專(zhuān)利名稱(chēng)：速率匹配方法和數(shù)字通信系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)字通信系統(tǒng)，特別是涉及相對(duì)于n個(gè)碼元的輸入得到m(m≠n)碼元的輸出的速率匹配(rate matching)方法。
作為從n個(gè)碼元的輸入得到m個(gè)碼元的輸出的方法，具有以下兩種方法其一是，在n＞m的情況下，從輸入碼元的開(kāi)頭削減n-m個(gè)碼元，接著輸出m個(gè)碼元，其二是，在n＜m的情況下，把開(kāi)頭的輸入碼元重復(fù)m-n+1次，然后輸出m-1個(gè)碼元。
眾所周知，在用卷積編碼得到碼元串的情況下，即使削減其中的一部分，在進(jìn)行解調(diào)時(shí)，在被削減的碼元位置上插入0值的空碼元，然后進(jìn)行解調(diào)，就能夠正確地重放那個(gè)信息。這就會(huì)蠶食掉由編碼(及其解碼)所得到的編碼收益。
但是，多個(gè)解碼方式在突發(fā)的錯(cuò)誤中較弱，如上述那樣，在被削減的碼元是連續(xù)的時(shí)，不能充分發(fā)揮其糾錯(cuò)能力。
另一方面，在重復(fù)連續(xù)的碼元的情況下，通過(guò)有效利用所重復(fù)的碼元的能量，而成為其碼元的能量等價(jià)變大的狀態(tài)。因此，在相應(yīng)的碼元的周邊，具有能夠有效地減輕錯(cuò)誤率的可能性。但是，例如當(dāng)作為編碼處理而進(jìn)行卷積編碼的情況下，不能希望完全減輕與偏離其約束長(zhǎng)度以上的碼元所對(duì)應(yīng)的錯(cuò)誤率。
作為在一定程度上解決這些問(wèn)題的方法，目前具有按照ARIB(Association of Radio Industries and Businesses電波產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì))的標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)中的IMT-2000方式的速率匹配方法。該方法的詳細(xì)內(nèi)容記載在「Volume3，Specification of Air-Interface for the 3G Mobile SystemVersion 0.53G移動(dòng)系統(tǒng)空間接口的規(guī)格，第0.5版，第3卷」中。以下對(duì)該標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行簡(jiǎn)單說(shuō)明。
在輸入碼元串為S0，輸入碼元串的碼元數(shù)為n，輸出碼元串的碼元數(shù)為m的情況下，按以下算法來(lái)進(jìn)行由碼元削減所進(jìn)行的速率匹配(n＞m)(a)j＝0，x＝n，y＝n-m；(b)如果y為1以上，則到步驟(c)，如果不到1，就結(jié)束(此時(shí)的碼元串S為輸出碼元串)；(c)使z為不小于x/y的最小整數(shù)；(d)使不大于x/z的最大整數(shù)為k；(e)相對(duì)于碼元串Sj，在每個(gè)z碼元中削減碼元，由此得到新的碼元串用Sj+1表示；(f)更新為；x＝x-k，y＝y(tǒng)-k，j＝j(luò)+1；(g)返回到步驟(b)。
另一方面，由碼元重復(fù)所進(jìn)行的速率匹配(n＜m)按以下算法來(lái)進(jìn)行(A)j＝0；(B)如果2n不足m，則進(jìn)到步驟(C)，否則進(jìn)到步驟(F)；(C)使重復(fù)Sj的所有碼元的結(jié)果為Sj+1；(D)n＝2n，j＝j(luò)+1；(E)返回步驟(B)；(F)x＝n，y＝m-n；(G)如果y超過(guò)1，則進(jìn)到步驟(H)，否則進(jìn)到步驟(M)；(H)使z為不低于x/y的最小整數(shù)；(I)使k為不大于x/z的最大整數(shù)；(J)在每個(gè)碼元中重復(fù)Sj(但是，已經(jīng)重復(fù)的碼元不進(jìn)行重復(fù))，由此得到新的碼元串用Sj+1表示；(K)成為x＝x-k，y＝y(tǒng)-k，j＝j(luò)+1；
(L)返回到步驟(G)；(M)如果y＝1，僅重復(fù)Sj的最初的碼元，把作為由此得到的碼元串作為Sj+1，并結(jié)束，否則原樣結(jié)束(當(dāng)前的最終碼元串S為輸出碼元串)。


圖15是表示按照上述IMT-2000方式的碼元削減所進(jìn)行的速率匹配方法的具體處理過(guò)程的圖。其中，例舉了輸入碼元數(shù)n＝128，輸出碼元數(shù)m＝100的情況。
如圖15(A)所示的那樣，首先，碼元數(shù)n＝128的碼元串S0被輸入。按照由上述碼元削減所產(chǎn)生的速率匹配的算法(步驟a～g)，通過(guò)最初的處理(步驟a～e)，成為x＝128，y＝28，z＝5，k＝25，而得到圖15(B)所示那樣的碼元串S1。該碼元串S1是在每5個(gè)碼元中削減S0后得到的碼元串。
通過(guò)接著的處理(步驟a～e)，成為x＝x-k＝103，y＝y(tǒng)-k＝3，z＝35，k＝2，在每35個(gè)碼元中削減碼元串S1，由此，如圖15(C)所示的那樣，得到碼元串S2。
通過(guò)最后的處理(步驟a～e)，成為x＝101，y＝1，z＝101，k＝1，在每101個(gè)碼元中(即最后的碼元)削減碼元串S2，由此，得到碼元串S3。
這樣，在該例子中，通過(guò)3次處理，128碼元的輸入碼元串被變換為100碼元的輸出碼元串。
但是，象從圖15所示的數(shù)值例子所理解的那樣，在現(xiàn)有的速率匹配方法中，在各個(gè)削減處理中提供了被削減的碼元之間的最大間隔，從而得到了最佳削減處理，但是，當(dāng)從整個(gè)處理中來(lái)看時(shí)，當(dāng)前削減與前面進(jìn)行的削減處理的關(guān)聯(lián)性較弱，因此并不一定為最佳的削減處理。即，在前面的處理中，碼元間隔的最小值成為最大，為此，在接著的處理中的削減碼元與在前面的處理中的削減碼元之間的間隔只能確保在前面的處理中所確保的間隔以下(在大部分情況下，為在前面的處理中所確保的間隔的1/2以下)的間隔。
具體地說(shuō)，如圖15(B)所示的那樣，碼元串S1的第45個(gè)碼元被削減，接著，如圖15(C)所示的那樣，第43個(gè)碼元被削減。同樣，第85個(gè)碼元和第87個(gè)碼元被削減。在此情況下，所削減的碼元的間隔只有2個(gè)碼元。
如從圖15所看到的那樣，按照現(xiàn)有的算法，由輸入碼元數(shù)和輸出碼元數(shù)的關(guān)系來(lái)考慮最終所削減的碼元位置是連續(xù)的，在此情況下，解調(diào)時(shí)發(fā)生問(wèn)題的可能性較高。
而且，對(duì)于由重復(fù)處理所產(chǎn)生的速率匹配也是相同的，所重復(fù)的碼元的位置是不均勻的，而形成了解調(diào)時(shí)易于發(fā)生錯(cuò)誤的部分和難于發(fā)生錯(cuò)誤的部分。
本發(fā)明的目的是提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)可靠性更高的數(shù)據(jù)通信的速率匹配方法。
本發(fā)明的速率匹配方法，其特征在于，使削減或者重復(fù)的碼元的最小間隔成為最大，并且，使削減或者重復(fù)的碼元的碼元間隔的總和成為最大。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，一種用于數(shù)字通信系統(tǒng)的速率匹配方法，該數(shù)字通信系統(tǒng)用于輸入碼元數(shù)n的第一碼元串S(k)(k是0～n-1的整數(shù))并生成碼元數(shù)m(m≠n)的第二碼元串d(j)(j是0～m-1的整數(shù))，其特征在于，包括下列步驟(a)設(shè)定上述碼元數(shù)n和上述碼元數(shù)m之差D；
(b)設(shè)定n/D的整數(shù)部分為Q；(c)依次劃分上述第一碼元串S(k)，以生成由Q個(gè)或者(Q+1)個(gè)的個(gè)數(shù)組成的D個(gè)碼元串；(d)在上述D個(gè)碼元串的各串中確定處于預(yù)定位置上的1個(gè)碼元；(e)對(duì)于上述D個(gè)碼元串的各串中的上述所確定的碼元，依賴(lài)于n和m的大小關(guān)系，來(lái)執(zhí)行削減或者重復(fù)的處理，由此，生成上述第二碼元串。
上述第一碼元串S(k)最好是包括在由諸如卷積編碼這樣的糾錯(cuò)編碼所生成的編碼碼元串中。對(duì)所得到的第二碼元串d(j)進(jìn)一步交錯(cuò)處理，由此，能夠進(jìn)一步提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴?br> 上述步驟(c)最好通過(guò)C＝INT(k×D/n)R＝INT(k-C×n/D)來(lái)確定用于依次配置上述第一碼元串S(k)的排列的各個(gè)部分的位置(R，C)，其中INT(x)是一個(gè)函數(shù)，用于求取x的整數(shù)部分。通過(guò)把該R與表示上述預(yù)定的位置的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，來(lái)確定上述碼元。
本發(fā)明的這些和其他的目的、優(yōu)點(diǎn)及特征將通過(guò)結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例的描述而得到進(jìn)一步說(shuō)明。在這些附圖中圖1是用于說(shuō)明本發(fā)明所涉及的速率匹配處理位于數(shù)字通信系統(tǒng)中何處的模式圖；圖2是表示本發(fā)明所涉及的速率匹配方法的簡(jiǎn)要流程的流程圖；圖3是表示本發(fā)明的第一實(shí)施例的由碼元削減所產(chǎn)生的速率匹配的一個(gè)例子的流程圖；圖4是表示本發(fā)明的第二實(shí)施例的由碼元重復(fù)所產(chǎn)生的速率匹配處理的一個(gè)例子的流程圖5是以表的形式表示N＝128，輸入輸出碼元數(shù)之差為28時(shí)的R和C的計(jì)算結(jié)果的模式圖；圖6是表示從q＝2時(shí)的N＝128到M＝100的碼元削減所產(chǎn)生的速率匹配的一個(gè)例子的模式圖；圖7(A)是表示削減各列的底部(p＝0)的碼元的速率匹配的一個(gè)例子的模式圖；圖7(B)表示削減各列的倒數(shù)第3行(p＝2)的碼元的速率匹配的一個(gè)例子的模式圖；圖8是表示從q＝2時(shí)的N＝128到M＝156的碼元重復(fù)所產(chǎn)生的速率匹配的一個(gè)例子的模式圖；圖9(A)是表示重復(fù)各列的底部(p＝0)的碼元的速率匹配的一個(gè)例子的模式圖；圖9(B)表示重復(fù)各列的倒數(shù)第3行(p＝2)的碼元的速率匹配的一個(gè)例子的模式圖；圖10是表示本發(fā)明的第三實(shí)施例的由碼元削減所產(chǎn)生的速率匹配的一個(gè)例子的流程圖；圖11表示由圖10所示的程序的C語(yǔ)言所產(chǎn)生的編程的具體例子的圖；圖12表示本發(fā)明的第四實(shí)施例的由碼元重復(fù)所產(chǎn)生的速率匹配的一個(gè)例子的流程圖；圖13表示由圖12所示的程序的C語(yǔ)言所產(chǎn)生的編程的具體例子的圖；圖14(A)和(B)分別表示在執(zhí)行圖10和圖12所示的算法時(shí)所得到的速率匹配的數(shù)值例子的模式圖；圖15表示按照IMT-2000方式的碼元削減所進(jìn)行的速率匹配方法的具體處理過(guò)程的圖。
下面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。
圖1是用于說(shuō)明本發(fā)明所涉及的速率匹配處理位于數(shù)字通信系統(tǒng)中何處的模式圖。其中，為了簡(jiǎn)化說(shuō)明，考慮由發(fā)送部分、傳輸部分和接收部分組成的系統(tǒng)。
在發(fā)送部分中，將要進(jìn)行發(fā)送數(shù)據(jù)被輸入編碼處理部分101，在此進(jìn)行編碼。該編碼的碼元串作為輸入碼元串S被輸入速率匹配處理部分102。其中所使用的編碼方式可以是例如卷積編碼和Turbo編碼等，可提供具有冗余性的原始信息，在接收側(cè)進(jìn)行解碼時(shí)，能夠進(jìn)行某種程度的糾錯(cuò)。
輸入碼元串S在每個(gè)預(yù)定的長(zhǎng)度N中被輸入本發(fā)明的速率匹配處理部分102中，向交錯(cuò)處理部分103輸出預(yù)定碼元數(shù)為M的輸出碼元串D。輸出碼元串D通過(guò)交錯(cuò)處理部分103而接受交錯(cuò)處理，然后，作為發(fā)送信號(hào)輸出到傳輸路徑中。一般而言，在多個(gè)傳輸路徑錯(cuò)誤被突發(fā)地加入時(shí)，解碼器的糾錯(cuò)能力顯著降低。在接收部分中，為了分散這樣的突發(fā)錯(cuò)誤，而進(jìn)行接收碼元的時(shí)間上的轉(zhuǎn)換(下述的去交錯(cuò)(deinterleave))。為此，在發(fā)送側(cè)由交錯(cuò)處理部分103預(yù)先在時(shí)間上轉(zhuǎn)換輸出碼元串。其中，在交錯(cuò)處理部分103中，以輸出碼元串D的碼元數(shù)M的整數(shù)倍為單位來(lái)進(jìn)行交錯(cuò)處理。
發(fā)送信號(hào)在傳輸路徑中被加入了傳輸路徑錯(cuò)誤，而由接收部分所接收。在接收部分中，接收信號(hào)被輸入到去交錯(cuò)處理部分104中，而生成輸入碼元串。該輸入碼元串在每個(gè)預(yù)定的長(zhǎng)度M中被輸入本發(fā)明的速率去匹配(dematching)處理部分105，向解碼處理部分106輸出與發(fā)送部分的輸入碼元串S相同長(zhǎng)度N的輸出碼元串。解碼處理部分106對(duì)輸出碼元串進(jìn)行解碼，作為接收信息而輸出。
本發(fā)明的速率匹配方法適用于圖1中的速率匹配處理部分102和速率去匹配處理部分105。如下述那樣，根據(jù)本發(fā)明的速率匹配方法，在所處理的碼元的位置上沒(méi)有偏差并是均勻的，因此，通過(guò)與交錯(cuò)(interleave)處理的組合，能夠?qū)崿F(xiàn)可靠性高的數(shù)據(jù)通信。下面參照附圖來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例。
圖2表示本發(fā)明所涉及的速率匹配方法的簡(jiǎn)要流程的流程圖。在該圖中，如在步驟S201中所示的那樣，對(duì)于碼元數(shù)為N的輸入碼元串S＝{S(0)，S(1)，…S(N-1)}、碼元數(shù)為M的輸出碼元串D＝{d(0)，d(1)，…d(M-1)}，以把輸入碼元數(shù)N速率匹配為輸出碼元數(shù)M的情況進(jìn)行說(shuō)明。
首先，把輸入碼元數(shù)N與輸出碼元數(shù)M進(jìn)行比較(步驟S202和S203)，在兩者相等的情況下(步驟S202的“是”)，不需要進(jìn)行速率匹配，因此，把輸入碼元串S簡(jiǎn)單地作為輸出碼元串D，即進(jìn)行復(fù)制而輸出(步驟S204)。
在輸入碼元數(shù)N大于輸出碼元數(shù)M的情況下(步驟S203的“是”)，需要從輸入碼元串S消除(N-M)為碼元的部分，因此，執(zhí)行由碼元削減所產(chǎn)生的速率匹配處理(步驟S205)。反之，在輸入碼元數(shù)N小于輸出碼元數(shù)M的情況下(步驟S203的“否”)，需要對(duì)輸入碼元串S增加M-N個(gè)碼元的部分，因此，執(zhí)行由碼元重復(fù)所產(chǎn)生的速率匹配處理(步驟S206)。由碼元削減所產(chǎn)生的速率匹配處理(1)圖3是表示本發(fā)明的第一實(shí)施例的由碼元削減所產(chǎn)生的速率匹配的一個(gè)例子的流程圖。按照以下所示的順序來(lái)從輸入碼元串削減(N-M)個(gè)碼元。
首先，把N-M作為Y，并且把N/Y的整數(shù)部分INT(N/Y)作為Q(步驟S301)。接著，用預(yù)定的方法(例如q始終為0)從{0，1，2，…，Q-1}中選擇q(步驟S302)。接著，分別把與輸入碼元串相對(duì)應(yīng)的索引編號(hào)K和與輸出碼元串相對(duì)應(yīng)的索引編號(hào)J初始化為0(步驟S303)。
接著，把K×N/Y的整數(shù)部分INT(K×N/Y)作為C(步驟S304)，而且，把K-C×N/Y的整數(shù)部分INT(K-C×N/Y)作為R(步驟S305)。接著，把R與q進(jìn)行比較(步驟S306)，在不一致的情況下(步驟S306的“否”)，在輸出碼元串d(J)中復(fù)制輸入碼元串S(K)，使J遞增(步驟S307)，接著，使K遞增(步驟S308)。在R與q相一致的情況下(步驟S306的“是”)，僅使K遞增(步驟S308)。接著，比較K和N(步驟S309)，在相一致的情況下結(jié)束，在不一致的情況下(步驟S309的“否”)，返回到C和R的計(jì)算(步驟S304，S305)，重復(fù)進(jìn)行步驟S304～S309，直到K＝N為止。由碼元重復(fù)所產(chǎn)生的速率匹配處理(1)圖4是表示本發(fā)明的第二實(shí)施例的由碼元重復(fù)所產(chǎn)生的速率匹配處理的一個(gè)例子的流程圖。通過(guò)按以下程序重復(fù)進(jìn)行輸入碼元串的碼元，使碼元增加(M-N)個(gè)。
首先，把M/N的整數(shù)部分INT(M/N)作為P(步驟S401)，接著，把輸入碼元串S的所有碼元重復(fù)P次，而成為新的S(步驟S402)。例如，在P＝2的情況下，把S＝{S(0)，S(1)，…S(N-1)}的各個(gè)輸入碼元重復(fù)2次，由此，把S＝{S(0)，S(0)，S(1)，S(1)，…S(N-1)，S(N-1)}作為新的輸入碼元串。
接著，把N置換為P×N，把增加的碼元數(shù)M-N作為Y，并且，把N/Y的整數(shù)部分INT(N/Y)作為Q(步驟S403)。接著，用預(yù)定的方法(例如q始終為0)從{0，1，2，…，Q-1}中選擇q(步驟S404)。接著，分別把與輸入碼元串相對(duì)應(yīng)的索引編號(hào)K和與輸出碼元串相對(duì)應(yīng)的索引編號(hào)J初始化為0(步驟S405)。
接著，把K×N/Y的整數(shù)部分INT(K×N/Y)作為C(步驟S406)，而且，把K-C×N/Y的整數(shù)部分INT(K-C×N/Y)作為R(步驟S407)。接著，在輸出碼元串d(J)中復(fù)制輸入碼元串S(K)，使J遞增(步驟S408)，接著，把R與q進(jìn)行比較(步驟S409)，在相一致的情況下(步驟S409的“是”)，在輸出碼元串d(J)中復(fù)制輸入碼元串S(K)，并且使J遞增(步驟S410)。接著，使K遞增(步驟S411)。在R與q不一致的情況下(步驟S409的“否”)，僅使K遞增(步驟S411)。接著，比較K和N(步驟S412)，在相一致的情況下結(jié)束，在不一致的情況下(步驟S412的“否”)，返回到C和R的計(jì)算(步驟S406，S407)，重復(fù)進(jìn)行步驟S406～S412，直到K＝N為止。具體例子(1)下面說(shuō)明實(shí)際進(jìn)行以上說(shuō)明的「由碼元削減所產(chǎn)生的速率匹配」處理和「由碼元重復(fù)所產(chǎn)生的速率匹配」處理的例子。(R和C的計(jì)算例子)圖5是以表的形式表示N＝128、輸入輸出碼元數(shù)之差為28時(shí)的R和C的計(jì)算結(jié)果的模式圖。即，是從輸入碼元串S＝{1，2，…，127，128}向碼元數(shù)M＝100或者M(jìn)＝156(輸入輸出碼元數(shù)之差為28)的輸出碼元串D進(jìn)行速率匹配時(shí)的R和C的計(jì)算結(jié)果。在圖5所示這樣的形式下，R和C分別對(duì)應(yīng)于行和列。通過(guò)圖3的步驟S304和S305以及圖4的步驟S406和S407的計(jì)算，輸入碼元串S＝{1，2，…，127，128}的各個(gè)碼元依次排列為從0行0列到4行0列，接著從0行1列到4行1列，…。(由碼元削減所產(chǎn)生的速率匹配的例1)圖6是表示從q＝2時(shí)的N＝128到M＝100的碼元削減所產(chǎn)生的速率匹配的一個(gè)例子的模式圖。在由圖3所示的流程的步驟S302中，當(dāng)選擇q＝2時(shí)，在步驟S306中，R＝q＝2，即，僅圖6的R＝2的行不進(jìn)行從輸入碼元S(K)到輸出碼元d(J)的復(fù)制，步驟S307被跳過(guò)。在除此之外的行中，執(zhí)行步驟S307，由此，得到圖6所示那樣的R＝2的行的28個(gè)碼元被削減的輸出碼元串D＝{1，2，4，5，6，7，9，10，11，12，14，15，…，125，126，128}。這樣，通過(guò)選擇q的值，就能削減任意行的碼元。(由碼元削減所產(chǎn)生的速率匹配的例2)作為碼元削減的方法，不僅可以通過(guò)q的選擇來(lái)削減規(guī)定的行，也可以通過(guò)指定與各列(即，C的各值)底部碼元相距的位置，來(lái)進(jìn)行具有同樣效果的碼元削減。例如，從{0，1，2，3}選擇與各列的底部碼元相距的位置p，通過(guò)與各C相對(duì)應(yīng)的R的值和位置p的比較，來(lái)判定是否進(jìn)行碼元的復(fù)制，即，判定是否跳過(guò)相當(dāng)于圖3的步驟S307的處理。以下說(shuō)明具體例子。
圖7(A)是表示削減各列的底部(p＝0)的碼元的速率匹配的一個(gè)例子的模式圖。即，在p＝0的情況下，從輸入碼元串S中削減各列的最后的碼元{5，10，14，19，23，28，…115，119，124，128}。
圖7(B)表示削減各列的倒數(shù)第3行(p＝2)的碼元的速率匹配的一個(gè)例子的模式圖。即，在p＝2的情況下，從輸入碼元串S中削減各列的倒數(shù)第3行的碼元{3，8，12，17，21，26，…，113，117，122，126}。
如上述那樣，根據(jù)本實(shí)施例，所削減的碼元之間的最窄間隔與最寬間隔幾乎相同。根據(jù)圖6～圖7，最窄間隔為4個(gè)碼元，而最寬間隔僅有5個(gè)碼元。換句話說(shuō)，最小間隔被最大化了，由此所削減的碼元間隔的總和被最大化了。并且，所削減的碼元全部均勻分布。(由碼元重復(fù)所產(chǎn)生的速率匹配的例1)圖8是表示從q＝2時(shí)的N＝128到M＝156的碼元重復(fù)所產(chǎn)生的速率匹配的一個(gè)例子的模式圖。在圖4所示的流程的步驟S404中，當(dāng)選擇q＝2時(shí)，在步驟S409中，R＝q＝2，即，僅圖8的R＝2的行進(jìn)行從輸入碼元S(K)向輸出碼元d(J)的再次復(fù)制(步驟S410)。在除此之外的行中，跳過(guò)步驟S410，結(jié)果得到圖8所示那樣的R＝2的行的28個(gè)碼元被重復(fù)的輸出碼元串D＝{1，2，3，3，4，5，6，7，8，8，9，10，11，12，1 3，13，14，15，…，125，126，127，127，128}。這樣，通過(guò)選擇q的值，就能重復(fù)任意行的碼元。(由碼元重復(fù)所產(chǎn)生的速率匹配的例2)碼元重復(fù)的方法，不僅可以通過(guò)q的選擇來(lái)重復(fù)規(guī)定的行，也可以通過(guò)指定與各列(即，C的各值)的底部碼元相距的位置，來(lái)進(jìn)行具有同樣效果的碼元重復(fù)。例如，從{0，1，2，3}選擇與各列的底部碼元相距的位置p，通過(guò)與各C相對(duì)應(yīng)的R的值和位置p的比較，來(lái)判定是否進(jìn)行碼元的復(fù)制，即，判定是否跳過(guò)相當(dāng)于圖4的步驟S410的處理。以下表示具體例子。
圖9(A)是表示重復(fù)各列的底部(p＝0)的碼元的速率匹配的一個(gè)例子的模式圖。即，在p＝0的情況下，從輸入碼元串S中重復(fù)各列的最后的碼元{5，10，14，19，23，28，…115，119，124，128}。
圖9(B)表示重復(fù)各列的倒數(shù)第3行(p＝2)的碼元的速率匹配的一個(gè)例子的模式圖。即，在p＝2的情況下，從輸入碼元串S中重復(fù)各列的倒數(shù)第3行的碼元{3，8，12，17，21，26，…，113，117，122，126}。
如上述那樣，根據(jù)本實(shí)施例，所重復(fù)的碼元之間的最窄間隔與最寬間隔幾乎相同。根據(jù)圖8～圖9，最窄間隔為4個(gè)碼元，而最寬間隔僅有5個(gè)碼元。換句話說(shuō)，最小間隔被最大化了，由此所重復(fù)的碼元間隔的總和被最大化了。并且，所重復(fù)的碼元全部均勻分布。由碼元削減所產(chǎn)生的速率匹配(2)圖10是表示本發(fā)明的第三實(shí)施例的由碼元削減所產(chǎn)生的速率匹配的一個(gè)例子的流程圖。下面，使輸入碼元串為X，使輸出碼元串為Y，使輸入碼元數(shù)為Nx，使輸出碼元數(shù)為Ny。按照以下程序來(lái)從輸入碼元串X削減(Nx-Ny)個(gè)碼元。
首先，使變量j為0，把變量n和y分別初始化為Ny，而且，使Nx-Ny為D(步驟S501)。把變量i初始化為0(步驟S502)，然后判定變量i是否小于Ny(步驟S503)。
在i＜Ny的情況下(步驟S503的“是”)，進(jìn)一步判定y是否為0以下(步驟S504)。如果y為0以下(步驟S504的“是”)，使j遞增1，同時(shí)使n遞減1(步驟S505)，把遞減的n代入y(步驟S506)，接著，使y-D為y(步驟S507)。在y大于0的情況下(步驟S504的“否”)，跳過(guò)步驟S505和S506，使y-D為y(步驟S507)。步驟S505的j的遞增(j＝j(luò)+1)對(duì)應(yīng)于輸入碼元的空讀，即削減動(dòng)作。
接著，把輸入碼元X(j)復(fù)制到輸出碼元Y(i)中(步驟S508)，使j和i分別遞增1(步驟S509和S510)，返回步驟S503。這樣，重復(fù)步驟S503～510，直到i等于Ny為止。
圖11是表示對(duì)應(yīng)于圖10所示過(guò)程的用C語(yǔ)言編寫(xiě)的程序的具體例子。其中，X表示指向輸入碼元串的指針，Y表示指向輸出碼元串的指針，Nx表示輸入碼元串的碼元數(shù)，Ny表示輸出碼元串的碼元數(shù)。由碼元重復(fù)所產(chǎn)生的速率匹配(2)圖12是表示本發(fā)明的第四實(shí)施例的由碼元重復(fù)所產(chǎn)生的速率匹配的一個(gè)例子的流程圖。下面，使輸入碼元串為X，使輸出碼元串為Y，使輸入碼元數(shù)為Nx，使輸出碼元數(shù)為Ny。按照以下程序使輸入碼元串X的碼元增加(Ny-Nx)個(gè)。
首先，使變量j為0，把變量n和x分別初始化為Nx，而且，使Ny-Nx為D(步驟S601)。把變量i初始化為0(步驟S602)，然后判定變量i是否小于Ny(步驟S603)。
在i＜Ny的情況下(步驟S603的“是”)，進(jìn)一步判定x是否為0以下(步驟S604)。如果x為0以下(步驟S604的“是”)，使j遞減，同時(shí)使n遞減(步驟S605)，把遞減的n代入x(步驟S606)，把輸入碼元串X(j)復(fù)制到輸出碼元串Y(i)中(步驟S608)。在x大于0的情況下(步驟S604的“否”)，把x-D代入x(步驟S607)。把輸入碼元串X(j)復(fù)制到輸出碼元串Y(i)中(步驟S608)。步驟S605的j的遞減(j＝j(luò)-1)產(chǎn)生了輸入碼元的重復(fù)。
接著，使j和i分別遞增1(步驟S609和S610)，返回步驟S603。這樣，重復(fù)步驟S603～510，直到i等于Ny為止。
圖13是表示由圖12所示的程序的C語(yǔ)言所產(chǎn)生的編程的具體例子的圖。其中，X表示指向輸入碼元串的指針，Y表示指向輸出碼元串的指針，Nx表示輸入碼元串的碼元數(shù)，Ny表示輸出碼元串的碼元數(shù)。具體例子(2)在圖14(A)，(B)中分別表示在執(zhí)行圖10和圖12所示的算法時(shí)的數(shù)值例子。
圖14(A)表示從碼元數(shù)為128的輸入碼元串S0向碼元數(shù)為100的輸出碼元串S1的速率匹配。輸入碼元串S0是{1，2，3，…，128}這樣的碼元串。為了說(shuō)明本實(shí)施例的動(dòng)作，如圖所示的那樣，考慮排列成(28(＝128-100)列)×(5行或者4行)的情況是便利的。在本實(shí)施例中，通過(guò)削減各列的最后的碼元，來(lái)進(jìn)行28個(gè)碼元的削減，其結(jié)果，得到碼元數(shù)為100的輸出碼元串S1。在此情況下，所削減的碼元的最小間隔為4，可以看出，與在前面所示的現(xiàn)有技術(shù)例子的速率匹配中的最小間隔2相比，變大了。
在圖14(A)中，雖然是削減各列最后的碼元這樣的描述，但是，應(yīng)當(dāng)知道，通過(guò)削減任意一行(例如，第一行1，6，11，…，125)，能夠得到同樣的效果。
另一方面，在圖14(B)所示的由碼元重復(fù)所產(chǎn)生的速率匹配方法中，進(jìn)行從碼元數(shù)為128的輸入碼元串S0向碼元數(shù)為156的輸出碼元串S1的速率匹配。
輸入碼元串S0是{1，2，3，…，128}這樣的碼元串，其中，考慮排列成(28(＝128-100)列)×(5行或者4行)。通過(guò)重復(fù)各列的最后的碼元，來(lái)進(jìn)行28個(gè)碼元的重復(fù)，其結(jié)果，得到碼元數(shù)為156的輸出碼元串S1。在此情況下，所重復(fù)的碼元的最小間隔為4?？梢钥闯?，即使通過(guò)重復(fù)圖14(B)所示的任意一行(例如，第一行1，6，11，…，125)，也能夠得到同樣的效果。
其中，雖然表示了輸入碼元數(shù)的2倍大于輸出碼元數(shù)的情況，但是，在輸入碼元數(shù)的2倍小于輸出碼元數(shù)的情況下，與現(xiàn)有技術(shù)例子相同，一個(gè)一個(gè)地重復(fù)輸入碼元串中所有的輸入碼元，把其結(jié)果作為新的輸入碼元串來(lái)進(jìn)行處理，由此，能夠歸入圖12中說(shuō)明的本發(fā)明的方法。
如以上詳細(xì)說(shuō)明的那樣，根據(jù)本發(fā)明，能夠使削減或者重復(fù)的碼元的最小間隔最大，并且，能夠使削減或者重復(fù)的碼元間隔的總和成為最大的，而能夠解決現(xiàn)有技術(shù)方法中的下列問(wèn)題即由削減或者重復(fù)的碼元的位置的不均勻性所引起的，形成解調(diào)時(shí)易于發(fā)生錯(cuò)誤的部分和難于發(fā)生錯(cuò)誤的部分。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)可靠性高的數(shù)字通信。
權(quán)利要求
1.一種速率匹配方法，使n和m為1以上的整數(shù)，對(duì)于n個(gè)碼元的輸入，通過(guò)對(duì)輸入碼元削減或者重復(fù)相應(yīng)于n與m之差的碼元數(shù)，來(lái)得到m個(gè)碼元的輸出，其特征在于，使削減或者重復(fù)的碼元的最小間隔成為最大，并且，使削減或者重復(fù)的碼元的碼元間隔的總和成為最大。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的速率匹配方法，其特征在于，使削減或者重復(fù)的碼元的間隔為k或者k+1，其中k為1以上的整數(shù)。
3.一種用于數(shù)字通信系統(tǒng)的速率匹配方法，該數(shù)字通信系統(tǒng)用于輸入碼元數(shù)為n的第一碼元串S(k)(k是0～n-1的整數(shù))并生成碼元數(shù)為m(m≠n)的第二碼元串d(j)(j是0～m-1的整數(shù))，其特征在于，包括下列步驟(a)設(shè)定上述碼元數(shù)n和上述碼元數(shù)m之差D；(b)使n/D的整數(shù)部分為Q；(c)依次劃分上述第一碼元串S(k)，以便于生成D個(gè)碼元串，每個(gè)碼元串由Q個(gè)或者(Q+1)個(gè)碼元組成；(d)在上述D個(gè)碼元串的各個(gè)碼元串中確定處于預(yù)定位置上的一個(gè)碼元；(e)對(duì)于上述D個(gè)碼元串的各個(gè)碼元串中的上述所確定的碼元，根據(jù)n和m的大小關(guān)系，來(lái)執(zhí)行削減或者重復(fù)的處理，由此生成上述第二碼元串。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的速率匹配方法，其特征在于，上述第一碼元串S(k)是由糾錯(cuò)編碼所生成的編碼碼元串。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的速率匹配方法，其特征在于，上述糾錯(cuò)編碼是卷積編碼。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的速率匹配方法，其特征在于，上述第二碼元串d(j)被進(jìn)行交錯(cuò)處理并發(fā)送。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的速率匹配方法，其特征在于，上述第一碼元串S(k)是對(duì)在發(fā)送側(cè)預(yù)先進(jìn)行交錯(cuò)處理的接收碼元串進(jìn)行解交錯(cuò)處理得到的碼元串。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的速率匹配方法，其特征在于，上述步驟(c)包含以下步驟通過(guò)C＝INT(k×D/n)R＝INT(k-C×n/D)來(lái)確定用于依次配置上述第一碼元串S(k)的排列的各個(gè)部分的位置(R，C)，其中INT(x)是一個(gè)函數(shù)，用于求取x的整數(shù)部分。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的速率匹配方法，其特征在于，在上述步驟(d)中，通過(guò)把上述R與表示上述預(yù)定位置的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，來(lái)確定上述碼元。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的速率匹配方法，其特征在于，在上述步驟(d)中的所述預(yù)定位置是指上述D個(gè)碼元串的各串中最后的碼元。
11.根據(jù)權(quán)利要求3所述的速率匹配方法，其特征在于，上述步驟(d)中的所述預(yù)定位置是指處于距上述D個(gè)碼元串的各串中的開(kāi)頭一定距離的碼元。
12.根據(jù)權(quán)利要求3所述的速率匹配方法，其特征在于，上述步驟(d)的所述預(yù)定位置是指處于距上述D個(gè)碼元串的各串中的最后碼元一定距離的碼元。
13.一種數(shù)字通信系統(tǒng)，通過(guò)傳輸路徑從發(fā)送部分向接收部分傳輸數(shù)字信息，其特征在于，上述發(fā)送部分包括編碼裝置，用于對(duì)發(fā)送信息進(jìn)行糾錯(cuò)編碼并生成以n個(gè)碼元數(shù)為單位的第一碼元串，速率匹配裝置，用于輸入上述第一碼元串并生成m個(gè)(m≠n)碼元數(shù)的第二碼元串；上述接收部分包括速率去匹配裝置，其輸入接收的碼元數(shù)為m的第三碼元串并生成碼元數(shù)為n的第四碼元串，解碼裝置，用于對(duì)上述第四碼元串進(jìn)行糾錯(cuò)解碼并重放接收信息，上述速率匹配裝置設(shè)定上述碼元數(shù)n和上述碼元數(shù)m之差為D，使n/D的整數(shù)部分為Q，然后，依次劃分上述第一碼元串，以生成D個(gè)碼元串，每個(gè)碼元串由Q個(gè)或者(Q+1)個(gè)碼元組成，在上述D個(gè)碼元串的各串中確定處于預(yù)定位置上的一個(gè)碼元，對(duì)于上述所確定的碼元，根據(jù)n和m的大小關(guān)系，來(lái)執(zhí)行削減或者重復(fù)的處理，由此生成上述第二碼元串，上述速率去匹配裝置設(shè)定上述碼元數(shù)n和上述碼元數(shù)m之差D，使n/D的整數(shù)部分為Q，然后，依次劃分上述第三碼元串，以生成D個(gè)碼元串，每個(gè)碼元串由Q個(gè)或者(Q+1)個(gè)碼元組成，在上述D個(gè)碼元串的各串中確定處于上述預(yù)定位置上的一個(gè)碼元，對(duì)于上述所確定的碼元，根據(jù)n和m的大小關(guān)系，來(lái)執(zhí)行削減或者重復(fù)的處理，由此生成上述第四碼元串。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的數(shù)字通信系統(tǒng)，其特征在于，上述發(fā)送部分進(jìn)一步包括交錯(cuò)裝置，用于對(duì)上述第二碼元串進(jìn)行交錯(cuò)處理而生成發(fā)送碼元串，上述接收部分進(jìn)一步包括去交錯(cuò)裝置，用于對(duì)接收碼元串進(jìn)行去交錯(cuò)處理而生成上述第三碼元串。
15.一種存儲(chǔ)速率匹配程序的存儲(chǔ)介質(zhì)，該程序用于在計(jì)算機(jī)中執(zhí)行輸入碼元數(shù)為n的第一碼元串S(k)(k是0～n-1的整數(shù))并生成碼元數(shù)為m(m≠n)的第二碼元串d(j)(j是0～m-1的整數(shù))的速率匹配，其特征在于，上述程序包括下列步驟(a)設(shè)定上述碼元數(shù)n和上述碼元數(shù)m之差D；(b)使n/D的整數(shù)部分為Q；(c)依次劃分上述第一碼元串S(k)，以便于生成由Q個(gè)或者(Q+1)個(gè)的個(gè)數(shù)組成的D個(gè)碼元串；(d)在上述D個(gè)碼元串的各串中確定處于預(yù)定位置上的一個(gè)碼元；(e)對(duì)于上述D個(gè)碼元串的各串中的上述所確定的碼元，根據(jù)n和m的大小關(guān)系，來(lái)執(zhí)行削減或者重復(fù)的處理，由此生成上述第二碼元串。
全文摘要
本發(fā)明提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)可靠性更高的數(shù)據(jù)通信的速率匹配方法。在從碼元數(shù)為N的輸入碼元串生成碼元數(shù)為M的輸出碼元串的過(guò)程中,使N與M之差為Y,N/Y的整數(shù)部分為Q,依次劃分輸入碼元串,生成Y個(gè)碼元個(gè)數(shù)為Q或者(Q+1)的碼元串,由此排列C列R行的輸入碼元串。接著,確定Y個(gè)碼元串中各串的預(yù)定位置(q)的碼元,對(duì)于該確定的碼元,如果N> M,則執(zhí)行削減處理,如果N< M,就執(zhí)行重復(fù)處理,由此生成輸出碼元串。
文檔編號(hào)H03M13/00GK1255000SQ9912234
公開(kāi)日2000年5月31日 申請(qǐng)日期1999年11月2日 優(yōu)先權(quán)日1998年11月2日
發(fā)明者津村聰一 申請(qǐng)人:日本電氣株式會(huì)社