CN1523800A - 码群组识别与框边界同步的方法及装置 - Google Patents

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Abstract

一种备有修改后的里德所罗门解码器的方法与装置，用来寻找被基地台使用的特定编码群组，以及与该基地台同步的讯框。此修改后的里德所罗门解码器使用了一个标准的里德所罗门解码器和一些从收到的编码符号算出的可靠度量测值。若收到的符号的可靠度太小，则此符号视为擦除。由选取较高可靠度的编码符号，和擦除较低可靠度的编码符号，符号错误的机率被降低，因此也改善了实施效果。本发明设计多种修改后的里德所罗门解码器和一些解码策略，以便以一低电力及存储器需求小的方法，来将收到的编码符号解码。

Description

码群组识别与框边界同步的方法及装置
技术领域
本发明是关于用在直接序列分码多存取(direct-sequence codedivision multiple access，DS-CDMA)通讯系统里的编码群组识别与框边界同步的方法及装置，例如宽频(wide-band)CDMA系统和第三代合伙关系计划(3rd generation partnership project，3GPP)系统。
背景技术
目前，直接序列(direct-sequence)CDMA的行动电话系统(cellularsystem)大致可以归类成两种。一种是基地胞间(inter-cell)精确的同步的同步系统，另一种是基地胞间不同步的非同步系统。对于同步系统而言，手机在基地胞之间的转换(hand-off)将会非常快速，因为邻近的基地胞的辨识码(identical code)的起始时间仅仅和当下衔接的基地胞呈不同的固定的偏移量。但是，为了达到同步的目的，每个基地胞也需要有许多的昂贵的设备，比如全球定位系统(global positioningsystem，GPS)以及精准的时序震荡器(oscillator)。时序震荡器提供一个基地台的时钟，而GPS提供时钟对时的依据。除了设备昂贵之外，对于一个难以接收到GPS信号的基地胞而言，比如说在地下室或是密集的住宅区中，非同步系统也有实施上的困难。
至于非同步系统，比如欧洲的3GPP所提出的宽频CDMA系统，每一个基地台采用了两个同步频道(synchronization channels)。经由获得到两个同步频道中所传送的同步码，移动端(比如说行动电话)能够建立良好的连结(link)并且不会在基地台转换时产生断线的问题。这两个同步频道分别是主要同步频道(primary synchronization channel，PSCH)以及次要同步频道(secondary synchronization channel，SSCH)。在非同步系统中，PSCH是所有基地台通用的频道，由一个每一时槽(slot)送出一次的主同步码(primary synchronization code，PSC)，标示为Cp，所构成。每一个PSC的长度是256个码比特(chip)，而且PSC送出时，顺向连结(downlink)频道的时槽将会同步送出。
SSCH中含有一个由15个次同步码(secondary synchronizationcode，SSC)，标示为Cssc i，所构成的辨识数列。辨识数列以周期一时框(time frame)不断的送出，其中，每一SSC是由一组16个正交(orthogonal)码CS1～CS16所选出，而每一个码的长度是256个码比特。辨识数列中的SSC逐一的与PSC平行且同时地被基地台送出。辨识数列属于64个不同码群组(code group)的其中之一，也是一个基地台顺向连结搅乱码(downlink scrambling code)的依据。换言之，每个码群组为一长度为15个正交码的数列所构成。64个码群组中的码排列顺序位置如图9所示。64个特定数列是为了使他们的循环移位所产生的数列都是唯一而设计。也就是说，只要循环移位的次数介于0到14之间，所产生的960(＝64*15)个数列都彼此不相同。利用这一种特性，移动端可以辨识出一个基地台所使用的码群组以及时框的起始时间。
当3GPP提出的宽频CDMA系统的行动端进行基地胞搜寻时，行动端会先找一个能提供最强信号的基地台，然后再去找出那个被找到的基地台的顺向连结搅乱码与时框同步。这样的基地胞搜寻可以下列三个步骤表示：
第一步：时槽同步
当进行搜寻基地胞时，移动端会先在PSCH找出信号能量最大的PSC以及其时序。这个动作一般是由一个对应到PSCH的滤波器所完成。正因为每一个基地台在PSCH所发送的PSC都相同，所以信号能量最大的PSC便是对应到能提供最强信号的基地台。而由PSC的时序便可以确定出最强信号的基地台的时槽长度以及起始时间。因此，移动端便可以自动调整内部的时钟(clock)以与最强信号的基地台的时槽同步。
第二步：码群组辨识与框边界同步
时槽同步后，移动端便可以到SSCH中收集SSC，如此便可以找出第一步所找到的基地台所发送的辨识数列到底是属于64个码群组的哪一个码群组，以及一个时框应该从什麽时间开始，也就是框边界同步。一种直觉的实施方法是去接收一个时框长度中连续的15个时槽中的SSC以形成一个数列，然后将这接收数列和由64个码群组与15次循环移位所可能产生的960个数列相比较。因为，这960个数列都是唯一的，所以便可以于其中找出完全相同的数列。如此，便可以知道所找到的基地台是发送哪一个码群组，也可以知道应该循环位移几个时槽才是这找到的基地台的时框开始时间，达到时框同步的目的。
第三步：搅乱码辨识
透过两个同步频道完成上述两个步骤后，移动端接着透过一共通引导频道(common pilot channel，CPICH)，利用第二步所找到的码群组的SSC来一一比对，便可以确认出主搅乱码(primary scrambling code)。然后，主共通控制实体频道(primary common control physical channel，PCCPCH)便可以找到。接着，系统与基地台的资讯才能够读取。
基地胞搜寻过程的第二步骤是本发明的主题。SSCH是用来决定框边界同步。15个SSCH符号的一个讯框形成了一个编码序列，此64个不同的编码序列取自于编码书(code book)。在一个基地台内的每个讯框，重复相同的编码序列。被选出的此64个不同的编码序列任一码相位移(code phase shift)是不同于所有其他编码序列的所有码相位移。具有了这些性质，讯框的边界就能够经由辨识出SSCH符号序列的正确起始相位，而被侦测出来。为了满足上述性质和使不同的编码序列之间的最小距离最大化，因此提出了迦洛瓦场(GF(16))里的(15，3)里德所罗门码。关于这个错误更正码，可在教科书里找到(15，3)里德所罗门码的标准里德所罗门解码器，并且可更正至6个符号错误。然而，由于频率错误(frequency error)、频道的反复无常、频道的杂讯，或是其他的理由，符号错误的数目可能常常超过6个。所以，标准里德所罗门解码器常常无法回复一个有效的(valid)码序列。
在“IEEE Journal on Selected Areas in Communications vol.18，no.8 August 2000”的期刊里，Yi-Ping Eric Wang提出了另一种方法。Wang所提出的方法为：在达到时段同步后，接收端的运作首先将SCH的收到信号与所有的16个S-SCH序列相关，然后根据64个被使用的里德所罗门编码序列，累积在Nt个时段的SSCH相关性，每个字元序列有15个假设的讯框边界。所以共有960个假设。在结束时，具有最大累计量的假设被选为讯框边界-码群组对的候选者，并且给予下阶段作为散乱码辨识用。
Wang所提出的方法有较佳的实施效果，但是需要大量的存储器和计算工作。本发明利用结合了可靠度量测值(reliability measurement)的标准里德所罗门解码器，提出一种功率和存储器有效益的方法。
发明内容
本发明克服上述传统框边界同步与码群组识别的缺点，其主要目的之一为提供一种对于框边界同步与码群组识别的低功率和低存储器需求的方法与装置。依此，本发明的装置包含一个关联器库(correlatorbank)，备有数个关联器(correlators)，一个硬式决定与可靠度量测单元(hard decision and reliability measurement unit)，一个编码序列识别器(code sequence identifier)，一个讯框边缘寻找器(frameboundary finder)，和一个码群组识别单元(code group identificationunit)。
每当接收到一个信号，此信号就被送到此关联器库中，以识别此信号与16个正交的编码符号间的关联性。硬式决定与可靠度量测单元然后挑选出一个具有最高关联性的硬式决定符号，并且利用一个和16个关联性相关的函数计算出可靠度。
本发明的另一个目的是提供一种编码序列识别器里的修改过的里德所罗门解码器。在本发明的较佳实施例中，此修改过的里德所罗门解码器根据硬式决定符号的可靠度量测值，使用一个临界值来决定编码符号是否该被擦除。当有效符号的数目大于等于一个介于3和15之间的临界值时，整个编码序列就送到标准的里德所罗门错误与擦失解码器来解码。
在另一个实施例中，此修改过的里德所罗门解码器比较在一个编码序列里擦除者的数目和一个临界值，此临界值是介于0和12之间的整数。如果擦除者的数目不大于临界值，则编码序列就送到标准的错误与擦除解码器。如果解码器没有回复一个有效的编码序列，k个具有最低可靠度的编码符号就被擦除，并且新的编码序列再度被送到此标准的错误与擦除解码器。
本发明的又一个目的是利用编码符号的至少两个讯框，去减少符号错误的机率，并且改善编码序列辨识器的实施效果。依此，加入一个符号和可靠度更换单元(symbol and reliability update unit)于编码序列辨识器里。因为编码符号是周期性的被传送，在收到和记录了编码的一个讯框后，下一个收到的编码符号理论上应该等于被记录的讯框里的第一个编码符号。此下一个编码符号和它的可靠度用来更换被记录的讯框里对应编码符号。当收到多于一个讯框的符号时，根据它们的可靠度，决定是否以额外的符号去更换硬式决定符号。
另一个使用多于一个编码序列的解码策略为首先接收两个编码序列，然后由比较此两个编码序列，产生一个新的编码序列。如果收到的两个编码序列里的对应的编码符号不相等，则擦除此一编码符号。此新的编码序列然后被送到标准的错误与擦除解码器。
另一个解码策略包括在编码符号的多个讯框，以投票式(voting)使用硬式决定。接收数个编码序列后，记录它们的硬式决定符号值。经由采用在多个讯框里多数票的对应的编码符号，产生一个新的编码序列。此新的编码序列然后被送到标准的错误与擦除解码器。
本发明的又一个目的是提供一种框边界同步的方法。经由观查图9里的64个编码序列，本发明发现在一个讯框里的第一个编码符号必须有最小的符号值。如果最小的符号值是唯一的，这符号就是此讯框的开头(head of the frame)。若最小的符号值出现了两次，则讯框开头之后的下一个符号必有比在其他找出的最小符号之后的下一符号较小的值。
本发明的另一个目的是提供一种辨识编码序列的码群组的存储器有效益的方法。免逗号里德所罗门码的有效编码的64个编码群组也具有此特性：每一群组里的编码序列可由最初的3个编码符号唯一辨识。由储存64个编码群组里的每一个编码群组的最初的3个编码符号，已收到的编码序列的码号(code number)就能被辨识了。
本发明一种码群组识别与框边界同步的方法，其特征在于，包含下列步骤：
(a)接收一序列的编码符号；
(b)由该编码符号序列产生一正确的编码序列；
(c)在该正确的编码序列中找出编码开头位置，以算出该正确的编码序列的讯框边缘；
(d)形成一最终编码序列，其是该正确的编码序列的周期性位移，该正确的编码序列起始于含该编码开头位置的编码符号；以及
(e)结合该最终编码序列，以识别一码群组。
其中该步骤(b)还包含下列步骤：
(b1)由该编码符号序列形成一序列的硬式决定符号，每一硬式决定符号含一对应的可靠度值；以及
(b2)根据该硬式决定符号序列和对应的可靠度值，使用修改过的解码器，以产生一正确的编码序列。
其中当一接收到的编码符号与复数个编码相关以形成复数个关联值时，该接收到的编码符号的硬式决定符号是由该复数个关联值决定，且一对应的可靠度值是由该复数个关联值算出。
其中一具有接收到的编码符号且在该复数个关联值中具有最高关联值的编码被挑选为硬式决定符号，且一对应的可靠度值为最高的关联值。
其中该步骤(b2)还包含下列步骤：
(i)由该硬式决定符号序列接收一个新的符号；
(ii)若该新的符号所对应的可靠度值大于可靠度临界值，则认定该新的符号为一有效的符号，否则为无效的符号；
(iii)记录有效符号的总数；
(iv)若该记录的有效符号的总数大于或等于一有效符号总数的临界值，则依据有效的符号，送出一编码序列至错误与擦除解码器，否则执行步骤(vi)；
(v)若该错误与擦除解码器成功地回复，则产生该正确的编码序列且结束该步骤(b2)；以及
(vi)若接收到该硬式决定符号序列的全部符号，则结束该步骤(b2)，否则回到步骤(I)。
其中该硬式决定符号序列至多有15个硬式决定符号，且该有效符号总数的临界值为一个介于3到15的整数且为接收到的硬式决定符号数的函数。
其中该步骤(b2)还包含下列步骤：
(i)接收一序列的硬式决定符号，包含有效的符号和无效的符号；
(ii)若该硬式决定符号序列的无效符号的总数不大于一无效符号总数的临界值，则依据有效的符号，送出一编码序列至错误与擦除解码器，否则结束该步骤(b2)；
(iii)若该错误与擦除解码器成功地回复，则产生该正确的编码序列且结束该步骤(b2)；
(iv)由该硬式决定符号序列的目前的有效符号，选取k个符号，该k个符号在该硬式决定符号序列的目前的有效符号中，具有k个最低的可靠度值；
(v)认定该k个符号为无效的且由该硬式决定符号序列算出无效符号的总数；以及
(vi)若该硬式决定符号序列的无效符号的总数不大于该无效符号总数的临界值，则回到步骤(ii)，否则结束该步骤(b2)。
其中该硬式决定符号序列有15个硬式决定符号，且该无效符号总数的临界值为一个介于0到12的整数。
其中该步骤(c)包含下列步骤：
(c1)找出在该正确的编码序列中含最小的符号值的两个编码符号，该两个编码符号的位置分别为I和J；
(c2)若位置为I的编码符号的值小于位置为J的编码符号的值，则设定该编码开头位置为I；若位置为J的编码符号的值小于位置为I的编码符号的值，则设定该编码开头位置为J，否则继续步骤(c3)；
(c3)若位置为I的编码符号的值等于位置为J的编码符号的值，则识别位置分别为I1和J1的两个编码符号且执行步骤，I1为I+1除以n的余数，J1为J+1除以n的余数且n是在该正确的编码序列中的编码符号数；以及
(c4)若位置为I1的编码符号的值小于位置为J1的编码符号的值，则设定该编码开头位置为I，否则设定该编码开头位置为J。
其中该步骤(e)包含一匹配方法，只使用前三个编码符号来决定一结合该最终编码序列的编码群组。
本发明一种产生正确的编码序列的方法，其特征在于，包含下列步骤：
(a)接收一编码符号的讯框；
(b)由该编码符号的讯框，形成一序列的硬式决定符号，每一硬式决定符号含有一对应的可靠度值；
(c)送出该硬式决定符号序列和对应的可靠度值至一修改过的解码器；
(d)利用该修改过的解码器，产生一正确的编码序列，且若该修改过的解码器成功地回复，则结束该方法；
(e)若接收到的硬式决定符号的总数大于一极限，则结束该方法；
(f)接收数个额外的编码符号；
(g)根据该额外的编码符号，更新该硬式决定符号序列和对应的可靠度值；以及
(h)回到步骤(c)。
其中该步骤(g)使用一位置为m的额外的编码符号是根据下列步骤：
(g1)为该额外的编码符号算出一新的硬式决定符号和一新的对应的可靠度值；
(g2)识别一结合的硬式决定符号，其接收位置等于m除以n的余数，n为在该硬式决定符号序列中的符号数；
(g3)若该新的硬式决定符号恒等于该结合的硬式决定符号，则增加该结合的硬式决定符号的对应可靠度值；
(g4)若该新的硬式决定符号不恒等于该结合的硬式决定符号，且该新的对应可靠度值小于该结合的硬式决定符号的对应可靠度值，则减少该结合的硬式决定符号的对应可靠度值；以及
(g5)若该新的硬式决定符号不恒等于该结合的硬式决定符号，且该新的对应可靠度值大于该结合的硬式决定符号的对应可靠度值，则以该新的硬式决定符号取代该结合的硬式决定符号，且以新减少的对应可靠度值取代对应的可靠度值。
其中该步骤(d)中的该修改过的解码器执行下列步骤：
(i)由该硬式决定符号序列接收一个新的符号；
(ii)若该新的符号所对应的可靠度值大于可靠度临界值，则认定该新的符号为一有效的符号，否则为无效的符号；
(iii)记录有效符号的总数；
(iv)若该记录的有效符号的总数大于或等于一有效符号总数的临界值，则依据有效的符号，送出一编码序列至错误与擦除解码器，否则执行步骤(vi)；
(v)若该错误与擦除解码器成功地回复，则产生该正确的编码序列且结束该步骤(d)；以及
(vi)若接收到该硬式决定符号序列的全部符号，则结束该步骤(d)，否则回到步骤(I)。
其中该硬式决定符号序列至多有15个硬式决定符号，且该有效符号总数的临界值为一个介于3到15的整数，且为接收到的硬式决定符号数的函数。
其中该步骤(d)中的该修改过的解码器执行下列步骤：
(i)接收一序列的硬式决定符号，包含有效的符号和无效的符号；
(ii)若该硬式决定符号序列的无效符号的总数不大于一无效符号总数的临界值，则依据有效的符号，送出一编码序列至错误与擦除解码器，否则结束该步骤(d)；
(iii)若该错误与擦除解码器成功地回复，则产生该正确的编码序列且结束该步骤(d)；
(iv)由该硬式决定符号序列的目前的有效符号，选取k个符号，该k个符号在该硬式决定符号序列的目前的有效符号中，具有k个最低的可靠度值；
(v)认定该k个符号为无效的，且由该硬式决定符号序列决定出无效符号的总数；以及
(vi)若该硬式决定符号序列的无效符号的总数不大于该无效符号总数的临界值，则回到步骤(ii)，否则结束该步骤(d)。
其中该硬式决定符号序列至多有15个硬式决定符号，且该无效符号总数的临界值为一个介于0到12的整数。
本发明一种产生正确的编码序列的方法，其特征在于，包含下列步骤：
(a)接收编码符号的第一和第二讯框；
(b)由该编码符号的第一和第二讯框，形成第一和第二硬式决定符号序列；
(c)将该第一序列中的每一硬式决定符号与该第二序列中对应的每一硬式决定符号作比较，若相对应的硬式决定符号恒等，则认定该硬式决定符号为有效的符号，否则为无效的符号；
(d)若无效的硬式决定符号的总数小于一无效的硬式决定符号总数的临界值，则依据步骤(c)决定的有效的硬式决定符号，送出一编码序列至一错误与擦除解码器，否则结束该方法；以及
(e)若该错误与擦除解码器成功地回复，则产生一正确的编码序列且结束该方法。
本发明一种产生正确的编码序列的方法，其特征在于，包含下列步骤：
(a)接收复数个编码符号的讯框；
(b)形成复数个硬式决定符号序列，每一序列对应到所有接收到的编码符号的讯框之一；
(c)形成一新的硬式决定符号序列，在该新的序列中每一硬式决定符号的值由在该复数个序列中对应的硬式决定符号采多数票决定；
(d)送出该新的序列至一错误与擦除解码器；以及
(e)若该错误与擦除解码器成功地回复，则产生一正确的编码序列且结束该方法。
其中还包含下列步骤：
(f)若该错误与擦除解码器无法成功地回复有效的编码序列，则接收一新的编码符号的讯框；以及
(g)回到步骤(b)。
本发明一种码群组识别与框边界同步的装置，其特征在于，包含有：
复数个关联器，用来接收编码符号且产生复数个关联值；
一硬式决定与可靠度量测单元，用来接收该复数个关联值产生一序列的硬式决定符号，每一符号含有一对应的可靠度值；
一编码序列识别器，用来接收该硬式决定符号序列和对应的可靠度值，且产生一正确的编码序列；
一讯框边缘寻找器，用来接收该正确的编码序列，周期性位移且决定一最终编码序列；以及
一编码群组识别单元，用来接收该最终编码序列，且决定该最终编码序列之一编码群组。
其中该编码序列识别器包含一修改过的解码器用来解码该硬式决定符号序列。
其中该编码序列识别器还包含一符号与可靠度更新单元用来更新编码符号和对应的可靠度值。
附图说明
为进一步说明本发明的技术内容，以下结合附图及实施例详细描述如下，其中：
图1是本发明的码群组识别与框边界同步的装置的一个系统方块图。
图2说明一个修改过的里德所罗门解码器的较佳实施例，叫做“临界值擦除解码器”，的流程图。
图3说明另一个修改过的里德所罗门解码器的较佳实施例，叫做“分段擦除解码器”，的流程图。
图4说明符号和可靠度更新程序。
图5说明说明当接收到超过一个讯框后的一个解码策略。
图6说明一种仅具硬式决定的多个讯框的解码策略。
图7说明一种具票选的多个讯框的解码策略。
图8说明讯框边缘寻找器；
图9编码序列图。
具体实施方式
本发明的主旨是利用标准的里德所罗门错误与擦除解码器(error-and-erasure decoder)，结合可靠度量测，在UMTS WCDMA系统中，作码群组识别与框边界同步。图1是本发明的码群组识别与框边界同步的装置的一个系统方块图。此装置包含一个关联器库，其中含有数个关联器101，一个硬式决定与可靠度量测单元102，一个编码序列识别器103，一个讯框边缘寻找器104，和一个码群组识别单元105。
如众所知，SSC中的每一个皆对应于(15，3)码中的一个有效的编码。通常，在经过16 Walsh码关联器之后，硬式决定符号(hard-decision symbol)的错误率都太高，以致于大多数的情况1标准的解码器皆无法成功地回复有效的编码。然而，解码器仍具有很多优点，诸如，较小的存储器需求和较低的计算复杂性(computational complexity)。
根据本发明，每当接收到一个信号就被送到含有16个关联器101的关联器库中，以识别其与16个正交的编码符号CS01，CS02，…，和CS16间的关联性。在时间m，从16个关联器的输出关联值为{r01m，r02m，…，r16m}。在时间m的硬式决定符号值Rm是由{CS01，CS02，…，CS16}中挑选出一个具有最高关联性者。因此，可靠度量测就可被定义为16个关联值{r01m，r02m，…，r16m}的一个函数，用来量测硬式决定符号值Rm的可靠度。例如，可靠度量测Lm可被定义为
Lm＝max(rm 01，rm 02，…，rm 16)，
或是
L m = max ( r m 01 , r m 02 , . . . , r m 16 ) Σ j = 1 16 | r m j | .
如图1所示，硬式决定与可靠度量测单元102接收分别由各关联器101送来的关联值，再作硬式决定以挑出一符号Rm。之后，再依上述事先决定的公式，对挑选的符号Rm计算其可靠度量测Lm。
因为64个编码群组中的每一个皆为(15，3)码中的一个有效的编码，对里德所罗门解码器回复一个有效码之后，本发明选取一个具有最高可靠度量测值的编码符号，并且擦除其余的编码符号。基于(15，3)码的特性，若全部15个编码符号都接收到，则最多有12个具有较低可靠度量测值的编码符号可被擦除。
根据本发明，编码序列识别器103包含一个修改过的解码器111。修改过的解码器111的一个较佳实施例为一“临界值-擦除解码器”(threshold-erase decoder)，其中根据硬式决定与可靠度量测单元102中算出的可靠度量测值，使用一个临界值σr来决定编码符号是否该被擦除。
图2说明作为修改过的解码器111的临界值擦除解码器的实施方法的流程图。当收到一个新的编码符号时，就记录其硬式决定符号值与对应的可靠度值。若可靠度小于临界值σr，接收到的编码符号就被认定为无效的符号，而予以擦除，且对应的可靠度值设定为-∞。反之，若可靠度值大于σr，就记录其硬式决定符号值且有效符号数(the number ofvalid symbol，VSN)就加1。
假设另一个临界值σv为一个介于3到15的一个整数且为接收到的符号数(the number of received symbol，RSN)的函数。当VSN大于等于σv时，整个编码序列就送到标准的错误与擦除解码器。若解码过程失败且RSN小于15，就接收另一个新的编码符号。若新接收字元的可靠度值大于σr，含新接收的编码符号的新的编码序列就再送到标准的错误与擦除解码器。当标准的错误与擦除解码器回复一个有效的编码时，整个解码过程就离开而结束。
图3说明另一个修改过的解码器111的较佳实施例，叫做“分段擦除解码器”(erase K by K decoder)。含有15个编码符号的编码序列送进“分段擦除解码器”。记录硬式决定符号值(R0，R1，R2，…，R14)和其对应的可靠度(L0，L1，L2，…，L14)。注意：有些编码符号被视为擦除(erasures)且其可靠度被设为-∞。
算出擦除的总数e0，并与一个介于0到12之间的临界值σe作比较。若擦除的总数e0不大于σe，则编码序列就送到标准的错误与擦除解码器。若解码过程失败，首先(L0，L1，L2，…，L14)依由小到大排序成((L(0)，L(1)，L(2)，…，L(14))，其中L(i)对应于R(i)。此时，有e0个编码符号被擦除，因此，R(0)，R(1)，…，R(e0-1)为擦除且L(0)＝L(1)＝…＝L(e0-1)＝-∞。在L(e0)，L(e0+1)，…，L(14)中，对应于没有被擦除的符号的最低的k个可靠度为L(e0)，L(e0+1)，…，L(e0+k-1)。
然后，对应的可靠度为L(e0)，L(e0+1)，…，L(e0+k-1)的k个编码符号R(e0)，R(e0+1)，…，R(e0+k-1)被擦除，其中k为一正整数且是目前e0值的函数，亦即，在每一擦除过程中k是可变的。因此，被擦除数变成e0+k。比较目前的被擦除数(e0+k)与临界值σe，若被擦除数不大于σe，则新的编码序列(多含k个擦除)再次被送到解码器。当标准的错误与擦除解编器送出一个有效的编码序列或被擦除数超过临界值σe时，就结束了整个擦除-比较-解码过程。
为了进一步降低符号错误机率，并且改进编码序列识别器103的操作效率，本发明可使用不仅一个编码符号的讯框。依此，在编码序列识别器103上可加上一个符号与可靠度更新单元112，如图1所示。底下将讨论当接收到超过15个符号以上时，一个更新硬式决定符号值以及可靠度量测的方法，和使用超过一个讯框的解码程序。
由于15个编码符号是周期性地传递，若15个编码符号的一个编码序列无法解码，不需要放弃这一个编码序列。换言之，新的编码符号能够被接收到且用来更新硬式决定符号值和其对应的可靠度量测。图4说明此更新硬式决定符号值和可靠度量测方法的一个实施例。
假设先前接收到的15个编码符号的编码序列为(R0，R1，R2，…，R14)，而其对应的可靠度为(L0，L1，L2，…，L14)。因为15个编码符号是周期性地传递，故理想上，
          Ri＝Ri mod 15i＝15，16，17，...。
在接收到一个编码符号的讯框之后，总RSN值为15。当接收到第16个编码符号时，硬式决定量测值R’(或R15)和其对应的可靠度L’(或L15)被记录下来。理想上，R’应等于R0。但是，由于杂讯以及其他理由的出现，硬式决定量测值R0和R15可能不会相等。若这两个硬式决定量测值(R0和R15)相等，则以增加某一个数值来更新可靠度L0。这一个增加的数值是一个与原始可靠度L0和目前接收到的可靠度L15有关的函数。例如，新的可靠度可用这两个可靠度的和来表示：
L0(after updating)＝L0+L15。
然而，若这两个硬式决定量测值(R0和R15)不相等，则符号和对应的可靠度就必须由其对应的可靠度(R0和R15)作比较，依其比较后的结果作更新。更新后的硬式决定量测值设成具有对应于较大的可靠度值的符号值。
并且，更新后的可靠度应该减少。可靠度的减少量也是一个L0和L15的函数。例如，
L0(after updating)＝max(L0，L15)-min(L0，L15)
以相同的符号来表示，当接收到第17个编码符号(R16)时，此时RSN值等于16，R16应等于R1，硬式决定符号值和可靠度修改程序可再被应用到R1和R16，以及等等，依此类推。
用更新Ri和Ri mod 15的硬式决定量测值和可靠度的方法，然后就可以引入解码的程序。图5说明当接收到超过一个讯框(含15个符号)时的一个解码策略。当15个编码符号R＝(R0，R1，R2，…，R14的原始编码序列无法被解码时，σN个新的编码符号(R15，R16，R17，R18)被接收。将硬式决定量测值和可靠度更新程序应用到R0和R15，R1和R16，R2和R17以及R3和R18，就可得到一组新的编码序列。值得一提的是，即使硬式决定量测值可能不被改变，其对应的可靠度可能不同。
新的编码序列 R’和新的可靠度序列 L’被送到修改过的解码器。若这新的编码序列 R’无法再次被解码，另外σN个新的编码符号可被接收，以得到另一组新的编码序列 R”和新的可靠度序列L”，其中σN可为任意正整数且可随每一更新程序而变。 R”和 L”再次被送到图2和图3，或是两者的组合，所示的修改过的解码器。当修改过的解码器回复一个有效的编码序列时，整个解码器程序就结束了。为了避免因低信号-杂讯比(signal-to-noise ratio，SIN)或其它因素所产生的无穷回圈(endlessloop)，本发明对总RSN值作限制，以终止回圈。当总接收到的符号数超过某一预定的整数值MAX-RSN时，就放弃目前编码序列。
图6说明另一个对仅具硬式决定而超过一个编码序列的解码策略。首先，接收两个编码序列 R 1和 R 2。其硬式决定量测值分别为 R 1＝(R1 0，R1 1，R1 2，…，R1 14)和 R 2＝(R2 0，R2 1，R2 2，…，R2 14)。比较R1 j和R2 j，j＝0，1，2，…，14。若硬式决定量测值(R1 j和R2 j)不相等，Rj就被设定为擦除。比较 R 1和 R 2中15个符号后，若总被擦除数e0小于临界值σe，含e0个擦除的编码序列 R＝(R0，R1，R2，…，R14)就被送到标准的错误与擦除解编器，其中σe是一个介于1到13的任一整数。
若编码序列 R’无法被成功地解码，这两个编码序列可被放弃或尝试使用其它的解码策略。另一方面，含15个编码符号的另一个编码序列 R 33可持续被收到。利用上述的程序，由比较编码序列 R 3和先前的编码序列 R’，可以在 R’中记录一个新的结果编码序列。若 R’中被宣告的总擦除数e0小于σe，含e0个擦除的编码序列 R’就被送到标准的错误与擦除解编器。注，σe值可被降低。当标准的错误与擦除解编器回复一个有效的编码，或是接收到的编码序列数等于被允许的编码序列的最大数时，整个程序就此结束。
图7说明另一种票选的硬式决定的解码策略。一开始，接收σs个编码序列，并且其硬式决定量测值 R 1＝(R1 0，R1 1，R1 2，…，R1 14)，R 2＝(R2 0，R2 1，R2 2，…，R2 14)，…， R σs＝(Rσs 0，Rσs 1，Rσs 2，…，Ros 14)被记录。对每一个编码符号，其硬式决定量测值Rj，j＝0，1，2，…，14，被设定为集合{R1 j，R2 j，R3 j，…，Ros j}的多数票(majorityvote)。而结果的编码序列被记录在 R＝(R0，R1，R2，…，R14)，并且被送到标准的错误与擦除解编器。若该解码过程失败，可再接收一个新的编码序列，并且采用多数票。然后，结果的编码序列再被解码。当标准的错误与擦除解编器回复一个有效的编码或接收到的编码序列数等于被允许的最大的编码序列数时，整个解码策略就告结束。
如图1所示，在编码序列识别器103识别出正确的编码序列之后，就由讯框边缘寻找器找出编码序列的讯框边缘。图8说明，在解编码回复一个有效的编码序列之后，一种寻找讯框边缘的方法。
参考图9，在64个编码序列皆是具免逗号里德所罗门码的有效的编码比特。亦即，所有的编码皆无内部重现性(internal repetition)，并且在15个编码符号中的每一个编码序列，其第一个编码符号含最小的符号值且最小的符号值在编码序列中最多被找两次。若最小的符号值是唯一的，这符号就是讯框的开头。若最小的符号值被找了两次，则讯框开头之后的下一个符号必有比在其他的时段找出的最小符号的下一个符号较小的值。例如，若最小的符号值在时段数＝0和时段数＝j中被找到，则在时段数＝1中的符号必有一比在时段数＝j+1中的符号较小的符号值。举例来说，在群组0中的编码序列为(1，1，2，8，9，10，15，8，10，16，2，7，15，7，16)，其中最小的符号值是1。最小的符号值是分别在时段数＝0和时段数＝1中被找到两次。比较这两个符号值的下一个符号，亦即时段数＝1和时段数＝2，可发现讯框开始之后的符号，亦即时段数＝1者，具有较小的符号值。举另一例来说，在群组63中的编码序列为(9，12，10，15，13，14，9，14，15，11，11，13，12，16，10)，其中最小的符号值是9。最小的符号值在时段数＝0和时段数＝6里被找到两次。比较下一个符号的两个符号值，亦即时段数＝1和时段数＝7，可发现讯框开始之后的符号，亦即时段数＝1，具有较小的符号值。
如上所述，由解码器所回复的有效的编码序列可能是一个原始的编码序列的周期性位移(cyclic shift)。寻找编码序列中最小的两个符号值可以决定讯框的边缘。若最小的两个符号值不相等，则讯框边缘的开头(head index)为最小的符号值的位置。若最小的两个符号值相等，经由比较这两个符号值的下一个符号就能决定开头位置。基于上述的性质，要找出讯框边缘的开头位置并不难。
在决定讯框边缘之后，本发明的装置利用码群组识别单元105去识别编码群组。参考图9，可观察到在每一个群组中的编码序列能够由前三个编码符号唯一地识别出来。利用此性质，图9中只有前3栏须要被比较。经由比较前三个编码符号可以确认编码群组数。因此，本发明的码群组识别单元大大降低存储器的需求。
值得一提的是，图2和图3分别说明本发明的修改过的解码器111的“临界值-擦除解码器”和“分段擦除解码器”。对于这些解码器可作各种不同的变化。例如，若有需要也可将“临界值-擦除解码器”和“分段擦除解码器”两者结合。
唯，以上所述者，仅为本发明的较佳实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围。即大凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应仍属本发明专利涵盖的范围内。

Claims (22)

1.一种码群组识别与框边界同步的方法，其特征在于，包含下列步骤：
(a)接收一序列的编码符号；
(b)由该编码符号序列产生一正确的编码序列；
(c)在该正确的编码序列中找出编码开头位置，以算出该正确的编码序列的讯框边缘；
(d)形成一最终编码序列，其是该正确的编码序列的周期性位移，该正确的编码序列起始于含该编码开头位置的编码符号；以及
(e)结合该最终编码序列，以识别一码群组。
2.如权利要求1所述的码群组识别与框边界同步的方法，其特征在于，其中该步骤(b)还包含下列步骤：
(b1)由该编码符号序列形成一序列的硬式决定符号，每一硬式决定符号含一对应的可靠度值；以及
(b2)根据该硬式决定符号序列和对应的可靠度值，使用修改过的解码器，以产生一正确的编码序列。
3.如权利要求2所述的码群组识别与框边界同步的方法，其特征在于，其中当一接收到的编码符号与复数个编码相关以形成复数个关联值时，该接收到的编码符号的硬式决定符号是由该复数个关联值决定，且一对应的可靠度值是由该复数个关联值算出。
4.如权利要求3所述的码群组识别与框边界同步的方法，其特征在于，其中一具有接收到的编码符号且在该复数个关联值中具有最高关联值的编码被挑选为硬式决定符号，且一对应的可靠度值为最高的关联值。
5.如权利要求2所述的码群组识别与框边界同步的方法，其特征在于，其中该步骤(b2)还包含下列步骤：
(i)由该硬式决定符号序列接收一个新的符号；
(ii)若该新的符号所对应的可靠度值大于可靠度临界值，则认定该新的符号为一有效的符号，否则为无效的符号；
(iii)记录有效符号的总数；
(iv)若该记录的有效符号的总数大于或等于一有效符号总数的临界值，则依据有效的符号，送出一编码序列至错误与擦除解码器，否则执行步骤(vi)；
(v)若该错误与擦除解码器成功地回复，则产生该正确的编码序列且结束该步骤(b2)；以及
(vi)若接收到该硬式决定符号序列的全部符号，则结束该步骤(b2)，否则回到步骤(I)。
6.如权利要求5所述的码群组识别与框边界同步的方法，其特征在于，其中该硬式决定符号序列至多有15个硬式决定符号，且该有效符号总数的临界值为一个介于3到15的整数且为接收到的硬式决定符号数的函数。
7.如权利要求2所述的码群组识别与框边界同步的方法，其特征在于，其中该步骤(b2)还包含下列步骤：
(i)接收一序列的硬式决定符号，包含有效的符号和无效的符号；
(ii)若该硬式决定符号序列的无效符号的总数不大于一无效符号总数的临界值，则依据有效的符号，送出一编码序列至错误与擦除解码器，否则结束该步骤(b2)；
(iii)若该错误与擦除解码器成功地回复，则产生该正确的编码序列且结束该步骤(b2)；
(iv)由该硬式决定符号序列的目前的有效符号，选取k个符号，该k个符号在该硬式决定符号序列的目前的有效符号中，具有k个最低的可靠度值；
(v)认定该k个符号为无效的且由该硬式决定符号序列算出无效符号的总数；以及
(vi)若该硬式决定符号序列的无效符号的总数不大于该无效符号总数的临界值，则回到步骤(ii)，否则结束该步骤(b2)。
8.如权利要求7所述的码群组识别与框边界同步的方法，其特征在于，其中该硬式决定符号序列有15个硬式决定符号，且该无效符号总数的临界值为一个介于0到12的整数。
9.如权利要求1所述的码群组识别与框边界同步的方法，其特征在于，其中该步骤(c)包含下列步骤：
(c1)找出在该正确的编码序列中含最小的符号值的两个编码符号，该两个编码符号的位置分别为I和J；
(c2)若位置为I的编码符号的值小于位置为J的编码符号的值，则设定该编码开头位置为I；若位置为J的编码符号的值小于位置为I的编码符号的值，则设定该编码开头位置为J，否则继续步骤(c3)；
(c3)若位置为I的编码符号的值等于位置为J的编码符号的值，则识别位置分别为I1和J1的两个编码符号且执行步骤，I1为I+1除以n的余数，J1为J+1除以n的余数且n是在该正确的编码序列中的编码符号数；以及
(c4)若位置为I1的编码符号的值小于位置为J1的编码符号的值，则设定该编码开头位置为I，否则设定该编码开头位置为J。
10.如权利要求1所述的码群组识别与框边界同步的方法，其特征在于，其中该步骤(e)包含一匹配方法，只使用前三个编码符号来决定一结合该最终编码序列的编码群组。
11.一种产生正确的编码序列的方法，其特征在于，包含下列步骤：
(a)接收一编码符号的讯框；
(b)由该编码符号的讯框，形成一序列的硬式决定符号，每一硬式决定符号含有一对应的可靠度值；
(c)送出该硬式决定符号序列和对应的可靠度值至一修改过的解码器；
(d)利用该修改过的解码器，产生一正确的编码序列，且若该修改过的解码器成功地回复，则结束该方法；
(e)若接收到的硬式决定符号的总数大于一极限，则结束该方法；
(f)接收数个额外的编码符号；
(g)根据该额外的编码符号，更新该硬式决定符号序列和对应的可靠度值；以及
(h)回到步骤(c)。
12.如权利要求11所述的产生正确的编码序列的方法，其特征在于，其中该步骤(g)使用一位置为m的额外的编码符号是根据下列步骤：
(g1)为该额外的编码符号算出一新的硬式决定符号和一新的对应的可靠度值；
(g2)识别一结合的硬式决定符号，其接收位置等于m除以n的余数，n为在该硬式决定符号序列中的符号数；
(g3)若该新的硬式决定符号恒等于该结合的硬式决定符号，则增加该结合的硬式决定符号的对应可靠度值；
(g4)若该新的硬式决定符号不恒等于该结合的硬式决定符号，且该新的对应可靠度值小于该结合的硬式决定符号的对应可靠度值，则减少该结合的硬式决定符号的对应可靠度值；以及
(g5)若该新的硬式决定符号不恒等于该结合的硬式决定符号，且该新的对应可靠度值大于该结合的硬式决定符号的对应可靠度值，则以该新的硬式决定符号取代该结合的硬式决定符号，且以新减少的对应可靠度值取代对应的可靠度值。
13.如权利要求11所述的产生正确的编码序列的方法，其特征在于，其中该步骤(d)中的该修改过的解码器执行下列步骤：
(i)由该硬式决定符号序列接收一个新的符号；
(ii)若该新的符号所对应的可靠度值大于可靠度临界值，则认定该新的符号为一有效的符号，否则为无效的符号；
(iii)记录有效符号的总数；
(iv)若该记录的有效符号的总数大于或等于一有效符号总数的临界值，则依据有效的符号，送出一编码序列至错误与擦除解码器，否则执行步骤(vi)；
(v)若该错误与擦除解码器成功地回复，则产生该正确的编码序列且结束该步骤(d)；以及
(vi)若接收到该硬式决定符号序列的全部符号，则结束该步骤(d)，否则回到步骤(I)。
14.如权利要求13所述的产生正确的编码序列的方法，其特征在于，其中该硬式决定符号序列至多有15个硬式决定符号，且该有效符号总数的临界值为一个介于3到15的整数，且为接收到的硬式决定符号数的函数。
15.如权利要求11所述的产生正确的编码序列的方法，其特征在于，其中该步骤(d)中的该修改过的解码器执行下列步骤：
(i)接收一序列的硬式决定符号，包含有效的符号和无效的符号；
(ii)若该硬式决定符号序列的无效符号的总数不大于一无效符号总数的临界值，则依据有效的符号，送出一编码序列至错误与擦除解码器，否则结束该步骤(d)；
(iii)若该错误与擦除解码器成功地回复，则产生该正确的编码序列且结束该步骤(d)；
(iv)由该硬式决定符号序列的目前的有效符号，选取k个符号，该k个符号在该硬式决定符号序列的目前的有效符号中，具有k个最低的可靠度值；
(v)认定该k个符号为无效的，且由该硬式决定符号序列决定出无效符号的总数；以及
(vi)若该硬式决定符号序列的无效符号的总数不大于该无效符号总数的临界值，则回到步骤(ii)，否则结束该步骤(d)。
16.如权利要求15所述的产生正确的编码序列的方法，其特征在于，其中该硬式决定符号序列至多有15个硬式决定符号，且该无效符号总数的临界值为一个介于0到12的整数。
17.一种产生正确的编码序列的方法，其特征在于，包含下列步骤：
(a)接收编码符号的第一和第二讯框；
(b)由该编码符号的第一和第二讯框，形成第一和第二硬式决定符号序列；
(c)将该第一序列中的每一硬式决定符号与该第二序列中对应的每一硬式决定符号作比较，若相对应的硬式决定符号恒等，则认定该硬式决定符号为有效的符号，否则为无效的符号；
(d)若无效的硬式决定符号的总数小于一无效的硬式决定符号总数的临界值，则依据步骤(c)决定的有效的硬式决定符号，送出一编码序列至一错误与擦除解码器，否则结束该方法；以及
(e)若该错误与擦除解码器成功地回复，则产生一正确的编码序列且结束该方法。
18.一种产生正确的编码序列的方法，其特征在于，包含下列步骤：
(a)接收复数个编码符号的讯框；
(b)形成复数个硬式决定符号序列，每一序列对应到所有接收到的编码符号的讯框之一；
(c)形成一新的硬式决定符号序列，在该新的序列中每一硬式决定符号的值由在该复数个序列中对应的硬式决定符号采多数票决定；
(d)送出该新的序列至一错误与擦除解码器；以及
(e)若该错误与擦除解码器成功地回复，则产生一正确的编码序列且结束该方法。
19.如权利要求18所述的产生正确的编码序列的方法，其特征在于，其中还包含下列步骤：
(f)若该错误与擦除解码器无法成功地回复有效的编码序列，则接收一新的编码符号的讯框；以及
(g)回到步骤(b)。
20.一种码群组识别与框边界同步的装置，其特征在于，包含有：
复数个关联器，用来接收编码符号且产生复数个关联值；
一硬式决定与可靠度量测单元，用来接收该复数个关联值产生一序列的硬式决定符号，每一符号含有一对应的可靠度值；
一编码序列识别器，用来接收该硬式决定符号序列和对应的可靠度值，且产生一正确的编码序列；
一讯框边缘寻找器，用来接收该正确的编码序列，周期性位移且决定一最终编码序列；以及
一编码群组识别单元，用来接收该最终编码序列，且决定该最终编码序列之一编码群组。
21.如权利要求20所述的码群组识别与框边界同步的装置，其特征在于，其中该编码序列识别器包含一修改过的解码器用来解码该硬式决定符号序列。
22.如权利要求21所述的码群组识别与框边界同步的装置，其特征在于，其中该编码序列识别器还包含一符号与可靠度更新单元用来更新编码符号和对应的可靠度值。
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