CN1311932A - 具有自适应信道编码器和解码器的传输系统 - Google Patents

具有自适应信道编码器和解码器的传输系统 Download PDF

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Abstract

在从接收机(6)经传输信道(10)耦合到发射机(4)的传输系统中。发射机(4)由从信源码元得到已编码码元的信道编码器(14)组成。接收机(6)由从通过传输信道(10)接收到信号得到重建信源码元的信道解码器组成(28)。依照本发明,发射机(4)由一个用于信道编码器到接收机(6)之间具有编码和发射编码特性的单独的编码器构成。接收机(6)接收从传输介质传输的已编码的编码特性,单独的信道解码器(26)用于对已编码的编码特性解码。将由单独信道编码器提供的编码特性输入信道解码器(28)中的设置装置(27)对信道解码器(28)的编码特性进行设置。

Description

具有自适应信道编码器和解码器的传输系统
本发明涉及一种从接收机经传输信道耦合到发射机的传输系统，该系统中发射机由按照编码特性将信源码元编码为已编码码元的信道编码器组成。接收机由从通过传输信道接收到的编码码元中得到重建信源码元的信源解码器组成。该传输系统还包括得到传输质量测量的传输特性测定装置以及将编码特性设置到由传输质量测量决定的一个值的编码特性设置装置。
本发明也涉及到用在这种传输系统中的发射机和接收机。本发明还涉及到一种传输方法。
所述传输系统可应用于信道特性变化多端的传输信道中。为了能通过这样的传输信道进行实际无差错传输，在发射机中按照具有纠错能力的纠错码信道编码器对信源码元进行编码。在接收机中通过信道解码器重建信源码元。有用的代码包括卷积码和诸如Reed-Solomon码的各种类型的分组码。同时，卷积码和分组码也常常组合使用。
信源码元数和该代码的信道码元数之间的比值称为码率。该代码的纠错能力主要取决于码率。在传输质量变化很大的传输信道中选择已用信道码率在较差信道条件下得到实际无差错传输。在传输质量很高时这将导致有效传输容量的丢失。
为了防止这样的传输容量的丢失，根据所述的传输质量，所述传输系统能够设置至少一个编码特性例如信道编码器的速率。如果用一个维特比解码器作为信道解码器，则可从用于维特比解码器的可能性测量中得到传输质量测量。
例如可以由每单位时间检测的传输差错数构成其他质量测量。
本发明要解决的问题是如何得到可靠的质量测量，无论在快速变化的信道特性或是在快速变化的编码特性中。
为了解决此问题，根据本发明的传输系统其特征在于该传输系统包括一个得到已滤波传输质量测量的滤波器，该传输系统还包括在变化的编码特性中将滤波器设置到一个预定的初始状态的滤波器初始化装置。
通过运用滤波器得到滤波质量测量，可以获得适合作为决定编码特性的基础的平均质量测量。为了减少在编码特性改变时滤波器中的瞬时现象，滤波器被设定到预定的初始状态。
本发明的一个实施例其特征在于所述初始状态与用于变化的编码特性的典型质量测量相对应。
当编码特性改变时，传输质量对应于所述典型值时，通过将滤波器的初始化状态设置为一个值，可以保证在滤波器中无瞬时现象发生。
本发明的另一个实施例其特征在于接收机包括向发射机传输质量测量的传输装置，发射机包括用来获取已滤波质量测量的发射机滤波器，和根据已滤波质量测量采用编码特性设置装置设置编码特性。
通过经返回链路将质量测量传输到发射机，可以将滤波器安装在发射机中。值得注意的是，滤波器安装在发射机或是接收机中都是可能的。接收机用于经返回链路将(预)滤波质量测量传输到发射机，对(预)滤波信号执行另一个滤波操作。发射机不但包括用于移动通信的基站，也可以包括移动站。
现在参照附图解释本发明。
图1表示根据本发明的传输系统。
图2表示用于根据图1所示的传输系统的帧结构。
图3表示根据发明用于滤波质量测量的滤波器。
图4表示提供用于本发明中的质量测量的维特比解码器的第一格构图。
图5表示提供用于本发明中的质量测量的维特比解码器的第二格构图。
图6表示实现维特比解码器的程序处理器的程序的流程图。
根据图1的传输系统，包括三个重要的单元TRAU(代码转换和速率自适应单元)2，BTS(基站收发站)4和移动站6。TRAU 2经A-二度接口8与BTS 4耦合。BTS 4经空中接口10与移动单元6耦合。
传输到移动单元6在此作为主信号的语音信号，应用于语音编码器12。携带着已编码的语音信号的语音编码器12的第一输出，也即是作为信源码元，经A-二度接口8耦合到信道编码器14。携带着背景噪声电平指示值BD的语音编码器12的第二输出，耦合到系统控制器16的输入。携带着编码特性的系统控制器16的第一输出，也即是下行链路速率分配信号RD，耦合到语音编码器12，同时经A-二度接口耦合到信道编码器14中的编码质量设置装置15和在此为分组编码器18的另一个信道编码器中。携带着上行链路速率分配信号RU的系统控制器16的第二输出，耦合到信道编码器14。在两个连续帧中一比特一比特地传输二比特速率分配信号RU。速率分配信号RD和RU构成一个请求以便操作下行链路和上行链路传输系统中的分别由RD和RU表示的编码特性。
值得注意的是由编码特性序列装置13能返回传输到移动站6的RD的值。在分组编码器18信道编码器14和语音编码器13上，编码特性序列装置能阻止由速率分配信号RU表示的编码特性预定序列。这个预定序列用于将附加信息转送到移动站6而不需要传输帧中的额外空间。使用一个以上的编码特性的预定序列是可能的。每一个编码特性的预定序列对应一个不同的辅助信号值。
系统控制器16从A-二度接口接收指示上行链路和下行链路的空中接口10(无线信道)的质量的质量测量QU和QD。质量测量QU与门限电平相比，系统控制器16运用其比较结果将上行链路中的语音编码器36和信道编码器38之间的可用信道容量分开。随后将由低通滤波器22滤波的信号QD与门限电平相比。运用其比较结果将语音编码器12和信道编码器14之间的可用信道容量分开。对于上行链路和下行链路来说语音编码器12的信道容量和信道编码器14的信道容量之间的分割的四个不同组合都是可能的。这些可能的组合表示在下表中。
    Rx  R语音(kbit/s)     R信道 R总(kbit/s)
    0     5.5     1/4     22.8
    1     8.1     3/8     22.8
    2     9.3     3/7     22.8
    3     11.1     1/2     22.8
    0     5.5     1/2     11.4
    1     7.0     5/8     11.4
    2     8.1     3/4     11.4
    3     9.3     6/7     11.4
表1
从表1可以看出随着信道质量的增加分配到语音编码器12的比特率和信道编码器的速率也增加。在较好的信道条件下信道编码器用较低的比特率也能提供所需的传输质量(帧差错率)是可能的。为了得到较好的语音质量将保存在信道编码器的较大速率中的比特率分配到语音编码器12中进行利用。值得注意的是在此编码特性是指信道编码器14的速率。根据系统控制器16提供的编码特性，采用编码特性设置装置15设置信道编码器14的速率。
在恶劣的信道条件下为了能够提供所需传输质量，信道编码器需要有一个较低的速率。信道编码器是一个可变速率的卷积编码器，它增加8比特CRC对语音编码器的输出比特编码。使用有不同基本速率的不同卷积码或者使用具有固定基本速率的卷积码的击穿可以得到可变速率。使用这两种方法的组合更好。
在下面表示的图2中表示的是在图1中给出的卷积码的特性。所有这些卷积码中v的值等于5。
Pol/速率 1/2  1/4  3/4  3/7  3/8  5/8  6/7
 G1=43  000002
 G2=45  003  00020
 G3=47  001  301  01000
 G4=51  4  00002  101000
 G5=53  202
 G6=55  3
 G7=57     2  020  230
 G8=61  002
 G9=65     1  110  022  02000  000001
 G10=66
 G11=67  2  000010
 G12=71  001
 G13=73  010
 G14=75  110  100  10000  000100
 G15=77  1  00111  010000
表2
在表2中值G表示发生器多项式。发生器多项式G(n)按照如下定义：
G1(D)=g0g1·D…gn-1·Dn-1gn·Dn    (A)
在(1)中是一个模二加。i是序列g0,g1,…gv-1,gv的八进制表示法。
对每一个不同码元来说，用在其中的发生器多项式由相应芯片中的一个数来确定。这个相应芯片中的数确定信源码元中的哪一个，将处理相应的发生器多项式。而且所述数字确定在信源码元序列中从所述多项式中得到的已编码码元的位置。每个数字确定一个从所确定的发生器多项式中得到的信道码元在信道码元序列中的位置。利用发生器多项式57和65可以得到速率为1/2的码元。对于每一个信源码元首先传输根据多项式65计算出的信道码元，其次传输根据多项式57计算出的信道码元。类似的在表3中定义了一种为得到1/4速率码元而用来确定信道码元的多项式。其他的码元是击穿卷积码。如果表中的数字等于0，则它表示相应的发生器多项式不适用于所述的个别信源码元。从表2中可以看出一些发生器多项式不是对每一个信源码元都适用。值得注意的是因为输入码元序列分别比1,3,5或6长，在表中数字序列是周期性连续的。
表1中值得注意的是给出了完全速率信道中和半速率信道中语音编码器12的比特率值和信道编码器14的速率值。系统操作器将决定使用哪个信道，该决定将通过带宽控制信道的输出装置向TRAU2,BTS4和移动站6发出信号。该带宽控制信号由一个单独的控制信道16发送。同时也将信号RU应用到信道编码器14。
分组编码器18表示对向移动站6传输的所选速率RD进行编码。在一个单独的编码器中对速率RD编码有两个原因。第一个原因是在对应于所述速率的已编码数据到达在具有一个新速率RD的移动站中的信道解码器28前，必须先通知信道解码器28。第二个原因是这样做可以将值RD更好地保护在信道编码器14中可能出现的传输差错之外。为了更好地提高已编码的RD值的差错纠正特性，将码字分成两部分并在分开的帧中进行传输。这种码字分解允许选择较长的码字，从而提高差错纠正特性。
如果使用完全速率信道则按照16比特码字的分组码字进行编码的RD用两个比特表示成已编码的编码特性，分组编码器18对编码特性RD编码。如果使用半速率信道，则用一个8比特码字的分组码字对编码特性编码。所用的码字表示在下面的表3和表4中。
RD[1] RD[2]     C0     C1     C2     C3     C4     C5     C6     C7
    0     0     0     0     0     0     0     0     0     0
    0     1     0     0     1     1     1     1     0     1
    1     0     1     1     0     1     0     0     1     1
    1     1     1     1     1     0     1     1     1     0
表3：半速率信道
RD[1]  RD[2] C0  C1  C2  C3  C4  C5  C6  C7 C8  C9  C10  C11 C12  C13 C14  C15
    0     0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0
    0     1  0  0  1  1  1  1  0  1  0  0  1  1  1  1  0  1
    1     0  1  1  0  1  0  0  1  1  1  1  0  1  0  0  1  1
    1     1  1  1  1  0  1  1  1  0  1  1  1  0  1  1  1  0
表4：完全速率信道
从表3和表4可以看出通过对用于半速率信道的码字进行重复就可以得到用于完全速率信道的码字，从而提高差错纠正特性。在半速率信道中，码元C0到C3在第一帧中传输，比特C4至C7在后续帧中传输。在完全速率信道中，码元C0至C7都在第一帧中传输，同时比特C8至C15在后续帧中传输。
信道编码器14和分组编码器18的输出通过空中接口10时分复用地传输。当然利用CDMA通过空中接口10传输多个信号也是可能的。在移动站6，从空中接口10接收到的信号应用到信道解码器28和在此为分组解码器26的另一个信道解码器中。用分组解码器26得到从用码字C0…CN表示的已编码的编码特性中解码后的RD比特表示的编码特性。其中，在半速率信道中N为7，在完全速率中N为15。
分组编码器26是用于计算四种可能的码字和它的输入信号之间的相关性。因为码字分别在两个连续帧中部分地传输，所以计算在两个通路中进行。当对应码字第一部分的输入信号已经接收到后，计算并储存可能码字的第一部分和输入值之间的相关值。在连续帧中，当对应码字第二部分的输入信号已经接收到后，计算可能码字的第二部分和输入值之间的相关值并将此相关值加到先前已存储的相关值上，从而得到最终的计算值。选择与总的输入信号中具有最大相关值的码字相对应的RD值来作为表示编码特性的已接收码字，同时输入到分组解码器26的输出。分组解码器26的输出与信道解码器28中的特性设置装置的控制输入相连，还和对应于信号RD将信道解码器28的速率和语音解码器30的比特率设置到一个值的语音解码器30的控制输入相连。
信道解码器28对其输入信号解码，并在第一输出提供已编码语音信号到语音解码器30的输入上。
信道解码器28在第二输出提供指示一帧中非正确接收的BFI信号(坏帧指示)。该BFI信号可由通过在信道解码器28的卷积解码器中解码得出的部分信号计算出的校验和得到。也可由已计算出的校验和与从空中接口10中接收到的校验和的值比较得到。
采用语音解码器30从信道解码器20的输出信号中得到语音编码器12的语音信号的复制信号。假使从信道解码器28接收到一个BFI信号，则用语音解码器30从基于相应于前一帧的先前所接收到的参数得到语音信号。如果连续帧大多数都被指示为坏帧，则用语音解码器30减弱其输出信号。
信道解码器28在第三输出提供已解码信号RU。信号RU表示编码特性，在此即是上行链路的比特率设置。每帧中信号RU包括1比特(RQI比特)。在变形器34中从连续帧接收到的两比特组合为用两比特表示的上行链路的比特率设置RU。用于上行链路的该比特设置RU按照表1选择各种可能性中的一种，并作为语音编码器36的控制输入，信道编码器38的控制输入以及在此为分组编码器40的另一个信道编码器的输入。如果信道解码器20通过发一BFI信号发出一个坏帧信号，则因为已编码信号RU被认为是不可靠的而不能用来设置上行链路的速率。
信道解码器28在第四输出提供一个质量测量MMDd。当信道解码器用维特比解码器时可以容易地获得该测量MMD。根据第一顺序滤波器在处理单元32中对该质量测量滤波。在处理单元32中的滤波器的输出信号可写为：
MMD’[n]=(1-α)·MMD[n]+α·MMD’[n-1]    (B)
当信道解码器28的比特率设置对应于RD的改变值而改变后，则MMD’[n-1]的值将相对最新设置的比特率和特定上行链路的信道特性的长时间平均值而设置到一个特定的值。这样做减少了在比特率的不同值之间切换时的瞬时现象。
滤波器的输出信号用两比特量化为质量指示QD。质量指示QD用在信道编码器38的第二输入。在每两帧中传输一次2比特的质量指示QD其中每帧中一比特。
应用在移动站6的语音编码器36中的语音信号编码后输入信道编码器38。信道编码器38在其输入比特外计算出一个CRC值，并将该CRC值加到其输入比特中，然后按照从表1中由信号RU’选择出的卷积码对输入信号和CRC值的组合进行编码。
分组编码器40对按照半速率信道的表3中或按照完全速率信道的表4中用两比特表示的信号RU进行编码。在这里一帧中仅仅传输半个码字。
信道编码器38和移动站6中的分组编码器40的输出信号经空中接口10传输到BTS4。在BTS4中，在此为分组解码器42的另一个信道解码器对分组编码信号进行解码。分组解码器26的操作和分组解码器42的操作相同。在分组解码器42的输出中一个由信号RU"表示的已解码的编码特性是有用的。该已解码的信号RU"应用于信道解码器44中的编码特性设置装置的控制输入，同时它经A-二度接口输入到语音解码器48的控制输入。
在BTS4中，经空中接口10接收到的来自信道编码器38的信号应用于信道解码器44。信道解码器44对其输入信号解码，然后经A-二度接口8将已解码信号输入到TRAU2。信道解码器44提供一个质量测量MMDu来表示到处理单元46的上行链路的传输质量。处理单元46执行一个类似于在处理单元32和22处执行的滤波器操作。随后经A-二度接口8将滤波器操作的结果量化为两比特并传输到TRAU2。
在系统控制器16中，判定单元20从质量测量QU确定适用于上行链路比特率设置。在正常环境下，随着信道质量的增加分配到语音编码器的信道容量的部分也会增加。在每两帧中以速率RU传输一次。
从信道解码器44接收的信号QD’输入到系统控制器16的处理单元22。在处理单元22中，将表示在两个连续帧中接收的QD’的比特进行组合，并用与处理单元32中的低通滤波器有类似特性的第一顺序低通滤波器将信号QD’滤波。
将已滤波的信号QD’与取决于下行链路速率RD的实际值的两个门限值进行比较。如果已滤波的信号QD’低于所述的门限值的最低值时，对速率RD来说信号质量太低，则处理单元将切换速率使速率比现在的速率降低一级。如果已滤波的信号QD’高于所述的门限值的最高值时，对速率RD来说信号质量太高，则处理单元将切换速率使速率比现在的速率升高一级。关于下行链路速率RD的判定和上行链路速率RU是类似的。
同样，在正常环境下，随着信道质量的增加分配到语音编码器的信道容量部分也会增加。在特殊环境下，信号RD也可以用来向移动站传输再组合信号。运用计算法则该再组合信号可以指示出例如语音编码/解码的不同和或信道编码/解码的不同。用RD信号的特殊预定序列可对该再组合信号编码。在移动站中转义序列解码器31可以识别该RD信号的特殊预定序列，这样当检测到一个预定(溢出)序列时就可以送出一个再组合信号到效应装置。溢出序列解码器30包括一个向RD的瞬时值提供时钟的移位寄存器。当接收到一个溢出序列时，通过比较移位寄存器中的内容和预定序列就可以很容易的检测接收到的是哪个可能的溢出序列。
表示已编码的语音信号的信道解码器44的输出信号经A-二度接口传输给TRAU 2。在TRAU 2中，已编码语音信号应用于语音解码器48。在信道解码器44的输出中确定CRC差错检测的信号BFI，经A-二度接口8输向语音解码器48。采用语音解码器36从信道解码器44的输出信号中得到语音编码器36的语音信号的复制信号。与通过语音解码器30的操作相类似，采用语音解码器48基于相应于前一帧的先前所接收的信号得到语音信号。如果连续帧大多数都被指示为坏帧，则语音解码器48执行超前差错隐藏过程。
图2表示用在根据本发明的传输系统的帧格式。语音编码器12或36提供一组被保护在传输差错之外的C-比特流60，同时提供一组不一定能保证被保护在传输差错之外的U-比特流64。另一个序列包括U-比特流。如上所述为了发信号的目的判定单元20和处理单元32每帧提供一比特RQI 62。
上面的比特组合应用于在RQI比特和C-比特流上首先计算出CRC的信道编码器14或38中，然后在C-比特流60和RQI比特62之后附加上8个CRC比特。U-比特流不包括CRC比特的计算值。按照卷积码将C-比特流60、RQI比特62和CRC比特的组合体66编码为编码序列70。已编码码元包括已编码序列70。U-比特流保持不变。
在组合体66中的比特数取决于卷积编码器的速率和所用信道的类型，表示在表5中为：
#比特/速率 1/2  1/4  3/4  3/7  3/8  5/8  6/7
完全速率 217  109  189  165
半速率 105  159  125  174
表5
根据表3或表4，取决于所用的传输容量(半速率或完全速率)，将表示编码特性的两个RA比特编码在描述已编码的编码特性的码字74中，该编码在两帧中仅仅执行一次。码字74分成76和78两部分在当前帧和连续帧中传输。
按照图3所示在滤波器34,22中，输入信号加到将定义滤波器的时间常量(1-α)和输入信号相乘的乘法器164。乘法器164的输出与加法器166的第一输入相连。加法器166的输出与选择器167的第一输入相连。在正常操作情况下，选择器167将加法器166的输出信号输入量化器174的输入和延迟单元170的输入。延迟单元170的输出与乘法器172的的输入相连。乘法器172将延迟单元170的输出信号和系数α相乘。乘法器172的输出与加法器166的第二输入相连。
乘法器164，加法器166，延迟单元170以及乘法器172组成了一个具有DC传输功能和具有时间常数α·D的低通滤波器。其中D为延迟单元170的延迟值。
按照本发明对应于变化编码特性可以将滤波器设置到一个预定状态。为了达到这个目的，由变化检测器162，存储器160和选择器168组成的滤波器初始化装置构成了滤波器22,34。变化检测器162通过将当前帧的Rx值和前一帧的Rx值进行比较来检测变化编码特性。如果两个值不同，则选择器168将活动起来对应于从存储器160到延迟单元170接收到的代替在先的Rx的新Rx值输入一个初始状态。从存储器160中读出的值取决于新的和在先的Rx值，该值等于用在处理单元22中的门限值中的一个。如果在先的Rx值表示较高的传输质量，则从存储器160中读出的值等于用在处理单元22中的较高的那个门限值。在需要的时候这样做能够迅速切换回到原始状态。
在下表中表示出了在先的Rx值，当前的RA值和滤波器的初始状态之间的联系。
在先的Rx值     当前的Rx值 滤波器的初始状态
    1     0 门限值0
    0     1 门限值1(低)
    2     1 门限值1(高)
    1     2 门限值2(低)
    3     2 门限值2(高)
    2     3 门限值3
表6
值得注意的是当前Rx值为0或2是只用一个门限值，因为从那个状态只可能有一个切换方向。
图3所示为一个用在从信道码元序列中确定信源码元序列的信道解码器28和29的格构图例子。假设用卷积信道编码器对信源码元进行编码。
在卷积编码器中，移位寄存器向信源码元序列提供长为ν的时钟。卷积编码器的状态由移位寄存器的内容决定。如果采用二进制的卷积编码器，则卷积编码器的可能状态数等于2ν。通过模二运算将在移位寄存器的不同抽头的各种可用码元组合就可得到信道码元。
信道解码器用来估计在解码器中的编码过程中当前的状态序列。该估计通过在一个似然性测量的基础上确定候选状态序列来完成。该估计也被作为路径量度。路径量度是从信道信号和所述的候选状态序列中确定。候选序列数等于信道编码器中的状态数。
在解码过程开始时，每一个候选序列由2ν个不同状态之一组成。所有状态的似然性测量设置到一个相同的值。在对应于信道编码器的初始状态接收到信道信号之后，候选序列扩展构成了扩展候选序列。每个扩展候选序列由附加了一个可能的新状态的原始候选序列组成。对于每个新状态，相对于原始状态和新状态之间的跳变可从信道信号和信道码元确定的支路量度和原始状态的路径量度计算出通向所述新状态的所有路径的路径度量。
当保持唯一的一条路径和唯一的一个通向新状态的最好路径的路径量度后解码步骤终止。
根据图4的格构图描述的信道解码器中，一直进行解码直到格构被扩展N次，在此N为信源码元数。此时，具有最大路径量度的状态用来作为搜索在先状态的返回跟踪操作的开始点，在此就是在状态序列(t=ν)的νth扩展中的状态204。从图4的格构图可以看出t≤ν的路径是重合在一起的。为了随后使用将状态204存储起来。在t=N的状态之后，解码一直进行直到t=N+ν。在t=N+ν处，选择状态206作为相当于在t=N处时存储的在先状态204的状态。在状态206处选择最好的路径，在每次跳变中该路径可以跟踪回状态204以确定信源码元。值得注意的是信源比特不能在正确的顺序中找到，但是它们被有规则的移位ν个码元。通过将它们移位回来ν个码元，就可以恢复正确的顺序了。
最好将为了搜索在先的状态204而进行的返回跟踪推迟，直到状态序列已经扩展到t=N+ν。在t=N+ν时，选择具有最大路径量度的状态并用它作为搜索t=ν处的在先状态204的返回跟踪操作的开始点。随后选择状态206作为用来确定信源码元序列的最终的状态。
在图5中表示了一个有微小改动的解码器的格构图。它与图4的格构图仅仅是在t＞N时有所不同。在已选择了t=N处最可能的状态并且搜索在先状态204的返回跟踪完成后，解码器将使格构图在状态206结束。由于状态208和210不能通向状态206，所以状态208和210就不再包括在格构图中了。同样的原因，状态212,214,216的路径量度也就不能确定了。
按照图6的流程图，已编号的码组的含义如下。编号 名称            含义220 I:=0             信源码元指针和信道码元索引初始化
J:=0222 I==N？           I的值与N比较224 J:=0             信道码元索引复位为0226 去收缩           进行一个去收缩操作和对信道码元索引进行修正
j:=j+f(i)228 支路量度计算     计算新支路量度230 i＞mmdstart&I＜m 检查在预定范围内是否有信源码元指针
mdstop232 有MMD计算的ACS   执行包括确定最小量度距离的加法比较选择操作234 无MMD计算的ACS   执行ACS操作236 存储残存量       存储从ACS操作得到的残存量238 I:=i+1           信源码元指针增加240 I=N+ε？         信源码元指针和N+ε比较242 搜索最好状态     选择最好状态244 从s_max到s_0     执行搜索在先状态的返回跟踪操作
返回跟踪N级246 s_0=s_max？       将选择的状态和在先状态进行比较248 从带有s_max设     将选择的状态和在先状态进行比较
置的s_max到s_0    使状态s_max等于状态s_0并执行搜索在先状态
返回跟踪N级       的返回跟踪操作250 输出信源码元和    在输出有效产生信源码元和MMD
MMD
在如图5所示的流程图的程序中，假设按照信道码元周期对信道信号进行抽样，并将信道码元抽样存储起来以备后用。另外值得注意的是可以运用收缩卷积码。在收缩卷积码编码器中，在预定位置的信道码元被简单删除。在对应的解码器中，信道信号值设置为零。
在指令220中信源码元指针i和信道码元索引j被设置为0值。在指令222中，将信源码元指针i和N相比较。如果i等于N，长度为N的状态序列就确定了，同时所有的信道信号抽样已经用过一次。为了扩大编码过程，不得不再次使用第一次的信道信号抽样。第一次的信道信号抽样通过将信道码元索引重置为0来得到。在指令226中确定即将使用的信道信号码元和将执行分支量度计算的下一个信道信号码元。如果使用收缩卷积码，则对应于无传输信道码元而将信道信号码元设置为零值。
在指令228中计算支路量度。相对于先前状态和新状态的每一种可能的组合，都可从表中读出对应的信道码元。通过计算信道信号抽样值和从表中读出的信道码元之间的相关性可以确定出对应于所述的先前状态和新状态的组合的支路量度。值得注意的是由于理想的信道信号抽样值为+a和-a，所以在相关值的计算中，用-1表示码元值为0，+1表示码元值为1。对应去收缩码元将信道信号抽样设置为0，表示清除。
在指令230中检查在mmdstart到mmdstop的范围内是否存在信源码元指针。Mmdstart和mmdstop的值在确定了质量测量的格构图中确定一个范围。如果i值在这个范围之外，则程序将继续进行到指令234执行加法比较选择操作。
对于每一个新状态，都要计算在所述的新状态结束的所有路径的路径量度。通过将在指令234中计算出的支路量度加到对应的先前状态的状态度量上来完成该计算。随后比较在所述的新状态结束的各不同路径的路径量度，选择具有最大路径量度的路径。而放弃其他的路径。如果从1/n基本码中得到二进制卷积码，则在每个新状态中只有两条路径终止。在每一新状态都执行这加法比较选择操作。
在指令232中执行和指令234中同样的操作，只是现在另外还要计算MMD值。量度差值(MD)表示在新状态结束的竞争路径的两个路径量度的差值。一条路径的MMD值就是在所述路径上的量度差值的最小值。最终选定的路径MMD值就是对传输质量的一个好的测量。为了确定MMD而进行努力是很合适的。对每个状态的MMD保持跟踪只需要增加一个存储器。加法比较选择操作也需要进行计算。作为传输质量的测量的MMD有着广泛的可应用的用途。它的用途不仅仅局限于在此讨论的“尾比特”或“零尾端”代码。
在指令236中对残存的状态序列进行存储。通过对每个状态存储每个状态跳变的一个码元(在一个状态中结束的两个可能路径中的一个比特位)来完成该指令。这个码元唯一地确定了这个状态跳变。对应于所述的跳变，码元的值等于信源码元。
在指令238中信源码元指针增加为格构图的下一级处理作准备。
在指令240中，将信源码元指针i的值和N+ε的值比较。选择ε的值作为解码复杂度和解码质量的折衷量。实验中指出了一个合适的ε值等于ν。为了降低复杂度，最好让ε等于卷积码的卷积周期的倍数。在一个模拟系统中ε的值可以采用2ν到2ν+2之间的值。
如果i的值比N+ε小，则程序继续到指令222处理格构图中的下一级。否则程序将继续到指令242。在指令242中，选择具有最大路径量度的状态作为最好的最终状态。
在指令244中，执行搜索在先状态的一个返回追踪操作。这一指令通过在在先状态到达后对通过选定的路径的状态进行递归地重建来实现。这一应用组成了在选定路径存储的(信源)码元。这些沿着路径存储的码元被分散地存储。
在指令246中，将在指令242中选定的最好的最终状态和在指令144中搜索的在先状态进行比较。如果两个状态相同，则程序继续进行到指令250。如果两个状态不同，在指令248中，选择搜索到的在先状态作为最终状态，并执行一个直到在先状态的返回追踪以确定所有的信源码元。
在指令250中，将重建信源序列输入信源编码器的输出。该信源编码器具有与最后选定的最终状态联系的MMD值。

Claims (10)

1．一种从接收机经传输信道耦合到发射机的传输系统，该系统中发射机由按照编码特性将信源码元编码为已编码码元的信道编码器组成，接收机由从通过传输信道接收到的编码码元中得到重建信源码元的信源解码器组成，该传输系统还包括得到传输质量测量的传输特性测定装置以及将编码特性设置到由传输质量测量决定的一个值的编码特性设置装置，其特征在于该传输系统包括一个得到已滤波传输质量测量的滤波器，该传输系统还包括在变化的编码特性中将滤波器设置到一个预定的初始状态的滤波器初始化装置。
2．如权利要求1所述的传输系统，其特征在于所述初始状态与用于变化的编码特性的典型质量测量相对应。
3．如权利要求1或2所述的传输系统，其特征在于滤波器包括在接收机中出现的接收机滤波器。
4．如权利要求1,2或3所述的传输系统，其特征在于所述接收机包括向发射机传输质量测量的传输装置，发射机包括用来获取已滤波质量测量的发射机滤波器，和根据已滤波质量测量采用编码特性设置装置设置编码特性。
5．如权利要求1,2,3或4所述的传输系统，其特征在于采用滤波器初始化装置将滤波器相对于根据已滤波质量测量对编码特性进行设置的一个门限值对应的设置到一个预定的初始状态。
6．发射机包括一个按照编码特性将信源码元编码为已编码码元的信道编码器，采用所述发射机传输已编码码元，发射机还包括用于将编码特性设置到由传输质量测量决定的一个值的编码特性设置装置，其特征在于采用发射机接收质量测量，发射机包括一个用来从已接收质量测量得到已滤波传输质量测量的滤波器，发射机包括在变化编码特性下将滤波器设置到一个预定的初始状态的滤波器初始化装置。
7．接收机包括一个按照编码特性从已编码码元中得到重建信源码元的信源解码器。接收机还包括用来得到传输质量测量的传输质量确定装置，其特征在于接收机包括一个用来得到已滤波传输质量测量的滤波器，接收机包括在变化编码特性下将滤波器设置到一个预定的初始状态的滤波器初始化装置。
8．传输方法包括按照编码特性将信源码元编码为已编码码元并传输该已编码码元，从已编码码元中得出重建信源码元，得出传输质量测量，将滤波器设置到一个由传输质量测量决定的预定初始状态，其特征在于该方法还包括产生滤波的传输质量测量，并在变化编码特性下将滤波器设置到一个预定的初始状态。
9．由传输质量测量决定而被设置为一个值的编码特性而将信源码元编码为已编码码元并传输该已编码信源码元的方法，其特征在于该方法包括接收质量测量，从已接收质量测量中得到已滤波传输质量测量，在变化编码特性中将滤波器设置为一个预定的初始化状态。
10．从根据编码特性编码的码元中重建信源码元以及得出传输质量测量的方法，其特征在于得到传输质量测量的方法，在变化编码特性下将滤波器设置到一个预定的初始状态的方法。
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