CN1181633C - 传输格式组合指示数据的译码方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种传输格式组合指示数据的译码方法，该方法通过从网络层配置给物理层的TFCS表中搜索，得到实际可能发送的10进制的TFCI值，将接收到RAKE接收机送来的的信息序列v＝(v₀，v₁，…v_m-1)扩充得到信息序列u＝(r₀，u₁…u_2k-1)，所述信息序列v＝(v₀，v₁，…v_m-1)是TFCI编码后经过无线信道传输到RAKE接收机并由RAKE接收机解调的，再进行2^k阶快速哈达码变换得到结果

，然后缩小搜索范围，只在下标为TFCI的哈达码变换值中搜索最大值，将获取的最大值的下标t_i作为10进制的译码结果TFCI值；采用上述方案使得搜索最大值时不需要在所有理论可能的范围里进行，缩小了TFCI译码的范围，从而改变了TFCI的码字权重分布，也可能增大TFCI码字的最小码距，从而减少了译码的运算量，同时优化了译码性能。

Description

传输格式组合指示数据的译码方法及装置

技术领域

本发明涉及码分多址(CDMA)移动通信系统中的译码方法及装置，具体地说涉及CDMA系统中传输格式组合指示(TFCI)数据的译码方法以及实现该方法的装置。

背景技术

TFCI指示了多个传输信道的传输格式组合，传输格式包括了传输速率，CRC长度，编码类型等信息。因此TFCI译码的正确性是语音、数据等业务数据正确译码的前提。为了提高TFCI传输的正确性，在第三代移动通信合作组织(3GPP)中，在数据发送端，一方面通过一种性能较好的线性分组码(reed_muller)进行编码，另一方面也通过提高发射功率来增加抗干扰能力(相对专用物理数据信道DPDCH的发射功率高0~6dB)；在收端则通过选择较优的线性分组码译码方法来降低TFCI的误码率。传统的比较流行的TFCI译码方法可以参考文献“分组码的基于快速哈达码变换的最优软符号译码方法”(Optimal soft Decison Block Decoders Based on FastHadamard Transform″YAIR BEERY.，IEEE Trans on InformationTheory，1986，May.P355-P365)在该文献的第355-365页中定义了用于TFCI译码的最大似然函数，该函数的描述为：

$M\left(s\right)=\underset{i=0}{\overset{m-1}{\mathrm{\&Sigma;}}}{(-1)}^{<s,g_i>}{v}_i----\left(1\right)$

式中，s为TFCI的2进制待编码信息序列s＝(s₀，s₁，...，s_k-1)，s_i∈{0，1}，该序列转换为10进制时，序列最左边为低位，右边为高位。v＝(v₀，v₁，...v_m-1)是接收的信息序列，该序列包含了由于经历无线信道而带来的噪声，属于一切实数。k是TFCI的二进制表示序列的长度，是系统预先规定好的，它决定了物理层最多可传送的不同的TFCI值的个数为2^k。m是TFCI编码后的码字长度(二进制比特数)。m也是系统预先规定好的，由系统采取的编码方式决定。例如若系统的TFCI编码方式采用分裂模式的一阶RM(16，5)线性分组码编码，即k＝5，m＝16，则物理层最多可传送2⁵＝32种不同的TFCI值，且TFCI编码后码字长度为16。又如若系统的TFCI编码方式采用正常模式的二阶RM子码(32，10)线性分组码编码，即k＝10，m＝32，则物理层最多可传送2¹⁰＝1024种不同的TFCI值，且TFCI编码后码字长度为32。g_i为线性分组码编码矩阵的第i列向量。

直接基于公式(1)的译码方法在理论上是可行的，但当k较大时，则译码实现时的运算非常复杂，通常采用可减少运算量的等价译码方法：基于快速哈达码变换(Fast Hadamard Transform)的译码方法。

基于快速哈达码变换的译码方法可概括为以下步骤：

步骤1：接收到RAKE接收机送来的TFCI编码后经过无线信道的解调后的信息序列v＝(v₀，v₁，...v_m-1)，按下列公式(2)扩充得到信息序列 $u=(u_0,u_1,..u_{2^k-1}):$

其中A_j＝{i：b(g_i)＝j}，j＝0，1，2...2^k-1          (3)

上述式(3)中，b(g_i)表示将二进制列向量g_i转化为一个10进制值。A_j是编码矩阵里的按公式(3)计算得到的一些列向量的下标的集合，这些列向量必须满足的条件是当它转换为10进制数时正好等于j；

步骤2：对 $u=(u_0,u_1,..u_{2^k-1})$ 进行2^k阶快速哈达码变换，得到结果

$H=(h_0,h_1,...h_{2^k-1});$

步骤3：搜索H里的最大值，即 $h_i=\underset{0\&le;j\&le;2^k-1}{\max }{h}_j,0\&le;i\&le;2^k-1;$

步骤4：获取步骤3得到的最大值的下标i就是10进制的译码结果TFCI值。

现有方法的缺点在于，在步骤3中进行的H里的最大值的搜索是在H所有可能的2^k个值中搜索最大值，由于搜索的范围较大，实现时耗费的时间和资源也较多，而实际系统中发送的TFCI值并不是理论上的所有2^k个可能值，往往只是很少的一部分，现有的TFCI数据译码方法由于没有基于这个事实，导致译码的效率较低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种译码效率较高的传输格式组合指示数据的译码方法以及实现该方法的装置。

为达到上述目的，本发明提供的传输格式组合指示数据的译码方法，包括：

(1)传输格式组合指示(TFCI)译码装置从网络层配置给物理层的传输格式组合集(TFCS)表中搜索，得到实际可能发送的10进制的TFCI值，用符号记为t₀，t₁，...t_n-1，其中n为TFCS表里TFC的个数；

(2)TFCI译码装置接收到RAKE接收机送来的信息序列v＝(v₀，v₁，...v_m-1)后，所述信息序列是TFCI编码后经过无线信道传输到RAKE接收机并由RAKE接收机解调的，按下述公式扩充得到信息序列

$u=(u_0,u_1,..u_{2^k-1}):$

式中A_j＝{i：b(g_i)＝j}，j＝0，1，2...2^k-1，b(g_i)表示将二进制列向量g_i转化为一个10进制值；

(3)判断TFCI编码中是否存在掩码，如果存在，对信息序列 $u=(u_0,u_1,..u_{2^k-1})$ 进行去掩码处理，然后执行步骤(4)，如果不存在，则不进行去掩码处理，直接执行步骤(4)。

(4)对信息序列 $u=(u_0,u_1,..u_{2^k-1})$ 进行2^k阶快速哈达码变换得到结果

$H=(h_0,h_1,..h_{2^k-1});$

(5)缩小搜索范围，只在下标为TFCI的哈达码变换值中搜索最大值，设下标为t_i的变换值h_ti最大，即 $h_{t_i}=\underset{0\&le;j\&le;n-1}{\max }{h}_{t_j},0\&le;j\&le;n-1;$

(6)获取步骤5得到的最大值的下标t_i作为10进制的译码结果TFCI值。

本发明提供的传输格式组合指示数据的译码装置，包括TFCI搜索器、比特移位截位处理器、位置调换器、去掩码选择开关、掩码处理器、哈达码变换器、最大值搜索器和比较判决器，其中：

TFCI搜索器，用于从网络层配置给物理层的TFCS表中搜索，得到实际可能发送的10进制的TFCI值；

比特移位截位处理器，用于接收TFCI搜索器送出10进制的TFCI值，根据当前TFCI的编码情况决定是否要对TFCI作提取掩码的预处理，当TFCI编码时利用了掩码，则从TFCI值里提取掩码送给掩码处理器以去除掩码；还用于从TFCI值中提取符号控制信息，送给最大值搜索器，以调整哈达码变换值的符号；

位置调换器，用于将RAKE接收机解调后的TFCI信息序列v＝(v₀，v₁，v_m-1)按下述公式扩充得到信息序列 $u=(u_0,u_1,..u_{2^k-1}):$

式中A_j＝{i：b(g_i)＝j}，j＝0，1，2...2^k-1，b(g_i)表示将二进制列向量g_i转化为一个10进制值；

去掩码选择开关，用于根据TFCI编码方式判断是否需要对信息序列

$u=(u_0,u_1,..u_{2^k-1})$ 进行去掩码处理，如需要，将信息序列 $u=(u_0,u_1,..u_{2^k-1})$ 送给掩码处理器，如果不需要，则将该信息序列直接送给哈达码变换器；

掩码处理器，用于采用比特移位截位处理器送来的掩码对需要进行去掩码处理的信息序列 $u=(u_0,u_1,..u_{2^k-1})$ 进行去掩码处理，然后将去除掩码的信息序列 $u=(u_0,u_1,..u_{2^k-1})$ 送给哈达码变换器；

哈达码变换器，用于对信息序列 $u=(u_0,u_1,..u_{2^k-1})$ 进行2^k阶快速哈达码变换得到结果 $H=(h_0,h_1,..h_{2^k-1});$

最大值搜索器，用于在哈达码变换器输出的变换结果 $H=(h_0,h_1,..h_{2^k-1})$ 中的下标为TFCI的哈达码变换值里搜索最大值，将搜索结果送给比较判决器，判决输出10进制译码结果TFCI值。

由于本发明从网络层获取实际可能发送的TFCI值，充分利用了TFCS表的信息，使得搜索最大值时不需要在所有理论可能的范围里进行，只需在下标为实际可能发送的n个TFCI值的哈达码变换值里进行，缩小了TFCI译码的范围，从而改变了TFCI的码字权重分布，也可能增大TFCI码字的最小码距，从而减少了译码的运算量，同时优化了译码性能，因此采用本发明进行TFCI的译码效率较高。

附图说明

图1是本发明所述方法的实施例流程图；

图2是应用本发明采用正常模式进行TFCI译码的流程图；

图3是本发明所述装置的实施例框图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的描述。

通过现有的TFCI的译码方法可知，现有方法的最大似然译码就是在所有可能的2^k个信息s中寻找一个使公式 $M\left(s\right)=\underset{i=0}{\overset{m-1}{\mathrm{\&Sigma;}}}{(-1)}^{<s,g_i>}{v}_i$ 计算值最大的s，从所有2^k计算值中搜索得到最大值，从而根据最大值恢复出s，实现译码。由于在所有可能的2^k个值中搜索最大值，而实际系统发送的TFCI值并不是理论上的所有2^k个可能值，往往只是很少的一部分，如2个，或6个，这实际发送的很少的几个可能的TFCI值是可以从网络层配置给物理层的信息中提取得到的，本发明将利用这个信息，简化运算量，优化性能。

图1是本发明所述方法的实施例流程图。按照图1，

首先在步骤1，TFCI译码装置从网络层配置给物理层的TFCS表里搜索提取得到实际可能发送的10进制的TFCI值，用符号记为t₀，t₁，...t_n-1，其中n为TFCS表里TFC(传输格式组合)的个数。也是实际可能发送的TFCI值个数。该步骤是关键的一步，由于该步骤缩小了TFCI译码的范围，从而改变了TFCI的码字权重分部，也可能增大了TFCI码字的最小码距，从而导致最终减少译码运算量，同时优化了译码性能。

在步骤2，TFCI译码装置接收到RAKE接收机送来的信息序列v＝(v₀，v₁，...v_m-1)后，所述信息序列是TFCI编码后经过无线信道传输到RAKE接收机并由RAKE接收机解调的，按下列公式(2)扩充得到信息序列

$u=(u_0,u_1,..u_{2^k-1}):$

其中A_j＝{i：b(g_i)＝j}，j＝0，1，2...2^k-1，b(g_i)表示将二进制列向量g_i转化为一个10进制值。即A_j是编码矩阵里的按公式(3)计算得到的一些列向量的下标的集合，这些列向量必须满足的条件是当它转换为10进制数时正好等于j。该步骤扩充信息序列v＝(v₀，v₁，...v_m-1)的目的是为了在公式(1)与快速哈达码变换之间建立内在联系，使得下一步可直接对扩充后的信息序列 $u=(u_0,u_1,..u_{2^k-1})$ 进行快速哈达码变换。

在步骤3，判断TFCI编码中是否存在掩码，如果存在，在步骤4对信息序列 $u=(u_0,u_1,..u_{2^k-1})$ 进行去掩码处理，然后执行步骤5，否则直接进行步骤5，对信息序列 $H=(u_0,u_1,..u_{2^k-1})$ 进行2^k阶快速哈达码变换，得到结果 $H=(h_0,h_1,..h_{2^k-1}).$ 上述2^k个变换结果正好对应公式(1)遍历2^k个可能的s，即TFCI的二进制待编码信息序列计算得到的结果。正因为在步骤2对接收信息序列进行了扩充，所以在本步骤对扩充后的信息进行快速哈达码变换后得到的结果正好对应公式(1)遍历所有2^k个可能的s计算得到的结果。因此采用本步骤计算与直接利用公式(1)相比可以大大减少运算量，易于实现。

步骤6，缩小搜索范围，只在下标为TFCI的哈达码变换值里搜索最大值，设下标为t_i的变换值h_ti最大，即 $h_{t_i}=\underset{0\&le;j\&le;n-1}{\max }{h}_{t_j},0\&le;j\&le;n-1.$

步骤6是本发明另一个关键步骤，由于步骤1已经从网络层获取实际可能发送的TFCI值，所以该步骤搜索最大值时不需要在所有理论可能的范围里进行，只需在下标为实际可能发送的n个TFCI值的哈达码变换值里搜索最大值。该步骤与步骤1紧密结合缩小了TFCI译码的范围，从而可以改变TFCI的码字权重分布，也可能增大TFCI码字的最小码距，导致最终减少译码的运算量和优化译码性能。

在步骤7，获取步骤6得到的最大值的下标t_i就是10进制的译码结果TFCI值。这是因为步骤2的处理隐含了一个事实：如果TFCI的二进制待编码信息序列s＝(s₀，s₁，...，s_k-1)，s_i∈{0，1}，转化为10进制数是t_i，那么根据公式(1)计算的M(s)正好等于h_ti。所以若h_ti是最大值，下标t_i就是译码结果TFCI的10进制值。

下面通过3GPP中TFCI的两种编码方式，分裂模式的一阶RM(16，5)线性分组码编码和正常模式的二阶RM码子码(32，10)线性分组码编码，对本发明所述的译码方法进行进一步说明。

对应正常模式的二阶RM码子码(32，10)TFCI编码的译码实施方法参考图2。因为(32，10)TFCI编码增加了掩码，所以需去掩码以后再结合应用本发明进行TFCI译码。

首先在步骤11、从TFCS里搜索得到10进制的TFCI集，记为t₀，t₁，...t_n-1，其中n为TFCS表里TFC的个数。接着在步骤12用c₀，c₁，...c_n-1记录TFCI右移6位后得到的掩码，此时得到的掩码集可能有重复，删除重复的掩码，得到有效的掩码集，重新记为c₀，c₁，...c_m-1其中m为有效掩码的个数。在步骤13缓存32个接收的TFCI待译码数据并变换为正常顺序，原第30个数据调为现第0个数据，原第31个数据调为现第16个数据，原第0～14个数据调为现第1～15个数据，原第15～29个数据调为现第17～31个数据，记为v＝(v₀，v₁，...v₃₁)。在步骤1 4给哈达码变换值全局最大值变量max_value赋初值，给掩码计数器赋初值k＝0。在步骤15，32个TFCI待译码数据去掩码c_k后作32阶哈达码变换，记录32个变换值，记为h₀，h₁，...h₃₁。在步骤16截取TFCI的低5比特(t_j&31，j＝0，1，...n-1)，得到在当前掩码c_k下需参与比较判决的变换值下标，并根据第5位(从第0位开始计数)的1比特调整变换值符号，如果第5位为1，则调整变换值为其相反数，如果第5位为0，则不调整。然后只在下标为(t_j&31，j＝0，1，...n-1)的已调整过符号的哈达码变换值中搜索最大值，例如下标为(t_i&31)的变换值h_(ti&31)最大，即

用h_(ti&31)更新全局最大值max_value并更新、保存对应的下标t_i。

在步骤17判断掩码集是否已遍历，若没有则掩码计数器递增1，即k＝k+1，重复步骤15，16；若已遍历完则执行步骤18输出译码的TFCI值即最后一次去掩码处理后步骤16的哈达码变换最大值的下标t_i。

对应分裂模式一阶(16，5)TFCI编码的本发明译码方法，先在第1步，从TFCS里搜索得到10进制的TFCI集，记为t₀，t₁，...t_n-1，其中n为TFCS表里TFC的个数。第2步将接收到TFCI编码后经过无线信道的信息序列v＝(v₀，v₁，...v₁₅)，调整顺序，将最后一个数据放到最前面，即原第15个数据v₁₅调为现第0个数据v₀，原第0～14个数据v₀～v₁₄调为现第1～15个数据v₁～v₁₅。由于编码矩阵的最后一列全1，所以在第3步可降阶对v＝(v₀，v₁，..v₁₅)进行16阶快速哈达码变换得到结果H＝(h₀，h₁，...h₁₅)。在第4步截取TFCI的低4比特(t_j&15，j＝0，1，...n-1)得到需参与比较判决的变换值下标，并根据TFCI的最高位即第4位(从第0位开始计数)的1比特调整变换值符号，如果第4位为1，则调整变换值为其相反数，如果第4位为0，则不调整，调整符号后的变换值仍以H＝(h₀，h₁，...h₁₅)表示。在第5步缩小搜索范围，只在下标为(t_j&15，j＝0，1，...n-1)的哈达码变换值(已调整过符号)里搜索最大值，设下标为(t_i&15)的变换值h_(ti&15)最大，即最后在第6步获取第5步得到的最大值的下标t_i就是10进制的译码结果TFCI值。

图3是本发明所述装置的实施例框图。图3所示的传输格式组合指示数据的译码装置包括RAKE接收机的解调TFCI信息序列的模块103，以及TFCI搜索器101、比特移位截位处理器102、位置调换器104、去掩码选择开关105、掩码处理器106、哈达码变换器107、最大值搜索器108和比较判决器109，其中：

TFCI搜索器101，用于从网络层配置给物理层的TFCS表中搜索，得到实际可能发送的10进制的TFCI值，该值被送到比特移位截位处理器102，根据当前TFCI的编码情况决定是否要对TFCI作提取掩码的预处理，当TFCI编码时利用了掩码，则从TFCI值里提取掩码送给掩码处理器106以去除掩码；比特移位截位处理器102还从TFCI值中提取符号控制信息，送给最大值搜索器108，以调整哈达码变换值的符号；

RAKE接收机的解调TFCI信息序列的模块103，用于从无线信道接收TFCI编码经过无线信道后的信息序列v＝(v₀，v₁，...v_m-1)的并进行解调，将该序列送给位置调换器104，由位置调换器104将信息序列v＝(v₀，v₁，...v_m-1)按下述公式扩充得到信息序列 $u=(u_0,u_1,..u_{2^k-1}):$

式中A_j＝{i：b(g_i)＝j}，j＝0，1，2...2^k-1，b(g_i)表示将二进制列向量g_i转化为一个10进制值；

去掩码选择开关105，用于根据TFCI编码方式判断是否需要对信息序列 $u=(u_0,u_1,..u_{2^k-1})$ 进行去掩码处理，如需要，将从位置调换器104中接收到的信息序列 $u=(u_0,u_1,..u_{2^k-1})$ 送给掩码处理器106，由掩码处理器106采用比特移位截位处理器送来的掩码对需要进行去掩码处理的信息序列 $u=(u_0,u_1,..u_{2^k-1})$ 进行去掩码处理，然后将去除掩码的信息序列 $u=(u_0,u_1,..u_{2^k-1})$ 送给哈达码变换器107；否则将该信息序列直接送给哈达码变换器107。哈达码变换器107对信息序列 $u=(u_0,u_1,..u_{2^k-1})$ 进行2^k阶快速哈达码变换得到结果 $H=(h_0,h_1,..h_{2^k-1}),$ 该结果被送到最大值搜索器108，最大值搜索器108在哈达码变换器输出的变换结果 $H=(h_0,h_1,..h_{2^k-1})$ 中的下标为TFCI的哈达码变换值里搜索最大值，将搜索结果送给比较判决器，判决输出10进制译码结果TFCI值。

Claims (2)

1、一种传输格式组合指示数据的译码方法，包括：

(1)传输格式组合指示(TFCI)译码装置从网络层配置给物理层的传输格式组合集(TFCS)表中搜索，得到实际可能发送的10进制的TFCI值，用符号记为t₀，t₁，....t_n1，其中n为TFCS表里TFC的个数；

(2)TFCI译码装置接收到RAKE接收机送来的信息序列v＝(v₀，v₁，...v_m-1)后，所述信息序列是TFCI编码后经过无线信道传输到RAKE接收机并由RAKE接收机解调的，按下述公式扩充得到信息序列

$u=(u_0,u_1,..u_{2^k-1}):$

式中A_j＝{i：b(g_i)＝j}，j＝0，1，2...2^k-1，b(g_i)表示将二进制列向量g_i转化为一个10进制值；

(3)判断TFCI编码中是否存在掩码，如果存在，对信息序列 $u=(u_0,u_1,..u_{2^k-1})$ 进行去掩码处理，然后执行步骤(4)，如果不存在掩码，则不进行去掩码处理，直接执行步骤(4)；

(4)对信息序列 $u=(u_0,u_1,..u_{2^k-1})$ 进行2^k阶快速哈达码变换得到结果

$H=(h_0,h_1,...h_{2^k-1});$

(5)缩小搜索范围，只在下标为TFCI的哈达码变换值中搜索最大值，设下标为t_i的变换值h_ti最大，即 $h_{t_i}=\underset{0\&le;i\&le;n-1}{\max }{h}_{i_j},0\&le;j\&le;n-1;$

(6)获取步骤5得到的最大值的下标t_i作为10进制的译码结果TFCI值。

2、一种传输格式组合指示数据的译码装置，包括TFCI搜索器、比特移位截位处理器、位置调换器、去掩码选择开关、掩码处理器、哈达码变换器、最大值搜索器和比较判决器，其中：

TFCI搜索器，用于从网络层配置给物理层的TFCS表中搜索，得到实际可能发送的10进制的TFCI值；

比特移位截位处理器，用于接收TFCI搜索器送出10进制的TFCI值，根据当前TFCI的编码情况决定是否要对TFCI作提取掩码的预处理，当TFCI编码时利用了掩码，则从TFCI值里提取掩码送给掩码处理器以去除掩码；还用于从TFCI值中提取符号控制信息，送给最大值搜索器，以调整哈达码变换值的符号；

位置调换器，用于将RAKE接收机解调后的TFCI信息序列v(v₀，v₁，…v_m-1)按下述公式扩充得到信息序列 $u=(u_0,u_1,..u_{2^k-1}):$

式中A_j＝{i：b(g_i)＝j}，j＝0，1，2...2^k-1，b(g_i)表示将二进制列向量g_i转化为一个10进制值，并根据编码矩阵的特点适当调换数据流的顺序；

去掩码选择开关，用于根据TFCI编码方式判断是否需要对信息序列 $u=(u_0,u_1,..u_{2^k-1})$ 进行去掩码处理，如需要，将信息序列 $u=(u_0,u_1,..u_{2^k-1})$ 送给掩码处理器，如果不需要，则将该信息序列直接送给哈达码变换器；

掩码处理器，用于采用比特移位截位处理器送来的掩码对需要进行去掩码处理的信息序列 $u=(u_0,u_1,..u_{2^k-1})$ 进行去掩码处理，然后将去除掩码的信息序列 $u=(u_0,u_1,..u_{2^k-1})$ 送给哈达码变换器；

哈达码变换器，用于对信息序列 $u=(u_0,u_1,..u_{2^k-1})$ 进行2^k阶快速哈达码变换得到结果 $H=(h_0,h_1,...h_{2^k-1});$

最大值搜索器，用于在哈达码变换器输出的变换结果 $H=(h_0,h_1,...h_{2^k-1})$ 中的下标为TFCI的哈达码变换值里搜索最大值，将搜索结果送给比较判决器，判决输出10进制译码结果TFCI值。

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