CN1135711C - Gsm-移动无线通信系统中的信道编码方法、基站和用户站 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及GSM移动无线通信系统中的信道编码方法、基站和用户站。将准备编码的语音信息首先对应于其相对于传输误差的敏感度和/或从属于它的优先权进行整理和分成至少第一个和第二个语音信息。对于第一个语音信息进行信道编码，信道编码在第一个编码步骤中使用循环冗余检查的误差防护编码和在第二个编码步骤中使用具有分子多项式和分母多项式的递推的系统的编码。相反对于第二个语音信息进行信道编码，信道编码使用具有分子多项式和分母多项式的递推的系统的编码。由此可获得较好的编码特性和因此具有较好的误差修正特性。

Description

GSM-移动无线通信系统中的 信道编码方法、基站和用户站
本发明涉及到GSM-移动无线通信系统中的信道编码方法、基站和用户站。
GSM移动无线通信系统(全球移动通信系统)在世界范围已经安装了大于100个网络和大于1亿用户。在GSM移动无线通信系统中将数据(例如语言数据或者数据服务数据)借助于电磁波经过接口进行传输。无线接口关系到基站与用户站之间的连接，其中用户站可以是移动站或者位置确定的无线站。此时电磁波的传播是用载波频率进行的，在GSM-移动无线通信系统中载波频率是位于频带900、1800、1900MHz上。
在移动无线通信系统中为了经过无线接口传输数据要求信道编码。这些信道编码对于不同的业务，例如14.4kbps数据、语言FR(全比率)，语言HR(半比率)是不同的。信道编码和与之互补的在接收方的信道解码的目的是尽可能低的比特误差率(BER)。
目前在GSM-移动无线通信系统中(和其他可比较的系统中)对于信道编码只使用非系统的没有递推的卷积编码(NSC编码-非系统卷积)。在这些编码中被编码的比特是通过现实的和过去的有用比特的加权之和的卷积编码产生的。当编码比率为1/2时则被编码的比特例如是由有用比特2产生的(见附图2)，这些是从不同的加权之和中得到的。在这些和中的加权和因此产生的被编码的比特是通过所谓的多项式发生器决定的。则例如决定多项式为1+D3+D4时，被编码的比特由现实的，倒数第三个和倒数第四个有用比特之和(XOR连接)产生的。
当信道编码时经过无线接口发送被编码的比特和在接收方进行信道解码。常常使用的解码算法是所谓的维特比-算法。因为解码过程保持不变和只是计算强化，首先在基站上为此使用硬件组件(应用专门的电路回路ASICs)。这些ASCICs一般来说只可以处理确定的解码图，在GSM中只用于没有递推的编码。
当GSM移动无线通信系统引入新的语言编码方法时是建立在只用于没有递推编码的目前信道编码建议方法基础上的，见ETSISMG11；Tdoc SMG11 205/98，159/98和147/98，1998年9月28日，以确保与已经存在的和百万次处理的硬件兼容。虽然很多制造商参与了开发过程，见Tdoc SMG11 205/90，159/98和147/98，于1998年9月28日，其他的编码方法已经被认为是不可以使用的。
按照本发明建议将递推的系统的编码(RSC-编码)使用在信道编码中，其中将准备编码的语音信息首先对应于其相对于传输误差的敏感度和/或从属于它的优先权进行整理和分成至少第一个和第二个语音信息。对于第一个语音信息进行信道编码，信道编码在第一个编码步骤中使用循环冗余检查的误差防护编码和在第二个编码步骤中使用具有分子多项式和分母多项式的递推的系统的编码。相反对于第二个语音信息进行信道编码，信道编码使用具有分子多项式和分母多项式的递推的系统的编码。这与NSC-编码的区别在于，例如当比率为1/2时第一个“被编码”的比特对应于现实的有用比特(系统的)和从现实的和过去的有用比特中而且还从过去被编码的比特(递推的)中产生第二个被编码的比特。则使用反馈的编码，其中充分利用，递推的系统的编码特别是当高比特误差比率时明显地具有比较好的编码特性和因此也具有比较好的误差修正特性。
从E.Offer，“在耦合编码系统中具有质量信息的解码”，进展报告，VDI-出版社，系列丛书10，443卷，杜塞多夫1996，21页和119页，中已知的RSC-编码目前还没有使用，因为RSC-编码在解码过程中产生变化和因此不能硬件兼容。在信道编码时引入RSC-编码似乎不可能，因为必须对被安装的基站进行改装。实际上不是这种情况，因为不仅发送方而且接收方可以保留硬件结构和在GSM移动无线通信系统中可以将RSC-编码引入用于信道编码。
建议，接收方在信道解码时将递推的系统的编码细分之后在分母多项式基础上进行后处理。按照本发明优异的扩展结构，解码过程如同目前用NSC-编码的解码一样和与新的RSC-编码的没有递推部分-分子多项式-是一样的。在硬件兼容的解码之后连接上后处理，在其中因此得到的比特再一次用分母多项式进行编码。优异的是这种后处理是用程序技术手段进行的，即可以用比较容易事后装在已经存在的站上的软件进行的。
后处理的编码计算是不麻烦的和可以在任何的基站上作为附加步骤进行。通过这种变换编码人们得到比特准确的发送方的数据序列。
用目前安装的硬件不可能的递推解码，可以通过具有两个没有递推的前后连续的单个步骤的解码代替。第一个步骤是用递推编码的分子多项式进行解码和第二个步骤是用递推编码的分母多项式进行编码。因此也允许用已经安装的硬件必要时复制任意的系统的递推编码。第一个步骤对应于目前的解码和第二个步骤对应于后处理。
借助于附图2和3简要叙述相同的RSC-和NSC-编码的多项式。当典型的NSC-编码时(例如GSM/TCHFS)。
生成器多项式为：
NSC-编码的多项式：G1＝1+D3+D4
                  G2＝1+D+D3+D4
例如如果被G1除时，生成同样的RSC-编码：
RSC-编码的多项式：
G1＝1 G 2 = 1 + D + D 3 + D 4 1 + D 3 + D 4 . . . .
这些RSC-编码的优点是，坏的信道上(比特误差比率直到10-4)比较低的比特误差比率是可能的，因为由于未被编码的比特(系统的部分)信道误差比率不会被超过。相反在很坏的信道条件下被编码比特的比特误差比率也可以大于信道误差比率。
按照本发明优异的结构，接收方从前面检测中得到a-优先-知识和将这个先验-知识使用在后面的信道解码中。当传输被编码的语音时多个语音参数变化和因此只有很少的比特或者人们可以从过去的这些参数数值中预报出概率的现实数值。如果现在被接收的现实数值与前面的数值有偏差时，则以比较高的概率出现传输误差和例如人们可以将被接收的数值用预报的数值代替。
在信道解码器中带来预报(先验-知识)和在这之前常常是不可能的，因为由于使用非系统的编码必须改进解码算法。一般来说改进也不是硬件兼容的。如果使用RSC-编码，则可以很容易在解码过程之前带来这种预报，因为被接收的比特的一部分是没有编码的。不必要改进解码过程本身。
如已经叙述过的被接收的比特的一部分是没有编码的有用比特。如果信道条件好，也就是说不会出现传输误差，则可以取消信道解码和只使用有用比特。如果用优异的方法由信道评估器计算出信息，已经可以在信道解码器前面决定传输质量。然后决策是否有或者没有必要进行解码。在用户站上的能量消耗是重要的质量判据，用户站的重要优点是可以关闭信道解码器。因此可以节约能量。此外例如当用于连接遥测业务的SMS-应用时，在其中始终考虑用比较高的传输质量，完全取消用于信道解码的硬件。
通过用后面的编码进行非递推的解码时使用RSC-编码在已经存在的GSM-移动无线通信系统中用已经存在的具有上述优点的硬件是可能的。
现参考附图详细叙述本发明实施例。
其中表示
附图1为已知GSM-移动无线通信系统的网络结构，
附图2和3示出了RSC-和NSC编码的多项式，
附图4编码过程图，
附图5在编码和解码中使用的多项式，和
附图6解码过程图。
在附图1上表示的GSM-移动无线通信系统是由很多相互连成网络或者建立到固定网络PSTN入口的移动交换站MSC组成的。此外这些移动交换站MSC各自与至少一个用于控制基站的基站监控器BSC相连接。每个基站监控器BSC有可能又与至少一个基站相连。操作-和维护中心OMC实现移动无线通信系统或者其部件的控制-和维护功能。
基站BS可以经过无线接口建立与用户站的连接，例如移动站MS或者其他移动的或者固定的终端机。通过每个基站至少构成一个无线小区。附图1表示基站BS和移动站MS之间用于传输有用信息的连接。
在被表示的编码方法中将语音信息作为有用信息进行传输。将语音信息的比特对应于其相对于误差的敏感度关系到加权分成为3个等级(等级1a，1b和2)。通过CRC-误差防护编码(循环码校验)附加地保护最重要的比特(等级1a)。将等级1a和1b的比特进行卷积编码和用虚线表示。在编码之后在AMR时对应于FR和HR目前引入的频率范围转换图表将数据进行频率范围转换。
在AMR-编码器方面一共介绍了14编码方法从其中对应于传输性能进行选择。其中8个编码模式可以使用在全数据比率模式和6个可以使用在半数据比率模式。
传输模式 信道编码模式 原编码比特率，语言      净比特率，在带内信号化    信道编码比特率，语言  信道编码比特率，在带内
TCH/FR   CH0-FSCH1-FSCH2-FSCH3-FSCH4-FSCH5-FSCH6-FSCH7-FS  12.20 kbit/s(GSM EFR)10.20 kbit/57.95 kbit/s7.40 kbit/s(IS-641)6.70 kbit/s5.90 kbit/s5.15 kbit/s4.75 kbit/s     0.10 bit/s0.10 bit/s0.10 bit/s0.10 bit/s0.10 bit/s0.10 bit/s0.10 bit/s0.10 bit/s   10.20 kbit/s12.20 kbit/s14.45 kbit/s15.00 kbit/s15.70 kbit/s16.50 kbit/s17.25 kbit/s17.65 kbit/s  0.30 kbit/s0.30 kbit/s0.30 kbit/s0.30 kbit/s0.30 kbit/s0.30 kbit/s0.30 kbit/s0.30 kbit/s
TCH/HR   CH8-HSCH9-HSCH10-HSCH11-HSCH12-HSCH13-HS  7.95 kbit/s7.40 kbit/s(IS-41)6.70 kbit/s5.90 kbit/s5.15 kbit/s4.75 kbit/s     0.10 bit/s0.10 bit/s0.10 bit/s0.10 bit/s0.10 bit/s0.10 blt/s   3.25 kbit/s3.80 kbit/s4.50 kbit/s5.30 kbit/s6.05 kbit/s6.45 kbit/s  0.10 kbit/s0.10 kbit/s0.10 kbit/s0.10 kbit/s0.10 kbit/s0.10 kbit/s
将每个帧(20ms)用2净比特(在编码之后4或8总比特)的在带内信令利用在用于编码模式信令或者用于传输质量信令的另外的帧。用两个比特可以将四个编码模式信令化。这些编码模式必须在这之前选定，借助于在带内信令在其之间可以来回接通。
对于所有模式适合于以下实施步骤顺序：
1.将带内信令信息用块编码进行编码，
2.将语言信息按照其重要性分成等级，
3.将有用信息的整理过的比特用系统的块编码(CRC)进行编码，其中用语言比特和奇偶校验位产生字，
4.将这些被编码的比特和等级1的剩余比特进行卷积编码，
5.将被编码的比特用虚线表示，以便得到所希望的比特率，
6.将没有被保护的比特插入用虚线表示的数据的帧内(只对于半比特率模式)，
7.将比特重新整理和将被编码的和在带内的比特进行频率范围转换(交叉)，此时还插入所谓的抢先标记。
所使用的符号具有以下意义：
k，j     在数据块或者脉冲中的比特序号
Kx       在块中的比特数，x说明数据类型
n        输出数据块的序号
N        选定的数据块
B        脉冲或块的序号
s(k)     分类前的语言信息，k＝1…Ks(附图4的接口0)
d(k)     信道编码前的语言信息，k＝1…Kd-1(附图4的接口1)
id(k)    在带内信令的比特，k＝0，1
ic(k)    在带内信令编码的比特，k＝0…3(HR)，7(FR)
u(k)     第一个编码步骤之后的数据，k＝0，1，…Ku-1(块编码，
CRC编码) (附图4的接口2)
c(n，k)，c(k)  第二个编码步骤之后的数据，k＝0，1，…，Kc-1，n＝0，1，…N，N+1(卷积编码)，(附图4的接口3)
i(B，k)频率范围转换的数据，k＝0，1…Kj-1，B＝Bo，Bo+1，…
e(B，k)一个脉冲的比特，k＝0，1，114，115；B＝Bo，B0+1，…(附图
4的接口4)
全比率模式(FR)进行编码
将在带内信令的比特进行编码：
    id(0，1)     ic(0..7)
    00     00000000
    01     10111010
    10     01011101
    11     11100111
将比特分为等级：
  编码模式   每个块语言比特数 每个块等级1的比特数 每个块等级1a的比特数 每个块等级1b的比特数
  CH0-FS     244     244     81     163
  CH1-FS     204     204     65     139
  CH2-FS     159     159     75     84
  CH3-FS     148     148     61     87
  CH4-FS     134     134     55     79
  CH5-FS     118     118     55     63
  CH6-FS     103     103     49     54
  CH7-FS     95     95     39     56
没有等级2的比特。
下面对第一个编码步骤说明编码器的和对应的解码器的重要参数：
 编码模式 被编码的语言比特(Kd) CRC-被保护的比特(Kd1a) Tai-比特数(Ntall) 第一个编码步骤之后的比特数(Ku＝Kd+6+Ntall)
 CH0-FS     244     81     5     255
 CH1-FS     204     65     5     215
 CH2-FS     159     75     6     171
 CH3-FS     148     61     6     160
 CH4-FS     134     55     6     146
 CH5-FS     118     55     6     130
 CH6-FS     103     49     6     115
 CH7-FS     95     39     6     107
a)奇偶校验位(奇偶校验位)：
将6比特CRC(循环码校验)利用在误差检测上。用后面的循环生成器-多项式产生这些6奇偶校验位：
g(D)＝D6+D5+D3+D2+D1+1对于等级1的第一个Kd1a，其中Kd1a按照上述表格是说明等级1的比特数。用循环的编码进行编码是用系统的方法进行的：
在GF(2)中，多项式：
d(0)D(Kd1a+5)+d(1)D(Kd1a+4)+…+d(Kd1a-1)D(6+
p(0)D(5)+…+p(4)D+p(5)
其中p(0)，p(1)…p(5)是奇偶校验位，被g(D)除等于“0”。
b)将有用比特和奇偶校验位聚集在一起和将所谓的尾部比特附加进去：
u(k)＝d(k)         k＝0，1，…，Kd1a-1
u(k)＝p(k-Kd1a)    k＝Kd1a，Kd1a+1，…，Kd1a+5
u(k)＝d(k-6)       k＝Kd1a+6，Kd1a+7，…，Kd+5
u(k)＝与编码模式有关
因此在第一个编码步骤u(k)之后定义每个编码模式的以下内容：
CHO-FS：u(k)＝d(k)          k＝0，1，…，80
        u(k)＝p(k-81)       k＝81，82，…，86
        u(k)＝d(k-6)        k＝87，88，…，249
        u(k)＝还要说明  对于k＝250，251….，254
CH1-FS：u(k)＝d(k)          k＝0，1，…，64
        u(k)＝p(k-65)       k＝65，66，…，70
        u(k)＝d(k-6)        k＝71，72，…，209
        u(k)＝还要说明  对于k＝210，211…，214
CH2-FS：u(k)＝d(k)          k＝0，1，…，74
        u(k)＝p(k-75)       k＝75，76，…，80
        u(k)＝d(k-6)        k＝81，82，…，164
        u(k)＝还要说明  对于k＝165，166…，170
CH3-FS：u(k)＝d(k)          k＝0，1，…，60
        u(k)＝p(k-61)       k＝61，62，…，66
        u(k)＝d(k-6)        k＝67，68，…，153
        u(k)＝还要说明  对于k＝154，155…，159
CH4-FS：u(k)＝d(k)          k＝0，1，…，54
        u(k)＝p(k-55)       k＝55，56，…，60
        u(k)＝d(k-6)        k＝61，62，…，139
        u(k)＝还要说明  对于k＝140，141…，145
CH5-FS：u(k)＝d(k)          k＝0，1，…，54
        u(k)＝p(k-55)       k＝55，56，…，60
        u(k)＝d(k-6)        k＝61，62，…，123
        u(k)＝还要说明  对于k＝124，125…，129
CH6-FS：u(k)＝d(k)          k＝0，1，…，48
        u(k)＝p(k-49)       k＝49，50，…，54
        u(k)＝d(k-6)        k＝55，56，…，108
        u(k)＝还要说明  对于k＝109，110…，114
CH7-FS：u(k)＝d(k)          k＝0，1，…，38
        u(k)＝p(k-39)       k＝39，40，…，44
        u(k)＝d(k-6)        k＝45，46，…，100
u(k)＝还要说明对于k＝101，102，…，106
卷积编码器
将第一个编码步骤的比特(u(k))用递推的系统的卷积编码进行编码(也见附图4)。将输出比特数目用虚线表示和重复之后对于编码方法的所有模式是448比特。
 编码模式 卷积编码的生成器多项式 编码比率 在编码器上附加比特数 由编码器输出的比特数 用虚线表示的比特数   重复的比特数
 CH0-FS G12，G13   1/2     255     510     62     0
 CH1-FS G12，G13，G14   1/3     215     645     197     0
 CH2-FS G12，G15，G16   1/3     171     513     65     0
 CH3-FS G12，G15，G16   1/3     160     480     32     0
 CH4-FS G12，G15，G16   1/4     146     584     136     0
 CH5-FS G12，G15，G16，G17   1/4     130     520     72     0
 CH6-FS G12，G15，G16，G17   1/4     115     460     12     0
 CH7-FS G12，G15，G16，G17   1/4     107     428     19     39
用递推编码进行编码/解码的细节已经叙述在C.Berrou，A.Glavieux，“接近最佳的误差修正编码和解码：增强编码”-“对得奖论文的反应”，IEEE信息理论学会新闻信笺，第48卷，第2号，1998年6月和C.Berrou和A.Glavieux：“接近最佳的误差修正编码和解码：增强编码”，IEEE信息传输，第44卷，1261-1271页，1996年10月。
下面介绍编码模式：
CHO-FS：
将255比特(u(0)…u(254))的块用1/2比率使用以下多项式进行编码：
G12＝1
G13＝(1+D2+D4+D5)/(1+D+D2+D3+D5)
用G12＝1进行编码意味着，输入比特只与1相乘，也就是说没有经过编码进行传输。
从每个输入比特中通过用G12或者G13进行编码各自产生一个输出比特。这些先后出现在编码器的输出端。
因此从按照顺序的输入序列255的输入比特中在编码器输出端得到顺序系列为510被编码的比特，(C(0)…C(509))通过以下进行定义：
C(2k)  ＝u(k)
C(2k+1)＝u(k)+u(k-2)+u(k-4)+u(k-5)+C(2k-1)+C(2k-3)+
         C(2k-5)+C(2k-9)
对于k＝0，1，…，254；对于k＜0  u(k)＝0；对于k＜0  C(k)＝0
将输出端的比特则交替变化地用G12和G13进行编码。
将编码用虚线表示，则后面的62个被编码的比特：
(对于j＝79，80，…，127的C(4*j+1))和比特C(363)，C(379)，C(395)，C(411)，C(427)，C(443)，C(459)，C(475)，C(491)，C(495)，C(499)，C(503)和C(507)不被传输。
在结果中出现被编码的和用虚线表示的448比特的一个块，将P(0)…P(447)用c附加在带内信令的比特上。
c(k+8)＝P(k)    对于k＝0，1，…，447。
CH1-FS：
将215比特(u(0)…u(214))的块用1/3比率使用以下多项式进行编码：
G12＝1
G13＝(1+D2+D4+D5)/(1+D+D2+D3+D5)
G14＝(1+D3+D4+D5)/(1+D+D2+D3+D5)
因此得出645个被编码的比特，(C(0)…C(645))通过下面公式进行定义：
C(3k)  ＝u(k)
C(3k+1)＝u(k)+u(k-2)+u(k-4)+u(k-5)+C(3k-2)+
         C(3k-5)+C(3k-8)+C(3k-14)
C(3k+2)＝u(k)+u(k-3)+u(k-4)+u(k-5)+C(3k-1)+
         C(3k-4)+C(3k-7)+C(3k-13)
对于k＝0，1，…，214；对于k＜0  u(k)＝0，对于k＜0  C(k)＝0。
编码是用虚线表示的，则下面197个被编码的比特：
(对于j＝0，1，…，25，C(12*j+5)，C(12*j+8)，C(12*j+11)，对于j＝26，27，…，52  C(12*j+2)，C(12*j+5)，C(12*j+8)，C(12*j+11))
和比特C(2)，C(610)，C(622)，C(628)，C(634)，C(637)，C(638)，C(640)，C(641)，C(643)，和C(644)不被传输。
在结果中出现448个被编码的和用虚线表示的比特的一个块，将P(0)…P(447)用c附加在带内信令比特上。
c(k+8)＝P(k)    对于k＝0，1，…，447。
CH2-FS：
将a＝171比特(u(0)…u(170))的块用1/3比率使用以下多项式进行编码：
G12＝1
G15＝(1+D+D2+D3+D6)/(1+D2+D3+D5+D6)
G16＝(1+D+D4+D6)/(1+D2+D3+D5+D6)
因此得出513个被编码的比特，(C(0)…C(512))通过下面公式进行定义：
C(3k)  ＝u(k)
C(3k+1)＝u(k)+u(k-1)+u(k-2)+u(k-3)+u(k-6)+C(3k-5)+
         C(3k-8)+C(3k-14)+C(3k-17)
C(3k+2)＝u(k)+u(k-1)+u(k-4)+u(k-6)+C(3k-4)+C(3k-7)+
         C(3k-11)+C(3k-16)
对于k＝0，1，…，170；对于k＜0  u(k)＝0，对于k＜0  C(k)＝0。
编码是用虚线表示的，则下面的65个被编码的比特：
(对于j＝0，1，…，15  C(21*j+20)，对于j＝16，17，…，23C(21*j+8)，C(21*j+11)，C(21*j+17)，C(21*j+20))
和比特C(1)，C(2)，C(5)，C(8)，C(326)，C(332)，C(488)，C(497)，C(499)，C(502)，C(505)，C(506)，C(508)，C(509)，C(511)和C(512)不被传输。
在结果中出现448个被编码的和用虚线表示的比特的一个块，将P(0)…P(447)用c附加在带内信令地比特上。
c(k+8)＝P(k)    对于k＝0，1，…，447。
在模式CH5-FS，CH6-FS，CF7-FS上使用的多项式为：
G17＝(1+D2+D3+D4+D5+D6)/(1+D2+D3+D5+D6)
对于模式(CH3-FS，CH4-FS，CF5-FS，CH6-FS，CF7-FS)是被标志的数值：
CH3-FS：
C(3k)  ＝u(k)
C(3k+1)＝u(k)+u(k-1)+u(k-2)+u(k-3)+u(k-6)+C(3k-5)+
         C(3k-8)+C(3k-14)+C(3k-17)
C(3k+2)＝u(k)+u(k-1)+u(k-4)+u(k-6)+C(3k-4)+C(3k-7)+
         C(3k-11)+C(3k-16)
对于k＝0，1，…159；对于k＜0  u(k)＝0；对于k＜0  C(k)＝0
比特(对于j＝20，21，…，25   C(18*j+2)，C(21*j+8)，C(21*j+11)，C(21*j+17)，和C(353)，C(359)，C(470)，C(473)，C(475)，C(476)，C(478)，C(479)不被传输。
CH4-FS：
C(4k)  ＝u(k)
C(4k+1)＝u(k)+u(k-1)+u(k-2)+u(k-3)+u(k-6)+C(4k-7)+
         C(4k-11)+C(4k-19)+C(4k-23)
C(4k+2)＝u(k)+u(k-1)+u(k-4)+u(k-6)+C(4k-6)+C(4k-10)+
         C(4k-18)+C(4k-22)
C(4k+3)＝u(k)+u(k-2)+u(k-3)+u(k-4)+u(k-5)+u(k-6)+
         C(4k-5)+C(4k-9)+C(4k-17)+C(4k-21)
对于k＝0，1，…145；对于k＜0  u(k)＝0；对于k＜0  C(k)＝0
比特(对于j＝0，1，…，10  C(32*j+7)，C(32*j+15)，C(32*j+23)，C(32*j+27)，C(32*j+31)
对于j＝22，23，…，35  C(16*j+3)，C(16*j+7)，C(16*j+11)，C(16*j+14)，C(16*j+15))和比特C(2)，C(3)，C(11)，C(331)，C(566)，C(570)，C(578)，C(579)，C(581)，C(582)和C(583)不被传输。
CH5-FS：
C(4k)  ＝u(k)
C(4k+1)＝u(k)+u(k-1)+u(k-2)+u(k-3)+u(k-6)+C(4k-7)+
         C(4k-11)+C(4k-19)+C(4k-23)
C(4k+2)＝u(k)+u(k-1)+u(k-4)+u(k-6)+C(4k-6)+C(4k-10)+
         C(4k-18)+C(4k-22)
C(4k+3)＝u(k)+u(k-2)+u(k-3)+u(k-4)+u(k-5)+u(k-6)+
         C(4k-5)+C(4k-9)+C(4k-17)+C(4k-21)
对于k＝0，1，…129；对于k＜0  u(k)＝0；对于k＜0  C(k)＝0
比特(对于j＝0，1，…，9  C(32*j+11)，C(32*j+23)，C(32*j+31)对于j＝10，11，…，15  C(32*j+7)，C(32*j+11)，C(32*j+15)，C(32*j+23)，C(32*j+27)，C(32*j+31))
和比特C(499)，C(510)，C(514)，C(515)，C(518)，C(519)不被传输。
CH6-FS：
C(4k)  ＝u(k)
C(4k+1)＝u(k)+u(k-1)+u(k-2)+u(k-3)+u(k-6)+C(4k-7)+
         C(4k-11)+C(4k-19)+C(4k-23)
C(4k+2)＝u(k)+u(k-1)+u(k-4)+u(k-6)+C(4k-6)+C(4k-10)+
         C(4k-18)+C(4k-22)
C(4k+3)＝u(k)+u(k-2)+u(k-3)+u(k-4)+u(k-5)+u(k-6)+
         C(4k-5)+C(4k-9)+C(4k-17)+C(4k-21)
对于k＝0，1，…114；对于k＜0  u(k)＝0；对于k＜0  C(k)＝0
比特(对于j＝22，23….，28  C(16*j+11))和比特C(450)，C(451)，C(455)，C(458)不被传输。
CH7-FS：
C(4k)  ＝u(k)
C(4k+1)＝u(k)+u(k-1)+u(k-2)+u(k-3)+u(k-6)+C(4k-7)+
         C(4k-11)+C(4k-19)+C(4k-23)
C(4k+2)＝u(k)+u(k-1)+u(k-4)+u(k-6)+C(4k-6)+C(4k-10)+
         C(4k-18)+C(4k-22)
C(4k+3)＝u(k)+u(k-2)+u(k-3)+u(k-4)+u(k-5)+u(k-6)+
         C(4k-5)+C(4k-9)+C(4k-17)+C(4k-21)
对于k＝0，1，…94；对于k＜0  u(k)＝0；对于k＜0  C(k)＝0
将比特C(1)，C(2)，C(3)，C(6)，C(7)，C(11)，C(367)，C(383)，C(399)，C(407)，C(415)，C(418)，C(419)，C(421)，C(422)，C(423)，C(425)，C(426)，C(427)撤销。在409被编码的和用虚线表示的比特P(0)…P(408)的这个块中重复39比特：
P(409+k)＝P(10+k*8)  对于k＝0，1，…，38
用半比率模式(HR)进行编码
将在带内信令的比特进行编码：
    id(0，1)     ic(0..3)
    00     0000
    01     1001
    10     0111
    11     1110
将比特分为等级：
编码模式 每块的语言比特数 每块等级的比特数 每块等级1a的比特数 每块等级1b的比特数 每块等级2的比特数
CH8-HS     159     123     67     56     36
CH9-HS     148     120     61     59     28
CH10-HS     134     110     55     55     24
CH11-HS     118     102     55     47     16
CH12-HS     103     91     49     42     12
CH13-HS     95     83     39     44     12
下面叙述对于第一个编码步骤的编码器和对应的每个解码器的重要参数：
  编码模式 等级1的比特数(Kd1) CRC被保护的比特数(Kd1a) 尾部比特数(Ntall) 第一个编码步骤之后的输出比特数(KumKd1+6+Ntall)
  CH8-HS     123     67     5     134
  CH9-HS     120     61     5     131
  CH10-HS     110     55     5     121
  CH11-HS     102     55     5     113
  CH12-HS     91     49     6     103
  CH13-HS     83     39     6     95
对奇偶校验位和尾部比特以及对新顺序的说明对应于全比率模式。
第一个编码步骤u(k)之后将每个编码模式的以下内容进行定义：
CH8-HS：u(k)＝d(k)        对于k＝0，1，…，66
        u(k)＝p(k-67)     对于k＝67，68，…，72
        u(k)＝d(k-6)      对于k＝73，74，…，128
        u(k)＝还要说明    对于k＝129，130，…，133
CH9-HS：u(k)＝d(k)        对于k＝0，1，…，60
        u(k)＝p(k-61)     对于k＝61，62，…，66
        u(k)＝d(k-6)      对于k＝67，68，…，125
        u(k)＝还要说明    对于k＝126，127，…，130
CH10-HS：u(k)＝d(k)       对于k＝0，1，…，54
         u(k)＝p(k-55)    对于k＝55，56，…，60
         u(k)＝d(k-6)     对于k＝61，62，…，115
         u(k)＝还要说     对于k＝116，117，…，120
CH11-HS：u(k)＝d(k)       对于k＝0，1，…，54
         u(k)＝p(k-55)    对于k＝55，56，…，60
         u(k)＝d(k-6)     对于k＝61，62，…，107
         u(k)＝还要说明   对于k＝108，109，…，112
CH12-HS：u(k)＝d(k)       对于k＝0，1，…，48
         u(k)＝p(k-49)    对于k＝49，50，…，54
         u(k)＝d(k-6)     对于k＝55，56，…，96
         u(k)＝还要说明   对于k＝97，98，…，102
CH13-HS：u(k)＝d(k)       对于k＝0，1，…，38
         u(k)＝p(k-39)    对于k＝39，40，…，44
         u(k)＝d(k-6)     对于k＝45，46，…，88
         u(k)＝还要说明   对于k＝89，90，…，94
卷积编码器
将第一个编码步骤的比特(u(k))用系统的递推的卷积编码进行编码(也见附图4)。将输出的比特数用虚线表示和重复之后对于编码方法的所有模式是448比特。
 编码模式 卷集编码器的生成器-多项式 输入给编码器的比特数 编码比率 由编码器输出的比特数 用虚线表示的比特数
 CH8-HS  G12，G13  134 1/2     268     80
 CH9-HS  G12，G13  131 1/2     262     66
 CH10-HS  G12，G13  121 1/2     242     42
 CH11-HS  G12，G13  113 1/2     226     18
 CH12-HS  G12，G15，G16  103 1/3     309     97
 CH13-HS  G12，G15，G16  95 1/3     285     73
在下面介绍编码模式：
CH8-HS：
将各自一个134比特(u(0)…u(133))的块用1/2比率使用下面多项式进行编码：
G12＝1
G13＝(1+D2+D4+D5)/(1+D+D2+D3+D5)
因此得到268个被编码的比特，(C(0)…C(267))由以下进行定义：
C(2k)  ＝u(k)
C(2k+1)＝u(k)+u(k-2)+u(k-4)+u(k-5)+C(2k-1)+C(2k-3)+
         C(2k-5)+C(2k-9)
对于k＝0，1，…，133；对于k＜0  u(k)＝0；对于k＜0  C(k)＝0
编码是用虚线表示的，则后面80个被编码的比特：
对于j＝0，1，…，21  (C(8*j+3)，C(8*j+7)
对于j＝22，23，…，32  C(8*j+3)，C(8*j+5)，C(8*j+7))和比特C(1)，C(265)和C(267)不被传输。
在结果中出现188个被编码的和用虚线表示的比特的一个块，将P(0)…P(187)用c附加在带内信令的比特上。
C(k+4)＝P(k)    对于k＝0，1，...，187。
最后将36个等级2的比特附加在c上
c(192+k)＝d(123+k)   对于k＝0，1，…，35。
CH9-HS：
将262个被编码的比特(C(0)…C(261))
C(2k)  ＝u(k)
C(2k+1)＝u(k)+u(k-2)+u(k-4)+u(k-5)+C(2k-1)+C(2k-3)+
         C(2k-5)+C(2k-9)
对于k＝0，1，…，130；对于k＜0  u(k)＝0；对于k＜0  C(k)＝0
是用虚线表示的，则66个被编码的比特：
(对于j＝0，1，…，7  C(16*j+3)，C(16*j+7)，C(16*j+11)对于j＝8，9，…，15  C(16*j+3)，C(16*j+7)，C(16*j+11)，C(16*j+15))和比特C(1)，
C(221)，C(229)，C(237)，C(245)，C(249)，C(253)，C(257)，C(259)和C(261)不被传输。
将196个被编码的和用虚线表示的比特P(0)…P(195)的一个块，用c附加在带内信令的比特上：
c(k+4)＝P(k)   对于k＝0，1，…，195。
最后将等级2的28比特附加在c上：
c(200+k)＝d(120+k)  对于k＝0，1，…，27。
CH10-HS：
将242被编码的比特(C(0)…C(241))
C(2k)  ＝u(k)
C(2k+1)＝u(k)+u(k-2)+u(k-4)+u(k-5)+C(2k-1)+C(2k-3)+
         C(2k-5)+C(2k-9)
对于k＝0，1，…，106；对于k＜0  u(k)＝0；对于k＜0  C(k)＝0
是用虚线表示的，则42个被编码的比特：
(对于j＝0，1，…，21  C(8*j+3)
对于j＝22，23，…，29   C(8*j+3)，C(8*j+7))和比特C(1)，C(233)，C(237)和C(241)不被传输。
将200个被编码的和用虚线表示的比特P(0)…P(199)的一个块，用c附加在带内信令的比特上。
c(k+4)＝P(k)    对于k＝0，1，…，199。
最后将等级2的24比特附加在c上：
c(204+k)＝d(110+k)  对于k＝0，1，…，23。
CH11-HS：
将226个被编码的比特(C(0)…C(225))：
C(2k)  ＝u(k)
C(2k+1)＝u(k)+u(k-2)+u(k-4)+u(k-S)+C(2k-1)+C(2k-3)+
         C(2k-5)+C(2k-9)
对于k＝0，1，…，112；对于k＜0  u(k)＝0；对于k＜0  C(k)＝0
是用虚线表示的，则18个被编码的比特：
(对于j＝0，1，…，7  C(28*j+15))和比特C(1)，C(3)，C(7)，C(197)，C(213)，C(215)，C(217)，C(221)，C(223)和C(225)不被传输。
将208被编码的和用虚线表示的比特P(0)…P(207)的一个块，用c附加在带内信令的比特上。
c(k+4)＝P(k)    对于k＝0，1，…，207.
最后将等级2的16比特附加在c上：
c(212+k)＝d(96+k)  对于k＝0，1，…，15。
CH12-HS：
将309被编码的比特(C(0)…C(308))：
C(3k)  ＝u(k)
C(3k+1)＝u(k)+u(k-1)+u(k-2)+u(k-3)+u(k-6)+C(3k-5)+
         C(3k-8)+C(3k-14)+C(3k-17)
C(3k+2)＝u(k)+u(k-1)+u(k-4)+u(k-6)+C(3k-4)+C(3k-7)+
         C(3k-11)+C(3k-16)
对于k＝0，1，…，102；对于k＜0  u(k)＝0；对于k＜0  C(k)＝0
是用虚线表示的，则97被编码的比特：
(对于j＝0，1，…，15  C(12*j+5)，C(12*j+8)，C(12*j+11)对于j＝16，17，…，24  C(12*j+2)，C(12*j+5)，C(12*j+8)，C(12*j+11))和比特C(1)，C(2)，C(4)，C(7)，C(292)，C(292)，C(295)，C(298)，C(301)，C(302)，C(304)，C(305)，C(307)和C(308)不被传输。
将212个被编码的和用虚线表示的比特P(0)…P(211)的一个块，用c附加在带内信令的比特上。
c(k+4)＝P(k)    对于k＝0，1，…，211。
最后将等级2的12比特附加在c上：
c(216+k)＝d(91+k)    对于k＝0，1，…，11。
CH13-HS：
将285个被编码的比特(C(0)…C(284))：
C(3k)  ＝u(k)
C(3k+1)＝u(k)+u(k-1)+u(k-2)+u(k-3)+u(k-6)+C(3k-5)+
         C(3k-8)+C(3k-14)+C(3k-17)
C(3k+2)＝u(k)+u(k-1)+u(k-4)+u(k-6)+C(3k-4)+C(3k-7)+
         C(3k-11)+C(3k-16)
对于k＝0，1，…，94；对于k＜0  u(k)＝0；对于k＜0  C(k)＝0
是用虚线表示的，则73个被编码的比特：
(对于j＝0，1，…，11  C(12*j+5)，C(12*j+11)对于j＝12，13，…，22  C(12*j+5)，C(12*j+8)，C(12*j+11))和比特C(1)，C(2)，C(4)，C(7)，C(8)，C(14)，C(242)，C(254)，C(266)，C(274)，C(277)，C(278)，C(280)，C(281)，C(283)，和C(284)不被传输。
将212个被编码的和用虚线表示的比特P(0)…P(211)的一个块，用c附加在在带内信令的比特上。
c(k+4)＝P(k)    对于k＝0，1，…，211。
最后将等级2的12比特附加在c上：
c(216+k)＝d(91+k)   对于k＝0，1，…，11。
由于两个原因在AMR(见附图5)上使用被表示的系统的递推的编码(G13至G17)：
-这些编码有用虚线表示的最佳特性，也就是说数据比率与无线信道的传输比率相匹配，和
-分子和分母多项式是各自在原来的AMR信道编码建议(见Tdoc SMG 147/98)中使用的多项式。因此相对于原始建议进行必要的改动最小。
对于AMR信道编码器在功率能力方面很少有限制也可以使用目前在GSM系统中对于语言信息、数据信息和信令信息的多项式。这可以代替上述多项式或者作为完整的可选择的信道编码图表。优点在于再一次扩展兼容性，因为在信道编码器中部分老的，已经存在的硬件部件只允许使用目前的GSM多项式。
附图6表示了一个基站BS，基站在接收情况下将经过天线接收的信号放大、滤波，变换为基带和进行数字化。后面跟随着信道解码(1.步骤)，信道解码可以用已经安装在基站BS上的解码装置进行。也就是说可以不改变地保留电路技术。后面进行被解码数据的后处理(2.步骤)，后处理是用程序技术实现的。这个后处理是用比率1用各个比率的分母多项式的卷积编码构成的。
这个后处理因此很少整体地和例如通过在DSP(数字信号处理器)中附加程序进行。
例如涉及到比率CHO-FS意味着，具有2 55比特的块在解码器出口必须用多项式：
          G(D)＝(1+D+D2+D3+D5)
进行编码，以便得到255个原始比特。数据比率数在这里保持不变，也就是说在后处理的输入端借助于过去输入的比特从现实的数据比特中准确地得到原始比特。上述编码方法和解码方法不仅可以使用在基站BS而且可以使用在移动站MS上。

Claims (18)

1.在GSM移动无线通信系统中的信道编码方法，在其中
-对于经过基站(BS)和用户站(MS)之间的无线接口的传输在发送方进行信道编码，信道编码使用递推的系统的编码，
其特征为，
-将准备编码的语音信息首先对应于其相对于传输误差的敏感度和/或从属于它的优先权进行整理和分成至少第一个和第二个语音信息，
-对于第一个语音信息进行信道编码，信道编码在第一个编码步骤中使用循环冗余检查的误差防护编码和在第二个编码步骤中使用具有分子多项式和分母多项式的递推的系统的编码，
-对于第二个语音信息进行信道编码，信道编码使用具有分子多项式和分母多项式的递推的系统的编码。
2.按照权利要求1的方法，在其中
循环冗余检查的误差防护编码是用生成器多项式
            g(D)＝D6+D5+D3+D2+D1+1产生的。
3.按照权利要求1或2之一的方法，在其中
递推的系统的编码是用生成器多项式
      g(D)＝(1+D+D3+D4)/(1+D3+D4)或者
      g(D)＝(1+D+D4+D6)/(1+D2+D3+D5+D6)产生的。
4.按照权利要求1的方法，在其中
在接收方用前后连续的没有递推的单个步骤进行信道解码。
5.按照权利要求4的方法，在其中
用分子多项式进行信道解码之后在分母多项式基础上进行后处理。
6.按照权利要求5的方法，在其中
用程序技术手段进行后处理。
7.按照上述权利要求1的方法，在其中
接收方从前面解码中得到先验-知识，和
将这个先验-知识使用在后面的信道解码中。
8.按照权利要求1的方法，在其中
在用户站(MS)上完全关闭信道解码和继续使用没有被信道编码的被传输的系统的数据比特。
9.按照上述权利要求1的方法，在其中
在匹配的多比率编码器内使用递推的系统的编码，此时对应于传输条件选定一个编码器。
10.按照上述权利要求1的方法，在其中
在递推的系统的编码的两个多项式中至少使用一个目前在GSM移动无线通信系统中使用的没有递推的系统的编码的多项式。
11.用于GSM移动无线通信系统的基站(BS)，
对于经过无线接口到用户站(MS)的传输进行信道编码，信道编码使用递推的系统的编码，
其特征为，具有
-将准备编码的语音信息首先对应于其相对于传输误差的敏感度和/或从属于它的优先权进行整理和分成至少第一个和第二个语音信息的装置，
-用于对第一个语音信息进行信道编码的装置，其中信道编码在第一个编码步骤中使用循环冗余检查的误差防护编码和在第二个编码步骤中使用具有分子多项式和分母多项式的递推的系统的编码，
-用于对第二个语音信息进行信道编码的装置，其中信道编码使用具有分子多项式和分母多项式的递推的系统的编码。
12.按照权利要求11的基站(BS)，在其中
循环冗余检查的误差防护编码是用生成器多项式
           g(D)＝D6+D5+D3+D2+D1+1产生的。
13.按照权利要求11或12的基站(BS)，在其中
递推的系统的编码是用生成器多项式
     g(D)＝(1+D+D3+D4)/(1+D3+D4)或者
     g(D)＝(1+D+D4+D6)/(1+D2+D3+D5+D6)产生的。
14.用于GSM移动无线通信系统的用户站(MS)，
对于经过无线接口到基站(BS)的传输进行信道编码，信道编码使用递推的系统的编码，
其特征为，具有
-将准备编码的语音信息首先对应于其相对于传输误差的敏感度和/或从属于它的优先权进行整理和分成至少第一个和第二个语音信息的装置，
-用于对第一个语音信息进行信道编码的装置，其中信道编码在第-个编码步骤中使用循环冗余检查的误差防护编码和在第二个编码步骤中使用具有分子多项式和分母多项式的递推的系统的编码，
-用于对第二个语音信息进行信道编码的装置，其中信道编码使用具有分子多项式和分母多项式的递推的系统的编码。
15.按照权利要求14的用户站(MS)，在其中
循环冗余检查的误差防护编码是用生成器多项式
           g(D)＝D6+D5+D3+D2+D1+1产生的。
16.按照权利要求14或15之一的用户站(MS)，在其中
递推的系统的编码是用生成器多项式
   g(D)＝(1+D+D3+D4)/(1+D3+D4)或者
   g(D)＝(1+D+D4+D6)/(1+D2+D3+D5+D6)产生的。
17.按照权利要求14的用户站(MS)，在其中
具有可以关闭的信道解码器。
18.按照权利要求17的用户站(MS)，
具有信道解码器，信道解码器在关闭状态继续传送没有被信道编码的被传输的数据。
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