專利名稱：通信系統(tǒng)中的解碼設(shè)備及方法
本申請是申請日為2000年7月6日、申請?zhí)枮?0810714.9、發(fā)明名稱為“在碼分多址移動通信系統(tǒng)中編碼/解碼傳輸格式組合指示符的設(shè)備和方法”的發(fā)明專利申請的分案申請。
背景技術(shù)：
1.發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明一般涉及IMT 2000系統(tǒng)中的信息發(fā)送設(shè)備和方法，尤其涉及發(fā)送傳輸格式組合指示符(TFCI)的設(shè)備和方法。
2.相關(guān)技術(shù)描述CDMA(碼分多址)移動通信系統(tǒng)(下文稱之為IMT 2000系統(tǒng))一般以固定或可變數(shù)據(jù)速率，在諸如專用物理數(shù)據(jù)信道(DPDCH)之類的物理信道上發(fā)送提供話音服務(wù)、圖像服務(wù)、字符服務(wù)的幀。在以固定數(shù)據(jù)速率發(fā)送包括那種服務(wù)的數(shù)據(jù)幀的情況中，不需要把每個數(shù)據(jù)幀的擴展比通知接收器。另一方面，如果以可變數(shù)據(jù)速率發(fā)送數(shù)據(jù)幀，這意味著每個數(shù)據(jù)幀具有不同的數(shù)據(jù)速率，那么，發(fā)送器應(yīng)該把通過它的數(shù)據(jù)速率確定的每個數(shù)據(jù)幀的擴展比通知接收器。在一般IMT 2000系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)速率與數(shù)據(jù)發(fā)送速率成正比，而數(shù)據(jù)發(fā)送速率與擴展比成反比。
對于數(shù)據(jù)幀以可變數(shù)據(jù)速率的發(fā)送，DPCCH的TFCI字段把當(dāng)前服務(wù)幀的數(shù)據(jù)速率通知接收器。TFCI字段包括TFCI，TFCI指示包括服務(wù)幀的數(shù)據(jù)速率在內(nèi)的許多信息。TFCI是有助于可靠提供話音或數(shù)據(jù)服務(wù)的信息。


圖1A至1D顯示了TFCI的應(yīng)用的例子。圖1A顯示了TFCI對上行鏈路DPDCH和上行鏈路專用物理控制信道(DPCCH)的應(yīng)用。圖1B顯示了TFCI對隨機接入信道(RACH)的應(yīng)用。圖1C顯示了TFCI對下行鏈路DPDCH和下行鏈路DPCCH的應(yīng)用。圖1D顯示了TFCI對輔助公用控制物理信道(SCCPCH)的應(yīng)用。
參照圖1A至1D，一個幀由16個時隙組成，每個時隙都含有一個TFCI字段。因此，一個幀包括16個TFCI字段。TFCI字段包括NTFCI個位，在一個幀中TFCI一般具有32個位。為了在一個幀中發(fā)送32位的TFCI，可以把2個TFCI位分配給16個時隙的每一個(Tslot＝0.625ms)。
圖2是一般IMT 2000系統(tǒng)中基站發(fā)送器的方塊圖。
參照圖2，乘法器211、231和232把輸入信號與增益系數(shù)G1、G3和G5相乘。乘法器221、241和242把從相應(yīng)TFCI編碼器接收的TFCI碼字(TFCI碼碼元)與增益系數(shù)G2、G4和G6相乘。根據(jù)服務(wù)類型或越區(qū)切換狀況，增益系數(shù)G1至G6可以具有不同的值。輸入信號包括DPCCH的導(dǎo)頻和功率控制信號(TPC)和DPDCH數(shù)據(jù)。多路復(fù)用器212把從乘法器221接收的32位TFCI碼碼元(TFCI碼字)插入圖1C所示的TFCI字段中。多路復(fù)用器242把從乘法器241接收的32位TFCI碼碼元插入TFCI字段中。多路復(fù)用器252把從乘法器242接收的32位TFCI碼碼元插入TFCI字段中。TFCI碼碼元到TFCI字段的插入顯示在圖1A至1D中。32個TFCI碼碼元是通過編碼定義相應(yīng)數(shù)據(jù)信道上數(shù)據(jù)信號的數(shù)據(jù)速率的TFCI位(信息位)獲得的。第一、第二和第三串行-并行轉(zhuǎn)換器(S/P)213、233和234把多路復(fù)用器212、242和252的輸出分解成I信道和Q信道。乘法器214、222和235至238把S/P 213、233和234的輸出與信道化碼Cch1、Cch2和Cch3相乘。信道化碼是正交碼。第一加法器215將乘法器214、235和237的輸出相加，生成I信道信號，和第二加法器223將乘法器222、236和238的輸出相加，生成Q信道信號。移相器224把從第二加法器223接收的Q信道信號的相位移動90°。加法器216將第一加法器215和移相器224的輸出相加，生成復(fù)信號I+jQ。乘法器217用分配給基站的復(fù)PN(偽噪聲)序列Cscramb加擾復(fù)信號。信號處理器(S/P)218把加擾信號分解成I信道和Q信道。低通濾波器(LPF)219和225通過低通濾波限制從S/P 218接收的I信道和Q信道信號的帶寬。乘法器220和226把LPF 219和225的輸出分別與載波cos(2πfct)和sin(2πfct)相乘，從而把LPF 219的輸出變換成RF(射頻)帶。加法器227將RFI信道和Q信道信號相加。
圖3是一般IMT 2000系統(tǒng)中移動臺發(fā)送器的方塊圖。
參照圖3，乘法器311、321和323把相應(yīng)的信號與信道化碼Cch1、Cch2和Cch3相乘。信號1、2、3是第一、第二和第三DPDCH信號。輸入信號4包括DPCCH的導(dǎo)頻和TPC。TFCI信息位由TFCI編碼器309編碼成32位TFCI碼碼元。乘法器310按照圖1A所示那樣把32位TFCI碼碼元插入信號4中。乘法器325把從乘法器310接收的、包括TFCI碼碼元的DPCCH信號與信道化碼Cch4相乘。信道化碼Cch1至Cch4是正交碼。32 TFCI碼碼元是通過編碼定義DPDCH信號的數(shù)據(jù)速率的TFCI信息位獲得的。乘法器312、322、324和326把乘法器311、321、323和325的輸出分別與增益系數(shù)G1至G4相乘。增益系數(shù)G1至G4可以具有不同值。第一加法器313通過將乘法器312和322的輸出相加，生成I信道信號。第二加法器327通過將乘法器324和326的輸出相加，生成Q信道信號。移相器328把從第二加法器327接收的Q信道信號的相位移動90°。加法器214將第一加法器313和移相器328的輸出相加，生成復(fù)信號I+jQ。乘法器315用分配給基站的PN序列Cscramb加擾復(fù)信號。S/P 329把加擾信號分解成I信道和Q信道。LPF 316和330低通濾波從S/P 329接收的I信道和Q信道信號，生成帶寬受到限制的信號。乘法器317和331把LPF 316和330的輸出分別與載波cos(2πfct)和sin(2πfct)相乘，從而把LPF 316和330的輸出變換到RF帶。加法器318將RFI信道和Q信道信號相加。
TFCI被分類成基本TFCI和擴充TFCI?；綯FCI利用6個TFCI信息位表示包括相應(yīng)數(shù)據(jù)信道的數(shù)據(jù)速率的1到64個不同信息，而擴充TFCI則利用7、8、9或10個TFCI信息位表示1到128個、1到256個、1到512個或1到1024個不同信息。對于更多的各種各樣的服務(wù)，建議擴充TFCI要滿足IMT 2000系統(tǒng)的要求。對于從發(fā)送器接收數(shù)據(jù)幀的接收器來說，TFCI位是必不可少的。這就是由于發(fā)送差錯的存在，TFCI信息的不可靠發(fā)送導(dǎo)致在接收器中各種幀被錯誤解釋的原因。因此，發(fā)送器在發(fā)送之前，用糾錯碼編碼TFCI位，以便接收器能夠糾正TFCI中可能生成的差錯。
圖4A概念性地顯示了傳統(tǒng)IMT 2000系統(tǒng)中基本TFCI位編碼結(jié)構(gòu)，和圖4B是應(yīng)用于圖4A所示的雙正交編碼器的示范性編碼表。如上所述，基本TFCI具有指示1到64個不同信息的6個TFCI位(下文稱之為基本TFCI位)。
參照圖4A和4B，雙正交編碼器402接收基本TFCI位和輸出32個編碼碼元(TFCI碼字或TFCI碼碼元)?；綯FCI基本上用6個位來表達。因此，在把小于6個位的基本TFCI位應(yīng)用于雙正交編碼器402的情況中，把0附加在基本TFCI位的左端，即MSB(最高有效位)上，以便把基本TFCI位數(shù)目增加到6。雙正交編碼器402具有圖4B所示的預(yù)定編碼表，對于6個基本TFCI位的輸入，輸出32個編碼碼元。如圖4B所示，編碼表列出了32個(32-碼元)正交碼字c32，1到c32，32和32個雙正交碼字 到 雙正交碼字 到 是碼字c32，1到c32，32的補碼。如果基本TFCI的LSB(最低有效位)是1，雙正交編碼器402就從32個雙正交碼字當(dāng)中選擇。如果LSB是0，雙正交編碼器402就從32個正交碼字當(dāng)中選擇。然后，根據(jù)其它TFCI位，選擇所選正交碼字或雙正交碼字之一。
TFCI碼字應(yīng)該具有強大的如前所述的糾錯能力。二進制線性碼的糾錯能力取決于二進制線性碼之間的最短距離(dmin)。A.E.Brouwer和Verhoeff發(fā)表的“二進制線性碼的最短距離范圍的更新表”(“An Updated Table ofMinimun-Distance Bounds for Binary Linear Codes”，A.E.Brouwer and Verhoeff，IEEE Transactions on Information Theory，Vol.39，No.2，March 1993(下文稱之為參考文獻1))描述了最佳二進制線性碼的最短距離。
參考文獻1給出16作為二進制線性碼的最短距離，據(jù)此，對于6個位的輸入，輸出32個位。從雙正交編碼器402輸出的TFCI碼字具有16的最短距離，這意味著TFCI碼字是最佳碼。
圖5A概念性地顯示了傳統(tǒng)IMT 2000系統(tǒng)中擴充TFCI位編碼結(jié)構(gòu)，圖5B是在圖5A所示的控制器中分配TFCI位的示范性算法，和圖5C是應(yīng)用于圖5A所示的雙正交編碼器的示范性編碼表。擴充TFCI也可以通過TFCI位數(shù)來定義。也就是說，如上所述，擴充TFCI包括表示1到128個、1到256個、1到512個或1到1024個不同信息的7、8、9或10個TFCI位(下文稱之為擴充TFCI位)。
參照圖5A、5B和4C，控制器500把TFCI位一分為二。例如，對于10個擴充TFCI位的輸入，控制器500輸出擴充TFCI的前一半作為第一TFCI位(字1)和輸出后一半作為第二TFCI位(字2)。擴充TFCI基本上用10個位來表達。因此，在輸入小于10個位的擴充TFCI位的情況中，控制器500把0附加在擴充TFCI位的MSB，以便用10個位表達擴充TFCI。然后，控制器500把10個擴充TFCI位分成字1和字2。字1和字2分別饋送到雙正交編碼器502和504。把擴充TFCI位a1至a10分成字1和字2的方法顯示在圖5B中。
雙正交編碼器502通過編碼從控制器500接收的字1，生成具有16個碼元的第一TFCI碼字。雙正交編碼器504通過編碼從控制器500接收的字2，生成具有16個碼元的第二TFCI碼字。雙正交編碼器502和504具有預(yù)定編碼表，對于2個5位TFCI輸入(字1和字2)，輸出16-碼元的TFCI碼字。示范性的編碼表顯示在圖5C中。如圖5C所示，編碼表列出了長度為16個位的16個正交碼字c16，1到c16，16和雙正交碼字 到 雙正交碼字 到 是正交碼字c16，1到c16，16的補碼。如果5個TFCI位的LSB是1，雙正交編碼器(502或504)就選擇16個雙正交碼字。如果LSB是0，雙正交編碼器就選擇16個正交碼字。然后，雙正交編碼器根據(jù)其它TFCI位，選擇所選正交碼字或雙正交碼字之一，輸出所選碼字作為第一或第二TFCI碼字。
多路復(fù)用器510把第一和第二TFCI碼字多路復(fù)用成最后的32-碼元TFCI碼字。
一旦接收到32-碼元TFCI碼字，接收器就解碼分成兩半(字1和字2)的TFCI碼字，并且通過把兩個解碼的5-位TFCI半部組合在一起，獲得10個TFCI位。在這種情況中，甚至在解碼期間輸出的解碼的5-位TFCI之一中的可能差錯也會導(dǎo)致在10個TFCI位上的差錯。
擴充TFCI碼字還應(yīng)該具有強大的糾錯能力。為此，擴充TFCI碼字應(yīng)該具有如參考文獻1所建議的最短距離。
考慮到擴充TFCI位數(shù)10和TFCI碼字的碼元數(shù)32，參考文獻1給出12作為最佳碼的最短距離。然而，因為在解碼期間字1和字2的至少一個的差錯導(dǎo)致整個10個TFCI位的差錯，所以從圖5A所示的結(jié)構(gòu)輸出的TFCI碼字具有8的最短距離。也就是說，盡管擴充TFCI位被分成兩半分別編碼，但是最后TFCI碼字的最短距離等于雙正交編碼器502和504的碼字輸出之間的最短距離。
因此，從圖5A所示的編碼結(jié)構(gòu)發(fā)送的TFCI碼字不是最佳的，在相同無線電信道環(huán)境下，這也許會增加TFCI位的出錯概率。隨著TFCI位出錯概率的增加，接收器誤判接收數(shù)據(jù)幀的數(shù)據(jù)速率，和以增加了的差錯率解碼數(shù)據(jù)幀，從而降低了IMT 2000系統(tǒng)的效率。
根據(jù)傳統(tǒng)技術(shù)，需要獨立的硬件結(jié)構(gòu)來支持基本TFCI和擴充TFCI。結(jié)果是，在成本和系統(tǒng)尺寸方面制約了IMT 2000系統(tǒng)的實現(xiàn)。
發(fā)明概述因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種在IMT 2000系統(tǒng)中編碼擴充TFCI的設(shè)備和方法。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種在IMT 2000系統(tǒng)中兼容地編碼基本TFCI和擴充TFCI的設(shè)備和方法。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種在IMT 2000系統(tǒng)中解碼擴充TFCI的設(shè)備和方法。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種在IMT 2000系統(tǒng)中兼容地解碼基本TFCI和擴充TFCI的設(shè)備和方法。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種在IMT 2000系統(tǒng)中，通過編碼擴充TFCI生成最佳碼的設(shè)備和方法。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種在IMT 2000系統(tǒng)中，生成供編碼/解碼擴充TFCI用的掩碼序列的設(shè)備和方法。
為了實現(xiàn)上面目的，本發(fā)明提供了CDMA移動通信系統(tǒng)中的TFCI編碼/解碼設(shè)備和方法。在TFCI編碼設(shè)備中，1-位發(fā)生器生成具有相同碼元的序列?；?basis)正交序列發(fā)生器生成數(shù)個基正交序列。基掩碼序列發(fā)生器生成數(shù)個基掩碼序列。運算單元接收被分成代表雙正交序列轉(zhuǎn)換的第一信息部分、代表正交序列轉(zhuǎn)換的第二信息部分、和代表掩碼序列轉(zhuǎn)換的第三信息部分的TFCI位，并且把根據(jù)第二信息從基正交序列中選擇的正交序列、把所選正交序列與根據(jù)第一信息部分選擇的相同碼元組合在一起獲得的雙正交序列、和根據(jù)雙正交碼序列和第三信息部分選擇的掩碼序列三者組合在一起，從而生成TFCI序列。
附圖簡述通過結(jié)合附圖，進行如下詳細描述，本發(fā)明的上面和其它目的、特征和優(yōu)點將更加清楚，在附圖中圖1A至1D顯示了在一般IMT 2000系統(tǒng)中TFCI對信道幀的示范性應(yīng)用；圖2是一般IMT 2000系統(tǒng)中基站發(fā)送器的方塊圖；圖3是一般IMT 2000系統(tǒng)中移動臺發(fā)送器的方塊圖；圖4A概念性地顯示了傳統(tǒng)IMT 2000系統(tǒng)中的基本TFCI編碼結(jié)構(gòu)；圖4B是用在圖4A所示的雙正交編碼器中的編碼表的例子；圖5A概念性地顯示了傳統(tǒng)IMT 2000系統(tǒng)中的擴充TFCI編碼結(jié)構(gòu)；圖5B是在圖5A所示的控制器中分配TFCI位的算法的例子；
圖5C是用在圖5A所示的雙正交編碼器中的編碼表的例子；圖6概念性地顯示了在根據(jù)本發(fā)明的IMT 2000系統(tǒng)中的TFCI編碼結(jié)構(gòu)；圖7是顯示在根據(jù)本發(fā)明的IMT 2000系統(tǒng)中，有關(guān)TFCI編碼的掩碼序列生成過程的實施例的流程圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明的IMT 2000系統(tǒng)中，TFCI編碼設(shè)備的實施例的方塊圖；圖9是根據(jù)本發(fā)明的IMT 2000系統(tǒng)中，TFCI解碼設(shè)備的實施例的方塊圖；圖10是顯示圖9所示的相關(guān)性比較器的控制操作流程圖；圖11是顯示在根據(jù)本發(fā)明的IMT 2000系統(tǒng)中，TFCI編碼過程的實施例的流程圖；圖12是顯示在根據(jù)本發(fā)明的IMT 2000系統(tǒng)中，TFCI編碼過程的另一個實施例的流程圖；圖13顯示了根據(jù)本發(fā)明通過TFCI確定的正交序列和掩碼序列的結(jié)構(gòu)的實施例；圖14是根據(jù)本發(fā)明的IMT 2000系統(tǒng)中，TFCI編碼設(shè)備的另一個實施例的方塊圖；圖15是根據(jù)本發(fā)明的IMT 2000系統(tǒng)中，TFCI解碼設(shè)備的另一個實施例的方塊圖；圖16是顯示在根據(jù)本發(fā)明的IMT 2000系統(tǒng)中，TFCI編碼過程的另一個實施例的流程圖；和圖17是根據(jù)本發(fā)明的IMT 2000系統(tǒng)中，TFCI解碼設(shè)備的第三個實施例的方塊圖。
優(yōu)選實施例詳述下文參照附圖描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例。在如下的描述中，對那些眾所周知的功能或結(jié)構(gòu)將不作詳細描述，因為，否則的話，它們將會把本發(fā)明的特征淹沒在不必要的細節(jié)之中。
本發(fā)明針對在IMT 2000系統(tǒng)中，通過相加源自第一TFCI位的第一碼碼元(第一TFCI碼字)和源自第二TFCI位的第二碼碼元(第二TFCI碼字)，輸出最終碼碼元的TFCI編碼概念。TFCI編碼概念顯示在圖6中。這里，雙正交序列和掩碼序列分別作為第一TFCI碼字和第二TFCI碼字給出。
參照圖6，TFCI位被分成第一TFCI位和第二TFCI位。掩碼序列發(fā)生器602通過編碼第二TFCI位生成預(yù)定掩碼序列，和雙正交序列發(fā)生器604通過編碼第一TFCI位生成預(yù)定雙正交序列。加法器610把掩碼序列與雙正交序列相加，輸出最終碼碼元(TFCI碼字)。掩碼序列發(fā)生器602可以含有編碼表，該編碼表列出所有可能第二TFCI位的掩碼序列。雙正交序列發(fā)生器604也可以含有編碼表，該編碼表列出所有可能第一TFCI位的雙正交序列。
如上所述，應(yīng)該定義掩碼序列和掩碼序列生成方法，以便使本發(fā)明得以實現(xiàn)。例如，在本發(fā)明的實施例中，給出沃爾什(Walsh)碼作為正交碼。
1.掩碼序列生成方法本發(fā)明涉及在IMT 2000系統(tǒng)中TFCI位的編碼和解碼，以及擴充里德-穆勒(Reed Muller)碼的使用。為此目的，使用預(yù)定序列，這些序列應(yīng)該具有保證極好糾錯性能的最短距離。
確定線性糾錯碼的性能或能力的有意義參數(shù)是糾錯碼的碼字之間的最短距離。碼字的漢明(Hamming)權(quán)重是它除0以外的碼元數(shù)。如果給出碼字是“0111”，那么，它的漢明權(quán)重是3。除了均為“0”的碼字之外一個碼字的最小漢明權(quán)重被稱為最小權(quán)重，和每個二進制線性碼的最短距離等于最小權(quán)重。線性糾錯碼的最短距離越大，它的糾錯性能就越好。詳細內(nèi)容請參看F.J.Macwilliams和N.J.A.Sloane的“糾錯碼理論”(“The Theory of Error-CorrectingCodes”，F(xiàn).J.Macwilliams and N.J.A.Sloane，North-Holland(下文稱之為參考文獻2))。
擴充里德-穆勒碼可以從一組序列中推算出來，這組序列的每一個是m-序列和預(yù)定序列的元素的總和。為了利用作為線性糾錯碼的序列組，該序列組應(yīng)該具有大的最短距離。這樣的序列組包括卡沙馬(Kasami)序列組、哥德(Gold)序列組、和克導(dǎo)克(Kerdock)序列組。如果在這樣的序列組中序列的總長度是L＝22m，那么，最短距離＝(22m-2m)/2。對于22m+1，最短距離＝(22m+1-22m)/2。也就是說，如果L＝32，最短距離＝12。
下面對生成性能極好的線性糾錯碼，即擴充糾錯碼(沃爾什碼和掩碼序列)的方法加以描述。
根據(jù)編碼理論，存在著從通過循環(huán)移位源m-序列1至‘n’次形成的一個組中的m-序列中構(gòu)造出沃爾什碼的列置換(transposition)函數(shù)，此處，‘n’是m-序列的長度。換言之，每個m-序列都是通過循環(huán)移位源m-序列預(yù)定次數(shù)形成的。列置換函數(shù)是把m-序列組中的序列變換成沃爾什碼的變換函數(shù)。我們假設(shè)，存在通過把源m-序列與另一個源m-序列相加形成的、諸如哥德序列或卡沙馬序列之類的序列。類似地，另一組m-序列也是通過循環(huán)其它移位源m-序列1至‘n’次形成的，此處，‘n’是預(yù)定序列的長度。此后，把逆列置換函數(shù)應(yīng)用于從其它移位源m-序列形成的第二組m-序列。把逆列置換函數(shù)應(yīng)用于第二組m-序列建立起將被定義為掩碼序列的另一組序列。
在本發(fā)明的實施例中，結(jié)合利用哥德序列組生成(2n，n+k)碼(擴充里德-穆勒碼)(k＝1、2、……、n+1)，描述掩碼序列生成方法。(2n，n+k)碼代表對于(n+k)個TFCI位(輸入信息位)的輸入，輸出2n-碼元TFCI碼字。眾所周知，哥德序列可以表示成兩個不同m-序列之和。因此，為了生成(2n，n+k)碼，應(yīng)該產(chǎn)生長度為(2n-1)的哥德序列。這里，哥德序列是從生成多頂式f1(x)和f2(x)生成的兩個m-序列m1(t)和m2(t)之和。給定生成多頂式f1(x)和f2(x)，利用跡函數(shù)計算m-序列m1(t)和m2(t)。
m1(t)＝Tr(Aαt)t＝0、1、……、30，和Tr(a)=Σk=0n-1α2k,a∈GF(2n)]]>……(式1)此處，A由m-序列的初值確定，α是多頂式的根，和n是多頂式的階次。
圖7是表示供從哥德序列組中生成(2n，n+k)碼之用的掩碼序列生成過程的流程圖。
參照圖7，在步驟710，分別利用生成多頂式f1(x)和f2(x)，在(式1)中生成m-序列m1(t)和m2(t)。在步驟720，計算列置換函數(shù)σ(t)，以便從含有循環(huán)移位m2(t)0至n-2次形成的m-序列的序列組中構(gòu)造出沃爾什碼，此處，把均為‘0’的列插在從m2(t)中構(gòu)造出來的m-序列的前面，如下所示σ{0、1、2、……、2n-2}→{1、2、3、……、2n-1}σ(t)=Σi=0n-1m2(t+i)22k,t=0,1,2,]]>…… ……(式2)在步驟730，利用從σ(t)的逆函數(shù)推算出來的σ-1(t)+2，列置換通過循環(huán)移位m1(t)0至30次形成的一組31個序列。然后，把0附加在所得到的列置換序列中每一個的開頭上，使序列的長度為2n。因此，生成長度為2n的一組(2n-1)個序列di(t)(i＝0、……、2n-2，t＝1、……、2n)。
{di(t)|t＝1、……、2n，i＝0、……、2n-2} ……(式3)數(shù)個di(t)是可以用作31個掩碼的掩碼函數(shù)。
di(t)的特征在于，把上面掩碼當(dāng)中的兩個不同掩碼加入(2n-1)個掩碼除了2個掩碼之外的某一個中。為了進一步歸納它，把(2n-1)個掩碼的每一個表示成特定n個掩碼的至少兩個之和。這n個掩碼被稱為基掩碼序列。當(dāng)要生成(2n，n+k)碼時，對于n+k個輸入信息位(TFCI位)，必要碼字總數(shù)是2n+k。2n個正交序列(沃爾什碼)和它們的補碼，即雙正交序列的總數(shù)是2n×2＝2n+1。對于(2n，n+k)碼的生成，需要非0的2k-1-1(＝(2n+k/2n+1)-1)個掩碼。如前所述，在這里，2k-1-1個掩碼可以利用k-1個基掩碼序列表示。
現(xiàn)在，對選擇k-1個基掩碼序列的方法給出描述。在圖7的步驟730，循環(huán)移位m-序列m1(t)0至2n-1次，生成一組序列。這里，根據(jù)(式1)，循環(huán)移位m-序列m1(t)i次所得的m-序列被表示成Tr(αi·αt)。也就是說，對于初始序列A＝{1、α、……、α2n-2}，循環(huán)移位m-序列m1(t)0至30次生成一組序列。從伽羅瓦(Galois)元素1、α、……、α2n-2中可以找出k-1個線性獨立的基元素，和與被當(dāng)作初始序列的、具有k-1個基元素的跡函數(shù)的輸出序列相對應(yīng)的掩碼序列成為基掩碼序列。線性獨立條件表示為α1、……、αk-1線性獨立c1α1+c2α2+……ck-1αk-1≠0，c1、c2、……、ck-1……(式4)為了詳細描述上面歸納的掩碼函數(shù)生成方法，先參照圖7描述如何利用哥德序列組生成(32，10)碼。眾所周知，哥德序列被表示成不同預(yù)定m-序列之和。因此，應(yīng)該首先生成長度為31的哥德序列，以便生成所需的(32，10)碼。哥德序列是分別從多頂式x5+x2+1和x5+x4+x+1生成的兩個m-序列之和。給定相應(yīng)的生成多頂式，利用跡函數(shù)計算m-序列m1(t)和m2(t)的每一個m1(t)＝Tr(Aαt)t＝0、1、……、30，和Tr(a)=Σn=04α2n,a∈GF(25)]]>……(式5)此處，A由m-序列的初值確定，α是多頂式的根，和n是多頂式的階次，在這里是5。
圖7顯示了生成(32，10)碼的掩碼序列生成過程。
參照圖7，在步驟710，分別利用生成多頂式f1(x)和f2(x)，在(式1)中生成m-序列m1(t)和m2(t)。在步驟720，計算列置換函數(shù)σ(t)，以便構(gòu)造出m-序列m2(t)的沃爾什碼σ{0、1、2、……、30}→{1、2、3、……、31}σ(t)=Σi=04m2(t-i)24-i]]>……(式6)然后，在步驟730，利用從σ(t)的逆函數(shù)推算出來的σ-1(t)+2，列置換通過循環(huán)移位m1(t)0至30次形成的一組31個序列。然后，把0附加在所得到的列置換序列中的每一個的開頭上，使序列的長度為31。因此，生成長度為2n的31個di(t)。這里，如果i＝0、……、30，那么，t＝1、……、32)。在步驟730生成的序列組可以表示成{di(t)|t＝1、……、32，i＝0、……、30} ……(式7)從(式7)獲得的數(shù)個di(t)可以用作31個掩碼序列。
di(t)的特征在于，把上面掩碼當(dāng)中的兩個不同掩碼加入31個掩碼中除了2個掩碼之外的某一個中。換言之，31個掩碼的每一個可以被表示成5個特定掩碼之和。這5個掩碼是基掩碼序列。
當(dāng)要生成(32，10)碼時，對于所有可能的10個輸入信息位(TFCI位)，必要碼字總數(shù)是2n+k＝1024。長度為32的雙正交序列的總數(shù)是32×2＝64。生成(32，10)碼需要15個掩碼。這15個掩碼可以表示成4個基掩碼序列的組合。
現(xiàn)在，對選擇4個基掩碼序列的方法給出描述。根據(jù)(式1)，循環(huán)移位m-序列m1(t)i次所得的m-序列被表示成Tr(αi·αt)。也就是說，對于初始序列A＝{1、α、……、α2n-2}，循環(huán)移位m-序列m1(t)0至30次生成一組序列。這里，從伽羅瓦元素1、α、……、α2n-2中可以找出4個線性獨立的基元素，和與被當(dāng)作初始序列的、具有4個基元素的跡函數(shù)的輸出序列相對應(yīng)的掩碼序列成為基掩碼序列。線性獨立條件表示為α、β、γ、δ線性獨立c1α+c2β+c3γ+c4δ≠0，c1、c2、c3、c4……(式8)事實上，在伽羅瓦元GF(25)中的1、α、α2、α3是被公認為四個線性獨立元素的多頂式子基。通過用多頂式基替換(式1)中的變量A，獲得四個基掩碼序列M1、M2、M4和M8。
M1＝00101000011000111111000001110111M2＝00000001110011010110110111000111M4＝00001010111110010001101100101011M8＝00011100001101110010111101010001從現(xiàn)在開始，描述在根據(jù)本發(fā)明實施例的IMT 2000系統(tǒng)中，利用以上面方式獲得的基掩碼序列編碼/解碼TFCI的設(shè)備和方法。
2.編碼/解碼設(shè)備和方法的第一實施例圖8和9是根據(jù)本發(fā)明實施例的IMT 2000系統(tǒng)中，TFCI編碼和解碼設(shè)備的方塊圖。
參照圖8，把10個TFCI位a0至a9施加到相應(yīng)乘法器840至849上。1-位發(fā)生器800連續(xù)生成預(yù)定碼位。也就是說，由于本發(fā)明處理雙正交序列，因此，生成必要的位，以構(gòu)造正交序列當(dāng)中的雙正交序列。例如，1-位發(fā)生器800生成含有1的位，以對從基沃爾什碼發(fā)生器810生成的正交序列(即，沃爾什碼)求逆，因此生成雙正交序列。基沃爾什碼發(fā)生器810生成預(yù)定長度的基沃爾什碼?；譅柺泊a指的是通過對其任意相加可以產(chǎn)生出所有所需沃爾什碼的沃爾什碼。例如，當(dāng)利用長度為32的沃爾什碼時，基沃爾什碼是第1、第2、第4、第8和第16沃爾什碼W1、W2、W4、W8和W16，其中W1＝01010101010101010101010101010101W2＝00110011001100110011001100110011W4＝00001111000011110000111100001111W8＝00000000111111110000000011111111W16＝00000000000000001111111111111111基掩碼序列發(fā)生器820生成預(yù)定長度的基掩碼序列?；诖a序列生成方法在上面已經(jīng)作了描述，因此，不再描述其細節(jié)。如果使用長度為32的掩碼序列，那么，基掩碼序列是第1、第2、第4和第8掩碼序列M1、M2、M4和M8，其中M1＝00101000011000111111000001110111M2＝00000001110011010110110111000111M4＝00001010111110010001101100101011M8＝00011100001101110010111101010001
乘法器840以碼元為基礎(chǔ)把從1-位發(fā)生器800輸出的1與輸入信息位a0相乘。
乘法器841把從基沃爾什碼發(fā)生器810接收的基沃爾什碼W1與輸入信息位a1相乘。乘法器842把從基沃爾什碼發(fā)生器810接收的基沃爾什碼W2與輸入信息位a2相乘。乘法器843把從基沃爾什碼發(fā)生器810接收的基沃爾什碼W4與輸入信息位a3相乘。乘法器844把從基沃爾什碼發(fā)生器810接收的基沃爾什碼W8與輸入信息位a4相乘。乘法器845把從基沃爾什碼發(fā)生器810接收的基沃爾什碼W16與輸入信息位a5相乘。乘法器841至845一個碼元一個碼元地把接收的基沃爾什碼W1、W2、W4、W8和W16與它們相應(yīng)的輸入信息位相乘。
同時，乘法器846把基掩碼序列M1與輸入信息位a6相乘。乘法器847把基掩碼序列M2與輸入信息位a7相乘。乘法器848把基掩碼序列M4與輸入信息位a8相乘。乘法器849把基掩碼序列M8與輸入信息位a9相乘。乘法器846至849一個碼元一個碼元地把接收的基掩碼序列M1、M2、M4和M8與它們相應(yīng)的輸入信息位相乘。
加法器860相加從乘法器840至849接收的編碼輸入信息位，并且輸出長度為32位的最終碼碼元(TFCI碼字)。最終碼碼元(TFCI碼字)的長度由從基沃爾什碼發(fā)生器810生成的基沃爾什碼和從基掩碼序列發(fā)生器820生成的基掩碼序列的長度確定。
例如，如果輸入信息位a0至a9是“0111011000”，那么，乘法器840把作為a0的0與從1-位發(fā)生器800接收的1相乘，生成32個均為“0”的碼碼元。乘法器841把作為a1的1與從基沃爾什碼發(fā)生器810接收的W1相乘，生成碼碼元“01010101010101010101010101010101”。乘法器842把作為a2的1與從基沃爾什碼發(fā)生器810接收的W2相乘，生成碼碼元“00110011001100110011001100110011”。乘法器843把作為a3的1與從基沃爾什碼發(fā)生器810接收的W4相乘，生成碼碼元“00001111000011110000111100001111”。乘法器844把作為a4的0與從基沃爾什碼發(fā)生器810接收的W8相乘，生成32個均為“0”的碼碼元。乘法器845把作為a5的1與從基沃爾什碼發(fā)生器810接收的W16相乘，生成碼碼元“00000000000000001111111111111111”。乘法器846把作為a6的1與從基掩碼序列發(fā)生器820接收的M1相乘，生成碼碼元“00101000011000111111000001110111”。乘法器847把作為a7的0與從基掩碼序列發(fā)生器820接收的M2相乘，生成32個均為“0”的碼碼元。乘法器848把作為a8的0與從基掩碼序列發(fā)生器820接收的M4相乘，生成32個均為“0”的碼碼元。乘法器849把作為a9的0與從基掩碼序列發(fā)生器820接收的M8相乘，生成32個均為“0”的碼碼元。加法器860相加從乘法器840至849接收的碼碼元，輸出最終碼碼元“01000001000010100110011011100001”。最終碼碼元可以通過一個碼元一個碼元地把與信息位1相對應(yīng)的基沃爾什碼W1、W2、W4和W16與基掩碼序列M1相加獲得。換句話來說，把基沃爾什碼W1、W2、W4和W16相加成W23，然后，相加沃爾什碼W23和基掩碼序列M1，形成從加法器860輸出的TFCI碼字(最終碼碼元)(＝W23+M1)。
圖11是顯示根據(jù)本發(fā)明的IMT 2000系統(tǒng)中的TFCI編碼過程的實施例的流程圖。
參照圖11，在步驟1100，接收10個輸入信息位(即，TFCI位)，并且把變量sum和j設(shè)置成初始值0。變量sum表示最終碼碼元，和j表示在基于碼元的相加之后輸出的最終碼碼元的計數(shù)。在步驟1110，如果用于編碼輸入信息位的沃爾什碼和掩碼序列的長度為32個碼元，那么，確定j是否是32。執(zhí)行步驟1110是為了檢驗輸入信息位是否一個碼元一個碼元地都用沃爾什碼和掩碼序列編了碼。
如果在步驟1110，j不是32，這意味著相對于沃爾什碼和掩碼序列的所有碼元，輸入信息位還沒有被完全編碼，那么，在步驟1120，接收基沃爾什碼W1、W2、W4、W8和W16的第j個碼元W1(j)、W2(j)、W4(j)、W8(j)和W16(j)和基掩碼序列M1、M2、M4和M8的第j個碼元M1(j)、M2(j)、M4(j)和M8(j)。然后，在步驟1130，以碼元為基礎(chǔ)把接收的碼元與輸入信息位相乘，并且對碼元積求和。這個和值就是變量sum。
步驟1130可以表示成sum＝a0+a1·W1(j)+a2·W2(j)+a3·W4(j)+a4·W8(j)+a5·W16(j)+a6·M1(j)+a7·M2(j)+a8·M4(j)+a9·M8(j) ……(式9)從(式9)可看出，把輸入信息位與基沃爾什碼和基掩碼序列的相應(yīng)碼元相乘，求和碼元積，這個和值就成為所需的碼碼元。
在步驟1140，輸出表示所得的第j個碼碼元的sum，在步驟1150把j遞增1，然后過程返回到步驟1110。同時，如果在步驟1110，j是32，那么，結(jié)束編碼過程。
根據(jù)本發(fā)明實施例的、圖8所示的編碼設(shè)備可以支持擴充TFCI以及基本TFCI。支持擴充TFCI的編碼器包括(32，10)編碼器、(32，9)編碼器、和(32，7)編碼器。
對于10個輸入信息位的輸入來說，(32，10)編碼器輸出長度為32的32個沃爾什碼、對沃爾什碼反轉(zhuǎn)所得的32個雙正交碼、和15個掩碼序列的組合。32個沃爾什碼可以從5個基沃爾什碼的組合中產(chǎn)生出來。32個雙正交碼可以通過把1加入每個沃爾什碼的32個碼元中得到。這個結(jié)果與把-1與被視為實數(shù)的32個沃爾什碼相乘具有相同的效果。15個掩碼序列可以通過5個基掩碼序列的組合取得。因此，從(32，10)編碼器中可以產(chǎn)生出總共1024個碼字。
(32，9)編碼器接收9個輸入信息位，輸出長度為32的32個沃爾什碼、對沃爾什碼反轉(zhuǎn)所得的32個雙正交碼、和4個掩碼序列的組合。4個掩碼序列通過組合4個基掩碼序列的兩個得到。
(32，7)編碼器接收7個輸入信息位，輸出1024個碼字中長度為32的32個沃爾什碼、對沃爾什碼反轉(zhuǎn)所得的32個雙正交碼、和4個掩碼序列之一的組合。
提供擴充TFCI的上面編碼器具有最短距離12，并且可以通過阻塞從基掩碼序列發(fā)生器820生成的4個基掩碼序列的至少一個的輸入輸出來實現(xiàn)。
也就是說，(32，9)編碼器可以通過阻塞圖8所示的基掩碼序列發(fā)生器820生成的4個基掩碼序列的一個的輸入輸出來實現(xiàn)。(32，8)編碼器可以通過阻塞圖8所示的基掩碼序列發(fā)生器820生成的基掩碼序列的二個的輸入輸出來實現(xiàn)。(32，7)編碼器可以通過阻塞圖8所示的基掩碼序列發(fā)生器820生成的基掩碼序列的三個的輸入輸出來實現(xiàn)。如上所述，根據(jù)本發(fā)明實施例的編碼設(shè)備可以按照輸入信息位的個數(shù)，即，要發(fā)送的TFCI位的個數(shù)靈活地編碼，并且使決定編碼設(shè)備性能的最短距離達到最大。
在上面編碼設(shè)備中的碼字是通過組合長度為32的32個沃爾什碼、把1加入沃爾什碼中所得的32個雙正交碼、和長度為15的15個掩碼序列獲得的序列。碼字的結(jié)構(gòu)顯示在圖13中。
為了更好地理解TFCI位編碼過程，表(Table)1a至1f列出了碼碼元(TFCI碼字)與10個TFCI位之間的關(guān)系。
(表1a)
(Table 1b)
(Table 1c)
(Table 1d)
(Table 1e)
(Table 1f)
現(xiàn)在參照圖9描述根據(jù)本發(fā)明實施例的解碼設(shè)備。輸入信號r(t)施加于15個乘法器902至906和相關(guān)性計算器920。輸入信號r(t)在發(fā)送器中用預(yù)定沃爾什碼和預(yù)定掩碼序列編碼。掩碼序列發(fā)生器910生成所有可能的15個掩碼序列M1至M15。乘法器902至906把從掩碼序列發(fā)生器910接收的掩碼序列與輸入信號r(t)相乘。乘法器902把輸入信號r(t)與從掩碼序列發(fā)生器910接收的掩碼序列M1相乘。乘法器904把輸入信號r(t)與從掩碼序列發(fā)生器910接收的掩碼序列M2相乘。乘法器906把輸入信號r(t)與從掩碼序列發(fā)生器910接收的掩碼序列M15相乘。如果發(fā)送器用預(yù)定掩碼序列編碼TFCI位，那么，乘法器902至906的輸出之一是不含掩碼序列的，這意味著掩碼序列對通過相關(guān)性計算器之一計算的相關(guān)性沒有影響。例如，如果發(fā)送器把掩碼序列M2用于編碼TFCI位，那么，把掩碼序列M2與輸入信號r(t)相乘的乘法器904的輸出是不含掩碼序列的。無掩碼序列信號是用預(yù)定沃爾什碼編碼的TFCI位。相關(guān)性計算器920至926計算輸入信號r(t)和乘法器902至906的輸出與64個雙正交碼之間的相關(guān)性。在前面已經(jīng)定義了64個雙正交碼。相關(guān)性計算器920計算輸入信號r(t)與長度為32的64個雙正交碼之間的相關(guān)性，從64個相關(guān)值中選擇極大相關(guān)值，并且把所選相關(guān)值、與所選相關(guān)值相對應(yīng)的雙正交碼索引、和它的唯一索引“0000”輸出到相關(guān)性比較器940。
相關(guān)性計算器922計算乘法器902的輸出與64個雙正交碼之間的相關(guān)值，選擇64個相關(guān)性的極大值，并且把所選的相關(guān)值、與所選相關(guān)值相對應(yīng)的雙正交碼索引、和它的唯一索引“0001”輸出到相關(guān)性比較器940。相關(guān)性計算器924計算乘法器904的輸出與64個雙正交碼之間的相關(guān)值，選擇64個相關(guān)值的極大者，并且把所選的相關(guān)值、與所選相關(guān)值相對應(yīng)的雙正交碼索引、和它的唯一索引“0010”輸出到相關(guān)性比較器940。其它相關(guān)性計算器(未示出)分別計算相應(yīng)乘法器的輸出與64個雙正交碼之間的相關(guān)值，并且進行與上述相關(guān)性計算器相似的操作。
最后，相關(guān)性計算器926計算乘法器906的輸出與64個雙正交碼之間的相關(guān)值，選擇64個相關(guān)性的極大值，并且把所選的相關(guān)值、與所選相關(guān)值相對應(yīng)的雙正交碼索引、和它的唯一索引“1111”輸出到相關(guān)性比較器940。
相關(guān)性計算器920至926的唯一索引與在乘法器902至906中被輸入信號r(t)所乘的掩碼序列的索引相同。表2舉例列出了在乘法器中被乘的15個掩碼索引和分配給沒有使用掩碼序列的情況的一個掩碼索引。
(表2)
如表2所示，接收作為輸入信號r(t)與掩碼序列M1之積的信號的相關(guān)性計算器922輸出“0001”作為它的索引。接收作為輸入信號r(t)與掩碼序列M15之積的信號的相關(guān)性計算器926輸出“1111”作為它的索引。只接收輸入信號r(t)的相關(guān)性計算器920輸出“0000”作為它的索引。
同時，雙正交碼索引用二進制碼表示。例如，如果與作為W4補碼的W4的相關(guān)性具有極大相關(guān)值，那么，相應(yīng)雙正交碼索引(a0至a9)是“001001”。
相關(guān)性比較器940對從相關(guān)性計算器920至926接收的16個極大相關(guān)值進行比較，從接收的這16個極大相關(guān)值中選擇最大相關(guān)值，和根據(jù)與這個最大相關(guān)值相對應(yīng)的、從相關(guān)性計算器接收的雙正交碼索引和掩碼序列索引(唯一索引)，輸出TFCI位。TFCI位可以通過組合雙正交碼索引和掩碼序列索引來確定。例如，如果掩碼序列索引是M4(0100)的索引，和雙正交碼索引是W4(001001)的索引，那么，TFCI(a0至a9)就是“M4索引(0100)+W4索引(001001)”。也就是說，TFCI位(a0至a9)是“0100001001。
假設(shè)發(fā)送器發(fā)送了與TFCI位(a0至a9)“1011000010”相對應(yīng)的碼碼元，可以認為發(fā)送器根據(jù)上述編碼過程，用W6和M4編碼了TFCI位。接收器通過把輸入信號r(t)與所有掩碼序列相乘，可以確定輸入信號r(t)是用掩碼序列M4編碼的，和通過計算輸入信號r(t)與所有雙正交碼的相關(guān)性，可以確定輸入信號r(t)是用W6編碼的。根據(jù)上面例子，第五相關(guān)性計算器(未示出)將輸出最大相關(guān)值、W6(101100)的索引和它的唯一索引(0010)。然后，接收器通過把W6“101100”的索引與M4索引“0010”相加，輸出解碼的TFCI位(a0至a9)“1011000010”。
在解碼設(shè)備的實施例中，根據(jù)掩碼序列的個數(shù)并行地處理輸入信號r(t)。在解碼設(shè)備的另一個實施例中，可以進一步設(shè)想為，把輸入信號r(t)依次與掩碼序列相乘，并且依次計算積的相關(guān)性。
圖17顯示了解碼設(shè)備的另一個實施例。
參照圖17，存儲器1720存儲輸入的32-碼元信號r(t)。掩碼序列發(fā)生器1710生成用在發(fā)送器中的16個掩碼序列，并且依次輸出它們。乘法器1730把從掩碼序列發(fā)生器1710接收的16個掩碼序列之一與從存儲器1720接收的輸入信號r(t)相乘。相關(guān)性計算器1740計算乘法器1730的輸出與長度為32的64個雙正交碼的相關(guān)性，并且向相關(guān)性比較器1750輸出極大相關(guān)值和與最大相關(guān)值相對應(yīng)的雙正交碼的索引。相關(guān)性比較器1750存儲從相關(guān)性計算器1740接收的極大相關(guān)值和雙正交碼索引、和從掩碼序列發(fā)生器1710接收的掩碼序列的索引。
當(dāng)用掩碼序列完成上面處理時，存儲器1720把存儲的輸入信號r(t)輸出到乘法器1730。乘法器1730把輸入信號r(t)與其它掩碼序列之一相乘。相關(guān)性計算器1740計算乘法器1730的輸出與長度為32的64個雙正交碼的相關(guān)性，并且輸出極大相關(guān)值和與極大相關(guān)值相對應(yīng)的雙正交碼的索引。相關(guān)性比較器1750存儲極大相關(guān)值、與極大相關(guān)值相對應(yīng)的雙正交碼索引、和從掩碼序列發(fā)生器1710接收的掩碼序列索引。
對掩碼序列發(fā)生器1710生成的所有16個掩碼序列都執(zhí)行上面過程。然后，把16個極大相關(guān)值和與極大相關(guān)值相對應(yīng)的雙正交碼的索引存儲在相關(guān)性比較器1750中。相關(guān)性比較器1750比較存儲的16個相關(guān)值，選擇相關(guān)程度最高的那一個，并且通過組合與所選極大相關(guān)值相對應(yīng)的雙正交碼索引和掩碼序列索引，輸出TFCI位。當(dāng)TFCI位的解碼完成時，從存儲器1720中刪除輸入信號r(t)，存儲下一個輸入信號r(t+1)。
雖然在圖17的解碼設(shè)備中，相關(guān)性比較器1750在一個時間上比較16個極大相關(guān)值，但是，也可以設(shè)想出實時相關(guān)值比較。也就是說，把首先輸入的極大相關(guān)值與接著輸入的極大相關(guān)值相比較，存儲兩個相關(guān)值的較大者和與該相關(guān)值相對應(yīng)的掩碼序列索引和雙正交碼索引。然后，把第三輸入的極大相關(guān)值與存儲的相關(guān)值相比較，存儲兩個相關(guān)值的較大者和與所選相關(guān)值相對應(yīng)的掩碼序列索引和雙正交碼索引。進行這種比較/操作15次，15是掩碼序列發(fā)生器1710生成的掩碼序列的個數(shù)。當(dāng)完成所有操作時，相關(guān)性比較器1710輸出最終存儲的雙正交碼索引(a0至a6)和掩碼序列索引(a7至a9)，并且輸出相加的位作為TFCI位。
圖10是圖9所示的相關(guān)性比較器940的操作的流程圖。相關(guān)性比較器940存儲16個極大相關(guān)值，選擇16個極大相關(guān)值當(dāng)中的最大相關(guān)值，和根據(jù)與所選最大相關(guān)值相對應(yīng)的雙正交碼和掩碼序列的索引，輸出TFCI位。因此，16個相關(guān)值得到了比較，和TFCI位根據(jù)與所選最大相關(guān)值相對應(yīng)的雙正交碼和掩碼序列的索引來輸出。
參照圖10，在步驟1000，把極大相關(guān)性索引i設(shè)置成1，和把要檢驗的極大相關(guān)值、雙正交碼、和掩碼序列的索引設(shè)置成0。在步驟1010，相關(guān)性比較器940從相關(guān)性計算器920接收第1個極大相關(guān)值、第1個雙正交碼索引、和第1個掩碼序列索引。在步驟1020，相關(guān)性比較器940把第1個極大相關(guān)值與以前的極大相關(guān)值相比較。如果第1個極大相關(guān)值大于以前的極大相關(guān)值，過程就轉(zhuǎn)到步驟1030。如果第1個極大相關(guān)值等于或小于以前的極大相關(guān)值，過程就轉(zhuǎn)到步驟1040。在步驟1030，相關(guān)性比較器940把第1個極大相關(guān)值指定為最終極大相關(guān)值，并且存儲第1個雙正交碼和掩碼序列索引作為最終雙正交碼和掩碼序列索引。在步驟1040，相關(guān)性比較器940把索引i與相關(guān)性計算器的個數(shù)16相比較，以確定所有16個極大相關(guān)值是否都比較完了。如果i不是16，那么，在步驟1060把索引i遞增1，和過程轉(zhuǎn)到步驟1010。然后，重復(fù)上面過程。
在步驟1050，相關(guān)性比較器940輸出與最終極大相關(guān)值相對應(yīng)的雙正交碼和掩碼序列的索引，作為解碼位。與解碼位相對應(yīng)的雙正交碼索引和掩碼序列索引是與從16個相關(guān)性計算器接收的16個極大相關(guān)值當(dāng)中的最終極大相關(guān)值相對應(yīng)的那樣雙正交碼索引和掩碼序列索引。
3.編碼/解碼設(shè)備和方法的第二實施例在本發(fā)明的第一實施例中已經(jīng)描述了就16個時隙來說，輸出32-碼元TFCI碼字的(32，10)TFCI編碼器。近來，IMT-2000標準規(guī)范規(guī)定，在一個幀中具有15個時隙。因此，本發(fā)明的第二實施例針對就15個時隙來說，輸出30-碼元TFCI碼字的(30，10)TFCI編碼器。因此，本發(fā)明的第二實施例提出了通過把如(32，10)TFCI編碼器生成那樣的32個編碼碼元(碼字)收縮掉(puncturing)2個碼元，輸出30個碼碼元的編碼設(shè)備和方法。
根據(jù)本發(fā)明第一和第二實施例的編碼設(shè)備除了從1-位發(fā)生器、基沃爾什碼發(fā)生器和基掩碼序列發(fā)生器輸出的序列之外，在結(jié)構(gòu)上是相同的。編碼器設(shè)備輸出在第二實施例的編碼設(shè)備中收縮了碼元#0(第1碼元)和碼元#16(第17碼元)的長度為30的編碼碼元。
參照圖8，把10個TFCI位a0至a9施加到乘法器840至849的輸入端上。1-位發(fā)生器800把碼元1(長度為32)輸出到乘法器840。乘法器840把輸入信息位a0與從1-位發(fā)生器800接收的32個碼元的每一個相乘。基沃爾什碼發(fā)生器810同時生成長度為32的基沃爾什碼W1、W2、W4、W8和W16。乘法器841把輸入信息位a1與基沃爾什碼W1“01010101010101010101010101010101”相乘。乘法器842把輸入信息位a2與基沃爾什碼W2“0011001100 1100110011001100110011”相乘。乘法器843把輸入信息位a3與基沃爾什碼W4“00001111000011110000111100001111”相乘。乘法器844把輸入信息位a4與基沃爾什碼W8“00000000111111110000000011111111”相乘。乘法器845把輸入信息位a5與基沃爾什碼W16“00000000000000001111111111111111”相乘。
基掩碼序列發(fā)生器820同時生成長度為32的基掩碼序列M1、M2、M4和M8。乘法器846把輸入信息位a6與基掩碼序列發(fā)生器M1“00101000011000111111000001110111”相乘。乘法器847把輸入信息位a7與基掩碼序列M2“00000001110011010110110111000111”相乘。乘法器848把輸入信息位a8與基掩碼序列M4“00001010111110010001101100101011”相乘。乘法器849把輸入信息位a9與基掩碼序列M8“00011100001101110010111101010001”相乘。乘法器840至849的功能象控制來自1-位發(fā)生器的各個位、每個基沃爾什碼和每個基掩碼序列的輸出或生成的開關(guān)。
加法器860一個碼元一個碼元地相加乘法器840至849的輸出，并且輸出32個編碼碼元(即，TFCI碼字)。32個編碼碼元當(dāng)中，兩個碼元將在預(yù)定位置上被收縮掉(即，收縮掉加法器860輸出的碼元#0(第1碼元)和碼元#16(第17碼元)。余下的30個碼元將變成30個TFCI碼元。對本發(fā)明的實施例進行修改是輕而易舉的。例如，1-位發(fā)生器800、基沃爾什碼發(fā)生器810和基掩碼序列發(fā)生器820可以生成不包括#0和#16碼元的30個碼元。然后，加法器860逐位相加1-位發(fā)生器800、基沃爾什碼發(fā)生器810和基掩碼序列發(fā)生器820的輸出，和輸出30個編碼碼元作為TFCI碼元。
圖12是本發(fā)明第二實施例的編碼方法。該流程圖顯示了當(dāng)時隙數(shù)是15時，根據(jù)本發(fā)明第二實施例的編碼設(shè)備執(zhí)行的步驟。
參照圖12，在步驟1200，接收10個輸入信息位a0至a9，并且把變量sum和j設(shè)置成初始值0。在步驟1210，確定j是否是30。如果在步驟1210，j不是30，那么，在步驟1220，接收基沃爾什碼W1、W2、W4、W8和W16(每一個含有兩個收縮位)的第j個碼元W1(j)、W2(j)、W4(j)、W8(j)和W16(j)和基掩碼序列M1、M2、M4和M8(每一個含有兩個收縮位)的第j個碼元M1(j)、M2(j)、M4(j)和M8(j)。然后，在步驟1230，以碼元為基礎(chǔ)把接收的碼元與輸入信息位相乘，并且對所乘的碼元求和。在步驟1240，輸出表示所得到的第j個碼碼元的sum，在步驟1250把j遞增1，然后過程返回到步驟1210。同時，如果在步驟1210，j是30，那么，結(jié)束編碼過程。
(30，10)編碼器輸出與碼元#0和#16被收縮了的(32，10)編碼器的碼字等效的1024個碼字。因此，可以表示的總信息數(shù)是1024。
(30，9)編碼器的輸出是通過收縮長度為32的32個沃爾什碼中每個的碼元#0和#16所得的長度為30的32個沃爾什碼、通過把1加入收縮的沃爾什碼的每個碼元(在實數(shù)的情況下把-1與每個碼元相乘)所得的32個雙正交碼、和通過組合四個收縮的基掩碼序列的任意三個所得的8個掩碼序列的組合。
(30，8)編碼器的輸出是通過從長度為32個碼元的32個沃爾什碼的每一個中收縮掉#0和#16碼元所得的長度為30的32個沃爾什碼、通過把1加入收縮的沃爾什碼的每個碼元(在實數(shù)的情況下把-1與每個碼元相乘)所得的32個雙正交碼、和通過組合四個收縮基掩碼序列的任意二個所得的4個掩碼序列的組合。
(30，7)編碼器的輸出是通過從長度為32個碼元的32個沃爾什碼的每一個中收縮掉#0和#16碼元所得的長度為30的32個沃爾什碼、通過把1加入收縮的沃爾什碼的每個碼元(在實數(shù)的情況下把-1與每個碼元相乘)所得的32個雙正交碼、和四個收縮基掩碼序列之一的組合。
提供擴充TFCI的所有上述編碼器都具有10的最短距離。(30，9)、(30，8)和(30，7)編碼器可以通過阻塞圖8所示的基掩碼序列發(fā)生器820生成的四個基掩碼序列的至少一個的輸入輸出來實現(xiàn)。
上述編碼器根據(jù)TFCI位的個數(shù)，靈活地編碼TFCI位，并且具有決定編碼性能的極大化最短距離。
根據(jù)本發(fā)明第二實施例的解碼設(shè)備除了編碼碼元的信號長度不同之外，在結(jié)構(gòu)和操作上與第一實施例的解碼設(shè)備相同。也就是說，在(32，10)編碼之后，收縮掉32個編碼碼元當(dāng)中的兩個碼元，或兩個碼元被收縮了的基沃爾什碼和兩個碼元被收縮了的基掩碼序列用于生成30個編碼碼元。因此，除了接收信號r(t)包括30個編碼碼元的信號和把啞信號插在收縮位置中之外，所有解碼操作都與對本發(fā)明第一實施例所描述的相同。
至于圖17，解碼的這個第二實施例也可以通過把掩碼與r(t)相乘的單個乘法器和計算雙正交碼的相關(guān)值的單個相關(guān)性計算器來實現(xiàn)。
4.編碼/解碼設(shè)備和方法的第三實施例本發(fā)明的第三實施例提供了阻塞第二實施例的(30，7)、(30，8)、(30，9)和(30，10)(下文我們把它們表示成(30，7-10))編碼器中1-位發(fā)生器的輸出，而是生成另一個掩碼序列，以便把最短距離設(shè)置成11的編碼設(shè)備。編碼器指的是對于7、8、9、或10個TFCI位的輸入，輸出30-碼元TFCI碼字的編碼器。
圖14是IMT 2000系統(tǒng)中用于編碼TFCI的編碼設(shè)備的第三實施例的方塊圖。在這個圖形中，(30，7-10)編碼器被構(gòu)造成具有11的最短距離。
根據(jù)本發(fā)明的第三實施例，除了還為編碼設(shè)備配備了生成基掩碼序列M16的掩碼序列發(fā)生器1480和把掩碼序列發(fā)生器1480和1-位發(fā)生器1400切換到乘法器1440的切換器1470之外，第三實施例的編碼設(shè)備在結(jié)構(gòu)上與第二實施例的編碼設(shè)備相同。
如用在圖14中那樣的兩位被收縮了的基掩碼序列M1、M2、M4、M8和M16是M1＝000001011111000010110100111110M2＝000110001100110001111010110111M4＝010111100111101010000001100111M8＝011011001000001111011100001111M16＝100100011110011111000101010011參照圖14，當(dāng)使用(30，6)編碼器時，切換器1470把1-位發(fā)生器1400切換到乘法器1440，并且阻塞基掩碼序列發(fā)生器1480生成的所有基掩碼序列。乘法器1440一個碼元一個碼元地把來自1-位發(fā)生器1400的碼元與輸入信息位a0相乘。
當(dāng)使用(30，7-10)編碼器時，切換器1470把掩碼序列發(fā)生器1480切換到乘法器1440，并且有選擇地使用基掩碼序列發(fā)生器1420生成的四個基掩碼序列。在這種情況中，通過組合5個基掩碼序列可以生成31個掩碼序列M1至M31。
利用乘法器1440至1449為輸入信息位a0至a9輸出碼碼元的結(jié)構(gòu)和操作與第一和第二實施例相同。因此，省略對它們的描述。
如上所述，為了使用(30，7-10)編碼器，切換器1470把掩碼序列發(fā)生器1480切換到乘法器1440，，而為了使用(30，6)編碼器，切換器1470把1-位發(fā)生器1400切換到乘法器1440。
對于6個信息位的輸入，(30，6)編碼器通過把長度為30的32個沃爾什碼與利用1-位發(fā)生器1400求逆沃爾什碼所得的32個雙正交碼組合在一起，輸出30-碼元碼字。
對于10個信息位的輸入，(30，10)編碼器通過把長度為30的32個沃爾什碼與利用五個基掩碼序列生成的32個掩碼序列組合在一起，輸出30-碼元碼字。這里，五個基掩碼序列是如上所述的M1、M2、M4、M8和M16，和基掩碼序列M16是從為根據(jù)本發(fā)明第三實施例的編碼設(shè)備添加的掩碼序列發(fā)生器1480中輸出的。因此，從(30，10)編碼器中可以獲得1024個碼字。對于9個信息位的輸入，(30，9)編碼器通過把32個沃爾什碼與16個掩碼序列組合在一起，輸出30-碼元碼字。16個掩碼序列是通過組合五個基掩碼序列中的四個取得的。對于8個信息位的輸入，(30，8)編碼器通過把32個沃爾什碼與8個掩碼序列組合在一起，輸出30-碼元碼字。8個掩碼序列是通過組合五個基掩碼序列中的三個取得的。對于7個信息位的輸入，(30，7)編碼器通過把32個沃爾什碼與4個掩碼序列組合在一起，輸出30-碼元碼字。4個掩碼序列是通過組合五個基掩碼序列中的二個取得的。
為了提供擴充TFCI，所有上述(30，7-10)編碼器都具有11的最短距離。(32，7-10)編碼器可以通過控制圖14所示的基掩碼序列發(fā)生器1420和掩碼序列發(fā)生器1480生成的五個基掩碼序列的至少一個的使用來實現(xiàn)。
圖16是顯示在根據(jù)本發(fā)明的IMT 2000系統(tǒng)中TFCI編碼過程的第三實施例的流程圖。
參照圖16，在步驟1600，接收10個信息位(TFCI位)a0至a9，并且把變量sum和j設(shè)置成初始值0。變量sum表示在基于碼元的相加之后輸出的最終碼碼元，和j表示在基于碼元的相加之后輸出的最終碼碼元的計數(shù)。如果用于編碼的收縮沃爾什碼和掩碼序列的長度為30，那么，在步驟1610，確定j是否是30。執(zhí)行步驟1610的目的是為了判斷對于每個沃爾什碼的30個碼元和每個掩碼序列的30個碼元，輸入信息位是否已經(jīng)被編碼了。
如果在步驟1610，j不是30，這意味著相對于沃爾什碼和掩碼序列的所有碼元，編碼還沒有完成，那么，在步驟1620，接收基沃爾什碼W1、W2、W4、W8和W16的第j個碼元W1(j)、W2(j)、W4(j)、W8(j)和W16(j)和基掩碼序列M1、M2、M4、M8和M16的第j個碼元M1(j)、M2(j)、M4(j)、M8(j)和M16(j)。在步驟1630，一個碼元一個碼元地把輸入信息位與接收的碼元相乘，并且對碼元積求和。
步驟1630可以表示成sum＝a0·M16(j)+a1·W1(j)+a2·W2(j)+a3·W4(j)+a4·W8(j)+a5·W16(j)+a6·M1(j)+a7·M2(j)+a8·M4(j)+a9·M8(j) ……(式10)從(式10)可看出，把每個輸入信息位與相應(yīng)基沃爾什碼或基掩碼序列的碼元相乘，并且求和這個乘積，可以獲得所需的碼碼元。
在步驟1640，輸出表示所得的第j個碼碼元的sum，在步驟1650，把j遞增1，然后過程返回到步驟1610。同時，如果在步驟1610，j是30，那么，結(jié)束編碼過程。
現(xiàn)在參照圖15給出對解碼設(shè)備的第三實施例的描述。把包括發(fā)送器發(fā)送的30個編碼碼元的信號和已經(jīng)被插在編碼器收縮掉的位置中的兩個啞碼元的輸入信號r(t)供應(yīng)給31個乘法器1502至1506和相關(guān)性計算器1520。掩碼序列發(fā)生器1500生成長度為32的所有可能的31個掩碼序列M1至M31。乘法器1502至1506把從掩碼序列發(fā)生器1500接收的掩碼序列與輸入信號r(t)相乘。如果發(fā)送器用預(yù)定掩碼序列對TFCI位編碼，那么，乘法器1502至1506的輸出之一不含掩碼序列，這意味著該掩碼序列對下面的相關(guān)性計算器沒有影響。例如，如果發(fā)送器把掩碼序列M31用于編碼TFCI位，那么，把掩碼序列M31與輸入信號r(t)相乘的乘法器1506的輸出不含掩碼序列。但是，如果發(fā)送器沒有使用掩碼序列，那么，施加給相關(guān)性計算器1520的輸入信號r(t)本身是不含掩碼序列的信號。每個相關(guān)性計算器1520至1526計算乘法器1502至1506的輸出與長度為32的64個雙正交碼的相關(guān)值，確定64個相關(guān)值組當(dāng)中的極大相關(guān)值，并且分別把所確定的極大相關(guān)值、與所確定極大相關(guān)值相對應(yīng)的每個雙正交碼的索引、和每個掩碼序列的索引輸出到相關(guān)性比較器1540。
相關(guān)性比較器1540比較從相關(guān)性計算器1520至1526接收的32個極大相關(guān)值，并且確定這些極大相關(guān)值的極大者，作為最終極大相關(guān)值。然后，相關(guān)性比較器1540根據(jù)與最終極大相關(guān)值相對應(yīng)的雙正交碼和掩碼序列的索引，輸出由發(fā)送器發(fā)送的解碼的TFCI位。如圖17所示，本發(fā)明的第三實施例也可以通過把掩碼與r(t)相乘的單個乘法器和計算雙正交碼的相關(guān)值的單個相關(guān)性計算器來實現(xiàn)。
如上所述，本發(fā)明提供了可變地編碼和解碼基本TFCI和擴充TFCI，以便簡化硬件的設(shè)備和方法。另一個優(yōu)點是，對基本TFCI和擴充TFCI糾錯編解碼方案兩者的支持提高了服務(wù)穩(wěn)定性。此外，最短距離，即，確定編碼設(shè)備性能的一個因素，大到足以滿足IMT 2000系統(tǒng)的要求，從而保證了極好的性能。
雖然通過參照本發(fā)明的某些優(yōu)選實施例，已經(jīng)對本發(fā)明進行了圖示和描述，但本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該明白，可以在形式上和細節(jié)上對其作各種各樣的改變，而不偏離所附權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種通信系統(tǒng)中的解碼設(shè)備，包括掩碼序列發(fā)生器，用于生成至少一個掩碼序列；至少一個運算電路，用于接收輸入信號和生成的掩碼序列，并且從輸入信號中移去掩碼序列；和至少一個相關(guān)器，用于接收來自運算電路的信號，計算接收信號與數(shù)個序列之間的相關(guān)值，和選擇極大相關(guān)值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的解碼設(shè)備，其中，使用相應(yīng)的索引為正交序列編號。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的解碼設(shè)備，其中，掩碼序列發(fā)生器含有可以加在一起形成哥德碼的第一m-序列和第二m-序列，并被用于形成含有通過循環(huán)移位第一m-序列生成的序列的第一序列組和舍有通過循環(huán)移位第二m-序列生成的序列的第二序列組，為第一組中的序列生成列置換函數(shù)，以便把第一組中的序列轉(zhuǎn)換成正交序列，把為‘0’的列插入第二組中的序列的前面，和把逆列置換函數(shù)應(yīng)用于第二組中的序列，以便把第二組中的序列轉(zhuǎn)換成掩碼序列。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的解碼設(shè)備，其中，運算電路是乘法器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的解碼設(shè)備，還包括相關(guān)性比較器，用于確定從數(shù)個相關(guān)器接收的最大相關(guān)值，和生成與最大相關(guān)值相對應(yīng)的序列索引和掩碼序列索引。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的解碼設(shè)備，其中，掩碼序列索引是用于從輸入信號中移去掩碼序列的掩碼序列索引。
7.一種通信系統(tǒng)中的解碼設(shè)備，包括掩碼序列發(fā)生器，用于生成數(shù)個掩碼序列；運算電路，用于接收輸入信號和來自掩碼序列發(fā)生器的掩碼序列，和通過把掩碼序列與輸入信號相乘，從輸入信號中移去掩碼序列；相關(guān)器，用于接收來自運算電路的信號，計算每個接收信號與具有相應(yīng)索引的數(shù)個正交序列之間的相關(guān)值，和選擇極大相關(guān)值和與極大相關(guān)值相對應(yīng)的正交序列索引；和相關(guān)性比較器，用于確定來自相關(guān)器的、所選擇的極大相關(guān)值當(dāng)中的最大相關(guān)值，和輸出與所確定的最大相關(guān)值相對應(yīng)的正交序列索引和掩碼序列索引。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的解碼設(shè)備，其中，掩碼序列發(fā)生器含有可以加在一起形成哥德碼的第一m-序列和第二m-序列，并被用于形成含有通過循環(huán)移位第一m-序列生成的序列的第一序列組和含有通過循環(huán)移位第二m-序列生成的序列的第二序列組，為第一組中的序列生成列置換函數(shù)，以便把第一組中的序列轉(zhuǎn)換成正交序列，把為‘0’的列插入第二組中的序列的前面，和把逆列置換函數(shù)應(yīng)用于第二組中的序列，以便把第二組中的序列轉(zhuǎn)換成掩碼序列。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的解碼設(shè)備，還包括存儲器，用于存儲輸入信號和把輸入信號輸出到運算電路，直到輸入信號完全與掩碼序列發(fā)生器生成的掩碼序列相乘。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的解碼設(shè)備，其中，運算電路是乘法器。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的解碼設(shè)備，其中，掩碼序列索引是用于從輸入信號中移去掩碼序列的掩碼序列的索引。
12.一種通信系統(tǒng)中的解碼方法，包括下列步驟生成至少一個掩碼序列；接收輸入信號和掩碼序列，和從輸入信號中移去掩碼序列以生成乘積信號；計算乘積信號與具有相應(yīng)索引的數(shù)個序列之間的相關(guān)值；和從所計算相關(guān)值當(dāng)中選擇極大相關(guān)值，和輸出與極大相關(guān)值相對應(yīng)的序列索引。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的解碼方法，其中，生成至少一個掩碼序列的步驟含有可以加在一起形成哥德碼的第一m-序列和第二m-序列，并被用于形成含有通過循環(huán)移位第一m-序列生成的序列的第一序列組和含有通過循環(huán)移位第二m-序列生成的序列的第二序列組，為第一組中的序列生成列置換函數(shù)，以便把第一組中的序列轉(zhuǎn)換成正交序列，把為‘0’的列插入第二組中的序列的前面，和把逆列置換函數(shù)應(yīng)用于第二組中的序列，以便把第二組中的序列轉(zhuǎn)換成掩碼序列。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的解碼方法，還包括下列步驟從通過從所計算的相關(guān)值當(dāng)中選擇極大相關(guān)值所得的所選極大相關(guān)值中確定最大相關(guān)值；和輸出與所確定的最大相關(guān)值相對應(yīng)的序列索引和掩碼序列索引。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的解碼方法，其中，掩碼序列索引是與最大相關(guān)值相對應(yīng)的、用于從輸入信號中移去掩碼序列的掩碼序列的索引。
全文摘要
在CDMA移動通信系統(tǒng)中編碼/解碼傳輸格式組合指示符(TFCI)的設(shè)備和方法。在TFCI編碼設(shè)備中，1－位發(fā)生器生成具有相同碼元的序列?；恍蛄邪l(fā)生器生成數(shù)個基正交序列?；诖a序列發(fā)生器生成數(shù)個基掩碼序列。運算單元接收被分成代表雙正交序列轉(zhuǎn)換的第一信息部分、代表正交序列轉(zhuǎn)換的第二信息部分、和代表掩碼序列轉(zhuǎn)換的第三信息部分的TFCI位，并且把根據(jù)第二信息從基正交序列中選擇的正交序列、把所選正交序列與根據(jù)第一信息部分選擇的相同碼元組合在一起獲得的雙正交序列、和根據(jù)雙正交碼序列和第三信息部分選擇的掩碼序列三者組合在一起，從而生成TFCI序列。
文檔編號H04J13/00GK1531235SQ20041003332
公開日2004年9月22日 申請日期2000年7月6日 優(yōu)先權(quán)日1999年7月6日
發(fā)明者金宰烈, 姜熙原 申請人:三星電子株式會社