專利名稱：調(diào)整最大可能性偵測的方法與系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明是一種調(diào)整最大可能性偵測的方法與系統(tǒng)，特別是動態(tài)改變最大可能性偵測器的分支度量權重，增加偵測的準確性。
背景技術：
最大可能性偵測(Maximum Likelihood Detection)是種常見的偵測方法，廣泛使用于通訊、影像語音、資料儲存等各種領域。一般而言，最大可能性偵測可分為硬決定(Hard-decision)與軟決定(Soft-decision)兩種。硬決定是依照原信號的量化位準強制將接收信號依照理想信號分成合法的位準，而軟決定則是保留接收信號的位準做最大可能性偵測。軟決定具有較佳的效能，但是電路復雜度較高，然而隨著技術的演進，目前多使用軟決定方式。
維特比演算法(Viterbi Algorithm)是一種常見的最大可能性偵測的演算法，主要步驟包含3個部分計算接收信號和理想信號的距離得到分支度量、累加進入各個狀態(tài)的分支度量為路徑度量(Path Metrics)、決定生存路徑(Survivor Path)后解碼。針對每一個接收信號，先計算與理想信號的距離(例如兩者差的平方)，得到進入每一個狀態(tài)的分支度量；而后于各個狀態(tài)將前一個狀態(tài)與目前信號的分支度量加起來，得到路徑度量；在最后一個信號計算完各個狀態(tài)的路徑度量后，由后往前決定生存路徑，并根據(jù)所留下來的生存路徑解碼出原信號。
維特比演算法雖是理想(Optimum)的最大可能性偵測方法，但是可能因為某些異常接收信號或是雜訊影響，使得接收信號與原理想信號間誤差過大，導至作分支度量計算后得到的路徑度量產(chǎn)生錯誤而使得偵測器最后解碼錯誤，而影響到偵測的正確性。
參考圖1，圖中所示為一最大可能性偵測器做軟決定偵測的示意圖。假設一組資料信號其序列為D＝(D[1]，D[2]，…，D[12])＝(0，1，1，1，0，0，0，0，1，1，1，1)，資訊通道響應模型為部分響應通道(Partial Response Channel)PR(1，2，1)，在無雜訊和異常信號下理想接收信號應為I＝I(I[1]，I[2]，…，I[10])＝(2，4，2，-2，-4，-4，-2，2，4，4)，而實際的接收信號為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)，偵測器的四個狀態(tài)(state)分別為S0，S1，S2，S3。觀察接收信號R[5]值為0.1，而理想接收信號I[5]的值為-4，與R[5]的誤差過大。計算前一個狀態(tài)為由S0進入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，因此判斷上一個信號狀態(tài)為S2，即判斷偵測器路徑是由S2->S0，使得在最后決定生存路徑時無法得到正確的生存路徑120，而得到了錯誤的生存路徑100，進而影響信號的解碼(接收信號R[3]由0解碼成1)。
由上述可知，在先前技術中異常信號可能會對偵測器的解碼產(chǎn)生嚴重的影響，使得偵測結果產(chǎn)生無法解決的錯誤。如果能將雜訊或異常信號對偵測準確性的影響降至最低，將可以增加偵測器的準確性。

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)整最大可能性偵測的方法，是透過偵測出異常信號的發(fā)生，而改變最大可能性偵測的分支度量權重，將異常信號及雜訊對偵測器解碼的影響降低，提高偵測的準確性。
本發(fā)明的另一目的則是提出一種調(diào)整最大可能性偵測的系統(tǒng)，包含一信號接收裝置、一異常信號偵測裝置、一控制裝置，以及一可改變分支度量權重的最大可能性偵測裝置，來實現(xiàn)上述方法的系統(tǒng)，以得到較佳的偵測效能。
本發(fā)明一種調(diào)整最大可能性偵測的方法，其特征在于，包含接收一接收信號組，該接收信號組由復數(shù)個信號串列組成；取得該復數(shù)個信號之一信號模式；根據(jù)該信號模式調(diào)整至少一該信號的至少一分支度量權重；以及根據(jù)該分支度量權重將該復數(shù)個信號依維特比演算法解碼輸出。
其中接收該接收信號組步驟是接收通過一已知響應的資訊通道之一數(shù)字資料信號組。
其中該數(shù)字資料信號組是利用一編碼方式編碼，使該接收信號組通過該已知響應的資訊通道后具有特定之一信號范圍。
其中該編碼方式包含行程長度受限編碼方式。
其中該信號模式為該接收信號組的該信號范圍時，該分支度量權重保持不變。
其中該信號模式非為該接收信號組的該信號范圍時，利用一調(diào)整分支度量權重的方法調(diào)整該分支度量權重。
其中該調(diào)整分支度量權重的方法包含以一預設系數(shù)與該分支度量權重進行相乘運算。
其中調(diào)整該分支度量權重步驟包含根據(jù)一對照表調(diào)整該分支度量權重。
本發(fā)明提出不同的調(diào)整分支度量權重的方法，以達到調(diào)整分支度量權重的目的。


圖1為一最大可能性偵測作軟決定偵測的示意圖；圖2為本發(fā)明提出的最大可能性偵測作軟決定偵測的示意圖；圖3為本發(fā)明提出的方法的流程圖；圖4為本發(fā)明之一實施例的系統(tǒng)方塊圖；以及圖5為本發(fā)明的另一實施例的流程圖。
具體實施例方式
由的前所述，本發(fā)明的特征之一，是于將一接收信號解碼前，利用偵測到的異常信號來調(diào)整最大可能性偵測。因此我們利用當接收器接收到某些信號模式(Pattern)時，能夠判斷出此信號是否為異常信號或因雜訊過大而產(chǎn)生了錯誤。
如果我們將原數(shù)字資料信號以RLL(2，10)(Run Length Limited)格式編碼，當此信號通過一部分響應通道PR(1，2，1)時，理想的信號位準為(4，2，-2，-4)四種，同時接收信號不會有(2，-2，2)、(-2，2，-2)、(-2，4，-2)、或(2，-4，2)這類(+，-，+)或是(-，+，-)的信號模式，以及連續(xù)的兩個接收信號的位準差超過6的情形發(fā)生。因此如果接收端接收到的信號有以上的情形發(fā)生，就可以判定此信號為異常。
圖2為本發(fā)明所提出的方法的最大可能性偵測器做軟決定的示意圖。參考圖2，圖中的實際接收信號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)，亦即接收信號為(+，-，+)的模式。由于以RLL(2，10)編碼的數(shù)字資料信號通過資訊通道PR(1，2，1)后不會有此模式，于是判斷接收信號R[5]為異常信號。當異常信號R[5]被偵測出來，在作最大可能性偵測計算分支度量時，本發(fā)明提出一方法改變分支度量的權重，于本實施例中是將R[5]各個狀態(tài)的分支度量皆乘以一預設的系數(shù)如0.5，亦即將R[5]的分支度量權重降為原本之一半，則我們得到新的分支度量的值。對狀態(tài)S0而言，接收信號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)?對照圖1，先前技術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，因此判斷上一個信號R[4]狀態(tài)為S0，即判斷路徑是S0->S0，最后決定生存路徑時，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算皆如狀態(tài)S0的計算方式，在此不再贅述。
于此實施例中所使用的調(diào)整分支度量權重的方法，除了乘以一固定系數(shù)外，尚可以利用對照表(Look-Up Table)的方式，亦即根據(jù)出現(xiàn)的異常信號模式的不同，利用預設的對照表將不同的異常信號模式用不同的方法來改變分支度量的權重。例如，如接收信號為(2，-2，4)模式時，分支度量的計算是乘以系數(shù)0.5；若接收信號為(2，-2，2)模式時，分支度量則乘以0.7；或是若接收信號為(-2，2，-2)模式時，則是設定各個狀態(tài)的分支度量為一特定值…等等，依照不同信號模式做成一對照表，讓最大可能性偵測器做不同調(diào)整分支度量權重的計算，本發(fā)明并不限定分支度量權重調(diào)整的方法。
在先前技術中，由于計算接收信號R[5]的分支度量而導致信號偵測錯誤，如利用本發(fā)明所提出的方法，可以改善偵測器因異常信號所產(chǎn)生的影響。
在此必須強調(diào)，本發(fā)明對于資料信號的編碼并不限定于RLL的編碼方式以及部分響應通道PR(1，2，1)的通道模型。凡是接收端能預先判斷異常錯誤出現(xiàn)的信號模式的任何編碼方式與通道響應都符合本發(fā)明的精神。
綜合的前所述，圖3為本發(fā)明的一實施例的流程圖。當數(shù)字資料信號通過一資訊通道后，于接收端接收一組接收信號組(步驟300)。如步驟310，首先對該接收信號組做異常信號偵測，偵測該接收信號組是否有異常信號發(fā)生。如果偵測到異常信號，則改變該異常信號的分支度量的權重(步驟320)，而后再計算接收信號的分支度量(步驟330)；如果并未偵測到異常信號(步驟310)，則直接經(jīng)由步驟330計算該接收信號組所有接收信號的分支度量。當該接收信號組所有接收信號的分支度量計算出來后，累加各個分支度量得到該接收信號組的偵測器各個狀態(tài)的路徑度量(步驟340)，在得到該接收信號組最后一個接收信號的路徑度量后，決定該組接收信號的生存路徑(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解碼還原為原數(shù)字資料信號(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施例的方法的調(diào)整最大可能性偵測的系統(tǒng)，參考圖4為本發(fā)明的一具體實施例的系統(tǒng)方塊圖。本發(fā)明提出的系統(tǒng)包含一信號接收裝置400、一異常信號偵測裝置410、一控制裝置420、以及一可改變分支度量權重的最大可能性偵測裝置430。于一實施例中，信號接收裝置400為一射頻(Radio Frequency，RF)接收模組，是用來接收一組接收信號，其中該組接收信號是為一經(jīng)過編碼的數(shù)字資料信號且經(jīng)過一資訊通道后，產(chǎn)生的模擬信號。異常信號偵測裝置410，可以針對輸入的接收信號，判斷該組接收信號是否有異常信號產(chǎn)生，并且將偵測結果傳送至一控制裝置420；控制裝置420，是根據(jù)異常信號偵測裝置410偵測的結果，提供一組控制信號來調(diào)整分支度量的權重；最后一可改變分支度量權重的最大可能性偵測裝置430，是用以將接收信號解碼還原為原數(shù)字資料信號，其功能是將輸入的該組接收信號根據(jù)控制裝置420的控制信號所調(diào)整的分支度量的權重，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。
上述該控制裝置420，除了以硬體電路實施外，亦可以以軟件程序來達成。而本發(fā)明所提出的調(diào)整最大可能性偵測的系統(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達成。而該控制裝置420調(diào)整最大可能性偵測器分支度量權重的方法，可以是將原分支度量乘以一預設的系數(shù)，或是依照對照表根據(jù)不同接收信號模式來決定等各種方式，對于控制裝置420的功能，亦即改變分支度量權重的方法，這部分細節(jié)已于前面述及，于此不再贅述。
光盤機讀取盤片資料的通道具有內(nèi)部符號干擾(Inter-SymbolInterference，ISI)情形，為了減低內(nèi)部符號干擾對讀取效能的影響，光盤機讀取頭使用部分響應取樣以降低內(nèi)部符號干擾，因此讀取盤片資料的過程可以視為一數(shù)字資料信號通過一部分響應通道，如PR(1，2，1)、PR(1，2，2，1)…等。而在光盤片中，數(shù)字資料通常以RLL編碼，而光盤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)字資料在通過部分響應通道后具有特定的信號模式，如RLL(2，10)編碼資料與PR(1，2，1)部分響應通道不會有連續(xù)兩個讀取信號位準差超過6(合法信號位準為4，2，-2，-4下)，或信號為(+，-，+)、(-，+，-)的情形。因此于光盤機系統(tǒng)中，讀取頭由盤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)整最大可能性偵測的方法。圖5為本發(fā)明的一具體實施例，是一應用于光盤機系統(tǒng)的最大可能性偵測的方法流程圖。首先光盤讀取頭以部分響應取樣將紀錄于光盤片上以RLL編碼的數(shù)字資料讀出，得到一模擬信號(步驟500)，并針對該模擬信號偵測是否有異常信號(步驟510)；若該模擬信號并未偵測到異常信號，則將該模擬信號直接以維特比演算法解碼(步驟530)；反之，若該模擬信號中有異常信號發(fā)生，則先針對發(fā)生異常的信號調(diào)整其分支度量的權重(步驟520)，再進行維特比演算法解碼。部分響應取樣的實施細節(jié)，對于相關領域人士應能簡單實施；維特比演算法的組成步驟以及調(diào)整分支度量權重的方法，包含將分支度量乘以一預設的系數(shù)或依對照表調(diào)整等，其相關細節(jié)如的前所述，于此皆不在贅述。
上述的具體實施例中，異常情形依照不同的部分響應通道而異當盤片上資料紀錄密度越高、內(nèi)部符號干擾的情形越嚴重，或是盤片的材質(zhì)不同，適用的部分響應通道模型亦有所不同。對于不同的部分響應通道，以RLL編碼的數(shù)字資料由讀寫頭讀取后會有不同的信號模式，在設計盤片上編碼方式或讀取頭的部分響應取樣時，光盤機能于解碼前偵測出特定信號模式而應用本發(fā)明所提出的調(diào)整最大可能偵測的方法，提升信號解碼的準確性。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用以限定本發(fā)明的申請專利權利；同時以上的描述，對于熟知本技術領域的專門人士應可明了及實施，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，均應包含在下述的申請專利范圍中。
權利要求
1.一種調(diào)整最大可能性偵測的方法，其特征在于，包含接收一接收信號組，該接收信號組由復數(shù)個信號串列組成；取得該復數(shù)個信號之一信號模式；根據(jù)該信號模式調(diào)整至少一該信號的至少一分支度量權重；以及根據(jù)該分支度量權重將該復數(shù)個信號依維特比演算法解碼輸出。
2.如權利要求1所述的調(diào)整最大可能性偵測的方法，其特征在于，其中接收該接收信號組步驟是接收通過一已知響應的資訊通道之一數(shù)字資料信號組。
3.如權利要求2所述的調(diào)整最大可能性偵測的方法，其特征在于，其中該數(shù)字資料信號組是利用一編碼方式編碼，使該接收信號組通過該已知響應的資訊通道后具有特定之一信號范圍。
4.如權利要求3所述的調(diào)整最大可能性偵測的方法，其特征在于，其中該編碼方式包含行程長度受限編碼方式。
5.如權利要求3所述的調(diào)整最大可能性偵測的方法，其特征在于，其中該信號模式為該接收信號組的該信號范圍時，該分支度量權重保持不變。
6.如權利要求3所述的調(diào)整最大可能性偵測的方法，其特征在于，其中該信號模式非為該接收信號組的該信號范圍時，利用一調(diào)整分支度量權重的方法調(diào)整該分支度量權重。
7.如權利要求6所述的調(diào)整最大可能性偵測的方法，其特征在于，其中該調(diào)整分支度量權重的方法包含以一預設系數(shù)與該分支度量權重進行相乘運算。
8.如權利要求6所述的調(diào)整最大可能性偵測的方法，其特征在于，其中調(diào)整該分支度量權重步驟包含根據(jù)一對照表調(diào)整該分支度量權重。
全文摘要
一種調(diào)整最大可能性偵測的方法與系統(tǒng)，是利用由偵測出異常信號模式，而調(diào)整最大可能性偵測器的分支度量權重(Branch Metric Weighting)，而達到減少雜訊或異常信號對最大可能性偵測器造成的影響，進而增加偵測器的準確性。
文檔編號G11B20/00GK1725651SQ200410071369
公開日2006年1月25日 申請日期2004年7月23日 優(yōu)先權日2004年7月23日
發(fā)明者張佳彥 申請人:建興電子科技股份有限公司