專利名稱：直接序列碼分多址系統(tǒng)中的速率檢測的制作方法
本申請要求1998年10月16日提交的臨時申請?zhí)?0／104652的內(nèi)部優(yōu)先權(quán)。
本發(fā)明涉及在諸如碼分多址(CDMA)系統(tǒng)的數(shù)字通信系統(tǒng)的接收端上的速率檢測方法，在此系統(tǒng)中在發(fā)送端上從包括全速率與較低速率的可應(yīng)用速率組中可變地選擇信息數(shù)據(jù)速率，每個較低速率是利用全速率除以不同的整數(shù)，并且對于較低速率數(shù)據(jù)進行重復(fù)以保持恒定的視在數(shù)據(jù)傳輸速率。在其特別的方面中，本發(fā)明涉及速率檢測方法，其中速率確定或分類判定處理使用還未進行去重復(fù)的數(shù)據(jù)的重復(fù)特征的測量。
一般從IEEE1995全球電信會議上Edith Cohen與Hui-Ling Lou的“Multi-Rate Detection for the IS-95CDMA Forward TrafficChannels”中得知這樣的速率檢測方法。
在1992年，直接序列碼分多址(DS-CDMA)系統(tǒng)由電信工業(yè)協(xié)會(TIA)采納為臨時標準95(IS-95)部署在800MHz的蜂窩頻帶中。在成功的現(xiàn)場測試與實驗系統(tǒng)之后，IS-95系統(tǒng)現(xiàn)在正以數(shù)千萬的用戶進行操作。
CDMA基于原始由Allies在第二次世界大戰(zhàn)期間為抵抗敵人無線電干擾而研制的擴頻技術(shù)。擴頻信號的特征在于由信號在信道中占據(jù)的帶寬W比以比特／秒為單位的信號的信息速率大得多。因而，擴頻信號固有地包含能用于克服信道引入的幾種類型的干擾(包括來自同一頻帶中其他用戶的信號和在延遲多徑分量意義上的自我干擾)的一種類型的冗余度。擴頻信號的另一關(guān)鍵特性是偽隨機性。因此，此信號顯示為類似于隨機噪聲，使得由除預(yù)定之外的接收機解調(diào)困難。在CDMA系統(tǒng)中，用戶共享公用信道帶寬并利用不同的碼序列來區(qū)分用戶。在IS-95的情況中，與用戶的每個通信利用長與短偽噪聲(PN)序列進行調(diào)制或加擾，并且也利用分配給此用戶的稱為Walsh碼的一組正交序列之中特定一個序列進行調(diào)制，后一調(diào)制稱為采用Walsh覆蓋。因而，特定接收機能通過采用PN序列以及由此特定接收機相應(yīng)的發(fā)射機使用的Walsh序列來恢復(fù)某一發(fā)送的信號。
在IS-95 DS-CDMA系統(tǒng)中，根據(jù)利用話音編碼器檢測的話音活動性使用可變的信息數(shù)據(jù)速率，這能減少較低速率上的發(fā)送功率，導致每個用戶較少的平均發(fā)射功率和系統(tǒng)容量的顯著增加。根據(jù)實施的話音編碼器能編碼兩組信息數(shù)據(jù)速率(速率組1與2)，每組包括全速率，和半速率、四分之一速率與八分之一速率的較低速率。對于較低速率，重復(fù)碼元以獲得與使用全速率時相同的視在碼元傳輸速率。在速率組2中，每幀中具有比速率組1多50％的碼元，但在傳輸之前將速率組2的三分之一碼元進行收縮(puncture)，以便在這兩個速率組中發(fā)送幀中相同數(shù)量的碼元。該信息數(shù)據(jù)速率能隨幀而變化，但表示當前使用的數(shù)據(jù)速率的信息不與語音數(shù)據(jù)一起進行發(fā)送。因此，接收機得利用假設(shè)測試來檢測數(shù)據(jù)速率。利用確定哪個可能的信息數(shù)據(jù)速率用于當前幀的速率分類或判定邏輯實施的算法稱為速率檢測算法(RDA)。
根據(jù)公知的使用數(shù)據(jù)的重復(fù)特征的速率檢測方法，在任何去重復(fù)之前，形成對于速率組1的測量，確定碼元如何在后續(xù)的2、4與8碼元組內(nèi)匹配。這樣的方法雖然僅要求較少量的計算資源但對于只能基于速率判定的IS-95 DS-CDMA系統(tǒng)不具有足夠的可靠性。還有，因為這樣的公知方法不考慮收縮的效果，所以此方法在應(yīng)用于速率組2時甚至產(chǎn)生更差的結(jié)果。
能用于速率檢測的其他信息包括CRC校驗結(jié)果(這根據(jù)IS-95可用于除速率組1中的四分之一與八分之一速率之外的所有數(shù)據(jù)速率)、維特比解碼器殘存測量和對于每個可能的數(shù)據(jù)速率的重新編碼的數(shù)據(jù)與進入解碼器的數(shù)據(jù)之間的相關(guān)性。后兩種方法利用可從或在以每個可能的數(shù)據(jù)速率對于每個數(shù)據(jù)幀的維特比解碼之后獲得的數(shù)據(jù)，固有地更加可靠，但計算增加了。采用這樣的相關(guān)性的方法特別密集使用計算資源，這是因為每個幀對于每個可能的數(shù)據(jù)速率數(shù)據(jù)不僅必須進行維特比解碼(在根據(jù)要求去收縮與去重復(fù)之后)，而且必須進行卷積重新編碼，以形成重新編碼的數(shù)據(jù)與進入對于每個可能的數(shù)據(jù)速率的維特比解碼的數(shù)據(jù)之間的相關(guān)性。
計算資源的密集使用是不希望的，特別在無線手機中，這是因為在要求由此手機內(nèi)的數(shù)字信號處理器(DSP)執(zhí)行的每部分的指令數(shù)量增加時電池壽命一般都減少。在DSP具有相對高比例的其間此DSP能進入空閑模式的輕負荷時間時，可獲得顯著的功率節(jié)省。
本發(fā)明的一個目的是提供高可靠的但平均來說使用較少量的計算資源的數(shù)字通信系統(tǒng)的接收端上速率檢測的一種改善方法。還一目的是速率檢測方法考慮對于可應(yīng)用速率組所用的任何的收縮模式。
利用這樣的速率檢測方法實現(xiàn)了本發(fā)明的這些與其他的目的，其中利用計算簡單的粗判定方法對接收的卷積編碼數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)速率進行第一確定，這是因為此粗判定方法基于在任何維特比解碼之前(“前解碼”測量)計算的數(shù)據(jù)的測量。隨后，使用可從或在第一確定的數(shù)據(jù)速率上的維特比解碼之后獲得的數(shù)據(jù)，評估此第一確定的數(shù)據(jù)速率是否應(yīng)選擇為實際的數(shù)據(jù)速率，并最好也評估在此選擇中是具有高還是具有低的置信度。僅在此評估未導致此第一確定的數(shù)據(jù)速率選擇為實際的數(shù)據(jù)速率時，采取更準確的但計算密集的細判定方法來使用一個或多個其他數(shù)據(jù)速率上獲得或計算的后解碼測量。
根據(jù)本發(fā)明，對于每個可能的較低數(shù)據(jù)速率，計算數(shù)據(jù)中重復(fù)碼型的前解碼測量，并使用這些測量與第一組門限進行粗判定。在速率組2的前解碼測量的計算中，考慮根據(jù)預(yù)定碼型已經(jīng)收縮的此數(shù)據(jù)。
為了評估粗判定方法的結(jié)果，卷積編碼的數(shù)據(jù)根據(jù)要求進行去收縮與去重復(fù)、維特比解碼和卷積重新編碼，所有這一切相對第一確定的數(shù)據(jù)速率。隨后，在第一確定的數(shù)據(jù)速率上在任何去收縮與去重復(fù)之后接收的卷積編碼的數(shù)據(jù)與卷積重新編碼的數(shù)據(jù)之間形成第一相關(guān)性，并將此第一形成的相關(guān)性和與第一確定的數(shù)據(jù)速率相關(guān)的預(yù)定門限進行比較，此門限包含在第二組門限之中。當此第一形成的相關(guān)性大于(或等于)此門限時，選擇實際的數(shù)據(jù)速率為第一確定的數(shù)據(jù)速率。
另一方面，如果第一形成的相關(guān)性小于其與之比較的門限，采用細判定方法，其中在速率組2的情況中在去收縮之后和在至少一個其他的數(shù)據(jù)速率是較低速率之一時去重復(fù)之后，接收的卷積編碼的數(shù)據(jù)根據(jù)此速率組的至少一個其他的數(shù)據(jù)速率進行第二維特比解碼，并利用可從或在第二維特比解碼之后獲得的數(shù)據(jù)進行第二確定。
還有，根據(jù)本發(fā)明，細判定方法最好使用在可應(yīng)用速率組的全速率與每個較低速率上在任何去收縮與任何去重復(fù)之后在接收的卷積編碼的數(shù)據(jù)與卷積重新編碼的數(shù)據(jù)之間形成的相關(guān)性，其中從全速率開始考慮數(shù)據(jù)速率，并且確定的數(shù)據(jù)速率在所考慮的數(shù)據(jù)速率上形成的相關(guān)性滿足一個或多個條件組時則設(shè)置等于所考慮的速率。
一個條件是在所考慮的數(shù)據(jù)速率上形成的相關(guān)性加上與此所考慮的數(shù)據(jù)速率相關(guān)的第二預(yù)定門限大于在其他數(shù)據(jù)速率上形成的最大的相關(guān)性。第二條件是在循環(huán)冗余碼(CRC)校驗可用于所考慮的數(shù)據(jù)速率時，CRC校驗相對所考慮的數(shù)據(jù)速率的解碼接收的卷積編碼的數(shù)據(jù)不失敗。如果CRC校驗不可用于所考慮的數(shù)據(jù)速率，第二條件是所考慮的數(shù)據(jù)速率形成的相關(guān)性大于與所考慮的數(shù)據(jù)速率相關(guān)的第三預(yù)定門限。
由于粗判定方法大多數(shù)時間提供正確的速率判定，而只有小部分時間需采用細判定方法，所以本發(fā)明的速率確定方法僅使用比粗判定方法稍微多些的計算資源，但都具有細判定方法的可靠性。
根據(jù)結(jié)合附圖的下面具體的描述將使本發(fā)明的其他目的、特征與優(yōu)點變得顯而易見，其中

圖1是包括發(fā)送端與接收端的DS-CDMA系統(tǒng)的基本功能示意圖，此接收端包括執(zhí)行去收縮、去重復(fù)與維特比解碼的方框；圖2是圖1中包括饋送速率判定邏輯方框的多個測量計算方框的去收縮、去重復(fù)與維特比解碼的功能示意圖；和圖3是根據(jù)本發(fā)明的原理由用于IS-95速率組1的圖2的計算方框速率分類邏輯方框執(zhí)行的操作的流程圖。
首先參見附圖1，無線CDMA蜂窩類型系統(tǒng)10表示為包括其所示具體細節(jié)表示為常規(guī)的至少一個基站20和至少一個移動站或手機40。為了解釋，相對通過移動信道30在其之間流動的數(shù)據(jù)，認為基站20為發(fā)送端，并認為移動站40為接收端。應(yīng)理解基站20與移動站40都能發(fā)送與接收，并且每個站在用作接收端時必須執(zhí)行速率確定。結(jié)果，在此上下文允許用于通用目的時，基站20稱為發(fā)送端20，而移動站40稱為接收端40。也應(yīng)認識到所示的功能方框?qū)τ诒绢I(lǐng)域技術(shù)人員來說是概念性的，本領(lǐng)域技術(shù)人員也意識到利用RF部分與基站部分的組合來合適地實施這些功能方框，而后者包括使用固件與應(yīng)用特定的集成電路(ASIC)的數(shù)字信號處理器和／或微處理器。
在發(fā)送端20上，在輸入的模擬人語音的模擬-數(shù)字變換(未示出)之后，數(shù)字化的語音利用根據(jù)IS-95可以基于Qualcomm碼激勵線性預(yù)測(QCELP)話音編碼算法的可變速率語音編碼器21來處理?？勺兯俾侍匦孕纬稍谒紤]的系統(tǒng)中采用的話音活動性檢測(VAD)方案的整體部分，其中使用IS-95的速率組1或速率組2。
通常在數(shù)字通信模型中，源編碼之后是信道編碼，這實現(xiàn)為常規(guī)的卷積編碼器與碼元重復(fù)器22，其輸出是包含多個可能重復(fù)的多比特碼元的幀。為了克服在通過信道的傳輸期間在信號中引入的噪聲與干擾的影響，卷積編碼以受控方式在數(shù)據(jù)序列中加上冗余度。在卷積編碼之后速率組1的四個速率是19．2kb／s(全速率)、9．6kb／s(半速率)、4．8kb／s(四分之一速率)和2．4kb／s(八分之一速率)。速率組2提供四個可能的速率28．8kb／s、14．4kb／s、7．2kb／s與3．6kb／s。在速率組2中通過從每六個之中刪除兩個碼元(第四與第六碼元)執(zhí)行另外的收縮。為了保持恒定的19．2kb／s的傳輸速率，編碼的碼元對于半速率幀、四分之一速率幀與八分之一速率幀分別重復(fù)一次、三次與七次。
使用卷積編碼的信息傳輸?shù)目煽啃詢H在由信道引起的差錯統(tǒng)計上是獨立的時增加。實際上，移動信道30的特征在于多路徑與衰落。因此，差錯將成群出現(xiàn)。作為用于將突發(fā)差錯信道變換為具有獨立差錯的信道的一種有效方法，采用編碼數(shù)據(jù)的交錯。塊交錯器23通過在矩形陣列中格式化從卷積編碼器與碼元重復(fù)器22中接收的碼元序列并以列方式讀出碼元來排列這些碼元。所述程序?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)序列中的時間分集，這導致“斷續(xù)”信道存儲。接下來，長碼置亂器24使用模2加法(未示出)將此數(shù)據(jù)序列與周期為242-1的最大長度偽噪聲(PN)序列(長碼)進行組合。每個前向業(yè)務(wù)信道的長碼的獨特偏移能使話音保密。Walsh Cover(沃氏覆蓋)方框25將來自長碼置亂器24的置亂與編碼的碼元和64維Hadamard矩陣的一行進行組合。此處理在一個基站的所有發(fā)送的信道之中提供正交信道化(不存在多路徑)。在正交BPSK／PN碼置亂器方框26中，此數(shù)據(jù)流又利用所謂的PN短碼(也是導頻PN序列)、周期為215-1的PN碼通過利用兩個單獨的PN短碼對兩個傳送同一信號的正交分支應(yīng)用二進制相移鍵控(BPSK)調(diào)制來進行置亂。
接收端或移動站40一般使在發(fā)送端上完成的操作相反。眾所周知，瑞克接收機／正交BPSK解調(diào)／PN碼解亂器方框41、Walsh無覆蓋方框42、長碼解亂器43與塊去交錯器的級聯(lián)從移動信道30中接收由于多路徑而相對延遲的多種類型的發(fā)送信號并恢復(fù)未知數(shù)據(jù)速率上的碼元序列。塊去交錯器44通過在矩形陣列中格式化接收的碼元并以行方式讀出這些碼元使交錯相反來產(chǎn)生此信號或多比特碼元ydeint序列。此數(shù)據(jù)ydeint最好長度為4比特并解釋為表示15個可能電平的雙端范圍，對應(yīng)于范圍為-7至+7的整數(shù)值。接下來，去重復(fù)與維特比解碼方框41執(zhí)行任何需要的去收縮(對速率組2)和去重復(fù)(對于較低數(shù)據(jù)速率)并解碼卷積編碼的數(shù)據(jù)序列來產(chǎn)生yinfo。眾所周知，維特比解碼處理遞歸發(fā)現(xiàn)格子結(jié)構(gòu)中最可能的狀態(tài)轉(zhuǎn)換。為了完成解碼，方框41必須逐幀確定數(shù)據(jù)速率。最后，確定的數(shù)據(jù)速率上的維特比解碼的數(shù)據(jù)yinfo提供給可變速率語音解碼器46，獲得提供給數(shù)-模變換器(未示出)的高質(zhì)量數(shù)字話音信號。
去收縮、去重復(fù)與維特比解碼方框45更具體地表示在圖2中，并看出包括重復(fù)測量計算方框48和給之提供去交錯數(shù)據(jù)或碼元ydeint序列的四個分支50、60、70與80。重復(fù)測量計算方框48計算分別對應(yīng)于可應(yīng)用速率組中半速率、四分之一速率與八分之一速率的重復(fù)碼型的歸一化前解碼測量NHR、NQR與NER。四個分支50、60、70與80分別表示計算對于全速率、半速率、四分之一速率與八分之一速率的進入維特比解碼器的數(shù)據(jù)yderep，F(xiàn)R、yderep，HR、yderep，ER與yderep，ER和重新編碼的數(shù)據(jù)yreenc， FR、yreenc，HR、yreenc，QR與yreenc，ER之間的定標相關(guān)性的能力，并且CRC校驗得到除IS-95速率組1中四分之一與八分之一速率之外的所有速率的FFR、FHR、FQR與FER。
因此，在分支50中，去交錯數(shù)據(jù)ydeint(為對稱而在速率組2的情況中定義為全速率去收縮與去重復(fù)數(shù)據(jù)yderep，F(xiàn)R)提供給全速率維特比解碼器52來產(chǎn)生解碼的全速率數(shù)據(jù)ydec，F(xiàn)R。解碼的全速率數(shù)據(jù)ydec，F(xiàn)R提供給全速率卷積編碼器53來產(chǎn)生全速率重新編碼的數(shù)據(jù)yreenc，F(xiàn)R并且也提供給全速率CRC解碼器54。在方框55中，計算全速率重新編碼的數(shù)據(jù)yreenc，F(xiàn)R與全速率去重復(fù)數(shù)據(jù)yderep，F(xiàn)R之間的相關(guān)性并確定CRC校驗結(jié)果FFR。
在分支60中，將去交錯數(shù)據(jù)ydeint提供給去收縮與去重復(fù)器61，此去收縮與去重復(fù)器61在可應(yīng)用的速率組是速率組2時在去收縮之后從碼元對或2元組中提取碼元，以形成半速率去重復(fù)數(shù)據(jù)yderep，HR，將此半速率去重復(fù)數(shù)據(jù)yderep，HR又提供給半速率維特比解碼器62，以便產(chǎn)生解碼半速率數(shù)據(jù)ydec，HR。將該解碼半速率數(shù)據(jù)加到半速率卷積編碼器63。以產(chǎn)生半速率重新編碼數(shù)據(jù)yreenc，HR，并將它加到半速率CRC解碼器64。在框65，計算在半速率重新編碼數(shù)據(jù)yreenc，HR與半速率去重新數(shù)據(jù)yderep，HR之間的相關(guān)HR，并確定CRC檢驗結(jié)果FHR。在分支70中，將去交錯數(shù)據(jù)ydeint提供給去收縮和去重復(fù)器71，此去收縮和去重復(fù)器71在速率組2時的去收縮之后從4元組提取碼元，以形成四分之一速率去重復(fù)數(shù)據(jù)yderep，QR，將此四分之一速率去重復(fù)數(shù)據(jù)yderep，QR再供給四分之一速率維特比解碼器72，以便產(chǎn)生解碼的四分之一速率數(shù)據(jù)ydec，QR。解碼的四分之一速率數(shù)據(jù)ydec，QR提供給四分之一速率卷積編碼器73來產(chǎn)生四分之一速率重新編碼的數(shù)據(jù)yreenc， QR，并在可應(yīng)用速率組是速率組2時也提供給四分之一速率CRC解碼器74。在方框75中，計算四分之一速率重新編碼的數(shù)據(jù)yreenc，QR與四分之一速率去重復(fù)的數(shù)據(jù)yderep，QR之間的相關(guān)性CQR，并在可應(yīng)用速率組是速率組2時，確定CRC校驗結(jié)果FQR。
同樣，在分支80中，去交錯數(shù)據(jù)ydeint提供給去收縮器與去重復(fù)器81，此去收縮器與去重復(fù)器81在速率組2的情況中在去收縮之后從冗余的8元組中提取碼元來形成八分之一速率去重復(fù)數(shù)據(jù)yderep，ER，此八分之一速率去重復(fù)數(shù)據(jù)yderep，ER又提供給八分之一速率維特比解碼器82，以產(chǎn)生解碼的八分之一速率數(shù)據(jù)ydec，ER。解碼的八分之一速率數(shù)據(jù)ydec， ER提供給八分之一速率卷積編碼器83來產(chǎn)生八分之一速率重新編碼的數(shù)據(jù)yreenc，ER，并在可應(yīng)用速率組是速率組2時也提供給八分之一速率CRC解碼器84。在方框85中，計算八分之一速率重新編碼的數(shù)據(jù)yreenc，ER與八分之一速率去重復(fù)數(shù)據(jù)yderep，ER之間的相關(guān)性CER，并在可應(yīng)用速率組是速率組2時，確定CRC校驗結(jié)果FER。
由于對DSP實施各種計算，所以根據(jù)需要完成這些計算，以便保存計算資源。結(jié)果，方框48和分支50、60、70與80的并行部署僅表示計算和提供重復(fù)碼型的前解碼測量與后解碼相關(guān)性以及可利用的CRC校驗結(jié)果給進行速率判定Rdec的速率判定或分類邏輯90的功能能力，明白這些動作的實際時間順序?qū)⒔Y(jié)合圖3所示的流程圖簡短地進行討論。為響應(yīng)速率判定Rdec，選擇器94在ydec，F(xiàn)R、ydec，HR、ydec，QR與ydec，ER之中選擇所表示的解碼信號為從去重復(fù)與維特比解碼方框45輸出的數(shù)據(jù)yinfo。
參見圖3，在開始步驟102，重復(fù)碼型NHR、NQR與NER的前解碼測量使用圖2的方框48進行計算，并傳送給速率判定邏輯方框90，此速率判定邏輯方框90隨后嘗試在步驟104進行粗速率判定。如果成功，到達步驟106，使用可應(yīng)用的分支50、60、70與80之一僅計算粗速率判定所表示的數(shù)據(jù)速率上的前解碼測量，即進入維特比解碼器的數(shù)據(jù)與重新編碼的數(shù)據(jù)之間的定標相關(guān)性，并將此測量傳送給速率判定邏輯90。然后在步驟107，執(zhí)行此后解碼測量的評估并確定是通過還是未通過此評估。如果通過，在步驟108也設(shè)置可靠性測量，能在后續(xù)幀的速率判定中考慮此測量，并在步驟110將實際的速率判定Rdec設(shè)置為等于粗速率判定。
如果步驟104的粗速率判定不成功，或在步驟107后解碼測量未通過此評估，則到達步驟112，其中使用在步驟106上形成的任何后解碼測量在每個數(shù)據(jù)速率上形成后解碼測量。隨后，在步驟114使用所有計算的后解碼測量進行最后的速率判定。此細速率判定在成功時在步驟110生成實際速率判定Rdec的設(shè)置或在不成功時在步驟116生成壞幀的確定。
在分別在步驟51方框48對應(yīng)于半速率、四分之一速率與八分之一速率的重復(fù)碼型NHR、NQR與NER的歸一化測量的計算中，對于速率組1使用以下等式(這些等式一般如上述文章IEEE1995全球電信會議上EdithCohen與Hui-Ling Lou的“Multi-Rate Detection for the IS-95 CDMAForward Traffic Channels”所述)MHR=Σi=0191|y2i+y2i+1|]]>MQR=Σi=093|y4i+y4i+1+y4i+2+y4i+3|]]>MER=Σi=023|Σj=8i8i+7yj|]]>LMHR=Σi=0191||y2i|-|y2i+1||]]>UMHR=Σi=0191(|y2i|+|y2i+1|)]]>NHR=MHR-LMHRUMHR-LMHR]]>LMQR=Σi=095||y4i+y4i+1|-|y4i+2+y4i+3||]]>UMQR=Σi=095(|y4i+y4i+1|+|y4i+2+y4i+3|)]]>LMER=Σi=047||Σj=8i8i+3yj|-|Σj=8i+48i+2yj||]]>UMER=Σi=047(|Σj=8i8i+3yj|-|Σj=8i+48i+7yj|)]]>NQR=MQR-LMQRUMQR-LMQR]]>NER=MER-LMERUMER-LMER]]>在前面，測量MHR、MER、MQR分別代表2、4與8碼元的后續(xù)序列的和的絕對值的和。這些測量隨后分別使用計算的上限UMHR、 UMQR與UMER和下限LMHR、LMQR與LMER進行歸一化以便形成NHR、NER與NQR。
對于速率組2，用于NHR、NQR與NER的等式與上面的相同，但如下計算MHR、MQR、MER、LMHR、LMQR、LMER、UMQR、UMQR與UMER 在用于速率組2的上面等式中，在去收縮之前的全速率幀由384個碼元構(gòu)成。在較低速率上，利用每六個碼元之中第四與第六碼元的收縮實現(xiàn)重復(fù)碼型。在半速率上，在收縮之前的由3個2元組構(gòu)成的每個6碼元的序列通過將第四與第六碼元收縮為由其后面是兩個不同碼元的2元組構(gòu)成的4碼元序列來減少。因而，在半速率上，只有碼元的交替對表示重復(fù)。
在四分之一速率上，在收縮之前由3個4元組構(gòu)成的每個12個碼元的序列通過將第四、第六、第十與第十二碼元收縮為由其后面是2元組的兩個3元組構(gòu)成的8碼元的序列來減少。
同樣，在八分之一速率上，在收縮之前由3個8元組構(gòu)成的每個24碼元的序列通過將第四、第六、第十、第十二、第十六、第十八、第二十二與第二十四碼元收縮為由其后面是2個5元組的一個6元組構(gòu)成的16碼元的序列來減少。
從上面等式中容易明白用于速率組2的測量MHR、MER與MQR以及上限UMHR、UMQR與UMER和下限LMHR、LMQR與LMER考慮已對重復(fù)碼型進行收縮的效果。
在步驟104進行粗速率判定時，使用第一預(yù)定組的3個門限T1FR、T1HR與T1QR將以下分類邏輯應(yīng)用于速率組1與2如果(NHR＜TFR)＆(NQR＜TFR)＆(NER＜TFR)，則Rdec=FR否則，如果{(NHR+THR)＞(NQR+TQR)}＆{(NHR+THR)＞NER}，則Rdec=HR否則，如果{(NQR+TQR)≥(NHR+THR)}＆{(NQR+TQR)＞NER}，則Rdec=QR否則，如果{(NER≥(NHR+THR)}＆{(NER≥(NQR+NTR)}，則Rdec=ER否則，粗速率判定不成功。
第一組門限的優(yōu)選值已經(jīng)利用以下概率的假定細調(diào)諧在噪聲與衰落的預(yù)期值上用于全速率的0．25，用于半速率的0．4，用于四分之一速率的．25和用于八分之一速率的0．1；在下表中給出這些門限值
在步驟106計算或獲得的對應(yīng)于成功的粗確定的數(shù)據(jù)速率的后解碼測量最好是粗確定的數(shù)據(jù)速率和可應(yīng)用速率組上進入維特比解碼器的數(shù)據(jù)與重新編碼的數(shù)據(jù)之間的定標相關(guān)性CFR、CHR、CQR或CER。雖然可從維特比解碼中分別得到全速率、半速率、四分之一速率與八分之一速率上的測量SMFR、SMHR、SMQR與SMER并且這些測量能用作后解碼測量，但使用定標相關(guān)性獲得更好的結(jié)果。
如果可應(yīng)用速率組是速率組1，在全速率幀中具有384個碼元，這在去重復(fù)之后對于半速率、四分之一速率與八分之一速率分別減少到192、96與48個碼元。根據(jù)下面可應(yīng)用等式之一形成幀的對應(yīng)于粗確定速率的定標相關(guān)性CFR、CHR、CQR或CER，其中重新編碼的碼元yreenc，F(xiàn)R、yreenc， HR、yreenc，QR與yreenc，ER和進入解碼器的碼元yderep，F(xiàn)R、yderep，HR、yderep，QR與yderep，ER具有范圍為-7-+7的整數(shù)值CFR=Σi=0383yreenc,FR(i)·yderep,FR(i)]]>CHR=2·Σi=0191yreenc,HR(i)·yderep,HR(i)]]>CQR=4·Σi=095yreenc,QR(i)·yderep,QR(i)]]>CER=8·Σi=047yreenc,ER(i)·yderep,ER(i)]]>如果可應(yīng)用速率組是速率組2，一幀中384個發(fā)送碼元通過去收縮增加到576個碼元，并隨后對于較低數(shù)據(jù)速率通過去重復(fù)對于半速率、四分之一速率與八分之一速率分別減少到288、144與72個碼元。根據(jù)以下等式形成幀的定標相關(guān)性CFR、CHR、CQR與CER，其中重新編碼的碼元yreenc，F(xiàn)R、yreenc，HR、yreenc，QR與yreenc，ER和進入解碼器的碼元yderep，F(xiàn)R、yderep， HR、yderep，QR與yderep，ER又具有范圍為-7-+7的整數(shù)值CFR=Σi=0575yreenc,FR(i)·yderep,FR(i)]]>CHR=2·Σi=0287yreenc,HR(i)·yderep,HR(i)]]>CQR=4·Σi=0143yreenc,QR(i)·yderep,QR(i)]]>CER=8·Σi=071yreenc,ER(i)·yderep,ER(i)]]>然后，通過比較計算的定標相關(guān)性與包含在第二組門限中的門限來完成步驟107中的評估。如果超過此門限，則通過此評估，得到步驟110上實際確定的數(shù)據(jù)速率等于粗確定數(shù)據(jù)速率的設(shè)置。而且，如果超過此門限，可以在步驟108上設(shè)置可靠性或置信測量。例如，如果未超過等于預(yù)定量的界限，可以將可靠性測量設(shè)置為1作為表示此速率判定是“不可靠”的標記，否則設(shè)置為0，表示此速率判定是可靠的。鑒于根據(jù)數(shù)據(jù)速率每幀僅能降低一個速率的TIA96B、TIA733與TIA127的限制，最后一幀中速率確定的可靠性的測量在進行下一幀中的速率判定時是有用的。
用于速率組1的第二組門限表示在下表中
用于速率組2的門限與上面的相同，并容易進行確定而無需過度的實驗。
在不采用粗確定速率并到達步驟122時，計算當前幀中所有未計算的后解碼測量，以便CFR、CHR、CQR與CER此時可用于可應(yīng)用速率組。對于速率組1，CRC校驗結(jié)果FFR與FHR只可用于全速率與半速率，而對于速率組2，CRC校驗結(jié)果FFR、FHR、FQR與FER可用于全速率、半速率、四分之一速率與八分之一速率。如果CRC校驗失敗，將此CRC校驗結(jié)果設(shè)置為邏輯1；否則此CRC校驗結(jié)果具有表示此CRC校驗未失敗的值邏輯零。
隨后在步驟114使用定標相關(guān)性CFR、CHR、CQR與CER、可獲得的CRC校驗結(jié)果FFR與FHR和對于速率組2的CRC校驗結(jié)果FQR與FER、用于可應(yīng)用速率組中各種可能速率的四個偏置門限T3FR、T3HR、T3QR與T3ER以及對于速率組1的第四組的兩個另外的門限T4QR與T4ER進行細速率判定。
對于速率組1，判定邏輯如下如果{(CFR+T3FR)≥max[CHR，CQR，CER]}＆{FFR=0}，則Rdec=FR否則，如果{(CHR+T3HR)≥max[CFR，CQR，CER]}＆{FHR=0}，則Rdec=HR否則，如果{(CQR+T3QR)≥max[CFR，CHR，CER]}＆{CQR＞T4QR}，則Rdec=QR否則，如果{(CER+T3ER)≥max[CFR，CHR，CQR]}＆{CER＞T4ER}，則Rdec=ER否則，壞幀。
對于速率組2，判定邏輯如下如果{(CFR+T3FR)≥max[CHR，CQR，CER]}＆{FFR=0}，則Rdec=FR否則，如果{(CHR+T3HR)≥max[CFR，CQR，CER]}＆{FHR=0}，則Rdec=HR否則，如果{(CQR+T3QR)≥max[CFR，CHR，CER]}＆{FQR=0}，則Rdec=QR否則，如果{(CER+T3ER)≥max[CFR，CHR，CQR]}＆{FER=0}，則Rdec=ER否則，壞幀。
如上面兩個速率組的判定邏輯所示，利用全速率開始以由大而小的順序?qū)蓚€條件應(yīng)用于每個可能的數(shù)據(jù)速率的測試。一個條件是相關(guān)性加上所考慮速率的偏置門限是大于還是等于其他速率的最大相關(guān)性。另一條件是CRC校驗在可用于所考慮速率時未失敗并且在CRC校驗不可獲得時此相關(guān)性是大于還是等于用于所考慮速率的另一門限。
也應(yīng)認識到如果使用關(guān)系“大于”而不使用“大于或等于”在實際確定的用于門限的值中基本沒有改變。
用于這兩種速率的門限值在下表中給出并確定為在預(yù)期的噪聲與衰落情況下提供好的結(jié)果
如上表所述，實際上偏置門限T1HR與T1ER對于速率組1設(shè)置為零，因此實際上不使用這些門限。
分析確定在圖3的步驟102至107中完成的粗確定將在90％的時間檢測數(shù)據(jù)速率，因此要求所有數(shù)據(jù)速率上維特比解碼的步驟將只達到幾乎10％的時間。還確定這些粗確定步驟每秒要求細確定步驟112與114所要求的約40％數(shù)量的指令。
現(xiàn)在應(yīng)認識到本發(fā)明的目的已經(jīng)實現(xiàn)。雖然已特別具體描述本發(fā)明，但也應(yīng)認識到在本發(fā)明的預(yù)定精神與范疇內(nèi)許多修改是可能的，在解釋所附的權(quán)利要求書時，應(yīng)明白a)字“包括”不排除除權(quán)利要求書中所列之外的其他元素或步驟的存在；b)元素前面的字“一個”不排除多個這樣的元素的存在；c)權(quán)利要求書中的任何符號不限制其范疇；和d)幾個“裝置”可以利用同一項的硬件或軟件實施的結(jié)構(gòu)或功能來表示。
權(quán)利要求
1．用于一種類型的數(shù)字通信系統(tǒng)的接收端上速率檢測的一種方法，其中通過介質(zhì)發(fā)送的卷積編碼的數(shù)字數(shù)據(jù)具有在發(fā)送端上從包含全速率(FR)和等于利用與可能的較低速率相關(guān)的相應(yīng)不同的整數(shù)k(2，4，8)分割的全速率的一個或多個可能的較低(HR，QR，ER)速率的速率組中可變選擇的信息數(shù)據(jù)速率，此數(shù)據(jù)對于較低速率進行重復(fù)以獲得與全速率相同的視在傳輸速率，所述方法包括在此數(shù)據(jù)的任何維特比解碼之前根據(jù)粗判定方法第一確定接收的卷積編碼數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)速率(102，104)；如果此第一確定的數(shù)據(jù)速率是較低速率之一，根據(jù)此第一確定的數(shù)據(jù)速率第一去重復(fù)接收的卷積編碼數(shù)據(jù)(61，71或81)；在任何去重復(fù)之后，根據(jù)此第一確定的數(shù)據(jù)速率第一維特比解碼接收的卷積編碼數(shù)據(jù)(52，62，72或82)；和利用可從或在第一維特比解碼之后獲得的數(shù)據(jù)評估是否選擇等于此第一確定的數(shù)據(jù)速率的數(shù)據(jù)速率(106，107，108，110)。
2．根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述評估包括根據(jù)此第一確定的數(shù)據(jù)速率第一卷積重新編碼維特比解碼的數(shù)據(jù)(53，63，73或83)；第一形成此第一確定的數(shù)據(jù)速率上任何去重復(fù)之后接收的卷積編碼的數(shù)據(jù)與卷積重新編碼的數(shù)據(jù)之間的相關(guān)性(CFR，CHR，CQR或CER)(106)；將第一形成的相關(guān)性(CFR，CHR，CQR或CER)和與此第一確定的數(shù)據(jù)速率相關(guān)的第一預(yù)定門限(T2FR，T2HR，T2QR或T2ER)進行比較(107)；和在第一形成的相關(guān)性大于或等于第一預(yù)定門限(T2FR，T2HR，T2QR或T2ER)時，選擇等于此第一確定的速率(CFR，CHR，CQR或CER)的數(shù)據(jù)速率。
3．根據(jù)權(quán)利要求2的方法，在第一形成的相關(guān)性(CFR，CHR，CQR或CER)小于第一預(yù)定門限(T2FR，T2HR，T2QR或T2ER)時，還包括如果至少一個其他的數(shù)據(jù)速率是較低速率之一，在去重復(fù)(61，71或81)之后，根據(jù)速率組的至少一個其他的數(shù)據(jù)速率第二維特比解碼接收的卷積編碼數(shù)據(jù)(52，62，72或82)；和從可從或在第二維特比解碼之后獲得的數(shù)據(jù)中根據(jù)細判定方法第二確定數(shù)據(jù)速率(112，114，110)。
4．根據(jù)權(quán)利要求2的方法，在第一形成的相關(guān)性(CFR，CHR，CQR或CER)小于與此第一確定的數(shù)據(jù)速率相關(guān)的第一預(yù)定門限(T2FR，T2HR，T2QR或T2ER)，時，對于可應(yīng)用速率組的每一個其他的數(shù)據(jù)速率，還包括根據(jù)是較低速率之一的每一個其他的數(shù)據(jù)速率第二去重復(fù)接收的卷積編碼的數(shù)據(jù)(61，71和／或81)；在任何去重復(fù)之后，根據(jù)每一個其他的數(shù)據(jù)速率第二維特比解碼接收的卷積編碼的數(shù)據(jù)(52，62，72和／或82)；根據(jù)每一個其他的數(shù)據(jù)速率第二卷積重新編碼維特比解碼的數(shù)據(jù)(53，63，73和／或83)；在每一個其他的數(shù)據(jù)速率上任何去重復(fù)之后接收的卷積編碼的數(shù)據(jù)與卷積重新編碼的數(shù)據(jù)之間第二形成相關(guān)性(CFR，CHR，CQR或CER)(112)；和利用第一與第二形成的相關(guān)性(CFR，CHR，CQR或CER)第二確定數(shù)據(jù)速率(114，110)。
5．根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其中所述第二確定包括從全速率開始考慮數(shù)據(jù)速率，并在所考慮的數(shù)據(jù)速率上形成的相關(guān)性(CFR，CHR，CQR或CER)滿足一個或多個條件組時，選擇等于所考慮的速率的數(shù)據(jù)速率。
6．根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中一個條件是在所考慮的數(shù)據(jù)速率上形成的相關(guān)性(CFR，CHR，CQR或CER)加上與所考慮的數(shù)據(jù)速率相關(guān)的第二預(yù)定門限(T3FR，T3HR，T3QR或T3ER)是否大于在其他數(shù)據(jù)速率上形成的最大的相關(guān)性。
7．根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中還一個條件是相對所考慮的數(shù)據(jù)速率的解碼接收的卷積編碼數(shù)據(jù)的循環(huán)冗余碼校驗不失敗(FFR，F(xiàn)HR，F(xiàn)QR和FER=0)。
8．根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中(CQR或CER)還一個條件是對于所考慮的數(shù)據(jù)速率形成的相關(guān)性是否大于與此所考慮的數(shù)據(jù)速率相關(guān)的第三預(yù)定門限(T4QR或T4ER)。
9．根據(jù)權(quán)利要求1-4的方法，其中所述第一確定(102，104)包括為每一個可能的數(shù)據(jù)速率形成卷積編碼數(shù)據(jù)中的連續(xù)碼元的預(yù)定碼型匹配程度的測量(MHR，MQR，MER)的步驟。
10．根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中預(yù)定碼型考慮在發(fā)送之前進行的數(shù)據(jù)的收縮。
11．用于一種類型的數(shù)字通信系統(tǒng)的接收端上速率檢測的一種設(shè)備，其中通過介質(zhì)發(fā)送的卷積編碼的數(shù)字數(shù)據(jù)具有在發(fā)送端上從包含全速率(FR)和等于利用與可能的較低(HR，QR，ER)速率相關(guān)的相應(yīng)不同的整數(shù)k(2，4，8)分割的全速率的一個或多個可能的較低速率的速率組中可變選擇的信息數(shù)據(jù)速率，此數(shù)據(jù)對于較低速率進行重復(fù)以獲得與全速率相同的視在傳輸速率，所述設(shè)備包括速率判定裝置(90)，構(gòu)造為在此數(shù)據(jù)的任何維特比解碼之前根據(jù)粗判定方法第一確定接收的卷積編碼數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)速率(102，104)；用于在第一確定的數(shù)據(jù)速率是較低速率之一時根據(jù)此第一確定的數(shù)據(jù)速率第一去重復(fù)接收的卷積編碼數(shù)據(jù)的裝置(61，71或81)；用于在任何去重復(fù)之后根據(jù)此第一確定的數(shù)據(jù)速率第一維特比解碼接收的卷積編碼數(shù)據(jù)的裝置(52，62，72或82)；和用于利用可從或在第一維特比解碼(52，62，72或82)之后獲得的數(shù)據(jù)評估是否選擇等于此第一確定的數(shù)據(jù)速率的數(shù)據(jù)速率的裝置(53-55，63-65，73-75，83-85，90)。
12．根據(jù)權(quán)利要求11的設(shè)備，其中所述用于評估的裝置包括用于根據(jù)第一確定的數(shù)據(jù)速率第一卷積重新編碼維特比解碼的數(shù)據(jù)的裝置(53，63，73或83)；第一裝置(55，65，75，85)，用于在第一確定的數(shù)據(jù)速率上在任何去重復(fù)之后接收的卷積編碼數(shù)據(jù)與卷積重新編碼的數(shù)據(jù)之間形成相關(guān)性(CFR，CHR，CQR或CER)；和利用速率判定裝置(90)實施的裝置，用于將第一形成的相關(guān)性和與第一確定的數(shù)據(jù)速率相關(guān)的第一預(yù)定門限(T2FR，T2HR，T2QR或T2ER)進行比較(107)，并用于在第一形成的相關(guān)性(CFR，CHR，CQR或CER)大于或等于第一預(yù)定門限(T2FR，T2HR，T2QR或T2ER)時選擇等于第一確定速率的數(shù)據(jù)速率。
13．根據(jù)權(quán)利要求12的設(shè)備，在第一形成的相關(guān)性小于第一預(yù)定門限時，還包括用于在至少一個其他的數(shù)據(jù)速率是較低速率之一時在去重復(fù)(61，71或81)之后根據(jù)數(shù)率組的至少一個其他的數(shù)據(jù)速率第二維特比解碼(52，62，72或82)接收的卷積編碼數(shù)據(jù)的裝置；和利用速率判定裝置(90)實施的裝置，用于從可從或在第二維特比解碼之后獲得的數(shù)據(jù)中根據(jù)細判定方法第二確定(112，114，110)數(shù)據(jù)速率。
全文摘要
碼分多址(CDMA)系統(tǒng)的接收端上速率檢測的一種方法,在此系統(tǒng)中在發(fā)送端上從包括全速率與較低速率的可應(yīng)用速率組中可變地選擇有效的數(shù)據(jù)速率,每個較低速率是利用不同的整數(shù)分割的全速率,并且編碼的碼元對于較低速率進行重復(fù)以保持恒定的視在比特或碼元傳輸速率,其中利用采用碼元重復(fù)特征的粗判定方法在此數(shù)據(jù)的任何維特比解碼之前第一確定此數(shù)據(jù)速率,此數(shù)據(jù)根據(jù)要求進行去收縮與去重復(fù),并以第一確定的數(shù)據(jù)速率進行第一維特比解碼,和評估可從或在第一維特比解碼之后獲得的數(shù)據(jù),特別是在進入維特比解碼的數(shù)據(jù)與來自維特比解碼器的卷積重新編碼的輸出數(shù)據(jù)之間第一形成的相關(guān)性,以確定是否選擇等于第一確定的數(shù)據(jù)速率的數(shù)據(jù)速率。如果未通過此評估,利用每一個其他可能的數(shù)據(jù)速率上在任何要求的去收縮與去重復(fù)之后可從或在第二維特比解碼之后獲得的數(shù)據(jù),特別是利用進入第二維特比解碼的數(shù)據(jù)與來自第二維特比解碼的卷積重新編碼的輸出之間的相關(guān)性采用細判定方法。
文檔編號H04L1/00GK1291388SQ99802999
公開日2001年4月11日 申請日期1999年10月15日 優(yōu)先權(quán)日1998年10月16日
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