專利名稱：使用先驗(yàn)知識進(jìn)行編解碼器模式解碼的制作方法
背景技術(shù)：
一般地說，本發(fā)明涉及在通信系統(tǒng)領(lǐng)域內(nèi)處理的模式，更具體地說，本發(fā)明涉及在支持多語音/前向糾錯(cuò)編碼方案的數(shù)字通信系統(tǒng)中確定編碼模式。
商用通信系統(tǒng)的發(fā)展，具體地說，蜂窩無線電話系統(tǒng)的爆炸性發(fā)展迫使系統(tǒng)設(shè)計(jì)者們?nèi)ヌ角蟪鲇脩羧菹揲撝刀唤档屯ㄐ刨|(zhì)量來提高系統(tǒng)容量的方法。實(shí)現(xiàn)這些目的的一種技術(shù)涉及到系統(tǒng)的改變，即從使用模擬調(diào)制把數(shù)據(jù)發(fā)送到載波上的系統(tǒng)改為使用數(shù)字調(diào)制把數(shù)據(jù)發(fā)送到載波上的系統(tǒng)。
在無線數(shù)字通信系統(tǒng)中，標(biāo)準(zhǔn)空中接口指定大部分的系統(tǒng)參數(shù)，包括語音編碼類型，突發(fā)格式，通信協(xié)議等。例如，歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)(ETSI)指定了全球移動(dòng)通信系統(tǒng)(GSM)標(biāo)準(zhǔn)，所述全球移動(dòng)通信系統(tǒng)使用時(shí)分多址(TDMA)利用高斯最小頻移鍵控(GMSK)調(diào)制方案以271千符號/秒的符號速率通過射頻(RF)物理信道或鏈路傳送控制、話音及數(shù)據(jù)信息。在美國，電信工業(yè)協(xié)會(huì)(TIA)已公布了許多暫定標(biāo)準(zhǔn)，諸如IS-54及IS-136，所述暫定標(biāo)準(zhǔn)定義了數(shù)字高級移動(dòng)電話業(yè)務(wù)(D-AMPS)的不同版本，以及一種使用差分四相相移鍵控(DQPSK)調(diào)制方案通過RF鏈路傳送數(shù)據(jù)的TDMA系統(tǒng)。
TDMA系統(tǒng)把可用頻率再分為一個(gè)或多個(gè)RF信道。所述RF信道又被劃分為許多對應(yīng)于TDMA幀內(nèi)時(shí)隙的物理信道。指定了調(diào)制與編碼的一個(gè)或幾個(gè)物理信道構(gòu)成邏輯信道。在這些系統(tǒng)中，移動(dòng)臺(tái)通過在上行鏈路與下行鏈路RF信道上傳輸與接收數(shù)字信息突發(fā)與許多分散基站通信。
當(dāng)今使用的移動(dòng)臺(tái)數(shù)量的增長使得在蜂窩電信系統(tǒng)中需要更多的話音與數(shù)據(jù)信道。因此，基站的分布變得更密集，在鄰近的或分布密集的小區(qū)內(nèi)以相同頻率操作的移動(dòng)臺(tái)之間的干擾也增加了。事實(shí)上，現(xiàn)在一些系統(tǒng)采用碼分多址(CDMA)，使用一種擴(kuò)頻調(diào)制的形式，其中，信號有意地共享相同的時(shí)間與頻率。雖然數(shù)字技術(shù)從一個(gè)給定的頻譜中提供更大量的有用信道，但是仍需要把干擾控制在允許的電平上，或更具體地說，仍需要檢測與控制載波信號強(qiáng)度與干擾之比(即載干(C/I)比)。
對提供不同通信業(yè)務(wù)日益重要的另一個(gè)因素是在特定連接上傳輸數(shù)據(jù)的想要的/所需的用戶比特率。例如，對于話音與/或數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，用戶比特率對應(yīng)于話音質(zhì)量與/或數(shù)據(jù)通過量，較高的用戶比特率產(chǎn)生更好的話音質(zhì)量與/或更大的數(shù)據(jù)通過量?？偟挠脩舯忍芈适怯烧Z音編碼、信道編碼、調(diào)制與資源配置技術(shù)的所選組合確定的，例如，對于TDMA系統(tǒng)，后一技術(shù)可能涉及每個(gè)連接可分配的時(shí)隙數(shù)，對于DCMA系統(tǒng)，后一參數(shù)可能涉及每個(gè)連接可分配的碼數(shù)。
語音編碼(或更一般地說“信源編碼”)技術(shù)可用來把輸入信息壓縮成一種格式，所述格式使用允許的帶寬量，但是從所述格式可再現(xiàn)可懂的輸出信號。有許多不同類型的語音編碼算法，例如，殘留激勵(lì)線性預(yù)測(RELP)規(guī)則脈沖激勵(lì)(RPE)等，所述語音編碼算法的詳情與本發(fā)明無特別的關(guān)聯(lián)。關(guān)于這一點(diǎn)更為重要的是以下事實(shí)不同的語音編碼器有不同的輸出比特率，而且，正如人們所期望的，與輸出比特率較低的語音編碼器相比較，輸出比特率較高的語音編碼器能提供用戶更加接受的重放話音質(zhì)量。舉例來說，更傳統(tǒng)的基于有線的電話系統(tǒng)使用以64千比特/秒的比特率操作的脈沖編碼調(diào)制(PCM)語音編碼，而GSM系統(tǒng)采用以13千比特/秒的比特率操作的RPE語音編碼方案。
除了語音編碼以外，數(shù)字通信系統(tǒng)還采用各種各樣的技術(shù)來處理錯(cuò)誤地接收到的信息。一般地說，這些技術(shù)包括那些幫助接收機(jī)糾正錯(cuò)誤地接收到的信息的技術(shù)，例如，前向糾錯(cuò)(FEC)技術(shù)，以及那些能夠使錯(cuò)誤地接收到的信息重新傳輸?shù)剿鼋邮諜C(jī)上的技術(shù)，例如，自動(dòng)重傳請求(ARQ)技術(shù)。FEC技術(shù)包括，例如，在調(diào)制前對數(shù)據(jù)進(jìn)行的卷積或分組編碼(總體來說在此處指“信道編碼”)。信道編碼涉及利用一定數(shù)量的碼比特來表示一定數(shù)量的數(shù)據(jù)比特。因此，例如，通常是用碼率來表示卷積碼，例如1/2與1/3，其中，對于給定的信道比特率，較低的碼率提供較好的錯(cuò)誤保護(hù)但較低的用戶比特率。
通常，對于任何給定的無線電通信系統(tǒng)，或至少對于由一個(gè)無線通信系統(tǒng)所建立的連接的持續(xù)時(shí)間，每一種影響用戶比特率的技術(shù)都是固定的。也就是說，每個(gè)系統(tǒng)建立用一種類型的語音編碼、一種類型的信道編碼、一種類型的調(diào)制與一種資源配置操作的連接。新近，不管大量可能隨時(shí)間而迅速改變的參數(shù)，例如無線電通信信道的無線電傳播特性、系統(tǒng)的加載、用戶的比特率要求等，然而這些技術(shù)的動(dòng)態(tài)適配已成為使系統(tǒng)性能最優(yōu)化的一種通用方法。
例如，已動(dòng)態(tài)地分配不同的調(diào)制以選擇性地利用單個(gè)調(diào)制方案的強(qiáng)度并且提供更高用戶比特率與/或增強(qiáng)的抗噪聲與抗干擾。在美國專利第5577087號中有一個(gè)采用多重調(diào)制方案的通信系統(tǒng)的例子。其中，說明了在16QAM(正交振幅調(diào)制)與QPSK(四相移相鍵控)之間交換的技術(shù)。根據(jù)質(zhì)量測量決定在調(diào)制類型之間進(jìn)行交換，然而，所述系統(tǒng)采用恒定用戶比特率，這意味著調(diào)制方案的改變也要求信道比特率改變，例如用來支持一個(gè)傳輸信道的時(shí)隙數(shù)的改變。
可以想象可選擇性地既在無線電通信系統(tǒng)支持的不同連接之間又在單個(gè)連接的連續(xù)操作時(shí)間期內(nèi)采用所述處理技術(shù)的許多不同組合。然而，為了在接收到信息后對信息進(jìn)行正確的解碼，接收機(jī)必須知道發(fā)射機(jī)使用的處理類型。一般地，有兩種技術(shù)通知接收機(jī)與無線電信號相關(guān)的處理技術(shù)(1)顯式信息，即，帶有指示處理類型的模式值的發(fā)送信息內(nèi)的一個(gè)消息字段，和(2)隱含信息，有時(shí)指“盲”解碼，由此接收機(jī)通過分析接收的信號確定發(fā)射機(jī)進(jìn)行的處理。在按照電信工業(yè)協(xié)會(huì)/電子工業(yè)協(xié)會(huì)暫定標(biāo)準(zhǔn)95號(TIA/EIA IS-95)標(biāo)準(zhǔn)操作的CDMA系統(tǒng)中采用后一技術(shù)。有時(shí)認(rèn)為顯式信息更佳，因?yàn)轱@式信息減少了接收機(jī)的處理時(shí)延，但以需要發(fā)射機(jī)除用戶數(shù)據(jù)外還包含額外開銷比特為代價(jià)。
本發(fā)明特別感興趣的是反映發(fā)射機(jī)的當(dāng)前采用的語音編碼/信道編碼組合的模式指示符。例如，當(dāng)信道條件良好時(shí)，發(fā)射機(jī)可采用提供高信源編碼比特率與較低程度錯(cuò)誤保護(hù)的語音編碼/信道編碼模式。換句話說，當(dāng)信道條件惡劣時(shí)，則可采用提供較高程度錯(cuò)誤保護(hù)與低比特率語音編碼技術(shù)的編碼模式。根據(jù)信道條件的變化，系統(tǒng)可迅速地在所述不同編碼模式間改變。
如上所述，可把模式指示符傳輸?shù)浇邮諜C(jī)(不論是基站還是移動(dòng)臺(tái)的接收機(jī))，以便接收機(jī)可采用適當(dāng)?shù)男诺澜獯a/語音解碼技術(shù)。通常，所述模式指示符可包括少許(例如2個(gè))與數(shù)據(jù)字段一起傳送的比特。因此，要知道對接收機(jī)來說能精確地對編碼模式指示符進(jìn)行解碼是尤為重要的，因?yàn)?，否則的話，可能不可恢復(fù)全幀數(shù)據(jù)。所述對模式指示符精確接收的要求可引導(dǎo)設(shè)計(jì)者們用重信道編碼來強(qiáng)保護(hù)模式指示符。
然而，重信道編碼的使用意味著更高的冗余，即意味著要為模式指示符字段傳輸更多的比特。如前所述，這是不合要求的，因?yàn)閼?yīng)該使開銷比特最小而不是增加。因此，要求提供用于增加諸如編碼模式指示符的模式指示符被正確解碼的似然性同時(shí)使與凈荷數(shù)據(jù)一起傳輸?shù)拈_銷比特?cái)?shù)最小的技術(shù)與系統(tǒng)。
發(fā)明概要根據(jù)本發(fā)明，克服了傳統(tǒng)的傳送信息的方法與系統(tǒng)的這些和其它缺點(diǎn)與局限性，其中，使用相對弱的信道編碼(例如，卷積編碼或分組編碼)來保護(hù)在空中接口上傳輸?shù)哪Ｊ叫畔ⅰ＿@樣，使開銷比特傳輸最小，因此，使給定資源分配的用戶數(shù)據(jù)通過量最大。所述模式信息可包括，例如，通知接收機(jī)當(dāng)前用來對凈荷數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼的語音編碼/信道編碼的組合的模式指示符，通知發(fā)射機(jī)接收機(jī)要求的用于隨后傳輸信息塊或幀與/或信道測量信息的特定編解碼器模式的模式請求，所述請求作為發(fā)射機(jī)提供的特定編解碼模式的隱含請求。
為補(bǔ)償用來保護(hù)模式信息的相對弱的信道編碼，本發(fā)明的示例性實(shí)施例通過提供許多已組合的預(yù)計(jì)出或計(jì)算出的似然參數(shù)以使正確地確定模式信息值的概率最大，來提高對模式信息的精確解碼。例如，第一似然參數(shù)可得自于作為模式信息字段解碼的一部分，例如，在維特比解碼過程中可獲得的軟信息。第二似然參數(shù)可得自于特別創(chuàng)立的以使用模式信息本身的先驗(yàn)知識的模型?？砂阉鰞蓚€(gè)似然參數(shù)組合以標(biāo)識(最可能的)當(dāng)前模式信息。
附圖簡介在參考附圖來閱讀以下詳細(xì)描述后，本發(fā)明的目的、特性與優(yōu)點(diǎn)將一清二楚，附圖中

圖1是有利地使用本發(fā)明的示例性GSM通信系統(tǒng)的方框圖；圖2(a)說明在傳統(tǒng)的GSM系統(tǒng)中使用的一種編解碼器模式；圖2(b)說明傳統(tǒng)的非均等差錯(cuò)保護(hù)編碼的語音幀內(nèi)比特的映射；圖3(a)是多重編解碼器模式的方框圖，其中各個(gè)編解碼模式都可被選擇用以處理要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)以及對應(yīng)的根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的模式指示符；圖3(b)是生成多重編解碼器模式的另一示例性技術(shù)的另一方框圖；和圖4說明根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的包括一個(gè)模式似然性處理器與一個(gè)模式信息模型的接收機(jī)的方框圖。
詳細(xì)介紹下面的示例性實(shí)施例是在TDMA無線電通信系統(tǒng)中提供的。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員知道所述接入方法僅用來進(jìn)行說明，而且本發(fā)明易適合于所有類型的接入方法，其中包括頻分多址(FDMA)、TDMA、CDMA及它們的混合。
此外，在此引用結(jié)合的歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)(ETSI)文件ETS300573、ETS300 574與ETS300 578中說明了按照GSM通信系統(tǒng)的操作。因此，在此僅說明理解本發(fā)明所必需的GSM系統(tǒng)的操作。雖然，根據(jù)GSM系統(tǒng)中的示例性實(shí)施例說明本發(fā)明，但是，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將知道本發(fā)明可用于各種其它數(shù)字通信系統(tǒng)，諸如那些根據(jù)PDC或D-AMPS標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)及其改進(jìn)系統(tǒng)。
參照圖1，圖1說明了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)通信系統(tǒng)10。所述系統(tǒng)10被設(shè)計(jì)為多層管理呼叫的分級網(wǎng)絡(luò)。使用一組上行鏈路與下行鏈路頻率，在系統(tǒng)10內(nèi)操作的移動(dòng)臺(tái)12利用在所述頻率上分配的時(shí)隙來進(jìn)行呼叫。在較高的分級層，一組移動(dòng)交換中心(MSC)14負(fù)責(zé)從發(fā)信方到目的地的呼叫路由選擇。更詳細(xì)地說，所述實(shí)體負(fù)責(zé)呼叫的建立，控制與終止。MSC14中的一個(gè)，稱為網(wǎng)關(guān)的MSC處理與公共交換電話網(wǎng)(PSTN)18或其他公共網(wǎng)與專用網(wǎng)的通信。
在較低的分級層，每一個(gè)MSC14都與一組基站控制器(BSC)16相連。按照GSM標(biāo)準(zhǔn)，BSC16與MSC14在稱為A接口的標(biāo)準(zhǔn)接口下通信，所述接口是以國際電報(bào)電話咨詢委員會(huì)(CCITT)七號信令系統(tǒng)的移動(dòng)應(yīng)用部分為基礎(chǔ)的。
還是在較低的分級層，每一個(gè)BSC16控制一組基站收發(fā)信臺(tái)(BTS)20。每一個(gè)BTS20包括許多收發(fā)信機(jī)(TRXs)(未示出)，所述收發(fā)信機(jī)使用上行鏈路與下行鏈路RF信道來為特定的公共地理區(qū)域服務(wù)，諸如一個(gè)或多個(gè)通信小區(qū)21。BTS20主要為在BTS20的指定小區(qū)內(nèi)向移動(dòng)臺(tái)12發(fā)送數(shù)據(jù)突發(fā)與從移動(dòng)臺(tái)12接收數(shù)據(jù)突發(fā)來提供RF鏈路。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，許多BTS20被組合到一個(gè)無線基站(RBS)22內(nèi)。例如，所述RBS22可根據(jù)RBS-2000產(chǎn)品系列進(jìn)行配置，所述產(chǎn)品是由本發(fā)明的受讓方Telefonaktiebolaget L M愛立信提供的。有關(guān)示例性移動(dòng)臺(tái)12與RBS 22執(zhí)行的詳情，有興趣的讀者可參閱Magnus Frodigh等人的1997年8月29日申請的題為“使用具有不同符號速率的調(diào)制方案的鏈路的鏈路適配方法”的美國專利申請No.08/921319，在此特意引用結(jié)合所述申請的公開。
根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，依照使用不同的編解碼器模式可處理在BTS 20與移動(dòng)臺(tái)12之間傳輸?shù)男畔?。所使用的短語“編解碼器模式”在此處指的是信源編碼(例如，語音編碼)與信道編碼的組合，雖然本發(fā)明也適合于其它類型的模式指示符的傳輸與接收，更通常地說，本發(fā)明適合于在空中接口上的其它信息的傳輸與接收。要更充分地理解可對指示符、請求及與之相關(guān)的信息進(jìn)行保護(hù)、傳輸并解碼的示例性模式，參照圖2(a)與2(b)中所示示例性GSM編解碼器模式。
圖2(a)說明處理使示例性輸入音頻信號數(shù)字化的模擬/數(shù)字(A/D)轉(zhuǎn)換器(未示出)的路徑下行的傳輸信號的一部分。將160個(gè)抽樣的塊提交給按照眾所周知的GSM規(guī)范(例如，GSM 06.53)操作的總輸出比特率為13千比特/秒的RPE語音編碼器30以產(chǎn)生兩類輸出比特，182個(gè)一類比特與78個(gè)二類比特。如圖2(b)所示，一類比特又被劃分為1a類比特與1b類比特，所述兩類比特都輸入到執(zhí)行1/2率卷積編碼的信道編碼器32。這導(dǎo)致從信道編碼器32輸出378比特，包括與1a類比特相關(guān)的3個(gè)奇偶校驗(yàn)比特及與1b類比特相關(guān)的4個(gè)尾部比特。該復(fù)合處理可看作是單一編解碼器模式的一個(gè)示例。
然而，申請者想象了提供許多不同編解碼器模式的未來系統(tǒng)。例如，如圖3(a)概念性所示，可能有兩種不同的語音編碼器與兩種不同的信道編碼器在傳輸前可以以不同的組合對比特進(jìn)行編碼。第一語音編碼器40可運(yùn)作以處理數(shù)字抽樣并且提供X千比特/秒的輸出比特率，而第二語音編碼器42可處理輸入數(shù)字抽樣以提供Y千比特/秒的輸出比特率，其中X＞Y。同樣，兩種不同的信道編碼器44與46(本例中為卷積編碼器，雖然一種或兩種編碼器可以是分組編碼器)根據(jù)不同的1/A率與1/B率分別提供不同的錯(cuò)誤保護(hù)程度，其中A＞B。因此，可看到，通過使用模式控制處理器48與多路復(fù)用器50與52來選擇路徑，即，本例的語音編碼器與信道編碼器的組合，來處理凈荷數(shù)據(jù)的特定塊或幀，有四種不同的編解碼器模式可選。
當(dāng)然，可使用許多其它技術(shù)在發(fā)射機(jī)內(nèi)創(chuàng)立多重編解碼器模式。參照圖3(b)中的示例，其中在可選的傳輸信號處理路徑內(nèi)提供了許多信源(例如，語音)編碼器60，62，64與66。每個(gè)編碼器有不同的輸出速率(X＞Y＞Z＞A千比特/秒)而且與不同的信道編碼器68，70，72與74中不同的一個(gè)相聯(lián)。要在不同的可選路徑之間提供統(tǒng)一的F千比特/秒的輸出數(shù)據(jù)速率(對相似的資源分配/連接可能需要)，可把信道編碼器設(shè)計(jì)成使增加到信源編碼數(shù)據(jù)流的冗余量對較低的比特率信源編碼器來說較高而對較高的比特率信源編碼器來說較低。象在先前的示例中那樣，為任何給定數(shù)據(jù)塊或幀選擇的特定編解碼器模式可被例如模式控制處理器78與多路復(fù)用器78所控制。
不管傳輸方使用的提供不同編解碼器模式的技術(shù)，為了能正確地對接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼，接收機(jī)需知道發(fā)射機(jī)使用的編解碼器模式以處理任何給定的接收數(shù)據(jù)塊或幀。根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，這可以通過從發(fā)射機(jī)向接收機(jī)傳輸模式指示符連同與其有關(guān)的數(shù)據(jù)塊或幀或者在傳輸有關(guān)的數(shù)據(jù)塊或幀之前傳輸模式指示符來實(shí)現(xiàn)。在圖3(a)與3(b)的示例中，兩比特模式指示符字段應(yīng)足以通知接收機(jī)在傳輸之前用來處理數(shù)據(jù)的語音編碼器與信道編碼器的組合。換句話說，接收機(jī)可傳輸一個(gè)特定的編解碼器模式請求給發(fā)射機(jī)或接收機(jī)可傳輸與下行鏈路信道(即BTS到移動(dòng)臺(tái)鏈路)相關(guān)的信號質(zhì)量測量給發(fā)射機(jī)，發(fā)射機(jī)然后使用從接收機(jī)接收的上述信息來標(biāo)識一種適當(dāng)?shù)木幗獯a器模式。在所述三例的任一例中，通過空中接口在發(fā)射機(jī)與接收機(jī)之間交換了某種類型的模式信息，所述短語用來包括所述三個(gè)具體示例中的每個(gè)示例以及其它類型的模式信息。
在任何情況下，由于模式信息也通過空中接口在BTS 20與移動(dòng)臺(tái)12之間通信，所以除數(shù)據(jù)外還應(yīng)該保護(hù)模式信息，以避免出現(xiàn)信道錯(cuò)誤。然而，由于每幀僅使用少許比特便可通過空中接口傳送模式信息，所以有效率的(即，冗余減少)低時(shí)延的信源編碼不可行。此外，增加重信道編碼，即有大量的冗余，也不理想，因?yàn)樵黾恿碎_銷(即非凈荷數(shù)據(jù))傳輸而減少了用戶有效比特率。還需要保持低編碼時(shí)延以便可快速改變編解碼器模式以引起傳輸信道情況的迅速改變。因此，根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，模式信息是使用較弱(即，有小量冗余)信道編碼進(jìn)行信道編碼的。在圖3(a)中，采用1/C率卷積編碼的信道編碼器54為一示例。在圖3(b)中，采用(8，2)分組編碼的分組編碼器67為一示例。更具體但僅僅是說明性的，模式指示符較弱信道編碼的示例是1/3到1/2(或更大)率卷積編碼與(4，2)到(8，2)分組編碼(其中在每個(gè)示例中，圓括號內(nèi)的第一個(gè)數(shù)字是總比特?cái)?shù)，第二個(gè)數(shù)字是凈比特?cái)?shù))。
為了在接收機(jī)正確地對使用較弱信道編碼形式通過空中接口傳送的模式信息進(jìn)行解碼，如圖4所示，本發(fā)明的示例性實(shí)施例也采用復(fù)合似然性或概率計(jì)算以幫助對模式信息正確地進(jìn)行解碼。例如在圖中，接收機(jī)裝置的天線100通過某個(gè)無線電信道接收無線電信號。在此信道上傳輸?shù)男盘?例如，數(shù)據(jù)/語音消息)可能例如由于衰落的原因而強(qiáng)失真，以致TDMA突發(fā)產(chǎn)生高度失真的語音幀。
在無線電接收機(jī)102中，在給定的射頻(在GSM系統(tǒng)中865-935兆赫茲)以已知方式進(jìn)行解調(diào)，以便獲得基帶解調(diào)信號。可測量輸入無線電接收機(jī)102的無線電信號的信號強(qiáng)度等級而且在圖4中以Sm表示。在解調(diào)器104，在中頻(IF)范圍內(nèi)對基帶解調(diào)信號進(jìn)行解調(diào)，所述解調(diào)器也包括以已知方式對傳輸過程中輸入信號所受到的多徑傳播進(jìn)行補(bǔ)償或校正的均衡器。例如，為實(shí)現(xiàn)此目的可使用眾所周知的維特比均衡器。
在解調(diào)器104中從維特比均衡器獲得與任何給定符號估計(jì)的似然性相關(guān)的所謂的軟信息，所述軟信息在圖4中以Sj表示。去交織器106與解調(diào)器/均衡器104的下游相連而且以已知方式對預(yù)定給所述接收機(jī)的時(shí)分突發(fā)進(jìn)行恢復(fù)。
所述接收機(jī)還包括模式信息似然性處理器107，所述處理器計(jì)算與模式信息值相關(guān)的復(fù)合似然性并且為信道解碼器109與語音解碼器112提供輸出信號，表明由接收機(jī)標(biāo)識的技術(shù)是發(fā)射機(jī)最可能使用用以初始地處理所述接收數(shù)據(jù)塊或幀的那些技術(shù)。復(fù)合似然性包括，例如，與在模式信息的解調(diào)過程中生成的軟信息Sj相關(guān)的第一似然參數(shù)及由概率或似然性模型108生成的第二似然參數(shù)。
第一似然參數(shù)可為連同例如模式信息的維特比解碼一起計(jì)算的量度。對于每一個(gè)可能的模式信息值(例如，在前述四個(gè)編解碼器模式示例中的00、01、10、11)，解調(diào)過程可提供第一似然參數(shù)。同樣地，所述模型108也可為每一個(gè)可能的模式信息值提供一個(gè)第二似然參數(shù)。與每一個(gè)可能的模式信息值相關(guān)的第一與第二似然參數(shù)值可組合，例如一起相乘，以便為每一個(gè)潛在的模式信息值生成一個(gè)復(fù)合似然性，并且可選擇最大的概率或似然性來由信道解碼器109與語音解碼器112使用。
方框108內(nèi)采用的模型可根據(jù)不同的系統(tǒng)條件而變化。例如，馬爾可夫模型可用作模式信息的概率模型。馬爾可夫模型本身在本領(lǐng)域是眾所周知的，因此，在此不再說明。然而，通常，有興趣的讀者可在文章諸如Fingscheidt等人所著“健全的語音解碼一種比特錯(cuò)誤隱蔽的通用方法”中獲得關(guān)于馬爾可夫模型的另外信息及其在提供符號值估計(jì)中的用法，而且可在德國慕尼黑的ICASSP’97的會(huì)刊以及Fingscheidt等人所著“使用信道解碼器的軟輸出的健全GSM語音解碼”中找到，并且可在希臘RHODES的Eurospeech’97會(huì)刊中找到，在此特意引用結(jié)合兩篇文章所公開的內(nèi)容。
例如，如果沒有相等地分布編解碼器模式碼字，即如果所有可能的編解碼器模式可能沒有均等地用于所關(guān)心的給定數(shù)據(jù)塊或幀，0階馬爾可夫模型適合用作模式信息模型108。更詳細(xì)地說，當(dāng)先驗(yàn)暫時(shí)知識不影響特定編解碼模式的似然性時(shí)，0階馬爾可夫模型可用作模式信息模型108。例如，如果在時(shí)間n-1接收到用模式1處理的某個(gè)數(shù)據(jù)塊或幀，而且如果所述知識沒有改變發(fā)射機(jī)將要使用的用以處理下一個(gè)數(shù)據(jù)塊或幀的編解碼器模式的相對似然性，那么對模型108來說0階馬爾可夫模型將是合適的選擇。
另一方面，如果在時(shí)間n-1使用的編解碼器模式的確影響在隨后時(shí)刻所使用的一個(gè)或多個(gè)編解碼器模式的概率，那么1階馬爾可夫模型適合于模式信息模型108做成從前面的編解碼器模式碼字到當(dāng)前的編解碼器模式碼字的不均等轉(zhuǎn)換概念模型。1階模型的轉(zhuǎn)換概率可根據(jù)例如下列規(guī)則進(jìn)行設(shè)定·由于很少有模式變化，與維持當(dāng)前模式的概率相比，從一個(gè)編解碼器模式切換到另一種編解碼器模式的概率很小。
·可能僅僅是相鄰模式間發(fā)生模式變化，例如，如果有三種不同的信道編碼模式，僅允許從最重的信道編碼模式轉(zhuǎn)換為次最重的信道編碼模式，而不是從最重的信道編碼模式轉(zhuǎn)換為一個(gè)最弱的信道編碼模式。因此，不直接相鄰的模式的轉(zhuǎn)換概率可設(shè)定為0。
·m幀的每個(gè)時(shí)間間隔超過n次模式改變可能被禁止。當(dāng)在所述時(shí)間間隔期內(nèi)超過n次轉(zhuǎn)換時(shí)，那么轉(zhuǎn)換為其它模式而不是當(dāng)前模式的轉(zhuǎn)換概率可設(shè)定為0。
·發(fā)送編解碼器模式請求的實(shí)體了解請求的模式。雖然在接收實(shí)體批準(zhǔn)請求并且相應(yīng)地使用信源/信道編碼新的組合對語音數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼以及將語音數(shù)據(jù)與對應(yīng)的模式指示一起傳輸之前將有某個(gè)時(shí)延，解碼器可將模式信息的馬爾可夫模型的轉(zhuǎn)換概率向代表所請求的模式的值偏移。
·上行鏈路與下行鏈路的信道情況是相互關(guān)聯(lián)的。因此，可能從遠(yuǎn)程實(shí)體接收到的編解碼器模式請求對應(yīng)于發(fā)送到遠(yuǎn)程實(shí)體的編解碼器模式。一個(gè)無線電鏈路(例如，下行鏈路)的接收編解碼器模式請求的馬爾可夫模型的轉(zhuǎn)換概率可能因此向其它鏈路(例如，上行鏈路)請求編解碼器模式偏移。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員將知道所述的只不過是概率性模型的示例，后者可用來根據(jù)規(guī)則與歷史確定所述模式信息的似然性為任何給定幀的特定值。
此外，由于與其它參數(shù)相關(guān)的系統(tǒng)配置改變，無論選擇了哪種模型，所選擇的模型都應(yīng)合適，例如，下列系統(tǒng)配置的改變·編解碼器模式的數(shù)量；·鏈路質(zhì)量測量的分辨率；·編解碼器模式信息(例如，間斷傳輸(DTX))的傳輸率；·編解碼器模式信息(例如，DTX)的信道保護(hù)程度(即，冗余量)；·編解碼器模式信息(例如，DTX)的信道編碼方案(例如，卷積或分組編碼)；·雙向通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)概念(對稱控制或集中化控制)后一調(diào)整參數(shù)指對稱或集中化控制結(jié)構(gòu)。對稱控制結(jié)構(gòu)指在上行鏈路與下行鏈路之間沒有差別的系統(tǒng)，即，移動(dòng)臺(tái)與基站沒有區(qū)別。因此，鏈路的發(fā)射機(jī)可控制模式的選擇。換句話說，鏈路中的模式請求者，例如接收機(jī)，可控制模式(即，在發(fā)射機(jī)上結(jié)合模式請求與/或測量)。
集中化控制結(jié)構(gòu)指如下的情況系統(tǒng)是主設(shè)備及遠(yuǎn)程設(shè)備，例如，移動(dòng)臺(tái)是從設(shè)備。關(guān)于這一點(diǎn)，所述系統(tǒng)可控制兩個(gè)鏈路的編解碼器模式，即，沒有結(jié)合移動(dòng)臺(tái)的模式請求。因此，結(jié)構(gòu)類型可反映用于未來數(shù)據(jù)傳輸?shù)奶囟Ｊ降乃迫恍裕缫苿?dòng)臺(tái)知道其模式請求將被系統(tǒng)批準(zhǔn)的確定性。
此外，對于所述其它示例性模型調(diào)整參數(shù)，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將知道在DTX期間，一個(gè)鏈路是待用的而且編解碼器模式信息是以降低了的速率進(jìn)行傳輸。例如，當(dāng)在有效鏈路的每幀內(nèi)傳輸編解碼器模式信息時(shí)，很少在待用鏈路上頻繁地傳輸編解碼器模式信息，例如每第六幀進(jìn)行傳輸。因此，可能對待用鏈路來說編解碼器模式信息變化更經(jīng)常出現(xiàn)(每次傳輸)。因此，考慮到DTX，必須調(diào)整一階馬爾可夫模型的轉(zhuǎn)換概率，以致不大可能保持一個(gè)當(dāng)前的編解碼器模式，而很可能地改變模式。與DTX相關(guān)的另一種可能的模式改變可能考慮到當(dāng)采用DTX時(shí)，在一個(gè)幀內(nèi)可獲得更多的傳輸容量，而允許使用更強(qiáng)的糾錯(cuò)編碼來保護(hù)模式信息。在后一種情況中，當(dāng)把第一似然參數(shù)(來自軟輸出信道解碼)與第二似然參數(shù)(來自概率模型)組合時(shí)，可給予第一似然參數(shù)更大的加權(quán)。
在任何情況下，一旦為模式信息的每一個(gè)可能值計(jì)算出了復(fù)合似然性而且標(biāo)識了最可能的編解碼器模式，則提供了信道解碼器109與語音解碼器112使用適當(dāng)處理算法進(jìn)行操作所需的信息。例如，信道解碼器109的主要功能是執(zhí)行與在發(fā)射機(jī)方信道編碼器所執(zhí)行的操作相對的操作，即從已知冗余比特與已知信道編碼(例如卷積編碼)來恢復(fù)傳輸?shù)男畔?。通過軟錯(cuò)誤隱蔽裝置110，從信道解碼器109向語音解碼器112一個(gè)語音幀接一個(gè)語音幀地傳遞已解碼的語音幀。最好，所述軟錯(cuò)誤隱蔽裝置110是用軟件實(shí)現(xiàn)的狀態(tài)機(jī)，而且所述狀態(tài)機(jī)負(fù)責(zé)處理例如對一個(gè)語音幀錯(cuò)誤地進(jìn)行解碼的情況。在移動(dòng)臺(tái)，為了把語音信號傳遞給聲音重放裝置114，在語音解碼器112實(shí)現(xiàn)接收語音幀的完整合成。
雖然僅參照少許示例性實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將知道在不脫離本發(fā)明的情況下可進(jìn)行不同的修改。因此，只有通過后附的權(quán)利要求書來定義本發(fā)明，所述權(quán)利要求書是用來包含本發(fā)明的所有等同方面。
權(quán)利要求
1.一種用于通信系統(tǒng)中發(fā)射機(jī)與接收機(jī)之間模式信息通信的方法，包括如下步驟提供至少兩種不同的編解碼器模式以在所述發(fā)射機(jī)中處理所述信息，其中所述模式信息與所述至少兩種不同的編解碼器模式相關(guān)；在所述發(fā)射機(jī)中使用錯(cuò)誤保護(hù)編碼對所述模式信息進(jìn)行編碼，所述錯(cuò)誤保護(hù)編碼有與其相關(guān)的預(yù)定冗余等級；通過空中接口發(fā)送所述編碼模式信息；在所述接收機(jī)中，使用軟輸出信道解碼程序?qū)λ鼍幋a模式信息進(jìn)行解碼來為與所述模式信息相關(guān)的每一個(gè)不同的可能值生成第一似然參數(shù)；在所述接收機(jī)中，對與所述模式信息相關(guān)的似然性模型進(jìn)行估計(jì)來為與所述模式信息相關(guān)的每一個(gè)不同的可能值生成第二似然參數(shù)，和根據(jù)所述第一與第二似然參數(shù)為所述接收的模式信息選擇所述不同的可能值中的一個(gè)。
2.權(quán)利要求1的方法，其特征在于所述選擇步驟還包括在所述接收機(jī)中，組合所述第一與第二似然參數(shù)，和選擇所述不同可能值中的具有最大組合似然性的所述一個(gè)值。
3.權(quán)利要求1的方法，其特征在于所述編碼步驟還包括對所述模式信息進(jìn)行卷積編碼。
4.權(quán)利要求3的方法，其特征在于對所述模式信息進(jìn)行卷積編碼的所述步驟還包括對所述模式信息進(jìn)行大于或等于1/3率卷積編碼。
5.權(quán)利要求1的方法，其特征在于對所述模式信息進(jìn)行編碼的所述步驟還包括對所述模式信息進(jìn)行分組編碼。
6.權(quán)利要求5的方法，其特征在于對所述模式信息進(jìn)行分組編碼的所述步驟還包括使用一個(gè)(4，2)到(8，2)分組編碼對所述模式信息進(jìn)行分組編碼。
7.權(quán)利要求1的方法，其特征在于所述模式信息是一個(gè)指示符，所述指示符標(biāo)識所述至少兩種不同的編解碼器模式中的一種模式被用來處理所述發(fā)射機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)。
8.權(quán)利要求1的方法，其特征在于所述至少兩種編解碼器模式中的每一種模式既標(biāo)識信源編碼技術(shù)又標(biāo)識信道編碼技術(shù)。
9.權(quán)利要求1的方法，其特征在于所述模式信息是所述至少兩種不同的編解碼器模式中的一種模式的請求。
10.權(quán)利要求1的方法，其特征在于所述模式信息是信道測量信息，所述信道測量信息可由所述接收機(jī)用來確定所述至少兩種不同的編碼模式中適當(dāng)?shù)囊环N模式。
11.權(quán)利要求1的方法，其特征在于還包括如下步驟根據(jù)所述至少兩種不同的編解碼器模式的數(shù)量的變化來調(diào)整所述似然性模型。
12.權(quán)利要求1的方法，其特征在于還包括如下步驟根據(jù)與通過所述發(fā)射機(jī)與所述接收機(jī)之間的所述空中接口傳輸信息相關(guān)的信道質(zhì)量測量的分辨率的變化來調(diào)整所述似然性模型。
13.權(quán)利要求1的方法，其特征在于還包括如下步驟根據(jù)所述模式信息率的變化來調(diào)整所述似然性模型。
14.權(quán)利要求1的方法，其特征在于還包括如下步驟根據(jù)所述錯(cuò)誤保護(hù)編碼的所述預(yù)定冗余等級的變化來調(diào)整所述似然性模型。
15.權(quán)利要求1的方法，其特征在于還包括如下步驟根據(jù)用于所述模式信息的編碼方案的變化來調(diào)整所述似然性模型。
16.權(quán)利要求1的方法，其特征在于還包括如下步驟根據(jù)與間斷傳輸相關(guān)的變化來調(diào)整所述似然性模型。
17.權(quán)利要求1的方法，其特征在于所述通信系統(tǒng)是雙向通信系統(tǒng)。
18.權(quán)利要求17的方法，其特征在于還包括如下步驟根據(jù)所述雙向通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的變化來調(diào)整所述似然性模型。
19.權(quán)利要求1的方法，其特征在于所述通信系統(tǒng)是單向通信系統(tǒng)。
20.權(quán)利要求1的方法，其特征在于所述似然性模型是具有反映所述模式信息的分布的概率的0階馬爾可夫模型。
21.權(quán)利要求1的所述方法，其特征在于所述似然性模型是具有反映所述模式信息的轉(zhuǎn)換的概率的1階馬爾可夫模型。
22.權(quán)利要求17的方法，其特征在于還包括如下步驟根據(jù)對所述至少兩種不同的編解碼器模式中所要求的一種模式的了解來調(diào)整所述似然性模型。
23.權(quán)利要求17的方法，其特征在于還包括如下步驟根據(jù)對所述至少兩種不同的編解碼器模式中的一種模式的了解來調(diào)整所述發(fā)射機(jī)與所述接收機(jī)之間的一個(gè)鏈路的所述似然性模型，其中上面所述一種模式是當(dāng)前用在從所述接收機(jī)向所述發(fā)射機(jī)發(fā)送信息的另一鏈路中的一種模式。
24.一種包括發(fā)射機(jī)與接收機(jī)并在它們之間傳送模式信息的通信系統(tǒng)包括用于提供至少兩種不同的編解碼模式以在所述發(fā)射機(jī)中處理所述信息的裝置，其中所述模式信息與所述至少兩種不同的編解碼器模式相關(guān)；用于在所述發(fā)射機(jī)中用錯(cuò)誤保護(hù)編碼對所述模式信息進(jìn)行編碼的裝置，所述錯(cuò)誤保護(hù)編碼有與其相關(guān)的預(yù)定冗余等級；用于通過空中接口傳送所述編碼模式信息的裝置；用于在所述接收機(jī)中對所述編碼模式信息進(jìn)行解碼的裝置；用于軟輸出信道解碼處理的裝置，為與所述模式信息相關(guān)的每一個(gè)不同的可能值生成第一似然參數(shù)；用于在所述接收機(jī)中對與所述模式信息相關(guān)的似然性模型進(jìn)行估計(jì)的裝置，為與所述模式信息相關(guān)的每一個(gè)不同的可能值生成第二似然參數(shù)，和用于根據(jù)所述第一與第二似然參數(shù)為所述接收的模式信息選擇所述不同的可能值中的一個(gè)的裝置。
25.權(quán)利要求24的方法的系統(tǒng)，其特征在于所述選擇裝置還包括用于在所述接收機(jī)中對所述第一與第二似然參數(shù)進(jìn)行組合的裝置，和用于對所述不同可能值中的具有最大組合似然性的所述一個(gè)值進(jìn)行選擇的裝置。
26.權(quán)利要求24的系統(tǒng)，其特征在于所述裝置還包括用于對所述模式信息進(jìn)行卷積編碼的裝置。
27.權(quán)利要求26的系統(tǒng)，其特征在于對所述模式信息進(jìn)行卷積編碼的所述裝置還包括用于對所述模式信息進(jìn)行大于或等于1/3率卷積編碼的裝置。
28.權(quán)利要求24的所述系統(tǒng)，其特征在于對所述模式信息進(jìn)行編碼的所述裝置還包括用于對所述模式信息進(jìn)行分組編碼的裝置。
29.權(quán)利要求28的系統(tǒng)，其特征在于對所述模式信息進(jìn)行分組編碼的所述裝置還包括使用(4，2)到(8，2)的分組編碼對所述模式信息進(jìn)行分組編碼。
30.權(quán)利要求24的系統(tǒng)，其特征在于所述模式信息是指示符，所述指示符標(biāo)識所述至少兩種不同的編解碼器模式中的一種模式被用來處理由所述發(fā)射機(jī)傳送的數(shù)據(jù)。
31.權(quán)利要求24的系統(tǒng)，其特征在于所述至少兩種編解碼器模式中的每一種模式既標(biāo)識信源編碼技術(shù)又標(biāo)識信道編碼技術(shù)
32.權(quán)利要求24的系統(tǒng)，其特征在于所述模式信息是所述至少兩種不同的編解碼器模式中的一種模式的請求。
33.權(quán)利要求24的系統(tǒng)，其特征在于所述模式信息是信道測量信息，所述信道測量信息可由所述接收機(jī)用來確定所述至少兩種不同的編碼模式中適當(dāng)?shù)囊环N模式。
34.權(quán)利要求24的系統(tǒng)，其特征在于還包括用于根據(jù)所述至少兩種不同的編解碼器模式的數(shù)量變化來調(diào)整所述似然性模型的裝置。
35.權(quán)利要求24的系統(tǒng)，其特征在于還包括用于根據(jù)與通過所述發(fā)射機(jī)與所述接收機(jī)之間的所述空中接口傳送信息相關(guān)的信道質(zhì)量測量的分辨率的變化來調(diào)整所述似然性模型的裝置。
36.權(quán)利要求24的系統(tǒng)，其特征在于還包括用于根據(jù)模式信息率的變化來調(diào)整所述似然性模型的裝置。
37.權(quán)利要求24的系統(tǒng)，其特征在于還包括用于根據(jù)所述錯(cuò)誤保護(hù)編碼的所述預(yù)定冗余等級的變化來調(diào)整所述似然性模型的裝置。
38.權(quán)利要求24的系統(tǒng)，其特征在于還包括用于根據(jù)用于所述模式信息編碼方案的變化來調(diào)整所述似然性模型的裝置。
39.權(quán)利要求24的系統(tǒng)，其特征在于還包括用于根據(jù)與間斷傳輸相關(guān)的變化來調(diào)整所述似然性模型的裝置。
40.權(quán)利要求24的系統(tǒng)，其特征在于所述通信系統(tǒng)是雙向通信系統(tǒng)。
41.權(quán)利要求40的系統(tǒng)，其特征在于還包括用于根據(jù)所述雙向通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的變化來調(diào)整所述似然性模型的裝置。
42.權(quán)利要求24的系統(tǒng)，其特征在于所述通信系統(tǒng)是單向通信系統(tǒng)。
43.權(quán)利要求24的系統(tǒng)，其特征在于所述似然性模型是具有反映所述模式信息的分布的概率的0階馬爾可夫模型。
44.權(quán)利要求24的系統(tǒng)，其特征在于所述似然性模型是具有反映所述模式信息的轉(zhuǎn)換的概率的1階馬爾可夫模型。
45.權(quán)利要求40的系統(tǒng)，其特征在于還包括用于根據(jù)對所述至少兩種不同的編解碼器模式中所要求的一種模式的了解來調(diào)整所述似然性模型的裝置。
46.權(quán)利要求40的系統(tǒng)，其特征在于還包括用于根據(jù)對所述至少兩種不同的編解碼器模式中的一種模式的了解來調(diào)整所述發(fā)射機(jī)與所述接收機(jī)之間的鏈路的所述似然性模型的裝置，其中上面所述一種模式是當(dāng)前用在從所述接收機(jī)向所述發(fā)射機(jī)傳送信息的另一鏈路中的一種模式。
47.一種對模式信息進(jìn)行解碼的方法包括如下步驟對所述模式信息進(jìn)行解碼以獲得與所述模式信息的值相關(guān)的第一似然參數(shù)；對似然性模型進(jìn)行估計(jì)以獲得與所述模式信息的值相關(guān)的第二似然參數(shù)；根據(jù)所述第一與第二似然參數(shù)選擇所述模式信息的最終值。
48.權(quán)利要求47的方法，其特征在于所述似然性模型是具有反映所述模式信息的分布的概率的0階馬爾可夫模型。
49.權(quán)利要求47的方法，其特征在于所述似然性模型是具有反映所述模式信息的轉(zhuǎn)換的概率的1階馬爾可夫模型。
全文摘要
一種支持多信源編碼/多信道編碼方案的通信系統(tǒng)。模式指示符可與凈荷數(shù)據(jù)一起傳送以通知接收機(jī)當(dāng)前所使用的特定方案?？墒褂幂^弱的信道編碼對所述模式指示符進(jìn)行編碼以使附加開銷傳輸最小。要提高成功地對模式指示符進(jìn)行解碼的似然性,可計(jì)算并組合不同值的似然參數(shù)來標(biāo)識最可能的模式,其中所述模式指示符含有對于成功地對凈荷數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼極為重要的信息。根據(jù)模式信息的可能值的模型(例如馬爾可夫模型)可計(jì)算的參數(shù)包括在似然(軟件)參數(shù)中。
文檔編號H04L1/14GK1325574SQ9981283
公開日2001年12月5日 申請日期1999年8月27日 優(yōu)先權(quán)日1998年9月1日
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