CN1309854A - 不用标识所用编码的编码分组的传输 - Google Patents

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Abstract

发明涉及到一种接收机,用于接收具有在众多可用编码系统中选择的一种传输编码的数字分组(B),包括用于根据所述的传输编码解码所述分组(B)的解码装置(MD),其特征在于,所述的传输编码属于一个可能的编码的消减集合,对于每一个所述的可能编码具有一个解码器(DEC1,DEC2,DEC3),解码器接收所述分组的一部分以产生相关解码的可靠性,并且它还包括用于识别所述解码装置(MD)的装置(COMP),它是对应于解码器能够产生最佳可靠性的那些。发明还涉及一种用于与前述接收设备共同工作的发射机。

Description

不用标识所用编码的编码分组的传输
本发明涉及一种数字分组用作传输编码的传输方法，根据该方法，所使用的编码种类不被传输。
因此发明的领域是通过可以进行不同编码的分组的数字传输，而所有这些不同的编码属于一个可用的编码集合。因此，当一个发射机使用一种传输编码从一消息中产生一个分组时，重要的是用于该分组的接收机知道识别该传输编码以选择对应的能够恢复信息的解码装置。尽管该应用非常广泛，该领域将以参照于GSM类型无线通讯的蜂窝数字系统而出现。该系统实际上具有被广泛散布的优点，并且是一个可以说明发明的一个实体例子。
根据数字电话中通常的实践，一个语音模拟信号以8kHz 13比特的采样被数字化，既每秒104千比特的速率。实际上GSM具有三种源编码类型以缩减该数字信号的速率。全速率编码，改进的全流量编码和和半速率编码，它们从前述的信号中分别产生13,12.2和5.6千比特每秒的速率。
根据用于压缩语音的源编码，信号进行通道编码以防止它在无线电传输中出现随机误差。
考虑到源编码与通道编码结合作为一个单一的编码，即传输编码，其所产生的信号在全速率的情况下具有一个每秒22.8千比特的速率，在半速率的情况下是11.4千比特每秒。
这涉及到背景技术，但可以预见到，未来的系统将会使用众多的传输编码，这些编码根据无线电的连接质量而在通讯中被改变。对于具有固定长度的消息，为减小技术的复杂程度，我们通常使用不同的编码产生相同长度的分组。因此，源编码和通道编码的速率总和是恒定的。当传输通道具有良好质量时，我们可以适用一个相对较小的速率通道编码，以给与源编码优先权。而在相反的情况下，最好使用不利于源编码的较大的通道编码。自然地，传输情况可以在通讯中被改进，尽管这可能需要一个编码变换。
因此，对于一给定的分组，向接收机指明所使用的编码性质是合适的。
直接的解决方案是在分组中保留模式的位置或比特以保证该功能。在该情况下，接收机开始探测这些模式比特以确定适于发射机所应用的传输编码的解码装置。
当然，这些模式比特本身也要进行一个特殊的编码，即模式编码，用于在传输时确保他们的保护。与传输编码相反，模式编码必须是唯一的，以便接收机能够毫无疑问地识别所使用的传输编码。因此，模式比特必须独立于消息所分组含的内容被编码，对于消息本身而言要进行传输编码。当然该模式编码是被用于最严格的传输情况，并且在这种情况下通常使用一个卷积分编码。
作为回顾，一该编码对于一给定的比特产生一数目为N的K次多项式。传统上，我们记比率为1/N，编码约束长度为K。通过用其在信息中的位置来索引一个比特，一个与比特bi相关的多项式P由系数aj来定义，并且以下列式2的和的形式来被表示：
P=a0bi+a1bi-1+a2bi-2+...+ak-1bi-k+1[2]
为了获得满意的解码，通常可以接受的编码字的最小长度必须等于限制长度与编码比率倒数之积的五倍。由此可见，对于合适的典型值，一个比率1/3以及对于一个等于5的限制长度，编码模式最小尺度是75比特。我们注意到如果我们预计有4个传输编码，对于该模式由两比特所表示的信息，在最好的情况下必须使用75比特的分组来传输这些信息。
如果我们将传输效率定义作支持要传输的信息的比特数与被传输的比特数之比，这就显得该效率远非最佳。
因此，美国专利5230003记载了一个根据不同编码来分辨被编码信号的解码系统，所使用的编码不被传输。在该系统中，对于每一个可用的编码必须有一个解码器。当众多编码被使用时，解码器的数目就变得非常重要了。
因此本发明就在于提供一种编码分组的传输方法，它通过限制系统的复杂程度而不损害传输效率。
根据发明，用于在众多可用编码中选择的一种传输编码来接收数字分组的接收设备，并且它包括用于根据传输编码解码该分组的解码装置；传输编码属于一个可能的编码的消减集合，该设备对于每一个可能的编码具有一个解码器，解码器接收分组的一部分以产生相关解码的可靠性，并且它还包括用于识别解码装置的装置，它是对应于能够产生最佳可靠性的那些解码器。
发明同样在于一种发射设备，它用于通过分组来传输一系列编码的消息，该系列最后的消息作为可用的编码集合中一个标识码，并且与序列中第一个消息的编码不同，这些分组一方面包括一个用于容纳数据的有用部分，另一方面包括保护比特，该设备包括用于在对应的分组的所有有用部分中管理每一个被编码的消息的装置；另外，用于最后消息的编码属于一个可能的编码的消减集合。
更好地，一传输的第一个分组被分配一预定义可用编码。
另外，可能的编码是紧接着前述分组编码的、与之相同的，以及在其前面的一个可用编码。
更好地，可能的编码是卷积分编码，每一个具有不同的编码图。
因此希望编码图由编码率所区别。
另外，当设备用于接收时，如果可能的编码是三个的话，解码装置的标识可以通过两个编码率来实现。
发明将在下面以例子所给出实施例并参照附图的描述而详细地显现出来，附图表示：
-图1，能够应用发明的一个接收机的简图，并且
-图2，能够应用发明的一个发射机的简图。
根据发明，表明在一分组中使用的传输编码的模式不被发射机传送。
在下面的实施例中，4个传输编码是可用的，其每一个由模式1,2,3和4来标记。每一个传输编码具有一个每秒22.8千比特(kbps)的全速率，并且关联于一个源编码和一个通道编码；我们给出下面数字的例子：
-模式1：源=12.2kbps-通道=10.6kbps
-模式2：源=9.2kbps-通道=13.6kbps
-模式3：源=7.8kbps-通道=15.0kbps
-模式4：源=6.5kbps-通道=16.3kbps
模式的选择根据发射机和接收机之间连接的估计的信噪比来进行。因此该比是在接收机处所作的测量而产生的，并且它被返回给发射机，以使得它能够选择合适的传输编码。信噪比的测量属于现有技术的部分，这里就不再详细描述了。
采取前面的数据，发射机根据估计的信噪比C/I选择模式之一如下：
-模式1:C/I＞13dB
-模式2:10dB＜C/I＜13dB
-模式3:7dB＜C/I＜10dB
-模式4:C/I＜7dB
另外，按照用在一个给定源字上的源编码，不同模式的卷积分通道编码产生具有下列特征的分组：
-模式1：以1/2比率的318比特接着以2/3比率的138比特
-模式2：以1/3比率的222比特接着以1/2比率的234比特
-模式3：以1/3比率的384比特接着以1/2比率的72比特
-模式4：以1/3比率的324比特接着以1/4比率的132比特
接收机根据某一模式通过威戴尔比(Viterbi)算法来解码。该算法对于一个被分析的字，产生一个解码字以及一个度量。该度量表明被分析的字和一参考字之间的距离，用于该算法的参考字产生相同的被解码字。因此该度量是解码可靠性的一个测量。
探测算法根据完全特定的，即特别是编码比率，编码图来以最大真实性地处理所使用的多项式和在不同分组中编码比特的位置。对于不同的可能比特序列，计算它们相对于被分析字所具有的度量，以最终获得最高度量所指定的比特序列。
因此，当该算法根据一个不符合被分析字所使用的编码的编码图来操作时，不同的比特序列将具有基本上相邻的度量。如果相反，所得到的编码图适于被分析字，一个特殊的比特序列将存在一个要比其它度量高许多的度量，因此这就是解序列。
我们将准确地指出，最小度量和最大度量之间的差由于编码和解码参数将完全地不相关而非常地小。
因此，选择不同模式的通道编码是合适的，以便它具有可能的最小相关。在这一点上，可以采用多种设计。
首先，我们可以在例如模式2和3中进行一个分组的比特的完全变换。
其次，对于每一个模式最好取不同的多项式和不同的阶次。
最后，在可能的测量中最好采用不同的编码比率。
因此，接收机将利用不同通道编码的不对称性以在所接收到的分组中探测所使用的传输编码。因而它将根据每一个通道编码试图解码该分组以考虑作为输出具有最大度量的那个。
首先我们将注意到，根据四个可能的编码为获得满意的探测不需要解码分组的全部。实际上仅需要在分组的有效部分上进行处理，例如第一部分。
接下来我们将注意到，我们可以相对于四个可用编码在一个分组中限制可能的编码数目。作为例子，一个接收到的分组可以仅被指定前面的模式，同样的模式或接着前面一个分组的模式的那个模式：一个模式4的分组可以接着一个模式3或4的分组，而一个模式2的分组可以接着一个模式1,2或3的分组。另外我们还可以预见到，第一个被接收到的分组必须是模式4，以使得在传输的开始不可能出现含混不清的情况。
参照图1，接收机现在将被更加详细地描述。该接收机包括一个消平电路TRONC，它接收一个分组B用于保留一部分S，在该情况中是前面的138比特的。接收机在存储器中保存前面分组的编码模式Pr。
它包括一个第一解码器DEC1，该解码器根据模式(Pr-1)解码分组的部分S，以产生对应的度量Met(Pr-1)。
它包括一个第二解码器DEC2，该解码器根据模式(Pr)解码分组的部分S，以产生对应的度量Met(Pr)。
它还包括一个第三解码器DEC3，该解码器根据模式(Pr+1)解码分组的该部分S，以产生对应的度量Met(Pr+1)。
这里我们将注意到当Pr为1时，第一解码器DEC1是无用的并且在该情况下我们可以强制Met(Pr+1)=0。同样，如果Pr为4，第三解码器DEC3没有任何用处，而其输出的度量Met(Pr+1)也为零。
另外，所属技术领域的技术人员也将注意到，这里所存在的三个解码器如同不同的实体一样可以非常好地通过一个具有威戴尔比算法处理的单一的处理器来实现，该处理器是以模式(Pr-1),Pr或(Pr+1)为参数的，以保证第一DEC1，第二DEC2或第三DEC3解码器分别的工作。
接收机还包括一个比较电路COMP，它查找产生最强度量的胜出模式m:
Met(m)=Max[Met(Pr-1),Met(Pr),Met(Pr+1)]
作为预防，为在胜出模式m的查找中能够表现的合理，可以通过产生一个要比最弱的度量净强例如两倍的度量来保证。如果不是这种情况，就有理由申明胜出模式m是前一个模式Pr。不管怎样，如果不能容易地评定三个解码器，这在很大程度上表明所涉及的分组是不可用的。
自然地，该接收机包括解码装置MD，它接收分组B的全部，以通过根据胜出模式m为参数的威戴尔比应用而产生一个解码字。
这里，这些解码装置也不必通过独立的电路来实现。更好地，我们还可以利用用于替换三个解码器的处理器。
另外，这些解码装置可以被限制在解码分组的没有被产生最强度量的解码器解码过的那一部分。
接收机的主要原理已经被展示出来了，我们现在将描述该原理，考虑到前述编码特殊性。
我们很容易地意识到，三个解码器可以由两个在72比特上执行威戴尔比解码的模块来代替，第一个根据1/3的比率产生一个度量M3，而第二个根据1/2的比率产生一度量M2。
同样，比较电路COMP也可以被简化，以建立表明两度量M2,M3的哪一个占优势的区别值F。例如，通过表明一个预定义加权系数p，该区别值F取下列值：
-如果M3-p.M2≥0，那么F=3
-如果M3-p.M2＜0，那么F=2
因此，当前述模式Pr为4时，是需要以两个模块分析分组的前72比特。如果区别值F为3，胜出模式m就是模式4，而如果该值等于2，胜出模式是模式3。
当前一模式Pr为3时，我们以分组的前72比特重新装载两模块。如果区别值F为3，胜出模式m仅是一个可能，它具有1/3的比率，也就是说模式4。如果相反，区别值F等于2，我们就以分组接下来的72比特装入两模块。如果新的区别值F为3，胜出模式m是模式3，而在相反情况下，胜出模式是模式2。
当前一模式为2时，我们考虑接着分组第138比特的72个比特。如果区别值F为3，胜出模式m只有一个具有1/3比率的可能，也就是说模式3。如果相反，区别值等于2，我们以接着分组第234比特的72比特装入两模块。如果新的区别值为3，胜出模式m是模式2，在相反情况下，模式1是胜出模式。
最后，当前一模式Pr为1时，两模块以接着分组的第234比特的72比特被装入。如果区别值F为3，胜出模式是模式2，而在相反情况下，模式1是胜出模式。
因此发明可以用于不能完全索引的不同情况。重点在于在分组的一个或多个部分上寻找对于解码给出最好可靠性的模式，这可以借助于例如对应的度量来进行。
这里不同的模式由编码比率来区别，比率根据比特在分组中的位置而不同。我们也可以考虑通过给与它们的编码多项式来区别不同的模式。我们也可以在分组中编码比特的位置上进行。总之，不同的模式具有不同的编码图，这涉及到编码率，多项式的特性或编码比特的位置。
另外，发明可以用于各种编码类型，而并不限于卷积分编码。唯一重要的是在接收时能够以良好的可靠性，通过查找那些最可能产生的可能编码来区别一所接收到的分组的编码特性。
发明还涉及一个用于向接收机目的地发射分组的发射机。
该发射机具有简化的优点，因为它不发射用于分组传输的编码特性。
这里需要回顾一下，一个分组由一个开始部分，一个应用部分和一个结尾部分的连续编码产生。实际上，一个限制长度K的卷积分编码的使用强迫在开始部分中使用(K-1)的保护比特，并且在结尾部分中也有同样数目保护比特。因此保护比特围绕着应用比特。
该应用部分对应于可用部分，不过保护比特不能用于传输信息。预定义的保护比特只是在解码时被使用。
根据发明，应用部分的全部可以被用于传输在发射机和接收机之间所传送的数据。在应用部分中不必指出传输编码的性质，甚至于当编码相对于前一分组发生变化时。
参照图2，发射机因此包括一个控制电路CC，它接收用在消息W上的编码性质N，该消息适于通过下一分组发送。它还包括一个编码机构COD，它接收该消息W以根据由控制电路CC所提供的编码参数Pa来编码。在这种情况下，控制电路CC根据所获得的通道编码产生编码图。
发射机还包括一个寄存器U，它对应于分组的应用部分。该寄存器完全以编码机构COD输出的编码消息MC所填充。
发射机其它的部件不必再详细的描述，因为这属于背景技术。
当然上面所披露的发明步骤仅表示了一个例子。所属技术领域的技术人员可以具有众多的可能性将发明进行不同的应用，可以将装置用等效的装置来替代。

Claims (7)

1．接收设备，用于接收具有在众多可用编码中选择的一种传输编码的数字分组(B)，包括用于根据所述的传输编码解码所述分组(B)的解码装置(MD)，其特征在于，所述的传输编码属于一个可能的编码的消减集合，对于每一个所述的可能编码具有一个解码器(DEC1,DEC2,DEC3)，解码器接收所述分组的一部分以产生相关解码的可靠性，并且它还包括用于识别所述解码装置(MD)的装置(COMP)，它是对应于解码器能够产生最佳可靠性的那些。
2．发射设备，它用于通过分组来传输一系列编码的消息，该系列最后的消息(W)作为可用的编码集合中一个标识码，并且与序列中第一个消息的编码不同，这些分组一方面包括一个用于容纳数据的应用部分(U)，另一方面包括保护比特，该设备包括用于在对应的分组的所有应用部分中管理每一个所述被编码的消息(MC)的装置(CC)，其特征在于用于所述最后消息的编码属于一个可能编码的消减集合。
3．根据权利要求1或2之一所述的设备，其特征在于一传输的第一个分组被指定一预定义可用编码。
4．根据权利要求3所述的设备，其特征在于所述可能的编码是前述分组编码(Pr)接着的那个(Pr+1)，相同的那个(Pr)，以及前面的那个(Pr-1)。
5．根据前述权利要求之一所述的设备，其特征在于所述可能的编码是卷积分编码，每一个被指定有不同的编码图。
6．根据权利要求5所述的设备，其特征在于所述的编码图由编码率来区别。
7．根据权利要求6所述的设备，其特征在于用于接收时，所述可能的编码是三个，所述的解码装置(MD)的标识可以通过两个编码率来实现。
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