專利名稱：數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)、速率匹配設(shè)備及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的信道編碼設(shè)備和方法，并且特別涉及用于信道編碼碼元的速率匹配的設(shè)備和方法。
背景技術(shù)：
通常，在諸如衛(wèi)星系統(tǒng)、ISDN(綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)絡(luò))系統(tǒng)、數(shù)字蜂窩系統(tǒng)、W-CDMA(寬帶碼分多址)系統(tǒng)、UMTS(通用移動電信系統(tǒng))和IMT-2000(國際移動電信-2000)系統(tǒng)的數(shù)字通信系統(tǒng)中，源用戶數(shù)據(jù)在發(fā)送前用糾錯碼進(jìn)行信道編碼，以便增加系統(tǒng)的可靠性。卷積碼和線性塊碼通常用于信道編碼，并且對于線性塊碼，使用單個解碼器。最近，除了這些碼，快速(turbo)碼也被廣泛使用，該種碼對于數(shù)據(jù)發(fā)送和接收是有用的。
在支持多用戶的多址通信系統(tǒng)和具有多個信道的多信道通信系統(tǒng)中，信道編碼碼元與給定數(shù)目的傳輸信道碼元相匹配，以便增加數(shù)據(jù)傳輸效率和改善系統(tǒng)性能。這種處理稱作“速率匹配”。速率匹配也被執(zhí)行以使輸出碼元速率與傳輸碼元速率匹配。通常的速率匹配方法包括穿孔(puncturing)或重發(fā)(repeating)部分信道編碼碼元。
傳統(tǒng)的速率匹配設(shè)備示于圖1。參照圖1，信道編碼器100以編碼速率R＝k/n對輸入信息位(k)編碼，并且輸出編碼碼元(n)。多路復(fù)用器(MUX)110多路復(fù)用編碼的碼元。速率匹配塊120通過穿孔或重發(fā)來速率匹配復(fù)用的編碼碼元，并且輸出速率匹配的碼元到發(fā)送器(未示出)。信道編碼器100以具有CLOCK的速度的碼元時鐘的每個周期工作，并且多路復(fù)用器110和速率匹配塊120以具有n×CLOCK的速度的時鐘的每個預(yù)定周期工作。
應(yīng)注意，建議圖1的速率匹配設(shè)備用于該種情況，即諸如卷積碼或線性塊碼的非系統(tǒng)碼用于信道編碼的情況。對于碼元，用非系統(tǒng)碼諸如卷積碼或線性塊碼進(jìn)行信道編碼，因為碼元之間沒有權(quán)重，即，由于從信道編碼器100輸出的編碼碼元的差錯敏感性對于一幀內(nèi)的每個碼元是類似的，信道編碼器100編碼的碼元能夠無差別地提供給速率匹配塊120并且進(jìn)行穿孔或重發(fā)，如圖1所示。
然而，當(dāng)使用系統(tǒng)碼諸如快速碼時，碼元之間存在權(quán)重，對于提供給速率匹配塊120的信道編碼碼元同等地進(jìn)行穿孔或重發(fā)是不好的。因為信息碼元和奇偶碼元之間權(quán)重不相等，建議速率匹配塊120能夠?qū)焖倬幋a碼元中的奇偶碼元穿孔，但是不應(yīng)對信息碼元穿孔。作為另一選擇，如果可能的話，速率匹配塊120可以重發(fā)快速編碼碼元中的信息碼元，以增加碼元的能量，但是不應(yīng)重發(fā)奇偶碼元。即，當(dāng)使用快速碼時，難以使用圖1的速率匹配設(shè)備。根據(jù)下列事實，這是正常的圖1的結(jié)構(gòu)只可用于非系統(tǒng)碼諸如卷積碼或線性塊碼，并且快速碼具有不同于卷積碼和線性塊碼的新特性。
近來，為了解決這個問題，已經(jīng)提出了一種方法，用于速率匹配用快速編碼信道編碼的碼元。然而，只有當(dāng)速率匹配快速編碼的碼元時才能夠使用該種方法，并且當(dāng)速率匹配用現(xiàn)有的卷積碼或線性塊碼進(jìn)行信道編碼的碼元時，不能使用。
因此，需要一種用于速率匹配用現(xiàn)有的非系統(tǒng)碼進(jìn)行信道編碼的碼元和用系統(tǒng)碼進(jìn)行信道編碼的碼元二者的單個設(shè)備和方法，例如，被設(shè)計支持非系統(tǒng)碼和系統(tǒng)碼二者的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)需要兩個不同的結(jié)構(gòu)以便速率匹配兩種碼，導(dǎo)致復(fù)雜性增加。然而，如果能夠使用單個結(jié)構(gòu)對不同的碼元進(jìn)行速率匹配，將降低設(shè)備的復(fù)雜性。
發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中的設(shè)備和方法，用于使用單個結(jié)構(gòu)，對用非系統(tǒng)碼進(jìn)行信道編碼的碼元和用系統(tǒng)碼進(jìn)行信道編碼的碼元二者均能速率匹配。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種支持非系統(tǒng)碼和系統(tǒng)碼的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中的設(shè)備和方法，用于選擇性地對用非系統(tǒng)碼進(jìn)行信道編碼的碼元或用系統(tǒng)碼進(jìn)行信道編碼的碼元速率匹配。
本發(fā)明的另一個目的是提供數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中的設(shè)備和方法，用于速率匹配信道編碼碼元以增加數(shù)據(jù)傳輸效率和改善系統(tǒng)性能。
為了實現(xiàn)上述和其它目的，提出了在數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中用于匹配信道編碼碼元的速率的設(shè)備和方法。該速率匹配設(shè)備和方法可用于使用非系統(tǒng)碼(卷積碼或線性塊碼)和系統(tǒng)碼(快速碼)中的一種或兩者的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)。速率匹配設(shè)備包括多個速率匹配塊，速率匹配塊的數(shù)目等于信道編碼器的編碼速率的倒數(shù)。速率匹配設(shè)備通過改變初始參數(shù)，能夠速率匹配用非系統(tǒng)碼編碼的碼元或用系統(tǒng)碼編碼的碼元，所述初始參數(shù)包括輸入碼元數(shù)、輸出碼元數(shù)和穿孔/重發(fā)模式確定參數(shù)。
為了實現(xiàn)上述和其它目的，提出了一種數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中的速率匹配方法，該方法包括步驟信道編碼以產(chǎn)生編碼位；確定用于產(chǎn)生該編碼位的信道編碼方案是否是系統(tǒng)碼或者非系統(tǒng)碼；如果使用了系統(tǒng)碼，由與奇偶校驗流的數(shù)目相對應(yīng)的至少一個速率匹配功能來穿孔該編碼位的一部分，并旁路系統(tǒng)流；如果使用了非系統(tǒng)碼，由一個速率匹配功能來穿孔該編碼位的一部分，其中，每個速率匹配功能根據(jù)速率匹配參數(shù)穿孔該編碼位，所述速率匹配參數(shù)由從該速率匹配功能輸出的位的數(shù)目確定，所述速率匹配功能具有給定位數(shù)個傳輸信道。
為了實現(xiàn)上述和其它目的，提出了一種數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中的速率匹配設(shè)備，其特征在于信道編碼器，用于產(chǎn)生編碼位；控制器，用于確定用于產(chǎn)生該編碼位的信道碼是否是系統(tǒng)碼或者非系統(tǒng)碼；多路復(fù)用器，用于多路復(fù)用該編碼位，其中，如果使用了系統(tǒng)碼，則該多路復(fù)用器將該編碼位分成系統(tǒng)流和至少一個奇偶校驗流，如果使用了非系統(tǒng)流，則該多路復(fù)用器輸出一個編碼流；速率匹配功能，用于穿孔該編碼位的一部分，該速率匹配功能包括如果使用了系統(tǒng)碼，則與奇偶校驗流的數(shù)目相對應(yīng)的至少一個速率匹配功能分別接收相應(yīng)的奇偶校驗流，穿孔相應(yīng)的奇偶校驗流的一部分，并旁路系統(tǒng)流；如果使用了非系統(tǒng)碼，則一個速率匹配功能穿孔該編碼位的一部分，其中，每個速率匹配功能使用速率匹配參數(shù)來穿孔該編碼位，所述速率匹配參數(shù)由從該速率匹配功能輸出的位的數(shù)目確定，所述速率匹配功能具有給定位數(shù)個傳輸信道。
為了實現(xiàn)上述和其它目的，提出了一種在數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中用于速率匹配系統(tǒng)碼的速率匹配方法，該方法包括步驟信道編碼以產(chǎn)生編碼位；確定用于速率匹配該編碼位的速率匹配功能是否是重復(fù)或穿孔；如果該速率匹配功能是重復(fù)，則由一個速率匹配功能重復(fù)該編碼位的一部分；如果該速率匹配功能是穿孔，則由與奇偶校驗流的數(shù)目相對應(yīng)的至少一個速率匹配功能來穿孔該編碼位的一部分，并旁路系統(tǒng)流；其中，每個速率匹配功能使用速率匹配參數(shù)來穿孔該奇偶校驗流的該部分，所述速率匹配參數(shù)由從該速率匹配功能輸出的位的數(shù)目確定，所述速率匹配功能具有給定位數(shù)個傳輸信道。
為了實現(xiàn)上述和其它目的，提出了一種數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中的速率匹配方法，該數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)具有信道編碼器，用于使用預(yù)定的碼率來編碼輸入信息位和輸出該輸入信息位的系統(tǒng)位流和至少一個奇偶校驗位流，以產(chǎn)生該輸入信息位的編碼位，和速率匹配功能，用于速率匹配來自該編碼位的位的數(shù)目，以匹配從具有給定位數(shù)個傳輸信道的速率匹配功能輸出的位的數(shù)目，該方法用于確定將被速率匹配的位，包括步驟(a)通過接收Nc數(shù)目的輸入碼元和Ni數(shù)目的輸出碼元，確定要被速率匹配的碼元數(shù)‘y’；(b)計算初始誤差值‘e’，該值表示當(dāng)前穿孔率和希望的穿孔率之間的差值；(c)更新每個輸入位的誤差值；(d)當(dāng)所述誤差值小于等于‘0’時，速率匹配相應(yīng)的輸入位；和(e)重復(fù)執(zhí)行步驟(c)和(d)，直到計數(shù)的位數(shù)大于‘Nc’，其中，如果Nc大于Ni，至少速率匹配功能根據(jù)(a)至(e)分別穿孔相應(yīng)的奇偶校驗位流的一部分，并旁路該系統(tǒng)位流，并且如果Nc小于Ni，則速率匹配功能根據(jù)所述(a)至(e)重復(fù)該編碼位的一部分。
為了實現(xiàn)上述和其它目的，提出了一種數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)，具有信道編碼器，用于使用預(yù)定碼率來編碼輸入信息位和輸出該輸入信息位的編碼位流，以產(chǎn)生該輸入信息位的編碼位，和速率匹配功能，用于速率匹配來自該編碼位的位的數(shù)目，以匹配從具有給定位數(shù)個傳輸信道的速率匹配功能輸出的位的數(shù)目，該系統(tǒng)特征在于多路復(fù)用器，用于多路復(fù)用該編碼位，并輸出多路復(fù)用后的位；速率匹配功能，用于根據(jù)速率匹配參數(shù)，速率匹配所確定數(shù)目的多路復(fù)用后的位；和存儲器，用于存儲速率匹配參數(shù)，其是根據(jù)一種位流確定的，其中，該速率匹配功能順序接收該速率匹配參數(shù)，并且根據(jù)所接收的速率匹配參數(shù)，速率匹配該多路復(fù)用后的位。
為了實現(xiàn)上述和其它目的，提出了一種數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中的速率匹配方法，該數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)具有信道編碼器，用于使用預(yù)定碼率來編碼輸入信息位和輸出該輸入信息位的編碼位流，以產(chǎn)生該輸入信息位的編碼位，和速率匹配功能，用于速率匹配來自該編碼位的位的數(shù)目，以匹配從具有給定位數(shù)個傳輸信道的速率匹配功能輸出的位的數(shù)目，該方法包括步驟(a)多路復(fù)用該編碼位并輸出多路復(fù)用后的位；(b)順序接收速率匹配參數(shù)；(c)在速率匹配功能，確定與輸入位的數(shù)目相比要被速率匹配的編碼位的數(shù)目和輸出位的數(shù)目；(d)根據(jù)速率匹配參數(shù)，速率匹配所確定的多路復(fù)用后的位的數(shù)目，所述速率匹配參數(shù)是根據(jù)一種位流確定的；和(e)多路復(fù)用來自速率匹配功能的輸出位流。
通過下面參照附圖進(jìn)行詳細(xì)描述，本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點將變得更清楚。
圖1是按照現(xiàn)有技術(shù)的速率匹配設(shè)備的結(jié)構(gòu)圖；圖2和3是按照本發(fā)明實施例的速率匹配設(shè)備的結(jié)構(gòu)圖；圖4是按照本發(fā)明實施例采用穿孔的速率匹配設(shè)備的結(jié)構(gòu)圖；圖5是按照本發(fā)明另一實施例采用穿孔的速率匹配設(shè)備的結(jié)構(gòu)圖；圖6是圖5中所示的快速編碼器的結(jié)構(gòu)的詳細(xì)圖；圖7是按照本發(fā)明實施例采用穿孔的速率匹配過程的流程圖；圖8是按照本發(fā)明又一實施例采用穿孔的速率匹配設(shè)備的結(jié)構(gòu)圖；圖9是按照本發(fā)明實施例通過重發(fā)的速率匹配設(shè)備的結(jié)構(gòu)圖；圖10是按照本發(fā)明另一實施例通過重發(fā)的速率匹配設(shè)備的結(jié)構(gòu)圖；圖11是按照本發(fā)明實施例通過重發(fā)的速率匹配過程的流程圖。
具體實施例方式
下面將參照附圖描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例。在下面描述中，公知的功能或結(jié)構(gòu)不再詳述，因為它以不必要的細(xì)節(jié)對本發(fā)明造成模糊。
當(dāng)設(shè)計速率匹配設(shè)備時需要的條件首先，在描述本發(fā)明之前，將參照當(dāng)速率匹配用非系統(tǒng)碼諸如卷積碼或線性塊碼信道編碼的碼元時應(yīng)該考慮的條件(在下面描述中，非系統(tǒng)碼假定是卷積碼)。下面的條件1A到3A是當(dāng)通過穿孔速率匹配編碼的碼元時應(yīng)該考慮的條件，并且下面的條件1C和2C是當(dāng)通過重發(fā)速率匹配編碼的碼元時應(yīng)該考慮的條件。
條件1A作為被編碼的碼元的輸入碼元序列應(yīng)該使用具有特定周期的穿孔模式被穿孔。
條件2A如果可能，輸入碼元中的被穿孔位數(shù)應(yīng)該最小。
條件3A應(yīng)該使用均勻穿孔模式，從而作為編碼器輸出的編碼碼元的輸入碼元序列應(yīng)該被均勻穿孔。
條件1C作為被編碼的碼元的輸入碼元序列應(yīng)該使用具有特定周期的重發(fā)模式被重發(fā)。
條件2C應(yīng)該使用均勻重發(fā)模式，這樣為從編碼器輸出的編碼碼元的輸入碼元序列應(yīng)該被均勻重發(fā)。
這些條件基于下面的假設(shè)假定從使用卷積碼的編碼器輸出的碼元的差錯敏感性對于一幀內(nèi)的每個碼元幾乎相同。實際上，知道當(dāng)上述條件用作在執(zhí)行速率匹配的穿孔中的主要限制因素時，獲得肯定的結(jié)果，如下列文獻(xiàn)中所示的[1]G.D.Forney，“卷積碼I代數(shù)結(jié)構(gòu)(Convolutional codes IAlgebraicstructure)”IEEE信息理論學(xué)報，IT-16卷，720-738頁，1970年11月，[2]J.B.Cain，G.C.Clark，和J.M.Geist，“速率(n-1)/n的穿孔卷積碼和簡化的最低似然解碼(Punctured convolutional codes of rate(n-1)/n and simplified maximum likelihooddecoding)”IEEE信息理論學(xué)報，IT-25卷，97-100頁，1979年1月。
下面，參照當(dāng)速率匹配用系統(tǒng)碼進(jìn)行信道編碼的碼元時應(yīng)該考慮的條件(在下面描述中，系統(tǒng)碼將假定是快速碼)。下面的條件1B到5B是當(dāng)通過穿孔來速率匹配被編碼的碼元時應(yīng)該考慮的條件，并且下面的條件1D到5D是當(dāng)通過重發(fā)來速率匹配編碼的碼元時應(yīng)該考慮的條件。
條件1B由于快速碼是系統(tǒng)碼，對應(yīng)于由編碼器編碼的碼元中的信息碼元的部分不應(yīng)該被穿孔。此外，由于迭代解碼器用作快速碼的解碼器的原因，對應(yīng)于信息碼元的部分不應(yīng)該被穿孔。
條件2B由于快速編碼器包括并行連接的兩個分量編碼器，對于整個碼的最小自由距離，最好使兩個分量編碼器的每個的最小自由距離最大。因此，為了獲得最優(yōu)性能，兩個分量編碼器的輸出奇偶碼元應(yīng)該被均勻穿孔。
條件3B在大部分迭代解碼器中，由于從第一內(nèi)部解碼器執(zhí)行解碼，第一分量解碼器的第一輸出碼元不應(yīng)該被穿孔。換言之，編碼器的第一碼元不應(yīng)被穿孔，不管是否它是系統(tǒng)或奇偶位，因為第一碼元表示編碼的起始點。
條件4B每個分量編碼器的輸出奇偶碼元應(yīng)該使用均勻穿孔模式被穿孔，這樣從編碼器輸出的編碼碼元諸如現(xiàn)有的卷積碼應(yīng)該被均勻穿孔。
條件5B快速編碼器使用的終止尾位不應(yīng)該被穿孔，因為對解碼器的性能有壞影響。例如，SOVA(軟輸出維特比算法)解碼器當(dāng)終止尾位被穿孔時，與終止尾位不被穿孔的情況相比，具有降低的性能。
條件1D由于快速碼是系統(tǒng)碼，對應(yīng)于由編碼器編碼的碼元中的信息碼元的部分應(yīng)該被重發(fā)以增加碼元的能量。此外，由于迭代解碼器用作快速碼的解碼器，對應(yīng)于信息碼元的部分應(yīng)該被頻繁重發(fā)。
條件2D由于快速編碼器包括并行連接的兩個分量編碼器，對于整個碼的最小自由距離，最好使兩個分量編碼器的每個的最小自由距離最大。因此，當(dāng)重發(fā)奇偶碼元時，兩個分量編碼器的輸出奇偶碼元應(yīng)該被均勻重發(fā)，以便獲得最優(yōu)性能。
條件3D在大部分迭代解碼器中，由于從第一內(nèi)部解碼器執(zhí)行解碼，當(dāng)重發(fā)奇偶碼元時，第一分量解碼器的第一輸出碼元應(yīng)該優(yōu)先重發(fā)。
條件4D每個分量編碼器的輸出奇偶碼元應(yīng)該使用均勻重發(fā)模式被重發(fā)，這樣從編碼器輸出的編碼碼元諸如現(xiàn)有的卷積碼應(yīng)該被均勻重發(fā)。
條件5D快速編碼器使用的終止尾位不應(yīng)該被重發(fā)，因為對解碼器的性能有影響。例如，SOVA(軟輸出維特比算法)解碼器按照終止尾位是否被重發(fā)具有不同的性能。
本發(fā)明用于實現(xiàn)一種速率匹配設(shè)備，它不僅滿足條件1A-3A和1C-2C而且滿足條件1B-5B和1D-5D。即，本發(fā)明的采用穿孔的速率匹配設(shè)備用作對于卷積編碼的碼元滿足條件1A到3A的速率匹配設(shè)備，并且還用作對于快速編碼的碼元滿足條件1C到2C的速率匹配設(shè)備，并且還用作對于快速編碼碼元滿足條件1D到5D的速率匹配設(shè)備。
速率匹配設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)本發(fā)明的速率匹配設(shè)備的實施例示于圖2和3。更具體地說，圖2示出了按照本發(fā)明實施例用硬件實現(xiàn)的速率匹配設(shè)備的例子，并且圖3示出了按照本發(fā)明實施例用軟件實現(xiàn)的速率匹配設(shè)備的例子。
參照圖2，信道編碼器200以編碼速率R＝k/n對輸入信息位進(jìn)行信道編碼，并且輸出編碼的碼元。在此，n表示構(gòu)成一個碼字的編碼碼元的數(shù)目，并且k表示構(gòu)成一個輸入信息字的輸入信息位的數(shù)目。有n個速率匹配塊231-239，其每個根據(jù)按照編碼速率確定的碼元數(shù)，分別接收從信道編碼器200輸出的編碼碼元，并且穿孔/重發(fā)接收的碼元。n個速率匹配模塊231-239的每個根據(jù)一幀中編碼碼元數(shù)乘以編碼速率確定的數(shù)目，分別接收從信道編碼器200輸出的編碼碼元。例如，如果一幀中的編碼碼元數(shù)是10，并且編碼速率是R＝1/5，5個速率匹配塊每個分別接收2個碼元。速率匹配塊231-239每個按照預(yù)定的穿孔模式穿孔接收的碼元或按照預(yù)定重發(fā)模式重發(fā)接收的碼元。多路復(fù)用器240多路復(fù)用來自速率匹配塊231-239的速率匹配的碼元，并且將復(fù)用的碼元輸出到信道發(fā)送器(未示出)。由于信道發(fā)送器超出了本發(fā)明的范圍，此處將免去信道發(fā)送器的詳細(xì)描述。從下面對實施例的詳細(xì)描述中速率匹配塊231-239的速率匹配操作將變得更清楚。
參照圖3，信道編碼器200以編碼速率R＝k/n對輸入信息位進(jìn)行信道編碼，并且輸出編碼的碼元。具有速率匹配模塊的數(shù)字信號處理器(DSP)250使用速率匹配模塊，對由信道編碼器200信道編碼的碼元執(zhí)行速率匹配(或穿孔/重發(fā))。由DSP 250速率匹配的碼元輸出到信道發(fā)送器。速率匹配DSP 250從n個分離的數(shù)據(jù)流接收一幀的編碼碼元，此處從每個流接收的碼元數(shù)等于按照編碼速率確定的輸入碼元的數(shù)，并且以與圖2所示相同的方式，穿孔/重發(fā)接收的碼元。換言之，盡管DSP 250在硬件上是單個元件，它執(zhí)行與圖2的n個速率匹配塊相同的速率匹配操作。DSP 250也可由CPU(中央處理器)實現(xiàn)，并且速率匹配操作可以由一子程序?qū)崿F(xiàn)。當(dāng)此處使用術(shù)語“速率匹配塊”時，也是指在DSP 250中的速率匹配模塊。
如圖2和3，本發(fā)明的速率匹配設(shè)備可以具有這樣的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括對應(yīng)于編碼速率的數(shù)目那么多的速率匹配塊(即，當(dāng)k＝1時為編碼速率的倒數(shù)，但如果k≠1那么速率匹配塊的數(shù)目可以等于編碼速率的倒數(shù)乘以k)，并且每個速率匹配塊接收由一幀中的編碼碼元數(shù)乘以編碼速率確定的數(shù)目那么多的碼元，并且按照預(yù)定的穿孔模式穿孔接收的碼元或按照預(yù)定的重發(fā)模式重發(fā)接收的碼元。該結(jié)構(gòu)具有信道編碼碼元被分別處理的特征，而圖1的卷積速率匹配設(shè)備以一幀為單位處理信道編碼碼元。按照本發(fā)明改進(jìn)的速率匹配設(shè)備能夠用于卷積碼和快速碼兩種碼。即，按照本發(fā)明的速率匹配設(shè)備具有能夠應(yīng)用到卷積碼和快速碼兩種碼的單個結(jié)構(gòu)，雖然需要兩組不同的條件。
按照本發(fā)明的速率匹配設(shè)備也可有圖8的結(jié)構(gòu)。該速率匹配設(shè)備具有圖1的卷積速率匹配設(shè)備和圖2和3的新穎的速率匹配設(shè)備的組合結(jié)構(gòu)。該速率匹配設(shè)備包括單個速率匹配塊，即使由硬件實現(xiàn)，也具有較低的復(fù)雜性。
參照圖8，信道編碼器200以編碼速率R＝k/n信道編碼輸入信息位，并且輸出編碼碼元。編碼碼元由多路復(fù)用器器260復(fù)用，并且復(fù)用的編碼碼元輸出到速率匹配塊230。由速率匹配塊230通過穿孔/重發(fā)進(jìn)行速率匹配的碼元發(fā)送到信道發(fā)送器。RAM(隨機存取存儲器)270存儲在由速率匹配塊230執(zhí)行的速率匹配期間接收的初始值，并且將初始值提供給速率匹配塊230。信道編碼器200以具有CLOCK速度的碼元時鐘的每個周期操作，并且多路復(fù)用器260和速率匹配塊230以具有n×CLOCK速度的時鐘的預(yù)定周期操作。提供到RAM 270的初始值包括輸入碼元數(shù)Nc、輸出碼元數(shù)Ni、誤差值‘e’和穿孔/重發(fā)模式確定參數(shù)‘a(chǎn)’和‘b’。對于編碼碼元的每幀要穿孔的碼元數(shù)目由輸入碼元數(shù)Nc和輸出碼元數(shù)Ni確定。RAM 270存儲在預(yù)定時間段對應(yīng)于每個碼元時鐘的輸入碼元數(shù)Nc、輸出碼元數(shù)Ni、誤差值‘e’、和穿孔/重發(fā)模式確定參數(shù)‘a(chǎn)’和‘b’。當(dāng)通過穿孔進(jìn)行速率匹配時，速率匹配塊230在每個碼元時鐘周期接收存儲在RAM 270中的相應(yīng)的輸入碼元數(shù)Nc、輸出碼元數(shù)Ni、誤差值‘e’、和穿孔/重發(fā)模式確定參數(shù)‘a(chǎn)’和‘b’，以確定正在每個碼元時鐘周期處理的特定碼元是否需要被穿孔，并且按照相應(yīng)穿孔模式進(jìn)行穿孔。當(dāng)通過重發(fā)執(zhí)行速率匹配時，速率匹配塊230在每個碼元時鐘周期接收存儲在RAM 270中的相應(yīng)的輸入碼元數(shù)Nc、輸出碼元數(shù)Ni、誤差值‘e’、和穿孔/重發(fā)模式確定參數(shù)‘a(chǎn)’和‘b’，以確定正在每個碼元時鐘周期處理的特定碼元是否需要被重發(fā)，并且按照相應(yīng)的重發(fā)模式進(jìn)行重發(fā)。
當(dāng)在信道編碼器200中使用卷積碼或線性塊碼時，初始值設(shè)定到RAM270中的特定穿孔/重發(fā)參數(shù)(Nc，Ni，e，b，a)。即，速率匹配塊(RMB)工作如圖1所示，而不更新RAM 270。
當(dāng)在信道編碼器200中使用快速碼時，速率匹配塊230應(yīng)該在指定為周期‘n’(即，周期n＝具有CLOCK速度的時鐘周期)的每個碼元時鐘周期，從RMB1到RMBn(每個RMBX[X＝1到n]與Nc，Ni，e，b和a的一組值相關(guān))順序操作。換言之，在具有n×CLOCK速度的時鐘的每個周期，速率匹配塊230用來自一個RMBx[x＝1到n]的Nc、Ni、e、b和a值更新。這樣，對于每個周期n，速率匹配塊230用來自一個RMBx的Nc、Ni、e、b和a值更新。例如，在1/(n×CLOCK)的一個周期期間，速率匹配塊230可以從RMB1接收Nc、Ni、e、b和a值，然后在1/(n×CLOCK)的下個周期期間從RMB2接收Nc、Ni、e、b和a值，等等，直到由速率匹配塊230接收到來自RMBn的值。然后在下個周期n再重復(fù)相同的循環(huán)。因此，在某時間點處理的RMBx的狀態(tài)值即確定用于穿孔/重發(fā)的碼元和模式的參數(shù)值(Nc，Ni，e，b，a)存儲在RAM 270中，用于在下個時間點的處理。因此，如果當(dāng)下個時間再次處理RMBx時使用該值，那么能夠使用單個RMB執(zhí)行n個RMB(RMB1-RMBn)的操作。對于處理速率，由于如圖1和2所示使用n×CLOCK，復(fù)雜性將不增加。
同時，在圖2中，速率匹配塊231-239每個分別接收由一幀中編碼碼元的數(shù)目乘以編碼速率確定的數(shù)目那么多的、由信道編碼器299編碼的碼元。然而，應(yīng)該注意，每個速率匹配塊231-239也能分別接收不同數(shù)目的由信道編碼器200編碼的碼元。例如，速率匹配塊231-239之一能夠單獨接收小于由一幀中編碼碼元數(shù)目乘以編碼速率確定的數(shù)目的數(shù)個編碼碼元，并且另一個速率匹配塊能夠單獨接收大于由一幀中編碼碼元數(shù)目乘以編碼速率確定的數(shù)目的數(shù)個編碼碼元。然而，為了簡化，我們將描述每個速率匹配塊231-239分別接收相同數(shù)目的由信道編碼器200編碼的碼元。
速率匹配設(shè)備的實施例現(xiàn)在將描述按照本發(fā)明實施例的速率匹配設(shè)備。在此，為了方便，將假設(shè)編碼速率是R＝1/3及提供3個速率匹配塊進(jìn)行描述。然而，應(yīng)該注意，本發(fā)明的速率匹配設(shè)備應(yīng)用到有n個速率匹配塊即編碼速率是R＝k/n的任何情況。此外，在下面描述中，Ncs表示從信道編碼器中輸出的包括在一幀中的編碼碼元的總數(shù)。Nc表示輸入到每個速率匹配塊的碼元數(shù)，并且輸入碼元數(shù)確定為Nc＝R×Ncs。在下面描述中，R×Ncs＝1/3×Ncs＝Ncs/3。Ni表示從每個速率匹配塊輸出的碼元數(shù)，并且輸出碼元數(shù)確定為Ni＝R×Nis，在該說明書中其為Nis/3，此處Nis表示速率匹配處理之后輸出的碼元總數(shù)。即Nis是從各速率匹配塊輸出的碼元總數(shù)。因此，要由每個速率匹配塊穿孔/重發(fā)的碼元數(shù)由y確定，y＝Nc-Ni。Nc值和Ni值能夠變化。
此外，本發(fā)明使用參數(shù)‘a(chǎn)’和‘b’。它們是一幀內(nèi)按照穿孔/重發(fā)模式確定的整數(shù)，即用于確定穿孔/重發(fā)模式的整數(shù)。參數(shù)‘a(chǎn)’是用于確定在穿孔/重發(fā)模式中第一碼元的位置的偏移值。即，參數(shù)‘a(chǎn)’確定包括在一幀中的哪一個編碼碼元被當(dāng)作穿孔/重發(fā)模式的第一碼元。如果參數(shù)‘a(chǎn)’值增加，位于幀前面的碼元將被穿孔/重發(fā)。參數(shù)‘b’是用于控制一幀中穿孔或重發(fā)周期的值。通過改變該參數(shù)值，能夠穿孔/重發(fā)包括在幀中的所有編碼碼元。
如上所述，按照本發(fā)明的速率匹配設(shè)備不僅能夠通過穿孔來執(zhí)行速率匹配而且也能夠通過重發(fā)來執(zhí)行速率匹配。按照本發(fā)明的速率匹配設(shè)備的描述劃分成通過穿孔進(jìn)行速率匹配的設(shè)備和通過重發(fā)進(jìn)行速率匹配的設(shè)備。
A.采用穿孔的速率匹配設(shè)備的實施例1.采用穿孔的速率匹配設(shè)備的實施例(用于卷積碼)圖4示出了按照本發(fā)明實施例的采用穿孔的速率匹配設(shè)備的結(jié)構(gòu)。當(dāng)圖2和3的速率匹配設(shè)備通過穿孔來速率匹配卷積編碼的碼元時使用該結(jié)構(gòu)。
參照圖4，卷積編碼器210以編碼速率R＝1/3編碼輸入信息位Ik，并且輸出編碼碼元C1k、C2k和C3k。編碼碼元C1k、C2k、C3k分別提供給速率匹配塊231、232和233。第一速率匹配塊231穿孔編碼碼元C1k。此處，基于穿孔碼元數(shù)y＝Nc-Ni(其由輸入碼元數(shù)Nc和輸出碼元數(shù)Ni確定)和穿孔模式確定參數(shù)‘a(chǎn)’和‘b’進(jìn)行穿孔處理。例如，第一速率匹配塊231能夠輸出碼元‘...11x10x01x...’(此處x表示穿孔碼元)。第二速率匹配塊232穿孔編碼碼元C2k。此處，基于穿孔碼元數(shù)y＝Nc-Ni(其由輸入碼元數(shù)Nc和輸出碼元數(shù)Ni確定)和穿孔模式確定參數(shù)‘a(chǎn)’和‘b’進(jìn)行穿孔處理。例如，第二速率匹配塊232能夠輸出碼元‘...11x11x10x...’(此處x表示穿孔碼元)。第三速率匹配塊233穿孔編碼碼元C3k。此處，基于穿孔碼元數(shù)y＝Nc-Ni(其由輸入碼元數(shù)Nc和輸出碼元數(shù)Ni確定)和穿孔模式確定參數(shù)‘a(chǎn)’和‘b’進(jìn)行穿孔處理。例如，第二速率匹配塊233能夠輸出碼元‘...01x11x11x...’(此處x表示穿孔碼元)。由速率匹配塊231、232和233進(jìn)行速率匹配的編碼碼元被多路復(fù)用器240(圖4未示出)復(fù)用，并且提供給信道發(fā)送器。
在圖4中，對于每個速率匹配塊，輸入碼元數(shù)Nc和輸出碼元數(shù)Ni分別同等地確定為Nc＝R×Ncs和Ni＝R×Nis。假定對于一幀中的每個碼元，編碼碼元的差錯敏感性幾乎相等，每個速率匹配塊分別穿孔相同數(shù)目的信道編碼碼元。即，在一幀內(nèi)提供基本上均勻的穿孔模式，而與按照服務(wù)類型確定的各穿孔位數(shù)無關(guān)。這是因為對于卷積碼在一幀中的所有碼元能夠被均勻穿孔。
因此，按照本發(fā)明的實施例，由卷積編碼器210編碼的碼元以相同的數(shù)目被分離，并且提供給速率匹配塊231、232和233。速率匹配塊231、232和233每個穿孔相同數(shù)目的輸入碼元。此處，能夠相同地或不同地確定穿孔模式參數(shù)。即，對于速率匹配塊231、232和233能夠相同地或不同地確定穿孔模式參數(shù)。
2.采用穿孔的速率匹配設(shè)備的另一實施例(用于快速碼)圖5示出了按照本發(fā)明的另一實施例的采用穿孔的速率匹配設(shè)備的結(jié)構(gòu)。當(dāng)圖2和3的速率匹配設(shè)備通過穿孔來速率匹配快速編碼碼元時使用該結(jié)構(gòu)。
參照圖5，快速編碼器220以編碼速率R＝1/3編碼輸入信息位Ik，并且輸出編碼碼元C1k、C2k和C3k。在編碼碼元中，信息碼元C1k分別提供給第一速率匹配塊231，并且奇偶碼元(或冗余碼元)C2k和C3k分別提供給第二和第三速率匹配塊232和233。快速編碼器220包括第一分量編碼器222、第二分量編碼器224和交織器226，如圖6所示?？焖倬幋a器220的結(jié)構(gòu)是本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的。于是將略去對其的詳細(xì)描述。快速編碼器220的輸入X(t)對應(yīng)于圖5中的輸入信息位Ik?？焖倬幋a器220的輸出X(t)、Y(t)和Y’(t)分別對應(yīng)于圖5中示出的編碼碼元C1k、C2k、C3k。例如，對于快速編碼器220的第一輸出，輸入信息位Ik＝X(t)以原樣輸出，這樣，在圖5中，輸入信息位Ik＝X(t)作為C1k輸出。
第一速率匹配塊231根據(jù)下列準(zhǔn)則穿孔編碼碼元C1k。因為編碼速率是R＝1/3，輸入碼元數(shù)Nc確定為Nc＝R×Ncs＝Ncs/3，它是編碼碼元總數(shù)的1/3。輸出碼元數(shù)Ni也確定為Ni＝R×Ncs，因為按照條件1B不對相應(yīng)于信息位的部分進(jìn)行穿孔。穿孔模式確定參數(shù)‘a(chǎn)’和‘b’能夠設(shè)定到一整數(shù)但它沒有意義，因為按照條件1B不執(zhí)行穿孔。例如，第一速率匹配塊231可以輸出碼元‘...111101011...’。
第二速率匹配塊232基于下列準(zhǔn)則穿孔編碼碼元C2k。因為編碼速率是R＝I/3，輸入碼元數(shù)Nc確定為Nc＝R×Ncs＝Ncs/3，它是編碼碼元總數(shù)的1/3。因為按照條件2B和條件4B兩個分量解碼器的輸出奇偶碼元應(yīng)該被均勻穿孔，并且對于一幀中總輸入碼元(Ncs)，穿孔之后的總輸出碼元數(shù)是Nis，在穿孔之后從第二速率匹配塊232輸出的碼元數(shù)Ni是Ni＝[Nis-(R×Ncs)]/2。如果Ni＝[Nis-(R×Ncs)]/2是奇數(shù)，輸出碼元數(shù)變成Ni＝[Nis-(R×Ncs)+1]/2或[Nis-(R×Ncs)-1]/2。按照第二速率匹配塊232和第三速率匹配塊233之間的關(guān)系選擇二個值中的一個。即，當(dāng)?shù)诙俾势ヅ鋲K232的輸出碼元數(shù)確定為[Nis-(R×Ncs)+1]/2時，第三速率匹配塊233的輸出碼元數(shù)確定為[Nis-(R×Ncs)-1]/2。相反，當(dāng)?shù)诙俾势ヅ鋲K232的輸出碼元數(shù)確定為[Nis-(R×Ncs)-1]/2時，第三速率匹配塊233的輸出碼元數(shù)確定為[Nis-(R×Ncs)+1]/2。
穿孔模式確定參數(shù)‘a(chǎn)’和‘b’能夠按照希望的穿孔模式選擇為整數(shù)。這些整數(shù)只按照穿孔模式確定，并且參數(shù)能夠設(shè)定到b＝1和a＝2。將參照下面給出的表，詳細(xì)描述用于確定穿孔模式確定參數(shù)的整數(shù)的方法。例如，第二速率匹配塊232可以輸出碼元‘...11x11x10x...’(此處x表示被穿孔碼元)。
第三速率匹配塊233基于下列準(zhǔn)則穿孔編碼碼元C3k。因為編碼速率是R＝1/3，輸入碼元數(shù)Nc確定為Nc＝R×Ncs＝Ncs/3，它是輸入碼元總數(shù)的1/3。因為按照條件2B和條件4B兩個分量解碼器的總輸出奇偶碼元應(yīng)該被均勻穿孔，并且對于一幀中總輸入碼元，穿孔之后的總輸出碼元數(shù)是Nis，在穿孔之后從第二速率匹配塊232輸出的碼元數(shù)Ni是Ni＝[Nis-(R×Ncs)]/2。如果Ni＝Nis-(R×Ncs)是奇數(shù)，輸出碼元數(shù)變成Ni＝[Nis-(R×Ncs)+1]/2或[Nis-(R×Ncs)-1]/2。按照第二速率匹配塊232和第三速率匹配塊233之間的關(guān)系選擇二個值中的一個。即，當(dāng)?shù)诙俾势ヅ鋲K232的輸出碼元數(shù)確定為[Nis-(R×Ncs)+1]/2時，第三速率匹配塊233的輸出碼元數(shù)確定為[Nis-(R×Ncs)-1]/2。相反，當(dāng)?shù)诙俾势ヅ鋲K232的輸出碼元數(shù)確定為[Nis-(R×Ncs)-1]/2時，第三速率匹配塊233的輸出碼元數(shù)確定為[Nis-(R×Ncs)+1]/2。
穿孔模式確定參數(shù)‘a(chǎn)’和‘b’能夠按照希望的穿孔模式選擇為整數(shù)。這些整數(shù)只按照穿孔模式確定，并且參數(shù)能夠設(shè)定到b＝1和a＝2。將參照下面給出的表，詳細(xì)描述用于確定穿孔模式確定參數(shù)的整數(shù)的方法。例如，第三速率匹配塊232可以輸出碼元‘...01x11x11x...’(此處x表示被穿孔碼元)。
在圖5中，由快速編碼器220編碼的碼元被分開，然后以相等的數(shù)目提供給速率匹配塊231、232和233。第一速率匹配塊231按原樣輸出輸入碼元。第二和第三速率匹配塊232和233穿孔相同數(shù)目的輸入碼元。此處，能夠相同地或不同地確定穿孔模式。即，對于速率匹配塊232和233，能夠相同或不同地確定穿孔模式。
3、用于穿孔的參數(shù)的確定在上述討論的本發(fā)明實施例中，速率匹配塊穿孔相同數(shù)目的碼元(除了圖5的速率匹配塊231)。然而，速率匹配塊可以穿孔不同數(shù)目的碼元。如果從各速率匹配塊輸出的碼元數(shù)Ni被不同地設(shè)定，由各速率匹配塊穿孔的碼元數(shù)將不同地確定。此外，通過改變穿孔模式確定參數(shù)‘a(chǎn)’和‘b’，由各速率匹配塊穿孔的碼元模式能夠相同或不同地確定。即，雖然具有單個結(jié)構(gòu)，按照本發(fā)明的速率匹配設(shè)備也能夠不同地確定各參數(shù)諸如輸入碼元數(shù)、輸出碼元數(shù)、要被穿孔的碼元數(shù)和穿孔模式確定參數(shù)。下面表1通過舉例示出了各種情況的參數(shù)。在此，編碼速率假定是R＝1/3。因此，提供三個速率匹配塊，并且各速率匹配塊分別接收相同數(shù)目的碼元，即Nc＝Ncs/3個碼元。在此，速率匹配塊分別接收由編碼碼元數(shù)目乘以編碼速率確定的相同數(shù)目的碼元。然而，應(yīng)注意，本發(fā)明也可應(yīng)用到速率匹配塊分別接收不同數(shù)目碼元(即，小于通過將一幀中的編碼碼元數(shù)目乘以編碼速率確定的數(shù)目的碼元或大于通過將一幀中的編碼碼元數(shù)目乘以編碼速率確定的數(shù)目的碼元)的情況。在下面描述中，RMB1、RMB2和RMB3分別表示第一到第三速率匹配塊。
在表1中，RMB1、RMB2和RMB3表示速率匹配塊，并且p、q、r、s、t、w、x、y和z是整數(shù)。在情況9和情況10中，(1p+1q+1r)=1.0.]]>這是因為Nis(1p+1q+1r)=Nis.]]>NA(Not Available，無效)表示輸入碼元沒有穿孔按原樣輸出，參數(shù)‘a(chǎn)’和‘b’可設(shè)定到任何值。這里，參數(shù)‘a(chǎn)’和‘b’為正數(shù)。此外，示出了輸入碼元被穿孔以執(zhí)行速率匹配以便輸入碼元數(shù)大于輸出碼元數(shù)(即，Ncs＞Nis)的情況。將參照每個情況。
情況1，情況2在情況1和情況2中，一幀中的碼元以均勻模式被穿孔。具體地說，在情況1中，速率匹配塊具有相同的穿孔模式，因為‘a(chǎn)’和‘b’參數(shù)相同，并且在情況2中，速率匹配塊具有不同的穿孔模式，因為‘a(chǎn)’和‘b’參數(shù)不同。
情況3在系統(tǒng)穿孔中，信息碼元不被穿孔，但是穿孔奇偶碼元。在此，因為穿孔模式確定參數(shù)值‘a(chǎn)’和‘b’彼此相等，RMB2和RMB3使用相同穿孔模式執(zhí)行一半-一半(half-and-half)的均勻穿孔。
情況4在系統(tǒng)穿孔中，信息碼元不被穿孔，但是穿孔奇偶碼元。在此，因為穿孔模式確定參數(shù)值‘a(chǎn)’和‘b’彼此不同，RMB2和RMB3使用不同穿孔模式執(zhí)行一半-一半的均勻穿孔。
情況5這是情況3的一般情況。在此情況下，穿孔模式確定參數(shù)‘a(chǎn)’設(shè)定到整數(shù)‘p’，以便能夠設(shè)定各種穿孔模式。參數(shù)‘a(chǎn)’對于RMB2和RMB3二者設(shè)定到相同值。
情況6是情況4的一般情況。在此情況下，穿孔模式確定參數(shù)‘a(chǎn)’設(shè)定到整數(shù)‘p’和‘q’，以便能夠設(shè)定各種穿孔模式。參數(shù)‘a(chǎn)’對于RMB2設(shè)定到‘p’并且對于RMB3設(shè)定到‘q’。
情況7這是情況5的更進(jìn)一步的一般情況。在此情況下，穿孔模式確定參數(shù)‘a(chǎn)’設(shè)定到整數(shù)‘p’，穿孔模式確定參數(shù)‘b’設(shè)定到整數(shù)‘q’，以便能夠設(shè)定各種穿孔模式。參數(shù)‘a(chǎn)’和‘b’對于RMB2和RMB3二者設(shè)定到相同值。
情況8這是情況6的更進(jìn)一步的一般情況。在此情況下，對于RMB2和RMB3穿孔模式確定參數(shù)‘a(chǎn)’分別設(shè)定到整數(shù)‘p’和‘r’，，并且對于RMB2和RMB3穿孔模式確定參數(shù)‘b’分別設(shè)定到整數(shù)‘q’和‘s’，以便能夠設(shè)定各種穿孔模式。參數(shù)‘a(chǎn)’和‘b’對于RMB2設(shè)定到‘p’和‘q’，并且對于RMB3二者設(shè)定到‘r’和‘s’。
情況9，情況10在這些情況下，所有可能的參數(shù)被改變。即，輸出碼元數(shù)能夠設(shè)定到任何整數(shù)，并且穿孔模式確定參數(shù)‘a(chǎn)’和‘b’也能設(shè)定到任何給定的整數(shù)。
在表1中，當(dāng)對卷積編碼的碼元進(jìn)行速率匹配時可以使用情況1和情況2。當(dāng)對快速編碼的碼元進(jìn)行速率匹配時可以使用情況3到情況8。
穿孔模式可以按照穿孔模式確定參數(shù)‘a(chǎn)’的變化而變化。下面表2示出了根據(jù)參數(shù)‘a(chǎn)’的變化穿孔模式的變化。在表2中假定Nc＝10，Ni＝8，y＝Nc-Ni＝10-8＝2，和b＝1。按照穿孔模式穿孔的碼元由‘x’表示。
從表2中注意到能夠通過固定‘b’到‘1’，并且設(shè)定‘a(chǎn)’到不同值，獲得不同的穿孔模式。能夠理解，隨著‘a(chǎn)’值增加，穿孔模式的第一碼元位于前面。當(dāng)然，也能夠通過改變參數(shù)‘b’獲得更多不同的穿孔模式。此外，能夠通過設(shè)定參數(shù)‘b’到1并且對于參數(shù)‘a(chǎn)’使用滿足下面等式1的值來防止第一碼元被穿孔。因此，為了滿足條件3B，參數(shù)‘a(chǎn)’應(yīng)該設(shè)定到等式1的范圍內(nèi)的值。
1≤a＜[Nc/y]......(1)此處，[Nc/y]是小于或等于Nc/y的最大整數(shù)。
在等式1中，對于Nc＝10和y＝2，Nc/y＝10/2＝5。因此，如果‘a(chǎn)’具有值1、2、3和4，第一碼元將不被穿孔。
為了滿足條件5B，尾位不應(yīng)該被穿孔。為此，Nc應(yīng)該設(shè)定到從其減去尾位數(shù)確定的一個值。即，如果輸入碼元數(shù)Nc設(shè)定到Nc-NT，此處NT表示尾位數(shù)，則尾位將不穿孔，于是滿足條件5B。換言之，尾位不進(jìn)入速率匹配塊。于是速率匹配模式只考慮Nc-NT的幀尺寸。在速率匹配塊穿孔或重發(fā)之后，尾位順序級聯(lián)到速率匹配塊的輸出碼元。尾位不進(jìn)行處理，僅附加在輸出碼元的最后。
4.采用穿孔的速率匹配算法。
圖7示出了本發(fā)明實施例采用穿孔進(jìn)行速率匹配過程。根據(jù)示于下表3的速率匹配算法執(zhí)行該過程。在表3中，“So＝{d1，d2，...dNc}”表示對于一個速率匹配塊輸入的碼元，即，對于一個速率匹配塊以幀為單位輸入的碼元，并且一共由Nc個碼元組成。偏移參數(shù)S(k)是在該算法中使用的初始值，并且當(dāng)本發(fā)明的速率匹配設(shè)備用在數(shù)字通信系統(tǒng)的下行鏈路中時(即，當(dāng)對要從基站發(fā)送到移動臺的編碼碼元執(zhí)行速率匹配時)，恒定地設(shè)定到‘0’。‘m’表示用于速率匹配的碼元輸入的階數(shù)，并且具有1、2、3...、Nc階。從表3中注意到，能夠改變包括輸入碼元數(shù)Nc、輸出碼元數(shù)Ni和穿孔模式確定參數(shù)‘a(chǎn)’和‘b’的參數(shù)。例如，這些參數(shù)能夠如表1中所示改變。按照編碼速率R，輸入碼元數(shù)Nc能夠確定為除Ncs/3之外的值。圖7對應(yīng)于表3的算法應(yīng)用到數(shù)字通信系統(tǒng)的下行鏈路即S(k)＝0的情況。
當(dāng)使用表3的算法時，提供了下列優(yōu)點。
第一，能夠可變地穿孔幀單位的編碼碼元。
第二，能夠通過調(diào)節(jié)參數(shù)Nc，Ni，a和b產(chǎn)生各種穿孔模式。
第三，能夠?qū)⒚總€速率匹配塊的復(fù)雜度和計算時間減少1/R。這是因為，如果使用多個速率匹配塊，與使用一個速率匹配塊的情況相比，將減少將由每個速率匹配塊穿孔的碼元數(shù)目。
參照圖7，在步驟701中，所有各類的參數(shù)包括輸入碼元數(shù)Nc、輸出碼元數(shù)Ni和穿孔模式確定參數(shù)‘a(chǎn)’和‘b’被初始化用于速率匹配處理。當(dāng)通過參數(shù)初始化確定Nc和Ni時，在步驟702中，要穿孔的碼元數(shù)目由y＝Nc-Ni確定。在步驟703中，計算當(dāng)前和希望的穿孔比率之間的初始誤差值‘e’。初始誤差值由e＝b*Nc mod a*Nc確定。
接下來，在步驟704中，表示輸入碼元階數(shù)的‘m’設(shè)定到‘1’(m＝1)。此后，在步驟705到709中，從開始碼元檢查各碼元，以確定是否它們應(yīng)該被穿孔。如果在步驟707中確定計算的誤差值‘e’小于或等于‘0’，在步驟708中，相應(yīng)碼元被穿孔，然后誤差值由e＝e+a*Nc更新。否則，如果在步驟707中確定計算的誤差值‘e’大于‘0’，不執(zhí)行穿孔。順序接收編碼碼元、確定是否對接收的碼元執(zhí)行穿孔、并且相應(yīng)地執(zhí)行穿孔的操作被重復(fù)執(zhí)行，一直到在步驟705中確定一幀中的所有碼元被完全接收。
如上述算法所示的，要被穿孔或重發(fā)的第一碼元的位置由(a，b)參數(shù)控制(設(shè)Initial_Offset_m＝要被穿孔的第一碼元的位置)。在上述算法中，對于第一次當(dāng)‘e’≤0時Initial_Offset_m＝‘m’。下表給出了確定Initial_Offset_m的例子。在下面的例子中，假定bNc小于aNc。
“Initial_Offset_m＝k＝4”在下列等式中，Ppnc表示在上述算法中的穿孔或重發(fā)周期。
Initial_Offset_m＝[bNc/ay]＝[(b/a)*(Nc/y)]＝[(b/a)*Ppnc]Ppnc＝[Nc/y]如果Nc/y是整數(shù)＝[Nc/y]±1如果Nc/y不是整數(shù)如上述等式所示，通過控制(a，b)參數(shù)，能夠控制要被穿孔或重發(fā)的第一碼元的位置。
例如，如果‘b’保持恒定，隨著‘a(chǎn)’增加Initial_Offset_m的值減小。于是，通過增加‘a(chǎn)’，要被穿孔/重發(fā)的第一碼元的位置將被推到接近于第一位置。如果選擇‘a(chǎn)’大于by/Nc，那么Initial_Offset_m＝1，這表示第一碼元將被穿孔或重發(fā)。結(jié)果，通過在1和Ppnc之間選擇‘a(chǎn)’值，能夠操縱要穿孔/重發(fā)的第一碼元的位置。例如，如果‘b’＝1和‘a(chǎn)’＝2，要被穿孔/重發(fā)的第一碼元的位置將總是等于Ppnc/2。
對于‘b’參數(shù)，它與‘a(chǎn)’一起控制Initial_Offset_m，并且如下面所示的，一旦‘a(chǎn)’值確定，‘b’的值表達(dá)為1≤‘b’≤‘a(chǎn)’。如果‘a(chǎn)’保持恒定，如果‘b’增加Initial_Offset_m將增加，并且如果‘b’減少Initial_Offset_m將減少。于是，通過操縱(a，b)參數(shù)的值能夠控制穿孔/重發(fā)位置。盡管‘b’的值可以是任意的，但是選擇‘b’的值大于‘a(chǎn)’沒有意義，如下面所示，因為一旦‘b’值變得大于‘a(chǎn)’，‘e’的初始值變成循環(huán)的(即，‘e’值自身重復(fù))。
設(shè)‘a(chǎn)’＝3e的初始值＝(2*S(k)*y+bNc)mod aNc；e＝bNc mod aNc因為在下行鏈路S(k)＝0；如果b＝1，則e＝Nc；如果b＝2，則e＝2Nc；如果b＝3，則e＝3Nc；如果b＝4，則e＝Nc；如果b＝5，則e＝2Nc；如果b＝6，則e＝3Nc；如上述例子所示，‘e’的初始值隨著‘b’的值變化。然而，一旦‘b’值變得大于‘a(chǎn)’，‘e’的初始值自身循環(huán)重復(fù)。于是，給‘b’分配大于‘a(chǎn)’的值沒有意義。結(jié)果，能夠通過操縱(a，b)參數(shù)控制穿孔或重發(fā)模式。
B.采用重發(fā)的速率匹配設(shè)備的實施例1.采用重發(fā)的速率匹配設(shè)備的實施例(用于卷積碼)圖9示出了按照本發(fā)明實施例的重復(fù)速率匹配設(shè)備的結(jié)構(gòu)。當(dāng)圖2和3的速率匹配設(shè)備通過重發(fā)速率匹配卷積編碼的碼元時使用該結(jié)構(gòu)。
參照圖9，卷積編碼器210以編碼速率R＝1/3編碼輸入的信息位Ik，并且輸出編碼碼元C1k、C2k和C3k。編碼碼元C1k、C2k、C3K分別提供給速率匹配塊231、232和233。第一速率匹配塊231選擇性重發(fā)編碼碼元C1k。此處，基于通過輸入碼元數(shù)Nc和輸出碼元數(shù)Ni確定的重發(fā)碼元數(shù)y＝Ni-Nc和重發(fā)模式確定參數(shù)‘a(chǎn)’和‘b’，執(zhí)行重發(fā)處理。例如，第一速率匹配塊231能夠輸出碼元‘...11(11)101(00)010...’(此處(11)和(00)表示重發(fā)碼元)。
第二速率匹配塊232選擇性重發(fā)編碼碼元C2k。此處，基于通過輸入碼元數(shù)Nc和輸出碼元數(shù)Ni確定的重發(fā)碼元數(shù)y＝Ni-Nc和重發(fā)模式確定參數(shù)‘a(chǎn)’和‘b’，執(zhí)行重發(fā)處理。例如，第二速率匹配塊232能夠輸出碼元‘...(11)01(00)1100...’(此處(11)和(00)表示重發(fā)碼元)。
第三速率匹配塊233重發(fā)編碼碼元C3k。此處，基于通過輸入碼元數(shù)Nc和輸出碼元數(shù)Ni確定的重發(fā)碼元數(shù)y＝Ni-Nc和重發(fā)模式確定參數(shù)‘a(chǎn)’和‘b’，執(zhí)行重發(fā)處理。例如，第三速率匹配塊233能夠輸出碼元‘...0(11)1101(11)...’(此處(11)表示重發(fā)碼元)。通過速率匹配塊231、232和233速率匹配的編碼碼元由多路復(fù)用器240復(fù)用，并且提供給信道發(fā)送器。
在圖9中，對于每個速率匹配塊，輸入碼元數(shù)Nc和輸出碼元數(shù)Ni分別相等地確定為Nc＝R×Ncs和Ni＝R×Nis。假定對于一幀中的每個碼元編碼碼元的誤差敏感性基本上相等，確定每個速率匹配塊分別重發(fā)相同數(shù)目的信道編碼碼元。即，在一幀內(nèi)提供基本上均勻的重發(fā)模式，與按照服務(wù)類型確定的各重發(fā)位數(shù)(y＝Ni-Nc)無關(guān)。這是因為，對于卷積碼能夠均勻重發(fā)一幀內(nèi)的所有碼元是可能的。
因此，按照本發(fā)明的實施例，由卷積編碼器210編碼的碼元相同數(shù)目地分開，并且提供給速率匹配塊231、232和233。速率匹配塊231、232和233每個重發(fā)相同數(shù)目的輸入碼元。此處，能夠相同或不同地確定重發(fā)模式參數(shù)。即，對于速率匹配塊231、232和233，能夠相同或不同地確定重發(fā)模式。
2.采用重發(fā)的速率匹配設(shè)備的另一實施例(用于快速碼)圖10示出了按照本發(fā)明的實施例的采用重發(fā)的速率匹配設(shè)備的結(jié)構(gòu)。當(dāng)圖2和3的速率匹配設(shè)備通過重發(fā)速率匹配快速編碼碼元時使用該結(jié)構(gòu)。
參照圖10，快速編碼器220以編碼速率R＝1/3編碼輸入的信息位Ik，并且輸出編碼碼元C1k、C2k和C3k。在編碼碼元中，信息碼元C1k分別提供給第一速率匹配塊231，并且奇偶碼元(或冗余碼元)C2k和C3k分別各自提供給第二和第三速率匹配塊232和233?？焖倬幋a器220包括第一分量編碼器222、第二分量編碼器224和交織器226，如圖6所示。分量編碼器222和223可以使用遞歸系統(tǒng)碼(RSC)。快速編碼器220的結(jié)構(gòu)是本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的。于是將略去對其的詳細(xì)描述?？焖倬幋a器220的輸入X(t)對應(yīng)于圖10中的輸入信息位Ik。快速編碼器220的輸出X(t)、Y(t)和Y’(t)分別對應(yīng)于圖10中示出的編碼碼元C1k、C2k、C3k。對于快速編碼器220的第一輸出，輸入信息位Ik以原樣輸出，這樣，在圖10中，輸入信息位Ik作為C1k輸出。
第一速率匹配塊231根據(jù)下列準(zhǔn)則重發(fā)編碼碼元C1k。因為編碼速率是R＝1/3，輸入碼元數(shù)Nc確定為Nc＝R×Ncs＝Ncs/3，它是輸入碼元(編碼碼元)總數(shù)的1/3。輸出碼元數(shù)Ni確定為Ni＝Nis-(2R×Ncs)，因為應(yīng)該按照條件1D執(zhí)行重發(fā)。重發(fā)模式確定參數(shù)‘a(chǎn)’和‘b’能夠按照希望的重發(fā)模式設(shè)定到給定的整數(shù)。這些整數(shù)只根據(jù)重發(fā)模式確定，并且參數(shù)能夠典型地設(shè)定到b＝1和a＝2。將參照下面給出的表，詳細(xì)描述用于確定重發(fā)模式確定參數(shù)的整數(shù)的方法。例如，第一速率匹配塊231可以輸出碼元‘...1(11)101(00)11...’(在此(11)和(00)表示重發(fā)碼元)。
第二速率匹配塊232輸出沒有重發(fā)的編碼碼元C2k。然而，第二速率匹配塊232可以在諸如嚴(yán)格重發(fā)的某些條件下，重發(fā)編碼碼元C2k。因為編碼速率是R＝1/3，輸入碼元數(shù)Nc確定為Nc＝R×Ncs＝Ncs/3，這是輸入碼元總數(shù)的1/3。輸出碼元數(shù)Ni確定為Ni＝R×Ncs，其等于輸入碼元數(shù)，因為按照條件2D和條件4D兩種奇偶碼元不應(yīng)該重發(fā)。例如，第二速率匹配塊232可以輸出碼元‘...1101111101...’在此，沒有重發(fā)。
第三速率匹配塊233輸出沒有重發(fā)的編碼碼元C3k。然而，第三速率匹配塊233也可以在諸如嚴(yán)格重發(fā)條件下，重發(fā)編碼碼元C3k。因為編碼速率是R＝1/3，輸入碼元數(shù)Nc確定為Nc＝R×Ncs＝Ncs/3，這是輸入碼元總數(shù)的1/3。輸出碼元數(shù)Ni確定為Ni＝R×Ncs，其等于輸入碼元數(shù)，因為按照條件2D和條件4D兩種奇偶碼元不應(yīng)該重發(fā)。重發(fā)模式確定參數(shù)‘a(chǎn)’和‘b’能夠按照希望的重發(fā)模式設(shè)定到給定的整數(shù)。然而，如果塊232或233不使用重發(fā)，則(a，b)參數(shù)對于速率匹配塊232或233沒有意義。所述整數(shù)只根據(jù)重發(fā)模式確定，并且參數(shù)能夠典型地設(shè)定到b＝1和a＝2。將參照下面給出的表，詳細(xì)描述用于確定重發(fā)模式確定參數(shù)的整數(shù)的方法。例如，第三速率匹配塊233可以輸出沒有經(jīng)過重發(fā)的碼元‘...01011010...’。
在圖10中，由快速編碼器220編碼的碼元以相同數(shù)目被分開，然后提供給速率匹配塊231、232和233。第一速率匹配塊231接收編碼碼元中的信息碼元，并且按照預(yù)定重發(fā)模式重發(fā)接收的碼元。第二和第三速率匹配塊232和233接收編碼碼元中的奇偶碼元，并且按原樣輸出接收的碼元而沒有重發(fā)。
3.用于重發(fā)的參數(shù)確定如上所述，用于各速率匹配塊的重發(fā)模式可以相同或不同。即，在各速率匹配塊中使用的碼元重發(fā)模式和重發(fā)碼元數(shù)目能夠被不同地確定。如果從各重發(fā)速率匹配塊輸出的碼元數(shù)Ni不同地設(shè)定，由各速率匹配塊重發(fā)的碼元數(shù)將得到不同地確定。此外，通過改變重發(fā)模式確定參數(shù)‘a(chǎn)’和‘b’，由各速率匹配塊重發(fā)的碼元模式能夠相同或不同地確定。即，雖然具有單個結(jié)構(gòu)，按照本發(fā)明的速率匹配設(shè)備能夠不同地確定各參數(shù)諸如輸入碼元數(shù)、輸出碼元數(shù)、要被重發(fā)的碼元數(shù)和重發(fā)模式確定參數(shù)。
下面表4通過舉例示出了各種情況的參數(shù)。在此，編碼速率假定是R＝1/3。因此，提供三個速率匹配塊，并且各速率匹配塊分別接收相同數(shù)目的碼元，即Nc＝Ncs/3個碼元。在此，速率匹配塊分別接收由編碼碼元數(shù)目乘以編碼速率確定的相同數(shù)目的碼元。然而，應(yīng)注意，本發(fā)明也可應(yīng)用到速率匹配塊分別接收不同數(shù)目碼元(即，小于通過將一幀中的編碼碼元數(shù)目乘以編碼速率確定的數(shù)目的碼元或大于通過將一幀中的編碼碼元數(shù)目乘以編碼速率確定的數(shù)目的碼元)的情況。在下面描述中，RMB1、RMB2和RMB3分別表示第一到第三速率匹配塊。
在表4中，RMB1、RMB2和RMB3表示速率匹配塊，并且p、q、r、s、t、w和x是給定整數(shù)。NA(Not Available，無效)表示輸入碼元沒有重發(fā)按原樣輸出，參數(shù)‘a(chǎn)’和‘b’可設(shè)定到任何值。在此，參數(shù)‘a(chǎn)’和‘b’是正數(shù)。此外，示出了輸入碼元被重發(fā)以執(zhí)行速率匹配從而輸入碼元數(shù)小于或等于輸出碼元數(shù)(即，Ncs＜＝Nis)的情況。將參照每個情況。
情況1，在系統(tǒng)重發(fā)中，信息碼元被重發(fā)，但是奇偶碼元不重發(fā)。重發(fā)模式確定參數(shù)設(shè)定到a＝2和b＝1。
情況2在系統(tǒng)重發(fā)中，信息碼元被重發(fā)，但是奇偶碼元不重發(fā)。重發(fā)模式確定參數(shù)設(shè)定到a＝p和b＝q。
當(dāng)如圖10所示只有快速編碼信息碼元被重發(fā)時，能夠使用情況1和情況2。
情況3信息碼元和奇偶碼元均被重發(fā)，并且對于所有RMB1、RMB2和RMB3相同地確定重發(fā)模式。對于RMB1、RMB2和RMB3重發(fā)碼元數(shù)相等。
情況4信息碼元和奇偶碼元均被重發(fā)，并且對于所有或某些RMB1、RMB2和RMB3不同地確定重發(fā)模式。對于RMB2和RMB3重發(fā)碼元數(shù)相等。
表5表示重發(fā)模式根據(jù)參數(shù)‘a(chǎn)’的變化發(fā)生的變化。表5中假設(shè)Nc＝8，Ni＝10，y＝Ni-Nc＝10-8＝2，b＝1。根據(jù)重發(fā)模式重發(fā)的碼元表示為‘()’。
從表5中注意到能夠通過固定‘b’到‘1’，并且設(shè)定‘a(chǎn)’到不同值，獲得各種重發(fā)模式。當(dāng)然，也能夠通過改變參數(shù)‘b’獲得更多不同的穿孔模式。此外，能夠通過設(shè)定參數(shù)‘b’到1并且使用滿足下面等式2的值作為參數(shù)‘a(chǎn)’總是重發(fā)第一碼元。因此，為了滿足條件3D，參數(shù)‘a(chǎn)’應(yīng)該設(shè)定到等式2的范圍內(nèi)的值。
A＞[Nc/y]......(2)
此處，[Nc/y]是小于或等于Nc/y的最大整數(shù)。
在等式2中，對于Nc＝8和y＝2，Nc/y＝8/2＝4。因此，如果‘a(chǎn)’具有大于4的值，第一碼元將重發(fā)。
為了滿足條件5D，尾位應(yīng)該重發(fā)。為此，Nc應(yīng)該設(shè)定到給其添加上尾位數(shù)確定的一個值。即，如果輸入碼元數(shù)Nc設(shè)定到Nc+NT，此處NT表示尾位數(shù)，用于信息碼元的尾位將總是被重發(fā)，于是滿足條件5D。換言之，對于重發(fā)，甚至尾位也進(jìn)入速率匹配塊并且被考慮重發(fā)。
4、通過重發(fā)的速率匹配算法圖11示出了按照本發(fā)明實施例通過重發(fā)進(jìn)行速率匹配的過程。根據(jù)示于下表6的速率匹配算法執(zhí)行該過程。在表6中，“So＝{d1，d2，...dNc}”表示為速率匹配輸入的碼元，即，為了速率匹配以幀為單位輸入的碼元，并且一共由Nc個碼元組成。偏移參數(shù)S(k)是在該算法中使用的初始值，并且當(dāng)本發(fā)明的速率匹配設(shè)備用在數(shù)字通信系統(tǒng)的下行鏈路中時(即，當(dāng)對要從基站發(fā)送到移動臺的編碼碼元執(zhí)行速率匹配時)，恒定地設(shè)定到‘0’。‘m’表示輸入用于速率匹配的碼元的階數(shù)，并且具有1、2、3...、Nc階。從表3中注意到，能夠改變包括輸入碼元數(shù)Nc、輸出碼元數(shù)Ni和重發(fā)模式確定參數(shù)‘a(chǎn)’和‘b’的參數(shù)。例如，這些參數(shù)能夠如表4中所示改變。按照編碼速率R，輸入碼元數(shù)Nc能夠確定為除了Ncs/3之外的值。圖11對應(yīng)于表6的算法應(yīng)用到數(shù)字通信系統(tǒng)的下行鏈路即S(k)＝0的情況。
當(dāng)使用表6的算法時，提供了下列優(yōu)點。
第一，能夠可變地重發(fā)幀單位的編碼碼元(或代碼字碼元)。
第二，能夠通過調(diào)節(jié)參數(shù)Nc、Ni、a和b產(chǎn)生各種重發(fā)模式。
第三，能夠?qū)⒚總€速率匹配塊的復(fù)雜度和計算時間減少1/R。這是因為如果使用多個速率匹配塊，與使用一個速率匹配塊的情況相比，將減少要由每個速率匹配塊重發(fā)的碼元數(shù)目。例如，如使用一個速率匹配塊的情況相比，可由每個速率匹配塊重發(fā)的碼元數(shù)目能夠減少所述編碼速率R的量。
參照圖11，在步驟1101中，包括輸入碼元數(shù)Nc、輸出碼元數(shù)Ni和重發(fā)模式確定參數(shù)‘a(chǎn)’和‘b’的所有各類參數(shù)被初始化用于速率匹配處理。當(dāng)通過參數(shù)初始化確定Nc和Ni時，在步驟1102中，要重發(fā)的碼元數(shù)目由y＝Nc-Ni確定。在步驟1103中，計算當(dāng)前和希望的重發(fā)比率之間的初始誤差值‘e’。初始誤差值由e＝b*Nc mod a*Nc確定。
接下來，在步驟1104中，表示輸入碼元階數(shù)的‘m’設(shè)定到‘1’(m＝1)。此后，在步驟1105到1109中，從開始碼元檢查各碼元確定是否它們應(yīng)該被穿孔。如果在步驟1107中確定計算的誤差值‘e’小于或等于‘0’，在步驟1108中，相應(yīng)碼元被重發(fā)，然后誤差值由e＝e+a*Nc更新。否則，如果在步驟1107中確定計算的誤差值‘e’大于‘0’，不執(zhí)行重發(fā)。順序接收編碼碼元、確定是否對接收的碼元執(zhí)行重發(fā)、并且相應(yīng)地執(zhí)行重發(fā)的操作被重復(fù)執(zhí)行，一直到在步驟1105中確定一幀中的所有碼元被完全接收。在重發(fā)過程中，在步驟1106，由e＝e-a*y更新誤差值。
如上所述，本發(fā)明的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)使用單個結(jié)構(gòu)均能夠?qū)τ梅窍到y(tǒng)碼信道編碼的碼元和用系統(tǒng)碼進(jìn)行信道編碼的碼元執(zhí)行速率匹配。因此，支持非系統(tǒng)碼和系統(tǒng)碼二者的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)能夠有選擇地速率匹配用非系統(tǒng)碼信道編碼的碼元或用系統(tǒng)碼信道編碼的碼元，從而增加數(shù)據(jù)傳輸效率和改善系統(tǒng)性能。
本發(fā)明有下列優(yōu)點。
第一，能夠通過調(diào)整速率匹配塊的參數(shù)任意設(shè)定穿孔/重發(fā)模式，并且通過簡單調(diào)整參數(shù)能夠滿足當(dāng)速率匹配快速編碼碼元時應(yīng)該考慮的所有條件。
第二，能夠通過使用相同的算法實現(xiàn)按照編碼速率R的所有速率匹配塊，并且所述速率匹配塊結(jié)構(gòu)簡單。
第三，使用卷積碼和快速碼二種碼的一個系統(tǒng)，使用單個速率匹配設(shè)備而不是使用不同的速率匹配設(shè)備，通過簡單設(shè)定不同初始參數(shù)，能夠支持卷積碼和快速碼兩種碼。
第四，不需要按照卷積碼或快速碼不同地實現(xiàn)速率匹配塊。
第五，通過設(shè)定輸入碼元數(shù)為通過從輸入碼元數(shù)添加尾位數(shù)確定的一個值以便重發(fā)尾位，當(dāng)使用SOVA解碼器或由于沒有重發(fā)尾位性能將下降時，該新穎的速率匹配設(shè)備是有用的。通過設(shè)定輸入碼元數(shù)為通過給沒有尾位的數(shù)添加尾位數(shù)確定的值從而重發(fā)尾位，當(dāng)使用SOVA解碼器或由于沒有重發(fā)尾位性能將下降時，該新穎的速率匹配設(shè)備是有用的。
通過設(shè)定輸入碼元數(shù)為通過從輸入碼元數(shù)添加尾位數(shù)確定的一個值以便重發(fā)尾位，當(dāng)使用SOVA解碼器或由于沒有重發(fā)尾位性能將下降時，該新穎的速率匹配設(shè)備是有用的。
第六，通過設(shè)定穿孔模式確定參數(shù)‘b’為‘1’和設(shè)定參數(shù)‘a(chǎn)’為一特定范圍內(nèi)的值，能夠防止一幀中的第一碼元被穿孔。此外，通過設(shè)定穿孔模式確定參數(shù)‘b’為‘1’和設(shè)定參數(shù)‘a(chǎn)’為一特定范圍內(nèi)的值，能夠重發(fā)一幀中的第一碼元。
雖然參照特定的優(yōu)選實施例展示和描述了本發(fā)明，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，可以對其進(jìn)行形式和細(xì)節(jié)上的各種變化而不脫離由所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的實質(zhì)和范圍。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中的速率匹配方法，該方法包括步驟信道編碼以產(chǎn)生編碼位；確定用于產(chǎn)生該編碼位的信道編碼方案是否是系統(tǒng)碼或者非系統(tǒng)碼；如果使用了系統(tǒng)碼，由與奇偶校驗流的數(shù)目相對應(yīng)的至少一個速率匹配功能來穿孔該編碼位的一部分，并旁路系統(tǒng)流；如果使用了非系統(tǒng)碼，由一個速率匹配功能來穿孔該編碼位的一部分，其中，每個速率匹配功能根據(jù)速率匹配參數(shù)穿孔該編碼位，所述速率匹配參數(shù)由從該速率匹配功能輸出的位的數(shù)目確定，所述速率匹配功能具有給定位數(shù)個傳輸信道。
2.如權(quán)利要求1所述的速率匹配方法，其中，如果使用了系統(tǒng)碼，則根據(jù)與每個奇偶校驗流相對應(yīng)的速率匹配參數(shù)來穿孔每個奇偶校驗流。
3.如權(quán)利要求1所述的速率匹配方法，其中，如果使用了系統(tǒng)碼，則多路復(fù)用該系統(tǒng)位和該穿孔后的至少一個奇偶校驗位流，并將多路復(fù)用的位流輸出到信道傳輸。
4.如權(quán)利要求1所述的速率匹配方法，其中，根據(jù)用于確定一幀中將首先被穿孔的位的位置的第一參數(shù)和用于確定一幀中將被穿孔的位的周期的第二參數(shù)，為每個速率匹配功能確定該速率匹配參數(shù)。
5.如權(quán)利要求4所述的速率匹配方法，其中，所述每個速率匹配功能中的被穿孔的位數(shù)彼此相等。
6.如權(quán)利要求4所述的速率匹配方法，其中，所述每個速率匹配功能中的被穿孔的位數(shù)彼此不同。
7.一種數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中的速率匹配設(shè)備，其特征在于信道編碼器，用于產(chǎn)生編碼位；控制器，用于確定用于產(chǎn)生該編碼位的信道碼是否是系統(tǒng)碼或者非系統(tǒng)碼；多路復(fù)用器，用于多路復(fù)用該編碼位，其中，如果使用了系統(tǒng)碼，則該多路復(fù)用器將該編碼位分成系統(tǒng)流和至少一個奇偶校驗流，如果使用了非系統(tǒng)流，則該多路復(fù)用器輸出一個編碼流；速率匹配功能，用于穿孔該編碼位的一部分，該速率匹配功能包括如果使用了系統(tǒng)碼，則與奇偶校驗流的數(shù)目相對應(yīng)的至少一個速率匹配功能分別接收相應(yīng)的奇偶校驗流，穿孔相應(yīng)的奇偶校驗流的一部分，并旁路系統(tǒng)流；如果使用了非系統(tǒng)碼，則一個速率匹配功能穿孔該編碼位的一部分，其中，每個速率匹配功能使用速率匹配參數(shù)來穿孔該編碼位，所述速率匹配參數(shù)由從該速率匹配功能輸出的位的數(shù)目確定，所述速率匹配功能具有給定位數(shù)個傳輸信道。
8.如權(quán)利要求7所述的速率匹配設(shè)備，其中，如果使用了系統(tǒng)碼，則根據(jù)與每個奇偶校驗流相對應(yīng)的速率匹配參數(shù)來穿孔每個奇偶校驗流。
9.如權(quán)利要求7所述的速率匹配設(shè)備，其中，根據(jù)用于確定一幀中將首先被穿孔的位的位置的第一參數(shù)和用于確定一幀中將被穿孔的位的周期的第二參數(shù)，為每個速率匹配功能確定速率匹配參數(shù)。
10.如權(quán)利要求7所述的速率匹配設(shè)備，其中，所述每個速率匹配功能中的被穿孔的位數(shù)彼此相等。
11.如權(quán)利要求7所述的速率匹配設(shè)備，其中，所述每個速率匹配功能中的被穿孔的位數(shù)彼此不同。
12.一種在數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中用于速率匹配系統(tǒng)碼的速率匹配方法，該方法包括步驟信道編碼以產(chǎn)生編碼位；確定用于速率匹配該編碼位的速率匹配功能是否是重復(fù)或穿孔；如果該速率匹配功能是重復(fù)，則由一個速率匹配功能重復(fù)該編碼位的一部分；如果該速率匹配功能是穿孔，則由與奇偶校驗流的數(shù)目相對應(yīng)的至少一個速率匹配功能來穿孔該編碼位的一部分，并旁路系統(tǒng)流；其中，每個速率匹配功能使用速率匹配參數(shù)來穿孔該奇偶校驗流的該部分，所述速率匹配參數(shù)由從該速率匹配功能輸出的位的數(shù)目確定，所述速率匹配功能具有給定位數(shù)個傳輸信道。
13.一種數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中的速率匹配方法，該數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)具有信道編碼器，用于使用預(yù)定的碼率來編碼輸入信息位和輸出該輸入信息位的系統(tǒng)位流和至少一個奇偶校驗位流，以產(chǎn)生該輸入信息位的編碼位，和速率匹配功能，用于速率匹配來自該編碼位的位的數(shù)目，以匹配從具有給定位數(shù)個傳輸信道的速率匹配功能輸出的位的數(shù)目，該方法用于確定將被速率匹配的位，包括步驟(a)通過接收Nc數(shù)目的輸入碼元和Ni數(shù)目的輸出碼元，確定要被速率匹配的碼元數(shù)‘y’；(b)計算初始誤差值‘e’，該值表示當(dāng)前穿孔率和希望的穿孔率之間的差值；(c)更新每個輸入位的誤差值；(d)當(dāng)所述誤差值小于等于‘0’時，速率匹配相應(yīng)的輸入位；和(e)重復(fù)執(zhí)行步驟(c)和(d)，直到計數(shù)的位數(shù)大于‘Nc’，其中，如果Nc大于Ni，至少速率匹配功能根據(jù)(a)至(e)分別穿孔相應(yīng)的奇偶校驗位流的一部分，并旁路該系統(tǒng)位流，并且如果Nc小于Ni，則速率匹配功能根據(jù)所述(a)至(e)重復(fù)該編碼位的一部分。
14.如權(quán)利要求13所述的速率匹配方法，其中表示當(dāng)前穿孔率和希望的穿孔率之間的差值的所述初始誤差值‘e’按照公式[{(2×S(k)×y)+(b×Nc)}mod{a×Nc}]來計算。
15.如權(quán)利要求14所述的速率匹配方法，其中S(k)表示在下行鏈路中設(shè)定到“0”的偏移參數(shù)，‘a(chǎn)’表示用于確定一幀中首先要被速率匹配的位的位置的參數(shù)，‘b’表示用于確定一個位流中要被速率匹配的位的周期的參數(shù)。
16.一種數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)，具有信道編碼器，用于使用預(yù)定碼率來編碼輸入信息位和輸出該輸入信息位的編碼位流，以產(chǎn)生該輸入信息位的編碼位，和速率匹配功能，用于速率匹配來自該編碼位的位的數(shù)目，以匹配從具有給定位數(shù)個傳輸信道的速率匹配功能輸出的位的數(shù)目，該系統(tǒng)特征在于多路復(fù)用器，用于多路復(fù)用該編碼位，并輸出多路復(fù)用后的位；速率匹配功能，用于根據(jù)速率匹配參數(shù)，速率匹配所確定數(shù)目的多路復(fù)用后的位；和存儲器，用于存儲速率匹配參數(shù)，其是根據(jù)一種位流確定的，其中，該速率匹配功能順序接收該速率匹配參數(shù)，并且根據(jù)所接收的速率匹配參數(shù)，速率匹配該多路復(fù)用后的位。
17.如權(quán)利要求16所述的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)，其中，如果在該速率匹配功能輸入位的數(shù)目多于輸出位的數(shù)目，則速率匹配功能根據(jù)相應(yīng)的速率匹配參數(shù)穿孔所確定數(shù)目的多路復(fù)用后的位。
18.如權(quán)利要求16所述的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)，其中，如果在該速率匹配功能輸入位的數(shù)目多于輸出位的數(shù)目，則速率匹配功能根據(jù)相應(yīng)的速率匹配參數(shù)重復(fù)所確定數(shù)目的多路復(fù)用后的位。
19.如權(quán)利要求16所述的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)，其中，如果信道編碼器是快速編碼器，則該速率匹配功能使用與一種位流相對應(yīng)的速率匹配參數(shù)，來速率匹配該多路復(fù)用后的位，其中這種位流意指系統(tǒng)位流和奇偶校驗位流。
20.如權(quán)利要求16所述的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)，其中，如果信道編碼器是卷積編碼器，則該速率匹配功能根據(jù)相同的速率匹配參數(shù)，速率匹配該多路復(fù)用后的位。
21.如權(quán)利要求16所述的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)，其中，速率匹配參數(shù)包括輸入的多路復(fù)用后的位的數(shù)目和來自該速率匹配功能的輸出位的數(shù)目。
22.如權(quán)利要求16所述的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)，其中，該參數(shù)還包括位置參數(shù)，用于確定多路復(fù)用后的位中首先要被速率匹配的輸入的多路復(fù)用后的位的位置；和周期參數(shù)，用于確定多路復(fù)用后的位中要被速率匹配的輸入的多路復(fù)用后的位的周期。
23.如權(quán)利要求16所述的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)，其中，要被速率匹配的位的數(shù)目基于輸入的多路復(fù)用后的位的數(shù)目和輸出位的數(shù)目。
24.一種數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中的速率匹配方法，該數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)具有信道編碼器，用于使用預(yù)定碼率來編碼輸入信息位和輸出該輸入信息位的編碼位流，以產(chǎn)生該輸入信息位的編碼位，和速率匹配功能，用于速率匹配來自該編碼位的位的數(shù)目，以匹配從具有給定位數(shù)個傳輸信道的速率匹配功能輸出的位的數(shù)目，該方法包括步驟(a)多路復(fù)用該編碼位并輸出多路復(fù)用后的位；(b)順序接收速率匹配參數(shù)；(c)確定與輸入位的數(shù)目相比要被速率匹配的編碼位的數(shù)目和在速率匹配功能處的輸出位的數(shù)目；(d)根據(jù)速率匹配參數(shù)，速率匹配所確定的多路復(fù)用后的位的數(shù)目，所述速率匹配參數(shù)是根據(jù)一種位流確定的；和(e)多路復(fù)用來自速率匹配功能的輸出位流。
25.如權(quán)利要求24所述的速率匹配方法，其中，如果在該速率匹配塊中輸入位的數(shù)目多于輸出位的數(shù)目，則速率匹配功能根據(jù)相應(yīng)的速率匹配參數(shù)來穿孔所確定數(shù)目的多路復(fù)用后的位。
26.如權(quán)利要求24所述的速率匹配方法，其中，如果在該速率匹配塊中輸入位的數(shù)目多于輸出位的數(shù)目，則速率匹配功能根據(jù)相應(yīng)的重復(fù)參數(shù)重復(fù)所確定數(shù)目的多路復(fù)用后的位。
27.如權(quán)利要求24所述的速率匹配方法，其中，如果信道編碼器是快速編碼器，則該速率匹配功能使用基于一種位流的速率匹配參數(shù)，速率匹配該多路復(fù)用后的位，其中這種位流意指系統(tǒng)位流和奇偶位流。
28.如權(quán)利要求24所述的速率匹配方法，其中，如果信道編碼器是卷積編碼器，則該速率匹配功能使用相同的速率匹配參數(shù)，速率匹配該多路復(fù)用后的位。
29.如權(quán)利要求24所述的速率匹配方法，其中，該參數(shù)包括輸入的多路復(fù)用后的位的數(shù)目和來自該速率匹配功能的輸出位的數(shù)目。
30.如權(quán)利要求24所述的速率匹配方法，其中，要被速率匹配的位的數(shù)目基于輸入的多路復(fù)用后的位的數(shù)目和輸出位的數(shù)目。
31.如權(quán)利要求24所述的速率匹配方法，其中，該參數(shù)還包括位置參數(shù)，用于確定多路復(fù)用后的位中首先要被速率匹配的輸入的多路復(fù)用后的位的位置；和周期參數(shù)，用于確定多路復(fù)用后的位中要被速率匹配的輸入的多路復(fù)用后的位的周期。
全文摘要
一種在數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中匹配信道編碼碼元的速率的設(shè)備和方法。該速率匹配設(shè)備和方法可應(yīng)用到使用非系統(tǒng)碼(諸如卷積碼或線性塊碼)和系統(tǒng)碼(諸如快速碼)中的一種或二種的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)。速率匹配設(shè)備包括多個速率匹配塊，速率匹配塊的數(shù)目等于信道編碼器的編碼速率的倒數(shù)。速率匹配設(shè)備通過改變包括輸入碼元數(shù)目、輸出碼元數(shù)目、和穿孔/重發(fā)模式確定參數(shù)的初始參數(shù)，能夠速率匹配用非系統(tǒng)碼編碼的碼元或用系統(tǒng)碼編碼的碼元。
文檔編號H03M13/29GK1578220SQ20041005776
公開日2005年2月9日 申請日期2000年7月6日 優(yōu)先權(quán)日1999年7月6日
發(fā)明者金潣龜, 金炳朝, 金世亨, 崔舜在, 李永煥 申請人:三星電子株式會社