专利名称：用于信息长度侦侧及错误侦测的改良式循环冗余检验方法
技术领域：
本发明是有关于一般在可变长度通信系统中，使用循环冗余检验(Cyclic Redundancy Check，CRC)侦测信息长度，尤指一种具较低误侦率的改良式循环冗余检验方法。
背景技术：
在数字通信系统中，如分码多重撷取系统(Code Division MultipleAccess，CDMA)，资料比特流包含二进制比特流型态的信息，其信息透过传送器传输，经过资料通道，而被接收器接收。资料比特流通常由复数个信息区块所组成。假如信息区块的长度并非固定，此系统则被归为可变长度通信系统，在这样的一个可变长度系统中，每一信息区块的附加长度资讯可让接收器便于辨别每一个信息区块，以从所接收的资料比特流中撷取出信息。已知可变长度通信系统指派一独立的通道做为控制通道，其做为传送每一信息区块的长度资料。因此，当接收器同时接收长度资讯以及资料比特流，接收器会依照长度资讯来辨别所对应的信息区块，以及对资料比特流执行过滤。
已知系统侦错方法通常使用循环冗余检验比特来达到误侦的目的。其将循环冗余检验的固定数字依附于每一个信息区块的未端，以及预先决定相对应的信息区块。接收器同时接收信息区块以及跟随着信息区块的循环冗余检验比特，以及试着去建立彼此间的关系。如果彼此间的关系满足预设的需求，则此信息区块则会被认定为是没有错误的。除此之外，错误会发生在区块传送的过程中，此下将会对此方法做更详尽的解释。
首先，选择一循环冗余检验产生的1阶多项式gl(x)，一般选择循环冗余检验产生的1阶多项式gl(x)需满足gcd(gl(x)，xi)＝1，对于i介于0和1之间的所有整数值，其中函数gcd(A(x)，B(x))定义成多项式A(x)与B(x)的最大公约式。举例而言，gl(x)包含g4(x)＝x4+x3+x2+x+1，l＝4；g7(x)＝x7+x6+x4+1，l＝7；g8(x)＝x8+x7+x4+x3+x+1，l＝8；以及g12(x)＝x12+x11+x3+x2+x+1，l＝12。循环冗余检验产生的多项式资讯会被同时储存于发送器和接收器。
针对上述用途的描述，每一二进制比特流的定义如下假如一个比特流A包含t个二进制比特at-1，at-2，...，a0，其中，t为一整数，且A的二进制多项式被定义成A(x)A(x)＝at-1xt-1+at-2xt-2+…+a0。假如A(x)可被gl(x)除尽，则二进制比特流A被认定为满足循环冗余检验的条件，假如xsA(x)+B(x)可被gl(x)除尽，且s是包含于比特流B的数字，则A和B被认定为满足循环冗余检验的条件。对熟悉此项技术的人来说，此技术是众所皆知的，举例来说，多项式A(x)可被另一个多项式gl(x)除尽，余数为0，其可将gl(x)除以A(x)定义成以下所述的方式gl(x)|A(x)。
其次，对包含k个二进制资讯比特的信息区块M而言mk-1，mk-2，...，m0，同位检验比特流P包含1个同位检验比特，或循环冗余检验比特，同位检验比特流P是由同位检验比特流P和信息区块M满足循环冗余检验的条件或由gl(x)|(x1M(x)+P(x))所产生。同位检验比特流亦可称为同位区块、同位检验区块、或循环冗余检验时脉。对每个信息区块M而言，其可以证明只有一个与的相对应的同位检验比特流P，此为熟悉本技术者可轻易达成，所以不再多加详述技术内容。根据标准循环冗余检验方法，同位检验比特流P可使用硬件或软件的方法产生。图1、2为已知同位检验比特流P以硬件方式实行的示意图，图3为已知同位检验比特流P以软件方式实行的示意图，图1及图2皆推测l＝8，及循环冗余检验产生的多项式gl(x)＝x8+x7+x4+x3+x+1。
图1为已知同位检验比特流P以硬件方式实行的示意图，如图1所示，回馈位移暂存器电路100根据循环冗余检验产生的多项式gl(x)＝x8+x7+x4+x3+x+1来产生同位检验比特流P。回馈位移暂存器电路100包含复数个延迟电路102，其运作方式类似正反器的操作，延迟电路102的数量取决于gl(x)的阶次，例如l为8的话，则延迟电路102就有8个。因此，在图1中，有8个延迟电路102，1022，...，1028，且具有复数个XOR闸104被插入延迟电路102之间。每一个XOR闸104均对应循环冗余检验所产生多项式gl(x)的系数。如图1所示，XOR闸1041于延迟电路1021的右边且其所代表的多项式gl(x)系数为x0＝1；延迟电路1022与延迟电路1023间缺少XOR闸104，其代表多项式gl(x)系数x2为0；介于延迟电路1027与延迟电路1028间的XOR闸1045其所代表的多项式gl(x)系数x7为1，一时脉信号(无显示于图中)将暂存器电路100会同时由左向右移动一个比特。如图1所示，延迟电路1028的输出会回馈给XOR闸1041-1045其中任何一个。同位检验比特流P是籍由信息区块M伴随着00000000比特的输入至电路100的左侧而产生，延迟电路1028的输出会根据所对应的同位检验比特流P构成信息区块M。
图2为另一已知同位检验比特流P以硬件方式实行的示意图，同样地，回馈位移暂存器电路200包含复数个延迟电路202，其运作方式类似正反器的操作，根据多项式gl(x)，复数个XOR闸204被插入于延迟电路202之间。然而，与图1相比较，在暂存器电路200的右边比暂存器电路200的左边多加一个XOR闸204，以及信息区块是由XOR闸204的最右边输入。一开关206在介于信息区块M和最右边XOR闸204的输出之间转换回馈位移暂存器电路200的输出，回馈位移暂存器电路200首先输出信息区块M，接着由开关206将同位比特转换至XOR闸2046的输出。
图3为已知同位检验比特流P以软件方式实行的示意图，并非以逐步方式产生同位检验比特流P，其有一查询表格用于软件实行，此表格针对所有确定长度的信息，列出包含所有循环冗余检验比特流的列表。例如，当l为8时，则查询表格会包含所有(28＝256个)循环冗余检验比特流，每一比特流包含8个二进制比特。如图3所示，一个信息包含3个bytes(24bits)，Byte1、Byte2、以及Byte3皆被包含在查询表格中。在步骤302中，Byte1被考虑输入至查询表格，且查询表格会寻找一符合Byte1的入口，以进行输入。对所寻找出的结果进行XOR运算，在步骤304的Byte2会产生一居中于循环冗余检验比特流的CRC2。在查询表格中寻找符合CRC2的入口(步骤306)，以及与Byte3进行XOR运算(步骤S308)，以产生此信息的循环冗余检验比特流CRC3。前述三项技术的实行，熟悉此项技术者皆可轻易达成，所以在此并不多加深入讨论。
在产生同位检验比特流P后，同位检验比特则依附于信息区块M的未端，以形成一连续的比特流C，其包含k+1个比特mk-1，mk-2，...，m0，pl- 1，pl-2，...，p0，由以上条件观的，gl(x)除以C(x)＝x1M(x)+P(x)。
对每个包含在信息内的信息区块而言，上述编码过程一直被重复执行，以产一相对应的连续比特流，以及一包含连续性的比特流以及各个信息区块的长度资讯，并透过资料通道传送及控制个别的通道。
就接收器而言，其需同时接收资料比特流以及长度资讯，根据长度资讯可撷取出信息区块M’以及同位检验比特流P’，其中，M’包含k个比特m’k-1，m’k-2，...，m’0，以及P’包含1个比特p’l-1，p’l-2，...，p’0。假如M’和P’符合CRC的条件，则对它们执行循环冗余检验测试以确定M’和P’，假如条件符合，则此信息区块会被无错误的接收。
一系统在独立指派的控制通道执行上述长度资讯的传送时，当传送速率慢时，则会非常没有效率。举例来说，在一个标准的全球行动通信系统(universal mobile telecommunications system，UMTS)频分码多重存取(wideband code division multiple access，WCDMA)的12.2Kbps适应多速率模式(Adaptive Multi-Rate，AMR)下，用来传送长度资讯的耗费可高达3kbps或几乎等于整个传输速率(12.2kbps)的25％。
为了降低因个别传送长度资讯而带来的耗费，提供一循环冗余检验方法(以下皆以标准循环冗余检验方法称的)，其使用循环冗余检验比特做信息长度侦测，而非每个信息区块的长度资讯透过各别通道传送。根据标准循环冗余检验方法，传送器仅传送资料比特流，以及接收器接收没有长度资讯的资料比特流。因此，接收器无法立即辨别信息区块或撷取信息，取而代之，接收器为满足循环冗余检验的条件，重复执行尝试错误法以寻找所接收的资料比特流中成对的信息区块以及同位检验比特流。首先，接收器推测一数字，举例来说，设 为区块长度，以及将所接收比特流的最前面 个比特看成为信息区块，及剩余的比特看成同位检验比特流。假如推测的信息区块及推测的同位检验比特流满足循环冗余检验的条件，则接收器会执行循环冗余检验检测以做决定。假如结果为肯定的，则表示接收器已成功地辨别一信息区块，并持续辨别下一个信息区块。除此之外，如信息区块未被成功辨别，则将推测区块长度 增加1，以及重复执行循环冗余检验测试。理论上，在经过几次的测试后，则会辨别出正确的信息区块。
因此，标准循环冗余检验方法可能具有误侦的潜在问题，推测一无杂讯传送及一均匀分布的信息，其标准循环冗余检验方法的误侦率表示方式如公式(1)所示PF(i)=0,fori=02-i,for1≤i≤l-1;2-l,fori≥l,---(1)]]>其中，i=k-k^]]>为信息长度的偏移量，以下为公式(1)的简单描述。
当传送的过程被推测为无杂讯时，所有所接收及传送的比特皆无错误，因此，假如i=k-k^=0,]]>满足循环冗余检验的条件，则一个正确的信息区块会被辨别出来，没有误侦发生，如PF(0)＝0。
假如i=k-k^=1,]]>则推测信息区块M’包含k-1个比特mk-1，mk-2，...，m1，以及推测同位区块P’包含1个比特m0，pl-1，pl-2，...，p1为错误地，因此，循环冗余检验来决定gl(x)是否可将下式除尽C’(x)＝x1M’(x)+P’(x)＝mk-1xl+k-2+mk-2xl+k-3+…+m1x1+m0xl-1+Pl-1xl-2+Pl-2xl-3+…+P1因为gcd(gl(x)，x)＝1，决定是否gl(x)|C’(x)相当于决定是否gl(x)|xC’(x)。比较C’(x)与C(x)xC’(x)＝C(x)-P0，因此，假如P0＝0，则因为gl(x)|C(x)，于是gl(x)|xC’(x)以及gl(x)|C’(x)。接收器把错误的信息区块M’视为正确的信息区块，其为一误侦测。除此之外，假如P0＝1，则循环冗余检验的条件没有被满足，则接收器将M’视为不正确的信息区块。对均匀分布信息而言，P0＝0的机率为二分之一，因此，误侦的机率亦为二分之一。
同样地，假如1＜i≤l-1，则错误地推测信息区块M’包含k-i个比特mk-1，mk-2，...，m1，以及错误推测同位区块P’包含1个比特mi-1，mi-2，...，m0，Pl-1，Pl-2，...，P1为错误地，因此，循环冗余检验决定gl(x)是否可除尽下式C’(x)＝x1M’(x)+P’(x)＝mk-1xl+k-2+mk-2xl+k-3+…+m1xl+m0xl-1+Pl-1xl-2+Pl-2xl-3+…+P1。
把C’(x)与C(x)做比较xiC,(x)=C(x)-Σj=0i-1Pj(x),]]>因为gl(x)的阶次1大于i，gl(x)无法除尽 除了P0＝P1＝…＝Pi-1＝0。更因为gl(x)|C(x)，以及gcd(gl(x)，xi)＝1，当P0＝P1＝…＝Pi-1＝0才会满足gl(x)|C’(x)。因此，当误侦的机率1＜i≤l-1等于P0＝P1＝…＝Pi-1＝0的机率时，均匀分布信息为2-i。
最后，假如i≥1，则推测信息区块M’包含k-i个比特mk-1，mk- 2，...，mi，以及推测循环冗余检验比特流P’包含mi-1，mi-2，...，mi-l。当可能仅有一个循环冗余检验比特流会相对应至M’时，则P’的机率会满足gl(x)|(x1M’(x)+P’(x))的循环冗余检验条件，例如对均匀分布信息区块而言，误侦的机率为2-1。
图4为具有不同推测信息长度的标准循环冗余检验法，通过循环冗余检验测试机率的摸拟结果。此模拟结果包含循环冗余检验法所产生的8阶次多项式，以及实际信息长度15。如图4所示，当预估的信息大小接近实际信息长度时，则长度偏移量i接近0，而通过循环冗余检验检测的机率呈指数型态增加。
前述标准循环冗余检验方法具有较高的误侦率，NTT DoCoMo提出一种具有降低误侦率的改良式循环冗余检验方法，根据DoCoMo的改良方法，在产生同位检验比特流P后，将同位检验比特以反序的方式依附于信息区块，以形成一连续性比特流mk-1，mk-2，...，m0，P0，P1，...，Pl-1。图5所示为DoCoMo的改良方法与标准循环冗余检验法的模拟比对结果，其条件与图4相同，包含循环冗余检验法所产生的8阶次多项式，以及实际信息长度15。图5所示为通过循环冗余检验测试的机率，如当所有的长度偏移量i大于0时，则误侦的机率降低成2-1。
当预估的信息大小接近实际信息长度时，则长度偏移量i接近0，而通过循环冗余检验测试的机率呈指数型态增加。
发明内容
本发明的主要目的是在提供一种改良式循环冗余检验方法，以便能使信息长度侦测具较低的误侦率。
本发明提供一种用于可变长度通信系统的方法，其中，该系统所欲传送的信息被划分成可变长度的信息区块，其特征在于，其主要包括提供一循环冗余检验产生的多项式gl(x)，其中，1是一整数以及多项式gl(x)的阶次；提供一二进制转换多项式fl(x)，该多项式fl(x)是l-1阶次，其中，该多项式是fl(x)＝fl-1xl-1+fl-2xl-2+…+f0；以及编码该被传送信息的一信息区块M，该信息区块M包含k个二进制比特mk-1，mk-2，...，m0，其中，编码该信息区块M包含以下步骤；产生一同位检验比特流P，其中，该同位检验比特流 包含1个同位检验比特P^l-1,P^l-2,...,P^0,]]>其可表示为g1(x)|(x1M,(x)+P^(x)),]]>其中，M(x)＝mk- 1xk-1+mk-2xk-2+…+m0，以及P(x)＝Pl-1xl-1+ml-2xl-2+…+P0；转换同位检验比特流P，以产生一反同位检验比特流P，其包含1个反同位检验比特P‾l-1,P‾l-2,...,P‾0,]]>该反同位检验比特流P是表示成
P‾l-1=Pl-1+fl-1,P‾l-2=Pl-2+fl-2,···,]]>P‾0=P0+f0,]]>其中，″+″是代表一同位附加运算；以及将该反同位检验比特流P附加于该信息区块M的未端，以产生一连续字元流C，该连续的字元流C包含k+1比特mk-1，mk-2，…，m0，P‾l-1,P‾l-2,...,]]>其中，该循环冗余检验产生多项式gl(x)为gcd(g1(x)，xi)＝1，且0≤i≤1，其中，i是一整数。
其中，该转换多项式fl(x)是由下列公式所产生deg(remainderof((1+xi)fl(x)gl(x)))≥i,]]>且1≤i≤l-1，其中，i是一整数。
其中，该方法还包括反复的对该信息的每个信息区块做编码，以产生连续比特流和序列发送该连续比特流。
本发明亦提供一种用于可变长度通信系统的方法，其中，该系统包含一接收器，其特征在于，该方法包括储存经该循环冗余检验产生的多项式gl(x)资料于该接收器，其中，1是一整数以及多项式gl(x)的阶次，以及该转换多项式fl(x)是l-1阶次；接收包含复数个连续比特流的资料比特流，每一连续比特流包含一信息区块以及一相对应反同位检验比特流；以及辨别该资料比特流的第一信息区块，其主要包括以下步骤(a)推测 为该信息区块的长度以及在该资料比特流中，以及推测一由前 个比特所组成的信息区块M’ ...，m0′，其中， 为一整数，且在资料比特流的1个比特紧接着该信息区块M’，进而组成一推测反比特流P’；(b)产生一同位检验比特流 其中，该同位检验比特流 包含1个同位检验比特P^l-1,P^l-2,...,P^0,]]>且该同位检验比特流 是由下列公式所产生g1(x)|(x1M,(x)+P^(x)),]]>其中，M,(x)=mk^-1′xk^-1+mk^-2′xk^-2+···+m0′,]]>以及P^(x)=P^l-1xl-1+P^l-2xl-2+···+P^0;]]>(c)使用转换多项式fl(x)转换同位检验比特流 以产生一反同位检验比特流 其包含1个反同位检验比特P^l-1′,P^l-2′,...,P^0′,]]>以及(d)假如 和 不一样，则将 加一，并重新执行步骤步骤(a)到步骤(c)。
其中，该循环冗余检验产生多项式gl(x)为gcd(gl(x)，xi)＝1，且0≤i≤l，其中，i为一整数。
其中，该转换多项式fl(x)需满足deg(remainderof((1+xi)fl(x)gl(x)))≥i,]]>且1≤i≤l-1，其中，i是一整数。
该第一信息区块的长度是以k表示，且k为一整数值，且 的初始值不会大于k。
其中，该反同位检验比特流 是由下列公式产生P^l-1′=P^l-1+fl-1,]]>P^l-2′=P^l-2+fl-2,...,P^0′=P^0+f0,]]>其中，″+″是代表一同位附加运算。
其中，该方法还包含当P^=P^′]]>时，从该资料比特流移除前 个比特。
其中，当该 个比特被移除时，仍持续确认该资料比特流的第一信息区块。
本发明还提供一种用于可变长度通信系统的方法，其中，该系统包含一传送器及一接收器，其中，该系统所欲传送的信息被划分成可变长度的信息区块，其特征在于，此方法包含提供一循环冗余检验产生的多项式gl(x)，其中，1是一整数以及多项式gl(x)的阶次；提供一二进制转换多项式fl(x)，该多项式fl(x)是l-1阶次；将该循环冗余检验产生多项式gl(x)的资料与转换多项式fl(x)的资讯，同时储存于该传送器与接收器；编码该被传送信息的每一信息区块M，其中，编码该信息区块M包含以下步骤；由循环冗余检验所产生的多项式gl(x)，产生一同位检验比特流P；转换多项式fl(x)转换同位检验比特流P，以产生一反同位检验比特流P；以及将该反同位检验比特流P附加于该信息区块M的未端，以产生一连续的比特流C；以及传送该欲传送信息的信息区块M的连续比特流C；接收包含复数个连续比特流的资料比特流，每一连续比特流包含一信息区块以及一相对应反同位检验比特流；以及解码该资料比特流，其主要包括辨别在该资料比特流中的第一信息区块，其主要包括以下步骤(a)推测一信息区块长度 以及在该资料比特流中，由前 个比特所组成的信息区块M’ ...，m′0，其中， 为一整数，且在资料比特流的1个比特紧接着该信息区块M’，进而组成一预测反比特流P’；(b)使用循环冗余检验产生的多项式gl(x)，产生一同位检验比特流 (c)使用转换多项式fl(x)转换同位检验比特流 以产生一反同位检验比特流 (d)假如 和 不一样，则将 加一，并重新执行步骤步骤(a)到步骤(c)；(e)当P^=P^′,]]>从该资料比特流移除该信息区块的前 个比特；当该第一信息区块的 个比特移除后，重复执行该资料比特流中的第一信息区块的辨别。
其中，该循环冗余检验产生多项式gl(x)为gcd(gl(x)，xi)＝1，且0≤i≤l，其中，i为一整数。
其中，该同位检验比特流 包含1个同位检验比特P^l-1,P^l-2,...,P^0,]]>且该同位检验比特流 是由下列公式所产生g1(x)|(x1M,(x)+P^(x)),]]>其中，M,(x)=mk^-1′xk^-1+mk^-2′xk^-2+···+m0′,]]>以及P^(x)=P^l-1xl-1+P^l-2xl-2+···+P^0;]]>其中，该转换多项式fl(x)是由下列公式所产生deg(remainderof((1+xi)fl(x)gl(x)))≥i,]]>且1≤i≤l-1，其中，i是一整数。
其中，该同位检验比特流 包含1个同位检验比特P^l-1,P^l-2,...,P^0,]]>该反同位检验比特流 包含1个反同位检验比特P^l-1′,P^l-2′,...,P^0′;]]>其中，该反同位检验比特流 是由下列公式所产生P^l-1′=P^l-1+fl-1,]]>P^l-2′=P^l-2+fl-2,...,P^0′=P^0+f0,]]>该″+″是代表一同位附加运算。
其中，该第一信息区块的长度是以k表示，且k为一整数值，且 的初始值不会大于k。
为进一步说明本发明的技术内容，以下结合实施例及附图详细说明如后，其中图1为已知同位检验比特流根据标准循环冗余检验的硬件方式实行的示意图。
图2为已知另一同位检验比特流根据标准循环冗余检验的硬件方式实行的示意图。
图3为已知同位检验比特流根据标准循环冗余检验的软件方式实行的示意图。
图4为标准循环冗余检验法的摸拟结果。
图5为DoCoMo的改良方法与标准循环冗余检验法的模拟比对结果。
图6为本发明以硬件方式产生一反同位检验比特流的操作示意图。
图7为本发明另一实施例以硬件方式产生一反同位检验比特流的操作示意图。
图8为本发明以软件方式产生一反同位检验比特流的操作示意图。
图9为本发明的一较佳实施例与DoCoMo的改良方法以及标准循环冗余检验法的比对模拟结果。
具体实施例方式
在本实施例中，主要提供一种使信息长度侦测具较低的误侦率的改良式循环冗余检验方法，其特点在于，此方法对任何信息长度偏移量而言，其误侦率为0，远比其它标准循环冗余检验方法小。
前述方法适用于可变长度通信系统，其包含一发送器以及一接收器。一个准备被传送的信息包含有复数个信息区块，且信息区块具不固定长度。每一个信息区块皆由传送器编码及传送，当接收器接收已编码的信息区块时，每一个区块皆会被解码以及撷取出来。对所有的信息区块而言，当编码与解码的方法相同时，只有一个信息区块M包含k个比特mk-1，mk-2，...，mk-1，m0。
于本实施例中，各个二进制比特流的二进制多项式的定义如下所述假如一二进制比特流A包含t个二进制比特at-1，at-2，...，a0，其中，t为一整数，A的二进制多项式A(x)则表示成A(x)＝at-1xt-1+at-2xt-2+…+a0。当两二进制多项式相加时，根据同位加法运算(modulo-2 additionoperation)，此两多项式所对应的系数，具有相同的次方。同位加法运算为一无进位的二进制加法运算，例如0+1＝1，以及1+1＝0。因此，假如比特流B包含s个二进制比特bs-1，bs-2，...，b0，则假设s＜t，A(x)+B(x)＝at-1xt-1+at-2xt-2+…+asxs+(as-1+bs-1)xs-1+(as-2+bs-2)xs-2+…+(a0+b0)，其中，ai和bi的同位加法的结果为ai+bi，且0≤i≤s-1。当两个二进制比特流相加时，根据同位加法运算，此两多项式所对应的比特相加，此动作为一相当普遍的技术，根据同位加法的定义，如a+b+b＝a，A+B+B＝A，以及A(x)+B(x)+B(x)＝A(x)，其中，a和b为二进制比特，A和B为二进制比特流。
于本实施例中，可变长度通信系统的方法首先需选出两个二进制多项式一使用循环冗余检验所产生的多项式(以下简称CRC多项式)gl(x)，以及一转换多项式fl(x)。CRC多项式gl(x)具有1阶次，以及转换多项式fl(x)具有l-1阶次，1为一整数。一般而言，具1阶次的CRC多项式gl(x)需满足gcd(gl(x)，xi)＝1，且每一个i必须介于0和l之间，其中，i和l为整数，以及函数gcd(A(x)，B(x))需定义成多项式gl(x)与xi的最大公约数。举例而言，gl(x)包含g4(x)＝x4+x3+x2+x+1，l＝4；g7(x)＝x7+x6+x4+1，l＝7；g8(x)＝x8+x7+x4+x3+x+1，l＝8；以及g12(x)＝x12+x11+x3+x2+x+1，l＝12。转换多项式f1(x)可表示成fl(x)＝fl-1xl-1+fl-2xl-2+…+f0，其中，fi∈{0，1}且0≤i≤1。转换多项式f1(x)的系数fl-1，fl-2，...，f0，可称为转换比特。CRC多项式gl(x)与转换多项式fl(x)的资讯可同时储存于传送器与接收器。
针对上述用途的描述，假如A(x)可被gl(x)除尽，则二进制比特流A被认定为满足循环冗余检验的条件，假如xsA(x)+B(x)可被gl(x)除尽或gl(x)|(xsA(x)+B(x))，且s是包含于比特流B的数字，则A和B被认定为满足循环冗余检验的条件。
就传送器而言，其编码的程序为首先产生一同位检验比特流P，此同位检验比特流P包含1个同位检验比特或CRC比特Pl-1，Pl-2，...，P0，其可表示为g1(x)|(x1M,(x)+P^(x)),]]>其中，M(x)＝mk-1xk-1+mk-2xk-2+…m0，以及P(x)＝Pl-1xl-1+ml-2xl-2+…P0。同位检验比特流P亦可称为同位检验区块、同位区块、或CRC区块。在此实施例中，每个信息区块M只对应单一同位检验比特流P。
其次，根据转换多项式fl(x)转换同位检验比特，或在同位检验比特流P及相对应的转换比特执行每个比特的同位加法运算。此方式产生的同位检验比特流P，其包含1个反同位检验比特P‾l-1=Pl-1+fl-1,P‾l-2=Pl-2+fl-2,...,]]>P‾0=P0+f0,]]>实际上，假如fi＝1，则表示 为Pi的反向；假如f0＝1，则表示 和Pi相同。
接着将反同位检验比特附加于信息区块的未端，以产生一连续的字元流C，此连续的字元流C包含k+1比特mk-1，mk-2，...，m0， 图6为本发明以硬件方式产生一反同位检验比特流的操作示意图。以图6所示，回馈位移暂存器电路600根据CRC多项式gl(x)＝x8+x7+x4+x3+x+1来产生同位检验比特流P。回馈位移暂存器电路600包含复数个延迟电路602，其运作方式类似正反器的操作，延迟电路602的数量取决于gl(x)的阶次，如l＝8，延迟电路602就有8个。因此，在图6中，有8个延迟电路602，6022，...，6028，且具有复数个XOR闸604被插入延迟电路602之间。每一个XOR闸604均对应CRC多项式gl(x)的系数。如图6所示，XOR闸6041位于延迟电路6021的右边且其所代表的多项式gl(x)系数为x0＝1；延迟电路6022与延迟电路6023间缺少XOR闸604，其代表CRC多项式gl(x)系数x2为0；介于延迟电路6027与延迟电路6028间的XOR闸6045其所代表的多项式gl(x)系数x7为1。XOR闸6046亦可藉由转换比特(fl-1，fl-2，...，f0)将延迟电路6028的输出与信息区块M相连接，根据前述图6所示的多项式f8(x)＝x7+1，可得知相对应的8个转换比特为10000001。一时脉信号(未显示于图中)将暂存器电路100会同时由左向右移动一个比特。如图6所示，延迟电路6028的输出会回馈给6041-6045其中任何一个。一开关606在介于信息区块M和最右边XOR闸6046的输出之间转换回馈位移暂存器电路600的输出，回馈位移暂存器电路600首先输出信息区块M，接着由开关606将反同位比特转换至XOR闸6046的输出。
图7为本发明另一实施例以硬件方式产生一反同位检验比特流的操作示意图。如图7所示，回馈位移暂存器电路700包含复数个延迟电路702，其运作方式类似正反器的操作，根据多项式gl(x)，复数个XOR闸704被插入于延迟电路702之间。两个XOR闸7041与XOR闸7042各别被加入于电路700的左边及右边未端。信号区块输入至XOR闸7041以及最右侧的延迟电路702输出信息区块M，且相于应于同位检验比特流P。XOR闸7042接着使用转换比特转换同位检验比特流P，以产生反同位检验比特流P。如图7所示，转换多项式f8(x)＝x7+1，因此转换比特为10000001。
图8为本发明以软件方式产生一反同位检验比特流P的操作示意图，其中，有一查询表格用于软件实行，此表格针对所有确定长度的信息，列出包含所有循环冗余检验比特流的列表。例如，当l＝8时，则查询表格会包含所有循环冗余检验比特流(28＝256)，每一比特流包含8个二进制比特。如图8所示，一个信息包含3个bytes(24bits)，Byte1、Byte2、以及Byte3皆被包含在查询表格中。在步骤802中，Byte1被考虑输入至查询表格，且查询表格会寻找一符合Byte1的入口，进行输入。对所寻找出的结果进行XOR运算，在步骤804的Byte2会产生一居中于循环冗余检验比特流的CRC2。在查询表格中寻找符合CRC2的入口(步骤806)，以及与Byte3进行XOR运算(步骤S808)，以产生此信息的循环冗余检验比特流CRC3。再者，CRC3使用转换比特执行转换，如图8所示，转换多项式f8(x)＝x7+1，因此转换比特为10000001。
就图6～8所述而言，反同位检验比特的产生可被轻易的执行，图7为本发明另一较佳实施佳，其复杂的程度如同DoCoMo的改良方法，但DoCoMo执行的改良方法比本发明的实施方法或标准CRC方法更加复杂。
当接收器接收一资料比特流，其包含至少一连续比特流，一解码程序被用于辨别资料比特流的第一信息区块。当第一信息区块被辨别出来后，第一信息区块及其所对应的反同位检验比特流会从资料比特流中被移除，且接收器会持续去辨别在资料比特流中的第一信息区块。因此，当接收器开始解码信息区块M时，则资料比特流包括mk-1，mk-2，...，m0，P‾l-1,P‾l-2,...,P‾0,]]>且伴随着下一个信息区块的连续比特流。
因为接收器不知道信息区块M的实际长度，则假设一区块长度 k为一整数值，且 的初始值不会大于k。接收器处理比特流前面的 个比特mk-1，mk-2，...， 可构成一信息区块M’，而接续的1个比特 ...，m0，P‾l-1,P‾l-2,...,P‾k-k^,]]>可构成相对应的反同位检验比特流P′。再者，接收器会执行循环冗余检验检测的动作。
首先，一个包含1个同位检验比特的同位检验比特流 P^l-1,P^l-2,...,P^0,]]>被用来产生一推测的信息区块M’g1(x)|(x1M,(x)+P^(x)).]]>其次，使用转换多项式fl(x)，转换同位检验比特流 以产生一反同位检验比特流 其包括1个反同位检验比特P^l-1′=P^l-1+fl-1,]]>P^l-2′=P^l-2+fl-2,...,P^0′=P^0+f0.]]>最后，接收器将反同位检验比特流 与推测反同位检验比特流P′做比较，假如P^′=P′‾,]]>则通过循环冗余检验检测，信息区块会被正确地辨别出来；在比特流的前 个比特，例如信息区块M’以及反同位检验流P′会从资料比特流中被移除；以及接收器会持续解码在资料比特流的第一信息区块。除此之外，假如P^′≠P′‾,]]>则没有信息区块会被辨别出来，接着将预估的区块长度 加1，并且重复执行上述的检测。
由选择一合适的转换多项式fl(x)，本实施例的循环冗余检验方法具有较低误侦率，在此，转换多项式fl(x)是选自于deg(remainderof((1+xi)fl(x)gl(x)))≥i,]]>且1≤i≤l-1(2)例如当l＝8，及gl(x)＝x8+x7+x4+x3+x+1，一可能满足条件(2)的转换多项式为fl(x)＝x7+1。
在条件(2)之下，以及在无误差传送及均匀分布信息的推测下，以本实施例的循环冗余检验方法，对任一信息长度偏移量i而言，具有一零误侦率，比循环冗余检验的比特数1还低。其误侦率如(3)所示PF(i)=0,for0≤i≤l-1;2-1,fori≥l,]]>若且唯若，
deg(remainderof((1+xi)fl(x)gl(x)))≥i,]]>且1≤i≤l-1(3)其中，i=k-k^]]>为此信息长度的偏移量，以下所述为条件(3)的简单证明。
当i＝0，推测信息区块M’包含k个比特mk-1，mk-2，...，m0，以及相对应的反同位检验区块P’包含1个比特P‾l-1,P‾l-2,...,P‾0.]]>则正确的信息区块被辨别出来，且满足CRC条件，以及没有误侦测。
当1＜i≤l-1，则错误推测信息区块M’包含k-i个比特mk-1，mk-2，...，m1，以及错误推测同位区块P′包含1个比特mi-1，mi-2，...，m0，Pl-1，Pl- 2，...。则相对应推测同位检验比特流P’为P′的转换，或P’(x)＝P′(x)+fl(x)，循环冗余检验因此决定是否gl(x)|C’(x)，其中，C,(x)=x1M,(x)+P,(x)=mk-1xl+k^-2+Λ+m0xl-i+P‾l-1xl-i-1+Λ+P‾i+fl(x)]]>将C(x)与C(x)＝x1M(x)+P(x)做比较，则C(x)=(C,(x)+f1(x))xi+Σj=0i-1P‾jxj+fl(x).]]>当gl(x)|C(x)与gcd(gl(x)，xi)＝1，假如g1(x)|((1+xi)fl(x)+Σj=0i-1P‾jxj),]]>则gl(x)|C’(x)满足其条件。但因为deg(Σj=0i-1P‾jxj)<i,]]>以及deg(remainderof((1+xi)fl(x)gl(x)))≥i]]>(前述条件(2))，deg(remainderof((1+xi)fl(x)+Σj=0i-1P‾jxjgl(x)))≥i,]]>以及gl(x)没有除尽(1+xi)fl(x)+Σj=0i-1P‾jxj.]]>因此，当1≤i≤l-1，deg(remainderof((1+xi)fl(x)gl(x)))≥i,]]>则误侦测率为0。
假如i≥l，则推测信息区块M’包含k-i个比特mk-1，mk-2，...，mi，以及推测反同位检验区块P′包含mi-1，mi-2，...，mi-l。如上所述，可能只有一同位检验区块与正确的信息区块M’相对应，以可能只有反同位检验区块与信息区块M’相对应。因此，推测信息区块M’为均匀分布，组成反同位检验区块的机率mi-1，mi-2，...，mi-l，其对应至信息区块M’，例如误侦率为2-1。
图9为本发明的一较佳实施例与DoCoMo的改良方法及标准循环冗余检验法相比对，通过标准循环冗余检验检测机率的比对模拟结果，其中，标准循环冗余检验法以菱形表示，DoCoMo的改良方法以″+″表示，以及本发明的实施例以方块代表。循环冗余检验产生的多项式为8阶次，以及实际信息长度为15。图9明确地显示出gl(x)＝x8+x7+x4+x3+x+1与fl(x)＝x7+1的模拟结果。如图9所示，当预估的信息大小接近实际信息长度时，长度偏移量接近0，就标准循环冗余检验法而言，通过循环冗余检验检测的机率会呈指数方式增加，以及保持大约相同误侦率(2-8)给DoCoMo的改良方法。在本实施例中，当信息长度偏移量大于或等于8(预估信息长度值为小于或等于7)，误侦测率为2-8，当信息长度偏移量低于8时误侦率为0。当预估信息长度为15，则正确的信息区块会被辨别出来，通过循环冗余检验检测的机率为1，且没有误侦测。
上述实施例仅是为了方便说明而举例而已，本发明所主张的权利范围自应以申请专利范围所述为准，而非仅限于上述实施例。
权利要求
1.一种用于可变长度通信系统的方法，其中，该系统所欲传送的信息被划分成可变长度的信息区块，其特征在于，其主要包括提供一循环冗余检验产生的多项式g1(x)，其中，l是一整数以及多项式g1(x)的阶次；提供一二进制转换多项式f1(x)，该多项式f1(x)是l-1阶次，其中，该多项式是f1(x)＝fl-1xl-1+fl-2xl-2+…+f0；以及编码该被传送信息的一信息区块M，该信息区块M包含k个二进制比特mk-1，mk-2，…，m0，其中，编码该信息区块M包含以下步骤；产生一同位检验比特流P，其中，该同位检验比特流 包含l个同位检验比特P^l-1,P^l-2,···,P^0,]]>其可表示为g1(x)|(x1M,(x)+P^(x)),]]>其中，M(x)＝mk-1xk-1+mk-2xk-2+…+m0，以及P(x)＝Pl-1xl-1+ml-2xl-2+…+P0；转换同位检验比特流P，以产生一反同位检验比特流P，其包含l个反同位检验比特Pl-2，Pl-2，…，P0，该反同位检验比特流P是表示成Pl-1＝Pl-1+fl-1，Pl-2＝Pl-2+fl-2，…，P0＝P0+f0，其中，″+″是代表一同位附加运算；以及将该反同位检验比特流P附加于该信息区块M的未端，以产生一连续字元流C，该连续的字元流C包含k+1比特mk-1，mk-2，…，m0，Pl-1，Pl-2，…，P0。
2.如权利要求1所述的用于可变长度通信系统的方法，其特征在于，其中，该循环冗余检验产生多项式g1(x)为gcd(g1(x)，xi)＝1，且0≤i≤1，其中，i是一整数。
3.如权利要求1项所述的用于可变长度通信系统的方法，其特征在于，其中，该转换多项式f1(x)是由下列公式所产生deg(remainder of((1+xi)fl(x)gl(x)))≥i,]]>且l≤i≤l-1，其中，i是一整数。
4.如权利要求1项所述的用于可变长度通信系统的方法，其特征在于，其中，该方法还包括反复的对该信息的每个信息区块做编码，以产生连续比特流和序列发送该连续比特流。
5.一种用于可变长度通信系统的方法，其中，该系统包含一接收器，其特征在于，该方法包括储存经该循环冗余检验产生的多项式g1(x)资料于该接收器，其中，l是一整数以及多项式g1(X)的阶次，以及该转换多项式f1(x)是l-1阶次；接收包含复数个连续比特流的资料比特流，每一连续比特流包含一信息区块以及一相对应反同位检验比特流；以及辨别该资料比特流的第一信息区块，其主要包括以下步骤(a)推测 为该信息区块的长度以及在该资料比特流中，以及推测一由前 个比特所组成的信息区块M’mk^-1′,mk^-2′,···,m0′,]]>其中， 为一整数，且在资料比特流的l个比特紧接着该信息区块M’，进而组成一推测反比特流P’；(b)产生一同位检验比特流 其中，该同位检验比特流 包含l个同位检验比特P^l-1,P^l-2,···,P^0,]]>且该同位检验比特流 是由下列公式所产生g1(x)|(x1M,(x)+P^(x)),]]>其中，M′(x)=mk^-1′xk^-1+mk^-2′xk^-2+···+m0′,]]>以及P^(x)=P^l-1xl-1+P^l-2xl-2+···+P^0;]]>(c)使用转换多项式f1(x)转换同位检验比特流 以产生一反同位检验比特流 其包含l个反同位检验比特P^l-1′,P^l-2′,···,P^0′,]]>以及(d)假如 和 不一样，则将 加一，并重新执行步骤步骤(a)到步骤(c)。
6.如权利要求5所述的用于可变长度通信系统的方法，其特征在于，其中，该循环冗余检验产生多项式g1(x)为gcd(g1(x)，xi)＝1，且0≤i≤1，其中，i为一整数。
7.如权利要求5所述的用于可变长度通信系统的方法，其特征在于，其中，该转换多项式f1(x)需满足deg(remainder of((1+xi)fl(x)gl(x)))≥i,]]>且l≤i≤l-1，其中，i是一整数。
8.如权利要求5所述的用于可变长度通信系统的方法，其特征在于，其中，该第一信息区块的长度是以k表示，且k为一整数值，且 的初始值不会大于k。
9.如权利要求5所述的用于可变长度通信系统的方法，其特征在于，其中，该反同位检验比特流 是由下列公式产生P^l-1′=P^l-1+fl-1,]]>P^l-2′=P^l-2+fl-2,···,P^0′=P^0+f0,]]>其中，″+″是代表一同位附加运算。
10.如权利要求5所述的用于可变长度通信系统的方法，其特征在于，其中，该方法还包含当P^=P^′]]>时，从该资料比特流移除前 个比特。
11.如权利要求10所述的用于可变长度通信系统的方法，其特征在于，其中，当该 个比特被移除时，仍持续确认该资料比特流的第一信息区块。
12.一种用于可变长度通信系统的方法，其中，该系统包含一传送器及一接收器，其中，该系统所欲传送的信息被划分成可变长度的信息区块，其特征在于，此方法包含提供一循环冗余检验产生的多项式g1(x)，其中，l是一整数以及多项式g1(x)的阶次；提供一二进制转换多项式f1(x)，该多项式f1(x)是l-1阶次；将该循环冗余检验产生多项式g1(x)的资料与转换多项式f1(x)的资讯，同时储存于该传送器与接收器；编码该被传送信息的每一信息区块M，其中，编码该信息区块M包含以下步骤；由循环冗余检验所产生的多项式g1(x)，产生一同位检验比特流P；转换多项式f1(x)转换同位检验比特流P，以产生一反同位检验比特流P；以及将该反同位检验比特流P附加于该信息区块M的未端，以产生一连续的比特流C；以及传送该欲传送信息的信息区块M的连续比特流C；接收包含复数个连续比特流的资料比特流，每一连续比特流包含一信息区块以及一相对应反同位检验比特流；以及解码该资料比特流，其主要包括辨别在该资料比特流中的第一信息区块，其主要包括以下步骤(a)推测一信息区块长度 以及在该资料比特流中，由前 个比特所组成的信息区块M’mk^-1′,mk^-2′,···,m0′,]]>其中， 为一整数，且在资料比特流的l个比特紧接着该信息区块M’，进而组成一预测反比特流P’；(b)使用循环冗余检验产生的多项式g1(x)，产生一同位检验比特流 (c)使用转换多项式f1(x)转换同位检验比特流 以产生一反同位检验比特流 (d)假如 和 不一样，则将 加一，并重新执行步骤步骤(a)到步骤(c)；(e)当P^=P^′,]]>从该资料比特流移除该信息区块的前 个比特；当该第一信息区块的 个比特移除后，重复执行该资料比特流中的第一信息区块的辨别。
13.如权利要求12所述的用于可变长度通信系统的方法，其特征在于，其中，该循环冗余检验产生多项式g1(x)为gcd(g1(x)，xi)＝1，且0≤i≤1，其中，i为一整数。
14．如权利要求13所述的用于可变长度通信系统的方法，其特征在于，其中，该同位检验比特流 包含l个同位检验比特P^l-1,P^l-2,···,P^0,]]>且该同位检验比特流 是由下列公式所产生g1(x)|(x1M,(x)+P^(x)),]]>其中，M,(x)=mk^-1′xk^-1+mk^-2′xk^-2+···+m0′,]]>以及P^(x)=P^l-1xl-1+P^l-2xl-2+···+P^0;]]>
15.如权利要求12所述的用于可变长度通信系统的方法，其特征在于，其中，该转换多项式f1(x)是由下列公式所产生deg(remainder of((1+xi)fl(x)gl(x)))≥i,]]>且l≤i≤l-1，其中，i是一整数。
16.如权利要求15所述的用于可变长度通信系统的方法，其特征在于，其中，该同位检验比特流 包含l个同位检验比特P^l-1,P^l-2,···,P^0;]]>该反同位检验比特流 包含l个反同位检验比特P^l-1′,P^l-2′,···,P^0′;]]>其中，该反同位检验比特流 是由下列公式所产生P^l-1′=P^l-1+fl-1,]]>P^l-2′=P^l-2+fl-2,···,P^0′=P^0+f0,]]>该″+″是代表一同位附加运算。
17.如权利要求12所述的用于可变长度通信系统的方法，其特征在于，其中，该第一信息区块的长度是以k表示，且k为一整数值，且 的初始值不会大于k。
全文摘要
在一包括编码信息以及解码资料比特流的可变长度通信系统的方法中，欲编码的信息包含复数个信息区块。编码信息区块包含以下步骤产生一同位检验比特流；转换同位检验比特流；以及将反同位检验比特流附加于信息区块的未端。当一个资料比特流被接收，可根据一推测信息区块长度撷取出推测信息区块及推测推测反同位检验比特流。对推测信息区块产生一同位检验比特流，并将之反向。假如反同位检验比特流和推测反同位检验比特流相等，则信息区块会被辨别出来，除此之外，当上述步骤重复执行时，则推测信息区块长度会被加1。
文档编号H04L1/00GK1710847SQ200410049558
公开日2005年12月21日 申请日期2004年6月18日 优先权日2004年6月18日
发明者谢欣霖 申请人:财团法人工业技术研究院