DE60111974T2

DE60111974T2 - Abbruchkriterium für einen Turbodekoder

Info

Publication number: DE60111974T2
Application number: DE60111974T
Authority: DE
Inventors: Arnaud Gueguen
Original assignee: Mitsubishi Electric Information Technology Corp; Mitsubishi Electric Information Technology Center Europe BV Nederlands
Current assignee: Mitsubishi Electric Information Technology Corp; Mitsubishi Electric R&D Centre Europe BV Netherlands
Priority date: 2000-02-14
Filing date: 2001-02-14
Publication date: 2006-03-02
Anticipated expiration: 2021-02-15
Also published as: JP2001257601A; US7027521B2; ATE300132T1; DE60111974D1; US20020013922A1; EP1128589A1; EP1128589B1; FR2805106A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen ein digitales Übertragungsverfahren des Typs mit Fehlerkorrekturcodierung, insbesondere für ein System zum digitalen Übertragen auf einem Kanal mit starker Störung. Genauer genommen betrifft sie das Unterbrechen des iterativen Decodierens eines Verfahrens zur digitalen Übertragung des Typs mit Fehlerkorrekturcodierung, das Codierungsschemata des Typs Turbo-Code verwendet.
Ein System zur digitalen Übertragung befördert Information, indem es einen physikalischen Träger, wie zum Beispiel das Kabel, die Lichtleitfaser oder die Ausbreitung auf einem Funkkanal über Satellit oder nicht verwendet. Ein solcher physikalischer Träger wird Kanal genannt. Im Allgemeinen umfasst ein solches System insbesondere auf der Ebene des Sendens eine Vorrichtung, die Kanalcodierer genannt wird, und auf der Ebene des Empfangs eine entsprechende Decodiervorrichtung.
Die Kanalcodiervorrichtung hat eine so genannte Fehlerkorrekturcodierung. Die Fehlerkorrekturcodierungsfunktion besteht darin, eine redundante Information beim Senden zu erzeugen, die es beim Decodieren auf der Empfangsebene erlaubt, die übertragene Nutzinformation ausgehend von der am Ziel ankommenden Information, empfangene Information genannt, die durch die Störungen beeinträchtigt ist, die auf dem Kanal auftreten, insbesondere des Typs Rauschen, Dämpfungen und Interferenzen, zu rekonstruieren. Ein Verfahren zum digitalen Übertragen, das eine solche Kanalcodierung verbunden mit einem entsprechenden Zieldecodieren verwendet, wird Übertragungsverfahren des Typs mit Fehlerkorrekturcodierung genannt.
Der Codierungsvorgang erfolgt zum Beispiel auf der Bit-Ebene. Dieser Vorgang verbindet mit einer binären Nutzdatensequenz eine entsprechende binäre Sequenz codierter Information. Man nennt diese binäre Sequenz codierter Information Codewort, wenn die Größe der binären Sequenzen von Nutzinformation fest ist. Die binäre Sequenz codierter Information ist größer als die binäre Sequenz von Nutzinformation, so dass eine Redundanz eingeführt wird. Aufgrund dieser Redundanz sind nur bestimmte Sequenzen codierter Information, die dem Codierungsgesetz entsprechen, möglich. Wenn die empfangenen zu decodierenden Informationssequenzen anders sind als diese möglichen Sequenzen, bedeutet das, dass sie Information entsprechen, die vom Kanal beeinträchtigt wurde. Die Aufgabe des Decodierungsverfahrens besteht daher darin, die Nutzinformation ausgehend von der empfangenen Informationssequenz bestens zu rekonstruieren, wobei das verwendete Codierungsgesetz bekannt ist. Das Decodieren der einfachsten Codes auf optimale Weise ist bekannt, das heißt, indem man unter allen möglichen Sequenzen die plausibelste Sequenz wieder findet. Für die komplexesten Codes, wie zum Beispiel die Turbo-Codes, ist der einschränkende Faktor im Allgemeinen die Komplexität des Decodierers.
Die Leistung einer Übertragung mit Fehlerkorrekturcodierung misst man im Allgemeinen an der Rate binärer Fehler oder Pakete für ein gegebenes Rauschverhältnis E_b/N_o, wobei E_b die Energie pro Informationsbit ist und N_o die spektrale Leistungsdichte des Rauschens ist. Man qualifiziert einen Code je nachdem, ob sein Gebrauch eine mehr oder minder schwache Fehlerrate für ein gegebenes Rauschverhältnis E_b/N_o und für eine gegebene Decodierungskomplexität erlaubt, als mehr oder weniger leistungsfähig.
Die Leistung des Codes ist die Anzahl an Nutzinformationsbits pro codiertem Informationsbit.
Bekannte Fehlerkorrekturcodes sind die Blockcodes. Das Blockcodieren besteht darin, mit jedem Block mit k Informationsbits einen Block mit n Bits (n > k) zu verbinden, der daher (n – k) Redundanzbits enthält. Der Block mit n Bits wird erzielt, indem man den Block mit k Nutzbits mit einer Matrix mit k Zeilen und n Spalten multipliziert, die Codeerzeugungsmatrix genannt wird. Wenn die Erzeugungsmatrix durch Permutation in einer derartigen Form geschrieben ist, dass sie die Identitätsmatrix erscheinen lässt, so dass in dem Block mit n Bits die k Informationsbits und die n – k Redundanzbits getrennt sind, wird der Code systematisch genannt. Die Leistung des Codes ist gleich k/n. Die Decodiervorrichtung erfasst die Fehler und korrigiert sie über den minimalen Hamming-Abstand. Derartige Fehlerkorrekturcodes, die in der Technik wohlbekannt sind, sind zum Beispiel die Hamming-Codes, die BCH-Codes und die Reed-Solomon-Codes.
Die Tatsache, eine Fehlerkorrekturcodierung mit Hilfe eines oder mehrerer Faltungscodierer durchzuführen, ist ebenfalls wohlbekannt. Ihr Funktionsprinzip besteht darin, einen Block aus k binären Elementen, die am Eingang des Codierers vorhanden sind, unter Berücksichtigung auch von m vorangehenden Blöcken, die am Eingang vorhanden sind, mit Hilfe einer Registervorrichtung des Typs Schieberegister in einen Block mit n binären Elementen zu codieren. Der Ausgang des Faltungscodierers besteht aus n binären codierten Elementen, die von dem Produkt der Faltung der k binären Elemente, die am Eingang vorhanden sind, mit der Antwort des Codierers erzeugt werden, die durch n Erzeugungs- bzw. Generatorpolynome definiert ist. Die Leistung des Codes ist gleich k/n. Die Decodiervorrichtung rekonstruiert die Ursprungsdaten zum Beispiel mit Hilfe eines Decodierens des sequentiellen Typs, eines Decodierens gemäß dem plausibelsten Symbol, oder eines Decodierens gemäß der plausibelsten Sequenz, wie es zum Beispiel in dem Dokument „Digital Communications" von J.G. Proakis, erschienen 1995 im Verlag MacGraw-Hill, beschrieben ist. Der Viterbi-Algorithmus gewährleistet zum Beispiel ein optimales Decodieren gemäß der plausibelsten Sequenz.
Gemäß einer Variante dieses Typs von Codes erfolgt die Codierung nicht unter direkter Berücksichtigung einer Reihe von m Nutzinformationen, die der zu codierenden Information vorangehen, sondern unter Verwendung einer Reihe von m Hilfsinformationen, die in einer Vorrichtung des Schieberegistertyps gespeichert sind, welche alle durch mathematische Kombination einer Nutzinformation und von m Hilfsinformationen, die zuvor berechnet wurden, erzielt werden. Ein solcher Faltungscode wird rekursiv genannt. Wenn die Nutzinformation ferner so wie sie ist unter den n Ausgängen des Codierers neben (n – 1) codierten Informationen oder redundanten Informationen hervorgeht, wird der daraus resultierende Code ein systematischer rekursiver Faltungscode oder RSC-Code genannt.
Es ist ebenfalls bekannt, mehrere verschiedene Codierer zu kombinieren, um die Leistung der Codierung zu steigern. Die von einem ersten Codierer codierten Daten können zum Beispiel zu einem zweiten Codierer geliefert werden. Das Decodieren erfolgt symmetrisch, indem mit dem zweiten Code begonnen wird.
Ein leistungsfähiger Kombinationstyp von Codierern wurde vorgeschlagen, wie es insbesondere in dem Dokument „Near Shannon Limit Error – Correcting Coding and Decoding: Turbo-codes", von C. Berrou, A. Glavieux, P. Thitimajshima beschrieben, erschienen in ICC-1993, Conference Proceedings auf den Seiten 1064 bis 1070, beschrieben ist. Dieser Codiererkombinationstyp hat zu einer Familie von Codierungsschemata geführt, die in der Technik unter dem Namen Turbo-Codes bekannt ist. Man bezeichnet mit Turbo-Code Fehlerkorrekturcodes, die auf der Kombination, Konkatenation bzw. Verkettung genannt, mehrerer einfacher Codes, Elementarcodes genannt, basiert, mit Eingriff von Permutationsoperationen, Verschachtelungen genannt, welche die Reihenfolge einer Berücksichtigung der Daten durch jeden der einfachen Codes modifizieren. Ein klassischer Verschachtelungstyp, gleichförmige Verschachtelung genannt, wird zum Beispiel mit Hilfe einer Verschachtelungsmatrix erzielt, in welcher die Quellendaten Zeile für Zeile eingegeben und Spalte für Spalte wiedergegeben werden. Um die Leistungen zu verbessern, verwenden die Turbo-Codes im Allgemeinen ungleichförmige Verschachtelungen. Unter Elementarcodes versteht man Codes mit einer Leistung größer oder gleich 1 des weiter oben beschriebenen Typs. Es kann sich zum Beispiel um systematische rekursive Faltungscodes für Turbo-Faltungscodes, Hamming-Blockcodes oder BCH für Turbo-Blockcodes handeln. Verschiedene Konkatenationstypen können in Betracht gezogen werden. Bei der parallelen Konkatenation wird die gleiche Information von jedem Codierer getrennt codiert, nachdem sie verschachtelt wurde. Bei der seriellen Konkatenation wird der Ausgang jedes Codierers durch den darauf folgenden Codierer nach einem Ver schachteln codiert. Man nennt die Dimension des Turbo-Codes die Anzahl von Elementarcodierern, die verwendet werden, um diesen Turbo-Code auszuführen. Ein wohlbekanntes Turbo-Codierungsschema besteht aus einer parallelen Konkatenation von Elementarcodes des Typs systematische rekursive Faltungscodes (RSC). Man nennt diesen Turbo-Code PCCC. Beispiele für Turbo-Codes mit serieller Konkatenation sind die SCCC, die Elementarcodes des Typs Faltungscodes verwenden, und die Turbo-Blockcodes, welche Elementarcodes des Typs Blockcodes verwenden.
Eine von einem Turbo-Code codierte Information kann durch ein iteratives Verfahren decodiert werden, das Turbodecodierung heißt. Ein Beispiel für das Turbodecodieren ist in dem oben genannten Dokument „Near Shannon Limit Error – Correcting Coding and Decoding: Turbo-codes", von C. Berrou, A. Glavieux, P. Thitimajshima, erschienen in ICC-1993, Conference Proceedings auf den Seiten 1064 bis 1070 angegeben. Bei diesem Beispiel handelt es sich um die Turbodecodierung eines Turbo-Codes mit paralleler Konkatenation. Mehrere Elementardecodierer mit gewichteten Eingängen und Ausgängen, die alle einem Elementarcodierer der Codierungsvorrichtung entsprechen, werden kombiniert. Die gewichteten Eingänge und Ausgänge erfolgen hinsichtlich der Wahrscheinlichkeiten, Plausibilitätsverhältnisse oder Logarithmen von Plausibilitätsverhältnissen. Die gewichteten Eingänge und Ausgänge werden im Allgemeinen mit jedem der [maires] Symbole am Eingang und am Ausgang der Elementarcodierer kombiniert, das heißt zum Beispiel mit Bits, wenn binäre Codierer als Elementarcodierer verwendet werden. Die Decodierer greifen in dem Fall eines Typs des Turbodecodierens, das serielles Turbodecodieren genannt wird, einer nach dem anderen ein, oder gleichzeitig bei einem Typ des Turbodecodierens, der paralleles Turbodecodieren genannt wird. Zwischenkonkatenationsschemata können ebenfalls in Betracht gezogen werden. Verschachteler und Entschachteler greifen in Abhängigkeit von den auf der Ebene der Codierung durchgeführten Verschachtelungen ein. Sie erlauben es jedem Decodierer, eine Information zu berücksichtigen, die sich in der gleichen Reihenfolge präsentiert wie die am Ausgang und am Eingang des entsprechenden Codierers. Jeder Elementardecodierer benutzt die verfügbare Information, die der Information am Eingang und am Ausgang des entsprechenden Elementarcodierers entspricht. Die verfügbare Information, die von dem Elementardecodierer verwendet wird, A-Priori-Information genannt, besteht aus einem Ausgang des vorangehenden Schritts des Kanaldecodierens, nämlich im Allgemeinen einem Demodulationsschritt, und aus einer Information, die von einem oder mehreren vorhergehenden Schritten des Elementardecodierens erzeugt wird. Dank dieser A-Priori-Information und unter Kenntnis des Codierungsgesetzes des entsprechenden Elementarcoierers, erzeugt der Elementardecodierer eine A-Posteriori-Information, die eine Schätzung mit größerer Zuverlässigkeit der Information am Eingang ist. Der Informationszusatz im Vergleich zu der Information am Eingang wird extrinsische Information genannt. Diese extrinsische Information wird zu dem darauf folgenden Elementardecodierer übertragen, welcher sie nach Verschachteln oder Entschachteln und eventueller Kombination als A-Priori-Information verwendet. Jeder Schritt des elementaren Decodierens profitiert daher am Eingang über eine A-Priori-Information, deren Qualität durch die bei den vorangehenden Schritten des Elementardecodierens durchgeführten Elementardecodierungen gesteigert wird. Diese extrinsische Information hängt von der redundanten Information ab, die von dem entsprechenden Codierer eingeführt wird. Das Verfahren ist darin iterativ, dass die von dem oder den letzten Decodierern der Serie berechneter extrinsischer Information rückwärts zu dem oder zu den ersten Decodierern der Serie verbreitet wird. Der Austausch extrinsischer Information erfolgt zwischen Elementardecodierern innerhalb eines gleichen Schritts und von diesem Schritt zum darauf folgenden Schritt. Jeder neue Schritt steigert daher die Zuverlässigkeit der am Ausgang erzeugten Information. Nach einer bestimmten Anzahl von Iterationen stagniert das Decodierungsverfahren, ob es nun zu der Lösung konvergierte oder nicht. Eine Schwellenwertfestlegung wird angewandt, um die decodierte Information zu erzeugen.
Natürlich umfasst die Bezeichnung Turbodecodieren verschiedene in Betracht ziehbare Konkatenationsschemata, die zum Beispiel von dem Typ des Turbocodierens abhängen, der verwendet wurde. Bei dem Turbodecodieren, das einem Turbo-Code mit serieller Konkatenation entspricht, wobei die Elementardecodierer in der umgekehrten Reihenfolge der Elementarcodierer kombiniert sind, empfängt zum Beispiel jeder Elementardecodierer zwei gewichtete A-Priori-Informationen, von welchen eine der Ausgangsinformation des entsprechenden Elementarcodierers und die andere der Eingangsinformation des entsprechenden Elementarcodierers entspricht. Dieser Elementardecodierer erzeugt zwei gewichtete A-Posteriori-Informationen, von welchen eine dem Ausgang des entsprechenden Elementarcodierers entspricht, und die daher bei einer darauf folgenden Iteration nach entsprechendem Verschachteln A-Priori-Eingang eines vorausgehenden Elementardecodierers wird, und die andere, die dem Eingang des entsprechenden Elementarcodierers entspricht und daher in der gleichen Iteration nach entsprechendem Entschachteln A-Priori-Eingang eines darauf folgenden Elementardecodierers wird.
Wie dem auch sei, kann man die extrinsische Information immer als den Informationszusatz definieren, der durch ein Elementardecodieren verbunden mit einem Elementarcodieren im Vergleich zu einer A-Priori-Information beigesteuert wird, die am Eingang des Elementardecodierens eingreift.
Ferner kann man verschiedene Algorithmentypen für Elementardecodierer mit gewichteten Eingängen und Ausgängen verwenden. Die Elementardecodierer verwenden zum Beispiel die Algorithmen MAP, LogMAP und MaxLogMAP, die auch APP, LogAPP und MaxLogAPP genannt werden, welche alle von der A-Posteriori-Wahrscheinlichkeitenberechnung, die A-Priori-Wahrscheinlichkeiten kennt, stammen. Man kann für eine Beschreibung solcher Decodierungsalgorithmen zum Beispiel den Artikel „Optimal and sub-optimal maximum A-Posteriori algorithms suitable for turbo decoding" von P. Robertson, P. Hoeher, E. Villebrun, erschienen in European Trans. on Telecommun., Band 8, März–April 1997, Seiten 119 bis 125, heranziehen. Man kann auch Algorithmen des Typs modifizierte Viterbi-Algorithmen verwenden, um mit jeder Entscheidung eine Zuverlässigkeitsmessung des mit LRV (Plausibilitätsverhältnislogarithmus) vergleichbaren Typs verbinden. Man kann zum Beispiel den SOVA-Algorithmus (Soft Output Viterbi Algorithm) verwenden. Für die Turbo-Blockcodes kann man einen Chase-Algorithmus verwenden, wie er im Artikel „A very low complexity block turbo decoder for product codes" von R. Pyndiah, P. Combelles und P. Adde, erschienen in IEEE Globecom 1996 auf den Seiten 101 bis 105, beschrieben ist.
Ferner ist die Tatsache bekannt, dass die Leistung eines Codes durch einen Lochungsvorgang gesteigert werden kann, der darin besteht, bestimmte Bits einer Informationssequenz nicht zu übertragen, wie das zum Beispiel im Artikel „Rate-Compatible Punctured Convolutional (RCPC) codes and their application" von J. Hagenauer, erschienen in IEEE Trans., Band COM-36.4, 1988, auf den Seiten 389–400 oder in dem Artikel „New Rate Compatible Punctured Convolutional Codes for Viterbi decoding" von L.H.C. Lee, erschienen in IEEE Trans., Band COM-42.2, 1994, auf den Seiten 3073 bis 3079 beschrieben ist. Diese nicht übertragenen Bits sind im Allgemeinen Bits mit redundanter Information. Dieser Lochungsvorgang greift auf der Ebene des Sendens nach dem Codierungsvorgang ein. Auf der Zielebene wird vor dem Decodierungsvorgang ein reziproker Entlochungsvorgang durchgeführt. Die Lochung- und Entlochungsvorgänge werden von einer Lochungsmatrix oder von einem Lochungsschema definiert. Das Lochen von Bits redundanter Information verringert die Korrekturkapazität des Codes und steigert seine Leistung.
Die Fehlerkorrekturcodes der Familie der Turbo-Codes gemäß dem Stand der Technik, der weiter oben beschrieben ist, erlauben es, eine sehr leistungsfähige Fehlerkorrektur unter Beibehaltung ausreichend großer Leistungen und unter Zulassung der Decodierungsoperationen mit niedriger Komplexität im Vergleich zu der Komplexität des Codes zu erzielen. Das Turbodecodieren, das gemäß seinem Prinzip suboptimal ist, weist Leistungen nahe denen des optimalen Decodierers und eine deutlich geringere Komplexität auf, denn sie liegt in der Größenordnung der des Decodierens der Elementarcodes.
Die Komplexität des Turbodecodierens sowie der Parameter, wie zum Beispiel die Dauer des Turbodecodierens oder der Energieverbrauch für das Turbodecodieren, können jedoch mit der Anzahl von Iterationen der Turbodecodierungsvorgehensweise steigen. Dabei stellt sich das Problem des Unterbrechens des Turbodecodierens. Natürlich kann eine vorausbestimmte Anzahl von Iterationen des Turbodecodierens festgelegt werden. Es kann dabei jedoch sein, dass diese vorausbestimmte Anzahl von Iterationen entweder unzureichend ist und es daher nicht erlaubt, eine zufrieden stellende Fehlerkorrektur durchzuführen, oder zu groß ist, so dass eine bestimmte Anzahl von Iterationen unnötig ist. Diese Vorgehensweise erfolgt daher entweder auf Kosten der Leistung der Übertragung, zum Beispiel gemessen hinsichtlich der Binärfehlerraten, oder auf Kosten der Übertragungsbedingungen, wie zum Beispiel die Komplexität des Turbodecodierens, die Dauer des Turbodecodierens oder der Energieverbrauch für das Turbodecodieren.
Im Allgemeinen legt man eine maximale Anzahl von Iterationen fest, die einer Komplexität und/oder einer maximal zulässigen Decodierungsdauer entsprechen, und man verwendet ein Stoppkriterium, um den Decodierungsvorgang zu unterbrechen, wenn dieser vor der maximalen Anzahl von Iterationen zu einer Konver genz zur Nutzinformation gekommen zu sein scheint. Die Konvergenzerfassung kann auf verschiedene Arten durchgeführt werden. Ein Fehlererfassungscode des Typs CRC (Cyclic Redundancy Check) kann zum Beispiel verwendet werden. Wenn im Laufe des Turbodecodierens einer Informationensequenz die Berechnung des Fehlererfassungscodes anzeigt, dass es keine Fehler mehr gibt, unterbricht man das iterative Decodieren für diese Sequenz. Ein Nachteil dieses Verfahrens ergibt sich aus der Tatsache, dass ein Fehlererfassungscode beim Senden eingefügt werden muss, was die globale Leistung dieses Kanalcodierers verringert.
Es wurden auch Unterbrechungskriterien des Turbodecodierens vorgeschlagen, die auf dem Vergleichen von Informationssequenzen am Ausgang von mindestens zwei aufeinander folgenden Elementardecodierern beruhen. Derartige Unterbrechungskriterien sind zum Beispiel in dem Patent US-A-5 761 248, in einem Artikel von M. Moher mit dem Titel „Decoding via Cross-Entropy Minimization", erschienen in „Proceedings of Globecom'93, IEEE Global Telecommunications Conference", Band 2, Seiten 809 bis 813, oder in einem Artikel von R.Y. Shao, S. Lin, M.P.C. Fossorier, mit dem Titel „Two simple stopping criteria for turbodecoding", erschienen in „IEEE Transactions on Comm.", Band 47, Nr. 8. August 1999, Seiten 1117 bis 1120 beschrieben. Der Einsatz solcher Unterbrechungskriterien des Turbodecodierens beruht insbesondere auf der Tatsache, dass ein Stagnieren der Ausgänge der Elementardecodierer im Laufe des iterativen Decodierens einer Informationensequenz anzeigt, dass zusätzliche Decodierungsiterationen die Anzahl von Fehlern, die auf dieser Informationensequenz auftritt, nicht verringern werden.
Dieser Unterbrechungskriterientyp des Turbodecodierens steht jedoch vor zwei Typen von Problemen.
Erstens gibt es, wenn es das Prinzip, auf welchem dieses Kriterium aufbaut, relativ einfach erlaubt, das Stoppen der Decodierungsverarbeitung zu steuern, keinen Hinweis auf die Qualität der decodierten Informationensequenzen, das heißt auf die Anzahl von Fehlern, welche sie noch im Vergleich zur Nutzinformation enthalten, und auch nicht auf die eventuelle Gegenwart von restlichen Fehlern.
Zweitens setzt die Umsetzung dieses Unterbrechungskriterientyps das Speichern einer Informationensequenz voraus, die aus einem Schritt hervorgeht, welcher dem betreffenden Decodierungsschritt vorausgeht, um den Vergleich durchzuführen. Im Allgemeinen muss man sogar mehrere Sequenzen speichern, die aus Schritten hervorgehen, die dem betreffenden Schritt vorausgehen, damit das Funktionieren des Kriteriums zufrieden stellend ist.
Da dieses Unterbrechungskriterium schließlich auf einem Stagnieren der Ausgänge aufeinander folgender Elementardecodierer basiert, erkennt es das Konvergieren des Decodierungsverfahrens zumindest einen Schritt nachdem es tatsächlich konvergiert hat. In dem Fall einer Konvergenz im vorletzten Elementardecodierungsschritt ist daher der letzte durchgeführte Schritt unnötig.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, die Unterbrechung des iterativen Decodierens eines digitalen Übertragungsverfahrens des Typs mit Fehlerkorrekturcodierung, das Codierungsschemata des Turbo-Codetyps verwendet, zu verbessern. Dazu wurde ein Unterbrechungskriterium des Turbodecodierens gesucht, das es erlaubt, die oben erwähnten Probleme zu lösen.
Sie schlägt dazu ein digitales Übertragungsverfahren des Typs mit Fehlerkorrekturcodierung vor, das vor einem Übertragungsschritt auf einem Kanal eine Codierungsvorgehensweise umfasst, um ausgehend von einer Nutzinformation eine codierte Information zu erzeugen, die zumindest eine redundante Information enthält, und nach dem Übertragungsschritt auf dem Kanal eine Decodierungsvorgehensweise, um ausgehend von einer zu decodierenden empfangenen Information eine Schätzung der Nutzinformation mit Korrektur der Übertragungsfehler basierend auf der mindestens einen redundanten Information zu erzielen, wobei die Codierungsvorgehensweise eine Vielzahl von Elementarcodierungsschritten verbunden mit mindestens einem Verschachtelungsschritt umfasst und parallel oder seriell funktioniert, wobei die Decodierungsvorgehensweise iterativ ist und für jede Iteration eine Vielzahl von Elementardecodierungsschritten umfasst, die mit Verschachtelungsschritten und Entschachtelungsschritten verbunden sind, die der Vielzahl von Elementarcodierungsschritten entspricht, die mit dem mindestens einen Verschachtelungsschritt verbunden sind, wobei jeder der Elementardecodierungsschritte (50) eine zu decodierende Einheit von Informationen empfängt und eine Einheit von Informationen mit gewichteten Ausgängen erzeugt, die mit einer Einheit von decodierten Informationen verbunden sind, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass es einen Schritt des Bestimmens der charakteristischen Größe umfasst, die für jeden der Elementardecodierungsschritte eine charakteristische Größe einer Einheit von extrinsischen Informationen, die nur mit der Einheit von Informationen mit gewichteten Ausgängen am Ausgang dieses Elementardecodierungsschritts verbunden sind, berechnen kann, einen Schritt, der die charakteristische Größe mit einer Schwellengröße vergleichen kann, und einen Unterbrechungsschritt, um die Decodierungsvorgehensweise zu unterbrechen, wenn die charakteristische Größe die Schwellengröße erreicht.
Vorteilhafterweise kann der Schritt zum Bestimmen der charakteristischen Größe für jeden der Elementardecodierungsschritte eine charakteristische Größe einer Einheit extrinsischer Informationen berechnen, die der Einheit von Informationen mit gewichteten Ausgängen verbunden mit einer Einheit decodierter Informationen entspricht.
Es ist nämlich vorteilhaft, diese charakteristische Größe ausgehend von der extrinsischen Information zu berechnen, die es erlaubt, auf einfache Art einen Hinweis auf die Anzahl von Fehlern zu geben, die in einer Decodierungssequenz verbleiben.
Es ist klar, dass man trotzdem eine charakteristische Größe direkt ausgehend von den gewichteten Ausgängen berechnen kann, in welchen nach einer bestimmten Anzahl von Iterationen die extrinsische Information wesentlich wird.
Es wurde festgelegt, dass eine Korrelation zwischen einerseits dem Durchschnitt des Absolutwerts der extrinsischen Information, die auf einer Sequenz von N extrinsischen Werten am Ausgang eines gegebenen Decodierers bei einer gegebenen Iteration berechnet wird, und andererseits der Anzahl von Fehlern besteht, die in der Sequenz von N decodierten Bits am Ausgang dieses gegebenen Decodierers für diese gegebene Iteration verbleibt. Man stellt fest, dass dieser Durchschnitt schnell zunimmt, sobald das Decodieren der Sequenz konvergiert, während er stagniert, solange dieses Decodieren nicht konvergiert. Wenn daher dieser Durchschnitt eine ausreichende Schwellengröße erreicht, besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit, dass die Sequenz keinen Fehler mehr enthält. Es wird daher unnötig, das Decodieren für diese Sequenz fortzusetzen.
Es konnten Kurven wie die in 3 dargestellte erstellt werden, die für verschiedene Übertragungsbedingungen, ausgedrückt zum Beispiel hinsichtlich des Rauschverhältnisses, den Unterschied zwischen dem Durchschnitt des Absolutwerts der extrinsischen Information für falsch decodierte Sequenzen und richtig decodierte Sequenzen zeigt.
Die von dem Schritt des Bestimmens der charakteristischen Größe berechnete charakteristische Größe ist daher vorteilhafterweise der Durchschnitt des Absolutwerts der extrinsischen Information, der auf der betreffenden Einheit extrinsischer Informationen berechnet wird. In diesem Fall unterbricht der Unterbrechungsschritt die Decodierungsvorgehensweise, wenn der Durchschnitt des Absolutwerts der extrinsischen Information, die durch den Schritt zum Bestimmen der charakteristischen Größe berechnet wurde, größer ist als eine entsprechende Schwellengröße.
Diese charakteristische Größe kann jedoch auch eine andere statistische Größe sein, die für diese Einheit extrinsischer Informationen charakteristisch ist, wie zum Beispiel ihre Varianz, ihr Minimum oder ihr Maximum. Ferner kann auch die Summe der Absolutwerte der extrinsischen Informationen dieser Einheit extrinsischer Informationen verwendet werden.
Mit dieser Definition gilt die vorliegende Erfindung für alle Typen von Übertragungsvorgehensweisen, die ein Fehlerkorrekturcodieren des Typs mit Turbocodieren und Turbodecodieren verwendet, ob es sich nun um eine Turbocodieren mit serieller oder paralleler Konkatenation, ein Turbodecodieren mit serieller oder paralleler Konkatenation oder um gemischte Konkatenationsschemata handelt.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst das Verfahren zum digitalen Übertragen auch einen Schritt zum Bestimmen einer Schwellengröße zum Festlegen einer Schwellengröße in Abhängigkeit von mindestens einem Konfigurationsparameter.
Ein Konfigurationsparameter kann ein Parameter sein, der die Übertragungsbedingungen kennzeichnet, wie zum Beispiel das Rauschverhältnis. Es kann sich auch um einen Parameter handeln, der zum Beispiel einen Elementardecodierungsalgorithmus, die Größe des Nutzinformationsblocks, einen Typ verwendeter Größen, eine maximale Anzahl von Iterationen, einen Übertragungskanaltyp usw. charakterisiert. Natürlich legt der Schritt des Bestimmens der Schwellengröße im Allgemeinen eine Schwellengröße in Abhängigkeit von einer Vielzahl von Konfigurationsparametern fest.
Dieser Schritt des Bestimmens der Schwellengröße kann einen anpassungsfähigen Algorithmus verwenden, der das Berechnen einer Schwellengröße in Abhängigkeit von einem oder mehreren Konfigurationsparametern erlaubt.
Dieser Schritt des Bestimmens der Schwellengröße kann auch im Voraus erstellte Referenztabellen verwenden, die es erlauben, eine Schwellengröße in Abhängigkeit von einem oder mehreren Konfigurationsparametern auszuwählen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung legt der Schritt des Bestimmens der Schwellengröße eine Schwellengröße so fest, dass ein Kompromiss zwischen der Leistung, die von der Decodierungsvorgehensweise erlaubt wird, und der Komplexheit dieser Decodierungsvorgehensweise hergestellt wird.
In dem Fall, in dem die ausgewählte charakteristische Größe zum Beispiel der Durchschnitt des Absolutwerts der extrinsischen Information ist, wird die Schwellengröße einerseits ausreichend groß ausgewählt, um sicherzustellen, dass die Anzahl von Fehlern, die in einer decodierten Sequenz verbleibt, ausreichend niedrig ist, und, andererseits ausreichend klein, um die Anzahl der Iterationen einzuschränken, die zum Erreichen dieses Schwellenwerts erforderlich ist.
Ähnlich legt der Schritt des Bestimmens der Schwellengröße eine Schwellengröße so fest, dass eine bestimmte Übertragungsqualität sichergestellt wird.
Der Schritt des Bestimmens des Schwellenwerts legt zum Beispiel einen Schwellenwert in Abhängigkeit von einer gewünschten mittleren Übertragungsdauer fest.
Der Schritt des Bestimmens der Schwellengröße kann auch eine Schwellengröße in Abhängigkeit von einem zulässigen mittleren Energieverbrauch festlegen.
Gemäß einem weitere Aspekt der vorliegenden Erfindung und weil eine maximal tolerierbare Anzahl von Iterationen im Voraus festgelegt wurde, legt der Schritt des Bestimmens der Schwellengröße eine Schwellengröße fest, indem er einerseits eine erste charakteristische Größe einer ersten Einheit extrinsischer Informationen, die von einem letzten Elementardecodierer bei einer ersten Iteration erzeugt wurde und die mit einer ersten Einheit decodierter Informationen verbunden ist, die dem fehlerlosen Decodieren einer Einheit zu decodierender Informationen entspricht, und andererseits eine zweite charakteristische Größe einer zweiten Einheit extrinsischer Informationen, die von dem letzten Decodierer bei der letzten Iteration erzeugt wird und die mit einer zweiten Einheit decodierter Informationen verbunden ist, die dem Decodieren der Einheit zu decodierender Informationen in dem Fall entspricht, in dem Fehler verbleiben, kombiniert.
Vorteilhafterweise sind die erste und zweite Größe Durchschnitte des Absolutwerts der extrinsischen Information, die jeweils auf der ersten Einheit extrinsischer Informationen und auf der zweiten Einheit extrinsischer Informationen berechnet wurden.
Diese erste und die zweite Größe können jedoch alle anderen charakteristischen statistischen Größen jeweils dieser ersten und zweiten Einheit extrinsischer Informationen sein, wie ihre Varianzen, ihre Minima oder ihre Maxima. Ferner können die Summen der Absolutwerte der extrinsischen Informationen jeweils dieser ersten und zweiten Einheit extrinsischer Informationen verwendet werden.
Die erste und zweite Größe können in Abhängigkeit von mindestens einem Konfigurationsparameter mit Hilfe eines anpassungsfähigen Algorithmus oder einer im Voraus erstellten Referenztabelle festgelegt werden. In der Praxis erfolgt das Festlegen dieser ersten und zweiten Größe in Abhängigkeit von einer Vielzahl von Konfigurationsparametern.
Die Schwellengröße kann insbesondere die Summe der ersten Größe multipliziert mit einem Koeffizienten α und der zweiten Größe multipliziert mit einem Koeffizienten (1 – α) sein, wobei der Koeffizient α zwischen 0 und 1 ausgewählt wird.
Vorteilhafterweise wird dieser Koeffizient α so ausgewählt, dass ein Kompromiss zwischen der Leistung, die von der Decodierungsvorgehensweise erlaubt wird, und der Komplexheit dieser Decodierungsvorgehensweise hergestellt wird.
In dem Fall, in dem die ausgewählte charakteristische Größe zum Beispiel der Durchschnitt des Absolutwerts der extrinsischen Information ist, wird der Koeffizient α einerseits ausreichend groß ausgewählt, um sicherzustellen, dass die Anzahl der in einer decodierten Sequenz verbleibenden Fehler ausreichend gering ist, und andererseits ausreichend klein, um die Anzahl der von der Decodierungsvorgehensweise durchgeführten Iterationen einzuschränken.
In ähnlicher Weise wird der Koeffizient α so ausgewählt, dass er eine bestimmte Übertragungsqualität sicherstellt.
Der Koeffizient α wird zum Beispiel in Abhängigkeit von einer gewünschten mittleren Übertragungsdauer ausgewählt.
Der Koeffizient α kann auch in Abhängigkeit von einem zulässigen mittleren Energieverbrauch ausgewählt werden.
Vorteilhafterweise wird der Koeffizient α mit Hilfe eines anpassungsfähigen Algorithmus oder mit einer im Voraus erstellten Referenztabelle festgelegt.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung haben die Elementardecodierungsschritte hinsichtlich der Wahrscheinlichkeiten, Plausibilitätsverhältnisse oder Logarithmen von Plausibilitätsverhältnissen gewichtete Eingänge und Ausgänge.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst die Codierungsvorgehensweise mindestens einen Lochungsschritt, und die Decodierungsvorgehensweise umfasst mindestens einen entsprechenden Entlochungsschritt.
Die oben genannten Merkmale der Erfindung sowie weitere ergeben sich klarer bei der Lektüre der folgenden Beschreibung einer Ausführungsform, wobei sich die Beschreibung auf die anliegenden Zeichnungen bezieht, unter welchen:
1 ein darstellendes Schema einer Codierungsvorrichtung mit Turbo-Code des Typs PCCC mit zwei Dimensionen ist,
2 ein darstellendes Schema einer Decodierungsvorrichtung im Serienmodus verbunden mit der Codierungsvorrichtung der 1 ist,
3 eine Grafik ist, die in Abhängigkeit vom Rauschverhältnis den Durchschnitt des Absolutwerts der extrinsischen Information zeigt, die am Ausgang eines letzten Decodierers einer letzten Iteration einerseits für richtig decodierte Sequenzen und andererseits für Sequenzen zeigt, die restliche Fehler aufweisen, und
4 ein Organigramm ist, das ein Basiskonzept einer Decodierungsvorgehensweise mit Unterbrechungskriterium gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
Die vorliegende Erfindung wird insbesondere unter Bezugnahme auf ein Übertragungsverfahren des Typs mit Fehlerkorrekturcodierung dargelegt, das einen Turbo-Code des Typs PCCC mit zwei Dimensionen verwendet, wobei eine Turbocodierungsvorrichtung, die dieses Verfahren anwendet, schematisch in 1 dargestellt ist, und eine Turbodecodierungsvorrichtung, die dieses Verfahren anwendet, in 2 dargestellt ist. Man kann die Erfindung leicht auf größere Turbo-Codierer verallgemeinern, welche andere Elementarcodetypen verwenden, und/oder mit unterschiedlichen Konkatenationsschemata, insbesondere mit Serienkonkatenationsschemata sowie mit unterschiedlichen Turbodecodierungskonkatenationsschemata.
Insgesamt umfasst ein Verfahren zum digitalen Übertragen des Typs mit Fehlerkorrekturcodierung durch Turbo-Code PCCC eine Codierungsvorgehensweise vor einem Übertragungsschritt und eine Decodierungsvorgehensweise nach einem Übertragungsschritt.
Die Codierungsvorgehensweise ist anhand der Codierungsvorrichtung dargestellt, die schematisch in 1 abgebildet ist.
Insgesamt umfasst diese Codierungsvorrichtung 10 zwei Elementarcodierer 11 und 12, zwischen welchen ein Verschachteler der Größe N 13 eingreift.
Jeder dieser Elementarcodierer 11 und 12 ist ein Codierer, der einen systematischen rekursiven faltenden Code (RSC) verwendet. Wie es wohlbekannt ist, verwendet jeder dieser Elementarcodierer einen Reihe von Hilfsinformationen, die in einer Vorrichtung des Schieberegistertyps gespeichert sind, die jeweils durch mathematische Kombination einer Nutzinformation und von zuvor berechneten Hilfsinformationen erzielt werden. In dem hier präsentierten Beispiel speichert das Schieberegister 23 Hilfsdaten, die von dem exklusiven ODER 21 berechnet werden, dessen Eingänge das erste Erzeugungs- bzw. Generatorpolynom des RSC-Codierers 11 darstellen. Das Faltungsprodukt wird durch das Exklusiv-ODER 22 hergestellt, die Ausgänge des Registers 23 bilden das zweite Generatorpolynom des RSC-Codierers 11. Die Nutzinformation wird systematisch neben einer Redundanzinformation übertragen, die am Ausgang des Exklusiv-ODERs 22 erscheint. Der Verschachtelungsschritt 13 der Größe N modifiziert die Reihenfolge der Berücksichtigung der Daten durch jeden der Elementarcodes. Derart erzeugt jeder der Codierer 11 und 12 eine redundante Information, die ihm zugeordnet ist. Die Nutzinformation wird nur einmal übertragen. Die codierte Information, so wie sie aus der Codierungsvorgehensweise hervorgeht, ist daher ein Block 20, der die Nutzinformation oder den systematischen Teil und die zwei redundanten Information oder Teile der codierten Information, die jeweils Elementarcodes entsprechen, umfasst. Natürlich könnten die zwei Elementarcodes unterschiedlich sein. Nach dem Multiplexen 14 kann die codierte Information einem Lochen 15 unterworfen werden. Die Leistung jedes der Elementarcodierer beträgt ½ und deshalb, weil der systematische Teil nur einmal übertragen wird, beträgt die Leistung R des Turbo-Codes 1/3. Diese Leistung kann natürlich durch Lochen bzw. Ausdünnen gesteigert werden. Das Lochen der Hälfte der Redundanzbits jedes Elementarcodes ergäbe daher ein Leistung R von ½.
Die codierte Information hat die Form von Sequenzen mit N Blöcken 20, die aus der systematischen Information X und der ersten und zweiten redundanten Information Y1 und Y2 bestehen. Nach dem eventuellen Lochen, wird eine Sequenz übertragen und den von dem Kanal beigesteuerten Änderungen unterworfen. Sie wird danach von der Decodierungsvorrichtung empfangen und eventuell entlocht. Daher präsentieren sich am Eingang des Demultiplexers 31 N Blöcke 30 mit der Länge 3. Jeder dieser Blöcke 30 bildet eine zu decodierende empfangene Information. Sie enthalten einen Teil empfangene Information, der der Nutzinformation entspricht, systematische Information X genannt, einen empfangenen ersten Teil Information, der der redundanten Information des ersten Elementarcodes entspricht, erste redundante Information Y1 genannt, und einen zweiten Teil empfangener Information, der der redundanten Information des zweiten Elementarcodes entspricht, zweite redundante Information Y2 genannt. Die Decodierungsvorgehensweise funktioniert anhand von Decodierungssequenzen zu N Bits, die den Sequenzen mit N empfangenen Blöcken entsprechen.
Die Decodierungsvorrichtung mit Serienkonkatenation umfasst einen Elementardecodierer 32, der dem ersten Elementarcodierer 11 entspricht, und einen Elementardecodierer 33, der dem ersten Elementarcodierer 12 entspricht. In dem hier betrachteten Beispiel haben die Elementardecodierer, die einen Algorithmus des Typs LogMAP verwenden, gewichtete Eingänge und Ausgänge in Form von Plausibilitätsverhältnisalgorithmen (LRV). Die extrinsische Information wird daher auf 0 initialisiert, und die Kombination der extrinsischen Information mit der systematischen Information erfolgt durch Addieren. Wenn die von den Elementardecodierern manipulierten Größen anders sind, müssen natürlich die entsprechenden Änderungen vorgenommen werden. Wenn es sich zum Beispiel um Plausibilitätsverhältnisse handelt, wird die extrinsische Information auf 1 initialisiert, und die Kombination erfolgt durch Produkt. Wenn es sich um Wahrscheinlichkeiten handelt, wird die extrinsische Information auf 0,5 initialisiert, und die Kombination erfolgt ebenfalls durch Produkt.
Einerseits wird der Teil empfangene Information X, der der Nutzinformation entspricht, an die Elementardecodierer 32 und 33 übertragen. In Richtung des Elementardecodierers 32 fügt ein Addierglied 37 dieser systematischen Information X eine extrinsische Information e2k_k'-1 hinzu. In Richtung des Elementardecodierers 33 fügt ein Addierglied 39 dieser systematischen Information X, verschachtelt durch einen Verschachteler 34 der Größe N, der dem Verschachteler 13 entspricht, eine extrinsische Information e1_k' hinzu, verschachtelt durch einen Verschachteler 35 der Größe N, der dem Verschachteler 13 entspricht. Andererseits wird der Teil empfangener Information Y1, der der redundanten Information des ersten Elementarcodes entspricht, an den Decodierer 32 übertragen, und der Teil empfangener Information Y2, der der redundanten Information des zweiten Elementarcodes entspricht, wird zum dem Decodierer 33 übertragen.
Der Index k' stellt die laufende Iteration der Decodierungsvorgehensweise dar, wobei die extrinsische Information e2_k'-1 daher bei einer vorhergehenden Iteration vor der berechnet wird, während welcher die extrinsische Information e1_k' berechnet wird.
Die extrinsische Information e1_k' wird am Ausgang des Elementardecodierers 32 bei einer Iteration k' mit Subtraktion auf dem Niveau eines Subtrahierglieds 38 der systematischen Information X und der extrinsischen Information e2_k'-1 erzielt.
Die extrinsische Information e2_k' wird in verschachtelter Form e'2_k' am Ausgang des Elementardecodierers 33 bei einer Iteration k' mit Subtrahieren auf der Ebene eines Subtrahierglieds 40 der systematischen verschachtelten Information X' und der extrinsischen verschachtelten Information e'1_k' erzielt. Sie wird von einem Entschachteler 36 der Größe N, der dem Verschachtler 13 entspricht, vor dem Übertragen bei der nächsten Iteration entschachtelt.
Nach einer Decodierungsvorgehensweise wird eine Decodierungssequenz am Ausgang des zweiten Elementardecodierers 33 entschachtelt und von einem Entscheidungsblock 41 analysiert, um eine decodierte Sequenz zu bilden.
Anfänglich wird die extrinsische Information e2₀ auf 0 initialisiert. Bei der ersten Iteration bildet die systematische Information X die Eingangs-A-Priori-Information des ersten Elementardecodierers 32. Das erste Elementardecodieren erzeugt ausgehend von der ersten redundanten Information Y1 eine Information mit gewichtetem Ausgang D1₁, die einer ersten Schätzung der Decodierungssequenz entspricht und in Form einer Kombination der systematischen Information und der extrinsischen Information e1₁ geschrieben wird, wobei Letztere einer Steigerung der Zuverlässigkeit verbunden mit dem ersten Elementardecodieren entspricht. Man hat D1₁ = X + e1₁, wobei die extrinsische Information e1₁ als der Unterschied zwischen der Information mit gewichtetem Ausgang des ersten Decodierers, hier der Plausbilitätsverhältnislogarithmus am Ausgang, und der Information mit gewichtetem Eingang des ersten Decodierers, hier der Plausibilitätsverhältnislogarithmus am Eingang, geschrieben wird. Diese extrinsische Information e1₁, die verschachtelt und der systematischen verschachtelten Information X' hinzugefügt wird, bildet die Eingangs-A-Priori-Information des zweiten Elementardecodierers 33. Der zweite Elementardecodierer erzeugt ausgehend von der zweiten redundanten Information Y2 eine Information mit gewichtetem Ausgang D'2₁, die einer zweiten Schätzung der Decodierungssequenz entspricht, und die in Form einer Kombination der verschachtelten systematischen Information, der verschachtelten extrinsischen Information e'1₁ und der verschachtelten extrinsischen Information e'2₁ geschrieben wird, wobei Letztere einer Steigerung der Zuverlässigkeit verbunden mit dem zweiten Elementardecodieren entspricht. Man hat D'2₁ = X' + e'1₁ + e'2₁, wobei die verschachtelte extrinsische Information e'2₁ als der Unterschied zwischen der Information mit gewichtetem Ausgang des zweiten Decodierers, hier der Plausibilitätsverhältnislogarithmus am Ausgang, und der Information mit gewichtetem Eingang des zweiten Decodierers, hier der Plausibilitätsverhältnislogarithmus am Eingang geschrieben wird. Die verschachtelte extrinsische Information e'2₁ bildet nach Entschachteln die extrinsische Information e2₁, die, zu der systematischen Information X hinzugefügt, die Eingangs-A-Priori-Information des ersten Elementardecodierers 32 für die zweite Iteration bildet. Die Elementardecodierung erzeugt dann immer noch ausgehend von der ersten redundanten Information Y1 eine Information mit gewichtetem Ausgang D1₂, die einer neuen Schätzung der Decodierungssequenz mit gesteigerter Zuverlässigkeit entspricht. Eine neue extrinsische Information e1₂, die mit dem Decodierer 32 verbunden ist, die verschachtelt und der verschachtelten systematischen Information X' hinzugefügt wird, bildet die Eingangs-A-Priori-Information des zweiten Elementardecodierers 33. Die zweite Elementardecodierung erzeugt immer noch ausgehend von der zweiten redundanten Information Y2 eine Information mit gewichtetem Ausgang D'2₂, welche einer weiteren neuen Schätzung der Decodierungssequenz mit gesteigerter Zuverlässigkeit entspricht. Eine neue extrinsische Information e2₂, verbunden mit dem Decodierer 33, die der systematischen Information X hinzugefügt wird, bildet die Eingangs-A-Priori-Information des ersten Elementardecodierers 32 für die dritte Iteration. Der Prozess wird dann in gleicher Weise fortgesetzt, wobei die extrinsische Information im Laufe der Iterationen an Zuverlässigkeit gewinnt, das heißt an Amplitude in dem vorliegenden Fall, in dem sie sich als Plausibilitätsverhältnislogarithmus ausdrückt. Nach der Decodierungsvorgehensweise, nach einer Anzahl von Iterationen k, deren Festlegung unten erklärt wird, wird die verschachtelte Decodierungssequenz, die aus Informationen mit gewichtetem Ausgang D'2_k am Ausgang des zweiten Elementardecodierers 33 besteht, entschachtelt und mit einem Schwellenwert versehen, um die decodierte Sequenz zu erzeugen.
4 stellt eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angewandt auf den Fall eines PCCC mit Dimension i dar, wie den PCCC mit Dimension 2, der oben beschrieben wurde.
Insgesamt sind erfindungsgemäß ein Schritt 51 zum Bestimmen der charakteristischen Größe und ein Schritt 53 zum Vergleichen, der die charakteristische Größe mit einer Schwellengröße vergleichen kann, mit jedem der Elementardecodierungsschritte 50 einer iterativen Decodierungsvorgehensweise verbunden. Die Schwellengröße wird durch einen Schritt des Bestimmens der Schwellengröße 52 festgelegt. Während des Elementardecodierungsschritts 50 kann der Schritt des Bestimmens der charakteristischen Größe eine charakteristische Größe der Sequenz zu N extrinsischen Informationen am Ausgang das Elementardecodierungsschritts 50 berechnen. Ein Unterbrechungsschritt 54 unterbricht die Decodierungsvorgehensweise, wenn die charakteristische Größe die Schwellengröße erreicht und überschreitet. Anderenfalls setzt sich die Decodierungsvorgehensweise über den Schritt 55 zu dem folgenden Elementardecodierungsschritt fort.
Genauer genommen führt der Schritt des Bestimmens der charakteristischen Größe 51 einen Algorithmus durch, der bei einem i'. Elementardecodierungsschritt einer k'. Iteration darin besteht, den Durchschnitt E|ei'_k'| des Absolutwerts der extrinsischen Information zu berechnen, die auf der Sequenz von N extrinsischen Werten am Ausgang des i'. Decodierers bei der k'. Iteration berechnet wurde. Vorteilhafterweise wird diese charakteristische Größe für jeden Elementardecodierungsschritt so festgelegt, dass das iterative Decodierungsverfahren unterbrochen werden kann, darunter auf der Ebene eines Elementardecodierungsschritts, der sich in dem Körper einer Iteration befindet. Alternativ kann diese charakteristische Größe nur für bestimmte Elementardecodierungsschritte berechnet werden, zum Beispiel für den letzten Elementardecodierungsschritt jeder Iteration.
Daher bestimmt in dem Fall des beschriebenen PCCC mit der Dimension 2 dieser Schritt 51 des Bestimmens der charakteristischen Größe zum Beispiel bei dem Elementardecodieren, das von dem zweiten Decodierer 33 bei einer k'. Iteration durchgeführt wird, den Durchschnitt E|e2_k'| des Absolutwerts der extrinsischen Information, die auf der Sequenz von N extrinsischen Werten am Ausgang des zweiten Decodierers 33 bei dieser k'. Iteration berechnet wurde.
Sobald die charakteristische Größe E|ei'_k'|, am Ausgang des i'. Elementardecodierungsschritts der k' Iteration festgelegt ist, empfängt der Vergleichsschritt 53 einerseits diese charakteristische Größe E|ei'_k'| und andererseits eine Schwellengröße s, die durch den Schritt des Bestimmens der Schwellengröße 52 festgelegt wird. Wenn der Schritt 53 festlegt, dass E|ei'_k'| > s ist, wird der Schritt 54 ausgeführt und die iterative Decodierungsvorgehensweise wird auf der Ebene des Elementardecodierungsschritts i' der Iteration k' unterbrochen. In diesem Fall ist die Sequenz von N Informationen mit gewichtetem Ausgang, die mit der Sequenz von N Informationen verbunden ist, die von der Decodierungsvorgehensweise decodiert wurden, die Sequenz von N Informationen mit gewichtetem Ausgang, die von dem i'. Elementardecodierer bei der k'. Iteration erzeugt wird. Wenn der Schritt 53 festlegt, dass E|ei'_k'| nicht größer ist als s, wird der Schritt 55 ausgeführt, und die iterative Decodierungsvorgehensweise wird fortgesetzt, wobei der Unterbrechungstest daher am Ende des darauf folgenden Elementardecodierungsschritts angewandt wird usw.
Der Schritt des Bestimmens der Schwellengröße 52 legt eine Schwellengröße s in Abhängigkeit von Konfigurationsparametern fest. Es kann sich um Parameter handeln, die die Übertragungsbedingungen charakterisieren, wie zum Beispiel das Rauschverhältnis. Es kann sich auch um Parameter handeln, die zum Beispiel die Größe des Nutzinformationsblocks, einen Elementardecodierungsalgorithmus, einen Typ verwendeter Größen, eine maximale Anzahl von Iterationen, einen Übertragungskanaltyp usw. charakterisieren. Diese Konfigurationsparameter charakterisieren den laufenden Decodierungsvorgang.
Die Auswahl der Schwellengröße hängt auch von der Anwendung ab, in deren Rahmen das digitale Übertragungsverfahren eingreift. Der Schwellenwert muss daher oft so ausgewählt werden, dass sich ein Kompromiss zwischen der Leistung, die von der Decodierungsvorgehensweise erlaubt wird, und der Komplexität dieser Decodierungsvorgehensweise ergibt. Ebenso kann sie in Abhängigkeit von einer gewünschten mittleren Übertragungsdauer oder in Abhängigkeit von einem tolerierten mittleren Energieverbrauch ausgewählt werden.
Bei der vorliegenden Ausführungsform, bei der eine maximale Anzahl tolerierbarer Iterationen im Voraus festgelegt wurde, wird die Schwellengröße s festgelegt, indem zwei Größen kombiniert werden, die gleich berechnet werden wie die charakteristische Größe gemäß der vorliegenden Erfindung berechnet wird, das heißt im vorliegenden Fall durch Erstellen des Durchschnitts der Amplituden von N extrinsischen Informationen einer Decodierungssequenz. Diese zwei Größen sind für eine gegebene Konfiguration, wie sie von den Konfigurationsparametern definiert wird und dem laufenden Decodierungsvorgang entspricht, eigen. Die erste und zweite Größe charakterisieren in dieser gegebenen Konfiguration eine Einheit extrinsischer Informationen, die von einem letzten Elementardecodierer am Ausgang der Decodierungsvorgehensweise erzeugt werden, die die maximale vorausbestimmte Anzahl von Iterationen ausgeführt hat, jeweils in dem Fall einer fehlerlosen Decodierung und in dem Fall einer Decodierung, für die Fehler verbleiben.
Vorteilhafterweise werden diese erste und diese zweite Größe in Abhängigkeit von den Konfigurationsparametern mit Hilfe eines anpassungsfähigen Algorithmus erzielt oder mit einer im Voraus erstellten Referenztabelle, die auf einer Vorabstudie der Entwicklung der erfindungsgemäßen charakteristischen Größe beruht, hier der Durchschnitt der Amplituden von N extrinsischer Informationen einer Decodierungssequenz in Abhängigkeit von den Konfigurationsparametern.
Als Beispiel zeigt 3 in Form einer Grafik ein Ergebnis einer solchen Studie für den PCCC der vorliegenden Ausführungsform. Die Kurven 61 und 60 geben den Durchschnitt E|e2₂₀| des Absolutwerts der extrinsischen Information am Ausgang des zweiten Decodierers der 20. Iteration in Abhängigkeit vom Rauschverhältnis E_b/N_o jeweils in dem Fall falsch decodierter Sequenzen, das heißt Sequenzen, die noch Fehler enthalten, und in dem Fall richtig decodierter Sequenzen, das heißt Sequenzen, die keinen Restfehler mehr enthalten. Die Werte E|e2₂₀| wurden in den zwei Fällen und für jeden Rauschverhältniswert für ausreichend viele Sequenzen berechnet, um nutzbare Kurven zu erzielen. In dem vorliegenden Beispiel beträgt die Länge der Decodierungssequenz (die der Größe der Verschachtler entspricht) N = 640. Das Signal am Ausgang des Turbo-Codierers wird von einer BPSK-Modulation moduliert und auf einem Kanal mit additivem weißem Gaußschen Rauschen (BBAG) übertragen.
Die erzielten Kurven, die zum Beispiel mittels einer Referenztabelle ausgewertet werden, erlauben es für ein gegebenes Rauschverhältnis, das einen Konfigurati onsparameter bildet, die erste und zweite Größe abzuleiten, deren Kombination es erlaubt, die Schwellengröße s zu erzielen.
Für ein Rauschverhältnis von 0,78 dB und eine auf 20 festgelegte maximale Anzahl von Iterationen ist die erste Größe, die ein fehlerloses Decodieren charakterisiert, zum Beispiel 37,5 (Punkt 63), und die zweite Größe, die ein Decodieren mit restlichen Fehlern charakterisiert, gleich 3 (Punkt 62).
Natürlich kann der Schritt des Bestimmens der Schwellengröße auf einer Mehrzahl charakteristischer Kurven beruhen, wie zum Beispiel die in 3 dargestellten, die einer Mehrzahl von Konfigurationsparametern entsprechen.
Um die Schwellengröße zum Beispiel zum Durchführen eines Kompromisses zwischen der Leistung, die von der Decodierungsvorgehensweise zugelassen wird, und der Komplexheit dieser Decodierungsvorgehensweise oder zum Beispiel in Abhängigkeit von einer gewünschten mittleren Übertragungsdauer oder einem zugelassenen mittleren Energieverbrauch anpassen zu können, erfolgt das Bestimmen der Schwellengröße durch Kombination einer ersten Größe, die ein fehlerloses Decodieren kennzeichnet, mit einer zweiten Größe, die ein Decodieren mit restlichen Fehlern kennzeichnet, über einen Koeffizienten α, der es erlaubt, der einen oder anderen dieser Größen den Vorrang einzuräumen.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Schwellengröße die Summe der ersten Größe multipliziert mit einem Koeffizienten α und der zweiten Größe multipliziert mit einem Koeffizienten (1 – α), wobei der Koeffizient α zwischen 0 und 1 ausgewählt wird.
Der Koeffizient α wird zum Beispiel mit Hilfe eines anpassungsfähigen Algorithmus oder einer Referenztabelle in Abhängigkeit von der Anwendung, im Rahmen welcher das digitale Übertragungsverfahren eingreift, festgelegt. Je kleiner α ist, desto geringer sind die mittlere Komplexität des Decodierens, die mittlere Decodierungsdauer und der mittlere Energieverbrauch für das Decodieren einer Sequenz. Je größer α ist, desto besser sind die Leistungen, die von dem Decodieren erlaubt werden. Daher wird der Parameter α eher klein ausgewählt, zum Beispiel für Anwendungen, die binäre Fehlerraten oder Pakete tolerieren können, die relativ hoch sind, die jedoch niedrige Dauern fordern, wie das der Fall für Sprach dienstleistungen ist. Für solche Anwendungen ist die maximale Anzahl der Iterationen ebenfalls klein. Für Anwendungen, die hingegen geringe binäre Fehlerraten oder Pakete fordern, die aber große Dauern tolerieren, wie das der Fall der Datenübertragungsdienste ist, werden der Parameter α und die maximale Anzahl der Iterationen eher groß ausgewählt.
In dem Beispiel der 3 ergibt zum Beispiel ein Koeffizient α gleich 0,35 für ein Rauschverhältnis von 0,78 dB eine Schwellengröße s gleich 15. Wenn eine iterative Decodierungsvorgehensweise einer Sequenz unterbrochen wird, wenn die für diese Sequenz berechnete charakteristische Größe die Schwellengröße s = 15 erreicht, sind die Leistungen hinsichtlich der binären Fehlerraten im Vergleich zu dem Fall, in dem die Decodierungsvorgehensweise bis zum Ende ihrer zwanzig Iterationen geht, nicht oder sehr wenig beeinträchtigt. Die mittlere durchgeführte Anzahl von Iterationen beträgt jedoch 3,8 an Stelle von 20, was einen Gewinn an Komplexheit größer als 5 ergibt.
Die vorliegende Erfindung gilt für alle Übertragungsverfahrenstypen, die eine Fehlerkorrekturcodierung des Typs Turbo-Codieren verwenden, ob es sich nun um ein serielles oder paralleles Turbocodieren handelt, ja sogar einen Turbo-Code mit Hybrid-Konkatenationsschema, das serielle Konkatenation und parallele Konkatenation mischt.
Es wird nun kurz eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung an einen Serien-Turbo-Code angewandt präsentiert.
Bei einem Turbo-Code mit serieller Konkatenation erzeugt jeder Elementarcodierer zum Beispiel eine codierte Elementarinformation ausgehend von der codierten Elementarinformation, die aus dem vorhergehenden Elementarcodierer stammt, wobei die i Elementarcodierer durch (i – 1) Verschachteler getrennt sind. Lochungsschritte können in der Codierungsvorgehensweise verteilt sein, wobei der Ausgang eines j. Codierers durch einen j. Lochungsvektor gelocht, vor dem Codieren durch einen (j + 1). Codierer von einem j. Verschachteler verschachtelt wird. Die Größe jedes Verschachtelers hängt von dem vorangehenden Codierungsschritt ab und insbesondere von der Leistung des vorhergehenden Elementarcodierers nach dem Lochen.
Bei einem Turbodecodierungsbeispiel, das dem Turbocodieren mit serieller Konkatenation, das eben beschrieben wurde, entspricht, wobei die Decodierer in der umgekehrten Reihenfolge der Elementarcodierer verbunden sind, empfängt jeder Elementardecodierungsschritt zwei gewichtete A-Priori-Informationen, die eine, erste Eingangsinformation genannt, entspricht der Ausgangsinformation des entsprechenden Elementarcodierers, und die andere, zweite Eingangsinformation genannt, entspricht der Eingangsinformation des entsprechenden Elementarcodierers. Dieser Elementardecodierungsschritt ergibt zwei gewichtete A-Posteriori-Informationen, die eine, erste Ausgangsinformation genannt, die dem Ausgang des entsprechenden Elementarcodierers entspricht, und die daher bei einer darauf folgenden Iteration nach dem entsprechenden Verschachteln und Lochen A-Priori-Eingang eines vorhergehenden Elementardecodierers wird, und die andere, zweite Ausgangsinformation genannt, die dem Eingang des entsprechenden Elementarcodierers entspricht, und die daher in der gleichen Iteration nach dem entsprechenden Entschachteln und Entlochen A-Priori-Eingang eines darauf folgenden Elementardecodierers wird. Die erste Eingangsinformation entspricht der von dem Elementardecodierungsschritt zu decodierenden Information. Die zweite Ausgangsinformation entspricht der von dem Elementardecodierungsschritt decodierten Information, und sie besteht aus der Kombination der zweiten Eingangsinformation mit einer extrinsischen Information.
Erfindungsgemäß berechnet der Schritt des Bestimmens der charakteristischen Größe bei einem Elementardecodierungsschritt eine charakteristische Größe ausgehend von einer Einheit extrinsischer Informationen am Ausgang dieses Elementardecodierungsschritts. Wenn man sich auf das zuvor beschriebene Turbo-Decodierungsbeispiel bezieht, erfolgt die Berechnung der charakteristischen Größe ausgehend von einer Einheit extrinsischer Informationen, die aus einer Einheit zweiter Ausgangsinformationen stammt.

Claims

Digitales Übertragungsverfahren des Typs mit Fehlerkorrekturcodierung, das vor einem Übertragungsschritt auf einem Kanal eine Codierungsvorgehensweise umfasst, um ausgehend von einer Nutzinformation eine codierte Information zu erzeugen, die zumindest eine redundante Information enthält, und nach dem Übertragungsschritt auf dem Kanal eine Decodierungsvorgehensweise, um ausgehend von einer zu decodierenden empfangenen Information eine Schätzung der Nutzinformation mit Korrektur der Übertragungsfehler basierend auf der mindestens einen redundanten Information zu erzielen, wobei die Codierungsvorgehensweise eine Vielzahl von Elementarcodierungsschritten verbunden mit mindestens einem Verschachtelungsschritt umfasst und parallel oder seriell funktioniert, wobei die Decodierungsvorgehensweise iterativ ist und für jede Iteration eine Vielzahl von Elementardecodierungsschritten umfasst, die mit Verschachtelungsschritten und Entschachtelungsschritten verbunden sind, die der Vielzahl von Elementarcodierungsschritten entspricht, die mit dem mindestens einen Verschachtelungsschritt verbunden sind, wobei jeder der Elementardecodierungsschritte (50) eine zu decodierende Einheit von Informationen empfängt und eine Einheit von Informationen mit gewichteten Ausgängen erzeugt, die mit einer Einheit von decodierten Informationen verbunden sind, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass es einen Schritt des Bestimmens der charakteristischen Größe (51) umfasst, die für jeden der Elementardecodierungsschritte (50) eine charakteristische Größe einer Einheit von extrinsischen Informationen, die nur mit der Einheit von Informationen mit gewichteten Ausgängen am Ausgang dieses Elementardecodierungsschritts zusammenhängen, berechnen kann, einen Schritt (53), der die charakteristische Größe mit einer Schwellengröße vergleichen kann, und einen Unterbrechungsschritt (54), um die Decodierungsvorgehensweise zu unterbrechen, wenn die charakteristische Größe die Schwellengröße erreicht.
Digitales Übertragungsverfahren des Typs mit Fehlerkorrekturcodierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die charakteristische Größe, die von dem Schritt des Bestimmens der charakteristischen Größe (51) berechnet wird, eine statistische Größe ist, die für die Einheit extrinsischer Informationen charakteristisch ist.
Digitales Übertragungsverfahren des Typs mit Fehlerkorrekturcodierung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die charakteristische statistische Größe der Durchschnitt des Absolutwerts der extrinsischen Informationen ist.
Digitales Übertragungsverfahren des Typs mit Fehlerkorrekturcodierung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Unterbrechungsschritt (54) die Decodierungsvorgehensweise unterbricht, wenn die charakteristische Größe größer ist als die Schwellengröße.
Digitales Übertragungsverfahren des Typs mit Fehlerkorrekturcodierung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das digitale Übertragungsverfahren auch einen Schritt des Bestimmens einer Schwellengröße (52) umfasst, um eine Schwellengröße in Abhängigkeit von mindestens einem Konfigurationsparameter festzulegen.
Digitales Übertragungsverfahren des Typs mit Fehlerkorrekturcodierung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass Konfigurationsparameter das Rauschverhältnis, die Größe des Nutzinformationsblocks, der Elementardecodierungsalgorithmus, der Typ der verwendeten Größen, die maximale Anzahl von Iterationen und der Übertragungskanalstyp sind.
Digitales Übertragungsverfahren mit Fehlerkorrekturcodierung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Bestimmens der Schwellengröße (52) einen anpassungsfähigen Algorithmus verwendet, der das Berechnen der Schwellengröße in Abhängigkeit von einem oder mehreren Konfigurationsparametern erlaubt.
Digitales Übertragungsverfahren des Typs mit Fehlerkorrekturcodierung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Bestimmens der Schwellengröße (52) eine im Voraus erstellte Referenztabelle verwendet, die es erlaubt, die Schwellengröße in Abhängigkeit von einem oder mehreren Konfigurationsparametern auszuwählen.
Digitales Übertragungsverfahren des Typs mit Fehlerkorrekturcodierung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Bestimmens der Schwellengröße (52) eine Schwellengröße so festlegt, dass ein Kompromiss zwischen der Leistung, die von der Decodierungsvorgehensweise erlaubt wird, und der Komplexität dieser Decodierungsvorgehensweise hergestellt wird.
Digitales Übertragungsverfahren des Typs mit Fehlerkorrekturcodierung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Bestimmens der Schwellengröße (52) eine Schwellengröße in Abhängigkeit von einer gewünschten mittleren Übertragungsdauer festlegt.
Digitales Übertragungsverfahren des Typs mit Fehlerkorrekturcodierung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Bestimmens der Schwellengröße (52) eine Schwellengröße in Abhängigkeit von einem tolerierten mittleren Energieverbrauch festlegt.
Digitales Übertragungsverfahren des Typs mit Fehlerkorrekturcodierung nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Festlegen einer maximalen tolerierbaren Anzahl von Iterationen der Schritt des Bestimmens der Schwellengröße (52) eine Schwellengröße festlegt, indem er einerseits eine erste Größe (63), die für eine erste Einheit extrinsischer Informationen charakteristisch ist, die mit einer ersten Einheit von Informationen mit gewichteten Ausgängen verbunden ist, die von einem letzten Elementardecodierer während einer letzten Iteration erzeugt wurde, bei Abwesenheit eines Decodierungsfehlers, und andererseits eine zweite Größe (62) die für eine zweite Einheit extrinsischer Informationen charakteristisch ist, die mit einer zweiten Einheit von Informationen mit gewichteten Ausgängen verbunden ist, die von dem letzten Decodierer bei der letzten Iteration erzeugt wird, in Gegenwart von Decodierungsfehlern, kombiniert.
Digitales Übertragungsverfahren des Typs mit Fehlerkorrekturcodierung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Größe (63, 62) charakteristische statistische Größen sind, und zwar jeweils der ersten Einheit extrinsischer Informationen und der zweiten Einheit extrinsischer Informationen.
Digitales Übertragungsverfahren des Typs mit Fehlerkorrekturcodierung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Größe (63, 62) die Durchschnitte des Absolutwerts der extrinsischen Information sind, die jeweils an der ersten Einheit extrinsischer Informationen und an der zweiten Einheit extrinsischer Informationen berechnet werden.
Digitales Übertragungsverfahren des Typs mit Fehlerkorrekturcodierung nach einem der Ansprüche 12 bis _ 14, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Größe (63, 62) in Abhängigkeit von zumindest einem Konfigurationsparameter mit Hilfe eines anpassungsfähigen bzw. adaptiven Algorithmus festgelegt werden.
Digitales Übertragungsverfahren des Typs mit Fehlerkorrekturcodierung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Größe (63, 62) in Abhängigkeit von zumindest einem Konfigurationsparameter mit Hilfe eines anpassungsfähigen bzw. adaptiven Algorithmus festgelegt werden.
Digitales Übertragungsverfahren des Typs mit Fehlerkorrekturcodierung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Größe (63, 62) in Abhängigkeit von zumindest einem Konfigurationsparameter mit Hilfe einer im Voraus festgelegten Referenztabelle festgelegt werden.
Digitales Übertragungsverfahren des Typs mit Fehlerkorrekturcodierung nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwellengröße die Summe der ersten Größe (63) multipliziert mit einem Koeffizienten α und der zweiten Größe (62) multipliziert mit einem Koeffizienten (1 – α) ist, wobei der Koeffizient α zwischen 0 und 1 ausgewählt wird.
Digitales Übertragungsverfahren des Typs mit Fehlerkorrekturcodierung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Koeffizient α so ausgewählt wird, dass ein Kompromiss zwischen der Leistung, die von der Decodierungsvorgehensweise erlaubt wird, und der Komplexheit dieser Decodierungsvorgehensweise hergestellt wird.
Digitales Übertragungsverfahren des Typs mit Fehlerkorrekturcodierung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Koeffizient α in Abhängigkeit von einer gewünschten mittleren Übertragungsdauer ausgewählt wird.
Digitales Übertragungsverfahren des Typs mit Fehlerkorrekturcodierung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Koeffizient α in Abhängigkeit von einem tolerierten mittleren Energieverbrauch ausgewählt wird.
Digitales Übertragungsverfahren des Typs mit Fehlerkorrekturcodierung nach einem der Ansprüche 18 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Koeffizient α mit Hilfe eines anpassungsfähigen bzw. adaptiven Algorithmus festgelegt wird.
Digitales Übertragungsverfahren des Typs mit Fehlerkorrekturcodierung nach einem der Ansprüche 18 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Koeffizient α mit Hilfe einer im Voraus erstellten Referenztabelle festgelegt wird.
Digitales Übertragungsverfahren des Typs mit Fehlerkorrekturcodierung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elementardecodierungsschritte (50) gewichtete Eingänge und Ausgänge haben, was die Wahrscheinlichkeiten, Plausibilitätsverhältnisse oder Logarithmen von Plausibilitätsverhältnissen betrifft.
Digitales Übertragungsverfahren des Typs mit Fehlerkorrekturcodierung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Codierungsvorgehensweise zumindest einen Lochungsschritt umfasst und die Decodierungsvorgehensweise zumindest einen entsprechenden Entlochungsschritt umfasst.