[发明专利]用两个分组码纠错

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信系统中差错控制的检错/纠错系统。具体涉及对于短数据序列的差错保护。

发明背景

近几年，对有效而可靠的数字通信系统的需求日益增长。数字信息的传输受到通信信道的不良影响，例如噪声、失真和衰落。这些影响对所发射的数据流引入了误码，称为信道误码。接收二进制序列中的误码率是无线通信链路中的一个最重要的设计参数。

1948年，Claude E.Shannon在其里程碑式的论文中表明，通过对数字信息正确编码，噪声信道引入的误码可以降低到任何所需的水平，同时不牺牲信息传输速率。从那时起，大量研究致力于开发有效的噪声信道差错控制的编码和解码方法。这些开发现在已经达到可靠的数字无线通信系统是可能的程度。现在使用差错控制编码成为现代数字无线通信系统设计的一个组成部分。

在GSM(全球移动通信系统)中，存在无数的编码方案，保护通过RF信道传输的数据。不同的编码方案用于不同的逻辑信道。例如，用于发射话音消息的业务信道比用于发射用户数据的业务信道需要较少的保护。因此，语音信道通常使用高速率码。用于发射信令数据的控制信道需要更高的保护，要求较低的码率。较低的码率增加了编码开销而且增加了对带宽的要求。因此，希望开发更有效的码，可以以最少的编码开销增加得到所需程度的差错保护。

对于很多控制信道，数据在两个步骤中进行信道编码。信令数据在卷积编码之前进行分组编码。因此卷积编码使要发射的比特数加倍。尽管这种两步骤编码方案在发射长序列的控制信道中工作比较有效，但是对于只发射短序列的随机接入信道(RACH)这样的控制信道则不太理想。对短数据序列使用卷积码不太有效。分组码一般比卷积码具有更好的汉明距离。此外，通常使用的循环码不允许软解码，因此解码器的输入是硬限幅的。

发明内容

本发明是用于无线通信系统中差错控制的检错/纠错系统。该检错/纠错系统对于短数据序列的差错保护特别有用。检错和控制系统包括在发送之前对数字信息序列编码的发射机编码器，以及对接收序列解码重建原始信息序列的接收机解码器。将原始的信息序列编码以产生包括信息矢量和初级冗余矢量的信息码字。然后对初级冗余矢量编码，产生包括初级冗余矢量和第二冗余矢量的冗余码字。信息码字和冗余码字被合成，然后发射。

接收机包括对接收信息码字软解码以产生最初的估计信息矢量的初级信息解码器。冗余解码器对接收的冗余码字软解码以产生估计的初级冗余矢量。然后二级信息解码器将信息矢量和初级冗余矢量的最初估计硬解码，产生第二估计的信息码字。比较信息码字的第一和第二估计，确定它们之间的汉明距离。如果汉明距离大于预定值，二级信息解码器失败，接收码字被消除。

两步骤解码处理比目前在随机接入信道使用的编码方案有几个优点。首先，本发明使用嵌套分组码，可以产生高效的差错控制，而不增加编码开销。本发明的嵌套分组码方案的码率可以是1/3或1/4。其次，嵌套分组码方案比以前的编码方案提供更大的灵活性。例如，本发明可以使用软判决解码以便考虑可靠性因素。最后一个优点是，与以前使用的编码方案相比，残留误比特率和帧擦除率有很大的降低。

在另一个实施例中，信息码字多次发向接收站。接收的信息矢量被有选择地合成及/或路由选择到一系列并联解码器。然后单个对信息矢量解码，产生信息序列的多个估计。产生的信息序列估计被合成，产生最终的估计。

本发明其它目的和优点从研究如下描述和只是说明该发明的附图中变得清楚和明显。

附图的简要描述

图1是数据传输系统的框图。

图2是发射机编码器的框图。

图3是码字处理器和接收机解码器的框图。

图4是说明发射机编码器所用的比特定位方案的图。

图5是表示使用并联分组编码方案的接收机解码器另一种设计的框图。

具体实施例

现在参考附图，特别是图1，本发明的数据传输系统一般性地用号码10来表示。数据传输系统10包括信息源20、发射机编码器30、调制器40、解调器50、接收码字处理器60、以及接收机解码器70。

信息源20可以是模拟形式或数字比特序列。如果它是模拟形式的，可以被抽样并量化，产生必要的数字比特序列。但是，该序列可能不直接适于数据通信系统的信道编码或载波调制。在这种情况下，要使用信源编码重构数据序列，以使它与信道要求兼容。信源编码器对信息编码，以便降低信源数据的冗余度。通常称之为“数据压缩”。其结果是得到较短的比特序列，而且在给定的分配中可以发送或存储更多的消息。信息源20的输出称为信息序列。