DE10029308A1 - System for data transmission according to data hopping method transmits digital data in hops with data in successive hops coded according to woven code - Google Patents

System for data transmission according to data hopping method transmits digital data in hops with data in successive hops coded according to woven code

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DE10029308A1 DE2000129308 DE10029308A DE10029308A1 DE 10029308 A1 DE10029308 A1 DE 10029308A1 DE 2000129308 DE2000129308 DE 2000129308 DE 10029308 A DE10029308 A DE 10029308A DE 10029308 A1 DE10029308 A1 DE 10029308A1
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Abstract

The system transmits digital data in suddenly changing transmission frequency sections or hops. The data in the successive frequency sections are coded according to a woven code consisting of a sequence of an external and an internal convolution code. The internal and/or the external code is terminated

Description

Die Erfindung betrifft ein System laut Oberbegriff des Hauptanspruches. The invention relates to a system according to the preamble of the main claim.

Bei der Übertragung von digitalen Daten nach dem Frequenzsprungverfahren (frequency hopping), bei dem die Daten in sprunghaft wechselnden Sendefrequenz- Abschnitten (hops) übertragen werden, werden die Signale meist durch Rauschen oder andere Einflüsse wie Fading, Dopplershift und dergleichen beeinträchtigt. In the transmission of digital data according to the frequency hopping (frequency hopping), in which the data in abruptly changing Transmit frequency portions (hops) is transmitted, the signals are usually affected by noise or other influences such as fading, Doppler shift and the like. Ein Fading- Einbruch oder eine Störung führen dabei zur Unterdrückung einzelner oder sogar mehrerer Frequenzabschnitte, so daß die gesamte Information (Nutzdaten und FEC- Redundanz) verloren geht. A fading dip or a fault lead thereby to suppress individual or even several frequency segments, is such that all of the information (user data and FEC redundancy) lost. Es ist auch schon bekannt, bei solchen Frequenzsprungverfahren die Datensymbole in den einzelnen Sendefrequenzabschnitten nach einem aus einem äußeren und inneren Code bestehenden sogenannten verketteten Code zu codieren. It is also already known to code for such frequency hopping, the data symbols in the individual transmission frequency segments for a group consisting of a so-called outer and inner code concatenated code.

Diese verketteten Codes haben den Nachteil, daß nach der fehlerhaften Decodierung des inneren Codes ein Fehlerburst (aber kein unabhängiger Fehler) entsteht. These concatenated codes have the disadvantage that an error burst (but no independent error) occurs after erroneous decoding of the inner code. Infolgedessen erzeugt der Decoder des äußeren verketteten Codes mehrere Fehler, da der äußere Code in der Regel schlechte Korrektureigenschaften hinsichtlich solcher Fehlerbursts aufweist. Consequently the decoder of the outer concatenated code generates a plurality of error because the outer code generally has poor properties in terms of correction of such error bursts.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein System zur Datenübertragung nach dem Frequenzsprungverfahren aufzuzeigen, bei dem diese Nachteile so gut wie möglich vermieden sind und das eine möglichst sichere Datenübertragung auch bei starken Verzerrungen durch den Übertragungskanal gewährleistet. It is therefore an object of the invention to provide a system for data transmission according to the frequency hopping, in which these disadvantages are avoided as much as possible and ensures reliable data transmission possible even with severe distortions caused by the transmission channel.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einem System laut Oberbegriff des Hauptanspruches durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst. This object is achieved on the basis of a system according to the preamble of the main claim by the characterizing features thereof. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen. Advantageous further developments are evident from the dependent claims.

Die Verwendung sogenannter Woven Codes, wie sie beispielsweise im Detail beschrieben sind in Host, S. Johannesson, R. und Zyablov, V.: "A First encounter with binary woven convolutional codes", In. The use of so-called woven code, as described for example in detail in the host, S. Johannesson, R. and Zyablov, V .: "A First encounter with binary woven convolutional codes", In. Proc. Proc. International Symposium on Communication Theory and Application, Lake District, UK July 1997 bzw. Host, S. On Woven Convolutional Codes. International Symposium on Communication Theory and Application, Lake District, UK July 1997 and host, S. On Woven Convolutional Codes. Ph. D. Thesis, Lund University, 1999. ISBN 91-7167-016-5, http:/www.it.lth.se/stefanh/thesis/, gewährleistet auch bei starken Verzerrungen durch den Kanal wie Fadingeinbrüchen, daß die verloren gegangene Information in den gestörten Frequenzabschnitten durch die verwendete Codierung wiedergewonnen werden kann. Ph.D. Thesis, Lund University, 1999. ISBN 91-7167-016-5, http:. /Www.it.lth.se/stefanh/thesis/ ensured even with severe distortions through the channel such as fading dips that the lost previous information in the disturbed frequency parts can be retrieved by the encoding used. Bei Woven-Codes werden die erwähnten Decodier-Fehler, hervorgerufen durch Fehlerbursts, weitestgehend vermieden, da die durch den Decoder erzeugten Fehlerbursts zwischen den verschiedenen inneren bzw. äußeren Codes unabhängig voneinander verteilt werden, was schließlich zu unabhängigen Fehlern im jeweils anderen Code (äußerer bzw. innerer Code) führt, wie dies nachfolgend anhand von Beispielen näher erläutert wird. In woven codes mentioned decoding error caused by bursts of errors will be largely avoided, as the bursts of errors generated by the decoder between the various inner and outer codes are distributed independently of one another, eventually (to be independent errors in the other code outer or leads. inner code), as is explained in detail below with reference to examples. Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, die Codierung innerhalb eines Sendefrequenz-Abschnitts jeweils im Frequenzabschnitt zu terminieren, dh die Codierung beginnt mit dem Anfang des Frequenzabschnittes und endet mit diesem. Especially advantageous has proven to schedule the encoding within a transmission frequency section each in the frequency section, that is, the coding starts with the beginning of the frequency section and ends with this. Dadurch wird vermieden, daß ein eventuell gelöschter Frequenzabschnitt die Information am Anfang bzw. am Ende des vorhergehenden bzw. nächstfolgenden Frequenzabschnittes verfälschen, die Codierung in einem Frequenzabschnitt also unabhängig von den anderen Frequenzabschnitten funktioniert. This avoids that a possibly deleted frequency section destroy the information at the beginning or at the end of the previous or next frequency section, the coding in a frequency section thus functions independently of the other frequency sections. Das erfindungsgemäße System kann bei allen möglichen Übertragungskanälen angewendet werden, beispielsweise bei einem sogenannten AWGN-Kanal (Übertragungskanal mit additivem weißen Gauß'schen Rauschen) oder auch bei Rayleigh-Kanälen. The inventive system can be applied to all possible transmission channels, for example in a so-called AWGN channel (additive white Gaussian transmission channel noise) or also in Rayleigh channels. Die Verwendung von binären Faltungscodes ermöglicht es, für die Decodierung des äußeren Codes sogenannte Soft-Decodierungen einzusetzen bzw. sogenannte iterative Decodierungen, wie sie beispielsweise beschrieben sind in Johannesson R., Zigangirov, K. . The use of binary convolutional codes makes it possible to use so-called soft-decodes for the decoding of the outer code or so-called iterative decodings as they are described for example in R. Johannesson, Zigangirov, K.. . , "Fundamentals of Convolutional Coding", IEEE Press, 1999, ISBN 0-7803-3483-3. "Fundamentals of Convolutional Coding", IEEE Press, 1999, ISBN 0-7803-3483-3.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert. The invention is explained in more detail below with reference to schematic drawings of embodiments.

Fig. 1 zeigt schematisch die Übertragung von digitalen Daten nach dem Frequenzsprungverfahren. Fig. 1 shows diagrammatically the transmission of digital data according to the frequency hopping. Die Daten werden dabei in sprunghaft wechselnden zeitlich aufeinanderfolgenden Sendefrequenz-Abschnitten f1 bis f x , die sich in beliebiger Reihenfolge wiederholen können, vom Sender zum Empfänger übertragen. The data are transmitted in abruptly changing transmission frequency of temporally successive portions f1 to f x, which can be repeated in any sequence from the transmitter to the receiver. Durch Fading-Einbrüche oder andere Verzerrungen können einige oder mehrere dieser Frequenzabschnitte unterdrückt werden, wie dies in Fig. 1 für einige Abschnitte gestrichelt dargestellt ist. Some or more of these frequency bins can be suppressed by fading dips or other distortions, as shown in FIG. 1 by dashed lines for some portions. Die zu übertragenden Daten werden nach einem bekannten Woven Code, wie er in der eingangs beschriebenen Literatur von Host näher beschrieben ist, nach einem äußeren und einem damit verketteten inneren Faltungscode codiert. The data to be transmitted are encoded according to a known woven code, as described in detail in the literature described above by the host to an outer and an inner convolutional code concatenated with it. Die Datensymbole, die in einem Frequenzabschnitt übertragen werden, lassen sich mathetmatisch wie eine Spalte einer Matrix interpretieren, so daß die Übertragung insgesamt als Codierung in Richtung Matrixspalten und Codierung in Richtung Matrixzeilen einer semi-unendlichen Matrix interpretiert werden kann. The data symbols that are transmitted in a frequency section, as can interpret a column of a matrix is ​​mathetmatisch, so that the transmission can be interpreted as a total encoding matrix in the direction of columns and coding in the direction of matrix lines of a semi-infinite array.

Fig. 2 zeigt schematisch einen bekannten Woven Code bestehend aus der Verkettung eines äußeren und inneren Faltungscodes ohne Buffer. Fig. 2 shows schematically a known woven code consisting of the concatenation of an outer and inner convolutional code without buffer. Bei einem solchen Woven Code ist es für die Korrektur eines Fehlerbursts der Länge L ausreichend, wenn ein Interleaving der L-Codes, die in der Lage sind, einen Fehler zu korrigieren, benutzt wird. In such a woven code it is sufficient for the correction of an error burst of length L, when an interleaving of the L codes are able to correct an error, is used. Wenn in diesem Fall jeder einzelne Codes in der Lage ist, t-Fehler zu korrigieren, dann wird die daraus resultierende Konstruktion t Fehlerbursts korrigieren. If in this case every single code capable of correcting t errors, then the resulting structure is correct t errors bursts. Dies ist in Fig. 3 für verkettete Codes schematisch dargestellt. This is illustrated schematically in Fig. 3 for concatenated codes. Der Coder einer solchen Konstruktion umfaßt eine parallele Kombination von Codes, wie dies in Fig. 4 dargestellt ist. The coder of such construction comprises a parallel combination of codes, as shown in Fig. 4.

Allgemein kann ein solcher verketteter Codes mit seiner Generatormatrix durch folgende Formel dargestellt werden: Generally, such a concatenated code can be shown with its generator matrix by the formula:

G c = G ⊗ I L G c = G L I ⊗

Das entspricht dem Kroneckerschen Produkt einer Generatormatrix des Faltungscodes G mit einer Identitätsmatrix I der Größe L. This corresponds to the Kronecker product of a generator matrix of the convolutional code G with an identity matrix I of size L.

Fig. 5 zeigt das Prinzipschema eines sogenannten Woven Codes mit outer warp, wie er durch die verkettete Vereinigung von zwei Faltungscodes nach Fig. 2 entsteht und zwar durch Ersatz des äußeren Codes nach Fig. 2 durch die Codeskonstruktion nach Fig. 4. Die Generatormatrix dieses Codes nach Fig. 5 folgt der Formel Fig. 5 shows the principle scheme of a so-called woven code with outer warp, as produced by the concatenated association of two convolutional codes according to Fig. 2, namely by replacing the outer code shown in FIG. 2 by the code construction of Fig. 4. The generator matrix of this codes according to Fig. 5 follows the formula

G ow = (G o ⊗ I Lo ).G i , G ow = (G o ⊗ I Lo) .G i,

dabei ist G ow die Generatormatrix des Woven Codes mit outer warp, G o und G i entsprechen den Generatormatrizen des äußeren und inneren Codes und I Lo ist eine Identitätsmatrix der Ordnung Lo. ow while G is the generator matrix of the woven code with outer warp, G o, and G i corresponding to the generator matrices of the outer and inner codes and I Lo is an identity matrix of order Lo.

Daraus ergibt sich, daß während der Decodierung die durch den Decoder des inneren Codes erzeugten Fehlerbursts zwischen den verschiedenen äußeren Codes gleichmäßig verteilt werden. The result is that the bursts of errors generated by the decoder of the inner code are distributed uniformly between the various outer code during decoding. Dies fuhrt zu unabhängigen Fehlern im äußeren Code. This leads to errors in the independent external code.

Wenn in der verketteten Vereinigung der zwei Faltungscodes der innere Code durch die beschriebene Konstruktion nach Fig. 4 ersetzt wird, ergibt sich der sogenannte Woven Code mit inner warp gemäß Fig. 6. Die Generatormatrix If the inner code is replaced by the described construction of Fig. 4 in the concatenated association of two convolutional codes, there is the so-called woven code with inner warp according to FIG. 6. The generator matrix

G iw = G o .(G i ⊗ I Li ), G iw = G o. (G i ⊗ I Li),

dabei ist G iw die Generatormatrix des Woven Codes mit outer warp. while G iw is the generator matrix of the woven code with outer warp. G o und G i entsprechen den Generatormatrizen des äußeren und inneren Codes und I Li ist die Identitätsmatrix der Ordnung Li. G o, and G i corresponding to the generator matrices of the outer and inner codes and I Li is the identity matrix of order Li.

Auch hier werden während der Decodierung die durch den Decoder erzeugten Fehlerbursts zwischen den verschiedenen inneren Codes unabhängig verteilt. Again, the bursts of errors generated by the decoder between the different inner codes are distributed independently during decoding. Dies führt wiederum zu unabhängigen Fehlern im äußeren Code. This in turn leads to independent errors in the outer code.

Wenn in der verketteten Vereinigung der zwei Faltungscodes sowohl der innere als auch der äußere Code durch die beschriebene Konstruktion nach Fig. 4 ersetzt wird, ergibt sich der sogenannte Woven Code mit double warp (twill) nach Fig. 7. Die Generatormatrix dieses Codes folgt der Formel When it is replaced in the concatenated association of two convolutional codes of both the inner and the outer code by the described construction of FIG. 4, the so-called woven code with double warp (twill) results of Fig. 7. The generator matrix of this code follows the formula

G dw = (G o ⊗ I Lo ).(G i ⊗ I Li ), G dw = (G o ⊗ I Lo). (G i ⊗ I Li),

dabei ist G dw die Generatormatrix des Woven Code mit double warp, G o und G i entsprechen der Generatormatrix des äußeren und inneren Codes, I Lo ist die Identitätsmatrix der Ordnung Lo und I Li ist die Identitätsmatrix der Ordnung Li. thereby G dw is the generator matrix of the woven code with double warp, G o, and G i corresponding to the generator matrix of the outer and inner codes, I Lo is the identity matrix of order Lo and Li I is the identity matrix of order Li.

In jedem der genannten Codes der Woven Codes kann eine Permutation zwischen den Codern des inneren und äußeren Codes implementiert werden. In each of said codes of a permutation Woven codes can be implemented between the coders of the inner and outer codes. Dies erlaubt besonders in AWGN-Kanälen die Verbesserung der Korrektureigenschaften. This allows particularly in AWGN channels, improve the correction properties. Das entsprechende Schema der Coder für outer warp, inner warp und double warp ist in Fig. 8 dargestellt. The appropriate scheme of the coder for outer warp, inner warp and double warp is shown in Fig. 8.

Nachfolgend wird für die aufgezeigten verschiedenen Arten eines Woven Codes die Aufteilung der Redundanz der inneren und äußeren Codes zwischen den Zeilen und Spalten bzw. zwischen den aufeinanderfolgenden Frequenzabschnitten und innerhalb der einzelnen Frequenzabschnitte erläutert. Hereinafter, the division of the redundancy of the inner and outer codes between the rows and columns and between the consecutive frequency segments and within each frequency segments will be explained for the indicated various types of woven codes. Als Beispiel hierfür dient ein Woven Codes mit der Codesrate R = 1/8. As an example, a woven code is used with the code rate R = 1/8. Dabei wird angenommen, daß in allen Fällen als äußere und innere Codes systematische Faltungscodes mit rekursiver Codierung benutzt werden. It is assumed that systematic convolutional codes are used with recursive coding in all cases external and internal codes.

Fig. 9 zeigt wieder den Woven Codes mit outer warp. Fig. 9 again shows the woven code with outer warp. In den Zeichnungen sind die Nutzinformationen N schräg schraffiert, die Prüfsymbole des äußeren Codes O horizontal schraffiert und die Prüfsymbole des inneren Codes I jeweils vertikal schraffiert dargestellt. In the drawings, the payload N are hatched diagonally hatched, the check symbols of the outer code O horizontally and the check symbols of the inner code I shown respectively hatched vertically.

Aus dem eingangs erwähnten Schema des Woven Codes erfolgt zunächst die Codierung mit den Prüfinformationen des äußeren Codes auf den zwischen den Nutzinformationen N gesendeten Frequenzabschnitten und zwar mit einem Faltungscodes mit der Rate R o = 1/4. First coding with the test information items of the outer code to the transmitted payload between the N frequency bins and indeed with a convolutional code with rate R o = 1/4 is made from the above-mentioned scheme of the woven code. Anschließend werden sämtliche Frequenzabschnitte (hops) unabhängig voneinander mit einem gegebenenfalls terminierten Faltungscode mit der Rate R i = 1/2 codiert. Subsequently, all the frequency segments (hops) are independently of one another with an optionally terminated convolutional code with rate R i = 1/2 coded.

Vor der Codierung mit dem inneren Code können die Symbole in jedem Hop auf verschiedene Weise einer Permutation unterzogen werden. Prior to the coding with the inner code, the symbols in each hop may be subjected to a permutation in various ways. Die Periode der Permutation ist T hops, dh der i-te hop und der i+T-hop werden ein und derselben Permutation unterzogen. The period of the permutation hops T, that is, the i-th hop and the i + T-hop are subjected to the same permutation. Die Permutation wird unter anderem in "Bronstein-Semendjajew Taschenbuch der Mathematik" beschrieben. The permutation is described inter alia in "Bronstein Semendjajew Handbook of Mathematics".

Durch diese Art der Codierung wird ein Woven Codes mit outer warp in modifizierter Form erzeugt, bei dem abweichend vom klassischen Fall der innere Codes in jedem hop terminiert ist. With this type of coding, a woven code with outer warp is produced in a modified form, is terminated at the deviating from the classic case, the inner code in each hop.

Gleichzeitig kann eine an sich bekannte Punktierung des äußeren Codes durchgeführt werden, wie dies z. At the same time, a known dotting the outer code can be performed as such. B. beschrieben ist bei "J. Hagenauer, "Rate-Compatible Punctured Convolutional Codes (RCPC Codes) and their Applications", IEEE Transactions on Communications, Vol. 36, No. 4, April 1988, Seite 389ff. Durch eine solche an sich bekannte Punktierung kann die Coderate entsprechend erhöht werden und zwar auf R = (1/6 1/4). As described in "J. Hagenauer," Rate-Compatible Punctured Convolutional Codes (RCPC Codes) and their Applications ", IEEE Transactions on Communications, Vol. 36, No. 4, April 1988, pages 389ff. By such a per se known puncturing, the code rate to be increased accordingly namely, r = (1/6 1/4).

Das System des Woven Codes mit inner warp zeigt Fig. 10. Hier werden zuerst unabhängig voneinander die aufeinanderfolgenden Frequenzabsehnitte mit einem Faltungscodes mit der Rate R o = 1/2 codiert. The system of the woven code with inner warp, Fig. 10. Here, the consecutive Frequenzabsehnitte are first independently with a convolutional code with rate R o = 1/2 coded. Danach können unabhängig voneinander alle Hops mit einem gegebenenfalls terminierten Faltungscodes mit der Rate R i = 1/4 codiert werden. Thereafter, all hops, R i = 1/4 is encoded independently by an optionally terminated convolutional codes with the rate.

Vor der Codierung mit dem inneren Codes können die Symbole in jedem Hop auf verschiedene Weise wieder einer Permutation unterzogen werden, die Periode der Permutation ist wieder T Hops. Before encoding with the inner code symbols of a permutation can be subjected to in various ways in every hop, the period of permutation is back T hops.

Auch hierdurch wird wieder ein modifizierter Woven Codes mit inner warp erhalten, bei dem der äußere Codes in jedem Frequenzabschnitt terminiert sein kann. Also thereby, a modified woven code with inner warp is obtained again, in which the outer code can be terminated in each frequency bin. Der resultierende Codes wird ungeachtet der Terminierung des äußeren Codes zu einem Faltungscode mit der Rate The resulting code is irrespective of the termination of the outer code to a convolutional code with rate

R iw = R o × R i = 1/8. R = R o iw × R i = 1/8.

Wie beim outer warp kann durch eine Punktierung die Codesrate erhöht werden. As with the outer warp the code rate can be increased by puncturing.

Die Unterbringung der Prüfsymbole in den Frequenzabschnitten zusammen mit den Informationssymbolen kann in manchen Fällen nachteilig sein, beispielsweise wenn durch Fading Frequenzabschnitte ganz oder teilweise unterdrückt und gelöscht werden. The accommodation of the check symbols in the frequency segments together with the information symbols may be disadvantageous, for example, if suppressed by fading frequency segments wholly or partially deleted, and in some cases.

Diesen Nachteil vermeidet der in Fig. 11 dargestellte Woven Codes mit doppel warp, bei dem die Prüfinformationen des äußeren Codes O und die Prüfinformationen des inneren Codes I jeweils in getrennten Hops zwischen den Nutzinformationen N übertragen werden. This disadvantage of the woven codes shown in Fig. 11 avoids with double warp, wherein the test information items of the outer code and the test information items O of the inner code are each transmitted in separate I hops between the payload N.

Im untersuchten Fall werden die Informationssymbole periodisch mit der Periode 1/R dw in die Hops geschrieben, wobei R dw die Rate dieser Konstruktion darstellt. In the examined case, the information symbols are periodically written with the period 1 / R dw in the hops, wherein R dw represents the rate of this construction.

Wie aus dem Schema des Coders folgt, werden zuerst unabhängig voneinander die Hops mit einem Faltungscode mit der Rate R o = 1/2 codiert. As follows from the scheme of the coder, the hops are first independently coded with a convolutional code with rate R o = 1/2.

Das Resultat einer solchen Codierung (Prüfsymbole des äußeren Codes) wird periodisch mit der Priode 1/R dw in die entsprechenden Hops geschrieben. The result of such coding (check symbols of the outer code) is periodically written with the priode 1 / R dw in the corresponding hop.

Danach werden unabhängig voneinander alle Hops mit mehreren Faltungscodes mit der Rate R i = 1/4 codiert. Thereafter, all hops are independently of one another with a plurality of convolutional codes with rate R i = 1/4 coded.

Vor der Codierung mit dem inneren Code können die Symbole in jedem Hops auf verschiedene Weise einer Permutation unterzogen werden. Prior to the coding with the inner code symbols can be subjected to any hops in different ways to a permutation. Die Periode der Permutation ist T Hops. The period of the permutation T hops.

Als Resultat einer solchen Codierung wird ein Woven Code mit double warp erhalten. a woven code obtained with double warp as a result of such coding.

Der daraus resultierende Code, ungeachtet einer Terminierung des äußeren Codes, wird zu einem Faltungscode mit der Rate The resulting code regardless of a termination of the outer code is a convolutional code with rate

R dw = R o .R i = 1/8 R dw = R o .R i = 1/8

Wie beim outer warp kann durch eine Punktierung die Coderate erhöht werden. As with the outer warp the code rate can be increased by puncturing.

Im Folgenden wird die Konstruktion des Woven Turbo Codes erreicht. Below, the construction of the woven turbo code is reached. Die allgemeine Verteilung der Informations- und Prüfsymbole zwischen den Hops und in den Hops ist in Fig. 12 dargestellt. The general distribution of check symbols of information and between the hops and the hop count is shown in Fig. 12.

Die Informationssymbole werden periodisch mit der Periode 1/R wt in die Hops geschrieben, wobei R wt die Rate dieser Konstruktion darstellt. The information symbols are periodically written with the period 1 / R wt in the hops, where R represents the rate of this construction wt. Wie aus dem Schema des Coders folgt, werden im Beispiel zuerst unabhängig voneinander die Hops mit einem Faltungscoee mit der Rate R o = 1/4 codiert. As follows from the scheme of the coder, the hops are encoded o = 1/4 in the example with a first independently Faltungscoee at rate R.

Das Resultat der Codierung (Prüfsymbole des äußeren Codes) werden periodisch mit der Periode 1/R wt in die entsprechenden Hops geschrieben. The result of the encoding (check symbols of the outer code) are periodically written with the period 1 / R wt into the corresponding hop. Danach werden alle Hops (nur die Informationssymbole) unabhängig voneinander mit mehreren Faltungscodes mit der Rate R i = 1/5 codiert. Thereafter, all hops (only the information symbols) coded independently of one another with a plurality of convolutional codes with rate R i = 1/5.

Vor der Codierung mit den inneren Codes können die Symbole in jedem Hops auf verschiedene Weise einer Permutation unterzogen werden. Before coding with the internal code, the symbols can be subjected to any hops in different ways a permutation. Die Periode der Permutation ist T Hops. The period of the permutation T hops.

Als Resultat einer solchen Codierung erhalten wir einen Woven Turbo Code. As a result of such coding we get a woven turbo code. Alle Prüfsymbole beider Codes werden zwischen den verschiedenen Spalten verteilt. All check symbols of both codes are distributed between the different columns. Zusätzlich hat jeder der einzelnen Codes eine geringere Rate. In addition, each of the individual code has a lower rate. Dies ist vorteilhaft bei der Übertragung in schlechten Kanälen. This is advantageous when transmitting in bad channels.

Der daraus resultierende Code wird zu einem Faltungscode mit der Rate The resulting code is a convolutional code with rate

Durch eine Punktierung sowohl bzw. wahlweise des äußeren und inneren Codes mit einem Code mit den Raten By puncturing both or either of the outer and inner code with a code at the rates

erhalten. receive.

Neben der periodischen und systematischen Aufteilung von Informations- und Prüfinformationen kann es auch vorteilhaft sein, abhängig vom Kanal, über den die Übertragung stattfinden soll, Hops mit Informations- und/oder Prüfinformationen zeitlich zu bündeln. In addition to the periodic and systematic sharing of information and test information can also be advantageous, depending on the channel on which the transfer is to take place to combine hops in time with information and / or test information.

Für die Decodierung wird ein iterativer Turbo Decoder verwendet. For decoding an iterative turbo decoder is used. Solche Decoder sind bekannt, z. Such decoders are known, for example. B. in Johannesson, R.; B. Johannesson, R .; Zigangirov, K.. "Fundamentals of Convolutional Coding", IEEE Press, 1999, ISBN 0-7803-3483-3 beschrieben. Zigangirov, K .. "Fundamentals of Convolutional Coding", IEEE Press, 1999, ISBN 0-7803-3483-3 described. Bei der Decodierung werden die Strukturen der Code-Schemata bzw. Parallellität der Codes (outer warp, inner warp, double warp und woven turbo) sowie der Verwendung der Permuter gemäß Fig. 8 berücksichtigt. In decoding the structures of the code schemes or parallel formality of the codes the use of the permuter in FIG. 8 are (outer warp, inner warp, and double warp woven turbo) and taken into account.

Vorteilhaft werden die äußeren und inneren Codes mit Hilfe des A-Posteriori- Probability Algorithmus (APP) decodiert. the outer and inner codes with the aid of a posteriori Probability algorithm (APP) are decoded advantageous. Dieser Algorithmus ist ebenfalls bekannt und in Johannesson beschrieben. This algorithm is also known and described in Johannesson. Da der Empfänger die verwendete Code-Konstruktion kennt, kann er das Wissen um die Terminierung der Codes zur Reduktion des Aufwandes im Decoder verwenden. Since the receiver knows the code structure used, they can use the knowledge of the termination of the codes to reduce expenses in the decoder.

Wird der APP in einer sliding window Version benutzt, so kann die Verzögerung bei der Decodierung minimiert werden und an die für die Übertragung maximal zulässige Verzögerung angepaßt werden. If the APP used in a sliding window version, the delay can be minimized during decoding and are adapted to the maximum allowed for the transmission delay.

Claims (29)

1. System zur Datenübertragung nach dem Frequenzsprungverfahren, bei dem die digitalen Daten in sprunghaft wechselnden Sendefrequenz-Abschnitten (Hops) übertragen werden, dadurch gekennzeichnet , daß die Daten in den aufeinanderfolgenden Frequenzabschnitten nach einem Woven Code codiert werden, der aus der Verkettung eines äußeren und eines inneren Faltungscodes besteht. 1. System for transmitting data according to the frequency hopping method, in which the digital data in abruptly changing transmission frequency segments (hops) transferred, characterized in that the data in the consecutive frequency segments are encoded according to a woven code that an outer of the concatenation and an inner convolutional code is.
2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der innere und/oder äußere Code terminiert ist. 2. System according to claim 1, characterized in that the inner and / or outer code is terminated.
3. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Woven Code Outer Warp codiert wird, wobei die Nutzinformationen in einem der Frequenzabschnitte, die Prüfinformationen des äußeren Codes auf anderen der Frequenzabschnitte und die Prüfinformationen des inneren Codes zusammen mit den Nutzinformationen und den Prüfinformationen des äußeren Codes auf sämtlichen Frequenzabschnitten übertragen werden. 3. System according to claim 1 or 2, characterized in that is encoded according to the woven code outer warp, wherein the user information in one of the frequency segments, the test information items of the outer code on another of the frequency segments and the test information items of the inner code together with the user information and the test information items of the outer code are transmitted to all frequency bins.
4. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Code terminiert ist. 4. System according to claim 3, characterized in that the inner code is terminated.
5. System nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Code eine größere Redundanz aufweist. 5. System according to claim 3 or 4, characterized in that the outer code has a greater redundancy.
6. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Woven Code mit Inner Warp codiert wird, wobei die Nutzinformationen und Prüfinformationen des äußeren Codes zusammen in einem der Frequenzabschnitte übertragen werden und die Prüfinformationen des inneren Codes in jeweils anderen Frequenzabschnitten übertragen werden. 6. System according to claim 1 or 2, characterized in that is encoded according to the woven code with inner warp, wherein the user information and test information items of the outer code are transmitted together in one of the frequency segments and the test information items of the inner code are transmitted in the other frequency bins ,
7. System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Code terminiert ist. 7. System according to claim 6, characterized in that the outer code is terminated.
8. System nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Code eine größere Redundanz besitzt. 8. System according to claim 6 or 7, characterized in that the inner code has a greater redundancy.
9. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Woven Code mit Double Warp codiert wird, die Nutzinformationen, Prüfinformationen des äußeren Codes und die Prüfinformationen des inneren Codes jeweils in unterschiedlichen Frequenzabschnitten übertragen werden. 9. The system of claim 1 or 2, characterized in that is encoded according to the woven code with double warp, the useful information, test information items of the outer code and the test information items of the inner code are each transmitted in different frequency segments.
10. System nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Code terminiert ist. 10. System according to claim 9, characterized in that the outer code is terminated.
11. System nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Code eine größere Redundanz besitzt. 11. System according to claim 9 or 10, characterized in that the inner code has a greater redundancy.
12. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Code punktiert wird. 12. System according to any one of the preceding claims, characterized in that the outer code is punctured.
13. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Woven Turbocode codiert wird, wobei für den inneren und äußeren Faltungscode jeweils etwa die gleiche Coderate verwendet wird und die Nutzinformationen sowie die Prüfinformationen des äußeren und inneren Codes jeweils in getrennten Frequenzabschnitten übertragen werden. 13. The system of claim 1 or 2, characterized in that the Turbo code is encoded according to the woven, wherein about the same code rate is used for the inner and outer convolutional code, respectively, and transfer the payload information and the test information items of the outer and inner codes in separate frequency segments become.
14. System nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl der äußere als auch der innere Code punktiert wird. 14. System according to claim 13, characterized in that both the outer and the inner code is punctured.
15. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen äußerem und innerem Code Permutatoren verwendet werden. 15. System according to any one of the preceding claims, characterized in that permuters are used between outer and inner code.
16. System nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Permutationen periodisch sind. 16. System according to claim 15, characterized in that the permutations are periodic.
17. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Nutzinformationen und Prüfinformationen in den zeitlich aufeinanderfolgenden Frequenzabschnitten periodisch übertragen werden. 17. System according to any one of the preceding claims, characterized in that the user information items and test information be periodically transmitted in the temporally consecutive frequency segments.
18. System nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Periode durch die Gesamt-Coderate und die Anzahl der pro Frequenzabschnitt übertragenen Informationen bestimmt ist. 18. System according to claim 17, characterized in that the period is determined by the total code rate and the number of per-frequency section transmitted information.
19. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilung der Nutz- und Prüfinformationen auf die zeitlich aufeinanderfolgenden Frequenzabschnitte so gewählt ist, daß der Übertragungskanal keine Fehlerfortpflanzung mehr aufweist. 19. System according to any one of the preceding claims, characterized in that the distribution of the useful and check information is selected in the temporally consecutive frequency segments so that the transmission channel no longer has any error propagation.
20. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilung von Nutz- und Prüfinformationen auf die Frequenzabschnitte so gewählt ist, daß die Verzögerung durch die Codierung minimal ist. 20. System according to any one of the preceding claims, characterized in that the distribution of useful and check information is selected on the frequency segments so that the delay by the encoding is minimum.
21. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Codes so gewählt sind, daß die angestrebte maximale Fehlerrate nach der Decodierung eingehalten wird. 21. System according to any one of the preceding claims, characterized in that the codes are chosen so that the desired maximum error rate is maintained after decoding.
22. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei Änderung der Übertragungseigenschaften des Übertragungskanals die verwendeten Codeschemata entsprechend angepaßt werden. 22. System according to any one of the preceding claims, characterized in that after a change of the transmission characteristics of the transmission channel, the code schemes used are adapted accordingly.
23. System nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß im Multiplex zur Datenübertragung Zusatzinformationen über den momentan benutzten Code vom Sender zum Empfänger übertragen werden. 23. System according to claim 22, characterized in that additional information about the currently used code from the transmitter to the receiver are transmitted in multiplex for data transmission.
24. System nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzinformation jeweils gesendet wird, wenn der Sender die Codeschemata ändert. 24. The system of claim 22 or 23, characterized in that the additional information is transmitted in each case, if the transmitter changes the code schemes.
25. System nach Anspruch 22 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzinformation nach einem Woven Code codiert und verteilt auf mehrere Frequenzabschnitte übertragen wird. 25. The system is transmitted to a plurality of frequency segments according to claim 22 to 24, characterized in that the additional information is encoded according to a woven code and distributed.
26. System nach Anspruch 22 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Coderate für die Zusatzinformation kleiner gewählt ist als die normale Datenübertragungsrate. 26. The system of claim 22 to 25, characterized in that the code rate is selected to be smaller for the additional information as a normal data transmission rate.
27. System nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die codiert übertragenen Daten im Empfänger mittels eines iterativen Turbodecoders decodiert werden. 27. System according to one or more of the preceding claims, characterized in that the coded transmitted data in the receiver by means of an iterative turbo decoder to be decoded.
28. System nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß der innere und der äußere Code nach dem APP-Algorithmus decodiert wird und dabei die Information über die Terminierung der Codes berücksichtigt wird. 28. System according to claim 27, characterized in that the inner and the outer code according to the APP algorithm is decoded, thereby the information on the termination of the codes is taken into account.
29. System nach Anspruch 27 oder 28, dadurch gekennzeichnet, daß zur Reduktion der Verzögerung der Decodierung eine Sliding-Window-Version des APP-Decoders benutzt wird. 29. The system of claim 27 or 28, characterized in that for reducing the delay of the decoding, a sliding window version of the APP decoder is used.
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