θ)＝(cosθ·cos2πfct)-(sinθ·sin2πfct) (8) Φ＝Acos(2πfct+θ)＝(I·cos2πfct)+(Q·sin2πfct) (9) 調(diào)制解調(diào)器12也可以是由公知的用于將基帶信號轉(zhuǎn)換成RF頻率的轉(zhuǎn)換電路，RF傳輸電路以及天線系統(tǒng)構(gòu)成的調(diào)制解調(diào)器。
圖1中典型的編碼器10是由多路轉(zhuǎn)換器14和16、微分編碼器18、20和22，以及卷積編碼器24組成的。編碼器10是具有與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)無關(guān)的元器件的優(yōu)異的VLSI結(jié)構(gòu)。兩位(α、β)數(shù)據(jù)同時(shí)輸入給編碼器10，其中位α輸入給多路轉(zhuǎn)換器14，而位β輸入給微分編碼器20。
在每2位數(shù)據(jù)(α、β)輸入過程中，位β被輸入給微分編碼器22，并被微分編碼。除了用于微分編碼器的電路設(shè)計(jì)以外，位β的微分編碼技術(shù)是公知的。相應(yīng)于一個(gè)輸入位β的每個(gè)微分編碼的位或符號(δ)從微分編碼器22輸出并傳送給卷積編碼器24，用作為輸入信號。實(shí)施例中的卷積編碼器24是一個(gè)速率為1/2、K＝7的卷積編碼器，它對每一個(gè)輸入位δ進(jìn)行卷積編碼從而提供兩個(gè)相應(yīng)輸出位或符號(b、c)。除了用于卷積編碼器的電路設(shè)計(jì)以外，有關(guān)位δ卷積編碼的技術(shù)是公知的。編碼器10輸出的位(b、c)提供給調(diào)制解調(diào)器12的輸入端。
位對(b、c)的最高有效位b由編碼器24輸出并作為一個(gè)選擇信號提供給每個(gè)多路轉(zhuǎn)換器14和16的選擇輸入端。多路轉(zhuǎn)換器14通常是一種1∶2多路轉(zhuǎn)換器，它能根據(jù)在其選擇輸入端出現(xiàn)的選擇信號的狀態(tài)，把其數(shù)據(jù)輸入端出現(xiàn)的數(shù)據(jù)提供給兩個(gè)輸出端中所選定的一個(gè)。在這種特定情況下，多路轉(zhuǎn)換器14輸入端上出現(xiàn)的數(shù)據(jù)是當(dāng)前位對(α、β)中的位α。由于選擇信號輸入端耦合到卷積編碼器24的位b輸出端上，所以由當(dāng)前位對(α、β)中的位β所產(chǎn)生的位b的狀態(tài)就確定了位α在多路轉(zhuǎn)換器14的哪一個(gè)輸出端上產(chǎn)生。當(dāng)位b的狀態(tài)處于一種邏輯狀態(tài)，例如邏輯“0”時(shí)，多路轉(zhuǎn)換器14在第一輸出端輸出位α作為位α1。類似地，當(dāng)位b的狀態(tài)是另外一種邏輯狀態(tài)，例如是邏輯“1”時(shí)，多路轉(zhuǎn)換器14的第二輸出端輸出位α作為位α2。實(shí)際上，根據(jù)卷積編碼器24的位對(b、c)的最高有效位，即位b的狀態(tài)，位α流被分成兩個(gè)位流。
多路轉(zhuǎn)換器14的每個(gè)輸出被分別耦合到微分編碼器18和20的各自輸入端。位α1被提供給微分編碼器18，而位α2被提供給微分編碼器20。微分編碼器18和20中的每一個(gè)就前面相應(yīng)接收的位對各自接收的位α1或α2進(jìn)行微分編碼。利用任一種有關(guān)的公知技術(shù)都可以實(shí)現(xiàn)位α1和α2的微分編碼，只有在被提供有新的輸入位時(shí)，微分編碼器18和20才被使用一次。微分編碼器18和20中的每一個(gè)分別提供輸出位a1或a2，以用于所接收的每個(gè)相應(yīng)位α1或α2。微分編碼器18和20分別提供位a1或a2用以去分離多路轉(zhuǎn)換器16的數(shù)據(jù)輸入。
多路轉(zhuǎn)換器16通常是個(gè)2∶1多路轉(zhuǎn)換器，它能根據(jù)選擇輸入端提供的選擇信號，在由兩個(gè)輸入端上的數(shù)據(jù)所選擇出來的一個(gè)輸出端上提供數(shù)據(jù)。存在于多路轉(zhuǎn)換器16輸入端上的位a1和a2被提供給多路轉(zhuǎn)換器16的輸出端上時(shí)，就作為位或符號a。位a是根據(jù)由當(dāng)前位對(α、β)的位β所產(chǎn)生的位b的狀態(tài)來確定的。實(shí)際上，位流a1和a2被合并為相應(yīng)于由卷積編碼器24輸出的位對(b、c)的最高有效位，即位b的單一位流。
在調(diào)制解調(diào)器12的各輸入端，除了位b和c以外，還提供了位a。調(diào)制解調(diào)器12以分別為三位相位點(diǎn)值的最高和最低有效位的位a和c的次序組合數(shù)據(jù)位a、b、c。調(diào)制解調(diào)器12提供如上所述的移相載波信號(Φ)。
圖3示出了本發(fā)明用于沒有相位基準(zhǔn)的8-PSK信號解調(diào)的調(diào)制解調(diào)器30和TCM譯碼器32。調(diào)制解調(diào)器30接收相移載波信號

，該信號包括有載波中移相形式存在的信息。然而，通道的條件可能在所傳輸信號Φ上導(dǎo)致相移，所接收的信號

可以寫成下述形式
其中ψ是由傳輸通道引入的相移。
調(diào)制解調(diào)器30將所接收的信號

轉(zhuǎn)換成量化的I和Q分量，其中
I和Q分量被提供給譯碼器32，并在這里被轉(zhuǎn)換成3位扇區(qū)值(

)，根據(jù)等式(3)和(4)，扇區(qū)值(

)再一次涉及到所接收信號的相位。公知的調(diào)制解調(diào)電路和技術(shù)被用于將所接收信號的相位轉(zhuǎn)換成I和Q分量。如公知的調(diào)制解調(diào)器30還可以包括一個(gè)天線系統(tǒng)、RF電路和一個(gè)將所接收的信號轉(zhuǎn)換成基帶所需的降頻轉(zhuǎn)換電路。
調(diào)制解調(diào)器30提供I和Q分量的輸出給譯碼器32，以用于譯碼和誤差校正。譯碼器32包括轉(zhuǎn)移度量和扇區(qū)確定電路34、轉(zhuǎn)移度量和扇區(qū)轉(zhuǎn)動(dòng)電路36、標(biāo)準(zhǔn)速率檢測電路38、Viterbi譯碼器40、多路轉(zhuǎn)換器42和44、微分譯碼器46、48、和50，以及卷積編碼器52。除了電路34和38以外，譯碼器32最好也是具有常規(guī)設(shè)計(jì)元器件的VLSI結(jié)構(gòu)。雖然電路34和38可以在單片VLSI上提供，但最好它能單獨(dú)提供元器件給終端用戶，以使其具有靈活性并具有常規(guī)設(shè)計(jì)。也應(yīng)當(dāng)理解，卷積編碼器52可以集成在Viterbi譯碼器40之內(nèi)。
I和Q分量被提供給確定電路34，該電路通常包括一個(gè)余切查尋表(未示出)，而該表通常是由用于存儲值

的只讀存儲器提供的。

值也被提供給一個(gè)只讀存儲器的扇區(qū)值和轉(zhuǎn)移度量查尋表(未示出)，該表除了相應(yīng)于每個(gè)

值的轉(zhuǎn)移度量以外，還存儲三位扇區(qū)值。確定電路34輸出扇區(qū)值和轉(zhuǎn)移度量給轉(zhuǎn)動(dòng)電路36。
假如利用在Viterbi評碼器40中的通常是高標(biāo)準(zhǔn)速率的檢測電路38進(jìn)行檢測，那么轉(zhuǎn)動(dòng)電路36就要轉(zhuǎn)動(dòng)三位扇區(qū)值和相應(yīng)的轉(zhuǎn)移度量。在8-PSK系統(tǒng)中，執(zhí)行相應(yīng)于扇區(qū)值移動(dòng)45°和相關(guān)轉(zhuǎn)移度量的轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)動(dòng)電路36可以再次構(gòu)成為一個(gè)查詢表，該表響應(yīng)來自檢測電路38的信號，用以移動(dòng)扇區(qū)值和轉(zhuǎn)移度量。下面對此還要詳述。
轉(zhuǎn)動(dòng)電路36還包含一個(gè)延遲元件(未示出)，用以在扇區(qū)值傳輸過程中提供一個(gè)延遲，該延遲作為轉(zhuǎn)動(dòng)電路36的輸出，該延遲是因?yàn)閂iterbi譯碼器40需要計(jì)算時(shí)間而要求的。
使用在需要時(shí)可以轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)移度量和扇區(qū)值(

)，譯碼器40分別產(chǎn)生δ和a的最佳估計(jì)，記作

和

’。在譯碼處理過程中，可以使用實(shí)際譯碼的簡化處理，這正是前述專利申請的目的。
如前所述的譯碼器40提供一個(gè)由標(biāo)準(zhǔn)速率檢測電路38使用的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)輸出去檢測具有45°、135°、225°和315°通道相移的高標(biāo)準(zhǔn)速率。根據(jù)對高標(biāo)準(zhǔn)速率的檢測，檢測電路38向轉(zhuǎn)動(dòng)電路36提供一個(gè)控制信號，除了在扇區(qū)值位(

)內(nèi)的相應(yīng)移動(dòng)以外，轉(zhuǎn)動(dòng)電路36響應(yīng)上述控制信號，還要在轉(zhuǎn)移度量方面提供相應(yīng)于移動(dòng)π/4信號間隔的移動(dòng)。這種扇區(qū)值的移動(dòng)導(dǎo)致了相應(yīng)于0°、90°、180°和270°相移的扇區(qū)值。在每一個(gè)這樣的相移處，Viterbi譯碼器能夠恢復(fù)數(shù)據(jù)。然而，除了0°相移以外的情況(所謂“0”相移情況就是在這種情況下，數(shù)據(jù)被通道相位移是清楚的)，Viterbi譯碼器不能檢測出數(shù)據(jù)是否由于通道相移的結(jié)果出現(xiàn)了誤差，因此，Viterbi譯碼器將產(chǎn)生一個(gè)原始信號的錯(cuò)誤估計(jì)。本發(fā)明擴(kuò)大了Viterbi譯碼器，從而允許判定數(shù)據(jù)中由通道相位移引起的相位多義性誤差。
譯碼器40提供位

輸出給微分譯碼器50和卷積編碼器52作為它們的輸入。由于在傳輸端位δ在卷積編碼以前就被微分編碼了，所以在接收端位

的微分編碼必須被譯碼從而去恢復(fù)位

。位

是該原編碼的位β的一個(gè)估計(jì)。
為了恢復(fù)所傳輸位α的一個(gè)估計(jì)(該傳輸位總是由

指定的)，

’位流必須被分成兩個(gè)位流，每個(gè)位流能夠獨(dú)立地微分譯碼，然后再把它們重新組合成一個(gè)單一的位流。一個(gè)位流分解成兩個(gè)位流和它們的重新組合，其方式與圖2所示編碼器相同。已分離的位流的分離和組合位流的控制是由扇區(qū)值的中間位提供的。然而，由于在接收時(shí)，扇區(qū)值的中間位的位置，即位b，可能會產(chǎn)生誤差，所以最好在位流

’譯碼過中使用該位以前校正該誤差。因此，間接相應(yīng)于校正扇區(qū)值的位

被卷積編碼以產(chǎn)生位(

)。
作為對位

重新編碼從而取得位(

)(其中位

’的使用方法如上所述)的取代方法，可以從I和Q輸入直接獲得這些位的不太可靠的估計(jì)。就由I和Q分量直接產(chǎn)生的相應(yīng)位而言，使用由Viterbi譯碼器40產(chǎn)生的誤差校正數(shù)據(jù)產(chǎn)生的位

’將導(dǎo)致該位誤差的減少。
使用所提供的技術(shù)，由于位(

)是原來所傳輸位(b、c)的估計(jì)，所以在這些估計(jì)中有可能發(fā)生誤差。該位

’的誤差將導(dǎo)致位

中三個(gè)誤差的最大誤差，然而，使用所提供的重新編碼技術(shù)，將導(dǎo)致位

中誤差可能數(shù)量的最小值。
因此，譯碼器40輸出位

也被提供給卷積編碼器52的輸入端以產(chǎn)生位

，這些位是傳輸相位點(diǎn)位(b、c)的經(jīng)校正后的估計(jì)。卷積編碼器52輸出的位(

)的最高有效位(

’)作為選擇信號被提供給多路轉(zhuǎn)換器42和44中每一個(gè)的選擇輸入端。盡管卷積編碼器52也產(chǎn)生位

’，但這個(gè)位未被使用。
多路轉(zhuǎn)換器42通常是個(gè)1∶2多路轉(zhuǎn)換器，它根據(jù)其選擇選入端提供的選擇信號的狀態(tài)，把存在于其數(shù)據(jù)輸入端上的數(shù)據(jù)提供給兩個(gè)輸出端中被選擇的一個(gè)。在該特定情況下，多路轉(zhuǎn)換器42該輸入端上的數(shù)據(jù)是來自Viterbi譯碼器的位

’。由于選擇信號輸入端被耦合到卷積編碼器52的位

2’輸出端，所以，由位

產(chǎn)生的位

’的狀態(tài)確定了在多路轉(zhuǎn)換器42的哪一個(gè)輸出端上出現(xiàn)位

’。當(dāng)位

’的狀態(tài)處于一種邏輯狀態(tài)，例如為邏輯“0”時(shí)，多路轉(zhuǎn)換器42在第一輸出端上輸出位

’作為位

1’，類似地，當(dāng)位

’的狀態(tài)處于另一種邏輯狀態(tài)，例如邏輯“1”時(shí)，多路轉(zhuǎn)換器42在第二輸出端上輸出位

’作為位

2’。實(shí)際上，根據(jù)由卷積編碼器52所輸出的位對(

)的最高有效位，即位(

’)的狀態(tài)，位流

’被分成為兩個(gè)位流。
多路轉(zhuǎn)換器42的每個(gè)輸出端被分別耦合到微分譯碼器46和48各自的輸入端。因此，位

1’被提供給譯碼器46，而位

’被提供給譯碼器48。微分譯碼器46和48每個(gè)都就前面相應(yīng)接收的位對所接收的位

1’或

2’進(jìn)行微分譯碼。位

1’和

2’的微分譯碼可由公知的任一種技術(shù)完成。僅有當(dāng)新的輸入位提供給微分譯碼器46和48時(shí)，它們才會被再次使用。微分譯碼器46和48中的每一個(gè)分別提供輸出位

1’和

2’，以用于每一相應(yīng)的輸入位

1’或

2’。位α1或α2分別由微分譯碼器46和48提供，以用于分離多路轉(zhuǎn)換器44的數(shù)據(jù)輸入。
多路轉(zhuǎn)換器44通常是一個(gè)2∶1多路轉(zhuǎn)換器，根據(jù)在選擇輸入端上所提供的選擇信號，它在由兩個(gè)輸入端上所存在的數(shù)據(jù)，在所選擇出來的輸出端上提供數(shù)據(jù)。當(dāng)在多路轉(zhuǎn)換器44的輸出端上提供多路轉(zhuǎn)換器44輸入端上的位

1’和

2’時(shí)，它就作為位

。為輸出而選擇的位

1’和

2’是依據(jù)由位

所產(chǎn)生的位

’的狀態(tài)來確定的。實(shí)際上，位流

1和

2依據(jù)由卷積編碼器52所輸出的位對(

)的最高有效位，即位

’被合并成單一的位流

。
下面轉(zhuǎn)過來看16-PSK調(diào)制的情況，圖4示出了信號間隔和相應(yīng)的數(shù)據(jù)變換。信號間隔被劃分為在扇區(qū)起始處具有信號降落的16個(gè)扇區(qū)。在16-PSK調(diào)制模式下，與信號相對應(yīng)的每個(gè)扇區(qū)由4位扇區(qū)值(W、X、Y、Z)表示。
在16-PSK調(diào)制情況下，接收器和發(fā)射器之間的相位差可以是0°、22.5°、45°、67.5°、90°、112.5°、135°、157.5°、180°、202.5°、225°、247.5°、270°、292.5°、315°或337.5°。由于在這些情況下無噪聲通道的有效誤差速率仍為50%，所以，利用Viterbi譯碼器在接收機(jī)中就能檢測出22.5°、67.5°、112.5°、157.5°、202.5°、247.5°、292.5°、315°或337.5°的相移。用于檢測這些特定相移的技術(shù)仍然是監(jiān)視狀態(tài)度量的增長，即狀態(tài)度量的標(biāo)準(zhǔn)速率是否已經(jīng)異常的高。根據(jù)這個(gè)相位狀態(tài)的檢測，校正可以通過移動(dòng)轉(zhuǎn)移度量，諸如在相位間隔中簡單地步進(jìn)π/8來實(shí)現(xiàn)。
然而，利用Viterbi譯碼器不能檢測出45°、90°、135°、180°、225°、270°和315°的相移，因此，就必須利用另外的裝置去校正這些狀態(tài)。表Ⅱ示出了用于45°增量相移的傳輸數(shù)據(jù)和相應(yīng)接收的數(shù)據(jù)。由于本討論中僅假定相移45°、90°、135°、180°、225°、270°、和315°，以及沒有其它噪聲，所以符號(

)能夠適用于所接收的相位點(diǎn)或相應(yīng)的扇區(qū)值。
表Ⅱ
從表Ⅱ可以看出，在傳輸通道中存在相移時(shí)，所接收相位點(diǎn)的兩個(gè)最低有效位，即利用透明卷積碼編碼的位

和

仍然是不是相同的就是相反的。在TCM編碼器中，恰在卷積編碼器之前并在TCM譯碼器中Viterbi譯碼器之后使用標(biāo)準(zhǔn)的二進(jìn)制微分編碼器能夠校正這兩個(gè)最低有效位中的相位多義性。然而，克服在接時(shí)相位點(diǎn)最高有效位，即位

和

相移的影響，特別是對于這些位中的一個(gè)、兩個(gè)或沒有一個(gè)是互補(bǔ)的45°、135°、225°、和315°相移的影響是特別困難的。
對于90°、180°和270°相移而言，編碼后的位(

和

)是正確的，而對于相移45°、135°、225°、和315°，編碼后的位(

和

)卻被變換成了與相應(yīng)傳輸位相反的值。如前所述，在編碼器和譯碼器中使用微分編碼器將保證所接收的位(

和

)是正確的。
對于16-PSK調(diào)制，除了將在后面討論的ζ估計(jì)符號

之外，Viterbi譯碼器產(chǎn)生一個(gè)所傳輸相位點(diǎn)最高有效位(w、x)的估計(jì)(

’、

’)。Viterbi譯碼器的工作方式是前述專利申請的主題。在無噪聲情況下，(

’和

’)與(

、

)是相同的。
就90°、180°和270°相移而言，未編碼的位，即位(

和

)都相對于相應(yīng)的傳輸位旋轉(zhuǎn)地移動(dòng)一個(gè)固定量。參見圖5，未編碼位(

、

)可以由反射碼(格雷編碼)表示。對于90°、180°和270°相移，未編碼位依據(jù)圖5所示變換模式分別旋轉(zhuǎn)一個(gè)固定量、即-90°、180°和+90°。但對45°、135°、225°、和270°相移，在未編碼位(

)中不存在固定旋轉(zhuǎn)量。
在表Ⅱ中，為了說明起見，突出了未編碼位(

)的一旋轉(zhuǎn)對。在90°、180°和270°相移情況下，利用4相(4Φ)微分編碼/譯碼來校正固定旋轉(zhuǎn)。無論在未編碼位(

)中是否發(fā)生了旋轉(zhuǎn)，依據(jù)圖5所示變換的位的旋轉(zhuǎn)都可以由4個(gè)位(


)中的位

來識別。盡管最好使用位

的誤差校正形式，但用于說明目的，表Ⅱ認(rèn)為位

不需要校正并且和經(jīng)誤差校正的位

’是相同的。
參見表Ⅱ，在45°相移情況下，當(dāng)編碼的位

的誤差校正形式為“1”時(shí)，未編碼位(

)旋轉(zhuǎn)-90°，而當(dāng)編碼位

誤差校正形式為“0”時(shí)，未編碼位(

)不變。在90°相移情況下，不考慮編碼位

誤差校正形式的狀態(tài)，未編碼位(

)旋轉(zhuǎn)-90°。在135°相移情況下，當(dāng)編碼位 誤差校正形式為“1”時(shí)，未編碼位(

)旋轉(zhuǎn)180°。當(dāng)編碼位

的誤差校正形式為“0”時(shí)，未編碼位(

)旋轉(zhuǎn)-90°。在180°相移情況下，不考慮編碼位

誤差校正形式的狀態(tài)，未編碼位(

)旋轉(zhuǎn)180°。
在225°相移情況下，當(dāng)編碼位

誤差校正形式為“1”時(shí)，未編碼位(

)旋轉(zhuǎn)+90°。當(dāng)編碼位

的誤差校正形式為“0”時(shí)，未編碼位(

)旋轉(zhuǎn)180°。在270°相移情況下，不考慮編碼位

誤差校正形式的狀態(tài)，未編碼位(

)旋轉(zhuǎn)+90°。最后，在315°相移情況下，當(dāng)編碼位

誤差校正形式為“1”時(shí)，未編碼位(

)不變，但當(dāng)編碼位

誤差校正形式為“0”時(shí)，未編碼位(

)旋轉(zhuǎn)+90°。
在90°、180°和270°相移情況下的未編碼位(

)的連續(xù)4相微分編碼將判定該位的旋轉(zhuǎn)。但對于45°、135°、225°、和225°相移來講，僅僅是這樣一種技術(shù)還不能判定未編碼位(

)中存在的不相容的旋轉(zhuǎn)。在這種情況下，編碼位

，最好是使用誤差校正形式

’作為旋轉(zhuǎn)指示以對微分編碼加以補(bǔ)充。
在TCM編碼器中，利用編碼位y將位對(η、ε)流分成兩個(gè)獨(dú)立的位對流(η、ε)1和(η、ε)2。每個(gè)未編碼位(η、ε)1和(η、ε)2的位對流利用標(biāo)準(zhǔn)的4相微分編碼器彼此相互獨(dú)立地被微分編碼。編碼位y然后被用于合并兩個(gè)微分編碼的位流(η、ε)1和(η、ε)2以產(chǎn)生位(w、x)。
在TCM譯碼器中，使用用于誤差檢測和校正的Viterbi譯碼器對編碼的位(y、z)譯碼。由Viterbi譯碼器導(dǎo)出的位ζ然后被卷積編碼產(chǎn)生位

’和

’。位

’被用于將一對位流(

)分成兩個(gè)位流(

)1和(

)2，并從Viterbi譯碼器輸出端輸出。兩個(gè)未編碼位流(

和

)1和(

、

)2中的每一個(gè)利用標(biāo)準(zhǔn)的4相微分譯碼器被分別獨(dú)立地微分譯碼，以產(chǎn)生相應(yīng)的位流(

)1和(

)2。然后，編碼的位

’被用于將兩個(gè)微分編碼的位流(

)1和(

)2合并起來以產(chǎn)生位

。使用用于微分編碼器/譯碼器選擇的們

’對分別的位流進(jìn)行微分編碼和譯碼的技術(shù)允許位對(

’和

’)中存在的旋轉(zhuǎn)被判定出來。
在使用格式編碼調(diào)制的通信系統(tǒng)中，必須以允許對數(shù)據(jù)進(jìn)行譯碼而又能克服由傳輸、通道引起的相位多義性的方式對數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼。因此，圖6示出了用于16-PSK調(diào)制并不具有相位基準(zhǔn)的本發(fā)明格式編碼調(diào)制編碼器100的典型實(shí)施例。編碼器100接收3位輸入數(shù)據(jù)(η、ε、ρ)并產(chǎn)生相應(yīng)的4位相位點(diǎn)值(w、x、y、z)。
相位點(diǎn)值從編碼器100輸出給其中載波信號的相位依據(jù)圖4所示數(shù)據(jù)扇區(qū)變換模式移動(dòng)的16-PSK變換器或調(diào)制解調(diào)器102。調(diào)制解調(diào)器102輸出相移載波信號(Φ)，其中， Φ＝Acos(2πfct+θ) (12) A是該信號的幅值(通常是常數(shù)); fc是載波頻率;和 θ是相應(yīng)于該扇區(qū)值的相位偏移， 其中 θ＝(w·180°)+((w-x)2·90°)+(y·45°)+((y-z)2·22.5°) (13) 調(diào)制解調(diào)器102可以是由使用公知相移技術(shù)傳統(tǒng)相移鍵控(PSK)數(shù)字傳輸調(diào)制解調(diào)器。
舉例用編碼器100包括多路轉(zhuǎn)換器104和106、4相微分編碼器108和110、二進(jìn)制微分編碼器112和卷積編碼器114。編碼器100最好是一種具有與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)不同的元件的VLSI結(jié)構(gòu)。3位數(shù)據(jù)(η、ε、ρ)同時(shí)輸入給編碼器100，位(η、ε)輸入給多路轉(zhuǎn)換器104，位ρ輸入給微編碼器112。
在每3個(gè)輸入位(η、ε、ρ)中，微分編碼器112接收每個(gè)位ρ，并對所接收的每個(gè)位ρ進(jìn)行微分編碼。除了微分編碼器的電路設(shè)計(jì)以外，用于對位ρ進(jìn)行微分編碼的技術(shù)是公知的。相應(yīng)于一個(gè)輸入位ρ的每個(gè)微分編碼位或符號(ζ)從微分編碼器112輸出并作為卷積編碼器114的輸入。所舉實(shí)施例中的卷積編碼器114是一個(gè)1/2速率、K＝7的卷積編碼器，它對每個(gè)輸入位δ進(jìn)行卷積編碼從而提供兩個(gè)相應(yīng)的輸出位或符號(y、z)。除卷積編碼器的電路設(shè)計(jì)以外，對位ζ進(jìn)行卷積編碼的技術(shù)是公知的。編碼器100輸出位(y、z)，作為輸入給調(diào)制解調(diào)器102的輸入端。
位對(y、z)的最高有效位，即位y從卷積編碼器114輸出給多路轉(zhuǎn)換器104和106中每一個(gè)的選擇輸入端，作為選擇信號。多路轉(zhuǎn)換器104通常是個(gè)1∶2多路轉(zhuǎn)換器，它依據(jù)其選擇輸入端上選擇信號的狀態(tài)，將其數(shù)據(jù)對輸入端上的數(shù)據(jù)提供給所選擇的兩個(gè)數(shù)據(jù)對輸出端中的一個(gè)。在該特定情況下，多路轉(zhuǎn)換器104數(shù)據(jù)對輸入端上出現(xiàn)的數(shù)據(jù)是當(dāng)前位組(η、ε、ρ)的位(η、ε)。由于選擇信號輸入端耦合到卷積編碼器114的位y輸出端，所以由當(dāng)前位組(η、ε、ρ)的位ρ所產(chǎn)生的位y的狀態(tài)就確定了位對(η、ε)出現(xiàn)在多路轉(zhuǎn)換器104的哪個(gè)數(shù)據(jù)對輸出端上。當(dāng)位y的狀態(tài)處于一種邏輯狀態(tài)，例如邏輯“0”時(shí)，多路轉(zhuǎn)換器104在第一輸出端輸出位對(η、ε)作為位對(η、ε)1。類似地，當(dāng)位y的狀態(tài)是另一種邏輯狀態(tài)，如邏輯“1”時(shí)，多路轉(zhuǎn)換器104在第二輸出端輸出位對(η、ε)作為位對(η、ε)2。實(shí)際上，根據(jù)卷積編碼器114所輸出的位對(y、z)的最高有效位，即位y，位對(η、ε)流被分成兩個(gè)位流。
多路轉(zhuǎn)換器104的每個(gè)位對輸出被耦合到微分編碼器108和110各自的位對輸入端上，位對(η、ε)1被提供給微分編碼器108，而位對(η、ε)2相應(yīng)地被提供給微分編碼器110。微分編碼器108和110中的每一個(gè)就前面所接收的位對各自接收的位對(η、ε)1或(η、ε)2進(jìn)行微分編碼。對位對(η、ε)1或(η、ε)2進(jìn)行的微分編碼可由任一公知技術(shù)完成。只有在新的輸入位對提供給微分編碼器108和110時(shí)，它們才被再次使用。微分編碼器108和110中的每一個(gè)分別提供與所接收的每一相應(yīng)位對(η、ε)1或(η、ε)2相關(guān)的輸出位對(w、x)1或(w、x)2。微分編碼器108和110向多路轉(zhuǎn)換器106的各數(shù)據(jù)對輸入端分別提供位對(w、x)1和(w、x)2。
多路轉(zhuǎn)換器106通常是2∶1多路轉(zhuǎn)換器，它根據(jù)在選擇輸入端所提供的選擇信號，在由兩個(gè)數(shù)據(jù)對輸入端上存在的數(shù)據(jù)所選擇的數(shù)據(jù)對輸出端上提供數(shù)據(jù)。當(dāng)多路轉(zhuǎn)換器106數(shù)據(jù)對輸入端上出現(xiàn)的位對(w、x)1和(w、x)2出現(xiàn)在多路轉(zhuǎn)換器106的數(shù)據(jù)對輸出端上時(shí)，就作為位或符號對(w、x)。位對(w、x)是根據(jù)由當(dāng)前位組(η、ε、ρ)的位ρ所產(chǎn)生的位y及狀態(tài)確定的。實(shí)際上，位對流(w、x)1和(w、x)2被合并成相應(yīng)于從卷積編碼器114輸出的位對(y、z)的最高有效位，即位y的單一位流。
除了位對(y、z)以外，在調(diào)制解調(diào)器102的各自輸入端上還提供有位對(w、x)。調(diào)制解調(diào)器102以從4相位點(diǎn)值的最高有效位到最低有效位的位順序(w、x、y和z)組合數(shù)據(jù)位w、x、y和z。如前所述，調(diào)制解調(diào)器102提供移相載波信號(Φ)。
圖7示出了本發(fā)明用于16-PSK信號解調(diào)并不帶有相位基準(zhǔn)的調(diào)制解調(diào)器120和TCM譯碼器122的實(shí)施例。調(diào)制解調(diào)器120接收相移載波信號

，該信號

包含有載波中相移形式存在的信息。但可能出現(xiàn)導(dǎo)致傳輸信號Φ相移的通道狀態(tài)。所接收的信號

仍可由等式(10)來表示。
調(diào)制解調(diào)器120根據(jù)等式(10)將所接收的信號

轉(zhuǎn)換成量化的I和Q分量。I和Q分量被提供給譯碼器122，并在其中被轉(zhuǎn)換成4位扇區(qū)值(

)。根據(jù)等式(12)和(13)，扇區(qū)值(

)再一次涉及到所接收信號的相位。利用公知的調(diào)制解調(diào)電路和技術(shù)可以將所接收信號的相位轉(zhuǎn)換成I和Q分量。調(diào)制解調(diào)器120可以進(jìn)一步包括天線系統(tǒng)、RF電路以及在公知技術(shù)中所知的將所接收信號轉(zhuǎn)換成基帶所必須的降頻轉(zhuǎn)換電路。
調(diào)制解調(diào)器120向譯碼器122提供用于譯碼和誤差校正的I和Q分量輸出。譯碼器122包括轉(zhuǎn)移度量和扇區(qū)確定電路124、轉(zhuǎn)移度量和扇區(qū)旋轉(zhuǎn)電路126、標(biāo)準(zhǔn)速率檢測電路128、Viterbi譯碼器130、多路轉(zhuǎn)換器132和134、4相微分譯碼器136和138二進(jìn)制微分譯碼器140和卷積編碼器142。除電路124和128以外，譯碼器122最好仍然是具有傳統(tǒng)設(shè)計(jì)元件的VLSI結(jié)構(gòu)。雖然也可以在VLSI單芯片上提供電路124和128，但最好這些元件能單獨(dú)提供以增加終端用戶的靈活性并具有傳統(tǒng)設(shè)計(jì)。同樣，卷積編碼器142可以集成在Viterbi譯碼器130中。
I和Q分量提供給確定電路124，該電路通常含有一個(gè)由用于存儲

值的只讀存儲器構(gòu)成的余切查尋表(未示出)。

的值被提供給扇區(qū)值和轉(zhuǎn)移度量查詢表(未示出)，該查詢表通常也是由只讀存儲器構(gòu)成的，該只讀存儲器除了存儲相應(yīng)于每個(gè)

值的轉(zhuǎn)移度量以外，還存儲4位扇區(qū)值。扇區(qū)值和轉(zhuǎn)移度量從確定電路輸出給旋轉(zhuǎn)電路126。
若檢測電路128在Viterbi譯碼器130中檢測出一個(gè)通常的高標(biāo)準(zhǔn)速率，那么，旋轉(zhuǎn)電路126將旋轉(zhuǎn)4位扇區(qū)值和相應(yīng)的轉(zhuǎn)移度量。在16-PSK系統(tǒng)中，執(zhí)行相應(yīng)于在扇區(qū)值和相關(guān)轉(zhuǎn)移度量方面的22.5°移位的旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)電路仍然可由一個(gè)查詢表構(gòu)成，它響應(yīng)來自檢測電路128的信號以用于使扇區(qū)值和轉(zhuǎn)移度量移位。有關(guān)旋轉(zhuǎn)的細(xì)節(jié)下面將予以討論。
旋轉(zhuǎn)電路126也包含一個(gè)延遲元件，用于根據(jù)Viterbi譯碼器130所需的計(jì)算時(shí)間在扇區(qū)值從旋轉(zhuǎn)電路126輸出的傳送過程中提供延時(shí)。
如果需要旋轉(zhuǎn)，那么，使用轉(zhuǎn)移度量和扇區(qū)值(

)，譯碼器130產(chǎn)生分別表示為ζ和(

)的ζ和(w、x)的最佳估計(jì)。前述專利申請所披露的方法可以用于去產(chǎn)生這些值。
前述譯碼器130還可以提供一個(gè)由用于標(biāo)準(zhǔn)速率檢測電路128的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)輸出去檢測指示22.5°、67.5°、112.5°、157.5°、202.5°、247.5°、292.5°、315°或337.5°通道相移的高標(biāo)準(zhǔn)速率。根據(jù)對高標(biāo)準(zhǔn)速率的檢測，檢測電路128提供一個(gè)控制信號給旋轉(zhuǎn)電路126，該電路響應(yīng)上述控制信號，除了扇區(qū)值位(

)的相應(yīng)移位以外，還要提供相應(yīng)于π/8信號間隔移位的轉(zhuǎn)移度量移位。該扇區(qū)值的移位導(dǎo)致了相應(yīng)于0°、45°、90°、135°、180°、225°、270°和315°中一個(gè)的相位移。在每一個(gè)這種相位移上，Viterbi譯碼器可以恢復(fù)數(shù)據(jù)。但除對0°相移以外的情況(所謂0°相移就是指在這種情況下，數(shù)據(jù)未發(fā)生通道相移)，Viterbi譯碼器是不能檢測出該數(shù)據(jù)由于通道相移的結(jié)果而處于錯(cuò)誤的狀態(tài)，因此，Viterbi譯碼器將產(chǎn)生一個(gè)原信號的錯(cuò)誤估計(jì)。本發(fā)明擴(kuò)大了Viterbi譯碼器，使其能判定數(shù)據(jù)中由通道相移引起的相位多義性誤差。
譯碼器130輸出位

并將該位

同時(shí)提供給微分譯碼器140和卷積編碼器142的各自輸入端。由于在傳輸終端中位ζ是在卷積編碼以前進(jìn)行微分編碼的，所以在接收終端中，位

的微分編碼必須被譯碼以恢復(fù)位

，該位

是原編碼位ρ的一個(gè)估計(jì)。
為恢復(fù)所傳輸位對(η、ε)的估計(jì)，即位對(

)，成對的位流(

)必須首先被分成兩個(gè)位流，其中的每一個(gè)位流都被獨(dú)立地進(jìn)行微分譯碼，然后，再把它們重新組合成一個(gè)單一的位對流。把該位對流分成兩個(gè)位對流以及把它們重新組合起來的方式類似于圖6所示編碼器所使用的方式?？刂票环蛛x位對流的分離和組合是由扇區(qū)值位

提供的。但是，由于在接收時(shí)該扇區(qū)值的這個(gè)位可能產(chǎn)生誤差，所以在使用位對流(


)譯碼過程中的該位以前，最好對該誤差進(jìn)行校正。因此，與校正后扇區(qū)值間接相對應(yīng)的位

’被卷積編碼以產(chǎn)生該位(


)。
另外，作為取代如上所討論的，利用位

’對位

重新編碼以獲得位(

)的方法，還可以直接通過I和Q輸入來獲得這些位的不太可靠的估計(jì)。使用由Viterbi譯碼器130輸出的經(jīng)誤差校正后的數(shù)據(jù)所產(chǎn)生的位

’，還導(dǎo)致了這個(gè)位相對于直接由I和Q分量產(chǎn)生的相應(yīng)位的誤差減少。
利用所提供的技術(shù)，應(yīng)當(dāng)看到由于位(

)是原傳輸位(y、z)的一個(gè)估計(jì)，所以在這些估計(jì)中可能產(chǎn)生錯(cuò)誤，但使用所提供的重新編碼技術(shù)導(dǎo)致了位對(

)中所可能產(chǎn)生誤差量的最小值。
因此，譯碼器130輸出的位

也提供給卷積編碼器142的輸入端，以產(chǎn)生一個(gè)所傳輸相位點(diǎn)位(y、z)經(jīng)校正后的估計(jì)位(

)。卷積編碼器142輸出該位對(

)的最高有效位(

’)，并作為選擇信號提供給多路轉(zhuǎn)換器132和134中每一個(gè)的選擇輸入端。雖然卷積編碼器142也產(chǎn)生位

’，但該位

’沒有使用。
多路轉(zhuǎn)換器132通常是1∶2多路轉(zhuǎn)換器，它根據(jù)其選擇輸入端所提供的選擇信號的狀態(tài)，將其數(shù)據(jù)對輸入端上出現(xiàn)的數(shù)據(jù)提供給兩個(gè)數(shù)據(jù)對輸出端中被選中的一個(gè)。在該特定情況下，多路轉(zhuǎn)換器132輸入端上出現(xiàn)的數(shù)據(jù)是來自Viterbi譯碼器的位對(

)。由于選擇信號輸入端被耦合給卷積編碼器142的位

’輸出端，所以由位

所產(chǎn)生的位

’的狀態(tài)確定了在多路轉(zhuǎn)換器132的哪一個(gè)數(shù)據(jù)對輸出端上出現(xiàn)位對(

)。當(dāng)位

’的狀態(tài)處于一種邏輯狀態(tài)，如邏輯“0”時(shí)，多路轉(zhuǎn)換器132的第一數(shù)據(jù)對輸出端上輸出位對(

)，作為位對(

)1，類似的，當(dāng)位

’的狀態(tài)是另一種邏輯狀態(tài)，如邏輯“1”時(shí)，多路轉(zhuǎn)換器132的第二數(shù)據(jù)對輸出端上輸出位對(

)作為位對(

)2。實(shí)際上，根據(jù)由卷積編碼器142所輸出的位對(

)的最高有效位，即位

’的狀態(tài)，位對流(

)被分成兩個(gè)位對流。
多路轉(zhuǎn)換器132的每個(gè)數(shù)據(jù)對輸出端被耦合到4相微分譯碼器136和138各自的輸入端上。位對(

)1被提供給譯碼器136，而位對(

)2被提供給譯碼器138。微分譯碼器136和138中的每一個(gè)就它們前面所相應(yīng)接收的位對，利用4相技術(shù)對分別接收的位對(

)1或位對(

)2進(jìn)行微分譯碼。位對(

)1或(

)2的微分譯碼可以由公知的任一種4相微分譯碼技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。然后，僅當(dāng)有一個(gè)新的輸入位對提供給它時(shí)，微分譯碼器136和138才被再次使用。微分譯碼器136和138中的每一個(gè)分別提供一個(gè)與相應(yīng)輸出位對(

)1或(

)2中的每一個(gè)相關(guān)的輸出位對(

)1或(


)2去分離多路轉(zhuǎn)換器134的數(shù)據(jù)輸入。
多路轉(zhuǎn)換器134通常是2∶1多路轉(zhuǎn)換器，該多路轉(zhuǎn)換器134根據(jù)在選擇輸入端所提供的選擇信號在由兩個(gè)數(shù)據(jù)對輸入端上的數(shù)據(jù)對所選擇的數(shù)據(jù)對輸出端上提供一個(gè)數(shù)據(jù)對。當(dāng)在多路轉(zhuǎn)換器134的數(shù)據(jù)對輸入端上存在的位對(

)1和(

)2出現(xiàn)在多路轉(zhuǎn)換器134的數(shù)據(jù)對輸出端上時(shí)，就作為位對(

)。選擇用于輸出的位對(

)1或(

)2是根據(jù)由位

所產(chǎn)生的位

’的狀態(tài)確定的。實(shí)際上，位對流(

)1或(

)2被合并成相應(yīng)于來自卷積編碼器142的位對(

)最高有效位，即位

’的單一位對流(

)。
利用前述編碼器和譯碼器模式使得格式編碼調(diào)制在數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)成為一種切實(shí)可行的技術(shù)。因此，本發(fā)明允許在格編碼數(shù)據(jù)的編碼和譯碼中執(zhí)行一個(gè)可行的判定，從而克服由傳輸通道所導(dǎo)致的相位多義性。編碼器和譯碼器可以VLSI形式在各個(gè)芯片上，最好是在單個(gè)芯片上構(gòu)成。另外，由于8-PSK和16-PSK調(diào)制的編碼器可以通過共用一些公共元件來集成化形成，對于譯碼器也是如此。雖然本發(fā)明所舉實(shí)施例僅披露了1/2速率，限制長度K＝7，且僅用于8-PSK和16-PSK調(diào)制，但本發(fā)明技術(shù)可以擴(kuò)展成包括另外的編碼速率、限制長度和更高等級的M一元調(diào)制。
還應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明不僅僅適用于卷積編碼，也適用于透明分程序編碼。在圖2和圖6所示編碼器10和100的另一實(shí)施例中，編碼器24和114就是分程序編碼器。在該實(shí)施例中，必須考慮為通過編碼器10和100的數(shù)據(jù)定時(shí)。分程序編碼器必須具有位β或ρ的全部輸入分程序以產(chǎn)生相應(yīng)的輸出分程序。由于來自分程序編碼器的輸出位控制位α和(η、ε)的多路轉(zhuǎn)換編碼，所以必須保證分程序編碼器的輸出和相應(yīng)位α和(η、ε)多路轉(zhuǎn)換器的輸入之間的協(xié)調(diào)。在多路轉(zhuǎn)換器14和104輸入前面的存儲器或移位寄存器這樣的電路，應(yīng)當(dāng)接收α或(η、ε)位。當(dāng)利用適當(dāng)?shù)膶ぶ泛投〞r(shí)邏輯來提供時(shí)，移位寄存器以外的這些位的計(jì)時(shí)應(yīng)與分程序編碼器輸出的編碼位相協(xié)調(diào)。這種技術(shù)應(yīng)保證在這些位多路轉(zhuǎn)換編碼的控制過程中，來自分程序編碼器的編碼位的分程序與輸入α或(η、ε)中的一個(gè)相對應(yīng)。
在譯碼器終端，應(yīng)當(dāng)用具有把作為軟判定數(shù)據(jù)直接輸入給分程序譯碼器的扇區(qū)值的最低有效位(

)或(

)的相應(yīng)分程序譯碼器替換Viterbi譯碼器40和130。編碼器52和142也應(yīng)當(dāng)是分別與相應(yīng)編碼器10或100中的分程序編碼器相同的分程序編碼器。另外，還必須控制通過多路轉(zhuǎn)換器譯碼電路的位

和(

)的定時(shí)，諸如具有適當(dāng)尋址/定時(shí)邏輯的存儲器或移位寄存器電路應(yīng)當(dāng)保證分程序譯碼器 輸出的譯碼位分程序中的每一位與α和(η、ε)位原始譯碼控制過程中所使用的位b或y的重新編碼估計(jì)中的一個(gè)相對應(yīng)。
前述實(shí)施例使得本專業(yè)技術(shù)領(lǐng)域以內(nèi)的任何人能夠制造或使用本發(fā)明。對于本專業(yè)技術(shù)領(lǐng)域的人而言，上述實(shí)施例可以很容易地予以修改，但這里所規(guī)定的基本原理也可以應(yīng)用到其它實(shí)施例中而不需要發(fā)明技巧。因此，本發(fā)明并不受限于這里所舉實(shí)施例，并且具有與這里所披露的原理和新穎特性相符合的最寬的范圍。
權(quán)利要求
1、一種對用戶數(shù)據(jù)進(jìn)行格式編碼的裝置，該用戶數(shù)據(jù)作為相位點(diǎn)數(shù)據(jù)用于通信通道的M-元調(diào)制和傳輸過程中，包括
第一編碼器裝置，用于以輸入用戶數(shù)據(jù)位設(shè)置的順序接收來自每集輸入用戶數(shù)據(jù)位的第1數(shù)據(jù)位組，并根據(jù)第一編碼格式對每一第1數(shù)據(jù)位組進(jìn)行編碼，從而提供第1編碼的位組，并根據(jù)第二編碼格式對每一個(gè)第1編碼的位組進(jìn)行編碼，從而提供相應(yīng)的第2編碼的位組；
第二編碼器裝置，用于接收來自每集輸入用戶數(shù)據(jù)位的第2數(shù)據(jù)位組，并響應(yīng)上述第2編碼位組的一個(gè)特定位，從而在多個(gè)數(shù)據(jù)通道中所選擇出來的一個(gè)數(shù)據(jù)通道上提供每一第2數(shù)據(jù)位組，當(dāng)在每一選定數(shù)據(jù)通道提供上述位組時(shí)，依據(jù)第三編碼格式對每個(gè)第2數(shù)據(jù)位組進(jìn)行編碼，并從每個(gè)選定數(shù)據(jù)通道提供一個(gè)輸出作為第3編碼的位組，和
其中相應(yīng)的第2和第3編碼的位組總起來表示用于相應(yīng)輸入用戶數(shù)據(jù)位集的相位點(diǎn)數(shù)據(jù)。
2、根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中所述第2和第3編碼的位組分別表示相位點(diǎn)數(shù)據(jù)的最低和最高有效位。
3、根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中每個(gè)輸入用戶數(shù)據(jù)集由具有每一個(gè)都分別包含所述數(shù)據(jù)位對的不同數(shù)據(jù)位的所述第1數(shù)據(jù)位組和所述第2數(shù)據(jù)位組的一對數(shù)位組成。
4、根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中每一輸入用戶數(shù)據(jù)位集由3個(gè)數(shù)據(jù)位組成，該3個(gè)數(shù)據(jù)具有由一個(gè)單一數(shù)據(jù)位組成的一個(gè)數(shù)據(jù)位組和一個(gè)由剩下的一對數(shù)據(jù)位組成的另一個(gè)數(shù)據(jù)位組。
5、根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中所述的第一和第三編碼格式為二進(jìn)制微分編碼，所述第二編碼格式為卷積編碼。
6、根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中所說的第一編碼格式是二進(jìn)制微分編碼，所說的第二編碼格式是卷積編碼，所說的第三編碼格式是4相微分編碼。
7、根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中所說的第一和第三編碼格式是二進(jìn)制微分編碼，所說的第二編碼格式為透明分程序編碼。
8、根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中所述的第一編碼格式是二進(jìn)制微分編碼，所述的第二編碼格式為透明分程序編碼，所述的第三編碼格式是4相微分編碼。
9、根據(jù)權(quán)利要求3的裝置，其中所述的第一編碼器裝置包括
第一微分編碼器裝置，用于接收和微分編碼所述第1數(shù)據(jù)位組的數(shù)據(jù)位組的數(shù)據(jù)位，并提供一個(gè)相應(yīng)的第1輸出位，和
卷積編碼器裝置，用于接收和卷積編碼所述第1輸出位，并提供一對第2輸出位作為所述第2編碼的位組。
10、根據(jù)權(quán)利要求9的裝置，其中所述第二編碼器裝置包括
第一多路轉(zhuǎn)換器裝置，用于接收所述第2數(shù)據(jù)位組的數(shù)位和一個(gè)所述第2輸出位，所述第一多路轉(zhuǎn)換器裝置響應(yīng)所述第2輸出位中的一個(gè)，在第一多路轉(zhuǎn)換器裝置兩個(gè)輸出端中所選定的一個(gè)上提供所述第2數(shù)據(jù)位組的所述數(shù)據(jù)位，并作為第3輸出位;
第二微分編碼器裝置，用于當(dāng)來自第一多路轉(zhuǎn)換器兩個(gè)輸出的另一個(gè)提供給它時(shí)，接收和微分編碼所述第3輸出位，并提供相應(yīng)的第4輸出位，和
第二多路轉(zhuǎn)換器裝置，用來分別接收所述的第3和第4輸出位，所述第二多路轉(zhuǎn)換器裝置響應(yīng)所述第2輸出位中的一個(gè)，以提供第3和第4輸出位中選定一個(gè)的輸出。
11、根據(jù)權(quán)利要求4的裝置，其中所述第一編碼器裝置包括
第一微分編碼器裝置，用于接收和微分編碼所述1數(shù)據(jù)位組的所述數(shù)據(jù)位，并提供相應(yīng)的第1輸出位;和
卷積編碼器裝置，用于接收和卷積編碼所述第1輸出位，并提供一對第2輸出位，作為所述第2編碼的位組。
12、根據(jù)權(quán)利要求11的裝置，其中所述第二編碼器裝置包括
第一多路轉(zhuǎn)換器裝置，用于接收所述第2數(shù)據(jù)位組的一對數(shù)據(jù)位和一個(gè)所述第2輸出位，所述第一多路轉(zhuǎn)換器裝置響應(yīng)所述第2輸出位中的一個(gè)，用于在第一多路轉(zhuǎn)換器兩個(gè)輸出端中選定的一個(gè)上提供一對數(shù)據(jù)位，作為第1輸出位對;
第二微分編碼器裝置，用于當(dāng)?shù)谝欢嗦忿D(zhuǎn)換器裝置兩個(gè)位對輸出中的一個(gè)分別提供給它時(shí)，接收和微分編碼所述第1輸出位對，并提供相應(yīng)的第2輸出位對;
第三微分編碼器裝置，用于當(dāng)所述第一多路轉(zhuǎn)換器兩個(gè)位對的另一個(gè)輸出提供給它時(shí)，接收和4相微分編碼所述第2輸出位對，并提供相應(yīng)的第3輸出位對;和
第二多路轉(zhuǎn)換器裝置，用于分別接收所述第3和第4輸出位對，所述第二多路轉(zhuǎn)換器裝置響應(yīng)所述的第2輸出位的一個(gè)，以提供所述第3和第4輸出位對中選定的一個(gè)輸出。
13、根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，還包括調(diào)制解調(diào)器裝置，以和相位點(diǎn)數(shù)據(jù)相同的予定順序接收和組合所述第2和第3編碼的位組，提供載波信號，并根據(jù)予定的相位點(diǎn)數(shù)據(jù)/相位移變換模式使用于每個(gè)相位點(diǎn)數(shù)據(jù)的所述載波信號相位移。
14、用于8-PSK調(diào)制的格式編碼器，包括
第一微分編碼器，它具有能夠接收一集兩個(gè)輸入數(shù)據(jù)位中一個(gè)數(shù)據(jù)位的輸入端和一個(gè)輸出端;
卷積編碼器，它具有一個(gè)耦合到所述第一微分編碼器輸出端的一個(gè)輸入端，最高有效位輸出端和最低有效位輸出端;
第一多路轉(zhuǎn)換器，它具有能夠接收上述具有兩個(gè)輸入數(shù)據(jù)位集中的另一個(gè)數(shù)據(jù)位的數(shù)據(jù)輸入端，耦合到所述卷積編碼器最高有效位輸出端的選擇輸入端和一對輸出端;
第二微分編碼器，具有耦合到所述第一多路轉(zhuǎn)換器一個(gè)輸出端上的輸入端。
第三微分編碼器，每個(gè)都具有耦合到所述第一多路轉(zhuǎn)換器另一個(gè)輸出端上的輸入端;和
第二多路轉(zhuǎn)換器，具有一對數(shù)據(jù)輸入端，每一個(gè)分別耦合到所述第二和第三微分編碼器輸出端中不同的一個(gè)，還具有一個(gè)耦合到所述卷積編碼器最高有效位輸出端的選擇輸入端及一個(gè)輸出端。
15、根據(jù)權(quán)利要求14的編碼器，其中所述的卷積編碼器是1/2速率卷積編碼器。
16、根據(jù)權(quán)利要求14的編碼器，其中所述第一、第二和第三微分編碼器是二進(jìn)制微分編碼器。
17、根據(jù)權(quán)利要求15的編碼器，其中所述第一、第二和第三微分編碼器是二進(jìn)制微分編碼器。
18、用于16-PSK調(diào)制的格式編碼器，包括
第一微分編碼器，具有能夠接收一集3個(gè)輸入數(shù)據(jù)位中一個(gè)數(shù)據(jù)位的輸入端和一個(gè)輸出端;
卷積編碼器，具有一個(gè)耦合到所述第一微分編碼器輸出端的一個(gè)輸入端，一個(gè)最高有效位輸出端和一個(gè)最低有效位輸出端;
第一多路轉(zhuǎn)換器，具有能夠接收所述3個(gè)輸入數(shù)據(jù)位集中一對其它數(shù)據(jù)位的數(shù)據(jù)位對輸入端，一個(gè)耦合到所述卷積編碼器最高有效位輸出端的選擇輸入端和一對數(shù)據(jù)位對輸出端;
第二微分編碼器，具有耦合到所述第一多路轉(zhuǎn)換器數(shù)據(jù)位對輸出端中一個(gè)上的數(shù)據(jù)位對輸入端;
第三微分編碼器，每一個(gè)都具有耦合到所述第一多路轉(zhuǎn)換器數(shù)據(jù)位對輸出端中另一個(gè)上的數(shù)據(jù)位對輸入端;和
第二多路轉(zhuǎn)換器，具有一對數(shù)據(jù)位對輸入端，其中每一個(gè)都耦合到所述第二和第三微分編碼器數(shù)據(jù)位對輸出端中不同的一個(gè)，另外還具有耦合到所述卷積編碼器最高有效位輸出端的選擇輸入端和一個(gè)數(shù)據(jù)位對輸出端。
19、根據(jù)權(quán)利要求18的編碼器，其中所述的卷積編碼器是1/2速率卷積編碼器。
20、根據(jù)權(quán)利要求18的編碼器，其中所述的第一微分編碼器是二進(jìn)制微分編碼器，所述的第二和第三微分編碼器是4相微分編碼器。
21、根據(jù)權(quán)利要求19的編碼器，其中所述第一微分編碼器是二進(jìn)制微分編碼器，所述第二和第三編碼器是4相微分編碼器。
22、一種將用戶數(shù)據(jù)編碼成格式編碼數(shù)據(jù)的方法，其步驟包括
以輸入用戶數(shù)據(jù)位集的順序，從每一集輸入用戶數(shù)據(jù)位集中接收第1數(shù)據(jù)位組;
根據(jù)第一編碼格式對每一第1數(shù)據(jù)位組編碼，從而提供第1編碼的位組;
根據(jù)第二編碼格式對每一第1編碼的位組編碼，從而提供相應(yīng)的第2編碼的位組;
從每一集輸入用戶數(shù)據(jù)位中接收第2數(shù)據(jù)位組;
在多個(gè)數(shù)據(jù)通道中選定的數(shù)據(jù)通道上有選擇地提供每個(gè)第2數(shù)據(jù)位組，以響應(yīng)所述第2編碼的位組的予定位;
當(dāng)在每個(gè)所選定數(shù)據(jù)通道上提供數(shù)據(jù)時(shí)，根據(jù)第三編碼格式，對每個(gè)選定的數(shù)據(jù)通道第2數(shù)據(jù)位組編碼;
將來自每個(gè)選定數(shù)據(jù)通道的輸出作為第3編碼的位組;和
其中相應(yīng)的第2和第3編碼的位組總合起來表示用于相應(yīng)輸入用戶數(shù)據(jù)位集的相位點(diǎn)數(shù)據(jù)。
23、根據(jù)權(quán)利要求22的方法，其中對每個(gè)第1數(shù)據(jù)位組編碼的步驟包括對每個(gè)第1數(shù)據(jù)位組微分編碼的步驟。
24、根據(jù)權(quán)利要求22的方法，其中對每個(gè)第1編碼的位組編碼的步驟包括對每個(gè)第1編碼的位組卷積編碼的步驟。
25、根據(jù)權(quán)利要求22的方法，其中根據(jù)第3編碼格式對每個(gè)選定的數(shù)據(jù)通道第2數(shù)據(jù)位組編碼的步驟包括對每個(gè)第2編碼的位組微分編碼的步驟。
26、根據(jù)權(quán)利要求22的方法，其中，對每個(gè)第1編碼的位組編碼的步驟包括對每個(gè)第1編碼的位組透明分程序編碼的步驟。
27、根據(jù)權(quán)利要求22的方法，還包括如下步驟
提供1個(gè)載波信號;和
根據(jù)予定的相位點(diǎn)數(shù)據(jù)/相移變換模式，使用于每個(gè)相位點(diǎn)數(shù)據(jù)的所述載波信號移位。
28、在用于為所接收的用戶數(shù)據(jù)進(jìn)行譯碼的譯碼器中，用戶數(shù)據(jù)被格編碼成M-元調(diào)制模式的相位點(diǎn)數(shù)據(jù)，以在傳輸通道上進(jìn)行傳輸，傳輸通道易受通道狀態(tài)變化的影響而在所述M一元調(diào)制信號中引入相位多義性，并在所接收的相位點(diǎn)數(shù)據(jù)中導(dǎo)致相應(yīng)的誤差，用于判定由于所述格編碼的用戶數(shù)據(jù)的譯碼引起的在所述相位點(diǎn)數(shù)據(jù)中相位多義性誤差的影響的裝置包括
第一譯碼器裝置，用于接收第1編碼的用戶數(shù)據(jù)位的若干組的誤差校正估計(jì)，每一第1編碼的用戶數(shù)據(jù)位組估計(jì)來自相應(yīng)所接收的相位點(diǎn)，該裝置還根據(jù)第一譯碼格式為每個(gè)第1編碼的用戶數(shù)據(jù)位組估計(jì)譯碼，從而提供一個(gè)第1用戶數(shù)據(jù)位組的輸出估計(jì)，另外，該裝置還根據(jù)第一編碼格式對每個(gè)第1編碼的用戶數(shù)據(jù)位組估計(jì)編碼以提供第1編碼的位的相應(yīng)組;
第二譯碼器裝置，用于接收第2編碼的用戶數(shù)據(jù)位的若干組的估計(jì)，每個(gè)第2編碼的用戶數(shù)據(jù)位組估計(jì)來自相應(yīng)接收的相位點(diǎn)，所述第二譯碼器裝置響應(yīng)每個(gè)第1編碼的位組的予定位，以在多個(gè)數(shù)據(jù)通道的選定通道上提供每個(gè)第2編碼的用戶數(shù)據(jù)位組估計(jì)，當(dāng)在每個(gè)選定的數(shù)據(jù)通道上提供數(shù)據(jù)時(shí)，該裝置根據(jù)第二譯碼格式分別對每個(gè)第2編碼的用戶數(shù)據(jù)位組估計(jì)進(jìn)行譯碼，并從每個(gè)選定的數(shù)據(jù)通道輸出第2用戶數(shù)據(jù)位組的估計(jì);和
其中所述第1和第2用戶數(shù)據(jù)位組代表所述用戶數(shù)據(jù)的一個(gè)估計(jì)。
29、根據(jù)權(quán)利要求28的裝置，其中所述每個(gè)第1編碼的用戶數(shù)據(jù)位組估計(jì)和第1用戶數(shù)據(jù)位組估計(jì)分別由一個(gè)單一的數(shù)據(jù)位組成，每個(gè)所述第1編碼的位組由一對數(shù)據(jù)位組成，和所說的第一譯碼器裝置包括
第一微分譯碼器裝置，用于接收和微分編碼所述的第1編碼的用戶數(shù)據(jù)位組估計(jì)的所述數(shù)據(jù)位和提供一個(gè)輸出作為第1用戶數(shù)據(jù)位的估計(jì);和
卷積編碼器裝置，用于接收和卷積編碼所述第1編碼的用戶數(shù)據(jù)位組估計(jì)的數(shù)據(jù)位和輸出所述第1編碼的位組的一對數(shù)據(jù)位。
30、根據(jù)權(quán)利要求29的裝置，其中每個(gè)第2編碼的用戶數(shù)據(jù)位組估計(jì)由單一數(shù)據(jù)位組成，且所述第二譯碼器裝置包括
第一多路轉(zhuǎn)換器裝置，用于接收每個(gè)第2編碼的用戶數(shù)據(jù)位組估計(jì)的所述數(shù)據(jù)位和所述第1編碼的位組的一個(gè)予定數(shù)據(jù)位，所述第一多路轉(zhuǎn)換器裝置響應(yīng)第1編碼的位組的所述予定數(shù)據(jù)位，在第一多路轉(zhuǎn)換器兩個(gè)輸出端中選定的一個(gè)提供每個(gè)第2編碼的用戶數(shù)據(jù)位組估計(jì)的所述數(shù)據(jù)位，作為第1輸出位;
第二微分編碼器裝置，用于當(dāng)來自第一多路轉(zhuǎn)換器裝置兩個(gè)輸出中的一個(gè)提供給它時(shí)，接收和微分編碼所述的第1輸出位，并提供一個(gè)相應(yīng)的第2輸出位;
第三微分編碼器裝置，用于當(dāng)來自第一多路轉(zhuǎn)換器裝置兩個(gè)輸出中的另一個(gè)提供給它時(shí)，接收和微分編碼所述的第1輸出位，并提供相應(yīng)的第3輸出位;和
第二多路轉(zhuǎn)換器裝置，用于分別接收所述第3和第4輸出位，所述第二多路轉(zhuǎn)換器裝置響應(yīng)所術(shù)第1編碼的位組的予定數(shù)據(jù)位輸出所述第2和第3輸出位中選定的一個(gè)。
31、根據(jù)權(quán)利要求29的裝置，其中每個(gè)第2編碼的用戶數(shù)據(jù)位組估計(jì)由一對數(shù)據(jù)位組成，所述第二譯碼器裝置包括
第一多路轉(zhuǎn)換器裝置，用于接收每個(gè)第2編碼的用戶數(shù)據(jù)位組估計(jì)和所述第1編碼的位組的予定數(shù)據(jù)位，所述第一多路轉(zhuǎn)換器裝置響應(yīng)所述第1編碼的位組的所述予定數(shù)據(jù)位，在第一多路轉(zhuǎn)換器兩個(gè)輸出端中選定的一個(gè)上提供所述每個(gè)第2編碼的用戶數(shù)據(jù)位組估計(jì)的所述數(shù)據(jù)位對，作為第1輸出位對;
第二微分編碼器裝置，用于當(dāng)所述第一多路轉(zhuǎn)換器裝置的兩個(gè)輸出中的一個(gè)提供給它時(shí)，接收和微分編碼所述的第1輸出位對，并提供相應(yīng)的第2輸出位對;
第三微分編碼器裝置，用于當(dāng)所述第一多路轉(zhuǎn)換器兩個(gè)輸出的另一個(gè)提供給它時(shí)，接收和微分編碼所述第1輸出位對，并提供相應(yīng)的第3輸出位對;和
第二多路轉(zhuǎn)換器裝置，用于分別接收所述的第3和第4輸出位對，所述第二多路轉(zhuǎn)換器裝置響應(yīng)所述第1編碼的位組的予定數(shù)據(jù)位以輸出所述第2和第3輸出位對中選定的一個(gè)。
32、根據(jù)權(quán)利要求28的裝置，其中每個(gè)所述第1編碼的用戶數(shù)據(jù)位組估計(jì)和所述第1用戶數(shù)據(jù)位組估計(jì)分別由一個(gè)單一的數(shù)據(jù)位組成，每個(gè)所述第1編碼的位組由一對數(shù)據(jù)位組成，所述第一譯碼器裝置包括
第一微分譯碼器裝置，用于接收和微分編碼所述第1編碼的用戶數(shù)據(jù)位組估計(jì)的所述數(shù)據(jù)位，并提供一個(gè)輸出作為第1用戶數(shù)據(jù)位的估計(jì);和
分程序編碼器，用于接收和透明分程序編碼所述第1編碼的用戶數(shù)據(jù)位組估計(jì)的所述數(shù)據(jù)位，并提供第1編碼的位組的一對數(shù)據(jù)位作為輸出。
33、在用于對格編碼用戶數(shù)據(jù)進(jìn)行譯碼的譯碼器中，上述數(shù)據(jù)在8-PSK調(diào)制格式中是作為相位點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸?shù)?，在譯碼器中，Viterbi譯碼器提供如下兩種估計(jì)(1)依次已經(jīng)過微分和卷積編碼的第1微分編碼的數(shù)據(jù)位的估計(jì)并用作所述相位點(diǎn)數(shù)據(jù)的一對位;(2)依次已經(jīng)過多路轉(zhuǎn)換微分編碼的微分編碼的第2數(shù)據(jù)位的估計(jì)并用作所述相位點(diǎn)數(shù)據(jù)另一位，在所述譯碼器中用于判定導(dǎo)致所接收相位點(diǎn)數(shù)據(jù)中相位多義性的傳輸通道的電路包括
第一微分譯碼器，具有能夠接收所述第1位估計(jì)的一個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端;
卷積編碼器，具有能夠接收所述第1位估計(jì)的一個(gè)輸入端，一個(gè)最高有效位輸出端和一個(gè)最低有效位輸出端;
第一多路轉(zhuǎn)換器，具有能夠接收所述第2位估計(jì)的一個(gè)數(shù)據(jù)輸入端、一個(gè)耦合到所述卷積編碼器最高有效位輸出端的選擇輸入端和一個(gè)輸出端;
第二微分譯碼器，具有一個(gè)耦合到所述第一多路轉(zhuǎn)換器輸出端中一個(gè)的輸入端;
第三微分譯碼器，具有一個(gè)耦合到所述第一多路轉(zhuǎn)換器另一輸出端上的輸入端;和
第二多路轉(zhuǎn)換器，具有一對數(shù)據(jù)輸入端，每一個(gè)都分別耦合到所述第二和第三微分譯碼器輸出端中不同的一個(gè)上，及耦合到卷積編碼器最高有效位輸出端的一選擇輸入端和一輸出端。
34、根據(jù)權(quán)利要求33的電路，其中所述卷積編碼器是1/2速率編碼器。
35、根據(jù)權(quán)利要求33的電路，其中所述第一、第二和第三微分編碼器是二進(jìn)制微分編碼器。
36、根據(jù)權(quán)利要求34的電路，其中第一、第二和第三微分編碼器是二進(jìn)制微分編碼器。
37、在用于對格式編碼的用戶數(shù)據(jù)譯碼的譯碼器中，上述數(shù)據(jù)是以16-PSK調(diào)制格式作為相位點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)?，在該譯碼器中，Viterbi譯碼器提供如下兩種估計(jì)(1)依次已經(jīng)過微分和卷積編碼的第1微分編碼的數(shù)據(jù)位的估計(jì)，并用作為所述相位點(diǎn)數(shù)據(jù)的一對位;(2)依次已經(jīng)過多路轉(zhuǎn)換編碼的微分編碼的第1數(shù)據(jù)位對的估計(jì)，并用作為所述相位點(diǎn)數(shù)據(jù)其它位;用于判定導(dǎo)致所述譯碼器所接收相位點(diǎn)數(shù)據(jù)中相位多義性的傳輸通道的電路包括
第一微分譯碼器，具有一個(gè)能夠接收所述第1位估計(jì)的輸入端和一個(gè)輸出端;
卷積編碼器，具有一個(gè)能夠接收所述第1位估計(jì)的輸入端、最高有效位輸出端和最低有效位輸出端;
第一多路轉(zhuǎn)換器，具有一個(gè)能夠接收所述第1位估計(jì)的數(shù)據(jù)輸入端、一個(gè)耦合到所述卷積編碼器最高有效位輸出端的選擇輸入端和一對輸出端;
第二微分譯碼器，具有耦合到所述第一多路轉(zhuǎn)換器一個(gè)輸出端上的輸入端;
第三微分譯碼器，具有耦合到所述第一多路轉(zhuǎn)換器另一個(gè)輸出端上的輸入端;和
第二多路轉(zhuǎn)換器，具有一對數(shù)據(jù)輸入端，其中的每一個(gè)都被分別耦合到所述二和第三微分譯碼器輸出端中不同的一個(gè)上，及耦合到所述卷積編碼器最高有效位輸出端的一選擇輸入端和一個(gè)輸出端。
38、根據(jù)權(quán)利要求37的編碼器，其中所述卷積編碼器是1/2速率編碼器。
39、根據(jù)權(quán)利要求37的編碼器，其中所述的第一微分編碼器是二進(jìn)制微分編碼器，所述第二和第三微分編碼器是4相微分編碼器。
40、根據(jù)權(quán)利要求38的編碼器，其中所述第一微分編碼器是二進(jìn)制微分編碼器，所述第二和第三微分編碼器是4相微分編碼器。
41、在所接收的用戶數(shù)據(jù)譯碼的譯碼器中，用戶數(shù)據(jù)以M-元調(diào)制模式被格式編碼成相位點(diǎn)數(shù)據(jù)，并在通信通道上傳輸，該通信通道在通道狀態(tài)方面存在著變化，從而在所述M-元調(diào)制信號中引起相位多義性，并導(dǎo)致在所接收的相位點(diǎn)數(shù)據(jù)中存在相應(yīng)的誤差，一種判定在所述格式編碼的用戶數(shù)據(jù)譯碼過程中，在所述相位點(diǎn)數(shù)據(jù)中存在的相位多義性誤差的影響的方法包括
接收第1編碼的用戶數(shù)據(jù)位若干組的誤差校正估計(jì)，其中每個(gè)第1編碼的用戶數(shù)據(jù)位組估計(jì)來自相應(yīng)所接收的相位點(diǎn);
根據(jù)第一譯碼格式對每個(gè)第1編碼的用戶數(shù)據(jù)位組估計(jì)譯碼，從而提供第1用戶數(shù)據(jù)位組的輸出估計(jì);
根據(jù)第一編碼格式，對每一個(gè)第1編碼的用戶數(shù)據(jù)位組估計(jì)編碼，從而提供第1編碼的位的相應(yīng)組;
接收第2編碼的用戶數(shù)據(jù)位若干組的估計(jì)，其中每個(gè)第2編碼的用戶數(shù)據(jù)位組估計(jì)來自一個(gè)相應(yīng)所接收的相位點(diǎn);
響應(yīng)每個(gè)第1編碼位組的一個(gè)預(yù)定位，在多個(gè)數(shù)據(jù)通道中所選定的一個(gè)數(shù)據(jù)通道上提供每個(gè)第2編碼的用戶數(shù)據(jù)位組估計(jì);
當(dāng)在每個(gè)選定數(shù)據(jù)通道上提供數(shù)據(jù)時(shí)，根據(jù)第二譯碼格式對每個(gè)第2編碼的用戶數(shù)據(jù)位組估計(jì)譯碼;
提供來自每個(gè)選定數(shù)據(jù)通道的輸出作為第2用戶數(shù)據(jù)位組的估計(jì);和
其中所述第1和第2用戶數(shù)據(jù)位組表示所述用戶數(shù)據(jù)的估計(jì)。
42、根據(jù)權(quán)利要求41的方法，其中所述對每個(gè)第1編碼的用戶數(shù)據(jù)位組估計(jì)譯碼的步驟包括對每個(gè)第1編碼的用戶數(shù)據(jù)位組估計(jì)微分譯碼的步驟。
43、根據(jù)權(quán)利要求41的方法，其中所述對每個(gè)第1編碼的用戶數(shù)據(jù)位組估計(jì)編碼的步驟包括對每個(gè)第1編碼的用戶數(shù)據(jù)位組估計(jì)卷積編碼的步驟。
44、根據(jù)權(quán)利要求41的方法，其中所述對每個(gè)第2編碼的用戶數(shù)據(jù)位組譯碼的步驟包括對每個(gè)第2編碼的用戶數(shù)據(jù)位組估計(jì)微分譯碼的步驟。
45、根據(jù)權(quán)利要求41的方法，其中所述對每個(gè)第1編碼的用戶數(shù)據(jù)位組估計(jì)編碼的步驟包括對每個(gè)第1編碼的用戶數(shù)據(jù)位組估計(jì)透明分程序編碼的步驟。
全文摘要
一種用于判定格編碼數(shù)據(jù)的M-元調(diào)制過程中傳輸相位多義性的編碼器，除了多路轉(zhuǎn)換微分編碼器以外，格編碼器還使用微分編碼器和卷積編碼器，以從輸入數(shù)據(jù)位集中產(chǎn)生相應(yīng)的相位點(diǎn)值。用于M-元PSK載波調(diào)制過程中，除了多路轉(zhuǎn)換微分譯碼器外，格譯碼器使用Viterbi譯碼器和微分譯碼器，以從接收的信號扇區(qū)值中產(chǎn)生原始輸入數(shù)據(jù)位的估計(jì)。
文檔編號H04L27/18GK1072302SQ92104299
公開日1993年5月19日 申請日期1992年5月3日 優(yōu)先權(quán)日1991年5月3日
發(fā)明者杰克·凱爾·沃爾夫 申請人:夸爾柯姆股份有限公司