專利名稱：數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中的柔性數(shù)據(jù)率匹配裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及一種數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)，特別涉及用于將一個(gè)幀與一個(gè)交織器的大小相匹配的一種裝置和方法，其中所述幀包括按照數(shù)據(jù)率的變化柔性確定的編碼碼元。
2.相關(guān)領(lǐng)域介紹在諸如衛(wèi)星系統(tǒng)、ISDN(綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)絡(luò))系統(tǒng)、數(shù)字蜂窩系統(tǒng)、W-CDMA(寬帶碼分多址)系統(tǒng)、UMTS(通用移動(dòng)通信系統(tǒng))系統(tǒng)、和IMT-2000(國際移動(dòng)通信-2000)系統(tǒng)的一個(gè)無線通信系統(tǒng)中，信道編碼方案主要利用卷積碼和使用單解碼器的線性分組碼。通過這樣的信道編碼方案編碼的碼元一般被信道交織器交織。
典型的信道交織器被設(shè)計(jì)來通過接收包括編碼的碼元的幀而執(zhí)行交織，其中每個(gè)幀的編碼的碼元的數(shù)量與交織器大小相同。但是，近來的FDRT(柔性數(shù)據(jù)率傳輸)信道交織器通過接收包括編碼的碼元的幀而進(jìn)行交織，其中每個(gè)幀的編碼的碼元的數(shù)量與交織器大小不同。
圖1圖解了一種非FDRT(或固定數(shù)據(jù)率傳輸)信道交織器，它通過接收包括編碼的碼元的幀而執(zhí)行交織，其中編碼的碼元的數(shù)量與交織器大小相同。
參見圖1，在信道的數(shù)據(jù)率固定的非FDRT模式中，輸入到信道交織器100的每個(gè)幀的編碼碼元的數(shù)量L總是與交織器大小N相同。例如，在IMT-2000通信系統(tǒng)中使用的RC(無線電配置)包括各種傳輸信道類型，如RC1、RC2、RC3、RC4、RC5、RC6、RC7、RC8和RC9，它們具有不同的數(shù)據(jù)幀大小、編碼率和交織模式。因此在非FDRT模式，僅僅使用預(yù)定的固定數(shù)據(jù)率。
圖2圖解了在非FDRT模式中傳輸?shù)木幋a碼元格式的示例。
參見圖2，如果假定一個(gè)物理信道被設(shè)定到RC3數(shù)據(jù)率＝19.2Kbps，那么在圖1中所示的信道交織器100的大小變?yōu)镹＝1536。在20毫秒周期以19.2Kbps發(fā)送的數(shù)據(jù)具有每秒384比特，在以1/4作為R的信道編碼器后面的數(shù)據(jù)具有每秒1536比特。此時(shí)，如果用戶期望以20Kbps的數(shù)據(jù)率發(fā)送幀，則在起始的協(xié)商過程中，一個(gè)基站和一個(gè)移動(dòng)臺(tái)從可以獲得的高于所期望的數(shù)據(jù)率20Kbps的數(shù)據(jù)率中確定出一個(gè)38.4Kbps的數(shù)據(jù)率。這是因?yàn)閿?shù)據(jù)率38.4Kbps是高于20Kbps的最小數(shù)據(jù)率。當(dāng)數(shù)據(jù)率被設(shè)置為38.4Kbps的時(shí)候，信道交織器100的大小被加倍為N＝3072(2×1536)。
當(dāng)如上所述數(shù)據(jù)率從20Kbps提高到38.4Kbps的時(shí)候，由一個(gè)上層在對(duì)應(yīng)于輸入到信道編碼器(未示出)的數(shù)據(jù)碼元中除了20Kbps×20毫秒周期的間隔的空間隔中寫入空數(shù)據(jù)。即，大小為N的信道交織器在傳輸前在它的輸出中的(38.4-20)/38.4＝47.92％寫入空數(shù)據(jù)。因此，從接收碼元能量Es角度來看，可以假定47.92％的能量被丟失。能量損失發(fā)生的原因是因?yàn)樵诜荈DRT方案中物理層不處理空數(shù)據(jù)。即使空數(shù)據(jù)在傳輸前要進(jìn)行碼元重復(fù)，前向補(bǔ)充信道(F-SCH)方案具有一個(gè)缺點(diǎn)，即它不能進(jìn)行碼元組合。而且，由于空數(shù)據(jù)按照輸入數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)率而不同，因此上層必須預(yù)先將空數(shù)據(jù)發(fā)送到基站和移動(dòng)臺(tái)。另外，在空數(shù)據(jù)穿過信道解碼器之前必須恢復(fù)空數(shù)據(jù)的能量，并且在信道解碼器之后上層L1/L2僅僅處理解碼的信息碼元，因此使得解碼的性能下降。
FDRT方案已經(jīng)被提出來解決所述問題并改進(jìn)非FDRT方案的性能。已經(jīng)對(duì)于FDRT比率匹配技術(shù)進(jìn)行了有效的研究，以便提高信道編碼方案的數(shù)據(jù)傳輸效率和利用信道編碼方案來改進(jìn)在多址訪問和多信道系統(tǒng)中的系統(tǒng)性能。FDRT技術(shù)的原理基于這樣的假設(shè)所使用的信道代碼是卷積碼、線性分組碼或利用級(jí)聯(lián)碼的卷積碼。特別是，對(duì)于3GPP(第三代工程合作(3rdGeneration Project Partnership))IS-2000空中接口，F(xiàn)DRT比率匹配技術(shù)已經(jīng)被暫時(shí)確定為標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，以便提高信道編碼方案的數(shù)據(jù)率效率和改進(jìn)在多址訪問和多信道系統(tǒng)中的系統(tǒng)性能，目前對(duì)于實(shí)現(xiàn)此技術(shù)的研究正在進(jìn)行。
圖3圖解了按照現(xiàn)有技術(shù)的柔性數(shù)據(jù)率傳輸(FDRT)率匹配裝置的結(jié)構(gòu)。
在說明圖3之前，在此使用的各種術(shù)語被定義在下面的表1中。即，在圖3中的c[n]、d[n]、f[n]和r[n]每個(gè)指示在表1中定義的數(shù)據(jù)碼元。在此，“碼元”被表示為具有值‘1’或‘0’的一個(gè)比特。一般，所述碼元包括一個(gè)或多個(gè)比特。但是在此，每個(gè)以一個(gè)比特表示的數(shù)據(jù)比特將被稱為一個(gè)“碼元”。
表1
在表1中，c[n]指示從信道編碼器(未示出)輸出的編碼碼元，r[n]指示由中繼器110重復(fù)的編碼碼元。而且，f[n]指示由刪截器120從重復(fù)的編碼碼元中刪截的編碼碼元，并且f[n]指示由交織器100從刪截的編碼碼元中交織的編碼碼元。信道編碼器輸出L個(gè)編碼碼元的流(或系列)。中繼器110將L個(gè)編碼碼元重復(fù)M次并輸出LM個(gè)碼元。刪截器120從LM個(gè)重復(fù)的編碼碼元中刪截P個(gè)碼元，并因此輸出N個(gè)FDRT處理的碼元。信道交織器100交織N個(gè)FDRT處理的碼元的流。
作為參考，因?yàn)樵贔DRT方案中L≤N，因此輸入的編碼碼元總是要進(jìn)行重復(fù)。這是因?yàn)镕DRT方案被設(shè)計(jì)成保證輸入的傳輸數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)率與一個(gè)IS-2000信道交織器的大小匹配。因此，F(xiàn)DRT方案包括用于在重復(fù)后與交織器大小N＝LM-P匹配的刪截器，以便被傳輸?shù)拇a元的數(shù)量比編碼碼元的數(shù)量L高。
參見圖3，當(dāng)編碼碼元的數(shù)量L小于信道交織器大小N的時(shí)候，中繼器110將編碼碼元重復(fù)M次。在IS-2000系統(tǒng)的情況下，由于信道交織器的大小按照擴(kuò)頻因子(SF)而提高/降低2倍，M變成至少2。由于被中繼器110重復(fù)的編碼碼元的數(shù)量大于N，因此刪截器120執(zhí)行刪截，以便將重復(fù)的編碼碼元的數(shù)量與信道交織器100的大小N匹配。
圖4A到4D圖解了在圖3所示的柔性數(shù)據(jù)率傳輸(FDRT)匹配裝置中由中繼器110和刪截器120重新組合的編碼碼元幀的格式。
具體而言，圖4A圖解了在一個(gè)幀中的L個(gè)編碼碼元，圖4B圖解了被中繼器110重復(fù)M次得到的LM個(gè)編碼碼元。另外，圖4C圖解了LM個(gè)編碼碼元，其中N個(gè)編碼碼元要被信道交織器100交織，LM-N個(gè)編碼碼元要被刪截器120刪截。在此，LM-N個(gè)編碼碼元被分布成使得在一個(gè)幀中以間隔D均勻刪截碼元。最后，圖4D圖解了在刪截之后的編碼碼元，所產(chǎn)生的編碼碼元被提供給信道交織器100供信道交織。
參見圖4A到4D，被重新組合的編碼碼元幀將與圖2所示的非FDRT編碼碼元幀比較。在FDRT方案中，在幀中沒有空數(shù)據(jù)，每個(gè)碼元被作為一個(gè)編碼碼元處理。通過使用FDRT方案而不是非FDRT方案，接收器可以提高以相同的傳輸功率接收的編碼碼元的能量。編碼碼元能量指的是在碼元組合后的編碼碼元的能量。以這種方式，有可能降低保證相同的服務(wù)質(zhì)量所要求的基站的傳輸功率，因此使得信道容量提高。
在圖4C中，黑塊指要?jiǎng)h截的碼元，‘D’指的是刪截距離。刪截距離D是用于確定一種刪截方法的參數(shù)，所述刪截方法被執(zhí)行來從LM個(gè)碼元輸出N個(gè)碼元。FDRT算法被用于規(guī)定在參數(shù)L、M、N、P和D之間的關(guān)系。
下面的表2披露了在IS-2000規(guī)范中定義的FDRT算法。在下面的說明中，為了方便于解釋，將利用從原文件摘錄的原術(shù)語來說明FDRT算法。
表2 如表2中的FDRT算法所示，從給定的參數(shù)L和N來確定參數(shù)D，然后，利用所確定的參數(shù)值D從第一個(gè)編碼碼元起刪截每第D個(gè)編碼碼元，因此最后刪截了P＝LM-N個(gè)編碼碼元。然而，由于從卷積碼的特性來看FDRT不考慮下列的條件，它可能有性能降級(jí)的問題。
利用單解碼器的卷積碼和線性分組碼一般用于信道編碼方案。在這種情況下，在FDRT方案中在刪截期間應(yīng)當(dāng)充分考慮和思考下列條件，以便提高信道編碼方案的數(shù)據(jù)傳輸效率和利用信道編碼方案來改進(jìn)在多址訪問和多信道系統(tǒng)中的系統(tǒng)性能。
條件(1)以具有特定周期的刪截模式來刪截輸入碼元系列；條件(2)如果可能的話，使得輸入碼元的刪截比特的數(shù)量最小；以及條件(3)利用均勻的刪截模式來刪截從編碼器輸出的編碼碼元。
前述的條件基于這樣的假設(shè)，即對(duì)于在一個(gè)幀(或代碼字)中的每個(gè)碼元，從信道編碼器輸出的編碼碼元的誤差靈敏度幾乎相同。當(dāng)在FDRT模式下實(shí)際傳輸數(shù)據(jù)的時(shí)候，有可能通過利用上述的條件作為主要的刪截限制因素而獲得一個(gè)肯定的結(jié)果。但是，在大多數(shù)情況下，IS-2000 FDRT方案不滿足上述條件。
圖5圖解了圖3所示的FDRT裝置如何在傳輸前刪截編碼碼元。具體而言，圖5圖解了在FDRT模式中當(dāng)以RC3數(shù)據(jù)率＝19.2Kbps傳輸15Kbps碼元的時(shí)候所使用的一種刪截模式。即，圖5是用于說明當(dāng)未滿足上述條件的時(shí)候可能發(fā)生的問題的圖。圖5所使用的條件如下面的表3所示。
表3 參見圖5，可以注意到，刪截僅僅在編碼碼元幀的前1728比特進(jìn)行，而在所述幀的后面672比特的間隔未進(jìn)行。作為參考，在圖5中，黑塊表示被刪截的碼元，虛點(diǎn)塊表示在傳輸前被重復(fù)兩次的672個(gè)碼元。在前面的1728個(gè)重復(fù)兩次的碼元被有選擇地每隔一個(gè)碼元傳輸。在這種方法中，形成(或組合)了N＝1536(＝864+672)個(gè)碼元。在幀中的N＝1536比特格式違背了上面的條件(3)。因此，F(xiàn)DRT方案可能因?yàn)榉蔷鶆騽h截而有性能降級(jí)的問題。
圖6是用于說明傳統(tǒng)的FDRT方案的問題的圖示。具體而言，圖6圖解了在接收器的最后級(jí)的碼元能量的分布和每個(gè)單位幀的碼元的數(shù)量。
參見圖6，信道接收器200接收在FDRT模式中傳輸?shù)拇a元，并向刪除插入和碼元組合部分210提供所接收的碼元。圖6示出了當(dāng)碼元組合部分210對(duì)所提供的碼元進(jìn)行碼元組合的時(shí)候?qū)τ诟鱾€(gè)碼元的碼元能量Es的相對(duì)分布。如圖所示，當(dāng)864個(gè)未重復(fù)的碼元的碼元能量Es被一般化為1.0的時(shí)候，后面的672個(gè)重復(fù)碼元進(jìn)行M＝2的碼元組合，使得Es變?yōu)?.0。因此，在同一信道環(huán)境中結(jié)尾的碼元具有平均增益Es/No＝+3dB。即，一個(gè)R＝1/4的信道解碼器220解碼非均勻分布的1200碼元，并輸出300個(gè)信息碼元。如后面參見圖12與13所述，可以從模擬的結(jié)果注意到傳統(tǒng)的FDRT裝置具有相當(dāng)大的性能降低。
非均勻刪截的發(fā)生是由于確定刪截模式的值D所導(dǎo)致。即，當(dāng)LM/P不是整數(shù)的時(shí)候，傳統(tǒng)的IS-2000 FDRT算法將值D定義為 ，指示小于LM/P的最大整數(shù)。在這種情況下，實(shí)際僅僅刪截了P×D個(gè)碼元，在剩余的P×(LM/P-D)比特的間隔中未執(zhí)行刪截。例如在圖5中，由于LM/P＝2400/864＝2.778，因此D＝2和LM/P-D＝0.778。因此，在P×D＝864×2＝1728比特間隔中進(jìn)行了刪截，而在P×(LM/P-D)＝864×0.778＝672比特間隔中未執(zhí)行刪截。結(jié)論是，由于在確定值D的過程中(LM/P-D)的差別而導(dǎo)致非均勻刪截的發(fā)生。
傳統(tǒng)的FDRT方案具有下列缺點(diǎn)1) 考慮到對(duì)于在一個(gè)幀(或代碼字)中的每個(gè)碼元來說從信道編碼器輸出的編碼碼元的誤差靈敏度幾乎相同的屬性，使用卷積碼或線性分組碼的FDRT方案要求均勻的刪截方案。但是，由于這樣的假設(shè)在現(xiàn)有的IS-2000 FDRT方案中不適用，因此有必要改進(jìn)現(xiàn)有的FDRT方案。
2) 從碼元重復(fù)的角度來看，考慮到刪截模式受影響不大，現(xiàn)有的IS-2000 FDRT方案基本上將FDRT方案當(dāng)作一個(gè)重復(fù)的方案。但是，這應(yīng)當(dāng)在相同的環(huán)境中被解釋為刪截。即，考慮到對(duì)于在一個(gè)幀(或代碼字)中的每個(gè)碼元來說從信道編碼器輸出的編碼碼元的誤差靈敏度幾乎相同的屬性，即使在重復(fù)的情況下，對(duì)于具有最佳性能的FDRT方案也應(yīng)當(dāng)使用均勻的重復(fù)方案。但是，由于這樣的假設(shè)在現(xiàn)有的IS-2000 FDRT方案中不適用，因此有必要改進(jìn)現(xiàn)有的FDRT方案。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于提供這樣一種裝置和方法，用于當(dāng)在數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中將具有按照數(shù)據(jù)率的變化而柔性確定的編碼碼元的幀與交織器的大小匹配的時(shí)候保證最佳的性能而不帶來性能降級(jí)。
本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種柔性數(shù)據(jù)率傳輸(FDRT)裝置和方法，它在利用卷積碼或線性分組碼的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中通過簡單地調(diào)整它的結(jié)構(gòu)和初始設(shè)定值而根據(jù)數(shù)據(jù)率來靈活操作。
為了實(shí)現(xiàn)上述和其他目的，提供了這樣一種方法，用于通過刪截在一種系統(tǒng)中的重復(fù)的碼元的流而產(chǎn)生N個(gè)碼元的流，所述系統(tǒng)包括用于產(chǎn)生L個(gè)碼元的流的編碼器、用于重復(fù)L個(gè)碼元的流的中繼器和用于刪截重復(fù)的碼元的流和產(chǎn)生N個(gè)碼元的流的刪截器，其中N大于L。所述方法包括通過將L個(gè)碼元的流重復(fù)M次而產(chǎn)生LM個(gè)重復(fù)的碼元的流，其中M是大于N/L的最小整數(shù)；計(jì)算被定義為對(duì)于要?jiǎng)h截的P＝LM-N個(gè)碼元的大于LM/P的最小整數(shù)的第一刪截間隔D1和被定義為小于LM/D1的最大整數(shù)的第一碼元?jiǎng)h截?cái)?shù)量P1；計(jì)算指示在要?jiǎng)h截的碼元的數(shù)量P和第一碼元?jiǎng)h截?cái)?shù)量P1之間的差的第二碼元?jiǎng)h截?cái)?shù)量P2以及定義為對(duì)于在小于或等于小于P1/P2的最大整數(shù)的整數(shù)中選擇的一個(gè)整數(shù)s的sD1的第二刪截間隔D2；并通過以第一刪截間隔D1和第二刪截間隔D2刪截LM個(gè)重復(fù)的碼元的流而產(chǎn)生一個(gè)N碼元的流。


通過參照附圖的下列詳細(xì)說明，本發(fā)明的上述和其他目的、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更加清楚，其中圖1是圖解一種傳統(tǒng)的非FDRT信道交織器的圖；圖2是圖解按照非FDRT模式傳輸?shù)木幋a碼元幀格式的圖；圖3是圖解傳統(tǒng)的柔性數(shù)據(jù)率比配裝置的圖；圖4A到4D是圖解在圖3所示的柔性數(shù)據(jù)率匹配裝置中由中繼器和刪截器重新組合的編碼碼元幀格式的圖；圖5是圖3所示的FDRT匹配裝置刪截編碼碼元的示例的圖；圖6是用于說明傳統(tǒng)的FDRT方案的問題的圖，它是圖解在接收器的最后級(jí)的碼元能量的分布和每個(gè)單位幀的碼元的數(shù)量的圖；
圖7是圖解按照在本發(fā)明中提出的刪截模式刪截編碼碼元的示范方法的圖；圖8A和8B是圖解按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例在與柔性數(shù)據(jù)率匹配裝置相關(guān)的接收機(jī)的最后級(jí)的碼元能量的分布和每單位幀的碼元的數(shù)量的圖；圖9是圖解按照本發(fā)明的第一實(shí)施例用于執(zhí)行柔性數(shù)據(jù)率匹配和傳輸操作的程序的流程圖；圖10是圖解按照本發(fā)明的第一實(shí)施例的柔性數(shù)據(jù)率匹配裝置的結(jié)構(gòu)的圖；圖11是圖解按照本發(fā)明的第一實(shí)施例的柔性數(shù)據(jù)率匹配裝置的另一種結(jié)構(gòu)的圖；圖12是圖解按照本發(fā)明的第二實(shí)施例用于執(zhí)行柔性數(shù)據(jù)率匹配和傳輸操作的程序的流程圖；圖13是圖解按照本發(fā)明的第二實(shí)施例的柔性數(shù)據(jù)率匹配裝置的結(jié)構(gòu)的圖；圖14是圖解按照本發(fā)明的第二實(shí)施例的柔性數(shù)據(jù)率匹配裝置的另一種結(jié)構(gòu)的圖；圖15和16是圖解在本發(fā)明提出的柔性數(shù)據(jù)率匹配和傳輸操作的模擬結(jié)果和按照現(xiàn)有技術(shù)的模擬結(jié)果之間的比較的圖。
優(yōu)選實(shí)施例詳細(xì)說明以下，參照附圖來說明本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例。在下面的說明中，不再詳細(xì)說明公知的功能和結(jié)構(gòu)，因?yàn)樗鼈儠?huì)以不必要的細(xì)節(jié)來混淆本發(fā)明。
本發(fā)明提供了一種改進(jìn)的FDRT方案，它能夠保證均勻的刪截或重復(fù)，因此解決了傳統(tǒng)FDRT方案的問題。為此，需要一種均勻的刪截模式或一種均勻的重復(fù)模式。因此，本發(fā)明提供了這樣的方法，用于建立一種FDRT的新的刪截模式并然后按照所建立的新的刪截模式來刪截編碼碼元。
適當(dāng)?shù)膭h截距離D的確定對(duì)于執(zhí)行在FDRT方案中均勻的刪截或均勻的重復(fù)是重要的。換句話說，非均勻刪截或重復(fù)是由于用于確定刪截模式或重復(fù)模式的參數(shù)D而導(dǎo)致。即，在傳統(tǒng)的IS-2000 FDRT算法中，當(dāng)LM/P不是整數(shù)的時(shí)候，指示小于LM/P的最大整數(shù)的 被定義為參數(shù)D。因此，在這種情況下，僅僅P×D個(gè)比特被實(shí)際刪截，在剩余的P×(LM/P-D)比特的周期中未執(zhí)行刪截。例如，因?yàn)長M/P＝2.778，因此D＝2和LM/P-D＝0.778。因此，在P×D＝864×2＝1728比特間隔中進(jìn)行了刪截，而在P×(LM/P-D)＝864×0.778＝672比特間隔中未執(zhí)行刪截。結(jié)論是，由于在確定值D的過程中(LM/P-D)的差別而導(dǎo)致非均勻刪截的發(fā)生。為了解決上述問題，引入了下列基本條件，然后將說明基于這些條件的算法。
FDRT條件(1)從L和N確定的P×D應(yīng)當(dāng)滿足P×D≥LM。即，D應(yīng)當(dāng)滿足D≥LM/P。在此，P和D是整數(shù)。
FDRT條件(2)在LM個(gè)碼元中的從滿足FDRT條件(1)的參數(shù)值D確定的

個(gè)碼元被盡可能均勻地(或以有規(guī)律間隔)被刪截或重復(fù)。在此，所確定的碼元位置不應(yīng)當(dāng)與由滿足FDRT條件(1)的參數(shù)值D確定的位置重疊。
FDRT條件(3)應(yīng)當(dāng)最小化在確定參數(shù)D的過程中的(LM/P-D)的差別所導(dǎo)致的非均勻重復(fù)或刪截。
現(xiàn)在，考慮到上述的FDRT條件，將說明按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的FDRT方案的操作。首先，將說明應(yīng)用了按照本發(fā)明的FDRT算法的實(shí)施例。隨后，將說明一種一般化的FDRT算法。
新的柔性數(shù)據(jù)率傳輸算法類型1現(xiàn)在將說明應(yīng)用了按照本發(fā)明的FDRT算法的實(shí)施例。在這個(gè)實(shí)施例中使用的條件如下面的表4所示，所述算法如下面的表5所示。
參見表4，本發(fā)明的實(shí)施例被應(yīng)用到IS-2000 RC3。最大的指配數(shù)據(jù)率是19.2Kbps，交織器大小是N＝1536比特，輸入的數(shù)據(jù)率是15Kbps。而且，每個(gè)幀的編碼碼元的數(shù)量是L＝1200比特。因此，對(duì)于L＝1200個(gè)編碼碼元的重復(fù)次數(shù)變?yōu)镸＝2。重復(fù)次數(shù)M被定義為大于N/L(＝(交織器大小)/(每個(gè)幀的編碼碼元數(shù)))的最小整數(shù)。即，重復(fù)次數(shù)M被定義為

。要?jiǎng)h截的編碼碼元的數(shù)量P通過從重復(fù)的編碼碼元LM減去交織器大小N而確定。刪截距離D被定義為

表4

表5 參見表5，在按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的算法中，“k mod(？)3”表示計(jì)算由將k除以3所確定的余數(shù)的模3運(yùn)算。FDRT條件(1)用于計(jì)算D的過程中，F(xiàn)DRT條件(2)用于具有變量‘36’的過程中。
圖7圖解了按照在本發(fā)明中提出的刪截模式對(duì)編碼碼元?jiǎng)h截的示范方法。這個(gè)方法基于表4的條件和表5的算法。
參見圖7，可以注意到刪截實(shí)際在編碼碼元幀的整個(gè)間隔上均勻地執(zhí)行。在圖7中，黑塊表示刪截的碼元。而且，可以注意到在兩次重復(fù)后傳輸?shù)拇a元和在兩次重復(fù)后傳輸?shù)拇a元中所選擇的一個(gè)是均勻地分布的。因此，N＝1536個(gè)幀具有與FDRT條件(3)一致的碼元格式。因此，這樣的FDRT方案因?yàn)榫鶆虻膭h截而與性能降級(jí)無關(guān)，并具有近乎最佳的性能。
圖8A和8B圖解按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例在與柔性數(shù)據(jù)率匹配裝置相關(guān)的接收機(jī)的最后級(jí)的碼元能量的分布和每單位幀的碼元的數(shù)量。
參見圖8A和8B，信道接收器200接收以所發(fā)明的FDRT模式傳輸?shù)拇a元，并向刪除插入和碼元組合部分210提供所接收的碼元。碼元組合部分210如圖8A所示輸出1200個(gè)碼元，所輸出的碼元具有如圖8B所示的相對(duì)的碼元能量分布。如圖所示，當(dāng)864個(gè)未重復(fù)碼元的碼元能量Es被一般化為1.0的時(shí)候，后面的672個(gè)重復(fù)碼元進(jìn)行M＝2的碼元組合，使得Es變?yōu)?.0。圖8B示出所述碼元被均勻地分布在整個(gè)間隔。均勻的碼元分布有助于信道解碼器220的性能改進(jìn)，一般使用維特比解碼器。
一般化的柔性數(shù)據(jù)率傳輸算法GFDRTA-I下面將說明按照本發(fā)明的一種一般化的柔性數(shù)據(jù)率傳輸算法。FDRT算法和在算法中使用的參數(shù)在表6中定義。
表6 在表6中，L表示在從編碼器輸出的編碼碼元流中的每個(gè)幀的編碼碼元的數(shù)量。而且，N表示預(yù)定的信道交織器大小，并被定義為大于或等于每個(gè)幀的編碼碼元的數(shù)量L的值。另外，M表示編碼碼元的重復(fù)次數(shù)，并被定義為 。即，重復(fù)數(shù)量M被定義為大于N/L的最小的整數(shù)。因此，要被刪截的編碼碼元的數(shù)量P被定義為P＝LM-N。
作為第一實(shí)施例，在表6的算法中，如果P＝0，則不執(zhí)行刪截。在刪截處理中，在LM個(gè)編碼碼元中每第D1個(gè)碼元和每第(D2+1)個(gè)碼元被刪截(其中D2是一個(gè)偶數(shù))，直到每個(gè)單位幀中有P個(gè)碼元被刪截。即，當(dāng)LM個(gè)編碼碼元被從1到LM排序的時(shí)候，第Dl、2D1、3D1、......個(gè)編碼碼元和第(D2+1)、(2D2+1)、(3D2+1)、......個(gè)編碼碼元被刪截(其中D2是一個(gè)偶數(shù))。在此，刪截第(D2+1)、(2D2+1)、(3D2+1)、......個(gè)編碼碼元以便不與第mD1個(gè)編碼碼元(其中m＝1，2，3，......)在刪截位置上重疊。因此，如果必要的話，有可能考慮另一種用于防止第(D2+1)、(2D2+1)、(3D2+1)、......個(gè)編碼碼元與第mD1個(gè)編碼碼元(其中m＝1，2，3，......)重疊的方法。例如，也可能取代第(D2+1)、(2D2+1)、(3D2+1)、......個(gè)編碼碼元而刪截第(D2-1)、(2D2-1)、(3D2-1)、......個(gè)編碼碼元(其中D2是一個(gè)奇數(shù))。即使在這種情況下，刪截第(D2-1)、(2D2-1)、(3D2-1)、......個(gè)編碼碼元以便不與第mD1個(gè)編碼碼元(其中m＝1，2，3，......)在刪截位置上重疊。即，D1和D2表示用于確定在LM個(gè)重復(fù)編碼碼元中要?jiǎng)h截的P個(gè)碼元之間距離的刪截距離值。在此使用的D1和D2由下面的方程(1)定義。
作為第二實(shí)施例，在圖6的算法中，如果P＝0，則不執(zhí)行刪截。在刪截過程中，刪截在LM個(gè)編碼碼元中的每第D1個(gè)碼元和每第((D2的倍數(shù)) 個(gè)碼元，直到每個(gè)單位幀刪截P個(gè)碼元。即，當(dāng)LM個(gè)編碼碼元被從1到LM排序的時(shí)候，刪截第D1、2D1、3D1、......個(gè)編碼碼元和第 ......個(gè)編碼碼元。在此，刪截第 ......個(gè)編碼碼元以便不與第mD1個(gè)編碼碼元(其中m＝1，2，3，......)在刪截位置上重疊。在此使用的D1和D2也由下面的方程(1)定義。
方程(1) ，P＞0否則，不要求刪截。 P2＝P-P1D2＝sD1，P2＞0否則也不要求刪截。
在方程(1)中，s表示在滿足下面的方程(2)的一個(gè)范圍內(nèi)的整數(shù)中的最大整數(shù)。
方程(2) 參見方程(1)和(2)，刪截距離(或間隔)D1被定義為對(duì)于要?jiǎng)h截的剩余碼元的數(shù)量P＝LM-N的大于LM/P的最小整數(shù)。P1表示碼元?jiǎng)h截?cái)?shù)量，被定義為小于LM/D1的最大整數(shù)。P2表示由在要?jiǎng)h截的碼元的總數(shù)量和碼元?jiǎng)h截?cái)?shù)量P1之間的差所確定的碼元?jiǎng)h截?cái)?shù)量。刪截距離D2被定義為對(duì)于小于或等于小于P1/P2的最大整數(shù)的整數(shù)中的一個(gè)整數(shù)‘s’的sD1。
在表6和方程(1)和(2)中，為了將L(＜N)個(gè)編碼碼元的流與交織器大小N匹配，L個(gè)編碼碼元的流被重復(fù)M次，于是產(chǎn)生LM個(gè)編碼碼元的流，并且LM個(gè)重復(fù)的編碼碼元的流被按照第一刪截模式A和第二刪截模式B以第一刪截間隔D1和第二刪截間隔D2刪截。在此，第一刪截模式A被定義為第一刪截距離D1的倍數(shù)，而第二刪截模式B被定義為第二刪截距離D2的倍數(shù)加上一個(gè)補(bǔ)償值。在第一實(shí)施例中，所述補(bǔ)償值是+1或-1(補(bǔ)償值＝±1)。在第二實(shí)施例中，補(bǔ)償值是通過從小于D1/2的最大整數(shù)減去D2所確定的一個(gè)值(即，補(bǔ)償值＝- 或是通過向小于D1/2的最大整數(shù)加上D2而確定的一個(gè)值的負(fù)值(即，補(bǔ)償值＝- 即，對(duì)于LM個(gè)重復(fù)編碼碼元的流，以從起始碼元起的位于第一刪截間隔D1的P1個(gè)碼元被首先刪截，然后從起始碼元起的位于加上一個(gè)補(bǔ)償值的第二刪截間隔D2(D2+補(bǔ)償值)的P2個(gè)碼元被刪截。第一刪截間隔D1和第二刪截間隔D2是用于確定用以刪截在一個(gè)幀中均勻分布的碼元的模式的值。因此，在第一刪截過程中，在構(gòu)成一個(gè)幀的重復(fù)的編碼碼元的流上進(jìn)行相對(duì)密的刪截，而在第二刪截過程中，在重復(fù)的編碼碼元的流上進(jìn)行相對(duì)松散的刪截。
換句話說，對(duì)于LM個(gè)重復(fù)編碼碼元的流，P1個(gè)碼元被刪截，并且當(dāng)在刪截后剩余的編碼碼元的數(shù)量大于交織器大小N的時(shí)候，對(duì)于(LM-P1)個(gè)重復(fù)編碼碼元的流刪截P2個(gè)碼元。如上所述，假定本發(fā)明的實(shí)施例以兩個(gè)分別的步驟執(zhí)行對(duì)于被重復(fù)的編碼碼元的流的刪截。這是因?yàn)?，即使編碼碼元的數(shù)量小于交織器的大小，也有可能通過以兩個(gè)分別的步驟進(jìn)行對(duì)重復(fù)的編碼碼元的刪截而將編碼碼元的數(shù)量與交織器的大小匹配。因此，根據(jù)情況，也有可能在僅僅一個(gè)單一步驟中產(chǎn)生編碼碼元，其數(shù)量與交織器的大小N匹配。
圖9圖解了按照本發(fā)明的第一實(shí)施例用于執(zhí)行表6所示的柔性數(shù)據(jù)率匹配和傳輸操作的程序。
參見圖9，在步驟401，初始化對(duì)于FDRT必要的初始參數(shù)N、L、M和P。構(gòu)成幀的編碼碼元的數(shù)量L和交織器的大小N被根據(jù)給定的數(shù)據(jù)率而確定，而重復(fù)次數(shù)M和要?jiǎng)h截的碼元的數(shù)量P由表6的公式確定。在步驟402，第一刪截間隔D1和第一刪截?cái)?shù)量P1被按照在算法中給定的公式而計(jì)算。在步驟403，所述第二刪截間隔D2和第二刪截?cái)?shù)量P2被按照在算法中給定的公式而計(jì)算。在步驟402和403計(jì)算所有的參數(shù)后，步驟404到411被執(zhí)行，同時(shí)從1到LM依序計(jì)數(shù)k。在每次計(jì)數(shù)中，如果在步驟405和406確定k是D1或D2的倍數(shù)(其中D2是一個(gè)偶數(shù))，或如果在步驟405和408確定k是D1或D2的倍數(shù)(其中D2是一個(gè)奇數(shù))，則在步驟407或409中刪截對(duì)應(yīng)的第k個(gè)編碼碼元。在步驟405，確定D2是否是一個(gè)偶數(shù)或一個(gè)奇數(shù)。如果在步驟405確定D2是一個(gè)偶數(shù)，則在步驟406確定k是否是D1或D2的倍數(shù)。如果在步驟406確定k是D1的倍數(shù)，則在步驟407刪截第k個(gè)編碼碼元；否則，如果確定k是D2的倍數(shù)，則在步驟407刪截第k+1個(gè)編碼碼元。但是，如果在步驟406確定k既不是D1的倍數(shù)也不是D2的倍數(shù)，則程序前進(jìn)到步驟410以將k值加1。如果在步驟405確定D2不是一個(gè)偶數(shù)而是一個(gè)奇數(shù)，則在步驟408確定是否k是D1或D2的倍數(shù)。如果在步驟408確定k是D1的倍數(shù)，則在步驟409刪截第k個(gè)編碼碼元；否則，如果確定k是D2的倍數(shù)，則在步驟409刪截第k-1個(gè)編碼碼元。但是，如果在步驟408確定k既不是D1的倍數(shù)也不是D2的倍數(shù)，則程序前進(jìn)到步驟410以將k值加1。在步驟410后，在步驟411確定是否k＝LM+1。如果是，則處理結(jié)束。如果不是，則重復(fù)步驟405到411直到在步驟411確定k＝LM+1。在這個(gè)方法中，建立了一個(gè)近乎均勻的FDRT刪截模式，并且按照所建立的刪截模式對(duì)重復(fù)的編碼碼元的流進(jìn)行刪截。
在步驟401-407、410和411的操作中，如果確定k是D1的倍數(shù)或是D2加1的倍數(shù)(其中D2是一個(gè)偶數(shù))，則刪截對(duì)應(yīng)的第k個(gè)編碼碼元。在步驟401-405和408-411的操作中，如果k是D1的倍數(shù)或D2減1的倍數(shù)(其中D2是一個(gè)奇數(shù))，則刪截對(duì)應(yīng)的第k個(gè)編碼碼元。這是要在與對(duì)應(yīng)于D1的倍數(shù)的編碼碼元不一致的位置進(jìn)行刪截。即，在與對(duì)應(yīng)于D1的倍數(shù)的位置刪截的編碼碼元不一致的不同位置刪截對(duì)應(yīng)于D2加1的倍數(shù)(其中D2是一個(gè)偶數(shù))或D2減1(其中D2是一個(gè)奇數(shù))的倍數(shù)的編碼碼元。
圖10和11圖解按照本發(fā)明的第一實(shí)施例的柔性數(shù)據(jù)率匹配和傳輸裝置的結(jié)構(gòu)。具體而言，圖10圖解了FDRT算法的硬件結(jié)構(gòu)，圖11圖解了FDRT算法的軟件結(jié)構(gòu)。即，按照本發(fā)明的第一實(shí)施例的FDRT裝置可以利用諸如如圖11所示的數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)、中央處理器(CPU)和微處理單元(MPU)的軟件模塊實(shí)現(xiàn)，或利用如圖10所示的諸如專用集成電路(ASIC)的硬件模塊來實(shí)現(xiàn)。
參見圖10，按照本發(fā)明的實(shí)施例的柔性數(shù)據(jù)率匹配裝置包括信道編碼器10、中繼器110、刪截器350、信道交織器100、碼元索引產(chǎn)生器310、按模運(yùn)算器320和330以及“或”門(或邏輯和運(yùn)算器)340。
信道編碼器10產(chǎn)生L個(gè)編碼碼元的流。中繼器110將L個(gè)編碼碼元的流重復(fù)M次，并輸出LM個(gè)重復(fù)的編碼碼元。在此，M表示L個(gè)編碼碼元的流被重復(fù)的次數(shù)，并被定義為大于N/L的最小整數(shù)。即， 。刪截器350響應(yīng)于來自“或”門340的刪截使能信號(hào)PUNC_EN而執(zhí)行刪截操作。即，刪截使能信號(hào)PUNC_EN是用于確定刪截器350的刪截操作的刪截模式。從刪截器350輸出的N碼元流被具有交織器的大小N的信道交織器100交織。
碼元索引產(chǎn)生器310依序產(chǎn)生指示構(gòu)成LM個(gè)重復(fù)的碼元的流的碼元的索引。碼元索引產(chǎn)生器310可以以計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)。按模運(yùn)算器320接收從碼元索引產(chǎn)生器310產(chǎn)生的索引k和D1，并當(dāng)?shù)趉個(gè)編碼碼元對(duì)應(yīng)于在一個(gè)刪截位置的編碼碼元的時(shí)候產(chǎn)生‘1’的刪截使能信號(hào)PUNC_EN。例如，在按模運(yùn)算器320，“當(dāng)?shù)趉個(gè)編碼碼元對(duì)應(yīng)于在一個(gè)刪截位置的編碼碼元的時(shí)候”指的是當(dāng)?shù)趉個(gè)編碼碼元對(duì)應(yīng)于D1的倍數(shù)的時(shí)候。按模運(yùn)算器330接收從碼元索引產(chǎn)生器310產(chǎn)生的索引k和D2，并當(dāng)?shù)趉個(gè)編碼碼元對(duì)應(yīng)于在一個(gè)刪截位置的編碼碼元的時(shí)候產(chǎn)生‘1’的刪截使能信號(hào)PUNC_EN。例如，在按模運(yùn)算器330，“當(dāng)?shù)趉個(gè)編碼碼元對(duì)應(yīng)于在一個(gè)刪截位置的編碼碼元的時(shí)候”指的是當(dāng)?shù)趉個(gè)編碼碼元對(duì)應(yīng)于(D2+1)的倍數(shù)(其中D2是一個(gè)偶數(shù))或(D2-1)的倍數(shù)(其中D2是一個(gè)奇數(shù))的時(shí)候。“或”門340通過將按模運(yùn)算器320和330的輸出進(jìn)行“或”運(yùn)算而產(chǎn)生刪截使能信號(hào)PLNC_EN，并向刪截器350提供所產(chǎn)生的刪截使能信號(hào)PUNC_EN。
如參照表6所述的D1和D2、方程(1)和(2)以及圖9是用于確定在一個(gè)幀內(nèi)編碼碼元的流中要?jiǎng)h截的碼元之間的間隔的刪截間隔值。第一刪截間隔D1被定義為對(duì)于要?jiǎng)h截的碼元的數(shù)量P＝LM-N的大于LM/P的最小整數(shù)。第二刪截間隔D2被定義為對(duì)于小于或等于小于P1/P2的最大整數(shù)的整數(shù)中一個(gè)選擇的整數(shù)‘s’的sD1。在此，P1表示第一碼元?jiǎng)h截?cái)?shù)量，并被定義為小于LM/D1的最大整數(shù)。P2表示由要?jiǎng)h截的碼元的總數(shù)P和第一碼元?jiǎng)h截?cái)?shù)量P1之間的差決定的第二碼元?jiǎng)h截?cái)?shù)量。即， P2＝P-P1，D2＝sD1并且 。刪截間隔D1和D2以及碼元?jiǎng)h截?cái)?shù)量P1和P2被從一個(gè)刪截模式確定器(未示出)提供。所述刪截模式確定器、按模運(yùn)算器320和330以及“或”門340作為刪截模式產(chǎn)生器，用于產(chǎn)生用以確定刪截器350的刪截操作的一個(gè)刪截使能信號(hào)。
參見圖11，如圖10中所示的柔性數(shù)據(jù)率匹配裝置中那樣，按照本發(fā)明的柔性數(shù)據(jù)率匹配裝置包括信道編碼器10、中繼器110、刪截器350、信道交織器100和碼元索引產(chǎn)生器310。圖11所示的柔性數(shù)據(jù)率匹配裝置的特點(diǎn)是包括取代圖10的按模運(yùn)算器320和330和或“門”340的一個(gè)刪截模式產(chǎn)生器360。通過如此，柔性數(shù)據(jù)率匹配裝置通過軟件而實(shí)現(xiàn)。刪截模式產(chǎn)生器360存儲(chǔ)地址產(chǎn)生器模塊程序，并當(dāng)k滿足按照所述程序的特定條件的時(shí)候產(chǎn)生刪截使能信號(hào)‘1’。刪截模式產(chǎn)生器360確定對(duì)應(yīng)于k是D1的倍數(shù)或D2加1的倍數(shù)(其中D2是一個(gè)偶數(shù))情況的第k個(gè)編碼碼元，以便刪截所確定的編碼碼元。刪截模式產(chǎn)生器360也可以確定對(duì)應(yīng)于k是D1的倍數(shù)、D2加1的倍數(shù)(其中D2是一個(gè)偶數(shù))或D2減1的倍數(shù)(其中D2是一個(gè)奇數(shù))的情況的第k個(gè)編碼碼元，以便刪截所確定的編碼碼元。于是，柔性數(shù)據(jù)率匹配裝置實(shí)際輸出LM個(gè)碼元中的N個(gè)碼元，就象在圖10的柔性數(shù)據(jù)率匹配裝置那樣。
圖12圖解按照本發(fā)明的第二實(shí)施例用于執(zhí)行表6所示的柔性數(shù)據(jù)率匹配和傳輸操作的程序。
參見圖12，在步驟601，對(duì)于FDRT必要的初始參數(shù)N、L、M和P被初始化。構(gòu)成幀的編碼碼元的數(shù)量L和交織器的大小N被按照給定的數(shù)據(jù)率所確定，而重復(fù)次數(shù)M和要?jiǎng)h截的碼元的數(shù)量P被表6中的公式確定。在步驟602，第一刪截間隔D1和第一刪截?cái)?shù)量P1被按照在算法中給定的公式計(jì)算。在步驟603，第二刪截間隔D2和第二刪截?cái)?shù)量P2被按照在算法中給定的公式計(jì)算。在步驟602和603計(jì)算了所有的參數(shù)之后，在從1到LM依序計(jì)數(shù)k的同時(shí)執(zhí)行步驟604到608。在每次計(jì)數(shù)，如果在步驟605確定k是(D1的倍數(shù))或((D2的倍數(shù)) 則在步驟606刪截對(duì)應(yīng)的第k個(gè)編碼碼元。如果在步驟605確定k既不是(D1的倍數(shù))也不是((D2的倍數(shù)) 則程序進(jìn)行到步驟607，以便將k值加1。在步驟607之后，在步驟608確定是否k＝LM+1。如果如此，則過程結(jié)束。如果不是，則重復(fù)步驟605到608直到在步驟608確定k＝LM+1。在本方法中，建立了一個(gè)近乎均勻的FDRT刪截模式。
在圖12中，如果確定k是(D1的倍數(shù))或((D2的倍數(shù)) 則刪截對(duì)應(yīng)的第k個(gè)編碼碼元。或者，如果k是(D1的倍數(shù))或((D2的倍數(shù)) 則刪截對(duì)應(yīng)的第k個(gè)編碼碼元。這是要在與對(duì)應(yīng)于D1的倍數(shù)的編碼碼元不一致的位置執(zhí)行刪截，并且要防止刪截范圍超過LM的范圍。另外，這是要在D1值越來越大的時(shí)候使得刪截位置D1離開刪截位置D2盡可能遠(yuǎn)。即，在與對(duì)應(yīng)于D1的倍數(shù)的位置刪截的編碼碼元不一致的不同位置刪截對(duì)應(yīng)于((D2的倍數(shù)) 的編碼碼元。
圖13和14示出按照本發(fā)明第二實(shí)施例的柔性數(shù)據(jù)率匹配和傳輸裝置的結(jié)構(gòu)。具體地說，圖13示出FDRT算法的硬件結(jié)構(gòu)，圖14示出FDRT算法的軟件結(jié)構(gòu)。即，按照本發(fā)明的第二實(shí)施例的FDRT裝置可以以如圖14所示的諸如DSP和CPU的軟件模塊來實(shí)現(xiàn)，或以如圖13所示的諸如ASIC的硬件模塊來實(shí)現(xiàn)。
參見圖13，按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的柔性數(shù)據(jù)率匹配裝置包括信道編碼器10、中繼器110、刪截器550、信道交織器100、碼元索引產(chǎn)生器510、按模運(yùn)算器520和530以及“或”門(或邏輯和運(yùn)算器)540。
信道編碼器10產(chǎn)生L個(gè)編碼碼元的流。中繼器110將L個(gè)編碼碼元的流重復(fù)M次，并輸出LM個(gè)重復(fù)的編碼碼元。在此，M指示L個(gè)編碼碼元的流被重復(fù)的次數(shù)，并被定義為大于N/L的最小整數(shù)。即， 。刪截器550對(duì)于LM個(gè)重復(fù)碼元的流進(jìn)行刪截并輸出N個(gè)碼元的流。具體而言，刪截器550響應(yīng)于來自“或”門540的刪截使能信號(hào)PUNC_EN而進(jìn)行刪截。即，刪截使能信號(hào)PUNC_EN是用于確定刪截器550的刪截操作的一種刪截模式。從刪截器550輸出的N碼元流被具有交織器的大小N的信道交織器100交織。
碼元索引產(chǎn)生器510依序產(chǎn)生指示構(gòu)成LM個(gè)重復(fù)的碼元的流的碼元的索引。碼元索引產(chǎn)生器510可以以計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)。按模運(yùn)算器520接收從碼元索引產(chǎn)生器510產(chǎn)生的索引k和D1，并當(dāng)?shù)趉個(gè)編碼碼元對(duì)應(yīng)于在一個(gè)刪截位置的編碼碼元的時(shí)候產(chǎn)生為‘1’的刪截使能信號(hào)PUNC_EN。例如，在按模運(yùn)算器520，“當(dāng)?shù)趉個(gè)編碼碼元對(duì)應(yīng)于在一個(gè)刪截位置的編碼碼元的時(shí)候”指的是當(dāng)?shù)趉個(gè)編碼碼元對(duì)應(yīng)于D1的倍數(shù)的時(shí)候。按模運(yùn)算器530接收從碼元索引產(chǎn)生器510產(chǎn)生的索引k和D2，并當(dāng)?shù)趉個(gè)編碼碼元對(duì)應(yīng)于在一個(gè)刪截位置的編碼碼元的時(shí)候產(chǎn)生‘1’的刪截使能信號(hào)PUNC_EN。例如，在按模運(yùn)算器530，“當(dāng)?shù)趉個(gè)編碼碼元對(duì)應(yīng)于在一個(gè)刪截位置的編碼碼元的時(shí)候”指的是當(dāng)?shù)趉個(gè)編碼碼元對(duì)應(yīng)于((D2的倍數(shù)) 的時(shí)候。“或”門540通過將按模運(yùn)算器520和530的輸出進(jìn)行或運(yùn)算而產(chǎn)生刪截使能信號(hào)PUNC_EN，并向刪截器550提供所產(chǎn)生的刪截使能信號(hào)PUNC_EN。
如參照表6所述的D1和D2、方程(1)和(2)以及圖9是用于確定在一個(gè)幀內(nèi)編碼碼元的流中要?jiǎng)h截的碼元之間的間隔的刪截間隔值。第一刪截間隔D1被定義為對(duì)于要?jiǎng)h截的碼元的數(shù)量P＝LM-N的大于LM/P的最小整數(shù)。第二刪截間隔D2被定義為對(duì)于小于或等于小于P1/P2的最大整數(shù)的整數(shù)中一個(gè)選擇的整數(shù)‘s’的sD1。在此，P1表示第一碼元?jiǎng)h截?cái)?shù)量，并被定義為小于LM/D1的最大整數(shù)。P2表示由要?jiǎng)h截的碼元的總數(shù)P和第一碼元?jiǎng)h截?cái)?shù)量P1之間的差決定的第二碼元?jiǎng)h截?cái)?shù)量。即， P2＝P-P1，D2＝sD1并且 。刪截間隔D1和D2以及碼元?jiǎng)h截?cái)?shù)量P1和P2被從一個(gè)刪截模式確定器(未示出)提供。所述刪截模式確定器、按模運(yùn)算器520和530以及“或”門540作為刪截模式產(chǎn)生器，用于產(chǎn)生用以確定刪截器550的刪截操作的一個(gè)刪截使能信號(hào)。
參見圖14，如圖13中所示的柔性數(shù)據(jù)率匹配裝置中那樣，按照本發(fā)明的柔性數(shù)據(jù)率匹配裝置包括信道編碼器10、中繼器110、刪截器550、信道交織器100和碼元索引產(chǎn)生器510。圖14所示的柔性數(shù)據(jù)率匹配裝置的特點(diǎn)是包括取代圖13的按模運(yùn)算器520和530和“或”門540的一個(gè)刪截模式產(chǎn)生器560。通過如此，柔性數(shù)據(jù)率匹配裝置通過軟件而實(shí)現(xiàn)。刪截模式產(chǎn)生器560存儲(chǔ)地址產(chǎn)生器模塊程序，并當(dāng)k滿足按照所述程序的特定條件的時(shí)候產(chǎn)生刪截使能信號(hào)‘1’。刪截模式產(chǎn)生器560確定對(duì)應(yīng)于k是D1的倍數(shù)或((D2的倍數(shù)) )情況的第k個(gè)編碼碼元，以便刪截所確定的編碼碼元。刪截模式產(chǎn)生器560也可以確定對(duì)應(yīng)于k是D1的倍數(shù)或((D2的倍數(shù)) )的情況的第k個(gè)編碼碼元，以便刪截所確定的編碼碼元。于是，柔性數(shù)據(jù)率匹配裝置實(shí)際輸出LM個(gè)碼元中的N個(gè)碼元，就象在圖13的柔性數(shù)據(jù)率匹配裝置那樣。
性能分析在下面的說明中，分析按照以卷積碼編碼的編碼碼元的刪截的性能的改變，并說明按照刪截率和重復(fù)率的具有編碼率R的卷積碼的平均性能改變。從此，有可能預(yù)測在傳統(tǒng)的IS-2000 FDRT算法和在本發(fā)明中提出的新型FDRT算法之間的性能差別以及平均的性能值。
首先，在此使用的參考字母定義如下R卷積碼的編碼率，R＝k/n；Rst(在信道實(shí)際傳輸?shù)木幋a碼元的數(shù)據(jù)率)×R，Rst＝NR(比特/秒)和Rfdrt(在FDRT模式中從信道編碼器輸出的編碼碼元的數(shù)據(jù)率)×R，Rfdrt＝LR(比特/秒)。
當(dāng)使用均勻的刪截或重復(fù)模式的時(shí)候，由刪截或重復(fù)引起的性能改變由下面的方程(3)給出。在此，當(dāng)Rfdrt＜Rst的時(shí)候，F(xiàn)DRT方案進(jìn)行碼元重復(fù)，以便改進(jìn)性能，即編碼增益。但是相反，當(dāng)Rfdrt＞Rst的時(shí)候，F(xiàn)DRT方案進(jìn)行碼元?jiǎng)h截，因而降級(jí)性能，即編碼增益。但是如前所述，因?yàn)镹＞L，F(xiàn)DRT方案一般執(zhí)行碼元重復(fù)，因此提高了性能，即編碼增益。問題是如何按照所述模式提高編碼增益。
方程(3)平均編碼增益＝101og10(Rst/Rfdrt)dB例如，當(dāng)Rst＝19.2Kbps的時(shí)候，按照Rfdrt的編碼增益如表7所示。因此，如果恰當(dāng)?shù)卮_定刪截模式或重復(fù)模式并且確定了FDRT算法，則應(yīng)當(dāng)保證表7所示編碼增益。
表7

圖15和16圖解了新型柔性數(shù)據(jù)率匹配和傳輸操作的模擬結(jié)果和傳統(tǒng)的FDRT算法的模擬結(jié)果之間的比較。
圖15是圖解對(duì)于其中本發(fā)明被應(yīng)用到IS-2000 RC3(編碼率R＝1/4)的情況的模擬結(jié)果的圖。這個(gè)圖實(shí)在下列模擬環(huán)境下獲得的。情況(1)、情況(2)和情況(3)被分別提供了表8、9和10所示的模擬環(huán)境。在情況(1)下，數(shù)據(jù)率是15Kbps，每個(gè)幀的編碼碼元的數(shù)量是L＝1200，并且交織器的大小是N＝1536。在此，15k_BER_IS2000和15k_FER_IS200表示按照現(xiàn)有技術(shù)的模擬結(jié)果，而15k_BER_SEC和15k_FER_SEC表示按照本發(fā)明的模擬結(jié)果。在情況(2)下，數(shù)據(jù)率是10Kbps，每個(gè)幀的編碼碼元的數(shù)量是L＝800，并且交織器的大小是N＝1536。在這種情況下，僅僅示出了按照現(xiàn)有技術(shù)的模擬結(jié)果。在情況(3)下，數(shù)據(jù)率是19.2kps。在這種情況下，不發(fā)生碼元?jiǎng)h截/重復(fù)。
表8


表9

表10

參見圖15，如RC3模擬結(jié)果所示，與傳統(tǒng)的IS-2000 FDRT方案(15k_BER_IS2000和15k_FER_IS200)相比，按照本發(fā)明的FDRT方案(15k_BER_SEC和15k_FER_SEC)提供了大約0.9dB到1.0dB的增益Eb/No。如表7所示，這與19.2Kbps相比幾乎達(dá)到了平均編碼增益1.07dB。這樣的結(jié)果是通過產(chǎn)生均勻的刪截和重復(fù)模式而獲得的，性能也顯示近乎最佳的性能。因此，本發(fā)明提出的FDRT算法的FDRT條件(1)和FDRT條件(2)對(duì)于性能的作用很重要，反映所述條件的新的FDRT算法類型1也可以提供高性能。但是，可以注意到，傳統(tǒng)IS-2000 FDRT算法的模擬結(jié)果出人意料地提供了大約0.1dB的編碼增益。這個(gè)問題是因?yàn)樵趲膊考械牟痪鶆蚰Ｊ蕉鴮?dǎo)致的，如前所述。結(jié)論是，在相同的信道條件下，按照FDRT模式，發(fā)生了大約0.9dB到1.0dB的性能差別。
圖16是圖解對(duì)于其中本發(fā)明被應(yīng)用到Rc4 SCH(編碼率R＝1/2)的情況的模擬結(jié)果的圖。這個(gè)圖是在下列的模擬環(huán)境下獲得的。情況(1)、情況(2)和情況(3)被分別提供了表11、12和13所示的模擬環(huán)境。在情況(1)下，數(shù)據(jù)率是15Kbps，每個(gè)幀的編碼碼元的數(shù)量是L＝600，并且交織器的大小是N＝768。在此，15k_BER_IS2000和15k_FER_IS200表示按照現(xiàn)有技術(shù)的模擬結(jié)果，而15k_BER_SEC和15k_FER_SEC表示按照本發(fā)明的模擬結(jié)果。在情況(2)下，數(shù)據(jù)率是17.5Kbps，每個(gè)幀的編碼碼元的數(shù)量是L＝700，并且交織器的大小是N＝768。在這種情況下，僅僅示出了按照現(xiàn)有技術(shù)的模擬結(jié)果。在情況(3)下，數(shù)據(jù)率是10Kbps，每個(gè)幀的編碼碼元的數(shù)量是L＝400，并且交織器的大小是N＝768。在這種情況下，僅僅示出了按照現(xiàn)有技術(shù)的模擬結(jié)果。在情況(4)下，數(shù)據(jù)率是19.2Kbps。在這種情況下，不發(fā)生碼元?jiǎng)h截/重復(fù)。
表11

表12

表13

參見圖16，RC4模擬結(jié)果也與圖15所示的模擬結(jié)果相同，如圖16所示，與傳統(tǒng)的IS-2000 FDRT方案(15k_BER_IS2000和15k_FER_IS200)相比，按照本發(fā)明的FDRT方案(15k_BER_SEC和15k_FER_SEC)提供了大約0.8dB到0.9dB的增益Eb/No。
下一個(gè)重要的是10Kbps的性能。在這種情況下，傳統(tǒng)的FDRT算法也幾乎達(dá)到了表7所示的平均編碼增益2.83dB。這樣的結(jié)果的獲得是因?yàn)閷?duì)于10Kbps情況的刪截距離D被設(shè)定為一個(gè)整數(shù)，以便由于LM/P-D的差導(dǎo)致的非均勻刪截在確定刪截距離D的過程中不發(fā)生。因此，這是一個(gè)表明性能與應(yīng)當(dāng)在確定刪截距離D的過程中充分考慮LM/P-D的差的先決條件直接相關(guān)的好示例。下面的表14示出了對(duì)于此性能的模擬環(huán)境。
表14 如上所述，在數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中，按照本發(fā)明的新型FDRT方案將具有按照數(shù)據(jù)率的變化所柔性確定的編碼碼元的一個(gè)幀與交織器的大小匹配。FDRT方案通過調(diào)節(jié)初始設(shè)定值而在幀內(nèi)均勻地分布刪截模式或重復(fù)模式，因此使得有可能按照數(shù)據(jù)率柔性發(fā)送數(shù)據(jù)而不帶來性能降級(jí)。
雖然已經(jīng)參照特定的優(yōu)選實(shí)施例示出和說明了本發(fā)明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以意識(shí)到，在不脫離所附的權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以進(jìn)行形式和細(xì)節(jié)上的各種改變。
權(quán)利要求
1.一種用于通過刪截在一種系統(tǒng)中的重復(fù)的碼元的流而產(chǎn)生N個(gè)碼元流的方法，所述系統(tǒng)包括用于產(chǎn)生L個(gè)碼元的流的編碼器、用于重復(fù)L個(gè)碼元的流的中繼器和用于刪截重復(fù)的碼元的流和產(chǎn)生N個(gè)碼元的流的刪截器，其中N大于L，所述方法包括下列步驟通過將L個(gè)碼元的流重復(fù)M次而產(chǎn)生LM個(gè)重復(fù)的碼元的流，其中M是大于N/L的最小整數(shù)；計(jì)算被定義為對(duì)于要?jiǎng)h截的P＝LM-N個(gè)碼元的大于LM/P的最小整數(shù)的第一刪截間隔D1和被定義為小于LM/D1的最大整數(shù)的第一碼元?jiǎng)h截?cái)?shù)量P1；計(jì)算指示在要?jiǎng)h截的碼元的數(shù)量P和第一碼元?jiǎng)h截?cái)?shù)量P1之間的差的第二碼元?jiǎng)h截?cái)?shù)量P2，以及定義為對(duì)于在小于或等于小于P1/P2的最大整數(shù)的整數(shù)中選擇的一個(gè)整數(shù)s的sD1的第二刪截間隔D2；以及通過以第一刪截間隔D1和第二刪截間隔D2刪截LM個(gè)重復(fù)的碼元的流而產(chǎn)生一個(gè)N碼元的流。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中以第一刪截間隔D1刪截的碼元的位置與以第二刪截間隔D2刪截的碼元的位置不一致。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中以第一刪截間隔D1刪截的碼元相當(dāng)于位于從LM個(gè)重復(fù)的碼元的流中的起始碼元起的對(duì)應(yīng)于D1的倍數(shù)的位置的碼元。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中以第二刪截間隔D2刪截的碼元相當(dāng)于位于從LM個(gè)重復(fù)的碼元的流中的起始碼元起的對(duì)應(yīng)于D2的倍數(shù)加上一個(gè)補(bǔ)償值的位置的碼元。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中所述補(bǔ)償值是1。
6.如權(quán)利要求4所述的方法，其中所述補(bǔ)償值是-1。
7.如權(quán)利要求4所述的方法，其中所述補(bǔ)償值相當(dāng)于通過從小于D1/2的最大整數(shù)減去D2而確定的值。
8.如權(quán)利要求4所述的方法，其中所述補(bǔ)償值相當(dāng)于通過將向小于D1/2的最大整數(shù)加上D2而獲得的值乘以-1而確定的值。
9.一種用于將按照數(shù)據(jù)率的變化確定的L個(gè)編碼碼元與交織器的大小N匹配的裝置，其中N大于L，所述裝置包括編碼器，用于產(chǎn)生L個(gè)碼元的流；中繼器，用于將L個(gè)碼元的流重復(fù)M次而產(chǎn)生LM個(gè)重復(fù)的碼元的流，其中M是大于N/L的最小整數(shù)；刪截模式產(chǎn)生器，用于(a)確定被定義為對(duì)于要?jiǎng)h截的P＝LM-N個(gè)碼元的大于LM/P的最小整數(shù)的第一刪截間隔D1和被定義為小于LM/D1的最大整數(shù)的第一碼元?jiǎng)h截?cái)?shù)量P1；(b)計(jì)算指示在要?jiǎng)h截的碼元的數(shù)量P和第一碼元?jiǎng)h截?cái)?shù)量P1之間的差的第二碼元?jiǎng)h截?cái)?shù)量P2，以及定義為對(duì)于在小于或等于小于P1/P2的最大整數(shù)的整數(shù)中選擇的一個(gè)整數(shù)s的sD1的第二刪截間隔D2；(c)產(chǎn)生用于以第一刪截間隔D1和第二刪截間隔D2刪截LM個(gè)重復(fù)的碼元的流的刪截模式；以及刪截器，用于按照以第一刪截間隔D1和第二刪截間隔D2的刪截模式刪截LM個(gè)重復(fù)的碼元的流，并產(chǎn)生N個(gè)碼元的流。
10.如權(quán)利要求9所述的裝置，還包括一個(gè)碼元索引產(chǎn)生器，用于產(chǎn)生指示構(gòu)成LM個(gè)碼元的流的各個(gè)碼元的索引，并向所述刪截模式產(chǎn)生器提供所產(chǎn)生的索引，其中所述刪截模式產(chǎn)生器產(chǎn)生指示對(duì)應(yīng)于在LM個(gè)碼元的流中的碼元中第一和第二刪截間隔D1和D2的碼元的刪截模式。
11.如權(quán)利要求9所述的裝置，還包括交織器，用于在傳輸前交織所述刪截器的輸出。
12.如權(quán)利要求9所述的裝置，其中以第一刪截間隔D1刪截的碼元的位置與以第而刪截間隔D2刪截的碼元的位置不一致。
13.如權(quán)利要求9所述的裝置，其中以第一刪截間隔D1刪截的碼元相當(dāng)于位于從LM個(gè)重復(fù)的碼元的流中的起始碼元起的對(duì)應(yīng)于D1的倍數(shù)的位置的碼元。
14.如權(quán)利要求9所述的裝置，其中以第二刪截間隔D2刪截的碼元相當(dāng)于位于從LM個(gè)重復(fù)的碼元的流中的起始碼元起的對(duì)應(yīng)于D2的倍數(shù)加上一個(gè)補(bǔ)償值的位置的碼元。
15.如權(quán)利要求14所述的裝置，其中所述補(bǔ)償值是1。
16.如權(quán)利要求14的所述裝置，其中所述補(bǔ)償值是-1。
17.如權(quán)利要求14所述的裝置，其中所述補(bǔ)償值相當(dāng)于通過從小于D1/2的最大整數(shù)減去D2而確定的值。
18.如權(quán)利要求14所述的裝置，其中所述補(bǔ)償值相當(dāng)于通過將向小于D1/2的最大整數(shù)加上D2而獲得的值乘以-1而確定的值。
19.一種用于將按照數(shù)據(jù)率的變化確定的L個(gè)編碼碼元與交織器的大小N匹配的方法，其中N大于L，所述方法包括步驟將L個(gè)編碼的碼元的流重復(fù)M次并輸出LM個(gè)重復(fù)的碼元的流，其中M被定義為大于N/L的最小整數(shù)；按照第一刪截模式A將LM個(gè)重復(fù)的碼元的流刪截第一碼元?jiǎng)h截?cái)?shù)量P1，其中P1被定義為小于LM/D1的最大整數(shù)，其中第一刪截模式A表示第一刪截間隔D1的倍數(shù)，D1被定義為對(duì)于要?jiǎng)h截的P＝LM-N個(gè)碼元大于LM/P的最小整數(shù)；以及當(dāng)指示在要?jiǎng)h截的碼元的數(shù)量P和第一碼元?jiǎng)h截?cái)?shù)量P1之間的差的第二碼元?jiǎng)h截?cái)?shù)量P2大于0的時(shí)候，在以第一刪截間隔D1刪截LM個(gè)碼元的流之后，按照第二刪截模式B刪截剩余的碼元，并輸出N個(gè)碼元的流，其中第二刪截模式B相當(dāng)于通過向第二刪截間隔D2的倍數(shù)加上一個(gè)補(bǔ)償值而確定的值，第二刪截間隔D2被定義為對(duì)于在小于或等于小于P1/P2的最大整數(shù)的整數(shù)中選擇的一個(gè)整數(shù)s的sD1。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，其中由第一刪截模式A確定的碼元位置與由第二刪截模式B確定的碼元位置不一致。
21.如權(quán)利要求19所述的方法，其中所述補(bǔ)償值是1。
22.如權(quán)利要求19所述的方法，其中所述補(bǔ)償值是-1。
23.如權(quán)利要求19所述的方法，其中所述補(bǔ)償值相當(dāng)于通過從小于D1/2的最大整數(shù)減去D2而確定的值。
24.如權(quán)利要求19所述的方法，其中所述補(bǔ)償值相當(dāng)于通過將向小于D1/2的最大整數(shù)加上D2而獲得的值乘以-1而確定的值。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于通過刪截在一種系統(tǒng)中的重復(fù)的碼元的流而產(chǎn)生N個(gè)碼元的流的方法，所述系統(tǒng)包括用于產(chǎn)生L個(gè)碼元的流的編碼器、用于重復(fù)L個(gè)碼元的流的中繼器和用于刪截重復(fù)的碼元的流和產(chǎn)生N個(gè)碼元的流的刪截器。所述方法包括通過將L個(gè)碼元的流重復(fù)M次而產(chǎn)生LM個(gè)重復(fù)的碼元的流；計(jì)算第一刪截間隔D1；計(jì)算第二刪截間隔D2；通過以第一刪截間隔D1和第二刪截間隔D2刪截LM個(gè)重復(fù)的碼元的流而產(chǎn)生一個(gè)N碼元的流。
文檔編號(hào)H03M13/35GK1426633SQ01808387
公開日2003年6月25日 申請(qǐng)日期2001年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2000年4月21日
發(fā)明者金潣龜, 李永煥, 樸振秀, 崔虎圭 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社