Способ приема в целом сигналов с турбокодированием на основе сверточных кодов с поэлементным принятием решения по алгоритму максимума апостериорной вероятности

Изобретение относится к системам связи, использующим сигналы с турбокодированием на основе сверточных кодов, а именно к способам итеративного приема сигналов с турбокодированием. Сущность способа приема в целом сигналов с туброкодированием заключается в декодировании принятой последовательности по алгоритму максимума апостериорной вероятности, нормировки мягких решений информационных и проверочных бит, формировании разрешенных кодовых слов на заданной длине принятия решения, вычислении скалярного произведения нормированной последовательности и сформированных кодовых слов, выбора наиболее вероятного кодового слова по максимуму скалярного произведения, сравнении скалярного произведения с границей существования единственного кодового слова, выделении информационных бит и принятии жесткого решения. Технический результат состоит в снижении вероятности ошибки на блок турбокода, что в целом повышает достоверность приема сигналов с турбокодированием. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Настоящее изобретение относится к системам связи, использующим сигналы с турбокодированием (ТК) на основе сверточных кодов, а именно к способам итеративного приема сигналов с ТК.

Известен итеративный способ приема сигналов с ТК на основе алгоритма Витерби с мягкими решениями [1]. Способ предполагает обновление метрик выжившего пути по решетке за счет прохода решетки в противоположном направлении. Недостатком данного способа является большая вероятность ошибки на бит по сравнению с алгоритмом максимума апостериорной вероятности (MAP) вследствие рассмотрения только выживших путей.

Известен итеративный способ приема сигналов с турбокодированием на основе оконного алгоритма MAP [2]. Способ обладает большим быстродействием, но в результате деления целого блока на ряд независимых участков уступает полному алгоритму MAP по вероятности ошибки на бит.

В качестве прототипа авторами принят способ приема сигналов с турбокодированием (ТК) с итеративным декодированием по максимуму апостериорной вероятности [3]. На каждой итерации декодеры обмениваются мягкими решениями, полученными на предыдущих итерациях.

Недостатком способа, выбранного в качестве прототипа, является относительно высокая вероятность ошибки на блок по окончании итеративного процесса декодирования, обусловленная влиянием остаточных ошибок.

Целью заявленного изобретения является снижение вероятности ошибки на блок при приеме сигналов с турбокодированием.

Поставленная цель достигается за счет применения алгоритма приема в целом с поэлементным принятием решения по максимуму апостериорной вероятности. Для этого используется блок формирования разрешенных кодовых слов, причем не отдельного компонентного кода, а турбокода в целом. Блок вычислений на основе оценок, полученных по MAP алгоритму, находит скалярное произведение принятого кодового вектора турбокода и каждого разрешенного кодового слова. Блок выделения определяет по максимуму скалярного произведения наиболее вероятное кодовое слово турбокода, и блок принятия решения осуществляет жесткое декодирование систематических бит выделенного слова.

Благодаря этому получен технический результат, а именно снижена вероятность ошибки на блок турбокода, что в целом повышает достоверность приема сигналов с ТКС.

Заявляемый способ приема сигналов с ТКС поясняется чертежами, где

на фиг.1 схематически изображены основные блоки итеративного процесса декодирования турбокодов;

на фиг.2 приведена схема блока принятия решения в целом с учетом поэлементной оценки.

На фиг.1 показан итеративный декодер турбокода на основе двух компонентных декодеров. Согласно фиг.1 первый компонентный декодер 2 принимает сигналы Xk систематического сверточного кода, проверочные биты Y1k первого компонентного кода с выхода демультиплексора 1 и априорную информацию Lu с выхода второго компонентного декодера 4 на предыдущей итерации через деперемежитель 5. На первой итерации априорная информация отсутствует и Lu=0. Далее первый компонентный декодер 2 осуществляет декодирование принятой последовательности по алгоритму максимума апостериорной информации (MAP) и априорная информация Lu поступает на вход второго декодера 4 через перемежитель 3. Второй компонентный декодер 4 также декодирует принятую последовательность, состоящую из информационных бит Xk, проверочных бит Y2k и априорной информации Lu, завершая таким образом одну полную итерацию. Итеративный процесс декодирования продолжается либо до заданного числа итераций, либо до срабатывания критерия остановки итеративного процесса по коррелированности выходов компонентных декодеров.

Выход MAP алгоритма записывается как

где L(xk|у) - выходное логарифмическое отношение правдоподобия,

xk - k-й информационный бит,

у - принятая последовательность,

- прямая метрика состояния,

βk(s) - обратная метрика состояния,

- метрика ветви,

- предыдущее состояние кодера,

s - следующее состояние кодера.

Используя алгебру логарифма правдоподобия [4], выражение (1) записывается в виде

где L(хk|у) - выходное логарифмическое отношение правдоподобия,

Lcyk - канальные измерения принятой последовательности,

Lu - априорная информация.

После окончания итеративного процесса декодирования мягкие решения как информационных бит, так и обновленных проверочных, с выхода декодера последней итерации подаются на блок нормирования значений 7. Нормирование значений мягких решений декодера осуществляется согласно выражению 3:

где с - масштабный коэффициент,

d - коэффициент сдвига,

[min] - минимальное значение,

[max] - максимальное значение.

В блоке 8 формируются разрешенные кодовые слова на заданной длине принятия решения К. Блок 9 вычисляет скалярное произведение принятой нормированной последовательности и кодовыми словами. Блок 10 по максимуму скалярного произведения выбирает наиболее вероятное кодовое слово и в блоке 11 происходит сравнение скалярного произведения с границей существования единственного кодового слова [5]:

где

- нормированная последовательность мягких решений декодера,

- разрешенное кодовое слово,

n - длина блока принятия решения,

d - минимальное расстояние турбокода,

α - коэффициент, учитывающий мягкие решения декодера.

В [5] представлено выражение для блоковых кодов. Для компонентных сверточных кодов вместо минимального расстояния кода d необходимо использовать сегментное расстояние , поскольку декодирование турбокодов происходит поблочно.

Минимальное сегментное расстояние [6] турбокода рассчитывается согласно выражению 5:

где - минимальное сегментное расстояние,

j - количество шагов по решетке кода,

σ1, σ'1, σ2, σ'2 - состояния компонентных кодеров,

- расстояние Хэмминга.

Если неравенство (4) выполняется, то принятое слово маркируется как правильное. Маркировка правильных кодовых слов осуществляется для сокращения вариантов перебора при дополнительных процедурах анализа принятой последовательности. Например, при наличии внешнего кода CRC целесообразно перебирать наименее достоверные позиции в принятой последовательности, тогда как маркированные кодовые слова предполагаются принятыми с высокой достоверностью.

В блоке 12 происходит выделение информационных бит и принятие жесткого решения.

Таким образом, применение приема в целом с поэлементным принятием решения по MAP позволяет исправлять остаточные одиночные ошибки, что снижает вероятность ошибки на блок.

Список литературы

1. Патент США №6487694, МПК Н03М 13/29, 2002.

2. Патент США №6980605, МПК H03D 1/00, 2005.

3. Патент США №5446747, МПК G06F 11/10, 1992.

4. Б.Скляр. Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение, 2-е издание - М.: Издательский дом «Вильямс», 2003 г.

5. Р.Блейхут. Теория и практика кодов, контролирующих ошибки, - М.: Мир, 1986 г.

6. М.Хендлери, Р.Йоханнессон, В.В.Зяблов. Декодирование в окне с точки зрения расстояний // Проблемы передачи информации 2002. Т.38, №3.

1. Способ приема в целом сигналов с турбокодированием на основе сверточных кодов, включающий этапы декодирования принятой последовательности по алгоритму максимума апостериорной вероятности, нормировки мягких решений информационных и проверочных бит, формирования разрешенных кодовых слов на заданной длине принятия решения, вычисления скалярного произведения нормированной последовательности и сформированных кодовых слов, выбора наиболее вероятного кодового слова по максимуму скалярного произведения, сравнения скалярного произведения с границей существования единственного кодового слова, выделения информационных бит и принятия жесткого решения.

2. Способ приема по п.1, отличающийся тем, что выбор наиболее вероятного кодового слова турбокодера осуществляется на основе поэлементных оценок декодера по максимуму апостериорной вероятности.

3. Способ приема по п.1, отличающийся тем, что формирование разрешенных кодовых слов осуществляется для всего турбокода, не только компонентных кодов.

4. Способ приема по п.1, отличающийся тем, что выбор наиболее вероятного кодового слова осуществляется по максимуму скалярного произведения нормированной принятой последовательности и сформированных кодовых слов.

5. Способ приема по п.1, отличающийся тем, что осуществляется сравнение скалярного произведения с границей существования единственного кодового слова для определения правильных кодовых слов.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к модулю генерации интегральных схем декодирования для использования, в частности, в турбоустройствах и для генерации схем сверточного кодирования.

Изобретение относится к системе кодирования и декодирования без потерь и восстанавливает закодированные со сжатием без потерь аудиоданные на основе реального масштаба времени.

Изобретение относится к технике электросвязи и может быть использовано в системах передачи информации для защиты от ошибок. .

Изобретение относится к способу декодирования по меньшей мере одного кодового слова, причем по меньшей мере одно кодовое слово было генерировано кодером, содержащим структуру, обеспечивающую код, представимый множеством переходов от одной ветви к другой в диаграмме матрицы

Изобретение относится к области техники связи, в частности к системам передачи информации, в которых для ее защиты от искажений в канале связи применяются каскадные коды с последовательным соединением через перемежитель циклических линейных блочных кодов, и может быть использовано в кодеках систем передачи данных, а также в устройствах помехоустойчивого кодирования

Изобретение относится к области радиотехники и может найти широкое применение при построении систем радиосвязи

Изобретение относится к способу передачи данных в системе беспроводного доступа, в частности к различным способам деления входных данных на кодовые блоки с учетом размера кода обнаружения ошибок

Изобретение относится к взаимодействию между сетевым объектом, таким как базовая станция, и получателем, таким как мобильный терминал, и может быть использовано для передачи информации о конфигурации антенны

Изобретение относится, в общем, к компьютерной технике и, более конкретно, к защите контента в вычислительных окружениях. Техническим результатом является повышение надежности защиты контента. Получатель принимает контент от издателя. Некоторый контент регулируется сервером доступа. Сервер доступа управляет пользованием управляемого контента со стороны получателя посредством взаимодействия с доверенным агентом на получателе. Контент шифруется по ключу контента, и контент связан с информацией политики. Информация политики включает в себя ключ контента для дешифрования контента. Информация политики шифруется по ключу сервера доступа, что позволяет серверу доступа дешифровать информацию политики. Ключ контента принимается от сервера доступа. Ключ контента шифруется по ключу доверенного агента. Ключ контента дополнительно шифруется по дополнительному фактору(ам), задающему дополнительную защиту контента помимо обеспеченной доверенным агентом. Ключ контента дешифруется с использованием ключа доверенного агента и, по меньшей мере, одного дополнительного фактора. Контент дешифруется с использованием ключа контента. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к электросвязи и может быть использовано для передачи цифровой информации. Техническим результатом является снижение времени передачи сообщений. Способ заключается в том, что на передающей стороне к исходному сообщению добавляют циклическую контрольную сумму (CRC), полученный блок кодируют помехоустойчивым внешним кодом и внутренним кодом, первоначально в канал связи передают все информационные биты, затем передают биты CRC, после чего передают в канал результаты кодирования: проверочные биты внешнего кода и проверочные биты внутреннего кода БЧХ, после получения информационной последовательности бит на приемной стороне по ним вычисляют и проверяют CRC, в случае положительного результата сообщение передают получателю, в противном случае исправляют ошибочные блоки внешним кодом, в качестве которого используют блок контроля на четность, для этого восстанавливают j-ый блок из k бит посредством блока четности, после чего полученную последовательность проверяют по CRC, при положительном результате проверки принятое сообщение передают получателю, а при отрицательном - повторяют процедуру восстановления блоков, пока не будут проверены все J блоков, при отсутствии положительного результата выполняют операцию исправления ошибок внутренним кодом, для чего объединяют j-ю информационную k- битную последовательность с j-ой проверочной последовательностью кода БЧХ, декодируют j-ый блок, при исправлении выявленных ошибок вновь выполняют процедуру проверки CRC, а при отрицательном результате продолжают операцию исправления ошибок в последующих блоках до j=J. 2 ил.

Изобретение относится к области электрорадиотехники, а именно к технике радиосвязи, и может быть использовано в системах передачи данных. Техническим результатом является увеличение скорости передачи и возможность одновременной передачи команд и сообщений. Устройство содержит источник команд, блок выбора полинома CRC, блок добавления CRC, источник информации, кодер, модулятор, линию связи, демодулятор, декодер, М блоков вычисления CRC, решающий блок, получатель информации и получатель команд. 1 ил.

Изобретение относится к обработке данных. Технический результат состоит в упрощении обработки данных управления, имеющих улучшенное отношение пиковой мощности к средней мощности (PAPR). Для этого в передающем устройстве модуль 21 дополнения дополняет данные управления, необходимые для демодуляции, нулями в качестве фиктивных данных, а модуль 101 скремблирования осуществляет скремблирование этих данных управления, дополненных фиктивными данными (дополненные данные управления). Модуль 121 замещения осуществляет замещение скремблированных фиктивных данных в составе скремблированных дополненных фиктивными данными данных управления, а модуль 22 кодирования в коде Бозе-Чоудхури-Хоквенгема (BCH-коде) и модуль 23 кодирования в коде с низкой плотностью проверки на четность (LDPC-коде) осуществляют кодирование в BCH-коде и кодирование в LDPC-коде в качестве кодирования в коде с коррекцией ошибок применительно к замещенным данным, полученным в результате замещения. Модуль сокращения 21 осуществляет сокращение посредством удаления фиктивных данных, содержащихся в LDPC-коде, и выкалывания битов четности из состава LDPC-кода. 8 н. и 25 з.п. ф-лы, 17 ил.

Изобретение относится к технике связи и может использоваться в системах передачи дискретной информации. Техническим результатом является повышение достоверности приема информации и снижение сложности реализации. Устройство содержит блок приема, блок индексов, блок статистических решений, блок итерации, блок приоритетов, блок внутреннего кода, буфер внешнего кода, блок номера кластера, блок циклических сдвигов, блок ключевой комбинации, блок обрабатываемой комбинации, блок совпадений, блок базового кластера, блок выделения ошибок, блок обратных сдвигов, блок исправления ошибок. 1 ил., 4 табл.

Изобретение относится к системам связи, использующим сигналы с турбокодированием на основе сверточных кодов, а именно к способам итеративного приема сигналов с турбокодированием

Наверх