[發(fā)明專利]特博格柵編碼調(diào)制

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 01115659.7
• 申請日: 2001-04-27
• 公開（公告）號: CN1330454A
• 公開（公告）日: 2002-01-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 靳取
• 申請（專利權(quán)）人: 米特爾公司
• 主分類號: H03M13/00
• 分類號: H03M13/00;H03M13/23;H04L27/26
• 代理公司: 中原信達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 李輝,谷慧敏

本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)傳輸領(lǐng)域，具體涉及一種用于在例如離散多音調(diào)制系統(tǒng)中通過通信信道發(fā)送數(shù)據(jù)的調(diào)制方案。

為了提高通過通信信道的數(shù)據(jù)傳送效率，將數(shù)據(jù)作為碼元傳送，每個(gè)碼元代表多個(gè)比特。例如，在QAM(正交調(diào)幅)系統(tǒng)中，碼元由信號的幅度和相位代表。例如，十六個(gè)唯一的碼元(即幅度和相位的組合)代表時(shí)間上的四個(gè)比特。碼元在相位幅度圖上形成點(diǎn)的構(gòu)象(constellation)。隨著碼元數(shù)目的增加，傳輸差錯(cuò)的可能性也增加。采用前向糾錯(cuò)編碼方案，以允許接收機(jī)檢測差錯(cuò)并恢復(fù)正確發(fā)送的碼元。

數(shù)據(jù)通信中的一種優(yōu)選編碼形式是卷積編碼，卷積編碼是依賴于在先比特序列的比特級編碼方案。在格柵編碼調(diào)制中，增加碼元數(shù)目以提供冗余。僅允許特定的變換(transition)。在發(fā)生差錯(cuò)的情況下，接收機(jī)可以利用對所有可能的允許變換的知識來檢測最可能的正確變換。

與以預(yù)定塊發(fā)送數(shù)據(jù)的塊碼不同，卷積碼不善于應(yīng)付突發(fā)差錯(cuò)。部分地為了解決這個(gè)問題，開發(fā)了turbo(特博)碼。本質(zhì)上，turbo碼包括由對第一編碼器的輸入序列操作的交織器分離的兩個(gè)或多個(gè)卷積碼。例如，參見AT&T?Shannon實(shí)驗(yàn)室的Hamid?R.Sadjapour在1996發(fā)表的“離散多音調(diào)制的turbo碼應(yīng)用”。

由于turbo碼的高編碼增益，其受到越來越多的關(guān)注。在DSL(數(shù)字用戶線路)系統(tǒng)中，已經(jīng)使用turbo碼代替格柵碼，來獲得更好的誤碼率(BER)性能。但是，當(dāng)構(gòu)象尺寸增加時(shí)，turbo碼的編碼增益優(yōu)點(diǎn)開始變得多余。這是因?yàn)槿哂啾忍厥沟脴?gòu)象尺寸變得更大。

本發(fā)明的一個(gè)目的是增加例如DMT系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)傳輸速率。

根據(jù)本發(fā)明，提供一種通過通信信道發(fā)送數(shù)據(jù)的方法，包括：接收一輸入比特流；使至少一些所述比特通過turbo編碼器以產(chǎn)生turbo編碼輸出比特；以及使用通過所述turbo編碼器的至少所述比特，產(chǎn)生對應(yīng)于格柵碼調(diào)制方案中構(gòu)象上的碼元點(diǎn)的字。

在本發(fā)明中，最好使用turbo編碼器，來僅對構(gòu)象中的最低有效位(LSB)進(jìn)行編碼，因?yàn)長SB對差錯(cuò)最敏感。以這種方式可達(dá)到的數(shù)據(jù)率只與Shannon容量相差幾dB。本發(fā)明優(yōu)選地在DMT(離散多音)系統(tǒng)中將強(qiáng)大的turbo碼與格柵編碼調(diào)制方案組合起來以提高數(shù)據(jù)率。

在DMT系統(tǒng)中，使用多個(gè)子信道發(fā)送數(shù)據(jù)，每個(gè)子信道具有不同的載波和不同的QAM構(gòu)象，不同的QAM構(gòu)象包含每個(gè)構(gòu)象點(diǎn)上的不同數(shù)目的比特。通常，每個(gè)構(gòu)象點(diǎn)上的比特?cái)?shù)目是一個(gè)整數(shù)，并且如果一個(gè)子信道不能支持一個(gè)數(shù)據(jù)比特，那么該子信道不可用。根據(jù)本發(fā)明，可以將擴(kuò)展頻譜算法與turbo格柵編碼調(diào)制結(jié)合，使得承載少于一比特信息的信道也可以使用。結(jié)果，可以極大提高總信道容量。

下面將僅以例示方式參照附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明，其中：

圖1顯示x和y＞1時(shí)根據(jù)本發(fā)明原理的編碼器，其中x和y是每個(gè)構(gòu)象點(diǎn)(碼元)中的比特的數(shù)目；

圖2顯示x＝1和y＞1時(shí)的編碼器結(jié)構(gòu)，其中turbo編碼率是2/3；

圖3顯示y＝1和x＞1時(shí)的編碼器結(jié)構(gòu)；

圖4顯示x＝y(tǒng)＝1時(shí)的編碼器，其中編碼率是1/2；

圖5是解碼器的方框圖；

圖6顯示一個(gè)構(gòu)象，表示如何確定最終的三個(gè)比特；

圖7顯示一個(gè)構(gòu)象，表示最高有效位的確定。

下面按DMT(離散多音系統(tǒng))結(jié)構(gòu)來描述本發(fā)明，DMT系統(tǒng)通常可以包含1000個(gè)子信道，每個(gè)子信道能夠承載代表特定數(shù)目比特的不同數(shù)目碼元，即，每個(gè)子信道的構(gòu)象點(diǎn)數(shù)目可以變化，因此每個(gè)構(gòu)象點(diǎn)的比特?cái)?shù)目也可以變化。編碼器

如圖1所示，輸入比特流的一部分被饋送到編碼器數(shù)據(jù)塊10，編碼器數(shù)據(jù)塊10是一個(gè)可尋址存儲器。假設(shè)每個(gè)碼元有10比特，包括每兩個(gè)子信道的一個(gè)校驗(yàn)比特，那么1000個(gè)信道一次可以承載9500比特。因此，通常將一輸入比特流的9500比特饋送到編碼器中。將這些比特的一小部分，通常是1500比特，饋送到編碼器數(shù)據(jù)塊10。

最好將編碼器實(shí)現(xiàn)為我們在2000年4月18日提交的英國申請No.0010330.9中描述的并行編碼器，該申請的全部內(nèi)容被引入本文，作為參考。????