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用于有记忆信道的认知差错控制编码制造技术

技术编号:7158021 阅读:392 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
用于基于信道中的记忆状况来修改差错控制码(ECC)的技术。可以使无线通信系统适用于检测和量化信道中的记忆,如由多路径衰落所产生的记忆,并调整ECC,以降低差错影响信道中的通信的可能性。在一些实现中,调整ECC可以包括确定处于易于出错的状态的信道将保持在易于出错的状态的概率,以及基于该概率选择ECC。在其他实现中,可以使用级联码,且可以调整内码和外码的相对大小,和/或可基于量化信道中的记忆的参数,调整内码和外码之间的交织器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于有记忆信道的认知差错控制编码背景基于传播与计算机间的通信相关联的无线信号的环境的状况,这些无线信号会受到中断。环境中的诸如建筑物以及山脉之类的障碍会导致中断。来自其他设备的其他信号以及来自机器的噪声及其他电磁干扰源也会导致中断。信号中断可能导致在由信号携带的数据中引入差错。已经提出了用于标识数据损坏甚至允许在尽管发生数据损坏的情况下仍能进行有效通信的技术。差错控制编码(ECC)就是一种这样的技术。在差错控制编码中,在传输之前根据选定的差错控制码,将数据编码为码元。每一个ECC都具有其自己的定义有效码元的结构规则。只有在信号中作为有效码元的有限集合来传输数据才可使信号的接收机在解码过程中当接收到的数据不匹配有效码元时标识发生了差错。然后,接收机可以通过将损坏的数据与有效码元匹配,以高似然率确定实际传输的数据,该实际传输的数据可被解码以输出原始数据。在一个简单的ECC结构规则中,可以作为三个冗余比特来传输要传输的单一数据比特0变为000,1变为111。当接收机接收比特时,可以判断接收到的比特是否定义有效码元;根据此示例结构规则,101将是无效码元。然后,接收机可以将无效码元与最类似的有效码元匹配,或在给定接收到的码元的情况下,以其他方式确定最有可能传输的码元。在此情况下,可以将无效码元101与有效码元111匹配,并将码元解码为1。差错控制码通常以它们的差错控制率来表示,这是指出与每一个传输的比特相关联的数据比特数的分数。上文所描述的示例性ECC被认为是1/3ECC 对于每一个1数据比特,传输3个比特。如果对于每一个数据比特传输的比特越多,则ECC可以纠正的差错越多, 该码被说成具有越高差错控制率,尽管该率可以表示为更小比率。差错控制率还可被描述为ECC的“强度”的指示,因为越强的ECC(越高的差错控制率)可以纠正越多差错。包括发射机和接收机的常规无线通信系统,可具有一个或多个预先选定的差错控制码,这些差错控制码可以用来传输数据。如果系统具有多个ECC可用,则它可以根据信道中的状况,并基于来自接收机的关于由接收机检测到的差错的反馈,在这些ECC之间进行切换。由于ECC通过在传输中添加冗余比特来降低传输的数据量,因此,通常选择对于环境的状况将提供可接受的纠错水平的可用“最弱,,ECC—带有最低数量冗余比特以及由此具有并且最低纠错能力的ECC。随着检测到状况变化以及更多差错,可选择更强的可用ECC。对发射机可用的ECC是在进行通信之前预先提供给无线电装置的。在某些情况下,可以使用组合了两个单独的ECC的级联码。在级联码中,可以使用第一 ECC来编码数据,然后使用第二 ECC来再次编码已编码的数据。也可以在两个码之间使用交织,以便在编码为第二 ECC之前,将来自从第一 ECC输出的多个码元的比特分成新码兀。取决于中断的原因,在信号中编码的比特中的差错可以显现为是随机的,或可能以某种方式相关联。如果差错是相关联的以使一差错的出现表明,在稍后的时间另一差错可能会发生,则称信道具有“记忆”。可能由于任意数量的原因而存在记忆。例如,许多环境在接收机中会产生称为“多路径衰落”的现象。当发射机向接收机广播信号时,取决于路径的长度,信号可能经由多个路径并多次到达接收机。这些路径中的一个路径可能是到接收机的直接路径,而信号可能第一次到达接收机。第二路径可包括从建筑物、山脉、大气层或其他障碍的反射。反射的信号可能传播较长距离,再次到达接收机。在多路径衰落中,经由第二路径接收到的第二信号可能干扰经由第一路径接收到的第一信号,从而在第一信号中导致差错。第二信号是否导致干扰取决于发射机、接收机、以及反射信号的障碍的相对位置。当存在导致干扰的状况时,它们可能会持续一段时间。在该时间段期间,可能发生差错的聚集或突发。概述申请人:已经认识到,在许多计算环境中,可以基于检测出的差错,在修改差错控制率的常规差错控制编码方法中作出改善。相反地,计算机可以基于感测信道中的记忆,选择在信道中使用的差错控制码。在某些实施例中,可以在不同差错控制码之间进行选择,其中一些差错控制码提供在带有记忆的信道中通信的较高概率。在其他实施例中,差错控制编码可以基于具有至少一个内码和一个外码的级联码。在一些这样的实施例中,可以通过改变内码和外码之间的相对差错控制率来选择差错控制码。申请人已经认识到,当外码接收到其中“疑符”(erasure)包含差错的码元的输入码元流时,而不是当利用包含差错的那些码元来处理相同码元流时,接收机具有输出正确码元的较高概率。结果,选择内差错控制码率,以在差错突发过程中可靠地检测带有差错的码元,尽管它不能纠正带有多个差错的码元。如果内码不能纠正码元中的差错,则擦除该码元。由于较低的率是检测差错、而不是纠正差错所需的,因此较高差错控制率可以用于外码中。另外,如果外码输入流包括疑符,而不是不正确的比特(即,差错),则外码会更有可能确定有效码元,从而对于级联码的给定综合差错控制率,导致准确通信的概率较高。这样的用于选择差错控制的方法可以以配置成检测用于在两个个人计算设备之间进行通信的通信信道中的记忆的个人计算机系统来体现。然后,计算机系统可以选择适合于信道中的记忆的差错控制码,并可以根据所选差错控制码使无线电装置适应通信。在某些实施例中,无线电装置可以是软件定义的无线电装置,其可以针对基于表明信道中的记忆的参数而选择的差错控制码而被重新编程。以上概述是对由所附权利要求定义的本专利技术的非限定性的概述。附图简述附图不旨在按比例绘制。在附图中,各个附图中示出的每一完全相同或近乎完全相同的组件由同样的附图标记来表示。出于简明的目的,不是每个组件在每张附图中均被标号。在附图中附图说明图1示出了其中可以实现根据此处所描述的一些原理操作的技术的示例性多路径衰落环境;图2是可以通过计算设备来实现的第一示例性无线电系统的组件的框图;图3是可以根据此处所描述的一些原理实现的用于选择差错控制码以用于传输的示例性过程的流程图;图4是可被用来建模具有记忆的信道的属性的马尔科夫状态机的示图;图5是示出了在一些实现中可以被用来判断信道是否具有记忆的方法的某时间段内接收到的信号功率的曲线图;图6是可以根据此处所描述的一些原理实现的用于通过监视接收到的信号功率来确定表示信道中的记忆的参数的示例性过程的流程图;图7是在基于易于出错的信道在某时间段内保持易于出错的变化概率来检测和纠正差错时两个不同差错控制码的有效性的曲线图;图8是可以通过计算设备来实现的第二示例性无线电系统的组件的框图;图9是在根据此处所描述的一些原理的技术的一些实现中可以执行的示例性交织过程的图示;图10是可以根据此处所描述的一些原理实现的用于选择级联的差错控制码以用于传输的示例性过程的流程图;图11是可以被使用根据此处所描述的一些原理的级联ECC的技术所使用的去交织和解码的示例性过程的图示;图12是可以根据此处所描述的一些原理实现的用于使用级联码接收数据的示例性过程的流程图;以及图13是根据此处所描述的一些原理的可以基于信道中的记忆调整ECC的一个示例性计算设备的框图。详细描述通常,由无线通信系统基于由系统中的接收机检测到的差错来选择差错控制码 (ECC)。当接收机检测到影响由系统传递的信号的差错的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种操作无线电装置(200,800)以在信道中进行通信的方法,所述方法包括:感测(304)所述信道的至少一个特征,并推导(310)表示信道中记忆的至少一个参数;基于所述至少一个感测到的参数,选择(312)至少一个差错控制码;以及配置(314)所述无线电装置以根据所述至少一个选定的差错控制码来操作。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:A·A·哈桑
申请(专利权)人:微软公司
类型:发明
国别省市:US

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