ES2240955T3

ES2240955T3 - Dispositivo y metodo de codificacion de canales y dispositivo de transmision para un sistema de comunicaciones cdma.

Info

Publication number: ES2240955T3
Application number: ES04009118T
Authority: ES
Inventors: Chang Soo Park; Jun Jin Kong; Hee Won c/o SAMSUNG ELECTRONICS CO. LTD. KANG; Jae Yoel Kim; Jong Seon c/o SAMSUNG ELECTRONICS CO. LTD. NO; Kyeong Cheo C/O Samsung Electronics Co. Ltd Yang
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 1998-05-30
Filing date: 1999-05-31
Publication date: 2005-10-16
Anticipated expiration: 2019-05-31
Also published as: AU4169899A; DE69916830T2; AU756159B2; DE69925173D1; KR19990087851A; CA2333258A1; ID27372A; JP2002517944A; EP1084540B1; RU2197786C2; JP3730972B2; MY128666A; WO1999063692A1; EP1084540A1; CN1303549A; JP2004007646A; US6400703B1; DE69916830D1; EP1437872A1; CN101222293A

Abstract

Un dispositivo de codificación de canales que comprende: una pluralidad de retardos para retardar un bit de datos de entrada para generar el primero al octavo bits de los datos retardados; un primer operador para realizar la operación lógica OR exclusiva del bit de los datos de entrada y el tercero, quinto, sexto, séptimo y octavo bit de los datos retardados para generar un primer símbolo; un segundo operador para realizar la operación lógica OR exclusiva del bit de los datos de entrada y el primero, segundo, tercero, quinto, sexto y octavo bits de los datos retardados para generar un segundo símbolo; un tercer operador para realizar la operación lógica OR exclusiva del bit de los datos de entrada el segundo, tercero, quinto y octavo bits de los datos retardados para generar un tercer símbolo; un cuarto operador para realizar la operación lógica OR exclusiva del bit de los datos de entrada y el primero, cuarto, quinto, sexto, séptimo y octavo bits de los datos retardados para generar un cuarto símbolo; un quinto operador para realizar la operación lógica OR exclusiva del bit de los datos de entrada y el primero, cuarto, sexto y octavo bits de los datos retardados para generar un quinto símbolo; y un sexto operador para realizar la operación lógica OR exclusiva del bit de los datos de entrada y el primero, segundo, cuarto, sexto, séptimo y octavo bits de datos retardados para generar un sexto símbolo.

Description

Dispositivo y método de codificación de canales y dispositivo de transmisión para un sistema de comunicaciones CDMA.

1. Campo de la invención

La presente invención está relacionada generalmente con un dispositivo y método de transmisión de datos para un sistema de comunicaciones CDMA multiportadora (acceso múltiple por división de código), y en particular para generar y distribuir símbolos capaces de impedir la degradación del rendimiento de un canal durante la transmisión de los datos.

2. Descripción del arte relacionado

En la actualidad los sistemas de comunicaciones de acceso múltiple por división de código (CDMA) se encuentran implementados basándose en el estándar IS-95. No obstante, con el desarrollo de la tecnología de las comunicaciones, los abonados a los servicios de comunicaciones se han incrementado notablemente. En consecuencia, se han propuesto muchos métodos para afrontar las continuas demandas del abonado de un servicio de alta calidad. Una solución a tales métodos incluye un método para mejorar la estructura de los enlaces sin canal de retorno.

Para una estructura de un enlace sin canal de retorno mejorado, existe un canal fundamental de enlace sin canal de retorno diseñado para un sistema CDMA multiportadora de tercera generación propuesto en la conferencia TIA/EIA TR45.5. En la figura 1 se muestra una estructura de enlace sin canal de retorno para un sistema de comunicaciones CDMA multiportadora.

Con referencia a la figura 1, el codificador del canal 10 codifica los datos de entrada, y un igualador 20 repite y perfora la salida de los símbolos del codificador del canal 10. En este caso, los datos introducidos en el codificador del canal 10 tienen una velocidad de bits variable. El igualador 20 repite y perfora los bits de los datos codificados (es decir, los símbolos) que tiene su salida del codificador del canal 10, con el fin de igualar las velocidades de los símbolos para los datos que tengan una velocidad de bits variable. El entrelazador del canal 30 entrelaza una salida del igualador de velocidades 20. El entrelazador de bloques se utiliza típicamente para la entrelazador 30.

El generador de códigos largos 91 genera un código largo, el cual es idéntico al utilizado por el abonado. El código largo es un código de identificación exclusiva para el abonado. Así pues, los códigos largos distintos son asignados a los respectivos abonados. El diezmador 92 diezma el código largo para acoplar una velocidad del código largo a una velocidad de la salida de símbolos procedente del entrelazador 30. Un sumador 93 suma una salida del entrelazador del canal 30 y una salida del diezmador 92. Se utiliza típicamente una puerta OR exclusiva utilizada para el sumador 93.

El demultiplexor 40 multiplexa secuencialmente la salida de datos del sumador 93 con múltiples portadoras A, B y C. Los convertidores primero al tercero 51-53 de nivel binario-4 convierten los niveles de la señal de la salida de datos binarios del demultiplexor 40 mediante la conversión de los datos de entrada de "0" a "+1" y los datos de entrada de "1" a "-1". Los moduladores ortogonales primero a tercero 61-63 codifican la salida de datos del primero al tercer convertidores 51-53 con los códigos Walsh correspondientes, respectivamente. En este caso, los códigos Walsh tienen una longitud de 256 bits. Los expansores primero a tercero 71-73 expanden las salidas del primero al tercero de los moduladores ortogonales 61-63, respectivamente. En este caso, los expansores QPSK (modulación por desplazamiento de fase en cuadratura) pueden ser utilizados para los expansores 71-73. Los atenuadores primero al tercero (o controladores de ganancia) 81-83 controlan las ganancias de la salida de señales de expansión desde el primero al tercero de los expansores 71-73 de acuerdo con las correspondientes señales de atenuación GA-GC, respectivamente. En este caso, la salida de las señales del primero al tercero de los atenuadores 81-83 se convierten en las distintas portadoras A, B y C.

En la estructura del enlace sin canal de retorno de la figura 1, el codificador del canal 10 que tiene una tasa de codificación de R=1/3 codifica los datos de entrada en 3 bits de datos codificados (es decir, palabras de códigos o símbolos) por cada bit. Dichos bits de datos codificados son demultiplexados en las tres portadoras A, B y C, después de la igualación de velocidades y del entrelazado de canales.

El sistema de comunicaciones CDMA multiportadora de la figura 1 puede ser modificado en un sistema de comunicaciones CDMA de una única portadora, mediante la eliminación del demultiplexor 40, y utilizando solo un conjunto de convertidor de nivel, modulador ortogonal, expansor y atenuador.

La figura 2 es un diagrama detallado que muestra el codificador del canal 10, el igualador de velocidades 20 y el entrelazador de canales 30. En la figura 2, los datos de una primera velocidad están compuestos por 172 bits (velocidad total) por cada trama de 20 ms; datos de una segunda velocidad compuestos por 80 bits (tasa de ½) por cada trama de 20 ms; datos de una tercera velocidad compuestos por 40 bits (tasa de ¼) por cada trama de 20 ms; y datos de una cuarta velocidad compuestos por 16 bits (tasa de 1/8) por cada trama de 20 ms:

Con referencia a la figura 2, del primero al tercero de los generadores CRC 111-114 generan los bits CRC correspondientes a los respectivos datos de entrada que tienen diferentes velocidades, y suman los bits CRC generados a los datos de la entrada. Específicamente, El CRC de 12 bits se suma a los datos de 172 bits de la primera velocidad; el CRC de 8 bit se suma a los datos de 80 bits de la segunda velocidad; el CRC de 6 bits se suma a los datos de 40 bits de la tercera velocidad; y el CRC de 6 bits se suma a los datos de 16 bits de la cuarta velocidad.

El primero al cuarto de los generadores de bits de cola 121-124 suman 8 bits de cola a los datos sumados del CRC, respectivamente. En consecuencia, el primer generador de bits de cola 121 da salida a 192 bits; el segundo generador de bits de cola 122 da salida a 96 bits; el tercer generador de bits de cola 123 da salida a 54 bits; y el cuarto generador de bits de cola 124 da salida a 30 bits.

El primero al cuarto de los codificadores 11-14 codifican los datos de salida del primero al cuarto de los generadores de bits de cola 121-124, respectivamente. En este caso, puede utilizarse un codificador convolucional que tiene una longitud limitada de k = 9 y una tasa de codificación de R = 1/3, para los codificadores 11-14. En este caso, el primer codificador 11 codifica la salida de datos de 192 bits del primer generador de bits de cola 121 en 576 símbolos de la velocidad total; el segundo codificador 12 codifica la salida de datos de 96 bits del segundo generador de bits de cola 122 en 288 símbolos de tasa ½; el tercer codificador 13 codifica la salida de datos de 54 bits del tercer generador de bits de cola 123 en 162 símbolos de aproximadamente una tasa de ¼; y el cuarto codificador 14 codifica la salida de datos de 30 bits del cuarto generador de bits de cola 124 en 90 símbolos de aproximadamente una tasa de 1/8.

El igualador de velocidades 20 incluye los repetidores 22-24 y los dispositivos de supresión de símbolos 27-28. Los repetidores 22-24 repiten la salida de los símbolos del segundo al cuarto de los codificadores 12-14 en instantes de tiempo predeterminados, respectivamente, con el fin de incrementar las velocidades de los símbolos de salida de los mismos hasta una velocidad máxima. Los dispositivos de supresión de símbolos 27 y 28 eliminan la salida de símbolos de los repetidores 23 y 24, que excedan en número a los símbolos a plena velocidad. Puesto que el segundo codificador 12 da salida a 288 símbolos, los cuales son la mitad de los 576 símbolos de salida del primer codificador 11, el segundo repetidor 22 repite los 288 símbolos recibidos dos veces para dar salida a 576 símbolos. Adicionalmente, puesto que el tercer codificador 13 da salida a 162 símbolos, los cuales son aproximadamente ¼ de los 576 símbolos de salida del primer codificador 11, el tercer repetidor 23 repite los 162 símbolos recibidos cuatro veces para dar salida a 648 símbolos, los cuales exceden en numero a los 576 símbolos a plena velocidad. Para igualar la velocidad de símbolos a la velocidad plena, el dispositivo de eliminación de símbolos 27 elimina cada noveno símbolo para dar salida a 576 símbolos de velocidad plena. Adicionalmente, puesto que el cuarto codificador 14 da salida a 90 símbolos, que es aproximadamente 1/8 de la salida de 576 símbolos del primer codificador 11, el cuarto repetidor 24 repite los 90 símbolos recibidos ocho veces para dar salida a 720 símbolos, lo cual excede en numero a los 576 símbolos a plena velocidad. Para igualar la velocidad de los símbolos a la velocidad plena, el dispositivo de supresión de símbolos 28 elimina cada quinto símbolo para dar salida a 576 símbolos a plena velocidad.

El primero al cuarto de los entrelazadores de canales 31-34 entrelazan los símbolos de la salida de plena velocidad del primer codificador 11, segundo repetidor 22, dispositivo de supresión de símbolos 27 y dispositivo de supresión de símbolos 28, respectivamente.

La corrección de errores sin canal de retorno (FEC) es la utilizada para mantener una tasa de errores (BER) de un nivel de bits suficientemente bajo de una estación móvil para un canal que tenga una relación de señal/ruido baja (SNR) mediante el suministro de una ganancia de codificación del canal. El enlace sin canal de retorno del sistema de comunicaciones multiportadora puede compartir la misma banda de frecuencias con el enlace sin canal de retorno para el sistema existente IS-95 con un método de solapado. No obstante, este método de solapado provoca los problemas siguientes.

En el método de solapado, se solapan tres portadoras de enlaces sin canal de retorno para el sistema multiportadora sobre tres bandas de 1,25 MHz utilizadas en el sistema existente CDMA IS-95. La figura 3 muestra los niveles de potencia de transmisión, para las bandas respectivas, de las estaciones base del sistema IS-95 y el sistema multiportadora. En el método de solapado, puesto que las bandas de frecuencias del sistema multiportadoras se solapan sobre las bandas de frecuencias del sistema existente IS-95, la potencia de transmisión o la capacidad del canal se comparten entre la estación base IS-95 y la estación de la base multiportadora en la misma banda de frecuencias. En el caso en que la potencia de transmisión se comparte entre los dos sistemas, la potencia de transmisión se asigna primeramente para el canal IS-95, el cual soporta principalmente un servicio de voz y a continuación se determina la potencia de transmisión máxima permisible para las portadoras respectivas del sistema CDMA multiportadora. En este caso, la potencia de transmisión máxima no puede exceder de un nivel de potencia predeterminado, porque la estación base tiene una potencia limitada de transmisión. Adicionalmente, cuando la estación base transmite datos a demasiados abonados, se incrementa la interferencia entre los abonados, dando lugar a un incremento en los ruidos. La figura 3 muestra el estado en donde la estación base IS-95 y la estación base multiportadora tienen asignadas potencias de transmisión casi iguales para las respectivas bandas de frecuencias de 1,25 MHz.

No obstante, los canales IS-95 de las bandas de frecuencias de 1,25 MHz tienen una potencia de transmisión distintas de acuerdo con un cambio en el número de los abonados en servicio, y con un cambio de la actividad de la voz de los abonados. Las figuras 4 y 5 muestran las situaciones en las que la potencia de transmisión asignada para la estación base multiportadora disminuye en algunas portadoras, conforme la potencia de transmisión asignada para la estación base IS-95 se incrementa rápidamente en las bandas de las frecuencias correspondientes, debido a un incremento en el número de los abonados del sistema IS-95. Como resultado de ello, no puede asignarse una potencia de transmisión suficiente para una o más de las portadoras múltiples, de forma que los factores SNR (relación de señal/ruido) son distintos de acuerdo con las portadoras del receptor. En consecuencia, la señal recibida en una portadora que tiene un SNR bajo hace que se incremente la tasa de errores de bits (BER). Es decir, cuando se incrementa el número de abonados del IS-95 y es alta relativamente la actividad de voz, la señal transmitida por una portadora solapada sobre la banda de frecuencias correspondiente hace que se incremente el BER, dando lugar a capacidad reducida del sistema y a una interferencia incrementada entre los abonados del IS-95. Es decir, el método de solapado puede provocar una reducción en la capacidad del sistema multiportadora y un incremento en la interferencia entre los abonados del sistema IS-95.

En los sistemas multiportadora, las respectivas portadoras pueden tener potencias de transmisión independientes, según se muestra en las figuras 4 y 5. Teniendo en cuenta el rendimiento, la figura 4 muestra la distribución de la potencia, que es similar al caso en el que se utiliza un codificador de canal de R = ½, y la figura 5 muestra la distribución de potencia que corresponde al peor de los casos de cuando no se utiliza el codificador de canales. En estos casos, pueden no transmitirse uno o dos de los tres bits codificados (es decir, símbolos) para un bit de datos de entrada, provocando una degradación del rendimiento del sistema.

Adicionalmente, incluso en un sistema de comunicaciones CDMA de expansión directa que utilice una sola portadora, será deficiente la distribución ponderada de los símbolos generada por la codificación del canal, lo cual puede provocar una degradación del rendimiento de la decodificación del canal.

Sumario de la invención

En consecuencia, es el objeto de la presente invención el proporcionar un dispositivo y método de codificación de canales, capaz de generar datos codificados que tiene un excelente rendimiento de codificación de los canales en un sistema de comunicaciones CDMA. Adicionalmente, es el objeto el proporcionar un dispositivo correspondiente de transmisión de canales.

Este objeto se resuelve mediante la invención según las reivindicaciones independientes.

Las realizaciones preferidas están definidas en las reivindicaciones dependientes.

Es un aspecto de la presente invención el proporcionar un dispositivo y método de codificación de un canal capaz de generar datos codificados del canal que tengan un excelente rendimiento de codificación del canal, y distribuyendo con efectividad los datos codificados del canal generado a las portadoras respectivas en un sistema de comunicaciones CDMA multiportadora.

Es otro aspecto adicional de la presente invención el proporcionar un dispositivo y método de transmisión del canal para distribuir los símbolos generados a las portadoras de forma tal que la influencia de los símbolos dañados durante la transmisión pueda ser minimizada en un sistema de comunicaciones CDMA multiportadora.

Es otro aspecto incluso de la presente invención el proporcionar un dispositivo y método de codificación convolucional de R = 1/6, capaz de incrementar el rendimiento del canal en un transmisor del canal para un sistema de comunicaciones CDMA.

Se proporciona un sistema de comunicaciones que utiliza al menos dos portadoras. El sistema de comunicaciones incluye un codificador de canal para codificar los datos, un controlador de canal para generar una señal de control para transmitir símbolos codificados del canal, de forma tal que la decodificación pueda ser realizada utilizando los datos recibidos a través al menos de una portadora, y un distribuidor de símbolos para asignar los símbolos codificados del canal al menos a dos portadoras.

Así mismo, se proporciona un dispositivo de codificación del canal que tiene: una pluralidad de retardos para retardar un bit de la entrada de datos, para generar del primero al octavo bits de datos retardados; un primer operador para ejecutar la operación lógica OR exclusiva de los bits de datos de entrada y el tercero, quinto, sexto, séptimo y octavo de los bits de datos retardados, para generar un primer símbolo; un segundo operador para realizar la operación lógica OR exclusiva del bit de datos de entrada y el primero, segundo, tercero, quinto, sexto y octavo bits de los datos retardados, para generar un segundo símbolo; un tercer operador para realizar la operación lógica OR exclusiva del bit de datos de entrada y el segundo, tercero, quinto y octavo bits de datos retardados, para generar un tercer símbolo; un cuarto operador para ejecutar la operación lógica OR exclusiva del bit de datos de entrada y el primero, cuarto, quinto, sexto, séptimo y octavo bits de los datos retardados, para generar un cuarto símbolo; un quinto operador para realizar la operación lógica OR exclusiva del bit de datos de entrada y el primero, cuarto, sexto, y octavo bits de los datos retardados para generar un quinto símbolo; y un sexto operador para realizar la operación lógica OR exclusiva del bit de datos de entrada con el primero, segundo, cuarto, sexto, séptimo y octavo bits de datos retardados para generar un sexto símbolo.

Breve descripción de los dibujos

La presente invención llegará a ser más evidente a partir de la siguiente descripción detallada, al estar considerada en conjunción con los dibujos adjuntos, en los que:

la figura 1 es un diagrama que muestra una estructura de un enlace sin canal de retorno para un sistema de comunicaciones CDMA multiportadora convencional;

la figura 2 es un diagrama que muestra una estructura fundamental de canales para un enlace sin canal de retorno de la figura 1;

la figura 3 es un diagrama que muestra la distribución de la potencia de transmisión de las bandas de los canales IS-95 y de las bandas de los canales multiportadora en el caso en que los canales multiportadora están solapados sobre los canales IS-95 en las mismas bandas de frecuencias;

la figura 4 es un diagrama que muestra un estado en el que la potencia de transmisión para una de las múltiples portadoras queda disminuida cuando se incrementa una potencia de transmisión para un canal IS-95 correspondiente, debido a una limitación en la potencia de transmisión o de la capacidad de transmisión del sistema;

la figura 5 es un diagrama que muestra un estado en el que las potencias de transmisión para dos de las múltiples portadoras disminuyen cuando se incrementan las potencias de transmisión para los canales IS-95 correspondientes, debido a una limitación en la potencia de transmisión o de la capacidad de transmisión del sistema;

la figura 6 es un diagrama que muestra un esquema para generar códigos convolucionales de una tasa de símbolos de 1/6, utilizando un codificador de canal y un distribuidor de símbolos, de acuerdo con una realización de la presente invención;

la figura 7 es un diagrama detallado que muestra un codificador convolucional de R = 1/6 de la figura 6;

la figura 8 es un diagrama detallado que muestra un distribuidor de símbolos de la figura 6;

la figura 9 es un diagrama que muestra un esquema de transmisión para un enlace sin canal de retorno, utilizando un codificador de canales y un distribuidor de símbolos, de acuerdo con una realización de la presente invención;

la figura 10 es un diagrama de simulación que muestra una comparación de los rendimientos entre los códigos convolucionales de R = 1/3, de acuerdo con una realización de la presente invención.

la figura 11 es un diagrama de simulación, que muestra una comparación de los rendimientos en los peores casos entre códigos convolucionales de R = ½, utilizando un generador de polinomios de un codificador convolucional que tiene una tasa de codificación de R = 1/3;

la figura 12 es un diagrama de simulación que muestra una comparación de rendimientos entre los códigos restringidos de R = ½ para un código convolucional de R = 1/6; y

la figura 13 es un diagrama de simulación que muestra una comparación de los peores rendimientos entre los códigos restringidos de R = ½ utilizando un codificador convolucional de R = 1/6 con un rendimiento más alto.

Descripción detallada de la realización preferida

Se describirá a continuación una realización preferida de la presente invención con referencia a los dibujos adjuntos. En la descripción siguiente, las funciones o construcciones bien conocidas no están descritas con detalle, puesto que entorpecerían la invención con detalles innecesarios.

El término "símbolo" tal como se utiliza aquí se refiere a una salida de bits de datos codificados procedente de un codificador. Por conveniencia de la explicación, se supone que el sistema de comunicaciones multiportadora es un sistema de comunicaciones CDMA de tres portadoras que utiliza tres portadoras.

En un sistema de comunicaciones que soporte tanto el sistema IS-95 como el sistema multiportadoras, en el que las señales de transmisión de dos sistemas diferentes se solapan en las mismas bandas de frecuencias, los símbolos codificados están distribuidos de forma tal que la degradación del rendimiento puede ser minimizada durante la decodificación de los símbolos dañados, y en donde los bits codificados distribuidos están asignados a las respectivas portadoras. Así pues, aunque incluso una de las portadoras tuviera interferencias durante la recepción, es posible realizar la decodificación solo para los bits codificados transmitidos a través de las demás portadoras, mejorando por tanto el rendimiento del sistema.

Adicionalmente, en el enlace sin canal de retorno, el código convolucional de R = 1/6 puede ser utilizado para un codificador de canales. En consecuencia, cuando el codificador del canal genera códigos convolucionales de R =1/6, es muy difícil encontrar códigos convolucionales de R = 1/6 que tengan un excelente rendimiento de la decodificación. En consecuencia, la presente invención está dirigida hacia la generación de códigos convolucionales de R = 1/6 con un excelente rendimiento de la decodificación, y para distribuir los códigos convolucionales generados hacia múltiples portadoras. Los códigos convolucionales de R = 1/6 generados de acuerdo con la presente invención tienen un excelente rendimiento tanto el sistema de comunicaciones CDMA multiportadora como en el sistema de comunicaciones CD-CDMA.

Se expondrá a continuación una descripción con respecto a una operación de la generación de símbolos para maximizar el rendimiento del canal y para la distribución de los símbolos generados en un sistema de comunicaciones CDMA de acuerdo con una realización de la presente invención. Por conveniencia, la presente invención será descrita de ahora en adelante con referencia a un sistema de comunicaciones CDMA multiportadora.

En primer lugar, se hace referencia a los códigos convolucionales de R = 1/6 para un sistema de comunicaciones CDMA que utiliza tres portadoras. La figura 6 muestra un codificador convolucional y un distribuidor de símbolos de acuerdo con una realización de la presente invención.

Con referencia a la figura 6, el codificador convolucional 601 codifica un bit de datos de entrada en seis símbolos, los cuales están asignados a tres portadoras A, B y C. Para la asignación de los símbolos, el distribuidor de símbolos 602 distribuye uniformemente los seis bits de entrada en las tres portadoras mediante dos bits. El distribuidor de símbolos 602 distribuye la salida de símbolos del codificador convolucional 601, teniendo en cuenta cuantas son las portadoras dañadas de las tres portadoras. Mediante la utilización de este método de distribución de símbolos, aunque incluso estén dañadas una o dos de las tres portadoras, la degradación del rendimiento en la decodificación del canal puede estar minimizada.

Se hará una descripción de un método de diseño del distribuidor de símbolos 602. La tasa de errores de bits (BER) después de la decodificación del canal depende de una parte dañada de los símbolos codificados por un codificador de canal. En consecuencia, incluso aunque los símbolos codificados estén dañados, los símbolos localizados en la parte degradada con rendimiento minimizado se encuentran distribuidos uniformemente en las portadoras. En consecuencia, incluso aunque los símbolos para un cierto canal estén todos dañados, podrá minimizarse el incremento en el BER después de la decodificación del canal.

Adicionalmente, durante la transmisión, la salida de los símbolos de un codificador constituyente en el codificador de canales se distribuye a las portadoras; durante la decodificación, el decodificador constituyente en un decodificador de canal se selecciona de forma tal que el BER pueda ser bajo incluso aunque estén dañados todos los símbolos para una portadora dada.

La selección del decodificador constituyente en el decodificador del canal se efectúa en el proceso siguiente. Primeramente, se hace referencia a un código convolucional que tiene una longitud restringida de K = 9 y una tasa de R = 1/3. En las descripciones siguientes, los generadores polinómicos g_{i} están representados por números octales. El código convolucional con K = 9 y R = 1/3 tiene una distancia libre de d_{libre} = 18. Se observa que existen 5685 conjuntos, cuando la búsqueda se efectúa para los códigos convolucionales que tienen K = 9, R = 1/3 y d_{libre} = 18, mediante el cambio de los generadores polinómicos g_{1}, g_{2} y g_{3}. En este caso, solo se seleccionan los códigos no catastróficos. Adicionalmente, es necesario impedir la degradación del rendimiento incluso aunque se desactive una cierta portadora, supuesta para su aplicación al sistema de multiportadora. Desde este punto de vista, es preferible maximizar la distancia libre.

Para un código de referencia para la comparación de rendimientos, se utiliza un código convolucional de (g_{1}, g_{2}, g_{3}) = (557, 663, 711), el cual se utiliza en el sistema IS-95 existente. En el sistema IS-95, la distancia del código convolucional es d_{libre} = 18, y las distancias libres entre los códigos constituyentes son d_{libre} (g_{557}, g_{663}) = (9, d_{libre} (g_{557}, g_{711}) = 11, y d_{libre} (g_{663}, g_{711}) = 10. El rendimiento de un código convolucional puede ser pronosticado utilizando una fórmula de limitación superior del BER, que está determinada por una función de transferencia.

Para el sistema IS-95, la función de transferencia de un código convolucional es T (D, I) |_{l = 1} = 5D^{18} + 7D^{20} + O(D^{21}), y la fórmula de limite superior del BER es (\delta/\deltaI)T(D, I) |_{l = 1} = 11D^{18} + 32D^{20} + O(D^{21}). Cuando el código convolucional para el sistema IS-95 se observa a la luz de un código constituyente, tiene lugar una propagación de un error catastrófico con una combinación de los generadores polinómicos g_{1} y g_{2}. En consecuencia, cuando los códigos convolucionales para el sistema IS-95 se utilizan para el sistema multiportadora, es necesario utilizar debidamente el entrelazado y la perforación. Puesto que los códigos convolucionales IS-95 tienen la propagación de error catastrófico a la luz de los códigos contituyentes, es necesario buscar los nuevos códigos convolucionales adecuados para el sistema multiportadora. Para K = 9, d_{libre} (g_{i}, g_{j}) \leq 12. Se ha encontrado a partir de una búsqueda completa por ordenador que no existe un código convolucional para el cual la distancia libre entre los códigos constituyentes sea siempre 12. En consecuencia, existen solo ocho códigos que tienen la distancia libre de d_{libre} (g_{i}, g_{j}) \geq 11. En este caso, no solo los códigos sino también los códigos constituyentes son no catastróficos. Puesto que el primer término de la formula del limite superior del BER es el más influyente, el primero y el octavo códigos pueden ser considerados como los códigos más óptimos. En este caso, puesto que el par del primer y octavo códigos; el segundo y séptimo de los códigos; el tercero y el cuarto de los códigos; y el quinto y el sexto de los códigos se encuentran en relación recíproca, son esencialmente los mismos códigos. En consecuencia, existen solamente cuatro códigos.

La Tabla 1 se proporciona para explicar una característica de un codificador convolucional con K = 9 y R = 1/3.

TABLA 1

1

2

En la Tabla 1, d_{12} en un primer término significa d_{(467, 543)} y de ahora en adelante se utiliza con el mismo significado. Para información, cuando los códigos se comparan con los códigos IS-95 a la luz del primer término de la formula del limite superior del BER, el primer y octavo códigos son superiores en rendimiento a los códigos del IS-95, el tercero, cuarto, quinto y sexto códigos son similares en rendimiento a los códigos del IS-95, y el segundo y séptimo códigos son inferiores en rendimiento a los códigos del IS-95. En consecuencia, es preferible utilizar el octavo código (o el primero).

Mientras tanto, existen cuatro o más códigos cuyas distancias libres entre los códigos constituyentes son 12, 12 y 10; entre estos códigos, un generador polinómico para un código superior a la luz del primer término de la formula del limite superior del BER es (g_{a}, g_{2}, g_{3}) = (515, 567, 677). Se muestra en la figura 10 el resultado de la simulación de los rendimientos del código convolucional con R = 1/3 en un entorno AWGN (ruido gaussiano blanco adicional) en el caso en que el sistema de multiportadora (tres portadoras) tiene un rendimiento óptimo sin dañar las respectivas portadoras. En las descripciones siguientes, las simulaciones de las figuras 11-12 se ejecutan todas en el entorno AWGN. El <Caso 1> representa un código convolucional de R = 1/3 para un sistema del IS-95 existente, y el <Caso 2> y el <Caso 3> representan un código convolucional de R = 1/3 buscado en el método anterior.

	<Caso 1>	1S-95 (g_{1}=557, g_{2}=663, g_{3}=711) - d_{libre}=18

	<Caso 2>	g_{1}=731, g_{2}=615, g_{3}=537 - d_{libre}=18
		d_{libre} (g_{1}, g_{2})=11, d_{libre} (g_{1}, g_{3})=11, d_{libre} (g_{2}, g_{3})=12

	<Caso 3>	g_{1}=515, g_{2}=567, g_{3}=677 - d_{libre}=18
		d_{libre} (g_{1}, g_{2})=11, d_{libre} (g_{1}, g_{3})=12, d_{libre} (g_{2}, g_{3})=10

Se realizará a continuación una descripción con respecto al caso en que el código convolucional de R = 1/3 se aplique al sistema de tres portadoras y en donde una portadora dada de las tres portadoras sea dañada (o perdida). Aunque la tasa de codificación original es de 1/3, la pérdida de una portadora provoca que la tasa de codificación sea igual a ½. En consecuencia, se muestra en la figura 11 los resultados de la simulación para los códigos convolucionales de ½ utilizando los generadores polinómicos para los códigos convolucionales de 1/3. En la figura 11, las condiciones respectivas pueden ser explicadas mediante el siguiente <Caso 1> hasta el <Caso 4>. La figura 11 muestra el gráfico de los peores rendimientos para los códigos convolucionales de R = ½ utilizando los generadores polinómicos para el código convolucional de R = 1/3.

<Caso 1>: código convolucional ½ óptimo, g_{1} = 561, g_{2} = 754, d_{libre} (g_{1}, g_{2}) = 12

<Caso 2>: el peor rendimiento, g_{1} =557, g_{2} = 711 fuera de los tres códigos convolucionales que utilizan el generador polinómico (557, 663, 711) para un código convolucional de 1/3 utilizado para el sistema IS-95; tiene lugar una propagación de error catastrófico.

<Caso 3>: el peor rendimiento, g_{1} =731, g_{2} = 615 (d_{libre} (g_{1}, g_{2}) = 11 para un código convolucional de R = ½ utilizando el generador polinómico (731, 615, 537) para un código convolucional de R = 1/3.

<Caso 4>: el peor rendimiento, g_{1} = 567, g_{2} = 677 (d_{libre} (g_{1}, g_{2}) = 10, para un código convolucional de R = ½ utilizando el generador polinómico (515, 567, 577) para un código convolucional de R = 1/3.

Cuando una portadora resulta dañada en un sistema de tres portadoras utilizando un código convolucional de R = 1/3, la tasa de codificación llega a ser igual a R = ½. En este caso, se encontró un método de distribución de símbolos para el distribuidor de símbolos mediante la distribución apropiada de los códigos convolucionales originales de R = 1/3 para las tres portadoras, utilizando las siguientes matrices de supresión de símbolos, a fin de minimizar la degradación del rendimiento, incluso aunque la tasa de codificación llegue a ser de R = ½.. En el método más sencillo, se generan las dos siguientes matrices de supresión de símbolos. En las siguientes matrices de supresión de símbolos, "0" significa el caso en que está dañada la portadora en la cual está provisto el símbolo correspondiente, y "1" significa el caso en que la portadora a la cual está provisto el símbolo correspondiente no está dañada. Es decir, esto significa el caso en que los símbolos correspondientes a "0" están todos situados en una cierta portadora, la cual resulta dañada durante la transmisión. En consecuencia, se selecciona uno de los siguientes diferentes patrones de la matriz de supresión de símbolos, lo cual minimiza la degradación del rendimiento incluso aunque se dañe una portadora, y en donde el distribuidor de símbolos 602 proporciona los símbolos a las portadoras respectivas utilizando el patrón seleccionado. Las siguientes matrices son matrices de supresión de símbolos para encontrar un patrón utilizado para el distribuidor de símbolos 602.

3

4

Adicionalmente, se genera una secuencia de longitud = 8 a través de un GF (3) de dos etapas utilizando una m-secuencia. Para un noveno código convolucional, se genera la secuencia {1, 2, 0, 2, 2, 1, 0, 1, 2}

5

Adicionalmente, se generan las siguientes matrices de supresión de símbolos D_{4} y D_{5} mediante el cambio de la fila de la matriz de supresión de símbolos D_{3}.

6

7

Adicionalmente, se obtiene la secuencia {2, 1, 0, 1, 1, 0, 1, 2, 1, 0, 0, 0, 2, 1, 2} por la generación de 15 números aleatorios en GF(3) utilizando un número aleatorio, y creando la siguiente matriz de supresión de símbolos D_{6} utilizando la anterior secuencia.

8

Así mismo, se generan las siguientes matrices de supresión de símbolos D_{7} y D_{8} mediante el cambio de las filas como el método que utiliza la m-secuencia.

9

10

A continuación, se expondrá una descripción con respecto a un código convolucional que tiene una tasa de símbolos de 1/6. El código convolucional k = 9, R = 1/6, tiene una distancia libre de d_{libre} = 37. En la búsqueda de códigos convolucionales que tengan una distancia libre de d_{libre} = 37 mediante el cambio aleatorio de los polinomios del generado g_{1}, g_{2}, ... g_{6}, podrían cumplirse las siguientes condiciones.

Primeramente, deberá ser un código convolucional de R = 1/6 con un excelente rendimiento de decodificación.

En segundo lugar, deberá ser un código convolucional de R = ¼ con un excelente rendimiento de decodificación, el cual tenga los polinomios del generador (g_{1}, g_{2}, g_{3}, g_{4}), (g_{1}, g_{2}, g_{5}, g_{6}) y (g_{3}, g_{4}, g_{5}, g_{6}), considerando el caso en que una de las tres portadoras resulte dañada en el sistema de tres portadoras.

En tercer lugar, deberá ser un código convolucional de ½ con un excelente rendimiento de decodificación, el cual tenga los polinomios del generador (g_{1}, g_{2}), (g_{3}, g_{4}) y (g_{5}, g_{6}), considerando el caso en que resulten dañadas dos de las tres portadoras en el sistema de tres portadoras.

En la segunda y tercera condiciones de las tres condiciones, se minimiza la degradación del rendimiento incluso aunque una o dos de las tres portadoras se desactiven completamente, proporcionando así un sistema multiportadora en el cual seis bits de salida del código convolucional están asignados a las tres portadoras mediante dos bits. Desde este punto de vista, es preferible que el código convolucional de R = ¼ y el código convolucional de R = ½ tengan la máxima distancia libre.

A partir de la siguiente descripción llegará a ser evidente un método de búsqueda de un código convolucional de
R = ½ que satisfaga la tercera condición. Existen 35 códigos convolucionales no catastróficos con R = ½, K = 9, y d_{libre} = 12. Se proporciona una fórmula de límite superior para el BER a continuación, y un coeficiente c_{12} del término más importante D^{12} en la determinación de los rangos del BER de 33 a 123.

(\partial/\partial I)T(D, I)|_{l=1}=c_{12}D^{12}+c_{13}D^{13}+ ...

Primeramente, para los códigos convolucionales de R = 1/6, existen 180 códigos convolucionales de r = 1/6 con d_{libre} = 37, que satisfacen la tercera condición. Se supone que d_{libre} (g_{2i-1},g_{2i}) = 12. En este caso, existen 58 códigos convolucionales en los que el primer término de la formula de limite superior del BER para el código convolucional de R = 1/6 tiene un coeficiente de c_{37} = 1. Los siguientes son códigos convolucionales de R = 1/6 seleccionados entre los 58 códigos convolucionales después de la verificación del rendimiento.

500

\vskip1.000000\baselineskip

501

Los siguientes códigos son 5 códigos convolucionales de R = 1/6 con un excelente rendimiento de decodificación seleccionados entre los 12 códigos convolucionales de 1/6 de rendimiento verificado.

502

Está verificado el rendimiento de los códigos convolucionales de R = ½ utilizando cinco polinomios del generador para el código convolucional de R = 1/6. y además de ello, se ha verificado el rendimiento de los códigos convolucionales de R = ¼ utilizando cinco polinomios del generador para el código convolucional de R = 1/6. En primer lugar, se describirá una función de transferencia para los códigos convolucionales de R = ½, con referencia a la Tabla 2 en la que los polinomios del generador están representados por un número octal.

TABLA 2

Nº	Generador polinómico 1/2	Fórmula de límite superior del BER, COEF. C_{12}, C_{13}, C_{14}
1	435, 657	(33, 0, 281)
2	561, 753	(33, 0, 281)
3	515, 677	(38, 106, 238)
4	545, 773	(38, 106, 238)
5	463, 755	(38, 0, 274)
6	557, 631	(38, 0, 274)
7	557, 751	(40, 33, 196)

TABLA 2 (continuación)

Nº	Generador polinómico 1/2	Fórmula de límite superior del BER, COEF. C_{12}, C_{13}, C_{14}
8	457, 755	(40, 33, 196)
9	453, 755	(40, 0, 271)
10	557, 651	(40, 0, 271)
11	471, 673	(50, 0, 298)
12	537, 615	(50, 0, 360)
13	543, 765	(50, 0, 360)
14	455, 747	(50, 0, 395)
15	551, 717	(50, 0, 395)
16	465, 753	(52, 0, 287)
17	531, 657	(52, 0, 287)
18	455, 763	(52, 0, 339)
19	551, 637	(52, 0, 339)
20	561, 735	(57, 0, 355)
21	435, 567	(57, 0, 355)
22	561, 755	(57, 0, 390)
23	435, 557	(57, 0, 390)
24	465, 771	(58, 0, 321)
25	477, 531	(58, 0, 321)
26	537, 613	(67, 0, 472)
27	643, 765	(67, 0, 472)
28	523, 727	(68, 0, 349)
29	625, 727	(68, 0, 349)
30	523, 755	(68, 0, 363)
31	557, 625	(68, 0, 363)
32	453, 771	(70, 0, 496)
33	477, 651	(70, 0, 496)
34	515, 567	(123, 0, 589)
35	545, 735	(123, 0, 589)

Se busca un código convolucional de R = ½ con el rendimiento más alto mediante la verificación de los rendimientos de los respectivos códigos convolucionales de R = ½ en la Tabla 2. Adicionalmente, los rendimientos de los códigos convolucionales de R = ½ se comparan con los rendimientos del código convolucional de R = ½ utilizado para el sistema IS-95.

<Caso 1> generador polinómico \rightarrow (435, 657)_{x}, NO = 1, c_{12} = 33

<Caso 2> generador polinómico \rightarrow (561), 753)_{x}, NO = 2, c_{12} = 33, utilizado un código convolucional optimo de R = ½ para el IS-95 estándar.

<Caso 3> generador polinómico \rightarrow (557, 751)_{x}, NO = 7, c_{12} = 40

<Caso 4> generador polinómico \rightarrow (453, 755)_{x}, NO = 9, c_{12} = 40

<Caso 5> generador polinómico \rightarrow (471, 673)_{x}, NO = 11, c_{12} = 50

<Caso 6> generador polinómico \rightarrow (531, 657)_{x}, NO = 17, c_{12} = 52

<Caso 7> generador polinómico \rightarrow (561, 755)_{x}, NO = 22, c_{12} = 57

<Caso 8> generador polinómico \rightarrow (465, 771)_{x}, NO = 24, c_{12} = 58

La comparación del rendimiento entre los respectivos casos se muestra en la figura 12. La figura 12 muestra una comparación del rendimiento entre los códigos constituyentes de R = ½ para el código convolucional de R = 1/6. Se observa que los códigos constituyentes de R = ½ para el código convolucional de R = 1/6 son similares en el rendimiento con el código convolucional óptimo de R =½.

La Tabla 3 muestra las funciones de transferencia para los códigos convolucionales de R = 1/6.

TABLA 3

Nº	Generador polinómico 1/6	COEF.BER 1/6 C_{37}, C_{38}, C_{39}	COEF.BER 1/2 C_{12}	COEF.BER 1/4 C_{24}
	(número octal)		(1, 2; 3, 4; 5, 6)	(1234;1256;3456)
1	457 755 551 637 523 727	-149	-405268	-825
2	557 751 455 763 625 727	-149	-405268	-825
3	457 755 551 637 625 727	-149	-405268	-865
4	557 751 455 763 523 727	-149	-405268	-865
5	457 755 455 763 625 727	-149	-405268	-1465
6	557 751 551 637 523 727	-149	-405268	-1465
7	515 677 453 755 551 717	-169	-384050	-421
8	545 773 557 651 455 747	-169	-384050	-421
9	515 677 557 651 551 717	-1612	-384050	-421
10	545 773 453 755 455 747	-1612	-384050	-421
11	515 677 557 651 455 747	-1612	-384050	-481
12	545 773 453 755 551 717	-1612	-384050	-481
13	457 755 465 753 551 637	-1612	-405252	-685
14	457 755 531 657 551 637	-1612	-405252	-685
15	557 751 455 763 465 753	-1612	-405252	-865
16	557 751 455 763 531 657	-1612	-405252	-865
17	557 751 465 753 551 637	-1612	-405252	-6145
18	557 751 531 657 551 637	-1612	-405252	-6145

TABLA 3 (continuación)

Nº	Generador polinómico 1/6	COEF.BER 1/6 C_{37}, C_{38}, C_{39}	COEF.BER 1/2 C_{12}	COEF.BER 1/4 C_{24}
	(número octal)		(1, 2; 3, 4; 5, 6)	(1234;1256;3456)
19	457 755 455 763 465 753	-1612	-405252	-1465
20	457 755 455 763 531 657	-1612	-405252	-1465
21	557 751 455 763 515 567	-169	-4052123	-861
22	457 755 551 637 545 735	-169	-4052123	-861
23	457 755 551 637 515 567	-169	-4052123	-881
24	557 751 455 763 545 735	-169	-4052123	-881
25	557 751 551 637 515 567	-169	-4052123	-1461
26	457 755 455 763 545 735	-169	-4052123	-1461
27	515 677 551 717 531 657	-186	-385052	-264
28	545 773 455 747 465 753	-186	-385052	-264
29	515 677 455 747 531 657	-186	-385052	-864
30	545 773 551 717 465 753	-186	-385052	-864
31	453 755 557 751 455 747	-11015	-404050	-416
32	457 755 557 651 551 717	-11015	-404050	-461
33	453 755 557 751 551 717	-11015	-404050	-4112
34	457 755 557 651 455 747	-11015	-404050	-4111
35	453 755 457 755 551 717	-11015	-404050	-1416
36	557 651 557 751 455 747	-11015	-404050	-1416
37	457 755 551 637 557 625	-1109	-405268	-8211
38	557 751 455 763 523 755	-1109	-405268	-8211
39	457 755 455 763 523 727	-1109	-405268	-1425
40	457 755 455 763 557 625	-1109	-405268	-1425
41	557 751 551 637 523 755	-1109	-405268	-1425
42	557 751 551 637 625 727	-1109	-405268	-1425
43	457 755 551 637 523 755	-1109	-405268	-8145
44	557 751 455 763 557 625	-1109	-405268	-8145
45	545 773 455 763 515 567	-1106	-3852123	-861
46	545 773 551 637 515 567	-1106	-3852123	-861
47	515 677 455 763 545 735	-1106	-3852123	-861
48	515 677 551 637 545 735	-1106	-3852123	-861

TABLA 3 (continuación)

Nº	Generador polinómico 1/6	COEF.BER 1/6 C_{37}, C_{38}, C_{39}	COEF.BER 1/2 C_{12}	COEF.BER 1/4 C_{24}
	(número octal)		(1, 2; 3, 4; 5, 6)	(1234;1256;3456)
49	515 677 551 637 515 567	-1106	-3852123	-8181
50	545 773 455 763 545 735	-1106	-3852123	-8181
51	545 773 557 651 551 717	-1129	-384050	-481
52	515 677 453 755 455 747	-1129	-384050	-481
53	457 755 455 763 515 567	-1129	-4052123	-1481
54	557 751 551 637 545 735	-1129	-4052123	-1481
55	515 677 455 763 515 567	-1166	-3852123	-8181
56	545 773 551 637 545 735	-1166	-3852123	-8181
57	453 755 457 755 455 747	-12015	-404050	-1412
58	557 651 557 751 551 717	-12015	-404050	-1412

\vskip1.000000\baselineskip

Los peores rendimientos de los códigos constituyentes de R = ½ utilizando cinco códigos convolucionales de R = 1/6 con un excelente rendimiento de decodificación son los siguientes, con referencia a la Tabla 3.

<Caso 1>, el peor rendimiento de un código convolucional de R = 1/6 (NO = 1) que tiene los polinomios del generador de (457, 755, 551, 637, 523, 727)_{x} \rightarrow (523, 727)_{x}, c_{12} = 68.

<Caso 2> el peor rendimiento de un código convolucional de R = 1/6 (NO = 7) que tiene los polinomios del generador de (515, 677, 453, 755, 551, 717)_{x} \rightarrow (515, 677)_{x}, c_{12} = 38.

<Caso 3> el peor rendimiento de un código convolucional de R = 1/6 (NO = 8), que tiene los polinomios del generador de (545, 773, 557, 651, 455, 747)_{x} \rightarrow (545, 773)_{x}, c_{12} =38.

<Caso 4> el peor rendimiento de un código convolucional de R = 1/6 (NO = 11), que tiene los polinomios del generador de (551, 677, 557, 651, 455, 747)_{x} \rightarrow (551, 677)_{x}, c_{12} =38.

<Caso 5> el peor rendimiento de un código convolucional de R = 1/6 (NO = 29), que tiene los polinomios del generador de (515, 677, 455, 747,531,657)_{x} \rightarrow (515, 677)_{x}, c_{12} =38.

Los peores rendimientos para los códigos constituyentes de R = ¼ son como sigue a continuación utilizando los códigos convolucionales de R = 1/6, cuyos rendimientos están verificados para los códigos convolucionales de R = ½.

<Caso 1> el peor rendimiento de un código convolucional de R = 1/6 (NO = 1), que tiene los polinomios del generador de (457, 755, 551, 637, 523, 727)_{x} \rightarrow (551, 637, 523, 727)_{x}, c_{24} =5.

<Caso 2> el peor rendimiento de un código convolucional de R = 1/6 (NO = 7), que tiene los polinomios del generador de (515, 677, 453, 755, 551, 717)_{x} \rightarrow (515, 677, 551, 717)_{x}, c_{24} = 2.

<Caso 3> el peor rendimiento de un código convolucional de R = 1/6 (NO = 8), que tiene los polinomios del generador de (545, 773, 557, 651, 455, 747)_{x} \rightarrow (545, 773, 455, 747)_{x}, c_{24} = 2.

<Caso 4> el peor rendimiento de un código convolucional de R = 1/6 (NO = 11), que tiene los polinomios del generador de (551, 677, 557, 651, 455,747)_{x} \rightarrow (551, 677, 557, 651)_{x}, c_{24} = 4.

<Caso 5> el peor rendimiento de un código convolucional de R = 1/6 (NO = 29), que tiene los polinomios del generador de (515, 677, 455, 747, 531, 657)_{x} \rightarrow (515, 677, 531, 657)_{x}, c_{24} = 6.

La figura 13 muestra una comparación entre los peores rendimientos de los códigos constituyentes de R = ½ utilizando el código convolucional de R =1/6 con el rendimiento más alto.

Los siguientes códigos con dos códigos convolucionales de R = 1/6 con un excelente rendimiento de decodificación, seleccionados entre los códigos convolucionales de R = 1/6 cuyos rendimientos están verificados para distintos casos de la forma anterior.

505

Adicionalmente, para buscar un patrón de supresión de símbolos utilizado para el sistema de tres portadoras, se consideran varias matrices de supresión de símbolos para la situación en la que esté dañada una portadora, es decir, en donde los códigos convolucionales de R = 1/6 cambien a códigos convolucionales de R = ¼. La razón para la búsqueda del patrón de la matriz de supresión de símbolos es la misma que para los códigos convolucionales de R = 1/3. Las siguientes matrices pueden ser utilizadas como patrón de la matriz de supresión de símbolos para un método de distribución de los símbolos de los códigos convolucionales de R = 1/6.

\vskip1.000000\baselineskip

17

\vskip1.000000\baselineskip

18

19

\vskip1.000000\baselineskip

20

\vskip1.000000\baselineskip

21

\vskip1.000000\baselineskip

Teniendo en cuenta el caso en el que dos portadoras se encuentran dañadas en el sistema de tres portadoras, puede utilizarse el siguiente patrón de matrices de supresión de símbolos, en un método de distribución de símbolos para los códigos convolucionales de símbolos suprimidos de R = ½, utilizando los polinomios del generador para los códigos convolucionales de R = 1/6 con un excelente rendimiento de decodificación.

\vskip1.000000\baselineskip

22

23

\vskip1.000000\baselineskip

24

\vskip1.000000\baselineskip

25

\vskip1.000000\baselineskip

26

27

Volviendo a la figura 6, se muestra el codificador convolucional 601 y el distribuidor de símbolos 602 de acuerdo con una realización de la presente invención. En la realización a modo de ejemplo, el codificador convolucional 601 tiene una tasa de codificación de R = 1/6 y utiliza los polinomios del generador de (545, 773, 557, 651, 455, 747). La estructura detallada del convolucional de R = 1/6 se muestra en la figura 7.

Con referencia a la figura 7, al recibir los datos de entrada, los retardos 711-A a 711-H retardan los bits de los datos de entrada en forma secuencial. Durante el retardo secuencial de los bits de los datos de entrada, las puertas OR exclusiva 721-A a 721-F dan salida a símbolos codificados. Los símbolos codificados de la figura 7 se proporcionan al distribuidor de símbolos 602 con la estructura de la figura 8.

Con referencia a la figura 8, el distribuidor de símbolos 602 está implementado mediante los conmutadores 811-A y 811-B. En la figura 8, cuando la velocidad de los símbolos de un reloj para controlar los conmutadores 811-A y 811-B es superior a seis veces la velocidad de los símbolos del distribuidor de símbolos 602, los símbolos pueden ser distribuidos sin pérdida de símbolos. Es decir, el conmutador 811-A recibe secuencialmente los símbolos de entrada g_{1}, g_{2}, g_{3}, g_{4}, g_{5}, g_{6}, g_{1}, g_{2}, ..., y el conmutador 811-B distribuye los símbolos de entrada a los nodos de salida c_{1}, c_{2},c_{3},c_{4}, c_{5} y c_{6}.

La figura 9 muestra un esquema de transmisión que incluye el codificador de canales 601 y el distribuidor de símbolos 602 de la figura 6.

Con referencia a la figura 9, el primero al cuarto de los generadores CRC 911- 914 suman los datos CRC en un número especificado de bits a los datos de entrada. Específicamente, se suman el CRC de 12 bits a los datos de 172 bits de la primera velocidad; el CRC de 8 bits se suma a los datos de 80 bits de la segunda velocidad; el CRC de 6 bits se suma a los datos de 40 bits de la tercera velocidad; y el CRC de 6 bits se suma a los datos de 16 bits de la cuarta velocidad. El primero al cuarto de los generadores de bits de cola 921-924 suman los 8 bits de cola a los datos añadidos del CRC. En consecuencia, el primer generador de bits de cola 921 da una salida de 192 bits; el segundo generador de bits de cola 922 da una salida de 96 bits; el tercer generador de bits de cola 923 da una salida de 54 bits; y el cuarto generador de bits de cola 924 da una salida de 30 bits.

El primero al cuarto de los codificadores 931-934 codifican los datos que se obtienen a la salida del primero al cuarto de los generadores de bits de cola 921-924, respectivamente. En este caso, puede ser utilizado un codificador convolucional de R = 1/6 y K = 9, para los codificadores 931-934. En este caso, el primer codificador 931 codifica la salida de datos de 192 bits del primer generador de bits de cola 921 en 1152 símbolos a una velocidad total; el segundo codificador 932 codifica la salida de datos de 96 bits del segundo generador de bits de cola 922 en 576 símbolos de una velocidad de ½; el tercer codificador 933 codifica la salida de datos de 54 bits del tercer generador de bits de cola 923 en 324 símbolos de aproximadamente una velocidad de ¼; y el cuarto codificador 934 codifica la salida de datos de 30 bits del cuarto generador de bits de cola 924 en 180 símbolos de aproximadamente una velocidad de 1/8.

El primero al cuarto de los distribuidores de símbolos 941-944 distribuyen la salida de símbolos de los codificadores 931-934, respectivamente. En este caso, para la distribución de símbolos, un controlador de canales (no mostrado) genera las señales de control para distribuir los bits codificados del canal, de forma tal que pueda minimizarse la degradación del rendimiento durante la decodificación de los bits dañados recibidos, cuando los símbolos codificados sean transmitidos en forma solapada sobre los símbolos de un sistema diferente en la misma banda de frecuencias. Los distribuidores de símbolos 941-944 asignan entonces la salida de los símbolos de los codificadores 931-934 a las portadoras correspondientes de acuerdo con las señales de control, respectivamente.

Los igualadores de velocidades 951-953 incluyen cada uno un repetidor de símbolos y un dispositivo de supresión de símbolos. Los igualadores de velocidades 951-953 igualan las velocidades de la salida de símbolos de los correspondientes distribuidores de símbolos 942-944 a una velocidad de la salida de símbolos del distribuidor de símbolos 941. El primero al cuarto de los entrelazadores de canal 961-964 entrelazan la salida de símbolos del distribuidor de símbolos 941 y de los igualadores de velocidades 951-.953, respectivamente.

Para el sistema de comunicaciones DS-CDMA, pueden ser suprimidos los distribuidores de símbolos 941-944 de la figura 9.

Tal como se ha descrito anteriormente, en un sistema multiportadora que utilice el método de solapado de frecuencias, las respectivas portadoras tienen potencias de transmisión limitadas de acuerdo con la carga en las bandas de frecuencias del sistema existente IS-95, lo cual da lugar a una perdida de datos recibidos en una o más bandas de frecuencias de la portadora. Para resolver este problema, mediante la utilización de los polinomios del generador para el codificador del canal y un método de distribución de los símbolos, es posible proporcionar una codificación de alto nivel contra la pérdida de datos debido a la pérdida de la portadora, impidiendo así la degradación del BER.

Ejemplos de soluciones alternativas del problema:

E1. Un dispositivo de transmisión de canales para un sistema de comunicaciones de acceso múltiple por división de códigos (CDMA), que utiliza al menos dos portadoras, que comprende:

un codificador de canales para codificar lose datos de los canales a transmitir en símbolos a una tasa de codificación predeterminada;

un controlador de canales para generar una señal de distribución de símbolos de acuerdo con un patrón de matriz de supresión de símbolos predeterminados, en el que el patrón de matriz de supresión de símbolos se determina de forma que distribuya los símbolos en las portadores respectivas con una degradación de rendimiento minimizada incluso aunque quede dañada una portadora específica, y

un distribuidor de símbolos para recibir los símbolos y distribuir los símbolos recibidos en las portadoras de acuerdo con una señal de distribución de símbolos.

E2. El dispositivo de transmisión de canales del ejemplo E1, en el que el codificador de canales es un codificador convolucional con una tasa de codificación de R = 1/6.

E3. El dispositivo de transmisión de canales del ejemplo E2, en el que el codificador convolucional genera los símbolos utilizando uno de los polinomios del generador en la tabla siguiente:

\vskip1.000000\baselineskip

\vskip1.000000\baselineskip

\vskip1.000000\baselineskip

(Tabla pasa a página siguiente)

28

29

30

E4. El dispositivo de transmisión de canales del ejemplo E1, en el que el distribuidor de símbolos comprende:

un primer selector para multiplexar secuencialmente los símbolos recibidos; y

un segundo selector para distribuir los símbolos multiplexados en las portadoras de acuerdo con una señal de distribución de los símbolos.

E5. Un dispositivo de transmisión de canales para un sistema de comunicaciones multiportadora CDMA utilizando al menos dos portadoras, que comprende:

un codificador de canales para codificar los datos de los canales a transmitir en símbolos a una tasa de codificación predeterminada;

un distribuidor de símbolos para recibir los símbolos y distribuir los símbolos recibidos a las portadores, de acuerdo con un patrón matricial de supresión de símbolos predeterminados, en el que el patrón matricial de supresión de símbolos se determina para distribuir los símbolos a las portadoras respectivas con una degradación de rendimiento minimizada incluso aunque se dañe una portadora específica;

un entrelazador de canales para el entrelazado de canales de los símbolos distribuidos;

un demultiplexor para distribuir los símbolos entrelazados a las portadoras;

una pluralidad de moduladores ortogonales para generar señales moduladas ortogonalmente, mediante la multiplicación de los símbolos distribuidos por los códigos ortogonales de los canales correspondientes;

una pluralidad de extensores para recibir las señales moduladas ortogonalmente y generar señales de extensión mediante la multiplicación de las señales moduladas ortogonalmente recibidas por un código de extensión; y

una pluralidad de transmisores para recibir las señales de extensión y transmitir las señales de extensión recibidas utilizando las portadoras.

E6. El dispositivo de transmisión de canales del ejemplo E5, en el que el codificador de canales es un codificador convolucional con una tasa de codificación de R = 1/6.

E7. El dispositivo de transmisión de canales del ejemplo E6, en el que el codificador convolucional genera los símbolos utilizando uno de los polinomios del generador en la tabla siguiente:

\vskip1.000000\baselineskip

\vskip1.000000\baselineskip

\vskip1.000000\baselineskip

(Tabla pasa a página siguiente)

31

32

33

E8. El dispositivo de transmisión de canales del ejemplo E5, en el que el distribuidor de símbolos comprende:

un primer selector para multiplexar secuencialmente los símbolos recibidos; y

un segundo selector para distribuir los símbolos multiplexados en las portadoras de acuerdo con la señal de distribución de símbolos.

E9. Un método de transmisión de canales para un sistema de comunicaciones CDMA, utilizando al menos dos portadoras, que comprende las etapas de:

codificar los datos de los canales a transmitir en símbolos con una tasa de codificación predeterminada; y

recibir los símbolos y distribuir los símbolos recibidos en las portadoras, de acuerdo con un patrón matricial de supresión de símbolos predeterminado, en el que el patrón matricial de supresión de símbolos está determinado de forma que se distribuyan los símbolos en las respectivas portadoras con una degradación del rendimiento minimizada incluso aunque se dañe una portadora específica.

E10. El método de transmisión de canales del ejemplo E9, en el que el codificador de canales es un codificador convolucional con una tasa de codificación de R = 1/6.

E11. El método de transmisión de canales del ejemplo E9, en el que la etapa de distribución de símbolos comprende las etapas de:

multiplexar secuencialmente los símbolos recibidos; y

distribuir los símbolos multiplexados en las portadoras de acuerdo con la señal de distribución de símbolos.

Se expone a continuación una lista de las realizaciones preferidas de la invención.

EMB 1. Un dispositivo de codificación de canales que comprende:

una pluralidad de retardos para retardar un bit de datos de entrada para generar el primero al octavo bits de los datos retardados;

un primer operador para realizar la operación lógica OR exclusiva del bit de los datos de entrada y el tercero, quinto, sexto, séptimo y octavo bit de los datos retardados para generar un primer símbolo;

un segundo operador para realizar la operación lógica OR exclusiva del bit de los datos de entrada y el primero, segundo, tercero, quinto, sexto y octavo bits de los datos retardados para generar un segundo símbolo;

un tercer operador para realizar la operación lógica OR exclusiva del bit de los datos de entrada el segundo, tercero, quinto y octavo bits de los datos retardados para generar un tercer símbolo;

un cuarto operador para realizar la operación lógica OR exclusiva del bit de los datos de entrada y el primero, cuarto, quinto, sexto, séptimo y octavo bits de los datos retardados para generar un cuarto símbolo;

un quinto operador para realizar la operación lógica OR exclusiva del bit de los datos de entrada y el primero, cuarto, sexto y octavo bits de los datos retardados para generar un quinto símbolo; y

un sexto operador para realizar la operación lógica OR exclusiva del bit de los datos de entrada y el primero, segundo, cuarto, sexto, séptimo y octavo bits de datos retardados para generar un sexto símbolo.

EMB2. Un dispositivo de transmisión de canales para un sistema de comunicaciones DCMA, que comprende:

un codificador de canales que incluye:

una pluralidad de retardos para retardar un bit de datos de entrada para generar el primero al octavo de los bits de los datos retardados;

\newpage

un sexto operador para realizar la operación lógica OR exclusiva del bit de los datos de entrada y el primero, segundo, cuarto, sexto, séptimo y octavo bits de datos retardados para generar un sexto símbolo;

un entrelazador de canales para recibir los símbolos y para entrelazar los símbolos recibidos;

un modulador ortogonal para generar una señal modulada ortogonalmente mediante la multiplicación de los símbolos distribuidos mediante un código ortogonal para el canal; y

un ensanchador para generar una señal de ensanche mediante la multiplicación de la señal modulada ortogonalmente por un código de ensanche.

El dispositivo de transmisión de canales de la realización EMB 2, en el que el distribuidor de símbolos distribuye la salida de los símbolos desde el codificador de canales, de acuerdo con un patrón matricial de supresión de símbolos, en el que el patrón matricial de supresión de símbolos está determinado de forma que se distribuyan los símbolos a las respectivas portadoras con una degradación del rendimiento minimizada incluso aunque quede dañada una portadora específica.

EMB 1. Un método de codificación de canales para un sistema de comunicaciones CDMA, que comprende las etapas de:

retardar con desplazamiento un bit de los datos de entrada para generar el primero al octavo bits de los datos retardados;

realizar la operación lógica OR exclusiva del bit de los datos de entrada y el tercero, quinto, sexto, séptimo y octavo bits de los datos retardados para generar un primer símbolo;

realizar la operación lógica OR exclusiva del bit de los datos de entrada y el primero, segundo, tercero, quinto, sexto y octavo bits de los datos retardados para generar un segundo símbolo;

realizar la operación lógica OR exclusiva del bit de los datos de entrada y el segundo, tercero, quinto y octavo bits de los datos retardado para generar un tercer símbolo;

realizar la operación lógica OR exclusiva del bit de los datos de entrada y el primero, cuarto, quinto, sexto, séptimo y octavo bits de datos retardados para generar un cuarto símbolo;

realizar la operación lógica OR del bit de los datos de entrada y el primero, cuarto, sexto y octavo bits de datos retardados para generar un quinto símbolo; y

realizar la operación lógica OR del bit de los datos de entrada y el primero, segundo, cuarto, sexto, séptimo y octavo bits de los datos retardados para generar un sexto símbolo.

Aunque la invención se ha mostrado y se ha descrito con referencia a cierta realización de la misma, se comprenderá por los técnicos especializados en el arte que pueden efectuarse varios cambios en forma de detalles en la misma, sin desviarse del alcance de la invención, según está definida por las reivindicaciones adjuntas.

Claims

1. Un dispositivo de codificación de canales que comprende:

2. Un dispositivo de transmisión de canales para un sistema de comunicaciones CDMA, que comprende un dispositivo de codificación de canales de acuerdo con la reivindicación 1, y que comprende además:

3. Un método de codificación de canales para un sistema de comunicaciones CDMA, que comprende las etapas de: