УСТРОЙСТВО И СПОСОБ КАНАЛЬНОГО КОДИРОВАНИЯ/ДЕКОДИРОВАНИЯ Российский патент 2003 года по МПК H03M13/00 H04L17/30 H04L27/00 H04L29/00 

Область техники
Изобретение в целом относится к устройству и способу канального кодирования/декодирования в системе связи и, в частности, к устройству и способу адаптивного канального кодирования/декодирования, чтобы эффективно передавать/принимать речевые сообщения и данные.

Описание предшествующего уровня техники
Системы цифровой связи третьего поколения предлагают разнообразные услуги и используют фреймы данных переменного размера, изменяющегося от нескольких бит до нескольких тысяч бит. Чтобы кодировать данные в таких системах, обычно используют три типа канальных кодеров: кодер Рида-Соломона, сверточный кодер и последовательно соединенные кодер Рида-Соломона - сверточный. Так как очень трудно удовлетворить различным системным требованиям, включающим в себя частоту появления однобитовых ошибок ЧОО (BER) и временную задержку, то подходящий канальный кодер должен быть выбран в зависимости от типа услуг и длины фрейма и/или скорости передачи данных.

Каждый из вышеуказанных канальных кодеров имеет свои соответствующие преимущества и недостатки, которые описаны ниже:
(1) недостаток кодера Рида-Соломона заключается в том, что требуется внешний перемежитель, приводя к задержке времени;
(2) сверточные коды показывают превосходные рабочие характеристики для короткого входного фрейма и ЧОО, равную 10^-3, при обслуживании речевых сообщений, но показывают низкую эффективность для очень низкой ЧОО при обслуживании данных;
(3) соединенные Рида-Соломона - сверточные коды используют для преодоления недостатка сверточных кодов при обслуживании данных. Эти соединенные коды обнаруживают превосходную эффективность при передаче и приеме данных, требующих ЧОО, приблизительно равной 10^-6. Все же, использование двух кодеров увеличивает сложность системы. Кроме того, имеется нежелательная временная задержка, связанная с кодером Рида-Соломона.

Хорошо известно, что турбо-кодер является привлекательным для обслуживания сообщений с длинным фреймом данных и низким требованием к ЧОО, таким как при передаче данных. Турбо-кодер является популярным благодаря его признанным преимуществам перед последовательно соединенным кодером в смысле эффективности, сложности системы и временной задержки.

Используя коды двух простых параллельных соединенных частей, турбо-кодер формирует символы четности из входного потока из N информационных битов (единица из одного фрейма). Коды частей для турбо-кодера являются или рекурсивными систематическими сверточными РСС (RSC) кодами или несистематическими сверточными кодами НСС (NSC). Хорошо известный пример турбо-кодера/декодера раскрыт в патенте США 5446747 "Error-Correction Coding Method With At Least Two Systematic Convolutional Coding In Parallel, Corresponding Iterative Module and Decoder".

Турбо-кодер, раскрытый в патенте 5446747, обнаруживает улучшенную эффективность прямого исправления ошибок, ПИО (FEC), когда фрейм входных данных становится длиннее во времени. Чем длиннее фрейм данных или чем выше скорость передачи данных, тем больше внутренний перемежитель турбо-кодера и больше временная задержка. При вводе короткого фрейма данных турбо-кодер не может проявить свою полную эффективность. Турбо-коды являются наиболее подходящими для прикладных задач, таких как передача данных, требующей ЧОО, равной 10^-6, и наоборот, плохо подходящими для сверточных кодов, таких как обслуживание речевых сообщений с длиной фрейма данных 100 или менее битов (то есть, короткий фрейм данных).

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Поэтому задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы создать устройство и способ кодирования, в которых данные кодируют в соответствии с заданным типом обслуживания и/или количеством данных, определенных длиной фрейма входных данных и скоростью передачи данных.

Другой задачей настоящего изобретения является создание устройства и способа адаптивного канального кодирования, в которых сверточные коды или турбо-коды выбирают в соответствии с типом обслуживания и размером фрейма данных, чтобы максимизировать эффективность кодирования.

Другой задачей настоящего изобретения является создание упрощенных устройства и способа канального кодирования, в которых сверточные коды или турбо-коды используют выборочно.

Еще одной задачей настоящего изобретения является создание устройства и способа адаптивного канального кодирования, в котором сверточные коды или турбо-коды выбирают, чтобы получить соответствующую ЧОО и временную задержку в соответствии с типом обслуживания и характеристиками данных.

Другой задачей настоящего изобретения является создание устройства и способа адаптивного декодирования, в которых для кодированной канальной информации осуществляют сверточное декодирование или турбо-декодирование в ответ на информационное сообщение, предоставляющее тип услуг обслуживания и размер фрейма данных.

Чтобы решить вышеуказанные задачи, предлагается способ канального кодирования в системе связи с мобильными объектами. Во-первых, способ выбирает одну из двух схем декодирования (то есть, сверточного кодирования или турбо-кодирования) в соответствии с типом обслуживания данных, которые должны быть переданы (то есть, речевое сообщение, символьные данные, данные изображения), причем кодирование данных выполняют в соответствии с выбранной схемой кодирования, и закодированные символы передают по каналу передачи.

Согласно другому аспекту, предлагается способ канального декодирования в системе связи с мобильными объектами. Схему декодирования выбирают в соответствии с типом обслуживания принятого фрейма кодированных данных, и декодирование выполняют над принятыми закодированными данными фрейма в соответствии с выбранной схемой декодирования.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Вышеуказанные задачи и преимущества настоящего изобретения станут более очевидны от нижеследующего подробного описания предпочтительных вариантов его осуществления при рассмотрении со ссылками на сопроводительные чертежи, на которых:
фиг. 1 является блок-схемой устройства адаптивного канального кодирования согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения;
фиг. 2 является блок-схемой адаптивного двойного кодера по настоящему изобретению, изображенному на фиг. 1;
фиг. 3 является блок-схемой, иллюстрирующей второй вариант осуществления адаптивного двойного кодера по настоящему изобретению, изображенному на фиг. 1;
фиг. 4 является блок-схемой, иллюстрирующей вариант осуществления адаптивного канального декодера по настоящему изобретению, и
фиг. 5 является подробной блок-схемой выбирающего сверточного/турбо-декодера, изображенного на фиг. 4 в качестве адаптивного двойного декодера.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
Предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения должны быть описаны подробно со ссылками на прилагаемые чертежи. Следует отметить, что описание известных функций и структур будет опущено, если считается, что они усложняют понимание настоящего изобретения. Так как размер фрейма (число битов во фрейме) определяется длиной фрейма и скоростью передачи данных, то турбо-кодирование/декодирование или сверточное кодирование/декодирование определяется в зависимости от размера фрейма.

ОБЩИЙ ОБЗОР
Фиг. 1 является блок-схемой устройства адаптивного канального кодирования для общего использования в базовой станции и терминале в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения.

Существенным признаком настоящего изобретения является выбор способа канального кодирования в ответ на тип данных, которые должны быть переданы, и размер фрейма. То есть, способ определяет, использовать ли сверточный или турбо-кодер, чувствительные к типу данных и размеру фрейма. На фиг. 1 изображено устройство адаптивного канального кодирования, сконфигурированное для сверточного кодирования речевых данных или малого количества неречевых данных (например, фрейм длительностью 10 мс при (скорости) 14,4 Кбит/с/20 мс или ниже), которые должны быть переданы, и осуществления турбо-кодирования большого количества данных (например, фрейм длительностью 10 мс при (скорости) выше 14,4 Кбит/с/20 мс).

Во время работы приемопередатчик 10 информационного сообщения передает информационное сообщение на приемник в управляющей информации, представляющей тип услуг (то есть, речевые данные, символьные данные, данные изображения и данные движущихся изображений) и скорость передачи или длину фрейма, которые указывают размер указанного фрейма, когда осуществляется процедура установки вызова. Затем ЦП (центральный процессор) 12 определяет, какой использовать кодер. В среде связи, где скорость передачи данных может быть адаптивно изменена, информация о размере данных, указанная информационным сообщением, может быть передана в заголовке фрейма данных или в незакодированном бите тем же способом, каким передают управляющий бит наличия питания, так же как и по каналу передачи управляющей информации.

Во время установки вызова ЦП 12 определяет, какую выбрать схему кодирования, посредством анализа принятого информационного сообщения и считывания запоминающего устройства 14 команд управления, чтобы выдать сигналы управления, соответствующие информационному сообщению. Команды управления включают в себя режим кодирования в зависимости от типа услуг и размер указанного фрейма и управляющие сигналы коммутации SWCi (i=0, 1, 2,...) для полиномов формирования кодов частей в турбо-кодировании.

Конкретно, ЦП 12 считывает команду выбора канального кодера из запоминающего устройства 14 команд управления, предопределенную информацией о типе обслуживания и размере фрейма, принятой от передатчика 10 информационного сообщения. ЦП 12 устанавливает режим кодирования и управления в логический высокий или логический низкий уровень, чтобы выбрать сверточный или турбо-кодированный выходной сигнал, и управляет повторителем символов 30, чтобы согласовать скорость передачи символов.

Выбор сверточного кода или турбо-кода описан ниже более подробно.

Для ввода короткого фрейма данных или обслуживания, требующего короткого времени задержки, коммутатор 28 переключается на первый мультиплексор 22 посредством установки режима кодирования в логический высокий уровень. В противном случае для ввода длинного фрейма данных и обслуживания данных, для которых временная задержка не является важной, коммутатор 28 переключается на второй мультиплексор 26, устанавливая режим кодирования в логический низкий уровень.

В другом варианте реализации коммутатор 28 может быть расположен на входе адаптивного двойного кодера 16, чтобы выборочно подавать бит информации d_k из фрейма входных данных или к сверточному кодеру 18 или турбо-кодеру 20 согласно режиму кодирования, установленному ЦП 12.

После установки коммутатора, расположенного на входе адаптивного двойного кодера 16 для соответствующего режима кодирования, ЦП 12 выдает управляющий сигнал мультиплексирования MCTL1 или MCTL2 и управляющий сигнал удаления PCTL на основании выбранного режима кодирования.

В сверточном режиме кодирования сверточный кодер 18 в адаптивном двойном кодере 16 кодирует информационный битовый поток d_k и подает символы сверточного кода CONV_out_i (i=0, 1, 2,...) на первый мультиплексор 22. Первый мультиплексор 22 осуществляет мультиплексирование сверточно-закодированных символов CONV_out_0 и CONV_out_l сверточного кодера 18 посредством управляющего сигнала мультиплексирования MCTL1 и подает мультиплексированные символы кода на один вход коммутатора 28.

В режиме турбо-кодирования, турбо-кодер 20 формирует турбо-кодированные символы TC_out_i (i=0, 1, 2,...) из информационного битового потока d_k с соответствующими формирующими полиномами в ответ на управляющий сигнал переключения SWCi, принятый от ЦП 12. Затем, устройство 24 выборочного удаления удаляет для совпадения скорости передачи некоторые из турбозакодированных символов TC_out_0, TC_out_l и TC_out_2 согласно управляющему сигналу удаления PCTL, принятому от ЦП 12 так, чтобы изменить скорость передачи со стороны вывода турбо-кодера 20. Второй мультиплексор 26 осуществляет мультиплексирование символов турбо-кодов TC_ out_0, TC_out_l и TC_out_2 после осуществления удаления посредством управляющего сигнала мультиплексирования MCTL2 и подает мультиплексированные символы кода на другой вход коммутатора 28.

Затем, символы, выданные из второго мультиплексора 26 через коммутатор 28, повторяют, перемежают и модулируют повторителем символов 30, канальным перемежителем 32 и модулятором 33, соответственно, до передачи по каналу передачи.

Из фиг. 1 и 2 фиг. 2 поясняет вариант осуществления адаптивного двойного кодера 16, изображенного на фиг. 1. Для сверточного кодера 18 формирующими последовательностями являются G₀=561 (восьмеричн.) и G₁=753 (восьмеричн.) и для турбо-кодера 20 кодами частей являются 7 (восьмеричн.) и 5 (восьмеричн. ), и скорость передачи кода равна 1/2 или 1/3. Из-за наличия кодов частей 7 (восьмеричн. ) и 5 (восьмеричн.), каждый из кодеров частей 40 и 42 в турбо-кодере 20 имеет два блока памяти.

Сверточный кодер 18 (фиг. 2) включает в себя восемь блоков памяти 34а - 34h, последовательно соединенных для задержки входного информационного бита d_k, логический элемент "ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ" 36 для осуществления операции "ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ" входного информационного бита d_k с выходными данными блоков памяти 34b, 34с и 34d, и логический элемент "ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ" 38 для осуществления операции "ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ" входного информационного бита d_k с выходными данными блоков памяти 34а-34с, 34е и 34g.

Турбо-кодер 20 имеет первый кодер частей 40 для кодирования входного информационного битового потока d_k, перемежитель 44 для осуществления перемежения входного информационного битового потока d_k, второй кодер частей 42 для кодирования выходного сигнала перемежителя и генератор 46 хвостовых битов для формирования хвостовых битов, чтобы ограничить фрейм в первых и вторых кодерах частей 40 и 42. Переключатели 66а, 66b и 68а подсоединены соответственно между линией выдачи информационного бита d_k и выводом генератора хвостовых битов 46, между линией выдачи информационного бита d_k и первым кодером частей 40 и между линией выдачи информационного бита d_k и перемежителем 44. Переключатель 72а подсоединен между перемежителем 44 и вторым кодером частей 42. Эти переключатели 66а, 66b, 68а и 72а управляются первым, вторым и четвертым контроллерами переключателей 66, 68 и 72.

Обозначения 66с, 66d, 66f, 68b, 70a, 72b, 72с и 72d обозначают переключатели, управляемые первым - четвертым контроллерами 66 - 72 переключателей, обозначения 48, 53, 54, 56, 58, 63, 64 и 66 обозначают логические элементы ИЛИ, и обозначения 50, 52, 60 и 62 обозначают блоки памяти.

1. ПЕРВЫЙ ВАРИАНТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
Первый вариант осуществления адаптивного двойного кодера 16 по настоящему изобретению описан ниже со ссылками на фиг. 1 и 2. Работа адаптивного двойного кодера 16 должна быть описана по отношению к двум ситуациям: первая, когда информационное сообщение представляет обслуживание речевых сообщений или данных с низкой скоростью передачи данных и коротким фреймом, и вторая, когда информационное сообщение представляет данные с высокой скоростью передачи данных или длинным фреймом данных.

1а. Работа сверточного кодера (используемая для низкой скорости передачи данных и данных с коротким фреймом)
Во время работы (фиг. 1), если информация, которая должна быть передана, является обслуживанием речевых сообщений или данными с низкой скоростью передачи данных и коротким фреймом, ЦП 12 считывает соответствующую управляющую команду из запоминающего устройства 14 управляющих команд для выбора сверточного кодера 18 для работы и переключает коммутатор 28 на первый мультиплексор 22.

Затем, под управлением ЦП 12 коммутирующие управляющие сигналы SWC1 - SWCn одновременно выдают так, чтобы контроллеры 66, 68 и 72 переключателей в адаптивном двойном контроллере 16 выключили переключатели 66а, 68а и 72а, чтобы блокировать все цепи, направленные к турбо-кодеру 20.

При недоступном турбо-кодере 20 сверточный кодер 18 формирует поток кодированных по четности символов CONV_out_0 и CONV_out_1 из входного информационного битового потока d_k, используя последовательности генератора 561 (восьмеричн. ) и 753 (восьмеричн.). Символы четности мультиплексируют первым мультиплексором 22 под управлением ЦП 12 и затем подают на повторитель символов 30 через коммутатор 28. Повторитель символов 30 повторяет мультиплексированные символы кода, чтобы достичь заданной скорости передачи, и перемежителем 32 осуществляют перемежение символов, выданных повторителем, и модулируют посредством модулятора 33 перед тем, как передать по каналу передачи.

Поэтому, показано, что для входного фрейма данных типа речевой информации устройство канального кодирования, изображенное на фиг. 1, автоматически выбирает сверточный кодер 18, который показывает превосходную эффективность кодирования для размера фрейма приблизительно от 100 до 300 битов и ЧОО, равной 10^-3, посредством этого увеличивая эффективность кодирования.

1b. Работа турбо-кодера (используемая для высокой скорости передачи данных и данных с длинным фреймом)
Если передаваемой информацией являются данные (например, символьные, данные изображения и данные движущихся изображений) с высокой скоростью передачи данных или длинным фреймом данных при обслуживании данных, ЦП 12 считывает соответствующую управляющую команду из запоминающего устройства 14 управляющих команд, задействует турбо-кодер 20 и переключает коммутатор 28 на второй мультиплексор 26.

Более конкретно, ЦП 12 управляет первым - четвертым контроллерами 66 - 72 переключателей, изображенными на фиг. 2, посредством переключения управляющих сигналов SWC1 - SWCn для формирования полиномов в первом и втором кодерах частей 40 и 42 турбо-кодера 20.

Первый - четвертый контроллеры 66-72 переключателей управляют своими соответствующими переключателями в ответ на переключающиеся управляющие сигналы SWC1 - SWCn. Контроллер 66 переключателей включает переключатель 66а для формирования кодового символа X_k из информационного бита d_k, включает переключатель 66b, чтобы направить фрейм входных данных на первый кодер частей 40, включает переключатели 66е и 66f и выключает переключатель 66d для вставки хвостовых битов. Контроллер 68 переключателей включает переключатель 68а, чтобы направить входной информационный бит d_k к перемежителю 44, и включает переключатель 68b для подсоединения вывода последнего запоминающего устройства (сдвиговый регистр) в первом кодере частей 40 к вентилю "ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ" 53. Контроллер 70 переключателей включает переключатель 70а, чтобы подключить вывод последнего запоминающего устройства во втором кодере частей 42 к вентилю "ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ" 63. Контроллер 72 переключателей включает переключатель 72а, чтобы подсоединить вывод перемежителя 44 ко второму кодеру частей 42, и выключает переключатель 72b для вставки хвостовых битов.

В соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения после приема информационного бита d_k турбокодирование выполняют первым кодером частей 40, перемежителем 44 и вторым кодером частей 42. Хвостовые биты вставляют в конце фрейма данных, чтобы указать завершение фрейма в первом и втором кодерах частей 40 и 42. Когда фрейм данных полностью введен, первый и четвертый контроллеры 66 и 72 переключателей выключают переключатели 66а, 66b и 72а и включают переключатели 66d, 66с и 72b. В то время как переключатели 66с и 72b включены, четыре хвостовых бита добавляют к фрейму входных данных. Таким образом, выходной символ X_k турбо-кодера содержит четыре хвостовых бита, и каждый из выходных символов Y_1k и Y_2k турбо-кодера содержит кодированные четыре хвостовых бита. Поэтому, общее количество добавленных битов для хвостовой части и четности хвостовой части равно восьми. Следующий введенный фрейм обрабатывают аналогично предыдущему фрейму, посредством включения всех переключателей, за исключением переключателей для вставки хвостовых битов.

В результате турбо-кодирования кодовый символ TC_out_0 получают из информационного бита d_k без кодирования, кодовый символ ТС_out_1 выдают из вентиля "ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ" 53 первого кодера частей 40, и кодовый символ TC_ out_ 2 выдают из вентиля "ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ" 63 второго кодера частей 42. Кодовые символы подают к устройству 24 выборочного удаления.

Устройство 24 выборочного удаления удаляет символы кода с помощью управляющего сигнала PCTL удаления, принятым от ЦП 12, для достижения заданной скорости передачи. Например, для 1/2 скорости передачи данных, кодированные символы TC_out_l и ТС_out_2 удаляются поочередно. Для 1/3 скорости передачи данных символы кодовых слов TC_out_0, TC_out_l и ТС_out_2 не удаляются. Второй мультиплексор 26 осуществляет мультиплексирование турбо-кодированных символов при скорости передачи, согласованной устройством 24 выборочного удаления. Для мультиплексированных символов осуществляют повторение, перемежение и модуляцию повторителем 30 символов, канальным перемежителем 32 и модулятором 33 до передачи по каналу передачи.

2. ВТОРОЙ ВАРИАНТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
Второй вариант осуществления адаптивного двойного кодера 16 согласно настоящему изобретению, который показан на фиг. 3, использует, по существу, тот же способ, который описан для предыдущих вариантов осуществления. Основное отличие между этими вариантами осуществления заключается в том, что во втором варианте осуществления некоторые блоки памяти сверточного кодера 18 совместно используются первым кодером частей 40 турбо-кодера 20.

Более конкретно, после приема фрейма данных меньшей длины, чем предопределенный размер, задействуется сверточный кодер 18 посредством выключения переключателей 66а, 66с, 66d, 66e, 66f, 68а, 68b, 70а, 72а, 72b, 72с и 72h и включения переключателя 66b.

После приема фрейма данных, равного или больше предопределенного размера, задействуется турбо-кодер 20. Чтобы это осуществить, контроллер 66 переключателей включает переключатель 66а, чтобы сформировать кодовый символ X_k из информационного бита d_k, включает переключатель 66b, чтобы направить фрейм входных данных на первый кодер частей 40, включает переключатели 66е и 66f и выключает переключатель 66d для вставки хвостовых битов. Контроллер 68 переключателей включает переключатель 68а, чтобы направить входной информационный битовый поток d_k к перемежителю 44, и включает переключатель 68b для подсоединения вывода последнего блока памяти (сдвиговый регистр) в первом кодере частей 40 к вентилю "ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ" 53. Контроллер 70 переключателей включает переключатель 70а, чтобы подключить вывод последнего блока памяти во втором кодере частей 42 к вентилю "ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ" 63. Контроллер 72 переключателей включает переключатель 72а, чтобы подсоединить вывод перемежителя 44 ко второму кодеру частей 42, и выключает переключатель 72b для вставки хвостовых битов.

В соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения, после приема информационного бита d_k выполняют турбо-кодирование первым кодером частей 40, перемежителем 44 и вторым кодером частей 42. Хвостовые биты вставляют в конец фрейма данных, чтобы указать завершение фрейма в первом и втором кодерах частей 40 и 42. Когда фрейм данных полностью введен, первый и четвертый контроллеры 66 и 72 переключателей выключают переключатели 66а, 66b и 72а и включают переключатели 66d, 66с и 72b. Когда переключатели 66с и 72b включены, четыре хвостовых бита добавляют к фрейму входных данных. Таким образом, турбо-кодер выдает символ X_k, который содержит четыре хвостовых бита, и каждый из выходных символов Y_1k и Y_2k турбо-кодера содержит четыре закодированных хвостовых бита. Поэтому, общее количество добавленных битов для хвостовой части и четности хвостовой части равно восьми. Следующий фрейм вводят, посредством включения всех переключателей, за исключением переключателей для вставки хвостовых битов. Следует заметить, что могут быть осуществлены много изменений для специфических формирующих полиномов, контроллера коммутатора, переключателям и вставке хвостовых битов для завершения фрейма, причем изменения находятся в рамках возможностей специалистов.

3. ТРЕТИЙ ВАРИАНТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
Третий вариант осуществления адаптивного канального декодера по настоящему изобретению изображен на фиг. 4.

Устройство адаптивного канального декодирования включает в себя приемник 80 информационного сообщения для получения информационного сообщения от приемопередатчика 10 информационного сообщения устройства канального кодирования, изображенного на фиг. 1, и ЦП 82 для анализа типа услуг и скорости передачи входных данных на основании информационного сообщения, определяющего, какой декодер необходимо использовать, считывающий соответствующие команды режима декодирования из запоминающего устройства 84 команд управления, и выдающий управляющие сигналы. Команды режима декодирования включают в себя переключающиеся управляющие сигналы S1-S5 для выбора сверточного декодирования или турбо-декодирования в выбирающем сверточном/турбо-декодере 100. Хотя информационное сообщение указывает и тип услуг и размер фрейма в данном варианте осуществления, следует заметить, что режим декодирования может быть определен посредством определения или типа услуг или размера фрейма.

ЦП 82 определяет, какой режим декодирования выбрать, на основании принятого информационного сообщения. Например, если входные данные должны быть декодированы в режиме сверточного декодирования, ЦП 82 подключает коммутатор 92 к первому демультиплексору 94 и устанавливает сигналы управления режимом декодирования S1-S5 для сверточного режима декодирования. С другой стороны, если входные данные должны быть декодированы в режиме турбо-декодирования, ЦП 82 подключает коммутатор 92 ко второму демультиплексору 96 и устанавливает сигналы управления режимом декодирования S1-S5 для режима турбо-декодирования. Первый и второй демультиплексоры 94 и 96 выбирают управляющими сигналами демультиплексирования DMCTL1 и DMCTL2, принятыми от ЦП 82.

3а. Режим сверточного декодирования
В режиме сверточного декодирования коммутатор 92 соединен с первым демультиплексором 94, и выбирающий сверточ-ный/турбо-декодер 100 установлен в режим сверточного декодирования. После приема модулированного фрейма данных фрейм данных демодулируют, осуществляют обращенное перемежение и символьное объединение демодулятором 86, обращенным канальным перемежителем 88 и объединителем символов 90 под управлением ЦП 82. Объединитель символов 90 служит для согласования скорости передачи. Первый демультиплексор 94 осуществляет демультиплексирование символов данных, принятых от объединителя символов 90 через коммутатор 92, в символы сверточного кода CONV_out_0 и CONV_ out_l в ответ на сигнал управления демультиплексированием DMCTL1. Выборочный сверточный/турбо-декодер 100 выполняет сверточное декодирование сверточно-кодированных символов посредством сигналов S1-S4, управляющих режимом декодирования. Схема 104 аппаратного выбора формирует окончательный сверточно декодированный сигнал из декодированного сигнала, принятого от выборочного сверточного/турбо-декодера 100 через терминал CON и коммутатор 102. Работа выборочного сверточного/турбо-декодера 100, выборочно установленного в режим сверточного и турбо-декодирования посредством управляющих сигналов режима декодирования SI - S4, будет описана ниже со ссылками на фиг. 5.

3b. Режим турбо-декодирования
В режиме турбо-декодирования коммутатор 92 соединен со вторым демультиплексором 96, и выборочный сверточный/турбо-декодер 100 установлен в режим турбо-декодирования. После приема модулированного фрейма данных фрейм данных демодулируют, осуществляют обращенное перемежение и символьное объединение демодулятором 86, обращенным канальным перемежителем 88 и объединителем символов 90 под управлением ЦП 82. Второй демультиплексор 96 осуществляет демультиплексирование символов данных, принятых от объединителя символа 90 через коммутатор 92, в символы турбо-кода TC_out_0, TC_out_l и TC_out_2 в ответ на управляющий сигнал демультиплексирования DMCTL2. Устройство 98 выборочного восстановления восстанавливает символы кода посредством управляющего сигнала восстановления SPCTL, принятого от ЦП 82 для согласования скорости передачи. Выборочный сверточный/турбо-декодер 100 осуществляет турбо-декодирование турбо-кодированных символов после восстановления посредством управляющих сигналов S1-S4 режима декодирования. Схема 104 аппаратного выбора формирует окончательный турбо-декодированный сигнал из декодированного сигнала, принятого от выборочного сверточного/турбо-декодера 100 через терминал ТС и коммутатор 102.

Соответственно, устройство адаптивного канального декодирования, изображенное на фиг. 4, может точно декодировать символы входных данных, которые выборочно сверточно-закодированы или турбо-закодированы на передающей стороне в соответствии с типом обслуживания и размером фрейма передачи.

Выборочный сверточный/турбо-декодер
Фиг. 5 изображает подробную блок-схему выборочного сверточного/турбо-декодера 100, изображенного на фиг. 4, в качестве адаптивного двойного декодера. Выборочный сверточный/турбо-декодер 100 идентичен турбо-декодеру, за исключением переключателей 108 и 110 и некоторых дополнительных линий для декодирования сверточно закодированных символов. В этом случае обычно используют первый декодер Витерби 102 программного выбора для декодирования и турбо-кодированных символов и сверточно-кодированных символов. Следовательно, сверточно-кодированные символы, то есть речевая информация и малое количество общих данных, могут быть декодированы посредством управления первым декодером Витерби 102 с программным выбором. Выборочный сверточный/турбо-декодер состоит из первого декодера Витерби 102 с программным выбором для декодирования с программным выбором символов сверточного кода CONV_out_0 и CONV_out_l или символов турбо-кода TC_out_0 и ТС_out_1 и сигналов обратной связи дополнительной информации Z_k турбо-кода, перемежителя 112 для осуществления перемежения выходного сигнала первого декодера Витерби 102 с программным выбором, второго декодера Витерби 114 с программным выбором для декодирования с программным выбором выходного сигнала перемежителя и символа TC_out_2 турбо кодового слова, обращенного перемежителя 116 для осуществления обращенного перемежения выходного сигнала второго декодера Витерби 114 с программным выбором и осуществления обратной связи посредством подачи выходного сигнала обращенного перемежителя на первый декодер Витерби 102 с программным выбором, и коммутаторов 106 - 110 для коммутации входного информационного сигнала на первый декодер Витерби 102 с программным выбором.

Если управляющие сигналы выбора режима декодирования S1-S5 выдаются в режиме сверточного декодирования под управлением ЦП 82, переключатели 106 и 104 выключены, а переключатели 108 и 110 включены. Переключатель 102 соединен с выводом А. Тогда, после приема сверточно закодированных символов CONV_ out_0 и CONV_out_l от первого демультиплексора 94, изображенного на фиг. 4, первый декодер Витерби 111 с программным выбором осуществляет сверточное декодирование символов кода. Схема 104 аппаратного выбора формирует окончательный сверточно декодированный сигнал из декодированного сигнала, принятого от первого декодера Витерби 111 с программным выбором через коммутатор 102.

Если управляющие сигналы выбора режима декодирования S1 - S5 выдаются в режиме турбо-декодирования под управлением ЦП 82, переключатели 106 и 104 включены, а переключатели 108 и 110 выключены. Переключатель 102 соединяется с выводом В, когда итерационное турбо-декодирование завершено. В противном случае переключатель 102 разомкнут. Тогда, после приема турбо-закодированных символов TC_ out_0, TC__out_l и ТС_out_2 от устройства 98 выборочного восстановления, изображенного на фиг. 4, первый декодер Витерби 111 с программным выбором декодирует дополнительную информацию Z_k, поданную посредством обратной связи от обращенного перемежителя 116, и символы турбо-кода ТС_out_0 и TC_out_l. Перемежитель 112 осуществляет перемежение выходного сигнала первого декодера Витерби 111 с программным выбором, и второй декодер Витерби 114 с программным выбором декодирует выходной сигнал перемежителя и символ турбо-кода TC_out_2. Обращенный перемежитель 116 осуществляет обращенное перемежение выходного сигнала второго декодера Витерби 114 с программным выбором и выдает сигнал после осуществления обращенного перемежения к схеме 104 аппаратного выбора и первому декодеру Витерби 111 с программным выбором из-за повторного декодирования. Схема 104 аппаратного выбора выполняет окончательное декодирование.

В целом, устройство канального кодирования, изображенное на фиг. 1, выгодно увеличивает эффективность кодирования и скорость передачи, автоматически выбирая сверточный кодер 18 для низкой скорости передачи данных (то есть, фрейм речевого сообщения) или короткий фрейм в альтернативном случае и выбирает турбо-кодер 20 для высокой скорости передачи данных или длинного фрейма данных. В случае пакетных данных для пакетов меньшего размера, чем эталонный размер, например, 320 битов, используют сверточный кодер, для пакетов размером, равным или более, используют устройство турбо-кодера.

Хотя настоящее изобретение было подробно описано для специфических вариантов осуществления, они являются не более чем примерами применений. Таким образом, должно быть понятно, что может быть осуществлено множество изменений любым специалистом без отрыва от объема и формы настоящего изобретения.

Изобретения относятся к области вычислительной техники и могут быть использованы при передаче речевых сообщений. Техническим результатом является расширение класса решаемых задач. Изобретения основаны на том, что данные кодируют в соответствии с заданным типом обслуживания и/или количеством данных, определенных длиной фрейма входных данных и скоростью передачи данных. 11 с.п. ф-лы, 5 ил.

1. Способ канального кодирования в системе мобильной связи, содержащий этапы, при которых осуществляют выбор схемы турбокодирования, когда тип обслуживания данных, которые должны быть переданы, является обслуживанием данных, и схемы сверточного кодирования, когда тип обслуживания данных является обслуживанием речевых сообщений, кодируют данные, которые должны быть переданы, используя указанную выбранную схему кодирования, и передают закодированные символы по каналу передачи поэтапно. 2. Способ канального кодирования в мобильной системе связи, содержащий этапы, при котором осуществляют выбор схемы турбокодирования, когда размер фрейма данных, который должен быть передан, больше чем 320 бит, и схемы сверточного кодирования, когда размер фрейма данных меньше чем 320 бит, кодируют данные фрейма, которые должны быть переданы, используя указанную выбранную схему кодирования, и передают закодированные символы по каналу передачи. 3. Способ канального кодирования в системе мобильной связи, содержащий этапы, при которых осуществляют выбор схемы турбокодирования в случае, если обслуживание данных имеет размер фрейма больше чем 320 бит, в данных, которые должны быть переданы, и схемы сверточного кодирования в случае обслуживания речевых сообщений, при исключении обслуживания данных кодируют данные фрейма, которые должны быть переданы, используя указанную выбранную схему кодирования, и передают закодированные символы по каналу передачи. 4. Способ канального декодирования в системе мобильной связи, содержащий этапы, при которых определяют тип обслуживания закодированных данных фрейма, полученных из принятого информационного сообщения, и выбирают схему турбодекодирования в случае обслуживания данных и схему декодирования Витерби с программным выбором в случае обслуживания речевых сообщений и осуществляют декодирование принятых закодированных данных фрейма в соответствии с определенной схемой декодирования. 5. Способ канального декодирования в системе мобильной связи, содержащий этапы, при которых осуществляют определение размера фрейма закодированных данных фрейма, полученных из принятого информационного сообщения, и выбирают схему турбодекодирования, когда размер данных фрейма больше чем 320 бит, и схему декодирования Витерби с программным выбором, когда размер данных фрейма меньше чем 320 бит, и декодируют полученные кодированные данные фрейма в соответствии с определенной схемой декодирования. 6. Устройство канального кодирования в системе мобильной связи, содержащее контроллер для выбора схемы турбокодирования данных, когда тип обслуживания данных, которые должны быть переданы, является обслуживанием данных, и схему сверточного кодирования данных, если тип обслуживания является обслуживанием речевых сообщений, сверточный кодер для сверточного кодирования данных под управлением контроллера и турбокодер для турбокодирования данных под управлением контроллера. 7. Устройство канального кодирования в системе мобильной связи, содержащее контроллер для выбора схемы турбокодирования, если размер фрейма данных, которые должны быть переданы, больше чем 320 бит, и схему сверточного кодирования, если размер фрейма данных меньше чем 320 бит, сверточный кодер для сверточного кодирования данных под управлением контроллера и турбокодер для турбокодирования данных под управлением контроллера. 8. Устройство канального кодирования в системе мобильной связи, содержащее контроллер для выбора турбокодера, если скорость передачи данных, которые должны быть переданы, выше чем 32 Кбит/с/10 мс, и сверточный кодер, если скорость передачи данных ниже чем 32 Кбитс/мс, сверточный кодер для кодирования входных данных фрейма под управлением контроллера и турбокодер для турбокодирования входных данных фрейма под управлением контроллера. 9. Устройство канального декодирования в системе мобильной связи, содержащее контроллер для определения размера фрейма кодированных данных фрейма, полученных из принятого информационного сообщения, и выбора турбодекодера, если тип обслуживания является обслуживанием данных, и декодера Витерби с программным выбором, в случае типа обслуживания речевых сообщений, декодер Витерби для декодирования полученных данных под управлением контроллера и турбодекодер для турбодекодирования полученных данных под управлением контроллера. 10. Устройство канального декодирования в системе мобильной связи, содержащее контроллер для определения скорости передачи данных кодированных данных фрейма, полученных из принятого информационного сообщения, и выбора турбодекодера, когда скорость передачи данных, которые должны быть переданы, выше чем 32 Кбитс/мс, и декодера Витерби с программируемым выбором, когда скорость передачи данных ниже чем 32 Кбитс/мс, декодер Витерби для декодирования принятых данных под управлением контроллера и турбодекодер для осуществления турбодекодирования принятых данных под управлением контроллера. 11. Устройство канального декодирования в системе мобильной связи, содержащее контроллер для определения типа обслуживания и скорости передачи данных кодированных данных фрейма, полученных из принятого информационного сообщения, и выбора турбодекодера в случае обслуживания данных, имеющих скорость передачи данных выше, чем 32 Кбитс/10 мс, и декодер Витерби с программируемым выбором в случае обслуживания речевых сообщений, при этом исключается обслуживание данных, декодер Витерби для декодирования полученных данных под управлением контроллера и турбодекодер для турбодекодирования полученных данных под управлением контроллера.