專(zhuān)利名稱(chēng)：用于碼分多址移動(dòng)通信系統(tǒng)的信道編碼/解碼設(shè)備和方法
背景技術(shù)：
在IMT-2000系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)速率與數(shù)據(jù)擴(kuò)展比率成反比。當(dāng)由各個(gè)業(yè)務(wù)使用的幀具有不同的數(shù)據(jù)速率時(shí)，TFCI(傳送格式組合指示器)比特用于指示當(dāng)前傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)的組合。TFCI能使業(yè)務(wù)被正確地接收。


圖1通過(guò)示例描述了在NB-TDD(窄帶時(shí)分雙工)系統(tǒng)中使用TFCI的方法。具體地說(shuō)，NB-TDD系統(tǒng)使用用于高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)?PSK(8元相移鍵控)調(diào)制，并在傳輸之前用長(zhǎng)度為24的代碼對(duì)TFCI編碼。
參照?qǐng)D1，一個(gè)幀由兩個(gè)子幀構(gòu)成。每個(gè)子幀包括7個(gè)時(shí)隙TS#0-TS#6、下行鏈路導(dǎo)頻時(shí)隙DwPTS、沒(méi)有信號(hào)傳輸?shù)谋Ｗo(hù)時(shí)段、以及上行鏈路導(dǎo)頻時(shí)隙UpPTS。7個(gè)時(shí)隙TS#0-TS#6被分成下行鏈路時(shí)隙TS#0、TS#4、TS#5和TS#6，以及上行鏈路時(shí)隙TS#1、TS#2和TS#3。每個(gè)時(shí)隙包括用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)符號(hào)的數(shù)據(jù)字段、兩個(gè)用于存儲(chǔ)與存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)字段中數(shù)據(jù)符號(hào)相關(guān)的TFCI的TFCI字段、用于存儲(chǔ)中置碼(midamble)的字段、用于存儲(chǔ)SS符號(hào)的字段、以及用于存儲(chǔ)TPC(傳輸功率控制)符號(hào)的字段。幀的時(shí)間長(zhǎng)度是Tf＝10ms，而子幀的時(shí)間長(zhǎng)度是Tsf＝5ms。另外，每個(gè)時(shí)隙的時(shí)間長(zhǎng)度是Tslot＝0.625ms。
圖2描述了傳統(tǒng)NB-TDD CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)中的發(fā)送器的結(jié)構(gòu)。參照?qǐng)D2，TFCI編碼器200以給定的編碼速率編碼輸入的TFCI比特，并生成編碼的TFCI符號(hào)。編碼的TFCI符號(hào)被提供給第一復(fù)用器(MUX)210作為一個(gè)輸入。同時(shí)，其它由包含在圖1的一個(gè)時(shí)隙中的數(shù)據(jù)符號(hào)、SS符號(hào)以及TPC符號(hào)構(gòu)成的信號(hào)被提供給第一復(fù)用器210作為另一個(gè)輸入。編碼的TFCI符號(hào)、數(shù)據(jù)符號(hào)、SS符號(hào)以及TPC符號(hào)由第一復(fù)用器210復(fù)用。被復(fù)用的信號(hào)然后由信道擴(kuò)展器220用正交碼進(jìn)行信道擴(kuò)展。被信道擴(kuò)展的信號(hào)由擾頻器230用擾頻碼加擾，然后提供給第二復(fù)用器240作為一個(gè)輸入。同時(shí)，中置碼信號(hào)被提供給第二復(fù)用器240作為另一個(gè)輸入，并用擾頻的信號(hào)復(fù)用。結(jié)果，第二復(fù)用器240輸出具有圖1所示的時(shí)隙格式的信號(hào)。第一和第二復(fù)用器210和240在控制器(未示出)的控制下輸出圖1的幀格式。
圖3描述了對(duì)應(yīng)于上述發(fā)送器的傳統(tǒng)NB-TDD接收器的結(jié)構(gòu)。參照?qǐng)D3，從發(fā)送器接收的信號(hào)由第一多路分解器(DEMUX)340進(jìn)行分解，從而中置碼信號(hào)從接收的信號(hào)中分離。去除中置碼的信號(hào)由解擾器330用發(fā)送器所用的擾頻碼解擾。解擾的信號(hào)由信道解擴(kuò)器(despreader)320用發(fā)送器所用的正交碼進(jìn)行信道解擴(kuò)(channel-despread)。解擴(kuò)的信號(hào)由第二多路分解器310多路分解(分離)成編碼的TFCI符號(hào)和其它信號(hào)。“其它信號(hào)”意指數(shù)據(jù)符號(hào)、SS符號(hào)以及TPC符號(hào)。分離的編碼的TFCI符號(hào)由TFCI解碼器300解碼成TFCI比特。
TFCI比特根據(jù)傳輸信息的組合來(lái)指示用1至2比特表示的2至4個(gè)組合，并且缺省(default)TFCI比特指示用3至5比特表示的8至32個(gè)組合。另外，拓展的TFCI比特指示用6至10比特表示的64至1024個(gè)組合。當(dāng)接收器分析所接收幀的傳輸信息時(shí)TFCI比特是所需要的信息。所以，如果在TFCI比特中發(fā)生傳輸差錯(cuò)，則接收器不能正確地接收到各個(gè)業(yè)務(wù)幀。由此，TFCI比特利用能夠校正可能的傳輸差錯(cuò)的高效糾錯(cuò)碼在接收器中被編碼。
圖4描述了用于5比特缺省TFCI的糾錯(cuò)編碼方案。具體地說(shuō)，圖4通過(guò)示例描述了(24，5)編碼器的結(jié)構(gòu)。也就是說(shuō)，該圖表示了用于通過(guò)編碼5比特缺省TFCI來(lái)輸出24符號(hào)編碼的TFCI。
參照?qǐng)D4，(16，5)雙正交碼(bi-orthogonal code)編碼器400將5比特TFCI輸入信息編碼成16符號(hào)編碼的TFCI，并將16符號(hào)編碼的TFCI提供給重復(fù)器410。重復(fù)器410輸出所提供的編碼的TFCI中原樣的偶數(shù)編號(hào)的符號(hào)，并重復(fù)奇數(shù)編號(hào)的符號(hào)，從而輸出總共24個(gè)編碼的TFCI符號(hào)。這里已經(jīng)結(jié)合5比特輸入TFCI描述了該方案。但是，當(dāng)輸入TFCI由少于5比特構(gòu)成時(shí)，零(0)比特被加到輸入TFCI的開(kāi)頭以形成長(zhǎng)度5比特的TFCI。
(16，5)雙正交碼編碼器400的碼間最小距離是8。另外，即便從重復(fù)器410輸出的(24，5)碼也具有最小距離8?？傊M(jìn)制線(xiàn)性碼的糾錯(cuò)能力取決于二進(jìn)制線(xiàn)性碼的碼間最小距離。參考文獻(xiàn)“用于二進(jìn)制線(xiàn)性碼的最小距離邊界的更新表(An Updated Table of Minimum-Distance Bounds for BinaryLinear Codes”(A.E.Brouwer和Tom Verhoeff，IEEE Transactions on InformationTheory，卷39第2期，1993年3月)，公開(kāi)了取決于二進(jìn)制線(xiàn)性碼的輸入和輸出值的碼間最小距離作為取決于通過(guò)編碼輸入信息比特而產(chǎn)生的編碼的符號(hào)數(shù)量的最優(yōu)碼。
考慮到圖4中傳輸?shù)腡FCI包括5比特而編碼的TFCI包括24個(gè)符號(hào)的情況，上述參考文獻(xiàn)中所需的碼間最小距離是12。但是，因?yàn)閺膱D4所示的編碼器輸出的編碼的符號(hào)之間的最小距離是8，所以編碼器不具有最優(yōu)碼。如果圖4的糾錯(cuò)編碼方案不具有最優(yōu)碼，則TFCI比特的差錯(cuò)率會(huì)在相同的信道環(huán)境中增加。結(jié)果，接收器可能會(huì)有差錯(cuò)地識(shí)別數(shù)據(jù)幀的數(shù)據(jù)速率，從而增加了幀差錯(cuò)率(FER)。因此，存在著對(duì)能夠通過(guò)TFCI比特的編碼獲得最優(yōu)碼的糾錯(cuò)編碼方案的需要。
發(fā)明概述因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種用于在利用TFCI比特的CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)中創(chuàng)建最優(yōu)碼的設(shè)備和方法。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種用于確定收縮第一階里德-繆勒碼(Reed-Muller code)的最優(yōu)收縮(puncturing)位置以創(chuàng)建最優(yōu)碼的設(shè)備和方法。
本發(fā)明的又一個(gè)目的是提供一種用于確定最優(yōu)收縮位置以獲得具有高糾錯(cuò)能力的第一階里德-繆勒碼的設(shè)備和方法。
本發(fā)明的再一個(gè)目的是提供一種用于在最優(yōu)收縮位置中收縮編碼的輸入信息比特的設(shè)備和方法。
本發(fā)明的再一個(gè)目的是提供一種用于利用在最優(yōu)收縮位置收縮的第一階里德-繆勒碼編碼輸入信息比特的設(shè)備和方法。
本發(fā)明的再一個(gè)目的是提供一種用于輸出由輸入信息比特所選的收縮編碼符號(hào)流的設(shè)備和方法。
本發(fā)明的再一個(gè)目的是提供一種用于利用由發(fā)送器使用的最優(yōu)收縮位置來(lái)解碼用第一階里德-繆勒碼編碼的輸入信息比特的設(shè)備和方法。
本發(fā)明的再一個(gè)目的是提供一種用于解碼用在最優(yōu)收縮位置收縮的第一階里德-繆勒碼編碼的輸入信息比特的設(shè)備和方法。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種用于根據(jù)k個(gè)輸入信息比特從2k個(gè)第一階里德-繆勒碼生成(2k-2t)個(gè)第一階里德-繆勒碼的方法。該方法包括以下步驟選擇t個(gè)線(xiàn)性不相關(guān)的第k階向量；通過(guò)線(xiàn)性組合t個(gè)所選的向量生成2t個(gè)線(xiàn)性組合；計(jì)算對(duì)應(yīng)于2t個(gè)線(xiàn)性組合的2t個(gè)收縮位置；從具有k×k逆矩陣的多個(gè)k×k矩陣中選擇一個(gè)k×k矩陣；通過(guò)將2t個(gè)收縮位置中的每一個(gè)乘以所選的k×k矩陣計(jì)算出2t個(gè)新收縮位置；以及通過(guò)從2k個(gè)第一階里德-繆勒碼中收縮2t個(gè)新收縮位置來(lái)生成(2k-2t)個(gè)第一階里德-繆勒碼。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種用于從發(fā)送器接收(2k-2t)個(gè)編碼符號(hào)并從(2k-2t)個(gè)所接收的編碼符號(hào)中解碼k個(gè)信息比特的方法。該方法包括以下步驟選擇t個(gè)線(xiàn)性不相關(guān)的第k階向量，并計(jì)算對(duì)應(yīng)于通過(guò)組合t個(gè)所選的向量而獲得的2t線(xiàn)性組合的位置；通過(guò)在(2k-2t)個(gè)編碼符號(hào)的計(jì)算位置中插入零(0)比特來(lái)輸出2k個(gè)編碼符號(hào)；計(jì)算由2k個(gè)編碼符號(hào)和由發(fā)送器使用的2k個(gè)比特構(gòu)成的各個(gè)第一階里德-繆勒碼的可靠性；以及利用具有最高可靠性的第一階里德-繆勒碼從2k個(gè)編碼符號(hào)中解碼k個(gè)信息比特。
附圖簡(jiǎn)述通過(guò)下面結(jié)合附圖進(jìn)行的詳細(xì)描述，本發(fā)明的上述和其他目的、功能和特點(diǎn)將會(huì)變得更加清楚，其中圖1是描述傳統(tǒng)NB-TDD CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)中幀格式的圖；圖2是描述傳統(tǒng)NB-TDD CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)中的發(fā)送器結(jié)構(gòu)的圖；圖3是描述對(duì)應(yīng)于圖2所示的發(fā)送器的接收器結(jié)構(gòu)的圖；圖4是描述傳統(tǒng)的(24，5)TFCI編碼器結(jié)構(gòu)的圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例用于計(jì)算最優(yōu)收縮位置的過(guò)程的流程圖；圖6是描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的包含在發(fā)送器中的編碼器結(jié)構(gòu)的圖；圖7是描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的包含在接收器中的編碼器結(jié)構(gòu)的圖；圖8是描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的編碼器詳細(xì)結(jié)構(gòu)的圖；和圖9是描述根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的編碼器詳細(xì)結(jié)構(gòu)的圖。
優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述以下將參照附圖來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。在以下的描述中，公知的功能和構(gòu)造將不詳細(xì)描述，因?yàn)樗鼈儠?huì)在不必要的細(xì)節(jié)上混淆本發(fā)明。
本發(fā)明涉及用于編碼TFCI比特，從而使用TFCI比特的CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)創(chuàng)建最優(yōu)碼的方法。例如，本發(fā)明將通過(guò)在由長(zhǎng)度32的第一階里德-繆勒碼輸出的編碼符號(hào)中收縮8符號(hào)而獲得的收縮(24，5)第一階里德-繆勒碼，應(yīng)用于CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)。也就是說(shuō)，收縮(24，5)第一階里德-繆勒碼是通過(guò)在由長(zhǎng)度32的收縮的第一階里德-繆勒碼輸出的32編碼符號(hào)中收縮8符號(hào)而獲得的24編碼符號(hào)。
8符號(hào)的收縮位置的變化可以改變收縮的(24，5)第一階里德-繆勒碼的最小距離dmin。最小距離意指幾個(gè)碼字的漢明(Hamming)距離值中的最小值。隨著最小距離增加的越來(lái)越多，線(xiàn)性糾錯(cuò)碼就具有提高的糾錯(cuò)能力。即，糾錯(cuò)碼的碼字的漢明距離分布可以作為指示糾錯(cuò)碼的能力的度量。這意味著各個(gè)碼字中的非零符號(hào)的數(shù)量。亦即，對(duì)于某碼字‘0111’，1的數(shù)量，即漢明距離是3 。對(duì)應(yīng)于這類(lèi)漢明距離值中的最小值的最小距離的增加提高了第一階里德-繆勒碼的糾錯(cuò)能力。這表示計(jì)算收縮位置是重要的，以便在長(zhǎng)度32的收縮的第一階里德-繆勒碼中創(chuàng)建具有卓越的糾錯(cuò)能力的收縮的(24，5)第一階里德-繆勒碼。
實(shí)際上，(24，5)第一階里德-繆勒碼是通過(guò)從(32，5)第一階里德-繆勒碼中收縮23(＝8)個(gè)符號(hào)而獲得的。這是通過(guò)將k＝5和t＝3應(yīng)用于通過(guò)從(2k，k)第一階里德-繆勒碼中收縮2t比特而獲得(2k-2t，k)第一階里德-繆勒碼進(jìn)行推廣的示例。生成(2k-2t，k)第一階里德-繆勒碼的編碼器具有最小距離2k-1-2t-1。
因此，本發(fā)明公開(kāi)了個(gè)用于計(jì)算對(duì)通過(guò)從(2k，k)第一階里德-繆勒碼中收縮2t比特而創(chuàng)建的(2k-2t，k)第一階里德-繆勒碼進(jìn)行最優(yōu)化的2t個(gè)收縮位置的方法。在以下的描述中，(2k-2t，k)第一階里德-繆勒碼為簡(jiǎn)短起見(jiàn)用“(2k-2t，k)碼”表示。
在描述用于計(jì)算最優(yōu)收縮位置的方法之前，將定義作為本發(fā)明背景的數(shù)學(xué)術(shù)語(yǔ)。具有第k階向量v(＝vk-1，…，v1，v0)作為其元素的向量空間V的線(xiàn)性不相關(guān)特性由方程式(1)定義。
v0，v1，…，vt-1線(xiàn)性不相關(guān)特性Ct-1Vt-1+…+C1V1+C0V0≠0，C0，C1，…，Ct-1…(1)圖5描述了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例用于在CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)中計(jì)算最優(yōu)收縮位置的過(guò)程。參照?qǐng)D5，t個(gè)線(xiàn)性不相關(guān)第k階向量v0，v1，…，vt-1在步驟500由方程式(1)來(lái)選擇。在選擇了t個(gè)線(xiàn)性不相關(guān)第k階向量之后，在步驟510中由方程式(2)計(jì)算對(duì)于所選的t個(gè)線(xiàn)性不相關(guān)第k階向量v0，v1，…，vt-1的可能的線(xiàn)性組合ci。ci=(ck-1i,...,c1i,c0i)...(2)]]>其中i表示線(xiàn)性組合的數(shù)量的指數(shù)，而k表示向量的階數(shù)，或者表示向量坐標(biāo)的數(shù)量。
由方程式(2)計(jì)算的可能的線(xiàn)性組合的總數(shù)量變成2t。
此后，在步驟520，用方程式(3)計(jì)算用于計(jì)算的2t個(gè)可能的線(xiàn)性組合的收縮位置pi。Pi=Σj=0k-1cji2tt=1,...,2t....(3)]]>方程式(3)用于將各個(gè)2t線(xiàn)性組合ci轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)。
為了更好的理解上述過(guò)程，以下將要描述用于計(jì)算(24，5)碼的收縮位置的方法，其中(24，5)碼是k＝5和t＝3的(2k-2t，k)碼。
首先，在步驟500，選擇3個(gè)線(xiàn)性不相關(guān)第5階向量v0＝(0，0，0，0，1)、v1＝(0，0，0，1，0)以及v2＝(0，0，1，0，0)。其次，在步驟510由方程式(2)計(jì)算對(duì)于所選的三個(gè)第5階向量v0、v1以及v2的所有可能的線(xiàn)性組合ci。由方程式(2)計(jì)算的可能的線(xiàn)性組合ci提供如下c1＝(0，0，0，0，0)，c2＝v0＝(0，0，0，0，1)，c3＝v1＝(0，0，0，1，1)，c4＝v1+v0＝(0，0，0，1，1)，c5＝v2＝(0，0，1，0，0)，c6＝v2+v0＝(0，0，1，0，1)，c7＝v2+v1＝(0，0，1，1，0)，
c8＝v2+v1+v0＝(0，0，0，0，1)在步驟510計(jì)算了所有可能的線(xiàn)性組合之后，在步驟520由方程式(3)計(jì)算對(duì)于所計(jì)算的可能的23＝8個(gè)線(xiàn)性組合的收縮位置pi。由方程式(3)計(jì)算的收縮位置提供如下p1＝0.24+0.23+0.22+0.21+0.20＝0，p2＝0.24+0.23+0.22+0.21+1.20＝1，p3＝0.24+0.23+0.22+1.21+0.20＝2，p4＝0.24+0.23+0.22+1.21+1.20＝3，p5＝0.24+0.23+1.22+0.21+0.20＝4，p6＝0.24+0.23+1.22+0.21+1.20＝5，p7＝0.24+0.23+1.22+1.21+0.20＝6，p8＝0.24+0.23+1.22+1.21+1.20＝7，因此，對(duì)于k＝5和t＝3，通過(guò)收縮(32，5)第一階里德-繆勒碼的第0、1、2、3、4、5、6和7符號(hào)可以獲得最優(yōu)(24，5)碼。
實(shí)際上，除了用于計(jì)算最優(yōu)(24，5)碼的(32，5)第一階里德-繆勒碼的收縮位置之外，還存在著許多其它的收縮位置。除了上述收縮位置之外的其它收縮位置可以利用線(xiàn)性組合ci來(lái)計(jì)算。也就是說(shuō)，其它的收縮位置可以通過(guò)對(duì)向量c’i執(zhí)行圖5的步驟520來(lái)計(jì)算，其中向量c’i是通過(guò)將k×k可逆矩陣A乘以線(xiàn)性組合ci來(lái)確定的。結(jié)果是Πj=0k-1(2k-2j)]]>個(gè)k×k可逆矩陣。
通過(guò)用于創(chuàng)建具有逆矩陣的矩陣可以容易地計(jì)算k×k可逆矩陣的數(shù)量。在用于計(jì)算k×k可逆矩陣的方法中，對(duì)于第一列，作為非零向量的第k階列向量被選擇和排列，并且這種情況的數(shù)量是2k-20。對(duì)于第二列，既不是零向量也不是用于第一列的列向量的列向量被選擇和排列，并且這種情況的數(shù)量是2k-21。對(duì)于第三列，不作為由用于第一和第二列的列向量的線(xiàn)性組合確定的列向量的列向量被選擇和排列，并且這種情況的數(shù)量是2k-21。在該方法中，對(duì)于第i列，不作為由用于第一至第(i-1)列的(i-1)列向量的線(xiàn)性組合確定的列向量的列向量被選擇和排列，并且這種情況的數(shù)量是2k-21-1。通過(guò)用這種方式選擇和排列列向量可以容易地計(jì)算可逆矩陣。所有可逆矩陣的數(shù)量是Πj=0k-1(2k-2j).]]>例如，上述示例將參照方程式(4)所示的5×5可逆矩陣A來(lái)描述。0010000010000011000001000...(4)]]>通過(guò)將k×k可逆矩陣A乘以線(xiàn)性組合ciT來(lái)計(jì)算的向量c’i提供如下c’1＝A·c1T＝(0，0，0，0，0)T，c’2＝A·c2T＝(0，0，1，0，0)T，c’3＝A·c3T＝(0，1，0，0，0)T，c’4＝A·c4T＝(0，1，1，0，0)T，c’5＝A·c5T＝(1，0，0，0，0)T，c’6＝A·c6T＝(1，0，1，0，0)T，c’7＝A·c7T＝(1，1，0，0，0)T，c’8＝A·c8T＝(1，1，1，0，0)T在上述處理中，T表示轉(zhuǎn)置，而行向量ciT被轉(zhuǎn)置成列向量，然后乘以矩陣A。
在計(jì)算了上述所有可能的組合之后，利用方程式(3)在步驟520計(jì)算用于計(jì)算的向量c’iT的收縮位置pi。由方程式(3)計(jì)算的收縮位置提供如下p1＝0.24+0.23+0.22+0.21+0.20＝0，p2＝0.24+0.23+1.22+0.21+0.20＝4，p3＝0.24+1.23+0.22+1.21+0.20＝8，p4＝0.24+1.23+1.22+0.21+0.20＝12，p5＝1.24+0.23+0.22+0.21+0.20＝16，p6＝1.24+0.23+1.22+0.21+0.20＝20，p7＝1.24+1.23+0.22+0.21+0.20＝24，p8＝1.24+1.23+1.22+0.21+0.20＝28因此，對(duì)于k＝5和t＝3，通過(guò)從(32，5)第一階里德-繆勒碼收縮其它第0、4、8、12、16、20、24和28d的最優(yōu)收縮位置可以獲得最優(yōu)(24，5)碼。
接著，將參照實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行描述，其中使用了前面提供的(2k-2t，k)碼，具體地說(shuō)，使用了應(yīng)用以上計(jì)算的收縮位置的兩種類(lèi)型的(24，5)碼。
第一實(shí)施例本發(fā)明的第一實(shí)施例提供了根據(jù)上述最優(yōu)碼生成方法的發(fā)送器的編碼設(shè)備和方法。圖6描述了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例包含在用于CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)的發(fā)送器中的編碼器的結(jié)構(gòu)。
參照?qǐng)D6，(32，5)第一階里德-繆勒編碼器600編碼5個(gè)輸入信息比特a0、a1、a2、a3和a4，并輸出由32編碼符號(hào)構(gòu)成的編碼符號(hào)流。
圖8描述了第一階里德-繆勒編碼器600的詳細(xì)結(jié)構(gòu)。參照?qǐng)D8，5輸入信息比特a0、a1、a2、a3和a4分別被提供給它們相關(guān)的乘法器840、841、842、843和844。同時(shí)，沃爾什碼發(fā)生器810生成沃爾什碼W1、W2、W4、W8和W16，并將生成的沃爾什碼W1、W2、W4、W8和W16分別提供給相關(guān)的乘法器840、841、842、843和844。
更具體地說(shuō)，沃爾什碼W1＝01010101010101010101010101010101被提供給第一乘法器840，而沃爾什碼W2＝00110011001100110011001100110011被提供給第二乘法器841。另外，沃爾什碼W4＝00001111000011110000111100001111被提供給第三乘法器842，沃爾什碼W8＝00000000111111110000000011111111被提供給第四乘法器843，以及沃爾什碼W16＝00000000000000001111111111111111被提供給第五乘法器844。
第一乘法器840以比特為單位將沃爾什碼W1與輸入信息比特a0相乘，并輸出32編碼符號(hào)。即，第一乘法器840用長(zhǎng)度32的沃爾什碼W1編碼信息比特a0，并輸出由32編碼符號(hào)構(gòu)成的編碼符號(hào)流。同樣的處理由各個(gè)乘法器841-844對(duì)剩余的信息比特(a1-a4)和沃爾什碼(W2、W4、W8和W16)進(jìn)行重復(fù)。
從第一至第五乘法器840、841、842、843和844輸出的五個(gè)編碼符號(hào)流被提供給加法器860。加法器860以符號(hào)為單位將從第一至第五乘法器840、841、842、843和844輸出的五個(gè)編碼符號(hào)流相加，并輸出一個(gè)長(zhǎng)度32的編碼符號(hào)流。
在第一實(shí)施例中，第一階里德-繆勒碼編碼器600用不同的沃爾什碼編碼5輸入信息比特，相加編碼的信息比特，并輸出一個(gè)長(zhǎng)度32的編碼符號(hào)流。但是，作為另一示例，還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)于5輸入信息比特的用于輸出長(zhǎng)度32的編碼符號(hào)流的方法。換言之，第一階里德-繆勒碼編碼器600包括存儲(chǔ)器表，用于存儲(chǔ)對(duì)應(yīng)于5個(gè)各自輸入信息比特的不同的長(zhǎng)度32的編碼符號(hào)流，并讀取對(duì)應(yīng)于5輸入信息比特的編碼符號(hào)流。
從第一階里德一繆勒碼編碼器600輸出的編碼符號(hào)流被提供給收縮器(puncturer)610。收縮器610在構(gòu)成提供的編碼符號(hào)流的32符號(hào)中收縮由提出的方法確定的8收縮位置中的符號(hào)。例如，如果最優(yōu)收縮位置被確定為第0、1、2、3、4、5、6和7的符號(hào)，則收縮器610從編碼符號(hào)中收縮第0、1、2、3、4、5、6和7的符號(hào)。因此，收縮器610輸出由24個(gè)符號(hào)構(gòu)成的編碼符號(hào)流，它不對(duì)應(yīng)于收縮位置。
圖7描述了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例包含在用于CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)的接收器中的編碼器的結(jié)構(gòu)。參照?qǐng)D7，零插入器710從發(fā)送器接收長(zhǎng)度24的編碼符號(hào)流，并在由圖6所示的收縮器610使用的收縮位置中插入零(0)比特。也就是說(shuō)，當(dāng)收縮器610已收縮第0、1、2、3、4、5、6和7編碼符號(hào)時(shí)，零插入器710在長(zhǎng)度24的編碼符號(hào)流的開(kāi)始的8個(gè)收縮位置中插入零比特，因此輸出長(zhǎng)度32的編碼符號(hào)流。為此，零插入器710必須知道零插入位置，即，由收縮器610使用的收縮位置。該信息以給定的處理從發(fā)送器提供。從零插入器710輸出的長(zhǎng)度32的編碼符號(hào)流被提供給IFHT(逆快速哈達(dá)碼轉(zhuǎn)換部分)705。IFHT 705將所提供的長(zhǎng)度32的編碼符號(hào)流與所有長(zhǎng)度32的第一階里德-繆勒碼字進(jìn)行比較，并根據(jù)比較結(jié)果計(jì)算各個(gè)第一階里德-繆勒碼字的可靠性。第一階里德-繆勒碼字可以是發(fā)送器用于編碼的沃爾什碼，并且可靠性可以通過(guò)計(jì)算編碼符號(hào)流和沃爾什碼之間的相關(guān)性來(lái)獲得。另外，IFHT705用所有的第一階里德-繆勒碼字來(lái)解碼長(zhǎng)度32的編碼符號(hào)流。IFHT 705輸出計(jì)算的可靠性以及由各個(gè)第一階里德-繆勒碼字解碼的輸入信息比特?？煽啃院徒獯a的信息比特成對(duì)，其數(shù)量等于第一階里德-繆勒碼字的數(shù)量?？煽啃院徒獯a的信息比特對(duì)被提供給比較器700。比較器700從所提供的可靠性中選擇最高的可靠性，并輸出與所選的可靠性成對(duì)的輸入信息比特作為解碼的比特。
該實(shí)施例已經(jīng)通過(guò)示例將第0、1、2、3、4、5、6和7符號(hào)確定為最優(yōu)收縮位置。但是，如上所述，第0、4、8、12、1 6、20、24和28符號(hào)也可以用作最優(yōu)收縮位置。在這種情況下，零插入器710的零插入位置也根據(jù)收縮位置而改變。
另外，因?yàn)楦鶕?jù)該實(shí)施例的收縮位置如此確定以?xún)?yōu)化編碼器的能力并具有簡(jiǎn)單的規(guī)律性，所以可以減少發(fā)送器中的編碼器和接收器中的解碼器的硬件復(fù)雜性。
第二實(shí)施例盡管第一實(shí)施例已經(jīng)提出了用于收縮編碼符號(hào)流的方案，但是第二實(shí)施例提出了收縮用于在編碼輸入信息比特之前進(jìn)行編碼的沃爾什碼的方案。也就是說(shuō)，第二實(shí)施例提供了用于同時(shí)執(zhí)行收縮和編碼操作的設(shè)備和方法，其不需要單獨(dú)的收縮器。
圖9描述了根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的編碼器的詳細(xì)結(jié)構(gòu)。參照?qǐng)D9，5個(gè)輸入信息比特a0、a1、a2、a3和a4分別被提供給第一至第五乘法器940、941、942、943和944。同時(shí)，沃爾什碼發(fā)生器910生成收縮8比特的長(zhǎng)度24的沃爾什碼W1、W2、W4、W8和W16。從沃爾什碼發(fā)生器910輸出的長(zhǎng)度24的沃爾什碼對(duì)應(yīng)于第一實(shí)施例中使用的長(zhǎng)度32的沃爾什碼，從中對(duì)應(yīng)于最優(yōu)收縮位置的8比特被收縮。即，如上所述，最優(yōu)收縮位置對(duì)應(yīng)于第0、1、2、3、4、5、6和7比特，或者第0、4、8、12、16、20、24和28比特。在以下描述中，最優(yōu)收縮位置被假設(shè)為第0、1、2、3、4、5、6和7比特。
從沃爾什碼發(fā)生器910輸出的收縮沃爾什碼W1、W2、W4、W8和W16被分別提供給第一至第五乘法器940、941、942、943和944。更具體地說(shuō)，沃爾什碼W1＝010101010101010101010101被提供給第一乘法器940，而沃爾什碼W2＝001100110011001100110011被提供給第二乘法器941。而且，沃爾什碼W4＝000011110000111100001111被提供給第三乘法器942，沃爾什碼W8＝111111110000000011111111被提供給第四乘法器943，以及沃爾什碼W16＝000000001111111111111111被提供給第五乘法器944。
第一乘法器940以比特為單位將輸入信息比特a0乘以收縮沃爾什碼W1。即，第一乘法器940用長(zhǎng)度24的收縮沃爾什碼W1編碼信息比特a0，并輸出由24個(gè)編碼符號(hào)構(gòu)成的編碼符號(hào)流。相同的處理由各個(gè)乘法器941至944對(duì)剩余的信息比特(a1-a4)和沃爾什碼(W2、W4、W8和W16)進(jìn)行重復(fù)。
從第一至第五乘法器940、941、942、943和944輸出的5個(gè)編碼符號(hào)流被提供給加法器960。加法器960以符號(hào)為單位將從第一至第五乘法器940、941、942、943和944輸出的5個(gè)編碼符號(hào)流相加，并輸出一個(gè)長(zhǎng)度24的編碼符號(hào)流。
在圖9中，沃爾什碼發(fā)生器910輸出通過(guò)從32比特沃爾什碼中收縮對(duì)應(yīng)于最優(yōu)收縮位置的8比特而獲得的24比特沃爾什碼。但是，在可選實(shí)施例中，還可以在沃爾什碼發(fā)生器910的后級(jí)配置收縮器，從而收縮器收縮來(lái)自沃爾什碼發(fā)生器910的32沃爾什碼。另外，在實(shí)施例中，第一階里德-繆勒編碼器600用不同的沃爾什碼編碼5個(gè)輸入信息比特，相加編碼的信息比特，并輸出一個(gè)長(zhǎng)度24的編碼符號(hào)流。然而，在可選實(shí)施例中，還可以實(shí)現(xiàn)用于輸出長(zhǎng)度24的編碼符號(hào)流，該編碼符號(hào)流對(duì)應(yīng)于5個(gè)輸入信息比特。即，第一階里德-繆勒編碼器600包括用于存儲(chǔ)不同的分別對(duì)應(yīng)于5個(gè)輸入信息比特的長(zhǎng)度24的編碼符號(hào)流的存儲(chǔ)器表，并讀取對(duì)應(yīng)于5個(gè)輸入信息符號(hào)的編碼符號(hào)流。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的NB-TDD CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)最佳地編碼和解碼傳送格式組合指示器(TFCI)比特以獲得最優(yōu)最小距離，由此提高了糾錯(cuò)能力。另外，通過(guò)根據(jù)簡(jiǎn)單的規(guī)律性確定收縮位置還可以簡(jiǎn)化編碼和解碼方案。
盡管已經(jīng)結(jié)合某些優(yōu)選實(shí)施例示出和描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)理解在不脫離所附權(quán)利要求書(shū)限定的發(fā)明的實(shí)質(zhì)和范圍的情況下，可以在形式和細(xì)節(jié)上進(jìn)行各種修改。
權(quán)利要求
1.一種用于根據(jù)k個(gè)輸入信息比特從2k個(gè)第一階里德-繆勒碼生成(2k-2t)個(gè)第一階里德-繆勒碼的方法，包括步驟選擇t個(gè)線(xiàn)性不相關(guān)的第k階向量；通過(guò)線(xiàn)性組合t個(gè)所選的向量生成2t個(gè)線(xiàn)性組合；計(jì)算對(duì)應(yīng)于2t個(gè)線(xiàn)性組合的2t個(gè)收縮位置；以及通過(guò)從2k個(gè)第一階里德-繆勒碼收縮2t個(gè)收縮位置來(lái)生成(2k-2t)個(gè)第一階里德-繆勒碼。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中線(xiàn)性不相關(guān)的第k階向量滿(mǎn)足如下表示的線(xiàn)性不相關(guān)特性v0，v1，…，vt-1線(xiàn)性不相關(guān)特性Ct-1Vt-1+…+C1V1+C0V0≠0，C0，C1，…，Ct-1。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中2t個(gè)線(xiàn)性組合是ci=(ck-1i,...,c1i,c0i)]]>其中i表示線(xiàn)性組合的數(shù)量的指數(shù)。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中2t個(gè)收縮位置是通過(guò)將2t個(gè)線(xiàn)性組合轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)來(lái)計(jì)算的。
5.如權(quán)利要求3所述的方法，其中2t個(gè)收縮位置是通過(guò)將2t個(gè)線(xiàn)性組合應(yīng)用于以下給出的方程式來(lái)計(jì)算的Pi=Σj=0k-1cji2t----t=1,...,2t.]]>
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中2k個(gè)第一階里德-繆勒碼是用于編碼k個(gè)輸入信息比特的碼。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中2k個(gè)第一階里德-繆勒碼是通過(guò)用給定的碼編碼k個(gè)輸入信息比特而獲得的編碼符號(hào)流。
8.一種用于根據(jù)k個(gè)輸入信息比特從2k個(gè)第一階里德-繆勒碼生成(2k-2t)個(gè)第一階里德-繆勒碼的方法，包括步驟選擇t個(gè)線(xiàn)性不相關(guān)的第k階向量；通過(guò)線(xiàn)性組合t個(gè)所選的向量生成2t個(gè)線(xiàn)性組合；計(jì)算對(duì)應(yīng)于2t個(gè)線(xiàn)性組合的2t個(gè)收縮位置；從具有k×k逆矩陣的多個(gè)k×k矩陣中選擇一個(gè)k×k矩陣；通過(guò)將2t個(gè)收縮位置中的每一個(gè)乘以所選的k×k矩陣計(jì)算出2t個(gè)新收縮位置；以及通過(guò)從2k個(gè)第一階里德-繆勒碼收縮2t個(gè)新收縮位置來(lái)生成(2k-2t)個(gè)第一階里德-繆勒碼。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中線(xiàn)性不相關(guān)的第k階向量滿(mǎn)足如下表示的線(xiàn)性不相關(guān)特性v0，v1，…，vt-1線(xiàn)性不相關(guān)特性Ct-1Vt-1+…+C1V1+C0V0≠0，C0，C1，…，Ct-1。
10.如權(quán)利要求8所述的方法，其中2t個(gè)線(xiàn)性組合是ci=(ck-1i,...,c1i,c0i)]]>其中i表示線(xiàn)性組合的數(shù)量的指數(shù)。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其中2t個(gè)收縮位置是通過(guò)將2t個(gè)線(xiàn)性組合轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)來(lái)計(jì)算的。
12.如權(quán)利要求8所述的方法，其中2t個(gè)收縮位置是通過(guò)將2t個(gè)線(xiàn)性組合應(yīng)用于以下給出的方程式來(lái)計(jì)算的Pi=Σj=0k-1cji2t----t=1,...,2t.]]>
13.如權(quán)利要求8所述的方法，其中2k個(gè)第一階里德-繆勒碼是用于編碼k個(gè)輸入信息比特的碼。
14.如權(quán)利要求8所述的方法，其中2k個(gè)第一階里德-繆勒碼是通過(guò)用給定的碼編碼k個(gè)輸入信息比特而獲得的編碼符號(hào)流。
15.如權(quán)利要求8所述的方法，其中所選的k×k矩陣A給定如下A=0010000010000011000001000]]>
16.一種在CDMA(碼分多址)移動(dòng)通信系統(tǒng)的發(fā)送器中用于編碼k個(gè)輸入信息比特的設(shè)備，包括編碼器，用于利用2k比特第一階里德-繆勒碼編碼k個(gè)輸入信息比特，并輸出2k個(gè)編碼符號(hào)；以及收縮器，用于選擇t個(gè)線(xiàn)性不相關(guān)的第k階向量，從2k個(gè)編碼符號(hào)中收縮在對(duì)應(yīng)于通過(guò)線(xiàn)性組合t個(gè)所選的向量而獲得的2t個(gè)線(xiàn)性組合的收縮位置上的編碼符號(hào)，并輸出(2k-2t)個(gè)編碼符號(hào)。
17.如權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其中線(xiàn)性不相關(guān)的第k階向量滿(mǎn)足如下表示的線(xiàn)性不相關(guān)特性v0，v1，…，vt-1線(xiàn)性不相關(guān)特性Ct-1Vt-1+…+C1V1+C0V0≠0，C0，C1，…，Ct-1。
18.如權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其中2t個(gè)線(xiàn)性組合是ci=(ck-1i,...,c1i,c0i)]]>其中i表示線(xiàn)性組合的數(shù)量的指數(shù)。
19.如權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其中2t個(gè)收縮位置是通過(guò)將2t個(gè)線(xiàn)性組合轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)來(lái)計(jì)算的。
20.如權(quán)利要求18所述的設(shè)備，其中2t個(gè)收縮位置是通過(guò)將2t個(gè)線(xiàn)性組合應(yīng)用于以下給出的方程式來(lái)計(jì)算的Pi=Σj=0k-1cji2t----t=1,...,2t.]]>
21.一種在用于CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)的發(fā)送器中用于編碼k個(gè)輸入信息比特的設(shè)備，包括代碼發(fā)生器，用于選擇t個(gè)線(xiàn)性不相關(guān)的第k階向量，從2k比特的第一階里德-繆勒碼中收縮在對(duì)應(yīng)于通過(guò)線(xiàn)性組合t個(gè)所選的向量而獲得的2t個(gè)組合的2t個(gè)收縮位置上的2k比特的第一階里德-繆勒碼，并輸出(2k-2t)比特的第一階里德-繆勒碼；以及編碼器，用于利用(2k-2t)比特的第一階里德-繆勒碼來(lái)編碼k個(gè)輸入信息比特，并輸出(2k-2t)個(gè)編碼符號(hào)。
22.如權(quán)利要求21所述的設(shè)備，其中線(xiàn)性不相關(guān)的第k階向量滿(mǎn)足如下表示的線(xiàn)性不相關(guān)特性v0，v1，…，vt-1線(xiàn)性不相關(guān)特性Ct-1Vt-1+…+C1V1+C0V0≠0，C0，C1，…，Ct-1。
23.如權(quán)利要求21所述的設(shè)備，其中2t個(gè)線(xiàn)性組合是ci=(ck-1i,...,c1i,c0i)]]>其中i表示線(xiàn)性組合的數(shù)量的指數(shù)。
24.如權(quán)利要求21所述的設(shè)備，其中2t個(gè)收縮位置是通過(guò)將2t個(gè)線(xiàn)性組合轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)來(lái)計(jì)算的。
25.如權(quán)利要求23所述的設(shè)備，其中2t個(gè)收縮位置是通過(guò)將2t個(gè)線(xiàn)性組合應(yīng)用于以下給出的方程式來(lái)計(jì)算的Pi=Σj=0k-1cji2t---t=1,...,2t.]]>
26.如權(quán)利要求21所述的設(shè)備，其中編碼器包括k個(gè)乘法器，每個(gè)乘法器用于將k個(gè)輸入信息比特中的一個(gè)輸入信息比特乘以(2k-2t)比特的第一階里德-繆勒碼中的一個(gè)(2k-2t)比特的第一階里德-繆勒碼，并輸出由(2k-2t)個(gè)編碼符號(hào)構(gòu)成的編碼符號(hào)流；以及加法器，用于以符號(hào)為單位相加從k個(gè)乘法器中的每一個(gè)輸出的編碼符號(hào)流，并輸出一個(gè)由(2k-2t)個(gè)編碼符號(hào)構(gòu)成的編碼符號(hào)流。
27.一種用于從發(fā)送器接收(2k-2t)個(gè)編碼符號(hào)并從(2k-2t)個(gè)所接收的編碼符號(hào)中解碼k個(gè)信息比特的方法，包括步驟選擇t個(gè)線(xiàn)性不相關(guān)的第k階向量，并計(jì)算對(duì)應(yīng)于通過(guò)組合t個(gè)所選的向量而獲得的2t線(xiàn)性組合的位置；通過(guò)在(2k-2t)個(gè)編碼符號(hào)的計(jì)算位置中插入零(0)比特來(lái)輸出2k個(gè)編碼符號(hào)；計(jì)算由2k個(gè)編碼符號(hào)和由發(fā)送器使用的2k個(gè)比特構(gòu)成的各個(gè)第一階里德-繆勒碼的可靠性；以及利用具有最高可靠性的第一階里德-繆勒碼從2k個(gè)編碼符號(hào)中解碼k個(gè)信息比特。
28.如權(quán)利要求27所述的方法，其中線(xiàn)性不相關(guān)的第k階向量滿(mǎn)足如下表示的線(xiàn)性不相關(guān)特性v0，v1，…，vt-1線(xiàn)性不相關(guān)特性Ct-1Vt-1+…+C1V1+C0V0≠0，C0，C1，…，Ct-1。
29.如權(quán)利要求27所述的方法，其中2t個(gè)線(xiàn)性組合是ci=(ck-1i,...,c1i,c0i)]]>其中i表示線(xiàn)性組合的數(shù)量的指數(shù)。
30.如權(quán)利要求27所述的方法，其中2t個(gè)收縮位置是通過(guò)將2t個(gè)線(xiàn)性組合轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)來(lái)計(jì)算的。
31.如權(quán)利要求29所述的方法，其中2t個(gè)收縮位置是通過(guò)將2t個(gè)線(xiàn)性組合應(yīng)用于以下給出的方程式來(lái)計(jì)算的Pi=Σj=0k-1cji2t---t=1,...,2t.]]>
32.一種用于從發(fā)送器接收(2k-2t)個(gè)編碼符號(hào)并從(2k-2t)個(gè)所接收的編碼符號(hào)中解碼k個(gè)信息比特的設(shè)備，包括零插入器，用于選擇t個(gè)線(xiàn)性不相關(guān)的第k階向量，計(jì)算對(duì)應(yīng)于通過(guò)組合t個(gè)所選的向量而獲得的2t個(gè)線(xiàn)性組合的位置，并通過(guò)在(2k-2t)個(gè)編碼符號(hào)的計(jì)算位置中插入零(0)比特輸出2k個(gè)編碼符號(hào)；逆快速哈達(dá)碼轉(zhuǎn)換部分，用于計(jì)算由發(fā)送器使用的2k個(gè)比特和2k個(gè)編碼符號(hào)構(gòu)成的各個(gè)第一階里德-繆勒碼的可靠性，并利用對(duì)應(yīng)于各個(gè)可靠性的第一階里德-繆勒碼從2k個(gè)編碼符號(hào)中解碼k個(gè)信息比特；以及比較器，用于從逆快速哈達(dá)碼轉(zhuǎn)換部分成對(duì)接收可靠性和信息比特，比較可靠性，并輸出與最高可靠性成對(duì)的信息比特。
全文摘要
公開(kāi)了一種用于根據(jù)k個(gè)輸入信息比特從文檔編號(hào)H03M13/21GK1389020SQ01802423
公開(kāi)日2003年1月1日 申請(qǐng)日期2001年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2000年8月18日
發(fā)明者金宰烈 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社