FR2694647A1

FR2694647A1 - Procédé de décodage de canaux avec commande à la source par élargissement de l'algorithme de Viterbi et utilisation de ce procédé.

Info

Publication number: FR2694647A1
Application number: FR9309049A
Authority: FR
Inventors: Hagenauer Joachim
Original assignee: Deutsche Forschungs und Versuchsanstalt fuer Luft und Raumfahrt eV DFVLR
Current assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Priority date: 1992-07-22
Filing date: 1993-07-22
Publication date: 1994-02-11
Anticipated expiration: 2013-07-22
Also published as: FR2694647B1; DE4224214C2; DE4224214A1; US5511081A

Abstract

Pour avantager des bits d'informations déterminés, un certain nombre d'états, par exemple les états Uk = +1, sont augmentés ou diminués par un ajout de métrique Bk pour lequel on dispose d'une information a priori ou a posteriori, et qui est déterminé sur la base de la probabilité P(Uk = 1) avec adaptation à l'incrément de métrique, différent selon qu'il s'agit d'un canal symétrique binaire, d'un canal de Gauss ou d'un canal à évanouissement.

Description

i

PROCEDE DE DECODAGE DE CANAUX AVEC COMMANDE A LA SOURCE

PAR ELARGISSEMENT DE L'ALGORITHME DE VITERBI,

ET UTILISATION DE CE PROCEDE

La présente invention se rapporte à un procédé de dé-

codage de canaux avec commande à la source, par élargissement de l'algorithme de Viterbi, avec intégration d'informations

a priori et a posteriori relatives aux symboles de source.

Lors de la transmission numérique de signaux de source

tels que la parole, le son, les images, la télévision, un co-

dage à la source, par exemple une modulation par impulsions codées (PCM), un codage atténuateur de redondance (MUSICAM), etc, est suivi d'un codage dans le sens le plus large, se présentant par exemple comme a) un codage de canal b) une modulation codée

c) une duplication, par exemple par propagation à plu-

sieurs trajets sur le canal.

Dans de nombreux, voire même dans la plupart des cas, les procédés de transmission mentionnés ci-dessus de a) à c) peuvent être représentés par une machine "finite state" à O

états Des exemples, à cet égard, sont les codes de convolu-

tion, les procédés de modulation codés en treillis, une mo-

dulation codée en plusieurs étapes, des canaux de transmis-

sion à duplication, des canaux de télé-enregistrement sur bandes magnétiques, etc Les symboles de sortie sont reçus perturbés après une transmission et les données de source

doivent être détectées au moyen d'un récepteur afin de réta-

blir le signal utile.

Lorsqu'on emploie des registres à décalage ou la ma-

chine "finite state", l'on utilise avantageusement, à cette fin, l'algorithme de Viterbi (VA), un codage séquentiel, l'algorithme M ou des algorithmes dérivés de ce dernier Les algorithmes et les appareils ainsi réalisés effectuent une évaluation à maximum de vraisemblance (ML) ou une évaluation a posteriori maximum (MAP) des données de source Des erreurs affectant une telle évaluation se traduisent par des erreurs

affectant les signaux de source, notamment lorsque des sym-

boles significatifs, comme par exemple les bits les plus si-

gnificatifs du codage PCM, sont adultérés.

L'algorithme de Viterbi fait partie de l'art antérieur

et est utilisé à grande échelle dans les applications mention-

nées ci-avant, de a) à c) Il existe, par ailleurs, divers élargissements et formes de mise en oeuvre de l'algorithme de Viterbi, entre autres l'algorithme de Viterbi Soft-Output (SOVA) décrit dans le brevet DE-C-39 10 739, dans lequel sont

encore mentionnées d'autres publications relatives à l'algo-

rithme de Viterbi.

Sous la forme actuelle, l'algorithme de Viterbi utili-

sé pour une détection, c'est-à-dire par exemple pour une dé-

modulation, une restitution, un décodage, etc, ne peut em-

ployer aucune connaissance a priori ou a posteriori du train de données impulsionnelles, bien que cette dernière soit fréquemment disponible et se présente, par exemple, en tant

que bits connus ou en tant que fréquences connues d'occurren-

ce de bits, ou bien puisse respectivement être obtenue à

l'aide de procédés qui feront encore l'objet d'une descrip-

tion détaillée ci-après Toutefois, un algorithme de Viterbi utilisé sous la même forme que jusqu'à présent ne peut pas

employer ces informations.

L'invention a par conséquent pour objet de fournir un procédé d'élargissement de l'algorithme de Viterbi, procédé dans lequel des informations relatives aux bits de source

puissent, de manière avantageuse, être utilisées conjointe-

ment lors d'une détection.

Le procédé conforme à l'invention, destiné à l'élar-

gissement de l'algorithme de Viterbi, peut être utilisé d'une manière particulièrement avantageuse et commode, avec ses perfectionnements, pour améliorer le décodage dans le réseau

D selon le standard GSM.

Le procédé conforme à l'invention est caractérisé par

le fait que, pour avantager des bits d'informations détermi-

nés, un certain nombre d'états, par exemple les états uk = + 1, sont augmentés ou diminués par un ajout de métrique Bk pour lequel on dispose d'une information a priori ou a posteriori, et qui est déterminé sur la base de la probabilité P(uk = 1) avec adaptation à l'incrément de métrique N k: 1 ak,ixk,i Yk,i c'est-à-dire Bk dans un canal symétrique binaire (BSC) et

U

Bk E,/Nologe dans un canal de Gauss et dans un canal à évanouissement, o P(uk:+l) k=log P(u*=-i) et Es/NO est le rapport de puissance de signal à bruit (SNR) et 1 P ok 2 Z 5 Lok = iog g ok Pok désignant la probabilité d'erreurs du canal symétrique

binaire (BSC).

Selon l'invention, la valeur uk Lk est avantageusement choisie pour des bits connus ou décidés, sans information de qualité Lk concernant uk Lmax, la valeur de vraisemblance

Lmax étant la somme maximale possible en fonction de l'ins-

tallation pour l'unité de calcul du calculateur de métrique.

D'après l'invention, en vue de la détermination d'une valeur de vraisemblance Lk, pour une transmission liée à des trames, le produit de décisions antérieures uk 1 t et de valeurs antérieures de vraisemblance L 1 et des valeurs de transition Lk peut être obtenu conformément à U&I<Lt 4 =Uk I-J' log respectivement, par approximation, conformément à uj L^=ut Ad* min(L: 111 L,^) Conformément à l'invention, en vue de la détermination

des valeurs de transition (Lk A), ces dernières sont avanta-

geusement déterminées en permanence conformément à X Nombre des ut U=+l Lk Nombre des uk-^ 1, u=-1

à partir des dernières valeurs K aux emplacements correspon-

dants des trames précédentes, les valeurs les plus récentes

étant de préférence soumises à surpondération.

L'invention concerne également une utilisation du pro-

cédé mentionné ci-avant Conformément à l'invention, pour l'amélioration du décodage d'un code à étapes ou d'un code de produit, respectivement d'un codage à codes interne et externe, cette utilisation est caractérisée par le fait que les bits d'information uk et leurs valeurs de vraisemblance (Lk) peuvent être utilisés après un décodage avec le code externe et une éventuelle dispersion en tant que ukl Lkt pour la détermination de l'ajout de métrique (selon ci-dessus), et donc pour un nouveau décodage itératif du code interne, l'ensemble du processus pouvant être répété itérativement après le décodage du code externe et, pour le cas o le code

externe est un code convolutif, le bit recodé étant détermi-

né en tant que Uk' = Wf U Uk Tf Uk-i ji pour ki et Lk' = min k i pour eki= 1 Ck,i Cki= O 1) étant les éléments de la matrice de génération

du code.

D'après une autre caractéristique avantageuse de l'in-

vention, dans le décodeur situé côté récepteur, sur la base de trames de parole précédentes, des décisions (uk _ 1,) et la qualité de ces décisions Lk_ 1, sont classées pour les bits de la classe la, pour les bits de vérification et pour

des bits de la classe lb; sur la base des valeurs de tran-

sition (ukú Lk 2), les nouveaux ajouts de métrique (Bk) sont ensuite réglés dans une unité logique, par l'opération u k l Uî 1 k 1 et L'^ 1 =a * avec un facteur _< 1 dans le treillis du décodeur de Viterbi,

en devant être réglés sur zéro pour la première trame, utili-

sation dans laquelle un décodage de Viterbi du type SOVA ou

du type normal est ensuite effectué avec les nouvelles va-

leurs de canal reçues, discrètes temporellement, puis les nouvelles valeurs k * kú, resp Uk,"' Lmax sont fournies, et pour les bits protégés par codes par blocs, il est encore possible de procéder à une post-amélioration selon laquelle, pour les bits d, = i =; n= 1,2,3 f =( 1) i e(&} combinés par la relation de parité, l'amélioration suivante est réglée: uj Lj = nt+f Il * 'in{}' or {)} 1 e{I) Id> ipij pour chaque jcfr} n=avec je{r} -ave n=,2,3 de telle sorte que les nouveaux bits (uk 2) et leur qualité (Lkt):soient disponibles pour le décodeur de source (dans le récepteur) et pour le décodage de la trame suivante de

données de parole -

Pour améliorer davantage encore le codage, l'invention

prévoit qu'un nouveau décodage itératif de Viterbi de la tra-

me actuelle soit effectué après un codage par blocs généra-

lisé, de nouvelles valeurs de base étant réglées pour les

bits de la classe la et pour les bits de vérification ajou-

tés, lorsque cela est également possible pour la première trame.

Conformément à l'invention, dans le procédé d'élar-

gissement de l'algorithme de Viterbi, quelques états, par exemple la moitié, sont augmentés ou diminués par un ajout de métrique, de manière à avantager des bits d'informations

déterminés pour lesquels on dispose d'une information a prio-

ri ou a posteriori L'ajout de métrique est alors déterminé sur la base de la probabilité P (uk = 1), avec adaptation à

l'incrément de métrique.

Le procédé conforme à l'invention peut alors être mis

en oeuvre sous la forme d'un ajout conçu en tant que maté-

riel, microprogrammes ou logiciel, qui peut être ajouté de

manière simple à tous les procédés de détection a) à c) ci-

tés en introduction et qui, avec de très nombreux signaux de source, implique une amélioration considérable de la qualité des signaux lorsque des parasites surviennent au cours de la transmission de signaux codés La détection est notablement

améliorée lorsqu'on dispose de connaissances concernant, en-

tre autres, la statistique ou la corrélation de la succession

d'informations, car l'algorithme de Viterbi est mieux comman-

dé En outre, un procédé de détection tenant compte d'une in-

formation de source peut être utilisé d'une manière particu-

lièrement avantageuse, par exemple directement lors de la transmission dans le réseau D de diffusion vers les mobiles

selon le standard GSM.

L'invention est commentée ci-après en détail, à l'aide de formes de réalisation préférentielles, en se référant aux dessins annexés sur lesquels la figure 1 illustre un fragment de ce qu'on appelle

un "treillis à registre à décalage"; -

la figure 2 est une illustration schématique d'un exemple de modulation par impulsions codées à 16 bits (PCM ou MIC); la figure 2 a est une représentation schématique de vraisemblances de transitions avec des caractères binaires corrélés;

la figure 3 est un diagramme d'un rapport de probabi-

lité mesuré P(uk = 1) Lk = log P(uk 1) pour une PCM suréchantillonnée cinq fois la figure 4 est un schéma synoptique d'un système de codes chaînés;

la figure 5 est une illustration schématique d'un dia-

gramme de protection contre des erreurs dans le réseau D de diffusion vers les mobiles; et

la figure 6 est une illustration schématique de la mi-

se en application d'un procédé de décodage amélioré dans le

réseau D de diffusion vers les mobiles selon le standard GSM.

Conformément à l'invention, lors d'un décodage d'un codage généralisé, il est procédé à un décodage dans ce qu'on appelle un "treillis" binaire à états 2, ce treillis se composant des transitions d'états représentées sur la figure 1 Sur cette figure 1, u et Y désignent respectivement les données et une longueur de mémorisation Les rectangles en traits pleins symbolisent, dans le "treillis", les bits ne variant pas lors de cette transition Les cercles clairs sont les bits à + 1, les cercles foncés sont les bits à -1 L'on a choisi dans ce cas, en tant que représentation binaire, + 1 à

la place de " 0 " et -1 à la place de " 1 ".

Lors d'un décalage d'un coup, le dernier bit uk est

expulsé du "treillis" binaire et le bit uk y est introduit.

A partir des vraisemblances a posteriori max p( et à l'aide de la règle de Bayes et de la relation d'états

P() =P( P() ( 2),(U)

on montre que l'algorithme de Viterbi est modifié; dans l'équation ( 2), P(Sk) ou P(Sk-1) désignent respectivement la vraisemblance de l'ancien état et du nouvel état, et P(uk)

désigne la vraisemblance du nouveau bit d'information.

A la place de la fonction de coût -k-1 "k 3 ( 3)

-

Xe 4 =ln p (y Is 1,s)) ( 4),

l'on utilise une nouvelle fonction de coût se présentant com-

me suit: p(uk=l) 2 O M(") -M>) +? 4 +log 5), dans laquelle Mk(m) désigne la métrique M du mième train d'impulsions au coup d'horloge k, Xk désigne l'accroissement de métrique correspondant, et P désigne la vraisemblance ou

probabilité du bit d'information uk.

Le "nouvel" algorithme de Viterbi agit, durant la pre-

mière étape, comme l'"ancien" algorithme de Viterbi, c'est-

à-dire qu'il calcule, pour les nouveaux états, l'accroisse-

ment de métrique Xk et deux nouvelles métriques, qu'il choi-

sit en outre la métrique Mk(m) avec les coûts les plus bas,

et qu'il abandonne le trajet survivant.

L'on peut de surcroît envisager, en tant que formes

de mise en oeuvre, les procédés "TRACEBACK" ou "Register-

Exchange". Conformément à l'invention, le dernier terme de l'équation ( 5) Bk=log(P(uk=l) /P(ut=-l)) ( 6) doit être ajouté aux métriques des états Uk = + 1 avant que

l'algorithme de Viterbi progresse d'un coup Dans un dispo-

sitif à registre à décalage, il s'agit des premiers 21 états Le terme Bk léquation ( 6)l peut alors alterner d'un

coup à l'autre et peut être calculé en permanence par le ré-

cepteur. Des procédés proposés à cette fin par l'invention sont

décrits ci-après En outre, dans certains exemples, l'on il-

lustre la manière dont le terme Bk est calculé optimalement,

en particulier par rapport à l'accroissement de métrique Xk.

Lors du décodage du code convolutif de rapport 1/N après transmission des bits codés Xk, i (i = 1, N) par

l'intermédiaire du canal symétrique binaire (BSC), la pro-

babilité d'erreurs Pok se présente comme suit: -l Pet Yk,i=X p (Ykj 1 Sm) = l p Y y J 4 L'accroissement de métrique Xk N X,=-3 X)-y 4 Y( 7) i=l doit ensuite être choisi de la manière classique, puis le nouveau terme Uk'Lk t un Làk ( 8) avec P(u*=t) ut Lp(u=log uo P(Ukt=-) ( 9) et u=log p( 10),-P u =og ( 10),

Lk et Lok étant désignés comme des valeurs de vraisemblance.

Du fait que la probabilité d'erreur Pok est habituel-

lement inférieure à 0,5, l'on obtient LK BD Uk^t ( 11). Dans ce cas, lorsque le bit connu uk = 1 et lorsque uk = -1, le terme uk Lk doit effectivement prendre la valeur + ou A, ou il doit prendre respectivement la valeur maximale ou la valeur minimale utilisée dans les métriques Conformément à

l'invention, lorsque les valeurs uk Lk et Lok ne sont pas con-

nues, des dispositifs d'évaluation correspondants doivent

être prévus au récepteur.

Lors d'un décodage sur le canal de Gauss ou sur le canal de Rayleigh, l'on utilise habituellement en tant que métrique a) pour le canal de Gauss N Xk> 3 Xi, yk,i y VER ( 12 a) b) pour le canal à évanouissement de Rayleigh Y aykj aYm ( 12 b)

avec l'amplitude d'évanouissement aki Conformément à l'in-

vention, le terme Bk (ajout de métrique) doit être ajouté pour les deux cas ( 12 a et 12 b) B 1 log E /N 01 oge P( 7 uk-l) ( 13) pour tous les états uk = -1; dans ce cas, ES/No désigne le

rapport moyen de puissance de signal à bruit Dans l'équa-

tion ( 12 b), il est par conséquent nécessaire de disposer de la connaissance du facteur d'évanouissement aki et, pour les

termes Bk de l'équation ( 13), il est additionnellement néces-

saire de disposer, en plus de la connaissance du rapport l moyen de puissance de signal à bruit Es/No, de P(Ut Uk Lkl O-, ( 13 a) découlant d'informations a priori, a posteriori ou d'un autre type Une normalisation doit être pareillement effectuée, de

la manière décrite.

Ainsi, conformément à l'invention, les états uk = + 1 sont préréglés par la commande de l'algorithme de Viterbi avec l'ajout de métrique Bk Uk Lk U Jik

-L"^ Cerp EI/N, loge ( 13 b).

Si le canal est mauvais, c'est-à-dire si la valeur de vraisemblance Lok ou le rapport de puissance de signal à bruit Es/No est petit, l'évaluation d'information uk Lk est plus importante; si le canal est bon, le terme Bk devient en revanche petit et les valeurs de canal reçues deviennent

plus importantes du fait de l'accroissement de métrique Xk.

De ce fait, conformément à l'invention, l'on effectue égale-

ment de manière optimale un équilibrage entre la prédiction

et les valeurs reçues.

Les indications ci-après concernent des possibilités et des exemples d'application pour la détermination de

l'ajout de métrique.

1) Des bits d'apprentissage connus sont distribués; ces bits obéissent à l'équation suivante:

1 j Ut-U=+.

Bt u=-l

Dans ce cas, désigne la valeur maximale de la représenta-

tion de nombre choisie dans le décodeur.

2) Lorsqu'on dispose d'une connaissance a priori, l'on sait fréquemment que des bits déterminés apparaissent avec une probabilité déterminée P(uk = + 1); il convient a-lors de choisir P (u=±1) u*L*=l Og 1-P(Uk 4 =)

3) Une corrélation avec des trames de données précédentes re-

présente le cas d'application le plus fréquent Lors du co- dage PCM, lors d'une transmission de parole, par exemple dans

le réseau D de diffusion vers les mobiles, lors d'une trans-

mission audio dans le nouveau système de diffusion audio DAB, lors d'une transmission d'images, par exemple par la future télévision numérique, les données sont transmises par trames et sont codées en trames comme cela est par exemple illustré schématiquement sur la figure 2, figure 2 sur laquelle MSB

et LSB désignent, respectivement, le bit le plus significa-

tif et le bit le moins significatif.

Sur l'illustration schématique de la figure 2 a, des

probabilités de transition Pk sont représentées pour des ca-

ractères binaires codés corrélés Si, dans ce cas, la trame

précédente (k-1) est déjà décodée, c'est-à-dire si les don-

nées uk-1 'L sont connues, il est possible de calculer, pour

une probabilité de corrélation Pk Y connue, la valeur néces-

saire pour l'ajout de métrique (terme de base) Cela permet de déterminer l'ajout de métrique u L=uk I Jlog t

Pl ( 14).

La figure 3 montre, à titre d'exemple, la valeur me-

surée de vraisemblance transitoire Lk pour une modulation

par impulsions codées (PCM) suréchantillonnée 5 fois, la va-

leur de vraisemblance étant portée en ordonnée, et l'indice

t du Qm bit PCM étant porté en abscisse.

Il est possible d'obtenir des valeurs encore plus pré-

cises lorsqu'on utilise non pas l'algorithme de Viterbi, mais l'algorithme SOV décrit dans le brevet DE-C 2-39 10 739 L'on dispose dans ce cas, sur la base de la trame précédente, non seulement de la décision uk-1,, mais également de sa valeur de vraisemblance Lk 12, cela permet ensuite d'obtenir U 41 L-Uk_,-i lo 10 +e 145 ( 15) e 4 _ 1 +ez ou respectivement, par approximation, U&.Lk,,=ukl Jmin (Li,L,,,) ( 16)L

Cette valeur est ensuite intégrée dans l'ajout de mé-

trique (équation 13 b) Cela signifie que, conformément à

l'invention, la valeur de base, c'est-à-dire l'ajout de mé-

trique, combine optimalement la fiabilité des décisions pré-

cédentes avec les corrélations statistiques de trames de

source successives Une combinaison avec d'autres informa-

tions a priori ou a posteriori est, elle aussi, aisément possible.

Ce procédé est applicable à chaque procédé de compre-5-

sion de source A cette fin, il suffit que les corrélations

des bits de trames de source successives soient, respective-

ment, connues ou évaluées en permanence L'évaluation des va-

leurs Pk I peut également se produire en permanence, en mode

récurrent et adaptatif A cet effet, les fréquences relati-

ves d'occurrence de processus alternatifs des bits uk,_ sont évaluées à partir de K trames précédentes iqtmixe des valeurs avec ( 17), ou respectivement N 2 d=oe kt lk l ( 18) L:=l g dse S uc_ u=-i

dans les dernières K trames Il peut alors s'opérer une pon-

dération progressive des écarts récemment intervenus, de ma-

nière à pouvoir suivre des variations rapides de la corréla-

tion des signaux de source.

4) En procédant par itérations dans des systèmes de codes en-

chainés (concaténés) ou dans des codes de produits, le déco-

dage peut être amélioré après les décisions de la deuxième

étape lorsque ces dernières sont délivrées en tant qu'infor-

mations a posteriori de la première étape.

L'on admet, dans ce cas, que le code interne peut être décodé par un algorithme de Viterbi élargi (SOVA) Comme le met en évidence la figure 4, en cas de codage par étapes ou de codage par codes de produits, les valeurs de codes reçues Yk sont décodées dans le décodeur interne 1, éventuellement

par l'un des procédés décrits en introduction, de a) à c).

Après une dispersion (dé-entrelacement) éventuellement néces-

saire, effectuée par une unité de dispersion 1 ', l'on dispose après le décodage du code externe, dans le décodeur externe

2, de "meilleures" valeurs recodées uk, et de leurs fiabili-

tés Lk à la sortie d'un recodeur externe 3 Ainsi, conformé-

ment au procédé selon l'invention, le décodeur interne 1 qui dispose à présent des ajouts de métrique (termes de base) est de nouveau décodé, si bien qu'il s'amorce une itération du décodage. Cette itération est particulièrement efficace lorsque de bonnes fiabilités sont fournies par le décodeur externe 2 et par le recodeur 3 Tel est par exemple le cas lorsque le décodeur externe 2 décode de manière sûre, par exemple avec

des codes de Reed-Solomon qui présentent une faible probabi-

lité d'erreurs de décodage; ou cela est également le cas lorsque le code externe fournit des valeurs fiables Lk, comme par exemple dans des codes à vérification de parités et dans des procédés orthogonaux qui sont élaborés d'après le procédé de Battail, comme décrit par G Battail dans "Coding for the Gaussian Channel: The Promise of Weighted-Output- Decoding", in INT Journal of Satellite Communications, vol 7, pp 183

à 192 ( 1989).

Des applications du procédé décrit sont des codes de produits à base de deux codes de convolution, des codes de convolution et de vérification de parités, une modulation codée en treillis et des codes de convolution, ainsi que des

codes de Reed-Solomon comme dans la norme spatiale ESA/NASA.

Il convient de décrire ci-après, à l'appui d'une for-

me de réalisation préférentielle, une utilisation du procédé selon l'invention pour l'élargissement de l'algorithme de

Viterbi en vue de l'amélioration d'un décodage dans le ré-

seau D de diffusion vers les mobiles conçu d'après le stan-

dard GSM A titre d'exemple à cet égard, la figure 5 repré- sente schématiquement un diagramme de protection des erreurs pour le "Full Rate-Codec" du réseau D de diffusion vers les mobiles Dans la partie supérieure du diagramme, des données

de parole organisées en trames sont scindées en trois sous-

trames justifiant des protections différentes, c'est-à-dire en 50 bits de la classe la, en 132 bits de la classe lb ainsi

qu'en 78 bits de la classe 2.

Les 50 bits de la classe la sont tout d'abord codés au moyen d'un code par blocs sous la forme d'une vérification de parités, en ajoutant 3 bits de parité dans le diagramme de la figure 5 Les 132 bits de la classe lb sont élargis de 4 bits terminaux connus Ensuite, les 132 bits de la classe

lb élargis des 4 bits terminaux sont annexés aux 53 bits co-

dés de la classe la, après quoi ils sont soumis à un codage convolutif présentant un rapport r = 1/2 et une longueur

d'influence K = 5.

Comme le révèle la partie inférieure du diagramme de

la figure 6, les 78 bits de la classe 2 sont pour finir an-

nexés aux bits codés par convolution, c'est-à-dire aux 378 bits dans la forme de réalisation illustrée, de sorte qu'ils

représentent dans leur intégralité les données de parole co-

dées dont la trame est transmise sous cette forme D'une ma-

nière analogue à ce mode opératoire, l'on utilise une subdi-

vision du type "Half-Rate-Codec".

Pour les deux procédés, le décodage selon le procédé

conforme à l'invention peut être amélioré, comme exposé ci-

après La figure 6 est une illustration schématique repré-

* sentant l'application concrète, à un récepteur, d'un procédé visant à l'amélioration d'un décodage dans le réseau D de

diffusion vers les mobiles selon le standard GSM.

Lors du décodage de la première trame, le décodeur 72

utilise uniquement les valeurs de canal et engendre pour fi-

nir, selon l'algorithme SOVA (DE-C 2-39 10 739), les valeurs

Uk_ 1 l, Lkl, Pour la trame suivante, ces valeurs sont dis-

ponibles en même temps que les valeurs de transition pour la détermination des ajouts de métrique (valeurs de base), con-

formément à la présente invention.

Dans le décodeur situé côté récepteur et illustré sur la figure 6, sur la base de trames de parole précédentes, des décisions uk_ 1 et la qualité de ces décisions Lkl,, sont classées pour les 50 bits de vérification de la classe la, c'est-à-dire pour les bits = 1 50, pour les 3 bits

t = 51, 52 et 53 prévus dans cette forme de réalisation, ain-

si que pour les 132 bits de la classe lb, c'est-à-dire les

bits ú = 54,, 185 Ensuite, à partir de valeurs de tran-

i L, sition uk Lk, de nouveaux ajouts de métrique uk Lk sont ajustés dans une unité logique ou combinatoire 71, par exemple par l'opération U uk dut-1} et L * mine ^, L}

avec un facteur î '1 pour un nouveau décodage dans le treil-

lis d'un décodeur de Viterbi Le facteur a est choisi proche de 1 lorsque les valeurs précédentes sont fiables, et plus

proche de O lorsqu'elles ne sont pas fiables.

Avec les nouvelles valeurs de canal reçues, qui sont discrètes temporellement, se présentent comme des décisions

par logiciel ou par matériel éventuellement assorties d'in-

formations d'état du canal, et qui sont introduites dans un décodeur de Viterbi 72 "SOVA" (Soft-Output-VA), un décodage

SOVA-Viterbi est ensuite effectué de telle sorte que de nou-

velles valeurs décodées uk, Lk, apparaissent à la sortie

dudit décodeur Des bits protégés par codes par blocs, c'est-

à-dire les bits 1,, 53 dans la forme de réalisation il-

lustrée, sont ensuite par exemple soumis à une post-améliora-

tion par une vérification de parités dans l'unité 73, auquel cas, pour les bits combinés par une relation de parités JII = = 1 i l n= 1,2,3 i E{(IJ l'amélioration suivante est ensuite réglée: U/Lj = djfj +Il O > * rmin{ fi} E(}i E( À ir iÉj Aii pour caoe j E, } avec n= 1,2,3 L'on dispose ainsi, aussi bien pour le décodeur de source dans le récepteur, que pour le décodage de la trame de parole suivante, de nouveaux bits uk L et de leur qualité Lk, Sur la figure 6, cela est évoqué par l'indication "versle décodeur de parole et vers la mémorisation pour la trame suivante", qui est portée sur la flèche la plus basse et dont le déroulement de principe correspond à la trame représentée

en haut de la figure 6.

Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent

être apportées à l'invention telle que décrite et représen-

tée, sans sortir de son cadre.

Claims

-R E V E N D I C A T I ONS-

1 Procédé de décodage de canaux avec commande à la source par élargissement de l'algorithme de Viterbi, procédé

caractérisé par le fait que, pour avantager des bits d'infor-

mations déterminés, un certain nombre d'états, par exemple les états uk = + 1, sont augmentés ou diminués par un ajout de métrique Bk pour lequel on dispose d'une information a priori ou a posteriori, et qui est déterminé sur la base de la probabilité P(uk = 1) avec adaptation à l'incrément de métrique

N

Za k 1 ' ixk,i Yk, i c'est-à-dire B Uk Lt Bk = L 4 " dans un canal symétrique binaire (BSC) et u Lk k = E/N O loge dans un canal de Gauss et dans un canal à évanouissement, o u JZ= P(u,=+ 1) u J Lk=log P(Uk=-l) et Es/NO est le rapport de puissance de signal à bruit (SNR) et 1 Pok Lok = log p = Pok Pok désignant la probabilité d'erreurs du canal symétrique

binaire (BSC).

2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la valeur uk Lk est choisie pour des bits connus ou décidés, sans information de qualité Lk concernant uk Lmax, la valeur de vraisemblance Lmax étant la somme maximale possible en fonction de l'installation pour l'unité de calcul

du calculateur de métrique.

3 Procédé selon la revendication 1, caractérisé par

le fait que, en vue de la détermination d'une valeur de vrai-

semblance Lkt pour une transmission liée à des trames, le

produit de décisions antérieures uk_ 1 lú et de valeurs anté-

rieures de vraisemblance Lkl, et des valeurs de transition Lk est obtenu conformément à 1 +e Uu L 4 t =uit, g ' log e R<+e 4 respectivement, par approximation, conformément à un, LLJ=uk_ * min (Lt _,L) 4 Procédé selon la revendication 3, caractérisé par

le fait que, en vue de la détermination des valeurs de tran-

sition (Lk,), ces dernières sont déterminées en permanence conformément à L:= 1 o Nombre des Uu=+ Nombre des uki uk=- 1

à partir des dernières valeurs K aux emplacements correspon-

dants des trames précédentes, les valeurs les plus récentes

étant de préférence soumises à surpondération.

5 Utilisation du procédé selon l'une quelconque des

revendications 1 à 4, pour l'amélioration du décodage d'un

code à étapes ou d'un code de produit, respectivement d'un codage à codes interne et externe, utilisation caractérisée par le fait que les bits d'information uk et leurs valeurs

de vraisemblance (Lk) peuvent être utilisés après un décoda-

ge avec le code externe et une éventuelle dispersion en tant

que uk'Lki pour la détermination de l'ajout de métrique, se-

lon la revendication 1, et donc pour un nouveau décodage itératif du code interne, l'ensemble du processus pouvant être répété itérativement après le décodage du code externe et, pour le cas o le code externe est un code convolutif, le bit recodé étant déterminé en tant que Uk Uki i pour Cki et Lkk min f i pour k.,i Cki = (o,î) étant les éléments de la matrice de générateur

du code.

6 Utilisation du procédé selon l'une quelconque des

revendications 1 à 4, en vue de l'amélioration d'un décodage

dans le réseau D selon le standard GSM, dans lequel, côté émetteur, des données de parole organisées en des trames sont

scindées en trois sous-trames justifiant des protections dif-

férentes, c'est-à-dire en des bits des classes la, lb et 2; les données de la classe la ainsi obtenues sont tout d'abord codées au moyen d'un code par blocs;

les données de la classe lb, qui sont élargies de bits termi-

naux, sont ensuite annexées aux bits codés de la classe la, pour être ensuite soumises à un codage de convolution, puis transmises, utilisation caractérisée par le fait que, dans le décodeur

situé côté récepteur, sur la base de trames de parole précé-

dentes, des décisions (ukî 1 iÀ) et la qualité de ces décisions Lk. 11 îX sont classées pour les bits de la classe la, pour les bits de vérification et pour des bits de la classe lb

sur la base des valeurs de transition (uk Lk), les nou-

veaux ajouts de métrique (Bk) sont ensuite réglés dans une unité logique ( 71), par l'opération u Juk ^ ut l U kj=Uk tf et L Kl=e * ml,ntt Lk J,Lk} avec un facteur a 1 dans le treillis du décodeur de Viterbi,

en devant être réglés sur zéro pour la première trame, utili-

sation dans laquelle un décodage de Viterbi ( 72) du type SOVA

ou du type normal est ensuite effectué avec les nouvelles va-

leurs de canal reçues, discrètes temporellement, puis les nouvelles valeurs úi,' gk, resp uk Uke * resp uk,e' Lmax sont fournies, et pour les bits protégés par codes par blocs, il est encore

possible de procéder à une post-amélioration ( 73) selon la-

quelle, pour les bits i HA = 1 a%:+ 1; n= 1,2,3 i Et<} combinés par la relation de parité, l'amélioration suivante est réglée: ui L = k 1 +ll û i * Ei{ L} i odj Si j pour chaque jet} avec n= 1,2,3 de telle sorte que les nouveaux bits (uk Y) et leur qualité (Lk,) soient disponibles pour le décodeur de source (dans le récepteur) et pour le décodage de la trame suivante de

données de parole.

7 Procédé pour améliorer davantage encore le codage selon la revendication 5 ou 6, procédé caractérisé par le fait qu'un nouveau décodage itératif de Viterbi de la trame actuelle est effectué après un codage par blocs généralisé, de nouvelles valeurs de base étant réglées pour les bits de

la classe la et pour les bits de vérification ajoutés, lors-

que cela est également possible pour la première trame.