专利名称：在tdm/tdma系统中同时执行位同步和误差检测的改进技术的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及用于在时分多路复用/时分多址(TDM/TDMA)通信系统中对接收到的数字数据字符串共同执行位同步和误差检测的改进技术。特别是，本发明涉及等待时间减小的位同步和误差检测技术。发明背景已发展并实现各种系统以满足对于无线通信的不断增长的需求。这些系统包括无绳电话系统、蜂窝状移动无线电系统、公用分组无线电数据网络(public packetradio data networks)和无线电寻呼系统。如在普通转让的美国专利第5,084,891号(专利’891’)中所揭示那样(通过引用包含于此)，这些系统的特点在于各种优点和缺点。
在其它无线通信系统中，已发展低功率数字系统，它支持低速、可便携使用(例如，边走边用)。与蜂窝状无线电相类似，低功率便携式数字电话运用固定基地单元(称为无线电端口(RP))，和多个固定或者便携式收发机(下文，称为用户单元(SU))，它们可以在多路复用的基础上同时访问端口。
低功率复用无线电链路一般在时分多路复用/时分多址基础上进行操作以在RP和与其相关的每个SU之间提供多个分开的全双工需求分配数字信道。每个RP以预限定载频发送时分多路复用比特流。反过来，访问RP的每个SU通过在公共、预限定的载频下发送TDMA字符串作出响应，所述载频可能与由RP使用的载频不同(在频分多路复用系统的情况下)，或者与由RP所使用的相同(在时分双工系统的情况下)。在SU中发射机所使用的功率平均在5-10毫瓦或者更少的范围内，并提供几百到一千英尺的范围。通过这个发送范围，RP可以同时对20至30个分开设置的SU进行服务。
在这种系统中，可以在RP处重使用相同的TDM信道，其中所述RP隔得足够远以把同信道干扰减小到可接受的低电平，同时保存有价值的频谱。为了提供到无绳电话网络的访问，通常通过传统的固定分配装置，在与在本地中央局的交换机相连的铜线或者光纤上对接每个RP。用与在移动电话交换中心(MTSO)中相类似的方法，对交换机进行合适地编程，以当用户把他们的SU从RP移至RP上可控制地、自动地从一个RP切换呼叫到另一个RP。
PACS(个人访问通信系统)是支持低功率、便携式数字通信的标准。如
图1所示，PACS结构包括4个主要部分SU(便携式2或者固定4)、与无线电端口控制单元(RPCU)相连的RP6和访问管理器(AM)10。接口A(空中接口)提供在SU和RP之间的连接。接口P提供通过RP把SU与RPCU相连所需的协议。
通过PACS，用80MHz间隔对大量射频(RF)信道进行频分多路复用或者时分多路复用。已知为PACS-UB并发展用于在1920和1930MHz的未许可美国PCS频带的PACS的一种变化运用时分双工。虽然本发明同样应用于频分和时分双工系统，而不丧失通用性，但是为了简化和清楚说明，下列材料仅考虑频分双工链路例子。
图2A示出从RP到SU的前向链路(或者下行链路)。一个2.5ms帧与八个312.5μs时隙相对应。每个时隙包括120个位。把来自同步信道的第一14位和来自系统信令逻辑信道的后10位称为慢信道。把帧同步信道和慢信道用来对于每个SU进行最初帧同步。在包括后80位的快信道中，发送用户信息。把后15位用于对于误差检测的循环冗余检测，同时已知为功率控制位的最后位向SU提供指示以上下调节它的发送功率。
图2B示出从SU到RP的反向链路(或上行链路)。再次，把每个2.5ms帧分成八个312.5μs时隙，在该时隙期间发送120个位。首先12个位形成导向信道，同时后两位能够进行差分编码。例如，作为传播延迟的结果，用该导向信道来阻止从不同SU发送的不同的TDMA字符串的及时重叠。SU实际上不开始发送上行链路字符串直至差分编码位。
与在前向链路中一样，后10位与慢信道相对应，而且数据包括在后80位中。把后15位用于误差检测，同时最后位用作填充位(pad bit)以提供用于发送的偶数位。
对于PACS的频带是从1850MHz到1910MHz(上行链路)以及1930MHz到1990MHz(下行链路)，在1994年6月由美国FCC分配的“宽带PCS频谱”。如现有技术中已知，PACS利用π/4移位、差分四相相移键控(DQPSK)，其中在对位进行差分编码之前把数字比特流分成两个二进制流。一般，通过把输入位对直接映射在基带信号的±π/4和±(3π/4)的相关相位增量上可以完成它。
如在专利’891号中详细所述的那样，在TDM/TDMA系统中所需的一个重要的功能是能够在RP和它的相关SU之间完成同步化。特别是，需要三种程度的同步化帧、字符串和符号同步化。
帧同步对于SU确定帧开始和其中它的当前分配TDM/TDMA信道的发生而言，是必需的。在频分双工系统中，在SU中容易地获得帧同步，通过使RP以TDM模式连续进行发送(在此期间，可以在与每个帧开始相关的已知时间发送包括在空闲TDM信道中的“空闲”信息的已知帧序列)。无论何时接收到帧序列，SU通过运用数字相关器可以提取它的相关RP的帧定时以复位帧计数器。一旦确定帧定时，SU就接收在指定的时间窗口中到达的相继发生的TDM数据组，其中所述窗口足够宽以允许由频率偏差所引起的滑动。
已知在相继π/4移位DQPSK符号传输之间的时间边界对于获得良好的无线电链路性能十分重要。确定位于任何发送的TDM数据组或者TDMA数据字符串中的数据符号的开始需要符号同步。可以从作为解调过程的整数部分的接收到的数据可以得出符号同步，例如，在美国专利第4,941,155号中所揭示的那样。虽然理解把本发明的特殊用途用于无线电收发机可能需要恢复符号定时以进行正确操作，在现有技术中已知符号同步处理的细节，并因而超出本说明书的范围。
为了保证SU能够辨别何时它能响应于从RP接收到的TDM数据组而发送TDMA字符串，并保证RP和SU能够辨别分别在每个接收到的TDMA字符串或者TDM数据组中的哪个特定位是其中第一位，因此字符串的同步是必需的。不幸的是，对从RP发送到相关的SU的每个TDM数据组遭受到定时的误对准。在SU中，由于频移引起该失准。由于发送到该RP与SU相关的不同传播时延、本地振荡器的频率偏差和在RP接收机中的参考振荡器误差引起在RP中的字符串失准。在中断后，字符串失准可以很大。由于需要检测和适当补偿由失准的字符串或数据组所引起的位滑动，在足够宽的滑动范围内实现并保持字符串和数据组同步是很困难也很复杂，特别是当由于考虑到链路效率而使将附加位用于这种同步不那么可行的时候。
除同步之外，在TDMA中所需的第二重要的功能是误差检测--RP和SU可靠地确定在任一接收到的TDM数据组或TDMA字符串中的比特流是否包括错误位的能力。通常，通过干扰和/或噪声恶化位。如果发生错误位，那么需要取消包括该位的数据组或字符串。接收机很有可能检测这种情况，而且实现适当的恢复机构。
通过把一个或多个奇偶位加到每个数据字以形成码字，通常可实现误差检测。在它的最简单的形式中，奇偶位采用一个位表示奇/偶的形式。在良好的形式中，用多个奇偶位来贮存循环冗余检测(CRC)。用于生成CRC的代码具有所需的性能，即使多个比特差错(直至到最大数量，这取决于所选的特定代码)也不会导致把发送的码字变成另一个码字。这种特性允许接收机检测误差状况，其中已发生直至最大数量的比特差错。此外，即使比特差错的数量超出了该最大数量，只要选择好代码，还是很有可能检测到传输中的误差。对于无线通信链路的性能而言，未检测到误差的概率极低的代码是至关重要的。
专利’891描述了在TDM/TDMA系统中对于接收到的数字数据字符串进行位同步和误差检测(如上所述)的技术。相信这种技术对于由当代的数字无线技术所需的无线电链路信号处理具有很宽的实用性。特别是，当前对于PACS和PACS-UB空中接口的美国JTC标准(马上要称为ANSI标准)需要用在上述专利中所述的方法，将特定信道代码用于误差检测(也可用于位同步)。
如在专利’891号中所述，在解调位的(较大)窗口(“字符串窗口”)内设置并解码来自误差检测代码的码字。假设，在码字的任一侧上的位不带有与所建立的链路相关的信息，因而由接收机将其删除。在传送之前，倒置该码字的第一和最后位，以使代码同步。只要接收到的码字都落在解调窗口内，此外，码字在离“参考”位置的距离最远，那么在没有由噪声或干扰所引起的无线电链路误差的情况下可以相继解码码字。图4(它示出对于在将解调的字符串中的接收到的码字所可行的对准)示出该最大距离。
在图4中，时刻t1和t2示出参考码字位置。第一字符串42示出最大滞后码字位置，它在时刻t1之前开始而的时刻t2之前结束。第二字符串44示出落在时刻t1和t2内的参考码字位置。第三字符串46示出最大超前码字位置46，它在时刻t1之后开始而在时刻t2之后结束。
根据下列公式，由CRC比特数确定最大同步距离dmax≤floor[(n-k-2)]其中，n是码字大小，k是信息序列大小，而floor函数返回(return)不大于它的自变量的最大整数。对于PACS，在n为105和k为90的情况下，可以采用(105，90)循环码字。于是，(n-k)＝15，所以最大同步距离是6比特。
图3示出实现对于传输TDM或TDMA字符串的PACS和PACS-UB标准所需的信道代码的编码器电路的方框图。在这个例子中，编码器电路运用由用于相应的循环代码的多项式指定的g(x)发生器，对于后来包括在TDM比特流中的每个90比特信息比特流计算15个奇偶位。信道编码器把所得的奇偶位加到该信息比特流以形成循环码字，并变更所得的循环码字以包括第一组记号位。
如图3所示，通过复接器740、线路745、加法器760和线路387，把出现在发送的线383上的待发传送的信息位发送到在RP的或者SU的传输链中的调制电路。还同时把信息位发送到反馈移位寄存器电路730，它通过把信息位除以适于PACS码字大小和信息序列大小的预定多项式发生器g(x)，计算对于误差检测的CRC位。
在该例子中，g(x)除法器编码器电路730包括串联的D型触发器7311至7318，其中标号7311表示串联的六个D型触发器，而标号7312和7314分别表示串联的两个D型触发器。加法器7321至7327组合触发器7311至7318的各个输出，以形成分开的输出比特流。把所有D型触发器的复位输入连到来自时钟和控制电路750的CLEAR线752，其中时钟和控制电路750根据在引线381上的字符串定时信号中的每个脉冲的发生，生成它的时钟和控制信号。如图所示，来自触发器7318的反馈线737引向加法器710。
沿着到复接器720的输出端A的引线715，提供由g(x)除法器编码器电路730在加法器710处接收到的比特流。在从线路754向输入端C提供的控制信号下操作，复接器720向在g(x)除法器编码器电路中的第一组触发器7311的输入端提供比特流。当用这种方法，把当前TDM或者TDMA字符串的最后信息位移到除法器电路730中时，触发器元件7311至7318将包含CRC位，它们是把信息序列的除以代码的发生器多项式g(x)所得的余数。复接器740选择出现在它的输入端B的移位寄存器内容，然后把它移出到调制电路以完成字符串。全部码字是信息位(包括在PACS和PACS-UB中的慢信道和快信道)和CRC位的级联。
由加法器760以由时钟和控制电路760生成的记号序列倒置码字的第一和最后位。例如，加法器760包括异或门，当接收来自复接器760的在码字中的第一和最后位时，它沿着线756接收逻辑1信号。通过这种方法，获得上述同步性能。
参考图5，详细描述解码接收到的码字的现有技术。该技术根据在专利’891中详细描述的技术。如图所示，来自解调器的输入比特流数据首先进入同步电路100。在二进制加法器120处，以由时钟和控制电路180生成的记号序列倒置参考码字位置的第一位和最后位。然后，以在选通移位寄存器电路125中的预定量循环地旋转经记号的解调位序列，而且所得经记号的和旋转的序列进入另一个移位寄存器电路130，它影响由代码的发生器多项式g(x)进行的分割操作。在没有传输误差的情况下，相对于参考位置，由除法器电路130产生的伴随序列(syndrome sequence)将唯一地识别接收到的码字的位置。这直接翻译成固定的延迟量，其中必须插入该延迟量，以用参考码字位置对准接收到的码字的位置，以由误差检测电路150进行进一步处理。
虽然在g(x)除法器130中计算同步伴随式，但是把经解调的字符串内容存储在字符串缓冲区105中。在计算同步伴随式之后，把经解调的比特流送到移位寄存器110，它可以通过改变“分支点”影响固定延迟范围，同时通过复接器115取出数据。通过同步伴随式查阅表135选择分支点。由于不能产生负延迟，所以建立了参考码字位置通过移位寄存器110与中间延迟相对应。因此，如果实际上在最大滞后码字位置上找到码字(例如，如图4所示)，那么通过在最早的分支点处从复接器取出它可使它相对于参考位置有所超前，其中所述分支点与零移位寄存器延迟(即，对于移位寄存器100相对应)。类似地，为了滞后接收到的码字定时以匹配参考位置在最大超前位置上找到的码字将导致选择通过移位寄存器110影响最大延迟的移位寄存器分支点。
一旦用参考位置对准接收到的码字，就准备由误码检测电路150进行处理。由时钟和控制电路180生成用已知的第一和最后码字位位置对准的第二记号序列，而且将它应用于另一个二进制加法器151以影响那些位的倒置。在传输之前，这把码字重新恢复成它的原始形式，而且允许运用基本标准误差检测电路。第二g(x)除法器155(最好把它与g(x)除法器130分开(但与除法器130同等))，产生误差伴随式。如果伴随位都是零，那么假设已完成相继的解码操作，而且直接从第二字符串缓冲区165读出位以便后面接收处理(例如，由用于声音服务的语音解码器)。
如果同步电路100或者误差检测电路150不能产生可识别的伴随码型，那么声明码字误差。这一点通过运用对于分开的同步误差和误差检测误差标记进行运算的逻辑或门来完成。在存在解码误差的情况下，可由带有倒置的误差标记的经过逻辑与的经解码数据位清除从字符串缓冲区165读出的位。
实践中，发现图5的装置在输入比特流和输出经解码数据位之间需要大于两个字符串的等待时间。这是因为不能确定由g(x)除法器130和155生成的伴随式，直至用于整个经解调的字符串的比特流移位通过它。
总之，在’891号专利中所述的方案包括两个分开的处理阶段，一个用于同步，而另一个则用于在完成同步之后进行检测。这种方案允许在超过两个(2)字符串的等待时间内经流水线式操作(在空中接口比特速率下操作)。当与由字符串缓冲(对于语音传输)、另一个无线电链路信号处理(例如，解调)和到公共网络的无线传输引入的等待时间相结合时，对于PACS或者PACS-UB系统的整个环行延迟可以达到10ms。由于ITU-T建议当环行延迟超过10ms时，采用回波抑制方法，所以该等待时间导致需要附加的回波抑制技术。这反过来可能导致成本上升，而且接收机结构十分复杂。于是，理想的是，在同步和误差检测电路中减小等待时间。发明概述本发明的目的在于满足上述和其它需要。在实现该目的的过程中，描述一种方法和装置，其中减小与在TDM/TDMA系统中的一个字符串缓冲区相关的等待时间。除了减小等待时间之外，本发明的方法和装置还用于减小执行解码器所需的逻辑门的全部计数。
如下详细描述，本技术包括用于通过通信信道把数字数据的信息比特流从发射机发送到接收机，并在所述接收机处恢复位同步，和对相应接收到的比特流进行误差检测的系统和方法。该技术包括接收来自所述信道的与所述经发送的第一字符串相对应的第二字符串并从所述第二字符串提取与所述有记号的第一循环码字相对应的接收到的字。从第一字并行地获得多个候选码字。这些候选码字相对于参考位置超前、滞后或者对准。根据确定(1)在接收到的字中是否存在比特差错和(2)用于接收到的字的单个位置是否落在预定范围内，从而从多个候选码字中的每个获得多个误差伴随式。在没有检测到任何比特差错和用于接收到的字的单个位置落在预定范围内的情况下，从与正确位置相对应的点读出该接收到的字。
根据本发明的一个方面，通过沿着平行处理路径，把记号位插入相继递增的所述接收的字中，获得所述候选码字，并把每个所得的平行有记号字除以二进制多项式发生器g(x)以产生所述多个误差伴随式。通过倒置可能描述所述接收到的字的第一和最后位的相继组的值，插入所述记号位。对于特定结构，多项式发生器g(x)是x15+x14+x13+x12+x11+x9+x8+x6+1。
根据本发明的另一个方面，把所述接收到的字移位一个与所述确定位置相对应的量，而且当根据所述误差伴随式确定在所述接收到的字中存在比特差错；没有确定用于所述接收到的字的任何位置；或者确定用于所述接收到的字的多个位置时，清除所述接收到的字。
根据本发明的另一个方面，与多个加法器平行提供所述接收字，每个所述加法器倒置可能描述所述接收到的字的各组第一和最后位，以获得平行的有记号字组。把所述平行的有记号字组并行除以相应数量的二进制多项式发生器g(x)以产生所述多个误差伴随式。把多个误差伴随式中的每个输出到相应的或非门，利用它确定是否发生任何非零误差伴随式。
本发明的另一个特性在于，例如，当在根据PACS标准的无线通信系统中时，接收到的字可以形成部分输入TDMA字符串或者TDM数据组。在这种系统中，接收到的字包括(105，90)循环码字。附图概述结合附图，通过参考下列说明书，可以容易地理解本发明的原理。
图1是PACS系统结构的方框图。
图2A和2B分别示出用于频分双工PACS的下行链路(RP到SU)和上行链路(SU到RP)帧结构。
图3是执行PACS和PACS-UB标准所需的信道代码的信道编码器的方框图。
图4示出用于在解调字符串中的接收到的码字的可能的对准。
图5是现有技术同步和误差检测电路的方框图。
图6A是根据本发明的经改进的同步和误差检测的方框图。
图6B是改进本发明的g(x)除法器的反馈移位寄存器结构的方框图。
图7是加入本发明的RP收发机电路的方框图。
图8是加入本发明的SU收发机电路的方框图。详细描述本发明有利地采用上述对于现存系统的联合同步和误差检测方案的改进，特别是当用于PACSA环境中时。如上所述，几个系统(诸如，PACS)采用DQPSK调制方案，其中在每个符号中发送两个码字。这暗示了每隔一个位位置就可以接收到码字(由于对于解调器而言，不能滑过接收窗口半个符号)。此外，在系统(诸如，PACS)中用到的代码发生器能够沿着从接收机参考位置的任一方向检测并校正上至6位的接收到的码字偏离。结合这两个事实，可见可行的候选接收到的码字位置的全部数量并不很大。
例如，在一个接收机结构中，候选位置可以是-超前5位(+5)-超前3位(+3)-超前1位(+1)-滞后1位(-1)-滞后3位(-3)-滞后5位(-5)如图4所示每个相对参考位置的位置。另一个结构如下-超前6位(+6)-超前4位(+4)-超前2位(+2)-参考对准(0)-滞后2位(-2)-滞后4位(-4)-滞后6位(-6)与图5的结构相比，我们发现我们实际上可以减小复杂度(根据门计算)并用在将它用于系统(诸如PACS)中的方法，减小通过电路的延迟。
参考如图6A、6B、7和8所示的例子，示出本发明的原理。
根据本发明，首先在传输之前把一系列信息位编码成适当的码字A，同时导致码字的第一和最后位以形成第一组记号位M1。所得的经发送的字，T等于A+M1。图3示出执行该步骤的技术。
在每个接收机中，在RP或SU中，对每个接收到的字R都执行同步和误差检测。在无误差的情况下而且没有位滑动，接收到的字R等于相应的发送字T。然而，在正常的TDM/TDMA传输条件下，有时接收到的字R可从发送码字T偏离，和/或包括一个或多个比特差错，从而需要对接收到的字进行同步恢复和误差检测。下面，参照特定实施例(通常可用于在RP或SU中的接收机)，详细解释同时完成这些处理的技术。
图6A是示出根据本发明的改进同步和误差检测电路的方框图。在该例子中，把输入的解调比特流输入到延迟缓冲区210，和一系列二进制加法器(例如，异或门)280至285。通过移位寄存器271至275，分别把这些输入加到被延迟了整数数量的符号的记号序列。
每个g(x)除法器电路240至245向相应的或非门250至255提供15个位输入。把或非门250至255的每个输出输入到选择逻辑电路260。根据这个输入，选择逻辑电路向寄存器261提供逻辑信号，其中由来自时钟和控制电路270的输出控制所述寄存器的定时。寄存器261向复接器230提供选择输入，所述复接器230接收来自延迟缓冲区210和移位寄存器220的经延迟的比特流。根据这些输入，复接器串行地输出经解码的数据。
通过这种结构，由六个并联的g(x)除法器电路240至245处理输入比特流202。时钟和控制电路270输出记号序列，并把用于码字的预计的第一和最后位的逻辑信号1和用于码字的其它位逻辑信号0输入到二进制加法器280到285，对于每个潜在的接收到的码字位置倒置第一和最后码字位。一个符号(两位)移位寄存器271和275组相继地延迟记号序列，以使它与各个候选接收到的码字位置对准。
在这个例子中，第一g(x)除法器240表示如图3所示的最大滞后码字位置。在这个特定结构中，只找到奇码字位置偏离(即，与-5，-3，……+5)相对应的那些)，所以实际上没有一个g(x)除法器与参考位置(0位偏离)相对应。应理解可以用另一种结构(如上所述)来提供从参考窗口偏离偶数位(即，偏置-6，-4，……+6)的候选接收码字位置。
在选择用于PACS的代码的特定情况下，每个g(x)除法器都有可能产生不同的15比特差错伴随式。如果没有任何产生误差，而且如果接收到的码字位置落在最大距离和滞后位置内，那么与接收到的码字位置相对应的g(x)除法器产生全为零的伴随式。在这种情况下，相应的15位或非电路(或非电路250至255之一)将产生逻辑1的输出。所有其它g(x)除法器很有可能产生非零伴随式，而且已唯一并正确地识别正确的接收到的码字位置。
虽然正在计算伴随式，但是还可把在等式中的字符串的数据存储在延迟字符串缓冲区210中。在计算伴随式和识别接收到的码字位置之后，通过10位移位寄存器220，从字符串缓冲区210读出数据。根据由15位或非电路250至255所表示的逻辑电平，选择逻辑260表示到复接器230的选择信号，其中所述复接器230在输入端IN0至IN5处所表示的特定分支点处，根据决定的接收到的码字位置从移位寄存器220读出数据。选择分支点以使接收到的码字数据与在时间上一致(与图4的参考码字位置不同)的参考点一致，以便于进行进一步接收处理。由于下一个接收到的字符串进入g(x)除法器并在相同时刻改变伴随式，所以寄存器261在从缓冲区210中读出字符串的持续时间内保持选择信号。
在某些情况下，例如，由于可检测的链路传输误差，所以没有一个接收到的伴随式等于零，而且不能确定唯一接收到的码字位置。在其它情况下，例如，由于不可检测的链路误差或者故障，由错误的g(x)除法器或者甚至由多个g(x)除法器产生零伴随式。在前一情况下，即，单个g(x)除法器错误地产生零伴随式，选择逻辑不能确定已发生误差。然而，在后一种情况下，即，多于一个g(x)除法器错误地产生零伴随式，很可能得出这样的结论，即，已发生误差状况，而且复接器将选择节点221(MUX 230的IN0)来读出一系列零而不是不可靠的字符串缓冲器内容以便后来接收处理。
在这种例子中，响应于15位或非逻辑250至255，选择逻辑260向复接器230的输入端SEL提供选择信号，由261寄存。逻辑的第一部分可以包括异或(XOR)函数；如果而且只有或非电路输出中的一个处于逻辑1，而且剩余的为零，那么假设有效码字已恢复。该函数限定在特定或非输出端处出现逻辑1和从使接收到的码字偏离等于在引线292上的所需输出位置的移位寄存器220中选择输出延迟之间的一一映射。例如，如果在最大超前位置上相继恢复码字，那么15位或非器件250将产生逻辑1输出。这导致选择逻辑以产生选择通过移位寄存器(在复接器230的输入端“IN5”)输出的最大延迟的复接器控制信号，以使恢复的码字与后来超过输出线292处进行的接收处理操作同步。另一方面，如果或非输出端250至255中和没有或者多于一个输出端产生逻辑1输出，那么选择逻辑260必须产生选择空白信号221(通过复接器的输入端“IN6”)的复接器控制信号，以阻止由后来各级接收电路处理不可靠数据。最后，选择逻辑260通过引线291提供解码误差状态的外部指示，而且在没有解码误差的情况下，通过引线290提供经恢复码字的同步偏离的外部指示。
图6B是如图6A所示的g(x)除法器240至245的方框图。特别是，每个g(x)除法器包括反馈路径320和加法器321至328。串联排列具有15个分开单元(特别是D型触发器)的多个移位寄存器300至307。如图所示，标号304和306示出串联的两个D型触发器，以提供两位输出；标号307示出串联的六个D型触发器，每个除法器提供单个输出。触发器300至307一起提供15位误差伴随式，与相应的15位输入或非门250至256平行地输入它。
通过单个异或门实现每个这些的加法器。在操作中，通过引线320，把在除法器307内的最后除法器的定时输出反馈到每个加法器321至328的输入端。把输入串行比特流和单元300至307的输出分别作为另一个输入施于每个加法器321至326。因此，在通过g(x)除法器240至245已偏移字中的所有位之后，g(x)除法器的各个15位平行输出端中的每个都包括伴随式值，它等于把输入字除于g(x)的特定函数所得的余数。在如图6所示的例子中，这个等式如下g(x)＝x15+x14+x13+x12+x11+x9+x8+x6+1这是由PACS和PACS-UB标准指定的发生器多项式。应理解，对于用于不同标准的本发明的实施例而言，运用另一个除法器也是合适的。
通过图6A和6B的结构，g(x)除法器同时检测在从加法器280至285输出的六个比特流中的误差，而且确定接收到的码字的相关位置。在没有发生任何传输误差，和接收到的码字位置落在最大超前和滞后位置内的情况下，相应的g(x)除法器240至245产生都为零的伴随式。这反过来导致产生逻辑1输出的相应的或非门250至255，用上述方法，利用它在适当的分支点处从移位寄存器220中读出数据。另一方面，自从或非门250至255没有获得任何逻辑1输出的情况下，或者在获得多个逻辑1输出的情况下，产生误差标记并清除比特流。
如上所述，在RP或者SU中，可以利用如图6A所示的电路以在减小的等待时间内实现位同步和误差检测。图7和8分别描述这种结构。
图7示出用于在TDM/TDMA系统(如PACS)中执行RP的电路的简化方框图。如图所示，端口6(从图1)包括接收部分700、发送部分750和控制部分780。接收部分700从由RP服务的SU得到无线电传输，解调并解码它们，而且把它们映入适当的格式以便于后来通过接口P进行无线传输，以由服务RPCU8进行处理。(见图1)。发送部分750从通过端口P接收到的从服务RPCU取得无线传输、把它们映入TDM字符串、用误差检测代码对它们进行编码、通过倒置第一和最后码字位更改码字以提供同步能力和调制它们并通过空气把它们发送到受服务的SU。控制选择780从RPCU到在无线P接口上接收到的RP传输得出帧同步、产生所有必须的给发送和接收电路的系统时钟和同步脉冲并控制发送和接收RF电路以保证与受服务SU之间的通信。通过P接口发送的信息内容一般是由RPCU和SU处理的协议控制信息和数字化语音信号。在PACS结构中，RP作为误差检测RF调制解调器和信息延迟。
在缓冲区/映象程序753处，缓冲从RPCU发送并由在引线752上的端口接收到的比特流，并映入PACS字符串(慢信道字段和快信道字段)。然后，通过引线754，把格式化数据发送到信道编码器755(如图3所示)。同时，在控制部分780中，把格式数据发送到帧同步电路781(可触发相关器)，以便使RP与由RPCU发送的下行链路流同步。
信道编码器755计算CRC、充满了TDM字符串的字段并通过引线756把字符串比特流发送到π/4DQPSK符号映象程序757，在其中执行差分编码和发送脉冲定形(如在PACS标准中所指定的平方根升余弦)。在分别用于在D/A变换器760和761处进行数据转换的同相(I)和正交(Q)轨条758和759上出现所得的附加抽样(oversampled)基带数字波形。然后，把所得的模拟I和Q信号馈送到在引线762和763上的直接调制器764。在被发送到发送天线768以发送到受服务的SU之前，在引线765上生成的中间频率信号与射频混合，而且在RF部分766中放大。
接收部分700包括两个分开的接收链710和720，实现分集式天线以反对多路径衰落。由与接收天线711和721紧密接触的RP服务的SU发送信号。通过天线的适当物理安排，来自相同的SU的信号将近似不相关。考虑到第一接收部分710(第二部分720用相同的方法操作)，通过引线712把信号从天线发送到模拟接收电路713。电路在引线714上产生低频IF信号，由A/D变换器715对其进行处理以在引线716上产生数字波形用于后来数字接收处理。解调器717处理数字波形并在引线718中产生信息位序列。然后，把该序列发送到组合字符串同步和误差检测电路719(这是本发明的目的)。由于从RP到SU的环行延迟的变化，以及SU发送和RP接收时钟之差，所以可以不能很确切地知道在接收到的TDMA字符串中的接收到的码字的提取部分(如图4所示)。如果没有任何无线电链路误差，而且码字位置落在解码器的同步范围内，那么将恢复经发送的信息序列，而且可获得慢信道内容和快信道内容以进一步处理。
分集选择电路730的目的在于，确定接收链710和720中的哪个最可靠地恢复了经发送的码字。在分集选择算法领域中，有有意义的现有技术，所以我们描述一个可能性以便说明。如果解码器719和729之一指示接收误差，而且另一个不指示(通过引线731和732)，那么通过数据路径733或734，把经恢复的信息流发送到接收缓冲区/有效负荷映象程序740。如果两个解码器指示相继码字恢复，那么很有可能恢复相同的码字。然而，当实际上可以有链路误差和/或超过解码器的同步服务的码字接收位置时，还有可能一个或两个接收链错误地确定已恢复的码字。这些问题的解决方案超出了本发明的范围，而且在本说明书中不再描述。最后，两个解码器可以指示链路误差，在这种情况下在引线735上清除信息序列(充满有全为零的流)。
接收缓冲区/有效负荷映象程序提取经同步和解码的信息流，而且把它们从PACS字符串映射到适当的P接口格式以便发送到RPCU。然后，RPCU处理慢信道内容和快信道内容，例如以便恢复数字化的语音从而在公用电话交换网上把它送出。
控制部分780的主要目的在于，保证RP保留与来自RPCU的下行链路信息流同步。如果失去这种同步，或者当RP首先上电时，它不发送任何RF能量，直至恢复帧同步。利用在帧同步电路781中的数字相关器完成这个，其中当在引线754上观察到帧同步模式时，所述帧同步电路781通过引线782复位同步和时钟生成电路783。一旦获得P接口同步，那么同步和时钟生成电路783把各个同步和时钟信号分配给接收部分700、发送部分750和控制部分的RF控制子部分。反过来，RF控制电路787执行诸如在线路788和789上调节发送和接收合成器以及需要时通过控制线790开和关发送功率放大器的功能。
现在，结束对于用于在其中执行RP和我们发明的计算的电路的讨论。因此，讨论关于用于执行SU以及改进的本发明技术的特定结构的电路。
图8示出将本发明用于SU电路。与RP的情况一样，把电路分成接收部分810、发送部分830和控制部分850。然而，与RP相比，将这些部分用于收发机操作是不同的，因此下面进一步描述本发明在SU应用的作用。
接收部分810具有与RP接收机十分类似的目的为了恢复包含在由RP发送的TDM字符串中的位。然而，从SU的接收部分获得帧同步。
通过RF控制电路861的作用，SU通过天线开关矩阵803把适当的天线801或802加到接收部分810，以实现接收天线分集。如在RP中可见，对于使两个接收机选择分集接近有各种方法，但是只用单个接收机部分。我们假设这里采用这种方案，虽然其细节已超出本说明书的范围。
通过矩阵803，经过引线811把信号发送到RF和IF接收电路812。向上并通过引线813的接收路径、A/D变换电路814、引线815、解调器816、引线817和组合字符串同步/误差解码电路818实质上与在RP中的接收操作相类似，因而不重复其类似处。主要的不同如下。
首先，通过引线817把由解调器816恢复的位发送到在控制部分850中的帧同步电路851(实质上是一个可编程数字相关器)。如果不把SU帧同步到来自RP的下行链路传输，那么启动帧同步电路。当在解调比特流中出现所需的帧同步模式，帧同步电路851触发同步和时钟产生电路856的复位。如果后来证实帧同步，那么紧跟着可以进行正常的接收操作。
第二，SU需要允许数字锁相环(PLL)853以保持与RP同步。在已获得帧同步之后，假设SU能够解调TDM字符串并解码码字，同时获得字符串同步信息。当在一段时间内码字参考窗口滑动，显示在SU和RP时钟之间的不同。通过引线855，可用电路818的字符串同步能力来指示滑动的幅度和方向，和通过引线857，由数字PLL 853将用它来把校正信号加到时钟电路856。必须提供解码误差状态以使同步滑动估计合格，而且可由控制部分850和较高层链路维护协议运用它。
第三，控制部分850和较高层协议软件(在图中未详细示出)可以利用来自接收部分810的辅助信息，以保持链路质量并控制接收分集处理。由RF和IF接收电路812通过引线865完成接收到的信号强度指示(RSSI)。此外，从对链路维护十分有用的解调处理的角度来看，某种解调方案可以提供多个接收信号的指示。这一点可通过把控制部分850与解调器816线路连接的引线854示意地表示出来。
在字符串同步和误差解码之后，把经恢复的慢信道和快信道比特字段送到接收缓冲区/速率变换器以供进一步处理。一般，提取慢信道位作为信令信息并由控制处理器(图8中未示)说明。在声音呼叫的情况下，快信道将包括被转接到语音解码器822的经编码的语音位。语音解码器将把该位转换成被发送到电话听筒接口899的模拟声音波形。虽然PACS特定32kb/s ADPCM作为基线声音业务，但是语音编码算法的选择与这种揭示的无关。
如果成功地使SU同步到RP，而且提供链接以建立呼叫，那么发送部分830可以接收经编码的语音用于无线电链路发送。由语音编码器832把来自电话听筒接口899的模拟波形编码成数字信息，而且位在编码速率下通过引线833进入发送缓冲区/速率变换器834。缓冲区/速率变换器聚集数字化应用的整个快信道性能、使慢信道字段充满所需信令位并在无线电链路传输速率下，通过引线835使信息流经过信道解码器836。
传输操作与在RP中十分相似信道编码器836计算在用于字符串的慢信道和快信道字段上的15位CRC；符号映象程序/脉冲整形器838分别在I和Q输出端839和840上产生经滤波的数字基带波形；由D/A变换器841和842把那些数字波形转换成模拟信号；和在在电路847中最后RF变换和功率放大以及传输之前，由直接调制器845把出现在引线843和844上的基带模拟波形上变频变换成中频。如果SU实现传输分集方案，那么RF控制861可以通过引线862把天线控制信号发送到开线开关矩阵803以把所选的天线801或802连到发送电路。发送分集方案的说明超出本发明但是范围，但将遵循经实践的技术。
除了上述的功能之外，控制部分850还通过引线863，管理对单个或分开的发送和接收频率合成器的调谐操作；通过控制线864启动在RF和IF发送电路841各级发射功率；而且生成用于由引线858和859按图示发送的其它部分的时钟和同步脉冲。控制部分一般在运作较高层协议软件的微控制器的监督下进行操作，由于它不直接执行由本发明所提出的物理成无线电链路功能，所以为了清楚起见，从图8中省略了微控制器。
现在，已描述了较佳实施例，清楚可见，本发明满足上述目的。对于熟悉本技术领域的人员来说，由本发明所提供的其它优点是显而易见的。应理解，这个例子仅用于说明本发明。多种变更和其它结构也是显而易见的，而不偏离本发明的构思和范围。例如，可以用微处理器结构通过软件来获得上述实施例的实质功能。只由所附权利要求书限定本发明的范围。
权利要求
1.在数字无线通信系统中，一种用于对于包括接收到的字的数据字符串进行位同步和误差检测的方法，其特征在于，包括下列步骤暂存所述数据字符串；平行地获得来自所述数据字符串的多个候选码字，其中相对用于所述接收到的字的参考位置给所述候选码字定位；获得来自所述多个候选码字中的每个的多个误差伴随式；根据所述多个误差伴随式，确定在所述候选码字中是否存在比特差错，以及单个候选码字是否落在位置的预定范围内；和在没有检测到任何比特差错而且所述接收到的字的单个候选码字落在所述位置的预定范围内的情况下，从与适当位置相对应的点读出所述接收到的字。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过沿着平行处理路径，把记号位插入相继递增的所述数据字符串中，获得所述候选码字，并把每个有记号的段除以二进制多项式发生器g(x)以产生所述多个误差伴随式。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，通过倒置可能描述所述接收到的字的所述候选码字的第一和最后位相继组的值，插入所述有记号位。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述相继递增值与接收到的通信符号相对应。
5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述多项式发生器g(x)是x15+x14+x13+x12+x11+x9+x8+x6+1。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，读出所述接收到的字的所述步骤包括把所述经暂存数据字符串移位与所述单个位置相对应的量。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当根据所述误差伴随式确定在所述接收到的字中存在比特差错；确定没有用于所述接收到的字的任何位置；或者确定用于所述接收到的字的多个位置，清除所述接收到的字。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，与多个加法器平行提供所述数据字符串，每个所述加法器倒置可能描述所述接收到的字的所述候选码字的各组第一和最后位，以获得平行的有记号字组。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，把所述平行的有记号字组并行除以相应数量的二进制多项式发生器g(x)以产生所述多个误差伴随式。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，输出所述多个误差伴随式中的每个以确定是否发生任何非零误差伴随式。
11.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述数据字符串是在用户单元处接收到的输入TDMA字符串或者在无线电端口接收到的TDM数据组。
12.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述无线通信系统是根据PACS或者PACS-UB标准。
13.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述数据字符串包括循环码字。
14.一种用于通过通信信道把数字数据的信息比特流从发射机发送到接收机，并在所述接收机处恢复位同步，和对相应接收到的比特流进行误差检测的方法，其特征在于，包括下列步骤在发射机处确定用于所述信息比特流的多个奇偶位；生成由所述信息位流和所述奇偶位所构成的第一循环码字；插入在所述第一循环码字中的第一记号位以形成有记号的第一循环码字；和通过所述信道把包括所述有记号的第一循环码字的第一字符串发送到所述接收机；和在接收机处接收来自所述信道的与所述经发送的第一字符串相对应的第二字符串并从所述第二字符串提取与所述有记号的第一循环码字相对应的接收到的字；从所述第二字符串并行获得相对应参考位置对其定位的多个候选码字；从所述多个候选码字的每一个，获得多个误差伴随式；根据所述多个误差伴随式确定在所述候选码字中是否存在比特差错，和单个候选码字是否落在位置的预定范围内；和在没有检测到任何比特差错和用于所述接收到的字的单个候选码字落在位置所述预定范围内的情况下，从与适当位置相对应的点读出所述接收到的字。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，通过沿着平行处理路径，把记号位插入相继递增的所述数据字符串中，获得所述候选码字，并把每个所得的平行有记号字除以二进制多项式发生器g(x)以产生所述多个误差伴随式。
16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，通过倒置可能描述所述接收到的字的所述候选码字的第一和最后位相继组的值，插入所述记号位。
17.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述相继递增值与接收到的通信符号相对应。
18.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述多项式发生器g(x)是x15+x14+x13+x12+x11+x9+x8+x6+1。
19.如权利要求14所述的方法，其特征在于，读出所述接收到的字的所述步骤包括把所述接收到的字移位与所述单个位置相对应的量.
20.如权利要求14所述的方法，其特征在于，当根据所述误差伴随式确定在所述接收到的字中存在比特差错；确定没有用于所述接收到的字的任何位置；或者确定用于所述接收到的字的多个位置，清除所述接收到的字。
21.如权利要求14所述的方法，其特征在于，与多个加法器平行提供所述第二字符串，每个所述加法器倒置可能描述所述接收到的字的所述候选码字的各组第一和最后位，以获得平行的有记号字组。
22.如权利要求21所述的方法，其特征在于，把所述平行的有记号字组并行除以相应数量的二进制多项式发生器g(x)以产生所述多个误差伴随式。
23.如权利要求22所述的方法，其特征在于，输出所述多个误差伴随式中的每个以确定是否发生任何非零误差伴随式。
24.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述第二数据字符串是在用户单元处接收到的输入TDMA字符串或者在无线电端口接收到的TDM数据组。
25.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述无线通信系统是根据PACS或者PACS-UB标准。
26.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述数据字符串包括循环码字。
27.一种用于对于包括接收到的字的数据字符串进行位同步和误差检测的装置，其特征在于，包括用于暂存所述数据字符串的装置；用于平行获得来自所述数据字符串的多个候选码字，其中相对应用于所述接收到的字的参考位置给所述候选码字定位的装置；用于获得来自所述多个候选码字中的每个的多个误差伴随式的装置；用于根据所述多个误差伴随式，确定在所述候选码字中是否存在比特差错，以及单个候选码字是否落在位置的预定范围内的装置；和用于在没有检测到任何比特差错而且所述接收到的字的单个候选码字落在所述位置的预定范围内的情况下，从与适当位置相对应的点读出所述接收到的字的装置。
28.如权利要求27所述的方法，其特征在于，用于获得候选码字的所述装置包括用于沿着平行处理路径，把记号位插入相继递增的所述数据字符串中的装置，和用于把每个有记号的段除以二进制多项式发生器g(x)以产生所述多个误差伴随式的装置。
29.如权利要求28所述的方法，其特征在于，用于插入记号位的所述装置倒置可能描述所述接收到的字的所述候选码字的第一和最后位相继组的值。
30.如权利要求28所述的方法，其特征在于，所述相继递增值与接收到的通信符号相对应。
31.如权利要求28所述的方法，其特征在于，所述多项式发生器g(x)是x15+x14+x13+x12+x11+x9+x8+x6+1。
32.如权利要求27所述的方法，其特征在于，用于读出所述接收到的字的所述装置包括用于把所述经暂存数据字符串移位与所述单个位置相对应的量的装置。
33.如权利要求27所述的方法，其特征在于，当根据所述误差伴随式确定在所述接收到的字中存在比特差错；确定没有用于所述接收到的字的任何位置；或者确定用于所述接收到的字的多个位置，清除所述接收到的字。
34.如权利要求27所述的方法，其特征在于，与多个加法器平行提供所述数据字符串，每个所述加法器倒置可能描述所述接收到的字的所述候选码字的各组第一和最后位，以获得平行的有记号字组。
35.如权利要求34所述的方法，其特征在于，把所述平行的有记号字组并行除以相应数量的二进制多项式发生器g(x)以产生所述多个误差伴随式。
36.如权利要求35所述的方法，其特征在于，输出所述多个误差伴随式中的每个以确定是否发生任何非零误差伴随式。
37.如权利要求27所述的方法，其特征在于，所述数据字符串是在用户单元处接收到的输入TDMA字符串或者在无线电端口接收到的TDM数据组。
38.如权利要求27所述的方法，其特征在于，所述无线通信系统是根据PACS或者PACS-UB标准。
39.如权利要求27所述的方法，其特征在于，所述数据字符串包括循环码字。
40.一种用于通过通信信道发送数字数据的信息比特流并恢复位同步和对于相应接收到的比特流执行误差检测的系统，其特征在于，包括；发射机，它包括用于确定用于所述信息比特流的多个奇偶位的装置；用于生成由所述信息位流和所述奇偶位所构成的第一循环码字的装置；用于插入在所述第一循环码字中的第一记号位以形成有记号的第一循环码字的装置；和用于通过所述信道把包括所述有记号的第一循环码字的第一字符串发送到所述接收机的装置；和接收机，它包括用于接收来自所述信道的与所述经发送的第一字符串相对应的第二字符串并从所述第二字符串提取与所述有记号的第一循环码字相对应的接收到的字的装置；用于从所述第二字符串并行获得相对应参考位置对其定位的多个候选码字的装置；用于从所述多个候选码字的每一个获得多个误差伴随式的装置；用于根据所述多个误差伴随式确定在所述候选码字中是否存在比特差错的装置，和单个候选码字是否落在位置的预定范围内；和用于在没有检测到任何比特差错和用于所述接收到的字的单个候选码字落在位置所述预定范围内的情况下，从与适当位置相对应的点读出所述接收到的字的装置。
41.如权利要求40所述的系统，其特征在于，用于获得候选码字的所述装置包括用于沿着平行处理路径，把记号位插入相继递增的所述数据字符串中的装置，和用于把每个所得的平行有记号字除以二进制多项式发生器g(x)以产生所述多个误差伴随式的装置。
42.如权利要求41所述的系统，其特征在于，用于插入记号位的所述装置倒置可能描述所述接收到的字的所述候选码字的第一和最后位相继组的值。
43.如权利要求41所述的系统，其特征在于，所述相继递增值与接收到的通信符号相对应。
44.如权利要求41所述的系统，其特征在于，所述多项式发生器g(x)是x15+x14+x13+x12+x11+x9+x8+x6+1。
45.如权利要求40所述的系统，其特征在于，用于读出所述接收到的字的装置包括用于把所述接收到的字移位与所述单个位置相对应的量的装置。
46.如权利要求40所述的系统，其特征在于，当根据所述误差伴随式确定在所述接收到的字中存在比特差错；确定没有用于所述接收到的字的任何位置；或者确定用于所述接收到的字的多个位置，清除所述接收到的字。
47.如权利要求40所述的系统，其特征在于，与多个加法器平行提供所述第二字符串，每个所述加法器倒置可能描述所述接收到的字的所述候选码字的各组第一和最后位，以获得平行的有记号字组。
48.如权利要求47所述的系统，其特征在于，把所述平行的有记号字组并行除以相应数量的二进制多项式发生器g(x)以产生所述多个误差伴随式。
49.如权利要求48所述的系统，其特征在于，输出所述多个误差伴随式中的每个以确定是否发生任何非零误差伴随式。
50.如权利要求40所述的系统，其特征在于，所述第二数据字符串是在用户单元处接收到的输入TDMA字符串或者在无线电端口接收到的TDM数据组。
51.如权利要求40所述的系统，其特征在于，所述无线通信系统是根据PACS或者PACS-UB标准。
52.如权利要求40所述的系统，其特征在于，所述数据字符串包括循环码字。
全文摘要
用于在时分多路复用/时分多址(TDM/TDMA)系统(诸如,结合低功率便携式数字电话一起使用的)对于接收到的数字数据字符串同时执行位同步(100)和误差检测(150)的经改进的技术。随着经改进的技术,同时执行位同步(100)和误差检测(150),从而减小在收发机中的等待时间。由于减小环行延迟,所以可以不需要回波抑制技术。
文档编号H04L1/00GK1216184SQ96180252
公开日1999年5月5日 申请日期1996年4月18日 优先权日1996年4月12日
发明者张丽芬, 罗伯特·A·齐格勒 申请人:贝尔通讯研究股份有限公司