CN1200212A - 使用重复数据字的前向纠错方法 - Google Patents

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Abstract

不是简单地采用对几个接收的编码数据字的比特方式多数表决和译码表决的结果,而是可通过译码每个接收字而提高有效地译码一个字的机会。如果接收字被译码为正确或具有可校正的1比特错误或2比特错误,则该译码字被用作为接收字。另外,比特方式多数表决可在小的接收字组的所有组合中被实行,且把结果传送给译码器。如果对于这些组合中的一个组合,译码器报告一个正确字或具有1比特或2比特纠错的一个字,则这可被用作接收字。如果纠错译码器被正确地配置,则可实现超过BCH码的典型能力的纠错。也描述了“字方式”多数表决。对于在通过恶劣通信信道后,特别是对于接收有差错数据的短突发脉冲的情况,提高了根据所接收的字的几个重复副本准确地确定实际发送的字的概率。

Description

使用重复数据字的前向纠错方法
背景
本申请人的发明涉及其中信息是以数字字形式传送的通信系统，更具体地涉及其中每个字被发送几次的系统。
当前的一些蜂窝移动电话系统使用射频(RF)载波信号的模拟调频(FM)来发送语音和其他信息。一个标准是美国的先进移动电话业务(AMPS)系统，它使用FM和在880-MHz载波信号之间的30kHz的信道间隔。AMPS系统的一些特性由电子工业协会和电信工业协会(EIA/TIA)出版的EIA/TIA-553标准规定。另一个标准是英国的全部接入通信系统(TACS)，它使用880-MHz载波信号之间的25kHz的信道间隔。TACS和AMPS系统在很少的细节上不同，这些细节和本申请无关。
这样的模拟FM系统的容量可通过减小信道带宽而被增加，正如按照窄带AMPS(N-AMPS)标准的系统那样。在N-AMPS系统中，10kHz的信道间隔是通过把AMPS系统的每个30-kHz-宽的无线信道分成三部分而达到的。通常，无线信道是在两个收发器之间的双向无线传输路径，这样，信道包括具有不同频率的两个载波，一个用于上行链路通信(移动台到基站)，另一个用于下行链路通信(基站到移动台)。在标准的系统中，在任何无线信道的两个载波之间的频率间隔是45MHz。
在增加系统的容量的另一个努力中，美国的数字AMPS(D-AMPS)系统在业务信道上使用数字传输和时分多址(TDMA)，而在控制信道上保持模拟传输。在TDMA通信系统中，无线信道被分为顺序的时隙，每个时隙包括来自数据源的信息脉冲串，例如，语音对话的数字式编码部分。分配给同一个用户的各顺序时隙(它们通常不是在无线载波上的连续时隙)构成用户的数字业务信道，它们可被看作为分配给用户的逻辑信道。D-AMPS系统的一些特性由电子工业协会和电信工业协会(EIA/TIA)出版的IS-54-B标准规定。
在按照这些模拟标准的系统中，控制信道被用来建立呼叫、通知基站有关移动台的位置和参量、以及通知移动台有关基站的位置和参量。业务信道被用来载送语音对话，且有时用来载送数据。
图1A，1B显示了可使用上述任何系统的示例性多层蜂窝通信系统。由六角形代表的伞形宏小区10(见图1A)是包括许多宏小区A1-A7，B1-B7(见图1B)的覆盖蜂窝结构的一部分。每个伞形小区(蜂窝区)可包括下面的微小区结构。伞形小区和下面的微小区的无线覆盖可以重叠或可以基本上不重叠。伞形小区10包括微小区20(以点线内包围的区域表示)，微小区30(以短横线内包围的区域表示)，分别相应于沿城市街道的区域)，以及微微小区40，50，60，它们覆盖建筑物的各个楼层。
图2是用于图1A，1B所示蜂窝结构的示例性蜂窝移动无线电话通信系统的方框图。该通信系统包括：与各自的一个宏小区、微小区或微微小区有关的基站110；移动台120；以及移动业务交换中心(MSC)140。每个基站具有与140通信的控制和处理单元130，140又被连接到公用交换电话网(未示出)。每个基站又包括至少一个话音信道收发器150和控制信道收发器160，他们都被控制和处理单元130控制。移动台120包括类似的话音和控制信道收发器170，用来与收发器150，160交换信息，以及类似的控制和处理单元180，用于控制话音和控制信道的收发器170。
使得任何无线通信系统任务复杂化是由于：在几个无线发射机之间的干扰以及由移动用户的相对运动引起的无线信道的多样性，由来自结构和车辆的无线信号反射的改变导致衰落等。这种干扰和信道的多样性造成通信信息中的差错，并且要花费很大的努力来克服这些差错。例如，有些蜂窝移动无线电话通信系统把要发送的模拟信息变换成数字信息，然后，数字信息以允许某些差错被纠正的方式予以变换或编码。
作为一个具体例子，线性Bose-Chaudhuri-Hocquenghem(BCH)码可通过使用Peterson-Gorenstein-Zierler程序、或Berlekamp-Massey程序、或用于译码循环码的任何程序以低的复杂性被译码，正如在R.Blahut的“Theory and Practice of Error Control Codes(差错控制代码的理论和实践)”的第7章，Addison-Wesley，Reading，MA(1983)中所描述的。这样的代码由具有最小汉明距离d和具有代码符号字母GF(2m)的代码参量(n，k)来规定。实际上，这样的代码把k个数据比特的数据块变换为更大的n个编码比特的数据块。附加的比特通常被称为奇偶校验比特、循环冗余编码(CRC)比特、或检验比特。代码的纠错能力t，即，代码可纠正的差错数目，由t≤[(d-1)/2]给出。
TACS、AMPS和N-AMPS系统提出以这样的纠错编码和冗余度来对付干扰和信道多样性的难题。例如，要被发送的字或数据块首先用BCH码来编码，然后，编码的字被发送五次。在接收机处，对每组相应的比特实行多数表决，以确定所接收的字：五个接收的字的相应的比特被比较，并且对于每个比特位置，把多数出现的比特值取为接收字的比特值。在本申请中，这被称为比特方式多数表决(bit-wise majorityvoting)。
1993年5月11日提交的题为“Standby Power Saving in MobilePhones(移动电话的备用功率节省)”的美国专利申请No.08/059932，描述了接收一个字的五个重复副本和对接收的每个重复副本的译码。在成功地译码重复副本中的一个重复副本后，忽略其余的重复副本；如果没有一个重复副本被成功地译码，则采取五个重复副本的比特方式多数表决，并且对于表决结果进行译码。
比特方式多数表决的例子由下表说明，它表示所接收的五个数据字和它们的相关的奇偶校验比特，以及从简单的比特方式多数表决得出的接收的字和奇偶校验比特。
              接收的数据比特     接收的奇偶校验比特
              101010101010110    11110101
              111010101000101    01010101
              101011010100101    01010101
              101001010101010    01010100
              010101001010101    01010101比特方式多数表决：101011001000101    01010101
由比特方式多数表决确定的比特值被用来构成接收的字，它被传送到译码器。如下所述，由TACS使用的BCH码允许一个比特和两个比特的差错被纠正；如果一个字中的两个以上的比特是差错的，则译码器报告该字是不可纠正的。
这种对于全部接收字的比特方式多数表决的缺点在于：如果五个接收字中的两个字每个包含两个以上的差错，则多数表决可能产生一个由译码器报告为不可纠正的字。
发明概要
本申请人的发明提供了一些方法和设备，它们避免对于编码的数据字的简单的比特方式多数表决的缺点，减小了译码器将一个字报告为不可纠正字的概率。
按照本申请人的发明的一个方面，一种从数据字的几个所接收的编码的重复副本中确定译码的接收数据字的方法包括以下步骤：通过从数据字的多个接收的编码的重复副本中选择比特耒汇编数据字的编码的重复副本；以及按照纠错码耒译码所汇编的编码重复副本，藉此确定译码的接收数据字。
在汇编的编码重复副本中的比特可由滑窗选择，该滑窗包括和接收的编码重复副本相同数目的相邻比特。另外，在汇编的编码重复副本中的比特可通过在几个位置之间移动滑窗而被选择，每个位置包括多个相邻比特，其数目小于在接收的编码重复副本中的比特数。
本方法还可包括以下步骤：对于汇编的编码重复副本和从一个包括至少一个其它的汇编的编码重复副本和接收的编码的重复副本的组中选择的字实行比特方式多数表决。这种比特方式表决的结果被译码来确定译码的接收的数据字。比特方式表决的结果可通过对于几个汇编的编码重复副本实行比特方式多数表决而被形成。另外，在汇编的编码重复副本中的比特可由滑窗选择，该滑窗包括和接收的编码重复副本相同数目的相邻比特。在汇编的编码重复副本中的比特可通过在几个位置之间移动滑窗而被选择，每个位置包括多个相邻比特，其数目小于在接收的编码重复副本中的比特数。
汇编和译码步骤可被实行几次以产生几个译码的结果，这样，该方法还可包括对译码的结果进行字方式(word-wise)多数表决的步骤。将字方式多数表决的结果报告为译码的接收数据字。进行字方式多数表决可包括以下步骤：确定具有最多票数的译码结果的类型，译码的接收数据字是所确定的类型。如果每个译码的结果具有各自的权重，则译码的接收数据字是字方式多数表决的结果，如果在字方式表决的大多数中的译码结果的各权值的和或其它适当的组合满足适当的门限的话。
在本申请人的发明的另一个方面，从数据字的几个接收的编码重复副本中确定译码的接收数据的方法包括以下步骤：对多个接收编码重复字的一个选取组实行比特方式多数表决，借此构成比特方式表决结果；通过把比特掩模应用到比特方式表决结果来确定比特方式表决结果的哪些比特是可改变的；以及按照纠错码和所应用的比特遮掩来译码比特方式表决结果，藉此确定译码的接收数据字。
比特方式表决结果的一个比特可根据该比特在比特方式多数表决中的投票数而被确定为可改变的。另外，确定步骤可包括确定可改变比特数是否大于约束值，以及译码步骤可包括以下步骤：对比特方式表决结果进行译码，藉此形成译码结果；如果译码结果包括纠错的比特和可改变比特数不大于约束值，则确定该纠错的比特是否为可改变比特；以及如果该纠错的比特是可改变比特：则将译码的结果报告为译码的接收数据字。
确定步骤还可包括确定可改变比特数是否大于约束值，如果可改变比特数不大于约束值和如果在译码步骤中比特方式表决结果是不可纠正的，则译码步骤可包括以下步骤：把所选择的一个可改变比特求反，藉此形成修正的表决结果；对修正的表决结果进行译码，藉此形成包括一个纠错比特的译码的结果；确定该纠错比特是否为可改变比特；以及如果纠错比特是可改变的比特，则将该译码结果报告为译码的接收数据字。可改变比特可根据该比特的软质量信息而被选择用来求反。
附图简述
以下参照仅以例子方式给出的和用附图说明的实施例，更详细地描述本申请人的发明，其中：
图1显示了示例性多层蜂窝系统；
图2是示例性蜂窝移动无线电话系统的方框图；
图3是收发器模块的方框图；
图4表示TACS系统中移动台在反向控制信道上发送的数据流的格式；
图5A-5G表示由反向控制信道载送的数据字的格式；
图6A-6D表示把呼叫地址信息编码为呼叫地址字的实例；
图7A，7B是按照本申请人的发明的方法的流程图；
图8一般地显示了使用选择窗以产生汇编字；
图9A-9D显示了滑窗方法，即，顺序分析重复副本以产生汇编字；以及
图10显示了把一组重复字重新组织为更小的组；
                        详细描述
虽然以下说明是就包括便携式或移动无线电话和/或个人通信网的蜂窝通信系统而论的，本领域技术人员将会看到，本申请人的发明可被应用到其它通信系统。
适用于TACS和AMPS和N-AMPS系统的无线基站主要包括用于在各自的无线信道上发送和接收信号的多个收发器模块，和用于与MSC交换信号的控制处理单元(见图2中的收发器150，160)。对于这样的模拟无线基站的完整说明，读者可参考文献，包括由EricssonTelecom AB提供的：“CMS 88 Cellular Mobile Telephone System(CMS88蜂窝移动电话系统)”，第四章，出版号：EN/LZT 101 908R2B(1988)。
图3是收发器模块的方框图；语音处理器1把例如由人的话音产生的模拟信号变换成用以调频载波信号的信号。语音处理器1包括以下几级：动态压缩器，预加重滤波器，频偏限制器，以及频偏限制器后的滤波器。如下所述，当接收时实行这个信号处理的逆过程。收发器模块的语音处理器1和其他部件由微处理器控制单元2控制。
数字编码的数据消息被用于移动台和无线基站之间的信令。有些消息在前向控制信道(FOCC)或前向话音信道(FVC)上被发送，它们是从基站到移动台的信道。这些编码的数据消息典型的包括由数据字构成的编码的数据字，该数据字是预定比特数的数据块。在某些电信系统中，28比特数据字由数据消息发生器3在微处理器2的控制下产生，并且由发生器3按照BCH码编码以使得防错和纠错更容易。数据比特的编码和奇偶校验比特使字长增加到40比特，即每个编码的数据字通过用具有距离为5的(40，28)BCH码编码28个信息比特来形成。这样的代码可被表示为(40，28；5)BCH码。
由控制信道载送的每个编码的数据字也提供有用于比特同步的比特序列、用于字同步的比特序列、以及用于确保正确的控制信道被译码的数字色码(DCC)。通常DCC标识发送此消息的小区所归属的小区组。由话音信道载送的编码的数据字提供有比特同步序列和字同步序列，但没有DCC。
监控音频音(SAT)被用来确保使用正确的话音信道；SAT有时被称为模拟色码。SAT由SAT发生器4产生，并在前向话音信道上被发送到移动台，移动台简单地在反向(移动台到基站)话音信道上把SAT再发送到基站。如果在反向话音信道上检测到差错的SAT，则由基站在该反向话音信道上接收的数据消息被忽略。另外信令音(ST)由移动台的适当的ST发生器产生，并被用于从移动台到基站的反向话音信道上的信令。基站中的接收机包括对于ST的ST检测器6。
输入的语音、数据和SAT信号被滤波以便限制载波信号的带宽，并由信号混合器8组合成一个信号。SAT信号调制语音信号，且在发送数据消息期间暂停发送SAT。
由混合器8产生的组合信号被提供给频率调制器9，它把组合信号加在RF载波信号上作为调频的载波。载波信号由适当的频率合成器11产生。语音或数据信息调制该载波。调频的载波可被上变频到更高的频率(如果需要的话)，并且调制的载波由功率放大器10根据选择的发送信道放大到预定的功率电平。
从移动台接收的无线信号被两个接收机13适当地滤波和放大，调制的载波信号被混频器14解调用于产生原先的调频信号。混频器14把调制的载波和具有由接收频率合成器12按照选择的接收信道产生的载频信号相组合。为了减小多径衰落的影响，典型地使用两个接收天线，且由混频器产生的信号被适当的分集组合器15组合为一个公共的信号。频率解调器16从由分集组合器15产生的原先的调频的信号中提取编码的数据消息、SAT、ST、和语音。
从移动台接收的编码的数据消息由数据消息检测器7按照适当的BCH码被检测和译码。来自频率解调器16的语音信号由语音处理器17通过滤波、去加重、和扩展而被变换为模拟信号。SAT检测器5检测SAT信号以便确定存在正常的信号。
编码的数字数据消息在反向控制信道(RECC)上从移动台发送到基站。在TACS系统中，RECC数据流具有8kbit/s，±1bit/s的速率，。图4显示了TACS系统中移动台发送的RECC数据流的格式。RECC消息包括一个在一个和五个字块之间的捕获前置指示(precursor)，每个字块包括各自的编码数据字的五个重复副本。
捕获前置指示包括用于比特同步的30-比特的点序列(1010...1010)、11-比特的字-同步序列(11100010010)、和7-比特的编码的DCC。比特-同步和字-同步序列以传统方式被用来帮助确保准确接收其他数据区段。编码的DCC是通过按照下表翻译在FOCC上所接收的DCC而被得到的。
接收的DCC        编码的DCC
00               0000000
01               0011111
10               1100011
11               1111100
在捕获前置指示后，RECC编码的数据字被移动台发送。每个编码的数据字包括48个比特，其中包括12个奇偶校验比特，这些编码的数据字如上所述地被重复五次。每个RECC编码的数据字通过用(48，36；5)的BCH码编码36个信息比特而被形成。最左边的比特(即，时间上较早出现的比特)被指定为最高有效比特，且48-比特区段的36个最高有效比特是信息比特。TACS标准给出：在RECC上使用的BCH码的生成多项式是和在FOCC上使用的(40，28；5)BCH码的生成多项式相同的。
由RECC载送的消息类型是用于应答呼叫的寻呼响应消息；用于进行呼叫的始发消息；次序消息和次序确认消息。这些消息中的每一个由以下部分组合而成：具有图5A所示的格式的缩略地址字，具有图5B所示的格式的扩展的地址字，具有图5C所示的格式的序列号数字，具有图5D所示的格式的被叫地址(第一字)，具有图5E所示的格式的被叫地址(第二字)，具有图5F所示的格式的被叫地址(第三字)，以及具有图5G所示的格式的被叫地址(第四字)。
如在图5A-5G中所看到的，每个48-比特的RECC编码数据字包括多个区段。数据区段中的比特数在图5A-5G中由数据区段下的数字表示。F区段包括用于表示这是否为消息的第一数据字的一个比特。该数据区段中的比特在第一数据字中被设置为“1”，而在后续字中被设置为“0”。NAWC区段表示进入消息中的附加字的数目，即，一，二，三，或四。
消息类型区段T中的比特被设置为“1”以标识消息为始发或次序，以及被设置为“0”以标识消息为寻呼响应或次序确认。发送序列号区段S中的比特，如果发送序列号数字，则被设置为“1”，和如果不发送序列号数字，则被设置为“0”。扩展地址区段E中的比特，如果发送扩展地址字，则被设置为“1”，而如果不发送扩展地址，则被设置为“0”。站级标志区段SCM表示移动台类型及其最大输出功率。
命令区段标识次序消息类型。次序限制区段ORDQ把次序区段限制成特定动作。对于要被解释的本地控制区段中的比特，命令区段必须被设置为本地控制或资费率：如果次序区段被设置为本地控制，则该区段对于每个系统是特定的；如果次序区段被设置为资费率，则本地控制区段形成资费率限制字的一部分。
区段LT是用于最后尝试的码的，区段MIN1是用于移动台标识号的第一部分，区段MIN2是用于移动台标识号的第二部分。序列号区段标识移动台的序列号。
数字区段包括如下表所示的编码的比特。
      数字        代码        数字       代码
      1           0001        7          0111
      2           0010        8          1000
      3           0011        9          1001
      4           0100        0          1010
      5           0101        *          1011
      6           0110        #          1100
                              Null       0000
在该表中，将会看到，数字“0”被编码为二进制“十”，而不是二进制“零”，二进制“零”被用作为零(Null)的代码，用于表示无数字。所有其他的4-比特代码被保留。
MSSUPLEV区段是TACS支持级别区段，等于MS_SUP_LEV_s的值。RSVD区段被保留供将来使用，且所有比特被设置为预定值。奇偶校验区段包括与36个信息内容比特有关的12个奇偶校验比特。
图6A-6D显示了把被叫地址信息编码为被叫地址字的例子。如果数字2#被拨号，则该字为如图6A所示。如果数字13792640被输入，则该字为如图6B所示。如果数字*24273258被输入，则该字为如图6C，6D所示。在图6A-6D中，标注(NOTE)区段包括取决于消息类型的四个比特。
按照本申请人的发明，译码一个有用字的机会通过将对于接收的所有字的简单的比特方式多数表决附加到旧有的，原理上和译码该表决结果而被增加。正如在本申请中所使用的，“译码”装置使用一组已被接收的奇偶校验比特来确定相关的数据比特组是否已被无误地接收，以及纠正相关的数据比特组中的一个或多个错误。作为按照本发明的附加信息，所接收的每个字不是正好被译码为比特方式多数表决的结果，且如果所接收的字被译码为正确或有被纠正的一比特差错、或有被纠正的两比特差错，则这个译码的字可被用作为接收字。另外，可对三个接收字的所有组合(对于重复五次的一个字，有十个这样的组合)实行比特方式多数表决，且把结果传送给译码器。如果译码器对于这些组合中的一个组合报告一个正确字或具有被纠正的一个比特或两个比特差错的一个字，则这可被用作为接收字。
在一个方面，本申请人的发明使得能纠正按照(48，36；5)BCH码被编码的和具有三个有错的比特的字。这种能力超出这种码的典型的能力，因而可被称为“超纠正”。这样的超纠正得以实现，如果，正如在下面更详细地描述的，纠错译码器被配置为它不纠正全体一致多数投票结果的比特值的话。例如，在五次投票的情况下，由5/0投票产生的比特值是不可改变的，及由4/1和3/2投票产生的比特值是可改变的。这是功能性地等效于遮掩由投票产生的比特，且对于五票的例子，它可被称为“4/1和3/2比特掩模”。
也有利的是，把纠错译码器配置为使得它不纠正全体一致多数投票时或其中只有一个候选字投不赞成票的投票时的结果的比特值。例如，在五次投票的情况下，由5/0投票和4/1投票产生的比特值是不可改变的；只有由3/2投票产生的比特值是可改变的。对于五票的例子，这可被称为“3/2比特掩模”。
本申请人的方法将在大量情况下找到适当的组合，其中有用传统译码将会产生不可纠正结果的情况。为了有助于防止本申请人的方法产生错误结果，可改变的比特数可被用作为按照在译码时可被纠错的比特的数目而变化的约束条件：如果对于要被译码的字，所选的这个数的值被超过，则该字被报告为不可纠正的。
在图7A，7B中，当被应用到3比特纠错时的这个约束条件对于4/1和3/2比特掩模被表示为L_3_4&3，对于3/2比特掩模被表示为L_3_3。当被应用到2比特纠错时，这个约束条件在图7A，7B中对于4/1和3/2比特掩模被表示为L_2_4&3，对于3/2比特掩模被表示为L_2_3。当被应用到1比特纠错时，这个约束条件在图7A，7B中对于4/1和3/2比特掩模被表示为L_1_4&3，和对于3/2比特掩模被表示为L_1_3。
“超分辨率”能力的提供由以下例子说明：
              发送的数据比特    发送的奇偶校验比特
                  1111111       1111
              接收的数据比特    接收的奇偶校验比特
                  0001111       1111
                  1010101       1111
                  1011110       1111
                  1000110       0000
                  1011100       0000比特方式多数表决：    1001110       1111
在应用4/1和3/2比特掩模后，表决结果1001110中只有第二和第五比特是不可改变的，即，不是用于纠错的候选者。按照图7A、7B所示的本申请人的译码方法，这些候选者的每种可能的组合将被尽力测试以确定一种组合能产生与接收的奇偶校验比特的多数表决结果相一致的译码数据比特组。另外，在应用3/2比特掩模后，表决结果1001110中只有第一，第二和第五比特不是用于纠错的候选者，即这些候选者的每种可能的组合将被尽力测试以确定一种组合能产生与接收的奇偶校验比特的多数表决结果相一致的译码数据比特组。
因此如图7A所示，按照本申请人的发明确定接收字的步骤包括第一步骤701：对一组重复字进行比特方式多数表决和应用比特掩模以确定表决结果的哪些比特是可改变的，即，可被译码器纠正。下一步骤703是试图译码表决的结果。如果译码步骤703的结果表示没有比特需要纠错，则译码结果已找到(方块705)。
如果译码步骤705给出指示：译码结果的一个比特需要纠错，则在步骤707应用L_1_4&3约束条件。如果可改变比特数不大于对于该约束条件所选择的数值，则可确定(步骤709)所指示的一个差错的比特是否为按照4/1和3/2比特掩模的一个可改变比特，即该差错比特是允许被纠错的比特。如果是的话，则(纠错的)译码结果已找到(步骤711)；如果不是的话(步骤713)，则译码器将在步骤701产生的表决结果报告为不可纠正的。
如果在步骤707可改变的比特数大于对于L_1_4&3约束条件所选择的值，则在步骤715应用L_1_3约束条件。如果可改变比特数不大于对于约束条件所选择的值，则可确定(步骤717)所指示的一个差错比特是否为按照3/2比特掩模的一个可改变比特，即该错误比特是允许被纠错的比特。如果是的话，则(被纠错的)译码结果已找到(步骤719)；如果不是的话(步骤721)，译码器将在步骤701产生的表决结果报告为不可纠正的。
如果在步骤715可改变的比特数大于对于L_1_3约束条件所选择的值，则(步骤723)译码器将在步骤701产生的表决结果报告为不可纠正的。
如果译码步骤705给出指示：译码结果的二个比特需要纠错，则在步骤725应用L_2_4&3约束条件。如果可改变比特数不大于对于该约束条件所选择的数值，则可确定(步骤727)所指示的一个差错比特是否为按照4/1和3/2比特掩模的一个可改变比特。如果是的话，则(被纠错的)译码结果已找到(步骤729)；如果不是的话(步骤731)，译码器将在步骤701产生的表决结果报告为不可纠正的。
如果在步骤725可改变的比特数大于对于L_2_4&3约束条件所选择的值，则在步骤733 L_2_3约束条件被应用。如果可改变比特数不大于对于L_2_3约束条件所选择的值，则可确定(步骤735)所指示的二个差错比特是否为按照3/2比特掩模的二个可改变比特，。如果是的话，(被纠错的)译码结果已找到(步骤737)；如果不是的话(步骤739)，译码器将在步骤701产生的表决结果报告为不可纠正的。
如果在步骤733可改变的比特数大于对于L_2_3约束条件所选择的值，则(步骤741)译码器将在步骤701产生的表决结果报告为不可纠正的。
如果译码步骤705给出指示：在步骤701中产生的表决结果由于存在多于二个差错比特而不能被正确译码，则在图7所示的步骤743应用L_3_4&3约束条件。如果可改变比特数不大于对于该约束条件所选择的数值，则由于4/1或3/2表决的比特值之一被求反(步骤745)，借此形成修正的表决结果。当前认为可取的是，在选择由于4/1表决的可改变比特值之前对于求反选择由于3/2表决给出的可改变比特值。(步骤747)试图译码由步骤745产生的修正表决结果。如果有可能以二比特差错纠正进行译码，则可确定(步骤749)所指示的二个差错比特是否为按照4/1和3/2比特掩模的二个可改变比特。如果是的话，则(被纠错的)译码结果已找到(步骤751)；如果不是的话，则另一个可改变比特的比特值被求反，且在步骤745被求反的比特值被改变回去(步骤753)。然后(步骤747)试图译码由步骤753产生的修正表决结果，且步骤747-753被重复直至所有可改变比特值都已被求反以及或者找到译码结果、或者未找到译码结果为止。
如果在步骤743可改变的比特数大于对于L_3_4&3约束条件所选择的值，则在步骤755应用L_2_3约束条件。如果可改变比特数不大于对于该约束条件所选择的值，则一个可改变比特值被求反(步骤757)。因为可改变比特都是由于3/2表决，所以哪个可改变比特值被选来求反并没有关系。(步骤759)试图译码由步骤757产生的修正表决结果。如果有可能以二比特差错纠正进行译码，则可确定(步骤761)所指示的二个差错比特是否为按照3/2比特掩模的二个可改变比特。如果是的话，则(被纠错的)译码结果已找到(步骤763)；如果不是的话，则另一个可改变比特的比特值被求反，且在步骤757被求反的比特值被改变回去(步骤765)。然后(步骤759)试图译码由步骤765产生的修正表决结果，且步骤759-765被重复直至所有可改变比特值都已被求反以及或者找到译码结果、或者未找到译码结果为止。
如果在步骤755可改变的比特数大于对于L_2_3约束条件所选择的值，则(步骤767)译码器将在步骤701产生的表决结果报告为不可纠正的。
将会看到，当这个概念被应用到其中每个字被发送少于或多于5次的通信系统时，这并没有重大的变化。而且，每个字被发送的次数不必是奇数，虽然偶数投票者的多数表决中平手的机会大于奇数投票者的多数表决中平手的机会。
本申请人的方法增大了准确确定这样的一个字的概率，这个字实际上是曾被发送的并根据通过恶劣通信信道以后接收的字的多个重复副本。本申请人的方法特别是对于其中接收有差错数据的短突发脉冲的情况增大了这个概率。
对于约束条件选择的特定值代表了在不正确译码结果率和正确译码结果的比率之间的折衷。对于(48，36；5)BCH码和5-字表决，当前似乎可取的是：对于L_3_4&3值被设为6，对于L_3_3值被大约设为5，对于L_2_4&3值被大约设为12，对于L_2_3值被大约设为8，对于L_1_4&3值被大约设为25，对于L_1_3值被大约设为20。通常约束值按经验被设置，请记住，为了纠正3比特差错，可改变比特数应当很少(比特掩模的孔隙率应该很低)，而为了纠正1比特的差错，可改变比特数可以较大(比特遮掩的孔隙率可以更高)。在对于上述例子中得出的(错误的)表决结果1001110实行图7A，7B的方法中应用这些约束值，纠正了3比特错误。
将会看到，图7A和7B所示方法可被修正以便考虑软质量信息，该信息可被频率解调器16产生并被提供给数据消息检测器7，以帮助确认和纠正可能的差错比特。在比特方式多数表决中的软质量信息的开发和使用在以上引用的美国专利申请号No.08/059,932中被描述，该专利在此引用以供参考。当采取偶数投票者的多数表决时，使用如在该申请中描述的“软”多数表决而不用硬多数表决，较可能产生有用的结果。在1994年3月28日由Dent提交的题为“Diversity Pi/4 DQPSKDemodulation(分集Pi/4 DQPSK解调)”的美国专利申请号No.08/218236也描述了软质量消息的使用，该专利在此引用以供参考。
软质量信息(SQI)也可被用来确定可改变比特掩模。例如在包括比特值求反的步骤中，具有较低SQI(较差的质量)的比特值可在具有较高SQI的比特值之前被选择以便求反。
还将会看到，图7A，7B所示方法可被修正来考虑接收信息的先验信息是可用的。该先验信息可被用来限制被认为是可改变的(即易于纠正的)比特值的数目和/或位置。
作为图7A，7B所示方法的替换例，参加比特方式多数表决的重复字组可通过使用滑窗从数据字的接收的编码重复副本中选择相邻比特组而被得出或被汇编。如以下结合图8，9A-9D所描述的，每组中的比特按照纠错编码被重新排序，对重新排序的组实行比特方式多数表决，并把表决的结果进行译码。
图8显示了在相对于数据字的5个编码的重复副本序列的4个位置801，802，803，804设置的滑窗。(为简明起见，只显示了重复副本1和2作为包括1和0的字串)。在每个位置，滑窗确定各自的比特组，如有必要，它们被重新排序以形成汇编字，然后被译码。在图8中，从重复副本1选择的两组比特的第二组和从重复副本2中选择的比特组在汇编字中被重新排序。滑窗的定位和比特的重新排序是很容易由数据消息检测器7实现的操作(见图3)。
通常汇编字通过把来自重复副本不同位置的部分进行组合而被汇编成的。被包括在滑窗中的比特数由数据字长确定。对于以上所述的RECC编码的数据字，滑窗的每个位置可包括48比特。为简单起见，当前更可取的是顺序分析重复副本的每个序列，如图9A-9D所示。
图9A显示接收的第一重复副本被用作为第一汇编字；换句话说，滑窗完美地覆盖重复副本1且不需要对包括的比特重新排序。在图9B中，滑窗在多个比特上滑动，覆盖重复副本1和2；这样第二汇编字包括来自重复副本2的重新排序的比特组和来自重复副本1的比特组。图9C显示在其他多个比特上滑动的但仍覆盖重复副本1和2的滑窗，这样滑窗通过重复副本序列直至最后的汇编字被产生为止，如图9D所示。将会看到，事实上滑窗是环绕重复副本环滑动的。
在滑窗每个位置之间的比特数，即在滑窗的一个位置上所包括的、和在滑窗接续位置上所不包括的比特数，主要由执行数据消息检测操作的处理器的速度所决定。滑窗滑动的比特数代表需要的处理速度和所想要的成功译码概率的增加之间的折衷。现在认为，对于上述的RECC数据字，允许每个滑窗位置之间的8个比特是有利的。因此，对于每个RECC数据字的5个重复副本，总共将出现30个滑窗位置。
汇编数据字(即包括在每个滑窗位置中的编码的数据比特)被译码。当在接收随机数据期间约1％的情况下允许一比特差错纠正时，BCH译码器将把一个字报告为正确。在RECC例子中，这会导致30×1％或30％的差错结果，它是不可接受的。因此，采用可接受的约束条件，它要求汇编字不用任何可被接受的纠正而被译码，或要求至少二个汇编字被译码为相同的结果，其中已被纠正的比特具有在汇编字中的不同位置。
作为图7A，7B，8和9A-9D所示的方法的替换方法，重复字组可被重新组织为更小的组，在每个更小的组中可实行比特方式多数表决，且表决结果可被译码。这被显示于图10，图10显示了接收数据比特流。已被正确接收的比特被表示为“-”，不正确接收的比特(例如由于噪声)被表示为“x”。可以看到接收比特流被噪声突发脉冲(即长的相邻噪声比特组)和只在一个或几个相邻比特中出现的随机噪声所破坏。
如果假定比特流包括5个7比特数据字的重复副本的序列，则译码所有5个字的比特方式多数表决结果将给出指示：该结果由于长的噪声突发脉冲是不可纠正的。图10显示了一个3比特组1001，1003，1005的更小的组。3比特组的比特方式多数表决的结果仍有一个差错，但这个差错可在译码时被纠正，产生正确的译码结果。由于通常会有一个以上的这样的组，因此这些更小的组可通过使用试凑法或使用SQI更巧妙的方法中的非重叠滑窗而被选择。每个更小的组可被认为是如上所述的“汇编字”，它包括由一个滑窗选择的比特，该滑窗或者设置在覆盖适当的比特数(在接收的编码的数据字的重复副本中的数目)的一个相应的位置上、或者设置在其中包含着其总和是一个适当数目的比特数的多个相应的位置上。这些更小的组的表决结果可通过以下描述的字方式多数表决而被组合。
作为进一步增加准确地确定发送的数据字的机会的方式，参加图7A的步骤701中的表决的字可通过使用滑窗(图8，9A-9D)和/或通过把重复副本分为更小的组而被得出，或甚至被补充。然后最终的译码字按照图7A，7B所示的其余步骤被分析。当使用划分为更小的组时，可改变比特的掩模可随之被调整；在图10所示的例子中可改变比特值将是从2/1多数表决得出的比特值。
可以相信，滑窗是当数据被噪声突发脉冲(即在由信道衰落产生的长的噪声比特相邻组)破坏时所使用的这三种方法中最好的一种方法。对汇编字实行多数表决和把可变比特掩模应用到该结果(图7A中步骤701)是有利的，因为更大量的字参加了表决。多达3比特的纠错(图7A，7B)似乎可能是当数据受在每次只有一个或几个相邻比特中出现的随机噪声影响时的最好的方法。这种分组方法似乎可能是当数据受在较长噪声突发脉冲(衰落)之间的这种随机噪声影响时的最好方法。滑窗(图9A-9D)和分组方法(图10)可产生几个译码结果，其中每个结果呈现为将是要被纠正的，而3比特纠错方法(图7A，7B)也可产生呈现为是将要被纠正的结果。为确定哪一个结果是正确的，实行多数表决，最多出现(最多“投票”)的类型结果被认为是正确的结果。将会看到所采取的多数表决并不是比特方式多数表决，而是计算译码字每种类型的数目。(结果的“类型”简单地是指译码字中比特值的特定序列；例如4比特字1111是一个不同于4比特字1110类型的类型。)在本申请中这被称为字方式多数表决。
在字方式表决中，每个结果可被给出为各自的权重，它取决于一些参量，例如：为得到结果要纠正多少个比特、该结果是否和从几乎相同的接收比特产生的另外结果相关、该结果所根据的接收比特(SQI)的质量、或为了得到该结果所使用的方法。使用这些参量中的任何参量将提高在字方式表决中选择正确结果的概率。
为了减小选择不正确结果的机会，据信要求至少一个字方式表决加权结果必须达到的最小的和值，以便认为该结果是正确的。如果加权结果不能等于或超过最小和值，则把它丢弃，且该结果被表示为不可纠正的。作为一个例子，最小和值可被设置为数值3，从接收字比特方式表决的结果可被给出为权重2，且其它的结果每个可被给出为权重1。
在图3所示收发器中实行的全部信号处理操作可由适当的数字信号处理(DSP)器件在数字域中完成。用这样的配置，几乎任何类型的调制可通过编程DSP器件以适当地处理接收的无线信号的数字样本而被检测，例如在授权给Dent等的美国专利申请07/967,027“Multi-ModeSignal Processing(多模式信号处理)”中所述，该专利直接在此引用以供参考。
DSP器件可被实现为硬布线的逻辑电路，或优选地，被实现为集成的数字信号处理器，例如专用集成电路(ASIC)。当然将会明白，ASIC可包括对于完成所需要功能是最佳的硬布线逻辑电路，它是当速度或其他性能参量比可编程数字信号处理器的通用性更重要时通常选择的装置。
另外，由于可能希望减小处理器的电源功耗，所以不是上述的所有步骤都需要被实行。例如基站中的处理器可提供扩大的功率以便使用可提供的每个信息的片断，并使正确地确定移动台发送的数据字的概率最大化，因而基台倾向使用本方法的所有步骤。由于在像手持电话那样的移动台中电源功率通常是珍贵的，所以移动台的处理器可能不采用具有本方法的软信息步骤的移动滑窗和比特加权。
虽然本说明考虑了在RECC上发送的信息处理，本申请人的发明可被使用于处理在任何通信信道(例如在FOCC)上冗余发送的信息。仅仅要求接收机的信号处理器必须足够快以保持和接收时的信息一致，在此，假定其他接收机的约束条件(例如尺寸，重量，功耗等)是满足的。
将会明白，本申请人的发明并不被限制于已描述和说明的特定实施例。本申请将概括属于如以下权利要求所规定的本申请人的发明的精神和范围内的任何的和所有的修正。

Claims (15)

1.一种用于从数据字的多个接收的编码的重复副本确定译码的接收数据字的方法，每个重复副本包括多个比特，该方法包括以下步骤：
通过从数据字的多个接收的编码的重复副本选择比特耒汇编数据字的编码的重复副本；以及
按照纠错码耒译码汇编的编码重复副本，藉此确定译码的接收数据字。
2.权利要求1的方法，其特征在于，其中在汇编的编码重复副本中的比特可由滑窗选择，该滑窗包括和接收的编码重复副本相同数目的多个相邻比特。
3.权利要求1的方法，其特征在于，其中在汇编的编码重复副本中的比特可通过在多个位置之间移动滑窗而被选择，在每个位置该滑窗包括多个相邻比特，其数目小于在接收的编码重复副本中的比特数。
4.权利要求1的方法，其特征在于，还可包括以下步骤：对于汇编的编码重复副本和从包括至少一个其它的汇编的编码重复副本和接收的编码的重复副本的一组中所选择的各字，实行比特方式多数表决，藉此形成比特方式表决结果，其中译码的接收的数据字通过对比特方式表决结果进行译码而被确定。
5.权利要求4的方法，其特征在于，其中比特方式表决的结果通过对于多个汇编的编码重复副本实行比特方式多数表决而被形成。
6.权利要求5的方法，其特征在于，其中在汇编的编码重复副本中的比特可由滑窗选择，该滑窗包括和接收的编码重复副本相同数目的多个相邻比特。
7.权利要求5的方法，其特征在于，其中在汇编的编码重复副本中的比特可通过在多个位置之间移动滑窗而被选择，在每个位置处的滑窗包括多个相邻比特，其数目小于在接收的编码重复副本中的比特数。
8.权利要求1的方法，其特征在于，其中译码步骤产生译码结果，以及汇编和译码步骤被实行多次以产生多个译码的结果，本方法还包括对译码的结果的比特方式多数表决、且将比特方式多数表决的结果报告为译码的接收数据字的步骤。
9.权利要求8的方法，其特征在于，其中实行比特方式多数表决步骤包括以下步骤：确定具有最多票数的一种译码结果的类型，且译码的接收数据字是所确定的类型。
10.权利要求8的方法，其特征在于，其中每个译码的结果具有各自的权重，且如果具有与字方式多数表决结果类型相同的类型的译码结果的权重的求和大于或等于预定值，则将字方式多数表决的结果报告为译码的接收数据字。
11.一种用于从数据字的多个接收的编码的重复副本确定译码的接收数据字的方法，每个重复副本包括多个比特，该方法包括以下步骤：
对选择的多个接收编码重复字组实行比特方式多数表决，藉此形成比特方式表决结果；
通过把比特掩模应用到比特方式表决结果来确定比特方式表决结果的哪些比特是可改变的；以及
按照纠错码和所应用的比特掩模来译码比特方式表决结果，藉此确定译码的接收数据字。
12.权利要求11的方法，其特征在于，其中比特方式表决结果的比特可根据该比特在比特方式多数表决中的投票数而被确定为可改变的。
13.权利要求11的方法，其特征在于，其中该确定步骤可包括确定多个可改变比特数是否大于约束值，以及译码步骤可包括以下步骤：
对比特方式表决结果进行译码，借此形成译码结果；
如果译码结果包括纠错的比特和可改变比特数不大于约束值，则确定该纠错的比特是否为可改变比特；以及
如果该纠错的比特是可改变比特，则将译码的结果报告为译码的接收数据字。
14.权利要求11的方法，其特征在于，其中该确定步骤还可包括确定多个可改变比特数是否大于约束值，以及如果可改变比特数不大于约束值和如果在译码步骤中比特方式表决结果是不可纠正的，则译码步骤可包括以下步骤：
把所选择的一个可改变比特求反，藉此形成修正的表决结果；
对修正的表决结果进行译码，藉此形成包括纠错比特的译码的结果；
确定该纠错比特是否为可改变比特；以及
如果纠错比特是可改变比特，则将该译码结果报告为译码的接收数据字。
15.权利要求14的方法，其特征在于，其中可改变比特可根据该比特的软质量信息而被选择用来求反。
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