способ определения скорости передачи данных (варианты) и устройство для его реализации (варианты)

Формула изобретения

1. Способ определения скорости передачи данных, при котором для каждого принимаемого фрейма данных выдвигают m гипотез о скорости передачи данных и формируют для каждой из гипотез фрейм демодулированных символов, заключающийся в том, что для каждой из m гипотез, где m1, выполняют декодирование фрейма демодулированных символов, образуя декодированные символы данных фрейма, и формируют k метрик качества данных, где k1, таким образом, чтобы одна из метрик качества данных представляла собой оценку качества демодулированных символов, которую считают решающей величиной, формируют обобщенную метрику качества данных для каждой из гипотез, используя метрики качества данных этой гипотезы, среди всех гипотез выбирают гипотезу с минимальным значением решающей величины, сравнивают значение минимальной решающей величины с заданным значением порога и по результатам сравнения принимают решение: если значение минимальной решающей величины не превышает заданное значение порога, то выполняют проверку качества декодированных символов данных для выбранной гипотезы, используя соответствующую обобщенную метрику качества данных, и формируют решение о скорости передачи данных и качестве декодированных символов данных фрейма, в противоположном случае, используя метрики качества данных всех m гипотез, осуществляют коррекцию обобщенных метрик качества данных, выполняют проверку скорректированных обобщенных метрик качества данных и по результатам проверки принимают решение: если все скорректированные обобщенные метрики качества данных указывают на наличие ошибок в декодированных символах данных, то формируют решение о приеме фрейма с ошибками в декодированных символах данных, в противоположном случае, среди гипотез, скорректированные обобщенные метрики качества данных которых указывают на отсутствие ошибок в декодированных символах данных, выбирают гипотезу с минимальным значением решающей величины, выполняют дополнительную проверку качества декодированных символов данных для выбранной гипотезы, используя метрики качества данных всех m гипотез, и формируют решение о скорости передачи данных и качестве декодированных символов данных фрейма.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве решающей величины используют оценку вероятности ошибки символа.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительную проверку качества декодированных символов данных выполняют путем сравнения решающей величины для выбранной гипотезы с заданным значением порога, причем при превышении заданного значения порога считают, что декодированные символы данных содержат ошибки.

4. Способ определения скорости передачи данных, при котором для каждого принимаемого фрейма данных выдвигают m гипотез о скорости передачи данных и формируют для каждой из гипотез фрейм демодулированных символов, заключающийся в том, что для каждой из m гипотез, где m1, выполняют декодирование фрейма демодулированных символов, образуя декодированные символы данных фрейма, и формируют k метрик качества данных, где k1, таким образом, чтобы одна из метрик качества данных представляла собой оценку качества демодулированных символов, которую считают решающей величиной, формируют обобщенную метрику качества данных для каждой из гипотез, используя метрики качества данных этой гипотезы, среди всех гипотез выбирают гипотезу с максимальным значением решающей величины, сравнивают значение максимальной решающей величины с заданным значением порога и по результатам сравнения принимают решение: если значение максимальной решающей величины превышает заданное значение порога, то выполняют проверку качества декодированных символов данных для выбранной гипотезы, используя соответствующую обобщенную метрику качества данных, и формируют решение о скорости передачи данных и качестве декодированных символов данных фрейма, в противоположном случае, используя метрики качества данных всех m гипотез, осуществляют коррекцию обобщенных метрик качества данных, выполняют проверку скорректированных обобщенных метрик качества данных и по результатам проверки принимают решение: если все скорректированные обобщенные метрики качества данных указывают на наличие ошибок в декодированных символах данных, то формируют решение о приеме фрейма с ошибками в декодированных символах данных, в противоположном случае среди гипотез, скорректированные обобщенные метрики качества данных которых указывают на отсутствие ошибок в декодированных символах данных, выбирают гипотезу с максимальным значением решающей величины, выполняют дополнительную проверку качества декодированных символов данных для выбранной гипотезы, используя метрики качества данных всех m гипотез, и формируют решение о скорости передачи данных и качестве декодированных символов данных фрейма.

5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что в качестве решающей величины используют нормированную корреляционную метрику.

6. Способ по п.4, отличающийся тем, что дополнительную проверку качества декодированных символов данных выполняют путем сравнения решающей величины для выбранной гипотезы с заданным значением порога, причем, если решающая величина меньше заданного значения порога, считают, что декодированные символы данных содержат ошибки.

7. Способ по п. 1 или 4, отличающийся тем, что в качестве одной из k метрик качества данных используют результат проверки передаваемого в сигнале циклического избыточного кода.

8. Способ по п. 1 или 4, отличающийся тем, что в качестве одной из k метрик качества данных используют метрику качества Ямамото.

9. Способ по п.1 или 4, отличающийся тем, что в качестве решающей величины используют оценку, формируемую по метрикам выживших по окончании декодирования путей.

10. Способ по п.1 или 4, отличающийся тем, что для формирования обобщенной метрики качества данных для каждой гипотезы выполняют проверку CRC или YQM и сравнение с порогом решающей величины данной гипотезы, если результаты проверки и сравнения с порогом указывают на прием фрейма без ошибок в декодированных символах данных, то формируют обобщенную метрику качества данных, указывающую на отсутствие ошибок в декодированных символах данных, в противоположном случае формируют обобщенную метрику качества данных, указывающую на наличие ошибок в декодированных символах данных.

11. Способ по п.1 или 4, отличающийся тем, что обобщенные метрики качества данных формируют по метрике качества Ямамото и результату проверки циклического избыточного кода для данной гипотезы.

12. Способ по п.1 или 4, отличающийся тем, что обобщенные метрики качества данных корректируют посредством проверки значений всех или только части метрик качества m гипотез, определяя по результатам проверок ложные гипотезы и устанавливая для обобщенных метрик качества ложных гипотез значения, указывающие на наличие ошибок в декодированных символах данных.

13. Способ по п.1 или 4, отличающийся тем, что дополнительную проверку качества декодированных символов данных выполняют посредством определения значений всех или только части метрик качества m гипотез, указывающих на наличие ошибок в декодированных символах данных.

14. Устройство определения скорости передачи данных, содержащее блок декодирования и формирования метрик качества данных для гипотез о принимаемом сигнале, блок управления, блок формирования обобщенной метрики качества данных для каждой из гипотез, первый блок выбора гипотезы с минимальным значением решающей величины, блок сравнения с порогом, блок проверки обобщенной метрики качества данных для выбранной гипотезы, блок формирования решения, блок коррекции обобщенных метрик качества данных, блок проверки обобщенных метрик качества данных, второй блок выбора гипотезы с минимальным значением решающей величины и блок дополнительной проверки качества данных для выбранной гипотезы, при этом первый вход блока декодирования и формирования метрик качества данных для гипотез о принимаемом сигнале является информационным входом устройства, второй вход блока декодирования и формирования метрик качества данных для гипотез о принимаемом сигнале, первый вход блока управления, первый вход блока формирования обобщенной метрики качества данных для каждой из гипотез, первый вход блока сравнения с порогом, первый вход блока коррекции обобщенных метрик качества данных и первый вход блока дополнительной проверки качества данных для выбранной гипотезы объединены, образуя управляющий вход устройства, первый выход блока декодирования и формирования метрик качества данных для гипотез о принимаемом сигнале является первым выходом устройства, а второй выход его соединен со вторым входом блока формирования обобщенной метрики качества данных для каждой из гипотез, первым входом первого блока выбора гипотезы с минимальным значением решающей величины, вторым входом блока коррекции обобщенных метрик качества данных, первым входом второго блока выбора гипотезы с минимальным значением решающей величины и вторым входом блока дополнительной проверки качества данных для выбранной гипотезы, первый выход блока управления соединен с третьим входом блока формирования обобщенной метрики качества данных для каждой из гипотез, второй выход блока управления соединен со вторым входом первого блока выбора гипотезы с минимальным значением решающей величины, третий выход блока управления соединен с третьим входом блока коррекции обобщенных метрик качества данных, четвертый выход блока управления соединен со вторым входом второго блока выбора гипотезы с минимальным значением решающей величины, пятый выход блока управления соединен с третьим входом блока дополнительной проверки качества данных для выбранной гипотезы, выход блока формирования обобщенной метрики качества данных для каждой из гипотез соединен с первым входом блока проверки обобщенной метрики качества данных для выбранной гипотезы и четвертым входом блока коррекции обобщенных метрик качества данных, первый выход первого блока выбора гипотезы с минимальным значением решающей величины соединен со вторым входом блока проверки обобщенной метрики качества данных для выбранной гипотезы, второй выход первого блока выбора гипотезы с минимальным значением решающей величины соединен со вторым входом блока сравнения с порогом, выход которого соединен с третьим входом блока проверки обобщенной метрики качества данных для выбранной гипотезы и пятым входом блока коррекции обобщенных метрик качества данных, выход которого соединен с третьим входом второго блока выбора гипотезы с минимальным значением решающей величины и входом блока проверки обобщенных метрик качества данных, первый выход которого соединен с четвертым входом второго блока выбора гипотезы с минимальным значением решающей величины, второй выход блока проверки обобщенных метрик качества данных соединен со вторым входом блока формирования решения, первый вход которого соединен с выходом блока проверки обобщенной метрики качества данных для выбранной гипотезы, третий вход блока формирования решения соединен с выходом блока дополнительной проверки качества данных для выбранной гипотезы, четвертый вход которого соединен с выходом второго блока выбора гипотезы с минимальным значением решающей величины, выход блока формирования решения является вторым выходом устройства.

15. Устройство определения скорости передачи данных, содержащее блок декодирования и формирования метрик качества данных для гипотез о принимаемом сигнале, блок управления, блок формирования обобщенной метрики качества данных для каждой из гипотез, первый блок выбора гипотезы с максимальным значением решающей величины, блок сравнения с порогом, блок проверки обобщенной метрики качества данных для выбранной гипотезы, блок формирования решения, блок коррекции обобщенных метрик качества данных, блок проверки обобщенных метрик качества данных, второй блок выбора гипотезы с максимальным значением решающей величины и блок дополнительной проверки качества данных для выбранной гипотезы, при этом первый вход блока декодирования и формирования метрик качества данных для гипотез о принимаемом сигнале является информационным входом устройства, второй вход блока декодирования и формирования метрик качества данных для гипотез о принимаемом сигнале, первый вход блока управления, первый вход блока формирования обобщенной метрики качества данных для каждой из гипотез, первый вход блока сравнения с порогом, первый вход блока коррекции обобщенных метрик качества данных и первый вход блока дополнительной проверки качества данных для выбранной гипотезы объединены, образуя управляющий вход устройства, первый выход блока декодирования и формирования метрик качества данных для гипотез о принимаемом сигнале является первым выходом устройства, а второй выход его соединен со вторым входом блока формирования обобщенной метрики качества данных для каждой из гипотез, первым входом первого блока выбора гипотезы с максимальным значением решающей величины, вторым входом блока коррекции обобщенных метрик качества данных, первым входом второго блока выбора гипотезы с максимальным значением решающей величины и вторым входом блока дополнительной проверки качества данных для выбранной гипотезы, первый выход блока управления соединен с третьим входом блока формирования обобщенной метрики качества данных для каждой из гипотез, второй выход блока управления соединен со вторым входом первого блока выбора гипотезы с максимальным значением решающей величины, третий выход блока управления соединен с третьим входом блока коррекции обобщенных метрик качества данных, четвертый выход блока управления соединен со вторым входом второго блока выбора гипотезы с максимальным значением решающей величины, пятый выход блока управления соединен с третьим входом блока дополнительной проверки качества данных для выбранной гипотезы, выход блока формирования обобщенной метрики качества данных для каждой из гипотез соединен с первым входом блока проверки обобщенной метрики качества данных для выбранной гипотезы и четвертым входом блока коррекции обобщенных метрик качества данных, первый выход первого блока выбора гипотезы с максимальным значением решающей величины соединен со вторым входом блока проверки обобщенной метрики качества данных для выбранной гипотезы, второй выход первого блока выбора гипотезы с максимальным значением решающей величины соединен со вторым входом блока сравнения с порогом, выход которого соединен с третьим входом блока проверки обобщенной метрики качества данных для выбранной гипотезы и пятым входом блока коррекции обобщенных метрик качества данных, выход которого соединен с третьим входом второго блока выбора гипотезы с максимальным значением решающей величины и входом блока проверки обобщенных метрик качества данных, первый выход которого соединен с четвертым входом второго блока выбора гипотезы с максимальным значением решающей величины, второй выход блока проверки обобщенных метрик качества данных соединен со вторым входом блока формирования решения, первый вход которого соединен с выходом блока проверки обобщенной метрики качества данных для выбранной гипотезы, третий вход блока формирования решения соединен с выходом блока дополнительной проверки качества данных для выбранной гипотезы, четвертый вход которого соединен с выходом второго блока выбора гипотезы с максимальным значением решающей величины, выход блока формирования решения является вторым выходом устройства.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способу определения скорости передачи данных (варианты) и устройству для его реализации (варианты) в сотовой системе радиосвязи с кодовым разделением каналов и может быть использовано в системах связи, использующих вокодер с несколькими скоростями и кодирование каждой из скоростей, например, при помощи сверточных кодеров, блочных кодеров или турбокодеров, в частности по стандарту IS-95-B.

Стандартом IS-95-B (TIA/EIA IS-95-B "Mobile station - base station compatibility standard for dual-mode wideband spread spectrum cellular system", 17 July 1998) [1] предусмотрена возможность использования двух наборов скоростей (первый набор скоростей - Rate Set 1 и второй набор скоростей - Rate Set 2) для передачи данных в прямом и обратном каналах связи. Под данными (термин взят из стандарта IS-95-B) следует понимать информацию, т.е. сигнал в цифровой форме. Каждый из наборов состоит из четырех скоростей (т.к. используется четырехскоростной вокодер при передаче голосовых данных), различающихся количеством передаваемой за один фрейм (пакет) данных:

Rate Set 1: 9600 бит/с (скорость 1), 4800 бит/с (скорость), 2400 бит/с (скорость), 1200 бит/с (скорость 1/8);

Rate Set 2: 14400 бит/с (скорость 1), 7200 бит/с (скорость), 3600 бит/с (скорость), 1800 бит/с (скорость 1/8).

При формировании передаваемого сигнала для каждого фрейма данных выполняют кодирование передаваемых символов данных при помощи кодера (например, кодера Витерби), параметры которого соответствуют используемой скорости передачи данных, в результате чего формируются кодированные символы данных. Отметим, что в передаваемом фрейме может содержаться необходимая дополнительная информация, предусмотренная используемым стандартом системы связи, например сформированный по передаваемым символам данных циклический избыточный код.

После кодирования выполняют предусмотренные для передаваемой скорости используемым стандартом алгоритмы преобразования фрейма, например такие как алгоритмы повторения и/или выкалывания лишних символов (при необходимости), а так же алгоритмы перестановки (перемежения) символов во фрейме. Далее выполняется модуляция передаваемого фрейма и наложение расширяющих кодовых последовательностей на передаваемый сигнал.

При приеме сигнала для каждого принимаемого фрейма данных выполняется снятие расширяющих кодовых последовательностей и демодуляция принятого сигнала, в результате чего формируются демодулированные символы принимаемого сигнала, представляющие собой n разрядные величины (мягкие решения о принятых символах).

После этого необходимо сформировать фрейм демодулированных символов для используемой скорости передачи данных, для чего необходимо выполнить обратные операции преобразования фрейма, относительно использованных при формировании передаваемого сигнала (например, такие как обратные перестановки символов во фрейме, объединение повторяющихся символов и/или подстановка вместо непередававшихся (выколотых) символов нулей). Далее следует выполнить декодирование сформированного фрейма демодулированных символов для данной скорости передачи данных, например, при помощи декодера Витерби с параметрами, соответствующими использованной скорости передачи данных, для получения декодированных символов данных фрейма (переданных данных фрейма).

Скорость может изменяться от фрейма к фрейму, и на приемном конце априорно не известна. Кроме того, при возникновении ошибок в принятых символах данных фрейма дальнейшее использование такого фрейма считается недопустимым (обычно в этом случае принятые данные фрейма стираются). Поэтому при приеме фрейма необходимо решить две взаимосвязанные задачи: во-первых, проверить данные фрейма на наличие ошибок, и, во-вторых, определить на какой из возможных четырех скоростей велась передача данных, если фрейм принят без ошибок.

Наиболее распространенный подход к решению этой задачи, позволяющий достичь наилучших результатов, предполагает выдвижение нескольких гипотез о скорости передачи данных в принимаемом фрейме (обычно количество гипотез равно количеству скоростей в используемом наборе скоростей). Далее для каждой из гипотез формируют фрейм демодулированных символов (в соответствии с необходимой при приеме данной скорости последовательностью операций), выполняют декодирование фрейма демодулированных символов и формируют метрики (показатели) качества. По сформированным метрикам качества осуществляется выбор истинной гипотезы (скорости передачи данных) и проверка качества принятых данных фрейма (качества декодированных символов данных).

Известно изобретение, описанное в патенте США 5566206 "Method and apparatus for determining data rate of transmitted variable rate data in a communications receiver". Int. Cl.⁶ H 04 B 17/00 [2]. Данное техническое решение оптимизировано под прием первого из двух наборов скоростей (Rate Set 1), предусмотренных стандартом IS-95-B, и представляет собой последовательность логических проверок (алгоритм), каждая из которых может быть либо истинной либо ложной. В зависимости от результата проверки каждого условия осуществляется ветвление алгоритма и в конечном итоге выносится решение о скорости передачи данных в принятом фрейме и качестве данных фрейма.

Исходными данными для работы алгоритма являются следующие метрики качества принимаемых данных:

- оценки качества демодулированных символов фрейма для всех четырех гипотез о принимаемой скорости; в качестве таких оценок в [2] используют оценки вероятности ошибки символа на входе декодера Витерби (symbol error rate - SER);

- результаты проверки циклического избыточного кода (cyclic redundancy check - CRC), передаваемого в сигнале для скоростей 1, и CRC является индикатором качества фрейма согласно стандарту и при использовании набора скоростей Rate Set 1 передается только для данных двух скоростей;

- результаты проверки метрики качества Ямамото для скоростей и 1/8 (Yamamoto quality metric - YQM) (см. Hirosuke Yamamoto et al., "Viterbi decoding algorithm for convolutional codes with repeat request." IEEE Transactions on Information Theory, vol. IT-26, No 5, Sep. 1980, pp. 540-547) [3]; YQM формируется в процессе декодирования фрейма.

Для получения оценок SER каждой из гипотез выполняют следующую последовательность операций: декодируют демодулированные символы фрейма, образуя декодированные символы данных фрейма (декодированные данные фрейма), выполняют кодирование декодированных данных, и вычисляют отношение количества ошибок, возникающих в случае несовпадения жесткого решение о демодулированном символе с соответствующим символом, полученным кодированием декодированных данных (обратным кодированием), к общему количеству символов во фрейме.

Две последние метрики качества (CRC и YQM) представляют собой однобитовые величины, сигнализирующие (в предположении об истинности данной гипотезы) о приеме фрейма без ошибок (положительный результат проверки, обозначаемый "1") или о приеме фрейма с ошибками (отрицательный результат проверки, обозначаемый "0").

Решение формируют, последовательно проверяя гипотезы в порядке убывания достоверности соответствующих им CRC или YQM и отбрасывая по результатам проверки ложные гипотезы. Формирование решения о приеме той или иной скорости возможно только в том случае, если для данной гипотезы о принимаемой скорости получен положительный результат проверки соответствующей CRC или YQM и соответствующая ей оценка SER меньше заданного для данной гипотезы порогового значения. Если таких гипотез не существует, выносят решение о приеме фрейма с ошибками.

При использовании CRC и YQM возможно возникновение ситуаций, когда для нескольких гипотез одновременно будет получен положительный результат проверки данных метрик качества. В этом случае для определения истинной гипотезы используют полученные для них оценки SER, считая истинной гипотезу с меньшей оценкой. Если производится выбор одной из двух гипотез, для которых получены положительные результаты проверки YQM и равные значения оценок SER, считают, что такая ситуация логически не разрешима, и выносят решение о приеме фрейма с ошибками (стирании фрейма).

Недостатком этого изобретения является его низкая эффективность при приеме второго набора скоростей по стандарту IS-95-В. Второй набор скоростей предполагает передачу CRC для всех четырех скоростей. Данное решение не использует проверку CRC для скоростей и 1/8, в то время как использование YQM для данных двух скоростей не позволяет достичь потенциально возможных характеристик.

Другим известным техническим решением в данной области техники является изобретение по патенту США 5751725 "Method and apparatus for determining the rate of received data in a variable rate communications system". Int. Cl. G 06 F 11/00 [4]. Данное изобретение в отличие от рассмотренного выше технического решения оптимизировано под прием второго набора скоростей (Rate Set 2), предусмотренного стандартом IS-95-В. Исходными данными для работы алгоритма являются следующие метрики качества принимаемых данных: оценки SER и результаты проверки CRC для всех четырех гипотез, а также результат проверки YQM для скорости 1/8.

В данном решении первоначально проводится проверка CRC для всех четырех скоростей и по результатам проверки выбирается один из возможных вариантов дальнейшего анализа фрейма.

При положительном результате проверки только одной из четырех CRC выполняется анализ качества данных фрейма, соответствующих данной гипотезе, путем сравнения сформированных оценок SER (всех гипотез или только данной гипотезы) с пороговыми значениями, причем при проверке данных для скорости 1/8 величину порогов устанавливают в зависимости от результата проверки YQM для данной гипотезы. Если пороговые условия не выполняются, выносится решение о приеме фрейма с ошибками (фрейма, содержащего ошибки в декодированных символах данных).

При положительном результате проверки двух из четырех CRC для определения истинной гипотезы используют полученные для них оценки SER, считая истинной гипотезу с меньшей оценкой. Далее для истинной гипотезы выполняется оценка качества данных, аналогичная случаю положительного результата проверки только одной CRC.

Предлагаемый подход неработоспособен при приеме первого набора скоростей, поскольку предполагает передачу CRC для всех четырех скоростей, в то время как для Rate Set 1 не передаются CRC для скоростей и 1/8.

Еще одним известным техническим решением в этой области техники является изобретение по патенту ЕР 0884852 "Quality calculator for viterbi-decoded data using zerostate metrics". Int. Cl⁶ H 03 M 13/00 [5]. Предложенный подход использует следующую особенность формирования сигналов по стандарту IS-95-B. Для истинной гипотезы декодирование предаваемых в сигнале последних 8-ми нулевых бит (tail bits) приводит к тому, что все ветви на решетчатой диаграмме сходятся в одну вершину, соответствующую нулевому состоянию декодера Витерби. Сравнивая для всех четырех скоростей оценки качества демодулированных символов фрейма, представляющие собой в данном случае метрики нулевого состояния (метрики выживших путей, соответствующих нулевому состоянию декодера), выбирают наименьшее значение метрики нулевого состояния и определяют скорость передачи данных.

Недостатком этого технического решения является низкое качество используемых метрик, не позволяющее достаточно точно определять скорость передачи данных и фреймов данных, принятых с ошибками (несмотря на универсальность способа, он работает одинаково неэффективно при приеме любого из наборов скоростей).

Известны другие технические решения по определению скорости передачи данных (см., например, патенты США 5878098 "Method and apparatus for rate determination in a communication system", Int.Cl⁶. H 04 L 27/00 [6] и 5796757 "Method and apparatus for performing rate determination with a variable rate viterbi decoder". Int. Cl.⁶ H 03 M 13/12 [7]. Эти технические решения основаны на последовательной проверке гипотез, начиная со скорости 1 и заканчивая скоростью 1/8, до обнаружения гипотезы, метрики качества данных которой удовлетворяют заданным пороговым условиям.

В патенте [6] в качестве решающих величин используют: оценки CRC для скоростей 1 и оценки качества демодулированных символов фрейма для каждой из гипотез, представляющие собой в данном случае оценки лучших выживших путей в конечном состоянии декодера Витерби, формируемые по соответствующим метрикам выживших путей, и оценку SER для скорости 1/8.

В патенте [7] решающими величинами являются оценки CRC для скоростей 1 и оценки YQM для скоростей и 1/8, а также шесть классифицирующих функций, формируемых в виде взвешенных разностей метрик выживших путей для всех четырех гипотез (оценок качества демодулированных символов фрейма).

Так же, как и изобретение [2], технические решения [6] и [7] не используют проверку CRC для скоростей и 1/8, что существенно снижает точность определения скорости передачи данных и фреймов данных, принятых с ошибками при приеме второго набора скоростей.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому изобретению является решение, описанное в WO 99/08425 "Method and apparatus for determining the rate of received data in a variable rate communications system". Int. Cl.⁶ H 04 L 25/02 [8]. Данное изобретение оптимизировано под прием второго набора скоростей. Исходными данными для работы способа и устройства (соответствующего им алгоритма) являются следующие метрики качества принимаемых данных: результаты проверки CRC и YQM для всех четырех гипотез, а также оценки качества демодулированных символов фрейма каждой из гипотез, представляющие собой в данном изобретении нормированные корреляционные метрики.

Формирование нормированных корреляционных метрик осуществляется с использованием демодулированных символов фрейма принимаемого сигнала и символов, получаемых путем кодирования декодированных данных каждой из гипотез. В описании к патенту [8] приведены различные варианты формирования нормированных корреляционных метрик. Например, один из вариантов предполагает определение демодулированных символов, для которых жесткое решение о демодулированном символе не совпадает с соответствующим символом, полученным кодированием декодированных данных, и вычисление отношения разности модулей мягких решений таких символов к общему количеству символов во фрейме (данная величина представляет собой величину, инверсную по знаку так называемой мягкой оценке SER).

Устройство-прототип (фиг.2 описания к патенту) содержит блоки 220, 230, 240, 236, 248, 232 и 234, которые осуществляют декодирование и формирование метрик качества для гипотез о принимаемом сигнале, и блок 250 (назван "Rate Selector" - блок выбора скорости), осуществляющий выбор скорости передачи данных.

Алгоритм предусматривает циклически повторяющуюся последовательность действий. В начале выбирается наибольшая из четырех нормированная корреляционная метрика и определяется, какой из гипотез о принимаемой скорости она принадлежит. После этого проверяется CRC для данной гипотезы и, если проверка дает положительный результат, то работа устройства останавливается и данную гипотезу считают истинной. В противном случае данная гипотеза считается ложной и далее не рассматривается. После этого алгоритм повторяют снова для следующей наибольшей нормированной корреляционной метрики. Устройство работает до тех пор, пока не будет обнаружена гипотеза, имеющая положительный результат проверки CRC, или не будут проверены все возможные гипотезы.

Еще один вариант определения скорости в соответствии с этим алгоритмом включает в себя в дополнение к описанным выше операциям проверку YQM после выполнения проверки CRC для подтверждения качества принятых данных фрейма в соответствии с данной гипотезой. Вместо YQM также может быть использовано сравнение с порогом разницы между метрикой лучшего выжившего пути по окончании декодирования Витерби и метрикой ближайшего к нему пути.

Так же, как и изобретение [4], данное техническое решение предполагает передачу CRC для всех четырех скоростей, что делает его неработоспособным при приеме Rate Set 1, где не передаются CRC для скоростей и 1/8.

Задача, на решение которой направлены заявляемые изобретения, - это создание универсального способа определения скорости передачи данных для всех используемых наборов скоростей и устройства для его реализации, позволяющих точно определять скорость передачи данных в прямом и обратном каналах связи и фреймы данных, принятые с ошибками.

Поставленная задача решена путем создания группы изобретений - способ определения скорости передачи данных (варианты) и устройство для его реализации (варианты), которые выполнены в едином изобретательском замысле и позволяют при реализации получить эквивалентный технический эффект.

Согласно заявляемому изобретению способ определения скорости передачи данных (по первому варианту), при котором для каждого принимаемого фрейма данных выдвигают m гипотез о скорости передачи данных и формируют для каждой из гипотез фрейм демодулированных символов, заключается в том, что:

для каждой из m гипотез, где m1, выполняют декодирование фрейма демодулированных символов, образуя декодированные символы данных фрейма, и формируют k метрик качества данных, где kl, таким образом, чтобы одна из метрик качества данных представляла собой оценку качества демодулированных символов, которую считают решающей величиной;

формируют обобщенную метрику качества данных для каждой из гипотез, используя метрики качества данных этой гипотезы;

среди всех гипотез выбирают гипотезу с минимальным значением решающей величины, сравнивают значение минимальной решающей величины с заданным значением порога и по результатам сравнения принимают решение:

если значение минимальной решающей величины не превышает заданное значение порога, то выполняют проверку качества декодированных символов данных для выбранной гипотезы, используя соответствующую обобщенную метрику качества данных, и формируют решение о скорости передачи данных и качестве декодированных символов данных фрейма;

в противоположном случае, используя метрики качества данных всех m гипотез, осуществляют коррекцию обобщенных метрик качества данных;

выполняют проверку скорректированных обобщенных метрик качества данных и по результатам проверки принимают решение:

если все скорректированные обобщенные метрики качества данных указывают на наличие ошибок в декодированных символах данных, то формируют решение о приеме фрейма с ошибками в декодированных символах данных;

в противоположном случае среди гипотез, скорректированные обобщенные метрики качества данных которых указывают на отсутствие ошибок в декодированных символах данных, выбирают гипотезу с минимальным значением решающей величины;

выполняют дополнительную проверку качества декодированных символов данных для выбранной гипотезы, используя метрики качества данных всех m гипотез, и формируют решение о скорости передачи данных и качестве декодированных символов данных фрейма.

Причем в заявляемом способе по первому варианту, например:

в качестве одной из k метрик качества данных используют результат проверки передаваемого в сигнале циклического избыточного кода;

в качестве одной из k метрик качества данных используют метрику качества Ямамото;

в качестве решающей величины используют оценку вероятности ошибки символа;

в качестве решающей величины используют оценку, формируемую по метрикам выживших по окончании декодирования путей;

для формирования обобщенной метрики качества данных для каждой гипотезы выполняют проверку CRC или YQM и сравнение с порогом решающей величины данной гипотезы, если результаты проверки и сравнения с порогом указывают на прием фрейма без ошибок в декодированных символах данных, то формируют обобщенную метрику качества данных, указывающую на отсутствие ошибок в декодированных символах данных, в противоположном случае формируют обобщенную метрику качества данных, указывающую на наличие ошибок в декодированных символах данных;

обобщенные метрики качества данных формируют по метрике качества Ямамото и результату проверки циклического избыточного кода для данной гипотезы;

обобщенные метрики качества данных корректируют посредством проверки значений всех или только части метрик качества m гипотез, определяя по результатам проверок ложные гипотезы и устанавливая для обобщенных метрик качества ложных гипотез значения, указывающие на наличие ошибок в декодированных символах данных;

дополнительную проверку качества декодированных символов данных выполняют путем сравнения решающей величины для выбранной гипотезы с заданным значением порога, причем при превышении заданного значения порога считают, что декодированные символы данных содержат ошибки;

дополнительную проверку качества декодированных символов данных выполняют посредством определения значений всех или только части метрик качества m гипотез, указывающих на наличие ошибок в декодированных символах данных.

Согласно заявляемому изобретению способ определения скорости передачи данных (по второму варианту), при котором для каждого принимаемого фрейма данных выдвигают m гипотез о скорости передачи данных и формируют для каждой из гипотез фрейм демодулированных символов, заключается в том, что:

для каждой из m гипотез, где m1, выполняют декодирование фрейма демодулированных символов, образуя декодированные символы данных фрейма, и формируют k метрик качества данных, где kl таким образом, чтобы одна из метрик качества данных представляла собой оценку качества демодулированных символов, которую считают решающей величиной,

формируют обобщенную метрику качества данных для каждой из гипотез, используя метрики качества данных этой гипотезы;

среди всех гипотез выбирают гипотезу с максимальным значением решающей величины, сравнивают значение максимальной решающей величины с заданным значением порога и по результатам сравнения принимают решение:

если значение максимальной оценки качества демодулированных символов превышает заданное значение порога, то выполняют проверку качества декодированных символов данных для выбранной гипотезы, используя соответствующую обобщенную метрику качества данных, и формируют решение о скорости передачи данных и качестве декодированных символов данных фрейма;

в противоположном случае используя метрики качества данных всех m гипотез, осуществляют коррекцию обобщенных метрик качества данных;

выполняют проверку скорректированных обобщенных метрик качества данных и по результатам проверки принимают решение:

если все скорректированные обобщенные метрики качества данных указывают на наличие ошибок в декодированных символах данных, то формируют решение о приеме фрейма с ошибками в декодированных символах данных;

в противоположном случае среди гипотез, скорректированные обобщенные метрики качества данных которых указывают на отсутствие ошибок в декодированных символах данных, выбирают гипотезу с максимальным значением решающей величины;

выполняют дополнительную проверку качества декодированных символов данных для выбранной гипотезы, используя метрики качества данных всех m гипотез, и формируют решение о скорости передачи данных и качестве декодированных символов данных фрейма.

Причем в заявляемом способе по второму варианту, например:

в качестве одной из k метрик качества данных используют результат проверки передаваемого в сигнале циклического избыточного кода;

в качестве одной из k метрик качества данных используют метрику качества Ямамото;

в качестве решающей величины используют нормированную корреляционную метрику;

в качестве решающей величины используют оценку, формируемую по метрикам выживших по окончании декодирования путей;

для формирования обобщенной метрики качества данных для каждой гипотезы выполняют проверку CRC или YQM и сравнение с порогом решающей величины данной гипотезы, если результаты проверки и сравнения с порогом указывают на прием фрейма без ошибок в декодированных символах данных, то формируют обобщенную метрику качества данных указывающую на отсутствие ошибок в декодированных символах данных, в противоположном случае формируют обобщенную метрику качества данных, указывающую на наличие ошибок в декодированных символах данных;

обобщенные метрики качества данных формируют по метрике качества Ямамото и результату проверки циклического избыточного кода для данной гипотезы;

обобщенные метрики качества данных корректируют посредством проверки значений всех или только части метрик качества m гипотез, определяя по результатам проверок ложные гипотезы и устанавливая для обобщенных метрик качества ложных гипотез значения, указывающие на наличие ошибок в декодированных символах данных;

дополнительную проверку качества декодированных символов данных выполняют путем сравнения решающей величины для выбранной гипотезы с заданным значением порога, причем, если решающая величина меньше заданного значения порога, считают, что декодированные символы данных содержат ошибки;

дополнительную проверку качества декодированных символов данных выполняют посредством определения значений всех или только части метрик качества m гипотез, указывающих на наличие ошибок в декодированных символах данных.

Согласно заявляемому изобретению устройство определения скорости передачи данных для реализации заявляемого способа (по первому варианту) содержит блок декодирования и формирования метрик качества данных для гипотез о принимаемом сигнале, блок управления, блок формирования обобщенной метрики качества данных для каждой из гипотез, первый блок выбора гипотезы с минимальным значением решающей величины, блок сравнения с порогом, блок проверки обобщенной метрики качества данных для выбранной гипотезы, блок формирования решения, блок коррекции обобщенных метрик качества данных, блок проверки обобщенных метрик качества данных, второй блок выбора гипотезы с минимальным значением решающей величины и блок дополнительной проверки качества данных для выбранной гипотезы, при этом первый вход блока декодирования и формирования метрик качества данных для гипотез о принимаемом сигнале является информационным входом устройства, второй вход блока декодирования и формирования метрик качества данных для гипотез о принимаемом сигнале, первый вход блока управления, первый вход блока формирования обобщенной метрики качества данных для каждой из гипотез, первый вход блока сравнения с порогом, первый вход блока коррекции обобщенных метрик качества данных и первый вход блока дополнительной проверки качества данных для выбранной гипотезы объединены, образуя управляющий вход устройства, первый выход блока декодирования и формирования метрик качества данных для гипотез о принимаемом сигнале является первым выходом устройства, а второй выход его соединен со вторым входом блока формирования обобщенной метрики качества данных для каждой из гипотез, первым входом первого блока выбора гипотезы с минимальным значением решающей величины, вторым входом блока коррекции обобщенных метрик качества данных, первым входом второго блока выбора гипотезы с минимальным значением решающей величины и вторым входом блока дополнительной проверки качества данных для выбранной гипотезы, первый выход блока управления соединен с третьим входом блока формирования обобщенной метрики качества данных для каждой из гипотез, второй выход блока управления соединен со вторым входом первого блока выбора гипотезы с минимальным значением решающей величины, третий выход блока управления соединен с третьим входом блока коррекции обобщенных метрик качества данных, четвертый выход блока управления соединен со вторым входом второго блока выбора гипотезы с минимальным значением решающей величины, пятый выход блока управления соединен с третьим входом блока дополнительной проверки качества данных для выбранной гипотезы, выход блока формирования обобщенной метрики качества данных для каждой из гипотез соединен с первым входом блока проверки обобщенной метрики качества данных для выбранной гипотезы и четвертым входом блока коррекции обобщенных метрик качества данных, первый выход первого блока выбора гипотезы с минимальным значением решающей величины соединен со вторым входом блока проверки обобщенной метрики качества данных для выбранной гипотезы, второй выход первого блока выбора гипотезы с минимальным значением решающей величины соединен со вторым входом блока сравнения с порогом, выход которого соединен с третьим входом блока проверки обобщенной метрики качества данных для выбранной гипотезы и пятым входом блока коррекции обобщенных метрик качества данных, выход которого соединен с третьим входом второго блока выбора гипотезы с минимальным значением решающей величины и входом блока проверки обобщенных метрик качества данных, первый выход которого соединен с четвертым входом второго блока выбора гипотезы с минимальным значением решающей величины, второй выход блока проверки обобщенных метрик качества данных соединен со вторым входом блока формирования решения, первый вход которого соединен с выходом блока проверки обобщенной метрики качества данных для выбранной гипотезы, третий вход блока формирования решения соединен с выходом блока дополнительной проверки качества данных для выбранной гипотезы, четвертый вход которого соединен с выходом второго блока выбора гипотезы с минимальным значением решающей величины, выход блока формирования решения является вторым выходом устройства.

Согласно заявляемому изобретению устройство определения скорости передачи данных для реализации заявляемого способа (по второму варианту) содержит блок декодирования и формирования метрик качества данных для гипотез о принимаемом сигнале, блок управления, блок формирования обобщенной метрики качества данных для каждой из гипотез, первый блок выбора гипотезы с максимальным значением решающей величины, блок сравнения с порогом, блок проверки обобщенной метрики качества данных для выбранной гипотезы, блок формирования решения, блок коррекции обобщенных метрик качества данных, блок проверки обобщенных метрик качества данных, второй блок выбора гипотезы с максимальным значением решающей величины и блок дополнительной проверки качества данных для выбранной гипотезы, при этом первый вход блока декодирования и формирования метрик качества данных для гипотез о принимаемом сигнале является информационным входом устройства, второй вход блока декодирования и формирования метрик качества данных для гипотез о принимаемом сигнале, первый вход блока управления, первый вход блока формирования обобщенной метрики качества данных для каждой из гипотез, первый вход блока сравнения с порогом, первый вход блока коррекции обобщенных метрик качества данных и первый вход блока дополнительной проверки качества данных для выбранной гипотезы объединены, образуя управляющий вход устройства, первый выход блока декодирования и формирования метрик качества данных для гипотез о принимаемом сигнале является первым выходом устройства, а второй выход его соединен со вторым входом блока формирования обобщенной метрики качества данных для каждой из гипотез, первым входом первого блока выбора гипотезы с максимальным значением решающей величины, вторым входом блока коррекции обобщенных метрик качества данных, первым входом второго блока выбора гипотезы с максимальным значением решающей величины и вторым входом блока дополнительной проверки качества данных для выбранной гипотезы, первый выход блока управления соединен с третьим входом блока формирования обобщенной метрики качества данных для каждой из гипотез, второй выход блока управления соединен со вторым входом первого блока выбора гипотезы с максимальным значением решающей величины, третий выход блока управления соединен с третьим входом блока коррекции обобщенных метрик качества данных, четвертый выход блока управления соединен со вторым входом второго блока выбора гипотезы с максимальным значением решающей величины, пятый выход блока управления соединен с третьим входом блока дополнительной проверки качества данных для выбранной гипотезы, выход блока формирования обобщенной метрики качества данных для каждой из гипотез соединен с первым входом блока проверки обобщенной метрики качества данных для выбранной гипотезы и четвертым входом блока коррекции обобщенных метрик качества данных, первый выход первого блока выбора гипотезы с максимальным значением решающей величины соединен со вторым входом блока проверки обобщенной метрики качества данных для выбранной гипотезы, второй выход первого блока выбора гипотезы с максимальным значением решающей величины соединен со вторым входом блока сравнения с порогом, выход которого соединен с третьим входом блока проверки обобщенной метрики качества данных для выбранной гипотезы и пятым входом блока коррекции обобщенных метрик качества данных, выход которого соединен с третьим входом второго блока выбора гипотезы с максимальным значением решающей величины и входом блока проверки обобщенных метрик качества данных, первый выход которого соединен с четвертым входом второго блока выбора гипотезы с максимальным значением решающей величины, второй выход блока проверки обобщенных метрик качества данных соединен со вторым входом блока формирования решения, первый вход которого соединен с выходом блока проверки обобщенной метрики качества данных для выбранной гипотезы, третий вход блока формирования решения соединен с выходом блока дополнительной проверки качества данных для выбранной гипотезы, четвертый вход которого соединен с выходом второго блока выбора гипотезы с максимальным значением решающей величины, выход блока формирования решения является вторым выходом устройства.

Сопоставительный анализ заявляемого способа по первому варианту с прототипом показывает, что заявляемый способ существенно отличается от прототипа.

Общие признаки заявляемого способа (по первому варианту) и прототипа: для каждого принимаемого фрейма демодулированных символов выдвигают m гипотез о скорости передачи данных, для каждой из гипотез выполняют декодирование демодулированных символов, образуя декодированные символы данных фрейма, и формируют метрики качества данных таким образом, чтобы одна из метрик качества данных представляла собой оценку качества демодулированных символов, формируют решение о скорости передачи данных и качестве декодированных символов данных фрейма, для чего выбирают гипотезу и выполняют проверку качества декодированных символов данных для выбранной гипотезы.

Отличительные признаки заявляемого способа (по первому варианту) от прототипа: формируют k1 метрик качества данных для каждой из m гипотез, где m1, причем одну из метрик качества данных, представляющую собой оценку качества демодулированных символов, считают решающей величиной, формируют обобщенную метрику качества данных для каждой из гипотез, используя метрики качества данных этой гипотезы, среди всех гипотез выбирают гипотезу с минимальным значением решающей величины, сравнивают значение минимальной решающей величины с заданным значением порога и по результатам сравнения принимают решение: если значение минимальной решающей величины не превышает заданное значение порога, то выполняют проверку качества декодированных символов данных для выбранной гипотезы, используя соответствующую обобщенную метрику качества данных, и формируют решение о скорости передачи данных и качестве декодированных символов данных фрейма, в противоположном случае используя метрики качества данных всех m гипотез, осуществляют коррекцию обобщенных метрик качества данных, выполняют проверку скорректированных обобщенных метрик качества данных и по результатам проверки принимают решение: если все скорректированные обобщенные метрики качества данных указывают на наличие ошибок в декодированных символах данных, то формируют решение о приеме фрейма с ошибками в декодированных символах данных, в противоположном случае среди гипотез, скорректированные обобщенные метрики качества данных которых указывают на отсутствие ошибок в декодированных символах данных, выбирают гипотезу с минимальным значением решающей величины, выполняют дополнительную проверку качества декодированных символов данных для выбранной гипотезы, используя метрики качества всех m гипотез, и формируют решение о скорости передачи данных и качестве декодированных символов данных фрейма.

Сопоставительный анализ заявляемого способа по второму варианту с прототипом показывает, что заявляемый способ существенно отличается от прототипа.

Общие признаки заявляемого способа (по второму варианту) и прототипа: для каждого принимаемого фрейма демодулированных символов выдвигают m гипотез о скорости передачи данных, для каждой из гипотез выполняют декодирование демодулированных символов, образуя декодированные символы данных фрейма, и формируют метрики качества данных таким образом, чтобы одна из метрик качества данных представляла собой оценку качества демодулированных символов, среди всех гипотез выбирают гипотезу с максимальным значением оценки качества демодулированных символов, выполняют проверку качества декодированных символов данных для выбранной гипотезы и формируют решение о скорости передачи данных и качестве декодированных символов данных фрейма.

Отличительные признаки заявляемого способа (по второму варианту) от прототипа: формируют k1 метрик качества данных для каждой из m гипотез, где m1, причем одну из метрик качества данных, представляющую собой оценку качества демодулированных символов, считают решающей величиной, формируют обобщенную метрику качества данных для каждой из гипотез, используя метрики качества данных этой гипотезы, после выбора гипотезы с максимальным значением решающей величины среди всех гипотез сравнивают значение максимальной решающей величины с заданным значением порога и по результатам сравнения принимают решение: если значение максимальной решающей величины не превышает заданное значение порога, то выполняют проверку качества декодированных символов данных для выбранной гипотезы, используя соответствующую обобщенную метрику качества данных, и формируют решение о скорости передачи данных и качестве декодированных символов данных фрейма, в противоположном случае, используя метрики качества данных всех m гипотез, осуществляют коррекцию обобщенных метрик качества данных, выполняют проверку скорректированных обобщенных метрик качества данных и по результатам проверки принимают решение: если все скорректированные обобщенные метрики качества данных указывают на наличие ошибок в декодированных символах данных, то формируют решение о приеме фрейма с ошибками в декодированных символах данных, в противоположном случае среди гипотез, скорректированные обобщенные метрики качества данных которых указывают на отсутствие ошибок в декодированных символах данных, выбирают гипотезу с максимальным значением решающей величины, выполняют дополнительную проверку качества декодированных символов данных для выбранной гипотезы, используя метрики качества всех m гипотез, и формируют решение о скорости передачи данных и качестве декодированных символов данных фрейма.

Сравнение заявляемого способа (по первому и второму вариантам выполнения) с другими известными техническими решениями в данной области техники [2-7] не позволило выявить признаки, перечисленные как отличительные. Следовательно, заявляемые изобретения (варианты способа) обладают новизной и отвечают критериям изобретения "существенные отличия" и "изобретательский уровень".

Сравнение заявляемого устройства определения скорости передачи данных (варианты) с прототипом показывает, что заявляемое устройство существенно отличается от прототипа (фиг.1 и 2).

Общие признаки заявляемого устройства (варианты) и прототипа: устройства содержат блок, осуществляющий декодирование и формирование метрик качества для гипотез о принимаемом сигнале, и блок, осуществляющий выбор скорости передачи данных. В прототипе совокупность блоков, которые определяют скорость передачи данных, обобщенно названы "Rate Selector" (блок выбора скорости), блок показан на фиг.2 описания к патенту [8]. В связи с этим можно выделить и общие связи - информационный вход блока декодирования и формирования метрик качества данных для гипотез о принимаемом сигнале является первым входом устройства, выход блока декодирования и формирования метрик качества данных для гипотез о принимаемом сигнале является первым выходом устройства, выход блока выбора скорости является вторым выходом устройства.

Однако функционально блок декодирования и формирования метрик качества данных для гипотез о принимаемом сигнале, используемый в заявляемом устройстве, отличается от аналогичного блока, описанного в прототипе, тем, что в заявляемом устройстве этот блок для m гипотез, где m1, о скорости передачи данных для каждого принимаемого фрейма демодулированных символов, формирует k метрик качества данных, где kl, таким образом, чтобы одна из метрик качества данных представляла собой оценку качества демодулированных символов, которую считают решающей величиной.

Кроме того, блоки [2-11 (фиг.1) по первому варианту реализации заявляемого устройства] и блоки [6, 7, 9, 12-19 (фиг.2) - по второму варианту реализации заявляемого устройства], осуществляющие выбор скорости передачи данных, выполнены принципиально по-другому и алгоритм их работы существенно отличается от прототипа.

Эти отличия заключаются в следующем. Устройства - варианты согласно заявляемому изобретению содержат:

блок управления [блок 2 по первому варианту выполнения устройства или блок 13 по второму варианту выполнения устройства], который формирует управляющие сигналы для блоков 3, 4, 8, 10, и 11 по первому варианту выполнения устройства и для блоков 14, 15, 17, 18 и 19 - по второму варианту выполнения устройства (в прототипе такой функциональный блок отсутствует);

блок формирования обобщенной метрики качества данных для каждой из гипотез [блок 3 по первому варианту устройства или блок 14 по второму варианту устройства], который формирует обобщенную метрику качества данных для каждой из гипотез (в прототипе такой функциональный блок отсутствует);

первый блок выбора гипотезы с минимальным значением решающей величины [блок 4 по первому варианту устройства] или с максимальным значением решающей величины [блок 15 по второму варианту устройства], который среди всех гипотез выбирает гипотезу с минимальным (по первому варианту) или максимальным (по второму варианту) значением решающей величины, отличается от прототипа тем, что для первого варианта выполнения способа он выполнен таким образом, что среди всех гипотез он выбирает гипотезу с минимальным значением решающей величины, а для выполнения способа по второму варианту этот блок может быть выполнен аналогично прототипу, так как среди всех гипотез выбирает гипотезу с максимальным значением оценки качества демодулированных символов (этот признак можно отнести к общему признаку с прототипом, за исключением того, что эту оценку качества демодулированных символов в заявляемом изобретении считают решающей величиной);

блок сравнения с порогом, который выполнен таким образом, что при реализации устройства по первому варианту [блок 5] сравнивает значение минимальной решающей величины с заданным значением порога, а при реализации устройства по второму варианту [блок 16] сравнивает значение максимальной решающей величины с заданным значением порога (такой функциональный блок в прототипе отсутствует);

блок проверки обобщенной метрики качества данных для выбранной гипотезы [блок 6 выполнен одинаково для первого и второго варианта устройства], этот блок выполняет проверку качества декодированных символов данных для выбранной гипотезы в том случае, когда для первого варианта заявляемого способа значение минимальной решающей величины не превышает заданное значение порога, а для второго варианта заявляемого способа значение максимальной решающей величины превышает заданное значение порога (такой функциональный блок в прототипе отсутствует);

блок формирования решения [блок 7 выполнен одинаково для первого и второго варианта устройства], который формирует выходное решение о скорости передачи и качестве декодированных символов данных фрейма по сигналу, поступившему на один из трех его входов (из блока 6 проверки обобщенной метрики качества данных для выбранной гипотезы, или из блока 9 проверки обобщенных метрик качества данных, или из блока дополнительной проверки качества данных для выбранной гипотезы [блок 11 для первого варианта устройства, блок 19 для второго варианта устройства] ), причем при поступлении сигнала на любой из трех упомянутых его входов два других входа не используются (такой функциональный блок в сочетании с упомянутыми связями в прототипе отсутствует);

блок коррекции обобщенных метрик качества данных [блок 8 для первого варианта устройства, блок 17 для второго варианта устройства], который осуществляет различные варианты коррекции обобщенных метрик качества данных в зависимости от используемого передатчиком набора скоростей; коррекция позволяет предотвратить возникновение ошибок при выборе гипотезы путем исключения ложных гипотез (такой функциональный блок в прототипе отсутствует;

блок проверки обобщенных метрик качества данных [блок 9 выполнен одинаково для первого и второго вариантов устройства], этот блок выполняет проверку скорректированных обобщенных метрик качества данных и определяет, существует ли хотя бы одна гипотеза, скорректированная обобщенная метрика качества данных которой указывает на отсутствие ошибок в декодированных символах данных (такой функциональный блок в прототипе отсутствует);

второй блок выбора гипотезы с минимальным значением решающей величины [блок 10 по первому варианту устройства] или с максимальным значением решающей величины [блок 18 по второму варианту устройства], который позволяет выбирать гипотезу с минимальным значением (по первому варианту способа) или максимальным значением (по второму варианту способа) решающей величины, скорректированные обобщенные метрики качества данных которых указывают на отсутствие ошибок в декодированных символах данных; в прототипе (согласно приведенному алгоритму) в случае, когда выбирают по максимальному значению оценки качества демодулированных символов, осуществляют перебор всех гипотез в порядке убывания их оценок качества демодулированных символов до обнаружения первой гипотезы с результатом проверки CRC, указывающим на отсутствие ошибок в декодированных символах данных, таким образом функционально эти операции различны;

блок дополнительной проверки качества данных для выбранной гипотезы [блок 11 по первому варианту устройства, блок 19 по второму варианту устройства] , этот блок выполняет дополнительную проверку качества декодированных символов данных для гипотезы, выбранной во втором блоке выбора гипотезы с минимальным (по первому варианту устройства) или максимальным (по второму варианту устройства) значением решающей величины, причем количество и тип выполняемых дополнительных проверок могут различаться в зависимости от того, какая гипотеза была выбрана, а также от используемого набора скоростей (такой функциональный блок в прототипе отсутствует).

Сравнение заявляемого устройства (варианты) с прототипом позволило установить соответствие критерию "новизна", сравнение с другими известными техническими решениями в данной области техники [2-7] не позволило выявить совокупность заявляемых признаков и поэтому они обеспечивают заявляемому техническому решению соответствие критериям "существенные отличия" и "изобретательский уровень".

Использование перечисленной совокупности признаков (определенных как отличительные признаки) заявляемых способа и устройства (варианты) по сравнению с известными техническими решениями позволяют решить поставленную задачу, т.е. созданы универсальные способ и устройство определения скорости передачи данных для всех используемых наборов скоростей, позволяющие точно определять скорость передачи данных в прямом и обратном каналах связи, и фреймы данных, принятые с ошибками.

Описание заявляемой группы изобретения поясняется графическими материалами.

На фиг. 1 показана блок-схема устройства определения скорости передачи данных (заявляемое устройство для реализации заявляемого способа по первому варианту).

На фиг. 2 показана блок-схема устройства определения скорости передачи данных (заявляемое устройство для реализации заявляемого способа по второму варианту).

Устройство определения скорости передачи данных (по первому варианту фиг. 1) содержит: блок 1 декодирования и формирования метрик качества данных для гипотез о принимаемом сигнале, блок управления 2, блок 3 формирования обобщенной метрики качества данных для каждой из гипотез, первый блок 4 выбора гипотезы с минимальным значением решающей величины, блок 5 сравнения с порогом, блок 6 проверки обобщенной метрики качества данных для выбранной гипотезы, блок 7 формирования решения, блок 8 коррекции обобщенных метрик качества данных, блок 9 проверки обобщенных метрик качества данных, второй блок 10 выбора гипотезы с минимальным значением решающей величины и блок 11 дополнительной проверки качества данных для выбранной гипотезы, при этом первый вход блока 1 декодирования и формирования метрик качества данных для гипотез о принимаемом сигнале является информационным входом устройства, второй вход блока 1

декодирования и формирования метрик качества данных для гипотез о принимаемом сигнале, первый вход блока управления 2, первый вход блока 3 формирования обобщенной метрики качества данных для каждой из гипотез, первый вход блока 5 сравнения с порогом, первый вход блока 8 коррекции обобщенных метрик качества данных и первый вход блока 11 дополнительной проверки качества данных для выбранной гипотезы объединены, образуя управляющий вход устройства, первый выход блока 1 декодирования и формирования метрик качества данных для гипотез о принимаемом сигнале является первым выходом устройства, а второй выход его соединен со вторым входом блока 3 формирования обобщенной метрики качества данных для каждой из гипотез, первым входом первого блока 4 выбора гипотезы с минимальным значением решающей величины, вторым входом блока 8 коррекции обобщенных метрик качества данных, первым входом второго блока 10 выбора гипотезы с минимальным значением решающей величины и вторым входом блока 11 дополнительной проверки качества данных для выбранной гипотезы, первый выход блока управления 2 соединен с третьим входом блока 3 формирования обобщенной метрики качества данных для каждой из гипотез, второй выход блока управления 2 соединен со вторым входом первого блока 4 выбора гипотезы с минимальным значением решающей величины, третий выход блока управления 2 соединен с третьим входом блока 8 коррекции обобщенных метрик качества данных, четвертый выход блока управления 2 соединен со вторым входом второго блока 10 выбора гипотезы с минимальным значением решающей величины, пятый выход блока управления 2 соединен с третьим входом блока 11 дополнительной проверки качества данных для выбранной гипотезы, выход блока 3 формирования обобщенной метрики качества данных для каждой из гипотез соединен с первым входом блока 6 проверки обобщенной метрики качества данных для выбранной гипотезы и четвертым входом блока 8 коррекции обобщенных метрик качества данных, первый выход первого блока 4 выбора гипотезы с минимальным значением решающей величины соединен со вторым входом блока 9 проверки обобщенной метрики качества данных для выбранной гипотезы, второй выход первого блока 4 выбора гипотезы с минимальным значением решающей величины соединен со вторым входом блока 5 сравнения с порогом, выход которого соединен с третьим входом блока 9 проверки обобщенных метрик качества данных для выбранной гипотезы и пятым входом блока 8 коррекции обобщенных метрик качества данных, выход которого соединен с третьим входом второго блока 10 выбора гипотезы с минимальным значением решающей величины и входом блока 9 проверки обобщенных метрик качества данных, первый выход которого соединен с четвертым входом второго блока 10 выбора гипотезы с минимальным значением решающей величины, второй выход блока 9 проверки обобщенных метрик качества данных соединен со вторым входом блока 7 формирования решения, первый вход которого соединен с выходом блока 6 проверки обобщенной метрики качества данных для выбранной гипотезы, третий вход блока 7 формирования решения соединен с выходом блока 11 дополнительной проверки качества данных для выбранной гипотезы, четвертый вход которого соединен с выходом второго блока 10 выбора гипотезы с минимальным значением решающей величины, выход блока 7 формирования решения является вторым выходом устройства.

Устройство определения скорости передачи данных (по второму варианту фиг. 2) содержит блок 12 декодирования и формирования метрик качества данных для гипотез о принимаемом сигнале, блок управления 13, блок 14 формирования обобщенной метрики качества данных для каждой из гипотез, первый блок 15 выбора гипотезы с максимальным значением решающей величины, блок 16 сравнения с порогом, блок 6 проверки обобщенной метрики качества данных для выбранной гипотезы, блок 7 формирования решения, блок 17 коррекции обобщенных метрик качества данных, блок 9 проверки обобщенных метрик качества данных, второй блок 18 выбора гипотезы с максимальным значением решающей величины и блок 19 дополнительной проверки качества данных для выбранной гипотезы, при этом первый вход блока 12 декодирования и формирования метрик качества данных для гипотез о принимаемом сигнале является информационным входом устройства, второй вход блока 12 декодирования и формирования метрик качества данных для гипотез о принимаемом сигнале, первый вход блока управления 13, первый вход блока 14 формирования обобщенной метрики качества данных для каждой из гипотез, первый вход блока 16 сравнения с порогом, первый вход блока 17 коррекции обобщенных метрик качества данных и первый вход блока 19 дополнительной проверки качества данных для выбранной гипотезы объединены, образуя управляющий вход устройства, первый выход блока 12 декодирования и формирования метрик качества данных для гипотез о принимаемом сигнале является первым выходом устройства, а второй выход его соединен со вторым входом блока 14 формирования обобщенной метрики качества данных для каждой из гипотез, первым входом первого блока 15 выбора гипотезы с максимальным значением решающей величины, вторым входом блока 17 коррекции обобщенных метрик качества данных, первым входом второго блока 18 выбора гипотезы с максимальным значением решающей величины и вторым входом блока 19 дополнительной проверки качества данных для выбранной гипотезы, первый выход блока управления 13 соединен с третьим входом блока 14 формирования обобщенной метрики качества данных для каждой из гипотез, второй выход блока управления 13 соединен со вторым входом первого блока 15 выбора гипотезы с максимальным значением решающей величины, третий выход блока управления 13 соединен с третьим входом блока 17 коррекции обобщенных метрик качества данных, четвертый выход блока управления 13 соединен со вторым входом второго блока 18 выбора гипотезы с максимальным значением решающей величины, пятый выход блока управления 13 соединен с третьим входом блока 19 дополнительной проверки качества данных для выбранной гипотезы, выход блока 14 формирования обобщенной метрики качества данных для каждой из гипотез соединен с первым входом блока 6 проверки обобщенной метрики качества данных для выбранной гипотезы и четвертым входом блока 17 коррекции обобщенных метрик качества данных, первый выход первого блока 15 выбора гипотезы с максимальным значением решающей величины соединен со вторым входом блока 6 проверки обобщенной метрики качества данных для выбранной гипотезы, второй выход первого блока 15 выбора гипотезы с максимальным значением решающей величины соединен со вторым входом блока 16 сравнения с порогом, выход которого соединен с третьим входом блока 6 проверки обобщенной метрики качества данных для выбранной гипотезы и пятым входом блока 17 коррекции обобщенных метрик качества данных, выход которого соединен с третьим входом второго блока 18 выбора гипотезы с максимальным значением решающей величины и входом блока 9 проверки обобщенных метрик качества данных, первый выход которого соединен с четвертым входом второго блока 18 выбора гипотезы с максимальным значением решающей величины, второй выход блока 9 проверки обобщенных метрик качества данных соединен со вторым входом блока 7 формирования решения, первый вход которого соединен с выходом блока 6 проверки обобщенной метрики качества данных для выбранной гипотезы, третий вход блока 7 формирования решения соединен с выходом блока 19 дополнительной проверки качества данных для выбранной гипотезы, четвертый вход которого соединен с выходом второго блока 18 выбора гипотезы с максимальным значением решающей величины, выход блока 7 формирования решения является вторым выходом устройства.

Для работы заявляемых способа определения скорости передачи данных (варианты) и устройства для его реализации (варианты) используется внешний управляющий сигнал, поступающий из тракта обработки сигнала канала синхронизации (согласно стандарту IS-95-В). Этот управляющий сигнал указывает, какой из наборов скоростей использовался для передачи данных (например, значение "0" информирует о приеме набора скоростей Rate Set 1, а значение "1" информирует о приеме набора скоростей Rate Set 2). Данный внешний управляющий сигнал является управляющим сигналом, необходимым для работы блоков 1, 2, 3, 5, 8 и 11 по первому варианту выполнения устройства или блоков 12, 13, 14, 16, 17 и 19 по второму варианту выполнения устройства, которые непосредственно используют информацию о принимаемом наборе скоростей, и выполняют необходимые при приеме данного набора скоростей операции.

При работе заявляемых способа определения скорости передачи данных (варианты) и устройства для его реализации (варианты) предполагается, что к моменту начала определения скорости передачи данных в принимаемом фрейме выполнены все операции, выполняемые до декодирования принимаемого сигнала, включая операцию выдвижения m гипотез о скорости передачи данных и операцию формирования фрейма демодулированных символов для каждой из гипотез (в соответствии с необходимой при приеме данной скорости последовательностью операций). Количество гипотез m определяется разработчиком применительно к конкретной реализации способа и устройства и является предопределенным постоянным значением для каждого из используемых наборов скоростей (например, при приеме Rate Set 1 и Rate Set 2 можно всегда считать количество гипотез m равным количеству скоростей в каждом из наборов скоростей). При этом следует отметить, что устройство сохраняет работоспособность при любом целом значении m1 (т.е. если необходимо, например, рассматривать не четыре гипотезы о принимаемой скорости при приеме набора скоростей Rate Set 1, а только определенную часть из них, эту задачу можно решить путем введения условного набора скоростей Rate Set 1", т.е. задают для него значение внешнего управляющего сигнала и определяют последовательности операций, выполняемых блоками 1, 2, 3, 5, 8 и 11 по первому варианту выполнения устройства или блоками 12, 13, 14, 16, 17 и 19 по второму варианту выполнения устройства при таком значении внешнего управляющего сигнала).

Заявляемый способ определения скорости передачи данных по первому варианту реализуют на устройстве, блок-схема которого показана на фиг.1.

Блок 1 предназначен для формирования декодированных символов данных принимаемого фрейма для каждой из гипотез и формирования необходимых для определения скорости передачи данных метрик качества данных каждой из гипотез.

Поступающий на второй вход блока 1 внешний управляющий сигнал указывает, какой из наборов скоростей использовался для передачи данных. В зависимости от значения внешнего управляющего сигнала в блоке 1 выполняют декодирование поступивших на информационный вход (первый вход блока) фреймов демодулированных символов для каждой из гипотез, например, при помощи m декодеров Витерби, параметры каждого из которых соответствуют одной из гипотез о скорости передачи данных для используемого набора скоростей. В результате декодирования формируют выдаваемые с первого выхода блока 1 декодированные символы данных каждой из гипотез.

Кроме того, в зависимости от значения данного внешнего управляющего сигнала в блоке 1 для каждой из гипотез формируют kl метрик качества данных, необходимых для определения скорости передачи данных, таким образом, чтобы одна из метрик качества данных каждой из гипотез представляла собой оценку качества демодулированных символов, которую считают решающей величиной. Например, если управляющий сигнал принимает значение, указывающее на прием Rate Set 1, то формируют результаты проверки YQM и оценки SER для всех четырех гипотез (необходимые решающие величины), а так же результаты проверки CRC для гипотез о приеме скоростей 1, и в том случае, если управляющий сигнал принимает значение, указывающее на прием Rate Set 2, то для всех четырех гипотез формируют оценки SER и результаты проверки YQM и CRC.

В качестве решающих величин (оценок качества демодулированных символов) могут быть использованы различные метрики качества, формируемые по метрикам выживших по окончании декодирования путей, например такие как описанные в патентах [5] и [6]. Отметим, что количество метрик качества, формируемых для каждого из наборов скоростей, определяется разработчиком в процессе проектирования конкретной реализации заявляемого способа и устройства. Сформированные метрики качества данных всех гипотез (сигнал со второго выхода блока) передаются в шину данных.

Блок управления 2 предназначен для формирования управляющих сигналов для блоков 3, 4, 8, 10, и 11 (соответственно сигналы первого, второго, третьего, четвертого и пятого выходов блока). Блок 2 по внешнему управляющему сигналу, поступающему на его первый вход, и метрикам качества данных всех гипотез, поступающим по шине данных на второй его вход, формирует для каждого из блоков управляющий сигнал, который указывает, как получить необходимые для работы этого блока метрики качества из шины данных. Например, при параллельной передаче всех метрик качества по шине данных, этот управляющий сигнал будет указывать номера позиций, нужных данному блоку метрик качества данных в групповом сигнале шины данных.

В блоке 3 формируют для каждой из гипотез обобщенную метрику качества данных М_i, где i - номер гипотезы о принимаемой скорости, с использованием соответствующих данной гипотезе сформированных метрик качества, передаваемых по шине данных. Сформированные обобщенные метрики качества данных (сигнал с выхода блока) передаются на входы блоков 6 и 8.

Поскольку способ формирования и количество метрик качества, используемых для формирования метрики М_i каждой гипотезы могут различаться в зависимости от используемого набора скоростей, при работе блока 3 используют два управляющих сигнала. Внешний управляющий сигнал, поступающий на первый вход блока 3, указывает, какой из наборов скоростей используется для передачи данных. В зависимости от значения этого управляющего сигнала выполняется тот или иной способ формирования обобщенных метрик качества данных. На третий вход блока 3 поступает управляющий сигнал из блока управления 2, который указывает, как получить необходимые для работы блока 3 метрики качества из шины данных (второй вход блока).

Наиболее простым вариантом формирования метрики М_i является вариант, при котором при приеме набора скоростей Rate Set 1 для скоростей 1 и 1/2 значение метрики М_i равно результату проверки соответствующей CRC, а для скоростей 1/4 и 1/8 значение метрики M_i равно результату проверки соответствующей YQM; при приеме набора скоростей Rate Set 2 для всех четырех скоростей значение метрики М_i равно результату проверки соответствующей CRC.

Возможны различные другие варианты формирования метрики M_i. Пусть, например, положительному результату проверки CRC и YQM, указывающему на отсутствие ошибок в декодированных символах данных, соответствует значение "1", а отрицательному результату проверки, указывающему на наличие ошибок в декодированных символах данных, соответствует значение - "0". В этом случае при положительном результате проверки соответствующей CRC можно формировать метрику М_i путем суммирования соответствующих значений CRC и YQM, а при отрицательном результате проверки соответствующей CRC устанавливать нулевое значение. Кроме того, при формировании метрик М_i можно так же использовать сравнение решающих величин каждой гипотезы с порогом и по результатам сравнения устанавливать для метрик М_i ложных гипотез значение, указывающее на наличие ошибок в декодированных символах данных.

В блоке 4 среди всех гипотез выбирают гипотезу с минимальным значением решающей величины. При этом управляющий сигнал, поступающий на второй вход блока 4 из блока управления 2, указывает, как получить необходимые для работы блока 4 метрики качества из шины данных (поступающие на первый вход блока). Найденное минимальное значение решающей величины передается в блок 5 (сигнал со второго выхода блока) для сравнения с порогом, а номер выбранной гипотезы j передается на вход блока 6 (сигнал с первого выхода блока).

Значение порога в блоке 5 устанавливается в зависимости от значения внешнего управляющего сигнала (поступающего на первый вход блока), указывающего, какой из наборов скоростей используется для передачи данных. Например, при использовании в качестве решающих величин оценок SER при приеме набора скоростей Rate Set 2 будет использоваться меньшее значение порога, чем при приеме набора скоростей Rate Set 1. Поступающее на второй вход блока 5 значение минимальной решающей величины сравнивается со значением порога при приеме данного набора скоростей и по результату сравнения формируется выдаваемый с выхода блока сигнал решения (выходной сигнал блока). Если значение минимальной решающей величины не превышает заданное значение порога, то формируемый сигнал решения указывает на положительный результат проверки и принимает, например, значение "1"; в противоположном случае формируемый сигнал решения указывает на отрицательный результат проверки и принимает, например, значение "0".

Если сигнал решения из блока 5, поступающий на третий вход блока 6 и на пятый вход блока 8, указывает на положительный результат проверки, то работа устройства определения скорости передачи данных через блок 8 блокируется (т. е. данное значение сигнала решения запрещает работу блока 8 и как следствие работу блоков 9, 10 и 11), а в блоке 6 выполняют проверку качества декодированных символов данных для выбранной гипотезы j и передают результат проверки (выходной сигнал блока 6) в блок 7.

Для этого из поступивших на первый вход блока 6 из блока 3 обобщенных метрик качества данных по поступившему на второй вход блока 6 из блока 4 номеру гипотезы j выбирается соответствующая j-той гипотезе обобщенная метрика качества данных M_j и проверяется ее значение. Если метрика M_j указывает на отсутствие ошибок в декодированных символах данных для гипотезы j, то на выходе блока 6 устанавливается значение, указывающее на положительный результат проверки качества данных для гипотезы j (например, на выход устройства передается номер гипотезы j). В противоположном случае на выходе блока 6 устанавливается значение, указывающее на отрицательный результат проверки качества данных для гипотезы j (например, значение, инверсное по знаку номеру гипотезы j).

Блок 7 формирует решение о скорости передачи и качестве декодированных символов данных фрейма по сигналу, поступившему на один из трех его входов. Это решение является выходным сигналом устройства и сообщает, что принята одна из m скоростей без ошибок, или что данные фрейма приняты с ошибками и должны быть стерты.

Если сигнал с выхода блока 6, поступающий на первый вход блока 7, указывает на положительный результат проверки качества данных, то в блоке 7 формируется решение о приеме скорости, соответствующей гипотезе с номером j, без ошибок в декодированных символах данных. В противоположном случае формируется решение о приеме декодированных символов данных фрейма с ошибками, непригодных для дальнейшего использования.

Если сигнал решения из блока 5, поступающий на третий вход блока 6 и на пятый вход блока 8, соответствует отрицательному результату проверки, то работа блока 6 блокируется, а в блоке 8 осуществляют коррекцию сформированных обобщенных метрик качества данных M_i (поступивших на четвертый вход блока 8) с использованием всех или только части метрик качества данных всех m гипотез (поступивших на второй вход блока 8 из шины данных). При этом управляющий сигнал, поступающий на третий вход блока 8 из блока управления 2, указывает, как получить необходимые для работы блока 8 метрики качества из шины данных.

В зависимости от используемого передатчиком набора скоростей могут использоваться различные (заранее предопределенные) варианты коррекции обобщенных метрик качества данных. В связи с этим для выбора нужного варианта коррекции, при работе блока 8 используют внешний управляющий сигнал, поступающий на первый вход блока 8 и указывающий, какой из наборов скоростей используется для передачи данных.

Коррекция позволяет предотвратить возникновение ошибок при выборе гипотезы в блоке 10. Например, при использовании набора скоростей Rate Set 1 и получении положительного результата проверки CRC и YQM для скорости 1 именно ее следует считать истинной скоростью, в то время как в процессе работы блока 10 может быть принято решение в пользу ложной гипотезы. Или, например, при использовании набора скоростей Rate Set 2 и формировании метрики М_i каждой гипотезы путем суммирования соответствующих значений CRC и YQM в случае положительного результата проверки CRC (как это было описано выше), при обнаружении хотя бы одной гипотезы, значение обобщенной метрики качества данных которой равно двум, все гипотезы со значениями М_i меньше двух следует считать ложными. Подобные ошибки можно предотвратить, например, путем установки для метрик М_i ложных гипотез значений, указывающих на наличие ошибок в декодированных символах данных (блокирование ложных гипотез).

В блоке 9 выполняют проверку скорректированных обобщенных метрик качества данных, поступающих на вход блока, и определяют (принимают решение), существует ли хотя бы одна гипотеза, скорректированная обобщенная метрика качества данных которой указывает на отсутствие ошибок в декодированных символах данных. По результату проверки формируется первый выходной сигнал (поступающий на четвертый вход блока 10), который, например, принимает значение "0" при отрицательном результате проверки (таких гипотез нет) и больше нуля при положительном результате проверки (хотя бы одна такая гипотеза существует). Отметим, что при использовании приведенных в качестве примера способов формирования метрик M_i, для проверки этого условия достаточно вычислить сумму метрик М_i всех гипотез (сумма будет нулевой, если все скорректированные M_i равны нулю, и ненулевой, если после коррекции осталась хотя бы одна ненулевая метрика М_i).

Если результат проверки в блоке 9 отрицательный (все скорректированные обобщенные метрики качества данных указывают на наличие ошибок в декодированных символах данных), то по выходному сигналу блока 9 блок 10 блокирует работу (т.е. данное значение сигнала запрещает работу блока 10 и как следствие работу блока 11). Одновременно с этим на второй вход блока 7 передается второй выходной сигнал блока 9, по которому в блоке 7 формируется решение о приеме фрейма с ошибками в декодированных символах данных (т.е. данные фрейма должны быть стерты, поскольку даже если удастся определить скорость передачи данных, принятые данные фрейма не пригодны для использования).

Если результат проверки в блоке 9 положительный, то в блоке 10 среди гипотез, скорректированные обобщенные метрики качества данных М_i которых указывают на отсутствие ошибок в декодированных символах данных, выбирают гипотезу с минимальным значением решающей величины. Номер этой гипотезы k передается на выход блока. Необходимые для работы блока 10 скорректированные обобщенные метрики качества данных М_i поступают на первый вход блока 10. Для выбора необходимых решающих величин из шины данных используется управляющий сигнал, поступающий на второй вход блока 10 из блока управления 2 (указывающий, как получить необходимые для работы блока 10 метрики качества из шины данных).

В блоке 11 выполняют дополнительные проверки качества декодированных символов данных для выбранной гипотезы с номером k (номер гипотезы поступает на четвертый вход блока) с использованием всех или только части поступивших на вход блока метрик качества. Количество и тип выполняемых дополнительных проверок могут различаться в зависимости от используемого набора скоростей и от номера выбранной в блоке 10 гипотезы k. В связи с этим при работе блока 11 используют два управляющих сигнала. Внешний управляющий сигнал, поступающий на первый вход блока 11, указывает, какой из наборов скоростей используется для передачи данных. Поступающий из блока управления 2 на третий вход блока 11 управляющий сигнал указывает, как получить необходимые для работы блока метрики качества из шины данных (второй вход блока).

В процессе выполнения таких проверок может, например, проверяться, не превышает ли значение решающей величины для гипотезы с номером k заданного для данной гипотезы значения порога, причем при превышении заданного значения порога считают, что декодированные символы данных содержат ошибки. Другие варианты проверок могут включать в себя, например, поиск альтернативных гипотез, для которых получено значение решающей величины ниже заданного порогового значения, причем пороговые значения для альтернативных гипотез могут изменяться в зависимости от выбранной в блоке 10 гипотезы k.

По окончании дополнительных проверок выходной сигнал из блока 11 передается в блок 7 (на третий вход блока 7), по которому в блоке 7 формируется решение о скорости передачи данных и качестве декодированных символов данных фрейма. Если дополнительная проверка качества данных не выявила ошибок в декодированных символах данных для k-той гипотезы, то на выходе блока 11 устанавливается значение, указывающее на положительный результат дополнительной проверки качества данных для гипотезы с номером k (например, на выход устройства передается номер гипотезы k). В противоположном случае на выходе блока 11 устанавливается значение, указывающее на отрицательный результат дополнительной проверки качества данных для гипотезы k (например, значение, инверсное по знаку номеру гипотезы k).

Заявляемый способ определения скорости передачи данных по второму варианту реализуют на устройстве, блок-схема которого показана на фиг.2.

Блок 12 предназначен для формирования декодированных символов данных принимаемого фрейма для каждой из гипотез и формирования необходимых для определения скорости передачи данных метрик качества данных каждой из гипотез.

Поступающий на второй вход блока 12 внешний управляющий сигнал указывает, какой из наборов скоростей использовался для передачи данных. В зависимости от значения внешнего управляющего сигнала в блоке 12 выполняют декодирование поступивших на информационный вход (первый вход блока) фреймов демодулированных символов для каждой из гипотез, например, при помощи m декодеров Витерби, параметры каждого из которых соответствуют одной из гипотез о скорости передачи данных для используемого набора скоростей. В результате декодирования формируют выдаваемые с первого выхода блока 12 декодированные символы данных каждой из гипотез.

Кроме того, в зависимости от значения данного внешнего управляющего сигнала в блоке 12 для каждой из гипотез формируют kl метрик качества данных, необходимых для определения скорости передачи данных, таким образом, чтобы одна из метрик качества данных каждой из гипотез представляла собой оценку качества демодулированных символов, которую считают решающей величиной. Например, если управляющий сигнал принимает значение, указывающее на прием Rate Set 1, то формируют результаты проверки YQM и предложенные в патенте [8] нормированные корреляционные метрики для всех четырех гипотез (необходимые решающие величины), а так же результаты проверки CRC для гипотез о приеме скоростей 1, и в том случае, если управляющий сигнал принимает значение, указывающее на прием Rate Set 2, то для всех четырех гипотез формируют нормированные корреляционные метрики и результаты проверки YQM и CRC.

В качестве решающих величин (оценок качества демодулированных символов) могут быть использованы различные метрики качества, формируемые по метрикам выживших по окончании декодирования путей. Отметим, что количество метрик качества, формируемых для каждого из наборов скоростей, определяется разработчиком в процессе проектирования конкретной реализации заявляемого способа и устройства. Сформированные метрики качества данных всех гипотез (сигнал со второго выхода блока) передаются в шину данных.

Блок управления 13 предназначен для формирования управляющих сигналов для блоков 14, 15, 17, 18, и 19 (соответственно сигналы первого, второго, третьего, четвертого и пятого выходов блока). Блок 13 по внешнему управляющему сигналу, поступающему на его первый вход, и метрикам качества данных всех гипотез, поступающим по шине данных на второй его вход, формирует для каждого из блоков управляющий сигнал, который указывает, как получить необходимые для работы этого блока метрики качества из шины данных. Например, при параллельной передаче всех метрик качества по шине данных этот управляющий сигнал будет указывать номера позиций, нужных данному блоку метрик качества данных в групповом сигнале шины данных.

В блоке 14 формируют для каждой из гипотез обобщенную метрику качества данных М_i, где i - номер гипотезы о принимаемой скорости, с использованием соответствующих данной гипотезе сформированных метрик качества, передаваемых по шине данных. Сформированные обобщенные метрики качества данных (сигнал с выхода блока) передаются на входы блоков 6 и 17.

Поскольку способ формирования и количество метрик качества, используемых для формирования метрики М_i каждой гипотезы, могут различаться в зависимости от используемого набора скоростей, при работе блока 14 используют два управляющих сигнала. Внешний управляющий сигнал, поступающий на первый вход блока 14, указывает, какой из наборов скоростей используется для передачи данных. В зависимости от значения этого управляющего сигнала выполняется тот или иной способ формирования обобщенных метрик качества данных. На третий вход блока 14 поступает управляющий сигнал из блока управления 13, который указывает, как получить необходимые для работы блока 14 метрики качества из шины данных (второй вход блока).

Наиболее простым вариантом формирования метрики M_i, является вариант, при котором при приеме набора скоростей Rate Set 1 для скоростей 1 и 1/2 значение метрики М_i равно результату проверки соответствующей CRC, а для скоростей 1/4 и 1/8 значение метрики М_i равно результату проверки соответствующей YQM; при приеме набора скоростей Rate Set 2 для всех четырех скоростей значение метрики М_i равно результату проверки соответствующей CRC.

Возможны различные другие варианты формирования метрики М_i. Пусть, например, положительному результату проверки CRC и YQM, указывающему на отсутствие ошибок в декодированных символах данных, соответствует значение "1", а отрицательному результату проверки, указывающему на наличие ошибок в декодированных символах данных, соответствует значение - "0". В этом случае при положительном результате проверки, соответствующей CRC, можно формировать метрику М_i путем суммирования соответствующих значений CRC и YQM, а при отрицательном результате проверки соответствующей CRC устанавливать нулевое значение. Кроме того, при формировании метрик M_i можно так же использовать сравнение решающих величин каждой гипотезы с порогом и по результатам сравнения устанавливать для метрик М_i ложных гипотез значение, указывающее на наличие ошибок в декодированных символах данных.

В блоке 15 среди всех гипотез выбирают гипотезу с максимальным значением решающей величины. При этом управляющий сигнал, поступающий на второй вход блока 15 из блока управления 13, указывает, как получить необходимые для работы блока 15 метрики качества из шины данных (поступающие на первый вход блока). Найденное максимальное значение решающей величины передается в блок 16 (сигнал со второго выхода блока) для сравнения с порогом, а номер выбранной гипотезы j передается на вход блока 6 (сигнал с первого выхода блока).

Значение порога в блоке 16 устанавливается в зависимости от значения внешнего управляющего сигнала (первый вход блока), указывающего, какой из наборов скоростей используется для передачи данных. Поступающее на второй вход блока 16 значение максимальной решающей величины сравнивается со значением порога при приеме данного набора скоростей и по результату сравнения формируется выдаваемый с выхода блока сигнал решения (выходной сигнал блока). Если значение максимальной решающей величины превышает заданное значение порога, то формируемый сигнал решения указывает на положительный результат проверки и принимает, например, значение "1"; в противоположном случае формируемый сигнал решения указывает на отрицательный результат проверки и принимает, например, значение "0".

Если сигнал решения из блока 16, поступающий на третий вход блока 6 и на пятый вход блока 17, указывает на положительный результат проверки, то работа устройства определения скорости передачи данных через блок 17 блокируется (т.е. данное значение сигнала решения запрещает работу блока 17 и как следствие работу блоков 9, 18 и 19), а в блоке 6 выполняют проверку качества декодированных символов данных для выбранной гипотезы j и передают результат проверки (выходной сигнал блока 6) в блок 7.

Для этого из поступивших на первый вход блока 6 из блока 14 обобщенных метрик качества данных по поступившему на второй вход блока 6 из блока 15 номеру гипотезы j, выбирается соответствующая j-той гипотезе обобщенная метрика качества данных M_j и проверяется ее значение. Если метрика M_j указывает на отсутствие ошибок в декодированных символах данных для гипотезы j, то на выходе блока 6 устанавливается значение, указывающее на положительный результат проверки качества данных для гипотезы j (например, на выход устройства передается номер гипотезы j). В противоположном случае на выходе блока 6 устанавливается значение, указывающее на отрицательный результат проверки качества данных для гипотезы j (например, значение, инверсное по знаку номеру гипотезы j).

Блок 7 формирует решение о скорости передачи и качестве декодированных символов данных фрейма по сигналу, поступившему на один из трех его входов. Это решение является выходным сигналом устройства и сообщает, что принята одна из m скоростей без ошибок, или что данные фрейма приняты с ошибками и должны быть стерты.

Если сигнал с выхода блока 6, поступающий на первый вход блока 7, указывает на положительный результат проверки качества данных, то в блоке 7 формируется решение о приеме скорости, соответствующей гипотезе с номером j, без ошибок в декодированных символах данных. В противоположном случае формируется решение о приеме декодированных символов данных фрейма с ошибками, непригодных для дальнейшего использования.

Если сигнал решения из блока 16, поступающий на третий вход блока 6 и на пятый вход блока 17, соответствует отрицательному результату проверки, то работа блока 6 блокируется, а в блоке 17 осуществляют коррекцию сформированных обобщенных метрик качества данных М_i (поступивших на четвертый вход блока 17) с использованием всех или только части метрик качества данных всех m гипотез (поступивших на второй вход блока 17 из шины данных). При этом управляющий сигнал, поступающий на третий вход блока 17 из блока управления 13, указывает, как получить необходимые для работы блока 17 метрики качества из шины данных.

В зависимости от используемого передатчиком набора скоростей могут использоваться различные (заранее предопределенные) варианты коррекции обобщенных метрик качества данных. В связи с этим для выбора нужного варианта коррекции, при работе блока 17 используют внешний управляющий сигнал, поступающий на первый вход блока 17 и указывающий, какой из наборов скоростей используется для передачи данных.

Коррекция позволяет предотвратить возникновение ошибок при выборе гипотезы в блоке 18. Например, при использовании набора скоростей Rate Set 1 и получении положительного результата проверки CRC и YQM для скорости 1 именно ее следует считать истинной скоростью, в то время как в процессе работы блока 18 может быть принято решение в пользу ложной гипотезы. Или, например, при использовании набора скоростей Rate Set 2 и формировании метрики M_i каждой гипотезы путем суммирования соответствующих значений CRC и YQM в случае положительного результата проверки CRC (как это было описано выше), при обнаружении хотя бы одной гипотезы, значение обобщенной метрики качества данных которой равно двум, все гипотезы со значениями М_i меньше двух следует считать ложными. Подобные ошибки можно предотвратить, например, путем установки для метрик М_i ложных гипотез значений, указывающих на наличие ошибок в декодированных символах данных (блокирование ложных гипотез).

В блоке 9 выполняют проверку скорректированных обобщенных метрик качества данных, поступающих на вход блока, и определяют, существует ли хотя бы одна гипотеза, скорректированная обобщенная метрика качества данных которой указывает на отсутствие ошибок в декодированных символах данных. По результату проверки формируется первый выходной сигнал (поступающий на четвертый вход блока 18), который, например, принимает значение "0" при отрицательном результате проверки (таких гипотез нет) и больше нуля при положительном результате проверки (хотя бы одна такая гипотеза существует). Отметим, что при использовании приведенных в качестве примера способов формирования метрик _i, для проверки этого условия достаточно вычислить сумму метрик М_i всех гипотез (сумма будет нулевой, если все скорректированные M_i равны нулю, и ненулевой, если после коррекции осталась хотя бы одна ненулевая метрика М_i).

Если результат проверки в блоке 9 отрицательный (все скорректированные обобщенные метрики качества данных указывают на наличие ошибок в декодированных символах данных), то по выходному сигналу блока 9 блок 18 блокирует работу (т.е. данное значение сигнала запрещает работу блока 18 и как следствие работу блока 19). Одновременно с этим на второй вход блока 7 передается второй выходной сигнал блока 9, по которому в блоке 7 формируется решение о приеме фрейма с ошибками в декодированных символах данных (т.е. данные фрейма должны быть стерты, поскольку даже если удастся определить скорость передачи данных, принятые данные фрейма не пригодны для использования).

Если результат проверки в блоке 9 положительный, то в блоке 18 среди гипотез, скорректированные обобщенные метрики качества данных М_i которых указывают на отсутствие ошибок в декодированных символах данных, выбирают гипотезу с максимальным значением решающей величины. Номер этой гипотезы k передается на выход блока. Необходимые для работы блока 18 скорректированные обобщенные метрики качества данных M_i поступают на первый вход блока 18. Для выбора необходимых решающих величин из шины данных используется управляющий сигнал, поступающий на второй вход блока 18 из блока управления 13 (указывающий, как получить необходимые для работы блока 18 метрики качества из шины данных).

В блоке 19 выполняют дополнительные проверки качества декодированных символов данных для выбранной гипотезы с номером k (номер гипотезы поступает на четвертый вход блока) с использованием всех или только части поступивших на вход блока метрик качества. Количество и тип выполняемых дополнительных проверок могут различаться в зависимости от используемого набора скоростей и от номера выбранной в блоке 18 гипотезы k. В связи с этим при работе блока 19 используют два управляющих сигнала. Внешний управляющий сигнал, поступающий на первый вход блока 19, указывает, какой из наборов скоростей используется для передачи данных. Поступающий из блока управления 13 на третий вход блока 19 управляющий сигнал указывает, как получить необходимые для работы блока метрики качества из шины данных (второй вход блока).

В процессе выполнения таких проверок может, например, сравниваться значение решающей величины k-той гипотезы с заданным для данной гипотезы значением порога, причем, если решающая величина меньше заданного значения порога, считают, что декодированные символы данных содержат ошибки. Другие варианты проверок могут включать в себя, например, поиск альтернативных гипотез, для которых получено значение решающей величины больше заданного порогового значения, причем пороговые значения для альтернативных гипотез могут изменяться в зависимости от выбранной в блоке 18 гипотезы k.

По окончании дополнительных проверок выходной сигнал из блока 19 передается в блок 7 (на третий вход блока 7), по которому в блоке 7 формируется решение о скорости передачи данных и качестве декодированных символов данных фрейма. Если дополнительная проверка качества данных не выявила ошибок в декодированных символах данных для k-той гипотезы, то на выходе блока 19 устанавливается значение, указывающее на положительный результат дополнительной проверки качества данных для гипотезы с номером k (например, на выход устройства передается номер гипотезы k). В противоположном случае на выходе блока 19 устанавливается значение, указывающее на отрицательный результат дополнительной проверки качества данных для гипотезы k (например, значение, инверсное по знаку номеру гипотезы k).

Таким образом, заявляемые способ (варианты) и устройство для его реализации (варианты) определяют скорость передачи данных и качество принятых данных фрейма путем выполнения заданной последовательности операций, которую можно условно разделить на L этапов, где L1. При этом на каждом из этапов (итераций решения поставленной задачи) проверяются заданные условия и выполняется последовательность действий, позволяющие выбрать наилучшее решение на данном этапе (либо сформировать решение о скорости передачи и качестве принятых данных, либо указать на необходимость дальнейшего выполнения операций способа).

Последовательность выполняемых операций заявляемого способа (варианты) построена таким образом, что, с одной стороны, при приеме каждого отдельно взятого фрейма окончательное решение о скорости передачи данных и качестве принятых данных фрейма формируется с использованием минимального количества операций, необходимых в данной ситуации, а с другой стороны, поэтапное решение поставленной задачи позволяет уменьшить вероятность формирования ошибочных решений, поскольку, если выполнение одного из этапов не позволило сформировать окончательное решение, для формирования решения будет использован следующий этап (вплоть до получения окончательного решения на последнем этапе).

Заявляемые изобретения (варианты) реализуются доступными средствами и известными в области радиотехники устройствами (в аппаратурной реализации). Они так же реализуются на современных процессорах, например таких как TMS 320С XX, Motorola 56 XXX, Intel и т.п.

Компьютерное моделирование заявляемой группы изобретений показало, что в большинстве тестовых ситуаций данные технические решения превосходят по своим характеристикам известные аналоги и эффективно работают как при приеме набора скоростей Rate Set 1, так и при приеме набора скоростей Rate Set 2, причем как в прямом, так и в обратном каналах связи, что является преимуществом заявляемых изобретений.

Практические примеры реализации заявляемых способа определения скорости передачи данных (варианты) и устройства для его реализации (варианты) приведены применительно к условиям системы радиосвязи, организуемой по стандарту IS-95-B. Однако это только частный вариант использования изобретений. Заявляемые технические решения могут быть эффективно использованы также и в других системах радиосвязи, например в современных сотовых системах радиосвязи (таких как UMTS, АМВ, 3GPP и т.п.), а также могут быть использованы в любых других системах связи, использующих вокодер с несколькими скоростями и кодирование каждой из скоростей при помощи сверточных кодеров, блочных кодеров, турбокодеров или каких-либо других кодеров.