用于数据通信系统的速率匹配设备和方法技术方案

一种在数据通信系统中匹配信道编码码元的速率的设备和方法。该速率匹配设备和方法可应用到使用非系统码（诸如卷积码或线性块码）和系统码（诸如快速码）中的一种或二种的数据通信系统。速率匹配设备包括多个速率匹配块，速率匹配块的数目等于信道编码器的编码速率的倒数。速率匹配设备通过改变包括输入码元数目、输出码元数目、和穿孔／重发模式确定参数的初始参数，能够速率匹配用非系统码编码的码元或用系统码编码的码元。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及本专利技术一般涉及数据通信系统的信道编码设备和方法，并且特别涉及用于信道编码码元的速率匹配的设备和方法。2．相关技术描述通常，在诸如卫星系统、ISDN(综合业务数字网络)系统、数字蜂窝系统、W-CDMA(宽带码分多址)系统、UMTS(通用移动电信系统)和IMT-2000(国际移动电信-2000)系统的数字通信系统中，源用户数据在发送前用纠错码进行信道编码，以便增加系统的可靠性。卷积码和线性块码通常用于信道编码，并且对于线性块码，使用单个解码器。最近，除了这些码，快速(turbo)码也被广泛使用，该种码对于数据发送和接收是有用的。在支持多用户的多址通信系统和具有多个信道的多信道通信系统中，信道编码码元与给定数目的传输信道码元相匹配，以便增加数据传输效率和改善系统性能。这种处理称作“速率匹配”。速率匹配也被执行以使输出码元速率与传输码元速率匹配。通常的速率匹配方法包括穿孔(puncturing)或重发(repeating)部分信道编码码元。传统的速率匹配设备示于附图说明图1。参照图1，信道编码器100以编码速率R=k/n对输入信息位(k)编码，并且输出编码码元(n)。多路复用器(MUX)110多路复用编码的码元。速率匹配块120通过穿孔或重发来速率匹配复用的编码码元，并且输出速率匹配的码元到发送器(未示出)。信道编码器100以具有CLOCK的速度的码元时钟的每个周期工作，并且多路复用器110和速率匹配块120以具有n×CLOCK的速度的时钟的每个预定周期工作。应注意，建议图1的速率匹配设备用于该种情况，即诸如卷积码或线性块码的非系统码用于信道编码的情况。对于码元，用非系统码诸如卷积码或线性块码进行信道编码，因为码元之间没有权重，即，由于从信道编码器100输出的编码码元的差错敏感性对于一帧内的每个码元是类似的，信道编码器100编码的码元能够无差别地提供给速率匹配块120并且进行穿孔或重发，如图1所示。然而，当使用系统码诸如快速码时，码元之间存在权重，对于提供给速率匹配块120的信道编码码元同等地进行穿孔或重发是不好的。因为信息码元和奇偶码元之间权重不相等，建议速率匹配块120能够对快速编码码元中的奇偶码元穿孔，但是不应对信息码元穿孔。作为另一选择，如果可能的话，速率匹配块120可以重发快速编码码元中的信息码元，以增加码元的能量，但是不应重发奇偶码元。即，当使用快速码时，难以使用图1的速率匹配设备。根据下列事实，这是正常的图1的结构只可用于非系统码诸如卷积码或线性块码，并且快速码具有不同于卷积码和线性块码的新特性。近来，为了解决这个问题，已经提出了一种方法，用于速率匹配用快速编码信道编码的码元。然而，只有当速率匹配快速编码的码元时才能够使用该种方法，并且当速率匹配用现有的卷积码或线性块码进行信道编码的码元时，不能使用。因此，需要一种用于速率匹配用现有的非系统码进行信道编码的码元和用系统码进行信道编码的码元二者的单个设备和方法，例如，被设计支持非系统码和系统码二者的数据通信系统需要两个不同的结构以便速率匹配两种码，导致复杂性增加。然而，如果能够使用单个结构对不同的码元进行速率匹配，将降低设备的复杂性。专利技术简述因此，本专利技术的一个目的是提供一种数据通信系统中的设备和方法，用于使用单个结构，对用非系统码进行信道编码的码元和用系统码进行信道编码的码元二者均能速率匹配。本专利技术的另一个目的是提供一种支持非系统码和系统码的数据通信系统中的设备和方法，用于选择性地对用非系统码进行信道编码的码元或用系统码进行信道编码的码元速率匹配。本专利技术的另一个目的是提供数据通信系统中的设备和方法，用于速率匹配信道编码码元以增加数据传输效率和改善系统性能。为了实现上述和其它目的，提出了在数据通信系统中用于匹配信道编码码元的速率的设备和方法。该速率匹配设备和方法可用于使用非系统码(卷积码或线性块码)和系统码(快速码)中的一种或两者的数据通信系统。速率匹配设备包括多个速率匹配块，速率匹配块的数目等于信道编码器的编码速率的倒数。速率匹配设备通过改变初始参数，能够速率匹配用非系统码编码的码元或用系统码编码的码元，所述初始参数包括输入码元数、输出码元数和穿孔/重发模式确定参数。附图简述通过下面参照附图进行详细描述，本专利技术的上述和其它目的、特征和优点将变得更清楚。图1是按照现有技术的速率匹配设备的结构图；图2和3是按照本专利技术实施例的速率匹配设备的结构图；图4是按照本专利技术实施例采用穿孔的速率匹配设备的结构图；图5是按照本专利技术另一实施例采用穿孔的速率匹配设备的结构图；图6是图5中所示的快速编码器的结构的详细图；图7是按照本专利技术实施例采用穿孔的速率匹配过程的流程图；图8是按照本专利技术又一实施例采用穿孔的速率匹配设备的结构图；图9是按照本专利技术实施例通过重发的速率匹配设备的结构图；图10是按照本专利技术另一实施例通过重发的速率匹配设备的结构图；图11是按照本专利技术实施例通过重发的速率匹配过程的流程图。优选实施例的详细描述下面将参照附图描述本专利技术的优选实施例。在下面描述中，公知的功能或结构不再详述，因为它以不必要的细节对本专利技术造成模糊。当设计速率匹配设备时需要的条件首先，在描述本专利技术之前，将参照当速率匹配用非系统码诸如卷积码或线性块码信道编码的码元时应该考虑的条件(在下面描述中，非系统码假定是卷积码)。下面的条件1A到3A是当通过穿孔速率匹配编码的码元时应该考虑的条件，并且下面的条件1C和2C是当通过重发速率匹配编码的码元时应该考虑的条件。条件1A作为被编码的码元的输入码元序列应该使用具有特定周期的穿孔模式被穿孔。条件2A如果可能，输入码元中的被穿孔位数应该最小。条件3A应该使用均匀穿孔模式，从而作为编码器输出的编码码元的输入码元序列应该被均匀穿孔。条件1C作为被编码的码元的输入码元序列应该使用具有特定周期的重发模式被重发。条件2C应该使用均匀重发模式，这样为从编码器输出的编码码元的输入码元序列应该被均匀重发。这些条件基于下面的假设假定从使用卷积码的编码器输出的码元的差错敏感性对于一帧内的每个码元几乎相同。实际上，知道当上述条件用作在执行速率匹配的穿孔中的主要限制因素时，获得肯定的结果，如下列文献中所示的G.D.Forney，“卷积码I代数结构(Convolutional codes I:Algebraicstructure)”IEEE信息理论学报，IT-16卷，720-738页，1970年11月，J.B.Cain,G.C.Clark，和J.M.Geist，“速率(n-1)/n的穿孔卷积码和简化的最低似然解码(Punctured convolutional codes of rate(n-1)/n and simplified maximum likelihooddecoding)”IEEE信息理论学报，IT-25卷，97-100页，1979年1月。下面，参照当速率匹配用系统码进行信道编码的码元时应该考虑的条件(在下面描述中，系统码将假定是快速码)。下面的条件1B到5B是当通过穿孔来速率匹配被编码的码元时应该考虑的条件，并且下面的条件1D到5D是当通过重发来速率匹配编码的码元时应该考虑的条件。条件1B由于快速码是系统码，对应于由编码器编码的码元中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于数据通信系统的速率匹配设备，包括： 信道编码器，用于信道编码输入信息位，并且输出编码的码元； 多个速率匹配块，其数目等于信道编码器的编码速率的分母‘ｎ’，该信道编码器的编码速率定义为ｋ／ｎ， 其中，所述多个速率匹配块的每一个分别接收若干编码码元，和 至少一个速率匹配块按照预定穿孔模式穿孔所述接收的码元，以便速率匹配所述接收的码元。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：金潣龟，金炳朝，金世亨，崔舜在，李永焕，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]