直接序列碼分多址系統中的速率檢測的製作方法

2023-08-13 22:32:16

專利名稱：直接序列碼分多址系統中的速率檢測的製作方法
本申請要求1998年10月16日提交的臨時申請號60／104652的內部優先權。
本發明涉及在諸如碼分多址(CDMA)系統的數字通信系統的接收端上的速率檢測方法，在此系統中在發送端上從包括全速率與較低速率的可應用速率組中可變地選擇信息數據速率，每個較低速率是利用全速率除以不同的整數，並且對於較低速率數據進行重複以保持恆定的視在數據傳輸速率。在其特別的方面中，本發明涉及速率檢測方法，其中速率確定或分類判定處理使用還未進行去重複的數據的重複特徵的測量。
一般從IEEE1995全球電信會議上Edith Cohen與Hui-Ling Lou的「Multi-Rate Detection for the IS-95CDMA Forward TrafficChannels」中得知這樣的速率檢測方法。
在1992年，直接序列碼分多址(DS-CDMA)系統由電信工業協會(TIA)採納為臨時標準95(IS-95)部署在800MHz的蜂窩頻帶中。在成功的現場測試與實驗系統之後，IS-95系統現在正以數千萬的用戶進行操作。
CDMA基於原始由Allies在第二次世界大戰期間為抵抗敵人無線電幹擾而研製的擴頻技術。擴頻信號的特徵在於由信號在信道中佔據的帶寬W比以比特／秒為單位的信號的信息速率大得多。因而，擴頻信號固有地包含能用於克服信道引入的幾種類型的幹擾(包括來自同一頻帶中其他用戶的信號和在延遲多徑分量意義上的自我幹擾)的一種類型的冗餘度。擴頻信號的另一關鍵特性是偽隨機性。因此，此信號顯示為類似於隨機噪聲，使得由除預定之外的接收機解調困難。在CDMA系統中，用戶共享公用信道帶寬並利用不同的碼序列來區分用戶。在IS-95的情況中，與用戶的每個通信利用長與短偽噪聲(PN)序列進行調製或加擾，並且也利用分配給此用戶的稱為Walsh碼的一組正交序列之中特定一個序列進行調製，後一調製稱為採用Walsh覆蓋。因而，特定接收機能通過採用PN序列以及由此特定接收機相應的發射機使用的Walsh序列來恢復某一發送的信號。
在IS-95 DS-CDMA系統中，根據利用話音編碼器檢測的話音活動性使用可變的信息數據速率，這能減少較低速率上的發送功率，導致每個用戶較少的平均發射功率和系統容量的顯著增加。根據實施的話音編碼器能編碼兩組信息數據速率(速率組1與2)，每組包括全速率，和半速率、四分之一速率與八分之一速率的較低速率。對於較低速率，重複碼元以獲得與使用全速率時相同的視在碼元傳輸速率。在速率組2中，每幀中具有比速率組1多50％的碼元，但在傳輸之前將速率組2的三分之一碼元進行收縮(puncture)，以便在這兩個速率組中發送幀中相同數量的碼元。該信息數據速率能隨幀而變化，但表示當前使用的數據速率的信息不與語音數據一起進行發送。因此，接收機得利用假設測試來檢測數據速率。利用確定哪個可能的信息數據速率用於當前幀的速率分類或判定邏輯實施的算法稱為速率檢測算法(RDA)。
根據公知的使用數據的重複特徵的速率檢測方法，在任何去重複之前，形成對於速率組1的測量，確定碼元如何在後續的2、4與8碼元組內匹配。這樣的方法雖然僅要求較少量的計算資源但對於只能基於速率判定的IS-95 DS-CDMA系統不具有足夠的可靠性。還有，因為這樣的公知方法不考慮收縮的效果，所以此方法在應用於速率組2時甚至產生更差的結果。
能用於速率檢測的其他信息包括CRC校驗結果(這根據IS-95可用於除速率組1中的四分之一與八分之一速率之外的所有數據速率)、維特比解碼器殘存測量和對於每個可能的數據速率的重新編碼的數據與進入解碼器的數據之間的相關性。後兩種方法利用可從或在以每個可能的數據速率對於每個數據幀的維特比解碼之後獲得的數據，固有地更加可靠，但計算增加了。採用這樣的相關性的方法特別密集使用計算資源，這是因為每個幀對於每個可能的數據速率數據不僅必須進行維特比解碼(在根據要求去收縮與去重複之後)，而且必須進行卷積重新編碼，以形成重新編碼的數據與進入對於每個可能的數據速率的維特比解碼的數據之間的相關性。
計算資源的密集使用是不希望的，特別在無線手機中，這是因為在要求由此手機內的數位訊號處理器(DSP)執行的每部分的指令數量增加時電池壽命一般都減少。在DSP具有相對高比例的其間此DSP能進入空閒模式的輕負荷時間時，可獲得顯著的功率節省。
本發明的一個目的是提供高可靠的但平均來說使用較少量的計算資源的數字通信系統的接收端上速率檢測的一種改善方法。還一目的是速率檢測方法考慮對於可應用速率組所用的任何的收縮模式。
利用這樣的速率檢測方法實現了本發明的這些與其他的目的，其中利用計算簡單的粗判定方法對接收的卷積編碼數據的數據速率進行第一確定，這是因為此粗判定方法基於在任何維特比解碼之前(「前解碼」測量)計算的數據的測量。隨後，使用可從或在第一確定的數據速率上的維特比解碼之後獲得的數據，評估此第一確定的數據速率是否應選擇為實際的數據速率，並最好也評估在此選擇中是具有高還是具有低的置信度。僅在此評估未導致此第一確定的數據速率選擇為實際的數據速率時，採取更準確的但計算密集的細判定方法來使用一個或多個其他數據速率上獲得或計算的後解碼測量。
根據本發明，對於每個可能的較低數據速率，計算數據中重複碼型的前解碼測量，並使用這些測量與第一組門限進行粗判定。在速率組2的前解碼測量的計算中，考慮根據預定碼型已經收縮的此數據。
為了評估粗判定方法的結果，卷積編碼的數據根據要求進行去收縮與去重複、維特比解碼和卷積重新編碼，所有這一切相對第一確定的數據速率。隨後，在第一確定的數據速率上在任何去收縮與去重複之後接收的卷積編碼的數據與卷積重新編碼的數據之間形成第一相關性，並將此第一形成的相關性和與第一確定的數據速率相關的預定門限進行比較，此門限包含在第二組門限之中。當此第一形成的相關性大於(或等於)此門限時，選擇實際的數據速率為第一確定的數據速率。
另一方面，如果第一形成的相關性小於其與之比較的門限，採用細判定方法，其中在速率組2的情況中在去收縮之後和在至少一個其他的數據速率是較低速率之一時去重複之後，接收的卷積編碼的數據根據此速率組的至少一個其他的數據速率進行第二維特比解碼，並利用可從或在第二維特比解碼之後獲得的數據進行第二確定。
還有，根據本發明，細判定方法最好使用在可應用速率組的全速率與每個較低速率上在任何去收縮與任何去重複之後在接收的卷積編碼的數據與卷積重新編碼的數據之間形成的相關性，其中從全速率開始考慮數據速率，並且確定的數據速率在所考慮的數據速率上形成的相關性滿足一個或多個條件組時則設置等於所考慮的速率。
一個條件是在所考慮的數據速率上形成的相關性加上與此所考慮的數據速率相關的第二預定門限大於在其他數據速率上形成的最大的相關性。第二條件是在循環冗餘碼(CRC)校驗可用於所考慮的數據速率時，CRC校驗相對所考慮的數據速率的解碼接收的卷積編碼的數據不失敗。如果CRC校驗不可用於所考慮的數據速率，第二條件是所考慮的數據速率形成的相關性大於與所考慮的數據速率相關的第三預定門限。
由於粗判定方法大多數時間提供正確的速率判定，而只有小部分時間需採用細判定方法，所以本發明的速率確定方法僅使用比粗判定方法稍微多些的計算資源，但都具有細判定方法的可靠性。
根據結合附圖的下面具體的描述將使本發明的其他目的、特徵與優點變得顯而易見，其中

圖1是包括發送端與接收端的DS-CDMA系統的基本功能示意圖，此接收端包括執行去收縮、去重複與維特比解碼的方框；圖2是圖1中包括饋送速率判定邏輯方框的多個測量計算方框的去收縮、去重複與維特比解碼的功能示意圖；和圖3是根據本發明的原理由用於IS-95速率組1的圖2的計算方框速率分類邏輯方框執行的操作的流程圖。
首先參見附圖1，無線CDMA蜂窩類型系統10表示為包括其所示具體細節表示為常規的至少一個基站20和至少一個移動站或手機40。為了解釋，相對通過移動信道30在其之間流動的數據，認為基站20為發送端，並認為移動站40為接收端。應理解基站20與移動站40都能發送與接收，並且每個站在用作接收端時必須執行速率確定。結果，在此上下文允許用於通用目的時，基站20稱為發送端20，而移動站40稱為接收端40。也應認識到所示的功能方框對於本領域技術人員來說是概念性的，本領域技術人員也意識到利用RF部分與基站部分的組合來合適地實施這些功能方框，而後者包括使用固件與應用特定的集成電路(ASIC)的數位訊號處理器和／或微處理器。
在發送端20上，在輸入的模擬人語音的模擬-數字變換(未示出)之後，數位化的語音利用根據IS-95可以基於Qualcomm碼激勵線性預測(QCELP)話音編碼算法的可變速率語音編碼器21來處理。可變速率特性形成在所考慮的系統中採用的話音活動性檢測(VAD)方案的整體部分，其中使用IS-95的速率組1或速率組2。
通常在數字通信模型中，源編碼之後是信道編碼，這實現為常規的卷積編碼器與碼元重複器22，其輸出是包含多個可能重複的多比特碼元的幀。為了克服在通過信道的傳輸期間在信號中引入的噪聲與幹擾的影響，卷積編碼以受控方式在數據序列中加上冗餘度。在卷積編碼之後速率組1的四個速率是19．2kb／s(全速率)、9．6kb／s(半速率)、4．8kb／s(四分之一速率)和2．4kb／s(八分之一速率)。速率組2提供四個可能的速率28．8kb／s、14．4kb／s、7．2kb／s與3．6kb／s。在速率組2中通過從每六個之中刪除兩個碼元(第四與第六碼元)執行另外的收縮。為了保持恆定的19．2kb／s的傳輸速率，編碼的碼元對於半速率幀、四分之一速率幀與八分之一速率幀分別重複一次、三次與七次。
使用卷積編碼的信息傳輸的可靠性僅在由信道引起的差錯統計上是獨立的時增加。實際上，移動信道30的特徵在於多路徑與衰落。因此，差錯將成群出現。作為用於將突發差錯信道變換為具有獨立差錯的信道的一種有效方法，採用編碼數據的交錯。塊交錯器23通過在矩形陣列中格式化從卷積編碼器與碼元重複器22中接收的碼元序列並以列方式讀出碼元來排列這些碼元。所述程序實現數據序列中的時間分集，這導致「斷續」信道存儲。接下來，長碼置亂器24使用模2加法(未示出)將此數據序列與周期為242-1的最大長度偽噪聲(PN)序列(長碼)進行組合。每個前向業務信道的長碼的獨特偏移能使話音保密。Walsh Cover(沃氏覆蓋)方框25將來自長碼置亂器24的置亂與編碼的碼元和64維Hadamard矩陣的一行進行組合。此處理在一個基站的所有發送的信道之中提供正交信道化(不存在多路徑)。在正交BPSK／PN碼置亂器方框26中，此數據流又利用所謂的PN短碼(也是導頻PN序列)、周期為215-1的PN碼通過利用兩個單獨的PN短碼對兩個傳送同一信號的正交分支應用二進位相移鍵控(BPSK)調製來進行置亂。
接收端或移動站40一般使在發送端上完成的操作相反。眾所周知，瑞克接收機／正交BPSK解調／PN碼解亂器方框41、Walsh無覆蓋方框42、長碼解亂器43與塊去交錯器的級聯從移動信道30中接收由於多路徑而相對延遲的多種類型的發送信號並恢復未知數據速率上的碼元序列。塊去交錯器44通過在矩形陣列中格式化接收的碼元並以行方式讀出這些碼元使交錯相反來產生此信號或多比特碼元ydeint序列。此數據ydeint最好長度為4比特並解釋為表示15個可能電平的雙端範圍，對應於範圍為-7至+7的整數值。接下來，去重複與維特比解碼方框41執行任何需要的去收縮(對速率組2)和去重複(對於較低數據速率)並解碼卷積編碼的數據序列來產生yinfo。眾所周知，維特比解碼處理遞歸發現格子結構中最可能的狀態轉換。為了完成解碼，方框41必須逐幀確定數據速率。最後，確定的數據速率上的維特比解碼的數據yinfo提供給可變速率語音解碼器46，獲得提供給數-模變換器(未示出)的高質量數字話音信號。
去收縮、去重複與維特比解碼方框45更具體地表示在圖2中，並看出包括重複測量計算方框48和給之提供去交錯數據或碼元ydeint序列的四個分支50、60、70與80。重複測量計算方框48計算分別對應於可應用速率組中半速率、四分之一速率與八分之一速率的重複碼型的歸一化前解碼測量NHR、NQR與NER。四個分支50、60、70與80分別表示計算對於全速率、半速率、四分之一速率與八分之一速率的進入維特比解碼器的數據yderep，FR、yderep，HR、yderep，ER與yderep，ER和重新編碼的數據yreenc， FR、yreenc，HR、yreenc，QR與yreenc，ER之間的定標相關性的能力，並且CRC校驗得到除IS-95速率組1中四分之一與八分之一速率之外的所有速率的FFR、FHR、FQR與FER。
因此，在分支50中，去交錯數據ydeint(為對稱而在速率組2的情況中定義為全速率去收縮與去重複數據yderep，FR)提供給全速率維特比解碼器52來產生解碼的全速率數據ydec，FR。解碼的全速率數據ydec，FR提供給全速率卷積編碼器53來產生全速率重新編碼的數據yreenc，FR並且也提供給全速率CRC解碼器54。在方框55中，計算全速率重新編碼的數據yreenc，FR與全速率去重複數據yderep，FR之間的相關性並確定CRC校驗結果FFR。
在分支60中，將去交錯數據ydeint提供給去收縮與去重複器61，此去收縮與去重複器61在可應用的速率組是速率組2時在去收縮之後從碼元對或2元組中提取碼元，以形成半速率去重複數據yderep，HR，將此半速率去重複數據yderep，HR又提供給半速率維特比解碼器62，以便產生解碼半速率數據ydec，HR。將該解碼半速率數據加到半速率卷積編碼器63。以產生半速率重新編碼數據yreenc，HR，並將它加到半速率CRC解碼器64。在框65，計算在半速率重新編碼數據yreenc，HR與半速率去重新數據yderep，HR之間的相關HR，並確定CRC檢驗結果FHR。在分支70中，將去交錯數據ydeint提供給去收縮和去重複器71，此去收縮和去重複器71在速率組2時的去收縮之後從4元組提取碼元，以形成四分之一速率去重複數據yderep，QR，將此四分之一速率去重複數據yderep，QR再供給四分之一速率維特比解碼器72，以便產生解碼的四分之一速率數據ydec，QR。解碼的四分之一速率數據ydec，QR提供給四分之一速率卷積編碼器73來產生四分之一速率重新編碼的數據yreenc， QR，並在可應用速率組是速率組2時也提供給四分之一速率CRC解碼器74。在方框75中，計算四分之一速率重新編碼的數據yreenc，QR與四分之一速率去重複的數據yderep，QR之間的相關性CQR，並在可應用速率組是速率組2時，確定CRC校驗結果FQR。
同樣，在分支80中，去交錯數據ydeint提供給去收縮器與去重複器81，此去收縮器與去重複器81在速率組2的情況中在去收縮之後從冗餘的8元組中提取碼元來形成八分之一速率去重複數據yderep，ER，此八分之一速率去重複數據yderep，ER又提供給八分之一速率維特比解碼器82，以產生解碼的八分之一速率數據ydec，ER。解碼的八分之一速率數據ydec， ER提供給八分之一速率卷積編碼器83來產生八分之一速率重新編碼的數據yreenc，ER，並在可應用速率組是速率組2時也提供給八分之一速率CRC解碼器84。在方框85中，計算八分之一速率重新編碼的數據yreenc，ER與八分之一速率去重複數據yderep，ER之間的相關性CER，並在可應用速率組是速率組2時，確定CRC校驗結果FER。
由於對DSP實施各種計算，所以根據需要完成這些計算，以便保存計算資源。結果，方框48和分支50、60、70與80的並行部署僅表示計算和提供重複碼型的前解碼測量與後解碼相關性以及可利用的CRC校驗結果給進行速率判定Rdec的速率判定或分類邏輯90的功能能力，明白這些動作的實際時間順序將結合圖3所示的流程圖簡短地進行討論。為響應速率判定Rdec，選擇器94在ydec，FR、ydec，HR、ydec，QR與ydec，ER之中選擇所表示的解碼信號為從去重複與維特比解碼方框45輸出的數據yinfo。
參見圖3，在開始步驟102，重複碼型NHR、NQR與NER的前解碼測量使用圖2的方框48進行計算，並傳送給速率判定邏輯方框90，此速率判定邏輯方框90隨後嘗試在步驟104進行粗速率判定。如果成功，到達步驟106，使用可應用的分支50、60、70與80之一僅計算粗速率判定所表示的數據速率上的前解碼測量，即進入維特比解碼器的數據與重新編碼的數據之間的定標相關性，並將此測量傳送給速率判定邏輯90。然後在步驟107，執行此後解碼測量的評估並確定是通過還是未通過此評估。如果通過，在步驟108也設置可靠性測量，能在後續幀的速率判定中考慮此測量，並在步驟110將實際的速率判定Rdec設置為等於粗速率判定。
如果步驟104的粗速率判定不成功，或在步驟107後解碼測量未通過此評估，則到達步驟112，其中使用在步驟106上形成的任何後解碼測量在每個數據速率上形成後解碼測量。隨後，在步驟114使用所有計算的後解碼測量進行最後的速率判定。此細速率判定在成功時在步驟110生成實際速率判定Rdec的設置或在不成功時在步驟116生成壞幀的確定。
在分別在步驟51方框48對應於半速率、四分之一速率與八分之一速率的重複碼型NHR、NQR與NER的歸一化測量的計算中，對於速率組1使用以下等式(這些等式一般如上述文章IEEE1995全球電信會議上EdithCohen與Hui-Ling Lou的「Multi-Rate Detection for the IS-95 CDMAForward Traffic Channels」所述)MHR=i=0191|y2i+y2i+1|]]>MQR=i=093|y4i+y4i+1+y4i+2+y4i+3|]]>MER=i=023|j=8i8i+7yj|]]>LMHR=i=0191||y2i|-|y2i+1||]]>UMHR=i=0191(|y2i|+|y2i+1|)]]>NHR=MHR-LMHRUMHR-LMHR]]>LMQR=i=095||y4i+y4i+1|-|y4i+2+y4i+3||]]>UMQR=i=095(|y4i+y4i+1|+|y4i+2+y4i+3|)]]>LMER=i=047||j=8i8i+3yj|-|j=8i+48i+2yj||]]>UMER=i=047(|j=8i8i+3yj|-|j=8i+48i+7yj|)]]>NQR=MQR-LMQRUMQR-LMQR]]>NER=MER-LMERUMER-LMER]]>在前面，測量MHR、MER、MQR分別代表2、4與8碼元的後續序列的和的絕對值的和。這些測量隨後分別使用計算的上限UMHR、 UMQR與UMER和下限LMHR、LMQR與LMER進行歸一化以便形成NHR、NER與NQR。
對於速率組2，用於NHR、NQR與NER的等式與上面的相同，但如下計算MHR、MQR、MER、LMHR、LMQR、LMER、UMQR、UMQR與UMER 在用於速率組2的上面等式中，在去收縮之前的全速率幀由384個碼元構成。在較低速率上，利用每六個碼元之中第四與第六碼元的收縮實現重複碼型。在半速率上，在收縮之前的由3個2元組構成的每個6碼元的序列通過將第四與第六碼元收縮為由其後面是兩個不同碼元的2元組構成的4碼元序列來減少。因而，在半速率上，只有碼元的交替對表示重複。
在四分之一速率上，在收縮之前由3個4元組構成的每個12個碼元的序列通過將第四、第六、第十與第十二碼元收縮為由其後面是2元組的兩個3元組構成的8碼元的序列來減少。
同樣，在八分之一速率上，在收縮之前由3個8元組構成的每個24碼元的序列通過將第四、第六、第十、第十二、第十六、第十八、第二十二與第二十四碼元收縮為由其後面是2個5元組的一個6元組構成的16碼元的序列來減少。
從上面等式中容易明白用於速率組2的測量MHR、MER與MQR以及上限UMHR、UMQR與UMER和下限LMHR、LMQR與LMER考慮已對重複碼型進行收縮的效果。
在步驟104進行粗速率判定時，使用第一預定組的3個門限T1FR、T1HR與T1QR將以下分類邏輯應用於速率組1與2如果(NHR＜TFR)＆(NQR＜TFR)＆(NER＜TFR)，則Rdec=FR否則，如果{(NHR+THR)＞(NQR+TQR)}＆{(NHR+THR)＞NER}，則Rdec=HR否則，如果{(NQR+TQR)≥(NHR+THR)}＆{(NQR+TQR)＞NER}，則Rdec=QR否則，如果{(NER≥(NHR+THR)}＆{(NER≥(NQR+NTR)}，則Rdec=ER否則，粗速率判定不成功。
第一組門限的優選值已經利用以下概率的假定細調諧在噪聲與衰落的預期值上用於全速率的0．25，用於半速率的0．4，用於四分之一速率的．25和用於八分之一速率的0．1；在下表中給出這些門限值
在步驟106計算或獲得的對應於成功的粗確定的數據速率的後解碼測量最好是粗確定的數據速率和可應用速率組上進入維特比解碼器的數據與重新編碼的數據之間的定標相關性CFR、CHR、CQR或CER。雖然可從維特比解碼中分別得到全速率、半速率、四分之一速率與八分之一速率上的測量SMFR、SMHR、SMQR與SMER並且這些測量能用作後解碼測量，但使用定標相關性獲得更好的結果。
如果可應用速率組是速率組1，在全速率幀中具有384個碼元，這在去重複之後對於半速率、四分之一速率與八分之一速率分別減少到192、96與48個碼元。根據下面可應用等式之一形成幀的對應於粗確定速率的定標相關性CFR、CHR、CQR或CER，其中重新編碼的碼元yreenc，FR、yreenc， HR、yreenc，QR與yreenc，ER和進入解碼器的碼元yderep，FR、yderep，HR、yderep，QR與yderep，ER具有範圍為-7-+7的整數值CFR=i=0383yreenc,FR(i)yderep,FR(i)]]>CHR=2i=0191yreenc,HR(i)yderep,HR(i)]]>CQR=4i=095yreenc,QR(i)yderep,QR(i)]]>CER=8i=047yreenc,ER(i)yderep,ER(i)]]>如果可應用速率組是速率組2，一幀中384個發送碼元通過去收縮增加到576個碼元，並隨後對於較低數據速率通過去重複對於半速率、四分之一速率與八分之一速率分別減少到288、144與72個碼元。根據以下等式形成幀的定標相關性CFR、CHR、CQR與CER，其中重新編碼的碼元yreenc，FR、yreenc，HR、yreenc，QR與yreenc，ER和進入解碼器的碼元yderep，FR、yderep， HR、yderep，QR與yderep，ER又具有範圍為-7-+7的整數值CFR=i=0575yreenc,FR(i)yderep,FR(i)]]>CHR=2i=0287yreenc,HR(i)yderep,HR(i)]]>CQR=4i=0143yreenc,QR(i)yderep,QR(i)]]>CER=8i=071yreenc,ER(i)yderep,ER(i)]]>然後，通過比較計算的定標相關性與包含在第二組門限中的門限來完成步驟107中的評估。如果超過此門限，則通過此評估，得到步驟110上實際確定的數據速率等於粗確定數據速率的設置。而且，如果超過此門限，可以在步驟108上設置可靠性或置信測量。例如，如果未超過等於預定量的界限，可以將可靠性測量設置為1作為表示此速率判定是「不可靠」的標記，否則設置為0，表示此速率判定是可靠的。鑑於根據數據速率每幀僅能降低一個速率的TIA96B、TIA733與TIA127的限制，最後一幀中速率確定的可靠性的測量在進行下一幀中的速率判定時是有用的。
用於速率組1的第二組門限表示在下表中
用於速率組2的門限與上面的相同，並容易進行確定而無需過度的實驗。
在不採用粗確定速率併到達步驟122時，計算當前幀中所有未計算的後解碼測量，以便CFR、CHR、CQR與CER此時可用於可應用速率組。對於速率組1，CRC校驗結果FFR與FHR只可用於全速率與半速率，而對於速率組2，CRC校驗結果FFR、FHR、FQR與FER可用於全速率、半速率、四分之一速率與八分之一速率。如果CRC校驗失敗，將此CRC校驗結果設置為邏輯1；否則此CRC校驗結果具有表示此CRC校驗未失敗的值邏輯零。
隨後在步驟114使用定標相關性CFR、CHR、CQR與CER、可獲得的CRC校驗結果FFR與FHR和對於速率組2的CRC校驗結果FQR與FER、用於可應用速率組中各種可能速率的四個偏置門限T3FR、T3HR、T3QR與T3ER以及對於速率組1的第四組的兩個另外的門限T4QR與T4ER進行細速率判定。
對於速率組1，判定邏輯如下如果{(CFR+T3FR)≥max[CHR，CQR，CER]}＆{FFR=0}，則Rdec=FR否則，如果{(CHR+T3HR)≥max[CFR，CQR，CER]}＆{FHR=0}，則Rdec=HR否則，如果{(CQR+T3QR)≥max[CFR，CHR，CER]}＆{CQR＞T4QR}，則Rdec=QR否則，如果{(CER+T3ER)≥max[CFR，CHR，CQR]}＆{CER＞T4ER}，則Rdec=ER否則，壞幀。
對於速率組2，判定邏輯如下如果{(CFR+T3FR)≥max[CHR，CQR，CER]}＆{FFR=0}，則Rdec=FR否則，如果{(CHR+T3HR)≥max[CFR，CQR，CER]}＆{FHR=0}，則Rdec=HR否則，如果{(CQR+T3QR)≥max[CFR，CHR，CER]}＆{FQR=0}，則Rdec=QR否則，如果{(CER+T3ER)≥max[CFR，CHR，CQR]}＆{FER=0}，則Rdec=ER否則，壞幀。
如上面兩個速率組的判定邏輯所示，利用全速率開始以由大而小的順序將兩個條件應用於每個可能的數據速率的測試。一個條件是相關性加上所考慮速率的偏置門限是大於還是等於其他速率的最大相關性。另一條件是CRC校驗在可用於所考慮速率時未失敗並且在CRC校驗不可獲得時此相關性是大於還是等於用於所考慮速率的另一門限。
也應認識到如果使用關係「大於」而不使用「大於或等於」在實際確定的用於門限的值中基本沒有改變。
用於這兩種速率的門限值在下表中給出並確定為在預期的噪聲與衰落情況下提供好的結果
如上表所述，實際上偏置門限T1HR與T1ER對於速率組1設置為零，因此實際上不使用這些門限。
分析確定在圖3的步驟102至107中完成的粗確定將在90％的時間檢測數據速率，因此要求所有數據速率上維特比解碼的步驟將只達到幾乎10％的時間。還確定這些粗確定步驟每秒要求細確定步驟112與114所要求的約40％數量的指令。
現在應認識到本發明的目的已經實現。雖然已特別具體描述本發明，但也應認識到在本發明的預定精神與範疇內許多修改是可能的，在解釋所附的權利要求書時，應明白a)字「包括」不排除除權利要求書中所列之外的其他元素或步驟的存在；b)元素前面的字「一個」不排除多個這樣的元素的存在；c)權利要求書中的任何符號不限制其範疇；和d)幾個「裝置」可以利用同一項的硬體或軟體實施的結構或功能來表示。
權利要求
1．用於一種類型的數字通信系統的接收端上速率檢測的一種方法，其中通過介質發送的卷積編碼的數字數據具有在發送端上從包含全速率(FR)和等於利用與可能的較低速率相關的相應不同的整數k(2，4，8)分割的全速率的一個或多個可能的較低(HR，QR，ER)速率的速率組中可變選擇的信息數據速率，此數據對於較低速率進行重複以獲得與全速率相同的視在傳輸速率，所述方法包括在此數據的任何維特比解碼之前根據粗判定方法第一確定接收的卷積編碼數據的數據速率(102，104)；如果此第一確定的數據速率是較低速率之一，根據此第一確定的數據速率第一去重複接收的卷積編碼數據(61，71或81)；在任何去重複之後，根據此第一確定的數據速率第一維特比解碼接收的卷積編碼數據(52，62，72或82)；和利用可從或在第一維特比解碼之後獲得的數據評估是否選擇等於此第一確定的數據速率的數據速率(106，107，108，110)。
2．根據權利要求1的方法，其中所述評估包括根據此第一確定的數據速率第一卷積重新編碼維特比解碼的數據(53，63，73或83)；第一形成此第一確定的數據速率上任何去重複之後接收的卷積編碼的數據與卷積重新編碼的數據之間的相關性(CFR，CHR，CQR或CER)(106)；將第一形成的相關性(CFR，CHR，CQR或CER)和與此第一確定的數據速率相關的第一預定門限(T2FR，T2HR，T2QR或T2ER)進行比較(107)；和在第一形成的相關性大於或等於第一預定門限(T2FR，T2HR，T2QR或T2ER)時，選擇等於此第一確定的速率(CFR，CHR，CQR或CER)的數據速率。
3．根據權利要求2的方法，在第一形成的相關性(CFR，CHR，CQR或CER)小於第一預定門限(T2FR，T2HR，T2QR或T2ER)時，還包括如果至少一個其他的數據速率是較低速率之一，在去重複(61，71或81)之後，根據速率組的至少一個其他的數據速率第二維特比解碼接收的卷積編碼數據(52，62，72或82)；和從可從或在第二維特比解碼之後獲得的數據中根據細判定方法第二確定數據速率(112，114，110)。
4．根據權利要求2的方法，在第一形成的相關性(CFR，CHR，CQR或CER)小於與此第一確定的數據速率相關的第一預定門限(T2FR，T2HR，T2QR或T2ER)，時，對於可應用速率組的每一個其他的數據速率，還包括根據是較低速率之一的每一個其他的數據速率第二去重複接收的卷積編碼的數據(61，71和／或81)；在任何去重複之後，根據每一個其他的數據速率第二維特比解碼接收的卷積編碼的數據(52，62，72和／或82)；根據每一個其他的數據速率第二卷積重新編碼維特比解碼的數據(53，63，73和／或83)；在每一個其他的數據速率上任何去重複之後接收的卷積編碼的數據與卷積重新編碼的數據之間第二形成相關性(CFR，CHR，CQR或CER)(112)；和利用第一與第二形成的相關性(CFR，CHR，CQR或CER)第二確定數據速率(114，110)。
5．根據權利要求4的方法，其中所述第二確定包括從全速率開始考慮數據速率，並在所考慮的數據速率上形成的相關性(CFR，CHR，CQR或CER)滿足一個或多個條件組時，選擇等於所考慮的速率的數據速率。
6．根據權利要求5的方法，其中一個條件是在所考慮的數據速率上形成的相關性(CFR，CHR，CQR或CER)加上與所考慮的數據速率相關的第二預定門限(T3FR，T3HR，T3QR或T3ER)是否大於在其他數據速率上形成的最大的相關性。
7．根據權利要求6的方法，其中還一個條件是相對所考慮的數據速率的解碼接收的卷積編碼數據的循環冗餘碼校驗不失敗(FFR，FHR，FQR和FER=0)。
8．根據權利要求6的方法，其中(CQR或CER)還一個條件是對於所考慮的數據速率形成的相關性是否大於與此所考慮的數據速率相關的第三預定門限(T4QR或T4ER)。
9．根據權利要求1-4的方法，其中所述第一確定(102，104)包括為每一個可能的數據速率形成卷積編碼數據中的連續碼元的預定碼型匹配程度的測量(MHR，MQR，MER)的步驟。
10．根據權利要求9的方法，其中預定碼型考慮在發送之前進行的數據的收縮。
11．用於一種類型的數字通信系統的接收端上速率檢測的一種設備，其中通過介質發送的卷積編碼的數字數據具有在發送端上從包含全速率(FR)和等於利用與可能的較低(HR，QR，ER)速率相關的相應不同的整數k(2，4，8)分割的全速率的一個或多個可能的較低速率的速率組中可變選擇的信息數據速率，此數據對於較低速率進行重複以獲得與全速率相同的視在傳輸速率，所述設備包括速率判定裝置(90)，構造為在此數據的任何維特比解碼之前根據粗判定方法第一確定接收的卷積編碼數據的數據速率(102，104)；用於在第一確定的數據速率是較低速率之一時根據此第一確定的數據速率第一去重複接收的卷積編碼數據的裝置(61，71或81)；用於在任何去重複之後根據此第一確定的數據速率第一維特比解碼接收的卷積編碼數據的裝置(52，62，72或82)；和用於利用可從或在第一維特比解碼(52，62，72或82)之後獲得的數據評估是否選擇等於此第一確定的數據速率的數據速率的裝置(53-55，63-65，73-75，83-85，90)。
12．根據權利要求11的設備，其中所述用於評估的裝置包括用於根據第一確定的數據速率第一卷積重新編碼維特比解碼的數據的裝置(53，63，73或83)；第一裝置(55，65，75，85)，用於在第一確定的數據速率上在任何去重複之後接收的卷積編碼數據與卷積重新編碼的數據之間形成相關性(CFR，CHR，CQR或CER)；和利用速率判定裝置(90)實施的裝置，用於將第一形成的相關性和與第一確定的數據速率相關的第一預定門限(T2FR，T2HR，T2QR或T2ER)進行比較(107)，並用於在第一形成的相關性(CFR，CHR，CQR或CER)大於或等於第一預定門限(T2FR，T2HR，T2QR或T2ER)時選擇等於第一確定速率的數據速率。
13．根據權利要求12的設備，在第一形成的相關性小於第一預定門限時，還包括用於在至少一個其他的數據速率是較低速率之一時在去重複(61，71或81)之後根據數率組的至少一個其他的數據速率第二維特比解碼(52，62，72或82)接收的卷積編碼數據的裝置；和利用速率判定裝置(90)實施的裝置，用於從可從或在第二維特比解碼之後獲得的數據中根據細判定方法第二確定(112，114，110)數據速率。
全文摘要
碼分多址(CDMA)系統的接收端上速率檢測的一種方法,在此系統中在發送端上從包括全速率與較低速率的可應用速率組中可變地選擇有效的數據速率,每個較低速率是利用不同的整數分割的全速率,並且編碼的碼元對於較低速率進行重複以保持恆定的視在比特或碼元傳輸速率,其中利用採用碼元重複特徵的粗判定方法在此數據的任何維特比解碼之前第一確定此數據速率,此數據根據要求進行去收縮與去重複,並以第一確定的數據速率進行第一維特比解碼,和評估可從或在第一維特比解碼之後獲得的數據,特別是在進入維特比解碼的數據與來自維特比解碼器的卷積重新編碼的輸出數據之間第一形成的相關性,以確定是否選擇等於第一確定的數據速率的數據速率。如果未通過此評估,利用每一個其他可能的數據速率上在任何要求的去收縮與去重複之後可從或在第二維特比解碼之後獲得的數據,特別是利用進入第二維特比解碼的數據與來自第二維特比解碼的卷積重新編碼的輸出之間的相關性採用細判定方法。
文檔編號H04L1/00GK1291388SQ99802999
公開日2001年4月11日 申請日期1999年10月15日 優先權日1998年10月16日
發明者A·陳, I·赫爾德 申請人:皇家菲利浦電子有限公司