CN1110158C - 在移动通信系统中发送子帧的装置和方法 - Google Patents

在移动通信系统中发送子帧的装置和方法 Download PDF

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Abstract

一种用于移动通信系统的子帧数据发送装置。位发生器生成具有预定值的特定位。位插入器将接收的数据位流分段成至少两个子帧，并将生成的特定位插在各个子帧中出错几率较高的位置上。快速编码器编码由数据位流和特定位组成的子帧数据。子帧的大小等于ARQ(自动重发请求)块，特定位被插在子帧的后部上。位插入器包括：将接收的数据位流延迟待插入的特定位数量的延迟器；和切换器，在接收用于子帧的数据位完成时，将接收的数据位连接到延迟器上，并将位发生器的输出施加到快速编码器；和当特定位被插入时，将延迟器的输出施加到快速编码器上。

Description

在移动通信系统中发送子帧的装置和方法
技术领域
一般地说，本发明涉及用于通信系统的数据通信装置和方法，更具体地说，本发明涉及以子帧为单位发送数据的帧构造装置和方法。
背景技术
正如本文所使用的，术语“数据位”指未编码数据，和术语“符号”指由信道编码器编码的数据。
在用来处理话音、字符、图像和视频信号的通信系统中，数据通常以帧单位为基础发送。一帧定义为系统中的一个基本定时间隔。在使用分组交换传输的通信系统中，吞吐量表示无错帧的数量与总接收帧的数量之间的比值。当在差的信道环境下数据以非常长的帧传输时，错误帧的数量会增加，从而降低了吞吐量。另外，接收器的复杂程度与要完成的计算量成正比，而计算量依赖于接收帧的长度。因此，考虑到由于信道环境所引起的吞吐量的降低和接收器的复杂性，需要一种将一个帧分成几个子帧并利用ARQ(自动重发请求)发送数据的方法。
然而，不但提供话音服务而且提供各种数据服务的通信系统根据各种数据速率和服务选项使用具有不同特征的信道编码器。具体地说，卷积编码器通常用于低速率的话音和数据传输，而快速(turbo)编码器通常用于高速率的数据传输。此外，在进行帧数据通信的系统中，用于纠错的信道编码器也应该以帧为单位来编码数据。在这种情况中，信道编码器在序列的末端上添加多个零位以表示每个帧的终结，使得解码器能够利用这些信息高效地解码这些帧。IS-95系统通常使用非递归系统卷积编码器，它将含有零(0)位的序列。添加到每帧的末端上以实现帧终结，这些零位等于延迟的数目。
同时，典型的快速编码器由两个串行或并行连接的系统卷积编码器和一个连接在两个系统卷积编码器之间的快速交织器组成。特别是，与非递归系统卷积编码器不同，在用作快速编码器的组成编码器的系统卷积编码器中，尽管将等于延迟数的含零位的序列添加到输入数据位上，但并不实现终结。这是因为输入数据位反馈到这些延迟器中。这个系统卷积编码器采用了使用反馈值的终结方法和无需终结进行解码的方法。想获得更多的详细信息请参阅Mark C.Reed和Steven S.Pietrobon所撰的文章：“快速码终结方法和一种用于短帧的新的可选择方法”(Mark C.Reed and StevenS.Pietrobon，“Turbo-Code Terminat ion Schemes and a NovelAlternat ive for short Frames”，PIMRC′96，Uct，15-18，1996)。
信噪比(SNR)与位误码率(BER)和帧误码率(FER)之间的关系依赖于信道编码器的类型。例如，在快速编码器中，当帧尺寸(或长度)变得较长时，可以允许保持BER或FER所要求的SNR较低。但是，在卷积编码器中，不管帧大小如何，保持BER所要求的SNR相对不变，而FER则随着帧大小的增大而升高。因此，需要一种子帧构造方法，它使采用两种具有不同特征的信道编码器的通信系统的性能最小化。
假定卷积编码器具有约束长度K＝9和编码速率R＝1/3，和快速编码器具有约束长度K＝4和编码速率R＝1/3。
图1显示了传统分层帧结构，其中对子帧加以考虑。这里，卷积编码器用作信道编码器。图1所示的帧包括四层：交织器块101、物理层帧102、信道编码块103和ARQ块104。交织器块101可以包括几个物理层帧102；反之，物理层帧102也可以包括几个交织器块101。但是，将假定一个交织器块101构成一个物理层帧102。物理层帧102可以包括几个信道编码块103，和信道编码块103可以包括几个ARQ块104。每个ARQ块104由数据位和零(0)位组成。为了能更好地理解，下面对数据速率为38.4Kbps的情况进行说明。下文假定CRC(循环冗余码)由16位组成。
当ARQ块104是单个ARQ块时，ARQ块104包括N(＝744)个数据位、16个CRC位和8个尾位，使得一帧总共由768位组成。然而，当ARQ块104由第一ARQ块104-A和第二ARQ块104-B两个子块组成时，第一ARQ块104-A包括360个第一数据位111、16个第一CRC位112和8个第一附加位113，第二ARQ块104-B包括360个第二数据位121、16个第二CRC位122和8个卷积尾位123，使得一帧总共由768位组成。但是，在每一种情况下，输入到信道编码块103的数据位的数量固定为768，并且对于768个数据位的信道编码符号的数量变成768×3＝2304个。在ARQ块104由第一ARQ块104-A和第二ARQ块104-B组成的情况下，一帧额外地包括了16个第一CRC位112和8个第一附加位113，不必要地使开销增加。但是，其优点在于可以利用ARQ进行重发。另外，当第一附加位113由8个零位组成时，这些第一附加位113可以用作终结第一ARQ块104-A的尾位。
这里，附加位由8个连续的零位组成，并且附加位的位数可以变化。如图1所示，当使用卷积编码器时，第一附加位113可以用作第一ARQ块104-A的终结。即使在ARQ块104由几个子ARQ块104A和104-B组成的情况下，附加位也可以用作终结。由于第一ARQ块104-A和第二ARQ块104-B是独立终结的，因此，有可能在接收器处以并行的方式同时解码两个子ARQ块。也就是说，在卷积编码器中，尽管使用了子帧结构，但由于附加位的存在，信道编码块和ARQ块的大小可以彼此相等。
图2显示了另一个传统分层帧结构，其中也对子帧加以考虑。这里，快速编码器用作信道编码器。在图2所示的帧中，快速尾位223由8位组成，其中的值不是连续的零位，而是根据来自组成快速编码器的递归卷积编码器的反馈值发生变化。在图2中，由于存在于信道编码块103中的快速交织器是在对整个ARQ块104的数据加扰之后进行快速编码的，因此，不可能象图1所示那样独立地解码子ARQ块。也就是说，在快速编码器中，尽管ARQ块104由几个子ARQ块组成，但解码应该在是整个ARQ块的时候进行，以解码对每个子ARQ块的数据。在这种情况中，尽管ARQ块104被分割成子ARQ块104-A和104-B，但不可能象在卷积编码器中那样以并行方式同时解码子ARQ块。
因此，在使用快速编码器的移动通信系统中，就用于ARQ传输的子帧构造方法而言，最好是，通过加上卷积编码器的各种优点，使快速编码器的性能最大化。
发明内容
因此，本发明的一个目的是在一种在使用快速编码器的移动通信系统中，提供以适合于发送数据的子帧单位来构造发送帧的装置和方法。
本发明的另一个目的是提供一种在移动通信系统中构造对其中的子帧加以考虑的分层帧的装置和方法，其中预定的特定位是在编码之前被插在帧中的出错几率较高的位置上。
本发明还有一个目的就是提供一种装置和方法，用于在使用快速编码器的移动通信系统中，以适合于发送数据的子帧单位构造发送帧、在编码之前将预定的特定位插在子帧中出错几率较高的位置上、然后发送编码帧数据。
为了达到上述目的，本发明提供了一种用于移动通信系统的子帧数据发送装置，包括：生成具有预定值的特定位的位发生器；位插入器，用于将接收的数据位流分段成至少两个子帧，并将所生成的特定位插在各个子帧中出错几率较高的位置上；第一分编码器，用来编码从所述位插入器输出的子帧数据；交织从所述位插入器输出的子帧数据的交织器；第二分编码器，用来从所述交织器接收交织的子帧数据并编码所交织的子帧数据；和快速编码器，用于编码由数据位流和特定位组成的子帧数据。
本发明还提供一种用于移动通信系统的子帧数据发送方法，所述系统具有用于产生具有一预定值的特定位的位发生器，该方法包括下列步骤：将接收的数据位流分段成至少两个子帧，并将在所述子帧中所生成的特定位插在各个子帧中出错几率较高的位置上；编码所述子帧数据；交织所述子帧数据并编码所交织的子帧数据。
附图说明
通过结合附图对本发明进行如下详细说明，本发明的上述和其它目的、特征和优点将更加清楚。在附图中，
图1是显示应用于使用卷积编码器的传统移动通信系统的分层帧结构的示意图，其中对子帧加以考虑；
图2是显示应用于使用快速编码器的传统移动通信系统的分层帧结构的示意图，其中对子帧加以考虑；
图3是显示根据本发明一个实施例的、应用于使用快速编码器的移动通信系统的分层帧结构的示意图，其中对子帧加以考虑；
图4是显示根据本发明一个实施例的、应用于使用快速编码器的移动通信系统的分层帧结构的示意图，其中对子帧加以考虑，并且其中快速编码器不使用快速尾位实现终结；
图5是显示根据本发明一个实施例的、应用于使用快速编码器的移动通信系统的分层帧结构的示意图，其中对子帧加以考虑，并且其中不使用CRC位；
图6是显示根据本发明一个实施例的、应用于使用快速编码器的移动通信系统的分层帧结构的示意图，其中对子帧加以考虑，并且其中不使用快速尾位和CRC位；
图7A和7B是显示根据本发明一个实施例，在使用快速编码器的移动通信系统中，在其中对子帧加以考虑的分层帧结构中，性能随插入位位数的不同而变化的模拟结果的频率图；
图8是显示应用于根据本发明第一实施例的、图3所示的分层帧结构的信道编码器件的方块图；
图9是显示应用于根据本发明第二实施例的、图4所示的分层帧结构的信道编码器件的方块图；
图10是显示应用于根据本发明第三实施例的、图4所示的分层帧结构的信道编码器件的方块图；
图11是显示应用于根据本发明第四实施例的、图3所示的分层帧结构的信道编码器件的方块图；
图12是显示根据图8所示的第一实施例的快速编码器的操作定时的时序图；
图13是显示根据图9所示的第二实施例的快速编码器的操作定时的时序图；
图14是显示根据图10所示的第三实施例的快速编码器的操作定时的时序图；和
图15是显示根据图11所示的第四实施例的快速编码器的操作定时的时序图。
具体实施方式
下面参考附图对本发明的优选实施例进行说明。在如下的说明中，对那些众所周知的功能或结构将不作详细说明，因为它们可能会使本发明遮掩在不必要的细节之中。
图3显示了根据本发明的第一实施例的分层帧结构，其中对子帧加以考虑。这里，快速编码器用作信道编码器。
在图3所示的第一实施例中，预定的特定位被插在ARQ块104的帧中出错几率相对较高的位置上。出错几率是由实验来确定的，插入位置应该为信道编码器和信道解码器所知。如果被插入的位的位置和值为接收方和发送方所知，那么，无论它们是否被发送，这些特定位都是不重要的。另外，在相互预定的发送方和接收方利用控制信息位作为插入位的情况下，插入位可以用作特定位。在这种情况下，特定位应该发送出去。
本文假定待插入的特定位具有“0”值和在快速编码器中编码之后插入的特定位不发送出去。另外，将插入的特定位称为“插入位”。
快速编码器由一个原样输出输入数据位的部分和一个输出奇偶位的部分组成。由于数据位输出部分收缩(puncture)位于预定插入位置上的特定位，因此，不允许发送插入位。但是，在另一方面，插入值可以具有“1”值并且还允许在快速编码之后发送插入位。另外，FER性能可以依赖于插入位的数目。也就是说，很明显，当插入位的数目增加时，FER性能改善了(即，FER值减少了)。
同时，图1和2所示的附加位是连续添加的位，而插入位既可以是连续添加的位也可以是分散地分布在整个ARQ帧中的位，这是因为没有必要连续发送这些插入位，因为快速编码器一次编码整个ARQ帧，尽管在卷积编码器中，应该连续发送其数量等于延迟的数目的附加位，使得附加位可以用作子帧的终结。
在第一实施例中，假定帧具有图1中所示的38.4Kbps的数据速率。在图3中，第一和第二数据位111和121由360位组成；第一和第二CRC位112和122由16位组成；第一插入位313总共有12位；和快速尾位223总共有8位。由此，帧总共由772位组成，信道编码符号的数目变成772×3＝2316。也就是说，第一插入位的位数比图1所示的附加位的位数多4位。然而，当使信道编码符号收缩等于插入位的位数的数目时，从快速编码器输出的最后符号的数目变成2316-12＝2304。另外，如上所述，由于插入位以预定值插入在与接收方先前安排的位置上，允许发送方在信道编码之后不发送插入位。在这种情况中，有可能通过收缩插入位来获得速率匹配结果。因此，从信道编码器输出的最后符号的数目可以等于或小于图1所示的符号的数目。
图4显示了根据本发明的第二实施例的、对其中子帧加以考虑的分层帧结构。在这个实施例中，用作信道编码器的快速编码器并不使用快速尾位实现终结。这是因为，即使没有终结，快速编码器也能进行解码。关于更多的信息请参阅Mark C.Reed和Steven S.Piefrobon所撰的文章：“快速码终结方法和一种用于短帧的新方案”(Mark C.Reed and StevenS.Pietrobon，“Turbo-Code Termination Schemes and a Novel Alternativefor Short Frames”，PIMRC′96，Oct，15-18，1996)。
参考图4，第二插入位423被插入以补偿由于ARQ帧的无终结引起的性能下降。与第一插入位313一样，第二插入位423是插在整个ARQ块104中出错几率相对较高的位置上的预定特定位。关于插入第二插入位的出错几率是由实验来确定的，插入位置应该为信道编码器和信道解码器所知。如果插入位的位置和数值为接收方和发送方所知，无论插入位是否发送出去都不重要。另外，与接收方先前安排好的分离数据位，而不是编码位，可以用作特定位。在这种情况中，特定位是原样发送出去的。这里假定第二插入位的特定值是“0”和快速编码之后快速编码器的特定位不被发送。
图5显示了根据本发明第三实施例的、对其中的子帧加以考虑的分层帧结构。在此实施例中，用作信道编码器的快速编码器并不使用CRC位。
参考图5，快速编码器使用快速尾位实现终结。在这种快速编码器中，由于信道编码不是以整个ARQ帧104为单位而是以子帧为单位进行的，有可能去除CRC位来提高吞吐量和信道编码器的性能。也就是说，在卷积编码器中，当ARQ帧在发送之前利用由8个零位组成的附加位来分割成子ARQ帧时，接收方能够以子ARQ帧为单位进行解码。但是，由于快速编码器可以以整个ARQ帧为单位进行解码，有可能通过从子帧中去除供卷积编码器用的CRC位来提高吞吐量或改善快速编码器的性能，然后或者发送更多的数据位，或者增加等于CRC位位数的插入位位数。在图5中，第一数据位511和第二数据位521在数量上可以增加等于图3和4所示的CRC位的位数。或者是，也有可能通过使第一插入位513的位数增加到CRC位位数的两倍来改善快速编码器的性能。
图6显示了根据本发明第四实施例的、对其中的子帧加以考虑的分层帧结构。在此实施例中，用作信道编码器的快速编码器既不使用尾位也不使用CRC位。
参考图6，快速编码器不使用快速尾位实现终结，而是加上第二插入位。在图6所示的帧结构中，有可能通过去除CRC位来提高吞吐量，然后使第一和第二数据位511和521的数量增加等于CRC位的位数，或者是，也有可能通过使第一插入位513的数量增加到CRC位位数的两倍来改善快速编码器的性能。
图7A显示了在使用根据本发明第一实施例的分层帧结构的移动通信系统中，性能相对于插入位位数的不同而变化的模拟结果的频率图；模拟条件如下：
·信道模式：ITU-R Rec.M.1225信道-B
·载波频率：2GHz
·移动速率：3km/h，30km/h，60km/h，120km/h
·信息位速率：32kbps(10ms)
·码片率＝4.096MCPS
·理想信道估计
·分集：2-分支空间分集
·RAKE：2指/分支
·基于SIR的TPC(动态范围12dB，步长1dB)
·快速码：K＝3，多项式(7，5)，MAP解码器，8次叠代和8-位量化。
从图中可以看出，当插入位的位数减少时，保持FER性能在10-3数量级上所要求的SNR值变小了。因此，为了使快速编码器的性能极大化，优选的做法是，使插入位的位数极大化，然后从信道编码符号中收缩插入位。
图7B显示了在使用根据图4所示的第二实施例的分层帧结构的移动通信系统中，性能相对于插入位位数的不同而变化的模拟结果。尽管模拟条件与图7A中所示的模拟条件相同，但快速编码器已经添加了第二插入位，而没有利用快速尾位实现终结。从图7B中可以注意到，当插入位的位数增加时，保持FER性能在10-3数量级上所要求的SNR值变小了。
现在，对根据第一至第四实施例的信道编码器的操作过程进行说明。
图8显示了应用于根据本发明第一实施例的图3所示的分层帧结构的信道编码器件。图12显示图8所示的信道编码器的操作过程，这个信道编码器编码具有根据第一实施例的子帧结构的数据。因此，可以明白，图8所示的信道编码器生成并发送具有根据第一实施例的图3所示的帧结构的数据。图12是显示生成具有根据第一实施例的子帧结构的数据的过程的时序图，其中x-轴表示切换器880、881和882的操作过程，和作为时间轴的Y-轴表示从上述切换器输出的位的时序。
参考图8和12，当接收到输入位Ik时，切换器880将输入位连接到线路801上，切换器881将线路801与线路802相连接将第一数据位施加到线路802上，如图12的参考标号1211所示。此时，切换器882将线路802与线路803相连接使第一数据位通过线路803施加到编码器上，并通过线路802接收第一数据位的CRC发生器820生成CRC位。在这种状态下，图3所示的所有360个第一数据位111都输入到为第一数据位生成CRC位的CRC发生器820中。
此后，当完成第一数据位输入时，将切换器880与延迟器810相连接，使切换器881与延迟器810断开或保持断开一段时间，以切断通向线路802的输入，使得作为随后的输入位的第二数据位存储在延迟器810中，如图12的参考标号1213所示。进一步，当切换器882与CRC发生器820相连接时，CRC发生器820输出用于第一数据位的16个CRC位并通过切换器882将它们施加到编码器上。当CRC位完全施加到编码器上时，切换器882与位发生器830相连接，以通过切换器882将预定已知位的第一插入位313提供给编码器，如图12的参考标号1215所示。
在完成关于第一数据位的处理过程之后，在切换器880保持与延迟器810相连接的同时切换器881与延迟器810相连接，将存储在延迟器810中的第二数据位提供给线路802，如图12的参考标号1217所示。此时，切换器882与线路802相连接将第二数据位施加给编码器，并且还通过线路802将第二数据位施加到CRC发生器820上，CRC发生器820计算用于第二数据位的CRC位。
此后，当完成第二数据位输入时，切换器882与CRC发生器820相连接，以通过切换器882将从CRC发生器820输出的、用于第二数据位的16个CRC位提供给编码器，如图12的参考标号1219所示。当各第一数据位、各第一CRC位、各第二数据位和各第二CRC位按照这种方式完全输入到编码器部分时，编码器部分启动对于输入位的编码处理。
编码器由第一分编码器850、交织器840、第二分编码器860和多路复用器870组成。根据第一实施例的第一和第二分编码器850和860插入位和添加尾位以执行终结。输入到编码器中的信号公用地提供给多路复用器870、第一分编码器850和交织器840。接着，从交织器840输出的交织输入位施加到第二分编码器860中。这里，第一和第二分编码器850和860是递归系统性分编码器，它们生成待添加的尾位。
在操作过程中，第一分编码器850编码输入位并生成用于终结的尾位的编码位。第一分编码器850输出关于输入位和尾位的第一奇偶位，并将输出位提供给多路复用器870。交织器840交织输入到编码器中的位并将交织位提供给第二分编码器860，第二分编码器860以与第一分编码器850相同的方式编码交织的数据位，以生成第二奇偶位和尾位。从第二分编码器860输出的第二奇偶位和尾位还施加到多路复用器870上。然后，多路复用器870收缩数据位Ik并将插入位插入其中。
由本申请人提交的、标题为“应用于通信系统的信道编码装置和方法”的韩国专利申请第1998-13956号详细公开了这样一种编码器的操作过程。
在解码处理中，多路复用器870的输出被解复用并且特定位被插在插入位被插的插入位置上。由本申请人提交的韩国专利申请第1998-32471号详细公开了这样一种解码器。在下文所述的第一至第四实施例中，解码器将按照上面所述的相同方式解码编码数据。
图9显示了应用于根据本发明第二实施例的图4所示的分层帧结构的信道编码器件。图13显示了图9所示的信道编码器的操作过程，这个信道编码器编码具有根据第二实施例的分帧结构的数据。因此，可以明白，图9所示的信道编码器生成并发送具有根据第二实施例的图4所示的帧结构的数据。图13是显示生成具有根据第二实施例的子帧结构的数据的过程的时序图，其中X轴表示切换器980、981和982的操作过程，和作为时间轴的Y轴表示从上述切换器输出的位的定时。
参考图9和13，当接收到输入位I k时，切换器980将输入位连接到线路901上，切换器981将线路901与线路902相连接，以使第一数据位施加到线路902上，如图13的参考标号1311所示。此时，切换器982将线路902与线路903相连接使第一数据位通过公用的线路903施加到编码器和CRC发生器920上。在图4所示的360个第一数据位完全输入时，CRC发生器920计算用于第一数据位的CRC位。
此后，当第一数据位完全输入时，将切换器980与延迟器910相连接，并使切换器981与延迟器910断开或保持断开一段时间，以切断通向线路902的输入，使得作为随后的输入位的第二数据位存储在延迟器910中，如图13的参考标号1313所示。进一步，当切换器982与CRC发生器920相连接时，CRC发生器920输出用于第一数据位的16个CRC位，并通过切换器982将它们施加到编码器上。当CRC位完全施加到编码器上时，切换器982与位发生器930相连接，并通过切换器982将预定已知位的第一插入位313提供给编码器，如图13的参考标号1315所示。
在完成关于第一数据位的处理过程之后，在切换器980保持与延迟器910相连接的同时切换器981与延迟器910相连接，将存储在延迟器910中的第二数据位提供给线路902，如图13的参考标号1317所示。此时，切换器982与线路902相连接以将第二数据位施加给编码器，并且还通过线路902将第二数据位施加到CRC发生器920上，CRC发生器920计算用于第二数据位的CRC位。
此后，当第二数据位完全输入时，切换器982与CRC发生器920相连接，以通过切换器982将从CRC发生器920输出的、用于第二数据位的16个CRC位提供给编码器，如图13的参考标号1319所示。当CRC位完全提供给编码器时，切换器982连接到位产生器930，以将预定的已知位的第二插入位413经其提供给编码器，如图13的标号1321所示。
当第一数据位、第一CRC位、第二数据位和第二CRC位按照这种方式完全输入到编码器部分时，编码器部分启动对于具有图4所示的子帧结构的输入位的编码处理。
编码器包括第一分编码器950、交织器940、第二分编码器960和多路复用器970。根据第二实施例的第一和第二分编码器950和960不进行终结。输入到编码器中的信号公用地提供给多路复用器970、第一分编码器和交织器940。接着，从交织器940输出的交织输入位施加到第二分编码器960中。这里，第一和第二分编码器950和960是递归系统性分编码器，它们不生成用于终结的尾位。
在操作过程中，第一分编码器950编码输入位并将编码位提供给多路复用器970。交织器940交织输入到编码器中的位并将交织的位提供给第二分编码器960，第二分编码器960按照第一分编码器950所使用的相同方式编码交织的数据位，以生成第二奇偶位。从第二分编码器960输出的第二奇偶位也施加到多路复用器970上。然后，多路复用器970收缩数据位Ik并将插入位插入其中。
图10显示了应用于根据本发明第三实施例的图5所示的分层帧结构的信道编码器件。图14显示图10所示的信道编码器的操作过程，这个信道编码器编码具有根据第三实施例的分帧结构的数据。因此，可以明白，图10所示的信道编码器生成并发送具有根据第三实施例的图5所示的帧结构的数据。图14是显示生成具有根据第三实施例的子帧结构的数据的过程的时序图，其中x-轴表示切换器1080、1081和1082的操作过程，和作为时间轴的Y-轴表示从上述切换器输出的位的定时。
参考图10和14，当接收到输入位Ik时，切换器1080将输入位连接到线路1002上使第一数据位施加到线路1002上，如图14的参考标号1411所示。此时，切换器1082将线路1002与线路1003相连接使第一数据位通过线路1002施加到编码器上。当第一数据位完全施加到编码器上时，切换器1082连接到位发生器1030上，以通过切换器1082将预定已知位的第一插入位513提供给编码器，如图14的参考标号1413所示。
在完成关于第一数据位的处理之后，切换器1080连接到延迟器1010上，将第二数据位521存储在延迟器1010中，切换器1082连接到延迟器1010上将存储在延迟器1010中的第二数据位521提供给线路1003，如图14的参考标号1415所示。此后，切换器1082再次连接到线路1002上通过线路1002将第二数据位施加给编码器。当第一数据位、第一插入位和第二数据位按照这种方式完全输入到编码器时，编码器开始关于输入位的编码过程。
编码器由第一分编码器1050、交织器1040、第二分编码器1060和多路复用器1070组成。根据第三实施例的第一和第二分编码器1050和1060插入各位和添加尾位以实现终结。输入到编码器中的信号公用地提供给多路复用器1070、第一分编码器1050和交织器1040。接着，从交织器1040输出的交织的输入位施加到第二分编码器1060中。这里，第一和第二分编码器1050和1060是递归系统性分编码器、它们生成用于终结的尾位。
在操作过程中，第一分编码器1050编码输入位并生成用于终结的尾位的编码位。第一分编码器1050输出用于输入位和尾位的第一奇偶位，并将输出位提供给多路复用器1070。交织器1040交织输入到编码器中的位并将交织位提供给第二分编码器1060，第二分编码器1060按照第一分编码器1050所使用的相同方式编码交织数据位，以生成第二奇偶位。从第二分编码器1060输出的第二奇偶位也施加到多路复用器1070上。然后，多路复用器1070收缩数据位Ik，以将插入位插入其中。
图11显示了应用根据本发明第四实施例的图6所示的分层帧结构的信道编码器件。图15显示图11所示的信道编码器的操作过程，这个信道编码器编码具有根据第四实施例的分帧结构的数据。因此，可以明白，图11所示的信道编码器生成并发送具有根据第四实施例的图6所示的帧结构的数据。图15是显示生成具有根据第四实施例的子帧结构的数据的过程的时序图，其中X-轴表示切换器1180、1181和1182的操作过程，和作为时间轴的Y-轴表示从上述转换器输出的位的定时。
参考图11和15，当接收到输入位Ik时，切换器1180将输入位连接到线路1102上将第一数据位施加给1102，如图15中的参考标号1511所示。此时，切换器1182将线路1102与线路1103相连接，以通过线路1102将第一数据位施加到编码器上。当第一数据位完全施加到编码器上时，切换器1182连接到位发生器1130上，以通过1182将预定已知位的第一插入位513提供给编码器，如图15的参考标号1513所示。
在完成对于第一数据位的处理过程之后，切换器1180连接到延迟器1110上将第二数据位521存储在1110中，切换器1180连接到延迟器1110上将存储在延迟器1110中的第二数据位521提供给线路1103，如图15的参考标号1515所示。此后，切换器1182再次连接到线路1102上通过线路1102将第二数据位施加给编码器。当第一数据位、第一插入位和第二数据位按照这种方式完全输入到编码器中时，编码器启动对于输入位的编码处理。
编码器由第一分编码器1150、交织器1140、第二分编码器1160和多路复用器1170组成。根据第三实施例的第一和第二分编码器1150和1160不进行终结。输入到编码器中的信号公用地提供给多路复用器1170、第一分编码器1150和交织器1140。接着，从交织器1140输出的交织输入位施加到第二分编码器1160中。这里，第一和第二分编码器1150和1160是递归系统性分编码器，它们不生成用于终结的尾位。
在操作过程中，第一分编码器1150编码输入位生成第一奇偶位，并将编码位(即，第一奇偶位)提供给多路复用器1170。交织器1140交织输入到编码器中的各位，并将交织的位提供给第二分编码器1160，第二分编码器以第一分编码器1150所使用的相同方式编码交织的数据位，以生成第二奇偶位。从第二分编码器1160输出的第二奇偶位也施加到多路复用器1170上。然后，多路复用器1170收缩数据位Ik以将插入位插入其中。
总而言之，预定的特定位在信道编码之前被插在整个ARQ块中出错几率相对较高的位置上。出错几率是由实验来确定的。由于插入位置事先为信道编码器和信道解码器所知，快速编码器并不发送这些插入位。因此，在这种新的子帧结构中，FER性能依赖于插入位的数目。也就是说，当插入位的位数增多时，FER的性能提高了。
虽然以上通过参考某些优选实施例对本发明进行了图示和说明，但熟悉本技术的人员明白，对本发明所作的各种在形式上和在细节上的改动均不偏离如所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围之外。

Claims (7)

1.一种用于移动通信系统的子帧数据发送装置，包括：
生成具有预定值的特定位的位发生器；
位插入器，用于将接收的数据位流分段成至少两个子帧，并将所生成的特定位插在各个子帧中出错几率较高的位置上；
第一分编码器，用来编码从所述位插入器输出的子帧数据；
交织从所述位插入器输出的子帧数据的交织器；
第二分编码器，用来从所述交织器接收交织的子帧数据并编码所交织的子帧数据；和
快速编码器，用于编码由数据位流和特定位组成的子帧数据。
2.如权利要求1所述的子帧数据发送装置，其中子帧的大小等于ARQ块，并且所述特定位被插在所述子帧的后部上。
3。如权利要求1所述的子帧数据发送装置，其中所述位插入器包括：
将接收的数据位流延迟等于待插入的特定位的数量的延迟器；和
切换器，在接收用于子帧的数据位完成时，将接收的数据位连接到所述延迟器上，并将所述位发生器的输出施加到所述快速编码器；并且，当所述特定位被插入时将所述延迟器的输出施加到所述快速编码器上。
4.一种用于移动通信系统的子帧数据发送方法，所述系统具有用于产生具有一预定值的特定位的位发生器，该方法包括下列步骤：
将接收的数据位流分段成至少两个子帧，并将在所述子帧中所生成的特定位插在各个子帧中出错几率较高的位置上；
编码所述子帧数据；
交织所述子帧数据并编码所交织的子帧数据。
5.如权利要求4所述的子帧数据发送方法，其中所述子帧的大小等于ARQ块，并且所述特定位被插在所述子帧的后部上。
6.如权利要求4所述的子帧数据发送方法，其中所述位插入步骤包括下列步骤：
在接收用于子帧的数据位完成时，插入所生成的特定位和延迟所接收的数据位；和
当所述特定位被插入时，输出延迟的数据位。
7.如权利要求1所述的子帧数据发送装置，其中所述快速编码器包括多路复用器，用来接收子帧数据、编码子帧数据和交织的编码子帧数据，并收缩所述子帧数据以将插入位插入其中。
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