DE69328636T2

DE69328636T2 - Bitfehler zählverfahren und zähler

Info

Publication number: DE69328636T2
Application number: DE69328636T
Authority: DE
Inventors: Masami Abe
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1993-06-21
Filing date: 1993-06-21
Publication date: 2001-01-25
Anticipated expiration: 2013-06-22
Also published as: EP0748057A1; EP0748057A4; DE69328636D1; WO1995001008A1; EP0748057B1; JP2917177B2

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Zählen von Fehlern eines Signals in einem digitalen Kommunikationssystem, und insbesondere auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Zählen von Fehlern eines Signals pro Bit in dem System, bei dem eine Fehlerkorrektur unter Verwendung des Viterbi-Decodierungsprozesses durchgeführt wird.
6. Clark und D. Davis beschreiben in "Reliability of decoding indicators for maximum likelihood decoders", Proceedings of annual Hawaii international conference on system science, Bd. 5, S. 447-450, 1972, mehrere Verfahren zur Fehlerzählung. JP 1235073 offenbart ein System, bei dem solche Techniken angewendet werden können, um zwischen unterschiedlichen Typen von Daten zu unterscheiden.
Der Stand der Technik, der der vorliegenden Anwendung zugeordnet ist, ist z. B. gezeigt in DSP Q0256, Technisches Datenblatt, S. 13, S. 15-16, Qualcom Company. In dieser Literatur wird ein Beispiel einer Technik offenbart, die den Prozeß zum Zählen von Signalfehlern die bei einer Übertragung auftreten, wenn ein mittels der Faltungscodierung codiertes Signal von einem Sender gesendet wird, verwirklicht, wobei der Prozeß zum Wiederherstellen des ursprünglichen Signals unter Verwendung der Viterbi- Decodierung beim Empfänger durchgeführt wird.
Fig. 9 zeigt eine Übersicht über eine Schaltungsstruktur zur Durchführung des Prozesses. In der offenbarten Technik versucht ein Viterbi-Decodierungsabschnitt 901 auf der Empfängerseite, denselben Prozeß durchzuführen wie auf einer Senderseite, um somit das Ergebnis mit einem Signal zu vergleichen, das derzeit von der Senderseite gesendet wird, um einen Fehler zu erfassen.
In Fig. 9 wird ein empfangenes Signal über eine Übertragungsleitung oder dergleichen gesendet. Auf dieses empfangene Signal wurde bereits der Codierungsprozeß angewendet. Es gibt viele Arten von Codierungsprozessen, die allgemein bekannt sind. Hier wird eine Erläuterung unter der Annahme gegeben, daß die Faltungscodierung angewendet wird.
Das vorher empfangene Signal wird verzweigt, so daß es in den Viterbi-Decodierungsabschnitt 901 und in einen Verzögerungsabschnitt 902 eingegeben wird. Der Viterbi-Decodierungsabschnitt 901 führt die allgemein bekannte Viterbi-Decodierung für das empfangene Signal durch. Die Viterbi-Decodierung ist ein Prozeß zur Wiederherstellung eines Signals vor der Codierung aus dem empfangenen Signal, auf das die Faltungscodierung angewendet worden ist. Die Viterbi-Decodierung wird später genauer beschrieben.
Das Signal, das in einem Zustand vor der Codierung im Viterbi-Decodierungsabschnitt 901 hergestellt wird (im folgenden als das decodierte Signal bezeichnet), wird unverändert ausgegeben und ferner zu einem Faltungscodierungsabschnitt 903 gesendet. Hier wird derselbe Prozeß wie der vorangehende Prozeß für die Erzeugung des empfangenen Signals durchgeführt. Dementsprechend wird ein Ausgang des Faltungscodierungsabschnitts 903 (im folgenden als das neucodierte Signal bezeichnet) als dasselbe betrachtet wie das empfangene Signal.
Andererseits gibt der Verzögerungsabschnitt 902 das empfangene Signal mit einer Verzögerung mit konstanter Zeitspanne aus. Durch diese Verzögerung werden die Ausgabezeitpunkte des neucodierten Signals und des empfangenen Signals angeglichen. Dementsprechend sollte die Verzögerungszeit im Verzögerungsabschnitt 902 im wesentlichen gleich der Summe aus der Prozeßzeit des Viterbi-Decodierungsabschnitts 901 und des später beschriebenen Faltungscodierungsabschnitts 903 sein. Der Verzögerungsabschnitt 902 verändert das Signal nicht, bis auf eine Verzögerung in der Zeit, wie oben beschrieben ist.
Das neucodierte Signal und das verzögerte empfangene Signal werden in einen Komparatorabschnitt 904 eingegeben. Wie oben beschrieben ist, sind die Eingabezeitpunkte beider Signale durch die Wirkung des Verzögerungsabschnitts 902 angeglichen. Der Komparatorabschnitt 904 vergleicht diese Eingangssignale. Obwohl beide Signale übereinstimmen sollten, stimmen beide Signale an einem Punkt des Auftretens eines Fehlers nicht überein, wenn ein Übertragungsfehler im empfangenen Signal erzeugt wird. In Abhängigkeit von diesem nicht übereinstimmenden Abschnitt gibt der Komparatorabschnitt einen Fehlerzählerausgang aus.
Eine mit einem Speicher versehene Schaltung, anstelle des Verzögerungsabschnitts 902, zum Speichern des empfangenen Signals ist ebenfalls bekannt. In dieser Schaltungsstruktur wird das im Speicher gespeicherte empfangene Signal so ausgelesen, daß es mit einem Zeitpunkt einer Ausgabe des neucodierten Signals übereinstimmt. Anschließend vergleicht der Komparatorabschnitt das empfangene Signal und das neucodierte Signal in ähnlicher Weise, um einen Fehler zu finden.
Die technischen Probleme, die mit der in der vorangehenden Literatur offenbarten Technik einhergehen, sind folgende:
Erstens, die Größe der Hardware nimmt zu. Auf der Empfängerseite sollten eine Neucodierungsschaltung zum Durchführen des Neucodierungsprozesses und eine Komparatorschaltung zum Vergleichen des neucodierten Signals und des empfangenen Signals vorgesehen sein. Aufgrund der Zeitspanne, die für die Decodierung und die Neucodierung erforderlich ist, wird ferner der Verzögerungsabschnitt 902 oder der obenbeschriebene Speicher erforderlich. Somit kann nicht verhindert werden, daß die Schaltungsgröße zunimmt.
Zweitens, die Anzahl der Ausführungsschritte ist groß. In der vorangehenden Technik sollten der Codierungsprozeß ähnlich demjenigen auf der Senderseite und der Decodierungsprozeß auf der Empfängerseite ausgeführt werden. Somit sind auf der Empfängerseite der Neucodierungsprozeß, der Vergleichsprozeß und dergleichen erforderlich.
Drittens, wenn die Fehlerkorrektur unvollständig ist, beeinflußt dies die Zählung. In der vorangehenden Technik wird sichergestellt, daß das mit der Viterbi-Decodierung verwendete Signal auf der Empfängerseite ein korrektes Signal ist. Es ist jedoch keine Einrichtung vorhanden, die feststellt, ob das viterbi-decodierte Signal selbst einen Fehler enthält.
Wenn somit in einer Stufe der Viterbi-Decodierung der Fehler nicht vollständig korrigiert ist, so daß der Fehler im decodierten Signal verbleibt, kann auch in der nachfolgenden Neucodierungsstufe nicht das korrekte Ergebnis erhalten werden, so daß die Fehlerzählung auch in der Vergleichsstufe nicht genau durchgeführt werden kann.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren geschaffen zum Erfassen von Fehlern in einem faltungscodierten Signal unter Verwendung der Viterbi-Decodierung, wobei das Verfahren enthält: Erstellen eines einem decodierten Signal entsprechenden Überlebenspfades unter Verwendung einer Decodierungsprozedur, Ableiten einer Pfadmetrik für den Überlebenspfad, Bestimmen der Anzahl von Fehlern in dem decodierten Signal in Abhängigkeit vom Wert der Pfadmetrik, wobei die Bestimmung der Anzahl von Fehlern in dem decodierten Signal umfaßt: Bestimmen, ob der Wert der Pfadmetrik einen vorgegebenen Wert übersteigt, und Setzen der Anzahl von Fehlern gleich dem Wert der Pfadmetrik, falls der Wert der Pfadmetrik gleich oder kleiner als der vorgegebene Wert ist, oder Setzen der Anzahl von Fehlern gleich dem gegebenen Wert, falls der Wert der Pfadmetrik den vorgegebenen Wert übersteigt, und wobei das Verfahren ferner enthält: Ausgeben der Anzahl von Fehlern zusammen mit dem decodierten Signal und eines Fehlerkorrekturmerkers, der anzeigt, ob die Pfadmetrik die Anzahl von Fehlern darstellt.
Die Ableitung des Werts der Pfadmetrik kann die Ermittlung der Hamming-Distanz umfassen.
Das Einstellen der Anzahl der Fehler auf einen gegebenen Wert kann das Zuschreiben einer mittleren Fehleranzahl umfassen.
Das Einrichten eines Überlebenspfades kann das Auswählen des Pfades mit dem Minimumwert der Pfadmetrik umfassen, wenn der Pfad nicht konvergiert hat.
Ein Verfahren zur Unterscheidung zwischen einem ersten und einem zweiten Typ von Codierungsprozedur, die zum Codieren eines Signals verwendet wird, kann das Erfassen von Fehlern im codierten Signal unter Verwendung einer ersten Decodierungsprozedur und das Ermitteln einer ersten Anzahl von Fehlern und das Ermitteln von Fehlern unter Verwendung einer zweiten Decodierungsprozedur und der Ermittlung einer zweiten Anzahl von Fehlern, das Vergleichen der ersten und der zweiten Anzahl von Fehlern und das Auswählen entweder der ersten oder der zweiten Decodierungsprozedur in Abhängigkeit vom Vergleich umfassen.
Das Auswählen entweder der ersten oder der zweiten Decodierungsprozedur kann das Annehmen der ersten Decodierungsprozedur umfassen, wenn die erste Anzahl von Fehlern kleiner ist als ein erster fester Wert.
Die Auswahl entweder der ersten oder der zweiten Decodierungsprozedur kann das Annehmen der ersten Decodierungsprozedur umfassen, wenn die erste Anzahl von Fehlern kleiner ist als die zweite Anzahl von Fehlern.
Das Auswählen entweder der ersten oder der zweiten Decodierungsprozedur kann das Annehmen der zweiten Decodierungsprozedur umfassen, wenn die zweite Anzahl von Fehlern kleiner ist als ein zweiter fester Wert.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ferner eine Vorrichtung geschaffen zum Erfassen von Fehlern in einem durch Faltung codierten Signal, mit: einer Decodierungseinrichtung zum Erstellen eines Überlebenspfades, zum Ableiten einer Pfadmetrik für den Überlebenspfad und zum Decodieren des durch Faltung codierten Signals, einer Pfadspeichereinrichtung zum Speichern von Pfadinformationen und einer Metrikspeichereinrichtung zum Speichern von Werten der Pfadmetrik, wobei die Vorrichtung gekennzeichnet ist durch eine Einrichtung zum Bestimmen der Anzahl von Fehlern in dem decodierten Signal in Abhängigkeit vom Wert der Pfadmetrik, wobei die Einrichtung zum Bestimmen der Anzahl von Fehlern feststellt, ob der Wert der Pfad metrik einen vorgegebenen Wert übersteigt, und die Anzahl von Fehlern gleich dem Wert der Pfadmetrik setzt, wenn der Wert der Pfadmetrik gleich oder kleiner als der vorgegebene Wert ist, oder die Anzahl von Fehlern gleich einem vorgegebenen Wert setzt, falls der Wert der Pfadmetrik den vorgegebenen Wert übersteigt, und eine Fehleroperationseinrichtung zum Ausgeben der Anzahl von Fehlern zusammen mit dem decodierten Signal und eines Fehlerkorrekturmerkers, der anzeigt, ob die Pfadmetrik die Anzahl von Fehlern darstellt.
Der Wert der Pfadmetrik kann aus der Hamming-Distanz abgeleitet werden. Der gegebene Wert kann eine mittlere Fehleranzahl sein.
Die Decodierungseinrichtung kann eine Einrichtung enthalten, die den Pfad mit dem minimalen Wert der Pfadmetrik wählt, wenn der Pfad nicht konvergiert. Die Vorrichtung zum Identifizieren und Decodieren eines codierten Signals kann umfassen: eine erste Vorrichtung zum Erfassen von Fehlern in dem codierten Signal, wobei eine erste der Decodierungseinrichtungen so konfiguriert ist, daß sie gemäß einer ersten Decodierungsprozedur decodiert, und eine erste der Fehleroperationseinrichtungen eine erste Anzahl von Fehlern zusammen mit einem ersten der decodierten Signale ausgibt, eine zweite Vorrichtung zum Erfassen von Fehlern in dem codierten Signal, wobei eine zweite der Decodierungseinrichtungen so konfiguriert ist, daß sie gemäß einer zweiten Decodierungsprozedur decodiert und eine zweite der Fehleroperationseinrichtungen eine zweite Anzahl von Fehlern zusammen mit einem zweiten der decodierten Signale ausgibt, eine Einrichtung zum Vergleichen der ersten und der zweiten Anzahl von Fehlern und eine Einrichtung zum Wählen entweder des ersten oder des zweiten decodierten Signals in Abhängigkeit vom Vergleich.
Die Einrichtung zum Wählen entweder des ersten oder des zweiten decodierten Signals kann so konfiguriert sein, daß sie das erste decodierte Signal wählt, falls die erste Anzahl von Fehlern kleiner als ein erster fester Wert ist.
Die Einrichtung zum Wählen entweder des ersten oder des zweiten decodierten Signals kann so konfiguriert sein, daß sie das erste decodierte Signal wählt, falls die erste Anzahl von Fehlern kleiner ist als die zweite Anzahl von Fehlern.
Die Einrichtung zum Wählen entweder des ersten oder des zweiten decodierten Signals kann so konfiguriert sein, daß sie das zweite decodierte Signal wählt, falls die zweite Anzahl von Fehlern kleiner ist als ein zweiter fester Wert.
Dies hat den Vorteil, daß der Decodierer im Vergleich zum Decodierer des Standes der Technik erheblich vereinfacht ist, da der Neucodierungsabschnitt, der Komparatorabschnitt und der Verzögerungsabschnitt weggelassen sind. Ferner ergibt sich eine Reduktion der Anzahl der Verarbeitungsschritte. Ferner ergibt sich eine Verbesserung in der Genauigkeit der Fehlerzählung.
Schließlich kann ferner erwähnt werden, daß auf der Grundlage des empfangenen Signals selbst gleichzeitig mit der Durchführung des Decodierungsprozesses festgestellt werden kann, ob das empfangene Signal das Tonsignal oder das FACCH-Signal ist.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im folgenden beispielhaft mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in welchen:
Fig. 1 ein Flußdiagramm ist, das eine Übersicht über eine Prozedur einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 2 ein Blockschaltbild ist, das eine Struktur eines Decodierungsabschnitts zeigt;
Fig. 3 ein Blockschaltbild ist, das eine Struktur eines Codierers mit einer erzwungenen Länge von 3 zeigt;
Fig. 4 ein beispielhaftes Schaubild ist, das eine Trellis-Figur zeigt;
Fig. 5 ein beispielhaftes Schaubild ist, das eine teilweise vergrößerte Trellis-Figur zeigt;
Fig. 6 ein erläuterndes Schaubild ist, das die Berechnung einer Pfadmetrik zeigt;
Fig. 7 ein Flußdiagramm ist, das eine Prozedur der Viterbi-Decodierung zeigt;
Fig. 8 ein Flußdiagramm ist, das eine Operationsprozedur einer Pfadmetrik zeigt;
Fig. 9 ein Blockschaltbild ist, das eine Struktur einer herkömmlichen Fehlerzählvorrichtung zeigt;
Fig. 10 ein Flußdiagramm ist, das eine Prozedur der Signalidentifikation zeigt; und
Fig. 11 ein Blockschaltbild ist, das eine Struktur einer Signalidentifikationsvorrichtung zeigt.
Zuerst wird das Prinzip der Viterbi-Decodierung erläu tert. Die Viterbi-Decodierung ist eine der Decodierungstechniken. Die Decodierung ist eine Technik der Signalumsetzung, die in Kombination mit der Codierung verwendet wird. In der vorliegenden Beschreibung stellt die Codierung ein Verfahren des Umsetzens eines digitalen Codes oder dergleichen, der gesendet werden soll, auf der Grundlage einer spezifischen Regel in einem Endgerät auf einer Senderseite im System der Übertragung des digitalen Codes oder dergleichen dar. Andererseits stellt die Decodierung ein Verfahren dar, das auf der Grundlage des vom Endgerät auf der Senderseite gesendeten codierten Signals den digitalen Code vor der Codierung ableitet.
Die Viterbi-Decodierung wird in Verbindung mit der Faltungscodierung verwendet. Der Zweck der Durchführung der Codierung und der Decodierung vor und nach der Übertragung besteht darin, einen Codierungsgewinn zu erreichen. Der Codierungsgewinn ist definiert durch eine Differenz zwischen dem theoretischen CN-Verhältnis, bei dem die Codierung zum Erreichen einer konstanten Fehlerrate nicht durchgeführt wird, und einem CN-Verhältnis nach der fehlerkorrigierenden Decodierung. Das CN-Verhältnis stellt ein Verhältnis zwischen einer Trägerleistung eines aktiven Signals und einer Rauschleistung dar. Durch Erhalten eines solchen Codierungsgewinns kann ein Einfluß eines Übertragungsfehlers, der die Übertragung des Signals begleitet, unterdrückt werden. Genauer kann durch Verwendung der Faltungscodierung und der Viterbi-Decodierung die Fehlerkorrektur gleichzeitig durchgeführt werden.
Als Hintergrund der Viterbi-Decodierung wird zuerst der Prozeß der Faltungscodierung erläutert. Der gefaltete Code wird erzeugt durch eine Modulo-2-Summierung eines Eingangsbits und einer konstanten Zahl von vorangehenden Bits. Wie in Fig. 3 gezeigt, wird somit ein Codierer gebildet von einem Schieberegister und einer Exklusiv- ODER-Schaltung.
Fig. 3 zeigt eine Struktur des Codierers mit einer Codierungsrate von 1/2 und einer erzwungenen Länge von 3. Die Codierungsrate stellt ein Verhältnis zwischen der Anzahl der Eingangsbits und der Anzahl der Ausgangsbits dar, während die erzwungene Länge die Anzahl der Informationsbits darstellt, die einen Ausgang des Codierers beeinflussen. In Fig. 3 bezeichnet 31 ein 3-Stufen-Schieberegister mit (j), (a) und (b). Es ist möglich, jeweils 1 Bit in das Schieberegister 31 einzugeben.
Die Eingangsdaten Von einem Bit verschieben die Daten in einem Register (a) zu einem Register (b) und die Daten in einem Register (j) zum Register (a), woraufhin sie im Register (j) gespeichert werden.
EXOR-1 und EXOR-2 bezeichnen Exklusiv-ODER-Schaltungen. In den Exklusiv-ODER-Schaltungen EXOR-1 oder EXOR-2 wird jeweils eine Modulo-2-Summierung durchgeführt. Die Ausgänge X1 und X2 der Exklusiv-ODER-Schaltungen EXOR-1 und EXOR-2 werden unverändert zu einem Ausgang des Codierers. Dieser Ausgang wird als codierter Ausgang bezeichnet. Der codierte Ausgang wird jedesmal dann entnommen, wenn 1 Bit in das Schieberegister 31 eingegeben wird. Dementsprechend wird für jeweils 1 Bit der Eingangsdaten eine Ausgabe von 2 Bits insgesamt erhalten, d. h. jeweils 1 Bit von X1 und X2.
Als eine Technik zum konzeptionellen Ausdrücken des Prozesses eines solchen Codierers gibt es eine sogenannte Trellis-Figur. Fig. 4 zeigt diese Trellis-Figur, die auf der Grundlage der Struktur des vorangehenden Codierers der Fig. 3 erzeugt worden ist.
In Fig. 4 stellen die aufgereihten Kreise mögliche Zustände des Schieberegisters 31 dar, die eingenommen werden können, mit Ausnahme für 1 Bit der neuesten Eingabe des Codierers, d. h. die möglichen Zustände der Register (a) und (b), die eingenommen werden sollen. Im allgemeinen können in dem Fall, daß 1 Bit der neuesten Eingabe nicht enthalten ist, da das Schieberegister des Codierers (k - 1) Stufen besitzt, 2(k-1) Stufen eingenommen werden. In Fig. 3 gibt es vier Stufen "0,0", "0,1", "1,0" und "1,1".
Im allgemeinen wird der Kreis, der den Zustand des Schieberegisters darstellt, als Knoten bezeichnet. In Fig. 4 sind die Knoten in vier Reihen angeordnet. Diese vier Reihen stellen den 4-Zustand des Schieberegisters dar. Der Anfangszustand des Registers wird dargestellt durch einen von vier Knoten in der linken Spalte in der Anfangsbedingung. Von dieser Bedingung verschiebt sich der Zustand zu einem der Knoten, der zu einer rechts benachbarten Spalte gehört, jedesmal, wenn ein Bit in den Codierer eingegeben wird. Wenn ein weiteres Bit in den Decodierer im Zustand am rechten Ende eingegeben wird, obwohl in der Figur nicht gezeigt, findet ein Übergang ähnlich nach weiter rechts in der Figur statt.
Ein Übergang zu einem Zustand findet jedoch nicht völlig willkürlich statt. In Fig. 4 treten die Übergänge nur entlang der mit den Knoten verbunden Pfeile auf. In Fig. 4 stellt jeder Pfeil, der mit einer durchgezogenen Linie gezeigt ist, einen Übergang dar, wenn "0" in den Codierer eingegeben wird, während jeder Pfeil, der mit einer gestrichelten Linie gezeigt ist, einen Übergang darstellt, wenn "1" in den Codierer eingegeben wird. Der Pfeil, der die Knoten verbindet, wird als Zweig bezeichnet. Jedem Zweig ist ein bestimmter Wert von zwei Figuren zugewiesen, unabhängig davon, ob er mit der durchgezoge nen Linie oder mit der gestrichelten Linie gezeigt ist. Dieser zweistellige Wert stellt einen Ausgangswert (X1, X2) dar, der abgeleitet wird durch Ausführen der Exklusiv-ODER-Operationen EXOR-1 oder EXOR-2 mit den Daten, die im Schieberegister 31 des Codierers gespeichert sind. Wenn z. B. (a) und (b) des Schieberegisters 31 sich im Zustand "0,1" befinden, wird dann, wenn die Eingangsdaten gleich "1" sind, ein Ausgang X1, der die exklusiv logische Summe der drei Bits 1, 0, 1 ist, gleich 0. Andererseits wird ein Ausgang X2, der die logische Summe der zwei Bits 1, 1 ist, gleich 0. Somit wird jedem Zweig, der den Zustand "0,0" mit dem nächsten Zustand "1,0" verbindet, (00) zugewiesen.
Auf diese Weise wird der Prozeß der Codierung ausgedrückt durch Verfolgen der Zweige, die die Übergänge in der Trellis-Figur darstellen. Genauer kann durch die Kontinuität der Zweige ein Verlauf der Übergänge kontinuierlich dargestellt werden. Dieser kontinuierliche Verlauf der Übergänge wird als ein Pfad bezeichnet.
Der so codierte Ausgang wird von dem Endgerät auf der Senderseite zu einem Endgerät auf der Empfängerseite über eine Kommunikationsleitung oder dergleichen übertragen. Auf der Seite, die das so gesendete codierte Ausgangssignal empfängt, wird ein als Decodierung bezeichneter Prozeß ausgeführt, um dasselbe Signal wie das Eingangssignal abzuleiten, das pro einem Bit in den Codierer eingegeben wurde. Der typische Decodierungsprozeß ist ein Prozeß, der als die vorangehende Viterbi-Decodierung bezeichnet wird. Im folgenden werden das Konzept und die Prozedur der Viterbi-Decodierung genauer erläutert.
Unter den Decodierungsprozessen ist die Viterbi-Decodierung eine Prozedur, die insbesondere als die Maximalwahr scheinlichkeits-Decodierung bezeichnet wird. In dieser Prozedur werden auf der Grundlage des codierten Signals mehrere Kandidaten des Eingangssignals vorgeschlagen, wobei der Kandidat, der als das korrekte Eingangssignal mit der höchsten Wahrscheinlichkeit bezeichnet wird, als das ursprüngliche Eingangssignal von den Kandidaten angenommen wird. Diese Prozedur ist dadurch gekennzeichnet, daß die Decodierung auf der Grundlage nur des codierten Signals durchgeführt wird, d. h. ohne Verwendung anderer Signale.
Fig. 2 zeigt eine Übersicht eines Decodierers, der zum Ausführen der vorliegenden Erfindung verwendet wird. In Fig. 2 wird der Decodierer von einem ACS-Operationsabschnitt 201, einem Metrikspeicher 202, einem Pfadspeicher 203, einem Fehleroperationsabschnitt 204 und einem Steuerabschnitt 205 zum Steuern derselben gebildet. Von diesen bilden alle mit Ausnahme des Fehleroperationsabschnitts einen Viterbi-Decodierungsabschnitt. Der Viterbi-Decodierungsabschnitt führt den gesamten Viterbi- Decodierungsprozeß aus.
Die Fig. 1 zeigt ferner eine Prozedur zur Ausführung der vorliegenden Erfindung. Zuerst empfängt der Decodierer im Schritt 101 ein codiertes Signal. Dieses codierte Signal wird in einem Speicher gespeichert, der im ACS-Operationsabschnitt 201 vorgesehen ist. Anschließend wird das gespeicherte codierte Signal entnommen und der Viterbi- Decodierung unterworfen. Während des Viterbi-Decodierungsprozesses wird eine Pfadmetrik berechnet. Diese Pfadmetrik wird in einem nicht gezeigten Speicher im ACS- Operationsabschnitt 201 gespeichert. Anschließend wird die Pfadmetrik entnommen, wobei geprüft wird, ob die Pfadmetrik einen vorgegebenen Wert überschreitet. Sofern die Pfadmetrik nicht den vorgegebenen Wert überschreitet, wird die Pfadmetrik unverändert der Anzahl der Fehler übergeben. Wenn andererseits die Pfadmetrik den vorgegebenen Wert überschreitet, wird ein weiterer vorgegebener Wert der Anzahl der Fehler übergeben. Schließlich werden die Anzahl der Fehler, ein Fehlerkorrektursignal, das angibt, ob die Pfadmetrik die Anzahl der Fehler unverändert übergibt, und ein decodiertes Signal, das als Ergebnis der Viterbi-Decodierung abgeleitet worden ist, vom Decodierer ausgegeben.
Im folgenden wird die vorausgehende Serie von Prozessen genauer beschrieben.
Zuerst empfängt der ACS-Operationsabschnitt 201 ein codiertes Signal, das von zwei Arten von Ausgängen a1' und a2' des in Fig. 3 gezeigten Decodierers gebildet wird. Auf der Grundlage des empfangenen codierten Signals schätzt der ACS-Operationsabschnitt 201 den vorangehenden Pfad und führt den Prozeß zum Wiederherstellen des in den Codierer eingegebenen Signals auf der Grundlage dieses Pfades durch. Eine Prozedur dieses Prozesses wird im folgenden beschrieben. Im folgenden wird das empfangene codierte Signal einfach als das empfangene Signal bezeichnet.
Der Zustand des Schieberegisters des Codierers, der diesem empfangenen Signal entspricht, entspricht einem der vier Zustände in der vorangehenden Trellis-Figur, die in Fig. 4 gezeigt ist. Bis dieser Zustand erreicht ist, sollen die Zustandsübergänge durchgeführt worden sein, die einige der in Fig. 4 gezeigten Zweige von einem der Anfangszustände am linken Ende in der Trellis-Figur verfolgen.
Andererseits entsprechen die Zweigmetriken jeweils den Zweigen. Die Metrik kann abgeleitet werden unter Verwendung einer Hamming-Distanz zwischen Codewörtern. Insbe sondere durch Vergleichen des empfangenen Signals und einer Metrik jedes Zweiges hinsichtlich der Hamming- Distanz kann eine Metrik pro Zweig abgeleitet werden.
Dementsprechend wird im ACS-Operationsabschnitt 201 eine Pfadmetrik pro Knoten abgeleitet durch Summieren der Metriken aller Zweige, die zu einem Pfad gehören, der den entsprechenden Knoten erreicht.
Die Berechnung der Pfadmetrik wird im folgenden genauer beschrieben. Fig. 5 zeigt einen Teil der Trellis-Figur der Fig. 4 in einem vergrößerten Maßstab. In Fig. 5 sind zwei Zweige für den Übergang zu einem speziellen Zustand m gezeigt. Diesen zwei Zweigen sind jeweils die Bitketten (a0(m), a1(m)) und (b0(m), b1(m)) zugewiesen. Jede der zugewiesenen Bitketten stellt einen codierten Ausgang dar, der vom Codierer ausgegeben worden ist, wenn der Zustand des Codierers über den entsprechenden in Fig. 5 gezeigten Zweig wechselt. Genauer, wenn der Zustand des Codierers von einem Zustand k0 in den Zustand m gewechselt hat, sollten ein codierter Ausgang (a0(m), a1(m)) in Reaktion auf einen solchen Übergang ausgegeben worden sein. In ähnlicher Weise sollte dann, wenn der Zustand des Codierers von einem Zustand k1 in den Zustand m übergegangen ist, ein codierter Ausgang (b0(m), b1(m)) in Reaktion auf einen solchen Übergang ausgegeben worden sein.
Andererseits ist die Bitkette, die derzeit vom Viterbi- Decodierungsabschnitt 901 empfangen wird, auf (r0(t), r1(t)) zu setzen. Es ist möglich, daß sich diese Bitkette vom wirklichen codierten Ausgang unterscheidet aufgrund des Einschlusses eines Übertragungsfehlers. Der Übertragungsfehler stellt einen Signalfehler dar, der in einer Periode von der Ausgabe des Codierers bis zur Eingabe in den Viterbi-Decodierungsabschnitt 901 erzeugt wird.
Zuerst wird für einen Zustandsübergang, der einem beliebigen Zweig zugeordnet ist, eine Hamming-Distanz relativ zum aktuell empfangenen Signal abgeleitet.
Die Berechnung der Hamming-Distanz wird für jeden Zweig gemäß der folgenden Gleichung durchgeführt:
Im Fall des Übergangs vom Zustand k0 in den Zustand m,
X = EXOR{a0(m), r0(t)} + EXOR{a1(m), r1(t)}
Im Fall des Übergangs vom Zustand k1 in den Zustand m,
Y = EXOR{b0(m), r0(t)} + EXOR{b1(m), r1(t)}
Hierbei stellt EXOR{a0(m), r0(t)} dar, daß die exklusive logische Summe von a0(m) und r0(t) abgeleitet wird. Dies ist in den anderen Ausdrücken in den vorangehenden Gleichungen ähnlich. Auf diese Weise können durch Ableiten der exklusiven logischen Summe des empfangenen Signals und der Zweige pro n Bits des empfangenen Signals die Hamming-Distanzen zwischen dem empfangenen Signal und den Zweigen berechnet werden. Anschließend werden die Hamming-Distanzen für den gesamten Pfad akkumuliert, der aus einer Serie der Zustandsübergänge besteht. Diese Summe der Hamming-Distanzen stellt eine Pfadmetrik des gesamten Pfades dar. Diese Operation wird durch die folgende Gleichung ausgedrückt:
PMTotal = Σ[X oder Y]
Da andererseits die Anzahl der Eingangsdaten pro n Bits ansteigt (n stellt eine inverse Anzahl einer erzwungenen Länge dar), wird die Anzahl der möglichen Pfade, die genommen werden, gleich dem 2n-fachen. Aus diesem Grund wird dann, wenn die Eingangsdaten umfangreich werden, die Anzahl der Pfade so enorm groß, daß es schwierig ist, die Hamming-Distanzen bezüglich des empfangenen Signals und aller möglichen zu nehmenden Pfade zu erfassen. Dementsprechend wird jedesmal, wenn n Bits empfangen werden, von den zwei Pfaden, die jeden Knoten erreichen, ein Pfad, der eine kleinere Pfadmetrik auf den entsprechenden Knoten überträgt, als ein Überlebenspfad ausgewählt. Gemäß diesem Verfahren reicht es aus, die Pfade von 2(n1-1) zu erfassen, was gleich der Anzahl der Knoten ist. In diesem Fall ist die Pfadmetrik gegeben durch:
sw0 = min{s(k0, t-1) + x, s(k1, t-1) + y}
wobei s(k0, t-1) eine Pfadmetrik des Zustands k0 zum Zeitpunkt (t-1) darstellt und s(k1, t-1) eine Pfadmetrik des Zustands k1 zum Zeitpunkt (t-1) darstellt.
Fig. 6 zeigt ein Beispiel der Berechnung. Das derzeit empfangene Signal ist gesetzt auf Z = (00, 11, 00, 11). Andererseits entspricht Y = (00, 11, 10, 11) den gezeigten Pfaden. Zu diesem Zeitpunkt wird die Technik zum Auswählen eines Überlebenspfades angenommen. Dieses Verfahren wird im folgenden genauer beschrieben.
Zuerst existieren im Anfangszustand zu den Taktzahlen 1 und 2 in Fig. 6 nur vier Pfade. Wenn ein Anfangswert des Codierungsregisters ermittelt wird, befindet es sich im allgemeinen im Anfangszustand der Trellis-Figur bei der Taktzahl 2 bis n(k-1) Bits empfangen worden sind. In Fig. 6 sind die Pfadmetriken der Pfade, die die jeweiligen Zustände erreichen, folgende:
i) Wenn der Pfad gleich "00"→"00"→"00" ist, ist die Pfadmetrik gleich 3.
ii) Wenn der Pfad gleich "00"→"10"→"01" ist, ist die Pfadmetrik gleich 2.
iii) Wenn der Pfad gleich "00"→"00"→"10" ist, ist die Pfadmetrik gleich 1.
iv) Wenn der Pfad gleich "00"→"10"→"11" ist, ist die Pfadmetrik gleich 2.
Als nächstes werden im stationären Zustand bei jedem Knoten die Metriken der zwei Pfade, die in den entsprechenden Knoten eingegeben werden, verglichen, so daß der Pfad mit der kleineren Metrik übrigbleibt und der andere Pfad ausgeschlossen wird. Wenn hierbei die zwei Pfade denselben Metrikwert aufweisen, wird willkürlich einer von beiden ausgewählt.
Ein konkretes Beispiel der Berechnung der Pfadmetrik wird unter Verwendung der Fig. 6 beschrieben.
Zuerst wird angenommen, daß X = (0,1,0,0) in den in Fig. 3 gezeigten Codierer eingegeben wird. Zu diesem Zeitpunkt wird ein codierter Ausgang des Codierers gleich Y = (00, 11, 10, 11). Es wird angenommen, daß dann, wenn dieses Signal zum Decodierungsabschnitt übertragen wurde, Fehler beim 2. Bit und beim 5. Bit verursacht wurden, so daß ein aktuell empfangenes Signal gleich Z = (01, 11, 00, 11) wird. In diesem Fall wird die folgende Prozedur zum Berechnen der Pfadmetrik verwendet:
Beim Takt Nr. 3 gibt es zwei Pfade "0,0"→"0,0" und "0,1" → "0,0", die den Zustand "0,0" erreichen. Die Pfadmetriken dieser Pfade sind folgende:
i) 3 + EXOR(00,00) = 3
ii) 2 + EXOR(110,0) = 4
Als Ergebnis liefert i) eine kleinere Pfadmetrik. Auf der Grundlage dieses Ergebnisses wird i) als ein Überlebenspfad angenommen. Wenn alle Zustände in ähnlicher Weise verarbeitet worden sind, werden die folgenden vier Pfade ausgewählt:
"0,0"→"0,0"→"0,0"→"0,0"
"0,0"→"1,0"→"1,0"→"0,1"
"0,0"→"1,0"→"0,1"→"1,0"
"0,0"→"0,0"→"1,0"→"1,1"
In ähnlicher Weise werden beim Takt Nr. 4 die Pfade, die die jeweiligen Zustände erreichen, gleich:
"0,0"→"0,0"→"1,0"→"0,1"→"0,0"
"0,0"→"1,0"→"0,1"→"1,0"→"0,1"
"0,0"→"0,0"→"0,0"→"0,0"→"1,0"
"0,0"→"1,0"→"0,1"→"1,0"→"1,1"
Wie oben erwähnt, werden im stationären Zustand die vier Pfade immer die Überlebenspfade. Letztlich jedoch sollte ein Pfad von diesen vier Pfaden ausgewählt werden. Hierzu gibt es ein Verfahren, bei dem die Metriken der vier Pfade verglichen werden, um den Pfad auszuwählen, der die minimale Pfadmetrik liefert. In der Praxis jedoch werden Schlußbits von (k-1) Bits nach dem Eingangssignal hinzugefügt und codiert, so daß ein Pfad dementsprechend ausgewählt werden kann.
Im folgenden wird eine Prozedur der Ableitung dieser Pfadmetrik genauer beschrieben.
Fig. 7 zeigt Prozesse, die im ACS-Operationsabschnitt 201 und im Steuerabschnitt 205 ausgeführt werden. Zuerst werden in den Schritten 701 und 702 die Berechnung der Pfadmetriken und die Auswahl eines Überlebenspfades durchgeführt. Diese Prozedur ist in Fig. 8 gezeigt.
Zuerst werden im Schritt 801 die Anfangswerte gesetzt. Hierbei ist i ein Wert, der eine Bitanzahl des Eingangs darstellt, der dem codierten empfangenen Signal entspricht, wobei t ein Wert ist, der die Zustandsübergangszeitpunkte für einen Zweig darstellt, der ein Operationsobjekt ist, s2(m) ein Wert ist, der eine Pfadmetrik eines Pfades darstellt, der den Zustand m erreicht, und j ein Wert ist, der die Anzahl der Bits eines decodierten Signals darstellt. Anschließend wird im Schritt 802 s1 (m) = s2 (m) gesetzt.
Anschließend werden im Schritt 803 zwei empfangene Signale a'1(i) und a'2(i) eingegeben. Dies sind Signale, die durch Hinzufügen von Fehlern zu den vom Codierer ausgegebenen Signalen in Reaktion auf das i-te Bit des in den Codierer eingegebenen Signals erhalten werden und jeweils 1 Bit aufweisen.
Anschließend wird im Schritt 804 eine Operation der Zweigmetriken ausgeführt. Die Werte von b1(m,k0), b2(m,k0), b1(m,k1) und b2(m,k1), wie in Fig. 8 gezeigt, können abgeleitet werden durch eine Berechnung, die als Erzeugungsfunktion bezeichnet wird und die Fachleuten bekannt ist. Jeder dieser Werte nimmt 1 oder 0 an. Durch Ableiten der exklusiven logischen Summen dieser Werte und eines Paars der empfangenen Signale a'1(i) und a'2(i), die jeweils im Schritt 802 eingegeben worden sind, wird ein Paar von Zweigmetriken x und y abgeleitet, die dem i- ten Zustandsübergang zugeordnet sind. Ähnlich wie in Fig. 5 sind k0 und k1 Werte, die die entsprechenden Knoten darstellen.
Als nächstes werden im Schritt 805 die abgeleiteten Zweigmetriken zu den Pfadmetriken addiert, die den Überlebenspfaden zu den entsprechenden Knoten zugeordnet sind. Hierbei werden zwei Arten von Pfadmetriken zu einem Zweig abgeleitet, die den eingegebenen empfangenen Signalen a'1(i) und a'2(i) entsprechen. Hierbei entsprechen die abgeleiteten Pfadmetriken immer zwei Arten. Dies liegt daran, daß zwei Zweige existieren, die in einen beliebigen Knoten eingegeben werden, und daß ein Überlebenspfad bezüglich eines beliebigen Zweiges existiert.
Der Überlebenspfad, auf den hier Bezug genommen wird, ist ein spezifischer Pfad, der aus allen Pfaden ausgewählt worden ist, die die Zweige enthalten, die den (i-1)-ten und den vorangehenden Zustandsübergängen entsprechen, gemäß einer Prozedur, die im folgenden beschrieben wird.
Anschließend werden im Schritt 806 die zwei Arten der Pfadmetriken verglichen. Als Ergebnis dieses Vergleichs wird der Pfad mit der kleineren Pfadmetrik als ein Überlebenspfad angenommen. Im Schritt 807 oder 810 wird die im Schritt 806 angenommene Pfadmetrik für eine Variable s2(m) eingesetzt, die eine Pfadmetrik eines Überlebenspfades darstellt. Anschließend wird im Schritt 809 oder 812 ein Wert k0, der den Knoten darstellt, in den der Überlebenspfad übergeht, in eine Variable PM(m,t) eingesetzt, die im Pfadspeicher gespeichert ist. Die Prozesse an den Schritten 802 bis 812 werden wiederholt ausgeführt, während m = 0-2(n1-1) gilt. Anschließend wird der Wert PM(m,t), der im Pfadspeicher gespeichert ist, in eine Variable WM(m,iw) eingesetzt, die in einem Arbeitsspeicher gespeichert ist.
Wie im Schritt 704 in Fig. 7 gezeigt, wird anschließend ermittelt, ob die Verarbeitung aller Bits des empfangenen Signals abgeschlossen ist. Die Prozesse im Schritt 704 und in den nachfolgenden Schritten werden im Steuerabschnitt 205 ausgeführt. Wenn der Pfad in dieser Stufe nicht konvergiert, wird als Verfahren zum Erhalten eines decodierten Signals so korrekt wie möglich die kleinste Metrik aus dem Metrikspeicher im Schritt 705 ausgelesen, wobei das decodierte Signal im Schritt 706 auf der Grundlage eines Pfades festgelegt wird, der der kleinsten Metrik zugeordnet ist.
Nach Abschluß dieser Berechnung wird ein Wert der Variablen WM(im,it), der bereits im Arbeitsspeicher gespeichert ist, in eine Variable M(m,it) eingesetzt. Der Prozeß wird in den Bereichen von it = 0 - t - 1 bzw. m = 0-2(n1-1) - 1 ausgeführt.
Es ist jedoch möglich, daß der im empfangenen Signal enthaltene Fehler nicht vollständig im Verlauf der Viterbi-Decodierung korrigiert wird. Um einen solchen Fall zu erfassen, wird im Schritt 105 in Fig. 1 beurteilt, ob die bereits abgeleitete Pfadmetrik größer wird als der gesetzte Wert. Wenn die Pfadmetrik größer ist als der gesetzte Wert, enthält das decodierte Signal viele Fehler. In diesem Fall ist es zweifelhaft, ob der optimale Pfad als Überlebenspfad im Verlauf der vorangehenden Decodierung ausgewählt worden ist.
Auf diese Weise wird nach Abschluß der Decodierung des empfangenen Signals ein Wert der Pfadmetrik, der im Metrikspeicher gespeichert ist, ausgelesen. Zu diesem Zeitpunkt entspricht der Wert des Metrikspeichers dem vorangehenden optimalen Pfad. Durch Verfolgen dieses optimalen Pfades kann das decodierte Signal erhalten werden. Dementsprechend kann gesagt werden, daß der Wert der im Metrikspeicher gespeicherten Pfadmetrik dem deco dierten Signal entspricht. Da ferner der Wert der Pfadmetrik die Summe der Zweigmetriken ist und die Zweigmetrik durch die Hamming-Distanz zwischen dem Zweig und dem empfangenen Signal abgeleitet worden ist, unter der Annahme, daß der optimale Pfad genau das Eingangssignal vor der Codierung wiedergibt, ist klar, daß der Wert der Pfadmetrik gleich der Anzahl der Fehlerbits des empfangenen Signals ist.
Somit wird der Wert der Pfadmetrik unverändert ausgegeben, die die Anzahl der Fehler darstellt.
Wenn andererseits die Anzahl der Fehler die maximale Anzahl der Fehler überschreitet, die von der Viterbi- Decodierung korrigiert werden kann, wird ein Korrekturprozeß durchgeführt, bei dem ein Mittelwert der Anzahl Nov der Fehler bezüglich der Anzahl j der neuesten Fehler, die einen gesetzten Schwellenwert überschreiten, d. h.
Ner = (Σ Nov)/j
als die Anzahl der Fehler verwendet wird. Zu diesem Zeitpunkt wird Ner vom Steuerabschnitt anstelle des Wertes der Pfadmetrik ausgegeben, wobei der Wert der Pfadmetrik als eine Ausgabe der Anzahl der Fehler für ungültig erklärt wird. Dieser Korrekturprozeß wird genauer erläutert.
Durch Verwendung der Anzahl der Fehler, die im vorangehenden Verfahren abgeleitet worden ist, kann ferner eine Identifikation des Signals durchgeführt werden. Dieser Prozeß wird im folgenden erläutert.
Im allgemeinen unterscheiden sich die Codierungsverfahren für ein Tonsignal und ein FACCH-Signal bis zu einem gewissen Grad. Dementsprechend sollten sich auch ihre Decodierungsverfahren unvermeidbar unterscheiden. Wenn ein Decodierungsverfahren, das nicht einem Codierungsverfahren des jeweiligen Signals entspricht, bei der Decodierung des Signals verwendet wird, nimmt die Anzahl der Fehler offensichtlich zu. Dies liegt daran, daß selbst dann, wenn das empfangene Signal keine Fehler enthält, das genaue decodierte Signal nicht erhalten werden kann, da das Decodierungsverfahren ungeeignet ist. Dementsprechend werden offensichtlich Fehler erzeugt, die den Fehlern im decodierten Signal entsprechen.
Während somit die Anzahl der Fehler überwacht wird, wird die Decodierung wiederholt ausgeführt unter Verwendung unterschiedlicher Verfahren bezüglich desselben empfangenen Signals. Anschließend werden die Anzahlen der Fehler, die durch die mehrmalige Decodierung erhalten werden, verglichen. Als Ergebnis dieses Vergleichs kann beurteilt werden, ob das Decodierungsverfahren mit weniger Fehlern ein geeignetes Decodierungsverfahren für das empfangene Signal ist. Wenn dies sowohl für das Tonsignal als auch das FACCH-Signal durchgeführt wird, kann beurteilt werden, ob das empfangene Signal das Tonsignal oder das FACCH-Signal ist.
Fig. 14 ist ein Blockschaltbild, das eine Übersicht über eine Struktur einer Signalidentifikationsvorrichtung der vorliegenden Erfindung zeigt. Die in Fig. 14 gezeigte Signalidentifikationsvorrichtung umfaßt grob unterteilt drei Abschnitte. Der erste ist ein Tonsignaldecodierungsabschnitt 111, der zweite ist ein FACCH-Signal-Decodierungsabschnitt 112 und der dritte ist ein Signalidentifikationsabschnitt 113. Die nachfolgenden Prozesse werden unter paralleler Bezugnahme auf ein in Fig. 10 gezeigtes Flußdiagramm und auf ein in Fig. 11 gezeigtes Blockschaltbild beschrieben.
Das Tonsignal oder das FACCH-Signal wird in die vorangehende Signalidentifikationsvorrichtung eingegeben. Es wird angenommen, daß jedes dieser Signale codiert ist. Ferner wird angenommen, daß dann, wenn diese Signale codiert werden, die Codierungsraten, die erzwungenen Längen, die Erzeugungsfunktionen und dergleichen zwischen den Signalen unterschiedlich sind. Andererseits müssen nicht unbedingt alle diese Bedingungen unterschiedlich sein. Diese Bedingungen werden grundsätzlich ermittelt auf der Grundlage einer Norm des Tonsignals oder des FACCH-Signals, und insbesondere auf der Grundlage einer Codierungsprozedur. Ferner ist es auch hinsichtlich einer Aufgabe der vorliegenden Erfindung ausreichend, wenn die Bedingungen bis zu einem gewissen Grad unterschiedlich sind, der einen Unterschied in der Anzahl der erzeugten Fehler hervorruft, wenn dasselbe Signal eingegeben wird. Somit ist es annehmbar, daß ein Teil der Bedingungen im Tonsignaldecodierungsabschnitt um im FACCH-Signal-Decodierungsabschnitt 112 gleich ist, solange ein Unterschied in der Anzahl der Fehler bezüglich desselben Signals hervorgerufen wird.
Dieses Signal wird gleichzeitig in die ACS-Operationsabschnitte eingegeben, die im Tonsignaldecodierungsabschnitt 111 und im FACCH-Signal-Decodierungsabschnitt 112 vorgesehen sind. Hierbei wird gemäß dem vorangehenden Verfahren eine Auswahl eines Überlebenspfades durchgeführt. Gemäß dieser Auswahl wird der ausgewählte Pfad im Pfadspeicher 203 gespeichert. Im wesentlichen gleichzeitig hierzu wird ein Wert einer Pfadmetrik im Metrikspeicher 202 gespeichert. Die Decodierung des Signals wird auf der Grundlage der Aufzeichnung des Pfadspeichers durchgeführt. Andererseits wird auf der Grundlage der Aufzeichnung des Metrikspeichers 202 die Berechnung der Anzahl der Fehler unter Verwendung des vorangehenden Verfahrens durchgeführt. Genauer, jeweils der Tonsignal decodierungsabschnitt 111 und der FACCH-Signal-Decodierungsabschnitt 112 ermitteln unabhängig einen Überlebenspfad und leiten eine Hamming-Distanz zwischen dem Überlebenspfad und dem empfangenen Signal ab, um eine Pfadmetrik unter Verwendung des vorangehenden Verfahrens zu ermitteln. Die so erhaltenen zwei Arten von Pfadmetriken werden als die Anzahlen der Fehler jeweils gemeinsam mit den decodierten Signalen ausgegeben, die ebenfalls unabhängig ermittelt werden. Als Ergebnis hiervon unterscheiden sich die Anzahlen der Fehler zwischen dem Tonsignaldecodierungsabschnitt und dem FACCH-Decodierungsabschnitt bezüglich desselben Signaleingangs. Dies beruht auf der Tatsache, daß das Tonsignal und das FACCH-Signal auf der Grundlage der Prozeduren decodiert werden sollen, die sich in den Bedingungen unterscheiden, wie z. B. den Codierungsraten, den erzwungenen Längen und den Erzeugungsfunktionen. Anschließend wird der Decodierungsprozeß in Abhängigkeit von den ausgewählten Überlebenspfaden durchgeführt. Ferner wird die Anzahl der Fehler gemäß den Werten der Pfadmetriken abgeleitet. Im folgenden wird der Prozeß mit Bezug auf das in Fig. 10 gezeigte Flußdiagramm genauer beschrieben.
Zuerst werden im Schritt 1001 die Anzahlen der Fehler, Richtig/Falsch-Signale und die decodierten Signale für jeweils zwei Arten #1 und #2 eingegeben. Diese Signale werden den Decodierungsprozessen durch die unterschiedlichen Decodierungsabschnitte unterworfen. Hierbei ist die Anzahl der Fehler ein Wert, der gemäß dem Wert der Pfadmetrik abgeleitet wird, wobei das Richtig/Falsch-Signal ein Signal ist, das anzeigt, ob das Ergebnis der Fehlererfassung in Fig. 10 richtig ist, und wobei das decodierte Signal ein Signal ist, das erhalten wird durch Anwenden des Viterbi-Decodierungsprozesses auf das in den ACS-Operationsabschnitt eingegebene empfangene Signal. Zur Erleichterung des Verständnisses der Erläuterung entspricht hierbei #1 dem Tonsignaldecodierungsabschnitt und #2 dem FACCH-Signal-Decodierungsabschnitt:
Anschließend wird im Schritt 1002 geprüft, ob das Richtig/Falsch-Signal #1 positiv ist. Dies ist ein Prozeß zum Ermitteln, ob die genaue Decodierung im Tonsignaldecodierungsabschnitt durchgeführt worden ist. Für dieses Signal kann ein Fehlererfassungscode verwendet werden, der spezifiziert wird durch TIA. Wenn das Richtig/Falsch- Signal positiv ist, wird als Ergebnis festgestellt, daß die Decodierung genau durchgeführt worden ist. In diesem Fall wird angenommen, daß das eingegebene Signal wahrscheinlich das Tonsignal ist. Als nächstes wird im Schritt 1003 geprüft, ob die Anzahl der Fehler #1 einen gesetzten Schwellenwert #1a überschreitet. Wenn die Anzahl der Fehler #1 nicht größer ist als der gesetzte Schwellenwert #1a, wird angenommen, daß das eingegebene Signal als Tonsignal beurteilt werden kann. Im Schritt 1004 wird das Identifikationssignal auf #1 gesetzt, wobei das decodierte Signal #1 und die Anzahl der Fehler #1 als das decodierte Signal bzw. die Anzahl der Fehler angenommen werden.
Wenn andererseits das Richtig/Falsch-Signal #1 im Schritt 1002 gleich FALSCH ist oder wenn die Anzahl der Fehler #1 den gesetzten Schwellenwert #1a im Schritt 1003 überschreitet, führt dies dazu, daß die Decodierung des eingegebenen Signals im Tonsignaldecodierungsabschnitt nicht genau durchgeführt worden ist. Als Ursache hierfür wird angenommen, daß das eingegebene Signal das FACCH- Signal war. Wenn das eingegebene Signal das FACCH-Signal ist, sollte das eingegebene Signal im FACCH-Signal-Decodierungsabschnitt genau decodiert werden.
Wenn somit das Richtig/Falsch-Signal gleich FALSCH ist, prüft der Schritt 1005, ob die Anzahl der Fehler #1 einen gesetzten Schwellenwert #1b überschreitet. Der gesetzte Schwellenwert #1b kann im Vergleich zum gesetzten Schwellenwert #1a größer oder kleiner gesetzt sein. Als Ergebnis hiervon wird dann, wenn die Anzahl der Fehler #1 kleiner ist als der gesetzte Schwellenwert #1b, das Identifikationssignal auf #1 gesetzt, wobei das decodierte Signal #1 und die Anzahl der Fehler #1 als das decodierte Signal bzw. die Anzahl der Fehler in diesem Schritt angenommen werden, ähnlich dem Fall, bei dem das Richtig/Falsch-Signal #1 positiv ist. Wenn andererseits die Anzahl der Fehler #1 nicht kleiner ist als der gesetzte Schwellenwert #1b, prüft der Schritt 1006, ob das Richtig/Falsch-Signal #2 positiv ist. Wenn ferner die Anzahl der Fehler #1 den gesetzten Schwellenwert #1a im Schritt 1003 überschreitet, prüft der Schritt 1006 ferner, ob das Richtig/Falsch-Signal #2 positiv ist. Wenn das Richtig/Falsch-Signal #2 positiv ist, wird als Ergebnis ferner angenommen, daß das eingegebene Signal wahrscheinlich das FACCH-Signal ist. Als nächstes wird im Schritt 1010 geprüft, ob die Anzahl der Fehler #2 einen gesetzten Schwellenwert #2a überschreitet. Wenn die Anzahl der Fehler #1 nicht größer ist als der gesetzte Schwellenwert #2a, wird angenommen, daß das eingegebene Signal als das FACCH-Signal beurteilt werden kann. Im Schritt 1009 wird das Identifikationssignal auf #2 gesetzt, wobei das decodierte Signal #2 und die Anzahl der Fehler #2 als das decodierte Signal bzw. die Anzahl der Fehler angenommen werden.
Wenn andererseits das Richtig/Falsch-Signal #2 im Schritt 1006 gleich FALSCH ist, prüft Schritt 1007, ob die Anzahl der Fehler #2 nicht kleiner ist als ein gesetzter Schwellenwert #2b. Wenn die Anzahl der Fehler #2 kleiner ist als der gesetzte Schwellenwert #2b, wird als Ergebnis das Identifikationssignal auf #2 gesetzt, wobei das decodierte Signal #2 und die Anzahl der Fehler #2 als das decodierte Signal bzw. die Anzahl der Fehler im Schritt 1009 angenommen werden, ähnlich dem Fall, bei dem das Richtig/Falsch-Signal #2 positiv ist.
Wenn andererseits die Anzahl der Fehler #2 den gesetzten Schwellenwert #2a im Schritt 1010 überschreitet, oder wenn die Anzahl der Fehler #2 nicht kleiner ist als der gesetzte Schwellenwert #2b im Schritt 1007, ist es möglich, daß das Eingangssignal auch im FACCH-Signal-Decodierungsabschnitt nicht genau decodiert worden ist.
In diesem Fall werden die Anzahl der Fehler #1 und die Anzahl der Fehler #2 im Schritt 1008 in der Größe verglichen. In Abhängigkeit vom Ergebnis werden das Identifikationssignal, das decodierte Signal und die Anzahl der Fehler auf einer Seite mit der kleineren Anzahl der Fehler im Schritt 1004 oder 1009 angenommen. Anschließend werden die Prozeßergebnisse ausgegeben.
Es ist klar, daß viele Abwandlungen an der obenbeschriebenen Ausführungsform vorgenommen werden können.
Die vorliegende Erfindung ist geeignet für verschiedene Arten von Kommunikationsvorrichtungen, die Digitalsignale über Funkstrecken oder Drahtübertragungsleitungen übertragen, und insbesondere für eine Kommunikationsvorrichtung, die die Übertragung durchführt mittels Codierung eines zu sendenden Signals oder Decodierung vor und nach der Übertragung.

Claims

1. Verfahren zum Erfassen von Fehlern in einem durch Faltung codierten Signal (100) unter Verwendung der Viterbi-Decodierung, wobei das Verfahren enthält:

Erstellen eines einem decodierten Signal (103) entsprechenden Überlebenspfades unter Verwendung einer Decodierungsprozedur,

Ableiten einer Pfadmetrik für den Überlebenspfad (104),

Bestimmen der Anzahl von Fehlern in dem decodierten Signal in Abhängigkeit vom Wert der Pfadmetrik,

dadurch gekennzeichnet, daß

die Bestimmung der Anzahl von Fehlern in dem decodierten Signal umfaßt:

Bestimmen, ob der Wert der Pfadmetrik einen vorgegebenen Wert (105) übersteigt, und

Setzen der Anzahl von Fehlern gleich dem Wert der Pfadmetrik, falls der Wert der Pfadmetrik gleich oder kleiner als der vorgegebene Wert (106) ist, oder

Setzen der Anzahl von Fehlern gleich einem gegebenen Wert, falls der Wert der Pfadmetrik den vorgegebenen Wert übersteigt,

und das Verfahren ferner enthält:

Ausgeben der Anzahl von Fehlern zusammen mit dem decodierten Signal und eines Fehlerkorrekturmerkers, der angibt, ob die Pfadmetrik die Anzahl von Fehlern darstellt (107).

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Ableiten des Wertes der Pfadmetrik das Bestimmen der Hammingdistanz umfaßt.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, bei dem das Setzen der Anzahl von Fehlern auf einen gegebenen Wert die Zuschreibung einer mittleren Fehleranzahl umfaßt.

4. Verfahren nach irgendeinem vorangehenden Anspruch, wobei das Erstellen eines Überlebenspfades das Wählen des Pfades mit dem minimalen Wert der Pfadmetrik umfaßt, wenn der Pfad nicht konvergiert.

5. Verfahren zum Unterscheiden zwischen einem ersten Typ und einem zweiten Typ einer Codierungsprozedur, die zum Codieren eines Signals verwendet wird, wobei das Verfahren das Erfassen von Fehlern in dem codierten Signal nach irgendeinem vorangehenden Verfahren unter Verwendung einer ersten Decodierungsprozedur und das Bestimmen einer ersten Anzahl von Fehlern sowie das Erfassen von Fehlern nach irgendeinem vorangehenden Verfahren unter Verwendung einer zweiten Decodierungsprozedur und das Bestimmen einer zweiten Anzahl von Fehlern, das Vergleichen der ersten Fehleranzahl mit der zweiten Fehleranzahl und das Wählen entweder der ersten oder der zweiten Decodierungsprozedur in Abhängigkeit von dem Vergleich umfaßt.

6. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem das Wählen entweder der ersten oder der zweiten Decodierungsprozedur die Verwendung der ersten Decodierungsprozedur umfaßt, falls die erste Anzahl von Fehlern kleiner als ein erster fester Wert ist.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, bei dem das Wählen entweder der ersten oder der zweiten Decodierungsprozedur die Verwendung der ersten Decodierungsprozedur umfaßt, falls die erste Anzahl von Fehlern kleiner als die zweite Anzahl von Fehlern ist.

8. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem das Wählen entweder der ersten oder der zweiten Decodierungsprozedur die Verwendung der zweiten Decodierungsprozedur umfaßt, falls die zweite Anzahl von Fehlern kleiner als ein zweiter fester Wert ist.

9. Vorrichtung zum Erfassen von Fehlern in einem durch Faltung codierten Signal, mit:

einer Decodierungseinrichtung (201, 205) zum Erstellen eines Überlebenspfades (702, 704), zum Ableiten einer Pfadmetrik für den Überlebenspfad (701, 705) und zum Decodieren des durch Faltung codierten Signals (706),

einer Pfadspeichereinrichtung zum Speichern von Pfadinformationen (203) und

einer Metrikspeichereinrichtung zum Speichern von Werten der Pfadmetrik (202),

wobei die Vorrichtung gekennzeichnet ist durch

eine Einrichtung zum Bestimmen der Anzahl von Fehlern in dem decodierten Signal in Abhängigkeit vom Wert der Pfadmetrik, wobei die Einrichtung zum Bestimmen der Anzahl von Fehlern feststellt, ob der Wert der Pfadmetrik einen vorgegebenen Wert übersteigt, und die Anzahl von Fehlern gleich dem Wert der Pfadmetrik setzt, wenn der Wert der Pfadmetrik gleich oder kleiner als der vorgegebene Wert ist, oder die Anzahl von Fehlern gleich einem vorgegebenen Wert setzt, falls der Wert der Pfadmetrik den vorgegebenen Wert übersteigt, und

eine Fehleroperationseinrichtung zum Ausgeben der Anzahl von Fehlern zusammen mit dem decodierten Signal und einem Fehlerkorrekturmerker, der angibt, ob die Pfadmetrik die Anzahl von Fehlern (204) darstellt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei der Wert der Pfadmetrik aus der Hammingdistanz abgeleitet wird.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 oder 10, wobei der vorgegebene Wert eine mittlere Fehleranzahl ist.

12. Vorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 9 bis 11, wobei die Decodierungseinrichtung eine Einrichtung enthält, die den Pfad mit dem minimalen Wert der Pfadmetrik wählt, wenn der Pfad nicht konvergiert.

13. Vorrichtung zum Identifizieren und Decodieren eines codierten Signals, wobei die Vorrichtung enthält:

eine erste Vorrichtung zum Erfassen von Fehlern in dem codierten Signal nach irgendeinem der Ansprüche 9 bis 12, wobei eine erste der Decodierungseinrichtungen so konfiguriert ist, daß sie gemäß einer ersten Decodierungsprozedur decodiert, und eine erste der Fehleroperationseinrichtungen eine erste Anzahl von Fehlern zusammen mit einem ersten der decodierten Signale ausgibt,

eine zweite Vorrichtung zum Erfassen von Fehlern in dem codierten Signal nach irgendeinem der Ansprüche 9 bis 12, wobei eine zweite der Decodierungseinrichtungen so konfiguriert ist, daß sie gemäß einer zweiten Decodierungsprozedur decodiert und eine zweite der Fehleroperationseinrichtungen eine zweite Anzahl von Fehlern zusammen mit einem zweiten der decodierten Signale ausgibt,

eine Einrichtung zum Vergleichen der ersten und der zweiten Anzahl von Fehlern und

eine Einrichtung zum Wählen entweder des ersten oder des zweiten decodierten Signals in Abhängigkeit vom Vergleich.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei die Einrichtung zum Wählen entweder des ersten oder des zweiten decodierten Signals so konfiguriert ist, daß sie das erste decodierte Signal wählt, falls die erste Anzahl von Fehlern kleiner als ein erster fester Wert ist.

15. Vorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 13 oder 14, wobei die Einrichtung zum Wählen entweder des ersten oder des zweiten decodierten Signals so konfiguriert ist, daß sie das erste decodierte Signal wählt, falls die erste Anzahl von Fehlern kleiner als die zweite Anzahl von Fehlern ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei die Einrichtung zum Wählen entweder des ersten oder des zweiten decodierten Signals so konfiguriert ist, daß sie das zweite decodierte Signal wählt, falls die zweite Anzahl von Fehlern kleiner als ein zweiter fester Wert ist.