DE69912628T2

DE69912628T2 - Kodierung/dekodierung von zusätzlichen symbolen in einem kommunikationssystem

Info

Publication number: DE69912628T2
Application number: DE69912628T
Authority: DE
Inventors: E. Gregory BOTTOMLEY; Rajaram Ramesh
Original assignee: Ericsson Inc
Current assignee: Ericsson Inc
Priority date: 1998-10-01
Filing date: 1999-08-13
Publication date: 2004-09-16
Anticipated expiration: 2019-08-14
Also published as: ATE253794T1; US6426978B1; AU5774999A; EP1118193B1; WO2000021260A1; MY121080A; DE69912628D1; CN1321383A; EP1118193A1; BR9914166A; JP2002527948A

Description

Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung bezieht sich auf digitale Kommunikationssysteme und Verfahren und genauer auf Übertragung und Empfang von kodierten digitalen Bitströmen.
Hintergrund der Erfindung
Digitale Bitströme werden in vielen digitalen Kommunikationssystemen inkludierend, aber nicht begrenzt auf Datenspeichersysteme und drahtlose und drahtgebundene Datenkommunikationssysteme übersendet und empfangen. Da die Kapazität und Nutzung dieser Systeme fortsetzt sich zu erhöhen, ist es allgemein wünschenswert, Bitströme bei höheren Datenraten zu übertragen. Höhere Datenraten können durch schnelleres Betreiben der Systeme erhalten werden. Es ist jedoch auch wünschenswert, Datenraten durch Kodierung von mehr Information in einen Bitstrom zu erhöhen.
Die Notwendigkeit für höhere Datenraten wird nun für drahtlose Kommunikation inkludierend, aber nicht begrenzt auf drahtlose Funktelefonkommunikationssysteme und Verfahren erläutert. Drahtlose Kommunikationen setzen fort zu expandieren, da mehr Funkspektrum für kommerzielle Verwendung verfügbar wird und da zellulare Funktelefone üblich werden. Außerdem gibt es gegenwärtig eine Evolution von analogen Kommunikationen zu digitalen Kommunikationen. Sprache wird durch eine Serie von Bits dargestellt, die moduliert und von einer Basisstation zu einem Funktelefon übertragen werden. Das Funktele fon demoduliert die empfangene Wellenform, um die Bits wiederherzustellen, die dann zurück in Sprache konvertiert werden. Es gibt auch eine steigende Nachfrage nach Datendiensten, wie etwa E-Mail und Internetzugang, die allgemein digitale Kommunikationen verwenden.
Es gibt viele Typen von drahtlosen digitalen Kommunikationssystemen und Verfahren. Traditionell wird Vielfachzugriff im Frequenzmultiplex (Frequency-Division-Multiple-Access, FDMA) verwendet, um das Spektrum in eine Vielzahl von Funkkanälen entsprechend unterschiedlichen Trägerfrequenzen zu teilen. Diese Trägerfrequenzen können weiter in Zeitschlitze geteilt werden, was als Vielfachzugriff im Zeitmultiplex (Time-Division-Multiple-Access, TDMA) bezeichnet wird, wie es in den digitalen zellularen Funktelefonsystemen D-AMPS, PDC und GSM der Fall ist. Alternativ können mehrfache Benutzer die gleiche Bandbreite unter Verwendung von Spreizspektrumtechniken verwenden, wie etwa Vielfachzugriff im Codemultiplex (Code-Division-Multiple-Access, CDMA). IS-95 und J-STD-008 sind Beispiele von CDMA-Standards.
Ungeachtet der Modulation und Mehrfachzugriffsverfahren, die verwendet werden, sollte die Systemgestaltung das begrenzte verfügbare Funkspektrum effizient verwenden. Somit besteht eine fortgesetzte Notwendigkeit, so viel Bits von Information wie möglich durch den Funkkanal mit einer gegebenen Qualität effizient zu senden.
Höhere Datenraten können unter Verwendung vieler Ansätze erreicht werden, die auf FDMA-, TDMA- und CDMA-Systeme angewendet werden können. Ein Ansatz ist es, Datenrate gegen Genauigkeit einzutauschen. Z. B. können durch Reduzierung von Vorwärtsfehler-Korrekturkodierraten oder Spreizfaktoren höhere Datenraten auf Kosten eines erhöhten Bitfehlers oder Rahmen fehlers erreicht werden. Auch kann Modulation höherer Ordnung verwendet werden.
Ein zweiter Ansatz ist es, Datenrate gegen Benutzerkapazität einzutauschen. Dieser Ansatz gibt einem Benutzer mehr "Kanäle", d. h. mehr FDMA-Träger, mehr TDMA-Zeitschlitze oder mehr CDMA-Codes. Dies kann die Datenrate von einem Benutzer erhöhen, belässt aber weniger Kanäle für andere Benutzer verfügbar.
Es können auch andere Ansätze verwendet werden. Die europäische Patentanmeldung EP 0 837 565 A1 beschreibt eine Erhöhung verfügbarer Kanalkapazität in einem IS-95 kompatiblen System durch Spreizen von Breitbanddatenströmen durch Sequenzen, die aus den Walsh-Codes abgeleitet werden, die in dem System verwendet werden, und Verwendung des resultierenden kodierten Signals, um jeden der Träger in dem System zu modulieren, um Breitbandsignale zu generieren, die in Kombination mit normal generierten Schmalband-IS-95-Signalen übertragen werden. US-Patent Nr. 3,484,782 beschreibt eine Erhöhung verfügbarer Spreizcodes unter Verwendung biorthogonaler Codemengen, die aus orthogonalen Codemengen abgeleitet werden. US-Patent Nr. 5,515,396 beschreibt ein System zum Übertragen bei hohen Datenraten ohne Änderung der drahtlosen Luftschnittstelle des Systems durch Kodierung von Benutzerinformation, Partitionierung der kodierten Information in Zwei-Bit-Blöcke und dann Spreizen jedes Blocks gemäß einem Spreizcode, der basierend auf dem Wert des Zwei-Bit-Blocks ausgewählt wird.
Diese Ansätze können Kompromisse involvieren. Entsprechend ist es wünschenswert, eine Erhöhung in einer Datenrate zu erlauben ohne Notwendigkeit, die Symbolübertragungsrate zu erhöhen.
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist deshalb ein Ziel der vorliegenden Erfindung, verbesserte digitale Kommunikationssysteme und Verfahren vorzusehen.
Es ist ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung, digitale Kommunikationssysteme und Verfahren vorzusehen, die den Betrag von Information erhöhen können, der in einem Bitstrom kodiert ist, ohne die Notwendigkeit, die Symbolübertragungsrate zu erhöhen.
Diese und andere Ziele werden gemäß der vorliegenden Erfindung durch Kombinieren von Blockkodierung und Differenzial- und/oder Amplitudenmodulation vorgesehen. Konventionelle blockkodierte Systeme und Verfahren senden eines von N Codeworten, um m = log₂(N) Bits zu übertragen. Gemäß der Erfindung kann für jede Codewortperiode ein oder mehr zusätzliche Bits durch Anwendung von Differenzialmodulation und/oder Amplitudenmodulation auf die Codeworte übertragen werden. Bei Differenzialmodulation kann zusätzliche Information durch Flippen oder Nicht-Flippen des Vorzeichens eines Codeworts gesendet werden. Bei Amplitudenmodulation kann zusätzliche Information durch Änderung der Amplitude von aufeinanderfolgenden Codeworten gesendet werden. Es kann auch eine Kombination von Differenzial- und Amplitudenkodierung verwendet werden. Somit kann die Datenrate ohne Erhöhung der Symbolübertragungsrate erhöht werden.
Spezieller können Sender und Übertragungsverfahren gemäß der Erfindung einen ersten Bitstrom und einen zweiten Bitstrom durch Blockkodierung des ersten Bitstroms, um Codeworte zu erzeugen, übertragen. Der zweite Bitstrom wird durch einen zweiten Kodierer, der mindestens eine von Differenzial- und Amplitudenkodierung verwendet, um sekundäre Symbole zu erzeugen, differenzial- und/oder amplitudenkodiert. Die sekundären Symbole werden auf die Codeworte moduliert, um modifizierte Codeworte zu erzeugen. Es wird dann eine Trägerwelle gemäß den modifizierten Codeworten moduliert. Somit kann jedes Codewort zusätzliche Information darin inkludieren, die durch die Differenzial- und/oder Amplitudenkodierung des zweiten Bitstroms generiert wird.
Der erste Bitstrom kann unter Verwendung eines orthogonalen Codes, Nordstrom-Robinson-Codes, Reed-Muller-Codes oder Kerdock-Codes blockkodiert werden. Differenzialkodierung kann durch Durchführung mindestens einer EXKLUSIV-ODER-Operation in den sekundären Symbolen und den Codeworten vorgesehen werden. Es können viele Formen einer Modulation verwendet werden, inkludierend Direktsequenzspreizung und Offset-QPSK-Modulation.
Ausgebreitete Signale gemäß der Erfindung inkludieren einen ersten Bitstrom und einen zweiten Bitstrom, die in einer Trägerwelle verkörpert sind. Der erste Bitstrom und der zweite Bitstrom sind in einer Trägerwelle durch eine Vielzahl von Codeworten verkörpert, die in der Trägerwelle moduliert sind. Die Codeworte umfassen eine Blockkodierung des ersten Bitstroms mit Differenzial- und/oder Amplitudenkodierung des zweiten Bitstroms, der darauf moduliert wird.
Empfänger und Empfangsmethoden gemäß der vorliegenden Erfindung korrelieren einen Bitstrom zu einer Menge von Codeworten, um Korrelationen zu erzeugen. Die höchsten Korrelationen werden erfasst, um dadurch Codeworte zu erfassen, die dem Bitstrom entsprechen. Das Vorzeichen und/oder Amplitudenänderungen in den Korrelationen entsprechend den erfassten Codeworten werden auch erfasst, um dadurch differenzial- und/oder amplitudenkodierte sekundäre Symbole in dem Bitstrom zu erfassen.
Die höchsten Korrelationen können unter Verwendung eines Blockcodedetektors weicher Entscheidung (soft decision block code detector) oder eines Blockcodedetektors harter Entscheidung (hard decision block code detector) erfasst werden. Vorzeichen und/oder Amplitudenänderungen können auch unter Verwendung eines Softentscheidungsdifferenzial- und/oder Amplitudendetektors oder eines Hartentscheidungsdifferenzial- und/oder Amplitudendetektors erfasst werden. Die höchsten Korrelationen können durch Quadrieren der Größe der Korrelationen erfasst werden. Die Vorzeichen- und/oder Amplitudenänderungen in den Korrelationen können durch Verzögerung einer Korrelation entsprechend einem erfassten Codewort und Multiplikation der verzögerten Korrelation mit einer gegenwärtigen Korrelation erfasst werden, um differenzial kodierte sekundäre Symbole in dem Bitstrom zu erfassen.
Sender und Empfänger können, wie oben beschrieben, kombiniert werden, um digitale Kommunikationssysteme vorzusehen. Übertragungs- und Empfangsverfahren können, wie oben beschrieben, kombiniert werden, um digitale Kommunikationsverfahren vorzusehen. Entsprechend können zusätzliche Bits in jeder Codewortperiode übertragen und empfangen werden, um dadurch eine Erhöhung in einer Datenrate zu erlauben, ohne die Notwendigkeit, die Symbolübertragungsrate zu erhöhen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Blockdiagramm eines konventionellen digitalen Kommunikationssystems.
2 ist ein Blockdiagramm eines konventionellen Modulators für das System von 1.
3 ist ein Blockdiagramm eines konventionellen Demodulators für das System von 1.
4 ist ein Blockdiagramm von Sendern und Übertragungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung.
5 ist ein Blockdiagramm von Empfängern und Empfangsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung.
6 ist ein Blockdiagramm von Softgeneratorempfängern (soft generator receivers) und Empfangsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung.
7 ist ein Blockdiagramm einer ersten Ausführungsform von zweiten Softgeneratorempfängern und Empfangsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung.
8 ist ein Blockdiagramm einer zweiten Ausführungsform von zweiten Softgeneratorempfängern und Empfangsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung.
Detaillierte Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen
Die vorliegende Erfindung wird nun hierin nachstehend vollständiger mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, in denen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung gezeigt werden. Diese Erfindung kann jedoch in vielen verschiedenen Formen verkörpert werden und sollte nicht als auf die hierin dargelegten Ausführungsformen begrenzt betrachtet werden; vielmehr werden diese Ausführungsformen vorgesehen, damit diese Offenlegung gründlich und vollständig sein wird und einem Durchschnittsfachmann den Bereich der Erfindung vollständig übermitteln wird. Gleiche Bezugszeichen verweisen überall auf gleiche Elemente.
Für drahtlose Kommunikationen emittiert ein Sender elektromagnetische Wellenformen von einer Antenne, das Medium ist eine Funkausbreitungsumgebung, und ein Empfänger setzt eine oder mehr Antennen ein, um das übertragene Signal wiederherzustellen. Während die folgenden Ausführungsformen im Zusammenhang mit Funkkommunikationen beschrieben werden, ist die Erfindung nicht auf derartige Systeme und Verfahren begrenzt. Sie ist auch auf andere digitale Kommunikationsumgebungen anwendbar, inkludierend drahtgebundene Kommunikationen und magnetische Speichersysteme. In derartigen Anwendungen kann ein Funkprozessor zu einer Vorrichtung verallgemeinert werden, die Daten von einem Übertragungs- oder Speichermedium extrahiert.
Die Erfindung wird im Zusammenhang mit einem linear modulierten Spreizspektrumsignal, wie etwa der IS-95-CDMA-Aufwärtsverbindung, beschrieben. Die Erfindung ist jedoch nicht auf derartige Systeme und Verfahren begrenzt, da sie auch auf andere Formen einer Modulation anwendbar ist, inkludierend Direktsequenzspreizung.
In 1 wird ein konventionelles digitales Kommunikationssystem 100 gezeigt. Es werden digitale Symbole einem Sender 102 bereitgestellt, der die Symbole in eine Darstellung abbildet, die für das Übertragungsmedium 104, wie etwa einen Funkkanal, geeignet ist. Das übertragene Signal durchläuft das Medium 104 und wird in einem Empfänger 105 empfangen. Der Empfänger 105 inkludiert einen Funkprozessor 106, einen Basisbandsignalprozessor 110 und eine Nachbearbeitungseinheit 112.
Der Funkprozessor 106 stimmt auf das gewünschte Band und eine gewünschte Trägerfrequenz ab, und verstärkt, mischt und filtert das Signal herab auf ein Basisband. Das Signal wird abgetastet und quantisiert, was ultimativ eine Sequenz von in einem Basisband empfangenen Abtastwerten vorsieht. Da das ursprüngliche Funksignal In-Phase- (I) und Quadratur- (Q) Kom ponenten hat, können auch die Basisbandabtastwerte I- und Q-Komponenten aufweisen, was komplexe Basisbandabtastwerte verursacht.
Der Basisbandprozessor 110 wird verwendet, um die digitalen Symbole zu erfassen, die übertragen wurden. Er kann ebenso Softinformation erzeugen, was Information bezüglich der Wahrscheinlichkeit der erfassten Symbolwerte ergibt.
Die Nachbearbeitungseinheit 112 führt Funktionen aus, die stark von der bestimmten Kommunikationsanwendung abhängen können. Z. B. kann sie die weich erfassten Werte verwenden, um Vorwärtsfehlerkorrekturdekodierung oder Fehlererfassungsdekodierung durchzuführen. Sie kann digitale Symbole in Sprache unter Verwendung eines Sprachdecoders konvertieren.
In dem Sender 102 werden vor einer Übertragung Bits kodiert und moduliert. Ein konventioneller Modulator 200, der Teil des Senders 102 von 1 sein kann, wird in 2 veranschaulicht. Einem Blockkodierer 202 werden Bits bereitgestellt, der Gruppen von m Eingabebits aufnimmt und N kodierte Bits oder "Chips" erzeugt, die gemeinsam ein Codewort bilden. Z. B. können die Bits in einer bool'schen Form sein (0 oder 1) und die Codewort-Chips können in einer vorzeichenbehafteten Form sein (+1 oder –1). Die Chips werden dann einem Modulator 204 bereitgestellt, der die notwendige Impulsformung und Frequenzübersetzung anwendet, um das Signal für eine Übertragung von einer Antenne vorzubereiten. Z. B. inkludiert die IS-95-Aufwärtsverbindungsmodulation einen Faktor von Vierspreizung, Verwürfelung durch eine komplexe Spreizungssequenz, und Offset-QPSK-Modulation.
In dem Basisbandprozessor 110 des Empfängers 105, wie in 1 veranschaulicht, kann Demodulation durchgeführt werden. Ein konventioneller Demodulator 300, der Teil des Empfängers 105 von 1 sein kann, wird in 3 veranschaulicht. Der Demodulator 300 empfängt komplexe Abtastwerte, die In-Phasen-(I) und Quadratur- (Q) Signalkomponenten entsprechen. Zum Zweck einer Veranschaulichung werden BPSK-Modulation und eine Abtastrate von 1 Abtastwert pro Chip angenommen. Die Bank von Korrelationsvorrichtungen 302 korreliert L komplexe Abtastwerte mit den N unterschiedlichen Codewortmustern, was N komplexe Korrelationswerte erzeugt. Die Korrelationswerte werden einer Größenquadriereinheit 304 bereitgestellt, die die Größe im Quadrat von jedem komplexen Wert berechnet, d. h. den realen Teil im Quadrat plus den imaginären Teil im Quadrat. Die in einer Größe quadrierten Werte werden einer Codewortbestimmungseinheit 306 bereitgestellt, die das Codewort bestimmt, dessen entsprechender größenquadrierter Wert der größte war. Die Codewortbestimmungseinheit 306 stellt den Index des so erfassten Codeworts einer Konvertierungseinheit 308 bereit, die die Bitwerte entsprechend diesem Codewort erzeugt. Somit sehen die Größenquadriereinheit 304 und die Codewortbestimmungseinheit 306 eine Ausführungsform eines Blockkodedetektors vor, der die höchsten Korrelationen erfasst, um dadurch Codeworte zu erfassen, die dem Bitstrom entsprechen.
Wie oben beschrieben, wird die Größe im Quadrat der Korrelationen verwendet. Somit kann Phasenrotation in dem Sender keinen Einfluss auf ein Leistungsverhalten haben. Mit der vorliegenden Erfindung wird diese Eigenschaft ausgenutzt, um Phasenmodulation zusätzlich zu Blockkodierung vorzusehen, um Übertragung eines zweiten Informationsstroms zu ermöglichen. Ähnlich muss Amplitudenvariation unter Codeworten, die innerhalb einer Codewortperiode eine konstante Amplitude haben, nicht eine Wiederherstellung der Bits behindern, obwohl sie das Signal-Rausch-Verhältnis für diese Codewortperiode ändern kann.
Wenn gemäß der Erfindung Phasenmodulation verwendet wird, wird Differenzialkodierung des zweiten Informationsstroms verwendet. Dies erlaubt Erfassung ohne die Notwendigkeit einer kohärenten Referenz. Es existiert bi-orthogonale Kodierung, in der orthogonale Blockkodierung verwendet wird, um einige Bits zu senden, und ein zusätzliches Bit wird durch Senden des Codeworts oder seiner Negativkopie gesendet. Ein derartiger Ansatz kann jedoch in dem Empfänger eine kohärente Referenz erfordern.
Die Erfindung kann auch Amplitudenmodulation verwenden, mit oder ohne Differenzialkodierung. Dann kann ein semi-kohärenter Empfänger benötigt werden, da Amplitudenänderungen in dem Empfänger erfasst werden. Eine Phasenreferenz kann nicht benötigt werden. Es können sowohl Amplituden- als auch Differenzialphasenmodulation verwendet werden. Falls Amplitudenmodulation verwendet wird, kann auch kohärente Phasenmodulation verwendet werden, es kann aber ein vollständig kohärenter Empfänger benötigt werden.
Ein Sender 400 gemäß der vorliegenden Erfindung wird in 4 veranschaulicht. Ein erster Bitstrom wird einem Blockkodierer 402 bereitgestellt, der Codeworte oder Chips erzeugt. Ein zweiter Bitstrom wird einem sekundären Kodierer 404 bereitgestellt, der ein sekundäres Symbol jede Codeperiode von Blockkodierer 402 erzeugt. Der sekundäre Kodierer 404 kann entweder ein Differenzialkodierer (z. B. DPSK, DQPSK), ein Amplitudenkodierer (z. B. ASK) oder ein Differenzialamplitudenkodierer sein. Somit kann er entweder reale oder komplexe sekundäre Symbole erzeugen. Es wird ein erster Modulator, wie etwa ein Multiplizierer 406 vorgesehen, worin jeder Chip von einem Codewort mit dem gleichen sekundären Symbol multipliziert wird, was modifizierte Chips oder modifizierte Codeworte erzeugt. Diese modifizierten Chips werden auf eine Träger welle durch einen zweiten Modulator 408 moduliert. Die Trägerwelle kann drahtlos oder drahtgebunden sein.
In einem Beispiel basiert der sekundäre Kodierer 404 auf DPSK. Er erzeugt +1 oder –1 abhängig davon, ob aufeinanderfolgende Bits in dem zweiten Bitstrom die gleichen sind oder sich unterscheiden. Für dieses Beispiel flippt der Multiplizierer 406 effektiv das Vorzeichen der Codewortchips abhängig von der Ausgabe des sekundären Kodierers 404. Diese sekundäre Kodierung kann in der IS-95-Aufwärtsverbindung verwendet werden, um jede Codewortperiode ein zusätzliches Bit zu senden. Der zweite Modulator 408 kann dann auf der IS-95-Aufwärtsverbindungsmodulation (Spreizung, Verwürfelung und O-QPSK-Modulation) basieren.
Spezielle Implementierungen werden allgemein von der Modulation abhängen, die verwendet wird. Wie oben beschrieben, können z. B. der Blockkodierer 402 und der sekundäre Kodierer 404 gestaltet sein, bool'sche Logikwerte (0 und 1) an Stelle von Werten +1 und –1 zu erzeugen. Dann kann der Multiplizierer 406 als eine EXKLUSIV-ODER-Vorrichtung implementiert sein. Der Modulator 408 kann die bool'schen Logikwerte nehmen und sie zu Werten von +1 oder –1 konvertieren.
Für einen sekundären Kodierer 404 basierend auf DQPSK kann der Kodierer komplexe sekundäre Symbole erzeugen, die mit binären Indexwerten dargestellt werden können. Z. B. können 00 für 1 + j, 01 für –1 + j, 11 für –1 – j und 10 für 1 – j verwendet werden. In diesem Fall kann der Multiplizierer 406 bool'sche Logikwerte von sowohl dem Blockkodierer 402 als auch dem sekundären Kodierer 404 nehmen. Er kann dann Logik oder eine Nachschlagtabelle verwenden, um modifizierte Chips zu erzeugen, die durch zwei bool'sche Logikwerte dargestellt werden. Diese beiden Werte können die sekundären Symbolwerte oder Gegenteile sein, abhängig von den Chipwerten. Falls somit der Chipwert einer Ausgabe des Blockkodierers 1 ist und der sekundäre Symbolwert 00 ist, würde dann der modifizierte Chipwert 11 sein, was impliziert, dass der Modulator das QPSK- oder Offset-QPSK-Symbol –1 – j übertragen sollte.
Ein Empfänger 500 gemäß der vorliegenden Erfindung wird in 5 für den Fall einer Differenzialphasenmodulation des zweiten Bitstroms veranschaulicht. Der Empfänger 500 kann eine konventionelle Bank von Korrelationsvorrichtungen 302, eine Größenquadriereinheit 304, eine Codewortbestimmungseinheit 306 und eine Konvertierungseinheit 308 inkludieren, wie bereits in 3 beschrieben wurde, um den ersten Bitstrom zu demodulieren, der blockkodiert wurde. Außerdem werden komplexe Korrelationswerte von der Bank von Korrelationsvorrichtungen 302 einer Auswahleinheit 502 bereitgestellt, die einen der N komplexen Werte entsprechend dem erfassten Codewortindex auswählt, der durch die Codewortbestimmungseinheit 306 vorgesehen wird. Die ausgewählte Korrelation wird in einer Verzögerungseinheit 504, die eine verzögerte Auswahlkorrelation erzeugt, eine Codewortperiode verzögert. Die ausgewählte Korrelation von der Auswahleinheit 502 und die verzögerte ausgewählte Korrelation von der Verzögerungseinheit 504 werden einer Multiplikationseinheit 506 bereitgestellt, die das Produkt der ausgewählten Verzögerungseinheit mit dem komplexkonjugierten der verzögerten ausgewählten Korrelation erzeugt. Falls der sekundäre Kodierer auf DPSK basiert, wird dann nur der reale Teil des Produkts erzeugt. Das Produkt wird einem Detektor 508 bereitgestellt, der die Werte des zweiten Bitstroms aus dem Produkt bestimmt. Z. B. nimmt der Detektor 508 für DPSK-basierte Abbildung das Vorzeichen des Produkts. Für π/4-Verschiebungs-DQPSK-basierte Abbildung ergibt das Vorzeichen des realen und imaginären Teils des Produkts die beiden Bits, die in einer Codewortperiode gesendet werden. Somit sehen die Auswahleinheit 502, die Multiplikationseinheit 506, die Verzögerungseinheit 504 und die Erfas sungseinheit 508 eine Ausführungsform eines Differenzialdetektors vor, der Vorzeichenänderungen in den Korrelationen entsprechend den erfassten Codeworten erfasst, um dadurch differenzial-kodierte sekundäre Symbole in dem Bitstrom zu erfassen.
Der Empfänger 500 erzeugt "harte" Bitwerte. Häufig folgen einer Demodulation Entschachtelung (deinterleaving) und Dekodierung. In dieser Situation ist es wünschenswert, "weiche" ("soft") Werte zu erzeugen, deren Amplitude das Vertrauen des erfassten Bitwerts anzeigt, der korrigiert wird. Ein Softempfänger 600 gemäß der vorliegenden Erfindung wird in 6 veranschaulicht. Es werden komplexe Abtastwerte der Bank von Korrelationsvorrichtungen 302 bereitgestellt, die komplexe Korrelationen erzeugen. Diese Korrelationen werden einem ersten Softgenerator 602 bereitgestellt, der Softwerte entsprechend dem blockkodierten ersten Bitstrom erzeugt. Die Korrelationen werden auch einem zweiten Softgenerator 604 bereitgestellt, der Softwerte entsprechend dem zweiten Bitstrom erzeugt.
Für den ersten Softgenerator 602 können konventionelle Ansätze verwendet werden, wie etwa jene, die in A. J. Viterbi "An Intuitive Justification and a Simplified Implementation of the MAP Decoder for Convolutional Codes", IEEE J. Sel. Areas Commun., Vol. 16, S. 260–264, Febr. 1998 beschrieben werden, deren Offenlegung hierin durch Bezugnahme einbezogen wird. Z. B. kann für jedes Bit die Differenz zwischen der größten Korrelation entsprechend einem Codewort mit dem Bit gleich +1 und der größten Korrelation entsprechend einem Codewort mit dem Bit gleich –1 verwendet werden. Alternativ kann die Größe oder der größenquadrierte Korrelationswert, verbunden mit der größten Korrelation, als die Softwertamplitude für alle die Bits verwendet werden, die durch dieses Codewort dargestellt werden.
Eine Ausführungsform eines zweiten Softgenerators 604 wird in 7 veranschaulicht. Es werden komplexe Korrelationswerte der Größenquadriereinheit 304 bereitgestellt, die die Größe im Quadrat von jedem komplexen Wert berechnet. Die in einer Größe quadrierten Werte werden der Codewortbestimmungseinheit 306 bereitgestellt, die das Codewort bestimmt, dessen entsprechender größenquadrierte Wert der größte war. Die Codewortbestimmungseinheit 306 erzeugt den Index des so erfassten Codewortes zu der Auswahleinheit 502. Die Auswahleinheit 502 verwendet den Codewortindex, um einen der komplexen Korrelationswerte auszuwählen, was einen ausgewählten Korrelationswert erzeugt. Die ausgewählte Korrelation wird in der Verzögerungseinheit 504, die eine verzögerte ausgewählte Korrelation erzeugt, eine Codewortperiode verzögert. Die ausgewählte Korrelation von der Auswahleinheit 502 und die verzögerte ausgewählte Korrelation von der Verzögerungseinheit 504 werden der Multiplikationseinheit 506 bereitgestellt, die das Produkt der ausgewählten Korrelationseinheit mit dem komplexkonjugierten der verzögerten ausgewählten Korrelation erzeugt. Falls der sekundäre Kodierer auf DPSK basiert, muss dann nur der reale Teil des Produkts erzeugt werden. Der reale und möglicherweise der imaginäre Teil des Produkts sehen Softinformation bezüglich des zweiten Bitstroms vor.
Optimale Erfassung und/oder Softinformationsgenerierung für den zweiten Bitstrom können auf einer Maximum-A-Posteriori-(MAP) Erfassung basieren. Speziell wird für ein bestimmtes Bit die Wahrscheinlichkeit oder Log-Wahrscheinlichkeit eines Bits, eine +1 zu sein, mit der Wahrscheinlichkeit oder Log-Wahrscheinlichkeit eines Bits, eine –1 zu sein, in Anbetracht der empfangenen Datenabtastwerte verglichen. Für eine Erfassung sieht, welche auch immer Wahrscheinlichkeit oder Log-Wahrscheinlichkeit größer ist, das erfasste Bit vor. Für Softinformationsgenerierung kann das Wahrscheinlichkeitsver hältnis, oder vorzugsweise die Differenz von Log-Wahrscheinlichkeiten, die Softinformation für einen Softdecoder vorsehen.
Somit kann ein bevorzugter Softinformationsgenerator, der auch für eine Erfassung verwendet werden kann, eine Quantität bezogen auf die Log-Wahrscheinlichkeit, dass das Bit eine +1 ist, bezeichnet als A₊, und eine Quantität bezogen auf die Log-Wahrscheinlichkeit, dass das Bit eine –1 ist, bezeichnet als A_–, berechnen. Für eine Erfassung können die Quantitäten Wahrscheinlichkeiten oder Log-Wahrscheinlichkeiten proportional sein. Es wird angenommen, dass für sowohl den ersten als auch den zweiten Bitstrom die Bits unabhängig sind und gleich wahrscheinlich +1 oder –1 sind.
Die Wahrscheinlichkeit, dass ein Bit des zweiten Stroms ein bestimmter Wert ist, kann als die Summe von Wahrscheinlichkeiten, summiert über alle möglichen Kombinationen aller möglichen Codeworten einer gegenwärtigen Periode mit allen möglichen Codeworte einer vorherigen Periode, ausgedrückt werden. Während die wahre Wahrscheinlichkeit für Differenzialerfassung von Differenzialsymbolen nicht bekannt sein kann, kann eine angenäherten Form durch
angegeben werden, wobei d das Differenzialsymbol (das ein oder mehr Bits darstellt) ist, D_p das p-te mögliche Differenzialsymbol ist, exp die Exponentialfunktion ist, Re{a} das Annehmen des realen Teils von a bezeichnet, z die Differenzialerfassungsausgabe ist, d. h. das oben beschriebene Produkt, P_N die Rauschleistung in den Werten ist, die verwendet werden, um Produkte zu bilden, und der Exponent "*" komplexe Konjugierung bezeichnet.
Für Differenzialabbildung basierend auf DPSK entspricht das Differenzialsymbol d dem sekundären Bit. Eine Log-Wahrscheinlichkeit kann durch Bilden von z erhalten werden, d. h. dem Produkt einer Codewortkorrelation mit dem Konjugiert einer Codewortkorrelation einer vorherigen Periode für alle möglichen Kombinationen. Mit N möglichen Codeworten kann dies N² Kombinationen vorsehen. Für jede Kombination kann die Wahrscheinlichkeit evaluiert werden. Die Wahrscheinlichkeiten entsprechend + können summiert werden und es kann das Log dieses Ergebnisses genommen werden. Ähnlich können die Wahrscheinlichkeiten entsprechend – summiert werden und das Log des Ergebnisses kann genommen werden. Die Differenz der beiden Log-Werte kann den Softwert für das Differenzialbit vorsehen. Eine Bildung von Wahrscheinlichkeitsfunktionen kann Größe, Größe im Quadrat, Potenzierung, Logarithmen und Bessel-Funktion-Operationen erfordern, wie es in der Technik bekannt ist.
Es wird verstanden, dass die Wahrscheinlichkeitsfunktion Kenntnis der Rauschleistung (oder des doppelten der Rauschleistung) erfordern kann. Eine Lösung dafür ist es, diesen Wert auf einen Operationspunktwert oder Grenzfallwert (worst case value) einzustellen, sodass dies ein Gestaltungsparameter ist, der fixiert ist. Eine andere Lösung ist es, die Rauschleistung adaptiv zu schätzen. In einem System mit bekannten Synchronisationssymbolen kann z. B. Kanalschätzung verwendet werden und die Signalkomponente kann von den empfangenen Abtastwerten subtrahiert werden, was es erlaubt, Rauschleistung unter Verwendung der Größe im Quadrat der Reste zu schätzen.
Für DQPSK gibt es vier mögliche Symbolwerte, da zwei Differenzialbits in einem Differenzialsymbol gesendet werden. Für jedes Differenzialbit gibt es zwei DQPSK-Symbole, die mit + in Verbindung stehen, und zwei, die mit – in Verbindung stehen. Wenn A₊ gebildet wird, können somit N²/2-Terme in der Summierung sein, wobei N²/4 mit einem der Differenzialsymbolwerte und N²/4 mit dem anderen in Verbindung stehen. Das gleiche kann für A_– zutreffen.
Eine alternative Ausführungsform eines zweiten Softgenerators 604', basierend auf dem gerade beschriebenen semi-optimalen Ansatz, wird in 8 veranschaulicht. Es werden komplexe Korrelationen einer Bank von Verzögerungen 504' bereitgestellt, die diese Korrelationen um eine Codewortperiode verzögert, was verzögerte Korrelationen erzeugt. Korrelationen und verzögerte komplexe Korrelationen werden einer Bank von Multiplizierern 506' bereitgestellt, die das Produkt einer Korrelation mit dem Konjugierten einer verzögerten Korrelation für alle möglichen Korrelations- und Werte einer verzögerten Korrelation berechnen. Diese Produkte werden einer Kombinationseinheit 802 bereitgestellt, die Softinformation für jedes Differenzialbit unter Verwendung des Produkts bestimmt. Falls nur Erfassung benötigt wird, kann dann die Kombinationseinheit 802 nur harte Bitwerte erzeugen.
Suboptimale Ansätze können durch Verwerfen kleiner Terme in den Summierungen erhalten werden. Z. B. führt Erhaltung nur des dominanten Terms jeder Summierung zu der Struktur in 7.
Zusammengefasst können die Größenquadriereinheit 304, die Codewortbestimmungseinheit 306 und die Konvertierungseinheit 308 einen korrelationsbasierten Blockkodedetektor harter Entscheidung (hard decision correlation-based block code detector) vorsehen. Der erste Softgenerator 602 ist ein Beispiel eines korrelationsbasierten Blockkodedetektors weicher Entscheidung (soft decision correlation-based block code detector).
Ähnlich können die Verzögerungseinheit 504 und die Multiplikationseinheit 506 gemeinsam einen korrelationsbasierten Differenzialdetektor weicher Entscheidung (soft decision correlation-based differential detector) vorsehen. Durch Hinzufügen des Detektors 508 kann ein korrelationsbasierter Differenzialdetektor harter Entscheidung (hard decision correlation-based differential detector) vorgesehen werden. Auch ist der zweite Softgenerator 604 ein Beispiel eines korrelationsbasierten Differenzialdetektors weicher Entscheidung. Es können andere Formen von Differenzialerfassung verwendet werden, wie etwa Annahme einer Differenz von Phasenwerten. Während Beispiele mit Dekodierung harter Entscheidung, die für beide Bitströme verwendet wird, oder Dekodierung weicher Entscheidung, die für beide Bitströme verwendet wird, angegeben wurden, ist es auch möglich, eine Kombination von Dekodierung weicher und harter Entscheidung vorzusehen.
Die folgenden Beispiele veranschaulichen Übertragung und Empfang konventioneller Bitströme und Bitströme gemäß der vorliegenden Erfindung. Diese Beispiele sind lediglich veranschaulichend und sollen nicht als die vorliegende Erfindung begrenzend betrachtet werden.
Beispiel 1
Es wird nun ein Beispiel einer konventionellen Übertragung und Empfangs eines ersten Bitstroms unter Verwendung von Blockkodierung beschrieben. Für die Zwecke des Beispiels wird ein Walsh-Hadamard-(4,2)-Code verwendet. Um ein vereinfachtes Beispiel vorzusehen, wird angenommen, dass nur zwei Informationsbits gesendet werden, und dass diese beiden Informationsbits in eines von vier Codeworten (CW) kodiert sind. Tabelle 1 veranschaulicht die Informationsbits, Codewortzahlen und die tatsächlichen Codeworte, die über das Übertragungsme dium gesendet werden. Um eine Notation zu vereinfachen, verweist "+" auf +1 und "–" verweist auf –1.
Tabelle 1
Angenommen, dass die Informationsbits 00 und 01 übertragen werden. Gemäß dem in Tabelle 1 beschriebenen Walsh-Hadamard(4,2)-Code wird der folgende Bitstrom gesendet:
++++ +–+–
Bei Empfang des Bitstroms wird eine Korrelation durchgeführt. Bei Durchführung der Korrelation wird der empfangene Bitstrom mit jedem der möglichen Codeworte multipliziert. Die Größe im Quadrat wird bestimmt, und das Codewort entsprechend der größten Größe im Quadrat wird bestimmt, das erfasste Codewort zu sein. Die Korrelation wird in Tabelle 2 veranschaulicht.
Tabelle 2
Die Größe im Quadrat wird nach den einzelnen Korrelationen in Klammern gezeigt. Somit werden, wie in Tabelle 2 gezeigt, Co deworte 0 und 1 entsprechend Informationsbits 00 und 01 sequenziell erfasst.
Beispiel 2
Beispiel 2 veranschaulicht Übertragung und Empfang von ersten und zweiten Bitströmen gemäß der vorliegenden Erfindung unter Verwendung der gleichen Parameter wie in Beispiel 1. In Beispiel 2 wird der gleiche erste Bitstrom von 00 und 01 wie in Beispiel 1 übertragen. Es wird jedoch auch ein sekundäres Symbol von –1 übertragen. Das Symbol –1 wird durch Flippen des Vorzeichens des zweiten Codeworts übertragen. Um den ersten Bitstrom 00 und 01 entsprechend Codeworten ++++ und +–+–, mit dem darauf modulierten zweiten Bitstrom von –1, zu senden, wird somit das Vorzeichen des zweiten Codeworts geflippt, sodass die modifizierten Codeworte ++++ und –+–+ übertragen werden.
Tabelle 3 veranschaulicht den empfangenen Bitstrom, das Ergebnis der Korrelation und das Ergebnis einer Erhaltung der Größe im Quadrat. Wie gezeigt, sind für das erste modifizierte Codewort Korrelation und Größe im Quadrat die gleichen wie Tabelle 2. Für das zweite modifizierte Codewort jedoch liefert die Korrelation –4 für CW 1. Wenn die Größe quadriert wird, wird 16 erhalten, was das gleiche wie Tabelle 2 ist. Somit wird CW1 auf die gleiche Art und Weise wie Tabelle 2 erfasst.
Tabelle 3
Um den zweiten Bitstrom zu erfassen, werden die Vorzeichenänderungen und die Korrelationen entsprechend den erfassten Codeworten erfasst, um dadurch die differenzial kodierten sekundären Symbole in dem Bitstrom zu erfassen. Für das Beispiel von Tabelle 3 wird der neue Bitstrom unter Verwendung der Beziehung Sign{–4+4} = –1erfasst. Somit wurde das sekundäre Symbol von –1 erfasst.
Beispiel 3
Es wird nun ein Beispiel von amplituden-kodierten sekundären Symbolen beschrieben. Um die sekundären Symbole nach Amplitude zu kodieren, wird jedes Codewort in einer von zwei Amplitudenebenen gesendet. Angenommen, dass die Amplitudenebenen beliebig als 1 und 2 bestimmt werden. Um den sekundären Bitstrom 01 zu senden, wird die Amplitude des ersten Codeworts auf der Ebene 1 gesendet und die Amplitude des zweiten Codeworts wird auf der Ebene 2 gesendet. Tabelle 4 veranschaulicht den empfangenen Bitstrom, die Korrelation und Operationen der quadrierten Größe.
Tabelle 4
Wie in Tabelle 4 gezeigt, wird das Ergebnis der Korrelation und Operationen der quadrierten Größe CW0 und CW1 erfassen. Um den sekundären Bitstrom zu erfassen, wird die Amplitude der Größe im Quadrat der erfassten Codeworte gegen einen Schwellwert verglichen. In Beispiel 3 kann z. B. ein Schwellwert von 32 verwendet werden. Für das erste Codewort ist die Größe im Quadrat von 16 kleiner als der Schwellwert von 32, sodass ein sekundärer Bitstromwert von 0 erfasst wird. Für das zweite Codewort ist die Größe im Quadrat von 64 größer als der Schwellwert von 32, sodass ein sekundärer Bitstromwert von 1 erfasst wird. Somit wird der sekundäre Bitstrom 01 erfasst.
In Beispielen 2 und 3 gemäß der Erfindung wurde die gleiche Anzahl von Bits übertragen und empfangen, aber zusätzlich zu dem ersten Bitstrom wurde ein zweiter Bitstrom erfasst. Entsprechend können höhere Bitraten erhalten werden, ohne zusätzliche Bits zu erfordern. Außerdem können existierende Codewortmodulationsschemata mit dem darauf aufgedrückten sekundären Bitstrom verwendet werden. Es können auch Kombinationen von Differenzial- und Amplitudenkodierung von Beispielen 2 und 3 verwendet werden.
Beispiel 4
In der IS-95-Aufwärtsverbindung wird orthogonale Modulation mit nicht-kohärenter Erfassung verwendet. Es werden sechs Bits verwendet, um auszuwählen, welche von 64 orthogonalen Walsh-Codeworten zu übertragen sind. Im Empfänger werden Korrelationen auf alle 64 möglichen Codeworte durchgeführt. Es wird die Korrelation gewählt, die in der Größe die größte ist. Um die Datenrate gemäß der Erfindung zu erweitern, wird Differenzial- und/oder Amplitudenmodulation dem orthogonal modulierten Signal hinzugefügt. Z. B. wird das Vorzeichen des gesendeten Codeworts differenzial moduliert, um ein zusätzli ches Informationssignal vorzusehen. Die Bitrate der sekundären Symbole kann gleich den Codeblockübertragungsraten sein. Diese zusätzliche Modulation muss nicht das Modulationsleistungsverhalten der blockkodierten Bits beeinflussen, da nicht-kohärenter Empfang eingesetzt werden kann.
Angenommen, dass das ursprünglich orthogonal modulierte System die Sequenz von Codeworten W₁ W₃₃ W₆ ... sendet. Falls gewünscht wird, einen zusätzlichen Bitstrom von 10 zu senden, kann dieser Bitstrom differenzial auf +1–1–1 kodiert werden, wobei "1" auf "Vorzeichen zu ändern" abgebildet wird, "0" in "Vorzeichen nicht ändern" abgebildet wird. Dieser Differenzialbitstrom kann auf die Sequenz von Codeworten aufgedrückt werden, um W₁–W₃₃–W₆ ... vorzusehen. Alternativ kann der zusätzliche Bitstrom nach Amplituden auf +2+1 kodiert werden, wobei "1" auf "+2" abgebildet wird und "0" in "+1" abgebildet wird. Dieser Differenzialbitstrom kann auf die Sequenz von Codeworten aufgedrückt werden, was +2W₁ + 1W₃₃ ergibt. Es können auch Kombinationen von Differenzial- und Amplitudenkodierung vorgesehen werden.
Die vorliegende Erfindung kann auf einen beliebigen Blockcode anwendbar sein, der nicht-kohärent erfasst werden kann, d. h. dessen Codewortmenge nicht inkludiert oder begrenzt darauf ist, Codeworte und Rotationen von Codeworten nicht zu inkludieren. Z. B. kann orthogonale Blockkodierung unter Verwendung von Walsh-Hadamard-Codes verwendet werden. Für diesen Blockcode kann die Bank von Korrelationsvorrichtungen 302 effizient unter Verwendung einer schnellen Walsh-Transformationsschaltung implementiert werden. Somit kann im allgemeinen die Bank von Korrelationsvorrichtungen eine Korrelationsvorrichtung zum Berechnen von Korrelationen empfangener Abtastwerte auf Codeworte sein. Andere Blockcodes, wie etwa Nordstrom-Robinson, Reed Muller zweiter Ordnung und Kerdock-Codes können verwendet werden. Z. B. kann Faltungskodierung eines Blocks von Bits, die differenzial kodiert sind, verwendet werden.
Die vorliegende Erfindung kann auch in Verbindung mit Rake-Empfang verwendet werden. Die Bank von Korrelationsvorrichtungen 302 kann mehr als eine Korrelation für jedes Codewort in jeder Codewortperiode erzeugen. Die Größenquadriereinheit 304 kann größenquadrierte Werte für jede Korrelation und dann summengrößenquadrierte Werte entsprechend Strahlen oder Echos eines bestimmten Codeworts in einer bestimmten Codewortperiode berechnen. Somit kann das erfasste Codewort, das in der Codewortbestimmungseinheit 406 bestimmt wird, auf Summen von größenquadrierten Werten basieren. Die Auswahleinheit 502 kann alle Korrelationen entsprechend dem erfassten Codewort in einer bestimmten Codewortperiode weitergeben. Es kann Differenzialerfassung auf jedes Signalabbild oder Strahl unter Verwendung der Multiplikationseinheit 506 und der Verzögerungseinheit 504 angewendet werden. Die resultierenden Produkte können dann an dem Ausgang der Multiplikationseinheit 506 in 5 und 7 summiert werden.
Falls Interferenz zwischen Codewortperioden signifikant ist, oder Interferenz zwischen mehrfachen Benutzern signifikant ist, kann dann Interferenzaufhebung verwendet werden. Z. B. kann Energie, die mit erfassten Codeworten in Verbindung steht, von den empfangenen Abtastwerten subtrahiert oder zu null gemacht werden, wie in US-Patent 5,151,919 an Dent erörtert wird, dessen Offenlegung hierin in seiner Gesamtheit durch Verweis einbezogen wird.
Falls auch Amplitudenmodulation verwendet wird, kann dann in dem Empfänger eine zusätzliche Bearbeitung verwendet werden, um eine Änderung in einer Amplitude zu erfassen. Z. B. kann der größenquadrierte Wert entsprechend dem erfassten Codewort mit dem vorherigen Wert verglichen werden. Falls das Verhält nis oder Differenz einen Schwellwert überschreitet, kann dann eine Amplitudenänderung erfasst werden.
In den Zeichnungen und der Beschreibung wurden typische bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung offengelegt, und obwohl spezielle Begriffe eingesetzt werden, werden sie nur in einem generischen und beschreibenden Sinn und nicht zum Zweck einer Begrenzung verwendet, wobei der Bereich der Erfindung in den folgenden Ansprüchen dargelegt wird.

Claims

Sender (400), inkludierend Mittel (402) für eine Blockkodierung eines ersten Bitstroms, um Codeworte zu erzeugen, gekennzeichnet dadurch, dass der Sender ferner umfasst: Mittel (404) für eine Differenzial- und/oder Amplitudenkodierung eines zweiten Bitstroms, um sekundäre Symbole zu erzeugen; Mittel (406) für eine Modulation der Codeworte gemäß den sekundären Symbolen, um modifizierte Codeworte zu erzeugen; und Mittel (408) für eine Modulation einer Trägerwelle gemäß den modifizierten Codeworten.
Sender nach Anspruch 1, wobei das Mittel für eine Blockkodierung Mittel für eine Blockkodierung des ersten Bitstroms unter Verwendung eines orthogonalen Codes umfasst.
Sender nach Anspruch 1, wobei das Mittel für eine Blockkodierung Mittel für eine Blockkodierung des ersten Bitstroms unter Verwendung mindestens eines von Nordstrom-Robinson-, Reed-Muller- und Kerkock-Codes umfasst.
Sender nach Anspruch 1, wobei das Mittel für Differenzial- und/oder Amplitudenkodierung ein Differenzialkodierer ist.
Sender nach Anspruch 1, wobei das Mittel zum Modulieren einer Trägerwelle Mittel zum Modulieren einer Trägerwelle gemäß den modifizierten Codeworten unter Verwendung mindestens einer von Direktsequenzspreizung und Offset-QPSK-Modulation umfasst.
Verfahren zum Übertragen eines ersten Bitstroms und eines zweiten Bitstroms, umfassend den Schritt zur Blockkodierung (402) des ersten Bitstroms, um Codeworte zu erzeugen, gekennzeichnet dadurch, dass das Verfahren ferner die Schritte umfasst: Differenzial- und/oder Amplitudenkodierung (404) des zweiten Bitstroms, um sekundäre Symbole zu erzeugen; Modulieren (406) der Codeworte gemäß den sekundären Symbolen, um modifizierte Codeworte zu erzeugen; und Modulieren (408) einer Trägerwelle gemäß den modifizierten Codeworten.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei der Schritt zur Blockkodierung den Schritt zur Blockkodierung des ersten Bitstroms unter Verwendung eines orthogonalen Codes umfasst.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei der Schritt zur Blockkodierung den Schritt zur Blockkodierung des ersten Bitstroms unter Verwendung mindestens eines von Nordstrom-Robinson-, Reed-Muller- und Kerkock-Codes umfasst.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei der Differenzial- und/oder Amplitudenkodierungsschritt den Schritt einer Differenzialkodierung umfasst.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei der Schritt zur Modulation einer Trägerwelle den Schritt zur Modulation einer Trägerwelle gemäß den modifizierten Codeworten unter Verwendung mindestens einer von Direktsequenzspreizung und Offset-QPSK-Modulation umfasst.
Datensignal, inkludierend eine modulierte Trägerwelle, die eine Vielzahl von Codeworten darstellt, gekennzeichnet dadurch, dass die Vielzahl von Codeworten umfasst: eine Blockkodierung eines ersten Bitstroms, der gemäß einer Differenzial- und/oder Amplitudenkodierung eines zweiten Bitstroms moduliert ist.
Datensignal nach Anspruch 11, wobei die Blockkodierung eine orthogonale Blockkodierung umfasst.
Datensignal nach Anspruch 11, wobei die Blockkodierung mindestens eine von Nordstrom-Robinson-, Reed-Muller- und Kerkock-Blockkodierung umfasst.
Datensignal nach Anspruch 11, wobei die Codeworte auf einer Trägerwelle unter Verwendung mindestens einer von Direktsequenzspreizung und Offset-QPSK-Modulation moduliert werden.
Empfänger (500), inkludierend Mittel (302) zum Korrelieren eines Datenstroms mit einer Menge von Codeworten, um Korrelationen zu erzeugen, und erste Mittel (304, 308) zum Erfassen von Codeworten, die dem Datenstrom entsprechen, gekennzeichnet dadurch, dass der Empfänger ferner umfasst: zweite Mittel (502, 504, 506, 508) zum Erfassen von Vorzeichen- und/oder Amplitudenänderungen in den Korrelatio nen, um dadurch differenzial- und/oder amplitudenkodierte sekundäre Symbole in dem Datenstrom zu erfassen.
Empfänger nach Anspruch 15, wobei das erste Mittel zum Erfassen einen Blockkodedetektor weicher Entscheidung oder einen Blockkodedetektor harter Entscheidung umfasst, und wobei das zweite Mittel zum Erfassen einen Differenzial- und/oder Amplitudendetektor weicher Entscheidung oder einen Differenzial- und/oder Amplitudendetektor harter Entscheidung umfasst.
Empfänger nach Anspruch 15, wobei das erste Mittel zum Erfassen Mittel zum Erfassen der höchsten Korrelationen umfasst, um dadurch die Codeworte zu erfassen, die dem Datenstrom entsprechen.
Empfänger nach Anspruch 15, wobei das zweite Mittel zum Erfassen umfasst: Mittel zum Verzögern einer Korrelation entsprechend einem erfassten Codewort; und Mittel zum Multiplizieren des Komplex-konjugierten der verzögerten Korrelation mit einer gegenwärtigen Korrelation, um differenzial kodierte sekundäre Symbole in dem Datenstrom zu erfassen.
Verfahren zum Empfangen eines Datenstroms, inkludierend die Schritte zum Korrelieren des Datenstroms mit einer Menge von Codeworten, um Korrelationen zu erzeugen, und Erfassen von Codeworten, die dem Datenstrom entsprechen, gekennzeichnet dadurch, dass das Verfahren ferner den Schritt umfasst: Erfassen von Vorzeichen- und/oder Amplitudenänderungen in den Korrelationen, um dadurch differenzial- und/oder amplitudenkodierte sekundäre Symbole in dem Datenstrom zu erfassen.
Verfahren nach Anspruch 19, wobei der Schritt zum Erfassen von Codeworten den Schritt einer Erfassung mit weicher Entscheidung oder harter Entscheidung der Codeworte umfasst und wobei der Schritt zum Erfassen von Vorzeichen- und/oder Amplitudenänderungen den Schritt zur weichen Erfassung oder harten Erfassung von Vorzeichen- und/oder Amplitudenänderungen umfasst.
Verfahren nach Anspruch 19, wobei der Schritt zum Erfassen der Codeworte den Schritt zum Erfassen der höchsten Korrelationen umfasst, um dadurch Codeworte zu erfassen, die dem Datenstrom entsprechen.
Verfahren nach Anspruch 19, wobei der Schritt zum Erfassen von Vorzeichen- und/oder Amplitudenänderungen die Schritte umfasst: Verzögern einer Korrelation entsprechend einem erfassten Codewort; und Multiplizieren des Komplex-konjugierten der verzögerten Korrelation mit einer gegenwärtigen Korrelation, um differenzial kodierte sekundäre Symbole in dem Datenstrom zu erfassen.
Digitales Kommunikationssystem, umfassend: Mittel (402) für eine Blockkodierung eines ersten Bitstroms, um Codeworte zu erzeugen; Mittel (404) für eine Differenzial- und/oder Amplitudenkodierung eines zweiten Bitstroms, um sekundäre Symbole zu erzeugen; Mittel (406) zum Modulieren der Codeworte gemäß den sekundären Symbolen, um modifizierte Codeworte zu erzeugen; Mittel (408) zum Modulieren einer Trägerwelle gemäß den modifizierten Codeworten; Mittel zum Empfangen der modulierten Trägerwelle und zum Erzeugen eines Datenstroms daraus; Mittel (302) zum Korrelieren des Datenstroms mit einer Menge von Codeworten, um Korrelationen zu erzeugen; erste Mittel (304, 306) zum Erfassen von Codeworten, die dem ersten Bitstrom entsprechen; und z weite Mittel (502, 504, 506, 508) zum Erfassen differenzial- und/oder amplitudenkodierter sekundärer Symbole, die dem zweiten Bitstrom entsprechen.
System nach Anspruch 23, wobei das Mittel zur Blockkodierung Mittel zur Blockkodierung des ersten Bitstroms unter Verwendung eines orthogonalen Codes umfasst.
System nach Anspruch 23, wobei das Mittel zur Blockkodierung Mittel zur Blockkodierung des ersten Bitstroms unter Verwendung mindestens eines von Nordstrom-Robinson-, Reed-Muller- und Kerkock-Codes umfasst.
System nach Anspruch 23, wobei das Mittel für eine Differenzial- und/oder Amplitudenkodierung ein Differenzialkodierer ist.
System nach Anspruch 23, wobei das Mittel zum Modulieren einer Trägerwelle Mittel zum Modulieren einer Trägerwelle gemäß den modifizierten Codeworten unter Verwendung mindestens einer von Direktsequenzspreizung und Offset-QPSK-Modulation umfasst.
System nach Anspruch 23, wobei das erste Mittel zum Erfassen einen Blockkodedetektor weicher Entscheidung oder einen Blockkodedetektor harter Entscheidung umfasst, und wobei das zweite Mittel zum Erfassen einen Differenzial- und/oder Amplitudendetektor weicher Entscheidung oder einen Differenzial- und/oder Amplitudendetektor harter Entscheidung umfasst.
System nach Anspruch 23, wobei das erste Mittel zum Erfassen Mittel zum Erfassen der höchsten Korrelationen umfasst, um dadurch die Codeworte zu erfassen, die dem ersten Bitstrom entsprechen.
System nach Anspruch 23, wobei das zweite Mittel zum Erfassen umfasst: Mittel zum Verzögern einer Korrelation entsprechend einem erfassten Codewort; und Mittel zum gemeinsamen Multiplizieren von Komponenten der verzögerten Korrelation und der gegenwärtigen Korrelation, um differenzial kodierte sekundäre Symbole in dem Datenstrom zu erfassen.
Digitales Kommunikationsverfahren, die Schritte umfassend: Blockkodierung (402) eines ersten Bitstroms, um Codeworte zu erzeugen; Differenzial- und/oder Amplitudenkodierung (404) eines zweiten Bitstroms, um sekundäre Symbole zu erzeugen; Modulieren (406) der Codeworte gemäß den sekundären Symbolen, um modifizierte Codeworte zu erzeugen; Modulieren (408) einer Trägerwelle gemäß den modifizierten Codeworten; Empfangen der modulierten Trägerwelle; Erzeugen eines Datenstroms aus der empfangenen modulierten Trägerwelle; Korrelieren (302) des Datenstroms mit einer Menge von Codeworten, um Korrelationen zu erzeugen; Erfassen (304, 306) von Codeworten, die dem Bitstrom entsprechen; und Erfassen (502, 504, 506, 508) von Vorzeichen- und/oder Amplitudenänderungen in den Korrelationen entsprechend den erfassten Codeworten, um dadurch differenzial- und/oder amplitudenkodierte sekundäre Symbole in dem Bitstrom zu erfassen.
Verfahren nach Anspruch 31, wobei der Schritt zur Blockkodierung den Schritt zur Blockkodierung des ersten Bitstroms unter Verwendung eines orthogonalen Codes umfasst.
Verfahren nach Anspruch 31, wobei der Schritt zur Blockkodierung den Schritt zur Blockkodierung des ersten Bit stroms unter Verwendung mindestens eines von Nordstrom-Robinson-, Reed-Muller- und Kerkock-Codes umfasst.
Verfahren nach Anspruch 31, wobei der Differenzial- und/oder Amplitudenkodierungsschritt den Schritt einer Differenzialkodierung umfasst.
Verfahren nach Anspruch 31, wobei der Schritt zum Modulieren einer Trägerwelle den Schritt zum Modulieren einer Trägerwelle gemäß den modifizierten Codeworten unter Verwendung mindestens einer von Direktsequenzspreizung und Offset-QPSK-Modulation umfasst.
Verfahren nach Anspruch 34, wobei der Schritt zum Erfassen von Codeworten den Schritt zum Erfassen der Codeworte mit weicher Entscheidung oder harter Entscheidung umfasst, und wobei der Schritt zum Erfassen von Vorzeichen- und/oder Amplitudenänderungen den Schritt zum weichen Erfassen oder harten Erfassen von Vorzeichen- und/oder Amplitudenänderungen umfasst.
Verfahren nach Anspruch 34, wobei der Schritt zum Erfassen von Codeworten den Schritt zum Erfassen der höchsten Korrelationen umfasst, um dadurch die Codeworte zu erfassen, die dem ersten Bitstrom entsprechen.
Verfahren nach Anspruch 34, wobei der Schritt zum Erfassen von Vorzeichen- und/oder Amplitudenänderungen die Schritte umfasst: Verzögern einer Korrelation entsprechend einem erfassten Codewort; und gemeinsames Multiplizieren von Komponenten der verzögerten Korrelation und der gegenwärtigen Korrelation, um differenzial kodierte sekundäre Symbole in dem Bitstrom zu erfassen.