RU2197790C2 - Method for blind determination of data burst transmission speed - Google Patents

Method for blind determination of data burst transmission speed Download PDF

Info

Publication number
RU2197790C2
RU2197790C2 RU99115642A RU99115642A RU2197790C2 RU 2197790 C2 RU2197790 C2 RU 2197790C2 RU 99115642 A RU99115642 A RU 99115642A RU 99115642 A RU99115642 A RU 99115642A RU 2197790 C2 RU2197790 C2 RU 2197790C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
hypothesis
speed
decoding
reception
hypotheses
Prior art date
Application number
RU99115642A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU99115642A (en
Inventor
А.В. Гармонов
А.Г. Филатов
А.Ю. Савинков
Мин Гу КИМ
Original Assignee
Самсунг Электроникс Ко., Лтд.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Самсунг Электроникс Ко., Лтд. filed Critical Самсунг Электроникс Ко., Лтд.
Priority to RU99115642A priority Critical patent/RU2197790C2/en
Publication of RU99115642A publication Critical patent/RU99115642A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2197790C2 publication Critical patent/RU2197790C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: radio communication facilities; cellular radio communication systems such as code-division ones. SUBSTANCE: proposed method that may be found useful for forward and backward channels of SD MA 2000 system involves step-by-step decoding of respective speeds, and termination of decoding when CRC cyclic check sums coincide in reception and condition of symbolic error probability below SER <T threshold is satisfied. Main goal of subsequent conclusions is finding speed decoding procedure in which mean computational complexity is minimal. Speed decoding procedure may be chosen by various methods such as sequential checking of hypotheses starting from minimum and up to maximum. As an alternative of choosing decoding procedure hypotheses may be checked using current data burst and starting from decision taken on speed of preceding data burst. Hypotheses may be checked using procedure ensuring minimal sum of products of transmission speed by respective a posterior probability. EFFECT: facilitated procedure, reduced processing time and power requirement at high precision of speed identification. 3 cl, 3 dwg

Description

Область техники
Изобретение относится к радиотехническим средствам связи, а конкретно к устройствам для определения скорости передачи пакетов данных в системах сотовой радиосвязи, например с кодовым разделением каналов, и может найти применение как в прямом, так и обратном каналах системы CDMA 2000.
Technical field
The invention relates to radio communications, and in particular to devices for determining the transmission speed of data packets in cellular radio communication systems, for example, code-division multiplexing, and can find application both in the forward and reverse channels of the CDMA 2000 system.

Уровень техники
Как известно, аналогично прямому каналу IS-95 основные прямой и обратный каналы CDMA 2000 обеспечивают четыре скорости передачи данных из двух комплектов:
первый комплект (Set1): 9600, 4800, 2400, 1200 бит/с;
второй комплект (Set2): 14400, 7200, 3600, 1800 бит/с.
State of the art
As you know, like the IS-95 forward channel, the main CDMA 2000 forward and reverse channels provide four data rates from two sets:
first set (Set1): 9600, 4800, 2400, 1200 bit / s;
second set (Set2): 14400, 7200, 3600, 1800 bit / s.

В основном канале во всех диапазонах скоростей передачи используется сверточное кодирование различной избыточности. При этом длина кода во всех случаях равна 9. In the main channel, convolutional coding of various redundancies is used in all ranges of transmission rates. Moreover, the code length in all cases is 9.

Повторение бит для коррекции скорости производится как в прямом, так и обратном каналах при скоростях передачи данных, меньших максимальной. Одновременно, когда скорость передачи данных ниже максимально используемой, мощность сигнала снижается. Это приводит к значительному снижению помех многостанционного доступа и, следовательно, к повышению пропускной способности системы связи. Однако на приемном конце скорость передачи данных неизвестна, поэтому необходимо применять устройство для ее определения. The repetition of bits for speed correction is performed both in the forward and reverse channels at data transfer rates lower than the maximum. At the same time, when the data transfer rate is lower than the maximum used, the signal power decreases. This leads to a significant reduction in interference of multiple access and, consequently, to increase the throughput of the communication system. However, at the receiving end, the data rate is unknown, therefore, it is necessary to use a device to determine it.

Известен метод для "слепого" определения скорости передачи данных, использующий корреляцию между повторяющимися битами при скоростях передачи данных, меньших максимальной, описанный в статьях Е. Cohen and Lou "Multirate Detection for the IS-95 СDМА forward traffic channels ", IEEE GLOBECOM 95, November 1995 [1] и E. Cohen and H. Lou "Multirate Detection for the IS-95A CDMA forward traffic channels using 13 kbps speech coder", IEEE GLOBECOM 96, November 1996 [2]. A known method for blindly determining a data rate using correlation between repeating bits at data rates below the maximum described in E. Cohen and Lou "Multirate Detection for the IS-95 CDMA forward traffic channels", IEEE GLOBECOM 95, November 1995 [1] and E. Cohen and H. Lou "Multirate Detection for the IS-95A CDMA forward traffic channels using 13 kbps speech coder", IEEE GLOBECOM 96, November 1996 [2].

Термин "слепой" является переводом с английского языка общепринятого понятия "Blind Data Rate Detection", означающего метод определения скорости без использования какой-либо специально предназначенной для этого информации, индикатора или признака. Такой многоскоростной детектор использует алгоритм расчета трех решающих величин, согласованных с возможными скоростями, и с последующим сравнением с порогами. The term "blind" is a translation from English of the generally accepted concept of "Blind Data Rate Detection", which means a method for determining the speed without using any information, indicator or feature specially designed for this. Such a multi-speed detector uses an algorithm for calculating three critical values, consistent with possible speeds, and then comparing with thresholds.

Метод расчета решающих величин при этом прост с точки зрения объема вычислений - без умножения, но с использованием только суммы абсолютной величины, однако метод сравнения решающих переменных с пороговой системой очень сложен и не оптимален, что также снижает достоверность принятия решений. In this case, the method of calculating the critical values is simple in terms of the volume of calculations - without multiplication, but using only the sum of the absolute value, however, the method of comparing the critical variables with the threshold system is very complicated and not optimal, which also reduces the reliability of decision making.

Известен способ, описанный в патенте WO 9508888 "Multirate serial decoding method for code division multiple access mobile", QUALCOMM Inc. [3]. A known method described in patent WO 9508888 "Multirate serial decoding method for code division multiple access mobile", QUALCOMM Inc. [3].

Такой способ служит для обеспечения автоматического декодирования каждого фрейма с любой неизвестной скоростью передачи информации. This method serves to provide automatic decoding of each frame with any unknown information transfer rate.

Последовательный декодер (декодер Витерби) выполняет автоматическое декодирование для каждого из множества режимов путем выполнения множества проходов для декодирования каждого фрейма с каждой из всех возможных заданных скоростей передачи информации и обеспечивает определение начальной скорости передачи информации. A serial decoder (Viterbi decoder) performs automatic decoding for each of the many modes by performing multiple passes to decode each frame with each of all possible specified information rates and provides an initial information rate.

Такой метод позволяет достаточно точно определить скорости переданных данных, однако четырехкратное (в случае CDMA 2000) использование декодера Витерби значительно усложняет устройство для реализации такого способа. This method allows you to accurately determine the speed of the transmitted data, however, four times (in the case of CDMA 2000) the use of a Viterbi decoder significantly complicates the device for implementing this method.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ определения скорости передачи информации, описанный в патенте US 5774496 "Method and apparatus for determining data rate of transmitted variable rate in a communications receiver", QUALCOMM Inc., Jun. 30, 1998 [4]. Описанный в указанном патенте способ определения скорости данных принимаемого сигнала также основан на четырехкратном декодировании и анализе циклической контрольной суммы на приеме. Термин "циклическая контрольная сумма" (cyclic redundancy check), это последовательность бит, доставляемая в передаваемый пакет данных на передающем конце линии связи и предназначенная для проверки качества принятых данных на приемном конце. Данную последовательность получают на основе всех передаваемых информационных бит пакета. На приемном конце связи также выполняется вычисление данной последовательности, но на основе принятых информационных бит. Несовпадение переданной контрольной суммы и вновь вычисленной на приемном конце линии связи говорит о том, что либо информационные биты, либо контрольная сумма принята ошибочно. Описанные в [4] способ заключается в следующем:
- декодируют и повторно кодируют на первой скорости данных пакет указанного принимаемого сигнала для формирования первой оценки принимаемого сигнала и первой циклической контрольной суммы (CRC) на приеме;
- сравнивают первую оценку принимаемого сигнала с принимаемым сигналом и подсчитывают первое количество ошибок (SER), при этом ошибка происходит в случае, когда указанный принимаемый сигнал не соответствует указанной первой оценке сигнала, указанное количество ошибок (SER) и первый показатель качества - CRC на приеме, определяют первую метрику ошибки;
- перерабатывают указанный принимаемый сигнал для формирования второго принимаемого сигнала, представляющего вторую скорость передачи данных;
- декодируют и повторно кодируют на второй скорости данных указанного принимаемого сигнала для формирования второй оценки принимаемого сигнала и второй CRC на приеме;
- сравнивают вторую оценку принимаемого сигнала с принимаемым сигналом и подсчитывают второе SER, при этом ошибка происходит в случае, когда указанный принимаемый сигнал не соответствует указанной второй оценке сигнала, указанное количество SER и второй показатель качества определяют вторую метрику ошибки;
- перерабатывают указанный принимаемый сигнал для формирования третьего принимаемого сигнала, представляющего третью скорость передачи данных;
- декодируют и повторно кодируют на третьей скорости данных указанного принимаемого сигнала для формирования третьей оценки принимаемого сигнала и третьей CRC на приеме;
- сравнивают третью оценку принимаемого сигнала с принимаемым сигналом и подсчитывают третье количество SER, при этом ошибка происходит в случае, когда указанный принимаемый сигнал не соответствует указанной третьей оценке сигнала, указанное количество SER и третья CRC на приеме определяют третью метрику ошибки;
- перерабатывают указанный принимаемый сигнал для формирования четвертого принимаемого сигнала, представляющего четвертую скорость передачи данных;
- декодируют и повторно кодируют на четвертой скорости данных указанного принимаемого сигнала для формирования четвертой оценки принимаемого сигнала и четвертой CRC на приеме;
- сравнивают четвертую оценку принимаемого сигнала с принимаемым сигналом и подсчитывают четвертое количество ошибок (SER), при этом ошибка происходит в случае, когда указанный принимаемый сигнал не соответствует указанной четвертой оценке сигнала, указанное количество ошибок (SER) и четвертый показатель качества - CRC на приеме определяют четвертую метрику ошибки;
- предсказывают скорость данных указанного принимаемого сигнала на основе сравнения каждой из обозначенных метрик ошибки;
- при переработке принимаемого сигнала в режиме повторения (прямой канал IS-95) суммируют по 2, 4 или 8 отсчетов, в режиме DBR (обратный канал IS-95) выбирают определенные отсчеты.
Closest to the technical nature of the proposed is a method for determining the transmission rate of information described in patent US 5774496 "Method and apparatus for determining data rate of transmitted variable rate in a communications receiver", QUALCOMM Inc., Jun. 30, 1998 [4]. The method for determining the data rate of the received signal described in the said patent is also based on four times decoding and analysis of the cyclic checksum at the reception. The term “cyclic redundancy check” is a sequence of bits delivered to a transmitted data packet at the transmitting end of a communication line and designed to verify the quality of received data at the receiving end. This sequence is obtained on the basis of all transmitted information bits of the packet. At the receiving end of the communication, the calculation of this sequence is also performed, but based on the received information bits. The discrepancy between the transmitted checksum and the newly calculated at the receiving end of the communication line indicates that either the information bits or the checksum were received incorrectly. The method described in [4] is as follows:
- decode and re-encode at a first data rate a packet of the specified received signal to form a first estimate of the received signal and the first cyclic checksum (CRC) at the reception;
- compare the first estimate of the received signal with the received signal and calculate the first number of errors (SER), while an error occurs when the specified received signal does not match the specified first signal estimate, the specified number of errors (SER) and the first quality indicator - CRC at reception determine the first error metric;
- process the specified received signal to generate a second received signal representing the second data rate;
- decode and re-encode at a second data rate of the specified received signal to form a second estimate of the received signal and the second CRC at the reception;
- comparing the second estimate of the received signal with the received signal and counting the second SER, an error occurs when the specified received signal does not match the specified second signal estimate, the specified number of SER and the second quality indicator determine the second error metric;
- process the specified received signal to generate a third received signal representing a third data rate;
- decode and re-encode at a third data rate of the specified received signal to form a third estimate of the received signal and the third CRC at the reception;
- comparing the third estimate of the received signal with the received signal and counting the third quantity of SER, an error occurs when the specified received signal does not match the specified third signal estimate, the specified number of SER and the third CRC at the reception determine the third error metric;
- process the specified received signal to generate a fourth received signal representing the fourth data rate;
- decode and re-encode at the fourth data rate of the specified received signal to form the fourth assessment of the received signal and the fourth CRC at the reception;
- compare the fourth estimate of the received signal with the received signal and calculate the fourth number of errors (SER), while an error occurs when the specified received signal does not match the specified fourth signal estimate, the specified number of errors (SER) and the fourth quality indicator is CRC at reception determining a fourth error metric;
- predict the data rate of the specified received signal based on a comparison of each of the indicated error metrics;
- when processing the received signal in the repetition mode (forward channel IS-95), 2, 4 or 8 samples are summed, in DBR mode (reverse channel IS-95) certain samples are selected.

Недостатком такого способа является использование четырехкратного декодирования Витерби, что усложняет устройство, его реализующее, увеличивает время обработки и потребляемую мощность. The disadvantage of this method is the use of four-fold Viterbi decoding, which complicates the device that implements it, increases the processing time and power consumption.

Сущность изобретения
Задачей, которую решает заявляемое изобретение, является упрощение способа слепого определения скорости передачи пакета данных на приемном конце линии связи (далее "на приеме"), сокращение среднего времени обработки и потребляемой мощности при сохранении высокой точности различения скоростей.
SUMMARY OF THE INVENTION
The task that the claimed invention solves is to simplify the method for blindly determining the transmission speed of a data packet at the receiving end of a communication line (hereinafter “reception”), reducing the average processing time and power consumption while maintaining high accuracy of speed discrimination.

Для решения этой задачи в способ слепого определения скорости передачи данных, заключающийся в том, что поочередно декодируют принимаемый сигнал в соответствии с гипотезой о скорости передачи данных, вычисляют циклическую контрольную сумму на приеме, производят обратное кодирование (при этом "обратное кодирование" предполагает, что все декодированные информационные биты, а также биты циклической контрольной суммы вновь кодируются с целью получения оценки принятых кодовых символов) и формируют оценку вероятности символьной ошибки, сравнивают вероятности символьной ошибки с порогом, дополнительно вводят новую последовательность операций: декодирование прекращают и принимают решение о скорости передачи данных, если при проверке очередной гипотезы вероятность символьной ошибки меньше порога и циклическая контрольная сумма на приеме совпадает, при этом порядок проверки гипотез выбирают таким образом, чтобы минимизировать средние вычислительные затраты, если после проверки всех гипотез скорость не определена, то ее определяют из условий:
- если циклическая контрольная сумма на приеме совпадает только для одной гипотезы, то решение о скорости передачи данных принимают в пользу этой гипотезы;
- если циклические контрольные суммы на приеме совпадают для нескольких гипотез одновременно, то решение о скорости передачи данных выносят в пользу той из них, которая обеспечивает минимальную вероятность символьной ошибки;
- если циклическая контрольная сумма на приме не совпадает ни для одной гипотезы, то решение о скорости передачи данных принимают в пользу той гипотезы, которая обеспечивает минимальную вероятность символьной ошибки.
To solve this problem, a method for blindly determining the data transfer rate, which consists in decoding the received signal in accordance with the hypothesis of the data transfer rate, compute a cyclic checksum at the reception, and perform reverse encoding (in this case, “reverse encoding” assumes that all decoded information bits, as well as bits of the cyclic checksum, are again encoded in order to obtain an estimate of the received code symbols) and form an estimate of the probability of a symbol error, they reduce the probabilities of a symbolic error with a threshold, additionally introduce a new sequence of operations: decoding is stopped and a decision is made on the data transfer rate if, when testing another hypothesis, the probability of a symbolic error is less than a threshold and the cyclic checksum at the reception coincides, and the order of testing hypotheses is chosen in this way to minimize the average computational cost, if after checking all hypotheses the speed is not determined, then it is determined from the conditions:
- if the cyclic checksum at the reception matches only one hypothesis, then the decision on the data transfer rate is made in favor of this hypothesis;
- if the cyclic checksums at the reception coincide for several hypotheses at the same time, then the decision on the data transfer rate is made in favor of the one that provides the minimum probability of a symbolic error;
- if the cyclic checksum in the example does not coincide for any hypothesis, then the decision on the data transfer rate is made in favor of the hypothesis that provides the minimum probability of a symbolic error.

Кроме того, проверку гипотез проводят последовательно, начиная с минимальной и до максимальной. In addition, hypothesis testing is carried out sequentially, starting from the minimum to the maximum.

Проверку гипотез на текущем пакете можно начинать с принятого решения о скорости предыдущего пакета. Hypothesis testing on the current package can begin with a decision about the speed of the previous package.

Еще одним вариантом проверки гипотез является то, что проверку гипотез выполняют в таком порядке, который обеспечивает минимальную сумму произведений скорости передачи на соответствующую ей апостериорную вероятность. Another option for testing hypotheses is that hypothesis testing is performed in such a way that the minimum sum of the products of the transmission rate and the corresponding posterior probability is provided.

Предлагаемый способ заключается в следующем:
1) поочередно декодируют принимаемый сигнал в соответствии с гипотезой о скорости передачи данных до момента правильного определения скорости;
2) вычисляют циклическую контрольную сумму (CRC) на приеме;
3) производят обратное кодирование и формируют оценку вероятности символьной ошибки (SER);
4) сравнивают вероятности символьной ошибки с порогом;
5) с учетом проверки циклической контрольной суммы (CRC) на приеме определяют скорость передачи данных;
6) декодирование прекращают и принимают решение о скорости передачи данных, если при проверке очередной гипотезы вероятность символьной ошибки меньше порога и циклическая контрольная сумма на приеме совпадает;
7) порядок проверки гипотез выбирают таким образом, чтобы минимизировать средние вычислительные затраты, если после проверки всех гипотез скорость не определена, то ее определяют из условий:
- если циклическая контрольная сумма на приеме совпадает только для одной гипотезы, то решение о скорости передачи данных принимают в пользу этой гипотезы;
- если циклические контрольные суммы на приеме совпадают для нескольких гипотез одновременно, то решение о скорости передачи данных выносят в пользу той из них, которая обеспечивает минимальную вероятность символьной ошибки;
- если циклическая контрольная сумма на приеме не совпадает ни для одной гипотезы, то решение о скорости передачи данных принимают в пользу той гипотезы, которая обеспечивает минимальную вероятность символьной ошибки.
The proposed method is as follows:
1) decode the received signal one by one in accordance with the hypothesis of the data rate until the speed is correctly determined;
2) calculate the cyclic checksum (CRC) at the reception;
3) perform reverse coding and form an estimate of the probability of a symbolic error (SER);
4) compare the probability of a symbolic error with a threshold;
5) taking into account the verification of the cyclic checksum (CRC) at the reception, the data rate is determined;
6) the decoding is stopped and a decision is made on the data transfer rate if, when testing another hypothesis, the probability of a symbolic error is less than a threshold and the cyclic checksum at the reception coincides;
7) the procedure for testing hypotheses is chosen in such a way as to minimize the average computational cost, if after checking all the hypotheses the speed is not determined, then it is determined from the conditions:
- if the cyclic checksum at the reception matches only one hypothesis, then the decision on the data transfer rate is made in favor of this hypothesis;
- if the cyclic checksums at the reception coincide for several hypotheses at the same time, then the decision on the data transfer rate is made in favor of the one that provides the minimum probability of a symbolic error;
- if the cyclic checksum at the reception does not coincide for any hypothesis, then the decision on the data transfer rate is made in favor of the hypothesis that provides the minimum probability of a symbolic error.

Проверку гипотез можно проводить различными путями:
- проверку гипотез проводят последовательно, начиная с минимальной и до максимальной;
- проверку гипотез на текущем пакете начинают с принятого решения о скорости предыдущего пакета;
- альтернативно, проверку гипотез выполняют в таком порядке, который обеспечивает минимальную сумму произведений скорости передачи на соответствующую ей апостериорную вероятность.
Hypothesis testing can be carried out in various ways:
- hypothesis testing is carried out sequentially, starting from the minimum to the maximum;
- hypothesis testing on the current package begins with the decision on the speed of the previous package;
- alternatively, hypothesis testing is performed in such a manner that provides a minimum sum of products of the transmission rate by the corresponding posterior probability.

Перечень чертежей
Графические материалы, поясняющие заявляемое изобретение:
фиг. 1 - блок схема для реализации предлагаемого способа определения скорости передачи данных;
фиг.2 - пример выполнения блока определения апостериорной вероятности;
фиг. 3 - зависимость вероятности пакетной ошибки от величины отношения энергии бита к спектральной плотности шума;
фиг.4 - вычислительная сложность декодирования.
List of drawings
Graphic materials illustrating the claimed invention:
FIG. 1 is a block diagram for implementing the proposed method for determining the data transfer rate;
figure 2 is an example of a block for determining posterior probability;
FIG. 3 - dependence of the probability of packet error on the value of the ratio of bit energy to spectral noise density;
4 is the computational complexity of decoding.

Предпочтительный способ осуществления изобретения
Для реализации предложенного способа используется устройство, представленное на фиг.2, где обозначено:
1 - блок памяти,
2 - блок усреднения,
3 - декодер Витерби,
4 - блок вычисления циклической контрольной суммы (CRC) на приеме,
5 - кодер,
6 - блок сравнения,
7 - счетчик,
8 - блок принятия решения,
9 - блок определения апостериорной вероятности,
10 - блок управления.
Preferred Embodiment
To implement the proposed method uses the device shown in figure 2, where it is indicated:
1 - memory block,
2 - averaging unit,
3 - Viterbi decoder,
4 - block calculation of a cyclic checksum (CRC) at the reception,
5 - encoder
6 - comparison unit,
7 - counter
8 - decision block,
9 is a block for determining posterior probability,
10 - control unit.

Устройство содержит последовательно соединенные блок памяти 1, вход которого является входом устройства, блок усреднения 2, декодер Витерби 3, кодер 5, блок сравнения 6, счетчик 7, блок принятия решения 8, выход которого является выходом устройства, блок определения априорной вероятности 9, блок управления 10. Первый выход блока управления 10 соединен со вторым входом декодера Витерби 3, второй выход блока управления 10 соединен со вторым входом кодера 5 и третий выход блока управления 10 соединен со вторым входом блока 4 вычисления CRC на приеме. Выход блока усреднения 2 также соединен со вторым входом блока сравнения 6. Выход декодера Витерби 3 соединен со входом блока 4 вычисления CRC на приеме, выход которого соединен со вторым входом блока принятия решения 8. The device contains a series-connected memory block 1, the input of which is the input of the device, an averaging block 2, a Viterbi decoder 3, an encoder 5, a comparison block 6, a counter 7, a decision block 8, the output of which is the output of the device, a priori probability determination block 9, block control 10. The first output of the control unit 10 is connected to the second input of the Viterbi decoder 3, the second output of the control unit 10 is connected to the second input of the encoder 5 and the third output of the control unit 10 is connected to the second input of the CRC calculation unit 4 at the reception. The output of the averaging unit 2 is also connected to the second input of the comparison unit 6. The output of the Viterbi decoder 3 is connected to the input of the CRC calculation unit 4 at the reception, the output of which is connected to the second input of the decision unit 8.

Работает устройство следующим образом. The device operates as follows.

Отсчеты принятого сигнала запоминают в блоке памяти 1. Так как скорость передачи информации для каждого принимаемого сигнала различна, то осуществляют подготовку входного сигнала декодера, заключающуюся в усреднении одного, двух, четырех и восьми отсчетов в соответствии с гипотезой о скорости пакета данных с помощью блока усреднения 2. Декодируют отсчеты принятого сигнала в декодере Витерби 3 и для каждого принимаемого сигнала вычисляют циклическую контрольную сумму на приеме в блоке 4 вычисления CRC. Сигнал после декодирования подвергают обратному кодированию в кодере 5 для формирования оценки принимаемого сигнала. В блоке сравнения 6 производят сравнение оценки принятого сигнала с порогом (причем величина порога определяется типом кодера) и затем счетчик 7 посчитывает количество ошибок, формируя вероятность символьной ошибки (SER). The samples of the received signal are stored in the memory unit 1. Since the information transfer rate for each received signal is different, the decoder input signal is prepared by averaging one, two, four, and eight samples in accordance with the hypothesis about the speed of the data packet using the averaging unit 2. Decode the samples of the received signal in the Viterbi decoder 3 and for each received signal, calculate the cyclic checksum at the reception in block 4 of the CRC calculation. The signal after decoding is backcoded in encoder 5 to form an estimate of the received signal. In comparison block 6, the received signal is compared with a threshold (the threshold being determined by the type of encoder) and then counter 7 calculates the number of errors, forming the probability of a symbol error (SER).

Результаты сравнения передаются в блок принятия решения 8, где производят определение скорости принятой информации путем сравнения вероятности символьной ошибки с порогом и с учетом результатов проверки циклической контрольной суммы на приеме. Для каждого этапа определения скорости блок принятия решения 8 рассматривает следующие варианты решений. Если вероятность символьной ошибки меньше порога и циклическая контрольная сумма на приеме совпадает, то декодирование прекращают и данную гипотезу считают верной. При этом порядок проверки гипотез выбирают таким образом, чтобы минимизировать средние вычислительные затраты. The comparison results are transmitted to decision block 8, where they determine the speed of the received information by comparing the probability of a symbolic error with a threshold and taking into account the results of checking the cyclic checksum at the reception. For each stage of determining the speed, the decision block 8 considers the following decision options. If the probability of a symbolic error is less than a threshold and the cyclic checksum at the reception coincides, then decoding is stopped and this hypothesis is considered true. In this case, the procedure for testing hypotheses is chosen in such a way as to minimize the average computational cost.

Если после проверки всех гипотез скорость не определена, то ее определяют из следующих условий. Если CRC на приеме совпадает только для одной гипотезы, то решение о скорости передачи пакета данных принимают в пользу этой гипотезы. Если CRC на приеме совпадают для нескольких гипотез одновременно, то решение о скорости передачи пакета данных выносят в пользу той из них, которая обеспечивает и минимальную вероятность символьной ошибки. Если CRC на приеме не совпадает ни для одной гипотезы, то решение о скорости передачи пакета данных выбирают из той гипотезы, которая обеспечивает минимальную вероятность символьной ошибки. If, after checking all the hypotheses, the speed is not determined, then it is determined from the following conditions. If the reception CRC matches only one hypothesis, then the decision about the data packet transmission rate is made in favor of this hypothesis. If the reception CRCs coincide for several hypotheses at the same time, then the decision on the data packet transmission rate is made in favor of the one that provides the minimum probability of a symbolic error. If the CRC at the reception does not coincide for any hypothesis, then the decision on the transmission rate of the data packet is selected from the hypothesis that provides the minimum probability of a symbolic error.

Для определения порядка декодирования используется блок определения апостериорной вероятности 9, пример выполнения которого приведен на фиг.2. В начальный момент времени все счетчики 13 установлены в состояние 1. Когда на логическое устройство 11 с блока принятия решения 8 поступает 1, то логическое устройство 11 подает 1 на вход канала, соответствующего определенной скорости, а на все остальные каналы - 0. Результат накопления счетчика 13 пропорционален апостериорной вероятности скорости. При этом при поступлении сигнала на верхний вход счетчика 13 накопление счетчика увеличивается на 1, при поступлении сигнала на нижний вход счетчика 13 - уменьшается на 1. To determine the decoding order, a posterior probability determination block 9 is used, an example of which is shown in FIG. 2. At the initial time, all the counters 13 are set to state 1. When 1 arrives at the logic device 11 from the decision block 8, the logic device 11 supplies 1 to the input of the channel corresponding to a certain speed, and to all other channels - 0. The result of the counter accumulation 13 is proportional to the posterior probability of speed. In this case, when a signal arrives at the upper input of the counter 13, the accumulation of the counter increases by 1, when a signal arrives at the lower input of the counter 13, it decreases by 1.

Управляет работой устройства блок управления 10. The control unit 10 controls the operation of the device.

Докажем достижение поставленной цели. We prove the achievement of the goal.

В рамках общепринятого подхода выполняется четырехкратное декодирование Витерби. Если принять вычислительную сложность декодирования пакета данных максимальной скорости за 1, то, с учетом уменьшения длины пакета на младших скоростях, сложность общепринятого слепого детектора скорости равна
1 + 0,5 + 0,25 + 0,125 = 1,875, (1)
где cost=[1, 0.5, 0.25, 0.125] - вычислительная сложность декодирования соответствующих скоростей.
In the framework of the generally accepted approach, Viterbi decoding is performed four times. If we take the computational complexity of decoding a data packet of maximum speed as 1, then, given the decrease in packet length at lower speeds, the complexity of the conventional blind speed detector is
1 + 0.5 + 0.25 + 0.125 = 1.875, (1)
where cost = [1, 0.5, 0.25, 0.125] is the computational complexity of decoding the corresponding speeds.

Предлагается выполнять декодирование соответствующих скоростей поочередно и в случае совпадения CRC и выполнения условия SER<T останавливать декодирование. Основной целью дальнейших выводов является нахождение такого порядка декодирования скоростей, при котором средняя вычислительная сложность будет минимальна. При использовании четырехскоростного вокодера возможно 4!=24 различных порядка (т.е. order1=[1 2 3 4], order2=[1 2 4 3] и т.д. ). Другими словами необходимо найти оптимальный порядок проверки гипотез о скорости, причем следует учесть, что i-я гипотеза имеет определенную вероятность рi и ее проверка требует вычислительных затрат costi. Пусть p1, р2, р3 и р4 - вероятности соответствующих скоростей и orderi - i-й порядок декодирования (i∈[1, 24]), то вероятность того, что декодирование будет остановлено на j-м шаге (если декодирование дошло до j-го шага) равна

Figure 00000002

Вероятность того, что декодирование дойдет до соответствующего шага, равна:
Ps1= 1, Ps2= 1-Pborderi,1, Ps3=(1-Pborderi,1)•(1-Pborderi,2), Ps4=(1-Pborderi,1)•(1-Pborderi,2)•(1-Pborderi,3).It is proposed to perform decoding of the corresponding speeds in turn, and if the CRC coincides and the SER <T condition is satisfied, stop decoding. The main goal of further conclusions is to find such a decoding order of speeds at which the average computational complexity will be minimal. When using a four-speed vocoder, 4! = 24 different orders are possible (ie, order 1 = [1 2 3 4], order 2 = [1 2 4 3], etc.). In other words, it is necessary to find the optimal procedure for testing speed hypotheses, and it should be noted that the ith hypothesis has a certain probability p i and its verification requires computational costs cost i . Let p 1 , p 2 , p 3 and p 4 be the probabilities of the corresponding rates and order i the ith decoding order (i∈ [1, 24]), then the probability that decoding will be stopped at the jth step (if decoding reached the j-th step) is equal to
Figure 00000002

The probability that decoding will reach the corresponding step is:
Ps 1 = 1, Ps 2 = 1-Pb orderi, 1 , Ps 3 = (1-Pb orderi, 1 ) • (1-Pb orderi, 2 ), Ps 4 = (1-Pb orderi, 1 ) • (1 -Pb orderi, 2 ) • (1-Pb orderi, 3 ).

Средняя вычислительная стоимость декодирования в соответствии с i-м порядком равна

Figure 00000003

Оптимальная очередность декодирования будет соответствовать порядку с минимальной средней стоимостью. Для примера рассмотрим случай равновероятных гипотез, т. е. p1= p2= p3=p4=0.25. Минимальная стоимость, соответствующая, очевидно, порядку декодирования [4 3 2 1], равна С=0.8124. Если же вероятности гипотез равны р=[0.4 0.1 0. 0.4], то оптимальным является порядок декодирования [4 1 3 2] со стоимостью С=0.88.The average computational cost of decoding in accordance with the i-th order is
Figure 00000003

The optimal decoding order will correspond to the order with the lowest average cost. As an example, we consider the case of equally probable hypotheses, i.e., p 1 = p 2 = p 3 = p 4 = 0.25. The minimum cost, obviously corresponding to the decoding order [4 3 2 1], is C = 0.8124. If the probabilities of the hypotheses are equal to p = [0.4 0.1 0. 0.4], then the decoding order [4 1 3 2] with a cost of C = 0.88 is optimal.

Необходимо отметить, что в приведенных выше рассуждениях результат проверки гипотез предполагался безошибочным. В реальных условиях средняя стоимость будет несколько выше. It should be noted that in the above reasoning, the result of testing hypotheses was assumed to be unmistakable. In real conditions, the average cost will be slightly higher.

Результаты моделирования декодера с предлагаемым определителем скорости в канале с белым гауссовским шумом приведены на фиг.3 и фиг.4. Там же для сравнения приведены параметры при априорно известной скорости данных. The simulation results of the decoder with the proposed determinant of speed in the channel with white Gaussian noise are shown in figure 3 and figure 4. Parameters for an a priori known data rate are also given there for comparison.

Как следует из результатов моделирования, характеристики декодирования в обоих случаях практически одинаковы, в то время как на интересующем уровне пакетной ошибки 1% вычислительная сложность предлагаемого метода, в среднем, составляет 0,9, что в 2,0 раза ниже, чем сложность общепринятого подхода. As follows from the simulation results, the decoding characteristics in both cases are almost the same, while at the level of packet error of interest 1%, the computational complexity of the proposed method, on average, is 0.9, which is 2.0 times lower than the complexity of the generally accepted approach .

Сопоставительный анализ способа слепого определения скорости передачи пакета данных с прототипом показывает, что предлагаемое изобретение существенно отличается от прототипа, так как поочередное декодирование Витерби позволяет значительно сократить время обработки и потребляемую мощность при сохранении высокой точности различения скоростей. A comparative analysis of the method for blindly determining the transmission speed of a data packet with a prototype shows that the present invention is significantly different from the prototype, since the successive Viterbi decoding can significantly reduce processing time and power consumption while maintaining high accuracy of speed discrimination.

Claims (3)

1. Способ слепого определения скорости передачи данных, заключающийся в том, что поочередно декодируют принимаемый сигнал в соответствии с гипотезой о скорости передачи данных, вычисляют циклическую контрольную сумму на приеме, производят обратное кодирование и формируют оценку вероятности символьной ошибки, сравнивают вероятности символьной ошибки с порогом, отличающийся тем, что декодирование прекращают и принимают решение о скорости передачи данных, если при проверке очередной гипотезы вероятность символьной ошибки меньше порога и циклическая контрольная сумма на приеме совпадает, при этом порядок проверки гипотез выбирают таким образом, чтобы минимизировать средние вычислительные затраты, если после проверки всех гипотез скорость не определена, то ее определяют из условий: если циклическая контрольная сумма на приеме совпадает только для одной гипотезы, то решение о скорости передачи данных принимают в пользу этой гипотезы, если циклические контрольные суммы на приеме совпадают для нескольких гипотез одновременно, то решение о скорости передачи данных выносят в пользу той из них, которая обеспечивает минимальную вероятность символьной ошибки, если циклическая контрольная сумма на приеме не совпадает ни для одной гипотезы, то решение о скорости передачи данных принимают в пользу той гипотезы, которая обеспечивает минимальную вероятность символьной ошибки. 1. The method of blindly determining the data transfer rate, which consists in decoding the received signal in accordance with the hypothesis of the data transfer speed, calculating the cyclic checksum at the reception, performing reverse encoding and estimating the probability of a symbol error, comparing the probabilities of a symbol error with a threshold characterized in that the decoding is stopped and a decision is made on the data transfer rate if, when testing the next hypothesis, the probability of a symbolic error is less than a threshold and the cyclic checksum at the reception coincides, while the procedure for testing hypotheses is chosen so as to minimize the average computational cost, if after checking all the hypotheses the speed is not determined, then it is determined from the conditions: if the cyclic checksum at the reception matches only one hypothesis, then the decision on the data transfer rate is made in favor of this hypothesis, if the cyclic checksums on reception coincide for several hypotheses at the same time, then the decision on the data transfer rate is made t in favor of the one that provides the minimum probability of symbolic error, if the cyclic checksum at the reception does not coincide for any hypothesis, then the decision on the data transfer rate is made in favor of the hypothesis that provides the minimum probability of symbolic error. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что проверку гипотез проводят последовательно, начиная с минимальной и до максимальной. 2. The method according to p. 1, characterized in that the hypothesis test is carried out sequentially, starting from the minimum to the maximum. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что проверку гипотез на текущем пакете начинают с принятого решения о скорости предыдущего пакета. 3. The method according to p. 1, characterized in that the hypothesis testing on the current package begins with the decision on the speed of the previous package.
RU99115642A 1999-07-16 1999-07-16 Method for blind determination of data burst transmission speed RU2197790C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99115642A RU2197790C2 (en) 1999-07-16 1999-07-16 Method for blind determination of data burst transmission speed

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99115642A RU2197790C2 (en) 1999-07-16 1999-07-16 Method for blind determination of data burst transmission speed

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU99115642A RU99115642A (en) 2001-08-27
RU2197790C2 true RU2197790C2 (en) 2003-01-27

Family

ID=20222837

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU99115642A RU2197790C2 (en) 1999-07-16 1999-07-16 Method for blind determination of data burst transmission speed

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2197790C2 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
US 5453997 А., 26.09.1995. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2188509C2 (en) Method and device for determining transmission speed of data conveyed at variable speed in communication system receiver
AU683479B2 (en) Method and apparatus for determining the data rate of a received signal
JP3553547B2 (en) Apparatus and method for detecting data rate in mobile communication system
KR100713331B1 (en) Apparatus and method for stopping iterative decoding in a cdma mobile communications system
US6393074B1 (en) Decoding system for variable-rate convolutionally-coded data sequence
EP0970566B1 (en) List output viterbi decoding with crc outer code for multirate signal
KR100385594B1 (en) W-cdma transmission rate estimation method and device
EP0817440A2 (en) Transmission rate judging unit
US7062687B1 (en) Apparatus and method for setting a data rate in a wireless communication system
US6400731B1 (en) Variable rate communication system, and transmission device and reception device applied thereto
US20020174376A1 (en) Method, apparatus, and article of manufacture for error detection and channel management in a communication system
RU2249301C2 (en) Device and method for detecting data transfer speed of turbo-decoder
JPH10133898A (en) Method for detecting and correcting error of convolution encoding data
KR100213876B1 (en) Bits error rate measuring device using viterbi decoder
CN100438391C (en) Blind transport format detection for a transmission link
US6480556B1 (en) Rate detection apparatus and method for variable rate speech encoding
RU2197790C2 (en) Method for blind determination of data burst transmission speed
US6598189B1 (en) Method and apparatus for determining the rate and quality of received data in a variable rate digital communication system
EP1142238B1 (en) Method for determining frame rate of a data frame in a communication system
Buckley et al. A neural network for predicting decoder error in turbo decoders
KR100355761B1 (en) Method and device for determining thresholds of metric values used in viterbi synchronization evaluation circuits
CN100431287C (en) Speed detecting method for variable speed communication system
RU2248671C2 (en) Method and device for evaluating data transfer speed
JP2001339466A (en) Variable-rate code receiving device
RU171372U1 (en) DEVICE FOR ESTABLISHING CYCLING SYNCHRONIZATION BASED ON ASSESSED QUALITY INDICATORS

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20090717