專(zhuān)利名稱：調(diào)整最大可能性偵測(cè)的方法與系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種調(diào)整最大可能性偵測(cè)的方法與系統(tǒng)，特別是動(dòng)態(tài)改變最大可能性偵測(cè)器的分支度量權(quán)重，增加偵測(cè)的準(zhǔn)確性。
背景技術(shù)：
最大可能性偵測(cè)(Maximum Likelihood Detection)是種常見(jiàn)的偵測(cè)方法，廣泛使用于通訊、影像語(yǔ)音、資料儲(chǔ)存等各種領(lǐng)域。一般而言，最大可能性偵測(cè)可分為硬決定(Hard-decision)與軟決定(Soft-decision)兩種。硬決定是依照原信號(hào)的量化位準(zhǔn)強(qiáng)制將接收信號(hào)依照理想信號(hào)分成合法的位準(zhǔn)，而軟決定則是保留接收信號(hào)的位準(zhǔn)做最大可能性偵測(cè)。軟決定具有較佳的效能，但是電路復(fù)雜度較高，然而隨著技術(shù)的演進(jìn)，目前多使用軟決定方式。
維特比演算法(Viterbi Algorithm)是一種常見(jiàn)的最大可能性偵測(cè)的演算法，主要步驟包含3個(gè)部分計(jì)算接收信號(hào)和理想信號(hào)的距離得到分支度量、累加進(jìn)入各個(gè)狀態(tài)的分支度量為路徑度量(Path Metrics)、決定生存路徑(Survivor Path)后解碼。針對(duì)每一個(gè)接收信號(hào)，先計(jì)算與理想信號(hào)的距離(例如兩者差的平方)，得到進(jìn)入每一個(gè)狀態(tài)的分支度量；而后于各個(gè)狀態(tài)將前一個(gè)狀態(tài)與目前信號(hào)的分支度量加起來(lái)，得到路徑度量；在最后一個(gè)信號(hào)計(jì)算完各個(gè)狀態(tài)的路徑度量后，由后往前決定生存路徑，并根據(jù)所留下來(lái)的生存路徑解碼出原信號(hào)。
維特比演算法雖是理想(Optimum)的最大可能性偵測(cè)方法，但是可能因?yàn)槟承┊惓＝邮招盘?hào)或是雜訊影響，使得接收信號(hào)與原理想信號(hào)間誤差過(guò)大，導(dǎo)至作分支度量計(jì)算后得到的路徑度量產(chǎn)生錯(cuò)誤而使得偵測(cè)器最后解碼錯(cuò)誤，而影響到偵測(cè)的正確性。
參考圖1，圖中所示為一最大可能性偵測(cè)器做軟決定偵測(cè)的示意圖。假設(shè)一組資料信號(hào)其序列為D＝(D[1]，D[2]，…，D[12])＝(0，1，1，1，0，0，0，0，1，1，1，1)，資訊通道響應(yīng)模型為部分響應(yīng)通道(Partial Response Channel)PR(1，2，1)，在無(wú)雜訊和異常信號(hào)下理想接收信號(hào)應(yīng)為I＝I(I[1]，I[2]，…，I[10])＝(2，4，2，-2，-4，-4，-2，2，4，4)，而實(shí)際的接收信號(hào)為R＝(R[1]，R[2]，…，R[10])＝(1.7，4，3.8，-1.9，0.1，-3.8，-1.8，1.9，4.2，4)，偵測(cè)器的四個(gè)狀態(tài)(state)分別為S0，S1，S2，S3。觀察接收信號(hào)R[5]值為0.1，而理想接收信號(hào)I[5]的值為-4，與R[5]的誤差過(guò)大。計(jì)算前一個(gè)狀態(tài)為由S0進(jìn)入S0(以路徑S0->S0表示)的分支度量10為，由路徑S2->S0的分支度量12為，將分支度量10、分支度量12與前信號(hào)R[4]狀態(tài)S0，S2的路徑度量累加，分別得到接收R[5]后的路徑度量為16.81+3.34＝20.15以及15.34+4.41＝19.75，因此判斷上一個(gè)信號(hào)狀態(tài)為S2，即判斷偵測(cè)器路徑是由S2->S0，使得在最后決定生存路徑時(shí)無(wú)法得到正確的生存路徑120，而得到了錯(cuò)誤的生存路徑100，進(jìn)而影響信號(hào)的解碼(接收信號(hào)R[3]由0解碼成1)。
由上述可知，在先前技術(shù)中異常信號(hào)可能會(huì)對(duì)偵測(cè)器的解碼產(chǎn)生嚴(yán)重的影響，使得偵測(cè)結(jié)果產(chǎn)生無(wú)法解決的錯(cuò)誤。如果能將雜訊或異常信號(hào)對(duì)偵測(cè)準(zhǔn)確性的影響降至最低，將可以增加偵測(cè)器的準(zhǔn)確性。

發(fā)明內(nèi)容
基于前述的理由，本發(fā)明的目的之一在于提出一種調(diào)整最大可能性偵測(cè)的方法，是透過(guò)偵測(cè)出異常信號(hào)的發(fā)生，而改變最大可能性偵測(cè)的分支度量權(quán)重，將異常信號(hào)及雜訊對(duì)偵測(cè)器解碼的影響降低，提高偵測(cè)的準(zhǔn)確性。
本發(fā)明的另一目的則是提出一種調(diào)整最大可能性偵測(cè)的系統(tǒng)，包含一信號(hào)接收裝置、一異常信號(hào)偵測(cè)裝置、一控制裝置，以及一可改變分支度量權(quán)重的最大可能性偵測(cè)裝置，來(lái)實(shí)現(xiàn)上述方法的系統(tǒng)，以得到較佳的偵測(cè)效能。
本發(fā)明一種調(diào)整最大可能性偵測(cè)的方法，其特征在于，包含接收一接收信號(hào)組，該接收信號(hào)組由復(fù)數(shù)個(gè)信號(hào)串列組成；取得該復(fù)數(shù)個(gè)信號(hào)之一信號(hào)模式；根據(jù)該信號(hào)模式調(diào)整至少一該信號(hào)的至少一分支度量權(quán)重；以及根據(jù)該分支度量權(quán)重將該復(fù)數(shù)個(gè)信號(hào)依維特比演算法解碼輸出。
其中接收該接收信號(hào)組步驟是接收通過(guò)一已知響應(yīng)的資訊通道之一數(shù)字資料信號(hào)組。
其中該數(shù)字資料信號(hào)組是利用一編碼方式編碼，使該接收信號(hào)組通過(guò)該已知響應(yīng)的資訊通道后具有特定之一信號(hào)范圍。
其中該編碼方式包含行程長(zhǎng)度受限編碼方式。
其中該信號(hào)模式為該接收信號(hào)組的該信號(hào)范圍時(shí)，該分支度量權(quán)重保持不變。
其中該信號(hào)模式非為該接收信號(hào)組的該信號(hào)范圍時(shí)，利用一調(diào)整分支度量權(quán)重的方法調(diào)整該分支度量權(quán)重。
其中該調(diào)整分支度量權(quán)重的方法包含以一預(yù)設(shè)系數(shù)與該分支度量權(quán)重進(jìn)行相乘運(yùn)算。
其中調(diào)整該分支度量權(quán)重步驟包含根據(jù)一對(duì)照表調(diào)整該分支度量權(quán)重。
本發(fā)明提出不同的調(diào)整分支度量權(quán)重的方法，以達(dá)到調(diào)整分支度量權(quán)重的目的。


圖1為一最大可能性偵測(cè)作軟決定偵測(cè)的示意圖；圖2為本發(fā)明提出的最大可能性偵測(cè)作軟決定偵測(cè)的示意圖；圖3為本發(fā)明提出的方法的流程圖；圖4為本發(fā)明之一實(shí)施例的系統(tǒng)方塊圖；以及圖5為本發(fā)明的另一實(shí)施例的流程圖。
具體實(shí)施例方式
由的前所述，本發(fā)明的特征之一，是于將一接收信號(hào)解碼前，利用偵測(cè)到的異常信號(hào)來(lái)調(diào)整最大可能性偵測(cè)。因此我們利用當(dāng)接收器接收到某些信號(hào)模式(Pattern)時(shí)，能夠判斷出此信號(hào)是否為異常信號(hào)或因雜訊過(guò)大而產(chǎn)生了錯(cuò)誤。
如果我們將原數(shù)字資料信號(hào)以RLL(2，10)(Run Length Limited)格式編碼，當(dāng)此信號(hào)通過(guò)一部分響應(yīng)通道PR(1，2，1)時(shí)，理想的信號(hào)位準(zhǔn)為(4，2，-2，-4)四種，同時(shí)接收信號(hào)不會(huì)有(2，-2，2)、(-2，2，-2)、(-2，4，-2)、或(2，-4，2)這類(lèi)(+，-，+)或是(-，+，-)的信號(hào)模式，以及連續(xù)的兩個(gè)接收信號(hào)的位準(zhǔn)差超過(guò)6的情形發(fā)生。因此如果接收端接收到的信號(hào)有以上的情形發(fā)生，就可以判定此信號(hào)為異常。
圖2為本發(fā)明所提出的方法的最大可能性偵測(cè)器做軟決定的示意圖。參考圖2，圖中的實(shí)際接收信號(hào)R[3]，R[4]，R[5]為(3.8，-1.9，0.1)，如果以硬決定的方式將其量化后為(4，-2，2)，亦即接收信號(hào)為(+，-，+)的模式。由于以RLL(2，10)編碼的數(shù)字資料信號(hào)通過(guò)資訊通道PR(1，2，1)后不會(huì)有此模式，于是判斷接收信號(hào)R[5]為異常信號(hào)。當(dāng)異常信號(hào)R[5]被偵測(cè)出來(lái)，在作最大可能性偵測(cè)計(jì)算分支度量時(shí)，本發(fā)明提出一方法改變分支度量的權(quán)重，于本實(shí)施例中是將R[5]各個(gè)狀態(tài)的分支度量皆乘以一預(yù)設(shè)的系數(shù)如0.5，亦即將R[5]的分支度量權(quán)重降為原本之一半，則我們得到新的分支度量的值。對(duì)狀態(tài)S0而言，接收信號(hào)R[5]是由路徑S0->S0的分支度量20變?yōu)?，由路徑S2->S0的分支度量22則變?yōu)?對(duì)照?qǐng)D1，先前技術(shù)所得的分支度量分別為16.81與4.41)。將分支度量20、分支度量22與前信號(hào)R[4]的狀態(tài)S0，S2的路徑度量累加得到路徑度量分別為8.41+3.34＝11.75以及2.21+15.34＝17.55，因此判斷上一個(gè)信號(hào)R[4]狀態(tài)為S0，即判斷路徑是S0->S0，最后決定生存路徑時(shí)，得到的生存路徑200為正確的生存路徑，因而可以正確解碼。至于狀態(tài)S1，S2，S3的分支度量以及路徑度量的計(jì)算皆如狀態(tài)S0的計(jì)算方式，在此不再贅述。
于此實(shí)施例中所使用的調(diào)整分支度量權(quán)重的方法，除了乘以一固定系數(shù)外，尚可以利用對(duì)照表(Look-Up Table)的方式，亦即根據(jù)出現(xiàn)的異常信號(hào)模式的不同，利用預(yù)設(shè)的對(duì)照表將不同的異常信號(hào)模式用不同的方法來(lái)改變分支度量的權(quán)重。例如，如接收信號(hào)為(2，-2，4)模式時(shí)，分支度量的計(jì)算是乘以系數(shù)0.5；若接收信號(hào)為(2，-2，2)模式時(shí)，分支度量則乘以0.7；或是若接收信號(hào)為(-2，2，-2)模式時(shí)，則是設(shè)定各個(gè)狀態(tài)的分支度量為一特定值…等等，依照不同信號(hào)模式做成一對(duì)照表，讓最大可能性偵測(cè)器做不同調(diào)整分支度量權(quán)重的計(jì)算，本發(fā)明并不限定分支度量權(quán)重調(diào)整的方法。
在先前技術(shù)中，由于計(jì)算接收信號(hào)R[5]的分支度量而導(dǎo)致信號(hào)偵測(cè)錯(cuò)誤，如利用本發(fā)明所提出的方法，可以改善偵測(cè)器因異常信號(hào)所產(chǎn)生的影響。
在此必須強(qiáng)調(diào)，本發(fā)明對(duì)于資料信號(hào)的編碼并不限定于RLL的編碼方式以及部分響應(yīng)通道PR(1，2，1)的通道模型。凡是接收端能預(yù)先判斷異常錯(cuò)誤出現(xiàn)的信號(hào)模式的任何編碼方式與通道響應(yīng)都符合本發(fā)明的精神。
綜合的前所述，圖3為本發(fā)明的一實(shí)施例的流程圖。當(dāng)數(shù)字資料信號(hào)通過(guò)一資訊通道后，于接收端接收一組接收信號(hào)組(步驟300)。如步驟310，首先對(duì)該接收信號(hào)組做異常信號(hào)偵測(cè)，偵測(cè)該接收信號(hào)組是否有異常信號(hào)發(fā)生。如果偵測(cè)到異常信號(hào)，則改變?cè)摦惓Ｐ盘?hào)的分支度量的權(quán)重(步驟320)，而后再計(jì)算接收信號(hào)的分支度量(步驟330)；如果并未偵測(cè)到異常信號(hào)(步驟310)，則直接經(jīng)由步驟330計(jì)算該接收信號(hào)組所有接收信號(hào)的分支度量。當(dāng)該接收信號(hào)組所有接收信號(hào)的分支度量計(jì)算出來(lái)后，累加各個(gè)分支度量得到該接收信號(hào)組的偵測(cè)器各個(gè)狀態(tài)的路徑度量(步驟340)，在得到該接收信號(hào)組最后一個(gè)接收信號(hào)的路徑度量后，決定該組接收信號(hào)的生存路徑(步驟350)。最后根據(jù)得到的生存路徑，即可以將該組接收信號(hào)解碼還原為原數(shù)字資料信號(hào)(步驟360)。其中步驟330至步驟360是原維特比演算法的解碼流程。
本發(fā)明亦提出能夠完成上述實(shí)施例的方法的調(diào)整最大可能性偵測(cè)的系統(tǒng)，參考圖4為本發(fā)明的一具體實(shí)施例的系統(tǒng)方塊圖。本發(fā)明提出的系統(tǒng)包含一信號(hào)接收裝置400、一異常信號(hào)偵測(cè)裝置410、一控制裝置420、以及一可改變分支度量權(quán)重的最大可能性偵測(cè)裝置430。于一實(shí)施例中，信號(hào)接收裝置400為一射頻(Radio Frequency，RF)接收模組，是用來(lái)接收一組接收信號(hào)，其中該組接收信號(hào)是為一經(jīng)過(guò)編碼的數(shù)字資料信號(hào)且經(jīng)過(guò)一資訊通道后，產(chǎn)生的模擬信號(hào)。異常信號(hào)偵測(cè)裝置410，可以針對(duì)輸入的接收信號(hào)，判斷該組接收信號(hào)是否有異常信號(hào)產(chǎn)生，并且將偵測(cè)結(jié)果傳送至一控制裝置420；控制裝置420，是根據(jù)異常信號(hào)偵測(cè)裝置410偵測(cè)的結(jié)果，提供一組控制信號(hào)來(lái)調(diào)整分支度量的權(quán)重；最后一可改變分支度量權(quán)重的最大可能性偵測(cè)裝置430，是用以將接收信號(hào)解碼還原為原數(shù)字資料信號(hào)，其功能是將輸入的該組接收信號(hào)根據(jù)控制裝置420的控制信號(hào)所調(diào)整的分支度量的權(quán)重，依照維特比演算法的步驟完成解碼并輸出元數(shù)字資料信號(hào)。
上述該控制裝置420，除了以硬體電路實(shí)施外，亦可以以軟件程序來(lái)達(dá)成。而本發(fā)明所提出的調(diào)整最大可能性偵測(cè)的系統(tǒng)，亦可整合于一具上述特定功能的晶片中，或利用電子元件組合的電路來(lái)達(dá)成。而該控制裝置420調(diào)整最大可能性偵測(cè)器分支度量權(quán)重的方法，可以是將原分支度量乘以一預(yù)設(shè)的系數(shù)，或是依照對(duì)照表根據(jù)不同接收信號(hào)模式來(lái)決定等各種方式，對(duì)于控制裝置420的功能，亦即改變分支度量權(quán)重的方法，這部分細(xì)節(jié)已于前面述及，于此不再贅述。
光盤(pán)機(jī)讀取盤(pán)片資料的通道具有內(nèi)部符號(hào)干擾(Inter-SymbolInterference，ISI)情形，為了減低內(nèi)部符號(hào)干擾對(duì)讀取效能的影響，光盤(pán)機(jī)讀取頭使用部分響應(yīng)取樣以降低內(nèi)部符號(hào)干擾，因此讀取盤(pán)片資料的過(guò)程可以視為一數(shù)字資料信號(hào)通過(guò)一部分響應(yīng)通道，如PR(1，2，1)、PR(1，2，2，1)…等。而在光盤(pán)片中，數(shù)字資料通常以RLL編碼，而光盤(pán)片常使用的編碼方式包含RLL(2，7)、RLL(2，10)等編碼方式。RLL編碼的數(shù)字資料在通過(guò)部分響應(yīng)通道后具有特定的信號(hào)模式，如RLL(2，10)編碼資料與PR(1，2，1)部分響應(yīng)通道不會(huì)有連續(xù)兩個(gè)讀取信號(hào)位準(zhǔn)差超過(guò)6(合法信號(hào)位準(zhǔn)為4，2，-2，-4下)，或信號(hào)為(+，-，+)、(-，+，-)的情形。因此于光盤(pán)機(jī)系統(tǒng)中，讀取頭由盤(pán)片上讀取的資料可以于作維特比演算法解碼前判斷是否有異常信號(hào)發(fā)生，因此適用于本發(fā)明提出的調(diào)整最大可能性偵測(cè)的方法。圖5為本發(fā)明的一具體實(shí)施例，是一應(yīng)用于光盤(pán)機(jī)系統(tǒng)的最大可能性偵測(cè)的方法流程圖。首先光盤(pán)讀取頭以部分響應(yīng)取樣將紀(jì)錄于光盤(pán)片上以RLL編碼的數(shù)字資料讀出，得到一模擬信號(hào)(步驟500)，并針對(duì)該模擬信號(hào)偵測(cè)是否有異常信號(hào)(步驟510)；若該模擬信號(hào)并未偵測(cè)到異常信號(hào)，則將該模擬信號(hào)直接以維特比演算法解碼(步驟530)；反之，若該模擬信號(hào)中有異常信號(hào)發(fā)生，則先針對(duì)發(fā)生異常的信號(hào)調(diào)整其分支度量的權(quán)重(步驟520)，再進(jìn)行維特比演算法解碼。部分響應(yīng)取樣的實(shí)施細(xì)節(jié)，對(duì)于相關(guān)領(lǐng)域人士應(yīng)能簡(jiǎn)單實(shí)施；維特比演算法的組成步驟以及調(diào)整分支度量權(quán)重的方法，包含將分支度量乘以一預(yù)設(shè)的系數(shù)或依對(duì)照表調(diào)整等，其相關(guān)細(xì)節(jié)如的前所述，于此皆不在贅述。
上述的具體實(shí)施例中，異常情形依照不同的部分響應(yīng)通道而異當(dāng)盤(pán)片上資料紀(jì)錄密度越高、內(nèi)部符號(hào)干擾的情形越嚴(yán)重，或是盤(pán)片的材質(zhì)不同，適用的部分響應(yīng)通道模型亦有所不同。對(duì)于不同的部分響應(yīng)通道，以RLL編碼的數(shù)字資料由讀寫(xiě)頭讀取后會(huì)有不同的信號(hào)模式，在設(shè)計(jì)盤(pán)片上編碼方式或讀取頭的部分響應(yīng)取樣時(shí)，光盤(pán)機(jī)能于解碼前偵測(cè)出特定信號(hào)模式而應(yīng)用本發(fā)明所提出的調(diào)整最大可能偵測(cè)的方法，提升信號(hào)解碼的準(zhǔn)確性。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用以限定本發(fā)明的申請(qǐng)專(zhuān)利權(quán)利；同時(shí)以上的描述，對(duì)于熟知本技術(shù)領(lǐng)域的專(zhuān)門(mén)人士應(yīng)可明了及實(shí)施，因此其他未脫離本發(fā)明所揭示的精神下所完成的等效改變或修飾，均應(yīng)包含在下述的申請(qǐng)專(zhuān)利范圍中。
權(quán)利要求
1.一種調(diào)整最大可能性偵測(cè)的方法，其特征在于，包含接收一接收信號(hào)組，該接收信號(hào)組由復(fù)數(shù)個(gè)信號(hào)串列組成；取得該復(fù)數(shù)個(gè)信號(hào)之一信號(hào)模式；根據(jù)該信號(hào)模式調(diào)整至少一該信號(hào)的至少一分支度量權(quán)重；以及根據(jù)該分支度量權(quán)重將該復(fù)數(shù)個(gè)信號(hào)依維特比演算法解碼輸出。
2.如權(quán)利要求1所述的調(diào)整最大可能性偵測(cè)的方法，其特征在于，其中接收該接收信號(hào)組步驟是接收通過(guò)一已知響應(yīng)的資訊通道之一數(shù)字資料信號(hào)組。
3.如權(quán)利要求2所述的調(diào)整最大可能性偵測(cè)的方法，其特征在于，其中該數(shù)字資料信號(hào)組是利用一編碼方式編碼，使該接收信號(hào)組通過(guò)該已知響應(yīng)的資訊通道后具有特定之一信號(hào)范圍。
4.如權(quán)利要求3所述的調(diào)整最大可能性偵測(cè)的方法，其特征在于，其中該編碼方式包含行程長(zhǎng)度受限編碼方式。
5.如權(quán)利要求3所述的調(diào)整最大可能性偵測(cè)的方法，其特征在于，其中該信號(hào)模式為該接收信號(hào)組的該信號(hào)范圍時(shí)，該分支度量權(quán)重保持不變。
6.如權(quán)利要求3所述的調(diào)整最大可能性偵測(cè)的方法，其特征在于，其中該信號(hào)模式非為該接收信號(hào)組的該信號(hào)范圍時(shí)，利用一調(diào)整分支度量權(quán)重的方法調(diào)整該分支度量權(quán)重。
7.如權(quán)利要求6所述的調(diào)整最大可能性偵測(cè)的方法，其特征在于，其中該調(diào)整分支度量權(quán)重的方法包含以一預(yù)設(shè)系數(shù)與該分支度量權(quán)重進(jìn)行相乘運(yùn)算。
8.如權(quán)利要求6所述的調(diào)整最大可能性偵測(cè)的方法，其特征在于，其中調(diào)整該分支度量權(quán)重步驟包含根據(jù)一對(duì)照表調(diào)整該分支度量權(quán)重。
全文摘要
一種調(diào)整最大可能性偵測(cè)的方法與系統(tǒng)，是利用由偵測(cè)出異常信號(hào)模式，而調(diào)整最大可能性偵測(cè)器的分支度量權(quán)重(Branch Metric Weighting)，而達(dá)到減少雜訊或異常信號(hào)對(duì)最大可能性偵測(cè)器造成的影響，進(jìn)而增加偵測(cè)器的準(zhǔn)確性。
文檔編號(hào)G11B20/00GK1725651SQ200410071369
公開(kāi)日2006年1月25日 申請(qǐng)日期2004年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月23日
發(fā)明者張佳彥 申請(qǐng)人:建興電子科技股份有限公司