WO 9916370U 1 PCT/F'R99/01314 Transmission de paquets codés sans .identification du code employé
La présente invention concerne une méthode de transmission de paquets numériques ayant fait l'objet d'un codage de transmission, mëthode selon laquelle la nature du codage employé n'est pas transmise.
Le domaine de l'invention est donc celui des transmissions numériques au moyen de paquets susceptibles d'avoir subis des codages différents appartenant cependant tous à un ensemble de codages dispc5nibles. Ainsi, lorsqu'un émetteur emploie un codage de tram>mission pour produire un paquet à partir d'un message, il importe que le récepteur auquel est destiné ce paquet sache identifier ce codage de transmission pour sélectionner :Les moyens de dëcodage appropriës qui permettront de recouvrer le message. Bien que d'application très large, ce domaine sera présenté en référence aux systèmes numériques cellulaires de radiocommunications de type GSM. c;es systëmes ont en effet l'avantage d'être largement ré~randus et l'appui d'un exemple concret permettra de clarifier l'exposé de l'invention Selon la pratique courante dans la télëphonie numérique, un signal de parole analogique est numérisë en échantillons de 13 bits au rythme de 8 kHz, soit un dëbit de 104 kilobits par seconde. Le GSM prévoit actuellement trois types de codage source pour réduire le débit de ce signal numérique. Le codage plein débit, le codage plein débit amélioré et le codage dE:mi-débit, produisant un signal respectivement à 13, 12,2 et 5,6 kilobits par seconde à partir du signal précëdent.
Suite au codage source qui a pour objet de compresser la parole, le signal subit un codage de canal pour le protéger des aléas de la transmission radioélectrique.
En considérant l'association du codage source et du codage canal comme un codage unique, le codage de transmission, le signal résultant présente un débit de 22,8 COPIE DE CONFIRMATION
kilobits par seconda dans le cas du plein débit et de 11, 4 dans le cas du demi-débit.
I1 s'agit lâ de l'êtat de l'art mais il est déjà
prévu que les systèmes futurs utiliseront de nombreux codages de transmission, ces codages pouvant être modifiés en cours de communication selon la qualité de la liaison radio. Les messages ayant une longueur fixe, on prêvoit gênéralement, pour minimiser la complexité technique, que les différents codages produisent des paquets de méme longueur. Ainsi, la somme des débita du codage source et du codage canal est constante. Lorsque le canal de transmission est de bonne qualité on peut adopter un codage canal de débit relativement faible pour privilêgier le codage source, tandis que dans lcs cas contraire, il est préférable d'wtiliser un codage canal plus robuste au détriment du codage source. Naturellement, les conditions de propagation peuvent évoluer en cours de communication, si bien qu'elles peuvent nêces:>iter un changement de codage.
II convient donc d'indiquer au récepteur la nature du codage qui a été employé pour un paquet donné.
La solution immédiate consiste à réserver, au sein du paquet, des positions ou bits de mode pour assurer cette fonction. Dans ce cas, Ie récepteur commence par détecter ces bits de mode pour dêterminer Ies moyens de décodage adaptés au codage de transmission gui a été appüquê par l'émetteur.
I1 va sans dire que ces b_'~ts de mode doivent eux aussi subir un codage particulier, codage de mode, destiné
à assurer leur protection lors de la transmission. Le codage de mode, contrairement aux codages de transmission, doit être unique de sorte que le récepteur puisse identifier sans ambiguïté le codage de transmission utilisé. Les bits de mode doivent donc être codês indêpendamment du contenu utile du message qui lui, est soumis au codage de transmission. Ce codage de mode est bien sûr prévu pour les conditions de transmission les plus WO 99/63'700 3 PCTIFR99101314 sévêres et il est courant d'utilis;er dans ce cas un code convolutif.
En matière de rappel, un tel code produit pour un bit donné, un nombre N de polynômes de degré R. Classiquement, on note 1/N le taux et K la longueur de contrainte du code.
En indexant un bit par sa positron dans le message, un polynôme P associé au bit bi, est défini par les coefficients aj, et se présente sous la forme de la somme suivante modulo 2 .
l0 P = aobi + albi_1 + a2bi_2 + ... + ak_lbi_g+1 f21 I1 est couramment admis que pour obtenir un dêcodage satisfaisant, la longueur minimale du mot codé doit être égale à cinq fois le produit de la longueur de contrainte par l'inverse du taux de codage. I1 s'ensuit que pour un taux 1/3 et pour une longueur de contrainte égale â 5, valeurs typiques appropriées, la taille minimale du mode codé est de 75 bits. On s'aperçoü~ que si l'on prévoit 4 codes de transmission, information qui se traduit par deux bits pour le mode, il faut utiliseo~ 75 bits du paquet pour transmettre cette information dans les meilleures conditions.
Si l'vn définit l'efficacité de transmission comme le rapport du nombre de bits supportant l'information à
transmettre au nombre de bits transmis, il apparaît que cette efficacité est loin d'être opvtimale.
Ainsi, le brevet US 5 230 003 enseigne un systême de décodage étudië pour distinguer dE;s signaux encodés selon différents codages disponibles, l~e codage employé n'êtant pas transmis. Dans ce systême, i7_ faut un décodeur pour chaque codage disponible. Le nombre de décodeurs peut devenir important lorsque de nombreux codages sont utilisés.
La présente invention a ainsi pour objet une méthode de transmission de paquets codés qui ne pénalise pas l'efficacité de transmission tout en limitant la complexité
du système.
WO 99/b3700 4 PCTIFR99101314 Selon l'invention, un équipement de réception est prévu pour recevoir un paquet numÉ:rique ayant fait l'objet d'un codage de transmission sélectionné parmi une pluralité
de codages disponibles, e~t il comporte des moyens de décodage pour décoder ce paquet selon le codage de transmission ; le codage de transmission appartenant à un ensemble réduit de codages po~;sibles, cet êquipement comprend pour chacun des codage: possibles un décodeur recevant une partie du paquet pour produire la fiabilité du IO décodage associé, et il comprend de plus des moyens pour identifier les moyens de décodage comme ceux qui correspondent au décodeur ayant produit la meilleure fiabilité.
L'invention vise également un ëquipement d'émission prévu pour transmettre une suite dE~ messages codés au moyen de paquets, lé dernier message de cette suite étant soumis â un codage identifié dans un ensemble de codages disponibles et différent du codage appliqué au premier message de la suite, ces paquets comportant d' une part une 24 section utile pour recevoir des données et d'autre part des bits de garde, cet équipement comprenant des moyens pour agencer chacun des messages codés dans la totalité de la section utile du paquet correspondant ; de plus, le codage appliqué au dernier messâge appartient à un ensemble réduit de codages possibles.
De préférence, le premier paquet d'une transmission est affecté d'un codage disponible prédêterminé.
De plus, les codages possibles sont le codage disponible qui suit, celui qui e:~t identique à, et celui qui prêcède le codage du paquet pr~:cédent.
Avantageusement, les codages possibles sont des codages convolutifs chacun affecté d'un schéma de codage distinct.
I1 est alors souhaitable que les schémas de codage se distinguent par le taux de codage.
En outre, lorsque l'équipement est destiné à la réception, si les codages possibles sont au nombre de trois, l'identification des moyens de décodage peut se réaliser au moyen de deux taux de codage.
L'invention apparaîtra maintenant avec plus de détails dans le cadre de la description qui suit de modes de rêalisation donnës à titre d'exemple en rëférence aux figures annexées qui représentent .
- la figure 1, le schéma d'un rêcepteur permettant la mise en oeuvre de l'invention, et - la figure 2, le schéma d'un émetteur permettant la mise en oeuvre de l'invention.
Selon l'invention, le mode qui indique le codage de transmission auquel a été soumis un paquet n'est pas transmis par l'êmetteur.
Dans l'exemple de réalisation qui suit, quatre codages de transmission sont disponibles qui sont chacun repêrês par un mode 1, 2, 3 et 4: Chaque codage de transmission prësente un débit glolbal de 22, 8 küobits par seconde (kbps) et associe un codage source et un codage canal ; on donne l'exemple numérique suivant .
- mode 1 . source = 12,2 kbps - canal = 10,6 kbps - mode 2 . source = 9,2 kbps - caml = 13,6 kbps - mode 3 . source = 7,8 kbps - canal = 15,0 kbps - mode 4 . source = 6,5 kbps - canal = 16,3 kbps La sélection du mode se fait: en fonction du rapport signal à bruit estimé de la liaison entre l'émetteur et le récepteur. Ce rapport résulte dor.~c de mesures faites au niveau du récepteur et qui sont rëpercutées à l'émetteur de sorte que celui-ci sélectionne le codage de transmission approprié. Les mesures de rapport signal à bruit font partie de l'état de l'art si bien. qu'elles ne seront pas plus détaillêes.
En reprenant les données précédentes, l'émetteur sélectionne l'un des modes en fonction du rapport signal à
bruit C/I estimé comme suit .
- mode 1 . C/I > 13 dB
- mode 2 . 10 dB < C/I < 13 dB
- mode 3 . 7 dB < C/z < lo dB
- mode 4 . C/T < 7 dB
Par ailleurs, suite au codage source appliquë sur un mot source donné, les codages canal convolutifs des diffêrents modes produisent des paquets qui ont les caractéristiques suivantes .
- mode 1 . 318 bits en taux 1/2 suivis de 138 bits en taux 2/3 - mode 2 . 222 bits en taux 1/3 suivis de 234 bits en taux 1/2 - mode 3 : 384 bits en taux 1/3 suivis de 72 bits en taux 1/2 - mode 4 . 324 bits en taux 1/3 suivis de 132 bits en taux 1/4 Le récepteur est prévu pour dëcoder selon l'un quelconque des modes au moyen de l'algorithme de Viterbi.
Cet algorithme produit, pour un mot analysé, un mot décodê
ainsi qu'une métrique. Cette métrique indique la distance entre le mot analysé et un mot de référence qui, soumis à
cet algorithme, produït le même mot décodé. Cette métrique est donc une mesure de la fiabilité du dëcodage.
L'algorithme de détection au maximum de vraisemblance procêde selon un schéma de codage entiêrément spécifié, à
savoir notamment le taux du code, les polynômes employés et la position dans le paquet des différents bits codés. I1 calcule pour différentes suites de bits possibles les métriques qu'elles présentent par rapport au mot analysé
pour retenir finalement la suite de bits affectée de la métrique la plus êlevée.
Ainsi, lorsque cet algorithme opëre selon un schéma de codage qui ne correspond pas au codage employé pour le mot analysé, les différentes suites de bits présenteront des métriques sensiblement voisines. si par contre le schéma de codage retenu est adapté au mot analysé, une suite de bits particulière prêsentE~ra une métrique beaucoup plus élevée que les autres, et il s'agit donc de la suite solution.
on précisera que l'écart eni:re la métrique minimale et la mêtrique maximale sera d'auiïant plus faible que les paramètres de codage et ceux du décodage seront fortement décorrélés.
WO 99163700 ~ PCTlF'R99/01314 I1 convient donc de sélectionner les codages canal des différents modes de manière qu'il prêsente une corrélation la plus faible possible. A cet égard, plusieurs dispositions peuvent être retenues..
En premier lieu, on peut prévoir une inversion complète des bits d'un paquet, par exemple dans les modes 2 et 3.
En second lieu, i1 est préférable de retenir des polynômes distincts pour chacun des modes et de les ordonner différemment.
En troisiëme lieu, iï est recommandable d'adopter des taux de codage diffêrents, dans la mesure du possible.
Le récepteur va donc mettre a profit les disparités des différents codages canal pour détecter le codage de transmission employé dans un paquet reçu. A cet effet, il va tenter de dëcoder ce paquet selon chacun des codages canal pour retenir celui qui présente la plus forte métrique en sortie.
On remarquera d'abord qu'il n'est pas nécessaire de 2D décoder la totalité du paquet selon les quatre codes possibles pour obtenir une détection satisfaisante. I1 suffit en effet de procéder sur une: partie significative du paquet, la première partie par exemple.
On remarquera ensuite que l'on peut limiter le nombre des codes possibles dans un paquet, par rapport aux quatre codes disponibles. A titre d'exemple, un paquet reçu ne peut être affecté que du mode qui ;précède, du même mode ou du mode qui suit celui du paquet précédent . un paquet de mode 4 pourra être suivi d' un paquEa de mode 3 ou 4 , et un 34 paquet de mode 2 pourra être suivi d'un paquet de mode 1, 2 ou 3. On prévoit de plus que le premier paquet reçu est obligatoirement de mode 4 afin qu'il n'y ait pas d'ambiguïtê au début de 1a transmission.
En rêférence à la figure 1, le récepteur sera prêsentê maintenant de manière plus précise. Ce récepteur comprend un circuit de troncature TRONC qui reçoit un paquet B pour en conserver une paz-tie S, les 138 premiers WO 99163700 ~ PCTIFR99101314 bits dans le cas présent. Le récepteur conserve en mémoire le mode de codage Pr du paquet précédent.
I1 comprend un premier décocieur DEC1 qui décode la partie S du paquet selon le mode (Pr-1) pour produire la métrique correspondante Met(Pr-1).
I1 comprend un deuxiême décodeur DEC2 qui décode la partie S du paquet selon le mode Pr pour produire la métrique correspondante Met(Pr).
I1 comprend de plus un troisième décodeur DEC3 qui décode cette partie S selon le mode' (Pr+1) pour produire la métrique associëe Met(Pr+1).
On notera ici que lorsque Pr vaut 1 le premier décodeur DEC1 est inutile et on peut dans ce cas forcer Met(Pr-1) à zéro. De même, si ~?r vaut 4 le troisième décodeur DEC3 ne présente pas d'intérët et sa métrique de sortie Met(Pr+1) est également rendue nulle.
D'autre part, l'homme du métier remarquera que les trois décodeurs présentés ici comme des entitês distinctes pourraient très bien être rêali~;és au moyen d'un seul processeur prévu poux le traitement de l'algorithme de Viterbi, ce processeur étant paramétré selon le mode {Pr-1), Pr ou (Pr+1) pour assurer les fonctions respectives du premier DEC1, second DEC2 ou troisïème DEC3 décodeur.
Le récepteur comprend de plus un circuit de comparaison COMP qui recherche le mode gagnant m ayant produit la plus forte métrique .
Met(m) - Max[Met(Pr-1), Met(Pr), Met(Pr+1)]
A titre de précaution, il peut s'avérer judicieux dans la recherche du mode gagnant rn de s'assurer que celui ci a produit une métrique nettement plus forte, deux fois par exemple, que la métrique la plus faible. Si tel n'est pas le cas, il est raisonnable de déclarer que le mode gagnant m vaut le mode précédent P~.. En tout état de cause, s'il n'est pas possible de dêpart:ager aisément les trois décodeurs, il est fort probable quES le paquet concerné soit inexploitable.
WO 99163700 ~ PCT/IîR99/01314 Ce récepteur comprend naturellement des moyens de décodage MD qui reçoivent la tot~alitë du paquet B pour produire un mot dêcodê par application de l'algorithme de Viterbi paramétrê selon le mode gagnant m.
Là encore ces moyens de décodage ne sont pas nécessairement réalisés avec un circuit indépendant.
Avantageusement, on pourra réutiliser le processeur éventuellement destiné à remplacer :les trois décodeurs.
De plus, ces moyens de décodage pourront se limiter à
décoder la partie du paquet qui ne 1' a pas déjâ ëté par le décodeur ayant produit la plus forte métrique.
Le principe général du récepteur étant révélê, on décrira maintenant des aménagements â ce principe qui prennent en compte la spëcificité des codes mentionnês plus 35 haut.
on s'aperçoit aisément que les trois décodeurs peuvent être remplacés par deux modules effectuant un décodage de Viterbi sur 72 bits, 7_e premier selon un taux 1/3 produisant une métrique M3 et le second selon un taux ~20 1/2 produisant une métrique M2.
De même, le circuit de comparaison COMP peut être simplifié pour établir maints:nant une valeur de différentiation F signifiant laquelle des deux métriques M2, M3 l'emporte. Par exemple, en notant p un coefficient 25 de pondération prëdéterminé, cette valeur de différenciation F prend les valeurs suivantes .
si M3 - p . M2 ? 0 , a:lors F = 3 - si M3 - p.M2 < 0, a:Lors F = 2 Ainsi, lorsque 1e mode précédent Pr vaut 4, il suffit 3o d'analyser les 72 premiers bits du paquet avec les deux modules. Si la valeur de différentiation F vaut 3 le mode gagnant m est le mode 4 tandis que si cette valeur est égale à 2, Ie mode gagnant est le mode 3.
Lorsque le mode prêcédent F?r vaut 3, on charge à
35 nouveau les deux modules avec les 72 premiers bits du paquet. Si la valeur de différentiation F vaut 3, le mode gagnant m est le seul possible qui présente le taux 1/3, lo c'est-â-dire le mode 4. Si par contre la valeur de différentiation est êgale à 2, on charge maintenant les deux modules avec les 72 bits suivants du paquet. Si ia nouvelle valeur de différentiation F vaut 3, le mode gagnant m est le mode 3 tandis que: dans le cas contraire, c'est le mode 2 qui est gagnant.
Lorsque le mode précédent F~r vaut 2, on prend en compte les 72 bits qui suivent le 138ème bit de paquet. Si la valeur de différentiation F vaut 3, le mode gagnant m est le seul possible qui prêsente un taux 1/3, c'est-à-dire le mode 3. Si par contre la valeur de différentiation est égale à 2, on charge maintenant lEa deux modules avec les 72 bits qui suivent le 234ème bit d.u paquet. Si da nouvelle valeur de différentiation vaut 3, :Le mode gagnant m est le mode 2 et dans le cas contraire, c'est le mode 1 qui est gagnant.
Pour terminer, lorsque le mode précédent Pr vaut 1, les deux .modules sont chargés avec les 72 bits qui suivent le 234ëme bit de paquet. Si la valeur de différentiation F
2o vaut 3, le mode gagnant est le mode 2 tandis que dans le cas contraire, c'est le mode 1 qui est gagnant.
I1 apparait ainsi que l'invention peut être mise en oeuvre de bien des manières différentes qu'îI n'est pas possible de répertorier exhaustivement. Le point important est de rechercher sur une ou plus>ieurs parties du paquet celui des modes qui donne la meilleure fiabilité au décodage, ceci par exemple au moyen de la métrique correspondante.
Les différents modes se dist:i.nguent ici par les taux de codage qui diffèrent selon la position du bit dans le paquet. On peut également envisager de différencier les modes par les polynômes de codage qui leur sont attribués.
On peut aussi j ouer sur la position des bits codés dans le paquet. En résumé, il convient que les différents modes présentent un schéma de codage distinct, qu'il s'agisse du taux de codage, de la nature des polynômes ou bien de la position des bits codés.
En outre, l'invention s'app:lique quel que soit le type des codages utilisés et ne :>e limite pas aux codes convolutifs. I1 importe seulement de pouvoir distinguer â
la réception, avec une bonne fiabilité, la nature du codage d'un paquet reçu en recherchant celui des codes possibles dont il est le plus probablement dérivé.
L'invention concerne par ailleurs un émetteur prévu pour émettre des paquets à destination du rêcepteur.
Cet émetteur a l'avantage d'être simplifié puisqu'il l0 ne transmet pas la nature du codage; de transmission utilisé
pour le paquet.
I1 convient ici de rappeler qu'un paquet résulte du codage de la succession d'une aection de tête, d'une section utile, et d'une section. de queue. En effet, l'utilisation d'un code convol.utif de longueur de contrainte K impose l'utilisation de (K-1) bits de garde dans 1a section de tête et du même nombre de bits garde dans la section de queue. Les bits de garde encadrent donc la section utile.
Cette section utile correspond à la partie exploitable, étant entendu que les bits de garde ne peuvent servir à transmettre de l'information. Les bits de garde qui sont prédéterminês sont utilisés uniquement lors du dëcodage.
Selon l'invention, la totalLté de la section utile peut être employée pour transmettre les données qui font l'objet de la transmission entre l'ëmetteur et le rêcepteur. La nature du codage de; transmission ne figure pas dans la section utile, même lorsque 1e codage a changé
par rapport au paquet précédent.
En réfërence â la figure 2, l'émetteur comprend donc un circuit de commande CC qui reçoit la nature N du codage à appliquer sur le message W qu' il. convient d' acheminer au moyen du prochain paquet. I1 comprend également un organe de codage COD qui reçoit ce message W pour le coder en fonction des paramètres de codage I?a fournis par le circuit de commande CC. En l'occurrence, le circuit de commande produit le schéma de codage en fonction du codage canal requis.
L'émetteur comprend de plus un registre U qui correspond à la section utile du paquet. Ce registre est chargé en totalité avec le message codé MC issu de l'organe de codage COD.
Les autres composants de l'émetteur ne seront pas plus détaillés car ils appartiennent â l'état de l'art.
L'implémentation de l'invent:ion telle qu'exposêe ci-l0 dessus ne reprësente bien sûr qu'un exemple. L'homme du métier dispose de nombreuses possibilités pour mettre en oeuvre l'invention différemment, ne serait-ce qu'en remplaçant un moyen par un moyen équivalent. WO 9916370U 1 PCT / F'R99 / 01314 Transmission of coded packets without code identification employee The present invention relates to a method of transmission of digital packets that have been transmission coding, a method by which the nature of the employee coding is not transmitted.
The field of the invention is therefore that of digital transmissions using susceptible packets to have undergone different codings belonging however all to a set of available codings. So when transmitter uses tram> mission coding to produce a packet from a message it is important that the receiver for which this packet is intended knows how to identify this coding of transmission to select: The decoding means appropriate to recover the message. Good that of very broad application, this field will be presented in reference to cellular digital systems of GSM type radio communications. these systems have indeed the advantage of being widely re ~ randus and the support of a concrete example will clarify the presentation of the invention According to current practice in telephony digital, an analog speech signal is digitized in 13-bit samples at 8 kHz rate, i.e. a bit rate 104 kilobits per second. GSM is currently planning three types of source coding to reduce the bit rate of this digital signal. Full-speed coding, full coding improved throughput and encoding dE: mid-throughput, producing a signal respectively at 13, 12.2 and 5.6 kilobits per second from the previous signal.
Following the source coding which aims to compress speech, the signal undergoes channel coding for the protect from the hazards of radio transmission.
Considering the association of source coding and channel coding as a single coding, the coding of transmission, the resulting signal has a bit rate of 22.8 CONFIRMATION COPY
kilobits per seconda in the case of full flow and 11.4 in the case of half-flow.
This is state of the art but it is already expected that future systems will use many transmission codings, these codings being able to be modified during a call depending on the quality of the connection radio. Messages having a fixed length, we predict generally, to minimize technical complexity, that the different codings produce packets of the same length. Thus, the sum of the bit rates of the source coding and the channel coding is constant. When the channel of transmission is of good quality we can adopt a coding relatively weak flow channel to favor the source coding, while otherwise better to use more robust channel coding detriment to source coding. Naturally, the conditions propagation can evolve during communication, so that they can be necessary:> iterate a change of coding.
It is therefore advisable to indicate to the receiver the nature of the encoding that was used for a given packet.
The immediate solution is to book, within packet, positions or mode bits to ensure this function. In this case, the receiver first detects these mode bits to determine the decoding means suitable for transmission coding which has been approved by the transmitter.
It goes without saying that these fashion bots owe them also undergo special coding, mode coding, intended to ensure their protection during transmission. The mode coding, unlike transmission coding, must be unique so that the receiver can unambiguously identify the transmission coding used. Mode bits must therefore be coded regardless of the useful content of the message which is subject to transmission coding. This mode coding is of course intended for the most difficult transmission conditions WO 99 / 63,700 3 PCTIFR99101314 severe and it is common to use a code in this case convolutional.
In terms of recall, such a code produced for one bit given, a number N of polynomials of degree R. Classically, we note 1 / N the rate and K the constraint length of the code.
By indexing a bit with its positron in the message, a polynomial P associated with bit bi, is defined by coefficients aj, and is in the form of the sum next modulo 2.
l0 P = aobi + albi_1 + a2bi_2 + ... + ak_lbi_g + 1 f21 It is commonly accepted that to obtain a decoding satisfactory, the minimum length of the codeword must be equal to five times the product of the stress length by the inverse of the coding rate. It follows that for a rate 1/3 and for a stress length equal to 5, appropriate typical values, the minimum mode size encoded is 75 bits. We realize that if we plan 4 transmission codes, information that results in two bits for the mode, use ~ 75 bits of the packet for convey this information in the best conditions.
If the vn defines the transmission efficiency as the ratio of the number of bits supporting the information to transmit at the number of bits transmitted, it appears that this efficiency is far from optimal.
Thus, US patent 5,230,003 teaches a system of decoding studied to distinguish from signals encoded according to different codings available, the employee coding not being not transmitted. In this system, i7_ requires a decoder to each coding available. The number of decoders can become important when many codings are used.
The present invention thus relates to a method transmission of coded packets which does not penalize transmission efficiency while limiting complexity of the system.
WO 99 / b3700 4 PCTIFR99101314 According to the invention, reception equipment is intended to receive a digital package which has been the subject transmission coding selected from a plurality encodings available, e ~ t it includes means of decoding to decode this packet according to the coding of transmission; transmission coding belonging to a reduced set of codings po ~; sibles, this equipment includes for each coding: a decoder possible receiving part of the packet to produce the reliability of the IO associated decoding, and it further includes means for identify decoding means such as those that match the decoder that produced the best reliability.
The invention also relates to transmission equipment.
provided for transmitting a sequence of coded messages by means packets, the last message in this suite being submitted â coding identified in a set of codings available and different from the coding applied to the first message of the continuation, these packets comprising on the one hand a 24 section useful for receiving data and on the other hand guard bits, this equipment comprising means to arrange each of the coded messages in the entirety of the useful section of the corresponding package; in addition, the coding applied to the last message belongs to a set reduced possible codings.
Preferably, the first packet of a transmission is assigned a predetermined available coding.
In addition, the possible codings are coding which follows, the one which is identical to, and the one which precedes the coding of the pr ~ package: cendent.
Advantageously, the possible codings are convolutional codings each assigned a coding scheme separate.
It is therefore desirable that the coding schemes be distinguished by the coding rate.
In addition, when the equipment is intended for reception, if the possible codings are the number of three, the identification of the decoding means can be achieve using two coding rates.
The invention will now appear with more details in connection with the following description of modes of realization given as an example in reference to attached figures which represent.
- Figure 1, the diagram of a receiver allowing the setting of the invention, and - Figure 2, the diagram of a transmitter allowing the setting of the invention.
According to the invention, the mode which indicates the coding of transmission to which a packet has been submitted is not transmitted by the sender.
In the following embodiment, four transmission encodings are available which are each spotted by a mode 1, 2, 3 and 4: Each coding of transmission has a global speed of 22.8 küobits per second (kbps) and combines source encoding and encoding channel; we give the following numerical example.
- mode 1. source = 12.2 kbps - channel = 10.6 kbps - mode 2. source = 9.2 kbps - caml = 13.6 kbps - mode 3. source = 7.8 kbps - channel = 15.0 kbps - mode 4. source = 6.5 kbps - channel = 16.3 kbps Mode selection is done: depending on the ratio estimated noise signal of the link between the transmitter and the receiver. This report is now the result of measurements made at level of the receiver and which are passed on to the transmitter of so that it selects the transmission coding appropriate. Signal-to-noise ratio measurements part of the state of the art so well. that they will not more detailed.
Using the previous data, the transmitter select one of the modes according to the signal to noise C / I estimated as follows.
- mode 1. C / I> 13 dB
- mode 2. 10 dB <C / I <13 dB
- mode 3. 7 dB <C / z <lo dB
- mode 4. C / T <7 dB
Furthermore, following the source coding applied to a given source word, the convolutional channel codings of different modes produce packages that have the following features.
- mode 1. 318 bits at rate 1/2 followed by 138 bits at rate 2/3 - mode 2. 222 bits in rate 1/3 followed by 234 bits in rate 1/2 - mode 3: 384 bits in rate 1/3 followed by 72 bits in rate 1/2 - mode 4. 324 bits at 1/3 rate followed by 132 bits at 1/4 rate The receiver is designed to decode according to one any of the modes using the Viterbi algorithm.
This algorithm produces, for an analyzed word, a decoded word as well as a metric. This metric indicates the distance between the analyzed word and a reference word which, subject to this algorithm produces the same decoded word. This metric is therefore a measure of the reliability of decoding.
The maximum likelihood detection algorithm proceeds according to a fully specified coding scheme, to know in particular the rate of the code, the polynomials used and the position in the packet of the different coded bits. I1 calculates for different possible bit sequences the metrics they present in relation to the analyzed word to finally retain the affected bit sequence of the highest metric.
So when this algorithm operates according to a scheme coding that does not match the coding used for the word analyzed, the different bit sequences will present substantially similar metrics. if on the other hand coding scheme used is adapted to the word analyzed, a particular bit sequence presents a lot of metrics higher than the others, so this is the result solution.
we will specify that the difference eni: re the minimum metric and the maximum metric will be lower than the coding parameters and those of decoding will be strongly uncorrelated.
WO 99163700 ~ PCTlF'R99 / 01314 It is therefore advisable to select the channel codings different modes so that it presents a lowest possible correlation. In this regard, several provisions can be retained.
First, we can predict an inversion complete bits of a packet, for example in modes 2 and 3.
Second, i1 is better to retain separate polynomials for each of the modes and order differently.
Third, it is advisable to adopt different coding rates, where possible.
The receiver will therefore take advantage of the disparities different channel codings to detect the coding of transmission used in a received packet. To this end, it will try to decode this packet according to each of the encodings channel to retain the one with the strongest output metric.
Note first that there is no need to 2D decode the entire package according to the four codes possible to obtain satisfactory detection. I1 It suffices to proceed on a: significant part of the package, the first part for example.
We will then notice that we can limit the number possible codes in a packet, compared to the four codes available. For example, a received packet does not can be assigned only in the preceding mode, in the same mode or the mode that follows that of the previous package. a packet of mode 4 can be followed by a mode 3 or 4 pack, and a 34 mode 2 pack can be followed by a mode 1, 2 pack or 3. In addition, the first packet received is expected to be must be in mode 4 so that there is no ambiguity at the start of the transmission.
Referring to Figure 1, the receiver will be now presented more precisely. This receiver includes a TRUNC truncation circuit which receives a package B to keep a paz-tie S, the first 138 WO 99163700 ~ PCTIFR99101314 bits in this case. The receiver keeps in memory the coding mode Pr of the previous packet.
I1 includes a first decociator DEC1 which decodes the part S of the packet according to the mode (Pr-1) to produce the corresponding metric Met (Pr-1).
I1 includes a second DEC2 decoder which decodes the Part S of the pack according to the Pr mode to produce the corresponding metric Met (Pr).
I1 further includes a third decoder DEC3 which decode this part S according to the mode '(Pr + 1) to produce the associated metric Met (Pr + 1).
Note here that when Pr is 1 the first DEC1 decoder is useless and we can in this case force Set (Pr-1) to zero. Similarly, if ~? R is 4 the third DEC3 decoder is of no interest and its metric is Met output (Pr + 1) is also made null.
On the other hand, those skilled in the art will note that the three decoders presented here as separate entities could very well be dreamed ~; és by means of a single planned processor for processing the algorithm Viterbi, this processor being configured according to the {Pr-1), Pr or (Pr + 1) to perform the respective functions of the first DEC1, second DEC2 or third DEC3 decoder.
The receiver further includes a circuit for COMP comparison looking for the winning mode m having produces the strongest metric.
Met (m) - Max [Met (Pr-1), Met (Pr), Met (Pr + 1)]
As a precaution, it may be wise in the search for the rn winning mode to ensure that this produced a much stronger metric, twice for example, that the weakest metric. If not not the case, it is reasonable to state that the mode winner m is worth the previous mode P ~ .. In any event, if it is not possible to start: easily move the three decoders, it is very likely that the package concerned is unusable.
WO 99163700 ~ PCT / IîR99 / 01314 This receiver naturally includes means for decoding MD which receive the tot ~ alitë of packet B for produce a decoded word by application of the algorithm Viterbi set according to the winning mode m.
Again, these decoding means are not necessarily made with an independent circuit.
Advantageously, we can reuse the processor possibly intended to replace: the three decoders.
In addition, these decoding means may be limited to decode the part of the package which has not already been decoder having produced the strongest metric.
The general principle of the receptor being revealed, we will now describe arrangements to this principle which take into account the specificity of the codes mentioned more 35 high.
we can easily see that the three decoders can be replaced by two modules performing a 72-bit Viterbi decoding, 7_th first at a rate 1/3 producing an M3 metric and the second at a rate ~ 20 1/2 producing a M2 metric.
Similarly, the comparison circuit COMP can be simplified to establish many: nant a value of differentiation F meaning which of the two metrics M2, M3 wins. For example, by noting p a coefficient 25 of predetermined weighting, this value of differentiation F takes the following values.
if M3 - p. M2? 0, a: when F = 3 - if M3 - p.M2 <0, a: When F = 2 So, when the previous mode Pr is equal to 4, it suffices 3o analyze the first 72 bits of the packet with the two modules. If the differentiation value F is 3 the mode winner m is mode 4 while if this value is equal to 2, the winning mode is mode 3.
When the previous mode F? R is 3, we charge 35 new the two modules with the first 72 bits of the package. If the differentiation value F is 3, the mode winner m is the only one who has the rate 1/3, lo that is to say mode 4. If on the other hand the value of differentiation is equal to 2, we now load the two modules with the next 72 bits of the packet. If ia new differentiation value F is 3, the mode winner m is mode 3 while: otherwise mode 2 is the winner.
When the previous mode F ~ r is 2, we take counts the 72 bits following the 138th packet bit. Yes the differentiation value F is 3, the winning mode m is the only possible that has a rate 1/3, that is to say mode 3. If on the other hand the value of differentiation is equal to 2, we now load the two modules with the 72 bits following the 234th bit of the packet. If da new differentiation value is 3,: The winning mode m is the mode 2 and if not, mode 1 is winner.
Finally, when the previous mode Pr is equal to 1, the two .modules are loaded with the following 72 bits the 234th packet bit. If the differentiation value F
2o is 3, the winning mode is mode 2 while in the otherwise, mode 1 is the winner.
I1 thus appears that the invention can be implemented works in many different ways that it is not possible to list exhaustively. The important point is to search on one or more> other parts of the package that of the modes which gives the best reliability to decoding, for example using the metric corresponding.
The different modes are distributed: i.nguent here by the rates coding that differ depending on the position of the bit in the package. We can also consider differentiating between modes by the coding polynomials assigned to them.
We can also play on the position of the bits coded in the package. In summary, the different modes should have a separate coding scheme, whether the coding rate, the nature of the polynomials or the position of the coded bits.
In addition, the invention is: lique whatever the type of coding used and not:> not limited to codes convolutional. It is only important to be able to distinguish â
reception, with good reliability, the nature of the coding of a received packet by searching for one of the possible codes from which it is most probably derived.
The invention further relates to a transmitter provided to send packets to the receiver.
This transmitter has the advantage of being simplified since l0 does not transmit the nature of the coding; transmission used for the package.
It should be remembered here that a packet results from coding of the succession of a head aection, a useful section, and a section. tail. Indeed, the use of a convolutive code length of constraint K requires the use of (K-1) guard bits in the head section and the same number of guard bits in the tail section. Guard bits therefore frame the useful section.
This useful section corresponds to the part exploitable, it being understood that the guard bits cannot used to transmit information. Guard bits which are predetermined are used only when decoding.
According to the invention, the totality of the useful section can be used to transmit data that make the subject of the transmission between the issuer and the receiver. The nature of the coding of; transmission does not figure not in the useful section, even when the coding has changed compared to the previous package.
With reference to FIG. 2, the transmitter therefore comprises a control circuit CC which receives the nature N of the coding to apply to the message W that it. agree to forward to the next package. It also includes an organ coding COD which receives this message W to code it in function of the coding parameters I? a provided by the circuit CC control unit. In this case, the control circuit produces the coding scheme according to the channel coding required.
The transmitter also includes a register U which corresponds to the useful section of the package. This register is fully loaded with the coded message MC from the organ COD coding.
The other components of the transmitter will not more detailed because they belong to the state of the art.
The implementation of the invention: ion as set out below l0 above is of course only an example. The man of profession has many possibilities to put in works the invention differently, if only replacing a means by an equivalent means.