專利名稱：信道編碼/解碼設(shè)備和方法
背景技術(shù)：
1、發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明一般涉及通信系統(tǒng)中的信道編碼/解碼設(shè)備和方法，并且特別涉及有效傳輸/接收話音和數(shù)據(jù)的自適應(yīng)信道編碼/解碼的設(shè)備和方法。
2、相關(guān)技術(shù)的描述第三代數(shù)字通信系統(tǒng)提供了多樣化的服務(wù)，并且使用從幾比特到幾千比特范圍的可變大小的數(shù)據(jù)幀。為了在這種系統(tǒng)中對數(shù)據(jù)編碼，通常使用三種類型的信道編碼器Reed Solomon(里德-索羅門)編碼器，卷積編碼器和ReedSolomon-卷積級聯(lián)編碼器。由于滿足包括比特差錯率(bit error rate,BER)和延時的各種系統(tǒng)的需要是很困難的，因此，應(yīng)該根據(jù)服務(wù)類型和幀長度和/或數(shù)據(jù)速率選擇合適的信道編碼器。
上述信道編碼器中的每一個具有它們各自的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，如下所述(1)Reed-Solomon編碼器的缺點(diǎn)是需要一外部交織器，導(dǎo)致時延；(2)卷積碼當(dāng)在話音服務(wù)時對于短輸入幀和10-3的BER呈現(xiàn)了優(yōu)良的性能特性，而在數(shù)據(jù)服務(wù)時對于很低的BER呈現(xiàn)了差的性能；(3)Reed Solomon卷積級聯(lián)編碼器用來克服數(shù)據(jù)服務(wù)中卷積碼的缺點(diǎn)。這些級聯(lián)碼對于需要約10-6的BER的數(shù)據(jù)傳輸和接收呈現(xiàn)了優(yōu)良的性能。仍然，兩個編碼器的使用增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性。此外，有與Reed Solomon編碼器相關(guān)的不希望的時延。
在本領(lǐng)域眾所周知，turbo(快速)編碼器對于具有長數(shù)據(jù)幀和低BER需求諸如數(shù)據(jù)服務(wù)的服務(wù)很有吸引力。turbo編碼器由于其在性能、系統(tǒng)復(fù)雜性和時延方面比級聯(lián)編碼器有公知的優(yōu)點(diǎn)而受到歡迎。
turbo編碼器使用兩個簡單并行級聯(lián)分量碼，從N信息比特流(一個幀單位)的輸入產(chǎn)生奇偶符號。用于turbo編碼器的分量碼或者是遞推系統(tǒng)卷積(recursive systematic convolution,RSC)碼或者是非系統(tǒng)卷積(non-systematicconvolution,NSC)碼。在Berrow的美國專利No.5,446,747、題為“Error-correction Coding Method With At Least Two Systematic Convolution Coding InParallel,Corresponding Iterative Module and Decoder(相應(yīng)于迭代模塊和解碼器，用并行的至少兩個系統(tǒng)卷積編碼的糾錯編碼方法)”中公開了一種turbo編碼器/解碼器的公知的例子。
在(’747)專利中公開的turbo編碼器展示了當(dāng)輸入數(shù)據(jù)幀隨時間變得較長時，F(xiàn)EC(forward error correction,前向糾錯)性能的改善。數(shù)據(jù)幀越長或數(shù)據(jù)速率越高，turbo編碼器的內(nèi)部交織器越大，并且時延越長。用短數(shù)據(jù)幀輸入，turbo編碼器不能實施其全部的性能。turbo碼最適合諸如需要10-6的BER的數(shù)據(jù)服務(wù)的應(yīng)用，相反，不適合于卷積碼諸如具有100或更少比特數(shù)據(jù)幀(即，短數(shù)據(jù)幀)的話音服務(wù)。
本發(fā)明的簡述因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種編碼設(shè)備和方法，其中按照想要的服務(wù)類型和/或由輸入數(shù)據(jù)幀長度和數(shù)據(jù)速率確定的數(shù)據(jù)的數(shù)目，對數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種自適應(yīng)信道編碼設(shè)備和方法，其中按照服務(wù)類型和數(shù)據(jù)幀大小選擇卷積碼或turbo碼，以便使編碼性能最強(qiáng)。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種簡化的信道編碼設(shè)備和方法，其中選擇地使用卷積碼或turbo碼。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種自適應(yīng)信道編碼設(shè)備和方法，其中按照服務(wù)類型和數(shù)據(jù)特性選擇卷積碼或turbo碼，以獲得合適的BER和時延。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種自適應(yīng)信道解碼設(shè)備和方法，其中編碼的信道信息響應(yīng)于表示服務(wù)類型和數(shù)據(jù)幀大小的信息消息被卷積解碼或turbo解碼。
為了實現(xiàn)上述目的，提供了一種移動通信系統(tǒng)中的信道編碼方法。首先，該方法按照要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的服務(wù)類型(即，話音、字符、圖像)選擇兩個解碼方案(即，卷積編碼或turbo編碼)中的一種，按照選擇的編碼方案進(jìn)行數(shù)據(jù)編碼，并且在傳輸信道上傳輸編碼的符號。
按照另一方面，提供了一種移動通信系統(tǒng)中的信道解碼方法。按照服務(wù)類型和接收的編碼數(shù)據(jù)幀，選擇解碼方案，并且按照選擇的解碼方案，對接收的編碼幀數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼。
附圖簡述從如下參照附圖對其優(yōu)選實施例的詳細(xì)描述中，本發(fā)明的上述目的和優(yōu)點(diǎn)將變得更清楚，其中

圖1是按照本發(fā)明第一實施例的自適應(yīng)信道編碼設(shè)備的方框圖；圖2是示于圖1的本發(fā)明自適應(yīng)雙編碼器的方框圖；圖3是示于圖1的本發(fā)明自適應(yīng)編碼器的第二實施例的方框圖；圖4是本發(fā)明的自適應(yīng)信道解碼設(shè)備的實施例的方框圖；和圖5是作為自適應(yīng)雙解碼器的示于圖4的選擇卷積/turbo解碼器的詳細(xì)方框圖。
優(yōu)選實施例的詳細(xì)描述將參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例。要注意的是，已知的功能和結(jié)構(gòu)如果認(rèn)為它們對本發(fā)明的主題造成不清楚將被略去。由于由幀長度和數(shù)據(jù)速率確定幀大小(幀中的比特數(shù)目)，根據(jù)幀大小確定turbo編碼/解碼或卷積編碼/解碼。
總體概述圖1是按照本發(fā)明第一實施例的在基站和終端公共使用的自適應(yīng)編碼設(shè)備的方框圖。
本發(fā)明的一個重要特性是響應(yīng)于要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)類型和幀大小來選擇信道編碼方法。即，該方法響應(yīng)于數(shù)據(jù)類型和幀大小而確定是使用卷積還是turbo編碼器。參照圖1，配置自適應(yīng)信道編碼設(shè)備對要傳輸?shù)脑捯魯?shù)據(jù)或少量的非話音數(shù)據(jù)(例如，14.4kbps/20ms或低于14.4kbps/20ms的10ms幀)進(jìn)行卷積編碼，并且對大量的數(shù)據(jù)(例如，14.4kbps/20ms以上的10ms幀)進(jìn)行turbo編碼。
在操作時，當(dāng)呼叫建立過程時，信息消息收發(fā)信機(jī)10向接收機(jī)傳輸有關(guān)表示服務(wù)類型(即，話音數(shù)據(jù)、字符數(shù)據(jù)、圖像數(shù)據(jù)和運(yùn)動圖像數(shù)據(jù))的控制信息、以及傳輸速率或表示所述幀大小的幀長度的信息消息。然后，CPU(控制處理單元)12確定使用哪一種編碼器。在數(shù)據(jù)速率能夠自適應(yīng)改變的通信環(huán)境中，由信息消息表示的數(shù)據(jù)大小信息能夠在數(shù)據(jù)幀的首標(biāo)上傳輸，或與現(xiàn)存的傳輸功率控制比特的相同方式以未編碼的比特傳輸，并且在控制信息傳輸信道傳輸。
在呼叫建立操作期間，CPU 12通過分析接收的信息消息，確定選擇哪一種編碼方案，并且讀控制命令存儲器14，以輸出對應(yīng)于信息消息的控制命令。控制命令包括依據(jù)服務(wù)類型和所述幀大小的編碼方式以及在turbo編碼中用于分量編碼產(chǎn)生多項式的切換控制信號SWCi(i=0,1,2,...)。
具體地說，CPU 12從控制命令存儲器14中讀取由服務(wù)類型信息和從信息消息發(fā)送器10接收的幀大小預(yù)定的信道編碼器選擇命令。CPU 12設(shè)置編碼方式，和到邏輯高或邏輯低的控制，以選擇卷積或turbo編碼輸出，并且控制符號轉(zhuǎn)發(fā)器(repeater)30以調(diào)整符號速率。
下面將更詳細(xì)描述卷積碼或turbo碼的選擇。
對于需要短時延的短數(shù)據(jù)幀或服務(wù)的輸入，通過設(shè)定編碼方式到邏輯高，切換器28切換到第一多路復(fù)用器22。否則，對于時延是重要的長數(shù)據(jù)幀和數(shù)據(jù)服務(wù)的輸入，通過設(shè)定編碼方式到邏輯低，切換器28切換到第二多路復(fù)用器26。
另一種實現(xiàn)方式，切換器28可以設(shè)置在自適應(yīng)雙編碼器16的輸入端，以便按照由CPU 12設(shè)定的編碼方式，將輸入數(shù)據(jù)幀的信息比特dk有選擇地送給卷積編碼器18或turbo編碼器20。
在為合適的編碼方式設(shè)置位于自適應(yīng)雙編碼器16的輸入端的切換器之后，基于選擇的編碼方式，CPU 12輸出多路復(fù)用控制信號MCTL1或MCTL2和穿孔控制信號PCTL。
在卷積編碼方式中，在自適應(yīng)雙編碼器16中的卷積編碼器18對信息比特流dk編碼，并且將卷積編碼符號CONV_out_i(i=0,1,2,…)送給第一多路復(fù)用器22。第一多路復(fù)用器22通過多路復(fù)用控制信號MCTL1，多路復(fù)用卷積編碼器18的卷積編碼符號CONV_out_0和CONV_out_1，并且將多路復(fù)用的編碼符號輸入給切換器28的一個輸入節(jié)點(diǎn)。
在turbo編碼方式中，turbo編碼器20響應(yīng)于從CPU 12接收的切換控制信號SWCi，從具有相應(yīng)產(chǎn)生多項式的信息比特流dk產(chǎn)生turbo編碼符號TC_out_i(i=0,1,2,…)。然后，選擇穿孔器24按照從CPU 12接收的穿孔控制信號PCTL為速率匹配而對某些turbo編碼符號TC_out_0、TC_out_1和TC_out_2穿孔，以便在turbo編碼器20的輸出側(cè)變化傳輸速率。第二多路復(fù)用器26在由多路復(fù)用控制信號MCTL2穿孔后多路復(fù)用turbo編碼符號TC_out_0、TC_out_1和TC_out_2，然后，將多路復(fù)用的編碼符號輸入給切換器28的另一個輸入節(jié)點(diǎn)。
然后，通過切換器28從第二多路復(fù)用器26輸出的符號在去傳輸信道傳輸之前，分別由符號轉(zhuǎn)發(fā)器30、信道交織器32和調(diào)制器33轉(zhuǎn)發(fā)、交織和調(diào)整。
現(xiàn)在參照圖1和2，圖2示出了圖1的自適應(yīng)雙編碼器16的實施例。對于卷積編碼器18，產(chǎn)生器序列是G0=561(八進(jìn)制)和G1=753(八進(jìn)制)，并且對于turbo編碼器20分量碼是7(八進(jìn)制)和5(八進(jìn)制)，并且編碼速率是1/2或1/3。由于7(八進(jìn)制)和5(八進(jìn)制)的分量碼，在turbo編碼器20中每一個分量編碼器40和42有兩個存儲器。
參照圖2，卷積編碼器18包括串行連接的八個存儲器34a到34h，用于對輸入信息比特dk延時；異或門36，用于將輸入信息比特dk與存儲器34b、34c和34d的輸出異或；和異或門38，用于將輸入信息比特dk與存儲器34a到34c、34e和34g的輸出異或。
turbo編碼器20具有第一分量編碼器40，用于對輸入信息比特流dk編碼；交織器44，用于交織輸入信息比特流dk；第二分量編碼器42，用于對交織器輸出編碼；和尾比特產(chǎn)生器46，用于產(chǎn)生尾比特，以結(jié)束在第一和第二分量編碼器40和42中的幀。切換器66a、66b和68a分別連接在信息比特dk和尾比特產(chǎn)生器46之間、信息比特dk和第一分量編碼器40之間和信息比特dk和交織器44之間。切換器72a連接在交織器44和第二分量編碼器42之間。這些切換器66a、66b、68a和72a由第一、第二和第四切換器控制器66、68和72控制。
參考標(biāo)號66c、66d、66f、68b、70a、72b、72c和72d表示由第一到第四切換器控制器66到72控制的切換器，參考標(biāo)號48、53、54、56、58、63、64和66表示或門，并且參考標(biāo)號50、52、60和62表示存儲器。
1．第一實施例現(xiàn)在將參照圖1和2描述本發(fā)明的自適應(yīng)雙編碼器16的第一實施例。將參照兩種情況描述自適應(yīng)雙編碼器16的操作；第一種情況是信息消息表示具有低數(shù)據(jù)速率和短幀的話音服務(wù)或數(shù)據(jù)，并且第二種情況是信息消息表示具有高數(shù)據(jù)速率或長數(shù)據(jù)幀的數(shù)據(jù)。
1a.卷積編碼器操作(用于低數(shù)據(jù)速率和短幀數(shù)據(jù))參照圖1，在操作中，如果要傳輸?shù)南⑹蔷哂械蛿?shù)據(jù)速率和短幀的話音服務(wù)或數(shù)據(jù)，則CPU 12從控制命令存儲器14讀取相應(yīng)的控制命令，以選擇卷積編碼器18操作，并且將切換器28切換到第一多路復(fù)用器22。
然后，切換控制信號SWC1到SWCn在CPU 12的控制下同時輸出，使得在自適應(yīng)雙控制器16中切換器控制器66、68和72斷開切換器66a、68a和72a，以阻斷到turbo編碼器20的所有路徑。
隨著turbo編碼器20被禁止，卷積編碼器18使用產(chǎn)生器序列561(八進(jìn)制)和753(八進(jìn)制)從輸入信息比特流dk產(chǎn)生符號CONV_out_0和CONV_out_1的編碼奇偶流。由第一多路復(fù)用器22在CPU 12的控制下多路復(fù)用奇偶符號，然后通過切換器28送給符號轉(zhuǎn)發(fā)器30。符號轉(zhuǎn)發(fā)器30轉(zhuǎn)發(fā)多路復(fù)用的符號，以實現(xiàn)想要的傳輸率，并且轉(zhuǎn)發(fā)器的輸出符號在傳輸信道上傳輸之前由交織器32交織，和由調(diào)制器33調(diào)整。
因此，表明對于話音數(shù)據(jù)幀類型的輸入，圖1的信道編碼設(shè)備自動選擇卷積編碼器18，其對于約100到300比特的幀大小和10-3的BER呈現(xiàn)良好的編碼性能，由此提高了編碼效率。
1b.Turbo編碼器操作(用于高數(shù)據(jù)速率或長幀數(shù)據(jù))如果信息傳輸是在數(shù)據(jù)服務(wù)中的具有高數(shù)據(jù)速率或長數(shù)據(jù)幀的數(shù)據(jù)(例如，字符、圖像和運(yùn)動圖像)，CPU 12從控制命令存儲器14讀取相應(yīng)的控制命令，操作turbo編碼器20，和將切換器28切換到第二多路復(fù)用器26。
更具體地說，CPU 12通過切換用于turbo編碼器20的第一和第二分量編碼器40和42中的產(chǎn)生多項式的切換控制信號SWC1到SWCn，控制圖2中的第一到第四切換器控制器66到72。
第一到第四切換器控制器66到72響應(yīng)于切換控制信號SWC1到SWCn，控制它們相應(yīng)的切換器。切換器控制器66接通切換器66a，以從信息比特dk產(chǎn)生代碼符號Xk，接通切換器66b以將輸入數(shù)據(jù)幀引向第一分量編碼器40，接通切換器66e和66f，并且斷開切換器66d用于插入尾比特。切換器控制器68接通切換器68a，以將輸入信息比特dk引向交織器44，并且接通切換器68b用于將在第一分量編碼器40中的最后存儲器(移位寄存器)的輸出連接到異或門53。切換器控制器70接通切換器70a，將在第二分量編碼器42中的最后存儲器的輸出連接到異或門63。切換器控制器72接通切換器72a，以將交織器44的輸出連接到第二分量編碼器42，并且斷開切換器72b用于插入尾比特。
按照本發(fā)明的第一實施例的操作，當(dāng)接收到信息比特dk時，由第一分量編碼器40、交織器44和第二分量編碼器42進(jìn)行turbo編碼。在數(shù)據(jù)幀的末端插入尾比特，以指示在第一和第二分量編碼器40和42中的幀結(jié)束。當(dāng)數(shù)據(jù)幀被完全輸入時，第一和第四切換器控制器66和72斷開切換器66a、66b和72a，并且接通切換器66d、66c和72b。當(dāng)切換器66c和72b接通時，將四個尾比特添加到輸入數(shù)據(jù)幀。于是，turbo編碼器輸出符號Xk包含四個尾比特，并且turbo編碼器輸出符號Ylk和Ysk每個均包含編碼的四個尾比特。因此，用于尾和尾奇偶的總的添加比特是八。通過接通除了插入尾比特的切換器之外的所有切換器，象先前幀一樣處理下一幀輸入。
作為turbo編碼的結(jié)果，從信息比特輸出編碼符號TC_out_0而不進(jìn)行編碼，從第一分量編碼器40的異或門53輸出編碼符號TC_out_1，并且從第二分量編碼器42的異或門63輸出編碼符號TC out 2。編碼符號送給選擇穿孔器24。
選擇穿孔器24通過從CPU 12接收的穿孔控制信號PCTL對編碼符號穿孔，以實現(xiàn)想要的傳輸速率。例如，對于數(shù)據(jù)速率1/2，交替穿孔編碼的符號TC_out_1和TC_out_2。對于1/3數(shù)據(jù)速率，不穿孔碼字符號TC_out_0、TC_out_1和TC_out_2。第二多路復(fù)用器26以由選擇穿孔器24調(diào)節(jié)的傳輸速率多路復(fù)用turbo編碼的符號。在傳輸信道上傳輸之前，由符號轉(zhuǎn)發(fā)器30、信道交織器32和調(diào)制器33轉(zhuǎn)發(fā)、交織和調(diào)制多路復(fù)用的符號。
2．第二實施例示于圖3的本發(fā)明的自適應(yīng)雙編碼器16的第二實施例，以與所描述的先前實施例基本相同的方式操作。這些實施例之間的基本差別在于，第二實施例中，卷積編碼器18的某些存儲器被turbo編碼器20的第一分量編碼器40共享。
更具體地說，一旦接收到小于預(yù)定大小的數(shù)據(jù)幀時，通過斷開切換器66a、66c、66d、66e、66f、68a、68b、70a、72a、72b、72c和72d以及接通切換器66b，操作卷積編碼器18。
一旦接收到預(yù)定大小或高于預(yù)定大小的數(shù)據(jù)幀，則操作turbo編碼器20。為此，切換器控制器66接通切換器66a，以從信息比特dk產(chǎn)生編碼符號Xk，接通切換器66b，以將輸入數(shù)據(jù)幀引向第一分量編碼器40，接通切換器66e和66f，并且斷開切換器66d用于插入尾比特。切換器控制器68接通切換器68a，以將輸入信息比特dk引向交織器44，并且接通切換器68b用于將在第一分量編碼器40中的最后存儲器(移位寄存器)的輸出連接到異或門53。切換器控制器70接通切換器70a，將在第二分量編碼器42中的最后存儲器的輸出連接到異或門63。切換器控制器72接通切換器72a，以將交織器44的輸出連接到第二分量編碼器42，并且斷開切換器72b用于插入尾比特。
按照本發(fā)明的第二實施例的操作，當(dāng)接收到信息比特dk時，由第一分量編碼器40、交織器44和第二分量編碼器42進(jìn)行turbo編碼。在數(shù)據(jù)幀的末端插入尾比特，以指示在第一和第二分量編碼器40和42中的幀結(jié)束。當(dāng)數(shù)據(jù)幀被完全輸入時，第一和第四切換器控制器66和72斷開切換器66a、66b和72a，并且接通切換器66d、66c和72b。當(dāng)切換器66c和72b接通時，將四個尾比特添加到輸入數(shù)據(jù)幀。于是，turbo編碼器輸出符號Xk包含四個尾比特，并且turbo編碼器輸出符號Ylk和Ysk每個包含編碼的四個尾比特。因此，用于尾和尾奇偶的總的添加比特是八。通過接通除了插入尾比特的切換器之外的所有切換器，輸入下一幀。應(yīng)該理解的是，可對特定的產(chǎn)生多項式、切換器控制器、切換器和用于幀結(jié)束的尾比特的插入進(jìn)行變化，這種修改在本領(lǐng)域技術(shù)人員能力內(nèi)。
3．第三實施例本發(fā)明的自適應(yīng)信道解碼設(shè)備的第三實施例示于圖4。
該自適應(yīng)信道解碼設(shè)備包括信息消息接收器80，用于從示于圖1的信道編碼設(shè)備的信息消息收發(fā)信機(jī)10接收信息消息；CPU 82，用于根據(jù)信息消息分析輸入數(shù)據(jù)的服務(wù)類型和傳輸速率，確定使用那個解碼器，從控制命令存儲器84讀取相應(yīng)的解碼方式命令，并且輸出控制信號。在此，解碼方式命令包括解碼方式切換控制信號S1到S5，用于在選擇卷積/turbo解碼器100中選擇卷積解碼或turbo解碼。盡管在本實施例中信息消息指示服務(wù)類型和幀大小，但應(yīng)注意的是，通過檢測服務(wù)類型或幀大小確定解碼方式。
CPU 82根據(jù)接收的信息消息確定要選擇哪一種解碼方式。例如，如果要在卷積解碼方式中對輸入數(shù)據(jù)解碼，則CPU 82將切換器92連接到第一多路分解器94，并且將解碼方式控制信號S1到S5設(shè)置到卷積解碼方式。另一方面，如果要在turbo解碼方式中對輸入數(shù)據(jù)解碼，CPU 82將切換器92連接到第二多路分解器96，并且將解碼方式控制信號S1到S5設(shè)置到turbo解碼方式。通過多路分解從CPU 82接收的控制信號DMCTL1和DMTCL2，操作第一和第二多路分解器94和96。
3a.卷積解碼方式在卷積解碼方式中，將切換器92連接到第一多路分解器94，并且將選擇卷積/turbo解碼器100設(shè)定到卷積解碼方式。一旦接收到調(diào)制的數(shù)據(jù)幀，則由解調(diào)器86、信道去交織器88和符號組合器90在CPU 82的控制下對數(shù)據(jù)幀解調(diào)、去交織、和符號組合。符號組合器90用來調(diào)節(jié)傳輸率。第一多路分解器94響應(yīng)于多路分解控制信號DMCTL1，將通過切換器92從符號組合器90接收的數(shù)據(jù)符號多路分解為卷積編碼符號CONV_out_0和CONV_out_1。選擇卷積/turbo解碼器100通過解碼方式控制信號S1到S4，對卷積編碼的符號進(jìn)行卷積解碼。硬判決電路104根據(jù)經(jīng)端子CON和切換器102從選擇卷積/turbo解碼器100接收的解碼信號產(chǎn)生最終的卷積解碼信號。選擇卷積/turbo解碼器100通過解碼方式控制信號S1到S4有選擇地設(shè)定到卷積和turbo解碼，下面將參照圖5進(jìn)行描述該操作。
3b.turbo解碼方式在turbo解碼方式中，切換器92連接到第二多路分解器96，并且選擇卷積/turbo解碼器100設(shè)定到turbo解碼方式。一旦接收到調(diào)制的數(shù)據(jù)幀，由解調(diào)器86、信道去交織器88和符號組合器90在CPU 82的控制下對數(shù)據(jù)幀解調(diào)、去交織、和符號組合。第二多路分解器96響應(yīng)于多路分解控制信號DMCTL2，將通過切換器92從符號組合器90接收的數(shù)據(jù)符號多路分解為turbo編碼符號TC_out_0、TC_out_1和TC_out_2。選擇去穿孔器98通過從CPU 82接收的去穿孔控制信號SPCTL對編碼符號去穿孔，以調(diào)節(jié)傳輸率。選擇卷積/turbo解碼器100去穿孔之后通過解碼方式控制信號S1到S4對turbo編碼符號進(jìn)行turbo解碼。硬判決電路104根據(jù)經(jīng)端子TC和切換器102從選擇卷積/turbo解碼器100接收的解碼信號產(chǎn)生最終的turbo解碼信號。
因此，圖4的自適應(yīng)信道解碼設(shè)備能夠精確地對輸入數(shù)據(jù)符號解碼，該輸入數(shù)據(jù)符號在傳輸側(cè)按照服務(wù)類型和傳輸幀大小被有選擇地卷積編碼或turbo編碼。
選擇卷積/turbo解碼器圖5是作為自適應(yīng)雙解碼器示于圖4的選擇卷積/turbo解碼器100的詳細(xì)方框圖。除切換器108和110及某些用于對卷積編碼的符號解碼的附加線外，選擇卷積/turbo解碼器100等同于turbo解碼器。在此，第一軟判決Viterbi(維特比)解碼器102公用于對turbo編碼符號和卷積編碼符號進(jìn)行解碼。因此，卷積編碼符號，即話音數(shù)據(jù)和少量通用數(shù)據(jù)能夠通過控制第一軟判決Viterbi解碼器102來解碼。選擇卷積/turbo解碼器包括第一軟判決Viterbi解碼器102，用于對卷積編碼符號CONV_out_0和CONV_out_1或turbo編碼符號TC_out_0和TC_out_1進(jìn)行軟判決解碼，和反饋turbo編碼附加信息Zk；交織器112，用于對第一軟判決Viterbi解碼器102的輸出交織；第二軟判決Viterbi解碼器114，用于對交織器輸出和turbo碼字符號TC_out_2進(jìn)行軟判決解碼；去交織器116，用于對第二軟判決Viterbi解碼器114的輸出進(jìn)行去交織，并且將去交織器的輸出反饋給第一軟判決Viterbi解碼器102；和切換器106到110，用于將輸入信息切換到第一軟判決Viterbi解碼器102。
如果將解碼器方式控制信號S1到S5在CPU 82的控制下以卷積解碼方式輸出，則切換器106和104斷開，并且切換器108和110接通。切換器102連接到端子A。然后，一旦從圖4的第一多路分解器94接收到卷積編碼符號CONV_out_0和CONV_out_1，則第一軟判決Viterbi解碼器111對編碼符號進(jìn)行卷積解碼。硬判決電路104根據(jù)經(jīng)切換器102從第一軟判決Viterbi解碼器111接收的解碼信號，產(chǎn)生最終卷積解碼信號。
如果將解碼器方式控制信號S1到S5在CPU 82的控制下以turbo解碼方式輸出，則切換器106和104接通，并且切換器108和110斷開。當(dāng)結(jié)束迭代turbo解碼時，切換器102連接到端子B。反之，切換器102打開。然后，一旦從圖4的選擇去穿孔器98接收到turbo編碼符號TC_out_0、TC_out_1和TC_out_2，則第一軟判決Viterbi解碼器111對從去交織器116反饋的附加信息Zk以及turbo編碼符號TC_out_0、TC_out_1解碼。交織器112對第一軟判決Viterbi解碼器111的輸出進(jìn)行交織，并且第二軟判決Viterbi解碼器114對交織器輸出和turbo編碼符號TC_out_2解碼。去交織器116對第二軟判決Viterbi解碼器114的輸出去交織，并且由于重復(fù)解碼將去交織信號輸出到硬判決電路104和第一軟判決Viterbi解碼器111。硬判決電路104執(zhí)行最終解碼。
總之，圖1的信道編碼設(shè)備通過自動選擇用于低數(shù)據(jù)速率(即話音幀)或短幀的卷積編碼器18、或者選擇用于高數(shù)據(jù)速率或長數(shù)據(jù)幀的turbo編碼器20，有利地提高編碼性能和傳輸率。在分組數(shù)據(jù)的情況下，例如對于小于320比特的參考大小的分組，對于參考大小的分組使用卷積編碼器，或大于參考大小的分組能夠使用turbo編碼器。
盡管參照特定實施例已經(jīng)詳細(xì)描述了本發(fā)明，但是它們只是示例性的應(yīng)用。這樣，應(yīng)清楚理解，本領(lǐng)域技術(shù)人員在本發(fā)明的范圍和實質(zhì)內(nèi)能夠進(jìn)行很多改變。
權(quán)利要求
1.一種移動通信系統(tǒng)中的信道編碼方法，包括以下步驟按照要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)服務(wù)類型，選擇卷積編碼方案和turbo(快速)編碼方案中的一種；利用所述選擇的編碼方案對要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)編碼；和在傳輸信道上傳輸所述編碼的符號。
2.如權(quán)利要求1所述的信道編碼方法，其中，如果要發(fā)送的數(shù)據(jù)的服務(wù)類型是話音服務(wù)，則選擇所述卷積編碼方案。
3.如權(quán)利要求1所述的信道編碼方法，其中，如果要發(fā)送的數(shù)據(jù)的服務(wù)類型是數(shù)據(jù)服務(wù)，則選擇所述turbo編碼方案。
4.如權(quán)利要求3所述的信道編碼方法，其中，所述數(shù)據(jù)服務(wù)以至少32kbps/10ms實現(xiàn)。
5.如權(quán)利要求1所述的信道編碼方法，其中，如果所述服務(wù)類型是以長數(shù)據(jù)幀提供的服務(wù)，則選擇所述turbo編碼方案。
6.一種移動通信系統(tǒng)中的信道編碼方法，包括以下步驟按照要傳輸?shù)膸拇笮。x擇卷積編碼方案和turbo編碼方案中的一種；利用所述選擇的編碼方案對要傳輸?shù)膸瑪?shù)據(jù)編碼；和在傳輸信道上傳輸所述編碼的符號。
7.如權(quán)利要求6所述的信道編碼方法，其中，如果要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)大小小于預(yù)定大小，則選擇所述卷積編碼方案，而如果要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)大小大于預(yù)定大小，則選擇所述turbo編碼方案。
8.如權(quán)利要求7所述的信道編碼方法，其中，所述預(yù)定大小是每幀320比特。
9.一種移動通信系統(tǒng)中的信道編碼方法，包括以下步驟按照要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)服務(wù)類型和幀大小中的一種，選擇卷積編碼方案和turbo編碼方案中的一種；利用所述選擇的編碼方案對要傳輸?shù)膸瑪?shù)據(jù)編碼；和在傳輸信道上傳輸所述編碼的符號。
10.如權(quán)利要求9所述的信道編碼方法，其中，如果要發(fā)送的數(shù)據(jù)的服務(wù)類型是話音服務(wù)，則選擇所述卷積編碼方案。
11.如權(quán)利要求9所述的信道編碼方法，其中，如果所述服務(wù)類型是數(shù)據(jù)服務(wù)，并且所述數(shù)據(jù)包含小于320比特，則選擇所述卷積編碼方案。
12.如權(quán)利要求9所述的信道編碼方法，其中，如果所述服務(wù)類型是數(shù)據(jù)服務(wù)，并且所述數(shù)據(jù)包含至少每幀320比特，選擇所述turbo編碼方案。
13.如權(quán)利要求9所述的信道編碼方法，其中，如果所述服務(wù)類型是以長數(shù)據(jù)幀提供的服務(wù)，則選擇所述turbo編碼方案。
14.一種移動通信系統(tǒng)中的信道解碼方法，包括以下步驟按照接收的編碼幀數(shù)據(jù)確定解碼方案；和按照確定的解碼方案對接收的編碼幀數(shù)據(jù)解碼。
15.如權(quán)利要求14所述的信道解碼方法，其中，如果所述服務(wù)類型是話音服務(wù)，則所述解碼方案被確定為軟判決Viterbi(維特比)解碼方案。
16.如權(quán)利要求14所述的信道解碼方法，其中，如果所述服務(wù)類型是包含至少每幀320比特的數(shù)據(jù)服務(wù)，則所述解碼方案確定為turbo解碼方案。
17.如權(quán)利要求16所述的信道解碼方法，其中，從接收的信息消息檢測服務(wù)類型和與編碼的幀數(shù)據(jù)相關(guān)的幀數(shù)據(jù)大小。
18.如權(quán)利要求14所述的信道解碼方法，其中，如果所述服務(wù)類型是以長數(shù)據(jù)幀提供的服務(wù)，則選擇所述turbo解碼方案。
19.一種移動通信系統(tǒng)中的信道編碼設(shè)備，包括控制器，用于按照要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的服務(wù)類型，選擇卷積編碼器和turbo編碼器中的一種；卷積編碼器，用于在控制器的控制下，對所述數(shù)據(jù)卷積編碼；和turbo編碼器，用于在控制器的控制下，對所述數(shù)據(jù)turbo編碼。
20.如權(quán)利要求19所述的信道編碼設(shè)備，其中，如果所述服務(wù)類型是話音服務(wù)，則由所述控制器選擇所述卷積編碼器。
21.如權(quán)利要求19所述的信道編碼設(shè)備，其中，如果所述服務(wù)類型是包含至少每幀320比特的數(shù)據(jù)服務(wù)，則由所述控制器選擇所述turbo編碼器。
22.如權(quán)利要求19所述的信道編碼設(shè)備，其中，如果所述服務(wù)類型是數(shù)據(jù)服務(wù)，并且所述數(shù)據(jù)包含小于每幀320比特，則由所述控制器所述選擇卷積編碼器。
23.如權(quán)利要求20所述的信道編碼設(shè)備，其中，如果所述服務(wù)類型是以長數(shù)據(jù)幀提供的服務(wù)，則由所述控制器選擇所述turbo編碼器。
24.一種移動通信系統(tǒng)中的信道編碼設(shè)備，包括控制器，用于按照要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的數(shù)據(jù)速率，選擇卷積編碼器和turbo編碼器中的一種；卷積編碼器，用于在控制器的控制下，對所述輸入幀數(shù)據(jù)編碼；和turbo編碼器，用于在控制器的控制下，對所述輸入幀數(shù)據(jù)turbo編碼。
25.如權(quán)利要求24所述的信道編碼設(shè)備，其中，如果所述數(shù)據(jù)速率低于預(yù)定數(shù)據(jù)速率，則由所述控制器選擇所述卷積編碼器。
26.如權(quán)利要求24所述的信道編碼設(shè)備，其中，所述預(yù)定數(shù)據(jù)速率低于32kbps/10ms。
27.如權(quán)利要求24所述的信道編碼設(shè)備，其中，如果所述數(shù)據(jù)速率高于預(yù)定數(shù)據(jù)速率，則所述控制器選擇所述turbo編碼器。
28.如權(quán)利要求27所述的信道編碼設(shè)備，其中，所述預(yù)定數(shù)據(jù)速率高于32kbps/10ms。
29.一種移動通信系統(tǒng)中的信道解碼設(shè)備，包括控制器，用于按照接收的數(shù)據(jù)的服務(wù)類型，選擇Viterbi解碼器和turbo解碼器中的一種；Viterbi解碼器，用于在控制器的控制下，對接收的數(shù)據(jù)解碼；和turbo解碼器，用于在控制器的控制下，對接收的數(shù)據(jù)turbo解碼。
30.如權(quán)利要求29所述的信道解碼設(shè)備，其中，如果所述服務(wù)類型是話音服務(wù)，則由所述控制器選擇所述Viterbi解碼器。
31.如權(quán)利要求31所述的信道解碼設(shè)備，其中，如果所述服務(wù)類型是數(shù)據(jù)服務(wù)，則由所述控制器選擇所述turbo解碼器。
32.如權(quán)利要求31所述的信道解碼設(shè)備，其中，如果所述接收的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)速率是至少32kbps，則由所述控制器選擇所述turbo解碼器。
33.如權(quán)利要求29所述的信道解碼設(shè)備，其中，如果所述服務(wù)類型是以長數(shù)據(jù)幀提供的服務(wù)，則由所述控制器選擇所述turbo解碼器。
34.一種移動通信系統(tǒng)中的信道解碼設(shè)備，包括控制器，用于按照接收的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)速率，選擇Viterbi解碼器和turbo解碼器中的一種；Viterbi解碼器，用于在控制器的控制下，對接收的數(shù)據(jù)解碼；和turbo解碼器，用于在控制器的控制下，對接收的數(shù)據(jù)turbo解碼。
35.如權(quán)利要求34所述的信道解碼設(shè)備，其中，如果所述數(shù)據(jù)速率低于預(yù)定速率，則由所述控制器選擇所述Viterbi解碼器。
36.如權(quán)利要求34所述的信道解碼設(shè)備，其中，所述預(yù)定數(shù)據(jù)速率低于32kbps/10ms。
37.如權(quán)利要求34所述的信道解碼設(shè)備，其中，如果所述數(shù)據(jù)速率高于預(yù)定數(shù)據(jù)速率，則由所述控制器選擇所述turbo編碼器。
38.如權(quán)利要求37所述的信道編碼設(shè)備，其中所述預(yù)定數(shù)據(jù)速率高于14.4kbps/20ms。
39.一種移動通信系統(tǒng)中的信道解碼設(shè)備，包括控制器，用于按照接收的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)速率，選擇Viterbi解碼器和turbo解碼器中的一種；Viterbi解碼器，用于在控制器的控制下，對接收的數(shù)據(jù)解碼；和turbo解碼器，用于在控制器的控制下，對接收的數(shù)據(jù)turbo解碼。
40.如權(quán)利要求39所述的信道解碼設(shè)備，其中，如果所述服務(wù)類型是話音服務(wù)，則由所述控制器選擇Viterbi解碼器。
41.如權(quán)利要求39所述的信道解碼設(shè)備，其中，如果所述服務(wù)類型是數(shù)據(jù)服務(wù)，則由所述控制器選擇所述turbo解碼器。
42.如權(quán)利要求39所述的信道解碼設(shè)備，其中，如果所述接收的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)速率低于預(yù)定數(shù)據(jù)速率，則由所述控制器選擇所述Viterbi解碼器。
43.如權(quán)利要求42所述的信道解碼設(shè)備，其中，所述預(yù)定數(shù)據(jù)速率低于32kbps/10ms。
44.如權(quán)利要求39所述的信道解碼設(shè)備，其中，如果所述接收的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)速率高于預(yù)定數(shù)據(jù)速率，則由所述控制器選擇所述turbo解碼器。
45.如權(quán)利要求44所述的信道解碼設(shè)備，其中，所述預(yù)定數(shù)據(jù)速率高于32kbps/10ms。
46.如權(quán)利要求39所述的信道解碼設(shè)備，其中，如果所述服務(wù)類型是以長數(shù)據(jù)幀提供的服務(wù)，則由所述控制器選擇所述turbo解碼器。
全文摘要
提供了一種有效傳輸/接收話音和數(shù)據(jù)的信道編碼/解碼設(shè)備和方法。具有低數(shù)據(jù)速率或短數(shù)據(jù)幀的數(shù)據(jù)被卷積編碼,并且具有高數(shù)據(jù)速率或長數(shù)據(jù)幀的數(shù)據(jù)被turbo編碼,由此提高編碼性能。
文檔編號H03M13/29GK1301431SQ99800455
公開日2001年6月27日 申請日期1999年4月6日 優(yōu)先權(quán)日1998年4月4日
發(fā)明者樸晶洙 申請人:三星電子株式會社