CORRECTOR VITERBI CON DETERMINACIÓN DE LOS PUNTOS DE CONSTELACIÓN MÁS CERCANOS PARA LA REDUCCIÓN DE ESTADO.

Método para descodificar símbolos recibidos codificados mediante convolución (50),

en el cual, los datos de transmisión se modulan con un esquema de modulación hacia símbolos (10), y los símbolos (10) se codifican como símbolos de transmisión codificados mediante convolución (13) utilizando un filtro de transmisión, en el cual, un símbolo de transmisión codificado mediante convolución (13) contiene parte de varios símbolos dispuestos sucesivamente (10), y en el cual, los símbolos de transmisión (13) se transmiten a través de un canal de transmisión; los símbolos de transmisión transmitidos (13) se reciben como símbolos recibidos (50); los símbolos recibidos (50) se descodifican mediante un algoritmo de Viterbi modificado, e independientemente de la descodificación con el algoritmo de Viterbi, en cada estado (30-37) de la descodificación se calcula información adicional que concierne a los posibles estados secuenciales (30-37) de la descodificación, y la información adicional se utiliza para limitar la siguiente descodificación a determinados estados secuenciales (30-37), caracterizado porque la información adicional concerniente a los posibles estados secuenciales (30-37) se obtiene calculando un símbolo recibido actual libre de interferencias entre símbolos y porque el símbolo recibido actual libre de interferencias entre símbolos se obtiene mediante factores de ponderación, con la sustracción ponderada de los símbolos recibidos anteriores libres de interferencias entre símbolos (85) respecto del símbolo recibido actual (50), y porque los estados secuenciales determinados (30-37) se determinan a través de los estados con la menor distancia euclidiana respecto al símbolo recibido actual libre de interferencias entre símbolos

La invención se refiere a un método y a un dispositivo para descodificar señales codificadas mediante convolución, en especial, señales recibidas en telefonía móvil y radiodifusión.

Para la descodificación de señales codificadas mediante convolución, tradicionalmente se emplea un descodificador basado en el algoritmo de Viterbi. En el caso de señales codificadas mediante convolución, los datos que se transmiten corresponden a los estados de un "modelo oculto" de Markov. Los datos reales transmitidos corresponden a las transiciones de estado en el modelo. A partir de las transiciones de estado visibles y mediante el algoritmo de Viterbi se deducen los estados de un punto temporal cualquiera. Para ello se determina una métrica en la cual, dado un símbolo recibido, se indica la probabilidad de una transición de estado cualquiera, desde cualquier estado actual posible a cualquier estado siguiente posible. Para ello se determina la distancia euclidiana del símbolo recibido actual respecto de los símbolos de las transiciones de estado. Cada una de las transiciones de estado se denomina rama o brazo. Encadenando todas las ramas se forma un camino. La métrica del camino se obtiene sumando cada una de las métricas de las ramas.

El camino óptimo y con él, la secuencia más probable de símbolos transmitidos, la dará el camino cuya métrica sea menor. Cada uno de los símbolos recibidos, en el caso de señales codificadas mediante convolución, contiene partes de una pluralidad de símbolos dispuestos sucesivamente. Esto se denomina memoria del código. La influencia de un símbolo recibido anterior sobre el estado actual queda de este modo limitada. Tras un número determinado de símbolos recibidos, ya no se aprecia la influencia del símbolo recibido anterior sobre el estado actual. De esta manera, tras el transcurso de este número determinado de símbolos recibidos, el número de caminos que entran en el cálculo siguiente se reduce al más probable. Este paso se denomina eliminación de caminos improbables. Con este procedimiento se proporciona un receptor óptimo para la señal codificada mediante convolución.

Así, por ejemplo en US 3.872.432 B1, se muestra un dispositivo para la sincronización en un descodificador Viterbi y también su función.

Sin embargo, una desventaja del algoritmo Viterbi es su fuerte dependencia de la carga de procesamiento para los parámetros de la señal codificada mediante convolución. Así, el esfuerzo se incrementa mucho cuando existe un gran número de niveles de modulación y también en el caso de una memoria de código amplia.

Como alternativa, las señales codificadas mediante convolución se descodifican empleando descodificadores de "minimum mean-square-error decision-feedback equalizer" (MMSE-DFE). Estos descodificadores determinan el estado actual ya definitivo a partir de los símbolos anteriormente recibidos, directamente al recibir el símbolo, sin considerar futuros símbolos recibidos.

En la patente DE 199 48 373 A1 se muestra un descodificador MMSE-DFE.

Tales descodificadores resuelven en efecto el problema de la gran carga de procesamiento que tienen los codificadores Viterbi, pero en cambio disponen de una fiabilidad en la detección considerablemente menor. De esta manera, especialmente en el caso de canales de transmisión fuertemente distorsionados, se alcanza una alta tasa de error de bit en la señal recibida.

El documento US 2003/0063681 A1 divulga un método de transmisión en el cual se transmiten marcos de emisión modulados a través de un canal ISI. Los símbolos recibidos se descodifican mediante un algoritmo de Viterbi modificado. Las secuencias de estados se proporcionan después a un detector de fiabilidad. La descodificación se restringe a un número menor de estados basándose en la fiabilidad que se ha calculado.

Por todo ello, la invención tiene como objetivo crear un método y un dispositivo para la descodificación de señales codificadas mediante convolución, que necesite poca carga de procesamiento con una alta fiabilidad en la detección.

Este objetivo se cumple, conforme a la invención, con las características del método descritas en la reivindicación independiente 1 y las características del dispositivo descritas en la reivindicación independiente 9. Los perfeccionamientos ventajosos son el objeto de las reivindicaciones dependientes de aquellas.

Para la descodificación de los símbolos recibidos y codificados mediante convolución se emplea un descodificador Viterbi. Los datos de transmisión se modulan con un esquema de modulación hacia símbolos, que se codifican como símbolos de transmisión codificados mediante convolución utilizando un filtro de transmisión. Un símbolo de transmisión codificado mediante convolución contiene parte de varios símbolos dispuestos sucesivamente. Estos símbolos de transmisión se transmiten a través de un canal de transmisión y se reciben como símbolos recibidos. El codificador Viterbi descodifica los símbolos recibidos mediante un algoritmo de Viterbi modificado. Previamente a su paso por el descodificador Viterbi, los símbolos recibidos se procesan con un dispositivo de reducción de símbolos,

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que calcula información adicional y posibles secuencias de estados que conciernen a la descodificación, independientemente de la codificación que realiza el descodificador Viterbi y para cualquier estado de la descodificación. El dispositivo para la reducción de símbolos aprovecha la información adicional y posibles secuencias de estados que conciernen a la descodificación para limitar a determinados estados secuenciales la descodificación que realiza el descodificador Viterbi. El dispositivo de reducción de símbolos obtiene conocimiento adicional concerniente a las posibles secuencias de estados calculando un símbolo recibido actual libre de interferencias entre símbolos. Este obtiene el símbolo recibido actual libre de interferencias entre símbolos mediante la sustracción ponderada de los símbolos recibidos anteriormente que están libres de interferencias entre símbolos respecto al símbolo recibido actual. El dispositivo de reducción de símbolos determina los estados secuenciales calculando los estados con la menor distancia euclidiana respecto al símbolo recibido actual libre de interferencias entre símbolos. La carga de procesamiento disminuye notablemente gracias a la reducción de los posibles estados secuenciales. Al mismo tiempo se alcanza una gran precisión en la detección, puesto que se seleccionan los estados secuenciales más probables como posibles estados secuenciales. Además, de esta manera se puede calcular una sucesión de posibles estados secuenciales con alta fiabilidad.

El esquema de modulación preferido es uno de modulación de fase (PSK) y el dispositivo de reducción de símbolos limita la siguiente descodificación preferiblemente a dos estados secuenciales determinados. La limitación a dos estados secuenciales reduce la carga de procesamiento de manera especialmente notable.

El esquema de modulación es con preferencia uno de modulación de fase en 8 niveles (8-PSK) o uno de modulación de fase en 16 niveles (16-PSK). Se puede reducir la carga de procesamiento para la descodificación de señales que se modulan con una pluralidad de esquemas de modulación.

El esquema de modulación preferido es uno de modulación de amplitud en cuadratura (QAM) y el dispositivo de reducción de símbolos limita la siguiente descodificación preferiblemente a cuatro estados secuenciales determinados. Al tiempo que se da una alta tasa de transmisión se obtiene una notable reducción de la carga en procesamiento.

El esquema de modulación es preferiblemente uno de modulación de amplitud en cuadratura de 16 niveles o de 64 niveles. Se puede reducir la carga de procesamiento para la descodificación de señales que se modulan con una pluralidad de esquemas de modulación.

En cada estado de la descodificación con el algoritmo Viterbi, el descodificador Viterbi calcula preferiblemente al menos un camino con poca probabilidad de dar como resultado la secuencia correcta de símbolos transmitidos y elimina preferiblemente al menos este camino de la siguiente descodificación. Así se sigue reduciendo la carga de procesamiento para la codificación. La fiabilidad de la detección prácticamente no disminuye por ello.

Preferiblemente, un filtro filtra los símbolos recibidos previamente a la descodificación. La filtración que lleva a cabo el filtro... [Seguir leyendo]

1. Método para descodificar símbolos recibidos codificados mediante convolución (50),

en el cual, los datos de transmisión se modulan con un esquema de modulación hacia símbolos (10), y los símbolos

(10) se codifican como símbolos de transmisión codificados mediante convolución (13) utilizando un filtro de transmisión, en el cual, un símbolo de transmisión codificado mediante convolución (13) contiene parte de varios símbolos dispuestos sucesivamente (10), y en el cual, los símbolos de transmisión (13) se transmiten a través de un canal de transmisión; los símbolos de transmisión transmitidos (13) se reciben como símbolos recibidos (50); los símbolos recibidos (50) se descodifican mediante un algoritmo de Viterbi modificado, e independientemente de la descodificación con el algoritmo de Viterbi, en cada estado (30-37) de la descodificación se calcula información adicional que concierne a los posibles estados secuenciales (30-37) de la descodificación, y la información adicional se utiliza para limitar la siguiente descodificación a determinados estados secuenciales (30-37),

caracterizado porque

la información adicional concerniente a los posibles estados secuenciales (30-37) se obtiene calculando un símbolo recibido actual libre de interferencias entre símbolos y porque el símbolo recibido actual libre de interferencias entre símbolos se obtiene mediante factores de ponderación, con la sustracción ponderada de los símbolos recibidos anteriores libres de interferencias entre símbolos (85) respecto del símbolo recibido actual (50), y porque los estados secuenciales determinados (30-37) se determinan a través de los estados con la menor distancia euclidiana respecto al símbolo recibido actual libre de interferencias entre símbolos.

2. Método conforme a la reivindicación 1, caracterizado porque el esquema de modulación (115, 121) es uno de modulación de fase (PSK), y porque la siguiente descodificación se limita a dos estados secuenciales (112, 114) determinados.

3. Método conforme a las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque el esquema de modulación (115, 121) es uno de modulación de fase en 8 niveles (8-PSK) o uno de modulación de fase en 16 niveles (16-PSK).

4. Método conforme a la reivindicación 1, caracterizado porque el esquema de modulación (115, 121) es uno de modulación de amplitud en cuadratura (QAM), y porque la siguiente descodificación se limita a cuatro estados secuenciales (125, 126, 127, 128) determinados.

5. Método conforme a las reivindicaciones 1 ó 4, caracterizado porque el esquema de modulación (115, 121) es uno de modulación de amplitud en cuadratura de 16 niveles (16-QAM) o uno de modulación de amplitud en cuadratura de 32 niveles (32-QAM), o uno de modulación de amplitud en cuadratura de 64 niveles (64-QAM).

6. Método conforme a una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque en cada estado (30-37) de la descodificación con el algoritmo Viterbi, se calcula al menos un camino con poca probabilidad de dar como resultado la secuencia correcta de símbolos transmitidos (10) y porque se elimina al menos este camino de la siguiente descodificación.

7. Método conforme a una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque los símbolos recibidos (50) se filtran antes de la descodificación, la filtración reduce la influencia de los símbolos anteriores (10) en el símbolo recibido codificado mediante convolución (50) y la filtración eleva la influencia del símbolo actual en el símbolo recibido codificado mediante convolución (50).

8. Método conforme a la reivindicación 7, caracterizado porque los coeficientes de la filtración y los factores de ponderación para calcular el símbolo actual libre de interferencias entre símbolos (85) se determinan mediante optimización.

9. Dispositivo para descodificar símbolos recibidos codificados mediante convolución (50) con un descodificador Viterbi (81), en el cual, los datos de transmisión se modulan hacia símbolos (10) con un esquema de modulación, y los símbolos

(10) se codifican hacia símbolos de transmisión codificados mediante convolución (13) con un filtro de transmisión (13); un símbolo de transmisión codificado mediante convolución (13) contiene parte de varios símbolos dispuestos sucesivamente (10); los símbolos de transmisión (10) se transmiten a través de un canal de transmisión; los símbolos de transmisión transmitidos (10) se reciben como símbolos recibidos (50); el descodificador Viterbi (81) descodifica los símbolos recibidos (50) mediante un algoritmo Viterbi modificado y los símbolos recibidos (50), antes de su paso por el descodificador Viterbi (81), se procesan con un dispositivo de reducción de estados (80), en el cual, el dispositivo de reducción de estados (80), independientemente de la descodificación con el algoritmo de Viterbi (81), en cada estado (30-37) de la descodificación calcula información adicional que concierne a los posibles estados secuenciales (30-37) de la descodificación, y en el cual, el dispositivo de reducción de estados (80), utiliza la información adicional para limitar la siguiente descodificación con el descodificador Viterbi (81) a determinados estados secuenciales (30-37),

caracterizado porque

el dispositivo de reducción de estados (80) obtiene la información adicional que concierne a los posibles estados secuenciales (30-37) calculando un símbolo recibido actual libre de interferencias entre símbolos, y porque el dispositivo de reducción de estados (80) obtiene el símbolo recibido actual libre de interferencias entre símbolos mediante la sustracción ponderada de los símbolos recibidos anteriores libres de interferencias entre símbolos (85) respecto del símbolo recibido actual (50), y porque el dispositivo de reducción de estados (80) determina los estados secuenciales (30-37) calculando los estados con la menor distancia euclidiana respecto al símbolo recibido actual libre de interferencias entre símbolos.

10. Dispositivo conforme a la reivindicación 9, caracterizado porque el esquema de modulación (115, 121) es uno de modulación de fase (PSK), y porque el dispositivo de reducción de estados (80) limita la siguiente descodificación a dos estados secuenciales (112, 114) determinados.

11. Dispositivo conforme a la reivindicación 9 o la 10

caracterizado porque

el esquema de modulación (115, 121) es uno de modulación de fase en 8 niveles (8-PSK) o uno de modulación de fase en 16 niveles (16-PSK).

12. Dispositivo conforme a la reivindicación 9,

caracterizado porque el esquema de modulación (115, 121) es uno de modulación de de amplitud en cuadratura (QAM), y porque el dispositivo de reducción de estados (80) limita la siguiente descodificación a cuatro estados secuenciales (125, 126, 127, 128) determinados.

13. Dispositivo conforme a la reivindicación 9 o la 12

caracterizado porque

el esquema de modulación (115, 121) es uno de modulación de amplitud en cuadratura de 16 niveles (16-QAM) o uno de modulación de amplitud en cuadratura de 32 niveles (32-QAM), o uno de modulación de amplitud en cuadratura de 64 niveles (64-QAM).

14. Dispositivo conforme a una de las reivindicaciones 9 a 13, caracterizado porque el descodificador Viterbi (81) en cada estado (30-37) de la descodificación con el algoritmo Viterbi, calcula al menos un camino con poca probabilidad de dar como resultado la secuencia correcta de símbolos transmitidos (10) y porque el descodificador Viterbi (81) elimina al menos este camino de la siguiente descodificación.

15. Dispositivo conforme a una de las reivindicaciones 9 a 14, caracterizado porque un filtro (70) filtra los símbolos recibidos (50) antes de la descodificación, y porque la filtración mediante el filtro (70) reduce la influencia de los símbolos anteriores (10) en el símbolo recibido codificado mediante convolución (50) y porque la filtración mediante el filtro (70) eleva la influencia del símbolo actual (10) en el símbolo recibido codificado mediante convolución.

16. Dispositivo conforme a la reivindicación 15, caracterizado porque los coeficientes del filtro (70) y los factores de ponderación para calcular el símbolo actual libre de interferencias entre símbolos se determinan mediante optimización.