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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren, eine Vorrichtung,
ein Programm und/oder ein Signal zur Datenkommunikation über einen
Kanal, der für
Störungen
anfällig
ist. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere, aber nicht
ausschließlich,
eine Rahmensynchronisationstechnik unter Verwendung von Vorwärtsfehlerkorrektur
(FEC – Forward
Error Correction).
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FEC-Techniken
wurden entwickelt, die ein sehr niedriges Signalenergie-Rausch-Verhältnis (Es/N0) aufweisen.
Ein Beispiel ist die "Turbo"-Codierung, wie in "Near Shannon Limit
error-correcting coding and decoding: Turbo codes" von C. Berrou, A.
Glavieux und P. Thitimajshima, Proc. IEEE ICC, Genf, Schweiz, Mai
1993, beschrieben. Diese FEC-Techniken
erfordern jedoch die präzise
Definierung der Start- und Endgrenze der Datenübertragung durch den Empfänger, bevor
der FEC-Decodierungsprozess beginnt. Die Detektion der Übertragungsgrenzen
ist als Rahmensynchronisation bekannt.
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Die
Rahmensynchronisation ist eine der ersten Operationen in dem Demodulationsprozess;
auf den Demodulationsprozess folgt üblicherweise der FEC-Prozess,
so dass ein zeitlicher Abstand zwischen der Rahmensynchronisation
und dem FEC-Prozess
vorliegt. Innerhalb dieses zeitlichen Abstands muss die Rahmensynchronisation
erfolgreich mit dem kleinsten von dem FEC-Prozess erforderlichen
Es/N0 hergestellt
werden. Bekannte Rahmensynchronisationstechniken, wie beispielsweise
in "Optimum Frame
Synchronization" von
J. L. Massey, IEEE Trans. Commun., Band 20, Nr. 2, April 1972, und "Frame Synchronization
Techniques" von R.
Scholtz, IEEE Trans. Commun., Band 28, Nr. 8, August 1980, beschrieben,
erzielen eine Rahmensynchronisation bei einem niedrigen EsIN0 mit Hilfe von
längeren
Unique Words (UW – einzigartige
Wörter),
speziell ausgelegten Datenmustern, die zu jeder Paketübertragung
hinzugefügt
werden. Die einzigartigen Wörter
be legen eine Bandbreite, die ansonsten zum Tragen von Benutzer-
oder Zeichengebungsdaten verwendet werden könnte.
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Die
Verwendung von längeren
einzigartigen Wörtern
kostet insbesondere in Mehrbenutzerumgebungen Bandbreite, wo Kanalbedingungen
im Lauf der Zeit und pro Benutzer variieren, so dass jede Burst-Übertragung
eine unabhängige
Erfassung am Empfänger
erfordert. Eine derartige Umgebung ist ein TDMA-Verfahren, wo es
wünschenswert
ist, kleine Burst-Längen zu
verwenden zur Minimierung der Latenzzeit und für ein effizientes Ressourcenmanagement;
dies führt
jedoch zu einem hohen Verhältnis
an Rahmungsaufwand zu Daten innerhalb von Bursts.
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Es
wäre wünschenswert,
eine Rahmensynchronisationstechnik zu finden, die die Datenübertragungseffizienz
verbessert, ohne dass Rahmensynchronisationsqualität geopfert
wird.
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Aus
dem Referat "Decoder-assisted
Frame Synchronisation for Turbo Coded System" von H. Howlader, Y. Wu und B. Woerner,
2nd International Symposium an Turbo Codes, Brest, Frankreich, September
2000, ist eine decoderunterstützte
Rahmensynchronisationstechnik bekannt, bei der ein Synchronisationswort
vor der Codierung in ein Datenpaket eingebettet wird. Dem Synchronisationswort
werden eine Reihe von Spülbits vorausgesetzt,
die erforderlich sind, um das Turbo-Decodiergitter in einen bekannten Zustand
zu bringen. Das Synchronisationswort führt dann das Decodiergitter
durch eine Sequenz bekannter Zustände, wenn die korrekte Synchronisation
detektiert worden ist.
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Patentanmeldung
EP 0946013 betrifft eine
Vorrichtung und ein Verfahren zur Übertragung und Demodulation
von Rahmensynchronisationssignalen, die in einem Synchronisationsregister
enthalten sind, die von einer Reed-Solomon-Codierungs-Schaltung
Reed-Solomon-codiert, dann von einer Interleave-Schaltung verschachtelt,
von einer Faltungscodierungsschaltung faltungscodiert, von einer
Zuordnungsschaltung zugeordnet und dann ausgegeben werden. Somit
können
Rahmensynchronisationssignale stabil und rasch ermittelt werden.
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Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Erzeugen
eines Rahmens vorwärtsfehlerkorrigierter
Daten bereitgestellt, umfassend die Schritte zum Empfangen von Daten;
und Faltungscodieren der Daten zusammen mit einem Synchronisationsmuster
in einem ersten Codierschritt, wobei das Synchronisationsmuster
eingegeben wird, bevor die Daten eingegeben werden, um als Ausgabe
eine von dem Synchronisationsmuster abhängige und von den Daten unabhängige erste
codierte Ausgabe und eine von den Daten abhängige zweite codierte Ausgabe
zu erzeugen; wobei das Verfahren gekennzeichnet ist durch die Schritte
des Verschachtelns der Daten zusammen mit dem Synchronisationsmuster
in einem Verschachtelungsschritt; das Faltungscodieren der Ausgabe
von dem Verschachtelungsschritt parallel zum ersten Codierschritt
und das Erzeugen des Rahmens vorwärtsfehlerkorrigierter Daten
aus der Ausgabe des ersten und zweiten Codierschritts und aus dem
Synchronisationsmuster in uncodierter Form. Auf diese Weise wird das
einzigartige Wort unabhängig
von den Daten, ohne die Verwendung von Flush-Bits faltungscodiert.
Damit wird der Zusatzaufwand im Zusammenhang mit der Übertragung
von Flush-Bits vermieden. Dieser Aspekt der Erfindung erstreckt
sich auf ein entsprechendes Decodierungsverfahren und ein durch
das Verfahren codierte Signal.
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Spezifische
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die beiliegenden
Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
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1 eine
grafische Darstellung, die die Wahrscheinlichkeit eines Paketverlustes
aufgrund von Rahmensynchronisa tionsausfall als Funktion der Schwellwertanzahl
von Bits zeigt, die gleich einzigartigen Wortbits sein müssen, um
eine Rahmensynchronisation zu detektieren, in einer Rahmensynchronisationstechnik nach
dem Stand der Technik;
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2 eine
grafische Darstellung, die die Wahrscheinlichkeit eines Paketverlustes
aufgrund von Rahmensynchronisationsausfall als Funktion der Schwellwertanzahl
von Bits zeigt, die gleich einzigartigen Wortbits sein müssen, um
eine Rahmensynchronisation zu detektieren;
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3 ein
Diagramm, das die Zusammensetzung eines übertragenen Rahmens in einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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4 ein
Diagramm der von einem Empfänger
durchgeführten
Demodulations- und Decodierstufen zu Illustrationszwecken;
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5 eine
Tabelle, die die Ausgabe eines Rate-1/3-Codierers zeigt;
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6 eine
Tabelle, die die Ausgabe eines Rate-1/2-Codierers in einer spezifischen
Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung zeigt; und
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7 eine
Tabelle von beispielhaften Mustern aus einzigartigen Wörtern und
Paritätsbits
am Start und Ende eines Rahmens.
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Zur
Erläuterung
der Vorteile von Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung wird zuerst eine Rahmensynchronisationstechnik
nach dem Stand der Technik beschrieben.
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Bei
der Rahmensynchronisationstechnik nach dem Stand der Technik wird
der Start eines Rahmens von übertragenen
Daten detektiert, indem die empfangene Bitsequenz mit einem bekannten
Muster aus einzigartigen Wörtern
am Empfänger
ver glichen wird. Es wird angenommen, dass ein aus N Zeichen bestehendes einzigartiges
Wort detektiert wird, wenn der Empfänger mindestens n Bits, vom
Wert her gleich mit dem Muster aus einzigartigen Wörtern innerhalb
eines Fensters aus N Bits, detektiert. Die Kriterien zum Wählen eines
geeigneten Werts von n sind die Wahrscheinlichkeit, dass das einzigartige
Wort vorliegt, aber nicht detektiert wird, und die Wahrscheinlichkeit,
dass das einzigartige Wort detektiert wird, aber nicht tatsächlich vorliegt,
und zwar für
eine beliebige Zufallssequenz von Zeichen. Die möglichen Ereignisse sind in
der folgenden Tabelle 1 zusammengefasst: Tabelle
1: Rahmensynchronisationsereignisse
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Die
Wahrscheinlichkeit einer verpassten Detektion (Pm)
steigt mit:
- a) steigendem Schwellwert n,
- b) steigender Zeichenfehlerrate (abnehmendem Es/N0) und
- c) steigender Länge
des einzigartigen Wortes.
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Wenn
ein einzigartiges Wort verpasst wird, dann verliert der Empfänger das
ganze Paket. Die Wahrscheinlichkeit einer falschen Detektion (Pf) steigt mit:
- a) abnehmendem
Schwellwert n,
- b) abnehmender Länge
des einzigartigen Wortes und
- c) zunehmender Anzahl möglicher
Muster aus einzigartigen Wörtern.
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Ein
Fehlalarm führt
nicht notwendigerweise zu einem Datenpaketverlust, wenn der Empfänger die Ressourcen
besitzt, die Daten immer dann zu demodulieren und zu FEC-decodieren, wenn
das Rahmensynchronisationsmodul annimmt, dass das einzigartige Wort
detektiert worden ist. Dies führt
jedoch zu einem unannehmbaren Grad an Komplexität im Empfänger, weshalb in der Praxis
ein Fehlalarm zu einem Verlust des aktuellen Pakets und möglicherweise
folgender Pakete führen
kann, weil ein Fehlalarm gewiss zu einem FEC-Fehler führt, aber
der Empfänger
nicht detektieren kann, ob der Fehler durch falsche Paketgrenzen
oder schlechte Kanalzustände
verursacht wurde, und versucht vielleicht, innerhalb eines zuvor
zugewiesenen Zeitschlitzes für
dieses Paket wieder zu decodieren. Wenn die Empfängerressourcen begrenzt sind,
können
somit für
jeden Fehlalarm X Paketen verloren gehen.
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In
vielen Fällen
zeigt das einzigartige Wort nicht nur die Rahmengrenze an, sondern
andere Informationen wie etwa Pakettyp; in jenen Fällen gibt
es einen Satz von Y mögliche
einzigartige Wörter.
Der Empfänger
vergleicht das empfangene einzigartige Wort mit allen möglichen
einzigartigen Wörtern
in dem Satz und entscheidet über
Rahmensynchronisation und Pakettyp auf der Basis der besten Übereinstimmung.
Die Wahrscheinlichkeit Pm variiert nicht
mit der Anzahl Y, aber Pf nimmt linear zu.
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Die
Wahrscheinlichkeit Ps eines Paketverlustes
aufgrund eines Rahmensynchronisationsausfalls ist gegeben durch
die folgende Gleichung: Ps(N,
n, Es/N0) = Pm (N, n, Es/N0) + X·Y·Pf(N, n) (1)
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1 zeigt
ein Beispiel von Ps als Funktion von n mit
N = 64, X = Y = 1, über
einen Bereich von Es/N0. Am
unteren Ende von Es/N0 beträgt aufgrund
des hinzugefügten
Terms Pf der globale Mindestwert von Ps 0,01.
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Die
Wahrscheinlichkeit Pp eines Paketfehlers
aufgrund einer Fehlsynchronisation und/oder eines FEC-Decodiererfehlers
ist gegeben durch: Pp(N,
n, Es/N0) = Ps(N, n, Es/N0) + Pfec(Es/N0) (2)wobei Pfec die Paketfehlerwahrscheinlichkeit des
FEC-Decodierers ist.
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Um
Pp für
einen gegebenen Es/N0-Wert
auf ein Minimum zu reduzieren, müssen
Pm, Pf und Pfec minimiert werden. Es ist übliche Praxis,
Pfec auf ein gewünschtes Niveau zu setzen und
dann Pm und Pf um
mindestens eine Größenordnung
kleiner als Pfec zu setzen, um sicherzustellen,
dass die Gesamtleistung nicht aufgrund einer Fehlsynchronisation
degradiert wird. Aus den oben angegebenen Gründen weisen leider Pm und Pf widersprüchliche
Abhängigkeiten
auf und können
zusammen nur unter Verwendung langer einzigartiger Wörter minimiert
werden – siehe "Elements of Digital
Satellite Communication",
von W. W. Wu, Computer Science Press, 1984. Hauptsächlich aus
diesem Grund werden lange einzigartige Wörter in der Praxis verwendet.
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Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung eliminieren die Abhängigkeit von Pp von
Pf durch Bereitstellung eines Mechanismus, über den
der Empfänger
eine Fehldetektion detektieren kann. Die Gesamtempfängerkomplexität kann ebenfalls
reduziert werden, indem eine Detektion von Fehlalarmen rechtzeitig
vor dem vollständigen
Abschließen
des FEC-Prozesses
gestattet wird. Somit ist Ps nun gegeben
durch: Ps(N,
n, Es/N0) = Pm(N, n, Es/N0) (3)
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2 zeigt
Ps als Funktion von n mit N = 64 unter Verwendung
einer Ausführungsform.
Die Unabhängigkeit
von Ps von Pf hat
den Minimierungsboden eliminiert; für einen beliebigen Wert von
Ps kann ein entsprechender Wert von n selbst
für die
niedrigsten Werte von Es/N0 gewählt werden.
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Mit
diesen Ausführungsformen
ist Pp gegeben durch: Pp(N, n, Es/N0) = Pm(N, n, Es/N0) + Pfec(Es/N0) (4)
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Indem
entsprechende Werte für
N und n gewählt
werden, kann die Anforderung Pm << Pfec selbst
für kleine
Werte von N und somit mit kurzen einzigartigen Wörtern erreicht werden.
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Bei
den Ausführungsformen
wird das einzigartige Wort zu Zwecken der Vorwärtsfehlerkorrektur als Teil der
Daten behandelt. Somit profitiert die Detektion einzigartiger Wörter von
dem FEC-Prozess, um Bitfehler einzigartiger Wörter zu beseitigen, was die
Rahmensynchronisationsentscheidung definitiv macht. Außerdem gestatten
die Ausführungsformen
die Verwendung decodiererunterstützter
Techniken, wie in "Improving
frame synchronization when using convolutional codes" von P. Robertson,
Proc. IEEE GLOBECOM, Dezember 1993; dem Referat von Howlader, Wu
und Woerner, oben angeführt,
und "Frame synchronization
of convolutionally encoded sequences for packet transmission" von M. Howlader
und B. Woerner, Proc. IEEE ICC, New Orleans, USA, Juni 2000, beschrieben.
Diese Techniken können
den Wert von Pm weiter reduzieren.
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Die
Technik umfasst im Umriss die folgenden Schritte:
- a)
Der Empfänger
sucht nach dem Vorliegen eines Musters aus N Zeichen langen einzigartigen
Wörtern und
fällt Entscheidungen
auf der Basis eines gewissen, von dem erforderlichen Pm abgeleiteten
Schwellwerts n.
- b) In jedem Fall, in dem der Empfänger annimmt, dass das einzigartige
Wort detektiert ist, geht er weiter zu Demodulation und FEC-Verarbeitung.
Wahlweise können
decodiererunterstützte
Techniken wie oben angeführt
zur Verbesserung der Zuverlässigkeit
der Erfassung einzigartiger Wörter
verwendet werden.
- c) Nach jeder Iteration des FEC-Decodierers wird das detektierte
Muster aus einzigartigen Wörtern
mit dem erwarteten verglichen, und die Rahmensynchronisationshypothese
wird entsprechend zwei möglicher
Fällen
getestet:
a. Fall 1 – Wenn
die Rahmensynchronisationsannahme korrekt ist, sollte die FEC die
Zuverlässigkeit
aller Daten einschließlich
des einzigartigen Wortes verbessern. Wenn die Einzigartige-Wort-Fehlangepassten-Daten
reduziert sind, ist dies ein starker Hinweis darauf, dass das einzigartige
Wort korrekt gefunden worden ist. In diesem Fall beendet der Empfänger den
FEC-Prozess und gibt die Daten aus.
b. Fall 2 – Wenn die
Rahmensynchronisationsannahme falsch ist, sollte die Menge an Einzigartige-Wort-Fehlangepassten-Daten
entweder steigen oder sich nicht ändern, wenn der FEC-Prozess
versucht, die falschen Datenentscheidungen zu korrigieren. Dies
zeigt an, dass der Rahmensynchronisationsausfall durch eine falsche
Detektion verursacht wurde. In diesem Fall bricht der Empfänger den
FEC-Prozess ab und kehrt zum Rahmensynchronisationssuchmodus zurück.
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Die
Rahmensynchronisationshypothese kann auf eine von zwei Weisen getestet
werden:
- i) Sequenziell immer dann, wenn in
Schritten a) und b) eine mögliche
Rahmensynchronisation erscheint; oder
- ii) Auswählen
aus einer Liste möglicher
Rahmensynchronisationshypothesen über ein finites Intervall,
entsprechend ihrer Stärke
sortiert, wobei Schritte a) und b) durch eine Liste von Metriken
ersetzt werden, in den oben angeführten Referaten von Massey,
Scholtz oder Howlader, Wu und Woerner beschrieben.
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Das
sequenzielle Testverfahren erfordert eine größere Rechenlast, liefert aber
ein Ergebnis mit einem Minimum an Verzögerung. Das Verfahren einer
hierarchischen Liste reduziert die Rechenlast, führt aber zu einer Verzögerung aufgrund
der Erstellung der Liste.
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Eine
spezifische Ausführungsform
wird nun unter Bezugnahme auf 3 beschrieben.
Bei diesem Beispiel ist die FEC-Technik
eine Turbo-Codierung mit einer variablen Codierungsrate, und das
Modulationsverfahren ist BPSK für
die Einzigartige-Wörter-Sektion
und QPSK für
die Datensektion. Es können
jedoch andere Kombinationen aus FEC und Modulation verwendet werden.
Im Allgemeinen können
das einzigartige Wort und Daten unter Verwendung eines beliebigen
Modulationsverfahrens getragen werden, wie m-wertige PSK oder m-wertige QAM, als
Beispiel.
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Das
einzigartige Wort kann aus einer Familie von einzigartigen Wörtern ausgewählt sein,
wie etwa Gold- oder Kasa-mi-Codes
oder Pseudorauschsequenzen (PN – pseudo-noise),
gemäß Kriterien
wie etwa geringe Autokorrelation und Kreuzkorrelation, große Anzahl
von Übergängen oder
Minimal-DC-Charakteristiken. Nur
ein einziges Wort kann verwendet werden oder eines aus einem Satz
von einzigartigen Wörtern
kann ausgewählt
werden, um Informationen in dem einzigen Wort zu übermitteln,
wie etwa Pakettyp.
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Das
ausgewählte
einzigartige Wort wird zu den Daten d hinzugefügt und vor den Daten d in einen FEC-Codierer
eingegeben, der einen ersten rekursiven Faltungscodierer C1 und
einen zweiten rekursiven Faltungscodierer C2 parallel umfasst, wobei
ein Bit-Interleaver BI vor den Eingang zu Letzterem geschaltet ist. Der
erste Codierer C1 gibt erste Paritätsbits p aus und der zweite
Codierer C2 codiert zweite Paritätsbits
q, die einem Puncturing-Mapper PM zugeführt werden. Der Puncturing-Mapper
gibt weggelassene erste und zweite Paritätsbits p' und q' gemäß einem
Puncturing-Verfahren
aus, das von der variablen Codierrate abhängt.
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Der
Bit-Interleaver BI weist bevorzugt eine Kapazität auf, die ausreicht, um das
ausgewählte
einzigartige Wort und die Datenbits d zu speichern, sofern keine
Einschränkungslänge angewendet
ist, wie beispielsweise in
WO
99/34521 beschrieben. Nach dem Codieren jedes Rahmens wird
der FEC-Codierer auf einen Anfangszustand zurückgesetzt, so dass die Codierung
jedes Rahmens unabhängig
ist.
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Die
Datenbits d und die ersten und zweiten weggelassenen Paritätsbits p' und q' werden in einen QPSK-Modulator
M eingegeben, der Kanalzeichen mit I- und Q-Komponenten ausgibt.
Die QPSK-Zeichen werden in der Mitte des Rahmens F übertragen.
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Die
Datenbits des einzigartigen Wortes werden von einem BPSK-Modulator
BM BPSK-moduliert und die BPSK-Zeichen als die ersten 32 Zeichen
des Rahmens übertragen.
Die aus den Datenbits des einzigartigen Worts erzeugten ersten Paritätsbits UWp
werden ebenfalls BPSK-moduliert und die ersten 8 BPSK-Zeichen nach
den Datenzeichen UW des einzigartigen Wortes übertragen. Die übrigen 24
BPSK-Zeichen der ersten Paritätsbits
UWp des einzigartigen Worts werden am Ende des Rahmens F übertragen.
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Die
Datenbits UW des einzigartigen Wortes und die Datenbits d werden
von dem Bit-Interleaver BI verschachtelt und in den zweiten Codierer
C2 eingegeben, um die zweiten Paritätsbits q zu erzeugen, die in
die Datenzeichen D in der Mitte des Rahmens integriert werden. Die
Zeichen können
jedoch in dem Rahmen F in einer anderen Reihenfolge zusammengesetzt
werden, solange die Reihenfolge beim Empfänger bekannt ist.
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Da
eine systematische FEC-Technik verwendet wird, werden die vorteilhaften
Synchronisationseigenschaften des einzigartigen Wortes in dem übertragenen
Signal beibehaltet. Außerdem
gestattet die Integration der Bits des einzigartigen Wortes in das
erste und zweite Paritätsbit
p und q die Korrektur von Bits des einzigartigen Wortes durch den
Empfänger
je nachdem, ob eine korrekte Rahmensynchronisation hergestellt worden ist.
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Ein
spezifisches Beispiel ist in 5 dargestellt,
die die Ausgabebits eines Rate-1/3-Turbo-Codierers in der Reihenfolge
zeigt, in der sie in den Puncturing-Mapper PM eingegeben werden.
Die ersten 32 der Datenbits d und ersten Paritätsbits p werden, wie in 5 hervorgehoben,
BPSK-moduliert und
am Beginn und Ende des Rahmens F eingesetzt, wie in 3 gezeigt.
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Die
modulierten Zeichen können
jedoch innerhalb des Rahmens andere Positionen belegen, sofern keine
bestimmte Reihenfolge erforderlich ist, um die Verzögerung der
Codierungs- und
Modulierungsstufe zu reduzieren, wie beispielsweise in
WO 99/34521 beschrieben.
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Ein
weiteres spezifisches Beispiel ist in 6 dargestellt,
die die Ausgabe eines Rate-1/2-Turbo-Codierers in der Reihenfolge
wie zu dem Puncturing-Mapper PM ausgegeben zeigt, in der die schattierten
Bits weggelassen werden. Gemäß der Puncturing-Map
werden ungeradzahlige erste Paritätsbits p, außer in dem Bereich
p1–p31, weggelassen, die übertragen werden, damit man
eine 1/3-Codierung und dafür
einen besseren Schutz für
das einzigartige Wort erhält.
Dies führt
zu einer Konstruktion des einzigartigen Wortes unabhängig von
der Codierungsrate.
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7 zeigt
hexadezimal Beispielsequenzen von Bits UW eines möglichen
einzigartigen Worts und erste Paritätsbits UWp bei Beginn und Ende
eines Rahmens.
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4 ist
ein Schemadiagramm der von einem Empfänger durchgeführten Prozessschritte.
Das empfangene Signal wird von einem Einzigartige-Wort-Demodulator
UD demoduliert, der kohärent
oder nicht-kohärent
sein kann, und für
eine BPSK-Demodulation
des Einzigartige-Wort-Signals optimiert. Die demodulierten Einzigartige-Wort-Zeichen
werden von einem Einzigartige-Wort-Korrelator UC verarbeitet, der
eine Liste möglicher
zeitlicher Rahmensynchronisationspositionen oder Hypothesen zusammen
mit einem Maß ihrer
relativen Stärken
erzeugt. Der Einzigartige-Wort-Korrelator kann zusätzliche
Regeln, wie etwa die Massey'sche
Regel, verwenden.
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Wenn
das einzigartige Wort variabel ist, um Zeichengebungsinformationen
zu übermitteln,
korreliert der Einzigartige-Wort-Korrelator
die demodulierten Zeichen mit jedem der möglichen einzigartigen Wörter und erzeugt
eine Stärke
für jedes
mögliche
einzigartige Wort.
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Die
möglichen
Hypothesen H1 bis HN werden
von einem Sortierer S entsprechend ihrer Stärken sortiert. Die Hypothesen
H werden in der Reihenfolge ihrer Hypothesenstärke verarbeitet, und für jede verarbeitete
Hypothese demoduliert der Empfänger
den empfangenen Rahmen unter Verwendung eines Demodulators D und
decodiert die demodulierten Daten unter Verwendung eines iterativen
FEC-Decodierers FD entsprechend dem zum Codieren des Signals verwendeten
FEC-Codierer. Für eine Turbo-Decodierung
kann von dem FEC-Decodierer FD entweder der MAP- oder SOVA-Algorithmus
verwendet werden. Nach jeder Iteration des FEC-Decodierungsalgorithmus
wird die Anzahl der Einzigartige-Wort-Fehler mit der Anzahl vor
dieser Iteration detektierter Einzigartige-Wort-Fehler durch einen Verifikationsprozess
V verglichen. Wenn die Hypothese korrekt ist, wie durch Pfeil C
angezeigt, sollte die Anzahl an Fehlern über eine oder mehrere Iterationen
abnehmen. Wenn dies der Fall ist, werden die decodierten Daten an
einer Ausgangsstufe O ausgegeben, und der Decodierungsschritt ist
für den
aktuellen Rahmen abgeschlossen.
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Wenn
die Anzahl an Einzigartige-Wort-Fehler nach einer oder mehreren
Decodierungsiterationen zunimmt oder gleich bleibt, wird die Hypothese
als inkorrekt beurteilt, wie durch Pfeil I angezeigt, und die Hypothese
H der nächsthöheren Stärke wird
zur Verarbeitung ausgewählt.
Die Hypothesen werden in der Reihenfolge der Stärke verarbeitet, bis eine korrekte
Hypothese gefunden ist, oder bis alle Hypothesen ohne Finden einer
korrekten verarbeitet worden sind. Im letzteren Fall kann der Rahmen
nicht decodiert werden und wird bei einer Ausfallstufe FS verworfen.
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4 zeigt
mehrere Demodulierungs-, Decodierungs- und Verifikationsschritte,
doch impliziert dies nicht notwendigerweise, dass mehrere Demodulatoren,
Decodierer und Verifizierer vorliegen.
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Wenngleich
die Verwendung von Turbo-Codes oben beschrieben worden ist, können, um
einige oder alle der Effekte der Erfindung zu erzielen, andere systematische
und/oder Faltungscodes verwendet werden.
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Wenngleich
die Codierungs- und Decodierungsstadien als diskrete Prozesse dargestellt
sind, kann jedes einzelne dieser Stadien von einem einzelnen Prozessor,
wie etwa einem DSP, durchgeführt
werden. Ein Computerprogramm kann für die Ausführung auf dem Prozessor vorgesehen
sein, um die Codierungs- oder Decodierungsprozesse durchzuführen. Das
Computerprogramm kann auf einem geeigneten physischen Träger, wie
etwa einer Diskette, gespeichert oder auf einen geeigneten Signalträger übertragen
werden.
