Поиск ячейки в системе связи мдкр

Поиск ячейки в системе связи мдкр

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится в общем к системам передачи данных с расширенным спектром, конкретно к процессу поиска сотовой ячейки, осуществляемому мобильной станцией для обеспечения синхронизации с базовой станцией и извлечения длинного кода конкретной сотовой ячейки, а также информации синхронизации кадра, которые используются в системе связи множественного доступа с кодовым разделением каналов (МДКР).

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Индустрия сотовых телефонов достигла феноменальных успехов в области коммерческих операций во всем мире. Рост в главных столичных зонах далеко превысил ожидания и опережает пропускную способность системы связи. Если данная тенденция будет сохраняться, то эффект быстрого роста скоро достигнет даже самых маленьких рынков. Доминирующая проблема, связанная с непрерывным ростом, состоит в том, что потребительская база расширяется, в то время как размер электромагнитного спектра, выделенного поставщикам услуг сотовой связи для использования в сетях связи, передающих на радиочастотах, остается ограниченным. Требуются творческие решения для удовлетворения этой увеличивающейся потребности в пропускной способности при ограниченном доступном спектре, а также для поддержания высококачественного обслуживания и чтобы не допустить повышения цен.

В настоящее время, при осуществлении доступа к каналу прежде всего используются способы множественного доступа с частотным разделением каналов (МДЧР) и множественного доступа с временным разделением каналов (МДВР). В системах связи МДЧР физический канал содержит одну радиочастотную полосу, в которой сконцентрирована мощность передачи сигнала. В системах связи МДВР физический канал связи содержит временной интервал в периодическом ряде интервалов времени на одной и той же радиочастоте. Несмотря на то, что при использовании систем связи МДЧР и МДВР достигается приемлемая эффективность, обычно, по причине увеличивающихся запросов клиентов, возникает перегрузка канала связи. Соответственно, в настоящее время предлагаются, рассматриваются и внедряются альтернативные способы доступа к каналу связи.

Расширенный спектр является способом передачи данных, который находит коммерческое применение в качестве нового способа доступа к каналу в беспроводных системах связи. Системы передачи данных с расширенным спектром появились, начиная со Второй Мировой Войны. Ранние применения в большинстве своем были военно-ориентированными (в отношении обеспечения эффективных помех, радара и спутников). Однако сегодня существует увеличивающийся интерес к использованию систем передачи данных с расширенным спектром в других применениях систем связи, включая цифровую сотовую радиосвязь, наземную мобильную радиосвязь и внутренние/внешние персональные сети связи.

Системы передачи данных с расширенным спектром функционируют совершенно иначе, чем стандартные системы связи МДВР и МДЧР. К примеру, в передатчике с расширенным спектром с кодом прямой последовательности в системе МДКР (МДКР-ПП) поток цифровых символов для данного специализированного или общего канала, имеющий основную скорость передачи символов, расширяют на скорости передачи элементарных сигналов. Эта операция расширения включает применение уникального расширяющего кода канала (иногда называемого последовательностью сигнатур) к потоку символов, который при добавлении избыточности увеличивает свою скорость передачи (ширину полосы частот). Обычно поток цифровых символов при расширении умножают на уникальный цифровой код. Промежуточный сигнал, содержащий получающиеся в результате последовательности данных (элементарные сигналы), затем добавляется к другим, обработанным аналогично (то есть, расширенным), промежуточным сигналам, относящимся к другим каналам. Далее для генерирования выходного сигнала для многоканальной передачи данных через среду связи к суммируемым промежуточным сигналам применяется уникальный для базовой станции скремблирующий код (часто называемый "длинным кодом", так как он, в большинстве случаев, длиннее расширяющего кода). После этого промежуточные сигналы, относящиеся к специализированным/общим каналам связи, успешно используют совместно одну частоту средств связи для передачи данных, с многими сигналами, размещенными поверх друг друга, и в частотной области, и во временной области. Поскольку применяемые расширяющие коды являются уникальными для канала, то каждый промежуточный сигнал, передаваемый через общую частоту средств связи, также является уникальным, и путем применения в приемнике соответствующих способов обработки может быть выделен из других сигналов.

В приемнике с расширенным спектром мобильной станции системы МДКР-ПП принимаемые сигналы восстанавливаются с применением, то есть, путем умножения, или согласования соответствующих скремблирующих и расширяющих кодов для сжатия или удаления кодирования из полезного передаваемого сигнала и возвращения к основной скорости передачи символов. Однако, там где расширяющий код используется для других переданных и принятых промежуточных сигналов, в результате получается только шум. Операция сжатия, таким образом, действительно содержит процесс корреляции, который сравнивает принятый сигнал с соответствующим цифровым кодом для восстановления полезной информации из канала связи.

Прежде, чем между базовой станцией и мобильной станцией системы передачи данных с расширенным спектром может возникнуть соединение, или произойти передача информации на радиочастоте, мобильная станция должна найти и синхронизировать себя с опорным сигналом синхронизации данной базовой станции. Этот процесс обычно называется "поиском сотовой ячейки". В системе связи с расширенным спектром МДКР-ПП, например, мобильная станция должна найти границы элементарного сигнала нисходящей линии кадра связи, границы символа и границы кадра тактового генератора опорного сигнала синхронизации.

Наиболее общее решение, внедренное для разрешения проблемы синхронизации, как показано на фигуре 1, подразумевает наличие базовой станции, периодически осуществляющей передачу (с повторяющимся периодом Т_р), и мобильной станции, определяющей и обрабатывающей распознаваемый код синхронизации длиной N_p элементарных сигналов. Код синхронизации может также определяться, как расширяющий код для символов, маскированных длинным кодом. Этот код синхронизации передается с известной модуляцией и без какого-либо скремблирования длинным кодом. В системе связи МДКР одного вида каждая базовая станция использует отличный, известный код синхронизации, взятый из набора доступных кодов синхронизации. В системе связи МДКР другого вида все базовые станции используют один и тот же код синхронизации, с различиями между базовыми станциями, которые идентифицируются по использованию для передачи различных сдвигов фазы кода синхронизации.

В приемнике с расширенным спектром мобильной станции принятые сигналы демодулируются и используются в фильтре, согласованном с кодом (кодами) синхронизации. Подразумевается, что для обработки кода синхронизации могут использоваться другие схемы детектирования, типа скользящей корреляции. Выходной сигнал согласованного фильтра имеет кратковременный выброс (пик) в моменты времени, соответствующие времени приема периодически передаваемого кода синхронизации. Из-за эффектов многомаршрутной передачи, отдельные пики могут быть обнаружены в связи с одиночной передачей кода синхронизации. При обработке известным образом этих принятых пиков, опорный сигнал синхронизации, относящийся к передающей базовой станции, может быть определен с некоторой погрешностью, равной периоду повторения Т_р. Если период повторения равен длине кадра, то опорный сигнал синхронизации может использоваться для синхронизации операций связи мобильной станции и базовой станции в соответствии с синхронизацией кадра.

В то время как для передаваемого кода синхронизации может быть выбрана любая длина N_p в элементарных сигналах, практически, длина N_p в элементарных сигналах ограничена сложностью согласованного фильтра, предусматриваемого в приемнике мобильной станции. В то же время, предпочтительно ограничить мгновенную пиковую мощность передачи сигнала/канала кода синхронизации, чтобы не вызвать сильную мгновенную интерференцию с другими передаваемыми сигналами/каналами с расширенным спектром.

Для обеспечения удовлетворительной средней мощности передачи кода синхронизации с некоторой заданной длиной N_p элементарных сигналов, согласно фигуре 2, в системе связи МДКР может стать необходимым использование периода повторения кода синхронизации Т_р, меньшего, чем длина кадра T_f.

Другой причиной для передачи многих кодов синхронизации внутри одной длины кадра Т_f является, как известно специалистам в данной области техники, поддержка межчастотной синхронизации нисходящей линии связи в режиме уплотнения (сжатия). При обработке в режиме уплотнения, синхронизация нисходящей линии связи на данной несущей частоте осуществляется только на протяжении части кадра, а не на протяжении всего кадра. Тогда, при наличии только одного кода синхронизации на кадр имеется возможность при отсутствии обработки в режиме уплотнения в течение значительного периода времени обнаружения полностью кода синхронизации. При передаче многих кодов синхронизации за каждый кадр, для процесса обработки в режиме уплотнения предоставляется много возможностей для осуществления обнаружения за один кадр, и можно будет обнаружить, по меньшей мере, одну передачу кода синхронизации.

Однако имеется определенный недостаток в приеме и синхронизации, выполняемых при передаче многочисленных кодов синхронизации внутри одного кадра длиной T_f. Принятые сигналы снова демодулируются и передаются к фильтру (или коррелятору), согласованному с известным кодом синхронизации. Выходной сигнал согласованного фильтра создает пики в моменты времени, соответствующие моментам приема периодически передаваемого кода синхронизации. При обработке этих пиков может быть найден известным образом опорный сигнал синхронизации для передающей базовой станции, связанный с периодом повторения Т_р кода синхронизации. Однако опорный сигнал синхронизации является неоднозначным в отношении синхронизации кадра и, таким образом, не предоставляет информацию, достаточную для обеспечения возможности синхронизации базовой/мобильной станции с опорным сигналом синхронизации. Под неоднозначностью понимается то, что обнаружение пиков кода синхронизации является недостаточным для идентификации границы кадра (то есть, его синхронизации).

Процесс поиска сотовой ячейки может дополнительно подразумевать получение определенного длинного кода сотовой ячейки, используемого на нисходящей линии связи для скремблирования передачи данных специализированного и общего каналов нисходящей линии связи. Специализированные каналы включают и каналы трафика, и каналы управления, общие каналы также включают каналы трафика и каналы управления (в число которых может включаться канал управления передачей или КУП). Предпочтительно, согласно фигуре 3, код группы длинных кодов передается синхронно с кодами синхронизации (и еще более предпочтительно, ортогонально к кодам синхронизации ). Код группы длинных кодов передается с известной модуляцией и без скремблирования длинным кодом. Каждый код группы длинных кодов определяет конкретное подмножество общего набора длинных кодов, к которому принадлежит используемый для передачи определенный длинный код сотовой ячейки. Например, может иметься сто двадцать восемь общих длинных кодов, сгруппированных в четыре подмножества, каждое из которых состоит из тридцати двух кодов. Идентифицируя передаваемый код группы длинных кодов, приемник, в данном примере, может сузить поиск извлечения своего длинного кода всего до тридцати двух длинных кодов, содержащихся в подмножестве, идентифицированном принятым кодом группы длинных кодов.

Информация синхронизации кадра может быть определена при комбинированной обработке принятых кодов синхронизации и кодов группы длинных кодов. Мобильная станция сначала идентифицирует синхронизацию кода синхронизации, применяя к принятому сигналу -согласованный фильтр и идентифицируя пики. По этим пикам может быть найден опорный сигнал синхронизации относительно интервалов времени. Определенные, хотя неоднозначно по отношению к синхронизации кадра, расположения интервалов времени идентифицируют синхронизацию для одновременной передачи кода группы длинных кодов. Далее выполняется корреляция с известными расположениями интервалов времени для идентификации кода группы длинных кодов. По этой идентификации уменьшается число возможных определенных длинных кодов сотовой ячейки, используемых для осуществления передачи. Наконец, в каждом из известных интервалов времени по каждому из уменьшенного количества длинных кодов (то есть, рассматриваются те длинные коды, которые содержатся в идентифицированном подмножестве ) выполняется корреляция, чтобы определить, определенный длинный код какой из сотовых ячеек используется для осуществления передачи, и обеспечить опорный сигнал сдвига фазы. Как только найден сдвиг фазы, синхронизация кадра является идентифицированной.

В отношении передачи многих кодов синхронизации внутри одного кадра длиной Т_f в патенте US №5991330 под названием "Синхронизация мобильной станции внутри системы передачи данных с расширенным спектром" рассмотрен альтернативный вариант способа определения синхронизации кадра путем наличия в каждом из интервалов времени не только кода синхронизации , описанного выше согласно фигуре 2, но также и кода кадровой синхронизации , передаваемого с известной модуляцией и без скремблирования длинным кодом как иллюстрируется фигурой 4. В каждом интервале времени и по всем повторяющимся кадрам используется один и тот же код синхронизации. Коды кадровой синхронизации, однако, являются уникальными для каждого интервала времени в кадре и повторяются в каждом кадре.

Чтобы получить информацию синхронизации кадра мобильная станция сначала идентифицирует синхронизацию кода синхронизации, применяя -согласованный фильтр к принятому сигналу и идентифицируя пики. По этим пикам может быть найден опорный сигнал синхронизации относительно интервалов времени. При том, что опорный сигнал синхронизации является неоднозначным относительно синхронизации кадра, информация о расположении интервала времени косвенно указывает на расположение кода кадровой синхронизации внутри каждого расположенного интервала времени. Далее мобильная станция дополнительно коррелирует набор известных кодов кадровой синхронизации с принятым сигналом в местах расположения кодов кадровой синхронизации. При условии, что позиция каждого кода кадровой синхронизации относительно границы кадра известна, как только в определенном расположении найдено соответствие корреляции, граница кадра, относящегося к нему (и следовательно, синхронизация кадра) становится также известной.

Хотя предшествующие способы получения информации синхронизации могут обеспечивать удовлетворительные результаты, их рабочие характеристики при ухудшенных условиях радиосвязи оставляют желать лучшего. Неизбежно, во всех описанных выше подходах, соответствующих предшествующему уровню техники, недостаточно хорошие условия линии радиосвязи и повышенный уровень помех могут вызвать принятие мобильной станцией неправильных решений относительно длинного кода или синхронизации кадра, или по обоим упомянутым вопросам. Следовательно, требуется выполнение дополнительных корреляций, отнимающих ценные ресурсы процесса обработки, что является сложным для реализации, при этом замедляется процесс поиска сотовой ячейки. По существу, можно было бы получить большую мощность сигнала, принимая сигнал по большему числу периодов кадра. Однако этот подход может потребовать больше времени, чем считается допустимым для ситуаций переключения (переадресации) связи. Следовательно, требуется эффективный способ получения и индикации синхронизации кадра, и индикации длинного кода во время процесса поиска сотовой ячейки при радиосвязи с ухудшенными условиями. Как подробно описано ниже, настоящее изобретение предлагает такой способ.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

По существу, согласно настоящему изобретению предложен способ более эффективного извлечения длинного кода и синхронизации кадра во время поиска сотовой ячейки путем использования специальной схемы кодирования. Определяется обладающий определенными свойствами набор кода, состоящий из Q-тых кодовых слов длиной М, включающих символы из набора Q коротких кодов. Первым свойством, которое требуется обеспечить, является то, что никакой циклический сдвиг кодового слова не дает в результате правильное кодовое слово. Другими свойствами, которые должны быть обеспечены, являются наличие взаимно-однозначного соответствия между сообщением длинного кода и правильным кодовым словом, и декодер должен при наличии помех и шума обеспечивать с некоторой степенью точности и приемлемой степенью сложности произвольный сдвиг (таким образом неявно определяя синхронизацию кадра) и передаваемое кодовое слово (то есть, относящееся к нему сообщение индикации длинного кода).

Важным техническим преимуществом настоящего изобретения является то, что оно обеспечивает несложное решение для более эффективного распознавания длинного кода и синхронизации кадра во время поиска сотовой ячейки, которое дает кодирующее усиление, которое может использоваться для уменьшения времени поиска и/или для обеспечения требуемого отношения мощности бита информации к шуму (Мб/Ш).

Другим важным техническим преимуществом настоящего изобретения является то, что оно предоставляет возможность найти компромисс между сложностью и эффективностью путем изменения сложности кода, при этом сохраняя фиксированным количество возможных сообщений.

Еще одним важным техническим преимуществом настоящего изобретения является то, что оно предусматривает большее количество кодовых слов, чем стандартные схемы, которые уменьшают и/или ограничивают количество требуемых сообщений базовой станции.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Для более полного понимания предложенных настоящим изобретением способа и устройства, ниже приводится детальное описание вариантов осуществления настоящего изобретения согласно прилагаемым чертежам.

Фигура 1 является диаграммой, иллюстрирующей формат передачи сигнала в канале синхронизации в системе связи множественного доступа с кодовым разделением каналов с кодом прямой последовательности согласно предшествующему уровню техники.

Фигура 2 является диаграммой, иллюстрирующей альтернативный вариант формата передачи сигнала в канале синхронизации в системе связи множественного доступа с кодовым разделением каналов с кодом прямой последовательности согласно предшествующему уровню техники.

Фигура 3 является диаграммой, иллюстрирующей другой альтернативный вариант канала синхронизации и формата передачи группового сигнала длинного кода в системе связи множественного доступа с кодовым разделением каналов с кодом прямой последовательности согласно предшествующему уровню техники.

Фигура 4 является диаграммой, иллюстрирующей еще один альтернативный вариант формата передачи кода синхронизации и кода кадровой синхронизации в системе связи множественного доступа с кодовым разделением каналов с кодом прямой последовательности согласно предшествующему уровню техники.

Фигура 5 является диаграммой, иллюстрирующей возможный вариант операций передатчика и приемника, которые могут использоваться для обеспечения настоящего изобретения.

Фигура 6 является блок-схемой, иллюстрирующей обобщенный алгоритм декодирования, который может использоваться в декодере приемника для декодирования кодового слова, описанного выше согласно фигуре 5, в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фигура 7 является блок-схемой, иллюстрирующей согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения обобщенный алгоритм декодера максимального правдоподобия, который может использоваться в декодере приемника для декодирования кодового слова, описанного выше согласно фигуре 5 при наличии помех/шума случайного символа/бита.

Фигура 8 является диаграммой, на которой иллюстрируется часть возможного варианта решетки для решетчатого кодера, где м=2, при этом данная диаграмма приводится в пояснительных целях для пояснения настоящего изобретения.

Фигура 9 является схематической диаграммой, на которой иллюстрируется возможный вариант кольцевой решетки с М, равным 8, при этом данная схематическая диаграмма приводится в пояснительных целях для пояснения настоящего изобретения.

Фигура 10 является блок-схемой возможного варианта алгоритма, который может использоваться кодером для генерирования всех слов, удовлетворяющих свойству 2 настоящего изобретения.

Фигура 11 иллюстрирует код синхронизации, который может быть получен при реализации алгоритма кодирования, описанного согласно фигуре 10.

Фигура 12 является блок-схемой, иллюстрирующей способ, предложенный настоящим изобретением, для декодирования возможного варианта кода синхронизации, описанного выше согласно фигуре 11.

Фигура 13 показывает исходный текст программы Matlab для алгоритма поиска кода синхронизации, описанного согласно фигуре 12.

Фигура 14 показывает кардинальное число некоторых кодов синхронизации для малых значений М.

Фигуры 15А и 15В являются функциональными схемами возможных вариантов решетчатых кодеров, которые могут использоваться для реализации настоящего изобретения.

Фигура 16 является диаграммой, иллюстрирующей способ поиска сотовой ячейки, который должен использоваться мобильной станцией, как описано в ранее разработанных предложениях ARIB по широкополосным системам связи МДКР.

Фигура 17 является таблицей, иллюстрирующей некоторые характеристики первичного кода синхронизации и вторичного кода синхронизации.

Фигура 18 является таблицей, в которой приводится информация, которая, согласно настоящему изобретению, может быть предоставлена первичным кодом синхронизации или вторичным кодом синхронизации для поиска сотовой ячейки.

Фигура 19 является возможным вариантом способа обеспечения показанных на фигуре 18 первичного кода синхронизации и вторичного кода синхронизации для поиска сотовой ячейки согласно настоящему изобретению.

Фигура 20 является вторым возможным вариантом способа обеспечения показанных на фигуре 18 первичного кода синхронизации и вторичного кода синхронизации для поиска сотовой ячейки согласно настоящему изобретению.

Фигура 21 является таблицей, описывающей два алгоритма (способа) поиска сотовой ячейки, которые могут быть использованы для реализации настоящего изобретения, при этом данная таблица также обеспечивает сравнение двух возможных вариантов способа поиска сотовой ячейки, предложенных настоящим изобретением, со способом поиска сотовой ячейки согласно предложениям ARIB по широкополосным системам связи МДКР.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Ниже описываются предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения и его преимущества, поясняемые чертежами 1-21, в которых используется сквозная нумерация.

По существу, согласно настоящему изобретению, предложен способ более эффективного извлечения длинного кода и синхронизации кадра во время поиска сотовой ячейки, использующий специальную схему кодирования. Определяется обладающий определенными свойствами набор кода, состоящий из Q-тых кодовых слов длиной М, включающий символы из набора Q коротких кодов. Первым свойством, которое требуется обеспечить, является то, что никакой циклический сдвиг кодового слова не дает в результате правильное кодовое слово. Другими свойствами, которые следует обеспечить, являются наличие взаимно однозначного соответствия между сообщением длинного кода и правильным кодовым словом, и декодер должен при наличии помех и шума обеспечивать с некоторой степенью точности и приемлемой степенью сложности произвольный сдвиг (таким образом неявно определяя синхронизацию кадра), и передаваемое кодовое слово (то есть, относящееся к нему сообщение индикации длинного кода).

Более конкретно, для пояснения рассматриваемого варианта осуществления, предположим, что передатчик передает М символов, выбранных из Q-того алфавита (например, алфавит, содержащий Q ортогональных коротких кодов длиной N). Эти передаваемые символы составляют передаваемое кодовое слово, и набор длиной М Q-тых последовательностей (кодовых слов) может быть определен, как код. Кроме того, одно и то же кодовое слово передается несколько раз.

Приемник (передаваемых кодовых слов) имеет информацию о времени начала и конца символа, но не обладает информацией о времени начала и конца кодового слова. Также, передаваемый сигнал постепенно затухает, подвергается воздействию помех, и/или шума. Задачей приемника, также, является (1) извлечение передаваемого кодового слова (и соответствующего сообщения) возможно при отсутствии информации относительно времени начала/конца этого кодового слова, и (2) извлечение времени начала/конца кодовых слов. Фигура 5 является диаграммой, иллюстрирующей описанные выше операции передатчика и приемника.

Согласно фигуре 5 передаваемые символы обозначаются а, b, с, ... , и т.д. Следует отметить, что в этом примере символы а, b, с, d из-за периодичности передаваемого сигнала соответственно равны символам f, g, h, i. Также, следует отметить, что любой набор из М последовательных символов содержит всю информацию, необходимую для декодирования приемником принимаемого сигнала, при предположении, что приемник имеет информацию о синхронизации кадра кода. В рассматриваемом примере М равняется 5. Если нет информации о синхронизации кадра кода, то процесс декодирования является нетривиальным. Однако, в этом примере, для простоты, предполагается наличие информации о синхронизации кадра кода, наряду с использованием кода, обладающего определенными известными свойствами. В приемнике (RX) любой из набора последовательных символов в М=5 сдвигах может содержать информацию, необходимую для декодирования принятого сигнала.

В последующем описании, для простоты можно предположить, что интервал времени между символами является нулевым. Также, чтобы убедиться, что поврежденные символы, соответствующие кодовому слову, извлекаются с допустимой степенью надежности, можно предположить, что используется стандартный способ декодирования.

Канал (с точки зрения приемника) может быть описан, как введение произвольных ошибок символов, возникающих из-за помех и шума, которые могут сдвинуть кодовые слова на случайное число (полных) Q-тых символов. Передатчик повторно передает одно и то же сообщение несколько раз. Следовательно, любые М принятых последовательных символов (независимо от их позиции) могут представлять собой кодовое слово, соответствующее неизвестному циклическому сдвигу. Также, набор кода, состоящий из Q-тых кодовых слов длиной М (с символами из набора Q коротких кодов) определяется следующими свойствами.

Свойство 1: имеется взаимно-однозначное соответствие между сообщением длинного кода и правильным кодовым словом (имеется L кодовых слов или сообщений).

Свойство 2: никакой циклический сдвиг (из Q-тых символов) кодового слова не дает в результате правильное кодовое слово (если число сдвигов не является нулевым или кратным М, что является тривиальным решением).

Свойство 3: декодер должен с некоторой степенью точности и, предпочтительно, при приемлемой степени сложности обеспечивать случайный сдвиг (таким образом неявно определяя синхронизацию кадра), и передаваемое кодовое слово (то есть, соответствующую ему информацию длинного кода или ИДК сообщение) при наличии помех и шума. Особенно, как подробно описано ниже, предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения использует коды, которые прежде всего обеспечивают свойство 2. Также, как описано ниже, следует, что эти коды удовлетворяют и Свойствам 1, 3.

Сначала, чтобы дополнительно облегчить понимание настоящего изобретения, рассмотрим (упрощенный) канал, в котором не происходят ошибки бита/символа, и только происходит неизвестное число циклических сдвигов символа неизвестного, неоднократно передаваемого кодового слова. Приемник должен определить и фактический сдвиг, и передаваемое кодовое слово.

Фигура 6 является блок-схемой, иллюстрирующей, согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения, обобщенный алгоритм декодирования, который может использоваться в декодере приемника для декодирования кодового слова, описанного выше (хотя данный алгоритм не является наиболее эффективным способом декодирования). При операции 101 декодер собирает М последовательных символов (принятое слово). Далее, при операции 102 декодер определяет, является ли принятое слово правильным кодовым словом. Если нет, то декодер выполняет операцию 103. Иначе, декодер выполняет операцию 104.

Также, если принятое слово не является правильным кодовым словом, то при операции 103, декодер циклически сдвигает принятое слово на один шаг (символ), и после этого возвращается к выполнению операции 102. Или же при операции 104, декодер выводит число осуществленных сдвигов при операции 103, выполненных для получения правильного кодового слова, и, таким образом, получает сообщение, соответствующее этому кодовому слову. Число вывода сдвигов при операции 104 дает синхронизацию кадра кодового слова.

Фигура 7 является блок-схемой, иллюстрирующей, согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения, обобщенный алгоритм декодера максимального правдоподобия, который может использоваться в декодере приемника для декодирования кодового слова, описанного выше, при наличии помех/шума символа/бита (однако данный подход также не является наиболее эффективным). Обобщенный алгоритм декодера максимального правдоподобия обеспечивает оценку или вероятность относительно того, насколько вероятно принятые биты составляют и являются фактически кодовым словом. Оценку или вероятность представляют в виде значения вероятности (правдоподобия). В данном возможном варианте осуществления настоящее изобретение предусматривает сборку k· M символов перед фактическим декодированием принятого слова, которая обеспечивает более правильную оценку декодируемого слова, чем описанный выше первый способ, так как при этом получается множество (k) экземпляров всех кодовых символов.

При использовании в декодере возможного варианта алгоритма максимального правдоподобия, предусматриваемого данным вариантом осуществления, при операции 201 декодер собирает k· M последовательных символов (принятое слово) и комбинирует значения вероятностей символов. При операции 202 для каждого из L кодовых слов и каждого из М циклических сдвигов символа декодер вычисляет корреляции между принятым словом и соответствующими комбинациями L кодовых слов по их М посимвольным сдвигам. Декодер сохраняет и кодовое слово и число необходимых сдвигов, которые приводят к наилучшей корреляции. При операции 203 декодер выводит сохраненное кодовое слово (или соответствующее сообщение) и число сдвигов, которые привели к наилучшей корреляции.

Согласно третьему варианту осуществления настоящего изобретения будет описан более эффективный алгоритм декодирования вместе с примером, иллюстрирующим существование кодов, которые могут удовлетворять свойствам 1-3. По существу, согласно данному возможному варианту осуществления, представленный алгоритм декодирования объединяет так называемый решетчатый код хвостовых битов и код синхронизации, такой, что удовлетворяются все свойства 1-3. Также, код конструируется путем последовательного соединения (конкатенации) внутреннего решетчатого кода с внешним кодом, обладающим свойствами синхронизации, так, чтобы сконструированный общий код удовлетворял свойству 2. Из этого следует, что свойства 1 и 3 будут также удовлетворены.

Специально, согласно данному возможному варианту осуществления настоящего изобретения, сначала рассматривают (только посредством примера) входной двоичный внутренний решетчатый кодер хвостовых битов, который производит Q-тые символы. Эти символы могут представлять собой сложный скалярный или сложный векторный сигнал. Предполагается, что обеспечивается входной двоичный кадр длиной М битов. Предполагается, что входное, начальное состояние, в котором должен находиться кодер для того, чтобы завершить действия в том же самом состоянии, может быть вычислено следующим образом. Для полиномиальных кодеров порядка М начальное состояние может быть установлено равным последним М битам во входном кадре. Следовательно, кодер и декодер стартуют и заканчивают действия в одинаковом состоянии. Однако данное состояние неизвестно декодеру. Также, правильные кодовые слова являются словами, которые могут быть получены путем перемещения по решетке, начиная с определенного состояния и заканчивая в том же самом состоянии, соответствующем начальному состоянию.

Фигура 8 является диаграммой, на которой показан возможный вариант секции решетки для м=2 решетчатого кодера, который приводится в пояснительных целях. Четыре прямоугольника, размещаемые вертикально в правой стороне фигуры 8, представляют собой четыре возможных состояния регистра сдвига для решетчатого кодера при м=2, содержимое которых указано внутри данных прямоугольников. Полная решетка содержит М последовательно соединенных (конкатенированных) секций, идентичных секции решетки, показанной на фигуре 8.

Для решетчатого кодера хвостовых битов решетка обходит вокруг и последний столбец состояний становится таким же, как и первый. Стрелки с метками (например, I/код 1) указывают, что при условии данного текущего состояния кодера (состояние, из которого выходит стрелка) и входного сигнала (I), текущим выходным символом является код (1), и следующим, состоянием будет то, на которое указывает стрелка. Следует отметить, что стрелки, показанные на фигуре 8, имеют особые метки, но этим не ограничивается настоящее изобретение. Приведенные на фигуре метки кода предусмотрены только для пояснительных целей и не предназначаются для определения используемых конкретных функций согласования.

Как поясняется секцией решетки, показанной на фигуре 8, все фазы решетки в коде решетки идент