CN100438391C - 传输链路的盲传送格式检测 - Google Patents

Abstract

用于传输链路的接收机端的装置，该链路采用不同的数据块传送格式，并且采用具有附加错误检测码信息的卷积编码，用于把块传输给接收机端，该装置具有：一个解码器，用于对所接收的编码块执行网格译码和回溯，以产生被解码的数据候选对象；一个错误检测元件，用于对候选对象进行一次或多次推测性错误检测，假设每一候选对象的一部分为附加错误检测码，而另一部分为数据块；以及一个格式检测器，用于根据推测性错误检测的结果确定传送格式。该装置被设置成用于确定候选对象为有效候选对象的概率，并且根据这些概率确定进行回溯或推测性错误检测的优先顺序。

Description

传输链路的盲传送格式检测

发明领域

本发明涉及用于无线传输链路的基站或移动终端中的传输链路接收机，并且涉及相应的用于执行盲传送格式检测的软件与方法。

发明背景

采用各种远程通信协议，为传输链路上的数据提供传送业务，已广为人知。这样的一套协议，称之为UMTS，是针对第三代(3G)蜂窝网络的欧洲方案。UMTS与现有的GSM网络可以交互操作，并且以提供高速的包交换数据传输服务而著称。UMTS传输协议是由ThirdGeneration Protocol Partnership(3GPP)所开发的一系列标准而确定的。这些标准定义了若干传输层，基本上和人们所熟悉的ISO七层定义相一致。其中有一个物理层L1、一个数据链路层L2以及一个网络层L3。该UMPS成套协议的第二层(Layer 2)包括对来自或去往MAC(媒质接入控制)和较高层的数据进行处理的程序。采用传送块或传送块组形式的数据被编码/解码，以在无线传输链路上提供传送业务。一种信道编码方案提供有如下的功能组合：错误检测、错误校正、速率匹配、交叉存取以及传送信道映像存储到/分离出于物理信道。

作为接收机，必须识别信道格式，并对其中信息进行解码，而且能够有效载入数据，以使编码方案的这些功能得以运行。在供读者参考的3GPP标准25.212中，详细地描述了适当的编码方案。该文件中所描述的提供给接收机的一种编码方案是盲传送格式检测(BTFD)。这是一种用于检测传送信道格式的，特别是检测用于信道的数据块是否结束的方案。它采用了这样一个事实：块由错误检测码所终止，这种情况下的错误检测码是CRC(循环冗余检验)码。该编码方案据此进行检测，数据流中给定的比特序列是否可能是CRC码，因为数据块比特处于CRC比特之前。对于不同的信道格式，块的长度可能不同。可以用不同的方式，包括卷积编码，对其编码。

显式盲传送格式检测，涉及在最大传送格式(TF)长度上执行网格解码的递归的添加-比较-选择过程，随时存储回溯信息。跟随这一过程的是一系列推测性回溯和随其后的CRC检验，这些推测性回溯和随其后的CRC检验起始于其中的潜在传送格式可能已经终止的每一位置。图1、2和3对此进行了概述。当出现一次CRC操作时，随后得到的解码序列作为具有正确长度的正确序列的概率很高，因此作为正确传送格式的概率也很高。这意味着在编码之前需要有CRC附加于其上的卷积编码数据序列。按照最短的回溯最先进行的顺序，执行一系列的回溯和随其后的CRC检验。

发明概述

本发明的目的是，提供一种改进的盲传送格式检测方法或盲传送格式检测装置。

本发明的第一个方面，提供一种用于传输链路的接收机，该链路采用不同的数据块传送格式，并且采用具有附加错误检测码信息的卷积编码，用于把块传输给接收机，这种接收机具有：

一个解码器，用于对所接收的编码块进行网格解码和回溯，以产生被解码的数据候选对象，

一个错误检测元件，用于对候选对象进行一次或多次推测性错误检测，假设每一候选对象有一部分为附加错误检测码，而另一部分为数据块；以及

一个格式检测器，用于根据推测性错误检测的结果确定传送格式，

接收机被设置成用于确定候选对象为有效候选对象的概率，并且在确定了一个数据块中所有候选对象的概率后，根据这些概率确定执行回溯或推测性错误检测的优先顺序。

根据概率而不是根据回溯长度执行优先顺序，可能会更快地发现有效候选对象，并且因此，可能会更快地发现传送格式。另外，在许多应用中，一旦发现有效候选对象，则没有必要继续下去。因此，能够减少回溯和错误检测中所涉及的不必要的运算次数。这一点是十分重要的，因为回溯和CRC错误检测运算的计算量是相当大的。对于无线通信线路的移动设备中的接收机，例如蜂窝网络的手机而言，这一点在商业上是特别有价值的，因为运算需要能量，而能量的消耗限制了电池的寿命。

优先顺序处理既可针对回溯，也可针对错误检测。可以在基站接收机或移动接收机上采用优先顺序处理。优选网格解码在块的最大长度上进行。优选错误检测码为CRC码。优选限制执行回溯和推测性错误检测的次数，而伪检测事件是在回溯和推测性错误检测之后被揭示出来。优选在网格中的同一点上，将所有零状态度量与其它度量进行比较，据此确定概率。优选链路采用固定的传送信道起始点。优选接收机为符合UMTS 3GPP的设备。

根据本发明的其它方面，提供一个相应的基站，以及相应的方法与软件。对于本技术领域中的熟练技术人员而言，本发明的其它优点是显而易见的。可以将本发明的优选特征与本发明的其它方面结合在一起。

附图简述

现在，参照附图将以举例的方式描述各实施例，在这些图中：

图1显示了一个已知的具有传送信道的成块的数据流设置；

图2显示了一个已知的BTFD程序的流程框图；

图3显示了另一个数据块，概述了已知的BTFD过程；以及

图4描述了一个根据本发明的一个实施例用于盲传送格式检测的程序。

详细描述

为了便于对本发明的实施例进行解释，将参照图1和2，更详细地描述根据以上所提及的3GPP标准而为人们所熟悉的BTFD的执行过程，尽管在该标准中有更详细的陈述。

对于发射机而言，采用循环冗余检查(CRC)对来自较高层的具有可变比特数的数据流进行块编码，然后进行卷积编码。CRC奇偶校验比特正好附加在具有可变比特数的数据流之后，如图1中所示。CRC的大小为24、16、12、8或0个比特，并且从较高层发送出信号，什么样的CRC大小应当用于每一信道。卷积编码被规定具有约束长度9和编码率1/3和1/2。

接收机通过第三层(Layer-3)协商，仅仅知道可能的传送格式(或可能的结束比特位置{n_end})。接收机对软判定样本序列进行Viterbi-解码。Viterbi-解码器的正确网格路径在正确的结束比特位置的零状态下结束。盲传送格式检测方法采用CRC对在每一可能的结束比特位置的零状态(假设的网格路径)结束的继续存在着的网格路径进行回溯，以恢复数据序列。对每一恢复的数据序列，通过检验CRC，执行错误检测，如果没有错误，则宣布所恢复的序列是正确的。

定义以下的变量：

$s\left(n_{\mathrm{end}}\right)=-10{\log }_{10}\left(\frac{a_0\left(n_{\mathrm{end}}\right)-a_{\min }\left(n_{\mathrm{end}}\right)}{a_{\max }\left(n_{\mathrm{end}}\right)-a_{\min }\left(n_{\mathrm{end}}\right)}\right)\left[\mathrm{dB}\right]$ ...方程(1)

其中，n_end为网格中的当前比特位置(潜在的传送格式结束位置)。a_l(k)为网格中第k个位置的第1个状态的继续存在着的网格度量，因此，a₀(n_end)为网格中第n_end个位置的第零个状态的继续存在着的网格度量，a_min(n_end)为网格中第n_end个位置的所有状态上的最小的继续存在着的网格度量，a_max(n_end)为网格中第n_end个位置的所有状态上的最大的继续存在着的网格度量。为了减少伪检测(如果所选择的路径是错误的，而且CRC错过了错误检测，就会发生伪检测)的概率，引入了路径选择阈值D。阈值D判定与零态相连的假设网格路径是否应当在每一结束比特位置n_end被回溯。如果发现连接于零态的假设网格路径满足：

S(n_end)≤D    方程(2)

则回溯该路径，以恢复帧数据，其中D为路径选择阈值和设计参数。如果发现一个以上的结束比特位置满足方程2，则具有最小s(n_end)值的结束比特位置宣告是正确的。如果没有发现满足方程(2)的路径，甚至是在所有可能的结束比特位置被试尽之后，则宣告所接收的帧数据是错误的。

图3显示了一个具有CRC信息的、并且被数据流中其它块所领先和跟随的潜在的传送信道数据块。信道或块的起始位置是固定的。可以看出，潜在的CRC位置依赖于信道格式，推测性回溯起始位置处在每一潜在的CRC位置。在正方向上进行递归ACS(是什么？？？的一个缩写)度量运算，同时在反方向上进行回溯。

3GPP标准指出，对上行链路而言，盲传送格式检测是一个网络可控选择方案。对下行链路而言，如果对所配置的传送信道施加一定的限制，则接收机将能够执行盲传送格式检测，这些限制包括：

-仅接收一个CCTrCH(编码的组合传送信道)；

-每无线帧所接收的CCTrCH比特数为600或小于600；

-CCTrCH的传送格式组合数为64或小于64；

-在可检测的CCTrCH上采用传送信道的固定位置；

-在所有显式可检测的TrCH上采用卷积编码；

-将具有非零长度的CRC附加到处在所有显式可检测的TrCH上的所有传送块；

-在每一显式可检测的TrCH上每TTI(传输时间间隔)将至少传输一个传送块；

-显式可检测的TrCH数为3或小于3；

-对于所有显式可检测的TrCHi，一个TTI(C_i)中的码组数将不超过1；

-所有显式可检测TrCH的传送格式组的大小总计为16或小于16。传送格式组的大小被定义为传送格式组中传送格式的个数；

-采用被引导的检测，至少有一个TrCH能够被用作所有传送信道的引导传送信道。

方程1之所以是可用的，原因在于，卷积编码通常为终止码，这意味着，在编码过程完成之后，编码器中的状态必须回复到全零状态。因此，通过观察全零状态相比与网格中的同一点上的其它度量的大小，能够很好地揭示出在该点使相应的解码器回复到全零状态的概率。这也能够表明传送格式位置的一个潜在结束。

之所以需要改善伪检测的概率，原因在于，单单检验CRC字，将仅能产生大约有FDR≈2^-n的伪检测的概率，其中n为CRC字长。例如，在3GPP性能测试规范中，当给出的仅仅基于CRC检验的FDR为≈2×10^-4时，对于涉及具有CRC长度为n＝12的BTFD的测试来说，规定了10^-4的伪传送格式检测率(FDR)。这显然意味着在CRC检验跟随其后的解码上至少需要5倍的改善，才能达到所要求的性能。然而，这是不可能的，这需要按dB计算s(n_end)，并将满足一个线性比。

图4中所示的本发明的实施例，采用这些概率测度s(n_end)选择最可能的网格位置(并且因此选择了最可能的传送格式)，用以首先进行回溯和CRC检验。实际上，这涉及到对所有的概率测度s(n_end)进行分类排序以及按照这一顺序进行推测性回溯和CRC检验。这将有助于显式BTFD通过缩小采用CRC检验，在必须实际进行CRC检验跟随其后的任何回溯之前，特定传送信道的哪些传送格式最有可能被检测出来。

这是对以上所提及的3GPP标准中所提出的编码的一种改变，3GPP标准建议推测TF按照从最小到最大的顺序进行检验。按照概率顺序，而不是按照从最小到最大的顺序进行推测，能够改善能耗，因为它减少了尝试不必要的TF的个数。

通过选择相应于m个最大概率测度而不是全部概率测度的推测性传送格式，有可能进一步减少进行回溯和CRC检验的次数。随信噪比和信道质量而定，m可不同。在一个典型的应用中，m＝3应当为此提供足够的覆盖。如果最大的m个传送格式无一通过它们的CRC，则以一个伪检测事件结束BTFD。这将再次节省在执行BTFD过程中的能量和等待时间。

Claims (12)

1.用于传输链路的接收机端装置，该链路采用不同的数据块传送格式，并且采用具有附加错误检测码信息的卷积编码，用于把块传输给接收机端，该装置具有：

一个解码器，用于对所接收的编码块执行网格译码和回溯，以产生被解码的数据候选对象，

一个错误检测元件，用于对候选对象进行一次或多次推测性错误检测，假设每一候选对象有一部分为附加错误检测码，而另一部分为数据块；以及

一个格式检测器，用于根据推测性错误检测的结果确定传送格式，

接收机被设置成用于确定候选对象为有效候选对象的概率，并且在确定了一个数据块中所有候选对象的概率后，根据这些概率确定进行回溯或推测性错误检测的优先顺序。

2.根据权利要求1所述的装置，该装置被设置成对回溯和错误检测都能够以优先顺序进行。

3.根据权利要求1或2所述的装置，网格解码在块的最大长度上进行。

4.根据权利要求1或2所述的装置，错误检测码为CRC码。

5.根据权利要求1或2所述的装置，该装置被设置成能够限制进行回溯和推测性错误检测的次数，而伪检测事件是在回溯和推测性错误检测之后被揭示出来。

6.根据权利要求1或2所述的装置，在网格中的同一点上，根据方程 $s\left(n_{\mathrm{end}}\right)=-10{\log }_{10}\left(\frac{a_0\left(n_{\mathrm{end}}\right)-a_{\min }\left(n_{\mathrm{end}}\right)}{a_{\max }\left(n_{\mathrm{end}}\right)-a_{\min }\left(n_{\mathrm{end}}\right)}\right)\left[\mathrm{dB}\right]$ 确定概率，其中：n_end为网格中的当前比特位置，a₀(n_end)为网格中第n_end个位置的第零个状态的继续存在着的网格度量，a_min(n_end)为网格中第n_end个位置的所有状态上的最小的继续存在着的网格度量，a_max(n_end)为网格中第n_end个位置的所有状态上的最大的继续存在着的网格度量。

7.根据权利要求1或2所述的装置，数据块具有固定的传送信道起始点。

8.根据权利要求1或2所述的装置，适用于为用户提供链路上的数据传输服务。

9.根据权利要求1或2所述的装置，其中，解码器、错误检测元件和格式检测器分别包括处理器，处理器执行软件指令以：

对所接收的编码块执行网格译码和回溯，以产生被解码的数据候选对象；

对候选对象进行一次或多次推测性错误检测，假设每一候选对象有一部分为附加错误检测码，而另一部分为数据块；以及

根据推测性错误检测的结果确定传送格式，

确定候选对象为有效候选对象的概率，并且在确定了一个数据块中所有候选对象的概率后，根据这些概率确定进行回溯或推测性错误检测的优先顺序。

10.一种与一个无线电基站一起使用的移动终端，具有：

如权利要求1～9中任一权利要求所述的接收机端装置。

11.一种具有如权利要求1～9中任一权利要求所述的接收机端装置的基站。

12.一种接收传输链路上的数据的方法，该链路采用不同的数据块传送格式，并且采用具有附加错误检测码信息的卷积编码，用于把块传输给接收机端，该方法具有下列步骤：

对所接收的编码块执行网格译码和回溯，以产生被解码的数据候选对象，

对候选对象执行一次或多次推测性错误检测，假设每一候选对象有一部分为附加错误检测码，而另一部分为数据块，以及

根据推测性错误检测的结果确定传送格式，

确定一候选对象为有效候选对象的概率，并且在确定了一个数据块中所有候选对象的概率后，根据这些概率确定进行回溯或推测性错误检测的优先顺序。

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