PT1101321E - Dispositivo e método de adaptação de taxas de transmissão para um sistema de comunicações de dados - Google Patents

Description

DESCRIÇÃO "DISPOSITIVO E MÉTODO DE ADAPTAÇÃO DE TAXAS DE TRANSMISSÃO PARA UM SISTEMA DE COMUNICAÇÕES DE DADOS" 1. Campo da Invenção A presente invenção refere-se, de um modo geral, a um dispositivo e método de codificação de canais para um sistema de comunicação de dados e, em particular, a um dispositivo e método para efectuar uma adaptação de taxas de transmissão de símbolos sujeitos a codificação de canal. 2. Descrição da Técnica Relacionada

De um modo geral, em sistemas de comunicações digitais, tais como os sistemas por satélite, sistemas ISDN (Rede Digital com Integração de Serviços), sistemas celulares digitais, sistemas W-CDMA (Acesso Múltiplo por Divisão de Código em Banda Larga), sistemas UMTS (Sistema Universal de Telecomunicações Móveis) e IMT-2000 (Sistema Internacional de Telecomunicações Móveis-2000) , os dados de base do utilizador são sujeitos a uma codificação de canal com um código de correcção de erros antes da transmissão, de modo a aumentar a fiabilidade do sistema. Para codificação de canal utiliza-se, tipicamente, um código de convolução e um código de bloco linear e, para o código de bloco linear utiliza-se um único descodificador. Recentemente, além destes códigos, tem-se também utilizado, em grande medida, um 1 turbo código, o qual é útil para a transmissão e recepção de dados.

Em sistemas de comunicações por acesso múltiplo que suportam múltiplos utilizadores, e sistemas de comunicações multicanal com múltiplos canais, fazem-se coincidir os símbolos sujeitos a codificação de canal com um dado número estabelecido de símbolos de canal de transmissão, de modo a aumentar a eficiência da transmissão de dados e a melhorar o desempenho do sistema. Um processo deste tipo é denominado "adaptação de taxas de transmissão". A adaptação de taxas de transmissão também é efectuada para fazer coincidir a taxa de símbolos de saída com a taxa de transmissão de símbolos. Os métodos típicos de adaptação de taxas de transmissão incluem a perfuração ou repetição de partes de símbolos sujeitos a codificação de canal.

Na FIG. 1 mostra-se um dispositivo convencional para adaptação de taxas de transmissão. No que se refere à FIG. 1, um codificador 100 de canal codifica bits(k) de informação de entrada com uma taxa de codificação R=k/n, e emite símbolos (n) codificados. Um multiplexador (MUX) 110 efectua a multiplexagem dos símbolos codificados. Um bloco 120 de adaptação de taxas de transmissão efectua a adaptação de taxas de transmissão dos símbolos codificados, efectuando uma perfuração ou repetição, e emite os símbolos com taxa de transmissão adaptada para um transmissor (não mostrado). O codificador 100 de canal funciona de acordo com cada período de um relógio de símbolos tendo uma velocidade de CLOCK, e o multiplexador 110 e o bloco 120 de adaptação de taxas de transmissão funcionam de acordo com cada período predeterminado de um relógio tendo uma velocidade de nxCLOCK. 2

Deve ser notado que se propõe que o dispositivo de adaptação de taxas de transmissão da FIG. 1 seja aplicado ao caso em que se utiliza para codificação de canal um código não sistemático, tal como um código de convolução ou código de bloco linear. Para símbolos, sujeitos a codificação de canal com um código não sistemático, tal como um código de convolução ou código de bloco linear, dado que não há peso entre símbolos, i. e., dado que a sensibilidade de erro dos símbolos codificados emitidos pelo codificação 100 de canal é idêntica para cada símbolo no interior de uma trama, é possível que os símbolos codificados pelo codificador 100 de canal sejam fornecidos ao bloco 120 de adaptação de taxas de transmissão sem distinção e sejam sujeitos a perfuração ou repetição, como mostrado na FIG. 1.

No entanto, quando se utilizam códigos sistemáticos, tais como um turbo código, existe peso entre símbolos e, desse modo, não é bom para os símbolos sujeitos a codificação de canal fornecidos ao bloco 120 de adaptação de taxas de transmissão sejam igualmente sujeitos a perfuração ou repetição. Dado que o peso não é igual entre símbolos de informação e símbolos de paridade, recomenda-se que o bloco 120 de adaptação de taxas de transmissão possa perfurar símbolos de paridade de entre os símbolos turbo codificados, mas não deva perfurar os símbolos de informação. Num caso alternativo, o bloco 120 de adaptação de taxas de transmissão pode repetir os símbolos de informação de entre os símbolos turbo codificados para aumentar a energia dos símbolos, mas não deve, se possível, repetir os símbolos de paridade. Ou seja, é difícil utilizar o dispositivo de adaptação de taxas de transmissão da FIG. 1 quando se utiliza um turbo código. Isto é natural pelo facto da estrutura da FIG. 1 só estar disponível para códigos não sistemáticos, tais como 3 códigos de convolução ou códigos de bloco lineares, e o turbo código ter novas propriedades, diferentes das dos códigos de convolução e códigos de bloco lineares.

Recentemente, para resolver um problema desse tipo, foi proposto um método para efectuar a adaptação de taxas de transmissão dos simbolos sujeitos a codificação de canal com o turbo código. No entanto, esse método só pode ser utilizado quando se efectua a adaptação de taxas de transmissão de simbolos turbo codificados, e não pode ser utilizado quando se efectua a adaptação de taxas de transmissão de símbolos sujeitos a codificação de canal com os existentes códigos convolucionais ou códigos de bloco lineares.

Por conseguinte, existe uma necessidade para um único dispositivo e método para efectuar a adaptação de taxas de transmissão, quer de simbolos sujeitos a codificação de canal com códigos não sistemáticos existentes quer de símbolos sujeitos a codificação de canal com códigos sistemáticos. Por exemplo, um sistema de comunicações de dados concebido para suportar, quer um código não sistemático quer um código sistemático, necessita de duas estruturas diferentes de modo a efectuar a adaptação de taxas de transmissão de ambos os códigos, aumentando a complexidade. No entanto, se for possível efectuar a adaptação de taxas de transmissão dos diferentes códigos utilizando uma única estrutura, ir-se-á reduzir a complexidade de implementação. 0 documento WO 99/07076 revela um método e dispositivo de codificação de canal adaptativo utilizando um dispositivo de adaptação de taxas de transmissão com dois módulos de adaptação de taxas de transmissão diferentes - um para bits de informação, 4 o outro para bits de paridade - para um turbo código original um/três. Os padrões de perfuração derivam consoante uma taxa de transmissão alvo que, na técnica anterior, é uma taxa de codificação de canal. Esta técnica anterior utiliza um primeiro e segundo meios de perfuração, um para perfurar bits de informação e ou outro para perfurar dados codificados recebidos do primeiro e segundo codificadores componentes que estão conectados à saída de um gerador de bits de cauda. 0 primeiro e segundo meios de perfuração servem para regular uma taxa de transmissão de dados. Um multiplexador efectua a multiplexagem das saídas dos geradores de bits de cauda. A base de dados www.3gpp.org [Online] 3rd Generation Partnership Project; Abril de 1999 (1999-04) RAN-WG1.: 'TS 1.22 V2.0.0' XP002202244 revela um processo de adaptação de taxas de transmissão efectuado por um único dispositivo de adaptação de taxas de transmissão. Esta técnica anterior utiliza um codificador SCCC de 4 estados que está equipado, interiormente, com um elemento de perfuração para obter uma taxa de codificação desejada por dois codificadores série e um entrelaçador. A base de dados www.3gpp.org [Online] 3Id Generation Partnership Project; 12 de Maio de 1999 (1999-05-12) NORTEL NETWORKS.: ' TSGR1#4 (99) 467: Proposal for rate matching for Turbo Codes' XP002202243 revela um dispositivo de adaptação de taxas de transmissão através do qual os dados codificados são separados por múltiplos entrelaçadores de canal. 0 dispositivo de adaptação de taxas de transmissão possui blocos de adaptação de taxas de transmissão que efectuam, individualmente, perfuração e repetição, em que um bloco de adaptação de taxas de transmissão para repetição é colocado depois de um bloco de adaptação de taxas de transmissão para perfuração. 5 É o objectivo da invenção proporcionar um sistema e método para efectuar a adaptação de taxas de transmissão, quer de símbolos sujeitos a codificação de canal com um código não sistemático quer de símbolos sujeitos a codificação de canal com um código sistemático, utilizando uma única estrutura, para aumentar a eficiência de transmissão de dados e para melhorar o desempenho do sistema num sistema de comunicações de dados.

Este objectivo é concretizado pelo que está definido nas reivindicações independentes.

As formas de realização preferidas estão definidas nas reivindicações dependentes.

Os dispositivos e métodos de adaptação de taxas de transmissão podem ser aplicados a um sistema de comunicações de dados que utiliza, ou um código não sistemático (código convolucional ou código de bloco linear) ou um código sistemático (turbo código), ou ambos. Os dispositivos de adaptação de taxas de transmissão incluem múltiplos blocos de adaptação de taxas de transmissão, sendo o número dos blocos de adaptação de taxas de transmissão igual a um recíproco da taxa de codificação do codificador de canal. Os dispositivos de adaptação de taxas de transmissão podem efectuar a adaptação de taxas de transmissão dos símbolos codificados com um código não sistemático ou dos símbolos codificados com um código sistemático, alterando parâmetros iniciais incluindo o número de símbolos de entrada, o número de símbolos de saída, e os parâmetros de determinação do padrão de perfuração/repetição. 6

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

Os anteriores e outros objectivos, características e vantagens da presente invenção tornar-se-ão mais evidentes a partir da descrição pormenorizada que se segue quando feita em associação com os desenhos em anexo, nos quais: A FIG. 1 é um diagrama que ilustra uma estrutura de um dispositivo de adaptação de taxas de transmissão de acordo com a técnica anterior;

As FIGS. 2 e 3 são diagramas que ilustram estruturas de dispositivos de adaptação de taxas de transmissão de acordo com a forma de realização da presente invenção; A FIG. 4 é um diagrama que ilustra uma estrutura de um dispositivo de adaptação de taxas de transmissão por perfuração de acordo com uma forma de realização da presente invenção; A FIG. 5 é um diagrama que ilustra uma estrutura de um dispositivo de adaptação de taxas de transmissão por perfuração de acordo com outra forma de realização da presente invenção; A FIG. 6 é um diagrama pormenorizado que ilustra a estrutura do codificador turbo mostrado na FIG. 5; A FIG. 7 é um fluxograma que ilustra um processo de adaptação de taxas de transmissão por perfuração de acordo com uma forma de realização da presente invenção; 7 A FIG. 8 é um diagrama que ilustra um processo de adaptação de taxas de transmissão por perfuração de acordo com ainda outra forma de realização da presente invenção; A FIG. 9 é um diagrama que ilustra uma estrutura de um dispositivo de adaptação de taxas de transmissão por repetição de acordo com uma forma de realização da presente invenção; A FIG. 10 é um diagrama que ilustra uma estrutura de um dispositivo de adaptação de taxas de transmissão por repetição de acordo com outra forma de realização da presente invenção; e A FIG. 11 é um fluxograma que ilustra um procedimento de adaptação de taxas de transmissão por repetição de acordo com uma forma de realização da presente invenção.

DESCRIÇÃO PORMENORIZADA DA FORMA DE REALIZAÇÃO PREFERIDA

As formas de realização preferidas da presente invenção irão ser aqui descritas em seguida fazendo referência aos desenhos em anexo. Na descrição que se segue, funções ou construções bem conhecidas não são descritas em pormenor dado que iriam ocupar a descrição da invenção com pormenores desnecessários.

Condições Requeridas Ao Conceber um Dispositivo de Adaptação de Taxas de Transmissão

Em primeiro lugar, antes de descrever a invenção, ir-se-á fazer referência às condições que se devem ter em conta quando se efectua a adaptação de taxas de transmissão de símbolos sujeitos a codificação de canal com um código não sistemático, tal como um código convolucional ou um código de bloco linear (na descrição que se segue, assume-se que o código não sistemático é um código convolucional). As condições IA a 3A que se seguem são as condições que se devem ter em conta quando se efectua a adaptação de taxas de transmissão de símbolos sujeitos a codificação de canal por perfuração, e as Condições 1C e 2C que se seguem são as condições que se devem ter em conta quando se efectua a adaptação de taxas de transmissão de símbolos sujeitos a codificação de canal por repetição.

Condição IA: Uma sequência de símbolos de entrada, sendo símbolos codificados, deve ser perfurada utilizando um padrão de perfuração tendo um período especificado.

Condição 2A: 0 número de bits perfurados de entre os símbolos de entrada deve ser, se possível, minimizado.

Condição 3A: Deve utilizar-se um padrão de perfuração uniforme para que a sequência de símbolos de entrada, que são símbolos codificados emitidos por um codificador, seja uniformemente perfurada.

Condição 1C: Uma sequência de símbolos de entrada, sendo símbolos codificados, deve ser repetida utilizando um padrão de repetição tendo um período especificado. 9

Condição 2C: Deve utilizar-se um padrão de repetição uniforme para que a sequência de símbolos de entrada, que são símbolos codificados emitidos por um codificador, seja uniformemente repetida.

Estas condições baseiam-se no pressuposto de que a sensibilidade de erro dos símbolos emitidos pelo codificador utilizando um código convolucional é praticamente a mesma para todos os símbolos no interior de uma trama (ou palavra de código) . Na verdade, sabe-se que, quando se utilizam as condições anteriores como factores principais de limitação na execução de perfuração para adaptação de taxas de transmissão, se obtêm resultados afirmativos, como mostrado pelas seguintes referências: [1] G. D. Forney, "Convolutional codes I: Algebraic structure, "IEEE Trans. Inform. Theory, vol. IT-16, pp. 720-738, Nov. 1970, [2] J. B. Cain, G. C. Clark, and J M. Geist, "Punctured convolutional codes of rate (n-l)n and simplified maximum likelihood decoding,” IEEE Trans. Inform. Theory, vol. IT-25, pp. 97-100, Jan. 1979.

Em seguida, ir-se-á fazer referência às condições que se devem ter em conta quando se efectua a adaptação de taxas de transmissão de símbolos sujeitos a codificação de canal com um código sistemático (na descrição que se segue, assume-se que o código sistemático seja um turbo código). As condições 1B a 5B que se seguem são as condições que se devem ter em conta quando se efectua a adaptação de taxas de transmissão de símbolos codificados por perfuração, e as Condições 1D a 5D são as condições que se devem ter em conta quando se efectua a adaptação de taxas de transmissão de símbolos codificados por repetição. 10

Condição 1B: Dado que um turbo código é um código sistemático, a parte correspondente a símbolos de informação de entre os símbolos codificados pelo codificador não deveria ser perfurada. Para além disso, ainda pelo facto de se utilizar um descodificador iterativo como um descodificador para o turbo código, a parte correspondente aos símbolos de informação não deveria ser perfurada.

Condição 2B: Dado que um codificador turbo é compreendido por dois codificadores componentes ligados em paralelo, é preferível maximizar a distância livre mínima de cada um dos dois codificadores componentes, para a distância livre mínima de todo o código. Por conseguinte, de modo a obter um desempenho óptimo, os símbolos de paridade de saída dos dois codificadores componentes devem ser uniformemente perfurados.

Condição 3B: Na maior parte dos descodificadores iterativos, dado que a descodificação é efectuada a partir do primeiro descodificador interno, o primeiro símbolo de saída do primeiro descodificador componente não deve ser Perfurado. Por outras palavras, o primeiro símbolo de um codificador não deve ser perfurado independentemente de ser um código sistemático ou bits de paridade, porque o primeiro símbolo indica o ponto inicial de codificação.

Condição 4B: Os símbolos de paridade de saída de cada codificador componente devem ser perfurados utilizando um padrão de perfuração uniforme para que os símbolos codificados de saída do codificador, tal como o código convolucional existente, devam ser uniformemente perfurados. 11

Condição 5B: Os bits de cauda de finalização utilizados para o codificador turbo não devem ser perfurados devido ao efeito prejudicial no desempenho do descodificador. Por exemplo, um descodificador SOVA (Algoritmo de Viterbi de Saida Suave) tem um fraco desempenho quando os bits de cauda de finalização são perfurados, quando comparado com o caso em que os bits de cauda de finalização não são perfurados.

Condição 1D: Dado que um turbo código é um código sistemático, a parte correspondente a símbolos de informação de entre os símbolos codificados pelo codificador deveria ser repetida para aumentar a energia dos símbolos. Além disso, dado que se utiliza um descodificador iterativo como um descodificador para o turbo código, a parte correspondente aos símbolos de informação deveria ser repetida frequentemente.

Condição 2D: Dado que um codificador turbo é compreendido por dois codificadores componentes ligados em paralelo, é preferível maximizar a distância livre mínima de cada um dos dois codificadores componentes, para a distância livre mínima de todo o código. Por conseguinte, quando os símbolos de paridade são repetidos, os símbolos de paridade de saída dos dois codificadores componentes devem ser uniformemente repetidos de modo a obter um óptimo desempenho.

Condição 3D: Na maior parte dos descodificadores iterativos, dado que a descodificação é efectuada a partir do primeiro descodificador interno, o primeiro símbolo de saída do primeiro descodificador componente deve ser, de um modo preferido, repetido quando os símbolos de paridade são repetidos. 12

Condição 4D: Os símbolos de paridade de saída de cada codificador componente devem ser repetidos utilizando um padrão de repetição uniforme para que os símbolos codificados de saída do codificador, tal como o código de convolução existente, devam ser uniformemente repetidos.

Condição 5D: Os bits de cauda de finalização utilizados para o codificador turbo devem ser repetidos devido ao efeito no desempenho do descodificador. Por exemplo, um descodificador SOVA (Algoritmo de Viterbi de Saída Suave) tem um desempenho diferente conforme se repetem ou não os bits de cauda de finalização. A presente invenção visa implementar um dispositivo de adaptação de taxas de transmissão que satisfaça não apenas as Condições 1A-3A e 1C-2C, mas também as Condições 1B-5B e 1D-5D. Isto é, um dispositivo de adaptação de taxas de transmissão por perfuração de acordo com a presente invenção funciona como um dispositivo de adaptação de taxas de transmissão que satisfaz as Condições IA a 3A, para símbolos codificados de modo convolucional, e também funciona como um dispositivo de adaptação de taxas de transmissão que satisfaz as Condições 1B a 5B para símbolos turbo codificados. 0 dispositivo de adaptação de taxas de transmissão por repetição de acordo com a presente invenção funciona como um dispositivo de adaptação de taxas de transmissão que satisfaz as Condições 1C a 2C, para símbolos codificados de modo convolucional, e também funciona como um dispositivo de adaptação de taxas de transmissão que satisfaz as Condições 1D a 5D para símbolos turbo codificados. 13

Estrutura Fundamental do Dispositivo de Adaptação de Taxas de Transmissão

As formas de realização das estruturas do dispositivo de adaptação de taxas de transmissão de acordo com a presente invenção são mostradas nas FIGS. 2 e 3. Mais especificamente, a FIG. 2 mostra um exemplo de um dispositivo de adaptação de taxas de transmissão implementado em hardware de acordo com uma forma de realização da presente invenção, e a FIG. 3 mostra um exemplo de um dispositivo de adaptação de taxas de transmissão implementado em software de acordo com uma forma de realização da presente invenção.

No que se refere à FIG. 2, um codificador 200 de canal codifica bits de informação de entrada a uma taxa de codificação R=k/n, e emite símbolos codificados. Aqui, n indica o número de símbolos codificados constituindo uma palavra de código, e k indica o número de bits de informação de entrada constituindo uma palavra de informação de entrada. Existem n blocos 231-239 de adaptação de taxas de transmissão, recebendo, cada um e separadamente, símbolos codificados, emitidos pelo codificador 200 de canal, por um número de símbolos de entrada determinado de acordo com a taxa de codificação, e que perfuram/repetem os símbolos recebidos. Cada um dos n blocos 231-239 de adaptação de taxas de transmissão recebe, separadamente, símbolos codificados, emitidos pelo codificador 200 de canal, pelo número determinado pela multiplicação do número dos símbolos codificados numa trama pela taxa de codificação. Por exemplo, se o número de símbolos codificados numa trama for 10, e a taxa de codificação for R=l/5, cada um dos 5 blocos de adaptação de taxas de transmissão recebe, separadamente, 2 símbolos. Cada um dos blocos 231-239 de adaptação de taxas de transmissão perfura 14 os símbolos recebidos de acordo com um padrão de perfuração predeterminado, ou repete os símbolos recebidos de acordo com um padrão de repetição predeterminado. Um multiplexador 240 efectua a multiplexagem dos símbolos sujeitos à adaptação de taxas de transmissão provenientes dos blocos 231-239 de adaptação de taxas de transmissão, e emite os símbolos multiplexados para um transmissor de canal (não mostrado). Dado que o transmissor de canal não é abrangido pelo âmbito da presente invenção, irá evitar-se descrever pormenorizadamente o transmissor de canal neste documento. A operação de adaptação de taxas de transmissão dos blocos 231-239 de adaptação de taxas de transmissão irá ser melhor entendida a partir da descrição pormenorizada que se segue das formas de realização da presente invenção.

No que se refere à FIG. 3, um codificador 200 de canal codifica bits de informação de entrada a uma taxa de codificação R=k/n, e emite os símbolos codificados. Um processador 250 de sinais digitais (DSP) tendo um módulo de adaptação de taxas de transmissão, efectua a adaptação de taxas de transmissão (ou perfuração/repetição) nos símbolos sujeitos a codificação de canal pelo codificador 200 de canal, utilizando o módulo de adaptação de taxas de transmissão. Os símbolos sujeitos à adaptação de taxas de transmissão pelo DSP 250 são emitidos para o transmissor de canal. O DSP 250 de adaptação de taxas de transmissão recebe, separadamente, os símbolos codificados de uma trama a partir de n fluxos de dados separados, em que o número de símbolos recebidos de cada fluxo é igual ao número de símbolos de entrada determinado de acordo com a taxa de codificação, e perfura/repete os símbolos recebidos, do mesmo modo como mostrado na FIG. 2. Por outras palavras, embora o DSP 250 seja um único elemento em hardware, efectua a mesma operação de adaptação de taxas de transmissão que os n blocos de 15 adaptação de taxas de transmissão da FIG. 2. 0 DSP 250 também pode ser implementado por uma CPU (Unidade de Processamento Central), e a operação de adaptação de taxas de transmissão pode ser implementada por uma sub-rotina. Quando o termo "bloco de adaptação de taxas de transmissão" é utilizado neste documento, esse termo também se destina a designar os módulos de adaptação de taxas de transmissão no DSP 250.

Como mostrado nas FIGS. 2 e 3, um dispositivo de adaptação de taxas de transmissão, de acordo com a presente invenção, pode ter uma estrutura que inclua tantos blocos de adaptação de taxas de transmissão quanto o número correspondente à taxa de codificação (i. e., um reciproco da taxa de codificação quando k=l, mas se k^l, então o número dos blocos de adaptação de taxas de transmissão pode ser igual a um reciproco da taxa de codificação multiplicado por k), e cada bloco de adaptação de taxas de transmissão recebe tantos símbolos quanto o número determinado pela multiplicação do número de símbolos codificados numa trama pela taxa de codificação, e perfura os símbolos recebidos de acordo com um padrão de perfuração predeterminado ou repete os símbolos recebidos de acordo com um padrão de repetição predeterminado. Esta estrutura tem a característica que consiste no facto dos símbolos sujeitos a codificação de canal serem processados separadamente, enquanto o dispositivo de adaptação de taxas de transmissão convencional da FIG. 1 processa os símbolos sujeitos a codificação de canal numa unidade de trama. O dispositivo de adaptação de taxas de transmissão modificado de acordo com a presente invenção pode ser utilizado, quer para códigos convolucionais quer para turbo códigos. Ou seja, um dispositivo de adaptação de taxas de transmissão de acordo com a presente invenção tem uma única estrutura que pode ser aplicada, quer a códigos convolucionais 16 quer a turbo códigos, apesar de se exigirem dois conjuntos de condições diferentes.

Um dispositivo de adaptação de taxas de transmissão de acordo com a presente invenção também pode ter uma estrutura da FIG. 8. Este dispositivo de adaptação de taxas de transmissão tem uma estrutura combinada do dispositivo de adaptação de taxas de transmissão convencional da FIG. 1 e do novo dispositivo de adaptação de taxas de transmissão das FIGS. 2 e 3. Incluindo um único bloco de adaptação de taxas de transmissão, o dispositivo de adaptação de taxas de transmissão é pouco complexo, apesar de ser implementado por hardware.

No que se refere à FIG. 8, um codificador 200 de canal efectua uma codificação de canal dos bits de informação de entrada a uma taxa de codificação R=k/n, e emite os símbolos codificados. Os símbolos codificados são multiplexados por um multiplexador 260, e os símbolos codificados multiplexados são emitidos para um bloco 230 de adaptação de taxas de transmissão. Os símbolos sujeitos à adaptação de taxas de transmissão pelo bloco 230 de adaptação de taxas de transmissão por perfuração/repetição são transmitidos para um transmissor de canal. Uma RAM (Memória de Acesso Aleatório) 270 memoriza um valor inicial recebido durante a adaptação de taxas de transmissão efectuada pelo bloco 230 de adaptação de taxas de transmissão, e fornece o valor inicial ao bloco 230 de adaptação de taxas de transmissão. O codificador 200 de canal funciona de acordo com cada período do relógio de símbolos tendo uma velocidade de CLOCK, e o multiplexador 260 e o bloco 230 de adaptação de taxas de transmissão funcionam de acordo com um período predeterminado de um relógio tendo uma velocidade de nxCLOCK. O valor inicial fornecido à RAM 270 inclui o número Nc 17 de símbolos de entrada, o número Ni de símbolos de saída, o valor ' e' de erro e os parâmetros 'a' e ' b' de determinação do padrão de perfuração/repetição. 0 número de símbolos a perfurar para cada trama dos símbolos codificados é determinado pelo número Nc de símbolos de entrada e o número Ni de símbolos de saída. A RAM 27 0 memoriza o número Nc de símbolos de entrada correspondente a cada relógio de símbolos num período predeterminado, o número Ni de símbolos de saída, o valor 'e' de erro e os parâmetros 'a' e 'b' de determinação do padrão de perfuração/repetição. Quando o valor ' e' de erro, e os parâmetros 'a' e 'b' de determinação do padrão de perfuração, memorizados na RAM 270, em cada período do relógio de símbolos, para determinar se o símbolo particular a ser processado em cada período do relógio de símbolos precisa de ser perfurado, e efectua a perfuração de acordo com o padrão de perfuração correspondente. Quando a adaptação de taxas de transmissão é efectuada por repetição, o bloco (RMB) 230 de adaptação de taxas de transmissão recebe o número Nc de símbolos de entrada, número Ni de símbolos de saída, o valor 'e' de erro e os parâmetros 'a' e 'b' de determinação do padrão de repetição, memorizados na RAM 270, em cada período do relógio de símbolos, para determinar se o símbolo particular a ser processado em cada período de relógio de símbolos precisa de ser perfurado, e efectua a repetição de acordo com o padrão de repetição correspondente.

Quando se utiliza um código convolucional ou código de bloco linear no codificador 200 de canal, o valor inicial é definido para um parâmetro (Nc, Ni, e, b, a) específico de perfuração/repetição na RAM 270. Ou seja, o bloco (RMB) 230 de adaptação de taxas de transmissão funciona como mostrado na FIG. 1, sem actualizar a RAM 270. 18

Quando se utiliza um turbo código no codificador 200 de canal, o bloco 230 de adaptação de taxas de transmissão deve funcionar, sequencialmente, do RMBl ao RMBn (cada RMBx [x = 1 a n] está associado a um conjunto de valores para Nc, Ni, e, b, a) em cada período do relógio de símbolos designado como período 'n' (i. e., período n = o período de um relógio tendo uma velocidade de CLOCK). Por outras palavras, em cada período de um relógio tendo uma velocidade de nxCLOCK, o bloco 230 de adaptação de taxas de transmissão é actualizado com os valores para Nc, Ni, e, b, a, a partir de um dos RMBx[x = 1 a n] . Deste modo, para cada período de η, o bloco 230 de adaptação de taxas de transmissão é actualizado com os valores para Nc, Ni, e, b, a, a partir de cada um dos RMBx. Por exemplo, durante um período de 1/(n x CLOCK), e por aí adiante, até que os valores dos RMBn sejam recebidos pelo bloco 230 de adaptação de taxas de transmissão. 0 mesmo ciclo é, subsequentemente, repetido no período 'n' seguinte. Por conseguinte, os valores de estado do RMBx processado num certo instante de tempo, í. e., os valores (Nc, Ni, e, b, a) de parâmetro para determinar os símbolos e os padrões de perfuração/repetição, são memorizados na RAM 270 para o processo no instante de tempo seguinte. Por conseguinte, se este valor for utilizado quando o RMBx é, de novo, processado no instante seguinte, é possível efectuar a operação de n RMBs (RMBl-RMBn) utilizando um único RMB. No que se refere a uma taxa de processamento, dado que nxCLOCK é utilizado como mostrado nas FIGS. 1 e 2, a complexidade não será aumentada.

Entretanto, na FIG. 2, cada um dos blocos 231-239 de adaptação de taxas de transmissão recebe, separadamente, tantos símbolos codificados pelo codificador 200 de canal quanto o número determinado pela multiplicação do número de símbolos codificados numa trama pela taxa de codificação. No entanto, 19 deve ser notado que cada um dos blocos 231-239 de adaptação de taxas de transmissão também pode receber, separadamente, um número diferente dos símbolos codificados pelo codificador 200 de canal. Por exemplo, um dos blocos 231-239 de adaptação de taxas de transmissão poderia receber, separadamente, um número de símbolos codificados mais pequeno do que o número determinado pela multiplicação do número de símbolos codificados numa trama pela taxa de codificação, e outro bloco de adaptação de taxas de transmissão poderia receber, separadamente, um número de símbolos codificados maior do que o número determinado pela multiplicação do número de símbolos codificados numa trama pela taxa de codificação. No entanto, por uma questão de simplicidade, ir-se-á descrever um caso em que cada um dos blocos 231-239 de adaptação de taxas de transmissão recebe, separadamente, o mesmo número de símbolos codificados pelo codificador 200 de canal.

Formas de Realização do Dispositivo de Adaptação de Taxas de Transmissão

Ir-se-á, agora, fazer uma descrição do dispositivo de adaptação de taxas de transmissão de acordo com uma forma de realização da presente invenção. Aqui, por conveniência, a descrição irá ser feita pressupondo que a taxa de codificação é R=l/3 e se proporcionam 3 blocos de adaptação de taxas de transmissão. No entanto, deve salientar-se que o dispositivo de adaptação de taxas de transmissão de acordo com a presente invenção se aplica a qualquer caso em que existam n blocos de adaptação de taxas de transmissão, i. e., a taxa de codificação R=k/n. Além disso, na descrição que se segue, Ncs indica o número total dos símbolos codificados incluídos numa trama, 20 emitidos pelo codificador de canal. Nc indica o número de símbolos introduzidos em cada bloco de adaptação de taxas de transmissão, e o número de símbolos de entrada é determinado por Nc=RxNcs. Na descrição que se segue, RxNcs=l/3xNcs=Ncs/3. Ni indica o número de símbolos emitidos por cada bloco de adaptação de taxas de transmissão, e o número de símbolos de saída é determinado como Ni=RxNis, que é Nis/3 na descrição, em que Nis indica o número total de símbolos de saída depois do processo de adaptação de taxas de transmissão. Ou seja, Nis é o número total dos símbolos emitidos pelos respectivos blocos de adaptação de taxas de transmissão. Por conseguinte, o número de símbolos (bits) a perfurar/repetir por cada bloco de adaptação de taxas de transmissão é determinado por y, sendo y=Nc-Ni. 0 valor Nc e o valor Ni podem variar.

Além disso, a invenção utiliza os parâmetros 'a' e 'b', que são números inteiros de acordo com um padrão de perfuração/repetição no interior de uma trama, i. e., números inteiros para determinar o padrão de perfuração/repetição. 0 parâmetro 'a' é um valor de deslocamento para determinar a posição do primeiro símbolo no padrão de perfuração/repetição. Ou seja, o parâmetro 'a' determina qual dos símbolos codificados incluídos numa trama deve ser considerado o primeiro símbolo do padrão de perfuração/repetição. Se um valor do parâmetro 'a' aumentar, um símbolo situado na frente da trama irá ser perfurado/repetido. 0 parâmetro 'b' é um valor destinado a controlar o período de perfuração ou repetição na trama. Ao variar este valor de parâmetro, é possível perfurar/repetir todos os símbolos codificados incluídos na trama.

Como descrito acima, um dispositivo de adaptação de taxas de transmissão de acordo com a presente invenção pode efectuar 21 adaptação de taxas de transmissão não apenas por perfuração mas também por repetição. A descrição de um dispositivo de adaptação de taxas de transmissão de acordo com a presente invenção é dividida num dispositivo para efectuar adaptação de taxas de transmissão por perfuração e num dispositivo para efectuar adaptação de taxas de transmissão por repetição. A. Formas de Realização do Dispositivo de Adaptação de Taxas de Transmissão por Perfuração 1. Forma de Realização do Dispositivo de Adaptação de Taxas de Transmissão por Perfuração (para um Código Convolucional) A FIG. 4 mostra a estrutura de um dispositivo de adaptação de taxas de transmissão por perfuração de acordo com uma forma de realização da presente invenção. Esta estrutura é utilizada quando os dispositivos de adaptação de taxas de transmissão da FIG. 2 e 3 efectuam a adaptação de taxas de transmissão de símbolos sujeitos a codificação convolucional por perfuração.

No que se refere à FIG. 4, um codificador 210 convolucional codifica bits Ik de informação de entrada a uma taxa de codificação R=l/3, e emite símbolos Clk, C2k e C3k codificados. Os símbolos Clk, C2k e C3k codificados são fornecidos, separadamente, a blocos 231, 232 e 233 de adaptação de taxas de transmissão, respectivamente. 0 primeiro bloco 231 de adaptação de taxas de transmissão perfura o símbolo Clk codificado. Nesta altura, o processo de perfuração é efectuado com base no número y=Nc-Ni de símbolos perfurados, que é determinado pelo número Nc de símbolos de entrada e número Ni de símbolos de saída, e parâmetros 'a' e 'b' de determinação do padrão de perfuração. 22

Por exemplo, o primeiro bloco 231 de adaptação de taxas de transmissão pode emitir os símbolos de llxlOxOlx...' (em que x indica um símbolo perfurado). 0 segundo bloco 232 de adaptação de taxas de transmissão perfura o símbolo C2k codificado. Nesta altura, o processo de perfuração é efectuado com base no número y=Nc-Ni de símbolos perfurados, que é determinado pelo número Nc de símbolos de entrada e número Ni de símbolos de saída, e parâmetros 'a' e 'b' de determinação do padrão de perfuração. Por exemplo, o segundo bloco 232 de adaptação de taxas de transmissão pode emitir os símbolos de llxllxlOx...' (em que x indica um símbolo perfurado). 0 terceiro bloco 233 de adaptação de taxas de transmissão perfura o símbolo C3k codificado. Nesta altura, o processo de perfuração é efectuado com base no número y=Nc-Ni de símbolos perfurados, que é determinado pelo número Nc de símbolos de entrada e número Ni de símbolos de saída, e parâmetros 'a' e 'b' de determinação do padrão de perfuração. Por exemplo, o terceiro bloco 233 de adaptação de taxas de transmissão pode emitir os símbolos de Olxllxllx...' (em que x indica um símbolo perfurado) . Os símbolos codificados sujeitos à adaptação de taxas de transmissão pelos blocos 231, 232 e 233 de adaptação de taxas de transmissão são multiplexados por um multiplexador 240 (não mostrado na FIG. 4) e fornecidos a um transmissor de canal.

Na FIG. 4, o número Nc de símbolos de entrada e o número Ni de símbolos de saída são determinados, igualmente, como Nc=RxNcs e Ni=RxNis, respectivamente, para cada bloco de adaptação de taxas de transmissão. Cada bloco de adaptação de taxas de transmissão perfura, separadamente, o mesmo número de símbolos sujeitos a codificação de canal, pressupondo que a sensibilidade de erro dos símbolos codificados é praticamente a mesma para cada símbolo numa trama. Ou seja, proporciona-se um padrão de 23 perfuração quase uniforme no interior de uma trama independentemente dos vários números de bit perfurados determinados de acordo com o tipo de serviço. Isto deve-se ao facto de todos os símbolos numa trama poderem ser uniformemente perfurados para o código de convolução.

Por conseguinte, de acordo com uma forma de realização da presente invenção, os símbolos codificados pelo codificador 210 de convolução são separados e fornecidos no mesmo número aos blocos 231, 232 e 233 de adaptação de taxas de transmissão. Cada um dos blocos 231, 232 e 233 de adaptação de taxas de transmissão perfura o mesmo número de símbolos de entrada. Nesta altura, os parâmetros do padrão de perfuração podem ser determinados de modo igual ou diferente. Ou seja, os padrões de perfuração podem ser determinados de modo igual ou diferente para os blocos 231, 232 e 233 de adaptação de taxas de transmissão. 2. Outra Forma de Realização do Dispositivo de Adaptação de Taxas de Transmissão por Perfuração (para Turbo Código) A FIG. 5 mostra uma estrutura de um dispositivo de adaptação de taxas de transmissão por perfuração de acordo com outra forma de realização da presente invenção. Esta estrutura é utilizada quando os dispositivos de adaptação de taxas de transmissão da FIG. 2 e 3 efectuam a adaptação de taxas de transmissão de símbolos sujeitos a turbo codificação por perfuração.

No que se refere à FIG. 5, um codificador 220 turbo codifica bits Ik de informação de entrada a uma taxa de 24 codificação R=l/3, e emite símbolos Clk, C2k e C3k codificados. Entre os símbolos codificados, o símbolo Clk de informação é fornecido, separadamente, a um primeiro bloco 231 de adaptação de taxas de transmissão, e os símbolos de paridade (ou símbolos de redundância) C2k e C3k são fornecidos, separadamente, ao segundo e terceiro blocos 232 e 233 de adaptação de taxas de transmissão, respectivamente. 0 codificador 220 turbo é compreendido por um primeiro codificador 222 componente, um segundo codificador 224 componente e um entrelaçador 226, como mostrado na FIG. 6. A estrutura do codificador 220 turbo é bem conhecida pelos especialistas com experiência na técnica. Deste modo, evita-se uma descrição pormenorizada do mesmo. A entrada X(t) no codificador 220 turbo corresponde aos bits Ik de informação de entrada mostrados na FIG. 5. As saídas X(t), Y (t) e Y' (t) do codificador 220 turbo correspondem aos símbolos Clk, C2k e C3k codificados mostrados na FIG. 5, respectivamente. Para a primeira saída do codificador 220 turbo, os bits Ik=X(t) de informação de entrada são emitidos tal como entram, para que, na FIG. 5, os bits Ik de informação de entrada sejam emitidos como Clk. O primeiro bloco 231 de adaptação de taxas de transmissão perfura os símbolos Clk codificados baseado no seguinte critério. Dado que a taxa de codificação é R=l/3, o número Nc de símbolos de entrada é determinado por Nc=RxNcs=Ncs/3, que dá 1/3 para o número total de símbolos codificados. O número Ni de símbolos de saída também é determinado por Ni=RxNcs, dado que a perfuração não é efectuada na parte correspondente aos símbolos de informação de acordo com a Condição 1B. Os parâmetros 'a' e 'b' de determinação do padrão de perfuração podem ser definidos por um número inteiro mas isso não tem significado, dado que a perfuração não é efectuada de acordo com a Condição 1B. Por 25 exemplo, o primeiro bloco 231 de adaptação de taxas de transmissão pode emitir os símbolos '...111101011...'. O segundo bloco 232 de adaptação de taxas de transmissão perfura os símbolos C2k codificados baseado no seguinte critério. Dado que a taxa de codificação é R=l/3, o número Nc de símbolos de entrada é determinado por Nc=RxNcs=Ncs/3, que dá 1/3 para o número total de símbolos codificados. Dado que os símbolos de paridade de saída dos dois descodificadores componentes devem ser, uniformemente, perfurados de acordo com a Condição 2B e Condição 4B, e o número total de símbolos de saída depois da perfuração é Nis para os símbolos de entrada totais (Ncs) numa trama, o número Ni de símbolos emitidos pelo segundo bloco 232 de adaptação de taxas de transmissão depois da perfuração é Ni=[Nis-(RxNcs)]/2. Se Ni=[Nis-(RxNcs)]/2 for um número ímpar, o número de símbolos de saída fica Ni=[Nis-(RxNcs)+1]/2 ou [Nis-(RxNcs)-1]/2. Um dos dois valores é seleccionado de acordo com a relação entre o segundo bloco 232 de adaptação de taxas de transmissão e o terceiro bloco 233 de adaptação de taxas de transmissão. Ou seja, quando o número de símbolos de saída do segundo bloco 232 de adaptação de taxas de transmissão é determinado por [Nis-(RxNcs)+1]/2, o número de símbolos de saída do terceiro bloco 233 de adaptação de taxas de transmissão é determinado por [Nis-(RxNcs)-1]/2. Pelo contrário, quando o número de símbolos de saída do segundo bloco 232 de adaptação de taxas de transmissão é determinado por [Nis-(RxNcs)-1]/2, o número de símbolos de saída do terceiro bloco 233 de adaptação de taxas de transmissão é determinado por [Nis-(RxNcs)+1]/2.

Os parâmetros 'a' e 'b' de determinação do padrão de perfuração podem ser seleccionados como números inteiros de 26 acordo com um padrão de perfuração desejado. Estes números inteiros só são determinados de acordo com o padrão de perfuração, e os parâmetros podem ser definidos como b=l e a=2. Uma descrição pormenorizada de um método para determinar os números inteiros para os parâmetros de determinação do padrão de perfuração irá ser feita fazendo referência às tabelas que são dadas abaixo. Por exemplo, o segundo bloco 232 de adaptação de taxas de transmissão pode emitir os símbolos '...llxllxlOx...' (em que x indica um símbolo perfurado). 0 terceiro bloco 233 de adaptação de taxas de transmissão perfura os símbolos C3k codificados baseado no seguinte critério. Dado que a taxa de codificação é R=l/3, o número Nc de símbolos de entrada é determinado por Nc=RxNcs=Ncs/3, que dá 1/3 para o número total de símbolos de entrada (símbolos codificados). Dado que os símbolos de paridade de saída totais dos dois descodificadores componentes devem ser, uniformemente, perfurados de acordo com a Condição 2B e Condição 4B, e o número total de símbolos de saída depois da perfuração é Nis para os símbolos de entrada totais numa trama, o número Ni de símbolos emitidos pelo segundo bloco 232 de adaptação de taxas de transmissão depois da perfuração é Ni=[Nis-(RxNcs)]/2. Se Ni=[Nis-(RxNcs)]/2 for um número ímpar, o número de símbolos de saída torna-se Ni=[Nis-(RxNcs)+1]/2 ou [Nis-(RxNcs)-1]/2. Um dos dois valores é seleccionado de acordo com a relação entre o segundo bloco 232 de adaptação de taxas de transmissão e o terceiro bloco 233 de adaptação de taxas de transmissão. Ou seja, quando o número de símbolos de saída do segundo bloco 232 de adaptação de taxas de transmissão é determinado por [Nis-(RxNcs)+1]/2, o número de símbolos de saída do terceiro bloco 233 de adaptação de taxas de transmissão é determinado por [Nis-(RxNcs)-1]/2. Pelo contrário, quando o número de símbolos 27 de saída do segundo bloco 232 de adaptação de taxas de transmissão é determinado por [Nis- (RxNcs)-1]/2, o número de símbolos de saída do terceiro bloco 233 de adaptação de taxas de transmissão é determinado por [Nis-(RxNcs)+1]/2.

Os parâmetros 'a' e 1b' de determinação do padrão de perfuração podem ser seleccionados como números inteiros de acordo com um padrão de perfuração desejado. Estes números inteiros só são determinados de acordo com o padrão de perfuração, e os parâmetros podem ser definidos como b=l e a=2. Uma descrição pormenorizada de um método para determinar os números inteiros para os parâmetros de determinação do padrão de perfuração irá ser feita fazendo referência às tabelas que são dadas abaixo. Por exemplo, o terceiro bloco 233 de adaptação de taxas de transmissão pode emitir os símbolos de '...Olxllxllx...' (em que x indica um símbolo perfurado).

Na FIG. 5, os símbolos codificados pelo codificador 220 turbo são separados e, em seguida, fornecidos, em números iguais, aos blocos 231, 232 e 233 de adaptação de taxas de transmissão. O primeiro bloco 231 de adaptação de taxas de transmissão emite os símbolos de entrada tal como são. O segundo e terceiro blocos 232 e 233 de adaptação de taxas de transmissão perfuram o mesmo número de símbolos de entrada. Nesta altura, os padrões de perfuração podem ser determinados ou de modo igual ou diferente. Ou seja, os padrões de perfuração podem ser determinados de modo igual ou diferente para os blocos 232 e 233 de adaptação de taxas de transmissão. 28 3. Determinação de Parâmetros para Perfuração

Nas formas de realização da presente invenção aqui discutida, os blocos de adaptação de taxas de transmissão perfuram o mesmo número de símbolos (exceptuando o bloco 231 de adaptação de taxas de transmissão da FIG. 5) . No entanto, os blocos de adaptação de taxas de transmissão podem perfurar diferentes números de símbolos. Se se determinar que o número Ni dos símbolos de saída provenientes dos respectivos blocos de adaptação de taxas de transmissão é diferente, o número de símbolos perfurados pelos respectivos blocos de adaptação de taxas de transmissão irá ser diferentemente determinado. Além disso, o padrão dos símbolos perfurados pelos respectivos blocos de adaptação de taxas de transmissão pode ser determinado de modo igual ou diferente, alterando os parâmetros 'a' e 'b' de determinação do padrão de perfuração. Ou seja, apesar de possuir apenas uma única estrutura, um dispositivo de adaptação de taxas de transmissão de acordo com a presente invenção pode determinar parâmetros, tais como o número de símbolos de entrada, o número de símbolos de saída, o número de símbolos a perfurar e os parâmetros de determinação do padrão de perfuração, de modo diferente. A Tabela 1 abaixo mostra, a título de exemplo, vários casos dos parâmetros. Neste caso, assume-se que a taxa de codificação é R=l/3. Por conseguinte, proporcionam-se três blocos de adaptação de taxas de transmissão, e os respectivos blocos de adaptação de taxas de transmissão recebem, separadamente, o mesmo número de símbolos, i. e., Nc=Ncs/3 símbolos. Neste caso, os blocos de adaptação de taxas de transmissão recebem, separadamente, o mesmo número dos símbolos, determinado pela multiplicação do número dos símbolos codificados pela taxa de codificação. No entanto, deve salientar-se que a presente invenção também pode ser aplicada a 29 um caso em que os blocos de adaptação de taxas de transmissão recebem, separadamente, um número diferente de símbolos, i. e., um número de símbolos que é mais pequeno do que o número determinado pela multiplicação do número de símbolos codificados numa trama pela taxa de codificação, ou um número de símbolos que é superior ao número determinado pela multiplicação do número de símbolos codificados numa trama pela taxa de codificação. Na descrição que se segue, RMB1, RMB2 e RMB3 indicam, respectivamente, os blocos de adaptação de taxas de transmissão de um a três.

[Tabela 1]

Caso RMB1 RMB2 RMB3 Nc Ni a b Nc Ni a b Nc Ni a B 1 Ncs/3 Nis/3 P q Ncs/3 Nis/3 P q Ncs/3 Nis/3 P Q 2 Ncs/3 Nis/3 P q Ncs/3 Nis/3 r s Ncs/3 Nis/3 t W 3 Ncs/3 Nis/3 NA NA Ncs/3 (Nis- R*Ncs)/2 2 1 Ncs/3 (Nis- *Ncs)/ 2 2 1 4 Ncs/3 Nis/3 NA NA Ncs/3 (Nis- *Ncs)/ 2 2 1 Ncs/3 (Nis- R*Ncs)/2 5 1 5 Ncs/3 Nis/3 NA NA Ncs/3 (Nis- R*Ncs)/2 P 1 Ncs/3 (Nis- R*Ncs)/2 P 1 6 Ncs/3 Nis/3 NA NA Ncs/3 (Nis- R*Ncs)/2 P 1 Ncs/3 (Nis- R*Ncs)/2 q 1 7 Ncs/3 Nis/3 NA NA Ncs/3 (Nis- R*Ncs)/2 P q Ncs/3 (Nis- R*Ncs)/2 P Q 8 Ncs/3 Nis/3 NA NA Ncs/3 (Nis- R*Ncs)/2 P q Ncs/3 (Nis- R*Ncs)/2 r s 9 Ncs/3 Nis/p s 1 Ncs/3 Nis/q t 1 Ncs/3 Nis/r w 1 10 Ncs/3 Nis/p s X Ncs/3 Nis/q t y Ncs/3 Nis/r w z 30

Na Tabela 1, RMB1, RMB2 e RMB3 indicam blocos de adaptação de taxas de transmissão, e p, q, r, s, t, w, x, y e z são números inteiros. No Caso 9 e Caso 10, = 1.0 '111' — + -+ -\p q rj

Isto acontece porque = Nis.

Nis 1 1 1 —+ — +- κρ q Í) NA (Não disponível) indica que os símbolos de entrada são emitidos como entram, sem perfuração, para os quais os parâmetros 'a' e ' b' podem ter um valor qualquer. Aqui, os parâmetros 'a' e 'b' são números positivos. Além disso, mostra-se o caso em que os símbolos de entrada são perfurados para efectuar a adaptação de taxas de transmissão para que o número de símbolos de entrada seja superior ao número dos símbolos de saída (í. e., Ncs>Nis). Ir-se-á fazer referência a cada Caso.

Caso 1, Caso 2: No Caso 1 e Caso 2, os símbolos numa trama são perfurados com um padrão uniforme. Especificamente, no Caso 1, os blocos de adaptação de taxas de transmissão têm o mesmo padrão de perfuração porque os parâmetros 'a' e ' b' são os mesmos, e no Caso 2, os blocos de adaptação de taxas de transmissão têm diferentes padrões de perfuração porque os parâmetros 'a' e 'b' são diferentes.

Caso 3: Quando se utiliza perfuração sistemática, os símbolos de informação não são perfurados, mas os símbolos de paridade são perfurados. Aqui, dado que os valores de parâmetros 'a' e 'b' de determinação do padrão de perfuração são iguais um ao outro, RMB2 e RMB3 efectuam uma perfuração uniforme metade a metade utilizando o mesmo padrão de perfuração. 31

Caso 4: Quando se utiliza perfuração sistemática, os símbolos de informação não são perfurados, e os símbolos de paridade são perfurados. Aqui, dado que os parâmetros 'a' e 'b1 de determinação do padrão de perfuração são diferentes um do outro, RMB2 e RMB3 efectuam uma perfuração uniforme metade a metade utilizando diferentes padrões de perfuração.

Caso 5: Este é um caso genérico do Caso 3. Neste caso faz-se com que o parâmetro 'a' de determinação do padrão de perfuração seja um número inteiro 'p' para que seja possível definir os vários padrões de perfuração. Faz-se que o parâmetro 'a' tenha o mesmo valor, quer para o RMB2 quer para o RMB3.

Caso 6: Este é um caso genérico do Caso 4. Neste caso faz- se com que o parâmetro 'a' de determinação do padrão de perfuração represente números inteiros 'p' e 'q' para que seja possível definir os vários padrões de perfuração. Faz-se com que o parâmetro 'a' seja 'p' para o RMB2 e 'q' para o RMB3.

Caso 7: Este é outro caso genérico do Caso 5. Neste caso faz-se com que o parâmetro 'a' de determinação do padrão de perfuração seja um número inteiro ' p' e o parâmetro ' b' de determinação do padrão de perfuração seja um número inteiro 'q' para que seja possível definir os vários padrões de perfuração. Faz-se com que os parâmetros 'a' e 'b' tenham o mesmo valor, quer para o RMB2 quer para o RMB3.

Caso 8: Este é outro caso genérico do Caso 6. Neste caso faz-se com que o parâmetro 'a' de determinação do padrão de perfuração represente números inteiros ' p' e 'r' para RMB2 e RMB3, respectivamente, e o parâmetro ’ b' de determinação do padrão de perfuração represente números inteiros 'q' e 's' para 32 RMB2 e RMB3, respectivamente, para que seja possível definir os vários padrões de perfuração. Faz-se com que os parâmetros 'a' e 'b' sejam 'p' e 'q' para o RMB2 e 'r' e 's' para o RMB3.

Caso 9, Caso 10: Nestes casos, todos os parâmetros possíveis são alterados. Ou seja, pode fazer-se com que o número de símbolos de saída seja um número inteiro qualquer e também se pode fazer com que os parâmetros 'a' e 'b' de determinação do padrão de perfuração sejam números inteiros com um qualquer valor.

Na Tabela 1, podem aplicar-se o Caso 1 e Caso 2 quando se efectua uma adaptação de taxas de transmissão a símbolos sujeitos a codificação convolucional, e podem aplicar-se o Caso e ao Caso 8 quando se efectua uma adaptação de taxas de transmissão a símbolos sujeitos a codificação turbo. O padrão de perfuração pode ser variado de acordo com uma alteração no parâmetro 'a' de determinação do padrão de perfuração. A Tabela 2, abaixo, mostra uma variação dos padrões de perfuração de acordo com uma alteração no parâmetro 'a'. Assume-se, na Tabela 2, que Nc=10, Ni=8, y=Nc-Ni=10-8=2, e b=l. Os símbolos perfurados de acordo com o padrão de perfuração são representados por 'x'. 33 [Tabela 2]

Caso a Entrada Saída Caso 1 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 x 6 7 8 9 X Caso 2 2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 X 5 6 7 X 9 10 Caso 3 5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 X 2 3 4 5x7 8 9 10 Caso 4 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 X 2 3 4 5 6 x 8 9 10 Caso 5 100 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 X 2 3 4 5 6 x 8 9 10

Verifica-se a partir da Tabela 2 que é possível obter os diferentes padrões de perfuração fixando 'b' para '1' e fazendo com que 'a' tenha diferentes valores. Pode compreender-se que o primeiro símbolo do padrão de perfuração está localizado a frente, à medida que o valor de 'a' aumenta. Obviamente, é possível obter mais padrões de perfuração variados alterando também o parâmetro 'b' . Além disso, é possível impedir que o primeiro símbolo seja perfurado, fazendo com que o parâmetro 'b' seja igual a '1' e utilizando um valor que satisfaça a Equação 1 que se segue para o parâmetro 'a'. Por conseguinte, para satisfazer a Condição 3B, deveria fazer-se com que o parâmetro 'a' tivesse um valor situado no intervalo da Equação 1. 1 < a < [Nc/y] ... (1) em que [Nc/y] é o maior número inteiro inferior ou igual a Nc/y. 34

Na Equação 1, para Nc=10 e y=2, Nc/y=10/2=5. Por conseguinte, se 'a' tiver um valor de 1, 2, 3 e 4, os primeiros símbolos não irão ser perfurados.

De modo a satisfazer a Condição 5B, os bits de cauda não devem ser perfurados. Com esta finalidade, deve fazer-se com que Nc tenha um valor determinado pela subtracção do número de bits de cauda do mesmo. Ou seja, se se fizer com que o número Nc de símbolos de entrada tenha o valor de Nc-NT, em que NT indica o número de bits de cauda, os bits de cauda não irão ser perfurados, satisfazendo, deste modo, a Condição 5B. Por outras palavras, os bits de cauda não entram no bloco de adaptação de taxas de transmissão. Deste modo, o padrão de adaptação de taxas de transmissão considera apenas um tamanho de trama de Nc-NT. Depois da perfuração ou repetição efectuadas pelo bloco de adaptação de taxas de transmissão, os bits de cauda são concatenados sequencialmente para os símbolos de saída do bloco de adaptação de taxas de transmissão. Os bits de cauda não são processados e são fixados apenas no fim dos símbolos de saída. 4. Algoritmo de Adaptação de Taxas de Transmissão por Perfuração A FIG. 7 mostra um processo de adaptação de taxas de transmissão por perfuração de acordo com uma forma de realização da presente invenção. Este processo é efectuado com base num algoritmo de adaptação de taxas de transmissão mostrado na Tabela 3 apresentada em seguida. Na Tabela 3, "So={dl, d2, ..., dNc}" indica a entrada de símbolos para um bloco de adaptação de taxas de transmissão, i. e., a entrada de símbolos numa unidade de trama para um bloco de adaptação de taxas de transmissão, e 35 está compreendida com Nc símbolos no total. Um parâmetro S(k) de deslocamento é um valor inicial utilizado no algoritmo, que vale, constantemente, '0' quando um dispositivo de adaptação de taxas de transmissão de acordo com a presente invenção é utilizado numa ligação descendente de um sistema de comunicações digitais (í. e., quando se efectua uma adaptação de taxas de transmissão nos símbolos codificados a transmitir da estação base para a estação móvel) . 'm' indica a ordem da entrada de símbolos para serem sujeitos a uma adaptação de taxas de transmissão, sendo essa ordem 1, 2, 3, ..., Nc. Verifica-se, a partir da Tabela 3, que os parâmetros incluindo o número Nc de símbolos de entrada, o número Ni de símbolos de saída e os parâmetros 'a' e 'b' de determinação do padrão de perfuração podem ser alterados. Por exemplo, os parâmetros podem ser alterados como mostrado na Tabela 1. O número Nc de símbolos de entrada pode ser determinado como um valor diferente de Ncs/3, de acordo com a taxa R de codificação. A FIG. 7 corresponde ao caso em que o algoritmo da Tabela 3 é aplicado a uma ligação descendente do sistema de comunicações digitais, i. e., S(k)=0. 36 [Tabela 3]

Determina-se que: So = {dl, d2, ..., dNc} = conjunto de Nc bits de dados A regra de adaptação de taxas de transmissão é a seguinte: se se quiser efectuar perfuração y = Nc-Ni e = (2*S(k)*y + bNc)mod aNc ·} erro inicial entre a relação de perfuração actual e a desejada (ligação descendente: S=0) se e = 0, então e = aNc m = 1 índice de bit actual fazer, enquanto m < = Nc e = e - a*y actualizar erro se e < = o então verificar se o bit número m deve ser perfurado perfurar bit m do conjunto So e = e + a*Nc actualizar erro fim da condição "se" m = m + 1 bit seguinte fim do processo

Quando se utiliza o algoritmo da Tabela 3, proporcionam-se as seguintes vantagens. Em primeiro lugar, é possível perfurar, variavelmente, os símbolos codificados da unidade de trama. Em segundo lugar, é possível gerar vários padrões de perfuração regulando os parâmetros Nc, Ni, a e b. 37

Em terceiro lugar, é possível reduzir a complexidade e o tempo de cálculo de cada bloco de adaptação de taxas de transmissão por 1/R. Isto acontece, porque se se utilizarem vários blocos de adaptação de taxas de transmissão, o número de símbolos a perfurar por cada bloco de adaptação de taxas de transmissão irá ser reduzido, quando comparado com o caso em que se utiliza um bloco de adaptação de taxas de transmissão.

No que se refere à FIG. 7, no passo 701, todos os tipos de parâmetros incluindo o número Nc de símbolos de entrada, o número Ni de símbolos de saída e os parâmetros 'a' e 'b' de determinação do padrão de perfuração são inicializados para o processo de adaptação de taxas de transmissão. Quando Nc e Ni são determinados por inicialização de parâmetros, o número de símbolos a perfurar é determinado por y=Nc-Ni, no passo 702. No passo 703, calcula-se um valor 'e' de erro inicial entre as relações de perfuração actual e desejada. O valor de erro inicial é determinado por e = b*Nc mod a*Nc.

Em seguida, no passo 704, 'm' indica que a ordem dos símbolos de entrada colocada como '1' (m=l). Subsequentemente, nos passos 705 a 709, os símbolos são examinados desde o símbolo inicial para verificar se devem ser ou não perfurados. Se se determinar, no passo 707, que o valor 'e' de erro calculado é inferior ou igual a '0', o símbolo correspondente é perfurado e, depois, o valor de erro é actualizado por e=e+a*Nc, no passo 708. Por outro lado, se se determinar, no passo 707, que o valor 'e' de erro calculado é superior a '0', não se efectua perfuração. A operação de recepção dos símbolos codificados por ordem, determinando se se efectua perfuração nos símbolos recebidos, e efectuando perfuração de acordo com isso, é 38 efectuada repetidamente até se determinar, no passo 705, que todos os símbolos numa trama foram recebidos na totalidade.

Como mostrado pelo algoritmo acima, a posição do primeiro símbolo a perfurar ou repetir é controlada pelos parâmetros (a, b) (deixar que Initial_Offset_m = a posição do primeiro símbolo a perfurar). No algoritmo anterior, lnitial_Offset_m = 'm' quando e < 0 para a primeira vez. A tabela abaixo mostra um exemplo de determinação do Initial_Offset_m. No exemplo que se segue, assume-se que bNc é inferior a aNc. m=l M=2 m=3 3 II II ...m=Nc inicialmente, e=bNc bNc- ay>0 bNc- 2ay>0 bNc- 3ay>0 bNc-4ay<0 perfuração ou repetição Nenhuma Nenhuma Nenhuma Perfuração ou Repetição "Initial Offset_m = k = 4"

Nas equações que se seguem, Ppnc significa o período de perfuração ou repetição no algoritmo anterior.

Initial_Offset_m = [bNc/ay]=[(b/a)*(Nc/y)]=[(b/a)*Ppnc] Ppnc = [Nc/y] se Nc/y for um nm inteiro = [Nc/y] +1 se NC/y não for um número inteiro

Como mostrado pelas equações anteriores, ao controlar os parâmetros (a, b), pode-se controlar a posição do primeiro símbolo a perfurar ou repetir. 39

Por exemplo, o valor de Initial_Offset_m diminui à medida que 'a' aumenta se 'b' permanecer constante. Deste modo, aumentando 'a', a posição do primeiro símbolo a perfurar/repetir irá ser aproximada da primeira posição. Se se escolher 'a' de modo a ser superior a by/Nc, então Initial_Offset_m = 1, o que significa que o primeiro símbolo irá ser perfurado ou repetido. Em resultado disso, a posição do primeiro símbolo a perfurar/repetir pode ser manipulada escolhendo um valor para 'a' entre 1 e Ppnc. Por exemplo, se 'b' = 1 e 'a' = 2, a posição do primeiro símbolo a perfurar/repetir irá ser sempre igual a Ppnc/2.

Quanto ao parâmetro 'b', este controla o Initial_Offset_m em conjunto com 'a', e, como mostrado em seguida, depois de se decidir o valor de 'a', o valor de 'b' pode ser expresso como l<'b'<'a'. Se 'a' permanecer constante, o Initial_Offset_m irá aumentar se 'b' aumentar e irá diminuir se 'b' diminuir. Deste modo, as posições de perfuração/repetição podem ser controladas manipulando os valores dos parâmetros (a, b) . Embora o valor de 'b' possa ser qualquer um, não é significativo escolher um valor de 'b' superior a 'a', como mostrado em seguida, porque o valor inicial de 'e' se torna cíclico depois do valor de 'b' se tornar superior a 'a' (i. e., o valor de 'e' repete-se a si mesmo).

Deixar 'a' =3 o valor inicial de e = (2*S(k)*y + bNc) mod aNc; e = bNC mod aNc dado que S(k) =0 na ligação descendente; se b=l então e=Nc; se b=2 então e=2Nc; se b=3 então e=3Nc; se b=4 então e=Nc; 40 se b=5 então e=2Nc; se b=6 então e=3Nc;

Como mostrado pelo exemplo acima, o valor inicial de 'e' altera-se quando o valor de 'b' se altera. No entanto, quando o valor de 'b' é superior a 'a', o valor inicial de 'e' repete-se a si mesmo ciclicamente. Deste modo, não é significativo atribuir um valor a 'b' superior a 'a'. Em conclusão, o padrão de perfuração ou repetição pode ser controlado manipulando os parâmetros (a, b). B. Formas de Realização do Dispositivo de Adaptação de Taxas de Transmissão por Repetição 1. Forma de realização do Dispositivo de Adaptação de Taxas de Transmissão por Repetição (para um Código Convolucional) A FIG. 9 mostra a estrutura de um dispositivo de adaptação de taxas de transmissão por repetição de acordo com uma forma de realização da presente invenção. Esta estrutura é utilizada quando os dispositivos de adaptação de taxas de transmissão da FIG. 2 e 3 efectuam a adaptação de taxas de transmissão de símbolos sujeitos a codificação convolucional por repetição.

No que se refere à FIG. 9, um codificador 210 convolucional codifica bits Ik de informação de entrada a uma taxa de codificação R=l/3, e emite símbolos Clk, C2k e C3k codificados. Os símbolos Clk, C2k e C3k codificados são fornecidos, separadamente, a blocos 231, 232 e 233 de adaptação de taxas de transmissão, respectivamente. 0 primeiro bloco 231 de adaptação de taxas de transmissão repete, selectivamente, o símbolo Clk 41 codificado. Nesta altura, o processo de repetição é efectuado com base no número y=Ni-Nc de símbolos de repetição determinado pelo número Nc de simbolos de entrada e o número Ni de símbolos de saída, e os parâmetros 'a' e 'b' de determinação do padrão de repetição. Por exemplo, o primeiro bloco 231 de adaptação de taxas de transmissão pode emitir os símbolos de 11(11)101(00)010...' (em que (11) e (00) indicam símbolos repetidos) . O segundo bloco 232 de adaptação de taxas de transmissão repete, selectivamente, o simbolo C2k codificado. Nesta altura, o processo de repetição é efectuado com base no número y=Ni-Nc de símbolos de repetição, que é determinado pelo número Nc de símbolos de entrada e o número Ni de símbolos de saída, e os parâmetros 'a' e 'b' de determinação do padrão de perfuração. Por exemplo, o segundo bloco 232 de adaptação de taxas de transmissão pode emitir os símbolos de '... (11) 01 (00) 1100...' (em que (11) e (00) indicam símbolos repetidos). O terceiro bloco 233 de adaptação de taxas de transmissão repete o símbolo C3k codificado. Nesta altura, o processo de repetição é efectuado com base no número y=Ni-Nc de símbolos de repetição, que é determinado pelo número Nc de símbolos de entrada e o número Ni de símbolos de saída, e os parâmetros 'a' e 'b' de determinação do padrão de perfuração. Por exemplo, o terceiro bloco 233 de adaptação de taxas de transmissão pode emitir os símbolos de '... 0(11)1101(11)...' (em que (11) indica símbolos repetidos). Os símbolos codificados sujeitos à adaptação de taxas de transmissão pelos blocos 231, 232 e 233 de adaptação de taxas de transmissão são multiplexados por um multiplexador 240 e fornecidos a um transmissor de canal. 42

Na FIG. 9, o número Nc de símbolos de entrada e o número Ni de símbolos de saída são determinados, igualmente, como Nc=RxNcs e Ni=RxNis, respectivamente, para cada bloco de adaptação de taxas de transmissão. Determina-se que cada bloco de adaptação de taxas de transmissão repete, separadamente, o mesmo número de símbolos sujeitos a codificação de canal, pressupondo que a sensibilidade de erro dos símbolos codificados é praticamente a mesma para cada símbolo numa trama. Ou seja, proporciona-se um padrão de repetição quase uniforme no interior de uma trama independentemente dos vários números (y=Ni-Nc) de bits de repetição determinados de acordo com o tipo de serviço. Isto deve-se ao facto de ser possível que todos os símbolos numa trama possam ser uniformemente repetidos para o código convolucional.

Por conseguinte, de acordo com uma forma de realização da presente invenção, os símbolos codificados pelo codificador 210 de convolução são separados pelo mesmo número e fornecidos aos blocos 231, 232 e 233 de adaptação de taxas de transmissão. Cada um dos blocos 231, 232 e 233 de adaptação de taxas de transmissão repete o mesmo número de símbolos de entrada. Nesta altura, os parâmetros do padrão de repetição podem ser determinados de modo igual ou diferente. Ou seja, os padrões de repetição podem ser determinados de modo igual ou diferente para os blocos 231, 232 e 233 de adaptação de taxas de transmissão. 43 2. Outra Forma de Realização de um Dispositivo de Adaptação de Taxas de Transmissão por Repetição (para um Turbo Código) A FIG. 10 mostra uma estrutura de um dispositivo de adaptação de taxas de transmissão por repetição de acordo com outra forma de realização da presente invenção. Esta estrutura é utilizada quando os dispositivos de adaptação de taxas de transmissão da FIG. 2 e 3 efectuam a adaptação de taxas de transmissão de símbolos sujeitos a turbo codificação por repetição.

No que se refere à FIG. 10, um codificador 220 turbo codifica bits Ik de informação de entrada a uma taxa de codificação R=l/3, e emite símbolos Clk, C2k e C3k codificados. Entre os símbolos codificados, o símbolo Clk de informação é fornecido, separadamente, a um primeiro bloco 231 de adaptação de taxas de transmissão, e os símbolos de paridade (ou símbolos de redundância) C2k e C3k são fornecidos, separadamente, ao segundo e terceiro blocos 232 e 233 de adaptação de taxas de transmissão, respectivamente. 0 codificador 220 turbo é compreendido por um primeiro codificador 222 componente, um segundo codificador 224 componente e um entrelaçador 226, como mostrado na FIG. 6. Os codificadores 222 e 223 podem utilizar códigos sistemáticos recursivos (RSC). A estrutura do codificador 220 turbo é bem conhecida pelos especialistas com experiência na técnica. Deste modo, evita-se uma descrição pormenorizada do mesmo. A entrada X(t) no codificador 220 turbo corresponde aos bits Ik de informação de entrada mostrados na FIG. 10. As saídas X(t), Y(t) e Y'(t) do codificador 220 turbo correspondem aos símbolos Clk, C2k e C3k codificados mostrados na FIG. 10, respectivamente. Para a primeira saída do codificador 220 turbo, os bits Ik=X(t) de informação de entrada 44 são emitidos tal como entram, para que, na FIG. 10, os bits Ik de informação de entrada sejam emitidos como Clk. O primeiro bloco 231 de adaptação de taxas de transmissão repete os símbolos Clk codificados baseado no seguinte critério. Dado que a taxa de codificação é R=l/3, o número Nc de símbolos de entrada é determinado por Nc=RxNcs=Ncs/3, que é 1/3 do número total de símbolos de entrada (símbolo codificado). O número Ni de símbolos de saída é determinado por Ni=Nis-(2RxNcs) , dado que a repetição deve ser efectuada de acordo com a Condição 1D. Pode fazer-se com que os parâmetros 'a' e 'b' de determinação do padrão de perfuração sejam números inteiros estabelecidos de acordo com um padrão de repetição desejado. Os números inteiros são determinados dependendo apenas do padrão de repetição, e pode fazer-se com que os parâmetros sejam, tipicamente, b=l e a=2. Uma descrição pormenorizada de um método para determinar os números inteiros para os parâmetros de determinação do padrão de repetição irá ser feita relativamente às tabelas apresentadas em seguida. Por exemplo, o primeiro bloco 231 de adaptação de taxas de transmissão pode emitir os símbolos '...1(11)101(00)11...' (em que (11) e (00) indicam símbolos repetidos). O segundo bloco 232 de adaptação de taxas de transmissão emite, os símbolos C2k codificados sem repetição. No entanto, o segundo bloco 232 de adaptação de taxas de transmissão pode repetir os símbolos C2k codificados em determinadas condições, tais como repetição severa. Dado que a taxa de codificação é R=l/3, o número Nc de símbolos de entrada é determinado por Nc=RxNcs=Ncs/3, que dá 1/3 para o número total de símbolos de entrada. O número Ni de símbolos de saída é determinado por Ni=RxNcs que é igual ao número de símbolos de entrada, dado que os dois tipos de símbolos de paridade não devem ser repetidos de 45 acordo com a Condição 2D e Condição 4D. Por exemplo, o segundo bloco 232 de adaptação de taxas de transmissão pode emitir os símbolos de '...110111101...' em que não há repetição. O terceiro bloco 233 de adaptação de taxas de transmissão emite os símbolos C3k codificados sem repetição. No entanto, o terceiro bloco 233 de adaptação de taxas de transmissão também pode repetir os símbolos C3k codificados com uma repetição rigorosa. Dado que a taxa de codificação é R=l/3, o número Nc de símbolos de entrada é determinado por Nc=RxNcs=Ncs/3, que dá 1/3 para o número total de símbolos de entrada. O número Ni de símbolos de saída é determinado por Ni=RxNcs, que é igual ao número de símbolos de entrada, dado que os dois tipos de símbolos de paridade não devem ser repetidos de acordo com a Condição 2D e Condição 4D. Os parâmetros 'a' e 'b' de determinação do padrão de repetição podem ser seleccionados como números inteiros de acordo com um padrão de perfuração desejado. Estes números inteiros só são determinados de acordo com um padrão de repetição desejado. No entanto, se os blocos 232 ou 233 não utilizarem repetição, então os parâmetros (a, b) não têm significado para os blocos 232 ou 233 de adaptação de taxas de transmissão. Os números inteiros são determinados apenas consoante o padrão de repetição, e pode fazer-se com que os parâmetros tenham, tipicamente, o seguinte valor, b=l e a=2. Uma descrição pormenorizada de um método para determinar os números inteiros para os parâmetros de determinação do padrão de repetição irá ser feita fazendo referência às tabelas que são dadas em seguida. Por exemplo, o terceiro bloco 233 de adaptação de taxas de transmissão pode emitir os símbolos '...01011010...' que não foram sujeitos a repetição.

Na FIG. 10, os símbolos codificados pelo codificador 220 turbo são separados em números iguais e, em seguida, fornecidos aos blocos 231, 232 e 233 de adaptação de taxas de transmissão. O primeiro bloco 231 de adaptação de taxas de transmissão recebe os símbolos de informação a partir dos símbolos codificados e repete os símbolos recebidos de acordo com um padrão de repetição predeterminado. O segundo e terceiro blocos 232 e 233 de adaptação de taxas de transmissão recebem os símbolos de paridade a partir dos símbolos codificados e emitem os símbolos recebidos tal como entram, sem repetição. 3. Determinação de Parâmetros para Repetição

Como descrito acima, os padrões de repetição utilizados para os respectivos blocos de adaptação de taxas de transmissão podem ser idênticos ou diferentes. Ou seja, o padrão de repetição de símbolos utilizado nos respectivos blocos de adaptação de taxas de transmissão e o número de símbolos repetidos podem ser determinados de modo variável. Se se determinar que o número Ni dos símbolos emitidos pelos respectivos blocos de adaptação de taxas de transmissão é diferente, o número de símbolos perfurados pelos respectivos blocos de adaptação de taxas de transmissão irá ser diferentemente determinado. Além disso, o padrão dos símbolos repetidos pelos respectivos blocos de adaptação de taxas de transmissão pode ser determinado de modo igual ou diferente, alterando os parâmetros 'a' e 'b' de determinação do padrão de repetição. Ou seja, apesar de possuir apenas uma única estrutura, um dispositivo de adaptação de taxas de transmissão de acordo com a presente invenção pode determinar parâmetros, tais como o número de símbolos de entrada, o número de símbolos 47 de saída, o número de símbolos a repetir e os parâmetros de determinação do padrão de repetição, de modo diferente. A Tabela 4 abaixo mostra, a título de exemplo, vários casos dos parâmetros. Neste caso, assume-se que a taxa de codificação é R=l/3. Por conseguinte, proporcionam-se três blocos de adaptação de taxas de transmissão, e os respectivos blocos de adaptação de taxas de transmissão recebem, separadamente, o mesmo número de símbolos, i. e.r Nc=Ncs/3 símbolos. Neste caso, os blocos de adaptação de taxas de transmissão recebem, separadamente, o mesmo número dos símbolos, determinado pela multiplicação do número dos símbolos codificados pela taxa de codificação. No entanto, deve salientar-se que a presente invenção também pode ser aplicada a um caso em que os blocos de adaptação de taxas de transmissão recebem, separadamente, um número diferente de símbolos, í. e., um número de símbolos que é mais pequeno do que o número determinado pela multiplicação do número de símbolos codificados numa trama pela taxa de codificação, ou um número de símbolos que é superior ao número determinado pela multiplicação do número de símbolos codificados numa trama pela taxa de codificação. Na descrição que se segue, RMB1, RMB2 e RMB3 indicam, respectivamente, os blocos de adaptação de taxas de transmissão de um a três. 48

Tabela 4

Caso RMB1 RMB2 RMB3 Nc Ni a b Nc Ni a b Nc Ni a b 1 Ncs/3 Nis-2Ncs/3 2 1 Ncs/3 Nis/3 NA NA Ncs/3 Nis/3 NA NA 2 Ncs/3 Nis-2Ncs/3 P q Ncs/3 Nis/3 NA NA Ncs/3 Nis/3 NA NA 3 Ncs/3 Nis/p s t Ncs/3 Nis/q s t Ncs/3 Nis/r s t 4 Ncs/3 Nis/p s t Ncs/3 Nis/3 u V Ncs/3 Nis/3 w X

Na Tabela 4, RMB1, RMB2 e RMB3 indicam blocos de adaptação de taxas de transmissão, e p, q, r, s, t, w e x, são números inteiros dados. NA (Não Disponível) indica que os símbolos de entrada são emitidos como entram, sem repetição, para os quais os parâmetros 'a' e 'b' podem ter um valor qualquer. Aqui, os parâmetros 'a' e 'b' são números positivos. Além disso, mostra-se o caso em que os símbolos de entrada são repetidos para efectuar a adaptação de taxas de transmissão para que o número de símbolos de entrada seja menor ou igual do que o número dos símbolos de saída (í. e., Ncs<=Nis). Ir-se-á fazer referência a cada Caso.

Caso 1: Quando se utiliza repetição sistemática, os símbolos de informação são repetidos, mas os símbolos de paridade não são repetidos. Faz-se com que os parâmetros de determinação de padrão de repetição tenham o seguinte valor, a=2 e b=l.

Caso 2: Quando se utiliza repetição sistemática, os símbolos de informação são repetidos, mas os símbolos de paridade não são repetidos. Faz-se com que os parâmetros de 49 determinação de padrão de repetição tenham o seguinte valor, a=p e b=q. 0 Caso 1 e Caso 2 podem ser aplicados quando se repetem apenas os símbolos de informação sujeitos a codificação turbo, como se mostra na FIG. 10.

Caso 3: Quer os símbolos de informação quer os símbolos de paridade são repetidos, e os padrões de repetição são igualmente determinados para todos os RMBl, RMB2 e RMB3. O número de símbolos repetidos é igual para RMBl, RMB2 e RMB3.

Caso 4: Quer os símbolos de informação quer os símbolos de paridade são repetidos, e os padrões de repetição são determinados diferentemente para todos ou alguns dos RMBl, RMB2 e RMB3. 0 número de símbolos repetidos é igual para RMB2 e RMB3. A Tabela 5, apresentada em seguida, mostra a variação dos padrões de repetição de acordo com uma alteração no parâmetro 'a' . Assume-se, na Tabela 5, que Nc=8, Ni=10, y=Ni-Nc=10-8=2, e b=l. Os simbolos repetidos de acordo com o padrão de repetição são representados por '. 50 [Tabela 5]

Verifica-se a partir da Tabela 5 que é possivel obter os vários padrões de repetição fixando 'b' com o valor '1' e fazendo com que 'a' tenha diferentes valores. Obviamente, é possivel obter mais padrões de repetição variados, alterando também o parâmetro 'b' . Além disso, é sempre possivel repetir o primeiro símbolo, fazendo com que o parâmetro 'b' seja igual a '1' e utilizando um valor que satisfaça a Equação 2 que se segue para o parâmetro 'a'. Por conseguinte, para satisfazer a Condição 3D, deveria fazer-se com que o parâmetro 'a' tivesse um valor situado no intervalo da Equação 2. a > [Nc/y] ... (2) em que [Nc/y] é o maior número inteiro inferior ou igual a Nc/y. 51

Na Equação 2, para Nc=8 e y=2, Nc/y=8/2=4. Por conseguinte, se 'a' tiver um valor maior do que 4, os primeiros símbolos irão ser repetidos.

De modo a satisfazer a Condição 5D, os bits de cauda devem ser repetidos. Com esta finalidade, deve fazer-se com que Nc tenha um valor determinado pela adição do número de bits de cauda ao mesmo. Ou seja, se se fizer com que o número Nc de símbolos de entrada tenha o valor de Nc+NT, em que NT indica o número de bits de cauda, os bits de cauda para os símbolos de informação irão ser sempre repetidos, satisfazendo, deste modo, a Condição 5D. Por outras palavras, mesmo os bits de cauda são introduzidos no bloco de adaptação de taxas de transmissão e são considerados para repetição. 4. Algoritmo de Adaptação de Taxas de Transmissão por Repetição A FIG. 11 mostra um processo de adaptação de taxas de transmissão por repetição de acordo com uma forma de realização da presente invenção. Este processo é efectuado com base num algoritmo de adaptação de taxas de transmissão mostrado na Tabela 6 abaixo. Na Tabela 6, "So={dl, d2, ..., dNc}" indica a entrada de símbolos para que se efectue uma adaptação de taxas de transmissão, i. e., a entrada de símbolos numa unidade de trama para que se efectue uma adaptação de taxas de transmissão, e está compreendida com Nc símbolos no total. Um parâmetro S(k) de deslocamento é um valor inicial utilizado no algoritmo, que vale, constantemente, '0' quando um dispositivo de adaptação de taxas de transmissão de acordo com a presente invenção é utilizado numa ligação descendente de um sistema de comunicações 52 digitais (i. e.r quando se efectua uma adaptação de taxas de transmissão nos símbolos codificados a transmitir da estação base para a estação móvel) . 'm' indica a ordem da entrada de símbolos para serem sujeitos a uma adaptação de taxas de transmissão, sendo essa ordem 1, 2, 3, ..., Nc. Verifica-se, a partir da Tabela 6, que os parâmetros incluindo o número Nc de símbolos de entrada, o número Ni de símbolos de saída e os parâmetros 'a' e ' b' de determinação do padrão de repetição podem ser alterados. Por exemplo, os parâmetros podem ser alterados como mostrado na Tabela 4. 0 número Nc de símbolos de entrada pode ser determinado como um valor diferente de Ncs/3, de acordo com a taxa R de codificação. A FIG. 11 corresponde ao caso em que o algoritmo da Tabela 6 é aplicado a uma ligação descendente do sistema de comunicações digitais, í. e., S(k)=0. 53 [Tabela 6]

Determina-se que: So = {dl, d2, dNc} = conjunto de Nc bits de dados A regra de adaptação de taxas de transmissão é a seguinte: se se quiser efectuar repetição y = Ni-Nc e = (2*S(k)*y + bNc)mod aNc erro inicial entre a relação de repetição actual e a desejada (ligação descendente: S=0) se e = 0, então e = aNc m = 1 índice de bit actual fazer, enquanto m < = Nc e = e - a*y actualizar erro fazer, enquanto e < = o então verificar se o bit número m deve ser repetido repetir bit m do conjunto So e = e + a*Nc actualizar erro fim do procedimento m = m + 1 bit seguinte fim do procedimento fim da condição "se"

Quando se utiliza o algoritmo da Tabela 6, proporcionam-se as seguintes vantagens. 54

Em primeiro lugar, é possível repetir, variavelmente, os símbolos codificados (ou símbolos da palavra de código) da unidade de trama.

Em segundo lugar, é possível gerar vários padrões de repetição regulando os parâmetros Nc, Ni, a e b.

Em terceiro lugar, é possível reduzir a complexidade e o tempo de cálculo de cada bloco de adaptação de taxas de transmissão por 1/R. Isto acontece, porque se se utilizarem vários blocos de adaptação de taxas de transmissão, o número de símbolos a repetir por cada bloco de adaptação de taxas de transmissão irá ser reduzido, quando comparado com o caso em que se utiliza um bloco de adaptação de taxas de transmissão. Por exemplo, o número de símbolos que pode ser repetido por cada bloco de adaptação de taxas de transmissão pode ser reduzido pela taxa de codificação R, quando comparado com o caso em que se utiliza um bloco de adaptação de taxas de transmissão.

No que se refere à FIG. 11, no passo 1101, todos os tipos de parâmetros incluindo o número Nc de símbolos de entrada, o número Ni de símbolos de saída e os parâmetros 'a' e 'b' de determinação do padrão de repetição são inicializados para o processo de adaptação de taxas de transmissão. Quando Nc e Ni são determinados por inicialização de parâmetros, o número de símbolos a repetir é determinado por y=Ni-Nc, no passo 1102. No passo 1103, calcula-se um valor 'e' de erro inicial entre as relações de repetição actual e desejada. O valor de erro inicial é determinado por e = b*Nc mod a*Nc.

Em seguida, no passo 1104, 'm' indica que a ordem dos símbolos de entrada vale '1' (m=l) . Subsequentemente, nos passos 55 1105 a 1109, os símbolos são examinados desde o símbolo inicial para verificar se devem ser ou não repetidos. Se se determinar, no passo 1107, que o valor 'e' de erro calculado é inferior ou igual a '0', o símbolo correspondente é repetido e, depois, o valor de erro é actualizado por e=e+a*Nc, no passo 1108. Por outro lado, se se determinar, no passo 1107, que o valor 'e' de erro calculado é superior a '0', não se efectua repetição. A operação de recepção dos símbolos codificados por ordem, determinando se se efectua repetição nos símbolos recebidos, e efectuando repetição de acordo com isso, é efectuada repetidamente até se determinar, no passo 1105, que todos os símbolos numa trama foram recebidos na totalidade. Durante o processo de repetição, o valor de erro é actualizado por e=e-a*y no passo 1106.

Como descrito acima, o sistema de comunicações de dados de acordo com a presente invenção pode efectuar adaptação de taxas de transmissão, quer em símbolos sujeitos a codificação de canal com um código não sistemático quer em símbolos sujeitos a codificação de canal com um código sistemático, utilizando uma única estrutura. Por conseguinte, o sistema de comunicações de dados suportando, quer códigos não sistemáticos quer códigos sistemáticos, pode, selectivamente, efectuar a adaptação de taxas de transmissão a símbolos sujeitos a codificação de canal com um código não sistemático ou a símbolos sujeitos a codificação de canal com um código sistemático, aumentando, desse modo, a eficiência de transmissão de dados e melhorando o desempenho do sistema. A presente invenção tem as seguintes vantagens. 56

Em primeiro lugar, é possível definir livremente os padrões de perfuração/repetição regulando os parâmetros dos blocos de adaptação de taxas de transmissão, e todas as condições a considerar quando se efectua a adaptação de taxas de transmissão de símbolos sujeitos a codificação de canal podem ser satisfeitas devido a uma simples regulação dos parâmetros.

Em segundo lugar, é possível implementar todos os blocos de adaptação de taxas de transmissão de acordo com a taxa de codificação R utilizando o mesmo algoritmo, e os blocos de adaptação de taxas de transmissão têm uma estrutura simples.

Em terceiro lugar, um sistema utilizando, quer códigos convolucionais quer turbo códigos, pode suportar, quer códigos convolucionais quer turbo códigos, utilizando um único dispositivo de adaptação de taxas de transmissão, em vez de utilizar dispositivos de adaptação de taxas de transmissão diferentes, definindo, simplesmente, parâmetros iniciais diferentes.

Em quarto lugar, não é necessário implementar os blocos de adaptação de taxas de transmissão diferentemente de acordo com um código convolucional ou um turbo código.

Em quinto lugar, ao fazer com que o número de símbolos de entrada tenham um valor determinado pela adição do número de bits de cauda aos mesmos para que os bits de cauda sejam repetidos, o dispositivo de adaptação de taxas de transmissão inovador é útil quando se utiliza um descodificador SOVA ou quando o desempenho se degrada devido ao facto de não haver repetição dos bits de cauda. 57

Ao fazer com que o número de símbolos de entrada tenha um valor determinado pela adição do número de bits de cauda ao número de bits sem ser de cauda, para que os bits de cauda sejam repetidos, o dispositivo de adaptação de taxas de transmissão inovador é útil quando se utiliza um descodificador SOVA ou quando o desempenho se degrada devido ao facto de não haver repetição dos bits de cauda.

Em sexto lugar, ao fazer com que o parâmetro ' b' de determinação do padrão de perfuração seja igual a '1' e com que o parâmetro 'a' tenha um valor situado num intervalo específico, é possível impedir a perfuração do primeiro símbolo numa trama. Além disso, é possível repetir o primeiro símbolo numa trama ao fazer com que o parâmetro ' b' de determinação do padrão de perfuração seja igual a '1' e com que o parâmetro 'a' tenha um valor situado num intervalo específico.

Lisboa, 16 de Abril de 2007 58

Claims (13)

1. REIVINDICAÇÕES 1. Dispositivo para efectuar a adaptação de taxas de transmissão de turbo códigos num sistema de comunicações de dados, compreendendo o dispositivo: um codificador (220) turbo para codificar bits de informação de entrada com uma taxa de codificação predeterminada e emitir um fluxo de bits sistemáticos, um primeiro fluxo de bits de paridade e um segundo fluxo de bits de paridade para os bits de informação de entrada para gerar bits codificados dos bits de informação de entrada; e um primeiro meio (231) de adaptação de taxas de transmissão para receber o primeiro fluxo de bits de paridade e perfurar um número predeterminado de primeiros bits de paridade no primeiro fluxo de bits de paridade com um primeiro padrão de perfuração compreendendo um primeiro período de perfuração; e um segundo meio (232) de adaptação de taxas de transmissão para perfurar um número predeterminado de segundos bits de paridade no segundo fluxo de bits de paridade com um segundo padrão de perfuração compreendendo um segundo período de perfuração; caracterizado por o dispositivo estar preparado para calcular o primeiro período de perfuração com base nos primeiros valores de parâmetro e o segundo período de perfuração com base em 1 segundos valores de parâmetro, sendo o referido primeiro e referido segundo período de perfuração diferentes um do outro, pelo menos, para alguns dos referidos primeiro e segundo valores de parâmetro.
2. 2. Dispositivo como reivindicado na reivindicação 1, em que o dispositivo inclui ainda um multiplexador (240) para recolher o fluxo de bits sistemáticos e o primeiro e segundo fluxos de bits de paridade sujeitos a adaptação de taxas de transmissão.
3. 3. Dispositivo como reivindicado na reivindicação 1, em que o primeiro e segundo valores de parâmetro compreendem ainda um valor (a) de parâmetro adicional para determinar a posição de um bit a ser perfurado, em primeiro lugar, numa trama.
4. 4. Dispositivo como reivindicado na reivindicação 1, em que o primeiro e segundo padrões de perfuração dos meios (231, 232) de adaptação de taxas de transmissão são diferentes um do outro.
5. 5. Dispositivo como reivindicado em qualquer das reivindicações 1 a 4, compreendendo ainda um meio de adaptação de taxas de transmissão adicional para receber o fluxo de bits sistemáticos e emitir a fluxo de bits sistemáticos.
6. 6. Método de adaptação de taxas de transmissão para efectuar a adaptação de taxas de transmissão de turbo códigos para um sistema de comunicações de dados tendo um codificador (220) turbo para codificar bits de informação de entrada com uma 2 taxa de codificação predeterminada e emitir um fluxo de bits sistemáticos, um primeiro fluxo de bits de paridade e um segundo fluxo de bits de paridade para os bits de informação de entrada para gerar bits codificados dos bits de informação de entrada, e um meio (231,..., 239) de adaptação de taxas de transmissão para perfurar um número de bits de entre os bits codificados, compreendendo o método as etapas de: receber, separadamente, em cada um dos meios de adaptação de taxas de transmissão, o respectivo fluxo de bits de paridade; determinar um número de bits codificados a perfurar comparado com um número de bits de entrada e um número de símbolos de saída no meio de adaptação de taxas de transmissão; e no primeiro meio de adaptação de taxas de transmissão, receber o primeiro fluxo de bits de paridade e perfurar o número determinado de primeiros bits de paridade no primeiro fluxo de bits de paridade com um primeiro padrão de perfuração compreendendo um primeiro período de perfuração; no segundo meio de adaptação de taxas de transmissão, perfurar o número determinado de segundos bits de paridade no segundo fluxo de bits de paridade com um segundo padrão de perfuração compreendendo um segundo período de perfuração; e caracterizado por 3 calcular o primeiro período de perfuração com base nos primeiros valores de parâmetro e o segundo período de perfuração com base em segundos valores de parâmetro, sendo o referido primeiro e referido segundo período de perfuração diferentes um do outro, pelo menos, para alguns dos referidos primeiro e segundo valores de parâmetro.
7. 7. Método como reivindicado na reivindicação 6, em que, além disso, o fluxo de bits sistemáticos e os fluxos de bits de paridade perfurados são introduzidos separadamente no respectivo meio de adaptação de taxas de transmissão.
8. 8. Método como reivindicado na reivindicação 6 ou 7, em que, além disso, o fluxo de bits sistemáticos e os fluxos de bits de paridade perfurados são multiplexados e o fluxo de bits multiplexado é emitido para um transmissor de canal.
9. 9. Sistema de comunicações de dados para efectuar a adaptação de taxas de transmissão de turbo códigos compreendendo: um codificador (220) turbo para codificar bits de informação de entrada com uma taxa de codificação predeterminada e emitir um fluxo de bits sistemáticos, um primeiro fluxo de bits de paridade e um segundo fluxo de bits de paridade para os bits de informação de entrada para gerar bits codificados dos bits de informação de entrada; e um meio de adaptação de taxas de transmissão para efectuar uma adaptação de taxas de transmissão de um número de bits entre os bits codificados, caracterizado por 4 o meio de adaptação de taxas de transmissão compreender: um primeiro meio (231) de adaptação de taxas de transmissão para receber o fluxo de bits sistemáticos e repetir o número predeterminado de bits sistemáticos no fluxo de bits sistemáticos, um segundo meio (232) de adaptação de taxas de transmissão para receber o primeiro fluxo de bits de paridade e repetir o número predeterminado de primeiros bits de paridade no primeiro fluxo de bits de paridade, e um terceiro meio (233) de adaptação de taxas de transmissão para repetir o número predeterminado de segundos bits de paridade no segundo fluxo de bits de paridade; em que, pelo menos, um dos meios (231, 232, 233) de adaptação de taxas de transmissão está preparado para repetir bits sistemáticos ou de paridade respectivos de acordo com um padrão de repetição correspondente, e o padrão de repetição de cada um dos meios de adaptação de taxas de transmissão pode ser controlado de acordo com respectivos padrões de determinação de padrão de repetição.
10. 10. Método de adaptação de taxas de transmissão para efectuar a adaptação de taxas de transmissão de turbo códigos num sistema de comunicações de dados tendo um codificador (220) turbo para codificar bits de informação de entrada com uma taxa de codificação predeterminada e emitir um fluxo de bits sistemáticos, um primeiro fluxo de bits de paridade e 5 um segundo fluxo de bits de paridade para os bits de informação de entrada para gerar bits codificados dos bits de informação de entrada, e um meio (231,...,239) de adaptação de taxas de transmissão para efectuar a adaptação de taxas de transmissão de um número de bits de entre os bits codificados, compreendendo o método as etapas de: receber, separadamente, em cada um dos meios de adaptação de taxas de transmissão, o respectivo fluxo de bits sistemáticos ou fluxo de bits de paridade; determinar um número de bits codificados a repetir comparado com o número de bits de entrada e o número de símbolos de saída para cada um dos meios de adaptação de taxas de transmissão; e repetir em, pelo menos, um dos meios de adaptação de taxas de transmissão, um número determinado dos bits sistemáticos ou de paridade recebidos de acordo com um correspondente padrão de repetição, podendo o padrão de repetição de cada um dos meios de adaptação de taxas de transmissão ser controlado de acordo com respectivos parâmetros de determinação de padrão de repetição.
11. 11. Método como reivindicado na reivindicação 10, compreendendo ainda as etapas de: (a) determinar um número ' y' dos bits a repetir, recebendo um número Nc de bits de entrada e um número Ni de bits de saída; 6 (b) calcular um valor 'e' de erro inicial indicando um valor de diferença entre uma relação de repetição actual e uma relação de repetição desejada; (c) actualizar o valor de erro para cada um dos bits de entrada; (d) repetir o símbolo de entrada correspondente quando o valor de erro é inferior ou igual a '0'; e (e) efectuar, repetidamente, as etapas (c) e (d) até que o número de símbolos 'm' contados seja superior a 'Nc'.
12. 12. Método como reivindicado na reivindicação 11, em que o valor ' e' de erro inicial indicando um valor de diferença entre uma relação de repetição actual e uma relação de repetição desejada é calculado por uma fórmula [{(2 x S(k) x y)+(b x Nc)}mod {a x Nc}], recebendo cada um dos meios de adaptação de taxas de transmissão um conjunto de bits codificados.
13. 13. Método como reivindicado na reivindicação 12, em que S(k) indica um parâmetro de deslocamento com um valor "0" definido numa ligação descendente, 'a' indica um parâmetro para determinar uma posição de um bit a repetir em primeiro lugar numa trama e 'b' indica um parâmetro para determinar um período dos bits a repetir num fluxo de bits. Lisboa, 16 de Abril de 2007 7