DE60215127T2 - Entzerrungs- und dekodierungseinrichtung von frequenz-selektiven kanälen - Google Patents

Entzerrungs- und dekodierungseinrichtung von frequenz-selektiven kanälen Download PDF

Info

Publication number
DE60215127T2
DE60215127T2 DE60215127T DE60215127T DE60215127T2 DE 60215127 T2 DE60215127 T2 DE 60215127T2 DE 60215127 T DE60215127 T DE 60215127T DE 60215127 T DE60215127 T DE 60215127T DE 60215127 T2 DE60215127 T2 DE 60215127T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
module
modules
sample sequence
equalizer
binary
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE60215127T
Other languages
English (en)
Other versions
DE60215127D1 (de
Inventor
Christophe Laot
Joel Labat
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
GROUPE DES ECOLES DE TELECOMMUNICATIONS (ENST BRETAGNE)
GROUPE ECOLES TELECOMM
Orange SA
Original Assignee
GROUPE DES ECOLES DE TELECOMMUNICATIONS (ENST BRETAGNE)
GROUPE ECOLES TELECOMM
France Telecom SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by GROUPE DES ECOLES DE TELECOMMUNICATIONS (ENST BRETAGNE), GROUPE ECOLES TELECOMM, France Telecom SA filed Critical GROUPE DES ECOLES DE TELECOMMUNICATIONS (ENST BRETAGNE)
Publication of DE60215127D1 publication Critical patent/DE60215127D1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE60215127T2 publication Critical patent/DE60215127T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B7/00Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/005Control of transmission; Equalising
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/004Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using forward error control
    • H04L1/0045Arrangements at the receiver end
    • H04L1/0047Decoding adapted to other signal detection operation
    • H04L1/005Iterative decoding, including iteration between signal detection and decoding operation
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/004Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using forward error control
    • H04L1/0045Arrangements at the receiver end
    • H04L1/0047Decoding adapted to other signal detection operation
    • H04L1/0048Decoding adapted to other signal detection operation in conjunction with detection of multiuser or interfering signals, e.g. iteration between CDMA or MIMO detector and FEC decoder
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L25/00Baseband systems
    • H04L25/02Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
    • H04L25/03Shaping networks in transmitter or receiver, e.g. adaptive shaping networks
    • H04L25/03006Arrangements for removing intersymbol interference
    • H04L25/03012Arrangements for removing intersymbol interference operating in the time domain
    • H04L25/03019Arrangements for removing intersymbol interference operating in the time domain adaptive, i.e. capable of adjustment during data reception
    • H04L25/03057Arrangements for removing intersymbol interference operating in the time domain adaptive, i.e. capable of adjustment during data reception with a recursive structure
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L25/00Baseband systems
    • H04L25/02Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
    • H04L25/03Shaping networks in transmitter or receiver, e.g. adaptive shaping networks
    • H04L25/03006Arrangements for removing intersymbol interference
    • H04L25/03171Arrangements involving maximum a posteriori probability [MAP] detection
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/004Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using forward error control
    • H04L1/0056Systems characterized by the type of code used
    • H04L1/0071Use of interleaving

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Probability & Statistics with Applications (AREA)
  • Error Detection And Correction (AREA)
  • Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
  • Detection And Prevention Of Errors In Transmission (AREA)
  • Channel Selection Circuits, Automatic Tuning Circuits (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Kanalentzerrung und Kanaldekodierung für frequenzselektive Kanäle.
  • In der digitalen Übertragung verwenden die vorgeschlagenen Lösungen im allgemeinen Verfahren der Kanalentzerrung und Kanalkodierung. Im herkömmlichen Ansatz werden die Elementarfunktionen zur Kanalentzerrung und Kanalkodierung getrennt voneinander behandelt, wobei nur ein Teil der ihnen zur Verfügung stehenden Information ausgenutzt wird. Dadurch bleibt die Gesamtleistung des Empfängers suboptimal.
  • Ein Ziel der Erfindung ist es, diesen Nachteil zu beseitigen.
  • Seit einigen Jahren haben mehrere Autoren, inspiriert durch die Turbo-Code-Techniken [1], Lösungen auf Basis von Maximum-Likelihood-Detektoren, der Aufhebung von Interferenzen und der Kanalkodierung vorgeschlagen, um der Interferenz zwischen Symbolen entgegenzuwirken. Unter diesen Lösungen seien kurz die wichtigsten aufgelistet.
  • 1995 verbindet ein Turbo-Detektor [2] genannter Empfänger einen MAP-Detektor über einen iterativen Prozeß mit einem Kanaldekodierer. Die erreichte Leistung ist damit für zahlreiche Kanäle quasi-optimal. Jedoch bleibt der Turbo-Detektor eher auf Modulationen mit einer geringen Anzahl von Zuständen und auf Kanäle mit kurzen Impulsantworten beschränkt.
  • 1997 wurde ein weiterer Turbo-Entzerrer-Empfänger [3] entwickelt, mit dem Ziel die Komplexität des Turbo-Detektors zu verringern und in quasi-optimaler Weise die Modulationen mit einer großen Anzahl von Zuständen entzerren zu können, und dies auf Kanälen mit einer großen Verteilung in Bezug auf die Symboldauer.
  • Die Erfindung hat es zum Ziel die Leistung der beiden zuvor genannten Empfänger zu verbessern.
  • Hierzu ist eine Vorrichtung gemäß der Erfindung eine Vorrichtung zur Kanalentzerrung und -dekodierung, die eine Reihe von Modulen umfaßt, von denen jedes einen Entzerrer und einen Dekodierer mit gewichteten Ausgängen umfaßt, und wobei die Module der Stufe größer als 1 einesteils eine Abtastwertfolge, die von einem Sensor kommt und die um eine Spanne verzögert ist, die gleich der Verarbeitungszeit der vorausgehenden Module ist, und anderenteils die Ausgabe des vorausgehenden Moduls empfangen, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Module Mittel zum Empfang von wenigstens zwei verschiedenen Abtastwertfolgen und einen Entzerrer umfaßt, der dafür eingerichtet ist, eine bestimmte entzerrte Abtastwertfolge zu bestimmten, indem er diese wenigstens zwei Folgen auswertet, die er als zwei verschiedene nicht entzerrte Repräsentationen der zu bestimmenden Abtastwertfolge empfängt.
  • Die Erfindung verwendet die räumliche und/oder zeitliche Diversity, die von einer Antenne mit mehreren Sensoren (Mehrwegempfänger) bereitgestellt wird, wobei jeder dieser Sensoren typischerweise eine der beiden Abtastwertfolgen ausgibt, die die beiden verschiedenen Repräsentationen bilden. Die Erfindung unterscheidet sich von den Beiträgen [4–8] durch ihre Mehrwegverarbeitung der empfangenen Information und/oder die Möglichkeit Modulationen mit einer großen Zustandsanzahl für Übertragungen mit einer großen zeitlichen Verteilung zu verwenden.
  • Auf diese Weise wird eine räumliche und/oder zeitliche Diversity des Empfangs ausgenutzt, was das erhaltene Ergebnis deutlich verbessert.
  • Es wird ein Mehrwegsignal entzerrt und es wird mehrfach hintereinander ein selber empfangener Datenblock dekodiert, indem die durch die vorhergehende Verarbeitung bereitgestellten Informationen verwendet werden.
  • Weitere Eigenschaften, Ziele und Vorteile der Erfindung werden beim Lesen der nachfolgenden detaillierten Beschreibung deutlich, die mit Bezug auf die beigefügte Zeichnung ausgeführt ist, in der:
  • 1a eine Übertragungskette vom Bit-Interleaver-Typ darstellt;
  • 1b eine Übertragungskette vom Symbol-Interleaver-Typ darstellt;
  • 2 schematisch einen iterativen Aufbau einer Vorrichtung zur Mehrwegentzerrung und Dekodierung von Kanälen gemäß einer möglichen Ausführungsform der Erfindung darstellt;
  • 3 schematisch einen möglichen Aufbau eines Empfangsmoduls gemäß der Erfindung darstellt;
  • 4a schematisch eine mögliche Aufteilung eines Kanaldekoders mit M-nären gewichteten Eingängen und Ausgängen darstellt, der in einer Ausführungsform der Erfindung verwendet wird, insbesondere für Übertragungen mit Modulationen mit mehreren Zuständen im Fall eines Bit-Interleavers;
  • 4b schematisch eine mögliche Aufteilung eines Kanaldekoders mit M-nären gewichteten Eingängen und Ausgängen darstellt, der in einer Ausführungsform der Erfindung verwendet wird, insbesondere für Übertragungen mit Modulationen mit mehreren Zuständen im Fall eines Symbol-Interleavers;
  • 5 schematisch eine Ausführungsform eines Mehrwegentzerrers gemäß der Erfindung darstellt;
  • 6 schematisch eine weitere Möglichkeit zur Realisierung eines Mehrwegentzerrers gemäß der Erfindung darstellt;
  • 7 ein Graph ist, der die binäre Fehlerrate nach der Kanaldekodierung in Abhängigkeit von einem Verhältnis Eb/NO darstellt und der die Leistung einer Vorrichtung von dem in den 2, 3 und 5 dargestellten Typ für eine PSK2-Modulation auf einem Mehrwegkanal veranschaulicht;
  • 8 ein Graph ist, der die binäre Fehlerrate nach der Kanaldekodierung in Abhängigkeit vom Verhältnis Eb/NO darstellt und der die Leistung einer Vorrichtung von dem in den 2, 3 und 6 dargestellten Typ für eine PSK2-Modulation auf einem Mehrwegkanal veranschaulicht.
  • In den 1a und 1b ist das Prinzip einer Datenübertragungskette dargestellt. Ein Kanalenkoder 1 wird mit Binärdaten ak versorgt, die voneinander unabhängig und auf der Gesamtheit {0; 1} gleichverteilt sind, wobei die Daten mit einer Rate von einem Datum alle Tb Sekunden kommen. Die aus dem Kanalenkoder 1 austretenden Daten sind auf die Gesamtheit {–1; 1} umgeformt und werden mit ck bezeichnet.
  • Jeder Durchgang einer Gruppe von 2m kodierten Daten Ck durch den mit 2 bezeichneten Interleaver und den mit 3 bezeichneten Binär-zu-Symbol-Wandler (BSW) erzeugt ein komplexes Symbol dn = an + jbn mit der Varianz σ2 d. Die Symbole an und bn nehmen Werte aus dem Alphabet {± 1..., ± (2p + 1), ..., ±(√M – 1)} mit √M = 2m an. Diese Operation kann ohne Verlust der Allgemeinheit folgende Techniken einbeziehen: die Trellis-kodierte Modulation, der differentiellen Kodierung oder jedes andere System, das es gestattet, einer Gruppe von Binärelementen ein Modulationssymbol zuzuordnen. Die in den 1a und 1b dargestellten Übertragungsketten unterscheiden sich in der Plazierung eines Interleavers 2, der vor (Bit-Interleaver) bzw. nach (Symbol-Interleaver) dem mit 3 bezeichneten BSW angeordnet sein kann. Die mit dn bezeichneten Modulationssymbole werden dann auf zwei in Quadratur stehenden Trägern auf den Eingang eines Modulators gegeben.
  • Die Einheit aus Modulator, Übertragungsmedium, Demodulatoren, Sende- und Empfangsfiltern ist durch einen gleichwertigen diskreten Mehrwegkanal 4 modelliert, wobei jeder Weg i, i = 1, ..., N, durch ein additives zentriertes gaussches Rauschen wi,n mit der Varianz σi 2 gestört ist. Die Ausgabe jedes Wegs ist gleich:
    Figure 00040001
    wobei die hi,l die Koeffizienten des Kanals sind, der dem Weg i entspricht, und wobei die zu diesem Weg gehörende Übertragungsfunktion sich wie folgt schreibt:
    Figure 00040002
  • Die Koeffizienten der Kanäle der verschiedenen Wege werden als normiert angenommen, derart, daß das an dem hier mit 5 bezeichneten Empfänger empfangene Signal Einheitsleistung hat:
    Figure 00040003
  • Unter der Annahme, daß die Rauschsignale wi,n untereinander unkorreliert sind, ist die Varianz des Rauschens, das von einem mit 5 bezeichneten Empfänger gesehen wird, gleich:
    Figure 00040004
  • Das Signal-zu-Rauschverhältnis (SNR) am Eingang des Turbo-Entzerrers ist gleich:
    Figure 00040005
  • Dabei ist Eb die mittlere Energie, die pro übertragenem Informationsdatum empfangen wird, NO ist die spektrale Leistungsdichte des Rauschens am Eingang des Empfängers 5 und R die Rate des Kanalenkoders 1.
  • Im folgenden wird eine elementare Verarbeitung eines Informationsblocks als Modul bezeichnet. Wie in 3 dargestellt, umfaßt jedes Modul p (p = 1, ...,P) einen Mehrwegentzerrer 10 (insbesondere einen Entzerrer, der dafür eingerichtet ist, die Signale auszuwerten, die gleichzeitig von mehreren parallelen Sensoren erfaßt werden) und einen Kanaldekoder 20, der die Funktionen des Interleavings und Deinterleavings integriert. Der Mehrwegentzerrer 10 der Module der Stufe größer als 1 muß die geschätzten Daten auswerten können, die vom Kanaldekoder der Module kleinerer Stufe bereitgestellt werden.
  • Im Fall der Modulationen mit mehreren Zuständen kann der Kanaldekoder 20 in fünf verschiedene Elemente aufgetrennt werden (4a und 4b), wobei dies ein Symbol-zu-Binär-Wandler (SBW) 22, ein Deinterleaver 23, ein Kanaldekoder mit binären gewichteten Eingängen und Ausgängen 24, ein Interleaver 25 und ein Binär-zu-Symbol-Wandler (BSW) 26 sind. Der Platz des Interleavers befindet sich entsprechend dem Sendeschema nach oder vor dem SBW 22 und umgekehrt für den BSW 26.
  • Im folgenden werden zwei Ausführungsformen vorgestellt. Die eine, Mehrweg-Turboentzerrer (MWTE) genannt, ist aus einfachen digitalen Filtern gebildet und die andere, Mehrweg-Turbodetektor (MWTD) genannt, verbindet digitale Filter und einen MAP-Detektor mit mehreren Eingängen.
  • Der Aufbau des Mehrwegentzerrers gemäß der ersten Variante (MWTE), dargestellt in 5, weist eine Filterbank 11 auf, die genauso viele Filter umfaßt, wie es Empfangswege gibt. Ein Summierer 12 summiert anschließend die Gesamtheit der Ausgaben der Filterbank 11. Von diesem Signal wird dann die Ausgabe eines mit 13 bezeichneten Filters Q subtrahiert, der entweder mit den bestimmten Daten der laufenden Iteration oder mit den vom vorhergehenden Modul erhaltenen geschätzten Daten versorgt wird. Für das Modul der Stufe 1 werden entweder die Ausgabe des Entzerrers dieses selben Moduls oder Daten, die am Ausgang des Entzerrers dieses selben Moduls bestimmt werden, auf den FIR-Filter Q gegeben. Der FIR-Filter Q wird durch den Ausgang des vorhergehenden Moduls versorgt und für das Modul der Stufe 1 vorteilhafterweise entweder durch den Ausgang des Entzerrers dieses selben Moduls oder durch Daten, die am Ausgang des Entzerrers dieses selben Moduls bestimmt werden.
  • Dieser letztere Filter 13 gestattet es, ähnlich der Offenbarung in FR 2 763 454 einen Teil oder die Gesamtheit der Interferenz zwischen Symbolen, die am Ausgang des Summierers 12 vorliegen, zu rekonstruieren.
  • Um die Vorrichtung zu beschreiben, werden eine PSK2-Modulation und eine auf N = 2 festgelegte Anzahl von Wegen betrachtet. Die Übertragungskanäle sind derart, daß die Leistung des Signals und des Rauschens auf jedem Weg identisch ist. Für das erste Modul (p = 1) kann der im Sinne des mittleren quadratischen Fehlers linear optimale Entzerrer dann wie folgt realisiert werden: außer durch den Filter Q, durch zwei FIR-Filter mit der Übertragungsfunktion Pi(Z) und einen Summierer.
    Figure 00060001
    mit H1 = h1,1; h1,2; ... h1,L1 und H2 = h2,1; h2,2; ...; h2,L2
  • Diese Filter sind im allgemeinen als FIR-Filtern realisiert, sie können jedoch auch realisiert werden, indem ein FIR-Filter und ein rekursiver Filter kaskadiert werden. Es ist auch ohne weiteres möglich einen einfachen angepaßten Filter oder auch einen nicht linearen entscheidungsrückgekoppelten Entzerrer zu verwenden.
  • Der Ausgang des Mehrweg-Entzerrers 10 versorgt dann den Eingang des Kanaldekoders 20 mit gewichteten Eingängen und Ausgängen. Der Ausgang des Kanaldekoders 20 stellt die geschätzten Daten bereit, die vom nachfolgenden Modul verwendet werden, um einen mit 13 bezeichneten Filter Q(z) zu versorgen. Der iterative Prozeß ist dann in Gang gebracht und kann fortgeführt werden. Wenn die Anzahl an Iterationen ausreichend ist und der MWTE korrekt gearbeitet hat, dann sind die Übertragungsfunktionen der Filter Pi(z) und Q(z) annähernd gleich oder gleich dem folgenden:
    Figure 00060002
  • Die Koeffizientenanzahl dieser Filter ist endlich. Diese Filter sind
    Figure 00070001
    ausgeführt in FIR-Form.
  • Die Art und Weise, wie in der Praxis die Koeffizienten der Filter P1, P2 und Q der Entzerrer bestimmt werden, sowie die Art und Weise, wie die gewichteten Ausgänge des Kanaldekoders 20 erhalten werden, kann diejenige sein, die in FR 2 763 454 offenbart ist.
  • Zur Veranschaulichung der Arbeitsweise des MWTE werden zwei Kanäle betrachtet, die stark frequenzselektiv sind und deren nicht normierte diskrete Impulsantworten wie folgt sind: H1 = [0.38 0.6 0.6 0.38] H2 = [0.8264 – 0.1653 0.8512 0.1636 0.819]
  • Die Filterkoeffizienten werden ausgehend von den Gleichungen (6), (7) und (8) berechnet, wobei die Koeffizienten von H1 und H2 als bekannt angenommen werden. Für die Simulationen wurde die in 1b dargestellte Übertragungskette, ein Interleaving der Größe 256 × 256 und das Aussenden von mehr als 1 Million binärer Elemente betrachtet. Die Kanalenkodierung ist durch einen Faltungsenkoder mit der Rate ½ und erzeugenden Polynomen (23, 35) in Oktalform realisiert.
  • Die Leistung des MWTE ist in 7 dargestellt. Die gestrichelte Kurve stellt die Leistung dar, die auf dem nicht frequenzselektiven Gausschen Kanal mit Kodierung erhalten wird, und die durchgezogenen Kurven stellen die Leistung dar, die am Ausgang des MWTE für verschiedene Iterationen erhalten wird.
  • Diese Ergebnisse zeigen, daß der MWTE sehr effizient ist, um den Interferenzen zwischen Symbolen entgegenzuwirken, und er nähert sich der Leistung des nicht frequenzselektiven Gausschen Kanals an, sobald das Signal-zu-Rausch-Verhältnis einige dB überschreitet.
  • Es wird nun eine zweite Ausführungsform beschrieben, die ein Empfänger ist, der auf der Verwendung eines Mehrweg-Detektors basiert.
  • Der in 6 dargestellte Aufbau des Mehrweg-Detektors des MWTD umfaßt eine Filterbank 14, die ebenso viele Filter aufweist, wie es Empfangswege gibt. Die Ausgänge der Filterbank 14 sowie die von einem vorhergehenden Modul geschätzten Daten gehen auf den Eingang eines Mehrweg-MAP-Detektors 15 gemäß der maximalen a-posteriori Wahrscheinlichkeit (Detektor mit gewichteten Ausgängen).
  • Der gewichtete Ausgang des Detektors 15 wird aus einer logarithmischen Berechnung des Wahrscheinlichkeitsverhältnisses abgeleitet. Ein intrinsischer Wert kann am Ausgang des Detektors 15 durch die Subtraktion des geschätzten Datums des vorhergehenden Moduls, gewichtet durch einen Koeffizienten, erhalten werden.
  • Es ist zu bemerken, daß für das Modul der Stufe 1 die vom vorhergehenden Modul bereitgestellten geschätzten Daten nicht bekannt sind. Sie werden als Null angenommen, unter der Annahme, daß ihre Vertrauenswürdigkeit Null ist.
  • Zur Beschreibung dieser Vorrichtung betrachten wir eine PSK2-Modulation und eine auf N = 2 festgesetzte Anzahl von Wegen. Die Übertragungskanäle sind derart, daß die Leistung des Signals und des Rauschens auf jedem Weg identisch ist. Es wird außerdem angenommen, daß die dem Filter 15 vorausgehenden Filter 14 nur einen Koeffizienten gleich 1 haben. In diesem Fall läuft das Bestimmen der wahrscheinlichsten Sequenz darauf hinaus, die untenstehende Metrik (9) in Bezug auf alle möglichen Sequenzen j zu minimieren:
    Figure 00080001
    wobei γ ein positiver Koeffizient ist und dk das geschätzte Datum, das vom Ausgang des Kanaldekoders eines vorausgehenden Moduls erhalten wird und das leicht aus dem Modell des in FR 2 730 370 offenbarten Verfahrens berechnet wird.
  • Der Ausgang des Detektors 15 liefert einen Logarithmus eines Wahrscheinlichkeitsverhältnisses, von dem das geschätzte Datum dk, multipliziert mit dem Koeffizienten γ wie in FR 2 730 370 , subtrahiert wird. Der erhaltene extrinsische Wert wird auf den Eingang des Kanaldekoders 20 mit gewichteten Eingängen und Ausgängen (3) gegeben. Der Ausgang des Kanaldekoders 20 liefert die geschätzten Daten, die vom nachfolgenden Modul verwendet werden, um die Leistung seines Detektors 15 zu verbessern. Es ist zu bemerken, daß für die erste Iteration (p = 1) die geschätzten Daten nicht bekannt sind und sie werden als Null-Werte angenommen.
  • Die Art und Weise, wie in der Praxis die Koeffizienten der Filter H1(z) und H2(z) bestimmt werden, sowie die Art und Weise, wie die gewichteten Ausgänge des Kanaldetektors und Kanaldekoders erhalten werden, sind als solche gut bekannt. Insbesondere kann man sich hierfür auf das Dokument FR 2 730 370 beziehen.
  • Zur Veranschaulichung der Arbeitsweise des MWTD werden die zwei zuvor beschriebenen Kanäle H1 und H2 betrachtet.
  • Die Koeffizienten von H1 und H2 werden als vom Empfänger bekannt angenommen. Für die Simulationen wurde die in 1b dargestellte Übertragungskette, ein Interleaving der Größe 256 × 256 und das Aussenden von mehr als 1 Million binärer Elemente betrachtet. Die Kanalenkodierung ist durch einen Faltungsenkoder mit der Rate ½ und erzeugenden Polynomen (23, 35) in Oktalform realisiert.
  • Die Leistung des MWTD ist in 8 dargestellt. Die gestrichelte Kurve stellt die Leistung dar, die auf dem nicht frequenzselektiven Gausschen Kanal mit Kodierung erhalten wird, und die durchgezogenen Kurven stellen die Leistung dar, die am Ausgang des MWTD für verschiedene Iterationen erhalten wird.
  • Diese Ergebnisse zeigen, daß der MWTD sehr effizient ist, um den Interferenzen zwischen Symbolen entgegenzuwirken, und er nähert sich der Leistung des nicht frequenzselektiven Gausschen Kanals an, sobald das Signal-zu-Rausch-Verhältnis einige dB überschreitet.
  • Die gerade beschriebenen Vorrichtungen werden vorteilhaft in allen Mehrweg-Empfängern für digitale Kommunikationssysteme über frequenzselektive Kanäle angewendet, die eine Kanalkodierung (Faltung oder Block) und Interleaving haben.
  • Es wurden zwei verschiedene Strukturen vorgeschlagen. Die erste Struktur (MWTE) gestattet es, Übertragungskanäle zu entzerren, die lange Impulsantworten haben für Übertragungen durch Modulationen mit einer großen Anzahl von Zuständen. Die zweite Struktur (MWTD) paßt besser zu Modulationen mit einer geringen Anzahl an Zuständen für Übertragungskanäle mit geringer zeitlicher Streuung.
  • Die Erfindung ist auf jedes Übertragungssystem anwendbar, das lineare Modulationen verwendet, wie etwa Phasenumtastung (PSK, Phase Shift Keying), Quadratur-Amplitudenmodulationen (QAM), Modulationen, die mit einer differentiellen Kodierung verbunden sind, Trellis-kodierte Modulationen (TCM) und nicht lineare Modulationen, die in Summen von linearen Modulationen zerlegt werden können (GMSK, CPM, ...).
  • Literaturverzeichnis
    • [1] C. Berrou, A. Glavieux, P. Thitimajshima, "Near Shannon limit error-correcting coding and decoding: turbo codes", Proc. ICC 93, S. 1064–1070, Genf, Schweiz, Mai 1993. Turbo-codes.
    • [2] C. Douillard, A. Glavieux, M. Jezequel, C. Berrou "Dispositif de réception de signaux numériques à structure itérative, module et procédés correspondants", Patent France Télécom und TDF Nr. 9501603, Februar 1995, Veröffentlichungsnr. FR 2 730 370 .
    • [3] C. Laot, A. Glavieux und J. Labat, "Dispositif d'égalisation et de décodage pour un canal de transmission numérique sélectif en fréquence", Patent France Télécom Nr. 9705978, Mai 1997, Veröffentlichungsnr. FR 2 763 454 .
    • [4] G. Bauch, H. Khorram and J. Hagenauer, "Iterative Equalization and Decoding in Mobile Communications Systems", in Proc. EPMC'97, Bonn, Deutschland, September/Oktober 1997, S. 307–312.
    • [5] Nefedov, Nikolai, "Method and apparatus for channel coding and decoding for modulation schemes and memory", Europäische Patentanmeldung 99306051.6, Einreichedatum 29.07.1999, Veröffentlichungsnr. EP 0 980 148 .
    • [6] V. Franz, G. Bauch, "Turbo-detection for enhanced. Data for GSM Evolution", VTC 99, S. 2954–2958, Band 5.
    • [7] P. Strauch & al, "Turbo-Equalization for an 8-PSK Modulation Scheme in a Mobile TDMA Communication System", VTC 99, S. 1605–1609, Band 3.
    • [8] M. Tüchler, R. Kötter, A.C. Singer, "Iterative Correction of iSi via Equalization and Decoding with Priors", ISIT 2000, Sorrento, Italien, 25. Juni 2000.
  • Legende zu den Figuren:
    Figure 00110001
  • Figure 00120001

Claims (11)

  1. Vorrichtung zur Kanalentzerrung und -dekodierung im Zusammenhang mit dem Empfang von Mehrwegsignalen, die eine Reihe von Modulen umfaßt, von denen jedes einen Entzerrer (10) und einen Dekodierer mit gewichteten Ausgängen (20) umfaßt, wobei das Modul der Stufe 1 eine von einem Weg kommende Abtastwertfolge empfängt und die Module der Stufe größer als 1 einesteils die genannte Abtastwertfolge, die vom genannten Weg kommt und um eine Spanne verzögert ist, die gleich der Verarbeitungszeit der vorausgehenden Module ist, und anderenteils die Ausgabe des vorausgehenden Moduls empfangen, dadurch gekennzeichnet, daß das Modul der Stufe 1 wenigstens eine von einem weiteren Weg kommende weitere Abtastwertfolge empfängt und die Module der Stufe größer als 1 die wenigstens eine weitere Abtastwertfolge empfangen, die vom weiteren Weg kommt und um eine Spanne verzögert ist, die gleich der Verarbeitungszeit der vorausgehenden Module ist, und wobei die Module einen Mehrwegentzerrer, umfassen, der dafür eingerichtet ist, eine bestimmte entzerrte Abtastwertfolge zu bestimmten, indem er diese wenigstens zwei Folgen auswertet, die er als zwei verschiedene nicht entzerrte Repräsentationen der zu bestimmenden Abtastwertfolge empfängt.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Entzerrer (10) jedes Moduls Mittel umfaßt, um zwei verschiedene Entzerrungsverarbeitungen jeweils auf die wenigstens zwei empfangenen Folgen anzuwenden.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Entzerrer (10) jedes Moduls folgendes umfaßt: eine Bank (11) mit wenigstens zwei FIR-Filtern, auf die jeweils die wenigstens zwei empfangenen Abtastwertfolgen eingegeben werden, einen nach der Filterbank (11) angeordneten Summierer (12), einen weiteren FIR-Filter (13), auf den ein Ausgang des vorausgehenden Moduls eingegeben wird, und Mittel, um eine von diesem weiteren FIR-Filter bereitgestellte Abtastwertfolge von einer Abtastwertfolge zu subtrahieren, die nach dem Summierer (12) erhalten wird.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der weitere FIR-Filter (13) vorgesehen ist, um eine Abtastwertfolge bereitzustellen, die wenigstens teilweise die am Ausgang des Summierers vorhandene Interferenz repräsentiert.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Modul der Stufe 1 Mittel umfaßt, um seinen weiteren FIR-Filter (13) mit Daten zu versorgen, die am Ausgang des Entzerrers (10) desselben Moduls entnommen oder bereitgestellt werden.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Modul der Reihe der Module einen Entzerrer umfaßt, der einen Detektor mit gewichteten Eingängen und Ausgängen (15) und eine Bank von Filtern (14) einschließt, die so angeordnet sind, daß jeder mit einer Abtastwertfolge von den wenigstens zwei empfangenen Abtastwertfolgen versorgt wird, wobei der Detektor (15) einesteils die Ausgaben dieser Filter (14) und anderenteils wenigstens eine Ausgabe des vorausgehenden Moduls für die Module der Stufe größer als 1 empfängt.
  7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Dekoder (20) ein Kanaldekoder mit gewichteten M-nären Ausgängen und Eingängen ist, der fünf Funktionen einschließt, die eine Funktion zur Symbol-zu-Binär-Umwandlung (22), eine Deinterleaver-Funktion (23), eine Dekodierfunktion mit binären gewichteten Ausgängen und Eingängen (24), ein Interleaver (25) beziehungsweise ein Binär-zu-Symbol-Wandler (26) sind.
  8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche in Kombination mit Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet; daß jedes Modul zwischen dem Modul zur Symbol-zu-Binär-Umwandlung (22) und dem Dekoder (24) einen Deinterleaver (23) sowie zwischen dem Dekoder (24) und dem Modul zur Binär-zu-Symbol-Umwandlung (26) einen Interleaver (25) umfaßt.
  9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche in Kombination mit Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Modul vor dem Symbol-zu-Binär- Wandler (22) einen Deinterleaver (23) sowie nach dem Binär-zu-Symbol-Wandler (26) einen Interleaver (25) umfaßt.
  10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche in Kombination mit Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß Symbol-zu-Binär-Wandler (22) eine Trellis-kodierte Modulation integriert.
  11. Verfahren zur Kanalentzerrung und -dekodierung im Zusammenhang mit dem Empfang von Mehrwegsignalen in einer Vorrichtung zur Kanalentzerrung und -dekodierung, die eine Reihe von Modulen umfaßt, von denen jedes einen Entzerrer (10) und einen Dekodierer mit gewichteten Ausgängen (20) umfaßt, wobei das Verfahren den Empfang einer von einem Weg kommende Abtastwertfolge durch das Modul der Stufe 1 und den Empfang durch die Module der Stufe größer als 1 von einesteils der genannten Abtastwertfolge, die vom genannten Weg kommt und um eine Spanne verzögert ist, die gleich der Verarbeitungszeit der vorausgehenden Module ist, und anderenteils der Ausgabe des vorausgehenden Moduls umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren außerdem folgendes umfaßt: den Empfang durch das Modul der Stufe 1 von wenigstens einer von einem weiteren Weg kommenden weiteren Abtastwertfolge, den Empfang durch die Module der Stufe größer als 1 von der wenigstens einen weiteren Abtastwertfolge, die vom weiteren Weg kommt und um eine Spanne verzögert ist, die gleich der Verarbeitungszeit der vorausgehenden Module ist, und die Bestimmung durch die Module, die einen Mehrwegentzerrer umfassen, einer bestimmten entzerrten Abtastwertfolge, indem diese wenigstens zwei Folgen ausgewertet werden, die als zwei verschiedene nicht entzerrte Repräsentationen der zu bestimmenden Abtastwertfolge empfangen werden.
DE60215127T 2001-03-06 2002-03-05 Entzerrungs- und dekodierungseinrichtung von frequenz-selektiven kanälen Expired - Lifetime DE60215127T2 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0103012A FR2822001B1 (fr) 2001-03-06 2001-03-06 Dispositif d'egalisation et de decodage de canaux selectifs en frequence
FR0103012 2001-03-06
PCT/FR2002/000783 WO2002071712A2 (fr) 2001-03-06 2002-03-05 Dispositif d'egalisation et de decodage de canaux selectifs en frequence

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE60215127D1 DE60215127D1 (de) 2006-11-16
DE60215127T2 true DE60215127T2 (de) 2007-03-08

Family

ID=8860775

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE60215127T Expired - Lifetime DE60215127T2 (de) 2001-03-06 2002-03-05 Entzerrungs- und dekodierungseinrichtung von frequenz-selektiven kanälen

Country Status (10)

Country Link
US (1) US7561647B2 (de)
EP (1) EP1366608B1 (de)
JP (1) JP5517388B2 (de)
KR (1) KR100850154B1 (de)
CN (1) CN1535525A (de)
AU (1) AU2002244803A1 (de)
DE (1) DE60215127T2 (de)
ES (1) ES2272682T3 (de)
FR (1) FR2822001B1 (de)
WO (1) WO2002071712A2 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011078565A1 (de) * 2011-03-31 2012-10-04 Rohde & Schwarz Gmbh & Co. Kg Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung einer extrinsischen Information

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2675968B1 (fr) 1991-04-23 1994-02-04 France Telecom Procede de decodage d'un code convolutif a maximum de vraisemblance et ponderation des decisions, et decodeur correspondant.
US5453797A (en) * 1993-02-22 1995-09-26 Massachusetts Institute Of Technology Method and apparatus for decoding broadcast digital HDTV in the presence of quasi-cyclostationary interference
JP2885618B2 (ja) * 1993-07-15 1999-04-26 日本電気株式会社 適応受信機
FR2730370B1 (fr) * 1995-02-07 1997-04-25 France Telecom Dispositif de reception de signaux numeriques a structure iterative, module et procede correspondants
FR2738967B1 (fr) * 1995-09-15 1997-12-05 France Telecom Dispositif d'egalisation adaptatif pour systemes de communications numeriques
FR2742619B1 (fr) * 1995-12-15 1998-02-06 Thomson Csf Procede d'egalisation multicapteur permettant une reception multicapteur en presence d'interferences et de multitrajets de propagation, et recepteur pour sa mise en oeuvre
US6072785A (en) * 1997-03-04 2000-06-06 At&T Corp Differential PSK signalling in CDMA networks
FR2763454B1 (fr) * 1997-05-15 1999-08-06 France Telecom Dispositif d'egalisation et de decodage pour un canal de transmission numerique selectif en frequence
EP0959580A1 (de) * 1998-05-19 1999-11-24 Lucent Technologies Inc. Iterativer Entzerrer/Dekodierer
US6430724B1 (en) * 1999-05-28 2002-08-06 Agere Systems Guardian Corp. Soft selection combining based on successive erasures of frequency band components in a communication system
EP1065851A1 (de) * 1999-07-02 2001-01-03 Motorola, Inc. Entscheidungsrückgekoppelter Entzerrer mit zustanderduzierter Folgeschätzung
FI111888B (fi) * 2000-02-25 2003-09-30 Nokia Corp Mukautuva menetelmä ja järjestelmä vähittäisen redundanssin toteuttamiseksi vastaanotossa
US6307901B1 (en) * 2000-04-24 2001-10-23 Motorola, Inc. Turbo decoder with decision feedback equalization
US6745352B2 (en) * 2000-12-13 2004-06-01 Ericsson Inc. Methods of estimating error rates for communications received using iterative processing and related receivers
US7012957B2 (en) * 2001-02-01 2006-03-14 Broadcom Corporation High performance equalizer having reduced complexity

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011078565A1 (de) * 2011-03-31 2012-10-04 Rohde & Schwarz Gmbh & Co. Kg Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung einer extrinsischen Information
US9049085B2 (en) 2011-03-31 2015-06-02 Rohde & Schwarz Gmbh & Co. Kg Method and a device for determining an extrinsic information

Also Published As

Publication number Publication date
AU2002244803A1 (en) 2002-09-19
US7561647B2 (en) 2009-07-14
EP1366608B1 (de) 2006-10-04
JP2004527944A (ja) 2004-09-09
DE60215127D1 (de) 2006-11-16
WO2002071712A2 (fr) 2002-09-12
KR20040028726A (ko) 2004-04-03
KR100850154B1 (ko) 2008-08-04
FR2822001B1 (fr) 2003-06-27
WO2002071712A3 (fr) 2002-12-19
FR2822001A1 (fr) 2002-09-13
JP5517388B2 (ja) 2014-06-11
ES2272682T3 (es) 2007-05-01
US20040120432A1 (en) 2004-06-24
EP1366608A2 (de) 2003-12-03
CN1535525A (zh) 2004-10-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60132179T2 (de) Verfahren und vorrichtung für kombinierte soft-decision-entscheidungsbasierte interferenzunterdrückung und dekodierung
DE60219435T2 (de) Verfahren und system zum iterativen kodieren/dekodieren eines stroms von durch raumzeitkodierte kombinierungen digitaler daten, für mehrfaches senden und empfangen
DE60215153T2 (de) Drahtloses MIMO Telekommunikationssystem mit Multilevel-Coded Modulation unter Verwendung von iterativer Ermittlung von Soft-Schätzwerten und entsprechende Methode
DE3910739C3 (de) Verfahren zum Verallgemeinern des Viterbi-Algorithmus und Einrichtungen zur Durchführung des Verfahrens
DE69734561T2 (de) Entzerrer mit erweiterter kanalschätzung für einen empfänger in einem digitalen übertragungssystem
DE19736653C1 (de) Verfahren und Einrichtung zur Abschätzung der Dienstqualität auf Übertragungskanälen in einem digitalen Übertragungssystem
DE19736625C1 (de) Verfahren zur Datenübertragung auf Übertragungskanälen in einem digitalen Übertragungssystem
DE69930467T2 (de) Iterative Demodulation und Dekodierungeines Mehrpegel-Signals
DE19827815B4 (de) Empfänger
DE60318726T2 (de) Nach leistung und zuverlässigkeit geordnetes soft-turbo-mud mit niedriger komplexität und mit wahlsystem
DE102007044488B4 (de) Empfangsverfahren, Empfangsvorrichtung und Programm
DE69729709T2 (de) Entzerrer mit einem folgeschätzungsverfahren mit zustandsverkleinerung für einen empfänger in einem digitalen übertragungssystem
DE60205029T2 (de) Verfahren und vorrichtung zum suboptimalen iterativen empfang für ein cdma-system mit hoher datenübertragungsrate
DE60025197T2 (de) Adaptive Entzerrung und Dekodierung für gespreizte Kanalverzögerung
EP3782340B1 (de) Decodergestützte iterative kanalschätzung
DE60125570T2 (de) Mehrbenutzerdetektor für direktsequenz-kodemultiplex-vielfachzugriffkanäle
DE19736626C1 (de) Verfahren zur Datenübertragung in einem digitalen Übertragungssystem bei paketvermitteltem Dienst
WO2003096599A1 (de) Diversitätsverfahren und vorrichtung
Cheung et al. Soft-decision feedback equalizer for continuous phase modulated signals in wideband mobile radio channels
EP2168289B1 (de) Kommunkationssystem und verfahren zum anpassen von übertragungsparametern auf basis von zuverlässigkeitsinformationen rekonstruierter daten
DE60215127T2 (de) Entzerrungs- und dekodierungseinrichtung von frequenz-selektiven kanälen
DE19717546B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Decodierung bei einem CDMA-Übertragungssystem zum Demodulieren eines Empfangssignals, das in serieller Codeverkettung vorliegt
DE602004012328T2 (de) Gerät und verfahren zum generieren einer menge von kanaleingangssymbolen und gerät und verfahren zum generieren von informationsbits
Otnes et al. Block SISO linear equalizers for turbo equalization in serial-tone HF modems
DE19815825A1 (de) Analoge Entzerrer und Decoder für verzerrende Nachrichtenübertragungskanäle

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition