CN103404036B

CN103404036B - 差错控制编码码本的子码本的生成和应用

Info

Publication number: CN103404036B
Application number: CN201080069904.XA
Authority: CN
Inventors: 余东升; 侯赛因·尼科波代拉米; 房慕娴
Original assignee: Microsoft Technology Licensing LLC
Current assignee: Microsoft Technology Licensing LLC
Priority date: 2010-09-02
Filing date: 2010-09-02
Publication date: 2016-10-26
Anticipated expiration: 2030-09-02
Also published as: CN103404036A; JP5706527B2; JP2013537010A; RU2541168C2; RU2013114326A; US9363043B2; WO2012027819A1; RU2014140733A3; CA2809886A1; KR20130138230A; RU2668988C2; EP2612444A1; EP2612444A4; US20140157091A1; RU2014140733A; SG188327A1; BR112013005240A8; BR112013005240A2; KR101774622B1; CA2809886C

Abstract

本公开提供一种使用具有码本G的差错控制码来对数据进行编码和解码的方法。所述码本G是码本P的子码本。所述子码本G中的每个码字g具有不同于并且高于g与子码本G中的每一个其它码字之间的每个相关幅度的自相关幅度。在码本P是Reed‑Muller码的码本的一个具体实施例中，当在解码期间计算非相干判决度量时，使用G而非P减少了存在多于一个最大相关幅度的可能性。

Description

差错控制编码码本的子码本的生成和应用

技术领域

本发明总体涉及无线通信技术，具体地说，涉及本公开的技术。

背景技术

数据通信系统中的接收机中的检测器可以实现相干检测或非相干检测。在相干检测中，检测器具有载波信号的相位的知识，并且使用该知识来改进检测。在非相干检测中，检测器没有这些信息，并且因此必须(例如使用差分检测方案)尝试并且消除任何相位差异，或应用本领域公知的其它非相干检测方法。

执行相干检测的接收机提供了很多优点。然而，存在这样的情况：非相干检测是必须的(归因于接收机的能力)，或甚至相对于相干检测是优选的。因此，期望开发适合于用于非相干检测器的通信方案。

在2008年4月15日发布的Draft IEEE802.16m System DescriptionDocument，IEEE802.16m-08/003r1中，指出：

该[802.16m]标准修正了IEEE802.16WirelessMAN-OFDMA规范，以对于许可频带中的操作提供先进空中接口。其满足IMT先进下一代移动网络的蜂窝层需求。该修正案提供了对于传统WirelessMAN-OFDMA设备的继续支持。

此外，该标准将致力于以下目的：

i.该标准的目的在于提供支持例如Report ITU-R M.2072中ITU所描述的未来先进服务和应用所必须的性能改进。

发明内容

总体上，提供一种使用差错控制码来对数据进行编码的方法。所述方法包括：将数据序列映射到来自差错控制码的码本G的码字；转发所述码字，以通过信道进行传输。所述码本G是码本P的子码本。所述子码本G中的每个码字g的自相关幅度不同于并且高于g与子码本G中的每一个其它码字之间的每个相关幅度。

在一个实施例中，用于生成G的方法包括：(a)建立空子码本G；(b)从码本P选择码字，将来自码本P的码字包括在子码本G中；(c)计算来自码本P的码字的自相关幅度；(d)计算来自码本P的码字与码本P中的每个码字之间的相关幅度，并且从码本P删除码本P中所述相关幅度等于所述自相关幅度的每个码字；(e)重复操作(b)至(d)，直到从码本P删除所有多个码字。

在一个具体实施例中，使用以上技术，可以构建新码本G，其为Reed-Muller码本P的子码本。然后使用G而非P来对数据进行编码。

还提供一种对通过通信信道接收到的数据序列进行解码的方法，在通过信道进行传输之前已经使用差错控制码对所述序列进行编码。所述方法在接收机中执行，并且包括：获得通过所述通信信道接收到的所述数据序列；针对差错控制码的码本G中的每个码字，计算所述序列与所述码字之间的相关值；选择码本G中得到最高相关值的码字。所述码本G是码本P的子码本。所述子码本G中的每个码字g的自相关幅度不同于并且高于g与子码本G中的每一个其它码字之间的每个相关幅度。

还提供一种数据通信系统中的设备，被配置为使用差错控制码来对数据进行编码。所述设备包括：存储器，用于存储差错控制码的码本G；编码器，被配置为将所述数据序列映射到来自所述码本G的码字；以及发送电路，用于通过信道发送所述码字。所述码本G是码本P的子码本。所述子码本G中的每个码字g的自相关幅度不同于并且高于g与子码本G中的每一个其它码字之间的每个相关幅度。

还提供一种数据通信系统中的设备，被配置为对通过通信信道接收到的数据序列进行解码，在通过信道进行传输之前已经使用差错控制码对所述序列进行编码。所述设备包括：接收电路，用于从所述信道接收所述数据序列；存储器，用于存储差错控制码的码本G；解码器，被配置为针对所述码本G中的每个码字，计算所述序列与所述码字之间的相关值，并且选择码本G中得到最高相关值的码字。所述码本G是码本P的子码本。所述子码本G中的每个码字g的自相关幅度不同于并且高于g与子码本G中的每一个其它码字之间的每个相关幅度。

还提供一种其上存储有用于执行上述技术的计算机可读指令的计算机可读介质。

通过结合附图浏览本发明具体实施例的以下描述，本发明的各方面和特征将对于本领域技术人员变得清楚。

附图说明

现将仅参照附图通过示例的方式来描述本发明实施例，其中：

图1是蜂窝通信系统的框图。

图2是可以用于实现本发明一些实施例的示例基站的框图；

图3是可以用于实现本发明一些实施例的示例无线终端的框图；

图4是可以用于实现本发明一些实施例的示例中继站的框图；

图5是可以用于实现本发明一些实施例的示例OFDM发射机架构的逻辑分解的框图；

图6是可以用于实现本发明一些实施例的示例OFDM接收机架构的逻辑分解的框图；

图7是IEEE802.16m-08/003r1的图1，整体网络架构的示例；

图8是IEEE802.16m-08/003r1的图2，整体网络架构中的中继站；

图9是IEEE802.16m-08/003r1的图3，系统参考模型；

图10是IEEE802.16m-08/003r1的图4，IEEE802.16m协议结构；

图11是IEEE802.16m-08/003r1的图5，IEEE802.16m MS/BS数据平面处理流程；

图12是IEEE802.16m-08/003r1的图6，IEEE802.16m MS/BS控制平面处理流程；

图13是IEEE802.16m-08/003r1的图7，用于支持多载波系统的通用协议架构。

图14是用于概述从码本P构建子码本G的方法的流程图；

图15是被配置为编码并且发送数据的设备的实施例；

图16是被配置为接收并且解码数据的设备的实施例；

图17是概述图16和图17所示的设备的操作的流程图。

相同标号在不同附图中用于表示相似的要素。

具体实施方式

为了说明的目的，以下将在具体无线系统的情况下更详细地解释实施例。

以下阐述的实施例表示用于使得本领域技术人员能够实践本发明的必要信息，并且示出实践本发明的最佳模式。通过根据附图阅读以下描述，本领域技术人员应理解本发明的构思，并且将认识到这里未具体阐述的这些构思的应用。应理解，这些构思和应用落入本发明和所附权利要求的范围内。

此外，应理解，在此例示的执行指令的任何模块、组件或设备可以包括或具有对计算机可读介质(例如存储介质)、计算机存储介质或数据存储设备(可拆卸或不可拆卸，例如比如磁盘、光盘或带)的存取。计算机存储介质可以包括通过用于例如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其它数据的信息的存储的任何方法或技术实现的易失性和非易失性、可拆卸和不可拆卸介质。计算机存储介质的示例包括RAM、ROM、EEPROM、闪存储器或其它存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其它光存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其它磁存储设备、或可以用于存储期望的信息并且应用、模块或二者可以访问的任何其它介质。任何这些计算机存储介质可以是设备的一部分，或可访问或可连接至设备。可以使用这些计算机可读介质可以存储或保存的计算机可读/可执行指令来实现在此所描述的任何应用或模块。

无线系统概述

现参照附图，图1示出基站控制器(BSC)10，其控制多个小区12内的无线通信，所述小区由对应基站(BS)14提供服务。在一些配置中，每个小区进一步划分为多个扇区或区域(未示出)。通常，每个基站14使用正交频分复用(OFDM)来促进与在与对应基站14关联的小区12内的移动和/或无线终端16的通信。移动终端16相对于基站14的运动导致信道状况方面的明显波动。如所示，基站14和移动终端16可以包括多根天线，用于为通信提供空间分集。在一些配置中，中继站15可以协助基站14与无线终端16之间的通信。无线终端16可以从任何小区12、扇区13、区域(未示出)、基站14或中继15切换到另一小区12、扇区13、区域(未示出)、基站14或中继15。在一些配置中，基站14通过回程网络11来与彼此通信并与另一网络(例如核心网络或互联网，二者皆未示出)进行通信。在一些配置中，不需要基站控制器10。

参照图2，示出基站14的示例。基站14通常包括控制系统20、基带处理器22、发送电路24、接收电路26、多根天线28和网络接口30。接收电路26从移动终端16(图3所示)和中继站15(图4所示)所提供的一个或多个远程发射机接收承载信息的射频信号。低噪声放大器和滤波器(未示出)可以协作以放大并且移除信号中的宽带干扰，以用于处理。频率下转换和数字化电路(未示出)然后将滤波后的接收信号频率下转换为中频或基带频率信号，其然后被数字化为一个或多个数字流。

基带处理器22处理数字化的接收信号，以提取接收信号中所传递的信息或数据比特。该处理典型地包括解调、解码和纠错操作。故此，通常在一个或多个数字信号处理器(DSP)或专用集成电路(ASIC)中实现基带处理器22。所接收到的信息然后经由网络接口30穿过无线网络传送或者直接地或借助于中继15而发送到基站14所服务的另一移动终端16。

在发送侧，基带处理器22在控制系统20的控制下从网络接口30接收数字化数据(其可以20表示语音、数据或控制信息)，并且对数据进行编码，以用于传输。已编码数据输出到发送电路24，在发送电路24中，以具有一个或多个期望发送频率的一个或多个载波信号来调制已编码数据。功率放大器(未示出)将调制的载波信号放大到对于传输适当的电平，并且通过匹配网络(未示出)将调制的载波信号传送到天线28。以下更详细地描述调制和处理细节。

参照图3，示出移动终端16的示例。与基站14相似，移动终端16包括控制系统32、基带处理器34、发送电路36、接收电路38、多根天线40和用户接口电路42。接收电路38从一个或多个基站14和中继15接收承载信息的射频信号。低噪声放大器和滤波器(未示出)可以协作以放大并且移除信号中的宽带干扰，以用于处理。频率下转换和数字化电路(未示出)然后将滤波后的接收信号频率下转换为中频或基带频率信号，其然后被数字化为一个或多个数字流。

基带处理器34处理数字化的所接收到的信号，以提取接收信号中所传递的信息或数据比特。该处理典型地包括解调、解码和纠错操作。通常在一个或多个数字信号处理器(DSP)或专用集成电路(ASIC)中实现基带处理器34。

对于传输，基带处理器34从控制系统32接收数字化数据(其可以表示语音、视频、数据或控制信息)，对其编码以用于传输。已编码数据输出到发送电路36，在发送电路36中调制器使用已编码数据来调制一个或多个期望发送频率处的一个或多个载波信号。功率放大器(未示出)将调制的载波信号放大到对于传输适当的电平，并且通过匹配网络(未示出)将调制的载波信号传送到天线40。本领域技术人员可用的各种调制和处理技术用于直接地或经由中继站在移动终端与基站之间的信号传输。

在一个实施例中，基带处理器34使用从差错控制码的码本生成的新子码本来对数据进行编码，以发送到基站14或中继15。以下参照图14来进一步详细描述该情况。如以下将详细解释的，使用新子码本编码的数据可以是例如从移动终端16在上行链路信道上发送的控制包。

在OFDM调制中，传输频带划分为多个正交载波。每个载波根据要传输的数字数据而调制。因为OFDM将传输频带划分为多个载波，所以每载波的带宽减少，并且每载波的调制时间增加。由于并行传输多个载波，所以在任何给定载波上用于数字数据或符号的传输速率比当使用单个载波时更低。

OFDM调制利用对要发送的信息执行逆快速傅里叶变换(IFFT)。对于解调，对所接收到的信号执行快速傅里叶变换(FFT)恢复所发送的信息。实际上，执行逆离散傅里叶变换(IFFT)和离散傅里叶变换(DFT)的数字信号处理分别提供IFFT和FFT。相应地，OFDM调制的表征特征是：对于传输信道内的多个频带生成正交载波。调制的信号是具有相对低传输速率并且能够停留在其相应频带内的数字信号。各个载波并不直接受数字信号调制。而是所有载波通过IFFT处理一次进行调制。

在操作中，OFDM优选地至少用于从基站14到移动终端16的下行链路传输。每个基站14配备有“n”根发送天线28(n＞＝1)，每个移动终端16配备有“m”根接收天线40(m＞＝1)。注意，相应天线可以用于使用适当的双工器或交换机进行接收和发送，并且仅为了清楚而被如此标记。

当使用中继站5时，OFDM优选地用于从基站14到中继15以及从中继站15到移动终端16的下行链路传输。

参照图4，示出中继站15的示例。与基站14和移动终端16相似，中继站15包括控制系统132、基带处理器134、发送电路136、接收电路38、多根天线130和中继电路142。中继电路142使得中继15能够协助基站14与移动终端16之间的通信。接收电路138从一个或多个基站14以及移动终端16接收承载信息的射频信号。低噪声放大器和滤波器(未示出)可以协作以放大并且移除信号中的宽带干扰，以用于处理。频率下转换和数字化电路(未示出)然后将滤波后的接收信号频率下转换为中频或基带频率信号，其然后被数字化为一个或多个数字流。

基带处理器134处理数字化的接收信号，以提取接收信号中所传递的信息或数据比特。该处理典型地包括解调、解码和纠错操作。通常在一个或多个数字信号处理器(DSP)或专用集成电路(ASIC)中实现基带处理器134。

对于传输，基带处理器134从控制系统132接收数字化数据(其可以表示语音、视频、数据或控制信息)，对其编码以用于传输。已编码数据输出到发送电路136，在发送电路136中调制器使用已编码数据来调制一个或多个期望发送频率处的一个或多个载波信号。功率放大器(未示出)将调制的载波信号放大到对于传输适当的电平，并且通过匹配网络(未示出)将调制的载波信号传送到天线130。本领域技术人员可用的各种调制和处理技术用于直接地或间接地经由中继站在移动终端与基站之间的信号传输，如上所述。

参照图5，将描述逻辑OFDM传输架构。初始地，基站控制器10直接地或借助于中继站15将要传送到各个移动终端16的数据发送到基站14。基站14可以使用与移动终端关联的信道质量指示符(CQI)来调度用于传输的数据，并且选择适当的编码和调制，以用于发送所调度的数据。CQI可以直接来自移动终端16，或基于移动终端16所提供的信息而在基站14处得以确定。在任一情况下，每个移动终端16的CQI是信道幅度(或响应)在OFDM频带上的变化程度的函数。

使用数据加扰逻辑46以减少与数据关联的峰均功率比率的方式来对作为比特流的调度数据进行加扰。用于加扰后的数据的循环冗余检验(CRC)得以确定，并且使用CRC添加逻辑48而附加到加扰后的数据。接下来，使用信道编码器逻辑50来执行信道编码，以有效地将冗余加入到数据，从而促进在移动终端16处的恢复和纠错。速率匹配逻辑52然后处理已编码数据，以补偿与编码关联的数据扩展。

比特交织器逻辑54系统地重新排序已编码数据中的比特，以使得连续数据比特的丢失最小化。映射逻辑56取决于所选取的基带调制而将所得数据比特系统地映射到对应符号中。优选地，使用正交调幅(QAM)或正交相移键控(QPSK)调制。优选地基于用于特定移动终端的CQI来选取调制程度。可以使用符号交织器逻辑58系统地重新排序符号，以进一步支持所发送的信号对于因频率选择性衰落而导致周期性数据丢失的抵御能力。

此时，比特组已经映射到表示幅度和相位星座图中的位置的符号。当期望空间分集时，符号块然后由空时分组码(STC)编码器逻辑60处理，其通过使得所发送的信号更能抵抗干扰并且更易于在移动终端16处解码的方式来修改符号。STC编码器逻辑60将处理输入符号，并且提供与基站14的发送天线28的数量对应的“n”个输出。以上关于图5所描述的控制系统20和/或基带处理器22将提供映射控制信号以控制STC编码。此时，假设这“n”个输出的符号表示要发送并且能够由移动终端16恢复的数据。

对于本示例，假设基站14具有两根天线28(n＝2)，STC编码器逻辑60提供两个输出符号流。相应地，STC编码器逻辑60所输出的每一个符号流发送到为了易于理解而分离地示出的对应IFFT处理器62。本领域技术人员应理解，一个或多个处理器可以用于单独或与在此所描述的其它处理组合而提供这种数字信号处理。IFFT处理器62将优选地对相应符号操作，以提供逆傅里叶变换。IFFT处理器62的输出提供时域中的符号。时域符号被分组为帧，前缀插入逻辑64将其与前缀关联。所得信号中的每一个经由对应数字频率上转换(DUC)和数模(D/A)转换电路66在数字域中频率上转换到中频并且转换为模拟信号。所得(模拟)信号然后同时在期望RF频率处被调制、放大，并且经由RF电路68和天线28而得以发送。注意，预期移动终端16已知的导频信号分散在子载波中。以下详细讨论的移动终端16将使用导频信号以用于信道估计。

现参照图6来示出移动终端16直接从基站14或借助于中继15接收所发送的信号。在所发送的信号到达移动终端16的天线40中的每一根时，对应RF电路70对相应信号进行解调和放大。为了简明清楚，仅详细描述并且示出两条接收路径之一。模数转换器(ADC)和频率下转换电路72对模拟信号进行数字化和频率下转换，以用于数字处理。自动增益控制电路(AGC)74可以使用所得数字化信号，基于接收信号电平来控制RF电路70中的放大器的增益。

初始地，数字化信号提供给同步逻辑76，其包括粗同步逻辑78，粗同步逻辑78缓冲若干OFDM符号并且计算两个连续OFDM符号之间的自相关。与相关结果的最大值对应的所得的时间索引确定精细同步搜索窗口，其由精细同步逻辑80用于基于首部而确定精确成帧开始位置。精细同步逻辑80的输出促进帧对齐逻辑84的帧获取。正确的成帧对齐是重要的，从而后续FFT处理提供从时域到频域的精确转换。精细同步算法基于首部所携带的接收导频信号与已知导频数据的本地拷贝之间的相关。一旦进行帧对齐获取，利用前缀移除逻辑86来移除OFDM符号的前缀，所得采样发送到频率偏移校正逻辑88，其补偿发射机和接收机中的不匹配的本地振荡器导致的系统频率偏移。优选地，同步逻辑76包括频率偏移和时钟估计逻辑82，其基于首部来帮助估计对所发送的信号的这些效应并且将这些估计提供给校正逻辑88以正确地处理OFDM符号。

此时，时域中的OFDM符号准备好能够使用FFT处理逻辑90来转换到频域。结果是频域符号，其发送到处理逻辑92。处理逻辑92使用分散导频提取逻辑94来提取分散的导频信号，使用信道估计逻辑96基于所提取的导频信号来确定信道估计，使用信道重构逻辑98提供对于所有子载波的信道响应。为了确定对于每一个子载波的信道响应，导频信号实质上是以已知模式在时间和频率中分散在所有OFDM子载波的数据符号中的多个导频符号。继续图6，处理逻辑对接收到的导频符号与在特定时间在特定子载波中预期的导频符号进行比较，以确定发送导频符号的子载波的信道响应。对结果进行内插，以估计对于提供导频符号的大多数(或全部)其余子载波的信道响应。实际的信道响应和内插的信道响应用于估计整体信道响应，其包括对于OFDM信道中的大多数(或全部)子载波的信道响应。

从对于每条接收路径的信道响应导出的频域符号和信道重构信息提供给STC解码器100，其在两条接收路径上提供STC解码，以恢复所发送的符号。信道重构信息将在处理相应频域符号时足以移除传输信道的效应的均衡信息提供给STC解码器100。

使用与发射机的符号交织器逻辑58对应的符号解交织器逻辑102按顺序放回所恢复的符号。然后使用解映射逻辑104将解交织后的符号解调或解映射到对应比特流。然后使用与发射机架构的比特交织器逻辑54对应的比特解交织器逻辑106对比特进行解交织。解交织后的比特然后由速率解匹配逻辑108处理，并且提供给信道解码器逻辑110，以恢复初始加扰的数据和CRC校验和。相应地，CRC逻辑112移除CRC校验和，以传统方式来校验加扰的数据，并且将其提供给解扰逻辑114，以使用已知的基站解扰码来进行解扰，从而恢复原始发送的数据116。

与恢复数据116并行地，CQI或至少足以在基站14处创建CQI的信息得以确定，并且发送到基站14。如上所述，CQI可以是载波干扰比率(CR)和信道响应在OFDM频带中的各个子载波上变化的程度的函数。对于本实施例，用于发送信息的OFDM频带中的每个子载波的信道增益相对于彼此进行比较，以确定信道增益在OFDM频带上变化的程度。虽然大量技术对于测量变化程度是可用的，但一种技术是计算用于发送数据的整个OFDM频带上的每个子载波的信道增益的标准差。

在一些实施例中，中继站可以使用仅一个无线电单元通过时分方式而操作，或备选地包括多个无线电单元。

图1至图6提供通信系统的具体示例。应理解，本申请的特定实施例可以通过具有不同于具体示例的架构但通过与在此描述的实施例的实现方式一致的方式而操作的通信系统而得以实现。

本发明的图7-图13与IEEE802.16m-08/003r1的图1-图7对应。在此通过引用合并IEEE802.16m-08/003r1中的这些附图的描述。可以通过例如图7-图13所示的架构来实现以下进一步详细描述的特定实施例。

现将在上述无线系统的情况下描述各个具体实施例。

当应用例如上述的系统中的信道编码时(例如在信道编码器50中)，有利的是，使用Reed-Muller(RM)差错控制码来对需要抵御信道噪声的健壮保护的小包或小数据序列进行编码。注意，对于小数据序列，RM码具有相对大的最小汉明距离和相对快的解码算法。可以受益于使用Reed-Muller码的编码的小包的示例是在从移动终端16到基站14的上行链路上发送的控制包。

考虑具有阶r和码字长度n＝2^m的Reed-Muller(RM)分组码RM(m，r)。RM码是本领域公知的，并且应理解，RM码可以被看作是(n，k)分组码，其中，n＝2^m是码字长度，这种分组码可以利用总共2^k个码字来编码多至k比特的信息。RM码本包括RM码所产生的所有码字，并且将被表示为P。P中的任何两个码字之间的最小汉明距离是2^m-r。

可以在数据序列从发射机发送到接收机的信道中使用非相干检测。然而，如果由于在非相干判决度量中存在多于一个最大相关幅度的可能性增加而在实现非相干检测的系统中直接使用RM码，则解码模糊性可能产生。

因此，取代使用RM码发送数据序列，使用RM码的码本P来构建新子码本G，并且取而代之地使用新子码本G来对要发送的数据序列进行编码。从P构建子码本G，从而G中的每个码字g具有不同于并且实际上高于g与G中的每一个其它码字之间的每个相关幅度的自相关幅度。在码本P是RM码的码本的以上具体示例中，当在解码期间计算非相干判决度量时，这减少了存在多于一个最大相关幅度的可能性。

图14示出用于从差错控制码的码本P构建子码本G的方法。作为示例，可以在处理单元上执行该方法。在一个实施例中，处理单元是移动终端16上的基带处理器34。

因此参照图14，首先，在步骤200中，建立空码本G。例如，如果在基带处理器34中执行该方法，则可以对于码本G预留移动终端16中的存储器的指定区域。G初始没有码字。

接下来，从码本P选择码字p，并且将其加入到码本G。可以从码本P删除所选择的码字，或可以不从码本P删除所选择的码字。如以下将更清楚的是，如果不从码本P删除所选择的码字p，则将在步骤208中删除它。

在步骤204中，然后计算码字p的自相关幅度。

然后，在步骤206中，计算码字p与P中的每个码字之间的相关幅度。

在步骤208中，如果p与之间计算的相关幅度等于p的自相关幅度，则从P删除P中的任何码字

重复步骤202至208，直到已经从码本P删除所有码字。

以此方式，使用图14的方法，来自P的码字在每个迭代加入到子码本G，直到已经删除P中的所有码字。这种构建确保加入到G的每个码字p将具有不同于(并且高于)p与G中的每一个其它码字之间的每个相关幅度的自相关幅度。

在一个实施例中，在移动终端16的操作之前执行图14的方法，在此情况下，新子码本G存储在移动终端16上的存储器中，并且可由基带处理器34访问。

图15示出在存储器304中存储有子码本G的设备302的实施例。已经如图14描述的构建子码本G。设备302包括编码器306，其被配置为将要编码的数据序列305映射到码本G中的码字。设备302还包括发送电路308，用于通过信道310发送码字。应理解，存储器304可以取而代之地位于编码器306自身中，存储器304中所存储的子码本G可以仅包括用于生成G中的码字的生成矩阵。在一个具体实施例中，在参照图1-图6所描述的系统的情况下，设备302是移动终端16，编码器306是基带处理器34的部分，发送电路308是发送电路36。

图16示出用于接收并且解码通过信道302所发送的已编码数据序列(即码字)的设备322的示例实施例。设备322包括：接收电路324，用于从信道302接收数据序列325；存储器326，用于存储差错控制码的码本G。设备322还包括解码器328，被配置为对于码本G中的每个码字，计算序列325与码字之间的相关值。如同设备302的情况，应理解，存储器326可以取而代之地位于解码器328自身中，存储器326中所存储的子码本G可以仅包括用于生成G中的码字的生成矩阵。解码器328选择码本G中得到最高相关值的码字。在一个具体实施例中，在参照图1-图6所描述的系统的情况下，设备322是基站14，解码器328是基带处理器22的部分，接收电路324是接收电路26。

图17概述图15的设备(发射机)和图16的设备(接收机)的操作。发射机执行图17的步骤402和404。

首先，在步骤402中，数据序列305(例如由编码器306)映射到码本G中的码字g。然后，在步骤404中，通过信道(例如使用发送电路308)发送码字g。

表示已编码数据序列的码字g被信道中的噪声损坏，并且(例如经由接收电路324)在接收机处被接收。步骤406示出该情况。例如，如步骤408和410所示，解码器328对所获得的接收数据序列325进行操作。

首先，在步骤408中，对于G中的每个码字，计算接收序列325与码字之间的相关值。然后，在步骤410中，选择得到最高相关值的码字。这个所选择的码字表示接收机的“最佳猜测”。

现将在以下在例如图1-图6所示的OFDM系统的情况下描述具体示例。为了该示例的目的，假设OFDM资源空间的子载波集合划分为多个子载波空间，每个子载波空间被称为“片(tile)”，每个片具有J个子载波。

为了发送上行链路控制包，移动台16使用片中的I片，如下所述，并且使用每片J个QPSK符号(每子载波一个)，对于总共IxJ个QPSK符号，将所选择的码字发送到基站14。在以下示例中，J是16，I是2、4、6或8，但应清楚地理解，它们仅是实现示例。

具体地说，在本示例中，移动终端16在片i的数据音调(tone)j处发送QPSK符号p_ij，其中，i＝1，……，I，I∈{2，4，6，8}，j＝1，……，J，其中，J＝16。

基带处理器34选择码字p＝[p_ij]∈G，其中，G是使用图14的方法所确定的可能码字集合。标记[p_ij]指该IxJ个JQPSK符号集合。

另y_ijk是在基站14处接收天线编号k处接收到的符号，y_ijk与在片i的数据音调j处发送的QPSK符号p_ij对应。基站14实现非相干接收机，因此使用来自每根接收天线的y_ijk，通过选择满足以下判决度量的码字来进行关于发送哪个码字p的“最佳猜测”：

\hat{p} = \underset{p = [p_{ij}] &Element; G}{\arg \max} \underset{i, k}{Σ} {| \underset{j}{Σ} p_{ij}^{*} y_{ijk} |}^{2}

如上所述，图14的方法用于构建码本G，其为码P(例如RM码)的子码本。在该具体示例中，当经由图14的方法从P构建码本G时，在步骤204期间，码字p的自相关幅度计算为其中，p_t，t＝1，2，...T是与码字p∈P对应的T个QPSK符号的集合中的QPSK数据符号。在图14的步骤206期间，根据公式来计算码字p∈P与码字之间的相关幅度，其中，是与码字对应的T个QPSK符号的集合中的QPSK数据符号，其中，p_t*是p_t的复共轭。

如上所述，可以使用RM码本P来执行图14的方法。对于一阶RM码，可以示出RM码本P可以划分为用于QPSK的四个独立子码本G1、G2、G3和G4。可以通过使用RM码本P执行图14的方法来生成G1。可以通过使用码本P\{G1}(其为码本P中的码字集合减去G1中的码字)执行图14的方法来生成G2。可以然后通过使用RM码本P\{G1，G2}执行图14的方法来生成G3，以此类推。

应理解，虽然已经在RM码的情况下描述了一些上述具体示例，但图14的技术可以应用于包括线性和非线性以及非二进制码的其它差错控制码的码本P。示例包括二次残差码、格雷码和BCH码族。

此外，已经在QPSK调制方案的情况下描述了在OFDM系统的情况下所描述的具体示例实施例。然而，应理解，图14所描述的技术独立于所利用的调制方案。

此外，应理解，参照图15-图17所描述的“信道”不仅限于数据通信信道，而是可以被看作已编码数据序列在其上发送或存储并且随后从其接收或读取的任何介质。

最后，虽然已经参照特定具体实施例描述了以上情况，但在不脱离所附权利要求的范围的情况下，其各种修改对于本领域技术人员是清楚的。

Claims

1.一种使用差错控制码对数据进行编码的方法，所述方法在发射机中执行，并且包括：

将数据序列映射到来自差错控制码的码本G的码字；以及

转发所述码字，以通过信道进行传输；

其中，所述码本G是另一码本P的子码本，所述子码本G中的每个码字g的自相关幅度不同于并且高于g与子码本G中的每一个其它码字之间的每个相关幅度。

2.如权利要求1所述的方法，其中，所述码本P是Reed-Muller码的码本。

3.如权利要求1或权利要求2所述的方法，其中，通过以下步骤从所述码本P生成所述子码本G：

(a)建立空子码本G；

(b)从码本P选择一码字，并将来自码本P的码字包括在子码本G中；

(c)计算来自码本P的码字的自相关幅度；

(d)计算来自码本P的码字与码本P中的每个码字之间的相关幅度，并且从码本P删除码本P中所述相关幅度等于所述自相关幅度的每个码字；以及

(e)重复操作(b)至(d)，直到从码本P删除所有码字。

4.如权利要求3所述的方法，其中，所述自相关幅度被计算为其中，所述相关幅度被计算为其中，p_t是与子码本G中包括的来自码本P的码字关联的T个数据符号的集合中的数据符号，t＝1,2,...T，其中，p_t*是p_t的复共轭，其中，是与码本P中的码字关联的T个数据符号的集合中的数据符号。

5.如权利要求1所述的方法，其中，使用正交频分复用OFDM来发送所述码字。

6.一种对通过通信信道接收到的数据序列进行解码的方法，在通过信道进行传输之前已经使用差错控制码对所述序列编码，所述方法在接收机中执行，并且包括：

获得通过所述通信信道接收到的所述数据序列；

针对差错控制码的码本G中的每个码字，计算所述序列与所述码字之间的相关值；以及

选择码本G中得到最高相关值的码字；

7.如权利要求6所述的方法，其中，在实现非相干检测的接收机中执行所述方法，其中，所述码本P是Reed-Muller码的码本。

8.如权利要求6或权利要求7所述的方法，其中，通过以下步骤从所述码本P生成所述子码本G：

(a)建立空子码本G；

(c)计算来自码本P的码字的自相关幅度；

(e)重复操作(b)至(d)，直到从码本P删除所有码字。

9.如权利要求8所述的方法，其中，所述自相关幅度被计算为其中，所述相关幅度被计算为其中，p_t是与子码本G中包括的来自码本P的码字关联的T个数据符号的集合中的数据符号，t＝1,2,...T，其中，p_t*是p_t的复共轭，其中，是与码本P中的码字关联的T个数据符号的集合中的数据符号。

10.如权利要求7所述的方法，其中，使用OFDM接收所述数据序列，其中，所述相关值被计算为其中，p_ij是片i和数据音调j的数据符号，y_ijk是在接收机的天线k处接收到的p_ij的值。

11.一种数据通信系统中的设备，被配置为使用差错控制码来对数据进行编码，所述设备包括：

存储器，用于存储差错控制码的码本G；

编码器，被配置为将所述数据序列映射到来自所述码本G的码字；以及

发送电路，用于通过信道发送所述码字；

12.如权利要求11所述的设备，其中，所述码本P是Reed-Muller码的码本。

13.如权利要求11或权利要求12所述的设备，还包括：多根发送天线，其中，所述发送电路被配置为使用OFDM通过所述信道来发送所述码字。

14.如权利要求11所述的设备，其中，先前通过以下操作从所述码本P生成所述存储器中所存储的所述子码本G：

(a)建立空子码本G；

(c)计算来自码本P的码字的自相关幅度；

(e)重复操作(b)至(d)，直到从码本P删除所有码字。

15.一种数据通信系统中的设备，被配置为对通过通信信道接收到的数据序列进行解码，在通过信道进行传输之前已经使用差错控制码对所述序列编码，所述设备包括：

接收电路，用于从所述信道接收所述数据序列；

存储器，用于存储差错控制码的码本G；以及

解码器，被配置为针对所述码本G中的每个码字，计算所述序列与所述码字之间的相关值，并且选择码本G中得到最高相关值的码字；

16.如权利要求15所述的设备，其中，所述设备被配置为执行非相干检测，其中，所述码本P是Reed-Muller码的码本。

17.如权利要求15或权利要求16所述的设备，还包括至少一根接收天线，其中，所述接收电路被配置为使用OFDM来接收所述数据序列。

18.如权利要求15所述的设备，其中，先前通过以下操作从所述码本P生成所述存储器中所存储的所述子码本G：

(a)建立空子码本G；

(c)计算来自码本P的码字的自相关幅度；

(e)重复操作(b)至(d)，直到从码本P删除所有码字。

19.一种用于使用差错控制码来对数据进行编码的系统，所述系统包括：

用于将数据序列映射到来自差错控制码的码本G的码字的装置；以及

用于转发所述码字，以通过信道进行传输的装置；

20.如权利要求19所述的系统，其中，所述码本P是Reed-Muller码的码本。

21.如权利要求19或权利要求20所述的系统，其中，通过以下步骤从所述码本P生成所述子码本G：

(a)建立空子码本G；

(c)计算来自码本P的码字的自相关幅度；

(e)重复操作(b)至(d)，直到从码本P删除所有码字。

22.一种用于对通过通信信道接收到的数据序列进行解码的系统，在通过信道进行传输之前已经使用差错控制码对所述序列编码，所述系统包括：

用于获得通过所述通信信道接收到的所述数据序列的装置；

用于针对差错控制码的码本G中的每个码字，计算所述序列与所述码字之间的相关值的装置；以及

用于选择码本G中得到最高相关值的码字的装置；

23.如权利要求22所述的系统，其中，所述系统在实现非相干检测的接收机中执行，其中，所述码本P是Reed-Muller码的码本。

24.如权利要求22或权利要求23所述的系统，其中，通过以下步骤从所述码本P生成所述子码本G：

(a)建立空子码本G；

(c)计算来自码本P的码字的自相关幅度；

(e)重复操作(b)至(d)，直到从码本P删除所有码字。

25.一种构建具有码本P的差错控制码的子码本G的方法，所述方法在处理单元中执行，并且包括：

(a)建立空子码本G；

(c)计算来自码本P的码字的自相关幅度；

(e)重复操作(b)至(d)，直到从码本P删除所有码字。

26.如权利要求25所述的方法，还包括：在要在数据通信系统中使用的设备上的存储器中存储子码本G。

27.如权利要求25或权利要求26所述的方法，其中，所述差错控制码是Reed-Muller码。

28.如权利要求25所述的方法，其中，所述自相关幅度被计算为其中，所述相关幅度被计算为其中，p_t是与子码本G中包括的来自码本P的码字关联的T个数据符号的集合中的数据符号，t＝1,2,...T，其中，p_t*是p_t的复共轭，其中，是与码本P中的码字关联的T个数据符号的集合中的数据符号。

29.一种数据通信系统中的设备，包括处理单元和存储器，所述设备被配置为执行如权利要求25至28中的任一项所述的方法。

30.一种构建具有码本P的差错控制码的子码本G的系统，所述系统包括：

(a)用于建立空子码本G的装置；

(b)用于从码本P选择一码字，并将来自码本P的码字包括在子码本G中的装置；

(c)用于计算来自码本P的码字的自相关幅度的装置；

(d)用于计算来自码本P的码字与码本P中的每个码字之间的相关幅度，并且从码本P删除码本P中所述相关幅度等于所述自相关幅度的每个码字的装置；以及

(e)用于重复操作(b)至(d)，直到从码本P删除所有码字的装置。