HU220815B1 - Eljárás párhuzamos, összefűzött, spirálos kódolásra és dekódolásra, összetettkódszó-kódoló és dekódoló, kódoló és dekódolórendszer - Google Patents

Description

A találmány tárgya általánosan rövid üzenetek átvitelével kapcsolatos, hibajavító kódolás, közelebbről eljárás párhuzamos, összefűzött, spirálos kódolásra és dekódolásra, összetettkódszó-kódoló és -dekódoló, kódoló és dekódoló rendszer.

A párhuzamos, összefűzött, spirálos kódolásnak (PCCC) van ismert módja, amely „turbókódolás” néven közismert. E kódolási mód hatásosan alkalmazható 10 000 vagy több bitből álló üzenetek kódolt átvitelére, [lásd: C. Beirou, A. Glavieux és P. Thitimajshima, „Near Shannon Limit Error-Correcting Coding and Decoding: Turbo Codes” (Proceedings if the IEEE International Conference on Communications, 1993,1064-1070. oldalak); J. D. Andersen, „The TURBO Coding Scheme” (Report IT-146 ISSN 0105-854, Institute of Telecommunication, Technical University of Denmark, December 1994) és P. Robertson, „Illuminating the Structure of Code and Decoder of Parallel Concatenated Recursive Systematic (Turbo) codes” (1994 IEEE Globecom Conference 1298-1303 oldalak)].

Erről a turbókódról kimutatták, hogy lényegesen lecsökken a hatékonysága az adatblokk hosszának csökkenésével. Ez abból következik, hogy a rekurzív, összefűzött, spirál kódok súlyozott szerkezete erősen adatblokk-hosszfiiggő. Egy második feltétel a turbókódolón feldolgozandó adatbitcsoport optimális hosszának a meghatározása. O. Joersson és H. Meyr „Terminating the Trellis of Turbo-Codes” (IEEE Electronics Letters, vol. 30, no. 16, August 4,1994, 1285-1286. oldalak) szerint közbeiktatok alkalmazásával lehetetlenné válhat mind a nem közbeiktatott (non-interleaved), mind a közbeiktatott (interleaved) dekódoló-bemeneti szekvenciák egy sor végbittel történő lezárása. Ha viszont egy második végbitszekvenciát is beágyaznak az üzenetbe, amivel a közbeiktatóval működő kódoló rendesen lezárja a bemenő adatblokkot, ez kétszeresére növeli a kódolt üzenet fejrészeit, és így lecsökkenti a hatásos kódátviteli sebességet. Egy alternatív megoldásban nem zárják le a kódoló szekvenciáinak egyikét, ami viszont a kódoló-dekódoló rendszer hibajavító hatékonyságát csökkenti le. A. S. Barbulescu és S. S. Pietrobon „Terminating the Trellis of Turbo-Codes in the Same State” (IEE Electronics Letters, 1995, vol. 31, no. 1, January 5, 22-23 oldalak) dolgozatában a közbeiktató tervezésében alkalmazható megszorításokat ismertet, amely megszorításokkal egy lezáró bitszekvenciával lezárható a rekurzív, párhuzamos, spirálos kód (RDS) két komponense, optimális esetben a két külön lezáró kódoláshoz képest némi teljesítménycsökkenés árán. A közölt bithibaarány (BÉR) a bitenkénti energia/zajteljesítmény-spektrális denzitás arány (E_b/N₀) tartományában ellaposodik, ha a turbókódolóban RSC kódot alkalmaznak.

Célunk a találmánnyal az ismert megoldások hiányosságainak kiküszöbölése, olyan kódoló és dekódoló eljárás és rendszer kialakításával, amely rövid üzenetek átvitele esetén jobb teljesítményt képes nyújtani, mint az ismert eljárások.

A találmány azon alapul, hogy a párhuzamos, összefűzött, spirálos kódolási sémában, végbitező, nem visszatérő rendszerspirálos (NSC) kódokat alkalmazunk. A dekódolóban közelítő eljárásban, maximum a posteriori (MAP) dekódolást alkalmazunk, végleges (hard) és ideiglenes (soft) döntések meghozatalára. A végbitező kódok alkalmazásával megoldódik a kódolásnál a bemenő adatbitcsoportok határolásának problémája, ugyanakkor elkerüljük a dekódolás teljesítményének leromlását rövid üzenetek dekódolása esetén. Az NSC kód általában gyengébben reagál az adatbitcsoport hosszának változására, és az ebből eredő, NSC kód szabadhosszváltozásra, mint az ugyanannyi memóriát foglaló, visszatérő rendszerspirálos kód (RSC). Ebből következően az NSC kódot alkalmazó párhuzamos, összefűzött, spirálos kódolással jobb teljesítmény érhető el, mint az RSC kód alkalmazásával (egy küszöbértéknél rövidebb adatbitcsoport, adatblokk esetén).

A feladat találmány szerinti megoldása eljárás párhuzamos, összefűzött, spirálos kódolásra, amely eljárás során adatbitek csoportját párhuzamosan összefűzött, N számú részszókódolót és N-l számú közbeiktatót tartalmazó, összetettkódszó-kódolóra vezetjük és az adatbitek csoportját az összetettkódszó-kódoló egy első, részszókódolóján, végbitező, nem visszatérő rendszerspirálos kóddal kódoljuk, és ezzel adatbitekből és paritásbitekből álló, első részszót hozunk létre, az adatbitek csoportjának közbeiktatásával permutált adatbitcsoportot hozunk létre, a permutált adatbitcsomagot egy következő részszókódolóra vezetjük, ahol végbitező, nem visszatérő rendszerspirálos kóddal kódoljuk, és ezzel adatbitekből és paritásbitekből álló, második részszót hozunk létre, a fenti kódoló és közbeiktató lépéseket a létrehozott, permutált adatbitcsoportokon elvégezzük az összetettkódszó-kódoló további, N-2 számú részszókódolóján és N-2 számú közbeiktatóján, további, adatbitekből és paritásbitekből álló részszókat hozva létre, végül az adatbitekből és paritásbitekből álló részszókat összetett kódszóvá formáljuk.

Előnyösen a részszókat olyan összetett kódszóvá formáljuk, amelyben mindegyik adatbit csak egyszer fordul elő.

Célszerűen olyan részszókat képezünk és formálunk összetett kódszóvá, amelyekben csak meghatározott rend szerint választott, egy-egy adatbit van belefoglalva.

Előnyösen az adatbitcsoport végbitező, nem visszatérő rendszerspirálos kóddal kódolt adatbitet tartalmazó részszavaiból párhuzamos összetűzéssel alkotott, összetett kódszót N számú részszódekódolót és N-l számú közbeiktatót tartalmazó, összetettkódszó-dekódolóra vezetünk, ahol mindegyik részszót egy-egy, sorrendben megfelelő részszódekódolóra vezetünk, amely részszódekódolóra továbbá egy-egy, az adatbitek valószínű értékére vonatkozó, ideiglenes (szoft) információt juttatunk, a részszókat iterációs módon, az N számú részszódekódolón és N-l számú közbeiktatón dekódoljuk, amely - kódolással azonos sorrendű - dekódolással

HU 220 815 Bl adatbit valószínű értékére vonatkozó, ideiglenes (szofit) információt képezünk mindegyik adatbitre, az N-l számú közbeiktató mindegyikével, a sorrendben előző részszódekódolón képzett ideiglenes (szoft) információt a következő részszódekódolóra juttatjuk, és ily módon permutált ideiglenes (szoft) információcsoportot képezünk és juttatunk a sorrendben következő részszódekódolóra, ahol a sorrendben első ideiglenes (szoft) információ kalkulálásánál kezdeti feltételül választjuk, hogy egy bit két lehetséges értékének valószínűsége első közelítésben egyforma, majd a további közelítő lépésekben a feltételt egy az N-edik részszódekódolóról és egy, az első N-l számú közbeiktatásokat fordított sorrendben megszüntető, N-l fokozatú közbeiktatás-megszüntetőről visszacsatolt, első függvény szerint képezzük, ahol az egyes részszódekódolókra jutó ideiglenes információcsoportokat csoportokat az ideiglenes (szoft) információsorrendben előző részszódekódolón képzett, első függvénye alkotja, továbbá egy, az első N-l számú közbeiktatásokat fordított sorrendben megszüntető, második közbeiktatás-megszüntetőn második függvényt képezünk.

Előnyösen meghatározott számú közelítési lépést végzünk részszódekódolók, közbeiktatok és közbeiktatás-megszüntetők segítségével.

Célszerűen közelítési lépéseket részszódekódolók, közbeiktatok és közbeiktatás-megszüntetők segítségével egy meghatározott maximum lépésszámig folytatunk, vagy addig folytatunk amíg konvergenciához jutunk meghatározott maximum számnál kevesebb közelítőlépésben, és az összetettkódszó-dekódoló kimenő ideiglenes (szoft) információtermékeként a második közbeiktatás-megszüntetőn képzett, második függvényt vesszük.

Előnyösen döntési szabályt alkalmazunk a részszódekódoló kimeneti ideiglenes információjának függvényében, végleges (hard) kimenő információ képzésére.

Célszerűen a bitek formált csoportját képezzük bitek egy meghatározott minta szerinti kiszúrásával, amely bitek helyére neutrális értékeket ültetünk a vett összetett kódszavak formálása során.

Előnyösen a dekódolást sajátvektor-problémát megoldó, cirkuláris MAP dekódolóval végezzük.

Célszerűen a dekódolást rekurzív cirkuláris MAP dekódolóként kialakított, N számú részszódekódolóval végezzük.

A találmány szerinti megoldás továbbá eljárás kódolásra és dekódolásra, párhuzamosan összefűzött, spirálos kóddal, amely eljárás során adatbitek csoportját párhuzamosan összefűzött, N számú részszókódolót és N-l számú közbeiktatót (14) tartalmazó összetettkódszó-kódolóra vezetjük és az adatbitek csoportját az összetettkódszó-kódoló egy első, részszókódolóján, végbitező, nem visszatérő rendszerspirálos kóddal kódoljuk, és ezzel adatbitekből és paritásbitekből álló, első részszót hozunk létre, az adatbitek csoportjának közbeiktatásával permutált adatbitcsoportot hozunk létre, a permutált adatbitcsomagot egy következő részszókódolóra vezetjük, ahol végbitező, nem visszatérő rendszerspirálos kóddal kódoljuk, és ezzel adatbitekből és paritásbitekből álló, második részszót hozunk létre, a fenti kódoló és közbeiktató lépéseket a létrehozott, permutált adatbitcsoportokon elvégezzük az összetettkódszó-kódoló további N-2 számú részszókódolóján és N-2 számú közbeiktatóján, további, adatbitekből és paritásbitekből álló részszókat hozva létre, végül az adatbitekből és paritásbitekből álló részszókat összetett kódszóvá formáljuk, az összetett kódszót egy átviteli csatornára juttatjuk, a csatornáról vesszük az összetett kódszót, a vett, összetett kódszóból vett részszókat képezünk, a vett részszók mindegyikét az összetettkódszó-dekódoló N számú részszódekódolója közül egy-egy megfelelő részszódekódolóra juttatjuk, eredeti adatbitértéke valószínűségének első közelítésben történő megadásával együtt, a részszavakat iterációs módon, az N számú részszódekódolón és N-l számú közbeiktatón dekódoljuk, amely - kódolással azonos sorrendű - dekódolással adatbit valószínű értékére vonatkozó, ideiglenes információt képezünk mindegyik adatbitre, az N-l számú közbeiktató mindegyikével, a sorrendben előző részszódekódolón képzett ideiglenes (szoft) információt a következő részszódekódolóra juttatjuk, és ily módon permutált ideiglenes (szoft) információcsoportot képezünk és juttatunk a sorrendben következő részszódekódolóra, ahol a sorrendben első ideiglenes (szoft) információ kalkulálásánál kezdeti feltételül választjuk, hogy egy bit két lehetséges értékének valószínűsége első közelítésben egyforma, majd a további közelítő lépésekben a feltételt egy az N-edik részszódekódolóról és egy az első N-l számú közbeiktatásokat fordított sorrendben megszüntető, N-l fokozatú közbeiktatás-megszüntetőről visszacsatolt, első függvény szerint képezzük, ahol az egyes részszódekódolókra jutó ideiglenes (szoft) információcsoportokat az ideiglenes információ-sorrendben előző részszódekódolón képzett, első függvénye alkotja, továbbá egy, az első N-l számú közbeiktatásokat fordított sorrendben megszüntető, második közbeiktatás-megszüntetőn második függvényt képezünk.

Előnyösen a részszókat olyan összetett kódszóvá formáljuk, amelyben mindegyik adatbit csak egyszer fordul elő.

Célszerűen olyan részszókat képezünk és formálunk összetett kódszóvá, amelyekben csak meghatározott rend szerint választott, egy-egy adatbit van belefoglalva.

Előnyösen meghatározott számú közelítési lépést végzünk részszódekódolók, közbeiktatok és közbeiktatás-megszüntetők segítségével.

Célszerűen közelítési lépéseket részszódekódolók, közbeiktatok és közbeiktatás-megszüntetők segítségével, egy meghatározott maximum lépésszámig folytatunk, vagy addig folytatunk, amíg konvergenciához jutunk, meghatározott maximumszámnál kevesebb közelítő lépésben, és az összetettkódszó-dekódoló kimenő ideiglenes (szoft) információtermékeként a második közbeiktatás-megszüntetőn képzett, második függvényt vesszük.

HU 220 815 BI

Előnyösen döntési szabályt alkalmazunk a részszódekódoló kimeneti ideiglenes információjának függvényében, végleges (hard) kimenő információ képzésére.

Célszerűen a dekódolást sajátvektor-problémát megoldó, cirkuláris MAP dekódolóval végezzük.

Előnyösen a dekódolást rekurzív cirkuláris MAP dekódolóként kialakított, N számú részszódekódolóval végezzük.

Célszerűen a formáló lépésben a bitek formált csoportját képezzük bitek egy meghatározott minta szerinti kiszúrásával, amely bitek helyére neutrális értékeket ültetünk a vett összetett kódszavak dekódolása során.

A találmány továbbá összetettkódszó-kódoló, párhuzamosan összefűzött, adatbitek csoportjának spirálos kóddal történő kódolásra, amely párhuzamosan összefűzött, az adatbitek csoportját részszót végbitező, nem visszatérő rendszerspirálos kóddal kódoló, N számú részszókódolót és N-l számú közbeiktatót továbbá a részszókból összetettkódszó-formálót tartalmaz.

Előnyösen a kódoló az eredeti adatbitcsomag adatbitjeit csak egyszer tartalmazó összetett kódszót formáló, kódszóformálót tartalmaz.

Célszerűen az eredeti adatbitcsomag adatbitjei közül csak meghatározott minta szerint kiválasztottakat tartalmazó összetett kódszót formáló, kódszóformálót tartalmaz.

A találmány szerinti megoldás továbbá összetettkódszó-dekódoló, párhuzamosan összefűzött, adatbitek csoportjának spirálos kóddal történő kódolásra, amelynek adatbitcsoport-végbitező, nem visszatérő rendszerspirálos kóddal kódolt adatbitet tartalmazó, párhuzamosan összefűzött N számú részszavából alkotott, összetett kódszót részszavakra bontó, összetettkódszó-keretbontója van, továbbá az összetettkódszó-keretbontó kimenetére kapcsolt, részszavanként egy-egy, összesen N számú részszódekódolója van, ahol mindegyik részszódekódolónak egy második, adatbit valószínű értékére vonatkozó, ideiglenes információbemenete van, amely, az eredeti adatbitcsoport adatbitjeinek valószínű értékére vonatkozó, ideiglenes információt sorrendben képező, N számú részszódekódoló kimenetére egy-egy, összesen N-l számú közbeiktató van csatlakoztatva, amely közbeiktatok kimenete a következő részszódekódoló ideiglenes információbemenetére van kötve, míg az N-edik részszódekódoló kimenetére, fordított sorrendű, N-l számú közbeiktatás-megszüntető fokozatból álló, első közbeiktatás-megszüntető van kötve, amely egy sor, első közelítésű adatbitek valószínű értékére vonatkozó ideiglenes információt 1/2 valószínűségből kiindulva, első függvényként képező, közbeiktatás-megszüntető kimenete az első részszódekódoló ideiglenes információ bemenetére van visszacsatolva, amely N-edik részszódekóder kimenetére továbbá fordított sorrendű, N-l számú közbeiktatás-megszüntető fokozatból álló, második közbeiktatás-megszüntető van kötve, amelynek kimenete az összetettkódszódekódoló második függvény szerinti, ideiglenes információkimenete.

Előnyösen a részszódekódolók, közbeiktatok és közbeiktatás-megszüntetők meghatározott számú közelítés végzésére alkalmasan vannak kialakítva.

Célszerűen a részszódekódolók, közbeiktatok és közbeiktatás-megszüntetők meghatározott maximum számnál kevesebb, konvergenciát eredményező lépésben végzett és/vagy a maximum lépésszámig végzett közelítésre alkalmasan vannak, és az N-edik részszódekóder a második közheiktatás-megszüntetőn át, második függvényű ideiglenes információ kiadására alkalmasan van kialakítva.

Előnyösen továbbá a dekódolónak végleges információnak a részszódekódolók kimeneti ideiglenes információjának függvényében, döntési szabály szerinti képzésére alkalmasan kialakított eszköze van.

Célszerűen az N számú részszódekódolók sajátvektor-problémát megoldó, cirkuláris MAP dekódolok.

Előnyösen az N számú részszódekódolók rekurzív cirkuláris MAP dekódolok.

A találmány szerinti megoldás továbbá összetettkódszó-kódoló és -dekódoló rendszer, párhuzamosan összefűzött, adatbitek csoportjának spirálos kóddal történő kódolására és dekódolására, amely rendszer összetettkódszó-kódolója párhuzamosan összefűzött, az adatbitek csoportját, és a bitek különböző permutációit - részszót végbitező, nem visszatérő rendszerspirálos kóddal - kódoló, N számú részszókódolót és N-l számú közbeiktatót, továbbá a részszókból összetettkódszó-formálót tartalmaz, összetettkódszó-dekódolójának csatornán vett, adatbitcsoport-végbitező, nem visszatérő rendszerspirálos kóddal kódolt adatbitet tartalmazó, párhuzamosan összefűzött, N számú részszavából alkotott, összetett kódszót részszavakra bontó, összetettkódszó-keretbontója van, továbbá az összetettkódszó-keretbontó kimenetére kapcsolt, részszavanként egy-egy, összesen N számú részszódekódolója van, ahol mindegyik részszódekódolónak egy második, adatbit valószínű értékére vonatkozó, ideiglenes (szoft) információbemenete van, amely, az eredeti adatbitcsoport adatbitjeinek valószínű értékére vonatkozó, ideiglenes (szoft) információt sorrendben képező, N számú részszódekódoló kimenetére egy-egy, összesen N-l számú közbeiktató van csatlakoztatva, amely közbeiktatok kimenete a következő részszódekódoló ideiglenes információbemenetére van kötve, míg az N-edik részszódekódoló kimenetére fordított sorrendű, N-l számú közbeiktatás-megszüntető fokozatból álló, első közbeiktatás-megszüntető van kötve, amely, egy permutált sor, első közelítésű adatbitek valószínű értékére vonatkozó ideiglenes információt 1/2 valószínűségből kiindulva, első függvényként képező, közbeiktatás-megszüntető kimenete az első részszódekódoló ideiglenes információbemenetére van visszacsatolva, amely N-edik részszódekóder kimenetére továbbá fordított sorrendű, N-l számú közbeiktatás-megszüntető fokozatból álló, második közbeiktatás-megszüntető van kötve, amelynek kimenete az összetettkódszó-dekó4

HU 220 815 Bl doló második függvény szerinti, ideiglenes információkimenete.

Előnyösen a kódoló és dekódoló rendszernek az eredeti adatbitcsomag adatbitjeit csak egyszer tartalmazó kódszót formáló, kódszóformálója van.

Célszerűen a kódoló és dekódoló rendszernek az eredeti adatbitcsomag adatbitjei közül csak meghatározott minta szerint kiválasztottakat tartalmazó kódszót formáló, kódszóformálója van.

Előnyösen a részszódekódolók, közbeiktatok és közbeiktatás-megszüntetők meghatározott számú közelítés végzésére alkalmasan vannak kialakítva.

Célszerűen a részszódekódolók, közbeiktatok és közbeiktatás-megszüntetők meghatározott maximum számnál kevesebb, konvergenciát eredményező lépésben végzett és/vagy a maximum lépésszámig végzett közelítésre alkalmasan vannak, és az N-edik részszódekóder a második közbeiktatás-megszüntetőn át, második függvényű ideiglenes információ kiadására alkalmasan van kialakítva.

Előnyösen a kódoló és dekódoló rendszernek végleges (hard) információnak a részszódekódolók kimeneti ideiglenes információjának függvényében, döntési szabály szerinti képzésére alkalmasan kialakított eszköze van.

Célszerűen a részszódekódolók sajátvektor-problémát megoldó, cirkuláris MAP dekódolok.

Előnyösen a részszódekódolók rekurzív cirkuláris MAP dekódolok.

Az alábbiakban kiviteli példára vonatkozó rajz alapján, részletesen ismertetjük a találmány lényegét. A rajzon az

1. ábra összetettkódszó-kódoló egyszerűsített tömbvázlata, a

2. ábra összetettkódszó-dekódoló egyszerűsített tömbvázlata, a

3. ábra végbitező, nem visszatérő rendszerspirálos kódoló vázlata, a

4. ábra cirkuláris MAP dekódoló mint részszódekódoló, tömbvázlat, az

5. ábra más kialakítású, cirkuláris MAP dekódoló egyszerűsített tömbvázlata.

Az 1. ábrán egy 10 összetettkódszó-kódoló egyszerűsített tömbvázlata van feltüntetve. A 10 összetettkódszó-kódoló N számú 12 részszódekódolóból, N-l számú 14 közbeiktatóból és egy 16 összetettkódszó-formálóból áll. A kódolandó adatbitcsoportok, közbeiktató algoritmus szerint, permutálódnak a 14 közbeiktatókon átjutva. A különböző fokú permutációk jutnak a különböző 12 részszódekódolókra, amely 12 részszódekódolók kimenetére aló összetettkódszó-formáló van kötve. A 16 összetettkódszó-formáló a részszavakat összetett kódszóvá állítja össze és az átviteli csatorna átviteli jellemzőihez illeszkedően keretezi az összetett kódszót. A keretezőeszköz célszerűen meg is fejeli az összetett kódszót, és kiegészíti a fejelést például kontrollbitekkel és szinkronizáló karakterekkel.

Jelentős kódsebességelőny származik abból, ha a párhuzamos, összefűzött kódolásban alkalmazott részszókódok szimmetrikusak. A párhuzamos kódolóval képzett kimenő kódszavak magukba foglalják az eredeti adatbitcsoport bitjeit is, és további, paritásbitekből állnak (a kódolással bevitt redundancia (paritásbitek) révén jön létre a hibajavító képesség). Ezért, ha rendszer szerinti (systematic) kódolót alkalmazunk párhuzamos, összefűzött (parallel concatenated) kódolásra, az 1. ábra szerinti, 10 összetettkódszó-kódolóban, mindegyik 12 részszókódoló kimeneti részszavában, amely egy kódszó, megjelennek a bemenő adatbitek is. Ha a 16 összetettkódszó-formálóban olyan összetett kódszót képezünk, amely csak az egyes 12 részszókódolókban képzett paritásbiteket és az adatbiteket tartalmazza, jelentős sebességnövelés érhető el a párhuzamos, összefűzött kódolásban, mert nincs ismétlődő információrész az átvitt összetett kódszóban. Ha például, egy párhuzamos, összefűzött, kódoló (PCCC) első és második részszókódolójában mindkét részszó sebessége 1/2 kódnyi, a párhuzamos, összefűzött, összetett kódszó sebessége az aszimmetrikus részszókód 1/4 értéke helyett szimmetrikus részszókód esetén 1/3 kódnyi.

Az olyan párhuzamos, összefűzött kódolási rendszerek képezték az utóbbi időben kutatás tárgyát, amelyekben rekurzív rendszer szerinti, spirálos kódolást (RSC) alkalmaznak. Ezek a párhuzamos, összefűzött, spirálos kódok (PCCC-k), az úgynevezett turbókódok, nagyon jó bithibaarány (BÉR) elérésére alkalmasak, bitenkénti energia/bit-zajteljesítmény spektrális denzitás arány (Ej/Νθ) tekintetében, viszonylag hosszú (10 000 vagy több bit hosszú) üzenetek kódolt átvitelében. Azt is kimutatták azonban, hogy a turbókódolással elért nyereség jelentősen kisebb rövidebb üzenetek kódolt átvitele esetén, aminek oka az, hogy a rekurzív rendszerű spirálos részszókódok „ereje” nagyon érzékeny az adatblokk hosszára. Másrészt egy nem rekurzív rendszerű, végbitező, spirálos kód független az adatblokk hosszától a legtöbb gyakorlati alkalmazásban, így a kódolással elérhető nyereség csak akkor csökken, ha az adatblokk hossza egy minimálisnál kisebb, amely minimális hossz az NSC döntési mélység tulajdonsága által adott.

A 2. ábrán egy 20 összetettkódszó-dekódoló egyszerűsített tömbvázlata van feltüntetve, amely 20 összetettkódszó-dekódoló egy párhuzamos, összefűzött, spirálos dekódoló. A 20 összetettkódszó-dekódoló átviteli csatornára kapcsolt bemenő fokozata egy 22 összetettkódszó-keretbontó, amely az összetett kódszót komponenseire, részszókra bontja, és az egyes részszókat másmás 24 részszódekódolóra juttatja. A 20 összetettkódszó-dekódolónak része N számú 24 részszódekóder és az 1-N-l részszódekódolók kimenetére kapcsolt, N-l számú (a kódolóban alkalmazottal megegyező) 14 közbeiktató, továbbá egy első és egy második 28,29 közbeiktatás-megszüntető, amely 28, 29 közbeiktatás-megszüntetők az N-edik 24 részszódekódoló kimeneteire vannak kapcsolva. Az egyes 28, 29 közbeiktatás-megszüntetők N-l számú 30 közbeiktatás-megszüntető fokozatból állnak, amely 30 közbeiktaktás-megszüntető fokozatok a 14 közbeiktatókhoz képest fordított sorrendben vannak elrendezve, és fordított sorrendben visszabontják a kódolóban létrehozott permutációkat. A 24 részszódekódolók kimenőjelei az adatbitek becsült érté5

HU 220 815 BI kére vonatkozó kalkuláció eredményeként kialakított, ideiglenes információk (soft-decision Information). A 24 részszódekódolók kimenő jelei például egy (a bitek 0 és 1 értéke valószínűségére vonatkozó) első valószínűségi függvény szerintiek, amely függvény független változója az átviteli csatornán vett jelszekvencia.

Egy példa szerinti első függvény függetleníti a P{d,^j =0/YJt} feltételes valószínűség befolyását a részszódekódoló ideiglenes információ kimenő jelétől, amely kimenő jel a következő 24 részszódekóder ideiglenes információ bemenetére jut, egy megfelelő permutáció után, ahol P{dt^J =0/Yit} a j-ik információbit 0 értékének valószínűsége t időpontban, a vett Y_t csatorna kimenő jel j-edik (rendszer szerinti) bitjétől függően. Másrészt a kalkulált, ideiglenes információ kifejezhető az alábbi valószínűségi függvénnyel:

vagy ennek a logaritmusával: log[A(d/)].

Az N-edik 24 részszódekódoló egy, második valószínűségfüggvény képzésére szolgáló, második kimenettel is rendelkezik, amely második függvény a dekódoltbit-értékek feltételes valószínűségének második függvénye. Egy példa erre a második függvényre: a P{d, =0/Y,^L) függvény, amelynek egy első közelítő megoldása a dj =0, amely eredményt az előző részszódekóder szolgáltatja.

A 20 összetettkódszó-dekódoló közelítéses eljárással működik, az alábbi módon: Az első 24 részszódekódoló kiszámít egy sor, ideiglenes döntésnek megfelelő értéket az eredeti adatbitcsomag alapján első 12 részszókódoló által kódolt, átviteli csatornán vett, információs bitek sorára. Első közelítésben, ha nem áll rendelkezésre más, korábbi, statisztikai jellegű információ, a számítás kiinduló feltétele az, hogy egyforma valószínűsége van annak, hogy egy bit értéke 1 vagy 0 (azaz P{bit=0}=P{bit=l} = l/2).

Az első részszódekódoló által kalkulált ideiglenes információt (bitértékek) egy első 14 közbeiktató permutálja, amely 14 közbeiktató felépítése megegyezik az összetettkódszó-kódolóban alkalmazott 14 közbeiktatókkal. A permutált ideiglenes információ és a második vett részszó képezik a második 24 részszódekódoló bemenő jeleit. Az előző 24 részszódekódolótól és közbeiktatótói származó, bemenő permutált ideiglenes információértékeit a második 24 részszódekódoló mint a kódolt bemenő jelekről szóló kezdetifeltétel-információt kezeli. A részszókódolók ily módon, szekvenciálisán dolgozzák fel a jeleket, egészen a sorban utolsó, N-edik részszódekódolóig, amely N-edik részszódekódoló kimenő ideiglenes (szoft) információjelei függvényei a 10 összetettkódszó-dekódoló bemenő jelét képező, eredeti üzenet adatbitcsoportjának. A következő lépés ennek az ideiglenes információsomak a közbeiktatás-megszüntetése (deinterleaving). Az első 24 részszódekódoló újra feldolgozza a csatornán át vett részszót, most már az N-edik részszódekódoló kimenetére kapcsolt, 28 közbeiktatás-megszüntetőtői kapott, értékvalószínűségi feltételekkel. Ezzel megindult egy második közelítési, spirálos folyamat, ahol az előző közelítés eredményét felhasználva végzünk egy következő közelítést. Ily módon meghatározott számú közelítést végzünk, amely közelítés spirál végén egy, az ideiglenes információk sora második függvényének tekinthető értéksort kapunk, amelyet egy második 29 közbeiktatás-megszüntetőn átalakítva visszanyerjük az eredeti üzenet 10 összetettkódszó-kódoló bemenetére adott adatbitcsoportot (hard information). Az alkalmazott közelítések száma lehet egy meghatározott szám, vagy lehet egy dinamikusan meghatározott szám, az a szám, ahol a dekódolásban konvergenciát észlelünk.

A dekódolok kimenetén ideiglenes (döntés) információ jelenik meg, amely kimenőjel a P{d_t ^j =0/Y^Lt} valószínűségfuggvénynek felel meg, azaz annak a feltételes valószínűsége, hogy a kódolóba t időpontban bemenő j-edik adatbit értéke egy k bithosszú adatbitcsoportban 0, feltéve, hogy egy sor Y,^L = {y_b... y_L) csatorna-kimenőjelet veszünk. A dekódoló kimenőjele lehet továbbá végleges információ (hard-decision information) is, amely végleges információ az ideiglenes információk függvénye, az alábbi döntésfüggvény szerint:

dí =0

P{dí =0IYf^-Íl2 di =i azaz ha P{d^Jt = 0 / } > 1/2, akkor d^J, = 0, ha

P{d^J, = 0 /Y,^L } < 1/2, akkor d/ = 1, máskülönben véletlenszerűen a d^Jt =0 vagy 1.

A tipikus turbódekódolók vagy (maximum a posteriori) MAP dekódolok, amilyen ismertetve van például L. R. Bahl, J. Cocke, F. Jelinek, J. Raviv „Optimál Decoding of Linear Codes fór Minimizing Symbol error Rate” (IEEE Transactions of Information Theory, March 1994, 284-287 oldalak), vagy ideiglenes (soft) kimenő Viterbi algoritmust (SOVA) adó dekódolok, lásd J. Hagenauer és P. Hoeher „A Viterbi Algorithm with Soft-Decision Outputs and its Applications, (1989 IEEE Globecom Conference, 1680-1686. oldalak). Egy MAP dekóder kimeneti jele annak valószínűsége, hogy egy bit értéke 0 vagy 1. Másrészt egy SOVA dekóder tipikusan az alábbi valószínűségi arányt határozza meg minden egyes dekódolt bitre: P{dekódolt bit= 1 }/P {dekódolt bit=O}.

Nyilvánvaló, hogy ez a valószínűségi arány a P {dekódolt bit=O} alapján (és viszont) is nyerhető: P{dekódolt bit=0} = 1 -P{dekódolt bit=1}.

Ilyen számítástechnikai előnyöket ismertünk fel, akár MAP dekódolókat, akár SOVA dekódolókat alkalmaztunk logaritmikus valószínűségi arányt alkalmazva :

HU 220 815 Β1

P {dekódolt bit = l} ' % P{dekódolt bit = 0}^

Kimutatták, hogy a turbókóddal elérhető kódolási nyereség (hibakorrigálási képesség) jelentősen csökken a kódolandó adatblokk hosszának csökkenésével. Számos szakszerző tulajdonította ezt a jelenséget elsősorban az RSC kódok természetének. Kimutatták, hogy az RSC kódok távolsági jellemzője nő az adatblokk hosszával és fordítva: az RSC kódok minimum távolsága csökken az adatblokk hosszának csökkenésével. Egy további problémát jelent, hogy a közbeiktatás miatt nehéz lezárni az RSC kódokat, turbókódolási séma alkalmazása esetén. Előnytelen az is, hogy káros mellékhatásokat okoz az, hogy a szekvencia lezárása hiányos, vagy a közbeiktató működésébe jelentős korlátokat szükséges beiktatni, amely korlátok az adatblokk rövidségével arányosan súlyosbodóak.

A jelen találmány szerint a részszókódok egy párhuzamosan összefűzött, spirálos kódolási rendszerben működő, végbitező, nem visszatérő rendszerű, spirálos kódok. Az ilyen, végbitező kódok használata megoldja a bemenő adatszekvenciák határolásának problémáját, és így elkerülhetővé válik a dekóder teljesítményének rövid üzenetek dekódolásánál ismert módon előálló csökkenése. Bár az NSC kódok általában gyengébbek, mint az ugyanannyi memóriát használó RSC kódok, az NSC kódok szabad távolsága kevésbé érzékeny az adatblokk hosszára. így az NSC kódolás egy párhuzamosan összefűzött, spirálos kódolási rendszerben történő alkalmazásával jobb teljesítmény érhető el, különösen egy küszöbértéknél rövidebb adatblokkok átvitele esetén, mint RSC kód alkalmazásával. A teljesítmények keresztezési pontja a dekódolt adatblokk előírt bithibaarányának, kódsebességének és kódmemóriájának függvénye.

A 3. ábrán egy példa 1/2 arányú, m memóriájú, végbitező, nem visszatérő összefűzött, spirálos kódolás (PCCC) sémája van feltüntetve, a jelen találmány szerinti alkalmazásban. A példában k bemenő bitek száma, n kimenő karakterek bitszáma, m kódoló memória kbites karakterekben mérve. A bemutató példában k=l, de tetszőleges k, n és m értékekkel megvalósítható a találmány.

A kezdeti állapotban 50 kapcsoló a rajzolt, alsó állapotában van, L számú bemenő bitet töltünk be egy 52 shiftregiszterbe (a példában egy bemenő karakter egy bit hosszú). Miután betöltöttük az L-edik bitet a kódolóba, az 50 kapcsoló átkapcsol a felső állásába, és megkezdődik a kódolás egy második 54 shiftregiszter első bitjének áttöltésével, egy nem visszatérő rendszerű kódolóba. Az állapot ekkor: {b_L, b_L_4,..., b_L__{(km l)}). Ebben a példában a kódoló kimenetén egy a pillanatnyi bemenő bitből és paritásbitből álló kimenő jel jelenik meg, amely kimenő jel egy 56 paritásbit-formálóban (a rajz szerinti példában modulo 2) áll össze, a kódoló állapotától és a pillanatnyi bemenő bittől függően. A kódolás az K-edik bit kódolásával fejeződik be.

A találmány szerinti, egy másik kialakításban a fenti kódolóhoz társított dekódoló egy cirkuláris MAP dekódoló, amelyet a jelen feltalálók az RD-24,923 US szabadalmi bejelentésben írtak le először. Az RD-24,923 US szabadalmi bejelentésben a végbitező, összefűző kódok dekódolására alkalmas, cirkuláris MAP dekódoló van ismertetve. A MAP dekódoló egyrészt szolgáltatja a kódolt adatblokk becsült értékeit, másrészt az adatvesztésről ad egy megbízhatósági információt. Ilyen például egy beszédszintetizáló processzor, amelyet átviteli hibák összefűzésére, vagy egy protokollprocesszor, amelyet adatblokk adatainak hibás blokkja valószínűségének megállapításában, ismételt döntéskérésekre alkalmazunk.

Amint az az említett US RD-24,922 szabadalmi leírásból kiolvasható, a hibajavító rácskódokat (trellis codes) dekódoló, cirkuláris MAP dekódoló, ideiglenes információkat (soft decision) képez. A cirkuláris MAP dekódoló megbecsüli a rács első foka állapotának valószínűségét, és ezzel helyettesíti a hagyományos MAP dekódolónál első közelítési fokozatban alkalmazott kezdő valószínűségfeltételt. A cirkuláris MAP dekódoló két úton biztosíthatja a kezdeti valószínűségeloszlásinformációt: az első módon megold egy sajátértékproblémát, az eredő sajátvektor a kezdeti valószínűségeloszlás kezdeti állapota, amelynek ismeretében a cirkuláris MAP dekódoló a hagyományos MAP dekódolóéhoz hasonló algoritmus alapján végzi a dekódolás maradék részét. A cirkuláris MAP dekódoló egy másik, rekurzív módon, iterációs úton, nagy pontossággal közelíti meg az eredeti állapotnak megfelelő eloszlást. Elegendő számú közelítő lépés (fordulat) után az állapotok cirkuláris szekvenciája nagy valószínűséggel megállapítást nyert, és a cirkuláris MAP dekódoló a dekódolás maradék részét a hagyományos MAP dekódolóéhoz hasonló algoritmus alapján folytatja le.

A hagyományos MAP dekódoló algoritmusok célja feltételes valószínűségek keresése:

Pfm állapota t időpontban/p_;,....,p£ csatorna-kimenőjeleket vesz}.

Ebben a kifejezésben L az adatblokk hosszát jelenti, kódszimbólumok számában kifejezve. (Egy n, k kód kódolója Ár-bit bemenő karakterekkel (szimbólumokkal) generál «-bit kimenő karaktereket.) A fenti kifejezésben y, a csatorna kimenő karaktere t időpontban.

A MAP dekódoló algoritmus először az alábbi valószínűség-összefüggést találja:

A_t(ZH)=P{S_t=m;Y^L,} (1) azaz annak az eredő valószínűsége m, hogy a kódoló állapota t időpontban S, és hogy yi,...,y_L csatornakimenőjeleket vesz. Ezek a kívánt valószínűségek megszorzódnak egy PflEi} állandóval, amely annak valószínűsége, hogy azp_y, ...,y_L csatorna-kimenőjeleket vették.

Most határozzuk meg egy T_t mátrix elemeit: r/z',y)=P{/ állapot t időpontban/i állapot t-l időpontban} .

A Γ, mátrix függvénye egy a csatomaátvitel R(Y_t, X) valószínűségének, annak a p_t(m/m’) valószínűségnek, hogy a kódoló m ’ állapotból m állapotba megy át t időpontban, és annak a q_t(X/m’,m) valószínűségnek, hogy a kódoló kimenetén X szimbólum jelenik meg, jelezve, hogy egy előző m ’ állapot után jelenleg tn állapot7

HU 220 815 Β1 bán van a dekódoló. Minden egyes Γ, mátrixelem számítása az összes lehetséges kódoló kimenőjelek összegzésével történik, az alábbiak szerint:

Yt(zn m)=ΣχΡ//«//κ ’) q_t(X//n ’, M) R(Y_t, X) (2)

A MAP dekódoló L számú mátrixot számít ki, mindegyik rácslépcsőhöz egyet-egyet. A MAP dekódoló ezeket a számított mátrixokat a vevő csatorna kimenő szimbólumaiból és az adott kódnak megfelelő rács-osztály természetéből alakítja ki.

Most definiálunk egy a, sorvektor M eredő valószínűség elemét:

^aXj)=P{/ állapota t időpontban; y,, ...,y,} (3) és definiálunk egy β, oszlopvektor M feltételes valószínűség elemét:

β/j)=P \y,+i,... yfij} állapota t időpontban, (4) aholy=0,l,.. .,M-1, ahol M a kódoló állapotainak száma.

Megjegyzés: a mátrixok és vektorok jelei félkövér szedésűek!

A MAP dekódoló algoritmus lépései az alábbiak:

(i) kiszámítjuk a,... a_z értékeit előre irányban haladva, α,=α,_₇Γ„ t=l,...L (5) (ii) kiszámítjuk β/...βι·_ζ értékeit visszafelé haladva:

β^Γ^β^ t=L-l...l (6) (iii) kiszámítjuk A_t elemeket:

A_t(i)=a/i) β/ζ) mindegyiki, t= 1,... L (7) (iv) megkeressük a szükséges, megfelelő elemeket. Legyen például Aj, az S_t={S¹t, S²t,...,S^kmt} állapotok sora, úgy, hogy a j-edik, Sj, állapot értéke nulla. Egy hagyományos, nem visszatérő rácskód, a j-edik adatbit t időpontban. Ezekkel a feltételekkel a dekódoló kimenő ideiglenes információja (soft decision information):

ahol y,¹1 Σ (m) és m

m az S_t állapotnak megfelelő index.

A dekódoló végleges információja (hard decision) azaz a dekódolt adatbitcsoport a P{d,^j =0/Y^Lt} alkalmazásával az alábbi döntésszabály szerint alakul:

dj =0 p{dj =0/y,^£}^l/2 d/ =1 azaz ha P^dj -OlY^yfil, akkor dj = 0, ha

P{dj = 0 / Y,^L } < 1/2, akkor dj = 1, másrészt véletlenszerűen adj =0 vagy 1.

Egy további példa a (iv) lépésre: a σ₍ valószínűségmátrix az alábbi elemekből áll: a/zj)=P{S,_i=i; S_t=j; Υψα^Ο»

Ezek a valószínűségek hasznosak, ha meg akarjuk határozni a dekódoló kimenő bitjeinek végleges (a posteriori) valószínűségét.

A MAP dekódoló algoritmus szokásos alkalmazásában az előre irányuló műveletvégzést az a_e=(l,0,...0) vektor, a fordított irányú műveletvégzést a β_£=(1,0.. .0)^T vektor kezdeményezi. Ezek a kezdeti feltételek azon a feltételezésen alapulnak, hogy a kódoló kezdeti állapota S₀=0, és végső állapota S_L=0.

Az egyik kialakítású cirkuláris MAP dekódoló a kezdeti állapot valószínűségének eloszlását, a sajátérték-probléma megoldásával, az alábbiak szerint hajtja végre : Tételezzük fel, hogy az β„ Γ, és A, a korábban említettek maradnak, de a kezdeti a_e, és β_£ értékek az alábbiak:

legyen β_£ értéke az (111... 1)^T oszlopvektor, legyen a₀ egy ismeretlen változó.

Ezekkel a feltételekkel:

(i) kiszámítjuk a Γ,értékét t=l, 2,...L időpontokra, (ii) megkeressük a legnagyobb sajátértéket a Γ„ Γ„.. .Γ, mátrixokban, normalizáljuk a megfelelő sajátvektorokat úgy, hogy az összetevőinek összege egységet tegyen ki. Ez a vektor az a_ö-t adó megoldás. A sajátérték: P{Y^L!}.

(iii) a következő a_t-t, előre irányban folytatva a műveleteket, az (5) egyenlet szerint képezzük, (iv) β/,-től indulva β, értékeket formálunk a (6) egyenlet szerint hátrafelé haladva, (v) Λ,-t és más szükséges változókat formálunk a (7) egyenlet alapján, így például a P{d_t ^j =0/Y^L,}ideiglenes információ kimenő jelet, vagy a σ, valószínűségmátrixot, a fentiek szerint.

A feltalálók kimutatták, hogy az a₀ ismeretlen kielégíti az alábbi mátrixegyenletet:

Abból a tényből, hogy ez az egyenlet a valószínűségek közötti viszonyt fejez ki, tudjuk, hogy a Γ, mátrix (jobb oldali) eredménye a legnagyobb, P{Y^Li) sajátértékkel egyenlő, és hogy a megfelelő sajátvektor egy valószínűségvektor.

Minthogy β_£=(1,0.. .0)^T, a 6. egyenlet eredménye β_£_₇. Ez azt jelenti, hogy a visszafelé futtatott műveleteket ismételten alkalmazva mindegyik β_£ értéket megkapjuk. Ha már a_e és β_£ értékei meg vannak állapítva, minden további művelet a MAP dekódolás hagyományos algoritmusa mentén végezhető el.

A 4. ábrán egy, hibajavító végbitező, rácskód sajátvektor-módszer szerint történő dekódolására alkalmasan kialakított, cirkuláris 110 MAP dekódoló tömbvázlata van ábrázolva. A cirkuláris 110 MAP dekódoló 112 T_t kalkulátora a T_t-t y_t csatomakimenet függvényeként számítja ki. A 112 T_t kalkulátor a bemenő jeleit egy 130 memóriából veszi. Bemenő jelek: csatomaátvitel R(Y_t, X) valószínűsége, annak p_t(m/m’) valószínűsége, hogy a kódolóban t időpontban átmenet következik be m’ állapotból m állapotba, és annak q_t(X/m’,m) valószínűsége, hogy a kódoló kimenő szimbóluma X lesz, feltéve, hogy az előző kódolóállapot m’ volt, és a pillanatnyi kódolóállapot m. A 112 r_t kalkulátor a Γ, mindegyik elemét kikalkulálja, oly módon, hogy a (2) egyenlet szerint összegzi a kódoló összes lehetséges X kimenőjeleit.

HU 220 815 Bl

Γ, kalkulált értékeit egy Γ₁Γ₂... T_L mátrixeredmény 114 számítóegységbe juttatjuk, amely számítóegység egy 116 azonosító mátrixot használ a műveleteihez, amely mátrix egy memóriában van tárolva, ahová 121 és 118 kapcsolón valamint 120 késleltetőn át kerül. A 116 azonosító mátrixot tj időpontban juttatjuk a 114 számítóegység bemenetére. Minden időpontban

Z-l t=2 és t=L között, a Πύ mátrixeredményt visszatápí'=l láljuk a 120 késleltetőn át a 114 számítóegységbe. t=L időpontban a kapott mátrixeredményt 121 kapcsolón át egy normalizált sajátvektor 122 számítóegységbe juttatjuk, amely 122 számítóegység a normalizált sajátvektort a mátrixeredmény legnagyobb sajátértékének megfelelően számítja. A kezdő, inicializáló a₀ sajátvektor egy normalizált sajátvektor, a következő a_t sajátvektorok meghatározása az (5) egyenlet alapján, rekurzív módon történik egy mátrixeredmény 124 számítóegységben, amely 124 számítóegység visszacsatoló körében 128 kapcsoló és 126 késleltető van elrendezve. A T_t megfelelő értékeit a 130 memóriából vesszük, az a_t sajátvektor-eredményeket is a 130 memóriában tároljuk.

A p_t értékeit egy mátrixeredmény 132 számítóegységben, a (6) egyenlet szerint határozzuk meg, amely 132 számítóegység visszacsatoló körében 136 késleltető és 134 kapcsoló van elrendezve. A λ₍ valószínűséget az a_t és β₍ értékekből, elemenkénti 140 eredménykalkulátorban, a (7) egyenlet szerint képezzük. A λ, valószínűség számításának eredményét dekódolt bitérték 150 valószínűségkalkulátorába juttatjuk, ahol meghatározzuk annak valószínűségét, hogy a j-edik dekódolt d,^j bit tj időpontban 0 lesz. Ezt a valószínűségadatot egy 152 küszöbérték-meghatározó eszközbe tápláljuk, amely az alábbi döntési szabály szerint működik: ha a 150 valószínűségkalkulátor által számított valószínűség nagyobb mint 1/2, akkor úgy dönt, hogy a dekódolt bit 0 értékű; ha kisebb mint 1/2, akkor véletlen szám szerint dönt arról, hogy a dekódolt bit 0 vagy 1. A 152 küszöbérték-meghatározó eszköz kimenő jele a dekódoló t időpontban érvényes kimenő jelét képezi.

Annak a P{d,^J=0/Yit} valószínűsége, hogy a dekódolt bit értéke 0, a 4. ábra szerinti elrendezésben egy szoft eredmény 154 fuggvényblokkba kerül, ahol valószínűségi f(P{dt^j =0/Y>t}) függvény készül belőle, mint például:

1-pp/ =o/r/} valöszínűségarány=--—r-2-, ami a dekódoló ideiglenes információ (soft-decision) kimenőjele.

Egy másik hasznos valószínűségi f(P{d,^J =0/YjJ) függvény a fl-P{<'=o/r/}' \og valószínűségarány=\ogÁ--.

[ p{rf/o/y/}

Egy alternatív megoldásban a szoft eredmény 154 függvényblokk egyszerűen egy azonosításfüggvény, amely esetben az ideiglenes információ kimenő jel a P{d_t ^j=o/Yi_t}

Egy lehetséges kialakításban a cirkuláris MAP dekódoló rekurzív módszerrel határoz meg állapotvalószínűségi eloszlásokat. Egy ilyen módszer a dinamikus konvergencia módszere, amellyel addig folytatjuk a visszatérő (rekurzív) lépéseket, amíg végül dekódoló konvergenciához jutunk. Ebben a rekurzív eljárásban a korábban, a sajátvektor-módszer ismertetésénél bemutatott (ii) és (iii) lépések helyett az alábbi lépések történnek:

(ii.a) Kezdünk egy a₀=(l/M,...,l/M) értékkel, ahol M a rácsállapotok száma, és előre irányban L számú kalkulációt végzünk. Az eredményeket normalizáljuk úgy, hogy mindegyik új a_t elemeinek összege egységet adjon. Megtartjuk mind az L számú a, vektort.

(ii.b) Az (ii.a) szerinti a₀ és a_L értékekkel, t= 1 időpontban kezdve, újra kalkulálunk egy első a_t valóM-l színűség-vektort, azaz a,(tn) = α₍_,0γ,·(ΐ^η) i-O m=0,1,...^-1081=1,2,...,2^ értékekkel egy használható minimumot ad a rácsállapotok számára. A normalizálás a már ismertetett módon történik. Csak a legutolsó sort hagyjuk meg az L számú α-k közül, amelyeket a (ii.a) és (ii.b) lépésekben találtunk, és megőrizzük az előző (ii.a) lépésben talált a_L adatot.

(ii.c) A (ii.b) lépés szerinti”a_L adatot összehasonlítjuk a korábban a (ii.a) lépésbentolált adatokkal. Ha az új és régi a, M számú eleme egyezik egy tűréshatáron belül, akkor a (iv) lépéssel folytatjuk, ha nincs egyezés, a (ii.d) lépéssel folytatjuk a műveletsort.

(ii.d) Legyen t=t+1, és kalkuláljuk az α^α,^Γ,-ί. Normalizáljunk a már leírt módon. Csak a legutolsó sort hagyjuk meg az L számú α-k közül, és az a_t-t, amelyeket a (ii.a) lépésben találtunk.

(ii.e) Az új a_t adatokat összehasonlítjuk a korábban talált adatokkal. Ha az új és régi a_t adatok M számú eleme egyezik egy tűréshatáron belül, akkor a (iv) lépéssel folytatjuk, ha nincs egyezés, és ha a visszatérések száma nem haladt meg egy adott minimumot (tipikusan 2L), a (ii.d) lépéssel folytatjuk a műveletsort. Más esetben a (iv) lépéssel folytatjuk a műveletsort.

Az eljárásban ezt követően a (iv) és (v) lépésben, a sajátvektor-módszernél ismertetettek szerint, kimenő ideiglenes információkat (soft-decision output) és dekódolt kimenő biteket állítunk elő a cirkuláris MAP dekódolóval.

A már említett, RD-24,923 US szabadalmi bejelentésünkben más kialakítású cirkuláris MAP dekódoló van ismertetve. Az itt leírt rekurzív eljárást módosítottuk oly módon, hogy másodjára a kódolónak csak meghatározott számú rácsállapotnak megfelelő lépést kell végeznie, azaz egy meghatározott mélységig elemzünk. Ez előnyös az alkalmazás tekintetében, mert így a számítások száma mindegyik adatbitcsoport dekódolásánál egyforma. Ebből az következik, hogy a számításhoz használt hardver és szoftver bonyolultsága adott szintre csökkenthető.

Az elemzési mélység MAP dekódolást célnak megfelelő értéke meghatározásának egyik útja hardverés szoftverkísérleti eredmények, tapasztalati értékek fel9

HU 220 815 Bl használásán alapul. A kísérleteket változtatható elemzési mélységű cirkuláris MAP dekóder alkalmazásával végezzük, és ezen méljük a különböző elemzési mélységekkel megállapítható Ε|/Ε_ο bithibaarányokat. Megfelelő az az elemzési mélység, amelyen túl már nem változik számottevően a bithiba valószínűségértéke.

Az elemzési mélység MAP dekódolási célnak megfelelő értéke meghatározásának egy másik útja a kódok szabad távolságának megfigyelése. Ehhez meghatározunk két, megkülönböztető elemzési mélységet. Van egy „korrekt út”, amely azokat az állapotokat vagy mátrixrácson átmenő utakat jelenti, amelyen dekódolható az adatbitcsomag. Van egy „inkorrekt csomópontcsoport”, amelybe beletartozik a „korrekt” úton kívüli minden rácspont és állapot. Mindkét elemzési mélységet az összetettkódszó-kódolótól függően szükséges megválasztani.

Az elemzési mélységek az alábbiak szerint definiálhatók:

(i) Definiálunk egy előre irányú LF(e) e-hibakorrekciót, a rácson megteendő első lépésként, a „korrekt út” kezdő rácspontjától, ahol a „korrekt úttól” legalább 2e Hamming-távolságra van minden más, „inkorrekt csomópontcsoport”-ba tartozó rácspont, akkor is, ha később a „korrekt út”-ba tartozónak bizonyul. Az LF(e) ehibakorrekció jelentősége abban áll, hogy ha e vagy kisebb hibák vannak előre irányban a kezdő csomópont után, és ismert, hogy a kódolás itt kezdődött, akkor a dekódolás helyes lesz. Az előre irányú döntési mélységek egy formális tabulációját adja J. B. Andersson és K. Balanchandran „Decision Depths of Convolutional Codes” (IEEE Transactions on Information Theory, vol. IT-35, 455-459. oldalak, 1989. március). Az LF(e) ehibakorrekció számos tulajdonságát leírja továbbá J. B. Andersson és S. Mohán a „Source and Channel Coding - An Algorithmic Approach” című dolgozatában (Kluwer Academic Publishers, Nowell, MA, 1991). Egy leírt fő tulajdonság az, hogy egyszerű, lineáris összefüggés van az LF és e között, például 1/2 kódsebesség mellett LF közelítőleg 9,08e.

(ii) Ezután definiálunk egy nem közösített döntési mélységet egy LU(e) e-hibakorrekció számára. Az LU(e) e-hibakorrekció a rácson első lépés, ahol legalább 2e Hamming-távolságra van a „korrekt úttól” minden olyan út, amely soha nem érinti a korrekt utat.

A LU(e) e-hibakorrekció jelentősége a cirkuláris MAP dekódolás tekintetében abban van, hogy miután a dekódoló megjárta az LU(e) rácslépcsőket, nagy a valószínűsége a tényleges átviteli út azonosításának. Következésképp a minimális elemzési mélység cirkuláris MAP dekódolásban, egyenlő a LU(e) e-hibakorrekcióval. A LU(e) e-hibakorrekció számításai azt mutatják, hogy ez mindig nagyobb, mint az LF(e) e-hibakorrekció, de ugyanannak a közelítési szabálynak felel meg. Ebből következik, hogy a minimálisan szükséges elemzési (döntési) mélység becsülhető az LF(e) e-hibakorrekció alapján, ha a nem közösített döntési mélység nem ismert.

Az egy adott kódolóra vonatkozó, nem közösített döntési mélység megtalálásával megtaláljuk azt a legkisebb számú rácsállapotot is, amelyet egy ideiglenes valószínűséginformációt képző cirkuláris dekódolóval be kell járni. Az előre irányú LF(e) döntési mélység meghatározására algoritmus található L. B. Andersson és K. Balanchandran „Decision Depths of Convolutional Codes” című, fent már említett tanulmányában.

LU(e) keresése:

(i) Nyújtsuk a kódrácsot balról jobbra, mindegyik rácsponttól, szimultán módon, kivéve a nulla állapotot, (ii) minden szinten töröljünk minden olyan utat, amely érinti a korrekt (csupa 0) utat, ne nyújtsuk meg a kódrácsot a korrekt, 0 állapotú pontokból kiindulva, (iii) k szinten keressük meg a Hamming-távolságot, vagy súlyozzuk az ezen a szinten lévő pontokban végződő utak között, (iv) ha ez a távolság nagyobb mint 2e, álljunk le. Ekkor LU(e)=k.

A már említett US szabadalmi bejelentés (RD-24,923) szerint, számítógépes szimulálással két meglepő eredményre jutottunk: (1) β₍ ismételt meghatározásával javul a dekódoló teljesítménye, (2) az LU(e)+LF(e) összefüggéssel meghatározott döntési mélység alkalmazásával jelentősen megnő a dekódolási teljesítmény. Következésképp a cirkuláris MAP dekódoló egy előnyös rekurzív algoritmusa az alábbi lépéseket tartalmazza:

(i) Kiszámítjuk Γ,-t T=l, 2,...L értékekre a (2) egyenlet szerint, (ii) kezdeti a₀=(l/M,...,l/M) értéknél kezdve, ahol M a rács állapotainak száma, előre irányú visszatérésszámot kalkulálunk az (5) összefüggés szerint, (L+L_w)-szer, u= 1,2,.. ,(L+L_W) mellett, ahol L_w a dekódoló döntési mélysége. A t rácsszintindex felveszi az [(u-l)modL] + l értéket. Ha a dekódoló egy spirálfordulatot tesz a csatornán át vett jelek sora körül, akkor a_L-t Oo-ként kezeljük. Az eredményeket normalizáljuk úgy, hogy mindegyik új a, elemeinek összege egységet adjon. A visszatérés során megtartjuk az utolsó L számú, megtalált a vektort.

(iii) kezdeti β_Ε(1,-.. 1)^T értéknél kezdve kalkuláljuk a visszafelé irányú visszatéréseket, a (6) összefüggés szerint, (L+L_w)-szer, u=l, 2,...(L+L_W) mellett, ahol L_w a dekódoló döntési mélysége. A t rácsszintindex felveszi az L (u mód L) értéket. Ha a dekódoló egy spirálfordulatot tesz a csatornán át vett jelek sora körül, akkor β_Ε-ί fi_L+1-ként kezeljük és Γι'* Π,+ι -ként kezeljük új β_Ε kalkulálásánál. Az eredményeket normalizáljuk úgy, hogy mindegyik új β, elemeinek összege egységet adjon. A visszatérés során megtartjuk az utolsó L számú, megtalált β vektort.

A következő lépés ebben a rekurzív dekódolási folyamatban ugyanaz, mint a sajátvektor-eljárás során már ismertetett (v) lépés.

Az 5. ábrán egy más kialakítású cirkuláris 180 MAP dekódoló tömbvázlata van feltüntetve. A 180 MAP dekóder 182 T_t kalkulátora a vételi csatorna y_t kimenő jelének függvényeként számolja ki a r_t-t. A vételi csatorna yi...y_L kimenő jelei 184 kapcsolón át jutnak a 182 r_t kalkulátorra. A 184 kapcsoló alsó állásában a csatomajelek L számú karaktere töltődik be a 182 T_t kalku10

HU 220 815 Bl latorba és ezzel párhuzamosan egy 186 shiftregiszterbe is. Ezután a 184 kapcsoló a felső állásába vált át, és lehetővé teszi, hogy a shiftregiszterben tárolt, első L_w karakter újra a 182 Γ, kalkulátorba jusson, így cirkuláris jelfeldolgozás jön létre. A 182 Γ, kalkulátor bemenő jeleket kap a 196 memóriából, ezek: csatomaátvitel R(Y_t, X) valószínűsége, annak p_t(m/m’) valószínűsége, hogy a kódolóban t időpontban átmenet következik be m’ állapotból m állapotba, és annak q_t(X/m’,m) valószínűsége, hogy a kódoló kimenő szimbóluma X lesz, feltéve, hogy az előző kódolóállapot m’ volt, és a pillanatnyi kódolóállapot m. A 182 Γ, kalkulátor a Γ, mindegyik elemét kikalkulálja oly módon, hogy a (2) egyenlet szerint összegezi a kódoló összes lehetséges X kimenő jeleit.

Egy mátrixeredmény 190 számítóegység számítja ki Γ, kalkulált értékeit. A 190 számítóegység összeszorozza a Γ, mátrixot az a_t mátrixszal, amely 192 késleltetőn és 194 demultiplexeren átjut vissza a 190 számítóegységbe. Egy CNTRL 1 vezérlőjel hatására a 194 demultiplexer kiválasztja a_t j mátrixot a 190 számítóegység egy bemenő jeleként A r_t és a_t értékei szükség szerint tárolódnak a 196 memóriában.

A β, vektorok rekurzív kalkulációja egy mátrixeredmény 200 számítóegységben történik, amely 200 számítóegység visszacsatoló körében 202 késleltető és 204 demultiplexer van elrendezve. Egy CNTRL 2 vezérlőjel hatására a 204 demultiplexer kiválasztja β_Ε vektort egy 113 memóriából, a 200 számítóegység egy bemenő jeleként, amikor t=L-l. Amikor L-2>t>l, a CNTRL 2 vezérlőjel a 202 késleltetőn át érkező β,₊₁ vektort választja ki a 200 számítóegység bemenő jeleként. β, eredmény értékeit összeszorozzuk a 196 memóriából vett a_t értékekkel, egy elemenkénti 206 eredménykalkulátorban, aminek eredménye a már ismertetett λ, valószínűség. A 4. ábra kapcsán leírtakhoz hasonlóan a λ, valószínűségértékeket egy dekódolt bitérték 150 valószínűségkalkulátorára vezetjük, amelynek kimenetén 152 küszöbérték-meghatározó eszköz van elrendezve, ennek kimenetéről vehetők le a dekódoló által dekódolt adatbitek.

Az 5. ábrán, egy szoft eredmény 154 függvényblokk kimenetén, ideiglenes információ kimenő jelként fel van tüntetve egy dekódolt 0 bit P{djt=O/Yjt} feltételes valószínűség függvénye, azaz f(P{djt=O/Yjt}), ami például l-PÍd] =0/T/} valószínüségarány=-(soft-decision output). P{d^J,Q/Y,^J}

Egy másik, hasznos valószínűségi f(P{di_t=0/Yi_t}) függvény a \l-P{d^J, =0/Y,^J} lóg valószínűségarány-iosi-·.

I ri·'.'»/¹'/} j

Egy alternatív megoldásban a szoft eredmény 154 függvényblokk egyszerűen egy azonosításfüggvény, amely esetben az ideiglenes információ kimenő jel a P{dJ0/YJ_t}.

A jelen találmány szerint, lehetőség van a párhuzamos, összefűzött, spirálos kódolás sebességének további növelésére, végbitező, nem visszatérő rendszerspirálos kódok alkalmazásával úgy, hogy egy adott minta szerint kiválasztott biteket törlünk az összetett kódszóból, az összetettkódszó-formálóban, mielőtt az átviteli csatornába juttatnánk az összetett kódszót. Ezt a technikát kipontozásnak nevezzük. A kipontozás adott mintája a dekódoló számára is ismert. A dekódoló összetettkódszó-keretbontója, miközben részszókra bontja az összetett kódszót, semleges karaktereket szúr be a kódolóban kihagyott karakterek helyére. Egy ilyen semleges érték lehet például egy Gauss-zajeloszlású csatorna antipódos jele. A dekódoló működésének további menete a már ismertetett módon történik.

Általánosan elteqedt az a nézet, hogy a nem visszatérő, összetett kódok nem előnyösek részszók párhuzamosan összefűzött, spirálos kódolási rendszerében történő alkalmazásra, az RSC kódok kiváló távolságtulajdonságai, amelyek különösen hosszú adatblokkok átvitelében érvényesülnek, előnyösebbek és kiszorítják őket. Ezt a nézetet tükrözi például S. Benedetto ed G. Montorsi, „Design of Parallel Concatenated Convolutional Codes” (IEEE Transactions on Communications) szakcikke. A feltalálók ezzel szemben megállapították, hogy a nem visszatérő (NSC) kódok minimum távolsága kevéssé érzékeny a kódolandó adatblokk hosszára, következésképp az NSC kódok előnyösen alkalmazhatók rövid adatblokkok hibajavító kódolására és nagyon zajos csatornákon történő átvitelére. A feltalálók állapították meg azt is, hogy a végbitező kódolás megoldja a turbókódolás eddig megoldatlan problémáját: a bemenő adatszekvenciák határolásának problémáját. Végbitező, összefűző kódok alkalmazására, párhuzamosan összefűzött, spirálos kódolásban, eddig még senki nem tett javaslatot. A találmány szerint, párhuzamosan összefűzött, végbitező, rendszerspirálos kódoló rendszert alkalmazunk a vételi oldalon cirkuláris MAP dekódolókból álló, összetettkódszó-dekódolóval történő dekódolással, amivel rövid adatblokkok átvitelében bithibaarány és jel/zaj viszony tekintetében sokkal jobb teljesítmény érhető el, mint a hagyományos turbókódolással.

Claims (36)

1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK

   1. Eljárás párhuzamos, összefűzött, spirálos kódolásra, azzal jellemezve, hogy adatbitek csoportját párhuzamosan összefűzött, N számú részszókódolót (12) és N-l számú közbeiktatót (14) tartalmazó összetettkódszó-kódolóra (10) vezetjük és az adatbitek csoportját az összetettkódszó-kódoló (10) egy első, részszókódolóján (12) végbitező, nem visszatérő rendszerspirálos kóddal kódoljuk, és ezzel adatbitekből és paritásbitekből álló, első részszót hozunk létre, az adatbitek csoportjának közbeiktatásával permutált adatbitcsoportot hozunk létre, a permutált adatbit csomagot egy következő részszókódolóra vezetjük (12), ahol végbitező, nem visszatérő rendszerspirálos kóddal kódoljuk, és ezzel adat11

   HU 220 815 Bl bitekből és paritásbitekből álló, második részszót hozunk létre, a fenti kódoló és közbeiktató lépéseket a létrehozott, permutált adatbitcsoportokon elvégezzük az összetettkódszó-kódoló további, N-2 számú részszókódolóján (12) és N-2 számú közbeiktatóján (14), további adatbitekből és paritásbitekből álló részszókat hozva létre, végül az adatbitekből és paritásbitekből álló részszókat összetett kódszóvá formáljuk.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a részszókat olyan összetett kódszóvá formáljuk, amelyben mindegyik adatbit csak egyszer fordul elő.
3. 3. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy olyan részszókat képezünk és formálunk összetett kódszóvá, amelyekben csak meghatározott rend szerint választott, egy-egy adatbit van belefoglalva.
4. 4. Eljárás párhuzamos, összefűzött, spirálos dekódolásra, azzal jellemezve, hogy adatbitcsoport végbitező, nem visszatérő rendszerspirálos kóddal kódolt adatbitet tartalmazó részszavaiból párhuzamos összefuzéssel alkotott, összetett kódszót N számú részszódekódolót (24) és N-l számú közbeiktatót (14) tartalmazó, összetettkódszó-dekódolóra (20) vezetünk, ahol mindegyik részszót egy-egy, sorrendben megfelelő részszódekódolóra (24) vezetünk, amely részszódekódolóra (24) továbbá egy-egy, az adatbitek valószínű értékére vonatkozó, ideiglenes információt juttatunk, a részszavakat iterációs módon, az N számú részszódekódolón (24) és N-l számú közbeiktatón (14) dekódoljuk, amely - kódolással azonos sorrendű - dekódolással adatbit valószínű értékére vonatkozó, ideiglenes információt képezünk mindegyik adatbitre, az N-l számú közbeiktató (14) mindegyikével, a sorrendben előző részszódekódolón (24) képzett ideiglenes információt a következő részszódekódolóra (24) juttatjuk, és ily módon permutált ideiglenes információcsoportot képezünk és juttatunk a sorrendben következő részszódekódolóra (24), ahol a sorrendben első ideiglenes információ kalkulálásánál kezdeti feltételül választjuk, hogy egy bit két lehetséges értékének valószínűsége első közelítésben egyforma, majd a további közelítő lépésekben a feltételt egy az N-edik részszódekódolóról (24) és egy, az első N-l számú közbeiktatásokat fordított sorrendben megszüntető, N-l fokozatú közbeiktatás-megszüntetőról (28) visszacsatolt, első függvény szerint képezzük, ahol az egyes részszódekódolókra (24) jutó ideiglenes információcsoportokat az ideiglenes információsorrendben előző részszódekódolón (24) képzett, első függvénye alkotja, továbbá egy, az első N-l számú közbeiktatásokat fordított sorrendben megszüntető, második közbeiktatás-megszüntetőn (29) második függvényt képezünk.
5. 5. A 4. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy meghatározott számú közelítési lépést végzünk részszódekódolók (24), közbeiktatók (14) és közbeiktatás-megszüntetők (28, 29) segítségével.
6. 6. A 4. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy közelítési lépéseket részszódekódolók (24), közbeiktatók (14) és közbeiktatás-megszüntetők (28, 29) segítségével egy meghatározott maximum lépésszámig folytatunk, vagy addig folytatunk, amíg konvergenciához jutunk, meghatározott maximumszámnál kevesebb közelítő lépésben, és az összetettkódszó-dekódoló (20) kimenő ideiglenes információtermékeként a második közbeiktatás-megszüntetőn (29) képzett, második függvényt vesszük.
7. 7. A 4. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy döntési szabályt alkalmazunk a részszódekódoló (24) kimeneti ideiglenes információjának függvényében, végleges kimenő információ képzésére.
8. 8. A 4. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a bitek formált csoportját képezzük bitek egy meghatározott minta szerinti kiszúrásával, amely bitek helyére neutrális értékeket ültetünk a vett összetett kódszavak formálása során.
9. 9. A 4. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a dekódolást sajátvektor-problémát megoldó, cirkuláris MAP dekódolóval végezzük.
10. 10. A 4. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a dekódolást rekurzív cirkuláris MAP dekódolóként kialakított, N számú részszódekódolóval (24) végezzük.
11. 11. Eljárás kódolásra és dekódolásra, párhuzamosan összefűzött, spirálos kóddal, azzal jellemezve, hogy adatbitek csoportját párhuzamosan összefűzött, N számú részszókódolót (12) és N-l számú közbeiktatót (14) tartalmazó összetettkódszó-kódolóra (10) vezetjük és az adatbitek csoportját az összetettkódszó-kódoló (10) egy első részszókódolóján (12) végbitező, nem visszatérő rendszerspirálos kóddal kódoljuk, és ezzel adatbitekből és paritásbitekből álló, első részszót hozunk létre, az adatbitek csoportjának közbeiktatásával permutált adatbitcsoportot hozunk létre, a permutált adatbitcsomagot egy következő részszókódolóra (12) vezetjük, ahol végbitező, nem visszatérő rendszerspirálos kóddal kódoljuk, és ezzel adatbitekből és paritásbitekből álló, második részszót hozunk létre, a fenti kódoló és közbeiktató lépéseket a létrehozott, permutált adatbitcsoportokon elvégezzük az öszszetett kódszókódoló további N-2 számú részszókódolóján (12) és N-2 számú közbeiktatóján (14), további, adatbitekből és paritásbitekből álló részszókat hozva létre, végül az adatbitekből és paritásbitekből álló részszókat összetett kódszóvá formáljuk, az összetett kódszót egy csatornára juttatjuk, a csatornáról vesszük az összetett kódszót, a vett összetett kódszóból vett részszókat képezünk, a vett részszók mindegyikét az összetettkódszó-dekódoló (20) N számú részszódekódolója közül egy-egy megfelelő részszódekódolóra (24) juttatjuk, eredeti adatbitértéke valószínűségének első közelítésben történő megadásával együtt, a részszavakat iterációs módon, az N számú részszódekódolón (24) és N-l számú közbeiktatón (14) dekó12

    HU 220 815 Bl dőljük, amely - kódolással azonos sorrendű - dekódolással adatbit valószínű értékére vonatkozó, ideiglenes információt képezünk mindegyik adatbitre, az N-l számú közbeiktató (14) mindegyikével, a sorrendben előző részszódekódolón képzett ideiglenes információt a következő részszódekódolóra (24) juttatjuk, és ily módon permutált ideiglenes információcsoportot képezünk és juttatunk a sorrendben következő részszódekódolóra (24), ahol a sorrendben első ideiglenes információ kalkulálásánál kezdeti feltételül választjuk, hogy egy bit két lehetséges értékének valószínűsége első közelítésben egyforma, majd a további közelítő lépésekben a feltételt egy az N-edik részszódekódolóról (24) és egy az első N-l számú közbeiktatásokat fordított sorrendben megszüntető, N-l fokozatú közbeiktatás-megszüntetóről (28) visszacsatolt, első függvény szerint képezzük, ahol az egyes részszódekódolókra (24) jutó ideiglenes információcsoportokat az ideiglenes információ-sorrendben előző részszódekódolón (24) képzett, első függvénye alkotja, továbbá egy, az első N-1 számú közbeiktatásokat fordított sorrendben megszüntető, második közbeiktatás-megszüntetőn (29) második függvényt képezünk.
12. 12. A 11. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a részszókat olyan összetett kódszóvá formáljuk, amelyben mindegyik adatbit csak egyszer fordul elő.
13. 13. All. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy olyan részszókat képezünk és formálunk összetett kódszóvá, amelyekben csak meghatározott rend szerint választott, egy-egy adatbit van belefoglalva.
14. 14. A 11. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy meghatározott számú közelítési lépést végzünk részszódekódolók (24), közbeiktatók (14) és közbeiktatás-megszüntetők (28,29) segítségével.
15. 15. All. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy közelítési lépéseket részszódekódolók (24), közbeiktatók (14) és közbeiktatás-megszüntetők (28, 29) segítségével, egy meghatározott maximum lépésszámig folytatunk, vagy addig folytatunk, amíg konvergenciához jutunk, meghatározott maximumszámnál kevesebb közelítő lépésben, és az összetettkódszó-dekódoló (20) kimenő ideiglenes információtermékeként a második közbeiktatás-megszüntetőn (29) képzett, második függvényt vesszük.
16. 16. A 11. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy döntési szabályt alkalmazunk a részszódekódoló (24) kimeneti ideiglenes információjának függvényében, végleges kimenő információ képzésére.
17. 17. A 11. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a dekódolást sajátvektor-problémát megoldó, cirkuláris MAP dekódolóval végezzük.
18. 18. A 11. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a dekódolást rekurzív cirkuláris MAP dekódolóként kialakított, N számú részszódekódolóval (24) végezzük.
19. 19. All. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a formáló lépésben a bitek formált csoportját képezzük bitek egy meghatározott minta szerinti kiszúrásával, amely bitek helyére neutrális értékeket ültetünk a vett összetett kódszavak dekódolása során.
20. 20. Összetettkódszó-kódoló, párhuzamosan összefűzött, adatbitek csoportjának spirálos kóddal történő kódolásra, azzal jellemezve, hogy párhuzamosan összefűzött, az adatbitek csoportját részszót végbitező, nem visszatérő rendszerspirálos kóddal kódoló, N számú részszókódolót (12) és N-l számú közbeiktatót (14) továbbá a részszókból összetettkódszó-formálót (16) tartalmaz.
21. 21. A 20. igénypont szerinti kódoló, azzal jellemezve, hogy az eredeti adatbitcsomag adatbitjeit csak egyszer tartalmazó összetett kódszót formáló, kódszóformálót (16) tartalmaz.
22. 22. A 20. igénypont szerinti kódoló, azzal jellemezve, hogy az eredeti adatbitcsomag adatbitjei közül csak meghatározott minta szerint kiválasztottakat tartalmazó összetett kódszót formáló, kódszóformálót (16) tartalmaz.
23. 23. Összetettkódszó-dekódoló, párhuzamosan összefűzött, adatbitek csoportjának spirálos kóddal történő kódolására, azzal jellemezve, hogy adatbitcsoport végbitező, nem visszatérő rendszerspirálos kóddal kódolt adatbitet tartalmazó, párhuzamosan összefűzött N számú részszavából alkotott, összetett kódszót részszavakra bontó, összetettkódszó-keretbontója (20) van, továbbá az összetettkódszó-keretbontó (20) kimenetére kapcsolt, részszavanként egy-egy, összesen N számú részszódekódolója (24) van, ahol mindegyik részszódekódolónak (24) egy második, adatbit valószínű értékére vonatkozó ideiglenes információ bemenete van, amely, az eredeti adatbitcsoport adatbitjeinek valószínű értékére vonatkozó, ideiglenes információt sorrendben képező, N számú részszódekódoló (24) kimenetére egy-egy, összesen N-l számú közbeiktató (14) van csatlakoztatva, amely közbeiktatók (14) kimenete a következő részszódekódoló (24) ideiglenes információbemenetére van kötve, míg az N-edik részszódekódoló (24) kimenetére fordított sorrendű, N-l számúközbeiktatás-megszüntető fokozatból (30) álló, első közbeiktatás-megszüntető (28) van kötve, amely, egy sor, első közelítésű adatbitek valószínű értékére vonatkozó ideiglenes információt 1/2 valószínűségből kiindulva, első függvényként képező, közbeiktatás-megszüntető (28) kimenete az első részszódekódoló (24) ideiglenes információbemenetére van visszacsatolva, amely N-edik részszódekóder (24) kimenetére továbbá fordított sorrendű, N-l számú közbeiktatás-megszüntető fokozatból (30) álló, második közbeiktatás-megszüntető (28) van kötve, amelynek kimenete az összetettkódszó-dekódoló második függvény szerinti, ideiglenes információ kimenete.
24. 24. A 23. igénypont szerinti dekódoló, azzal jellemezve, hogy a részszódekódolók (24), közbeiktatók (14) és közbeiktatás-megszüntetők (28, 29) meghatározott számú közelítés végzésére alkalmasan vannak kialakítva.
25. 25. A 23. igénypont szerinti dekódoló, azzal jellemezve, hogy a részszódekódolók (24), közbeiktatók (14) és közbeiktatás-megszüntetők (28, 29) meghatározott maximumszámnál kevesebb, konvergenciát eredményező lépésben végzett és/vagy a maximum lépés13

    HU 220 815 Bl számig végzett közelítésre alkalmasan és az N-edik részszódekóder (24) a második közbeiktatás-megszüntetőn át, második fiiggvényű ideiglenes információ kiadására alkalmasan vannak kialakítva.
26. 26. A 23. igénypont szerinti dekódoló, azzal jellemezve, hogy továbbá végleges információnak a részszódekódolók (24) kimeneti ideiglenes információjának függvényében, döntési szabály szerinti képzésére alkalmasan kialakított eszköze van.
27. 27. A 23. igénypont szerinti dekódoló, azzal jellemezve, hogy az N számú részszódekódolók (24) sajátvektor-problémát megoldó, cirkuláris MAP dekódolok.
28. 28. A 23. igénypont szerinti dekódoló, azzal jellemezve, hogy az N számú részszódekódolók (24) rekurzív cirkuláris MAP dekódolok.
29. 29. Összetettkódszó-kódoló és -dekódoló rendszer, párhuzamosan összefűzött, adatbitek csoportjának spirálos kóddal történő kódolására és dekódolására, azzal jellemezve, hogy összetettkódszó-kódolója párhuzamosan összefűzött, az adatbitek csoportját, és a bitek különböző permutációit - részszót végbitezó, nem visszatérő rendszerspirálos kóddal - kódoló, N számú részszókódolót (12) és N-l számú közbeiktatót (14) továbbá a részszókból összetettkódszó-formálót (16) tartalmaz, összetettkódszó-dekódolójának csatornán vett, adatbitcsoport végbitezó, nem visszatérő rendszerspirálos kóddal kódolt adatbitet tartalmazó, párhuzamosan összefűzött N számú részszavából alkotott, összetett kódszót részszavakra bontó, összetettkódszó-keretbontója (20) van, továbbá az összetettkódszó-keretbontó (24) kimenetére kapcsolt, részszavanként egy-egy, összesen N számú részszódekódolója (24) van, ahol mindegyik részszódekódolónak (24) egy második, adatbit valószínű értékére vonatkozó ideiglenes információbemenete van, amely, az eredeti adatbitcsoport adatbitjeinek valószínű értékére vonatkozó, ideiglenes információt sorrendben képező, N számú részszódekódoló (24) kimenetére egy-egy, összesen N-l számú közbeiktató (14) van csatlakoztatva, amely közbeiktatok (14) kimenete a következő részszódekódoló (24) ideiglenes információbemenetére van kötve, míg az N-edik részszódekódoló (24) kimenetére fordított sorrendű, N-l számú közbeiktatás-megszüntető fokozatból (30) álló, első közbeiktatás-megszüntető (28) van kötve, amely, egy permutált sor, első közelítésű adatbitek valószínű értékére vonatkozó ideiglenes információt 1/2 valószínűségből kiindulva, első függvényként képező, közbeiktatás-megszüntető (28) kimenete az első részszódekódoló (24) ideiglenes információ bemenetére van visszacsatolva, amely N-edik részszódekóder (24) kimenetére továbbá fordított sorrendű, N-l számú közbeiktatás-megszüntető fokozatból (30) álló, második közbeiktatás-megszüntető (28) van kötve, amelynek kimenete az összetettkódszó-dekódoló második függvény szerinti, Ideiglenes információkimenete.
30. 30. A 29. igénypont szerinti kódoló és dekódoló rendszer, azzal jellemezve, hogy az eredeti adatbitcsomag adatbitjeit csak egyszer tartalmazó kódszót formáló, kódszóformálója van.
31. 31. A 29. igénypont szerinti kódoló és dekódoló rendszer, azzal jellemezve, hogy az eredeti adatbitcsomag adatbitjei közül csak meghatározott minta szerint kiválasztottakat tartalmazó kódszót formáló, kódszóformálója van.
32. 32. A 23. igénypont szerinti kódoló és dekódoló rendszer, azzal jellemezve, hogy a részszódekódolók (24), közbeiktatók (14) és közbeiktatás-megszüntetők (28,29) meghatározott számú közelítés végzésére alkalmasan vannak kialakítva.
33. 33. A 29. igénypont szerinti kódoló és dekódoló rendszer, azzal jellemezve, hogy a részszódekódolók (24), közbeiktatók (14) és közbeiktatás-megszüntetők (28, 29) meghatározott maximumszámnál kevesebb, konvergenciát eredményező lépésben végzett és/vagy a maximum lépésszámig végzett közelítésre alkalmasan és az N-edik részszódekóder (24) a második közbeiktatás-megszüntetőn át, második függvényű ideiglenes információ kiadására alkalmasan vannak kialakítva.
34. 34. A 29. igénypont szerinti kódoló és dekódoló rendszer, azzal jellemezve, hogy végleges információnak a részszódekódolók (24) kimeneti ideiglenes információjának függvényében, döntési szabály szerinti képzésére alkalmasan kialakított eszköze van.
35. 35. A 29. igénypont szerinti kódoló és dekódoló rendszer, azzal jellemezve, hogy a részszódekódolók (24) sajátvektor-problémát megoldó, cirkuláris MAP dekódolok.
36. 36. A 29. igénypont szerinti kódoló és dekódoló rendszer, azzal jellemezve, hogy a részszódekódolók (24) rekurzív cirkuláris MAP dekódolok.