RU2369032C1 - Method of iterative signal processing for serial modem and device to that effect (versions) - Google Patents
Method of iterative signal processing for serial modem and device to that effect (versions) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2369032C1 RU2369032C1 RU2008114587/09A RU2008114587A RU2369032C1 RU 2369032 C1 RU2369032 C1 RU 2369032C1 RU 2008114587/09 A RU2008114587/09 A RU 2008114587/09A RU 2008114587 A RU2008114587 A RU 2008114587A RU 2369032 C1 RU2369032 C1 RU 2369032C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sequence
- input
- output
- crc
- bits
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение предназначено для использования в системах связи, применяемых для передачи информации по каналам связи с межсимвольной интерференцией (МСИ), например по многолучевым коротковолновым (KB) каналам, в тех случаях, когда требуется высокая достоверность передачи данных.The present invention is intended for use in communication systems used to transmit information over communication channels with intersymbol interference (MSI), for example, multi-beam short-wave (KB) channels, in cases where high reliability of data transmission is required.
Как правило, в существующих системах связи данная цель (высокая достоверность передачи данных) достигается:As a rule, in existing communication systems this goal (high reliability of data transmission) is achieved:
1) использованием помехоустойчивого кода и методов борьбы с МСИ в модеме передачи данных;1) using an error-correcting code and methods to combat ISI in a data transmission modem;
2) использованием канального протокола, работающего «поверх» помехоустойчивого кода.2) using a channel protocol working "on top" of the error-correcting code.
Работа канального протокола заключается в разбиении передаваемой информации на фрагменты и добавлении к каждому из них контрольной суммы (CRC кода), т.е. канальный протокол использует собственный код с низкой избыточностью - CRC код, способный обнаруживать, но не исправлять ошибки. На приемной стороне фрагменты с неправильными контрольными суммами бракуются (в частности, они могут быть перезапрошены по каналу обратной связи в текущем или последующем сеансах обмена сообщениями).The work of the channel protocol consists in breaking the transmitted information into fragments and adding a checksum (CRC code) to each of them, i.e. the channel protocol uses proprietary code with low redundancy - a CRC code that can detect but not correct errors. On the receiving side, fragments with incorrect checksums are rejected (in particular, they can be re-flashed via the feedback channel in the current or subsequent messaging sessions).
В настоящее время наиболее эффективным способом борьбы с МСИ является использование турбоэквалайзеров, представляющих собой устройства, состоящие из: 1) собственно, эквалайзера с «мягким» входом и выходом - SISO эквалайзера; 2) SISO декодера с «мягким» входом и выходом. Турбоэквалайзер производит итеративную обработку реализации сигнала, соответствующей одному кодовому слову. Выходная информация о принятых из канала битах (или символах), полученная на каждой ступени обработки (на выходе SISO декодера или SISO эквалайзера) в форме отношения логарифмов правдоподобия (LLR), является входной информацией на каждой последующей ступени обработки.Currently, the most effective way to combat ISI is to use turbo-equalizers, which are devices consisting of: 1) an equalizer with a “soft” input and output — an SISO equalizer; 2) SISO decoder with “soft” input and output. The turboequalizer performs iterative processing of a signal implementation corresponding to one codeword. The output information about the bits (or symbols) received from the channel, obtained at each processing stage (at the output of the SISO decoder or SISO equalizer) in the form of the likelihood logarithm ratio (LLR), is the input information at each subsequent processing stage.
На данном принципе основаны многие способы обработки сигнала и устройства, их реализующие, например приведенные в статьях [1-3].This principle is based on many signal processing methods and devices that implement them, for example, those given in [1-3].
Недостатком известных технических решений является то, что обработка на обоих уровнях иерархии происходит полностью независимо: информация, заложенная в избыточности CRC кода на уровне канального протокола, никак не используется на стадии обработки сигнала эквалайзером модема, осуществляющим устранение искажений, вызванных МСИ, а также декодером помехоустойчивого кода. Кроме того, в случае отсутствия канального протокола верхнего уровня нет возможности оценить достоверность принимаемой информации, а также ускорить ее обработку при высокой достоверности.A disadvantage of the known technical solutions is that the processing at both levels of the hierarchy occurs completely independently: the information embedded in the redundancy of the CRC code at the channel protocol level is not used at all at the signal processing stage by the modem equalizer, which eliminates distortions caused by the MCI, as well as the noise-resistant decoder code. In addition, in the absence of a channel protocol of the upper level, it is not possible to evaluate the reliability of the received information, as well as speed up its processing with high reliability.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу (первый вариант) является способ, представленный в статье [4], принятый за прототип.The closest in technical essence to the proposed method (the first option) is the method presented in article [4], adopted as a prototype.
Способ-прототип заключается в следующем.The prototype method is as follows.
В передающей части системы связи исходная последовательность бит sk (входная информация) разбивается на фрагменты, к каждому из которых добавляется CRC код, формируется последовательность бит . Далее последовательность бит кодируется помехоустойчивым кодом, формируется последовательность бит , которая перемешивается по определенному закону, формируется последовательность бит . Последовательность бит модулируется, формируется выходная последовательность комплексных чисел xn, соответствующих точкам в сигнальном созвездии (символам).In the transmitting part of the communication system, the initial sequence of bits s k (input information) is divided into fragments, a CRC code is added to each of them, a sequence of bits is formed . Next bit sequence encoded by error-correcting code, a sequence of bits is formed , which is mixed according to a certain law, a sequence of bits is formed . Bit sequence modulated, the output sequence of complex numbers x n corresponding to the points in the signal constellation (symbols) is formed.
В приемной части системы связи принимаемый из канала связи сигнал y(t) (входная информация) демодулируется, формируется последовательность комплексных чисел уn, соответствующих точкам в сигнальном созвездии (принятым символам). Демодулированный сигнал уn подвергается эквалайзингу с учетом априорных значений LLR бит (на первой итерации равны нулю), формируется последовательность LLR бит . Последовательность LLR бит деперемешивается, формируется последовательность LLR бит . Последовательность LLR бит декодируется, формируется последовательность LLR бит . Если заданное количество итераций еще не закончилось, последовательность LLR бит перемешивается, формируется последовательность LLR бит , которая является априорной информацией для SISO эквалайзера. Если заданное количество итераций закончилось, последовательность LLR бит детектируется, формируется последовательность предварительных оценок бит . Последовательность предварительных оценок бит разбивается на фрагменты, в которых проверяется CRC, формируется выходная последовательность бит . Причем благодаря CRC коду известно, какие фрагменты приняты с ошибками, а какие - без.In the receiving part of the communication system, the signal y (t) received from the communication channel (input information) is demodulated, a sequence of complex numbers at n corresponding to the points in the signal constellation (received symbols) is formed. The demodulated signal at n is equalized taking into account a priori LLR bits (equal to zero at the first iteration), a sequence of LLR bits is formed . LLR bit sequence de-shuffled, a sequence of LLR bits is formed . LLR bit sequence decoded, a sequence of LLR bits is formed . If the specified number of iterations has not yet ended, the LLR bit sequence shuffled, a sequence of LLR bits is formed , which is a priori information for the SISO equalizer. If the set number of iterations has ended, the LLR bit sequence detected, formed a sequence of preliminary estimates of bits . Bit prediction sequence broken into fragments in which CRC is checked, the output bit sequence is formed . Moreover, thanks to the CRC code, it is known which fragments accepted with errors, and which without.
Недостатком способа-прототипа является то, что информация, заложенная в избыточности CRC кода канального протокола, никак не используется на стадии обработки сигнала эквалайзером модема, осуществляющим устранение искажений, вызванных МСИ, а также декодером помехоустойчивого кода.The disadvantage of the prototype method is that the information contained in the redundancy of the CRC code of the channel protocol is not used in any way at the signal processing stage by the modem equalizer, which eliminates distortions caused by the MCI, as well as the error-correcting code decoder.
Для устранения указанного недостатка в способе, заключающемся в том, что в передающей части системы связи исходная последовательность бит sk разбивается на фрагменты, к каждому из которых добавляется CRC код, формируется последовательность бит , которая кодируется помехоустойчивым кодом, формируется последовательность бит , которая перемешивается по определенному закону, формируется последовательность бит , которая модулируется, формируется выходная последовательность комплексных чисел хn, соответствующих точкам в сигнальном созвездии, в приемной части системы связи принимаемый из канала связи сигнал y(t) демодулируется, формируется последовательность комплексных чисел уn, соответствующих точкам в сигнальном созвездии, далее демодулированный сигнал уn подвергается эквалайзингу с учетом априорных значений LLR бит , которые на первой итерации равны нулю, формируется последовательность LLR бит , которая деперемешивается, формируется последовательность LLR бит которая декодируется, формируется последовательность LLR бит , если заданное количество итераций еще не закончилось, то последовательность LLR бит перемешивается, формируется последовательность LLR бит , которая является априорной информацией для SISO эквалайзера, согласно изобретению, в приемной части детектируют последовательность LLR бит , формируют последовательность предварительных оценок бит , разбивают на фрагменты последовательность предварительных оценок бит , в которых проверяют CRC, фрагменты последовательности LLR бит , для которых CRC совпала, заменяют значениями ∞, детектируют последовательность LLR бит , формируют последовательность предварительных оценок бит , далее ее разбивают на фрагменты, в которых проверяют CRC, формируют последовательность оценок бит , фрагменты последовательности LLR бит , для которых CRC совпала, заменяют значениями ∞, после окончания заданного количества итераций полученная после проверки CRC последовательность оценок бит становится выходной, причем благодаря CRC коду выявляют фрагменты, принятые с ошибками.To eliminate this drawback in the method, namely, in the transmitting part of the communication system, the initial sequence of bits s k is divided into fragments, to each of which a CRC code is added, a sequence of bits is formed , which is encoded by an error-correcting code, a sequence of bits is formed , which is mixed according to a certain law, a sequence of bits is formed Which is modulated, generates an output sequence of complex numbers x n, corresponding to the points in the signal constellation in the receiver portion of the communication system received from the channel signal y (t) demodulated, forming a sequence of complex numbers y n, corresponding to the points in the signal constellation, then the demodulated signal n is equalized taking into account a priori LLR bits which are equal to zero at the first iteration, an LLR bit sequence is formed which is de-mixed, an LLR bit sequence is formed which is decoded, a sequence of LLR bits is formed if the specified number of iterations has not yet ended, then the sequence of LLR bits shuffled, a sequence of LLR bits is formed , which is a priori information for the SISO equalizer according to the invention, the LLR bit sequence is detected in the receiving part form a sequence of preliminary estimates of bits fragment into a sequence of preliminary estimates of bits in which the CRC is checked, fragments of the LLR bit sequence for which the CRC is the same, replace with the values ∞, detect the sequence of LLR bits form a sequence of preliminary estimates of bits , then it is divided into fragments in which the CRC is checked, a sequence of bit estimates is formed , fragments of the LLR bit sequence , for which the CRC is the same, is replaced by the values ∞, after the end of the specified number of iterations, the sequence of bit estimates obtained after the CRC check becomes output, and thanks to the CRC code, fragments received with errors are detected.
Предлагаемый способ итеративной обработки сигнала для последовательного модема заключается в следующем.The proposed method for iterative signal processing for a serial modem is as follows.
В передающей части системы связи исходная последовательность бит sk (входная информация) разбивается на фрагменты, к каждому из которых добавляется CRC код, формируется последовательность бит . Далее последовательность бит кодируется помехоустойчивым кодом, формируется последовательность бит , которая перемешивается по определенному закону, формируется последовательность бит . Последовательность бит модулируется, формируется выходная последовательность комплексных чисел хn, соответствующих точкам в сигнальном созвездии (символам). То есть в передающей части предлагаемый способ совпадает со способом-прототипом.In the transmitting part of the communication system, the initial sequence of bits s k (input information) is divided into fragments, a CRC code is added to each of them, a sequence of bits is formed . Next bit sequence encoded by error-correcting code, a sequence of bits is formed , which is mixed according to a certain law, a sequence of bits is formed . Bit sequence modulated, the output sequence of complex numbers x n corresponding to the points in the signal constellation (symbols) is formed. That is, in the transmitting part, the proposed method coincides with the prototype method.
В приемной части системы связи принимаемый из канала связи сигнал y(t) (входная информация) демодулируется, формируется последовательность комплексных чисел уn, соответствующих точкам в сигнальном созвездии (принятым символам). Далее демодулированный сигнал уn подвергается эквалайзингу с учетом априорных значений LLR бит (на первой итерации равны нулю), формируется последовательность LLR бит . Последовательность LLR бит деперемешивается, формируется последовательность LLR бит . Последовательность LLR бит детектируется, формируется последовательность предварительных оценок бит . Последовательность предварительных оценок бит разбивается на фрагменты, в которых проверяется CRC. Фрагменты последовательности LLR бит , для которых CRC совпала, заменяются значениями LLR, соответствующими надежности решений на выходе устройства проверки контрольных сумм CRC кода, т.е. где perr - вероятность ошибки в бите фрагмента с правильной контрольной суммой CRC кода. Т.е., практически, можно считать решения о принятых битах, принадлежащих фрагментам с правильными контрольными суммами, абсолютно надежными и полагать их равными ∞. Последовательность LLR бит декодируется, формируется последовательность LLR бит . Последовательность LLR бит детектируется, формируется последовательность предварительных оценок бит . Последовательность предварительных оценок бит разбивается на фрагменты, в которых проверяется CRC, формируется последовательность оценок бит . Фрагменты последовательности LLR бит , для которых CRC совпала, заменяются значениями ∞ (LLR для известных бит). Если заданное количество итераций еще не закончилось, последовательность LLR бит перемешивается. Формируется последовательность LLR бит , которая является априорной информацией для SISO эквалайзера. Если заданное количество итераций закончилось, полученная после проверки CRC последовательность оценок бит становится выходной. Причем благодаря CRC коду известно, какие фрагменты приняты с ошибками, а какие - без. В случае, если на какой-либо итерации турбо эквалайзера все биты окажутся декодированы правильно, итерации можно прекратить досрочно.In the receiving part of the communication system, the signal y (t) received from the communication channel (input information) is demodulated, a sequence of complex numbers at n corresponding to the points in the signal constellation (received symbols) is formed. Next, the demodulated signal at n is equalized taking into account a priori LLR bits (equal to zero at the first iteration), a sequence of LLR bits is formed . LLR bit sequence de-shuffled, a sequence of LLR bits is formed . LLR bit sequence detected, formed a sequence of preliminary estimates of bits . Bit prediction sequence breaks into fragments in which CRC is checked. Fragments of the LLR bit sequence , for which the CRC is the same, are replaced by LLR values corresponding to the reliability of the solutions at the output of the CRC code checksum verification device, i.e. where p err is the probability of error in the bit of the fragment with the correct CRC checksum. That is, in practice, we can consider the decisions about the received bits belonging to the fragments with the correct checksums to be absolutely reliable and set them equal to ∞. LLR bit sequence decoded, a sequence of LLR bits is formed . LLR bit sequence detected, formed a sequence of preliminary estimates of bits . Bit prediction sequence broken into fragments in which CRC is checked, a sequence of bit estimates is formed . Fragments of the LLR bit sequence , for which the CRC matches, are replaced by ∞ (LLR for known bits). If the specified number of iterations has not yet ended, the LLR bit sequence mixes up. A sequence of LLR bits is formed , which is a priori information for the SISO equalizer. If the specified number of iterations has ended, the sequence of bit estimates obtained after checking the CRC It becomes a day off. Moreover, thanks to the CRC code, it is known which fragments accepted with errors, and which without. If at any iteration of the turbo equalizer all the bits are decoded correctly, iterations can be terminated early.
Таким образом, предлагаемый способ (первый вариант) позволяет использовать информацию, заложенную в избыточности CRC кода на уровне канального протокола, как при обработке сигнала эквалайзером модема, так и в процессе декодирования помехоустойчивого кода, и может быть использован для обработки сигналов в системах связи, изначально не рассчитанных на его применение. В результате чего достигается совместимость приемной аппаратуры, использующей предлагаемый способ, с прежним парком передающих устройств, но с достижением более высоких характеристик качества связи и скорости работы в новой приемной аппаратуре.Thus, the proposed method (the first option) allows you to use the information embedded in the redundancy of the CRC code at the level of the channel protocol, both when processing the signal with the equalizer of the modem, and in the process of decoding the error-correcting code, and can be used to process signals in communication systems, initially not designed for its use. As a result, compatibility of receiving equipment using the proposed method with the previous fleet of transmitting devices is achieved, but with the achievement of higher characteristics of communication quality and speed in the new receiving equipment.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству (первый вариант) является устройство, описанное в [4], принятое за прототип.The closest in technical essence to the proposed device (the first option) is the device described in [4], taken as a prototype.
Устройство-прототип состоит из двух частей: передающей и приемной, его блок-схема приведена на фиг.1а, б.The prototype device consists of two parts: transmitting and receiving, its block diagram is shown in figa, b.
Блок-схема передающей части устройства-прототипа представлена на фиг.1а, где обозначено:A block diagram of the transmitting part of the prototype device is presented in figa, where it is indicated:
1 - блок добавления CRC;1 - block add CRC;
2 - кодер;2 - encoder;
3 - перемежитель;3 - interleaver;
4 - модулятор;4 - modulator;
sk - исходная последовательность бит;s k is the initial sequence of bits;
- последовательность бит с добавлением CRC; - a sequence of bits with the addition of CRC;
- закодированная последовательность бит; - encoded sequence of bits;
- перемешанная последовательность бит; - mixed sequence of bits;
xn - последовательность комплексных чисел, соответствующих точкам в сигнальном созвездии (символам).x n is a sequence of complex numbers corresponding to points in the signal constellation (symbols).
Передающая часть устройства-прототипа содержит последовательно соединенные блок добавления CRC 1, кодер 2, перемежитель 3 и модулятор 4, выход которого является выходом устройства. Вход блока добавления CRC 1 является входом передающей части.The transmitting part of the prototype device contains a series-connected unit for adding
Передающая часть устройства-прототипа работает следующим образом.The transmitting part of the prototype device works as follows.
На вход устройства поступает последовательность бит sk от какого-либо источника информации. Блок добавления CRC 1 делит ее на фрагменты, добавляя к ним CRC. Полученная последовательность бит поступает на кодер 2, который производит кодирование этой последовательности помехоустойчивым кодом, в результате чего образуется новая последовательность бит , которая поступает на перемежитель 3, где происходит ее перемешивание по определенному закону. Перемешанная последовательность бит поступает на модулятор 4, формирующий последовательность символов в виде комплексных чисел xn, соответствующих точкам в выбранном сигнальном созвездии. В дальнейшем эта последовательность символов преобразуется передающей аппаратурой в сигнал, передаваемый по какому-либо каналу связи с МСИ, например по KB каналу с многолучевым распространением.At the input of the device receives a sequence of bits s k from any source of information. The CRC add
Блок-схема приемной части устройства-прототипа представлена на фиг.1б, где обозначено:The block diagram of the receiving part of the prototype device is presented in figb, where it is indicated:
3 - перемежитель;3 - interleaver;
5 - согласованный фильтр демодулятора;5 - matched demodulator filter;
6 - SISO эквалайзер;6 - SISO equalizer;
7 - деперемежитель;7 - deinterleaver;
8 - SISO декодер;8 - SISO decoder;
9 - переключатель;9 - switch;
10 - детектор;10 - detector;
11 - блок проверки CRC;11 - block check CRC;
y(t) - сигнал, принимаемый из канала связи;y (t) is the signal received from the communication channel;
уn - последовательность комплексных чисел на выходе демодулятора;y n is a sequence of complex numbers at the output of the demodulator;
- последовательность LLR бит на выходе SISO эквалайзера; - LLR bit sequence at the output of the SISO equalizer;
- то же после деперемежителя; - the same after de-interleaver;
- то же после SISO декодера; - the same after the SISO decoder;
- то же после перемежителя; - the same after the interleaver;
- последовательность оценок бит после детектора; - a sequence of bit estimates after the detector;
- последовательность окончательных оценок принятых информационных бит. - a sequence of final evaluations of the received information bits.
Приемная часть устройства-прототипа содержит последовательно соединенные согласованный фильтр демодулятора 5, SISO эквалайзер 6, деперемежитель 7 и SISO декодер 8, выход которого соединен с входом переключателя 9, первый выход которого через детектор 10 соединен с входом блока проверки CRC 11, выход которого является выходом приемной части. Второй выход переключателя 9 через перемежитель 3 соединен со вторым входом SISO эквалайзера 6. Вход согласованного фильтра демодулятора 5 является входом приемной части.The receiving part of the prototype device contains a serially connected matched filter of the
Приемная часть устройства-прототипа работает следующим образом.The receiving part of the prototype device works as follows.
Принятый из канала связи сигнал y(t), искаженный МСИ, в смеси с шумом поступает на согласованный фильтр демодулятора 5, где преобразуется в последовательность входных отсчетов в виде комплексных чисел уn. Затем SISO эквалайзер 6 формирует из них последовательность LLR бит . Деперемежитель 7 восстанавливает исходный порядок следования LLR бит , соответствующий исходной закодированной последовательности бит . SISO декодер 8 декодирует последовательность LLR бит , формируя на своем выходе новую последовательность LLR бит , более правдоподобную, благодаря исправляющим свойствам используемого помехоустойчивого кода. Последовательность LLR бит через переключатель 9 подается на перемежитель 3, который формирует перемешанную последовательность LLR бит , которая подается на второй вход SISO эквалайзера 6 в качестве априорных LLR бит. SISO эквалайзер 6 вновь формирует (уже уточненные) LLR бит и т.д. Данная итеративная процедура (турбоэквалайзинг) повторяется заданное количество раз, после чего переключатель 9 переводится в другое положение, и выход SISO декодера 8 подается на детектор 10, который формирует последовательность оценок бит , подаваемую на блок проверки CRC 11. Последовательность окончательных оценок принятых информационных бит с выхода блока проверки CRC 11 затем передается в какой-либо приемник информации. Фрагменты информации, для которых CRC не совпала, будут перезапрошены у приемной стороны канальным протоколом верхнего уровня.The signal y (t) received from the communication channel, distorted by the MSI, is mixed with noise and fed to the matched filter of
На каждой стадии обработки сигнала турбоэквалайзером (оценивании символов SISO эквалайзером 6 или декодировании составляющих символы бит SISO декодером 8) выполняется так называемая «мягкая» оценка символа или бита, передаваемая на следующую ступень обработки в качестве входной (для SISO декодера 8) или априорной (для SISO эквалайзера 6) информации. При этом информация, содержащаяся в проверочных битах CRC кода, никак не принимается в расчет, а используется только после окончания процесса работы турбоэквалайзера, исключительно, для обнаружения допущенных ошибок, но не исправления их.At each stage of the signal processing by the turboequalizer (evaluating SISO symbols by
Таким образом, недостатком устройства-прототипа является то, что информация, заложенная в избыточности CRC кода канального протокола, никак не используется на стадии обработки сигнала эквалайзером модема, осуществляющим устранение искажений, вызванных МСИ, а также декодером помехоустойчивого кода.Thus, the disadvantage of the prototype device is that the information contained in the redundancy of the CRC code of the channel protocol is not used in any way at the signal processing stage by the modem equalizer, which eliminates distortions caused by the MCI, as well as the error-correcting code decoder.
Для устранения указанного недостатка в устройство итеративной обработки сигнала для последовательного модема, состоящее из передающей и приемной части, передающая часть содержит последовательно соединенные блок добавления CRC, кодер, перемежитель и модулятор, выход которого является выходом передающей части, а ее вход - входом блока добавления CRC, приемная часть содержит последовательно соединенные согласованный фильтр демодулятора, SISO эквалайзер и деперемежитель, а также SISO декодер, выход которого подсоединен к первому входу первого переключателя, выход которого через перемежитель соединен со вторым входом SISO эквалайзера, последовательно соединенные первый детектор и первый блок проверки CRC, вход согласованного фильтра демодулятора является входом приемной части, согласно изобретению, введены в приемную часть - последовательно соединенные второй детектор и второй блок проверки CRC, а также второй и третий переключатели, причем выход второго блока проверки CRC соединен с первым входом второго переключателя, второй вход которого является входом для значений LLR известных бит, а выход соединен с входом SISO декодера, второй вход первого переключателя является входом для значений LLR известных бит, кроме того, выход деперемежителя подсоединен к третьему входу второго переключателя, выход SISO декодера соединен с входом первого детектора, первый выход первого блока проверки CRC подсоединен к входу третьего переключателя, выход которого является выходом приемной части устройства, второй выход первого блока проверки CRC соединен с третьим входом первого переключателя, выход деперемежителя подсоединен к входу второго детектора.To eliminate this drawback, an iterative signal processing device for a serial modem, consisting of a transmitting and receiving part, the transmitting part contains serially connected CRC adding unit, an encoder, an interleaver and a modulator, the output of which is the output of the transmitting part, and its input is the input of the CRC adding unit , the receiving part contains a serially connected matched demodulator filter, SISO equalizer and deinterleaver, as well as a SISO decoder, the output of which is connected to the first input of the first of the switch, the output of which through the interleaver is connected to the second input of the SISO equalizer, the first detector and the first CRC check unit are connected in series, the input of the matched demodulator filter is the input of the receiving part, according to the invention, are introduced into the receiving part - the second detector and the second CRC check unit connected in series as well as second and third switches, the output of the second CRC check unit being connected to the first input of the second switch, the second input of which is an input for LLR values bit, and the output is connected to the input of the SISO decoder, the second input of the first switch is an input for LLR values of known bits, in addition, the output of the deinterleaver is connected to the third input of the second switch, the output of the SISO decoder is connected to the input of the first detector, the first output of the first CRC check unit is connected to the input of the third switch, the output of which is the output of the receiving part of the device, the second output of the first CRC check unit is connected to the third input of the first switch, the output of the deinterleaver is connected to the input of the second th detector.
Предлагаемое устройство состоит из двух частей: передающей и приемной, его блок-схема приведена на фиг.2а, б.The proposed device consists of two parts: transmitting and receiving, its block diagram is shown in figa, b.
Передающая часть предлагаемого устройства полностью совпадает с передающей частью устройства-прототипа (фиг.2а), ее работа также аналогична работе передающей части устройства-прототипа.The transmitting part of the proposed device completely coincides with the transmitting part of the prototype device (figa), its work is also similar to the transmitting part of the prototype device.
Блок-схема приемной части предлагаемого устройства (турбоэквалайзера) представлена на фиг.2б, где обозначено:The block diagram of the receiving part of the proposed device (turboequalizer) is presented in figb, where it is indicated:
3,5 - 8 - как на схеме прототипа;3,5 - 8 - as in the prototype diagram;
9.1, 9.2, 9.3 - первый, второй и третий переключатели;9.1, 9.2, 9.3 - the first, second and third switches;
10.1, 10.2 - первый и второй детекторы;10.1, 10.2 - the first and second detectors;
11.1,11.2 - первый и второй блоки проверки CRC;11.1,11.2 - the first and second blocks of the CRC check;
- последовательность предварительных оценок бит; - a sequence of preliminary estimates of bits;
остальные последовательности и сигналы - как на схеме прототипа;other sequences and signals - as in the prototype diagram;
∞ - значение LLR для известных бит.∞ - LLR value for known bits.
Приемная часть предлагаемого устройства содержит последовательно соединенные согласованный фильтр демодулятора 5, SISO эквалайзер 6, деперемежитель 7, второй детектор 10.2, второй блок проверки CRC 11.2, выход которого подсоединен к первому входу второго переключателя 9.2, выход которого через последовательно соединенные SISO декодер 8, первый детектор 10.1 и первый блок проверки CRC 11.1 соединен с входом третьего переключателя 9.3, выход которого является выходом приемной части предлагаемого устройства. Кроме того, выход SISO декодера 8 подсоединен к первому входу первого переключателя 9.1, выход которого через перемежитель 3 соединен со вторым входом SISO эквалайзера 6, а второй вход первого переключателя 9.1 является входом для значений LLR известных бит. Выход деперемежителя 7 подсоединен к третьему входу второго переключателя 9.2, второй вход которого является входом для значений LLR известных бит. Второй выход первого блока проверки CRC 11.1 соединен с третьим входом первого переключателя 9.1. При этом вход согласованного фильтра демодулятора 5 является входом приемной части предлагаемого устройства.The receiving part of the proposed device contains a serially connected matched filter of a
Приемная часть предлагаемого устройства работает аналогично приемной части устройства-прототипа, за исключением двух моментов.The receiving part of the proposed device works similarly to the receiving part of the prototype device, with the exception of two points.
Во-первых, последовательность LLR бит , сформированная в деперемежителе 7, поступает на вход второго детектора 10.2, где преобразуется в последовательность предварительных оценок бит . Второй блок проверки CRC 11.2 проверяет CRC отдельных фрагментов бит данной последовательности и, если CRC не совпала (т.е. фрагмент принят с ошибками), передает через второй переключатель 9.2 на SISO декодер 8 последовательность LLR бит (т.е. в точности, как в прототипе). Если же CRC совпала, то на SISO декодер 8 подаются значения LLR, соответствующие, практически, точно известным битам информации, т.е. ∞. Во-вторых, последовательность LLR , сформированная в SISO декодере 8, в отличие от прототипа, поступает на вход первого детектора 10.1, где преобразуется в последовательность предварительных оценок бит . Первый блок проверки CRC 11.1 проверяет CRC отдельных фрагментов бит и, если CRC не совпала (т.е. фрагмент принят с ошибками), передает через первый переключатель 9.1 на перемежитель 3 последовательность LLR (в точности, как в прототипе). Если же CRC совпала, то на перемежитель 3 подаются LLR, соответствующие, практически, точно известным битам информации, т.е. ∞. В случае, если на какой-либо итерации турбоэквалайзера все биты окажутся декодированы правильно, итерации можно прекратить досрочно и перевести третий переключатель 9.3 в положение, при котором на выход устройства будет подана последовательность окончательных оценок принятых информационных бит .First, the LLR bit sequence , formed in the
Таким образом, предлагаемое устройство (первый вариант) позволяет использовать информацию, заложенную в избыточности CRC кода на уровне канального протокола, как при обработке сигнала эквалайзером модема, так и в процессе декодирования помехоустойчивого кода, и может быть использован для обработки сигналов в системах связи, изначально не рассчитанных на его применение. В результате чего достигается совместимость приемной аппаратуры, использующей предлагаемый способ, с прежним парком передающих устройств, но с достижением более высоких характеристик качества связи и скорости работы в новой приемной аппаратуре.Thus, the proposed device (the first option) allows you to use the information embedded in the redundancy of the CRC code at the channel protocol level, both when processing the signal with the equalizer of the modem, and in the process of decoding the error-correcting code, and can be used to process signals in communication systems, initially not designed for its use. As a result, compatibility of receiving equipment using the proposed method with the previous fleet of transmitting devices is achieved, but with the achievement of higher characteristics of communication quality and speed in the new receiving equipment.
При разработке новой аппаратуры и в других случаях, когда не требуется совместимость новой приемной аппаратуры с прежним парком передающих устройств, а также в ситуациях, когда требуется сохранить независимость обработки информации на различных уровнях иерархии (канальный протокол, помехоустойчивый код), например при предоставлении аппаратурой связи «сквозного» канала для какой-либо другой аппаратуры, возможен другой вариант предлагаемого способа и построения устройства, при котором CRC код добавляется на уровне помехоустойчивого кода и SISO эквалайзера.When developing new equipment and in other cases when the compatibility of the new receiving equipment with the old fleet of transmitting devices is not required, as well as in situations where it is necessary to preserve the independence of information processing at various levels of the hierarchy (channel protocol, error-correcting code), for example, when providing communication equipment “Pass-through” channel for any other equipment, another variant of the proposed method and device construction is possible, in which the CRC code is added at the noise-immunity code level and SISO equalizer.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу (второй вариант) является способ, приведенный в статье [5], принятый за прототип.The closest in technical essence to the proposed method (second option) is the method described in article [5], adopted as a prototype.
Способ-прототип заключается в следующем.The prototype method is as follows.
В передающей части системы связи исходная последовательность бит sk (входная информация) кодируется помехоустойчивым кодом, формируется последовательность бит , которая перемешивается по определенному закону, формируется последовательность бит . Последовательность бит модулируется, формируется выходная последовательность комплексных чисел xn, соответствующих точкам в сигнальном созвездии (символам).In the transmitting part of the communication system, the initial sequence of bits s k (input information) is encoded by an error-correcting code, a sequence of bits is formed , which is mixed according to a certain law, a sequence of bits is formed . Bit sequence modulated, the output sequence of complex numbers x n corresponding to the points in the signal constellation (symbols) is formed.
В приемной части системы связи принимаемый из канала связи сигнал y(t) (входная информация) демодулируется, формируется последовательность комплексных чисел уn, соответствующих точкам в сигнальном созвездии (принятым символам). Демодулированный сигнал уn подвергается эквалайзингу с учетом априорных значений LLR бит (на первой итерации равны нулю), формируется последовательность LLR бит . Последовательность LLR бит деперемешивается, формируется последовательность LLR бит . Последовательность LLR бит декодируется, формируется последовательность LLR бит Мк. Если заданное количество итераций еще не закончилось, последовательность LLR бит Мк перемешивается, формируется последовательность LLR бит , которая является априорной информацией для SISO эквалайзера. Если заданное количество итераций закончилось, последовательность LLR бит Мк детектируется, формируется выходная последовательность бит .In the receiving part of the communication system, the signal y (t) received from the communication channel (input information) is demodulated, a sequence of complex numbers at n corresponding to the points in the signal constellation (received symbols) is formed. The demodulated signal at n is equalized taking into account a priori LLR bits (equal to zero at the first iteration), a sequence of LLR bits is formed . LLR bit sequence de-shuffled, a sequence of LLR bits is formed . LLR bit sequence decoded, the sequence of LLR bits M to . If the specified number of iterations has not yet ended, the LLR bit sequence M to is mixed, the LLR bit sequence is formed , which is a priori information for the SISO equalizer. If the specified number of iterations has ended, the LLR sequence of the bit M to is detected, the output sequence of bits .
Недостатком способа-прототипа является отсутствие возможности оценки достоверности принимаемой информации, а также ускорения ее обработки, если эта достоверность высока.The disadvantage of the prototype method is the inability to assess the reliability of the received information, as well as speeding up its processing, if this reliability is high.
Для устранения указанного недостатка в способе, заключающемся в том, что в передающей части системы связи исходная последовательность бит sk кодируется помехоустойчивым кодом, формируется последовательность бит , которая перемешивается по определенному закону, формируется последовательность бит , в приемной части системы связи принимаемый из канала связи сигнал y(t) демодулируется, формируется последовательность комплексных чисел уn, соответствующих точкам в сигнальном созвездии, последовательность LLR бит деперемешивается, формируется последовательность LLR бит , которая декодируется, формируется последовательность LLR бит Мк, если заданное количество итераций закончилось, то полученная после декодирования последовательность LLR бит Мк детектируется, формируется последовательность окончательных оценок бит , являющаяся выходной, согласно изобретению, в передающей части последовательность бит разбивают на фрагменты, к каждому из которых добавляют CRC код, формируют последовательность бит , которую модулируют, формируют выходную последовательность комплексных чисел xn, соответствующих точкам в сигнальном созвездии, в приемной части демодулированный сигнал уn подвергают эквалайзингу с учетом априорных значений LLR бит , которые на первой итерации равны нулю, формируют последовательность LLR бит , детектируют последовательность LLR бит , формируют последовательность предварительных оценок бит , ее разбивают на фрагменты, в которых проверяют CRC, фрагменты последовательности LLR бит , для которых CRC совпала, заменяют значениями ∞, если заданное количество итераций еще не закончилось, то последовательность LLR бит Мк перемешивают, формируют последовательность LLR бит , которую детектируют, формируют последовательность предварительных оценок бит , ее разбивают на фрагменты, в которых проверяют CRC, фрагменты последовательности LLR бит , для которых CRC совпала, заменяют значениями ∞, последовательность LLR бит является априорной информацией для SISO эквалайзера.To eliminate this drawback in the method, which consists in the fact that in the transmitting part of the communication system, the initial sequence of bits s k is encoded by a noise-resistant code, a sequence of bits is formed , which is mixed according to a certain law, a sequence of bits is formed , in the receiving part of the communication system, the signal y (t) received from the communication channel is demodulated, a sequence of complex numbers at n corresponding to points in the signal constellation is formed, a sequence of LLR bits de-shuffled, a sequence of LLR bits is formed which is decoded, the LLR bit M k sequence is formed, if the specified number of iterations has ended, the LLR bit M k received after decoding is detected, a sequence of final bit estimates is formed , which is the output, according to the invention, in the transmitting part, a sequence of bits broken into fragments, to each of which add a CRC code, form a sequence of bits which is modulated, the output sequence of complex numbers x n corresponding to the points in the signal constellation is formed, in the receiving part, the demodulated signal at n is equalized taking into account a priori LLR bits , which are equal to zero at the first iteration, form a sequence of LLR bits detect LLR bit sequence form a sequence of preliminary estimates of bits , it is divided into fragments in which CRC is checked, fragments of the LLR bit sequence , for which the CRC is the same, replace with the values ∞, if the specified number of iterations has not yet ended, then the sequence of LLR bits M to mix, form a sequence of LLR bits , which are detected, form a sequence of preliminary estimates of bits , it is divided into fragments in which CRC is checked, fragments of the LLR bit sequence , for which the CRC matches, are replaced by the values ∞, the sequence of LLR bits is a priori information for the SISO equalizer.
Предлагаемый способ итеративной обработки сигнала для последовательного модема заключается в следующем.The proposed method for iterative signal processing for a serial modem is as follows.
В передающей части системы связи исходная последовательность бит sk (входная информация) кодируется помехоустойчивым кодом, формируется последовательность бит , которая перемешивается по определенному закону, формируется последовательность бит . Последовательность бит разбивается на фрагменты, к каждому из которых добавляется CRC код, формируется последовательность бит . Последовательность бит модулируется, формируется выходная последовательность комплексных чисел xn, соответствующих точкам в сигнальном созвездии (символам).In the transmitting part of the communication system, the initial sequence of bits s k (input information) is encoded by an error-correcting code, a sequence of bits is formed , which is mixed according to a certain law, a sequence of bits is formed . Bit sequence broken into fragments, to each of which a CRC code is added, a sequence of bits is formed . Bit sequence modulated, the output sequence of complex numbers x n corresponding to the points in the signal constellation (symbols) is formed.
В приемной части системы связи принимаемый из канала связи сигнал y(t) (входная информация) демодулируется, формируется последовательность комплексных чисел уn, соответствующих точкам в сигнальном созвездии (принятым символам). Затем демодулированный сигнал уn подвергается эквалайзингу с учетом априорных значений LLR бит (на первой итерации равны нулю), формируется последовательность LLR бит . Последовательность LLR бит детектируется, формируется последовательность предварительных оценок бит . Она разбивается на фрагменты, в которых проверяется CRC. Фрагменты последовательности LLR бит ( за вычетом LLR, соответствующих битам CRC), для которых CRC совпала, заменяются значениями ∞ (LLR для известных бит). Последовательность LLR бит деперемешивается, формируется последовательность LLR бит , которая декодируется. Формируется последовательность LLR бит Мк. Если заданное количество итераций еще не закончилось, последовательность LLR бит Мк перемешивается, формируется последовательность LLR бит (с вновь добавленными LLR, соответствующими битам CRC кода). Последовательность LLR бит детектируется, формируется последовательность предварительных оценок бит , она разбивается на фрагменты, в которых проверяется CRC. Фрагменты последовательности LLR бит , для которых CRC совпала, заменяются значениями ∞ (LLR для известных бит). Последовательность является априорной информацией для SISO эквалайзера. Если заданное количество итераций закончилось, полученная после декодирования последовательность LLR бит Мк детектируется, формируется последовательность окончательных оценок принятых информационных бит , являющаяся выходной.In the receiving part of the communication system, the signal y (t) received from the communication channel (input information) is demodulated, a sequence of complex numbers at n corresponding to the points in the signal constellation (received symbols) is formed. Then the demodulated signal at n is equalized taking into account a priori LLR bits (equal to zero at the first iteration), a sequence of LLR bits is formed . LLR bit sequence detected, formed a sequence of preliminary estimates of bits . It is broken down into fragments in which CRC is checked. Fragments of the LLR bit sequence ( minus LLRs corresponding to CRC bits), for which the CRC matches, are replaced by ∞ (LLR for known bits). LLR bit sequence de-shuffled, a sequence of LLR bits is formed which is decoded. An LLR bit MK sequence is formed. If the specified number of iterations has not yet ended, the LLR bit sequence M to is mixed, the LLR bit sequence is formed (with newly added LLRs corresponding to CRC code bits). LLR bit sequence detected, formed a sequence of preliminary estimates of bits , it is broken down into fragments in which CRC is checked. Fragments of the LLR bit sequence , for which the CRC matches, are replaced by ∞ (LLR for known bits). Sequence is a priori information for the SISO equalizer. If a predetermined number of iterations has ended, the sequence obtained after decoding LLR bits M to be detected, is formed by a sequence of final estimates the received information bits being a day off.
Таким образом, предлагаемый способ (второй вариант) позволяет оценивать достоверность принимаемой информации в процессе турбоэквалайзинга, повышая скорость ее обработки и улучшая характеристики качества связи. При этом сохраняется независимость уровней обработки информации.Thus, the proposed method (second option) allows you to evaluate the accuracy of the received information in the process of turboequalization, increasing the speed of its processing and improving the characteristics of the quality of communication. At the same time, the independence of information processing levels is maintained.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству (второй вариант) является устройство, приведенное в статье [5], принятое за прототип.The closest in technical essence to the proposed device (second option) is the device described in article [5], adopted as a prototype.
Устройство-прототип состоит из двух частей: передающей и приемной, его блок-схема приведена на фиг.3а, б.The prototype device consists of two parts: transmitting and receiving, its block diagram is shown in figa, b.
Блок-схема передающей части устройства-прототипа представлена на фиг.3а, где обозначено:A block diagram of the transmitting part of the prototype device is shown in figa, where it is indicated:
2 - кодер;2 - encoder;
3 - перемежитель;3 - interleaver;
4 - модулятор;4 - modulator;
sk - исходная последовательность бит;s k is the initial sequence of bits;
- закодированная последовательность бит; - encoded sequence of bits;
- перемешанная последовательность бит; - mixed sequence of bits;
xn - последовательность комплексных чисел, соответствующих точкам в сигнальном созвездии (символам).x n is a sequence of complex numbers corresponding to points in the signal constellation (symbols).
Передающая часть устройства-прототипа содержит последовательно соединенные кодер 2, перемежитель 3 и модулятор 4, выход которого является выходом передающей части устройства-прототипа, входом которой является вход кодера 2.The transmitting part of the prototype device contains a series-connected
Передающая часть устройства-прототипа работает следующим образом.The transmitting part of the prototype device works as follows.
На вход передающей части устройства поступает последовательность бит sk от какого-либо источника информации. Кодер 2 производит кодирование этой последовательности помехоустойчивым кодом, в результате чего образуется новая последовательность бит , которая поступает на перемежитель 3, где происходит ее перемешивание по определенному закону. Перемешанная последовательность бит поступает на модулятор 4, формирующий последовательность символов в виде комплексных чисел xn, соответствующих точкам в выбранном сигнальном созвездии (символам). В дальнейшем эта последовательность символов преобразуется передающей аппаратурой в сигнал, передаваемый по какому-либо каналу связи с МСИ, например по KB каналу с многолучевым распространением.At the input of the transmitting part of the device receives a sequence of bits s k from any source of information.
Блок-схема приемной части устройства-прототипа представлена на фиг.3б, где обозначено:The block diagram of the receiving part of the prototype device is presented in figb, where it is indicated:
3 - перемежитель;3 - interleaver;
5 - согласованный фильтр демодулятора;5 - matched demodulator filter;
6 - SISO эквалайзер;6 - SISO equalizer;
7 - деперемежитель;7 - deinterleaver;
8 - SISO декодер;8 - SISO decoder;
9 - переключатель;9 - switch;
10 - детектор;10 - detector;
y(t) - сигнал, принимаемый из канала связи;y (t) is the signal received from the communication channel;
уn - последовательность комплексных чисел на выходе демодулятора;y n is a sequence of complex numbers at the output of the demodulator;
- последовательность LLR бит на выходе SISO эквалайзера; - LLR bit sequence at the output of the SISO equalizer;
- то же после деперемежителя; - the same after de-interleaver;
Мк - то же после SISO декодера;M to - the same after the SISO decoder;
- то же после перемежителя; - the same after the interleaver;
- последовательность окончательных оценок принятых информационных бит. - a sequence of final evaluations of the received information bits.
Приемная часть устройства-прототипа содержит последовательно соединенные согласованный фильтр демодулятора 5, SISO эквалайзер 6, деперемежитель 7 и SISO декодер 8, выход которого соединен с входом переключателя 9, первый выход которого соединен с входом детектора 10, выход которого является выходом приемной части. Второй выход переключателя 9 через перемежитель 3 соединен со вторым входом SISO эквалайзера 6. Вход согласованного фильтра демодулятора 5 является входом приемной части.The receiving part of the prototype device contains a matched filter of the
Приемная часть устройства-прототипа работает следующим образом.The receiving part of the prototype device works as follows.
Принятый из канала связи сигнал y(t), искаженный МСИ, в смеси с шумом поступает на согласованный фильтр демодулятора 5, где преобразуется в последовательность входных отсчетов в виде комплексных чисел уn. Затем SISO эквалайзер 6 формирует из них последовательность LLR бит . Деперемежитель 7 восстанавливает исходный порядок следования LLR бит , соответствующий исходной закодированной последовательности бит . SISO декодер 8 декодирует последовательность LLR бит , формируя на своем выходе новую последовательность LLR бит Мк, более правдоподобную, благодаря исправляющим свойствам используемого помехоустойчивого кода. Последовательность LLR бит Мк через переключатель 9 подается на перемежитель 3, который формирует перемешанную последовательность LLR бит , которая подается на второй вход SISO эквалайзера 6 в качестве априорных LLR бит. SISO эквалайзер 6 вновь формирует (уже уточненные) LLR бит и т.д. Данная итеративная процедура (турбоэквалайзинг) повторяется заданное количество раз, после чего переключатель 9 переводится в другое положение, и выход SISO декодера 8 подается на детектор 10, который формирует последовательность окончательных оценок принятых информационных бит , которая затем передается в какой-либо приемник информации, например на уровень канального протокола.The signal y (t) received from the communication channel, distorted by the MSI, is mixed with noise and fed to the matched filter of
Недостатком устройства-прототипа является отсутствие возможности оценки достоверности принимаемой информации, а также ускорения ее обработки, если эта достоверность высока.The disadvantage of the prototype device is the inability to assess the reliability of the received information, as well as speeding up its processing, if this reliability is high.
Для устранения указанного недостатка в устройство итеративной обработки сигнала для последовательного модема, состоящее из передающей и приемной части, передающая часть содержит последовательно соединенные кодер, перемежитель, а также модулятор, выход которого является выходом передающей части, а ее вход является входом кодера, приемная часть - последовательно соединенные согласованный фильтр демодулятора и SISO эквалайзер, последовательно соединенные деперемежитель, SISO декодер и первый переключатель, первый выход которого соединен с входом первого детектора, второй выход первого переключателя подсоединен к входу перемежителя, причем вход согласованного фильтра демодулятора является входом приемной части, а ее выходом - выход первого детектора, согласно изобретению, введены в передающую часть - блок добавления CRC, выход которого соединен с входом модулятора, а выход перемежителя соединен с входом блока добавления CRC, в приемную часть - второй и третий детекторы, первый и второй блоки проверки CRC, второй и третий переключатели, причем выход SISO эквалайзера через последовательно соединенные третий детектор и первый блок проверки CRC соединен с первым входом второго переключателя, второй вход которого является входом для значений LLR известных бит, выход соединен с входом деперемежителя, а третий вход второго переключателя подсоединен к выходу SISO эквалайзера, выход перемежителя через последовательно соединенные второй детектор и второй блок проверки CRC соединен с первым входом третьего переключателя, второй вход которого является входом для значений LLR известных бит, а выход соединен со вторым входом SISO эквалайзера, выход перемежителя соединен с третьим входом третьего переключателя.To eliminate this drawback, an iterative signal processing device for a serial modem, consisting of a transmitting and receiving part, the transmitting part contains a serially connected encoder, an interleaver, and also a modulator, the output of which is the output of the transmitting part, and its input is the input of the encoder, the receiving part is serially connected matched demodulator filter and SISO equalizer, serially connected deinterleaver, SISO decoder and first switch, the first output of which is connected to the input of the first detector, the second output of the first switch is connected to the input of the interleaver, and the input of the matched filter of the demodulator is the input of the receiving part, and its output is the output of the first detector, according to the invention, is introduced into the transmitting part - the CRC add-on unit, the output of which is connected to the input of the modulator, and the interleaver output is connected to the input of the CRC add-on unit, to the receiving part are the second and third detectors, the first and second CRC test blocks, the second and third switches, and the SISO output of the equalizer is the third detector and the first CRC test unit are connected to the first input of the second switch, the second input of which is the input for LLR values of known bits, the output is connected to the input of the deinterleaver, and the third input of the second switch is connected to the SISO output of the equalizer, the interleaver output is connected through the second the detector and the second CRC check unit are connected to the first input of the third switch, the second input of which is the input for LLR values of the known bits, and the output is connected to the second input of SISO eq Alizer, the interleaver output is connected to the third input of the third switch.
Предлагаемое устройство состоит из двух частей: передающей и приемной, его блок-схема приведена на фиг.4а, б.The proposed device consists of two parts: transmitting and receiving, its block diagram is shown in figa, b.
Блок-схема передающей части предлагаемого устройства представлена на фиг.4а, где обозначено:A block diagram of the transmitting part of the proposed device is presented in figa, where it is indicated:
1 - блок добавления CRC;1 - block add CRC;
2 - 4 - как на схеме прототипа;2 - 4 - as in the prototype diagram;
- последовательность закодированных и перемешанных бит с добавлением CRC; - a sequence of encoded and mixed bits with the addition of CRC;
остальные последовательности и сигналы - как на схеме прототипа.other sequences and signals - as in the prototype diagram.
Передающая часть предлагаемого устройства содержит последовательно соединенные кодер 2, перемежитель 3, блок добавления CRC 1 и модулятор 4, выход которого является выходом передающей части, а ее входом - вход кодера 2.The transmitting part of the proposed device contains a series-connected
Передающая часть предлагаемого устройства работает аналогично прототипу, за исключением одного момента.The transmitting part of the proposed device works similarly to the prototype, with the exception of one point.
Перемешанная в перемежителе 3 последовательность бит поступает на блок добавления CRC 1, который делит ее на фрагменты, добавляя к ним CRC. Полученная при этом последовательность бит поступает на модулятор 4, формирующий последовательность символов в виде комплексных чисел xn, соответствующих точкам в выбранном сигнальном созвездии.Interleaved 3 bit sequence arrives at the
Блок-схема приемной части предлагаемого устройства представлена на фиг.4б, где обозначено:The block diagram of the receiving part of the proposed device is presented in figb, where it is indicated:
3,5 - 8 - как на схеме прототипа;3,5 - 8 - as in the prototype diagram;
9.1, 9.2, 9.3 - первый, второй и третий переключатели;9.1, 9.2, 9.3 - the first, second and third switches;
10.1, 10.2, 10.3 - первый, второй и третий детекторы;10.1, 10.2, 10.3 - the first, second and third detectors;
11.1, 11.2 - первый и второй блоки проверки CRC;11.1, 11.2 - the first and second blocks of the CRC check;
- последовательность LLR бит на выходе SISO эквалайзера; - LLR bit sequence at the output of the SISO equalizer;
- то же, за вычетом LLR, соответствующих битам CRC; - the same, minus the LLR corresponding to the CRC bits;
- то же, после SISO декодера и перемежителя; - the same after the SISO decoder and interleaver;
- последовательность предварительных оценок бит; - a sequence of preliminary estimates of bits;
остальные последовательности и сигналы - как на схеме прототипа.other sequences and signals - as in the prototype diagram.
Приемная часть предлагаемого устройства содержит последовательно соединенные согласованный фильтр демодулятора 5, SISO эквалайзер 6, третий детектор 10.3, первый блок проверки CRC 11.1, выход которого подсоединен к первому входу второго переключателя 9.2, выход которого через последовательно соединенные деперемежитель 7 и SISO декодер 8 соединен с входом первого переключателя 9.1, первый выход которого соединен с входом первого детектора 10.1, выход которого является выходом приемной части. Второй выход первого переключателя 9.1 через последовательно соединенные перемежитель 3, второй детектор 10.2 и второй блок проверки CRC 11.2 соединен с первым входом третьего переключателя 9.3, выход которого соединен со вторым входом SISO эквалайзера 6, выход которого соединен с третьим входом второго переключателя 9.2, второй вход которого является входом для значений LLR известных бит. При этом выход перемежителя 3 подсоединен к третьему входу третьего переключателя 9.3, второй вход которого является входом для значений LLR известных бит. Вход согласованного фильтра демодулятора 5 является входом приемной части предлагаемого устройства.The receiving part of the proposed device contains a serially connected matched filter of the
Приемная часть предлагаемого устройства работает аналогично прототипу, за исключением двух моментов.The receiving part of the proposed device works similarly to the prototype, with the exception of two points.
Во-первых, SISO эквалайзер 6 формирует из комплексных чисел уn последовательность LLR бит , которая поступает на вход третьего детектора 10.3, где преобразуется в последовательность предварительных оценок бит . Первый блок проверки CRC 11.1 проверяет CRC отдельных порций бит (фрагментов) и, если CRC не совпала (т.е. фрагмент принят с ошибками), передает через второй переключатель 9.2 на деперемежитель 7 последовательность LLR бит ( за вычетом LLR, соответствующих битам CRC, т.е. в точности, как в прототипе). Если же CRC совпала, то на деперемежитель 7 подаются LLR, соответствующие известным битам информации, т.е. ∞, что существенно повысит качество декодирования остальных бит на текущей итерации турбоэквалайзера. Во-вторых, последовательность LLR бит , сформированная в перемежителе 3, подается на вход второго детектора 10.2, где преобразуется в последовательность предварительных оценок бит . Второй блок проверки CRC 11.2 проверяет CRC отдельных порций бит (фрагментов) и, если CRC не совпала (т.е. фрагмент принят с ошибками), передает через переключатель 9.3 на SISO эквалайзер 6 последовательность LLR бит . Если же CRC совпала, то на SISO эквалайзер 6 подаются LLR, соответствующие известным битам информации, т.е. ∞, что также повысит качество декодирования остальных бит на следующей итерации турбоэквалайзера. SISO эквалайзер 6 вновь формирует (уже уточненные) LLR для каждого бита и т.д. В случае, если на какой-либо итерации турбоэквалайзера все биты окажутся декодированы правильно, итерации можно прекратить досрочно и перевести первый переключатель 9.1 в соответствующее положение. Очевидно, что для фрагментов информации, для которых данная итеративная процедура не была завершена досрочно, CRC не совпала. Это значит, что они будут приняты с ошибками, либо, при наличии протокола верхнего уровня (со своим CRC), - перезапрошены.First,
Таким образом, предлагаемое устройство (второй вариант) позволяет оценивать достоверность принимаемой информации в процессе турбоэквалайзинга, повышая скорость ее обработки и улучшая характеристики качества связи. При этом сохраняется независимость уровней обработки информации.Thus, the proposed device (second option) allows you to evaluate the accuracy of the received information in the process of turboequalizing, increasing the speed of its processing and improving the characteristics of the quality of communication. At the same time, the independence of information processing levels is maintained.
Следует иметь ввиду, что CRC код, используемый в первом варианте предлагаемого технического решения, является частью канального протокола верхнего уровня, в то время как CRC код, используемый во втором варианте предлагаемого технического решения, является дополнительным (новым) звеном обработки сигнала на уровне помехоустойчивого кода и никак не связанным с канальным протоколом.It should be borne in mind that the CRC code used in the first version of the proposed technical solution is part of the channel protocol of the upper level, while the CRC code used in the second version of the proposed technical solution is an additional (new) signal processing unit at the noise-immunity code level and not related to the channel protocol.
Таким образом, предлагаемое техническое решение (второй вариант) может также использоваться с канальным протоколом, включающим свой CRC код. При этом CRC коды двух разных уровней будут действовать параллельно и независимо.Thus, the proposed technical solution (second option) can also be used with a channel protocol that includes its own CRC code. In this case, CRC codes of two different levels will act in parallel and independently.
Предлагаемые способ и устройство повышают вероятность правильного приема информации, улучшая помехоустойчивость аппаратуры связи, а также уменьшают время обработки сигнала турбоэквалайзером последовательного модема за счет уменьшения числа итераций, уменьшая тем самым необходимое количество вычислительных ресурсов.The proposed method and device increase the likelihood of correct reception of information, improving the noise immunity of communication equipment, and also reduce the processing time of the signal by the turbo equalizer of the serial modem by reducing the number of iterations, thereby reducing the required amount of computing resources.
Первый вариант предлагаемого технического решения более предпочтителен с точки зрения совместимости с эксплуатируемой в настоящий момент аппаратурой связи.The first version of the proposed technical solution is more preferable from the point of view of compatibility with the communication equipment currently in operation.
Второй вариант является более предпочтительным с точки зрения степени улучшения качества связи и сохранения независимости уровней обработки информации.The second option is more preferable in terms of the degree of improvement in the quality of communication and maintaining the independence of the levels of information processing.
Источники информацииInformation sources
1. Douillard, С, Jézéquel, М., Веrrоu, С, Picart, A., Didier, P. and Glavieux, А.: 1995, Iterative correction of intersymbol interference: Turbo-equalization, Eur. Trans. Telecommunications 6(5), 507-511.1. Douillard, C, Jézéquel, M., Verrou, C, Picart, A., Didier, P. and Glavieux, A .: 1995, Iterative correction of intersymbol interference: Turbo-equalization, Eur. Trans. Telecommunications 6 (5), 507-511.
2. Glavieux, A., Laot, C. and Labat, J.: 1997, Turbo equalization over a frequency selective channel, Proc. Int. Symp on Turbo Codes & Related Topics, ENST Bretagne, Brest, France, pp.96-102.2. Glavieux, A., Laot, C. and Labat, J .: 1997, Turbo equalization over a frequency selective channel, Proc. Int. Symp on Turbo Codes & Related Topics, ENST Bretagne, Brest, France, pp. 96-102.
3. Nieto, J.W.: 2005, Iterative equalization and decoding of STANAG 4539 9600 bps HF waveforms.3. Nieto, J.W .: 2005, Iterative equalization and decoding of STANAG 4539 9600 bps HF waveforms.
4. Otnes, R. and Tüchler, M.: 2001, Block SISO linear equalizers for turbo equalization in serial-tone HF modems.4. Otnes, R. and Tüchler, M .: 2001, Block SISO linear equalizers for turbo equalization in serial-tone HF modems.
5. Tüchler, M., Koetter, R. and Singer, A. C: 2002, Turbo equalization: Principles and new results, IEEE Trans. Communications 50(5), 754-767.5. Tüchler, M., Koetter, R. and Singer, A. C: 2002, Turbo equalization: Principles and new results, IEEE Trans. Communications 50 (5), 754-767.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008114587/09A RU2369032C1 (en) | 2008-04-14 | 2008-04-14 | Method of iterative signal processing for serial modem and device to that effect (versions) |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008114587/09A RU2369032C1 (en) | 2008-04-14 | 2008-04-14 | Method of iterative signal processing for serial modem and device to that effect (versions) |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2369032C1 true RU2369032C1 (en) | 2009-09-27 |
Family
ID=41169724
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008114587/09A RU2369032C1 (en) | 2008-04-14 | 2008-04-14 | Method of iterative signal processing for serial modem and device to that effect (versions) |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2369032C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2692429C1 (en) * | 2018-05-28 | 2019-06-24 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Владимирский Государственный Университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых" (ВлГУ) | Method of controlling intersymbol distortions of digital signals |
RU2712661C1 (en) * | 2018-12-29 | 2020-01-30 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") | Method for formation of tribological coating |
-
2008
- 2008-04-14 RU RU2008114587/09A patent/RU2369032C1/en active
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2692429C1 (en) * | 2018-05-28 | 2019-06-24 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Владимирский Государственный Университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых" (ВлГУ) | Method of controlling intersymbol distortions of digital signals |
RU2712661C1 (en) * | 2018-12-29 | 2020-01-30 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") | Method for formation of tribological coating |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0914719B1 (en) | Method and apparatus for detecting communication signals having unequal error protection | |
EP1004182B1 (en) | Communications systems and methods employing parallel coding without interleaving | |
JP3327505B2 (en) | Method and apparatus for signal reception affected by intersymbol interference | |
EP1004181B1 (en) | Communications systems and methods employing selective recursive decoding | |
EP2520026B1 (en) | Iterative decoding and demodulation with feedback attenuation | |
US6947506B2 (en) | Method and apparatus for improved turbo multiuser detector | |
EP0907256B1 (en) | Apparatus for convolutional self-doubly orthogonal encoding and decoding | |
KR19990082874A (en) | Iterative demapping | |
KR20030010587A (en) | Method and apparatus for combined soft-decision based interference cancellation and decoding | |
EP2624467B1 (en) | Interference cancellation in a multi-user receiver | |
EP1782543A1 (en) | Soft decision enhancement | |
Anand et al. | Continuous error detection (CED) for reliable communication | |
RU2369032C1 (en) | Method of iterative signal processing for serial modem and device to that effect (versions) | |
US6222835B1 (en) | Method and configuration for packet-oriented data transmission in a digital transmission system | |
CN110474713A (en) | A kind of communication system for improving RRNS code coding/decoding process | |
Song et al. | Turbo equalization with an unknown channel | |
JP2005529509A (en) | Method and communication device for matching data rates in a communication device | |
EP1480351A1 (en) | Receiving apparatus and receiving method | |
US7565594B2 (en) | Method and apparatus for detecting a packet error in a wireless communications system with minimum overhead using embedded error detection capability of turbo code | |
KR100204593B1 (en) | The decoding apparatus at fading channel in mobile communication system | |
RU2223598C2 (en) | Method for decoding variable-length noise- immune concatenated code | |
US20190222335A1 (en) | Soft value extraction method and device applicable to ovxdm system, and ovxdm system | |
RU2209518C2 (en) | Method and device for evaluating data transmission speed (alternatives) | |
Zhu et al. | Iterative non-coherent detection of serially-concatenated codes with differential modulation | |
Bajcsy et al. | Iterative Decoding of GSM Signals |