DE60004407T2

DE60004407T2 - Verschachteler und verschachtelungsverfahren einer dateneingangsbitfolge mit verwendung einer kodierten aufzeichnung von symbolen und zusätzlicher information

Info

Publication number: DE60004407T2
Application number: DE60004407T
Authority: DE
Inventors: Raimund Sönning; Gian Huaman-Bollo
Original assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Current assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Priority date: 1999-09-28
Filing date: 2000-09-19
Publication date: 2004-06-09
Anticipated expiration: 2020-09-20
Also published as: DE60004407D1; EP1264409A1; CN1258887C; AU7778400A; EP1089439A1; WO2001024381A1; TW486884B; KR100754077B1; EP1264409B1; US7127004B1; KR20020048421A; ATE246859T1; CN1377522A

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung bezieht sich auf einen Interleaver (Vorrichtung zum Verschachteln) zur Verschachtelung einer Eingangsdatensequenz von Datenbits von Codesymbolen, die jedes aus einer Anzahl von Datenbits zusammen mit zusätzlicher Information besteht, speziell aus Kontrollinformation, bestehend aus einer Anzahl von Kontrollbits, die Kontrollfunktionen für jedes Codesymbol anzeigen. Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Verfahren zur Verschachtelung solch einer Datenbitsequenz. Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf einen Sender, in dem Codesymbole zusammen mit Kontrollinformation verarbeitet werden.
Daher bezieht sich die Erfindung im allgemeinen auf die Verarbeitung von Datensymbolen zusammen mit zusätzlicher Kontrollinformation. Während das Speichern von Dateninformation zusammen mit der Kontrollinformation vergleichsweise einfach ist, wenn nur ein Benutzerkanal betrachtet wird, werden Speicherprobleme im Sender ziemlich heftig, wenn eine große Vielfalt von Benutzerkanälen (die Dateninformation in Form von Bits liefern) mit der Kontrollinformation kombiniert werden müssen und vor der Übertragung gespeichert werden müssen.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die Tatsache, dass Dateninformation mit Kontrollinformation vor der Übertragung kombiniert werden muß, ist ein normaler Aspekt, der sich im allgemeinen auf Nachrichtensysteme bezieht. Speziell wird diese Problem ernsthaft, wenn eine Vielzahl von Benutzerkanälen bearbeitet werden muß, wie es in einen CDMA-System der Fall ist. Eine Basistransceiverstation BTS eines CDMA-Systems, auf die die Erfindung anwendbar ist wird im großen und ganzen in der 1 gezeigt. Kurz zusammengefaßt, zeigt das Blockdiagramm in 1 eine Basistransceiverstation BTS eines CDMA-Systems, die einen Basisband-Sender TX, einen Basisband-Empfänger RX und einen HF Teil enthält. Im Sender TX sind Benutzerdaten, Z.B. in Form von ATM-Paketen, die Eingabe in eine Kanalcodierereinheit ENC über einen ATM-Switch und ein entsprechendes Interface ATM IFX/IFC. Die kodierten (und auch verschachtelten) Daten werden dann moduliert und von einer Basisband-Sendereinheit BBTX verteilt. Die modulierten Daten werden dann gefiltert und in der Einheit TRX-DIG in ein analoges Signal konvertiert, in der TRX-RF Einheit auf die gewünschte Trägerfrequenz hochgewandelt, von einer Leistungsverstärkereinheit MCPA verstärkt und schließlich an eine Antenne ANT über einen Duplexfilter gesendet.
Im Empfängerteil der HF-Sektion werden gewöhnlich zwei Antennen (Diversitätsempfang) in jedem Sektor zum Empfangen des Signals verwendet, das dann in der Einheit LNA verstärkt wird, in der Einheit TRX-RF heruntergewandelt wird und in der Einheit TRX-DIG gefiltert wird. Danach werden die Daten von einem RAKE Empfänger/Aufteiler in der Empfängereinheit BBRX, während Kanäle mit wahlfreiem Zugriff (verzweigt durch eine zwischengeschaltete Filtereinheit BBIF) erkannt werden und in der Einheit BBRA demoduliert werden. Die Benutzerdaten US werden dann in der Decodiereinheit DEC dekodiert und über das ATM Interface ATM IFX/IFC an den ATM-Switch übertragen.
In der CDMA Basistransceiverstation BTS wird ein Bit-Interleaving und De-Interleaving im Codierer ENC im Basisbandsender Tx bzw. im Decodierer DEC im Basisbandempfänger RX durchgeführt.
2 zeigt einen funktionalen Überblick des Codierers ENC, wobei eine Vielzahl von Daten individueller Benutzerkanäle US1, US2, US3 als sequentielle Pakete, entsprechende Datenbitsequenzen enthaltend, bei ➁ Eingabe sind in das ATM-Interface feldprogrammierbares Gate-Array FPGA ATM-IN. Über die Kanalcodierung im FPGA CCOD-TCH wird Interleaving in der FPGA Inter-MOD bei ➂ durchgeführt. D.h. in 2 geben eine Zahl von N_USCH Benutzerkanälen (Z.B. bis zu 300 verschiedene Kanäle) Benutzerdaten US bei ➁ ein, während Kontrollinformation CI zur Kontrolle der Übertragung der Datenbitsequenzen beim digitalen Signalprozessor DSP ➀ die Eingabe ist, oder gewöhnlich durch den FPGA INTER-MOD ➂. Die Datenbits mit ihrer zugehörigen Kontrollinformation werden verschachtelt und zeitlich zugeordnet in dem FPGA-Modulator FPGA-INTERMOD ➂ unter Verwendung einer Speicheranordnung von 3 RAM's, gezeigt bei ➃, und dem Interface FPGA-IF1. Die verschachtelte und zeitlich geordneten Daten werden dann zur Basisband-Sendereinheit BBTX über das FPGA BBTX-OUT ➄ gesendet.
Deshalb kombiniert der ENC Codierer in 2 zusätzlich zum Kanalcodieren und Interleaving Datensymbole aus den Benutzerkanälen US1, US2, US3, ... und Kontrollinformation CI, wobei die kombinierte Information danach der Basisband-Sendereinheit BBTX geliefert wird.
Datenbits werden in der Form von Codesymbolen, die ein Element eines Alphabets eines digitalen Modulations-Schemas wie QPSK oder 16QAM darstellen. Die Kontrollinformation, die mit jedem Codesymbol verbunden ist, wird dazu verwendet um andere Verarbeitungsteile innerhalb der Basisband-Sendereinheit BBTX zu steuern. Gewöhnlich verteilt die BBTX-Einheit jedes Codesymbol auf die gemeinsame Chiprate und führt eine Multiplikation mit dem CDMA-Code und ein Gewichten mit einer speziellen Sendeleistung durch.
Weiterhin kann in solch einem Sender die Dateninformation des Benutzerkanals in individuellen Rahmen gesendet werden. Wenn es mehrere Benutzerkanäle gibt, wie es normaler Weise Z.B. in einem mobilen Funkverkehrssystem der Fall ist, dann liefert jedes von mehreren Benutzerkanälen digitale Dateninformation, die in die speziellen Rahmen auf der Funkverbindung zwischen dem Sender der Basisstation und der mobilen Station eingebracht werden müssen. Jeder Datenrahmen kann Datenpakete mehrere Benutzerkanäle enthalten, die sequentiell ankommen können. Jedes Paket ist getrennt codiert und verschachtelt bevor Codesymbole gebildet werden und wird parallel für alle Benutzerkanäle an den CDMA-Modulator in der BBTX-Einheit geliefert. Die parallele Verarbeitung zum CDMA-Modulator hin ist wegen der CDMA-Technik notwendig, wobei alle Kanäle vor der Übertragung summiert werden.
Jedes Paket enthält daher eine Datenbitsequenz einer vorbestimmten Anzahl von Datenbits (Z.B. M_i Bits), die zu einem Benutzerkanal gehören. Das individuelle Codesymbol, das aus der Eingangsdaten-Bitsequenz in jedem Paket gebildet wird kann aus Z.B. N=2 Datenbits bestehen, die 4 mögliche Zustände einer QPSK-Modulation (d.h. ein I und ein Q Bit) darstellen, und die Kontrollinformation CI kann aus Z.B. L = 4 Kontrollbits bestehen, die spezielle Kontrollfunktionen mit Bezug auf die entsprechenden Codesymbole anzeigen.
Wie oben beschrieben sind in 2 eine Vielzahl von Daten individueller Benutzerkanäle US1, US2, US3, ... die Eingabe als sequentielle Datenpakete, die entsprechende Datenbitsequenzen bei ➁ enthalten. Anschließend wird in dem FPGA-MOD ➂ und in der Speicheranordnung ➃ ein Interleaving durchgeführt. Zusätzlich ist Kontrollinformation CI Eingabe zum DSP ➀. Alternativ können der DSP ➀ oder sogar die FPGA ➂ selbst die Kontrollinformation CI erzeugen. Die Kontrollinformation wird auch in der FPGA ➂ zusammen mit der Speicheranordnung der 3 RAM's, gezeigt bei ➃, mit den Datenbits kombiniert, verschachtelt und zeitlich geordnet. Die Datenbits in Form von Codesymbolen (die einen Zustand des digitalen Modulationsschemas darstellen) werden dann zusammen mit der zugeordneten Kontrollinformation an die Basisband-Sendereinheit BBTX über das FPGA BBTX-OUT ➄ übertragen. Obwohl die 1, 2 eine spezielle Struktur des CDMA-Senders zeigen, kann ein digitaler Sender, der eine rahmenartige Verarbeitung der Datenpakete verwendet, im allgemeinen wie in 3 gezeigt, zusammengefaßt werden. D.h. eine Datenquelle DS liefert digitale Daten US in Form von Paketen an einen Kanalcodierer CC. Der Kanalcodierer CC kann ein Faltungscodierer sein; es können jedoch auch andere Codes wie Z.B. Blockcodes, Turbocodes etc. ... verwendet werden. Falls der Codierer ein Faltungscodierer ist, verwendet er eine spezielle Rate und Beschränkungslänge, wie durch das Codierpolynom vordefiniert. Z.B. verwendet der Kanalcodierer ENC in den 1, 2 einen Faltungscodierer mit einer Rate r = 1/2 und einer Begrenzungslänge c = 9.
Die kanalkodierte digitale Datenausgabe vom Kanalcodierer CC sind wieder Datenpakete, die eine Datenbitsequenz BS mit M_i Datenbits besitzen.
Aus den individuellen Datenbits der Datenbitsequenz werden Codesymbole, das jedes aus einer Anzahl N von Datenbits besteht, abhängig von dem benutzten digitalen Modulationsschema geformt. Ein Schreib/Lese-Mittel W/R enthält ein Auswahlmittel SM zur Extraktion oder Auswahl aus den Datenbits der Eingangsdatenbit-Sequenz BS, die entsprechend zueinander zur Bildung solcher Codesymbole gehören.
In einem Kombinationsmittel COM werden die Codesymbole mit ihrer zugehörigen Kontrollinformation CI (siehe Z.B. 4) kombiniert. Dann werden die Kontrollinformation und die Codesymbole als Datenbitsequenz an einen Interleaver geliefert, der einen Interleave-Speicher IM zur Durchführung des Interleaving besitzt. Interleaving ist ein essentieller Verarbeitungsschritt in einem mobilen Kommunikationssystem, um Fehler, die durch flachen Schwund entstehen, einfacher zu kompensieren.
Die Schreib/Lesemittel W/R enthalten Schreibmittel WM, die Codesymbole kombiniert mit der Kontrollinformation in Speicherstellen des Interleaving-Speichers schreiben, und Lesemittel RM, die gespeicherte Information gemäß dem Interleaving-Schema auslesen. Die verschachtelte digitale Datensequenz BS', bestehend aus einer spezifischen Zahl von Codesymbolen M_i/N, ist die Ausgabe zum digitalen Modulator MOD in der Basisband-Sendereinheit BBTX, die eine Modulation der verschachtelten Codesymbole durchführt. Falls der Modulator Z.B. eine QOSK-Modulation verwendet, werden die Bits als Codesymbole, die zwei Bits enthalten, nämlich ein I-Bit und ein Q-Bit, an den Modulator geliefert. Der CDMA-Sender TX, gezeigt in 1, verwendet eine QPSK-Modulation im Modulator BBTX. Es können jedoch andere digitale Modulationsschemata verwendet werden, die eine Lieferung von Codesymbolen, bestehend aus einer unterschiedlichen Zahl von Datenbits, erfordern. Z.B. erfordert eine 16QAM-Methode Codesymbole mit jeweils 4 Bit und eine 4QAM-Methode Codesymbole mit jeweils 2 Bit.
Wie man in der 3 auch erkennen kann, wird die Kontrollinformation zusammen mit den Codesymbolen durch die Lesemittel RM aus dem Interleaving-Speicher ausgelesen, und wird Z.B. an den Modulator MOD geliefert. Z.B. können die Kontrollbits der Kontrollinformation einen Rahmenstart FS anzeigen, einen Start des Zeittaktes SS, eine Marke MA und/oder ein Leistungsbit PW für das entsprechende Codesymbol. Speziell das Leistungsbit PW ist eine wichtige Kontrollinformation, das vom Modulator MOD verwendet wird. Obwohl die 3 nur die Bereitstellung der Kontrollinformation an den Modulator MOD zeigt, kann diese Information auch in anderen Einheiten des Senders verwendet werden.
Wie mit Bezug auf 3 beschrieben, enthält der Codierer ENC des Basisband-Senders TX den Kanalcodierer CC, die Kombinationsmittel COM und ein Verarbeitungsmittel, gebildet aus dem Interleaving-Speicher IM und den Schreib/Lesemitteln W/R. Jedoch kann nach der Kombination der Kontrollinformation und den Codesymbolen in den Kombinationsmitteln COM, ein Verarbeitungsmittel unterschiedliche Formen annehmen, abhängig von der speziellen Verarbeitung , die im Sender für eine spezielle Modulationstechnik gewünscht wird. Jedoch werden gewöhnlich die Kontrollinformation, d.h. die Kontrollbits, und die Codesymbole getrennt in den Verarbeitungsmitteln verarbeitet.
Die Erfindung sollte nicht auf das spezielle CDMA-System des Senders, das in den 1, 2, 3, gezeigt wird, begrenzt werden, sondern jedes andere Verarbeitungsschema ist auf die Erfindung anwendbar, solange eine Notwendigkeit zur gemeinsamen Verarbeitung der Kontrollinformation und der Codesymbole, bzw. der Datenbits besteht.
Speicherproblem der Kontrollinformation und der Codesymbole
Im Laufe der Verarbeitung der Codesymbole und der Kontrollbits in den Verarbeitungsmitteln, besteht immer die Notwendigkeit zumindest einer Zwischenspeicherung der Information in einem Speicher der Verarbeitungsmittel, d.h. wegen eines Interleaving-Prozesses. Eine solche Speicheranforderung kann z.B von einem Interleaving-Speicher IM erfüllt werden.
Während das Problem, wie die Dateninformation zusammen mit der Kontrollinformation vor der Übertragung zu speichern ist, ein allgemeines Problem ist, das schon auftaucht, wenn man nur einen Benutzerkanal betrachtet, wird das Problem natürlich extrem wichtig, wenn man eine große Vielfalt von Benutzerkanälen verarbeitet (d.h. bis zu 300), wie in den 1, 2, 3. Der Anteil von Daten, die innerhalb jedes Zeitintervalls eines Rahmens (d.h. T 0 10 ms) verarbeitet werden müssen wird sehr groß. Daher sind die Verarbeitungszeit und/oder die Speicheranforderungen um das Kanalcodieren, Bit-Interleaving und zeitliche Ordnung durchzuführen, sehr anspruchsvoll.
4 zeigt einen herkömmliche Speicherung von Datenbits zusammen mit Kontrollbits in einem Speicher, d.h. in einem RAM-Speicher, gezeigt in 2, oder in einem Interleaving-Speicher in 3. So ein kombinierter Speicher wird durch die herkömmlichen Kombinationsmittel COM , wie in 3 gezeigt, erreicht. Die Datenbits und die zugeordneten Kontrollbits werden in den Zeilen aufgelistet, wobei jede Zeile durch eine Adresse identifiziert wird. Falls Daten einer Vielzahl von Benutzerkanälen gespeichert werden müssen, werden die Codesymbole vorzugsweise vor dem Speichern der Daten in das RAM gebildet und die Kontrollbits werden mit diesen Codesymbolen kombiniert. Dies ist möglich, solange sich die Kontrollinformation auf die Codesymbole bezieht, die . schließlich über die Funkschnittstelle übertragen werden.
Daher repräsentiert ein Satz von zwei Datenbits in einer Zeile ein Codesymbol der Datenbitsequenz, die gesendet werden soll.
Wie im Beispiel in 4 gezeigt, wird jedes Datensymbol (mit zwei Datenbits) zusammen mit vier Kontrollbits, die die Kontrollinformation enthalten, verwendet, und wenn die Speicherpositionen nur eine vorbestimmte Weite von 4 Bits haben, kann die vollständige Information von 6 Bits darin nicht gespeichert werden, und daher müssen die Kontrollinformation und die Datensymbole an verschiedenen Speicherstellen (oder verschiedenen Speichern) gespeichert werden.
Zusätzlich sind, wenn die Datensymbole und eine große Vielfalt von Kontrollinformation vieler Benutzerkanäle gespeichert werden müssen, ein großer Speicher, d.h. ein großer Adreßraum und viele Bits pro Adresse notwendig. Da es wünschenswert ist Datensymbole zusammen mit der Kontrollinformation möglichst vieler Benutzerkanäle zu speichern, sollte der Speicher, um RAM-Größen und die Anzahl der RAM's klein zu halten, so konfiguriert werden, dass möglichst viele Speicherpositionen zur Verfügung stehen. Z.B. kann ein 64 kbit-Speicher wie ein Adreßraum von 16 kbit mit einer 4 Bit Weite konfiguriert werden, während derselbe Speicher nur einen Adreßraum von 8 kbit mit einer Weite von 8 Bit besitzt. Deshalb müssen, wenn Datensymbole einer spezifischen Länge zusammen mit einer großen Vielfalt von Kontrollinformation gespeichert werden müssen, offensichtlich ein großer Speicher oder mehrere Speicher verwendet werden, oder es kann nur eine kleine Anzahl von Benutzerkanälen in einem Speicher einer vorbestimmten Größe verarbeitet werden.
5 zeigt wie üblicher Weise jedes Bit d₀, d₁ ... eines Codesymbols etc. an einer getrennten Speicherstelle IM₀₀, IM₀₁ eines Interleaving-Speichers IM (oder allgemein in einem Speicher von Verarbeitungsmitteln) gespeichert wird. Schon das getrennte Speichern jedes individuellen Bits des Datensymbols erfordert daher einen großen Speicher. Jedoch wird die Situation natürlich schwieriger, wenn auch die Kontrollbits im Interleaving-Speicher zusammen mit den Datenbits gespeichert werden müssen. Weiterhin erhöht der große Speicher die Schreib/Lese Zugriffszeit zu diesem Speicher, wie weiter unten erklärt werden wird. Darüber hinaus würde, wenn die Kontrollinformation (Bits) zu den entsprechenden Codesymbolen, die übertragen werden sollen, gehört, und jedes Eingangs-Datenbit getrennt gespeichert wird, die Kontrollinformation N-mal (Z.B. N=2 für QPSK) gespeichert werden müssen.
Eine typisches Interleaving einer Eingabedaten-Bitsequenz BS mit M Datenbits d₀, d₁ ... d_M–1 wird in 5 gezeigt. 5 zeigt eine Interleaving-Matrix IM (d.h. in einem Interleaving-Speicher), die Zeile um Zeile geschrieben und Spalte um Spalte gelesen wird, zur Durchführung des Interleaving der Datenbits. Unter der Annahme, dass die Eingabedaten-Bitsequenz BS aus M Datenbits besteht und jedes Bit an seiner eigenen Speicherstelle gespeichert wird, dann muß die Interleaving-Matrix zumindest M Speicherstellen IM₀₀, IM₀₁ etc. in einem Interleaving-Speicher IM besitzen. Die Anzahl der Spalten N_w und die Anzahl der Zeilen N_R hängt tatsächlich von der Interleaving-Tiefe ab, die hier als die Anzahl der Spalten ausgedrückt wird, bevor das Schreiben der Datenbits zur nächsten Zeile springt. Die Interleaving-Tiefe wird in einem Interleaver immer vorbestimmt, und wenn die Interleaving-Tiefe N_w ist, dann erfordert die Speicherung von M Datenbits N_R = [M/N_w] Zeilen.
Herkömmlicher Weise wird, wie in 5 gezeigt, jedes Datenbit d_i der Eingangsdaten-Bitsequenz BS an einer Speicherstelle IM_nw,nr, definiert durch die entsprechenden Adressen der Zeilen und Spalten n_w = 0, 1, 2... N_w–1 und nr = 0, ..., N_R–1, gespeichert. Wie oben erklärt, besteht die Interlaving-Verarbeitung selbst aus einer Schreibe- und Leseverarbeitung in die und aus der Interleaving-Matrix in 5. Jeder der Prozesse (Schreiben oder Lesen) für alle Kanäle muß innerhalb einer Rahmenperiode ausgeführt werden, wenn die Verarbeitung in der Form eines Rahmens durchgeführt wird, jedoch müssen beide Prozesse schnell genug sein, um in der Lage zu sein die große Zahl der Datenpakete aller Benutzer im System innerhalb einer Rahmenperiode zu behandeln, auch wenn die Anzahl der Benutzerkanäle US sehr groß ist.
Z.B werden in 5 alle Datenbits eines Paketes Zeile um Zeile mit Beginn bei Zeile 0 geschrieben und alle Ausgabebits werden Spalte um Spalte mit Beginn bei Spalte 0 gelesen. Unter der Annahme, dass die Dimension der Bitinterleaving-Matrizen M = N_R·N_w (Anzahl der Zeilen · Anzahl der Spalten ) sei, müssen die Interleaving-Matrizen vollständig durch die Datenbit-Sequenzen gefüllt werden, die in einem Rahmen in der vordefinierten Zeitperiode des Rahmens enthalten sind. Danach wird die Prozedur im nächsten Rahmen wiederholt, wobei bei den Zeilen 0 wieder gestartet wird. Deshalb muß auf jede Matrix im vorher angeführten Zeitintervall von 10 ms, N_R·N_w mal zugegriffen werden (geschrieben oder gelesen). Und wenn die Pakete seriell ankommen, wird diese Schreiben und Lesen auch sequentiell durchgeführt.
In dem herkömmlichen Verfahren geben die Lesemittel während des Lesens die Datenbits als Codesymbole an den Modulator MOD aus, wie es von dem digitalen Modultionsverfahren gefordert wird. Z.B. können die Lesemittel RM die Bits d₀ und d_Nw nach zwei Lesezyklen durch Zugriff auf ihre entsprechenden zwei Speicherstellen kombinieren und dann die Bits als Codesymbol an den Modulator MOD liefern.
Es wird eingesehen, dass ein beträchtlicher Teil der Zeit verwendet wird, um die Daten zu lesen und zu schreiben, wenn die Anzahl der Benutzerkanäle groß ist, da auf alle Interleaving-Matrizen sequentiell zugegriffen wird. Die Zeit für den Zugriff auf die Matrizen und auch die Speicheranforderungen zur Speicherung der Matrizen kann deshalb sehr groß sein, wenn eine große Vielzahl von Benutzerkanälen verwendet wird, oder wenn die Datenpakete der Eingabe eine große Anzahl M von Datenbits enthält. Falls Z.B. jedes Datenpaket M Bits besitzt und U Pakete in einem Rahmen ankommen, ist die Gesamtzahl der Bits entweder U·M Bits (wenn jedes Paket dieselbe Länge besitzt) oder
Bits (wenn die Pakete unterschiedliche Längen haben) für u = 1...U.
Während die 5 zu Darstellungszwecken nur den Speicher der Datenbits d zeigt, wird die Situation mit Bezug auf die Speicheranforderungen schwieriger, wenn die Bitsequenz der Eingabedaten mit M Datenbits ausgedehnt wird, um auch eine Vielzahl von Kontrollbits für jedes Datenbit bzw. Codesymbol zu enthalten, wie in 4 gezeigt.
Das Dokument DE 42 19 400 A1 mit dem Stand der Technik, bezieht sich auf digitale Funkübertragung und veröffentlicht, dass sich Informationsblöcke mit einer Kombination von Kontrollbits und Datenbits einer Faltungscodierung in einem Faltungscodierer unterziehen. Die faltungscodierten Informationsblöcke werden dann an einen Interleaver geliefert, in dem sie verschachtelt werden.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Wie oben erklärt, wird im allgemeinen und speziell für ein CDMA System jedes Codesymbol, das übertragen werden soll, zusammen mit seiner zugeordneten Kontrollinformation gespeichert. Falls die Kontrollinformation für jedes Codesymbol ziemlich groß ist, dann kann die Weite der Speicherstelle ungenügend sein (falls ein vordefinierter Adreßraum benötigt wird), da jeder Satz der Kontrollbits zusammen mit seinen zugeordneten Datenbits (d.h. in Form eines Codesymbols) gespeichert werden muß. Im Falle, dass es eine große Vielzahl von Kontrollbits gibt, könnte der Speicher keine genügende Anzahl von Bits pro Adresse liefern, so dass zusätzliche Schreib/Lesezugriffe durchgeführt werden müssen, was zusätzlich die Zugriffszeit und die Speicheranforderungen erhöht. In anderen Worten, falls die Weite der Speicherstellen ungenügend wäre, dann könnte der RAM nicht genügend Adreßraum besitzen, d.h. keine genügende Anzahl von Speicherstellen, um alle Daten aller Benutzerkanäle zu behandeln.
Deshalb ist es die Aufgebe der Erfindung einen Interleaver, einen Sender und ein Verfahren zu liefern, das die Speicherung und Übertragung von Codesymbolen einer großen Anzahl von Benutzerkanälen, zusammen mit ihrer entsprechenden Kontrollinformation mit hoher Verarbeitungsgeschwindigkeit und ohne einen großen Speicher im Verarbeitungsteil zu benötigen, erlaubt.
LÖSUNG DER AUFGABE
Diese Rufgabe wird durch einen Interleaver gemäß Anspruch 1 zum Verschachteln von Eingabedaten-Bitsequenzen von M Datenbits erfüllt, die Codesymbole enthalten, wobei jedes aus einer Anzahl N von Datenbits besteht, und Kontrollinformation, die aus einer Anzahl von L Kontrollbits besteht, die spezifische Zustände für jedes Codesymbol anzeigen, der Kombinationsmittel zur Kombination der betreffenden N Daten jedes Codesymbols mit den entsprechenden L Kontrollbits in ein Kontrollinformations/Codesymbol-Datenwort von L+N Bits enthält; der Kontrollinformations/Codesymbol-Codierungsmittel enthält, zur Codierung der L+N Bit Kontrollinformations/Codesymbol-Datenworte in Datenworte mit K Bits, wobei K<L+N, entsprechend einem vorbestimmten Codierungsschema; und der einen Interleaving-Speicher zur Speicherung der codierten Datenworte in dessen Speicherstellen enthält.
Die Aufgabe wird auch von einem Sender gemäß Anspruch 11 zur Übertragung einer Datenbitsequenz von M Datenbits erfüllt, die Codesymbole enthalten, wobei jedes aus einer Anzahl von N Datenbits besteht, zusammen mit Kontrollinformation, bestehend aus einer Anzahl L von Kontrollbits , die spezifische Zustände für jedes Codesymbol anzeigen; der Kombinationsmittel zur Kombination der betreffenden N Datenbits jedes Codesymbols mit den entsprechenden L Kontrollbits in ein Kontrollinformations/Codesymbol-Datenwort mit L+N Bits enthält; der Kontrollinformations/Codesymbol-Codierungsmittel zur Codierung der L+N Kontrollinformations/Codesymbol-Datenworte in Datenworte mit K Bits, wobei K<L+N, gemäß einem vorbestimmten Codierungsschema enthält; der Verarbeitungsmittel zur Verarbeitung der Codesymbole der codierten Datenworte im Einklang mit ihrer Kontrollinformation enthält.
Weiterhin wird die Aufgabe gelöst, mit einen Verfahren gemäß Anspruch 13 zur Verschachtelung von Eingabedaten-Bitsequenzen von M Datenbits, die Codesymbole enthalten, wobei jedes aus einer Anzahl von N Datenbits zusammen mit Kontrollinformation besteht, die aus einer Anzahl von L Kontrollbits besteht, die spezifische Zustände für jedes Codesymbol anzeigen; das folgende Schritte enthält: Kombination der betreffenden N Datenbits jedes Codesymbols mit den zugeordneten L Kontrollbits in ein Kontrollinformations/Codesymbol-Datenwort mit L+N Bits; Codierung der L+N Bit Kontrollinformations/Codesymbol-Datenworte in Datenworte von K Bits, wobei K<L+N, gemäß einem vorbestimmten Codierungsschema; und Speicherung der codierten Datenworte an Speicherstellen eines Speichers.
Diese Aufgabe wird auch gelöst mit einem Verfahren gemäß Anspruch 18 zur Übertragung einer Datenbitsequenz von M Datenbits, die Codesymbole enthalten, wobei jedes aus einer Anzahl N von Datenbits besteht, zusammen mit Kontrollinformation, die aus einer Anzahl L von Kontrollbits besteht, die spezifische Zustände für jedes Codesymbol anzeigen; wobei das Verfahren folgende Schritte enthält: die Kombination der betreffenden N Datenbits jedes Codesymbols mit den zugeordneten L Kontrollbits in ein Kontrollinformations/Codesymbol-Datenwort von L+N Bits; die Codierung der L+N Kontrollinformations/Codesymbol-Datenworte in Datenworte mit K Bits, wobei K<L+N, gemäß einem vorbestimmten Codierungsschema; Verarbeitung der Codesymbole der codierten Datenworte im Einklang mit ihrer Kontrollinformation; und Übertragung der verarbeiteten Codesymbole.
Die Erfindung liefert speziell den großen Vorteil, dass die Weite jeder Speicherstelle in einem gegebenen Speichermittel klein gehalten werden kann.
Entsprechend dem ersten Aspekt der Erfindung, wird ein Kombinationsmittel zur Kombination der Datenbits jedes Codesymbols mit den zugeordneten Kontrollbits in ein Kontrollinformations/Codesymbol-Datenwort verwendet. Codierungsmittel des Kontrollinformation/Codesymbols codieren dieses Datenwort in ein Datenwort mit weniger Bits entsprechend einem vorbestimmten Codierungsschema. Diese codierte Datenwort wird dann an Speicherstellen des in dem Verarbeitungsteil verwendeten Speichers gespeichert. Deshalb werden, anstelle der Verwendung von mehr RAM's mit größeren Datenweiten und weniger adressierbaren Speicherraums, die Datensymbole und die Kontrollinformation gemäß der Erfindung codiert, während sie die verfügbare Datenweite verwenden. D.h. im Gegensatz zur einfachen Speicherung der Kontrollbits (Z.B. 4 Bits) mit einem Datensymbol (Z.B. 2 Bits eines Symbols) an einer adressierbaren Speicherstelle, basiert die Erfindung auf der Kombination (Codierung) der Datenbits zusammen mit den Kontrollbits und die speziellen Kombinationen (Codierungen) zeigen eine spezielle Kontrollfunktion an, die dem entsprechenden Codesymbol gewidmet sind. Deshalb kann eine kleinere Bitweite pro Speicherstelle des RAM verwendet werden, was zu entspannteren Speicheranforderungen im Sender führt.
Nachdem die Datenbits und die Kontrollbits kombiniert wurden und nachdem die Kombination in ein Datenwort mit einer kleineren Anzahl von Bits codiert wurde, kann ein Speicher mit einer kleineren Anzahl von Bits pro Speicherstelle verwendet werden. Dies bedeutet, dass bei der Verwendung eines Speichers mit einer vorbestimmten Größe, weniger Bits pro Speicherstelle zur Verfügung gestellt werden müssen und deshalb ein größerer Adreßraum erreicht wird.
Gemäß eines zweiten Aspekts der Erfindung, wird das Datenwort, resultierend aus dem Codieren der Datenbits kombiniert mit den Kontrollbits, an einer einzigen Speicherstelle im Speicher gespeichert. Deshalb enthält jede Speicherstelle eine codierte Einheit, die das Codesymbol und auch die Kontrollinformation als ein Wort anzeigt. Daher wird verhindert, dass mehr als eine Speicherstelle für ein Codesymbol verwendet werden muß.
VORTEILHAFTE AUSFÜHRUNGEN DER ERFINDUNG
Wenn man das Codierungsprinzip gemäß der Erfindung auf einen Interleaver oder die Verarbeitungsmittel des Codierers (oder mehr allgemein des Senders) anwendet, enthält ein bevorzugter Interleaver gemäß der Erfindung die Kombinationsmittel und die Codierungsmittel wenn er an die Speicherstellen des Interleaving-Speichers schreibt, während die Decodierungsmittel zur Decodierung der entsprechenden Datenworte zur Verfügung gestellt werden, wenn sie von den Lesemitteln aus dem Interleaving-Speicher ausgelesen werden. Vorteilhafter Weise können die getrennten Codesymbole und Kontrollbits an einen Modulator geliefert werden, der eine spezielle Verarbeitung auf dem entsprechenden Codesymbol durchführt, abhängig von den Kontrollbits, d.h. eine spezielle Leistungsfestlegung für individuelle Codesymbole.
Im folgenden wird die Erfindung mit Bezug auf ihre Ausführungen erklärt, wie sie in den Darstellungen gezeigt und mehr spezifisch in der folgenden Beschreibung erklärt werden. Weitere vorteilhafte Ausführungen, Aufgaben und Verbesserungen der Erfindung können aus den anliegenden Ansprüchen entnommen werden.
In den Abbildungen zeigt:
1 einen prinzipiellen Überblick einer CDMA Basistransceiverstation BTS, auf die die Erfindung angewendet werden kann;
2 einen Überblick des Codierungsblocks ENC, der in 1 gezeigt wird.
3 ein prinzipielles Blockdiagramm eines digitalen Senders entsprechend dem Stand der Technik, wobei ein Interleaving-Speicher IM als Überblicksdiagramm gezeigt wird, der zwischen einem Kanalcodierer CC und einem digitalen Modulator MOD angeordnet ist;
4 das Speichern von Datenbits und Kontrollbits in einen Speicher entsprechend dem Stand der Technik;
5 das Speichern von Codesymbolen in eine Interleaving-Matrix entsprechend dem Stand der Technik;
6 eine Ausführung eines Interleaver, Codierers und Senders gemäß der Erfindung, die speziell Codierungsmittel CI/CS ENC und Decodierungsmittel CI/CS DEC gemäß der Erfindung enthalten;
7 die innovative Codierung von Datenbits & Kontrollbits und die dazugehörige Kontrollfunktion in einem Speicher gemäß der Erfindung;
8 ein spezielles Beispiel für die Kombination von Kontrollbits FS, SS, MA, PW zusammen mit Datenbits Q, I wenn die Daten in den Codierungsmitteln CI/CS-ENC codiert werden;
9 eine ähnliche Codierungstafel wie in 8, wobei speziell die Decodierungsfunktion der Decodierungsmittel CI/CS-DEC am Ausgang des Interleaving-Speichers IM der 6 gezeigt wird;
10 den Speicher der Daten in einer Interleaving-Matrix, worin die gespeicherten Datenworte ein Ergebnis der Codierung der entsprechenden Codesymbole (N Datenbits) und Kontrollbits sind;
11a Einträge in den Interleaving-Speicher IM, worin jeder Eintrag die Datenbitposition der entsprechenden Datenbits anzeigt, die ein Codesymbol ausgewählt aus der Eingangsdaten-Bitsequenz bilden (die Kontrollbits werden in 11a nicht gezeigt) für den Fall N=2 und N_w=4 ; 11b die Einträge einer Interleaving-Matrix für N=4 und N_w=4 ähnlich wie in 11a; 11c die Einträge der Interleaving-Matrix für N=2 und einem ungeraden N_w=7;
12 eine Ausführung der Lese/Schreibmittel W/R zur Auswahl der Codesymbole aus der Eingangsdaten-Bitsequenz;
13a eine Ausführung des Schieberegisters SHR, gezeigt in 12, das zwei Registerbänke b0, b1 für den Fall N=2 und geradem N_w enthält, und auch eine Ausführung der Auswahlmittel als Schaltermittel SW1, SW2;
13b eine Ausführung des Schieberegisters SHR der 12, das zwei Registerbänke b0, b1 für den Fall N=2 und ein ungerades N_w (hier N_w=7); und
14 ein Flußdiagramm einer Ausführung des Interleaving-Verfahrens der Erfindung unter Verwendung der Registerbänke, wie in 13a gezeigt.
In den Abbildungen bezeichnen dieselben oder ähnlichen Hinweisziffern überall dieselben oder ähnliche Teile oder Schritte. Im folgenden werden zuerst das Kombinations- und Codierungsprinzip der Erfindung mit Bezug auf die 6 erklärt. Es sollte jedoch klar sein, dass die Erfindung weder auf ein CDMA-System, das in den 1, 2 gezeigt wird, beschränkt ist, noch ist die Erfindung auf den Fall eines speziellen digitalen Modulationsschema wie QPSK, 16QAM, etc. limitiert.
Im Prinzip ist die Erfindung weder auf eine rahmenartige Lieferung der Eingangsdaten-Bitsequenz beschränkt, noch müssen die individuellen aufeinander folgenden Rahmen dieselbe Länge haben, da das Interleaving auf jede Länge der Eingangsdaten-Bitsequenz ausgeführt werden kann. Außerdem muß die Interleaving-Tiefe nicht notwendiger Weise eine gerade Zahl sein.
DAS PRINZIP DER ERFINDUNG
6 zeigt einen Codierer ENC, der der Konfiguration in 3 ähnlich ist. Im allgemeinen enthält der Codierer zur Übertragung einer Datenbitsequenz BS mit M Datenbits für jeden Benutzerkanal, der aus Codesymbolen mit einer Anzahl N von Datenbits zusammen mit Kontrollinformation CI mit einer Anzahl L von Kontrollbits besteht, die für jedes Codesymbol gemäß der Erfindung Kontrollfunktionen anzeigen, Kombinationsmittel COM, ein Kontrollinformations/Codesymbol-Codierungsmittel CI/CS-ENC und Verarbeitungsmittel zur Verarbeitung der Codesymbole mit ihrer Kontrollinformation in ein kodiertes Datenwort. Der Codierer ENC kann zusätzlich einen Codierer CC enthalten.
Die Verarbeitungsmittel können aus einem Interleaving-Speicher IM, Schreib/Lesemitteln W/R und dem Informations/Kontrollsymbol CI/CS Decodierer DEC gebildet werden.
Ein Sender TX mit einen solchen Codierer, enthält die Kombinationsmittel COM, den Codierer CI/CS-ENC und die Verarbeitungsmittel zur Verarbeitung der Ausgabe der Kontrollinformation/Codesymbol-Codierungsmittel CI/CS-ENC als auch den Modulator BBTX, wie mit Bezug auf die 1 erklärt wurde, Es sollte klar sein, dass ein Prinzip der Erfindung in den Kombinationsmitteln COM und dem Codierer CI/CS-ENC mit Bezug auf die Verarbeitung der Kontrollbits und Datenbits liegt, während der spezielle Interleaving-Speicher IM als auch der Codierer CI/CS-DEC eine bevorzugte Ausführung der Verarbeitungsmittel sind, sich auf die spezielle Verarbeitung beziehend, die ein Interleaving und Decodieren enthält, wie in 6 gezeigt.
Wie in 6 gezeigt, wählen Auswahlmittel SM der Schreib/Lesemittel W/R Codesymbole aus der Eingangsdaten-Bitsequenz BS aus, die aus M Datenbits besteht. Eine bevorzugte Ausführung, wie die Auswahl gemacht werden kann, wird weiter unten beschrieben. Schreibmittel WM schreiben die Datenworte, die von den Codierungsmitteln CI/CS ENC gebildet wurden, in den Interleaving-Speicher IM und Lesemittel RM lesen die Datenworte aus dem Interleaving-Speicher IM.
Die Codesymbole, jedes bestehend aus einer Anzahl N von Datenbits sind Eingabe zu den Kombinationsmittel COM zusammen mit der Kontrollinformation CI, d.h. den Kontrollbits für die entsprechenden Codesymbole. Wie oben beschrieben können solche Kontrollbits einen Rahmenstart FS, einen Start eines Zeitschlitzes SS, eine Marke MA oder ein Leistungsbit PW für das Codesymbol anzeigen (auch Kombinationen dieser Kontrollbits sind möglich). Die Kontrollinformation CI ist gewöhnlich Eingabe und wird von einer Zentraleinheit der Transceiverstation bestimmt. Jedoch ist es wünschenswert diese Kontrollinformation CI zusammen mit den Codesymbolen zu übertragen (wie in den 4 und 7 gezeigt).
Die Kombinationsmittel COM kombinieren die N Datenbits jedes Codesymbols mit den zugeordneten L Kontrollbits in ein Kontrollinformations/Codesymbol-Datenwort von L+N Bits. Wie man in 7 sieht, spezifiziert die Kombination der Datenbits und Kontrollbits eine spezielle auszuführende Funktion. Die Idee ist, dass die Kontrollbits und die Datenbits nicht getrennt voneinander verarbeitetet werden, sondern in kombinierter Weise, d.h. codiert in ein spezielles Datenwort, ein spezielle Funktion anzeigend. Deshalb kann im codierten Datenwort mehr Information gespeichert werden, während nichtsdestoweniger die Weite des Speichers nicht erweitert werden muß.
7 zeigt in jeder Zeile ein entsprechendes Datenwort von L+N Bits, geformt von den Kombinationsmitteln. Nach dieser Kombinationsprozedur codieren Kontrollinformation/Codesymbol-Codierungsmittel CI/CS-ENC die L+N Bit Kontrollinformation/Codesymbol-Datenworte in ein Datenwort mit K Bits, wobei K < L + N, entsprechend einem vorbestimmten Codierungsschema. Wie schon in 7 angezeigt (und weiter im größeren Detail dargestellt in 8), ist das Codieren zur Reduzierung der Bitanzahl nur möglich, falls die gesamte Anzahl der möglichen Fälle für die L+N Bits gleich oder kleiner als 2 mal die Datenweite der verfügbaren Datenweite. D.h. die Kombination der Kontrollbits und Datenbits in ein Datenwort und die Realisierung, dass nicht alle Kombinationen der L+N Bits möglich sind, erlaubt es das Datenwort in ein Datenwort mit einer kleineren Anzahl von Bits zu codieren (oder einige Fälle können gleich behandelt werden).
Falls diese Kombinationsmittel COM und die Kontrollinformation/Codesymbol-Codierungsmittel CI/CS-ENC benutzt werden, um Datenworte als Eingabe zu einem Interleaving-Speicher IM zu liefern, speichert der Interleaving-Speicher IM die codierten Datenwörter an speziellen Speicherstellen desselben, wie weiter unten mit größerer Genauigkeit beschrieben wird. Ein Decodierungsmittel CI/CS-DEC decodiert vorzugsweise die ausgelesenen Datenworte wieder in die Codesymbole und die Kontrollbits entsprechend einer Umkehrung des vorbestimmten Codierungsschema. Vorzugsweise verwendet der Modulator MOD dann die decodierten Kontrollbits zur Ausführung einer speziellen Verarbeitung der ausgelesenen und decodierten Codesymbole.
Wie ebenso weiter unten erklärt wird, speichert eine bevorzugte Ausführung eines Interleaver, der die Mittel COM, CI/CS-ENC, den Interleaving-Speicher IM und die Mittel CI/CS-DEC verwendet, an jeder Speicherstelle des Interleaving-Speichers IM ein Datenwort, das aus der codierten Kombination eines Codesymbols und seiner dazugehörigen Kontrollbits besteht.
Eine bevorzugte Ausführung des Senders enthält auch einen Faltungscodierer, dessen Eingabe eine Datenbitsequenz ist und der Datenbitsätze ausgibt, die jeder eine vorbestimmte Anzahl 1/r von Bits enthält, die sich aus einer Faltungscodierung eines entsprechenden Datenbit ergeben, das eine vorbestimmte Codierungsrate verwendet, Z.B. r=1/2, in einem Faltungscodierer CC, der dem Interleaving-Speicher IM vorausgeht. Mit der parallelen Bereitstellung der Datenbits durch den Faltungscodierer CC, kann der Auswahlprozeß zur Auswahl der Codesymbole aus der Eingangsdaten-Bitsequenz BS beschleunigt werden, wie in 13a mit größerem Detail ersichtlich werden wird.
8 zeigt ein Beispiel ähnlich zu 7, wie die Kombination und die Codierung der Codesymbole und der Kontrollbits FS, SS, MA, PW durchgeführt werden. In 8 werden N=2 Datenbits (d.h. zwei Datenbits I, Q für eine QPSK-Modulation) zusammen mit L=4 Kontrollbits in ein Datenwort mit K=4 Bits kombiniert. Wie in 8 gesehen wird, kann durch die Codierung der Bitzeile FS, SS, MA, PW (Kontrollbits) und I, Q (Codesymbole) komplexere Information für das funktionale Verhalten eines Codesymbols auf weniger Bits verdichtet werden.
Offensichtlich können dann, wenn die Kontrollbits FS, SS, MA, PW ohne eine Codierung gespeichert werden, 64 (2⁶=2^N+L) verschiedene Möglichkeiten angezeigt werden. Diese 64 Möglichkeiten können natürlich nicht aufrecht erhalten werden, wenn die Codierung durchgeführt wird. D.h. eine Reduktion auf 4 Bits ist nur mit der Codierung möglich, wenn einige der 64 Kombinationen tatsächlich nicht verwendet werden, oder redundant sind. Wenn jedoch festgestellt wurde, dass einige der Kombinationen nicht notwendig sind, dann sind wegen der Codierung insgesamt 4 Bits genug. Dies ist nur dann der Fall, wenn aus den 64 möglichen Kombinationen der Kontrollbits und Codesymbole einige Fälle überhaupt nicht auftauchen, oder wenn zwei oder mehr Fälle zu einem Fall kombiniert werden können (siehe "X" vernachlässige in 8). Deshalb wird die Anzahl der Bits K Z.B. durch [1d(2^N+L – Nu] bestimmt, falls Nu die Anzahl der Kombinationen angibt, die nicht benutzt werden oder redundant sind.
Die Spalte "codierter Datenwert (in hexadezimaler Notation)" gibt das codierte Datenwort an, das aus der Codierung der 6 Bits, gebildet durch 2 Codesymbole und den 4 Kontrollbits, besteht. Wie man sieht können die 16 verschiedenen Kontrollfunktionen für die individuellen Codesymbole auf nur vier Bits (16 Datenworte) codiert werden (wie durch die hexadezimale Notation ausgedrückt), obwohl jede Kombination von I, Q zugeordnete Kombinationen von Kontrollsignalen hat (siehe Z.B. die Zeile für die codierten Datenworte 4, 5, 6, 7, wobei beide, SS und PW, "1" sind). Neben der Verwendung von nur 4 Bits im codierten Datenwort, sind noch Funktionen definiert, wobei I, Q willkürlich sein können und immer noch ist eine spezielle Kontrollfunktion damit verbunden ( siehe Z.B. die hexadezimalen Werte C, D, E und F. Daher sind die mit "X" bezeichneten Bits irrelevant für die Bildung des Datenwortes.
Jedoch besteht, wie aus der 8 ersichtlich, keine Notwendigkeit alle Kombinationen der 6 Datenkontrollbits zu verwenden, da die Kombination der Datenbits und der Kontrollbits tatsächlich in ein codiertes Datenwort mit einer kleineren Anzahl von Bits, hier ist K=4 zur Abdeckung der 16 Möglichkeiten. Die Reduzierung von 6 Bit auf 4 Bit reduziert die Speicherplatzanforderungen (und möglicher Weise auch die Speicherzugriffszeit) wie schon oben erklärt. Ein bevorzugte Speicherung des codierten Datenworts ist so, dass das vollständige Datenwort von K Bits an einer Speicherstelle gespeichert wird, da jede Speicherstelle im Interleaving-Speicher IM (oder tatsächlich in jedem Speicher der Verarbeitungsmittel eines Codierers oder Senders) eine vorbestimmte Weite besitzt, die erlaubt mehr als ein Bit zu speichern. Dies wird mit Bezug auf die 10, 11 und 12 näher beleuchtet.
Jede Konfiguration eines Senders und Codierers, die Verarbeitungsmittel zur Verarbeitung von Codesymbolen zusammen mit Kontrollbits verwendet, kann von der Codierung, wie sie in 8 gezeigt wird, profitieren. Deshalb ist die Erfindung nicht auf speziell auf die Verwendung von Speicheranforderungen in Bezug auf ein Interleaving begrenzt, obwohl der Interleaver eine bevorzugte Ausführung der Erfindung ist.
Mit Hinsicht auf den bevorzugten Interleaver, zeigt die 9 die Funktion der Decodierungsmittel CI/CS-DEC, die an dem Ausgang des Interleaving-Speichers IM bereitgestellt werden. D.h. während des Auslesens eines codierten Datenwertes 0, 1, 2, 3 ...A ...F (hexadezimale Notation) aus dem Interleaving-Speicher IM durch die Lesemittel RM kann eine Decodierung durchgeführt werden, um die Datenbits I, Q, als auch der Kontrollbits FS, SS, MA, PW herauszuziehen. Deshalb wird die Kontrollinformation, die ursprünglich in Form von Konfigurationsdaten von Kontrollmitteln einer Basisstation an die Kombinationsmittel COM gesendet wurde, jetzt wieder gewonnen und Z.B. bevorzugt vom Modulator MOD benutzt werden. Wie in 9 gezeigt, wurden die Kombinationen von "X" für I, Q in 8 decodiert oder während des Decodieren der Datenworte C, D, E mit den Datenbits "0" belegt und während des Decodieren des codierten Wortes F mit dem Datenbit "1". Jedoch können sie auf einen beliebigen Wert gesetzt werden, da ihre spezielles Datenbit keine Bedeutung vor dem Codieren besitzt.
Deshalb arbeiten die Kombinationsmittel, der Codierer und der Decodierer so zusammen, dass während der Verarbeitung, d.h. während des Interleaving, eine kleinere Anzahl von Bits im Speicher der Verarbeitungsmittel gespeichert werden, Z.B. im Interleaving-Speicher IM, so dass die Speicheranforderungen reduziert werden können. Da eine kleinere Anzahl von Bits verarbeitet und gesendet werden müssen, kann dies auch die Zugriffszeiten und Verarbeitungszeiten in anderen Einheiten des Systems reduzieren.
10, 11 und 12 zeigen spezielle Ausführungen eines Interleaver, die eine solche Codierung und Decodierung von Datenworten, wie in 8, 9 in Kombination mit 7 gezeigt wird, verwenden.
SPEZIELLE SPEICHERUNG DER CODESYMBOL/KONTROLLBITS
Wie oben erklärt, wird ein Datenwort auf Grund des Codieren der Daten in 8 gebildet, das eine kleinere Anzahl von K Bits besitzt im Vergleich zur vollständigen Anzahl von L+N Bits, die ohne Codierung zur Verfügung stehen. Wiederum wäre es eine Möglichkeit auch die codierten Datenworte mit ihren Bits an verschiedenen Stellen des Interleaving-Speichers, wie oben in der 5 zum Stand der Technik erklärt wurde, zu speichern, oder mit der vollen Bitweite an einer Adresse.
Gemäß einer bevorzugten Ausführung des Interleaver entsprechend der Erfindung, wird ein spezielle Speicherung der codierten Datenworte durchgeführt, wie sie allgemein in 10 gezeigt wird. Im Prinzip wird jedes Datenwort an einer Speicherstelle gespeichert. D.h., während die 5 eine "bitweise" Speicherung der Datenbits in der Interleaving-Matrix zeigt, zeigt 10 die Benutzung der IL Matrix mit codierten Datenworten, die durch die Codierung der Datenbits & Kontrollbits gebildet wurden.
Bevor wir zu einer detaillierteren Diskussion der 10 kommen, sollte ein wichtiger Aspekt bezüglich der Interleaving-Matrizen genannt werden. Dieser Aspekt bezieht sich auch auf die Interleaving-Matrix in 5. D.h. jedes Paket enthält, wie oben erklärt, eine "Datenbitsequenz" mit M_i Bits. Jede "Datenbitsequenz" füllt eine Interleaving-Matrix. Deshalb enthält jeder Interleaving-Speicher typischer Weise verschiedene (eine Vielzahl von) Interleaving-Matrizen. D.h. jede Interleaving-Matrix verschachtelt die Datenbits getrennt, die zu einem Paket gehören.
10 zeigt, dass die Interleaver-Matrix eine Anzahl von Stellen IM₀₀, IM₀₁, ... zur Speicherung der codierten Datenworte besitzt. Wie in 10 gezeigt, speichert jede Stelle ein codiertes Datenwort (K Bits), resultierend aus der Codierung eines Datenwortes, das aus einem Codesymbol mit einer vorbestimmten Anzahl N von Datenbits besteht, die aus der Eingangsdaten-Bitsequenz BS und ihren Kontrollbits (L Bits) ausgewählt wurden. Während 10 ein Beispiel N=2 zeigt, d.h. jedes Codesymbol besteht Z.B. aus zwei Bits I und Q für eine QPSK Modulationsrepräsentation, ist das in 10 gezeigte Prinzip im allgemeinen auf jeden ganzen Zahlenwert von N anwendbar. Entsprechend der Erfindung ist es ein eigenes Gut der Durchführung des Interleaving in einem Interleaving-Speicher, dass jede Speicherstelle nicht nur ein einzelnes individuelles Bit speichern kann, sondern eine Vielzahl von K Bits Z.B. K=4, K=8, K=16 oder sogar K=32 für jede Speicherstelle.
Unter der Annahme, dass das in jeder Speicherstelle gespeicherte codierte Datenwort aus K Bits besteht, kann die Größe der Interleaving-Matrix auf N_w·N_R/K Speicherstellen reduziert werden, während die Interleaving-Matrix immer noch die M Datenbits der Eingangsdaten-Bitsequenz zusammen mit den Kontrollbits für jedes Codesymbol speichern kann. N_w bezeichnet die Anzahl von Spalten entsprechend der Interleaving-Tiefe und daher enthält, zur Speicherung von M Datenbits als codierte Datenworte (K Bits), resultierend aus einer Codierung eines Codesymbols (N Bits ausgewählt aus M Datenbits) plus seiner Kontrollbits (L Bits) unter Verwendung einer vorbestimmten Interleaving-Tiefe, die Interleaving-Matrix nur N_R/K Zeilen. Da die Nummerierung in 10 in der Spalten und Zeilenrichtung mit 0 startet, ist die höchste Spaltenadresse N_w–1 und die höchste Zeilenadresse ist N_R/K–1. Deshalb kann, bei Auswahl von M Bits aus der Eingangsdaten-Bitsequenz, bzw. einer Anzahl von N Datenbits aus einem Codesymbol, der Kombination dieser N Codesymbol-Datenbits mit den L Kontrollbits in den Mitteln COM, der Codierung der N+L Bits als ein codiertes Datenwort von K Bits und der Speicherung des codierten Datenwortes, die Zugriffszeit und der benötigte Speicherplatz für die Interleaving-Matrix IM in dem Interleaving-Speicher reduziert werden. Natürlich wird angenommen, unter der Annahme dass dieselben Datenbits wie in 5 wieder die Codesymboldatenbits (Z.B. für N=2 die Kombination von d₀, d_Nw) des Datenworts bilden, bevor sie zusammen mit den Kontrollbits codiert werden, dass während des Schreibprozesses in die Zeilenrichtung, die Datenbits der Eingangsdaten-Bitsequenz schon präsent sind, da der geforderte Satz von Datenbits das entsprechende Codesymbol bildet. Diese Auswahl der geeigneten Datenbits (zur Bildung des Codesymbols des Datenwortes) aus der Eingangsdaten-Bitsequenz durch die Auswahlmittel SM werden weiter unten mit Bezug auf die 11a, 11b, 11c erklärt.
Da die CDMA Basistransceiverstation BS, schematisch in den Abbildungen 1, 2 dargestellt, eine QPSK Modulation (d.h. N=2) verwendet, kann die Speicherung von allen Bits eines codierten Datenwortes, resultierend aus einer Codierung des Codesymbols (N Bits) und seinen Kontrollbits (L Bits) an einer Speicherstelle, wie in 10 gezeigt, vorteilhaft auf diesen Sender angewendet werden. D.h., dass die Benutzerdaten (Datenbits und Kontrollbits) nicht Bit Weise, sondern in Form eines Datenwortes (I- und Q-Datenbits zusammen mit den Kontrollbits, codiert als Datenwort mit K Bits) in der Interleaving-Matrix gespeichert werden, da der Modulator MOD die Bereitstellung von Codesymbolen, bestehend aus zwei Bits I und Q und ihren dazugehörigen Kontrollbits, fordert. Deshalb werden die Symbole d₀ & d_Nw, ... , d_nw–1 & d_2Nw–1 mit ihren Kontrollbits zur Codierung für das Datenwort und zur Speicherung in der ersten Reihe 0 in der Interleaving-Matrix ausgewählt. Angenommen der Codierung zu K Bits folgt automatisch, dass die Anzahl von notwendigen Zeilen nur N_R/K ist, während die Anzahl von Spalten N_w bleibt (d.h. die Interleaving-Tiefe ist dieselbe wie in 5). Die Speicherung der Symbole, wie in 10 angedeutet) reduziert zumindest die Lesezeit aus der Interleaving-Matrix. D.h. auf die Matrix muß für den Lesevorgang jetzt nur N_w·N_R/K mal zugegriffen werden.
Im Schreibprozeß werden Bits auch nur N_w·N_R/K mal geschrieben. Jedoch setzt dies voraus, dass die Codesymbole, Z.B. d₀, d_Nw schon als Datenbitpaar, ausgewählt aus der Eingangsdaten-Bitsequenz durch die Auswahlmittel bevor sie mit den entsprechenden Kontrollbits zum Datenwort kombiniert wurden, das dann zu K Bits codiert wird, vor der Speicherung als ein codiertes Datenwort von K Bits in eine Speicherstelle in der Matrix. Da die Daten seriell vom Faltungscodierer ankommen, werden die Auswahlmittel SM bereitgestellt, um die geeigneten Bits aus der seriell ankommenden Eingangsdaten-Bitsequenz auszuwählen. Gemäß einer Ausführung der Erfindung, gezeigt in den 12, 13, kann dies vorteilhaft mit einer Vielzahl von Registern ausgeführt werden, wie weiter unten erklärt wird.
Bevor wir jedoch zu einer spezifischen Diskussion der Ausführung des Auswahl-, Kombinations- und Speicherprozesses mit Bezug auf die Codesymbole kommen, die die QPSK-Modulation (N=2) repräsentieren, wird die 11 benutzt, um im allgemeinen zu beschreiben, welche Datenbits für jedes Codesymbol ausgewählt werden müssen (abhängig von einer willkürlich ausgewählten Interleaving-Tiefe N_w und Codesymbollänge N), d.h. ausgewählt für die Kombination mit den entsprechenden Kontrollbits als das entsprechende Datenwort, das vor der Speicherung im Speicher codiert werden muß. Die Darstellung in den 11a, 11b, 11c zeigt nur die Datenbits des Codesymbols des entsprechenden Datenworts vor der Kombination und Codierung mit den Kontrollbits. Im folgenden wird der Auswahlprozeß für die geeigneten Datenbits beschrieben, die ein Codesymbol bilden, es sollte jedoch klar sein, dass die Codesymbole natürlich zuerst zusammen mit den Kontrollbits kombiniert und codiert werden, bevor sie in die entsprechende Speicherstelle als codiertes Datenwort mit K (K>L+N) geschrieben werden.
Wie oben erklärt, wird im allgemeinen ein Lese/Schreibmittel (siehe W/R in 6 oder 12) zum Schreiben einer codierten Version der Datenbits (Codesymbols) zusammen mit den Kontrollbits in die Speicherstellen geliefert, so dass jede Speicherstelle das codierte Datenwort speichert, bestehend aus K Bits resultierend aus der Codierung eines Datenwortes, das aus einer Anzahl N von ausgewählten Datenbits besteht, die ein Codesymbol zusammen mit den Kontrollbits bilden, und zum Wiederauslesen der codierten Datenworte mit K Bits aus den Speicherstellen und um sie wieder in ein Datenwort zu decodieren, das aus den Codesymbol-Datenbits (N Bits) und den Kontrollbits (L Bits) besteht, um die verschachtelte Ausgangsdaten-Bitsequenz der gespeicherten Codesymbole und der Kontrollbits an den Modulator MOD zu liefern. Interleaving wird durch unterschiedliche Adressenerzeugung für den Schreib- und Leseprozeß erreicht. Im wesentlichen bestimmt das Modulationsschema, wie viele und welche Datenbits aus der Eingangsdaten-Bitsequenz kombiniert werden müssen.
Zur Erklärung der Auswahl der Datenbits aus der Eingangsdaten-Bitsequenz BS durch die Auswahlmittel SM werden die folgenden Annahmen gemacht. Die Bitpositionen in der Eingangsdaten-Bitsequenz sind m=0, 1, 2, ...M–1 numeriert, d.h. das erste ankommende Bit hat den Index m=0. Die Interleaving-Tiefe (d.h. die Anzahl der Spalten) ist N_w und der erste Spaltenindex wird mit n_w=0 bezeichnet. In ähnlicher Weise ist die Anzahl der Zeilen, die zur Speicherung der M Datenbits notwendig sind, N_R/K (wobei K die Gesamtzahl der Bits nach der Codierung der ausgewählten Datenbits zusammen mit ihren Kontrollbits ist) und der erste Zeilenindex wird mit n_R=0 bezeichnet (siehe 11). N bezeichnete die Anzahl der Datenbits pro Codesymbol und n=1 bezeichnet das N-te Bit des Codesymbols. 11a zeigt das Beispiel für N=2 (d.h. 16QAM). Die Ziffern in den Matrizen in 11a, 11b bezeichnen die Bitposition m der Eingangsdaten-Bitsequenz, die M Datenbits besitzt.
Während 11 zum Zwecke der Darstellung die Bitposition m der entsprechenden Datenbits zeigt, die die entsprechenden Codesymbole bilden, werden die zusätzlichen Kontrollbits, die zusammen mit den Codesymbolen gespeichert werden, nicht illustriert, da sie keinem Auswahlprozeß durch die Auswahlmittel SM unterzogen werden, sondern in den Kombinationsmitteln COM nur an das entsprechende Codesymbol angehängt werden. Die Kombination der ausgewählten Datenbits und der angehängten Kontrollbits wird dann in das codierte Datenwort codiert.
In der 11a wird eine Gleichung angegeben, die die Bitposition m der Datenbits anzeigt, die für jedes Codesymbol und jede Speicherposition kombiniert werden müssen. D.h., die Bitposition m in der Eingangsdaten-Bitsequenz wird ausgedrückt als m=nw+(n–1)·Nw+nR·Nw·N (1)
D.h. jedes Codesymbol wird durch N entsprechende Datenbits gebildet bzw. aus der m-ten Position (wie oben in der Gleichung angezeigt) der Eingangsdaten-Bitsequenz ausgewählt, wobei n=1, 2...N das n-te Datenbit des Codesymbols bezeichnet, n_w=0,1...N_w–1 die Spaltenadresse der Speicherstelle des Codesymbols und n_R=0,1...(N_R/K–1) bezeichnet die Zeilenadresse der Speicherstelle des entsprechenden Datenworts, das die codierte Kombination des Codesymbols zusammen mit den Kontrollbits enthält.
Dies wird durch ein Beispiel in 11a (siehe die eingerahmten Codesymbole) illustriert. Wenn Z.B. die Speicherstelle IM₀₀ des Ortes n_R=0, n_w=0 in der oberen linken Ecke spezifiziert werden muß, dann werden n_w, n_R, N_w und N in die obere Gleichung (1) eingesetzt und m(n=1)=0 und m(n=2)=4 zeigen an, dass das erste und fünfte Bit der Eingangsdaten-Bitsequenz ausgewählt wird, um das Codesymbol IM₀₀=d₀, d₄ (oder d₄, d₀, abhängig vom Platz des höchstwertigsten Bits) zu bilden.
Das Codesymbol IM₁₁=d₉, d₁₃ wird durch das zehnte und das vierzehnte Bit der Eingangsdaten-Bitsequenz gebildet. Dies wird für alle zwei Bit Codesymbole in 11a ausgeführt. Ähnlich bilden in 11b vier Datenbits ein Codesymbol, während die obere Gleichung (1) noch verwendet werden kann, um die Bitpositionen zu bestimmen, die in die entsprechende Speicherstelle geschrieben werden sollen.
Die obere Gleichung (1) gilt im allgemeinen auch für eine willkürliche Interleaving-Tiefe N_w in die Spaltenrichtung. Deshalb werden tatsächlich dieselben Codesymbole, als würden sie von einer IL Linie in 5 geliefert, auch von einer IL Linie in 10 geliefert, indem sie den allgemeinen Ausdruck in Gleichung (1) verwenden, jedoch speichern jetzt die Speicherstellen jede ein Datenwort, das aus der Codierung des entsprechenden Codesymbols mit seiner Kontrollinformation resultiert, das – nach dem Auslesen und Decodieren – an den Modulator MOD geliefert werden soll. Dies reduziert gewöhnlich die Zugriffszeit und die Speicheranforderungen.
Die Auswahl der Datenbits gemäß der oben angegebenen Gleichung (1) ist allgemein und unabhängig von der spezifischen Kombination von N_w, N und M und K. Der Hauptvorteil ist jedoch, dass die Eingangsdaten-Bitsequenz mit einer Länge von M=N_w·N_R Bits als Datenwort (resultierend aus der Codierung der entsprechenden Codesymbole zusammen mit ihren Kontrollbits) in nur N_w·N_R/K Schreib/Lesezyklen in den Interleaving-Speicher geschrieben und aus ihm gelesen werden kann.
Wie oben erklärt, enthält ein Verfahren der Erfindung zur Verschachtelung einer Eingangsdaten-Bitsequenz von M Datenbits, das einen Interleaving-Speicher mit einer Anzahl von Speicherstellen zur Speicherung der M Datenbits verwendet, eine gleichzeitige Auswahl einer vorbestimmten Anzahl von Datenbits aus der Eingangsdaten-Bitsequenz, um ein entsprechendes Codesymbol (wie mit der obigen Gleichung (1) und mit Bezug auf 11 dargelegt) und die Kombination der Codesymbole mit den Kontrollbits und die Codierung in ein codiertes Datenwort mit einer kleineren Länge zu bilden (d.h. Anzahl von Bits).
Wie man aus der obigen Beschreibung erkennen kann, ist das Interleaving-Schema auch vom Faltungscodierer unabhängig, jedoch kann die Eingangsdaten-Bitsequenz BS mit M Datenbits vorzugsweise aus Sätzen von Datenbits bestehen, wobei jeder eine vorbestimmte Anzahl 1/r von Bits enthält, die aus einer Faltungscodierung eines entsprechenden Datenbits unter Verwendung einer vorbestimmten Codierungsrate resultiert, Z.B. r=1/2, in einem herkömmlichen Faltungscodierer CC, gezeigt in 6. Jedoch ist die einzige Information, die von den Schreib/Lesemitteln W/R benötigt wird, wie lang die Eingangsdaten-Bitsequenz ist (Z.B. M) vor der Kombination mit den Kontrollbits, der Codierung und bevor das Schreiben in die Interleaving-Matrix durchgeführt werden soll. Ob oder ob die aktuellen Datenbits der Bitsequenz sich nicht auf die codierten oder nicht codierten Bits beziehen, ist für den Interleaving-Prozeß selbst ohne Bedeutung, jedoch im Falle der faltungscodierten Bits, können diese Bits parallel ankommen und daher kann die Schreibzeit, genauer die Zeit des vorherigen Ladens, während des Auswahlprozesses reduziert werden, wie weiter unten mit weiteren Details erklärt wird.
ERSTE AUSFÜHRUNG DER SCHREIB/LESEMITTEL
12 zeigt eine Ausführung der Schreib/Lesemittel W/R, die verwendet wird zur Auswahl der Datenbits aus der Eingangsdaten-Bitsequenz, bevor sie kombiniert, codiert und als codierte Datenworte in Zeilenrichtung in die Interleaving-Matrix geschrieben werden, werden, und zum sequentiellen Auslesen der codierten Datenworte in Spaltenrichtung, um verschachtelte codierte Datenworte zu liefern, die dann in die Datenbits und die Kontrollbits decodiert werden, um an eine Modulationseinheit MOD, allgemein gezeigt in 6, geliefert zu werden. Wie in 12 gezeigt enthalten die Schreib/Lesemittel W/R Schieberegistermittel SHR, Auswahlmittel SM, Schreibmittel WM, Lesemittel RD, Vorlademittel PLD und Schiebemittel SHFT. Benutzerdaten, d.h. die Eingangsdaten-Bitsequenz BS, ist Eingabe zu den Schieberegistermitteln SHR.
Es sollte bemerkt werden, dass die Ausführung, die Schieberegistermittel SHR und Auswahl/Schreibmittel SM/WM verwendet, nur eine Ausführung der Erfindung ist, um die Datenbits aus der Eingangsdaten-Bitsequenz BS auszuwählen, die dazu gedacht sind ein entsprechendes Codesymbol zu bilden um mit den Kontrollbits in den Kombinationsmitteln COM kombiniert zu werden. Andere Ausführungen sind auch möglich, solange die Auswahl der geeigneten Datenbits zur Bildung des entsprechenden Codesymbols garantiert wird.
Unabhängig von der Anzahl N der Datenbits, die das Codesymbol bilden und unabhängig von der Interleaving-Tiefe N_w ist natürlich eine Möglichkeit zur Auswahl der Datenbits, ein einzelnes Schieberegister der Länge M zu verwenden, wonach die Auswahl/Schreibmittel SW/WM durch die vollständige Datenbitsequenz der M Bits laufen werden und die entsprechende Auswahl der Datenbits durchführen werde. Dies könnte eine nicht sehr geeignete Lösung sein, da die Anzahl M der Datenbits pro Bitsequenz sehr groß sein könnte.
Jedoch ist es für die sequentielle Bildung der Codesymbole nicht notwendig die vollständige Datenbitsequenz von M Bits in einem Schieberegister zur Verfügung zu haben, sondern es ist nur notwendig in einem Schieberegister bzw. in jedem Zeittakt die zwei (oder N9 Bits , die die entsprechenden Codesymbole bilden, zur Verfügung zu haben. Wie man in den Abbildungen 11a, 11b sieht und wie es auch mit der obigen Gleichung (1) angedeutet wird, genügt es in den Schieberegistermitteln SHR gleichzeitig die entsprechenden Datenbits der Bitpositionen m (n=1), m (n=2)...m (n=N), die die entsprechenden Codesymbole bilden werden, zur Verfügung zu haben. Deshalb muß die Länge der Schieberegister in den Schieberegistermitteln SHR nur N·N_w sein, oder es ist möglich N Register der Länge N_w zu liefern. Um durch die Speicherstellen durch Änderung des Zeilenindex zu laufen (das Schreiben der Codesymbole wird in Zeilenrichtung durchgeführt), sind natürlich Schiebemittel SHFT notwendig, um die Register sequentiell zu schieben, um in den Schieberegistern die zu speichernden Datenbits (codiert mit den Kontrollbits) als codierte Datenworte in den neuen Speicherstellen zur Verfügung zu haben, derweil, während des Schieben der Schieberegister, schon neue Bits aus der Eingangsdaten-Bitsequenz eingelesen werden können.
Wie unten mit einem konkreteren Beispiel für N=2 in 13a, 14 erklärt werden wird, ist es immer möglich Datenbits aus einem ersten Register an speziellen Bitpositionen zu lesen und dann im nächsten Schritt zum Lesen aus einem anderen Register zu wechseln, worin der nächste Schritt hier bedeutet, dass die nächste Speicherstelle in Zeilenrichtung mit einem codierten Datenwort, resultierend aus der Codierung der ausgewählten Datenbits (Codesymbol) zusammen mit ihren Kontrollbits, überschrieben wird. Falls z.B. die Eingangsbits der Eingangsdaten-Bitsequenz mit geradem Index in einem ersten Register und die ungeraden Indexbits in einem zweiten Register gespeichert werden, dann kann ein Lesen des Codesymbols alternative zwischen dem ersten und zweiten Register ausgeführt werden, falls N_w eine gerade Zahl ist. Wie man nämlich in den Abbildungen 11a, 11b sieht, wird ein vorliegendes Codesymbol, unabhängig von der ausgewählten Zahl N, Z.B. d₀, d₄, d₈, immer aus Bits an geraden Bitpositionen gebildet, während das Codesymbol für die nächste (zeilenweise) Speicherstelle durch d₁, d₅, d₉, d.h. Bits an ungeraden Bitpositionen, bevor sie mit den entsprechenden Kontrollbits kombiniert werden, gebildet wird. Deshalb werden in 11a zwei Bits alternative aus dem ersten und zweiten Register gelesen. Es ist interessant zu bemerken, dass dieses alternative Lesen aus den Registern unabhängig von N ist, jedoch nicht unabhängig von N_w.
Wie in 11c gezeigt wird, wird jedes Codesymbol des entsprechenden Datenworts für N_w=7, d.h. für ein ungerades N_w, durch eine Kombination eines Datenbits an einer geraden Position und einem Datenbit an einer ungeraden Position (Z.B. d₀, d₇ oder d₁₅, d₂₂) gebildet. Dies ist auch allgemein für jedes N richtig, wie mit der gestrichelten Linie in 11c angedeutet. Jedoch gilt die oben zitierte Gleichung (1) im allgemeinen auch für diesen Fall, da sie die exakten Bitpositionen anzeigt, die aus der Eingangsdaten-Bitsequenz gelesen werden sollen. Auch werden im obigen Fall für ein ungerades N_w, d.h. eine ungerade Interleaving-Tiefe, nur ein Register der Länge N·N_w oder N Register der Länge N_w genügen, nur dass jetzt Bits aus speziellen Bitpositionen aus verschiedenen Registern gleichzeitig gelesen werden müssen. Wie aus den Abbildungen 11a, 11b erkannt wird, können die ungeraden Bits, solange N_w eine gerade Zahl ist, für jedes Codesymbol unabhängig von N aus einem Register gelesen werden, und die geraden Bits aus einem anderen Register. In 11c ist es möglich, für den allgemeinen Fall eines ungeraden N_w, eine Beziehungen abzuleiten, bis zu welchen Bitpositionen alternative aus all den Schieberegistern gelesen werden kann.
ZWEITE AUSFÜHRUNG (N=2 UND R=1/2)
Im folgenden wird eine Ausführung zur Bildung von Codesymbolen mit Bezug auf die Abbildungen 13a, 14 beschrieben, die aus zwei Datenbits, d.h. N=2 für ein beliebiges (gerades) N_w bestehen. Es sollte bemerkt werden, dass diese Ausführung vorteilhafter Weise Ausgangsdatenbits aus einem Faltungscodierer parallel verwendet, der mit einer von r=1/2 arbeitet, jedoch ist es auch möglich dass die Daten seriell ankommen, in welchem Fall unterschiedliche Zeitbeziehungen betrachtet werden müssen. Jedoch ist die Ausführung mit einigen Schieberegistern, gezeigt in 13 und im folgendem beschrieben, nicht auf eine Kombination mit einem speziellen Faltungscodierer mit r=1/2 beschränkt, da die Anzahl der (parallelen) Ausgangsdatenbits aus dem Faltungscodierer nicht direkt mit der Anzahl der Datenbits verbunden ist, die ein Codesymbol bilden.' D.h. der Kanalcodierer führt ein spezielles Kanalcodieren durch, indem er eine vorbestimmte Anzahl von Bits ausgibt, während das Modulationsschema (QPSK, 16QAM etc.) im Modulator bestimmt, wie viele Datenbits ein Codesymbol bilden.
Wie man in 13a sieht, enthält die Ausführung der Schieberegistermittel SHR zwei Schieberegisterbänke b₀, b₁, die jede aus einem ersten Register b₀r₀, b₁, r₀ und einem zweiten Schieberegister b₀, r₁, b₁r₁ bestehen. Die Länge jedes Schieberegisters paßt zur Interleaving-Tiefe N_w. Die Schaltungsmittel SW1, SW2 geben die Datenbits aus, die an der entsprechenden Speicherstelle in die Interleaving-Matrix IM (zusammen mit den entsprechenden Kontrollbits als ein codiertes Datenwort), die durch die Schreibmittel WM adressiert werden, geschrieben werden sollen. D.h. die Schieberegister werden vor den Kombinationsmitteln und der Bitinterleaving-Matrix IM (Z.B. ein RAM), die zum Interleaving verwendet wird, plaziert.
Wie man in dem Abschnitt "Vorheriges Laden" (das vorherige Laden wird weiter unten im größerem Detail beschrieben) sehen kann, speichert das erste Register der ersten Bank b₀r₀, N_w Datenbits aus den geraden Bitpositionen in der Eingangsdaten-Bitsequenz. In ähnlicher Weise speichert das erste Register der zweiten Bank b₁r₀ Datenbits aus den ungeraden Bitpositionen der Eingangsdaten-Bitsequenz, entsprechend gekennzeichnet mit d₀, d₂, ..., d_2Nw–2 und d₁, d₃, ..., d_2Nw–1 in 13a. Wie oben festgestellt, können verschiedene Möglichkeiten verwendet werden, um die ungeraden und geraden Bits im ersten und zweiten Register präsent zu haben. In einer bevorzugten Ausführung ist es einfach die entsprechenden ungeraden und geraden Datenbits in die zwei Register im Takt einzubringen, falls der Faltungscodierer zwei Bits für eine r=1/2 Codierung parallel ausgibt. Diese Bits kommen dann auf zwei Leitungen an, die vom Faltungscodierer stammen, wie schematisch in 13a (Daten 0, Daten 1) gezeigt.
Die Bereitstellung der Register (mit der Länge N_w und den numerierten Bitpositionen 0, 1, ..., N_w, beginnend mit der niedrigstwertigen Bitposition 0 ganz rechts) wird es erlauben die Codesymbole für alle Speicherstellen einer Zeile zu bilden, die kombiniert und mit den Kontrollbits codiert werden sollen, wie man aus der 11a entnehmen kann. Wie man aus dem "Schreibschritt 1" erkennen kann, besteht jedes Codesymbol in 13a (für gerade N_w) alternative aus zwei Datenbits, die von zwei spezifischen Bitpositionen in einem entsprechendem Register ausgewählt wurden. In 13b (für ungerade N_w) besteht jedes Codesymbol aus zwei Datenbits , die aus zwei entsprechenden Bitpositionen in zwei getrennten Registern ausgewählt wurden, wie weiter unten mit größerem Detail erklärt wird.
D.h. die Auswahlmittel SM lesen das niedrigstwertige Bit d₀ an der niedrigstwertigen Bitposition 0 am äußersten rechten Ende in 13a (welches das erste geladene Bit während der Vorladephase war) und das Bit d_Nw an der Bitposition N_w/2 (falls die Bitpositionen von 0 bis N_w–1 wie oben beschrieben numeriert werden), die Ausgabe als Codesymbol sind und die dann kombiniert und zusammen mit den entsprechenden Kontrollbits codiert und in die Speicherstelle IM₀₀ geschrieben werden. Z.B. in der 11a wäre dies das Codesymbol (0,4).
Dann wechseln die Schaltungsmittel SW1, SW2 zum ersten Register der zweiten Registerbank b₁, r₀, das die Bits der ungeraden Bitpositionen enthält. Deshalb wird das Codesymbol d₁, d_Nw+1 aus der niedrigstwertigen Bitposition 0 am äußersten rechten Ende des Registers und der Bitposition N_w/2 des Schieberegisters b₁, r₀ gelesen. Für das Beispiel in 11a wäre dies das Codesymbol (1,5).
Wie auch im "Schreibschritt 1" angeführt wird, schieben die Schiebemittel SHFT nach jedem Lesen das Register, das gelesen wurde, in den letzten Schreibzyklus. D.h. wenn ein Bitpaar aus dem ersten Register der zweiten Bank gelesen wird, wird das erste Register der ersten Bank um ein Bit verschoben. Deshalb ist das erste Register der ersten Bank vorbereitet, das Auslesen des nächsten Codesymbols für die nächste Speicherposition aus derselben Bitposition wie zuvor zu erlauben. Gleichzeitig werden, wie im "Schreibschritt 1 angeführt", die Datenbits der nächsten 2N_w Bitpositionen in das zweite Register der ersten und zweiten Bank eingelesen, wo das zweite der ersten Bank wieder die geraden Bits und das zweite Register der zweiten Bank die ungeraden Bits speichert.
D.h. während ein Register in einer Bank mit zwei Bits geladen wird, werden zwei Bits des anderen in die Interleaving-Matrix ausgelesen. Die zwei Register jeder Bank ändern ihre Funktion alternative nach N_w Zeitperioden. Wie man aus 10 ersieht, erfordert das Schreiben einer Speicherstelle in die Matrix die Bereitstellung von Paaren von Datenbits, Z.B. d₀, d_Nw, die dann mit den Kontrollbits kombiniert und codiert werden. Tatsächlich werden dann die Bits des codierten Datenworts in der Speicherstelle gespeichert. Die Bereitstellung von vier Registern, wie in 13a, erlaubt sowohl ein Vorspeichern der Bits als auch eine Gruppierung von Bits und eine paarweise Auswahl von Bits, während immer noch nur N_w Taktperioden zur Bildung der entsprechenden Paare einer Zeile notwendig sind. Daher wird die Schreibzeit dieselbe wie die Lesezeit, da in jeder Periode (N_w Zyklen) 2·N_w Bits in die Interleaving-Matrix gespeichert werden können.
Wie in 13a gezeigt, wird eine zusätzliche Zeit "vorheriges Laden" von den Mitteln PLD zum vorherigen Laden zur erstmaligen Ladung der Schieberegister SHR benötigt. Wie anerkannt werden wird, müssen die Schieberegister SHR, da eine Zeile (Z.B. Zeile 0) in 10 insgesamt 2N_w Bits speichern muß, eine Länge von 2·N_w haben, wenn die Daten vom Faltungscodierer in serieller Form ankommen. Auf Grund der Tatsache, dass die Daten seriell am Interleaver ➂ in 2 ankommen, d.h. seriell am Schieberegister SHR in 12, werden im Prinzip 2N_w Taktperioden zusätzlich zu den Schreibzugriffen benötigt.
Jedoch werden in einem Faltungscodierer Z.B. der Rate r=1/2, zwei Bits d₀, d₁ in einer parallelen Form erzeugt und die beiden Bits könnten gleichzeitig ankommen. Wenn die Bits daher parallel ankommen, kann eine Reduktion der Zeit für das vorherige Laden, die von den Mitteln PLD für das vorherige Laden zur Ladung des Schieberegister r₀ mit den ungeraden und geraden Bits benötigt wird, erreicht werden, wenn die zwei Register mit der Länge N_w während der Zeit für das "vorherige Laden" von jetzt nur N_w Taktperioden geladen werden. Deshalb ist die Kombination eines Faltungscodierers mit r=1/2 mit Codesymbolen N=2 eine sehr vorteilhafte Ausführung. Dann kann das Eintakten der Datenbits in Paaren von zwei mit derselben Taktrate wie das Auslesen der entsprechenden zwei Bits aus den entsprechenden Schieberegistern erfolgen. D.h. während des Eintakten von 2N_w Bits, werden genau 2N_w für Codesymbole der Speicherstellen in einer Zeile aus den entsprechenden anderen Registern ausgelesen und werden dann mit den Kontrollbits kombiniert.
Während im allgemeinen die Idee der Erfindung auf die symbolartige Kombination von zwei Bits mit den Kontrollbits gerichtet ist und auf die Codierung des daraus gebildeten und auf das Speichern von Bits des codierten Datenwortes an ein Stelle der Interleaving-Matrix, ist es deshalb teilweise vorteilhaft, wenn das QPSK-Modulationsverfahren zusammen mit einem Faltungscodierer der Rate 1/2 und zwei parallelen Schieberegisterbänken verwendet wird. Jedoch kann, wie oben erklärt, die Erfindung auch allgemein mit einem Register der Länge 2·N_w angewendet werden , nur dass hier die "vorherige Ladezeit" zwei mal so lang ist.
DRITTE AUSFÜHRUNG (INTERLEAVING-VERFAHREN FÜR N=2, GERADEM N_w)
Während die spezielle Verwendung der Registerbänke im allgemeinen in der 13a gezeigt wird, wobei Datenbits aus einem Faltungscodierer mit r=1/2 in vier Registern gespeichert werden und wobei die Datenauswahl parallel gemacht wird, zeigt die 14 ein Flußdiagramm der Arbeitsweise für das Interleaving-Verfahren von N=2 in 13a.
Im Schritt S2, der sogenannten "vorherigen Ladephase", werden insgesamt 2N_w Bits in den Registern 0 der Bank 0 und der Bank 1 gespeichert. Wie man in der 13a sieht, werden die geraden Bits d₀, d₂...d_Nw–2, ... d_2Nw–2 in b₀r₀ (Bank 0, Register 0) und die ungeraden Bits d₁, d₃...d_Nw–1, d_Nw+1...d_2Nw–1 in b₁r₀ (Bank 1, Register 0) gespeichert. Deshalb ist eine Länge von N_w für jedes Register vollständig ausreichend. Nach der Vollendung des Schrittes S2, werden die Bits d₀ bis d_2Nw–1 in Registern gespeichert.
Im Schritt S3 müssen die Bits, gespeichert im Schritt S2 in den zwei Registern, kombiniert werden, um mit den Kontrollbits codiert zusammen an eine erste Speicherstelle in der Interleaving-Matrix geschrieben zu werden. Deshalb wird im Schritt S3 ein Symbol aus diesen Register gelesen. In der Hauptsache entsprechen in der 13a die grau schattierten Zeilen in der "vorherigen Ladephase" den in der Zeile 0 in 10 gespeicherten Symbolen, falls die Schalter SW1, SW2 ungerade und gerade Bits aus den entsprechenden Registern auswählen. Gleichzeitig mit dem Lesen von Bits aus Bank 0, Register 0 und Bank 1, Register 0, werden die Register 1 der Bank 0 und Bank 1 mit einer Anzahl von 2N_w Bits gefüllt, die für die nächste Zeile in der Matrix in 10 bestimmt sind. Die nächsten 2N_w Datenbits werden mit d_2Nw bis d_4Nw–1 bezeichnet.
Die Arbeitsweise der Schaltermittel SW1, SW2 ist so, dass die richtigen Bitpaare ausgewählt werden. Während die Register lesen, wird deshalb ein Symbol durch die Entnahme von zwei Bits aus einem Register gebildet.
Für das erste Symbol werden die Bits d₀ und d_Nw der Register 0 in Bank 0 genommen. Während in der Position der Schalter SW1, SW2 in 13a die Daten d₀, d_Nw aus zwei speziellen Bitpositionen im Register 0 in Bank 0 gelesen wurden, werden die Schalter dann gesetzt um ein Symbol, d.h. 2 Bits d1, d_Nw+1 aus dem Register 0 der Bank 1 an genau derselben Bitposition wie im Schreibschritt 2, zu lesen. Wenn immer ein Bitpaar aus einem Register gelesen wurde, wird der Inhalt des Registers um ein Bit nach rechts verschoben (wie man aus der Bitposition Blank im Register 0, Bank 0 im "Schreibschritt 1" in 13a ersehen kann).
Falls im Schritt S3/S4 die Schalter SW1, SW2 geschaltet wurden, um ein Paar aus der Bank 0/1 zu lesen, werden die entsprechenden Register um ein Bit nach rechts verschoben.
Wie mit den quadratischen Boxen an den Pfeilen, bezeichnet mit Daten i und Daten q in 13a, angedeutet, bezeichnen diese Quadratboxen immer das letzte gelesene Bitpaar (ein Symbol) aus dem entsprechenden Register. Das alternative Lesen (und Verschieben) eines Bitpaares aus Bank 0, Register 0 und Bank 1, Register 0 im Schreibschritt 1 und im Schreibschritt 2 wird insgesamt N_w-mal zum Setzen einer Reihe von Datensymbolen durchgeführt, bis sich der Prozeß zum alternativen Lesen ändert (wieder NW-mal) aus der Bank 0, Register 1 und Bank 1, Register 1, in die während des alternativen Leseprozesses aus Bank 0, Register 0 und Bank 1, Register 0 die nächsten Datenbits geschrieben wurden.
Deshalb wird während des Lesen des Registers durch das Aufnehmen von Bits aus einem einzigen Register ein Symbol gebildet. Für das erste Symbol werden die Bits d₀ und d_Nw des Registers 0 in Bank 0 genommen. Die Position für das Auslesen wird aufrechterhalten, jedoch werden im zweiten Lesen die Register 0 der Bank 1 und die Datenbits d₁, d_Nw+1 gelesen. Dann wird der Registerinhalt nach rechts verschoben.
Deshalb werden, nachdem der Schritt vorheriges Laden S2 beendet ist, die Register in jeder zweiten Taktperiode verschoben (während der gesamten Leseperiode), während die Ausgabeleitungen für die I- und Q-Bits von einer zur anderen Bank mit jeder Taktperiode wechseln. Daher werden das ausgehende I-Bit und Q-Bit als Symbol zusammen in dieselbe Speicheradresse der Interleaving-Matrix gespeichert.
Wie im Schritt S5 angedeutet, wird nach dem Lesen der 2N_w Datenbits, der Kombination mit den Kontrollbits, der Codierung derselben in ein codiertes Datenwort und ihrer Speicherung als codierte Datenworte in die Matrix IM, offensichtlich die Funktion der Register 0, 1 jeder Bank umgedreht. Es müssen nämlich, wie oben erklärt, nach N_w Taktperioden die vollständigen Daten, die zur Auswahl der Symbole in der nächsten Zeile notwendig sind, aus dem Register 1 gelesen werden, während die nächsten Daten für die Zeile 3 wieder im Register 0 jeder Bank gespeichert werden.
In der Hauptsache zeigt die Tabelle 1 das sequentielle Lesen von Codesymbolen aus den Registern:
Tabelle 1
Der Prozeß, beschrieben in 13a, 14, erlaubt es die Interleaving-Matrix in exakt N_w·N_R/K Zugriffsschritten zu füllen, nämlich in genau derselben Zeit, die zum Auslesen der Interleaving-Matrix notwendig ist, worin N_w zusätzliche Zyklen zum vorherigen Laden der Schieberegister notwendig sind. Deshalb können das vollständige Interleaving und die Bildung der Codesymbole in weniger Zeit mit weniger Speicheranforderungen ausgeführt werden.
VIERTE AUSFÜHRUNG (INTERLEAVING-VERFAHREN für N=2, UNGERADES N_w)
Wie oben erklärt, kann das oben beschriebene Verfahren angewendet werden, sogar wenn N_w eine ungerade Zahl ist. Aber es müssen dann im Schritt 5 die Positionen zum Lesen der I- und Q-Bits nach N_w Taktperioden geändert werden. Dies wird mit Bezug auf 13b weiter unten erklärt.
13b zeigt im Schritt ➀ die Situation "nach dem vorherigen Laden" wie in der 13a für den Fall von N=2 und einem ungeraden N_w=7. 14 (=2N_w) Bits werden in den Registern b₀r₀ und b₁r₀ gespeichert und zwei Bits 14, 15 werden in die Register b₀r₁ und b₁r₁ geschrieben, wenn die Bits 0, 7 im ersten Leseprozeß des "Schreibschrittes 1" ausgelesen werden.
In den ersten N_w (N_w=7) Schritten ➀–➆, werden Codesymbole alternative entweder aus der niedrigstwertigen Bitposition LSB (am äußersten rechten Ende Position 0) aus dem Register b₀r₀ und aus der zentralen Position (N_w–1)/2 (falls die Bitpositionen von 0 bis N_w–1, wie oben beschrieben, numeriert werden) des Registers b₁r₀ ausgelesen, oder aus der zentralen Position des Registers b₀r₀ und der niedrigstwertigen Bitposition LSB (am äußersten rechten Ende) des Registers b₁r₀, während die entsprechenden geraden und ungeraden Bits sukzessiv in die Register b₀r₁, b₁r₁ eingelesen werden, die nach dem Schritt ➆ vollständig gefüllt sind.
Für den nächsten Zyklus der Schritte, beginnend mit Schritt ➇, beginnt das alternative Lesen wieder, wobei jetzt alternative die niedrigstwertige Bitposition LSB in das Register b₀r₁ und die zentrale Position in das Register b₁r₁ gelesen wird und umgekehrt.
Deshalb ist die Prozedur für ungerade N_w in der Hauptsache dieselbe, wie die für gerade N_w, nur dass im "Schreibschritt 1" in 14 das Lesen aus zwei verschiedenen Bänken b₀r₀ & b₁r₁ durchgeführt wird und im "Schreibschritt 2" in 9 das Lesen auch aus zwei verschiedenen Bänken b₀r₀ & b₁r₀ durchgeführt wird. Insgesamt werden die Schritte S3 und S4 zusammen N_w_ (=7) mal ausgeführt, bevor die Register in Schritt S5 umgeschaltet werden.
In der Hauptsache zeigt die Tabelle 2 das sequentielle Lesen aus den Registern für ein ungerades N_w, was in der Hauptsache dasselbe ist wie das für ein gerades N_w, nur dass zwei verschiedene Register zum Lesen jedes Codesymbolpaares verwendet werden:
TABELLE 2
Das Ergebnis eines Lese- und Schreibprozesses für N_w=7 wird in 1c gezeigt.
INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
Wie oben erklärt liegt ein erster Aspekt der Erfindung in der Kombination der Kontrollbits und der Datenbits eines Codesymbols und in der Codierung dieser Kombination in ein neues Datenwort. So ein Kombinations- und Codierungsprozeß kann in jedem Abschnitt der Prozeßmittel eines Senders oder Codierers angewendet werden. Falls der Kombinations- und Codierungsprozeß speziell in einem Interleaver verwendet wird, dann wird das codierte Datenwort mit allen Bits an einer individuellen Speicherstelle im Interleaving-Speicher IM gespeichert, während nach des Auslesen der Datenworte aus dem Interleaving-Speicher IM erzielt ein Decodierungsprozeß wieder die originalen Codesymbole und ihre dazugehörige Kontrollinformation (Kontrollbits) mit Hilfe einer Umkehrung des Codierungsschemas, das während des Codierungsprozesses verwendet wurde. Die Kontrollbits können z.B. an einen Modulator geliefert werden, um einen spezifischen Prozeß für jedes Codesymbol durchzuführen.
Weiterhin wird gemäß der Erfindung das codierte Datenwort, das durch eine Codierung einer Kombination der Datenbits zusammen mit den Kontrollbits gebildet wurde, in einer Speicherstelle des Interleaving-Speichers gespeichert, (oder allgemein in einem Speicher der Prozeßmittel des Senders oder Codierers). Hier wird die Tatsache verwendet, dass jede Speicherstelle mehr als ein Bit speichern kann, und deshalb kann die Lese/Schreibzeit, die zum Lesen/Schreiben in den Speicher oder heraus notwendig ist, reduziert werden und es kann eine kleinere Speichergröße verwendet werden. Nach dem Auslesen werden die Datenbits des gespeicherten, codierten Datenwortes unter Verwendung der Umkehrung des Codierungsschema decodiert und die Codesymbol-Datenbits und die entsprechenden Kontrollbits werden an den Modulator geliefert.
Obwohl die Erfindung speziell für ein CDMA-Nachrichtensystem beschrieben wurde, in dem eine Vielzahl von Benutzerkanälen eine Dateninformation in Form von Paketen liefert, sollte angemerkt werden, dass die Erfindung auf jedes Nachrichtensystem, jeden Sender und Empfänger angewendet werden kann, in denen Codesymbole zusammen mit Kontrollinformation bearbeitet werden müssen. deshalb ist die Erfindung nicht speziell auf das CDMA-Basistransceiverstation begrenzt, wie oben beschrieben.
Weiterhin dienen Bezugsziffern in den Ansprüchen nur Darstellungszwecken und beschränken nicht den Bereich des Schutzes.

Claims

Ein Interleaver (IL) eines Senders zur Verschachtelung von Eingangsdaten-Bitsequenzen (BS) von M Datenbits, die kanalkodierte (CC) Codesymbole enthalten, wobei jedes aus einer Anzahl N von Datenbits (z.B. I, Q für N=2) besteht und aus Steuerinformation (CI), die in dem Sender zur Verarbeitung der Codesymbole zu benutzen ist, und aus einer Anzahl L von Steuerbits (z.B. FS, SS, MA, PW für L=4), spezielle zu verarbeitende Zustände für jedes Codesymbol anzeigend, umfassend: a) Kombinationsmittel (COM) zur Kombination der entsprechenden N Datenbits (I, Q) jedes Codesymbols mit den zugeordneten L Steuerbits (FS, SS, MA, PW) in ein Kontroll-Informations/Code-Symboldatenwort mit L+N Bits; b) Kontroll-Informations/Codesymbol-Kodierungsmittel (CI/CS-ENC) zur Kodierung der L+N-Bit Kontroll-Informations/Code-Symboldatenworte in Datenwörter mit K Bits gemäß einem vorbestimmten Kodierungsschema, wobei K<L+N; und c) einen Interleave-Speicher (IM) zur Speicherung der kodierten Datenworte in deren Speicherstellen (IM00, IM01..).
Ein Interleaver (IL) gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch Schreib/Lesemittel (W/R) zur Speicherung der kodierten Daten in einer Interleave-Matrix innerhalb des Interleave-Speichers an speziellen Speicherstellen (IM00 IM01...) in einer Zeilenrichtung und zum Auslesen der kodierten Datenworte aus der Interleave-Matrix in Spaltenrichtung und Kontroll-Informations/Code-Symbol-Dekodierungsmittel (CI/CS-DEC) zur Dekodierung der K-Bit Datenworte, die aus der Interleave-Matrix in den Interleave-Speicher (IM) ausgelesen wurden, in N-Bit Codesymbole und L- Bit Steuerbits (z.B. FS, SS, MA, PW) entsprechend einer Umkehrung des vorbestimmten Kodierungsschemas.
Ein Interleaver (IL) gemäß Anspruch 1, darin gekennzeichnet, dass L=4 und N=2, worin die Steuerbits (FS, SS, MA, PW) einen Rahmenstart (FS), einen Zeitschlitz-Start (SS) eine Markierung (MA), ein Leistungsbit (PW) für das Codesymbol, bestehend aus 2 Datenbits, anzeigen.
Ein Interleaver (IL) gemäß Anspruch 1, darin gekennzeichnet, dass ein Steuerbit (PW) eine Übertragungsleistung-AN/AUS-Steuerung (PW) des Codesymbols anzeigt.
Ein Interleaver (IL) gemäß Anspruch 2, darin gekennzeichnet, dass jede Speicherstelle (IM00, IM01 ...) ein Datenwort speichert, jeweilig bestehend aus der kodierten Kombination einer vorbestimmten Anzahl N von Datenbits, ausgewählt aus der Eingangsdaten-Bitsequenz durch Auswahlmittel (SM) der Schreib/Lesemittel (W/R), und den Steuerbits.
Ein Interleaver (IL) gemäß Anspruch 1, darin gekennzeichnet dass die Eingangsdaten-Bitsequenz der M-Datenbits aus Datenbitsätzen besteht, wobei jeder eine vorbestimmte Anzahl (1/r) von Bits enthält, resultierend aus einer Faltungskodierung (CC) eines entsprechenden Datenbit unter Verwendung einer vorbestimmten Kodierungsrate (z.B. r=1/2) in einem Faltungskodierer (CC), der dem Interleave-Speicher (IM) voransteht.
Ein Interleaver (IL) gemäß Anspruch 1, darin gekennzeichnet, dass der Interleave-Speicher (IM) N_w·N_R/K Speicherstellen (IM00,IM01) zur Speicherung der K Datenbits der kodierten Datenworte besitzt, worin N_w die Anzahl der Spalten entsprechend der Interleave-Tiefe bezeichnet, K die vorbestimmte Anzahl von Datenbits, die das Datenwort bilden, bezeichnet und N_R/K die Anzahl der Zeilen des Interleave-Speichers bezeichnet.
Ein Interleaver (IL) gemäß der Ansprüche 2 und 7, darin gekennzeichnet, dass die Schreib/Lesemittel (W/R) Auswahlmittel (SM) zur Bildung von Codesymbolen durch die Auswahl von N entsprechenden Datenbits aus der [n_w+(n–1)N_w+n_RN_w·N]-ten Position der Eingangsdaten-Bitsequenz enthalten, wobei n = 1, 2 ... N das n-te Datenbit des Codesymbols bezeichnet, n_w = 0, 1, ... N_w–1 die Spaltadresse in der Interleave-Matrix bezeichnet und n_R = 0, 1, ... (N_R/K)–1 die Zeilenadresse in der Interleave-Matrix des Datenwortes bezeichnet, resultierend aus einer Kombinationskodierung des Codesymbols und den zusätzlichen Steuerbits.
Ein Interleaver (IL) gemäß Anspruch 8, darin gekennzeichnet, dass die Auswahlmittel (SM) Datenbits für die Codesymbole aus der Eingangsdaten-Bitsequenz (BS) auswählen und diese ausgewählten Kodesymbol-Datenbits an die Kombinationsmittel (COM) liefern und für N=2 Datenbits pro Codesymbol und geradem N_w folgendes enthält: – zwei Schieberegisterbänke (b0, b1), die jede aus einem ersten und zweiten Schieberegister (r0, r1) der Länge N_w bestehen, worin die gerade und ungerade numerierten Datenbits der Eingangsdaten-Bitsequenz sind, bzw. in dem ersten Register (r0) der ersten und zweiten Registerbank; – Auswahl/Schreibmittel (SW1, SW2) zur Auswahl bei jedem Schreibzyklus von 2 Datenbits der niedrigstwertigen Bitposition und der N_w/2 Position aus dem ersten Register (r0) alternativ aus der ersten und zweiten Registerbank und zur Lieferung der 2 ausgewählten Bits als ein Codesymbol an die Kombinationsmittel (COM), um sie mit den entsprechenden Steuerbits zu kombinieren; – Verschiebungsmittel (SHIFT) zur Verschiebung des Registers (r0, r1), das beim letzten Schreibzyklus gelesen wurde, und der zweiten Register der Registerbänke (b0, b1) während des Einlesens der nächsten ungeraden und geraden Bits einer nächsten Eingabedaten-Bitsequenz in das entsprechende Register (r1) jeder Registerbank; und – worin nach N_w abwechselnden Datenbit Auswahl- und Verschiebungszyklen die Funktion der Register umgekehrt wird.
Ein Interleaver (IL) gemäß Anspruch 8, darin gekennzeichnet, dass die Auswahlmittel (SM) Datenbits für die Codesymbole aus der Eingangsdaten-Bitsequenz (BS) auswählen und diese ausgewählten Kodesymbol-Datenbits an die Kombinationsmittel (COM) liefern und für N=2 Datenbits pro Codesymbol und ungerade N_w enthält: – zwei Schieberegisterbänke (b0, b1), wobei jede aus einem ersten und zweiten Schieberegister (r0, r1) der Länge N_w besteht, worin die geradzahligen und ungeradzahligen Datenbits der Eingangsdaten-Bitfrequenz entsprechend im ersten Register (r0) der ersten und zweiten Registerbank gespeichert werden; – Auswahl/Schreibmittel (SM/RW) zur Auswahl bei jedem Schreibzyklus von 2 Datenbits alternativ entweder von der niedrigstwertigen Bitposition (LSB) des ersten Registers der ersten Bank (b0, r0) und von der zentralen Position ((N_w–1)/2) des ersten Registers der zweiten Bank b1r0 oder von der zentralen Position des ersten Registers der ersten Bank b0r0 und der niedrigstwertigen Bitposition (LSB) des ersten Registers der zweiten Bank (b1r0), und zum Schreiben der 2 ausgewählten Bits als ein Codesymbol an eine entsprechende Speicherstelle im Interleave-Speicher; – Verschiebungsmittel (SHFT) zur Verschiebung der beiden Register (r0, r0), die beim letzten Schreibzyklus gelesen wurden und der Register der Registerbänke (b0, b1), die nicht gelesen wurden, während des Einlesens der nächsten ungeraden und geraden Bits der nächsten Eingabedaten-Bitsequenz in das entsprechende zweite Register (r1) jeder Registerbank; und – worin nach N_w abwechselnden Datenbit Auswahl- und Verschiebungszyklen die Funktion der Register innerhalb jeder Bank umgedreht wird.
Ein Sender zur Übertragung einer Datenbitsequenz (BS) von M Datenbits, die kanalcodierte (CC) Codesymbole enthalten, wobei jedes aus einer Anzahl N von Datenbits (z.B I, Q) zusammen mit Steuerinformation (CI) besteht, um in dem Sender verarbeitet zu werden, und aus einer Anzahl L von Steuerbits (z.B. FS, SS, MA, PW), die bestimmte Zustände anzeigen, die für jedes Codesymbol verarbeitet werden müssen, enthaltend: a) Kombinationsmittel (COM) zur Kombination der entsprechenden N-Datenbits (I, Q) jedes Codesymbols mit den entsprechenden L-Steuerbits (FS, SS, MA, PW) in ein Kontroll-Informations/Codesymbol-Datenwort mit L+N Bits; b) Kontroll-Informations/Codesymbol-Codierungsmittel (CI/CS-ENC) zur Codierung der L+N Kontroll-Informations/Codesymbol-Datenworte in Datenworte mit K Bits gemäß einem vorbestimmten Codierungsschema, wobei K<L+N; c) Verarbeitungsmittel (IL, MOD) zur Verarbeitung der Codesymbole der codierten Datenworte im Einklang mit ihrer Kontrollinformation.
Ein Sender (IL) gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet dass die Verarbeitungsmittel (IL, MOD) Modulationsmitteln (MOD) umfassen, zur Modulation der decodierten Codesymbole im Einklang mit dem speziellen Zustand des Codesymbols, wie von den entsprechenden Steuerbits angezeigt.
Ein Interleave-Verfahren in einem Sender, wobei die Eingangsdaten-Bitsequenzen (BS) der M Datenbits kanalcodierte (CC) Codesymbole enthalten, wobei jedes aus einer Anzahl N von Datenbits (z.B. I, Q für N=2) und Kontrollinformation (CI) besteht, die im Sender zur Verarbeitung der Codesymbole zu verwenden ist, und aus einer Anzahl L von Kontrollbits (z.B. FS, SS, MA, PW für L=4), die spezielle Zustände für jedes zu verarbeitende Codesymbol anzeigt, die folgenden Schritte enthaltend: a) Kombinieren der N Datenbits (z.B. I, Q für N=2) jedes Codesymbols mit den zugeordneten L Kontrollbits (z.B. FS, SS, MA, PW für L=4) in ein Kontroll-Informations/Codesymbol-Datenwort mit L+N Bits; b) Codieren der L+N Bit Kontroll-Informations/Codesymbol-Datenworte in Datenworte mit K Bits gemäß einem vorbestimmten Codierungsschema, wobei K<L+N; und c) Speichern der codierten Datenworte in Speicherplätzen (IM00, IM01 ...) eines Interleave-Speichers.
Ein Verfahren gemäß Anspruch 13, gekennzeichnet durch folgende Schritte: Schreiben der codierten Datenworte in eine Interleave-Matrix innerhalb des Interleave-Speichers in spezielle Speicherplätze (IM00, IM01 ...) in eine Zeilenrichtung, und Auslesen der codierten Datenworte aus der Interleave-Matrix (IM) in der Spaltrichtung und Dekodieren der K-Bit Datenworte, ausgelesen aus der Interleave-Matrix im Interleave-Speicher, in die N-Bit Codesymbole und L-Bit Kontrollbits (z.B. FS, SS, MA, PW) gemäß einer Umkehrung des vorbestimmten Codierungsschema.
Ein Verfahren gemäß Anspruch 13, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: Verarbeiten der decodierten Codesymbole im Einklang mit den speziellen Zuständen des Codesymbols, wie von den entsprechenden Kontrollbits angezeigt.
Ein Verfahren gemäß Anspruch 13, darin gekennzeichnet, dass L=4 und N=2, worin die Kontrollbits (FS, SS, MA, PW) einen Rahmenstart (FS), einen Zeitschlitzstart (SS), eine Markierung (MA), ein Leistungsbit (PW) für das Codesymbol, bestehend aus 2 Datenbits, anzeigen.
Ein Verfahren gemäß Anspruch 13, darin gekennzeichnet, dass ein Kontrollbit (PW) eine Übertragungsleistung-AN/AUS-Kontrolle (PW) der Codesymbole anzeigt.
Ein Verfahren zum Übertragen, in einem Sender, einer Datenbitsequenz (BS) von M Datenbits, kanalcodierte (CC) Codesymbole enthaltend, jedes bestehend aus einer Anzahl N von Datenbits (Z.B. I, Q) zusammen mit Kontrollinformation (CI), die im Sender zu verarbeiten ist und aus einer Anzahl L von Kontrollbits (z.B. FS, SS, MA, PW) besteht, spezielle Zustände für jedes Codesymbol anzeigend, die zu verarbeiten sind, bestehend aus folgenden Schritten: a) Kombinieren der entsprechenden N Datenbits (z.B. I, Q für N=2) jedes Codesymbols mit dem zugeordneten L Kontrollbits (z.B. FS, SS, MA, PW für L=4) in ein Kontroll-Informations/Codesymbol-Datenwort von L+N Bits; b) Codieren des L+N Kontroll-Informations/Codesymbol-Datenworts in Datenworte von K Bits , wobei K<L+N, gemäß einem vorbestimmten Codierungsschema; c) Verarbeiten des Codesymbols der codierten Datenworte im Einklang mit der Kontrollinformation; und d) Übertragen der verarbeiteten Codesymbole.