本发明涉及到按照权利要求1前序部分在通信装置中比特率的匹配 方法以及按照权利要求16前序部分相应的通信装置。

移动无线电技术处于非常快的发展中。目前进行第三代移动无线电 机所谓的UMTS-移动无线电标准(万能移动无线电通信系统)的标准 化工作。

为了将比特率与各个可能的传输率相匹配，在发送机上进行率匹配 (率匹配)，其中或者从比特流中将比特删除或在比特流中将比特增 加许多倍，特别是加倍。删除比特被称为‘打点’和增加许多倍被称 为‘重复’。

当打点和重复时一般来说应该注意尽可能进行均匀的比特打点或 者重复。为了这个目的已知一种算法，在其中将一个比特流的比特组 合成帧和对于单个帧的比特各自确定一个现实的误差值，这个误差值 表示瞬间的打点率或者重复率和所希望的打点率或者重复率之间的偏 差。依赖于这个现实的误差值然后决策，是否应该将相应的比特打点 或者重复。

其中现实的误差值的计算是依赖于对于一个前面的比特计算的误 差值和恒定的更新参数进行的。

然而对于一定的应用场合打点或者重复的比特的不均匀分布也可 以是感兴趣。

则例如可以期望的是，将确定的比特区域(“所谓的等级A比特”) 用比另外的比特区域(所谓的“等级B比特”)比较好的质量进行传 输。这特别对于语言传输是重要的。对于AMR编码器(“匹配的复率” 编码器)在GSM移动无线电通信系统中(全球移动通信系统)这个问 题已经这样解决了，启迪学地求出打点样板，这对于等级A-比特区域 安排了比等级B-比特区域比较强的打点。然而这个过程由于两个原因 不能用于UMTS系统中。一个是在UMTS系统中打点比特的整个数目或 者准备传输的比特的整个数目不是固定地预先知道的，而是与准备传 输的业务的整个数目有关的。另外至少在一个上行链接-连接时和在 TDD-模式时(“时分多址”)打点必须始终按照第一个交叉过程进行， 其中必须将在所有帧中的比特均匀的打点。

不均匀打点的其他应用场合是所谓的“尾部打点”。如果为了信道 编码使用一般通常的卷集编码时，则将在一个帧的开始和尾部的比特 比较好地进行传输误差保护。然而这部分地是完全没有必要的。通过 在帧的边缘区域比较强的打点然后可以达到均匀的误差分布和因此达 到整个比较好的传输功率的目的。

因此以下任务以本发明为基础，建议一种比特率匹配方法以及相应 的通信装置，在其中用尽可能少的费用使打点或者重复的比特不均匀 分布是可能的。

此任务按照本发明是通过具有权利要求1特征的一种方法或者具有 权利要求16特征的一种通信装置解决的。从属权利要求定义了有益的 和优异的本发明的实施形式。

按照本发明使用比特专门的和因此可改变的更新参数确定更新的 误差值，这样通过相应地选择更新参数可以达到不均匀打点或者重复 的目的。特别是可以有目的地控制打点率或者重复率。

此外建议了在一个和同一个帧内不仅打点而且重复成为可能的一 种专门的算法。

本发明特别适合于(UMTS-)移动无线电系统中的比特率匹配，在 其中不仅涉及到移动无线电发送机领域而且还涉及到移动无线电接收 机领域，将移动无线电接收机构成为接收按照本发明处理的比特流。 然而本发明不仅限于这些应用领域，而且一般来说可以应用在比特流 数据率相匹配的各个地方。

下面在附图基础上借助于有益的实施例详细叙述本发明。

附图1表示了按照本发明的移动无线电发送机的简化框图，

附图2A表示了一种可能的算法，将这个算法可以使用在附图1表 示的比特流匹配装置中用于比特流的打点，

附图2B表示了一种可能的算法，将这个算法可以使用在附图1表 示的比特流匹配装置中用于比特流的重复，和

附图3表示了一种其他可能的算法，将这个算法可以使用在附图1 表示的比特流匹配装置中用于比特流的打点和重复。

在附图1上用简图表示了按照本发明的移动无线电发送机1的结 构，从移动无线电发送机将数据或通信信息，特别是语言消息，经过 高频传输信道传输给接收机。将从数据源2，特别是麦克风，提供的信 息首先用数字的源编码器3转换为比特序列。将被编码的数据随后借 助于信道编码器4进行编码，在其中将原来的有用比特或消息比特进 行兀余编码，因此可以知道传输误差和随后可以进行修正。一般来说 将所谓的块编码或卷集编码使用在信道编码上。按照UMTS-标准化的当 代技术水平建议使用卷集编码。与块编码重要的区别在于，在卷集编 码时不是将单个数据块先后进行编码，而是涉及到一种连续的处理， 在其中一个准备编码的输入序列的每个现实的编码字也是与前面的输 入序列有关的。

将信道编码信息传输到接收机之前一般来说将这个输入给一个交 叉器5，交叉器将准备传输的比特按照确定的图表分成多个交叉帧，因 此一般来说将成束出现的误差进行分布，以便得到具有近似偶然误差 分布的所谓的无记忆的(失去记忆)传输信道。将用这种方法编码的 信息或数据输入给调制器7，调制器的任务是将数据调制在载波信号上 和按照预先规定的多次存取方法经过高频传输信道传输给一个接收 机。为了将被编码的数据流的比特率与各个可能的传输率进行匹配， 在调制器7之前借助于单元6进行率匹配(“率匹配”)，在其中由单元 6将被确定的比特按照预先规定的图表打点也就是说删除，或重复也就 是说增加许多倍。有选择地也可以将单元6安排在交叉器5的前边。

在附图2A上表示了一种可能的算法，用这个算法可以达到从属于 准备传输的帧的比特的不均匀的打点样板。在其中m表示在各个帧上 瞬时被分析比特xm的位置，而N说明帧的比特数。算法计算连续的更 新的误差值e，这个误差值描述了瞬时打点率和所期望的打点率之间的 误差。将每个比特xm的个别的误差值e按照下面进行计算，这个各别 的误差值是从相应帧上预先规定的比特xm-1的误差值和一个更新参数 eminus/eplus组合成的。

在步骤(1)上首先将误差值e设置在开始误差eini上。一般来说为 了简单起见这个开始误差为数值1。随后在步骤(2)上将瞬时被分析 的比特的下标设置为1和执行置入到WHILE回线(3)的过程。因此将 比特xm的误差值更新，此外在其中计算瞬时误差值与预先规定的第一 个更新参数eminus之间的差值(步骤(4))。如果结果e≤0(步骤(5))， 将比特xm打点(步骤(6))和随后将误差值e再一次更新，此外在其 中将瞬时误差值e提高了预先规定的第二个更新参数eplus(步骤(7))。 随后在步骤(8)中将被分析的比特的下标提高和因此进行当时帧的下 一个比特的WHILE回线。

用这种方法对于帧的每个比特xm计算出一个各别的误差值e，这个 误差值是由前面的比特xm-1计算出的误差值或者当m＝1时初始化误差 eini和更新参数eminus和eplus组合在一起的。

在附图2A上表示的和在这之前叙述的算法在原理上是已知的。然 而在传统的算法中是从以下方面出发的，参数eminus和eplus对于帧的整 个区域是恒定的，也就是说为了计算误差值e对于每个比特xm是使用 同样的参数eminus和eplus。

然而在本发明的帧内建议了，将参数eminus和eplus不是在帧的整个 区域保持恒定而是变化的。在极端情况下可以将一个各别的数值eminus (xm)和/或eplus(xm)从属于每个单个的比特xm。同样可以想象，将 比特组合成确定的组，在其中将同样的参数从属于一个组内的比特， 而组与组的参数是有区别的。这样可以形成例如第一个十个比特，下 一个20比特等一个这样的组。

因为打点密度是与参数eminus和eplus有关的，用这种方法可以各别 地控制打点和因此达到了不均匀打点的目的。

在附图2B上表示了比特重复情况时的一个相应的算法。为了叙述 步骤(1)-(8)在这里指出对附图2A实施结构的补充。重复算法与 打点算法只区别于，代替假如-说明安排了一个WHILE回线，则将各个 比特xm一直重复和从属于比特xm的误差值e提高eplus直到误差值大于 零时。

按照附图2B中表示的重复算法也使用可改变的比特专门的参数值 eminus(xm)和eplus(xm)以得到不均匀的重复密度。

为了在单个帧上不仅进行打点而且还进行重复可以使用附图3表示 的算法，在其中又补充了对附图2A和附图2B的说明。附图3表示的 算法相当于附图2A和附图2B表示的算法的组合，在其中在步骤(5) -(7)中执行一个WHILE回线，在其中将相应的比特xm连续地选择用 于传输到一个接收机上和将相应的误差值e提高eplus直到误差值e采 取大于零的数值时。这意味着如果在步骤(4)之后更新的误差值e大 于零时，比特em再也不被选择用于传输和因此用于打点上。另外一方 面对于在步骤(4)之后误差值e小于和等于零的情况时，将比特xm 如同误差值e一样连续重复直到达到数值零可以放大eplus时。

将附图3表示的算法可以通过改变参数eminus进行控制，应该在哪 个区域打点和应该在哪个区域重复。一般打点是发生在eminus＜eplus的 那个区域，而相反在eminus≥eplus时进行重复。

例如当具有恒定的更新参数eplus的AMR编码的传输时因此对于比较 重要的等级A-比特可以将参数eminus(xm)选择得比较大，以便达到这个 比特重复的目的，而将这个参数对于不太重要的等级B-比特或等级 C-比特时可以选择得相对比较小，以便只比较少地重复或甚至达到一 个打点的目的。此外必要的信号化，也就是说传输用于确定参数eplus(xm) 和/或eminus(xm)或者确定单个参数值之间的比例的数值时，费用不小于 目前已知的解决方法，在其中安排了，将各种等级的比特与传输信道 无关地进行传送，对于那些传输信道相互无关地进行打点或者进行重 复。只必须将所有传输信道的比特总数按照打点或者重复相当于为了 传输所提供使用的比特数目。在这个处理方法中则必须同样对于每个 比特等级将其相对的权或者一个相应的参数进行传输，这个参数决 定，是否使用在各个等级的打点或重复上。

例如可以如下确定参数eminus和eplus，在其中N表示在率匹配之前每 个帧的比特数，Nc表示在率匹配之后每个帧的比特数和K表示在后面 叙述的对应于常数的加权：

            eplus＝K

            eminus＝w(xm)*Nc

对于每个比特xm确定的各别的参数w(xm)是对应于各个比特xm的加 权，其中为： $\underset{m=1}{\overset{N}{\Sigma }}w\left(x_m\right)=K.$ 因此总的误差值e提高和减少了K*Nc。w(xm)表示属于比特xm即第m 个比特的权。在简化的名称表中也可以将这个用w(m)表示。将这种表 达也可以使用在另外的量上。用这种方法可以将准备传输的每个任意 的比特数目进行调整。

将这个原理应用在这之前叙述过的“尾部打孔”时可以这样选择权 w，将帧开始和尾部的比特比中间的比特进行比较弱的加权。为此人们 将帧开始和尾部的比特的权w选择得小于在帧中间的比特。

在这个原理特别有益的实施结构中将w在开始时严格地选择为单调 地升高，在中间部分保持恒定和在尾部严格地单调下降。

在UMTS系统中将上行链接的率匹配不直接在编码之后而是在第一 次交叉之后进行，在交叉将数据帧传输期间交叉将比特分布在单个的 无线电帧上。此时将这些无线电帧的数目称为TTI和在UMTS系统中是 1，2，4或8。为此本发明也是可以使用的，因为然后也可以使用权w。 于是特别简单的实施是可能的，如果在所有的TTI无线电帧中的权的 分布是同样的。这可以这样达到，将TTI前后连续的比特的各个块上 分配同样的权时。这特别是可能的，如果前后连续的8比特点各个块 上分配了同样的权时，因为8是用每个TTI可能的数值可以除尽的。

通过复杂的仿真对于用这个原理可以达到的比特误差率进行分 析。其中证明对于率1/3进行编码的下面的样板是特别有益的。 {1，1，1，1，1，1，1，1，2，2，2，2，2，2，2，2，4，...，4，2，2，2，2，2，2，2，2，1，1， 1，1，1，1，1，1}

也就是说对于第一个和最后8比特是w(m)＝1，两个尾部的比特 Nr.9-16是ws(m)＝4。这种的样板在所有情况下是可以实施的和显示 出很好的性能。

对于率1/2进行编码证明下面的样板是特别有益的。 {1，1，1，1，1，1，1，1，4，...，4，1，1，1，1，1，1，1，1}

也就是说第一个和最后8比特是w(m)＝1，和其他的是ws(m)＝4。

在这种情况下率1/2的样板是率1/3样板的一部分，这也简化了实 施费用，如果实施两个编码率时。

将参数q定义在3GTS25.212V3.2.0(2000-03)中；技术说明；第 三代伙伴项目；技术说明组无线电存取网络；多路技术和信道编码 (FDD)；(版本1999)：4.2.7.章率匹配：

q：平均的打点或重复距离(标准化对于只表示在整数重复的上部 剩余的率匹配)。只用于上行链接。

这个参数表示平均的打点距离或重复距离，在其中平均数是在整个 帧上面计算的。因此将使用在单个无线电帧上的打点样板达到了最佳 的相互移位。

但是当使用本发明时将这个参数只在中间部分上面用恒定的打点 率或者重复率进行计算。

对于上述样板得出，不计算p为：

R＝ΔNij模Nij--注释：在这个关系中ΔNij模式Nij是在0到ΔNij-1 区域也就是-1模10＝9。

  假如R≠0和2R≤Nij时

  于是q＝[Nij/R]

  另外

  q＝[Nij/(R-Nij)]

  结果

  --注释：q是一个有正负之分的量。

  否则假如

  R＝(ΔNij+T)模(Nij-T)--注释：在这个关系中ΔNij模式Nij 是在0到ΔNij-1区域也就是-1模式10＝9。

  假如R≠0和2R≤Nij时

  于是q＝[(Nij-T)/R]

  另外

  q＝[(Nij-T)/(R-(Nij-T))]

  结果

--注释：q是一个有正负之分的量。

在这里T是在两个尾部附加打点的有效比特数(或者发送比较少的 比特)和可以计算为

  T＝Nij-∑i＝1Nij(w(i))/w0

其中w0是在中间的一个比特的权(在w0区域的权是恒定的)。

将本发明在这之前借助于使用在一个移动无线电发送机上进行了 叙述。然而当然将本发明也可以扩展到移动无线电接收机上，在那里 为了比特率的匹配用上述的方式和方法将打点的信号或重复的信号必 须对应于各个所使用的打点图表或者重复图表进行处理。其中将附加 在接收比特流的比特插入在各个接收机上对于发送方打点的比特或者 重复的比特上或者将接收比特流的两个或多个比特组合在一起。当插 入附加比特时对于这个同时用所谓的“软决策”信息加以注释，其信 息内容是非常不安全的。在各个接收机上在方向上可以与附图1相反 的顺序进行接收信号的处理。