CN1291388A - 直接序列码分多址系统中的速率检测 - Google Patents

Abstract

码分多址(CDMA)系统的接收端上速率检测的一种方法,在此系统中在发送端上从包括全速率与较低速率的可应用速率组中可变地选择有效的数据速率,每个较低速率是利用不同的整数分割的全速率,并且编码的码元对于较低速率进行重复以保持恒定的视在比特或码元传输速率,其中利用采用码元重复特征的粗判定方法在此数据的任何维特比解码之前第一确定此数据速率,此数据根据要求进行去收缩与去重复,并以第一确定的数据速率进行第一维特比解码,和评估可从或在第一维特比解码之后获得的数据,特别是在进入维特比解码的数据与来自维特比解码器的卷积重新编码的输出数据之间第一形成的相关性,以确定是否选择等于第一确定的数据速率的数据速率。如果未通过此评估,利用每一个其他可能的数据速率上在任何要求的去收缩与去重复之后可从或在第二维特比解码之后获得的数据,特别是利用进入第二维特比解码的数据与来自第二维特比解码的卷积重新编码的输出之间的相关性采用细判定方法。

Description

直接序列码分多址系统中的速率检测

本申请要求1998年10月16日提交的临时申请号60／104652的内部优先权。

本发明涉及在诸如码分多址(CDMA)系统的数字通信系统的接收端上的速率检测方法，在此系统中在发送端上从包括全速率与较低速率的可应用速率组中可变地选择信息数据速率，每个较低速率是利用全速率除以不同的整数，并且对于较低速率数据进行重复以保持恒定的视在数据传输速率。在其特别的方面中，本发明涉及速率检测方法，其中速率确定或分类判定处理使用还未进行去重复的数据的重复特征的测量。

一般从IEEE1995全球电信会议上Edith Cohen与Hui-Ling Lou的“Multi-Rate Detection for the IS-95CDMA Forward TrafficChannels”中得知这样的速率检测方法。

在1992年，直接序列码分多址(DS-CDMA)系统由电信工业协会(TIA)采纳为临时标准95(IS-95)部署在800MHz的蜂窝频带中。在成功的现场测试与实验系统之后，IS-95系统现在正以数千万的用户进行操作。

CDMA基于原始由Allies在第二次世界大战期间为抵抗敌人无线电干扰而研制的扩频技术。扩频信号的特征在于由信号在信道中占据的带宽W比以比特／秒为单位的信号的信息速率大得多。因而，扩频信号固有地包含能用于克服信道引入的几种类型的干扰(包括来自同一频带中其他用户的信号和在延迟多径分量意义上的自我干扰)的一种类型的冗余度。扩频信号的另一关键特性是伪随机性。因此，此信号显示为类似于随机噪声，使得由除预定之外的接收机解调困难。在CDMA系统中，用户共享公用信道带宽并利用不同的码序列来区分用户。在IS-95的情况中，与用户的每个通信利用长与短伪噪声(PN)序列进行调制或加扰，并且也利用分配给此用户的称为Walsh码的一组正交序列之中特定一个序列进行调制，后一调制称为采用Walsh覆盖。因而，特定接收机能通过采用PN序列以及由此特定接收机相应的发射机使用的Walsh序列来恢复某一发送的信号。

在IS-95 DS-CDMA系统中，根据利用话音编码器检测的话音活动性使用可变的信息数据速率，这能减少较低速率上的发送功率，导致每个用户较少的平均发射功率和系统容量的显著增加。根据实施的话音编码器能编码两组信息数据速率(速率组1与2)，每组包括全速率，和半速率、四分之一速率与八分之一速率的较低速率。对于较低速率，重复码元以获得与使用全速率时相同的视在码元传输速率。在速率组2中，每帧中具有比速率组1多50％的码元，但在传输之前将速率组2的三分之一码元进行收缩(puncture)，以便在这两个速率组中发送帧中相同数量的码元。该信息数据速率能随帧而变化，但表示当前使用的数据速率的信息不与语音数据一起进行发送。因此，接收机得利用假设测试来检测数据速率。利用确定哪个可能的信息数据速率用于当前帧的速率分类或判定逻辑实施的算法称为速率检测算法(RDA)。

根据公知的使用数据的重复特征的速率检测方法，在任何去重复之前，形成对于速率组1的测量，确定码元如何在后续的2、4与8码元组内匹配。这样的方法虽然仅要求较少量的计算资源但对于只能基于速率判定的IS-95 DS-CDMA系统不具有足够的可靠性。还有，因为这样的公知方法不考虑收缩的效果，所以此方法在应用于速率组2时甚至产生更差的结果。

能用于速率检测的其他信息包括CRC校验结果(这根据IS-95可用于除速率组1中的四分之一与八分之一速率之外的所有数据速率)、维特比解码器残存测量和对于每个可能的数据速率的重新编码的数据与进入解码器的数据之间的相关性。后两种方法利用可从或在以每个可能的数据速率对于每个数据帧的维特比解码之后获得的数据，固有地更加可靠，但计算增加了。采用这样的相关性的方法特别密集使用计算资源，这是因为每个帧对于每个可能的数据速率数据不仅必须进行维特比解码(在根据要求去收缩与去重复之后)，而且必须进行卷积重新编码，以形成重新编码的数据与进入对于每个可能的数据速率的维特比解码的数据之间的相关性。

计算资源的密集使用是不希望的，特别在无线手机中，这是因为在要求由此手机内的数字信号处理器(DSP)执行的每部分的指令数量增加时电池寿命一般都减少。在DSP具有相对高比例的其间此DSP能进入空闲模式的轻负荷时间时，可获得显著的功率节省。

本发明的一个目的是提供高可靠的但平均来说使用较少量的计算资源的数字通信系统的接收端上速率检测的一种改善方法。还一目的是速率检测方法考虑对于可应用速率组所用的任何的收缩模式。

利用这样的速率检测方法实现了本发明的这些与其他的目的，其中利用计算简单的粗判定方法对接收的卷积编码数据的数据速率进行第一确定，这是因为此粗判定方法基于在任何维特比解码之前(“前解码”测量)计算的数据的测量。随后，使用可从或在第一确定的数据速率上的维特比解码之后获得的数据，评估此第一确定的数据速率是否应选择为实际的数据速率，并最好也评估在此选择中是具有高还是具有低的置信度。仅在此评估未导致此第一确定的数据速率选择为实际的数据速率时，采取更准确的但计算密集的细判定方法来使用一个或多个其他数据速率上获得或计算的后解码测量。

根据本发明，对于每个可能的较低数据速率，计算数据中重复码型的前解码测量，并使用这些测量与第一组门限进行粗判定。在速率组2的前解码测量的计算中，考虑根据预定码型已经收缩的此数据。

为了评估粗判定方法的结果，卷积编码的数据根据要求进行去收缩与去重复、维特比解码和卷积重新编码，所有这一切相对第一确定的数据速率。随后，在第一确定的数据速率上在任何去收缩与去重复之后接收的卷积编码的数据与卷积重新编码的数据之间形成第一相关性，并将此第一形成的相关性和与第一确定的数据速率相关的预定门限进行比较，此门限包含在第二组门限之中。当此第一形成的相关性大于(或等于)此门限时，选择实际的数据速率为第一确定的数据速率。

另一方面，如果第一形成的相关性小于其与之比较的门限，采用细判定方法，其中在速率组2的情况中在去收缩之后和在至少一个其他的数据速率是较低速率之一时去重复之后，接收的卷积编码的数据根据此速率组的至少一个其他的数据速率进行第二维特比解码，并利用可从或在第二维特比解码之后获得的数据进行第二确定。

还有，根据本发明，细判定方法最好使用在可应用速率组的全速率与每个较低速率上在任何去收缩与任何去重复之后在接收的卷积编码的数据与卷积重新编码的数据之间形成的相关性，其中从全速率开始考虑数据速率，并且确定的数据速率在所考虑的数据速率上形成的相关性满足一个或多个条件组时则设置等于所考虑的速率。

一个条件是在所考虑的数据速率上形成的相关性加上与此所考虑的数据速率相关的第二预定门限大于在其他数据速率上形成的最大的相关性。第二条件是：在循环冗余码(CRC)校验可用于所考虑的数据速率时，CRC校验相对所考虑的数据速率的解码接收的卷积编码的数据不失败。如果CRC校验不可用于所考虑的数据速率，第二条件是所考虑的数据速率形成的相关性大于与所考虑的数据速率相关的第三预定门限。

由于粗判定方法大多数时间提供正确的速率判定，而只有小部分时间需采用细判定方法，所以本发明的速率确定方法仅使用比粗判定方法稍微多些的计算资源，但都具有细判定方法的可靠性。

根据结合附图的下面具体的描述将使本发明的其他目的、特征与优点变得显而易见，其中：

图1是包括发送端与接收端的DS-CDMA系统的基本功能示意图，此接收端包括执行去收缩、去重复与维特比解码的方框；

图2是图1中包括馈送速率判定逻辑方框的多个测量计算方框的去收缩、去重复与维特比解码的功能示意图；和

图3是根据本发明的原理由用于IS-95速率组1的图2的计算方框速率分类逻辑方框执行的操作的流程图。

首先参见附图1，无线CDMA蜂窝类型系统10表示为包括其所示具体细节表示为常规的至少一个基站20和至少一个移动站或手机40。为了解释，相对通过移动信道30在其之间流动的数据，认为基站20为发送端，并认为移动站40为接收端。应理解：基站20与移动站40都能发送与接收，并且每个站在用作接收端时必须执行速率确定。结果，在此上下文允许用于通用目的时，基站20称为发送端20，而移动站40称为接收端40。也应认识到：所示的功能方框对于本领域技术人员来说是概念性的，本领域技术人员也意识到利用RF部分与基站部分的组合来合适地实施这些功能方框，而后者包括使用固件与应用特定的集成电路(ASIC)的数字信号处理器和／或微处理器。

在发送端20上，在输入的模拟人语音的模拟-数字变换(未示出)之后，数字化的语音利用根据IS-95可以基于Qualcomm码激励线性预测(QCELP)话音编码算法的可变速率语音编码器21来处理。可变速率特性形成在所考虑的系统中采用的话音活动性检测(VAD)方案的整体部分，其中使用IS-95的速率组1或速率组2。

通常在数字通信模型中，源编码之后是信道编码，这实现为常规的卷积编码器与码元重复器22，其输出是包含多个可能重复的多比特码元的帧。为了克服在通过信道的传输期间在信号中引入的噪声与干扰的影响，卷积编码以受控方式在数据序列中加上冗余度。在卷积编码之后速率组1的四个速率是19．2kb／s(全速率)、9．6kb／s(半速率)、4．8kb／s(四分之一速率)和2．4kb／s(八分之一速率)。速率组2提供四个可能的速率28．8kb／s、14．4kb／s、7．2kb／s与3．6kb／s。在速率组2中通过从每六个之中删除两个码元(第四与第六码元)执行另外的收缩。为了保持恒定的19．2kb／s的传输速率，编码的码元对于半速率帧、四分之一速率帧与八分之一速率帧分别重复一次、三次与七次。

使用卷积编码的信息传输的可靠性仅在由信道引起的差错统计上是独立的时增加。实际上，移动信道30的特征在于多路径与衰落。因此，差错将成群出现。作为用于将突发差错信道变换为具有独立差错的信道的一种有效方法，采用编码数据的交错。块交错器23通过在矩形阵列中格式化从卷积编码器与码元重复器22中接收的码元序列并以列方式读出码元来排列这些码元。所述程序实现数据序列中的时间分集，这导致“断续”信道存储。接下来，长码置乱器24使用模2加法(未示出)将此数据序列与周期为2⁴²-1的最大长度伪噪声(PN)序列(长码)进行组合。每个前向业务信道的长码的独特偏移能使话音保密。Walsh Cover(沃氏覆盖)方框25将来自长码置乱器24的置乱与编码的码元和64维Hadamard矩阵的一行进行组合。此处理在一个基站的所有发送的信道之中提供正交信道化(不存在多路径)。在正交BPSK／PN码置乱器方框26中，此数据流又利用所谓的PN短码(也是导频PN序列)、周期为2¹⁵-1的PN码通过利用两个单独的PN短码对两个传送同一信号的正交分支应用二进制相移键控(BPSK)调制来进行置乱。

接收端或移动站40一般使在发送端上完成的操作相反。众所周知，瑞克接收机／正交BPSK解调／PN码解乱器方框41、Walsh无覆盖方框42、长码解乱器43与块去交错器的级联从移动信道30中接收由于多路径而相对延迟的多种类型的发送信号并恢复未知数据速率上的码元序列。块去交错器44通过在矩形阵列中格式化接收的码元并以行方式读出这些码元使交错相反来产生此信号或多比特码元y_deint序列。此数据y_deint最好长度为4比特并解释为表示15个可能电平的双端范围，对应于范围为-7至+7的整数值。接下来，去重复与维特比解码方框41执行任何需要的去收缩(对速率组2)和去重复(对于较低数据速率)并解码卷积编码的数据序列来产生y_info。众所周知，维特比解码处理递归发现格子结构中最可能的状态转换。为了完成解码，方框41必须逐帧确定数据速率。最后，确定的数据速率上的维特比解码的数据y_info提供给可变速率语音解码器46，获得提供给数-模变换器(未示出)的高质量数字话音信号。

去收缩、去重复与维特比解码方框45更具体地表示在图2中，并看出包括重复测量计算方框48和给之提供去交错数据或码元y_deint序列的四个分支50、60、70与80。重复测量计算方框48计算分别对应于可应用速率组中半速率、四分之一速率与八分之一速率的重复码型的归一化前解码测量N_HR、N_QR与N_ER。四个分支50、60、70与80分别表示计算对于全速率、半速率、四分之一速率与八分之一速率的进入维特比解码器的数据y_derep，FR、y_derep，HR、y_derep，ER与y_derep，ER和重新编码的数据y_{reenc， FR}、y_reenc，HR、y_reenc，QR与y_reenc，ER之间的定标相关性的能力，并且CRC校验得到除IS-95速率组1中四分之一与八分之一速率之外的所有速率的F_FR、F_HR、F_QR与F_ER。

因此，在分支50中，去交错数据y_deint(为对称而在速率组2的情况中定义为全速率去收缩与去重复数据y_derep，FR)提供给全速率维特比解码器52来产生解码的全速率数据y_dec，FR。解码的全速率数据y_dec，FR提供给全速率卷积编码器53来产生全速率重新编码的数据y_reenc，FR并且也提供给全速率CRC解码器54。在方框55中，计算全速率重新编码的数据y_reenc，FR与全速率去重复数据y_derep，FR之间的相关性并确定CRC校验结果FFR。

在分支60中，将去交错数据y_deint提供给去收缩与去重复器61，此去收缩与去重复器61在可应用的速率组是速率组2时在去收缩之后从码元对或2元组中提取码元，以形成半速率去重复数据y_derep，HR，将此半速率去重复数据y_derep，HR又提供给半速率维特比解码器62，以便产生解码半速率数据y_dec，HR。将该解码半速率数据加到半速率卷积编码器63。以产生半速率重新编码数据y_reenc，HR，并将它加到半速率CRC解码器64。在框65，计算在半速率重新编码数据y_reenc，HR与半速率去重新数据y_derep，HR之间的相关HR，并确定CRC检验结果F_HR。在分支70中，将去交错数据y_deint提供给去收缩和去重复器71，此去收缩和去重复器71在速率组2时的去收缩之后从4元组提取码元，以形成四分之一速率去重复数据y_derep，QR，将此四分之一速率去重复数据y_derep，QR再供给四分之一速率维特比解码器72，以便产生解码的四分之一速率数据y_dec，QR。解码的四分之一速率数据y_dec，QR提供给四分之一速率卷积编码器73来产生四分之一速率重新编码的数据_{yreenc， QR}，并在可应用速率组是速率组2时也提供给四分之一速率CRC解码器74。在方框75中，计算四分之一速率重新编码的数据y_reenc，QR与四分之一速率去重复的数据y_derep，QR之间的相关性C_QR，并在可应用速率组是速率组2时，确定CRC校验结果F_QR。

同样，在分支80中，去交错数据y_deint提供给去收缩器与去重复器81，此去收缩器与去重复器81在速率组2的情况中在去收缩之后从冗余的8元组中提取码元来形成八分之一速率去重复数据y_derep，ER，此八分之一速率去重复数据y_derep，ER又提供给八分之一速率维特比解码器82，以产生解码的八分之一速率数据y_dec，ER。解码的八分之一速率数据y_{dec， ER}提供给八分之一速率卷积编码器83来产生八分之一速率重新编码的数据y_reenc，ER，并在可应用速率组是速率组2时也提供给八分之一速率CRC解码器84。在方框85中，计算八分之一速率重新编码的数据y_reenc，ER与八分之一速率去重复数据y_derep，ER之间的相关性C_ER，并在可应用速率组是速率组2时，确定CRC校验结果F_ER。

由于对DSP实施各种计算，所以根据需要完成这些计算，以便保存计算资源。结果，方框48和分支50、60、70与80的并行部署仅表示计算和提供重复码型的前解码测量与后解码相关性以及可利用的CRC校验结果给进行速率判定Rdec的速率判定或分类逻辑90的功能能力，明白这些动作的实际时间顺序将结合图3所示的流程图简短地进行讨论。为响应速率判定R_dec，选择器94在y_dec，FR、y_dec，HR、y_dec，QR与y_dec，ER之中选择所表示的解码信号为从去重复与维特比解码方框45输出的数据y_info。

参见图3，在开始步骤102，重复码型N_HR、N_QR与N_ER的前解码测量使用图2的方框48进行计算，并传送给速率判定逻辑方框90，此速率判定逻辑方框90随后尝试在步骤104进行粗速率判定。如果成功，到达步骤106，使用可应用的分支50、60、70与80之一仅计算粗速率判定所表示的数据速率上的前解码测量，即进入维特比解码器的数据与重新编码的数据之间的定标相关性，并将此测量传送给速率判定逻辑90。然后在步骤107，执行此后解码测量的评估并确定是通过还是未通过此评估。如果通过，在步骤108也设置可靠性测量，能在后续帧的速率判定中考虑此测量，并在步骤110将实际的速率判定R_dec设置为等于粗速率判定。

如果步骤104的粗速率判定不成功，或在步骤107后解码测量未通过此评估，则到达步骤112，其中使用在步骤106上形成的任何后解码测量在每个数据速率上形成后解码测量。随后，在步骤114使用所有计算的后解码测量进行最后的速率判定。此细速率判定在成功时在步骤110生成实际速率判定R_dec的设置或在不成功时在步骤116生成坏帧的确定。

在分别在步骤51方框48对应于半速率、四分之一速率与八分之一速率的重复码型N_HR、N_QR与N_ER的归一化测量的计算中，对于速率组1使用以下等式(这些等式一般如上述文章IEEE1995全球电信会议上EdithCohen与Hui-Ling Lou的“Multi-Rate Detection for the IS-95 CDMAForward Traffic Channels”所述)： $M_{\mathrm{HR}}=\underset{i=0}{\overset{191}{\mathrm{\Σ}}}|y_{2i}+y_{2i+1}|$

$M_{\mathrm{QR}}=\underset{i=0}{\overset{93}{\mathrm{\Σ}}}|y_{4i}+y_{4i+1}+y_{4i+2}+y_{4i+3}|$

$M_{\mathrm{ER}}=\underset{i=0}{\overset{23}{\mathrm{\Σ}}}\left|\underset{j=8i}{\overset{8i+7}{\mathrm{\Σ}}}{y}_j\right|$ ${\mathrm{LM}}_{\mathrm{HR}}=\underset{i=0}{\overset{191}{\mathrm{\Σ}}}\left|\right|y_{2i}|-\left|y_{2i+1}\right||$

${\mathrm{UM}}_{\mathrm{HR}}=\underset{i=0}{\overset{191}{\mathrm{\Σ}}}\left(\right|y_{2i}|+|y_{2i+1}\left|\right)$

$N_{\mathrm{HR}}=\frac{M_{\mathrm{HR}}-{\mathrm{LM}}_{\mathrm{HR}}}{{\mathrm{UM}}_{\mathrm{HR}}-{\mathrm{LM}}_{\mathrm{HR}}}$

${\mathrm{LM}}_{\mathrm{QR}}=\underset{i=0}{\overset{95}{\mathrm{\Σ}}}\left|\right|y_{4i}+y_{4i+1}|-|y_{4i+2}+y_{4i+3}\left|\right|$

${\mathrm{UM}}_{\mathrm{QR}}=\underset{i=0}{\overset{95}{\mathrm{\Σ}}}\left(\right|y_{4i}+y_{4i+1}|+|y_{4i+2}+y_{4i+3}\left|\right)$

${\mathrm{LM}}_{\mathrm{ER}}=\underset{i=0}{\overset{47}{\mathrm{\Σ}}}\left|\right|\underset{j=8i}{\overset{8i+3}{\mathrm{\Σ}}}{y}_j|-|\underset{j=8i+4}{\overset{8i+2}{\mathrm{\Σ}}}{y}_j\left|\right|$

${\mathrm{UM}}_{\mathrm{ER}}=\underset{i=0}{\overset{47}{\mathrm{\Σ}}}\left(\right|\underset{j=8i}{\overset{8i+3}{\mathrm{\Σ}}}{y}_j|-|\underset{j=8i+4}{\overset{8i+7}{\mathrm{\Σ}}}{y}_j\left|\right)$

$N_{\mathrm{QR}}=\frac{M_{\mathrm{QR}}-{\mathrm{LM}}_{\mathrm{QR}}}{{\mathrm{UM}}_{\mathrm{QR}}-{\mathrm{LM}}_{\mathrm{QR}}}$

$N_{\mathrm{ER}}=\frac{M_{\mathrm{ER}}-{\mathrm{LM}}_{\mathrm{ER}}}{{\mathrm{UM}}_{\mathrm{ER}}-{\mathrm{LM}}_{\mathrm{ER}}}$

在前面，测量M_HR、M_ER、M_QR分别代表2、4与8码元的后续序列的和的绝对值的和。这些测量随后分别使用计算的上限UM_HR、 UM_QR与UM_ER和下限LM_HR、LM_QR与LM_ER进行归一化以便形成N_HR、N_ER与N_QR。

对于速率组2，用于N_HR、N_QR与N_ER的等式与上面的相同，但如下计算M_HR、M_QR、M_ER、LM_HR、LM_QR、LM_ER、UM_QR、UM_QR与UM_ER：

在用于速率组2的上面等式中，在去收缩之前的全速率帧由384个码元构成。在较低速率上，利用每六个码元之中第四与第六码元的收缩实现重复码型。在半速率上，在收缩之前的由3个2元组构成的每个6码元的序列通过将第四与第六码元收缩为由其后面是两个不同码元的2元组构成的4码元序列来减少。因而，在半速率上，只有码元的交替对表示重复。

在四分之一速率上，在收缩之前由3个4元组构成的每个12个码元的序列通过将第四、第六、第十与第十二码元收缩为由其后面是2元组的两个3元组构成的8码元的序列来减少。

同样，在八分之一速率上，在收缩之前由3个8元组构成的每个24码元的序列通过将第四、第六、第十、第十二、第十六、第十八、第二十二与第二十四码元收缩为由其后面是2个5元组的一个6元组构成的16码元的序列来减少。

从上面等式中容易明白：用于速率组2的测量M_HR、M_ER与M_QR以及上限UM_HR、UM_QR与UM_ER和下限LM_HR、LM_QR与LM_ER考虑已对重复码型进行收缩的效果。

在步骤104进行粗速率判定时，使用第一预定组的3个门限T1_FR、T1_HR与T1_QR将以下分类逻辑应用于速率组1与2：

如果(N_HR＜T_FR)＆(N_QR＜T_FR)＆(N_ER＜T_FR)，则R_dec=FR

否则，如果{(N_HR+T_HR)＞(N_QR+T_QR)}＆{(N_HR+T_HR)＞N_ER}，则R_dec=HR

否则，如果{(N_QR+T_QR)≥(N_HR+T_HR)}＆{(N_QR+T_QR)＞N_ER}，则R_dec=QR

否则，如果{(N_ER≥(N_HR+T_HR)}＆{(N_ER≥(N_QR+N_TR)}，则R_dec=ER

否则，粗速率判定不成功。

第一组门限的优选值已经利用以下概率的假定细调谐在噪声与衰落的预期值上：用于全速率的0．25，用于半速率的0．4，用于四分之一速率的．25和用于八分之一速率的0．1；在下表中给出这些门限值：

门限	速率组1	速率组2
T1FR	0．72	0．67
T1HR	-0．06	-0．15
T1QR	-0．03	-0．04

在步骤106计算或获得的对应于成功的粗确定的数据速率的后解码测量最好是粗确定的数据速率和可应用速率组上进入维特比解码器的数据与重新编码的数据之间的定标相关性C_FR、C_HR、C_QR或C_ER。虽然可从维特比解码中分别得到全速率、半速率、四分之一速率与八分之一速率上的测量SM_FR、SM_HR、SM_QR与SM_ER并且这些测量能用作后解码测量，但使用定标相关性获得更好的结果。

如果可应用速率组是速率组1，在全速率帧中具有384个码元，这在去重复之后对于半速率、四分之一速率与八分之一速率分别减少到192、96与48个码元。根据下面可应用等式之一形成帧的对应于粗确定速率的定标相关性C_FR、C_HR、C_QR或C_ER，其中重新编码的码元y_reenc，FR、y_{reenc， HR}、y_reenc，QR与y_reenc，ER和进入解码器的码元y_derep，FR、y_derep，HR、y_derep，QR与y_derep，ER具有范围为-7-+7的整数值： $C_{\mathrm{FR}}=\underset{i=0}{\overset{383}{\mathrm{\Σ}}}{y}_{\mathrm{reenc},\mathrm{FR}}\left(i\right)\·y_{\mathrm{derep},\mathrm{FR}}\left(i\right)$

$C_{\mathrm{HR}}=2\·\underset{i=0}{\overset{191}{\mathrm{\Σ}}}{y}_{\mathrm{reenc},\mathrm{HR}\left(i\right)}\·y_{\mathrm{derep},\mathrm{HR}}\left(i\right)$

$C_{\mathrm{QR}}=4\·\underset{i=0}{\overset{95}{\mathrm{\Σ}}}{y}_{\mathrm{reenc},\mathrm{QR}}\left(i\right)\·y_{\mathrm{derep},\mathrm{QR}}\left(i\right)$

$C_{\mathrm{ER}}=8\·\underset{i=0}{\overset{47}{\mathrm{\Σ}}}{y}_{\mathrm{reenc},\mathrm{ER}}\left(i\right)\·y_{\mathrm{derep},\mathrm{ER}}\left(i\right)$

如果可应用速率组是速率组2，一帧中384个发送码元通过去收缩增加到576个码元，并随后对于较低数据速率通过去重复对于半速率、四分之一速率与八分之一速率分别减少到288、144与72个码元。根据以下等式形成帧的定标相关性C_FR、C_HR、C_QR与C_ER，其中重新编码的码元y_reenc，FR、y_reenc，HR、y_reenc，QR与y_reenc，ER和进入解码器的码元y_derep，FR、y_{derep， HR}、y_derep，QR与y_derep，ER又具有范围为-7-+7的整数值： $C_{\mathrm{FR}}=\underset{i=0}{\overset{575}{\mathrm{\Σ}}}{y}_{\mathrm{reenc},\mathrm{FR}}\left(i\right)\·y_{\mathrm{derep},\mathrm{FR}}\left(i\right)$

$C_{\mathrm{HR}}=2\·\underset{i=0}{\overset{287}{\mathrm{\Σ}}}{y}_{\mathrm{reenc},\mathrm{HR}}\left(i\right)\·y_{\mathrm{derep},\mathrm{HR}}\left(i\right)$ $C_{\mathrm{QR}}=4\·\underset{i=0}{\overset{143}{\mathrm{\Σ}}}{y}_{\mathrm{reenc},\mathrm{QR}}\left(i\right)\·y_{\mathrm{derep},\mathrm{QR}}\left(i\right)$

$C_{\mathrm{ER}}=8\·\underset{i=0}{\overset{71}{\mathrm{\Σ}}}{y}_{\mathrm{reenc},\mathrm{ER}}\left(i\right)\·y_{\mathrm{derep},\mathrm{ER}}\left(i\right)$

然后，通过比较计算的定标相关性与包含在第二组门限中的门限来完成步骤107中的评估。如果超过此门限，则通过此评估，得到步骤110上实际确定的数据速率等于粗确定数据速率的设置。而且，如果超过此门限，可以在步骤108上设置可靠性或置信测量。例如，如果未超过等于预定量的界限，可以将可靠性测量设置为1作为表示此速率判定是“不可靠”的标记，否则设置为0，表示此速率判定是可靠的。鉴于根据数据速率每帧仅能降低一个速率的TIA96B、TIA733与TIA127的限制，最后一帧中速率确定的可靠性的测量在进行下一帧中的速率判定时是有用的。

用于速率组1的第二组门限表示在下表中：

门限	速率组1
T2FR	1285
T2HR	1306
T2QR	1322
T2ER	1362

用于速率组2的门限与上面的相同，并容易进行确定而无需过度的实验。

在不采用粗确定速率并到达步骤122时，计算当前帧中所有未计算的后解码测量，以便C_FR、C_HR、C_QR与C_ER此时可用于可应用速率组。对于速率组1，CRC校验结果F_FR与F_HR只可用于全速率与半速率，而对于速率组2，CRC校验结果F_FR、F_HR、F_QR与F_ER可用于全速率、半速率、四分之一速率与八分之一速率。如果CRC校验失败，将此CRC校验结果设置为逻辑1；否则此CRC校验结果具有表示此CRC校验未失败的值逻辑零。

随后在步骤114使用定标相关性C_FR、C_HR、C_QR与C_ER、可获得的CRC校验结果F_FR与F_HR和对于速率组2的CRC校验结果F_QR与F_ER、用于可应用速率组中各种可能速率的四个偏置门限T3_FR、T3_HR、T3_QR与T3_ER以及对于速率组1的第四组的两个另外的门限T4_QR与T4_ER进行细速率判定。

对于速率组1，判定逻辑如下：

如果{(C_FR+T3_FR)≥max[C_HR，C_QR，C_ER]}＆{F_FR=0}，则R_dec=FR

否则，如果{(C_HR+T3_HR)≥max[C_FR，C_QR，C_ER]}＆{F_HR=0}，则R_dec=HR

否则，如果{(C_QR+T3_QR)≥max[C_FR，C_HR，C_ER]}＆{C_QR＞T4_QR}，则R_dec=QR

否则，如果{(C_ER+T3_ER)≥max[C_FR，C_HR，C_QR]}＆{C_ER＞T4_ER}，则R_dec=ER

否则，坏帧。

对于速率组2，判定逻辑如下：

如果{(C_FR+T3_FR)≥max[C_HR，C_QR，C_ER]}＆{F_FR=0}，则R_dec=FR

否则，如果{(C_HR+T3_HR)≥max[C_FR，C_QR，C_ER]}＆{F_HR=0}，则R_dec=HR

否则，如果{(C_QR+T3_QR)≥max[C_FR，C_HR，C_ER]}＆{F_QR=0}，则R_dec=QR

否则，如果{(C_ER+T3_ER)≥max[C_FR，C_HR，C_QR]}＆{F_ER=0}，则R_dec=ER

否则，坏帧。

如上面两个速率组的判定逻辑所示，利用全速率开始以由大而小的顺序将两个条件应用于每个可能的数据速率的测试。一个条件是相关性加上所考虑速率的偏置门限是大于还是等于其他速率的最大相关性。另一条件是CRC校验在可用于所考虑速率时未失败并且在CRC校验不可获得时此相关性是大于还是等于用于所考虑速率的另一门限。

也应认识到：如果使用关系“大于”而不使用“大于或等于”在实际确定的用于门限的值中基本没有改变。

用于这两种速率的门限值在下表中给出并确定为在预期的噪声与衰落情况下提供好的结果：

门限	速率组1	速率组2
T3FR	59	175
T3HR	0(未使用)	95
T3QR	-20	112
T3ER	0(未使用)	200
T4QR	1195	-
T4ER	1122	-

如上表所述，实际上偏置门限T1_HR与T1_ER对于速率组1设置为零，因此实际上不使用这些门限。

分析确定在图3的步骤102至107中完成的粗确定将在90％的时间检测数据速率，因此要求所有数据速率上维特比解码的步骤将只达到几乎10％的时间。还确定这些粗确定步骤每秒要求细确定步骤112与114所要求的约40％数量的指令。

现在应认识到：本发明的目的已经实现。虽然已特别具体描述本发明，但也应认识到在本发明的预定精神与范畴内许多修改是可能的，在解释所附的权利要求书时，应明白：

a)字“包括”不排除除权利要求书中所列之外的其他元素或步骤的存在；

b)元素前面的字“一个”不排除多个这样的元素的存在；

c)权利要求书中的任何符号不限制其范畴；和

d)几个“装置”可以利用同一项的硬件或软件实施的结构或功能来表示。

Claims (13)

1．用于一种类型的数字通信系统的接收端上速率检测的一种方法，其中通过介质发送的卷积编码的数字数据具有在发送端上从包含全速率(FR)和等于利用与可能的较低速率相关的相应不同的整数k(2，4，8)分割的全速率的一个或多个可能的较低(HR，QR，ER)速率的速率组中可变选择的信息数据速率，此数据对于较低速率进行重复以获得与全速率相同的视在传输速率，所述方法包括：

在此数据的任何维特比解码之前根据粗判定方法第一确定接收的卷积编码数据的数据速率(102，104)；

如果此第一确定的数据速率是较低速率之一，根据此第一确定的数据速率第一去重复接收的卷积编码数据(61，71或81)；

在任何去重复之后，根据此第一确定的数据速率第一维特比解码接收的卷积编码数据(52，62，72或82)；和

利用可从或在第一维特比解码之后获得的数据评估是否选择等于此第一确定的数据速率的数据速率(106，107，108，110)。

2．根据权利要求1的方法，其中所述评估包括：

根据此第一确定的数据速率第一卷积重新编码维特比解码的数据(53，63，73或83)；

第一形成此第一确定的数据速率上任何去重复之后接收的卷积编码的数据与卷积重新编码的数据之间的相关性(C_FR，C_HR，C_QR或C_ER)(106)；

将第一形成的相关性(C_FR，C_HR，C_QR或C_ER)和与此第一确定的数据速率相关的第一预定门限(T2_FR，T2_HR，T2_QR或T2_ER)进行比较(107)；和

在第一形成的相关性大于或等于第一预定门限(T2_FR，T2_HR，T2_QR或T2_ER)时，选择等于此第一确定的速率(C_FR，C_HR，C_QR或C_ER)的数据速率。

3．根据权利要求2的方法，在第一形成的相关性(C_FR，C_HR，C_QR或C_ER)小于第一预定门限(T2_FR，T2_HR，T2_QR或T2_ER)时，还包括：

如果至少一个其他的数据速率是较低速率之一，在去重复(61，71或81)之后，根据速率组的至少一个其他的数据速率第二维特比解码接收的卷积编码数据(52，62，72或82)；和

从可从或在第二维特比解码之后获得的数据中根据细判定方法第二确定数据速率(112，114，110)。

4．根据权利要求2的方法，在第一形成的相关性(C_FR，C_HR，C_QR或C_ER)小于与此第一确定的数据速率相关的第一预定门限(T2_FR，T2_HR，T2_QR或T2_ER)，时，对于可应用速率组的每一个其他的数据速率，还包括：

根据是较低速率之一的每一个其他的数据速率第二去重复接收的卷积编码的数据(61，71和／或81)；

在任何去重复之后，根据每一个其他的数据速率第二维特比解码接收的卷积编码的数据(52，62，72和／或82)；

根据每一个其他的数据速率第二卷积重新编码维特比解码的数据(53，63，73和／或83)；

在每一个其他的数据速率上任何去重复之后接收的卷积编码的数据与卷积重新编码的数据之间第二形成相关性(C_FR，C_HR，C_QR或C_ER)(112)；和

利用第一与第二形成的相关性(C_FR，C_HR，C_QR或C_ER)第二确定数据速率(114，110)。

5．根据权利要求4的方法，其中所述第二确定包括从全速率开始考虑数据速率，并在所考虑的数据速率上形成的相关性(C_FR，C_HR，C_QR或C_ER)满足一个或多个条件组时，选择等于所考虑的速率的数据速率。

6．根据权利要求5的方法，其中一个条件是在所考虑的数据速率上形成的相关性(C_FR，C_HR，C_QR或C_ER)加上与所考虑的数据速率相关的第二预定门限(T3_FR，T3_HR，T3_QR或T3_ER)是否大于在其他数据速率上形成的最大的相关性。

7．根据权利要求6的方法，其中还一个条件是相对所考虑的数据速率的解码接收的卷积编码数据的循环冗余码校验不失败(F_FR，F_HR，F_QR和F_ER=0)。

8．根据权利要求6的方法，其中(C_QR或C_ER)还一个条件是对于所考虑的数据速率形成的相关性是否大于与此所考虑的数据速率相关的第三预定门限(T4_QR或T4_ER)。

9．根据权利要求1-4的方法，其中所述第一确定(102，104)包括为每一个可能的数据速率形成卷积编码数据中的连续码元的预定码型匹配程度的测量(M_HR，M_QR，M_ER)的步骤。

10．根据权利要求9的方法，其中预定码型考虑在发送之前进行的数据的收缩。

11．用于一种类型的数字通信系统的接收端上速率检测的一种设备，其中通过介质发送的卷积编码的数字数据具有在发送端上从包含全速率(FR)和等于利用与可能的较低(HR，QR，ER)速率相关的相应不同的整数k(2，4，8)分割的全速率的一个或多个可能的较低速率的速率组中可变选择的信息数据速率，此数据对于较低速率进行重复以获得与全速率相同的视在传输速率，所述设备包括：

速率判定装置(90)，构造为在此数据的任何维特比解码之前根据粗判定方法第一确定接收的卷积编码数据的数据速率(102，104)；

用于在第一确定的数据速率是较低速率之一时根据此第一确定的数据速率第一去重复接收的卷积编码数据的装置(61，71或81)；

用于在任何去重复之后根据此第一确定的数据速率第一维特比解码接收的卷积编码数据的装置(52，62，72或82)；和

用于利用可从或在第一维特比解码(52，62，72或82)之后获得的数据评估是否选择等于此第一确定的数据速率的数据速率的装置(53-55，63-65，73-75，83-85，90)。

12．根据权利要求11的设备，其中所述用于评估的装置包括：

用于根据第一确定的数据速率第一卷积重新编码维特比解码的数据的装置(53，63，73或83)；

第一装置(55，65，75，85)，用于在第一确定的数据速率上在任何去重复之后接收的卷积编码数据与卷积重新编码的数据之间形成相关性(C_FR，C_HR，C_QR或C_ER)；和

利用速率判定装置(90)实施的装置，用于将第一形成的相关性和与第一确定的数据速率相关的第一预定门限(T2_FR，T2_HR，T2_QR或T2_ER)进行比较(107)，并用于在第一形成的相关性(C_FR，C_HR，C_QR或C_ER)大于或等于第一预定门限(T2_FR，T2_HR，T2_QR或T2_ER)时选择等于第一确定速率的数据速率。

13．根据权利要求12的设备，在第一形成的相关性小于第一预定门限时，还包括：

用于在至少一个其他的数据速率是较低速率之一时在去重复(61，71或81)之后根据数率组的至少一个其他的数据速率第二维特比解码(52，62，72或82)接收的卷积编码数据的装置；和

利用速率判定装置(90)实施的装置，用于从可从或在第二维特比解码之后获得的数据中根据细判定方法第二确定(112，114，110)数据速率。

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