专利名称：用于发射和接收多级编码和交织的数字通信信号的设备和相关的方法
技术领域：
本发明总的涉及数字通信信号在通信信道(诸如构成基站与移动终端之间的链路的通信信道)上的传输。更具体地，本发明涉及用于形成多级编码和交织的数字通信信号的发射机设备和相关的方法、以及用于去交织和译码多级编码和交织的数字通信信号的接收机设备和相关的方法。
改进的无线链路性能被提供来克服例如在通信信道上传输信号期间由于衰落造成的通信信号的失真和其它失真。通信信号的信息内容可以以低于10-6的误码率被重新建立，而不引入很大的信号传输延时。
当在蜂窝通信系统(通信信号在该系统中是在受到多径衰落的信道上进行传输)中实施时，提供了改进的无线链路性能而不增加传输延时，这在其它情况下则需要提供多级编码和交织。多级编码和交织可以在例如蜂窝通信系统的无线基站用单个逻辑装置来实施。
背景技术：
通信系统越来越多地被构建成允许利用数字通信技术，通过这些技术在发送站和接收站之间传送信息。在无线通信系统中，通信信道由一部分电磁频谱(即，被分配给通信系统的“带宽”)构成。
蜂窝通信系统是一种无线通信系统，并且是一种越来越多地被构建成可利用数字通信技术的通信系统类型的例子。
通过利用数字通信技术，通信信号的信息一种可以更有效地在发送站和接收站之间被传送。在无线通信系统中，被分配给无线通信系统的带宽一般受到限制。通过利用数字通信技术而提供的改进的效率允许所分配的带宽更有效地被利用。通过利用数字通信技术，这样的无线通信系统的通信容量有时可被增加。在无线通信系统中，系统的通信容量受分配带宽限制。例如，在多用户无线通信系统中，通信容量的增加允许附加的用户借助于该通信系统通信。
构成无线通信系统的发送站与接收站之间的通信信道的无线链路一般不是理想的、无损耗通信信道。通信信号可以受到由多径衰落造成的恶化。如果它很大的话，这样的衰落可以阻止在接收站精确地恢复至少受到这样的衰落的通信信号的信息内容的一些部分。
为了提高由发送站发射的数字通信信号一旦在接收站被接收以后其信息内容可被恢复的概率，被调制来构成通信信号的数据比特有时按照编码技术被编码。信号的编码增加了信号的冗余度。即使部分通信信号被失真以致于阻止某些数据比特被恢复，但通过编码数据比特而引入的增加的冗余度，提高了信号的信息内容可在接收站被恢复的概率。
各种块和卷积编码技术被发展来在发送站增加信号的冗余度。相应的块和卷积译码技术同样地被发展，以便一旦在接收站接收到通信信号就译码通信信号。
在至少一种块编码技术中，检验比特与构成通信信号的数据比特块串联在一起。检验比特具有的数值取决于这样的数据块的数据比特的数值。
在至少一种卷积编码技术中，编码的序列由数据比特构成。编码序列的比特的数值不单取决于要被编码的数据比特的数值，也取决于在先前被编码的数据比特的以前比特序列的比特数值。
在被引入到信号上的干扰的持续时间很短时，对被调制来构成通信信号的数据比特的编码有利地使得易于重新建立信号的信息内容。然而，如果被引入到信号上的干扰的持续时间较长，例如大于几个比特，则数据比特的编码不能确保信号的信息内容将能够被精确地重新建立。
发展了各种不同的交织技术，以便减小在通信信道上在信号传输期间被引入到通信信号上的干扰阻止通信信号的信息内容的恢复的可能性。
当数据比特被交织时，通信信号的接连的数据比特被“扩散开”，以致于它们不被接连地传输。一旦在接收站接收到通信信号，则数据比特被重新组合。因为数据比特在时间上扩散开，所以，失真往往很少是这样地畸变接连的比特，以使得一旦在接收站接收到通信信号时阻止其信息内容的建立。
数字通信技术在各种不同蜂窝通信系统中被利用。例如，遵循全球移动通信(GSM)系统的标准技术规范而被构建的蜂窝通信系统利用数字通信技术。另外，按照EIA/TIA IS-95技术规范构建的蜂窝通信系统，CDMA(码分多址)系统，同样地利用数字通信技术。在这样的系统运行期间所产生的通信信号被发送以前，构成通信信号的数据比特被编码和被交织。在基于CDMA的系统中，在进行调制之前一般是由码序列来扩频编码的和交织的比特。相应的去扩频在接收机处完成。对于数据比特的编码和交织的运行协议也在各相应的标准规范条件中被阐述。相应的译码和去交织协议也被阐述。
虽然编码和交织通信信号的数据比特提高了通信信号在通信信道上传输期间受到干扰的通信信号的信息内容可被建立的可能性，但这样的编码和交织造成信号传输延时。干扰可能是例如由于噪声和相邻信道与共信道干扰引起的失真所造成。在基于CDMA的系统中，干扰可以由其它用户造成。相应的译码和去交织过程将造成了附加的信号传输延时。如果扩大，则传输延时也会干扰在发送站与接收站之间的通信质量。
当无线通信系统被利用来发送数据而不是语音信息时，无线链路的性能更加重要。例如，10-3的误码率在通信信号由语音信息组成时通常是可接受的。然而，当数据形成通信信号的信息内容时，则有时需要优于10-6的误码率性能。
这样的无线链路性能水平需要对要被发送的通信信号的数据比特有附加的编码和交织。然而，如果由于附加编码和交织信号而造成传输延时相应的增加，则最终所得到的信号延时可能大到无法接受。
多级编码和交织技术的利用允许无线链路性能得到改进。然而，传统的多级编码和交织技术典型地引入大到无法接受的信号传输延时。
一种可以改进无线链路性能而又不造成传输延时的相应增加的方法将是很有益的。
在有关数字通信技术的这种背景信息情况下，提出本发明的重大的改进。
发明概要本发明有利地提供了一种用于形成多级交织的和编码的通信信号的发射机设备和相关的方法。本发明还有利地提供了一种用于去交织和译码多级交织的和编码的通信信号的接收机设备和相关的方法。
通信信号的多级交织和编码使得在信号在易受干扰的通信信道(例如易受多径衰落的通信信道)上传输后易于恢复信号的信息内容。
改进的无线链路性能被提供来克服当信号在通信信道上传输期间由这样的多径衰落造成的通信信号的失真。
在本发明的一个方面，发射机设备形成多级编码的和交织的信号。在选择数目的信息(即“数据”)比特帧范围内执行外部的块编码，这些比特构成要在通信信道上发送的通信信号。外部交织器交织在选择数目的帧范围内的比特组。内部编码器卷积编码每个数据比特帧的比特。另外，内部交织器交织在选择数目的帧范围内的比特组。
在本发明的另一方面，接收机设备译码和去交织接收到的由多级编码的和交织的数据比特帧组构成的通信信号。内部去交织器去交织选择数目的接连的比特帧范围内的至少选择的比特。内部译码器卷积译码每个选择数目的接连帧的每帧中的比特。外部去交织器去交织在选择数目的比特帧范围内的比特组。另外，外部的块译码器译码选择数目的接连的比特帧范围内的比特块。
因为外部的和内部的交织器在相同数目的选择的帧范围内分别交织数据比特组和单独的数据比特，所以只需要单个缓冲级来缓存选择数目的帧，以便允许进行各自的交织操作。
同样地，因为外部的和内部的交织器在相同数目的选择的帧范围内分别交织数据比特组和单独的数据比特，所以只需要单个缓冲级来缓冲选择数目的帧，以便允许进行各自的交织操作。
因为发射机设备只需要单个缓冲级来形成多级交织和编码信号，以及接收机设备只需要单个缓冲级，所以，有可能显著地减小信号传输延时。
在本发明的另一方面，位于工作在蜂窝通信系统中的无线基站的设备形成多级编码和交织的信号，以用于在至少易受多径衰落的通信信道上通信。外部的交织和编码在选择数目的、由数据比特序列格式化而成的比特帧范围内进行。内部编码器编码选择数目的帧中的每个帧的数据比特。另外，内部交织器在选择数目的帧范围内交织数据比特。此后，调制设备调制多级编码和交织的比特帧。然后，最终得到的信号被发射到位于远端的移动终端。
无线基站还包括模拟多级译码和去交织设备，它用于译码和去交织发送给它的多级编码和交织的信号。缓冲器缓冲在无线基站接收到的选择数目的帧。内部去交织器去交织由缓冲器缓冲的选择数目的帧的数据比特。内部译码器译码由缓冲器缓冲的选择数目的帧中的每个帧的数据比特。外部去交织器去交织由缓冲器缓冲的帧范围内的数据比特组。另外，外部译码器块译码由缓冲器缓冲的帧范围内的数据比特组。
当在蜂窝通信系统中实施时，移动终端被构建成包括类似于构成无线基站部件的设备的设备，用来去交织和译码由无线基站发射给它的信号。移动终端同样地也被构建成包括用来编码和交织要被传送到无线基站的信号的设备。
因此在这些和其它方面中，本发明的设备编码和交织被格式化为帧的数据比特，以形成要在通信信道上从通信站发送到远端装置的通信信号。外部编码器被耦合来提供数据比特。外部编码器在选择数目的数据比特帧范围内至少编码选择的数据比特。一旦信号被外部编码器编码的话，外部交织器被耦合来提供通信信号。外部交织器在选择数目的数据比特帧范围内至少交织选择的数据比特。一旦数据比特帧被外部交织器交织的话，内部编码器被耦合来提供数据比特帧。内部编码器至少编码选择数目的数据比特帧中的每个帧的选择的数据比特。一旦数据比特帧被内部编码器编码的话，内部交织器被耦合来提供数据比特帧，内部交织器在选择数目的数据比特帧范围内至少交织选择的数据比特。
本发明的更完全的了解和范围可从在下面概略描述的附图、以下的对本发明当前优选的实施例的详细描述、和附属权利要求中得出。
附图简述
图1显示了本发明的实施例可在其中进行工作的蜂窝通信系统的功能性方框图。
图2A-D显示了图1所示的通信系统的部件。
图3更详细地显示了图1所示的通信系统的网络基础结构部分的功能性方框图。
图4更详细地显示了图1所示的通信系统的移动终端部分的功能性方框图。
图5显示了图3所示的发射机部分的外部编码器的典型代表，块编码器的功能性方框图。
图6显示了图3所示的发射机部分的内部编码器的典型代表，卷积编码器的功能性方框图。
图7显示了说明图3所示的发射机部分的交织器的操作的逻辑图。
图8显示了列出本发明的实施例的方法的方法步骤的方法流程图。
本发明的详细描述首先参照图1，蜂窝通信系统部分(总的表示为10)显示了网络基础结构部分12和单个移动终端14。基础结构部分12和移动终端14是借助于通信信道16互联的，该信道16形成它们之间的链路。信道16例如可以是易受多径衰落的。
首先应当看到，虽然本发明的各种实施例是相对于蜂窝通信系统描述的，但本发明同样地可实施于其它类型的无线通信系统，例如RLL(无线局部环路(Radio in the Local Loop))通信系统或卫星通信系统。本发明可实施于其它的全双工通信系统，以及半双工和单工通信系统。
在蜂窝通信系统10运行期间，通信信号在基础结构部分12和移动终端14之间传输。本发明的实施例用来改进系统的无线链路性能。用于在部分12和移动终端14之间通信的、被格式化为帧的数据比特，被交织和编码。一旦被交织和编码，比特就被调制在载波上。交织和编码使得它们在存在有干扰(例如，由多径衰落造成的干扰)的通信信道上传输后在接收站易于被重新建立。
信息信号(在这里功能性地显示为由是信息源22所产生的)通过线路24被提供给源编码器和格式化器26。在一个实施例中，源编码器26把加到其上的信息信号数字化，并把数字化的数据格式化为帧。由编码器26产生的源编码的信号通过线路28被加到外部信道编码器32。延伸到外部信道编码器32的线路33也在图上显示出。构成内部控制信令比特的数据比特也在线路33上被选择地提供给编码器32。
在一个实施例中，如将在下面描述的，外部信道编码器32按照选择的块编码技术构成一个用于块编码加到其上的信号的数据比特的块编码器。通过这样的块编码，加到其上的信号的数据比特的冗余度增加了。虽然示例性实施例显示由块编码器构成的编码器32，但在其它实施例中，编码器以其它方式编码加到其上的信号的比特。
外部信道编码器32通过线路34被耦合到外部交织器36。外部交织器36能用来在一些接连的帧的范围内交织比特组，这些帧是由源编码器和格式化器26对数据比特进行格式化而构成的。外部编码器32和外部交织器36提供对于由信息源22产生的信号的数据比特的第一级编码与交织。
外部交织器36通过线路38被耦合到内部交织器42。在一个实施例中，内部交织器42构成用于卷积编码加到其上的信号的卷积编码器。内部编码器在这里还能用来编码被加到编码器的每个帧的数据比特。虽然示例性实施例显示构成卷积编码器的编码器42，但在其它实施例中，编码器以其它方式编码加到其上的信号的比特。
内部编码器通过线路44被耦合到内部交织器46。内部交织器能用来交织在加到其上的接连的数据比特帧范围内的数据比特。内部编码器42和内部交织器46一起构成对于信息信号的第二编码与交织级。
编码器32和42以及交织器36和46一起构成用于形成多级交织和编码的通信信号的本发明的实施例的设备50。在一个实施例中，设备50在蜂窝通信系统的无线基站处构成。
内部交织器46通过线路51被耦合到调制器52。调制器52能用来按照调制技术(例如GMSK(高斯最小移位键控)调制或QPSK(四相移相键控)调制技术)调制加到其上的信号。典型地，对于基于CDMA的系统，由码(扩频)序列来扩频编码的和交织的比特，是在调制以前进行的。相应地，在解调以后进行解扩。在传统的方式下，调制器能用来把加到其上的信号调制到载波上，由此，形成具有特征的通信信号，以便允许它在通信信道16上传输。如图所示，通信信道16包括多条传送通信信号到移动终端14的路径54。因为通信信道16包括多条路径，所以，通信信号在这些路径上传输期间容易受到衰落。
移动终端14包括用于解调在移动终端14上接收到的通信信号的解调器电路56。解调器56能以总的与调制器52的运行方式相反的方式运行。解调器56在线路58上产生数字化的信号，它被加到内部去交织器62。
内部去交织器62能以总的与内部交织器46的运行方式相反的方式运行，以便去交织加到其上的信号的比特。
内部去交织器62通过线路64而被耦合到内部译码器66。内部译码器能以总的与内部编码器42的运行方式相反的方式运行，以便卷积译码加到其上的信号。由移动终端14接收的信号在被解调器56解调以后，再由内部去交织器62和内部译码器66进行第一级去交织和译码。
内部译码器66通过线路68被耦合到外部去交织器72。外部去交织器72能以总的与外部交织器36的运行方式相反的方式运行。外部去交织器去交织加到其上的信号中的比特组。
内部译码器66通过线路68被耦合到外部去交织器72。外部去交织器72能以总的与外部交织器36的运行方式相反的方式运行。外部去交织器去交织加到其上的信号的比特组。
外部去交织器72通过线路74被耦合到外部信道译码器76。外部信道译码器能以总的与外部信道编码器32的运行方式相反的方式运行。外部信道译码器能用来对于加到其上的信号的比特组进行块译码。
内部和外部去交织器62和72以及内部和外部译码器66和76一起构成本发明的实施例的装置80，它被用于去交织和译码多级交织和编码的信号。
外部信道译码器76通过线路81被耦合到源译码器82。源译码器能以总的与源编码器26的运行方式相反的方式运行，以及在线路84上产生源译码信号，它被加到信息汇集装置(sink)86。
全双工通信允许在网络基础结构部分12与移动终端14之间进行。网络基础结构部分12包括接收机电路，在这里用方块88代表，它总的以类似于构成移动终端14的接收机电路的单元的方式运行。另外，类似地，移动终端14包括发射机电路，在这里用方块92代表，它能以总的与被显示为构成网络基础结构部分12的部件的发射机电路的单元的相同的方式运行。
通过多级编码和交织由信息源22产生的信息信号，就能增加重新创建信息信号的信息内容的可能性，即使是通信信道16存在有重大的多径衰落水平(基础结构部分就是通过该信道来传送已调制的信号的)。
通过对信息源22产生的信息信号的数据比特执行适当的编码和交织操作，可以提供足够好的误码率性能，以便允许传输数据。具备这样高的无线链路性能的数据传输，在移动无线环境下完全是需要的，这样，可以例如进行无线多媒体传输，以便实现环球网浏览以及视频传输。
如前所述，编码和交织操作会引入传输延时。这样的传输延时是由于既需要编码和交织数据比特，又需要译码和去交织数据比特，另外，在一个以上的帧范围内执行这样的操作，一般需要使这样的连续帧经过缓冲，以便于执行交织以及去交织操作。当外部交织和内部交织操作功能被分开地执行时，一般需要在执行这样的操作以前缓冲信息信号帧序列。类似地，当内部和外部去交织操作作为分开的功能来执行时，在执行这样的去交织操作以前，需要分开的缓冲。
然而，通过在相同数目的帧上执行外部和内部交织可以达到传输延时的减小，因为只需要单个缓冲级执行交织操作和单个缓冲级执行去交织操作。也就是说，如果执行外部交织的帧的数目N相应于执行内部交织的帧的数目K，即N＝K，则能实现传输延时的减小。
在本发明的实施例中，编码器32和42以及交织器36和46一起位于单个逻辑装置中，外部和内部交织器36和46能用来在相同的一组帧的范围内执行分开的交织功能。提供了在这样的操作之间协同工作的功能。因为外部和内部交织器能工作在相同数目的帧范围之内，所以，只需要单个缓冲级来缓冲那些要被执行交织的帧。
同样地，在移动终端只需要单个缓冲级来执行内部和外部去交织操作。由此，与第二级缓冲级相关的传输延时被避免了。内部交织器的交织范围可以做得和外部交织器的范围一样大，这完全不会对总的延时有重大影响。通过使得内部交织器的规模对于给定的总的延时尽可能大，可以使传输方案的性能最佳化。
图2A-D显示了由构成图1所示的通信系统10的一部分的选择的部件所造成的各种传输延时。查看这些图，可看出由对其执行交织和编码、及相应的去交织和译码操作的帧的链路选择所造成的传输延时的差异，以及执行这样的操作的功能性位置。
首先，图2A显示了在内部编码器和交织器42-56与内部去交织器和译码器62-66之间引入的传输延时。总的传输延时TD1如下TD1＝TF+Tpiei+TPidd其中Tpiei内部编码器和交织器的处理延时TF帧延时
TPidd内部译码器和去交织器的处理延时图2B显示了图1所示的通信系统10的附加部分。这里，再次地，显示了部件42-46和62-66。在图2B上，还显示了外部编码器和交织器36-50与外部去交织器和译码器72-76。当K＝1时，传输延时TD2可被表示为TD2＝2NTF+TF+Tpiei+TPidd+Tpoei+Tpodd其中Tpoei外部编码器和交织器的处理延时TPodd外部译码器和去交织器的处理延时以及其中其余的项是如前面规定的。
图2C显示了与图2B所显示的相同的结构。然而，这里显示了当K＝D时的传输延时TD3。传输延时TD3如下TD3＝2NTF+(2N-1)TF+NTpiei+NTPidd+Tpoei+Tpodd其中各项是如前面规定的。
图2D再次显示了与前面图2B和2C所显示的相同的结构。然而，这里这样的单元的功能是在通信系统的发送和接收端在单个逻辑装置中实现的。传输延时TD4如下TD4＝2NTF+NTpiei+NTPidd+Tpoei+Tpodd其中各项是如前面规定的。
各种传输延时的比较表明，与图2D所示的结构有关的传输延时大约和图2B所示的相同，而相反地，图2C所示的结构具有大约为图2D所示的延时量的两倍。
图3详细地显示了设备50。再次地，该设备被显示为包括外部信道编码器32，后者被耦合来接收在线路28上产生的源编码的信号。该设备在这里被显示为包括一个用于缓冲N帧数据的缓冲器102。一旦被缓冲后，由缓冲器102缓冲的帧的数据比特组被外部编码器32编码和由交织器36在数据帧范围内交织。此后，如前所述，数据比特被内部编码器42编码和由内部交织器46交织。该设备50还被显示为包括一个控制装置104，它通过控制线106耦合到编码器32和42、交织器36和46、以及缓冲器102。控制装置104能用来选择以及在其它情况下控制编码器的编码速率，选择和控制交织器运行的方式(例如，交织深度和宽度)，以及选择和控制由缓冲器102缓冲的N帧的数目。控制装置例如提供以后重新建立由业务特别规定的编码和交织方案的能力。控制装置104由此构成码速率选择器和帧数目选择器，并且也能够控制外部和内部交织的宽度和深度，以及外部交织器交织的组的组大小。
图4详细地显示了前面在图1所示的设备80。这里，缓冲器108位于线路58与内部去交织器62之间。缓冲器108缓存由解调器56(如图1所示)形成的解调信号的N个帧。由缓冲器缓存的数据比特帧的数据比特被内部去交织器62去交织和由译码器66译码。在一个实施例中，N帧缓冲可在内部去交织器中实行，而不需要一个分开的装置108。然后，如前所述，数据比特帧的数据比特组被外部去交织器72去交织，以及对数据比特帧的数据比特组的块译码由外部译码器76执行。设备80还被显示为包括控制装置114，它通过控制线116耦合到译码器66和76、去交织器62和72、以及缓冲器108。控制装置114能用来选择和控制译码器的译码速率，选择和控制去交织器运行的方式，以及选择由缓冲器108缓冲的N帧的数目。
因为相同数目的数据比特帧被外部和内部交织器36和46交织以及被去交织器62和72去交织，所以，只有一旦在产生通信信号期间和只有一旦在恢复设备80接收到的信息内容期间，才需要缓冲这些帧。
图5显示了示例性块编码器(也显示为32)的运行，其中外部信道编码器32可由它们构成。块编码的实例是Reed-Solomon(里德-所罗门)码和BCH(Bose，Chadhuri，Hocquenhem)码。如图所示，数据比特消息块在这里通过线路128被加到块编码器32。块编码器32在线路134上产生码块133，它在这里被显示为由消息块130和检验比特135构成。检验比特135取决于消息块130的数据比特数值。虽然没有分开地显示，译码器76可类似地被构成为能总的以与图5所示的相反的方式运行。
图6显示了示例性卷积编码器(也显示为42)，其中内部码器42可由它们组成。输入线路138被耦合到编码器42，以提供数据比特的消息块139给编码器。在卷积编码器中，由编码器产生的码符号具有的数值不单取决于被移入编码器的当前消息块中的数字，也取决于先前加到编码器的消息块的数值。
在图6的示例性说明中，被加到编码器42的消息块139的每个比特被编码成两个比特，它们构成在线路144上产生的编码信息流143。虽然没有分开显示，译码器66可类似地被构成为能总的以与图6所示的相反的方式运行。
图7显示了示例性块交织器的运行，用于把数据帧的数据比特交织在一起。在所示的例子中，数据比特流150被分成为成行的数据比特流，并且在级152中以矩阵样的方式排列。数据比特流在这里具有至少N个信号比特帧的长度。
数据流150因而是逐行地读入的。然后，交织的数据比特流154是通过从级152逐列地读出数据比特而产生的，如图7所示。
在级152中的行数规定了交织深度，列数规定了交织器的交织宽度。在本例中，交织宽度是12，以及交织深度是4。通过这样地交织数据比特，在传输交织信号的通信信道上呈现的衰落凹坑点并不导致整个输入数据比特帧的丢失；而是丢失几个帧的个别的比特。如果只有帧的一小部分信息内容丢失，帧的信息内容多半可能恢复。虽然图7显示了块交织操作，但其它类型的交织，例如卷积交织，也能连同这种交织提供的控制可能性一起来考虑。
虽然没有分开地显示，但数据比特组(例如八-数据比特的组)的交织可在接连的数据比特帧中间类似地被交织。去交织器操作(例如由去交织器62和72执行的操作)总的与图上所示的交织器操作相反地进行。
图8显示了本发明的实施例的方法总的显示为170。该方法能用来编码和交织由通信站在通信信道上要被发送的通信信号。通信信号由接连的数据比特帧构成。
首先，如用方块172表示的那样，在通信信号的选择数目的接连的数据比特帧范围内至少所选择的数据比特被编码。
然后，如方块174表示，在通信信号的选择数目的接连的数据比特帧范围内至少所选择的数据比特被交织。
然后，如方块176表示，选择数目的接连的数据比特帧的每个帧的至少所选择的数据比特被编码。
然后，如方块178表示，在选择数目的数据比特的接连帧范围内，至少所选择的数据比特被交织。
通过这样地编码和交织通信信号，即使是通信信号在呈现很大的衰落程度的通信信道上发送的情况下，通信信号的信息内容被恢复的可能性多半是存在的。
本发明的实施例的方法同样地能用来译码和去交织多级编码和交织的信号。这种方法的步骤总的和图8所示的那些方法步骤相反地进行。
当信息内容包括要被发送到接收站的数据时，需要确保在通信信道上发送的通信信号的信息内容可以以很少错误或没有错误地被恢复是特别重要的。
本发明的实施例在无线系统中的运行允许在不增加过分的传输延时的情况下改善无线链路性能，这在其它情况下则需要提供多级编码和交织。由于多级编码和交织可以在单个逻辑装置中实现，所以整个交织和编码操作可以在无线基站中实现，该无线基站形成要被发送到移动终端的下行链路信号。在移动终端构成的类似的电路允许恢复被发送到该终端的下行链路信号的信息内容。并且，移动终端的电路也允许产生用于发送到基站的多级编码和交织的信号。
前面的说明是针对用于实施本发明的优选实例的，因此，本发明的范围不应当必须限制于这个说明。本发明的范围是由以下的权利要求来规定。
权利要求
1.在通过通信信道发送通信信号给远端装置的通信站中，一种改进的、用于通过通信信道发送通信信号以前编码和交织数据比特的设备，该通信信号由数据比特帧构成，所述设备包括外部编码器，被耦合来提供数据比特帧，所述外部编码器用于编码在第一选择数目的数据比特帧范围内的至少选择的数据比特；外部交织器，被耦合来当数据比特帧被所述外部编码器编码后提供数据比特帧，所述外部交织器用于交织在选择数目的数据比特帧范围内的至少选择的数据比特；内部编码器，被耦合来当数据比特帧被所述外部交织器交织后提供数据比特帧，所述内部编码器用于编码选择数目的数据比特帧的每个帧的至少选择的数据比特；以及内部交织器，被耦合来当数据比特帧被所述内部编码器编码后提供数据比特帧，所述内部交织器用于交织在选择数目的数据比特帧范围内的至少选择的数据比特。
2.权利要求1的设备，其特征在于，其中所述外部编码器编码至少选择的数据比特组。
3.权利要求2的设备，其特征在于，其中所述外部编码器包括块编码器。
4.权利要求1的设备，其特征在于，其中所述外部交织器交织至少选择的数据比特组。
5.权利要求1的设备，其特征在于，其中所述内部编码器编码至少选择的数据比特的单独的数据比特。
6.权利要求5的设备，其特征在于，其中所述内部编码器包括卷积编码器。
7.权利要求1的设备，其特征在于，其中所述内部交织器交织至少选择的数据比特中的单独的数据比特。
8.权利要求1的设备，其特征在于，还包括编码速率选择器，它被耦合到所述外部编码器，所述编码速率选择器用于选择所述外部编码器运行的编码速率。
9.权利要求1的设备，其特征在于，还包括编码速率选择器，它被耦合到所述内部编码器，所述编码速率选择器用于选择所述内部编码器运行的编码速率。
10.权利要求1的设备，其特征在于，还包括发送缓冲器，它被耦合来提供数据比特帧，所述发送缓冲器用于缓存选择数目的接连的数据比特帧，以及其中所述外部编码器被耦合来接收由所述发送缓冲器缓存的选择数目的帧。
11.权利要求10的设备，其特征在于，还包括帧数目选择器，它被耦合到所述发送缓冲器，所述帧数目选择器用于选择由所述发送缓冲器存储的选择数目的帧。
12.权利要求1的设备，其特征在于，其中通信站包括蜂窝通信系统的无线基站，通信信号包括下行链路信号，通信信道包括下行链路信道，远端装置包括可在蜂窝通信系统中运行的移动终端，以及其中所述外部编码器、所述外部交织器、所述内部编码器、和所述内部交织器被构建在无线基站中。
13.权利要求12的设备，其特征在于，其中无线基站还用来接收由移动终端在上行链路信道上发送的上行链路信号，所述设备还用于当接收到上行链路信号后译码和去交织上行链路信号，上行链路信号也由数据比特帧构成，所述设备包括内部去交织器，被耦合来提供构成下行链路信号的数据比特帧，所述内部去交织器用于去交织在构成上行链路信号的选择数目的数据比特帧范围内的至少选择的数据比特；内部译码器，被耦合来当数据比特帧被所述内部去交织器去交织后提供构成上行链路信号的数据比特帧，所述内部译码器用于译码构成上行链路信号的选择数目的数据比特帧的每个帧的至少选择的数据比特；外部去交织器，被耦合来当数据比特帧被所述内部译码器译码后提供构成上行链路信号的数据比特帧，所述外部去交织器用于去交织在构成上行链路信号的选择数目的数据比特帧范围内的至少选择的数据比特；以及外部译码器，被耦合来当数据比特帧被所述外部去交织器去交织后提供构成上行链路信号的数据比特帧，所述外部译码器用于译码构成上行链路信号的选择数目的数据比特帧范围内的至少选择的数据比特。
14.权利要求13的设备，其特征在于，其中所述内部去交织器、所述内部译码器、所述外部去交织器、和所述外部译码器被构建在移动终端中。
15.权利要求14设备，其特征在于，还包括接收缓冲器，它被耦合来接收上行链路信号，所述接收缓冲器用于缓存构成上行链路信号的选择数目的数据比特帧，以及其中所述内部去交织器被耦合来接收由所述接收缓冲器缓存的选择数目的帧。
16.权利要求15的设备，其特征在于，还包括帧数目选择器，它被耦合到所述接收缓冲器，所述帧数目选择器用于选择由所述接收缓冲器存储的选择数目的帧。
17.权利要求13的设备，其特征在于，其中所述内部去交织器去交织构成上行链路信号的数据比特帧的至少选择的数据比特帧中的单独的数据比特。
18.权利要求13的设备，其特征在于，其中所述内部译码器译码至少选择的数据比特的单独的数据比特。
19.权利要求17的设备，其特征在于，其中所述内部译码器包括卷积译码器。
20.权利要求13的设备，其特征在于，其中所述外部去交织器去交织至少选择的数据比特组。
21.权利要求13的设备，其特征在于，其中所述外部译码器译码至少选择的数据比特组。
22.权利要求20的设备，其特征在于，其中所述外部译码器包括块译码器。
23.权利要求13的设备，其特征在于，还包括译码速率选择器，它被耦合到所述内部译码器，所述译码速率选择器用于选择所述内部译码器运行的译码速率。
24.权利要求13的设备，其特征在于，还包括译码速率选择器，它被耦合到所述外部译码器，所述译码速率选择器用于选择所述外部译码器运行的译码速率。
25.在通过上行链路信道发送上行链路信号给远端装置的通信站中，一种改进的、用于在上行链路信号通过上行链路发送以前编码和交织上行链路信号的设备，上行链路信号由数据比特帧构成，所述设备包括外部编码器，被耦合来提供数据比特帧，所述外部编码器用于编码在选择数目的数据比特帧范围内的至少选择的数据比特；外部交织器，被耦合来当数据比特帧被所述外部编码器编码后提供数据比特帧，所述外部交织器用于交织在选择数目的数据比特帧范围内的至少选择的数据比特；内部编码器，被耦合来当数据比特帧被所述外部交织器交织后提供数据比特帧，所述内部编码器用于编码选择数目的接连的数据比特帧中的每个帧的至少选择的数据比特；以及内部交织器，被耦合来当上行链路信号被所述内部编码器编码后提供上行链路信号，所述内部交织器用于交织在选择数目的接连的数据比特帧范围内的至少选择的数据比特。
26.权利要求25的设备，其特征在于，其中通信站包括可在蜂窝通信系统运行的移动终端，远端装置包括可在蜂窝通信系统中运行的无线基站，以及其中所述外部编码器、所述外部交织器、所述内部编码器、和所述内部交织器被构建在移动终端中。
27.权利要求25的设备，其特征在于，其中通信站还用来接收由远端装置在下行链路信道上发送的下行链路信号，所述设备还用于当接收到下行链路信号后译码和去交织下行链路信号，下行链路信号也由数据比特帧构成，所述设备包括内部去交织器，被耦合来接收构成下行链路信号的数据比特帧，所述内部去交织器用于在构成下行链路信号的选择数目的数据比特帧范围内去交织至少选择的数据比特；内部译码器，被耦合来当数据比特帧被所述内部去交织器去交织后提供构成下行链路信号的数据比特帧，所述内部译码器用于译码构成下行链路信号的选择数目的数据比特帧中的每个帧的至少选择的数据比特；外部去交织器，被耦合来当数据比特帧被所述内部译码器译码后提供构成下行链路信号的数据比特帧，所述外部去交织器用于在构成下行链路信号的选择数目的数据比特帧范围内去交织至少选择的数据比特；以及外部译码器，被耦合来当数据比特帧被所述外部去交织器去交织后提供构成下行链路信号的数据比特帧，所述外部译码器用于译码构成下行链路信号的选择数目的数据比特帧范围内的至少选择的数据比特。
28.用于编码和交织由通信站在通信信道上发送的通信信号的方法，通信信号由接连的数据比特帧构成，所述方法包括以下步骤编码在通信信号的选择数目的接连的数据比特帧范围内的至少选择的数据比特；交织在通信信号的选择数目的接连的数据比特帧范围内的至少选择的数据比特组；编码选择数目的接连的数据比特帧中的每个帧的至少选择的数据比特；以及交织在选择数目的接连的数据比特帧范围内的至少选择的数据比特。
29.权利要求28的方法，其特征在于，其中通信信号在通信信道上被发送到远端装置，以及其中所述方法当通信信号在远端装置被接收以后还包括以下步骤去交织在选择数目的接连的数据比特帧范围内的至少选择的数据比特组；译码选择数目的接连的数据比特帧中的每个帧的至少选择的数据比特；去交织在选择数目的接连的数据比特帧范围内的至少选择的数据比特；以及译码选择数目的接连的数据比特帧范围内的至少选择的数据比特。
全文摘要
用于改进无线通信系统、例如蜂窝通信系统(10)的无线链路性能的设备(50)和相关的方法。数字信息信号的数据比特的多级编码(32,42)和交织(36,46)是在单个逻辑装置(诸如无线基站)中完成的。通过在相同数目的数据比特信息帧上执行两级交织(36,46),只需要单个缓冲级来执行这样的多级交织。
文档编号H04L1/00GK1250563SQ9880342
公开日2000年4月12日 申请日期1998年1月13日 优先权日1997年1月17日
发明者T·桑丁, P·特德, H·珀松 申请人:艾利森电话股份有限公司