FI104133B - Koodaus- ja modulointimenetelmä ja laite sen soveltamiseksi - Google Patents
Koodaus- ja modulointimenetelmä ja laite sen soveltamiseksi Download PDFInfo
- Publication number
- FI104133B FI104133B FI974361A FI974361A FI104133B FI 104133 B FI104133 B FI 104133B FI 974361 A FI974361 A FI 974361A FI 974361 A FI974361 A FI 974361A FI 104133 B FI104133 B FI 104133B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- symbols
- encoder
- bit
- encoded
- coding
- Prior art date
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
- H04L1/004—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using forward error control
- H04L1/0056—Systems characterized by the type of code used
- H04L1/0064—Concatenated codes
- H04L1/0066—Parallel concatenated codes
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
- H04L1/004—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using forward error control
- H04L1/0045—Arrangements at the receiver end
- H04L1/0047—Decoding adapted to other signal detection operation
- H04L1/005—Iterative decoding, including iteration between signal detection and decoding operation
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
- H04L1/004—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using forward error control
- H04L1/0056—Systems characterized by the type of code used
- H04L1/0064—Concatenated codes
- H04L1/0065—Serial concatenated codes
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
- H04L1/004—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using forward error control
- H04L1/0056—Systems characterized by the type of code used
- H04L1/0067—Rate matching
- H04L1/0068—Rate matching by puncturing
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L27/00—Modulated-carrier systems
- H04L27/32—Carrier systems characterised by combinations of two or more of the types covered by groups H04L27/02, H04L27/10, H04L27/18 or H04L27/26
- H04L27/34—Amplitude- and phase-modulated carrier systems, e.g. quadrature-amplitude modulated carrier systems
- H04L27/3405—Modifications of the signal space to increase the efficiency of transmission, e.g. reduction of the bit error rate, bandwidth, or average power
- H04L27/3416—Modifications of the signal space to increase the efficiency of transmission, e.g. reduction of the bit error rate, bandwidth, or average power in which the information is carried by both the individual signal points and the subset to which the individual points belong, e.g. using coset coding, lattice coding, or related schemes
- H04L27/3427—Modifications of the signal space to increase the efficiency of transmission, e.g. reduction of the bit error rate, bandwidth, or average power in which the information is carried by both the individual signal points and the subset to which the individual points belong, e.g. using coset coding, lattice coding, or related schemes in which the constellation is the n - fold Cartesian product of a single underlying two-dimensional constellation
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
- H04L1/004—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using forward error control
- H04L1/0041—Arrangements at the transmitter end
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
- H04L1/004—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using forward error control
- H04L1/0056—Systems characterized by the type of code used
- H04L1/0071—Use of interleaving
Description
Λ 104133
Koodaus- ja modulointimenetelmä ja laite sen soveltamiseksi - Kodnings- och moduleringsförfarande och anordning för dess tillämpning
Keksintö koskee koodauksen ja moduloinnin yhdistämistä, joita käytetään digitaalisen signaalin käsittelemiseksi suurtaajuista lähettämistä varten kohinaisella kanaval-5 la.
Pyrittäessä nostamaan digitaalisten radiojärjestelmien välitysnopeutta on binäärisig-naalit korvattu moniarvoisilla signaaleilla ja korkean tason modulointimallilla. Korkean tason moduloinnista tarkastelemme tässä esimerkkinä menetelmää 16-QAM (16-level Quadrature Amplitude Modulation). Moniarvoiset signaalit vaativat επί 0 tyisominaisuuksia signaalin kooderilta ja dekooderilta. Kuva 1 havainnollistaa moni tasoista koodaus- ja dekoodausjärjestelyä, joka tunnetaan dokumentista “H. Imai, S. Hirakawa: A New Multilevel Coding Method Using Error-Correcting Codes, IEEE Transactions on Information Theory, Vol. IT-23, No. 3, 1977”. Kooderi 100 käsittää sarja/rinnakkais-muunnospiirin 101, M kappaletta rinnakkaisia binäärikoodereita 15 102 -105, jossa M on positiivinen kokonaisluku (tässä M = 4), ja kuvauspiirin 106 (mapper). Kooderin 100 lähtösignaali kulkee kanavan 107 kautta ja saavuttaa de-kooderin 108, joka sisältää demultipleksointipiirin 101, joka vuorostaan kokoaa alkuperäisen tiedon tulossaan olevista estimaateista. Modulointi ja demodulointi sisältyvät kuvan 1 kanavaosaan 107.
« · , 20 Sarja/rinnakkais-muunnospiiri 101 muuntaa binäärisymbolien virran M osavirraksi, ·*·". joilla voi olla erilaiset nopeudet. Jokainen osavirta syötetään omaan binäärikoode- j . riinsa 102 - 105. Monitasoisen kooderin yleismääritelmä asettaa varsin vähän eri- il" tyisvaatimuksia rinnakkaismuotoisille binäärikoodereille 102 - 105, vaikka monissa • · tapauksissa ne valitaan niin, että ne tuottavat koodatun datavirran, jolla on sama no- { ♦ ♦ V * 25 peus. Kuvauspiiri 106 lukee bitit jokaisen binäärikooderin lähdöstä ja kuvaa nämä : bitit vastaavaksi monitasoiseksi signaaliksi, jolla on yksi taso 2M sallitusta tasosta tai ·· V» : tilasta. Erityisesti kertaluokkaa 2 olevan QAM-moduloinnin tapauksessa kertoimen M on oltava parillinen, ja kuvauspiirin 106 lähtötilat vastaavat värähtelevän signaa- . Iin vaihe- ja amplitudiarvojen sallittuja yhdistelmiä.
• · • · · * · 30 Kuva 3 havainnollistaa niin sanottua moniportaista dekooderia 300, jota käytetään ;···; dekooderina 108 kuvan 1 järjestelyssä. Jokaisella näytteenottohetkellä linjalla 301 .·. : olevan tulosignaalin oletetaan olevan jossakin sallituista 2 tilasta. Ensimmäinen ’; metriikkalohko 302 tuottaa metriikan eli todennäköisyysarvon, joka osoittaa, tulisi- ’ ko tulosignaalin tilaa kuvaavan vähiten merkitsevän bitin olla 0 vai 1. Päätös vas- 2 104133 taavasta dekoodatusta bittiarvosta tehdään ensimmäisessä dekooderissa 306. Moniportaisen dekooderin jokaisella seuraavalla vaakatasolla yksi dekoodereista 307 - 309 tekee seuraavan päätöksen, ja jokainen kooderi 310-312 tuottaa kulloisenkin päätöksen uudelleen koodatussa muodossa muiden tasojen metriikkalohkojen 303 -5 305 lisätulona. Viive-elementit 314 - 319 huolehtivat signaaliosien keskinäisestä ajastuksesta ennen koodausta ja sen jälkeen, niin että kun lohkossa 309 on tehty viimeinen päätös dekoodatusta bittiarvosta, multiplekseri 320 voi muodostaa alku- peräisen bittivirran viive-elementtien 317 - 319 ja dekooderin 309 lähtöjen perusteella tavalla, joka on käänteinen lähettimessä olevan saija/rinnakkais-muunnos-10 piirin 101 toimintaan verrattuna (katso kuva 1).
Jos vastaanottavan laitteen laskentakapasiteetti on riittävän suuri saapuvan, vastaanotetun signaalin nopeuteen nähden, niin dekooderilta 309 voitaisiin järjestää ta-kaisinkytkentäyhteys ensimmäiseen metriikkalohkoon 302 Iisäkooderin kautta. Tuloksena oleva laite pystyisi niin sanottuun iteratiiviseen dekoodaukseen, jossa pää-15 tösten ensimmäinen kierros dekooderilohkoissa 306 - 309 toimii tulona toiselle (iteratiiviselle) kierrokselle, jne. Mitä enemmän iterointeja jokaista symbolia kohti tehdään, sitä pienempi on virheellisen dekoodauspäätöksen todennäköisyys.
Tavanomaisen MLC-MSD järjestelyn (Multi-Level Coding - Multi-Stage Decoding) ongelmana on sen joustamattomuus vaihtelevien koodaussuhteiden suhteen. Radio- i ,,,,: 20 kanavassa pyrkii esiintymään vaihtelevaa kohinaa ja häiriöitä, joten eri aikoina tarvi- _ < >_ taan erilaisia koodaussuhteita. Jos määrätylle radioyhteydelle osoitettu radiokapasi- « « · teetti (taajuuden ja ajan osalta) on kiinteä, ja jos häiriöolosuhteet äkillisesti huono-'' nevat, saattaa käydä välttämättömäksi lisätä koodausmäärää ja vastaavasti pienentää tehollista datanopeutta, jotta saataisiin läpi edes jokin määrä dataa vastaanottavalle : 25 asemalle. Samaten, jos häiriöt hellittävät, lähettävä laite voi käyttää hyväksi tilai- : suutta vähentääkseen koodausta, jolloin tehollinen datanopeus kasvaa. Tätä lähes tymistapaa voidaan luonnollisesti soveltaa ainoastaan ei-reaaliaikaisiin yhteyksiin (niin sanottuihin ei-transparentteihin datapalveluihin), joissa ei vaadita kiinteätä da-tanopeutta. Radiojärjestelmä voi kuitenkin sallia osoitetun radiokapasiteetin vaihte-, 30 lua eri yhteyksillä, jolloin reaaliaikainen yhteys (transparenttiset datapalvelut) voivat t · · : säilyttää kiinteän datanopeutensa koko ajan, ja samanaikaisesti kumota häiriöitä vaihtuvalla koodaussuhteella ja varatun radiokapasiteetin vaihtuvalla määrällä. Joka tapauksessa saattaa käydä välttämättömäksi, että suurin koodaussuhde on lähes 1 • * .·.; (täsmälleen 1 tarkoittaa sitä, ettei redundanssia lisätä koodauksella), ja pienin koo- : 35 daussuhde niinkin pieni kuin 0,1 (joka tarkoittaa, että jokaista databittiä kohti lähe- 3 104133 tetään kymmenen koodattua bittiä), ja että niiden välinen valinta voidaan tehdä enemmän tai vähemmän vapaasti.
*
Tavanomainen lähestymistapa koodaussuhteen valinnan mahdollistamiseksi tunnetaan julkaisusta “EDGE Feasibility Studies, Work Item 184: Improved Data Rates 5 through Optimised Modulation; ETSI STC SMG2, Munich, Germany, 12-16 May 1997” jätä lähestymistapaa transparenttisia datapalveluja varten on havainnollistettu kuvassa 4a, jossa databitit syötetään lohkoon 401 ja koodatut symbolit saadaan lohkosta 410. Lohkot 401 - 405 muodostavat niin sanotun ketjutetun kooderin, jossa lohko 401 ensin kuvaa databitit alustaviksi symboleiksi, lohko 402 suorittaa niille 10 RS-koodauksen (Reed-Solomon), lohko 403 lomittaa RS-koodatut alustavat symbolit valittavissa olevaan lomituspituuteen Nl, ja lohko 404 kuvaa tuloksen jälleen biteiksi. Kiinteällä suhteella toimiva konvoluutiokooderi 405 koodaussuhteella 1/3 lisää redundanssia bittivirtaan. Sarja/rinnakkaismuunnin 406 lähettää neljän peräkkäisen bitin ryhmiä rinnakkaismuodossa punkturointilohkoihin 407a ja 407b, ja tä-15 män jälkeen toinen lomittaja 408 suorittaa bittilomituksen neljän kehyksen lomitus-jakson puitteissa. Toisia sarja/rinnakkaismuuntimia 409a ja 409b käytetään neljän manipuloidun rinnakkaisen bittivirran syöttämiseksi Q-O-QAM-kuvauslohkoon 410, joka toimii niin sanotulla Gray-kuvauksen periaatteella tuottaen lähtevät symbolit. Kuva 4b havainnollistaa vastaavaa lähestymistapaa ei-transparenttisia datapal-20 veluja varten, jossa RS-kooderi 402 on korvattu yksinkertaisella CRC-kooderilla (Cyclic Reduncancy Check) 402’, joka lisää bittivirtaan CRC-tarkistussumman en-: : naita määrätyin välein, joita sanotaan kehyksiksi. Jokaisessa kehyksessä olevan CRC-tarkistussumman tarkoituksena ei ole korjata virheitä vastaanotetuissa kehyk-.: sissä, vaan virheiden ilmaisu, jotta vastaanottava laite voisi pyytää virheellisen ke- :·. 25 hyksen uudelleen lähettämistä. Koska CRC-laskenta tapahtuu bittitasolla, voidaan kuvan 4a muunnoslohkot 401 ja 404 jättää pois, ja lomituslohko 403’ toimii bittitasolla, eikä alustavilla symboleilla kuten kuvan 4a lohko 403.
: /: : Kuvien 4a ja 4b tekniikan tason mukaisten järjestelyjen eräänä puutteena on se, ettei ? : *: ’: niissä voi dekoodausmenetelmänä käyttää iteratiivista dekoodausta ja monivaiheista 30 dekoodausta (Multi-Stage Decoding), mikä heikentää järjestelmän suorituskykyä teoreettiseen optimiin verrattuna. Toisena puutteena on se, että ETSI-standardien (European Telecommunications Standards Institute) käyttämiseksi reaaliaikaisia : * : (transparentteja) datapalveluja varten lohkoissa 402 ja 405 käytettyjen ketjutettujen koodien on oltava suhteellisen mutkikkaita. Lisäksi sekä transparenttien että ei-35 transparenttien datapalvelujen toteuttamiseksi lähettimessä on käytettävä ainakin kahta vaihtoehtoista ulkoista kooderia (lohkot 402 ja 402’) ja vastaavia vaihtoehto!- 4 104133 siä dekoodereita vastaanottimessa, mikä tekee rakenteet suhteellisen mutkikkaiksi.
Tämän keksinnön tavoitteena on aikaansaada menetelmä ja laite koodausta, modu-| lointia, demodulointia ja dekoodausta varten radiojärjestelmässä, jossa siirrossa käytetään moniarvoisia signaaleja. Keksinnön toisena tavoitteena on pitää tarvittava 5 laitteisto yksinkertaisena, vaihtelevista koodaussuhteista ja datapalveluista huolimatta.
Keksinnön tavoitteet täytetään käyttämällä monitasoista koodausta ja monitasoista dekoodausta käyttäen hybridimuotoisia ketjutettuja koodeja osakoodeina kooderissa.
Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista, että se käsittää vaiheet, jois-10 sa: a) koodataan digitaalinen tieto hybridimuotoista ketjutettua koodia (Hybrid Concatenated Code) käyttävässä kooderissa; b) kuvataan koodattu digitaalinen tieto moniarvoisiin symboleihin monitasoista koodia (Multi-Level Coding) käyttävässä kooderissa; 15 c) lähetetään moniarvoiset symbolit; d) vastaanotetaan moniarvoiset symbolit; ja e) dekoodataan vastaanotetut moniarvoiset symbolit moniportaisessa dekooderissa (Multi-Stage Decoder).
'1' ‘: Keksintö koskee myös lähettävää laitetta, jolle on tunnusomaista, että se käsittää : 20 - hybridimuotoista ketjutettua koodia (Hybrid Concatenated Code) käyttävän koo- ’ ·': derin lähetettävän digitaalisen tiedon koodaamiseksi ja - monitasoisen kooderin (Multi-Level Coder) koodatun digitaalisen signaalin ku vaamiseksi moniarvoisiksi symboleiksi; :.· * ja solukkoradiojärjestelmää, jolle on tunnusomaista, että se käsittää ainakin yhden 25 sellaisen lähettävän laitteen.
• · ·
Keksinnön mukaan käytetään HCC-kooderia (Hybrid Concatenated Code encoder) « ♦ · yhdessä MLC-kaavan (Multi-Level Coding) kanssa. MLC-kooderin jokainen osa- « ♦ · : ' koodi käsittää HCC-osan, joka on yhteinen kaikille osakoodeille ja joka voidaan to- : /· teuttaa yhdessä ainoassa HCC-kooderissa ennen databittien virran jakamista nopeu- 30 deltaan vaihteleviin osavirtoihin, sekä punkturointiosan, joka on toteutettu erikseen • · ’. _ ’; jokaista osavirtaa varten ja joka alentaa jokaisen osavirran bittinopeuden yhteiseksi « · ‘ * bittinopeudeksi. Rinnakkaismuotoisia punkturoituja osavirtoja voidaan sitten käyttää tuloina symbolikuvauspiirillä käyttäen joukko-osituskuvausta (partition mapping) 5 104133 MLC-kaavassa. Vastaanottimessa voidaan käyttää moniportaista dekoodausta (MSD, Multi-Stage Decoding) vastaanotetun signaalin dekoodaamiseksi.
HCC-kooderi käsittää ainakin kaksi rinnakkaista koodausreittiä sekä multiplekserin (tai kytkimen), joka valitsee käyttöön vain toisen koodausreitin kerrallaan. Yksi 5 koodausreiteistä sisältää ainakin kaksi yksinkertaista ketjutettua kooderia, joita sanotaan sisemmäksi kooderiksi ja ulommaksi kooderiksi: sekä sisempi että ulompi koo-deri ovat edullisimmin systemaattisia konvoluutiokoodereita, joilla on suhteellisen pieni tilojen lukumäärä. Toimintaa täydennetään edullisimman punkturointilohkolla ja jonkinlaisella lomituksella. Toinen koodausreitti sisältää vain yhden kooderin ja 10 mahdollisesti lomittajan. Yhdessä punkturointilohkojen kanssa (jotka MLC-kooderissa tapahtuvan saija/rinnakkaismuunnoksen jälkeen pienentävät osavirtojen datanopeuksia) HCC-kooderi soveltaa niin sanottua RCPC-koodijärjestelmää (Rate Compatible Punctured Code system), jossa HCC-kooderi soveltaa “emo”-koodia, minkä jälkeen punkturointilohkot (puncturing blocks) huolehtivat kokonaiskoo-15 dausnopeuden sovittamisesta vaaditulle tasolle.
Keksinnön mukaisessa vastaanottimessa moniportainen dekooderi (MSD, Multi-Stage Decoder) suorittaa demoduloinnin ja dekoodauksen symboleista koodatuiksi databiteiksi, jotka johdetaan rakenteeseen, joka on HCC-kooderin vastakohta: de-multiplekseri kytkee koodattujen databittien virran joko yksiportaiseen dekooderiin 20 (jos HCC-kooderissa käytettiin yksinkertaisempaa koodausreittiä) tai kaksiportaiseen dekooderiin. Sekä MSD-dekooderissa ja viimeksi mainitussa dekooderissa voidaan käyttää iteratiivisia dekoodauslaskelmia, jos dekoodauksen viivevaatimukset ‘ ! ovat riittävän väljät, ja jos vastaanottimessa on vaadittu laskentakapasiteetti.
• r : i i
Keksinnön tunnusmerkeiksi katsotut uudet piirteet on esitetty tarkemmin oheisissa 25 patenttivaatimuksissa. Sekä rakenteensa että toimintansa puolesta varsinainen keksintö ja sen muut tavoitteet ja edut käyvät kuitenkin parhaiten ymmärrettäviksi eri-tyisten suoritusmuotojen seuraavassa olevasta selityksestä, kun se luetaan oheisten piirustusten yhteydessä.
I » I
ς «
Kuva 1 havainnollistaa tunnettua koodaus- ja dekoodausjärjestelyä.
• ·
I « I
’ · · 30 Kuva 2 havainnollistaa sinänsä tunnettua osituspuuta.
•« · « » · v f ’. /. Kuva 3 havainnollistaa tunnettua dekooderia käytettäväksi kuvan 1 järjestelmässä.
* «· • ·
Kuva 4a havainnollistaa toista tunnettua koodauskaaviota transparenttisia datapalveluja varten.
6 104133
Kuva 4b havainnollistaa toista tunnettua koodauskaaviota ei-transparenttisia datapalveluja varten.
1 Kuvassa 5 on keksinnön mukaisen kooderin pelkistetty lohkokaavio.
Kuva 6a esittää yksityiskohdan kuvasta 5.
5 Kuva 6b esittää toisen yksityiskohdan kuvasta 5.
Kuva 7 esittää toisen yksityiskohdan kuvasta 5.
Kuvassa 8 on keksinnön mukaisen MSD-dekoodauksen pelkistetty lohkokaavio.
Kuvassa 9 on keksinnön mukaisen dekooderin pelkistetty lohkokaavio.
Kuva 10 havainnollistaa esillä olevaa keksinnön mukaista limitys vaihtoehtoa.
10 Kuva 11 havainnollistaa keksinnön soveltamista tietoliikennejärjestelmässä.
Tekniikan tason kuvauksessa viitattiin kuviin 1, 3, 4a ja 4b, joten seuraavassa oleva keksinnön edullisten suoritusmuotojen selitys keskittyy kuviin 2 ja 5 - 11. Selityksessä pidetään korkean tason modulointimenetelmän esimerkkinä menetelmää 16-QAM. Keksintö ei rajoitu 16-QAM -menetelmän käyttämiseen.
15 Eräänä mahdollisena tapana QAM-kooderin sallittujen lähtötilojen esittämiseksi, kun tällä kooderilla on 2M sallittua lähtötilaa, on kuvan 2 tapaisen osituspuun käyt- : I '; täminen, jossa ylin haaroitustaso on taso 0, ja alimmainen haaroitustaso on taso M- « < > - · 1, joka tässä tarkoittaa tasoa 3. Jokaisella tasolla pistematriisin mustat pisteet edus- I I I ( :\t> tavat mahdollisia sallittuja lähtötiloja kulloisessakin ositushaarassa kulloisellakin '···, 20 tasolla. Binäärikooderin lähtö (tässä: kooderin 102 lähtö), joka on määritelty kuva-
< I I
uspiirin 106 lähdössä olevana vähiten merkitsevänä bittinä (LSB, least significant ... bit), määrää mikä sallittujen lähtötilojen mahdollisuuksien alijoukko valitaan ylim- • « « *·*/ mällä tasolla, jne, kunnes alimmalla tasolla kooderin lähtö (tässä kooderin 105 läh- v ’ tö), joka on määritelty eniten merkitseväksi bitiksi (MSB, most significant bit), :*·*: 25 määrittelee kumpi jäljelle jääneestä kahdesta mahdollisesta lähtötilasta valitaan. Ti- « t .*·*. lojen (mustien pisteiden) valinnan avulla osituspuu määrittelee kuvan 2 esittämällä tavalla niin sanotun Ungerboeck Mapping -kuvauksen, joka on sellaisenaan tunnettu • * dokumentista “G. Ungerboeck: Channel Coding with Multilevel/Phase Signals, ·.*: IEEE Trans. Inform. Theory, voi. IT-28, s. 55 - 67, No.l, Jan. 1982”. Ungerboeck- 30 kuvauksen, tai yleisemmin joukko-osituskuvauksen, käyttäminen on keksinnön mukaisessa menetelmässä ja laitteessa edullista, koska toisin kuin esimerkiksi Gray- 7 104133 kuvauksessa, joukko-osituskuvaus tarkoittaa sitä, että symbolin dekoodausvaiheessa on olemassa riippuvuus symbolin vähiten ja eniten merkitsevien bittien dekoodaus-päätösten välillä, jolloin näitä riippuvuuksia voidaan käyttää dekoodauksen parantamiseksi jokaisella bittitasolla.
5 Kuva 5 havainnollistaa keksinnön edullisen suoritusmuodon mukaista koodausra-kennetta. Databitit tulevat vasemmalta sarjamuotoisen bittivirran muodossa, ja oikealta tuotetaan 16-QAM-symboleita. HCC-lohko 501 (Hybrid Concatenated Code block) on ensimmäinen lohko, johon databitit syötetään, ja se käsittää kaksi vaihtoehtoista koodausreittiä 502 ja 503. Ylempi koodausreitti 502 käsittää bittilomittajan 10 504 ja kooderin (mahdollisesti konvoluutiokooderin) 505, jolla on määrätty kiinteä koodaussuhde, esimerkiksi 1/3. Lohkot 504 ja 505 on kytketty sarjaan tässä järjestyksessä. Keksintö ei rajoita koodaussuhteen tai kooderin 505 rakenteen valintaa, vaan ne voidaan valita tyypillisen radiokanavan analyysin ja kanavan koodaukselle asettamien vaatimusten perusteella. Alempi koodausreitti 503 käsittää ulomman CC-15 kooderin 506, punkturointilohkon 507, bittilomittajan 508 ja sisemmän CC-kooderin 509, jotka kaikki on kytketty sarjaan tässä järjestyksessä. Sisempi CC-kooderi 509 on esitetyssä suoritusmuodossa rekursiivinen systemaattinen konvoluutiokoodein (RSCC-kooderi, Recursive Systematic Convolutional Code encoder). Koodereiden 506 ja 509 koodaussuhde on tyypillisesti 1/3, mutta keksinnön ei-rajoittava luonne 20 koskee näitä yhtä hyvin kuin lohkoa 505.
I T . «
I I
, ,', Multiplekseri 510 toimii valintakytkimenä, joka valitsee koodatut bitit joko ensim mäiseltä koodausreitiltä 502 tai toiselta koodausreitiltä 503. Multiplekseri 510 ' vaihtaa valitun bittilähteen vain sellaisissa tilanteissa, joissa järjestelmän koodauk- ' sen kokonaisnopeutta on muutettava. Koodattu bittivirta jaetaan neljäksi osavirraksi f :>t’’ 25 sarja/rinnakkaismuuntimella 511. Osavirroilla on yleensä erilaiset bittinopeudet ni, « · *.* * n2, n3 ja n4, jotka alennetaan punkturoimalla yhteiseksi bittinopeudeksi n0, mikä ta pahtuu neljässä rinnakkaisessa punkturointilohkossa 512a - 512d. Bittilomittaja 513 * · t V * jakaa bitit neljäksi rinnakkaiseksi punkturoiduksi bittivirraksi peräkkäiseen K ke- t hykseen, jossa K on positiivinen kokonaisluku. Tässä oletetaan, että K = 4. Keksintö 30 ei vaadi, että kehyksen pituus tai kehyksen lomituspituus K määritetään millään määrätyllä tavalla. Lomituksen jälkeen käsillä on neljä rinnakkaista bittivirtaa, joilla on sama nopeus ja jotka syötetään lohkoon 514, joka ottaa yhden bitin kustakin vir-:’· : rasta ja kuvaa vastaavan nelibittisen binäärinumeron 16-tasoiseksi svmboliksi väli- tun kuvausstrategian mukaan. Tässä symbolit ovat 16-QAM-symboleja, ja kuvaus 35 tapahtuu valitun joukko-osituskuvausstrategian mukaan.
i 8 104133
Kuva 6a havainnollistaa RSCC-koodin (Recursive Systematic Convolutional Code) muodostamista kiinteällä koodausnopeudella 1/3. Kuvan 6a kooderia voidaan käyttää sisempänä kooderilohkona 509 kuvassa 5. Se käsittää kolme modulo-kaksi- ! summainta 601, 602 ja 603, kaksi sarjaan kytkettyä viive-elementtiä 604 ja 605, joi- ! 5 den koko on yksi bitti, ja yhden kolmesta yhteen -multiplekserin 606. Multiplekserin 606 ensimmäisenä tulona on sen hetkinen databitti sellaisenaan. Multiplekserin 606 toisena tulona on summaimen 602 lähtö, eli viive-elementin 604 ja summaimen 601 lähdön yhdistelmä, jotka kummatkin myös syötetään tulona summaimelle 603. Multiplekserin 606 kolmantena tulona on toisen viive-elementin 605 lähtö, joka myös 10 syötetään kolmantena tulona summaimelle 603, joka puolestaan tuottaa, yhdessä sen hetkisen databitin kanssa, summaimen 601 kaksi tuloa.
Kuva 6b havainnollistaa NRSCS-koodin (Non-Recursive Systematic Convolutional Code) muodostamista, jolla myös on kiinteä koodaussuhde 1/3. Kuvan 6b kooderia voidaan käyttää ulompana kooderilohkona 506 kuvassa 5. Se käsittää modulo-kaksi-15 summaimen 610, kaksi sarjaan kytkettyä viive-elementtiä 611 ja 612, joiden koko on yksi bitti, ja yhden kolmesta yhteen -multiplekserin 613. Multiplekserin 613 en- ! simmäisenä tulona on jälleen sen hetkinen databitti sellaisenaan. Multiplekserin 613 toisena tulona on toisen viive-elementin 612 lähtö eli databitti, jota on viivästetty kaksi bittijaksoa. Multiplekserin 613 kolmantena tulona on summaimen 610 lähtö, i 20 eli sen hetkisen databitin, edellisen databitin, ja kahdella bittijaksolla viivästetyn databitin modulo-kaksi-summa.
: , t « * ' , ,: Aiemmin mainittiin, että HCC-kooderin 501 ylemmässä haarassa oleva kooderi 505 kuvassa 5 voi olla CC-kooderi. Keksinnön toisessa suoritusmuodossa koko ylempi ί 1' haara 502 voidaan korvata turbo-kooderilla, kuten kuvassa 7 on esitetty, ja joka sei- • · · · 25 laisenaan tunnetaan esimerkiksi dokumentista “S. LeGoff, A. Glavieux, C.Berrou: Turbo-Codes and High Spectral Efficiency Modulation, Proceedings of IEEE ICC’94, May 1-5 1994, New Orleans. LA, s. 645 - 649”. Tulolinjalla 701 on binää-i rinen tulosekvenssi. Tulosekvenssin bitit syötetään suoraan ensimmäiseen kooderiin 702 ja lomittajan 703 kautta toiseen kooderiin 704. Lisäksi tulosekvenssin bitit syö- I « · '·* * 30 tetään suoraan kolmitiemultiplekserin 705 erääseen tuloon. Lomittajan 703 tehtävä- nä on muuttaa tulosekvenssien bittien keskinäistä järjestystä tunnetulla tavalla, en-nen kuin ne syötetään toiseen kooderiin 704. Rinnakkaiset kooderit 702 ja 704 voi- • # vat periaatteessa olla mitä tahansa tunnettuja binäärisiä koodereita, ja niiden koo- • · * r ’» ·* dausnopeudet voidaan ilmoittaa muodossa k/(k + p0 ja vastaavasti k/(k + p2), jossa E i * ' * · ': 35 k on bittien lukumäärä tulosekvenssin annetun pituisessa osassa ja kertoimet pi ja p2 riippuvat koodereiden 702 ja 704 rakenteesta. Ne voivat myös olla keskenään ident- i h 9 104133 tiset. Näiden koodausnopeudesta ja turbokooderin 700 odotetusta lähtönopeudesta riippuen saattaa olla välttämätöntä, että binäärikoodereiden 702 ja 704 lähdöt punk-* turoidaan punkturointilohkossa 706, mikä tuottaa punkturoidut koodatut sekvensit, joiden nopeudet ovat k/(k + pO ja vastaavasti k/(k + p^), jossa kertoimet p( ja P2 5 riippuvat lohkossa 706 käytetystä punkturointivektorista, ja niille pätevät säännöt pi < pi, ja p2 < 22· Tämän jälkeen punkturoidut sekvenssit syötetään kolmitiemul-tiplekserin 705 kahteen jäljellä olevaan tuloon, jolloin multiplekseri tuottaa lähtöönsä systemaattisen koodisekvenssin koodaussuhteella R, joka voidaan laskea kaavasta: k k 10 R= = —- (1) n fc + A + ft jossa n tarkoittaa bittien lukumäärää lähtösekvenssissä, joka vastaa tulosekvenssin annetussa osuudessa olevaa k bittiä.
Kuva 8 esittää MSD-dekoodauksen lohkokaavion 800, jota voidaan käyttää keksin-. nön mukaisessa vastaanottimessa. Tulolinjalla 801 on vastaanotettu kantataajuinen 15 signaali, joka on varsinaisen signaalin, satunnaiskohinan ja häiriöiden yhdistelmä. Metriikkalohkot 802 - 805 ja niihin liittyvät viivelohkot 814-816 toimivat samaan tapaan kuin vastaavat lohkot 301 - 305 ja 314 - 316 kuvassa 3, jos toistaiseksi jäte- tään huomiotta lohkosta 820 metriikkalohkoon 802 tuleva lisätulo. Jokaisessa loh- .: ': kossa 802 - 805 tapahtuvan metriikkalaskennan jälkeen tulos syötetään jokaisesta 20 lohkosta vastaavaan lomituksen poistamislohkoon 821 - 824, jotka järjestävät pe- , . räkkäiset metriikkatulokset poistaen kuvassa 5 olevan lähettimen bittien lomitusloh- kon 513 vaikutuksen. Samalla tavalla punkturoinnin poistamislohkot 825 - 828, joista yksi on kulloinkin kytketty sarjaan vastaavan lomituksen poistamislohkon 821 - 824 kanssa, poistavat kuvan 5 lähettimessä olevien vastaavien punkturointilohko- • · · *·’ 25 jen 512a - 512d vaikutuksen lisäämällä epävarman bitin jokaisen punkturoidun bitin sijaan. Tulokset jokaisesta punkturoinnin poistamislohkosta 825 - 828 kootaan mul- • · · tiplekserille 829, joka suorittaa kuvan 5 sarja/rinnakkaismuuntimen 511 suhteen · käänteisen toimenpiteen, ja syöttää tuloksena olevan koodatun bittivirran dekooderi*. rille 830, jonka tarkoituksena on kumota kuvan 5 lähettimessä olevan HCC- • · 30 kooderin 501 toimenpiteet.
· :v* Dekooderin 830 lähtösignaalina odotetaan olevan virheetön databittien virta, kuten : alunperin syötettiin kuvan 5 kooderiin 501. Dekoodausprosessi voi kuitenkin tuottaa joidenkin bittien arvoa koskevia virheellisiä päätöksiä. Virheiden todennäköisyyttä voidaan pienentää tuottamalla dekoodatuista databiteistä uudelleen koodattu vertai- 104133 ίο lutulos, joka syötetään dekoodausprosessiin takaisinkytkentänä. Uutta dekoodaus-kierrosta, joka perustuu samaan vastaanotettuun signaaliin mutta takaisinkytkennän avulla, sanotaan iterointikierrokseksi, ja sitä käyttävää prosessia iteroivaksi dekoo-dausprosessiksi. Kuvassa 8 oleva lohko 831 edustaa kooderia, joka on samanlainen 5 kuin lähettimen HCC-kooderi. Samalla tavalla demultiplekseri 832 vastaa sar-( ja/rinnakkaismuunninta 511 (lukuunottamatta sitä, ettei MSB-lähtöä käytetä), punkturointilohkot 833 - 835 vastaavat lävistyslohkoja 512a - 512c (ei lohkoa 512d, koska se vastaa MSB-osavirtaa) ja lomittajat 836 - 838 vastaavat muita kuin MSB-osia kuvan 5 lomittajasta 513. Jokainen metriikkalohko 803 805 vastaanottaa lisätulo lona vastaavan vähiten merkitsevää bittiä yhtä enemmän merkitsevän bitin koodatun muodon, jota se käyttää metriikan laskentaprosessissa täsmälleen samalla tavalla kuin varsinaiset metriikan laskentalohkot 303 - 305 kuvassa 3. Keksintö ei rajoita peräkkäisten symbolien lukumäärää, joita on käsiteltävä iterointikierroksen aikana, vaan tämä määräytyy käytetystä lomituspituudesta: yhden datakehyksen dekoodaa-15 miseksi ja rekonstruoimiseksi vastaanottimen on vastaanotettava kaikki ne radiosig-naalikehykset, jotka sisältävät kyseessä olevan datakehyksen dataa.
Lohko 820 edustaa mahdollisuutta lisätulon aikaansaamiseksi myös vähiten merkitsevän bitin metriikan laskentalohko 802 varten. Jos lohkoa 820 käytetään, se sisältää kaiken koodauksen, demultipleksoinnin, punkturoinnin ja lomituksen toiminnat, 20 joita tarvitaan kokonaisen symbolin palauttamiseksi dekoodatun databittivirran . osasta. Tämä symboli syötetään sitten lisätulona lohkoon 802, jossa se on apuna vähiten merkitsevän bitin metriikan laskennassa.
t » f I
V « I
, ': Kuvassa 9 on dekooderin 830 erään edullisen suoritusmuodon yksityiskohtaisempi
I I
. « lohkokaavio. Kuvan 9 dekooderi on iteratiivinen dekooderi HCC-koodattuja bittivir-
Mtl :·. 25 toja varten, joita syötetään johdolta 901. Dekooderin rakenne on sinänsä tunnettu '.··, dokumentista “D. Divsalar, E. Pollara: Hybrid Concatenated Codes and Iterative
Decoding, TDA Progress Report 42-130, August 1997”. Demultiplekseri 902 ohjaa ... tulevan virran joko sisempään CC-dekooderiin 903, jos kuvan 5 lähettimessä käy- • · * ’·’/ tettiin alempaa koodaushaaraa 503, tai rinnakkaiskoodin dekooderiin 904, jos lähet- *·* * 30 timessä käytettiin ylempää koodaushaaraa 502. Tämä merkitsee luonnollisesti sitä, ·*·*: että vastaanottavan laitteen on tiedettävä, kumpaa koodaushaaraa lähettävä laite on .··*. käyttänyt. Tämä tieto on helppo siirtää lähettimeltä vastaanottimelle tunnetuilla merkinantokeinoilla. Olettaen, että käytettiin alempaa koodaushaaraa, tulovirta de- i ♦ » ^ ·* koodataan ensin dekooderilohkossa 903 kuvan 5 sisemmän kooderin 509 käyttämän :· ’· 35 koodauksen poistamiseksi. Koodauksen poistamiseksi voidaan käyttää mitä tahansa sinänsä tunnettua menetelmää, esimerkiksi Viterbi-dekoodausta. SISO tarkoittaa i ϊ 11 104133
Soft In - Soft Out, ja tarkemmin sitä, että lohkot 903, 904 ja 906 toimivat ei-binäärisellä tiedolla. Sisemmän koodauksen poistamisen jälkeen lomituksen pois- * tamislohko 905 poistaa kuvan 5 lohkossa 508 toteutetun lomituksen, ja signaali syötetään dekoodauslohkoon 906 punkturoinnin ja kuvan lohkoissa 507 ja 506 so- 5 velletun ulomman koodauksen poistamiseksi. Tuloksena olevan signaalin odotetaan sisältävän oikean databittivirran, jotka voidaan tuottaa lähtöön summausvälineen 907 ja lähtölinjan 912 kautta. Iteratiivisen dekoodauksen virheenkorjausominai-suuksien käyttämiseksi lohkon 906 lähtösignaali syötetään kuitenkin myös takaisin-kytkentänä uudelleen lomituslohkon 908 kautta dekooderilohkon 903 lisätuloon, 10 jossa se toimii apuna iteratiivisen dekoodauskierroksen aikana. Tämän takaisinkyt-kentäsignaalin sisältämä sivutieto ilmaisee vastaanottovirheiden lukumäärän, joten tähän tarkoitukseen ei tarvita erillistä CRC-koodia (Cyclic Redundancy Check).
Jos lähetin olisi käyttänyt kuvan 5 ylempää koodaushaaraa 502, niin demultiplekseri 902 johtaisi dekoodattavan signaalin dekooderilohkoon 904 lohkon 903 sijasta. De-15 koodaus tapahtuu tässä ainoassa portaassa, ja kuvan 5 lohkossa 504 toteutettu lomitus poistetaan lohkossa 909. Takaisinkytkentä dekooderilohkoon 904 tulee uudelleen lomituslohkon 910 kautta iteratiivista dekoodausta varten. Myös lohko 904 voi laskea vastaanottovirheiden lukumäärän vertaamalla kahta tulosignaaliansa.
Jos lähettimessä käytettiin molempia kooderihaaroja, luotettavuustieto jaetaan 20 kaikkien SISO-lohkojen 903, 904 ja 906 kesken, jolloin dekooderi toimii kahdessa « ’;silmukassa, joista ensimmäinen käsittää lohkot 903-905-906-908, ja sivutieto vie-: dään lohkoon 903, jolloin toisella silmukalla on rakenne 903-905-906-910-(sivutieto i' *': lohkolle)904-909-(sivutieto lohkolle)906.
« · *
Kuvan 8 MSD-dekooderi ei käsitä mitään erikseen esitettyä vastinetta kuvassa 3 • · *· *" 25 olevan tekniikan tason MSD-dekoodauksen viivelinjoille 317 - 319. Tämä johtuu V * keksinnön eräästä näkökohdasta, joka yksityiskohtaisemmin on esitetty kuvassa 10.
Normaalin bittien lomitustoiminnan lisäksi kuvan 5 lomittaja 513 viivästää kolmea *· vähiten merkitsevää osabittivirtaa LSB, LSB1 ja LSB2 vastaavasti kolmella bitillä, kahdella bitillä ja yhdellä bitillä. Ellipsi 1001 ympäröi niitä bittejä, jotka kuvattaisiin 30 symboliksi tekniikan tason MLC-kooderissa. Ellipsi 1002 ympäröi niitä bittejä, jotka t * kuvataan symboliksi keksinnön tämän erityisen suoritusmuodon mukaisessa koode-rissa. Osadatavirtojen välisiä viiveitä ei tarvita vastaanottimessa, koska koodatut :'*/· osadatavirrat on jo keskenään viivästetty lähettimessä. Syynä tähän on se, että mah- v. dollistetaan vastaanottimen suunnittelu pienemmällä muistilla, kuin mitä tarvittaisiin 35 jos viiveitä sovellettaisiin vastaanottimen puolella; lähettimen muistivaatimukset 12 104133 kasvavat vastaavasti. Olettaen, että päätteiden lukumäärä on moninkertainen solukkojärjestelmän tukiasemien määrään verrattuna, on edullisinta säästää muistia päätteissä ja rakentaa tukiasemalta alaspäin suuntautuvat yhteydet kuvien 5, 8 ja 10 mukaisesti. Tukiasemalle ylöspäin suuntautuvalla yhteydellä päätteen ei tarvitse viiväs-5 tää koodattuja osadatavirtoja kuvan 10 mukaan, mikä merkitsee sitä, että muutoin kuvan 5 mukaisessa päätteessä lähettimen lomituslohko 513 ei sisältäisi vastaavaa alustavaa datan siirtotoiminnetta, ja tukiaseman vastaanotin, joka muussa mielessä on kuvan 8 mukainen, sisältäisi viivejohtoja, jotka ovat verrattavissa kuvan 3 vii- veisiin.
10 Molemmat kuvat 8 ja 9 sisältävät optiona iteratiivisen dekoodauksen. Keksintö ei vaadi, että vastaanottimessa käytetään mitään iteratiivista dekoodausta, mutta jos vastaanottimen laskentakapasiteetti ja yhteyden viivevaatimukset sen sallivat, iterointi on käyttökelpoinen tapa vähentää virheiden todennäköisyyttä dekoodatussa datavirrassa. Lähetinpuoleen ei millään tavalla vaikuta se, käyttääkö vastaanotin ite-15 ratiivista dekoodausta vai ei, paitsi siten, että iteratiivisella dekoodauksella varustettu vastaanotin pyytää todennäköisemmin vähemmän uudelleenlähetyksiä kuin ilman iteroivaa dekoodausta oleva vastaanotin. Valmistaja voi ensin tuoda markkinoille ! ilman iteratiivista dekoodausta olevan vastaanottimen tai iteratiivisella dekoodauk- j sella varustetun vastaanottimen, joka pystyy vain yhteen tai kahteen iterointikierrok- • 20 seen, ja kun uusi, tehokkaampi signaaliprosessori tai muu edistyksellinen kompo- j : nentti on tullut saataville, voi valmistaja tuoda markkinoille laitteen päivitetyn ver- j sion, joka pystyy iteroimaan useampia kertoja vastaanotettua bittiä tai symbolia ! , |, kohti.
: i
Kuva 11 esittää tietoliikennejärjestelmän 1100, joka käsittää tukiaseman 1101 ja 1 25 päätelaitteen 1102. Kaksisuuntaisen yhteyden 1103 kautta tukiasema 1101 on kyt- ketty verkkoon, jossa on muita tukiasemia, tukiasemien ohjaimia, matkapuhelinkes- » kuksia ja solukkoverkon muita, sinänsä tunnettuja elementtejä. Tukiasema käsittää Iähetinhaaran 1104 ja vastaanotinhaaran 1105, joista lähetinhaara 1104 käsittää ai-« · · * * /.·. nakin yhden koodaus-, punkturointi-, lomitus- ja kuvauslohkon 1106, jotka ovat sa- tl* *. 30 manlaiset kuin kuvassa 5 esitettiin. Radiotaajuisessa (RF, radio frequency) osassa ·· * : V 1107 käytetään lohkon 1106 tuottamaa symbolivirtaa sinänsä tunnetulla tavalla ja Γ · · · muodostetaan rf-signaali, joka lähetetään päätteelle lähetysantennin 1108 kautta. Samanaikaisesti voi vastaanottava antenni 1109 vastaanottaa signaaleja päätteeltä, I · '. /. jolloin rf-osa 1110 muuntaa signaalit kantataajuisiksi syöttäen ne dekoodaus lohkoon f < · * 35 1111, joka on samanlainen kuin kuvassa 8. Päätteen puolella on tavallisesti vain yksi f antenni 1112 ja radio-osa 1113, jossa dupleksisuodattimet tai muut tunnetut järjeste- i [ 13 104133 lyt erottavat lähetetyt ja vastaanotetut signaalit toisistaan. Lohkojen 1114 ja 1115 rakenne ja toiminta on samantapainen kuin lohkoilla 1106 ja vastaavasti 1111, mahdollisesti sillä erolla, että osadatavirran viivästäminen kuvan 10 mukaan tehdään edullisimmin ainoastaan alaspäin-suunnassa, mistä johtuvia seurauksia laitteiston 5 kannalta tarkasteltiin edellä. Päätteen 1102 perustana oleva toiminnallinen lohko 1116 voi olla sinänsä tunnettu; jos pääte on esimerkiksi matkaviestin, lohko 1106 sisältää tarpeelliset toiminnat vastaanotetun ja dekoodatun datavirran muuntamiseksi kaiuttimeen johdettavaksi ääneksi ja päätteen ohjaavalle prosessorille johdettavaksi dataksi, ja mikrofonista tallennetun äänen ja ohjaavalta prosessorilta tulevan, ylös-10 päin suunnatun datan muuntamiseksi lähetettäväksi datavirraksi. Kuvassa 11 esitettyjen lohkojen lisäksi tukiasema ja pääte voivat sisältää muita toiminnallisia lohkoja.
Signaali-kohinasuhteen tai signaali-häiriösuhteen tai muiden, kuvan 11 tapaisen tietoliikennejärjestelmän radioyhteyden laatua kuvaavien arvojen mittaaminen tai estimoiminen on sinänsä tunnettua. Keksinnön mukaan joko tukiasema 1101 tai 15 päätelaite 1102, tai molemmat, suorittavat sellaisia mittauksia sen määrittämiseksi, mikä on koodauksen optimimäärä, joka takaisi datan vastaanottamisen radiotien kautta niin, että siinä esiintyvä siirtovirheiden taso olisi tyydyttävä. Toinen laitteista 1101 ja 1102 tekee päätöksen siitä, mitä koodaushaaraa (502, 503 tai molemmat kuvassa 5) lähettimessä käytetään, ja minkä tyyppistä punkturointia käytetään (507 ja 20 512a - 512d kuvassa 5). Päätös voi myös sisältää yksityiskohtia käytettävästä lomi- - tuksesta (504, 508 ja 513 kuvassa 5). Päätös voi olla erilainen ylöspäin- ja alaspäin- .'. yhteyksillä, ja se voi muuttua radioyhteyden aikana. Laite, joka tekee päätöksen tai v. muuttaa sitä, tiedottaa päätöksestä toiselle laitteelle merkinannon kautta, niin että . . toinen laite voi muuttaa toimintaansa vastaavalla tavalla.
I I t · • «
Ml • · • 9
Ml rt· c · · • « · 1 l # · S1 · · • ff 1 1 • · · * · 9 1
• ( V
I · I · f I I · • « · I · I « I · I · I ·
Claims (12)
1. Menetelmä koodatun digitaalisen tiedon välittämiseksi lähettimeltä vastaanot-timelle moniarvoisten symbolien muodossa, tunnettu siitä, että se käsittää vaiheet, joissa: 5 a) koodataan digitaalinen tieto hybridimuotoista ketjutettua koodia (Hybrid Concatenated Code) käyttävässä kooderissa (501,510); b) kuvataan koodattu digitaalinen tieto moniarvoisiksi symboleiksi monitasoista koodia (Multi-Level Coding) käyttävässä kooderissa (511, 512a-d, 513, 514); c) lähetetään moniarvoiset symbolit; 10 d) vastaanotetaan moniarvoiset symbolit; ja e) dekoodataan vastaanotetut moniarvoiset symbolit moniportaisessa dekooderissa (Multi-Stage Decoder) (800).
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vaiheen b) kuvaaminen tapahtuu joukko-osituskuvauksen (514) mukaisesti. ! 15
3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vaiheen b) E kuvaaminen tapahtuu Ungerboeck-kuvauksen (514) mukaisesti.
4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vaiheet a) ja b) yhdessä toteuttavat RCP-koodia (Rate Compatible Punctured code) (501, 510, I ...:: 512a-d). Γ I * « ' ·; ' 20
5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vaihe b) käsit- : tää alivaiheen, jossa koodattu digitaalinen tieto jaetaan ennalta määrätyksi määräksi . i:‘ koodattuja osadatavirtoja (511), ja että jokainen koodattu osadatavirta punkturoi- • I : ; *·· daan erikseen (512a-d). « · t « · · i « ·
6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainitut mo-25 niarvoiset symbolit ovat korkeatasoisen moduloinnin symboleja, että sallittujen ';*/ symboliarvojen lukumäärä on 2 , jossa M on positiivinen ja parillinen, ja että vaihe v* b) käsittää seuraavassa järjestyksessä alivaiheet, joissa: :*·*: - koodattu digitaalinen tieto jaetaan M koodatuksi osadatavirraksi (511), joista yksi .' on eniten merkitsevä bittivirta (MSB) ja muut ovat vähemmän merkitseviä bittivirto- i r\ 30 ja, joiden kertaluokat ovat M-i, i 6 [1, 2,..., M-l], E I « : f - järjestetään jokaisen koodatun osadatavirran bittinopeus samaksi (512a-d), ” - viivästetään ι bitillä jokaista vähemmän merkitsevää bittivirtaa, jonka kertaluokka on M-i, 104133 - otetaan samanaikainen bitti jokaisesta koodatusta osadatavirrasta (1002), ja - kuvataan otetuista samanaikaisista biteistä muodostettu binäärinen luku symboliksi.
7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainitut mo-5 niarvoiset symbolit ovat QAM-symboleja (Quadrature Amplitude Modulation).
8. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vaihe d) käsittää alivaiheet, joissa - estimoidaan (802 - 805) erään vastaanotettujen symbolien joukon arvot, - dekoodataan (821 - 830) bittiarvot, jotka vastaavat vastaanotettujen symbolien es-10 timoituja arvoja, - koodataan (831 - 838) dekoodatut bittiarvot uudestaan, ja - käytetään uudestaan koodattuja bittiarvoja lisätulotietona samojen vastaanotettujen symbolien iteratiivisen estimointi-ja dekoodauskierroksen aikana.
9. Lähettävä laite (1101, 1102) koodatun digitaalisen tiedon lähettämiseksi vas-15 taanottimelle moniarvoisten symbolien muodossa, tunnettu siitä, että se käsittää - HCC-kooderin (Hybrid Concatenated Code) (501) lähetettävän digitaalisen tiedon koodaamista varten, ja - monitasoisen koodauksen toteuttavan kooderin (Multi-Level Coding) (511, 512a-d, 513, 514) koodatun digitaalisen tiedon kuvaamiseksi moniarvoisiksi symboleiksi. • I { < I I I « , 20
10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen lähettävä laite, tunnettu siitä, että se käsittää I < « välineet koodaussuhteen muuttamiseksi, jolla lähetettävä digitaalinen tieto kooda- : taan. • · · • •M
11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen lähettävä laite, tunnettu siitä, että se on jo- kin seuraavista: solukkoradiojärjestelmän tukiasema (1101), solukkoradiojärjestel-25 män päätelaite (1102). • · · • ·
12. Solukkoradiojärjestelmä (1100), tunnettu siitä, että se käsittää ainakin yhden : patenttivaatimuksen 9 mukaisen lähettävän laitteen. ·· · • · · . Patentkrav • « · « V ·
Priority Applications (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI974361A FI104133B (fi) | 1997-11-28 | 1997-11-28 | Koodaus- ja modulointimenetelmä ja laite sen soveltamiseksi |
US09/198,213 US6704368B1 (en) | 1997-11-28 | 1998-11-23 | Coding and modulation method and apparatus for its implementation |
EP98309705A EP0920164B1 (en) | 1997-11-28 | 1998-11-26 | Coding and modulation method and apparatus for its implementation |
DE69836120T DE69836120T2 (de) | 1997-11-28 | 1998-11-26 | Verfahren zur Kodierung und Modulation, sowie Einrichtung zur dessen Ausführung |
AU12407/99A AU751391B2 (en) | 1997-11-28 | 1998-11-27 | Coding and modulation method and apparatus for its implementation |
CN98811635A CN1123127C (zh) | 1997-11-28 | 1998-11-27 | 编码和调制方法以及用于执行该方法的装置 |
PCT/FI1998/000931 WO1999029043A1 (en) | 1997-11-28 | 1998-11-27 | Coding and modulation method and apparatus for its implementation |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI974361A FI104133B (fi) | 1997-11-28 | 1997-11-28 | Koodaus- ja modulointimenetelmä ja laite sen soveltamiseksi |
FI974361 | 1997-11-28 |
Publications (4)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FI974361A0 FI974361A0 (fi) | 1997-11-28 |
FI974361A FI974361A (fi) | 1999-05-29 |
FI104133B1 FI104133B1 (fi) | 1999-11-15 |
FI104133B true FI104133B (fi) | 1999-11-15 |
Family
ID=8550031
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FI974361A FI104133B (fi) | 1997-11-28 | 1997-11-28 | Koodaus- ja modulointimenetelmä ja laite sen soveltamiseksi |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6704368B1 (fi) |
EP (1) | EP0920164B1 (fi) |
CN (1) | CN1123127C (fi) |
AU (1) | AU751391B2 (fi) |
DE (1) | DE69836120T2 (fi) |
FI (1) | FI104133B (fi) |
WO (1) | WO1999029043A1 (fi) |
Families Citing this family (48)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6282250B1 (en) * | 1999-05-05 | 2001-08-28 | Qualcomm Incorporated | Low delay decoding |
DE19935785A1 (de) | 1999-07-29 | 2001-02-08 | Siemens Ag | Verfahren und Einrichtung zur Erzeugung eines ratenkompatiblen Codes |
US6829742B1 (en) * | 1999-10-27 | 2004-12-07 | Infineon Technologies Ag | Coding method and coding apparatus for coding a serial data stream |
US6697990B2 (en) | 1999-12-15 | 2004-02-24 | Hughes Electronics Corporation | Interleaver design for parsed parallel concatenated codes |
MXPA01010239A (es) | 2000-02-10 | 2002-07-30 | Hughes Electronics Corp | Sistema y metodo que emplean un decodificador modular para decodificar codigos turbo y similares al turbo en una red de comunicaciones. |
WO2001086821A2 (en) * | 2000-05-05 | 2001-11-15 | Icoding Technology, Inc. | Improved error floor turbo codes |
JP4213879B2 (ja) * | 2000-07-11 | 2009-01-21 | エルジー エレクトロニクス インコーポレイティド | 通信システム及び該システムの信号伝送方法 |
JP3987274B2 (ja) * | 2000-08-21 | 2007-10-03 | 株式会社日立国際電気 | 多値変調方式の伝送装置 |
JP2002076925A (ja) * | 2000-08-31 | 2002-03-15 | Sony Corp | 軟出力復号装置及び軟出力復号方法、並びに、復号装置及び復号方法 |
US20040105534A1 (en) * | 2000-09-19 | 2004-06-03 | Rockwell Electronic Commerce Technologies, Llc | System and method for providing informative communication |
AU2002217635A1 (en) * | 2000-11-09 | 2002-05-21 | Mikhail Mikhaylovich Makarchouk | Method for maintaining the identity of a pair of interacting augmented hierarchical data bases and communication network for carrying out said method |
WO2002060146A1 (en) | 2001-01-26 | 2002-08-01 | Nokia Corporation | Method of implementing modulation and modulator |
US9100457B2 (en) * | 2001-03-28 | 2015-08-04 | Qualcomm Incorporated | Method and apparatus for transmission framing in a wireless communication system |
JP2004531937A (ja) * | 2001-03-28 | 2004-10-14 | クゥアルコム・インコーポレイテッド | 通信システムにおけるポイント・ツー・マルチポイントサービスのチャネル管理のための方法および装置 |
US8121296B2 (en) * | 2001-03-28 | 2012-02-21 | Qualcomm Incorporated | Method and apparatus for security in a data processing system |
US8077679B2 (en) * | 2001-03-28 | 2011-12-13 | Qualcomm Incorporated | Method and apparatus for providing protocol options in a wireless communication system |
DE50105116D1 (de) * | 2001-04-09 | 2005-02-24 | Alcatel Sa | Verfahren und Vorrichtung zur adaptiven Turbo Dekodierung mehrerer Funkkanäle unter Bestimmung eines CRC am Ende jeder Iteration |
US7043210B2 (en) * | 2001-06-05 | 2006-05-09 | Nortel Networks Limited | Adaptive coding and modulation |
CA2418471C (en) * | 2001-06-09 | 2007-08-28 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method and apparatus for rearranging codeword sequence in a communication system |
US20040028076A1 (en) * | 2001-06-30 | 2004-02-12 | Strolle Christopher H | Robust data extension for 8vsb signaling |
US7349691B2 (en) | 2001-07-03 | 2008-03-25 | Microsoft Corporation | System and apparatus for performing broadcast and localcast communications |
FR2828359A1 (fr) * | 2001-07-31 | 2003-02-07 | Koninkl Philips Electronics Nv | Emetteur, recepteur, procedes, programme et signal adaptes a des modulations a grand nombre d'etats |
US7185362B2 (en) * | 2001-08-20 | 2007-02-27 | Qualcomm, Incorporated | Method and apparatus for security in a data processing system |
US20040120527A1 (en) * | 2001-08-20 | 2004-06-24 | Hawkes Philip Michael | Method and apparatus for security in a data processing system |
US7697523B2 (en) * | 2001-10-03 | 2010-04-13 | Qualcomm Incorporated | Method and apparatus for data packet transport in a wireless communication system using an internet protocol |
US7352868B2 (en) * | 2001-10-09 | 2008-04-01 | Philip Hawkes | Method and apparatus for security in a data processing system |
US7649829B2 (en) | 2001-10-12 | 2010-01-19 | Qualcomm Incorporated | Method and system for reduction of decoding complexity in a communication system |
JP2003152553A (ja) * | 2001-11-13 | 2003-05-23 | Ntt Docomo Inc | 復号方法及び通信装置 |
US7272118B1 (en) | 2002-02-06 | 2007-09-18 | Sprint Spectrum L.P. | Method and system for selecting vocoder rates and transmit powers for air interface communications |
US7599655B2 (en) * | 2003-01-02 | 2009-10-06 | Qualcomm Incorporated | Method and apparatus for broadcast services in a communication system |
US8098818B2 (en) * | 2003-07-07 | 2012-01-17 | Qualcomm Incorporated | Secure registration for a multicast-broadcast-multimedia system (MBMS) |
US8718279B2 (en) * | 2003-07-08 | 2014-05-06 | Qualcomm Incorporated | Apparatus and method for a secure broadcast system |
US7382840B2 (en) * | 2003-07-29 | 2008-06-03 | Mitsubishi Electric Research Laboratories, Inc. | RF signal processing in multi-antenna systems |
US8724803B2 (en) * | 2003-09-02 | 2014-05-13 | Qualcomm Incorporated | Method and apparatus for providing authenticated challenges for broadcast-multicast communications in a communication system |
KR100520159B1 (ko) * | 2003-11-12 | 2005-10-10 | 삼성전자주식회사 | 다중 안테나를 사용하는 직교주파수분할다중 시스템에서간섭신호 제거 장치 및 방법 |
US7684505B2 (en) * | 2004-04-26 | 2010-03-23 | Qualcomm Incorporated | Method and apparatus for encoding interleaving and mapping data to facilitate GBPS data rates in wireless systems |
US7593339B2 (en) * | 2004-07-12 | 2009-09-22 | Qualcomm Incorporated | Rate control for packet-based wireless communication |
EP1832002A1 (en) * | 2004-12-29 | 2007-09-12 | Intel Corporation | Multilevel low density parity-check |
US7447981B2 (en) * | 2005-04-01 | 2008-11-04 | Broadcom Corporation | System correcting random and/or burst errors using RS (Reed-Solomon) code, turbo/LDPC (Low Density Parity Check) code and convolutional interleave |
US7205912B1 (en) * | 2005-10-31 | 2007-04-17 | Seagate Technology Llc | Structured set partitioning and multilevel coding for partial response channels |
EP2152006A3 (en) * | 2006-06-16 | 2013-06-12 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Stuffing additional data in a payload area of packets of a digital broadcast stream |
US7827464B2 (en) * | 2006-11-15 | 2010-11-02 | Seagate Technology Llc | Iterative read channel architectures with coded modulation |
US8140107B1 (en) | 2008-01-04 | 2012-03-20 | Sprint Spectrum L.P. | Method and system for selective power control of wireless coverage areas |
US8719670B1 (en) * | 2008-05-07 | 2014-05-06 | Sk Hynix Memory Solutions Inc. | Coding architecture for multi-level NAND flash memory with stuck cells |
KR20100136890A (ko) * | 2009-06-19 | 2010-12-29 | 삼성전자주식회사 | 컨텍스트 기반의 산술 부호화 장치 및 방법과 산술 복호화 장치 및 방법 |
US20130326630A1 (en) * | 2012-06-01 | 2013-12-05 | Whisper Communications, LLC | Pre-processor for physical layer security |
ES2633186T3 (es) | 2013-04-03 | 2017-09-19 | Huawei Technologies Co., Ltd. | Método de decodificación, aparato de decodificación y sistema de comunicaciones |
KR102305095B1 (ko) | 2015-04-13 | 2021-09-24 | 삼성전자주식회사 | 비휘발성 메모리 컨트롤러의 동작 방법 |
Family Cites Families (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FI85201C (fi) | 1988-08-16 | 1992-03-10 | Nokia Mobira Oy | En kombinerad analog/digital frekvensmodulator. |
FI83005C (fi) | 1988-08-19 | 1991-05-10 | Nokia Mobira Oy | Kretsanordning foer generering av i,q-vaogformer. |
US5091919A (en) | 1989-02-08 | 1992-02-25 | Nokia-Mobira Oy | Transmitter arrangement for digitally modulated signals |
FI96072C (fi) | 1991-08-27 | 1996-04-25 | Nokia Mobile Phones Ltd | Modulaattorin vaiheistuksen säätö |
FI90165C (fi) | 1991-12-13 | 1993-12-27 | Nokia Mobile Phones Ltd | I/q-modulator och demodulator |
US5329551A (en) * | 1992-04-16 | 1994-07-12 | At&T Bell Laboratories | Overlapped multilevel codes |
US5231364A (en) | 1992-06-24 | 1993-07-27 | Nokia Mobile Phones, Ltd. | Phaseshift network for an IQ modulator |
US5408502A (en) * | 1992-07-13 | 1995-04-18 | General Instrument Corporation | Apparatus and method for communicating digital data using trellis coded QAM with punctured convolutional codes |
US5371481A (en) | 1993-03-24 | 1994-12-06 | Nokia Mobile Phones Ltd. | Tuning techniques for I/Q channel signals in microwave digital transmission systems |
US5392460A (en) | 1993-04-23 | 1995-02-21 | Nokia Mobile Phones Ltd. | Dual mode radiotelephone terminal selectively operable for frequency modulated or phase modulated operation |
GB2281830B (en) | 1993-09-11 | 1998-08-12 | Nokia Mobile Phones Ltd | I/q-modulator and i/q-demodulator |
GB2282287B (en) | 1993-09-25 | 1998-01-28 | Nokia Mobile Phones Ltd | A mixer |
FI96811C (fi) | 1993-11-30 | 1996-08-26 | Nokia Mobile Phones Ltd | Menetelmä ja piirijärjestely D/A-muuntimen DC-erojännitteen kompensoimiseksi |
US6023783A (en) * | 1996-05-15 | 2000-02-08 | California Institute Of Technology | Hybrid concatenated codes and iterative decoding |
US5787362A (en) | 1996-07-08 | 1998-07-28 | Nokia Mobile Phones Limited | AM removal from FM signal generated by IQ modulator |
US5812601A (en) * | 1996-11-15 | 1998-09-22 | Telefonaktiebolaget Lm Ericsson | Coding for higher-level modulation |
-
1997
- 1997-11-28 FI FI974361A patent/FI104133B/fi not_active IP Right Cessation
-
1998
- 1998-11-23 US US09/198,213 patent/US6704368B1/en not_active Expired - Fee Related
- 1998-11-26 EP EP98309705A patent/EP0920164B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-11-26 DE DE69836120T patent/DE69836120T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1998-11-27 AU AU12407/99A patent/AU751391B2/en not_active Ceased
- 1998-11-27 CN CN98811635A patent/CN1123127C/zh not_active Expired - Fee Related
- 1998-11-27 WO PCT/FI1998/000931 patent/WO1999029043A1/en active IP Right Grant
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
AU1240799A (en) | 1999-06-16 |
DE69836120D1 (de) | 2006-11-23 |
FI104133B1 (fi) | 1999-11-15 |
WO1999029043A1 (en) | 1999-06-10 |
FI974361A0 (fi) | 1997-11-28 |
EP0920164A3 (en) | 2003-01-22 |
EP0920164B1 (en) | 2006-10-11 |
CN1123127C (zh) | 2003-10-01 |
DE69836120T2 (de) | 2007-02-01 |
FI974361A (fi) | 1999-05-29 |
AU751391B2 (en) | 2002-08-15 |
EP0920164A2 (en) | 1999-06-02 |
CN1280720A (zh) | 2001-01-17 |
US6704368B1 (en) | 2004-03-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
FI104133B (fi) | Koodaus- ja modulointimenetelmä ja laite sen soveltamiseksi | |
US6160854A (en) | Concatenated trellis coded modulation and linear block codes | |
KR100324858B1 (ko) | 연결코딩을이용한다레벨변조데이터의통신방법및그장치 | |
CN1140059C (zh) | 迭代解映射 | |
JP3988980B2 (ja) | 通信システムのネットワーク層を横断して実現可能なチャネル誤り保護 | |
US6598203B1 (en) | Parallel punctured convolutional encoder | |
AU2004300404B2 (en) | Apparatus and method for transmitting and receiving coded data by encoder having unequal error probability in mobile communication system | |
WO2002009300A2 (en) | Method and system for turbo encoding in adsl | |
KR100374787B1 (ko) | 대역 효율적인 연쇄 티.씨.엠 디코더 및 그 방법들 | |
KR100276780B1 (ko) | 신호 전송 시스템 | |
MXPA01010239A (es) | Sistema y metodo que emplean un decodificador modular para decodificar codigos turbo y similares al turbo en una red de comunicaciones. | |
EP1042870A1 (en) | Coding method and apparatus | |
US6182260B1 (en) | Channel encoding apparatus using single concatenated encoder | |
US8627187B2 (en) | Decoding of recursive convolutional codes by means of a decoder for non-recursive convolutional codes | |
GB2325596A (en) | Deinterleaving coded symbols | |
JPH07288479A (ja) | 誤り訂正連接符号化方法及び装置 | |
JP2004023691A (ja) | 誤り訂正符号化/復号化方法及び送信装置及び受信装置 | |
KR20050054405A (ko) | 이동통신시스템에서 상이한 전송시간간격들을 가지는채널들을 다중화하는 전송률 정합 방법 및 장치 | |
WO2010146694A1 (ja) | 送信装置および受信装置 | |
KR20010094694A (ko) | 티시엠 복호장치 및 방법 | |
JPH0993295A (ja) | 符号化変調装置 | |
AU2655899A (en) | Method and apparatus for performing rate determination using orthogonal rate-dependent walsh covering codes | |
CN117240401A (zh) | 编码传输方法、解码方法和通信装置 | |
JPH10336158A (ja) | デジタル信号送信装置、およびデジタル信号受信装置 | |
Neri et al. | Unequal error Protection: a turbo multi level coding approach |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MA | Patent expired |