DE69433075T2 - Codierungsschema für Kanäle mit Intersymbolinterferenz - Google Patents

Codierungsschema für Kanäle mit Intersymbolinterferenz Download PDF

Info

Publication number
DE69433075T2
DE69433075T2 DE69433075T DE69433075T DE69433075T2 DE 69433075 T2 DE69433075 T2 DE 69433075T2 DE 69433075 T DE69433075 T DE 69433075T DE 69433075 T DE69433075 T DE 69433075T DE 69433075 T2 DE69433075 T2 DE 69433075T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
intersymbol interference
signal
sequence
current
state machine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE69433075T
Other languages
English (en)
Other versions
DE69433075D1 (de
Inventor
Rajiv Bridgewater Laroia
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AT&T Corp
Original Assignee
AT&T Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=22133080&utm_source=***_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=DE69433075(T2) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by AT&T Corp filed Critical AT&T Corp
Publication of DE69433075D1 publication Critical patent/DE69433075D1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE69433075T2 publication Critical patent/DE69433075T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L25/00—Baseband systems
    • H04L25/38—Synchronous or start-stop systems, e.g. for Baudot code
    • H04L25/40—Transmitting circuits; Receiving circuits
    • H04L25/49—Transmitting circuits; Receiving circuits using code conversion at the transmitter; using predistortion; using insertion of idle bits for obtaining a desired frequency spectrum; using three or more amplitude levels ; Baseband coding techniques specific to data transmission systems
    • H04L25/497—Transmitting circuits; Receiving circuits using code conversion at the transmitter; using predistortion; using insertion of idle bits for obtaining a desired frequency spectrum; using three or more amplitude levels ; Baseband coding techniques specific to data transmission systems by correlative coding, e.g. partial response coding or echo modulation coding transmitters and receivers for partial response systems
    • H04L25/4975—Correlative coding using Tomlinson precoding, Harashima precoding, Trellis precoding or GPRS
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M13/00—Coding, decoding or code conversion, for error detection or error correction; Coding theory basic assumptions; Coding bounds; Error probability evaluation methods; Channel models; Simulation or testing of codes
    • H03M13/25—Error detection or forward error correction by signal space coding, i.e. adding redundancy in the signal constellation, e.g. Trellis Coded Modulation [TCM]
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L25/00—Baseband systems
    • H04L25/02—Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
    • H04L25/03—Shaping networks in transmitter or receiver, e.g. adaptive shaping networks
    • H04L25/03006—Arrangements for removing intersymbol interference
    • H04L25/03343—Arrangements at the transmitter end
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L25/00—Baseband systems
    • H04L25/38—Synchronous or start-stop systems, e.g. for Baudot code
    • H04L25/40—Transmitting circuits; Receiving circuits
    • H04L25/49—Transmitting circuits; Receiving circuits using code conversion at the transmitter; using predistortion; using insertion of idle bits for obtaining a desired frequency spectrum; using three or more amplitude levels ; Baseband coding techniques specific to data transmission systems
    • H04L25/497—Transmitting circuits; Receiving circuits using code conversion at the transmitter; using predistortion; using insertion of idle bits for obtaining a desired frequency spectrum; using three or more amplitude levels ; Baseband coding techniques specific to data transmission systems by correlative coding, e.g. partial response coding or echo modulation coding transmitters and receivers for partial response systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Probability & Statistics with Applications (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Error Detection And Correction (AREA)
  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)

Description

  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Diese Erfindung betrifft Verfahren zur Übertragung von Daten über Kanäle mit Intersymbolinterferenz und insbesondere Verfahren zur Minimierung der Wirkungen einer Intersymbolinterferenz auf übertragene Daten.
  • ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
  • Eine Intersymbolinterferenz ergibt sich aus der Tatsache, dass ein typischer Kommunikationskanal an sich einen Speicher hat, so dass andere Signale, die durch den Kanal übertragen werden, das gegenwärtige übertragene Signal stören. Frühere Techniken zur Minimierung der Wirkungen einer Intersymbolinterferenz haben eine "Vorcodierung" des zu übertragenen Signals beinhaltet. Diese Techniken nach dem Stand der Technik bieten, während sie sowohl Codierungs- als auch Formungsverstärkungen auf Kanälen mit Intersymbolinterferenz ermöglichen, eine weniger als optimale Leistung aufgrund des "Vorcodierungsverlustes" (d. h., der zusätzlichen Leistung, die zur Minimierung der Wirkungen einer Intersymbolinterferenz übertragen werden muss), die mit diesen Techniken verbunden ist. Da der Vorcodierungsverlust zunimmt, wenn ein stärkerer Trelliscode verwendet wird, können solche Vorcodierer die Kanalkapazität nicht annähernd erreichen.
  • Eine Technik zur Minimierung der Wirkungen einer Intersymbolinterferenz beinhaltet eine Vorcodierung einer Sequenz von Signalpunkten, um ein Weißmachen des Rauschens auf Kanälen mit Intersymbolinterferenz zu erreichen. Diese Vorcodierung ist eine nichtlineare Operation, die garantiert, dass der Kanalausgang oder der Ausgang eines Noise-Whitening-Filters (Filter, das die Störung weiß machen soll) eine Trelliscodesequenz ist, die durch additives weißes Gaußsches Rauschen beeinflusst ist. Jedem der Signalpunkte in der Sequenz wird ein sogenanntes "Dither-Signal" hinzugefügt. Es wird keine Codierungsoperation (d. h., eine Operation, die einen Codierungsgewinn erreicht) als Teil der Vorcodierung durchgeführt. Vielmehr wird eine Vorcodierung an einer Sequenz von zuvor trelliscodierten Signalpunkten durchgeführt, die aus einer geformten Konstellation gewählt werden könnten. Die Vorcodierung wird unter Verwendung einer Modulo-λ'-Operation durchgeführt, wobei λ' das Restklassengitter ist, das heißt, das Gitter in der letzten Stufe einer Restklassenzerlegung, die zur Erzeugung des Trelliscodes verwendet wird. Unter Verwendung dieses Schemas ist der Vorcodierungsverlust groß, wenn der Trelliscode auf einer großen Zahl von Restklassenzerlegungen beruht. Die Leistung dieses Schemas nimmt mit der Anzahl von Restklassenzerlegungen ab, die zur Erzeugung des Trelliscodes verwendet werden.
  • US-A-5 195 107 beschreibt eine "generalized partial response signaling"-Technik (GPRS), die für den Ausgleich einer Intersymbolinterferenz verwendet wird. Zu diesem Zweck werden Signalpunkte, die für zu übertragende Daten repräsentativ sind, aus einer Signalkonstellation gewählt. Diese Signalkonstellation enthält eine Vielzahl von Signalpunkten, die regelmäßig in einer polygonalen Region mit mehr als vier Seiten beabstandet sind. Die ausgewählten Signalpunkte werden von dem Sender in Übereinstimmung mit der GPRS-Technik vorcodiert. Aufgrund der besonderen Wahl der verwendeten Signalkonstellation nehmen die vorcodierten Signalpunkte zur Übertragung eine Region ein, die mit der polygonalen Region identisch ist.
  • KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
  • Die Intersymbolinterferenz und der Vorcodierungsverlust werden gemäß der Erfindung durch eine Kombination der Vorcodierungs- und Codierungsoperationen minimiert.
  • Durch Ausführung einer Vorcodierung gemeinsam mit einer Codierung beruht die nichtlineare Modulo-Operation auf der ersten Stufe der Gitterzerlegung, die zum Erzeugen des Trelliscodes verwendet wird. Dadurch wird ein geringerer Vorcodierungsverlust als durch die Vorcodierungstechniken nach dem Stand der Technik erzeugt und der Vorcodierungsverlust wird von der Anzahl an Restklassenzerlegungen unabhängig, die zum Erzeugen des Trelliscodes verwendet werden. Die Codierung wird durch Wählen der richtigen nichtlinearen Modulo-Operation als Funktion des gegenwärtigen Zustandes der Finite-State-Maschine, die zum Erzeugen des Trelliscodes verwendet wird, ausgeführt.
  • In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendet ein Intersymbolinterferenzcodierer eine Rückkopplungsschleife zum Anlegen einer Dither-Sequenz an eine Sequenz uncodierter Eingangssignalpunkte. Das Dither-Signal, das an jeden Eingangssignalpunkt angelegt wird, ist eine nichtlineare Funktion der vorherigen Signalpunkte in der Sequenz und des gegenwärtigen Zustandes der Finite-State-Maschine, die zum Erzeugen des Trelliscodes verwendet wird. Der Intersymbolinterferenzcodierer implementiert zum Beispiel einen Trelliscode durch Wählen einer von zwei verschiedenen Modulo-Operationen (mod) zur Bestimmung der Größe des Dither-Signals, wobei die Auswahl auf der Basis des gegenwärtigen Zustandes der Finite-State-Maschine, die zum Erzeugen des Trelliscodes verwendet wird, getroffen wird.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • In den Zeichnungen ist:
  • 1 ein Blockdiagramm des Senderabschnittes eines Kommunikationssystems, das gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung konstruiert ist;
  • 2 ein Blockdiagramm des Empfängerabschnittes eines Kommunikationssystems, das gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung konstruiert ist;
  • 3 die erste Stufe der Zerlegung eines zweidimensionalen Gitters, das zur Erzeugung eines Trelliscodes gemäß der Erfindung verwendet werden kann;
  • 4 ein Blockdiagramm des Intersymbolinterferenzcodierers von 1; und
  • 5 ein Blockdiagramm des Intersymbolinterferenzdecodierers von 2.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • 1 zeigt den Senderabschnitt eines Kommunikationssystems, der einen Kanal mit Intersymbolinterferenz enthält. Der Sender enthält eine binäre Datenquelle 100, einen Konstellationscodierer 102, einen Intersymbolinterferenzcodierer 104 und ein Sendefilter 106. Der Sender gibt eine Sequenz von Signalpunkten zur Übertragung über einen Kanal mit Intersymbolinterferenz 108 aus. Der Kanal mit Intersymbolinterferenz 108 kann als Kanalfilter mit Intersymbolinterferenz 110 und Rauschen, das an einen Addierer (der schematisch als Rauschelement 112 dargestellt ist) angelegt wird, dargestellt werden.
  • Die binäre Datenquelle 100 gibt Daten in Form von Bit an den Konstellationscodierer 102 aus, der die von der Datenquelle 100 empfangenen Bit zu einer Sequenz von Signalpunkten abbildet, die aus einer geformten aber uncodierten Konstellation ausgewählt werden. Der Konstellationscodierer 102 gibt einen Strom von Signalpunkten zu dem Intersymbolinterferenzcodierer 104 aus. Gemäß der Erfindung addiert der Intersymbolinterferenzcodierer 104, wie in der Folge beschrieben wird, eine Dithersequenz zu dem Strom von Signalpunkten, um eine Ausgangssequenz von Signalpunkten zu erzeugen, die (1) vorcodiert ist, um die Wirkung der Intersymbolinterferenz zu minimieren, und (2) in dem Empfänger in einer Sequenz aus einem vorbestimmten Signal-Raumcode (z. B. einem Trelliscode) resultiert, die durch weißes Gaußsches Rauschen beeinflusst ist (um einen Codierungsgewinn zu erreichen). Die Ausgangssequenz von Signalpunkten wird durch ein herkömmliches Sendefilter 106 geleitet und an den Kanal mit Intersymbolinterferenz 108 angelegt.
  • 2 zeigt den Empfängerabschnitt des Kommunikationssystems, der eine Sequenz von Signalpunkten von dem Kanal mit Intersymbolinterferenz 108 empfängt. Der Empfänger enthält einen Entzerrer/Abtaster 200 und ein Entstörungsvorhersagefehlerfilter 202, die gemeinsam ein Noise-Whitening-Filter 203 bilden, einen Viterbi-Decodierer 204, einen Intersymbolinterferenzdecodierer 206, einen "Konstellationsdecodierer" 208 und eine Datensenke 210. Das Entstörungsvorhersagefehlerfilter 202 hat eine Übertragungsfunktion H(z). Der Entzerrer/Abtaster 200, das Entstörungsvorhersagefehlerfilter 202, der Viterbi-Decodierer 204 und der Konstellationsdecodierer 208 können auf herkömmliche Weise implementiert werden, die dem Fachmann bekannt ist.
  • Der Ausgang des Kanals mit Intersymbolinterferenz 108 wird dem Entzerrer/Abtaster 200 und Entstörungsvorhersagefehlerfilter 202 eingegeben, welche die Sequenz an den Viterbi-Decodierer 204 ausgeben. Als Alternative kann der Ausgang von Kanal 108 direkt dem Viterbi-Decodierer 204 bereitgestellt werden (wobei in diesem Fall das Kanalfilter 110 eine Übertragungsfunktion H(z) hat). Der Ausgang des Kanals mit Intersymbolinterferenz 108 (oder der Ausgang des Entstörungsvorhersagefehlerfilters 202 bei Verwendung in Zusammenhang mit einem Weißmachen des Rauschens) ist eine Sequenz von dem vorbestimmten Signal-Raumcode, die durch Rauschen beeinflusst ist, wie ein weißes Gaußsches Rauschen. Der Viterbi-Decodierer 204 ist ein Detektor vom Typ der maximalen Mutmaßlichkeit, der zur Identifizierung der Sequenz von Signalpunkten arbeitet und dieses Rauschen effektiv entfernt. Der gesendete Konstellationspunkt wird dann ausschließlich aus dem Ausgang des Viterbi-Decodierers 204 durch den Intersymbolinterferenzdecodierer 206 gewonnen, wie in der Folge in der Besprechung von 5 beschrieben ist. Der Konstellationsdecodierer 208 empfängt eine Sequenz von Signalpunkten von dem Intersymbolinterferenzdecodierer 206 und gibt Bit, die Blöcke von Signalpunkten, an die Datensenke 210 aus.
  • Zur Erzeugung des Trelliscodes wird ein zweidimensionales (2D) Gitter λ = Z2 in Restklassen des Restklassengitters λ' zerlegt, das ein Nebengitter von Z2 ist. (Die Notation Z2 besagt, dass beide Koordinaten aller Punkte auf einer Ebene ganze Zahlen sind). 3 zeigt das 2D Gitter λ, das in der ersten Zerlegungsstufe in zwei Unterklassen λA und λB getrennt wird. Für dieses Beispiel stellen λA = RZ2 und seine Restklasse (in λ) λB = RZ2 + (0,1) die erste Zerlegungsstufe dar, d. h., λ/λA/λ' aus einer Kette von Gitterzerlegungen. Punkte auf dem Gitter λ, die mit "x" und "o" gekennzeichnet sind, stellen Punkte von den Unterklassen λA beziehungsweise λB dar. Für alle Restklassencodes mit einer 1 Bit/2D Redundanz entsprechen alle ausgehenden Übergänge von einem Trelliszustand entweder den Signalpunkten in λA oder Signalpunkten in λB, aber nicht in beiden. Der Ausgang des Konstellationscodierers 102 (1) ist eine uncodierte Sequenz von Punkten auf λA.
  • Am Ursprung des Gitters in 3 befindet sich eine Region, die mit dem Buchstaben V gekennzeichnet ist (als schraffierte Region dargestellt). Diese Region ist die Voronoi-Region des Gitters λA. Die Voronoi-Region enthält alle Punkte auf der Ebene, die näher dem Ursprung sind als jeder andere Punkt auf dem Gitter. Die Voronoi-Region ist an zwei Seiten durch Volllinien begrenzt, die anzeigen, dass die Signalpunkte entlang diesen Linien in der Region enthalten sind. Die übrigen zwei Seiten der Voronoi-Region sind durch gestrichelte Linien begrenzt, die anzeigen, dass die Signalpunkte entlang diesen Linien von der Region ausgeschlossen sind. Die Bedeutung der Voronoi-Region wird in der Folge verdeutlicht.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung sind die Operationen a) der Trelliscodierung zur Bereitstellung eines Codierungsgewinns und b) der Vorcodierung zur Behebung der Wirkungen der Intersymbolinterferenz in einer einzigen Operation vereint. Der Intersymbolinterferenzcodierer der Erfindung wird zur Übertragung von Daten über Kanäle mit Intersymbolinterferenz verwendet, während sowohl Codierungs- als auch Formungsgewinne erzielt werden. Durch Kombinieren der Trelliscodierung und Vorcodierung in einer einzigen Operation erreicht die Erfindung einen geringeren Vorcodierungsverlust als nach dem Stand der Technik möglich war. Ebenso ist der Vorcodierungsverlust des Intersymbolinterferenzcodierers der Erfindung von der Anzahl von Restklassenzerlegungen unabhängig, die zur Erzeugung des Trelliscodes verwendet werden.
  • 4 zeigt ein Blockdiagramm eines Intersymbolinterferenzcodierers 104. Der Intersymbolinterferenzcodierer 104 enthält einen Trelliscodierer 400, ein Filter 402, ein Modulo-Operationsmittel 404 und Addierer 406 und 407. Wie zuvor besprochen, empfängt der Intersymbolinterferenzcodierer 104 einen Signalpunkt auf Leitung 408 und gibt den Signalpunkt zur Übertragung über den Kanal mit Intersymbolinterferenz 108 auf Leitung 410 aus. Das Filter 402, Modulo-Operationsmittel 404 und der Addierer 406 bilden eine Rückkopplungsschleife zwischen einem Knoten 412 am Ausgang des Intersymbolinterferenzcodierers 104 und Addierers 406. Mit dem Intersymbolinterferenzcodierer 104 ist der Ausgang des Entstörungsvorhersagefehlerfilters 202 an + qn beeinflusst durch weißes Gaußsches Rauschen, wobei qn ein Punkt entweder auf λA oder λB ist. Der Ausgang von Filter 402 wird auch zu dem Addierer 407 geleitet, um zu dem Signal vom Knoten 412 zur Bildung des Eingangs zu dem Trelliscodierer 400 addiert zu werden.
  • Das Filter 402 hat eine Übertragungsfunktion H(z) – 1, wodurch der Intersymbolinterferenzcodierer 104 eine effektive Übertragungsfunktion von 1/H(z) erhält, wenn die Modulo-Operation ignoriert wird (d. h., durch eine einfache Verbindung ersetzt wird). Wenn daher das Modulo-Operationsmittel 404 ignoriert wird, hätte der Intersymbolinterferenzcodierer 104 eine Übertragungsfunktion, die zu der Übertragungsfunktion des Entstörungsvorhersagefehlerfilters 202 reziprok ist.
  • Gemäß der Erfindung garantiert der Intersymbolinterferenzcodierer 104, dass der Eingang zu dem Viterbi-Decodierer 204 die Trelliscodesequenz an + qn ist, beeinflusst durch additives weißes Gaußsches Rauschen. Dies wird durch die Wahl der richtigen mod-Operation im Modulo-Operationsmittel 404 erreicht. Der Codierer 104 wählt die richtige mod-Operation auf der Basis des gegenwärtigen Zustandes der Finite-State-Maschine, die den Trelliscode erzeugt. Wenn der gegenwärtige Zustand verlangt, dass der momentane Ausgang in λA sei, wird die Modulo-λA-Operation gewählt. Wenn andererseits der gegenwärtige Zustand verlangt, dass der momentane Ausgang in λB sei, wird Modulo-λB gewählt. Nach der Modulo-Operation wird der Ausgang an + qn des Entstörungsvorhersagefehlerfilters 202 (unter der Annahme, dass kein Rauschen vorhanden ist) zur Bestimmung des nächsten Zustandes der Finite-State-Maschine verwendet.
  • Der Trelliscodierer 400 ist eine Finite-State-Maschine, die den Trelliscode erzeugt. Der Trelliscodierer 400 behandelt alle Zerlegungsstufen des Trelliscodes, aber die mod-Operationen beruhen nur auf der ersten Stufe der Trelliszerlegung.
  • Um zu verstehen, warum der Ausgang des Noise-Whitening Filters 203 eine gültige Sequenz von einem Trelliscode ist, muss Folgendes beachtet werden. Es wird angenommen, dass die letzte Sequenz von Ausgangssignalpunkten, ..., a0 + q0, ..., an–2 + 4n–2, an–1 + qn–1, eine gültige Trellissequenz bildet. Wenn der Ausgang an–1 + qn–1 den Trellis in einem Zustand lässt, der nur jene Übergänge zulässt, die Punkten in λA entsprechen, wählt der Trelliscodierer 400 die mod-λA-Operation. Wenn stattdessen jedoch an–1 + qn–1 den Trellis in einem Zustand lässt, der nur jene Übergänge zulässt, die Punkten in λB entsprechen, wählt der Trelliscodierer 400 die mod-λB-Operation. Die Durchführung der mod-λA-Operation bedeutet, wie unten beschrieben, eine Quantisierung des Rückkopplungssignals fn auf den nächsten Punkt qn in λA und Bestimmung des Quantisierungsfehlers mn. Ebenso bezieht sich eine mod-λB-Operation auf die Quantisierung von fn auf den nächsten Punkt qn in λB und Bestimmung des Quantisierungsfehlers mn.
  • Die Quantisierung in dem Modulo-Operationsmittel 404 wird so ausgeführt, dass der Fehler mn (das Dither-Signal, das an den Addierer 406 angelegt wird) immer ein Punkt in der Voronoi-Region V von λA ist. Da der gegenwärtige Eingangssignalpunkt auf Leitung 408 immer ein Punkt in λA ist (Signalpunkte an werden aus einer uncodierten Konstellation gewählt), entspricht an + qn einem gültigen Übergang in der Finite-State-Maschine des Trelliscodes, wodurch die Finite-State-Maschine in einen neuen Zustand gebracht wird. Dieser Prozess wird für die folgenden nächsten Eingänge (z. B. an+1) kontinuierlich wiederholt. Auf diese Weise garantiert der Intersymbolinterferenzcodierer 104, dass der Eingang zu dem Viterbi-Decodierer in dem Empfänger eine gültige Trellissequenz ist (beeinflusst durch additives weißes Gaußsches Rauschen).
  • Wie zuvor besprochen, ist der Vorcodierungsverlust die zusätzliche übertragene Energie, die zur Behebung der Wirkungen einer Intersymbolinterferenz notwendig ist, die durch den Kanal 108 verursacht wird. In der Ausführungsform von 4 ist der Vorcodierungsverlust die durchschnittliche Energie von mn, welche die durchschnittliche Energie der Voronoi-Region V des Gitters λA ist. Durch Kombinieren der Vorcodierungsoperation, das heißt, der Addition einer Dither-Sequenz (einer Sequenz aufeinanderfolgender Dither-Signale mn) zu der Sequenz von Eingangskanalsignalpunkten, mit der Codierungsoperation führt der Intersymbolinterferenzcodierer 104 Modulo-Operationen auf der Basis von Nebengittern in der ersten Stufe der Gitterzerlegung aus, die zum Erzeugen des Trelliscodes verwendet wird. Die Nebengitter in der ersten Zerlegungsstufe sind dichter (feiner) als spätere Zerlegungen des Gitters. Somit hat das Gitter, das der ersten Zerlegungsstufe entspricht, eine kleinere Voronoi-Region als jene der Gitter, die späteren Zerlegungen entsprechen, und somit eine geringere durchschnittliche Energie. Dies erzeugt einen geringeren Vorcodierungsverlust. Das Operieren auf der ersten Zerlegungsstufe macht auch den Vorcodierungsverlust von der Anzahl von Restklassenzerlegungen unabhängig, die den Trelliscode erzeugen.
  • Der Intersymbolinterferenzcodierer 104 arbeitet erfolgreich, wenn die Sequenz von Signalpunkten an ausschließlich aus dem Ausgang a ^ n+q ^ n des Viterbi-Decodieres 204 gewonnen werden kann. Das Symbol aa ^ n + q ^ n bezeichnet eine Schätzung der Größe an + qn. Der Intersymbolinterferenzdecodierer 206, der genauer in 5 dargestellt ist, führt diese Decodierungsoperation aus.
  • Unter Bezugnahme auf 5 enthält der Intersymbolinterferenzdecodierer 206 ein Filter 500 und einen Quantisierer 502. Das Filter 500 hat eine Übertragungsfunktion 1/H(z), welche die Umkehrfunktion der Übertragungsfunktion des Entstörungsvorhersagefehlerfilters 202 ist. Bei nicht vorhandenen Kanalfehlern empfängt das Filter 500 einen Signalpunkt mit einem Wert an + qn vom Ausgang des Viterbi-Decodierers 204. Die Sequenz an + qn wird vom Filter 500 gefiltert, um ein Signal an – mn zu erhalten. Da mn immer in der Voronoi-Region V des Gitters λA liegt und an ein Punkt auf λA ist, kann der Quantisierer 502 an aus an – mn einfach durch Quantisieren auf herkömmliche Weise auf den nächsten Punkt im Gitter λA gewinnen (so dass der Quantisierungsfehler innerhalb der Voronoi-Region V liegt).
  • Der Intersymbolinterferenzcodierer 104 wurde im Zusammenhang mit dem Empfang einer Sequenz von Signalpunkten beschrieben, die aus einer uncodierten Konstellation gewählt werden. Es versteht sich jedoch, dass der Intersymbolinterferenzcodierer 104 Signalpunkte empfangen könnte, die unter Verwendung eines ersten Trelliscodes codiert wurden, die der Intersymbolinterferenzcodierer 104 zu einem anderen Trelliscode umwandelt.
  • Für den Fachmann ist offensichtlich, dass andere Modifizierungen an der beschriebenen Ausführungsform durchgeführt werden können, ohne sich vom Schutzumfang der Erfindung zu entfernen. Obwohl die Erfindung im Zusammenhang mit 2D trelliscodierten Signalpunkten mit einer 1 Bit/2D-Redundanz beschrieben wurde, ist die vorliegende Erfindung zum Beispiel gleichermaßen bei Trelliscodes anderer Dimensionen und Redundanzen und bei anderen Signal-Raumcodes anwendbar. Ebenso könnten ungeformte Konstellationen und Konstellationen verschiedener Größen und verschiedener Dimensionalität verwendet werden.

Claims (5)

  1. Verfahren zum Übertragen von Daten über einen Kanal mit Intersymbolinterferenz unter Verwendung eines vorbestimmten Signal-Raumcodes, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Empfangen eines Stroms von Eingangsdaten (102); gekennzeichnet durch: Erzeugen einer Sequenz codierter Signalpunkte (406, 410) des Signal-Raumcodes, wobei der gegenwärtige Punkt des Trelliscodes eine Funktion ausgewählter Daten aus dem Strom von Eingangsdaten und des gegenwärtigen Ausgangs einer Finite-State-Maschine ist, wobei der gegenwärtige Eingang zu der Finite-State-Maschine von einem zuvor erzeugten Signalpunkt des Signal-Raumcodes abgeleitet wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Signal-Raumcode einen Trelliscode umfasst.
  3. Vorrichtung zum Erzeugen einer Sequenz codierter Signalpunkte, umfassend: Mittel zum Empfangen eines Stroms von Eingangsdaten (102); gekennzeichnet durch: eine Finite-State-Maschine (400), die einen gegenwärtigen Eingang aufweist und einen gegenwärtigen Ausgang erzeugt; und Mittel zum Erzeugen eines gegenwärtigen Signalpunktes (406) eines Signal-Raumcodes als Funktion ausgewählter Daten aus den Eingangdaten und des gegenwärtigen Ausgangs einer Finite-State-Maschine (400), wobei der gegenwärtige Eingang zu der Finite-State-Maschine von einem zuvor erzeugten Signalpunkt des Signal-Raumcodes abgeleitet wird.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei der Signal-Raumcode einen Trelliscode umfasst.
  5. Verfahren zum Übertragen von Daten über einen Kanal mit Intersymbolinterferenz zu einem Empfänger unter Verwendung eines vorbestimmten Signal-Raumcodes, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Empfangen eines Stroms von Eingangsignalpunkten (102); gekennzeichnet durch: Modifizieren eines gegenwärtigen Signalpunktwertes (104) zum Erzeugen einer gegenwärtigen Abtastung einer Sequenz des Signal-Raumcodes an einem Eingang zu einem Viterbi-Decodierer in dem Empfänger, wobei die Modifizierung als Funktion eines gegenwärtigen Ausgangs einer Finite-State-Maschine durchgeführt wird, wobei die Finite-State-Maschine als gegenwärtigen Eingang die vorherige Abtastung der Sequenz des Signal-Raumcodes empfängt.
DE69433075T 1993-06-14 1994-06-07 Codierungsschema für Kanäle mit Intersymbolinterferenz Expired - Lifetime DE69433075T2 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/076,603 US5488633A (en) 1993-06-14 1993-06-14 Intersymbol interference channel coding scheme
US76603 1993-06-14

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE69433075D1 DE69433075D1 (de) 2003-10-02
DE69433075T2 true DE69433075T2 (de) 2004-07-08

Family

ID=22133080

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE69433075T Expired - Lifetime DE69433075T2 (de) 1993-06-14 1994-06-07 Codierungsschema für Kanäle mit Intersymbolinterferenz

Country Status (5)

Country Link
US (1) US5488633A (de)
EP (1) EP0633679B1 (de)
JP (1) JP3059636B2 (de)
CA (1) CA2121757C (de)
DE (1) DE69433075T2 (de)

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5619539A (en) * 1994-02-28 1997-04-08 International Business Machines Corporation Data detection methods and apparatus for a direct access storage device
JP3321976B2 (ja) * 1994-04-01 2002-09-09 富士通株式会社 信号処理装置および信号処理方法
US5604769A (en) * 1994-10-13 1997-02-18 Lucent Technologies Inc. Hybrid equalizer arrangement for use in data communications equipment
JPH08214281A (ja) * 1995-02-06 1996-08-20 Sony Corp 課金方法および課金システム
US5878077A (en) * 1995-10-10 1999-03-02 Paradyne Corporation Apparatus for high-speed simultaneous voice/data communications
JP3140974B2 (ja) * 1996-03-31 2001-03-05 富士通株式会社 判定方法及びプリコーダ装置
US5938790A (en) * 1997-03-04 1999-08-17 Silicon Systems Research Ltd. Sequence error event detection and correction using fixed block digital sum codes
US6307893B1 (en) * 1997-03-05 2001-10-23 Paradyne Corporation System and method for transmit signal spectral shaping
US6252911B1 (en) * 1997-06-11 2001-06-26 Texas Instruments Incorporated Trellis shaping for PCM modems
US6061407A (en) * 1997-10-08 2000-05-09 International Business Machines Corp. Transmission method and apparatus employing trellis-augmented precoding
JP2002500472A (ja) * 1997-12-29 2002-01-08 モトローラ・インコーポレイテッド 最適化された送信コンステレイションを使用するｐｃｍアップストリーム送信のためのシステム、装置および方法
US6493399B1 (en) 1998-03-05 2002-12-10 University Of Delaware Digital wireless communications systems that eliminates intersymbol interference (ISI) and multipath cancellation using a plurality of optimal ambiguity resistant precoders
US6961314B1 (en) 1998-10-30 2005-11-01 Broadcom Corporation Burst receiver for cable modem system
US6760316B1 (en) * 1998-10-30 2004-07-06 Broadcom Corporation Method and apparatus for the synchronization of multiple cable modem termination system devices
ATE412289T1 (de) * 1998-10-30 2008-11-15 Broadcom Corp Kabelmodemsystem
US7103065B1 (en) 1998-10-30 2006-09-05 Broadcom Corporation Data packet fragmentation in a cable modem system
US6201836B1 (en) 1999-01-20 2001-03-13 Motorola Inc. Method and apparatus for combining a Trellis coding scheme with a pre-coding scheme for data signals
US6680978B1 (en) 1999-03-01 2004-01-20 Adtran, Inc. Method and apparatus for nonlinear filtering and controlling the peak-to-average ratio
US6553081B1 (en) 1999-05-06 2003-04-22 Adtran, Inc. Method and apparatus for removing DC from the output of a precoder in a transmitter of a data communication system
US6400761B1 (en) 1999-09-15 2002-06-04 Princeton University Method and apparatus for adaptively compensating channel or system variations in precoded communications system
US6690739B1 (en) 2000-01-14 2004-02-10 Shou Yee Mui Method for intersymbol interference compensation
US6885699B2 (en) * 2000-07-24 2005-04-26 Stmicroelectronics Ltd. Semi-stationary quiescent mode transmission
US7225392B2 (en) * 2002-03-04 2007-05-29 Lucent Technologies Inc. Error correction trellis coding with periodically inserted known symbols
US7170946B2 (en) * 2002-03-04 2007-01-30 Lucent Technologies Inc. System and method for reviving catastrophic codes
US7471746B2 (en) * 2004-10-28 2008-12-30 Seagate Technology, Llc Whitening of data-dependent, non-stationary noise in an inter-symbol interference channel detector
KR100767052B1 (ko) 2005-12-30 2007-10-17 전남대학교산학협력단 피드백을 갖는 트렐리스 디코더 구조의 ｄｔｖ 수신기 및디코딩 방법
US7953187B2 (en) * 2006-06-21 2011-05-31 Forte Design Systems Limited Likelihood detector apparatus and method
US8731109B2 (en) * 2008-05-19 2014-05-20 Qualcomm Incorporated Methods and systems for effective channel estimation in OFDM systems

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5040191A (en) * 1987-02-24 1991-08-13 Codex Corporation Partial response channel signaling systems
US4888779A (en) * 1988-03-18 1989-12-19 International Business Machines Corporation Matched spectral null trellis codes for partial response channels
US5150381A (en) * 1989-02-16 1992-09-22 Codex Corporation Trellis shaping for modulation systems
US5159610A (en) * 1989-05-12 1992-10-27 Codex Corporation Trellis precoding for modulation systems
US5195107A (en) * 1990-12-11 1993-03-16 At&T Bell Laboratories Technique for compensating for intersymbol interference
US5455839A (en) * 1991-12-27 1995-10-03 Motorola, Inc. Device and method for precoding
US5388124A (en) * 1992-06-12 1995-02-07 University Of Maryland Precoding scheme for transmitting data using optimally-shaped constellations over intersymbol-interference channels
US5396519A (en) * 1993-10-22 1995-03-07 At&T Corp. Method and apparatus for adaptively providing precoding and preemphasis conditioning to signal data for transfer over a communication channel

Also Published As

Publication number Publication date
EP0633679A1 (de) 1995-01-11
EP0633679B1 (de) 2003-08-27
CA2121757C (en) 1999-06-15
CA2121757A1 (en) 1994-12-15
JP3059636B2 (ja) 2000-07-04
DE69433075D1 (de) 2003-10-02
JPH0799510A (ja) 1995-04-11
US5488633A (en) 1996-01-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69433075T2 (de) Codierungsschema für Kanäle mit Intersymbolinterferenz
DE69321866T2 (de) Mehrpegelkodierung mit Trellis-kodierter Modulation und Reed-Solomon-Koden
DE69424972T2 (de) Rotationsinvariante Mehrpegelkodierungssysteme
DE69025061T2 (de) Kodierte Modulation für Mobilrundfunk
DE69224034T2 (de) Kodierte Modulation mit ungleichmässigem Fehlerschutz
DE3687603T2 (de) Kodiertes modulationssystem mit einem vereinfachten dekoder, faehig zur verminderung der folge der kanalverzerrung.
DE60202765T2 (de) Zweistufiger entzerrer für trelliskodierte systeme
DE69228536T2 (de) Einrichtung und verfahren zur vorkodierung
DE69224142T2 (de) Kodierte Modulation mit ungleichen Fehlerschutzebenen
DE3751039T2 (de) Modem und verfahren zur verwendung mehrdimensionaler kodierter modulierung.
DE69321022T2 (de) Kodierte Modulation mit Verwendung einer Kombination von Faltungs- und Blockkodierung
DE69627737T2 (de) Verfahren und Einrichtung zum Empfang von durch Intersymbolinterferenz getroffenen Signalen
DE60218206T2 (de) Einrichtung und verfahren zur beschränkung des wertes von filterkoeffizienten im rückwärtsfilter eines entscheidungrückgekoppelten entzerrers
DE69726661T2 (de) Verfahren und vorrichtung zur kodierung eines digitalen informationssignales
DE69429037T2 (de) Nichtlineare Kodierung für Kanälen mit Intersymbolstörungen
DE69431772T2 (de) Rotationsunabhängiges, trelliskodiertes Modulationssystem
DE69831783T2 (de) Mehrstufige codierung mit zeitdiversity
EP0227956B1 (de) Verfahren zur Datenreduktion digitaler Bildsignale durch Vektorquantisierung
DE2410881A1 (de) Automatische entzerrungsanordnung fuer einen datenuebertragungskanal
DE69433224T2 (de) Verbesserte einrichtung und verfahren zur prekodierung
DE69130140T2 (de) QAM-Empfangsverfahren und Empfänger mit Kompensation der linearen und nichtlinearen Verzerrungen
DE68925516T2 (de) Wirksames Kodierungsverfahren und zugehöriges Dekodierungsverfahren
DE3780831T2 (de) Digitale signalkodierung.
DE3426939C2 (de) Vorrichtung für eine geschlossene prädiktive Quantisierung eines digitalen Vektorsignals
DE69232538T2 (de) Verfahren und gerät mit verteilungserhaltender tomlinson präkodierung bei übertragung von digitalen daten

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition