專利名稱：為空中文件轉(zhuǎn)發(fā)提供差錯(cuò)保護(hù)的方法和裝置的制作方法
背景技術(shù)：
I.發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)通信。本發(fā)明尤其涉及為可與IS-99通信格式兼容的空中文件轉(zhuǎn)發(fā)提供差錯(cuò)保護(hù)的通信系統(tǒng)。
II.相關(guān)領(lǐng)域的描述現(xiàn)代通信系統(tǒng)的復(fù)雜性以及對市場因素苛刻的時(shí)間要求對通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)產(chǎn)生了巨大的壓力。復(fù)雜性是因?yàn)榇罅康男盘柼幚怼⒋罅康挠布K、復(fù)雜的數(shù)據(jù)協(xié)議以及眾多的操作模式所產(chǎn)生的。通常要求微處理機(jī)能夠協(xié)調(diào)和控制多種任務(wù)的混合。
系統(tǒng)的復(fù)雜性使得設(shè)計(jì)和任務(wù)的調(diào)試變得困難起來。負(fù)荷特別重的是軟件的開發(fā)，這是因?yàn)檫@一階段必須將整個(gè)系統(tǒng)組合起來，并且經(jīng)常是在高度時(shí)間進(jìn)度的壓力之下的。為了緩和系統(tǒng)的復(fù)雜性，并減輕時(shí)間進(jìn)度壓力，某些現(xiàn)代的通信系統(tǒng)被設(shè)計(jì)成具有在系統(tǒng)開發(fā)以后接受可在空中下載的軟件或微代碼的能力。這些系統(tǒng)一開始具有不完全的軟件功能，計(jì)劃在加進(jìn)新性能或者在發(fā)現(xiàn)并去除了缺點(diǎn)故障后升級到新的軟件。
文件轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)必須針對大量遠(yuǎn)端站正確接收的問題。在典型的通信系統(tǒng)中，中央站和遠(yuǎn)端站之間的數(shù)據(jù)傳輸受到傳輸信道的影響特別是傳輸帶寬內(nèi)附加噪聲和寄生信號的妨礙。信號還可以因其他的現(xiàn)象如到達(dá)遠(yuǎn)端站之前的多徑而失真。為了克服這些影響，并提高遠(yuǎn)端站的正確檢測，在傳輸前對數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼。
采用兩種類型的編碼即分組編碼和卷積編碼來提高正確接收。卷積編碼具有良好的糾錯(cuò)能力，但通常輸出相關(guān)的突發(fā)差錯(cuò)。當(dāng)分組編碼與恰當(dāng)層次的交錯(cuò)結(jié)合時(shí)，分組碼包括具有內(nèi)建的突發(fā)差錯(cuò)處理能力。事實(shí)上，Reed-Solomon分組碼可以處理碼元內(nèi)所有的突發(fā)差錯(cuò)。當(dāng)卷積編碼自己不能產(chǎn)生所需的編碼增益時(shí)，可以采用含有分組碼和卷積碼的串接碼。
可能需要將大量的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到許許多多的遠(yuǎn)端站的這樣一種系統(tǒng)是碼分多址(CDMA)通信系統(tǒng)，它符合“寬帶擴(kuò)展譜數(shù)字蜂窩系統(tǒng)的TIA/EIA/IS-99數(shù)據(jù)服務(wù)選擇標(biāo)準(zhǔn)(TIA/EIA/IS-99 Data Service Option Standard forWide-band Spread Spectrum Digital Cellular System)”，該標(biāo)準(zhǔn)在此引述供參考。按照IS-99標(biāo)準(zhǔn)，將數(shù)據(jù)分隔成數(shù)據(jù)幀，并按分組進(jìn)行編碼，以產(chǎn)生幀質(zhì)量指示，或循環(huán)冗余校驗(yàn)(CRC)位。數(shù)據(jù)位和CRC位經(jīng)卷積編碼，并在空中傳送出去。遠(yuǎn)端站接收并解調(diào)信號，對數(shù)據(jù)進(jìn)行卷積譯碼，并用CRC位確定所接收的數(shù)據(jù)是否有差錯(cuò)。CRC位能夠在傳輸過程中檢錯(cuò)，但不具備糾錯(cuò)能力。
按照IS-99標(biāo)準(zhǔn)，對數(shù)據(jù)幀進(jìn)行編碼，形成20毫秒寬的編碼信道幀。在從中央站到遠(yuǎn)端站的前向鏈路上，每一編碼信道的碼元速率是19.2Ksps。即每一編碼信道幀為384個(gè)碼元。采用速率1/2卷積編碼器對數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，數(shù)據(jù)速率可以達(dá)到9.6Kbps。在9.6Kbps數(shù)據(jù)速率下，每一編碼信道幀有192位。按照IS-99標(biāo)準(zhǔn)，192位由172個(gè)信息位、12個(gè)CRC位和8個(gè)編碼尾位(tail bit)組成。采用其他的編碼率，可以得到更高的數(shù)據(jù)速率。例如，可以用1/2的卷積編碼器并在每8個(gè)碼元中刪除兩個(gè)碼元，可以實(shí)現(xiàn)14.4Kbps的數(shù)據(jù)速率，以獲得截?cái)嗨俾?/4的卷積編碼器。這時(shí)，每一編碼信道幀含有576個(gè)碼元或288位。
CDMA通信系統(tǒng)是一個(gè)全雙工的通信系統(tǒng)。遠(yuǎn)端站在獨(dú)立的反向鏈路上與中央站通信。在檢測到不可糾正的幀差錯(cuò)時(shí)，遠(yuǎn)端站向中央站提出重發(fā)接收有差錯(cuò)的數(shù)據(jù)幀。如果中央站試圖將一個(gè)大的軟件文件下載到大量的遠(yuǎn)端站，不恰當(dāng)?shù)木幋a會產(chǎn)生許多接收不正確的數(shù)據(jù)幀。中央站會經(jīng)歷一個(gè)來自許多遠(yuǎn)端站請求的瓶頸，每一個(gè)請求均請求重發(fā)不同的數(shù)據(jù)幀。在這種情況下，向許多遠(yuǎn)端站傳送大的軟件文件會大大受到IS-99標(biāo)準(zhǔn)提供的不合適的編碼增益的影響。
符合IS-99標(biāo)準(zhǔn)的CDMA中央站的卷積編碼器具有約束長度為9(K＝9)而碼率為1/2(N＝2)。卷積編碼器按照N個(gè)生成多項(xiàng)式組將每一個(gè)輸入位編碼成稱為編碼分支的N個(gè)編碼位。每一個(gè)生成多項(xiàng)式G(x)計(jì)算一個(gè)編碼位。N個(gè)編碼位組合成N-位編碼分支。編碼器的約束長度K是編碼過程中使用的數(shù)據(jù)位數(shù)，并決定編碼的糾錯(cuò)能力。長的約束長度K產(chǎn)生更好的性能，但其代價(jià)是增加了軟件的費(fèi)用和計(jì)算的復(fù)雜性。由于每一輸入位被編碼成N個(gè)編碼位，所以卷積編碼器的編碼率是1/N?？梢酝ㄟ^使編碼位截?cái)鄰?/N個(gè)編碼中得到其他的編碼率。截?cái)嗑幋a的處理見J.Cain、G.Clark和J.Geist在“碼率為(n-1)/n的截?cái)嗑矸e碼和簡化的最大似然譯碼(PuncturedConvolutional Codes of Rate(n-1)/n and Simplified Maximun LikelihoodDecoding)”(IEEE Transaction on Information Theory，IT-25，pgs.97-100，Jan 1979)。事實(shí)上，對于CDMA系統(tǒng)來說，碼率為1/2和3/4的卷積編碼用于中央站與遠(yuǎn)端站之間的前向鏈路上的，速率的選擇取決于中央站運(yùn)行的方式。
維特比算法用來在接收機(jī)處對發(fā)送的編碼位進(jìn)行譯碼。有關(guān)維特比譯碼器的理論和運(yùn)行的討論見A.Viterbi在IEEE Transaction onCommunication Technology(Vol.COM19，no.5，Oct.1971，pgs.821-835)上標(biāo)題為“通信系統(tǒng)中的卷積編碼和它們的性能(Convolutional Code andTheir Performance in Communication System)”的論文。維特比算法執(zhí)行發(fā)送數(shù)據(jù)路徑的最大似然譯碼。對于每一接收的編碼分支，計(jì)算所有進(jìn)入每一狀態(tài)的分支的分支度量，并將其加到相應(yīng)的先前路徑度量中。選擇進(jìn)入每一狀態(tài)的最佳路徑，并存儲起來，作為新的路徑度量。將選擇的路徑存儲在路徑存儲器中。1983年9月在Phoenix，AZ，Y.Ysuda等人在“第六屆數(shù)字衛(wèi)星通信的國際會議”上的論文“可變率維特比譯碼器的開發(fā)及其性能特征(Development of Varialble Rate Viterbi Decoder and its PerformanceCharacteristics)”中，指出，具有最低路徑度量的存活路徑(survivor path)都在某一回溯跟蹤深度以后均收斂到相同的路徑。所以，通過在路徑存儲器中回溯跟蹤具有回溯跟蹤距離的路徑，得到有關(guān)維特比譯碼的位。
按照IS-99標(biāo)準(zhǔn)在CDMA通信系統(tǒng)中使用的CRC分組碼是循環(huán)線性系統(tǒng)分組碼。CRC分組編碼在本領(lǐng)域中是眾所周知的，并且在許多文獻(xiàn)中都作了很好的描述。在系統(tǒng)分組碼中，k個(gè)數(shù)據(jù)位形成碼字的開頭k個(gè)編碼位。按照生成多項(xiàng)式g(x)，通過k個(gè)數(shù)據(jù)位的線性組合，形成n-k個(gè)一致校驗(yàn)位。由于CRC分組碼的線性、系統(tǒng)和循環(huán)的特性，可以用簡單的移位寄存器和“異或”門來實(shí)現(xiàn)編碼過程。由于對k個(gè)數(shù)據(jù)位要發(fā)送n個(gè)編碼位，所以，編碼率或數(shù)據(jù)速率的減小是k/n。
在符合IS-99標(biāo)準(zhǔn)的CDMA系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)是用CRC分組碼和卷積碼來編碼的。CRC分組碼僅具有檢錯(cuò)能力，而不具備糾錯(cuò)能力。提供所有的糾錯(cuò)的擔(dān)子被壓在卷積碼身上。當(dāng)將一個(gè)大軟件文件下載到大量的遠(yuǎn)端站時(shí)，對無差錯(cuò)接收的需要是特別重要的。如果卷積碼自身的性能還不合適，則必須采用附加的糾錯(cuò)分組碼或卷積碼，以確保遠(yuǎn)端站對軟件文件的無差錯(cuò)接收。
發(fā)明概述本發(fā)明是一種可在空中文件轉(zhuǎn)發(fā)中充分提供差錯(cuò)保護(hù)的新的、改進(jìn)的通信系統(tǒng)。按照本發(fā)明，數(shù)據(jù)是用串接碼進(jìn)行編碼和譯碼的，它包含三個(gè)編碼步驟，即，分組編碼或卷積編碼、CRC分組編碼，以及卷積編碼。經(jīng)編碼的數(shù)據(jù)經(jīng)調(diào)制后在空中發(fā)送出去。
本發(fā)明的目的是采用Reed-Solomon編碼、CRC分組編碼和卷積編碼，在空中提供無差錯(cuò)文件轉(zhuǎn)發(fā)，同時(shí)滿足IS-99標(biāo)準(zhǔn)。將文件分隔成經(jīng)Reed-Solomon編碼的數(shù)據(jù)幀。隨后對經(jīng)Reed-Solomon編碼的數(shù)據(jù)進(jìn)行CRC分組編碼。經(jīng)CRC編碼的數(shù)據(jù)被卷積編碼。CRC分組編碼和卷積編碼是按照IS-99標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行的。附加的Reed-Solomon編碼步驟具有提高的糾錯(cuò)能力，并且保持了對IS-99標(biāo)準(zhǔn)的兼容性。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供空中無差錯(cuò)文件轉(zhuǎn)發(fā)，并同時(shí)滿足IS-99標(biāo)準(zhǔn)。將文件分隔成數(shù)據(jù)幀，并用第一編碼步驟編碼。第一編碼步驟可以是分組編碼或卷積編碼。第一編碼器的輸出是經(jīng)CRC分組編碼的。隨后對經(jīng)CRC編碼的數(shù)據(jù)進(jìn)行卷積編碼。按照IS-99標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行CRC分組編碼和卷積編碼。附加的第一編碼步驟提高了編碼增益，同時(shí)保持了與IS-99標(biāo)準(zhǔn)的兼容性。
本發(fā)明的再一個(gè)目的是通過提供一種采用卷積編碼的第一編碼步驟的空中無差錯(cuò)文件轉(zhuǎn)發(fā)。由第一編碼步驟將文件分隔成數(shù)據(jù)幀并編碼。第一編碼步驟可以是分組編碼或卷積編碼。如果采用分組編碼，則最好采用Reed-Solomon編碼。對第一編碼步驟的輸出進(jìn)行卷積編碼。輸出數(shù)據(jù)經(jīng)空中傳送。
從下文結(jié)合附圖的說明和權(quán)利要求描述中讀者將會清楚地理解本發(fā)明的上述以及其他的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)。
附圖簡述下面結(jié)合附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的特征、目的和優(yōu)點(diǎn)。圖中，相同的標(biāo)號所表示的意義相同。


圖1是數(shù)字傳輸系統(tǒng)的方框圖；圖2是中央站編碼器的典型的方框圖3是中央站中IS-99調(diào)制器和信號處理器的典型方框圖；圖4是描述數(shù)據(jù)源內(nèi)容的圖；圖5是CRC分組編碼器后的緩沖器內(nèi)容的圖；圖6是遠(yuǎn)端站中IS-99解調(diào)器和信號處理器的典型方框圖；圖7是遠(yuǎn)端站譯碼器的典型方框圖；圖8是(7，3)，GF(23)Reed-Solomon編碼器的圖；圖9是符合IS-99標(biāo)準(zhǔn)的碼率(88，80)CRC分組編碼器的圖；圖10是符合IS-99標(biāo)準(zhǔn)的碼率1/2，K＝9卷積編碼器的圖；以及圖11是從碼率1/2卷積編碼器得到的碼率3/4截?cái)酄顟B(tài)的圖。
較佳實(shí)施例的詳細(xì)描述參照附圖，圖1是本發(fā)明的數(shù)字傳輸系統(tǒng)的方框圖。一種這樣的系統(tǒng)是碼分多址(CDMA)通信系統(tǒng)。本典型實(shí)施例中，中央站2含有大量的信息，例如，大量的軟件文件，這些文件被下載到大量的遠(yuǎn)端站4。中央站2對數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，并在前向信道10上發(fā)送信號。遠(yuǎn)端站4接收信號、對數(shù)據(jù)進(jìn)行譯碼，并在反向信道12上發(fā)送請求，用于錯(cuò)誤接收的數(shù)據(jù)幀的重發(fā)。前向和反向信道10和12可以是衛(wèi)星傳輸信道或地面?zhèn)鬏斝诺馈?br> 中央站2中編碼器的典型方框圖如圖2所示。數(shù)據(jù)源20中含有大量的數(shù)據(jù)，如軟件文件。數(shù)據(jù)被分隔成數(shù)據(jù)幀(見圖4)，并發(fā)送到Reed-Solomon編碼器22。Reed-Solomon編碼器22用Reed-Solomon分組編碼對數(shù)據(jù)幀進(jìn)行編碼，并將經(jīng)Reed-Solomon編碼的數(shù)據(jù)提供到緩沖器24。控制處理器26連接到數(shù)據(jù)源20、Reed-Solomon編碼器22和緩沖器30?？刂铺幚砥?6控制從數(shù)據(jù)源20提供的數(shù)據(jù)的方式、Reed-Solomon編碼器22的操作以及將經(jīng)Reed-Solomon譯碼的數(shù)據(jù)提供到緩沖器24的方式。為了進(jìn)行數(shù)據(jù)幀的在傳輸，控制處理器26指揮數(shù)據(jù)源20提供請求的數(shù)據(jù)幀?？刂铺幚砥?6可以是以微控制器、微處理器、數(shù)字信號處理(DSP)芯片或ASIC編程以執(zhí)行所描述的功能的方式來實(shí)現(xiàn)的。
中央站2中IS-99調(diào)制器(IS-99 MOD)30和信號處理的典型方框圖如圖3所示。在IS-99中，調(diào)制器30、CRC分組編碼器32從緩沖器24接收以數(shù)據(jù)幀形式的經(jīng)Reed-Solomon編碼的數(shù)據(jù)，并且對數(shù)據(jù)幀進(jìn)行CRC分組編碼以獲得CRC位。數(shù)據(jù)幀和CRC位存儲在緩沖器34內(nèi)。卷積編碼器36從緩沖器34接收經(jīng)CRC編碼的數(shù)據(jù)、對經(jīng)CRC編碼的數(shù)據(jù)進(jìn)行卷積編碼，并將經(jīng)卷積編碼的數(shù)據(jù)提供到分組交錯(cuò)器38。分組交錯(cuò)器38對位重新排序，并將經(jīng)交錯(cuò)的數(shù)據(jù)提供到調(diào)制器(MOD)40。調(diào)制器40用長偽隨機(jī)噪聲碼、沃爾什碼和短PNI和PNQ碼對交錯(cuò)數(shù)據(jù)進(jìn)行擴(kuò)展。將擴(kuò)展數(shù)據(jù)提供到發(fā)射器(TMTR)42，對數(shù)據(jù)進(jìn)行上變頻、濾波和放大。合成的RF信號選擇通過雙工器44的路由，并由天線50發(fā)射出去。
按照IS-99標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行CRC分組編碼和卷積編碼。這樣，對給定的操作方式，預(yù)先規(guī)定CRC分組碼和卷積碼。IS-99標(biāo)準(zhǔn)還規(guī)定了數(shù)據(jù)由卷積編碼器36寫入分組交錯(cuò)器38以及由調(diào)制器40從分組交錯(cuò)器38讀出的準(zhǔn)確的順序。
數(shù)據(jù)源20內(nèi)容的典型圖示如圖4所示。數(shù)據(jù)源20內(nèi)的數(shù)據(jù)被分隔成數(shù)據(jù)幀。例如，數(shù)據(jù)幀1包含數(shù)據(jù)位m11、m12、m13等，而數(shù)據(jù)幀2包含數(shù)據(jù)位m21、m22、m23等。對于給定的操作方式，數(shù)據(jù)幀的大小由IS-99標(biāo)準(zhǔn)預(yù)先確定。例如，在9.6Kbps的數(shù)據(jù)速率下，每一數(shù)據(jù)幀有172個(gè)數(shù)據(jù)位。為簡化起見，圖4中每一數(shù)據(jù)幀僅由9個(gè)數(shù)據(jù)位來代表。在不滿足IS-99標(biāo)準(zhǔn)的通信系統(tǒng)中，產(chǎn)生最大性能和最小硬件復(fù)雜程度的任何大小的數(shù)據(jù)幀都在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
Reed-Solomon分組碼是對由一比特以上的碼元進(jìn)行運(yùn)算的非二進(jìn)制碼。所以，來自數(shù)據(jù)源20的數(shù)據(jù)位組成q個(gè)位的碼元。在典型的實(shí)施例，同一數(shù)據(jù)幀中的數(shù)據(jù)位組合形成q個(gè)位的碼元。例如，來自數(shù)據(jù)幀1的數(shù)據(jù)位m11、m12、m13等組合形成第一數(shù)據(jù)碼元。類似地，來自數(shù)據(jù)幀2的數(shù)據(jù)位m21、m22、m23等組合形成第二數(shù)據(jù)碼元。
Reed-Solomon編碼器22的編碼率(n，k)決定輸出碼字的長度。碼率(n，k)Reed-Solomon編碼器22將k個(gè)數(shù)據(jù)碼元編碼成n個(gè)編碼碼元的碼字。編碼率決定分組碼的糾錯(cuò)能力和存儲要求。本發(fā)明可以適用于采用任何一種編碼率(n，k)。
Reed-Solomon是一種系統(tǒng)分組碼。在系統(tǒng)分組碼中，k個(gè)數(shù)據(jù)碼元形成碼字的開頭k個(gè)編碼碼元。其余的n-k個(gè)編碼碼元稱為一致檢驗(yàn)碼元，是由k個(gè)數(shù)據(jù)碼元的線性組合形成的。
在典型的實(shí)施例中，Reed-Solomon編碼器22對來自數(shù)據(jù)源20的數(shù)據(jù)幀按列編碼，并按列將輸出碼字存儲在緩沖器24內(nèi)。按列處理數(shù)據(jù)源20中的數(shù)據(jù)以及按列寫到緩沖器24使得含有位m11、m21、m31等的數(shù)據(jù)碼元(見圖4)與含有位R11、R12等的一致檢驗(yàn)碼元(見圖5)一起被編碼成含有位m11、m21、m31等的編碼碼元。在典型的實(shí)施例中，k個(gè)數(shù)據(jù)碼元來自k個(gè)數(shù)據(jù)幀，并且碼字的n個(gè)編碼碼元被寫在n個(gè)幀上。這種處理順序保留了原始的數(shù)據(jù)幀，并產(chǎn)生附在數(shù)據(jù)幀后的Reed-Solomon一致檢驗(yàn)碼元(見圖4和圖5)。通過保留原始的數(shù)據(jù)幀，Reed-Solomon編碼步驟對后續(xù)的信號處理是透明的，并使得Reed-Solomon編碼數(shù)據(jù)能夠按照IS-99標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行處理，而無需進(jìn)行硬件修改。
另外，數(shù)據(jù)碼元還可以通過其他的排序方法形成，或由其他的順序進(jìn)行編碼。例如，可以將來自不同數(shù)據(jù)幀的數(shù)據(jù)位組合形成q個(gè)位的碼元。所以，數(shù)據(jù)位m11、m21、m31等可以組合形成第一數(shù)據(jù)碼元，而數(shù)據(jù)位m12、m22、m32等可以組合形成第二數(shù)據(jù)碼元。Reed-Solomon編碼隨后可以按行進(jìn)行。按行進(jìn)行的處理產(chǎn)生含有待編碼的含有數(shù)據(jù)位m11、m12、m13等的數(shù)據(jù)碼元。Reed-Solomon一致檢驗(yàn)碼元可以隨后寫到相同的行中作為數(shù)據(jù)碼元，也可以寫到緩沖器24中的另一個(gè)區(qū)域內(nèi)，例如附在最后的數(shù)據(jù)幀后面。最好保留原始的數(shù)據(jù)幀，這是因?yàn)楹罄m(xù)的編碼能夠符合IS-99標(biāo)準(zhǔn)。本發(fā)明也可以應(yīng)用于任何一種排序方法，用以形成數(shù)據(jù)碼元并對其進(jìn)行編碼。
遠(yuǎn)端站4中IS-99解調(diào)器(IS-99DEMOD)80和信號處理的典型方框圖如圖6所示。遠(yuǎn)端站4中譯碼器典型的方框圖如圖7所示。遠(yuǎn)端站4中的譯碼器執(zhí)行與中央站2中的編碼器相反的操作。參見圖6，發(fā)射的信號由天線62接收、選擇通過雙工器64的路由，并提供到接收器(RCVR)66。接收器66對信號進(jìn)行下變頻、濾波、放大和量化，以獲得數(shù)字化的基帶信號。解調(diào)器(DEMOD)82接收數(shù)字化基帶信號并用短PN碼、沃爾什碼和長PN碼執(zhí)行去擴(kuò)展功能。將經(jīng)解調(diào)的數(shù)據(jù)提供到分組解交錯(cuò)器84。分組解交錯(cuò)器84以相反的順序?qū)ξ恢匦屡判颍@是由中央站2進(jìn)行的。將經(jīng)解交錯(cuò)的數(shù)據(jù)提供到維特比譯碼器86，并進(jìn)行卷積譯碼。經(jīng)卷積譯碼的數(shù)據(jù)存儲在緩沖器88內(nèi)。CRC校驗(yàn)元件90接收經(jīng)卷積譯碼的數(shù)據(jù)，并進(jìn)行CRC校驗(yàn)，以確定幀差錯(cuò)。上述解調(diào)和譯碼符合IS-99標(biāo)準(zhǔn)。
后續(xù)信號處理由圖7中所示的方框圖描述。將來自IS-99解調(diào)器80、特別是CRC校驗(yàn)元件90的經(jīng)CRC校驗(yàn)的數(shù)據(jù)提供到緩沖器102。緩沖器102的內(nèi)容可以如圖5中所示，減去右邊一側(cè)的CRC位。Reed-Solomon譯碼器104從緩沖器102接收經(jīng)CRC校驗(yàn)的數(shù)據(jù)，并且能夠與Reed-Solomon編碼器22使用的處理順序一致，對CRC校驗(yàn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行Reed-Solomon譯碼。將Reed-Solomon譯碼的數(shù)據(jù)提供到數(shù)據(jù)接收器106。
通常，在接收到碼字的所有編碼碼元之前，Reed-Solomon譯碼器104是不能夠?qū)Υa字進(jìn)行譯碼的。對于不允許附加譯碼延遲以及無需Reed-Solomon譯碼器104提供的附加糾錯(cuò)能力的通信(例如話音通信)來說，可以將CRC校驗(yàn)的數(shù)據(jù)直接提供到數(shù)據(jù)接收器106。對于允許附加譯碼延遲并且需要附加糾錯(cuò)能力的通信來說，Reed-Solomon譯碼器104用來對經(jīng)CRC校驗(yàn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行譯碼。
控制器70與緩沖器102、Reed-Solomon譯碼器104以及數(shù)據(jù)接收器106相連?？刂破?0判斷是否需要根據(jù)來自CRC校驗(yàn)元件90的檢測的幀差錯(cuò)執(zhí)行Reed-Solomon譯碼步驟，并控制Reed-Solomon譯碼。具體說來，控制器70控制從緩沖器102讀取CRC校驗(yàn)的數(shù)據(jù)的方式、Reed-Solomon譯碼器104的運(yùn)行以及將經(jīng)Reed-Solomon譯碼的數(shù)據(jù)提供到數(shù)據(jù)接收器106的方式?？刂破?0可以是以微控制器、微處理器、數(shù)字信號處理(DSP)芯片或ASIC編程以執(zhí)行上述功能來實(shí)現(xiàn)的。
在符合IS-99標(biāo)準(zhǔn)的CDMA通信系統(tǒng)中，CRC位僅用來檢測幀差錯(cuò)，并且沒有糾正幀中的差錯(cuò)的能力。本發(fā)明中，附加的Reed-Solomon譯碼步驟提供糾錯(cuò)能力，并消除大多數(shù)的差錯(cuò)。偶爾在某些Reed-Solomon譯碼器104不能夠糾錯(cuò)的情況下，可以產(chǎn)生重發(fā)的請求。該請求由發(fā)射器(TMTR)68處理、選擇通過雙工器64的路由，并由天線62傳送出去(見圖6)。在中央站2處(見圖3)，信號由天線50接收、選擇通過雙工器44的路由，并由接收器(RCVR)子系統(tǒng)46處理。接收器子系統(tǒng)46將請求提供到處理器26。控制處理器26可以命令重發(fā)有接收差錯(cuò)的某些或全部數(shù)據(jù)幀(見圖2)。
本發(fā)明中，控制器70可以根據(jù)CRC校驗(yàn)元件90的結(jié)果執(zhí)行幾個(gè)功能。下面的討論假設(shè)在中央站2處使用碼率(n，k)Reed-Solomon編碼。討論中還假設(shè)這樣的典型實(shí)施例，即，數(shù)據(jù)幀中包含行中的位，并且Reed-Solomon碼字包含列中的碼元。
在第一種情況下，如果沒有幀差錯(cuò)，由于沒有要糾正的差錯(cuò)，所以控制器70可以省去Reed-Solomon譯碼步驟。另外，控制器70還可以命令將消息發(fā)送到中央站2，確認(rèn)接收到k個(gè)數(shù)據(jù)幀沒有差錯(cuò)。由于這些數(shù)據(jù)幀無需Reed-Solomon一致檢驗(yàn)碼元，因此傳送Reed-Solomon一致檢驗(yàn)碼元是多余的。所以，中央站2可以消除遠(yuǎn)端站4正確接收的碼字的不必要的Reed-Solomon一致檢驗(yàn)碼元的傳送。
在第二種情況下，如果幀差錯(cuò)數(shù)大于零但小于或等于(n-k)，控制器70可以指揮Reed-Solomon譯碼器104，用許多實(shí)施例中的一個(gè)實(shí)施例對CRC校驗(yàn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行Reed-Solomon譯碼。本領(lǐng)域中的技術(shù)人員都知道，具有n-k個(gè)一致檢驗(yàn)碼元的Reed-Solomon編碼當(dāng)(2t+f)≤(n-k)時(shí)可以糾正t個(gè)碼元差錯(cuò)，并且可同時(shí)糾正在碼字中填充的f個(gè)擦除(或丟失的)碼元?？刂破?0可以用下述三個(gè)實(shí)施例中的一個(gè)實(shí)施例，指揮對CRC校驗(yàn)的數(shù)據(jù)的Reed-Solomon譯碼。這三個(gè)實(shí)施例還可以組合起來，產(chǎn)生其他的Reed-Solomon譯碼處理過程。其他的實(shí)施例或下述這些實(shí)施例的組合也包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
在第一個(gè)實(shí)施例中，對于由CRC校驗(yàn)元件90檢測的每一個(gè)幀差錯(cuò)，控制器70用擦除取代整個(gè)數(shù)據(jù)幀。隨后，由于控制器70知道可以由Reed-Solomon譯碼器104計(jì)算擦除的正確值，因而指揮數(shù)據(jù)碼元和擦除的Reed-Solomon譯碼。
在第二個(gè)實(shí)施例中，控制器70指揮對碼字的Reed-Solomon譯碼，而不對差錯(cuò)的數(shù)據(jù)幀進(jìn)行任何修改。如果數(shù)據(jù)幀中的差錯(cuò)事件持續(xù)期較短，那么該實(shí)施例作用良好。在Reed-Solomon譯碼中，如果碼字中碼元差錯(cuò)數(shù)小于或等于(n-k)/2，則差錯(cuò)定位符的順序表示碼字中碼元差錯(cuò)數(shù)，并且Reed-Solomon譯碼器104能夠糾正碼字中的所有碼元差錯(cuò)。具有大于(n-k)/2個(gè)碼元差錯(cuò)的碼字可以使差錯(cuò)定位符置于故障方式，并產(chǎn)生指向錯(cuò)誤位置的差錯(cuò)定位。例如，故障方式可以使差錯(cuò)定位符指向CRC校驗(yàn)元件90指示的數(shù)據(jù)幀中的碼元。另外，故障方式可以使差錯(cuò)定位符指向不存在或某一位置上有多個(gè)根的一個(gè)位置?？梢砸韵率瞿骋环N方式來處理具有大于(n-k)/2個(gè)差錯(cuò)的碼字。
在第三個(gè)實(shí)施例中，控制器70可以估計(jì)幀差錯(cuò)的嚴(yán)重性，以改進(jìn)Reed-Solomon譯碼處理過程。如上所述，如果(2t+f)≤(n-k)，Reed-Solomon譯碼器104可以糾正t個(gè)碼元差錯(cuò)，并且可同時(shí)糾正碼字中填充的f個(gè)擦除的碼元。含有許多差錯(cuò)位的數(shù)據(jù)幀可以整個(gè)被擦除取代，而只具有幾個(gè)差錯(cuò)位的數(shù)據(jù)幀可以不經(jīng)修改而使用。控制器70不能夠使用CRC校驗(yàn)判斷幀差錯(cuò)具有的嚴(yán)重性，這是因?yàn)槿绻麛?shù)據(jù)幀中有一個(gè)或多個(gè)差錯(cuò)位，CRC校驗(yàn)元件90提供幀差錯(cuò)的硬指示。然而，控制器70可以采用任何一種軟度量，如累計(jì)的維特比度量或再編碼的CRC碼元差錯(cuò)率，來判斷數(shù)據(jù)幀差錯(cuò)的嚴(yán)重性。如果軟度量超過預(yù)定的閾值，則控制器70用擦除取代整個(gè)數(shù)據(jù)幀。否則，該數(shù)據(jù)幀使用時(shí)是不經(jīng)修改的。隨后，控制器70指揮含有擦除和/或可能有碼元差錯(cuò)的碼字的Reed-Solomon譯碼。
在第三種情況下，如果幀差錯(cuò)數(shù)大于(n-k)，則控制器70可以啟動(dòng)或延遲Reed-Solomon譯碼步驟，這是因?yàn)榭梢詴懈嗟拇a元差錯(cuò)是Reed-Solomon譯碼器104不能糾正的。如果接收到的數(shù)據(jù)幀中一個(gè)或多個(gè)位是有差錯(cuò)的，則CRC校驗(yàn)元件90指示一個(gè)幀差錯(cuò)。一個(gè)幀差錯(cuò)不表示接收到的該數(shù)據(jù)幀中所有的位都是有差錯(cuò)的。事實(shí)上，已經(jīng)接收到的差錯(cuò)數(shù)據(jù)幀中的大多數(shù)位是正確的。
即使如上述第二種情況那樣采用第二個(gè)實(shí)施例或第三個(gè)實(shí)施例或第二與第三個(gè)實(shí)施例的組合，幀差錯(cuò)數(shù)大于(n-k)，控制器70也可以啟動(dòng)碼字的Reed-Solomon譯碼。所以，控制器70可以指揮碼字的Reed-Solomon譯碼，而無需對差錯(cuò)數(shù)據(jù)幀作任何修改。另外，控制器70可以如上所述根據(jù)軟度量，用擦除取代某些差錯(cuò)幀，并指揮含有擦除和/或可能碼元差錯(cuò)的碼字的Reed-Solomon譯碼。
控制器70擦除不超過(n-k)的擦除數(shù)據(jù)幀數(shù)。整個(gè)被擦除取代的每一數(shù)據(jù)幀減小了Reed-Solomon糾正碼字中其他碼元差錯(cuò)的能力。事實(shí)上，碼字中的f個(gè)擦除將碼字中的冗余碼元減小到(n-k-f)，并限制Reed-Solomon譯碼器104僅糾正碼字中的(n-k-f)/2個(gè)碼元差錯(cuò)。
此外，在第三種情況下，如果幀差錯(cuò)數(shù)大于(n-k)或者如果碼元差錯(cuò)數(shù)大于(n-k)/2，則控制器70可以使Reed-Solomon譯碼延遲?？刂破?0可以用幾個(gè)實(shí)施例中的一種實(shí)施例請求重發(fā)。在第一個(gè)實(shí)施例中，控制器70可以請求重發(fā)接收到的有差錯(cuò)的所有數(shù)據(jù)幀，或者重發(fā)接收到的有差錯(cuò)的足夠的數(shù)據(jù)幀，以執(zhí)行對其余數(shù)據(jù)幀的Reed-Solomon譯碼。例如，如果控制器70判斷接收到的出錯(cuò)數(shù)據(jù)幀數(shù)為(n-k)+3，則控制器70可以請求重發(fā)3個(gè)或更多個(gè)數(shù)據(jù)幀。在正確接收到三個(gè)或更多個(gè)先前接收到的出錯(cuò)數(shù)據(jù)幀以后，Reed-Solomon譯碼器104能夠?qū)λ薪邮盏降某鲥e(cuò)數(shù)據(jù)幀進(jìn)行譯碼(或糾正)。在連續(xù)接收到足夠的先前接收的出錯(cuò)數(shù)據(jù)幀以后，從而幀差錯(cuò)數(shù)小于(n-k)，則控制器70可以啟動(dòng)Reed-Solomon譯碼。在第二個(gè)實(shí)施例中，控制器70可以請求重發(fā)接收到的出錯(cuò)碼字，而不管數(shù)據(jù)幀差錯(cuò)。這一實(shí)施例比第一個(gè)實(shí)施例更有效，這是因?yàn)榭赡軙性S多的幀差錯(cuò)，但只有幾個(gè)碼字差錯(cuò)。事實(shí)上，控制器70可以在判斷哪一個(gè)實(shí)施例產(chǎn)生較少的重發(fā)以后，決定采用第一個(gè)實(shí)施例還是第二個(gè)實(shí)施例。
作為第三種情況的一個(gè)例子，假設(shè)采用碼率(15，11)Reed-Solomon碼，并且中央站2向一個(gè)遠(yuǎn)端站4進(jìn)行發(fā)送。接著假設(shè)遠(yuǎn)端站4接收到的數(shù)據(jù)幀1、3、4、7和9有差錯(cuò)。Reed-Solomon譯碼器104能夠糾正兩個(gè)或更少的幀，或計(jì)算碼字中四個(gè)擦除的值。
即使幀差錯(cuò)數(shù)大于(n-k)，控制器70也能夠啟動(dòng)Reed-Solomon譯碼步驟。控制器70能夠指揮碼字的Reed-Solomon譯碼，而無需對接收到的出錯(cuò)數(shù)據(jù)幀進(jìn)行任何的修改。可能性較大的是，即使有5個(gè)幀差錯(cuò)，每一個(gè)碼字也包含兩個(gè)或更少的碼元差錯(cuò)。如果這是真，則Reed-Solomon譯碼器104能夠糾正所有的碼元差錯(cuò)，盡管幀差錯(cuò)數(shù)大于(n-k)。
控制器70還可以根據(jù)軟度量用擦除取代接收的某些出錯(cuò)數(shù)據(jù)幀。例如，控制器70可以用擦除取代數(shù)據(jù)幀3和7，并指揮對給定的Reed-Solomon碼字中含有兩個(gè)擦除甚至可能還有一個(gè)附加碼元差錯(cuò)的碼字進(jìn)行Reed-Solomon譯碼。兩個(gè)擦除使冗余的碼元數(shù)從4減小到2。所以，Reed-Solomon譯碼器104僅能夠糾正每一碼字中的一個(gè)碼元差錯(cuò)。
另外，遠(yuǎn)端站4可以向中央站2發(fā)送一條消息，指示接收到的數(shù)據(jù)幀有錯(cuò)。中央站2中的控制處理器26可以指揮一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)幀的重發(fā)，這是因?yàn)檫h(yuǎn)端站4只接收到一個(gè)數(shù)據(jù)幀就能使Reed-Solomon譯碼器104成功地對接收到的其他的4個(gè)出錯(cuò)數(shù)據(jù)幀進(jìn)行譯碼。
采用上述例子，接著假設(shè)中央站2還向第二遠(yuǎn)端站4進(jìn)行發(fā)送，并且第二遠(yuǎn)端站4接收到有差錯(cuò)的數(shù)據(jù)幀1、3、5、7和9。第一和第二遠(yuǎn)端站4可以向中央站2發(fā)送消息，表示接收到的數(shù)據(jù)幀有差錯(cuò)?？刂铺幚砥?6可以指揮僅重發(fā)一個(gè)數(shù)據(jù)幀1，這是因?yàn)榈谝缓偷诙h(yuǎn)端站4接收到該數(shù)據(jù)幀使得兩個(gè)遠(yuǎn)端站4中的每一個(gè)中的Reed-Solomon譯碼器104能夠成功地對接收到的有差錯(cuò)的其他4個(gè)數(shù)據(jù)幀進(jìn)行譯碼。所以，正確接收到重發(fā)的數(shù)據(jù)幀1使得第一遠(yuǎn)端站4能夠糾正接收到的有差錯(cuò)的數(shù)據(jù)幀3、4、7和9。類似地，正確接收到重發(fā)的數(shù)據(jù)幀1使得第二遠(yuǎn)端站4能夠糾正接收到的有差錯(cuò)的數(shù)據(jù)幀3、5、7和9。另外，控制處理器26能夠指揮由兩個(gè)遠(yuǎn)端站4接收到的所有出錯(cuò)數(shù)據(jù)幀的重發(fā)。這時(shí)，數(shù)據(jù)幀1、3、4、5、7和9由中央站2重發(fā)。最后，遠(yuǎn)端站4中的控制器70能夠啟動(dòng)Reed-Solomon譯碼步驟，即使每一個(gè)遠(yuǎn)端站4接收到了5個(gè)幀差錯(cuò)。
本發(fā)明中，附加Reed-Solomon編碼步驟提供的附加編碼增益確保了由許多遠(yuǎn)端站4正確的數(shù)據(jù)接收，并使重發(fā)的請求數(shù)為最小。作為說明，假設(shè)采用具有k/n＝1/1.35的Reed-Solomon分組碼，并且傳送含有1000個(gè)數(shù)據(jù)碼元的1350個(gè)編碼碼元。再假設(shè)擦除(例如，碼字中至少n-k個(gè)碼元是錯(cuò)誤接收的)的幾率是百分之20。可以看到，含有1000個(gè)數(shù)據(jù)碼元的1350個(gè)編碼碼元可以由1000個(gè)遠(yuǎn)端站4中的999個(gè)正確接收。所以，Reed-Solomon編碼步驟使碼字差錯(cuò)率從20％提高到近似0.1％。錯(cuò)誤接收編碼碼元的遠(yuǎn)端站4可以通知中央站2重發(fā)與錯(cuò)誤接收的編碼碼元相應(yīng)的數(shù)據(jù)幀或碼字。重發(fā)一直進(jìn)行下去，直到接收到編碼碼元無差錯(cuò)。
Reed-Solomon分組編碼的理論和操作在本領(lǐng)域中是眾所周知的，其描述見上述引用的文獻(xiàn)。下面簡述Reed-Solomon編碼器和譯碼器的操作，以幫助理解本發(fā)明。
在Reed-Solomon分組碼中，將q個(gè)數(shù)據(jù)位組合，形成一個(gè)q位的碼元。Reed-Solomon碼對于任何一個(gè)具有相同輸入(k)和輸出(n)塊長度的線性碼，實(shí)現(xiàn)了最大可能的碼字最小距離(dmin)。最小距離取決于編碼的糾錯(cuò)能力。(n，k)Reed-Solomon碼能夠在n個(gè)編碼碼元塊中糾正達(dá)(n-k)/2個(gè)碼元差錯(cuò)。
對于在GF(2)上定義的碼率(7，3)，典型的Reed-Solomon編碼器如圖8所示，這里，q＝3，n＝7，k＝3，并且編碼碼元是由集合{0，1，αα2α3α4α5α6}定義的。生成多項(xiàng)式是g(x)＝x4+g3·x3+g2·x2+g1·x1+g0＝x4+α3·x3+x2+α·x1+α3。開始時(shí)，n-k個(gè)寄存器136被復(fù)位至0，并且選擇MUX1 130和MUX 138為‘1’位置，使得可以讓k個(gè)數(shù)據(jù)碼元傳送到MUX輸出。在k個(gè)數(shù)據(jù)碼元已移位進(jìn)入以后，MUX1 130和MUX2 138鎖定在‘0’位置上，使得能夠從寄存器136中讀出n-k個(gè)一致檢驗(yàn)碼元。生成多項(xiàng)式g(x)的系數(shù)在GF乘法器132中給出。GF加法器134是Galois域加法器。
對Reed-Solomon編碼進(jìn)行譯碼的第一個(gè)步驟包含計(jì)算從接收的n個(gè)編碼碼元得到的一組校驗(yàn)子(syndrome)。這些校驗(yàn)子指示碼字中是否出現(xiàn)了碼元差錯(cuò)。用這些校驗(yàn)子計(jì)算誤差定位多項(xiàng)式(error location polynomial)的誤差系數(shù)σ(x)，并由此計(jì)算誤差定位符(error locator)Xi及誤差值Yi。有了誤差定位符和誤差值，就可以確定和糾正誤差碼元了。
CRC分組碼也是系統(tǒng)、循環(huán)并且線性的。所以，以與Reed-Solomon碼相同的方式實(shí)現(xiàn)CRC位的產(chǎn)生。事實(shí)上，因?yàn)镃RC分組碼是二進(jìn)制的，可以用簡單的異或們來代替Galois域加法器，并去掉Galois域乘法器。用于一種由IS-99標(biāo)準(zhǔn)支持的操作方式的碼率(88，80)CRC分組編碼器的圖見圖9所示。碼率(88，80)CRC分組編碼器的生成多項(xiàng)式是g(x)＝x8+x7+x4+x3+x+1。開始時(shí)，使8個(gè)寄存器152復(fù)位至0，并選擇MUX1 150和MUX2 156為‘1’位置，使得數(shù)據(jù)位能通向MUX的輸出。在80個(gè)數(shù)據(jù)位已經(jīng)移位進(jìn)入以后，MUX1 150和MUX2 156鎖定在‘0’位置上，使得能夠從寄存器152中讀出8個(gè)一致校驗(yàn)位。加法器154是模2加法器，可以用異或門來實(shí)現(xiàn)。
對于某些操作方式，IS-99標(biāo)準(zhǔn)還規(guī)定采用碼率(184，172)CRC分組編碼器。碼率(184，172)CRC分組編碼器的生成多項(xiàng)式是g(x)＝x12+x11+x10+x9+x8+x4+x+1。
卷積編碼在本領(lǐng)域中是眾所周知的，卷積編碼和維特比譯碼的操作可以參見上述現(xiàn)有技術(shù)的參考文獻(xiàn)。為便于理解本發(fā)明，下面簡述卷積編碼和維特比譯碼的實(shí)施。
按照IS-99標(biāo)準(zhǔn)的碼率1/2、K＝9卷積編碼器36如圖10所示。輸入數(shù)據(jù)位是按照生成多項(xiàng)式G(x)編碼的，這里G0＝1EB(十六進(jìn)制)，并且G1＝171(十六進(jìn)制)。9個(gè)寄存器180是由約束長度K＝9決定的。加法器184、184是模2加法器。每一輸入數(shù)據(jù)產(chǎn)生兩個(gè)碼位C0和C1。碼位對形成一個(gè)編碼分支。對于一個(gè)碼率1/2卷積編碼器，傳送兩個(gè)碼位。對于從碼率1/2卷積編碼器截?cái)嗟乃俾?/4卷積編碼器，將三個(gè)數(shù)據(jù)位編碼成6個(gè)碼位，并且僅傳送4個(gè)碼位。截?cái)嗷騽h除其他兩個(gè)碼位。速率3/4截?cái)酄顟B(tài)如圖11所示。
卷積譯碼在本領(lǐng)域中是眾所周知的，并且任何一種網(wǎng)格譯碼器(trellisdecoder)都可以執(zhí)行卷積編碼數(shù)據(jù)的譯碼。在本較佳實(shí)施例中，維特比譯碼器86用作卷積譯碼。維特比譯碼是通過計(jì)算一組分支度量、用該分支度量更新路徑度量、用最小路徑度量確定路徑，并將每一狀態(tài)的存活路徑存儲到路徑存儲器內(nèi)來進(jìn)行的。約束長度K決定狀態(tài)的數(shù)目，并影響返回跟蹤深度(traceback depth)的選擇。這兩個(gè)參數(shù)定義了路徑存儲器的存儲要求。返回跟蹤深度還確定了維特比譯碼處理過程的執(zhí)行時(shí)間(latency)。截?cái)啻a，如不是由IS-99標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的速率3/4，增加了返回跟蹤深度和執(zhí)行時(shí)間。
在本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施例中，Reed-Solomon編碼器22可以由第一種卷積編碼器取而代之。第一種卷積編碼器按照行或列對從數(shù)據(jù)源20得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，并按照行或列將碼位寫到緩沖器24中。數(shù)據(jù)可以以4種可能的排序方式中的一種順序來處理，并且最佳順序是由系統(tǒng)設(shè)計(jì)決定的。第一種卷積編碼器的碼率和約束長度K是系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)。不同的碼率使數(shù)據(jù)源20中的數(shù)據(jù)分隔成不同的數(shù)據(jù)幀大小，這是因?yàn)榫彌_器34的CRC編碼幀大小(見圖5)是由IS-99標(biāo)準(zhǔn)固定的。本發(fā)明可以采用第一種卷積編碼器的任何一種碼率和約束長度的組合。
在用第一種卷積編碼器取代Reed-Solomon編碼器22的第二種實(shí)施例中，在第一種卷積編碼器的設(shè)計(jì)中考慮了幾個(gè)設(shè)計(jì)參數(shù)。長的約束長度導(dǎo)致更復(fù)雜的譯碼電路，并使執(zhí)行時(shí)間增加。第一種卷積編碼器和卷積編碼器36的碼率減小了有效的數(shù)據(jù)通過速率。例如，帶有碼率1/2卷積編碼器36的碼率1/2第一種卷積編碼器產(chǎn)生1/4的整體數(shù)據(jù)通過速率。傳送的編碼數(shù)據(jù)是原始文件規(guī)模的4倍，還不包括其它開銷位。其他的截?cái)啻a率如碼率3/4，提高了數(shù)據(jù)通過速率，但編碼增益較小。應(yīng)當(dāng)折衷考慮設(shè)計(jì)要求。作為一種附加考慮，維特比譯碼器86趨向于輸出相關(guān)的突發(fā)誤差串(correlated burstof error)。所以，要求第一種卷積編碼器和卷積編碼器36之間有某些交錯(cuò)。
圖3和圖4中所示中央站2中編碼器的方框圖包含兩個(gè)分開的緩沖器24和34。兩個(gè)緩沖器24和34僅是圖示。實(shí)踐中，可以用圖5中所示的一組(block)存儲器來實(shí)現(xiàn)緩沖器24和34。來自數(shù)據(jù)源20的數(shù)據(jù)可以寫到存儲器的一角。進(jìn)行Reed-Solomon編碼和CRC分組編碼，并將來自這些編碼步驟的一致校驗(yàn)位寫到同一存儲器的分開的區(qū)域內(nèi)。
分組交錯(cuò)器38執(zhí)行來自卷積編碼器36的碼位的交錯(cuò)。這樣，將數(shù)據(jù)寫入和讀出分組交錯(cuò)器38的順序是特別由IS-99標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的。交錯(cuò)使信道破壞所引起的突發(fā)誤差的影響‘白化’。在信道特征特別‘白’的衛(wèi)星鏈路中，可以去掉分組交錯(cuò)器38，而不會使性能劣化。
上述較佳實(shí)施例的描述使得本領(lǐng)域中的技術(shù)人員能夠制造和使用本發(fā)明。很明顯，本領(lǐng)域中的技術(shù)人員還可以對這些實(shí)施例作各種修正，無需發(fā)明人的幫助，還可以將所描述的基本原理應(yīng)用于其他的實(shí)施例。所以，本發(fā)明并非僅限于這些實(shí)施例，應(yīng)當(dāng)從最寬的范圍來理解所揭示的原理和新特征。
權(quán)利要求
1.一種對用于空中轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)文件進(jìn)行編碼同時(shí)保持符合IS-99標(biāo)準(zhǔn)的裝置，其特征在于，它包含對數(shù)據(jù)文件進(jìn)行編碼以產(chǎn)生第一編碼數(shù)據(jù)的第一編碼器；以及對所述第一編碼的數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼的卷積編碼器；其中，所述卷積編碼器是由IS-99標(biāo)準(zhǔn)定義的。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述第一編碼器是一個(gè)分組編碼器。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述第一編碼器是一個(gè)Reed-Solomon分組編碼器。
4.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述第一編碼器是一個(gè)卷積編碼器。
5.一種對用于空中轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)文件進(jìn)行編碼同時(shí)保持符合IS-99標(biāo)準(zhǔn)的裝置，其特征在于，它包含對數(shù)據(jù)文件進(jìn)行編碼以產(chǎn)生第一編碼數(shù)據(jù)的第一編碼器；對所述第一編碼數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼以產(chǎn)生第二編碼數(shù)據(jù)的CRC分組編碼器；以及對所述第二編碼數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼的卷積編碼器；其中，所述CRC分組編碼器和所述卷積編碼器是由IS-99標(biāo)準(zhǔn)定義的。
6.如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述第一編碼器是分組編碼器。
7.如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述第一編碼器是Reed-Solomon分組編碼器。
8.如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述第一編碼器是卷積編碼器。
9.一種對用于空中轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)文件進(jìn)行編碼同時(shí)保持符合IS-99標(biāo)準(zhǔn)的裝置，其特征在于，它包含對數(shù)據(jù)文件進(jìn)行編碼以產(chǎn)生第一編碼數(shù)據(jù)的第一編碼器；對所述第一編碼數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼以產(chǎn)生第二編碼數(shù)據(jù)的CRC分組編碼器；以及對所述第二編碼數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼以產(chǎn)生第三編碼數(shù)據(jù)的卷積編碼器；存儲所述第三編碼數(shù)據(jù)的緩沖器；其中，所述CRC分組編碼器和所述卷積編碼器是由IS-99標(biāo)準(zhǔn)定義的，并且由IS-99標(biāo)準(zhǔn)所定義的預(yù)定順序?qū)⑺龅谌幋a數(shù)據(jù)寫入所述緩沖器中并從所述緩沖器中讀出。
10.如權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述第一編碼器是一個(gè)分組編碼器。
11.如權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述第一編碼器是一個(gè)Reed-Solomon分組編碼器。
12.如權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述第一編碼器是一個(gè)卷積編碼器。
13.一種接收符合IS-99標(biāo)準(zhǔn)而編碼并在空中轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)文件的裝置，其特征在于，它包含對所述編碼數(shù)據(jù)文件進(jìn)行譯碼以產(chǎn)生第一譯碼數(shù)據(jù)的卷積譯碼器；以及對所述第一譯碼數(shù)據(jù)譯碼以產(chǎn)生一譯碼數(shù)據(jù)文件的第二譯碼器。
14.如權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于，所述第二譯碼器是一個(gè)塊譯碼器。
15.如權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于，所述第二譯碼器是一個(gè)Reed-Solomon譯碼器。
16.一種接收符合IS-99標(biāo)準(zhǔn)而編碼并在空中轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)文件的裝置，其特征在于，它包含對所述編碼數(shù)據(jù)文件進(jìn)行譯碼以產(chǎn)生第一譯碼數(shù)據(jù)的卷積譯碼器；對所述第一譯碼數(shù)據(jù)進(jìn)行CRC校驗(yàn)以產(chǎn)生一CRC校驗(yàn)數(shù)據(jù)的CRC校驗(yàn)元件，所述CRC校驗(yàn)數(shù)據(jù)包含CRC譯碼的數(shù)據(jù)幀；以及對所述CRC校驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行譯碼以產(chǎn)生一譯碼數(shù)據(jù)文件的第三譯碼器。
17.如權(quán)利要求16所述的裝置，其特征在于，所述第三譯碼器是一個(gè)Reed-Solomon譯碼器。
18.如權(quán)利要求17所述的裝置，其特征在于，由所述CRC校驗(yàn)元件指示為差錯(cuò)幀的所述CRC校驗(yàn)數(shù)據(jù)幀被擦除所取代。
19.如權(quán)利要求17所述的裝置，其特征在于，由一軟度量指示為差錯(cuò)幀的所述CRC校驗(yàn)數(shù)據(jù)幀被擦除所取代。
20.如權(quán)利要求17所述的裝置，其特征在于，它還包含傳送由所述CRC校驗(yàn)元件指示為差錯(cuò)幀的表示CRC校驗(yàn)數(shù)據(jù)幀的消息的發(fā)射器。
全文摘要
在符合IS－99標(biāo)準(zhǔn)的通信系統(tǒng)中,串接碼用來提供無差錯(cuò)的空中文件傳送。串接碼包含Reed－Solomon編碼(22)、CRC分組編碼(32)和卷積編碼(36)。在發(fā)射器處,將文件分隔成數(shù)據(jù)幀,并對數(shù)據(jù)幀進(jìn)行Reed－Solomon編碼(22)。隨后,對Reed－Solomon編碼的數(shù)據(jù)進(jìn)行CRC分組編碼。對CRC編碼數(shù)據(jù)進(jìn)行卷積編碼(36)。按照IS－99標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行CRC分組編碼(32)和卷積編碼。附加的Reed－Solomon編碼步驟提供改進(jìn)的糾錯(cuò),同時(shí)保持與IS－99標(biāo)準(zhǔn)的兼容性。在接收器處,如果碼字中的擦除數(shù)小于或等于(n－k),或者如果碼字中的碼元差錯(cuò)小于或等于(n－k)/2,則進(jìn)行Reed－Solomon譯碼(104)。否則發(fā)出重發(fā)請求。
文檔編號H04W28/04GK1262004SQ98806878
公開日2000年8月2日 申請日期1998年5月29日 優(yōu)先權(quán)日1997年5月30日
發(fā)明者E·策哈維 申請人:夸爾柯姆股份有限公司