DE19856085A1 - Adaptives verkettetes Kanalcodierverfahren - Google Patents
Adaptives verkettetes KanalcodierverfahrenInfo
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Abstract
Bei dem erfindungsgemäßen Kanalcodierverfahren, das mindestens zwei miteinander verketteten Codierungen aufweist, ist das verkettete Kanalcodierverfahren adaptiv. Dabei verwendet das verkettete Kanalcodierverfahren eine Blockcodierung als äußeren Code und eine Faltungscodierung als inneren Code. DOLLAR A Vorzugsweise wird ein Codewort einer Blockcodierung in m Blöcke B1, ..., Bm mit m >= 1 unterzogen und die sich ergebenden Blöcke werden mit Generatorpolynomen g1, ..., gn, n >= 1, in faltungscodierte Blöcke g1 (B1), ..g1(Bm), ..., gn(B1), ..., gn(Bm) codiert, wobei entweder n oder m > 1 gilt.
Description
Die Erfindung betrifft ein verkettetes Kanalcodierverfahren,
bei dem die zu übertragende Information durch die Hinterein
anderausführung von mindestens zwei Codierungen gegen Störun
gen geschützt wird. Bevorzugtes Einsatzgebiet sind Mobilfunk
systeme.
In Mobilfunksystemen werden zur Übertragung von Daten und Si
gnalisierung Fehlerkorrekturverfahren zur Erhöhung der Über
tragungssicherheit auf der Übertragungsschnittstelle zwischen
Basisstation und Mobilstation angewendet. Dabei werden die
Verfahren für das Kanalcodieren beispielsweise durch einen
Standard vorgegeben, wie dies bei GSM (global system for mo
bile Communication) oder DECT (digital enhanced cordless
telephony) der Fall ist. Bei der Übertragung von Daten werden
hauptsächlich ARQ-Verfahren (Automatic Repeat Request) oder
Forward Error Correction mit fester Anzahl der Redundanzsym
bole verwendet. Bei dem ARQ-Verfahren wird im Falle einer
fehlerhaften Übertragung die zu übertragende Information noch
elfmal vom Sender angefordert.
Zur Verbesserung der Übertragungsqualität, beispielsweise bei
Mobilfunkkanälen, aber auch bei Satellitenkanälen, werden un
ter anderem verkettete Kanalcodierverfahren verwendet. Bei
verketteten Kanalcodierverfahren wird die zu übertragende In
formation durch die Hintereinanderausführung von mindestens
zwei Codierungen gegen Störungen geschützt. Durch die Codie
rung wird der Information Redundanz hinzugefügt. Diese Redun
danz wird mittels einer Codiervorschrift aus der zu codieren
den Information gebildet.
Bei verketteten Kanalcodierverfahren wird die Information zu
erst beispielsweise durch einen Blockcode geschützt. Die so
mittels eines Blockcodes codierte Informationsfolge ein
schließlich ihrer Redundanz wird dann einem weiteren Codierer
zugeführt, in den allermeisten Fällen einem Faltungscodierer.
Die erste Codierstufe wird als äußerer Code (Outer Code) und
die folgende zweite Codierstufe wird als innerer Code (Inner
Code) bezeichnet. In dem genannten Beispiel ist der Blockcode
der äußere Code und der Faltungscode der innere Code.
Eine Datenübertragung würde daher nach dem folgenden Schema
ablaufen:
Äußerer Code | 1. Codierungsstufe wie Blockcodierung |
Innerer Code | 2. Codierungsstufe wie Faltungscodierung |
Decodierung | Decodierer der 2. Codierungsstufe des inneren Codes (z. B. Viterbi-Algorithmus) |
Decodierung | Decodierer der 1. Codierungsstufe des äußeren Codes (z. B. Berlekamp-Massey-Algorithmus) |
Sowohl für Blockcodes als auch für Faltungscodes sind adap
tive Kanalcodierverfahren entwickelt worden. Mit derartigen
adaptiven Kanalcodierverfahren läßt sich der Datendurchsatz
wesentlich erhöhen. Dabei wird die Information auf der Sende
seite mit einem entsprechenden Block- oder Faltungscode co
diert. Die so codierte Informationsfolge, im folgenden Code
wort genannt, besteht aus der zu übertragenden Information
und der aus der Information mittels der Codiervorschrift des
Codes gebildeten Redundanz.
Im folgenden wird das Prinzip des oben angesprochenen adapti
ven Kanalcodierverfahrens beschrieben. Bei einem adaptiven
Kanalcodierverfahren wird ein Codewort nicht auf einmal über
tragen, sondern beispielsweise in Blöcken. Als Beispiel wird
die Übertragung eines Codewort in drei Blöcken vorgenommen,
d. h. Block B1, Block B2 und Block B3, übertragen werden. Das
heißt in diesem Beispiel:
Codewort = Block B1 Block B2 Block B3
Dabei kann der erste Block B1 die zu übertragende Information
nebst einigen CRC-Bits (Redundanz) enthalten. Diese CRC-Bits
dienen dazu, einerseits wenige Fehler zu korrigieren und an
dererseits zu erkennen, ob Fehler bei der Übertragung aufge
treten sind. Die Blöcke B2 und B3 können beispielsweise nur
die Redundanz enthalten. Je nach Übertragungsstrategie kann
in den Blöcken B2 und/oder B3 aber auch Information vorhanden
sein. Bei einem ersten Sendeversuch wird der erste Block B1
des Codeworts übertragen. Der Empfänger versucht eine Deco
dierung des ersten Blocks B1. Ist die Decodierung erfolg
reich, dann teilt der Empfänger dem Sender mit, daß der erste
Block B1 erfolgreich übertragen worden ist und der Sender da
her beispielsweise die restlichen zwei Blöcke B2 und B3 nicht
mehr zu senden braucht, falls diese, wie im obigen Beispiel,
keine Information enthalten. Der Sender kann daher mit dem
nächsten Codewort fortfahren. Als Ergebnis wird der Daten
durchsatz erhöht, da es bei einer guten Übertragungsqualität
des Kanals nicht notwendig ist, die gesamte Redundanz des
Codeworts zu übertragen, da bei guter Übertragungsqualität
nur geringe oder gar keine Übertragungsfehler auftreten.
War dagegen die Decodierung des ersten Blocks B1 des ersten
Sendeversuchs nicht erfolgreich, dann fordert der Empfänger
den zweiten Block B2 an. Mit Hilfe des ersten und zweiten
Blocks B1, B2 versucht den Empfänger, die Information zu de
codieren. Im Falle einer erfolgreichen Decodierung der Infor
mation aus dem ersten und zweiten Block B1, B2 teilt der Emp
fänger die erfolgreiche Decodierung dem Sender mit und der
Sender sendet den dritten Block B3 nicht mehr.
War die Decodierung des zweiten Sendeversuchs nicht erfolg
reich, so fordert der Empfänger den dritten Block B3 an und
versucht, mittels der drei empfangenen Blöcke B1, B2 und B3
Information zu decodieren.
Ist die Decodierung auch mit dem vollständig empfangenen
Codewort, d. h. den drei Blöcken B1, B2 und B3 immer noch
nicht erfolgreich, so wird entweder der Übertragungsprozeß
noch einmal von vorne gestartet oder der Empfänger gibt auf
grund von Übertragungsqualität und/oder Empfangsfeldstärke
an, welcher Block noch einmal gesendet werden soll.
Derartige adaptive Kanalcodierverfahren haben den Vorteil,
daß bei guter Übertragungsqualität nicht das gesamte Codewort
gesendet werden muß. Im Falle einer schlechteren Übertra
gungsqualität müssen nur Anteile des Codeworts, die bei
spielsweise stark gestört waren, erneut gesendet werden, um
die Information beim Empfänger zu rekonstruieren. Dadurch
wird der Datendurchsatz erhöht, und zwar sowohl bei guten
Übertragungseigenschaften als auch teilweise bei stark ge
störten Kanälen, da selektiv dem Sender bekanntgegeben wird,
welche Anteile des Codewortes gegebenenfalls erneut gesendet
werden müssen.
Des weiteren besteht die Möglichkeit, die empfangenen Anteile
beim Empfänger beispielsweise mittels eines Maximum Ratio
Combining zu kombinieren, wenn ein Anteil zweimal oder mehr
fach vom Sender angefordert wurde.
Eine andere Strategie der adaptiven Kanalcodierverfahren ist
eine Übertragung des jeweiligen ersten Blocks von einer Viel
zahl von Codewörtern. Der Decodierer auf der Empfängerseite
versucht mittels des ersten Blocks der Codewörter die über
tragenen Informationen zu decodieren. Falls der Decodierer
nicht dazu in der Lage ist, fordert er von den nicht deco
dierten Codewörtern den jeweiligen zweiten und später ent
sprechend den dritten Block an.
Andere Übertragungsstrategien sind ebenfalls möglich. So kann
im ersten Schritt erstmals von allen Codewörtern der erste
Block übertragen werden und, falls vom Sender kein Stop-Si
gnal für bestimmte Blöcke vom Empfänger empfangen werden,
sendet der Sender die zweiten Blöcke aller Codewörter.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren
der Kanalcodierung zu schaffen, bei dem die Durchsatzrate
weiter erhöht und die Übertragungsqualität verbessert wird.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Verfahrens nach An
spruch 1 und das Mobilfunksystem mit den Merkmalen des An
spruchs 15 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung
sind Gegenstand der Unteransprüche.
Erfindungsgemäß ist das verkettete Kanalcodierverfahren, das
aus mindestens zwei miteinander verketteten Codierungen be
steht, adaptiv. Bei einem solchen adaptiven verkettete Kanal
codierverfahren ist die Redundanz variabel. Vorzugsweise ver
wendet das verkettete Kanalcodierverfahren eine Blockcodie
rung als äußeren Code und eine Faltungscodierung als inneren
Code.
Ferner weist die Faltungscodierung des erfindungsgemäßen Ka
nalcodierverfahrens eine Anzahl n ≧ 1 Generatorpolynome g1, . . ., gn
auf. Ein Codewort wird einer Blockcodierung in m
Blöcke B1, . . ., Bm mit m ≧ 1 unterzogen und die sich ergebenden
Blöcke werden mit den Generatorploynomen in faltungscodierte
Blöcke g1 (B1), . . . g1 (Bm), . . ., gn (B1), . . ., gn (Bm) codiert, wobei
entweder m oder n < 1 gelten muß. In einer bevorzugten Aus
führungsform sind sowohl m als auch n ≧ 2.
Eine Übertragungsstrategie könnte so aussehen, daß der erste
faltungscodierte Block g1(B1) übertragen wird und im Falle
einer nicht erfolgreichen Dekodierung der nächste Block so
lange angefordert wird, bis entweder eine erfolgreiche Deko
dierung der vorhandenen Blöcke erfolgt ist oder der letzte
Block gn(Bm) angefordert wurde. Im Fall einer vollständigen
Übertragung aller Blöcke und eines Fehlschlagens der Dekodie
rung beginnt das Verfahren wieder die Übertragung mit dem er
sten faltungscodlerten Block g1(B1) des Codeworts.
Ferner können zur Dekodierung diejenigen faltungscodierten
Blöcke gk(Bj) des gleichen Blockindex j ∈ {1,..,m} mit k ∈
{1, . . ., n} zusammengefaßt und dekodiert werden.
Bei einer weiteren Übertragungsstrategie werden für eine
Menge zu übertragender Codewörter zuerst alle ersten faltung
scodierten Blöcke übertragen, und der Empfänger fordert wei
tere Blöcke für diejenigen Codewörter anfordert, die nicht
dekodiert werden konnten. Dabei kann für "schlechte" Blöcke
ein Qualitätsmaß, beispielsweise über den Empfangspegel, de
finiert werden, so daß im Fall eines Fehlschlagens der Deko
dierung nur die Blöcke erneut übertragen werden, deren Quali
tätsmaß unterhalb einer vorbestimmten Schwelle ist.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Beispiels be
schrieben, wobei abhängig von der Übertragungsrichtung die
Codierung und Dekodierung sowohl netzseitig als auch in
Mobilstationen eines Mobilfunksystems durchgeführt werden.
Zum Aufbau von verschiedenen Mobilfunksystemen wird auf
P. Jung, "Analyse und Entwurf digitaler Mobilfunksysteme";
1997; ISBN 3-519-06190-2, verwiesen.
Um die Durchsatzrate noch weiter zu erhöhen bzw. die Übertra
gungsqualität noch weiter zu verbessern, wird entsprechend
der Erfindung ein adaptives verkettetes Kanalcodierschema an
gewendet. Dazu wird ein Beispiel, bestehend aus einem Reed-
Solomon-Code und einem Faltungscode betrachtet. Ein derarti
ges Beispiel ist jedoch nicht einschränkend gemeint.
Die Symbole des Reed-Solomon-Codes bestehen aus mehreren
Bits, und daher haben Reed-Solomon-Codes die Eigenschaft, daß
auch Burstfehler korrigiert werden, die beispielsweise beim
Mobilfunk häufig auftreten. Das erfindungsgemäße adaptive
verkettete Kanalcodierungsverfahren wird in dem nachfolgenden
Beispiel verdeutlicht.
Ein beispielhafter Reed-Solomon-Code mit den Parametern
(85, 81) hat 81 Informationsstellen und 4 Redundanzsymbole,
wobei jedes Symbol aus 8 Bits besteht. Der Code hat eine
Coderate von ungefähr 1. Das Codewort (85, 81) wird im fol
genden als Block B1 bezeichnet. Tritt mehr als ein Fehler im
ersten Sendeversuch (SV) auf, so werden im zweiten Sendever
such weitere 85 Redundanzsymbole (Block B2) gesendet. Damit
besteht die Möglichkeit, weitere 43 Fehler zu korrigieren.
Die Coderate beträgt dann ungefähr 1/2. In einem dritten Sen
deversuch können weitere 85 Redundanzsymbole (Block B3) ge
sendet werden, so daß insgesamt 86 Fehler korrigiert werden
können. Daraus resultiert eine Coderate von ca. 1/3. Ferner
besteht die Möglichkeit, in weiteren Sendeversuchen nicht nur
Redundanz zu senden, sondern auch Informationssymbole, wie
dies beispielhaft in der Einleitung anderer Blockcodes eben
falls beschrieben wurde.
Erfindungsgemäß werden die blockcodierten Symbole mittels
Faltungscodegeneratorpolynomen gk mit k ∈{1, . . ., n} zusätzlich
codiert.
Als Faltungscode wird im Beispiel ein Faltungscode mit der
Coderate R = 1/4 benutzt. Der Faltungscode besteht aus den 4
Codegeneratorpolynomen g1, g2, g3 und g4. Die Übertragungs
strategie könnte wie folgt aussehen:
Dabei werden die oben aufgeführten Blöcke durch die folgende
Zuordnung definiert:
Block 1 g1(B1)
Block 2 g1(B2)
Block 3 g1 (B3)
Block 4 g2 (B1)
Block 5 g2 (B2)
Block 6 g2 (B3)
Block 7 g3 (B1)
Block 8 g3(B2)
Block 9 g3 (B3)
Block 10 g4 (B1)
Block 11 g4(B2)
Block 12 g4(B3)
Block 2 g1(B2)
Block 3 g1 (B3)
Block 4 g2 (B1)
Block 5 g2 (B2)
Block 6 g2 (B3)
Block 7 g3 (B1)
Block 8 g3(B2)
Block 9 g3 (B3)
Block 10 g4 (B1)
Block 11 g4(B2)
Block 12 g4(B3)
Nach jedem Sendeversuch wird auf Basis des empfangenen Bloc
kes versucht, die übertragene Information zu decodieren. Eine
Decodierungsstrategie könnte nach folgenden Schema ablaufen
(VA = Viterbi-Algorithmus, BMA = Berlekamp-Massey-Algorith
mus):
Schritt 1: Block 1 mit g1 mittels VA decodieren.
Resultat: Block 1f
Block 1f mit dem BMA decodieren.
Falls erfolgreich: Decodierungsprozedur für das empfangene Codewort beenden.
Falls nicht erfolgreich, Fortsetzen des Verfahrens mit Schritt 2.
Resultat: Block 1f
Block 1f mit dem BMA decodieren.
Falls erfolgreich: Decodierungsprozedur für das empfangene Codewort beenden.
Falls nicht erfolgreich, Fortsetzen des Verfahrens mit Schritt 2.
Schritt 2: Block 2 anfordern.
Block 2 mit g1 mittels VA decodieren.
Resultat: Block 2f.
Block 1f und Block 2f mit dem BMA decodieren.
Falls erfolgreich: Decodierungsprozedur für das empfangene Codewort beenden.
Falls nicht erfolgreich, Fortsetzen des Verfahrens mit Schritt 3.
Block 2 mit g1 mittels VA decodieren.
Resultat: Block 2f.
Block 1f und Block 2f mit dem BMA decodieren.
Falls erfolgreich: Decodierungsprozedur für das empfangene Codewort beenden.
Falls nicht erfolgreich, Fortsetzen des Verfahrens mit Schritt 3.
Schritt 3: Block 3 anfordern.
Block 3 mit g1 mittels VA decodieren.
Resultat: Block 3f.
Block 1f, Block 2f, Block 3f mit dem BMA decodieren.
Falls erfolgreich: Decodierungsprozedur für das empfangene Codewort beenden.
Falls nicht erfolgreich, Fortsetzen des Verfahrens mit Schritt 4.
Block 3 mit g1 mittels VA decodieren.
Resultat: Block 3f.
Block 1f, Block 2f, Block 3f mit dem BMA decodieren.
Falls erfolgreich: Decodierungsprozedur für das empfangene Codewort beenden.
Falls nicht erfolgreich, Fortsetzen des Verfahrens mit Schritt 4.
Schritt 4: Block 4 anfordern.
Block 1 und Block 4 mit g1 und g2 mittels VA decodieren.
Resultat: Block 14f.
Block 14f, Block 2f und Block 3f mit dem BMA decodieren.
Falls erfolgreich: Decodierungsprozedur für das empfangene Codewort beenden.
Falls nicht erfolgreich, Fortsetzen des Verfahrens mit Schritt 5.
Block 1 und Block 4 mit g1 und g2 mittels VA decodieren.
Resultat: Block 14f.
Block 14f, Block 2f und Block 3f mit dem BMA decodieren.
Falls erfolgreich: Decodierungsprozedur für das empfangene Codewort beenden.
Falls nicht erfolgreich, Fortsetzen des Verfahrens mit Schritt 5.
Schritt 5: Block 5 anfordern.
Block 2 und Block 5 mit g1 und g2 mittels VA decodieren.
Resultat: Block 25f
Block 14f, Block 25f und Block 3f mit dem BMA decodieren.
Falls erfolgreich, Decodierungsprozedur für das empfangene Codewort beenden.
Falls nicht erfolgreich, Fortsetzen des Verfahrens mit Schritt 6.
Block 2 und Block 5 mit g1 und g2 mittels VA decodieren.
Resultat: Block 25f
Block 14f, Block 25f und Block 3f mit dem BMA decodieren.
Falls erfolgreich, Decodierungsprozedur für das empfangene Codewort beenden.
Falls nicht erfolgreich, Fortsetzen des Verfahrens mit Schritt 6.
Schritt 6: Block 6 anfordern.
Block 3 und Block 6 mit g1 und g2 mittels VA decodieren.
Resultat: Block 36f
Block 14f, Block 25f und Block 36f mit dem BMA decodieren.
Falls erfolgreich, Decodierungsprozedur für das empfangene Codewort beenden.
Falls nicht erfolgreich, Fortsetzen des Verfahrens mit Schritt 7.
Block 3 und Block 6 mit g1 und g2 mittels VA decodieren.
Resultat: Block 36f
Block 14f, Block 25f und Block 36f mit dem BMA decodieren.
Falls erfolgreich, Decodierungsprozedur für das empfangene Codewort beenden.
Falls nicht erfolgreich, Fortsetzen des Verfahrens mit Schritt 7.
Schritt 7: Block 7 anfordern.
Block 1, Block 4 und Block 7 mit g1, g2 und g3 mittels VA decodieren.
Resultat: Block 147f
Block 147f, Block 25f und Block 36f mit dem BMA decodieren.
Falls erfolgreich, Decodierungsprozedur für das empfangene Codewort beenden.
Falls nicht erfolgreich, Fortsetzen des Verfahrens mit Schritt 8.
Block 1, Block 4 und Block 7 mit g1, g2 und g3 mittels VA decodieren.
Resultat: Block 147f
Block 147f, Block 25f und Block 36f mit dem BMA decodieren.
Falls erfolgreich, Decodierungsprozedur für das empfangene Codewort beenden.
Falls nicht erfolgreich, Fortsetzen des Verfahrens mit Schritt 8.
Schritt 8: Block 8 anfordern.
Block 2, Block 5 und Block 8 mit g1, g2 und g3 mittels VA decodieren.
Resultat: Block 258f
Block 147f, Block 258f und Block 36f mit dem BMA decodieren.
Falls erfolgreich, Decodierungsprozedur für das empfangene Codewort beenden.
Falls nicht erfolgreich, Fortsetzen des Verfahrens mit Schritt 9.
Block 2, Block 5 und Block 8 mit g1, g2 und g3 mittels VA decodieren.
Resultat: Block 258f
Block 147f, Block 258f und Block 36f mit dem BMA decodieren.
Falls erfolgreich, Decodierungsprozedur für das empfangene Codewort beenden.
Falls nicht erfolgreich, Fortsetzen des Verfahrens mit Schritt 9.
Schritt 9: Block 9 anfordern.
Block 3, Block 6 und Block 9 mit g1, g2 und g3 mittels VA decodieren.
Resultat: Block 369f
Falls erfolgreich, Decodierungsprozedur für das empfangene Codewort beenden.
Falls nicht erfolgreich, Fortsetzen des Verfahrens mit Schritt 10.
Block 3, Block 6 und Block 9 mit g1, g2 und g3 mittels VA decodieren.
Resultat: Block 369f
Falls erfolgreich, Decodierungsprozedur für das empfangene Codewort beenden.
Falls nicht erfolgreich, Fortsetzen des Verfahrens mit Schritt 10.
Schritt 10: Block 10 anfordern.
Block 1, Block 4, Block 7 und Block 10 mit g1, g2, g3 und g4 mittels VA decodieren.
Resultat: Block 14710f
Block 14710, Block 258f und Block 369f mit dem BMA decodieren.
Falls erfolgreich, Decodierungsprozedur für das empfangene Codewort beenden.
Falls nicht erfolgreich, Fortsetzen des Verfahrens mit Schritt 11.
Block 1, Block 4, Block 7 und Block 10 mit g1, g2, g3 und g4 mittels VA decodieren.
Resultat: Block 14710f
Block 14710, Block 258f und Block 369f mit dem BMA decodieren.
Falls erfolgreich, Decodierungsprozedur für das empfangene Codewort beenden.
Falls nicht erfolgreich, Fortsetzen des Verfahrens mit Schritt 11.
Schritt 11: Block 11 anfordern.
Block 2, Block 5, Block 8 und Block 11 mit g1, g2, g3 und g4 mittels VA decodieren.
Resultat: Block 25811f
Block 14710f, Block 25811f und Block 36f mit dem BNA decodieren.
Falls erfolgreich, Decodierungsprozedur für das empfangene Codewort beenden.
Falls nicht erfolgreich, Fortsetzen des Verfahrens mit Schritt 12.
Block 2, Block 5, Block 8 und Block 11 mit g1, g2, g3 und g4 mittels VA decodieren.
Resultat: Block 25811f
Block 14710f, Block 25811f und Block 36f mit dem BNA decodieren.
Falls erfolgreich, Decodierungsprozedur für das empfangene Codewort beenden.
Falls nicht erfolgreich, Fortsetzen des Verfahrens mit Schritt 12.
Schritt 12: Block 12 anfordern.
Block 3, Block 6, Block 9 und Block 12 mit g1, g2, g3 und g4 mittels VA decodieren.
Resultat: Block 36912f
Block 14710, Block 25811f und Block 36912f mit dem BNA decodieren.
Falls erfolgreich, Decodierungsprozedur für das empfangene Codewort beenden.
Falls nicht erfolgreich, Codewort nochmal anfordern.
Block 3, Block 6, Block 9 und Block 12 mit g1, g2, g3 und g4 mittels VA decodieren.
Resultat: Block 36912f
Block 14710, Block 25811f und Block 36912f mit dem BNA decodieren.
Falls erfolgreich, Decodierungsprozedur für das empfangene Codewort beenden.
Falls nicht erfolgreich, Codewort nochmal anfordern.
Im folgenden ist in Tabellenform dargestellt, welche fal
tungsdecodierten Blöcke nach den einzelnen Sendeversuchen zur
Verfügung stehen:
Block B1:
1. SV: Block lf
4. SV: Block 4f, Block 14f
7. 5V: Block 7f, Block 17f, Block 47f, Block 147f
10. SV: Block 10ff, Block 110f, Block 410f, Block 710f, Block 1410f, Block 1710f, Block 4710f, Block 14710f
1. SV: Block lf
4. SV: Block 4f, Block 14f
7. 5V: Block 7f, Block 17f, Block 47f, Block 147f
10. SV: Block 10ff, Block 110f, Block 410f, Block 710f, Block 1410f, Block 1710f, Block 4710f, Block 14710f
Block B2:
2. SV: Block 2f
5. SV: Block 5f, Block 25f
8. SV: Block 8f, Block 28f, Block 58f, Block 258f
11. SV: Block 11f, Block 211f, Block 511f, Block 811f, Block 2511f, Block 2811f, Block 5811f, Block 25811f
Block B3:
3. SV: Block 3f
6. SV: Block 6f, Block 36f
9. SV: Block 9f, Block 39f, Block 69f, Block 369f
12. SV: Block 12f, Block 312f, Block 612f, Block 912f, Block 3612f, Block 3912f, Block 6912f, Block 36912f
2. SV: Block 2f
5. SV: Block 5f, Block 25f
8. SV: Block 8f, Block 28f, Block 58f, Block 258f
11. SV: Block 11f, Block 211f, Block 511f, Block 811f, Block 2511f, Block 2811f, Block 5811f, Block 25811f
Block B3:
3. SV: Block 3f
6. SV: Block 6f, Block 36f
9. SV: Block 9f, Block 39f, Block 69f, Block 369f
12. SV: Block 12f, Block 312f, Block 612f, Block 912f, Block 3612f, Block 3912f, Block 6912f, Block 36912f
Unter Ausnutzung der faltungsdecodierten Blöcke aus der obi
gen Auflistung kann eine weitere Strategie zur Decodierung
des Blockcodes angewendet werden, die wie folgt aussieht:
Es wird aus den faltungsdecodierten Blöcken des ersten und
des vierten Sendeversuchs durch Vergleich festgestellt, wel
che empfangenen Symbole eine hohe Wahrscheinlichkeit haben,
richtig empfangen zu sein. Man vergleicht z. B. jeweils die 85
Symbole von Block 1f mit Block 4f und Block 14f. Die Symbole,
die nicht in allen drei Blöcken den gleichen Wert haben, wer
den als Auslöschung bewertet. Man erhält einen neuen Block
1f*. Dann werden mit dem BMA die Blöcke Block 1f*, Block 2f
und Block 3f decodiert. Falls dies nicht erfolgreich ist,
dann bestimmt man analog den im vorangegangenen erläuterten
Verfahren einen Block 2f* und decodiert dann entsprechend mit
dem BMA.
Fig. 1 zeigt einen Vergleich zwischen der Übertragungsrate DR
als Funktion der Kanalfehlerrate KFR. Dabei zeigt Kurve I das
Ergebnis des bekannten adaptiven Kanalcodierverfahrens mit
Blockcodierung nach dem ersten und zweiten Sendeversuch, wäh
rend Kurve II das Ergebnis des erfindungsgemäßen adaptiven
verketteten Kanalcodierverfahrens ebenfalls nach dem ersten
plus zweiten Sendeversuch darstellt. Es ist deutlich zu er
kennen, daß das erfindungsgemäße adaptive verkettete Kanalco
dierverfahren gegenüber dem einfachen adaptiven Kanalcodier
verfahren eine bessere Performance aufweist.
Eine weitere Strategie zur adaptiven Kanalcodierung ist die
Zuordnung eines Qualitätsmaßes für jeden empfangenen Block.
Ein derartiges Qualitätsmaß läßt sich beispielsweise in be
kannter Weise aus dem empfangenen Empfangspegel ableiten.
Läßt sich beispielsweise nach den ersten drei Sendeversuchen
im obigen Beispiel das Codewort nicht dekodieren, dann wird,
falls Block i (i = 1, 2, 3) ein schlechtes Qualitätsmaß zuge
ordnet worden ist, der Block (i+k.3) mit k ∈ (1, 2, . . .) an
gefordert. Der Schritt 4 würde dann folgendermaßen aussehen:
- - Block 2 hat eine schlechte Qualität -
Schritt 4: Block 5 anfordern (k = 1).
Block 1 und Block 5 mit g1 und g2 mit VA dekodieren.
Resultat: Block 15f.
Block 1f, Block 3f, Block 15f mit BMA dekodieren.
Falls erfolgreich: Beenden Dekodierung
Falls nicht erfolgreich: Block (i+k.1) anfordern, wobei Block i der Block mit schlechtester Qualität ist.
Ferner ist die Erfindung nicht auf die Kombination aus Block
code und Faltungscode begrenzt. Folgende Fälle können eben
falls nach dem oben dargestellten adaptiven Verfahren behan
delt werden:
Äußerer Code = Turbocode
Innerer Code = Faltungscode
Äußerer Code = Turbocode
Innerer Code = Turbocode
Äußerer Code = Blockcode
Innerer Code = Turbocode
Äußerer Code = Blockcode
Innerer Code = Blockcode
Innerer Code = Faltungscode
Äußerer Code = Turbocode
Innerer Code = Turbocode
Äußerer Code = Blockcode
Innerer Code = Turbocode
Äußerer Code = Blockcode
Innerer Code = Blockcode
Claims (15)
1. Kanalcodierverfahren mit mindestens zwei miteinander
verketteten Codierungen,
dadurch gekennzeichnet, daß
das verkettete Kanalcodierverfahren adaptiv ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
das verkettete Kanalcodierverfahren eine Blockcodierung als
äußeren Code und eine Faltungscodierung als inneren Code
verwendet.
3. Verfahren nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Faltungscodierung eine Anzahl n ≧ 1 Generatorpolynome
g1, . . ., gn aufweist, wobei ein Codewort einer Blockcodierung
in m Blöcke B1, . . ., Bm mit m ≧ 1 unterzogen wird und die sich
ergebenden Blöcke mit den Generatorploynomen in faltungs
codierte Blöcke g1 (B1),.. g1(Bm), . . ., gn (B1), . . ., gn (Bm) codiert
werden, wobei entweder m oder n < 1 gelten muß.
4. Verfahren nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß
für sowohl m als auch n ≧ 2 gilt.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet, daß
der erste faltungscodierte Block g1(B1) übertragen wird und
im Falle einer nichterfolgreichen Dekodierung der nächste
Block solange angefordert wird bis entweder eine erfolgreiche
Dekodierung erfolgt ist oder der letzte Block gn(Bm) angefor
dert wurde.
6. Verfahren nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß
im Fall einer vollständigen Übertragung aller Blöcke und
einem Fehlschlagen der Dekodierung die Übertragung wieder mit
dem ersten faltungscodierten Block g1(B1) des Codeworts
beginnt.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 oder 6,
dadurch gekennzeichnet, daß
zur Dekodierung faltungscodierte Blöcke gk(Bj) des gleichen
Blockindex j ∈ {1, . ., m} mit k ∈ {1, . . ., n} zusammengefaßt und
verwendet werden.
8. Verfahren nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß
für eine Menge zu übertragender Codewörter zuerst alle ersten
faltungscodierten Blöcke übertragen werden, und der Empfänger
weitere Blöcke für diejenigen Codewörter anfordert, die nicht
dekodiert werden konnten.
9. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
als äußerer Code ein Turbocode und als innerer Code ein Fal
tungscode verwendet wird.
10. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß als äußerer Code ein
Turbocode und als innerer Code ein Turbocode verwendet wird.
11. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
als äußerer Code ein Blockcode und als innerer Code ein
Turbocode verwendet wird.
12. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
als äußerer Code ein Blockcode und als innerer Code ein
Blockcode verwendet wird.
13. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
den empfangenen Blöcken ein Qualitätsmaß zugeordnet wird, und
eine erneute Übertragung eines Blockes dann angefordert wird,
wenn sein Qualitätsmaß unterhalb eines vorbestimmtem Maßes
liegt.
14. Verfahren nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Empfangspegel eines Blockes zur Ableitung des Qualitäts
maßes verwendet wird.
15. Mobilfunksystem zur Durchführung des Verfahrens nach
Anspruch 1.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1998156085 DE19856085A1 (de) | 1998-12-04 | 1998-12-04 | Adaptives verkettetes Kanalcodierverfahren |
PCT/DE1999/003845 WO2000035138A1 (de) | 1998-12-04 | 1999-12-01 | Adaptives verkettetes kanalcodierverfahren |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
DE1998156085 DE19856085A1 (de) | 1998-12-04 | 1998-12-04 | Adaptives verkettetes Kanalcodierverfahren |
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Publication Number | Publication Date |
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DE19856085A1 true DE19856085A1 (de) | 2000-06-21 |
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ID=7890040
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE1998156085 Withdrawn DE19856085A1 (de) | 1998-12-04 | 1998-12-04 | Adaptives verkettetes Kanalcodierverfahren |
Country Status (2)
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DE (1) | DE19856085A1 (de) |
WO (1) | WO2000035138A1 (de) |
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2000035138A1 (de) | 2000-06-15 |
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