專利名稱:編碼設(shè)備和編碼方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及編碼設(shè)備和編碼方法,尤其涉及用于對(duì)發(fā)送數(shù)據(jù)執(zhí)行時(shí)空turbo編碼的編碼設(shè)備和編碼方法。
背景技術(shù):
近些年來,在無線通信中的差錯(cuò)校正碼方面,已經(jīng)把注意力放在turbo碼上,它逼近作為能夠進(jìn)行無差錯(cuò)發(fā)送的發(fā)送速度的理論極限的香農(nóng)限。在turbo編碼中,通常輸出多個(gè)位序列,諸如作為信息位的系統(tǒng)位序列、通過對(duì)信息位執(zhí)行卷積編碼獲得的、作為冗余位的奇偶校驗(yàn)位序列和通過對(duì)系統(tǒng)位執(zhí)行交織、然后對(duì)其執(zhí)行卷積編碼獲得的另一奇偶校驗(yàn)位序列。
這樣發(fā)送從各個(gè)傳送天線輸出的多個(gè)位序列的技術(shù)稱為時(shí)空turbo編碼。時(shí)空turbo編碼是用于空間復(fù)用發(fā)送方的多個(gè)信號(hào)的SDM(空分復(fù)用)中的一種。
在時(shí)空turbo編碼中,調(diào)制通過turbo編碼產(chǎn)生的多個(gè)位序列,經(jīng)受碼元映射,并且從分配給相應(yīng)位序列的多個(gè)傳送天線發(fā)送它們。例如,見IEEETRANSACTIONS ON COMMUNICATIONS,VOL.49,No.1,JANURAY 2001“Space-Time Turbo Codes with Full Antenna Diversity”和IEEE JOURNAL ONSELECTED AREAS IN COMMUNICATIONS,VOL.19,No.5,MAY2001“Turbo-Coded Modulation for Systems with Transmit and Receive AntennaDiversity over Block Fading ChannelsSystem Model,Decoding Approaches,andPractical Considerations”。
通過這種方式,可以獲得由于使用多個(gè)發(fā)送天線的發(fā)送的分集增益和依靠turbo碼而顯著的編碼增益。
然而,在執(zhí)行時(shí)空turbo編碼中,使用M元調(diào)制來進(jìn)一步改善發(fā)送效率導(dǎo)致在碼元映射時(shí)出現(xiàn)大量重疊信號(hào)點(diǎn)(下面,稱為“退化”)。
將在下面參照?qǐng)D1A到1C具體描述該問題。圖1A到1C是顯示當(dāng)從兩個(gè)發(fā)送天線發(fā)送通過turbo碼獲得的多個(gè)位序列時(shí),信號(hào)點(diǎn)構(gòu)象(constellation)的圖表,用作時(shí)空標(biāo)碼的示例。
圖1A是當(dāng)對(duì)從兩個(gè)發(fā)送天線發(fā)送的每個(gè)位序列執(zhí)行BPSK(二相移鍵控)調(diào)制時(shí),顯示信號(hào)點(diǎn)構(gòu)象的一個(gè)示例。
當(dāng)每個(gè)BPSK調(diào)制的位序列經(jīng)受碼元映射和復(fù)用時(shí),最初應(yīng)該存在四個(gè)(=2×2)信號(hào)點(diǎn)候選者。然而,在圖1A所示的情況中,在圖中所示的白點(diǎn)表示四個(gè)點(diǎn)中有兩個(gè)點(diǎn)重疊,并且出現(xiàn)退化。
相似地,圖1B是顯示當(dāng)對(duì)從兩個(gè)發(fā)送天線發(fā)送的每個(gè)位序列執(zhí)行QPSK(四相移鍵控)調(diào)制時(shí),信號(hào)點(diǎn)構(gòu)象的一個(gè)示例。
當(dāng)每個(gè)QPSK調(diào)制的位序列經(jīng)受碼元映射和復(fù)用時(shí),最初應(yīng)該存在16個(gè)(=4×4)信號(hào)點(diǎn)候選者。然而,在圖1B所示的情況中,除了四個(gè)黑點(diǎn)外在圖中所示的點(diǎn)表示兩個(gè)或四個(gè)點(diǎn)重疊,并且出現(xiàn)退化。換句話說,在QPSK調(diào)制的情況下,全部點(diǎn)的75%出現(xiàn)退化,并且出現(xiàn)退化的概率高于BPSK調(diào)制的概率。
此外,圖1C是顯示當(dāng)對(duì)從兩個(gè)發(fā)送天線發(fā)送的每個(gè)位序列執(zhí)行16QAM(16正交幅度調(diào)制)調(diào)制時(shí),信號(hào)點(diǎn)構(gòu)象的一個(gè)示例。
當(dāng)每個(gè)16QAM調(diào)制的位序列經(jīng)受碼元映射和復(fù)用時(shí),最初應(yīng)該存在256個(gè)(=16×16)信號(hào)點(diǎn)候選者。然而,在圖1C所示的情況中,除了四個(gè)黑點(diǎn)外在圖中所示的點(diǎn)表示兩個(gè)或四個(gè)點(diǎn)重疊,并且出現(xiàn)退化。換句話說,在16QAM調(diào)制的情況下,全部點(diǎn)的98%出現(xiàn)退化,并且出現(xiàn)退化的概率高于QPSK調(diào)制的概率。
因此,在時(shí)空turbo編碼執(zhí)行M元調(diào)制時(shí),由于出現(xiàn)大量退化,接收設(shè)備中的解調(diào)性能降低。為了防止解調(diào)性能惡化,需要提高發(fā)送設(shè)備的發(fā)送功率來提高接收設(shè)備的接收質(zhì)量。然而,結(jié)果是增加后的干擾功率提供到除了發(fā)送目的地之外的接收設(shè)備上,并且在整個(gè)無線通信系統(tǒng)激發(fā)負(fù)面效果。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種能夠防止解調(diào)性能惡化而不增加干擾功率的編碼設(shè)備和編碼方法。
本發(fā)明的要點(diǎn)是在發(fā)送通過從多個(gè)發(fā)送天線編碼獲得的系統(tǒng)位和奇偶校驗(yàn)位時(shí),以相互不同的調(diào)制模式調(diào)制位序列。
根據(jù)本發(fā)明一個(gè)方面,編碼設(shè)備具有編碼器,用于編碼發(fā)送數(shù)據(jù)并輸出系統(tǒng)位和奇偶校驗(yàn)位;調(diào)制器,用于以相互不同的調(diào)制模式調(diào)制輸出的系統(tǒng)位和奇偶校驗(yàn)位;以及發(fā)送器,用于從相應(yīng)的天線發(fā)送調(diào)制的系統(tǒng)位和奇偶校驗(yàn)位。
根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)方面,編碼方式具有步驟編碼發(fā)送數(shù)據(jù)來輸出系統(tǒng)位和奇偶校驗(yàn)位;以相互不同的調(diào)制模式調(diào)制輸出的系統(tǒng)位和奇偶校驗(yàn)位;和從相應(yīng)的天線發(fā)送經(jīng)調(diào)制的系統(tǒng)位和奇偶校驗(yàn)位。
圖1A是顯示在時(shí)空turbo編碼中應(yīng)用BPSK調(diào)制時(shí)的信號(hào)點(diǎn)構(gòu)象的示例的圖;圖1B是顯示在時(shí)空turbo編碼中應(yīng)用QPSK調(diào)制時(shí)的信號(hào)點(diǎn)構(gòu)象的示例的圖;圖1A是顯示在時(shí)空turbo編碼中應(yīng)用16QAM調(diào)制時(shí)的信號(hào)點(diǎn)構(gòu)象的示例的圖;圖2是顯示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例1的時(shí)空turbo編碼設(shè)備的基本配置的方框圖;圖3A是顯示根據(jù)實(shí)施例1的信號(hào)點(diǎn)構(gòu)象的示例的圖;圖3B是顯示根據(jù)實(shí)施例1的另一信號(hào)點(diǎn)構(gòu)象的示例的圖;圖4是顯示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例2的時(shí)空turbo編碼設(shè)備的基本配置的方框圖;圖5A是顯示根據(jù)實(shí)施例2的位排列的示例的圖;圖5B是顯示根據(jù)實(shí)施例2的位排列的另一示例的圖;圖6是顯示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例3的位排列的示例的圖;圖7是顯示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例4的時(shí)空turbo編碼設(shè)備的基本配置的方框圖;圖8A是顯示根據(jù)實(shí)施例4的位排列的示例(第一次發(fā)送的信號(hào))的圖;圖8B是顯示根據(jù)實(shí)施例4的位排列的另一示例(重發(fā)(第二次))的圖;以及圖8C是顯示根據(jù)實(shí)施例4的位排列的另一示例(重發(fā)(第三次))的圖;
具體實(shí)施例方式
將參照附圖在下面特別描述本發(fā)明的實(shí)施例。
(實(shí)施例1)圖2是顯示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例1的時(shí)空turbo編碼設(shè)備的基本配置的方框圖。如圖2所示的時(shí)空turbo編碼設(shè)備主要包括turbo編碼部件100、選擇部件200、映射部件300-1和300-2、無線電發(fā)送部件400-1和400-2和調(diào)制模式命令部件500。turbo編碼部件100具有交織器110、編碼部件120-1和120-2、刪截(puncturing)部件130-1和130-2以及去交織器140。
turbo編碼部件100對(duì)發(fā)送數(shù)據(jù)執(zhí)行turbo編碼,并且輸出作為發(fā)送數(shù)據(jù)的信息位的系統(tǒng)位和通過對(duì)系統(tǒng)位執(zhí)行卷積編碼獲得的、作為冗余位的奇偶校驗(yàn)位。
更具體地說,turbo編碼部件100將發(fā)送數(shù)據(jù)作為系統(tǒng)位輸出到映射部件300-1,同時(shí)還將兩序列奇偶校驗(yàn)位輸出到如下所述的選擇部件200。
換句話說,編碼部件120-1對(duì)發(fā)送數(shù)據(jù)執(zhí)行卷積編碼。刪截部件130-1對(duì)通過在編碼部件120-1中執(zhí)行卷積編碼獲得的編碼位序列執(zhí)行刪截來使位稀少(thin bit)。刪截部件130-1的輸出作為一個(gè)奇偶校驗(yàn)位序列輸出到選擇部件(下面稱為“奇偶校驗(yàn)位1”)。
交織器重新排列(交織)發(fā)送數(shù)據(jù)的位次序。編碼部件120-2對(duì)交織器110交織的位序列執(zhí)行卷積編碼。刪截部件130-2對(duì)通過在編碼部件120-2中進(jìn)行卷積編碼獲得的編碼位序列執(zhí)行刪截來形成瘦位。關(guān)于從刪截部件130-2輸出的位序列,去交織器140將交織器110重新排列的位次序恢復(fù)(去交織)為原始次序。輸出去交織器140的輸出至選擇部件200作為另一奇偶校驗(yàn)位序列(下面稱為“奇偶校驗(yàn)位2”)。
在來自經(jīng)受了卷積編碼的編碼位序列的瘦位中,每個(gè)刪截部件130-1和130-2都根據(jù)從調(diào)制模式命令部件500通知的調(diào)制模式將位變瘦,這將在下面描述。
由于去交織器140恢復(fù)交織器110重新排列的位次序,所以從turbo編碼部件100中輸出的兩個(gè)奇偶校驗(yàn)位序列中的每一個(gè)對(duì)應(yīng)于并發(fā)輸出的系統(tǒng)位。
選擇部件200選擇從turbo編碼部件100中輸出的兩個(gè)奇偶校驗(yàn)位序列中的任意一個(gè)來輸出到映射部件300-2。
映射部件300-1調(diào)制從turbo編碼部件100輸出的系統(tǒng)位執(zhí)行碼元映射。此時(shí),映射部件300-1以從調(diào)制模式命令部件500指示的調(diào)制模式調(diào)制輸出的系統(tǒng)位。
無線電發(fā)送部件400-1對(duì)系統(tǒng)位執(zhí)行預(yù)定的無線電發(fā)送處理(諸如D/A轉(zhuǎn)換和上轉(zhuǎn)換(upconverting)),并且經(jīng)由天線450-1發(fā)送無線電信號(hào)。
映射部件300-2調(diào)制從選擇部件200輸出的奇偶校驗(yàn)位執(zhí)行碼元映射。此時(shí),映射部件300-2以從調(diào)制模式命令部件500指示的調(diào)制模式調(diào)制奇偶校驗(yàn)位。指示到映射部件300-2的調(diào)制模式與指示到映射部件300-1的調(diào)制模式不同。換句話說,以不同的調(diào)制模式調(diào)制系統(tǒng)位和奇偶校驗(yàn)位。
無線電發(fā)送部件400-2對(duì)奇偶校驗(yàn)位執(zhí)行預(yù)定的無線電發(fā)送處理(諸如D/A轉(zhuǎn)換和上轉(zhuǎn)換),并且經(jīng)由天線450-2發(fā)送無線電信號(hào)。
調(diào)制模式命令部件500給刪截部件130-1和130-2以及映射部件300-1和300-2指示調(diào)制模式。此時(shí),調(diào)制模式命令部件500給映射部件300-1指示調(diào)制模式來調(diào)制系統(tǒng)位,同時(shí)給映射部件300-2指示與該調(diào)制模式不同的另一調(diào)制模式來調(diào)制奇偶校驗(yàn)位。此外,調(diào)制模式命令部件500分別將關(guān)于系統(tǒng)位和奇偶校驗(yàn)位的調(diào)制模式通知給刪截部件130-1和130-2。
將在下面描述上述時(shí)空turbo編碼設(shè)備的操作。
首先,turbo編碼部件100對(duì)發(fā)送數(shù)據(jù)執(zhí)行turbo編碼。換句話說,來自發(fā)送數(shù)據(jù)的系統(tǒng)位輸出到映射部件300-1。此時(shí),發(fā)送數(shù)據(jù)在編碼部件120-1中經(jīng)歷卷積編碼,然后在刪截部件130-1中刪截,并且將奇偶校驗(yàn)位1輸出到選擇部件200。此外,發(fā)送數(shù)據(jù)在交織器110中經(jīng)歷交織,在編碼部件120-2中經(jīng)歷卷積編碼,在刪截部件130-2中經(jīng)歷刪截,并且在去交織器140中經(jīng)歷去交織,然后將奇偶校驗(yàn)位2輸出到選擇部件200。
根據(jù)從調(diào)制模式命令部件500通知的用于系統(tǒng)位和奇偶校驗(yàn)位的調(diào)制模式在刪截部件130-1和130-2中執(zhí)行刪截。換句話說,由于系統(tǒng)位和級(jí)偶校驗(yàn)位之間的調(diào)制模式不同,每個(gè)碼元發(fā)送的位數(shù)不同,因此為了不降低系統(tǒng)位和級(jí)偶校驗(yàn)位之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系,要將編碼的位序列中的位變稀少。
例如,當(dāng)以BPSK調(diào)制系統(tǒng)位,并且以QPSK調(diào)制奇偶校驗(yàn)位時(shí),在系統(tǒng)位中一個(gè)碼元發(fā)送一個(gè)位,同時(shí)在奇偶校驗(yàn)位中一個(gè)碼元發(fā)送兩個(gè)位。因此,系統(tǒng)位和奇偶校驗(yàn)位之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系不變差,而且不增加從刪截部件130-1和130-2中減少的位的數(shù)量。
同時(shí),當(dāng)以QPSK調(diào)制系統(tǒng)位,并且以BPSK調(diào)制奇偶校驗(yàn)位時(shí),在系統(tǒng)位中一個(gè)碼元發(fā)送兩個(gè)位,同時(shí)在奇偶校驗(yàn)位中一個(gè)碼元發(fā)送兩個(gè)位。因此,刪截部件130-1和130-2中需要減少與通常從編碼的位序列更多的位數(shù)。
因此,執(zhí)行刪截來系統(tǒng)位和奇偶校驗(yàn)位之間調(diào)節(jié)調(diào)制模式差異,并且奇偶校驗(yàn)位1和2中的每一個(gè)輸出到選擇部件200。
然后,選擇單元200選擇奇偶校驗(yàn)位1或2中任意一個(gè)來輸出到映射部件300-2。在選擇奇偶校驗(yàn)位時(shí),選擇部件200可以交替選擇奇偶校驗(yàn)位1和2,或者根據(jù)預(yù)定的規(guī)則進(jìn)行選擇。在選擇奇偶校驗(yàn)位1或2中任意一個(gè)的情況下,選擇部件200將對(duì)應(yīng)于輸出到映射部件300-1的系統(tǒng)位的選擇奇偶校驗(yàn)位輸出到映射部件300-2。
然后,映射部件300-1以從調(diào)制模式命令部件500指示的調(diào)制模式調(diào)制系統(tǒng)位,以執(zhí)行碼元映射。同時(shí),映射部件300-2以從調(diào)制模式命令部件500指示的調(diào)制模式調(diào)制奇偶校驗(yàn)位,以執(zhí)行碼元映射。
調(diào)制模式命令部件500指示不同的調(diào)制模式作為調(diào)制模式,以應(yīng)用到系統(tǒng)位和奇偶校驗(yàn)位,因而,映射部件300-1和300-2以不同的調(diào)制模式執(zhí)行調(diào)制。
例如,調(diào)制模式命令部件500指示映射部件300-1執(zhí)行BPSK調(diào)制,同時(shí)指示映射部件300-2執(zhí)行QPSK調(diào)制。在這種情況下,奇偶校驗(yàn)位的發(fā)送效率高于系統(tǒng)位的發(fā)送效率,由此增加由于turbo編碼導(dǎo)致的差錯(cuò)編碼增益,并且在接收設(shè)備中解調(diào)數(shù)據(jù)的精度提高。
此外,例如,調(diào)制模式命令部件500指示映射部件300-1執(zhí)行QPSK調(diào)制,同時(shí)指示映射部件300-2執(zhí)行BPSK調(diào)制。在這種情況下,系統(tǒng)位的發(fā)送效率高于奇偶校驗(yàn)位的發(fā)送效率,由此增加信息的發(fā)送率。
此外,在上述任意一種情況中,如下面所描述的那樣,與對(duì)系統(tǒng)位和奇偶校驗(yàn)位都執(zhí)行QPSK調(diào)制的情況相比,在接收設(shè)備中更難出現(xiàn)退化。
因此,調(diào)制的和碼元映射的系統(tǒng)位和奇偶校驗(yàn)位在無線電發(fā)送部件400-1和400-2中經(jīng)受預(yù)定的無線電發(fā)送處理(諸如D/A轉(zhuǎn)換和上轉(zhuǎn)換),并分別從天線450-1和450-2發(fā)送。對(duì)從天線450-1和450-2發(fā)送的相應(yīng)信號(hào)進(jìn)行空間復(fù)用,并且在接收設(shè)備中進(jìn)行接收。
圖3A和圖3B是顯示正在進(jìn)行空間復(fù)用的、以相互不同的調(diào)制模式調(diào)制的系統(tǒng)位和奇偶校驗(yàn)位的示例的圖。此外,圖3A和圖3B顯示了在接收設(shè)備中出現(xiàn)大量的退化的示例。
例如,當(dāng)以QPSK調(diào)制系統(tǒng)位或奇偶校驗(yàn)位,而以BPSK調(diào)制其中另一種位時(shí),原先應(yīng)該出現(xiàn)8個(gè)(=4×2)信號(hào)點(diǎn)坐標(biāo)。如圖3A所示,根據(jù)本實(shí)施例的時(shí)空turbo編碼設(shè)備,僅在圖中出現(xiàn)一個(gè)白點(diǎn),在8個(gè)點(diǎn)中有兩個(gè)點(diǎn)重疊并出現(xiàn)退化,而且出現(xiàn)退化的概率是25%。該概率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于對(duì)系統(tǒng)位和奇偶校驗(yàn)位都執(zhí)行QPSK調(diào)制的75%的情況。
此外,例如,當(dāng)以16QAM調(diào)制系統(tǒng)位或奇偶校驗(yàn)位,而以QPSK調(diào)制其中另一種位時(shí),原先應(yīng)該出現(xiàn)64個(gè)(=16×4)信號(hào)點(diǎn)坐標(biāo)。如圖3B所示,根據(jù)本實(shí)施例的時(shí)空turbo編碼設(shè)備,在圖中除了16個(gè)黑點(diǎn)外出現(xiàn)退化,并且出現(xiàn)退化的概率是75%。此外,在這種情況下,該概率也遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于對(duì)系統(tǒng)位和奇偶校驗(yàn)位都執(zhí)行16QAM調(diào)制的98%的情況。
因此,根據(jù)本實(shí)施例,執(zhí)行奇偶校驗(yàn)位的刪截來調(diào)節(jié)用于系統(tǒng)位和奇偶校驗(yàn)位的相互不同調(diào)制模式之間的差異,并且以相互不同的調(diào)制模式調(diào)制系統(tǒng)位和奇偶校驗(yàn)位來經(jīng)受碼元映射,并且從相應(yīng)的不同天線發(fā)送。因此,可以獲得由于時(shí)空編碼導(dǎo)致的分集增益和編碼增益,抑制在接收設(shè)備中退化的出現(xiàn)概率,并且防止解調(diào)性能降低而不增加干擾功率。
(實(shí)施例2)本發(fā)明實(shí)施例2的特征是將奇偶校驗(yàn)位映射在同相軸和正交軸上來降低奇偶校驗(yàn)位之間的干擾。
圖4是顯示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例2的時(shí)空turbo編碼設(shè)備的基本配置的方框圖。在該圖中所示的時(shí)空turbo編碼設(shè)備中,與圖2所示的時(shí)空turbo編碼設(shè)備中的部件相同的部件分配了相同的附圖標(biāo)記,并省略其描述。圖4所示的時(shí)空turbo編碼設(shè)備主要包括turbo編碼部件100、選擇部件200、映射部件300-1和300-2,無線發(fā)送部件400-1和400-2,調(diào)制模式命令部件500和位排列確定部件600。
在從調(diào)制模式命令部件500指示的奇偶校驗(yàn)位的調(diào)制模式下,位排列確定部件600確定位排列,使得從選擇部件200輸出的兩個(gè)奇偶校驗(yàn)位映射到同相軸和正交軸上,并且將確定的位排列通知給映射部件300-2。
將在下面描述按上述配置的時(shí)空turbo編碼設(shè)備的操作。
首先,如實(shí)施例1所示,turbo編碼部件100對(duì)發(fā)送數(shù)據(jù)執(zhí)行turbo編碼。作為turbo編碼的結(jié)果,獲得的系統(tǒng)位從選擇部件200輸出到映射部件300-1,同時(shí)將奇偶校驗(yàn)位輸出到映射部件300-2。
映射部件300-1以從調(diào)制模式命令部件500指示的調(diào)制模式調(diào)制系統(tǒng)位,并且執(zhí)行碼元映射,以成為在位排列確定部件600中確定的位排列。同時(shí),映射部件300-2以從調(diào)制模式命令部件500指示的調(diào)制模式調(diào)制奇偶校驗(yàn)位,并且執(zhí)行碼元映射,以成為在位排列確定部件600中確定的位排列。
此外,在本實(shí)施例中,調(diào)制模式命令部件500指示不同的調(diào)制模式作為應(yīng)用到系統(tǒng)位和奇偶校驗(yàn)位的調(diào)制模式,因此,映射部件300-1和300-2以不同的調(diào)制模式執(zhí)行調(diào)制。此外,在本實(shí)施例中假設(shè)將提供更高發(fā)送效率的調(diào)制模式應(yīng)用到奇偶校驗(yàn)位。
如圖5A和5B所示,位排列確定部件600確定位排列,使得奇偶校驗(yàn)位映射到同相軸和正交軸。
換句話說,如圖5A所示,當(dāng)調(diào)制模式命令部件500指示位排列確定部件600來將BPSK調(diào)制應(yīng)用到系統(tǒng)位和QPSK應(yīng)用到奇偶校驗(yàn)位時(shí),部件600確定位排列,使得第一奇偶校驗(yàn)位(P1)排列在同相軸上,而且第二奇偶校驗(yàn)位(P2)排列在正交軸。
此外,當(dāng)調(diào)制模式命令部件500指示位排列確定部件600將QPSK調(diào)制應(yīng)用到系統(tǒng)位并將16QAM應(yīng)用到奇偶校驗(yàn)位時(shí),如圖5B所示,部件600確定位排列,使得在編碼部件120-1中卷積編碼的第一奇偶校驗(yàn)位(P11)和在編碼部件120-2中卷積編碼的第一奇偶校驗(yàn)位(P12)排列在同相軸上,并且編碼部件120-1中卷積編碼的第二奇偶校驗(yàn)位(P21)和在編碼部件120-2中卷積編碼的第二奇偶校驗(yàn)位(P22)排列在正交軸。
通過這種方式,可以降低分別在編碼部件120-1和120-2編碼的奇偶校驗(yàn)位之間的干擾。
當(dāng)這樣確定位排列時(shí),所確定的位排列分別通知到映射部件300-1和300-2。然后,映射部件300-1調(diào)制系統(tǒng)位并執(zhí)行碼元映射。此外,映射部件300-2調(diào)制奇偶校驗(yàn)位并執(zhí)行碼元映射。
這樣調(diào)制并碼元映射的系統(tǒng)位和奇偶校驗(yàn)位在無線電發(fā)送部件400-1和400-2中經(jīng)受預(yù)定的無線電發(fā)送處理(諸如D/A轉(zhuǎn)換和上轉(zhuǎn)換),并且分別從天線450-1和450-2進(jìn)行發(fā)送。對(duì)從450-1和450-2發(fā)送的相應(yīng)信號(hào)進(jìn)行空間復(fù)用,并且在接收設(shè)備中接收。
甚至當(dāng)將由于衰落等導(dǎo)致的相位旋轉(zhuǎn)添加到傳播路徑上直到在接收設(shè)備中接收到信號(hào)為止時(shí),如圖3A和3B所示的情況也是出現(xiàn)大量退化的最差的情況。因此,退化出現(xiàn)的概率小于將相同調(diào)制模式應(yīng)用到系統(tǒng)位和奇偶校驗(yàn)位的情況。
因此,根據(jù)本實(shí)施例,以相互不同的調(diào)制模式調(diào)制系統(tǒng)位和奇偶校驗(yàn)位,同時(shí)執(zhí)行碼元映射使得奇偶校驗(yàn)位排列在同相軸上和正交軸,并從相應(yīng)的不同天線發(fā)送。因此,可以抑制在接收設(shè)備中退化出現(xiàn)的概率,防止解調(diào)性能的退化而不增加干擾功率,并且降低奇偶校驗(yàn)位之間的干擾。
(實(shí)施例3)本發(fā)明實(shí)施例3的特征是執(zhí)行位排列,以便在接收turbo編碼產(chǎn)生的奇偶校驗(yàn)位1和2時(shí)均衡接收質(zhì)量。
本實(shí)施例的時(shí)空turbo編碼設(shè)備的基本配置與根據(jù)實(shí)施例2的時(shí)空turbo編碼設(shè)備(圖4)相同,并且省略其描述。此外,在本實(shí)施例中,位確定部件600的操作與實(shí)施例2不同。
在本實(shí)施例中,在從調(diào)制模式命令部件500指示的奇偶校驗(yàn)位的調(diào)制模式下,位排列確定部件600確定位排列,使得從選擇部件200輸出的兩個(gè)奇偶校驗(yàn)位映射到同相軸和正交軸上。此外,位排列確定部件600確定位排列,使得在編碼部件120-1中卷積編碼的奇偶校驗(yàn)位1與在編碼部件120-2中卷積編碼的奇偶校驗(yàn)位2不同。
更特別地,當(dāng)調(diào)制模式命令部件500指示位排列確定部件600將QPSK調(diào)制應(yīng)用到系統(tǒng)位并將16QAM應(yīng)用到奇偶校驗(yàn)位時(shí),如圖6所示,與實(shí)施例2相同,部件600將在編碼部件120-1中卷積編碼的奇偶校驗(yàn)位(P11和P12)排列在同相軸上。同時(shí),至于在編碼部件120-2中卷積編碼的奇偶校驗(yàn)位(P21和P22),部件600改變位順序并且將位排列在正交軸上。
在實(shí)施例2(圖5A和5B)中,至于在編碼部件120-1中卷積編碼的奇偶校驗(yàn)位(P11和P21),取不同值的位總是排列在由排列軸組成的不同象限的坐標(biāo)上。同時(shí),至于在編碼部件120-2中卷積編碼的奇偶校驗(yàn)位(P12和P22),取不同值的位有時(shí)排列在相同象限的坐標(biāo)上。因此,在接收設(shè)備中奇偶校驗(yàn)位P11和P21的接收質(zhì)量相對(duì)高,而在接收設(shè)備中奇偶校驗(yàn)位P12和P22的接收質(zhì)量總是低。
在本實(shí)施例中,由于在位排列中交換奇偶校驗(yàn)位P21和P22,在編碼部件中卷積編碼的奇偶校驗(yàn)位P22的接收質(zhì)量變得相對(duì)高,并且與位是在編碼部件120-1還是在120-2中卷積編碼無關(guān),奇偶校驗(yàn)位的接收質(zhì)量變得均衡。
因此,根據(jù)本發(fā)明,以相互不同的調(diào)制模式調(diào)制系統(tǒng)位和奇偶校驗(yàn)位,同時(shí)在執(zhí)行碼元映射使得奇偶校驗(yàn)位排列在同相軸上和正交軸上時(shí),在奇偶校驗(yàn)位1和奇偶校驗(yàn)位2之間的位排列中交換部分位,并且從相應(yīng)不同的天線發(fā)送系統(tǒng)位和奇偶校驗(yàn)位。因此,可以抑制在接收設(shè)備中出現(xiàn)退化的概率,防止解調(diào)性能的退化而不增加干擾功率,并且降低奇偶校驗(yàn)位之間的干擾,同時(shí)在多個(gè)奇偶校驗(yàn)位序列中接收質(zhì)量保持均衡。
(實(shí)施例4)本發(fā)明的實(shí)施例4的特征是改變系統(tǒng)位的位排列和對(duì)應(yīng)于重發(fā)次數(shù)的奇偶校驗(yàn)位。
圖7是顯示根據(jù)本實(shí)施例的時(shí)空turbo編碼設(shè)備的基本配置的方框圖。在如圖所示的時(shí)空turbo編碼設(shè)備中,給與圖2或圖4所示的時(shí)空turbo編碼設(shè)備中的部件相同的部件分配相同的附圖標(biāo)記,并省略其描述。如圖7所示的時(shí)空turbo編碼設(shè)備主要包括turbo編碼部件100、選擇部件200、映射部件300-1和300-2、無線發(fā)送部件400-1和400-2、調(diào)制模式命令部件500、位排列確定部件600、排列軸交換部件700和重發(fā)控制部件800。
根據(jù)來自重發(fā)控制部件800的控制,如在實(shí)施例2或3那樣,位排列確定部件600確定奇偶校驗(yàn)位的位排列。換句話說,位排列確定部件600確定位排列,使得奇偶校驗(yàn)位位映射在同相軸和正交軸上,或者確定另一個(gè)位排列,使得奇偶校驗(yàn)位映射在同相軸和正交軸上,同時(shí)奇偶校驗(yàn)位1和奇偶校驗(yàn)位2在排列方面不同。
根據(jù)來自重發(fā)控制部件800的控制,排列軸交換部件700在位排列確定部件600確定的位排列中交換排列軸。
重發(fā)控制部件800對(duì)應(yīng)于重發(fā)次數(shù)信息控制位排列確定部件600和排列軸交換部件700,其中該信息表示接收設(shè)備為同一數(shù)據(jù)做出重發(fā)請(qǐng)求的次數(shù)。更具體地說,重發(fā)控制部件800確定是否運(yùn)行位排列確定部件600和排列軸交換部件700,以使得每次重發(fā)時(shí)系統(tǒng)位和奇偶校驗(yàn)位的位排列都不同。
通常,當(dāng)需要重發(fā)同一數(shù)據(jù)時(shí),在接收設(shè)備中接收的數(shù)據(jù)包括由于在傳播路徑上的衰落等導(dǎo)致的大量差錯(cuò),并且不滿足預(yù)定的質(zhì)量。因此,例如,當(dāng)衰落變化慢時(shí),如果在重發(fā)時(shí)間發(fā)送同一位排列的信號(hào),則認(rèn)為重發(fā)數(shù)據(jù)可能是錯(cuò)誤的概率為高。
然后,在本實(shí)施例中,每次重發(fā)時(shí)使用不同的位排列發(fā)送信號(hào)。
將在下面描述按上述配置的時(shí)空turbo編碼設(shè)備的操作。此外,在下面的描述中假設(shè)調(diào)制模式命令部件500指示將QPSK調(diào)制應(yīng)用到系統(tǒng)位并將16QAM應(yīng)用到奇偶校驗(yàn)位。
首先,像實(shí)施例1那樣,turbo編碼部件100對(duì)發(fā)送數(shù)據(jù)執(zhí)行turbo編碼。作為turbo編碼的結(jié)果,從選擇部件200將獲得的系統(tǒng)位輸出到映射部件300-1,并且將奇偶校驗(yàn)位輸出到映射部件300-2。
同時(shí),當(dāng)重發(fā)次數(shù)信息輸入到重發(fā)控制部件800時(shí),重發(fā)控制部件800檢測重發(fā)次數(shù),并且確定是否運(yùn)行位排列確定部件600和排列軸交換部件700。
這里,為進(jìn)一步描述,假設(shè)重發(fā)不發(fā)生(重發(fā)次數(shù)為零)。
當(dāng)重發(fā)次數(shù)為零時(shí),通過重發(fā)控制部件800控制的位排列確定部件600,系統(tǒng)位和奇偶校驗(yàn)位都排列在同相軸上和正交軸上,并且在位排列中交換從編碼部件120-1和120-2輸出的第二奇偶校驗(yàn)位(見圖8A)。同時(shí),排列軸交換部件700不運(yùn)行。換句話說,當(dāng)重發(fā)次數(shù)是零時(shí),采用如上述的實(shí)施例3那樣的位排列。
當(dāng)這樣確定位排列時(shí),將所確定的位排列通知到對(duì)應(yīng)的映射部件300-1和300-2。然后,映射部件300-2調(diào)制系統(tǒng)位執(zhí)行碼元映射。映射部件300-2調(diào)制奇偶校驗(yàn)位執(zhí)行碼元映射。
這樣調(diào)制并碼元映射的系統(tǒng)位和奇偶校驗(yàn)位在無線電發(fā)送部件400-1和400-2中經(jīng)受預(yù)定的無線電發(fā)送處理(諸如D/A轉(zhuǎn)換和上轉(zhuǎn)換),并且分別從天線450-1和450-2進(jìn)行發(fā)送。對(duì)從天線450-1和450-2發(fā)送的相應(yīng)信號(hào)進(jìn)行空間復(fù)用,并且在接收設(shè)備中接收。
此時(shí),當(dāng)在接收設(shè)備中接收的信號(hào)包括許多錯(cuò)誤,并且沒有獲得所需質(zhì)量的數(shù)據(jù)時(shí),接收設(shè)備發(fā)出重發(fā)請(qǐng)求。在圖中未示出的接收部件中接收重發(fā)請(qǐng)求,并且將所接收的重發(fā)請(qǐng)求的次數(shù)作為重發(fā)次數(shù)信息輸入到重發(fā)控制部件800。
以這種方式,重發(fā)控制部件800檢測出重發(fā)次數(shù)為1。
此外,當(dāng)在圖中未示出的接收部件中接收重發(fā)請(qǐng)求時(shí),在turbo編碼部件100中再次turbo編碼需要重發(fā)的發(fā)送數(shù)據(jù)。然后,如上所述,從選擇部件200將獲得的系統(tǒng)位輸出到映射部件300-1,并且將奇偶校驗(yàn)位輸出到映射部件300-2。
當(dāng)重發(fā)次數(shù)是1時(shí),通過重發(fā)控制部件800控制的位排列確定部件600,系統(tǒng)位和奇偶校驗(yàn)位都排列在同相軸上和正交軸上,并且在位排列中交換從編碼部件120-1和120-2輸出的第一奇偶校驗(yàn)位(見圖8B)。同時(shí),排列軸交換部件700不運(yùn)行。
因此,當(dāng)重發(fā)次數(shù)為1時(shí),通過改變重發(fā)次數(shù)為零的情況下的位排列,防止了在傳播路徑上出現(xiàn)相同的錯(cuò)誤。
這里,進(jìn)一步假設(shè)繼續(xù)解釋在接收設(shè)備中接收到的信號(hào)仍然具有許多錯(cuò)誤并沒有獲得所需質(zhì)量的數(shù)據(jù)。換句話說,從接收設(shè)備發(fā)出第二重發(fā)請(qǐng)求,并且重發(fā)次數(shù)信息輸入到重發(fā)控制部件800。
因此,重發(fā)控制部件800檢測出重發(fā)次數(shù)為2。
然后,在turbo編碼部件100中再次turbo編碼需要重發(fā)的發(fā)送數(shù)據(jù)。然后,如上所述,從選擇部件200將獲得的系統(tǒng)位輸出到映射部件300-1,并且將奇偶校驗(yàn)位輸出到映射部件300-2。
當(dāng)重發(fā)次數(shù)是2時(shí),通過重發(fā)控制部件800控制的位排列確定部件600,系統(tǒng)位和奇偶校驗(yàn)位都排列在同相軸上和正交軸上,并且在位排列中交換從編碼部件120-1和120-2輸出的第二奇偶校驗(yàn)位。此外,排列軸交換部件700交換坐標(biāo)上的排列軸來放置系統(tǒng)位和奇偶校驗(yàn)位(見圖8C)。
因此當(dāng)重發(fā)次數(shù)為2時(shí),不改變位排列,而是在用于位排列的坐標(biāo)上交換排列軸來防止在傳播路徑上出現(xiàn)相同的錯(cuò)誤。
以這種方式,根據(jù)本發(fā)明,以相互不同的調(diào)制模式調(diào)制系統(tǒng)位和奇偶校驗(yàn)位,同時(shí)無論何時(shí)請(qǐng)求重發(fā),都改變位排列,并且從相應(yīng)不同的天線發(fā)送系統(tǒng)位和奇偶校驗(yàn)位。因此,可以抑制接收設(shè)備中出現(xiàn)退化的概率,并且防止解調(diào)性能降低而不增加干擾功率。此外,當(dāng)衰退變化慢時(shí),可以在重發(fā)中防止相同的錯(cuò)誤出現(xiàn),并且改善整個(gè)系統(tǒng)。
此外,在本實(shí)施例中,當(dāng)重發(fā)次數(shù)是2時(shí),交換排列軸,但是關(guān)于在位排列中改變和排列軸交換的組合,該組合能夠通過其各種修改來實(shí)現(xiàn)。
此外,在上述每一個(gè)實(shí)施例中描述的是BPSK調(diào)制和QPSK調(diào)制的組合和另一QPSK調(diào)制和16QAM的組合作為示例。然而,本發(fā)明不限于這樣的示例,并且可應(yīng)用到相互不同的調(diào)制模式的任何組合上,諸如16QAM和64QAM的組合以及BPSK調(diào)制和16QAM的另一組合。
此外,在上述每個(gè)實(shí)施例的解釋中天線的數(shù)量都是2,但是本發(fā)明不限于該數(shù)字,可應(yīng)用到任意數(shù)量的天線。
如上所述,根據(jù)本發(fā)明,可以防止解調(diào)性能降低而不增加干擾功率。
換句話說,本發(fā)明的編碼設(shè)備采用這樣一種結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)包括編碼器,用于編碼發(fā)送數(shù)據(jù)并輸出系統(tǒng)位和奇偶校驗(yàn)位;調(diào)制器,用于以相互不同的調(diào)制模式調(diào)制輸出的系統(tǒng)位和奇偶校驗(yàn)位;和發(fā)送器,用于從相應(yīng)的天線發(fā)送經(jīng)調(diào)制的系統(tǒng)位和奇偶校驗(yàn)位。
根據(jù)該結(jié)構(gòu),以相互不同的調(diào)制模式調(diào)制所獲得的、編碼的系統(tǒng)位和奇偶校驗(yàn)位,并且從對(duì)應(yīng)的天線進(jìn)行發(fā)送。因此,當(dāng)復(fù)用系統(tǒng)位和奇偶校驗(yàn)位時(shí),出現(xiàn)退化的概率低,并且可以防止解調(diào)性能降低而不增加干擾功率。
本發(fā)明的編碼設(shè)備在上述結(jié)構(gòu)采用這樣一種結(jié)構(gòu),其中調(diào)制器具有調(diào)制模式命令器,用于將不同的調(diào)制模式應(yīng)用到系統(tǒng)位和奇偶校驗(yàn)位;位排列確定器,用于根據(jù)所應(yīng)用的調(diào)制模式來確定系統(tǒng)位和奇偶校驗(yàn)位的位排列;和映射部件,用于使用預(yù)定的位排列對(duì)系統(tǒng)位和奇偶校驗(yàn)位執(zhí)行碼元映射。
根據(jù)該結(jié)構(gòu),不同的調(diào)制模式應(yīng)用到系統(tǒng)位和奇偶校驗(yàn)位,并且確定位排列執(zhí)行碼元映射。因此,系統(tǒng)位和奇偶校驗(yàn)位之間解調(diào)模式不同,并且例如,在時(shí)空turbo編碼中應(yīng)用M元調(diào)制中,可以降低退化出現(xiàn)的概率。
本發(fā)明的編碼設(shè)備在上述結(jié)構(gòu)采用這樣一種結(jié)構(gòu),其中調(diào)制模式命令器將具有比在系統(tǒng)位中更大的調(diào)制M元數(shù)的調(diào)制模式應(yīng)用到奇偶校驗(yàn)位,并且位排列確定器確定位排列,其中奇偶校驗(yàn)位排列在同相軸上和正交軸上。
例如,根據(jù)該配置,具有比在系統(tǒng)位中更大調(diào)制M元數(shù)的調(diào)制模式應(yīng)用到奇偶校驗(yàn)位,奇偶校驗(yàn)位排列在同相軸上和正交軸上,由此可以降低在turbo編碼中出現(xiàn)兩個(gè)奇偶校驗(yàn)位之間的干擾。
本發(fā)明的編碼設(shè)備在上述結(jié)構(gòu)采用這樣一種結(jié)構(gòu),其中編碼器為一個(gè)系統(tǒng)位輸出多個(gè)奇偶校驗(yàn)位,并且位排列確定器為多個(gè)奇偶校驗(yàn)位確定不同位排列。
根據(jù)該結(jié)構(gòu),由于為一個(gè)系統(tǒng)位輸出多個(gè)奇偶校驗(yàn)位,并且為多個(gè)奇偶校驗(yàn)位確定位排列,所以可以防止在turbo編碼中在兩個(gè)奇偶校驗(yàn)位之間出現(xiàn),例如,在接收設(shè)備中只有一種類型奇偶校驗(yàn)位的接收質(zhì)量總是變差。
本發(fā)明的編碼設(shè)備在上述結(jié)構(gòu)采用這樣一種結(jié)構(gòu),其中調(diào)制器還具有排列軸交換器,用于交換坐標(biāo)上的排列軸執(zhí)行位排列確定器確定的位排列,和映射部件,用于使用排列軸被交換的坐標(biāo)上的位排列對(duì)系統(tǒng)位和奇偶校驗(yàn)位執(zhí)行碼元映射。
根據(jù)該結(jié)構(gòu),由于在位排列中交換排列軸,然后對(duì)系統(tǒng)位和奇偶校驗(yàn)位執(zhí)行碼元映射,所以可以通過交換排列軸來提供位排列的多種變化,并且防止在傳播路徑上總是出現(xiàn)相同的錯(cuò)誤。
本發(fā)明的編碼設(shè)備在上述結(jié)構(gòu)采用這樣一種結(jié)構(gòu),其中還配有檢測器,用于檢測發(fā)送數(shù)據(jù)的重發(fā)次數(shù),并且其中位排列確定器改變對(duì)應(yīng)于重發(fā)次數(shù)的系統(tǒng)位和奇偶校驗(yàn)位的位排列。
根據(jù)本發(fā)明,由于改變對(duì)應(yīng)于重發(fā)次數(shù)的系統(tǒng)位和奇偶校驗(yàn)位的位排列,可以防止在重發(fā)的數(shù)據(jù)中出現(xiàn)相同的錯(cuò)誤,并且改善整個(gè)系統(tǒng)。
該申請(qǐng)基于在2003年3月25日提交的日本專利申請(qǐng)No.2003-083500,其全部內(nèi)容援引于此以供參考。
工業(yè)實(shí)用性本發(fā)明可以應(yīng)用到安裝在配有發(fā)送設(shè)備和接收設(shè)備的無線通信系統(tǒng)(如,在移動(dòng)通信系統(tǒng))中的基站和移動(dòng)臺(tái)設(shè)備上的無限設(shè)備上。
權(quán)利要求
1.一種編碼設(shè)備,包括編碼器,用于編碼發(fā)送數(shù)據(jù)并輸出系統(tǒng)位和奇偶校驗(yàn)位;調(diào)制器,用于以相互不同的調(diào)制模式調(diào)制輸出的系統(tǒng)位和奇偶校驗(yàn)位;和發(fā)送器,用于從相應(yīng)的天線發(fā)送調(diào)制的系統(tǒng)位和奇偶校驗(yàn)位。
2.如權(quán)利要求1所述的編碼設(shè)備,其中調(diào)制器包括調(diào)制模式命令器,用于將不同的調(diào)制模式應(yīng)用到系統(tǒng)位和奇偶校驗(yàn)位;位排列確定器,用于根據(jù)所應(yīng)用的調(diào)制模式確定系統(tǒng)位和奇偶校驗(yàn)位的位排列;和映射部件,用于使用所確定的位排列對(duì)系統(tǒng)位和奇偶校驗(yàn)位執(zhí)行碼元映射。
3.如權(quán)利要求2所述的編碼設(shè)備,其中調(diào)制模式命令器將具有比在系統(tǒng)位中更大的調(diào)制M元數(shù)的調(diào)制模式應(yīng)用到奇偶校驗(yàn)位,和位排列確定器確定位排列,其中奇偶校驗(yàn)位排列在同相軸上和正交軸上。
4.如權(quán)利要求2所述的編碼設(shè)備,其中編碼器為一個(gè)系統(tǒng)位輸出多個(gè)奇偶校驗(yàn)位,和位排列確定器為多個(gè)奇偶校驗(yàn)位確定位排列。
5.如權(quán)利要求2所述的編碼設(shè)備,其中調(diào)制器還具有排列軸交換器,用于交換坐標(biāo)上的排列軸執(zhí)行位排列確定器確定的位排列,和映射部件,用于使用排列軸被交換的坐標(biāo)上的位排列對(duì)系統(tǒng)位和奇偶校驗(yàn)位執(zhí)行碼元映射。
6.如權(quán)利要求2所述的編碼設(shè)備,還包括檢測器,用于檢測發(fā)送數(shù)據(jù)的重發(fā)次數(shù),和其中位排列確定器改變對(duì)應(yīng)于所檢測到的重發(fā)次數(shù)的系統(tǒng)位和奇偶校驗(yàn)位的位排列。
7.一種編碼方法,包括步驟編碼發(fā)送數(shù)據(jù)來輸出系統(tǒng)位和奇偶校驗(yàn)位;以相互不同的調(diào)制模式調(diào)制輸出的系統(tǒng)位和奇偶校驗(yàn)位;和從相應(yīng)的天線發(fā)送調(diào)制的系統(tǒng)位和奇偶校驗(yàn)位。
全文摘要
一種能夠防止解調(diào)性能降低而不增加干擾功率的編碼設(shè)備。在該設(shè)備中,turbo編碼部件(100)對(duì)發(fā)送數(shù)據(jù)執(zhí)行turbo編碼來輸出系統(tǒng)和奇偶校驗(yàn)位;選擇部件(200)選擇并將兩個(gè)由turbo編碼部件(100)輸出的奇偶校驗(yàn)位的兩個(gè)系統(tǒng)之一輸出到映射部件(300-2)。映射部件(300-1)調(diào)制系統(tǒng)位以執(zhí)行碼元映射。映射部件(300-2)調(diào)制奇偶校驗(yàn)位以執(zhí)行碼元映射。映射部件(300-1,300-2)通過使用由調(diào)制方法指定部件(500)指定的相應(yīng)調(diào)制模式執(zhí)行其相應(yīng)的調(diào)制。映射部件(300-2)使用的指定的調(diào)制方法和映射部件(300-1)使用的指定的調(diào)制方法不同。
文檔編號(hào)H04L27/00GK1765056SQ20048000828
公開日2006年4月26日 申請(qǐng)日期2004年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月25日
發(fā)明者星野正幸, 亞歷山大·戈利切克 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社