專利名稱：一種分集無線通信方法及其無線通信設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種移動無線通信系統(tǒng)。本發(fā)明還特別涉及分集無線發(fā)送/接收系統(tǒng)，用于從多個發(fā)射臺發(fā)送各包括相同內(nèi)容的數(shù)據(jù)和通過接收臺執(zhí)行數(shù)據(jù)的分集接收。
在移動通信中，通信是在基站和移動站之間進(jìn)行，已采用了一種系統(tǒng)，其中該移動站從多個鄰近的基站執(zhí)行信號的分集接收，每個信號包括相同的內(nèi)容。作為這類分集接收系統(tǒng)的一個例子，日本的專利公開(Kokai)No.平5-83181披露一個系統(tǒng)，其中對內(nèi)容相同的多個接收信號的每個信號進(jìn)行差錯檢驗并且選擇被確定是沒有差錯的一個信號。
在上述的常規(guī)系統(tǒng)中，包括在由于差錯檢驗的結(jié)果不選擇的每個信號中的信息無助于通信可靠性的改善。結(jié)果，消耗了發(fā)射功率以滿足需要的通信質(zhì)量。
在本發(fā)明中，采用可以有效地利用信息包括在選擇的所有信號中這樣的配置來減小用于滿足需要的通信質(zhì)量的發(fā)射功率。具體描述，各自的基站分別發(fā)送通過劃分糾錯碼中的碼字獲得碼字，并且移動站組合劃分的碼字的分段和解碼組合的碼字，從而使信息達(dá)到高度的可靠性。在這個時候出現(xiàn)下面的問題。
當(dāng)首先建立移動通信時，移動站的現(xiàn)有的位置概略地分成如下兩個(1)當(dāng)由于諸如該移動站通過在多個基站之間位于中間的一個點的原因，該移動站位于它可能以適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度從多個基站接收信號的位置時。
(2)當(dāng)該移動站位于它能夠從給定基站接收具有足夠強(qiáng)度的信號但是不能從其它基站接收具有適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度的信號時，例如由于它遠(yuǎn)離那里的原因。
因此，該移動站并不總是能夠從對應(yīng)于曾經(jīng)穩(wěn)定的基站數(shù)的多個基站接收內(nèi)容相同的信號。即，該碼字分段并不總是完整的或者可用的。因此，該移動站必須能夠解碼期望的信息，即使來自一個任意的基站的一個接收信號，即每個碼字的一個任意的分段。
本發(fā)明已經(jīng)完全解決了前面的問題。由于在各自基站注入的編碼的設(shè)置，由移動站接收的、各包括相同內(nèi)容的信號被用于增加通信的可靠性而不取決于該移動站能夠接收的信號的數(shù)量，從而減小用于滿足需要的通信質(zhì)量的發(fā)射功率。此外，根據(jù)本發(fā)明的無線裝置包括多個無線發(fā)射臺，每個發(fā)射臺裝備一個發(fā)射天線，能夠通過預(yù)先指定的無線信道發(fā)送的一個發(fā)送器，一個編碼器，用于執(zhí)行對應(yīng)于無線信道的編碼處理，和一個數(shù)據(jù)輸入接口，用于獲得從外部設(shè)備發(fā)送的數(shù)據(jù)；和一個無線接收臺，包括一個接收天線，能夠從多個無線信道獨立地接收信號的一個接收器，多個緩沖器，根據(jù)接收的無線信道在其中分別存儲接收數(shù)據(jù)，一個選擇器A，根據(jù)該讀出緩沖器從多個緩沖器讀出數(shù)據(jù)和發(fā)送該數(shù)據(jù)到多個解碼器和一個數(shù)據(jù)組合器的任一個，該數(shù)據(jù)組合器用于以預(yù)定的順序組合數(shù)據(jù)，多個譯碼器，用于分別執(zhí)行預(yù)定的解碼處理，一個選擇器B，在與選擇器A互鎖中選擇解碼數(shù)據(jù)并且從那里輸出解碼數(shù)據(jù)，和一個數(shù)據(jù)輸出接口，用于提供接收和解碼的數(shù)據(jù)給外部設(shè)備。
當(dāng)結(jié)合附圖考慮時參考下面詳細(xì)的敘述時，本發(fā)明的這些和其它目的以及許多伴隨的優(yōu)點很容易理解，同樣變得更好理解了。
參見附圖描述本發(fā)明，其中

圖1是描述根據(jù)本發(fā)明的分集無線通信裝置的一個實例的示意圖；圖2是描述根據(jù)本發(fā)明的分集無線通信裝置的另一個實例的示意圖；圖3是描述根據(jù)本發(fā)明的分集無線通信裝置的另一個實例的示意圖；圖4是描述根據(jù)本發(fā)明的分集無線通信裝置的又一個實例的示意圖；圖5是表示本發(fā)明效果的一個實例的示意圖；圖6是描述當(dāng)表示本發(fā)明效果的一個例子時計算一種狀態(tài)的示意圖；和圖7是描述本發(fā)明的效果的一個例子中的一個特性的示意圖；參見圖1說明應(yīng)用本發(fā)明的一個實施例。在同一個附圖中，標(biāo)號01和02分別表示無線發(fā)射臺，而標(biāo)號21表示無線接收臺。無線發(fā)射臺01和02以及無線接收臺21對應(yīng)于分別在移動通信中使用的基站和移動站。在無線發(fā)射臺01中，數(shù)據(jù)輸入接口014控制外部數(shù)據(jù)發(fā)生器和編碼器013之間的數(shù)據(jù)輸入。編碼器013執(zhí)行對輸入數(shù)據(jù)016的編碼以便輸出碼字015。編碼器013的編碼方法根據(jù)由發(fā)送器012使用的無線信道11確定。編碼方法的細(xì)節(jié)稍后描述。發(fā)送器012執(zhí)行到無線信號格式的變換，調(diào)制，頻率變換，濾波處理和對碼字015放大以及隨后通過天線011發(fā)送該處理的碼字。
無線發(fā)射臺02的發(fā)射過程基本上類似于無線發(fā)射臺01。編碼器023的編碼方法根據(jù)由發(fā)送器022使用的無線信道12確定。兩個發(fā)射臺在由發(fā)送器012和022使用的無線信道11和12以及它們的編碼器013和023的編碼方法方面是彼此不同的。順便說明，該無線信道11和12不局限于由頻率指定的無線信道，而且甚至包括由時隙或者擴(kuò)頻碼指定的無線信道。
在該無線接收臺21中，標(biāo)號212表示一個接收器和通過一個天線211獨立地接收無線信道11與12的信號。該接收器212執(zhí)行放大，頻率變換，濾波處理、解調(diào)和將在無線信道11與12上的接收信號從無線信號格式變換為接收數(shù)據(jù)2190。如果發(fā)現(xiàn)接收的無線信道是11，則接收器212在緩沖器2131中臨時存儲接收數(shù)據(jù)2190。如果發(fā)現(xiàn)接收的無線信道是12，則接收器212在緩沖器2132中臨時存儲接收數(shù)據(jù)2190。隨后，讀出和由解碼單元216解碼臨時存儲在緩沖器2131和2132中的數(shù)據(jù)。如何解碼該數(shù)據(jù)是根據(jù)無線信道11和12的接收條件和無線臺01和02的編碼方法確定的。解碼方法的細(xì)節(jié)稍后描述。數(shù)據(jù)輸出接口218執(zhí)行對輸出由解碼單元216解碼的輸出數(shù)據(jù)2194到外部數(shù)據(jù)宿的控制。
現(xiàn)在詳細(xì)地說明解碼單元216的操作。由于移動通信中無線傳播環(huán)境每分鐘在變化，該接收臺并不總是能夠從兩個無線信道11和12接收期望的數(shù)據(jù)。當(dāng)只從無線信道之一接收從無線發(fā)射臺01和02發(fā)送的數(shù)據(jù)時，根據(jù)已經(jīng)接收相應(yīng)的數(shù)據(jù)的無線信道，該接收數(shù)據(jù)只存儲在緩沖器2131或者2132的任一個緩沖器中。選擇器A2151檢查在緩沖器2131和2132中接收數(shù)據(jù)的存在或者不存在。如果發(fā)現(xiàn)該數(shù)據(jù)已經(jīng)單獨存儲在緩沖器2131中，則選擇器A2151讀出它并且輸入該接收數(shù)據(jù)到解碼器2161。另一方面，當(dāng)發(fā)現(xiàn)該數(shù)據(jù)已經(jīng)單獨存儲在緩沖器2132中，選擇器A2151讀出它并且輸入該接收數(shù)據(jù)到解碼器2162。
解碼器2161和2162是對應(yīng)于編碼器013和023的編碼方法的解碼器。關(guān)于應(yīng)該應(yīng)用解碼器中的那一個解碼方法的確定是根據(jù)無線發(fā)射臺01和02中編碼器013和023的編碼方法作出的。當(dāng)從兩個無線信道接收從無線發(fā)射臺01和02發(fā)送的數(shù)據(jù)時，該接收數(shù)據(jù)分別存儲在對應(yīng)于已經(jīng)接收該對應(yīng)數(shù)據(jù)的無線信道的緩沖器2131和2132兩個緩沖器中。選擇器A2151檢查在緩沖器2131和2132中的接收數(shù)據(jù)的存在或者不存在并且檢測在兩個緩沖器2131和2132中該數(shù)據(jù)的存儲。此外，選擇器A2151從兩個緩沖器中讀出該接收數(shù)據(jù)并且輸入該接收數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)組合器217。數(shù)據(jù)組合器217集成和組合從兩個緩沖器2131和2132獲得的多個接收數(shù)據(jù)，隨后解碼器2160解碼該組合數(shù)據(jù)。如何集成，組合和解碼該數(shù)據(jù)是根據(jù)無線發(fā)射臺01和02中編碼器013和023的編碼方法確定的。
連續(xù)地說明無線發(fā)射臺01和02中編碼器013和023的編碼方法和在無線接收臺21中數(shù)據(jù)組合器217與解碼器2161，2162以及2160的數(shù)據(jù)組合/解碼方法。
首先描述編碼器013和023的編碼方法。每一個編碼器013和023執(zhí)行相當(dāng)于從一個輸入數(shù)據(jù)序列產(chǎn)生相同的糾錯碼中的碼字并且分成兩個和輸出其預(yù)定的糾錯碼的分段的處理。編碼器實際上只從一個輸入數(shù)據(jù)順序產(chǎn)生預(yù)定的碼字的一個碼字的分段并且從那里輸出它。但是，因為無線接收臺21不總是接收從無線發(fā)射臺01和02發(fā)送的兩個信號，對該編碼方法強(qiáng)加一個限制，所以能夠從單獨一個分段解碼該數(shù)據(jù)序列。特別地描述，從輸入數(shù)據(jù)序列映射到碼字的分段局限于注入。
接下來描述無線接收臺21的解碼器2161和2162中使用的解碼方法。解碼器2161和2162分別執(zhí)行對應(yīng)于編碼器013和023的編碼方法的解碼過程。特別地當(dāng)編碼器013和023中映射分別為同構(gòu)時，解碼器2161和2162的解碼處理導(dǎo)致矩陣相乘。
繼續(xù)描述數(shù)據(jù)組合器217的數(shù)據(jù)組合方法。無線發(fā)射臺01和02分別從一個輸入數(shù)據(jù)序列產(chǎn)生糾錯碼中的碼字并且劃分該碼字成為兩個。此外，它們通過彼此不同的無線信道11和12分別發(fā)送各自的劃分碼字的分段。因此，當(dāng)由無線接收臺21接收劃分碼字的分段時，無線接收臺21能夠根據(jù)接收無線信道指定任一個分段。當(dāng)由無線接收臺21接收該劃分的碼字的兩個分段時，數(shù)據(jù)組合器217執(zhí)行與預(yù)先規(guī)定的劃分過程相反的操作，從而在無線發(fā)射臺01和02產(chǎn)生劃分之前以類似于該碼字的方式再安排該接收的碼字。
隨后將說明解碼器2160的解碼方法。由解碼器2160執(zhí)行解碼過程，該解碼過程對應(yīng)于在無線發(fā)射臺01和02中產(chǎn)生劃分之前編碼該碼字的方法。
其中公開了編碼/解碼的細(xì)節(jié)?；诖鷶?shù)-幾何碼構(gòu)成的編碼/解碼方法的例子正如第一實施例所示的。根據(jù)由V.D.Goppa介紹的代數(shù)-幾何碼的理論(例如見1990年日本IEICE，Hideki Imai的編碼理論，第182-188頁)，下面的映射Φ提供或者給出q元(n，m-g)線性碼，其中編碼長度是n和信息符號的數(shù)量是(m-g)，假定F有限字段GF(q)，X代數(shù)的曲線，Q在X上的F合理點，P1，P2，，Pnn個不同的，F(xiàn)在X上不同于Q的合理的點，G一個除數(shù)(m-1)Q，其中m≤n，D除數(shù)P1+P2+...+Pn，L(G)在相關(guān)的G的X上的有理函數(shù)的線性空間。但是，g表示代數(shù)的曲線X的種類。Φ:L(G)∋f→(f(P1),f(P2),...,f(Pn))∈Fn]]>由于線性空間L(G)是與線性空間Fm-g相同類型的線性空間，具有長度(m-g)的任意q值數(shù)據(jù)序列U能夠與在一對一關(guān)系中的L(G)的單元F相關(guān)而沒有遺漏。
在本發(fā)明中，選擇相對于整數(shù)1大于或等于上面描述的碼的一個給定的2的m和n，它滿足l(m-g)≤n。此外選擇n’，n’滿足n’≤‖n/l‖和n’≥(m-g)。但是，‖x‖是不超過x的最大的正數(shù)。
現(xiàn)在考慮l＝2和定義輸入數(shù)據(jù)016和026的序列為一個q值數(shù)據(jù)序列u。在這個條件下，無線發(fā)射臺01中的編碼器013基于下面的映射Φ1在相同的數(shù)據(jù)序列U上完成編碼，從而獲得碼字c1。Φ1:L(G)∋f→(f(P1),f(P2),...f(Pn′)=c1∈Fn′]]>此外，無線發(fā)射臺02中的編碼器023基于相同的數(shù)據(jù)序列u上的下面的映射Φ2完成編碼，從而獲得一個碼字c2。Φ2:L(G)∋f→(f(Pni+1),f(Pni+2),...f(Pn′+ni)=c2∈Fn′]]>上面描述的映射Φ1和Φ2分別提供q-元(ary)(n’，m-g)線性碼C1和C2，其中編碼長度是n’，而信息符號的數(shù)量是(m-g)。根據(jù)V.D.Goppa的有關(guān)當(dāng)前碼的每一個的設(shè)計距離，即dc1＝dc2＝n’-m+1。在無線接收臺21中的解碼器2161和2162的解碼是通過應(yīng)用相對于映射Φ1和Φ2的代數(shù)-幾何碼的常規(guī)的解碼方法實現(xiàn)的(例如見T.Hoholdt和R.Pellikaan的“關(guān)于代數(shù)幾何學(xué)碼的解碼”文章，IEEE關(guān)于信息論會刊第41卷第6期第1589-1614頁)。
無線接收臺21的數(shù)據(jù)組合器217組合從緩沖器2131和2132讀出的接收數(shù)據(jù)序列r1＝(r11，r12，...，r1n)至r2＝(r21，r22，...，r2n)為一個序列并且輸入該組合接收數(shù)據(jù)序列(r1r2)＝(r11，r12，...，r1n，r21，r22，...，r2n)給解碼器2160。實際上，該組合接收數(shù)據(jù)序列(r1r2)導(dǎo)致通過在通信信道上加一些差錯序列到通過映射Φ12:L(G)∋f→(f(p1),f(p2),...f(p2n))∈F2n′]]>給出的q元(2n’，m-g)線性碼C12的碼字上獲得的序列。由于根據(jù)V.DGoppa有關(guān)當(dāng)前碼的設(shè)計距離dC12變成dC12＝2n’-M+I，該線性碼C12與該線性碼C1和C2相比較具有強(qiáng)得多糾錯能力。換言之，當(dāng)從無線發(fā)射臺01和02發(fā)送的該數(shù)據(jù)是從兩個無線信道收到時，該數(shù)據(jù)可以被解碼為碼字，該碼字與當(dāng)只從任一發(fā)送站接收比較具有更強(qiáng)的糾錯能力。順便說明，解碼器2160的解碼是通過應(yīng)用相對于映射Φ12的代數(shù)一幾何碼的常規(guī)解碼方法(例如見IEEE關(guān)于信息論的會刊第41卷，第6期第1589-1614頁T.Hoholdt和R.Pellikaanl的文章“關(guān)于代數(shù)的幾何學(xué)碼的解碼”)執(zhí)行的。
在第一實施例中，線性碼C1和C2的碼率可以設(shè)置為具有n’＝m-g和g＝0的1。由于映射Φ1和Φ2是同構(gòu)的，每一個的線性碼C1和C2的最小距離變成1，因此不存在糾錯能力。但是，由每一個解碼器2161和2162執(zhí)行的解碼處理可以簡化為經(jīng)過GF(q)的矩陣相乘nXn’。另一方面，線性碼C12的最小距離導(dǎo)致n-1并且因此能夠處理作為與以1/2碼率給出的瑞得一所羅門碼等效的碼。
隨后將說明基于卷積碼構(gòu)成的的編碼/解碼方法的例子作為第二實施例。代表卷積碼的方法是首先準(zhǔn)備的(例如見Hideki Imai，編碼理論，1990年日本IEICE，第182-188)。定界符數(shù)據(jù)序列規(guī)定為m0m1m2...，和編碼序列定義為w0w1w2...。但是，數(shù)據(jù)塊m和碼組wt(其中t=0，1，2，…)分別是經(jīng)過具有k和n長度的GF(q)的序列，并且表示如下mt=(m1t,m2t,i,mkt),wt=(w1t,w2t,i,wnt)]]>此外，該數(shù)據(jù)序列和編碼序列分別在具有D的隨后多項式表示法中表示為延遲運算符M(D)=m0+m1D+m2D2+...
W(D)=w0+w1D+w2D2+...
如果Mi(D)和Wj(D)分別表示為Mi(D)=mi0+mi1D+mi2D2+...，(式中i＝1，2，...，k)和Wj(D)=wj0+wj1D+Wj2D2+...，(式中j=1，2，...，n)則M(D)和W(D)表示為M(D)=(M1(D)，M2(D)，...，Mk(D))W(D)=(W1(D)，W2(D)，...，Wn(D))現(xiàn)在假定G(D)定義為該卷積碼的變換功能矩陣，編碼序列W(D)可能寫為W(D)＝M(D)G(D)。其中，G(D)表示如下
以下面的方式描述G(D)的元素Gij(D)，在GF(q)上具有元素gij0，gij1，...，gij(v(ij，))的度數(shù)(vij)的D多項式作為系數(shù)。
Gij(D)表示如下Gij(D)＝gij0+gij1D+...+gij(v(ij))DV(ij)式中g(shù)ij(v(ij))≠0。
在本發(fā)明中，選擇k和n，在上面的描述方式表示的卷積碼中相對于整數(shù)1大于或等于2，它滿足lk≤n。此外，選擇n’，它滿足n’≤‖n/l‖和n’≥k。但是，‖x‖是不超過x的最大正數(shù)。
現(xiàn)在考慮其中l(wèi)＝2。在這個情況下，無線發(fā)射臺01的編碼器013基于在輸入數(shù)據(jù)序列m0m1..mN-1的下面的變換功能矩陣G1(D)完成編碼，以便獲得碼字c1。
式中c1＝w10w11...w1N-1，w1t(t＝0，1，...，N-1)表示具有長度n和w1t＝(w11t，w12t，...，w1nt)的GF(q)上的序列。
此外，無線發(fā)射臺02的編碼器023基于在相同的數(shù)據(jù)序列m0m1...mN-1的下面的變換功能矩陣G2(D)完成編碼，從而獲得一個碼字c2。
式中C2＝w20w21...w2N-1，w2t(t＝0，1，...，N-1)表示具有長度n和w2t＝(w2(n’+1)t的GF(q)序列。
變換功能矩陣G1(D)和G2(D)分別提供在碼率k/n’給定的卷積碼C1和C2。
無線接收臺21的解碼器2161和2162的解碼應(yīng)用相對于編碼的卷積碼的常規(guī)解碼方法(例如維特比譯碼算法)基于變換功能矩陣G1(D)和G2(D)執(zhí)行。
無線接收臺21的數(shù)據(jù)組合器217組合從緩沖器2131和2132讀出的接收數(shù)據(jù)序列r1＝r10r11...r1N-1到r2＝r20r21...r2N-1成為一個序列并且輸入組合的接收數(shù)據(jù)序列(r1r2)＝(r10r20r11r21...r1N-1r2N-1)到解碼器2160。實際上，該組合接收數(shù)據(jù)序列(r1r2)導(dǎo)致通過通信信道的一些差錯序列的相加到通過下列變換功能矩陣G12(D)產(chǎn)生的碼字獲得的序列。
變換功能矩陣G12(D)提供在碼率k/(2n’)給出的卷積碼C12。因此該卷積碼C12包括比卷積碼C1和C2更強(qiáng)的糾錯能力，換句話說，當(dāng)從無線發(fā)射臺01和02發(fā)送的數(shù)據(jù)是從兩個無線信道收到時，該數(shù)據(jù)可能解碼為具有比在只從任一個發(fā)射臺接收時更強(qiáng)的糾錯能力的碼字。應(yīng)用相對于變換功能矩陣G12(D)的卷積碼的常規(guī)的解碼方法(例如維特比譯碼算法)執(zhí)行解碼器2160的解碼。
如果在第二實施例中，卷積碼是通過例如n’＝1和k＝1在以及變換功能矩陣G1(D)＝[1+D2+D3+D4+D8]和G2(D)＝[1+D+D2+D3+D5+D7+D8]GF(2)上產(chǎn)生的，則它們對應(yīng)于由線性前饋移位寄存器編碼并且它的糾錯能力等于零。但是，因為由線性前饋移位寄存器進(jìn)行的逆向編碼過程可以分別作為解碼器2161和2162的解碼處理執(zhí)行，所以解碼器2161和2162結(jié)構(gòu)可以簡化。另一方面，變換功能矩陣G12(D)導(dǎo)致G12(D)＝[G1(D)G2(D)]＝[1+D2+D3+D4+D81+D+D2+D3+D5+D7+D8]，并且提供二進(jìn)制的卷積碼，其中碼率是1/2和最小的自由距離是12。在第二實施例中，有關(guān)輸入數(shù)據(jù)序列m0m1...mN-1的末尾mN-v+1mN-v+2...mN-1的數(shù)據(jù)可以全部設(shè)置為零作為終止維特比譯碼算法的一個方法。其中，V表示卷積碼C12的約束長度。
其次描述根據(jù)本發(fā)明的應(yīng)用。在前面的實施例中，如果無線信道11或者12任一個無線信道在接收狀態(tài)是滿足，即使當(dāng)從無線發(fā)射臺01和02發(fā)送的數(shù)據(jù)是從兩個無線信道收到的，則期望的數(shù)據(jù)可以僅從滿足無線信道的接收數(shù)據(jù)中獲得。這意味著期望的輸出數(shù)據(jù)可以通過解碼器2161和2162的簡單得多的處理而不用解碼器2160獲得。作為校驗無線信道11和12的接收狀態(tài)的方法可以提到(1)使用接收信號強(qiáng)度值的方法和(2)基于檢錯的方法。
首先基于“(1)使用接收信號強(qiáng)度值的方法”的一個實施例將被描述為根據(jù)本發(fā)明參見圖2的第一應(yīng)用。如果在同一個附圖中表示的本實施例與說明分集無線通信設(shè)備的一個例子的圖1比較，則區(qū)別在于無線接收臺21’的接收器212’，緩沖器2131’和2132’以及在解碼單元216’中的選擇器A 2151’。接收器212’輸出在它們接收時在各自的無線信道上獲得的均勻的接收信號強(qiáng)度值與通過各自的無線信道接收的數(shù)據(jù)輸出。緩沖器2131’和2132’在其中分別存儲在它們接收時在無線信道11和12接收的信號強(qiáng)度值。選擇器A 2151’檢查在緩沖器2131和2132中接收數(shù)據(jù)的存在或者不存在。如果發(fā)現(xiàn)該數(shù)據(jù)已經(jīng)單獨存儲在緩沖器2131中，則選擇器A 2151’讀出它并且輸入該接收數(shù)據(jù)到解碼器2161。相反，如果發(fā)現(xiàn)該數(shù)據(jù)已經(jīng)單獨存儲在緩沖器2132中，則選擇器A 2151’讀出它并且輸入該接收數(shù)據(jù)到解碼器2162。此外，當(dāng)選擇器A 2151’檢查緩沖器2131和2132中接收數(shù)據(jù)的存在或者不存在并且檢測在兩個緩沖器2131和2132中數(shù)據(jù)的存儲時，選擇器A 2151’從緩沖器2131讀出該接收信號強(qiáng)度值并且以一個預(yù)定的基準(zhǔn)值比較。如果從上面的比較發(fā)現(xiàn)該接收信號強(qiáng)度值超過該基準(zhǔn)值，則選擇器A 2151’從緩沖器2131讀出該接收數(shù)據(jù)并且輸入它給譯碼器2161。另一方面，當(dāng)發(fā)現(xiàn)該接收信號強(qiáng)度值不超過該基準(zhǔn)值時，選擇器A 2151’從緩沖器2132’讀出該接收信號強(qiáng)度值并且比較它與預(yù)定的基準(zhǔn)值。如果從上面的比較發(fā)現(xiàn)該接收信號強(qiáng)度值超過該基準(zhǔn)值，則選擇器A 2151’從緩沖器2132讀出該接收數(shù)據(jù)并且輸入它給譯碼器2162。當(dāng)從該比較結(jié)果發(fā)現(xiàn)從緩沖器2131’和2132’讀出的任何接收信號強(qiáng)度值不超過該基準(zhǔn)值時，選擇器A2151’分別從兩個緩沖器2131和2132讀出該接收數(shù)據(jù)并且輸入它們到一個數(shù)據(jù)組合器217。
因此，采用圖2所示的結(jié)構(gòu)允許判定在它們接收時無線信道11和12的狀態(tài)。當(dāng)發(fā)現(xiàn)無線信道11或者12的任一個無線信道的接收狀態(tài)是滿意時，其中從無線發(fā)射臺01和02發(fā)送的數(shù)據(jù)是從兩個無線信道收到的，僅僅發(fā)現(xiàn)接收狀態(tài)是滿足一個無線信道的接收數(shù)據(jù)可以被用到相應(yīng)的解碼器。
接下來描述基于“(2)基于檢錯方法”的一個實施例為根據(jù)本發(fā)明參見圖3的第二應(yīng)用。如果同一個附圖表示的本實施例與說明根據(jù)本發(fā)明的分集無線通信設(shè)備的例子的圖1比較，則區(qū)別在于無線發(fā)送器或者發(fā)射臺01″和02″的編碼器013″和023″，無線接收臺21″的解碼單元216’中的選擇器A 2151″以及檢測器2141和2142。首先，編碼器013″以及023″僅僅分別產(chǎn)生一個預(yù)定的碼字分段，用于來自一個數(shù)據(jù)序列的糾錯碼，正如在編碼器013和023的情況。此外，編碼器013″和023″分別輸出通過計算檢錯校驗位獲得的碼字并且應(yīng)用它。然而，當(dāng)產(chǎn)生的任意碼字分段本身具有適當(dāng)?shù)臋z錯能力的這樣編碼方法采用在僅僅產(chǎn)生預(yù)定的碼字分段的處理中用于來自數(shù)據(jù)序列的糾錯碼時，可以省略計算檢錯校驗位和應(yīng)用它的處理。重要的是由編碼器013″和023″進(jìn)行編碼是與注入相關(guān)但是不與在上映射相關(guān)。接收器21中的檢測器2141和2142分別檢查在緩沖器2131和2132中存儲的接收數(shù)據(jù)的存在或者不存在。當(dāng)在緩沖器2131和2132中存在該接收數(shù)據(jù)時，檢測器2141和2142分別從那里讀出該接收數(shù)據(jù)并且計算它們與它們的編碼器013”和023”的編碼相關(guān)的出錯，和輸出檢錯的存在或者不存在到選擇器A 2151″。選擇器A 2151″檢查在緩沖器2131和2132中接收數(shù)據(jù)的存在或者不存在。如果該數(shù)據(jù)單獨存儲在緩沖器2131中，則選擇器A 2151″讀出它并且輸入該接收數(shù)據(jù)到譯碼器2161。相反，如果發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)已經(jīng)單獨存儲在緩沖器2132中，則選擇器A 2151″讀出它并且輸入該接收數(shù)據(jù)到解碼器2162。當(dāng)選擇器A 2151″檢查緩沖器2131中該接收數(shù)據(jù)的存在或者不存在并且因此檢測在兩個緩沖器2131和2132中數(shù)據(jù)的存儲時，選擇器A 2151″從檢測器2141查閱檢錯的結(jié)果。如果發(fā)現(xiàn)檢錯是零，則選擇器A 2151″從緩沖器2131中讀出該接收數(shù)據(jù)并且輸入它到解碼器2161。另一方面，當(dāng)發(fā)現(xiàn)已經(jīng)進(jìn)行該檢錯時，選擇器A 2151″隨后從檢測器2142查閱檢錯的結(jié)果。如果發(fā)現(xiàn)檢錯是零，則選擇器A2151″從緩沖器2132中讀出該接收數(shù)據(jù)并且輸入它到解碼器2162。如果發(fā)現(xiàn)已經(jīng)從檢測器2141和2142檢測差錯，則選擇器A 2151″分別從兩個緩沖器2131和2132讀出該接收數(shù)據(jù)并且輸入該接收數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)組合器217。
因此，采用圖3所示的結(jié)構(gòu)允許決定在它們接收時無線信道11和12的狀態(tài)。當(dāng)發(fā)現(xiàn)無線信道11或者12的任一個無線信道的接收狀態(tài)是滿意時，其中從無線發(fā)射臺01和02發(fā)送的數(shù)據(jù)是從兩個無線信道收到的，僅僅發(fā)現(xiàn)接收狀態(tài)是滿足一個無線信道的接收數(shù)據(jù)可以被用到相應(yīng)的解碼器。
雖然所有的上面描述的實施例已經(jīng)表示兩個無線發(fā)射臺分別通過一個無線信道發(fā)送該數(shù)據(jù)到該無線接收臺的情況，但是在本發(fā)明中無線發(fā)射臺不局限于兩個。在圖4中表示三個無線發(fā)射臺通過一個無線信道分別傳送數(shù)據(jù)到它們的相應(yīng)的無線接收臺的一個實施例作為根據(jù)本發(fā)明的第三應(yīng)用。在同一個附圖中，標(biāo)號01至03分別表示無線發(fā)射臺，而標(biāo)號21表示無線接收臺。
在無線發(fā)射臺01中，數(shù)據(jù)輸入接口014控制外部數(shù)據(jù)發(fā)生器和編碼器013之間的數(shù)據(jù)輸入。編碼器013執(zhí)行對輸入數(shù)據(jù)016的編碼以便輸出碼字015。根據(jù)由發(fā)送器012使用的無線信道11確定編碼器013的編碼方法，但是它的細(xì)節(jié)稍后描述。發(fā)送器012執(zhí)行到無線信號格式的變換，調(diào)制，頻率變換，濾波處理和對碼字015放大以及隨后通過天線011發(fā)送該處理的碼字。在無線發(fā)射臺02中，數(shù)據(jù)輸入接口024控制外部數(shù)據(jù)發(fā)生器和編碼器023之間的數(shù)據(jù)輸入。編碼器023執(zhí)行對輸入數(shù)據(jù)026的編碼以便輸出碼字025。根據(jù)由發(fā)送器022使用的無線信道12確定編碼器023的編碼方法，但是它的細(xì)節(jié)稍后描述。發(fā)送器022執(zhí)行到無線信號格式的變換，調(diào)制，頻率變換，濾波處理和對碼字025放大以及隨后通過天線021發(fā)送該處理的碼字。在無線發(fā)射臺03中，數(shù)據(jù)輸入接口034控制外部數(shù)據(jù)發(fā)生器和編碼器033之間的數(shù)據(jù)輸入。編碼器033執(zhí)行對輸入數(shù)據(jù)036的編碼以便輸出碼字035。根據(jù)由發(fā)送器032使用的無線信道13確定編碼器033的編碼方法，但是它的細(xì)節(jié)稍后描述。發(fā)送器032執(zhí)行到無線信號格式的變換，調(diào)制，頻率變換，濾波處理和對碼字035放大以及隨后通過天線031發(fā)送該處理的碼字。無線發(fā)射臺01至03彼此差別在于由它們的相應(yīng)的發(fā)送器012，022和032使用的無線信道11至13以及在它們的相應(yīng)的編碼器013，023和033中使用的編碼方法。其中，該無線信道11至13不局限于由頻率指定的無線信道，而且還包括由時隙或者擴(kuò)頻碼指定的無線信道。
在該無線接收臺21中，標(biāo)號212表示一個接收器和具有通過該天線211獨立地接收無線信道11至13的信號的功能。該接收器212執(zhí)行放大，頻率變換，濾波處理、解調(diào)和從無線信號格式變換為在無線信道11至13上的接收信號的接收數(shù)據(jù)2190。如果發(fā)現(xiàn)接收的無線信道是11，則接收器212臨時在緩沖器2131中存儲接收數(shù)據(jù)2190。如果發(fā)現(xiàn)接收的無線信道是12，則接收器212臨時在緩沖器2132中存儲接收數(shù)據(jù)2190。如果發(fā)現(xiàn)接收的無線信道是13，則接收器212臨時在緩沖器2133中存儲該接收數(shù)據(jù)2190。隨后，讀出臨時存儲在緩沖器2131至2133中的接收數(shù)據(jù)并且由解碼單元216解碼。如何解碼該數(shù)據(jù)是根據(jù)在無線信道11至13的接收條件和無線臺01至03的編碼方法確定的，但是它的細(xì)節(jié)將在稍后描述。數(shù)據(jù)輸出接口218執(zhí)行對輸出由解碼單元216解碼的輸出數(shù)據(jù)到外部數(shù)據(jù)宿的控制。
接下來詳細(xì)地說明解碼單元216的操作。由于移動通信中無線傳播環(huán)境每時每刻在變化，該接收臺并不總是能夠從所有的無線信道11至13接收期望的數(shù)據(jù)。當(dāng)只從無線信道任一個無線信道接收從無線發(fā)射臺01至03發(fā)送的數(shù)據(jù)時，根據(jù)已經(jīng)接收相應(yīng)的數(shù)據(jù)的無線信道，該接收數(shù)據(jù)存儲在緩沖器2131至2133的任一個緩沖器中。選擇器A2151檢查在緩沖器2131至2133中接收數(shù)據(jù)的存在或者不存在。如果發(fā)現(xiàn)該數(shù)據(jù)已經(jīng)單獨存儲在緩沖器2131中，則選擇器A2151讀出它并且輸入該接收數(shù)據(jù)到解碼器2161。另一方面，當(dāng)發(fā)現(xiàn)該數(shù)據(jù)已經(jīng)單獨存儲在緩沖器2132中時，選擇器A 2151讀出它并且輸入該接收數(shù)據(jù)到解碼器2162。另外，如果發(fā)現(xiàn)該數(shù)據(jù)已經(jīng)單獨存儲在緩沖器2133中，則選擇器A2151讀出它并且輸入該接收數(shù)據(jù)到解碼器2163。解碼器2161至2163分別是對應(yīng)于編碼器013，023和033的編碼方法的解碼器。關(guān)于在該解碼器中應(yīng)該應(yīng)用的解碼方法的決定是根據(jù)在無線站01至03中使用的編碼方法進(jìn)行的，但是它的細(xì)節(jié)在稍后說明。當(dāng)從多個無線信道接收從無線發(fā)射臺01至03發(fā)送的數(shù)據(jù)時，該接收數(shù)據(jù)分別存儲在對應(yīng)于已經(jīng)接收該響應(yīng)數(shù)據(jù)的無線信道的緩沖器2131至2133中。選擇器A 2151檢查在緩沖器2131至2133中的接收數(shù)據(jù)的存在或者不存在并且檢測在多個緩沖器2131至2133中該數(shù)據(jù)的存儲。此外，選擇器A 2151分別從多個緩沖器中讀出該接收數(shù)據(jù)并且輸入該接收數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)組合器217。數(shù)據(jù)組合器217集成和組合從緩沖器2131至2133獲得的多個接收數(shù)據(jù)并且輸出組合的接收數(shù)據(jù)2192和表明那一個接收數(shù)據(jù)是集成的集成信息2193。解碼器2160基于來自數(shù)據(jù)組合器217的集成信息2193解碼組合的接收數(shù)據(jù)2192。其中如何集成、組合和解碼是取決于在該無線站01至03使用的編碼方法和決定關(guān)于那一個無線信道具有接收數(shù)據(jù)的決定確定的，但是它的細(xì)節(jié)將在稍后描述。
繼續(xù)說明無線發(fā)射臺01至03中編碼器013，023和033的編碼方法和在無線接收臺21中數(shù)據(jù)組合器217與解碼器2161至2163以及2160的數(shù)據(jù)組合/解碼方法。稍后將描述實際的編碼/解碼方法的例子。首先描述編碼器013，023和033的編碼方法。每一個編碼器013，023和033執(zhí)行相當(dāng)于從一個輸入數(shù)據(jù)序列產(chǎn)生一個糾錯碼中的碼字并且分成三分段和輸出預(yù)定三分段之一的過程。具體地描述，編碼器013，023和033只從一個輸入數(shù)據(jù)順序產(chǎn)生一個預(yù)定的碼字分段并且從那里輸出它。但是，因為無線接收臺不總是接收從無線發(fā)射臺01至03發(fā)送的三信號，對該編碼方法強(qiáng)加一個限制，所以甚至能夠單獨從一個分段解碼該數(shù)據(jù)序列。具體地描述，從數(shù)據(jù)序列映射到碼字的分段局限于注入。接下來描述在解碼器2161至2163中使用的解碼方法。解碼器2161至2163分別執(zhí)行對應(yīng)于編碼器013，023和033的編碼方法的解碼過程。特別地當(dāng)編碼器013，023和033中映射分別是同構(gòu)時，解碼器2161至2163的解碼處理導(dǎo)致矩陣相乘。繼續(xù)描述數(shù)據(jù)組合器217的數(shù)據(jù)組合方法。無線發(fā)射臺01至03分別從一個輸入數(shù)據(jù)序列產(chǎn)生糾錯碼中的碼字并且劃分該碼字為三個。此外，它們通過彼此不同的無線信道11至13分別發(fā)送各自的劃分碼字的分段。因此，當(dāng)由無線接收臺21接收劃分碼字的分段時，無線接收臺21能夠根據(jù)接收的無線信道指定任一個分段。當(dāng)由無線接收臺21全部接收該劃分的碼字的三個分段時，數(shù)據(jù)組合器217執(zhí)行與預(yù)先規(guī)定的劃分過程相反的操作，從而在無線發(fā)射臺01至03產(chǎn)生劃分之前以類似于該碼字的方式再安排排序該接收碼字。當(dāng)該無線接收臺21接收該劃分碼字的兩個分段時，兩個接收數(shù)據(jù)根據(jù)該接收數(shù)據(jù)的預(yù)定的過程重新安排?，F(xiàn)在說明解碼器2160的解碼方法。當(dāng)該碼字的全部分段是可得到時，解碼器2160執(zhí)行對應(yīng)于在無線發(fā)射臺01至03中產(chǎn)生劃分之前的編碼該碼字的方法的解碼過程。當(dāng)碼字的兩個分段是可得到時，解碼器2160執(zhí)行對應(yīng)于在劃分之前通過修改編碼每個預(yù)先劃分碼的方法獲得的編碼方法的解碼過程。在這里，通過修改在劃分之前編碼每個碼字的方法獲得的編碼方法具體地等效于碼的穿孔(puncturing)。由于該碼的這種穿孔給出該碼字的三分段的兩個分段是可得到的，存在三個可能的過程。即，3c2＝3存在。因此，存在由解碼器2160在該碼字的兩個分段是可得到的時間執(zhí)行三個可能的解碼過程。此外，當(dāng)在該碼字的全部分段是可得到的時間包括解碼過程時作為一個整體，該解碼過程的數(shù)量有四個。對于組合接收數(shù)據(jù)2192，那一個解碼過程應(yīng)該由解碼器2160完成是基于數(shù)據(jù)組合器217的集成的信息2193。
現(xiàn)在說明實際的編碼/解碼方法的一個例子。在第一實施例中，例如1＝3和無線發(fā)射臺01的編碼器013基于下面的映射Φ1對輸入數(shù)據(jù)序列u完成編碼，從而獲得一個碼字c1。Φ1:L(G)∋f→(f(P1),f(P2),...,f(Pni))c1∈Fn′]]>此外，無線發(fā)射臺02的編碼器023基于下面的映射Φ2對相同的數(shù)據(jù)序列u完成編碼，從而獲得一個碼字c2。Φ2:L(G)∋f→(f(Pni+1),f(Pni+2),...,f(P2ni))=c2∈Fn′]]>
此外，無線發(fā)射臺03的編碼器033基于下面的映射Φ3對相同的數(shù)據(jù)序列u完成編碼，從而獲得一個碼字c3。Φ3:L(G)∋f→(f(P2ni+1),f(P2n′+2),...,f(P3ni))=c3∈Fn′]]>上面描述的映射Φ1至Φ3分別提供q元(n’，m-g)線性碼C1至C3，其中編碼長度給出為n’和信息符號的數(shù)量給定為(m-g)。根據(jù)V.D.Goppa關(guān)于當(dāng)前碼的每一個的設(shè)計距離，即dc1＝dc2＝dc3＝n’-m+1。
在無線接收臺21中解碼器2161至2163的解碼是應(yīng)用相對于該映射Φ1至Φ3的代數(shù)-幾何碼的常規(guī)的解碼方法(例如見IEEE對于信息論的學(xué)報第41卷第6期第1589-1614頁T.Haholdt和R.Pellikaan的文章“關(guān)于代數(shù)-幾何碼的解碼”)實現(xiàn)的。
該無線接收臺21的數(shù)據(jù)組合器217組合從緩沖器2131至2133讀出的接收數(shù)據(jù)序列r1＝(r11，r12，...r1n)，r2＝(r21，r22，...r2n)和r3＝(r31，r32，...r3n)成為一個接收數(shù)據(jù)序列。但是，至于如何組合它們，根據(jù)接收的條件存在下面(1)至(4)四個方法。
(1)當(dāng)r1，r2和r3是可用的時產(chǎn)生序列(r1r2r3)＝(r11，r12...，r1n，r21，r22，...r2n，r31，r32，...，r3n)并且輸入到解碼器2160。
(2)當(dāng)r1和r2是可用的時產(chǎn)生序列(r1r2)＝(r11，r12，...，r1n，r21，r22，...r2n)并且輸入到解碼器2160。
(3)當(dāng)r2和r3有可用的時產(chǎn)生序列(r2r3)＝(r21，r22，...r2n，r31，r32，...，r3n)并且輸入給解碼器2160。
(4)當(dāng)r1和r3是可用的時產(chǎn)生序列(r1r3)＝(r11，r12，...，r1n，r31，r32，...，r3n)并且輸入給解碼器2160。
序列(r1r2r3)產(chǎn)生通過在每個通信信道上的一些差錯序列加上由下面映射給出的q元(3n’，m-g)線性碼C123的碼字獲得的序列。Φ123:L(G)∋f→(f(P1),f(P2),...,f(P3ni))∈F3n′]]>序列(r1r2)產(chǎn)生通過在每個通信信道上加一些差錯序列到由下面映射給出的q元(2n’，m-g)線性碼C12的碼字獲得的序列。Φ12:L(G)∋f→(f(P1),f(P2),...,f(P2ni))∈F2n′]]>序列(r2r3)產(chǎn)生通過在每個通信信道上加一些差錯序列到由下面映射給出的q元(2n’，m-g)線性碼C23的碼字獲得的序列。Φ23:L(G)∋f→(f(Pni+1),f(Pni+2),...,f(P3ni))∈F2n′]]>序列(r1r3)產(chǎn)生通過在每個通信信道上加一些差錯序列到由下面映射給出的q元(2n’，m-g)線性碼C13的碼字獲得的序列。Φ13:L(G)∋f→(f(P1),f(P2),...,f(Pni),f(P2ni+1),f(P2ni+2),i,f(P3ni))]]>∈F2n’由于根據(jù)V.D.Goppa有關(guān)線性碼C12，C23和C13的設(shè)計距離變成dC12＝dC23＝dC13＝2n’-m+1，線性碼C12，C23和C13包括比線性碼C1至C3強(qiáng)得多的糾錯能力。換言之，當(dāng)從無線發(fā)射臺01至03中發(fā)送的數(shù)據(jù)是從兩個無線信道收到時，該數(shù)據(jù)可以解碼為具有比只從任一個發(fā)射臺接收時強(qiáng)的多的糾錯能力的碼字。此外，由于根據(jù)V.D.Goppa該線性碼C123的設(shè)計距離變成dC123＝3n’-m+1，該線性碼C123包括比線性碼C12，C23和C13強(qiáng)的多的糾錯能力。換言之，當(dāng)從無線發(fā)射臺01至03中發(fā)送的數(shù)據(jù)是從所有的無線信道收到時，該數(shù)據(jù)可以解碼為具有比只從至多兩個發(fā)射臺接收時強(qiáng)的多的糾錯能力的碼字。順便說明，解碼器2160的解碼是應(yīng)用相對于各自的映射Φ12，Φ23，Φ13和Φ123的代數(shù)的-幾何的碼的常規(guī)的解碼方法(例如見IEEE關(guān)于信息論學(xué)報第41卷，第6期第1589-1614頁T.HPrholdt和R.Pellikaan的文章“關(guān)于代數(shù)的-幾何碼的解碼”)執(zhí)行的。
接下來說明另一個的編碼/解碼方法的一個例子。在第二實施例中，例如l＝3。此外，無線發(fā)射臺01的編碼器013基于輸入數(shù)據(jù)序列m0m1...mN-1的下面的變換功能矩陣G1(D)完成的，從而獲得一個碼字c1。
式中C1＝w10w11...w1N-1，和w1t(t＝0，1，...N-1)指示在具有一個長度的GF(q)的序列，即w1t＝(w11t，w12t，...，w1nt)。
此外，無線發(fā)射臺02的編碼器023基于在相同的數(shù)據(jù)序列m0m1...mN-1的下面的變換功能矩陣G2(D)完成編碼，從而獲得一碼字c2。
式中C2＝w20w21...w2N-1和w2t(t＝0，1，...N-1)指示具有長度n的GF(q)的序列，即w2t＝(w2(n’+1)t，w2(n’+2)t，...，w2(2n’)t)。
此外無線發(fā)射臺03的編碼器033基于在相同的數(shù)據(jù)序列m0m1...mN-1的下面的變換功能矩陣G3(D)完成編碼，從而獲得一個碼字c3。
式中c3＝w30W31...W3N-1，和w3t(t＝0，1，...，N-1)指示具有長度n的GF(q)上的序列，即w3t＝(W3(2n’+1)t，W3(2n’+2)t，...W3(3n’)t)。
變換功能矩陣G1(D)至G3(D)分別提供在碼率k/n’給出的卷積碼C1至C3。
該無線接收臺21的解碼器2161至2163的解碼是應(yīng)用相對于基于變換功能矩陣G1(D)至G3(D)編碼的卷積碼的常規(guī)的解碼方法(例如維特比譯碼算法)執(zhí)行的。
該無線接收臺21的數(shù)據(jù)組合器217組合從緩沖器2131至2133讀出的接收數(shù)據(jù)序列r1＝r10，r11，...r1N-1，r2＝r20，r21，...，r2N-1，和r3＝r30，r31，...r3N-1成為一個接收數(shù)據(jù)序列。但是，至于至于如何組合它們，根據(jù)接收的條件存在下面四個方法(1)至(4)。
(1)當(dāng)r1，r2和r3是可用的時候產(chǎn)生序列(r1r2r3)＝(r10，r20，r30，...，r11，r21，r31，...，r1N-1，r2N-1，r3N-1)并且輸入到解碼器2160。
(2)當(dāng)r1和r2是可用的時產(chǎn)生序列(r1r2)＝(r10r20r11r21...r1N-1r2N-1)并且輸入到解碼器2160。
(3)當(dāng)r2和r3是可用的時產(chǎn)生序列(r2r3)＝(r20r30r21r31...r2N-1r3N-1)并且輸入給解碼器2160。
(4)當(dāng)r1和r3是可用的時
產(chǎn)生序列(r1r3)＝(r10r30r11r31...r1N-1r3N-1)并且輸入給解碼器2160。
序列(r1r2r3)產(chǎn)生通過在每個通信信道上加一些差錯序列到由下面的變換功能矩陣G123(D)產(chǎn)生的碼字獲得的序列。
8)序列(r1r2)產(chǎn)生通過在每個通信信道上加一些差錯序列到由下面的變換功能矩陣G12(D)產(chǎn)生的碼字獲得的序列。
序列(r2r3)產(chǎn)生通過在每個通信信道上加一些差錯序列到由下面的變換功能矩陣G23(D)產(chǎn)生的碼字獲得的序列。
序列(r1r3)產(chǎn)生通過在每個通信信道上加一些差錯序列到由下面的變換功能矩陣G13(D)產(chǎn)生的碼字獲得的序列。
變換功能矩陣G12(D)，G23(D)和G13(D)分別提供以碼率k/(2n’)給出的卷積碼C12，C23和C13。因此卷積碼C12，C23和C13分別包含比卷積碼C1至C3強(qiáng)的多的糾錯能力。換言之，當(dāng)從兩個無線信道收到從無線發(fā)射臺01至03中發(fā)送的數(shù)據(jù)時，該數(shù)據(jù)可以解碼為具有比在只從任一個傳送站接收時強(qiáng)的多的糾錯能力。此外，該變換功能矩陣G123(D)提供以碼率k/(3n’)給出的卷積碼C123。因此卷積碼C123提供比卷積碼C1至C3和C12，C23以及C13強(qiáng)的多的糾錯能力，當(dāng)從所有的無線信道接收從無線發(fā)射臺01至03發(fā)送的數(shù)據(jù)時，該數(shù)據(jù)可以解碼為具有比在只從至多兩個發(fā)射臺接收時強(qiáng)的多的糾錯能力。
順便說明，解碼器2160的解碼是應(yīng)用基于變換功能矩陣G12(D)，G23(D)，G13(D)和G123(D)相對于各自的編碼的卷積碼的常規(guī)的解碼方法(例如維特比譯碼算法)執(zhí)行的。
雖然根據(jù)本發(fā)明的第三個應(yīng)用已經(jīng)表示三個無線發(fā)射臺通過一個無線信道分別發(fā)射該數(shù)據(jù)到無線接收臺的情況，應(yīng)用m個無線發(fā)射臺正常地分別通過一個無線信道發(fā)送數(shù)據(jù)到無線接收臺的情況是容易的。描述在這種情況下它的概述。首先，設(shè)置m個無線信道，并且m個無線發(fā)射臺分別從一個輸入數(shù)據(jù)序列產(chǎn)生相同的糾錯碼中的碼字并且將它劃分為m個。此外，m個無線發(fā)射臺通過預(yù)定的m無線信道之一分別發(fā)送預(yù)定的m分段之一到一個無線接收臺。該無線接收臺具有對應(yīng)于各自的無線信道的m個緩沖器。根據(jù)接收條件，由具有對應(yīng)于產(chǎn)生的碼字分段的組合數(shù)量的解碼處理方法的解碼器執(zhí)行解碼。如果在第一和第二實施例中l(wèi)＝m，則容易地認(rèn)為這樣一個編碼/解碼方法的是作為一個實際的編碼/解碼方法獲得的。順便說明，根據(jù)本發(fā)明的第一和第二應(yīng)用甚至可以容易地應(yīng)用到根據(jù)本發(fā)明的第三應(yīng)用或者其中存在一般的m個無線發(fā)射臺的情況。
圖5表示本發(fā)明的效果的一個實例，它對應(yīng)于通過假定下面下面的條件(1)至(3)和計算無線接收臺21的接收數(shù)據(jù)的誤碼率對該無線發(fā)射臺01和02的發(fā)射功率獲得的結(jié)果。
(1)無線臺位置的條件無線發(fā)射臺01和02之間插入1200m的間隔安裝和通過它們的相應(yīng)的無線通信信道11和12分別傳送數(shù)據(jù)到無線接收臺21。現(xiàn)在考慮無線接收臺21接收來自無線發(fā)射臺01和02的數(shù)據(jù)，同時它沿著無線發(fā)射臺01和無線發(fā)射臺02的線段移動，該線段作為在距無線發(fā)射臺01 100m的點X1和離開那里1100m的點X2之間的兩端(見圖6)。在這里，在線段X1和X2上的無線接收臺21的現(xiàn)有的位置是均勻分布放置。
(2)傳播環(huán)境的條件該條件是處于固定的平坦衰落環(huán)境。接收功率將正比于從每個發(fā)射臺到從那里離開100m的點的距離的平方衰減和正比于在它上面的距離的四次冪衰減。
(3)無線通信系統(tǒng)的條件設(shè)置射頻為2.4GHz頻帶和設(shè)置帶寬為26MHz。在無線發(fā)射臺01和02中的發(fā)送器012和022中，規(guī)定調(diào)制方式為QPSK和規(guī)定符號速率為26000000÷31符號/秒。在無線接收臺21的接收器212中，規(guī)定解調(diào)系統(tǒng)為差分檢測，和在檢測之后應(yīng)用組合兩個分集信道的純選擇的分集。此外，該接收器的噪聲系數(shù)和它的溫度分別是7dB和300K。順便說明，發(fā)射天線011和021以及接收天線211的增益分別規(guī)定為2.14dBi。
參見圖5，“常規(guī)的系統(tǒng)”是用于根據(jù)由CRC等等進(jìn)行的差錯檢驗來選擇分別從無線通信信道11和12收到的600比特數(shù)據(jù)的任一個數(shù)據(jù)的系統(tǒng)。順便說明，在差錯檢驗時未檢出的差錯的概率為了簡化假設(shè)為0。
根據(jù)本發(fā)明的“系統(tǒng)1”是應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的一個例子。具體地描述，種類g＝0和F＝GF(28)。此外，配置編碼器013和023，以使線性碼C1和C2變成(75，75)碼和線性碼C12變成(150，75)碼。解碼單元216對從無線發(fā)射臺01和02發(fā)送的接收數(shù)據(jù)執(zhí)行差錯檢驗，如在根據(jù)本發(fā)明的第二應(yīng)用的情況。當(dāng)從兩個接收數(shù)據(jù)檢測時，兩個數(shù)據(jù)被組合成為一個數(shù)據(jù)并且解碼器2160執(zhí)行最小距離76的限定距離譯碼。順便說明，為了簡單起見在差錯檢驗時未檢出的差錯的概率應(yīng)該是0。
根據(jù)本發(fā)明的“系統(tǒng)2”是應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的一個例子。具體地描述，分別配置編碼器013和023，以便為在GF(2)上每個具有600比特的編碼長度的卷積碼C1和C2提供變換功能矩陣G1(D)＝[1+D2+D3+D4+D8]和G2(D)＝[1+D+D2+D3+D5+D7+D8]。此外，該變換功能矩陣G12(D)等效于G12(D)＝[G1(D)G2(D)]＝[1+D2+D3+D4+D81+D+D2+D3+D5+D7+D8]。卷積碼C12提供1/2的碼率和最小的自由距離12。解碼單元216對從無線發(fā)射臺01和02發(fā)送的接收數(shù)據(jù)執(zhí)行差錯檢驗，如在根據(jù)本發(fā)明的第二應(yīng)用的情況。當(dāng)從兩個站01和02檢測差錯時，兩個數(shù)據(jù)被組合成為一個數(shù)據(jù)并且解碼器2160執(zhí)行維特比譯碼算法的過程。順便說明，為了簡單起見，在差錯檢驗時未檢出的差錯的概率應(yīng)該是0。在“根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)2”中對應(yīng)于在編碼時的最后的輸入的8比特被認(rèn)為是0，作為終止該維特比譯碼算法的一個技術(shù)。
根據(jù)圖5，不言而喻，當(dāng)例如誤碼率是10-6時，“根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)1”和“根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)2”可以比“常規(guī)的系統(tǒng)”分別降低發(fā)射功率3到4dB。
另一方面，圖7表示在無線接收臺21的位置被限制為無線發(fā)射臺01和02之間的中點時獲得的結(jié)果，即，在上面的情況(1)至(3)的600m距離的一個點。根據(jù)同一個附圖，不言而喻“根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)1”和“根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)2”分別導(dǎo)致有利的效果在于例如當(dāng)誤碼率為10-6時，與“常規(guī)的系統(tǒng)”相比較發(fā)射功率可以減少6.5到8dB。
因此，在用于從多個無線發(fā)射臺發(fā)送具有相同內(nèi)容的數(shù)據(jù)和執(zhí)行具有相同內(nèi)容的數(shù)據(jù)的分集接收的分集無線發(fā)射/接收系統(tǒng)中，當(dāng)相應(yīng)的發(fā)射臺預(yù)先根據(jù)相應(yīng)的發(fā)射臺發(fā)送數(shù)據(jù)的相應(yīng)的無線信道對具有相同內(nèi)容的數(shù)據(jù)分別執(zhí)行編碼時，執(zhí)行相應(yīng)的編碼以使產(chǎn)生糾錯碼中的碼字的一個分段并且對應(yīng)于多個無線信道的碼字分段形成糾錯碼中的一個碼字。此外，設(shè)置相應(yīng)的映射為注入。另一方面，無線接收臺根據(jù)接收無線信道在其中存儲該接收數(shù)據(jù)和根據(jù)接收數(shù)據(jù)的數(shù)量不同地應(yīng)用解碼過程。由于諸如在一個無線發(fā)射臺鄰近存在該無線接收臺的原因，當(dāng)數(shù)據(jù)只能從最近的無線發(fā)射臺接收時，這樣的接收數(shù)據(jù)一般說來具有高度的可靠性。因此，通過解碼從最近的無線發(fā)射臺發(fā)送的數(shù)據(jù)可以獲得期望的數(shù)據(jù)。即使由于諸如在位于多個無線發(fā)射臺之間的中間的一點存在一個無線接收臺的原因，數(shù)據(jù)可能從多個無線發(fā)射臺接收時，如果根據(jù)預(yù)定的過程它們被組合使用，則具有適當(dāng)?shù)目煽啃缘倪@些接收數(shù)據(jù)可以解碼為糾錯碼。因此，如果與這種常規(guī)的系統(tǒng)比較關(guān)于從多個形式獲得的接收數(shù)據(jù)中選擇一個接收數(shù)據(jù)，則獲得期望的數(shù)據(jù)的可能性有了飛躍的改善。結(jié)果，可以減小滿足需要的通信質(zhì)量的每個無線發(fā)射臺的發(fā)射功率。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員還懂得，前面的敘述是公開的設(shè)備的一個最佳實施例而且在本發(fā)明中可以進(jìn)行各種變化和修改而不偏離本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種分集無線通信方法，從多個無線發(fā)射臺通過彼此不同的無線信道發(fā)送具有相同內(nèi)容的數(shù)據(jù)和在無線接收臺中執(zhí)行分集接收具有相同內(nèi)容的數(shù)據(jù)，包括步驟允許多個無線發(fā)射臺的所說的每一個無線發(fā)射臺完成對具有相同內(nèi)容的數(shù)據(jù)是由一個發(fā)射無線信道注入和指定的編碼；使得多個無線發(fā)射臺的每一個無線發(fā)射臺發(fā)送編碼的數(shù)據(jù)到該無線接收臺；允許該無線接收臺臨時存儲通過每個無線信道的該無線信道獲得的接收數(shù)據(jù)；在臨時存儲的單個接收數(shù)據(jù)是單獨通過無線信道獲得時，使得該無線接收臺通過對應(yīng)于由單個接收數(shù)據(jù)通過的一個無線信道指定的編碼的解碼方法解碼單個接收數(shù)據(jù)；當(dāng)臨時存儲的多個接收數(shù)據(jù)是通過多個無線信道獲得時，允許所說的無線接收臺解碼多個接收數(shù)據(jù)為一個序列，其中在多個接收數(shù)據(jù)以預(yù)定的順序根據(jù)該無線信道組合之后，差錯碼型加到糾錯碼中的一個碼字。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的一種分集無線通信方法，其中由每個無線信道指定的分別的編碼是基于代數(shù)-幾何碼編碼的，和用于在基于代數(shù)-幾何碼編碼時產(chǎn)生碼字的除數(shù)對于每個無線信道彼此是不同的。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的一種分集無線通信方法，其中用于限定在基于代數(shù)-幾何碼分別的編碼時產(chǎn)生碼字的代數(shù)曲線的種類被設(shè)為是零。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的一種分集無線通信方法，其中由每個無線信道指定的分別的編碼是基于卷積碼編碼的，和用于在基于卷積碼分別編碼時產(chǎn)生碼字的變換功能矩陣對于每個無線信道彼此是不同的。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的一種分集無線通信方法，其中由每個無線信道指定的分別的編碼是由線性前饋移位寄存器編碼的，并且由線性前饋移位寄存器編碼對于每個無線信道彼此是不同的，以及該無線接收臺在其中臨時存儲分別從多個無線發(fā)射臺獲得的每一個接收數(shù)據(jù)，根據(jù)用于接收臨時存儲在其中的接收數(shù)據(jù)的無線信道以預(yù)定的順序組合該接收數(shù)據(jù)，隨后根據(jù)維特比譯碼算法對組合數(shù)據(jù)執(zhí)行誤差校正。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的一種分集無線通信方法，其中無線接收臺在其中臨時存儲通過該無線信道獲得的每一個接收數(shù)據(jù)和每個無線信道的接收信號強(qiáng)度值，特別地當(dāng)在其中臨時存儲的接收數(shù)據(jù)的一些接收信號強(qiáng)度超過預(yù)定門限值時，選擇對應(yīng)于具有超過該預(yù)定門限值的接收信號強(qiáng)度值的一個接收數(shù)據(jù)，和以對應(yīng)于由那一個接收數(shù)據(jù)通過的無線信道指定的編碼的一個解碼方法解碼那一個接收數(shù)據(jù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的一種分集無線通信方法，其中由每個無線信道指定的分別的編碼不是在上映射而是注入，執(zhí)行由每個無線信道指定的分別的編碼的方法對無線接收臺是已知的，和該無線接收臺臨時在其中存儲通過每個無線信道的該無線信道獲得的每一個接收數(shù)據(jù)，隨后計算每個接收數(shù)據(jù)的出錯，特別地當(dāng)存在一些無錯誤檢測的接收數(shù)據(jù)時，該無線接收臺從一些接收數(shù)據(jù)中選擇一個接收數(shù)據(jù)和通過對應(yīng)于由那一個接收數(shù)據(jù)通過的無線信道指定的編碼的一個解碼方法解碼該接收數(shù)據(jù)。
8.一種無線通信設(shè)備，包括多個無線發(fā)射臺，每個發(fā)射臺裝備一個發(fā)射天線，能夠通過預(yù)先指定的無線信道發(fā)送的一個發(fā)送器，一個編碼器，用于執(zhí)行對應(yīng)于無線信道的編碼處理，和一個數(shù)據(jù)輸入接口，用于獲得從外部設(shè)備發(fā)送的數(shù)據(jù)；和一個無線接收臺，包括一個接收天線；能夠獨立地從多個無線信道接收信號的一個接收器；多個緩沖器，根據(jù)用于接收該接收數(shù)據(jù)的多個無線信道分別在其中存儲接收數(shù)據(jù)；一個選擇器A，用于從多個緩沖器讀出該接收數(shù)據(jù)和根據(jù)要被讀出的該緩沖器發(fā)送該接收數(shù)據(jù)到多個解碼器的任一個解碼器和一個數(shù)據(jù)組合器；該數(shù)據(jù)組合器用于以預(yù)定的順序組合該接收數(shù)據(jù)；多個解碼器，用于分別執(zhí)行預(yù)定的解碼處理；一個選擇器B，用于與選擇器A互鎖地選擇解碼的數(shù)據(jù)和從那里輸出解碼的數(shù)據(jù)；和一個數(shù)據(jù)輸出接口，用于提供接收的和解碼的數(shù)據(jù)給一個外部設(shè)備。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的無線通信設(shè)備，還包括裝備一個接收器的一個無線接收臺，用于在接收該接收數(shù)據(jù)時輸出獲得的接收信號強(qiáng)度值，多個緩沖器，用于分別存儲該接收信號強(qiáng)度值，和一個選擇器A，具有從多個緩沖器讀出該接收信號強(qiáng)度值、比較該接收信號強(qiáng)度值與一個預(yù)定門限值、選擇對應(yīng)于該接收信號強(qiáng)度值超過該預(yù)定門限值的一個接收數(shù)據(jù)和發(fā)送那一個接收數(shù)據(jù)到一個預(yù)定的解碼器的功能。
10.根據(jù)權(quán)利要求8的無線通信設(shè)備，還包括裝備多個檢測器的一個無線接收臺，用于分別從多個緩沖器讀出該接收數(shù)據(jù)和執(zhí)行對應(yīng)于要被讀出的緩沖器的出錯計算，以及一個選擇器A，具有選擇一個接收數(shù)據(jù)，使出錯計算的結(jié)果為零，和發(fā)送那一個接收數(shù)據(jù)到一個預(yù)定的解碼器的功能。
全文摘要
在常規(guī)的分集接收中,包括在每個非選擇的信號中的信息無助于通信可靠性的改善,和為了滿足需要的通信質(zhì)量已經(jīng)消耗了發(fā)射功率。由于在各自的基站注入的編碼的設(shè)置,由移動站接收的、各包括相同內(nèi)容的信號被用于增加通信的可靠性而不取決于該移動站能夠接收的信號的數(shù)量,從而減小滿足需要的通信質(zhì)量的發(fā)射功率。
文檔編號H03M13/15GK1266313SQ00106728
公開日2000年9月13日 申請日期2000年3月2日 優(yōu)先權(quán)日1999年3月2日
發(fā)明者荻野敦, 鈴木秀哉, 石藤智昭 申請人:株式會社日立制作所