Устройство и способ гибридного запроса автоматического повторения для системы мобильной связи

Устройство и способ гибридного запроса автоматического повторения для системы мобильной связи

Реферат

 

Изобретение относится к области радиосвязи для передачи данных, более конкретно для повторной передачи данных, в которых имеются ошибки при передаче. Технический результат - повышение пропускной способности передачи. Передатчик формирует S субкодов C_i (i=0, 1, 2,..., S-1) из информационного потока пакетов физического уровня (ПФУ) с использованием квазидополнительных турбокодов, первоначально передает первый субкод С₀ и затем последовательно передает следующие субкоды каждый раз, когда принимается запрос повторной передачи для исходной передачи или для предыдущей повторной передачи. После приема запроса повторной передачи для последнего субкода C_S-1 передатчик передает первый субкод С₀ и затем последовательно передает следующие субкоды всякий раз, когда принимается запрос повторной передачи. 7 c. и 10 з.п. ф-лы, 12 ил., 6 табл.

Область техники

Настоящее изобретение относится к устройству и способу передачи данных, более конкретно к устройству и способу для повторной передачи данных, в которых имеются ошибки при передаче.

Предшествующий уровень техники

Для прямой передачи пакетных данных в системе мобильной связи мобильной станции назначается прямой выделенный канал от базовой станции. Системы мобильной связи, как указано ниже, включают в себя спутниковые системы связи, цифровые сотовые системы, системы стандартов W-CDMA (широкополосная система множественного доступа с кодовым разделением каналов, Ш-МДКР), UMTS (Универсальная система мобильной связи) и IMT-2000. После приема пакетных данных прямой линии связи мобильная станция определяет, насколько успешен прием, и если он успешен, то мобильная станция пересылает пакетные данные на свой более высокий уровень. С другой стороны, если обнаружены ошибки в пакетных данных, то мобильная станция запрашивает их повторную передачу с использованием процедуры гибридного запроса автоматического повторения (ГЗАП). Процедура ГЗАП представляет собой схему повторной передачи с использованием как прямого исправления ошибок (ПИО), так и запроса автоматического повторения (ЗАП), для того чтобы запросить повторную передачу пакетов данных, в которых обнаружены ошибки. Это увеличивает пропускную способность передачи и улучшает характеристики системы за счет канального кодирования для исправления ошибок. Основными методами канального кодирования являются сверточное кодирование и турбокодирование.

Система ГЗАП использует гибкое объединение для увеличения пропускной способности. Имеется два типа гибкого объединения: объединение разнесения пакетов и объединение кодов пакетов. Они также называются гибким объединением пакетов. Несмотря на субоптимальность в смысле эффективности по сравнению с объединением кодов пакетов, объединение разнесения пакетов широко используется, когда потери эффективности низки, ввиду простоты реализации.

Система пакетной передачи использует схему объединения кодов пакетов для улучшения пропускной способности передачи. Передатчик передает код с отличающейся скоростью передачи при каждой передаче пакета. Если в принятом пакете обнаружена ошибка, то приемник запрашивает повторную передачу и выполняет гибкое объединение данного пакета и повторно переданного пакета. Повторно переданный пакет может иметь код, отличающийся от кода предыдущего пакета. Схема объединения кодов пакетов представляет собой процесс объединения принятых N пакетов с коэффициентом кода R и кода с эффективным коэффициентом кода R/N перед декодированием, чтобы тем самым получить выигрыш кодирования.

Что касается схемы объединения разнесения пакетов, с другой стороны, передатчик передает код с одним и тем же коэффициентом кода R при каждой передаче пакета. Если в принятом пакете обнаружена ошибка, приемник запрашивает повторную передачу и выполняет гибкое объединение данного пакета и повторно переданного пакета. Повторно переданный пакет имеет код, идентичный коду предыдущего пакета. В этом смысле схема объединения разнесения пакетов может рассматриваться как усреднение символов в случайном канале. Схема объединения разнесения пакетов снижает мощность шумов путем усреднения гибких выходных результатов входных символов и обеспечивает возможность получения такого выигрыша разнесения, как это обеспечивается в многолучевом канале, так как тот же самый код повторно передается по каналу с замираниями. Однако схема объединения разнесения пакетов не обеспечивает дополнительного выигрыша за счет кодирования, который может быть получен в соответствии со структурой кода в схеме объединения кодов пакетов.

Ввиду простоты реализации большинство систем передачи пакетов используют схему объединения разнесения пакетов, которая изучается для выяснения возможностей применения в синхронной системе IS-2000 и в асинхронной системе UMTS. Причина этого состоит в том, что существующие системы передачи пакетов используют сверточные коды, и даже объединение кодов пакетов не обеспечивает большого усиления при использовании сверточных кодов с низкой скоростью передачи данных. В системе, поддерживающей повторные передачи с коэффициентом R=1/3, нет существенной разницы в характеристиках между объединением кодов пакетов и объединением разнесения пакетов. Таким образом, схема объединения разнесения пакетов выбирается с учетом сложностей в реализации. Однако использование турбокодов в качестве кодов ПИО требует отличающегося механизма объединения пакетов, так как турбокоды создаются как коды исправления ошибок, которые должны иметь рабочие характеристики, весьма близкие к “Пределу пропускной способности канала Шеннона”, и их характеристики в отличие от сверточных кодов изменяются очевидным образом с изменением коэффициентов кодирования. Поэтому можно сделать вывод, что схема объединения кодов пакетов может применяться в системе передачи пакетов данных, использующей турбокоды в схеме повторной передачи для достижения оптимальных характеристик.

Сущность изобретения

Поэтому задачей настоящего изобретения является создание устройства и способа для формирования субкодов для оптимального объединения кодов и применения субкодов в схеме ГЗАП в системе повторной передачи с использованием турбокодов.

Также задачей настоящего изобретения является создание устройства и способа для формирования дополнительных кодов из турбокодов и применения дополнительных кодов в схеме ГЗАП в системе связи.

Кроме того, задачей настоящего изобретения является создание устройства и способа для выполнения объединения разнесения и объединения кодов селективным образом для повторно передаваемых субкодов в системе мобильной связи.

Кроме того, задачей настоящего изобретения является создание устройства и способа для выполнения объединения кодов для первоначально переданных субкодов и выполнения объединения разнесения и объединения кодов селективно для повторно передаваемых субкодов.

Вышеуказанные и другие результаты достигаются в устройстве и способе для повторной передачи данных с обнаруженными ошибками в системе мобильной связи. Передатчик формирует S субкодов C_i (i=0, 1, 2,..., S-1) из информационного потока пакетов физического уровня (ПФУ) с использованием квазидополнительных турбокодов, первоначально передает первый субкод С₀ и затем последовательно передает следующие субкоды каждый раз, когда принимается запрос повторной передачи для исходной передачи или для предыдущей передачи. После приема запроса повторной передачи для последнего субкода C_s-1 передатчик передает первый субкод С₀ и затем последовательно передает следующие субкоды всякий раз, когда принимается запрос повторной передачи.

Краткое описание чертежей

Вышеуказанные и другие задачи, признаки и преимущества настоящего изобретения поясняются в последующем детальном описании, иллюстрируемом чертежами, на которых показано следующее:

фиг.1 - трафик, показывающий различие по рабочим характеристикам между объединением кодов пакетов и объединением разнесения пакетов в системе передачи пакетов данных с использованием турбокодов;

фиг.2 - блок-схема устройства формирования субкода, соответствующего возможному варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг.3 - вариант осуществления передачи пакетов согласно процедуре ГАЗП согласно настоящему изобретению;

фиг.4 - другой вариант осуществления передачи пакетов согласно процедуре ГЗАП согласно настоящему изобретению;

фиг.5 - иллюстрация обработки временных интервалов по процедуре ГЗАП в случае пакета физического уровня (ПФУ), занимающего один временной интервал, согласно фиг.3;

фиг.6 - иллюстрация обработки временных интервалов по процедуре ГЗАП в случае ПФУ, занимающего два временных интервала, согласно фиг.4;

фиг.7 - блок-схема последовательности операций способа формирования первого субкода в наборе субкодов из квазидополнительных турбокодов (КДТК) согласно возможному варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг.8 - блок-схема последовательности операций способа формирования средних субкодов в наборе КДТК согласно возможному варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг.9 - блок-схема последовательности операций способа формирования последнего субкода в наборе КДТК согласно возможному варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг.10 - блок-схема последовательности операций процедуры передачи данных согласно ГЗАП в соответствии с возможным вариантом осуществления настоящего изобретения;

фиг.11 - блок-схема последовательности операций процедуры приема данных согласно ГЗАП в соответствии с возможным вариантом осуществления настоящего изобретения;

фиг.12 - блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая процедуру управления для объединения кодов, как показано на фиг.11.

Детальное описание предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения

Предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения описаны ниже со ссылками на чертежи. В последующем описании хорошо известные функции или конструкции не описываются детально, чтобы не загромождать сущность изобретения несущественными деталями.

1. Объединение кодов пакетов

Настоящее изобретение предлагает способ формирования субкодов для оптимального объединения пакетов в системе передачи, использующей турбокоды, и систему, которая селективно использует схему объединения кодов пакетов и схему объединения разнесения пакетов в соответствии со скоростями передачи данных. Ниже описаны преимущества и выигрыш в рабочих характеристиках предлагаемой системы и протокола ГЗАП для работы системы.

Сначала приведено описание работы системы, которая селективно использует схему объединения кодов пакетов и схему объединения разнесения пакетов в соответствии со скоростями передачи данных.

В системе, использующей турбокоды с коэффициентом R=1/5, например, объединение кодов пакетов применяется до тех пор, пока коэффициент кодов, формируемых посредством гибкого объединения повторно передаваемых пакетов, не достигнет 1/5. Для последующих повторно передаваемых пакетов выполняется объединение разнесения пакетов и затем объединение кодов пакетов. Если первый пакет передается со скоростью передачи данных 1/3, то обеспечиваются требуемые символы избыточности при запросе повторной передачи, чтобы обеспечить суммарный коэффициент кода 1/5. Таким образом, когда приемник принимает оба пакета, то суммарный коэффициент кода становится равным 1/5. Каждый из следующих пакетов повторяется до передачи, и приемник выполняет объединение разнесения пакетов, а затем объединение кодов пакетов для повторно переданных пакетов со скоростью передачи данных 1/5.

В принципе известно, что нет существенных различий в рабочих характеристиках между схемой объединения разнесения пакетов и схемой объединения кодов пакетов для сверточных кодов с низкой скоростью передачи данных. Однако имеется очевидное различие между ними для турбокодов в отличие от сверточных кодов. Схема объединения кодов пакетов обеспечивает более высокий выигрыш по эффективности для турбокодов, чем схема объединения разнесения пакетов. Ввиду вышеописанного свойства турбокодов, процедура ГЗАП типа II/III с использованием турбокодов может заметно улучшить пропускную способность.

На фиг.1 представлен трафик, иллюстрирующий разницу в рабочих характеристиках между объединением кодов пакетов и объединением разнесения пакетов в случае применения турбокодов. Как показано на фиг.1, турбокод с низкой скоростью передачи данных порядка 1/6 обеспечивает более высокий выигрыш по рабочим характеристикам, чем турбокод с высокой скоростью передачи данных порядка 1/3 при одной и той же энергии символа Es, и дает выигрыш в рабочих характеристиках, равный 3 дБ относительно объединения кодов пакетов. Следовательно, формирование турбокодов с коэффициентом R=1/3 путем объединения кодов пакетов для субкодов с коэффициентом R=1/6 обеспечит получение выигрыша, который дают турбокоды со скоростью передачи данных менее 1/3, и одновременно выигрыш, обеспечиваемый объединением кодов для различных кодов.

Более конкретно, для одного и того же значения энергии символа Es и заданном коэффициенте кода турбокоды обеспечивают рабочие характеристики, близкие к “пределу пропускной способности канала Шеннона” в соответствии с коэффициентами кода, только если итерационное декодирование полностью выполнено, в отличие от сверточных кодов. Известно, что турбокод с низком коэффициентом кода обеспечивает более высокий выигрыш в рабочих характеристиках, чем турбокод с более высоким коэффициентом кода при той же самой энергии символа Es. Например, если R=1/3 снижается до R=1/6, то различие в рабочих характеристиках может быть оценено путем анализа изменения в “пределе пропускной способности канала Шеннона”. Причина предположения об одном и том же значении энергии символа независимо от R=1/3 или 1/6 для кривых на фиг.1 состоит в том, что та же самая энергия символа Es используется для каждой повторной передачи в системе ГЗАП по сравнению с обычным анализом рабочих характеристик турбокодов путем проверки снижения энергии символа, вызванного снижением коэффициентов кода.

Если Р=1/2-код повторяется однократно и два кода объединяются по процедуре разнесения пакетов в канале с аддитивным белым гауссовским шумом (АБГШ), то реализуется выигрыш в 3 дБ в смысле отношения энергии символа к шуму. То же самое имеет место для К=1/6-кода. Таким образом, кривая характеристики для R=1/3-турбокода сдвигается влево параллельно на +3 дБ вследствие выигрыша от объединения разнесения пакетов, а кривая характеристики для R=1/6-турбокода также сдвигается влево параллельно на +3 дБ при той же самой энергии символа. Здесь кривые рабочих характеристик получены для отношения энергии к шуму (Eb/No), которое измеряется для сравнения характеристик кодов в соответствии с коэффициентами кодов. Вследствие этого разница между кривыми характеристик турбокодов эквивалентна разнице в характеристиках между объединением разнесения пакетов и объединением кодов пакетов. Разница в характеристиках в соответствии с коэффициентами кодов может быть оценена исходя из “предела пропускной способности канала Шеннона”, и минимальная разница в характеристиках может быть получена с использованием минимального требуемого отношения сигнал/шум (ОСШ).

2. Минимально требуемое отношение Eb/No для коэффициентов кодов

В системе, использующей турбокоды с коэффициентом кода R и очень большим размером L кодируемого блока, минимально требуемое отношение Eb/No для обеспечения канала без ошибок выражается следующим образом:

В соответствии с приведенным выше уравнением минимально требуемое отношение Eb/No для АБГШ при каждом коэффициенте кода для турбокодов приведено ниже в таблице 1. В таблице 1 типовое отношение Eb/No указывает требуемое Eb/No для частоты ошибок в битах (ЧОБ) ниже 0,00001, когда размер L кодируемого блока турбокодов составляет 1024.

Как показано в таблице 1, требуемое Еb/Nо равно 0,86; 0,57; 0,0; -0,414; -0,55; -0,82; -0,975 и -0,084 дБ соответственно для коэффициентов кодов 3/4, 2/3, 1/2, 3/8, 1/3, 1/4, 1/5 и 1/6. Разность в рабочих характеристиках, равная по меньшей мере 0,53 дБ, существует между системой, использующей R=1/3-код, и системой, использующей R=1/6-код. Это минимальная разница в рабочих характеристиках, основанная на “пределе пропускной способности канала Шеннона”. С учетом реализации реального декодера и внешних условий системы эта разница становится еще больше. При моделировании наблюдалась разница в рабочих характеристиках системы, использующей объединение кодов пакетов для R=2/3-кодов, и системы, использующей объединение разнесения пакетов для R=2/3-кодов.

В таблице 2 представлены различия в рабочих характеристиках между объединением кодов пакетов и объединением разнесения пакетов после одной повторной передачи в системе с коэффициентами кодов, равными 2/3, для субкодов. Как показано в таблице 2, минимальная разница в рабочих характеристиках составляет 1,12 дБ, причем схема объединения кодов пакетов обеспечивает достижение более высоких рабочих характеристик в системе, использующей турбокод.

Как описано выше, схема объединения кодов пакетов демонстрирует превосходные характеристики в системе повторной передачи с использованием турбокодов. Поэтому настоящее изобретение обеспечивает способ формирования субкодов для оптимального объединения кодов пакетов в системе повторной передачи с использованием турбокодов. Формирование субкодов для объединения кодов пакетов в соответствии с предварительно определенным правилом обеспечивает вышеупомянутый выигрыш объединения кодов и максимизирует характеристики системы, запрашивающей субкоды одинакового размера для каждой повторной передачи.

На фиг.2 представлена блок-схема устройства формирования субкодов, использующего коды в соответствии с возможным вариантом осуществления настоящего изобретения. Как показано на фиг.2, устройство формирования суб-кодов включает в себя турбокодер, генератор 204 субкодов и контроллер 205.

Сначала, что касается турбокодера, первый компонентный кодер (или первый составляющий кодер) 201 кодирует входной информационный поток битов и выводит первые кодовые символы, т.е. информационные символы Х и первые символы проверки четности Y0 и Y1. Перемежитель 202 перемежает входной информационный поток битов в соответствии с предварительно определенным правилом. Второй компонентный кодер (или второй составляющий кодер) 203 кодирует перемеженный информационный поток битов и выводит вторые кодовые символы, т.е. информационные символы X’ и вторые символы проверки четности Y’0 и Y’1. Таким образом, выходные символы турбокодера являются первыми и вторыми кодовыми символами. Поскольку информационные символы X’, формируемые вторым компонентным кодером 203, не передаются реально, то коэффициент кода турбокодера равен 1/5.

Генератор 204 субкодов формирует субкоды из первых и вторых кодовых символов, принятых от первого и второго компонентных кодеров 201 и 203, с использованием операций прокалывания и повторения под управлением контроллера 205. Контролер 205 сохраняет матрицы прокалывания (и повторения), сформированные в соответствии с алгоритмами, показанными на фиг.4, 5 и 6, и выдает сигналы селекции выходных символов для матриц прокалывания на генератор 204 субкодов. Затем генератор 204 субкодов выбирает предварительно определенное количество кодовых символов в предварительно определенном диапазоне прокалывания в соответствии с сигналами селекции символов.

Символы, использованные для обозначения в данном описании, имеют следующий вид: X, Y0, Y1, Y’0 и Y’1 и определяются следующим образом:

X’: систематический кодовый символ или информационный символ;

Х: систематический кодовый символ или информационный символ;

Y0: избыточный символ с верхнего компонентного кодера турбокодера;

Y1: избыточный символ с верхнего компонентного кодера турбокодера;

Y’0: избыточный символ с нижнего компонентного кодера турбокодера;

Y’1: избыточный символ с нижнего компонентного кодера турбокодера.

На фиг.7, 8 и 9 представлены блок-схемы алгоритмов, иллюстрирующие процедуры генерирования субкодов (или матрицы прокалывания) в соответствии с возможным вариантом осуществления настоящего изобретения. Более конкретно, на фиг.7 показана процедура генерирования первого субкода С₀ в наборе субкодов, на фиг.8 показана процедура генерирования средних субкодов от C₁ до C_s-2 в наборе субкодов, и на фиг.9 показана процедура генерирования последнего субкода C_s-1 в наборе субкодов.

В последующем описании обозначение ENC1 (относящееся к первым кодовым символам) указывает на информационные символы и первые символы проверки четности Y0 и Y1, полученные с выхода первого компонентного кодера 201, а обозначение ENC2 (относящееся к вторым кодовым символам) указывает на вторые символы проверки четности Y0 и Y1, полученные с выхода второго компонентного кодера 203.

Как показано на фиг.7, максимальный коэффициент кода (Rmax), доступный для передатчика, устанавливается на этапе 401. Это значение главным образом определяется в соответствии со скоростью передачи данных в системе. Минимальный коэффициент кода (Rmin) устанавливается как целое кратное от значения Rmax (=k/n). Хотя значение Rmin может быть определено произвольным образом, обычно оно равно 1/6, 1/7 и ниже, так как выигрыш кодирования входит в состояние насыщения из-за снижения коэффициентов кода при R=1/7 и ниже при применении турбокодов. Кроме того, определяется реальный коэффициент кода, т.е. коэффициент материнского кода (R) декодера в приемнике.

В реальной реализации системы Rmax и Rmin предварительно установлены. В некотором смысле, Rmax есть коэффициент кода для субкодов, которые должны генерироваться, а Rmin - коэффициент целевого кода, объединяющего субкоды. В принципе, Rmin есть коэффициент кода для кодера в передатчике.

На этапе 403 количество субкодов (S) вычисляется посредством следующего уравнения с использованием Rmax и Rmin:

где представляет минимальное целое число, равное или большее, чем *.

Переменная m устанавливается на исходное значение 1 на этапе 405 и С (=mn) определяется на этапе 407. С - это количество столбцов каждой проколотой матрицы, определяемое посредством Rmax. Например, для Rmax=3/4 С может быть равно 3, 6, 9,... и устанавливается на минимальное доступное значение для первого субкода, который должен быть передан. Здесь С установлено на 3 для Rmax=3/4.

На этапе 407 вычисляется число символов, которое должно быть выбрано из матрицы прокалывания Ns, путем перемножения переменной m на длину кода, т.е. количество кодовых символов n из Rmax=k/n. Ns - количество выбранных символов или количество выбранных позиций в каждой матрице прокалывания, вычисляемое как C/Rmax.

На этапе 409 (Ns-С) сравнивается с количеством компонентных кодеров турбокодера в передатчике. Существующий турбокодер в общем случае имеет два компонентных кодера. Т.е. предполагается, что используются два компонентных кодера. На этапе 409 определяется, является ли выражение (Ns-С) равным или большим, чем 2, так как турбокодер имеет два компонентных кодера, соединенных последовательно, с перемежителем, включенным между ними, как показано на фиг.2, в отличие от обычных кодеров, использующих другие одиночные коды. Иными словами, по меньшей мере один символ проверки четности с каждого компонентного кодера должен передаваться после того, как все информационные символы будут переданы, чтобы сохранить характеристики, присущие турбокодеру.

Если (Ns-С) меньше, чем 2, то по меньшей мере один символ выбирается из первого множества символов проверки четности или из второго множества символов проверки четности. С точки зрения турбокодов, для любого случая могут возникнуть проблемы. Субкоды, генерируемые без второго символа проверки четности, являются не турбокодами, а сверточными кодами с длиной ограничения К=4 с кодера, имеющего только первый компонентный кодер и не обеспечивающего выигрыша перемежения, который имеет место в турбокодере. С другой стороны, передача только систематических символов без символов проверки четности от первого компонентного кодера приводит в результате к субкодам с коэффициентом кода 1. Это эквивалентно некодированной системе без какого-либо выигрыша за счет кодирования. Соответственно, (Ns-С) должно быть больше или равно 2, чтобы обеспечить рабочие характеристики турбокодера.

Если на этапе 409 установлено, что (Ns-С) равно или больше, чем 2, то на этапе 411 из матрицы прокалывания выбираются С систематических информационных символа, а другие символы выбираются в соответствии с предварительно определенным типом. Для типа 1 другие символы выбираются на этапе 413 из первого и второго символов проверки четности согласно уравнению (3). Количество выбранных первых символов проверки четности равно или больше, чем количество выбранных вторых символов проверки четности. Например, если количество других символов (Ns-С) равно 3, то первые и вторые символы проверки четности выбираются согласно уравнению (3), и затем один или более символов выбираются из вторых символов проверки четности.

где представляет максимальное целое число, равное или меньшее, чем *.

Для типа 2 другие символы выбираются на этапе 415 из первых и вторых символов проверки четности согласно уравнению (4). Если а и b заданы как коэффициенты распределения символов для первых символов проверки четности и вторых символов проверки четности соответственно, то из первых символов проверки четности выбирается количество символов как минимальное целое число, равное или большее, чем отношение a(Ns-С) к (а+b), и из вторых символов проверки четности выбирается количество символов как максимальное целое число, равное или меньшее, чем отношение b(Ns-С) к (а+b)

где а+b=1, а и b указывают коэффициенты распределения символов для ENC1 и ENC2 соответственно.

Если заданное условие на этапе 409 не удовлетворено, т.е. (Ns-С) меньше, чем 2, то переменная m получает приращение на 1 на этапе 417 и процедура возвращается на этап 407. Назначением этапа 409 является определение того, могут ли субкоды, сохраняющие свойства турбокодов, генерироваться в пределах данного диапазона прокалывания (размера матрицы прокалывания). Если свойства турбокодов не могут быть сохранены, то диапазон прокалывания на этапе 417 увеличивается.

Как описано выше, исходная матрица прокалывания формируется таким образом, что все информационные символы выбираются и по меньшей мере один символ выбирается из первого и из второго наборов символов проверки четности в турбокодере.

Ниже представлено описание способа формирования средней матрицы прокалывания со ссылками на фиг.8. Путем повторения процедуры по фиг.8 генерируются матрицы прокалывания от C₁ до C_s-2.

Как показано на фиг.8, этап 501 или 503 выполняется в соответствии с предварительно определенным типом. Для типа 1 Ns символов выбирается на этапе 501 из наборов первых и вторых символов проверки четности согласно уравнению (5). Ns есть произведение m и n, определенных из Rmax (=k/n), где k - количество информационных символов для формирования n кодовых символов. Количество выбранных первых символов проверки четности равно или больше, чем количество выбранных вторых символов четности. Здесь невыбранные символы выбираются из предыдущих матриц прокалывания.

Для типа 2 Ns символов выбираются на этапе 503 из наборов первых и вторых символов проверки четности соответственно предварительно определенным коэффициентам согласно уравнению (6). Если а и b заданы как коэффициенты распределения символов для первых символов и вторых символов проверки четности соответственно, то из первых символов проверки четности выбирается количество символов, как минимальное целое число, равное или большее, чем отношение a(Ns) к (а+b), а из вторых символов проверки четности выбирается количество символов, как максимальное целое число, равное или меньшее, чем отношение (Ns) к (a+b). Здесь невыбранные символы выбираются из предыдущих матриц прокалывания.

Способ генерации последней матрицы прокалывания описан ниже со ссылками на фиг.9.

Согласно фиг.9 оставшиеся невыбранные символы выбираются из предыдущих матриц прокалывания на этапе 601. Количество выбираемых символов определяется как Ns2. На этапе 603 новое значение Ns определяется выражением (Ns-Ns2). Поскольку символы во всех позициях выбираются из матриц прокалывания в процессе выполнения операций, показанных на фиг.7, 8 и 9, новое значение Ns является количеством символов, которые должны быть выбраны повторно. На этапе 605 определяется, больше ли новое значение Ns, чем 0. Если новое Ns равно 0, то процедура заканчивается. Если оно больше, чем 0, то из информационных символов выбирается столько символов, сколько составляет Ns. Иными словами, выбранные символы повторно передаются.

Вышеописанный способ генерирования субкодов в соответствии с настоящим изобретением поясняется ниже на конкретном числовом примере.

Для Rmax =3/4 и R=1/5, Rmin=l/6 и S=6/(4/3)=4,55. Таким образом, формируется 5 матриц прокалывания.

{С₀, C₁, С₂, С₃, С₄}:Rmax=3/4.

Поскольку коэффициент кода для субкодов равен 3/4 и число субкодов равно 5, субкоды имеют коэффициент кода 3/20((1/S)Rmax=(1/5)(3/4)=3/20) после объединения кодов. Это означает, что для 3 информационных битов приемник принимает 20 кодовых символов. Однако поскольку 15 символов генерируются из Sb=54=20 и Sa=53=15, то предварительно определенные 5 символов из 15 символов передаются повторно. Повторные символы предпочтительно являются информационными символами. В вышеприведенном примере, если информационный символ Х повторяется однократно в каждом субкоде, декодер принимаем турбокод с R=1/5, в котором информационные символы появляются дважды для каждого из S субкодов.

3. Выбор избыточности (Набор квазидополнительных кодов)

Субкоды, полученные в результате процедур, показанных на фиг.1, 8 и 9, являются некоторым видом дополнительных кодов, хотя они не являются таковыми в строгом смысле этого термина, поскольку существуют повторяемые символы, и каждый субкод обладает отличающейся характеристикой. Поскольку субкоды получены из турбокодов, они будут называться квазидополнительными турбокодами (КДТК). Система ГЗАП использует следующую схему повторной передачи с использованием КДТК.

Система ГЗАП является основным примером использования объединения кодов пакетов. Объединение кодов пакетов доступно для существующих систем ГЗАП, ГЗАП типа I, ГЗАП типа II и ГЗАП типа III. В этих системах метод повторной передачи может быть реализован с использованием КДТК. Если транспортный блок или блок передачи (БП) определяется как блок информационных битов, являющийся базовым блоком для передачи пакетов, один субкод C_i выбирается для каждой передачи БП в гибридных системах.

Блок повторной передачи и БП первоначальной передачи могут иметь одинаковый или различающийся размер. Для каждой передачи используется следующий набор КДТК.

Из КДТК C_q, имеющего размер S набора кодов, может быть восстановлен материнский код С или может быть сформирован новый код C_q с более низким коэффициентом кода, чем у материнского кода С, путем объединения субкодов C_i (i=0, 1, 2,..., S-1). Материнский код имеет минимальный коэффициент кода, доступный в кодере. Затем КДТК определяется как:

исходный код С с коэффициентом кода R=Rm или код С с коэффициентом кода R<Rm

где S - число субкодов с коэффициентом кода Ri, Rm - коэффициент кода для материнского кода.

Работа системы, передающей ТБ одинакового размера для первоначальной передачи и для каждой повторной передачи с использованием КДТК, описана ниже. Разумеется, схема передачи с использованием различных ТБ также поддерживается в настоящем изобретении. В данном случае S равно 4 и R равно 1/5.

(Этап 1) Передача выполняется на базе ТБ, и субкод C_i КДТК передается при первоначальной передаче и каждой повторной передаче.

(Этап 2) Когда общий коэффициент кода для кодов, выработанных путем гибкого объединения первоначально переданного и повторно переданных пакетов, больше, чем 1/5, то каждый субкод C_i КДТК передается в порядке C₀, C₁, С₂,...C_s-1 при каждом запросе повторной передачи. Эта процедура представляет собой объединение кодов пакетов.

(Этап 3) Когда общий коэффициент кода для кодов, выработанных путем гибкого объединения первоначально переданного и повторно переданных пакетов, меньше или равен 1/5, то каждый субкод C_i КДТК передается в порядке C₀, C₁, C₂, ..., C_s-1 при каждом запросе повторной передачи. Эта процедура представляет собой объединение разнесения пакетов.

(Этап 4) Размер набора КДТК может иметь произвольное значение, определяемое Rmax и Rmin. Для R=1/5 и коэффициента кода 2/3 для субкодов для повторной передачи, может быть использовано до четырех субкодов.

В таблице 3 ниже приведены наборы КДТК для скоростей передачи пакетов данных прямого канала трафика, которые, как ожидается, будут доступными в современной системе IS-2000 1XEVDV. В данном случае коэффициент материнского кода R=1/5 и коэффициент кода для субкодов R=2/3, 1/3 или 1/6.

Как показано в таблице 3, для коэффициента кода субкодов 1/6, меньшего, чем коэффициент материнского кода 1/5, один и тот же код С₀ используется при каждой передаче. Для коэффициента кода субкодов 1/3, большего, чем коэффициент материнского кода 1/5, отличающийся код С₀ и C₁ используется при каждой передаче. Для коэффициента кода субкодов 2/3, большего, чем коэффициент материнского кода 1/5, отличающийся код С₀, C₁, C₂ и С₃ используется при каждой передаче. Размер набора кодов S равен 4. Если передаются все S субкодов, то приемник может восстановить коэффициент материнского кода R и получить максимальный выигрыш за счет кодирования, обеспечиваемый кодером.

4. Матрица прокалывания для квазидополнительных кодов

Ниже в таблице 4 приведены примеры матрицы прокалывания для каждого коэффициента кода для субкодов

Как показано в таблице 4, когда используется турбокод коэффициента 1/5 в качестве материнского кода, и генерируется субкод коэффициента 2/3 с кодовыми символами, выведенными для 4 информационных битов, то из 4 информационных битов генерируются 20 кодовых символов. Субкод коэффициента 2/3 генерируется путем прокалывания 14 символов из 20 символов. Для объединения разнесения пакетов таких субкодов субкод С₀, выработанный из вышеуказанных матриц прокалывания, повторно передается при каждом запросе повторной передачи. С другой стороны, для объединения кодов пакетов отличающийся кодовый символ передается при каждом запросе повторной передачи. После передачи всех субкодов С₀, C₁, C₂ и С₃ в наборе выполняется объединение разнесения пакетов. Для ГЗАП типа III с использованием объединения кодов пакетов полные кодовые символы материнского кода декодируются после четырех передач.

При этом “1” в матрицах прокалывания в таблице 4 указывают, что символы в этих позициях выбираются или передаются, а “0” указывают, что символы в этих позициях прокалываются. “2” указывает, что символ в данной позиции появляется дважды. Матрицы прокалывания (и повторения) разрабатываются для удовлетворения следующих условий.

(Условие 1) Информационный символ повторяется в субкоде КДТК, когда используется повторение.

(Условие 2) Если информационный символ Х повторяется в субкоде КДТК, использующего повторение, т