Способ передачи голосовых данных в системе цифровой радиосвязи и способ перемежения последовательности кодовых символов (варианты)

Изобретение относится к области кодирования, в частности к системам для объединенного кодирования с исправлением и обнаружением ошибок с целью повышения эффективности использования спектра при передаче голосовых данных в цифровой системе связи. Согласно первому варианту перемежения последовательность кодовых символов разбивают на множество подпоследовательностей, в каждой из которых осуществляют перемежение при помощи пилотной псевдослучайной последовательности, которую задают посредством задания Гамильтонова пути на регулярном четырехвалентном графе. Согласно второму варианту перемежения последовательность данных разделяют на две последовательности, в одной из которых параметр разнесения превышает значение , где N - размер блока для перемежения, а значение параметра разнесения во второй подпоследовательности устанавливают не ниже дополнительно определенного порога. Технический результат - улучшение качества связи и/или улучшение эффективности использования канала, который достигается за счет применения иррегулярного блокового кода повторения с накоплениями с улучшенным критерием обнаружения ошибок и оптимизированными перемежителями. 3 н. и 6 з.п.ф-лы, 16 ил., 6 табл.

 

Текст описания приведен в факсимильном виде.

1. Способ передачи голосовых данных в цифровой системе связи, заключающийся в том, что на передающей стороне формируют пакеты данных, каждый из которых содержит упорядоченную последовательность информационных символов, каждый информационный символ повторяют определенное число раз, в зависимости от его номера по порядку в последовательности символов, формируя последовательность повторенных информационных символов, причем количество повторений определяется заранее, осуществляют перемежение в последовательности повторенных информационных символов, добиваясь достаточного разнесения идущих подряд повторенных информационных символов и формируя последовательность перемеженных повторенных информационных символов, разбивают перемеженные повторенные информационные символы на группы таким образом, что первый проверочный символ получают путем суммирования по заданному модулю начального значения переменной суммирования со всеми перемеженными повторенными информационными символами из первой группы, а проверочный символ n путем суммирования по заданному модулю проверочного символа n1 со всеми перемеженными повторенными информационными символами из группы и, запоминают полученные проверочные символы, формируют кодовое слово путем добавления проверочных символов к информационным символам, на приемной стороне формируют принятые корреляционные отклики на каждый из переданных кодовых символов, выполняют оценку шумового параметра смеси сигнал плюс шум, формируют мягкие решения о принятых кодовых символах, используя полученную оценку шумового параметра смеси «сигнал плюс шум», разделяют мягкие решения о принятых кодовых символах на решения об информационных символах и решения о проверочных символах, повторяют мягкие решения об информационных символах в соответствии с шаблоном повторения информационных символов, повторяют мягкие решения о проверочных символах, по меньшей мере, два раза, за исключением последнего проверочного символа, для мягких решений об информационных символах выполняют перемежение, аналогичное перемежению на передающей стороне, формируют группы перемеженных мягких решений об информационных символах, аналогичные группам соответствующих информационных символов на передающей стороне, первую группу перемеженных мягких решений дополняют мягким решением, соответствующим начальному значению переменной суммирования, и первой копией мягкого решения о первом проверочном символе, образуя первое кодовое слово кода проверки на четность, n-ю группу перемеженных мягких решений дополняют второй копией (n1)-го проверочного символа и первой копией мягкого решения о n-м проверочном символе, образуя n-е кодовое слово кода проверки на четность, для каждого мягкого решения, входящего в каждое кодовое слово кода проверки на четность, формируют модифицированное мягкое решение, которое является исходящим сообщением кодового слова кода проверки на четность таким образом, что исходящее сообщение кодового слова кода проверки на четность представляет собой результат функционального преобразования исходных мягких решений, представляющих собой входящие сообщения кодового слова кода проверки на четность, деперемежают исходящие сообщения кодового слова кода проверки на четность таким образом, что каждой копии мягкого решения о кодовом символе ставят в соответствие исходящее сообщение кодового слова кода проверки на четность, соответствующее копии мягкого решения об этом символе, группируют исходящие сообщения кодового слова кода проверки на четность с мягкими решениями о принятых кодовых символах так, что в каждую группу входят мягкое решение о соответствующем кодовом символе и исходящее сообщение кодового слова кода проверки на четность, соответствующее копии мягкого решения об этом символе, формируя, таким образом, кодовое слово кода повторения, ставя каждое кодовое слово кода повторения в соответствие кодовому символу, причем каждое исходящее сообщение кодового слова кода проверки на четность является входящим сообщением кодового слова кода повторения для каждого мягкого решения, входящего в каждое кодовое слово кода повторения, формируют модифицированное мягкое решение, которое является исходящим сообщением кодового кода повторения, представляющее собой результат функционального преобразования над входящими сообщениями кодового слова кода повторения, итеративно повторяют процесс обмена исходящими и входящими сообщениями таким образом, что исходящее сообщение кодового слова кода повторений является входящим сообщением кодового слова кода проверки на четность, а исходящее сообщение кода проверки на четность является входящим сообщением кодового слова кода повторений, формируя на каждой итерации последовательность модифицированных мягких решений, из последовательности модифицированных мягких решений формируют декодированные кодовые слова, умножают каждое декодированное кодовое слово на проверочную матрицу, получая упорядоченную последовательность контрольных сумм, если все контрольные суммы равны нулю, то кодовое слово считают декодированным верно, если количество контрольных сумм, отличных от нуля, нечетно и последняя контрольная сумма отлична от нуля, то ее заменяют нулем, если количество контрольных сумм, отличных от нуля, нечетно, и последняя в последовательности контрольная сумма равна нулю, то ее заменяют любым отличным от нуля значением, разбивают последовательность контрольных сумм на пары, в которые входят элементы последовательности, идущие подряд, причем каждая контрольная сумма входит только в единственную пару, в каждой паре вычисляют разность номеров контрольных сумм, складывают все полученные разности номеров контрольных сумм, сравнивают полученное число с заданным порогом, если число превышает установленный порог, то информационную часть кодового слова считают декодированной неверно, если полученное число меньше заданного порога, то информационную часть кодового слова считают декодированной верно.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что оценку шумового параметра смеси «сигнал плюс шум», определяют как величину стандартного отклонения эквивалентного гауссовского белого шума, которым аппроксимируют помехи в канале.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что итеративное декодирование выполняют в параллельном режиме, обрабатывая сообщения в каждом из кодовых слов кода повторений или кодовых слов кода проверки на четность независимо друг друга, а процедуру обмена сообщениями между контрольными и переменными вершинами осуществляют один раз за итерацию.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что итеративное декодирование выполняют в последовательном режиме, последовательно обрабатывая сообщения в кодовых словах кода повторений и кодовых словах кода проверки на четность, причем, по меньшей мере, одно исходящее сообщение от обрабатываемого кодового слова одного кода является входящим сообщением для кодового слова другого кода.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что итеративное декодирование выполняют в последовательно-параллельном режиме, выделяя среди всего множество кодовых слов кодов кода повторений и кода проверки на четность подмножество кодовых слов, обрабатываемых в параллельном режиме, и подмножество кодовых слов, обрабатываемых в последовательном режиме.

6. Способ перемежения последовательности кодовых символов, заключающийся в том, что разбивают последовательность символов для перемежения на подпоследовательности символов для перемежения, осуществляют обмен кодовыми символами между и/или внутри подпоследовательностей, образуя перемеженные подпоследовательности кодовых символов, формируют из подпоследовательностей финальную перемеженную последовательность, последовательность символов для перемежения количеством N разбивают на равные подпоследовательности установленного размера К, в каждой из подпоследовательностей производят перемежение по установленному правилу перемежения подпоследовательностей, для этого формируют четырехвалентный граф, хроматическое число которого не меньше четырех, а обхват исходного графа больше или равен его хроматическому числу, выделяют в нем начальную вершину, начиная от выделенной вершины, отыскивают в нем первый путь, проходящий по каждой из его вершин и не проходящий ни по одному из его ребер дважды, нумеруют пройденные вершины и помечают пройденные ребра, начиная от выделенной вершины, осуществляют перемещения по непомеченным ребрам, проходя по каждой вершине единственный раз и запоминая номера вершин в последовательности их прохождения, формируя, тем самым, второй путь, если во втором пути какая-нибудь из вершин встретится дважды до того, как будут пройдены все вершины графа, то повторно отыскивают другой первый путь, если длина последовательности запомненных номеров вершин не совпадает с длиной подпоследовательности, то подпоследовательность дополняют незначащими символами, в соответствии с запомненными номерами вершин берут элементы из каждой подпоследовательности, формируя, тем самым, перемеженную подпоследовательность, убирают незначащие символы из перемеженной подпоследовательности, если они были туда добавлены, объединяют перемеженные подпоследовательности в первую перемеженную последовательность, в первой перемеженной последовательности выполняют второе перемежение, для чего для каждого символа в последовательности формируют его новый номер в последовательности по порядку путем выполнения преобразования вида i_new=(p·i_old+s)modN, где N - количество перемежаемых элементов, a i_old - старый номер в первой перемеженной последовательности, р - число взаимно простое с N, формируют вторую перемеженную последовательность, располагая элементы первой перемеженной последовательности в соответствии с новыми номерами, для каждого К-того элемента, начиная с первого, получают новый номер во второй перемеженной последовательности, где новый номер равен i_new=(i_old+K+N)modN, при этом номера остальных элементов последовательности не изменяют, формируют финальную перемеженную последовательность, располагая элементы в соответствии с их новыми номерами.

7. Способ по п.6, отличающийся тем, что в качестве четырехвалентного графа выбирают граф Чваталя.

8. Способ по п.6, отличающийся тем, что в качестве четырехвалентного графа выбирают граф Грюнбаума.

9. Способ перемежения последовательности кодовых символов, заключающийся в том, что разбивают последовательность символов для перемежения на подпоследовательности символов для перемежения, осуществляют обмен кодовыми символами между и/или внутри подпоследовательностей, образуя перемеженные подпоследовательности кодовых символов, формируют из подпоследовательностей финальную перемеженную последовательность, разбивают последовательность N символов для перемежения на две подпоследовательности символов для перемежения, в первую из которых входят N₁ символов для перемежения, а во вторую - N-N₁ символов для перемежения, причем формируют первую и вторую подпоследовательности таким образом, что в первой подпоследовательности выполняется условие , а во второй подпоследовательности выполняется условие , где i, j - номера кодовых символов до перемежения, а - номера кодовых символов после перемежения, S₁, S₂ - целые положительные числа, производя отбор N₁ символов в первую подпоследовательность по первым N₁ адресам, заданным в пилотной псевдослучайной последовательности, и отбор последних N-N₁ символов во вторую подпоследовательность по последним N-N₁ адресам, заданным в пилотной псевдослучайной последовательности, для определения пилотной псевдослучайной последовательности формируют множество номеров М от 0 до N-1, где N количество символов для перемежения, для этого устанавливают начальное значение параметра разнесения S=S₁+S₂, где S₁, S₂ - целые положительные числа, и выполняется , формируют множество пар чисел Θ, определяющих закон взаимно однозначного соответствия между первоначальной последовательностью символов и перемеженной последовательностью символов, которое состоит из одной пары чисел, где первое число номер элемента в последовательности до перемежения, а второе число номер элемента в последовательности после перемежения, причем первое равно нулю и второе равно случайным образом выбранному номеру из множества М, который при этом исключают из множества М, инициализируют i=1, случайным образом выбирают из множества М элемент i_П и ставят ему во взаимно однозначное соответствие элемент i, определяя, таким образом, преобразование , выполняют проверку дистанционного разнесения перемеженных символов, для чего для всех вычисляют значение , если все полученные значения больше или равны S, то увеличивают значение i=i+1, исключают элемент i_П из множества М и добавляют в множество Θ пару i, i_П, если хотя бы одна разность оказывается меньше, чем S, то повторно выбирают другой элемент i'_П из множества М и повторяют для него проверку дистанционного разнесения перемеженных символов, при невозможности найти элемент, удовлетворяющий проверке дистанционного разнесения перемеженных символов, повторяют весь алгоритм заново с измененным параметром разнесения S, при достижении значения i=N₁ присваивают S значение S₂, процедуру повторяют до тех пор, пока множество М не станет пустым, а множество Θ не будет содержать N пар чисел, формируют из подпоследовательностей финальную перемеженную последовательность.