專利名稱：通信系統(tǒng)中的盲幀識別的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信。具體而言，本發(fā)明涉及幀識別。
相關(guān)領(lǐng)域的描述眾所周知，通信系統(tǒng)用數(shù)據(jù)的重發(fā)糾正差錯。這種通信系統(tǒng)通常用含有幀編號的幀發(fā)送數(shù)據(jù)。在接收系統(tǒng)中，當接收到一個含有差錯的幀時，它就發(fā)回否定確認消息(NACK)到發(fā)送系統(tǒng)。NACK可以包括非正確接收幀的幀編號。發(fā)送系統(tǒng)在晚一些的時候重發(fā)送該幀進行響應。在一些系統(tǒng)中，一個幀可以被重發(fā)多次，直到做到正確的接收。本發(fā)明涉及幀識別，尤其強調(diào)改進使用重發(fā)技術(shù)的通信系統(tǒng)的性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及進行幀識別的新穎改良方法和裝置。根據(jù)本發(fā)明中的一個實施例，用產(chǎn)生接收幀的估計值的方法，處理接收數(shù)據(jù)幀，測量所述估計值和已存的先前非正確接收幀的估計值兩者之間的相關(guān)性，當所述相關(guān)性大于第一門限時，把接收幀作為重發(fā)幀處理，當所述相關(guān)性小于第二門限時，把接收幀作為新幀處理，其中所述第二門限小于或等于第一門限。
附圖概述本發(fā)明的特點、目的和優(yōu)點將在以下結(jié)合附圖的詳細描述中進一步顯現(xiàn)出來，附圖中相同參考字符到處都作相同標識，其中

圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例配置的通信系統(tǒng)的框圖；圖2是一個流程圖，它例示了本發(fā)明的一個典型實施例的執(zhí)行過程；圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例配置的接收系統(tǒng)的框圖；圖4是說明本發(fā)明某些方面的曲線圖；圖5是說明本發(fā)明其它方面的曲線圖。
較佳實施例的詳細描述本發(fā)明涉及應用于重發(fā)通信系統(tǒng)的新穎改良幀識別執(zhí)行系統(tǒng)。在無線通信系統(tǒng)的情況下描述該系統(tǒng)。這些通信系統(tǒng)包括蜂窩網(wǎng)或其它陸上無線通信系統(tǒng)，以及基于衛(wèi)星的無線通信系統(tǒng)。此外，雖然本發(fā)明提供的大多數(shù)應用，是應用于具有相當高的發(fā)送差錯率的系統(tǒng)中，但本發(fā)明也可用于有線通信系統(tǒng)。
本申請各處所述的各種系統(tǒng)和設備，可以通過電子電路、存儲器所存軟件控制的微處理器或其中的一些組合來實現(xiàn)。實現(xiàn)本發(fā)明的其它方法對熟悉本領(lǐng)域的人來說是顯而易見的。用于例示本發(fā)明的各種方塊可代表硬件或方法步驟。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例配置的簡單無線發(fā)送系統(tǒng)的框圖。發(fā)送系統(tǒng)100發(fā)出數(shù)據(jù)幀10.1-10.n，用內(nèi)部幀索引寄存器102保存已發(fā)送幀的內(nèi)部計數(shù)。簡而言之，對于每個幀10，發(fā)送幀索引寄存器102在遞增。而且，發(fā)送系統(tǒng)100在幀緩存器104內(nèi)存儲了一批發(fā)送幀，可通過相應的幀索引值檢索每個幀。
接收系統(tǒng)110接收幀10，并且在接收到的每個幀時，對內(nèi)部幀索引寄存器112加一。當一個幀非正確接收時，該接收樣本就被存儲在非正確接收幀緩存器114中。用幀中的CRC校驗和可以檢驗出接收幀中的差錯。
當接收到一個帶有差錯的幀時，接收系統(tǒng)110向發(fā)送系統(tǒng)發(fā)回NACK消息12。NACK消息12包括有差錯接收幀的幀索引14。根據(jù)收到的NACK消息12，發(fā)送系統(tǒng)100重發(fā)由NACK信號12中的索引值指定的非正確接收的幀。發(fā)送實例表明，接收系統(tǒng)110中發(fā)出兩個NACK信號12，發(fā)送系統(tǒng)100發(fā)出兩個重發(fā)數(shù)據(jù)幀10作為響應(在特定的數(shù)據(jù)幀10.2和10.4上標上“R”表示重發(fā))。剩下的幀10標上“N”作為新的發(fā)送。
在本發(fā)明的一個實施例中，為了降低進行通信所需的數(shù)據(jù)總開銷量，發(fā)送時幀10不包括幀的索引值。在該實施例中，發(fā)送系統(tǒng)100和接收系統(tǒng)110都保留同步幀索引寄存器102和112。通過周期性發(fā)送同步數(shù)據(jù)，提供發(fā)送系統(tǒng)中幀索引寄存器102的狀態(tài)，以實現(xiàn)同步。各種其它實現(xiàn)同步的方式也顯而易見，包括使幀索引基于發(fā)送系統(tǒng)和接收系統(tǒng)中精確保持的系統(tǒng)時間。
圖2是一個流程圖，例示了根據(jù)本發(fā)明的一個典型實施例配置的接收系統(tǒng)110的操作。步驟200操作開始，步驟202以一組估計值的形式收到一幀。步驟204，判斷是否有NACK幀未解決。簡而言之就是判斷是否有非正確接收幀存在，它的重發(fā)是否已被收到。如果沒有未解決的NACK幀，把接收幀作為新幀處理進行簡單的解碼。
如果NACK幀未解決，在步驟206中，接收系統(tǒng)計算接收幀的估計值和已存非正確接收幀(所以是NACK幀)的估計值兩者之間的相關(guān)性。如上所述，在典型的實施例中，任何非正確接收幀的估計值都存儲在幀緩存器114中。
步驟208，判斷對任何一組估計值計算的相關(guān)性是否大于門限值，如果不大于門限值，判定該幀是新幀，在步驟205，作為新幀處理。
如果計算所得一組相關(guān)性中的最大值大于一個特定的門限，在步驟210，將接收幀作為重發(fā)幀處理。在本發(fā)明的一個實施例中，重發(fā)幀的處理包括組合兩組估計值——原始估計值組和重發(fā)的估計值組——以及對組合的估計值進行解碼。幀的處理在步驟214結(jié)束。
通過計算兩組接收估計值之間的相關(guān)性，判斷一個幀是新幀還是重發(fā)幀，這樣就不需要每幀都包括幀索引值。典型的，通常必須用幀索引判定每個接收幀的標識。該標識用于判斷該幀是作為新幀處理還是作為重發(fā)幀處理。而且，該標識決定了所有幀的順序。因為幀之間相關(guān)性的計算提供了另一種高度正確的判斷幀標識的方法，所以幀中可省略幀索引，從而減少數(shù)據(jù)總開銷。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，兩個幀之間的相關(guān)性根據(jù)在N維空間表示幀特性的兩個矢量之間的夾角的余弦計算，其中N是用于相關(guān)性計算的幀中的比特數(shù)或碼元數(shù)。例如，對于由估計值向量 組成的接收幀和由估計值向量 組成的已存幀，根據(jù)如下公式計算相關(guān)性 其中R→·S→=Σi=1NRiSi,(2)]]>||R→||=Σi=1NRiRi----(3)]]>以及||S→||=Σi=1NSiSi----(4)]]>簡而言之，相關(guān)性D等于接收幀和已存幀估計值向量的點積，除以接收幀和已存幀估計值向量的歐幾里得范數(shù)的積。本發(fā)明的該實施例適用于類似隨機二進制序列的數(shù)據(jù)和在本發(fā)明的典型實施例中使用的大規(guī)模幀(例如3000比特或更多)。
圖3例示了本發(fā)明某一實施例中用于判斷兩個幀是否具有同一標識的門限，在幀樣本大小為3000比特，Eb/NO高于-7.5dB的加性白高斯噪聲(AWGN)信道或者Eb/NO高于-5dB的衰落信道的情況下，門限D(zhuǎn)*＝0.1。因而，從式(1)中計算出的D大于0.1，就認為這些幀不匹配。雖然用0.1是較佳的，但門限值在0.07到0.15都是合理的。
圖4例示了對于比較大的幀或者樣本規(guī)模為20000比特的幀，門限或者工作信噪比會降低。在這種情況下，對于所有Eb/NO高于-8.5dB(AWGN)或高于-6.0dB(衰落)的情況，0.1的門限將提供正確的判定。
圖5是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例配置的接收系統(tǒng)的框圖。通過天線300得到射頻信號，它通過射頻單元302轉(zhuǎn)變成基帶。A/D估計值產(chǎn)生器304產(chǎn)生數(shù)字樣本，或者估計傳送到解碼器306的接收數(shù)據(jù)。此外，接收到的估計值傳送到參數(shù)計算器308。如果NACK幀未解決，參數(shù)計算器308計算接收幀向量的規(guī)一化值，提供給相關(guān)性計算器312。存儲在壞幀緩存器310中的預先計算好的向量規(guī)一化值也加到相關(guān)性計算器312中，它根據(jù)上述的等式(1)計算接收幀和已存幀之間的相關(guān)性。通過將規(guī)一化值和向量或幀估計值一起儲存，減少每個相關(guān)性計算的操作次數(shù)。
相關(guān)性計算的結(jié)果傳給門限314，由它判斷相關(guān)性是否低于要求的門限，如果是，就宣告控制系統(tǒng)接收到一個信號(圖中未示出)。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，控制系統(tǒng)是由存儲在存儲器中的軟件指令控制的微處理器。
如果沒有檢測到匹配的幀，接收幀就作為新幀由解碼器306處理。解碼的結(jié)果提供給差錯檢測器312，如果檢測到解碼幀中有差錯，它就發(fā)信號通知控制系統(tǒng)。如果檢測到一個差錯，如上所述判斷該幀為新幀，該幀和相應的規(guī)一化值就被推進壞幀緩存器310。而且，如上所述發(fā)出一個帶有幀索引值的NACK信號。
如果相關(guān)性計算器312所做的相關(guān)性計算顯示接收幀與已存的壞幀匹配，因此它是重發(fā)幀，就把存在壞幀緩存器310的幀的估計值向量提供給解碼器306。解碼器306將接收幀和已存幀加以組合后，處理所得組合幀向量。如果解碼失敗，在幀緩存器中用組合幀替換已存幀。
這樣，描述了重發(fā)通信系統(tǒng)的盲幀識別技術(shù)。以上對于較佳實施例的描述，可以使任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員制作使用本發(fā)明。對于熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，對這些實施例的各種改變和變化是顯而易見的，這里定義的一般原理不需要創(chuàng)造力就可以應用于其它實施例。因此，本發(fā)明不局限于這里示出的實施例，但符合這里提出的原理和新穎特征的最廣的范圍。
權(quán)利要求
1.一種處理接收數(shù)據(jù)幀的方法，其特征在于包括以下步驟a)產(chǎn)生接收幀的估計值；b)測量所述估計值和先前非正確接收幀的已存估計值兩者之間的相關(guān)性；c)當所述相關(guān)性小于第一門限時，把接收幀作為新幀處理；d)當所述相關(guān)性大于第二門限時，把接收幀作為重發(fā)幀處理，其中所述第二門限大于或等于第一門限。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述估計值和已存估計值包含N個估計值，步驟b)包含按N維計算估計值和已存估計值之間夾角的余弦值的步驟。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述估計值用向量R表示，所述已存估計值用向量S表示，并且步驟b)使用以下等式執(zhí)行
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述門限近似等于0.1。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述門限在0.07到0.15范圍內(nèi)。
6.一種傳輸數(shù)據(jù)的系統(tǒng)，其特征在于包括發(fā)送系統(tǒng)，用于發(fā)送沒有索引的幀以及重發(fā)NACK幀；接收系統(tǒng)，用于計算接收幀和已存幀之間的相關(guān)性，當所述相關(guān)性低于一門限時，把所述接收幀作為新幀處理，當所述相關(guān)性高于上述門限時，把所述接收幀作為重發(fā)幀處理。
7.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于接收幀和已存幀包含N個估計值，所述接收系統(tǒng)還用于按N維計算接收幀和已存幀之間夾角的余弦值。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述估計值用向量R表示，所述已存估計值用向量S表示，并且步驟b)使用以下等式執(zhí)行 其中R→·S→=Σi=1NRiSi]]>||R→||=Σi=1NRiRi]]>以及||S→||=Σi=1NSiSi]]>
9.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于所述門限近似等于0.1。
10.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于所述門限在0.07到0.15范圍內(nèi)。
11.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于所述接收系統(tǒng)包括幀索引計數(shù)器，用于保存接收幀的索引號；差錯檢測系統(tǒng)，用于檢測有差錯的接收幀；NACK消息產(chǎn)生器，用于在檢測到差錯時，產(chǎn)生NACK消息，其中所述NACK消息包括有差錯接收幀的索引號。
全文摘要
本發(fā)明涉及進行幀識別的新穎改良方法和裝置。根據(jù)本發(fā)明中的一個實施例,用產(chǎn)生接收幀的估計值的方法,處理接收數(shù)據(jù)幀,測量所述估計值和已存的先前非正確接收幀的估計值兩者之間的相關(guān)性,當所述相關(guān)性大于第一門限時,把接收幀作為重發(fā)幀處理,當所述相關(guān)性小于第二門限時,把接收幀作為新幀處理,其中所述第二門限小于或等于第一門限。
文檔編號H04L1/18GK1359571SQ00803132
公開日2002年7月17日 申請日期2000年1月28日 優(yōu)先權(quán)日1999年1月29日
發(fā)明者D·N·羅維奇 申請人:高通股份有限公司