FI84866C - Foerbaettring av en viterbi-algoritm. - Google Patents

Foerbaettring av en viterbi-algoritm. Download PDF

Info

Publication number
FI84866C
FI84866C FI901230A FI901230A FI84866C FI 84866 C FI84866 C FI 84866C FI 901230 A FI901230 A FI 901230A FI 901230 A FI901230 A FI 901230A FI 84866 C FI84866 C FI 84866C
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
sequence
detection
function
algorithm
error
Prior art date
Application number
FI901230A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI901230A (fi
FI84866B (fi
FI901230A0 (fi
Inventor
Erkki Juhani Kuisma
Harri Aatos Jokinen
Kari-Pekka Estola
Original Assignee
Nokia Mobile Phones Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nokia Mobile Phones Ltd filed Critical Nokia Mobile Phones Ltd
Priority to FI901230A priority Critical patent/FI84866C/fi
Publication of FI901230A0 publication Critical patent/FI901230A0/fi
Priority to US07/635,345 priority patent/US5327439A/en
Priority to AT91103185T priority patent/ATE143196T1/de
Priority to DE69122144T priority patent/DE69122144T2/de
Priority to EP91103185A priority patent/EP0446745B1/en
Publication of FI901230A publication Critical patent/FI901230A/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI84866B publication Critical patent/FI84866B/fi
Publication of FI84866C publication Critical patent/FI84866C/fi

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L25/00—Baseband systems
    • H04L25/02—Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
    • H04L25/03—Shaping networks in transmitter or receiver, e.g. adaptive shaping networks
    • H04L25/03006—Arrangements for removing intersymbol interference
    • H04L25/03178—Arrangements involving sequence estimation techniques
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M13/00—Coding, decoding or code conversion, for error detection or error correction; Coding theory basic assumptions; Coding bounds; Error probability evaluation methods; Channel models; Simulation or testing of codes
    • H03M13/37—Decoding methods or techniques, not specific to the particular type of coding provided for in groups H03M13/03 - H03M13/35
    • H03M13/39—Sequence estimation, i.e. using statistical methods for the reconstruction of the original codes
    • H03M13/41—Sequence estimation, i.e. using statistical methods for the reconstruction of the original codes using the Viterbi algorithm or Viterbi processors
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L25/00—Baseband systems
    • H04L25/02—Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
    • H04L25/0202—Channel estimation
    • H04L25/0212—Channel estimation of impulse response
    • H04L25/0216—Channel estimation of impulse response with estimation of channel length

Description

1 84866
Viterbi-algoritmin tehostaminen
Keksintö koskee Maximum Likelihood Sequence Estimation (MLSE)-algoritmia, ja tarkemmin patenttivaatimuksen 1 5 johdannon mukaista menetelmää.
Yleisesti ottaen muistia sisältävällä kanavalla tiedonsiirto vaikeutuu siirtoketjun aikaansaaman, symbolien välisen keskinäisvaikutuksen takia syntyvän tahattoman 10 analogisen konvoluutiokoodauksen johdosta. Tässä yhteydessä voidaan sanonta "muistia sisältävä" ymmärtää siten, että digitaalisessa siirtojärjestelmässä sekvenssin eli bittijonon kulloisenkin bitin arvo riippuu sitä edeltävien ja/tai sitä seuraavien bittien arvosta, eli 15 järjestelmän "muistista". Konvoluutiokoodien kohdalla muistillinen kanava tehdään tarkoituksella. Tällöin muistia hyödynnetään siirron varmentamiseen.
Siirtotiellä tahattomasti syntynyt keskinäisvaikutus 20 yritetään tavallisesti poistaa esimerkiksi lineaarisella tai epälineaarisella suodatuksella, jolloin vastaanotin "näkee" likimain muistittoman kanavan.
Muistia sisältäville tiedonsiirtojärjestelmille opti-25 maalinen vastaanotin perustuu tunnetusti MLSE-algorit-miin. MLSE-algoritmilla löydetään sellainen sekvenssi eli bittijono, joka suurimmalla todennäköisyydellä on sama kuin lähetetty sekvenssi.
30 Ideaalisella MLSE-algoritmilla kokeillaan vastaanottopäässä kaikkien mahdollisten symbolijonojen (symbolien tai bittien kombinaatioiden) muodostamaa signaalia todella vastaanotettuun signaaliin. Tällöin oletetaan kanavan siirtovaste tunnetuksi ja/tai mitatuksi. "Par-35 haimman" symbolijonon valinta voidaan tehdä eri kriteerein, joilla minimoidaan päätöksen virhetodennäköisyys.
Ideaalisen MLSE-algoritmin käyttöä rajoittaa käytännössä se, että symbolijonon pituuden kasvaessa mahdollis- 2 84866 ten testattavien kombinaatioiden määrä kasvaa eksponentiaalisesti .
Tämä ongelma on pyritty ratkaisemaan ottamalla huomioon 5 kanavan muistin pituus, jolloin laskentatarve on eksponentiaalisesti verrannollinen kanavan muistin pituuteen sekvenssin pituuden sijasta. Viterbi-algoritmi on tunnetusti tällainen algoritmi. Esimerkkinä järjestelmästä, jossa voidaan käyttää MLSE-algoritmia voidaan 10 mainita yleiseurooppalainen GSM-järjestelmä, jossa ra-diosiirtotien aiheuttama tahaton koodaus sekä virheenkorjaukseen käytetty koodaus voidaan ratkaista Viterbi-algoritmilla. Viterbi-algoritmilla voidaan tehokkaasti hakea paras mahdollinen symbolisekvenssi eli se sek-15 venssi, johon ideaalinen MLSE-algoritmikin päätyisi.
Täydellistä MLSErtä ja Viterbi-algoritmia yksinkertaisempien tunnettujen menetelmien varjopuolena on MLSE:tä huonompi suorituskyky.
20
Tunnetaan lisäksi ns. hakualgoritmeja, joilla Viterbi-algoritmia voidaan laajentaa niin, että sillä löydetään suurimman todennäköisyyden sekvenssin lisäksi haluttu määrä sekvenssejä alenevassa todennäköisyysjärjestyk-25 sessä. Esimerkkinä tällaisesta hakualgoritmista olkoon Henry S. Thomson, "Active Chart Parsing/Best First Enumeration of Parts in a Lattice", European Conference on Speech Communication and Technology, Pariisi, syyskuu 1989.
30
Toisaalta siirtojärjestelmissä tunnetaan virheenhavain-noinnin eli virheenilmaisun käyttäminen vastaanotetun sekvenssin virheen ilmaisemiseksi ja mahdollisesti sen korjaamiseksi. Virheenilmaisufunktioita tunnetaan usei-35 ta; yleensä ne ovat lohkotyyppisiä ja perustuvat jonkin polynomin käyttöön. Yleisnimityksenä näistä on CRC (Cyclic Redundancy Check) - arkikielessä puhutaan pariteettitarkistuksesta .
3 84866
Keksinnön tarkoituksena on tunnettujen vastaanottomene-telmien tehostaminen, eli Viterbi-algoritmin tehostaminen järjestelmässä, jossa kanava sisältää muistia, ja jossa käytetään virheenilmaisua.
5
Keksinnön mukaisesti tämä aikaansaadaan patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkein yhdistämällä Viterbi-algoritmiin funktio, jolla löydetään suurimman todennäköisyyden sekvenssin lisäksi useita alenevan todennäköisyyden 10 järjestyksessä olevia sekvenssejä, joista virheenilmai-sun avulla valitaan paras eli virheetön sekvenssi.
Keksinnön mukaisella menetelmällä parannetaan aikaisemmin tunnettujen menetelmien suorituskykyä. Samanlainen 15 tulos voitaisiin ajatella saavutettavaksi kokeilemalla kaikki bittikombinaatiot ja tarkistamalla tulos sen jälkeen virheenilmaisufunktiolla. Sellainen menettely johtaisi kuitenkin täydellisen MLSE-algoritmin sekvens- | sin pituuteen nähden eksponentiaalisesti kasvavaan las-20 kentatarpeeseen. Toisaalta virheenilmaisufunktiolla on onnistumistodennäköisyys alle 1, joten testattavien kombinaatioiden lukumäärä on rajoitettava, niin ettei ! onnistumistodennäköisyys laske liian pieneksi (jolloin oikean lisäksi useampi sekvenssi saattaisi läpäistä 25 virheettömyystestin). Seuraavassa selitetään eräitä keksinnön yksityiskohtia.
Keksinnön mukaisessa menetelmässä rajoitutaan riittävään virheen havainnoinnin varmuuteen sovittamalla toi-30 mintapiste sellaiseksi, että testattavien sekvenssien virhemäärä suurella todennäköisyydellä (100 %) voidaan ilmaista.
Keksinnön mukainen menetelmä hyödyntää sinänsä tunnet-• 35 tuja menetelmiä (laajennettua Viterbi-algoritmia ja virheenilmaisua) yhdistämällä ne uudella tavalla. Esim. Viterbi-algoritmilla tuotetaan tekniikan tasolla paljon tietoa (tietoa monesta eri todennäköisyyksin varustetusta sekvenssistä eli bittijonosta), josta käytetään 4 84866 hyväksi vain yksi tieto (todennäköisin sekvenssi). Esillä olevan keksinnön mukaisesti ei "hukata" Viterbi-algoritmin tuottamaa tietoa, vaan se talletetaan (sitä käyttävän laitteen muistiin). Talletetuista tiedoista 5 haetaan seuraavaksi parhaat sekvenssit, ja kaikista löydetyistä sekvensseistä haetaan virheenilmaisulla paras. Tästä on etuna laskentatarpeen rajoittaminen; tällä menetelmällä se kasvaa lineaarisesti symbolijonon pituuden kasvaessa (eikä eksponentiaalisesti kuten ide-10 aalisella MLSE-algoritmilla). Voidaankin sanoa, että keksinnön mukainen menetelmä on tehokkaampi kuin tekniikan tason mukainen optimaalinen menetelmä, "klassinen" MLSE-algoritmi.
15 Esillä olevan keksinnön mukaista menetelmää voidaan soveltaa yleisesti muistillisiin järjestelmiin, jotka sisältävät virheenilmaisu- eli virheenhavainnointifunktion. Menetelmä ei rajoitu mihinkään määrättyyn algoritmiin tai virheenilmaisufunktioon; edellä on mainittu 20 eräitä menetelmiä ainoastaan havainnollistavina esimerkkeinä .
Esillä olevan menetelmän toteuttaminen on edellä olevan selityksen ja oheisten patenttivaatimusten keksinnöl-25 lisen ajatuksen pohjalta yksinkertainen tehtävä alan ammattilaiselle, joka voi toteutukseen käyttää sinänsä tunnettuja elektronisia piirejä.
Keksintöä voidaan edullisesti soveltaa digitaalisissa 30 radiopuhelinjärjestelmissä ja näiden järjestelmien (kannettavissa) puhelinkojeissa ja tukiasemalaitteissa.

Claims (4)

5 84866 1. Menetelmä Viterbi-algoritmin tehostamiseksi sig-naalijonoa vastaanottavassa järjestelmässä, jossa siirtokanava sisältää muistia, jolloin Viterbi-algoritmi 5 ilmaisee suurimman todennäköisyyden sekvenssin, tunnettu siitä, että Viterbi-algoritmiin lisätään sinänsä tunnettu funktio, jolla lisäksi ilmaistaan useita alenevan todennäköisyyden järjestyksessä olevia sekvenssejä; 10 sovelletaan virheenilmaisufunktio kaikkiin ilmaistuihin sekvensseihin; ja valitaan virheenilmaisufunktion osoittama virheetön sekvenssi vastaanotetuksi sekvenssiksi. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnet tu siitä, että ilmaistut sekvenssit talletetaan muistiin, josta ne luetaan virheenilmaisufunktion käsiteltäväksi . 3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnet tu siitä, että ilmaistulle sekvenssille välittömästi suoritetaan virheenilmaisu, ja että vaiheet toistetaan, kunnes löydetään virheetön sekvenssi. 4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukaisen menetelmän käyttö tiedonsiirtojärjestelmässä, edullisesti yleiseurooppalaisessa digitaalisessa matkapuhe-linj ärj estelmässä. 6 84866
1. Förfarande för att förbättra en Viterbi-algoritm i ett system som mottar en signalföljd, där transmis-sionskanalen innefattar minneskapacitet, varvid Viter-5 bi-algoritmen detekterar sekvensen med den högsta sannolikheten, kännetecknat av att tili Viterbi-algoritmen adderas en i och för sig känd funktion, med vilken därtill detekteras ett flertal sekvenser enligt fallande sannolikhetsordning; 10 man tillämpar en feldetekteringsfunktion pä samtliga detekterade sekvenser; och utväljer en av feldetekteringsfunktionen anvisad felfri sekvens tili den mottagna sekvensen. 15
2. Förfarande enligt patentkravet 1, kännetecknat av att de detekterade sekvenserna upptecknas i ett minne frän vilket de utläses för att behandlas av feldetekteringsfunktionen . 20
3. Förfarande enligt patentkravet 1, kännetecknat av att pä den detekterade sekvensen omedelbart utförs en feldetektering, och att stegen upprepas tills en felfri sekvens päträffas. '25
4. Användning av förfarandet enligt nägot av de före- gäende patentkraven i ett dataöverföringssystem, före-trädesvis ett universaleuropeiskt digitalt mobiltele-fonsystem.
FI901230A 1990-03-12 1990-03-12 Foerbaettring av en viterbi-algoritm. FI84866C (fi)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI901230A FI84866C (fi) 1990-03-12 1990-03-12 Foerbaettring av en viterbi-algoritm.
US07/635,345 US5327439A (en) 1990-03-12 1990-12-28 Efficiency of the Viterbi algorithm
AT91103185T ATE143196T1 (de) 1990-03-12 1991-03-04 Viterbi-algorithmus, der einige der wahrscheinlichsten sequenzen nach absteigender wahrscheinlichkeit ausgibt
DE69122144T DE69122144T2 (de) 1990-03-12 1991-03-04 Viterbi-Algorithmus, der einige der wahrscheinlichsten Sequenzen nach absteigender Wahrscheinlichkeit ausgibt
EP91103185A EP0446745B1 (en) 1990-03-12 1991-03-04 Viterbi algorithm outputting a plurality of most probable sequences in descending probability order

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI901230 1990-03-12
FI901230A FI84866C (fi) 1990-03-12 1990-03-12 Foerbaettring av en viterbi-algoritm.

Publications (4)

Publication Number Publication Date
FI901230A0 FI901230A0 (fi) 1990-03-12
FI901230A FI901230A (fi) 1991-09-13
FI84866B FI84866B (fi) 1991-10-15
FI84866C true FI84866C (fi) 1992-01-27

Family

ID=8530048

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI901230A FI84866C (fi) 1990-03-12 1990-03-12 Foerbaettring av en viterbi-algoritm.

Country Status (5)

Country Link
US (1) US5327439A (fi)
EP (1) EP0446745B1 (fi)
AT (1) ATE143196T1 (fi)
DE (1) DE69122144T2 (fi)
FI (1) FI84866C (fi)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4224214C2 (de) * 1992-07-22 1995-02-09 Deutsche Forsch Luft Raumfahrt Verfahren zur quellengesteuerten Kanaldecodierung durch Erweiterung des Viterbi-Algorithmus
US5577053A (en) * 1994-09-14 1996-11-19 Ericsson Inc. Method and apparatus for decoder optimization
US5784392A (en) * 1995-06-26 1998-07-21 Nokia Mobile Phones Ltd. Viterbi decoder with l=2 best decoding paths
US5796757A (en) * 1995-09-15 1998-08-18 Nokia Mobile Phones Ltd. Methods and apparatus for performing rate determination with a variable rate viterbi decoder
FI100565B (fi) * 1996-01-12 1997-12-31 Nokia Mobile Phones Ltd Tiedonsiirtomenetelmä ja laitteisto signaalin koodaamiseksi
US6269331B1 (en) 1996-11-14 2001-07-31 Nokia Mobile Phones Limited Transmission of comfort noise parameters during discontinuous transmission
US5901182A (en) * 1997-03-26 1999-05-04 Sharp Laboratories Of America, Inc. Metric sifting in breadth-first decoding of convolutional coded data
FI112894B (fi) 1997-04-10 2004-01-30 Nokia Corp Menetelmä kehysvirhetodennäköisyyden pienentämiseksi tietokehysmuotoisessa tiedonsiirrossa
FI104673B (fi) 1997-10-24 2000-04-14 Nokia Mobile Phones Ltd Menetelmä signaalin datanopeuden muuntamiseksi ja lähetin
FI107767B (fi) 1998-05-26 2001-09-28 Nokia Mobile Phones Ltd Menetelmä ja järjestely konvoluutiodekoodauksen toteuttamiseksi
JP3239880B2 (ja) * 1998-11-02 2001-12-17 日本電気株式会社 レートマッチング方法及びデジタル通信システム
US6463031B1 (en) 1998-12-03 2002-10-08 Nokia Mobile Phones Limited Rate determination technique that utilizes modified cumulative metrics to orthogonalize the rates
US6553065B1 (en) 1999-02-04 2003-04-22 Nokia Corporation Mobile station employing CRC verification using decoding reliability and methods therefor
US6708308B2 (en) 2001-01-10 2004-03-16 International Business Machines Corporation Soft output viterbi algorithm (SOVA) with error filters
FI111887B (fi) * 2001-12-17 2003-09-30 Nokia Corp Menetelmä ja järjestely trelliksen läpikäymisen tehostamiseksi
US6983158B2 (en) * 2003-02-25 2006-01-03 Nokia Corporation Multiple base station monitoring of digital paging channel to reduce an occurrence of missed pages by a mobile station
US7050817B2 (en) * 2003-04-24 2006-05-23 Locus Location Systems, Llc Locating method and system
US7392459B2 (en) * 2004-04-14 2008-06-24 Lucent Technologies Inc. Method and apparatus for preventing a false pass of a cyclic redundancy check at a receiver during weak receiving conditions in a wireless communications system
US7809090B2 (en) * 2005-12-28 2010-10-05 Alcatel-Lucent Usa Inc. Blind data rate identification for enhanced receivers

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3600905A1 (de) * 1986-01-15 1987-07-16 Ant Nachrichtentech Verfahren zum dekodieren von binaersignalen sowie viterbi-dekoder und anwendungen
JPH0691520B2 (ja) * 1986-03-24 1994-11-14 日本電気株式会社 フレ−ム同期はずれ検出方式
US4748626A (en) * 1987-01-28 1988-05-31 Racal Data Communications Inc. Viterbi decoder with reduced number of data move operations
US4885757A (en) * 1987-06-01 1989-12-05 Texas Instruments Incorporated Digital adaptive receiver employing maximum-likelihood sequence estimation with neural networks
GB2215567B (en) * 1988-03-05 1992-11-18 Plessey Co Plc Improvements in or relating to equalisers
US5073940A (en) * 1989-11-24 1991-12-17 General Electric Company Method for protecting multi-pulse coders from fading and random pattern bit errors
US5151904A (en) * 1990-09-27 1992-09-29 The Titan Corporation Reconfigurable, multi-user viterbi decoder

Also Published As

Publication number Publication date
EP0446745A3 (en) 1992-03-18
EP0446745A2 (en) 1991-09-18
EP0446745B1 (en) 1996-09-18
ATE143196T1 (de) 1996-10-15
FI901230A (fi) 1991-09-13
US5327439A (en) 1994-07-05
DE69122144T2 (de) 1997-04-10
FI84866B (fi) 1991-10-15
FI901230A0 (fi) 1990-03-12
DE69122144D1 (de) 1996-10-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI84866C (fi) Foerbaettring av en viterbi-algoritm.
US7752522B2 (en) Method and apparatus for recovery of particular bits of a frame
KR101143695B1 (ko) 트렐리스-기반 수신기와 이를 위한 프로세서 시스템, 방법 및 컴퓨터 판독가능 매체
US7688915B2 (en) Method and system for blindly detecting a discontinuously transmitted shared channel, in particular blind high speed shared control channels detection
US6813323B2 (en) Decoding method and communication terminal apparatus
US6567938B2 (en) Convolution decoding terminated by an error detection block code with distributed parity bits
US7346835B1 (en) Method for adapting of the data rate in a communications apparatus, and a corresponding communications apparatus
US7376209B2 (en) Method and apparatus for near-optimal scaling of log-likelihood ratio (LLR) computation in turbo decoding for hybrid automatic repeat request (ARQ)
JP3260697B2 (ja) シンドロームをベースとしたチャネル品質またはメッセージ構造決定器
US6463097B1 (en) Rate detection in direct sequence code division multiple access systems
KR20010029910A (ko) 이동 통신시스템의 데이터 레이트 검출 장치 및 방법
US6378106B1 (en) Viterbi decoding using single-wrong-turn correction
US7716554B2 (en) System and method for blind transport format detection with cyclic redundancy check
US6263030B1 (en) Equalizer with channel tracker switching
CN100438391C (zh) 传输链路的盲传送格式检测
US6058501A (en) Error detecting device for viterbi decoder
US20020166092A1 (en) Method for identifying bad frames
US6677865B1 (en) Method and configuration for decoding information
JPH06284018A (ja) ビタビ復号方法および誤り訂正復号化装置
EP2337227A1 (en) System and method for decoding a message using a priori information
Buckley et al. A neural network for predicting decoder error in turbo decoders
JP2003513520A (ja) 通信システムにおいてデータフレームのフレームレートを決定する方法
US20060212784A1 (en) Block decoding methods and apparatus
US8365050B2 (en) System and method for decoding a message using a priori information
KR100553072B1 (ko) 페스트 블라인드 레이트 검출방법

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Owner name: NOKIA MATKAPUHELIMET OY