[发明专利]一种适用于DRM标准的Viterbi解码器

说明书

技术领域

本发明涉及一种Viterbi解码器，尤其是涉及一种适用于DRM的Viterbi解码器。

背景技术

传统的音频广播，例如调幅(AM)广播，都是利用模拟技术，信号在传播过程中会受到各种形式的干扰，如果信号接收端没有良好的纠错技术来对接收信号进行纠错，就会导致接收端产生的声音效果较差。DRM(Digital Radio Mondiale世界数字广播)标准定义了一些数字音频广播的技术，使信号可以在调幅广播特别是短波的频段进行传输，并且通过接收端的纠错功能，提供非常良好的恢复信号。其强大的纠错功能，得益于一种叫做前向纠错的技术。前向纠错技术能够使接收器自动地修正错误而不需要要求发射器重复发射信息。卷积编码技术是前向纠错技术中受到广泛欢迎的一种。

针对卷积编码技术，最常用也最高效的一种解码方法是软决断(soft decision)Viterbi解码算法。解码符合DRM标准的比特流，需要使用软决断Viterbi解码器。

Viterbi解码器首先计算并展开状态转换图，展开的状态装换图形成一个格栅，然后通过回溯找到最大似然状态序列。结构上由三部分构成，分别是：分支度量单元(BranchMetric Unit，简写为BMU)，路径度量单元(Path Metric Unit，简写为PMU)，以及回溯扫描单元(Trace-Back Unit，简写为TBU)。PMU单元负责进行一系列的加-比较-选择运算(Add-Compare-Select，简写为ACS)，所以路径度量单元也被称为加-比较-选择单元(ACS Unit)。

在硬件实现方式中，根据路径度量单元中加-比较-选择运算子模块是如何进行分配和调度的，可以将Viterbi解码器的结构分为并行状态的结构和串行状态的结构。前者，每个状态都会被分配一个加-比较-选择运算子模块，并行的计算所有路径度量。这种结构适合于高码率的情形，但是面积非常大。后者，用一个或是两个加-比较-选择子模块来串行的完成所有计算。这种结构适合于中低码率的情形。

实用的DRM硬件解码器产品，必须是低成本，低功耗的。Viterbi解码器是DRM硬件解码器中非常重要的组件。这样，Viterbi解码器的结构便显得非常重要。在适用于DRM标准解码的Viterbi解码器中，有一些规模比较庞大的加法器和乘法器单元，如何尽量少的分配这些运算单元是降低Viterbi解码器成本的核心。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种在满足DRM解码要求的前提下，成本几乎最低，并且功耗也较小的适用于DRM的Viterbi解码器。

本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种适用于DRM的Viterbi解码器，包括分支度量模块、路径度量模块和回溯扫描模块，所述的路径度量模块接收所述的分支度量模块的信号并将处理后的信号传送到所述的回溯扫描模块，所述的路径度量模块由六个加-比较-选择单元、四个四级流水线加法器、两个第一比较器和两个选择器组成，所述的加-比较-选择单元接收所述的分支度量模块的信号，所述的第一比较器输出决断信号，所述的选择器输出路径度量信号。

所述的四级流水线加法器为四级流水线浮点加法器，所述的第一比较器为单周期浮点比较器，所述的选择器为浮点选择器。

所述的分支度量模块包括一个浮点加法器、一个浮点乘法器、一个最小值产生器和一个第二比较器，所述的最小值产生器接收待解码信号，所述的第二比较器输出分支度量信号。

所述的回溯扫描模块使用单口RAM，用于完成信号的先进后出的缓冲功能。

与现有技术相比，本发明的优点在于在功率不小于50M的情况，能够完全满足DRM解码的实时要求，并且使用的资源大大降低，比使用相同工艺但是采用完全并行结构的Viterbi解码器节省资源50％左右；路径度量模块采用完全串行和完全并行相折衷的运算结构，既满足了性能要求，又能够在使用相同工艺的情况下，使所需资源不超过完全并行结构所需资源的20％；分支度量模块使用串行运算结构，与并行结构相比，大大地节省了使用的资源，使用相同工艺情况下，串行运算结构所需资源不超过完全并行结构所需资源的25％，且并行度越高需要资源越多。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为路径度量模块结构示意图；

图3为分支度量模块结构示意图；

图4为最小值产生器的有限状态机模型；

图5为分支度量模块的有限状态机模型；