专利名称：用于恢复接收帧的特定位的方法和设备的制作方法
背景技术：
I.发明领域本发明涉及通讯。本发明尤其涉及恢复出错帧的特定位的新颖方法和设备。
II.有关技术描述已经发展了通讯系统，允许将信息信号从发源站发送到物理上分开的目标站，在从发源站经通讯信道发送信息信号时，信息信号首先被转换成适合于经信道有效地发送的形式。信息信号的转换或调制包括按照信息信号以某种方式改变载波的参数，使得最终被调制的载波谱被限制在信道带宽之中。在目标站，从经通道传播以后接收到的被调制的载波版本复现原先的消息信号。那样的复现通常借助于采用由发源站使用的调制过程的逆过程得到。
而且，按照通道的附加特征选择转换，包括但不限于信噪比、信号衰减、时间变化和本专业所熟知的其他特征。因此，经无线通讯信道发送信息信号需要不同于经过如同轴电缆、光缆和其他本专业熟知的有线通道的发送的考虑。
调制也利于多址接入(即，同时发送)如经过一共公信道同时发送数个信号。多址接入通讯系统常常包括多个用户单元，它们需要相对较短时间的间断性服务而不是连续接入该通讯信道。
存在若干多址接入通信系统技术，如时分多址(TDMA)，频分多址(FDMA)，和业内所众知的如幅度压扩单边带那样的幅值调制(AM)技术。另一类多址接入扩频系统是码分多址(CDMA)调制系统，它符合“TIA/EIA/IS-95 Mobile Station-Base Station Compatibility Standard for Dual-Mode Wide-Band Spread Spectrum Cellular System”，下文称之为IS-95标准。CDMA系统支持用户之间经地面链路的语音和数据通讯。在题为“SPREADSPECTRUM MULTIPLE ACCESS COMMUNICATION SYSTEM USINGSATELLITE OR TERRESTRIAL REPEATERS”的美国专利No.4,901,307和题为“SYSTEM AND METHOD FOR GENERATING WAVEFORMS IN A CDMACELLULAR TELEPHONE SYSTEM”的美国专利No.5,103,459中揭示了在多址接入通讯系统中CDMA技术的使用，两者均转让于本发明的受让人并引入在这里作为参考。
在上述美国专利No.4,901,307中揭示了多址接入技术，它允许大量具有收发器的移动电话系统用户通过卫星中继器或采用CDMA扩频通讯信号的地面站进行通讯。当使用CDMA通讯时，频谱能重复使用多次，因而允许增加在系统中用户的容量。与使用其他多址接入技术比较，使用CDMA导致高得多的频谱使用效率。
通常，发送的信息信号被分成若干“帧”，每帧包括指定数目的信息位和若干质量测度位。每帧按选定的调制方案处理并经通讯信道发送。在目标站，通过解制从通讯信道提取该帧。为确保在提取信号中信息的完整性，帧中的信息位通过从信息位导出的质量测度保持。那样的质量测度可以是奇偶校验位，循环冗余校验(CRC)，或业内技术人员熟知的任何其他质量测度。从接收的帧提出信号后，从提取的信息位中确定质量测度，并与提取的质量测度比较。如果两个质量测度匹配，该帧认为被正确地接收。否则，该帧被擦除。
当在帧中的所有信息位是同等重要时，上述完整性检验十分管用，但是，某些应用使用的帧中的位被分组成不同重要性的块。这样的结构的帧的例子在题为“Accommodating the WCDMA AMR Data Rates in IS-2000 MC”，2000年元月10日提交的同样待决(copending)的临时专利(序号为60/175,371)中有所揭示，该专利转让于本发明的受让人并加入到这里作为参考。自适应多速率(AMR-Adaptive Multi-Rate)语音编码器将信息位分组成称为A类、B类和C类的三类。在宽带码分多址(WCDMA)系统中，每类位在不同的传输信道用可能不同的码和速率匹配发送。A类位是最重要的位，然后是B类位，最后是C类位。WCDMA方法对A类位使用8位CRC和截尾(tailed-off)卷积编码，对B类不使用CRC而只使用截尾卷积编码，对C类位不使用CRC和卷积编码。远程通讯工业协会(TIA)的Industry Standard-2000 Multi-Carrier(IS-2000MC)通过以AMR信息位类别的反向次序形成包含所有三个类A、B和C的单个帧来提供了AMR语音编码器，使得最后(最不重要的)的位类(C类)首先发送。因为灵活速率的插入(puncturing)从首先编码和重复的信号开始，并在必要数目的信息被插入之后停止，所以位于帧末端的位更可靠。插入是一种技术，它影响合法地属于帧中某个或某些位置的位。因此，例如在功率控制插入中，在某些位置的信息位被功率控制位所替代。在另外的例子中，交错可以产生超过帧的长度的位，而超过的位被舍弃。该帧用单个截尾卷积码编码。长度取决于信息位数目的单个CRC按照所有信息位确定。
图1中描绘了那样的帧。图1示出帧结构100，其中帧中的信息位被分类成A类106，B类104和C类102。不同的类具有不同的重要性。按照业内所知的方法，所有信息位借助单个CRC108保护。帧还包含尾位110。尾位110不带任何信息，为全0。尾位110被用于为下一帧初始化编码器(未示出)。但是，若CRC的完整性校验失败，所有信息位，不论其重要性，是不可恢复的。
上面叙述将无线通讯系统用作带有不同重要性位的帧的特定例子。业内技术人员理解，这仅是为了示例性目的，因为被擦除帧的特定位的恢复问题是在任何通讯系统中的固有问题。
因为希望从被擦除的帧恢复相对更重要的一个或多个位块，所以业内对完整性检验机制存在需求，使能从被擦除的帧中恢复一个或多个位块。
发明内容
本发明针对用于在通讯系统中恢复接收的帧的特定位的方法和设备。
因此，在发源端首先通过按照多个信息位确定外部的质量测度形成一个数据帧。然后，按照一个信息位组确定至少一个内部质量测度。至少包括多个信息位，外部质量测度和至少一个内部质量测度的帧被发送到目标站。
当外部质量测度指明，帧被正确地接收时，目标站首先试图恢复至少一个信息位组。当该帧未被正确接收时，至少一组信息位仍能被恢复。当对应于至少一组信息位的内部质量测度指明，在帧内至少一组信息位组被正确地接收时，则恢复是可能的。
附图简述本发明的特征，目标和优点从结合附图的下面的详细描述中将变得更加明显，附图中相同的参考符识别相应的对象，其中图1示出带有由单个质量测度保护的不同重要性的位组的帧结构；图2是按照一个实施例，使用多个CRC从数据帧恢复特定位的方法流程图。
图3示出按本发明的一个实施例带有由多个质量测度保护的不同重要性的位组的帧结构；和图4是按本发明的一个实施例的简化的电路方块图。
较佳实施例的详述图2是按照一个实施例，使用多个CRC从数据帧恢复特定的位的方法的流程图。
在步骤200，接收形成帧的信息位在本发明的一个实施例中，信息位由AMR语音编码器产生。控制流随后进到步骤202。
在步骤202，按照所有信息位确定外部质量测度。在一个实施例中质量测度是CRC，控制流随后进到步骤204。
在步骤204，确定内部质量测度。作为解释，在帧中信息位的位的某个或某些组可认为有较高重要性，应得到进一步保护。因此，按照每个那样组的信息位确定额外的内部质量测度。在一个实施例中，内部质量测度是CRC。在一个实施例中，采用由AMR语音编码器产生的信息位，使用保持一组位(A类)的内部CRC。控制随后进到步骤206。
在步骤206，形成包含信息位、内部质量测度、外部质量测度和尾位的帧。在一个实施例中，使用由AMR语音编码器产生的信息位，产生如图3所示的帧结构。控制流随后进到步骤208。
在步骤208，帧从发源站(未示出)传送到目标站(未示出)。步骤208包括在传送前帧的任何处理。业内技术人员得知，处理取决于许多可变因素。那样的可变因素包括但不限于发送介质(即，无线或有线)、调制(即，码分、频分、时分)及业内技术人员所熟知的其他可变因素。因为本发明的使用无关那些可变因素，所以不再深入讨论此处理。在一个实施例中，调整在IS-2000MC中的AMR语音编码器数据速率，处理按照IS-2000 MC完成。控制流随后进到步骤210。
在步骤210，在目标站(未示出)接收帧。步骤210包括在解码前帧的任何处理。在一个实施例中，调整在IS-2000 MC中的AMR语音编码器数据速率，处理按IS-2000 MC完成。控制流随后进到步骤212。
在步骤212，解码该帧。如在步骤212使用那样，术语“解码”描述了一个过程，该过程接收编码的帧并输出一个信号指出该帧是否被正确地接收或该帧被擦除。在步骤212使用外部质量测度。在一个实施例中，解码器(未示出)没有关于该帧被发源站(未示出)发送的速率的信息。因此，解码器也必须确定，发源站以若干速率中的哪一个发送该帧。那样的解码器的详细例子在序号为No.5,751,725名为“METHOD AND APPARATUS FOR DETERMINING THERATE OF RECEIVED DATA IN A VARIABLE RATE COMMUNICATIONSYSTEM”的美国专利中揭示，此专利转让于本发明的受让人并引入这里作为参考。参考图4，提供了按美国专利No.5,751,725的示例性解码过程的简化描述。业内技术人员知道，此描述仅是为了示例性目的，任何其他能完成所描述的功能的结构也能使用。在另外的实施例中，解码器具有关于该帧被发源站发送的速率的信息。控制流随后进到步骤214。
在步骤214，根据指出该帧是否被正确地接收或被擦除的信号作出该帧的进一步处理决定。若宣布该帧被正确地接收，控制流在步骤216继续，否则控制流在步骤216继续。
在步骤216，因为所有帧中的信息位被正确地接收，所以按照帧的预定的应用处理该帧。在一个实施例中，调整在IS-2000 MC中的AMR评语音编码器速率，处理由符合IS-2000 MC的多路子层(Multiplex Sublayer)完成。控制流随后进到步骤218。
在步骤218，完成帧是否包含内部质量测度的判断。在一个实施例中，因为操纵帧构成的协议确定什么样的数据速率包含内部质量测度，所以按照数据速率的假设作出判断，在另一个实施例中，帧可以包含额外的位，指出该帧是否包含内部质量测度。如果帧未包含内部测度，控制流在步骤220继续，否则控制流在步骤222继续。
在步骤220，结束帧处理，该帧被舍弃。
在步骤222，帧再次进行有关完整性的处理，它是由相应的内部质量测度保护的帧的一个或多个位组的完整性。参考图4详细讨论完整性判断的实施例。控制流随后进到步骤224。
在步骤224，检测完整性判断的结果，若内部质量测度指出该位的组的完整性是完好的，控制流在步骤226继续。否则控制流在步骤228继续。
在步骤226，按照预期的功能处理位的组。那样处理的一个例子是将位的组送到AMR声码器(未示出)。
在步骤228，结束帧的处理，并舍弃该帧。
图3示出一个帧结构300，它带有按本发明的实施例由质量测度保护的不同重要性的位组。帧结构300包含三类信息位A类306，B类304，和C类302。不同的类有不同的重要性。为了讨论的目的，假设A类306信息位比B类304和C类302更重要。所有信息位由外部CRC310保护。更重要的A类306信息位进一步用内部CRC308保护。帧还包括尾位312。尾位不载有任何信息，全为0。尾位312用于为下一帧初始化编码器(未示出)。
虽然帧结构的特定实施例被描述成只具有由一个内部CRC保护的一个位组(A类306)，业内技术人员理解，此方法也能推广到任何数目的组。因此，若希望B类304的附加的保护，可将保护B类304的附加内部CRC(未示出)加到帧结构300。
业内技术人员得知，有许多电路结构能形成帧结构300。例如，那样的电路结构可以是通用处理器，数字信号处理器，可编程逻辑阵列，或任何其他设计成完成为业内人士众知的这里描述的功能的器件。此外，处理器可以接收从与该处理器连接的存储器来的一组指令。存储器可以是上述一个或多个处理器的一部分，或是独立的单元。存储器实施是设计的选择。因此，存储器可以是能存储信息的任何介质，如磁盘，半导体集成电路，和业内人士众知的其他存储介质。
图4是按本发明的一个实施例的电路简化框图。
向多速率解码器404提供由解调器402输出的帧，前者提供帧的纠错解码器404根据假设的速率预定组解码数据。在示例性实施例中，解码器404是在名为“MULTIRATE SERIAL VITERBI DECODER FOR CDMA SYSTEMAPPLICATIONS”的美国专利No.5,710,784中揭示的多速率Viterbi解码器，该专利转让于本发明的受让人并引入这里作参考。
在一个示例性实施例中，解码器404对每个可能的速率解码帧符号以分别提供解码的数据帧，并将经解码的帧存入缓冲器406a，406b，406c，406d。虽然只示出四个数据速率，业内技术人员应认识，此概念同样可应用于任何数目的数据速率。每个数据缓冲器406a，406b，406c，406d的输出被提供到速率检测算法(RDA)逻辑408。
RDA逻辑408包含CRC检测器408a。CRC检测器408a判断在帧中接收的CRC是否与从每个解码的数据帧确定的CRC匹配。CRC检测器408a对在四个解码帧的CRC位执行CRC检验以帮助确定当前接收的帧是否以全速率，半速率，1/4速率或1/8速率发送。CRC检测器408a对应于可能的速率提供四个校验位，C1，C2，C4和C8。
此外，在一个实施例中，RDA逻辑408包含符号误差率(SER)检测器408b。SER检测器408b接收解码的位410。SER检测器408b还接收从缓冲器406a，406b，406c，406d收到的符号数据的估计。SER检测器408b重新编码解码的位410，并将其与从缓冲器406a，406b，406c，406d收到的符号数据的估计比较。SER是在重编码符号数据和从缓冲器406a，406b，406c，406d接收的符号数据之间不相同的数目计数。因此，SER检测器408b产生四个SER值SER1，SER2，SER4，和SER8，不同帧速率的SER值被归一化以考虑每帧信号数的差别。SER值有助于提供对当前帧的速率和除CRC以外帧的完整性的判断。
此外，在一个实施例中，RDA逻辑408包含Yamamoto测度检测器408c，按照通过格栅(trellis)的选定路径和下一个最靠近的通过格栅的路径之间的差提供置信度的测度。虽然CRC检测取决于四个解码的帧的每一个中的位，Yamamoto检测取决于在解码前的帧处理。Yamamoto检测器408c对四个可能的速率的每一个提供四个Yamamoto值Y1，Y2，Y4和Y8。
RDA逻辑408分别从检测器408a，408b，408c接收CRC检测位，SER值，和Yamamoto值。然后RDA逻辑408判断当前接收到的帧是以四个速率中哪一个发送的。按照由RDA逻辑408确定的速率，向解码帧缓冲区406a，406b，406c，406d提供一个信号。特定帧缓冲区406a，406b，406c，406d以确定的速率输出存储的解码帧用于进一步处理，或若是宣布了擦除则不输出帧。在又一个实施例中，RDA逻辑408若宣布擦除则输出一个指示帧擦除的信号。
当RDA逻辑408宣布帧擦除，包含带有内部质量测度的帧的那些帧缓冲区406a，406b，406c，406d的内容被提供给内部质量测度处理器(Inner QualityMetric Processor——IQMP)412。在一个实施例中，IQMP412的功能类似于RDA逻辑408的功能，即以可能的速率接收包含带有内部质量测度的帧的数据解码帧，并输出一个信号指出由内部质量测度保护的位组是否是完整的。在一个实施例中，IQMP412没有关于由发源站(未示出)发送帧的速率的信息。因此，该IQMP412还必须判断发源站以若干速率中哪一个速率发送帧。因而，该IQMP412的结构可以有利地类似于RDA逻辑408。于是，在一个实施例中，IQMP412包含CRC检测器412a，SER检测器412b，和Yamamoto测度检测器412c，以和CRC检测器408a，SER检测器408b和Yamamoto测度检测器408c基本上类似的方式工作。CRC检测器412a，SER检测器412b和Yamamoto测度检测器412c只在内部质量测度保护的帧的位组上起作用。
IQMP412分别从检测器412a，412b，412c接收CRC校验位，SER值，和Yamamoto值。然后IQMP412判断，包含内部质量测度，当前接收的帧是以哪个速率发送的。按照由IQMP412确定的速率，以判定的速率解码的位组被输出作进一步处理。另外，若IQMP412无法确定速率，该帧被舍弃。
虽然解码器404，RDA逻辑408和IQMP412示作为分离的单元，业内技术人员知道，物理上的分离只是为了说明方便。解码器404，RDA逻辑408，和IQMP412可以合并到完成上述处理的单个处理器中。因此，那样的处理器可以是如通用处理器，数字信号处理器，可编程逻辑阵列，或设计完成业内人士众知且这里描述的功能的任何其他设备。而且，该处理器可以从与该处理器连接的存储器中接收一组指令。存储器可以是上述一个或多个处理器的一部分，或者是分离的单元。存储器的实现是设计选择。因此，存储器可以是能存储信息的任何介质，如磁盘，半导体集成电路，或业内技术人员众知的任何其他存储介质。
提供了较佳实施例的上面描述，使任何业内技术人员能实现或使用本发明。对这些实施例的各种修改对业内技术人员是显而易见的，且这里确定的普遍原理不必使用发明的才能就能应用到其他实施例中。因此，本发明不试图限于这里示出的实施例，而是符合与这里揭示的原理和新颖特征一致的最广泛的范围。
权利要求
1.一种构成数据帧的方法，包括按照多个信息位确定外部质量测度；按照信息位组确定至少一个内部质量测度；和构成帧，它至少包含多个信息位，外部质量测度和至少一个内部质量测度。
2.如权利要求1的方法，其特征在于确定至少一个内部质量测度包括确定一系列有待恢复的信息位组，这些组的每一个具有与其相联系的内部质量测度；和按照有关的信息位组确定每个内部质量测度。
3.一种在被接收的数据帧中恢复至少一个信息位组的方法，包括当外部质量测度指出帧被正确地接收时，恢复至少一个信息位组；和当对应于至少一个信息位组的内部质量测度指出，在帧未被正确地接收时在该帧内的至少一个信息位组被正确地接收时，恢复至少一个信息位组。
4.如权利要求3的方法，其特征在于当对应于至少一个信息位组的内部质量测度指出，该帧内的至少一个信息位组已被正确地接收时，恢复至少一个信息位组包括确定一系列内部质量测度；对一系列内部质量测度的每一个判断对应于内部质量测度的信息位组是否被正确地接收；和恢复至少一个被判断正确接收的信息位组。
5.一种构成数据帧的设备，包括一个处理器；和一个连结到处理器并包括可由处理器执行的一组指令的存储介质，执行指令以按照多个信息位确定外部质量测度；按照一组信息确定至少一个内部质量测度；和构成帧，帧至少包括多个信息位，外部质量测度，和至少一个内部质量测度。
6.如权利要求5的设备，其特征在于处理器通过执行一组指令确定至少一个内部质量测度，以便确定一系列需恢复的信息位组，每组具有与其相关的内部质量测度；和按照有关的信息位组确定每个内部质量测度。
7.一种构成数据帧的设备，包括一个处理器；和一个连结到处理器并包含一组处理器可执行的指令的存储介质，执行指令以当外部质量测度指出该帧被正确接收时恢复至少一个信息位组；和当对应于至少一个信息位组的内部质量测度指出，在帧未被正确地接收时帧中的至少一个信息位组被正确地接收时，恢复至少一个信息位组。
8.如权利要求3的设备，其特征在于当对应于至少一个信息位组的内部质量测度指出，至少一个信息位组通过执行一组指令被正确地接收时，则处理器恢复至少一个信息位组，执行指令以便确定一系列内部质量测度；对每个内部质量测度判定，对应于内部质量测度的信息位组是否已被正确地接收；和恢复至少一个被判定为正确接收的信息位组。
全文摘要
揭示用于恢复帧中特定位的方法和设备。发源站用不同重要性的信息位组构成帧结构。然后所有信息位被外部质量测度保护。此外，较重要的信息位组由内部质量测度进一步保护；每组具有对应的质量测度。随后帧被发送到目标站。目标站解码被接收的帧并首先按照外部质量测度确定该帧是否被正确接收或该帧是否被擦除。若宣布该帧被擦除，目标站试图按照对应的内部质量测度恢复较重要的信息位组。
文档编号H03M13/09GK1432213SQ01810519
公开日2003年7月23日 申请日期2001年6月4日 优先权日2000年6月5日
发明者A·赛方汀, J·P·奥登瓦尔德, 周渔君, 小E·G·蒂德曼 申请人:高通股份有限公司