Патент на изобретение №2349030

(54) УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ДЛЯ ПЕРЕМЕЖЕНИЯ КАНАЛОВ В СИСТЕМЕ МОБИЛЬНОЙ СВЯЗИ

(57) Реферат:

Изобретение относится к устройству и способу для перемежения символов, кодированных турбокодером, в системе связи, которая использует турбокодер для кодирования информации передачи для получения кодированных систематических символов и, по меньшей мере, одной пары символов контроля четности и отображает кодированные символы с использованием второго или более высокого порядка модуляции перед передачей. Контроллер перемежителя выполняет операцию управления циклического сдвига систематических символов из числа символов, кодированных турбокодером, в зависимости от размера физического пакета, который должен передаваться, количества интервалов передачи и порядка модуляции с использованием равенства (K×c+k)mod R и циклического сдвига символов избыточности, составляющих оставшийся объем кодированных символов, которые должны передаваться, с использованием равенства floor{(K×c+k)/D}mod R. Перемежитель циклически сдвигает входные символы под управлением контроллера перемежителя. 8 н. и 8 з.п. ф-лы, 11 ил., 2 табл.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение в целом относится к устройству и способу связи в системе мобильной связи. Более конкретно настоящее изобретение относится к устройству и способу для перемежения каналов в системе мобильной связи.

ОПИСАНИЕ ПРЕДШЕСТВУЮЩЕГО УРОВНЯ ТЕХНИКИ

Системы мобильной связи были разработаны, чтобы предоставить пользователям возможность пользоваться голосовой службой независимо от местоположения. В результате стремительного развития технологий связи системы мобильной связи в настоящее время эволюционировали в построенные на основе последних технических достижений системы, допускающие передачу данных для удовлетворения различных потребностей пользователей. С развитием построенных на основе последних технических достижений систем, обеспечивающих передачу данных, появилась возможность передачи различных видов данных. Например, усовершенствованные системы могут поддерживать службу коротких сообщений (SMS), услуги Интернет, услугу передачи движущихся изображений, услугу широковещательной передачи и т.п.

Что касается услуги передачи данных, системы мобильной связи нацелены на передачу большего объема данных с более высокой скоростью. В частности, услуга одноадресной передачи, такая как услуга широковещательной передачи, требуется для эффективного использования ограниченных ресурсов, так как она должна поставлять различные контенты широковещательной передачи множеству пользователей. Для удовлетворения потребности делаются попытки использовать мультиплексирование с ортогональным частотным разделением каналов (OFDM) вместо традиционного множественного доступа с кодовым разделением каналов (CDMA) при предоставлении услуги широковещательной передачи.

Кроме того, надежная передача данных наиболее важна для услуги передачи данных. Для этой цели система мобильной связи передает данные с использованием конкретного способа, например способа кодирования турбокодом. Такой способ передачи данных обычно пользуется гибридным автоматическим запросом на повторную передачу (H-ARQ). При H-ARQ, когда передатчик передает данные, приемник принимает и декодирует данные. Если результат декодирования не удовлетворителен, то есть, если результат проверки CRC (контроля циклическим избыточным кодом) ошибочен, приемник отправляет передатчику запрос повторной передачи. В ответ на запрос повторной передачи передатчик передает переданные данные без модификации или модифицирует данные перед передачей. Такая схема обычно используется в мобильной связи.

Однако вышеприведенная услуга широковещательной передачи является услугой одноадресной передачи в реальном времени. Поэтому в услуге широковещательной передачи приемник не может послать передатчику запрос повторной передачи, даже если есть ошибка в данных, принятых с передатчика. Это объясняется тем, что услуга широковещательной передачи должна выделять для передачи данных разные канальные ресурсы множеству мобильных терминалов. Другими словами, услуга широковещательной передачи требует более надежной передачи данных в сравнении с другими услугами. Однако повторная передача высокоскоростных данных вызывает снижение эффективности передачи не только для услуги широковещательной передачи, но также и для других услуг передачи данных.

Ниже приведено подробное описание способа передачи данных в традиционной системе мобильной связи.

Фиг.1 – концептуальная диаграмма, иллюстрирующая способ конфигурирования кодированного символа передачи посредством кодирования и перемежения информации передачи в системе мобильной связи CDMA. Со ссылкой на фиг.1 ниже приведено описание способа конфигурирования кодированного символа передачи посредством кодирования и перемежения информации передачи в системе мобильной связи CDMA.

Информация передачи вводится в турбокодер 100. Турбокодер 100 кодирует введенную информацию с предопределенной кодовой скоростью и использует кодовую скорость R=1/5 в системе CDMA. В процессе кодирования компьютерные кодеры, включенные в турбокодер 100, формируют информационные пары контроля четности с использованием информации передачи и используют их в качестве избыточной информации. То есть турбокодер 100 выводит кодированную информацию U 111, которая включает в себя систематические биты, которые выводятся без обработки, первую пару V0/V0′ 112 символов контроля четности и вторую пару V1/V1′ 113 символов контроля четности. Другими словами, турбокодер 100 принимает один бит и выводит один систематический символ и четыре символа избыточности, удовлетворяющие кодовой скорости R=1/5. Пары 112 и 113 символов контроля четности являются удвоенными по объему по сравнению с кодированными систематическими символами U 111. Систематические символы U 111 вводятся в первый блочный перемежитель 121, первая пара 112 символов контроля четности вводится во второй блочный перемежитель 122, а вторая пара 113 символов вводится в третий блочный перемежитель 123. Так как символы, вводимые в перемежители, являются разными по объему, второй перемежитель 122 и третий перемежитель 123 являются удвоенными по емкости в сравнении с первым перемежителем 121.

Перемежители 121, 122 и 123 перемежают свои входные символы и выводят перемеженные символы в последовательный объединитель 130. Последовательный объединитель 130 последовательно объединяет выходные символы блочных перемежителей 121, 122 и 123, формируя символы 131, 132 и 133.

Символы, сформированные последовательным объединением (или конкатенацией), независимо перемеженные символы, разделяются на подпакет 141 начальной передачи (или первый подпакет передачи), подпакет 142 первичной повторной передачи (или второй подпакет передачи) и подпакет 143 вторичной повторной передачи (или третий подпакет передачи) согласно временному интервалу передачи или размеру интервала и используются для начальной передачи, первичной повторной передачи и вторичной повторной передачи соответственно. Подпакет, передаваемый при начальной передаче, включает в себя кодированные перемеженные символы U 131 и часть кодированной перемеженной первой пары V0/V0′ 132 символов контроля четности. Поэтому, когда перемежение игнорируется и учитываются только типы символов передачи, кодированные систематические символы 131 и часть первой пары 132 символов, составляющие избыточную информацию, передаются во время начальной передачи. Часть первой пары 132 символов контроля четности, составляющая избыточную информацию, передается во время первичной повторной передачи, а оставшаяся часть первой пары 132 символов контроля четности и часть второй пары 133 символов контроля четности, которые составляют избыточную информацию, передаются во время вторичной повторной передачи.

Ниже приведено описание последовательности операций перемежения.

Фиг. с 2A по 2C иллюстрируют последовательности операций перемежения, выполняемые в традиционной системе CDMA. Последовательности операций перемежения, выполняемые в традиционной системе CDMA, описаны ниже со ссылкой на фиг. с 2A по 2C.

Фиг.2A иллюстрирует очередность ввода данных, вводимых в блочный перемежитель. Как проиллюстрировано на фиг.2A, если общий объем входных кодированных символов, которые должны перемежаться, определен, перемежители определяют объем своих входных символов с использованием равенства (1), приведенного ниже, чтобы принимать входные символы.

В равенстве (1) горизонтальный размер блока обозначен 2^M, а вертикальный размер блока обозначен R. Как показано в равенстве (1), горизонтальный размер установлен в показатель степени 2, а значение R определяется из условия, что показатель степени 2 должен быть максимизирован.

Например, если объем N кодированных систематических символов U 111 равен 3072, то максимальное значение из значений, выраженных показателем степени 2, является 210. Поэтому значение R равно 3 (R=3). То есть, если объем входных символов равен 3072, в соответствии с равенством (1), первый блочный перемежитель 121 имеет размер 3×210.

Так как первая пара 112 символов контроля четности и вторая пара 113 символов контроля четности, выводимые из турбокодера 100, являются удвоенными по объему в сравнении с кодированными систематическими символами U 111, размер второго блочного перемежителя 122 и третьего блочного перемежителя 123 выражается как 3×211, принимая во внимание равенство (1). То есть размер определяется из условия, что R=3 и M=11.

Для этого размера порядок ввода определен, как показано на фиг.2A. В частности, если блок разделен на строки и столбцы, количество строк равно R, а количество столбцов равно 2^M. Поэтому перемежитель вводит кодированные символы в первую строку 211 из R строк в направлении слева направо, а после полного заполнения первой строки 211 кодированными символами вводит кодированные символы в следующую строку 212 в направлении слева направо. Эта последовательность операций повторяется до тех пор, пока все R строк не заполняются кодированными символами.

После заполнения всех R строк входными символами таким образом блочный перемежитель выполняет перестановку столбцов на основе обращенного порядка битов (BRO). Это описано со ссылкой на фиг.2B, где иллюстрируется последовательность операций определения позиций столбцов на основе BRO в блочном перемежителе.

Последовательность операций перемежения BRO включает в себя:

a) преобразование десятичного индекса, указывающего порядок столбца, в M-разрядное двоичное число;

b) BRO-упорядочение двоичного числа;

c) повторное преобразование BRO-упорядоченного двоичного числа в десятичный индекс; и

d) перемещение всех символов в соответствующем столбце в столбец, указанный десятичным индексом.

Ниже приведено описание примера последовательности операций перемежения BRO. При условии, что M=11, если первый столбец является 3^им столбцом, очередность первого столбца может быть выражена двоичным числом ‘00000000011’. Если двоичное число ‘00000000011’ подвергается BRO-упорядочению, BRO-упорядоченным двоичным числом становится ‘11000000000’. Если BRO-упорядоченное двоичное число ‘11000000000’ повторно преобразуется в десятичный индекс, десятичный индекс становится 1536. Как результат все символы в 3^ем столбце перемещаются в 1536^ой столбец. Наоборот, 1536^ой столбец перемещается в 3^ий столбец. Эта последовательность операций, как показанная на фиг.2B, выражена из условия, что BRO(1)=2^M/2 и BRO(1)=(2^M/4), ….

После выполнения перестановки столбцов на основе BRO блочный перемежитель выводит соответствующие символы. Со ссылкой на фиг.2C ниже приведено описание очередности вывода BRO-упорядоченных символов. Фиг.2C иллюстрирует очередность вывода (считывания) символов в блочном перемежителе после основанной на BRO перестановки столбцов.

Как проиллюстрировано на фиг.2C, символы выводятся столбец за столбцом. То есть, хотя символы записаны (сохранены) в порядке строка за строкой, считываются символы (выводятся) в порядке столбец за столбцом. Если столбцы обозначены как 0^ой столбец, 1^ый столбец, 2^ой столбец, …, в направлении слева направо, то символы выводятся сверху вниз от 0^го столбца. То есть данные выводятся в очередности столбцов, обозначенных номерами 220, 221, 222, 223, …, 224, 225 ссылок.

Символы, сформированные последовательным объединением кодированных перемеженных символов, модулируются согласно предопределенному способу модуляции перед передачей. Способ модуляции может включать в себя квадратурную фазовую манипуляцию (QPSK), 8-ми позиционную фазовую манипуляцию (8PSK) и 16-ти позиционную квадратурную амплитудную модуляцию (16QAM). Символы модуляции различаются друг от друга по надежности символа в соответствии со способом модуляции, используемого для модуляции. Фактически, при 8PSK или 16QAM модулированные биты отличаются друг от друга по надежности. Например, если 3 перемеженных бита ‘b0,b1,b2’ отображаются в один символ 8PSK перед передачей, символы ‘b0,b1,b2’ не равны друг другу по надежности. То есть символ b2 является более низким по надежности, чем символы b0 и b1. В дополнение, если 4 перемеженных бита ‘b0,b1,b2,b3’ отображаются в один символ 16QAM перед передачей, символы b1 и b3 являются более низкими по надежности, чем символы b0 и b2. Надежность определяется в зависимости от способа отображения. Хотя позиции битов низкой надежности могут быть улучшены за счет модификации способа отображения, модификация способа отображения может вызвать снижение в надежности других позиций символов. То есть всегда есть некоторые отображенные биты, для которых надежность передачи ниже, чем у других битов.

В этом случае, если биты, перемеженные традиционным перемежителем, отображаются в символ модуляции, соседние биты могут отображаться в позиции, имеющие ту же надежность. Как результат, биты могут отображаться в позиции высокой надежности в конкретном интервале и в позиции низкой надежности в другом интервале, ухудшая эффективность канального кодирования. Поэтому во время высокоскоростной передачи данных запрос повторной передачи может выдаваться часто вследствие символов низкой надежности. Услуга, которая не может поддерживать повторную передачу, такая как услуга широковещательной передачи, претерпевает ухудшение QoS (качества обслуживания). В дополнение, возможная выдача запроса повторной передачи может приводить к задержке услуги и снижению эффективности канального ресурса.

Соответственно, есть необходимость в усовершенствованных устройстве и способе для перемежения каналов в системе мобильной связи.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Цель вариантов осуществления настоящего изобретения состоит в том, чтобы предоставить устройство и способ для выполнения перемежения с учетом схемы модуляции.

Еще одна цель вариантов осуществления настоящего изобретения состоит в том, чтобы предоставить способ, обеспечивающий улучшение средней надежности символов.

Еще одна дополнительная цель вариантов осуществления настоящего изобретения состоит в том, чтобы предоставить устройство и способ перемежения, обеспечивающие повышение эффективности канального кодирования, с учетом вероятности того, что модулированные биты могут отображаться в позиции битов с разной надежностью.

Еще одна цель вариантов осуществления настоящего изобретения состоит в том, чтобы предоставить устройство и способ перемежения, обеспечивающие сокращение запроса повторной передачи за счет надежной передачи символов.

Еще одна цель вариантов осуществления настоящего изобретения состоит в том, чтобы предоставить устройство и способ перемежения, обеспечивающие улучшение качества обслуживания (QoS) за счет повышения надежности символов.

Согласно одному из аспектов настоящего изобретения предложен способ для перемежения символов, кодированных турбокодером, в системе связи, которая использует турбокодер для кодирования информации передачи для получения кодированных систематических символов и, по меньшей мере, одной пары символов контроля четности и отображает кодированные символы с использованием второго или более высокого порядка модуляции перед передачей. Способ содержит определение в трехмерном пространстве с осями x, y и z порядка модуляции в виде размера R по оси z, определение размера по оси x с учетом размера R по оси z так, чтобы размер физического пакета информации передачи имел максимальное значение 2^M, и определение размера K по оси y так, чтобы размер K удовлетворял размеру физического пакета. Кодированные символы принимаются последовательно, и принятые кодированные символы сохраняются трехмерным образом согласно размерам по осям x, y и z. Этап сохранения содержит выбор плоскости x-y, в которой сохраняется начальный символ; последовательное сохранение кодированных символов в плоскости x-z трехмерного пространства в направлении оси y с конкретной позиции, в которой должен сохраняться начальный символ; после завершения сохранения кодированных символов в направлении оси y сдвиг в направлении оси x с конкретной позиции, а затем – повторение этапа последовательного сохранения; а после завершения сохранения кодированных символов в выбранной плоскости x-y – выбор следующей плоскости x-y в направлении оси z и повторение этапов последовательного сохранения и сдвига; после завершения сохранения кодированных символов, принятых из турбокодера, независимое выполнение циклического сдвига отдельно над кодированными систематическими символами и парой символов контроля четности для каждой плоскости x-z. Этап циклического сдвига содержит циклический сдвиг кодированных систематических символов согласно объему кодированных символов, которые должны передаваться, и количеству передач с использованием равенства (K×c+k) mod R; и циклический сдвиг символов избыточности, составляющих оставшийся объем кодированных символов, которые должны передаваться, с использованием равенства floor{(K×c+k)/D} mod R; при этом, если отношение количества символов избыточности, составляющих оставшийся объем кодированных символов, которые должны передаваться, к количеству символов, составляющих пару символов контроля четности, удовлетворяет 1/n, где n=1, 2, 4, 8, 16, …, то значение D устанавливается в K×n, а если упомянутое отношение имеет значение m/p, то значение 1/n устанавливается в значение, наиболее приближающееся к значению m/p, и значение D устанавливается в значение, полученное умножением значения n на K; после завершения независимого циклического сдвига разделение плоскостей y-z на столбцы и переупорядочение столбцов согласно обращенному порядку битов (BRO); и выбор плоскости x-z, с которой должны выводиться символы, переупорядоченные по осям x, y и z, согласно количеству кодированных символов, которые должны передаваться, определение очередности вывода столбцов y-z на выбранной плоскости x-z и последовательный вывод символов в каждом из определенных столбцов в направлении оси z.

Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения предложено устройство для перемежения символов, кодированных турбокодером, в системе связи, которая использует турбокодер для кодирования информации передачи для получения кодированных систематических символов и, по меньшей мере, одной пары символов контроля четности и отображает кодированные символы с использованием более высокого порядка модуляции перед передачей. Устройство включает в себя контроллер перемежителя для приема информации о размере физического пакета, который должен передаваться, количестве интервалов передачи и порядке модуляции, определения в трехмерном пространстве с осями x, y и z порядка модуляции в виде размера R по оси z, определения размера по оси x с учетом размера R по оси z так, чтобы размер физического пакета информации передачи имел максимальное значение 2^M, определения размера K по оси y так, чтобы размер K удовлетворял размеру физического пакета, сохранения кодированных символов в трехмерном перемежителе и управления операцией перемежения и вывода. Канальный перемежитель последовательно принимает кодированные символы, выбирая под управлением контроллера перемежителя плоскость x-y, в которой должен быть сохранен начальный символ согласно размерам по осям x, y и z. Канальный перемежитель также последовательно сохраняет принятые символы в плоскости x-z в трехмерном пространстве в направлении оси y с конкретной позиции, в которой должен сохраняться начальный символ. После завершения сохранения кодированных символов в направлении оси y канальный перемежитель осуществляет сдвиг в направлении оси x с конкретной позиции и повторно последовательно сохраняет принятые символы. После завершения сохранения кодированных символов в выбранной плоскости x-y канальный перемежитель выбирает следующую плоскость x-y в направлении оси z и сохраняет все принятые символы в трехмерном пространстве посредством повтора вышеприведенной последовательности операций. Канальный перемежитель также различает кодированные систематические символы и пару символов контроля четности для каждой плоскости x-z, циклически сдвигает кодированные систематические символы согласно объему кодированных символов, которые должны передаваться, и количеству передач с использованием равенства (K×c+k)mod R; определяет схему циклического сдвига с использованием равенства floor{(K×c+k)/D}mod R, устанавливает значение D в K×n, если отношение количества символов избыточности, составляющих оставшийся объем кодированных символов, которые должны передаваться, к количеству символов, составляющих часть пары символов контроля четности, удовлетворяет 1/n, где n=1, 2, 4, 8, 16, …. Если отношение имеет значение m/p, то канальный перемежитель устанавливает значение 1/n в значение, наиболее приближающееся к значению m/p, и устанавливает значение D в значение, полученное умножением значения n на K. После завершения независимого циклического сдвига канальный перемежитель разделяет плоскости y-z на столбцы и переупорядочивает столбцы согласно обращенному порядку битов (BRO), выбирая плоскость x-z, из которой должны выводиться символы, переупорядоченные по осям x, y и z, согласно количеству кодированных символов, которые должны передаваться. Канальный перемежитель определяет порядок вывода столбцов y-z в выбранной плоскости x-z и последовательно выводит символы в каждом из определенных столбцов в направлении оси z.

Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения предложен способ перемежения символов, кодированных турбокодером, в системе связи, которая использует турбокодер для кодирования информации передачи для получения кодированных систематических символов и, по меньшей мере, одной пары символов контроля четности и отображает кодированные символы с использованием второго или более высокого порядка модуляции перед передачей. Способ содержит циклический сдвиг систематических символов из числа символов, кодированных турбокодером, с использованием равенства (K×c+k)mod R; и циклический сдвиг символов избыточности, составляющих оставшийся объем кодированных символов, которые должны передаваться, с использованием равенства floor{(K×c+k)/D}mod R; при этом K обозначает высоту символов, сохраненных в трехмерном пространстве, c обозначает индекс столбца, k обозначает индекс плоскости со значением 0, 1, …, R обозначает порядок модуляции, mod обозначает операцию взятия остатка от деления двух целых чисел, floor x обозначает функцию, указывающую наибольшее целое число, не большее, чем x, а D обозначает параметр, определенный в зависимости от количества символов, которые должны передаваться.

Согласно еще одному другому аспекту настоящего изобретения предложено устройство для перемежения символов, кодированных турбокодером, в системе связи, которая использует турбокодер для кодирования информации передачи для получения кодированных систематических символов и, по меньшей мере, одной пары символов контроля четности и отображает кодированные символы с использованием более высокого порядка модуляции перед передачей. Устройство содержит контроллер перемежителя для управления операцией циклическим сдвигом систематических символов из числа символов, кодированных турбокодером, в зависимости от размера физического пакета, который должен передаваться, количества временных интервалов и порядка модуляции с использованием равенства (K×c+k)mod R и циклического сдвига символов избыточности, составляющих оставшийся объем кодированных символов, которые должны передаваться, с использованием равенства floor{(K×c+k)/D}mod R; и перемежитель для циклического сдвига входных символов под управлением контроллера перемежителя; при этом K обозначает высоту символов, сохраненных в трехмерном пространстве, c обозначает индекс столбца, k обозначает индекс плоскости со значением 0, 1, …, R обозначает порядок модуляции, mod обозначает операцию взятия остатка от деления двух целых чисел, floor x обозначает функцию, указывающую наибольшее целое число, не большее, чем x, а D обозначает параметр, определенный в зависимости от количества символов, которые должны передаваться.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Вышеприведенные и другие цели, признаки и преимущества примерных вариантов осуществления настоящего изобретения поясняются в последующем подробном описании, иллюстрируемом чертежами, на которых представлено следующее:

фиг.1 – концептуальное представление традиционного способа конфигурирования кодированного символа передачи посредством кодирования и перемежения информации передачи в системе мобильной связи CDMA;

фиг.2A – схема, иллюстрирующая очередность ввода данных, вводимых в блочный перемежитель;

фиг.2B – схема, иллюстрирующая последовательность операций определения позиций столбцов на основе обращенного порядка битов (BRO) в блочном перемежителе;

фиг.2C – схема, иллюстрирующая очередность вывода символов в блочном перемежителе после основанной на BRO перестановки столбцов;

фиг.3 – схема, иллюстрирующая примерную структуру для хранения кодированных символов, заданную для описания трехмерного перемежения согласно примерному варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг.4A – схема, иллюстрирующая последовательность операций сохранения символов для трехмерного перемежения согласно примерному варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг.4B – схема для описания способа для циклического сдвига символов для трехмерного перемежения согласно примерному варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг.4C – схема, иллюстрирующая способ для BRO-сдвига символов трехмерного перемежения согласно примерному варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг.4D – схема, иллюстрирующая очередность вывода символов трехмерного перемежения согласно примерному варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг.5 – структурная схема, иллюстрирующая устройство для выполнения трехмерного перемежения согласно примерному варианту осуществления настоящего изобретения; и

фиг.6 – блок-схема последовательности операций способа, иллюстрирующая работу трехмерного перемежения согласно примерному варианту осуществления настоящего изобретения.

На чертежах идентичные ссылочные позиции используются для обозначения одинаковых элементов, признаков и структур.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРИМЕРНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Примерный вариант осуществления настоящего изобретения подробно описан ниже со ссылкой на прилагаемые чертежи. В последующем описании подробное описание известных функций и конфигураций, включенных в материалы настоящей заявки, опущено ради ясности и краткости.

Фиг.3 иллюстрирует примерную структуру для хранения кодированных символов, заданную для описания трехмерного перемежения согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Со ссылкой на фиг.3 ниже описан способ конфигурирования кодированных символов для трехмерного перемежения согласно примерному варианту осуществления настоящего изобретения.

В способе трехмерного перемежения согласно примерному варианту осуществления настоящего изобретения объем кодированных символов зависит от размеров по оси x, оси y и оси z. Поэтому общий объем кодированных символов, которые должны перемежаться, выражается как

В равенстве (2) горизонтальный размер (количество столбцов или количество символов, составляющих ось x) обозначен посредством 2^M, а вертикальный размер (количество строк или количество символов, составляющих ось z) обозначен посредством R. В равенстве (2) значение R установлено на порядок модуляции, в отличие от традиционного способа, в котором значение R определяется из условия, чтобы показатель степени 2 мог быть максимизирован для выражения объема кодированных символов. Поэтому R=3 для 8PSK и R=4 для 16QAM.

Если R установлено на порядок модуляции, высота трехмерного блока определяется из условия, чтобы она соответствовала объему символов, которые должны перемежаться. То есть количество столбцов установлено в 2^M, а общий объем символов может быть приведен в соответствие с объемом символов, которые должны перемежаться, посредством настройки значения K. Например, при условии, что модуляция типа 16QAM используется для размера блока =3072, параметры могут быть заданы из условия, чтобы R=4, K=3 и M=8. В этом случае в традиционном двумерном блочном перемежителе количество столбцов должно быть равно 768 (=3072/4) для R=4. Однако 768 не может быть выражено в виде 2^M.

На фиг.3 ссылочные позиции 311, 321, 331, 341, 351 и 361 обозначают позиции, где сохраняются символы, которые должны перемежаться, или символы, которые должны перемежаться. То есть каждый из шестигранников во внутренних блоках, определенных равенством (2), становится одной позицией хранения символа или одним символом. Со ссылкой на фиг. с 4A по 4D ниже приведено описание последовательности операций, в которой символы сохраняются и перемежаются, для трехмерного перемежения.

Фиг.4A иллюстрирует последовательность операций сохранения символов для трехмерного перемежения согласно примерному варианту осуществления настоящего изобретения. Со ссылкой на фиг.4A ниже описана последовательность операций сохранения символов для трехмерного перемежения согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.4A иллюстрирует первую строку на оси z, выбранную из всех блоков, показанных на фиг.3. Первая строка показана наряду с осью y в трехмерном блоке. На фиг.4A символы вводятся (записываются) в направлении сверху вниз по оси y, в первой строке на оси z. То есть символы сохраняются таким образом, что первый символ сохраняется в позиции 311, следующий символ сохраняется в позиции 312 и следующий символ сохраняется в позиции 313. Таким образом, конечный символ на оси y сохраняется в позиции 314. Эта очередность сохранения символов отмечена стрелкой 411. После того, как символы сохранены в направлении стрелки 411, символ сохраняется в следующей позиции 321. Подобным образом следующие символы сохраняются в направлении стрелки 412. После того, как все из символов сохранены в направлении стрелки 412, символы сохраняются в направлении стрелки 413 со следующей позиции 331.

Ниже описана плоскость x-z при сохранении символов в направлениях 411, 412 и 413. Направление сохранения символов показано полужирной пунктирной линией 421. Так как высота равна K, если столбец выбран, K символов записывается в столбце в направлении сверху вниз по оси y. Эта последовательность операций повторяется 2^M раз. После того, как символы полностью сохранены в одной из плоскостей x-y вышеизложенным образом, символы сохраняются в следующей плоскости x-y. Для очередности плоскостей x-y, показанной на фиг.3, первыми выбираются плоскости 311, 321 и 331 x-y, а следующими выбираются плоскости 341, 351 и 361 x-y. Таким образом, данные сохраняются до тех пор, пока трехмерный блок не заполнится данными полностью.

После этого трехмерные символы подвергаются операции циклического сдвига. Фиг.4B иллюстрирует способ циклического сдвига символов для трехмерного перемежения согласно примерному варианту осуществления настоящего изобретения. Со ссылкой на фиг.4B ниже описана операция циклического сдвига согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

Причина использования циклического сдвига в примерном варианте осуществления настоящего изобретения более подробно описана после описания вывода символов. Сначала будет приведено описание операции циклического сдвига символов. Операция циклического сдвига, как показано на фиг.4B, определяет очередность или столбцы, а затем выполняет циклический сдвиг над каждым из столбцов. Примерный вариант осуществления настоящего изобретения реализует циклический сдвиг выполнением операции, дающей остаток от деления на R. То есть для R=4 очередность с 0^ого по 3^ий столбец подвергается непрерывным изменениям. Кроме того, в примерном варианте осуществления настоящего изобретения кодированные систематические символы 111 отличаются от первой пары 112 символов контроля четности и второй пары 113 символов контроля четности по схеме циклического сдвига. Схема циклического сдвига кодированных систематических символов 111 определена в виде равенства (3), а схема циклического сдвига первой пары 112 символов контроля четности и второй пары 113 символов контроля четности определена в виде равенства (4).

В равенстве (3) и равенстве (4) K обозначает высоту трехмерного блока, R обозначает порядок модуляции, c обозначает индекс столбца, то есть очередность соответствующего столбца, и k обозначает индекс, соответствующий плоскости x-z, на оси y. Поэтому значение D должно определяться для определения схемы циклического сдвига для пар символов контроля четности. То есть D становится параметром, используемым для определения схемы циклического сдвига. Способ выполнения циклического сдвига в соответствии с равенством (3) или равенством (4) выполняет циклический сдвиг по оси z так, как показано ссылочными позициями с 431 по 434. То есть для значения циклического сдвига =0 циклический сдвиг не выполняется. Для значения циклического сдвига =1 символы сдвигаются вниз один за другим, а нижний символ перемещается наверх. Для значения циклического сдвига =2 верхний символ сдвигается вниз на позицию второго символа, третий символ сдвигается на позицию первого символа, а четвертый символ сдвигается на позицию второго символа. Следует отметить, что эта операция сдвига символов выполняется только в соответствующей плоскости x-z на оси y, а операция сдвига символов в других плоскостях x-z выполняется в соответствии с равенством (3) или равенством (4). Циклический сдвиг выполняется согласно вышеизложенному способу. Причина выполнения такой операции циклического сдвига будет подробно описана после описания способа вывода символов модуляции.

Затем циклически сдвинутые символы подвергаются операции сдвига BRO. Фиг.4C иллюстрирует способ BRO-сдвига символов трехмерного перемежения согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Со ссылкой на фиг.4C ниже описан способ для BRO-сдвига символов трехмерного перемежения согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

Как описано выше, последовательность операций BRO-сдвига включает в себя:

a) преобразование десятичного индекса, указывающего порядок столбца, в M-разрядное двоичное число;

b) BRO-упорядочение двоичного числа;

c) повторное преобразование BRO-упорядоченного двоичного числа в десятичный индекс; и

d) перемещение всех символов в соответствующем столбце в столбец, указанный десятичным индексом.

На этапе a) порядок столбцов определяется, как показано на фиг.4C. То есть, когда трехмерный блок разделяется на плоскости y-z, набор символов, составляющих каждую плоскость, становится одним столбцом. На этапе a) десятичный индекс, указывающий порядок столбца, преобразуется в двоичное число. На этапе b) двоичное число упорядочивается согласно BRO. На этапе c) BRO-упорядоченное двоичное число повторно преобразуется в десятичный индекс. На этапе d) все символы в соответствующем столбце перемещаются в столбец, указанный десятичным индексом. На фиг.4C стрелки 451, 452 и 453 обозначают порядок перемещения (перестановки) столбцов.

После выполнения перестановки столбцов на основе BRO блочный перемежитель выводит соответствующие символы. Со ссылкой на фиг.2C ниже описана очередность вывода BRO-упорядоченных символов. Фиг.4D иллюстрирует порядок вывода символов трехмерного перемежения согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

Со ссылкой на фиг.4D последовательность операций вывода символов включает в себя:

1) выбор самой верхней плоскости x-z из числа не выведенных плоскостей x-z;

2) последовательный вывод столбцов на выбранной плоскости с первого столбца;

3) вывод символов в соответствующем столбце с верхней строки; и

4) выбор следующей самой верхней плоскости x-z после вывода всех из символов на выбранной плоскости x-z.

Стрелки с 461 по 464 на фиг.4D показывают этап 3), стрелка 470 показывает этап 2), а стрелка 480 показывает этап 4).

Ниже подробно описана причина выполнения циклического сдвига, когда символы выводятся вышеприведенным образом, и операция выполнения циклического сдвига. Как описано выше, в трехмерном блоке перемежения горизонтальный размер (количество строк), обозначенный осью z, установлен в порядок модуляции из условия, чтобы столбцы, выводимые из перемежителя, отображались в один символ модуляции. Для примера использована модуляция типа 16QAM. Так как 16QAM имеет четвертый порядок модуляции, R имеет значение 4 (R=4). Поэтому четыре символа, расположенные в одном столбце, выводимом из перемежителя, выражаются четырьмя отдельными битами s0, s1, s2 и s3. Четыре бита s0, s1, s2 и s3 отображаются в один символ модуляции 16QAM.

Как описано выше, в символе модуляции 16QAM, s1 и s3 расположены в позициях высокой надежности, а s0 и s2 расположены в позициях низкой надежности. Поэтому, если перемежитель реализован без последовательности операций циклического сдвига, первая строка, где расположен s0, и третья строка, где расположен s2, всегда отображаются в позиции низкой надежности в символе модуляции. Так как кодированные символы вводятся в перемежитель из самой верхней плоскости x-z, символы в той же позиции на оси y всегда отображаются в позиции низкой надежности. Наоборот, второй и четвертый столбцы, где расположены s1 и s3 соответственно, всегда имеют высокую надежность.

Поэтому это противоположно требованиям, что надежность символов должна распределяться равномерно, чтобы обеспечить высокую эффективность, ввиду характеристики канального кодирования, выполняемого после перемежения. Таким образом, примерный вариант осуществления настоящего изобретения может решать такие задачи за счет использования способа циклического сдвига.

Ниже подробно описана последовательность операций циклического сдвига согласно примерному варианту осуществления настоящего изобретения. Последовательность операций циклического сдвига согласно примерному варианту настоящего изобретения циклически сдвигает позиции четырех разных кодированных символов, расположенных в одном столбце. Как описано выше, для 16QAM кодированные символы s0, s1, s2 и s3 отображаются в один символ модуляции, и все они расположены в одном и том же столбце. Поэтому, если значением циклического сдвига, то есть количеством циклических сдвигов, является 0 для кодированных символов, позиция или очередность вывода циклически сдвинутых кодированных символов сохраняется в виде s0, s1, s2 и s3. Если значением циклического сдвига, то есть количеством циклических сдвигов, является 1, позицией или очередностью вывода циклически сдвинутых кодированных символов становится s3, s0, s1 и s2. То есть s3 расположен в первой строке, а s2 расположен в четвертой строке. Подобным образом, если значением циклического сдвига является 2, то позицией или очередностью вывода циклически сдвинутых кодированных символов становится s2, s3, s0 и s1, а если значением циклического сдвига является 3, то позицией или очередностью вывода циклически сдвинутых кодированных символов становится s1, s2, s3 и s0.

Посредством выполнения, таким образом, циклического сдвига над столбцами разное количество раз биты, расположенные в одном и том же столбце, перемещаются в другой столбец. Это означает, что кодированные символы отображаются в позиции с разными надежностями в символе модуляции.

Как описано со ссылкой на равенство (3), операция взятия остатка от деления на R выполняется при перемежении кодированных систематических символов 111, вследствие этого для R=4 выполнение циклического сдвига четыре раза равносильно выполнению циклического сдвига один раз в показателях очередности вывода. По той же самой причине операция взятия остатка от деления на R выполняется даже в равенстве (4). То есть при перемежении кодированных систематических символов 111 циклический сдвиг выполняется согласно индексу уровня по оси y и индексу столбца по оси x в соответствии с равенством (3).

Ниже описан способ циклического сдвига пар 112 и 113 символов контроля четности, соответствующих избыточной информации. Для пар 112 и 113 символов контроля четности функция взятия наибольшего целого числа применяется с использованием параметра D, который не используется в равенстве (3). Функция взятия наибольшего целого числа определена как

Причина для использования функции взятия наибольшего целого числа по равенству (5) вызвана размером подпакета передачи, как описано со ссылкой на фиг.1. То есть один подпакет, передаваемый за один интервал, включает в себя символы разного содержания при начальной передаче, первичной повторной передаче и вторичной повторной передаче. То есть подпакет, включающий в себя все из кодированных систематических символов 131 и часть первой пары 132 символов контроля четности, передается во время начальной передачи. Другими словами, передается только часть избыточной части. Так как передается только головная часть перемеженной избыточной информации, это равносильно прореживанию некоторых символов из числа следующих друг за другом символов перед передачей в последовательности операций перемежения.

Поэтому, если количество циклических сдвигов последовательно устанавливается в 0, 1, 2, 3, 0, 1, 2, 3, …, символы, передаваемые в действительности, при допущении, что прореживались четные биты, включают в себя только 1^ый символ, 3^ий символ, 5^ый символ, 7^ой символ, …. Как результат, это равносильно установлению количества циклических сдвигов в 1, 3, 1, 3, …. Когда соседние биты преобразуются в символ модуляции посредством циклического сдвига таким образом, соседние биты отображаются в позиции одинаковой надежности. Как результат, биты могут постоянно отображаться в позиции высокой надежности в конкретном интервале и в позиции низкой надежности в другом интервале до передачи, таким образом, ухудшая эффективность канального кодирования.

То есть, когда передается 1/2 одной пары символов контроля четности (1/2 одного блока избыточной информации), а оставшаяся 1/2 прореживается, количество циклических сдвигов может устанавливаться в 0, 0, 1, 1, 2, 2, 3, 3, …. Если количество циклических сдвигов задано таким образом, даже если передаются только нечетные символы, количество циклических сдвигов для символов устанавливается в 0, 1, 2, 3, …, позволяя соседним битам иметь разную надежность. Более конкретно, если i^ый символ отображается в позицию высокой надежности, (i+1)^ый символ отображается в позицию низкой надежности, обеспечивая равномерное распределение достоверности. Поэтому примерный вариант осуществления настоящего изобретения устанавливает количество циклических сдвигов для каждой пары символов контроля четности в соответствии с равенством (4) для того, чтобы удовлетворять требованию равномерного распределения достоверности. Соответственно, значение D может определяться в зависимости от переданного объема каждой пары символов контроля четности и если передается 1/2 пары символов контроля четности, значение D устанавливается в 2 (D=2). То есть в равенстве (4) количество циклических сдвигов является зависимым от значения D.

Поэтому, когда передается 1/4 одной пары символов контроля четности, а оставшиеся 3/4 прореживаются, количество циклических сдвигов может устанавливаться в 0, 0, 0, 0, 1, 1, 1, 1, 2, 2, 2, 2, 3, 3, 3, 3, …. Как результат, даже если передается каждый 4^ый символ или передаются только нечетные символы, количеством циклических сдвигов для каждого символа становится 0, 1, 2, 3, …, позволяя соседним символам иметь разные надежности. В этом случае значение D устанавливается в 4 (D=4).

Ниже подробно описан способ установления значения D согласно передаваемому объему избыточной информации, то есть передаваемому объему пары символов контроля четности.

Если передается 1/n одной пары символов контроля четности, а оставшиеся (n-1)/n прореживаются, значение D устанавливается в K×n, где n=1, 2, 4, 8, 16, ….

Однако одна пара символов контроля четности не может передаваться полностью простой передачей только 1/n пары символов контроля четности и прореживанием оставшихся (n-1)/n пары символов контроля четности. То есть для n>m m/n одной пары символов контроля четности могут передаваться, а оставшиеся (n-m)/n могут прореживаться. В этом случае, например, 7/16 одной пары символов контроля четности могут передаваться, а оставшиеся 9/16 могут прореживаться. Такая несимметричная схема передачи затрудняет нахождение значения D, используемого для определения схемы циклического сдвига.

Для несимметричной схемы передачи примерный вариант осуществления настоящего изобретения устанавливает значение D, используемое для определения схемы циклического сдвига, в K×n из условия, чтобы оно было большим, чем доля передаваемой части одной пары символов контроля четности, наиболее приближающаяся к 1/n. То есть для 7/16, так как значением, наиболее приближающимся к 1/n, является 1/2, значение D, используемое для передачи 1/2 одной пары символов контроля четности, определено в качестве значения D, используемого для передачи 7/16 одной пары символов контроля четности. В этом случае, фактически, для 7/16 значением D становится 2 (D=2). Причина для определения значения D таким образом состоит в том, что предпочтительно выбирать значение, наиболее приближающееся к 1/n, что является наиболее идеальным типом. Кроме того, 1/n должно быть больше, чем m/n, так как можно предположить, что увеличенная оставшаяся часть пары символов контроля четности прореживается.

В качестве альтернативы, однако, можно предположить, что прореживается уменьшенная оставшаяся часть пары символов контроля четности. То есть также возможно выбирать значение, которое является меньшим, чем m/n, и наиболее приближается к 1/n. Можно предположить, что прореженный объем для этого случая является меньшим, чем для 1/n. В вышеизложенном примере, если объем передачи предполагается равным 7/16, значение, которое является меньшим, чем 7/16, и наиболее приближается к 1/n, может быть равно 1/4. В этом случае, поэтому, значение D может быть установлено в K×n=1×4=4. То есть может быть принято во внимание, что 1/4 одной пары символов контроля четности передается, а оставшиеся 3/4 прореживаются. В этом случае может быть объяснено, что данные, больший объем которых передается, прорежены меньше.

В качестве альтернативы два способа могут выполняться параллельно. То есть также возможно выбирать значение 1/n, которое наиболее приближается к m/n. В этом случае, если m/n>1/n, предполагается, что количество прореженных битов для m/n является меньшим, чем количество прореженных битов для 1/n, а если m/n<1/n, предполагается, что количество прореженных битов для m/n является большим, чем количество прореженных битов для 1/n.

Далее ради удобства описан выбранный один из вышеизложенных способов. Здесь предполагается, что, когда часть одной пары символов контроля четности передается несимметрично, то есть не передается в виде 1/n, значение D устанавливается в значение, умноженное на K для 1/n, которое является большим. чем m/n и наиболее приближается к m/n, при определении значения m/n.

Таблица 1 иллюстрирует правило перемежения, основанное на скоростях передачи данных и размерах пакетов, имеющихся в распоряжении в системе высокоскоростных пакетных данных (HRPD), которая является системой передачи высокоскоростных пакетных данных, для передачи данных.

Как проиллюстрировано в таблице 1, параметры R, M, K и D перемежения согласно примерному варианту осуществления настоящего изобретения устанавливаются в зависимости от размера физического пакета. Их описание приведено отдельно для каждого размера физического пакета.

Для размера физического пакета =2048 количество символов избыточности, передаваемых при начальной передаче, равно 1792. Так как одна пара символов контроля четности включает в себя 2048×2=4096 символов, доля символов избыточности, передаваемых при начальной передаче, составляет 1792/4096=7/16. То есть передаются только 7/16 всех символов избыточности, составляющих одну пару символов контроля четности. Поэтому передаются символы избыточности только с четными номерами столбцов 0, 2, 4, 6, 8, 10, 12, 16, 18, …, и каждый 8^ой четный столбец не передается. Такая несимметричная схема передачи затрудняет нахождение значения D, используемого для определения схемы циклического сдвига. Так как количество непередаваемых четных столбцов мало, здесь предполагается, что передаются все из четных столбцов. При этом допущении значение D устанавливается в 2, так что передается 1/2 одной пары символов контроля четности, а оставшаяся 1/2 прореживается.

Снова для размера физического пакета =3072, количество символов избыточности, передаваемых при начальной передаче, равно 768. В этом случае, так как одна пара символов контроля четности включает в себя 2048×2=4096 символов, доля символов избыточности, передаваемых при начальной передаче, составляет 768/6144=1/8. Однако так как размер 3072 физического пакета не может быть выражен в виде 2^M, значение K устанавливается в 3, так что он имеет три уровня. То есть трехмерный блок сконфигурирован как содержащий три плоскости x-z по оси y. Поэтому каждая плоскость x-z, составляющая каждый уровень, содержит 1024 символа. В этом случае количество символов избыточности, фактически передаваемых при начальной передаче, рассчитывается не из одной пары символов контроля четности, а из одного уровня. Как результат, количество символов избыточности, фактически передаваемых при начальной передаче, равно 768/2048=3/8.

Поэтому номера столбцов символов избыточности, фактически передаваемых с учетом перемежения, включают в себя только четные столбцы 0, 2, 4, 8, 10, 12, 16, 18, …, и каждый 4^ый четный столбец не передается. Так как фактически передаваемые символы избыточности демонстрируют несимметричную схему передачи, значение параметра D, используемое для определения схемы циклического сдвига, рассчитывается вышеизложенным способом, предложенным настоящим изобретением. То есть, так как количество непередаваемых четных столбцов мало, предполагается, что передаются все из четных столбцов. При этом предположении значение D устанавливается в 6, учитывая K=3. Хотя значение D равно 2, в предположении передачи только четных столбцов значение D должно устанавливаться в 6, принимая во внимание K=3.

Однако циклический сдвиг повторяется как «0, 1, 2, 0, 1, 2», и при условии, что 1^ая и 3^я позиции имеют высокую надежность при 16QAM, может быть принято во внимание, что значения 2 и 0 циклического сдвига аналогичны по эффективности. Если значение D установлено в 4, значения циклического сдвига соответствуют «0, 1, 3, 2, 3, 1». В этом случае 1 и 3 являются соседними друг другу, и 3 появляется при каждом другом значении циклического сдвига. Поэтому предпочтительно устанавливать значение D в 6. Установка значения D в 4 также является возможным способом, так как 0 и 2 появляются попеременно.

Таблица 2 иллюстрирует параметры перемежения для размера физического пакета =3072 и скорости передачи данных =1,8 Мбит/с. Таблица 2 отличается от таблицы 1 тем, что реальная кодовая скорость повышена до 0,59 для улучшения эффективности перемежения. В этом случае параметры R, M, K и D перемежения имеют значения, показанные в таблице 2.

Со ссылкой на таблицу 2 далее описан способ перемежения для размера физического пакета =3072. Так как повышение в реальной кодовой скорости увеличивает количество передаваемых кодированных символов, количество символов избыточности, передаваемых при начальной передаче, равно 2112. В этом случае, так как одна пара символов контроля четности включает в себя 3072×2=6144 символов, доля символов избыточности, передаваемых при начальной передаче, составляет 2112/6144=11/32. Однако так как размер 3072 физического пакета не может быть выражен в виде 2^M, значение K устанавливается в 3, так что он имеет три уровня. То есть трехмерный блок сконфигурирован как содержащий три плоскости x-z по оси y. Поэтому каждая плоскость x-z, составляющая каждый уровень, содержит 1024 символа. В этом случае количество символов избыточности, фактически передаваемых при начальной передаче, рассчитывается не из одной пары символов контроля четности, а из одного уровня. Как результат, количество символов избыточности, фактически передаваемых при начальной передаче, равно 2112/2048=33/32. Так как 1/n наиболее приближающееся к 33/32 соответствует n=1, используется D=1.

Далее описано устройство перемежения согласно примерному варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.5 – структурная схема, иллюстрирующая устройство для выполнения трехмерного перемежения согласно примерному варианту осуществления настоящего изобретения. Со ссылкой на фиг.5 ниже описана структура и работа устройства для выполнения трехмерного перемежения согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

Устройство согласно примерному варианту осуществления настоящего изобретения включает в себя турбокодер 100, показанный на фиг.1. Кодированные символы, выведенные из турбокодера 100, в том числе кодированные систематические символы 111, первая пара 112 символов контроля четности и вторая пара 113 символов контроля четности, вводятся в трехмерный перемежитель 512 согласно примерному варианту осуществления настоящего изобретения. Трехмерный перемежитель 512, подобно блочному перемежителю, показанному на фиг.1, может включать в себя первый перемежитель для перемежения кодированных систематических символов 111, второй перемежитель для перемежения первой пары 112 символов контроля четности и третий перемежитель для перемежения второй пары 113 символов контроля четности. То есть трехмерный перемежитель 512 перемежает кодированные систематические символы 111 и первую и вторую пары 112 и 113 символов контроля четности независимо.

Трехмерный перемежитель 512 выполняет перемежение под управлением контроллера 511 перемежителя. Контроллер 511 перемежителя принимает такую информацию, как размер физического пакета, количество интервалов передачи, порядок модуляции и т. п. На основании принятой информации контроллер 511 перемежителя определяет параметры R, K, M и D для трехмерного перемежения. Контроллер 511 перемежителя управляет операцией перемежения трехмерного перемежителя 512 на основании значений параметров. Подробное описание операции управления приведено позже со ссылкой на фиг.6.

Если трехмерный перемежитель 512 выполнен так, что может самопроизвольно выполнять перемежение как только заданы параметры, контроллер 511 перемежителя может быть заменен памятью для сохранения значений параметров, приведенных в соответствие для каждого отдельного случая. То есть память может сохранять скорость передачи данных, порядок модуляции, количество интервалов передачи и размер физического пакета в виде таблицы 1 или таблицы 2, считанные значения параметров, ассоциативно связанные с ними, и выводить считанные значения параметров в трехмерный перемежитель 512. Вариант осуществления настоящего изобретения может быть реализован любым из этих способов. Для удобства предполагается, что контроллер 511 перемежителя принимает значения параметров и управляет трехмерным перемежителем 512 в зависимости от принятых значений параметров.

После завершения перемежения принятых кодированных символов под управлением контроллера 511 перемежителя трехмерный перемежитель 512 выводит перемеженные символы в модулятор 513 способом, описанным со ссылкой на фиг.4D. Затем модулятор 513 отображает перемеженные символы, принятые из трехмерного перемежителя 512, согласно предопределенному порядку модуляции и выводит модулированные символы.

Фиг.6 – блок-схема, иллюстрирующая работу трехмерного перемежения согласно примерному варианту осуществления настоящего изобретения. Со ссылкой на фиг.6 ниже приведено описание последовательности операций трехмерного перемежения согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

На этапе 600 контроллер 511 перемежителя принимает информацию о данных передачи. Информация о данных, как описано выше, может включать в себя размер физического пакета, количество интервалов передачи, порядок модуляции, скорость передачи данных и т.п. После приема информации о данных контроллер 511 перемежителя определяет на этапе 602 параметр R из порядка модуляции в принятой информации о данных, как описано выше. После определения параметра R контроллер 511 перемежителя определяет на этапе 604 параметры K и M по размеру физического пакета. Так как контроллер 511 перемежителя уже имеет информацию о значении по оси z для символа, который должен приниматься, а размер физического пакета должен выражаться в виде 2^M, контроллер 511 перемежителя может найти значение, которое максимизирует значение M, из объема данных для того, чтобы выполнить трехмерное перемежение. После этого контроллер 511 перемежителя определяет значение параметра K для того, чтобы привести количество перемеженных символов в соответствие с общим количеством символов.

После определения параметров K и M контроллер 511 перемежителя определяет на этапе 606 количество битов избыточности, которые должны передаваться. Другими словами, контроллер 511 перемежителя определяет количество символов контроля четности, которые должны передаваться. После этого на этапе 608 контроллер 511 перемежителя находит значение X посредством деления количества битов избыточности, которые должны передаваться, на общее количество битов избыточности.

Контроллер 511 перемежителя определяет на этапе 610, удовлетворяет ли X отношению 1/n. Если на этапе 610 определено, что значение X удовлетворяет 1/n, то контроллер 511 перемежителя на этапе 612 устанавливает значение параметра D в K×n, где n=1, 2, 4, 8, 16, …, а затем переходит на этап 620.

Однако если на этапе 610 определено, что значение X, рассчитанное на этапе 608, не удовлетворяет 1/n, то контроллер 511 перемежителя на этапе 614 выбирает значение 1/n, которое наиболее приближается к значению X. Хотя контроллер 511 перемежителя в качестве примера выбирает значение 1/n, наиболее приближающееся к значению X на фиг.6, контроллер 511 перемежителя также может выбирать либо значение 1/n, которое наиболее приближается к значению X и является большим, чем значение X, либо значение 1/n, которое наиболее приближается к значению X и является меньшим, чем значение X. После выбора значения 1/n, наиболее приближающегося к значению X, контроллер 511 перемежителя определяет на этапе 616 значение параметра D умножением значения n на параметр K.

После определения всех параметров контроллер 511 перемежителя на этапе 620 выдает определенные параметры в трехмерный перемежитель 512. После этого на этапе 624, под управлением контроллера 511 перемежителя, трехмерный перемежитель 512 сохраняет кодированные символы, выполняет циклический сдвиг и последовательность операций BRO над кодированными символами и выводит перемеженные символы. Другими словами, трехмерный перемежитель 512 выполняет последовательность операций перемежения по фиг. с 4A по 4D.

Как может быть понято из вышеизложенного описания, использование предложенного трехмерного перемежителя может способствовать равномерному распределению достоверности для модулированных символов до передачи. В частности, даже если схема передачи является несимметричной, примерный вариант осуществления настоящего изобретения может обеспечивать равномерное распределение достоверности для модулированных символов до передачи, тем самым, повышая эффективность передачи.

Хотя изобретение показано и описано со ссылкой на его некоторые предпочтительные варианты осуществления, специалистам в данной области техники будет понятно, что различные изменения по форме и содержанию могут быть сделаны без отклонения от сущности и объема изобретения, которые определены прилагаемой формулой изобретения.

Формула изобретения

1. Способ для перемежения символов, кодированных турбокодером, в системе связи, которая использует турбокодер для кодирования информации передачи для получения кодированных систематических символов и, по меньшей мере, одной пары символов контроля четности, и отображает кодированные символы с использованием второго или более высокого порядка модуляции перед передачей, причем способ содержит этапы, на которых:

определяют в трехмерном пространстве с осями х, у и z порядок модуляции в виде размера R по оси z, определяют размер по оси х с учетом размера R по оси z, чтобы размер физического пакета информации передачи имел максимальное значение 2^М, и определяют размер K по оси у, чтобы размер K удовлетворял размеру физического пакета;

последовательно принимают кодированные символы, трехмерным образом сохраняют принятые кодированные символы согласно размерам по осям х, у и z;

при этом этап сохранения дополнительно состоит в том, что:

a) выбирают плоскость х-у, в которой сохраняется начальный символ;

b) последовательно сохраняют кодированные символы в плоскости х-z в трехмерном пространстве в направлении оси у с конкретной позиции, в которой должен сохраняться начальный символ;

c) осуществляют сдвиг в направлении оси х с конкретной позиции после завершения сохранения кодированных символов в направлении оси у, а затем повторяют этап b); и

d) выбирают следующую плоскость х-у в направлении оси z после завершения сохранения кодированных символов в выбранной плоскости х-у и повторяют этапы b) и с);

независимо выполняют циклический сдвиг отдельно над кодированными систематическими символами и парой символов контроля четности для каждой плоскости x-z после завершения сохранения кодированных символов, принятых из турбокодера;

при этом этап циклического сдвига состоит в том, что:

e) циклически сдвигают кодированные систематические символы согласно объему кодированных символов, которые должны передаваться, и количеству передач с использованием равенства (K×c+k)mod R;

f) циклически сдвигают символы избыточности, составляющие оставшийся объем кодированных символов, которые должны передаваться, с использованием равенства floor{(K×c+k)/D} mod R;

при этом, если отношение количества символов избыточности, составляющих оставшийся объем кодированных символов, которые должны передаваться, к количеству символов, составляющих пару символов контроля четности, удовлетворяет l/n, где n=1, 2, 4, 8, 16, …, значение D устанавливается в K×n, а если упомянутое отношение имеет значение m/р, то значение l/n устанавливается в значение, наиболее приближающееся к значению m/р, а значение D устанавливается в значение, полученное умножением значения n на K;

разделяют плоскости y-z на столбцы и переупорядочивают столбцы согласно обращенному порядку битов (BRO) после завершения независимого циклического сдвига; и

выбирают плоскость x-z, с которой должны выводиться символы, переупорядоченные по осям х, у и z, согласно количеству кодированных символов, которые должны передаваться, определяют очередность вывода столбцов y-z на выбранной плоскости x-z и последовательно выводят символы в каждом из определенных столбцов в направлении оси z.

2. Способ по п.1, в котором, если отношение количества символов избыточности, составляющих оставшийся объем кодированных символов, которые должны передаваться, к количеству символов, составляющих пару символов контроля четности, имеет значение m/р, то значение n определяется из условия, чтобы значение m/р наиболее приближалось к l/n и было большим, чем l/n.

3. Устройство для перемежения символов, кодированных турбокодером, в системе связи, которая использует турбокодер для кодирования информации передачи для получения кодированных систематических символов и, по меньшей мере, одной пары символов контроля четности и отображает кодированные символы с использованием второго или более высокого порядка модуляции перед передачей, причем устройство содержит:

контроллер перемежителя для приема информации о размере физического пакета, который должен передаваться, количестве интервалов передачи и порядке модуляции, определения в трехмерном пространстве с осями х, у и z порядка модуляции в виде размера R по оси z, определения размера по оси х с учетом размера R по оси z, чтобы размер физического пакета информации передачи имел максимальное значение 2^M, определения размера K по оси у, чтобы размер K удовлетворял размеру физического пакета, сохранения кодированных символов в трехмерном перемежителе и управления операцией перемежения и вывода; и

канальный перемежитель, предназначенный для:

последовательного приема кодированных символов выбора под управлением контроллера перемежителя, плоскости х-у, в которой должен сохраняться начальный символ, согласно размерам по осям х, у и z, последовательного сохранения принятых символов в плоскости x-z в трехмерном пространстве в направлении оси у с конкретной позиции, в которой должен сохраняться начальный символ; после завершения сохранения кодированных символов в направлении у, осуществления сдвига в направлении оси х с конкретной позиции и повторного последовательного сохранения принятых символов; а после завершения сохранения кодированных символов в выбранной плоскости х-у, выбора следующей плоскости х-у в направлении оси z и сохранения всех принятых символов в трехмерном пространстве посредством повтора вышеприведенной последовательности операций;

различение кодированных систематических символов и пары символов контроля четности для каждой плоскости x-z, циклического сдвига кодированных систематических символов согласно объему кодированных символов, которые должны передаваться, и количеству передач с использованием равенства (K×c+k)mod R; определения схемы циклического сдвига с использованием равенства floor{(K×c+k)/D}mod R и установки значения D в K×n, если отношение количества символов избыточности, составляющих оставшийся объем кодированных символов, которые должны передаваться, к количеству символов, составляющих пару символов контроля четности, удовлетворяет l/n, где n=1, 2, 4, 8, 16, …; а если упомянутое отношение имеет значение m/р, то установки значения l/n в значение, наиболее приближающееся к значению m/р, и установки значения D в значение, полученное умножением значения n на K; и

после завершения независимого циклического сдвига разделения плоскости y-z на столбцы, переупорядочения столбцов согласно обращенному порядку битов (BRO), выбора плоскости x-z, с которой должны выводиться символы, переупорядоченные по осям х, у и z, согласно количеству кодированных символов, которые должны передаваться, определения очередности вывода столбцов y-z на выбранной плоскости x-z и последовательного вывода символов в каждом из определенных столбцов в направлении оси z.

4. Устройство по п.3, в котором, если отношение количества символов избыточности, составляющих оставшийся объем кодированных символов, которые должны передаваться, к количеству символов, составляющих пару символов контроля четности, имеет значение m/р, то канальный перемежитель определяет значение n из условия, чтобы значение m/р наиболее приближалось к l/n и было большим, чем l/n.

5. Способ перемежения символов, кодированных турбокодером, в системе связи, которая использует турбокодер для кодирования информации передачи в кодированные систематические символы и, по меньшей мере, одну пару символов контроля четности и отображает кодированные символы с использованием второго или более высокого порядка модуляции перед передачей, причем способ содержит этапы, на которых:

циклически сдвигают систематические символы из числа символов, кодированных турбокодером, с использованием равенства (K×c+k)mod R; и

циклически сдвигают символы избыточности, составляющие оставшийся объем кодированных символов, которые должны передаваться, с использованием равенства floor{(K×c+k)/D}mod R;

при этом K обозначает высоту символов, сохраненных в трехмерном пространстве, с обозначает индекс столбца, k обозначает индекс плоскости, имеющий значение 0, 1, …, R обозначает порядок модуляции, mod обозначает операцию взятия остатка от деления двух целых чисел, floor х обозначает функцию, указывающую наибольшее целое число, не большее, чем х, a D обозначает параметр, определенный в зависимости от количества символов, которые должны передаваться.

6. Способ по п.5, в котором, если отношение количества символов избыточности, которые должны передаваться, к количеству символов, составляющих пару символов контроля четности, удовлетворяет l/n, где n=1, 2, 4, 8, 16, …, то значение параметра D устанавливается в К×n.

7. Способ по п.5, в котором, если отношение количества символов избыточности, которые должны передаваться, к количеству символов, составляющих пару символов контроля четности, имеет значение m/р, то значение l/n устанавливается в значение, наиболее приближающееся к значению m/р, а значение параметра D устанавливается в значение, полученное умножением значения n на К.

8. Способ по п.5, в котором, если отношение количества символов избыточности, которые должны передаваться, к количеству символов, составляющих пару символов контроля четности, имеет значение m/р, то значение n определяется из условия, чтобы значение m/р наиболее приближалось к l/n и было большим, чем l/n.

9. Устройство для перемежения символов, кодированных турбокодером, в системе связи, которая использует турбокодер для кодирования информации передачи для получения кодированных систематических символов и, по меньшей мере, одной пары символов контроля четности и отображает кодированные символы с использованием второго или более высокого порядка модуляции перед передачей, причем устройство содержит:

контроллер перемежителя для выполнения операции управления циклическим сдвигом систематических символов из числа символов, кодированных турбокодером, в зависимости от размера физического пакета, который должен передаваться, количества временных интервалов и порядка модуляции, с использованием равенства (K×c+k)mod R, и циклического сдвига символов избыточности, составляющих оставшийся объем кодированных символов, которые должны передаваться, с использованием равенства floor{(K×c+k)/D}mod R; и

перемежитель для циклического сдвига входных символов под управлением контроллера перемежителя;

при этом К обозначает высоту для символов, сохраненных в трехмерном пространстве, с обозначает индекс столбца, k обозначает индекс плоскости, имеющий значение 0, 1, …, R обозначает порядок модуляции, mod обозначает операцию взятия остатка от деления двух целых чисел, floor x обозначает функцию, указывающую наибольшее целое число, не большее, чем х, a D обозначает параметр, определенный в зависимости от количества символов, которые должны передаваться.

10. Устройство по п.9, в котором, если отношение количества символов избыточности, которые должны передаваться, к количеству символов, составляющих пару символов контроля четности, удовлетворяет l/n, где n=1, 2, 4, 8, 16, …, то контроллер перемежителя устанавливает значение параметра D в К×n.

11. Устройство по п.9, в котором, если отношение количества символов избыточности, которые должны передаваться, к количеству символов, составляющих пару символов контроля четности, имеет значение m/р, то значение l/n устанавливается в значение, наиболее приближающееся к значению m/р, а значение параметра D устанавливается в значение, полученное умножением значения n на К.

12. Устройство по п.9, в котором, если отношение количества символов избыточности, которые должны передаваться, к количеству символов, составляющих пару символов контроля четности, имеет значение m/р, то контроллер перемежителя определяет значение n из условия, чтобы значение m/р наиболее приближалось к l/n и было большим, чем l/n.

13. Способ перемежения символов, кодированных турбокодером, в системе связи, которая использует турбокодер для кодирования информации передачи для получения кодированных систематических символов и, по меньшей мере, одной пары символов контроля четности и отображает кодированные символы с использованием второго или более высокого порядка модуляции перед передачей, при этом способ содержит этап циклического сдвига кодированных символов с использованием равенства floor c/D mod R;

где с обозначает индекс столбца, R обозначает порядок модуляции, mod обозначает операцию взятия остатка от деления двух целых чисел, а floor x обозначает функцию, указывающую наибольшее целое число, не большее, чем х;

при этом, если отношение количества символов избыточности, которые должны передаваться, к количеству символов, составляющих часть пары символов контроля четности, удовлетворяет значению l/n, где n=1, 2, 4, 8, 16, …, то D устанавливается в n; а если упомянутое отношение имеет значение m/p, то D устанавливается в значение n, полученное установкой l/n в значение, наиболее приближающееся к m/p, или D устанавливается в значение n, полученное выбором значения, определенного из условия, чтобы m/p наиболее приближалось к l/n и было большим, чем l/n.

14. Устройство для перемежения символов, кодированных турбокодером, в системе связи, которая использует турбокодер для кодирования информации передачи для получения кодированных систематических символов и, по меньшей мере, одной пары символов контроля четности и отображает кодированные символы с использованием второго или более высокого порядка модуляции перед передачей, при этом устройство содержит:

контроллер перемежителя для выполнения операции управления циклического сдвига кодированных символов с использованием равенства floor c/D mod R; и

перемежитель для перемежения кодированных символов под управлением контроллера перемежителя;

при этом с обозначает индекс столбца, R обозначает порядок модуляции, mod обозначает операцию взятия остатка от деления двух целых чисел, a floor x обозначает функцию, указывающую наибольшее целое число, не большее, чем х;

при этом, если отношение количества символов избыточности, которые должны передаваться, к количеству символов, составляющих часть пары символов контроля четности, удовлетворяет значению l/n, где n=1, 2, 4, 8, 16, …, то D устанавливается в n; а если упомянутое отношение имеет значение m/p, to D устанавливается в значение n, полученное установкой l/n в значение, наиболее приближающееся к m/p, или D устанавливается в значение n, полученное выбором значения, определенного из условия, чтобы l/n наиболее приближалось к m/p и было большим, чем m/p.

15. Устройство для перемежения символов, кодированных турбокодером, в системе связи, которая использует турбокодер для кодирования информации передачи для получения кодированных систематических символов и, по меньшей мере, одной пары символов контроля четности и отображает кодированные символы с использованием второго или более высокого порядка модуляции перед передачей, при этом устройство содержит:

память для сохранения параметров D и R для циклического сдвига кодированных символов согласно правилу floor c/D mod R, и вывода значения, соответствующего объему информационных битов, для перемежения кодированных символов; и

перемежитель для перемежения кодированных символов согласно значению, выведенному из памяти;

при этом с обозначает индекс столбца, R обозначает порядок модуляции, mod обозначает операцию взятия остатка от деления двух целых чисел, a floor x обозначает функцию, указывающую наибольшее целое число, не большее, чем х;

при этом, если отношение количества символов избыточности, которые должны передаваться, к количеству символов, составляющих часть пары символов контроля четности, удовлетворяет значению l/n, где n=1, 2, 4, 8, 16, …, то D устанавливается в n; а если отношение имеет значение m/p, то D устанавливается в значение n, полученное установкой l/n в значение, наиболее приближающееся к m/p, или D устанавливается в значение n, полученное выбором значения, определенного из условия, чтобы l/n наиболее приближалось к m/p и было большим, чем m/p.

16. Устройство для перемежения символов, кодированных турбокодером, в системе связи, которая использует турбокодер для кодирования информации передачи для получения кодированных систематических символов и, по меньшей мере, одной пары символов контроля четности и отображает кодированные символы с использованием второго или более высокого порядка модуляции перед передачей, при этом устройство содержит:

память для сохранения параметров, заданных в последующей таблице для циклического сдвига кодированных символов согласно правилу floor c/D mod R, и вывода параметров, сохраненных в таблице, если количество информационных битов, которые должны передаваться, равно 2048; и

перемежитель для перемежения символов, кодированных из 2048 информационных символов согласно параметрам, считанным из памяти.

РИСУНКИ