專利名稱：數(shù)字調(diào)制無線電信號的同時解調(diào)及譯碼的制作方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明總的來說涉及對數(shù)字調(diào)制無線電信號、例如蜂窩無線電話信號同時進(jìn)行解調(diào)和譯碼的方法和設(shè)備。
合并的調(diào)制和編碼及其相反過程的解調(diào)和譯碼一直是與Ungerboeck的出版物有關(guān)的一項技術(shù)。所謂的Ungerboeck編碼可用來將傳輸?shù)臄?shù)據(jù)位編碼成為一系列無線電信號的相位改變。通常會觀察到每發(fā)送數(shù)據(jù)位多于一次的相位改變，并且每次相位改變與一個以上的數(shù)據(jù)位有關(guān)。解調(diào)和譯碼這種信號需要對在發(fā)射機(jī)處的位編碼序列進(jìn)行假定、利用編碼過程的模型來預(yù)測在相應(yīng)于每一假定的接收機(jī)處應(yīng)觀察到怎樣的相位改變，以及將實際接收的信號與假定的信號作比較來確定失配并由此累積符合和違背每一假定的“表決”。將以大多數(shù)表決結(jié)果的假定序列認(rèn)為是發(fā)送的序列。
與Ungerboeck編碼有關(guān)的一個問題是將數(shù)據(jù)編碼成為一系列順序的信號變化。在衰落信道中，衰落會消除整個系列的這種信號變化，即消除了整個數(shù)據(jù)位。這種非交織編碼甚至不能夠越過短的衰落。
為了對付衰落，就需要采用交織技術(shù)，以便出自編碼器的相鄰符號在時間上隔開相當(dāng)大地進(jìn)行發(fā)送，于是當(dāng)在譯碼器處再排列時，進(jìn)入該譯碼器的相鄰符號已經(jīng)是來自不在同一衰落區(qū)中的各信號段。在接收機(jī)處去交織之后，衰落將在時間上擴(kuò)散開來，所以差錯不是成群的。遺憾的是由于Ungerboeck譯碼器的復(fù)雜性指數(shù)地取決于編碼在符號方面所占據(jù)的總時間，所以交織編碼信號的Ungerboeck譯碼器通常過于復(fù)雜，不能考慮。
用于編碼、交織和調(diào)制信號的另一常規(guī)技術(shù)是單獨解調(diào)，后跟去交織和單獨譯碼。當(dāng)傳輸信道有時間色散、即有發(fā)送信號的延遲回波的缺點時，可以使用均衡器來獲得足夠好的解調(diào)性能。順序最大似然均衡器、例如在1992年6月8日申請的題目為“自適最大似然解調(diào)器”的美國專利申請07/894933和1992年10月22日申請的題目為“雙向解調(diào)”的美國專利申請07/965848中描述的順序最大似然衡器，具有復(fù)雜性指數(shù)地取決于回波延遲了多少個符號。這兩篇美國專利申請在此作為參考文獻(xiàn)。這種均衡器能夠提供“軟”而不是“硬”判決，在去交織之后，“軟”判決提供給糾錯譯碼器。卷積碼的糾錯譯碼器也具有指數(shù)地依賴于代碼約束長度的復(fù)雜性。
即使使用了提供軟判決的均衡器，分開的解調(diào)和譯碼的缺點是解調(diào)器的性能在低的信噪比下會變壞。這種情況尤其在時變信道中出現(xiàn)。在這種信道中，信號的相位被例如多普勒效應(yīng)和多徑傳播所惡化。對于這種信道，會要求通過從一個符號周期到下一個符號周期差分地改變無線電信號的相位來將數(shù)據(jù)調(diào)制在該無線電信號上，因此可以通過比較僅隔開一個符號周期的信號值來解調(diào)該數(shù)據(jù)，一個符號周期足夠短，因此信道相位在此期間變化輕微。遺憾的是為了確定使用差分調(diào)制時的發(fā)送符號，在將一個有噪聲的接收信號值與另一個有噪聲的信號值作比較時通常有大約3db的損失。當(dāng)使用常規(guī)的分開的解調(diào)和譯碼處理時，這一損失在跟隨解調(diào)處理的糾錯譯碼處理中不能被恢復(fù)。
常規(guī)的分開的解調(diào)和譯碼的另一不足是獨立的解調(diào)器會因噪聲而出錯，將錯誤的位序列選為“最佳”輸出。這一單個差錯事件一旦去交織就變成了若干個單獨的位差錯事件，所以糾錯譯碼器現(xiàn)在不得不應(yīng)付更大量的差錯。因此，后面跟有去交織的最大似然解調(diào)器、即最大似然卷積譯碼器的性能會降低。
因此需要將檢錯/糾錯譯碼器的處理和解調(diào)處理合并到單個的最大似然解調(diào)器之中，以便能夠利用譯碼協(xié)助解調(diào)來避免噪聲造成的差錯。
發(fā)明概要普通解調(diào)和譯碼方法及系統(tǒng)的這些及其它問題、缺陷和局限性可用本發(fā)明的方法和系統(tǒng)來克服。在本發(fā)明中，要發(fā)送的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流首先用例如卷積編碼進(jìn)行糾錯編碼。然后按照交織算法在時間上對這些編碼數(shù)據(jù)位進(jìn)行排列，該交織算法還能夠給接收機(jī)插入有限數(shù)目的預(yù)先知道的符號，例如同步符號。編碼和交錯的數(shù)據(jù)位然后調(diào)制在可以按照脈沖串方式發(fā)送的無線電信號上。
發(fā)明的解調(diào)器包括假定數(shù)據(jù)位序列的Viterbi最大長度序列估計器。借助于編碼和調(diào)制處理(編碼調(diào)制處理)的模型來預(yù)測應(yīng)當(dāng)被觀察的無線電信號樣值(“符號”)。將這些無線電信號樣值與實際接收的復(fù)信號波形比較并計算失配。ViterbiMLSE裝置然后確定給出最低失配的數(shù)據(jù)位假定，并輸出這一假定。根據(jù)本發(fā)明的示范性實施例的解調(diào)處理首先計算與已知符號相鄰的符號的失配，并將這些失配累計為所假定符號序列的總失配或路徑量度。這一處理在此被稱為“解調(diào)符號”。已知的符號例如可以是同步符號。
當(dāng)在各已知符號后相鄰的所有位置都已被計算，譯碼器就能夠開始形成糾錯的數(shù)據(jù)，于是現(xiàn)在就能夠相當(dāng)肯定地將該首先被譯碼的符號看作是已知符號。然后繼續(xù)該處理，將該符號看作已知的符號，用其協(xié)助對鄰近符號的譯碼解調(diào)。這又產(chǎn)生另一個糾錯的數(shù)據(jù)符號，如此這般，直到全部數(shù)據(jù)都被譯碼為止。這一處理部分地基于接收機(jī)對各符號在發(fā)送數(shù)據(jù)流中的放置順序的了解以及關(guān)于任何已知同步符號的放置、即交織方式的知識。在此將詳細(xì)描述用于實現(xiàn)譯碼解調(diào)的發(fā)送交織格式的選取。
根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)的另一優(yōu)點在于能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行差分調(diào)制，即能夠按照兩信號波形點之間的過渡而不是按照波形的絕對值對數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，而不引起通常的3dB微分損失。差分而不是絕對(相干)調(diào)制是在幾個符號的間距內(nèi)迅速變化的無線電信道所需要的，這種信道將對相干解調(diào)造成妨礙。本發(fā)明為差分調(diào)制的時變信道提供了便利，沒有通常的3dB性能損失的缺點。公開了對角線交織、編碼和差分調(diào)制的信號格式，這種格式能夠補(bǔ)償至少一半和直至全部的3dB差分調(diào)制損失。
附圖概述閱讀以下結(jié)合附圖的詳細(xì)描述，將更容易理解本發(fā)明的上述及其它目的、特征和優(yōu)點，其中

圖1表示根據(jù)本發(fā)明的示范實施例的信號傳輸格式；圖2(a)是表示產(chǎn)生諸如圖1信號的信號的發(fā)射機(jī)方框圖；圖2(b)表示可被用于圖2(a)的發(fā)射機(jī)的示范性1/3比率編碼器；圖3是表示譯碼諸如圖1所示信號的接收信號的接收機(jī)方框圖；圖4表示在圖3中實施的示范性譯碼解調(diào)過程的更詳細(xì)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)；圖5表示動態(tài)地計算基準(zhǔn)矢量的改進(jìn)內(nèi)部結(jié)構(gòu)；圖6表示塊對角線交織和差分調(diào)制的二進(jìn)制傳輸格式；圖7(a)和7(b)給出按照本發(fā)明的示范性多路傳送方法的流程圖；圖8表示跳過未編碼符號的差分調(diào)制的改進(jìn)。
詳細(xì)描述參看圖1，要傳送給接收機(jī)的一些未知編碼符號用“U”來標(biāo)記，并與一些標(biāo)記為“K”的已知符號進(jìn)行交織。將符號表示為分散在假定的“時分多址接入(TDMA)”傳輸系統(tǒng)內(nèi)的若干脈沖串之間，但這只是示范性的，本發(fā)明可以等同地應(yīng)用于連續(xù)的(例如FDMA或CDMA)以及脈沖串方式的傳輸。
作為例子，一個40毫秒的TDMA幀包含300個符號周期，并被分成三個時隙。將發(fā)送約100個符號的每幀的一個時隙分配一個無線電發(fā)射機(jī)。發(fā)送脈沖串開始和結(jié)束處的一些符號周期保留作為加電斷電的瞬變過渡斜坡，因此不用于數(shù)據(jù)傳輸。圖1中編號為1至4的脈沖串表示在連續(xù)的40毫秒的TDMA幀中分配給同一發(fā)射機(jī)的相應(yīng)時隙。
另外可以使用在1994年1月11日申請的、題為“TDMA/FDMA/CDMA混合無線電接入方法”的美國專利申請08/179954中描述的混合TDMA/FDMA接入格式，該申請的內(nèi)容在此用作參考。在這一接入格式中，每一發(fā)射機(jī)在三個時隙的兩個時隙中進(jìn)行發(fā)送，使得在任何的時隙中有兩次傳輸重疊。但是，為了避免相互干擾，當(dāng)在時間方面重疊時，兩臺同時發(fā)送設(shè)備分別使用所分配頻率信道頻譜的上和下半段。如果使用這種接入格式，則圖1中使用的記號(脈沖串1、脈沖串2)將分別表示在利用下半段信道頻譜的三個時隙的第一個時隙內(nèi)的發(fā)射機(jī)的傳輸和在利用上半段信道頻譜的第二個時隙內(nèi)的傳輸。脈沖串3、脈沖串4于是將表示在隨后的40毫秒的TDMA幀內(nèi)的相同的情況。
所希望的目標(biāo)例如是將每脈沖串100個符號周期中的90個指定給數(shù)據(jù)傳輸?shù)?0％的有效傳輸格式。圖1表示在每一脈沖串中用作同步符號的4個符號K而每脈沖串其余的6個符號周期則用于每一個為三個符號持續(xù)時間的上和下斜坡。已知符號不是成串的，因為對于在一些符號的間距內(nèi)能夠變化的信道，這樣做是無益的。而由于下述的理由，未知數(shù)據(jù)符號被仔細(xì)地放置在已知符號之間。
使用差分調(diào)制以便通過在一個符號周期內(nèi)改變載波的相位將一些符號加到其上。例如，可以采用稱為Pi/4-DQPSK的調(diào)制方案，在該調(diào)制方案中，相位變化是4個值+/-45或+/-135度之一，于是編碼了兩個信息位。
當(dāng)知道了符號，從而也知道了相位變化時，在開始和結(jié)束的信號矢量之間就存在已知的關(guān)系。通過將在已知符號開始處接收的矢量旋轉(zhuǎn)該已知的值，就能夠?qū)⑵渑c接到的并建設(shè)性地與其相加的結(jié)束矢量值對齊，于是將合成矢量的信噪比提高了3dB。這一改善的結(jié)束矢量便是隨后未知符號的開始矢量，于是信噪比的改善允許通過與假定符號進(jìn)行比較，更可靠地確定未知符號。
如果在未知符號之后的符號也是已知符號，就可以方向相反地遵守相同的步驟以便在第二同步符號的開始/未知符號的結(jié)束時確定相位。由于未知符號的開始和結(jié)束矢量都具有高3dB的SNR，所以這直接轉(zhuǎn)化為未知符號解調(diào)中的3dB改善。以下用數(shù)學(xué)方式對此進(jìn)行說明設(shè)Z(i-1)為在第一已知符號開始處被取樣的信號的復(fù)值；設(shè)Z(i)為在第一已知符號結(jié)束和未知數(shù)據(jù)符號開始處的樣值；設(shè)由該第一已知符號產(chǎn)生的已知差分相位旋轉(zhuǎn)為θ1；則U(i)＝(Z(i-1)Exp(j·θ1)+Z(i)/2就是在該未知符號開始處信號矢量的較好估算值。
設(shè)Z(i+1)為在該未知符號結(jié)束和第二已知符號開始處的信號矢量，設(shè)Z(i+2)為在該第二已知符號結(jié)束處的信號矢量；設(shè)由該第二已知符號產(chǎn)生的已知差分相位旋轉(zhuǎn)為θ2；則U(i+1)＝(Z(i+1)+Z(i+2)Exp(-j·θ2)/2就是在該未知符號結(jié)束處信號矢量的較好估值。
因此該未知符號的改進(jìn)估值是U(i+1)U*(i)這里的*表示復(fù)數(shù)共軛，實數(shù)和虛數(shù)部分分別產(chǎn)生四元符號的兩位的軟值。在圖4所示的卷積譯碼處理中利用合適的定標(biāo)來使用這些軟值。在描述圖4之前將分別利用圖2(a)、2(b)描述示范性的發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的方框圖。
參看圖2(a)，要發(fā)送的模擬語音信號被低位速率語音編碼器20變換為數(shù)字位流。該編碼器例如可以包括后面跟有剩余激勵線性預(yù)測編碼器(RELP)、自適應(yīng)增量PCM(ADPCM)、矢量碼本激勵線性預(yù)測(VSELP)或類似電路的8千樣值/秒PCM模-數(shù)變換器。編碼器20將語音變換為低位速率，同時保留包括例如背景聲的如實再現(xiàn)的主觀質(zhì)量。
編碼器20產(chǎn)生的各個位通常不是對覺察的語音質(zhì)量都有相同重要的影響。因此可以根據(jù)它們的聽覺重要性對這些位進(jìn)行分類，以便糾錯編碼器21能夠最有效地完成其作用。
糾錯編碼器21能夠產(chǎn)生比輸入位多的輸出位來為傳輸提供冗余。還有，輸出位是多個輸入位的函數(shù)，反過來，每一輸入位影響多個輸出位，所以在傳輸時一個輸出位的丟失不一定意味著一信息位的丟失。用作編碼器21的示范性編碼器是收縮卷積編碼器。卷積編碼器包括傳遞輸入數(shù)據(jù)位的長L位的移位寄存器。該寄存器的第一組抽頭選擇一些延遲位并利用“異或”操作組合它們來產(chǎn)生第一編碼位或奇偶校驗位P1。第二組抽頭選擇延遲位的不同組合來產(chǎn)生P2，依此類推。如果對于每一輸入數(shù)據(jù)位所產(chǎn)生的奇偶校驗位的總數(shù)是N，則該編碼器就稱為速率1/N編碼器。例如，如果對于被移入的每一輸入位產(chǎn)生兩個奇偶校驗位，編碼器就是“半速率”編碼器。給定的輸入位能夠影響一個以上的P1或P2，并因此影響幾個發(fā)送位?？扇缦碌赜嬎闶苡绊懳坏膫€數(shù)如果P1是N1個寄存器抽頭的組合，則當(dāng)給定的數(shù)據(jù)位通過所使用的抽頭時將有N1P1個值受到影響。如果P2利用N2個抽頭來產(chǎn)生，則N2P2個值將受到給定數(shù)據(jù)位的影響。因此共有N1+N2個輸出值依賴于每一輸入位。
收縮卷積碼能夠為具有不同聽覺重要性的編碼語音位提供不同等級的保護(hù)量?？杉俣ūＷo(hù)量的等級正比于依賴于該語音位的發(fā)送編碼器輸出位的個數(shù)。通過按照刪除或“收縮”策略不發(fā)送某些奇偶校驗位P1、P2、P3……可以改變這一保護(hù)等級。例如，如果在某一寄存器移位后只有P1被發(fā)送，則依賴于利用寄存器抽頭選取的N1個輸入位的輸出位的個數(shù)就減少了1。N1個輸入位于是接受略弱一些的保護(hù)。這可用于具有略低的聽覺重要性的位。相反地，如果計算依賴于N3個寄存器抽頭的第三奇偶校驗位P3但通常不將其發(fā)送，就可以在每當(dāng)需要給予N3個輸入語音位更強(qiáng)的保護(hù)時附加地發(fā)送P3。因此，通過在某些時候不發(fā)送某些奇偶校驗位和在其它時候發(fā)送額外的奇偶校驗位，就能夠在仍然發(fā)送相同總數(shù)的發(fā)送位的時候，為不同的輸入位提供連續(xù)地漸次變化的誤差保護(hù)等級?？梢园凑账峁┑谋Ｗo(hù)(即按照依賴于每一輸入位的發(fā)送位的個數(shù))對保護(hù)等級進(jìn)行分類，然后將其安排給按照聽覺重要性順序被分類的語音位。以下將更詳細(xì)地描述根據(jù)本發(fā)明一示范性實施例的收縮卷積編碼。
當(dāng)語音被用先進(jìn)的低位速率技術(shù)進(jìn)行數(shù)字化時，不是全部的位都具有等同的聽覺重要性。因此在衰落無線電信道中發(fā)送數(shù)字語音時，根據(jù)各個位的聽覺重要性，為其配上糾錯編碼保護(hù)的等級，就會是對帶寬的最佳利用。
例如，假設(shè)可以使用速率1/3、1/2和2/3的編碼以及可以不編碼(速率1)，還假設(shè)對于每40毫秒的傳輸需要將163位編碼為288位。
分別用a、b、c和d表示利用速率1/3、1/2、2/3和1所編碼的位，有以下方程組a+b+c+d＝163
3a+2b+1.5c+d＝288因此2a+b+0.5c＝125假設(shè)只有最高有效位的11位需要速率1/3的最大程度的保護(hù)，即a＝11；于是b+0.5c＝103或2b+c＝206因此，如果c＝0，則速率1/2編碼位的絕對最大數(shù)b是103。于是存在以下可能性a b cd111032491110224811101447111006461154 980對于“a”的不同值存在其它可能性?！癮”的最大可能值是62，這時有a bcd620299如果99個未編碼位中的一些位在聽覺方面過于重要而不能允許不進(jìn)行編碼(即8-10％BER)，則可以通過例如將“a”位變換為“b”位來減小“a”6114976026955938933131 64 37或者36363457353638543436425133364648 ……(1)等等。后一種可能性也許表示了各位在4種可能的保護(hù)等級之間的最均勻分布。
可以設(shè)想應(yīng)用上述不同的保護(hù)等級的許多不同的方法。例如，如果采用卷積編碼，就非常需要避免尾位的額外開銷。可以利用連續(xù)卷積編碼/譯碼或通過截尾來避免尾位。
行(1)所示位分配的后一例子將用來描述連續(xù)卷積編碼。在該例子中要對每40毫秒33個位進(jìn)行速率1/3保護(hù)。各40毫秒語音幀的33個位被串聯(lián)在一起構(gòu)成到達(dá)最佳速率1/3卷積編碼器的連續(xù)輸入位流。該編碼器輸出的每40毫秒99個位都在傳輸?shù)腡DMA脈沖串內(nèi)和在脈沖串之間予以交織。該交織只應(yīng)受到可容許的語音延遲的限制。
同樣地，把速率1/2保護(hù)的各幀的36個位連在一起構(gòu)成輸入給最佳速率1/2編碼器的連續(xù)位流。每40毫秒72個位的輸出在幀內(nèi)和在幀之間與其它編碼器輸出位進(jìn)行交織。
將46個速率2/3保護(hù)的位與類似的塊連在一起構(gòu)成輸入給產(chǎn)生每40毫秒69位的輸出的速率2/3編碼器的位流。這些位也與連帶48個位/40毫秒的未編碼信息的先前編碼器輸出進(jìn)行交織，共產(chǎn)生所發(fā)送的每40毫秒88個位。
無CRC的該方法的一潛在不足是速率1/3譯碼器在已從下一幀接收到一些位來清倉(flush)譯碼器之前例如它不能夠保證它已正確地譯碼了33個位的組。于是會在接收機(jī)處造成額外延遲。這種額外延遲可以通過只是利用相應(yīng)于最好度量(它可以不是最佳的)的位、或者通過增加對于每一維特比(Viterbi)狀態(tài)進(jìn)行校驗，以便給出正確狀態(tài)的更確定表示的CRC(這遺憾地增加了額外開銷，并降低了可能的編碼保護(hù)的等級)，或通過以下描述的“截尾”來加以避免。
根據(jù)本發(fā)明的采用截尾卷積編碼的另一示范性實施例，進(jìn)行速率1/3編碼的33個位被認(rèn)為以閉圓的方式進(jìn)行排列。例如，約束長度6的卷積編碼器將利用位0至5進(jìn)行啟動，并根據(jù)這些位產(chǎn)生3個編碼位。這一過程將沿該閉圓移動一個階段以便利用位1至6來產(chǎn)生另外3個位，依此類推，直到產(chǎn)生了99個輸出位為止，最后3個位取決于位31和位0至4。而后這99個位與其它截尾編碼器的輸出及未編碼位進(jìn)行交織以產(chǎn)生每40毫秒共288個位的幀。譯碼器按照相同的方式對以圓方式排列的接收的99個編碼位進(jìn)行譯碼、環(huán)繞地繼續(xù)譯碼直到所有位都已譯碼為止，并略微超出地譯碼直到第二次譯碼的位與第一圈譯碼的位一致。因此利用截尾就能夠結(jié)束譯碼，不必等待接收下一幀。
實際上，截尾編碼器是分塊編碼的一種形式，但在漢明(Hamming)距離的意義上它可以不是最佳的。當(dāng)然，33個位的塊應(yīng)當(dāng)利用最佳(99，33)分塊碼編碼為99個位。但截尾和卷積譯碼器的實現(xiàn)比大的分塊編碼器和譯碼器要簡單。
已描述了利用收縮卷積編碼和譯碼實現(xiàn)多速率編碼的示范性方法，現(xiàn)在說明通過對不同的速率進(jìn)行智能交織，即使“未編碼”位的誤碼率也可被顯著降低。卷積編碼器在原理上由對待編碼的位進(jìn)行移位的抽頭移位寄存器組成。在每次移位時，對第一組抽頭進(jìn)行“異或”運算來產(chǎn)生第一編碼位，對第二組抽頭進(jìn)行“異或”運算來產(chǎn)生第二編碼位，依此類推，直到所需的冗余量(即速率的倒數(shù))。約束長度6、速率1/3的編碼器如圖2(b)所示。
可以確定，在圖2(b)所示的瞬間，輸出位可如下地求出P11＝B1+B2+B3+B5+B6P12＝B1+B4+B5
P13＝B1+B2+B4+B6在隨后的時刻，輸出位可如下地求出P21＝B2+B3+B4+B6+B7P22＝B2+B5+B6P23＝B2+B3+B5+B7P31＝B3+B4+B5+B7+B8P32＝B3+B6+B7P33＝B3+B4+B6+B8等等。
在順序的寄存器移位i＝1，2，3等時，被發(fā)送的位Pij可如下地排列成3行j＝1，2，3P11P21 P31 P41P51 P61…P12P22 P32 P42P52 P62…P13P23 P33 P43P53 P63…例如在B7移過編碼移位寄存器時受其影響的其中那些位可用在該3×6矩陣的適當(dāng)單元內(nèi)的交叉來表示X XX X XX X XXX X X因此例如B6這樣的任何位影響了等于以上交叉數(shù)的一些發(fā)送位，即12個位。譯碼B6的錯誤因此將造成該12個接收位和它們相應(yīng)的期望值之間的不一致，于是不太可能產(chǎn)生錯誤。
即使不是全部受到B6影響的12個Pij都被發(fā)送，顯然誤碼率的降低也仍然是很大的。例如，如果P11、P22和P33不被發(fā)送，它們都依賴于B6，則依賴于B6的發(fā)送位的數(shù)目將是9而不是12。與此同時，依賴于B1的發(fā)送位的數(shù)目減少為11，依賴于B2的為10，依賴于B3的為10，依賴于B4的為11，依賴于B5的為10。
一般來說，通過把刪除依賴于B6的發(fā)送位作為目標(biāo)，就可以在造成對于相鄰位的較小的編碼保護(hù)損失，同時減少對于B6的編碼量。給予利用這種收縮碼編碼的每一數(shù)據(jù)位的保護(hù)最終與依賴于該位的發(fā)送位的數(shù)目有關(guān)，所以數(shù)據(jù)位可以用于具備相應(yīng)聽覺重要性的語音位。
如果采用刪除的規(guī)則形式，例如通過在每一列中刪除三個Pij中的一個Pij，就產(chǎn)生了速率1/2碼。被刪除的P位不必總是在同一行，但可以是允許根據(jù)規(guī)則收縮形式。
同樣地，通過從半列中刪除兩個P位和從另外半列中刪除一個P位，便能夠產(chǎn)生速率2/3碼，因此對于每兩次編碼寄存器移位發(fā)送了3個位。通過在每一列中除一個P位外刪除所有位能夠產(chǎn)生速率1編碼。但是，應(yīng)當(dāng)指出，依賴于給定數(shù)據(jù)位的發(fā)送位的數(shù)目不會被減小為1，因為這是根本不進(jìn)行編碼的情況。
例如，如果被發(fā)送的位是P11，P22，P23、P41，P53，P62，P71，P82，P93等，則B6將影響6個發(fā)送位。如果這些位與無線電傳輸格式的不同的TDMA幀或跳頻進(jìn)行交織、或者與在同一幀或跳頻內(nèi)的衰落基本上不相關(guān)的不同位置進(jìn)行交織，則不增大發(fā)送位的數(shù)目也將能夠獲得B6抗衰落的保護(hù)量度。可以仍采用維特比最大似然序列估算器，來譯碼這種“速率1”碼。
由于瑞利衰落噪聲對給定譯碼位的量度的貢獻(xiàn)之和根據(jù)中心極限定理必需以相同的均方差完全地逼近高斯噪聲，所以這種具有長約束長度的速率1碼的潛在優(yōu)點是將給出與靜止信道相同的瑞利衰落信道的位誤碼率。不擴(kuò)展帶寬而能夠給出增益的這種編碼是本發(fā)明一新穎的方面。為了有效地進(jìn)行操作，這種“速率1”編碼的位應(yīng)當(dāng)與更重的編碼位鄰接，一般來說，本發(fā)明通過交織具有不同編碼量的位產(chǎn)生了連續(xù)的編碼保護(hù)范圍。這一點不同于采用收縮卷積碼的已有技術(shù)，已有技術(shù)通常將所有速率1/3編碼位歸在一起、將速率1/2編碼位歸在一起等，根本不對“未編碼位”進(jìn)行編碼。
但是，根據(jù)這一示范性實施例，選擇了交替地發(fā)送最重編碼位的全部奇偶校驗和省略較輕編碼位的一個或多個奇偶校驗位的收縮形式。例如，可以按照序列3，3，2，3，2，1，2，3，2，3，1，1，2，1，2，2，3等選取每一移位進(jìn)入編碼寄存器的待編碼的新位的發(fā)送奇偶校驗的數(shù)目。給定了這樣的收縮形式之后，就可以計算依賴于每一原始信息位的被發(fā)送奇偶校驗的數(shù)目。
例如，信息位1可影響12個發(fā)送奇偶校驗；信息位2可影響10個發(fā)送奇偶校驗；信息位3可影響7個發(fā)送奇偶校驗；信息位4可影響11個發(fā)送奇偶校驗；信息位5可影響9個發(fā)送奇偶校驗；等等。
再根據(jù)這一示范性實施例，這些位按照有多少發(fā)送奇偶校驗依賴于它們來進(jìn)行分類，例如，得到了以下的表影響12 11 10 98 7 6 5 4 3 2 1奇偶校驗的位b1 b4 b2 b5 b3b6 b9 b7 b10 b8b11 b14 b13 b15 b12 b16b21 b12 b17 b23 b20 b25b24 b18 b22 b28 b27等等。
在以上的表中假定產(chǎn)生了僅6級的冗余，即信息位對不少于7和不大于12個奇偶校驗有影響。但是，這并不意味著隱含一種限制，只是在實際上這樣的任選范圍可以滿足需要。
再根據(jù)這一示范性實施例，由語音數(shù)字化過程所產(chǎn)生的信息位按照它們的聽覺重要性、即按照當(dāng)某一位出錯時它對聽者造成怎樣的干擾來進(jìn)行分類。這可以在設(shè)計過程期間預(yù)先確定，最好利用各講話者和收聽者根據(jù)主觀收聽效果測試來確定。假定當(dāng)用C1，C2，C3等表示的語音編碼器的各個位按照從最高重要性至最低重要性的聽覺重要性進(jìn)行分類時，這種收聽測試產(chǎn)生如下結(jié)果C1，C8，C10，C2，C7，C11，C12，C4，C5，C3，C6，C23，C34，C15，C9……示范性編碼系統(tǒng)現(xiàn)在把第一組的C個位(即在聽覺上最重要的位)分配給影響最大個數(shù)的奇偶校驗(例如12)的b個位，因此在上述例子中C1，C8，C10，C2和C7將用b1，b6，b11，b21和b24來表示。
然后一旦位分配過程包括了影響12個奇偶校驗的位數(shù)，就將在下一重要性順序中的語音位分配給影響11個奇偶校驗的那些位，因此語音位C11，C12，C4，C5和C3將通過糾錯編碼處理用b4，b9，b14，b12和b18來表示。繼續(xù)該過程以便將具有逐漸較低重要性的語音位分配給影響逐漸較少發(fā)送奇偶校驗的b個位。
上述收縮編碼的示范性實施例于是在最需要之處集中了編碼的功效，但將語音位變換成為比已有技術(shù)的系統(tǒng)考慮到了更加連續(xù)的編碼保護(hù)范圍的編碼位，已有技術(shù)的系統(tǒng)簡單地將位分成應(yīng)當(dāng)利用速率1/3編碼進(jìn)行保護(hù)的位，應(yīng)當(dāng)利用速率1/2編碼進(jìn)行保護(hù)的位和根據(jù)不應(yīng)被編碼的位。尤其是根據(jù)該示范性實施例，可以看出不需要只影響一個發(fā)送位的任何語音位。
最有效地實施該示范性實施例的更嚴(yán)格的設(shè)計過程涉及到模仿包括交織、調(diào)制、傳輸信道不完美、噪聲以及干擾的編碼位的傳輸。對許多傳輸幀進(jìn)行模仿，并對每一編碼信息位b1，b2，b3等計算平均誤差概率。然后按照從最小平均誤碼率到最大平均誤碼率地對這些位進(jìn)行分類，將具有最小誤差概率的那些位分配來表示具有最大聽覺重要性的語音編碼器的輸出位，如此進(jìn)行下去直到將在聽覺上最不重要的位分配給認(rèn)為最經(jīng)常出錯的編碼位。
再回頭參看圖2(a)，在糾錯編碼之后，交織器22使編碼器的輸出位在時間上分散開來。交織器22確保出自糾錯編碼器21的相鄰位不被利用無線電相鄰地發(fā)送，以便避免將增大丟失依賴于特定語音位的所有被發(fā)送位的危險的錯誤的集中，即妨礙了該語音位被恢復(fù)。此外，可以根據(jù)利用圖1描述的原理來選擇交織模式，即出自編碼器21的最初的位被放在已知位(例如同步位)的鄰近(最好在已知位之間)，在這些位置放完之后，出自編碼器21的下一個位放在該最初的位的鄰近，依此類推。因為一塊M.N數(shù)據(jù)位被放在M幀的一塊內(nèi)，所以這種交織器稱為分塊交錯器。
但是，采用所謂對角交織器或塊對角交織器也是有利的。塊對角交織器可用于Pi/4-DQPSK四元調(diào)制，這種調(diào)制每發(fā)送符號攜帶兩個編碼數(shù)據(jù)位，在M＝2個幀內(nèi)進(jìn)行對角交錯。如果一符號的兩個位被表示為“奇數(shù)”和“偶數(shù)”位，則將一組編碼位安排在M個幀的第一個幀的偶數(shù)位和M個幀的第二個幀的奇數(shù)位上會是有利的。然后將下一組編碼位安排在該第二個幀的偶數(shù)位和下一個幀的奇數(shù)位上，依此類推。
交織器22可包括存有一個或兩個幀的編碼語音位的緩沖存儲器，它把前面一語音幀的一半編碼位與當(dāng)前語音幀的一半編碼位進(jìn)行交錯，以便在當(dāng)前的TDMA脈沖串中進(jìn)行傳輸。時分多址接入的使用只是示范性的，本領(lǐng)域的技術(shù)人員都知道本發(fā)明還可用于例如頻分多址或碼分多址接入。發(fā)送信號是跳頻的也是有利的，以便將在其上對編碼位進(jìn)行交織的不同的脈沖串或信號段放在具有不同的、不相關(guān)的干擾信號的頻率上。
將來自交織器22的交織位在波形發(fā)生器23中利用選定的調(diào)制技術(shù)變換為供傳輸用的波形。例如，可以使用把二進(jìn)制1編碼為對于以前相位有+90度相位變化和把二進(jìn)制0編碼為對于以前相位有-90度相位變化的高斯濾波最小頻移鍵控(GMSK)。在GMSK中，相位變化是漸進(jìn)的，以便盡可能多地把發(fā)射頻譜包含在分配的信道內(nèi)。通過按照數(shù)據(jù)位的極性給其輸出看作相位變化的速率(即移頻)的高斯濾波器提供脈沖來產(chǎn)生該漸進(jìn)的相位變化。該相位變化的速率然后進(jìn)行模2Pi累積，并將利用查尋表所得到的絕對相位值變換為余弦和正弦值，以便產(chǎn)生I和Q正交調(diào)制值。這些正交調(diào)制值被后面跟有低通濾波器24的數(shù)-模變換變換為模擬波形。如果高斯濾波可利用具有相當(dāng)短的脈沖響應(yīng)、例如3個位周期的有限脈沖響應(yīng)濾波器(FIR濾波器)來逼近，則在每一位周期內(nèi)的輸出I、Q波形依賴于3個位的過去歷史，因此在數(shù)目上只有8個?？梢灶A(yù)先計算全部8個波形，產(chǎn)將它們存儲在調(diào)制波形發(fā)生器23的查尋表內(nèi)，根據(jù)來自交織器22的最后3個輸入位選擇這些波形用于輸出。
或者波形發(fā)生器23可以實施例如高斯濾波4-MSK這樣的4電平調(diào)制，這時輸入位對每次編碼為4種相位變化+45、-45、+135或-135度之一。這種調(diào)制器可以按照與以上指出的原理相同的原理進(jìn)行操作，以便在GMSK的情形中產(chǎn)生90度的相位變化。
還可以采用例如Pi/4-DQPSK這樣的非恒定振幅調(diào)制，這時將每一時刻的位對編碼為從以前的I、Q矢量位置到新位置的矢量過渡，而新位置繞原來位置旋轉(zhuǎn)了±45或±135度。但是，在這種情況下從原來位置到新位置的過渡不是通過逐漸地進(jìn)行相位旋轉(zhuǎn)來平滑，而是通過利用例如在數(shù)字蜂窩電話系統(tǒng)的美國T.I.A.標(biāo)準(zhǔn)IS54中描述的根升余弦濾波器進(jìn)行I、Q波形濾波。
還可以利用具有比4多的電平數(shù)目的調(diào)制方案、例如8-DPSK或16DQAM來實施本發(fā)明。差分調(diào)制技術(shù)的采用不是本發(fā)明的需要，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可容易地使該技術(shù)適應(yīng)信息以一系列絕對相位值被傳送的場合，例如PSK、QPSK、8-PSK或16QAM。此外，與相干解調(diào)相比，本發(fā)明允許采用差分調(diào)制，但沒有通常所伴隨的3dB的性能損失，而在絕對或相干相位調(diào)制情形中的相似性在于，本發(fā)明提高了通常所伴隨的相位模糊性的分辨率。
利用上述任一方法產(chǎn)生的I、Q調(diào)制波形提供給由90度分相器27、平衡調(diào)制器25、26、組合器29和濾波器30組成的正交調(diào)制器。該電路用乘法將I調(diào)制波形提供給由頻率合成器28確定的頻率的余弦載波，并將Q波形提供給相同的頻率正弦載波.組合器29形成I.cos(ωt)+Q.sin(ωt)，這就是所需的調(diào)制波形，但處于中頻ω。然后利用在上變頻器31內(nèi)與合成器28的本振信號混頻的外差法將中頻ω變換到所需的發(fā)射頻率。本振頻率可利用控制器(未示出)進(jìn)行改變以便實現(xiàn)在不同的所需信道上的傳輸。
上變頻器31的發(fā)射頻率信號由抑制其它不希望頻率的濾波器32選擇、然后在功率放大器33中放大至所需的發(fā)射功率電平。在TDMA系統(tǒng)中，TDMA定時發(fā)生器利用功率電平的上和下斜坡協(xié)調(diào)不同組之間數(shù)據(jù)流的定時，并且還平滑地控制功率放大器的通和斷，以避免對鄰信道頻譜的干擾。
I、Q調(diào)制器可以由例如在與本發(fā)明同日申請的、題為“具有集中分布的RC濾波器的正交調(diào)制器”的美國專利申請第______號(BDSM參考號027540-287)中所描述那樣的平衡I、Q濾波器所驅(qū)動，該申請在此作為參考文件。現(xiàn)在將利用圖3來描述用于實施本發(fā)明的示范性接收機(jī)的方框圖。
包括天線濾波器40、低噪聲放大器41、鏡像抑制濾波器42、混頻器43以及可編程合成本振44、45、56的超外差接收機(jī)用來將接收信號的頻率下變頻為可利用固定頻率IF濾波器46進(jìn)行濾波的合適的中頻。之后集成電路IF芯片48可利用第二本振來進(jìn)一步將該信號下變頻，第二本振也可利用頻率合成器控制電路56和環(huán)路濾波器47進(jìn)行合成。再次下變頻的信號再由芯片48放大和利用第二IF濾波器49、50進(jìn)一步濾波。然后，放大的信號利用可有利地采用在美國專利5048059號中描述的對數(shù)極坐標(biāo)(logpolar)技術(shù)的模-數(shù)轉(zhuǎn)換器來進(jìn)行數(shù)字化，該美國專利在此作為參考文件。利用對數(shù)極坐標(biāo)方法，最后將放大器級驅(qū)動為飽和狀態(tài)，因此產(chǎn)生了基本上等幅的信號，利用無線電信號的相位而不是利用其振幅來保持信息。振幅信息由附加給在IF放大器芯片48內(nèi)的每一內(nèi)部放大器級的檢波器單獨來產(chǎn)生，以便產(chǎn)生約正比于該振幅的對數(shù)的通常稱為“無線電信號強(qiáng)度指示(RSSI)”的信號。
利用諸如后面跟著正交取樣的低通濾波和對取樣值進(jìn)行模-數(shù)變換來獲得約分別正比于相位的余弦值和正弦值的數(shù)值這樣的模-數(shù)變換技術(shù)、或通過利用例如在題為“直接相位/頻率數(shù)字化”的美國專利5084669號中公開的這樣的直接相位數(shù)字化器，來從飽和輸出中提取相位信息，該美國專利在此作為參考文件。如果使用后一種方法，那么就可以利用例如查尋表將如此獲得的相位值變換為余弦和正弦值。這些余弦和正弦值然后乘以被恢復(fù)的振幅信號來再現(xiàn)無線電信號的笛卡兒復(fù)數(shù)表示。例如利用反對數(shù)查尋表來從RSSI信號恢復(fù)振幅信號。
有時需要首先從RSSI值中減去定標(biāo)值，例如減去如在題為“快速自動增益控制”的美國專利申請第08/________號中描述的一組信號取樣值中的最大值(分塊定標(biāo))來保證笛卡兒值在一定的范圍、例如在+1和-1之間，該美國專利申請與本發(fā)明同時申請，其所公開的內(nèi)容在此作為參考。數(shù)字信號處理單元53對存儲在緩沖存儲器52中的數(shù)字化取樣值執(zhí)行這種分塊定標(biāo)和對數(shù)極坐標(biāo)-笛卡兒坐標(biāo)變換操作。還可以編程數(shù)字信號處理單元53來執(zhí)行實施本發(fā)明合并的解調(diào)和譯碼所需的處理。數(shù)字信號處理單元53然后還可以采用VSELP或RELP語音譯碼器來將解調(diào)和譯碼的數(shù)據(jù)變換為PCM語音取樣值，PCM語音取樣值然后可利用數(shù)-模變換器54變換為模擬語音波形。
圖4表示本發(fā)明解調(diào)器的示范性實施。在標(biāo)為Z0至Z15的復(fù)數(shù)數(shù)組的列中的每一個量Z是多個復(fù)數(shù)值，即復(fù)數(shù)矢量數(shù)組，各個值代表就在要處理的信號取樣值之前的無線電信號矢量的最好當(dāng)前估值。每一數(shù)組中Z值的數(shù)目在差分調(diào)制的情況下可以是包括在正在被處理的信號脈沖串中的已知符號數(shù)目的兩倍，或者在絕對相位調(diào)制的情況下等于已知符號的數(shù)目。
例如，如果交織操作在每脈沖串被間置了6個已知同步符號的兩個TDMA脈沖串內(nèi)將差分編碼符號擴(kuò)展開來，則在每一數(shù)組、例如Z0中的Z值的數(shù)目就是24。這些值分別代表在一已知符號左側(cè)和右側(cè)位置處信號矢量的估值。這些Z值被初始化成為在各個差分同步符號的每一側(cè)的矢量估值。例如，如果已知在第一個TDMA脈沖串中的第一個差分已知符號具有+90度的旋轉(zhuǎn)，并且在該已知旋轉(zhuǎn)之前和之后的接收信號矢量分別是Z(i-1)和Z(i)，則在該同步符號左側(cè)(即之前)的相移的最好估算值是(Z(i-1)-jZ(i))/2，在該同步符號右側(cè)(即之后)的信號矢量的最好估算值是(jZ(i-1)+Z(i))/2。前者是通過將Z(i)反向旋轉(zhuǎn)已知的90度相移來使Z(i)與以前的值Z(i-1)一致、然后求它們的平均來得到的。后者是通過將Z(i-1)正向旋轉(zhuǎn)已知的90度相移來使Z(i-1)與Z(i)一致，然后求它們的平均來得到的。以后將描述該和的可變定標(biāo)而不是只將該和除以2是如何有益的。定標(biāo)應(yīng)實際上對所有的組合值產(chǎn)生同樣的噪聲期望。
對如圖1所表示的所有已知值重復(fù)這一過程提供了基準(zhǔn)矢量Z的開始值。此時，與譯碼序列的不同假定相關(guān)的值Z0、Z1、……Z15都是相同的。
這一示范性實施例的解調(diào)和譯碼現(xiàn)在如下地開始。作出填充卷積編碼移位寄存器所有位置的發(fā)送符號序列的假定。例如，如果采用約束長度為5的編碼，則該移位寄存器將具有5級。選擇圖4中相應(yīng)于假定0000的行和假定一個新的0位等效于假定發(fā)送編碼器寄存器在該位置包含5個零。而后將假定的移位寄存器的內(nèi)容用來產(chǎn)生編碼位P1，P2等，如果該假定曾是正確的，則它們應(yīng)當(dāng)已經(jīng)發(fā)送的。這是通過把卷積編碼器的模型加到發(fā)射機(jī)模型60中來實現(xiàn)的。該發(fā)射機(jī)模型60還包括了已知的調(diào)制參數(shù)以便代表P1和P2的復(fù)信號值能夠被預(yù)測，以及知道交織或位布局信息，以便預(yù)測將在TDMA信號脈沖串中的何處觀察到P1，P2等。
根據(jù)本發(fā)明的示范性實施例，利用模型60假定的最初的位P1，P2是與已知符號(例如同步符號)相鄰的位，并且是圖1中編號為1和2的U位。在這一例子中，U1在兩個已知符號K之間，因此在Z0(因為當(dāng)前假定是0000-X)中的在此記為ZR的矢量估值之一相應(yīng)于在U1右側(cè)和在隨后的已知符號左側(cè)的矢量，而另一矢量估值ZL相應(yīng)于在U1左側(cè)和在前面的已知符號右側(cè)的矢量。對于這一例子假定諸如MSK這樣的二進(jìn)制調(diào)制，在MSK這樣的二進(jìn)制調(diào)制中，二進(jìn)制“1”用從一個取樣值到下一個取樣值的+90度相位旋轉(zhuǎn)來表示，“0”用-90度旋轉(zhuǎn)來表示。于是，如果P1假定為“1”，將可以認(rèn)為ZR將相對于ZL旋轉(zhuǎn)了+90度。因此，模型60從數(shù)組Z0中選擇合適的當(dāng)前矢量基準(zhǔn)，將該矢量基準(zhǔn)進(jìn)行90度旋轉(zhuǎn)，并在這一最初的時刻將被旋轉(zhuǎn)的ZL與同樣來自基準(zhǔn)數(shù)組的最好期望值ZR作比較。在該處理的后期，如果已經(jīng)對位于已知符號之間的所有未知符號進(jìn)行了處理，就將與由解交織器從緩沖存儲器52選擇的、與已經(jīng)被處理的取樣值相鄰的接收取樣值作比較。
通過在比較器61中將jZL與ZR進(jìn)行比較來計算平方誤差|ZR-jZL|2。該誤差是當(dāng)假定是正確時所期望的信號值和實際接收的信號值之間的失配。該新的失配在加法器62中與同該假定有關(guān)的任何已有的累計失配(即路徑量度)(路徑量度的初始值設(shè)定為零)相加來確定新的累計失配或路徑量度。對于速率1/2編碼，對P2重復(fù)上述過程，這就使得對于每一信息位有兩個位正在發(fā)送。同樣地，如果編碼速率是1/3、1/4或更低，就對P3、P4等重復(fù)這一過程，把在先的未知值被交錯器放置在何處以及它們的最近的矢量基準(zhǔn)考慮進(jìn)去。例如，根據(jù)圖1，P2被放置在TDMA脈沖串2中，相應(yīng)于編號為“2”的U位。其失配的計算類似于P1失配的計算，但利用根據(jù)在U2兩側(cè)的已知符號K計算出來的矢量基準(zhǔn)數(shù)組Z0的元素。
由于被新的位0所跟隨的假定1000是同樣可能的候選值，所以新的路徑量度在目前被認(rèn)為是新的狀態(tài)/假定0000的候選值。當(dāng)卷積編碼器將其編碼寄存器向左移位一個位置時，最左的1或0將移出寄存器，在這兩種情況下都使4個最左的位置為0000。因此，除了以假定1000-0開始和將Z8的Z值作為其相應(yīng)的基準(zhǔn)矢量外，候選量度按照與以上相同的方式進(jìn)行計算。而后來自加法器64的第二候選量度在比較器63中與來自加法器62的第一候選量度作比較，選擇兩者中較低的一個。如果較低值出自加法器64，則認(rèn)為假定1000-0是好于0000-0的假定，并將狀態(tài)/假定1000稱為新狀態(tài)0000的“最好前導(dǎo)”。然后將與該最好前導(dǎo)相關(guān)的“已處理”存儲器的內(nèi)容選作新狀態(tài)0000的已處理符號存儲器的內(nèi)容，并根據(jù)該最好前導(dǎo)是1000還是0000而從該存儲器的右手側(cè)分別左移入“1”或“0”。較低的候選量度還成為了新的路徑量度，并且與最好前導(dǎo)相關(guān)的基準(zhǔn)矢量數(shù)組在更新之后被選作新狀態(tài)的基準(zhǔn)矢量數(shù)組。被選基準(zhǔn)矢量數(shù)組如下地進(jìn)行更新。
假定最好前導(dǎo)對于P1給出二進(jìn)制0的預(yù)測，相應(yīng)于采取例如MSK調(diào)制的-90度相位旋轉(zhuǎn)。于是在U1右側(cè)的信號矢量應(yīng)當(dāng)相對于在左側(cè)的信號矢量旋轉(zhuǎn)了-90度。事實上，在夾在例如U1這樣的兩個已知符號之間的一未知符號的特殊情況下，由在第一個K符號的左側(cè)的復(fù)信號取樣值Z(i-2)、在第一個K符號和U符號之間的Z(i-1)以及在第二個K符號之后的Z(i+1)組成的序列KUK現(xiàn)在是已知的。例如，如果第一個K符號是MSK“1”，即+90度相位旋轉(zhuǎn)，并且類似U1的第二個K符號是-90度旋轉(zhuǎn)，則應(yīng)當(dāng)有以下的關(guān)系Z(i-1)＝j(luò)Z(i-2)Z(i)＝-jZ(i-1)＝Z(i-2)Z(i+1)＝-jZ(i)＝-Z(i-1)＝-jZ(i-2)由此(在第二個K符號右側(cè)的)Z(i+1)的較好估值是Z’(i+1)＝(Z(i+1)-jZ(i)-Z(i-1)-jZ(i-2)/4…………(1)于是簡單地有其它值的較好估值Z’(i)＝j(luò)Z’(i+1)；Z’(i-1)＝j(luò)Z’(i)；Z’(i-2)＝-jZ’(i-1)在數(shù)組中的相應(yīng)元素(例如在1000是最好前導(dǎo)時的Z8或者在0000曾經(jīng)是最好前導(dǎo)時的Z0)于是在成為后繼狀態(tài)0000的新的Z0基準(zhǔn)矢量數(shù)組之前被更新為新的值。
對于“1”而不是“0”的新的位假定重復(fù)上述過程就以相同的方式產(chǎn)生了新的狀態(tài)0001。再以一對假定0001-1001，0010-1010等開始來重復(fù)上述過程就產(chǎn)生了其余新的狀態(tài)，因此在一次重復(fù)的末尾有與開始時相同數(shù)目的新狀態(tài)(在這一例子中是16)。
上述過程按照在圖1中標(biāo)出的順序、即U1、U2等順序地對接收取樣值進(jìn)行處理?？梢钥闯鲞@一示范性過程在其它取樣值之前慎重地對位于兩個已知符號之間的取樣值進(jìn)行處理，但是，這只是一種可能的排列。一旦位于這些位置上的符號已被處理完，例如在圖1的符號編號U12之后所出現(xiàn)的情形中，最初假定的數(shù)據(jù)位將已經(jīng)從右到左地移過了一些位置而進(jìn)入“已處理符號”存儲器，并近乎被穩(wěn)固地確定。例如，如果在所有存儲器同一位置上的相應(yīng)符號都一致，則它就被穩(wěn)固地確定了。符號從右到左所經(jīng)過的路程越長，則由于存儲器的內(nèi)容被兩個可能最好的前導(dǎo)連續(xù)地重寫，所以相應(yīng)符號一致的可能性就越大。按照同樣的方式，利用該符號假定計算的矢量基準(zhǔn)將變得更加確定，因此在處理U13時，將使用的基準(zhǔn)值(它是根據(jù)U1、U5、U9的已處理值和4個已知符號K來得到的)比最后12個被處理符號存在的時間長，所以具有較低的錯誤概率。因此，譯碼符號U13所用的矢量基準(zhǔn)就比其基于其右側(cè)的一個K符號時包含更少的因噪聲造成的不確定性。按照同樣的方式，譯碼TDMA脈沖串2中的U14所用的矢量基準(zhǔn)，根據(jù)在脈沖串2中的已處理符號U2、U6、U10以及4個K符號來得到，對直到U20的信號值依此類推。
此時沒有與已知符號相鄰的其它未知符號，但符號U21位于已處理符號串(在脈沖串1中從左讀至右)U13、K、U1、K、U9、K、U5、K、U17的左側(cè)。因此，矢量基準(zhǔn)存在于依賴于以前的假定的每一狀態(tài)中，這些以前的假定被作出以獲得這種狀態(tài)。如果這些假定是真實的，矢量基準(zhǔn)將是準(zhǔn)確的，得到U21的準(zhǔn)確預(yù)測，因此在處理U21時給路徑量度小量的增加。相反地，如果這些假定包含誤差，矢量基準(zhǔn)就不是那么準(zhǔn)確，U21將不會如此準(zhǔn)確地被預(yù)測，并且將會增加較大的平方失配，因此降低了該狀態(tài)將作為“最好前導(dǎo)”而存在的概率。
由于在信號取樣值在處理時基準(zhǔn)矢量具有因噪聲造成的同等程度的不確定性，所以普通差分譯碼一般遭受約3dB損失。利用上述發(fā)明的解調(diào)器，由于基準(zhǔn)矢量基于其不確定性已為卷積譯碼減輕了的若干已處理信號值，所以基本上避免了這一損失。靈活地選擇交織模式使得要處理的下一個符號與已處理符號相鄰就能夠?qū)⒔庹{(diào)譯碼處理逐漸擴(kuò)展到任何數(shù)目的未知符號，同時保留了降低噪聲的優(yōu)點。由于與已知、例如同步符號相鄰的未知符號的噪聲減少是預(yù)先實現(xiàn)的，所以最好但不是必需對這些符號進(jìn)行處理來開始解調(diào)譯碼。
本發(fā)明的目的之一是促進(jìn)與可采用的相干解調(diào)技術(shù)相比對信道的時變不那么敏感的差分調(diào)制技術(shù)。如果信道在幾個符號的間隔內(nèi)迅速地變化，就需要對更新矢量基準(zhǔn)的方法進(jìn)行某些修改，以便將例如用公式(1)描述的假定的矢量關(guān)系可能不準(zhǔn)確的事實考慮進(jìn)去。由于多徑衰落，通過無線電信道的傳播損耗和相移將隨時間而變化，因此應(yīng)當(dāng)對諸如(1)這樣的公式進(jìn)行修改以便能夠?qū)?dǎo)數(shù)估算進(jìn)行某種指數(shù)形式的忽略和/或引入。
可以例如通過假定信道傳播損耗每符號發(fā)生dA奈培的變化(即接收振幅在一個符號之后將增大EXP(dA)，相位每符號發(fā)生dθ的變化來引入導(dǎo)數(shù)估值?？梢酝ㄟ^認(rèn)為信道在一個符號之后被利用復(fù)倍率Q＝EXP(dA+jdθ)進(jìn)行修改來合并這些假定。公式(1)因此應(yīng)當(dāng)是Z’(i+1)＝(Z(i+1)-jQ.Z(i)-Q2·Z(i-1)-jQ3.Z(i-2))/4……(2)最好還在上述組合中包括進(jìn)一步的振幅加權(quán)來對較強(qiáng)地接收的取樣值進(jìn)行比較弱地接收的取樣值要高的加權(quán)，求這種加權(quán)的導(dǎo)數(shù)以便使關(guān)于結(jié)果的信號對噪聲的期望最大，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言是可推論出來的，因此在此不再詳述。
可以對于每一狀態(tài)計算Q的合適值并將其與該狀態(tài)的相應(yīng)基準(zhǔn)矢量數(shù)組值并排地存儲。通過假定在一個狀態(tài)中的已處理符號和當(dāng)前假定是正確的來估算該狀態(tài)的Q值。于是就能夠去除對于這些符號預(yù)期的標(biāo)稱矢量旋轉(zhuǎn)，留下只依賴于由于信道變化的未調(diào)制值。
確定信道變化的正確方法不是本發(fā)明的內(nèi)容，例如可以包括使均勻的漂移速率與給相位最適合、利用帶寬只寬到足以通過最大預(yù)期多普勒頻率的濾波器對未被調(diào)制值進(jìn)行低通濾波或進(jìn)行卡爾曼濾波。
本發(fā)明的另一示范性實施例通過“動態(tài)地”對基準(zhǔn)矢量值進(jìn)行計算來避免存儲和更新它們的步驟。圖5表示這一實施例對圖4方框圖的修改。
參看圖5，與圖4相比增加了基準(zhǔn)矢量估算器65，去除了基準(zhǔn)矢量數(shù)組的列。在以上的操作實例中，未知符號U13的譯碼是借助于利用已處理符號U1、U5和U9以及某些已知符號得到的基準(zhǔn)矢量來進(jìn)行的。雖然“已處理符號”存儲器不是非得包含U1、U5和U9而是包含譯碼符號，但為簡單起見，將基準(zhǔn)矢量估算器65表示為從該存儲器獲得了已處理符號U1、U5和U9。采用例如速率1/2卷積編碼，則“已處理符號”可以包含僅為編碼(U)符號的一半的譯碼符號。盡管如此，利用發(fā)射機(jī)的編碼器的模型能夠從譯碼符號再現(xiàn)編碼(U)符號。或者可以連續(xù)地進(jìn)行這一譯碼，以便將所需的U值存儲在“已處理符號”存儲器中。除這些U值外，基準(zhǔn)矢量估算器65還使用相應(yīng)的接收取樣值。為簡單起見沒有畫出將它們提供給部件65，但可被例如存儲在符號存儲器的在相應(yīng)U符號之下的第17行中。估算器65通過利用相應(yīng)的U符號確定旋轉(zhuǎn)的方向和大小而旋轉(zhuǎn)信號取樣值，從而來形成基準(zhǔn)矢量估算，然后形成加權(quán)和，其中包括與被所環(huán)繞的已知同步符號相關(guān)的任何信號取樣值。使用的加權(quán)能夠反映對舊值的漸進(jìn)指數(shù)忽略以便說明信道的時變。
在本發(fā)明的示范性解調(diào)譯碼系統(tǒng)和方法中使用的某些概念被單獨地給予了對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以認(rèn)識的名稱。如果例如用來計算基準(zhǔn)矢量估算的U值只依賴于在標(biāo)記為“當(dāng)前符號假定”的部分中的符號，則在這一部分內(nèi)的所有可能的假定都仍然是開放的，并且該U值構(gòu)成機(jī)器的順序最大似然估算處理的一部分。這樣的U值因此通常被稱為在被看作是移位寄存器的符號存儲器上的“最大似然抽頭”或“維特比抽頭”。如果用來計算基準(zhǔn)估算的U值取自符號存儲器的最左側(cè)，在此所有相應(yīng)的假定符號已匯合成為單個判決，則該U值就被稱為“判決反饋”抽頭(DFE抽頭)。但是，如果U值取自“當(dāng)前符號假定”的左側(cè)，但在符號值已匯合成為同一值的位置的右側(cè)，它就稱為“后殘存”抽頭，它的使用稱為“每殘存處理”，指出每一假定或狀態(tài)具有進(jìn)入當(dāng)前量度計算的不同的“后殘存”。如上所述，維特比抽頭、DFE抽頭和“后殘存”抽頭的系統(tǒng)組合在本發(fā)明的示范性實施例中用來計算差分解調(diào)和譯碼的基準(zhǔn)矢量。
現(xiàn)在借助于圖6說明本發(fā)明的另一種表現(xiàn)形式。圖6表示第一組數(shù)據(jù)位a1、a2、a3在兩個發(fā)送組A和B之間的排列。奇數(shù)位a1、a3、a5在第一發(fā)送組A中排列在前一數(shù)據(jù)組的偶數(shù)位x2、x4、x6之間。偶數(shù)位a2、a4、a6在第二發(fā)送組B中排列在數(shù)據(jù)組b1、b2、b3、b4……的奇數(shù)位之間。數(shù)據(jù)組b1、b2、b3……的剩余偶數(shù)位在第三發(fā)送組中排列在新數(shù)據(jù)組c1、c2、c3……的奇數(shù)位之間。
數(shù)據(jù)位x1、x2、x3……a1、a2、a3……b1、b2、b3……c1、c2、c3……是上述類型的糾錯編碼器、例如收縮卷積編碼器的順序輸出位。這些位用恒定或可變振幅的差分調(diào)相技術(shù)、例如GMSK、DPSK、DQPSK等調(diào)制在無線電頻率波上，以便按照數(shù)據(jù)符號隔開的時間間隔產(chǎn)生具有取樣值z1、z2、z3……的供傳輸用的復(fù)矢量波形。因此圖6中的符號a2編碼為在矢量樣值z1和z2之間的相位變化，符號b1編碼為在矢量樣值z2和z3之間的相位變化，等等。
這種格式的解調(diào)譯碼按照本發(fā)明的這一示范性實施例進(jìn)行如下。假定以前位組x1、x2、x3……已通過糾錯編碼器并已被譯碼。再假定已利用檢錯技術(shù)、例如檢測仔細(xì)插入的循環(huán)冗余碼(CRC)，證實了正確譯碼具有高的概率。于是在發(fā)送組A中的位x2、x4、x6……是已知的。由于x2已知，所以從復(fù)樣值u1至u2的相位變化是已知的，可以正向地將接收矢量值u1旋轉(zhuǎn)這一已知相位變化來使u1與u2對齊。然后求兩者之和來獲得在差分符號a1起始處矢量u2的較好估算值。
同樣地，因為x4已知，所以u3和u4之間的差分相位是已知的，可使接收樣值u4反向地旋轉(zhuǎn)這一已知的角度來與u3對齊，并與u3相加，由此獲得在符號a1結(jié)束處矢量u3的較好估算值。利用在a1兩側(cè)矢量的這些改善的估算使a1可利用例如3db的增益進(jìn)行譯碼，即通常的差分損耗被這一3dB增益所補(bǔ)償，使得如同該處理象是相干調(diào)制和解調(diào)處理似地對符號a1、a3、a5……進(jìn)行可靠的譯碼。遺憾的是，當(dāng)偶數(shù)符號a2、a4、a6的鄰近符號b1、b3、b5……尚未譯碼時，對于這些偶數(shù)符號a2、a4、a6還得不到這一增益。但是，進(jìn)入糾錯譯碼器的符號a1、a3、a5的一半將用更可靠的方法進(jìn)行估算，而交替的符號a2、a4、a6將呈現(xiàn)正常的差分性能。結(jié)果就是數(shù)據(jù)組a1、a2、a3、a4……將以約為相干和差分調(diào)制和解調(diào)的可靠性之間的居中(一半)可靠性進(jìn)行譯碼。在譯碼該組之后，再對其進(jìn)行檢錯檢測，以便確定該組對于譯碼位b1、b3、b5等的目的而言是否可看作是已知的組。
根據(jù)另一示范性實施例，可以在已譯碼“b”位之后譯碼“a”位。此時，偶數(shù)位“a”也會為已知位b1、b3、b5……所包圍，因此上述更可靠的譯碼方法適用于“a”的奇數(shù)和偶數(shù)位，利用這樣的追溯或“多次通過”解調(diào)實現(xiàn)了在性能方面的完全3dB改善。注意這一處理可重復(fù)地擴(kuò)展，所以二次通過解調(diào)技術(shù)在譯碼“b”位后再譯碼“a”位，三次通過解調(diào)技術(shù)在第一次譯碼“a”位后再譯碼“b”位、然后在第二次譯碼“b”位后第三次譯碼“a”位，等等。如果對整個數(shù)據(jù)組采用CRC檢錯碼，就可能只值得對在上一次沒有進(jìn)行CRC校驗的那些位組重復(fù)進(jìn)行解調(diào)。因此多次通過解調(diào)譯碼處理的示范性流程圖如圖7所示。
進(jìn)入步驟100的入口點是當(dāng)先前譯碼組已通過CRC校驗。因此下一組就可以通過利用現(xiàn)在已知的先前組進(jìn)行譯碼。如果該新組在步驟102也通過CRC校驗，然后在方框104，該新組就變成先前組，算法處理返回到步驟100，對下一組進(jìn)行譯碼。
但是，如果在步驟102CRC校驗失敗，就在方框106將檢測到錯誤的組號(K)設(shè)定為標(biāo)志符變量。注意在組號(K)之前的先前組通過了CRC。在步驟108中對下一組(j)進(jìn)行譯碼，沒有得到先前組(j-1)(第一次迭代它等于k)的益處。然后在110判斷組(j)是否被正確譯碼。如果組(j)沒有被正確譯碼，就在步驟112遞增j，在108對下一組進(jìn)行譯碼。當(dāng)組(j)最終被正確譯碼時，則在步驟114通過遞減j來對前一組j-1進(jìn)行譯碼。如果前一組(j)不是如在方框116中所確定的原來檢測的不良組(k)，就存在在前的不良組(j-1)，因此能夠在步驟118利用已知的后續(xù)組(j+1)但不利用在前的組(j-1)來對前一組(j)進(jìn)行譯碼。相反地，如果在步驟116確定變量j已返回到原來最初被檢測的不良組的編號k，則出現(xiàn)到達(dá)步驟120的分支，在該步驟中利用已知的前一組和后一組對原來的不良組(k)進(jìn)行譯碼，由此獲得了完全的3dB增益，在這一過程中第二次以較大的概率進(jìn)行了正確的譯碼。不管在步驟122是否對組(k)進(jìn)行CRC校驗，不可以期望進(jìn)一步的改善，在步驟124和126中，算法現(xiàn)在跳過目前被正確地譯碼的最大的組，返回到步驟100。
同樣地，在方框128中，如果利用現(xiàn)在已知的下一組再次譯碼的先前不良組沒有顯示出進(jìn)一步的改善，則算法向前跳到方框124、然后跳過編號最大的正確譯碼的組和返回到步驟100。
應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到CRC校驗的使用只是用于確定譯碼組是否可被用來幫助譯碼后面的組或再譯碼前面的組、或者用于確定以前譯碼的組是否需要再譯碼的示范性判據(jù)。但是，可以使用其它判據(jù)，例如在一個組內(nèi)路徑量度的增長。如果該路徑增長(開始譯碼一個組時的最好路徑量度和結(jié)束譯碼一個組時的最好路徑量度之差)在第一閾值之內(nèi)，就可以認(rèn)為該組已被足夠好地譯碼，可以代表協(xié)助譯碼另一組的已知數(shù)據(jù)。當(dāng)該路徑增長在第二閾值之外時，如果后續(xù)組的路徑量度增長在所述第一閾值之內(nèi)，就可以認(rèn)為該組應(yīng)再次譯碼?？梢圆捎米g碼質(zhì)量保證的任何判據(jù)，例如以上所述的兩種示范性方法。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員對“循環(huán)冗余校驗碼”的使用已有充分的了解，不必在此詳述。CRC校驗通常需要計算在沒有錯誤時應(yīng)由全部零組成的校驗字或校正子。某些非零校正子可相應(yīng)于可校正錯誤，例如單個位錯誤。是否利用CRC碼這種進(jìn)一步的糾錯能力是非強(qiáng)制的。在實施了利用CRC的糾錯的情況下，如果校正子為零或者它等于相應(yīng)于可校正錯誤圖樣的值，則對上述算法來說，可認(rèn)定CRC校驗是正確的。
在以上的描述中，假定在第一級之后的糾錯譯碼得出了能夠進(jìn)行CRC校驗的結(jié)論。為了對每一組得出確定的譯碼結(jié)果，如果糾錯編碼/譯碼是分組編碼、或者是帶有尾位或利用截尾技術(shù)的卷積譯碼，則實際上可對結(jié)果進(jìn)行CRC校驗。相反地，如果利用每一后續(xù)數(shù)據(jù)組在先前數(shù)據(jù)組之后順序地進(jìn)入編碼器的連續(xù)卷積編碼，則譯碼器得不出依賴于編碼數(shù)據(jù)位的最后發(fā)送位何時已被處理的明確結(jié)果。此時，卷積編碼器通常包含一些候選結(jié)果序列，它們代表一些未完全被譯碼的順序位的每一種可能組合的最好結(jié)果。只有當(dāng)包含關(guān)于這些順序位的更多的線索的其它組已被處理時，最可能的候選者才變得明顯。但是，不希望接收機(jī)在能夠?qū)ο惹敖M進(jìn)行CRC校驗之前必需等待其它數(shù)據(jù)，因此這樣一來會延遲解調(diào)器的輸出，造成例如數(shù)字語音傳輸系統(tǒng)中的不希望有的語音延遲?？扇菰S的延遲是說明圖7所述的追溯譯碼能夠追溯到多遠(yuǎn)的因素，因此性能還取決于將不必要的處理延遲減至最小。
另一方面，可用的候選序列之一將被選定，由于它們的數(shù)目是有限的，并且全部都存儲在維特比譯碼器的歷史存儲器內(nèi)，所以能夠?qū)θ亢蜻x序列進(jìn)行CRC校驗。這可如下地來實現(xiàn)。首先對具有最好相關(guān)路徑量度的維特比狀態(tài)歷史存儲器進(jìn)行CRC校驗。如果該CRC被通過，該歷史存儲器的內(nèi)容可以看作確定的結(jié)果，并輸出給其它處理(例如語音譯碼算法或數(shù)-模變換器)。該結(jié)果還可作為協(xié)助下一組的譯碼的已知位序列。
另一方面，如果該CRC沒有被通過，就檢查具有第二最好量度的狀態(tài)，如此下去，直到發(fā)現(xiàn)通過了CRC的狀態(tài)。對于連續(xù)卷積編碼，這將產(chǎn)生一個開始時刻，在這一開始時刻，在開始處理下一組之前對全部維特比狀態(tài)進(jìn)行初始化。就是說，歷史存儲器和全部狀態(tài)的量度都設(shè)定為通過了CRC校驗的候選序列的值。如果沒有候選序列通過CRC校驗，該幀根據(jù)圖7的流程圖被標(biāo)記為不良幀，然后，或者輸出來自具有最好量度的狀態(tài)的數(shù)據(jù)作進(jìn)一步處理，或者在不能夠等待較長的延遲的情況下提供刪除指示。在后一種情形中，由于追溯或兩次通過譯碼在允許等待直到至少某些新的發(fā)送數(shù)據(jù)被接收為止的情況下是特別有用的，所以可能再也沒有機(jī)會對不良幀進(jìn)行追溯譯碼。
但是，即使追溯譯碼不是有用的，早先的CRC校驗在限定用于譯碼那些通過CRC的位組下面的位組的譯碼器的開始狀態(tài)方面還是有用的。因此，根據(jù)本發(fā)明的示范性實施例，對所有狀態(tài)進(jìn)行CRC校驗，除非沒有狀態(tài)通過CRC校驗，放棄沒有通過該校驗的狀態(tài)，在沒有狀態(tài)通過CRC校驗的情況下，所有狀態(tài)可以保留作為下一譯碼周期的各個維特比狀態(tài)的開始狀態(tài)。放棄一個狀態(tài)的簡單方法是，將該狀態(tài)的路徑量度設(shè)定為“不良”值，例如設(shè)定為非常大的值，這保證了它不會被選作后繼狀態(tài)的“最好”前導(dǎo)。于是，如果任一狀態(tài)通過了CRC，則沒有通過CRC的狀態(tài)的路徑量度被設(shè)定為高值。如果沒有狀態(tài)通過CRC，則它們的路徑量度不作修改地被接受作為下一譯碼周期的開始時刻。
另一種變化這樣修改譯碼器序列，使得只有通過CRC校驗的狀態(tài)最終可被產(chǎn)生。如果CRC校驗位的數(shù)目例如是N，則在該組的輸出位中的僅M-N個已被產(chǎn)生之后，才修改譯碼器序列。此時，CRC所代表的線性約束可用來對每一狀態(tài)確定為了通過CRC其余的N個位必需是什么位。因此，如果狀態(tài)0000的下一個位必需是1，則該狀態(tài)不可能是新狀態(tài)0000的前趨，而只可能是新狀態(tài)0001的前趨。如果狀態(tài)1000也必需具有等于1的下一個位，則它也不可能是新狀態(tài)0000的前趨，而只可能是新狀態(tài)0001的前趨。因此對于新狀態(tài)0000沒有可能的前趨，它將不產(chǎn)生。一般來說，不能夠說有多少通過CRC的最后狀態(tài)將被產(chǎn)生，但總是至少有一個。不產(chǎn)生的狀態(tài)是那些通不過CRC的狀態(tài)。在這種情況下產(chǎn)生的結(jié)果與允許處理繼續(xù)到組的末尾，然后放棄沒有通過CRC的狀態(tài)所產(chǎn)生的結(jié)果不同。這是因為在后一種方法中，由于不正確的狀態(tài)偶然地具有較好的量度，所以不正確的狀態(tài)0000比正確狀態(tài)1000長壽而作為了后面的狀態(tài)0000或0001的前趨。在該可采用的方法中，因為譯碼器接受較好的量度將產(chǎn)生不能通過CRC校驗的序列，所以只接受較差的量度。
因此，在對糾錯編碼和差分調(diào)制的信號進(jìn)行譯碼時，本發(fā)明的上述示范性實施例可用來提供改善的性能。該示范性實施例不是以在發(fā)射信號中插入用來協(xié)助估算信道的相位和振幅變化的明顯已知符號為基礎(chǔ)的。但是在前一種插入明顯已知符號的方法中，這些符號可以如所描述的那樣用來估算在一未知符號的一側(cè)或另一側(cè)的RF矢量，因此可用來改善譯碼未知符號的可靠性。一旦一相鄰未知符號被譯碼，它與前面已知或被譯碼的符號一起就可被用來估算無線電信道在相位和振幅方面(或在笛卡兒復(fù)值方面)正在發(fā)生變化的速率，并因此可被用來協(xié)助預(yù)測該無線電信道對下一個要譯碼的樣值的期望值的影響作用。
雖然上面已描述了若干種示范性方示來結(jié)束數(shù)據(jù)段的譯碼和在進(jìn)程之前執(zhí)行錯誤校驗，但本發(fā)明的方法還可以省掉差錯校驗和避免將剛被譯碼的組減少成為一個候選組。由于在處理了所有的“x”位后譯碼器的每一狀態(tài)例如是“x”結(jié)果的可能候選狀態(tài)，所以可以保留全部這些狀態(tài)，并將它們作為“后殘存”輸入，以繼續(xù)對“a”位進(jìn)行處理。CRC的使用因此是非強(qiáng)制性的。
例如在瑞士專利申請90850301.4號中描述了根據(jù)接收信號更新信道模型的方法。這些方法對每一維特比狀態(tài)提供單獨的信道模型。一旦若干可能的前趨狀態(tài)之一被選定留下作為一新狀態(tài)的最好前趨，就將屬于該狀態(tài)的信道模型更新成為該新狀態(tài)的信道模型。這樣一來就保證了留下來的信道模型總是根據(jù)當(dāng)時最好地解調(diào)的數(shù)據(jù)序列來獲得的。
在此作為參考文獻(xiàn)的、在1992年6月8日申請的、題為“自適應(yīng)最大似然解調(diào)器”的美國專利申請07/894933號描述了也許除初始啟動外不采用信道模型來產(chǎn)生預(yù)測、并因此沒有對信道模型參數(shù)進(jìn)行更新的自適應(yīng)維特比均衡器的變型，該申請的發(fā)明人與本申請相同，并被轉(zhuǎn)讓給相同的受讓人。該變型代之以對每一狀態(tài)采用信號預(yù)測的直接更新，而沒有經(jīng)過首先更新信道模型的中間步驟。
1992年10月22日申請、轉(zhuǎn)讓給相同的受讓人的、題為“雙向解調(diào)方法和設(shè)備”的美國專利申請67/965848號描述了在暫時信號衰落造成失去一個訓(xùn)練模式時，將插入數(shù)據(jù)的損失減至最小的方法。插入數(shù)據(jù)不僅能夠根據(jù)訓(xùn)練模式進(jìn)行正向解調(diào)，而且能夠通過在存儲器中首先存儲接收信號樣值、然后對該序列進(jìn)行時間反轉(zhuǎn)來根據(jù)下一個訓(xùn)練模式進(jìn)行反向解調(diào)，可以解調(diào)插入數(shù)據(jù)來按每一方向進(jìn)行解調(diào)的質(zhì)量估算，以便確定有多少個數(shù)據(jù)符號應(yīng)該用正向解調(diào)來譯碼和有多少個數(shù)據(jù)符號應(yīng)該用反向解調(diào)來譯碼。
應(yīng)當(dāng)指出，本發(fā)明可應(yīng)用于利用已知“訓(xùn)練”符號的正向解調(diào)譯碼和反向解調(diào)譯碼，但如參看圖1所描述的，方向不隨信號質(zhì)量而定，而是由所選的交織模式來定，在圖1中，根據(jù)固定的交織模式，處理的次序離U13是從右到左而離U17是從左到右，不隨信號的質(zhì)量而變化。的確，本發(fā)明的優(yōu)點在于由于解調(diào)處理與譯碼組合在一起，所以解調(diào)的方向不再是問題。
所有上述方法都可應(yīng)用于例如恒定速率(例如速率1/2或速率1/3)的卷積編碼或可變速率的收縮卷積編碼。在后一種情形中，某些數(shù)據(jù)位根本可以不編碼，例如如果它們影響數(shù)字語音傳輸?shù)馁|(zhì)量的聽覺重要性不高的話。當(dāng)某些位不受糾錯編碼所保護(hù)時，它們的必然性不會被譯碼所改善，所以在后來相鄰符號的處理中，它們不能認(rèn)為是已知符號。因此，最好能夠只利用受糾錯保護(hù)的那些符號來改善后續(xù)組的譯碼。這可以根據(jù)修改差分調(diào)制處理來“跳過”未編碼符號的本發(fā)明的另一個方面來實現(xiàn)。這示于圖8。
在圖8中，與圖7相比，省掉了從u4至符號a3和從z4至符號b3的鏈接。代之以例如根據(jù)矢量u2和u5之間的相位差編碼a3，根據(jù)矢量z2和z5之間的相位差編碼b3。在這樣的方法中，在對編碼符號a3和b3解調(diào)譯碼時就分別不需要未編碼符號x4和a4。而是將利用已經(jīng)已知的符號x6得到的矢量u5和u6的組合和利用已經(jīng)已知的x2得到的u1和u2的組合進(jìn)行比較。因此譯碼了符號a3，不需要x4是已知的，x4于是可以是對x1，x2，x5，x6等進(jìn)行譯碼的過程所“跳過”的未編碼位。以后可以在至少位a1已知之后，產(chǎn)生未編碼x4位的較好估算。在這樣的方法中，產(chǎn)生了甚至未編碼位的增益，同時防止了未編碼位較大的不確定性對編碼位誤碼率的惡化。
還允許按照u3和u5之間的矢量差來編碼a3，跳過不那么確定的u4。然后用已知的a1來譯碼a3；但是這是已經(jīng)提及的“按殘存處理”的一個例子，在這一例子中，對于每一維特比狀態(tài)有a1位的單獨假定，在對各個狀態(tài)的a3假定進(jìn)行處理時，使用a1位的單獨假定。
例如，考慮對狀態(tài)1010后面是新的a3＝0的假定進(jìn)行處理。對于該狀態(tài)，四個位1010表示了x(n-1)＝1；x(n)＝0；a1＝1和a2＝0的這些假定。因此，在對如果a3＝0就應(yīng)接收的復(fù)矢量u5的值進(jìn)行預(yù)測中，假定a1＝1這一狀態(tài)中所給定的來計算改善的u3值，并正向地將先前改善的u2值旋轉(zhuǎn)a1＝1時的已知相角以便使其與u3的接收值對齊和將其與u3的接收值相加。
在上述例子中，交織模式使得所需的a1值仍然只是單獨地適用于每一狀態(tài)的假定，因此它代表了“最大似然”或“維特比”抽頭，可以設(shè)想其它交織模式使得a1早就通過了歷史存儲器的假定區(qū)域(狀態(tài)數(shù))，并進(jìn)入了“后殘存”區(qū)域，在這種情形中，利用a1來協(xié)助處理a3將代表了“后殘存抽頭”。利用早就被譯碼的x值協(xié)助譯碼“a”符號代表了“判決反饋抽頭”。
通過估算被延遲了一個或多個符號周期的回波的振幅和相位和利用在預(yù)測對于維特比狀態(tài)路徑存儲器中不包含的給定符號序列假定所應(yīng)該接收的復(fù)樣值所估算的回波值，就還能夠用上述解調(diào)譯碼處理來補(bǔ)償在無線電傳播路徑中的延時回波。在上述描述信道更新和信號預(yù)測更新的說明中，已詳細(xì)地描述了用回波的振幅和相位的估算幫助改善接收值的預(yù)測，并由此減少因回波造成的誤差的技術(shù)，因此在此不需要再詳述。
根據(jù)另一示范性實施例，有通過在解調(diào)和譯碼糾錯編碼位之后提供二次通過處理來改善未編碼位的解調(diào)的方法。即使沒有專門選定交織模式來進(jìn)行的解調(diào)和譯碼而是保持分開的解調(diào)和譯碼處理，也能夠應(yīng)用本發(fā)明的這一示范性實施例。例如，根據(jù)前面已作為參考文獻(xiàn)的美國專利申請07/894933和07/965848號所公開的技術(shù)，可以執(zhí)行在存在延時回波時的解調(diào)Pi/4-DQPSK的第一解調(diào)處理。
然后可以對來自這種均衡解調(diào)器的軟判決值進(jìn)行解交織，以便按照出現(xiàn)的順序?qū)⒈硎揪幋a位的值匯入對編碼位的差錯進(jìn)行校正的糾錯譯碼器。該解交織器忽略或跳過譯碼器不需要的未編碼位。
在譯碼和可選的CRC校驗之后，現(xiàn)在更可靠地已知的譯碼位與編碼處理的模型一道用來產(chǎn)生發(fā)送的編碼值。這些編碼值與未編碼位進(jìn)行交錯以便進(jìn)行傳輸，并利用以上所公開的示范性維特比均衡器進(jìn)行最初的解調(diào)。根據(jù)這一示范性實施例，二次通過解調(diào)的操作現(xiàn)在利用同一維特比均衡器來執(zhí)行，但該操作所經(jīng)歷的狀態(tài)限制為與已譯碼位一致。計算機(jī)仿真指出，這樣做再次提供了與以上描述的解調(diào)譯碼技術(shù)類似的性能。與現(xiàn)在已知的兩個編碼位鄰接的未編碼位得益于在其通過現(xiàn)在已知的先前符號和現(xiàn)在已知的后續(xù)符號時收集關(guān)于未編碼位的信息的維特比路徑。包圍未編碼符號的譯碼符號的游程越長，則該未編碼符號的增益就越大。
本發(fā)明的這一示范性實施例還可應(yīng)用于四進(jìn)制調(diào)制，在四進(jìn)制調(diào)制中，交織模式和編碼操作使得4進(jìn)制符號的兩個位之一在另一個被解調(diào)期間就已經(jīng)被譯碼，然后格子結(jié)構(gòu)以同等的利益約束使從已譯碼符號至后續(xù)符號的路徑的數(shù)目從4條減少至2條，或者可應(yīng)用于當(dāng)一個符號的兩個位之一是編碼位而另一個是未編碼位的情形中。
對于采用了編碼和交織技術(shù)的任何數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)接收機(jī)，需要在接收機(jī)處同步取樣信號，以便例如可以正確地區(qū)分相應(yīng)于偶數(shù)和奇數(shù)發(fā)送符號的信號樣值。通過在發(fā)送信號段的已知位置處加入間置在信息符號中的已知(例如同步)符號來實現(xiàn)同步。如果通過例如在符號間隔內(nèi)施加確定的相位變化來將這種已知的符號差分調(diào)制在無線電頻率載波上，則可以不管信道的絕對相位而對這些已知符號進(jìn)行檢測。在信息符號利用絕對矢量調(diào)制(例如相干移相鍵控)進(jìn)行傳送時，必需使用至少兩個已知符號的組來提供與信道相位無關(guān)地檢測它們的功能。一組N個順序的相干調(diào)制的同步符號于是可被看作一組N-1個的差分調(diào)制符號。
當(dāng)符號周期與在傳播路徑上經(jīng)歷的時間擴(kuò)散或回波延遲相比較長時，最佳接收機(jī)取樣定時從一個信號段到另一個信號段的變化不大于符號周期的幾分之一，因此只需要獲得對許多信號段平均的長期平均取樣定時。在許多信號段內(nèi)的已知符號于是都可被用來確定最佳接收機(jī)定時。例如，如果每一信號段包括136個信息符號和8個散開的、隔離的并差分調(diào)制的已知符號，則確定在16個這樣的信號段的移動窗口內(nèi)的最佳定時將總共采用128個已知符號。確定最佳定時的優(yōu)選方法是首先在使用填充了已知符號的信號段的通信的開始時獲得初始定時，然后通過進(jìn)行在按照例如1/8符號周期間隔被間隔開的標(biāo)稱位置的兩側(cè)的少數(shù)鄰近定時位置的測試來保持同步?？梢酝ㄟ^對于信號段內(nèi)的所測試定時位置i(假定每符號8個樣值)計算差分符號值Z(i)Z(i-8)*、將這一復(fù)值旋轉(zhuǎn)對已知符號所預(yù)期的角度的倒數(shù)來將其與實軸對齊和在相應(yīng)于i的長方形中累積被旋轉(zhuǎn)值來完成該測試。該定時位置i相對于標(biāo)稱定時位置可以例如取-8到+8之間的值，即+/-一個符號周期。累積了最大值的長方形表示應(yīng)使用的取樣定時。長方形可以有開縫以便指數(shù)地遺忘過去接收信號段的影響，使定時能夠適應(yīng)因發(fā)射機(jī)和接收機(jī)相對運動造成的變化，或能夠適應(yīng)相對基準(zhǔn)時鐘誤差。
利用常規(guī)的時鐘重新組成技術(shù)還可以不利用已知符號而利用額外的信號處理作用來檢驗和保持同步。如果譯碼開始經(jīng)常失敗的話，就可以將這一技術(shù)與重獲幀同步的手段結(jié)合起來。例如，可以對于一個以上的假定定時位置試圖進(jìn)行譯碼，如果以前的最佳定時位置開始給出頻繁的譯碼錯誤而鄰近的定時位置給出成功的譯碼，則該鄰近的定時位置就成為最佳定時位置，并將取樣定時重新集中在該新的最佳定時。
由以上描述可知接收機(jī)最好按照一小部分的符號間隔接收樣值，例如每符號周期8個樣值，同步算法確定在選擇每符號一個樣值進(jìn)行譯碼時，使用8個樣值相位中的哪一個相位。
可以提及兩種其它變化。通過擴(kuò)展最大似然算法來使用預(yù)測機(jī)制來不僅預(yù)測假定符號序列的每符號一個接收波形樣值，而且預(yù)測預(yù)期波形的每符號兩個或兩個以上的樣值，就能夠在合并的解調(diào)和譯碼處理中使用每符號一個以上的樣值。而后量度計算裝置計算所有被預(yù)測和被觀察波形樣值之間的失配，并累積失配。顯然，如果每符號若干個樣值包括在解調(diào)譯碼處理中，則性能就不對準(zhǔn)確的取樣定時敏感。
對取樣定時不敏感的第二種變化使用每符號僅一個樣值。如果發(fā)射調(diào)制是例如GMSK或4-CPFSK這樣的恒定包絡(luò)調(diào)制，則接收樣值的能量將不依賴于選定的定時。但是，樣值對先前和后續(xù)符號的依賴性取決于定時?？梢栽谌又抵饕蕾囉趩蝹€符號的位置處、即在符號的中部對接收波形進(jìn)行取樣，或者在另一極度狀態(tài)可以在樣值等同地依賴于兩個相鄰符號的位置處、即在所述兩相鄰符號的中間對接收波形進(jìn)行取樣。預(yù)測基于它們所依賴的所有符號的接收樣值的最大似然算法的操作即使當(dāng)每符號僅一個樣值被使用時也對于所有的取樣定時都執(zhí)行得基本上同樣好。但是，樣值主要依賴的符號最好應(yīng)當(dāng)代表ML抽頭而不是代表DFE或后殘存抽頭，以便保證有疑問的符號的所有可能組合都被測試。可以通過按照以下指南恰當(dāng)?shù)剡x擇編碼和交織模式來確保這一點。
速率1/n編碼器對于每一輸入符號將產(chǎn)生n個輸出符號。相反地，速率1/n譯碼器將處理n個接收符號來輸出一個譯碼符號。該n個接收符號最好在時間上分布在幾個發(fā)射段內(nèi)，以便減弱衰落的影響。在上述示范性實施例中，例如已提議編碼器的相繼符號首先放置在與已知同步符號相鄰的位置上，然后放置在與所述最初放置符號相鄰的位置上，依此類推。如果有n個與已知同步符號相鄰的位置，則每一未編碼符號的n個編碼符號將占滿這些位置，接著的第(n+1)個編碼符號將放置在與第一個編碼符號相鄰的位置上。但是，由于譯碼器對于被處理的每一編碼符號只輸出一個譯碼符號到其路徑歷史存儲器中，所以編碼符號1和(n+1)依賴于在該路徑歷史存儲器中隔開一個符號的符號。如果編碼約束長度是m個符號，則相距m-1的譯碼符號仍在保證了兩個符號的所有組合將會被測試的ML抽頭內(nèi)。交織器于是能夠在將接著的n個編碼符號放置在與最初n個編碼符號相鄰的位置之前將n(m-1)個編碼符號放置在時間擴(kuò)散的位置上，同時在最大似然抽頭的范圍內(nèi)將兩個符號保持在發(fā)射信號段的相鄰位置上，由此保證了能夠?qū)@兩個符號的所有組合作出假定。這又保證了依賴于兩個相鄰符號的所有可能的信號取樣值將會被預(yù)測和與接收的取樣值作比較，給出了對取樣定時是在一個符號的中部還是在兩個符號之間不敏感的性能。這樣一來，還能夠克服造成接收樣值依賴于一個以上相鄰地發(fā)射的符號，即被延遲了達(dá)到一個符號周期的回波的信道缺陷。因此這種傳輸技術(shù)用于受到多徑傳播影響的移動無線電信道是有優(yōu)點的。
上述示范性實施例用來在所有方面說明本發(fā)明而不是對本發(fā)明的限制。因此本發(fā)明在具體實施時可作出許多變化，這些變化可由本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員根據(jù)在此進(jìn)行的描述來作出。所有這些變化和修改都被認(rèn)為在由所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的范圍和精神之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)射和接收數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的方法，包括以下步驟編碼任意信息符號和將所述被編碼的任意信息符號與為接收機(jī)所知的符號進(jìn)行交織，譯碼與所述已知符號相鄰的任意信息符號，以及譯碼與所述最先被譯碼的符號相鄰的任意符號，沿從所述同步符號起的每一方向如此進(jìn)行下去。
2.權(quán)利要求1的方法，其特征在于，還包括將所述任意信息信號和所述已知符號調(diào)制在無線電頻率信號上的步驟。
3.權(quán)利要求2的方法，其特征在于，所述調(diào)制步驟還包括利用在隔開一個符號周期的信號樣值之間的矢量變化來表示所述信息和同步符號的步驟。
4.權(quán)利要求3的方法，其特征在于，還包括以下步驟將一編碼位放置在在最先發(fā)射信號段內(nèi)的4進(jìn)制符號的兩個位位置的一個位置上，將另一編碼位放置在隨后發(fā)射信號段內(nèi)的4進(jìn)制符號的其它位位置上。
5.權(quán)利要求4的方法，其特征在于，所述調(diào)制步驟用I、Q濾波的Pi/4-DQPSK技術(shù)來執(zhí)行。
6.權(quán)利要求4的方法，其特征在于，其中調(diào)制步驟用產(chǎn)生基本恒定振幅的信號的連續(xù)調(diào)相技術(shù)來執(zhí)行。
7.權(quán)利要求1的方法，其特征在于，其中所述編碼是分組糾錯編碼。
8.權(quán)利要求1的方法，其特征在于，其中所述編碼是卷積編碼。
9.權(quán)利要求1的方法，其特征在于，其中所述編碼是收縮卷積編碼。
10.權(quán)利要求3的方法，其特征在于，其中所述調(diào)制步驟還包括以下步驟利用M元符號調(diào)制，在這種調(diào)制中，所述矢量變化可以是等于2的整數(shù)N次方的預(yù)定M次變化的任何一次變化。
11.權(quán)利要求10的方法，其特征在于，其中所述矢量變化的每一次對等于所述整數(shù)N的一些編碼或同步位進(jìn)行編碼。
12.權(quán)利要求11的方法，其特征在于，還包括以下步驟首先將編碼信息位放置在作為第一信號段進(jìn)行發(fā)送的所述M元符號的每一個所攜帶的所述整數(shù)N個位的第一個位上；以及然后將編碼信息位放置在第二發(fā)射信號段所攜帶的M元符號的所述整數(shù)N個位位置的第二個位置上。
13.權(quán)利要求12的方法，其特征在于，還包括以下步驟繼續(xù)將編碼信息位放置在相應(yīng)于包含所述M元符號的信號段的所述M元符號的下一個未使用的位位置上，直到已使用了等于所述整數(shù)N的一些信號段。
14.權(quán)利要求1的方法，其特征在于，還包括以下步驟將未編碼符號與所述編碼符號和所述已知符號進(jìn)行交織。
15.權(quán)利要求14的方法，其特征在于，還包括以下步驟在譯碼所述編碼符號時在所述接收機(jī)中跳過未編碼符號；以及然后返回利用已譯碼符號來估算所述未編碼符號。
16.一種將編碼、交錯和調(diào)制的無線電信號處理成為準(zhǔn)確的數(shù)字信息的譯碼和解調(diào)設(shè)備，包括產(chǎn)生相應(yīng)于接收無線電信號的數(shù)值樣值的裝置；存儲若干所述數(shù)值樣值的裝置；對所述緩沖存儲器中的樣值進(jìn)行處理的裝置；存儲已測試符號序列假定的裝置；將每一所述測試序列的累積優(yōu)值或累積劣值作為路徑量度進(jìn)行存儲的裝置；將在相應(yīng)于取樣值的多個時間位置處的信號相位或振幅的估算存儲在所述緩沖存儲器中的裝置；根據(jù)所述符號序列假定和采用所述編碼的模型的所述基準(zhǔn)矢量存儲器內(nèi)容而預(yù)測取樣值、進(jìn)行交織和解調(diào)的裝置；將所述預(yù)測與在所述緩沖存儲器中的所述數(shù)值樣值進(jìn)行比較和產(chǎn)生被求和成為所述累積值的失配值的裝置；選擇以前的路徑量度作為最好前趨與所述失配值累加以使所述路徑量度為可能的最低值的裝置；以及在所述選擇之后更新所述存儲的估算，并將在與所述選定的最好前趨相關(guān)的存儲單元中的所述更新的存儲估算拷貝到與后繼序列假定相關(guān)的存儲單元的裝置。
17.權(quán)利要求16的譯碼和解調(diào)設(shè)備，其特征在于，還包括以預(yù)定的時間間隔對所述假定的符號序列的至少一個進(jìn)行操作的檢錯裝置；以及從所述路徑歷史存儲器中刪除被所述檢錯裝置指出的假定序列的裝置。
18.一種用于對編碼和交織的數(shù)據(jù)符號組進(jìn)行譯碼的接收設(shè)備，包括從第一接收信號段和第二接收信號段選擇接收信號樣值進(jìn)行交替譯碼的解交織裝置；以及譯碼所述選定的樣值來產(chǎn)生譯碼符號組的譯碼裝置，在該譯碼符號組中，來自先前譯碼數(shù)據(jù)組的譯碼符號用來對從所述第一信號段中選擇的樣值進(jìn)行處理。
19.權(quán)利要求18的對編碼和交織的數(shù)據(jù)符號組進(jìn)行譯碼的接收設(shè)備，其特征在于，在該設(shè)備中所述解交織裝置還用于從所述第二和第三信號段中選擇接收信號樣值，進(jìn)行交替譯碼；所述譯碼裝置還用于譯碼所述選定的樣值來產(chǎn)生譯碼符號組，在該譯碼符號組中，對從所述第二和第三信號段中交替地選擇的樣值進(jìn)行處理而得到的譯碼符號，被用來對從利用所述第一信號段的樣值交替地選定的所述第二信號段中選擇的樣值再進(jìn)行處理。
20.一種用于對編碼和被交錯的數(shù)據(jù)符號組進(jìn)行譯碼的接收設(shè)備，其特征在于，包括對部分地從第一接收信號段和部分地從第二接收信號段所選擇的接收信號樣值進(jìn)行譯碼的解交織裝置；以及譯碼所述選定的樣值來產(chǎn)生譯碼符號組的譯碼裝置，在該譯碼符號組中，來自先前譯碼數(shù)據(jù)組的譯碼符號被用來對從所述第一信號段中選擇的樣值進(jìn)行處理。
21.一種用于對編碼和交織的數(shù)據(jù)符號組進(jìn)行譯碼的接收設(shè)備，包括對部分地從當(dāng)前接收信號段和部分地從至少一個先前接收信號段所選擇的接收信號樣值組進(jìn)行譯碼的解交織裝置；以及譯碼所述選定的樣值組來產(chǎn)生相應(yīng)譯碼符號組的譯碼裝置，在該相應(yīng)譯碼符號組中，來自后來處理樣值組的譯碼符號被用來對先前處理樣值組再進(jìn)行處理，以便產(chǎn)生改善的相應(yīng)譯碼符號組。
22.一種用于對編碼和交織的數(shù)據(jù)符號組進(jìn)行譯碼的接收設(shè)備，包括對部分地從當(dāng)前接收信號段和部分地從至少一個先前接收信號段所選擇的樣值組進(jìn)行譯碼的解交織裝置；譯碼所述選定的樣值組來產(chǎn)生譯碼符號組的譯碼裝置，在該譯碼符號組中，來自先前譯碼符號組的符號被用來協(xié)助對當(dāng)前正在被處理的一組樣值進(jìn)行譯碼。
23.一種用于對編碼和交織的數(shù)據(jù)符號組進(jìn)行譯碼的接收設(shè)備，包括對部分地從當(dāng)前接收信號段和部分地從至少一個先前接收信號段所選擇的樣值組進(jìn)行譯碼的解交織裝置；譯碼所述選定的樣值組來產(chǎn)生譯碼符號組的譯碼裝置，在該譯碼符號組中，來自當(dāng)前和先前譯碼符號組的符號被用來對先前譯碼符號組進(jìn)行再處理，產(chǎn)生與之相應(yīng)的改善的譯碼符號組。
24.一種用于對編碼和交織的數(shù)據(jù)符號組進(jìn)行譯碼的接收設(shè)備，包括對部分地從當(dāng)前接收信號段和部分地從至少一個先前接收信號段所選擇的樣值組進(jìn)行譯碼的解交織裝置；譯碼所述選定的樣值組來產(chǎn)生譯碼符號組的譯碼裝置，在該譯碼符號組中，來自當(dāng)前譯碼符號組的符號和譯碼自在該當(dāng)前譯碼符號組兩個符號組之前的符號組的符號被用來對就在該當(dāng)前組之前被處理的樣值組進(jìn)行再處理，以便產(chǎn)生與之相應(yīng)的改善的譯碼符號組。
25.權(quán)利要求18的接收設(shè)備，其特征在于，其中所述譯碼裝置是分組糾錯譯碼器。
26.權(quán)利要求19的接收設(shè)備，其特征在于，其中所述譯碼裝置是分組糾錯譯碼器。
27.權(quán)利要求20的接收設(shè)備，其特征在于，其中所述譯碼裝置是分組糾錯譯碼器。
28.權(quán)利要求21的接收設(shè)備，其特征在于，其中所述譯碼裝置是分組糾錯譯碼器。
29.權(quán)利要求22的接收設(shè)備，其特征在于，其中所述譯碼裝置是分組糾錯譯碼器。
30.權(quán)利要求23的接收設(shè)備，其特征在于，其中所述譯碼裝置是分組糾錯譯碼器。
31.權(quán)利要求24的接收設(shè)備，其特征在于，其中所述譯碼裝置是分組糾錯譯碼器。
32.權(quán)利要求18的接收設(shè)備，其特征在于，其中所述譯碼裝置是卷積糾錯譯碼器。
33.權(quán)利要求19的接收設(shè)備，其特征在于，其中所述譯碼裝置是卷積糾錯譯碼器。
34.權(quán)利要求20的接收設(shè)備，其特征在于，其中所述譯碼裝置是卷積糾錯譯碼器。
35.權(quán)利要求21的接收設(shè)備，其特征在于，其中所述譯碼裝置是卷積糾錯譯碼器。
36.權(quán)利要求22的接收設(shè)備，其特征在于，其中所述譯碼裝置是卷積糾錯譯碼器。
37.權(quán)利要求23的接收設(shè)備，其特征在于，其中所述譯碼裝置是卷積糾錯譯碼器。
38.權(quán)利要求24的接收設(shè)備，其特征在于，其中所述譯碼裝置是卷積糾錯譯碼器。
39.一種用于對編碼和交織的數(shù)據(jù)符號組進(jìn)行譯碼的接收設(shè)備，包括從第一接收信號段和第二接收信號段所選擇的接收信號樣值組進(jìn)行譯碼的解交織裝置；譯碼所述選定的樣值組來產(chǎn)生譯碼符號組的譯碼裝置，在該譯碼符號組中，來自先前譯碼數(shù)據(jù)組或后續(xù)譯碼數(shù)據(jù)組的譯碼符號可以用來對依賴于譯碼符號組的差錯校驗指示的選定樣值組進(jìn)行處理或進(jìn)行再處理；以及為所述譯碼裝置所產(chǎn)生的譯碼符號組提供所述差錯校驗指示的檢錯裝置。
40.權(quán)利要求39的用于對編碼和交織的數(shù)據(jù)符號組進(jìn)行譯碼的接收設(shè)備，其中所述第一接收信號段是當(dāng)前接收信號段，所述第二接收信號段是先前接收信號段。
41.一種發(fā)送和接收數(shù)字信息符號的設(shè)備，包括發(fā)射機(jī)裝置，用于將至少某些所述數(shù)字信息符號進(jìn)行編碼以便進(jìn)行傳輸、將編碼符號與未編碼符號進(jìn)行交織和將所述交織符號調(diào)制在載波信號上；接收所述已調(diào)制載波信號、對信號樣值進(jìn)行濾波、放大、取樣和將其變換為合適的形式以便進(jìn)行處理的裝置；對至少相應(yīng)于所述編碼、交織和調(diào)制的符號的信號樣值進(jìn)行解調(diào)并對解調(diào)樣值進(jìn)行譯碼來獲得譯碼符號的裝置；以及利用已譯碼符號對相應(yīng)于所述未編碼的調(diào)制符號的樣值進(jìn)行解調(diào)、以便以減小了的差錯概率再現(xiàn)所述未編碼符號的裝置。
42.權(quán)利要求41的設(shè)備，其特征在于，其中所述對至少相應(yīng)于所述編碼、交織和調(diào)制的符號的信號樣值進(jìn)行解調(diào)的處理裝置還將所述解調(diào)和所述譯碼合并成為對所述信號樣值進(jìn)行解調(diào)譯碼來產(chǎn)生譯碼符號的解調(diào)譯碼處理。
43.一種對以編碼和交織的數(shù)據(jù)符號組進(jìn)行調(diào)制的信號進(jìn)行譯碼的接收設(shè)備，包括交替地從第一接收信號段和第二接收信號段選擇接收信號樣值組進(jìn)行譯碼的解交織裝置；譯碼所述選定的樣值組來產(chǎn)生譯碼符號組的譯碼裝置，在該譯碼符號組中，來自先前譯碼數(shù)據(jù)組或后續(xù)譯碼數(shù)據(jù)組的譯碼符號可被用來對依賴于譯碼符號組的差錯校驗指示的選定樣值組進(jìn)行處理或進(jìn)行再處理；以及為所述譯碼裝置產(chǎn)生的譯碼符號組提供所述可靠性指示的譯碼可靠性指示裝置。
44.權(quán)利要求43的接收設(shè)備，其特征在于，其中所述譯碼可靠性指示基于路徑量度增長。
45.權(quán)利要求43的接收設(shè)備，其特征在于，其中所述譯碼可靠性指示裝置確定校正子相應(yīng)于可校正錯誤圖樣還是相應(yīng)于無差錯。
46.一種解調(diào)和譯碼信息符號的接收設(shè)備，這些信息符號中的至少某些信息符號被糾錯編碼和交織并調(diào)制在無線電信號上，該接收設(shè)備包括接收所述無線電信號的裝置；將所述接收無線電信號變換為適合于取樣的形式的裝置；對所述變換無線電信號進(jìn)行取樣并將取樣值變換為與瞬時振幅有關(guān)的數(shù)值和與瞬時相位有關(guān)的數(shù)值的裝置；處理所述數(shù)值以便對其進(jìn)行解調(diào)和譯碼、并產(chǎn)生相應(yīng)于所述編碼信息符號的譯碼符號的裝置；以及處理所述譯碼符號和所述數(shù)值以便產(chǎn)生相應(yīng)于未編碼信息符號的符號的裝置。
47.一種解調(diào)和譯碼信息符號的接收設(shè)備，這些信息符號包括按照第一種方式編碼和調(diào)制在無線電信號上的第一組信息符號和按照第二種方式編碼和調(diào)制的第二組信息符號，該接收設(shè)備包括接收所述無線電信號的裝置；將所述接收無線電信號變換為適合于取樣的形式的裝置；對所述已變換無線電信號進(jìn)行取樣并將取樣值變換為與瞬時振幅有關(guān)的數(shù)值和與瞬時相位有關(guān)的數(shù)值的裝置；處理所述數(shù)值以便對其進(jìn)行解調(diào)和譯碼，并產(chǎn)生相應(yīng)于按照所述第一種方式編碼和調(diào)制的信息符號的譯碼符號的裝置；以及處理所述譯碼符號和所述數(shù)值以便產(chǎn)生相應(yīng)于按照所述第二種方式編碼和調(diào)制的信息符號的符號的裝置。
48.權(quán)利要求47的接收設(shè)備，其特征在于，其中所述第一種方式和所述第二種方式使用不同的糾錯編碼速率。
49.權(quán)利要求48的接收設(shè)備，其特征在于，其中所述第二種方式的編碼速率是1或者不進(jìn)行編碼。
50.權(quán)利要求47的接收設(shè)備，其特征在于，其中所述第一種方式將符號調(diào)制為在時間上隔開一個符號周期的信號值之間的矢量變化，所述第二種方式將符號調(diào)制為隔開一個符號周期以上的信號值之間的矢量變化。
51.一種解調(diào)和譯碼信息符號的接收設(shè)備，這些信息符號包括按照第一種方式編碼和調(diào)制在無線電信號上的第一組信息符號和按照第二種方式編碼和調(diào)制的第二組信息符號，該接收設(shè)備包括接收所述無線電信號的裝置；將所述接收無線電信號變換為適合于取樣的形式的裝置；對所述已變換無線電信號進(jìn)行取樣并將所述取樣值變換為復(fù)數(shù)數(shù)值的裝置；處理所述復(fù)數(shù)數(shù)值以便對其進(jìn)行解調(diào)和譯碼，并產(chǎn)生相應(yīng)于按照所述第一種方式編碼和調(diào)制的信息符號的譯碼符號的裝置；以及處理所述譯碼符號和所述數(shù)值以便產(chǎn)生相應(yīng)于按照所述第二種方式編碼和調(diào)制的信息符號的符號的裝置。
全文摘要
本發(fā)明的系統(tǒng)和方法提供了在此稱為解調(diào)譯碼的解調(diào)和譯碼的合并。通過利用對已知符號的了解，首先譯碼已知符號，然后利用譯碼已知符號獲得的信息來譯碼未知符號，由此實現(xiàn)了性能的改善，與相干檢波系統(tǒng)相比，這一技術(shù)還可用來減輕在采用差分編碼和調(diào)制的系統(tǒng)中所遭受的通常的3dB損失。
文檔編號H04L27/22GK1138930SQ95191210
公開日1996年12月25日 申請日期1995年9月14日 優(yōu)先權(quán)日1994年9月14日
發(fā)明者P·W·登特 申請人:艾利森公司