CN1192536C - 在数据帧形式的数据传输中降低帧差错率的方法 - Google Patents

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Abstract

减少在数据传输系统中以数据帧形式传输的信息的帧差错率的方法，所要传输的信息被分成数据帧(102、202)。数据帧补充以利用待传送的部分信息产生的差错校正数据。至少部分将用于产生差错校正数据的信息由差错校正编码(107、206)保护，由此获得差错校正编码数据帧(108、207)，被保护信息的不同部分具有不同的差错率。在传输阶段通过对由差错校正编码保护且用于产生差错校正数据的信息部分整形而降低至少一部分被保护信息的差错率。

Description

在数据帧形式的数据传输中降低帧差错率的方法
本发明涉及在以数据帧形式传输信息的数据传输系统中降低帧差错率的方法，所述方法包括以下步骤：把所要传输的信息分成数据帧；数据帧补充以利用部分所要传送的信息而产生的差错检测数据；通过差错校正编码保护至少部分将用于产生差错检测数据的信息，由此获得差错校正编码数据帧，其中至少某些部分有不同的差错率；以及所述差错校正编码数据帧在数据传输信道中从发射机传送至接收机。本发明还涉及按照所述方法的数据传输系统和一种移动电台，所述移动电台包括：将所要传输的信息分为数据帧的装置；将差错校正数据加于数据帧的装置；以及利用差错校正编码保护将用于产生差错检测数据的至少一部分信息、以实现编码数据帧的差错校正的装置。
在数据帧形式的数据传输中，所要传输的信息被分成通常为规则长度的数据帧。除主信息外，数据帧也含有标题信息和数据传输中所要求的其他信息。数据帧通过传输信道从发射机传至接收机，传输信道可以包括比如，无线电信道或其他无线传输信道。所述传输信道曝露于各种干扰之中，如电气装置引起的火花干扰，另一方面也曝露于用于如无线电发射机等无线数据传输的类似的其他装置引起的干扰中。还有另一重要的干扰因素，特别在可移动的发射机/接收机装置中，在于所要接收的信号可以通过不同长度的路由进入接收机，这样使所要接收的信号失真。因而，为消除传输差错，通常在数据帧中加入差错校正数据或至少是差错检测数据。加入差错校正数据的一种方法是利用所谓卷积码，即所要传输的信息利用适当的卷积码进行编码，而被卷积编码的信息被传输至数据传输信道。在接收阶段，反操作以将所传输信息从接收的数据传输流中分离出来。使用的差错检测数据最通常的是奇偶校验数据，它由所要传输的信息中计算，或至少由部分信息中计算出来。一种已知的此类奇偶校验方法是所谓的循环冗余码校验(CRC)。这样，在接收端，所接收的信息经过相应的操作，在接收端形成的奇偶校验数据与接收到的奇偶校验数据相比较。如果数据相等，接收装置断定数据被正确接收。如果计算和接收到的奇偶校验数据不相等，接收装置断定接收到的数据帧至少部分错误。此后有可能要求重新传输或试图利用比如插值法对错误帧解码。
利用差错校正的方法，有可能校正至少部分潜在传输差错，在这里就不需要在所有差错的情况下都重新传输。然而，利用差错校验方法时，仅检测正确与不正确，且在差错的情况下要求重新传输，这样延迟了数据传输。这些码也可被称为外码和内码。外编码在内编码之前实施。这样，由外编码形成的编码数据经过内编码，这样改善了传输的可靠性。外码通常为差错检测码，而内码为差错校正码，但它们也可以反过来。编码也可链接超过两组编码。
在目前的数字移动通信系统中，语音也以数据帧的形式传输。比如在GSM移动通信系统(移动通信全球系统)中，在全速率语音通信信道中，大多数音频信号形成的数字信息由差错校正编码所保护。在语音编码器中，为每一20毫秒的语音序列形成260个语音参数比特。在这260比特中，最重要的182比特由差错校正码保护。这182比特经过1/2的编码速率的卷积编码，即对每一信息比特形成2个要传输至传输信道的比特。其余的78比特无保护传输，即在接收阶段不对其可能的差错进行检测。
接收的数据帧中的比特(码元)差错率可数倍于数据帧传输中使用的差错校正方法的差错校正能力。结果是，所有差错无法校正，其中最通常的处理是要求重传此数据帧，或比如在语音编码中，试图在以前接收的数据帧的基础上形成合成数据帧。数据帧合成可一定程度用于音频和视频信号的传输，但比如在数据信号的传输中，就不可能利用合成的数据帧。
当超过接收机的差错校正能力时，很重要的是要检测差错校正后仍留下的那些差错。当重建传输的信息时，在接收机中不应利用这样的错误信息。比如在GSM系统的全速率业务信道中，未校正差错的检测由形成三个奇偶校验比特的CRC编码进行。在形成那些奇偶校验比特时，利用了每数据帧中对所要传输信息最重要的50比特。这样，这50个数据帧比特在接收机中经过相应操作，而奇偶校验比特与同数据帧传输的奇偶校验比特相比较，其中可能的变化表明在数据传输中有差错。
在GSM系统中，语音解码将拒绝所有不可能校正所有差错的数据帧。这些数据帧由在以前接收的可接受数据帧基础上形成的数据帧所替代。如果错误的数据帧的数量相当少，替代的数据帧并不显著影响解码语音信号的质量。然而，如果错误数据帧的数量增加，其影响在语音信号中逐渐可以听到。这甚至可导致解码语音信号不再能被听懂。
图1a为显示按照现有技术的语音编码系统的方框图。这是GSM系统的全速率语音编码系统的例子。图1a为显示语音编码，外加奇偶校验比特和卷积编码的方框图。图4为显示用于按照现有技术的GSM移动通信系统的语音信号传输的此信道编码的流程图。以下将参考图1a的装置和图4的流程图说明信道编码的操作。
语音信号被分成帧，或一定长度的时间间隔，它在此系统中为20毫秒。每一帧分别编码。这样每一20毫秒的语音信号帧产生一组数字形式的语音参数。由语音信号形成的数字语音样值100在语音编码器101中被编码以形成语音参数帧。语音编码器将语音压缩为13.0kbit/s的比特流。对每一20毫秒的语音帧，编码器形成260个组成语音参数帧102(步骤401)的语音参数比特。
此语音参数帧102更一步被传输至信道编码器104以便将所述各比特分组，比如分成所要以差错校正编码的比特或留下非保护的比特。更一步地，所述信道编码器用以形成差错检测信息，其中一些语音参数被用于其计算。
在语音参数帧102中，每个参数的各比特按照重要性的降序排列，即最重要的比特更靠近数据帧的开始。此后，在分组块103中首先将比特按照重要性次序排列，以使对于语音参数帧102中所有比特最重要的比特位于数据帧的开始(在左手侧)，而最不重要的比特在末尾(在右手侧)。此外，比特被分为三组：第一组包括50个最重要的比特，它们将在以后的步骤由信道编码保护且将用于产生奇偶校验比特，132比特的第二组将由信道编码保护但不用于产生奇偶校验比特，而78比特的第三组将在数据传输信道中传输而无信道编码保护。
接着，比特分组块103将语音参数比特分成两级，其中级I包括第一组(级Ia)和第二组(级Ib)的所述比特，而级II包括第三组的比特。最重要的级I的182个比特被传输至块107以便对差错校验信息编码。然而，级II的78个比特则根本不加保护。接着在奇偶校验信息块105(步骤403)中计算50个最高有效比特的三个奇偶校验位(CRC)。接着，所述比特被排列在第一排列块106以使语音参数中语音的最高有效比特位于卷积编码中较好保护部分(较低的差错率)，即在所要保护的数据帧的开始和末尾部分(步骤404)。各较低有效比特和三个奇偶校验比特位于那部分的中间，那里的比特差错率较高。在图3a中说明了这种情况，在图中字母S表示差错校验信息中加强保护的比特，字母W表示差错校验信息中保护较弱的比特，而字母N表示保护较弱、不用于差错校验信息的比特。图3a中也有一曲线同样说明了每一比特的比特差错的可能性，显示出数据帧的哪些部分较好地被保护，而哪些部分保护较弱。
在数据帧的末尾，加有四个尾比特(步骤405)，用来将信道编码器最终引导到已知状态。在这个步骤，将被信道编码而有189比特(50+3+132+4)的数据帧以1/2比特率(步骤406)传送至信道编码器107，这样得到378比特的信道编码数据帧。
CRC比特经过差错校正编码107以确保在数据传输中以最大的可靠性提供差错校正信息。在GSM系统的全速率语音信道中，差错校正编码涉及1/2比特率的卷积编码以及4位尾比特。卷积编码产生每一个182语音参数比特中的2比特和每一个4尾比特中的2比特以及每一个三CRC比特中的2比特。每一20毫秒的语音帧的总共456比特由发射机在输出端111产生。其中，78比特为级II的非保护比特，378比特为由卷积编码107形成。输出的卷积编码的比特108和非保护比特109在多路复用器部分110被合并，其中多路复用器部分110的输出再现了来自20毫秒语音信号帧的456比特(步骤407)。比特流111的比特率为22.8kbit/s。
在接收机中，主要以逆序进行对所述操作的逆操作。图1b显示了现有技术的此接收机的例子。此接收机将要用作GSM系统的全速率语音信道接收机。接收的数据帧112，即456比特的比特流，被传送至比特重新排序部分113，在那里数据帧的信道编码部分114和信道非编码部分互相分离。信道编码部分被传送至信道解码器115，对信道编码部分的最先的解码在解码部分116中进行。在此步骤，如果差错数在差错校正码的差错校正能力之内，一些可能的错误比特可被校正。解码的数据帧117被传送至第二比特重新排序部分118，在那里比特的次序由语音编码器按照放置次序重新排列，即语音的最高有效比特被放在数据帧的左手侧。
随后，奇偶校验部分119对于奇偶校验内的各比特校验信道解码数据帧是否按次序排列。奇偶校验部分根据数据帧按次序(真)还是错误(假)，产生具有真(比如逻辑0状态)或假(比如逻辑1状态)值的选择信号120。此外，奇偶校验部分119将信道解码的数据帧传送至奇偶校验的第二输出端121，从那里数据帧被传输至第二多路复用器122的第一输入端。奇偶校验部分119的操作根据，比如所用的奇偶校验方法而定，这为本专业技员人员所知晓的技术。
接收的数据帧中的信道非编码或非保护部分123被传送至第二多路复用器122的第二输入端，其中第二多路复用器的输出端有语音参数帧125，它在正确的数据传输中响应由语音解码器101产生的语音参数帧102。语音参数帧125被从多路复用器的输出端传送至选择器126的第一输入端。合成部分124的输出被导入选择器126的第二输入端。由奇偶校验部分119产生的选择信号120被传输至选择器126的控制输入端；选择器126把第二多路复用器122的输出耦合到选择器126的输出端，如果选择信号120的值为真；或者，选择器126把第二多路复用器122的输出耦合到合成部分124的输出端，如果选择信号120的值为假。由选择器的输出端，语音参数帧或合成数据帧被传送至语音解码器127以产生语音信号128。
在上述的系统中，数据帧经过差错校正后，所有保护比特并不具有相等的比特差错可能性。以已知状态开始与结束的卷积码就是典型的这种状况。卷积编码数据帧的开始和结束的比特比位于数据帧中部的比特具较小的差错可能性。显然帧差错率不小于(好于)由差错校正保护的比特的最大(最差)差错率。结果是，如果在接收任意由差错校正保护的比特中探测到差错时，此数据帧就被整个舍弃，既使奇偶校验中较好的保护比特被正确接收。这样，当使用目前已知方法的情况下，差错校正效率降低。
卷积解码比特流(117)中的差错常常突发，即在很短的时间间隔接连出现几个差错，此后跟随着较长的无差错时期。差错的平均数仍可相当小。这可能导致舍弃整个数据帧，虽然包含突发差错的循环仅在由奇偶校验覆盖的保护比特的一小部分。
本发明的目的在于最大程度地消除上述缺陷，且对数据帧形式信息的传输提供有效的方法。本发明基于这样的想法：把被差错校正和奇偶校验覆盖的比特中差错率调整为基本上相等。本发明通过在传输阶段对至少部分被差错校正编码保护且用于产生差错检测数据的信息整形而降低(levelling out)至少所保护信息的一部分的差错率。本发明提供一种以数据帧形式传输信息的数据传输系统，它还包括用于降低一部分保护信息的差错率的装置。本发明的移动电台还包括用于降低(levelling out)至少一部分保护信息的差错率的装置。换句话说，本发明涉及对由差错校正覆盖的比特的差错校正能力，从较好的保护比特移向保护较弱的比特。这主要意味着虽然总的差错校正能力没有提高，帧差错可能性降低了。特别是在语音信号的传输中，帧差错率是最重要的因素之一。当帧差错率提高时，语音的可识性迅速下降。
本发明具有显著的优点。当使用按照本发明的编码时，平均帧差错可能性比使用目前已知方法更好。结果是，比如说特别是在干扰的情况下改善了语音的质量。在使用重新传输含有差错的数据帧的传输系统中，减少了重新传输的必要性，其中也减少了通信信道的不必要的负载，且改善了数据传输信道的性能。
下面将参考附图对本发明进行更详细的说明，附图中：
图1a为说明按照现有技术的语音编码的简化的方框图，
图1b为说明按照现有技术的语音解码的简化的方框图，
图2a为显示按照本发明的语音编码的最佳实施例的简化的方框图，
图2b为显示按照本发明的语音解码的最佳实施例的简化的方框图，
图2c为显示按照本发明的卷积编码器的最佳实施例的简化的方框图，
图3a显示按照现有技术编码的数据帧，
图3b显示按照本发明的最佳实施例编码的数据帧，
图4为显示按照现有技术编码的简化的流程图，而
图5为显示按照本发明的最佳实施例编码的简化的流程图。
图2a为显示用于GSM移动通信系统中语音信号传输且本发明可在其中最佳应用的装置的简化的方框图。此装置为，比如说，移动电台的语音信道的发射机。以下，将参考图5的流程图和图2a的装置，对按照本发明的方法的操作加以描述。用于此例的差错校正编码为卷积编码，而差错校验编码为奇偶计算(CRC)。需要指出此描述中给出的数值仅为举例，本发明也可应用于涉及差错校正编码和差错校验编码的其他数据传输系统。
以此方式，语音信号被转换成将被传送至语音编码器201的20毫秒的语音帧200。每一20毫秒的语音帧，语音编码器201产生组成语音参数帧202的260语音参数比特(步骤501)。对每一参数，比特按照重要性的降序排列，即最高有效比特在此最佳实施例中比较低有效比特更靠近数据帧开始部分。在按照本明的数据传输系统中，将用于差错检测编码的数据帧的保护部分的比特的差错率没有显著的差异；随后，这些比特不必按照重要性的次序排列。这样，有可能利用在语音编码器201传出的语音参数帧202中比特的次序。
此外，所述比特被比成三组：第一组包括将在以后步骤由信道编码保护且以其为基础产生比如奇偶校验比特的50个最高有效比特，第二组包括将不用于奇偶校验比特但由信道编码的132比特，及第三组将在数据传输中传输而不由信道编码保护的78比特。
比特分组部分203将语音参数比特按照相应于本说明中上述关于现有技术装置的操作的描述的方法分为两不同的级。级I的主观上最高有效的182比特被导入差错校正和检测的编码部分205和206，但对级II的78比特则根本不加保护。三个奇偶校验位在奇偶生成部分205由级I的50个最高有效位计算(步骤503)。
在图5的流程图中，步骤501至503相应于按照上述的现有技术的过程，换句话说，为语音参数帧的形成(步骤501)、将比特分成三组(步骤502)及奇偶校验位的产生(步骤503)。亦于图2a中，所述装置的部分201和203基本上相应于图2a的部分101和103，只是在比特分组部分203不需要把将用于差错检测编码的比特按重要性的次序排列，其中比特分组部分203可较现有技术装置的比特分组部分103简单。另一方面，比特可以较大的整体排列，比如语音参数的次序在数据帧中可以改变。
接着(步骤504)，组1和组2的比特组合成将被信道编码的数据帧，但以比特的位置不按重要性次序改变的方式。这样所述比特的次序与以上在步骤501中形成的数据帧中一样。奇偶校验位也被置于被保护部分，现紧随信息比特之后。此外，4个尾比特被加于将要信道进行编码的数据帧的末尾(步骤505)。在本实施例中，信道编码应用具有1/3速率码的信道编码器206(步骤506)，其中除两生成多项式外，需要第三生成多项式，如下所述。由于1/3卷积编码器产生包括567比特而非378比(＝3*(50+3+132+4))的数据帧207，在形成将要传输至数据传输信道的数据帧之前，一些卷积编码比特必需消除。去除多余比特的操作在整形部分208中进行(步骤507)，其操作将在以下说明中与对信道编码器的操作的描述一同更具体地加以描述。
显而易见本发明不只限于1/3速率码的卷积编码，其他速率码也可使用。本发明也适用于这样的系统，在这系统中，将被传输至以差错编码保护的数据传输信道的数据帧的一部分被利用卷积编码而不是1/2速率码进行编码。
将被传输至数据传输信道的数据帧212在多路复用器211中产生(步骤508)，删除一些比特，把卷积编码的数据帧与未经信道编码的待传输的第三组210的78比特组合。这样，此方法可用于降低(level out)被保护的比特的比特差错率，其中更正确数据传输的可能性提高，或者帧差错率降低。
图3b显示不同比特数据帧212的比特差错率。字母M表示中等保护且由差错校正信息覆盖的比特，而字母N表示最弱保护、不用于产生差错校验信息的比特。同样图3b显示了说明每一比特比特差错率的曲线。所述曲线显示在数据帧的哪部分保护较好，及在哪部分保护较弱。
图2c为显示信道编码器206的简化的方框图。输入端IN与第一移位寄存器D1的输入端连接及与加法器SUM1、SUM2、SUM3的第一输入端连接。第一移位寄存器D1的输出端连接到第二移位寄存器D2的输入端、第二加法器SUM2的输入端和第三加法器SUM3的第二输入端。第二移位寄存器D2的输出端连接到第三移位寄存器D3的输入端和第三加法器SUM3的第三输入端。第三移位寄存器D3的输出端连接到第四移位寄存器D4的输入端、第一加法器SUM1第二输入端和第二加法器SUM2的第三输入端。此外，第四移位寄存器D4的输出端连接于第一加法器SUM1的第三输出端、第二加法器的第四输入端和第三加法器SUM3的第四输入端。第一加法器的输出端OUT1、第二加法器的输出端OUT2和第三加法器的输出端OUT3被连接到选择器MUX的输入端，其中选择器MUX的输出形成信道编码器206的输出端OUT。第一加法器SUM1的状态取决于按照公式a(D)(1+D3+D4)的输入端IN的状态，其中a(D)表示将传输至输入端IN的信息，而(1+D3+D4)为第一生成多项式G1。按照相应的方式，第二加法器的输出的状态取决于按照公式a(D)(1+D+D3+D4)的输入端IN的状态，其中(1+D+D3+D4)为第二生成多项式G2。在按照本发明的信道编码中，最好也使用第三生成多项式G3，比如为(1+D+D2+D4)，即第三加法器的输出状态取决于按照公式a(D)(1+D+D2+D4)输入端IN的状态。在生产多项式G1、G2、G3中，下标D表示在时刻t-1输入端IN的状态(＝第一移位寄存器D1的输出端的状态)，D2表示在时刻t-2输入端IN的状态(＝第二移位寄存器D2的输出端的状态)，D3表示在时刻t-3输入端IN的状态(＝第三移位寄存器D3的输出端的状态)，而D4表示在时刻t-4输入端IN的状态(＝第四移位寄存器D4的输出端的状态)。当在加法器SUM1、SUM2、SUM3的输入中有奇数个状态1时，加法器SUM1、SUM2、SUM3的输出端处在状态1。在其他情况下，加法器SUM1、SUM2、SUM3的输出端处在状态0。
所以，信道编码器为一种状态设备，其中信道编码器的输入端不仅受那时将要编码的比特的影响，也受某些以前编码的比特状态的影响。
此外，图2c的方框图显示了定时电路CLK，比如，用于将各移位寄存器D1、D2、D3、D4的输入端的信息传输到移位寄存器D1、D2、D3、D4的输出端，以及用于产生控制信号SEL1、SEL2，以此方法选择器MUX把选择器MUX的第一、第二或第三输入端的信号、即第一加法器SUM1、第二加法器SUM2或第三加法器SUM3的输出端状态选择到输出端OUT。例如当选择器的第一控制信号SEL1和第二控制信号SEL2为0状态，即选择信号SEL1、SEL2简化地表达为00状态，选择器MUX为第一加法器SUM1的状态。当选择器的第一控制信号SEL1为1状态，而第二控制信号SEL2为0状态，即SEL1、SEL2简化地表达为10状态，选择器MUX为第二加法器SUM2的状态。当选择器的第一控制信号SEL1为0状态，而第二控制信号SEL2为1状态，即SEL1、SEL2简化地表达为01状态，选择器MUX为第三加法器SUM3的状态。控制信号SEL1、SEL2是这样形成的，例如，按照这样的已知方式连接两个除二除法器DIV1、DIV2，即，最好把频率为移位寄存器D1、D2、D3、D4的触发信号K的频率的三倍的脉冲序列传送到第一除法器DIV1的输入端，第一除法器DIV1的输出端与第二除法器DIV2的输入端连接，每隔两个时钟脉冲后所述除法器被设为其初始状态。在图2的连接例子中，它以把定时电路CLK连接到选择器MUX的控制输入端及第一除法器DIV1的输入端的方法来实现。第二除法器DIV2的输出端与移位寄存器D1、D2、D3、D4的触发输入端连接。定时也可通过本专业技术人员已知的其他方法来实现，比如利用微处理器的应用程序。
信道编码器206的操作利用数据帧a(D)为例进一步加以说明，其信息为比特序列0101，而尾比特串为0000，其中0表示逻辑0状态，而1表示逻辑1状态。在实际应用中，逻辑0状态最常为约0伏的电压值，而逻辑1状态约为相应方式的操作电压，比如3.3伏。所述比特序列从左到右按次序显现，所以第一比特为0。信息a(D)被传输至信道编码器206的输入端IN。这样，第一加法器的输出端OUT1为0状态，而其他加法器的输出端OUT2、OUT3也为0状态，假设移位寄存器D1、D2、D3、D4初始在0状态。在选择信号SEL1、SEL2的00状态、10状态和01状态期间，选择器MUX的输出为0状态，其中比特序列000产生于信道编码器206的输出端。下一个输入比特为1，且移位寄存器D1、D2、D3、D4为0状态，其中每个加法器的输出端OUT1、OUT2、OUT3为1状态。这样，在选择信号SEL的不同状态期间，选择器MUX的输出端为1状态，其中比特序列111产生于信道编码器206的输出端。下一个输入比特为0，第一移位寄存器D1为1状态，而第二D2、第三D3和第四移位寄存器D4为0状态。这样比特序列011产生于信道编码器206的输出端。第四比特为1，第一移位寄存器D1为0状态，第二移位寄存器D2为1状态，第三移位寄存器D3为0状态，而第二移们寄存器D4为0状态。这样比特序列110产生于信道编码器206的输出端。连同尾部比特，输出端有比特序列101110110110。尾部的意思这里是，比如连最后信息比特也已通过信道编码器的移位寄存器D1、D2、D3、D4。为达到这一步，信道编码器的移位寄存器D1、D2、D2、D4在最后信息比特后至少进行四步，其中尾部的长度至少为4。所以，在此例中数据帧a(D)01010000被编码为比特序列000111011110101110110110。
在如上所述具有1/3速率码的卷积编码器中，这样对每一输入比特产生三个输出比特。然而，将要传输至数据传输信道的数据帧的长度，按照现有技术的编码应当相同；所以，将由卷积编码形成的一些比特，在数据帧被传输至数据传输信道之前必需去除。一种选择方法示于表1，其中数字1表示在数据帧中包括所述比特，而数字0应当表示舍弃所述比特。数字被分成三组，其中第一组数字表示第一加法器SUM1的输出，第二组数字表示第二加法器SUM2的输出，而第三组数字表示第三加法器SUM3的输出。在此例中，有189组，即182+3+4(182比特将被保护，3个奇偶校验比特由将被保护的50个最高有效比特计算，及4个尾比特)。比如在第一组的4中，只选择第一加法器SUM1输出，在以下五组选择第一加法器SUM1和第二加法器SUM2的输出，在第十组，选择所有三个加法器SUM1、SUM2、SUM3的输出，等等。在表中数字1的个数为378，其中最后结果给出与用于GSM系统语音信号传输的按照现有方法编码的数据帧长度相同的数据帧。在此例中，所述表按照数字1的个数、即所包含的比特的个数、在始端大于末端的方式形成。结果是，差错校正能力在数据帧的始端好于末端。
表1
    1     2     3     4     5     6
    1     1，0，0，     1，0，0，     1，0，0，     1，0，0，     1，1，0，     1，1，0，
    2     1，1，0，     1，1，0，     1，1，0，     1，1，1，     1，1，0，     1，1，0，
    3     1，1，0，     1，1，0，     1，1，0，     1，1，1，     1，1，0，     1，1，0，
    4     1，1，0，     1，1，0，     1，1，0，     1，1，0，     1，1，0，     1，1，0，
5 1，1，0， 1，1，0， 1，1，0， 1，1，1， 1，1，0， 1，1，0，
6 1，1，0， 1，1，0， 1，1，0， 1，1，1， 1，1，0， 1，1，0，
    7     1，1，0，     1，1，0，     1，1，0，     1，1，0，     1，1，0，     1，1，0，
    8     1，1，0，     1，1，0，     1，1，0，     1，1，1，     1，1，0，     1，1，0，
    9     1，1，0，     1，1，0，     1，1，0，     1，1，1，     1，1，0，     1，1，0，
    10     1，1，0，     1，1，0，     1，1，0，     1，1，0，     1，1，0，     1，1，0，
    11     1，1，0，     1，1，0，     1，1，0，     1，1，1，     1，1，0，     1，1，0，
    12     1，1，0，     1，1，0，     1，1，0，     1，1，1，     1，1，0，     1，1，0，
    13     1，1，0，     1，1，0，     1，1，0，     1，1，0，     1，1，0，     1，1，0，
    14     1，1，0，     1，1，0，     1，1，0，     1，1，1，     1，1，0，     1，1，0，
    15     1，1，0，     1，1，0，     1，1，0，     1，1，0，     1，1，0，     1，1，0，
    16     1，1，0，     1，1，0，     1，1，0，     1，1，0，     1，1，0，     1，1，0，
    17     1，1，0，     1，1，0，     1，1，0，     1，1，0，     1，1，0，     1，1，0，
    18     1，1，0，     1，1，0，     1，1，0，     1，1，0，     1，1，0，     1，1，0，
    19     1，1，0，     1，1，0，     1，1，0，     1，1，0，     1，1，0，     1，1，0，
    20     1，1，0，     1，1，0，     1，1，0，     1，1，0，     1，1，0，     1，1，0，
    21     1，1，0，     1，1，0，     1，1，0，     1，1，0，     1，1，0，     1，1，0，
    22     1，1，0，     1，1，0，     1，1，0，     1，1，0，     1，1，0，     1，1，0，
    23     1，1，0，     1，1，0，     1，1，0，     1，1，0，     1，1，0，     1，1，0，
    24     1，1，0，     1，1，0，     1，1，0，     1，1，0，     1，1，0，     1，1，0，
    25     1，1，0，     1，1，0，     1，1，0，     1，1，0，     1，1，0，     1，1，0，
    26     1，1，0，     1，1，0，     1，1，0，     1，1，0，     1，1，0，     1，1，0，
    27     1，1，0，     1，1，0，     1，1，0，     1，1，0，     1，1，0，     1，1，0，
    28     1，1，0，     1，1，0，     1，1，0，     1，1，0，     1，1，0，     1，1，0，
    29     1，1，0，     1，1，0，     1，1，0，     1，1，0，     1，1，0，     1，1，0，
    30     1，1，0，     1，1，0，     1，1，0，     1，1，0，     1，1，0，     1，1，0，
    31     1，1，0，     1，1，0，     1，1，0，     1，1，0，     1，0，0，     1，0，0，
    32     1，0，0，     1，0，0，     1，0，0
在数据帧中，待传输的比特的选择可由，比如说，把多路复用器的输出信号OUT导入选择部分231，其中，在三个组中进行选择，选择三个值、加法器的输出端OUT1、OUT2、OUT3中被包括在将传输的数据帧中的值。在选择部分231中，可以在，比如说，只读存储器(ROM)中编译所述表，或者完成其中对选择规则编程的程序。ROM表可以这样来实现，比如三个中的每一组按其自己的地址存放，其中一个比特相应于组中的一个数字，比如比特0相应于组中的第一个数字，比特1相应于组中的第二个数字，而比特2相应于组中的第三个数字。ROM电路通常有8比特的宽度，即具有8位长度的字节可被存储于一个地址。这样，在本实施例中，所有的只读存储器至少要有567字节的存储器空间。此表的读取由微处理器先进地控制，微处理器的应用软件包括读取和比较表的上述操作，它为本专业的技术人员所知。
在接收机中，主要以逆序进行上述操作的逆操作。图2b显示按照本发明的先进实施例的此接收机的实例。接收机倾向于为GSM系统的全速率语音信道接收机，而它在功能上基本上相应于图1b的接收机。接收机为，比如，移动电台的语音信道接收机。图2b的接收机的操作将在以下加以说明。
接收的数据帧213，即456比特的比特序列，被输送到比特分组部分214，其中在数据帧中信道编码部分215和信道解码部分225相互分离。信道编码部分被输送到信道解码器219，在那里，相应于在传输阶段在整形部分208中被去除比特的比特被加到重新整形分部216的信道编码部分。在接收机中不知道所述被去除比特的值，但这可通过，比如，将比特的值设置为对于解码器为中性的0.5而替代。
重新整形分部216包括与整形部分208中的表内容相似的表，其中重新整形部分216知道在哪些点丢失的比特必需加上。所述表也可在接收机中基于比如ROM表而实现。
这样，解码部分218将对由重新整形部分216重组的数据帧217进行解码，即对已将丢失的比特加到其上的信道编码部分解码。在此阶段，有可能校正一些可能的数据传输差错，如果差错数在差错校正码的差错校正能力之内。在解码数据帧220中，比特次序相应于语音编码的放置次序，即，语音的最高有效比特在数据帧的左侧。这样，不像在按照现有技述的装置中需要比特重组。
此后，奇偶校验部分221校验信道编码数据帧220是否按照由奇偶校验覆盖的比特的次序。奇偶校验部分产生选择信号22，其值为真(比如逻辑0状态)或假(比如逻辑1状态)。此外，奇偶校验部分221将信道解码数据帧传输至奇偶校验部分的第二输出端223，由此数据帧被传送到第二多路复用器224的第一输入端。
把接收的数据帧的未信道编码的或非保护部分225传送到第二多路复用器224的第二输入端，其中第二多路复用器的输出包括语音参数帧227，这样，正确数据传输中的语音参数帧相应于由语音编码器201形成的语音参数帧202。由多路复用器的输出的语音参数帧227被导入选择器228的第一输入端。合成部分226的输出信号被输送到选择器228的第二输入端。由奇偶校验部分221产生的选择信号222被引导到选择器228的控制输入端，如果选择信号222的值为真，则选择器228把第二多路复用器224的输出端连接到选择器228的输出端，如果选择信号222的值为假，则选择器228把合成部分226的输出端连接到选择器228的输出端。根据选择器的输出，语音参数帧或合成数据帧被导入语音解码器229，以形成语音信号230。
在按照本发明的方法中，将由差错校正编码保护且用于差错校正的比特被优先放置在数据帧的开始或末尾。最好紧靠近于那些比特的附近放置差错检测信息，如在步骤503产生的奇偶校验比特。此排列将减少在开始或末尾的突出差错使整个数据帧无法使用的可能性。大量的最高有效比特可以被校正，其中有可能用它们产生几乎相应于原始数据的数据帧。
虽然以上结合GSM移动通信系统的全速率语音信道描述了本发明，但是，本发明不仅限于上述实施例，且它可在后附权利要求的范围内加以修改。将本发明应用于以下的数据传输系统是有益的：其中，所要传输的数据帧要进行差错校正编码，在整个数据帧中比特差错率不均匀，以及所要传输的部分信息用于形成差错检测信息。

Claims (11)

1.降低在数据传输系统中以数据帧形式传输的信息的帧差错率的方法，其中，
-所要传输的信息被分成数据帧(102、202)，
-数据帧(102、202)补充以利用部分所要传送的信息而产生的差错检测数据，
-通过差错校正编码(107、206)保护至少部分将用于产生差错检测数据的信息，由此获得差错校正编码数据帧(111、212)，其中至少某些部分有不同的差错率(BER)，以及
-所述差错校正编码数据帧(111、212)在数据传输信道中从发射机传送至接收机，
其特征在于通过在传输阶段对至少部分被差错校正编码保护且用于产生差错检测数据的信息整形而降低至少所保护信息的一部分的差错率。
2.权利要求1的方法，其中所要传输的信息为二进制形式，其特征在于在所述信息部分(207)的各比特的差错率在传输阶段被调整到基本上相等。
3.权利要求1或2的方法，其中所要传输的信息为二进制形式，数据帧(102、202)由比特组成，其特征在于在整形期间，差错校正编码数据帧(207)中的一些比特被除去。
4.权利要求3的方法，其特征在于所述差错校正编码为卷积编码，而差错检测编码为奇偶校验编码(CRC)。
5.权利要求4的方法，其特征在于所述卷积编码为1/3卷积编码，并且，在整形期间所述卷积编码数据帧的三分之一被除去。
6.权利要求4或5的方法，其特征在于将用于产生差错检测数据的信息部分(207)放置在将要传输至数据传输信道的数据信息帧中(212)的保护信息部分的开始或末尾。
7.权利要求2至6中任一项的方法，其特征在于包括那些将被用于差错检测编码的、通过差错校正编码而被保护的比特的数据帧部分的比特的相互次序可自由放置于数据帧的所述部分，与所述比特相互的重要性次序无关。
8.其中信息以数据帧形式传输的数据传输系统，所述数据传输系统包括：
-用于将所要传输信息分布于数据帧(102、202)的装置(101、201)，
-用于将差错检测数据加入数据帧(102、202)的装置(105、205)，和
-用于利用差错校正编码保护将用于产生差错检测数据的至少一部分信息、以实现编码数据帧的差错校正(108、207)的装置(107、206)，在所述数据帧中至少某些部分具有不同的差错率(BER)，
其特征在于所述数据传输系统还包括用于降低至少一部分被保护的信息的差错率的装置(208)。
9.权利要求8的数据传输系统，其特征在于用于降低至少一部分被保护的信息的差错率的装置(208)包括用于在传输阶段对至少部分利用差错校正编码保护且用于产生差错检测数据的信息部分(207)整形的装置(208)。
10.权利要求8或9的数据传输系统，其特征在于所述数据传输系统为GSM移动通信系统，而所要传输的信息为语音信道信息。
11.移动电台包括：
-将所要传输的信息分为数据帧(102、202)的装置(101、201)，
-将差错校正数据加入数据帧(102、202)的装置(105、205)，以及
-利用差错校正编码保护将用于产生差错检测数据的至少一部分信息、以实现编码数据帧的差错校正(108、207)的装置(107、206)，在所述数据帧中至少某些部分具有不同的差错率(BER)，
其特征在于移动电台还包括用于降低至少一部分被保护的信息的差错率的装置(208)。
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