CN1159109A - 数字通信的差错控制方法和差错控制装置 - Google Patents

Abstract

在差错控制中，纠错解码单元33借助于预定比特数从接收信号中选择具有低可靠性的比特位置，并通过总计在该比特位置处存在的误差产生错误模式，和根据追踪解码单元332中的每个错误模式来执行对接收信号的追踪解码。追踪解码单元332通过使用接收信号中每个比特的可靠性来计算每个错误模式的可靠性。

Description

数字通信的差错控制 方法和差错控制装置

本发明涉及使用重发控制，例如ARQ(自动重复请求)的数字通信的差错控制方法和差错控制装置，尤其涉及使用进行码组合的混合ARQ的数字通信的差错控制方法和差错控制装置。

在传统的使用码组合技术的重发控制中，所有的接收信号都被用于解码。重发控制的技术已被公开在例如在1985年5月的IEEE(电气和电子工程师学会)学报，通信类(Commun)第33卷第385-393页中。使用码组合技术的重发控制方法被归入只把差错检测码加到第一发射信号上而不提供用于差错校正的冗余的方法，和对第一发射信号提供用于差校正的冗余的方法。

在使用码组合技术的重发控制中，当有非常多差错的信号包含在接收信号中时，多次重发是必需的，因为所有的接收信号都使用该技术。此外，在只把差错检测码加给第一发射信号而不提供用于差错校正的冗余的方法中，只有当接收无误差时才能解码接收的第一信号。然而，如果有差错，即使在一比特中，该信号也不能被解码。另一方面，在对第一发射信号提供用于差错校正的冗余的方法中，对质量差的发射信道而言改善了通过量。然而对满足质量要求的信道而言，通过量则平稳。

如果在使用码组合技术的重发控制上使用追踪(Chase)解码，则能够校正仅使用差错检测码的差错。然而，为了完成追踪解码必须计算许多组合，以致计算的数值变得非常巨大。

因此，本发明的主要目的是提供一种用于数字通信的差错控制方法和差错控制装置，它能够高效率地的解码；和能够获得最大通过量，即便此时的发射信道是低质量的。

在本发明中，提供了用于校正信号发射中出现的差错的数字通信差错控制方法，该方法的特征在于具有接收所述信号的接收步骤；用于选择在接收步骤中接收的一部分信号的选择步骤；和用于使用在选择步骤中选择的所述部分信号进行解码的解码步骤。

此外，在本发明提供了校正在信号发射中出现的差错的差错控制装置，该误差控制装置包括：一个用于接收信号的接收装置；一个用于选择由接收装置接收的部分信号的选择装置；一个解码装置，用于使用由选择装置选择的部分信号进行解码。

另外，在本发明中还提供了具有以下附加装置的差错控制装置；一个用于从借助于预定比特数目接收的信号中选择可靠性低的比特位置的比特位置选择装置；一个用于通过假定在所述比特位置上存在的差错来产生错误模式的产生装置；和一个用于基于产生装置产生的每个装置错误模式对接收信号完成追踪解码的解码装置。

此外，在本发明提供的差错控制装置中，解码装置通过使用接收信号中每个比特的可靠性来计算每个错误模式的可靠性，并从具有最低可靠性的错误模式开始对接收信号追踪解码。

此外，本发明提供的差错控制装置还没有：一个用于在追踪解码失败时请求信号重发的重发请求装置，和一个用于重复接收部件、选择部件和解码过程的重量装置；其中，选择装置包括：用于选择由接收机装置接收的所有信号的第一选择装置，用于从所述接收装置接收的若干信号中按照具有高性能纠错能力的组合次序连续选择部分接收信号的第二选择装置。

此外，本发明所提供的差错控制装置，其中所述的选择装置包括计算每个信号可靠性的计算装置，其中第二选择装置从若干个由接收装置所接收的信号中连续选择具有高可靠性的信号组合。

此外，本发明所提供的差错控制装置，其中所述的解码装置在追踪解码失败时使用若干个由所述接收装置接收的信号完成分集解码。

另外，在本发明所提供的差错控制装置中，其中这的解码装置在追踪解码失败时使用若干由所述接收装置接收的信号完成维特比解码。

因此，本发明的用于数字通信的差错控制方法和差错控制装置甚至在接收的信号包含非常多错误的信号时也能够高效率地解码，这是因为仅使用接收信号的一部分来完成解码过程。另外，由于要被发射的信号仅有一个差错检测码的冗余，因此在发射信道为高质量的信道时能够获得最大传送量。此外，由于有了追踪解码，因而本发明甚至在发射信道质量变坏时也能够校正差错和保持高发射效率。此外，通过控制追踪解码的解码次序，本发明还能够减少接收方的信号操作量。

从下面的参照清楚显示本发明实施例的附图的说明中将会明白本发明的进一步目的和优点。

在附图中：

图1是表示根据本发明实施例的接收设备的结构例子的方框图；

图2是说明发射设备和接收设备工作的流程图；和

图3是表示本发明追踪解码方法的流程图。

下面参照附图说明本发明的优选实施例。

图1是表示根据本发明实施例的接收设备结构例子的方框图。

图2是说明发射设备和接收设备工作的流程图。发射设备20从发射端10接到发射信息，然后把差错检测码(CRC Code)与该发射信息相加。附加CRC的信号串用I表示。然后，发射设备20对包含1/2占空比(rate of 1/2)的CRC比特的信号串完成卷积编码。发生器多项式用(G₁，G₂)表示。此外，含有G1的编辑信号用P1表示，含有G₂的编辑用P₂表示。发送设备20首先发射发射信号P1。

接收设备30接收发射信道叠加了误差的信号P1。叠加错误模式用E1表示，接收的信号用R1表示。因此，接收的信号R1成为发射信号P1与错误模式E1的模-2相加的值(R1＝P1+E1)。接收设备30的接收机31接收信号R1，然后把接收的信号转换成基带信号，并把该在基带信号送到接收信号缓冲器32。控制单元35检测接收的信号P1，然后把执行CRC解码过程引入纠错解码单元33。纠错解码单元33接收来自接收缓冲器32的基带信号，并在CRC解码单元331(图2(S1))中完成CRC解码。如果CRC解码单元331能解码基带信号，接收设备30则通过接口单元36把输出的解码信号送到接收端40，并通过发射单元37把确认信号ACK发射给发射设备20，从而完成接收操作。另一方面，如果由于误差CRC解码单元331不能译解基带信号，则接收设备30由追踪解码单元332完成追踪解码。

图3是本发明的追踪解码方法的流程图。追踪解码单元332检查接收信号中是否存在差错(S20)。当接收信号中存在差错时，追踪解码单元332搜索接收信号每个比特的可靠性并选择具有低可靠性的t个比特。假定差错发生在这t个比特的全部或部分中，而不发生在该比特的剩余部分中。在t个比特中有2^t-1(^表示数的幂)错误模式。那么，追踪解码单元计算错误模式中的差错已经出现的比特的可靠性的总数，并按照可靠性的总数是小的数值(S22)中的模式次序完成CRC解码。

当CRC解码成功时(S24)，纠错解码单元33完成追踪解码操作。随后，在追踪解码被完成时，纠错解码单元33把回执信号ACK发射到发射设备20上，从而完成接收过程(S26)。另一方面，当CRC解码失败时，纠错解码单元33判定是否存在未检验的组合(S28)。此外，当用于所有组合的CRC解码失败和所有模式被完成时，纠错解码单元把重发请求信号NAK发射到发射设备20(S30)。另一方面，当所有模式示被完成时，纠错解码单元33靠返回适当的比特产生下一个试图完成的模式(S32)，并返回到步骤S24。

当发射设备20接收到重发请求信号NAK时，发射信号P2。此后，发射设备一接收到重发请求信号NAK就交替地发射发射信号P1和P2。当接收设备30接收到通过把发射信号P2和错误模式E2相加而得到的接收信号R2(R2＝P2+E2)时，CRC解码单元331首先执行CRC解码(S3)。此时，如果CRC解码单元331未能解码，那么接收设备30靠使用追踪解码单元332(S4)执行解码。另外，如果追踪解码单元332的追踪解码也失败了，接收设备30则在维特比解码单元333(S5)中执行使用R1和R2的维特比解码。如果维特比解码单元333的维特比解码失败了，那么接收设备30发射重发请求信号NAK。

随后，接收设备30接收通过把发射信号P1与错误模式E3相加(R3＝P1+E3)获得的接收信号R3，和执行CRC解码(S6)。如果CRC解码失败，接收设备30则执行追踪解码(S7)。如果追踪解码也失败，接收设备30则执行使用R1、R2和R3的维特比解码(S8)。如果维特比解码失败，接收设备30则执行使用R2和R3的维特比解码(S)。如果该解码也失败，接收设备30则在使用R1和R3的合成解码单元334(S10)中执行分集解码。

追踪解码也被使用在分集解码期间。例如，当接收到R1和R3时，分集解码单元334根据R1和R3的每个比特的选择分集或最大速率(比例)综合分集获得由分集解码译解的信号RD。然后分集解码单元334对信号RD执行追踪解码。

如果所有的解码都失败了，那么接收设备30发射重发请求信号NAK。接收设备30一接收到信号就执行CRC解码和追踪解码，并在CRC和追踪解码失败时靠组合预定顺序的接收信号执行维特比解码和分集解码。信号选择单元34判决要被解码的接收信号的组合。

下面说明执行维特比解码和分集解码时的接收信号组合顺序。在这个实例中，假定有N个接收信号串R1，R2，…，Rn(n＝2k)；接收信号串R1，R3，…，R2K-1是发射P1时的接收信号；接收信号串R2，R4，…，R2K是发射P2时的接收信号。同时，还假定接收信号Rn的可靠性是rn。该可靠性可以表示为，例如，作为接收信号Rn中每个比特的接收电平的总和。

首先，使用所有的接收信号执行维特比解码。然后，使用从N个接收信号排除一个接收信号的(N-1)接收信号执行维特比解码。这里有(N-1)个信号的N个组合。这样，信号选择单元34通过使用可靠性rn就能判决选择顺序。信号选择单元34通过从具有最小可靠性rn的信号开如顺序地排除接收信号Rn选择(N-1)个信号。然而，信号选择单元34通过从最先接收的信号顺序排除信号来选择(N-1)个信号也是可以的。

当使用所有信号组合(N-1)的维特比解码失败时，执行使用(N-2)信号的维特比解码。首先，通过排除具有最小可靠性rn的两个信号来选择(N-2)个信号。然后，核算rn+rn′(1＝＜n，n′＝＜N，n＜n′)和通过按照最小的rn+rn′的次序排除信号Rn和Rn′来选择(N-2)个信号，并使用该选择信号执行维特比解码。

需要说明的是，所说的可靠性还可以是对所有信号组合的计算。例如，接收信号Ra×Rb×Rc×………×Rx的可靠性是ra+rb+rc+…+rx。在这种情况中，计算所有信号组合的可靠性，然后通过按照具有最高位的组合的次序顺序选择来执行维特比解码。

随后，对相应于选择的组合(码)中的P1的接收信号执行解码。接着，对相应于P2的接收信号执行分集解码。最后，通过使用由每次分集解码所获得的两个信号执行维特比解码。

在这个实例中，对应P1的接收信号的数量是n1，对应P2的接收信号的数量是n2。如果n1大于n2(n1＞n2)，则对于来自对应P1的接收信号中的具有低可靠性的信号(n1-n2+1)执行分集解码。当该信号和对应于剩余的P1的接收信号被组合时，则获得对应P1的n2数量的信号。所以，使用决数为2×n2的信号数量就可以执行维特比解码。

在不背离本发明精神或基本特征的前提下还可以使用其它方式实施或实行本发明。因此，这里所述的优选实施例只是为了举例说明而不作限定，该实施例包含在权利要求书表明的范围中和包含在属于权利要求书含义范围内的各种变化之中。

Claims (8)

1.一种用于数字通信的校正在信号发射中出现差错的差错控制方法，该方法的特征在于具有：

一个用于接收信号的接收步骤；

一个用于选择一部分在所述接收步骤中接收的所述信号的选择步骤；

一个用于使用在所述选择步骤中选择的所述部分信号解码的解码步骤。

2.一种校正在信号发射中出现的差错的误差控制装置，该差错控制装置包括：

一个用于接收信号的接收装置；

一个用于选择一部分由所述接收装置接收的信号的选择装置；

一个用于使用由所述选择装置选择的所述部分信号解码的解码装置。

3.根据权利要求2所述的差错控制装置，还具有一个比特位置选择装置，它借助于来自接收信号中的预定比特数，从具有可靠性成度低的接收信号中选择一个比特位置；

一个产生装置，它通过假设在所述的比特位置处存在的差错产生错误模式；和

一个解码装置，它根据所述产生装置产生的各错误模式对接收信号执行追踪解码。

4.根据权利要求3所述的差错控制装置，其中所述的解码装置通过使用接收信号的每个比特的可靠性来计算每个错误模式的可靠性，并按照具有最高可靠性的错误模式的顺序对接收信号连续的执行追踪解码。

5.根据权利要求2、3或4所述的差错控制装置，另有：

一个重发请求装置，用于在所述解码装置的所述追踪解码失败时请求重发信号；和

一个重复装置，用于重复上述的所述接收装置，所述选择装置和所述解码装置的过程；

其中选择装置包括：

一个第一选择装置，用于选择所有的由所述接收部件接收的信号；和

一个第二选择部件，用于从若干个由所述接收装置接收的信号中，按照具有高能力校正差错的组合的次序连续地选择部分接收信号。

6.根据权利要求5所述的差错控制装置，其中，所述的选择装置包括一个计算每个信号可靠性的计算部分，所述的第二选择部件从若干个所述接收部件接收的所述信号中依次地选择一个具有高可靠性的信号组合。

7.根据权利要求5所述的差错控制装置，其中所述的解码部件在追踪解码失败时使用若干个由所述接收装置接收的信号执行分集解码。

8.根据权利要求5所述的差错控制装置，其中所述的解码装置在追踪解码失败后使用若干个由所述接收装置接收的信号执行维特比解码。

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