專利名稱：在可變比特速率通信中用于檢測比特速率的方法裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在其內(nèi)信息比特速率是可變的通信中檢測比特速率的方法和裝置。
正如AllenSalmasi等人的“關(guān)于應(yīng)用于數(shù)字峰窩和個人通信網(wǎng)絡(luò)的碼分多址”(CDMA)的系統(tǒng)設(shè)計觀點“(“ONThesystemDesignAspectOfDigitalCellularAndPersonalCommunicationNetworks”.)(1991第41次IEEE車載技術(shù)會議)一文中所描述的，為了減小移動臺的功率消耗和減小對其它移動臺和基站的干擾，可變比特速率話音CODEC(編譯碼器)已被使用在CDMA系統(tǒng)中。話音CODEC以一幀為單位對信號編碼和譯碼，以使被編碼數(shù)據(jù)的信息比特速率逐幀變化。在信號接收側(cè)，在檢測了信息比特速率之后對信號譯碼是十分必要的。總之，在差錯校正編碼等等之后發(fā)送話音CODEC的數(shù)據(jù)。
按照現(xiàn)有技術(shù)的移動臺，一個發(fā)射機(jī)部分通過按與當(dāng)前比特速率相應(yīng)的數(shù)值重復(fù)地排列被編碼數(shù)據(jù)提供具有恒定發(fā)送速率的發(fā)送數(shù)據(jù)。被編碼數(shù)據(jù)是對通過可變比特速率話音CODEC編碼的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行卷積編碼構(gòu)成的。如果接收機(jī)不知道發(fā)射機(jī)對信息數(shù)據(jù)編碼所用的確切的比特速率，則用于接收被發(fā)送數(shù)據(jù)的接收機(jī)部分不能對被發(fā)送數(shù)據(jù)正確地譯碼。因此，該接收機(jī)通過對所接收的數(shù)據(jù)按每個可能的信息比特速率進(jìn)行維特比譯碼獲得譯碼結(jié)果，再按每個相應(yīng)的比特速率對每個譯碼結(jié)果執(zhí)行卷織編碼，用被接收數(shù)據(jù)校核該卷積編碼數(shù)據(jù)，根據(jù)卷積再編碼數(shù)據(jù)是與接收機(jī)部分的被接收數(shù)據(jù)非常一致確定由發(fā)射機(jī)部分在信息數(shù)據(jù)的卷積編碼中使用的比特速率，并且然后輸出與該比特速率相應(yīng)的編碼結(jié)果作為維特比譯碼數(shù)據(jù)。一篇題目為“CDMA移動臺調(diào)制解調(diào)器ASIC”(IEEE期刊“固態(tài)電路”第28卷第3號，1993年3月)的文章公開了一種按照上述方法檢測比特速率的方法。
如上所述，通常的方法通過對接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行維特比譯碼能夠檢測可變比特速率通信中的比特速率，并且按所有潛在比特速率對譯碼結(jié)果再次執(zhí)行卷積編碼，和對該比特速率進(jìn)行估計。
然而，上述用于檢測比特速率的通常方法存在著許多問題，這些問題在于必須估算所有可能的比特速率和根據(jù)各自的比特速率施加維特比譯碼(大家知道維特比譯碼需要大量的算術(shù)運算)，以致必須增加硬件容量和提高電路運算速度，以便在一可用有限時間內(nèi)完成處理過程，上述各要求使得由電池驅(qū)動的移動終端單元的功率消耗增加。
為了克服普通技術(shù)中的上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種用于檢測比特速率的良好的方法和良好的裝置，而無需相應(yīng)于所有比特速率執(zhí)行維特比譯碼。
為了實現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，通過檢查被接收數(shù)據(jù)的重復(fù)特性，和利用可變比特速率通信的相同數(shù)據(jù)重復(fù)出現(xiàn)在這些通信中的特性對該比特速率進(jìn)行估算。
此外，按照本發(fā)明，通過利用數(shù)據(jù)被重復(fù)的特性估算該比特速率，以便在對一比特速率進(jìn)行估算后，僅必須執(zhí)行該比特速率的一個維特比譯碼。因此，本方法具有這樣一種效果，即能夠防止處理量方面的增加，并能在由電池驅(qū)動的移動終端單元中限制功率消耗的增加。


圖1是一個表示在發(fā)射機(jī)側(cè)的普通移動單元的簡化結(jié)構(gòu)框圖。
圖2是一個用于說明在發(fā)射機(jī)側(cè)的普通移動單元中編碼操作的表。
圖3示出了普通譯碼和比特速率檢測單元的簡化結(jié)構(gòu)框圖。
圖4示出了用于檢測比特速率的通常方法的一個流程圖。
圖5是表示按照本發(fā)明的一個實施例的譯碼和比特速率檢測單元的簡化結(jié)構(gòu)框圖。
圖6是表示按照本發(fā)明上述實施例的譯碼和比特速率檢測單元的工作的一個流程圖。
首先，將參考附圖對發(fā)送和接收信息數(shù)據(jù)的通常方法進(jìn)行解釋，以便更好的理解按照本發(fā)明的比特速率檢測單元。
圖1是在發(fā)射機(jī)側(cè)的普通移動單元的簡化結(jié)構(gòu)框圖。標(biāo)號31表示信息數(shù)據(jù)諸如具有可變比特速率的話音CODEC的被編碼數(shù)據(jù)。假設(shè)當(dāng)最大比特速率是B時，數(shù)據(jù)比特速率按B/2n變化(其中n是包括0的正整數(shù))。信息數(shù)據(jù)31經(jīng)一個卷積編碼器32被編碼，該卷積編碼器32輸出已編碼數(shù)據(jù)33。標(biāo)號24表示一個用于重復(fù)安排已編碼數(shù)據(jù)33的重復(fù)控制器;以便產(chǎn)生發(fā)送數(shù)據(jù)35的恒定發(fā)送速率。
圖2示出了用于說明在發(fā)射機(jī)側(cè)編碼的一個表。當(dāng)卷積編碼的編碼速率為1/2、信息比特速率分別是B、B/2和B/22時，對一幀進(jìn)行編碼的情況作出如下描述。當(dāng)每一幀的數(shù)據(jù)數(shù)量是m、信息比特速率是B時，信息比特速率B/2和B/22的信息數(shù)據(jù)數(shù)量分別是m/2和m/4。當(dāng)信息數(shù)據(jù)已被卷積編碼時，數(shù)據(jù)的數(shù)量被加倍。另一方面，發(fā)送數(shù)據(jù)的比特速率由信息比特速率B確定，并且每一幀數(shù)據(jù)的數(shù)量為2m。重復(fù)控制器34使發(fā)送數(shù)據(jù)與比特速率B、B/2或B/22匹配，以便已編碼數(shù)據(jù)33被安排零次、一次或三次，以使每一幀數(shù)據(jù)的數(shù)量變?yōu)?m。
根據(jù)上述假設(shè)，下面將解釋在接收機(jī)側(cè)檢測比特速率的普通方法。圖3示出了普通比特速率檢測單元的結(jié)構(gòu)。在圖3中，標(biāo)號51表示一個比特速率為B的維特比譯碼器，標(biāo)號52表示比特速率為B/2的維特比譯碼器，標(biāo)號53表示比特速率為B/4的維特比譯碼器，而標(biāo)號54、55和56分別表示用于對各自維特比譯碼器的譯碼結(jié)果再編碼的卷積編碼器。標(biāo)號57表示一個核對器/比特速率檢測器，用于核對來自各自卷積編碼器的再編碼數(shù)據(jù)，和檢測比特速率，標(biāo)號58表示一個選擇器，用于根據(jù)各自維特比譯碼器的譯碼結(jié)果和核對器/比特速率檢測器57的比特速率檢測結(jié)果選擇最可能被譯碼的數(shù)據(jù)。
下面將參考圖4所示流程圖對上述單元的工作進(jìn)行描述。當(dāng)數(shù)據(jù)已被接收時(步驟61)，假設(shè)可能的比特速率，并且這些比特速率是分別由維特比譯碼器51、52和53維特比譯碼的(步驟62、63和64)。各自譯碼的結(jié)果再將由卷積編碼器54、55和56卷積編碼(步驟65、66和67)。由核對器/比特速率檢測器57利用各自的再編碼數(shù)據(jù)核對已接收的數(shù)據(jù)，并選擇和檢測最可能比特速率(步驟68)。輸出相應(yīng)于這一被檢測比特速率的譯碼結(jié)果作為被維特比譯碼數(shù)據(jù)(步驟69)。
如上所述，按照通常的技術(shù)，必須對所有可能的比特速率執(zhí)行大量算術(shù)運算的維特比譯碼，并且完成這些工作的單元需要大規(guī)模和高速度的電路，以實現(xiàn)此目的。
下面將對按照本發(fā)明實際使用在可變比特速率通信中的用于檢測確切比特速率的一種方法和裝置進(jìn)行描述。
圖5是表示本發(fā)明的一個實施例中比特速率檢測器的結(jié)構(gòu)的示意圖。在發(fā)射機(jī)側(cè)的結(jié)構(gòu)和各假設(shè)與上述普通技術(shù)類似。在圖5中，標(biāo)號11表示一個正極性計數(shù)器，用于計數(shù)來自被接收數(shù)據(jù)的正極性數(shù)據(jù)，標(biāo)號12表示一個負(fù)極性計數(shù)器，用于計數(shù)來自被接收數(shù)據(jù)的負(fù)極性數(shù)據(jù)。標(biāo)號13表示一個減法器/絕對值計算電路，用以獲得由計數(shù)器11和12計數(shù)的計數(shù)值之間的一個差的絕對值。標(biāo)號14表示一個平均值計算電路，用以獲得減法器/絕對值電路13的輸出的一個平均值。標(biāo)號15表示一個比特速率檢測器，用以根據(jù)所獲得的平均值檢測一比特速率。標(biāo)號16表示一個維特比譯碼器，用以按被檢測的比特速率對接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行維特比譯碼。
下面，將參考圖6中所示流程圖對上述實施例的工作進(jìn)行描述。首先，從每一幀接收數(shù)據(jù)(步驟21)。被接收數(shù)據(jù)被分為每個最大重復(fù)數(shù)+1個數(shù)據(jù)，并且正極性數(shù)據(jù)的個數(shù)和負(fù)極性數(shù)據(jù)的個數(shù)由各自的計數(shù)器11和12計數(shù)(步驟22)。當(dāng)所使用的信息比特速率例如是B、B/2和B/22時，這種情況中的最大重復(fù)數(shù)為3。差的絕對值以計數(shù)器11和12的計數(shù)器值中獲得(步驟23)。在這種情況下，以一種硬檢測編碼，一個正極性和一個負(fù)極性被分別定義為1和0。而以一種軟檢測編碼，一個正極性和一個負(fù)極性被分別定義為正值和負(fù)值。因為對每組最大重復(fù)數(shù)+1的數(shù)據(jù)都計算所述差的絕對值，所以獲得了被計算值的平均值(步驟24)。將所述差的絕對值的平均值與最大重復(fù)數(shù)+1的數(shù)據(jù)的組中每個數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，并假設(shè)最可能的值是相應(yīng)幀中的重復(fù)數(shù)(步驟25)。當(dāng)正極性數(shù)據(jù)的數(shù)量與負(fù)極性數(shù)據(jù)的數(shù)量之間的差的絕對值的平均值例如為2.3時，重復(fù)數(shù)被確定為1，因為該值最接近作為重復(fù)數(shù)+1的候選者1、2和4中的2。這些能從下列的邏輯中得到理解。假設(shè)實際的重復(fù)數(shù)是1，并且相同的數(shù)據(jù)已被發(fā)送兩次，在這種情況下，如果在加到各信道上的比特中一直沒有比特差錯，則具有下列四種模式(假設(shè)在這種情況中最大重復(fù)數(shù)為3)(0000)、(0011)、(1100)和(1111)，按這四種模式，四個數(shù)據(jù)被分開。這樣，正極性數(shù)據(jù)和負(fù)極性數(shù)據(jù)之間的差的絕對值分別是4、0、0和4，而這些值的平均值成為2.0。在本實施例中，對于作為信息數(shù)據(jù)的被編碼數(shù)據(jù)中的兩個值，當(dāng)0和1出現(xiàn)的概率相同時，檢測的仍然性得到改善。所述信息數(shù)據(jù)已被差錯校正編碼(圖2中的(ii))。因此，在差錯校正編碼之后，這種方法最適合應(yīng)用于信息數(shù)據(jù)或具有上述特征的差錯校正編碼數(shù)據(jù)，或應(yīng)用于具有更好的0和1出現(xiàn)的概率的平衡的加密數(shù)據(jù)。根據(jù)在上述過程中已獲得的一重復(fù)數(shù)，確定一比特速率，并且由維特比譯碼器16對被編碼數(shù)據(jù)進(jìn)行維特比譯碼，以獲得被譯碼的數(shù)據(jù)(步驟26)。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明實施例，通過利用數(shù)據(jù)被重復(fù)的特征檢測可變比特速率通信的比特速率是可能的。
正如從上述實施例所清楚看到的，按照本發(fā)明，在根據(jù)數(shù)據(jù)的重復(fù)已對比特速率作出估算以后，僅就被估算的比特速率對數(shù)據(jù)進(jìn)行維特比譯碼。因此，能夠防止處理量方面的增加，具有能在由電池驅(qū)動的移動終端中限制功率消耗增加的效果。
上述的實施例僅示出了通過利用數(shù)據(jù)被重復(fù)的特征檢測比特速率的方法的一個實例，因此，不必說，根據(jù)考慮的類似方法檢測比特速率的其它改進(jìn)的方法也是能夠使用的。
權(quán)利要求
1.一種在可變比特速率通信系統(tǒng)中檢測信息數(shù)據(jù)的比特速率的方法，所述系統(tǒng)包括一個發(fā)射機(jī)和一個接收機(jī)，用于借助于各幀發(fā)送信息數(shù)據(jù)，其中每幀中的比特速率以B/2n變化，此時n是0或一個正整數(shù)，而B為包含在一幀中信息數(shù)據(jù)的最大數(shù)量，該方法的特征在于包括下列步驟，在發(fā)射機(jī)中對信息數(shù)據(jù)執(zhí)行卷積編碼，以便執(zhí)行該信息數(shù)據(jù)的差錯校正；重復(fù)被卷積編碼的信息數(shù)據(jù)(2n-1)次，此時n為正整數(shù)，以便被重復(fù)的已卷積編碼的數(shù)據(jù)的數(shù)量變得與當(dāng)B個信息數(shù)據(jù)被卷積編碼時所獲得的數(shù)據(jù)的數(shù)量相同，和當(dāng)n為零時，按照具有所述已卷積編碼的信息數(shù)據(jù)的發(fā)送數(shù)據(jù)發(fā)送，或者當(dāng)n為一個正整數(shù)時，按照具有所述被重復(fù)安排的已卷積編碼的信息數(shù)據(jù)的發(fā)送數(shù)據(jù)發(fā)送，和在接收機(jī)中接收所述發(fā)送數(shù)據(jù)；根據(jù)所述被接收的發(fā)送數(shù)據(jù)的重復(fù)特征，從接收的發(fā)送中檢測信息數(shù)據(jù)的比特速率；和根據(jù)檢測的比特速率對所述發(fā)送數(shù)據(jù)執(zhí)行維特比譯碼。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，根據(jù)具有同一極性的數(shù)據(jù)的持續(xù)次數(shù)的一個平均值，通過數(shù)據(jù)的重復(fù)次數(shù)估算所述的重復(fù)特征。
3.一種在可變比特速率通信系統(tǒng)中檢測所構(gòu)成的信息數(shù)據(jù)的比特速率的裝置，其特征在于包括用于把接收的發(fā)送數(shù)據(jù)分成多個數(shù)據(jù)組的裝置，每個組包括最大重復(fù)數(shù)加1個數(shù)據(jù);用于對包括在所述數(shù)據(jù)組中具有正極性的數(shù)據(jù)和具有負(fù)極性的數(shù)據(jù)的計數(shù)的裝置;用于獲得所述具有正極性的被計數(shù)數(shù)據(jù)的數(shù)量與所述具有負(fù)極性的被計數(shù)數(shù)據(jù)的數(shù)量之間的差的一個絕對值的裝置;用于獲得所述幀中所述絕對值的一個平均值的裝置;用于把所述平均值與一個可能的重復(fù)數(shù)加1比較并檢測一個最可能重復(fù)數(shù)的裝置;和用于根據(jù)所述最可能重復(fù)數(shù)確定幀中一個最可能比特速率的裝置。
全文摘要
可變比特速率通信當(dāng)最大信息比特速率B時每幀比特速率以B/文檔編號H04J3/22GK1102921SQ9410786
公開日1995年5月24日 申請日期1994年7月15日 優(yōu)先權(quán)日1993年7月16日
發(fā)明者淺野延夫, 加藤修 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社