УСОВЕРШЕНСТВОВАННОЕ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЕ ПОВЫШЕНИЕ ИЗБЫТОЧНОСТИ НА ОСНОВЕ ТУРБОКОДИРОВАНИЯ Российский патент 2006 года по МПК H04L1/18 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение, в общем, относится к системам связи, а более конкретно к кодированию в системе связи с турбокодированием.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Сверточные коды часто применяются в системах связи для защиты передаваемой информации от ошибок. Такие системы связи включают в себя стандарт IS-95 множественного доступа с кодовым разделением каналов методом прямой последовательностью (МДКР-ПП, DS-CDMA), глобальную систему мобильной связи (GSM), широкополосные системы связи следующего поколения. Обычно в таких системах сигнал подвергается сверточному кодированию в исходящий кодовый вектор, который передается. В приемнике декодер, такой как декодер Витерби, известный в данной области техники, использует решеточную структуру для выполнения оптимального поиска битов передаваемого сигнала по критерию максимального правдоподобия.

Недавно были разработаны турбокоды, превосходящие по производительности традиционные способы кодирования. Турбокоды в общем случае включают в себя два или более рекурсивных систематических сверточных кода и турбоперемежений. Соответственно, турбодекодирование является итеративным и использует декодер с мягким выходом для декодирования отдельных сверточных кодов. Мягкие выходы декодеров используются в процедуре декодирования для итеративного приближения к конечному результату сходимости.

На Фиг.1 в общем виде показан обычный турбокодер, в состав которого входит один перемежитель и два составных кода, представляющих собой рекурсивные систематические сверточные коды (РСК, RSC), но которые также могут представлять собой блочные коды. Показанный турбокодер представляет собой параллельное объединение двух РСК с перемежителем, π, между ними. Выходной турбосигнал декодера генерируется путем мультиплексирования (объединения) систематических информационных битов, x_s, битов четности (проверочных битов) р₁ и p₂, от двух кодеров. Обычно биты четности каким-либо способом выкалываются перед первой передачей и комбинируются для увеличения кодовой скорости. Механизм выкалывания расположен в блоке согласования скорости. В случае, если разрешены последовательные передачи, и в приемнике могут комбинироваться передачи с различными видами выкалывания, выкалывание также может выполняться над систематическими битами.

Обычно кодированные данные передаются в приемник, использующий коррекцию ошибок, обычно обеспечиваемую турбокодом, с последующим обнаружением ошибок, обычно обеспечиваемым кодом ЦИК (циклический избыточный код). В случае обнаружения ошибки приемник может запросить передатчик, например базовую станцию, выполнить повторную передачу данных, используя автоматический запрос повторной передачи (АЗП, ARQ). Другими словами, если приемник не в состоянии разрешить биты данных по времени, приемник может запросить передатчик повторно послать либо передачу, аналогичную первой, либо передачу с выкалыванием, отличным от первой передачи, но кодированной на основе того же сообщения (т.е. на основе той же последовательности информационных битов на входе турбокодера). Поскольку этот процесс представляет собой гибридную форму коррекции ошибок, совмещенной с обратной связью при обнаружении ошибок через механизм АЗП, он обычно называется гибридным автоматическим запросом повторной передачи (ГАЗП, HARQ).

Два известных вида ГАЗП представляют собой комбинирование Чейза и последовательно повышаемую избыточность (ПИ). Дополнительно, схема ПИ может быть полной или частичной. Комбинирование Чейза представляет собой упрощенную форму ГАПЗ, причем приемник просто запрашивает повторную передачу исходного кодированного сообщения. ПИ является более сложным в том, что он обеспечивает повторную передачу кодированного сообщения, используя большее количество битов четности или другие биты четности (чем использованные во время предыдущей передачи), понижая общую кодовую скорость. Шаблон повторения или выкалывания в проверочных битах может быть определен с использованием классической кодовой матрицы выкалывания, как известно в данной области техники, или алгоритма согласования скорости для поддержания кодовой скорости физического канала. Однако существующие алгоритмы согласования скорости не поддерживают равномерный шаблон выкалывания после последовательно повышаемой избыточности, если даже сохраняется ортогональность (т.е. даже если каждая передача содержит уникальные биты, не содержащиеся в других передачах), тем самым демонстрируя более высокую, чем это допустимо, частоту ошибок кадров (ЧОК, FER). В частности, существующие алгоритмы согласования скорости обеспечивают различающееся понижение ошибок, в зависимости от используемой версии избыточности. Более того, не существует способа определения параметров избыточности для ГАПЗ.

Существует потребность в улучшенном турбокодере, использующем унифицированную схему выкалывания, что обеспечивает пониженную частоту ошибок кадров при использовании способа последовательно повышаемой избыточности, посредством чего версии ортогональной избыточности доступны для передачи, комбинация которых дает в результате равномерный шаблон выкалывания на решетке декодера. Преимуществом также будет обеспечение такого улучшения при использовании любой доступной версии избыточности. Также будет полезным предоставить способ определения параметров избыточности для предоставления турбокодера с минимизированной вычислительной сложностью.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Отличительные признаки настоящего изобретения, подробно определяются в формуле изобретения. Настоящее изобретение, вместе с его дополнительными задачами и преимуществами, может быть лучше понято из нижеследующего описания, совместно с сопутствующими чертежами, на нескольких фигурах, на которых одинаковые ссылочные позиции обозначают одинаковые элементы, и на которых:

На Фиг.1 показана упрощенная блок-схема турбокодера, известного из уровня техники;

На Фиг.2 показана упрощенная блок-схема структуры кодирования, известной из уровня техники;

На Фиг.3 показана упрощенная блок-схема устройства кодирования согласно настоящему изобретению;

На Фиг.4 показана упрощенная блок-схема согласования скорости по Фиг.3;

На Фиг.5 показано упрощенное графическое представление выкалывания, известного из уровня техники;

На Фиг.6 показано упрощенное графическое представление выкалывания согласно настоящему изобретению;

На Фиг.7 показано графическое представление улучшения, обеспечиваемого настоящим изобретением;

На Фиг.8 показана диаграмма приоритетного отображения битов согласно настоящему изобретению;

На Фиг.9 показана диаграмма управления блочным перемежителем согласно настоящему изобретению;

На Фиг.10 показана упрощенная блок-схема способа согласно настоящему изобретению.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение предлагает способ и устройство для турбокодера, поддерживающие избыточность Чейза и последовательно повышаемую избыточность (ПИ), как формы комбинирования АЗП, с использованием единственной, унифицированной схемы выкалывания. В частности, настоящее изобретение использует улучшенный способ согласования скорости для выкалывания. Природа согласования скорости гарантирует регулярное выкалывание, распределенное по кодированной решетке, гарантируя хорошую производительность кодирования. Подход к выкалыванию настоящего изобретения имеет своим преимуществом простоту реализации, а так же сохранение ортогональности при адаптации к любой выбранной версии избыточности без увеличения ошибок кадров.

В приложениях, свойство высокоскоростного пакетного доступа нисходящей линии связи (ВСПДН, HSDPA), наземного радиодоступа универсальной системы мобильной связи UTMS (UTRA) проекта партнерства по системам связи третьего поколения (3GPP) или свойства системы широкополосного множественного доступа с кодовым разделением каналов (ШМДКР, WCDMA): адаптивная модуляция и кодирования и элементы схемы гибридного АПЗ, основанной на последовательном повышении избыточности (ПИ), применяются к турбокоду со скоростью 1/3. Настоящее изобретение определяет кодирующую модуляцию высокоскоростного канала совместного использования нисходящей линии связи (ВС-КСИН, HS-DSCH) с применением последовательного повышения избыточности в пользовательском устройстве (ПУ, UE), таком как устройство сотовой радиосвязи. Настоящее изобретение описывает конкретный способ применения ПИ в ВСПДН.

Способы ПИ известны в данной области техники и уже применялись в системах, таких как улучшенная передача данных для развития глобальной системы мобильной связи GSM (EDGE). Однако проблема ВСПДН является новой в том, что должны поддерживаться все возможные кодовые скорости, и что только при определенных условиях, например в некоторых случаях, повторные передачи одинакового размера, существует возможность для ортогональных передач. Помимо этого, настоящее изобретение допускает изменение в конечной кодовой скорости согласно доступной памяти кодированных символов или ячеек мягкой метрики (ЯММ, SML), доступных в процессе ГАЗП. Также, в отличие от настоящего изобретения системы, известные из уровня техники, такие как EDGE, используют обычные коды, а не турбокоды и поддерживают различное количество версий избыточности.

Настоящее изобретение обеспечивает гибкую схему ПИ выкалывания, специально применимую в ВСПДН. В частности, схема выкалывания настоящего изобретения поддерживает изменяемый набор возможных версий избыточности, используя новую реализацию согласующего скорость способа выкалывания. Реализации согласования скорости, известные из уровня техники, хотя обеспечивают ортогональные шаблоны выкалывания в индивидуальных потоках битов четности, не дают в результате схему выкалывания с равномерным шаблоном (и ортогональную) в совокупности передач битов четности. Это имеет следствием повышенную ЧОК для различных используемых версий избыточности. Настоящее изобретение решает указанные проблемы посредством сохранения ортогональности между версиями избыточности и обеспечением равномерного распределения (т.е. равномерно отстоящие друг от друга секции решетки без выкалывания) по совокупной ПИ комбинированных решеток. Это может включать в себя выкалывание битов четности и систематических битов. Помимо этого, настоящее изобретение предлагает способ выбора параметра избыточности, как это описано ниже.

На Фиг.2 показана существующая стандартная модель канального кодирования для высокоскоростного пакетного доступа нисходящей линии связи (ВСПДН) согласно с описанием протоколов 3GPP по секции 4.2, "Technical Specification Group Radio Access Network; Multiplexing and Channel Coding (FDD) (Release 1999)", TS 25.212 v3.5.0 (2000-12), которое включено в настоящее описание во всей своей полноте в качестве ссылки. Данные вводятся из одиночного транспортного блока. К этому потоку добавляется 202 циклический избыточный код (ЦИК), и затем поток сегментируется 204 для образования N_СВ кодовых блоков 206. Подробное описание работы указанных блоков 200-206 представлено в TS 25.212. В этом месте каждый из кодовых блоков индивидуально подвергается канальному кодированию 208 и согласованию скорости 210 согласно используемым выкалыванию и последовательному повышению избыточности. Затем блоки подвергаются сегментации 212 в физическом канале, перемежению 214 и отображению 216 в физическом канале, где физические каналы с 1 по К представляют собой выход.

На Фиг.3 показана модель канального кодирования для турбокодера ВСПДН согласно настоящему изобретению. Первые четыре операции (формирование 200 транспортного блока, присоединение 202 ЦИК, сегментация 204 кодового блока и канальное кодирование 208) выполняются согласно описанным выше протоколам 3GPP. Предпочтительно, канальное кодирование 208 выполняется в соответствии с канальным кодером, выполненным с возможностью кодирования входного потока данных, в систематические биты и биты четности по функции турбокодирования с кодовой скоростью 1/3. Дополнительно, последние три этапа (сегментация 312 в физическом канале, перемежение 314 (символов) и отображение 316 в физическом канале) также выполняются аналогично протоколам 3GPP за исключением того, что операции выполняются над символами, а не над битами. Настоящее изобретение присутствует в селекторе 309 версии избыточности, блоке 310 согласования скорости/последовательного повышения избыточности и необязательном устройстве 311 приоритетного отображения битов/перемежения, подробно показанном на Фиг.4.

В работе ГАЗП применяются два этапа согласования скорости. Блок 310 согласования согласует количество битов на выходе канального кодера 208 с общим количеством битов в ВС-КСИН физических каналов посредством выкалывания или повторения входящих систематических битов, битов четности 1 и 2, и управляется версией избыточности (ВИ, RV). Алгоритм согласования скорости по-разному применяется к различным наборам входных систематических битов и битов четности в зависимости от параметров версии избыточности. Блок 310 согласования скорости выполняет выкалывание в потоке данных (который может включать в себя биты четности и систематические биты) для первой передачи для обеспечения набора секций первой решетки без выкалывания, и выкалывание в потоке данных. Селектор 309 версии избыточности соединен с блоком 310 согласования скорости и предоставляет ему параметры согласования скорости. Блок 310 согласования скорости обеспечивает последовательное повышение избыточности для комбинирования первой и второй передач решеток потока данных для обеспечения несмежных первой и второй секций решетки без выкалывания.

Первый этап 316 согласования скорости согласует количество входных битов с количеством мягких битов, доступных в пользовательском устройстве. Если количество мягких битов, доступное в пользовательском устройстве, больше либо равно количеству битов, выдаваемых из канального кодера 208, тогда все биты могут быть сохранены и первый этап согласования скорости является прозрачным. Однако, если количество мягких битов, доступных в пользовательском устройстве, меньше, чем количество битов, выдаваемых из канального кодера 208, что является обычным, тогда выкалывание выполняется таким образом, что количество выходных битов кодера совпадает с доступной емкостью мягкой буферизации пользовательского устройства, что представлено этапом 317 буферизации.

Второй этап 316 согласования скорости согласует количество битов, выдаваемых с первого этапа 316 согласования скорости, с количеством битов, доступных в физическом канале ВС-КСИН. Тот же основной способ применяется, что и на первом этапе согласования скорости. Однако по сравнению с первым этапом согласования скорости, алгоритм согласования скорости может использовать различные значения параметров согласования скорости, в зависимости от параметров ВИ: s, которое может принимать значения 0 или 1 для различения самодекодируемых (1) и не самодекодируемых (0) передач и параметра ВИ r (меняющегося от 0 до r_max, который представляет собой максимальное количество версий избыточности, поддерживаемое системой связи), который изменяет переменную e_ini начальной ошибки.

Например, количество битов перед вторым согласованием скорости может быть обозначено как N_sys для систематических битов, N_p1 для битов четности 1 и N_p2 для битов четности 2, соответственно. Количество битов физического канала во временном интервале передачи (ВИП, TTI) представляет собой N_data. Используемые биты разделения и параметры согласования скорости определяются следующим образом. Для N_data≤N_sys+N_p1+N_p2, на втором этапе 318 согласования скорости выполняется выкалывание. Количество передаваемых систематических битов при повторной передаче составляет

для передачи самодекодируемого типа (s=1) и

в случае без самодекодирования, т.е. s=0.

Для N_data>N_sys+N_p1+N_p2 на втором этапе согласования скорости выполняется повторение. Одинаковый уровень повторения во всех потоках битов достигается установкой количества переданных систематических битов

Доступный объем для битов четности в передаче составляет:

для битов четности 1 и 2, соответственно.

В таблице 1 суммирован результат выбора параметров для второго этапа 318 согласования скорости (СС). Параметр А в таблице 1 выбирается таким образом, что а=2 для битов четности 1 и а=1 для битов четности 2.

Таблица 1
Параметры для второго этапа согласования скорости Х_ie_pluse_minusСистематические биты СС СN_sysN_sys|N_sys - N_t,sys|Биты четности 1 СС Р1_2N_p1a·N_p1Биты четности 2 СС Р2_2N_p2a·N_p2

где N_sys является количеством систематических битов, N_p1 является количеством битов четности 1, N_p2 является количеством битов четности 2, N_t,sys является количеством передаваемых систематических битов, N_t,р1 является количеством передаваемых битов четности 1, N_t,р2 является количеством передаваемых битов четности 2.

Из предшествующего уровня техники известно, что параметр e_ini согласования скорости вычисляется для каждого битового потока согласно параметру r, r∈{0,1} изменения e_ini, используя

в случае выкалывания, т.е. N_data≤N_sys+N_p1+N_p2, и

в случае повторения, т.е. N_data>N_sys+N_p1+N_p2. Хотя изменения r дает в результате взаимно ортогональные шаблоны выкалывания, их композиция не дает в результате схему выкалывания с равномерным шаблоном, как показано в примере по Фиг.5. В сценарии, показанном на Фиг.5, обе передачи являются самодекодируемыми с битами четности кодового слова первой передачи, состоящими из 4-й 10-й, 16-й,... секций решетки, и в случае второй передачи, состоящими из 3-й, 9-й, 15-й,... секций. ПИ комбинированная решетка, основанная на первых двух передачах, таким образом, относится к 3-й, 4-й, 9-й, 10-й, 15-й, 16-й,... секциям решетки. На практике, такая неоднородная группировка выколотых и невыколотых битов имеет результатом более высокую ЧОК.

Напротив, в настоящем изобретении e_ini вычисляется для каждого потока битов согласно параметру r, r∈{0,1} изменения e_ini, используя

в случае выкалывания, т.е. N_data≤N_sys+N_p1+N_p2, и

в случае повторения, т.е. N_data>N_sys+N_p1+N_p2.

В этой более общей форме, где r∈{0,...,r_max-1} и r_max является общим количеством версий избыточности, доступных при изменении r, то e_ini вычисляется для каждого потока битов согласно параметру r, r∈{0,...,r_max-1}, изменения e_ini, используя

в случае выкалывания и/или повторения, и

также в случае выкалывания и/или повторения. Другими словами уравнения согласования скорости могут быть выбраны таким образом, что любое из уравнений используется для согласования скорости как в случае выкалывания (т.е. N_data≤N_sys+N_p1+N_p2), так и в случае повторения (т.е. N_data>N_sys+N_p1+N_p2), или одно из уравнений выбирается для согласования скорости в случае выкалывания, а другое уравнение - для согласования скорости в случае повторения.

Полученный в результате шаблон выкалывания сохраняет ортогональность между версиями избыточности для одного и того же значения s, но теперь равномерно распределен по комбинированной решетке с совокупной ПИ, как показано в примере решеток четности по Фиг.6, что имеет результатом улучшенную ЧОК по сравнению с таковой для решетки по Фиг.5. Настоящее изобретение применимо как к битам четности, так и к систематическим битам.

На Фиг.7 показано улучшение, обеспечиваемое улучшенным способом выкалывания настоящего изобретения. Было выполнено моделирование схем изменения e_ini согласования скорости, известных из уровня техники, так и предлагаемых с использованием известных способов, в канале с аддитивным белым гауссовским шумом (АБГШ, AWGN), используя модуляцию двухпозиционной фазовой манипуляции (ДФМн, BPSK) с длиной кодового слоя 960 и N_info=720, и используя две передачи. Кривые 60 и 62 представляют ЧОК для способа выкалывания, известного из уровня техники, после первой и второй передач, соответственно. Кривые 64 и 66 представляют ЧОК для способа выкалывания настоящего изобретения после первой и второй передач, соответственно. Как можно видеть из результатов моделирования, имеется улучшение в ЧОК около 0,2-0,3 дБ в настоящем изобретении по сравнению с предшествующим уровнем техники после двух передач. Имея в виду вышесказанное, настоящее изобретение предлагает полезное улучшение по сравнению с предшествующим уровнем техники без увеличения сложности.

В предпочтительном варианте осуществления настоящее изобретение также предлагает способ и устройство выбора оптимизированных параметров s и r, исходя из выбранной схемы избыточности (Чейза, частичное ПИ, или полное ПИ), вновь обращаясь к селектору 309 версии избыточности по Фиг.3. Выбор версии избыточности зависит от используемой схемы избыточности. В настоящее время предполагается, что в ВСПДН поддерживаются три схемы: Чейза, частичное последовательное повышение избыточности (ПИ) и полное ПИ. Для каждой схемы избыточности используются следующие способы для вычисления s, s∈{0,1} и r, r∈{0,...,r_max-1}.

Если используется схема избыточности Чейза, s=1 и r=1 для всех передач.

Если используется схема избыточности частичного ПИ, первый этап включает в себя вычисление возможного количества уникальных версий избыточности в виде

где N_{p_i} представляет количество битов четности на выходе турбокодера из i-го потока битов четности, N_{t_p_i} представляет количество битов четности для передачи из i-го потока битов четности и Р является количеством потоков битов четности. Помимо этого, если r_N>r_max, тогда r_N=r_max. На следующем этапе для индекса передачи n из 1,2,..., r_N устанавливается s=1 и r=n-1. Если n>r, n устанавливается в 1 и повторяется предыдущий этап.

При использовании схемы избыточности полного ПИ первый этап включает в себя вычисление уникальных версий избыточности в виде

где BR является базовой кодовой скоростью, R является кодовой скоростью передачи и k и i представляют собой положительные целые. Необходимо отметить, что k и i выбираются таким образом, что в точности k передач составляют i выходных блоков (систематических битов и битов четности) из турбокодера. Также, если r_N>r_max, тогда r_N=r_max. На следующем этапе установки параметров для индекса передачи n=1 устанавливается s=1, r=0 и N_t=N_trans или для индекса передачи n из 2,...,r_N, повторяются оставшиеся подэтапы: а) первый подэтап устанавливает N_t=N_t+N_trans, b) на следующем подэтапе, если (), тогда устанавливается flag=1 и (), где N_sys является количеством систематических битов, генерируемых турбокодером. В противном случае устанавливается flag=0, с) на следующем подэтапе, если ((N_t≥N_sys) и (flag=1)), тогда устанавливается s=1. В противном случае устанавливается s=0, d) на следующем подэтапе устанавливается r=r+1, е) на следующем подэтапе, если n>r_N, n устанавливается в 1, и повторяется этап установки параметров.

Приведенные выше схемы автоматически выбирают параметр (s) самодекодирования и версию (r) избыточности для схемы последовательного повышения избыточности, применяемой в 3GPP. Значения выбираются исходя из предварительно отобранной схемы избыточности, которая включает в себя схему Чейза, частичное ПИ и полное ПИ, и может использоваться в сочетании с любой схемой адаптивной модуляции и кодирования (САМК, AMCS), допускающей синхронизацию между узлом В и ПУ (пользовательским устройством). В противном случае параметры (s) и (r) могут быть переданы в ПУ, используя одну из следующих двух схем, а) точное определение значений s и r и передача этих значений, используя высокоскоростной управляющий канал совместного использования (ВС-УКСИ, HS-SCCH) или b) устанавливая таблицу значений s и r и передавая таблицу при инициации вызова в УП через более высокий уровень сигнализации. Определенная запись в таблице затем передается по ВС-УКСИ при каждой передаче.

В отдельном варианте осуществления, если r_max не является достаточно известным, тогда e_ini может быть определено следующим образом

где

где "bin2dec" обозначает двоично-десятичное преобразование, "dec2bin" обозначает десятично-двоичное преобразование и "fliplr" обозначает обращение порядка битов двоичной последовательности.

В предпочтительном варианте осуществления настоящее изобретение предусматривает устройство приоритетного отображения битов (311 по Фиг.3), связанное блоком согласования скорости. Устройство приоритетного отображения битов предназначено для отображения систематических битов в позиции с более высокой надежностью в группе модуляции, что дополнительно улучшает производительность ПИ. Приоритетное отображение битов (ПОБ, BPM) основано на использовании различающейся надежности битов, обеспечиваемой более высоким порядком группировки (16-позиционная квадратурная амплитудная модуляция (16-КАМ, 16-QAM) или выше). Хорошо известно, что части, содержащие систематические биты турбокодового слова, являются более важными для производительности декодера, чем части, содержащие биты четности. Очевидно, что производительность системы может быть дополнительно улучшена путем размещения систематических битов в положениях с высокой надежностью в случае, если используется группировка более высокого порядка. Для достижения этого используется простой перемежитель (311 по Фиг.3) размера N_row×N_col. Количество строк и столбцов определяется из:

где N является размером модуляции (порядком группировки) и N_trans является количеством кодированных битов и битов согласования скорости, предназначенных для передачи. Например, N_row=log₂(16)=4 в случае 16-КАМ. В случае обычного турбокодера кодовое слово разделено на поток систематических битов и потоки битов четности, обозначаемые x_S,k, p_1,k, p_2,k, где k∈{1,...,N_trans}, или в предпочтительном случае поток систематических битов и комбинированный поток битов четности, обозначаемые x_S,k и x_Р,k (см. Фиг.1). Данные считываются в перемежитель строка за строкой и из перемежителя в столбец за столбцом. Для выполнения приоритетного отображения сначала считывается весь поток систематических битов из турбокодера (кодовыми блоками и затем слева направо), с последующим комбинированием чередующихся битов из двух потоков битов четности. Систематические биты 700 кодового слова считываются кодовыми блоками и затем слева направо в массив ПОБ. После считывания всех систематических битов кодового слова считываются комбинированные чередующиеся биты из двух потоков битов четности, продолжаясь от того места, где завершились систематические биты кодового слова, снова кодовыми блоками и затем слева направо. В случае полного ПИ, при котором отсутствуют систематические биты из части кодового слова передачи, массив заполняют только биты четности кодового слова. Массив ПОБ представляет собой последовательность символов КАМ или векторы битов (вектор из четырех битов в случае 16-КАМ и вектор из двух битов в случае ДФМн), представленные столбцами массива ПОБ, считываемого в порядке слева направо. Преимущественно, это дает в результате то, что систематические биты отображаются на первые строки устройства отображения битов, за чем следует последовательное отображение битов четности.

Перемежение определяется тем же способом, что и в случае внутреннего перемежения турбокода, так как описано в секции 4.2.3.2.3.1 "Technical Specification Group Radio Access Network; Multiplexing and Channel Coding (FDD) (Release 1999)", TS 25.212 v3.5.0 (2000-12), включенная в настоящее описание во всей своей полноте в качестве ссылки.

Отображение символов зависит от типа модуляции и количества систематических битов и битов четности, используемых при передаче. Например, если используются эффективная кодовая скорость 3/4 и модуляция 16-KAM, каждый символ KAM содержит три систематических бита и один бит четности, тогда как в случае, если эта же версия используется с кодовой скоростью 1/2, каждый KAM символ включает в себя два систематических бита и два бита четности. На Фиг.8 показан процесс распределения битов для 16-KM и кодовой скорости 1/2, причем S представляет систематические биты, а Р представляет биты четности.

На практике перемежитель настоящего изобретения представляет собой перемежитель символьного блока размером 16×30. Операция перемежения выполняется посредством считывания последовательности {y_p,i} входных символов в перемежитель строка за строкой, начиная со столбца 0 в строке 0, и продолжается до столбца 30 в строке 16, как показано на Фиг.9. Следующий этап включает в себя выполнение межстолбцовой перестановки с использованием следующего шаблона перестановки {0, 20, 10, 5, 15, 25, 3, 13, 23, 8, 18, 28, 1, 11, 21, 6, 16, 26, 4, 14, 24, 19, 9, 29, 12, 2, 7, 22, 27, 17}, что обеспечивает более однородное и, следовательно, более предпочтительное распределение. При перестановке столбцов гарантируется, что не будет игнорирована ни одна секция подблока решетки, когда считывается только часть строки для формирования кодового слова. Последний этап представляет собой считывание выходных символов столбец за столбцом.

Вновь обращаясь к Фиг.3, сегментация 312 в физическом канале выполняется согласно протоколу 3GPP по секции 4.2.10 в TS 25.212, включенной в настоящее описание во всей своей полноте в качестве ссылки, но с модификацией, вместо применения алгоритма к битам как в секции 4.2.10, он применяется к символам/векторам битов KAM, выдаваемым из ПОБ, описанном выше.

После сегментации 312 в канале применяется (второе) перемежение 314, как описано в секции 4.2.11 в TS 25.212, опять с модификацией. В этом случае вместо применения перемежения к битам, составляющим каждый физический канал, оно применяется к значениям символов KAM или к символам, входящим в состав каждого физического канала, которые выдаются после сегментации 312 в физическом канале.

В завершение, и аналогично применяется отображение 314 в физическом канале, описанное в секции 4.2.12 в TS 25.212, опять же с замещением битов символами данных KAM.

На Фиг.10 показана блок-схема, обобщающая способ 100 улучшенного выкалывания для последовательного повышения избыточности, основанного на турбокоде, согласно настоящему изобретению. Первый этап 102 способа включает в себя выкалывание потока данных для первой передачи, обеспечивая набор секций первой решетки без выкалывания. Следующий этап 104 включает в себя выкалывание потока данных для второй передачи, обеспечивая набор секций второй решетки без выкалывания. Это может применяться к битам четности и к систематическим битам. Следующий этап 106 включает в себя комбинирование последовательного повышения избыточности первой и второй передач решеток для обеспечения несмежных секций первой и второй решеток без выкалывания. Предпочтительно, это обеспечивает равномерный шаблон секций с выкалыванием и без выкалывания в комбинированной решетке. Следующий этап включает в себя выдачу передач турбокода, для декодирования в турбодекодере, для получения информации, содержащейся в турбокоде, и предоставления информации пользователю через интерфейс пользователя такой, как громкоговоритель, дисплей и т.п., или сохранение в устройстве хранения данных.

Хотя настоящее изобретение описано и иллюстрировано в приведенном выше описании и чертежах, очевидно, что указанное описание предназначено только для примера и специалистами в данной области техники могут быть сделаны многочисленные изменения и модификации без отступления от объема настоящего изобретения. Хотя настоящее изобретение конкретно применимо в портативных сотовых радиотелефонах, настоящее изобретение может быть применено к любому устройству двусторонней беспроводной связи, в том числе пейджерам, электронным органайзерам и компьютерам. Изобретение заявителя должно быть ограничено только нижеследующей формулой изобретения.

Изобретение относится к системам связи, а именно к кодированию в системе связи с турбокодированием. Достигаемый технический результат - создание унифицированной схемы выкалывания в турбокодере, обеспечивающей пониженную частоту ошибок кадров при использовании способа последовательно повышаемой избыточности. Улучшенное последовательное повышение избыточности, основанное на турбокодировании и автоматическом запросе повторной передачи, включает в себя первый этап (102) выкалывания потока данных для первой передачи, обеспечивающий набор непроколотых секций первой решетки. Следующий этап (104) - выкалывания потока данных для второй передачи, обеспечивающий набор непроколотых секций второй решетки. Следующий этап (106) включает в себя комбинирование в декодере несмежных непроколотых секций первой и второй решеток, обеспечивающее составной шаблон с равномерно распределенными секциями. 7 з.п. ф-лы, 10 ил., 1 табл.

1. Способ последовательного повышения избыточности в системе связи с турбокодированием и автоматическим запросом повторной передачи, заключающийся в том, что выкалывают поток данных для первой передачи, обеспечивая набор непроколотых секций первой решетки, выкалывают поток данных для второй передачи, обеспечивая набор непроколотых секций второй решетки, и комбинируют в декодере несмежные непроколотые секции первой и второй решеток, обеспечивая составной шаблон с равномерного распределенными секциями.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что каждый этап выкалывания обеспечивает, соответственно, набор ортогональных непроколотых секций первой и второй решеток.3. Способ по п.1, отличающийся тем, что каждый этап выкалывания включает в себя подэтап согласования скорости каждого потока данных с использованием параметра согласования скорости, определяемого уравнениями

e_ini(r)={[X_i-(r·e_plus/r_max)-1]mod e_plus}+1

и

e_ini(r)={[X_i-((s+2·r)·e_plus/(2·r_max))-1]mod e_plus}+1

где r∈ {0, ..., r_max-1}, где r_max является полным количеством версий избыточности, доступным при изменении r, причем е_ini вычисляют для каждого потока данных для каждого параметра r, s представляет собой 0 или 1 в зависимости от того, является ли передача не самодекодируемой или самодекодируемой, соответственно, X_i и e_plus выбирают согласно таблице

 X_ie_plusСистематические битыN_sysN_sysБиты четности 1N_p1a·N_p1Биты четности 2N_p2a·N_p2

где а=2 для битов четности 1 и а=1 для битов четности 2, N_sys является количеством систематических битов, N_p1 является количеством битов четности 1 во временном интервале передачи, N_p2 является количеством битов четности 2 во временном интервале передачи.

e_ini(r)={[X_i-(r·e_plus/2)-1]mod e_plus}+1,

в случае выкалывания, т.е. N_data≤N_sys+N_p1+N_p2, и

e_ini(r)={[X_i-((2·s+r)·e_plus/4)-1]mod e_plus}+1

для случая повторения, т.е. N_data>N_sys+N_p1+N_p2, где r является параметром изменения e_ini, s представляет собой 0 или 1 в зависимости от того, является ли передача не самодекодируемой или самодекодируемой, соответственно, и r меняется в пределах от 0 до r_max для изменения параметра e_ini согласования скорости, и X_i и e_plus выбирают согласно таблице

 X_ie_plusСистематические битыN_sysN_sysБиты четности 1N_p1a·N_p1Биты четности 2N_p2a·N_p2

где а=2 для битов четности 1 и а=1 для битов четности 2, N_sys является количеством систематических битов, N_p1 является количеством битов четности 1 во временном интервале передачи, N_p2 является количеством битов четности 2 во временном интервале передачи.