[发明专利]用于在数字系统中卷积编码的设备和方法

说明书

发明背景

发明领域

本发明一般涉及一种纠错码，具体涉及一种用于在数字系统中卷积编码的设备和方法。本发明还还适合一种用于在无线通信系统中卷积编码的设备和方法，所述的无线通信系统如：卫星系统、数字蜂窝系统、W-CDMA系统、以及IMT-2000系统。

背景技术

具有码率R＝1/2、1/3、或者1/4的卷积码通常在通信系统中或者数据传送/记录系统中用来纠正传送或记录的数据中的错误。

穿孔(puncturing)可以用于CDMA(Code Division Multiple Access，码分多址)通信系统中，以从一个具有R＝1/n的卷积码产生一个具有更高码率的新的卷积码。因为在一个接收器中用于R＝k/n的卷积码的维特比(Vitebi)解码器的解码复杂性随k的增加而呈指数增加，所以执行穿孔。当一个R＝k/n(k＞1)的卷积码用以产生一个较高码率的卷积码时，在每个状态合并的和分离的分支的数量在维特比解码器的格式结构中成指数增长。为了减少这种解码复杂性，在具有码率为R＝1/n的卷积码上使用穿孔。与该于穿孔有关的解码复杂性同具有R=1/n的卷积码的复杂性几乎相同。卷积码穿孔技术提供了纠错并且增加了数字通信系统的可靠性。这是一个可以提高未来通信系统性能的技术领域。

CDMA由IS-95标准发展到IMT-2000标准，其中IS-95标准仅仅集中在语音信号的发送/接收，而IMT-2000标准则提供了高质量的语音和运动图像的传送以及因特网浏览的附加服务。

卷积码期望被用作用于在IMT-2000系统的空中接口中的控制信道、语音信道和数据传送信道的前向纠错码。卷积码还被视为由欧洲电信标准学会(ETSI)开发的通用移动通信系统(UMTS)的空中接口的纠错的候选物。

提议中的IMT-200标准推荐使用卷积码作为空中接口中的控制信道、语音信道和数据传送信道的纠错码。然而，CDMA-2000规范并不是最终版本，许多细节还有待确定。特别是，遗留下来用于在被卷积编码的逻辑信道上的速率匹配的穿孔模式的问题。

图1A说明了由CDMA2000规范提供的逻辑信道中的前向附加信道的前向链路结构。

参照图1A，一个CRC(Cyclic Redundancy Check，循环冗余码校验)发生器105增添相关的不同位速率的接收数据(246到9192位)CRC数据。尾位发生器110向CRC发生器105的输出中增加相应的尾位。如果编码器115是一个约束长度k＝9的卷积编码器，则尾位发生器110增加8位尾位；如果编码器115是一个k＝4的turdo编码器和两个分量编码器，则尾位发生器110增加6位尾位和2位保留位(RVB)。

编码器115将接受自尾位发生器110的位数据编码并且输出行对应的码符号。如上所述，编码器115可以是卷积编码器或者turbo编码器。在卷积编码器的情况下，编码器115具有约束长度k＝9和R＝3/8。turbo编码器不是本发明的要点，因此，略去对它的描述。块交错器120从编码器115接收数据并且将该数据交错。

为了应用k＝9和R＝1/3的卷积编码器，CDMA 2000规范提供：穿孔器可以删除来自k＝9和R＝3/8的卷积编码器的输出序列的每第九个符号。

图1B是一个依照CDMA2000规范的用于前向附加信道卷积编码器的方框图。

参照图1B，在图1A中的编码器115是卷积编码器125的情况下，该卷积编码器125包括：k＝9和R＝1/3的卷积编码器130，用于编码输入数据并且输出相关的符号；以及穿孔器135，用于穿孔从卷积编码器130接收到的一编码的序列中的每第九个符号。

图2说明了图1B所示的k＝9和R＝1/3的卷积编码器130的结构。

在图2中，标号第310号表示移位寄存器，标号第31a、31b、和31c号表示耦合到各自移位寄存器的模2的(modulo-2)加法器。用于卷积编码器130发生器多项式为：

                g₀(x)＝1＋x²＋x³＋x⁴＋x⁵＋x⁶＋x⁷＋x⁸

                    g₁(x)＝1＋x＋x³＋x⁴＋x⁷＋x⁸