DE102019216557A1 - MEASURES TO ENABLE CHANNEL FEEDING IN THE DIGITAL TRANSMISSION - Google Patents
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Abstract
Ausführungsbeispiele schaffen einen Datensender eines Kommunikationssystems, wobei der Datensender konfiguriert ist, um eine Datenbitfolge zu erhalten, wobei der Datensender konfiguriert ist, um basierend auf der Datenbitfolge eine Vorwärts-Fehlerkorrektur-Codierung durchzuführen, um eine Folge von systematischen Bits und der Folge von systematischen Bits zugeordnete Fehlerkorrekturbits zu erhalten, wobei die Datenbitfolge und die Folge von systematischen Bits identisch sind, wobei der Datensender konfiguriert ist, um ein Signal auszusenden, wobei das Signal einen ersten Sendebitblock und einen zweiten Sendebitblock aufweist, wobei der erste Sendebitblock eine Folge von Referenzbits und die Folge von systematischen Bits aufweist, und wobei der zweite Sendebitblock die Fehlerkorrekturbits aufweist, wobei ein Block von systematischen Bits der Folge von systematischen Bits zusammen mit zumindest einem Block von zusammenhängenden Fehlerkorrekturbits der Folge von Fehlerkorrekturbits, der dem Block von systematischen Bits zugeordnet ist, unabhängig von anderen Fehlerkorrekturbits oder Blöcken von Fehlerkorrekturbits decodierbar ist.Embodiments provide a data transmitter of a communication system, wherein the data transmitter is configured to receive a data bit sequence, wherein the data transmitter is configured to carry out forward error correction coding based on the data bit sequence in order to obtain a sequence of systematic bits and the sequence of systematic bits associated error correction bits, the data bit sequence and the sequence of systematic bits being identical, the data transmitter being configured to transmit a signal, the signal having a first transmission bit block and a second transmission bit block, the first transmission bit block being a sequence of reference bits and the Sequence of systematic bits, and wherein the second transmission bit block comprises the error correction bits, wherein a block of systematic bits of the sequence of systematic bits together with at least one block of contiguous error correction bits of the sequence of error correction bits, the d em block of systematic bits is assigned, can be decoded independently of other error correction bits or blocks of error correction bits.
Description
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beziehen sich auf einen Datensender, einen Datenempfänger, ein Kommunikationssystem sowie entsprechende Verfahren, die eine Kanalnachführung bei der Übertragung von Daten ermöglichen. Manche Ausführungsbeispiele beziehen sich auf Maßnahmen zur Ermöglichung einer Kanalnachführung bei digitaler Übertragung.Embodiments of the present invention relate to a data transmitter, a data receiver, a communication system and corresponding methods which enable channel tracking during the transmission of data. Some exemplary embodiments relate to measures to enable channel tracking in the case of digital transmission.
In [5] wird eine Erweiterung für den Wireless M-Bus [4] beschrieben, gemäß derer an eine Datennachricht des Wireless M-Bus eine Fehlerkorrekturinformation, die durch eine Turbo-Codierung der Nutzdaten gewonnen wird, angehängt wird, wobei der Datennachricht des Wireless M-Bus ein zusätzliches Synchronisationswort vorangestellt wird.In [5] an extension for the Wireless M-Bus [4] is described, according to which error correction information, which is obtained by turbo coding the user data, is appended to a data message of the Wireless M-Bus, the data message of the wireless M-Bus is preceded by an additional synchronization word.
Das in [5] gezeigte Konzept hat jedoch den Nachteil, dass bei einem zeitvarianten Kommunikationskanal die zuvor durchgeführte Kanalschätzung für die Demodulation der Fehlerkorrekturinformation nicht mehr gültig ist, so dass es in der nachfolgenden Turbo-Decodierung zu Leistungseinbußen kommt.However, the concept shown in [5] has the disadvantage that in a time-variant communication channel, the previously performed channel estimation for the demodulation of the error correction information is no longer valid, so that there is a loss of performance in the subsequent turbo decoding.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die bestehende Situation zu verbessern.The present invention is therefore based on the object of improving the existing situation.
Diese Aufgabe wird durch die unabhängigen Patentansprüche gelöst.This problem is solved by the independent patent claims.
Vorteilhafte Weiterbildungen finden sich in den abhängigen Patentansprüchen.Advantageous further developments can be found in the dependent claims.
Ausführungsbeispiele schaffen einen Datensender eines [z.B. drahtlosen] Kommunikationssystems, wobei der Datensender konfiguriert ist, um eine Datenbitfolge [z.B. N Datenbits] zu erhalten [z.B. zu erzeugen oder von einer mit dem Datensender verbundenen Vorrichtung [z.B. einem Sensor] zu empfangen], wobei der Datensender konfiguriert ist, um basierend auf der Datenbitfolge eine Vorwärts-Fehlerkorrektur-Codierung durchzuführen, um eine Folge von systematischen Bits und der Folge von systematischen Bits zugeordnete Fehlerkorrekturbits [z.B. eine Folge von Fehlerkorrekturbits; z.B. M Fehlerkorrekturbits] zu erhalten, wobei die Datenbitfolge und die Folge von systematischen Bits identisch sind, wobei der Datensender konfiguriert ist, um ein Signal auszusenden, wobei das Signal einen ersten Sendebitblock und einen zweiten Sendebitblock aufweist, wobei der erste Sendebitblock [z.B. einem Datenempfänger bekannte] eine Folge von Referenzbits und die Folge von systematischen Bits aufweist, und wobei der zweite Sendebitblock die Fehlerkorrekturbits aufweist, wobei ein Block von [z.B. zusammenhängenden] systematischen Bits der Folge von systematischen Bits zusammen mit zumindest einem Block von zusammenhängenden Fehlerkorrekturbits der Fehlerkorrekturbits [z.B. der Folge von Fehlerkorrekturbits], der dem Block von systematischen Bits zugeordnet ist, unabhängig von anderen Fehlerkorrekturbits oder Blöcken von Fehlerkorrekturbits decodierbar ist.Embodiments provide a data transmitter of a [e.g. wireless] communication system, wherein the data transmitter is configured to transmit a data bit sequence [e.g. N data bits] [e.g. or from a device connected to the data transmitter [e.g. a sensor]], wherein the data transmitter is configured to perform forward error correction coding based on the data bit sequence to generate a sequence of systematic bits and error correction bits associated with the sequence of systematic bits [e.g. a sequence of error correction bits; e.g. M error correction bits], the data bit sequence and the sequence of systematic bits being identical, the data transmitter being configured to transmit a signal, the signal comprising a first transmission bit block and a second transmission bit block, the first transmission bit block [e.g. known to a data receiver] comprises a sequence of reference bits and the sequence of systematic bits, and wherein the second transmission bit block comprises the error correction bits, wherein a block of [e.g. contiguous] systematic bits of the sequence of systematic bits together with at least one block of contiguous error correction bits of the error correction bits [e.g. the sequence of error correction bits], which is assigned to the block of systematic bits, can be decoded independently of other error correction bits or blocks of error correction bits.
Bei Ausführungsbeispielen umfasst der Block von systematischen Bits eine echte Teilmenge der systematischen Bits der Folge von systematischen Bits.In embodiments, the block of systematic bits comprises a real subset of the systematic bits of the sequence of systematic bits.
Bei Ausführungsbeispielen umfasst der zumindest eine Block von zusammenhängenden Fehlerkorrekturbits jeweils eine echte Teilmenge der Fehlerkorrekturbits.In exemplary embodiments, the at least one block of contiguous error correction bits each comprises a real subset of the error correction bits.
Bei Ausführungsbeispielen ist der Datensender konfiguriert, um die Folge von systematischen Bits in der Reihenfolge unverändert und zusammenhängend in den ersten Sendebitblock zu übernehmen.In exemplary embodiments, the data transmitter is configured to take over the sequence of systematic bits unchanged and coherent in the order in the first transmission bit block.
Bei Ausführungsbeispielen ist dem Datensender die Folge von Referenzbits bekannt, wobei der Datensender konfiguriert ist, um die Folge von Referenzbits in der Reihenfolge unverändert und zusammenhängend in den ersten Sendebitblock zu übernehmen.In exemplary embodiments, the sequence of reference bits is known to the data transmitter, the data transmitter being configured to transfer the sequence of reference bits unchanged in the sequence and coherently into the first transmission bit block.
Bei Ausführungsbeispielen ist der erste Sendebitblock gemäß einem Kommunikationsprotokoll oder Kommunikationsstandard aufgebaut.In exemplary embodiments, the first transmission bit block is structured in accordance with a communication protocol or communication standard.
Bei Ausführungsbeispielen kann das Kommunikationsprotokoll / der Kommunikationsstandard der Wireless M-Bus sein. Beispielsweise ist der Wireless M-Bus in der Europäische
Bei Ausführungsbeispielen kann der erste Sendebitblock von einem Datenempfänger, der gemäß dem Kommunikationsprotokoll oder Kommunikationsstandard arbeitet, unabhängig von dem zweiten Sendebitblock empfangen werden.In exemplary embodiments, the first transmission bit block can be received by a data receiver that operates in accordance with the communication protocol or communication standard, independently of the second transmission bit block.
Bei Ausführungsbeispielen geht zweite Sendebitblock über das Kommunikationsprotokoll oder den Kommunikationsstandard hinaus.In exemplary embodiments, the second transmission bit block goes beyond the communication protocol or the communication standard.
Bei Ausführungsbeispielen folgt der zweite Sendebitblock auf den ersten Sendebitblock [z.B. zeitlich].In embodiments, the second transmit bit block follows the first transmit bit block [e.g. temporal].
Bei Ausführungsbeispielen sind der erste Sendebitblock und der zweite Sendebitblock [z.B. zeitlich] unmittelbar benachbart zueinander angeordnet.In embodiments, the first transmission bit block and the second transmission bit block [e.g. temporally] arranged immediately adjacent to one another.
Bei Ausführungsbeispielen ist die Vorwärts-Fehlerkorrektur-Codierung eine Turbo-Codierung, eine LDPC-Codierung oder eine Faltungscodierung.In exemplary embodiments, the forward error correction coding is turbo coding, LDPC coding or convolutional coding.
Bei Ausführungsbeispielen weist der zweite Sendebitblock zumindest eine Folge von zusätzlichen Referenzbits auf.In exemplary embodiments, the second transmission bit block has at least one sequence of additional reference bits.
Bei Ausführungsbeispielen ist eine Folge von zusätzlichen Referenzbits [z.B. zusätzlich zu der Folge von Referenzbits des ersten Sendebitblocks] der zumindest einen Folge von zusätzlichen Referenzbits in dem zweiten Sendebitblock derart angeordnet, dass die Folge von zusätzlichen Referenzbits benachbart zu dem ersten Sendebitblock angeordnet ist.In embodiments, a sequence of additional reference bits [e.g. in addition to the sequence of reference bits of the first transmission bit block] the at least one sequence of additional reference bits is arranged in the second transmission bit block in such a way that the sequence of additional reference bits is arranged adjacent to the first transmission bit block.
Beispielsweise kann die Folge von zusätzlichen Referenzbits an einem Anfang oder Ende des zweiten Sendebitblocks angeordnet sein, so dass die Folge von zusätzlichen Referenzbits benachbart zu dem ersten Sendebitblock angeordnet ist.For example, the sequence of additional reference bits can be arranged at a start or end of the second transmission bit block, so that the sequence of additional reference bits is arranged adjacent to the first transmission bit block.
Bei Ausführungsbeispielen ist der Datensender konfiguriert, um eine erste Vorwärts-Fehlerkorrektur-Codierung für einen ersten Block der Datenbitfolge [z.B. ersten Block von zusammenhängenden Datenbits] durchzuführen [z.B. wobei der erste Block der Datenbitfolge einen Teil der Datenbitfolge umfasst], um einen ersten Block von systematischen Bits und zumindest einen Block von zusammenhängenden Fehlerkorrekturbits, der dem ersten Block von systematischen Bits zugeordnet ist, zu erhalten, wobei der Datensender konfiguriert ist, um eine zweite Vorwärts-Fehlerkorrektur-Codierung für einen zweiten Block der Datenbitfolge [z.B. zweiten Block von zusammenhängenden Datenbits] durchzuführen, um einen zweiten Block von systematischen Bits und zumindest einen Block von zusammenhängenden Fehlerkorrekturbits, der dem Block von systematischen Bits zugeordnet ist, zu erhalten, wobei die erste Vorwärts-Fehlerkorrektur-Codierung und die zweite Vorwärts-Fehlerkorrektur-Codierung unabhängig voneinander durchgeführt werden.In embodiments, the data transmitter is configured to transmit a first forward error correction coding for a first block of the data bit sequence [e.g. first block of contiguous data bits] [e.g. wherein the first block of the data bit sequence comprises part of the data bit sequence] to obtain a first block of systematic bits and at least one block of contiguous error correction bits associated with the first block of systematic bits, the data transmitter being configured to receive a second Forward error correction coding for a second block of the data bit sequence [e.g. second block of contiguous data bits] to obtain a second block of systematic bits and at least one block of contiguous error correction bits associated with the block of systematic bits, the first forward error correction coding and the second forward error correction Coding can be carried out independently of each other.
Bei Ausführungsbeispielen ist der Datensender konfiguriert, um die jeweiligen Blöcke von zusammenhängenden Fehlerkorrekturbits jeweils in der Reihenfolge unverändert und zusammenhängend in den zweiten Sendebitblock zu übernehmen.In exemplary embodiments, the data transmitter is configured to take over the respective blocks of contiguous error correction bits in the order unchanged and contiguous in the second transmission bit block.
Bei Ausführungsbeispielen sind die jeweiligen Blöcke von zusammenhängenden Fehlerkorrekturbits nicht verschachtelt.In exemplary embodiments, the respective blocks of contiguous error correction bits are not interleaved.
Bei Ausführungsbeispielen sind die jeweiligen Blöcke von zusammenhängenden Fehlerkorrekturbits jeweils nur in sich verschachtelt.In exemplary embodiments, the respective blocks of related error correction bits are only interleaved in each case.
Bei Ausführungsbeispielen weist der zweite Sendebitblock eine Folge von zusätzlichen Referenzbits [z.B. zusätzlich zu der Folge von Referenzbits des ersten Sendebitblocks] auf, wobei die Folge von zusätzlichen Referenzbits unmittelbar benachbart zu einem Block von zusammenhängenden Fehlerkorrekturbits angeordnet ist, der einem Block der Datenbitfolge zugeordnet ist, der an einem Anfang der Datenbitfolge angeordnet ist.In embodiments, the second transmit bit block comprises a sequence of additional reference bits [e.g. in addition to the sequence of reference bits of the first transmission bit block], the sequence of additional reference bits being arranged immediately adjacent to a block of contiguous error correction bits which is assigned to a block of the data bit sequence which is arranged at the beginning of the data bit sequence.
Bei Ausführungsbeispielen ist der Datensender konfiguriert, um eine dritte Vorwärts-Fehlerkorrektur-Codierung für einen dritten Block der Datenbitfolge [z.B. dritten Block von zusammenhängenden Datenbits] durchzuführen, um einen dritten Block von systematischen Bits und zumindest einen Block von zusammenhängenden Fehlerkorrekturbits, der dem dritten Block von systematischen Bits zugeordnet ist, zu erhalten, wobei die erste Vorwärts-Fehlerkorrektur-Codierung, die zweite Vorwärts-Fehlerkorrektur-Codierung und die dritte Vorwärts-Fehlerkorrektur-Codierung unabhängig voneinander durchgeführt werden, wobei Blöcke von zusammenhängenden Fehlerkorrekturbits, die unmittelbar benachbarten Blöcken der Datenbitfolge zugeordnet sind, unmittelbar benachbart oder nur mit einem Block von Referenzbits dazwischen in dem zweiten Sendebitblock angeordnet sind.In embodiments, the data transmitter is configured to transmit a third forward error correction coding for a third block of the data bit sequence [e.g. third block of contiguous data bits] to obtain a third block of systematic bits and at least one block of contiguous error correction bits associated with the third block of systematic bits, the first forward error correction coding and the second forward error correction Coding and the third forward error correction coding are carried out independently of one another, blocks of contiguous error correction bits that are assigned to immediately adjacent blocks of the data bit sequence being arranged immediately adjacent or with only a block of reference bits in between in the second transmit bit block.
Bei Ausführungsbeispielen ist der zumindest eine Block von zusammenhängenden Fehlerkorrekturbits, der dem ersten Block von systematischen Bits zugeordnet ist, ein erster Block von zusammenhängenden Fehlerkorrekturbits ist, wobei der zumindest eine Block von zusammenhängenden Fehlerkorrekturbits, der dem zweiten Block von systematischen Bits zugeordnet ist, ein zweiter Block von zusammenhängenden Fehlerkorrekturbits ist.In embodiments, the at least one block of contiguous error correction bits that is assigned to the first block of systematic bits is a first block of contiguous error correction bits, the at least one block of contiguous error correction bits that is assigned to the second block of systematic bits is a second Block of contiguous error correction bits.
Beispielsweise kann bei der ersten Vorwärts-Fehlerkorrektur-Codierung für den ersten Block der Datenbitfolge, der erste Block von systematischen Bits und ein erster Block von zusammenhängenden Fehlerkorrekturbits, der dem ersten Block von systematischen Bits zugeordnet ist, entstehen, wobei bei der zweiten Vorwärts-Fehlerkorrektur-Codierung für den zweiten Block der Datenbitfolge, der zweite Block von systematischen Bits und ein zweiter Block von zusammenhängenden Fehlerkorrekturbits, der dem zweiten Block von systematischen Bits zugeordnet ist, entstehen kann.For example, in the first forward error correction coding for the first block of the data bit sequence, the first block of systematic bits and a first block of contiguous error correction bits, which is assigned to the first block of systematic bits, arise, with the second forward error correction Coding for the second block of the data bit sequence, the second block of systematic bits and a second block of contiguous error correction bits, which is assigned to the second block of systematic bits, can arise.
Bei Ausführungsbeispielen umfasst der zumindest eine Block von zusammenhängenden Fehlerkorrekturbits, der dem ersten Block von systematischen Bits zugeordnet ist, einen ersten Block von zusammenhängenden Fehlerkorrekturbits und einen zweiten Block von zusammenhängenden Fehlerkorrekturbits, wobei der zumindest eine Block von zusammenhängenden Fehlerkorrekturbits, der dem zweiten Block von systematischen Bits zugeordnet ist, einen dritten Block von zusammenhängenden Fehlerkorrekturbits und einen vierten Block von zusammenhängenden Fehlerkorrekturbits umfasst.In exemplary embodiments, the at least one block of contiguous error correction bits that is assigned to the first block of systematic bits comprises a first block of contiguous error correction bits and a second block of contiguous error correction bits, the at least one block of contiguous error correction bits associated with the second block of systematic bits comprising a third block of contiguous error correction bits and a fourth block of contiguous error correction bits.
Beispielsweise können bei der ersten Vorwärts-Fehlerkorrektur-Codierung für den ersten Block der Datenbitfolge, der erste Block von systematischen Bits und ein erster Block von zusammenhängenden Fehlerkorrekturbits und ein zweiter Block von zusammenhängenden Fehlerkorrekturbits, die dem ersten Block von systematischen Bits zugeordnet sind, entstehen, wobei bei der zweiten Vorwärts-Fehlerkorrektur-Codierung für den zweiten Block der Datenbitfolge, der zweite Block von systematischen Bits und ein dritter Block von zusammenhängenden Fehlerkorrekturbits und ein vierter Block von zusammenhängenden Fehlerkorrekturbits, die dem zweiten Block von systematischen Bits zugeordnet sind, entstehen können.For example, during the first forward error correction coding for the first block of the data bit sequence, the first block of systematic bits and a first block of contiguous error correction bits and a second block of contiguous error correction bits that are assigned to the first block of systematic bits can arise, wherein in the second forward error correction coding for the second block of the data bit sequence, the second block of systematic bits and a third block of contiguous error correction bits and a fourth block of contiguous error correction bits, which are assigned to the second block of systematic bits, can arise.
Bei Ausführungsbeispielen sind in dem zweiten Sendebitblock Blöcke von zusammenhängenden Fehlerkorrekturbits, die unmittelbar benachbarten Blöcken von systematischen Bits zugeordnet sind, unmittelbar benachbart oder nur mit einem Block von Referenzbits dazwischen in dem zweiten Sendebitblock angeordnet.In exemplary embodiments, blocks of contiguous error correction bits, which are assigned to immediately adjacent blocks of systematic bits, are arranged in the second transmission bit block in the second transmission bit block, or with only one block of reference bits in between, are arranged in the second transmission bit block.
Bei Ausführungsbeispielen ist in dem zweiten Sendebitblock zwischen Blöcken von zusammenhängenden Fehlerkorrekturbits, die dem gleichen Block der Datenbitfolge zugeordnet sind, ein Block von Referenzbits angeordnet [z.B. eingebracht].In embodiments, a block of reference bits is arranged in the second transmit bit block between blocks of contiguous error correction bits which are assigned to the same block of the data bit sequence [e.g. brought in].
Bei Ausführungsbeispielen sind in dem zweiten Sendebitblock die einem jeweiligen Block der Datenbitfolge zugeordneten Blöcke von zusammenhängenden Fehlerkorrekturbits derart angeordnet, dass jeder dieser Blöcke von zusammenhängenden Fehlerkorrekturbits unmittelbar benachbart zu einer Folge von zusätzlichen Referenzbits oder einem anderen Block von zusammenhängenden Fehlerkorrekturbits, der einem dem jeweiligen Block der Datenbitfolge vorangehenden Block der Datenbitfolge zugeordnet ist, angeordnet ist.In embodiments, the blocks of contiguous error correction bits assigned to a respective block of the data bit sequence are arranged in the second transmission bit block in such a way that each of these blocks of contiguous error correction bits is directly adjacent to a sequence of additional reference bits or another block of contiguous error correction bits corresponding to one of the respective block of Data bit sequence is assigned to the preceding block of the data bit sequence, is arranged.
Bei Ausführungsbeispielen ist der erste Block von zusammenhängenden Fehlerkorrekturbits in dem zweiten Sendebitblock unmittelbar benachbart zu einer ersten Folge von zusätzlichen Referenzbits angeordnet, und wobei der dritte Block von zusammenhängenden Fehlerkorrekturbits unmittelbar benachbart zu dem ersten Block von zusammenhängenden Fehlerkorrekturbits angeordnet ist, wobei der zweite Block von zusammenhängenden Fehlerkorrekturbits in dem zweiten Sendebitblock unmittelbar benachbart zu einer zweiten Folge von zusätzlichen Referenzbits angeordnet ist, und wobei der vierte Block von zusammenhängenden Fehlerkorrekturbits unmittelbar benachbart zu dem zweiten Block von zusammenhängenden Fehlerkorrekturbits angeordnet ist.In embodiments, the first block of contiguous error correction bits in the second transmission bit block is arranged immediately adjacent to a first sequence of additional reference bits, and the third block of contiguous error correction bits is arranged immediately adjacent to the first block of contiguous error correction bits, the second block of contiguous Error correction bits is arranged in the second transmission bit block immediately adjacent to a second sequence of additional reference bits, and wherein the fourth block of contiguous error correction bits is arranged immediately adjacent to the second block of contiguous error correction bits.
Bei Ausführungsbeispielen ist in dem zweiten Sendebitblock einer Folge von zusätzlichen Referenzbits zwischen dem ersten Block von zusammenhängenden Fehlerkorrekturbits und dem zweiten Block von zusammenhängenden Fehlerkorrekturbits angeordnet, wobei der dritte Block von zusammenhängenden Fehlerkorrekturbits unmittelbar benachbart zu dem ersten Block von zusammenhängenden Fehlerkorrekturbits angeordnet ist, wobei der vierte Block von zusammenhängenden Fehlerkorrekturbits unmittelbar benachbart zu dem zweiten Block von zusammenhängenden Fehlerkorrekturbits angeordnet ist.In embodiments, a sequence of additional reference bits is arranged in the second transmission bit block between the first block of contiguous error correction bits and the second block of contiguous error correction bits, the third block of contiguous error correction bits being arranged directly adjacent to the first block of contiguous error correction bits, the fourth Block of contiguous error correction bits is arranged immediately adjacent to the second block of contiguous error correction bits.
Bei Ausführungsbeispielen ist in dem zweiten Sendebitblock eine erste Folge von zusätzlichen Referenzbits zwischen dem ersten Block von zusammenhängenden Fehlerkorrekturbits und dem zweiten Block von zusammenhängenden Fehlerkorrekturbits angeordnet, wobei in dem zweiten Sendebitblock eine zweite Folge von zusätzlichen Referenzbits zwischen dem dritten Block von zusammenhängenden Fehlerkorrekturbits und dem vierten Block von zusammenhängenden Fehlerkorrekturbits angeordnet ist.In embodiments, a first sequence of additional reference bits between the first block of contiguous error correction bits and the second block of contiguous error correction bits is arranged in the second transmission bit block, wherein in the second transmission bit block a second sequence of additional reference bits between the third block of contiguous error correction bits and the fourth Block of contiguous error correction bits is arranged.
Bei Ausführungsbeispielen sind in dem zweiten Sendebitblock der erste Block von zusammenhängenden Fehlerkorrekturbits und der zweite Block von zusammenhängenden Fehlerkorrekturbits unmittelbar benachbart zu voneinander beabstandeten Folgen von zusätzlichen Referenzbits angeordnet, wobei in dem zweiten Sendebitblock der dritte Block von zusammenhängenden Fehlerkorrekturbits und der vierte Block von zusammenhängenden Fehlerkorrekturbits unmittelbar benachbart zu voneinander beabstandeten Folgen von zusätzlichen Referenzbits angeordnet sind.In embodiments, the first block of contiguous error correction bits and the second block of contiguous error correction bits are arranged immediately adjacent to spaced-apart sequences of additional reference bits in the second transmit bit block, the third block of contiguous error correction bits and the fourth block of contiguous error correction bits immediately in the second transmit bit block are arranged adjacent to spaced apart sequences of additional reference bits.
Weitere Ausführungsbeispiele schaffen einen Datensender eines [z.B. drahtlosen] Kommunikationssystems, der konfiguriert ist, um eine Datenbitfolge [z.B. N Datenbits] zu erhalten [z.B. zu erzeugen oder von einer mit dem Datensender verbundenen Vorrichtung [z.B. einem Sensor] zu empfangen], wobei der Datensender konfiguriert ist, um die Datenbitfolge in zumindest zwei Blöcke aufzuteilen, wobei der Datensender konfiguriert ist, um basierend auf einem jeweiligen Block der Datenbitfolge eine unabhängige Vorwärts-Fehlerkorrektur-Codierung durchzuführen, um jeweils einen Block von systematischen Bits und jeweils zumindest einen Block von zusammenhängenden Fehlerkorrekturbits, der dem jeweiligen Block von systematischen Bits zugeordnet ist, zu erhalten, wobei der jeweilige Block von systematischen Bits identisch mit dem jeweiligen Block der Datenbitfolge ist, wobei der Datensender konfiguriert ist, um ein Signal auszusenden, wobei das Signal einen ersten Sendebitblock und einen zweiten Sendebitblock aufweist, wobei der erste Sendebitblock eine Folge von Referenzbits und die Datenbitfolge oder eine verkettete Version der jeweiligen Blöcke von systematischen Bits aufweist, wobei die verkettete Version der jeweiligen Blöcke von systematischen Bits und die Datenbitfolge identisch sind, wobei der zweite Sendebitblock die jeweiligen Blöcke von Fehlerkorrekturbits aufweist.Further exemplary embodiments create a data transmitter of a [eg wireless] communication system which is configured to receive a data bit sequence [eg N data bits] [eg generate or receive from a device connected to the data transmitter [eg a sensor]], the data sender is configured to divide the data bit sequence into at least two blocks, wherein the data transmitter is configured to carry out an independent forward error correction coding based on a respective block of the data bit sequence, in each case a block of systematic bits and in each case at least one block of related error correction bits, which is assigned to the respective block of systematic bits, the respective block of systematic bits being identical to the respective block of the data bit sequence, the data transmitter being configured to transmit a signal, the signal having a first transmission bit block and having a second transmission bit block, the first transmission bit block having a sequence of reference bits and the data bit sequence or a concatenated version of the respective blocks of systematic bits, the concatenated version of the respective blocks of systematic bits and the data bit sequence being identical, the second transmission bit block being the respective Having blocks of error correction bits.
Weitere Ausführungsbeispiele schaffen einen Datensender eines [z.B. drahtlosen] Kommunikationssystems, wobei der Datensender konfiguriert ist, um eine Datenbitfolge [z.B. N Datenbits] zu erhalten [z.B. zu erzeugen oder von einer mit dem Datensender verbundenen Vorrichtung [z.B. einem Sensor] zu empfangen], wobei der Datensender konfiguriert ist, um basierend auf der Datenbitfolge eine Vorwärts-Fehlerkorrektur-Codierung durchzuführen, um eine Folge von systematischen Bits und der Folge von systematischen Bits zugeordnete Fehlerkorrekturbits [z.B. eine Folge von Fehlerkorrekturbits; z.B. M Fehlerkorrekturbits] zu erhalten, wobei die Datenbitfolge und die Folge von systematischen Bits identisch sind, wobei der Datensender konfiguriert ist, um ein Signal auszusenden, wobei das Signal einen ersten Sendebitblock und einen zweiten Sendebitblock aufweist, wobei der erste Sendebitblock eine [z.B. einem Datenempfänger bekannte] Folge von Referenzbits und die Folge von systematischen Bits aufweist, und wobei der zweite Sendebitblock die Fehlerkorrekturbits aufweist, wobei ein Block von [z.B. zusammenhängenden] systematischen Bits aus der Folge von systematischen Bits zusammen mit einer dem Block von systematischen Bits zugeordneten Gruppe von Fehlerkorrekturbits aus den Fehlerkorrekturbits [z.B. aus der Folge von Fehlerkorrekturbits] unabhängig von anderen Fehlerkorrekturbits oder einer anderen Gruppe von Fehlerkorrekturbits decodierbar ist.Further embodiments provide a data transmitter of a [e.g. wireless] communication system, wherein the data transmitter is configured to transmit a data bit sequence [e.g. N data bits] [e.g. or from a device connected to the data transmitter [e.g. a sensor]], wherein the data transmitter is configured to perform forward error correction coding based on the data bit sequence to generate a sequence of systematic bits and error correction bits associated with the sequence of systematic bits [e.g. a sequence of error correction bits; e.g. M error correction bits], the data bit sequence and the sequence of systematic bits being identical, the data transmitter being configured to transmit a signal, the signal comprising a first transmission bit block and a second transmission bit block, the first transmission bit block being a [e.g. a data receiver known] sequence of reference bits and the sequence of systematic bits, and wherein the second transmission bit block comprises the error correction bits, wherein a block of [e.g. related] systematic bits from the sequence of systematic bits together with a group of error correction bits assigned to the block of systematic bits from the error correction bits [e.g. from the sequence of error correction bits] can be decoded independently of other error correction bits or another group of error correction bits.
Bei Ausführungsbeispielen umfasst der Block von systematischen Bits eine echte Teilmenge der systematischen Bits der Folge von systematischen Bits.In embodiments, the block of systematic bits comprises a real subset of the systematic bits of the sequence of systematic bits.
Bei Ausführungsbeispielen umfasst die zumindest eine Gruppe von Fehlerkorrekturbits jeweils eine echte Teilmenge der Fehlerkorrekturbits.In exemplary embodiments, the at least one group of error correction bits each comprises a real subset of the error correction bits.
Bei Ausführungsbeispielen ist der Datensender konfiguriert, um die Vorwärts-Fehlerkorrektur-Codierung schrittweise durchzuführen, so dass in jedem Schritt der Vorwärts-Fehlerkorrektur-Codierung eine jeweilige Gruppe von Fehlerkorrekturbits der Fehlerkorrekturbits entsteht.In exemplary embodiments, the data transmitter is configured to carry out the forward error correction coding step by step, so that a respective group of error correction bits of the error correction bits is produced in each step of the forward error correction coding.
Bei Ausführungsbeispielen ist ein Block von systematischen Bits der Folge von systematischen Bits zusammen mit einer ersten Gruppe von Fehlerkorrekturbits, die bei einem ersten Schritt der Vorwärts-Fehlerkorrektur-Codierung entsteht, decodierbar, unabhängig von einer anderen Gruppe von Fehlerkorrekturbits, die in einem der nachfolgenden Schritte der Vorwärts-Fehlerkorrektur-Codierung entsteht.In embodiments, a block of systematic bits of the sequence of systematic bits together with a first group of error correction bits, which arises in a first step of the forward error correction coding, can be decoded, independently of another group of error correction bits in one of the subsequent steps the forward error correction coding arises.
Bei Ausführungsbeispielen sind auf die erste Gruppe von Fehlerkorrekturbits folgende Gruppen von Fehlerkorrekturbits, die bei auf den ersten Schritt der Vorwärts-Fehlerkorrektur-Codierung folgenden Schritten der Vorwärts-Fehlerkorrektur-Codierung entstehen, nur zusammen mit Gruppen von Fehlerkorrekturbits, die bei vorangehenden Schritten der Vorwärts-Fehlerkorrektur-Codierung entstanden, und zusammen mit den jeweiligen Gruppen von Fehlerkorrekturbits zugeordneten Blöcken von systematischen Bits decodierbar, unabhängig von einer anderen Gruppe von Fehlerkorrekturbits, die in einem der nachfolgenden Schritte der Vorwärts-Fehlerkorrektur-Codierung entstehen.In exemplary embodiments, groups of error correction bits following the first group of error correction bits, which arise in the steps of the forward error correction coding following the first step of the forward error correction coding, are only possible together with groups of error correction bits which are used in the preceding steps of the forward error correction. Error correction coding was created and, together with the blocks of systematic bits assigned to the respective groups of error correction bits, can be decoded independently of another group of error correction bits that arise in one of the subsequent steps of the forward error correction coding.
Bei Ausführungsbeispielen ist die Vorwärts-Fehlerkorrektur-Codierung eine Faltungscodierung oder LDPC-Codierung.In exemplary embodiments, the forward error correction coding is convolutional coding or LDPC coding.
Bei Ausführungsbeispielen ist in dem zweiten Sendebitblock eine jeweilige Gruppe von Fehlerkorrekturbits benachbart zu einer Folge von zusätzlichen Referenzbits oder benachbart zu einer Gruppe von Fehlerkorrekturbits angeordnet, die in einem zu dem Schritt, in dem die jeweilige Gruppe von Fehlerkorrekturbits entstand, unmittelbar vorangehenden Schritt der Vorwärts-Fehlerkorrektur-Codierung entstand.In exemplary embodiments, a respective group of error correction bits is arranged in the second transmission bit block adjacent to a sequence of additional reference bits or adjacent to a group of error correction bits, which in a step of the forward direction immediately preceding the step in which the respective group of error correction bits arose. Error correction coding came into being.
Bei Ausführungsbeispielen sind in dem zweiten Sendebitblock Fehlerkorrekturbits einer jeweiligen Gruppe von Fehlerkorrekturbits so angeordnet, dass jedes dieser Fehlerkorrekturbits unmittelbar benachbart zu Referenzbits oder unmittelbar benachbart zu einem anderen Fehlerkorrekturbit derselben Gruppe von Fehlerkorrekturbits oder unmittelbar benachbart zu einem Fehlerkorrekturbit einer anderen Gruppe von Fehlerkorrekturbits angeordnet ist, die in einem zu dem Schritt, in dem die jeweilige Gruppe von Fehlerkorrekturbits entstand, unmittelbar vorangehenden Schritt der Vorwärts-Fehlerkorrektur-Codierung entstand.In embodiments, error correction bits of a respective group of error correction bits are arranged in the second transmission bit block in such a way that each of these error correction bits is arranged immediately adjacent to reference bits or immediately adjacent to another error correction bit of the same group of error correction bits or directly adjacent to an error correction bit of another group of error correction bits in a step of the forward error correction coding immediately preceding the step in which the respective group of error correction bits was created.
Weitere Ausführungsbeispiele schaffen einen Datensender eines [z.B. drahtlosen] Kommunikationssystems, wobei der Datensender konfiguriert, um eine Datenbitfolge [z.B. N Datenbits] zu erhalten [z.B. zu erzeugen oder von einer mit dem Datensender verbundenen Vorrichtung [z.B. Sensor] zu empfangen], wobei der Datensender konfiguriert ist, um basierend auf der Datenbitfolge eine Vorwärts-Fehlerkorrektur-Codierung durchzuführen, um eine Folge von systematischen Bits und der Folge von systematischen Bits zugeordnete Fehlerkorrekturbits [z.B. eine Folge von Fehlerkorrekturbits; z.B. M Fehlerkorrekturbits] zu erhalten, wobei die Datenbitfolge und die Folge von systematischen Bits identisch sind, wobei der Datensender konfiguriert ist, um ein Signal auszusenden, wobei das Signal einen ersten Sendebitblock und einen zweiten Sendebitblock aufweist, wobei der erste Sendebitblock eine erste Folge von Referenzbits, die Folge von systematischen Bits und eine zweite Folge von Referenzbits aufweist, wobei die Folge von systematischen Bits durch die zweite Folge von Referenzbits unterbrochen ist, so dass ein erster Teil der Folge von systematischen Bits [z.B. zeitlich] vor der zweiten Folge von Referenzbits angeordnet ist und ein zweiter Teil der Folge von systematischen Bits [z.B. zeitlich] nach der der zweiten Folge von Referenzbits angeordnet ist, wobei der zweite Sendebitblock die Fehlerkorrekturbits aufweist, wobei ein Block von [z.B. zusammenhängenden] systematischen Bits der Folge von systematischen Bits zusammen mit zumindest einem Block von zusammenhängenden Fehlerkorrekturbits der Fehlerkorrekturbits[z.B. der Folge von Fehlerkorrekturbits], der dem Block von systematischen Bits zugeordnet ist, unabhängig von anderen Fehlerkorrekturbits oder Blöcken von Fehlerkorrekturbits decodierbar ist.Further exemplary embodiments create a data transmitter of a [eg wireless] communication system, wherein the data transmitter is configured to receive a data bit sequence [eg N data bits] [eg to generate or from one with the data transmitter connected device [e.g. sensor]], wherein the data transmitter is configured to perform forward error correction coding based on the data bit sequence in order to obtain a sequence of systematic bits and the sequence of systematic bits associated with error correction bits [e.g. a sequence of error correction bits; eg M error correction bits], the data bit sequence and the sequence of systematic bits being identical, the data transmitter being configured to transmit a signal, the signal having a first transmission bit block and a second transmission bit block, the first transmission bit block being a first sequence of Reference bits, the sequence of systematic bits and a second sequence of reference bits, wherein the sequence of systematic bits is interrupted by the second sequence of reference bits, so that a first part of the sequence of systematic bits [eg temporally] before the second sequence of reference bits is arranged and a second part of the sequence of systematic bits [eg temporally] is arranged after the second sequence of reference bits, the second transmission bit block having the error correction bits, a block of [eg contiguous] systematic bits of the sequence of systematic bits together with at least one block of related error corr ekturbits of the error correction bits [eg the sequence of error correction bits], which is assigned to the block of systematic bits, can be decoded independently of other error correction bits or blocks of error correction bits.
Bei Ausführungsbeispielen ist der Datensender konfiguriert, um die jeweiligen Teile der Folge von systematischen Bits jeweils in der Reihenfolge unverändert und zusammenhängend in den ersten Sendebitblock zu übernehmen.In exemplary embodiments, the data transmitter is configured to take over the respective parts of the sequence of systematic bits in the order unchanged and coherently in the first transmission bit block.
Weitere Ausführungsbeispiele schaffen einen Datenempfänger eines [z.B. drahtlosen] Kommunikationssystems, wobei der Datenempfänger konfiguriert ist, um ein Signal zu empfangen, das einen ersten Sendebitblock und einen zweiten Sendebitblock aufweist, wobei der erste Sendebitblock eine Folge von Referenzbits und eine Folge von systematischen Bits aufweist, wobei die Folge von systematischen Bits identisch zu einer mit dem Signal zu übertragenen Datenbitfolge ist, wobei der zweite Sendebitblock der Folge von systematischen Bits zugeordnete Fehlerkorrekturbits aufweist, wobei der Datenempfänger konfiguriert ist, um basierend auf der empfangenen Folge von Referenzbits eine Kanalschätzung durchzuführen, wobei der Datenempfänger konfiguriert ist, um eine Sequenz, die einen empfangenen Block von [z.B. zusammenhängenden] systematischen Bits der empfangenen Folge von systematischen Bits und zumindest einen empfangenen Block von zusammenhängenden Fehlerkorrekturbits der empfangenen Fehlerkorrekturbits, die dem empfangenen Block von systematischen Bits zugeordnet sind, umfasst, unabhängig von anderen empfangenen Fehlerkorrekturbits oder empfangenen Blöcken von Fehlerkorrekturbits zu decodieren, um einen Block der Datenbitfolge zu erhalten, wobei der Datenempfänger konfiguriert ist, um für den Block der Datenbitfolge eine Vorwärts-Fehler-Codierung durchzuführen, um einen reencodierten Block von systematischen Bits und zumindest einen dem reencodierten Block von systematischen Bits zugeordneten reencodierten Block von Fehlerkorrekturbits zu erhalten, wobei der Datenempfänger konfiguriert ist, um die Kanalschätzung basierend auf dem reencodierten Block von systematischen Bits und dem zumindest einen reencodierten Block von Fehlerkorrekturbits nachzuführen.Further embodiments provide a data receiver of a [e.g. wireless] communication system, wherein the data receiver is configured to receive a signal comprising a first transmission bit block and a second transmission bit block, the first transmission bit block comprising a sequence of reference bits and a sequence of systematic bits, the sequence of systematic bits being identical to a data bit sequence to be transmitted with the signal, the second transmission bit block having error correction bits assigned to the sequence of systematic bits, the data receiver being configured to carry out a channel estimation based on the received sequence of reference bits, the data receiver being configured to generate a sequence, which received a block of [eg contiguous] systematic bits of the received sequence of systematic bits and at least one received block of contiguous error correction bits of the received error correction bits that are assigned to the received block of systematic bits, independently of other received error correction bits or received blocks of error correction bits to decode to a block of the data bit sequence, the data receiver being configured to carry out forward error coding for the block of the data bit sequence in order to obtain a reencoded block of systematic bits and at least one reencoded block of error correction bits assigned to the reencoded block of systematic bits, wherein the data receiver is configured to track the channel estimate based on the reencoded block of systematic bits and the at least one reencoded block of error correction bits.
Weitere Ausführungsbeispiele schaffen einen Datenempfänger eines [drahtlosen] Kommunikationssystems, wobei der Datenempfänger konfiguriert ist, um, in einem ersten Modus, ein erstes Signal zu empfangen, das einen ersten Sendebitblock aufweist, wobei der erste Sendebitblock eine Folge von Referenzbits und eine Datenbitfolge aufweist, wobei der Datenempfänger konfiguriert ist, um, in einem zweiten Modus, ein zweites Signal zu empfangen, das einen ersten Sendebitblock und einen zweiten Sendebitblock aufweist, wobei der erste Sendebitblock eine Folge von Referenzbits und eine Folge von systematischen Bits aufweist, wobei die Folge von systematischen Bits identisch zu einer mit dem zweiten Signal zu übertragenen Datenbitfolge ist, wobei der zweite Sendebitblock der Folge von systematischen Bits zugeordnete Fehlerkorrekturbits aufweist, wobei der Datenempfänger konfiguriert ist, um basierend auf der empfangenen Folge von Referenzbits eine Kanalschätzung durchzuführen, wobei der Datenempfänger konfiguriert ist, um eine Sequenz, die einen empfangenen Block von [z.B. zusammenhängenden] systematischen Bits der empfangenen Folge von systematischen Bits und zumindest einen empfangenen Block von zusammenhängenden Fehlerkorrekturbits der empfangenen Fehlerkorrekturbits, die dem empfangenen Block von systematischen Bits zugeordnet sind, umfasst, unabhängig von anderen empfangenen Fehlerkorrekturbits oder empfangenen Blöcken von Fehlerkorrekturbits zu decodieren, um einen Block der Datenbitfolge zu erhalten, wobei der Datenempfänger konfiguriert ist, um für den Block der Datenbitfolge eine Vorwärts-Fehler-Codierung durchzuführen, um einen reencodierten Block von systematischen Bits und zumindest einen dem reencodierten Block von systematischen Bits zugeordneten reencodierten Block von Fehlerkorrekturbits zu erhalten, wobei der Datenempfänger konfiguriert ist, um eine Kanalschätzung basierend auf dem reencodierten Block von systematischen Bits und dem zumindest einen reencodierten Block von Fehlerkorrekturbits nachzuführen.Further exemplary embodiments provide a data receiver of a [wireless] communication system, the data receiver being configured to receive, in a first mode, a first signal having a first transmission bit block, the first transmission bit block having a sequence of reference bits and a data bit sequence, wherein the data receiver is configured to receive, in a second mode, a second signal comprising a first transmit bit block and a second transmit bit block, the first transmit bit block comprising a sequence of reference bits and a sequence of systematic bits, the sequence of systematic bits is identical to a data bit sequence to be transmitted with the second signal, the second transmission bit block having error correction bits assigned to the sequence of systematic bits, the data receiver being configured to carry out a channel estimation based on the received sequence of reference bits, wherein the data reception r is configured to generate a sequence comprising a received block of [e.g. contiguous] systematic bits of the received sequence of systematic bits and at least one received block of contiguous error correction bits of the received error correction bits that are assigned to the received block of systematic bits, independently of other received error correction bits or received blocks of error correction bits to decode to a block of the data bit sequence, the data receiver being configured to carry out forward error coding for the block of the data bit sequence in order to obtain a reencoded block of systematic bits and at least one reencoded block of error correction bits assigned to the reencoded block of systematic bits, wherein the data receiver is configured to track a channel estimate based on the reencoded block of systematic bits and the at least one reencoded block of error correction bits.
Bei Ausführungsbeispielen umfasst der empfangene Block von systematischen Bits eine echte Teilmenge der systematischen Bits der empfangenen Folge von systematischen Bits.In embodiments, the received block of systematic bits comprises a real one Subset of the systematic bits of the received sequence of systematic bits.
Bei Ausführungsbeispielen umfasst der zumindest eine empfangene Block von zusammenhängenden Fehlerkorrekturbits jeweils eine echte Teilmenge der empfangenen Fehlerkorrekturbits.In exemplary embodiments, the at least one received block of contiguous error correction bits each comprises a real subset of the received error correction bits.
Bei Ausführungsbeispielen ist der erste Sendebitblock gemäß einem Kommunikationsprotokoll oder Kommunikationsstandard [z.B. Wireless-M-Bus] aufgebaut.In embodiments, the first transmission bit block is according to a communication protocol or communication standard [e.g. Wireless-M-Bus].
Bei Ausführungsbeispielen geht der zweite Sendebitblock über das Kommunikationsprotokoll oder den Kommunikationsstandard hinaus.In exemplary embodiments, the second transmission bit block goes beyond the communication protocol or the communication standard.
Bei Ausführungsbeispielen folgt der zweite Sendebitblock auf den ersten Sendebitblock [z.B. zeitlich].In embodiments, the second transmit bit block follows the first transmit bit block [e.g. temporal].
Bei Ausführungsbeispielen sind der erste Sendebitblock und der zweite Sendebitblock [z.B. zeitlich] unmittelbar benachbart zueinander angeordnet.In embodiments, the first transmit bit block and the second transmit bit block [e.g. temporally] arranged immediately adjacent to one another.
Bei Ausführungsbeispielen ist die Vorwärts-Fehlerkorrektur-Codierung eine Turbo-Codierung, eine LDPC-Codierung oder eine Faltungscodierung.In exemplary embodiments, the forward error correction coding is turbo coding, LDPC coding or convolutional coding.
Bei Ausführungsbeispielen umfasst die Folge von systematischen Bits einen ersten Block von systematischen Bits und einen zweiten Block von systematischen Bits, wobei die Fehlerkorrekturbits zumindest einen dem ersten Block von systematischen Bits zugeordneten Block von zusammenhängenden Fehlerkorrekturbits und zumindest einen dem zweiten Block von systematischen Bits zugeordneten Block von zusammenhängenden Fehlerkorrekturbits umfasst.In embodiments, the sequence of systematic bits comprises a first block of systematic bits and a second block of systematic bits, the error correction bits at least one block of contiguous error correction bits assigned to the first block of systematic bits and at least one block of related error correction bits assigned to the second block of systematic bits contiguous error correction bits.
Bei Ausführungsbeispielen umfasst der zweite Sendebitblock zumindest eine Folge von zusätzlichen Referenzbits, wobei der Datenempfänger konfiguriert ist, um die Kanalschätzung basierend auf der Folge von zusätzlichen Referenzbits nachzuführen oder neu zu starten, wobei der Datenempfänger konfiguriert ist, um die Kanalschätzung basierend auf zumindest einem der Blöcke von Fehlerkorrekturbits, der unmittelbar benachbart zu der Folge von zusätzlichen Referenzbits angeordnet ist, nachzuführen, durch
- - Decodieren einer Sequenz, die den zumindest einen der Blöcke von Fehlerkorrekturbits, der unmittelbar benachbart zu dem Block von Referenzbits angeordnet ist, und einen der Blöcke der Folge von systematischen Bits, der dem zumindest einen der Blöcke von Fehlerkorrekturbits, der unmittelbar benachbart zu dem Block von Referenzbits angeordnet ist, zugeordnet ist, umfasst, um einen jeweiligen Block der Datenbitfolge zu erhalten,
- - Durchführen einer Vorwärts-Fehler-Codierung des jeweiligen Blocks der Datenbitfolge, um einen reencodierten Block von systematischen Bits und zumindest einen dem reencodierten Block von systematischen Bits zugeordneten reencodierten Block von Fehlerkorrekturbits zu erhalten,
- - Verwenden des reencodierten Blocks von systematischen Bits und des zumindest einen reencodierten Blocks von Fehlerkorrekturbits als Referenzbits für die Kanalschätzung.
- Decoding of a sequence which includes the at least one of the blocks of error correction bits which is arranged immediately adjacent to the block of reference bits, and one of the blocks of the sequence of systematic bits which corresponds to the at least one of the blocks of error correction bits which is immediately adjacent to the block is arranged by reference bits, is assigned, comprises in order to receive a respective block of the data bit sequence,
- - Carrying out forward error coding of the respective block of the data bit sequence in order to obtain a reencoded block of systematic bits and at least one reencoded block of error correction bits assigned to the reencoded block of systematic bits,
- Using the reencoded block of systematic bits and the at least one reencoded block of error correction bits as reference bits for the channel estimation.
Weitere Ausführungsbeispiele schaffen einen Datenempfänger eines [z.B. drahtlosen] Kommunikationssystems, wobei der Datenempfänger konfiguriert ist, um ein Signal zu empfangen, das einen ersten Sendebitblock und einen zweiten Sendebitblock aufweist, wobei der erste Sendebitblock eine Folge von Referenzbits und eine Folge von systematischen Bits aufweist, wobei die Folge von systematischen Bits identisch zu einer mit dem Signal zu übertragenen Datenbitfolge ist, wobei der zweite Sendebitblock der Folge von systematischen Bits zugeordnete Fehlerkorrekturbits aufweist, wobei der Datenempfänger konfiguriert ist, um basierend auf der empfangenen Folge von Referenzbits eine Kanalschätzung durchzuführen, wobei der Datenempfänger konfiguriert ist, um eine Sequenz, die einen empfangenen Block von [z.B. zusammenhängenden] systematischen Bits der empfangenen Folge von systematischen Bits und zumindest eine Gruppe von Fehlerkorrekturbits der empfangenen Fehlerkorrekturbits, die dem empfangenen Block von systematischen Bits zugeordnet ist, umfasst, unabhängig von anderen empfangenen Fehlerkorrekturbits oder empfangenen Gruppen von Fehlerkorrekturbits zu decodieren, um einen Block der Datenbitfolge zu erhalten, wobei der Datenempfänger konfiguriert ist, um für den Block der Datenbitfolge eine Vorwärts-Fehler-Codierung durchzuführen, um einen reencodierten Block von systematischen Bits und eine dem reencodierten Block von systematischen Bits zugeordnete reencodierte Gruppe von Fehlerkorrekturbits zu erhalten, wobei der Datenempfänger konfiguriert ist, um die Kanalschätzung basierend auf der reencodierten Gruppe von systematischen Bits und der reencodierten Gruppe von Fehlerkorrekturbits nachzuführen.Further embodiments provide a data receiver of a [e.g. wireless] communication system, wherein the data receiver is configured to receive a signal comprising a first transmission bit block and a second transmission bit block, the first transmission bit block comprising a sequence of reference bits and a sequence of systematic bits, the sequence of systematic bits being identical to a data bit sequence to be transmitted with the signal, the second transmission bit block having error correction bits assigned to the sequence of systematic bits, the data receiver being configured to carry out a channel estimation based on the received sequence of reference bits, the data receiver being configured to generate a sequence, which received a block of [eg contiguous] systematic bits of the received sequence of systematic bits and at least one group of error correction bits of the received error correction bits, which is assigned to the received block of systematic bits, independently of other received error correction bits or received groups of error correction bits to decode to a block of the data bit sequence wherein the data receiver is configured to carry out a forward error coding for the block of the data bit sequence in order to obtain a reencoded block of systematic bits and a reencoded group of error correction bits assigned to the reencoded block of systematic bits, the data receiver configured to track the channel estimate based on the reencoded group of systematic bits and the reencoded group of error correction bits.
Weitere Ausführungsbeispiele schaffen ein Kommunikationssystem mit einem Datensender gemäß einem der hierin beschriebenen Ausführungsbeispiele und einem Datenempfänger gemäß einem der hierin beschriebenen Ausführungsbeispiele.Further exemplary embodiments create a communication system with a data transmitter according to one of the exemplary embodiments described herein and a data receiver according to one of the exemplary embodiments described herein.
Weitere Ausführungsbeispiele schaffen ein Kommunikationssystem mit einem ersten Datensender, der konfiguriert ist, um eine Datenbitfolge zu erhalten, und um ein erstes Signal auszusenden, das nur einen ersten Sendebitblock aufweist, wobei der erste Sendebitblock eine Folge von Referenzbits und die von dem ersten Datensender erhaltene Datenbitfolge aufweist; einem zweiten Datensender gem. einem der hierin beschriebenen Ausführungsbeispiele, der konfiguriert ist, um ein zweites Signal auszusenden; und einem Datenempfänger gem. einem der hierin beschriebenen Ausführungsbeispiele.Further exemplary embodiments create a communication system with a first A data transmitter configured to receive a data bit sequence and to transmit a first signal having only a first transmission bit block, the first transmission bit block comprising a sequence of reference bits and the data bit sequence received from the first data transmitter; a second data transmitter according to one of the exemplary embodiments described herein, which is configured to transmit a second signal; and a data receiver according to one of the exemplary embodiments described herein.
Bei Ausführungsbeispiele sendet der erste Datensender keinen zweiten Sendebitblock mit Fehlerkorrekturbits für die erhaltene Datenbitfolge aus.In exemplary embodiments, the first data transmitter does not transmit a second transmission bit block with error correction bits for the data bit sequence received.
Bei Ausführungsbeispiele ist der jeweilige erste Sendebitblock gemäß einem Kommunikationsprotokoll oder Kommunikationsstandard aufgebaut, wobei der zweite Sendebitblock über das Kommunikationsprotokoll oder den Kommunikationsstandard hinausgeht.In exemplary embodiments, the respective first transmission bit block is structured in accordance with a communication protocol or communication standard, the second transmission bit block going beyond the communication protocol or the communication standard.
Weitere Ausführungsbeispiele schaffen ein Kommunikationssystem, mit einem ersten Datensender, der konfiguriert ist, um eine Datenbitfolge zu erhalten, und um ein erstes Signal auszusenden, das nur einen ersten Sendebitblock aufweist, wobei der erste Sendebitblock Referenzdaten und die von dem ersten Datensender erhaltene Datenbitfolge aufweist; einem zweiten Datensender gem. einem der hierin beschriebenen Ausführungsbeispiele, der konfiguriert ist, um ein zweites Signal auszusenden, und einem Datenempfänger, der konfiguriert ist, um das erste Signal und das zweite Signal zu empfangen, wobei der Datenempfänger konfiguriert ist, um nur den jeweiligen ersten Sendebitblock zu verarbeiten, um die jeweilige Datenbitfolge zu erhalten.Further exemplary embodiments provide a communication system with a first data transmitter which is configured to receive a data bit sequence and to transmit a first signal which has only a first transmission bit block, the first transmission bit block comprising reference data and the data bit sequence received from the first data transmitter; a second data transmitter according to one of the exemplary embodiments described herein, which is configured to transmit a second signal, and a data receiver which is configured to receive the first signal and the second signal, the data receiver being configured to only transmit the respective to process the first transmission bit block in order to obtain the respective data bit sequence.
Bei Ausführungsbeispiele wird der zweite Sendebitblock von dem Datenempfänger nicht berücksichtigt.In embodiments, the second transmission bit block is not taken into account by the data receiver.
Bei Ausführungsbeispiele arbeitetet der Datenempfänger gemäß einem Kommunikationsprotokoll oder Kommunikationsstandard, wobei der jeweilige erste Sendebitblock gemäß dem Kommunikationsprotokoll oder Kommunikationsstandard aufgebaut ist, wobei der zweite Sendebitblock über das Kommunikationsprotokoll oder den Kommunikationsstandard hinausgeht.In exemplary embodiments, the data receiver operates in accordance with a communication protocol or communication standard, the respective first transmission bit block being structured in accordance with the communication protocol or communication standard, the second transmission bit block going beyond the communication protocol or the communication standard.
Bei Ausführungsbeispielen ist der Datenempfänger ein erster Datenempfänger, wobei das Kommunikationssystem einen zweiten Datenempfänger gem. einem der hierin beschriebenen Ausführungsbeispiele aufweist.In exemplary embodiments, the data receiver is a first data receiver, the communication system having a second data receiver in accordance with one of the exemplary embodiments described herein.
Weitere Ausführungsbeispiele schaffen ein Verfahren zum Senden eines Signals. Das Verfahren umfasst einen Schritt des Erhaltens einer Datenbitfolge. Ferner umfasst das Verfahren einen Schritt des Durchführens, basierend auf der Datenbitfolge, einer Vorwärts-Fehlerkorrektur-Codierung, um eine Folge von systematischen Bits und der Folge von systematischen Bits zugeordnete Fehlerkorrekturbits [z.B. M Fehlerkorrekturbits] zu erhalten, wobei die Datenbitfolge und die Folge von systematischen Bits identisch sind. Ferner umfasst das Verfahren einen Schritt des Sendens eines Signals, wobei das Signal einen ersten Sendebitblock und einen zweiten Sendebitblock aufweist, wobei der erste Sendebitblock [z.B. einem Datenempfänger bekannte] eine Folge von Referenzbits und die Folge von systematischen Bits aufweist, und wobei der zweite Sendebitblock die Fehlerkorrekturbits aufweist, wobei ein Block von [z.B. zusammenhängenden] systematischen Bits der Folge von systematischen Bits zusammen mit zumindest einem Block von zusammenhängenden Fehlerkorrekturbits der Fehlerkorrekturbits, der dem Block von systematischen Bits zugeordnet ist, unabhängig von anderen Fehlerkorrekturbits oder Blöcken von Fehlerkorrekturbits decodierbar ist.Further exemplary embodiments provide a method for sending a signal. The method includes a step of obtaining a data bit sequence. The method further comprises a step of performing, based on the data bit sequence, forward error correction coding to generate a sequence of systematic bits and error correction bits associated with the sequence of systematic bits [e.g. M error correction bits], the data bit sequence and the sequence of systematic bits being identical. The method further comprises a step of transmitting a signal, the signal comprising a first block of transmit bits and a second block of transmit bits, the first block of transmit bits [e.g. known to a data receiver] comprises a sequence of reference bits and the sequence of systematic bits, and wherein the second transmission bit block comprises the error correction bits, wherein a block of [e.g. contiguous] systematic bits of the sequence of systematic bits together with at least one block of contiguous error correction bits of the error correction bits, which is assigned to the block of systematic bits, can be decoded independently of other error correction bits or blocks of error correction bits.
Weitere Ausführungsbeispiele schaffen ein Verfahren zum Senden eines Signals. Das Verfahren umfasst einen Schritt des Erhaltens einer Datenbitfolge. Ferner umfasst das Verfahren einen Schritt des Durchführens, basierend auf der Datenbitfolge, einer Vorwärts-Fehlerkorrektur-Codierung, um eine Folge von systematischen Bits und der Folge von systematischen Bits zugeordnete Fehlerkorrekturbits [z.B. M Fehlerkorrekturbits] zu erhalten, wobei die Datenbitfolge und die Folge von systematischen Bits identisch sind. Ferner umfasst das Verfahren einen Schritt des Sendens eines Signals, wobei das Signal einen ersten Sendebitblock und einen zweiten Sendebitblock aufweist, wobei der erste Sendebitblock [z.B. einem Datenempfänger bekannte] eine Folge von Referenzbits und die Folge von systematischen Bits aufweist, und wobei der zweite Sendebitblock die Fehlerkorrekturbits aufweist, wobei ein Block von [z.B. zusammenhängenden] systematischen Bits aus der Folge von systematischen Bits zusammen mit einer dem Block von systematischen Bits zugeordneten Gruppe von Fehlerkorrekturbits aus den Fehlerkorrekturbits decodierbar ist, unabhängig von anderen Fehlerkorrekturbits oder anderen Gruppen von Fehlerkorrekturbits.Further exemplary embodiments provide a method for sending a signal. The method includes a step of obtaining a data bit sequence. The method further comprises a step of performing, based on the data bit sequence, a forward error correction coding in order to obtain a sequence of systematic bits and the sequence of systematic bits assigned error correction bits [eg M error correction bits], the data bit sequence and the sequence of systematic bits are identical. The method further comprises a step the transmission of a signal, the signal having a first transmission bit block and a second transmission bit block, the first transmission bit block [e.g. known to a data receiver] having a sequence of reference bits and the sequence of systematic bits, and the second transmission bit block having the error correction bits, a Block of [eg contiguous] systematic bits from the sequence of systematic bits together with a group of error correction bits assigned to the block of systematic bits can be decoded from the error correction bits, independently of other error correction bits or other groups of error correction bits.
Weitere Ausführungsbeispiele schaffen ein Verfahren zum Senden eines Signals. Das Verfahren umfasst einen Schritt des Erhaltens einer Datenbitfolge. Ferner umfasst das Verfahren einen Schritt des Durchführens, basierend auf der Datenbitfolge, einer Vorwärts-Fehlerkorrektur-Codierung, um eine Folge von systematischen Bits und der Folge von systematischen Bits zugeordnete Fehlerkorrekturbits [z.B. M Fehlerkorrekturbits] zu erhalten, wobei die Datenbitfolge und die Folge von systematischen Bits identisch sind. Ferner umfasst das Verfahren einen Schritt des Sendens eines Signals, wobei das Signal einen ersten Sendebitblock und einen zweiten Sendebitblock aufweist, wobei der erste Sendebitblock eine erste Folge von Referenzbits, die Folge von systematischen Bits und eine zweite Folge von Referenzbits aufweist, wobei die Folge von systematischen Bits durch die zweite Folge von Referenzbits unterbrochen ist, so dass ein erster Teil der Folge von systematischen Bits [z.B. zeitlich] vor der zweiten Folge von Referenzbits angeordnet ist und ein zweiter Teil der Folge von systematischen Bits [z.B. zeitlich] nach der der zweiten Folge von Referenzbits angeordnet ist, wobei der zweite Sendebitblock die Fehlerkorrekturbits aufweist, wobei ein Block von [z.B. zusammenhängenden] systematischen Bits aus der Folge von systematischen Bits zusammen mit einer dem Block von systematischen Bits zugeordneten Gruppe von Fehlerkorrekturbits aus den Fehlerkorrekturbits decodierbar ist, unabhängig von anderen Fehlerkorrekturbits oder anderen Gruppen von Fehlerkorrekturbits.Further exemplary embodiments provide a method for sending a signal. The method includes a step of obtaining a data bit sequence. The method further comprises a step of performing, based on the data bit sequence, forward error correction coding to generate a sequence of systematic bits and error correction bits associated with the sequence of systematic bits [e.g. M error correction bits], the data bit sequence and the sequence of systematic bits being identical. The method further comprises a step of transmitting a signal, the signal having a first transmission bit block and a second transmission bit block, the first transmission bit block having a first sequence of reference bits, the sequence of systematic bits and a second sequence of reference bits, the sequence of systematic bits is interrupted by the second sequence of reference bits, so that a first part of the sequence of systematic bits [e.g. temporal] is placed before the second sequence of reference bits and a second part of the sequence of systematic bits [e.g. temporally] after that of the second sequence of reference bits, the second transmission bit block comprising the error correction bits, a block of [e.g. related] systematic bits from the sequence of systematic bits together with a group of error correction bits assigned to the block of systematic bits can be decoded from the error correction bits, independently of other error correction bits or other groups of error correction bits.
Weitere Ausführungsbeispiele schaffen ein Verfahren zum Empfangen eines Signals. Das Verfahren umfasst einen Schritt des Empfangens eines Signals, das einen ersten Sendebitblock und einen zweiten Sendebitblock aufweist, wobei der erste Sendebitblock eine Folge von Referenzbits und eine Folge von systematischen Bits aufweist, wobei die Folge von systematischen Bits identisch zu einer mit dem Signal zu übertragenen Datenbitfolge ist, wobei der zweite Sendebitblock der Folge von systematischen Bits zugeordnete Fehlerkorrekturbits aufweist. Ferner umfasst das Verfahren einen Schritt des Durchführens einer Kanalschätzung basierend auf der empfangenen Folge von Referenzbits. Ferner umfasst das Verfahren einen Schritt des Decodierens einer Sequenz, die einen empfangenen Block von [z.B. zusammenhängenden] systematischen Bits der empfangenen Folge von systematischen Bits und zumindest einen empfangenen Block von zusammenhängenden Fehlerkorrekturbits der empfangenen Fehlerkorrekturbits, der dem empfangenen Block von systematischen Bits zugeordnet ist, umfasst, unabhängig von anderen empfangenen Fehlerkorrekturbits oder empfangenen Blöcken von Fehlerkorrekturbits zu decodieren, um einen Block der Datenbitfolge zu erhalten. Ferner umfasst das Verfahren einen Schritt des Durchführens, basierend auf dem Block der Datenbitfolge, einer Vorwärts-Fehler-Codierung, um einen reencodierten Block von systematischen Bits und zumindest einen dem reencodierten Block von systematischen Bits zugeordneten reencodierten Block von systematischen Bits und Fehlerkorrekturbits zu erhalten, Nachführen der Kanalschätzung basierend auf dem reencodierten Block von systematischen Bits und dem zumindest einen reencodierten Block von Fehlerkorrekturbits.Further exemplary embodiments provide a method for receiving a signal. The method comprises a step of receiving a signal having a first transmission bit block and a second transmission bit block, the first transmission bit block having a sequence of reference bits and a sequence of systematic bits, the sequence of systematic bits being identical to one to be transmitted with the signal Is a data bit sequence, the second transmission bit block having error correction bits assigned to the sequence of systematic bits. The method further comprises a step of performing a channel estimation based on the received sequence of reference bits. The method further comprises a step of decoding a sequence comprising a received block of [e.g. contiguous] systematic bits of the received sequence of systematic bits and at least one received block of contiguous error correction bits of the received error correction bits, which is assigned to the received block of systematic bits, independently of other received error correction bits or received blocks of error correction bits to decode to a block of the data bit sequence. The method further comprises a step of performing, based on the block of the data bit sequence, a forward error coding in order to obtain a reencoded block of systematic bits and at least one reencoded block of systematic bits and error correction bits assigned to the reencoded block of systematic bits, Updating the channel estimate based on the reencoded block of systematic bits and the at least one reencoded block of error correction bits.
Weitere Ausführungsbeispiele schaffen ein Verfahren zum Empfangen eines Signals. Das Verfahren umfasst einen Schritt des Empfangens eines Signals, das einen ersten Sendebitblock und einen zweiten Sendebitblock aufweist, wobei der erste Sendebitblock eine Folge von Referenzbits und eine Folge von systematischen Bits aufweist, wobei die Folge von systematischen Bits identisch zu einer mit dem Signal zu übertragenen Datenbitfolge ist, wobei der zweite Sendebitblock der Folge von systematischen Bits zugeordnete Fehlerkorrekturbits aufweist. Ferner umfasst das Verfahren einen Schritt des Durchführen einer Kanalschätzung basierend auf der empfangenen Folge von Referenzbits. Ferner umfasst das Verfahren einen Schritt des Decodierens einer Sequenz, die einen empfangenen Block von [z.B. zusammenhängenden] systematischen Bits der empfangenen Folge von systematischen Bits und zumindest eine Gruppe von Fehlerkorrekturbits der empfangenen Fehlerkorrekturbits, die dem empfangenen Block von systematischen Bits zugeordnet ist, umfasst, unabhängig von anderen empfangenen Fehlerkorrekturbits oder empfangenen Gruppen von Fehlerkorrekturbits zu decodieren, um einen Block der Datenbitfolge zu erhalten. Ferner umfasst das Verfahren einen Schritt des Durchführens, basierend auf dem Block der Datenbitfolge, einer Vorwärts-Fehler-Codierung, um einen reencodierten Block von systematischen Bits und eine dem reencodierten Block von systematischen Bits zugeordnete reencodierte Gruppe von systematischen Bits und Fehlerkorrekturbits zu erhalten. Ferner umfasst das Verfahren einen Schritt des Nachführens der Kanalschätzung basierend auf dem reencodierten Block von systematischen Bits und der reencodierten Gruppe von Fehlerkorrekturbits.Further exemplary embodiments provide a method for receiving a signal. The method comprises a step of receiving a signal having a first transmission bit block and a second transmission bit block, the first transmission bit block having a sequence of reference bits and a sequence of systematic bits, the sequence of systematic bits being identical to one to be transmitted with the signal Is a data bit sequence, the second transmission bit block having error correction bits assigned to the sequence of systematic bits. The method further comprises a step of performing a channel estimation based on the received sequence of reference bits. The method further comprises a step of decoding a sequence which contains a received block of [eg contiguous] systematic bits of the received sequence of systematic bits and at least one group of error correction bits of the received error correction bits, which is assigned to the received block of systematic bits, comprises decoding independently of other received error correction bits or received groups of error correction bits in order to obtain a block of the data bit sequence. The method further comprises a step of performing, based on the block of the data bit sequence, a forward error coding in order to obtain a reencoded block of systematic bits and a reencoded group of systematic bits and error correction bits assigned to the reencoded block of systematic bits. The method further comprises a step of updating the channel estimation based on the reencoded block of systematic bits and the reencoded group of error correction bits.
Weitere Ausführungsbeispiele schaffen ein Verfahren zum Empfangen eines Signals. Das Verfahren umfasst einen Schritt des Empfangens eines Signals, das einen ersten Sendebitblock und einen zweiten Sendebitblock aufweist, wobei der erste Sendebitblock eine erste Folge von Referenzbits, die Folge von systematischen Bits und eine zweite Folge von Referenzbits aufweist, wobei die Folge von systematischen Bits durch die zweite Folge von Referenzbits unterbrochen ist, so dass ein erster Teil der Folge von systematischen Bits [z.B. zeitlich] vor der zweiten Folge von Referenzbits angeordnet ist und ein zweiter Teil der Folge von systematischen Bits [z.B. zeitlich] nach der der zweiten Folge von Referenzbits angeordnet ist, wobei der zweite Sendebitblock die Fehlerkorrekturbits aufweist. Ferner umfasst das Verfahren einen Schritt des Durchführens einer Kanalschätzung basierend auf der empfangenen ersten Folge von Referenzbits und der empfangenen zweiten Folge von Referenzbits. Ferner umfasst das Verfahren einen Schritt des Decodierens einer Sequenz, die einen empfangenen Block von [z.B. zusammenhängenden] systematischen Bits der empfangenen Folge von systematischen Bits und zumindest eine Gruppe von Fehlerkorrekturbits der empfangenen Fehlerkorrekturbits, die dem empfangenen Block von systematischen Bits zugeordnet ist, umfasst, unabhängig von anderen empfangenen Fehlerkorrekturbits oder empfangenen Gruppen von Fehlerkorrekturbits zu decodieren, um einen Block der Datenbitfolge zu erhalten. Ferner umfasst das Verfahren einen Schritt des Durchführens, basierend auf dem Block der Datenbitfolge, einer Vorwärts-Fehler-Codierung, um einen reencodierten Block von systematischen Bits und eine dem reencodierten Block von systematischen Bits zugeordnete reencodierte Gruppe von systematischen Bits und Fehlerkorrekturbits zu erhalten. Ferner umfasst das Verfahren einen Schritt des Nachführens der Kanalschätzung basierend auf dem reencodierten Block von systematischen Bits und der reencodierten Gruppe von Fehlerkorrekturbits.Further exemplary embodiments provide a method for receiving a signal. The method comprises a step of receiving a signal having a first transmission bit block and a second transmission bit block, the first transmission bit block having a first sequence of reference bits, the sequence of systematic bits and a second sequence of reference bits, the sequence of systematic bits being through the second sequence of reference bits is interrupted, so that a first part of the sequence of systematic bits [e.g. temporal] is placed before the second sequence of reference bits and a second part of the sequence of systematic bits [e.g. temporally] is arranged after the second sequence of reference bits, the second transmission bit block having the error correction bits. The method further comprises a step of performing a channel estimation based on the received first sequence of reference bits and the received second sequence of reference bits. The method further comprises a step of decoding a sequence comprising a received block of [e.g. contiguous] systematic bits of the received sequence of systematic bits and at least one group of error correction bits of the received error correction bits, which is assigned to the received block of systematic bits, independently of other received error correction bits or received groups of error correction bits to decode to a block of the data bit sequence to obtain. The method further comprises a step of performing, based on the block of the data bit sequence, a forward error coding in order to obtain a reencoded block of systematic bits and a reencoded group of systematic bits and error correction bits assigned to the reencoded block of systematic bits. The method further comprises a step of updating the channel estimation based on the reencoded block of systematic bits and the reencoded group of error correction bits.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden bezugnehmend auf die beiliegenden Figuren näher beschrieben. Es zeigen:
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1 ein schematisches Blockschaltbild eines Systems mit einem oder mehreren Datensendern und einem Datenempfänger; -
2 eine schematische Ansicht einer Anordnung einer Folge von Referenzbits und einer Datenbitfolge mit den Datenbits wie sie als zu übertragene Sendebitfolge bei einem einfachen Übertragungssystem ohne Vorwärts-Fehlerkorrektur zum Einsatz kommt; -
3 eine schematische Ansicht einer Erzeugung eines Sendesignals mit der zu übertragenden Sendebitfolge ohne Vorwärts-Fehlerkorrektur (Codierung)aus 2 ; -
4 eine schematische Ansicht einer Erzeugung eines Sendesignals mit einer zu übertragenden Sendebitfolge mit Vorwärts-Fehlerkorrektur und Interleaving; -
5 eine schematische Ansicht einer Erzeugung einer zu übertragenden Sendebitfolge mit auf einer Vorwärts-Fehlerkorrektur (Codierung) basierenden Fehlerkorrekturbits, wobei die Sendebitfolge rückwärtskompatibel zu einer uncodierten Sendebitfolge ist; -
6 eine schematische Ansicht einer inneren Struktur der Turbo-Codierung; -
7 eine schematische Ansicht einer Erzeugung einer zu übertragenden Sendebitfolge mit auf einer Turbo-Codierung basierenden Fehlerkorrekturbits, wobei die Sendebitfolge rückwärtskompatibel zu einer uncodierten Sendebitfolge ist; -
8 eine schematische Ansicht einer Erzeugung einer zu übertragenden Sendebitfolge mit auf einer Vorwärts-Fehlerkorrektur (Codierung) basierenden Fehlerkorrekturbits und zusätzlichen Folgen von Referenzbits, wobei die Sendebitfolge rückwärtskompatibel zu einer uncodierten Sendebitfolge ist; -
9 eine schematische Darstellung der für die Kanalschätzung zugeordneten Folgen von Referenzbits für die zu übertragende Sendebitfolge aus8 ; -
10 eine schematische Ansicht einer Erzeugung einer Folge von codierten Bits mit Blöcken von codierten Bits (z.B. codierte Teilsequenzen), die einzeln codiert sind, sowie eine auf den Blöcken von codierten Bits basierende iterative Kanalnachführung; -
11 eine schematische Ansicht einer Erzeugung einer zu übertragenden Sendebitfolge mit auf Vorwärts-Fehlerkorrektur (Codierung) basierenden Fehlerkorrekturbits, wobei die Sendebitfolge rückwärtskompatibel zu einer uncodierten Sendebitfolge ist; -
12 eine schematische Ansicht einer zu übertragenden Sendebitfolge mit dem ersten Sendebitblock aus11 und einem zweiten Sendebitblock, der gegenüber11 eine andere Anordnung der Blöcke von Fehlerkorrekturbits und der eine Folge320 von zusätzlichen Referenzbits aufweist; -
13 eine schematische Ansicht einer zu übertragenden Sendebitfolge mit dem ersten Sendebitblock aus11 und einem zweiten Sendebitblock, der dem ersten Sendebitblock vorangestellt ist; -
14 eine schematische Ansicht einer Erzeugung einer zu übertragenden Sendebitfolge mit auf Vorwärts-Fehlerkorrektur (Codierung) basierenden Fehlerkorrekturbits, wobei die Sendebitfolge rückwärtskompatibel zu einer uncodierten Sendebitfolge ist; -
15 eine schematische Ansicht einer Erzeugung einer zu übertragenden Sendebitfolge, wobei in15 nur der Schritt der Einfügung einer Folge von zusätzlichen Referenzbits in der zweiten Sendebitblock der Sendebitfolge gezeigt ist, der sich von dem in14 gezeigten Schritt der Einfügung einer Folge von zusätzlichen Referenzbits unterscheidet; -
16 eine schematische Ansicht einer Erzeugung einer zu übertragenden Sendebitfolge, wobei in16 nur der Schritt der Einfügung von mehreren Folgen von zusätzlichen Referenzbits in der zweiten Sendebitblock der Sendebitfolge gezeigt ist, der sich von dem in14 gezeigten Schritt der Einfügung einer Folge von zusätzlichen Referenzbits unterscheidet; -
17 eine schematische Ansicht einer resultierenden Sendebitfolge nach dem Einbringen von drei Folgen von zusätzlichen Referenzbits, wobei verglichen mit16 ein Abstand zwischen Blöcken von Fehlerkorrekturbits, die dem gleichen Block der Sendebitfolge zugeordnet sind, vergrößert ist; -
18 eine schematische Ansicht einer Erzeugung einer zu übertragenden Sendebitfolge mit auf einer Vorwärts-Fehlerkorrektur (Codierung) basierenden Fehlerkorrekturbits, wobei die Sendebitfolge rückwärtskompatibel zu einer uncodierten Sendebitfolge ist; -
19 eine schematische Ansicht einer iterativen Vorwärts-Fehlerkorrekturcodierung einer Datenbitfolge; -
20 eine schematische Ansicht einer Erzeugung einer zu übertragenden Sendebitfolge mit zusätzlichen Fehlerkorrekturbits, die auf einer iterativen Vorwärts-Fehlerkorrektur (Codierung) basieren, wobei die Sendebitfolge rückwärtskompatibel zu einer uncodierten Sendebitfolge ist; -
21 eine schematische Ansicht einer Erzeugung einer zu übertragenden Sendebitfolge mit zusätzlichen Fehlerkorrekturbits, die auf einer iterativen Vorwärts-Fehlerkorrektur (Codierung) basieren, wobei die Sendebitfolge rückwärtskompatibel zu einer uncodierten Sendebitfolge ist; -
22 eine schematische Ansicht einer Erzeugung einer zu übertragenden Sendebitfolge mit zusätzlichen Fehlerkorrekturbits, die auf einer iterativen Vorwärts-Fehlerkorrektur (Codierung) basieren, wobei die Sendebitfolge rückwärtskompatibel zu einer uncodierten Sendebitfolge ist; -
23 eine schematische Ansicht einer Erzeugung einer zu übertragenden Sendebitfolge mit Fehlerkorrekturbits, die auf einer Vorwärts-Fehlerkorrektur (Codierung) basieren; -
24 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Senden eines Signals, gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel; -
25 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Senden eines Signals, gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel; -
26 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Senden eines Signals, gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel; -
27 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Empfangen eines Signals, gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel; -
28 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Empfangen eines Signals, gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel; und -
29 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Empfangen eines Signals, gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel.
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1 a schematic block diagram of a system with one or more data transmitters and a data receiver; -
2 a schematic view of an arrangement of a sequence of reference bits and a data bit sequence with the data bits as it is used as a transmission bit sequence to be transmitted in a simple transmission system without forward error correction; -
3 a schematic view of a generation of a transmission signal with the transmission bit sequence to be transmitted without forward error correction (coding)2 ; -
4th a schematic view of a generation of a transmission signal with a transmission bit sequence to be transmitted with forward error correction and interleaving; -
5 a schematic view of a generation of a transmission bit sequence to be transmitted with error correction bits based on a forward error correction (coding), the transmission bit sequence being backward compatible with an uncoded transmission bit sequence; -
6th a schematic view of an internal structure of turbo coding; -
7th a schematic view of a generation of a transmission bit sequence to be transmitted with error correction bits based on turbo coding, the transmission bit sequence being backwards compatible with an uncoded transmission bit sequence; -
8th a schematic view of a generation of a transmission bit sequence to be transmitted with error correction bits based on a forward error correction (coding) and additional sequences of reference bits, the transmission bit sequence being backward compatible with an uncoded transmission bit sequence; -
9 a schematic representation of the sequences of reference bits assigned for the channel estimation for the transmission bit sequence to be transmitted8th ; -
10 a schematic view of a generation of a sequence of coded bits with blocks of coded bits (for example coded partial sequences) which are individually coded, as well as an iterative channel tracking based on the blocks of coded bits; -
11 a schematic view of a generation of a transmission bit sequence to be transmitted with error correction bits based on forward error correction (coding), the transmission bit sequence being backward compatible with an uncoded transmission bit sequence; -
12th a schematic view of a transmission bit sequence to be transmitted with the first transmission bit block11 and a second transmission bit block opposite11 another arrangement of the blocks of error correction bits and the onesequence 320 of additional reference bits; -
13th a schematic view of a transmission bit sequence to be transmitted with the first transmission bit block11 and a second transmit bit block preceding the first transmit bit block; -
14th a schematic view of a generation of a transmission bit sequence to be transmitted with error correction bits based on forward error correction (coding), the transmission bit sequence being backward compatible with an uncoded transmission bit sequence; -
15th a schematic view of a generation of a transmission bit sequence to be transmitted, wherein in15th only the step of inserting a sequence of additional reference bits in the second transmission bit block of the transmission bit sequence is shown, which differs from the one in14th shown step of inserting a sequence of additional reference bits; -
16 a schematic view of a generation of a transmission bit sequence to be transmitted, wherein in16 only the step of inserting several sequences of additional reference bits in the second transmission bit block of the transmission bit sequence is shown, which differs from that in14th shown step of inserting a sequence of additional reference bits; -
17th a schematic view of a resulting transmission bit sequence after the introduction of three sequences of additional reference bits, being compared to16 a distance between blocks of error correction bits assigned to the same block of the transmission bit sequence is increased; -
18th a schematic view of a generation of a transmission bit sequence to be transmitted with error correction bits based on a forward error correction (coding), the transmission bit sequence being backward compatible with an uncoded transmission bit sequence; -
19th a schematic view of an iterative forward error correction coding of a data bit sequence; -
20th a schematic view of a generation of a transmission bit sequence to be transmitted with additional error correction bits which are based on an iterative forward error correction (coding), the transmission bit sequence being backwards compatible with an uncoded transmission bit sequence; -
21 a schematic view of a generation of a transmission bit sequence to be transmitted with additional error correction bits which are based on an iterative forward error correction (coding), the transmission bit sequence being backwards compatible with an uncoded transmission bit sequence; -
22nd a schematic view of a generation of a transmission bit sequence to be transmitted with additional error correction bits which are based on an iterative forward error correction (coding), the transmission bit sequence being backwards compatible with an uncoded transmission bit sequence; -
23 a schematic view of a generation of a transmission bit sequence to be transmitted with error correction bits which are based on a forward error correction (coding); -
24 a flowchart of a method for sending a signal, according to a first embodiment; -
25th a flowchart of a method for sending a signal, according to a second embodiment; -
26th a flowchart of a method for sending a signal, according to a third embodiment; -
27 a flowchart of a method for receiving a signal, according to a first embodiment; -
28 a flowchart of a method for receiving a signal, according to a second embodiment; and -
29 a flowchart of a method for receiving a signal, according to a third embodiment.
In der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden in den Figuren gleiche oder gleichwirkende Elemente mit dem gleichen Bezugszeichen versehen, so dass deren Beschreibung untereinander austauschbar ist.In the following description of the exemplary embodiments of the present invention, elements that are the same or have the same effect are provided with the same reference symbols in the figures, so that their descriptions can be interchanged with one another.
In dem in
Ein weiterer Datensender, z.B. der Datensender
Wie in
Der Datenempfänger
Beispielsweise kann der Datensender
Uncodierte und codierte Übertragung von Datenbits eines DatenpaketsUncoded and encoded transmission of data bits in a data packet
Vorwiegend in älteren, z.B. aus Aufwands- und/oder Kostengründen einfach gehaltenen Übertragungssystemen wird ein Datenpaket mit zu übertragenden Nutzdaten (z.B. Datenbits) oftmals ohne Fehlerschutz, d.h. ohne Redundanz einbringende Codierung übertragen. Im Folgenden wird mit d1,d2,...dN eine Sequenz von N zu übertragenden Datenbits (bzw. eine Datenbitfolge) bezeichnet. Diese Sequenz kann u.a. auch bereits Prüfbits einer zyklischen Redundanzprüfung (engl. Cyclic Redundancy Check, auch CRC-Bits) beinhalten, welche im Rahmen dieser Beschreibung nicht zur Vorwärts-Fehlerkorrektur-Codierung gezählt werden.Predominantly in older transmission systems, for example kept simple for reasons of complexity and / or cost, a data packet with useful data to be transmitted (for example data bits) is often transmitted without error protection, ie without coding introducing redundancy. In the following, d 1 , d 2 ,... D N denotes a sequence of N data bits to be transmitted (or a data bit sequence). This sequence can, among other things, already contain check bits of a cyclic redundancy check (also CRC bits), which are not included in the forward error correction coding in the context of this description.
Da der genaue Beginn einer Übertragung, d.h. der Beginn der Aussendung eines Datenpakets, im Empfänger (z.B. Datenempfänger) oftmals unbekannt ist, wird den Datenbits eine Referenzsequenz (auch Präambel, Trainingssequenz oder Synchronisationssequenz) vorangestellt, welche dem Empfänger vorab bekannt ist, wie dies in
Im Detail zeigt
Detektiert der Empfänger die gesendete Referenzsequenz
Bei einer Signalübertragung über Funkkanäle ist oftmals zumindest ein Teil des Empfangssignals durch Rauschen und/oder Interferenz gestört, sodass nicht alle Datensymbole korrekt demoduliert werden können und somit zumindest ein Teil der gesendeten Bits fehlerhaft ist. Ohne zusätzliche Fehlerschutzcodierung resultiert bereits aus einem einzelnen Bitfehler, dass das gesamte Datenpaket als fehlerhaft verworfen werden muss.In the case of signal transmission via radio channels, at least part of the received signal is often disturbed by noise and / or interference, so that not all data symbols can be correctly demodulated and thus at least some of the bits sent are incorrect. Without additional error protection coding, a single bit error results in the entire data packet having to be discarded as defective.
In modernen digitalen Übertragungssystemen werden daher die zu übertragenden Nutzdaten (z.B. Datenbitfolge
Im Detail zeigt
Insbesondere die Gruppen der Turbo-Codes [2] und der LDPC-Codes befinden sich mit der real erreichbaren Kanalausnutzung nahe der theoretisch möglichen Kanalkapazität, dem sog. „Shannon-Limit“ und haben damit eine enorme praktische Bedeutung für hocheffiziente Übertragungssysteme. Neben Turbo- und LDPC-Codes sind Faltungscodes als Vorwärts-Fehlerkorrektur etabliert, jedoch mit geringerer Effizienz.In particular, the groups of turbo codes [2] and LDPC codes, with the actually achievable channel utilization, are close to the theoretically possible channel capacity, the so-called "Shannon limit" and are therefore of enormous practical importance for highly efficient transmission systems. In addition to turbo and LDPC codes, convolutional codes are established as forward error correction, but with less efficiency.
Weiterentwicklung bestehender Standards mit Rückwärts-KompatibilitätFurther development of existing standards with backwards compatibility
Viele ältere Standards, wie z.B. der für Funkübertragung vorgesehene Wireless M-Bus [1], übertragen die Datenbits ohne Vorwärts-Fehlerkorrektur z.B. im Anschluss an eine im Empfänger (z.B. Datenempfänger) bekannte Referenzsequenz. Hierbei kann - ohne dass dies bei Ausführungsbeispielen relevant ist - auch ein sog. Header zwischen den Referenz- und Datensymbolen eingefügt sein, welcher Kontrollinformationen, wie z.B. die Länge der folgenden Datenbitsequenz, enthalten kann. Durch den Einsatz einer differentiellen Detektion [3] können die Datenbits im Empfänger in Form von inkohärenter Demodulation zurückgewonnen werden, was eine explizite Kanalschätzung bzw. Kanalnachführung oft vermeidbar macht. Auf diese Weise lassen sich Empfänger mit vergleichsweise geringer Komplexität und somit niedrigen Kosten realisieren.Many older standards, such as the Wireless M-Bus [1] intended for radio transmission, transmit the data bits without forward error correction, e.g. following a reference sequence known in the receiver (e.g. data receiver). Without this being relevant in the exemplary embodiments, a so-called header can also be inserted between the reference and data symbols, which header can contain control information, such as the length of the following data bit sequence. By using differential detection [3], the data bits can be recovered in the receiver in the form of incoherent demodulation, which often makes explicit channel estimation or channel tracking avoidable. In this way, receivers with comparatively low complexity and thus low costs can be implemented.
Im Zuge der technischen Weiterentwicklung wird angestrebt, die Effizienz von Datenübertragungssystemen mit Hilfe moderner Verfahren deutlich zu steigern. Wie oben angedeutet, kann dies vorteilhafterweise durch Codierung der zu übertragenden Datenbits
Konkret wird im Folgenden Bezug genommen auf ein bestehendes Übertragungssystem (z.B. Kommunikationssystem), welches die Datenbits wie in
Es ist das Merkmal einer Vorwärts-Fehlerkorrektur, dass diese Redundanz einbringt, d.h. dass die Zahl der codierten Bits (Encoderausgangssequenz) größer als die Zahl der uncodierten Datenbits (Encodereingangssequenz) ist. Durch diese Redundanz entsteht eine gewisse Fehlertoleranz bei fehlerhafter Demodulation der codierten Bits. Liegt ein ursprüngliches System gemäß
Wie in
Mit anderen Worten,
Ein Empfänger nach dem alten (uncodiert arbeitenden) Verfahren verarbeitet nach der Detektion der Referenzsequenz die ersten N Datenbits
Wie oben erwähnt, bestehen folgende Anforderungen zur Gewährleistung der Rückwärtskompatibilität:
- - Codierung: Die ersten N Bits der codierten Sequenz entsprechen genau den Eingangsbits des Encoders (d.h. den N Datenbits
202 ). - - Interleaving: Der Interleaver belässt die ersten N Bits der codierten Sequenz, welche
den N Datenbits 202 entsprechen, unverändert an ihren Positionen und verschachtelt lediglich die folgendenRedundanzbits 306 .
- - Coding: The first N bits of the coded sequence correspond exactly to the input bits of the encoder (ie the N data bits
202 ). - - Interleaving: The interleaver leaves the first N bits of the coded sequence, which are the
N data bits 202 correspond, unchanged in their positions and only interleaves the followingredundancy bits 306 .
Als Vorwärts-Fehlerkorrektur kommt somit jede Codierung in Betracht, bei der in der codierten Bitfolge die Datenbitsequenz als Teilmenge enthalten ist. Dies ist insbesondere bei Turbo-Codes und LDPC-Codes der Fall.Any coding in which the coded bit sequence contains the data bit sequence as a subset can therefore be considered as forward error correction. This is particularly the case with turbo codes and LDPC codes.
Manche der im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele beziehen sich hierbei auf eine Turbo-Codierung repräsentativ für eine Codierung, an deren Ausgang systematische Bits sowie Paritätsbits erzeugt werden. Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass die vorliegende Erfindung nicht auf solche Ausführungsbeispiele beschränkt ist. Vielmehr kommen alle Codes in Betracht, die systematische Bits als Teil der codierten Bitfolge enthalten, wie u. a. die wichtige und praxisrelevante Gruppe der LDPC-Codes.Some of the exemplary embodiments described below relate to a turbo coding representative of a coding, at the output of which systematic bits and parity bits are generated. It should be noted, however, that the present invention is not limited to such exemplary embodiments. Rather, all codes that contain systematic bits as part of the coded bit sequence come into consideration, such as, inter alia. the important and practice-relevant group of LDPC codes.
Die Besonderheit der Turbo-Codierung besteht (im Gegensatz zu den üblichen Faltungscodierungen) darin, dass die eingangsseitigen Datenbits
Im Detail zeigt
Wie in
Mit anderen Worten,
Empfänger (z.B. Datenempfänger) mit geringer Komplexität demodulieren das Eingangssignal oftmals inkohärent. Je nach verwendetem Modulationsverfahren kann hierbei eine differentielle Detektion zum Einsatz kommen. Diese erfordert keine explizite Kanalschätzung oder Kanalnachführung und ist sehr robust gegen Veränderungen des Übertragungskanals, wie sie z.B. durch einen Frequenzversatz (Frequenzoffset) zwischen Sender (z.B. Datensender) und Empfänger (z.B. Datenempfänger) oder bei zeitvarianten Schwundkanälen auftreten.Receivers (e.g. data receivers) with low complexity often demodulate the input signal incoherently. Differential detection can be used here, depending on the modulation method used. This does not require any explicit channel estimation or channel tracking and is very robust against changes in the transmission channel, such as those that occur, for example, due to a frequency offset between the transmitter (e.g. data transmitter) and receiver (e.g. data receiver) or with time-variant fading channels.
Eine Vorwärts-Fehlerkorrektur-Codierung (z.B. Turbo-Codierung oder LDPC-Codierung) ermöglicht eine weitaus effizientere Übertragung der Daten, entfaltet ihren Gewinn jedoch erst bei kohärenter Demodulation des Empfangssignals. Dies erfordert, dass eine Kanalschätzung durchgeführt wird. Ist die Kohärenzzeit eines Übertragungskanals kürzer als die Dauer des übertragenen Sendesignals, d.h. ändert sich der Kanal aus Sicht des Empfängers während der Sendedauer des Empfangssignals signifikant, so reicht eine einmalige Kanalschätzung (z.B. auf Basis der vorangestellten Referenzsymbole) nicht mehr aus. Vielmehr ist dann eine Kanalnachführung, d.h. eine Aktualisierung der Kanalschätzung in hinreichend kurzen Zeitabständen, erforderlich. Die maximal zulässige Aktualisierungsperiode hängt unmittelbar von der Kohärenzzeit des Übertragungskanals ab, also der Zeit, in welcher der Kanal als näherungsweise unverändert betrachtet werden kann.Forward error correction coding (e.g. turbo coding or LDPC coding) enables the data to be transmitted much more efficiently, but only develops its benefits with coherent demodulation of the received signal. This requires that channel estimation be performed. If the coherence time of a transmission channel is shorter than the duration of the transmitted transmission signal, i.e. if the channel changes significantly from the receiver's point of view during the transmission duration of the received signal, a one-time channel estimation (e.g. based on the preceding reference symbols) is no longer sufficient. Rather, a channel tracking, i.e. an update of the channel estimate at sufficiently short time intervals, is then required. The maximum permissible update period depends directly on the coherence time of the transmission channel, i.e. the time in which the channel can be viewed as approximately unchanged.
Für einen aus Sicht des Empfängers zeitvarianten Kanal sorgen im Wesentlichen zwei Effekte:
- (1) Eine Bewegung von Sender, Empfänger oder von sonstigen Objekten, an denen die Funkwellen gestreut werden. Der Kanal ist aus physikalischer Sicht zeitvariant.
- (2) Ein Frequenzversatz zwischen Sender und Empfänger, auch Frequenzoffset genannt. Der physikalische Kanal selbst muss hierbei nicht notwendigerweise zeitvariant sein, er ist es jedoch aus der Sicht des Empfängers durch den Frequenzversatz.
- (1) Movement of the transmitter, receiver or other objects on which the radio waves are scattered. From a physical point of view, the channel is time-variant.
- (2) A frequency offset between transmitter and receiver, also known as a frequency offset. The physical channel itself does not necessarily have to be time-variant, but from the point of view of the receiver it is due to the frequency offset.
In realen Systemen gibt es, z.B. aufgrund von Toleranzen der Quarzoszillatoren, immer eine Abweichung zwischen der Sender- und der Empfängerfrequenz. Daher besteht eine wesentliche Maßnahme im Empfänger meist darin, auf Basis des Empfangssignals den Frequenzoffset zu schätzen und entsprechend zu kompensieren. Diese Frequenzoffset-Schätzung ist jedoch mit unvermeidbaren Ungenauigkeiten (Schätzfehlern) behaftet, welche von der Störung des Empfangssignals abhängen. Wird z.B. eine Datensequenz der Länge 128 Byte (1024 Bit) mit einer Symbolrate von 10 kS/s (Annahme: ein Symbol pro Bit) übertragen, so beträgt die Sendedauer des Datenpakets ohne Codierung ca. 0.1 s. Ein Frequenzoffset-Schätzfehler von lediglich 1 Hz würde bereits zu einer Phasendrehung von ca. 36 Grad zwischen dem ersten und letzten Symbol des Datenpakets führen. Bei einer 1/3-ratigen Codierung verlängert sich das Datenpaket entsprechend um den Faktor 3, sodass sich für die getroffenen Annahmen eine Phasendrehung von nunmehr etwa 108 Grad zwischen dem ersten und letzten übertragenen Symbol ergibt.In real systems there is always a deviation between the transmitter and receiver frequency, e.g. due to tolerances of the crystal oscillators. An essential measure in the receiver is therefore usually to estimate the frequency offset on the basis of the received signal and to compensate it accordingly. However, this frequency offset estimate is subject to unavoidable inaccuracies (estimation errors) which depend on the interference with the received signal. If, for example, a data sequence with a length of 128 bytes (1024 bits) is transmitted at a symbol rate of 10 kS / s (assumption: one symbol per bit), the transmission time of the data packet without coding is approx.0.1 s Hz would already lead to a phase shift of approx. 36 degrees between the first and last symbol of the data packet. In the case of 1/3 rate coding, the data packet is accordingly lengthened by a factor of 3, so that for the assumptions made there is now a phase rotation of approximately 108 degrees between the first and last transmitted symbol.
Dieses Beispiel mit realistisch gewählten Systemparametern verdeutlicht, dass eine Vorwärts-Fehlerkorrektur-Codierung (z.B. Turbo-Codierung oder LDPC-Codierung), welche kohärente Demodulation zur Erzielung des gewünschten Codierungsgewinns notwendigerweise voraussetzt, in einem System mit obigen Annahmen zwingend eine Kanalnachführung innerhalb des Datenpakets erfordert, selbst wenn keine Mobilität der Teilnehmer vorliegt.This example with realistically chosen system parameters makes it clear that forward error correction coding (e.g. turbo coding or LDPC coding), which requires coherent demodulation to achieve the desired coding gain, in a system with the above assumptions necessarily requires channel tracking within the data packet , even if there is no mobility of the participants.
Zusammenfassend lässt sich ein bestehender Übertragungsstandard ohne Vorwärts-Fehlerkorrektur (z.B. gemäß
Prinzip der KanalnachführungChannel tracking principle
Als Kanalnachführung wird die Aktualisierung einer (initialen) Kanalschätzung bezeichnet. Wie oben erwähnt, basiert die initiale Kanalschätzung auf einer im Empfänger vorab bekannten Sendesymbolsequenz (hier als Referenz(symbol)sequenz oder Folge von Referenzbits bezeichnet), welche z.B. der Datensequenz vorangestellt ist (Präambel). Eine Aktualisierung der Kanalschätzung erfolgt prinzipiell nach demselben Verfahren, wobei jedoch statt oder zusätzlich zu den bekannten Referenzsymbolen weitere Symbole in die Kanalschätzung einbezogen werden. Diese Symbole können
- • entweder ebenfalls im Empfänger vorab bekannt sein (zusätzliche Referenzsymbole, jedoch außerhalb der Präambel),
- • oder im Empfänger im Verlauf der Demodulation und Decodierung oder teilweisen Decodierung (Teil-Decodierung) nach und nach ermittelt werden.
- • Either also be known in advance in the recipient (additional reference symbols, but outside the preamble),
- • or are gradually determined in the receiver in the course of demodulation and decoding or partial decoding (partial decoding).
Die im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele zeigen auf, wie ein digitales Übertragungssystem ohne Vorwärts-Fehlerkorrektur der Daten dergestalt um eine Vorwärts-Fehlerkorrektur-Codierung (z.B. Turbo-Codierung, LDPC-Codierung, Faltungscodierung) erweitert werden kann, dass das neue Übertragungssystem
- • hinsichtlich eines ersten, zusammenhängenden Teils der Sendesymbole rückwärtskompatibel zum ursprünglichen System ist, und
- • Codierung, Interleaving und Einführung weiterer Referenzsymbole so gestaltet werden, dass empfängerseitig eine fortlaufende Kanalnachführung für eine kohärente Demodulation und Vorwärts-Fehlerkorrektur-Decodierung möglich ist.
- • is backward compatible with the original system with regard to a first, coherent part of the transmission symbols, and
- • Coding, interleaving and introduction of further reference symbols are designed in such a way that continuous channel tracking for coherent demodulation and forward error correction decoding is possible on the receiver side.
Die Codierung an sich (z.B. Turbo oder LDPC) sowie die grundlegenden Verfahren, wie im Empfänger auf Basis bekannter oder geschätzter Sendesymbole eine Kanalschätzung erfolgt, sind dem Fachmann bekannt, so dass auf eine detaillierte Beschreibung dieser verzichtet wird.The coding per se (e.g. Turbo or LDPC) as well as the basic methods of how a channel estimation is carried out in the receiver on the basis of known or estimated transmission symbols are known to the person skilled in the art, so that a detailed description of this is dispensed with.
Es sei an dieser Stelle nochmals erwähnt, dass eine eventuell vorhandene Prüfsumme (CRC) im Rahmen dieser Beschreibung nicht als Maßnahme der Vorwärts-Fehlerkorrektur betrachtet wird. Prüfbits werden hierin den Datenbits zugerechnet.It should be mentioned again at this point that any checksum (CRC) that may be present is not regarded as a measure for forward error correction in the context of this description. Check bits are assigned to the data bits here.
Einfügen von zusätzlichen Referenzsymbolen außerhalb des Bereichs der uncodierten DatensymboleInsertion of additional reference symbols outside the range of the uncoded data symbols
Um eine Kanalnachführung bzw. Aktualisierung der Kanalschätzung zu ermöglichen, können eine oder mehrere Sequenzen mit zusätzlichen Referenzbits (z.B. Folgen von Referenzbits) in die Folge der verschachtelten Fehlerkorrekturbits (z.B. Paritätsbits) eingefügt werden. Wesentlich dabei ist, den Bereich der Datenbits bzw. -symbole sowie der vorangestellten Referenzbits bzw. -symbole unverändert zu lassen, wie dies in
Wie in
In der schematischen Darstellung von
Im Detail zeigt
Das in
Bei Ausführungsbeispielen können natürlich, anders als in obigem Beispiel, auch nur eine oder mehr als zwei zusätzliche Referenzsequenzen eingefügt werden. In letzterem Fall kann die Länge der Referenzsequenzen einheitlich oder unterschiedlich sein. Eine zusätzliche Referenzsequenz kann auch nach den verschachtelten Paritätsbits übertragen werden, also als Abschluss der gesendeten Sequenz.In the case of exemplary embodiments, unlike in the above example, only one or more than two additional reference sequences can of course also be inserted. In the latter case, the length of the reference sequences can be the same or different. An additional reference sequence can also be transmitted after the interleaved parity bits, i.e. as the end of the transmitted sequence.
Bei Ausführungsbeispielen können eine oder mehrere zusätzliche Referenzsequenzen in die Sequenz der verschachtelten Paritätsbits eingefügt oder/und an deren Beginn bzw. Ende angefügt werden.In exemplary embodiments, one or more additional reference sequences can be inserted into the sequence of the interleaved parity bits and / or added to the beginning or end thereof.
Bei Ausführungsbeispielen kann der Bereich der Präambel sowie der Datensymbole gegenüber uncodierter Übertragung unverändert bleiben (Wahrung der Rückwärtskompatibilität). Dies erfolgt dadurch, dass die bei der Codierung anfallenden systematischen Bits in gegenüber der Datenbitsequenz unveränderter Reihenfolge direkt hintereinander angeordnet werden.In exemplary embodiments, the area of the preamble and the data symbols can remain unchanged compared to uncoded transmission (preservation of backward compatibility). This takes place in that the systematic bits occurring during the coding are arranged directly one behind the other in an unchanged sequence in relation to the data bit sequence.
Bei Ausführungsbeispielen sind die Bits bzw. Symbole der Referenzsequenzen im Empfänger vorab bekannt oder lassen sich aus einer vorher übertragenen und im Empfänger rückgewonnenen Information (z.B. aus einer Headerinformation) ermitteln.In embodiments, the bits or symbols of the reference sequences are known in advance in the receiver or can be determined from information previously transmitted and recovered in the receiver (e.g. from header information).
Aufteilung der Datenbitsequenz in Teilsequenzen und separate Codierung dieser TeilsequenzenDivision of the data bit sequence into partial sequences and separate coding of these partial sequences
Die bei Ausführungsbeispielen betrachtete Kanalschätzung bzw. Kanalaktualisierung basiert auf der Kenntnis gesendeter Bits bzw. Symbole im Empfänger.The channel estimation or channel update considered in the exemplary embodiments is based on the knowledge of transmitted bits or symbols in the receiver.
In Abschnitt 1 wird gezeigt, wie vorab bekannte zusätzliche Referenzbits in die Sendesequenz eingebracht werden können, auf deren Basis die Kanalschätzung erfolgen kann. Aufgrund der geforderten Rückwärtskompatibilität kann jedoch keine zusätzliche Referenzsequenz in den Bereich der uncodierten Datenbits eingebracht werden, sodass bei langen Datenpaketen ein vergleichsweise großer Abstand zwischen den in der Mitte dieses Bereichs gelegenen Datenbits und der nächstgelegenen Referenzsequenz vorliegt.
Dieser für eine Kanalschätzung in zeitvarianten Kanälen ggf. sehr nachteilige Umstand wird durch die im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele verbessert. Diese beschreiben die Verwendung von im Empfänger vorab zunächst unbekannten, jedoch im Zuge der Demodulation und Decodierung einer Teil-Empfangssequenz geschätzten gesendeten codierten Bits als Grundlage für eine iterative Kanalschätzung.This circumstance, which may be very disadvantageous for channel estimation in time-variant channels, is improved by the exemplary embodiments described below. These describe the use of coded bits that are initially unknown in the receiver, but estimated in the course of the demodulation and decoding of a partial reception sequence, as the basis for an iterative channel estimation.
Bei Ausführungsbeispielen kann einer der in
Bei Ausführungsbeispielen kann der in
Die genaue Funktionsweise des Datensenders
In einem senderseitigen Schritt
In einem ersten empfängerseitigen Schritt
In einem zweiten empfängerseitigen Schritt
In Bezug auf
Wie im oberen Teil von
Da gemäß
Daher kann bei Ausführungsbeispielen eine zu übertragende Sendebitfolge mit einem ersten Sendebitblock, der rückwärtskompatibel zu einem „bestehenden“ Kommunikationssystem (oder Kommunikationsprotokoll) ist, und einem zweiten Sendebitblock, der das „bestehende“ Kommunikationssystem um eine Vorwärts-Fehlerkorrektur erweitert, basierend auf einem oder mehreren der folgenden Schritte erzeugt werden:
- - Die Datenbitfolge
202 (z.B. Sequenz der Datenbits) kann in eine geeignete Anzahl von Blöcken von Datenbits (z.B. Datenbit-Teilsequenzen) aufgeteilt werden. - - Jeder Block von Datenbits (z.B. jede Datenbit-Teilsequenz) kann mit einer Vorwärts-Fehlerkorrektur-Codierung (z.B. Turbo-Codierung) separat und unabhängig von den anderen Blöcken von Datenbits codiert werden.
- - Die systematischen Bits aller Blöcke von codierten Datenbits (z.B. codierten Teilsequenzen) können gruppiert, direkt aneinander angefügt und unmittelbar nach der
Folge 201 von Referenzbits (z.B. Referenzsequenz) angeordnet werden. Es erfolgt keine Verschachtelung der systematischen Bits, sodass diese nach Gruppierung identisch zur gesamten Datenbitfolge202 sind. - - Die Fehlerkorrekturbits (z.B. Paritätsbits) aller Blöcke von codierten Datenbits (z.B. codierten Teilsequenzen) können gruppiert, aneinander angefügt und nach der Folge aller systematischen Bits angeordnet werden.
- - Eine eventuelle Verschachtelung (Interleaving) der Fehlerkorrekturbits (z.B. Paritätsbits) wird Teilsequenz für Teilsequenz separat durchgeführt und nicht Teilsequenzübergreifend.
- - In die Sequenz der Fehlerkorrekturbits (z.B. Paritätsbits), vor Beginn der Fehlerkorrekturbits und/oder am Ende der Fehlerkorrekturbits können an geeigneter Position bzw. an geeigneten Positionen zusätzliche Referenzsequenzen (z.B. gemäß Abschnitt 1) eingefügt werden.
- - The data bit sequence
202 (eg sequence of data bits) can be divided into a suitable number of blocks of data bits (eg data bit partial sequences). - - Each block of data bits (for example each data bit partial sequence) can be coded separately and independently of the other blocks of data bits with forward error correction coding (for example turbo coding).
- - The systematic bits of all blocks of coded data bits (eg coded partial sequences) can be grouped, attached directly to one another and immediately after the
sequence 201 of reference bits (e.g. reference sequence). The systematic bits are not interleaved, so that, after grouping, they are identical to the entiredata bit sequence 202 are. - The error correction bits (eg parity bits) of all blocks of coded data bits (eg coded partial sequences) can be grouped, appended to one another and arranged according to the sequence of all systematic bits.
- A possible interleaving of the error correction bits (eg parity bits) is carried out part-sequence for part-sequence separately and not across part-sequence.
- - In the sequence of error correction bits (e.g. parity bits), before the beginning of the error correction bits and / or at the end of the error correction bits, additional reference sequences (e.g. according to section 1) can be inserted at a suitable position or positions.
In einem ersten Schritt 340 kann die Datenbitfolge
In einem zweiten Schritt
In einem dritten Schritt 344 können die Blöcke
In einem vierten Schritt
Bei dem in
Mit anderen Worten,
Im gewählten Beispiel wird die Datenbitsequenz (Datenbitfolge
Diese Vorgehensweise gem. Ausführungsbeispielen ermöglicht es dem Empfänger, den Übertragungskanal mehrfach innerhalb des gesamten Datenpakets zu schätzen bzw. zu aktualisieren. Dies geschieht anhand des gewählten Beispiels wie folgt:
- - Die erste Kanalschätzung erfolgt
- • für den ersten Block
304_1 von systematischen Bits („systematischen Bits 1“) z.B. aufBasis der Folge 201 von Referenzbits (z.B. Präambel), - • für den ersten Block
310_1 von Fehlerkorrekturbits(„Paritätsbits 1“) z.B. auf Basis der vorab bekannten Folge320 von zusätzlichen Referenzbits (z.B. zusätzliche Referenzsequenz).
- • für den ersten Block
- - Anschließend werden der erste Block 304__1 von systematischen Bits („
systematische Bits 1“) sowie der erste Block310_1 von Fehlerkorrekturbits(„Paritätsbits 1“) demoduliert und der zugehörige Block202_1 der Datenbitfolge (z.B. Datenbit-Teilsequenz 1) decodiert. Ist das Decodierergebnis korrekt, lassen sich durch Re-Encodierung der erste Block304_1 von systematischen Bits („systematische Bits 1“) sowie der erste Block310_1 von Fehlerkorrekturbits(„Paritätsbits 1“) ermitteln. Hierbei wird der Decodiergewinn genutzt, d.h. die Zuverlässigkeit der Schätzwerte für die o.g. Bits ist nach der Decodierung deutlich höher als vor der Decodierung (d.h. direkt nach der Demodulation). - - Die zweite Kanalschätzung, gültig für den zweiten Block
304_2 von systematischen Bits („systematischen Bits 2“) sowie für den zweiten Block310_2 von Fehlerkorrekturbits („Paritätsbits 2“), erfolgt auf Basis des nunmehr (zusätzlich zur ersten Kanalschätzung) bekannten ersten Blocks304_1 von systematischen Bits („systematische Bits 1“) und des ersten Blocks310_1 von Fehlerkorrekturbits(„Paritätsbits 1“), welche im ersten Schritt noch unbekannt waren. - - Anschließend werden der zweite Block
304_2 von systematischen Bits („systematischen Bits 2“) sowie der zweite Block310_2 von Fehlerkorrekturbits („Paritätsbits 2“) demoduliert, und der zugehörige zweite Block202_2 der Datenbitfolge (Datenbit-Teilsequenz 2) decodiert etc.
- - The first channel estimation takes place
- • for the first block
304_1 of systematic bits ("systematic bits 1"), for example on the basis of thesequence 201 of reference bits (e.g. preamble), - • for the first block
310_1 of error correction bits ("parity bits 1"), for example on the basis of the sequence known inadvance 320 of additional reference bits (e.g. additional reference sequence).
- • for the first block
- - Then the first block 304__1 of systematic bits (“
systematic bits 1”) and the first block310_1 of error correction bits ("parity bits 1") and the associated block202_1 the data bit sequence (e.g. data bit partial sequence 1) is decoded. If the decoding result is correct, the first block can be re-encoded304_1 of systematic bits ("systematic bits 1") as well as the first block310_1 of error correction bits ("parity bits 1"). The decoding gain is used here, ie the reliability of the estimated values for the above-mentioned bits is significantly higher after decoding than before decoding (ie directly after demodulation). - The second channel estimate, valid for the second block
304_2 of systematic bits ("systematic bits 2") as well as for the second block310_2 of error correction bits (“parity bits 2”), takes place on the basis of the now known first block (in addition to the first channel estimate)304_1 of systematic bits ("systematic bits 1") and the first block310_1 of error correction bits ("parity bits 1"), which were still unknown in the first step. - - Then the second block
304_2 of systematic bits ("systematic bits 2") and the second block310_2 demodulated by error correction bits ("parity bits 2"), and the corresponding second block202_2 the data bit sequence (data bit partial sequence 2) decoded etc.
Es ist leicht ersichtlich, dass auf diese Weise sukzessive die Kanalschätzung aktualisiert werden kann und der Abstand zwischen den jeweils bekannten Bits, auf deren Basis die Kanalschätzung erfolgt, und dem Bereich, in dem die Kanalschätzung im Rahmen der Demodulation angewandt wird, nicht immer weiter anwächst, sondern z.B. vielmehr konstant gehalten werden kann. Einem zeitvarianten Kanal kann daher mit (im Vergleich zu gesamten Datenpaketlänge) geringer Verzögerung durch fortlaufende Aktualisierung der Kanalschätzung gefolgt werden, insbesondere wenn eine Aufteilung in eine größere Zahl von Datenbit-Teilsequenzen erfolgt.It is easy to see that the channel estimation can be successively updated in this way and the distance between the respectively known bits on the basis of which the channel estimation is made and the area in which the channel estimation is used in the context of the demodulation does not keep increasing but rather, for example, can be kept constant. A time-variant channel can therefore be followed with a slight delay (compared to the entire data packet length) by continuously updating the channel estimate, in particular if a division into a larger number of data bit partial sequences takes place.
Das obige Ausführungsbeispiel zeigt die erfindungsgemäße Idee für die Aufteilung der Datensequenz in drei Datenbit-Teilsequenzen. Dieses Beispiel dient nur der Veranschaulichung. Die Aufteilung der Datensequenz kann prinzipiell in eine beliebige Anzahl von Teil-Datensequenzen erfolgen. Die Länge einer Teil-Datensequenz richtet sich nach der erwarteten Kohärenzzeit des Kanals, z.B. nach einem erwarteten Frequenzoffset oder einer maximal angenommenen Bewegungsgeschwindigkeit von Sender und/oder Empfänger und/oder Streuobjekten.The above exemplary embodiment shows the idea according to the invention for dividing the data sequence into three data bit partial sequences. This example is for illustrative purposes only. The breakdown the data sequence can in principle be made up of any number of partial data sequences. The length of a partial data sequence depends on the expected coherence time of the channel, for example on an expected frequency offset or a maximum assumed movement speed of the transmitter and / or receiver and / or scattered objects.
Anordnung der Paritätsbit-SequenzenArrangement of the parity bit sequences
Während die Blöcke der systematischen Bits (Teil-Folgen der systematischen Bits) aus Gründen der Rückwärtskompatibilität in derselben Reihenfolge angeordnet werden müssen, wie die Blöcke der Datenbitfolge (Datenbit-Teilsequenzen), d.h. „systematische Bits 1“, „systematische Bits 2“ etc., kann die Reihenfolge der Blöcke der Fehlerkorrekturbits (Sequenzen der Paritätsbits) auch geändert werden, ggf. in Kombination mit einer anderen Position der zusätzlichen Referenzsequenz. Dies ist beispielhaft in
Im Detail zeigt
In dem Beispiel gemäß
Im Empfänger würde eine Aktualisierung der Kanalschätzung in diesem Beispiel in der Richtung von außen nach innen erfolgen. Dies ist in
Die zusätzliche Referenzsequenz
Entscheidend hinsichtlich der möglichen Anordnungen der Blöcke von Fehlerkorrekturbits(z.B. Paritätsbits) ist, dass
- - zumindest die zur ersten codierten Datenbit-Teilsequenz gehörende Sequenz der Paritätsbits (erster Block
310_1 von Fehlerkorrekturbits) unmittelbar an eine Referenzsequenz320 (Präambel oder zusätzliche Referenzsequenz gemäß Abschnitt 1) angrenzt, sowie - - die Paritätsbit-Sequenzen (Blöcke von Fehlerkorrekturbits) direkt aufeinander folgender Datenbit-Teilsequenzen (Blöcke der Datenbitfolge) aneinander angrenzen oder sich zwischen diesen nur zusätzliche Referenzsequenzen befinden.
- - At least the sequence of parity bits belonging to the first coded data bit partial sequence (first block
310_1 error correction bits) directly to a reference sequence320 (Preamble or additional reference sequence according to section 1), as well as - - the parity bit sequences (blocks of error correction bits) directly following one another data bit partial sequences (blocks of the data bit sequence) border one another or there are only additional reference sequences between them.
In bisherigen Beispielen wurden die Paritätsbit-Sequenzen (Blöcke von Fehlerkorrekturbits)so angeordnet, dass die erste Paritätsbit-Sequenz (erste Block
Im Detail zeigt
Mit anderen Worten, die Paritätsbit-Sequenzen (Blöcke von Fehlerkorrekturbits) können dann, wie in
PunktierungDotting
In vielen praktischen Übertragungssystemen wird eine Sequenz nach der Codierung punktiert, um eine gewünschte Coderate mit hoher Granularität zu erreichen. Eine solche Punktierung ist auch bei Ausführungsbeispielen möglich, jedoch sollten die systematischen Bits von der Punktierung grundsätzlich ausgenommen werden, um die Forderung nach Rückwärtskompatibilität zu erfüllen.In many practical transmission systems, a sequence is punctured after coding in order to achieve a desired coding rate with high granularity. Such puncturing is also at Embodiments possible, but the systematic bits should generally be excluded from puncturing in order to meet the requirement for backward compatibility.
Unterteilung der Paritätsbit-Seguenzen in Paritätsbit-TeilseguenzenSubdivision of the parity bit sequences into parity bit partial sequences
Je nach Coderate kann in praktischen Anwendungsfällen die Anzahl der Paritätsbits deutlich höher als die Zahl der systematischen Bits sein, z.B. mindestens doppelt so groß. Dies bedeutet, dass die Schrittweite bei Aktualisierung der Kanalschätzung im Bereich der Paritätsbits deutlich größer sein kann als im Bereich der systematischen Bits, wie es auch in der schematischen Darstellung gemäß
Um diese nachteilige Situation zu vermeiden, kann eine Unterteilung der Paritätsbit-Sequenzen in mehrere Paritätsbit-Teilsequenzen erfolgen. Dies wird im folgenden Ausführungsbeispiel veranschaulicht, in welchem eine Unterteilung in zwei Teilsequenzen erfolgt, wie dies nachfolgend anhand von
In einem ersten Schritt 340 kann die Datenbitfolge
In einem zweiten Schritt 342 kann, basierend auf dem ersten Block
In einem dritten Schritt 344 können die Blöcke
In einem vierten Schritt
Bei dem in
Mit anderen Worten, in
Eine Unterteilung der Paritätsbit-Sequenzen in mehr als zwei Teilsequenzen ist möglich.A subdivision of the parity bit sequences into more than two partial sequences is possible.
Es ist zu erkennen, dass gemäß
Alternative Anordnungen der Paritätsbit-TeilsequenzenAlternative arrangements of the parity bit partial sequences
Gemäß einer ersten Variante kann eine zusätzliche Referenzsequenz (z.B. Folge von zusätzlichen Referenzbits (zusätzlich zu den Referenzbits des ersten Sendebitblocks)) im Bereich der Paritätsbits (Fehlerkorrekturbits) eingebracht werden, wie dies in
Im Detail zeigt
Wie in
Mit anderen Worten, gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel können die jeweiligen Paritätsbit-Teilsequenzen „a“ (z.B. Blöcke von Fehlerkorrekturbits mit ungeraden Indizes) und „b“ (z.B. Blöcke von Fehlerkorrekturbits mit geraden Indizes) auch gemäß
Die Schritte der iterativen Kanalschätzung erfolgen im Bereich der systematischen Bits (z.B. Blöcken
Gemäß einer zweiten Variante können mehrere zusätzliche Referenzsequenzen (z.B. Folgen von zusätzlichen Referenzbits) in den zweiten Sendebitblock eingebracht werden, wobei eine der zusätzlichen Referenzsequenzen jeweils zischen den Paritätsbit-Teilsequenzen a‟ (z.B. Blöcke von Fehlerkorrekturbits mit ungeraden Indizes) und „b“ (z.B. Blöcke von Fehlerkorrekturbits mit geraden Indizes) in den zweiten Sendebitblock eingebracht werden (oder angeordnet sein) kann, wie dies in
Im Detail zeigt
Wie in
Mit anderen Worten, gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel können zwischen den jeweils zueinander gehörenden Paritätsbit-Teilsequenzen „a“ (z.B. Blöcke von Fehlerkorrekturbits mit ungeraden Indizes) und „b“ (z.B. Blöcke von Fehlerkorrekturbits mit geraden Indizes) auch weitere zusätzliche Referenzsequenzen angeordnet werden. Diese können jeweils zwischen den beiden Paritätsbit-Teilsequenzen „a“ und „b“ liegen, vorteilhafterweise (aber nicht notwendigerweise) auch mittig, wie dies in
Die Schritte der iterativen Kanalschätzung erfolgen im Bereich der systematischen Bits (z.B. Blöcken
Gemäß einer dritten Variante können mehrere zusätzliche Referenzsequenzen (z.B. Folgen von zusätzlichen Referenzbits) mit vergrößerten (z.B. maximierten) Abständen zwischen den jeweils zusammengehörigen Paritätsbit-Teilsequenzen „a“ (z.B. Blöcken von Fehlerkorrekturbits mit ungeraden Indizes) und „b“ (z.B. Blöcken von Fehlerkorrekturbits mit geraden Indizes) eingebracht werden, wie dies in
Im Detail zeigt
Wie in
Mit anderen Worten,
Ist neben einem reinen Frequenzoffset ein (durch Bewegung von Sender und/oder Empfänger und/oder Streuobjekten) zeitvarianter Schwundkanal zu erwarten, so können dadurch über zeitlich zusammenhängende Bereiche Einbrüche im Empfangspegel erfolgen. In diesem Falle ist es vorteilhaft, die beiden Paritätsbit-Teilsequenzen „a“ (z.B. Blöcke von Fehlerkorrekturbits mit ungeraden Indizes) und „b“ (z.B. Blöcke von Fehlerkorrekturbits mit geraden Indizes), die zu jeweils derselben codierten Datenbit-Teilsequenz gehören, zeitlich möglichst weit voneinander getrennt zu positionieren, um die Wahrscheinlichkeit zu verringern, dass durch einen Schwundeinbruch zwei zusammengehörige Paritätsbit-Teilsequenzen (z.B. Blöcke von Fehlerkorrekturbits) gleichzeitig beeinträchtigt werden, wie dies beispielhaft in
Aufteilung in mehr als zwei Paritätsbit-TeilsequenzenDivision into more than two parity bit partial sequences
In den
Im Detail zeigt
In einem ersten Schritt 340 kann die Datenbitfolge
In einem zweiten Schritt
In einem dritten Schritt 344 können die Blöcke
In einem vierten Schritt
Bei dem in
Mit anderen Worten, bei dem in
Bei Ausführungsbeispielen kann eine zu übertragende Sendebitfolge [z.B. mit einem ersten Sendebitblock, der rückwärtskompatibel zu einem „bestehenden“ Kommunikationssystem (oder Kommunikationsprotokoll) ist, und einem zweiten Sendebitblock, der das „bestehende“ Kommunikationssystem um eine Vorwärts-Fehlerkorrektur erweitert], basierend auf einem oder mehreren der folgenden Schritte erzeugt werden:
- - Aufteilung der Datenbit-Sequenz (z.B. Datenbitfolge
202 ) in direkt aufeinander folgende Datenbit-Teilsequenzen (Blöcke der Datenbitfolge), welche separat codiert (z.B. Vorwärts-Fehlerkorrektur codiert (z.B. Turbo-/LDPC-/Faltungscodiert)) werden (Codierung der Teilsequenzen (Blöcke der Datenbitfolge) unabhängig voneinander). - - Anordnung der Sequenzen der systematischen Bits (z.B. Blöcke von systematischen Bits) der codierten Datenbit-Teilsequenzen dergestalt, dass deren gesamte Folge identisch zur gesamten uncodierten Datenbitsequenz (z.B. Datenbitfolge) ist.
- - Anordnung der Paritätsbits (z.B. Blöcke von Fehlerkorrekturbits) der codierten Datenbit-Teilsequenzen dergestalt, dass
- o zumindest die zur ersten Datenbit-Teilsequenz (z.B. ersten Block der Datenbitfolge) gehörende Paritätsbit-Sequenz (z.B. Block von Fehlerkorrekturbits) unmittelbar an eine Referenzsequenz (Präambel oder zusätzliche Referenzsequenz, vgl. Abschnitt 1) angrenzt, sowie
- o die Paritätsbit-Sequenzen (z.B. Blöcke von Fehlerkorrekturbits) direkt aufeinander folgender Datenbit-Teilsequenzen (z.B. Blöcken der Datenbitfolge) direkt aneinander angrenzen oder sich zwischen diesen nur zusätzliche Referenzsequenzen befinden (siehe z.B.
11 ,12 und13 ).
- - Unterteilung der Paritätsbit-Sequenzen in jeweils mehrere (z.B. zwei) Paritätsbit-Teilsequenzen (z.B. Blöcke von Fehlerkorrekturbits), wobei die Paritätsbit-Teilsequenzen direkt aufeinander folgender Datenbit-Teilsequenzen (z.B. Blöcken der Datenbitfolge) direkt aneinander angrenzen oder sich zwischen diesen nur zusätzliche Referenzsequenzen befinden (siehe
14 und15 ). - - Einfügen von zusätzlichen Referenzsequenzen (z.B. Folgen von zusätzlichen Referenzbits) jeweils zwischen die beiden Paritätsbit-Teilsequenzen (z.B. Blöcken von Fehlerkorrekturbits) einer codierten Datenbit-Teilsequenz, wobei die Anzahl der zusätzlichen Referenzsequenzen der Anzahl der Datenbit-Teilsequenzen (z.B. Blöcken der Datenbitfolge) entspricht (siehe
16 ). Die genaue Anordnung der Paritätsbit-Teilsequenzen relativ zueinander ist dabei beliebig, da jede von ihnen immer unmittelbar an eine zusätzliche Referenzsequenz angrenzt. Für Schwundkanäle ist eine Anordnung vorteilhaft, in welcher die beiden Paritätsbit-Teilsequenzen „a“ (z.B. Blöcke von Fehlerkorrekturbits mit ungeraden Indizes) und „b“ (z.B. Blöcke von Fehlerkorrekturbits mit geraden Indizes) (die zu jeweils derselben codierten Datenbit-Teilsequenz gehören) möglichst weit voneinander getrennt positioniert werden. - - Anordnung der zu einer Datenbit-Teilsequenz (z.B. Block der Datenbitfolge) gehörenden Paritätsbit-Teilsequenzen (z.B. Blöcke von Fehlerkorrekturbits) dergestalt, dass jede dieser Paritätsbit-Teilsequenzen entweder an eine zusätzliche Referenzsequenz (z.B. Folge von zusätzlichen Referenzbits) oder an eine (beliebige) Paritätsbit-Teilsequenz einer der (der betrachteten Datenbit-Teilsequenz) vorangehenden Datenbit-Teilsequenzen direkt angrenzt (siehe z.B.
17 und18 ).
- - Division of the data bit sequence (e.g. data bit sequence
202 ) in directly successive data bit partial sequences (blocks of the data bit sequence), which are coded separately (e.g. forward error correction coded (e.g. turbo / LDPC / convolution coded)) (coding of the partial sequences (blocks of the data bit sequence) independently of one another). - Arrangement of the sequences of the systematic bits (for example blocks of systematic bits) of the coded data bit partial sequences in such a way that their entire sequence is identical to the entire uncoded data bit sequence (for example data bit sequence).
- - Arrangement of the parity bits (eg blocks of error correction bits) of the coded data bit partial sequences in such a way that
- o at least the parity bit sequence (e.g. block of error correction bits) belonging to the first data bit partial sequence (e.g. first block of the data bit sequence) directly adjoins a reference sequence (preamble or additional reference sequence, see Section 1), and
- o the parity bit sequences (e.g. blocks of error correction bits) directly adjoining one another in consecutive data bit partial sequences (e.g. blocks of the data bit sequence) or there are only additional reference sequences between them (see e.g.
11 ,12th and13th ).
- - Subdivision of the parity bit sequences into several (e.g. two) parity bit partial sequences (e.g. blocks of error correction bits), with the parity bit partial sequences of directly successive data bit partial sequences (e.g. blocks of the data bit sequence) directly adjacent to one another or only additional reference sequences between them are located (see
14th and15th ). - - Insertion of additional reference sequences (e.g. sequences of additional reference bits) between the two parity bit partial sequences (e.g. blocks of error correction bits) of a coded data bit partial sequence, the number of additional reference sequences corresponding to the number of data bit partial sequences (e.g. blocks of the data bit sequence) (please refer
16 ). The exact arrangement of the parity bit partial sequences relative to one another is arbitrary, since each of them is always directly adjacent to an additional reference sequence. For fading channels an arrangement is advantageous in which the two parity bit partial sequences "a" (e.g. blocks of error correction bits with odd indices) and "b" (e.g. blocks of error correction bits with even indices) (which each belong to the same coded data bit partial sequence) be positioned as far apart from each other as possible. - - Arrangement of the parity bit partial sequences (e.g. blocks of error correction bits) belonging to a data bit partial sequence (e.g. block of the data bit sequence) in such a way that each of these parity bit partial sequences is linked either to an additional reference sequence (e.g. sequence of additional reference bits) or to any (any) Parity bit partial sequence directly adjoins one of the data bit partial sequences preceding (the data bit partial sequence under consideration) (see e.g.
17th and18th ).
Interleaver-Design, welches eine iterative decodergestützte Kanalnachführung ermöglichtInterleaver design that enables iterative decoder-supported channel tracking
In Abschnitt 2 werden die zu übertragenden Datenbits (z.B. Datenbitfolge
Bei sehr schnell veränderlichen Übertragungskanälen, z.B. hoher Mobilität mit großer Dopplerspreizung, ist die Kohärenzzeit des Funkkanals entsprechend kurz, sodass für eine hinreichend häufige Aktualisierung der Kanalschätzung sehr kurze Blocklängen erforderlich wären. In der Praxis kann jedoch die Blocklänge nicht beliebig verringert werden, da einerseits bei vielen gängigen Codierverfahren an jeden Block unabhängig von dessen Länge jeweils eine feste Anzahl von sog. Tailbits (dt. Endebits) anzufügen sind, wodurch mit abnehmender Blocklänge der relative Übertragungs-Mehraufwand durch eine Vielzahl von Tailbits immer weiter in nachteiliger Weise anwächst. Weiterhin nimmt bei vielen Codes die Leistungseffizienz bei kurzen Blocklängen immer weiter ab, wodurch sich der Codierungsgewinn verringert.In the case of transmission channels that change very quickly, for example high mobility with a large Doppler spread, the coherence time of the radio channel is correspondingly short, so that very short block lengths would be required for a sufficiently frequent update of the channel estimate. In practice, however, the block length cannot be reduced at will because, on the one hand, with many common coding methods, each block is independent of its length In each case a fixed number of so-called tail bits (end bits) are to be added, whereby with decreasing block length the relative additional transmission effort due to a large number of tail bits increases in a disadvantageous manner. Furthermore, in the case of many codes, the power efficiency continues to decrease in the case of short block lengths, which reduces the coding gain.
Für sehr schnell veränderliche Kanäle kann es daher vorteilhafter sein, die zu übertragenden Daten (=Datenbitfolge
Die im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele folgen somit grundsätzlich der Darstellung gemäß
- - die Codierung der Datenbitsequenz (z.B. Datenbitfolge
202 ) erfolgt dergestalt, dass dabei systematische Bits generiert werden und diese in unveränderter Reihenfolge nachden Referenzbits 201 übertragen werden (Anforderung der Rückwärtskompatibilität), - - nur die Paritätsbits (welche z.B. nach den systematischen Bits übertragen werden) einer Verschachtelung unterzogen werden.
- - the coding of the data bit sequence (e.g. data bit sequence
202 ) takes place in such a way that systematic bits are generated and these in an unchanged order after thereference bits 201 are transmitted (requirement of backward compatibility), - - only the parity bits (which are transmitted after the systematic bits, for example) are interleaved.
An die Verschachtelung wurden bei den vorangehenden Ausführungsbeispielen keine besonderen Anforderungen gestellt, welche im Zusammenhang mit einer fortlaufenden Aktualisierung der Kanalschätzung stehen. Im Gegensatz dazu werden im Folgenden für Ausführungsbeispiele Merkmale für die Verschachtelung festgelegt, welche empfängerseitig eine decodergestützte, iterative Kanalschätzung ermöglichen.In the previous exemplary embodiments, no special requirements were placed on the interleaving, which are related to a continuous update of the channel estimate. In contrast to this, features for the interleaving are specified in the following for exemplary embodiments which enable decoder-supported, iterative channel estimation on the receiver side.
Zunächst werden Anforderungen an eine Codierung beschrieben, welche grundsätzlich einen Einsatz der decodergestützten, iterativen Kanalschätzung ermöglichen. Es werden im Folgenden nur die Paritätsbits (Redundanzbits) betrachtet, da die systematischen Bits durch die Bedingung der Rückwärtskompatibilität ohne Freiheitsgrad festgelegt sind und für diese keine Verschachtelung zulässig ist.First, requirements for a coding are described, which basically enable the use of decoder-supported, iterative channel estimation. In the following, only the parity bits (redundancy bits) are considered, since the systematic bits are defined by the condition of backward compatibility without a degree of freedom and interleaving is not permitted for them.
Mit anderen Worten, es wird eine Datenbitsequenz (z.B. Datenbitfolge
Die genannte Anforderung an die Codierung beinhaltet weiterhin, dass empfängerseitig in jedem Zeitschritt s eine Teildecodierung der ersten ns Datenbits bereits dann unter Erzielung eines Codierungsgewinns möglich ist, wenn im Empfänger mindestens ms codierte Paritätsbits sowie ns systematische Bits geschätzt worden sind. Eine Verbesserung der Leistungsfähigkeit kann ggf. erreicht werden, wenn im Empfänger ms,dec>ms codierte Paritätsbits geschätzt werden können. Die genannten Anforderungen können beispielsweise durch die Gruppe der Faltungscodes sowie durch die Gruppe LDPC-Codes erfüllt werden.The coding requirement mentioned furthermore includes that, at the receiver end, partial decoding of the first n s data bits in each time step s is possible with a coding gain if at least m s coded parity bits and n s systematic bits have been estimated in the receiver. An improvement in the performance can possibly be achieved if in the receiver m s, dec > m s coded parity bits can be estimated. The requirements mentioned can be met, for example, by the group of convolutional codes and by the group of LDPC codes.
Verschachtelung / InterleavingNesting / interleaving
Das hier beschriebene Ausführungsbeispiel bezieht sich auf die Ausgestaltung des Interleavers (dt. Verschachtelers) dergestalt, dass eine iterative decodergestützte Decodierung im Empfänger möglich ist. Hierfür wird durch die Verschachtelung die in der Codierung im Schritt s (mit s>1) erzeugte Gruppe von Cs Paritätsbits (z.B. Fehlerkorrekturbits) für die Übertragung so angeordnet, dass diese direkt an die im vorherigen Schritt s-1 erzeugte Gruppe mit Cs-1 Paritätsbits (z.B. Fehlerkorrekturbits) angefügt werden. Für s=1, also den ersten Schritt des Codiervorgangs, wird die erste Gruppe der erzeugten Paritätsbits direkt an eine zusätzliche Referenzsequenz angrenzend positioniert.The exemplary embodiment described here relates to the design of the interleaver in such a way that iterative decoder-supported decoding in the receiver is possible. For this purpose, the nesting of the group of C s parity bits (e.g. error correction bits) generated in the coding in step s (with s> 1) is arranged for the transmission in such a way that it is directly linked to the group with C s generated in the previous step s-1 -1 parity bits (e.g. error correction bits) can be added. For s = 1, i.e. the first step of the coding process, the first group of the generated parity bits is positioned directly adjacent to an additional reference sequence.
Wie in
Wie in
Der erste Sendebitblock
Mit anderen Worten,
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel kann die Reihenfolge der Paritätsbits durch den Interleaver umgekehrt werden, falls sich die zusätzliche Referenzsequenz (z.B. Folge
Im Detail zeigt
Mit anderen Worten,
Für die beiden Ausführungsbeispiele aus
Einfügen mehrerer zusätzlicher Referenzsequenzen unter Aufhebung der Paritätsbit-GruppierungInsertion of several additional reference sequences with cancellation of the parity bit grouping
Werden mehrere zusätzliche Referenzsequenzen (z.B. Folgen von zusätzlichen Referenzbits) eingefügt, so kann die Gruppierung der Paritätsbits (z.B. Fehlerkorrekturbits), d.h. die zusammenhängende Anordnung von jeweils Cs gruppierten Paritätsbits aus dem Codierungsschritt „s“, durch den Interleaver aufgehoben werden. Um die Vorteile der Zeitdiversität zu nutzen, empfiehlt es sich, die zu einer Paritätsbit-Gruppe gehörenden Bits zeitlich möglichst weit voneinander zu trennen, um die Fähigkeit des Systems zur Überbrückung von Schwundeinbrüchen (engl. deep fades) zu erhöhen und damit die Übertragungssicherheit zu verbessern.
Im Detail zeigt
Wie in
Wie in
Beispielsweise können die Gruppen
Mit anderen Worten, die Anordnung der (im Beispiel) jeweils vier Paritätsbits pro Paritätsbit-Gruppe erfolgt im Ausführungsbeispiel vorteilhafterweise jeweils vor und nach jeder der beiden zusätzlichen Referenzsequenzen (z.B. Folgen
Bei Ausführungsbeispielen können beim Verschachteln (engl. interleaving) die Paritätsbits (z.B. Fehlerkorrekturbits) einer Gruppe (von Fehlerkorrekturbits) so angeordnet werden, dass jedes dieser Paritätsbits (z.B. Fehlerkorrekturbits)entweder an eine beliebige zusätzliche Referenzsequenz (z.B. Folge von zusätzlichen Referenzbits) oder an ein beliebiges anderes Paritätsbit (z.B. Fehlerkorrekturbit) derselben Gruppe (von Fehlerkorrekturbits) oder an ein beliebiges Paritätsbit (z.B. Fehlerkorrekturbit) aus einer in einem vorherigen Codierungsschritt erzeugten Paritätsbit-Gruppe (z.B. Gruppe von Fehlerkorrekturbits) angrenzt.In embodiments, during interleaving, the parity bits (e.g. error correction bits) of a group (of error correction bits) can be arranged in such a way that each of these parity bits (e.g. error correction bits) is either connected to any additional reference sequence (e.g. sequence of additional reference bits) or to a any other parity bit (e.g. error correction bit) of the same group (of error correction bits) or to any parity bit (e.g. error correction bit) from a parity bit group (e.g. group of error correction bits) generated in a previous coding step.
Natürlich kann dieses Konzept in äquivalenter Weise für verschiedene Werte von C (Gruppengröße) und unterschiedliche Anzahlen von zusätzlichen Referenzsequenzen angewandt werden kann.Of course, this concept can be applied in an equivalent manner for different values of C (group size) and different numbers of additional reference sequences.
Bei Ausführungsbeispielen kann einer der in
Bei Ausführungsbeispielen kann der in
Bei Ausführungsbeispielen kann eine zu übertragende Sendebitfolge [z.B. mit einem ersten Sendebitblock, der rückwärtskompatibel zu einem „bestehenden“ Kommunikationssystem (oder Kommunikationsprotokoll) ist, und einem zweiten Sendebitblock, der das „bestehende“ Kommunikationssystem um eine Vorwärts-Fehlerkorrektur erweitert], basierend auf einem oder mehreren der folgenden Schritte erzeugt werden:
- - Bereitstellen eines Interleavers (z.B. Paritätsbit-Interleaver) der so gestaltet ist, dass im Empfänger eine iterative decodergestützte Kanalnachführung durchführbar ist. Voraussetzung ist eine dafür geeignete Codierung.
- - Schrittweise Durchführung der Codierung der Datenbits (z.B. Datenbitfolge), so dass in jedem Codierschritt Gruppen von Paritätsbits (z.B. Fehlerkorrekturbits) (Gruppengröße:
mindestens 1 Bit) entstehen.- o Variante 1: Anordnung unter Beibehaltung der Gruppierung. Die Gruppen von Fehlerkorrekturbits können so angeordnet werden, dass eine in einem Schritt erzeugte Gruppe von Fehlerkorrekturbits jeweils entweder an eine zusätzliche Referenzsequenz (z.B. Folge von zusätzlichen Referenzbits) oder an die im vorherigen Codierungsschritt erzeugte Gruppe von Fehlerkorrekturbits direkt angrenzt (siehe z.B.
20 und21 ). - o Variante 2: Anordnung ohne Beibehaltung der Gruppierung. Die zusammenhängende Anordnung der Fehlerkorrekturbits innerhalb einer Gruppe von Fehlerkorrekturbits kann aufgehoben werden. Die Paritätsbits einer Gruppe werden so angeordnet, dass jedes dieser Paritätsbits entweder an eine beliebige zusätzliche Referenzsequenz (z.B. Folge von zusätzlichen Referenzbits) oder an ein beliebiges anderes Fehlerkorrekturbit derselben Gruppe von Fehlerkorrekturbits oder an ein beliebiges Fehlerkorrekturbit aus einer in einem vorherigen Codierungsschritt erzeugten Gruppe von Fehlerkorrekturbits angrenzt (siehe z.B.
22 ).
- - Die Positionen der Paritätsbits (z.B. Fehlerkorrekturbits) innerhalb jeder Paritätsbit-Gruppe sind jeweils beliebig vertauschbar.
- - Provision of an interleaver (eg parity bit interleaver) which is designed in such a way that iterative decoder-supported channel tracking can be carried out in the receiver. A suitable coding is required.
- - Step-by-step implementation of the coding of the data bits (e.g. data bit sequence) so that groups of parity bits (e.g. error correction bits) (group size:
- at least 1 bit).
- o Variant 1: arrangement while maintaining the grouping. The groups of error correction bits can be arranged in such a way that a group of error correction bits generated in one step is either directly adjacent to an additional reference sequence (e.g. sequence of additional reference bits) or to the group of error correction bits generated in the previous coding step (see e.g.
20th and21 ). - o Variant 2: arrangement without retaining the grouping. The contiguous arrangement of the error correction bits within a group of error correction bits can be canceled. The parity bits of a group are arranged in such a way that each of these parity bits is linked either to any additional reference sequence (e.g. sequence of additional reference bits) or to any other error correction bit of the same group of error correction bits or to any error correction bit from a group of error correction bits generated in a previous coding step adjoins (see e.g.
22nd ).
- - The positions of the parity bits (eg error correction bits) within each parity bit group can be interchanged as required.
Einfügen von zusätzlichen Referenzsequenzen in den Bereich der systematischen BitsInsertion of additional reference sequences in the area of the systematic bits
Die vorangehenden Ausführungsbeispiele gingen von der Anforderung aus, dass der erste Teil der übertragenen Bits (=erste Sendebitblock
Wenn die obige Anforderung dahingehend abgeschwächt wird, dass lediglich die Reihenfolge der systematischen Bits derjenigen der Datenbits (z.B. Datenbitfolge) entsprechen muss, so können nach dieser nunmehr schwächeren Bedingung eine oder mehrere zusätzliche Referenzsequenzen in den Bereich der systematischen Bits eingeschoben werden. Die Sequenz der systematischen Bits wird hierfür in zwei oder mehr Teilsequenzen aufgeteilt und zwischen diese jeweils entsprechend eine oder mehrere zusätzliche Referenzsequenzen eingefügt. Der Bereich der Paritätsbits ist von dieser Maßnahme unberührt und kann gemäß den zuvor beschriebenen Ideen vorteilhaft gestaltet werden. Durch den Einschub zusätzlicher Referenzsequenzen im Bereich der systematischen Bits kann die Kanalschätzung dort verbessert werden.If the above requirement is weakened to the effect that only the order of the systematic bits has to correspond to that of the data bits (e.g. data bit sequence), one or more additional reference sequences can be inserted into the area of the systematic bits after this weaker condition. For this purpose, the sequence of the systematic bits is divided into two or more partial sequences and one or more additional reference sequences are inserted between them. The area of the parity bits is unaffected by this measure and can advantageously be designed in accordance with the ideas described above. Through the The channel estimation can be improved there by inserting additional reference sequences in the area of the systematic bits.
Der erste Sendebitblock
Mit anderen Worten,
Bei Ausführungsbeispielen kann einer der in
Bei Ausführungsbeispielen können in den Bereich der systematischen Bits eine oder mehrere zusätzliche Referenzsequenzen (z.B. Folgen von zusätzlichen Referenzbits) eingefügt werden.In embodiments, one or more additional reference sequences (e.g. sequences of additional reference bits) can be inserted into the area of the systematic bits.
Bei Ausführungsbeispielen kann die Reihenfolge der systematischen Bits dabei (von den Einschüben abgesehen) erhalten bleiben.In embodiments, the order of the systematic bits can be retained (apart from the inserts).
Bei Ausführungsbeispielen können im Bereich der Paritätsbits (z.B. Fehlerkorrekturbits) unabhängig davon die in den anderen Abschnitten beschriebenen Ausführungsbeispiele angewandt werden.In the case of exemplary embodiments, the exemplary embodiments described in the other sections can be used in the area of the parity bits (e.g. error correction bits) regardless of this.
Weitere AusführungsbeispieleFurther embodiments
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung finden Anwendung in einem System zur paketweisen Übertragung von Daten von einem Sender zu einem Empfänger. Die hierin beschriebenen Konzepte gelten für jede Übertragung, bei welcher
- - ein potentiell zeitvarianter Übertragungskanal zwischen Sender und Empfänger vorliegt,
- - eine Aktualisierung der Schätzung dieses Kanals innerhalb eines übertragenen Datenpakets erforderlich oder vorteilhaft ist, insbesondere bei kohärenter Demodulation,
- - eine Codierung als Vorwärts-Fehlerkorrektur zum Einsatz kommt, welche u.a. sog. systematische Bits ausgibt (z.B. Turbo-Codes, LDPC-Codes), und/oder
- - eine Rückwärtskompatibilität eines Teils der zu übertragenen Daten zu einer uncodierten Übertragung (ohne Vorwärts-Fehlerkorrektur) gefordert wird.
- - there is a potentially time-variant transmission channel between sender and receiver,
- - an update of the estimate of this channel within a transmitted data packet is necessary or advantageous, in particular in the case of coherent demodulation,
- - A coding is used as forward error correction, which among other things outputs so-called systematic bits (eg turbo codes, LDPC codes), and / or
- - A backward compatibility of part of the data to be transmitted with an uncoded transmission (without forward error correction) is required.
Ein typisches Anwendungsgebiet ist beispielsweise die Übertragung einer Nachricht in einem digitalen Funkkommunikationssystem, bei welchem der Übertragungskanal durch Bewegung des Senders und/oder Empfängers und/oder durch einen Frequenzversatz zwischen Sender und Empfänger zeitvariant sein kann und bei dem, z.B. durch Einsatz kohärenter Demodulation, eine fortlaufende Schätzung des Übertragungskanals erforderlich ist.A typical area of application is, for example, the transmission of a message in a digital radio communication system in which the transmission channel can be time-variant due to the movement of the transmitter and / or receiver and / or due to a frequency offset between the transmitter and receiver and in which, e.g. by using coherent demodulation, a ongoing estimation of the transmission channel is required.
Ausführungsbeispiele modifizieren ein bestehendes Übertragungssystem, welches bislang ohne Codierung der Datenbits vergleichsweise ineffizient arbeitet, durch den Einsatz von z.B. Turbo- oder LDPC-Codes, so dass das Übertragungssystem in seiner Effizienz erheblich gesteigert werden kann. Dabei wird zusätzliche Redundanzinformation (Paritätsbits) übertragen, welche aus Gründen der Rückwärtskompatibilität z.B. im Anschluss an die vom ursprünglichen System erzeugte Bitsequenz gesendet wird. Somit können bereits in Umlauf befindliche „Altgeräte“ auch weiterhin die nach dem neuen Verfahren erzeugten Signale unverändert und unbeeinträchtigt empfangen, während im gleichen System neu in Umlauf gebrachte Geräte die Vorteile der hohen Übertragungseffizienz durch z.B. Turbo- oder LDPC-Codierung nutzen können. Im Mittelpunkt steht hierbei nicht die Codierung als solche, sondern die Einbringung von zusätzlichen Referenzsequenzen einerseits und andererseits die vorteilhafte Aufteilung der zu übertragenen Datenbitfolge sowie geeignete Anordnung der codierten Bits. Beide Maßnahmen dienen der Ermöglichung einer Aktualisierung der Kanalschätzung innerhalb eines Datenpakets, ohne die ein sinnvoller Einsatz der o.g. Codierungsverfahren nicht praktikabel ist.Embodiments modify an existing transmission system, which so far has worked comparatively inefficiently without coding the data bits, through the use of turbo or LDPC codes, for example, so that the efficiency of the transmission system can be increased considerably. Additional redundancy information (parity bits) is transmitted, which, for reasons of backward compatibility, is sent after the bit sequence generated by the original system, for example. This means that "old devices" that are already in circulation can continue to receive the signals generated by the new process unchanged and unimpaired, while devices that are newly in circulation in the same system can take advantage of the high transmission efficiency, e.g. through turbo or LDPC coding. The focus here is not on the coding as such, but on the introduction of additional reference sequences on the one hand and the advantageous division of the data bit sequence to be transmitted and the appropriate arrangement of the coded bits on the other. Both measures serve to enable an update of the channel estimation within a data packet, without which a meaningful use of the above-mentioned coding method is not practical.
Ausführungsbeispiele schaffen Datensender, Datenempfänger, ein Kommunikationssystem sowie entsprechende Verfahren, welche
- 1.) die Aktualisierung der Kanalschätzung (Kanalnachführung) innerhalb von Datenpaketen und somit den Einsatz von z.B. Turbo- oder LDPC-Codes ermöglichen, wobei
- 2.) hinsichtlich eines ersten Teils der übertragenen Daten Rückwärtskompatibilität zu einer uncodierten Übertragung gewahrt bleibt.
- 1.) enable the updating of the channel estimation (channel tracking) within data packets and thus the use of turbo or LDPC codes, for example, whereby
- 2.) With regard to a first part of the transmitted data, backward compatibility with an uncoded transmission is maintained.
Ausführungsbeispiele behandeln Maßnahmen bei der Übertragung von Daten in einem digitalen Übertragungssystem, welche bei Vorliegen von zeitvarianten Übertragungskanälen eine Kanalnachführung ermöglichen.Exemplary embodiments deal with measures in the transmission of data in a digital transmission system which enable channel tracking when time-variant transmission channels are present.
Obwohl manche Aspekte im Zusammenhang mit einer Vorrichtung beschrieben wurden, versteht es sich, dass diese Aspekte auch eine Beschreibung des entsprechenden Verfahrens darstellen, sodass ein Block oder ein Bauelement einer Vorrichtung auch als ein entsprechender Verfahrensschritt oder als ein Merkmal eines Verfahrensschrittes zu verstehen ist. Analog dazu stellen Aspekte, die im Zusammenhang mit einem oder als ein Verfahrensschritt beschrieben wurden, auch eine Beschreibung eines entsprechenden Blocks oder Details oder Merkmals einer entsprechenden Vorrichtung dar. Einige oder alle der Verfahrensschritte können durch einen Hardware-Apparat (oder unter Verwendung eines Hardware-Apparats), wie zum Beispiel einen Mikroprozessor, einen programmierbaren Computer oder eine elektronische Schaltung ausgeführt werden. Bei einigen Ausführungsbeispielen können einige oder mehrere der wichtigsten Verfahrensschritte durch einen solchen Apparat ausgeführt werden.Although some aspects have been described in connection with a device, it goes without saying that these aspects also represent a description of the corresponding method, so that a block or a component of a device is also to be understood as a corresponding method step or as a feature of a method step. Analogously to this, aspects that have been described in connection with or as a method step also represent a description of a corresponding block or details or features of a corresponding device. Some or all of the method steps can be performed by a hardware device (or using a hardware Apparatus), such as a microprocessor, a programmable computer or an electronic circuit. In some embodiments, some or more of the most important process steps can be performed by such an apparatus.
Je nach bestimmten Implementierungsanforderungen können Ausführungsbeispiele der Erfindung in Hardware oder in Software implementiert sein. Die Implementierung kann unter Verwendung eines digitalen Speichermediums, beispielsweise einer Floppy-Disk, einer DVD, einer Blu-ray Disc, einer CD, eines ROM, eines PROM, eines EPROM, eines EEPROM oder eines FLASH-Speichers, einer Festplatte oder eines anderen magnetischen oder optischen Speichers durchgeführt werden, auf dem elektronisch lesbare Steuersignale gespeichert sind, die mit einem programmierbaren Computersystem derart zusammenwirken können oder zusammenwirken, dass das jeweilige Verfahren durchgeführt wird. Deshalb kann das digitale Speichermedium computerlesbar sein.Depending on the specific implementation requirements, embodiments of the invention can be implemented in hardware or in software. The implementation can be carried out using a digital storage medium such as a floppy disk, a DVD, a Blu-ray disk, a CD, a ROM, a PROM, an EPROM, an EEPROM or a FLASH memory, a hard disk or other magnetic memory or optical memory are carried out on the electronically readable control signals are stored, which can interact with a programmable computer system or cooperate in such a way that the respective method is carried out. Therefore, the digital storage medium can be computer readable.
Manche Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung umfassen also einen Datenträger, der elektronisch lesbare Steuersignale aufweist, die in der Lage sind, mit einem programmierbaren Computersystem derart zusammenzuwirken, dass eines der hierin beschriebenen Verfahren durchgeführt wird.Some exemplary embodiments according to the invention thus include a data carrier which has electronically readable control signals which are capable of interacting with a programmable computer system in such a way that one of the methods described herein is carried out.
Allgemein können Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung als Computerprogrammprodukt mit einem Programmcode implementiert sein, wobei der Programmcode dahin gehend wirksam ist, eines der Verfahren durchzuführen, wenn das Computerprogrammprodukt auf einem Computer abläuft.In general, exemplary embodiments of the present invention can be implemented as a computer program product with a program code, the program code being effective to carry out one of the methods when the computer program product runs on a computer.
Der Programmcode kann beispielsweise auch auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert sein.The program code can, for example, also be stored on a machine-readable carrier.
Andere Ausführungsbeispiele umfassen das Computerprogramm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren, wobei das Computerprogramm auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert ist.Other exemplary embodiments include the computer program for performing one of the methods described herein, the computer program being stored on a machine-readable carrier.
Mit anderen Worten ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens somit ein Computerprogramm, das einen Programmcode zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren aufweist, wenn das Computerprogramm auf einem Computer abläuft.In other words, an exemplary embodiment of the method according to the invention is thus a computer program which has a program code for performing one of the methods described herein when the computer program runs on a computer.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Verfahren ist somit ein Datenträger (oder ein digitales Speichermedium oder ein computerlesbares Medium), auf dem das Computerprogramm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren aufgezeichnet ist. Der Datenträger, das digitale Speichermedium oder das computerlesbare Medium sind typischerweise gegenständlich und/oder nichtvergänglich bzw. nichtvorübergehend.A further exemplary embodiment of the method according to the invention is thus a data carrier (or a digital storage medium or a computer-readable medium) on which the computer program for performing one of the methods described herein is recorded. The data carrier, the digital storage medium or the computer-readable medium are typically tangible and / or non-perishable or non-transitory.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens ist somit ein Datenstrom oder eine Sequenz von Signalen, der bzw. die das Computerprogramm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren darstellt bzw. darstellen. Der Datenstrom oder die Sequenz von Signalen kann bzw. können beispielsweise dahin gehend konfiguriert sein, über eine Datenkommunikationsverbindung, beispielsweise über das Internet, transferiert zu werden.A further exemplary embodiment of the method according to the invention is thus a data stream or a sequence of signals which represents or represents the computer program for performing one of the methods described herein. The data stream or the sequence of signals can, for example, be configured to be transferred via a data communication connection, for example via the Internet.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel umfasst eine Verarbeitungseinrichtung, beispielsweise einen Computer oder ein programmierbares Logikbauelement, die dahin gehend konfiguriert oder angepasst ist, eines der hierin beschriebenen Verfahren durchzuführen.Another exemplary embodiment comprises a processing device, for example a computer or a programmable logic component, which is configured or adapted to carry out one of the methods described herein.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel umfasst einen Computer, auf dem das Computerprogramm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren installiert ist.Another exemplary embodiment comprises a computer on which the computer program for performing one of the methods described herein is installed.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung umfasst eine Vorrichtung oder ein System, die bzw. das ausgelegt ist, um ein Computerprogramm zur Durchführung zumindest eines der hierin beschriebenen Verfahren zu einem Empfänger zu übertragen. Die Übertragung kann beispielsweise elektronisch oder optisch erfolgen. Der Empfänger kann beispielsweise ein Computer, ein Mobilgerät, ein Speichergerät oder eine ähnliche Vorrichtung sein. Die Vorrichtung oder das System kann beispielsweise einen Datei-Server zur Übertragung des Computerprogramms zu dem Empfänger umfassen.Another embodiment according to the invention comprises a device or a System that is designed to transmit a computer program for performing at least one of the methods described herein to a receiver. The transmission can take place electronically or optically, for example. The receiver can be, for example, a computer, a mobile device, a storage device or a similar device. The device or the system can, for example, comprise a file server for transmitting the computer program to the recipient.
Bei manchen Ausführungsbeispielen kann ein programmierbares Logikbauelement (beispielsweise ein feldprogrammierbares Gatterarray, ein FPGA) dazu verwendet werden, manche oder alle Funktionalitäten der hierin beschriebenen Verfahren durchzuführen. Bei manchen Ausführungsbeispielen kann ein feldprogrammierbares Gatterarray mit einem Mikroprozessor zusammenwirken, um eines der hierin beschriebenen Verfahren durchzuführen. Allgemein werden die Verfahren bei einigen Ausführungsbeispielen seitens einer beliebigen Hardwarevorrichtung durchgeführt. Diese kann eine universell einsetzbare Hardware wie ein Computerprozessor (CPU) sein oder für das Verfahren spezifische Hardware, wie beispielsweise ein ASIC.In some exemplary embodiments, a programmable logic component (for example a field-programmable gate array, an FPGA) can be used to carry out some or all of the functionalities of the methods described herein. In some exemplary embodiments, a field-programmable gate array can interact with a microprocessor in order to carry out one of the methods described herein. In general, in some exemplary embodiments, the methods are performed by any hardware device. This can be universally applicable hardware such as a computer processor (CPU) or hardware specific to the method such as an ASIC.
Die hierin beschriebenen Vorrichtungen können beispielsweise unter Verwendung eines Hardware-Apparats, oder unter Verwendung eines Computers, oder unter Verwendung einer Kombination eines Hardware-Apparats und eines Computers implementiert werden.The devices described herein can be implemented, for example, using a hardware apparatus, or using a computer, or using a combination of a hardware apparatus and a computer.
Die hierin beschriebenen Vorrichtungen, oder jedwede Komponenten der hierin beschriebenen Vorrichtungen können zumindest teilweise in Hardware und/oder in Software (Computerprogramm) implementiert sein.The devices described herein, or any components of the devices described herein, can be implemented at least partially in hardware and / or in software (computer program).
Die hierin beschriebenen Verfahren können beispielsweise unter Verwendung eines Hardware-Apparats, oder unter Verwendung eines Computers, oder unter Verwendung einer Kombination eines Hardware-Apparats und eines Computers implementiert werden.For example, the methods described herein can be implemented using hardware apparatus, or using a computer, or using a combination of hardware apparatus and a computer.
Die hierin beschriebenen Verfahren, oder jedwede Komponenten der hierin beschriebenen Verfahren können zumindest teilweise durch Hardware und/oder durch Software ausgeführt werden.The methods described herein, or any components of the methods described herein, can be carried out at least in part by hardware and / or by software.
Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele stellen lediglich eine Veranschaulichung der Prinzipien der vorliegenden Erfindung dar. Es versteht sich, dass Modifikationen und Variationen der hierin beschriebenen Anordnungen und Einzelheiten anderen Fachleuten einleuchten werden. Deshalb ist beabsichtigt, dass die Erfindung lediglich durch den Schutzumfang der nachstehenden Patentansprüche und nicht durch die spezifischen Einzelheiten, die anhand der Beschreibung und der Erläuterung der Ausführungsbeispiele hierin präsentiert wurden, beschränkt sei.The embodiments described above are merely illustrative of the principles of the present invention. It is to be understood that modifications and variations of the arrangements and details described herein will be apparent to other skilled persons. It is therefore intended that the invention be limited only by the scope of protection of the following patent claims and not by the specific details presented herein with reference to the description and explanation of the exemplary embodiments.
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- CRCCRC
- Cyclic Redundancy Check, dt. zyklische RedundanzprüfungCyclic Redundancy Check
- FECFEC
- Forward Error Correction, dt. Vorwärts-Fehler-KorrekturForward Error Correction
- LLRLLR
- Log Likelihood RatioLog likelihood ratio
Literaturverzeichnisbibliography
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EN 13757 EN 13757 -
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EP 3 072 308 B1 EP 3 072 308 B1
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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- EP 3072308 B1 [0267]EP 3072308 B1 [0267]
Zitierte Nicht-PatentliteraturNon-patent literature cited
- Norm EN 13757 [0013]Standard EN 13757 [0013]
- Norm DIN EN 13757-4 [0013]Standard DIN EN 13757-4 [0013]
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Claims (63)
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