TW541809B - Communication device and communication method - Google Patents
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Description
541809 ( 五、發明說明(υ 發明所屬技術領域 本發明係有關於採用多載波調變解調方式之通訊方法 與通訊裝置’尤其係有關於利用DMT(Discrete Multi Tone)調變解調方式或〇FM(〇rth〇g〇nai frequency Division Mul tiPi ex)調變解調方式等使得可實現使用既 有之通訊線路之資料通訊之通訊裝置及通訊方法。但,本 發明未限定為利用DMT調變解調方式進行資料通訊之通訊 裝置’可應用於利用多載波調變解調方式及單載波調變解 調方式經由一般之通訊線路進行有線通訊及無線通訊之所 有的通訊裝置。 背景技術 以下說明習知之通訊方法。例如,在使用%
在此, ,具體說明佔田社_
之通訊裝置之 之Turbo編碼器之構造之圖。 圖8係表示在傳送系統使用 在圖8(a),1〇1係將資訊系列 541809
在傳运系統使用之Turb0編碼器之構造之圖。 8(a) ’101係將資訊系列迴旋編碼後輸出冗餘位元2 遞迴組織迴旋編碼器,102係交錯器,1〇3係將之六弟一 1 02替換後之資訊系列迴旋編碼後輸出冗餘位元之第又二曰 迴組織迴旋編碼器。圖8(b)係表示第一遞迴組織迴一遞 器1 01與第二遞迴組織迴旋編碼器1 03之内部構造之圖、、、:
:遞= 織迴旋編碼器各自係只輸出冗餘位元冓二^ M p編碼器使用之交錯器102進行將資訊位元 列隨機的替換之處理。 疋 一/在如上述所示構成之Turb0編碼器,同時輸出 70系列X1利用第一遞迴組織迴旋編碼器1 〇丨之處理將 541809 五、發明說明(3) 系列編碼冗餘位元系μ :X2以及利用第二遞迴 组、、疋、.扁碼器1 〇3之處理將交錯處理後之資訊位元李列 編碼之冗餘位元系列:&。 ' 圖9係表示在接收系統使用之Turb〇解碼器之構造之 圖。在圖9,1 1 1係自接收信號:y!和接收信號:%計算對 ,優度比之第一解碼器,112與116係加法器,^與厂4係 交錯器,11 5係自接收信號:Υι和接收信號:%計算對數優 度比之第一解碼器,11 7係解交錯器,11 8係判定第二解碼 為11 3之輸出後輸出原來之資訊位元系列之推測值之判定 器。此外’接收信號:Yi、y2、y3各自係對該資訊位元系 列:Xj、冗餘位元系列·· X2、X3賦與傳送線路之雜訊或衰 落之影響之信號。 在如上述所示構成之Turbo解碼器,首先,第一解碼 器1 1 1自接收信號:ylk、接收信號:y2k計算對數優度比: L(Uk)(k表示時刻)。對數優度比:L(Uk)可表示如下。
Ln
Pr(xlk-〇|{Y}) (1) 此外,Le(Uk)表示外部資訊,La(Uk)表示係前一個外 部資訊之事前資訊,Pr ( xlk ’ = 1 | {Y})表示在收到接收信號 之全系列{ Y }之狀態推測之推測資訊位元·· xlk ’係1之概 率,Pr(xlk’ =0丨{Y})表示在收到接收信號之全系列{Y}之狀
2111-3536-PF-ptd 第6頁 541809 五、發明說明(4) 係〇之概率。即,在式(1), 係〇之概率之推測資訊位元 係該計算結果之對數優度比 部資訊。外部資訊·· Le(Uk)
Xik Xik 態推測之推測資訊位元: 求相對於推測資訊位元: xik ’係1之概率。 其次,在加法器1 1 2 計算對於第二解碼器丨丨5 : 依照該式(1 )可表示如下
Le(Uk)= L(Uk)-ylk-La(Uk)⑴ # 在第一次解碼,因未求事前資訊,係La(Uk) = 0。 資訊I者/η在交錯器113與114為了將接收信號^和外部 列。炒德6 k二準接收信號:Υ3之時刻,變更信號之排 ::接:ί, 解碼器115 ’和第-解碼器111 -樣,依 ;I : yr接收信號、以及預先計算之外部資 i哭1;』十算Γ數優度比。然後,在加法器116,和加 ί;二一4;:=(2)計算外部資訊:l,)。此時, 排列之外部資訊作為事前資訊:
La(Uk)=,向該第一解碼器^1回授。 最後,在Turbo解碼哭,蕤荽脸L、》占 1:8依照該對數優度比判定後,推測原來之訊位^·: u體而言,例如若對數優度比係,,)〉定 5貝隸t Xlk,係i,若對數優度比係广疋, 推測資訊位元:xlk,係0。 、k)=〇 ’判弋 ^是,在習知之通訊方法’在錯誤訂正碼上,萨 用Turbo碼,在信號點間距離隨著調變方式之多值化曰變近u
541809 五、發明說明(5) 一 ^情況,也可令在聲音傳送或資料傳送之傳送特性 谂南,知到比已知之迴旋編碼優異之特性。 度 誤;可是二在上述習知之通訊方法,》了進行高精度之斛 傳送側,對於全部之資訊系列進行編 二再在接收側,將已編碼之全部之信號解碼,缺後, =判定。具體而言,例如,若係16QAM對於4位;^ =育料(ooooqm :4位元群集座標(c〇nst 口 ”25剛對於8位元之全部之資料,進行判定。H 如上述所示,纟實施對於全部之資料進行判定 汛方法之情況,在通訊裝置,有 、 隨多值化而增大之問題 有編碼’與解碼器之計算量 因此,本發明之目的在於提供一種通訊裝 法,可應用於使用多載波調變 、汛方 2之王权通訊,此外,在群集座標隨著多值化 性:况’也可減少計算量和實現與習知一樣良好之傳‘特 發明之概述 在本發明之通訊裝置, 生
T U 在構以上在錯誤訂正石馬卜接用
Turbo碼,其特徵在於包括 丁正碼上採用 每你你1 > τ 1 T u r b 〇編碼裝置(相當於後述 貝%例之Turbo編碼器1 ),莪牮+ a 田 交 之下階位亓、隹—τ κ 精者對於在傳送資料之既定數 -# # ^進仃Turb〇編碼,輸出按照該既定數之位 -及按照不同之步驟迴旋編碼之 无,數二貝二 算裝置(相當於韓換哭^ 、弟一几餘位兀,4 、、w。,使用該既定數之資訊位元和該
541809 五、發明說明(6) 各冗餘位元,進行用以使得如對於各資訊位元 $能變成均句之計算後,將其計算結果和 錯:訂正 "他=元作為編碼結果輸出;第一解碼裝置(相、^貝料之 解碼态11、加法器i 2 ) ’自在接收信號之既定數:於第-資訊位元和[冗餘位元後,依照其^下階位 為事前資訊供給之前一個軟判定輸出(也包括备^果和作 1行軚判疋,第二解碼裝置(相當於第二解碼器1 5^况)進 1 3、1 4、加法器i 6、解交錯器J 7),再抽出資:交錯器 一几餘位元後,依照其抽出結果和來自第一解壯元和第 判定輸出進行軟判定,將其結果作為該前一個敕=f之軟 通知第一解碼裝置;第一判定裝置(相當於第〜t定輸出 18),重複執行利用該第一解碼裝置和該第二解碼,器 軟判定既定次數後,依照該第二解裝、、、衣置之 測原來之資訊位元;以及第二判定裝置(相當 器1 9 ),藉著進行在該接收信號之其他位元之硬二判定 測原來之資訊位元。 彳疋’推 在下一發明之通訊裝置,其特徵在於:該以 ^ :解交錯處理裝置,對於在交錯處理後所編碼之碼一 2之几餘位兀進行解交錯處理;將該各資訊位元和該各冗 餘位元之時刻對準後輸出。 在下一發明之通訊裝置,其特徵在於:併用以以 二⑽二乃和Turbo媽;在傳送側,進行“以s〇l〇m〇n編碼 ^】’仃Urb〇編碼;接收側,將TurbcD碼解碼後,將Reed b ο 1 〇 m ο η碼解碼〇
541809 五、發明說明(7) 在下一發明之通訊裝置,在構造上具備採用在編碼 納交錯處理之Turbo碼之編碼器,其特徵在於:該編 包括· T u r b 〇編碼裝置(相當於τ u r b 0編碼器1 ),藉著接 由多個位元構成之傳送資料後對於在該傳送資料之收 之下階位兀進行Turbo編碼,輸出按照該既定數之 J、將該各資訊位元迴旋編碼之第一冗餘位元以及將交錯 處理後之各貢訊位元迴旋編碼之第二冗餘位元;以及^ 裝置(相當於轉換器2),I用該既定數之資訊位元 - 進行用,使得如對於各資訊位元之錯誤:Λ 此又攻句勻心计异;將該計算結果和在 位元作為編碼結果輪出。 号、貝枓之其他 ”通訊裝置,其特徵在於:該T-b。編碼 ΪΪΪ ’ :各貢訊位元、該第-冗餘位元以及該解交錯 处J後之第二冗餘位元之時刻對準後輸出。 、·曰 在下一發明之通訊裝置,在構 納交錯處理之Turb0碼之输踩/ 、,知用在編碼知 且供τ, κ ^ 馬之、、扁碼斋,其特徵在於:該編碼器 i 裝置,藉著接收由多個位元構成之傳送資 送資料之既定數之下階位元進行二二 編碼:第=I既定數之資訊位元、將該各資訊位元迴旋 編碼之篱二=鈐位兀以及將交錯處理後之各資訊位元迴旋 終你—1 一几/ΊΓ、位元;除了該各資訊位元及第一盥第-冗 餘位7L以外,擐趑+推、、,一 木 /、乐一几 出。 、在傳送貧料之其他位元作為編碼結果輸
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Snl在下—發明之通訊裝置,其特徵在於:併用Reeri S〇l_n 碼和 Turb" 汁用 Keed
Turbo編碼。 進仃Keed Sol〇mon編碼後,進行 在下 考X明之通訊裝置 所Turbo編碼之接收夏,在構造上具備依據軟判定將 ” 9、: 解馬裝置(相當於第一解碼器11、π 二2) ’自在接收信號之既定數之下階位元 :法 和:-几餘位元後’依照其抽出結 前資:位: 敕叫定.證-站f f (包無之情況)進行該資訊位元之 ^ 一解碼哀置(相當於第二解碼器15、交#哭 13、“、加法器16、解交錯器17),自在接收信ς:二 文之下階位兀’抽出按照該編碼器側之 之U ' =該第-冗餘位元不同之方法所迴旋編碼:以: :u,抽出結果和來自第一解碼裝置之: =该…元之軟判$,將其結果作為該前 :^ 輸出通知第:解碼裝置;第一判定裝置(相當於第一判7 為1 8) ’重複執行利用該第一解碼裝置和該第二解碼裝 之軟判定既定次數後,依照該第二解碼裝置之軟判定輪出 推測原來之育訊位元;以及第二判定裝置(相當於第二判 定器19) ’藉著進行在該接收信號之其他位元之硬判定, 推測原來之資訊位元。 在下’ 發明之通訊裝^晉,jMl ϋ JtK · y=fc 、u衣置具特徵在於.在傳送側併用
Reed Solomon碼和Turb0碼之情況,將以“^馬解碼後 R e e d S ο 1 〇 m ο η 碼解碼。 '
Mi聊 五、發明說明(9) 編碼ϋΤ;:月之通訊方法,其特徵在於:包括:TUrb0 Turbo編碼,私山 寻i貝1叶之既疋數之下階位元進行 步驟迴旋鳴碼兩出按照該既定數之資訊位元及按照不同之 既定數:ΐ::第;=二冗餘位元·,計算步驟,使用該 各資訊位元ΓΐΓ 位元,進行用以使得如對於 結杲和在該傳正;能變成均勾之計算後,將其計算 解碼步驟,自,二;斗t :、他位凡作為編碼結果輸出;第-元和第-冗餘位-:信5之:定數之下階位元抽出資訊位 給之前-個軟判二出n出結果和作為事前資訊供 二解碼步驟,(訊也位包二之情況)進 抽出結果和來自第一解碼裝置之元後,依照其 執行利用該2;;=彳;;出;第-判定步驟,重複 次數後,依解碼步驟之軟判定既定 訊位元;以及第_ #1ί 6 ;二,之軟判定輸出推測原來之資 他位元之硬判定,推測原來之;在錢收信號之其 在下一發明之通訊方法,豆 碼步驟包括解交錯處理步驟,對於,在於.在該Turbo編 -方之冗餘位元進;於;交錯處理後所編碼之 冗餘位S之時刻對準後輸出 日處理’將該各資訊位元和該各 在下發明之通訊方法,直特料y_认.广, 後進订Μ。編碼;在接收側,將碼解碼後:碼
541809 五、發明說明(ίο)
Reed Solomon碼解碼。 圖式簡單說明 圖1係表示在本發明之通訊裝置使用之編碼器與解碼 器之構造之圖。 圖2係表示本發明之通訊裝置之傳送系統之構造之 圖。 圖3係表示本發明之通訊裝置之接收系統之構造之 圖。 圖4係表示在多載波調變解調方式之音調構造和可應 用於4位元群集座標之編碼器之構造之圖。 圖5係表示各種數位調變之信號點配置之圖。 圖6係表示T u r b 〇編碼器1之電路構造之圖。 圖7係表示位元錯誤率之差之圖。 圖8係表示習知之T u r b 〇編碼器之構造之圖。 圖9係表示習知之Turbo解碼器之構造之圖。 符號說明 1〜Turbo編碼器;2〜轉換器;1 9〜第二判定器;1卜第 一解碼器;1 3〜交錯器;1 4〜交錯器;1 5〜第二解碼器;1 7〜 解交錯器;18〜第一判定器;22、2 3〜交錯器;24〜第二遞 迴組織迴旋編碼器;2 5〜解交錯器;4 1〜多工/同步控制; 42、43〜循環冗數核對;44、45〜正向錯誤收集;46交錯 器;47、48〜速率轉換器;49〜音調訂製;50〜群集座標編
2111-3536-?F-ptd 第13頁 M1809 五、發明說明(η) 碼器/增益尺度;5卜反高速傅立葦辦 列暫存器⑴〜類比處理/數位—類茶比^電路;仏並列/串 =織迴旋編碼,;102〜交錯器、;‘換二,父~第-遞 1碼器;ΐη〜第一解碼器;U3〜第^遞迴組織迴旋 1广解交錯器⑴5〜第二解碼器交錯器; 列暫存器"44〜高Ϊ;立等化器;“3〜串列 146〜群集座桿解碼哭 /、殳、邛,145〜頻域等化器; π朱/土知鮮碼為/增益尺度;ι 47〜 Η9〜速率轉換器;15〇 丁衣,148、 集"53、154〜循環冗數角心〜 双极對,15e)〜多工/同步控制。 發明之實施例 法之::二依”面詳細說明本發明之通訊裝置及通訊方 H歹1 11夕卜’本發明未受到這些實施例限制。 編碼ί Λ :在本發明之通訊裝置使用之編碼器(T-b〇 和轉換器之組合)與解碼器(TMbo解碼器和硬判定 7丨夕ί合)之構造之圖。詳而言之,圖1 (a)表示在本實施 碼器之構造之圖,圖1(b)表示解碼器之構造之圖。 ;本!,例之通訊裝置’具備該編碼器與解碼器雙方之構 :藉著具有雨精度育料之錯誤訂正性能,在資料通訊與 1曰,汛侍到優異之傳送特性。此外,在本實施例,為了 件tβ兒明’设為具備上述雙方之構造’但是例如設想只具 货又方之中之編碼器之傳送器也可,而設想只具備解碼器 之接收器也可。
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541809 五、發明說明(12) 又,在圖Ua)之編碼器,1係囍著在錯誤吖正瑪上搡 闬Turbo碼可得到接折u ^仕心决盯正碼上採 器,2係將自Turbo編巧::收1 '之性能之Turb〇編碼 如,在Turbo編碼器”;=之資料轉換之轉換器,例 之資訊位元和2位元之=位7",資訊位元,冑出2位元 之a位元之資料,乂 i ,在轉換器2,對於所接收 τ降:_ Λ在挨收側進行對於各資訊位元之錯誤訂 正性能變成均勻之計算。 而’在圖1 (a)之解漏哭,·; 7於 於後述之減錢、w (相# 一解碼器,12與16係二法1哭,m鼻對數優度比之第 ,,^ ^ · τ , ^ ^ 去的13與14係交錯器,15係自接 收#號.Ley(相當於後述之接收信號:%、 算對數優度比之第二解碼哭,]7 #切 」 〇 1 )冲 ^ …’ 解馬-17係解父錯器,18係判定第 -一月午碼器15之輸出後輸出肩炎夕次%从- / 第一判定器,19係硬==== =系列之推測值之 1巧疋Lcyc相當於後述之接收信號: 1 ·:、W2…)後輸出原來之資訊位元系列之推測值之第二判 定姦。
严,在說明該編碼器舆解碼器之動作之前,依照圖 面簡單說明本發明之通訊裝置之基本動作。❹,在使两 DMT(Dlscrete Multi Tone)調變解調方式進行資料通訊之 有線系數位通訊方式上’有使用既有之通訊線路進行數兆 位元/秒之高速數位通訊之ADSUAsymmetHc Digital Subscriber Line)通訊方式及HDSL(high bit — rate
Digital Subscriber Line)通訊方式等㉛讣通訊方式。此 外,本方式在AN SI之Τ1· 413等標準化。以後,關於本實施
541809 五、發明說明(13) 例之說明,例如假設使用可適應上述之ADSL之通訊裝置。 圖2係表示本發明之通訊裝置之傳送系統之構造之 圖。在圖2,在傳送系統,用多工/同步控制(相當於圖2之 M U X / S Y N C C 0 N T R 0 L) 4 1將傳送資料多工化後,用循環冗數 核對(CRC : Cyclic Redundancy Check)42、43 附加錯誤镇 測用碼,再用正向錯誤收集(相當於SCRAM&FEC)44、45附 i加F E C闬碼與密碼處理。 j 此外,自多工/同步控制器41至音調訂製49為止有2條| j路徑’一條係包括交錯器(IMTERLEAVE)46之交錯資料暫存 器(Interleaved Data Buffer)路徑,另一條係不含交錯 46之快速資料暫存器(Fast Data Buffer)路徑,例如,進 j行交錯處理之交錯資料暫存器路徑之延遲比較大。 然後5傳送資料用速率轉換器(相當於RATE j CONVERTER) 47、48進行速率轉換處理後,用音調訂製(相 |當於TONE 0RDERRING)49進行音調訂製處理。然後,依照 音調訂製處理後之傳送資料,用群集座標編碼器/增益尺 度(CONSTELLATION ENCODER AND GAIN SCALING )50 製作 群集座標資料後,用反高速傅立葉變換電路(相當於 IFFT : Inverse Fast Fourier Transform)51 進行反高速 傅立葉變換。 最後,罔輸入之並列/串列暫存器(I NPUT PARALLEL/SERIAL BUFFER)52將傅立葉變換後之並列資料 變換為串列資料後,用類比處理/數位-類比變換器(相當 於ANALOG PROCESSING AND DAC)53將數位波形變換為類比
541809 五、發明說明(14) 、、皮^/後 執行濾、波處理後’在電話線路上傳送傳送資料。 圖3係表示本發明之通訊裝置之接收系統之構造之 圖。在圖3,在接收系統,對於接收資料(上述之傳送資 料)用類比處理/類比-數位變換器(相當於anal〇g PROCESSING AND ADCM41執行濾波處理後,將類比波形變 換為數位波形後,用時域等化器(相當於TEQ)142進行時域 之適應等化處理。 對於執行時域之適應等化處理後之資料,罔輸入之串 列/並列暫存 H(INPIJT SERIAL/PARALLEL BUFFER)143 自串 列資料變換為益列資料後,對於該並列資料用高速傅立葉 、’s:換部(相富於FFT : Fast Fourier Transiorra)144 進行高 速傅立葉變換後,用頻域等化器丨4 5進行頻域之適應等化 處理。
而,對於執行頻域之適應等化處理後之資料,藉著用 群集座標解碼器/增益尺度(C0NSTELLATi0N dec〇der aND
GA I N SCAL i NG Μ 46與音調訂製(相當於TONE ORDERRING) 147進行複合處理(最優複合法)與音調訂製處 理變換為串列資料。然後,進行利用速率轉換器(相當於 RATE CONVERTER) 148、149進行速率轉換處理、利用解交 錯(相當於DEINTERLEAVE)150進行解交錯處理、利用正向 錯誤收集(相當於DESCRAM&FEC)151、152進行FEC處理與解 密碼處理以及利用循環冗數核對(CRC : Cycl ic
Redundancy Check)153、154進行循環冗數核對等處理, 最後自多工/同步控制(相當於MUX/SYNC C0NTR0L)155再生
2111-3535-PF'ptd 第17頁 541809 五、發明說明(15) 接收資料。 在如上述所示之通訊裝置,在接收系, 自具備2條路徑,萨荖區八推用兮9 ^收糸統和傳达系統各 徑同時動作,可者:使甩該2條路徑,或令該2條路 此;卜‘ ,現低傳达延遲與高速率之資料通訊。 定位為在1指二上述構成之通訊裝置,圖1 (a)所示編石馬哭 位為在戎傳达糸統之群集座標編碼⑽ 丄(b)所示解碼器定位為在該接收 尺度〇 ,圖 增益尺度146。 要收乐、、先之群集座標解碼器/ /下知:圖面详細說明在本實施例之編碼器(傳送$ 料裔炎之^動作。圖4係表示在多載波調變解調方式之音調 二^圖4(a))和可應用於4位元群集座標之編碼器之 =以(參夕照圖4(b))之圖。此外,在本實施例’如圖4u)所 ,、 夕值正父振幅調變(QAM : Quadrature Amplitude
Modina^i〇n)上,例如採用16qAM方式,還對於多載波之中 之2個音調編碼。又,在本實施例之編碼器,和對於合部 之輸入貧料執行Turbo編碼之習知技術不同,如圖4(b)所 、’對於下階2位元之輸入資料執行Turbo編碼,對於其他 之上階位元以原來之狀態輸出之輸入資料。 在此’說明只對於下階2位元之輸入資料執行Turb〇編 碼之理由。圖5係表示各種數位調變之信號點配置之圖, 具體而言,圖5(a)係4相PSK(Phase ShHt Keying)方式之 信號點配置,(b) S16QM方式之信號點配置,(c)係64(30 方式之信號點配置。
541809
例如,在上述全部之調變方式之信號點 信號關位置a Μ之情況一般在接㈣ ^在接收 測似乎最確實之資料,作為資訊位元㈣(傳判定推 即,將,接收信號點之距離最近之信號點判定為貝料:二 ί。: t時’例如使用圖5著眼於接收信號點!:b貝 T,在任一 t月況(相當於圖5(a)、(b)、(C)),:。 近接收信號點之4點之下階2位元係(〇 〇)、(〇侍知敢接
、(1,1)。因此,在本實施例,對於有特Ή劣斗 :4個仏唬點(信號點間距離最近之4點)之下位之可 兀,進行具有優異之訂正性能2Turbo編下m 進行軟判定。而,特性劣化之可能性之 在接:側 兀以原來之狀能給φ — w" 、他之上階位 但,關;資訊=、列,在接u收側採用進, 宁夕J u3 U4 ' U5、us,各自和v 、 W2、w3 對應。 s 分曰 7 V2、v3、 因而’在本實施例,因可今 夕 能性之特性提高,並只對接收通夕化而劣化之; 編碼,和以全部之位==^叙下階2位元進行T㈣ 位兀為Turbo編碼之對象之習4 比,可大幅度減少計算量。 技術相
接著,說明對於所於Λ + π .0 ^ 所輸入之下階2位元之傳送資料· Π進行,b〇編碼之圖4(b)所示之T-bo編二;之動 作。圖6係表不Turbo編碼器i之電 係第一遞迴組織迴旋編石$哭 ^ 圖β,2 遞迴組織迴旋編碼;扁2 ;解=係係 同時將相當於資訊系列之傳;;編碼器1 丨牙、貝科· ulk、u2k(k表示時
541809 五、發明說明(π) 刻)、利用第一遞迴組織迴旋編碼器2丨之處理將該傳送資 料編碼之冗餘資料·· Uak以及利用第二遞迴組織迴旋編碼器 24之處理將交錯處理後之傳送資料編碼後,利用解交錯處 理輸出,準原來,時刻之冗餘資料·· Ubk。 方、疋在本κ施例,藉著採用在第二遞迴組織迴旋編 碼器2 4之後段追加解$輯怒n r 一 η 胛又錯斋25之構造,可將傳送資料和冗 餘資料之時刻對準,可离%、玄 ^ ^ ^ 』问政率的執行利用後續之轉換器2 之外异處理。 其次,在自Turbo編碼器"欠到2位元之傳送資料: 屮、u2和2位元之冗餘資料 、 行如對於各傳送資料之# :;、Ub之4換112,在接收側進 理。 貝衬之錯块訂正性能變成均勻般之計算處 在無轉換器2之狀態 和冗餘資料:u 、u之;八^,得运了傳送資竹 號·· ua,' u,/车一b、☆月况’在接收側,就使用接收信 接收信號)推測原::3 路之雜訊或衰落之影響之 當於第-遞迴㈣迴旋
Ua和經由各解交 ,斋d之接收貝枓· 各解解交錯哭於山曰W 一遞迴組織迴旋編碼器24以及 不同,之/收資料、,,因各自之訂正性能 本實施例,藉著热—、位7°錯誤〃之概率出現差。因此,在 錯誤率均勻^。订以下之#异式,可將在接收側之位元
541809 五、發明說明(18) U2:Ui+Ua+Ub (5) W〇 = u2 + Uj 此外,該v與W各自和圖4( 於是,在本實施例,藉荖 不,各音調對應。 碼器1和轉換器2,可應用於γ ,碼器内具備該Turbo編 通訊,此夕卜,在群集座襟隨解調方式; 性。此外,在本實施例貫;知-樣之良好之傳送特 碼器1和轉換器2之構造,# 3 、、扁碼器内具備該1^1"1^編 該位元錯誤率之差之情況未限定t此,例如,在容許 旦又,Λ大本#々丨 彳除轉換器2,可更減少計算 里。又,在本男知例,名难傲 說明,但是未限定如此,二二' ,以1 6QAM方式為例 之情況,也可得到一樣之J J用別的調變方式(256㈣等)
其次,說明圖Ub)所;之解瑪器 實施例,說明在多值正交据As $增,ΛΛΐί、l H 況。又,在本實施例之編:進订解碼處理之情 編碼盗,對於接收資料之下階2乜 元進行Turbo解碼後,利尸用軟判定推測原來之傳送資, 料’對於其他之上階位元,#著用第二判定器⑺硬 收資料’推測原來之傳送資料。但,接收信號 / V〗4 4、W0、Wl嗝嗝各自係對該傳送側之輸出: V0、Vi、v2、V3,w〇 落之影響之信號 首先,在收到接收信號LCy : \ 、W2、ws賦與傳送線路之雜訊或衰
Wn τ τ 、ττ νΧ7 、ΤΓ 'ν ιϊτ 、 τιτ
I iTurbo 解
541809 五、發明說明(19) 碼器,首先,第一解碼器1 1計算自這些接收信號推側之推 測資訊位元·· h ’ 、1½ ’之對數優度比:L ( uIk,)、L (u,) (k表示時刻)。此外,在計算對數優度比之解碼器上k,例 如常使用已知之最大事後概率解碼器(MAP演算法: j M a X i m u m A - P 〇 s t e r i 〇 r i ),但是也可使用已知之維特比解 :碼器。 此時,對數優度比:L(ulk’)、以^’)可表示如下。 L(u lk 1) = Ley + La(u lk) + Le(u lk)
Pr(ulkf=0|{Lcy}) Λ ) L(u2k f) = Lcy+ La(u2k) + Le(u,k)
Pr(u2k^l|{Lcy})
Pr(u2k,=0|{Lcy}) ……⑻ 此外,在本實施例,Le (ulk)、Le ( h )表示外部資訊, La(u!k)、La(u·2;;)表示係前一個外部資訊之事前資訊, Pr(ulk’ =1丨{Ley})表示在收到接收信號之全系列丨}之狀 態推測之推測資訊位元·· ulk ’係1之事後概率, Pr(ulk’=0|{Lcy})表示Ulk’係〇之事後概率,
PrCi^:’ {Ley})表示在收到接收信號之全系列{1(^}之狀 態推測之推測資訊位元:1% ’係1之事後概率, ’
Pr(u2k’二OlUcy})表示u2k’係〇之事後概率。即,在式(7)、 541809
(8),求相對於U2k, Ulk係0之概率之ulk 係0之概率之U2k,係i 係1之概率。 之概率和相對於 其次,在加法器i i 2,自係該社田 計算對於第二解碼器丨5之外部資:^對數優度比 LeUn)依照該式(7)、(8)可表示如下。1貝Λ .Le(U〗k) ' Le(uik)= L(ulk’)-Lcy —u(Uik’) (g) Le(u2k)= L(u2k’)—Lcy —La(U2k’) (1〇) 但 L a (u2k) 在第一次解碼,因未灰畜、 、尹刖貝吼5係La( η \ uik) = 0 =著,在交錯器13與14,對於接收信號_ 汛.Le(Ulk)、Le(U2k)變更信號之 卜4貢 幻二和第-解碼器U—樣,依照接收丄在二 I Λ資訊:u(Ulk)、u(U2k),計算對數優度比 UU!k Y、L(U2k )。然後5在加法器16,和加法器;^ $ 用=(9)、(1〇)計算外部資訊:Le(Uik)、Le(u: N·,在解交錯器17變更排列之外部資訊作為事前資 La(ulk)、La(u2k),向該第一解碼器} j回授。 ° · 然後,在該Turbo解碼器,藉著將上述處理重 既定之次數,計算精度更高之對數優度比,最後,執行 定器1 8依照該對數優度比判定信號後,推測原來之=判 料。具體而言,例如若對數優度比係” L(u/ )>〇,,,,資 ulk,係1,若對數優度比係” L(Ulk,)s〇”,判定心,係〇丨又 二解碼 先計 -樣, 此 樣的 ---1 κ y 若對數優度比係”L(H2k,)>〇” ,判定U2k,係i, 係0 對敫 優度比係4(112!/ ) $〇” ,判定u2k
211i-3536-PF-ptd 此外’對於同時接
第23頁 541809 五、發明說明(21) % ’使用第二判定器1 9進 收之接收信號Ley : V2、% 行硬判定。 於是,在本實施例,在群集座標隨著調變方式之多值 化而增大之情況,也藉著具備對於有特性劣化之可能性之 接收信號之下階2位元進行軟判定之7111^〇解碼器和對於在 接收信號之其他位元進行硬判定器之判定器,可減少叶瞀 量多之軟判定部分與實現和習知—樣之良好之傳送特性。 此外’在如太實施例之隨機錯誤和突發錯誤括 律择竣 路’藉著併闬按照符號單位進行纽誤叶不々;:/一 0 , 、々甘a , , •订叩邊叮正之碼(Reed s〇1〇m〇n)或其他之已知之錯誤訂正碼等,可 傳送特性。 丁〜又k < 如以上之說明所示,若仿持 酱$微萨# 士 ; 、象本电明,可應用於使罔多 載波调k角午调方式之通訊,並 忧門夕 計算裝置,有可得到在麥隹@ ς者具備Turb〇編碼裝置和 增大之情況也可減少計算。〇之:值化而 送特性之通訊裝置之崎要 、見# ^少'一樣之良好之傳 能性之接收信號之下又,藉著對於有特性惡化之可 號之其他位元進行涵二〜疋進行軟判定,對於在接收信 方式之多值化而姆= 3 有可得到在群集座標隨著調變 分及實現和習知一樣之二=也可減少計算量多之軟判定部 果。 樣之良好之傳送特性之通訊裝置之效 對準並可利用後續之i曾:將傳送資料和冗餘資料之時刻 、之计异i置高效率的執行計算處理之通
交錯處理裝置之構诰,ϊ Ϊ採用在Turbo編碼裝置追加解 541809 五、發明說明(22) 訊裝置之效果 若依據下一發明,在隨機錯誤和突發 線路,也藉著併用進行按照符號單位之錯亨二=存之傳送 碼,有可得到更優異之傳送特性之通訊骏 若依據下一發明,可應用於使 :。 之通訊,並藉著具備Turb0編碼裝置和計茸H史解^方式 到在群集座標隨著調變方式之多值化而增 有可得 少計算量肖實現和習去口 一樣《良好 特^也可減 之效果。 、竹f生之通訊裝置 若依據下一發明,藉著採用在Turb〇編 交錯處理裝置之構造,有可將傳送資料 衣m解 對:並可到用後續之計算裝置高效率的執;;以時刻 訊裝置之效果。 理之通 若依據下一發明,在容許對於各資訊位元 率之差之情況,藉著删除計算裝置,有可得到可t錯誤 算量之通訊裝置之效果。 減少計
若依據下一發明,在隨機錯誤和突發錯誤並 線路,也藉著併用進行按照符號單位之錯誤訂正之傳送 碼,有可得到更優異之傳送特性之效果。 〜S 若依據下一發明,藉著對於有特性惡化之可处 收信號之下階2位元進行軟判定,對於在接收信號之接 位元進行硬判定,有可得到在群集座標隨著調變u /、他 值化而增大之情況也可減少計算量多之軟判定部八式^多 和習知一樣之良好之傳送特性之通訊裝置之效果。及戰現
2111-3536-?F.ptd 第25頁 541809 五、發明說明(23) 若依據下一發明,在隨機錯誤 線路,也藉著併用進行按照符號單位亚存之傳送 碼,有可得到更優異之傳送特性之效果、。曰决叮正之Μ 之通可λ用於使用多載波調變解調方式 到在群集座標隨著調變方式之多^’有"付 少計嘗晉盥麻 值化而〜大之情況也可減 /里與Κ現和習知一樣之良好之傳送特性々 :5」立7軟判定’對於在接收信號之其他位元進^行 更判疋,有可得到在群集座標隨著調變方式之多值化而辦 大之情況也可減少計算量多之軟判定部分及實現和習知二 樣之良好之傳送特性之通訊方法之效果。 若依據下一發明,藉著採用在Turbo編碼步驟追加解 交錯處理步驟之構造,有可將傳送資料和冗餘資料之時刻 對準並可利玲後續之計算裝置高效率的執行計算處理之通 訊方法之效果。 若依據下一發明,在隨機錯誤和突發錯誤並存之傳送 線路,也藉著併用進行按照符號單位之錯誤訂正之R_S 碼,有可得到更優異之傳送特性之通訊方法之效果。 產業上之可應用性 如上述所示,本發明之通訊裝置對於使用 D Μ T ( D i s c r e t e M u 11 i Τ ο n e )調變解調方式或 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplex)調變
2111-3536-PF-otd 第26頁 541809
21il-3536-PF-ptd 第27頁
Claims (1)
- 541809 六 階 按 元 均 作 出 前 判 依 判 置 軟 硬 碼 申請專利範圍 L 一種通訊裝置,在錯誤訂正碼上採用Turbo碼, 其特徵在於包括: Turbo編碼裝置,藉著對於在傳送資料之既定數之下 位元進行Turbo編碼,輪出按照該既定數之資訊位元及 照不,之步驟迴旋編碼之第一與第二冗餘位元; 計算裝置’使用該既定數之資訊位元和該各冗餘位 ,進1丁 f以使得如對於各資訊位元之錯誤訂正性能變成 勻之计异後’將其計算結果和在該傳送資料之其他位元 為編碼結果輸出; # 第解馬g i自在接收信號之既定數 第一冗餘位元後,依照其抽出結果和作為事 ^ 之雨一個軟邦定輸出(也包括無之情況)進行軟 疋·, ”,解碼裝置,再抽出資訊位元和第二冗餘位元後, 宕,將i紝盅从t Γ # 1之軟判定輸出進行軟 、/、、'、° 為该前一個軟判定輸出通知第一解碼裝 解石U::ί二重複執行利用該第一解碼裝置和該第 定次數後,依照該第二解碼裝置之 判=τ別出推測原來之資訊位元;以及 判,藉著進行在該接收信號之其他位元之 判疋推測原來之資訊位元。 巧2置U=ί利:圍第1項、之通訊裝置,# t該1^130編 ^ ’、又錯处理裝置,對於在交錯處理後所編碼之 541809 六、申請專利範圍 方之几餘位元進行解交錯處理; f該各資訊位元和該各冗餘位元之時刻對準後輸出。 3·如申請專利範圍第}項之通訊裝置,其中 Solomon 碼和Turb〇 碼; 在傳送側,進行s〇1〇m〇n編碼後,進行編 碼; ' 碼。在接收側,將Turbo碼解碼後,將Reed s〇1〇m〇n碼解 # τ 4.種通汛裝置,具備採用在編碼採納交錯處理之 rurbo碼之編碼器,並傳送其編碼結果, 疋里之 其特徵在於: 該編碼器包括: Turbo編碼裝置,藉著 料後對於在該傳送資料之既々夕個j立兀構成之傳送資 碼,輸出按照該既定數之= 下階位兀進行Turbo編 編碼之第一冗餘位元以及將;二:::該各訊位元迴旋 編碼之第二冗餘位元;及、又⑼处理後之各資訊位元迴旋 計算裝置,使用該既定數“ 元,進行用以使得如對於各次i貝矾位兀和該各冗餘位 均勻之計算; 、貝訊位元之錯誤訂正性能變成 ―將忒计异結果和在該傳送資料 一 果輸出。 、’斗之其他位元作為編碼結 5 ·如申請專利範圍第4項 碼裝置具備解交錯處理梦、< 通訊裝置,其中該Turbo編 裝置,對於該第二冗餘位元進行解2111-3536-?F.ptd 第29頁 541809交錯處理; 將該各貧訊位元 後之第二冗餘位元之時;;準:輸J元以及該•交錯處理 6·如申請專利範圍第4項之通訊 併用Reed S〇i〇mon碼和711汁〇碼,進^置,特徵在於: 後,進行T u r b 〇編碼。 仃e e d S ο 1 〇 m ο η編碼 7 · 種通成I置,具備採闬在# Turbo碼之編碼器,並傳送其編姓娜馬採納交錯處理之 其特徵在於: …^果’ 該編碼器包括: Turbo編碼裝置,藉著接收由 料後對於在該傳送資料之既位疋構成之傳送資 碼,輸出按照該既定數之資二"7階位元進行Turbo編 編碼之第一冗餘位元以及將=j =、將該各資訊位元迴旋 編碼之第二冗餘位元; 又、’日处理後之各資訊位元迴旋 在傳送資料之其他位元作為碼::::位 δ.如申請專利範圍第7項之馬雨、°果輸出。 Solomon碼和Turb〇碼,之通矾裝置,其中併用Re< Turbo編碼。 仃1^“ Solomon編碼後,進;f 9· 一種通訊裝置,具備 接收信號解碼之解碼器,、依據軟判定將所Turbo編碼之 其特徵在於: 該解碼器包括··除了該各資訊位元及第 以外541809 六、申請專利範圍 第一解碼裝置,自在接收信號之既定 ^訊位元和第一冗餘位元後,依照其插出::階位元抽 =貪訊供給之前一個軟判定輸出(也包括無、和作為事 賁訊位元之軟判定; “、、情況)進行該 第二解碼裝置,自在接收信號之既定數 =y按照該編碼器側之輪忠數之資訊位元和下階位兀, ,位元不同之方法所迴旋編碼之第二冗 用與該第一冗 μ結果和來自第一解碼裝置之軟判定輸=後,依照抽 之軟判定,將其結果作為該前一個軟=該資訊位元 碼裝置; 』疋輪出通知第一解 第一判定裝置,重複執行利用該第_ 二解碼裝置之軟判定既定次數後,依昭兮;碼“和該第 軟判定輸出推測原來之資訊位元;以;^弟—解碼裝置之 第二判定裝置,藉著進行在該接 硬判定,推測原來之資訊位元。 文‘。旒< 其他位元之 ίο.如申請專利範圍第9項之通訊裝置,盆 2用_如〇麵碼和Turb。碼之情況,將 後’將Reed So 1 omon 碼解碼。 ”、、 11 · 一種通訊方法,其特徵在於包括: Turbo編碼步驟,藉著對於在傳送資料之既定數之 階位元進行Turbo編碼,輸出按照該既定數之資訊位 按照不同之步驟迴旋編碼之第一與第二冗餘位元; 計算步驟,使用該既定數之資訊位元和該各冗餘位 凡’進行用以使得如對於各f訊位元之錯誤訂正性能變成2111-3536-PF-ptd 第31頁 541809 六、申請專利範圍 均勻之計算後,將其計算結果和在該傳送資料之直 作為編碼結果輸出; , ” mi兀 ::解::驟’自在接收信號之既定數之下階 出-貝-況位凡和弟一冗餘位元後,依照其抽出結 前:訊供給之前一個軟判定輸出(也包括無之情況 判定, 第二解碼步驟,再拙出資訊位元和第二冗 依照其抽出結果和來自第一解碼裝置之軟判。中:後私 判定,將其結果作為該前一個軟判定輸出;別I〜仃〜 第一判定步驟,重複執行利用該第一解 二解碼步驟之軟判定既定次數後,依照該第二ς石;j : 軟判定輸出推測原來之資訊位元;以及 解馬^驟之 第二判定步驟,藉著進行在該接收信 硬判定,推測原來之資訊位元。 八他位7G之 .如申請專利範圍第u項之通訊方法,其特徵在 於· 在該Turbo編碼步驟包括: 解交錯處理步驟,對於在交錯處理後 冗餘位元進行解交錯處理; 、、·’、、 一 之 i明專利乾圍第Η項之通訊方法,豆中併用 Reed Solomon Turbo ^ ; 八 碼, 在傳达侧,進行Reed solo_編石馬後,進行丁㈣。編 5418092111-3536-PF-ptd 第33頁
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