專利名稱：Gsm－移動無線通信系統(tǒng)中的信道編碼方法、基站和用戶站的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及到GSM-移動無線通信系統(tǒng)中的信道編碼方法、基站和用戶站。
GSM移動無線通信系統(tǒng)(全球移動通信系統(tǒng))在世界范圍已經安裝了大于100個網(wǎng)絡和大于1億用戶。在GSM移動無線通信系統(tǒng)中將數(shù)據(jù)(例如語言數(shù)據(jù)或者數(shù)據(jù)服務數(shù)據(jù))借助于電磁波經過接口進行傳輸。無線接口關系到基站與用戶站之間的連接，其中用戶站可以是移動站或者位置確定的無線站。此時電磁波的傳播是用載波頻率進行的，在GSM-移動無線通信系統(tǒng)中載波頻率是位于頻帶900、1800、1900MHz上。
在移動無線通信系統(tǒng)中為了經過無線接口傳輸數(shù)據(jù)要求信道編碼。這些信道編碼對于不同的業(yè)務，例如14.4kbps數(shù)據(jù)、語言FR(全比率)，語言HR(半比率)是不同的。信道編碼和與之互補的在接收方的信道解碼的目的是盡可能低的比特誤差率(BER)。
目前在GSM-移動無線通信系統(tǒng)中(和其他可比較的系統(tǒng)中)對于信道編碼只使用非系統(tǒng)的沒有遞推的卷積編碼(NSC編碼-非系統(tǒng)卷積)。在這些編碼中被編碼的比特是通過現(xiàn)實的和過去的有用比特的加權之和的卷積編碼產生的。當編碼比率為1/2時則被編碼的比特例如是由有用比特2產生的(見附圖2)，這些是從不同的加權之和中得到的。在這些和中的加權和因此產生的被編碼的比特是通過所謂的多項式發(fā)生器決定的。則例如決定多項式為1＋D3＋D4時，被編碼的比特由現(xiàn)實的，倒數(shù)第三個和倒數(shù)第四個有用比特之和(XOR連接)產生的。
當信道編碼時經過無線接口發(fā)送被編碼的比特和在接收方進行信道解碼。常常使用的解碼算法是所謂的維特比-算法。因為解碼過程保持不變和只是計算強化，首先在基站上為此使用硬件組件(應用專門的電路回路ASICs)。這些ASCICs一般來說只可以處理確定的解碼圖，在GSM中只用于沒有遞推的編碼。
當GSM移動無線通信系統(tǒng)引入新的語言編碼方法時是建立在只用于沒有遞推編碼的目前信道編碼建議方法基礎上的，見ETSISMG11；Tdoc SMG11 205/98，159/98和147/98，1998年9月28日，以確保與已經存在的和百萬次處理的硬件兼容。雖然很多制造商參與了開發(fā)過程，見Tdoc SMG11 205/90，159/98和147/98，于1998年9月28日，其他的編碼方法已經被認為是不可以使用的。
本發(fā)明的任務在于規(guī)定信道編碼方法和相應的裝置，這些的作用是改善傳輸質量，此任務是通過具有權利要求1特征的方法和具有權利要求10或者11特征的裝置解決的。
按照本發(fā)明建議將遞推的系統(tǒng)的編碼(RSC-編碼)使用在信道編碼中。這與NSC-編碼的區(qū)別在于，例如當比率為1/2時第一個“被編碼”的比特對應于現(xiàn)實的有用比特(系統(tǒng)的)和從現(xiàn)實的和過去的有用比特中而且還從過去被編碼的比特(遞推的)中產生第二個被編碼的比特。則使用反饋的編碼，其中充分利用，遞推的系統(tǒng)的編碼特別是當高比特誤差比率時明顯地具有比較好的編碼特性和因此也具有比較好的誤差修正特性。
從E.Offer，“在耦合編碼系統(tǒng)中具有質量信息的解碼”，進展報告，VDI-出版社，系列叢書10，443卷，杜塞多夫1996，21頁和119頁，中已知的RSC-編碼目前還沒有使用，因為RSC-編碼在解碼過程中產生變化和因此不能硬件兼容。在信道編碼時引入RSC-編碼似乎不可能，因為必須對被安裝的基站進行改裝。實際上不是這種情況，因為不僅發(fā)送方而且接收方可以保留硬件結構和在GSM移動無線通信系統(tǒng)中可以將RSC-編碼引入用于信道編碼。
建議，接收方在信道解碼時將遞推的系統(tǒng)的編碼細分之后在分母多項式基礎上進行后處理。按照本發(fā)明優(yōu)異的擴展結構，解碼過程如同目前用NSC-編碼的解碼一樣和與新的RSC-編碼的沒有遞推部分-分子多項式-是一樣的。在硬件兼容的解碼之后連接上后處理，在其中因此得到的比特再一次用分母多項式進行編碼。優(yōu)異的是這種后處理是用程序技術手段進行的，即可以用比較容易事后裝在已經存在的站上的軟件進行的。
后處理的編碼計算是不麻煩的和可以在任何的基站上作為附加步驟進行。通過這種變換編碼人們得到比特準確的發(fā)送方的數(shù)據(jù)序列。
用目前安裝的硬件不可能的遞推解碼，可以通過具有兩個沒有遞推的前后連續(xù)的單個步驟的解碼代替。第一個步驟是用遞推編碼的分子多項式進行解碼和第二個步驟是用遞推編碼的分母多項式進行編碼。因此也允許用已經安裝的硬件必要時復制任意的系統(tǒng)的遞推編碼。第一個步驟對應于目前的解碼和第二個步驟對應于后處理。
借助于附圖2和3簡要敘述相同的RSC-和NSC-編碼的多項式。當?shù)湫偷腘SC-編碼時(例如GSM/TCHFS)。
生成器多項式為G1＝1＋D3＋D4NSC-編碼的多項式G2＝1＋D＋D3＋D4例如如果被G1除時，生成同樣的RSC-編碼G1＝1RSC-編碼的多項式G2=1+D+D3+D41+D3+D4····]]>這些RSC-編碼的優(yōu)點是，壞的信道上(比特誤差比率直到10-4)比較低的比特誤差比率是可能的，因為由于未被編碼的比特(系統(tǒng)的部分)信道誤差比率不會被超過。相反在很壞的信道條件下被編碼比特的比特誤差比率也可以大于信道誤差比率。
按照本發(fā)明優(yōu)異的結構，接收方從前面檢測中得到a-優(yōu)先-知識和將這個a-優(yōu)先-知識使用在后面的信道解碼中。當傳輸被編碼的語言時多個語言參數(shù)變化和因此只有很少的比特或者人們可以從過去的這些參數(shù)數(shù)值中預報出概率的現(xiàn)實數(shù)值。如果現(xiàn)在被接收的現(xiàn)實數(shù)值與前面的數(shù)值有偏差時，則以比較高的概率出現(xiàn)傳輸誤差和例如人們可以將被接收的數(shù)值用預報的數(shù)值代替。
在信道解碼器中帶來預報(a-優(yōu)先-知識)和在這之前常常是不可能的，因為由于使用非系統(tǒng)的編碼必須改進解碼算法。一般來說改進也不是硬件兼容的。如果使用RSC-編碼，則可以很容易在解碼過程之前帶來這種預報，因為被接收的比特的一部分是沒有編碼的。不必要改進解碼過程本身。
如已經敘述過的被接收的比特的一部分是沒有編碼的有用比特。如果信道條件好，也就是說不會出現(xiàn)傳輸誤差，則可以取消信道解碼和只使用有用比特。如果用優(yōu)異的方法由信道評估器計算出信息，已經可以在信道解碼器前面決定傳輸質量。然后決策是否有或者沒有必要進行解碼。在用戶站上的能量消耗是重要的質量判據(jù)，用戶站的重要優(yōu)點是可以關閉信道解碼器。因此可以節(jié)約能量。此外例如當用于連接遙測業(yè)務的SMS-應用時，在其中始終考慮用比較高的傳輸質量，完全取消用于信道解碼的硬件。
通過用后面的編碼進行非遞推的解碼時使用RSC-編碼在已經存在的GSM-移動無線通信系統(tǒng)中用已經存在的具有上述優(yōu)點的硬件是可能的。
按照附

圖1在已知GSM-移動無線通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡結構基礎上和按照附圖2和3的編碼基礎上詳細敘述本發(fā)明實施例。
其中表示附圖4編碼過程圖，附圖5在編碼和解碼中使用的多項式，和附圖6解碼過程圖。
在附圖1上表示的GSM-移動無線通信系統(tǒng)是由很多相互連成網(wǎng)絡或者建立到固定網(wǎng)絡PSTN入口的移動交換站MSC組成的。此外這些移動交換站MSC各自與至少一個用于控制基站的基站監(jiān)控器BSC相連接。每個基站監(jiān)控器BSC有可能又與至少一個基站相連。操作-和維護中心OMC實現(xiàn)移動無線通信系統(tǒng)或者其部件的控制-和維護功能。
基站BS可以經過無線接口建立與用戶站的連接，例如移動站MS或者其他移動的或者固定的終端機。通過每個基站至少構成一個無線小區(qū)。附圖1表示基站BS和移動站MS之間用于傳輸有用信息的連接。
在被表示的編碼方法中將語言信息作為有用信息進行傳輸。將語言信息的比特對應于其相對于誤差的敏感度關系到加權分成為3個等級(等級1a，1b和2)。通過CRC-誤差保護編碼(循環(huán)碼校驗)附加地保護最重要的比特(等級1a)。將等級1a和1b的比特進行卷積編碼和用虛線表示。在編碼之后在AMR時對應于FR和HR目前引入的頻率范圍轉換圖表將數(shù)據(jù)進行頻率范圍轉換。
在AMR-編碼器方面一共介紹了14編碼方法從其中對應于傳輸性能進行選擇。其中8個編碼模式可以使用在全數(shù)據(jù)比率模式和6個可以使用在半數(shù)據(jù)比率模式。
將每個幀(20ms)用2凈比特(在編碼之后4或8總比特)的在帶內信令利用在用于編碼模式信令或者用于傳輸質量信令的另外的幀。用兩個比特可以將四個編碼模式信令化。這些編碼模式必須在這之前選定，借助于在帶內信令在其之間可以來回接通。
對于所有模式適合于以下實施步驟順序1.將帶內信令信息用塊編碼進行編碼，2.將語言信息按照其重要性分成等級，3.將有用信息的整理過的比特用系統(tǒng)的塊編碼(CRC)進行編碼，其中用語言比特和奇偶校驗位產生字，4.將這些被編碼的比特和等級1的剩余比特進行卷積編碼，5.將被編碼的比特用虛線表示，以便得到所希望的比特率，6.將沒有被保護的比特插入用虛線表示的數(shù)據(jù)的幀內(只對于半比特率模式)，7.將比特重新整理和將被編碼的和在帶內的比特進行頻率范圍轉換(交叉)，此時還插入所謂的搶先標記。
所使用的符號具有以下意義k，j 在數(shù)據(jù)塊或者脈沖中的比特序號Kx 在塊中的比特數(shù)，x說明數(shù)據(jù)類型n輸出數(shù)據(jù)塊的序號N選定的數(shù)據(jù)塊B脈沖或塊的序號s(k) 分類前的語言信息，k＝1…Ks(附圖4的接口0)d(k) 信道編碼前的語言信息，k＝1…Kd－1(附圖4的接口1)id(k)在帶內信令的比特，k＝0，1ic(k)在帶內信令編碼的比特，k＝0...3(HR)，7(FR)u(k) 第一個編碼步驟之后的數(shù)據(jù)，k＝0，1，…Ku－1(塊編碼，CRC編碼)(附圖4的接口2)c(n，k)，c(k)第二個編碼步驟之后的數(shù)據(jù)，k＝0，1，…，Kc-n＝0，1，…N，N＋1(卷積編碼)，(附圖4的接口3)i(B，k)頻率范圍轉換的數(shù)據(jù)，k＝0，1…Kj－1，B＝Bo，Bo，…e(B，k)一個脈沖的比特，k＝0，1，114，115；B＝Bo，B0＋1，…(附圖4的接口4)全比率模式(FR)進行編碼將在帶內信令的比特進行編碼
將比特分為等級
沒有等級2的比特。
下面對第一個編碼步驟說明編碼器的和對應的解碼器的重要參數(shù)
a)奇偶校驗位(奇偶校驗位)將6比特CRC(循環(huán)碼校驗)利用在誤差檢測上。用后面的循環(huán)生成器-多項式產生這些6奇偶校驗位g(D)＝D6＋D5＋D3＋D2＋D1＋1對于等級1的第一個Kdla，其中Kdla按照上述表格是說明等級1的比特數(shù)。用循環(huán)的編碼進行編碼是用系統(tǒng)的方法進行的在GF(2)中，多項式d(0)D(Kdla＋5)＋d(1)D(Kdla＋4)＋...＋d(Kdla－1)D(6)＋p(0)D(5)＋...＋p(4)D＋p(5)其中p(0)，p(1)...p(5)是奇偶校驗位，被g(D)除等于“0”。
b)將有用比特和奇偶校驗位聚集在一起和將所謂的尾部比特附加進去u(k)＝d(k) k＝0，1，…，Kdla－1u(k)＝p(k－Kdla)k＝Kdla，Kdla＋1，…，Kdla＋5u(k)＝d(k－6) k＝Kdla＋6，Kdla＋7，…，Kd＋5u(k)＝與編碼模式有關因此在第一個編碼步驟u(k)之后定義每個編碼模式的以下內容CH0-FS u(k)＝d(k)k＝0，1，…，80u(k)＝p(k－81)k＝81，82，…，86u(k)＝d(k－6) k＝87，88，…，249u(k)＝還要說明對于k＝250，251，…，254CH1-FSu(k)＝d(k)k＝0，1，…，64u(k)＝p(k－65)k＝65，66，…，70u(k)＝d(k－6) k＝71，72，…，209u(k)＝還要說明對于k＝210，211，…，214CH2-FSu(k)＝d(k)k＝0，1，…，74u(k)＝p(k－75)k＝75，76，…，80u(k)＝d(k－6) k＝81，82，…，164u(k)＝還要說明對于k＝165，166，…，170CH3-FSu(k)＝d(k)k＝0，1，…，60u(k)＝p(k－61)k＝61，62，…，66u(k)＝d(k－6) k＝67，68，…，153u(k)＝還要說明對于k＝154，155，…，159CH4-FSu(k)＝d(k)k＝0，1，…，54u(k)＝p(k－55)k＝55，56，…，60u(k)＝d(k－6) k＝61，62，…，139u(k)＝還要說明對于k＝140，141，…，145CH5-FSu(k)＝d(k)k＝0，1，…，54u(k)＝p(k－55)k＝55，56，…，60u(k)＝d(k－6) k＝61，62，…，123u(k)＝還要說明對于k＝124，125，…，129CH6-FSu(k)＝d(k)k＝0，1，…，48u(k)＝p(k－49)k＝49，50，…，54u(k)＝d(k－6) k＝55，56，…，108u(k)＝還要說明對于k＝109，110，…，114CH7-FSu(k)＝d(k)k＝0，1，…，38u(k)＝p(k－39)k＝39，40，…，44u(k)＝d(k－6) k＝45，46，…，100
u(k)＝還要說明對于k＝101，102，…，106卷積編碼器將第一個編碼步驟的比特(u(k))用遞推的系統(tǒng)的卷積編碼進行編碼(也見附圖4)。將輸出比特數(shù)目用虛線表示和重復之后對于編碼方法的所有模式是448比特。
用遞推編碼進行編碼/解碼的細節(jié)已經敘述在C.Berrou，A.Glavieux，“接近最佳的誤差修正編碼和解碼增強編碼”-“對得獎論文的反應”，IEEE信息理論學會新聞信箋，第48卷，第2號，1998年6月和C.Berrou和A.Glavieux“接近最佳的誤差修正編碼和解碼增強編碼”，IEEE信息傳輸，第44卷，1261-1271頁，1996年10月。
下面介紹編碼模式CH0-FS將255比特(u(0)…u(254))的塊用1/2比率使用以下多項式進行編碼G12＝1G13＝(1＋D2＋D4＋D5)/(1＋D＋D2＋D3＋D5)用G12＝1進行編碼意味著，輸入比特只與1相乘，也就是說沒有經過編碼進行傳輸。
從每個輸入比特中通過用G12或者G13進行編碼各自產生一個輸出比特。這些先后出現(xiàn)在編碼器的輸出端。
因此從按照順序的輸入序列255的輸入比特中在編碼器輸出端得到順序系列為510被編碼的比特，(C(0)…C(509))通過以下進行定義C(2k)＝u(k)C(2k＋1)＝u(k)＋u(k－2)＋u(k－4)＋u(k－5)＋C(2k－1)＋C(2k－3)＋C(2k－5)＋C(2k－9)對于k＝0，1，…，254；對于k＜0 u(k)＝0；對于k＜0 C(k)＝0將輸出端的比特則交替變化地用G12和G13進行編碼。
將編碼用虛線表示，則后面的62個被編碼的比特(對于j＝79，80，…，127的C(4*j＋1))和比特C(363)，C(379)，C(395)，C(411)，C(427)，C(443)，C(459)，C(475)，C(491)，C(495)，C(499)，C(503)和C(507)不被傳輸。
在結果中出現(xiàn)被編碼的和用虛線表示的448比特的一個塊，將P(0)…P(447)用c附加在帶內信令的比特上。
c(k＋8)＝P(k)對于k＝0，1，…，447。
CH1-FS將215比特(u(0)…u(214))的塊用1/3比率使用以下多項式進行編碼G12＝1G13＝(1＋D2＋D4＋D5)/(1＋D＋D2＋D3＋D5)G14＝(1＋D3＋D4＋D5)/(1＋D＋D2＋D3＋D5)因此得出645個被編碼的比特，(C(0)…C(645))通過下面公式進行定義C(3k)＝u(k)C(3k＋1)＝u(k)＋u(k－2)＋u(k－4)＋u(k－5)＋C(3k－2)＋C(3k－5)＋C(3k－8)＋C(3k－14)C(3k＋2)＝u(k)＋u(k－3)＋u(k－4)＋u(k－5)＋C(3k－1)＋C(3k－4)＋C(3k－7)＋C(3k－13)
對于k＝0，1，…，214；對于k＜0 u(k)＝0，對于k＜0 C(k)＝0。
編碼是用虛線表示的，則下面197個被編碼的比特(對于j＝0，1，…，25，C(12*j＋5)，C(12*j＋8)，C(12*j＋11)，對于j＝26，27，…，52 C(12*j＋2)，C(12*j＋5)，C(12*j＋8)，C(12*j＋11))和比特C(2)，C(610)，C(622)，C(628)，C(634)，C(637)，C(638)，C(640)，C(641)，C(643)，和C(644)不被傳輸。
在結果中出現(xiàn)448個被編碼的和用虛線表示的比特的一個塊，將P(0)…P(447)用c附加在帶內信令比特上。
c(k＋8)＝P(k)對于k＝0，1，…，447。
CH2-FS將a＝171比特(u(0)…u(170))的塊用1/3比率使用以下多項式進行編碼G12＝1G15＝(1＋D＋D2＋D3＋D6)/(1＋D2＋D3＋D5＋D6)G16＝(1＋D＋D4＋D6)/(1＋D2＋D3＋D5＋D6)因此得出513個被編碼的比特，(C(0)…C(512))通過下面公式進行定義C(3k)＝u(k)C(3k＋1)＝u(k)＋u(k－1)＋u(k－2)＋u(k－3)＋u(k－6)＋C(3k－5)＋C(3k－8)＋C(3k－14)＋C(3k－17)C(3k＋2)＝u(k)＋u(k－1)＋u(k－4)＋u(k－6)＋C(3k－4)＋C(3k－7)＋C(3k－11)＋C(3k－16)對于k＝0，1，…，170；對于k＜0 u(k)＝0，對于k＜0 C(k)＝0。
編碼是用虛線表示的，則下面的65個被編碼的比特(對于j＝0，1，…，15 C(21*j＋20)，對于j＝16，17，…，23C(21*j＋8)，C(21*j＋11)，C(21*j＋17)，C(21*j＋20))和比特C(1)，C(2)，C(5)，C(8)，C(326)，C(332)，C(488)，C(497)，C(499)，C(502)，C(505)，C(506)，C(508)，C(509)，C(511)和C(512)不被傳輸。
在結果中出現(xiàn)448個被編碼的和用虛線表示的比特的一個塊，將P(0)…P(447)用c附加在帶內信令地比特上。
c(k＋8)＝P(k)對于k＝0，1，…，447。
在模式CH5-FS，CH6-FS，CF7-FS上使用的多項式為G17＝(1＋D2＋D3＋D4＋D5＋D6)/(1＋D2＋D3＋D5＋D6)對于模式(CH3-FS，CH4-FS，CF5-FS，CH6-FS，CF7-FS)是被標志的數(shù)值CH3-FSC(3k)＝u(k)c(3k＋1)＝u(k)＋u(k－1)＋u(k－2)＋u(k－3)＋u(k－6)＋C(3k－5)＋C(3k－8)＋C(3k－14)＋C(3k－17)C(3k＋2)＝u(k)＋u(k－1)＋u(k－4)＋u(k－6)＋C(3k－4)＋C(3k－7)＋C(3k－11)＋C(3k－16)對于k＝0，1，…159；對于k＜0 u(k)＝0；對于k＜0 C(k)＝0比特(對于j＝20，21，…，25 C(18*j＋2)，C(21*j＋8)，C(21*j＋11)，C(21*j＋17)，和C(353)，C(359)，C(470)，C(473)，C(475)，C(476)，C(478)，C(479)不被傳輸。
CH4-FSC(4k)＝u(k)C(4k＋1)＝u(k)＋u(k－1)＋u(k－2)＋u(k－3)＋u(k－6)＋C(4k－7)＋C(4k－11)＋C(4k－19)＋C(4k－23)C(4k＋2)＝u(k)＋u(k－1)＋u(k－4)＋u(k－6)＋C(4k－6)＋C(4k－10)＋C(4k－18)＋C(4k－22)C(4k＋3)＝u(k)＋u(k－2)＋u(k－3)＋u(k－4)＋u(k－5)＋u(k－6)＋C(4k－5)＋C(4k－9)＋C(4k－17)＋C(4k－21)對于k＝0，1，…145；對于k＜0 u(k)＝0；對于k＜0 C(k)＝0比特(對于j＝0，1，…，10 C(32*j＋7)，C(32*j＋15)，C(32*j＋23)，C(32*j＋27)，C(32*j＋31)對于j＝22，23，…，35 C(16*j＋3)，C(16*j＋7)，C(16*j＋11)，C(16*j＋14)，C(16*j＋15))和比特C(2)，C(3)，C(11)，C(331)，C(566)，C(570)，C(578)，C(579)，C(581)，C(582)和C(583)不被傳輸。
CH5-FSC(4k)＝u(k)C(4k＋1)＝u(k)＋u(k－1)＋u(k－2)＋u(k－3)＋u(k－6)＋C(4k－7)＋C(4k－11)＋C(4k－19)＋C(4k－23)C(4k＋2)＝u(k)＋u(k－1)＋u(k－4)＋u(k－6)＋C(4k－6)＋C(4k－10)＋C(4k－18)＋C(4k－22)c(4k＋3)＝u(k)＋u(k－2)＋u(k－3)＋u(k－4)＋u(k－5)＋u(k－6)＋C(4k－5)＋C(4k－9)＋C(4k－17)＋C(4k－21)對于k＝0，1，…129；對于k＜0 u(k)＝0；對于k＜0 C(k)＝0比特(對于j＝0，1，…，9 C(32*j＋11)，C(32*j＋23)，C(32*j＋31)對于j＝10，11，…，15 C(32*j＋7)，C(32*j＋11)，C(32*j＋15)，C(32*j＋23)，C(32*j＋27)，C(32*j＋31))和比特C(499)，C(510)，C(514)，C(515)，C(518)，C(519)不被傳輸。
CH6-FSC(4k)＝u(k)C(4k＋1)＝u(k)＋u(k－1)＋u(k－2)＋u(k－3)＋u(k－6)＋C(4k－7)＋C(4k－11)＋C(4k－19)＋C(4k－23)C(4k＋2)＝u(k)＋u(k－1)＋u(k－4)＋u(k－6)＋C(4k－6)＋C(4k－10)＋C(4k－18)＋C(4k－22)C(4k＋3)＝u(k)＋u(k－2)＋u(k－3)＋u(k－4)＋u(k－5)＋u(k－6)＋C(4k－5)＋C(4k－9)＋C(4k－17)＋C(4k－21)對于k＝0，1，…114；對于k＜0 u(k)＝0；對于k＜0 C(k)＝0比特(對于j＝22，23，…，28 C(16*j＋11))和比特C(450)，C(451)，C(455)，C(458)不被傳輸。CH7-FSC(4k)＝u(k)C(4k＋1)＝u(k)＋u(k－1)＋u(k－2)＋u(k－3)＋u(k－6)＋C(4k－7)＋C(4k－11)＋C(4k－19)＋C(4k－23)C(4k＋2)＝u(k)＋u(k－1)＋u(k－4)＋u(k－6)＋C(4k－6)＋C(4k－10)＋C(4k－18)＋C(4k－22)C(4k＋3)＝u(k)＋u(k－2)＋u(k－3)＋u(k－4)＋u(k－5)＋u(k－6)＋C(4k－5)＋C(4k－9)＋C(4k－17)＋C(4k－21)對于k＝0，1，…94；對于k＜0 u(k)＝0；對于k＜0 C(k)＝0將比特C(1)，C(2)，C(3)，C(6)，C(7)，C(11)，C(367)，C(383)，C(399)，C(407)，C(415)，C(418)，C(419)，C(421)，C(422)，C(423)，C(425)，C(426)，C(427)撤銷。在409被編碼的和用虛線表示的比特P(0)…P(408)的這個塊中重復39比特P(409＋k)＝P(10＋k*8)對于k＝0，1，…，38用半比率模式(HR)進行編碼將在帶內信令的比特進行編碼
將比特分為等級
下面敘述對于第一個編碼步驟的編碼器和對應的每個解碼器的重要參數(shù)
對奇偶校驗位和尾部比特以及對新順序的說明對應于全比率模式。
第一個編碼步驟u(k)之后將每個編碼模式的以下內容進行定義CH8-HSu(k)＝d(k)對于k＝0，1，…，66u(k)＝p(k－67)對于k＝67，68，…，72u(k)＝d(k－6) 對于k＝73，74，…，128u(k)＝還要說明對于k＝129，130，…，133CH9-HSu(k)＝d(k)對于k＝0，1，…，60u(k)＝p(k－61)對于k＝61，62，…，66u(k)＝d(k－6) 對于k＝67，68，…，125u(k)＝還要說明對于k＝126，127，…，130CH10-HSu(k)＝d(k)對于k＝0，1，…，54u(k)＝p(k－55)對于k＝55，56，…，60u(k)＝d(k－6) 對于k＝61，62，…，115u(k)＝還要說明對于k＝116，117，…，120CH11-HSu(k)＝d(k)對于k＝0，1，…，54u(k)＝p(k－55)對于k＝55，56，…，60u(k)＝d(k－6) 對于k＝61，62，…，107u(k)＝還要說明對于k＝108，109，…，112
CH12-HSu(k)＝d(k)對于k＝0，1，…，48u(k)＝p(k－49)對于k＝49，50，…，54u(k)＝d(k－6) 對于k＝55，56，…，96u(k)＝還要說明對于k＝97，98，…，102CH13-HSu(k)＝d(k)對于k＝0，1，…，38u(k)＝p(k－39)對于k＝39，40，…，44u(k)＝d(k－6) 對于k＝45，46，…，88u(k)＝還要說明對于k＝89，90，…，94卷積編碼器將第一個編碼步驟的比特(u(k))用系統(tǒng)的遞推的卷積編碼進行編碼(也見附圖4)。將輸出的比特數(shù)用虛線表示和重復之后對于編碼方法的所有模式是448比特。
在下面介紹編碼模式CH8-HS將各自一個134比特(u(0)…u(133))的塊用1/2比率使用下面多項式進行編碼G12＝1G13＝(1＋D2＋D4＋D5)/(1＋D＋D2＋D3＋D5)因此得到268個被編碼的比特，(C(0)…C(267))由以下進行定義C(2k)＝u(k)C(2k＋1)＝u(k)＋u(k－2)＋u(k－4)＋u(k－5)＋C(2k－1)＋C(2k－3)＋C(2k－5)＋C(2k－9)對于k＝0，1，…，133；對于k＜0 u(k)＝0；對于k＜0 C(k)＝0編碼是用虛線表示的，則后面80個被編碼的比特對于j＝0，1，…，21 (C(8*j＋3)，C(8*j＋7)對于j＝22，23，…，32 C(8*j＋3)，C(8*j＋5)，C(8*j＋7))和比特C(1)，C(265)和C(267)不被傳輸。
在結果中出現(xiàn)188個被編碼的和用虛線表示的比特的一個塊，將P(0)…P(187)用c附加在帶內信令的比特上。
C(k＋4)＝P(k)對于k＝0，1，…，187。
最后將36個等級2的比特附加在c上c(192＋k)＝d(123＋k)對于k＝0，1，…，35。
CH9-HS將262個被編碼的比特(C(0)…C(261))C(2k)＝u(k)C(2k＋1)＝u(k)＋u(k－2)＋u(k－4)＋u(k－5)＋C(2k－1)＋C(2k－3)＋C(2k－5)＋C(2k－9)對于k＝0，1，…，130；對于k＜0 u(k)＝0；對于k＜0 C(k)＝0是用虛線表示的，則66個被編碼的比特(對于j＝0，1，…，7 C(16*j＋3)，C(16*j＋7)，C(16*j＋11)對于j＝8，9，…，15 C(16*j＋3)，C(16*j＋7)，C(16*j＋11)，C(16*j＋15))和比特C(1)，C(221)，C(229)，C(237)，C(245)，C(249)，C(253)，C(257)，C(259)和C(261)不被傳輸。
將196個被編碼的和用虛線表示的比特P(0)…P(195)的一個塊，用c附加在帶內信令的比特上c(k＋4)＝P(k)對于k＝0，1，…，195。
最后將等級2的28比特附加在c上c(200＋k)＝d(120＋k)對于k＝0，1，…，27。
CH10-HS將242被編碼的比特(C(0)…C(241))C(2k)＝u(k)C(2k＋1)＝u(k)＋u(k－2)＋u(k－4)＋u(k－5)＋C(2k－1)＋C(2k－3)＋C(2k－5)＋C(2k－9)對于k＝0，1，…，106；對于k＜0 u(k)＝0；對于k＜0 C(k)＝0是用虛線表示的，則42個被編碼的比特(對于j＝0，1，…，21 C(8*j＋3)對于j＝22，23，…，29 C(8*j＋3)，C(8*j＋7))和比特C(1)，C(233)，C(237)和C(241)不被傳輸。
將200個被編碼的和用虛線表示的比特P(0)…P(199)的一個塊，用c附加在帶內信令的比特上。
c(k＋4)＝P(k)對于k＝0，1，…，199。
最后將等級2的24比特附加在c上c(204＋k)＝d(110＋k)對于k＝0，1，…，23。
CH11-HS將226個被編碼的比特(C(0)…C(225))C(2k)＝u(k)C(2k＋1)＝u(k)＋u(k－2)＋u(k－4)＋u(k－5)＋C(2k－1)＋C(2k－3)＋C(2k－5)＋C(2k－9)對于k＝0，1，…，112；對于k＜0 u(k)＝0；對于k＜0 C(k)＝0是用虛線表示的，則18個被編碼的比特(對于j＝0，1，…，7 C(28*j＋15))和比特C(1)，C(3)，C(7)，C(197)，C(213)，C(215)，C(217)，C(221)，C(223)和C(225)不被傳輸。
將208被編碼的和用虛線表示的比特P(0)…P(207)的一個塊，用c附加在帶內信令的比特上。
c(k＋4)＝P(k)對于k＝0，1，…，207。
最后將等級2的16比特附加在c上c(212＋k)＝d(96＋k)對于k＝0，1，…，15。
CH12-HS將309被編碼的比特(C(0)…C(308))C(3k)＝u(k)C(3k＋1)＝u(k)＋u(k－1)＋u(k－2)＋u(k－3)＋u(k－6)＋C(3k－5)＋C(3k－8)＋C(3k－14)＋C(3k－17)C(3k＋2)＝u(k)＋u(k－1)＋u(k－4)＋u(k－6)＋C(3k－4)＋C(3k－7)＋C(3k－11)＋C(3k－16)對于k＝0，1，…，102；對于k＜0 u(k)＝0；對于k＜0 C(k)＝0是用虛線表示的，則97被編碼的比特(對于j＝0，1，…，15 C(12*j＋5)，C(12*j＋8)，C(12*j＋11)對于j＝16，17，…，24 C(12*j＋2)，C(12*j＋5)，C(12*j＋8)，C(12*j＋11))和比特C(1)，C(2)，C(4)，C(7)，C(292)，C(292)，C(295)，C(298)，C(301)，C(302)，C(304)，C(305)，C(307)和C(308)不被傳輸。
將212個被編碼的和用虛線表示的比特P(0)…P(211)的一個決，用c附加在帶內信令的比特上。
c(k＋4)＝P(k)對于k＝0，1，…，211。
最后將等級2的12比特附加在c上c(216＋k)＝d(91＋k)對于k＝0，1，…，11。
CH13-HS將285個被編碼的比特(C(0)…C(284))C(3k)＝u(k)C(3k＋1)＝u(k)＋u(k－1)＋u(k－2)＋u(k－3)＋u(k－6)＋C(3k－5)＋C(3k－8)＋C(3k－14)＋C(3k－17)C(3k＋2)＝u(k)＋u(k－1)＋u(k－4)＋u(k－6)＋C(3k－4)＋C(3k－7)＋C(3k－11)＋C(3k－16)對于k＝0，1，…，94；對于k＜0 u(k)＝0；對于k＜0 C(k)＝0
是用虛線表示的，則73個被編碼的比特(對于j＝0，1，…，11 C(12*j＋5)，C(12*j＋11)對于j＝12，13，…，22 C(12*j＋5)，C(12*j＋8)，C(12*j＋11))和比特C(1)，C(2)，C(4)，C(7)，C(8)，C(14)，C(242)，C(254)，C(266)，C(274)，C(277)，C(278)，C(280)，C(281)，C(283)，和C(284)不被傳輸。
將212個被編碼的和用虛線表示的比特P(0)…P(211)的一個塊，用c附加在在帶內信令的比特上。
c(k＋4)＝P(k)對于k＝0，1，…，211。
最后將等級2的12比特附加在c上c(216＋k)＝d(91＋k)對于k＝0，1，…，11。
由于兩個原因在AMR(見附圖5)上使用被表示的系統(tǒng)的遞推的編碼(G13至G17)-這些編碼有用虛線表示的最佳特性，也就是說數(shù)據(jù)比率與無線信道的傳輸比率相匹配，和-分子和分母多項式是各自在原來的AMR信道編碼建議(見Tdoc SMG 147/98)中使用的多項式。因此相對于原始建議進行必要的改動最小。
對于AMR信道編碼器在功率能力方面很少有限制也可以使用目前在GSM系統(tǒng)中對于語言信息、數(shù)據(jù)信息和信令信息的多項式。這可以代替上述多項式或者作為完整的可選擇的信道編碼圖表。優(yōu)點在于再一次擴展兼容性，因為在信道編碼器中部分老的，已經存在的硬件部件只允許使用目前的GSM多項式。
附圖6表示了一個基站BS，基站在接收情況下將經過天線接收的信號放大、濾波，變換為基帶和進行數(shù)字化。后面跟隨著信道解碼(1.步驟)，信道解碼可以用已經安裝在基站BS上的解碼裝置進行。也就是說可以不改變地保留電路技術。后面進行被解碼數(shù)據(jù)的后處理(2.步驟)，后處理是用程序技術實現(xiàn)的。這個后處理是用比率1用各個比率的分母多項式的卷積編碼構成的。
這個后處理因此很少整體地和例如通過在DSP(數(shù)字信號處理器)中附加程序進行。
例如涉及到比率CH0-FS意味著，具有255比特的塊在解碼器出口必須用多項式
G(D)＝(1＋D＋D2＋D3＋D5)進行編碼，以便得到255個原始比特。數(shù)據(jù)比率數(shù)在這里保持不變，也就是說在后處理的輸入端借助于過去輸入的比特從現(xiàn)實的數(shù)據(jù)比特中準確地得到原始比特。上述編碼方法和解碼方法不僅可以使用在基站BS而且可以使用在移動站MS上。
權利要求
1.在GSM移動無線通信系統(tǒng)中信道編碼的方法，在其中為了在基站(BS)和用戶站(MS)之間經過無線接口進行傳輸在發(fā)送方進行信道編碼，信道編碼使用分子多項式和分母多項式的遞推的系統(tǒng)的編碼。
2.按照權利要求1的方法，在其中在接收方進行沒有遞推的信道解碼。
3.按照權利要求2的方法，在其中用分子多項式信道解碼之后在分母多項式基礎上進行后處理。
4.按照權利要求3的方法，在其中用程序技術手段進行后處理。
5.按照上述權利要求之一的方法，在其中接收方從前面解碼中得到a-優(yōu)先-知識，和將這個a-優(yōu)先-知識使用在后面的信道解碼中。
6.按照上述權利要求之一的方法，在其中在用戶站(MS)上完全關閉信道解碼和繼續(xù)使用沒有被信道編碼的被傳輸?shù)南到y(tǒng)的數(shù)據(jù)比特。
7.按照上述權利要求之一的方法，在其中在信道評估中確定傳輸質量，和與傳輸質量有關地接通或者關閉信道解碼。
8.按照上述權利要求之一的方法，在其中在匹配的多比率編碼器內使用遞推的系統(tǒng)的編碼，此時對應于傳輸條件選定一個編碼器。
9.按照上述權利要求之一的方法，在其中在遞推的系統(tǒng)的編碼的兩個多項式中至少使用一個目前在GSM移動無線通信系統(tǒng)中使用的沒有遞推的系統(tǒng)的編碼的多項式。
10.用于GSM移動無線通信系統(tǒng)的基站(BS)，對于經過無線接口到用戶站(MS)的傳輸進行信道編碼，信道編碼使用具有分子多項式和分母多項式的遞推的系統(tǒng)的編碼。
11.用于GSM移動無線通信系統(tǒng)的用戶站(MS)，對于經過無線接口到基站(BS)的傳輸進行信道編碼，信道編碼使用具有分子多項式和分母多項式的遞推的系統(tǒng)的編碼。
12.按照權利要求11的用戶站(MS)，具有可以關閉的信道解碼器。
13.按照權利要求12的用戶站(MS)，具有信道解碼器，信道解碼器在關閉狀態(tài)繼續(xù)傳送沒有被信道編碼的被傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。
全文摘要
按照本發(fā)明建議在GSM移動無線通信系統(tǒng)中使用遞推的系統(tǒng)的編碼(RSC－編碼)進行信道編碼。與目前的觀點相反將這些RSC編碼也可以使用在已經安裝在GSM移動無線通信系統(tǒng)中的硬件上。將RSC編碼可以引入到匹配的多比率－編碼器(AMR)的幀上。
文檔編號H04B7/005GK1333951SQ99815756
公開日2002年1月30日 申請日期1999年11月19日 優(yōu)先權日1998年11月19日
發(fā)明者J·哈格瑙爾, T·欣德朗, S·厄斯特雷赫, 許文 申請人:西門子公司