CN1256819C - 在一种利用正交和接近正交码的远程通信环境中的系统与正交编码 - Google Patents

Abstract

一种允许可变的信息速率和利用正交或接近正交码改进差错性能的系统和方法被公开。这是通过同时发送来自一个给定的正交码集的两个或多个Walsh码字和/或顺序的发送多个较短的正交码字，使得它们的组合长度等于原来的码字来实现的。应该强调，本发明可以与任何正交或接近正交的码集一起被使用。

Description

在一种利用正交和接近正交码的远程通信 环境中的系统与正交编码

技术领域

本发明涉及远程通信领域和更具体而言，涉及一种用于提供可变用户信息速率和在利用正交码供差错控制的远程通信系统中改进性能和带宽利用的系统和方法。

背景技术

蜂窝电话工业在全世界的商业运作中已经迈出非凡的步代。在主要大都市地区中的增长已经远远超出预料并正在超出系统容量。如果这种趋势继续，快速增长的影响将马上达到甚至那些最小的市场。与持续增长有关的突出问题是用户基数正在扩展而分配给蜂窝服务提供者用于传送射频通信的电磁谱的总数仍然是有限的。需要革新的解决方案来满足在有限可用谱中这些日益增长的容量需要以及保持高质量服务和避免提高价格。

当前，信道接入主要是利用频分多址(FDMA)和时分多址(TDMA)方法实现的。在FDMA系统中，一个物理通信信道包括一个单一的无线电频段，一个信号的发送功率被集中在其中。在TDMA系统中，一个物理通信信道包括在相同无线电频率上发送的周期性时间间隔序列中的一个时隙。实现TDMA系统的通常方法同样结合FDMA。

扩频包括一种通信技术，作为在无线通信中的一种新的信道接入方法正在寻找商业应用。初步的扩频系统大约从第二次世界大战的日子起已经存在。早期的应用主要是面向军事的(涉及智能干扰台和雷达)。然而，今天在通信应用中利用扩频系统有着日益增长的兴趣，这样的通信应用包括数字蜂窝无线电，陆地移动无线电，和室内/室外个人通信网。

扩频操作完全不同于通常的TDMA和FDMA通信系统。在一种直接序列码分多址(DS-CDMA)扩频发射机中，例如，将对于一个给定的在基本符号速率上的专用或公共信道的数字符号流扩展为“片”速率。这种扩频操作包含将信道唯一的扩频码(有时被称为“特征序列”)施加到符号流，在增加冗余度的同时增加它的传输速率(以及带宽要求)。典型的做法是，在扩展期间用唯一的数字码乘数字符号流。然后，将包括该合成数据序列(片)的中间信号与其他的被类似地处理过的(也就是，扩频的)与其他(专用的或公共的)信道有关的中间信号相加。

然后，将对一个基站是唯一的扰频码(通常被称为“长码”，因为在大多数情况下，它比扩频码长)施加到该相加后的中间信号，以产生用于在通信媒体上进行多信道传输的输出信号。这样，从各种专用或公共信道得到的中间信号方便地共享一个传输通信频段，该多个信号在频率域以及在时间域中都互相重叠。因为所施加的扩频码对于每个信道是唯一的，而在共享的通信频率上被发送的每个中间信号同样是唯一的，可以在接收端通过应用正确的处理技术与其他的中间信号区分开。

在DS-CDMA扩频移动站(接收机)中，通过应用(也就是，相乘，或匹配)适当的扰频和扩频码进行去扩频来恢复这些接收的信号，或者从所希望的发送信号除去该编码和回到基本符号速率。其中该扩频码被施加到其他所发送和被接收到的中间信号，然而，产生的只是噪声。因此去扩频操作实际上包括相关过程，将接收到的信号与适当的数字码作比较，从该信道中恢复所希望的信息。

将正交码或接近正交码(也就是，具有相对高的相对自相关和低的相对互相关值的码)用于远程通信系统中的差错控制。Walsh码是正交码的一种例子。在利用Walsh码的编码方案中，利用Hadamard变换将k位信息字(“信息字”)变换为2^k位序列。将这样一种变换在本专利申请中称为(2^k，k)正交码。用于将2位信息序列编码成4位正交码字的Walsh码表示如下：

$H_4=\left[\begin{array}{cccc}1& 1& 1& 1\\ -1& 1& -1& 1\\ 1& 1& -1& -1\\ 1& -1& -1& 1\end{array}\right]$

在此，四行的矩阵H₄组成用于四个信息符号序列的码字，该序列的二进制值等于四行指数的数值。例如，可将信息序列(0，0)，(0，1)，(1，0)，和(1，1)分别映象为码字(1，1，1，1)，(1，-1，1，-1)，(1，1，-1，-1)和(1，-1，-1，1)。然后将快速Hadamard变换用于非相干地解调输入信号。该快速Hadamard变换起着一个相关器的作用，然后可将具有最高相关值的那些码字(或组分)识别为所发送的码字。在2位信息序列与4符号码字(在上例中)之间映象的唯一性使得能够不含糊的对所发送的符号进行检测和解码。

以上所描述的Walsh-Hadmard码的使用导致2^k/k的带宽扩展(也就是，k位信息字扩展到2^k位的码字)，这是相当高的。带宽扩展的倒数被称为编码速率。因此，这些Walsh-hadamard码通常被用在非常低的信号噪声比的环境中。例如，IS-95 CDMA系统通过使用这些码来补偿在系统中低的信号干扰比。对于这些方案的另一种应用是在对于蜂窝和移动卫星系统的随机接入协议中，其中用户可以试图一开始就同步到系统，或者尝试始发一个呼叫或回答一个输入呼叫。

一直希望找到改进在采用正交码的远程通信系统中的编码速率的新技术。找到用于降低带宽扩展的技术也觉得是所希望的。因此，采用正交码的理想的远程通信系统将只具有这样的带宽扩展，使得对于来自各个用户的多重传输分离是必要的，而没有以太大的因数降低谱利用的效率。

美国专利No.5,373,502描述了一种数据传输和编码系统，其中数据流被逆多种转换成多个部分，每个部分被利用由码发生器提供的分离码编码。然后数据流的被编码部分相加在一起供传送到接收机，在其中数据被利用相同的码字解码并在被多路转换一起返回到原始数据流以前被低通滤波。

发明内容

因此本发明的一个主要目的是在利用正交码供差错控制的远程通信系统中提供改进的性能。本发明的再一个目的是降低在这样的远程通信系统中的带宽扩展。改进在采用正交码的远程通信系统中的编码速率也是本发明的一个目的。

正交码或接近正交码(也就是，具有高的相对自相关和低的相对互相关值的码)被用于通信系统中的差错控制。例如，IS-95 CDMA蜂窝标准使用在反向链路(也就是，从移动站到基站的链路)上的(64，6)正交Walsh码供差错控制。正如前面指出的那样，这样一组Walsh码以这样一种方式将每个6位的信息字变换为64符号的码字，使得64个这样的64符号码中每一个是相互正交的。

本发明能够将可变的传输速率和/或改进的差错性能连同正交或接近正交码的使用提供给用户。在本发明的一种实施方案中，这是通过并行(也就是，同时的)传输每个码字表示不同的信息序列的多个码字来实现的。在另一种可选的实施方案中，将多个具有较高的编码速率的较短的正交码字顺序地发送(一个在另一个之后)，使得它们的组合长度是与原来的码字相同。在本发明的扩展中，将这两种方法组合，既同时又顺序地发送若干组较短的码字。

当多重码字被同时发送时，有关的解码器需要能够确定被同时发送的码字的相对顺序。在本发明的最佳实施方案中，将被编码的信息序列的部分用于这个目的。接收机通过利用接收到的序列选择具有最高相关值的这些码字对所发送的码字解码。

应该指出，可将正交或接近正交码用在某些级联的编码方案中。例如，IS-95 CDMA标准规定一种级联的编码方案，其中在一种具有速率为1/3和约束长度为9的卷积码的后面是重复码和(64，6)Walsh码。在这种IS-95标准中，将卷积码称为外部码而将Walsh码称为内部码。在一种具有正交或接近正交码被用作内部码的级联编码系统中，多重码字的发送(既同时又顺序)可被用于增加外部码的冗余度和可能在保持相同的总带宽扩展的情况下改进整个编码方案的差错性能。用这种方式，可将本发明的系统和方法用于对利用级联编码的系统提供可变的传输速率和可能的改进差错性能。

本发明目的在于通过更好的带宽利用，用正交或接近正交的编码使得能够有可变的信息速率或改进的差错性能。这是通过同时发送两个或多个来自一个给定的正交码集的码字和/或顺序地发送多个较短的正交码字，使得它们的组合长度等于较长的码字来实现的。应该强调，本发明可利用任何正交或接近正交的码集。

本发明的系统和方法可用在各种各样的应用中，例如，在无线通信系统，蜂窝无线电，卫星通信，电视与无线电同时传输，陆地移动无线电和蜂窝系统，等。在本申请中详细说明的技术的使用允许信息速率增加而不伴随着带宽需要的增加。可将这种所增加的信息速率用于给用户提供可变的信息速率。

一方面，本发明是一种用于改进码分多址(CDMA)传输信道的编码效率和带宽利用的系统和方法。本发明的技术通过将原来具有2k位的信息字分割为两个每个具有k位的相等部分使得对具有2k位的原始信息字有效地编码和传输。

将该原始信息字的一部分用具有零值的单一位扩展。将该原始信息字的另一部分用具有值为1的单一位扩展。可以通过对半字前缀或后缀附加位或将附加位插入到半字中进行半字的扩展。

然后，k+1位的两个被扩展的半字被用(2^k+1，k+1)Walsh码编码，得到两个对应的Walsh码字，每个具有2^k+1符号。两个Walsh码字被相加，得到一个具有2^k+1符号的组合的Walsh码字。然后可选的做法是具有2^k+1符号的组合的Walsh码字被调制并在空中接口上发送。如果具有2^k+1符号的组合的Walsh码字被调制并在空中接口上发送，在本发明的另一方面中，这种传输被在空中接口上接收到并被解调，恢复成对的组合Walsh码字，每个具有2^k+1符号。

在另一方面中，本发明的系统和方法也提供一种技术，用于对在码分多址(CDMA)传输信道上接收到的已解调的组合Walsh码字进行解码。在这方面，首先利用快速Hadamard变换将接收到的组合Walsh码字分解为它的组分Walsh码字。然后，将每个组分Walsh码字解码，以得到有关的信息半字。

根据在半字中特定位置上的索引位的值是零还是1，将被解码的信息半字分类为两个目录。然后进一步将被解码的信息半字按与半字有关的Walsh码字和接收到的组合Walsh码字之间相关的下降次序进行分类。然后将索引位从具有最高相关值的两个信息半字中删除，得到两个相应的数据半字。然后两个数据半字被以规定的次序级联，恢复所发送的原来信息。

另一方面，本发明的系统和方法可被推广为发送多个编码的信息部分字。在这方面，一个具有M乘K位二进制信息的原始信息字被分成M个信息部分字，每个具有K位。M个信息部分字中每一个被与N个索引位级联或组合，其中N至少等于[log₂M]。

在本发明的最佳实施方案中，m^th信息部分字的这些索引位是m-1的二进制表示式。如前述，N索引位可被用k位的信息部分字前缀，后缀或混合。然后利用一个(2^k+N，K+N)Walsh码将K+N位的M个被扩展的信息部分字编码，以得到一组M个Walsh码字，每个具有2^k+N个符号。然后将M个Walsh码字相加，得到已相加的具有2^K+N个符号的Walsh码字，可任选地调制并在一个广播信道上发送。

本发明的相关的解码器首先对在码分多址(CDMA)传输信道上接收到的组合的Walsh码字进行解调。接着将接收到的长度为2^K+N个符号的组合Walsh码字利用快速Hadamard变换分解成每个具有2^K+N个符号的M个目录的组分Walsh码字。然后，对M个目录的组分Walsh码字解码，以得到M个目录的信息部分字，每个长度是K+N位。

根据在部分字的N个索引位中所包含的二进制值选取M个目录的被解码的信息部分字的组分。将M个目录的被解码的信息部分字中每一个按与部分字有关的Walsh码字和接收到的组合的Walsh码字之间的下降的相关值进行分类。

接着从M个目录中每一个选取最高排序的部分字，然后通过从每个部分字删除N个索引位，将这些M个所选的部分字变换成M个K位的数据部分字。最后，利用索引位将M个数据部分字按规定的次序组装，恢复原来的信息字。

在本发明的另一种实施方案中，将具有M乘K位的二进制信息的原始信息字分成M个信息部分字，平均每个有K位(也就是，M×K＝K₁+K₂+…+K_m)。将M个信息部分字中每一个与N个索引位组合，其中N至少等于[log₂M]。用于本发明的这种实施方案的编码和解码过程的其余部分是与以前的M个信息部分字具有相等长度的情况是相同的。

另一方面，本发明公开了一种用于对具有[1og₂(2^2K-1+2^K-1)]位二进制信息的原始信息字编码的系统和方法。在这方面，首先建立长度为2^K个符号的被扩展的Walsh码集。该被扩展的Walsh码集包括所有的具有2^K个符号的单-Walsh码字和所有的两个2K个符号的Walsh码字的组合。

将每个不同的信息字映象到来自该被扩展的Walsh码集的或者是一个简单的码字或者是两个码字的组合。如果将信息码字映象到一个简单的Walsh码字，简单的码字被调制和发送。如果信息码字被映象到两个Walsh码字的组合，则两个Walsh码字被并行地相加，调制和发送。如果合适的话，所有被发送的码字被缓存，得到长度为2^K个符号统一成帧的Walsh码字。

本发明的有关解码器首先对在采用正交码的远程通信信道上接收到的组合Walsh码字解码。首先规定阈值值，设置在接收到的Walsh码字对的相关值中最大可接受的差值。

利用快速Hadamard变换将接收到的长度为2^K个符号的组合码字分解为每个具有2^K个符号的一个或多个组分Walsh码字。组分Walsh码字被按组分码字和组合Walsh码字之间相关值的下降次序分类。

如果在它们的相关值之间的差小于所规定的阈值值，则从目录中选出两个最高排序的组分码字。另一方面，如果在两个最高排序的组分码字的相关值之间的差大于所规定的阈值值，则只有最高排序的组分Walsh码字被选取供解码。最后，将映象表用于查看与所选的Walsh码字有关的信息字。

在本发明的另一方面中，通过将信息字分成具有K+M位的第一部分和具有K-M位的第二部分将具有2K位的信息字串行编码，利用一个(2^K+M，K+M)Walsh码将K+M位的信息字第一部分编码，得到具有2^K+M个符号的第一Walsh码字。利用一个(2^K-M，K-M)Walsh码将K-M位的信息字第二部分编码，得到具有2^K-M个符号的第二Walsh码字。然后，将两个Walsh码字级联，得到具有2^K+M+2^K-M个符号的一个被扩展的Walsh码字。然后，将这个被扩展的Walsh码字调制并在空中接口上发送。

与以上的编码方案有关的解码器首先对在采用正交码的远程通信信道上接收到的组合Walsh码字解调，得到级联的Walsh码字，包括两个顺序地发送的Walsh码字—一个长度为2^K+M符号，另一个长度为2^K-M符号，将这个接收到的Walsh码字帧首先分成它的组分Walsh码字的对(长度2^K+M和2^K-M符号)。

接着利用快速Hadamard变换将组分Walsh码字的对变换成具有K+M位和K-M位的一对信息部分字。然后将被变换的信息部分字的对按预先规定的次序重新组装(如按它们被接收到的次序)，以恢复具有2K位的原始信息字。

在本发明的另一种实施方案中，将一个具有M乘K位二进制信息的原始信息字分成M个信息部分字，平均每个K位(也就是，M×K＝K₁+K₂+…K_m)。将M个信息部分字中每一个与N个索引位组合，其中N至少等于[log₂M]。然后将这些M个扩展的(可能不相等的)部分字作为长度为2^K，2^K，…2^Km个符号的M个Walsh码字顺序地发送。用于本发明这种实施方案的编码和解码过程的其余部分与在顺序地发送部分在长度上是相等的情况是类似的。

与该相同的编码方案有关的一种简化的编码器首先对在采用正交码的远程通信信道上接收到的组合Walsh码字进行解调，以得到级联的Walsh码字，包括M个顺序地发送的Walsh码字，每个长度为2^K个符号。将这种接收到的Walsh码字帧首先分成每个有2^K个符号的M个组分Walsh码字。

然后，利用映象表将M个组分Walsh码字中每一个变换为K位的信息部分字。接着，将M个被变换的信息部分字按它们接收到的次序重新组装，以恢复具有K乘M位的原始信息字。

附图说明

通过结合附图参考以下的最佳实施方案的详述，可以获得对本发明的方法和系统更充分的理解，其中：

图1是本发明的正交编码方案的一种图解表示，其中信息字的不同部分被并行地发送；

图2示出利用并行发送信息字的各个部分的正交编码方案的解码器；

图3示出用于正交编码方案的解码器，其中码集包括单一码字以及两个码字的某种组合；

图4示出本发明的另一种可选的实施方案，其中多个信息部分-字被在传输信道上串行地发送；

图5示出与本发明的串行发送实施方案有关的解码器；

图6是用作说明本发明的另一种实施方案的流程图，其中同时使用串行和并行传输技术；

图7是可用于一种可变传输速率远程通信系统中的示范性发信号方案的各个步骤的流程图；和

图8是用作说明利用多重天线提供时空分集的使用本发明的流程图。

具体实施方式

通过考虑一个利用(2¹⁰，10)Walsh码作为用作说明的例子的一个系统可以最好地解释本发明的系统和方法。正如本领域的技术人员已经了解并意识到的那样，这种编码方案导致近似一百倍(也就是，20dB)的带宽扩展，或者等效地，具有编码速率为10/1024(也就是，每个10位的信息字被映象到1024码字集中的一个，每个码字有1024个符号并且相对于集中其他的1023码字是正交的)。

首先考虑两个正交码字的并行发送，如图1中所示。假定图1所示例子中K值为9。在本发明的这种示范性第一实施方案中，1 8信息位被在101分成两组，每组9位。然后，不同的附加位被插入或贴附到每个信息字上，如102和103所示。这样提供一种用于规定两个信息半字的相对次序的机制并有助于保证两个半字可在接收机上被正确地重新组装。

在本发明的最佳实施方案中，附加位被后缀作为被扩展的信息半字的最小有效位。因此，Hadamard矩阵的奇数行对应于具有后缀“0”的信息半字，而Hadamard矩阵的偶数行对应于具有后缀“1”的信息半字。

在本发明的另一种实施方案中，附加位被前缀作为被扩展的信息半字的最大有效位。这种方案导致Hadamard矩阵的顶部一半对应于具有前缀“0”的信息半字，而Hadamard矩阵的底部一半对应于具有前缀“1”的信息半字。在本专利申请的其余部分中所考虑的例子将基于后缀技术而不是贴附索引位的前缀技术。然后，应该强调，两种技术同等地适用于在此所描述的本发明的所有变型。而且，应该指出，所有的索引位不一定需要被前缀或后缀，或者甚至是邻接的，实际上可以被插入组合字中预先选择的位置上。

然后利用一个(2¹⁰，10)Walsh码将两个10位的示范性信息半字编码，如104和105所示，得到两个1024位的码字。应该指出，因为不同的位被贴附到每个信息半字，在用(2¹⁰，10)Walsh码编码以后所得到的两个码字被确保是不同的。然后这些码字被在106相加在一起，在107被调制，并同时在空中被发送，如图1中所示。可以示出这种方案导致有效的编码速率为18/1024(也就是，每个18位的信息字可被唯一地映象到两个1024符号的码字组合)。

用于图1编码方案的解码器示于图2中。通过利用如201所示的快速Hadamard变换，将接收到的波形与2^K+1个可能的被发送的码字中每一个相关来实现对信息符号的解码。

码字组分被分成两部分，第一部分由对应于以零(“0”)位结束的信息半字的码字组成，第二部分对应于以1(“1”)位结束的信息半字。在每个一半中示出最大相关的码字组分被在202和203选作被发送的码字。这些Walsh码字首先在204和205被解调。接着，两个被解码的半字的后面的位被在206和207抛弃。然后利用后面的位作为重新排序的索引在208将两个信息半字级联，得到被解码(原来的)的信息字。

在以上的方案中，通过利用具有512×512(也就是，262，144)的码集，而不是利用2¹⁰(也就是，1024码字)的正交码集，改进了带宽的利用。因此，新的码集包括两个码字所有可能的组合，它的有关的信息半字具有不同的最后位。在本发明的另一个实施方案中，通过考虑除了两个码字的所有可能组合外，也包括1024个原来的单一码字的一个码集，可以进一步改进带宽利用。这导致一个具有总共¹⁰²⁴C₂+1024(也就是，524，800)个码字的码集。

因为每个码字被映象到一个不同的信息字，现在对于相同数目的信息字我们有较多的码字。这些524，800个信息字可用[log₂ 524，800]位(也就是，19位)表示。因此存在着从大约19位的信息字到524，800可用的码字的几个映象，允许编码速率为19/1024，这相应于对利用前面的方案得到的18/1024的编码速率的一种进一步的改进。

与这个第二方案有关的解码器示于图3中。对于这个第二方案的编码，除了两个具有高相关值的Walsh码字不在304找出外，是如前所述的那样，现在假定传输是单一Walsh码字，并假定带有最高相关值的Walsh码字是在305被发送的码字。规定两个最高码字的相关值之间最大差值的阈值设置被用在304，确定是否一个或两个Walsh码字已被发送。使用将信息字映象到特定的码字或码字组合的查看表在307将所选的码字解码。

一般，我们可以将以上描述的两种方案扩展到同时发送N个Walsh码字(其中N≥2)的情况。图1所示的编码方案中，[log₂ N]位的每个信息部分字被保留，用于规定码字发送的次序。如前面所指出的那样，这些排序位可被前缀或后缀到信息部分字。

以上所描述的第二编码方案中，所有的两个码字的组合和所有的单一码字组成用于发送分段的信息字的码集，图3的解码器将必须首先确定被发送的Walsh码字的总数，然后使用映象表确定被发送的准确的信息字。因此，与第一编码方案相比较，第二编码方案具有较好的带宽利用，但是以较高的复杂性和(可能)较低的差错性能为代价。

图4示出用于得到与以上详述过的并行传输方案相同带宽效率的另一种技术。在本发明的这个实施方案中，原来的具有2K位的信息字被在401分成两部分。利用如在402和403所示的(2^K，K)Walsh码对两个信息部分字编码。这些两个码字中每一个具有原来码字长度的一半。两个码字被在404和405调制并在406被作为2^K+1位串行地发送。

作为用作说明的例子，考虑前面被使用过的相同的(2¹⁰，10)正交码。如下所示，通过顺序地发送两个512个符号(也就是，2⁹个符号)的码字，我们可以获得较好的带宽利用。这些顺序发送的码字对的组合长度是与原来的码字相同的长度。然而，由顺序地发送一对这样的码字编码的信息位数目是9+9位(也就是，18位)。因此，这种技术也具有编码速率为18/1024(如同第一编码方案)，而不是与(2¹⁰，10)编码方案有关的10/1024的编码速率。

图5示出与串行传输方案有关的解码器。解码器是直截了当的，包括两个解码器503和504，用于实现如上所讨论过的快速Hadamard变换的较短的(512-符号)Walsh码。两个码字501和502分别在503和504被独立地解码，被解码的信息字505和506被按接收到的次序级联在一起。一般，我们可将这第三种技术扩展到允许N个较短的码字顺序地发送，其中N≥2。

在本发明的另一种实施方案中，与原来的码字(也就是，在以上讨论过的例子中的1024个符号的码字)相同长度的一个新码字被发送，代替使用多个较短的码字，但其中新码字属于具有较高编码速率的一个码族。这种实施方案在利用与原来的码字相同长度的一个新码字的同时，允许比以前有较多信息位被编码。Reed-Muller码是这样一种较高速率码的一个例子。

图6示出通过同时既用串行又用并行方式发送码字可以获得究竟多高的带宽效率。这种组合方案的带宽效率再次被计算，假定原来的码是(2¹⁰，10)的Walsh码。正如在图6中举例说明的那样，本发明的这个实施方案包含顺序地发送两组码字，其中每组由同时发送的两个Walsh码字组成。

通过假定图中K＝8，可以理解图6中所示的例子。在611我们首先将0位附到8个信息位的第一块，在612将1位附到8个信息位的第二块。然后两个9位的块在613和614被利用(2⁹，9)Walsh码编码，组成两个512个符号的码字。然后这些码字被在615相加，组成一个512个符号组，如在616所示。同样，如在621-626所示，信息位的第三和第四块被编码，组成第二个512个符号组。然后，这两个512个符号组被顺序地发送，如在630所示。

应该指出，合成的1024个符号的传输是与原来的码字相同的长度。然而，用这个最后方案编码的信息位的数目是32。因此，这种方案的编码速率是32/1024。对于这种组合方案的解码过程是利用图2的解码器对被接收到的两个512个符号块中每一个进行的，然后将四个被解码的信息字按次序排列在一起，重新建立被发送的32个信息位。

也应该指出，在本发明中所公开的不同编码方案可被用于支持在发射机和接收机之间可变的传输速率，因为每一个以上详述的方案具有不同的带宽利用，因而具有不同的信息速率。只有当发射机和接收机之间的控制信号是许可的和行得通的时，支持可变的传输速率才是可能的。一种可能的可变传输速率的方案示于图7中。在这种方案中，接收机702发信号到发射机701，或者降低(在707)或者增加(在705)它的传输速率，这取决于在固定的时间周期Tn中在接收机702上被检测到的帧差错数目，n。在这样一种方案中的接收机和发射机通信，建立精确的消息数，据此完成速率改变。对应于各种传输速率的编码方案被预先安排，发射机根据接收机的输入电平在这些等级之间上升或下降。应该指出，可变速率系统可以用各种各样方式实现，以上已经被提供的例子只是用作说明本发明在一个这样的系统中的使用。

例如，一种不带控制信号的可变速率系统可利用一个阈值来实现，如前面所描述的那样，检测是否一个或多个码字已被并行地发送。如果只有一个码字被检测到，接收机假设一种较低速率的系统(例如，(10，1024)系统)。另一方面，如果两个或更多的码字被检测到，接收机假设一种较高速率系统(如前面所描述的(18，1024)系统)。

也应该指出，其他形式的分集，例如多重天线也可随同本发明的编码方案作用，进一步改进带宽利用和性能。例如，多组码字可从不同的天线发送。图8示出这样一种多重天线系统，这是基于图1的例子，用于同时传送两个码字。多重天线809和810可被使用，提供极化分集和/或空间分集。这样一种多重天线系统可以是电视和无线电广播同时播出系统的部分，使用在蜂窝系统，陆地移动无线电系统，寻呼网和室内网，例如局域网中。

应该指出，所描述的发明可以随同任何正交或接近正交码集使用，Walsh码被用于以上的讨论中只是为了描述容易。

虽然对本发明的方法和设备的一种最佳实施方案已经在附图中作了说明，在前面的详述中作了描述，可以理解，本发明并不限于所公开的实施方案，而是能够做许多重新安排，修改和替换而并不偏离由以下的权利要求所规定的本发明的精神。

Claims (23)

1.一种对多个信息字中具有K位的每个原始信息字编码的方法，改进利用正交码的一个远程通信信道的编码效率和带宽利用，所述的方法用以下步骤表征：

将多个信息字中的一个原始信息字分成(101)M个部分字，所述的M个部分字中每一个分别具有K₁，K₂…，K_M位；

通过将每个部分字与有关的N位索引字整合，扩展(102，103)所述的原始信息字的M个部分字中每一个，所述的有关的N位索引字包含一个唯一的标识符，将它与一个特定的部分字相联系；

利用一个相同的Walsh码对K_m+N位所述的被扩展的部分字中每一个编码(104，105)，得到一个被扩展的Walsh码字；和

将M个被扩展的Walsh码字相加(106)，得到一个被相加的Walsh码字。

建立一个长度为2^K个符号的被扩展的Walsh码集，包括所有具有2^K个符号的单一Walsh码字和具有2^K个符号的所有的两个Walsh码字组合；

将每个不同的信息字映象到在所述的Walsh码集中一个简单的或组合的码字；和

将所有的与所述的不同信息字对应的码字相加，得到一个长度为2^K个符号的被相加的Walsh码字，

其中用于改进利用正交码的一个远程通信信道的编码效率和带宽利用，另外包括以下步骤：

调制(107)并在空中接口上发送所述的被相加的Walsh码字，和

在空中接口上接收并解调所述的被相加的Walsh码字。

2.如权利要求1的方法，用于改进利用正交码的一个信道的编码效率和带宽利用，其中原始部分字被分成两个部分字。

3.如权利要求2的方法，用于改进利用正交码的一个信道的编码效率和带宽利用，其中两个所述的部分字长度相等。

4.如权利要求1的方法，用于改进利用正交码的一个远程通信信道的编码效率和带宽利用，如应用到码分多址(CDMA)远程通信系统，其中所述的调制所述的被相加的Walsh码字的步骤另外包括在传输波形前对信号扩频的步骤。

5.一种对多个原始信息字中具有2K位的每个原始信息字编码的方法，改进一种利用正交码的远程通信信道的编码效率和带宽利用，所述的方法用以下步骤表征：

将多个原始信息字中一个原始信息字分成(101)第一和第二部分，所述的部分中每一个有K位；

将所述的原始信息字第一部分与具有值0的一个单一位级联(102)；

将所述的原始信息字第二部分与具有值1的一个单一位级联(103)；

利用一个Walsh码对K+1位的所述的原始信息字中被级联的第一部分编码(104)，得到第一Walsh码字；

利用Walsh码对K+1位的所述的原始信息字中被级联的第二部分编码(105)，得到具有2^K+1个符号的第二Walsh码字；和

将所述的第一Walsh码字和所述的第二Walsh码字相加(106)，得到一个被相加的Walsh码字，

其中用于改进一个利用正交编码的远程通信信道的编码效率和带宽利用，另外包括以下的步骤：

调制(107)并在空中接口上发送具有2^K+1个符号的所述的被相加的Walsh码字，和

在空中接口上接收并解调所述的被相加的Walsh码字。

6.如权利要求5的方法，用于改进一个利用正交编码的远程通信信道的编码效率和带宽利用，其中所述的将原始信息字第一部分与一个具有值0的单一位级联(102)的步骤是通过将所述的0位前缀到所述的原始信息字第一部分实现的。

7.如权利要求5的方法，用于改进一个利用正交编码的远程通信信道的编码效率和带宽利用，其中所述的将原始信息字第一部分与一个具有值0的单一位级联(102)的步骤是通过将所述的0位后缀到所述的原始信息字第一部分实现的。

8.如权利要求5的方法，用于改进一个利用正交编码的远程通信信道的编码效率和带宽利用，其中所述的将原始信息字第二部分与一个具有值1的单一位级联(103)的步骤是通过将所述的1位前缀到所述的原始信息字的第二部分实现的。

9.如权利要求5的方法，用于改进一个利用正交编码的远程通信信道的编码效率和带宽利用，其中所述的将原始信息字第二部分与一个具有值1的单一位级联(103)的步骤是通过将所述的1位后缀到所述的原始信息字的第二部分实现的。

10.如权利要求5的方法，用于改进一个利用正交码的远程通信信道的编码效率和带宽利用，如应用到码分多址(CDMA)远程通信系统，其中所述的调制所述的被相加的Walsh码字的步骤另外包括调制波形以前对信号扩频的步骤。

11.一种对在利用正交码的远程通信信道上接收到的被解调的组合Walsh码字解码成原始信息字的方法，用以下步骤表征：

利用快速Hadamard变换将接收到的组合Walsh码字分解(201)或组分Walsh码字；

对所述的可能发送的组分Walsh码字中每一个解码(204，205)，得到有关的可能的信息部分字；

将所述的被解码的可能的信息部分字分离成第一目录和第二目录，所述的第一目录包括在所规定的第一位置上具有1位的被解码的信息部分字，所述的第二目录包括在所规定的第二位置上具有0位的被解码的信息部分字；

通过与在所述的第一目录中信息部分字有关的组分Walsh码字和所述的接收到的组合Walsh码字之间下降的相关值，对所述的被解码的信息部分字的第一目录排序：

通过与在所述的第二目录中信息部分字有关的组分Walsh码字和所述的接收到的组合Walsh码字之间下降的相关值，对所述的被解码的信息部分字的第二目录排序；

通过从所述的第一目录选择最高排序的信息部分字和从所述的所规定的第一位置删除1位合成第一数据部分字；

通过从所述的第二目录选择最高排序的信息部分字和从所述的所规定的第二位置删除0位合成第二数据部分字；和

将所述的第一和第二数据部分字按特定的次序级联，得到原始信息字。

12.如权利要求11的方法，用于对在利用正交码的远程通信信道上接收到的被解调的组合Walsh码字解码成原始信息字，其中所述的1位被后缀到所述的数据部分字。

13.如权利要求11的方法，用于对在利用正交码的远程通信信道上接收到的被解调的组合Walsh码字解码成原始信息字，其中所述的1位被前缀到所述的数据部分字。

14.如权利要求11的方法，用于对在利用正交码的远程通信信道上接收到的被解调的组合Walsh码字解码成原始信息字，其中所述的0位被后缀到所述的数据部分字。

15.如权利要求11的方法，用于对在利用正交码的远程通信信道上接收到的被解调的组合Walsh码字解码成原始信息字，其中所述的0位被前缀到所述的数据部分字。

16.一种对多个信息字中每个具有M乘K位二进制信息的原始信息字编码的方法，改进一个利用正交码的远程通信信道的编码效率和带宽利用，所述的方法用以下步骤表征：

将原始信息字分成(101)M个信息部分字，所述的M个信息部分字中每一个有K位；

将所述的M个信息部分字中每一个与N个索引位级联(102，103)，其中N在长度上不少于[log₂M]位，用于第m信息部分字的索引位是m-1的二进制表示式；

对K+N位的所述的被级联的信息部分字利用一个(2^K+N，K+N)Walsh code编码(104，105)，得到一组M个Walsh码字，每个有2^K+N个符号；和

将所述的M个Walsh码字组相加(106)，得到一个被相加的Walsh码字。

17.一种将在利用正交码的远程通信信道上接收到的被解调的组合Walsh码字解码成原始信息字的方法，所述的组合Walsh码字是2^K+N个符号长，并包括M个正交Walsh码字，所述的方法用以下步骤为表征：

利用快速Hadamard变换将接收到的组合Walsh码字分解(201)成每个具有2^K+N个符号的M个组分Walsh码字的目录，每个所述的目录包括包含一个所规定的索引的码字；

将所述的M个组分Walsh码字的目录中每一个解码(204，205)，得到至少M个信息部分字，其中每一个在长度上是K+N位；

根据M个被解码的信息部分字的每一个中N个特定的索引位的二进制值，将每个所述的被解码的信息部分字分类；

通过与在所述的目录中的被解码的信息部分字有关的组分Walsh码字和所述的接收到的组合Walsh码字之间下降的相关值，对M个被解码的信息部分字目录中每一个排序；

通过从所述的M目录中每一个选择最高排序的被解码的信息部分字和删除包含在所述的被解码的信息部分字中N个索引位，合成M个数据部分字；和

将所述的M个数据部分字按特定的次序组装，得到原始信息字。

18.一种对具有[log₂(2^2K-1+2^K-1)]位二进制信息的原始信息字编码的方法，改进一个利用正交码的远程通信信道的编码效率和带宽利用，所述的方法用以下步骤表征：

建立一个2^K个符号长的被扩展的Walsh码集，包括所有具有2^K个符号的单一Walsh码字和所有具有2^K个符号的两个Walsh码字的组合；

将每个不同的信息字映象到所述的Walsh码集中简单的或组合的码字；和

将所有对应于所述的不同信息字的码字相加，得到一个长度为2^K个符号的被相加的Walsh码字。

19.一种将在利用正交码的远程通信信道上接收到的被解调的组合Walsh码字解码成原始信息字的方法，所述的组合Walsh码字是2^K个符号长并包括两个或几个正交Walsh码字，所述的方法用以下步骤表征：

规定对于接收到的Walsh码字相关值中最大可接受的差值的阈值值；

利用快速Hadamard变换将接收到的组合Walsh码字分解成每个具有2^K个的一个或多个组分Walsh码字；

根据在每个组分Walsh码字和所述的接收到的组合Walsh码字之间的相关值，将包含在所述的接收到的组合Walsh码字中的组分Walsh码字分类；

如果在它们的相关值之间的差小于所述的所规定的阈值值，选择两个最高排序的组分Walsh码字，否则只选择最高排序的组分Walsh码字；和

利用映象表确定与所述的所选择的Walsh码字有关的信息字。

20.一种对具有2K位的信息字编码的方法，改进一个利用正交码的远程通信信道的编码效率和带宽利用，所述的方法用以下步骤表征：

将信息字分成(401)具有K+M位的第一部分和具有K-M位的第二部分；

利用一个(2^K+M，K+M)Walsh码对所述的K+M位的信息字第一部分编码(402)，得到具有2^K+M个符号的第一Walsh码字；

利用一个(2^K-M，K-M)Walsh码对所述的K-M位的信息字第二部分编码(403)，得到具有2^K-M个符号的第二Walsh码字；

将所述的第一Walsh码字和所述的第二Walsh码字级联(406)，得到具有2^K+M+2^K-M个符号的一个被相加的Walsh码字；和

调制(404，405)并在空中接口上发送所述的具有2^K+M+2^K-M个符号的被相加的Walsh码字。

21.一种对在一个利用正交码的远程通信信道上接收到的被解调的被级联的Walsh码字解码成原始信息字的方法，所述的被级联的Walsh码字组是2^K+M+2^K-M个符号长，并包括长度为2^K+M个符号和2^K-M个符号的两个顺序地发送的Walsh码字，所述的方法用以下步骤表征：

将接收到的Walsh码字组拆成具有2^K+M个符号的第一组分Walsh码字和具有2^K-M个符号的第二组分Walsh码字；

将所述的第一组分Walsh码字中每一个变换成具有K+M位的信息部分字；

将所述的第二组分Walsh码字中每一个变换成具有K-M位的信息部分字；和

将所述的两个被变换的信息部分字中每一个按它们被接收到的次序级联，恢复具有2K位的原始信息字。

22.一种对在一个利用正交码的远程通信信道上接收到的被解调的被级联的Walsh码字解码成原始信息字的方法，所述的被级联的Walsh码字组是M乘2^K个符号长，并包括每个2^K个符号长的M个顺序地发送的Walsh码字，所述的方法用以下步骤表征：

将接收到的Walsh码字组拆成每个具有2^K个符号的M个组分Walsh码字；

将所述的M个组分Walsh码字变换成具有K位的信息部分字；和

将所述的M个被变换的信息部分字中每一个按预先规定的次序级联，恢复具有K乘M位的原始信息字。

23.如权利要求22的方法，用于将一个利用正交码的远程通信信道上接收到的被解调的被级联的Walsh码字组解码成原始信息字，其中所述的M个被变换的信息部分字被按它们接收到的次序级联。

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