专利名称：用于速率匹配的发送机和方法
技术领域：
本发明一般涉及通信系统的发送机和方法。
本发明具体涉及速率匹配设备和方法，用于在输入源数据比特流中插入已知的比特，对插入有比特的数据流进行信道编码，然后对信道编码后的数据符号进行穿孔(puncturing)处理。
背景技术：
在通信系统中，在通过信道传输数据的过程中要将源用户数据的速率改变成信道符号率。特别是，在扩频通信系统中，由于用于扩频的码片率(chiprate)是固定的，所以应在多路复用各种业务信道之后将一种信道符号率改变成码片率的倍数。这种过程叫做速率匹配。
图1是表示用于64Kbps源数据率的常规速率匹配方案的示意图。
参照图1，CRC(循环冗余码)产生器101将13个CRC比特添加到源编码用户输入数据。速率(R＝1/3)信道编码器102将加入有CRC的数据编码成总共653×3＝1959个符号。这里，将说明一种将待发送的数据符号数目从1959个符号改变到2048个符号的方法。为此，速率匹配器103重发89个符号。然而，在CSELT的于1998年4月1-2日在奥斯陆召开的SMG2层1专家小组会议议程第7项-“W-CDMA下行链路中功率控制参数的优化”一文中(CSLET，“Power Control Parameters Optimization in W-CDMA Down-Link”，SMG2 Layer 1 Expert Group Agenda Item 7，Olso，1-2 April 1998)所公开的信道条件下，简单的重发符号操作会使系统劣化。
图1的信道编码器102包括卷积编码器、里得-索罗门(Reed-Solomn)编码器、级连(concatenated)编码器以及透平(turbo)编码器。在级连编码器中，卷积编码器连接到里得-索罗门编码器。在透平编码器中，多个卷积编码器串行或并行连接。这里，为了方便省略了对各个编码器的详细说明。然而，将对近来流行的透平编码器进行说明。透平编码器即并行级连编码器利用两个简单的并行级连代码，将N位帧数据编码成奇偶校验符号，此处，这种成份代码一般采用递归系统(recursive systematic)卷积码。
图2和图4分别示出了常规的透平编码器和透平解码器。在转让给法国电信公司的授权给克劳德贝勒的题目为“并行利用至少两种系统卷积编码的纠错编码方法、相应的迭代解码方法、解码模块和解码器”的第5446747号美国专利中公开了上述透平编码器和解码器(US Patent No.5,446,747，entitled“Error-Correction Coding Method with at least Two SystematicConvolutional coding in Parallel，Corresponding Iterative DecodingMethod，Decoding Module and Decoder”，issued to Claude Berrou onAugust 29，1995，assigned to France Telecom.)。
图2的透平编码器包括第一成份编码器201、第二成份编码器202、和连接在成份编码器201和202之间的交织器211。第一和第二编码器201和202一般采用本领域中公知的RSC编码器。交织器211具有与输入数据比特流dk的帧长度N相同的尺寸，并改变要提供给第二成份编码器202的输入数据比特流的排列，以减小数据比特之间的相关性。因此，输入数据比特流dk的输出并行级连代码变成xk(即没有修改的dk)和y1k和y2k。
在第5446747号美国专利中充分公开了用于解码图2的透平编码器输出的透平编码器，在图4中给出了这种透平编码器的示意图。参照图4，由于透平编码器利用MAP(最大后验概率)解码算法以帧为单位迭代解码所接收的数据，所以迭代解码频率的增加将会降低误速率(BER)。这种透平编码器一般采用MAP解码器或SOVA(软化维特比算法-Soft-out Viterbi Algorithm)解码器，它们能够提供软决策迭代解码。
图3示出了约束长度为9(K＝2)、速率为1/3(R＝1/3)的卷积编码器。为了解码该卷积编码器的输出，一般采用利用维特比算法的维特比解码器。在此省略了对维特比解码器的详细说明。
图5示出了公知通信系统的发送部，它多路复用用户数据和控制数据，并发送多路复用的数据。用户数据由第一源编码器501和第一信道编码器502来编码。此外，控制数据由第二源编码器511和第二信道编码器512来编码，然后由多路复用器503和编码的用户数据一起复用。在速率匹配器504，通过重发符号、穿孔或符号重发后穿孔，对多路复用的用户数据和控制数据进行速率匹配。速率匹配后的符号通过信道交织器505和调制器506提供给发送器507。
图6示出了另一种公知通信系统的发送部，它多路复用第一和第二用户数据和控制数据，并发送多路复用的数据。第一和第二用户数据分别由第一和第二信道编码器602和612来信道编码，然后由第一和第二速率匹配器603和613按照用户数据的业务选项和类别，通过重发符号、穿孔或符号重发后穿孔进行速率匹配。类似地，控制数据由第三信道编码器622来编码，然后由第三速率匹配器623进行速率匹配。第一至第三速率匹配器603、613和613的输出由多路复用器604多路复用，然后由信道速率匹配器605进行最终的速率匹配。信道速率匹配后的符号通过信道交织器606和调制器607提供给发送器608。
下面，将说明为了匹配信道编码器602、612和622输出的符号的速率而执行的符号重发操作。简单重发信道编码符号是非常简单的符号重发方法。然而，简单符号重发却不适于纠错。这是因为对于信道编码符号来说，虽然重发两次(即1/2速率)所有符号情况下的BER近似于不重发(即速率为1)符号情况下的BER，但是在非均等重发各个符号时的信道条件下会出现性能劣化。这已在CSELT的于1998年4月1-2日在奥斯陆召开的SMG2层1专家小组会议议程第7项-“W-CDMA下行链路中功率控制参数的优化”一文中公开了。因此，当为速率匹配执行非均等符号重发时，会降低整个系统的效率。
此外，参照图2的约束长度为3(K＝3)的透平编码器。该透平编码器的输出包括非编码数据比特xk和信道编码数据奇偶校验比特y1k和y2k。当为速率匹配或各种不同符号率对数据比特xk进行穿孔时，性能劣化很明显。此外，当在时间k同时穿孔奇偶校验比特y1k和y2k时，在时间k将没有用于数据比特的奇偶校验比特。在K＝3的透平编码器中，当对相同奇偶校验比特y1k和y1k+1或相同奇偶校验比特y2k和y2k+1同时进行穿孔时，在时间k和k+1将没有用于数据比特的奇偶校验比特，这样即使执行迭代解码，也会出现性能劣化。也就是说，当对第一和第二成份编码器输出的奇偶校验比特连续进行数目等于透平编码器中存取数目(the number of memories)的穿孔时，会发生性能劣化。
因此，为了进行需要重发符号的速率匹配，可以通过提供一种将特定比特插入输入数据比特流并编码插入有比特的数据比特流的信道编码器，来防止性能劣化。这里，假定特定比特值和要插入特定比特的比特插入位置对于发送方和接收方双方是已知的。
此外，当需要对信道编码符号进行穿孔时，透平编码器选择用于奇偶校验比特的穿孔位置，以使因穿孔引起的性能劣化最小。
发明内容
因此，本发明的一个目的是，在速率匹配设备重发符号、穿孔和符号重发后穿孔期间，使整个系统的性能劣化最小。
本发明的另一个目的是，提供一种速率匹配设备和方法，用于将已知比特插入输入源数据比特流，对插入有比特的数据比特流进行信道编码，然后对经信道编码的数据符号进行穿孔。
本发明的另一个目的是，在为输入信道编码符号进行速率匹配时通过选择穿孔位置，使在穿孔期间引起的性能劣化最小。
为了实现上述目的，提供了一种在移动通信中的发送机，包括比特插入器，用于在预定位置上将已知比特插入输入数据比特流；信道编码器，用于编码插入有比特的数据比特流，以产生编码符号；速率匹配器，用于将编码后的符号率匹配到给定的信道符号率；以及信道交织器，用于交织速率匹配后的信道符号。
为了实现上述目的，提供了另一种在移动通信中发送机。在此发送机中，比特插入器在预定位置将已知比特插入到输入数据比特流中。信道编码器编码插入有比特的数据比特流，以产生编码符号。速率匹配器将编码符号的速率匹配到给定的信道符号率。信道交织器交织速率匹配的信道符号。速率匹配器包括穿孔器，用于在编码后的符号率大于给定信道符号率时，对编码符号中包含的所插入的已知比特进行穿孔。速率匹配器包括重发器，用于在编码后的符号率小于给定信道符号率时，重发编码符号以使编码后的符号率匹配到给定信道符号率。
通过以下参照附图的详细说明，本发明的上述和其它目的、特征和优点将变得更加明显。附图中图1是说明用于64Kbps数据率的常规速率匹配方案的方框图；图2是说明常规透平编码器的方框图；图3是说明常规卷积编码器的细节图；图4是说明常规透平解码器的方框图；图5是说明常规通信系统发送部的方框图；图6是说明另一种常规通信系统发送部的方框图；图7是说明本发明第一实施例的通信系统发送部的方框图；图8A是说明在源编码器具有64Kbps数据率的情况下速率匹配方案的方框图；图8B是说明在源编码器具有32Kbps数据率的情况下速率匹配方案的方框图；图9是说明本发明第二实施例的通信系统发送部的方框图；图10是说明图9的发送部所对应的接收部的方框图；图11是说明本发明第三实施例的通信系统发送部的方框图；图12是说明图11的发送部所对应的接收部的方框图；图13是说明本发明第四实施例的通信系统发送部的方框图；图14是说明图13的发送部所对应的接收部的方框图；图15是说明本发明第五实施例的通信系统发送部的方框图；图16是说明图15的发送部所对应的接收部的方框图。
具体实施例方式
下面将参照
本发明的优选实施例。在下面的说明中，没有对公知功能和结构进行详细说明，因为它们的详细说明会混淆本发明。
这里，假定第一和第二成份编码器均采用K＝3的RSC编码器。第一和第二成份解码器均采用软决策迭代解码器。此外，软决策迭代解码器可以采用MAP或SOVA解码器。而且，第一和第二成份编码器不仅可以采用RSC编码器还可以采用非RSC编码器。另外，第一和第二成份编码器可以采用不同的约束长度和多项式产生器。
A.第一实施例图7是说明本发明第一实施例的信道编码设备的速率匹配方案的方框图。
参照图7，源编码器701按照预定的编码方法来编码输入源数据。这里，源数据包括用户数据和控制数据。比特插入器702在预定的位置上将预定数目的已知比特插入到编码源数据中，以便以特定的数据率来发送编码源数据。用接收设备预先设定插入比特的数目和插入比特的插入位置。信道编码器703以特定编码速率编码从比特插入器702输出的数据，并输出编码符号(包括数据符号和奇偶校验符号)。信道编码器703可以采用透平编码器或卷积编码器。速率匹配器704将信道编码器703的输出符号数据率匹配到传输信道的符号率。速率匹配器704可以由重发器和穿孔器组成。此外，速率匹配器704也可以由重发器和穿孔器中的任一个组成。信道交织器705交织速率匹配后的符号。调制器706调制信道交织后的符号。调制器706可以采用码分多址(CDMA)调制技术。发送器707将调制后的传输数据转换成RF信号，并发送转换成的RF信号。
当编码后的符号率大于给定的信道符号率时，速率匹配器704能够由对符号进行穿孔的穿孔器实现。然而，当编码后的符号率小于给定的信道符号率时，速率匹配器704能够由重发符号以使编码后的符号率匹配到给定的信道符号率的重发器实现。或者，当编码后的符号率小于给定的信道符号率时，速率匹配器704能够由用于重发符号以使编码后的符号率近似匹配到给定的信道符号率的重发器、和用于将重发符号率匹配到给定信道符号率的穿孔器实现。
图7的信道编码器703可以采用K＝3的透平编码器或K＝9的卷积编码器。
此外，在比特插入过程中可以集中地增强整个输入数据帧中具有高差错发生概率的部分。相对于信道编码器的性能来说，由于在解码期间使用预先已知值，即具有高可靠度，所以减小了在解码器格栅上寻找存活路径(survival path)的过程中的差错率。使用发送方和接收方双方预先已知比特的比特插入技术提高了所有传输速度(traveling velocity)上的性能，并且增加插入比特数目会提高性能。此外，比特插入器能够按照源用户数据或控制数据的业务选项和类型改变插入比特数目。
插入有比特的输入数据由信道编码器703编码，并且信道编码符号提供给速率匹配器704，它通过穿孔将信道编码符号率匹配到特定的符号率。下面将通过实例来说明这一过程。
图8A是说明在源编码器701具有64Kbps数据率的情况下速率匹配过程的方框图，图8B是说明在源编码器701具有32Kbps数据率的情况下速率匹配过程的方框图。这里，假定信道编码器7 03采用K＝3的透平编码器。
参照图8A，CRC产生器801为从源编码器701输出的每帧640比特(即64Kbps的数据率)添加13个CRC比特，以输出653个比特。比特插入器802将“0”或“1”的44个比特插入到CRC产生器801输出的数据中，以输出653+44＝697个比特。R＝1/3的信道编码器803将这697个比特编码成2091个符号比特(697×3＝2091)。速率匹配器804对插入源编码器701输出数据中的43个比特进行穿孔，以输出2901-43＝2048个比特。由于发送方和接收方均知道插入在源编码器701输出数据中的这43个比特的值和位置，所以不必通过信道实际发送这些比特。因此，速率匹配器804输出2048个通过穿孔43个插入比特进行了速率匹配后的符号。由于此技术提供了发送方和接收方均预先已知的许多数据比特，所以极大减小了在解码过程中搜索格栅上存活路径时的差错概率。插入比特的数目随数据率变化。
参照图8B，给出的是源编码器701的数据率为32Kbps时的速率匹配方案。在此例中，比特插入器812将524个比特插入到CRC产生器811输出的333比特帧数据中，以输出857个比特。R＝1/3的信道编码器813将这857个比特编码成2571个符号比特(857×3＝2571)。速率匹配器814在这2571个符号比特中穿孔523个比特，以输出2048个比特。
此时，图7的信道编码器703采用透平编码器，假定透平编码符号采取递归系统形式，这样数据比特xk按原样发送而没有被编码。在为速率匹配而穿孔透平代码的数据比特xk的情况下，与穿孔其它奇偶校验比特的情况相比，性能劣化更明显。因此，最好不穿孔数据比特xk。
此外，在图2的常规透平编码器中，当在时间k和k+1连续穿孔用于K＝3的透平编码器的第一成份编码器201输出的奇偶校验比特时，在时间k将没有用于数据比特xk的奇偶校验比特。这对于第二成份编码器202也是如此。此外，当在时间k对第一成份编码器201输出的奇偶校验比特y1k和第二成份编码器202输出的y2k都进行穿孔时，在时间k将没有用于解码数据比特xk的奇偶校验比特。因此，为了解决这样的问题，不应对第一和第二成份编码器201和202输出的奇偶校验比特进行连续穿孔数目等于在为速率匹配而穿孔奇偶校验比特时的存取数目。此外，不应同时穿孔第一和第二成份编码器201和202输出的奇偶校验比特。
一般而言，在建立呼叫的过程中，发送方要与接收方交换速率信息。但是，当不直接从发送方向接收方发送速率信息时，接收方将按照预定的各种数据率来解码所接收的信号，然后，检查所接收的数据帧中包含的CRC，以检测数据率。因此，在通过在数据比特流中插入特定比特来匹配速率的系统中，当在呼叫过程中不能直接向接收方提供速率信息时，接收方可以通过改变插入比特数目来执行解码，插入比特数目是按照数据率来预定的，然后检查数据帧中的CRC以判断数据率是否有差错。
B.第二实施例图9是说明本发明第二实施例的用于信道编码设备的速率匹配方案的方框图。为了对用户数据和控制数据均进行速率匹配，信道编码设备在预定的位置上插入已知比特。
参照图9，第一源编码器901按预定的编码方法来编码输入源用户数据。第一比特插入器902将已知比特在预定位置上插入编码后的源数据，以便以特定的数据率发送编码后的源数据。用接收设备预先设定插入比特的数目和插入比特的插入位置。第一信道编码器903以特定编码速率编码从第一比特插入器902输出的数据，并输出用户符号(包括数据符号和奇偶校验符号)。第一信道编码器903可以采用透平编码器或卷积编码器。第一速率匹配器904将第一信道编码器903的输出符号数据率匹配到传输信道的符号率。第一速率匹配器904可以由用于重发输入数据的重发器和用于穿孔重发符号数据的穿孔器组成。此外，第一速率匹配器904也可以由重发器和穿孔器中的任一个组成。
更具体地说，当编码后的用户符号率大于给定的信道用户符号率时，第一速率匹配器904能够由对用户符号进行穿孔的穿孔器实现。然而，当编码后的用户符号率小于给定的信道用户符号率时，第一速率匹配器904能够由重发用户符号以使用户符号率匹配到给定的信道用户符号率的重发器实现。或者，当编码后的用户符号率小于给定的信道用户符号率时，第一速率匹配器904能够由用于重发用户符号以使用户符号率近似匹配到给定的信道用户符号率的重发器、和用于将重发后的用户符号率匹配到给定的信道用户符号率的穿孔器实现。
此外，第二源编码器911按预定的编码方法来编码输入源控制数据。第二比特插入器912将预定数目的比特插入编码后的源数据，以便以特定的数据率发送编码后的源数据。用接收设备预先设定插入比特的数目和插入比特的插入位置。第二信道编码器913以特定编码速率编码从第二比特插入器912输出的数据，并输出数据符号和奇偶校验符号。第二信道编码器913可以采用透平编码器或卷积编码器。第二速率匹配器914将第二信道编码器913的输出符号数据率匹配到传输信道的符号率。第二速率匹配器914可以由用于重发输入数据的重发器和用于穿孔重发符号数据的穿孔器组成。此外，第二速率匹配器914也可以由重发器和穿孔器中的任一个组成。
更具体地说，当编码后的控制符号率大于给定的信道控制符号率时，第二速率匹配器914能够由对用户符号进行穿孔的穿孔器实现。然而，当编码后的控制符号率小于给定的信道控制符号率时，第二速率匹配器914能够由重发用户符号以使用户符号率匹配到给定的信道用户符号率的重发器实现。或者，当编码后的控制符号率小于给定的信道控制符号率时，第二速率匹配器914能够由用于重发控制符号以使控制符号率近似匹配到给定的信道控制符号率的重发器、和用于将重发后的控制符号率匹配到给定的信道控制符号率的穿孔器实现。
多路复用器905多路复用速率匹配后的用户数据符号和控制数据符号，信道交织器906交织速率匹配后的符号数据。调制器907调制信道交织后的符号数据。调制器907可以采用CDMA调制技术。发送器908将调制后的传输数据转换成RF信号，并发送转换成的RF信号。
图10是说明具有图9的信道编码器的通信系统的接收部的方框图。参照图10，通过传输信道(或接收器)1001接收的信号由解调器1002解调，在信道解交织器1003处经信道解交织后，由多路分解器1004多路分解成用户数据和控制数据。第一速率解配器1005对多路分解后的用户数据进行符号组合或插入，第一信道解码器1006解码速率解配后的用户数据。由于解码数据包括由图9的第一比特插入器902插入的比特，所以第一比特穿孔器1007删除(穿孔)数目等于由发送方的第一比特插入器902插入的比特数目的数据比特。第一源解码器1008解码比特穿孔后的数据，以输出用户数据。
此外，第二速率解配器1015对多路分解后的控制数据进行符号组合或插入，第二信道解码器1016解码速率解配后的控制数据。由于解码数据包括由图9的第二比特插入器912插入的比特，所以第二比特穿孔器1017穿孔数目等于由发送方的第二比特插入器912插入的比特数目的数据比特。第二源解码器1018解码比特穿孔后的数据，以输出控制数据。
当采用卷积码时，图10的信道解码器1006和1016可以采用维特比解码器。当采用透平码时，可以采用软决策迭代解码器。
C.第三实施例图11是说明本发明第三实施例的用于信道编码设备的速率匹配方案的方框图。为了对用户数据进行速率匹配，信道编码设备在预定的位置上插入已知比特。但是，为了对控制数据进行速率匹配，信道编码设备没有插入已知比特。
参照图11，第一源编码器1101按预定的编码方法来编码输入源用户数据。第一比特插入器1102将已知比特在预定位置上插入编码后的源数据，以便以特定的数据率发送编码后的源数据。用接收设备预先设定插入比特的数目和插入比特的插入位置。第一信道编码器1103以特定编码速率编码从第一比特插入器1102输出的数据，并输出用户符号(包括数据符号和奇偶校验符号)。第一信道编码器1103可以采用透平编码器或卷积编码器。第一速率匹配器1104将第一信道编码器1103的输出符号数据率匹配到传输信道的符号率。第一速率匹配器1104可以由用于重发输入数据的重发器和用于穿孔重发符号数据的穿孔器组成。此外，第一速率匹配器1104也可以由重发器和穿孔器中的任一个组成。
更具体地说，当编码后的用户符号率大于给定的信道用户符号率时，第一速率匹配器1104能够由对用户符号进行穿孔的穿孔器实现。然而，当编码后的用户符号率小于给定的信道用户符号率时，第一速率匹配器1104能够由重发用户符号以使用户符号率匹配到给定的信道用户符号率的重发器实现。或者，当编码后的用户符号率小于给定的信道用户符号率时，第一速率匹配器1104能够由用于重发用户符号以使用户符号率近似匹配到给定的信道用户符号率的重发器、和用于将重发后的用户符号率匹配到给定的信道用户符号率的穿孔器实现。
此外，第二源编码器1111按预定的编码方法来编码输入源控制数据。第二信道编码器1112以特定编码速率编码从第二源编码器1111输出的数据，并输出数据符号和奇偶校验符号。第二信道编码器1112可以采用透平编码器或卷积编码器。第二速率匹配器1113将第二信道编码器1112的输出符号数据率匹配到传输信道的符号率。第二速率匹配器1113可以由用于重发输入数据的重发器和用于穿孔重发符号数据的穿孔器组成。此外，第二速率匹配器1113也可以由重发器和穿孔器中的任一个组成。
更具体地说，当编码后的控制符号率大于给定的信道控制符号率时，第二速率匹配器1113能够由对用户符号进行穿孔的穿孔器实现。然而，当编码后的控制符号率小于给定的信道控制符号率时，第二速率匹配器1113能够由重发用户符号以使用户符号率匹配到给定的信道用户符号率的重发器实现。或者，当编码后的控制符号率小于给定的信道控制符号率时，第二速率匹配器1113能够由用于重发控制符号以使控制符号率近似匹配到给定的信道控制符号率的重发器、和用于将重发后的控制符号率匹配到给定的信道控制符号率的穿孔器实现。
多路复用器1105多路复用速率匹配后的用户数据符号和控制数据符号，信道交织器1106交织速率匹配后的符号数据。调制器1107调制信道交织后的符号数据。调制器1107可以采用CDMA调制技术。发送器1108将调制后的传输数据转换成RF信号，并发送转换成的RF信号。
图12是说明具有图11的信道编码器的通信系统的接收部的方框图。参照图12，通过传输信道(或接收器)1201接收的信号由解调器1202解调，在信道解交织器1203处经信道解交织后，由多路分解器1204多路分解成用户数据和控制数据。第一速率解配器1205对多路分解后的用户数据进行符号组合或插入，第一信道解码器1206解码速率解配后的用户数据。由于解码数据包括由图11的第一比特插入器1102插入的比特，所以第一比特穿孔器1207穿孔数目等于由发送方的第一比特插入器902插入的比特数目的数据比特。第一源解码器1208解码比特穿孔后的数据，以输出用户数据。
此外，第二速率解配器1215对多路分解后的控制数据进行符号组合或插入，第二信道解码器1216解码速率解配后的控制数据。第二源解码器1217解码第二信道解码器1216输出的解码数据，以输出控制数据。
当采用卷积码时，图12的信道解码器1206和1216可以采用维特比解码器。当采用透平码时，可以采用软决策迭代解码器。
D.第四实施例图13是说明本发明第四实施例的用于信道编码设备的速率匹配方案的方框图。为了对第一和第二用户数据和控制数据进行速率匹配，信道编码设备在预定的位置上插入已知比特。虽然下面的说明参照的是支持两组用户数据的实施例，但是可以扩展用户数据组数。
参照图13，第一源编码器1301按预定的编码方法来编码第一输入用户数据。第一比特插入器1302将预定数目的已知比特在预定位置上插入编码后的源数据，以便以特定的数据率发送编码后的源数据。用接收设备预先设定插入比特的数目和插入比特的插入位置。第一信道编码器1303以特定编码速率编码从第一比特插入器1302输出的数据，以输出用户符号(包括数据符号和奇偶校验符号)。第一信道编码器1303可以采用透平编码器或卷积编码器。第一速率匹配器1304将第一信道编码器1303的输出符号数据率匹配到传输信道的符号率。第一速率匹配器1304可以由用于重发输入数据的重发器和用于穿孔重发符号数据的穿孔器组成。此外，第一速率匹配器1304也可以由重发器和穿孔器中的任一个组成。
更具体地说，当编码后的用户符号率大于给定的信道用户符号率时，第一速率匹配器1304能够由对用户符号进行穿孔的穿孔器实现。然而，当编码后的用户符号率小于给定的信道用户符号率时，第一速率匹配器1304能够由重发用户符号以使用户符号率匹配到给定的信道用户符号率的重发器实现。或者，当编码后的用户符号率小于给定的信道用户符号率时，第一速率匹配器1304能够由用于重发用户符号以使用户符号率近似匹配到给定的信道用户符号率的重发器、和用于将重发后的用户符号率匹配到给定的信道用户符号率的穿孔器实现。
此外，第二源编码器1311按预定的编码方法来编码第二输入用户数据。第二比特插入器1312将预定数目的已知比特在预定位置上插入编码后的源数据，以便以特定的数据率发送编码后的源数据。用接收设备预先设定插入比特的数目和插入比特的插入位置。第二信道编码器1313以特定编码速率编码从第二比特插入器1312输出的数据，以输出用户符号(包括数据符号和奇偶校验符号)。第二信道编码器1313可以采用透平编码器或卷积编码器。第二速率匹配器1314将第二信道编码器1313的输出符号数据率匹配到传输信道的符号率。第二速率匹配器1314可以由用于重发输入数据的重发器和用于穿孔重发符号数据的穿孔器组成。此外，第二速率匹配器1314也可以由重发器和穿孔器中的任一个组成。
更具体地说，当编码后的用户符号率大于给定的信道用户符号率时，第二速率匹配器1314能够由对用户符号进行穿孔的穿孔器实现。然而，当编码后的用户符号率小于给定的信道用户符号率时，第二速率匹配器1314能够由重发用户符号以使用户符号率匹配到给定的信道用户符号率的重发器实现。或者，当编码后的用户符号率小于给定的信道用户符号率时，第二速率匹配器1314能够由用于重发用户符号以使用户符号率近似匹配到给定的信道用户符号率的重发器、和用于将重发后的用户符号率匹配到给定的信道用户符号率的穿孔器实现。
此外，第三源编码器1321按预定的编码方法来编码输入源控制数据。第三比特插入器1322将预定数目的已知比特在预定的位置上插入编码后的源数据，以便以特定的数据率发送编码后的源数据。用接收设备预先设定插入比特的数目和插入比特的插入位置。第三信道编码器1323以特定编码速率编码从第三比特插入器1322输出的数据，以输出控制符号(包括数据符号和奇偶校验符号)。第三信道编码器1323可以采用透平编码器或卷积编码器。第三速率匹配器1324将第三信道编码器1323的输出符号数据率匹配到传输信道的符号率。第三速率匹配器1324可以由用于重发输入数据的重发器和用于穿孔重发符号数据的穿孔器组成。此外，第三速率匹配器1324也可以由重发器和穿孔器中的任一个组成。
更具体地说，当编码后的控制符号率大于给定的信道控制符号率时，第三速率匹配器1324能够由对控制符号进行穿孔的穿孔器实现。然而，当编码后的控制符号率小于给定的信道控制符号率时，第三速率匹配器1324能够由重发控制符号以使控制符号率匹配到给定的信道控制符号率的重发器实现。或者，当编码后的控制符号率小于给定的信道控制符号率时，第三速率匹配器1324能够由用于重发控制符号以使控制符号率近似匹配到给定的信道控制符号率的重发器、和用于将重发后的控制符号率匹配到给定的信道控制符号率的穿孔器实现。
第一到第三比特插入器1302、1312和1322插入的比特数目分别随第一用户数据、第二用户数据和控制数据的业务选项和类别而变化。
多路复用器1305多路复用速率匹配后的用户数据符号和控制数据符号。信道速率匹配器1306将多路复用后的数据率匹配到信道符号率，信道交织器1307交织速率匹配后的符号数据。调制器1308调制信道交织后的符号数据。调制器1308可以采用CDMA调制技术。发送器1309将调制后的传输数据转换成RF信号，并发送转换成的RF信号。
在此实施例中，当多路复用器1305的输出符号率大于给定的信道符号率时，信道速率匹配器1306能够由对符号进行穿孔的穿孔器实现。然而，当多路复用器1305的输出符号率小于给定的信道符号率时，信道速率匹配器1306能够由重发符号以使符号率匹配到给定的信道符号率的重发器实现。或者，当多路复用器1305的输出符号率小于给定的信道符号率时，信道速率匹配器1306能够由用于重发符号以使符号率近似匹配到给定的信道符号率的重发器、和用于将重发后的符号率匹配到给定的信道符号率的穿孔器实现。
图14是说明具有图13的信道编码器的通信系统的接收部的方框图。参照图14，通过传输信道(或接收器)1401接收的信号由解调器1402解调。解调数据在信道解交织器1403处经信道解交织后，由信道速率解配器1404进行符号组合或插入，并且速率解配后的数据由多路分解器1405多路分解成第一和第二用户数据以及控制数据。第一速率解配器1406对多路分解后的第一用户数据进行符号组合或插入，第一信道解码器1407解码速率解配后的用户数据。由于解码数据包括由图13的第一比特插入器1302插入的比特，所以第一比特穿孔器1408穿孔数目等于由发送方的第一比特插入器1302插入的比特数目的数据比特。第一源解码器1409解码比特穿孔后的数据，以输出第一用户数据。
此外，第二速率解配器1416对多路分解后的第二用户数据进行符号组合或插入，第二信道解码器1417解码速率解配后的用户数据。由于解码数据包括由图13的第二比特插入器1312插入的比特，所以第二比特穿孔器1418穿孔数目等于由发送方的第二比特插入器1312插入的比特数目的数据比特。第二源解码器1419解码比特穿孔后的数据，以输出第二用户数据。
此外，第三速率解配器1426对多路分解后的控制数据进行符号组合或插入，第三信道解码器1427解码速率解配后的控制数据。由于解码数据包括由图13的第三比特插入器1322插入的比特，所以第三比特穿孔器1428穿孔数目等于由发送方的第三比特插入器1322插入的比特数目的数据比特。第三源解码器1429解码比特穿孔后的数据，以输出控制数据。
当采用卷积码时，图14的信道解码器1407、1417和1427可以采用维特比解码器。当采用透平码时，可以采用软决策迭代解码器。
E.第五实施例图15是说明本发明第五实施例的用于信道编码设备的速率匹配方案的方框图。为了对第一和第二用户数据和控制数据进行速率匹配，信道编码设备在预定的位置上插入已知比特。虽然下面的说明参照的是支持两组用户数据的实施例，但是可以扩展用户数据组数。
参照图15，第一源编码器1501按预定的编码方法来编码第一输入用户数据。第一比特插入器1502将预定数目的已知比特在预定位置上插入编码后的源数据，以便以特定的数据率发送编码后的源数据。用接收设备预先设定插入比特的数目和插入比特的插入位置。第一信道编码器1503以特定编码速率编码从第一比特插入器1502输出的数据，以输出用户符号(包括数据符号和奇偶校验符号)。第一信道编码器1503可以采用透平编码器或卷积编码器。第一速率匹配器1504将第一信道编码器1503的输出符号数据率匹配到传输信道的符号率。第一速率匹配器1504可以由用于重发输入数据的重发器和用于穿孔重发符号数据的穿孔器组成。此外，第一速率匹配器1504也可以由重发器和穿孔器中的任一个组成。
更具体地说，当编码后的用户符号率大于给定的信道用户符号率时，第一速率匹配器1504能够由对用户符号进行穿孔的穿孔器实现。然而，当编码后的用户符号率小于给定的信道用户符号率时，第一速率匹配器1504能够由重发用户符号以使用户符号率匹配到给定的信道用户符号率的重复器实现。或者，当编码后的用户符号率小于给定的信道用户符号率时，第一速率匹配器1504能够由用于重发用户符号以使用户符号率近似匹配到给定的信道用户符号率的重发器、和用于将重发后的用户符号率匹配到给定的信道用户符号率的穿孔器实现。
此外，第二源编码器1511按预定的编码方法来编码第二输入用户数据。第二比特插入器1512将预定数目的已知比特在预定位置上插入编码后的源数据，以便以特定的数据率发送编码后的源数据。用接收设备预先设定插入比特的数目和插入比特的插入位置。第二信道编码器1513以特定编码速率编码从第二比特插入器1512输出的数据，以输出用户符号(包括数据符号和奇偶校验符号)。第二信道编码器1513可以采用透平编码器或卷积编码器。第二速率匹配器1514将第二信道编码器1513的输出符号数据率匹配到传输信道的符号率。第二速率匹配器1514可以由用于重发输入数据的重发器和用于穿孔重发符号数据的穿孔器组成。此外，第二速率匹配器1514也可以由重发器和穿孔器中的任一个组成。
更具体地说，当编码后的用户符号率大于给定的信道用户符号率时，第二速率匹配器1514能够由对用户符号进行穿孔的穿孔器实现。然而，当编码后的用户符号率小于给定的信道用户符号率时，第二速率匹配器1514能够由重发用户符号以使用户符号率匹配到给定的信道用户符号率的重发器实现。或者，当编码后的用户符号率小于给定的信道用户符号率时，第二速率匹配器1514能够由用于重发用户符号以使用户符号率近似匹配到给定的信道用户符号率的重发器、和用于将重发后的用户符号率匹配到给定的信道用户符号率的穿孔器实现。
此外，第三源编码器1521按预定的编码方法来编码输入源控制数据。第三信道编码器1522以特定编码速率编码从第三源编码器1521输出的数据，以输出数据符号和奇偶校验符号。第三信道编码器1522可以采用透平编码器或卷积编码器。第三速率匹配器1523将第三信道编码器1522的输出符号数据率匹配到传输信道的符号率。第三速率匹配器1523可以由用于重发输入数据的重发器和用于穿孔重发符号数据的穿孔器组成。此外，第三速率匹配器1523也可以由重发器和穿孔器中的任一个组成。
更具体地说，当编码后的控制符号率大于给定的信道控制符号率时，第三速率匹配器1523能够由对用户符号进行穿孔的穿孔器实现。然而，当编码后的控制符号率小于给定的信道控制符号率时，第三速率匹配器1523能够由重发用户符号以使用户符号率匹配到给定的信道用户符号率的重发器实现。或者，当编码后的控制符号率小于给定的信道控制符号率时，第三速率匹配器1523能够由用于重发控制符号以使控制符号率近似匹配到给定的信道控制符号率的重发器、和用于将重发后的控制符号率匹配到给定的信道控制符号率的穿孔器实现。
多路复用器1505多路复用速率匹配后的用户数据符号和控制数据符号。信道速率匹配器1506将多路复用后的数据率匹配到信道符号率，信道交织器1507交织速率匹配后的符号数据。调制器1508调制信道交织后的符号数据。调制器1508可以采用CDMA调制技术。发送器1509将调制后的传输数据转换成RF信号，并发送转换成的RF信号。
在此实施例中，当多路复用器1505的输出符号率大于给定的信道符号率时，信道速率匹配器1506能够由对用户符号进行穿孔的穿孔器实现。然而，当多路复用器1505的输出符号率小于给定的信道符号率时，信道速率匹配器1506能够由重发符号以使符号率匹配到给定的信道符号率的重发器实现。或者，当多路复用器1505的输出符号率小于给定的信道符号率时，信道速率匹配器1506能够由用于重发符号以使符号率近似匹配到给定的信道符号率的重发器、和用于将重发后的符号率匹配到给定的信道符号率的穿孔器实现。
图16是说明具有图15的信道编码器的通信系统的接收部的方框图。参照图16，通过传输信道(或接收器)1601接收的信号由解调器1602解调。解调数据在信道解交织器1603处经信道解交织后，由信道速率解配器1604进行符号组合或插入，并且速率解配后的数据由多路分解器1605多路分解成第一和第二用户数据以及控制数据。第一速率解配器1606对多路分解后的第一用户数据进行符号组合或插入，第一信道解码器1607解码速率解配后的用户数据。由于解码数据包括由图15的第一比特插入器1502插入的比特，所以第一比特穿孔器1608穿孔数目等于由发送方的第一比特插入器1502插入的比特数目的数据比特。第一源解码器1609解码比特穿孔后的数据，以输出第一用户数据。
此外，第二速率解配器1616对多路分解后的第二用户数据进行符号组合或插入，第二信道解码器1617解码速率解配后的用户数据。由于解码数据包括由图15的第二比特插入器1512插入的比特，所以第二比特穿孔器1618穿孔数目等于由发送方的第二比特插入器1512插入的比特数目的数据比特。第二源解码器1619解码比特穿孔后的数据，以输出第二用户数据。
此外，第三速率解配器1626对多路分解后的控制数据进行符号组合或插入，第三信道解码器1627解码速率解配后的控制数据。第三源解码器1628解码从第三信道解码器1627输出的解码数据，以输出控制数据。
当采用卷积码时，图16的信道解码器1607、1617和1627可以采用维特比解码器。当采用透平码时，可以采用软决策迭代解码器。
图9、11、13和15的发送方案包括独立的用于用户数据和控制数据的速率匹配器。然而，例如，在图9中可以有这样的情况，即只有第一速率匹配器904执行符号穿孔而第二速率匹配器914不执行符号穿孔。在这种情况下，在图10的接收部，只有第一速率解配器1005操作而第二速率解配器1015不操作。相反，在图9中还可以有这样的情况，即只有第二速率匹配器914执行符号穿孔而第一速率匹配器904不执行符号穿孔。在这种情况下，在图10的接收部，只有第二速率解配器1015操作而第一速率解配器1005不操作。类似地，即使在图11、13和15，也可以有不是全部速率匹配器同时执行速率匹配的情况。
如上所述，按照本发明，在有利于实现通信系统硬件的速率匹配设备重发符号、穿孔和符号重发后穿孔的过程中，能够使整个系统的性能劣化最小。另外，由于接收方预先已知本发明速率匹配器的插入比特，所以，与简单的符号重发或重发符号后穿孔的方法相比，提高了整个系统的性能。此外，当对RSC信道编码器输出的编码符号进行穿孔时，能够使因穿孔奇偶校验比特而不是数据比特而引起的性能劣化最小。而且，通过执行选择性穿孔即不对各个成份编码器同时产生的所有奇偶校验比特进行穿孔，而不是连续穿孔数目等于在穿孔RSC信道编码器输出的奇偶校验比特时的存取数目的、同一成份编码器输出的奇偶校验比特，能够使性能劣化最小。
虽然参照本发明的某些优选实施例展示和说明了本发明，但是，本领域普通技术人员应明白，在不脱离所附权利要求限定的本发明实质和范围内，可以对其各种形式和细节上的改变。
权利要求
1.一种在移动通信中的发送机，包括比特插入器，用于在预定位置上将已知比特插入输入数据比特流；信道编码器，用于编码插入有比特的数据比特流，以产生编码符号；速率匹配器，用于将编码后的符号率匹配到给定的信道符号率；以及信道交织器，用于交织速率匹配后的信道符号。
2.如权利要求1所述的发送机，其中，速率匹配器包括穿孔器，用于在编码后的符号率大于给定的信道符号率时，对包含在编码符号中的所插入的已知比特进行穿孔。
3.如权利要求2所述的发送机，其中，穿孔器穿孔不包括数据符号的奇偶校验符号。
4.如权利要求3所述的发送机，其中，穿孔器仅对信道编码器输出的奇偶校验符号中的特定奇偶校验符号进行穿孔。
5.如权利要求4所述的发送机，其中，穿孔器按下述方式对所述奇偶校验符号进行穿孔，即不连续对所述奇偶校验符号进行数目等于在信道编码器的成份编码器中存取数目的穿孔。
6.如权利要求4所述的发送机，其中，穿孔器有选择地穿孔所述奇偶校验符号，即不对所有用于数据比特的奇偶校验符号进行穿孔。
7.如权利要求1所述的发送机，其中，速率匹配器包括重发器，用于在编码后的符号率小于给定的信道符号率时，重发编码符号以将编码后的符号率匹配到给定的信道符号率。
8.如权利要求1所述的发送机，其中，速率匹配器包括重发器，用于在编码后的符号率小于给定的信道符号率时，重发编码符号以将编码后的符号率近似匹配到给定的信道符号率；以及穿孔器，用于对重发后的符号进行穿孔，以将重发后的符号率匹配到给定的信道符号率。
9.如权利要求8所述的发送机，其中，穿孔器穿孔不包括数据符号的奇偶校验符号。
10.如权利要求9所述的发送机，其中，穿孔器仅对信道编码器输出的奇偶校验符号中的特定奇偶校验符号进行穿孔。
11.如权利要求10所述的发送机，其中，穿孔器按下述方式对所述奇偶校验符号进行穿孔，即不连续对所述奇偶校验符号进行数目等于在信道编码器的成份编码器中存取数目的穿孔。
12.如权利要求10所述的发送机，其中，穿孔器有选择地穿孔所述奇偶校验符号，即不对所有用于数据比特的奇偶校验符号进行穿孔。
全文摘要
公开了一种在移动通信中的发送机，包括比特插入器，用于在预定位置上将已知比特插入输入数据比特流；信道编码器，用于编码插入有比特的数据比特流，以产生编码符号；速率匹配器，用于将编码后的符号率匹配到给定的信道符号率；以及信道交织器，用于交织速率匹配后的信道符号。该发送机在速率匹配设备重发符号、穿孔和符号重发后穿孔期间，使整个系统的性能劣化最小，并在为输入信道编码符号进行速率匹配时通过选择穿孔位置，使在穿孔期间引起的性能劣化最小。
文档编号H04B1/69GK1496022SQ0315553
公开日2004年5月12日 申请日期1999年6月5日 优先权日1998年6月5日
发明者朴昌洙, 李炫又 申请人:三星电子株式会社