DE69836120T2 - Verfahren zur Kodierung und Modulation, sowie Einrichtung zur dessen Ausführung - Google Patents

Verfahren zur Kodierung und Modulation, sowie Einrichtung zur dessen Ausführung Download PDF

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Description

  • Die Erfindung betrifft das Kombinieren von Codierung und Modulation, die zum Bearbeiten eines digitalen Signals zur Hochfrequenzübertragung in einem verrauschten Kanal verwendet werden.
  • Beim Versuch, die Kommunikationsgeschwindigkeit von digitalen Funksystemen zu erhöhen, wurden binäre Signale durch mehrwertige Signale in Verbindung mit einem Hochpegel-Modulationsschema ersetzt. Hier wird 16-QAM (16-Pegel-Quadraturamplitudenmodulation) als ein Beispiel für eine Hochpegel-Modulation betrachtet. Mehrwertige Signale erfordern, dass der Signal-Codierer und – Decodierer spezielle Eigenschaften besitzen. 1 stellt eine mehrwertige Codier- und Decodier-Anordnung dar, die aus dem Dokument "H. Imai, S. Hirakawa: A New Multilevel Coding Method Using Error-Correcting Codes, IEEE Transactions on Information Theory, Band IT-23, Nr. 3, 1977" bekannt ist. Der Codierer 100 besteht aus einer seriellen/parallelen Umsetzungsschaltung 101, M parallelen binären Codierern 102105, wobei M eine positive ganze Zahl ist, (hier M = 4), und einer Abbildungsschaltung 106. Das Ausgabesignal des Codierers 100 läuft durch einen Kanal 107 und erreicht einen Decodierer 108, der eine Demultiplex-Decodier-Schaltung 109 enthält, welche M parallele Signalschätzungen erzeugt, und eine Auswahlschaltung 110, welche die ursprünglichen Informationen aus den Schätzungen an ihrem Eingang rekonstruiert. Modulation und Demodulation sind in dem Kanalteil 107 von 1 enthalten.
  • Die serielle/parallele Umsetzungsschaltung 101 setzt einen Strom von binären Symbolen in M Komponentenströme um, die verschiedene Raten aufweisen können. Jeder Komponentenstrom wird in seinen eigenen binären Codierer 102105 eingespeist. Die generische Definition eines mehrwertigen Codierers stellt sehr wenige spezifische Anforderungen an die parallelen binären Codierer 102105, obwohl sie in vielen Fällen so ausgewählt werden, dass sie einen codierten Datenstrom mit gleicher Rate erzeugen. Die Abbildungsschaltung 106 liest Bits aus der Ausgabe jedes binären Codierers und bildet diese Bits in ein entsprechendes mehrwertiges Signal ab, das einen der 2M zulässigen Pegel oder Zustände aufweist. Insbesondere im Fall von QRM-Modulation von 2M Ordnung muss M geradzahlig sein, und die Ausgabezustände der Abbildungsschaltung 106 müssen den zulässigen Phasen- und Amplitudenwertkombinationen eines oszillierenden Signals entsprechen.
  • 3 stellt einen so genannten Mehrstufen-Decodierer 300 dar, der als der Decodierer 108 in der Anordnung von 1 verwendet werden kann. Zu jedem Abtastmoment wird angenommen, dass sich das Eingangssignal in Leitung 301 in einem der 2M zulässigen Zustände befindet. Der erste metrische Block 302 erzeugt einen metrischen oder einen Wahrscheinlichkeitswert, der angibt, ob das niedrigstwertige Bit, das den Zustand des Eingangssignals beschreibt, 0 oder 1 sein soll. Eine Entscheidung über den entsprechenden decodierten Bitwert wird in dem ersten Decodierer 306 getroffen. Auf jeder weiteren horizontalen Ebene des Mehrstufen-Decodierers trifft einer der Decodierer 307309 eine weitere Entscheidung, und jeder der Codierer 310312 stellt die entsprechende Entscheidung in erneut codierter Form als eine zusätzliche Eingabe für den metrischen Block 303305 der restlichen Ebenen bereit. Die Verzögerungselemente 314319 sorgen für die wechselseitige zeitliche Koordinierung der Signalteile vor und nach dem Decodieren, so dass, nachdem die letzte Entscheidung über den decodierten Bitwert im Block 309 getroffen worden ist, der Multiplexer 320 den ursprünglichen Bitstrom aus den Ausgaben der Verzögerungselemente 317319 und dem Decodierer 309 auf eine Weise konstruieren kann, die reziprok zu der Funktion der seriellen/parallelen Umsetzungsschaltung 101 in dem Sender ist (siehe 1).
  • Wenn die Rechenkapazität der empfangenden Vorrichtung hoch genug ist in Bezug auf die Rate des eingehenden empfangenen Signals, könnte eine Rückkopplungsverbindung vom Decodierer 309 zu dem ersten metrischen Block 302 über einen zusätzlichen Codierer angeordnet werden. Die sich daraus ergebende Vorrichtung wäre zu einem so genannten wiederholten Decodieren fähig, wobei die erste Runde von Entscheidungen in den Decodiererblöcken 306 bis 309 als Eingabe für eine zweite (wiederholte) Runde dient und so weiter. Je mehr Wiederholungen auf jedem Signal, um so geringer die Wahrscheinlichkeit einer fehlerhaften Decodierungsentscheidung.
  • Ein Problem einer herkömmlichen MLC-MSD-Anordnung (Multi-Level Coding – Multi-Stage Decoding/mehrwertige Codierung – mehrstufige Decodierung) ist ihre Unflexibilität in Bezug auf veränderliche Codierungsraten. Ein Funkkanal ist anfällig für schwankendes Rauschen und Interferenz, so dass verschiedene Codierungsraten zu verschiedenen Zeitpunkten erforderlich sind. Wenn die Funkkapazität (in Bezug auf Frequenz und Zeit), die zu einer gewissen Funkverbindung zugewiesen ist, fest ist, und Interferenzbedingungen sich plötzlich verschlechtern, kann es notwendig sein, die Codierungsmenge zu erhöhen, und die effektive Datenrate entsprechend zu verringern, um überhaupt einige Daten zu der empfangenden Station durchzubringen. Desgleichen, wenn die Interferenz nachlässt, kann die sendende Vorrichtung die Gelegenheit wahrnehmen, die Codierung zu reduzieren, wodurch die effektive Datenrate erhöht wird. Dieser Ansatz ist natürlich nur auf Nicht-Echtzeit-Verbindungen anwendbar, (so genannte nicht-transparente Dienste), für die eine feste Datenrate nicht erforderlich ist. Allerdings kann das Funksystem es gestatten, dass Funkkapazitäts-Zuweisungen von separaten Verbindungen sich ändern, wodurch eine Echtzeit-Verbindung (transparente Datendienste) ihre feste Datenrate jederzeit aufrechterhalten und gleichzeitig Interferenz mit einer variable Codierungsrate zusammen mit einer variablen Menge von reservierter Funkkapazität bekämpfen kann. In jedem Fall kann eine maximale Codierungsrate nahe 1, (genau 1 bedeutet, dass durch die Codierung keine Redundanz hinzugefügt wird), und eine Codierungsmindestrate von 0,1, (was bedeutet, dass zehn codierte Bits pro jedem Datenbit gesendet werden), und die Möglichkeit, je nach Bedarf mehr oder weniger frei zwischen diesen zu wählen, erforderlich sein.
  • Ein herkömmlicher Ansatz, eine Auswahl von Codierungsraten zu ermöglichen, ist aus der Veröffentlichung "EDGE Feasibility Studies, Work Item 184: Improved Data Rates through Optimised Modulation; ETSI STC SMG2, München, Deutschland, 12.–16. Mai 1997" bekannt. Dieser Ansatz für transparente Datendienste ist in 4a dargestellt, wo Datenbits in Block 401 eingegeben werden, und codierte Symbole aus Block 410 ausgegeben werden. Die Blöcke 401 bis 405 bilden so genannte verkettete Codierer, wobei Block 401 die Datenbits zuerst in vorläufige Symbole abbildet, Block 401 an ihnen eine RS-(Reed-Solomon) Codierung durchführt, Block 403 die RS-codierten vorläufigen Symbole innerhalb einer wählbaren Verschachtelungslänge N1 verschachtelt, und Block 404 das Ergebnis wieder in Bits abbildet. Ein Festraten-Faltungscodierer 405 mit einer Codierungsrate 1/3 fügt zu dem Bitstrom Redundanz hinzu. Der Serien-Parallel-Umsetzer 406 sendet Gruppen von vier aufeinander folgenden Bits parallel in Punktierungsblöcke 407a und 407b, und danach führt eine zusätzliche Verschachtelungsvorrichtung 408 eine Bit-Verschachtelung über einen Verschachtelungszeitraum von vier Datenübertragungsblöcken durch. Weitere Serien-Parallel-Umsetzer 409a und 409b werden verwendet, um die vier manipulierten parallelen Bitströme in eine Q-O-QAM-Abbildungsvorrichtung 410 einzuspeisen, die gemäß einer so genannten Gray-Abbildung arbeitet, um die Ausgabesymbole zu erzeugen. 4b stellt einen entsprechenden Ansatz für nicht-transparente Datendienste dar, wobei der RS-Codierer 402 durch einen einfachen CRC-(Cyclic Redundancy Check/zyklische Redundanzprüfung) Codierer 402' ersetzt wurde, der dem Bitstrom zu vorgegebenen Intervallen, die als Datenübertragungsblöcke bezeichnet werden, eine CRC-Prüfsumme hinzufügt. Der Zweck einer CRC-Prüfsumme in jedem Datenübertragungsblock besteht nicht darin, Fehler in den empfangenen Datenübertragungsblöcken zu korrigieren, sondern sie zu erfassen, so dass die empfangende Vorrichtung eine erneute Übertragung eines fehlerhaften Datenübertragungsblocks anfordern kann. Da die CRC-Berechnung auf Bitebene stattfindet, können die Umsetzungsblöcke 401 und 404 von 4a weggelassen werden, und der Verschachtelungsvorrichtungs-Block 403' arbeitet an Bits und nicht an vorläufigen Symbolen, wie Block 403 in 4a.
  • Einer der Nachteile der Anordnungen des bisherigen Stands der Technik der 4a und 4b besteht darin, dass wiederholtes Decodieren und mehrstufiges Decodieren nicht als das Decodierverfahren verwendet werden können, was die Leistung des Systems im Vergleich mit der theoretischen Optimalleistung beeinträchtigt. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass, um die ETSI-(European Telecommunications Standards Institute) Standards für Echtzeit-(transparente) Datendienste zu erfüllen, die verketteten Codes, die in den Blöcken 402 und 405 verwendet werden, ziemlich kompliziert sein müssen. Zusätzlich zur Implementierung von sowohl transparenten als auch nicht-transparenten Datendiensten sind wenigstens zwei alternative äußere Codierer (Blöcke 402 und 402') in dem Sender mit den entsprechenden alternativen Decodierern in dem Empfänger erforderlich, was die Strukturen ziemlich komplex macht.
  • Aus einer Veröffentlichung des bisherigen Stands der Technik von Divsalar, D. und Pollara, F.: "Serial and Hybrid Concatenated Codes with Applications", Intern. Symposium on Turbo Codes and Related Topics, 3.–5. September 1997, Brest, Frankreich, ist die Offenbarung verschiedener Gesichtpunkte von trelliscodierter Modulation (TCM), Turbo-TCM und die Verwendung von TCM in Kombination mit parallelem oder seriellem verkettetem Codieren bekannt.
  • Aus einer weiteren Veröffentlichung des bisherigen Stands der Technik von Jung-Fu Cheng und anderen: "Complexity-reduced multilevel coding with rate-compatible punctured convolutional codes", Global Telecommunications Conference, 1993, einschließlich einer Communications Theory Mini-Conference, Technical Program, Conference Record, IEEE in Houston, Globecom '93, IEEE Houston, TX, USA, 29. Nov.–2. Dez. 1993 New York, NY, USA, IEEE, 29. November 1993 (29.11.1994), Seite 814–818, XP010109772, ISBN: 0-7803-0917-0 ist die Offenbarung verschiedener Gesichtspunkte der Anwendung von ratenkompatiblen punktierten Codes bekannt.
  • Vor diesem Hintergrund versucht die vorliegende Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Codieren, Modulieren, Demodulieren und Decodieren in einem Funksystem unter Verwendung von mehrwertigen Signalen bei der Übertragung bereitzustellen. Des Weiteren versucht die Erfindung, die erforderliche Hardware einfach zu halten, obwohl variable Codierraten und Datendienste vorhanden sind.
  • Dementsprechend verwendet die Erfindung mehrwertige Codierung und mehrstufige Decodierung mit verketten Hybridcodes als den Komponentencodes in dem Codierer.
  • Insbesondere wird unter einem ersten Gesichtspunkt der Erfindung ein Verfahren gemäß der Erfindung bereitgestellt, welche durch die zitierten Merkmale gekennzeichnet ist, die in dem kennzeichnenden Teil des selbstständigen Anspruchs zitiert werden, der sich auf ein Verfahren bezieht.
  • Die Erfindung betrifft auch eine sendende Vorrichtung, die durch die Merkmale gekennzeichnet ist, die in dem kennzeichnenden Teil des selbstständigen Anspruchs zitiert werden, der sich auf eine sendende Vorrichtung bezieht.
  • In Übereinstimmung mit dem ersten Gesichtspunkt der Erfindung wird ein verketteter Hybridcode-Codierer (HCC-Codierer) zusammen mit einem mehrwertigen Codiermodell (MLC-Modell) verwendet. Vorzugsweise besteht jeder Komponentencode des mehrwertigen Codierers aus einem HCC-Teil, der allen Komponentencodes gemeinsam ist und in einem einzelnen HCC-Codierer implementiert werden kann, bevor der Strom von Datenbits in Komponentenströme mit variabler Rate aufgeteilt wird, und aus einem Punktierungsteil, welcher getrennt für jeden Komponentenstrom implementiert wird, und welcher die Bitrate jedes Komponentenstroms auf eine gemeinsame Bitrate reduziert. Die parallelen punktierten Komponentenströme können dann unter Verwendung der in dem MLC-Modell eingestellten Partitionsabbildung als Eingaben in die Symbol-Abbildungsvorrichtung verwendet werden. Die mehrstufige Decodierung (MSD) kann in dem Empfänger verwendet werden, um das empfangene Signal zu decodieren.
  • Vorteilhafterweise besteht ein HCC-Codierer aus wenigstens zwei parallelen Codierpfaden und einem Multiplexer (oder einem Schalter), der jeweils nur einen Codierpfad zur Verwendung auswählt. Einer der Codierpfade umfasst wenigstens zwei verkettete einfache Codierer, die als der innere Codierer und der äußere Codierer bezeichnet werden: sowohl der innere als auch der äußere Codierer sind vorteilhafterweise systematische Faltungscodierer mit einer relativ niedrigen Anzahl von Zuständen. Ihre Funktion wird äußerst vorteilhaft durch einen Punktierungsblock und einige Verschachtelungen ergänzt. Ein anderer Codierpfad umfasst nur einen Codierer und eventuell eine Verschachtelungsvorrichtung. Zusammen mit den Punktierungsblöcken, (welche die Datenrate der Komponentenströme nach der Serien-Parallel-Umsetzung in dem MLC-Codierer reduzieren), implementiert der HCC-Codierer ein so genanntes ratenkompatibles punktiertes Code-System, in dem der HCC-Codierer einen "Muttercode" implementiert, und die Punktierungsblöcke übernehmen die Anpassung der gesamten Codierrate an einen erforderlichen Pegel.
  • In dem erfindungsgemäßen Empfänger führt der Mehrstufen-Decodierer (MSD) die Demodulation und Decodierung von Symbolen in codierte Datenbits durch, die in eine Struktur geleitet werden, die ein Gegenstück zu dem HCC-Codierer ist: ein Demultiplexer verbindet den Strom von codierten Datenbits entweder mit einem einstufigen Decodierer, (wenn in dem HCC der einfachere Codierpfad verwendet wurde), oder mit einem zweistufigen Decodierer. Wiederholte Decodierberechnungen sind sowohl im MSD als auch dem letzteren Decodierer möglich, wenn die Anforderungen für die Decodierungsverzögerung unbestimmt genug sind, und wenn der Empfänger die erforderliche Rechenkapazität aufweist.
  • Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die folgenden begleitenden Zeichnungen beschrieben:
  • 1 stellt eine bekannte Codier- und Decodier-Anordnung dar,
  • 2 stellt einen als solchen bekannten Partitionsbaum dar,
  • 3 stellt einen bekannten Decodierer zur Verwendung in dem System von 1 dar,
  • 4a stellt ein anderes bekanntes Codiermodell für transparente Datendienste dar,
  • 4b stellt ein anderes bekanntes Codiermodell für nicht-transparente Datendienste dar,
  • 5 ist ein schematisches Blockschaltbild eines Codierers gemäß der Erfindung,
  • 6a zeigt ein Detail von 5,
  • 6b zeigt ein anderes Detail von 5,
  • 7 zeigt ein anderes Detail von 5,
  • 8 ist ein schematisches Blockschaltbild eines MSD gemäß der Erfindung,
  • 9 ist ein schematisches Blockschaltbild eines Decodierers gemäß der Erfindung,
  • 10 stellt eine Verschachtelungsoption gemäß der Erfindung dar,
  • 11 stellt die Anwendung der Erfindung in einem Telekommunikationssystem dar.
  • Die Beschreibung des bisherigen Stands der Technik bezog sich auf die 1, 3, 4a und 4b, somit wird sich die folgende Beschreibung von vorteilhaften Ausführungsformen der Erfindung auf die 2 und 5 bis 11 beziehen. In der Beschreibung wird 16-QAM als ein Beispiel für ein Hochpegel-Modulationsverfahren betrachtet, Die Erfindung ist nicht auf den Einsatz eines 16-QAM beschränkt.
  • Eine mögliche Art, die zulässigen Ausgabezustände eines QAM-Codierers mit 2M zulässigen Ausgabezuständen darzustellen, ist ein Partitionsbaum wie derjenige in 2, in dem die oberste Verzweigungsebene die Ebene 0 ist und die unterste Verzweigungsebene die Ebene M-1 ist, was hier Ebene 3 bedeutet. Auf jeder Ebene stellen die schwarzen Punkte in der Punktmatrix die zulässigen Ausgangszustands-Möglichkeiten in dem entsprechenden Partitionszweig auf der entsprechenden Ebene dar. Die binäre Codiererausgabe, (hier: Ausgabe von Codierer 102), die als das niedrigstwertige Bit (LSB) an dem Eingang der Abbildungsschaltung 106 definiert worden ist, definiert, welches untergeordnete Set von zulässigen Ausgangszustands-Möglichkeiten auf der obersten Ebene ausgewählt wird und so weiter, bis auf der untersten Ebene die Codiererausgabe (hier: Ausgabe von Codierer 105), die als das höchstwertige Bit (MSB) definiert worden ist, definiert, welcher der restlichen zwei möglichen Ausgabezustände genommen wird. Mit der Auswahl der Zustände, (den schwarzen Punkten), wie in 2 dargestellt, definiert der Partitionsbaum eine so genannte Ungerboeck-Abbildung, die als solche aus dem Dokument "G. Ungerboeck: Channel Coding with Multilevel/Phase Signals, IEEE Trans. Inform. Theory, Band IT-28, S. 55–67, Nr. 1, Jan. 1982" bekannt ist. Die Verwendung einer Ungerboeck-Abbildung oder einer allgemeiner eingestellten Partitionsabbildung ist in dem Verfahren und der Vorrichtung gemäß der Erfindung vorteilhaft, weil zum Beispiel im Gegensatz zur Gray-Abbildung eine eingestellte Partitionsabbildung bedeutet, dass auf der Symbol-Decodierstufe eine Abhängigkeit zwischen der Decodierungsentscheidung des niedrigstwertigen und des höchstwertigen Bits des Symbols vorhanden ist, wobei die Abhängigkeiten zum Verbessern der Decodierung auf jeder Bitebene verwendet werden können.
  • 5 stellt eine Codierstruktur gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung dar. Datenbits kommen von der linken Seite in der Form eines seriellen Bitstroms, und 16-QAM-Symbole werden auf die rechte Seite ausgegeben. Der verkettete Hybridcode-Block (HCC-Block) 501 ist der erste Block, in welchen die Datenbits eingespeist werden, und er besteht aus zwei alternativen Codierpfaden 502 und 503. Der obere Codierpfad 502 besteht aus einer Bit-Verschachtelungsvorrichtung 504 und einem Codierer (eventuell einem Faltungscode-Codierer) 505, der eine gewisse feste Codierrate aufweist, zum Beispiel 1/3. Die Blöcke 504 und 505 sind in dieser Reihenfolge in Reihe verbunden. Die Erfindung begrenzt nicht die Auswahl der Codierrate oder der Struktur des Codierers 505, doch können sie gemäß einer Analyse eines typischen Funkkanals und den Anforderungen ausgewählt werden, die in Bezug auf die Codierung bestehen. Der untere Codierpfad 503 besteht aus einem äußeren CC-Codierer 506, einem Punktierungsblock 507, einer Bit-Verschachtelungsvorrichtung 508 und einem inneren CC-Codierer 509, die alle in dieser Reihenfolge in Reihe verbunden sind. Der innere CC-Codierer 509 ist in der dargestellten Ausführungsform ein rekursiver systematischer Faltungscode-Codierer (RSCC-Codierer). Die Codierraten der Codierer 506 und 509 sind typischerweise 1/3, aber die gleiche nicht-begrenzende Natur der Erfindung gilt auch für sie sowie Block 505.
  • Der Multiplexer 510 arbeitet als ein Auswahlschalter, der codierte Bits entweder aus dem ersten Codierpfad 502 oder dem zweiten Codierpfad 503 auswählt. Der Multiplexer 510 ändert seine ausgewählte Bitquelle nur in Situationen, in denen die gesamte Codierrate des Systems geändert werden muss. Der codierte Bitstrom wird in dem Serien-Parallel-Umsetzer 511 in vier untergeordnete Ströme unterteilt. Die untergeordneten Ströme weisen im Allgemeinen verschiedene Bitraten n1, n2, n3 und n4 auf, die durch Punktierung in den vier parallelen Punktierungsblöcken 512a bis 512d zu einer allgemeinen Bitrate n0 reduziert werden. Eine Bit-Verschachtelungsvorrichtung 513 verteilt die Bits in den vier parallelen punktierten Bitströmen in K aufeinander folgende Datenübertragungsblöcke, wobei K eine positive ganze Zahl ist. Hier wird angenommen, dass K gleich 4 ist. Für die Erfindung ist es nicht erforderlich, dass die Datenübertragungsblocklänge und die Datenübertragungsblock-Verschachtelungslänge K auf eine spezifische Weise bestimmt werden. Nach dem Verschachteln sind vier parallele Bitströme mit gleicher Rate vorhanden, die in den Block 514 eingespeist werden, welcher ein Bit aus jedem Strom nimmt und die entsprechende Vier-Bit-Binärzahl gemäß einer ausgewählten Abbildungsstrategie in ein 16-wertiges Symbol abbildet. Hier sind die Symbole 16-QAM-Symbole, und die Abbildung findet gemäß einer ausgewählten eingestellten Partitionierungs-Abbildungsstrategie statt.
  • 6a stellt die Generierung eines rekursiven systematischen Faltungscodes (RSCC) mit einer festen Codierrate 1/3 dar. Der Codierer von 6a kann als der innere Codiererblock 509 von 5 verwendet werden. Er besteht aus drei Modulo-2-Addierern 601, 602 und 603, zwei Verzögerungselementen 604 und 605 von der Größe von einem Bit in Reihenschaltung und einem Drei-zu-Eins-Multiplexer 606. Die erste Eingabe in den Multiplexer 606 ist das aktuelle Datenbit als solches. Die zweite Eingabe in den Multiplexer 606 ist die Ausgabe des Addierers 602, d.h. eine Kombination der Ausgabe des Verzögerungselements 604 und der Ausgabe des Addierers 601, welche beide ebenfalls als Eingaben in den Addierer 603 eingespeist werden. Die dritte Eingabe in den Multiplexer 606 ist die Ausgabe des zweiten Verzögerungselements 605, die auch als eine dritte Eingabe in den Addierer 603 eingespeist wird, welcher wiederum zusammen mit dem aktuellen Datenbit die zwei Eingaben für den Addierer 601 bereitstellt.
  • 6b stellt die Generierung eines nicht-rekursiven systematischen Faltungscodes dar, ebenfalls mit einer festen Codierrate 1/3. Der Codierer von 6b kann als der äußere Codiererblock 506 von 5 verwendet werden. Er besteht aus einem Modulo-2-Addierer 610, zwei Verzögerungselementen 611 und 612 von der Größe von einem Bit in Reihenschaltung und einem Drei-zu-Eins-Multiplexer 613. Die erste Eingabe in den Multiplexer 613 ist wieder das aktuelle Datenbit als solches. Die zweite Eingabe in den Multiplexer 613 ist die Ausgabe des zweiten Verzögerungselements 612, z.B. ein Datenbit, das um zwei Bitintervalle verzögert worden ist. Die dritte Eingabe in den Multiplexer 613 ist die Ausgabe des Addierers 610, z.B. die Modulo-2-Summe des aktuellen Datenbits, des vorherigen Datenbits und eines Datenbits, das um zwei Bitintervalle verzögert worden ist.
  • Es wurde vorher erwähnt, dass der Codierer in dem oberen Zweig des HCC-Codierers 501 in 5 ein CC-Codierer sein kann. In einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann der gesamte obere Zweig 502 durch einen Turbo-Codierer ersetzt werden, wie demjenigen, der in 7 dargestellt ist und als solcher zum Beispiel bekannt ist aus dem Dokument "S. Le Goff, A. Glavieux, C. Berreu: Turbo-Codes and High Spectral Efficiency Modulation, Proceedings of IEEE ICC'94, 1.–5. Mai 1994, New Orleans, LA, S. 645–649". Die Eingangsleitung 701 trägt eine binäre Eingabesequenz. Die Bits der Eingabesequenz werden direkt in einen ersten Codierer 702 eingespeist und über eine Verschachtelungsvorrichtung 703 in einen zweiten Codierer 704. Des Weiteren werden die Bits der Eingabesequenz direkt in einen Eingang eines Dreiwege-Multiplexers 705 eingespeist. Die Rolle der Verschachtelungsvorrichtung 703 besteht darin, die wechselseitige Reihenfolge der Bits in der Eingabesequenz in einer bekannten Weise zu ändern, bevor sie in den zweiten Codierer 704 eingespeist werden. Die parallelen Codierer 702 und 704 können im Prinzip jeder bekannte binäre Codierer sein, und ihre Codierraten können jeweils beschrieben werden als k/(k + p1) und k/(k + p2), wobei k die Anzahl der Bits in einer vorgegebenen Länge der Eingabesequenz ist, und die Koeffizienten p1 und p2 von der Struktur der Codierer 702 und 704 abhängen. Sie können auch zueinander identisch sein. Abhängig von ihrer Codierrate und der erwarteten Ausgaberate des Turbo-Codierers 700 kann es notwendig sein, die Ausgaben der binären Codierer 702 und 704 in dem Punktierungsblock 706 zu punktieren, was dazu führt, dass die punktierten codierten Sequenzen die Raten k/(k +
    Figure 00150001
    ) und k/(k +
    Figure 00150002
    ) aufweisen, wobei die Koeffizienten und von dem Punktierungsvektor abhängen, der im Block 706 verwendet wird, und den Regeln
    Figure 00150003
    = p1 und
    Figure 00150004
    = p2 gehorchen. Die punktierten codierten Sequenzen werden dann in die restlichen zwei Eingänge des Dreiwege-Multiplexers 705 eingespeist, der an seinem Ausgang eine systematische Codesequenz mit einer Rate R generiert, welche aus der folgenden Formel berechnet werden kann:
    Figure 00150005
    wobei n die Anzahl von Bits in der Ausgabesequenz bezeichnet, die den k Bits in einer vorgegebenen Länge der Eingabesequenz entspricht.
  • 8 zeigt ein Blockschaltbild eines MSD 800, der in dem Empfänger gemäß der Erfindung verwendet werden kann. Die Eingangsleitung 801 trägt ein empfangenes Basisbandsignal, das eine Kombination aus tatsächlichem Signal, Gauß'schem Rauschen und Interferenz ist. Die metrischen Blöcke 802 bis 805 und ihre dazugehörigen Verzögerungsblöcke 814 bis 816 arbeiten auf die gleiche Weise wie die entsprechenden Blöcke 320 bis 305 und 314 bis 316 in 3, wenn die zusätzliche Eingabe in den metrischen Block 802 vom Block 820 für den Augenblick außer Acht gelassen wird. Nach der metrischen Berechnung in jedem der Blöcke 802 bis 805 wird das Ergebnis von jedem Block in einen entsprechenden Verschachtelungsaufhebungsblock 821 bis 824 eingespeist, der aufeinander folgende metrische Ergebnisse umstrukturiert, um den Effekt des Bitverschachtelungsblocks 513 in dem Sender von 5 zu entfernen. Desgleichen entfernt der Punktierungsaufhebungsblock 825 bis 828, von denen einer in Reihe mit jedem Verschachtelungsaufhebungsblock 821 bis 824 verbunden ist, den Effekt des entsprechenden Punktierungsblocks 512a bis 512d in dem Sender von 5, indem ein unsicheres Bit an der Stelle jedes punktierten Bits hinzugefügt wird. Die Ergebnisse von jedem Punktierungsaufhebungsblock 825 bis 828 werden im Multiplexer 829 gesammelt, der den reziproken Vorgang des Serien-Parallel-Umsetzers 511 in dem Sender von 5 durchführt und den sich daraus ergebenden codierten Bitstrom in den Decodierer 830 einspeist, dessen Zweck es ist, dem Vorgang des HCC-Codierers 501 in dem Sender von 5 entgegenzuwirken.
  • Vom Ausgangssignal des Decodierers 830 wird erwartet, dass es ein fehlerfreier Strom von Datenbits ist, genau wie diejenigen, die ursprünglich in den Codierer 501 von 5 eingespeist wurden. Der Decodierungsprozess kann jedoch einige fehlerhafte Entscheidungen hinsichtlich der Werte einiger Bits erzeugen. Die Wahrscheinlichkeit von Fehlern kann gesenkt werden, indem aus den decodierten Datenbits ein erneut codiertes Vergleichsergebnis erzeugt wird, das als Rückkopplung in den Decodierungsprozess eingespeist wird. Eine neue Decodierungsrunde, die auf dem gleichen empfangenen Signal basiert, allerdings mit der Hilfe der Rückkopplung, wird als eine Wiederholungsrunde bezeichnet, und der Prozess, der sie verwendet, ist ein sich wiederholender Decodierungsprozess. Block 831 in 8 stellt einen Codierer dar, der dem HCC-Codierer 501 des Senders ähnlich ist. In ähnlicher Weise entspricht der Demultiplexer 832 dem Serien-Parallel-Umsetzer 511, (mit Ausnahme dessen, dass der MSB-Ausgang nicht verwendet wird), die Punktierungsblöcke 833 bis 835 entsprechenden den Punktierungsblöcken 512a bis 512c, (nicht 512d, weil er dem MSB-Komponentenstrom entspricht), und die Verschachtelungsvorrichtungen 826 bis 838 entsprechen allen Teilen, bis auf MSB, der Verschachtelungsvorrichtung 513 in 5. Jeder metrische Block 803 bis 805 empfängt als eine zusätzliche Eingabe die codierte Form des entsprechenden einen niedrigstwertigen Bits, welches es dazu verwendet, den metrischen Berechnungsprozess zu unterstützen, genau wie in den metrischen Berechnungsblöcken 303 bis 305 des bisherigen Stands in 3. Die Erfindung begrenzt die Anzahl der aufeinanderfolgenden Symbole nicht, die während einer Wiederholungsrunde bearbeitet werden müssen, doch wird sie durch die verwendete Verschachtelungslänge diktiert: zum Decodieren und Umstrukturieren eines Datenübertragungsblocks muss der Empfänger alle Funksignal-Datenübertragungsblöcke empfangen, die Daten des fraglichen Datenübertragungsblocks enthalten.
  • Block 820 stellt eine Möglichkeit zum Erzeugen einer zusätzlichen Eingabe auch für den metrischen LSB-Berechnungsblock 802 dar. Block 820, sofern er verwendet wird, enthält alle Codierungs-, Demultiplex-, Punktierungs- und Verschachtelungsfunktionen, die erforderlich sind, um ein gesamtes Symbol aus einem Stück eines decodierten Datenbitstroms zu erzeugen. Dieses Symbol wird dann als eine zusätzliche Eingabe in den Block 802 eingespeist, um bei der metrischen LSB-Berechnung zu helfen.
  • 9 ist ein detaillierteres Blockschaltbild einer vorteilhaften Ausführungsform für den Decodierer 830. Der Decodierer von 9 ist ein wiederholender Decodierer für HCC-codierte Bitströme, die über die Leitung 901 eingegeben werden. Die Decodierer-Struktur ist als solche bekannt aus dem Dokument: "D. Divsalar, E. Pollara: Hybrid Concatenated Codes and Iterative Decoding, TDA Progress Report 42–130, August 1997". Der Demultiplexer 902 leitet den Eingabestrom entweder in den inneren CC-Decodierer 903, wenn der untere Codierungszweig 503 in dem Sender von 5 verwendet wurde, oder in den parallelen Code-Decodierer 904, wenn der obere Codierungszweig 502 verwendet wurde. Dies bedeutet natürlich, dass die empfangende Vorrichtung wissen muss, welchen Codierungszweig die sendende Vorrichtung verwendet hat. Diese Informationen lassen sich leicht von dem Sender zu dem Empfänger durch die bekannten Mittel der Zeichengabe übertragen. Angenommen, dass der untere Codierungszweig verwendet wurde, wird der eingegebene Strom zuerst im Decodiererblock 903 decodiert, um die Codierung zu entfernen, die im inneren Codierer 509 von 5 verwendet wurde. Zum Entfernen der Codierungen kann jedes als solches bekanntes Verfahren verwendet werden, zum Beispiel Viterbi-Decodierung. SISO kommt von Soft In – Soft Out und bedeutet, dass die Blöcke 903, 904 und 906 an nicht-binären Informationen arbeiten. Nach dem Entfernen der inneren Codierung entfernt der Verschachtelungsaufhebungsblock 905 die Verschachtelung, die im Block 508 von 5 implementiert worden ist, und das Signal wird zum Entfernen der Punktierung und äußeren Codierung, die in den Blöcken 507 und 506 von 5 implementiert wurden, in den Decodiererblock 906 eingespeist. Von dem sich daraus ergebenden Signal wird erwartet, dass es den korrekten Strom von Datenbits enthält, der durch das Summierungsmittel 907 und die Ausgangsleitung 912 ausgegeben werden kann. Um jedoch die fehlerkorrigierenden Fähigkeiten der wiederholten Decodierung zu verwenden, wird das Ausgabesignal vom Block 906 jedoch auch als eine Rückkopplung durch den Neuverschachtelungsblock 908 in die zusätzliche Eingabe des Decodiererblocks 903 eingespeist, um bei der wiederholten Decodierungsrunde zu helfen. Die in diesem Rückkopplungssignal enthaltenen Nebeninformationen geben die Anzahl der Empfangsfehler an, so dass kein separater CRC-(Cyclic Redundancy Check) Code zu diesem Zweck erforderlich ist.
  • Wenn das gesendete Signal den oberen Codierungszweig 502 von 5 verwendet hat, leitet der Demultiplexer 902 das zu decodierende Signal zum Decodiererblock 904 statt zum Block 903. Die Decodierung findet in dieser einzigen Stufe statt, und die Verschachtelung, die im Block 504 von 5 implementiert worden ist, wird im Block 909 entfernt. Die Rückkopplung zum Decodiererblock 904 erfolgt durch den Neuverschachtelungsblock 910 zur wiederholten Decodierung. Auch Block 904 kann die Anzahl der Empfangsfehler berechnen, indem er seine beiden Eingänge vergleicht.
  • Wenn beide Codiererzweige in dem Sender verwendet worden sind, werden die Zuverlässigkeitsinformationen zwischen allen SISO-Blöcken 903, 904 und 906 gemeinsam genutzt, und der Decodierer arbeitet auf zwei Schleifen, wobei die erste aus den Blöcken 903905906908 besteht und dem Block 903 Nebeninformationen liefert, und die andere die Struktur 903905906910-(Nebeninfo an) 904909-(Nebeninfo an) 906 aufweist.
  • Der MSD von 8 umfasst keine explizit gezeigten Gegenstücke zu den Verzögerungsleitungen 317 bis 319 des MSD des bisherigen Stands der Technik in 3. Dies ist auf einen Gesichtspunkt der Erfindung zurückzuführen, der ausführlicher in 10 gezeigt ist. Zusätzlich zu seiner normalen Bitverschachtelungsfunktion verzögert die Verschachtelungsvorrichtung 513 von 5 die drei niedrigstwertigen Komponentenbitströme LSB, LSB1 und LSB2 und jeweils um drei, zwei und ein Bit. Die Ellipse 1001 kreist die Bits ein, die in einem MLC-Codierer des bisherigen Stands in ein Symbol abgebildet würden. Die Ellipse 1002 kreist die Bits ein, die in einem Codierer gemäß diesem besonderen Gesichtspunkt der Erfindung in ein Symbol abgebildet sind. Verzögerungen zwischen decodierten Komponentendatenströmen sind in dem Empfänger nicht erforderlich, weil die codierten Komponentendatenströme bereits in dem Sender wechselseitig verzögert worden sind. Der Grund dafür ist, die Konstruktion des Empfängers mit einem kleineren Speicher zu ermöglichen als mit den Verzögerungen erforderlich wäre, die in der Empfängerseite implementiert sind: die Speicheranforderungen an den Sender erhöhen sich entsprechend. Angenommen, es ist eine überwältigende Vielzahl von Endgeräten im Vergleich mit der Anzahl von Basisstationen in einem Zellularfunksystem vorhanden, so ist es äußerst vorteilhaft, bei den Endgräten Speicher zu sparen und die Abwärtsstrecken-Richtung gemäß 5, 8 und 10 aufzubauen. In der Aufwärtsstrecke muss der Sender des Endgeräts die codierten Komponentendatenströme gemäß 10 nicht verzögern, was bedeutet, dass in einem Endgerät-Sender, ansonsten gemäß 5 der Verschachtelungsblock 513, das entsprechende Merkmal der vorläufigen Datenverschiebung nicht enthalten würde, und der Basisstations-Empfänger, ansonsten gemäß 8 der Multiplexer 829, Verzögerungsleitungen enthalten würde, die mit denen von 3 vergleichbar sind.
  • 8 und 9 enthalten beide die Option des wiederholten Decodierens. Die Erfindung erfordert nicht, dass der Empfänger irgendeine Art von wiederholter Decodierung verwendet, aber wenn die Rechenkapazität des Empfängers und die Verzögerungsanforderungen der Verbindung es gestatten, ist sie eine nützliche Möglichkeit, die Wahrscheinlichkeit von Fehlern in dem decodierten Datenstrom zu reduzieren. Die Senderseite wird in keinerlei Weise davon beeinflusst, ob der Empfänger wiederholtes Decodieren verwendet oder nicht, ausgenommen die Tatsache, dass ein wiederholt decodierender Empfänger wahrscheinlich weniger erneute Übertragungen anfordern wird als ein nicht-wiederholt decodierender Empfänger. Ein Hersteller kann zuerst einen nicht-wiederholt decodierenden Empfänger oder einen wiederholt decodierenden Empfänger auf den Markt bringen, der nur für eine oder zwei Wiederholungsrunden ausgelegt ist, und nachdem ein neuer, effektiverer Signalprozessor oder eine andere bessere Komponente zur Verfügung steht, kann der Hersteller eine aufgerüstete Version der Vorrichtung auf den Markt bringen, die zu öfteren Wiederholungen pro empfangenen Bit oder Symbol fähig ist.
  • 11 zeigt ein Telekommunikationssystem 1100, das eine Basisstation 1101 und eine Endgerätvorrichtung 1102 umfasst. Die Basisstation 1101 ist an ein Netzwerk von anderen Basisstationen, Basisstations-Controllern, mobilen Vermittlungszentren und anderen Elementen eines als solchem bekannten Zellularnetzwerks über die bidirektionale Verbindung 1103 angeschlossen. Die Basisstation umfasst einen Senderzweig 1104 und einen Empfängerzweig 1105, wobei der Senderzweig 1104 wenigstens einen Codierungs-, Punktierungs-, Verschachtelungs- und Abbildungsblock 1106 aufweist, ähnlich der in 5 gezeigten Baugruppe. Der Funkfrequenz-(RF) Teil 1107 verwendet den Ausgabe-Symbolstrom vom Block 1105 in einer bekannten Weise, um ein RF-Signal zu bilden und es über die Sendeantenne 1108 an das Endgerät zu senden. Gleichzeitig kann eine empfangende Antenne 1109 Signale von dem Endgerät aufnehmen, wobei der RF-Teil 1110 sie in Basisband umwandelt und sie in den Decodierblock 1111 einspeist, der demjenigen von 8 ähnlich ist. Auf der Endgerätseite gibt es normalerweise nur eine Antenne 1112 und einen Funkteil 1113, in dem Duplexfilter oder andere bekannte Anordnungen gesendete und empfangene Signale voneinander trennen. Die Struktur und Funktion der Blöcke 1114 und 1115 ist jeweils derjenigen der Blöcke 1106 und 1111 ähnlich, mit der eventuellen Ausnahme, dass die Komponentendatenstrom-Verzögerung gemäß 10 äußerst vorteilhaft nur in der Abwärtsstrecken-Richtung verwendet wird, wobei die Konsequenzen für die Hardware oben dargelegt wurden. Der grundlegende Funktionsblock 1116 des Endgeräts 1102 kann als solcher bekannt sein; wenn das Endgerät zum Beispiel ein Mobiltelefon ist, umfasst der Block 1116 die notwendigen Funktionen, um den empfangenen und decodierten Datenstrom in Töne, die zu einem Lautsprecher geführt werden, und Daten, die zu dem Steuerprozessor des Endgeräts geführt werden, und die von einem Mikrofon aufgezeichneten Töne und Daten von dem Steuerprozessor in Aufwärtsstrecken-Richtung zu einem zu sendenden Datenstrom umzuwandeln. Zusätzlich zu den in 11 gezeigten Blöcken können die Basisstation und das Endgerät weitere Funktionsblöcke enthalten.
  • Das Messen oder Schätzen des Signal-Rausch-Verhältnisses oder Störabstands oder von anderen Werten, welche die Qualität der Funkverbindung in einem Telekommunikationssystem wie demjenigen von 11 beschreiben, sind als solche bekannt. Gemäß bevorzugten Formen der Erfindung führen entweder die Basisstation 1101 oder die Endgerätvorrichtung 1102 oder beide solche Messungen durch, um zu bestimmen, welches die optimale Menge an Codierung ist, die den Empfang von Daten über den Funkpfad auf einem zufrieden stellenden Niveau von auftretenden Übertragungsfehlern sicherstellen würde. Eine der Vorrichtungen 1101 und 1102 trifft eine Entscheidung, welche Codierungszweige (502, 503 oder beide in 5) in dem Sender verwendet werden, und welche Art von Punktierung verwendet wird (507 und 512a bis 512d in 5). Die Entscheidung kann auch Details der zu verwendenden Verschachtelung enthalten (504, 508 und 513 in 5). Die Entscheidung kann für Aufwärtsstrecke und Abwärtsstrecke unterschiedlich sein und kann sich während einer Funkverbindung ändern. Die Vorrichtung, von der die Entscheidung getroffen oder geändert wird, informiert die andere Vorrichtung über die Entscheidung durch Zeichengabe, so dass die andere Vorrichtung ihre Funktion entsprechend ändern kann.
  • Die in dieser Spezifikation und den Ansprüchen offenbarten und/oder in den Zeichnungen gezeigten Merkmale können frei in Kombinationen von Merkmalen kombiniert werden, die hierin offenbart wurden, sofern nicht ausdrücklich anders angegeben.
  • Die Zusammenfassung im Anhang, wie hiermit eingereicht, ist in der Spezifikation per Verweis enthalten.

Claims (10)

  1. Verfahren zum Übertragen von codierten digitalen Informationen in der Form von mehrwertigen Symbolen von einem Sender zu einem Empfänger, dadurch gekennzeichnet, dass es die Schritte des a) Codierens von digitalen Informationen in einem verketteten Hybridcode-Codierer (501, 510), b) Abbildens der codierten digitalen Informationen in mehrwertige Symbole in einem Codierer für mehrwertige Codierung (511, 512a-d, 513, 514), c) Sendens der mehrwertigen Symbole, d) Empfangens der mehrwertigen Symbole, und e) Decodierens der empfangenen mehrwertigen Symbole in einem Mehrstufen-Decodierer (800); umfasst, wobei das Codieren von digitalen Informationen und Abbilden der codierten digitalen Informationen in mehrwertige Symbole einen ratenkompatiblen punktierten Code implementieren, und wobei Schritt b) die Unterschritte des Unterteilens der codierten digitalen Informationen in eine vorgegebene Anzahl von codierten Komponentendatenströmen (511) und des Punktierens jedes codierten Komponentendatenstroms einzeln (512a-d) und des Abbildens der punktierten codierten Komponentendatenströme in mehrwertige Symbole in dem Codierer für mehrwertige Codierung umfasst.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Abbilden in Schritt b) gemäß der eingestellten Partitionsabbildung (514) erfolgt.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Abbilden in Schritt b) gemäß der Ungerboeck-Abbildung (514) erfolgt.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mehrwertigen Symbole Hochpegel-Modulationssymbole sind und die Anzahl von zulässigen Symbolwerten 2M beträgt, wobei M positiv und geradzahlig ist, und Schritt b) in der folgenden Reihenfolge die Unterschritte des – Unterteilens der codierten digitalen Informationen in M codierte Komponentendatenströme (511), von denen einer der Strom des höchstwertigen Bits ist und die anderen Ströme von niederwertigeren Bits von der Größenordnung M – i, i ∊ [1, 2, ..., M – 1] sind, – Einrichtens, dass die Bitrate jedes codierten Komponentendatenstroms die gleiche ist (512a-d), – Verzögerns jedes niederwertigeren Bitstroms von der Größenordnung M – i um i Bits, – Entnehmens eines Parallel-Bits von jedem codierten Komponentendatenstrom (1002), und – Abbildens der Binärzahl, die durch die entnommenen Parallel-Bits gebildet wird, in ein Symbol umfasst.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die mehrwertigen Symbole Quadratur-Amplitudenmodulations-Symbole sind.
  6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Schritt e) die Unterschritte des – Schätzens (802805) der Werte einer Anzahl von empfangenen Symbolen, – Decodierens (821830) der Bitwerte, die den geschätzten Werten der empfangenen Symbole entsprechen, – erneuten Codierens (831838) der decodierten Bitwerte und – Verwendens der erneut codierten Bitwerte als zusätzliche Eingabe-Informationen während einer wiederholten Schätzungs- und Decodierungs-Runde der gleichen empfangenen Symbole umfasst.
  7. Sendevorrichtung (1101, 1102) zum Senden von codierten digitalen Informationen in der Form von mehrwertigen Symbolen zu einem Empfänger, dadurch gekennzeichnet, dass die Sendevorrichtung (1101, 1102) a) einen verketteten Hybridcode-Codierer (501) zum Codieren der zu sendenden digitalen Informationen und b) einen Codierer für mehrwertige Codierung (511, 512a-d, 513, 514) zum Abbilden der codieren digitalen Informationen in mehrwertige Symbole umfasst, wobei der verkettete Hybridcode-Codierer (501) und der Codierer für mehrwertige Codierung (511, 512a-d, 513, 514) so ausgelegt sind, dass sie einen ratenkompatiblen punktierten Code implementieren, und wobei der Codierer für mehrwertige Codierung so ausgelegt ist, dass er die codierten digitalen Informationen in eine vorgegebene Anzahl von codierten Komponentendatenströmen (511) unterteilt und jeden codierten Komponentendatenstrom einzeln punktiert (512a-d) und den punktierten codierten Komponentendatenstrom in mehrwertige Symbole in einem Codierplan für mehrwertige Codierung abbildet.
  8. Sendevorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sie Einrichtungen zum Ändern der Code-Rate aufweist, mit welcher die zu sendenden digitalen Informationen codiert sind.
  9. Sendevorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass sie eines von Folgendem ist: eine Basisstation (1101) eines Zellularfunksystems, eine Endgerätvorrichtung (1102) eines Zellularfunksystems.
  10. Zellularfunksystem (1100), dadurch gekennzeichnet, dass es wenigstens eine Sendevorrichtung gemäß Anspruch 9 und einen Empfänger umfasst, der einen Mehrstufen-Decodierer (800) zum Decodieren von mehrwertigen Symbolen, für deren Empfang von der Sendevorrichtung (1101, 1102) er ausgelegt ist, umfasst.
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Families Citing this family (48)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6282250B1 (en) * 1999-05-05 2001-08-28 Qualcomm Incorporated Low delay decoding
DE19935785A1 (de) 1999-07-29 2001-02-08 Siemens Ag Verfahren und Einrichtung zur Erzeugung eines ratenkompatiblen Codes
WO2001031795A1 (de) * 1999-10-27 2001-05-03 Infineon Technologies Ag Verfahren und vorrichtung zur codierung eines punktierten turbocodes
US6697990B2 (en) 1999-12-15 2004-02-24 Hughes Electronics Corporation Interleaver design for parsed parallel concatenated codes
IL145824A0 (en) 2000-02-10 2002-07-25 Hughes Electronics Corp A system and method employing a modular decoder for decoding turbo and turbo-like codes in a communication network
AU2001261185A1 (en) * 2000-05-05 2001-11-20 Icoding Technology, Inc. Improved error floor turbo codes
US7251285B2 (en) * 2000-07-11 2007-07-31 Lg Electronics Inc. Method and apparatus for transmitting and receiving using turbo code
JP3987274B2 (ja) * 2000-08-21 2007-10-03 株式会社日立国際電気 多値変調方式の伝送装置
JP2002076925A (ja) * 2000-08-31 2002-03-15 Sony Corp 軟出力復号装置及び軟出力復号方法、並びに、復号装置及び復号方法
US20040105534A1 (en) * 2000-09-19 2004-06-03 Rockwell Electronic Commerce Technologies, Llc System and method for providing informative communication
WO2002039209A2 (fr) * 2000-11-09 2002-05-16 Makarchouk Mikhail Mikhaylovic Procede pour maintenir l'identite d'une paire de bases de donnees hierarchiques completees interconnectees ainsi que reseau de communication pour la mise en oeuvre de ce procede
WO2002060146A1 (en) 2001-01-26 2002-08-01 Nokia Corporation Method of implementing modulation and modulator
US9100457B2 (en) * 2001-03-28 2015-08-04 Qualcomm Incorporated Method and apparatus for transmission framing in a wireless communication system
US8121296B2 (en) * 2001-03-28 2012-02-21 Qualcomm Incorporated Method and apparatus for security in a data processing system
US8077679B2 (en) * 2001-03-28 2011-12-13 Qualcomm Incorporated Method and apparatus for providing protocol options in a wireless communication system
RU2294596C2 (ru) * 2001-03-28 2007-02-27 Квэлкомм Инкорпорейтед Управление мощностью для услуг связи от одной точки к множеству точек в системах связи
DE50105116D1 (de) * 2001-04-09 2005-02-24 Alcatel Sa Verfahren und Vorrichtung zur adaptiven Turbo Dekodierung mehrerer Funkkanäle unter Bestimmung eines CRC am Ende jeder Iteration
US7043210B2 (en) * 2001-06-05 2006-05-09 Nortel Networks Limited Adaptive coding and modulation
AU2002309310B9 (en) * 2001-06-09 2005-04-28 Samsung Electronics Co., Ltd. Method and apparatus for rearranging codeword sequence in a communication system
US20040028076A1 (en) * 2001-06-30 2004-02-12 Strolle Christopher H Robust data extension for 8vsb signaling
US7349691B2 (en) 2001-07-03 2008-03-25 Microsoft Corporation System and apparatus for performing broadcast and localcast communications
FR2828359A1 (fr) * 2001-07-31 2003-02-07 Koninkl Philips Electronics Nv Emetteur, recepteur, procedes, programme et signal adaptes a des modulations a grand nombre d'etats
US7185362B2 (en) * 2001-08-20 2007-02-27 Qualcomm, Incorporated Method and apparatus for security in a data processing system
US20040120527A1 (en) * 2001-08-20 2004-06-24 Hawkes Philip Michael Method and apparatus for security in a data processing system
US7697523B2 (en) * 2001-10-03 2010-04-13 Qualcomm Incorporated Method and apparatus for data packet transport in a wireless communication system using an internet protocol
US7352868B2 (en) * 2001-10-09 2008-04-01 Philip Hawkes Method and apparatus for security in a data processing system
US7649829B2 (en) * 2001-10-12 2010-01-19 Qualcomm Incorporated Method and system for reduction of decoding complexity in a communication system
JP2003152553A (ja) * 2001-11-13 2003-05-23 Ntt Docomo Inc 復号方法及び通信装置
US7272118B1 (en) 2002-02-06 2007-09-18 Sprint Spectrum L.P. Method and system for selecting vocoder rates and transmit powers for air interface communications
US7599655B2 (en) * 2003-01-02 2009-10-06 Qualcomm Incorporated Method and apparatus for broadcast services in a communication system
US8098818B2 (en) * 2003-07-07 2012-01-17 Qualcomm Incorporated Secure registration for a multicast-broadcast-multimedia system (MBMS)
US8718279B2 (en) * 2003-07-08 2014-05-06 Qualcomm Incorporated Apparatus and method for a secure broadcast system
US7382840B2 (en) * 2003-07-29 2008-06-03 Mitsubishi Electric Research Laboratories, Inc. RF signal processing in multi-antenna systems
US8724803B2 (en) * 2003-09-02 2014-05-13 Qualcomm Incorporated Method and apparatus for providing authenticated challenges for broadcast-multicast communications in a communication system
KR100520159B1 (ko) * 2003-11-12 2005-10-10 삼성전자주식회사 다중 안테나를 사용하는 직교주파수분할다중 시스템에서간섭신호 제거 장치 및 방법
US7684505B2 (en) * 2004-04-26 2010-03-23 Qualcomm Incorporated Method and apparatus for encoding interleaving and mapping data to facilitate GBPS data rates in wireless systems
US7593339B2 (en) * 2004-07-12 2009-09-22 Qualcomm Incorporated Rate control for packet-based wireless communication
CN101091319B (zh) * 2004-12-29 2013-01-02 英特尔公司 多级低密度奇偶校验
US7447981B2 (en) * 2005-04-01 2008-11-04 Broadcom Corporation System correcting random and/or burst errors using RS (Reed-Solomon) code, turbo/LDPC (Low Density Parity Check) code and convolutional interleave
US7205912B1 (en) * 2005-10-31 2007-04-17 Seagate Technology Llc Structured set partitioning and multilevel coding for partial response channels
WO2007145496A1 (en) * 2006-06-16 2007-12-21 Samsung Electronics Co., Ltd. Transmission and reception stream processing devices for processing stream coded with coding rate of 1/3, and methods thereof
US7827464B2 (en) * 2006-11-15 2010-11-02 Seagate Technology Llc Iterative read channel architectures with coded modulation
US8140107B1 (en) 2008-01-04 2012-03-20 Sprint Spectrum L.P. Method and system for selective power control of wireless coverage areas
US8719670B1 (en) * 2008-05-07 2014-05-06 Sk Hynix Memory Solutions Inc. Coding architecture for multi-level NAND flash memory with stuck cells
KR20100136890A (ko) * 2009-06-19 2010-12-29 삼성전자주식회사 컨텍스트 기반의 산술 부호화 장치 및 방법과 산술 복호화 장치 및 방법
US20130326630A1 (en) * 2012-06-01 2013-12-05 Whisper Communications, LLC Pre-processor for physical layer security
CN103503319B (zh) 2013-04-03 2016-12-14 华为技术有限公司 一种译码方法、译码装置和通信系统
KR102305095B1 (ko) 2015-04-13 2021-09-24 삼성전자주식회사 비휘발성 메모리 컨트롤러의 동작 방법

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI85201C (fi) 1988-08-16 1992-03-10 Nokia Mobira Oy En kombinerad analog/digital frekvensmodulator.
FI83005C (fi) 1988-08-19 1991-05-10 Nokia Mobira Oy Kretsanordning foer generering av i,q-vaogformer.
US5091919A (en) 1989-02-08 1992-02-25 Nokia-Mobira Oy Transmitter arrangement for digitally modulated signals
FI96072C (fi) 1991-08-27 1996-04-25 Nokia Mobile Phones Ltd Modulaattorin vaiheistuksen säätö
FI90165C (fi) 1991-12-13 1993-12-27 Nokia Mobile Phones Ltd I/q-modulator och demodulator
US5329551A (en) * 1992-04-16 1994-07-12 At&T Bell Laboratories Overlapped multilevel codes
US5231364A (en) 1992-06-24 1993-07-27 Nokia Mobile Phones, Ltd. Phaseshift network for an IQ modulator
US5408502A (en) * 1992-07-13 1995-04-18 General Instrument Corporation Apparatus and method for communicating digital data using trellis coded QAM with punctured convolutional codes
US5371481A (en) 1993-03-24 1994-12-06 Nokia Mobile Phones Ltd. Tuning techniques for I/Q channel signals in microwave digital transmission systems
US5392460A (en) 1993-04-23 1995-02-21 Nokia Mobile Phones Ltd. Dual mode radiotelephone terminal selectively operable for frequency modulated or phase modulated operation
GB2281830B (en) 1993-09-11 1998-08-12 Nokia Mobile Phones Ltd I/q-modulator and i/q-demodulator
GB2282287B (en) 1993-09-25 1998-01-28 Nokia Mobile Phones Ltd A mixer
FI96811C (fi) 1993-11-30 1996-08-26 Nokia Mobile Phones Ltd Menetelmä ja piirijärjestely D/A-muuntimen DC-erojännitteen kompensoimiseksi
US6023783A (en) * 1996-05-15 2000-02-08 California Institute Of Technology Hybrid concatenated codes and iterative decoding
US5787362A (en) 1996-07-08 1998-07-28 Nokia Mobile Phones Limited AM removal from FM signal generated by IQ modulator
US5812601A (en) * 1996-11-15 1998-09-22 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson Coding for higher-level modulation

Also Published As

Publication number Publication date
FI974361A0 (fi) 1997-11-28
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