DE102006028947B4

DE102006028947B4 - Empfänger zum Empfangen und störungsreduzierten Ausgeben von Daten, Sender, System, Verfahren und Computerprogrammprodukt

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Publication number: DE102006028947B4
Application number: DE102006028947A
Authority: DE
Inventors: Ralph Prof. Dr.-Ing. Urbansky; Wolfgang Dr.-Ing. Sauer-Greff; Andreas Dipl.-Ing. Dittrich; Torsten Dipl.-Ing. Schorr
Original assignee: Technische Universitat Kaiserslautern
Current assignee: Technische Universitat Kaiserslautern
Priority date: 2006-06-23
Filing date: 2006-06-23
Publication date: 2008-06-26
Anticipated expiration: 2026-06-24
Also published as: DE102006028947A1

Abstract

Empfänger (132) zum Empfangen und störungsreduzierten Ausgeben von Daten (146) mit
– zumindest einer ersten Datenempfangseinrichtung (134) und
– zumindest einer zweiten Datenempfangseinrichtung (136), wobei
– die erste Datenempfangseinrichtung (134) ausgelegt ist, einen ersten Empfangsdatensatz (140a) zu empfangen und
– die zweite Datenempfangseinrichtung (136) ausgelegt ist, einen zweiten Empfangsdatensatz (140b) zu empfangen, wobei der erste Empfangsdatensatz (140a) von dem zweiten Empfangsdatensatz (140b) verschieden ist;
– zumindest einer ersten Datenbearbeitungseinrichtung (142a) und
– zumindest einer zweiten Datenbearbeitungseinrichtung (142b), wobei
– die erste Datenbearbeitungseinrichtung (142a) ausgelegt ist, sowohl den ersten Empfangsdatensatz (140a) als auch eine Eingabeauthentizitätswahrscheinlichkeit (150a) als Eingabeauthentizitätsmaß des ersten Empfangsdatensatzes (140a) als Eingabe zu bearbeiten und daraus einen ersten Ausgabedatensatz (143a) und eine Ausgabeauthentizitätswahrscheinlichkeit (148a) als Ausgabeauthentizitätsmaß des ersten Ausgabedatensatzes (143a) zu bestimmen, wobei
– die zweite Datenbearbeitungseinrichtung (142b) ausgelegt ist, sowohl den zweiten Empfangsdatensatz (140b) als auch eine Eingabeauthentizitätswahrscheinlichkeit (150b) als...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Reduktion von Störungen bei dem Empfang bzw. Versenden von Daten.
Mobilkommunikationskanäle sind gekennzeichnet durch zeit- und frequenzselektiven Schwund, primär infolge zeitvarianter Mehrwegausbreitung. Neben herkömmlichen Verfahren der Kanalentzerrung läßt sich in Verbindung mit fehlerkorrigierender Kanalkodierung durch Verwendung eines breitbandigen Sendesignals sowie durch Zeit- und Frequenzinterleaving bzw. Frequenzverschränkung ein hoher Versorgungsgrad erzielen. Insbesondere wird dies durch "Coded Orthogonal Frequency Division Multiplexing" (im folgenden COFDM) oder "Discrete Multitone Technique" (im folgenden DMT) erreicht, das unter anderem beim digitalen Rundfunk ("Digital Audio Broadcasting", im folgenden DAB), bei digitalen terrestrischen Fernsehen ("Digital Video Boadcasting-Terrestrial", im folgenden DVB-T) sowie beim digitalen Rundfunk über Lang-Mittel-und Kurzwelle (bezeichnet als "Digital Radio Mondial"; im folgenden DRM) eingesetzt wird.
Während es sich bei DAB und DVB-T um Breitbandsysteme mit 1,5 MHz bzw. 8 MHz handelt, ist aus Kompatibilitätsgründen zum analogen Rundfunk bei DRM eine Bandbreite von 4 bis 20 kHz vorgesehen. Des weiteren ist beim DRM das Mehrwegeprofil insbesondere im Kurzwellenbereich durch die Wirkung von Raumwellen mit sich zeitlich ändernden Reflexionsbedingungen an der Ionosphäre geprägt. Während das Zeitinterleaving von 2 Sekunden beim DRM schnelle Schwundenbrüche abmildert, führt langandauernder frequenzselektiver Schwund in wesentlich höherem Maße als beim DAB zu Ausfällen beim Empfang. Infolge der geringen Bandbreite kann der Informationsverlust durch die von "fading" betroffenen Unterträger mit Frequenzinterleaving und Vorwärtsfehlerkorrektur (im folgenden FEC) nicht mehr behoben werden. Dies führt beispielsweise bei einem DRM-Empfänger aufgrund des Zeitinterleavings zu einem mehrsekündigen Ausfall der Audiovideowiedergabe, der die Akzeptanz eines solchen Systems sinken läßt. Gleichwohl verspricht man sich bei einem digitalen Rundfunksystem, welches das bestehende Kanalraster beibehält und so eine sukzessive Migration von analogem zu digitalem Rundfunk erlaubt, eine erfolgreichere Einführungsphase als bei einem System, daß die komplette Räumung von Bändern erfordert, wie dies bei DAB der Fall ist. Aus diesem Grund ist mit "DRM 120" bzw. "DRM PLUS" geplant, daß DRM-Konzept auf das UKW-Rundfunkband auszudehnen, und zwar mit dem Ziel einer Koexistenz von analogem und digitalem Rundfunk in diesem Kanalraster.
Besonders bei schmalbandigen COFDM-Systemen können in frequentselektiven Kanälen Schwundverluste auftreten. Herkömmlicherweise wird das Schwundproblem bei Schmalband-COFDM unter Beibehaltung des Kanalrasters entschärft, indem Frequenzdiversität angewandt wird. Dabei wird das COFDM-Signal unter Verwendung verschiedener Trägerfrequenzen mehrfach gesendet. Diese als "Multiple Frequency Network" (im folgenden MFN) bezeichnete Mehrfachausstrahlung, insbesondere auch von verschiedenen Senderstandorten aus, ist beispielsweise beim analogen Kurzwellenrundfunk zur Versorgung größerer Gebiete gebräuchlich und könnte ebenfalls für die DRM-Versorgung eingesetzt werden.
Neben dieser Frequenzdiversität ermöglichen Gleichwellennetze ("Single Frequency Network", im folgenden SFN), bei denen das Sendesignal von verschiedenen Sendestandorten aus auf der gleichen Frequenz mit einem geeigneten Zeitversatz ausgestrahlt wird, eine Diversität des Übertragungsbandes und eine zeitliche Diversität. Vorteilhafterweise nutzt ein COFDM-Empfänger dies inhärent, vorausgesetzt die Länge der resultierenden Impulsantwort überschreitet nicht das sogenannte "Guard Intervall". Weiterhin könnte Polarisationsdiversität für DRM eingesetzt werden, welche als Spezialfall von Antennendiversität angesehen werden kann.
Das herkömmliche SFN-Konzept zielt primär auf die frequenzökonomische Versorgung großer Gebiete. Beim schmalbandigen DRM treten folglich Zonen mit erheblichem frequenzselektivem Fading auf. Für Frequenz- und Antennendiversität findet bei den üblichen Empfängerkonzepten "selection combining" Anwendung, d. h. die Auswahl des Signals mit dem besten Signal-Störverhältnis ("Signal to Noise Ration", im folgenden SNR) oder "equal gain combining", d. h. Überlagerung mit gleicher Gewichtung, oder "maximum ratio combining", d. h. Überlagerung der entsprechend ihrer SNR gewichteten Signale. Diese Diversitätsempfänger fassen nach geeigneter Zeit-, Frequenz- und Phasensynchronisation die einzelnen COFDM-Unterträger entsprechend der gewählten Combining-Methode vor der Kanaldekodierung zusammen.
1 ist eine Schemaansicht eines herkömmlichen Systems zur Digitalübertragung von Daten, wobei Diversitätstechniken Anwendung finden. Diversitätstechniken beinhalten in diesem Beispiel, daß die zu übertragende Information mehrfach über verschiedene "Kanäle" gesendet wird, wobei mehrere Sendefrequenzen Verwendung finden können, mehrere Sende- und/oder Empfangsantennen Verwendung finden können oder Information zeitversetzt versendet werden kann. Ein sogenannter Diversitätsempfänger kombiniert die Empfangssignale.
1 zeigt einen herkömmlichen Diversitätssender 10 mit einem ersten Kanal 12 und einem zweiten Kanal 14. Übertragen wird ein Datensatz 16. Der Begriff "Diversität" im Sinne der vorliegenden Erfindung ist gleichbedeutend mit "über mehrere Kanäle senden". Der Datensatz 16 kann im wesentlichen ein beliebiges Datenformat aufweisen. Beispielsweise kann der Datensatz eine Bilddatei, eine Musikdatei, eine Videodatei, ein Videostream, ein Musikstream in verschiedenen Dateiformaten, beispielsweise TXT, JPG, MP3, MPG, DVI, MPG2, MPG4, usw. sein. Der Datensatz 16 wird sowohl im ersten Kanal 12 als auch im zweiten Kanal 14 zugeführt. Jeder der Kanäle 12, 14 weist eine Übersetzungseinrichtung 18, eine Datenbearbeitungseinrichtung 20 sowie eine Datensendeeinrichtung 22 auf. Die Übersetzungseinrichtung 18 kann beispielsweise ein Computer bzw. ein Bestandteil eines Computers oder eine andere elektronische Einrichtung unter Verwendung eines Mikroprozessors sein, welche(r) ausgelegt ist, auf den Datensatz 16 einen Verschränkungsalgorithmus anzuwenden. Die Übersetzungseinrichtung 18 kann auch eine andere, zu diesem Zweck ausgelegte, vorzugsweise elektronische Einrichtung sein.
Die Datenbearbeitungseinrichtung 20 kann beispielsweise ein Computer bzw. ein Bestandteil eines Computers oder eine andere elektronische Einrichtung unter Verwendung eines Mikroprozessors sein, welche(r) ausgelegt ist, den von der Übersetzungseinrichtung 18 übersetzten Datensatz 16, welcher beispielsweise als Zwischendatensatz 24 bezeichnet sein kann, zu enkodieren. Der aus dem Zwischendatensatz 24 enkodierte Datensatz wird als Ausgabedatensatz 26 bezeichnet. Die Datenbearbeitungseinrichtung 20 kann hierbei einen herkömmlichen Kode, beispielsweise einen Faltungskode, insbesondere einen Turbo-Kode zum Kodieren verwenden. Der Ausgabedatensatz 26 wird von der Datensendeeinrichtung 22 gesendet, welche eine herkömmliche Datensendeeinrichtung sein kann, wie sie beispielsweise zum digitalen Senden von Rundfunk- und/oder Fernsehdaten verwendet wird. Die Daten werden mittels einer ersten Antenne 28 und einer zweiten Antenne 30 abgestrahlt. Die erste Antenne 28 ist hierbei dem ersten Kanal 12 zugeordnet. Die zweite Antenne 30 ist dem zweiten Kanal 14 zugeordnet. Folglich wird über den ersten Kanal und über den zweiten Kanal ein identischer Ausgabedatensatz 26 ausgestrahlt, wobei der Ausgabedatensatz 26 mittels des ersten Kanals 12 auf einer anderen Frequenz ausgestrahlt werden kann, als der Ausgabedatensatz 26 des zweiten Kanals 14.
Ferner ist in 1 ein Empfänger 32 dargestellt. Der Empfänger 32 umfaßt eine erste Datenempfangseinrichtung 34 sowie eine zweite Datenempfangseinrichtung 36. Die erste Datenempfangseinrichtung 34 ist ausgelegt, um den Ausgabedatensatz 26 des ersten Kanals zu empfangen. Die zweite Datenempfangseinrichtung 36 ist ausgelegt, um den Ausgabedatensatz 26 des zweiten Kanals 14 zu empfangen. Ferner umfaßt der Empfänger 32 eine Kombiniereinrichtung 38. Die Kombiniereinrichtung 38 ist ausgelegt, um den vom ersten Empfänger 34 empfangenen ersten Empfangsdatensatz 40, welcher dem Ausgabedatensatz 26 des ersten Kanals 12 entspricht, mit einem zweiten Empfangsdatensatz 40 der zweiten Datenempfangseinrichtung 36, welcher dem Ausgabedatensatz 26 des zweiten Kanals 14 entspricht, zu kombinieren. In anderen Worten wird anhand der ersten Datenempfangseinrichtung 34 ein Empfangsdatensatz 40 empfangen und mittels der zweiten Datenempfangseinrichtung 36 ein Empfangsdatensatz 40 empfangen, wobei die beiden Empfangsdatensätze identisch sind.
Die beiden Empfangsdatensätze werden anschließend anhand der Kombiniereinrichtung 38 kombiniert, wobei üblicherweise das Kombinieren dadurch erfolgt, daß die einzelnen Signale, d. h. die einzelnen Empfangsdatensätze 40 nach jeder Demodulation und gegebenenfalls Entzerrung sowie Zeitverzögerung geeignet gewichtet aufaddiert werden, was nach dem herkömmlichen "equal gain-Verfahren" oder dem herkömmlichen "maximum ratio combining-Verfahren", usw. erfolgen kann. Im einfachsten Fall ist die Gewichtung binär und es wird nur der "beste" Empfangspfad selektiert (herkömmlicherweise als "selection combining" bezeichnet).
Da üblicherweise Kanalkodierung zur Fehlerkorrektur verwendet wird, gelangt das selektierte Signal, d. h. der selektierte Empfangsdatensatz 40 zu einem Kanaldekodierer 42. An dem Kanaldekodierer 42 angekoppelt, bzw. damit in einer Einheit verbunden ist üblicherweise eine Übersetzungseinrichtung 44, welche den dekodierten Empfangsdatensatz 40 in einen Ausgabedatensatz 46 übersetzt. Die Übersetzungseinrichtung 44 kann insbesondere eine Verschränkungseinrichtung sein bzw. ein Verschränkungsverfahren anwenden, welches invers zu dem Verschränkungsverfahren der Übersetzungseinrichtung 18 des Diversitätssenders 10 ist.
Zusammengefaßt wird herkömmlicherweise das gleiche Signal, d. h. ein Eingangsdatensatz 16 für mehrere Kanäle anhand gleicher Bearbeitungs einrichtungen 18, 20 bearbeitet und als Ausgabedatensatz 26 über verschiedene Antennen 28, 30 gesendet und von verschiedenen Datenempfangseinrichtungen 34, 36 empfangen, wobei jener Empfangsdatensatz 40 zur weiteren Bearbeitung ausgewählt wird, welcher das beste Signal liefert. Dieser Empfangsdatensatz 40 wird anschließend dekodiert, rückübersetzt und als Ausgabedatensatz 46 ausgegeben.
Als Kode kann beispielsweise auch ein sogenannter Turbo-Kode verwendet werden, wie dies beispielhaft schematisch in 2 dargestellt ist. Der Aufbau des Systems gemäß 2 entspricht im wesentlichen dem Aufbau gemäß 1, wobei lediglich ein Kanal dargestellt wird und der Eingangsdatensatz 16 in diesem einen Kanal anhand eines Turbo-Verfahrens enkodiert und als Ausgabedatensatz 26 gesendet wird. Der Empfänger 32 kann den Ausgabedatensatz 26 als Empfangsdatensatz 40 empfangen, in üblicher Weise entzerren und demodulieren. Der Empfangsdatensatz 40 wird anschließend durch ein herkömmliches Turbo-Dekodierverfahren dekodiert, rückübersetzt und als Ausgabedatensatz 46 ausgegeben. Zum Dekodierung und Rückübersetzen werden ein erster Kanaldekodierer 48 und ein zweiter Kanaldekodierer 50 verwendet.
Dem ersten Kanaldekodierer 48 wird als Eingabe der Empfangsdatensatz 40 eingegeben sowie eine Authentizitätswahrscheinlichkeit bzw. Zuverlässigkeitsmaß bzw. "reliability" des Empfangsdatensatzes 40. In dem ersten, initialen Schritt wird die Authentizitätswahrscheinlichkeit im wesentlichen willkürlich vorgegeben, beispielsweise kann die Authentizitätswahrscheinlichkeit gleich 0 sein. Anschließend wird der Empfangsdatensatz 40 durch den Kanaldekodierer 48 dekodiert und mittels einer ersten Übersetzungseinrichtung 52 vorzugsweise anhand eines Verschränkungsverfahrens übersetzt und als Ausgabedatensatz 54 ausgegeben. Der Ausgabedatensatz 54 wird als Eingabedatensatz 56 des zweiten Kanaldekodierers 50 verwendet. Ferner wird auch hier eine Vermutung der Echtheit des Eingabedatensatzes 56 angegeben.
In dem Kanaldekodierer 50 wird der Eingabedatensatz 56 dekodiert und als Ausgabedatensatz 58 ausgegeben. Der Ausgabedatensatz Datensatz 58 kann gleich dem Ausgabedatensatz 46 des Empfängers 32 gesetzt werden. Alternativ kann der Ausgabedatensatz 58 noch mittels einer Übersetzungseinrichtung 60 übersetzt und als Eingabedatensatz dem ersten Kanaldekodierer 48 zugeführt werden. Diese Schritte können beliebig oft wiederholt werden und entweder der Ausgabedatensatz 54 des ersten Kanaldekodierers 48 oder der Ausgabedatensatz 58 des zweiten Kanaldekodierers 50 als Ausgabedatensatz 46 des Empfängers 32 ausgegeben werden.
Sollten die Daten, wie in 1 gezeigt, über mehrere Kanäle gesendet werden, wird ebenso, wie in 1 gezeigt, zuerst ein Kanal bzw. ein Empfangsdatensatz 40 bzw. ein durch ein Kombinierverfahren erzeugter Empfangsdatensatz 40 ausgewählt bzw. bestimmt und auf diesen das "Turbo-Dekodierverfahren" wie oben beschrieben angewandt.
Dokument US 5 907 582 offenbart ein System zum Übermitteln eines Audiosignals in einem digitalen Satelliten Übertragungssystem, wobei das Signal mit einem Turbokode enkodiert ist. Durch eine Kombinierung von Kode ist es möglich, die notwendige Leistung zur Übermittlung der Daten zu reduzieren.
Dokument US 2003/0012315 A1 offenbart eine Vorrichtung zum Fehlerberichtigung von drahtlos übermittelten Daten, wobei eine Vielzahl von „Datenstreams" über mehrere Antennen übertragen werden und anhand der verschiedenen „Datenstreams" eine Fehlerkorrektur durchgeführt wird.
Dokument GB 2 418 802 A offenbart ein Verfahren zum Empfangen von Daten über einen Übertragungskanal, wobei anhand eines Diversitäts-Kombinationsverfahrens, welches lediglich auf Phasenverschiebungen von Zwischenträgern reagiert und eine Modulation auf eine Vielzahl der Zwischenträger durchgeführt wird.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine zuverlässige Datenübertragung, auch bei möglichen Störungen im Datenfluß bereitzustellen, insbesondere eine möglichst verlustfreie Datenübertragung bereit zu stellen. Diese Aufgabe wird gelöst durch den Empfänger gemäß Anspruch 1, den Sender gemäß Anspruch 11, das Datenübertragungssystem gemäß Anspruch 15, das Verfahren gemäß Anspruch 16 und das Computerprogrammprodukt gemäß Anspruch 19. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft einen Empfänger zum Empfangen bzw. Erhalten und fehler- bzw. störungsreduzierten Ausgeben von Daten bzw. zum Reduzieren von Störungen bzw. Fehlern bei der empfangenen Daten mit
zumindest einer ersten Datenempfangseinrichtung und
zumindest einer zweiten Datenempfangseinrichtung, wobei

– die erste Datenempfangseinrichtung ausgelegt ist, einen ersten Empfangsdatensatz zu empfangen und
– die zweite Datenempfangseinrichtung ausgelegt ist, einen zweiten Empfangsdatensatz zu empfangen;

In anderen Worten wird erfindungsgemäß von dem Empfänger, d. h. von der ersten Datenempfangseinrichtung und von der zweiten Datenempfangseinrichtung der erste Empfangsdatensatz empfangen und der zweite Empfangsdatensatz empfangen. Die erste Datenempfangseinrichtung und die zweite Datenempfangseinrichtung können hierbei eine physikalische Einheit bilden, beispielsweise Bestandteile eines gleichen Computers sein, oder physikalisch voneinander getrennt verkörpert sein.
Vorteilhafterweise kann erfindungsgemäß ein unbefriedigendes Ergebnis anhand herkömmlicher Combining-Lösungen vermieden werden, wenn einzelne der Diversitäts-Kanäle gestört sind. Weiterhin vorteilhafterweise wird berücksichtigt, daß das System ein "single-input/multiple-output Kanal" (im folgenden SIMO-Kanal benannt) ist, was in der erforderlichen Signalverarbeitung berücksichtigt werden muß. Besonders vorteilhaft werden Störungseinflüsse beim Empfang berücksichtigt (siehe insbesondere 3a).
In diesem Zusammenhang werden die Begriffe "Empfangsdatensatz" und "Eingabedatensatz" in gleichbedeutender Weise verwendet.
Hierbei umfaßt der Empfänger
zumindest eine erste Datenbearbeitungseinrichtung und
zumindest eine zweite Datenbearbeitungseinrichtung, wobei

– die erste Datenbearbeitungseinrichtung ausgelegt ist, sowohl den ersten Empfangsdatensatz als auch eine Eingabeauthentizitätswahrscheinlichkeit als Eingabeauthentizitätsmaß des ersten Empfangsdatensatzes als Eingabe zu bearbeiten und daraus einen ersten Ausgabedatensatz und eine Ausgabeauthentizitätswahrscheinlichkeit als Ausgabeauthentizitätsmaß des ersten Ausgabedatensatzes zu bestimmen, wobei
– die zweite Datenbearbeitungseinrichtung ausgelegt ist, sowohl den zweiten Empfangsdatensatz als auch eine Eingabeauthentizitätswahrscheinlichkeit als Eingabeauthentizitätsmaß des zweiten Empfangsdatensatzes als Eingabe zu bearbeiten und daraus einen zweiten Ausgabedatensatz und eine Ausgabeauthentizitätswahrscheinlichkeit als Ausgabeauthentizitätsmaß des zweiten Ausgabedatensatzes zu bestimmen und wobei
– die Ausgabeeinrichtung ausgelegt ist, zumindest Teile des ersten Ausgabedatensatzes und/oder des zweiten Ausgabedatensatzes oder eine Kombination hiervon auszugeben.

In anderen Worten kann die erste Datenbearbeitungseinrichtung den von der ersten Datenempfangseinrichtung empfangenen ersten Empfangsdatensatz ver- bzw. bearbeiten, und die zweite Datenbearbeitungseinrichtung kann den von der zweiten Datenempfangseinrichtung empfangenen zweiten Empfangsdatensatz ver- bzw. bearbeiten. Der erste Empfangsdatensatz kann hierbei von dem zweiten Empfangsdatensatz verschieden sein. Beispielsweise können der erste und der zweite Empfangsdatensatz mittels verschiedener Kodierungsverfahren enkodiert sein, jedoch im wesentlichen die gleiche Information bzw. Daten beinhalten oder entsprechen. Der erste und der zweite Empfangsdatensatz können aber auch identisch sein, beispielsweise anhand eines identischen bzw. gleichen Enkodierungs- bzw. Kodierungsverfahrens enkodiert bzw. kodiert sein.
Der Empfänger ist nicht auf eine erste und eine zweite Datenempfangseinrichtung beschränkt. Vielmehr kann der Empfänger eine Vielzahl von Datenempfangseinrichtung aufweisen und somit eine Vielzahl von Empfangsdatensätzen empfangen, welche alle voneinander verschieden sein können bzw. nur teilweise voneinander verschieden sein können.
Ferner können beispielsweise die Datenempfangseinrichtungen in einer Einheit integriert sein. Ein oder mehrere Datenempfangseinrichtungen können als eine einzige Datenempfangseinrichtung ausgebildet sein, die zeitlich versetzt Daten empfangen kann. Ferner können mehrere Datenbearbeitungseinrichtungen als eine Datenbearbeitungseinrichtung ausgebildet sein. Beispielsweise kann eine Datenbearbeitungseinrichtung ausgelegt sein, einen Datensatz zu bearbeiten, eine weitere Datenbearbeitungseinrichtung kann ausgelegt sein, einen weiteren Datensatz zu bearbeiten, usw.. Die Vielzahl der Datenbearbeitungseinrichtungen können als eine Datenbearbeitungseinrichtung ausgebildet sein, welcher es möglich ist mehrere Datensätze parallel und/oder sequentiell zu bearbeiten. Dies gilt in analoger Weise sowohl für den Sender (siehe unten) als auch den Empfänger. Beispielsweise kann ein Computer bzw. ein elektronisches Bauteil alle Datenbearbeitungseinrichtungen in sich vereinen.
Die erste Datenbearbeitungseinrichtung kann ferner ausgelegt sein, den ersten Empfangsdatensatz als auch eine Eingabeauthentizitätswahrscheinlichkeit des ersten Empfangsdatensatzes als Eingabe zu bearbeiten bzw. zu erhalten. Die Eingabeauthentizitätswahrscheinlichkeit des ersten Empfangsdatensatzes stellt hierbei beispielsweise eine Vermutung dar, daß der empfangene erste Empfangsdatensatz tatsächlich richtig ist, d. h. störungsfrei übertragen wurde bzw. zu welchem Grad der empfangene, erste Empfangsdatensatz richtig ist.
Die Ausgabeauthentizitätswahrscheinlichkeit kann beispielsweise die Wahrscheinlichkeit eines "overall-maximum-likelihood"-Verfahrens sein. Die Ausgabeauthentizitätswahrscheinlichkeit kann aber auch aus einer Tabelle abgelesen werden bzw. in Form einer Tabelle vorliegen, wobei die Anordnung der Elemente der Tabelle die Ausgabeauthentizitätswahrscheinlichkeit widerspiegelt. Insbesondere muß die Ausgabeauthentizitätswahrscheinlichkeit keine Werte zwischen 0 und 1 aufweisen. Vielmehr kann sie eine anderweitig gestaltete mathematische Funktion bzw. -abbildung sein, insbesondere logarithmische Werte aufweisen. Somit kann der Begriff "Ausgabeauthentizitätswahrscheinlichkeit" gegebenenfalls auch gleichbedeutend mit dem Begriff "Ausgabeauthentizitätsmaß" verwendet werden, und zwar insbesondere dann, wenn kein Wahrscheinlichkeit im herkömmlichen Sinn, d. h. Werte zwischen 0 und 1, sondern beispielsweise eine logarithmische Funktion angewandt werden. Gleiches gilt in analoger Weise für die Eingabeauthentizitätswahrscheinlichkeit, wo anwendbar.
Beispielsweise kann der erste Empfangsdatensatz eine Bitfolge einer beliebigen Anzahl von Bits enthalten, beispielsweise kann der erste Empfangsdatensatz die Bitfolge "111" enthalten. Die Eingabeauthentizitätswahrscheinlichkeit gibt hierbei an, ob diese Bitfolge richtig ist. Beispielsweise kann die Eingabeauthentizitätswahrscheinlichkeit in dem vorangegangenen Beispiel ein Drei-Tupel sein, welches beispielsweise den Wert "(0,9; 0,2; 0,8)" aufweist. In diesem Beispiel bedeutet dies, daß der Wert "1" für den ersten Bit des Empfangsdatensatzes mit 90% Wahrscheinlichkeit stimmt. Der Wert "1" für den zweiten Bit stimmt mit einer 20%igen Wahrscheinlichkeit. Der Wert "1" für den dritten Bit stimmt mit einer 80%igen Wahrscheinlichkeit. Alternativ kann die Eingabeauthentizitätswahrscheinlichkeit beliebig anders gestaltet sein. Insbesondere kann die Eingabeauthentizitätswahrscheinlichkeit eine Trefferwahrscheinlichkeit für ein bestimmtes Tupel, d. h. eine bestimmte Bitfolge des Empfangsdatensatzes sein. Beispielsweise kann der Empfangsdatensatz die Bitfolge "11101010" umfassen und die Authentizitätswahrscheinlichkeit das Zwei-Tupel "(0,7; 0,9)" sein, wobei vorgegeben ist, daß die Authentizitätswahrscheinlichkeit jeweils für Vier-Tupel des Empfangsdatensatzes gilt. In anderen Worten ist die Wahrscheinlichkeit, daß das Vier-Tupel "1110" richtig übertragen wurde 70%, und daß das Vier-Tupel "1010" richtig übertragen wurde 90%.
Der Begriff "bestimmen" wird im Sinne der Erfindung gleichbedeutend mit "berechnen" bzw. "einer Datenbank entnehmen" und/oder einer "Tabelle entnehmen" verwendet.
Ferner kann der erste Ausgabedatensatz und/oder der zweite Ausgabedatensatz bevorzugt ausgegeben werden. Es ist auch möglich, daß lediglich ein Teil des ersten Ausgabedatensatzes ausgegeben wird. Zusätzlich kann in diesem Fall beispielsweise auch ein Teil des zweiten Ausgabedatensatzes ausgegeben werden, wobei der Teil des zweiten Ausgabedatensatzes jenen Teil des ersten Ausgabedatensatzes ersetzt, welcher dem ersten Ausgabedatensatz fehlt. In anderen Worten ist es möglich, daß eine Information vom Empfänger empfangen wird, wobei nicht die ganze Information mit dem ersten Empfangsdatensatz empfangen wird und nicht die ganze Information mit dem zweiten Empfangsdatensatz empfangen wird. Die ganze Information kann jedoch als Kombination von Teilen des ersten Ausgabedatensatzes und Teilen des zweiten Ausgabedatensatzes erstellt werden. Beispielsweise kann ein Teil der Information in dem ersten Empfangsdatensatz durch Störung verloren gegangen sein, wodurch auch dem ersten Ausgabedatensatz ein Teil der Information fehlen kann. Dieser fehlende Teil der Information des ersten Ausgabedatensatzes kann durch Teile des zweiten Ausgabedatensatzes ergänzt bzw. ersetzt werden.
Vorzugsweise ist die erste Datenbearbeitungseinrichtung ausgelegt, wiederholt bzw. iterativ den ersten Ausgabedatensatz und die Ausgabeauthentizitätswahrscheinlichkeit des ersten Ausgabedatensatzes zu bestimmen und auszugeben und ist die zweite Datenbearbeitungseinrichtung ausgelegt, wiederholt den zweiten Ausgabedatensatz und eine Ausgabeauthentizitätswahrscheinlichkeit des zweiten Ausgabedatensatzes zu bestimmen und auszugeben, wobei

– in einem ersten Schritt die Eingabeauthentizitätswahrscheinlichkeit des ersten Empfangs- bzw. Eingabedatensatzes gleich einem vorbestimmten Wert ist,
– in einem zweiten, nachfolgenden Schritt die mit der ersten Datenbearbeitungseinrichtung bestimmte Ausgabeauthentizitätswahrscheinlichkeit des ersten Ausgabedatensatzes gleich der Eingabeauthentizitätswahrscheinlichkeit des zweiten Empfangs- bzw. Eingabedatensatzes ist und
– in dem dritten, nachfolgenden Schritt die mit der zweiten Datenbearbeitungseinrichtung bestimmte Ausgabeauthentizitätswahrscheinlichkeit des zweiten Ausgabedatensatzes gleich der Eingabeauthentizitätswahrscheinlichkeit des ersten Empfangs- bzw. Eingabedatensatzes ist.

Zwischen den Schritten werden die Ausgabedatensätze sowie die entsprechenden Ausgabeauthentizitätswahrscheinlichkeiten bestimmt. In anderen Worten wird zwischen dem ersten und dem zweiten Schritt der erste Ausgabedatensatz sowie die entsprechende Ausgabeauthentizitätswahrscheinlichkeit bestimmt und zwischen dem zweiten und dem dritten Schritt der zweite Ausgabedatensatz sowie die entsprechende Ausgabeauthentizitätswahrscheinlichkeit bestimmt.
Besonders bevorzugt sind die erste Datenbearbeitungseinrichtung und die zweite Datenbearbeitungseinrichtung derart ausgelegt, daß der zweite und der dritte Schritt konsekutiv wiederholt durchführbar sind.
Entsprechend kann die Bestimmung der oben beschriebenen Ausgabedatensätze und Ausgabeauthentizitätswahrscheinlichkeiten zwischen den Schritten konsekutiv wiederholt durchführbar sein.
In anderen Worten wird in einem Initialschritt die Eingabeauthentizitätswahrscheinlichkeit des ersten Eingabedatensatzes bestimmt, beispielsweise kann in einem initialen Schritt die Eingabeauthentizitätswahrscheinlichkeit gleich dem Wert 0,5 oder einem anderen Wert gesetzt werden bzw. eine entsprechendes Tupel vorgegeben werden und der zweite und der dritte Schritt iterativ wiederholt werden.
Der Begriff Authentizitätswahrscheinlichkeit wird gleichbedeutend mit "Vermutung einer Echtheit" verwendet. In anderen Worten bedeutet Authentizitätswahrscheinlichkeit, die Wahrscheinlichkeit, daß ein gewisser Datensatz tatsächlich der Datensatz ist, als der er übertragen wurde. Der Begriff "Authentizitätswahrscheinlichkeit" wird insbesondere gleichbedeutend mit "Zuverlässigkeitsmaß" bzw. "reliability" verwendet.
Anschließend wird der Ausgabedatensatz bestimmt sowie die Ausgabeauthentizitätswahrscheinlichkeit des Ausgabedatensatzes bestimmt. Die Eingabeauthentizitätswahrscheinlichkeit des zweiten Eingabedatensatzes wird der Ausgabeauthentizitäts wahrscheinlichkeit des ersten Datensatzes gleichgesetzt und mit dieser Eingabeauthentizitätswahrscheinlichkeit und dem zweiten Empfangsdatensatz der zweite Ausgabedatensatz bestimmt. Ebenso wird eine Ausgabeauthentizitätswahrscheinlichkeit des zweiten Ausgabedatensatzes bestimmt. Gegebenenfalls ist es notwendig, eine Ausgabeauthentizitätswahrscheinlichkeit zu übersetzen.
Darauffolgend wird die mit der zweiten Datenbearbeitungseinrichtung bestimmte Ausgabeauthentizitätswahrscheinlichkeit des zweiten Ausgabedatensatzes gleich der Eingabeauthentizitätswahrscheinlichkeit des ersten Empfangsdatensatzes gesetzt. Somit wird die in dem initialen Schritt bestimmte Eingabeauthentizitätswahrscheinlichkeit durch die Ausgabeauthentizitätswahrscheinlichkeit des zweiten Ausgabedatensatzes ersetzt. Anhand des ersten Empfangsdatensatzes und der neuen Eingabeauthentizitätswahrscheinlichkeit des ersten Empfangsdatensatzes wird ein (neuer) erster Ausgabedatensatz erstellt und ebenso eine (neue) Ausgabeauthentizitätswahrscheinlichkeit des ersten Ausgabedatensatzes erstellt.
Anstelle des ersten Empfangsdatensatzes kann auch der erste Ausgabedatensatz, wie in dem vorhergehenden Schritt erstellt, verwendet werden und der erste Ausgabedatensatz als Eingabedatensatz anstelle des ursprünglichen Empfangsdatensatzes sowie die neue Eingabeauthentizitätswahrscheinlichkeit, welche gleich der Ausgabeauthentizitätswahrscheinlichkeit des zweiten Ausgabedatensatzes des vorhergehenden Schrittes ist, zum Erstellen des ersten Ausgabedatensatzes verwendet werden.
Der Begriff "bestimmt" kann im Sinne dieser Erfindung verwendet werden für "berechnet" oder "einer Datenbank entnommen" oder "einer Tabelle entnommen" oder "abgeschätzt" usw.
Vorzugsweise weist der Empfänger zumindest eine erste Übersetzungseinrichtung und zumindest eine zweite Übersetzungseinrichtung auf, wobei die erste Übersetzungseinrichtung ausgelegt ist, die Ausgabeauthentizitätswahrscheinlichkeit des ersten Ausgabedatensatzes in die Eingabeauthentizitätswahrscheinlichkeit des zweiten Eingabedatensatzes zu übersetzen und wobei die zweite Übersetzungseinrichtung ausgelegt ist, die Ausgabeauthentizitätswahrscheinlichkeit des zweiten Ausgabedatensatzes in die Eingabeauthentizitätswahrscheinlichkeit des ersten Eingabedatensatzes zu übersetzen.
Weiterhin gemäß der Erfindung

– ist die erste Übersetzungseinrichtung ausgelegt, zum Übersetzen der Ausgabeauthentizitätswahrscheinlichkeit des ersten Ausgabedatensatzes in die Eingabeauthentizitätswahrscheinlichkeit des zweiten Eingabedatensatzes einen herkömmlichen, inversen ersten Verschränkungsalgorithmus auf die Ausgabeauthentizitätswahrscheinlichkeit des ersten Ausgabedatensatzes anzuwenden und darauf einen herkömmlichen, zweiten Verschränkungsalgorithmus anzuwenden, um die Eingabeauthentizitätswahrscheinlichkeit des zweiten Eingabedatensatzes zu erzeugen und
– ist die zweite Übersetzungseinrichtung ausgelegt, zum Übersetzen der Ausgabeauthentizitätswahrscheinlichkeit des zweiten Ausgabedatensatzes in die Eingabeauthentizitätswahrscheinlichkeit des ersten Eingabedatensatzes einen herkömmlichen, inversen zweiten Verschränkungsalgorithmus auf die Ausgabeauthentizitätswahrscheinlichkeit des zweiten Ausgabedatensatzes anzuwenden und darauf den herkömmlichen, ersten Verschränkungsalgorithmus anzuwenden, um die Eingabeauthentizitätswahrscheinlichkeit des ersten Eingabedatensatzes zu erzeugen.

In anderen Worten kann die erste Datenbearbeitungseinrichtung ausgelegt sein, nicht den ersten Empfangsdatensatz als solchen zu bearbeiten. Vielmehr kann es notwendig sein, den ersten Empfangsdatensatz anhand eines bzw. gemäß einem Verschränkungsalgorithmus zu bearbeiten. Dies wird im Sinne der Erfindung als "Übersetzen" bezeichnet. Als anderer Begriff für "Verschränkung" wird auch der Begriff "Interleaving" verwendet. Verschränkung bzw. Interleaving in seiner allgemeinsten Bedeutung bezeichnet ein Verfahren, gemäß welchem die Anordnung einer Vielzahl durchzählbarer Objekte in ihrer Reihenfolge geändert wird. In anderen Worten kann eine Menge beispielsweise drei Objekte a, b und c in dieser Reihenfolge "a, b, c" aufweisen. Wird ein Verschränkungsverfahren auf die Menge angewandt, kann die Anordnung der Objekte der Menge nach der Verschränkung beispielsweise "a, c, b" sein.
Die selbe oder eine zusätzliche Übersetzungseinrichtung kann auch vorgesehen sein, den ersten Ausgabedatensatz zu übersetzen, wobei eine Verschränkung des ersten Empfangsdatensatzes, welche beim Sender durchgeführt wurde, rückgängig gemacht wird. Gleiches gilt analog für den zweiten Ausgabedatensatz.
Herkömmlicherweise wird Verschränkung vielfach in der digitalen Datenübertragung verwendet um sogenannte "Burst-Fehler" zu vermeiden. Hierzu wird angenommen, daß beim Auftritt von Fehlern bzw. Störungen Daten blockweise (nämlich als "burst") zerstört werden und insbesondere gerade nicht-willkürliche Datenteile oder Daten zerstört werden. Daher wird folglich so vorgegangen, daß anstelle eines einzelnen sogenannten Burst-Fehlers eine Vielzahl von im wesentlichen unabhängigen Einzelfehler auftreten, wobei dies durch Veränderung der Reihenfolge der einzelnen Objekte einer Datenstruktur geschieht. Wird beispielsweise eine Datenstruktur der Art "111222333444" übertragen, könnten durch einen Burst-Fehler beispielsweise alle Objekte mit dem Wert "3" verloren gehen und lediglich die Datenstruktur "111222_ _ _444" übertragen werden, wodurch eine irreparable Störung in der Datenübertragung vorliegen könnte. Durch ein Verschränkungsverfahren wird beispielsweise die Reihenfolge der Objekte der Datenstruktur verändert, so daß beispielsweise ein Datenstrom der Folge "123412341234" übertragen wird. Tritt nun der gleiche Fehler wie oben beschrieben auf, wird beispielsweise lediglich folgende Datenfolge übertragen: "123412_ _ _ 234". Durch die Störung geht die Datenfolge "341" verloren. Wird nun das Verschränkungsverfahren invers angewandt bzw. rückgängig gemacht, d. h. die übertragenen Daten wieder in ihre ursprüngliche Reihenfolge zurückgeführt, kann der Empfänger folglich einen Datenstrom folgender Art empfangen: "11_2223_34_4" folglich geht nicht ein ganzer Datenblock "333" verloren, sondern lediglich Teile verschiedener Datenblocks, welche gegebenenfalls reparierbar sind.
Somit wird durch einen Verschränkungsalgorithmus bzw. ein Verschränkungsverfahren die Reihenfolge der einzelnen Bits einer Datenstruktur verändert. Durch den dazu inversen Verschränkungsalgorithmus bzw. das dazu inverse Verschränkungsverfahren wird der Datenstrom wieder in seiner ursprünglichen Reihenfolge abgebildet.
Vorzugsweise sind der erste Verschränkungsalgorithmus und der zweite Verschränkungsalgorithmus identische Verschränkungsalgorithmen.
Besonders bevorzugt sind der erste Verschränkungsalgorithmus und der zweite Verschränkungsalgorithmus verschiedene Verschränkungsalgorithmen.
Weiterhin vorzugsweise sind die erste Datenbearbeitungseinrichtung und die zweite Datenbearbeitungseinrichtung jeweils herkömmliche Dekodiereinrichtungen, die ausgelegt sind, anhand von herkömmlichen Faltungskodes kodierte Eingabedatensätze zu dekodieren.
Faltungskodes im Sinne der Erfindung sind herkömmliche Kodes zur Kanalkodierung, wobei durch die Faltung die Bitrate vergrößert wird. Herkömmlicherweise werden aus einer Vielzahl b von Datenobjekten der Datenstruktur eine Vielzahl c von Datenobjekten der kodierten Datenstruktur erzeugt, wobei das Verhältnis b/c als Koderate R bezeichnet wird. Insbesondere gilt R = b/c. Ferner notwendig zur Beschreibung eines Faltungskodes ist die sogenannte Gedächtnisordnung k, wobei k der Menge der Speicherzellen entspricht und der Wert "k + 1" als Einflußlänge bezeichnet wird.
Kanalkodierung ist insbesondere ein Verfahren zum Kodieren einer Datenstruktur, wobei der Datenstruktur Redundanz gezielt hinzugefügt wird. Die Redundanz enthält insbesondere Datenstrukturen, anhand welcher es möglich ist, vorbestimmte Fehler zu erkennen. Gegebenenfalls können Fehler auch korrigiert werden. Dies ist abhängig von der hinzugefügten Datenstruktur. Beispielsweise kann eine Fehlererkennung durch Paritätskontrolle, ISBN-Kode, usw. durchgeführt werden.
Besonders bevorzugt sind die erste Datenbearbeitungseinrichtung und die zweite Datenbearbeitungseinrichtung jeweils herkömmliche Dekodiereinrichtungen, welche ausgelegt sind, anhand von herkömmlichen Turbo-Kodes kodierte Eingabedatensätze zu dekodieren.
Turbo-Kodes, im Sinne dieser Erfindung sind insbesondere Kodes zur Kanalkodierung, wobei jeder Turbo-Kode mindestens zwei parallel miteinander verbundene Faltungskodes aufweist. Hierbei besteht der erste Faltungskode im wesentlichen aus einem herkömmlichen Faltungskode, wobei der zweite Faltungskode die zu enkodierenden Daten nicht in ihrer ursprünglichen Form kodiert, sondern vorab die Daten verschränkt werden und anschließend faltungsenkodiert werden. In anderen Worten kann ein Turbo-Kode eine Vielzahl von Datenstrukturen umfassen, wobei zumindest zwei Datenstrukturen enthalten sind. Eine Datenstruktur enthält die ursprüngliche Datenstruktur, welche anhand eines Faltungskodes enkodiert wurde. Die zweite Datenstruktur enthält die ursprüngliche Datenstruktur, welche zuerst verschränkt wurde und anschließend anhand eines Faltungskodes kodiert wurde. Weitere Datenstrukturen können ebenfalls enthalten sein, wobei verschiedene Verschränkungen auf die ursprünglichen Datenstrukturen angewandt werden, bevor sie mit herkömmlichen Faltungskodes kodiert werden.
Vorzugsweise sind die erste Datenbearbeitungseinrichtung und die zweite Datenbearbeitungseinrichtung ausgelegt, gleiche Dekodieralgorithmen zu verwenden.
In anderen Worten können die zu dekodierenden Datensätze, d. h. zumindest der erste Empfangsdatensatz und zumindest der zweite Empfangsdatensatz anhand eines identischen Faltungskodes, insbesondere anhand eines identischen Turbo-Kodes kodiert bzw. enkodiert worden sein. Die Begriffe "enkodiert" und "kodiert" werden im Sinne der Erfindung gleichbedeutend verwendet.
Besonders bevorzugt sind die erste Datenbearbeitungseinrichtung und die zweite Datenbearbeitungseinrichtung ausgelegt, verschiedene Dekodieralgorithmen zu verwenden.
Sollten weitere Datenbearbeitungseinrichtungen vorgesehen sein, können diese ebenfalls verschiedene oder auch zumindest teilweise gleiche Dekodieralgorithmen verwenden. Beispielsweise können drei oder mehr Datenbearbeitungseinrichtungen vorhanden sein, wobei beispielsweise alle Datenbearbeitungseinrichtungen ausgelegt sind, verschiedene Dekodieralgorithmen zu verwenden. Es ist auch möglich, daß zwei Datenbearbeitungseinrichtungen verschiedene Dekodieralgorithmen verwenden und die erste und die dritte Datenbearbeitungseinrichtung gleiche Dekodieralgorithmen verwenden usw.. Insbesondere können eine Vielzahl von Datenbearbeitungseinrichtungen vorgesehen sein.
Weiterhin vorzugsweise kann der Dekodieralgorithmus beispielsweise eine Kombination aus einem Faltungsalgorithmus und einem Verschränkungsalgorithmus sein. Die Datenbearbeitungseinrichtung kann daher sowohl übersetzen als auch kodieren bzw. enkodieren. Insbesondere kann das Übersetzen, wie oben ausgeführt, ein Enkodieren darstellen.
Vorzugsweise ist die zumindest eine Datenbearbeitungseinrichtung ausgelegt, Zusatzdaten an zumindest die erste Datenempfangseinrichtung und/oder zumindest die zweite Datenempfangseinrichtung bzw. an Bestandteile davon zu übergeben.
Insbesondere können die Daten zumindest an einen ersten Entzerrer/Demodulator und/oder an einen zweiten Entzerrer/Demodulator übergeben werden. Der erste Entzerrer/Demodulator kann Bestandteil der ersten Datenempfangseinrichtung sein und der zweite Entzerrer/Demodulator kann Bestandteil der zweiten Datenempfangseinrichtung sein oder ein davon unabhängiges Bauteil sein.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft einen Sender zum fehler- bzw. störungsreduzierten Übermitteln von Daten bzw. zum Reduzieren von Störungen bzw. Fehlern bei der Übertragung mit
zumindest einer Datenbearbeitungseinrichtungen, die ausgelegt ist,

– aus einem Ursprungsdatensatz einen ersten Sendedatensatz zu generieren und
– aus dem Ursprungsdatensatz einen zweiten Sendedatensatz zu generieren, wobei

Ferner gelten sinngemäß die Ausführungen zu dem erfindungsgemäßen Empfänger bzw. dessen bevorzugter Ausführungsformen in entsprechender Weise, wo anwendbar.
Hierbei umfaßt der Sender zumindest zwei Datenbearbeitungseinrichtungen, wobei

– eine erste Datenbearbeitungseinrichtung (derart ausgelegt ist, aus einem Ursprungsdatensatz einen ersten Sendedatensatz zu generieren, wobei
– eine zweite Datenbearbeitungseinrichtung ausgelegt ist, aus dem Ursprungsdatensatz einen zweiten Sendedatensatz zu generieren, und wobei die erste Datenbearbeitungseinrichtung und die zweite Datenbearbeitungseinrichtung derart ausgelegt sind, daß der erste Sendedatensatz und der zweite Sendedatensatz voneinander verschieden sind.

Hierbei umfaßt die erste Datenbearbeitungseinrichtung eine erste herkömmliche Enkodiereinrichtung, welche ausgelegt ist, den Ursprungsdatensatz anhand eines herkömmlichen Enkodieralgorithmusses in den ersten Sendedatensatz umzuwandeln und die zweite Datenbearbeitungseinrichtung umfaßt eine zweite herkömmliche Enkodiereinrichtung, welche ausgelegt ist, den Ursprungsdatensatz anhand eines herkömmlichen Enkodieralgorithmusses in den zweiten Sendedatensatz umzuwandeln.
Beispielsweise kann der Sender eine Vielzahl von Datenbearbeitungseinrichtungen, insbesondere 3, 4 oder mehr Datenbearbeitungseinrichtungen umfassen.
Hierbei umfaßt
die erste Datenbearbeitungseinrichtung eine erste Übersetzungseinrichtung, welche ausgelegt ist, den Ursprungsdatensatz in einen ersten Zwischendatensatz zu übersetzen und die Enkodiereinrichtung der ersten Datenbearbeitungsvorrichtung ist ausgelegt, den ersten Zwischendatensatz in den ersten Sendedatensatz umzuwandeln und
die zweite Datenbearbeitungseinrichtung eine zweite Übersetzungseinrichtung, welche ausgelegt ist, den Ursprungsdatensatz in den zweiten Zwischendatensatz zu übersetzen, wobei die Enkodiereinrichtung der zweiten Datenbearbeitungseinrichtung ausgelegt ist, den zweiten Zwischendatensatz in den zweiten Sendedatensatz umzuwandeln.
Vorzugsweise kann die erste Datenbearbeitungseinrichtung mit der ersten Übersetzungseinrichtung in einer Einheit integriert sein. Beispielsweise können die erste Datenbearbeitungseinrichtung die erste Übersetzungseinrichtung Bestandteil eines Computers sein. Ebenso können die zweite Datenbearbeitungseinrichtung und die zweite Übersetzungseinrichtung in einer Einheit integriert sein, insbesondere Bestandteil eines Computers sein. Beispielsweise können beide Datenbearbeitungseinrichtungen und beide Übersetzungseinrichtungen Bestandteil eines Computers sein. Die erste Datenbearbeitungseinrichtung und die erste Übersetzungseinrichtung kann jedoch auch Bestandteil eines ersten Computers sein. Die zweite Datenbearbeitungseinrichtung und die zweite Übersetzungseinrichtung können Bestandteil eines zweiten Computers sein. Gleiches gilt für beliebige weitere Datenbearbeitungseinrichtungen und entsprechende weitere Übersetzungseinrichtungen. Beispielsweise kann eine dritte Datenbearbeitungseinrichtung und eine dritte Übersetzungseinrichtung, eine vierte Datenbearbeitungseinrichtung und eine vierte Übersetzungseinrichtung, usw., vorliegen.
Hierbei ist die erste Übersetzungseinrichtung ausgelegt, zum Übersetzen des Ursprungsdatensatzes, in den ersten Zwischendatensatz einen ersten herkömmlichen Verschränkungsalgorithmus auf den Ursprungsdatensatz anzuwenden und ist die zweite Übersetzungseinrichtung ausgelegt, zum Übersetzen des Ursprungsdatensatzes in den zweiten Zwischendatensatz einen zweiten herkömmlichen Verschränkungsalgorithmus auf den Ursprungsdatensatz anzuwenden.
Besonders bevorzugt kann das Übersetzen und das Enkodieren in einem Schritt ablaufen.
Hierbei sind der erste Verschränkungsalgorithmus und der zweite Verschränkungsalgorithmus verschiedene Verschränkungsalgorithmen.
Bei einer Vielzahl von Übersetzungseinrichtungen und daher auch bei einer Vielzahl von angewandten Verschränkungsalgorithmen können mehrere Verschränkungsalgorithmen identische Verschränkungsalgorithmen sein und auch eine Vielzahl verschiedener Verschränkungsalgorithmen vorliegen. Insbesondere kann der Verschränkungsalgorithmus einer jeden Übersetzungseinrichtung von den weiteren Verschränkungsalgorithmen verschieden sein.
Weiterhin hin vorzugsweise sind die erste Enkodiereinrichtung und die zweite Enkodiereinrichtung jeweils herkömmliche Enkodiereinrichtungen, die ausgelegt sind, anhand von herkömmlichen Faltungskodes enkodierte Datensätze zu enkodieren.
Besonders bevorzugt sind die erste Enkodiereinrichtung und die zweite Enkodiereinrichtung jeweils herkömmliche Enkodiereinrichtungen, die ausgelegt sind, anhand von herkömmlichen Turbo-Kodes enkodierte Sendedatensätze zu enkodieren.
Vorzugsweise sind die erste Enkodiereinrichtung und die zweite Enkodiereinrichtung ausgelegt, gleiche Enkodieralgorithmen zu verwenden.
Besonders bevorzugt sind die erste Enkodiereinrichtung und die zweite Enkodiereinrichtung ausgelegt, voneinander verschiedene Enkodieralgorithmen zu verwenden.
Sinngemäß gelten die Ausführungen für den Empfänger in gleicher Weise für den Sender, wo anwendbar. Insbesondere gilt dies für gleiche oder komplementäre Bau- bzw. Bestandteile von Sender und Empfänger.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Datenübertragungssystem mit (zumindest) einem erfindungsgemäßen Sender bzw. eine bevorzugte Ausführungsform hiervon und (zumindest) einem erfindungsgemäßen Empfänger bzw. eine bevorzugte Ausführungsform hiervon.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zum Übermitteln bzw. Senden von Daten mit den Schritten:
Bereitstellen eines Ursprungsdatensatzes;
Erzeugen von zumindest zwei unabhängigen, voneinander verschiedenen Sendedatensätzen aus dem Ursprungsdatensatz mittels jeweils einer Datenbearbeitungseinrichtung;
Senden der Sendedatensätze mit jeweils einer Datensendeeinrichtung;
Empfangen eines jeden Sendedatensatzes als Empfangsdatensatz mit jeweils einer Datenempfangseinrichtung;
Bestimmen eines Ausgabedatensatzes aus dem ersten Empfangsdatensatz und aus dem zweiten Empfangsdatensatz mittels eines Ausgabeauthentizitätsmaßes des ersten und zweiten Empfangsdatensatzes
Ausgeben zumindest eines Teils des Ausgabedatensatzes.
Der Begriff "Erzeugen" im Sinne der Erfindung umfaßt insbesondere "Generieren", "Enkodieren", "Berechnen", usw..
Ferner ist das Verfahren nicht auf zwei Sendedatensätze, zwei Datensendeeinrichtungen, zwei Datenempfangseinrichtungen, zwei Datenbearbeitungseinrichtungen beschränkt. Vielmehr können eine Vielzahl der entsprechenden vorgenannten Einrichtungen bzw. Datensätze vorliegen.
Gleiches gilt sinngemäß für den erfindungsgemäßen Empfänger und den erfindungsgemäßen Sender.
Hierbei wird
jeder der zumindest zwei unabhängigen Sendedatensätze mittels jeweils einer Datenbearbeitungseinrichtung erzeugt.
Hierbei wird
der erste Empfangsdatensatz als auch eine erste Eingabeauthentizitätswahrscheinlichkeit des ersten Empfangsdatensatzes mittels einer ersten Datenbearbeitungseinrichtung zu dem ersten Ausgabedatensatz und der ersten Ausgabeauthentizitätswahrscheinlichkeit als Ausgabeauthentizitätsmaß des ersten Ausgabedatensatzes bestimmt,
der zweite Empfangsdatensatz als auch eine zweite Eingabeauthentizitätswahrscheinlichkeit des zweiten Empfangsdatensatzes mittels einer zweiten Datenbearbeitungseinrichtung zu dem zweiten Ausgabedatensatz und der zweiten Ausgabeauthentizitätswahrscheinlichkeit als Ausgabeauthentizitätsmaß des zweiten Ausgabedatensatzes bestimmt, wobei
zumindest ein Teil des ersten Ausgabedatensatzes und/oder zumindest ein Teil des zweiten Ausgabedatensatzes oder eine Kombination davon ausgegeben, wobei
die Ausgabeauthentizitätswahrscheinlichkeit des ersten Ausgabedatensatzes mittels einer ersten Übersetzungseinrichtung in die Eingabeauthentizitätswahrscheinlichkeit des zweiten Empfangsdatensatzes übersetzt wird und daß die Ausgabeauthentizitätswahrscheinlichkeit des zweiten Ausgabedatensatzes mittels einer zweiten Übersetzungseinrichtung in die Eingabeauthentizitätswahrscheinlichkeit des ersten Empfangsdatensatzes übersetzt wird.
Vorzugsweise werden wiederholt der erste Ausgabedatensatz und die Ausgabeauthentizitätswahrscheinlichkeit des ersten Ausgabedatensatzes bestimmt und wiederholt der zweite Ausgabedatensatz und die Ausgabeauthentizitätswahrschein lichkeit des zweiten Ausgabedatensatzes bestimmt, wobei
in einem ersten Schritt die Eingabeauthentizitätswahrscheinlichkeit des ersten Empfangs- bzw. Eingabedatensatzes gleich einem vorbestimmten Wert ist,
in einem zweiten, nachfolgenden Schritt die mit der ersten Datenbearbeitungseinrichtung bestimmte Ausgabeauthentizitätswahrscheinlichkeit des ersten Ausgabedatensatzes gleich der Eingabeauthentizitätswahrscheinlichkeit des zweiten Empfangs- bzw. Eingabedatensatzes ist und
in einem dritten, nachfolgenden Schritt die mit der zweiten Datenbearbeitungseinrichtung bestimmte Ausgabeauthentizitätswahrscheinlichkeit des zweiten Ausgabedatensatzes gleich der Eingabeauthentizitätswahrscheinlichkeit des ersten Empfangs- Eingabedatensatzes ist.
Weiterhin vorzugsweise werden der zweite und der dritte Schritt konsekutiv, wiederholt bzw. iterativ durchgeführt.
In anderen Worten ist das Verfahren ein iteratives Verfahren, wobei abwechselnd die Ausgabeauthentizitätswahrscheinlichkeit des einen Ausgabedatensatzes als Eingabeauthentizitätswahrscheinlichkeit eines weiteren Eingabedatensatzes verwendet wird. Hierbei muß das Verfahren nicht auf zwei Ausgabedatensätze bzw. zwei Eingabedatensätze beschränkt sein, sondern kann eine Vielzahl von Ausgabe- bzw. Eingabedatensätze umfassen.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Computerprogrammprodukt, insbesondere auf einem computerlesbarem Speichermedium gespeichertes Computerprogrammprodukt, welches, wenn geladen und ausgeführt in einem Computer, bewirkt, daß der Computer ein erfindungsgemäßes Verfahren bzw. eine bevorzugte Ausführungsform hiervon durchführt.
Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand begleitender Figuren beispielhaft beschrieben. Obwohl Ausführungsformen getrennt beschrieben sind, können einzelne Merkmale und Funktionalitäten der Ausführungsformen zu weiteren bevorzugten Ausführungsformen zusammengefügt werden. Es zeigt
1: Eine Schemaansicht eines herkömmlichen Übertragungssystems zum Übertragen von Daten mittels einer Vielzahl von Sendeeinrichtungen;
2: Eine Schemaansicht eines herkömmlichen Systems zum Übertragen von Daten unter Verwendung von Turbo-Kodes;
3: Eine Schemaansicht einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
3a: Eine Schemaansicht einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
3b: Eine Schemaansicht einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
4: Eine Schemaansicht einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
5: Eine Schemaansicht einer bevorzugten Ausführungsform;
6: Einen Graphen von Bitfehlerratenkurven;
7: Eine Detailansicht einer bevorzugten Ausführungsform;
8: Eine Schemaansicht eines Faltungskodes;
9: Eine Detailansicht einer bevorzugten Ausführungsform;
10: Eine Schemaansicht eines Computersystems.
Eine Schemaansicht einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in 3 gezeigt. Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß eine verbesserte Störungsanfälligkeit dadurch erreicht werden kann, daß verschiedene Sendedatensätze 126a, 126b über getrennte Kanäle gesendet werden können. Hierbei wird von einem Ursprungsdatensatz 116 ausgegangen.
Der Ursprungsdatensatz 116 wird einer Datenverarbeitungseinrichtung 120 zugeführt. Die Datenverarbeitungseinrichtung 120 kann eine herkömmliche Enkodiereinrichtung sein, insbesondere zur Fehlerschutzkodierung, welche beispielsweise auf den Ursprungsdatensatz 116 einen Verschränkungskode und/oder einen Faltungskode, insbesondere einen "Turbo-Kode" anwenden kann. Anhand der Datenverarbeitungseinrichtung 120 werden somit ein erster Sendedatensatz 126a und einer zweiter Sendedatensatz 126b generiert. Der erste Sendedatensatz 126a kann einem ersten Kanal 112 eines Diversitätssenders 110 zugeführt werden. Der zweite Sendedatensatz 126b kann einem zweiten Kanal 114 des Diversitätssenders 110 zugeführt werden. Der erste Sendedatensatz 126a wird anhand einer ersten herkömmlichen Datensendeeinrichtung 122a mittels einer ersten Antenne 128 gesendet. Analog wird der zweite Sendedatensatz 126b anhand einer zweiten, herkömmlichen Datensendeeinrichtung 122b mittels einer zweiten Antenne 130 gesendet.
Insbesondere kann die Datenbearbeitungseinrichtung 120 zur Erzeugung der Sendedatensätze 126a, 126b, d. h. der Datensignale zur Diversitätsübertragung, einen vektoriellen Ausgang haben. Vorteilhafterweise können Kodesequenzen erzeugt werden, die unter Berücksichtigung der Kanäle bzw. Diversitätskanäle 112, 114, und des implemenierten Kanaldekoders 142 (siehe unten) als bevorzugtem "joint decoder" eine möglichst geringe Fehlerrate am Ausgang des Kanaldekoders 142 erlauben.
In anderen Worten kann die Datenbearbeitungseinrichtung 120 zum Erzeugen der Ausgangsdatensätze 126a, 126b ein Enkoder mit einem vektoriellen Ausgang für die beiden Diversitätskanäle 112, 114 sein. Der Enkoder hat im allgemeinen die Aufgabe, Kodesequenzen zu erzeugen, die unter Berücksichtigung der Diversitätskanäle 112, 114 und des implementierten Kanalenkoders 142 eine möglichst geringe Fehlerrate am Ausgang des Kanaldekoders 142 erlauben.
Sowohl der erste Sendedatensatz 126a als auch der zweite Sendedatensatz 126b werden von zumindest einem Empfänger 132 empfangen. Der Empfänger 132 weist dazu eine erste Datenempfangseinrichtung 134 und eine zweite Datenempfangseinrichtung 136 auf. Der Empfänger empfängt daher einen ersten Empfangsdatensatz 140a und einen zweiten Empfangsdatensatz 140b, wobei der erste Empfangsdatensatz 140a und der zweite Empfangsdatensatz 140b gemäß dieser Ausführungsform voneinander verschieden sind. Die erste und zweite Antenne 134, 136 können Bestandteil des Empfängers 132 sein, sie können aber auch davon getrennte, unabhängige Bauteile sein.
Weiterhin werden sowohl der erste Empfangsdatensatz 140a als auch der zweite Empfangsdatensatz 140b mittels des Kanaldekodierers 142 dekodiert. Hierbei werden die zwei Empfangsdatensätze 140a, 140b, welche, wie oben beschrieben, mit einer Fehlerschutzkodierung versehen sind, die nach der Demodulation und gegebenenfalls Entzerrung sowie Zeitverzögerung vorliegen, dem Kanaldekodierer 142 zugeführt. In anderen Worten ist der Kanaldekodierer 142 ein sogenannter "joint decoder", d. h. ein Dekoder reicht aus, um eine Vielzahl von Empfangsdatensätzen zu dekodieren.
Zur Dekodierung können beispielsweise übliche Dekodieralgorithmen und herkömmliche statistische Verfahren zur Reduzierung von Bitfehlerwahrscheinlichkeiten Verwendung finden, beispielsweise ein "maximum-likelihood"-Verfahren bzw. ein "overall-maximum-likelihood"-Verfahren (OML Verfahren) oder anderweitige suboptimale Dekodieralgorithmen, wie beispielsweise ein iteratives Verfahren, wie es weiter unten beschrieben ist. Es ist auch möglich, Kombinationen hiervon zu verwenden. Der Kanaldekodierer 142 kann dabei als Ausgabe einen Ausgabedatensatz 143 erzeugen. Der Ausgabedatensatz 143 kann als Ausgabedatensatz 146 des Empfängers 132 ausgegeben werden.
Weiterhin werden bei der "overall maximum-likelihood"-Dekodierung (nachfolgend OML-Dekodierung genannt) beispielsweise die beiden Eingabedatensätze 140a, 140b als Kodes "Kode1" und "Kode2" mit den jeweiligen Blocklängen n1 und n2, als gemeinsamer Kode mit der Blocklänge n1 + n2 interpretiert. Der Eingabedatensatz 140a und der Eingabedatensatz 140b müssen nicht notwendigerweise verschieden sein. Vorzugsweise sind der Eingabedatensatz 140a und der Eingabedatensatz 140b jedoch verschieden, wobei der Unterschied beispielsweise lediglich in verschiedenem Interleaving der Enkodereingangsfolgen liegt, d. h. daß sich der Eingangsdatensatz 140a und der Eingangsdatensatz 140b lediglich durch verschiedene Verschränkung unterscheiden.
Die Länge der Enkodereingangsfolgen ist für alle Eingangsdatensätze 140a, 140b gleich dem Wert k. Zuzüglich der jeweiligen Redundanzstellen resultieren hieraus die Blocklängen n1 und n2. Somit ergeben sich für den Gesamtkode 2^k Kodeworte der Länge n1 + n2. Die Empfangsfolge kann sich ebenfalls aus n1 + n2 Werten zusammensetzen, die durch Übertragung der beiden Kodeworte des Eingangsdatensatzes 140a und des Eingangsdatensatzes 140b entstehen. Der Kanaldekoder 142, d. h. der OML-Dekoder, vergleicht nun die Empfangsfolge mit allen möglichen 2^k Kodeworten und entscheidet sich für das Kodewort, das gemäß der empfangenen Sequenz am wahrscheinlichsten ist (dies entspricht dem Begriff "maximum likelihood"). Dazu könnten beispielsweise theoretisch alle 2^k Kodeworte in einer Tabelle gespeichert und für alle Kodeworte nacheinander die jeweilige Wahrscheinlichkeit berechnet werden. Die zum wahrscheinlichsten Kodewort gehörende k-stellige Eingangsfolge wird schließlich als Ausgabedatensatz 143 von dem Kanaldekoder 142 ausgegeben. Der Ausgabedatensatz 143 des Kanaldekoders 142 ist gleich dem Ausgabedatensatz 146 des Empfängers 132.
Bislang erlaubt die sehr hohe Komplexität eines optimalen, derartigen "joint decoders" jedoch nur für sehr einfache, wenig leistungsfähige fehlerkorrigierende Kodes eine praktische Realisierung. Für hoch effiziente Kodes, die durch sehr große Blocklängen (z. B. mehrere Tausend Bits) gekennzeichnet sind und die bei den Turbo-Kodes durch entsprechende Interleaver bzw. Verschränkung erreicht werden, sind neben der iterativen Dekodierung auch andere suboptimale Dekodierverfahren bekannt, wie "sequenzielle Dekodieralgorithmen" (z. B. der Fano-Algorithmus) oder "Believe-Propagation" und "Factor-Graph"-Algorithmen für "Low-Density Parity Check"-Kodes (nachfolgend LDPC-Kodes).
Erfindungsgemäß sind somit alle optimalen und alle suboptimalen Realisierungen eines Dekoders, wie zum Beispiel eines "joint decoders", umfaßt, insbesondere auch eine iterative Dekodierung (siehe oben).
Weiterhin kann beispielsweise der Kanaldekoder 142 ausgelegt sein, Zusatzinformationen an einen Entzerrer/Demodualtor 145 und an das Laufzeitglied, das sich als Bestandteil des Entzerrers auffassen läßt, liefern. Diese Informationen können in einer gemeinsamen Entzerreung und Dekodierung sowohl die geeignete Einstellung des Entzerrers/Demodualtors (Adaption) als auch geschätzte Zuverlässigkeitsmaße, d. h. Authentizitätsmaße, für die gesendeten Symbole am Entzerrereingang mit der Option einer iterativen Verbesserung, beispielsweise nach dem Turbo-Prinzip (siehe oben) umfassen.
3a zeigt eine schematische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung. Die Schemaansicht gemäß 3a entspricht im wesentlichen der Schemaansicht gemäß 3 unter Einbeziehung von single-input/multiple-output(SIMO)- und multiple-input/multiple-output Kanälen. Beispielhaft ist dies anhand der Pfeile h₁₁, h₁₂, h₂₁ und h₂₂ dargestellt. Die Einbeziehung von single-input/multiple-output(SIMO)- und multiple-input/multiple-output(MIMO)-Kanälen in den Prozess der gemeinsamen Dekodierung von Diversitätsempfängern ist wie folgt zu verstehen. Zunächst betreffen SIMO-Kanäle beispielsweise den Effekt, daß bei Verwendung mehrerer Empfangsantennen mit zugehörigen Empfängern das Signal eines Senders auf verschiedenen Wegen und damit mit verschiedenen Verzerrungen und Störungen empfangsseitig zur Verfügung steht. Aus Sicht der Empfangseinrichtung handelt es sich um ein Übertragungssystem mit einem Eingang und mehreren Ausgängen (SIMO), charakterisiert durch u. U. verschiedene Teilkanal-Übertragungsfunktionen und additive Störungen. Mithin liegt hier ein einfaches Antennendiversitätssystem vor. Die Nutzung dieser Diversität erfordert die individuelle Entzerrung der Empfangssignale entsprechend ihrer Teilkanal-Übertragungsfunktion und eine Kombination dieser entzerrten Signale zu einem einzigen Signal, z. B. mittels Maximum Ratio Combining.
Werden nun zusätzlichmehrere Sender verwendet, die verschiedene Signale aussenden, so liegt ein MIMO-Kanal vor, bei dem sich an einer Empfangsantenne die verzerrten Signale aller Sender überlagern. Wenn sich nun diese Signale nicht auf einfache Weise dadurch trennen lassen, daß man für die Sender verschiedene Frequenzen (d. h. Frequenzmultiplex), disjunkte Sendezeitschlitze (d. h. Zeitmultiplex) oder verschiedene Spreizkodes (d. h. Kodemultiplex) verwendet, muß durch Signalverarbeitung für eine Trennung gesorgt werden. Hierzu hilfreich ist eine Vektor-Matrixdarstellung und eine Beschreibung des MIMO-Kanals durch eine Kanalmatrix. Entsprechend kann das Trennungsproblem in Verbindung mit den Kanalverzerrungen auch verstanden werden als mehrdimensionales Entzerrungsproblem und die Realisierung der Lösung als Matrix-Entzerrer. Probleme wie die empfangsseitige Schätzung der verschiedenen Teilkanal-Übertragungsfunktionen und die Invertierbarkeit der Kanalmatrix erfordern beispielsweise Lösungen, bei denen eine Minimierung der quadratischen Abweichung zwischen den entsprechenden Sende- und Matrix-Entzerrerausgangssignalen (Minimum-Mean-Square Error) angestrebt wird.
In Verbindung mit der gemeinsamen Detektion werden die Daten des Matrix-Entzerrerausgangs dem "joint decoder" oder seiner suboptimalen Realisierung zugeführt, was in 3a beispielhaft dargestellt ist. Darüber hinaus kann wie in 3 der Dekoder Zusatzinformationen an den Matrix-Entzerrer liefern. Diese Informationen können in einer gemeinsamen Entzerrung und Dekodierung sowohl die geeignete Einstellung des Matrix-Entzerrers (d. h. durch Adaption) als auch geschätzte Zuverlässigkeitsmaße für die gesendeten Symbole am Matrix-Entzerrereingang mit der Option einer iterativen Verbesserung (beispielsweise Turbo-MIMO-Entzerrung) umfassen.
3b zeigt eine weitere bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei verschiedene Sendedatensätze 126a, 126b über getrennte Kanäle gesendet werden. Hierbei wird von einem Ursprungsdatensatz 116 ausgegangen, welcher einem ersten Kanal 112 und einem zweiten Kanal 114 eines Diversitätssenders 110 zugeführt wird. Der Ursprungsdatensatz 116 wird in dem ersten Kanal 112 mittels einer ersten Übersetzungseinrichtung 118a übersetzt bzw. bearbeitet einem ersten Kanalenkodierer 120a als bevorzugte Datenbearbeitungseinrichtung 120a zugeführt. Ausgabe der ersten Übersetzungseinrichtung 118a ist ein erster Zwischendatensatz 124a. Der erste Zwischendatensatz 124a wurde beispielsweise anhand eines herkömmlichen ersten Verschachtelungs- bzw. Verschränkungsverfahrens aus dem Ursprungsdatensatz 116 erzeugt. Anschließend wird der erste Zwischendatensatz 124a der ersten Datenbearbeitungseinrichtung 120a zugeführt und der erste Sendedatensatz 126a durch Enkodierung des ersten Zwischendatensatzes 124a anhand der ersten Datenbearbeitungseinrichtung, d. h. anhand des ersten Kanalenkodierers 120a, erzeugt. Der erste Sendedatensatz 126a wird anhand einer ersten, herkömmlichen Datensendeeinrichtung 122a mittels einer ersten Antenne 128 gesendet.
Analog wird der Ursprungsdatensatz 116 einer zweiten Übersetzungseinrichtung 118b zugeführt, welche einer zweiten Datenbearbeitungseinrichtung 120b, beispielsweise einem zweiten Kanalenkodierer 120b vorgeschaltet ist. Anhand der zweiten Übersetzungseinrichtung 118b wird der Ursprungsdatensatz 116 in einen zweiten Zwischendatensatz 124b umgewandelt und der zweite Zwischendatensatz 124b der zweiten Datenbearbeitungseinrichtung zugeführt. Mittels der zweiten Datenbearbeitungseinrichtung 120b wird ein zweiter Sendedatensatz 126b erzeugt. Vorzugsweise unterscheidet sich der zweite Sendedatensatz 126b von dem ersten Sendedatensatz 126a. Der zweite Sendedatensatz 126b wird mittels einer zweiten Datensendeeinrichtung 122b, welche mit einer zweiten Antenne 130 verbunden ist, gesendet bzw. übertragen.
Sowohl der erste Sendedatensatz 126a als auch der zweite Sendedatensatz 126b werden von zumindest einem Empfänger 132 empfangen. Der Empfänger 132 weist dazu eine erste Datenempfangseinrichtung 134 und eine zweite Datenempfangseinrichtung 136 auf. Der Empfänger empfängt daher einen ersten Empfangsdatensatz 140a und einen zweiten Empfangsdatensatz 140b, wobei der erste Empfangsdatensatz 140a und der zweite Empfangsdatensatz 140b voneinander verschieden sind. Der erste Empfangsdatensatz wird mittels eines ersten Kanaldekodierers 142a dekodiert, wobei in einem initialen Schritt dem ersten Kanaldekodierer 142a, als bevorzugter Datenbearbeitungseinrichtung, der erste Empfangsdatensatz 140a und eine Authentizitätswahrscheinlichkeit des ersten Empfangsdatensatzes 140a eingegeben werden. Der erste Kanaldekodierer 142a erzeugt als Ausgabe einen ersten Ausgabedatensatz 143a sowie eine Ausgabeauthentizitätswahrscheinlichkeit des ersten Ausgabedatensatzes 143a. Der erste Ausgabedatensatz 143a kann beispielsweise als Ausgabedatensatz 146 des Empfängers 132 ausgegeben werden. Hierzu muß der Ausgabedatensatz 143a jedoch vorher noch mittels einer Übersetzungseinrichtung (nicht gezeigt) übersetzt werden, wobei idealerweise ein Verschränkungsverfahren verwendet wird, welches einen inversen Algorithmus zu dem Algorithmus der ersten Übersetzungseinrichtung 118a das Diversitätssenders 110 verwendet.
Alternativ kann auch die Authentizitätswahrscheinlichkeit mittels einer ersten Übersetzungseinrichtung 144a übersetzt werden und als Eingabeauthentizitätswahrscheinlichkeit eines zweiten Kanalkodierers 142b verwendet werden, wobei dem zweiten Kanalkodierer 142b neben der Eingabeauthentizitätswahrscheinlichkeit auch der zweite Empfangsdatensatz 140b als Eingabe dient. Der zweite Empfangsdatensatz 140b wird mittels des zweiten Kanaldekodierers 142b dekodiert, wobei der zweite Kanaldekodierer 142b einen zweiten Ausgabedatensatz 143b und eine Ausgabeauthentizitätswahrscheinlichkeit des zweiten Ausgabedatensatzes 143b ausgibt. Der zweite Ausgabedatensatz 143b kann der Ausgabedatensatz 146 des Empfängers 132 sein, dazu muß der zweite Ausgabedatensatz 143b jedoch noch mittels einer Übersetzungseinrichtung (nicht gezeigt) übersetzt werden. Die Übersetzungseinrichtung (nicht gezeigt) verwendet idealerweise ein Verschränkungsverfahren, welches zu dem Verschränkungsverfahren der zweiten Übersetzungseinrichtung 118b des Diversitätssenders 110 invers ist.
Alternativ kann auch die Ausgabeauthentizitätswahrscheinlichkeit mittels der zweiten Übersetzungseinrichtung 144b übersetzt werden und als Eingabeauthentizitätswahrscheinlichkeit des ersten Kanaldekoders 142a dienen, welcher wiederum den Empfangsdatensatz 140a unter Kenntnis der neuen Eingabeauthentizitätswahrscheinlichkeit dekodiert. Diese Schritte können iterativ beliebig oft wiederholt werden.
Dementsprechend werden die Signale bzw. Daten der unterschiedlichen Empfangspfade, d. h. der erste Empfangsdatensatz 140, und der zweite Empfangsdatensatz 142b nicht kombiniert und insbesondere nicht addiert, sondern separat einem ersten Kanaldekoder 142a und zweiten Kanaldekoder 142b zugeführt. Hierbei kommen insbesondere verschiedene Kanalkodes zum Einsatz. Es können verschiedene Kodierverfahren mit Verschränkungsverfahren kombiniert werden, wobei vorzugsweise mehrere Kodierverfahren, nämlich eines für den ersten Kanaldekodierer und eines für den zweiten Kanaldekodierer verwendet werden und mehrere Verschränkungsverfahren verwendet werden können, nämlich eines für die erste Übersetzungseinrichtung 144a und eines für die zweite Übersetzungseinrichtung 144b.
4 zeigt eine schematische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung. Die Schemaansicht gemäß 4 entspricht im wesentlichen der Schemaansicht gemäß 3b, wobei lediglich ein Modulator der ersten Datensendeeinrichtung 122a und ein Modulator der zweiten Datensendeeinrichtung 122b durch einen (bevorzugt herkömmlichen) OFDM-Modulator ersetzt wird. Ebenso wird bei dem Empfänger ein entsprechender erster OFDM-Demodulator und ein entsprechender zweiter OFDM-Demodulator verwendet.
5 zeigt beispielhaft eine detaillierte Schemaansicht eines Senders 110 und eines Empfängers 132 zum Senden und/oder Empfangen eines Ursprungsdatensatzes 116. Der Ursprungsdatensatz 116 wird über zwei Kanäle 112, 114 gesendet. Im ersten Kanal wird der Ursprungsdatensatz über ein erstes Verschränkungsverfahren mittels der ersten Übersetzungseinrichtung 118a in den ersten Zwischendatensatz 124a übersetzt und anschließend durch den ersten Kanalenkoder 120a in den ersten Sendedatensatz 126a umgewandelt. Das Verschränkungsverfahren wird symbolisch durch π₁ dargestellt. Der erste Sendedatensatz 126a wird übertragen, wobei auf dem ersten Kanal 112 eine Störung mit einem Signal zu Rauschverhältnis bzw. Rauschabstand log₁₀(E_b/N₀) = x vorliegt.
Ebenso wird der Ursprungsdatensatz 116 über den zweiten Kanal 112 umgewandelt und ausgesandt. Der Ursprungsdatensatz 116 wird mittels der zweiten Übersetzungseinrichtung 118b in den zweiten Zwischendatensatz 124b übersetzt und anschließend mittels des zweiten Kanalenkoders 120b in den zweiten Ausgabedatensatz 126b umgewandelt. Auf dem zweiten Kanal 112 wird der Ausgabedatensatz 126b gesandt, wobei der zweite Ausgabendatensatz 126b ebenfalls gestört wird und zwar bei einem Signal zu Rauschverhältnis von log₁₀(E_b/N₀) = x + c. Dabei wird ein Verschränkungsverfahren auf den Ursprungsdatensatz 116 angewandt, welches symbolisch durch π₂ dargestellt ist. Das Verschränkungsverfahren π₁ der ersten Übersetzungseinrichtung 118a ist vorzugsweise von dem Verschränkungsverfahren π₂ der zweiten Übersetzungseinrichtung 118b verschieden.
Anschließend werden in dem Empfänger der erste Sendedatensatz 126a und der zweite Sendedatensatz 126b empfangen, wobei der erste Sendedatensatz 126a als erster Empfangsdatensatz 140a empfangen wird und der zweite Sendedatensatz 126b als zweiter Empfangsdatensatz 140b empfangen wird.
Dem ersten Kanaldekodierer 142a wird der erste Empfangsdatensatz 140a und in einem initialen Schritt eine initiale erste Authentizitätswahrscheinlichkeit des ersten Empfangsdatensatzes 140a als Eingabe bereit gestellt. Die initiale erste Authentizitätswahrscheinlichkeit kann beispielsweise einen beliebigen vorbestimmten Wert annehmen, der geeignet gewählt wird. Der erste Kanaldekodierer 142a gibt als Ausgabe einen Ausgabedatensatz 143a aus. Ferner gibt der erste Kanaldekodierer 142a eine erste Ausgabeauthentizitätswahrscheinlichkeit aus. Die erste Ausgabeauthentizitätswahrscheinlichkeit wird um die erste Eingabeauthentizitätswahrscheinlichkeit korrigiert, d. h. von dem Zuverlässigkeitsmaß bzw. der reliability, welches bzw. welche der ersten Ausgabeauthentizitätswahrscheinlichkeit entspricht, wird das Zuverlässigkeitsmaß bzw. die reliability, welches bzw. welche der ersten Eingabeauthentizitätswahrscheinlichkeit entspricht, abgezogen. Das Zuverlässigkeitsmaß bzw. die reliability ergibt sich im wesentlichen durch Anwenden von log₁₀ auf die Ausgabeauthentizitätswahrscheinlichkeit und die Eingabeauthentizitätswahrscheinlichkeit.
Die daraus entstehende, neue Authentizitätswahrscheinlichkeit wird nunmehr wieder als erste Ausgabeauthentizitätswahrscheinlichkeit 148a bezeichnet. Anhand der ersten Übersetzungseinrichtung 144a wird die erste Ausgabeauthentizitätswahrscheinlichkeit 148a mittels eines Verschränkungsverfahrens übersetzt, welches invers ist zum dem Verschränkungsverfahren der ersten Übersetzungseinrichtung 118a des Diversitätssenders 110. Das inverse bzw. umgekehrte Verschränkungsverfahren ist in 5 beispielhaft als π₁ ^–1 bezeichnet. Ferner wird mittels der ersten Übersetzungseinrichtung 144a auf die dadurch bereits übersetzte erste Ausgabeauthentizitätswahrscheinlichkeit ein weiteres Verschränkungsverfahren angewandt, nämlich das selbe Verschränkungsverfahren, welches auch die zweite Übersetzungseinrichtung 118b des Diversitätssenders 110 verwendet. Dies wird beispielhaft als π₂ dargestellt. Die übersetzte erste Ausgabeauthentizitätswahrscheinlichkeit wird als zweite Eingabeauthentizitätswahrscheinlichkeit 150b dem zweiten Kanaldekodierer 142b zugefügt. Die zweite Eingabeauthentizitätswahrscheinlichkeit 150b sowie der zweite Empfangsdatensatz 140b werden dem zweiten Kanaldekodierer 142b zugeführt. In diesem wird, unter Kenntnis der zweiten Eingabeauthentizitätswahrscheinlichkeit 150b der zweite Empfangsdatensatz 140b dekodiert und als zweiter Ausgabedatensatz 143b ausgegeben. Ebenso gibt der zweite Kanaldekodierer 142b eine zweite Ausgabeauthentizitätswahrscheinlichkeit aus. Von der zweiten Ausgabeauthentizitätswahrscheinlichkeit wird die zweite Eingabeauthentizitätswahrscheinlichkeit 150b abgezogen. Der verbleibende Rest wird wiederum als zweite Ausgabeauthentizitätswahrscheinlichkeit 148b bezeichnet und der zweiten Übersetzungseinrichtung 144b übergeben.
Analog wie in der ersten Übersetzungseinrichtung 144a werden auf die zweite Ausgabeauthentizitätswahrscheinlichkeit 148b ein erstes Verschränkungsverfahren und ein zweites Verschränkungsverfahren angewandt, wobei das erste Verschränkungsverfahren invers ist zu dem Verschränkungsverfahren der zweiten Übersetzungseinrichtung 118b des Diversitätssenders 110. Das zweite Verschränkungsverfahren ist identisch zu dem Verschränkungsverfahren der ersten Übersetzungseinrichtung 118a des Diversitätssenders 110.
Die Ausgabe der zweiten Übersetzungseinrichtung 144b wird dem ersten Kanaldekodierer 142a als erste Eingangsauthentizitätswahrscheinlichkeit 150a zugeführt. Die erste Eingangsauthentizitätswahrscheinlichkeit 150a ersetzt nunmehr die initiale Eingangsauthentizitätswahrscheinlichkeit.
Das vorgeschriebene Verfahren kann nun wiederholt durchgeführt werden. Als Ausgabe des Empfängers 132 kann entweder der erste Ausgabedatensatz 143a des ersten Kanalkodierers 142a gewählt werden oder der zweite Ausgabedatensatz 143b des zweiten Kanalkodierers 142b. Hierbei sollte jedoch beachtet werden, daß der erste Ausgabedatensatz 143a mittels einer Übersetzungseinrichtung (nicht gezeigt) übersetzt werden muß, welche ein Verschränkungsverfahren verwendet, welches invers zu dem Verschränkungsverfahren der ersten Übersetzungseinrichtung 118a des Diversitätssenders 110 ist. Sollte der zweite Ausgabedatensatz 143b ausgegeben werden, sollte auf diesen ein Verschränkungsverfahren angewandt werden, welches invers ist zu dem Verschränkungsverfahren der ersten Übersetzungseinrichtung 118b des Diversitätssenders 110. Beispielsweise kann die erste Übersetzungseinrichtung 118a und/oder die zweite Übersetzungseinrichtung 118b verwendet werden, wobei nicht die vollständige Funktionalität notwendig sein muß. Der Ausgabedatensatz 146 des Empfängers 132 wird mittels einer Ausgabeeinrichtung 152 ausgegeben, in welche die nicht gezeigte(n), oben beschriebene(n) Übersetzungseinrichtung(en) integriert sein kann bzw. können.
Vorteilhafterweise können durch die iterative Diversitätsdekodierung, welche beispielhaft anhand von zwei Sendern ausgeführt werden, aufgrund der unabhängigen Übertragungskanäle Störungen reduziert bzw. herausgefunden und beseitigt werden.
5 kann als ein schematisches Beispiel für die iterative Diversitätskodierung eines DRM Systems mit zwei Sendern gesehen werden. Im Falle von Frequenzdiversität werden bevorzugt weit auseinander liegende Träger der Frequenzen für die COFDM Signale benutzt, mit denen die übertragene Information bzw. Daten redundant gesendet wird. Wenn bei beiden Empfangssignalen auf dem gleichen OFDM-Unterträger starker Schwund vorliegt, kann in der Regel angenommen werden, daß für diesen Unterträger unabhängige Übertragungskanäle mit unkorrelierten Störungen vorliegen. Insbesondere in diesen, für Combining-Verfahren besonders kritischen Fällen, treten sogenannte "Turbo-Gewinne" auf. Somit kann bevorzugt insbesondere in schmalbandigen COFDM-Systemen bei frequenzselektiven Kanälen auftretender Schwundverlust durch Diversitätstechniken entgegengewirkt werden, und dadurch die Ausnützung aller im Empfangbandsignalband enthaltenden Informationen zur Verbesserung der Empfangsqualität für eine entstörungsfreie Übertragung genutzt werden.
Erfindungsgemäß kann auch eine beliebige Anzahl von Kanälen eingesetzt werden, beispielsweise 3, 4, 5, 6, usw. Kanäle. Ebenso wird eine entsprechende Anzahl von Kanalenkodierern 120a, 120b, 120c, 120d, 120e, 120f, usw. eine entsprechende Anzahl von Übersetzungseinrichtungen 118a, 118b, 118c, 118d, 118e, 118f, usw. und weitere, oben genannte Einrichtungen verwendet.
Vorteilhafterweise kann daher das aus der bei COFDM verwendeten Kanalkodierung sich ergebende Potential umfassend genutzt werden.
In anderen Worten wird bevorzugt ein über im wesentlichen unabhängige Kanäle übertragenes Signal bzw. darin enthaltene Informationen bzw. Daten im Sinne eines parallel verketteten Kodeschemas iterativ dekodiert, wobei insbesondere iterative Verfahren für den DRM-Kanal Dekoder und/oder die Anpassung des Kanalkodes von dem erfindungsgemäßen Verfahren umfaßt sind.
6 zeigt eine Bitfehlerkurve eines iterativ dekodierten Diversitätsempfängers gemäß 5. Gezeigt sind auf der vertikalen Achse Bitfehlerraten und auf der horizontalen Achse das Signal-Rausch Verhältnis bzw. einen Signal-Rausch Abstand. Dargestellt sind die Bitfehlerraten eines herkömmlichen "Maximum-Ratio-Combining-Verfahrens" (offene Kreise) sowie Bitfehlerraten unter Verwendung eines erfindungsgemäßen Sendeempfängersystems bzw. eines erfindungsgemäßen Verfahrens in ohne Iteration, d. h. bei nur einem Durchgang (Kreuzchen), mit einer Iteration (Sternchen), mit zwei Iterationen (Punkte), mit vier Iterationen (x), und mit zehn Iterationen (offene Kästchen). Zu sehen ist, daß gegenüber einem herkömmlichen Verfahren gemäß der Erfindung bereits bei nur einem Iterationsdurchgang die Bitfehlerraten deutlich reduziert werden können.
Die in 6 dargestellten Bitfehlerraten wurden für zwei identische Kanalkodes mit rekursiv systematischen Faltungskodes der Rate 3/4 mit Gedächtnistiefe 4, jedoch mit unterschiedlichen Interleavern jeweils zur Tiefe 3750 Bit verwendet. Hier sind weder trägerfrequente Übertragung noch verzerrende Kanäle vorgesehen. Lediglich ein unterschiedlicher Signal-Störabstand ist angenommen.
In 7 ist beispielhaft ein Kodierungsverfahren dargestellt, wie es beispielsweise bei digitalem Radio DRM in Form einer 64-QAM Multilevel-Dekodierung für den "main service"-Kanal eingesetzt werden kann. Gezeigt ist eine Eingabe eines Eingabedatensatzes 0^u der anhand vielfacher paralleler Enkodierer, bezeichnet als Enkoder C⁰, Enkoder C¹, Enkoder C² sowie einer Vielzahl von Verschränkungsverfahren (bezeichnet mit π₁, π₂) enkodiert wird.
In 8 sind als Enkoder punktierte Faltungskodes mit unterschiedlicher Koderate, beispielsweise R/4 ... 8/9 dargestellt, wie sie in der Multi-Levelkodierung gemäß 7 eingesetzt werden.
Exemplarisch veranschaulicht 9 wie bei einem Multi-Stage-Dekodierer ein iterativer Diverstitätsempfang gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ausgestaltet sein kann.
Bei Verwendung höherstufiger Modulation mit 2^q möglichen Werten trägt jedes Symbol q Bits. Ein 2^q-wertiger Kanal kann somit in q binäre Kanäle 0 bis q – 1 aufgeteilt werden, die nacheinander in einem Multistage-Dekoder dekodiert werden, beginnend mit Kanal 0, denn eine „Overall Maximum-Likelihood" Dekodierung des Signals könnte zu aufwendig sein. Aus einem empfangenen 2^q-wertigen Symbol muß zunächst die Information für eine 0 bzw. 1 von Kanal 0 extrahiert werden. Diesen Schritt nennt man "Demapping". Der Kanaldekoder ermittelt aus diesen Eingangsinformationen Zuverlässigkeiten für die binären Symbole aus Kanal 0. Da die Kanäle durch die Zusammenfassung zu 2^q-wertigen Symbolen miteinander verschachtelt sind, wird nun die Zuverlässigkeitsinformation aus Kanal 0 für das "Demapping" von Kanal 1 benutzt, dessen Dekoder wiederum Zuverlässigkeitsinformation erzeugt, die im "Demapper" des folgenden Kanals genutzt werden kann. Somit wird für das "Demapping" von Kanal i die Zuverlässigkeitsinformation der Kanäle 0 ... i – 1 genutzt. Nach der Dekodierung von Kanal q – 1 kann der Dekodierprozess iteriert werden, wobei für das "Demapping" von Kanal 0 nun die Zuverlässigkeitsinformationen der Kanäle 1 ... q – 1 benutzt werden, bzw. für Kanal i die Zuverlässigkeitsinformationen der Kanäle 0 ... i – 1, i + 1 ... q – 1.
Im Falle von 64-QAM-Konstellationen (wie in 7 dargestellt) wird die Partitionierung für Real- und Imaginärteil getrennt als Aufteilung in 3 individuelle binäre Kanäle betrachtet, die in einem Multistage-Dekoder nacheinander dekodiert werden, wie in 9 dargestellt. Das Dekodierergebnis des Kanals C⁰ wird hierbei zum "Demapping" des Kanals C¹ sowie das von C⁰ und 0¹ für das Demapping des Kanals C² benutzt. Und schließlich kann in einer Iterationsschleife das Dekodierergebnis der Kanäle C¹ und C² zur Verbesserung des "Demapping" für den Kanal C⁰ usw. zurückgeführt werden.
Dieser Ansatz läßt sich um einen bevorzugten erfindungsgemäßen Empfänger erweitern, insbesondere um den bevorzugten erfindungsgemäßen iterativ dekodierenden Diversitätsempfänger. Nach Beendigung der Multistage Dekodierung hat man Zuverlässigkeitsinformation für alle binären Entscheidungen, d. h. Soft-Out-Information, die innerhalb eines verschachtelten Dekoders genutzt werden kann. Genauso kann der Multistage Dekoder zusätzlich Soft-In-Information verarbeiten, die von einem anderen Dekoder in einem Iterationsprozess generiert wird. Diese wird direkt den einzelnen Kanaldekodern im Multistage Dekoder übergeben.
Entsprechend ist in 9 neben dem Multistage Dekoder 1 für den Diversitätskode des Empfangspfades 1 auch der Multistage Dekoder 2 für den Diversitätskode des Empfangspfades 2 skizziert. Der Begriff "Diversitätskode" wird hier gleichbedeutend mit "Empfangsdatensatz" verwendet.
Erfindungsgemäß werden nun in einem zusätzlich iterativen Prozess extrinsische Informationen zwischen den entsprechenden Dekodern C⁰, C¹ und C² des Multistage Dekoders 1 und des Multistage Dekoders 2 ausgetauscht, um die Dekodierungen C⁰, C¹ und C² zu verbessern. Hierbei ist wie in den 3b, 4 und 5 ein Interleaving in den Diversitätskodes bzw. Empfangsdatensätze der beiden Empfangspfade durch entsprechende Interleaver und Deinterleaver zu berücksichtigen. Des Weiteren kann vorteilhafterweise dadurch das "Demapping" sicherer werden.
Zusammengefaßt beinhaltet die Erfindung, Diversitäts-COFDM iterativ zu dekodieren und beispielhaft für die DRM vorzusehende Multistage/multilevel-Dekodierung durch einen Dekoder zu ersetzen, der die Diversität im Sinne von parallel verketteter Kodes miteinbezieht.
Das Konzept der Einbeziehung von Diversität läßt sich auf weitere Diverstitätsformen, wie Polarisations- oder Antennendiversität ausdehnen, wobei nun ein SIMO(single input multiple output)- oder MIMO(multiple input mutiple output)-Kanal vorliegt, für den eine entsprechende Signalverarbeitung und iterative Dekodierung vorzusehen ist. Mittels Mehrantennensystemen kann einerseits durch "space-time coding" (im folgenden als STC bezeichnet) Raum- und Zeit-Diversität ausgenutzt werden, wobei sich relativ einfache En- und Dekodierschemata für "space-time block codes" (im folgenden STMC bezeichnet) ergeben. Andererseits ermöglicht die Betrachtung als MIMO-System bevorzugt eine Steigerung der Systemkapazität und die für MIMO-Ansätze erforderliche ISI-Freiheit ist durch Einbeziehen von OFDM-Systemen gewährleistet (MIMO-OFDM). Zusätzlich bieten sich in Verbindung mit einer Kanalkodierung iterative Verfahren an, wie beispielsweise die "minimum-meansquare-error" (im folgenden MMSE) basierte Matrix-Entzerrung mit Zuverlässigkeitsinformation.
Ferner kann, neben dem oben ausgeführten Sender, Empfänger, Sender-Empfängersystem und Verfahren, anhand einer Erweiterung eine weitere Verbesserung der Multistage-Dekodierung ermöglicht werden. Falls der Kanaldekoder nicht in der Lage war, alle Fehler zu korrigieren, enthält das Dekodierergebnis der Multi-Stage-Kodierung Fehler. Dies bedeutet für den folgenden Kodierprozess, daß eine zusätzliche Störgröße eingebracht wurde und nicht mehr nur das üblicherweise angenommene Gaußrauschen vorliegt. Ein weitere Aspekt ist das Phasenrauschen, das durch die Verwendung nicht idealer Oszillatoren, beispielsweise PLL-Synthesizer, entsteht und große Symbolamplituden stärker beeinflußt als kleine. Ein zusätzlicher Einfluß auf große Amplituden übt die Interkanalinterferenz auf den COFDM-Unterträgern aus, die durch Dopplerverschiebungen und nicht ideale Frequenzsynchronisation entstehen kann.
Obige Störgrößen führen zu einem signalabhängigen Rauschen, das weder durch die Betrags- noch durch die euklidische Metrik bei der Dekodierung angemessen berücksichtigt wird. Die Leistungsfähigkeit des Dekodierprozesses verbessert sich, wenn anstelle der Metriken ein Histogramm-basierter Ansatz für die Berechnung der Farbmetriken der Trellis-Dekoder verwendet.
Vorteilhafterweise wird erfindungsgemäß das Potential, das sich durch Diversitätstechniken ergibt, wesentlich besser als durch die im Stand der Technik entsprechenden Combining-Methoden ausgenutzt. Insbesondere wird vorteilhafterweise ermöglicht, bei schmalbandigen COFDM-Systemen die Auswahlwahrscheinlichkeit durch den Einsatz von Diversitätstechniken auch zu verringern, wenn alle Diversitätspaare starken Störungen unterworfen sind. Darüber hinaus ermöglicht die vorliegende Erfindung vorteilhaft die Erzielung sogenannter "Turbo-Gewinne" bei der iterativen Dekodierung. Beides senkt die Wahrscheinlichkeit mehrsekündiger Unterbrechungen bei DRM-Audiowidergabe.
Besonders vorteilhafterweise kann ein bereits vorliegendes Diversitätssendenetz, sei es primär zum Ermöglichen von Combining-Empfängern oder nur zur Abdeckung eines größeren Versorgungsgebietes, in einfacher Weise umgerüstet und für die vorliegende Erfindung verwendet werden bzw. die vorliegende Erfindung darin integriert werden und umgekehrt, wodurch vorteilhafterweise die Übertragungsqualität und die Ausfallsicherheit verbessert wird. Es ist hierbei nicht notwendig, die bestehende Spezifikation beispielsweise für DRM zu verändern und somit können herkömmliche Empfänger weiter betrieben werden.
Bezugnehmend auf 10 wird ein beispielhaftes System zum Implementieren der Erfindung bzw. einzelner Bestandteile der Erfindung, wie zum Beispiel eines Kanaldekodierers und/oder einer Übersetzungseinrichtung beschrieben. Ein beispielhaftes System umfaßt eine universelle Rechnereinrichtung in der Form einer herkömmlichen Rechnerumgebung 220 z. B. ein "personal computer" (PC) 220, mit einer Prozessoreinheit 222, einem Systemspeicher 224 und einem Systembus 226, welcher eine Vielzahl von Systemkomponenten, unter anderem den Systemspeicher 224 und die Prozessoreinheit 222 verbindet. Die Prozessoreinheit 222 kann arithmetische, logische und/oder Kontrolloperationen durchführen, indem auf den Systemspeicher 224 zugegriffen wird. Der Systemspeicher 224 kann Informationen und/oder Instruktionen zur Verwendung in Kombination mit der Prozessoreinheit 222 speichern. Der Systemspeicher 224 kann flüchtige und nichtflüchtige Speicher, beispielsweise "random access memory" (RAM) 228 und "Nur-Lesespeicher" (ROM) 230 beinhalten. Ein Grund-Eingabe-Ausgabe-Sytem (BIOS), das die grundlegenden Routinen enthält, welche helfen, Informationen zwischen den Elementen innerhalb des PCs 220, beispielsweise während des Hochfahrens, zu transferieren, kann in dem ROM 230 gespeichert sein. Der Systembus 226 kann eine von vielen Busstrukturen sein, unter anderem ein Speicherbus oder ein Speichercontroller, ein peripherer Bus und ein lokaler Bus, welcher eine bestimmte Busarchitektur aus einer Vielzahl von Busarchitekturen verwendet.
Der PC 220 kann weiterhin ein Festplattenlaufwerk 232 zum Lesen oder Schreiben einer Festplatte (nicht gezeigt) aufweisen und ein externes Disklaufwerk 234 zum Lesen oder Schreiben einer entfernbaren Disk 236 bzw. eines entfernbaren Datenträgers. Die entfernbare Disk kann eine magnetische Disk bzw. eine magnetische Diskette für ein magnetisches Disklaufwerk bzw. Diskettenlaufwerk oder eine optische Diskette wie z. B. eine CD-ROM für ein optisches Disklaufwerk sein. Das Festplattenlaufwerk 232 und das externe Disklaufwerk 234 sind jeweils mit dem Systembus 226 über eine Festplattenlaufwerkschnittstelle 238 und eine externe Disklaufwerkschnittstelle 240 verbunden. Die Laufwerke und die zugeordneten computerlesbaren Medien stellen einen nichtflüchtigen Speicher computerlesbarer Instruktionen, Datenstrukturen, Programm-Modulen und anderer Daten für den PC 220 zur Verfügung. Die Datenstrukturen können die relevanten Daten zum Implementieren eines wie oben beschriebenen Verfahrens aufweisen. Obwohl die beispielshaft beschriebene Umgebung eine Festplatte (nicht gezeigt) und eine externe Disk 242 verwendet, ist für den Fachmann offensichtlich, daß andere Typen computerlesbarer Medien, welche computerzugreifbare Daten speichern können, in der beispielhaften Arbeitsumgebung verwendet werden können, wie z. B. magnetische Kassetten, Flash-Memory Karten, digitale Videodisketten, Random-Access-Speicher, Nur-Lesespeicher, usw..
Eine Vielzahl von Programm-Modulen, insbesondere ein Betriebssystem (nicht gezeigt) ein oder mehrere Applikationsprogramme 244, oder Programm-Module (nicht gezeigt) und Programmdaten 246, können auf der Festplatte, der externen Disk 242, dem ROM 230 oder dem RAM 228 gespeichert werden. Die Applikationsprogramme können zumindest einen Teil der Funktionalität, wie in 10 gezeigt, umfassen.
Ein Benutzer kann Kommandos und Information, wie oben beschrieben, in den PC 220 anhand von Eingabevorrichtungen, wie z. B. einer Tastatur bzw. eines Keyboards 248 und einer Computermaus 250 eingeben. Andere Eingabevorrichtungen (nicht gezeigt) können ein Mikrofon und/andere Sensoren, einen Joystick, ein Spielpolster bzw. -kissen, einen Scanner oder ähnliches umfassen. Diese oder andere Eingabevorrichtungen können mit der Prozessoreinheit 222 anhand einer seriellen Schnittstelle 252 verbunden sein, welche mit dem System 226 gekoppelt ist, oder können anhand anderer Schnittstellen, wie z. B. einer parallelen Schnittstelle 254, eines Spieleports oder eines universellen seriellen Busses (USB) verbunden sein. Weiterhin kann Information mit einem Drucker 256 gedruckt werden. Der Drucker 256 und andere parallele Eingabe/Ausgabevorrichtungen können mit der Prozessoreinheit 222 durch die parallele Schnittstelle 254 verbunden sein. Ein Monitor 258 oder andere Arten von Anzeigevorrichtung(en) ist/sind mit dem Systembus 226 mittels einer Schnittstelle, wie z. B. eines Videoeingang/-ausgangs 260 verbunden. Zusätzlich zu dem Monitor kann die Rechnerumgebung 220 andere periphere Ausgabevorrichtungen (nicht gezeigt) wie z. B. Lautsprecher oder akustische Ausgänge umfassen.
Die Rechnerumgebung 220 kann mit anderen elektronischen Vorrichtungen z. B. einem Computer, einem Schnurtelefon, einem schnurlosen Telefon, einem persönlichen digitalen Assistenten (PDA), einem Fernseher oder ähnlichem kommunizieren. Um zu kommunizieren, kann die Rechnerumgebung 220 in einer vernetzten Umgebung arbeiten, wobei Verbindungen zu einem oder mehreren elektronischen Vorrichtungen verwendet werden. 10 stellt die mit einem "remote computer" bzw. entfernten Computer 262 vernetzte Rechnerumgebung dar. Der entfernte Computer 262 kann eine andere Rechnerumgebung, wie z. B. ein Server, ein Router, ein Netzwerk-PC, eine gleichwertige bzw. "peer" Vorrichtung oder andere gewöhnliche Netzwerkknoten sein und kann viele oder alle der hinsichtlich der Rechnerumgebung 220 oben beschriebenen Elemente umfassen. Die logischen Verbindungen, wie sie in 10 dargestellt sind, umfassen ein "local area network" (LAN) 264 und ein "wide are network" (WAN) 266. Solche Netzwerkumgebungen sind alltäglich in Büros, firmenweiten Computernetzwerken, Intranetzen und dem Internet.
Wenn eine Rechnerumgebung 220 in einer LAN-Netzwerkumgebung verwendet wird, kann die Rechnerumgebung 220 mit dem LAN 264 durch einen Netzwerkeingang/-ausgang 268 verbunden sein. Wenn die Rechnerumgebung 220 in einer WAN-Netzwerkumgebung verwendet wird, kann die Rechnerumgebung 220 ein Modem 270 oder andere Mittel zum Herstellen einer Kommunikation über das WAN 266 umfassen. Das Modem 270, welches intern und extern bezüglich der Rechnerumgebung 220 sein kann, ist mit dem Systembus 226 mittels der seriellen Schnittstelle 252 verbunden. In der Netzwerkumgebung können Programm-Module, welche relativ zu der Rechnerumgebung 220 dargestellt sind, oder Abschnitte davon in einer entfernten Speichereinrichtung gespeichert sein, welche an oder von einem entfernten Computer 262 zugreifbar bzw. systemeigen sind. Weiterhin können andere Daten, welche für das oben beschriebene Verfahren bzw. System relevant sind, auf oder von dem entfernten Computer 262 zugreifbar vorliegen.

10: Diversitätssender
12: erster Kanal
14: zweiter Kanal
16: Datensatz
18: Übersetzungseinrichtung
20: Daten bearbeitungseinrichtung
22: Datensendeeinrichtung
24: Zwischendatensatz
26: Ausgabedatensatz
28: erste Antenne
30: zweite Antenne
32: Empfänger
34: Datenempfangseinrichtung
36: Datenempfangseinrichtung
38: Kombiniereinrichtung
40: Empfangsdatensatz
42: Kanaldekodierer
44: Übersetzungseinrichtung
46: Ausgabedatensatz
48: Kanaldekodierer
50: Kanaldekodierer
52: Übersetzungseinrichtung
54: Ausgabedatensatz
56: Eingabedatensatz
58: Ausgabedatensatz
60: Übersetzungseinrichtung
110: Diversitätssender
112: erster Kanal
114: zweiter Kanal
116: Ursprungsdatensatz
118a: erste Übersetzungseinrichtung
118b: zweite Übersetzungseinrichtung
120: Datenbearbeitungseinrichtung
120a: erste Datenbearbeitungseinrichtung
120b: zweite Datenbearbeitungseinrichtung
122a: erste Datensendeeinrichtung
122b: zweite Datensendeeinrichtung
124a: erster Zwischendatensatz
124b: zweiter Zwischendatensatz
126a: erster Sendedatensatz
126b: zweiter Sendedatensatz
128: erste Antenne
130: zweite Antenne
132: Empfänger
134: Datenempfangseinrichtung
136: Datenempfangseinrichtung
140a: erster Empfangsdatensatz
140b: zweiter Empfangsdatensatz
142: Kanaldekodierer
142a: erster Kanaldekodierer
142b: zweiter Kanaldekodierer
143: Ausgabedatensatz
143a: erster Ausgabedatensatz
143b: zweiter Ausgabedatensatz
144a: erste Übersetzungseinrichtung
144b: zweite Übersetzungseinrichtung
145: Entzerrer/Demodulator
146: Ausgabedatensatz
148a: erste Ausgabeauthentizität
148b: zweite Ausgabeauthentizität
150a: erste Eingabeauthentizität
150b: zweite Eingabeauthentizität
152: Ausgabeeinrichtung
220: Rechnerumgebung
222: Prozessoreinheit
224: Systemspeicher
226: Systembus
228: random access memory (RAM)
230: Nur-Lesespeicher (ROM)
232: Festplattenlaufwerk
234: Disklaufwerk
236: entfernbare Disk
238: Festplattenlaufwerkschnittstelle
240: Disklaufwerkschnittstelle
242: externe Disk
244: Applikationsprogramm
246: Programmdaten
248: Tastatur
250: Computermaus
252: serielle Schnittstelle
254: parallele Schnittstelle
256: Drucker
258: Monitor
260: Videoeingang/-ausgang
262: entfernter Computer
264: "local area network" (LAN)
266: "wide area network" (WAN)
268: Netzwerkeingang/-ausgang

Claims

Empfänger (132) zum Empfangen und störungsreduzierten Ausgeben von Daten (146) mit – zumindest einer ersten Datenempfangseinrichtung (134) und – zumindest einer zweiten Datenempfangseinrichtung (136), wobei – die erste Datenempfangseinrichtung (134) ausgelegt ist, einen ersten Empfangsdatensatz (140a) zu empfangen und – die zweite Datenempfangseinrichtung (136) ausgelegt ist, einen zweiten Empfangsdatensatz (140b) zu empfangen, wobei der erste Empfangsdatensatz (140a) von dem zweiten Empfangsdatensatz (140b) verschieden ist; – zumindest einer ersten Datenbearbeitungseinrichtung (142a) und – zumindest einer zweiten Datenbearbeitungseinrichtung (142b), wobei – die erste Datenbearbeitungseinrichtung (142a) ausgelegt ist, sowohl den ersten Empfangsdatensatz (140a) als auch eine Eingabeauthentizitätswahrscheinlichkeit (150a) als Eingabeauthentizitätsmaß des ersten Empfangsdatensatzes (140a) als Eingabe zu bearbeiten und daraus einen ersten Ausgabedatensatz (143a) und eine Ausgabeauthentizitätswahrscheinlichkeit (148a) als Ausgabeauthentizitätsmaß des ersten Ausgabedatensatzes (143a) zu bestimmen, wobei – die zweite Datenbearbeitungseinrichtung (142b) ausgelegt ist, sowohl den zweiten Empfangsdatensatz (140b) als auch eine Eingabeauthentizitätswahrscheinlichkeit (150b) als Eingabeauthentizitätsmaß des zweiten Empfangsdatensatzes (140b) als Eingabe zu bearbeiten und daraus einen zweiten Ausgabedatensatz (143b) und eine Ausga beauthentizitätswahrscheinlichkeit (148b) als Ausgabeauthentizitätsmaß des zweiten Ausgabedatensatzes (143b) zu bestimmen und mit – einer Ausgabeeinrichtung (152), welche ausgelegt ist, zumindest Teile des ersten Ausgabedatensatzes (143a) und/oder des zweiten Ausgabedatensatzes (143b) oder eine Kombination hiervon auszugeben, dadurch gekennzeichnet, daß der Empfänger (132) zumindest eine erste Übersetzungseinrichtung (144a) und zumindest eine zweite Übersetzungseinrichtung (144b) umfaßt, wobei die erste Übersetzungseinrichtung (144a) ausgelegt ist, die Ausgabeauthentizitätswahrscheinlichkeit (148a) des ersten Ausgabedatensatzes (143a) in die Eingabeauthentizitätswahrscheinlichkeit (150b) des zweiten Empfangsdatensatzes (140b) zu übersetzen und wobei die zweite Übersetzungseinrichtung (144b) ausgelegt ist, die Ausgabeauthentizitätswahrscheinlichkeit (148b) des zweiten Ausgabedatensatzes (143b) in die Eingabeauthentizitätswahrscheinlichkeit (150a) des ersten Empfangsdatensatzes (140a) zu übersetzen.
Empfänger (132) nach Anspruch 1, wobei die erste Datenbearbeitungseinrichtung (142a) ausgelegt ist, wiederholt bzw. iterativ den ersten Ausgabedatensatz (143a) und die Ausgabeauthentizitätswahrscheinlichkeit (148a) des ersten Ausgabedatensatzes (143a) zu bestimmen und auszugeben und wobei – die zweite Datenbearbeitungseinrichtung (142b) ausgelegt ist, wiederholt den zweiten Ausgabedatensatz (143b) und eine Ausgabeauthentizitätswahrscheinlichkeit (148b) des zweiten Ausgabedatensatzes (143b) zu bestimmen und auszugeben, wobei – in einem ersten Schritt die Eingabeauthentizitätswahrscheinlichkeit (150a) des ersten Empfangsdatensatzes (140a) gleich einem vorbestimmten Wert ist, – in einem zweiten, nachfolgenden Schritt die mit der ersten Datenbearbeitungseinrichtung (142a) bestimmte Ausgabeauthentizitätswahrscheinlichkeit (148a) des ersten Ausgabedatensatzes (143a) gleich der Eingabeauthentizitätswahrscheinlichkeit (150b) des zweiten Empfangsdatensatzes (140b) ist und – in einem dritten, nachfolgenden Schritt die mit der zweiten Datenbearbeitungseinrichtung (142b) bestimmte Ausgabeauthentizitätswahrscheinlichkeit (148b) des zweiten Ausgabedatensatzes (143b) gleich der Eingabeauthentizitätswahrscheinlichkeit (150a) des ersten Empfangsdatensatzes (140a) ist.
Empfänger (132) nach Anspruch 2, wobei die erste Datenbearbeitungseinrichtung (142a) und die zweite Datenbearbeitungseinrichtung (142b) derart ausgelegt sind, daß der zweite und der dritte Schritt konsekutiv wiederholt durchführbar sind.
Empfänger (132) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei – die erste Übersetzungseinrichtung (144a) ausgelegt ist, zum Übersetzen der Ausgabeauthentizitätswahrscheinlichkeit (148a) des ersten Ausgabedatensatzes (143a) in die Eingabeauthentizitätswahrscheinlichkeit (150b) des zweiten Empfangsdatensatzes (140b), einen herkömmlichen, inversen ersten Verschränkungsalgorithmus auf die Ausgabeauthentizitätswahrscheinlichkeit (148a) des ersten Ausgabedatensatzes (143a) anzuwenden und darauf einen herkömmlichen zweiten Verschränkungsalgorithmus anzuwenden, um die Eingabeauthentizitätswahrscheinlichkeit (150b) des zweiten Empfangsdatensatzes (140b) zu erzeugen und wobei – die zweite Übersetzungseinrichtung (144b) ausgelegt ist, zum Übersetzen der Ausgabeauthentizitätswahrscheinlichkeit (148b) des zweiten Ausgabedatensatzes (143b) in die Eingabeauthentizitätswahrscheinlichkeit (150a) des ersten Empfangsdatensatzes (140a), einen herkömmlichen, inversen zweiten Verschränkungsalgorithmus auf die Ausgabeauthentizitätswahrscheinlichkeit (148b) des zweiten Ausgabedatensatzes (143b) anzuwenden und darauf einen herkömmlichen, ersten Verschränkungsalgorithmus anzuwenden, um die Eingabeauthentizitätswahrscheinlichkeit (150a) des ersten Empfangsdatensatzes (140a) zu erzeugen.
Empfänger (132) nach Anspruch 4, wobei der erste Verschränkungsalgorithmus und der zweite Verschränkungsalgorithmus identische Verschränkungsalgorithmen sind.
Empfänger (132) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die erste Datenbearbeitungseinrichtung (142a) und die zweite Datenbearbeitungseinrichtung (142b) ausgelegt sind, gleiche Dekodieralgorithmen zu verwenden.
Empfänger (132) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die erste Datenbearbeitungseinrichtung (142a) und die zweite Datenbearbeitungseinrichtung (142b) ausgelegt sind, verschiedene Dekodieralgorithmen zu verwenden.
Empfänger (132) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die zumindest eine Datenbearbeitungseinrichtung (142; 142a, 142b) eine herkömmliche Dekodiereinrichtung ist, die ausgelegt ist, anhand von herkömmlichen Faltungskodes kodierte Eingabedatensätze (140a, 140b) zu dekodieren.
Empfänger (132) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die zumindest eine Datenbearbeitungseinrichtung (142; 142a, 142b) eine herkömmliche Dekodiereinrichtungen ist, die ausgelegt ist, anhand von herkömmlichen Turbo-Kodes enkodierte Eingabedatensätze (140a, 140b) zu dekodieren.
Empfänger (132) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die zumindest eine Datenbearbeitungseinrichtung (142; 142a, 142b) ausgelegt ist, Zusatzdaten an zumindest die erste Datenempfangseinrichtung (134) und/oder zumindest die zweite Datenempfangseinrichtung (136) bzw. an Bestandteile davon zu übergeben.
Sender (110) zum störungsreduzierten Übermitteln von Daten (116) mit zumindest zwei Datenbearbeitungseinrichtungen (120a, 120b), wobei – die erste Datenbearbeitungseinrichtung (120a) eine erste herkömmliche Enkodiereinrichtung umfaßt, welche ausgelegt ist, einen Ursprungsdatensatz (116) anhand eines herkömmlichen Enkodieralgorithmusses in einen ersten Sendedatensatz (126a) umzuwandeln, – die zweite Datenbearbeitungseinrichtung (120a) eine zweite herkömmliche Enkodiereinrichtung umfaßt, welche ausgelegt ist, den Ursprungsdatensatz (116) anhand eines herkömmlichen Enkodieralgorithmusses in einen zweiten Sendedatensatz (126b) umzuwandeln, – die erste Datenbearbeitungseinrichtung (120a) und die zweite Datenbearbeitungseinrichtung (120b) derart ausgelegt sind, daß der erste Sendedatensatz (126a) und der zweite Sendedatensatz (126b) voneinander verschieden sind, – die erste Datenbearbeitungseinrichtung (120a) eine erste Übersetzungseinrichtung (118a) umfaßt, welche ausgelegt ist, den Ursprungsdatensatz (116) in einen ersten Zwischendatensatz (124a) zu übersetzen und die Enkodiereinrichtung der ersten Datenbearbeitungseinrichtung (120a) ausgelegt ist, den ersten Zwischendatensatz (124a) in den ersten Sendedatensatz (126a) umzuwandeln, – die zweite Datenbearbeitungseinrichtung (120b) eine zweite Übersetzungseinrichtung (118b) umfaßt, welche ausgelegt ist, den Ursprungsdatensatz (116) in einen zweiten Zwischendatensatz (124b) zu übersetzen und die Enkodiereinrichtung der zweiten Datenbearbeitungseinrichtung (120b) ausgelegt ist, den zweiten Zwischendatensatz (124b) in den zweiten Sendedatensatz (126b) umzuwandeln, – die erste Übersetzungseinrichtung (118a) ausgelegt ist, zum Übersetzen des Ursprungsdatensatzes (116) in den ersten Zwischendatensatz (124a) einen ersten herkömmlichen Verschränkungsalgorithmus auf den Ursprungsdatensatz (116) anzuwenden, – die zweite Übersetzungseinrichtung (118b) ausgelegt ist, zum Übersetzen des Ursprungsdatensatzes (116) in den zweiten Zwischendatensatz (124b) einen zweiten herkömmlichen Verschränkungsalgorithmus auf den Ursprungsdatensatz (116) anzuwenden, weiterhin mit zumindest zwei Datensendeeinrichtungen (122a, 122b), wobei jede Datensendeeinrichtung (122a, 122b) ausgelegt ist, einen der Sendedatensätze (126a, 126b) zu senden, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Verschränkungsalgorithmus und der zweite Verschränkungsalgorithmus verschiedene Verschränkungsalgorithmen sind.
Sender (110) nach Anspruch 11, wobei die erste Enkodiereinrichtung und die zweite Enkodiereinrichtung jeweils herkömmliche Enkodiereinrichtungen sind, die ausgelegt sind, anhand von herkömmlichen Faltungskodes kodierte Sendedatensätze (126a, 126b) zu enkodieren.
Sender (110) nach Anspruch 11 oder 12, wobei die erste Enkodiereinrichtung und die zweite Enkodiereinrichtung jeweils herkömmliche Enkodiereinrichtungen sind, die ausgelegt sind, anhand von herkömmlichen Turbo-Kodes kodierte Sendedatensätze (126a, 126b) zu enkodieren.
Sender (110) nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei die erste Enkodiereinrichtung und die zweite Enkodiereinrichtung ausgelegt sind, gleiche Enkodieralgorithmen zu verwenden.
Datenübertragungssystem mit einem Sender (110) nach einem der Ansprüche 11 bis 14 und einem Empfänger (132) nach einem der Ansprüche 1 bis 10.
Verfahren zum Übermitteln von Daten mit den Schritten: – Bereitstellen eines Ursprungsdatensatzes (116); – Erzeugen von zumindest zwei unabhängigen, voneinander verschiedenen Sendedatensätzen (126a, 126b) aus dem Ursprungsdatensatz (116) mittels jeweils einer Datenbearbeitungseinrichtung (120a, 120b); – Senden der Sendedatensätze (126a, 126b) mit jeweils einer Datensendeeinrichtung (122a, 122b); – Empfangen eines jeden Sendedatensatzes (126a, 126b) als Empfangs datensatz (140a, 140b) mit jeweils einer Datenempfangseinrichtung (134, 136); – Bestimmen eines ersten Ausgabedatensatz (143a) und einer ersten Ausgabeauthentizitätswahrscheinlichkeit (148a) als Ausgabeauthentizitätsmaß des ersten Ausgabedatensatzes (143a) anhand des ersten Empfangsdatensatz (140a) als auch einer ersten Eingabeauthentizitätswahrscheinlichkeit (150a) des ersten Empfangsdatensatzes (140a) mittels einer ersten Datenbearbeitungseinrichtung (142a); – Bestimmen des zweiten Ausgabedatensatzes (143b) und der zweiten Ausgabeauthentizitätswahrscheinlichkeit (148b) als Ausgabeauthentizitätsmaß des zweiten Ausgabedatensatzes (143b) anhand der zweite Empfangsdatensatz (140b) als auch eine zweite Eingabeauthentizitätswahrscheinlichkeit (150b) des zweiten Empfangsdatensatzes (140b) mittels einer zweiten Datenbearbeitungseinrichtung (142b); – Ausgeben zumindest eines Teils des ersten Ausgabedatensatzes (143a) und/oder zumindest eines Teils des zweiten Ausgabedatensatzes (143b) oder eine Kombination davon mittels einer Ausgabeeinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgabeauthentizitätswahrscheinlichkeit (148a) des ersten Ausgabedatensatzes (143a) mittels einer ersten Übersetzungseinrichtung (144a) in die Eingabeauthentizitätswahrscheinlichkeit (150b) des zweiten Empfangsdatensatzes (140b) übersetzt wird und daß die Ausgabeauthentizitätswahrscheinlichkeit (148b) des zweiten Ausgabedatensatzes (143b) mittels einer zweiten Übersetzungseinrichtung (144b) in die Eingabeauthentizitätswahrscheinlichkeit (150a) des ersten Empfangsdatensatzes (140a) übersetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei wiederholt der erste Ausgabedatensatz (143a) und die Ausgabeauthentizitätswahrscheinlichkeit (148a) des ersten Ausgabedatensatzes (143a) bestimmt werden und wobei wiederholt der zweite Ausgabedatensatz (143b) und die Ausgabeauthentizitätswahrscheinlichkeit (148b) des zweiten Ausgabedatensatzes (143b) bestimmt werden, wobei – in einem ersten Schritt die Eingabeauthentizitätswahrscheinlichkeit (150a) des ersten Empfangsdatensatzes (140a) gleich einem vorbestimmten Wert ist, – in einem zweiten, nachfolgenden Schritt die mit der ersten Datenbearbeitungseinrichtung (142a) bestimmte Ausgabeauthentizitätswahrscheinlichkeit (148a) des ersten Ausgabedatensatzes (143a) gleich der Eingabeauthentizitätswahrscheinlichkeit (150b) des zweiten Empfangsdatensatzes (140b) ist und – in einem dritten, nachfolgenden Schritt die mit der zweiten Datenbearbeitungseinrichtung (142b) bestimmte Ausgabeauthentizitätswahrscheinlichkeit (148b) des zweiten Ausgabedatensatzes (143b) gleich der Eingabeauthentizitätswahrscheinlichkeit (150a) des ersten Empfangsdatensatzes (140a) ist.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei der zweite und der dritte Schritt konsekutiv, wiederholt durchgeführt werden.
Computerprogrammprodukt, welches, wenn geladen und ausgeführt in einem Computer, bewirkt, daß der Computer ein Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 18 durchführt.