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 PDF

Info

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
Application number
RU2008114587/09A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Анатольевич Малютин (RU)
Александр Анатольевич Малютин
Дмитрий Васильевич Меркулов (RU)
Дмитрий Васильевич Меркулов
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Концерн "Созвездие"
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 Открытое акционерное общество "Концерн "Созвездие" filed Critical Открытое акционерное общество "Концерн "Созвездие"
Priority to RU2008114587/09A priority Critical patent/RU2369032C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2369032C1 publication Critical patent/RU2369032C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: communication means.
SUBSTANCE: invention is intended for use in communication systems employed for data transport through transmission links with inter-symbol interference when high confidence of data transmission is required. According to the method of iterative processing of the signal for the serial modem (version one) in the receiving portion LLR bit strings are detected after de-interlacer and SISO decoder, sequences of preliminary bit estimates are formed, wherein CRC is checked. Series-connected second detector and second CRC evaluation block are introduced into the receiving equipment of the device (version one), along with the second and the third switches. Second version of the method, presupposes adding of the CRC code in transmitting part after the interlacer, and in the receiving part - detecting of LLR bit sequence after the SISO equaliser and interlacer, formation of the sequence of preliminary bit estimates and CRC check therein. As per the second version of the device into the transmitting part there is a specially introduced CRC - adding block, and into the receiving part - the second and the third detectors, the first and the second CRC evaluation blocks, the second and the third switches.
EFFECT: enhanced probability of correct data reception, improved noise-immunity of the communication equipment, lowered signal processing time by turbo equaliser of the serial modem through reduced number of iterations and reduced desired amount of computational resources.
4 cl, 8 dwg

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

Figure 00000001
. Далее последовательность бит
Figure 00000001
кодируется помехоустойчивым кодом, формируется последовательность бит
Figure 00000002
, которая перемешивается по определенному закону, формируется последовательность бит
Figure 00000003
. Последовательность бит
Figure 00000004
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
Figure 00000001
. Next bit sequence
Figure 00000001
encoded by error-correcting code, a sequence of bits is formed
Figure 00000002
, which is mixed according to a certain law, a sequence of bits is formed
Figure 00000003
. Bit sequence
Figure 00000004
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

Figure 00000005
(на первой итерации равны нулю), формируется последовательность LLR бит
Figure 00000006
. Последовательность LLR бит
Figure 00000007
деперемешивается, формируется последовательность LLR бит
Figure 00000008
. Последовательность LLR бит
Figure 00000009
декодируется, формируется последовательность LLR бит
Figure 00000010
. Если заданное количество итераций еще не закончилось, последовательность LLR бит
Figure 00000011
перемешивается, формируется последовательность LLR бит
Figure 00000005
, которая является априорной информацией для SISO эквалайзера. Если заданное количество итераций закончилось, последовательность LLR бит
Figure 00000012
детектируется, формируется последовательность предварительных оценок бит
Figure 00000013
. Последовательность предварительных оценок бит
Figure 00000014
разбивается на фрагменты, в которых проверяется CRC, формируется выходная последовательность бит
Figure 00000015
. Причем благодаря CRC коду известно, какие фрагменты
Figure 00000016
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
Figure 00000005
(equal to zero at the first iteration), a sequence of LLR bits is formed
Figure 00000006
. LLR bit sequence
Figure 00000007
de-shuffled, a sequence of LLR bits is formed
Figure 00000008
. LLR bit sequence
Figure 00000009
decoded, a sequence of LLR bits is formed
Figure 00000010
. If the specified number of iterations has not yet ended, the LLR bit sequence
Figure 00000011
shuffled, a sequence of LLR bits is formed
Figure 00000005
, which is a priori information for the SISO equalizer. If the set number of iterations has ended, the LLR bit sequence
Figure 00000012
detected, formed a sequence of preliminary estimates of bits
Figure 00000013
. Bit prediction sequence
Figure 00000014
broken into fragments in which CRC is checked, the output bit sequence is formed
Figure 00000015
. Moreover, thanks to the CRC code, it is known which fragments
Figure 00000016
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

Figure 00000017
, которая кодируется помехоустойчивым кодом, формируется последовательность бит
Figure 00000018
, которая перемешивается по определенному закону, формируется последовательность бит
Figure 00000019
, 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
Figure 00000005
, которые на первой итерации равны нулю, формируется последовательность LLR бит
Figure 00000007
, которая деперемешивается, формируется последовательность LLR бит
Figure 00000020
которая декодируется, формируется последовательность LLR бит
Figure 00000010
, если заданное количество итераций еще не закончилось, то последовательность LLR бит
Figure 00000010
перемешивается, формируется последовательность LLR бит
Figure 00000005
, которая является априорной информацией для SISO эквалайзера, согласно изобретению, в приемной части детектируют последовательность LLR бит
Figure 00000021
, формируют последовательность предварительных оценок бит
Figure 00000022
, разбивают на фрагменты последовательность предварительных оценок бит
Figure 00000023
, в которых проверяют CRC, фрагменты последовательности LLR бит
Figure 00000020
, для которых CRC совпала, заменяют значениями ∞, детектируют последовательность LLR бит
Figure 00000010
, формируют последовательность предварительных оценок бит
Figure 00000024
, далее ее разбивают на фрагменты, в которых проверяют CRC, формируют последовательность оценок бит
Figure 00000025
, фрагменты последовательности LLR бит
Figure 00000010
, для которых CRC совпала, заменяют значениями ∞, после окончания заданного количества итераций полученная после проверки CRC последовательность оценок бит
Figure 00000026
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
Figure 00000017
, which is encoded by an error-correcting code, a sequence of bits is formed
Figure 00000018
, which is mixed according to a certain law, a sequence of bits is formed
Figure 00000019
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
Figure 00000005
which are equal to zero at the first iteration, an LLR bit sequence is formed
Figure 00000007
which is de-mixed, an LLR bit sequence is formed
Figure 00000020
which is decoded, a sequence of LLR bits is formed
Figure 00000010
if the specified number of iterations has not yet ended, then the sequence of LLR bits
Figure 00000010
shuffled, a sequence of LLR bits is formed
Figure 00000005
, which is a priori information for the SISO equalizer according to the invention, the LLR bit sequence is detected in the receiving part
Figure 00000021
form a sequence of preliminary estimates of bits
Figure 00000022
fragment into a sequence of preliminary estimates of bits
Figure 00000023
in which the CRC is checked, fragments of the LLR bit sequence
Figure 00000020
for which the CRC is the same, replace with the values ∞, detect the sequence of LLR bits
Figure 00000010
form a sequence of preliminary estimates of bits
Figure 00000024
, then it is divided into fragments in which the CRC is checked, a sequence of bit estimates is formed
Figure 00000025
, fragments of the LLR bit sequence
Figure 00000010
, 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
Figure 00000026
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

Figure 00000027
. Далее последовательность бит
Figure 00000028
кодируется помехоустойчивым кодом, формируется последовательность бит
Figure 00000029
, которая перемешивается по определенному закону, формируется последовательность бит
Figure 00000030
. Последовательность бит
Figure 00000031
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
Figure 00000027
. Next bit sequence
Figure 00000028
encoded by error-correcting code, a sequence of bits is formed
Figure 00000029
, which is mixed according to a certain law, a sequence of bits is formed
Figure 00000030
. Bit sequence
Figure 00000031
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

Figure 00000032
(на первой итерации равны нулю), формируется последовательность LLR бит
Figure 00000033
. Последовательность LLR бит
Figure 00000034
деперемешивается, формируется последовательность LLR бит
Figure 00000035
. Последовательность LLR бит
Figure 00000036
детектируется, формируется последовательность предварительных оценок бит
Figure 00000022
. Последовательность предварительных оценок бит
Figure 00000022
разбивается на фрагменты, в которых проверяется CRC. Фрагменты последовательности LLR бит
Figure 00000037
, для которых CRC совпала, заменяются значениями LLR, соответствующими надежности решений на выходе устройства проверки контрольных сумм CRC кода, т.е.
Figure 00000038
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
Figure 00000037
декодируется, формируется последовательность LLR бит
Figure 00000010
. Последовательность LLR бит
Figure 00000010
детектируется, формируется последовательность предварительных оценок бит
Figure 00000039
. Последовательность предварительных оценок бит
Figure 00000039
разбивается на фрагменты, в которых проверяется CRC, формируется последовательность оценок бит
Figure 00000040
. Фрагменты последовательности LLR бит
Figure 00000010
, для которых CRC совпала, заменяются значениями ∞ (LLR для известных бит). Если заданное количество итераций еще не закончилось, последовательность LLR бит
Figure 00000010
перемешивается. Формируется последовательность LLR бит
Figure 00000032
, которая является априорной информацией для SISO эквалайзера. Если заданное количество итераций закончилось, полученная после проверки CRC последовательность оценок бит
Figure 00000040
становится выходной. Причем благодаря CRC коду известно, какие фрагменты
Figure 00000040
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
Figure 00000032
(equal to zero at the first iteration), a sequence of LLR bits is formed
Figure 00000033
. LLR bit sequence
Figure 00000034
de-shuffled, a sequence of LLR bits is formed
Figure 00000035
. LLR bit sequence
Figure 00000036
detected, formed a sequence of preliminary estimates of bits
Figure 00000022
. Bit prediction sequence
Figure 00000022
breaks into fragments in which CRC is checked. Fragments of the LLR bit sequence
Figure 00000037
, 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.
Figure 00000038
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
Figure 00000037
decoded, a sequence of LLR bits is formed
Figure 00000010
. LLR bit sequence
Figure 00000010
detected, formed a sequence of preliminary estimates of bits
Figure 00000039
. Bit prediction sequence
Figure 00000039
broken into fragments in which CRC is checked, a sequence of bit estimates is formed
Figure 00000040
. Fragments of the LLR bit sequence
Figure 00000010
, 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
Figure 00000010
mixes up. A sequence of LLR bits is formed
Figure 00000032
, 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
Figure 00000040
It becomes a day off. Moreover, thanks to the CRC code, it is known which fragments
Figure 00000040
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;

Figure 00000041
- последовательность бит с добавлением CRC;
Figure 00000041
- a sequence of bits with the addition of CRC;

Figure 00000042
- закодированная последовательность бит;
Figure 00000042
- encoded sequence of bits;

Figure 00000043
- перемешанная последовательность бит;
Figure 00000043
- 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 CRC 1, encoder 2, interleaver 3 and modulator 4, the output of which is the output of the device. The input of the adding block CRC 1 is the input of the transmitting part.

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

Figure 00000044
поступает на кодер 2, который производит кодирование этой последовательности помехоустойчивым кодом, в результате чего образуется новая последовательность бит
Figure 00000045
, которая поступает на перемежитель 3, где происходит ее перемешивание по определенному закону. Перемешанная последовательность бит
Figure 00000043
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 block 1 divides it into fragments, adding CRC to them. The resulting bit sequence
Figure 00000044
enters encoder 2, which encodes this sequence with an error-correcting code, resulting in a new sequence of bits
Figure 00000045
, which enters the interleaver 3, where it is mixed according to a certain law. Mixed bit sequence
Figure 00000043
arrives at modulator 4, forming a sequence of characters in the form of complex numbers x n corresponding to points in the selected signal constellation. In the future, this sequence of characters is converted by the transmitting equipment into a signal transmitted via any communication channel with the ISI, for example, on a KB channel with multipath propagation.

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;

Figure 00000046
- последовательность LLR бит на выходе SISO эквалайзера;
Figure 00000046
- LLR bit sequence at the output of the SISO equalizer;

Figure 00000037
- то же после деперемежителя;
Figure 00000037
- the same after de-interleaver;

Figure 00000047
- то же после SISO декодера;
Figure 00000047
- the same after the SISO decoder;

Figure 00000048
- то же после перемежителя;
Figure 00000048
- the same after the interleaver;

Figure 00000039
- последовательность оценок бит после детектора;
Figure 00000039
- a sequence of bit estimates after the detector;

Figure 00000049
- последовательность окончательных оценок принятых информационных бит.
Figure 00000049
- 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 demodulator 5, SISO equalizer 6, de-interleaver 7 and SISO decoder 8, the output of which is connected to the input of the switch 9, the first output of which is connected through the detector 10 to the input of the CRC 11 verification unit, the output of which is the output receiving part. The second output of the switch 9 through the interleaver 3 is connected to the second input of the SISO equalizer 6. The input of the matched filter demodulator 5 is the input of the receiving part.

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

Figure 00000046
. Деперемежитель 7 восстанавливает исходный порядок следования LLR бит
Figure 00000050
, соответствующий исходной закодированной последовательности бит
Figure 00000042
. SISO декодер 8 декодирует последовательность LLR бит
Figure 00000051
, формируя на своем выходе новую последовательность LLR бит
Figure 00000047
, более правдоподобную, благодаря исправляющим свойствам используемого помехоустойчивого кода. Последовательность LLR бит
Figure 00000047
через переключатель 9 подается на перемежитель 3, который формирует перемешанную последовательность LLR бит
Figure 00000052
, которая подается на второй вход SISO эквалайзера 6 в качестве априорных LLR бит. SISO эквалайзер 6 вновь формирует (уже уточненные) LLR бит
Figure 00000046
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
Figure 00000039
, подаваемую на блок проверки CRC 11. Последовательность окончательных оценок принятых информационных бит
Figure 00000053
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 demodulator 5, where it is converted into a sequence of input samples in the form of complex numbers y n . Then SISO equalizer 6 forms an LLR bit sequence from them
Figure 00000046
. The deinterleaver 7 restores the original order of LLR bits
Figure 00000050
corresponding to the original encoded bit sequence
Figure 00000042
. SISO decoder 8 decodes LLR bit sequence
Figure 00000051
forming at its output a new sequence of LLR bits
Figure 00000047
more plausible due to the corrective properties of the error-correcting code used. LLR bit sequence
Figure 00000047
through the switch 9 is fed to the interleaver 3, which forms a mixed sequence of LLR bits
Figure 00000052
which is applied to the second input of the SISO equalizer 6 as a priori LLR bits. SISO Equalizer 6 re-generates (already specified) LLR bits
Figure 00000046
etc. This iterative procedure (turbo equalization) is repeated a predetermined number of times, after which the switch 9 is moved to another position, and the output of the SISO decoder 8 is supplied to the detector 10, which forms a sequence of bit estimates
Figure 00000039
supplied to the CRC 11. The sequence of final evaluations of the received information bits
Figure 00000053
from the output of the verification unit CRC 11 is then transmitted to any information receiver. Fragments of information for which the CRC did not match will be re-requested at the receiving side by the upper layer channel protocol.

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 EQ 6 or decoding the SISO symbol bits by decoder 8), the so-called “soft” symbol or bit estimation is performed, which is transmitted to the next processing stage as an input (for SISO decoder 8) or a priori (for SISO equalizer 6) information. At the same time, the information contained in the test bits of the CRC code is not taken into account in any way, but is used only after the end of the turboequalizer’s operation, exclusively to detect the errors made, but not to correct them.

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;

Figure 00000054
- последовательность предварительных оценок бит;
Figure 00000054
- 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 demodulator 5, SISO equalizer 6, a de-interleaver 7, a second detector 10.2, a second CRC verification unit 11.2, the output of which is connected to the first input of the second switch 9.2, the output of which is through a series-connected SISO decoder 8, the first detector 10.1 and the first CRC verification unit 11.1 is connected to the input of the third switch 9.3, the output of which is the output of the receiving part of the proposed device. In addition, the output of the SISO decoder 8 is connected to the first input of the first switch 9.1, the output of which through the interleaver 3 is connected to the second input of the SISO equalizer 6, and the second input of the first switch 9.1 is an input for LLR values of known bits. The output of the de-interleaver 7 is connected to the third input of the second switch 9.2, the second input of which is an input for LLR values of known bits. The second output of the first CRC test block 11.1 is connected to the third input of the first switch 9.1. The input of the matched filter demodulator 5 is the input of the receiving part of the proposed device.

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

Figure 00000055
, сформированная в деперемежителе 7, поступает на вход второго детектора 10.2, где преобразуется в последовательность предварительных оценок бит
Figure 00000056
. 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
Figure 00000057
(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
Figure 00000058
, сформированная в SISO декодере 8, в отличие от прототипа, поступает на вход первого детектора 10.1, где преобразуется в последовательность предварительных оценок бит
Figure 00000059
. 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
Figure 00000060
(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
Figure 00000061
.First, the LLR bit sequence
Figure 00000055
, formed in the deinterleaver 7, is fed to the input of the second detector 10.2, where it is converted into a sequence of preliminary estimates of bits
Figure 00000056
. The second CRC verification block 11.2 checks the CRC of individual bit fragments of a given sequence and, if the CRC does not match (i.e., the fragment was received with errors), passes the LLR bit sequence through the second switch 9.2 to SISO decoder 8
Figure 00000057
(i.e., exactly as in the prototype). If the CRC coincides, then LLR values corresponding to, practically, exactly known bits of information, are sent to SISO decoder 8, i.e. ∞. Secondly, the LLR sequence
Figure 00000058
, formed in SISO decoder 8, in contrast to the prototype, is fed to the input of the first detector 10.1, where it is converted into a sequence of preliminary estimates of bits
Figure 00000059
. The first CRC verification block 11.1 checks the CRC of individual bit fragments and, if the CRC does not match (i.e., the fragment was received with errors), passes the LLR sequence through the first switch 9.1 to interleaver 3
Figure 00000060
(exactly as in the prototype). If the CRC is the same, then LLR corresponding to practically known information bits, i.e. ∞. If at any iteration of the turbo equalizer all the bits are decoded correctly, iterations can be stopped ahead of time and put the third switch 9.3 in the position at which the sequence of final evaluations of the received information bits will be sent to the output of the device
Figure 00000061
.

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

Figure 00000062
, которая перемешивается по определенному закону, формируется последовательность бит
Figure 00000063
. Последовательность бит
Figure 00000064
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
Figure 00000062
, which is mixed according to a certain law, a sequence of bits is formed
Figure 00000063
. Bit sequence
Figure 00000064
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

Figure 00000065
(на первой итерации равны нулю), формируется последовательность LLR бит
Figure 00000066
. Последовательность LLR бит
Figure 00000067
деперемешивается, формируется последовательность LLR бит
Figure 00000068
. Последовательность LLR бит
Figure 00000069
декодируется, формируется последовательность LLR бит Мк. Если заданное количество итераций еще не закончилось, последовательность LLR бит Мк перемешивается, формируется последовательность LLR бит
Figure 00000065
, которая является априорной информацией для SISO эквалайзера. Если заданное количество итераций закончилось, последовательность LLR бит Мк детектируется, формируется выходная последовательность бит
Figure 00000070
.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
Figure 00000065
(equal to zero at the first iteration), a sequence of LLR bits is formed
Figure 00000066
. LLR bit sequence
Figure 00000067
de-shuffled, a sequence of LLR bits is formed
Figure 00000068
. LLR bit sequence
Figure 00000069
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
Figure 00000065
, 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
Figure 00000070
.

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

Figure 00000071
, которая перемешивается по определенному закону, формируется последовательность бит
Figure 00000072
, 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
Figure 00000067
деперемешивается, формируется последовательность LLR бит
Figure 00000073
, 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
Figure 00000070
, являющаяся выходной, согласно изобретению, в передающей части последовательность бит
Figure 00000072
разбивают на фрагменты, к каждому из которых добавляют CRC код, формируют последовательность бит
Figure 00000074
, 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
Figure 00000075
, которые на первой итерации равны нулю, формируют последовательность LLR бит
Figure 00000076
, детектируют последовательность LLR бит
Figure 00000077
, формируют последовательность предварительных оценок бит
Figure 00000078
, ее разбивают на фрагменты, в которых проверяют CRC, фрагменты последовательности LLR бит
Figure 00000067
, для которых CRC совпала, заменяют значениями ∞, если заданное количество итераций еще не закончилось, то последовательность LLR бит Мк перемешивают, формируют последовательность LLR бит
Figure 00000075
, которую детектируют, формируют последовательность предварительных оценок бит
Figure 00000079
, ее разбивают на фрагменты, в которых проверяют CRC, фрагменты последовательности LLR бит
Figure 00000075
, для которых CRC совпала, заменяют значениями ∞, последовательность LLR бит
Figure 00000075
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
Figure 00000071
, which is mixed according to a certain law, a sequence of bits is formed
Figure 00000072
, 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
Figure 00000067
de-shuffled, a sequence of LLR bits is formed
Figure 00000073
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
Figure 00000070
, which is the output, according to the invention, in the transmitting part, a sequence of bits
Figure 00000072
broken into fragments, to each of which add a CRC code, form a sequence of bits
Figure 00000074
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
Figure 00000075
, which are equal to zero at the first iteration, form a sequence of LLR bits
Figure 00000076
detect LLR bit sequence
Figure 00000077
form a sequence of preliminary estimates of bits
Figure 00000078
, it is divided into fragments in which CRC is checked, fragments of the LLR bit sequence
Figure 00000067
, 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
Figure 00000075
, which are detected, form a sequence of preliminary estimates of bits
Figure 00000079
, it is divided into fragments in which CRC is checked, fragments of the LLR bit sequence
Figure 00000075
, for which the CRC matches, are replaced by the values ∞, the sequence of LLR bits
Figure 00000075
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

Figure 00000080
, которая перемешивается по определенному закону, формируется последовательность бит
Figure 00000081
. Последовательность бит
Figure 00000082
разбивается на фрагменты, к каждому из которых добавляется CRC код, формируется последовательность бит
Figure 00000083
. Последовательность бит
Figure 00000084
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
Figure 00000080
, which is mixed according to a certain law, a sequence of bits is formed
Figure 00000081
. Bit sequence
Figure 00000082
broken into fragments, to each of which a CRC code is added, a sequence of bits is formed
Figure 00000083
. Bit sequence
Figure 00000084
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

Figure 00000075
(на первой итерации равны нулю), формируется последовательность LLR бит
Figure 00000085
. Последовательность LLR бит
Figure 00000086
детектируется, формируется последовательность предварительных оценок бит
Figure 00000078
. Она разбивается на фрагменты, в которых проверяется CRC. Фрагменты последовательности LLR бит
Figure 00000087
(
Figure 00000086
за вычетом LLR, соответствующих битам CRC), для которых CRC совпала, заменяются значениями ∞ (LLR для известных бит). Последовательность LLR бит
Figure 00000088
деперемешивается, формируется последовательность LLR бит
Figure 00000089
, которая декодируется. Формируется последовательность LLR бит Мк. Если заданное количество итераций еще не закончилось, последовательность LLR бит Мк перемешивается, формируется последовательность LLR бит
Figure 00000075
(с вновь добавленными LLR, соответствующими битам CRC кода). Последовательность LLR бит
Figure 00000075
детектируется, формируется последовательность предварительных оценок бит
Figure 00000078
, она разбивается на фрагменты, в которых проверяется CRC. Фрагменты последовательности LLR бит
Figure 00000075
, для которых CRC совпала, заменяются значениями ∞ (LLR для известных бит). Последовательность
Figure 00000075
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
Figure 00000090
, 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
Figure 00000075
(equal to zero at the first iteration), a sequence of LLR bits is formed
Figure 00000085
. LLR bit sequence
Figure 00000086
detected, formed a sequence of preliminary estimates of bits
Figure 00000078
. It is broken down into fragments in which CRC is checked. Fragments of the LLR bit sequence
Figure 00000087
(
Figure 00000086
minus LLRs corresponding to CRC bits), for which the CRC matches, are replaced by ∞ (LLR for known bits). LLR bit sequence
Figure 00000088
de-shuffled, a sequence of LLR bits is formed
Figure 00000089
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
Figure 00000075
(with newly added LLRs corresponding to CRC code bits). LLR bit sequence
Figure 00000075
detected, formed a sequence of preliminary estimates of bits
Figure 00000078
, it is broken down into fragments in which CRC is checked. Fragments of the LLR bit sequence
Figure 00000075
, for which the CRC matches, are replaced by ∞ (LLR for known bits). Sequence
Figure 00000075
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
Figure 00000090
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;

Figure 00000091
- закодированная последовательность бит;
Figure 00000091
- encoded sequence of bits;

Figure 00000092
- перемешанная последовательность бит;
Figure 00000092
- 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 encoder 2, an interleaver 3 and a modulator 4, the output of which is the output of the transmitting part of the prototype device, the input of which is the input of the encoder 2.

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

Figure 00000093
, которая поступает на перемежитель 3, где происходит ее перемешивание по определенному закону. Перемешанная последовательность бит
Figure 00000094
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. Encoder 2 encodes this sequence with an error-correcting code, resulting in a new bit sequence
Figure 00000093
, which enters the interleaver 3, where it is mixed according to a certain law. Mixed bit sequence
Figure 00000094
arrives at modulator 4, forming a sequence of characters in the form of complex numbers x n corresponding to the points in the selected signal constellation (characters). In the future, this sequence of characters is converted by the transmitting equipment into a signal transmitted via any communication channel with the ISI, for example, on a KB channel with multipath propagation.

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;

Figure 00000095
- последовательность LLR бит на выходе SISO эквалайзера;
Figure 00000095
- LLR bit sequence at the output of the SISO equalizer;

Figure 00000096
- то же после деперемежителя;
Figure 00000096
- the same after de-interleaver;

Мк - то же после SISO декодера;M to - the same after the SISO decoder;

Figure 00000097
- то же после перемежителя;
Figure 00000097
- the same after the interleaver;

Figure 00000090
- последовательность окончательных оценок принятых информационных бит.
Figure 00000090
- 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 demodulator 5, SISO equalizer 6, deinterleaver 7 and SISO decoder 8, the output of which is connected to the input of the switch 9, the first output of which is connected to the input of the detector 10, the output of which is the output of the receiving part. The second output of the switch 9 through the interleaver 3 is connected to the second input of the SISO equalizer 6. The input of the matched filter demodulator 5 is the input of the receiving part.

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

Figure 00000098
. Деперемежитель 7 восстанавливает исходный порядок следования LLR бит
Figure 00000099
, соответствующий исходной закодированной последовательности бит
Figure 00000093
. SISO декодер 8 декодирует последовательность LLR бит
Figure 00000099
, 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
Figure 00000100
, которая подается на второй вход SISO эквалайзера 6 в качестве априорных LLR бит. SISO эквалайзер 6 вновь формирует (уже уточненные) LLR бит
Figure 00000098
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
Figure 00000090
, 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 demodulator 5, where it is converted into a sequence of input samples in the form of complex numbers y n . Then SISO equalizer 6 forms an LLR bit sequence from them
Figure 00000098
. The deinterleaver 7 restores the original order of LLR bits
Figure 00000099
corresponding to the original encoded bit sequence
Figure 00000093
. SISO decoder 8 decodes LLR bit sequence
Figure 00000099
, forming at its output a new sequence of LLR bit M k , more believable, due to the correcting properties of the error-correcting code used. The sequence of LLR bits M to through the switch 9 is fed to the interleaver 3, which forms a mixed sequence of LLR bits
Figure 00000100
which is applied to the second input of the SISO equalizer 6 as a priori LLR bits. SISO Equalizer 6 re-generates (already specified) LLR bits
Figure 00000098
etc. This iterative procedure (turbo equalization) is repeated a predetermined number of times, after which the switch 9 is moved to another position, and the output of the SISO decoder 8 is supplied to the detector 10, which forms a sequence of final estimates of the received information bits
Figure 00000090
, which is then transmitted to some information receiver, for example, to the channel protocol layer.

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;

Figure 00000101
- последовательность закодированных и перемешанных бит с добавлением CRC;
Figure 00000101
- 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 encoder 2, an interleaver 3, an addition unit CRC 1 and a modulator 4, the output of which is the output of the transmitting part, and its input is the input of the encoder 2.

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

Figure 00000102
поступает на блок добавления CRC 1, который делит ее на фрагменты, добавляя к ним CRC. Полученная при этом последовательность бит
Figure 00000103
поступает на модулятор 4, формирующий последовательность символов в виде комплексных чисел xn, соответствующих точкам в выбранном сигнальном созвездии.Interleaved 3 bit sequence
Figure 00000102
arrives at the block adding CRC 1, which divides it into fragments, adding CRC to them. The resulting bit sequence
Figure 00000103
arrives at modulator 4, forming a sequence of characters in the form of complex numbers x n corresponding to points in the selected signal constellation.

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;

Figure 00000104
- последовательность LLR бит на выходе SISO эквалайзера;
Figure 00000104
- LLR bit sequence at the output of the SISO equalizer;

Figure 00000105
- то же, за вычетом LLR, соответствующих битам CRC;
Figure 00000105
- the same, minus the LLR corresponding to the CRC bits;

Figure 00000106
- то же, после SISO декодера и перемежителя;
Figure 00000106
- the same after the SISO decoder and interleaver;

Figure 00000107
- последовательность предварительных оценок бит;
Figure 00000107
- 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 demodulator 5, SISO equalizer 6, a third detector 10.3, a first CRC verification unit 11.1, the output of which is connected to the first input of the second switch 9.2, the output of which through a series-connected deinterleaver 7 and SISO decoder 8 is connected to the input the first switch 9.1, the first output of which is connected to the input of the first detector 10.1, the output of which is the output of the receiving part. The second output of the first switch 9.1 through a series-connected interleaver 3, the second detector 10.2 and the second CRC verification unit 11.2 is connected to the first input of the third switch 9.3, the output of which is connected to the second input of the SISO equalizer 6, the output of which is connected to the third input of the second switch 9.2, the second input which is the input for the LLR values of the known bits. The output of the interleaver 3 is connected to the third input of the third switch 9.3, the second input of which is an input for LLR values of known bits. The input of the matched filter demodulator 5 is the input of the receiving part of the proposed device.

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

Figure 00000108
, которая поступает на вход третьего детектора 10.3, где преобразуется в последовательность предварительных оценок бит
Figure 00000109
. 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
Figure 00000110
(
Figure 00000108
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
Figure 00000111
, сформированная в перемежителе 3, подается на вход второго детектора 10.2, где преобразуется в последовательность предварительных оценок бит
Figure 00000109
. 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
Figure 00000112
. 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
Figure 00000108
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, SISO Equalizer 6 forms a sequence of LLR bits from complex numbers of n
Figure 00000108
, which is fed to the input of the third detector 10.3, where it is converted into a sequence of preliminary estimates of bits
Figure 00000109
. The first CRC verification block 11.1 checks the CRC of individual portions of bits (fragments) and, if the CRC does not match (i.e., the fragment was received with errors), transfers the sequence of LLR bits through the second switch 9.2 to deinterleaver 7
Figure 00000110
(
Figure 00000108
minus LLRs corresponding to CRC bits, i.e. exactly as in the prototype). If the CRC is the same, then LLRs corresponding to the known information bits, i.e. ∞, which will significantly increase the quality of decoding the remaining bits at the current iteration of the turbo equalizer. Second, the LLR bit sequence
Figure 00000111
, formed in the interleaver 3, is fed to the input of the second detector 10.2, where it is converted into a sequence of preliminary estimates of bits
Figure 00000109
. The second CRC verification block 11.2 checks the CRC of individual portions of bits (fragments) and, if the CRC does not match (i.e., the fragment was received with errors), transfers the LLR bit sequence through switch 9.3 to SISO equalizer 6
Figure 00000112
. If the CRC is the same, then LLRs corresponding to the known information bits are fed to SISO equalizer 6, i.e. ∞, which will also improve the decoding quality of the remaining bits at the next iteration of the turbo equalizer. SISO Equalizer 6 re-forms (already specified) LLR
Figure 00000108
for each bit, etc. If at any iteration of the turbo equalizer all the bits are decoded correctly, iterations can be terminated early and the first switch 9.1 can be moved to the corresponding position. Obviously, for pieces of information for which this iterative procedure was not completed ahead of schedule, the CRC did not match. This means that they will be accepted with errors, or, in the presence of a top-level protocol (with its CRC), will be re-requested.

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)

1. Способ итеративной обработки сигнала для последовательного модема, заключающийся 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
Figure 00000001
, которая кодируется помехоустойчивым кодом, формируется последовательность бит
Figure 00000002
, которая перемешивается по определенному закону, формируется последовательность бит
Figure 00000003
, которая модулируется, формируется выходная последовательность комплексных чисел xn, 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 yn подвергается эквалайзингу с учетом априорных значений LLR бит
Figure 00000005
, которые на первой итерации равны нулю, формируется последовательность LLR бит
Figure 00000006
, которая деперемешивается, формируется последовательность LLR бит
Figure 00000008
, которая декодируется, формируется последовательность LLR бит
Figure 00000010
, если заданное количество итераций еще не закончилось, то последовательность LLR бит
Figure 00000010
перемешивается, формируется последовательность LLR бит
Figure 00000005
, которая является априорной информацией для SISO эквалайзера, отличающийся тем, что в приемной части детектируют последовательность LLR бит
Figure 00000008
, формируют последовательность предварительных оценок бит
Figure 00000113
, разбивают на фрагменты последовательность предварительных оценок бит
Figure 00000114
, в которых проверяют CRC, фрагменты последовательности LLR бит
Figure 00000008
, для которых CRC совпала, заменяют значениями ∞, детектируют последовательность LLR бит
Figure 00000010
, формируют последовательность предварительных оценок бит
Figure 00000014
, далее ее разбивают на фрагменты, в которых проверяют CRC, формируют последовательность оценок бит
Figure 00000015
, фрагменты последовательности LLR бит
Figure 00000012
, для которых CRC совпала, заменяют значениями ∞, после окончания заданного количества итераций полученная после проверки CRC последовательность оценок бит
Figure 00000015
становится выходной, причем благодаря CRC коду, выявляют фрагменты, принятые с ошибками.
1. A method of iterative signal processing for a serial modem, which consists in the fact that in the transmitting part of the communication system, the initial sequence of bits s k is divided into fragments, each of which is added with a CRC code, a sequence of bits is formed
Figure 00000001
, which is encoded by an error-correcting code, a sequence of bits is formed
Figure 00000002
, which is mixed according to a certain law, a sequence of bits is formed
Figure 00000003
Which modulated generated 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 y n is equalized with a priori LLR bits
Figure 00000005
which are equal to zero at the first iteration, an LLR bit sequence is formed
Figure 00000006
which is de-mixed, an LLR bit sequence is formed
Figure 00000008
which is decoded, an LLR bit sequence is formed
Figure 00000010
if the specified number of iterations has not yet ended, then the sequence of LLR bits
Figure 00000010
shuffled, a sequence of LLR bits is formed
Figure 00000005
, which is a priori information for the SISO equalizer, characterized in that the LLR bit sequence is detected in the receiving part
Figure 00000008
form a sequence of preliminary estimates of bits
Figure 00000113
fragment into a sequence of preliminary estimates of bits
Figure 00000114
in which the CRC is checked, fragments of the LLR bit sequence
Figure 00000008
for which the CRC is the same, replace with the values ∞, detect the sequence of LLR bits
Figure 00000010
form a sequence of preliminary estimates of bits
Figure 00000014
, then it is divided into fragments in which the CRC is checked, a sequence of bit estimates is formed
Figure 00000015
, fragments of the LLR bit sequence
Figure 00000012
, 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
Figure 00000015
becomes output, and thanks to the CRC code, fragments received with errors are detected.
2. Устройство итеративной обработки сигнала для последовательного модема, состоящее из передающей и приемной части, при этом: 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, отличающееся тем, что 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.2. An iterative signal processing device for a serial modem, consisting of a transmitting and receiving part, wherein: 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 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 checker are connected in series, the input of the matched filter of the demodulator is the input of the receiving part, characterized in that the second detector and the second CRC checker are connected in series to the receiving part, as well as the second and the third switch, and the output of the second CRC check block is connected to the first input of the second switch, the second input of which is an input for LLR values of known bits, and the output is connected to the input SISO decoder, the second input of the first switch is an input for LLR values of known bits, in addition, the deinterleaver output is connected to the third input of the second switch, the SISO decoder output 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 detector. 3. Способ итеративной обработки сигнала для последовательного модема, заключающийся в том, что в передающей части системы связи исходная последовательность бит кодируется помехоустойчивым кодом, формируется последовательность бит s'k, которая перемешивается по определенному закону, формируется последовательность бит
Figure 00000019
, в приемной части системы связи принимаемый из канала связи сигнал y(t) демодулируется, формируется последовательность комплексных чисел yn, соответствующих точкам в сигнальном созвездии, последовательность LLR бит
Figure 00000115
деперемешивается, формируется последовательность LLR бит
Figure 00000116
, которая декодируется, формируется последовательность LLR бит Мk, если заданное количество итераций закончилось, то полученная после декодирования последовательность LLR бит Mk детектируется, формируется последовательность окончательных оценок бит
Figure 00000117
, являющаяся выходной, отличающийся тем, что в передающей части последовательность бит
Figure 00000118
разбивают на фрагменты, к каждому из которых добавляют CRC код, формируют последовательность бит
Figure 00000119
, которую модулируют, формируют выходную последовательность комплексных чисел xn, соответствующих точкам в сигнальном созвездии, в приемной части демодулированный сигнал yn подвергают эквалайзингу с учетом априорных значений LLR бит
Figure 00000120
, которые на первой итерации равны нулю, формируют последовательность LLR бит
Figure 00000121
, детектируют последовательность LLR бит
Figure 00000121
, формируют последовательность предварительных оценок бит
Figure 00000122
, ее разбивают на фрагменты, в которых проверяют CRC, фрагменты последовательности LLR бит
Figure 00000123
, для которых CRC совпала, заменяют значениями ∞, если заданное количество итераций еще не закончилось, то последовательность LLR бит Мk перемешивают, формируют последовательность LLR бит
Figure 00000124
, которую детектируют, формируют последовательность предварительных оценок бит
Figure 00000122
, ее разбивают на фрагменты, в которых проверяют CRC, фрагменты последовательности LLR бит
Figure 00000125
, для которых CRC совпала, заменяют значениями ∞, последовательность LLR бит
Figure 00000125
является априорной информацией для SISO эквалайзера.
3. The method of iterative signal processing for the serial modem, comprising the steps that a portion of a communication system transmitting original bit sequence encoded error correcting code generated bit sequence s' k, which is stirred by a certain law, forming the bit sequence
Figure 00000019
, in the receiving part of the communication system, the signal y (t) received from the communication channel is demodulated, a sequence of complex numbers y n corresponding to the points in the signal constellation is formed, LLR bit sequence
Figure 00000115
de-shuffled, a sequence of LLR bits is formed
Figure 00000116
which is decoded, the LLR bit M k sequence is formed, if the specified number of iterations has ended, the LLR bit M k obtained after decoding is detected, a sequence of final bit estimates is formed
Figure 00000117
, which is the output, characterized in that in the transmitting part a sequence of bits
Figure 00000118
broken into fragments, to each of which add a CRC code, form a sequence of bits
Figure 00000119
, 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 y n is equalized taking into account a priori LLR bits
Figure 00000120
, which are equal to zero at the first iteration, form a sequence of LLR bits
Figure 00000121
detect LLR bit sequence
Figure 00000121
form a sequence of preliminary estimates of bits
Figure 00000122
, it is divided into fragments in which CRC is checked, fragments of the LLR bit sequence
Figure 00000123
, for which the CRC is the same, replace with the values ∞, if the specified number of iterations has not yet ended, then the LLR bit sequence M k is mixed, the LLR bit sequence is formed
Figure 00000124
, which are detected, form a sequence of preliminary estimates of bits
Figure 00000122
, it is divided into fragments in which CRC is checked, fragments of the LLR bit sequence
Figure 00000125
, for which the CRC matches, are replaced by the values ∞, the sequence of LLR bits
Figure 00000125
is a priori information for the SISO equalizer.
4. Устройство итеративной обработки сигнала для последовательного модема, состоящее из передающей и приемной части, при этом: 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, отличающееся тем, что 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. 4. An iterative signal processing device for a serial modem, consisting of a transmitting and receiving part, wherein: the transmitting part contains a serial 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, w The output of the first switch is connected to the input of the interleaver, the input of the matched filter of the demodulator being the input of the receiving part, and its output being the output of the first detector, characterized in that they are inserted into the transmitting part - the CRC add-on unit, the output of which is connected to the modulator input, and the interleaver output connected to the input of the CRC add-on block, to the receiving part - the second and third detectors, the first and second CRC check blocks, the second and third switches, and the SISO equalizer output through the third the tector and the first CRC checker 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 detector and the second a CRC checker is connected to the first input of the third switch, the second input of which is an input for LLR values of known bits, and the output is connected to the second input of the SISO equalizer, the interleaver output connected to the third input of the third switch.
RU2008114587/09A 2008-04-14 2008-04-14 Method of iterative signal processing for serial modem and device to that effect (versions) RU2369032C1 (en)

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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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