數據傳送方法、數據傳送系統、發射機、接收機的製作方法
2023-09-17 22:27:10 1
專利名稱：數據傳送方法、數據傳送系統、發射機、接收機的製作方法
技術領域：
本發明是1998年3月24日進入的名稱為「數據傳送方法、數據傳送系統、發射機、接收機」申請號為97190959.8的申請的分案申請。
本發明涉及一種數據傳送方法，數據傳送系統以及一種發射機和一種接收機，通過以恆定傳送速度傳送固定長度幀中的可變長度數據，實現一種看上去速度可變的傳送。
在一種將語音信號等信息變換為數字數據、並在變換之後傳送數據的數據傳送方法中，一般有一部分有待傳送的信息在時間上不固定，而是不時變化。
因此，通過將傳送數據分割成固定長度的幀，再將可變位長的數據分幀傳送，就能改變傳送速度。從而能夠使發射機以恆定幀周期高效傳送信息，避免多餘的傳送，節約能耗。
為了實現以可變速度傳送數據，就需要使接收機能夠利用某種裝置獲取有關每幀傳送的速度信息。通常有兩種能夠達到這種目的的方法第一種方法是將每幀的速度信息作為幀數據的一部分傳送，從而使接收機能夠根據該速度信息判定速度；第二種方法是不傳送速度信息，而是利用在傳送數據中添加檢錯碼來表示通信質量，在此情況下，接收機根據檢錯碼來判定速度。
另一方面，在通過無線電信道進行數據傳送等通信環境中會產生許多錯誤，大都要對傳送數據進行糾錯(FFCForward ErrorCorrection[正向糾錯])，以改善傳送質量。已知的糾錯碼和糾錯解碼法有卷積碼和最大似然解碼法，如維特比解碼法。
在不向接收機傳送速度信息，而讓接收機利用在傳送數據中添加的表示通信質量的檢錯碼來判定速度的第二種方法中，判定速度的錯誤率取決於檢錯碼的字長，而且即使能夠減少傳送錯誤，判定的錯誤率、即對並未發生錯誤所做的誤判率的概率也不能夠降低到某個等級以下。
另一方面，在將速度信息從發射機傳送到接收機的第一種方法中，如果在傳送過程中已產生錯誤，接收機就不能夠判定已接收幀的有效長度。即使在數據部分本身並沒有錯誤，接收機也很難準確地將數據復原。
因此，本發明的一個目的是要解決上述問題，並提供一種能夠通過在任何通信環境中可靠地判定速度，實現高質量的可變速度的數據傳送方法，數據傳送系統，以及一種發射機和一種接收機。
為了實現上述目的，本發明通過下列步驟實現數據傳輸，並提供一種包括下列裝置的數據傳送系統傳送端將傳送數據分割成固定時間長度幀，每幀包含可變位數據，並在每幀的固定位置處添加對在幀中已傳送數據計算出的檢錯碼，隨後傳送端為了糾錯對已傳送數據產生糾錯碼和檢錯碼執行各幀的共用交錯處理，並以固定傳送速度傳送數據。在此情況下，不傳送幀中留在檢錯碼之後的空白部分。
另一方面，接收端在一幀接一幀的基礎上，對已接收幀數據進行為相應各幀共用的共用去交錯處理，然後對幀數據進行糾錯編碼並計算已傳送數據的檢錯碼，同時順序假定每幀數據的可傳送結束位位置。當在每個結束位的位置處，在已傳送數據序列中的多個經過解碼的候選數據序列的似然最大值和在已傳送數據序列中經過結束解碼獲得的一個經過解碼的數據序列的似然的差值處於預定範圍以內，而且算出的檢錯碼與已接收檢錯碼相符時，接收端即將一個假定的結束位位置判定為已傳送幀數據的結束位位置。並恢復已傳送的數據在糾錯解碼時當檢測出有多個結束位位置處的似然差值處於預定範圍以內時，接收端可以將似然差值最小的結束位位置判定為已傳送幀數據的結束位位置。
另一種辦法是，傳送端能夠通過在每一幀的一個固定位置上添加表示位數或者幀中的已傳送數據的傳送速度；接收端能夠執行去共用交錯處理，並且根據已接收傳送速度信息假定結束位位置，能夠利用最大似然解碼執行幀數據的糾錯解碼並計算已傳送數據的檢錯碼。如果計算出的檢錯碼與已接收的檢錯碼相符，接收端就將假定的結束位位置判定為實際的結束位位置。如果不相符，接收端將除了由速度信息所指的結束位位置以外的其他所有的幀數據的結束位位置都進行假定，對已接收、經過共用去交錯處理的幀數據順序執行糾錯解碼，並且計算其檢錯碼，直到結束位置為止，從而能夠根據在檢錯解碼的過程中的似然差值以及檢錯碼的比較結果對已接收幀數據的結束位位置進行判斷。
根據表示傳送速度的信息位，發射機能夠將當前幀有關的速度信息添加在即將傳送的前一幀的固定位置上；而接收機能夠根據剛剛收到的前一幀的速度信息假定當前幀數據的結束位位置。當速度信息在前一幀中已被傳送時，在同一幀中的位，也就是當前幀中的已傳送數據和檢錯碼和下一幀的速度信息，要按照上述的同樣過程進行檢錯編碼和解碼。
如上所述，本發明除了檢錯碼之外還利用在糾錯解碼過程中獲得的似然信息作為速度判定中的信息，實現了高質量的變速數據傳送，與不傳送速度信息的普通變速傳送相比，能夠大大改進判定速度的誤判率。
除此之外，在速度信息傳送類型的變速數據傳送方法中，本發明能實現改進幀錯誤率和速度判斷誤判率的變速數據傳送，這是通過當數據傳送過程中速度信息中發生任何錯誤時利用似然信息判定速度完成的。
根據本發明的第一個方面，是一種利用幀的傳送來改變平均傳送速度的數據傳送方法，每幀都有固定時間長度並含有可變長度的已傳送數據。在所述傳送方法中在發送端包括下列步驟算出在每幀已傳送數據中的檢錯碼；按恆定傳送速度傳送幀數據；所述幀數據中包含檢錯碼、已傳送數據、尾位；並且已利用一個卷積碼進行過糾錯編碼，並對各幀進行了共用交錯處理；在接收端包括下列步驟在對接收的幀數據進行了各幀的共用去交錯處理後，逐幀依次假定幀數據的全部可傳送結束位位置；根據最大似然解碼的結果進行糾錯解碼，直至假定的結束位位置；並算出一個已傳送數據部分的檢錯碼；在糾錯解碼過程中，在一個假定的結束位位置，如果在已傳送數據序列的多個經過解碼的候選數據序列中的最大似然值與通過結束已傳送數據序列的解碼而求出的一個經過解碼的數據序列的似然值之間的差值處於預定的範圍以內，則判定該假定的結束位位置就是已傳送幀數據的結束位位置，以及根據在判定步驟中所得結果，恢復可變長度傳送的數據。
按照本發明的第二個方面，是一種利用幀的傳送來改變平均傳送速度的數據傳送方法，每幀都有固定時間長度並含有可變長度的已傳送數據。在所述傳送方法中在發送端包括下列步驟逐幀算出表示已傳送數據的傳送速度的傳送速度信息和已傳送數據的一個檢錯碼；按恆定傳送速度傳送幀數據；所述幀數據包含傳送速度信息、檢錯碼、已傳送數據、尾位；並且已利用一個卷積碼進行過糾錯編碼，並對各幀進行共用了交錯處理；在接收端包括下列步驟在對接收的幀數據進行了各幀的共用去交錯處理後根據接收的傳送速度信息逐幀假定結束位位置，根據最大似然解碼的結果進行糾錯解碼，直至假定結束位位置；並算出一個已傳送數據部分的檢錯碼；如果算出的檢錯碼與已接收檢錯碼逐位完全相符，則判定該結束位位置就是已傳送幀數據的結束位位置；如果錯誤解碼用碼與在作判定的步驟中的不相符，則相應於已接收的、經去交錯處理的幀數據，連續對根據已接收傳送速度信息假定的結束位位置之外的所有可傳送結束位位置進行假定；根據最大似然解碼的結果進行糾錯解碼，直至假定的結束位位置；並算出一個已傳送數據部分用的檢錯碼；在糾錯解碼過程中，在一個假定的結束位位置，如果在相應於已傳送數據序列的多個經過解碼的候選數據序列中的最大似然值與通過結束對已傳送數據序列的解碼而求出的一個經過解碼的數據序列的似然值之間的差值處於預定的範圍以內，並且計算出的檢錯碼與接收的檢錯碼相符，則判定該假定的結束位位置就是已傳送幀數據的結束位位置；以及根據在判定步驟中所得結果，恢復可變長度傳送的數據。
此時，本數據傳送方法還可以進一步包括這樣的判定步驟當檢測出的多個結束位位置滿足這樣的條件，即在糾錯解碼過程中，在每個結束位位置，相應於已傳送數據序列的經過解碼的多個候選數據序列中的最大似然值與通過結束對已傳送數據序列的解碼而求出的似然值之間的差值處於預定的範圍以內，並且算出的檢錯碼與已接收檢錯碼相符時，即可判定似然差值達到最小程度的假定結束位位置就是已傳送幀數據的結束位位置。
按照本發明的第三個方面，是一種利用幀的傳送來改變平均傳送速度的數據傳送系統，每幀都有固定時間長度並含有可變長度的已傳送數據。在上述傳送系統中在發射機中包括計算每幀已傳送數據中的檢錯碼的裝置；利用卷積碼對幀數據執行糾錯編碼的裝置，所述幀數據中包括檢錯碼、已傳送數據和尾位；對幀數據執行交錯處理的裝置，所述幀數據已進行過糾錯編碼，且交錯處理對各個幀是共用的；按恆定傳送速度傳送進行過交錯處理的幀數據的裝置；並且在接收機中包括
對接收的幀數據進行去交錯處理的裝置，所述去交錯處理對各個幀是共用的；逐幀依次設定假定幀數據的全部可傳送結束位位置，並根據最大似然解碼的結果進行糾錯解碼，直至假定的結束位位置的裝置，所述幀數據進行過去交錯處理；逐幀依次假定幀數據的全部可傳送結束位位置，並計算已傳送數據部分的檢測碼的裝置，所述幀數據進行過去交錯處理；在糾錯解碼過程中，在一個假定的結束位位置，如果在相應於已傳送數據序列的多個經過解碼的候選數據序列中的最大似然值與通過結束對有關已傳送數據序列的解碼時求出的一個經過解碼的數據序列的似然值之間的差值處於預定的範圍以內，則判定該假定結束位位置就是已傳送幀數據的結束位位置的裝置；以及根據判定裝置所得結果，恢復可變長度傳送的數據的裝置。
按照本發明的第四個方面，是一種利用幀的傳送來改變平均傳送速度的數據傳送系統，每幀都有固定時間長度並含有可變長度的已傳送數據。在所述傳送系統中在發射機中包括逐幀算出表示已傳送數據的傳送速度的傳送速度信息以及已傳送數據的檢錯碼的裝置；利用卷積碼對幀數據執行糾錯編碼的裝置，所述幀數據中包括檢錯碼、已傳送數據和尾位；對幀數據執行交錯處理的裝置，所述幀數據已進行過糾錯編碼，且交錯處理對各個幀是共用的；按恆定傳送速度傳送進行過交錯處理的幀數據的裝置；在接收機中包括對接收的幀數據進行去交錯處理的裝置，所述去交錯處理對各個幀是共用的；根據接收到的傳送速度信息，逐幀假定幀數據的一個結束位位置，根據最大似然解碼的結果進行糾錯解碼，直至假定的結束位位置的裝置，所述幀數據進行過去交錯處理；根據接收到的傳送速度信息，逐幀假定幀數據的一個結束位位置，並計算已傳送數據部分的一個檢錯碼的裝置，所述幀數據進行過去交錯處理；如果計算的檢錯碼與接收的檢錯碼逐位相符，則將假定的結束位位置判定為已傳送的幀數據的結束位位置的裝置；如果檢錯碼在判定裝置互不相符，則相應於所接收的、並經過去交錯處理的幀數據，除了根據所接收的傳送信息而假定的結束位位置之外，對幀數據的全部可傳送結束位位置依次進行假定，並且根據最大似然解碼對幀數據進行糾錯解碼，直至假定的結束位位置的裝置；如果檢錯碼在判定裝置互不相符，則相應於所接收的、並經過去交錯處理的幀數據，除了根據所接收的傳送信息而假定的結束位位置之外，對幀數據的全部可傳送結束位位置依次進行假定，並且計算已傳送數據部分檢錯碼的裝置；如果在判定步驟中檢錯碼不相符，則根據已接收的、經過去交錯處理的幀數據連續對在已接收的傳送速度信息基礎上假定的結束位位置之外的所有可傳送結束位位置進行假定的裝置；在糾錯解碼過程中，在假定的結束位位置，如果在相應於多個經過解碼的候選數據序列中的最大似然值與通過結束對已傳送數據序列的解碼而求出的一個經過解碼的數據序列的似然值之間的差值處於預定的範圍以內，判定該假定結束位位置就是已傳送幀數據的結束位位置的裝置；以及根據判定裝置所得結果，恢復可變長度傳送的數據的裝置。
此時，本數據傳送系統還可以進一步包括這樣的裝置當檢測出的多個結束位位置滿足這樣的條件，即在糾錯解碼過程中，在每個結束位位置，在相應於已傳送數據序列的經過解碼的多個候選數據序列中的最大值與通過結束對已傳送數據序列的解碼而求出的似然值之間的差值處於預定的範圍以內，並且算出的檢錯碼與已接收檢錯碼相符時，即可判定似然差值達到最小程度的結束位位置就是已傳送幀數據的結束位位置。
按照本發明的第五個方面，是一種利用幀的傳送來改變平均傳送速度的數據傳送方法，每幀都有固定時間長度，在每一幀中含有可變長度的已傳送數據。在所述傳送方法中在發送端包括下列步驟算出在每幀已傳送數據中的檢錯碼；按恆定傳送速度傳送幀數據；所述幀數據中包含檢錯碼和已傳送數據；幀數據已被按塊劃分，每塊都已利用分塊碼進行過糾錯碼編碼，並且所述幀數據已進行了各幀的共用交錯處理；在接收端包括下列步驟在對接收的幀數據進行了各幀的共用去交錯處理後，逐幀依次假定最終可傳送的結束位位置，並從第一塊開始直到假定的結束位位置，根據各塊的塊解碼進行糾錯解碼，還算出已傳送數據部分的檢錯碼；如果在對各個塊的糾錯解碼過程中所求出的似然值處於預定的範圍以內，並且算出的檢錯碼與接收到檢錯碼相符，則判定該假定結束位位置就是已傳送幀數據的結束位位置；以及根據在判定步驟中所得結果，恢復可變長度傳送的數據。
按照本發明的第六個方面，是一種利用幀的傳送來改變平均傳送速度的數據傳送方法，每幀都有固定時間長度並含有可變長度的已傳送數據。在所述傳送方法中在發送端包括下列步驟逐幀算出表示已傳送數據的傳送速度的傳送速度信息；按恆定傳送速度傳送幀數據；所述幀數據包含傳送速度信息、檢錯碼和已傳送數據；幀數據都已利用分塊碼進行過糾錯碼編碼並對各幀數據進行了共用交錯處理；在接收端包括下列步驟在對接收的幀數據進行了各幀的共用去交錯處理後，逐幀假定結束位位置，並從幀數據的第一塊直至假定的結束位，根據逐塊基礎上進行的塊解碼進行糾錯解碼；並算出一個已傳送數據部分的檢錯碼；
如果算出的檢錯碼與已接收的檢錯碼逐位完全相符，則判定所假定的結束位位置就是已傳送幀數據的結束位位置；如果檢錯碼在判定步驟不相符，則相應於所接收的並已經過去交錯處理的幀數據，除了根據所接收的傳送速度信息而假定的結束位位置之外，對幀數據的全部可傳送的結束位位置依次進行假定；根據最大似然解碼的結果進行糾錯解碼，直至假定的結束位位置；算出已傳送數據部分的檢錯碼；在糾錯解碼過程中，在假定結束位位置，如果在對各個塊的糾錯解碼所得的似然值處於預定的範圍以內，則判定該結束位位置就是已傳送幀數據的結束位位置；以及根據在判定步驟中所得結果，恢復可變長度傳送的數據。
此時，本數據傳送方法還可以進一步包括這樣的判定步驟當檢出的多個結束位位置滿足這樣的條件，即在糾錯解碼過程中，在多個假定結束位位置，在對各個塊的糾錯解碼過程中得到的似然值處於規定的範圍以內並且算出的檢錯碼與已接收檢錯碼相符時，即可判定似然差值達到最小程度的結束位位置就是已傳送幀數據的結束位位置。
按照本發明的第七個方面，是一種利用幀的傳送來改變平均傳送速度的數據傳送系統，每幀都有固定時間長度並含有可變長度的已傳送數據。在所述傳送系統中在發射機中包括計算每幀已傳送數據中的檢錯碼的裝置；將包括檢錯碼和已傳送數據的幀數據劃分成塊，並使用塊碼對每塊執行糾錯編碼的裝置；對幀數據進行交錯處理的裝置，所述幀數據進行過糾錯編碼，交錯處理對各個幀是共用的；以及按恆定傳送速度傳送幀數據的裝置，所述幀數據已進行了交錯處理；在接收機中包括
對接收的幀數據進行去交錯處理的裝置，所述去交錯處理對各幀是共用的；逐幀依次假定幀數據的全部可傳送的結束位位置，並從第一塊開始直到假定的結束位位置根據各塊的塊解碼執行幀數據的糾錯解碼的裝置；逐幀依次假定幀數據的全部可傳送結束位位置，並計算已傳送數據部分的檢錯碼的裝置，所述幀數據進行過去交錯處理；如果在對各個塊的糾錯解碼過程中所求出的似然值處於預定的範圍以內並且算出的檢錯碼與所接收的檢錯碼相符，則判定假定的結束位位置就是已傳送幀數據的結束位位置所用的裝置；以及根據在判定裝置所得結果，恢復可變長度傳送的數據的裝置。
按照本發明的第八個方面，是一種利用幀的傳送來改變平均傳送速度的數據傳送系統，每幀都有固定時間長度並含有可變長度的已傳送數據。在所述傳送系統中在發射機中包括逐幀算出表示已傳送數據的傳送速度的傳送速度信息和已傳送數據的檢錯碼的裝置；使用塊碼對包括傳輸速度信息、檢錯碼和已傳送數據的幀數據執行糾錯編碼的裝置；對幀數據執行交錯處理的裝置，所述幀數據進行過糾錯編碼，交錯處理對各個幀是共用的；按恆定傳送速度傳送幀數據的裝置，所述幀數據進行過交錯處理；在接收機中包括對接收的幀數據進行去交錯處理的裝置，交錯處理對各幀是共用的；根據所接收的傳送速度信息逐幀假定結束位位置，並從第一塊開始直至假定的結束位，根據逐塊基礎上進行的塊解碼對幀數據進行糾錯解碼的裝置；
根據所接收的傳送速度信息逐幀假定幀數據結束位位置，並計算已傳送數據部分的檢錯碼的裝置，所述幀數據進行過去交錯處理；如果算出的檢錯碼與已接收檢錯碼逐位完全相符，則判定所假定的結束位位置就是已傳送幀數據的結束位位置的裝置；如果檢錯碼在判定裝置中互不相符，則相應於對所接收的並經過共用去交錯處理的幀數據，除了根據所接收的傳送速度信息而假定的結束位位置之外，對所有可傳送的結束位位置依次進行假定，並在塊解碼的基礎上進行糾錯解碼的裝置；如果檢錯碼在判定裝置中互不相符，則相應於對所接收的並經過共用去交錯處理的幀數據，除了根據所接收的傳送速度信息而假定的結束位位置之外，對所有可傳送的結束位位置依次進行假定，並計算已傳送數據部分的檢錯碼的裝置；在糾錯解碼過程中，在假定的結束位位置，如果在各個塊的糾錯解碼過程中所得的似然值處於預先規定的範圍以內，則判定該假定的結束位位置就是已傳送幀數據的結束位位置所用的裝置；根據在判定裝置中所得的結果恢復可變長度傳送的數據的裝置。
此時，本數據傳送裝置還可以進一步包括這樣的判定裝置當檢出的多個結束位位置滿足這樣的條件，即在糾錯解碼過程中，在每個結束位位置，在對各個塊的糾錯解碼過程中得到的似然值處於預定的範圍以內並且算出的檢錯碼與已接收檢錯碼相符時，即可判定似然差值達到最小程度的結束位位置就是已傳送幀數據的結束位位置。
按照本發明的第九個方面是提供一種實現數據傳送方法的發射機。
按照本發明的第十個方面是提供一種實現數據傳送方法的接收機。
圖1A是表示依照本發明的第1實施例中的一個發射機結構的框圖；圖1B是表示依照本發明的第1實施例中的一個接收機結構的方框圖2A是用來解釋已傳送數據的傳送速度是依照本發明的第1實施例中的最大值時的幀結構圖；圖2B是用來解釋已傳送數據的傳送速度小於依照本發明的第1實施例中的最大值的幀結構圖；圖3是用來解釋依照本發明的第1實施例中的共用交錯處理過程圖；圖4是用來解釋依照本發明的第1實施例中的傳送數據的幀結構圖；圖5是用來解釋依照本發明的第1實施例中在最大似然解碼中的經過解碼的數據序列圖；圖6是用來解釋依照本發明的第1實施例中判定速度算法的流程圖；圖7A是表示依照本發明的第2實施例中的一個發射機結構的方框圖；圖7B是表示依照本發明的第2實施例中的一個接收機結構的方框圖；圖8A是用來解釋依照本發明的第2實施例中已傳送數據的幀結構圖；圖8B是用來解釋依照本發明的第2實施例中已傳送數據的幀結構圖；圖9是用來解釋依照本發明的第2實施例中判定速度算法的流程圖；圖10A是用來解釋依照本發明的第3實施例中已傳送數據的幀結構圖；圖10B是用來解釋依照本發明的第3實施例中已傳送數據的幀結構圖；圖11是用來解釋依照本發明的第3實施例中塊解碼順序圖；圖12是用來解釋依照本發明的第3實施例中判定速度的流程圖。
現參照附圖對本發明進行說明
實施例1圖1A及1B是表示依照本發明的第1實施例的一個發射機和一個接收機的框圖。
在圖1A中，施加在端子1上的已傳送數據序列被輸送到一個檢錯編碼器4和一個幀存儲器1(2)。幀存儲器1(2)存有一個預定位數(即一幀)的數據集。檢錯碼編碼器4算出已傳送各幀數據的檢錯碼(例如，CRC碼)。
然後由多路復用器6將從幀存儲器1(2)讀出的已傳送數據和檢錯解碼所需的尾位加到由檢錯編碼器4算出的檢錯碼中，並順序按幀輸出。
圖2A及2B表示多路復用器6輸出的數據序列。圖2A表示傳送速度為最大的情況；圖2B表示傳送速度小於最大速度的情況。當傳送速度小於圖2B所示的速度時，在幀中就出現空白(沒有數據的間隔)。多路復用器6輸出的數據序列在糾錯編碼器8中進行卷積編碼，然後由交錯器10進行交錯處理。
圖3是表示由交錯器10進行交錯處理情況的示例圖。一幀數據輸出的方向與輸入的方向不同。即，逐行輸入的已傳送數據逐列輸出。由交錯器10輸出的數據序列寫入幀存儲器2(12)。
圖4表示由幀存儲器2(12)輸出的數據序列的一個幀結構。相當於交錯器10的列的數據部分稱為「槽」，每個槽包含N位；每幀包含M槽。因此，每個幀包含N×M位。
交錯器10的輸出輸入到幀存儲器2(12)。在上述處理過程中，傳送端將輸入數據序列逐幀寫入幀存儲器1(2)，在一個單一的過程中進行糾錯編碼以及各幀的共用交錯處理。然後生成準備從幀存儲器2(12)輸向初級調製器的輸入數據。結果，由於每幀要經過交錯和其他處理，所以已傳送數據要有一幀的延遲。
由幀存儲器2(12)輸出的數據序列由RF電路14進行調製，然後通過天線16傳送。作為調製模式使用的有展布頻譜調製、QPSK調製等等。槽中的空白不含信號，所以不對其進行調製。因此，發射機能夠實現在一個恆定幀周期內對可變位長度數據的傳送。
然後，如圖1B所示，接收機接收通過天線20收到的信號，在RF電路22中進行解調，然後，將經過解調的信號順序輸入到去交錯器24。去交錯器24包含一個存儲器，執行一個與傳送端的交錯器10相反的過程。即，逐列(逐槽)寫入數據，然後逐行再將其讀出。這樣就能夠恢復一幀的原有數據序列，從而生成檢錯碼和已傳送的數據序列。提供交錯和去交錯是通過防止猝發錯誤來改進糾錯效果的。
經過去交錯處理的數據序列傳送到糾錯解碼器26，通過最大似然解碼執行它的糾錯解碼。經過糾錯解碼的數據序列通過分離電路28分離成檢錯碼和數據序列。檢錯碼輸入到一個檢錯碼存儲器32中保存。
另一方面，數據序列從端子2作為收到的數據輸出；同時還輸入到檢錯編碼器30。檢錯編碼器30對於和發射機相對應的數據序列重新進行檢錯編碼。經過重新編制的檢錯碼在比較器34中與收到的檢錯碼逐位對比，如果所有位全部彼此相符，便將一個匹配信號輸送到速度判定電路36。
糾錯解碼和檢錯碼的計算與連續對幀數據的可傳送結束位位置的假定同時進行。在此情況下，糾錯解碼器26根據對結束位位置解碼所得的結果向速度判定電路36提供似然信息。速度判定電路36判定結束位位置，即根據由比較器34傳來的似然信息和檢錯碼匹配信號判定每幀的傳送速度。
圖5表示在最大似然解碼過程中經過解碼的數據序列的示例圖。圖6所示是判定速度的算法。這裡假定以維特比解碼作為最大似然解碼。
首先，在維特比解碼開始之後，在步S1-S3中，求出在假定結束位位置(圖5及圖6中的#L)處的、與已傳送數據序列相對應的、經過解碼的殘存數據序列的似然值；其中，經過解碼的殘存數據序列是指在相應狀態中的殘存數據序列(即，在圖5示例圖中達到1-K狀態的經過解碼的數據序列K)。然後，在步S4中，求出經過這樣求出的最大似然值和已傳送數據序列的經過解碼的數據序列的似然值之間的差值。該經過解碼的數據序列已在結束解碼過程時算出(這是指在圖5的示例中到達0狀態的序列)。
然後，在步S5中做出似然差值是否處於預定範圍(圖6中的Δ)以內的判定。如果是處於預定範圍以內，則在步S6中通過倒推跟蹤將選中的經過解碼的數據序列輸出，以便在步S7中進行檢錯編碼(CRC編碼)。
將經過重新進行編碼的CRC與在步S8中收到的CRC進行比較。如果兩者彼此相符，則解碼工作完成，即判定該假定結束位位置就是已接收幀數據的結束位位置。然後將收到的數據進行復原。
如果似然差值大於Δ，或者兩個CRC的比較結果彼此不符，則假定下一個結束位位置，繼續進行維特比解碼。如果檢測出多個結束位位置，且在此位置處的似然差都處於Δ以內，檢錯碼的比較結果也表示相符合，就可以將似然差最小的結束位位置判定為已傳送幀數據的結束位位置。
在圖5的示例中，如果在傳送過程中未出現錯誤，凡是在第二個結束位位置L＝2 處達到狀態0的序列都會產生最大似然(似然差＝0)，並且該經過解碼的序列的檢錯碼的比較結果也會相符。
在此情況下，由於其他結束位位置似然差為零的概率很小，所以，本發明的方法要比僅只根據檢錯碼的比較結果來執行速度判定的常規方法相比，能夠將速度誤判率降低到更小的程度。
另一方面，如果在傳送過程中產生了錯誤，達到狀態0的序列就不一定是似然值最大的序列。在此情況下，將Δ設定為一個適宜的數值，就能夠使經過糾錯、且經過解碼的數據序列的速度判定的誤判率的降低效果與在傳送過程中未曾出現錯誤的情況相類似。通過將Δ設定成使Δ處於低於某一特定值的範圍以內的一個較小的數值，還能夠更進一步地降低平均的速度誤判率。然而，這樣卻會加大幀的平均錯誤率，即兩個CRC的比較結果彼此不符+速度誤判率的概率。
因此，對於要求誤判率非常小的數據傳送，如控制數據的傳送，最好在犧牲幀錯誤率的情況下將Δ設置成很小的數值。
還有一種求算Δ值的辦法，就是要考慮在傳送過程中發生錯誤的趨勢，在設定Δ時，將一個固定值乘以在結束位位置處求出的似然的最大值與最小值之間的差值。
採用上述結構的發射機和接收機所做的數據傳送能夠使接收機接收表面上看是可變速度傳送的數據。在傳送過程中，發射機將每幀包含可變位數的每一幀傳送給接收機，但並不傳送表示在每一幀中的位數的速度信息。
除此以外，採用在維特比解碼過程中獲得的似然信息的方案，能夠大大降低輸出因對速度的誤判而造成在幀中含有錯誤長度的被傳送的信息，從而達到高可靠性的可變速度數據傳送。
實施例2圖7A及7B是表示依照本發明的第2實施例中的一個發射機和接收機的框圖。
圖7A及7B表示的結構是在圖1A及1B中增添了表示已傳送數據的速度信息的傳送；在接收端利用這個速度信息就能夠判定速度。在圖7A及7B中，凡是與圖1A及1B相同的部分都標以同樣的標號。在以下的說明中，主要是針對與圖1A及1B不同部分的運作加以闡述。
首先，將表示已傳送數據的速度信息輸入到端子5上，然後傳送到速度信息存儲器40。速度存儲器40的內容就是保存在幀存儲器1(2)中的數據的傳送速度，即表示數據位數的信息。多路復用器6`以幀為基準順續輸出從速度信息儲存器40讀出的表示已傳送數據速度的信息，由檢錯編碼器4算出的檢錯碼，以及由幀存儲器1(2)中讀出的已傳送數據。
圖8A和8B表示多路復用器6`的數據序列輸出。
另一方面，在圖7B所示的接收器中的糾錯解碼器26`截斷從每幀初始位置開始的連續維特比解碼，獲得設在幀的初始位置的速度信息位的解碼結果。解碼結果保存在速度信息存儲器42中。
圖9所示是實施例2的接收機中的速度判定算法。糾錯解碼器26在步S11-113連續對幀數據進行維特比解碼，直到速度信息存儲器42的內容中所指的結束位為止。然後，在步S14中通過倒退跟蹤輸出一個通過結束過程獲得的、經過解碼的數據序列，並且在步S15中執行檢錯編碼(CRC編碼)。
然後，在步16中將重新編碼的CRC與已接收CRC進行比較。如果比較結果表示兩者相符，解碼完成，判定速度信息存儲器42的內容中所指的結束位位置就是已傳送數據的結束位位置，然後將已傳送數據進行復原。
如果兩個CRC的比較結果說明不相符，則通過對速度信息存儲器42在內容中所指示的結束位位置之外的可傳送的結束位位置依次進行假定而進行糾錯解碼和檢錯碼的計算，利用在維特比解碼中所獲得的似然信息以及在步17中檢錯碼的比較結果(同圖6中的過程S1-S8)進行速度判定。
利用上述方案中發射機和接收機的數據傳送，當沒有傳送錯誤時，就能夠使接收機主動檢出速度信息。另外，即使在傳送過程中已經出現錯誤，接收機也能利用在維特比解碼中獲得的似然信息以及檢錯碼的比較結果來判定速度。因此，由此獲得的幀錯誤率得以改進，達到很小的判定速度誤判率。這就能夠使可變速度的數據傳送的可靠性高。
最好是在緊接在速度信息位之後，而不是在已傳送數據之後，設置固定長度的數據序列，例如，檢錯碼，這是因為通過維特比解碼取得的速度信息的可靠性隨著解碼器中所存的輸入信號的長度(即設在速度信息後面的經過編碼的數據序列的長度)而增大。
此外，發射機能夠緊接在速度信息位或者檢錯碼之後插入尾位；當接收機一旦獲得已接收速度信息、或者該信息再加已接收檢錯碼，就能夠進行一次譯到尾位的解碼；然後重新開始一直譯到結束位的幀數據解碼。
實施例3在本實施例中，塊碼的編碼和解碼是分別在圖1A和圖1 B中的糾錯編碼器8和糾錯解碼器26中進行的。
編碼時，如圖10A，10B所示，從多路復用器6輸出的每幀的數據按照圖10A，10B所示劃分成塊；並且每塊都進行了塊編碼生成並添加奇偶檢驗位)，例如編成BCH碼。
另一方面，在解碼時，各個塊如圖11所示從第1塊開始解碼，並且根據似然信息進行速度判定，即可靠性信息是在各個塊解碼的過程中生成的。
圖12是用來解釋解碼過程的流程圖。只要在BCH解碼過程中獲得的似然信息在預定範圍以內(圖12中的Δ，這裡假定似然信息隨塊中發生的傳送錯誤的增多而增大)，檢錯編碼(CRC編碼)在步S20-S26中進行直到結束位位置#L。如果在步28中判定的重新編碼的CRC(檢驗位)與已接收的CRC相符，解碼完成，判定假定的結束位位置就是已傳送幀數據的結束位位置，將已傳送數據復原。如果似然信息大於Δ，或者CRC的比較結果說明不相符，則經過步S30繼續下一塊的解碼。如果在執行完解碼和計算在所有結束位位置處的檢錯碼之後檢測出有多個結束位位置處的似然信息在Δ範圍以內的，並且檢錯碼的比較結果相符，則判定給出最小似然信息的結束位位置是已傳送幀數據的結束位位置。
如上所述，按照本發明，與採用僅只依靠檢錯碼的普通的速度判定方法相比，利用在最大似然解碼過程中獲得的似然信息能夠大大改進速度的誤判率。從而能夠在通信中提供更可靠的、以幀為基礎的傳送速度可變的數據傳送。
另外，速度信息傳送型的可變速度數據傳送實現高質量的可變數據傳送；當在速度信息傳送中產生任何錯誤時，通過採用利用似然信息和檢錯碼的速度判定方法，改進幀的錯誤率和速度的誤判率。
權利要求
1.一種接收方法，用於接收具有幀的信號以及對所接收的信號逐幀地進行解碼處理，所述每幀都有固定時間長度，並且含有包括可變位信息數據和該信息數據的一個檢錯碼且已經經過糾錯編碼的數據，所述接收方法包括下列步驟假定幀數據的結束位位置；從初始位到一個假定的結束位對幀數據進行糾錯解碼；當糾錯解碼正常完成時，對包括在已解碼數據序列中的一個信息數據部分進行檢錯編碼，所述已解碼的數據序列是用與發送端同樣的編碼算法進行糾錯解碼而獲得的；比較由檢錯編碼步驟生成的所述檢錯碼與包括在已解碼數據序列中的一個檢錯碼部分；當兩個檢錯碼匹配時，存儲已解碼數據序列的一個似然值；對於所有假定結束位位置，執行從糾錯解碼到存儲似然值的各步驟；以及確定使似然值最大的假定結束位位置是正確的結束位位置。
2.根據權利要求1的接收方法，其特徵在於，糾錯編碼是卷積編碼，該接收方法還包括獲得以各自的卷積碼狀態存留的已解碼數據序列的似然值的步驟(S3)，確定步驟(S5)，確定通過終止解碼處理而獲得的已解碼數據序列的似然值與最大似然值之間的差值(S4)是否是預定的值(Δ)，當糾錯解碼已正常完成時，該差值是預定值。
3.一種數據傳送方法，利用傳送幀來改變平均傳送速度，所述每幀都有固定時間長度，並含有可變長度的已傳送數據，所述數據傳送方法包括在發送端包括下列步驟計算每幀已傳送數據的檢錯碼；並且按恆定傳送速度傳送幀數據，所述幀數據包括檢錯碼、已傳送數據和尾位，並且已經經過糾錯編碼，以及在接收端包括下列步驟逐幀連續假定已接收的幀數據的全部可傳送結束位位置，並根據最大似然解碼對假定的結束位位置進行糾錯解碼，和計算已傳送數據部分的檢錯碼；在糾錯解碼過程中，在每個結束位位置，如果檢測出多個結束位位置滿足已解碼數據序列候選序列相對已傳送數據序列的最大似然值與通過終止對有關已傳送數據序列進行解碼而獲得的已解碼數據序列的似然值之間的差值處於預定的範圍以內，並且計算出的檢錯碼與接收到的檢錯碼相符，則確定使似然值差值最小的結束位位置就是已傳送幀數據的結束位位置；以及根據在確定步驟所獲得的結果，恢復可變長度傳送的數據。
4.一種接收機，用於接收具有幀的信號以及對所接收的信號逐幀地進行解碼處理，所述每幀都有固定時間長度，並且含有包括可變位信息數據和該信息數據的一個檢錯碼且已經經過卷積編碼的數據，所述接收機包括糾錯解碼裝置(26)，用於假定幀數據的結束位位置，並從初始位到每個假定的結束位對幀數據進行最大似然解碼，以輸出似然值；分離裝置(28)，用於從已經經過最大似然解碼的信號中輸出一個假定是已傳送的數據的信號和一個假定是檢錯碼的信號；檢錯編碼裝置(30)，用於對假定是已傳送數據的所述信號進行編碼，以輸出經編碼的檢錯碼；比較裝置(34)，用於比較檢錯編碼裝置(30)所生成的檢錯碼與分離裝置(28)所輸出的假定是檢錯碼的信號，以輸出比較結果；以及等級確定裝置(36)，用於輸入由糾錯解碼裝置(26)生成的所述似然值以及由比較裝置(34)輸出的比較結果，如果在一個結束位位置，所生成的檢錯碼和假定是檢錯碼的信號相匹配，並且似然信息最大，則確定假定結束位位置中的該結束位位置是正確的結束位位置。
5.一種數據傳送系統，利用傳送幀來改變平均傳送速度，所述每幀都有固定時間長度，並含有可變長度的已傳送數據，所述數據傳送系統包括在發射機中包括用於計算每幀已傳送數據的檢錯碼的裝置；使用卷積碼，對包括檢錯碼、已傳送數據和尾位的幀數據進行糾錯編碼的裝置；以及按恆定傳送速度傳送已經經過糾錯編碼的幀數據的裝置，以及在接收機中包括逐幀連續假定已接收的幀數據的全部可傳送結束位位置，並根據最大似然解碼對假定的結束位位置進行糾錯解碼的裝置；計算包括在已接收幀數據中的已傳送數據部分的檢錯碼的裝置；在糾錯解碼過程中，在每個結束位位置，如果檢測出多個結束位位置滿足已解碼數據序列候選序列相對已傳送數據序列的最大似然值與通過終止對已傳送數據序列進行解碼而獲得的已解碼數據序列的似然值之間的差值處於預定的範圍以內，並且計算出的檢錯碼與接收到的檢錯碼相符，則確定使似然值差值最小的結束位位置就是已傳送幀數據的結束位位置的裝置；以及根據確定裝置所獲得的結果，恢復可變長度傳送的數據的裝置。
全文摘要
數據傳送方法、數據傳送系統，以及發射機和接收機。傳送端向用戶傳送數據，加上一種檢錯碼；接收端假定所有幀數據的可傳送的結束位位置進行幀數據的維特比解碼直至結束位位置。如果在一個假定結束位位置多個候選已解碼數據序列的似然最大值與結束解碼過程而獲得的已解碼數據序列的似然值之間的差值處於預定範圍以內，而且檢錯碼相符，則判定該假定結束位位置就是已傳送數據的結束位位置，並且恢復已傳送數據。
文檔編號H03M13/00GK1422004SQ0215246
公開日2003年6月4日 申請日期1997年6月23日 優先權日1996年6月24日
發明者奧村幸彥, 安達文幸 申請人:Ntt移動通信網株式會社