WO2008003480A2 - Signal encoder, signal decoder, method for configuring a signal encoder, method for configuring a signal decoder, method for operating a signal encoder, method for operating a signal decoder, computer programme and data transfer system - Google Patents

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Abstract

The invention relates to a signal encoder (110) for generating N' parallel binary signals (C0, C1, C2, C3, C4) based on B information bits (b0, b1, b2,b3). Said encoder comprises a vector mapping device for the non-linear mapping of possible bit patterns of the B information bits to 2B signal combinations on the N' parallel binary signals, where N' is greater than B. The signal encoder for generating a plurality of individual modulation symbols based on B information bits comprises a vector mapping device for the non-linear mapping of possible bit patterns of the B information bits to various 2B combinations consisting of at least two individual modulation symbols, the various 2B combinations representing a real subset of a complete modulation alphabet. Said complete modulation alphabet is formed by a cross product of sets of actual occurring modulation values of the two individual modulation symbols. The concept according to the invention permits the digital transfer of information using a redundant space code, allowing information to be reliably transferred even if a rough quantization exists.

Description

Signalcodierer, Signaldβcodiβrer, Verfahren zum Konfigurieren eines Signalcodierers, Verfahren zum Konfigurieren eines Signaldecodiβrβrs, Verfahren zum Betrieb eines Signal coder, signal coder, method of configuring a signal coder, method of configuring a signal coder, method of operating a signal coder
Signalcodierers, Verfahren zum Betrieb eines Signaldecodierers, Computerprogramm undSignal encoder, method for operating a signal decoder, computer program and
DatenübertragungssystemData transfer system
Die vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemein auf einen Signalcodierer, einen Signaldecodierer, Verfahren zum Konfigurieren eines Signalcodierers, Verfahren zum Konfigurieren eines Signaldecodierers, Verfahren zum Betrieb eines Signalcodierers, Verfahren zum Betrieb eines Signaldecodierers, ein Computerprogramm und ein Datenübertragungssystem, im speziellen auf eine redundante Raum-Codierung für die digitale Kommunikation über Mehrkanalsysteme mit grober Quantisierung des Empfangssignals.The present invention relates generally to a signal encoder, a signal decoder, methods of configuring a signal encoder, methods of configuring a signal decoder, methods of operating a signal encoder, methods of operating a signal decoder, a computer program and a data transmission system, in particular a redundant space Coding for digital communication over multi-channel systems with coarse quantization of the received signal.
Sowohl im Rahmen der leitungsgebundenen als auch der draht- losen Datenübertragung wird heute typischerweise eine digitale Kommunikation eingesetzt. Im Folgenden wird kurz das Technische Umfeld skizziert, in welchem die vorliegende Erfindung eingesetzt werden kann. Nach einem kurzen Überblick über ein digitales Kommunikationssystem im Allgemei- nen wird auf den Baustein der digitalen Modulation und auf die Erzeugung der Signalraumkonstellation eingegangen, da beispielsweise in diesem Bereich die Erfindung zur Anwendungen kommen kann .Both in the context of wired and wireless data transmission, a digital communication is typically used today. The following briefly outlines the technical environment in which the present invention can be used. After a brief overview of a digital communication system in general, the module of digital modulation and the generation of the signal space constellation will be discussed, since, for example, the invention can be used in this area.
Fig. 12 zeigt ein funktionales Diagramm bzw. Ein Blockschaltbild eines digitalen Kommunikationssystems. Das digitale Kommunikationssystem gemäß der Fig. 12 ist in seiner Gesamtheit mit 1200 bezeichnet. Das digitale Kommunikationssystem 1200 besteht aus den im Folgenden beschrie- benen neun wesentlichen Komponenten (vergleiche [I]):Fig. 12 shows a functional diagram and a block diagram of a digital communication system, respectively. The digital communication system of FIG. 12 is designated 1200 in its entirety. The digital communication system 1200 consists of the following nine essential components (see [I]):
1. Informationsquelle 1210: die Informationsquelle 1210 stellt die zu übertragene Information in analoger Form (z. B. ein Audiosignal oder ein Videosignal) oder in digitaler Form (z. B. eine Computerdatei) bereit.1. Information source 1210: the information source 1210 provides the information to be transmitted in analog form (eg, an audio signal or a video signal) or in digital form (eg, a computer file).
2. Quellencodierung 1220: die Signale der Informations- quelle 1210 werden durch die Quellencodierung 1220 in einem Strom von Bits (auch als Bitstrom bezeichnet) konvertiert. In der Regel wird dabei versucht, eventuell vorhandene Redundanz zu entfernen, um so das Eingangssignal mit so wenigen Bits wie möglich zu reprä- sentieren (Datenkompression) .2. Source coding 1220: the signals of the information source 1210 are converted by the source encoding 1220 in a stream of bits (also referred to as bitstream). As a rule, an attempt is made to remove any existing redundancy so as to represent the input signal with as few bits as possible (data compression).
3. Kanalcodierung 1230: Da der Bitstrom nach der Quellencodierung 1220 anfällig für Fehler ist, wird oft ein Fehlerschutz mit Hilfe von Kanalcodierung durchge- führt. Hierbei werden dem Bitstrom weitere Bits (sogenannte Prüfbits) hinzugefügt, die empfängerseitig zur Korrektur von Übertragungsfehlern genutzt werden können.3. Channel Coding 1230: Since the bitstream after source coding 1220 is susceptible to errors, error protection is often performed using channel coding. In this case, additional bits (so-called check bits) are added to the bit stream, which can be used on the receiver side to correct transmission errors.
4. Digitale Modulation 1240: Der kanalcodierte Bitstrom (von der Kanalcodierung 1230) wird abgebildet auf Signalformen, welche über den (in praxi immer) analogen Kanal übertragen werden können. Hierbei wird eine bestimmte Anzahl B an Bits aus dem Bitstrom zusammenge- fasst und dann auf 2B verschiedene Signalformen abgebildet.4. Digital Modulation 1240: The channel coded bitstream (from channel encoding 1230) is mapped to waveforms that can be transmitted over the (always in practice) analog channel. In this case, a certain number B of bits is combined from the bit stream and then mapped to 2 B different signal forms.
5. Kanal 1250: Der Kanal 1250 überträgt die Signalformen und liefert diese in der Regel in einer verzerrten und verrauschten Form an seinem Ausgang wieder ab. Technische Übertragungskanäle können sowohl drahtgebunden (z.B. Kupfer- oder Glasfaserkabel) als auch drahtlos (Funkstrecke) vorliegen. Haben Sender und Empfänger mehrere Antennen, oder werden mehrere Leitungen eines Kabels gleichzeitig genutzt, entsteht ein Mehrkanalsystem (vergleiche [2]). 6. Digitale Demodulation 1260: Die (über den Kanal 1250) empfangenen, verrauschten und verzerrten Signalformen werden nun auf einen Strom von Zahlen abgebildet, welche Schätzwerte für den gesendeten, codierten Bitstrom darstellen. Die Schätzwerte enthalten üblicherweise Information über die Zuverlässigkeit der Schätzung. Diese ist hilfreich bei der darauffolgenden Kanaldeco- dierung 1270.5. Channel 1250: The channel 1250 transmits the waveforms and returns them usually in a distorted and noisy form at its output again. Technical transmission channels can be both wired (eg copper or fiber optic cable) and wireless (radio link) available. If the transmitter and receiver have several antennas, or if several cables of a cable are used simultaneously, a multichannel system is created (compare [2]). 6. Digital Demodulation 1260: The noisy, distorted waveforms (over channel 1250) are now mapped to a stream of numbers representing estimates of the transmitted encoded bitstream. The estimates usually include information about the reliability of the estimate. This is helpful in the subsequent channel decoding 1270.
7. Kanaldecodierung 1270: Die (von der digitalen Demodulation 1260 erhaltenen) Schätzwerte für den gesendeten Bitstrom werden von einem Kanaldecoder weiterverarbeitet, wobei die vorher eingebrachten Prüfbits (vergleiche Kanaldecodierung 1230) zur Korrektur von Übertra- gungsfehlem verwendet werden. Am Ausgang des Kanaldecoders bzw. der Kanaldecodierung 1270 entsteht so wieder ein Bitstrom, der im Falle von erfolgreicher Fehlerkorrektur genau dem Bitstrom nach der Quellencodierung 1220 entspricht.7. Channel Decoding 1270: The estimates of the transmitted bit stream (obtained from digital demodulation 1260) are processed by a channel decoder, using the previously introduced check bits (compare channel decoding 1230) to correct for transmission errors. At the output of the channel decoder or the channel decoding 1270, a bit stream thus again arises which, in the case of successful error correction, exactly corresponds to the bit stream after the source coding 1220.
8. Quellendecodierung 1280: Der (von der Kanaldecodierung erhaltene) Bitström wird von einem Quellendecoder wieder dekomprimiert und gegebenenfalls in seine analoge Ursprungsform zurückgeführt.8. Source decoding 1280: The bit stream (obtained from the channel decoding) is decompressed again by a source decoder and, if necessary, returned to its original analog form.
9. Informationssenke 1290: Die Informationssenke 1290 ist der Empfänger der Information, und empfängt die übertragenen Daten beispielsweise von der Quellendecodierung 1280.9. Information sink 1290: The information sink 1290 is the receiver of the information, and receives the transmitted data from source decode 1280, for example.
Zusammenfassend lässt sich somit festhalten, dass anhand der Fig. 12 die wesentlichen Komponenten eines digitalen Kommunikationssystems beschrieben wurden.In summary, it can thus be stated that the essential components of a digital communication system have been described with reference to FIG.
Im Folgenden wird die anhand der Fig. 12 gezeigte digitale Modulation 1240 und die anhand der Fig. 12 ebenso gezeigte digitale Demodulation 1260 näher erläutert. In anderen Worten, die Blöcke „digitale Modulation" und „digitale Demodulation" werden im Folgenden näher betrachtet. Fig. 13 zeigt zu diesem Zweck eine schematische Darstellung der digitalen Modulation und der digitalen Demodulation sowie eine Definition eines effektiven Kanals. In anderen Worten, die Fig. 13 zeigt, wie ein Bitstrom auf Signalformen abgebildet wird.The digital modulation 1240 shown in FIG. 12 and the digital demodulation 1260 likewise shown with reference to FIG. 12 are explained in more detail below. In other words, the blocks "digital modulation" and "digital For this purpose, Fig. 13 shows a schematic representation of the digital modulation and the digital demodulation as well as a definition of an effective channel. In other words, Fig. 13 shows how a bit stream is mapped to waveforms.
Die graphische Darstellung der Fig. 13 ist in ihrer Gesamtheit mit 1300 bezeichnet. Das Übertragungssystem 1300 gemäß der Fig. 13 empfängt einen Bitstrom 1310 beispielsweise von der Kanalcodierung 1230 gemäß Fig. 12.The graph of Fig. 13 is designated in its entirety by 1300. The transmission system 1300 according to FIG. 13 receives a bit stream 1310, for example from the channel coding 1230 according to FIG. 12.
1. Signalraumkonstellation 1320: Im Rahmen der Bildung einer Signalraumkonstellation (auch als Signalraum- Abbildung 1320 bezeichnet) erfolgt eine Abbildung einer Gruppe von B Bits auf eine von 2B möglichen komplexen (oder reellen) Zahlen, die sogenannte Signalraumkonstellation. Detaillierte Ausführungen im Hinblick auf die Signalraumkonstellation finden sich im Übrigen in der weiteren Beschreibung.1. Signal space constellation 1320: In the context of the formation of a signal space constellation (also referred to as signal space illustration 1320), a group of B bits is mapped to one of 2 B possible complex (or real) numbers, the so-called signal space constellation. Detailed explanations with regard to the signal space constellation can be found in the further description.
2. Sendesignalverarbeitung 1330: Ein aufgrund der Abbildung auf die Signalraumkonstellation erzeugter Zahlenstrom 1324 aus reellen oder komplexen Zahlen wird ge- gebenenfalls durch eine sogenannte Sendesignalverarbeitung in einen zweiten Zahlenstrom 1334 überführt. Dies wird in der Regel durchgeführt, um Verzerrungen des Kanals (vollständig oder teilweise) zu kompensieren.2. Transmit signal processing 1330: If necessary, a number stream 1324 of real or complex numbers generated on the basis of the image on the signal space constellation is converted into a second number stream 1334 by so-called transmit signal processing. This is usually done to compensate for the channel (full or partial) distortions.
3. Impulsformung 1340: Der (aus der Sendesignalverarbeitung) resultierende Zahlenstrom 1334 wird anschließend durch eine Impulsformung 1340 in ein analoges Sendesignal 1344 verwandelt. Die Impulsformung 1340 dient der Anpassung des Signals an die zur Verfügung stehende Bandbreite des Kanals. 4. RF-Modulation 1350: Wenn es sich bei dem Kanal (beispielsweise bei dem Kanal 1250, 1360) um eine Funkübertragungsstrecke handelt, muss das Signal noch in den vorgesehenen Radiofrequenzbereich gebracht werden. Dies geschieht durch Mischung (beispielsweise Amplitudenmodulation) mit einem Radiofrequenz- (RF-) Trägersignal, welches durch einen lokalen Oszillator erzeugt wird. Zur RF-Modulation 1350 zählen auch Filterung und Verstärkung des RF-Signals. Im Falle eines drahtgebun- denen Kanals kann die RF-Modulation auch entfallen (sogenannte Basisbandübertragung) .3. Pulse shaping 1340: The resulting (from the transmission signal processing) number stream 1334 is then converted by a pulse shaping 1340 into an analog transmission signal 1344. The pulse shaping 1340 serves to adapt the signal to the available bandwidth of the channel. 4. RF modulation 1350: If the channel (for example channel 1250, 1360) is a radio link, the signal must still be brought into the intended radio frequency range. This is done by mixing (eg, amplitude modulation) with a radio frequency (RF) carrier signal generated by a local oscillator. RF modulation 1350 also includes filtering and amplification of the RF signal. In the case of a wired channel, the RF modulation can also be omitted (so-called baseband transmission).
Ein durch die RF-Modulation 1350 erzeugtes RF-Signal 1354 wird sodann über einen drahtgebundenen oder drahtlosen Kanal 1250, 1360 (bei dem es sich typischerweise um einen Mehrfach-Kanal handelt) übertragen. Ein Mehrfachkanal erlaubt dabei die gleiche Übertragung von mehreren Signalen bzw. Signalanteilen, wobei es zu einer Verkuppelung zwischen den einzelnen Signalen oder Signalanteilen kommen kann.An RF signal 1354 generated by RF modulation 1350 is then transmitted over a wired or wireless channel 1250, 1360 (which is typically a multi-channel). A multiple channel allows the same transmission of multiple signals or signal components, which can lead to a coupling between the individual signals or signal components.
Bei der Übertragung über den Kanal 1360 entsteht ein Empfangssignal 1364, das einer digitalen Demodulation zugeführt wird. Bei der digitalen Demodulation werden aus den empfangenen Signalformen (des Empfangssignals 1364) Schätzwerte für die gesendeten (kanalcodierten) Bits erzeugt.In the transmission over the channel 1360, a received signal 1364, which is supplied to a digital demodulation. In digital demodulation, estimates of the transmitted (channel coded) bits are generated from the received waveforms (the receive signal 1364).
Die digitale Demodulation erfolgt typischerweise in mehreren Stufen, die im Folgenden beschrieben werden.The digital demodulation typically takes place in several stages, which are described below.
1. RF-Demodulation 1370: Falls senderseitig eine RF- Modulation 1350 durchgeführt wurde, muss das Empfangssignal typischerweise erst wieder aus dem RF-Bereich in das Basisband heruntergemischt werden. Im Falle ei- ner Basisbandübertragung entfällt die RF-Demodulation 1370. 2. Analog-Digital-Wandlung 1380: Da moderne Signalverarbeitung praktisch nur digital durchgeführt wird, müssen die (typischerweise von der RF-Demodulation 1370 gelieferten) analogen Empfangswerte 1374 in eine so- wohl zeit- als auch wertdiskrete Form übergeführt werden. Dies geschieht mit Hilfe eines Analog-Digital- Wandlers 1380 (auch als A/D-Wandler bezeichnet) , beziehungsweise mit Hilfe einer Bank von A/D-Wandlern bei einem Mehrkanalsystem. Der Ausgang des Ana- log/Digital-Wandlers bzw. der Bank von Analog/Digital- Wandlern kann als ein Strom 1384 von reellen oder komplexen Zahlen interpretiert werden.1. RF Demodulation 1370: If an RF modulation 1350 has been carried out on the transmitter side, the received signal typically only has to be mixed down again from the RF range into the baseband. In the case of baseband transmission, RF demodulation 1370 is omitted. 2. Analog-to-Digital Conversion 1380: Since modern signal processing is practically carried out only digitally, the analog reception values 1374 (typically supplied by the RF demodulation 1370) must be converted into a form that is both time- and value-discrete. This is done by means of an analog-to-digital converter 1380 (also referred to as A / D converter), or by means of a bank of A / D converters in a multi-channel system. The output of the analog-to-digital converter or bank of analog-to-digital converters can be interpreted as a stream 1384 of real or complex numbers.
3. Detektion 1390: Der genannte Zahlenstrom 1384 kann ähnlich wie bei der Sendesignalverarbeitung auch am3. Detection 1390: The mentioned 1384 may also be similar to the transmission signal processing at
Empfänger weiterverarbeitet werden. Ziel ist es dabei Schätzwerte 1394 für den gesendeten Bitstrom 1310 zu erzeugen.Receiver be further processed. The goal is to produce estimates 1394 for the transmitted bit stream 1310.
Es sei im Übrigen darauf hingewiesen, dass im Folgenden die Funktionalität der Sendesignalverarbeitung 1330, der Impulsformung 1340, der Übertragung über den Kanal 1360 sowie der gegebenenfalls ferner vorhanden RF-Modulation 1350 und RF-Demodulation 1370 zusammenfassend als Übertragung über einen effektiven Kanal aufgefasst wird. In anderen Worten, der effektive Kanal umfasst die Sende-Signalverarbeitung 1330, die Pulsformung 1340 sowie die Überragung über den Kanal 1360. Ferner umfasst der effektive Kanal optional auch die RF-Modulation 1350 sowie die RF-Demodulation 1370. Der effektive Kanal beschreibt somit die Übertragung zwischen der senderseitigen Signalraum-Abbildung 1320 und der empfängerseitigen Analog/Digital-Wandlung 1380 (die auch durch einen Schwellwert-Entscheidung beschrieben werden kann) .It is further noted that the functionality of the transmit signal processing 1330, the pulse shaping 1340, the transmission over the channel 1360 as well as optionally further present RF modulation 1350 and RF demodulation 1370 will be understood in the following as transmission over an effective channel. In other words, the effective channel includes the transmit signal processing 1330, the pulse shaping 1340 and the transmission over the channel 1360. Further, the effective channel optionally also includes the RF modulation 1350 and the RF demodulation 1370. The effective channel thus describes the Transmission between the transmitter-side signal-space map 1320 and the receiver-side analog-to-digital conversion 1380 (which may also be described by a threshold decision).
Fig. 14 zeigt daher eine schematische Darstellung einer digitalen Modulation und Demodulation mit einem effektiven MIMO-Kanal. Im Folgenden werden Details hinsichtlich des effektiven MIMO-Kanals beschrieben. Die Blöcke „Sendesignalverarbei- tung" 1330, „Impulsformung" 1340, „RF-Modulation" 1350, „Kanal" 1360 und „RF-Demodulation" 1370 können im Hinblick auf die vorliegende Erfindung zu einem einzigen Block zusammengefasst werden, der im Folgenden als „effektiver Kanal"" bezeichnet wird (vergleiche Fig. 13) . Dadurch ergibt sich ein in Fig. 14 gezeigtes Blockschaltbild, welches die Abbildung des sendeseitigen Bitstroms 1310 auf den empfangsseitigen Strom 1394 von zugehörigen Schätzwerten zeigt. In anderen Worten, die Fig. 14 zeigt eine Abbildung des sendeseitigen Bitstroms auf den empfangsseitigen Strom seiner Schätzwerte.14 therefore shows a schematic representation of a digital modulation and demodulation with an effective MIMO channel. Details regarding the effective MIMO channel are described below. The blocks "Transmit Signal Processing" 1330, "Pulse Forming" 1340, "RF Modulation" 1350, "Channel" 1360 and "RF Demodulation" 1370 may be combined into a single block with respect to the present invention This results in a block diagram shown in Fig. 14, which shows the mapping of the transmit-side bit stream 1310 to the receive-side stream 1394 of associated estimates, in other words, Fig. 14 shows an image of the transmit-side bitstream on the receive-side stream of its estimates.
Es sei hierbei darauf hingewiesen, dass gleiche Einrichtungen und Signale in den Fig. 13 und 14 mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind.It should be noted here that the same devices and signals in Figs. 13 and 14 are designated by the same reference numerals.
Der effektive Kanal 1360 hat eine bestimmte Anzahl N an Kanaleingängen, an denen er komplexe oder reelle Zahlen 1324 aus der Signalraumkonstellation akzeptiert, und eine Anzahl M an Kanalausgängen, an denen analoge Signale 1374 von dem Analog/Digital-Wandler 1380 abgegriffen werden können. Ein solcher Kanal mit N Eingängen und M Ausgängen wird im Übrigen auch MN-System oder MIMO-System (für engl. Multiple-Input-Multiple-Output) genannt (vergleiche [2]). Ein Kanal mit N Eingängen und M Ausgängen kann beispielsweise dadurch entstehen, indem der Sender mit N Antennen und der Empfänger mit M Antennen ausgerüstet ist. Durch die in dem effektiven Kanal 1360 enthaltene Sendesignalverar- beitung 1330 kann jedoch die Anzahl der Sendeantennen auch größer als N sein.The effective channel 1360 has a certain number N of channel inputs at which it accepts complex or real numbers 1324 from the signal space constellation, and a number M of channel outputs at which analog signals 1374 can be tapped from the analog to digital converter 1380. Incidentally, such a channel with N inputs and M outputs is also called MN system or MIMO system (for multiple-input-multiple-output) (compare [2]). For example, a channel with N inputs and M outputs may result from the transmitter being equipped with N antennas and the receiver with M antennas. However, due to the transmit signal processing 1330 contained in the effective channel 1360, the number of transmit antennas may also be greater than N.
Die vorliegende Erfindung nimmt auf die Eigenschaften des effektiven MIMO-Kanals 1360 keinen Einfluss. Es wird jedoch bevorzugt, dass die Eigenschaften des effektiven MIMO- Kanals 1360 bekannt sind. Im Folgenden bezeichnen Xi , X2 , ... , XN die Zahlen an den Eingängen des effektiven Kanals 1360. Ferner bezeichnen yi , Y2r -'-f YM die Zahlen an den Ausgängen des effektiven Kanals 1360. Es wird im Folgenden vorausgesetzt, dass die Eigenschaften des effektiven Kanals 1360 vollständig durch eine sogenannte Kanalmatrix H und einen sogenannten Rauschvektor n beschrieben sind, wobei gilt:The present invention has no effect on the properties of the MIMO effective channel 1360. However, it is preferred that the characteristics of the MIMO effective channel 1360 be known. Hereinafter, Xi, X2, ..., X N denote the numbers at the inputs of the effective channel 1360. Further, yi, Y 2r - ' - f Y M denote the numbers at the outputs of the effective channel 1360. It is assumed hereafter in that the properties of the effective channel 1360 are completely described by a so-called channel matrix H and a so-called noise vector n, where:
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Figure imgf000010_0001
Die Empfangssignale yi, V2, •-., YM 1374 von den Ausgängen des effektiven Kanals sind daher als eine Linearkombination der Sendesignale Xi , X2 , ..., XN zuzüglich eines Rausch- terms n darstellbar. Dies ist unter anderem der Fall, wenn der Übertragungskanal 1360 zeitlich nicht dispersiv (frequenzflach) ist, und die Schritte der Signalverarbeitung 1330, Impulsformung 1340, der RF-Modulation 1350 und der RF-Demodulation 1370 linear sind.The receive signals yi, V 2 ,..., YM 1374 from the outputs of the effective channel can therefore be represented as a linear combination of the transmit signals Xi, X2,..., X N plus a noise term n. This is the case, inter alia, when the transmission channel 1360 is non-dispersive (frequency flat) in time, and the steps of signal processing 1330, pulse shaping 1340, RF modulation 1350, and RF demodulation 1370 are linear.
Im Folgenden werden Details im Hinblick auf die Signalraumkonstellation bzw. Signalraumabbildung beschrieben. Zu diesem Zweck zeigt Fig. 15 eine graphische Darstellung einer Signalraumabbildung, einer Übertragung über einen effektiven MIMO-Kanal und einer Analog/Digital-Wandelung. Die graphische Darstellung der Fig. 15 ist in ihrer Gesamtheit mit 1500 bezeichnet. In anderen Worten, im Folgenden wird die Abbildung des Bitstroms 1310 von der Kanalcodierung auf die Signalraumkonstellation bzw. auf Signale 1324 näher erläutert. Wie in Fig. 15 skizziert ist, werden zunächst B Bits Ci, C2, ..., cB des Bitstroms mit Hilfe eines Seriell/Parallel-Wandlers (S/P) 1510 gruppiert und dann auf N Signalraumblöcke sigi, sig2, ..., sigN verteilt. Hierbei erhält der i-te Signalraumblock der N Signalraumblöcke 1520_l, 1520_2, ..., 1520_N eine Anzahl bi der insgesamt B Bits und bildet diese auf eine von 2bl möglichen komplexen (oder reellen) Zahlen ab. Dabei gilt die folgende Abbildungsvorschrift:In the following, details are described with regard to the signal space constellation or signal space mapping. 15 shows a graphical representation of signal space mapping, MIMO effective channel transmission, and analog-to-digital conversion. The graphical representation of FIG. 15 is designated 1500 in its entirety. In other words, the mapping of the bit stream 1310 from the channel coding to the signal space constellation or signals 1324 is explained in more detail below. As sketched in FIG. 15, B bits Ci, C2,..., C B of the bit stream are first of all used with the aid of of a serial / parallel converter (S / P) 1510 and then distributed to N signal space blocks sigi, sig 2 , ..., sig N. In this case, the i-th signal space block of the N signal space blocks 1520_1, 1520_2,..., 1520_N receives a number bi of the total of B bits and maps these to one of 2 bl possible complex (or real) numbers. The following mapping rule applies:
{- 1; l}bi 2^ > X1 e M1.{- 1; l} bi 2 ^> X 1 e M 1 .
In andern Worten, B Bits des Bitstroms 1310 der Kanalcodierung werden in N Gruppen von Bits eingeteilt, wobei eine i- te Gruppe bi Bits umfasst. Der i-te Signalraumblock sigi (auch mit 1520_i bezeichnet) empfängt somit die Gruppe von bi Bits und bildet diese auf einen reellen oder komplexen Wert Xi ab (wobei bevorzugt gilt: 1 < i < N) .In other words, B bits of the bit stream 1310 of the channel coding are divided into N groups of bits, with an i th group comprising bi bits. The i-th signal space block sigi (also denoted 1520_i) thus receives the group of bi bits and maps them to a real or complex value Xi (where preferably: 1 <i <N).
Die Zahl Xi wird aus einer 21 -elementigen Menge M± gewählt, wobei die Menge Mi als Modulationsalphabet (bzw. Einzel-Modulationsalphabet) (für eine Gruppe von bi Bits) bezeichnet wird. Die Zahl Xi wird im Übrigen auch als Einzel-Modulationssymbol bezeichnet. Werden die Zahlen Xi, X2, • • . , XN ZU einem N-dimensionalen Vektor x gemäßThe number Xi is chosen from a 2 1- element set M ±, where the set Mi is called a modulation alphabet (or a single modulation alphabet) (for a group of bi bits). Incidentally, the number Xi is also referred to as a single modulation symbol. If the numbers Xi, X 2 , • •. , X N to an N-dimensional vector x according to
x = [ X1 X2 ... xN ] τ e Mx = [X 1 X 2 ... x N ] τ e M
zusammengefasst, so ist der N-dimensionale Vektor x ein Element der Menge M, die alle möglichen Kombinationen der Elemente der Mengen Mi, Mz, ..., MN enthält. In anderen Worten, es gilt:summarized, the N-dimensional vector x is an element of the set M, which contains all possible combinations of the elements of the sets Mi, Mz, ..., M N. In other words, it holds:
M = M1 X M∑ X . • • X MN.M = M 1 XMΣ X. • • XM N.
Da fernerFurther away
bi + b2 + ... + bN = B gilt, hat die Menge M (auch als Gesamt-Modulationsalphabet bezeichnet) genau \M\ = 2B Elemente. Auf diese Weise wird durch die Gruppe von B Bits aus dem Bitstrom 1310 genau ein Vektor x aus den 2B möglichen Vektoren aus M ausgewählt.bi + b 2 + ... + b N = B holds, the set M (also referred to as the total modulation alphabet) has exactly \ M \ = 2 B elements. In this way, by the group of B bits from the bit stream 1310, exactly one vector x out of the 2 B possible vectors from M is selected.
Im Folgenden wird die auf die Übertragung über den effektiven MIMO-Kanal folgende Analog/Digital-Wandlung beschrieben. Der effektive MIMO-Kanal 1360 empfängt dabei als Eingangssignale die Einzel-Modulationssymbole xχf x2, ..., xN bzw. den Vektor x. Der effektive MIMO-Kanal 1360 erzeugt aus dem Vektor x M Empfangssignale yi, V2, ... , yw Ferner tritt bei der Übertragung über den effektiven MIMO-Kanal 1360 ein Rauschen auf. Somit wird nach der Übertragung über den effektiven MIMO-Kanal 1360 ein verrauschter Empfangs- vektor y an den Ausgang des MIMO-Kanals 1360 erhalten, wobei gilt:The following describes the analog-to-digital conversion following transmission over the effective MIMO channel. The effective MIMO channel 1360 receives it as inputs the individual modulation symbols xχ f x 2, ..., x N and the vector x. The effective MIMO channel 1360 generates received signals yi, V2, ..., yw from the vector x M. Further, noise occurs in transmission over the effective MIMO channel 1360. Thus, after transmission via the effective MIMO channel 1360, a noisy receive vector y is obtained at the output of the MIMO channel 1360, where:
y = Hx + n.y = Hx + n.
Der verrauschte Empfangsvektor y wird dann einer Bank 1540 von A/D-Wandlern 1540_l, 1540_2, ..., 1540_M zugeführt. In anderen Worten, der i-te Analog/Digital-Wandler 1540_i der Bank 1540 von Analog/Digital-Wandlern empfängt das i-te Empfangssignal yi. An einem Ausgang des i-ten A/D-Wandler 1540_i steht somit eine ri Bit breite Zahl z± zur Verfügung, die dem quantisierten Signal bzw. Empfangssignal y± entspricht:The noisy receive vector y is then fed to a bank 1540 of A / D converters 1540_1, 1540_2, ..., 1540_M. In other words, the ith analog-to-digital converter 1540_i of the analog-to-digital converter bank 1540 receives the i-th receive signal yi. At an output of the i-th A / D converter 1540_i is thus an ri bit wide number z ± available, which corresponds to the quantized signal or received signal y ±:
Zi = Qi (yi) ,Zi = Qi (yi),
Die Funktion Qi ( . ) beschreibt die Operation des i-ten A/D-Wandlers. Die Gesamtauflösung aller A/D-Wandler ist mit rges = ri + r2 + ... + rM Bit gegeben. Damit es überhaupt möglich ist, die B gesendeten Bits zu rekonstruieren, muss gelten:The function Qi (.) Describes the operation of the ith A / D converter. The total resolution of all A / D converters is given by r ges = ri + r 2 + ... + r M bits. So that it is even possible to reconstruct the B bits sent, the following must apply:
rges ≥ B. Im Folgenden wird die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende technische Problemstellung beschrieben. So erschweren die Verkopplungen zwischen den Kanälen eines Mehrkanalsystems (beispielsweise eines effektiven MIMO- Kanals 1360) die Realisierung einer hochauflösenden A/D- Wandlung. In der Praxis kann dies dazu führen, dass mit technisch verfügbaren A/D-Wandlern, keine A/D-Wandlung vorgenommen werden kann, welche hochauflösend genug wäre, um einschlägige Verfahren der Signalverarbeitung (verglei- che [3] ) und Kanalcodierung (vergleiche [1] ) anzuwenden.r ges ≥ B. In the following, the technical problem underlying the present invention will be described. Thus, the interconnections between the channels of a multi-channel system (eg, an MIMO effective channel 1360) make it difficult to realize high-resolution A / D conversion. In practice this can lead to the fact that with technically available A / D converters, no A / D conversion can be made, which would be high-resolution enough to implement relevant signal processing methods (compare [3]) and channel coding (cf. [1]).
Im Folgenden wird die Durchführung einer Analog/Digital- Wandlung (A/D-Wandlung) bei Mehrkanalsystemen beschrieben. Einschlägige Verfahren der Sende- und Empfangssignalverar- beitung und der Kanalcodierung sehen von der Existenz von A/D-Wandlern bei einem Empfänger ab, und nehmen dabei an, dass die kontinuierlichen Signalwerte am Ausgang des effektiven Kanals der weiteren Signalverarbeitung und Kanaldeco- dierung zur Verfügung stehen. Diese Annahme ist dahingehend gerechtfertigt, wenn die Auflösung der verwendeten A/D- Wandler so hoch ist, dass das erzeugte Quantisierungsgeräusch vernachlässigbar ist. Die Verkoppelung zwischen den Kanälen eines Mehrkanalsystems sorgt allerdings dafür, dass es technisch schwierig ist, eine derart hohe Auflösung der A/D-Wandler zu realisieren. Es wird im Folgenden ein Beispiel eines Mehrkanalsystems betrachtet, das durch die folgende Kanalmatrix H eines effektiven Kanals beschrieben wird:In the following, the implementation of an analog / digital conversion (A / D conversion) is described in multi-channel systems. Relevant methods of transmit and receive signal processing and channel coding refrain from the existence of A / D converters at a receiver, assuming that the continuous signal values at the output of the effective channel are available for further signal processing and channel decoding stand. This assumption is justified if the resolution of the A / D converters used is so high that the generated quantization noise is negligible. The coupling between the channels of a multi-channel system, however, ensures that it is technically difficult to realize such a high resolution of the A / D converter. The following is an example of a multichannel system described by the following channel matrix H of an effective channel:
- 31 - 81 23 - 42 75 21 - 49 - 102- 31 - 81 23 - 42 75 21 - 49 - 102
1 - 118 84 12 154 4 - 94 61 401 - 118 84 12 154 4 - 94 61 40
H =H =
100 9 84 - 13 - 10 100 - 7 51 89 - 28100 9 84 - 13 - 10 100 - 7 51 89 - 28
20 51 8 - 59 115 - 113 4920 51 8 - 59 115 - 113 49
Das betrachtete System entspricht dabei dem anhand der Fig. 14 erläuterten System. Der effektive Kanal 1360 hat somit N = 4 Kanaleingänge und Af = 4 Kanalausgänge . Die Signalraumkonstellation sei dabei eine in der Praxis beliebte 4Q&M, wobei für die Modulationsalphabete Mi, M2, , M3, Mi gilt:
Figure imgf000014_0001
The system considered corresponds to the system explained with reference to FIG. 14. The effective channel 1360 thus has N = 4 channel inputs and Af = 4 channel outputs. Let the signal space constellation be a 4Q & M popular in practice, where for the modulation alphabets Mi, M 2 ,, M 3 , Mi:
Figure imgf000014_0001
Details im Hinblick auf die Signalraumkonstellation wurden im übrigen oben erläutert. Die beschriebene Signalraumkons- tellation führt auf ein Modulationsalphabet mit 44 = 256 Elementen, aus welchen durch eine Gruppe von B = 8 Bit des Bitstroπvs 1310 jeweils eines zur Übertragung ausgewählt wird (vergleiche Fig. 15 und die dazugehörige Beschreibung) .Details regarding the signal space constellation have been explained above. The signal space constellation described leads to a modulation alphabet with 4 4 = 256 elements, from which one is selected for transmission by a group of B = 8 bits of the bit stream 1310 (cf. FIG. 15 and the associated description).
In einem rauschfreien Fall stellt sich daraufhin an den Ausgängen yi, y2, V3, y4 des effektiven Kanals 1360 jeweils eines von 256 möglichen Signalen bzw. einer von 256 möglichen Signalwerten (im Sinne einer Signalkombination) ein.In a noise-free case, one of 256 possible signals or one of 256 possible signal values (in the sense of a signal combination) then appears at the outputs yi, y 2 , V 3 , y 4 of the effective channel 1360.
Fig. 16 zeigt alle 256 möglichen Signale an den vier Ausgängen yi, y2, Y3, Yi des effektiven Kanals 1360. In anderen Worten, Fig. 16 zeigt eine rauschfreie Signalkonstellation an den Ausgängen des effektiven Kanals 1360 gemäß dem vorher genannten Beispiel. Horizontale und vertikale Linien zeigen die Grenzen von Quantisierungsintervallen bei Verwendung von 2-Bit A/D-Wandlern je Dimension bzw. je Signalkomponente an.Fig. 16 shows all 256 possible signals at the four outputs yi, y 2 , Y3, Yi of the effective channel 1360. In other words, Fig. 16 shows a noiseless signal constellation at the outputs of the effective channel 1360 according to the aforementioned example. Horizontal and vertical lines indicate the limits of quantization intervals when using 2-bit A / D converters per dimension or per signal component.
In anderen Worten, die Fig. 16 zeigt die Ausgangswerte, die sich an dem ersten Ausgang (z. B. an dem Ausgang yi) , an dem zweiten Ausgang (z. B. Ausgang y2) , an dem dritten Ausgang (z. B. an dem Ausgang y3) und an dem vierten Ausgang (z. B. an dem Ausgang yt) ergeben, wenn an die Eingän- ge Xi, X2, X3, X4 des effektiven MIMO-Kanals 1360 256 verschiedene Eingangsvektoren bzw. Eingangs-Modulationssymbole (bestehend aus vier Einzel-Modulationssymbolen aus den Mengen Mi, M2, M3, M4) angelegt werden. Es sei hierbei darauf hingewiesen, dass gemäß der oben beschriebenen Kanalmatrix H eine Verkuppelung zwischen allen Eingangssignalen X2, X2, X3, X4 des effektiven MIMO-Kanals 1360 und allen Ausgängen yi, y2, y3, Yi des effektiven MIMO-Kanals 1360 auftritt. Aus diesem Grund ergeben sich für alle Ausgangssignale yi, y2, Yz, YA deutlich mehr als vier verschiedenen Signalwerte (typischerweise sogar bis zu 256 verschiedene Signalwerte) während sich ohne eine Verkopp- lung zwischen den einzelnen Eingängen bzw. Kanälen nur vier verschiedene Signalwerte ergeben würden.In other words, Fig. 16 shows the output values appearing at the first output (eg at the output yi), at the second output (eg output y 2 ), at the third output (e.g. At the output y 3 ) and at the fourth output (eg at the output y t ) when 256 different input vectors are applied to the inputs Xi, X 2 , X 3 , X4 of the effective MIMO channel 1360 or input modulation symbols (consisting of four individual modulation symbols from the sets Mi, M 2 , M 3 , M 4 ) are created. It is here It should be noted that according to the channel matrix H described above, a coupling between all input signals X 2 , X 2 , X 3 , X 4 of the effective MIMO channel 1360 and all outputs yi, y 2 , y 3 , Yi of the effective MIMO channel 1360 occurs. For this reason, considerably more than four different signal values are calculated for all output signals yi, y 2, Yz, Y A (typically even up to 256 different signal values) while without Verkopp- lung between the individual inputs or channels only four different signal values would result.
Für die Funktion einschlägiger Verfahren der Signalverarbeitung und Kanalcodierung ist es notwendig, dass alle Empfangssignale (im rauschfreien Fall) durch die A/D- Wandler aufgelöst werden können, d.h., dass verschiedene Signale auch verschiedenen Quantisierungsintervallen der A/D-Wandler zugeordnet werden. Die in Fig. 16 zu erkennende dichte Nachbarschaft verschiedener Empfangssignale erzwingt jedoch (zu diesem Zweck) die Verwendung von A/D- Wandlern mit relativ hoher Auflösung. Durch Vergrößerung der Anzahl der Kanaleingänge, oder durch Erhöhung der Stufenzahl des Modulationsalphabets wächst die benötigte Auflösung der A/D-Wandler schnell über die technischen Grenzen hinaus. Dies führt dazu, dass bei Mehrkanalsystemen ab einer bestimmten Größe keine hochauflösende A/D-Wandlung vorgenommen werden kann. Als Folge davon tritt daher eine sogenannte grobe Quantisierung ein.For the function of relevant methods of signal processing and channel coding, it is necessary that all received signals (in the noise-free case) can be resolved by the A / D converters, i.e. that different signals are also assigned to different quantization intervals of the A / D converters. However, the dense proximity of various receive signals to be recognized in FIG. 16 forces (for this purpose) the use of relatively high resolution A / D converters. By increasing the number of channel inputs, or by increasing the number of stages of the modulation alphabet, the required resolution of the A / D converters quickly increases beyond the technical limits. As a result, high-resolution A / D conversion can not be performed for multi-channel systems above a certain size. As a result, so-called coarse quantization occurs.
Im Folgenden wird das Problem der groben Quantisierung näher erläutert. Zu diesem Zweck wird noch einmal die Fig. 16 herangezogen. Fig. 16 zeigt beispielsweise in einer ersten graphischen Darstellung 1610 Werte eines Empfangssignals yi, das an einem Eingang eines A/D-Wandlers anliegt, für 256 verschiedene Kombinationen von Signalwerten der Sendesignale xl, X2, X3, X4 gemäß dem Modulationsalphabet AT. Die verschiedenen Signalwerte des Empfangssignals yi sind beispielsweise als Punkte in einer komplexen Zahlenebene, also aufgeteilt nach Realteil und Imaginärteil, angetragen. Hierbei werden beispielsweise für einen Realteil Werte in einem Bereich zwischen -3 und 3 sowie für einen Imaginärteil Werte in einem Bereich zwischen -3 und 3 berücksichtigt .The problem of coarse quantization is explained in more detail below. For this purpose, Fig. 16 is again used. Fig. 16 shows, for example, in a first graphical representation 1610 values of a received signal yi which is applied to an input of an A / D converter, for 256 different combinations of signal values of the transmission signals xl, X2, X3, X4 according to the modulation alphabet AT. The different signal values of the received signal yi are, for example, as points in a complex number plane, that is to say divided according to real part and imaginary part, plotted. Here, for example, values in a range between -3 and 3 are taken into account for a real part, and values in a range between -3 and 3 for an imaginary part.
Ferner zeigt die erste graphische Abbildung 1610 als vertikale Linien Intervallgrenzen von Quantisierungsintervallen eines Analog/Digital-Wandlers, der einen Realteil des Signals yi in vier Stufen bzw. Intervallen (zwischen -3 und -1,5, zwischen -1,5 und 0, zwischen 0 und 1,5 sowie zwischen 1,5 und 3) quantisiert. Horizontale Linien zeigen ferner Intervallgrenzen von Quantisierungsintervallen eines weiteren Analog/Digital-Wandlers, der einen Imaginärteil des Empfangssignals yi in vier Stufen (zwischen -3 und -1,5, zwischen -1,5 und 0, zwischen 0 und 1,5 sowie zwischen 1,5 und 3) quantisiert.Further, the first graphic image 1610 shows as vertical lines interval boundaries of quantization intervals of an analog-to-digital converter, which has a real part of the signal yi in four stages (between -3 and -1.5, between -1.5 and 0, between 0 and 1.5 and between 1.5 and 3). Horizontal lines also show interval limits of quantization intervals of another analog-to-digital converter, which has an imaginary part of the received signal yi in four stages (between -3 and -1.5, between -1.5 and 0, between 0 and 1.5 and between 1.5 and 3).
Eine dazu korrespondierende zweite graphische Darstellung 1620 beschreibt Signalwerte eines Empfangssignals y sowie Intervallgrenzen von zwei zugehörigen Analog/Digital- Wandlern (für einen Realteil und für einen Imaginärteil) . Ferner beschreibt eine dritte graphische Darstellung 1630 Signalwerte des dritten Empfangssignals y3 sowie Intervallgrenzen von zwei zugehörigen Analog/Digital-Wandlern zur Quantisierung von Realteil und Imaginärteil des dritten Empfangssignals y3. Eine vierte graphische Darstellung 1640 zeigt ferner Signalwerte des vierten Empfangssignals y* einschließlich Intervallgrenzen von zwei zugehörigen Analog/Digital-Wandlern zur Quantisierung des Realteils und des Imaginärteils des vierten Empfangssignals yt.A corresponding second graphic representation 1620 describes signal values of a received signal y Σ as well as interval limits of two associated analog / digital converters (for a real part and for an imaginary part). Furthermore, a third graphical representation 1630 describes signal values of the third received signal y 3 as well as interval limits of two associated analog / digital converters for quantizing the real part and the imaginary part of the third received signal y 3 . A fourth graph 1640 further shows signal values of the fourth received signal y * including interval boundaries of two associated analog-to-digital converters for quantizing the real part and the imaginary part of the fourth received signal y t .
In den graphischen Darstellungen 1610, 1620, 1620 und 1640 gemäß der Fig. 16 sind beispielhaft Quantisierungsintervallgrenzen eingetragen, welche sich bei einer homogenen Quantisierung mit 2-Bit A/D-Wandlern ergeben. In anderen Worten, es wird jeweils ein 2-Bit A/D-Wandler für den Realteil und ein 2-Bit A/D-Wandler für den Imaginärteil an jedem der vier Ausgänge yi, y2, y3, Yi des effektiven MIMO- Kanals 1360 angeschlossenIn the graphs 1610, 1620, 1620 and 1640 according to FIG. 16, quantization interval limits which result in the case of a homogeneous quantization with 2-bit A / D converters are entered by way of example. In other words, a 2-bit A / D converter for the real part and a 2-bit A / D converter for the imaginary part respectively become each of the four outputs yi, y 2 , y 3 , Yi of the effective MIMO channel 1360 is connected
An jedem Ausgang des Kanals bzw. des effektiven Kanals 1360 handelt es sich um eine grobe A/D-Wandlung, da verschiedene Eingangssignale auf ein und das selbe Quantisierungsintervall abgebildet werden. Es zeigt sich, dass es sich auch dann noch um eine grobe Quantisierung handelt, wenn alle vier quantisierten Ausgänge (zi, Z2, Z3, Z4) gemeinsam betrachtet werden. Um dies zu erkennen, sind in Fig. 16 zwei Empfangssignale (also zwei Signale, die zu zwei verschiedenen Sendesignalen gehören) durch große „*w- Markierungen 1650 hervorgehoben. Man erkennt, dass an allen vier Ausgängen beide Signale auf das gleiche Quan- tisierungsintervall abgebildet werden, und damit nicht unterscheidbar sind. Dieser Verlust an ünterscheidbarkeit der Signale nach der Quantisierung ist das wesentliche Charakteristikum einer groben Quantisierung.Each output of the channel 1360 is a coarse A / D conversion because different input signals are mapped to one and the same quantization interval. It turns out that even then a coarse quantization is involved if all four quantized outputs (zi, Z 2 , Z 3 , Z 4 ) are considered together. In order to recognize this, two receive signals (ie two signals belonging to two different transmit signals) are highlighted in FIG. 16 by large "* w " markers 1650. It can be seen that at both four outputs both signals are mapped to the same quantization interval, and thus can not be distinguished. This loss of signal separability after quantization is the essential characteristic of coarse quantization.
In anderen Worten, bei einer groben Quantisierung führen zwei verschiedene Sendesignale, die zu zwei verschiedenen zu übertragenen Informationen (bzw. Bitmustern der Informationsbits) gehören, zu gleichen Signalen an den Ausgängen von empfangsseitigen A/D-Wandlern.In other words, in a coarse quantization, two different transmit signals belonging to two different information to be transmitted (or bit patterns of the information bits) result in equal signals at the outputs of receive-side A / D converters.
Im Folgenden werden die Auswirkungen einer Kommunikation mit einer groben Quantisierung beschrieben. Die oben gezeigte durch grobe Quantisierung verursachte ünunterscheid- barkeit verschiedener gesendeter Signale sorgt dafür, dass einschlägige Verfahren der Signalverarbeitung und Kanalcodierung ihren Dienst versagen. Um dies zu verdeutlichen wurde in einem Beispiel als Kanalcodierungsverfahren ein Faltungscode (der Gedächtnislänge 6) mit Viterbi- Decodierung, und als Empfangssignalverarbeitung eine soge- nannte log-likelihood Detektion angenommen (vergleiche [4]). Fig. 17 zeigt eine graphische Darstellung einer Bitfehlerhäufigkeit nach einer Viterbi-Decodierung eines Faltungscodes. Die graphische Darstellung der Fig. 17 ist in ihrer Gesamtheit mit 1700 bezeichnet. An einer Abszisse 1710 ist ein Verhältnis zwischen einer Sendeleistung und einer Rauschleistung in Dezibel angetragen. Eine Ordinate 1720 zeigt eine codierte Bitfehlerrate in einer logarithmischen Darstellung. Eine erste Kurve 1730 schreibt einen Zusammenhang zwischen dem Signal-Rausch-Verhältnis (P-r/o^) und der codierten Bitfehlerrate unter Verwendung eines 1-Bit A/D- Wandlers bei der Auswertung der Empfangssignale ylf y2, y3, Y4. Eine zweite Kurve 1740 beschreibt denselben Zusammenhang für die Verwendung eines ∞-Bit A/D-Wandlers, also eines A/D-Wandlers mit beliebig hoher Auflösung. In anderen Worten, Fig. 17 zeigt die sich unter Verwendung des Beispielkanals ergebenden Bitfehlerhäufigkeiten als Funktion des Verhältnisses von aufgebrachter Sendeleistung Pτ zu einer Leistung σ„des Empfangsrauschens. Bei einer hypothetischen, unendlich hohen Auflösung der A/D-Wandler, funk- tioniert das Codierungssystem hervorragend. Werden jedoch A/D-Wandler mit 1-Bit Auflösung pro Dimension (also mit 1- Bit Auflösung für den Realteil und mit 1-Bit Auflösung für den Imaginärteil der Signale yi, y2, Y3, yt) verwendet, sättigt die Bitfehlerhäufigkeit auf einen beträchtlich hohen Wert von etwa 10~4. Dies ist für viele praktische Anwendungen zu hoch. Das vorher beschriebene Codierungssystem kann daher nicht ohne Weiteres mit einer groben A/D- Wandlung (z. B. mit einem 1-Bit A/D-Wandler) zusammenarbeiten.The following describes the effects of coarse quantization communication. The above-described uniqueness of various transmitted signals caused by coarse quantization ensures that relevant methods of signal processing and channel coding fail their service. To illustrate this, in one example, a convolutional code (memory length 6) with Viterbi decoding was adopted as the channel coding method, and so-called log-likelihood detection was adopted as received signal processing (see [4]). Fig. 17 is a graph showing a bit error rate after Viterbi decoding of a convolutional code. The graph of FIG. 17 is designated 1700 in its entirety. At an abscissa 1710, a ratio between a transmission power and a noise power in decibels is plotted. An ordinate 1720 shows a coded bit error rate in a logarithmic representation. A first curve 1730 writes a relationship between the signal-to-noise ratio (Pr / o ^) and the coded bit error rate using a 1-bit A / D converter in the evaluation of the received signals y lf y 2 , y 3 , Y4. A second curve 1740 describes the same relationship for the use of an ∞-bit A / D converter, ie an A / D converter with arbitrarily high resolution. In other words, Fig. 17 shows the bit error frequencies resulting using the example channel as a function of the ratio of applied transmit power P τ to power σ "of the receive noise. With a hypothetical, infinitely high resolution of the A / D converters, the coding system works excellently. However, when A / D converters with 1-bit resolution per dimension (ie, 1-bit resolution for the real part and 1-bit resolution for the imaginary part of the signals yi, y2, y3, yt) are used, the bit error rate saturates to one considerably high value of about 10 ~ 4 . This is too high for many practical applications. Therefore, the previously described encoding system can not readily cooperate with coarse A / D conversion (eg, with a 1-bit A / D converter).
Fig. 18 zeigt ferner eine schematische Darstellung eines Bussystems mit vier parallelen Leitungen. Bei dem gezeigten Bussystem soll vier Bits (b0, bi, b2, b3) e {0,l}4 übertragen werden. Hierzu wandelt am Sender ein sogenannter Bus- treiber 1810 (bestehend aus vier einzelnen Leitungstreibern 1810_0, 1810_l, 1810_2, 1810_3) die binären Werte der Bits bo, bi, b∑f b3 in jeweils einen von zwei möglichen Spannungswerten um. Beispielsweise wandelt der erste Leitungs- treiber 1810_0 das Bit bo in eine zugehörige Sendespannung U0 um. Der Leitungstreiber 1810_l wandelt das Bit bi in eine zugehörige Sendespannung ui um. Der Leitungstreiber 1810_2 wandelt das Bit b2 in eine zugehörige Sendespannung U2 um. Der Leitungstreiber 1810_3 wandelt das Bit b3 in eine zugehörige Sendespannung U3 um. Im Folgenden sei angenommen, dass für die Sendespannungen Oi gelte: Q
Figure imgf000019_0001
1
Fig. 18 also shows a schematic representation of a bus system with four parallel lines. In the bus system shown, four bits (b 0 , bi, b 2 , b 3 ) e {0, l} 4 are to be transmitted. For this purpose, a so-called bus driver 1810 (consisting of four individual line drivers 1810_0, 1810_l, 1810_2, 1810_3) converts the binary values of the bits bo, bi, b Σf b 3 into one of two possible voltage values. For example, the first line driver 1810_0 the bit bo in an associated transmission voltage U 0 . Line driver 1810_l converts bit bi to an associated transmit voltage ui. The line driver 1810_2 converts the bit b 2 into an associated transmission voltage U 2 . The line driver 1810_3 converts the bit b 3 into an associated transmission voltage U 3 . In the following, it is assumed that the transmission voltages O i are: Q
Figure imgf000019_0001
1
Das Modulationsalphabet des gezeigten Bussystems lautet demnach :The modulation alphabet of the bus system shown is therefore:
M = { 0V, 5V} 4.M = {0V, 5V} 4 .
Das Modulationsalphabet des gezeigten Bussystems besteht daher aus \ M\ = 16 verschiedene 4-dimensionalen Vektoren . Die Verkopplung der Leitungen (des Bussystems) sei durch die folgende, diagonaldominante, effektive MIMO-Kanalmatrix beschrieben:The modulation alphabet of the bus system shown therefore consists of \ M \ = 16 different 4-dimensional vectors. The coupling of the lines (of the bus system) is described by the following, diagonally dominant, effective MIMO channel matrix:
1 0,35 0,1225 0,04291 0.35 0.1225 0.0429
0,35 1 0,35 0,12250.35 1 0.35 0.1225
H =H =
0,1225 0,35 1 0,350.1225 0.35 1 0.35
0,0429 0,1225 0,35 10.0429 0.1225 0.35 1
Die Leitungen sind dabei diejenigen Elemente des Bussys- tems, die für eine Übertragung der Sendespannungen Ui von dem Ausgang des Senders zu dem Eingang des Empfängers übernehmen, so dass die EmpfangsSpannungen yo, yi, Yz, Y3 entstehen. Bei einem Empfänger bzw. am Empfangsende des Bussystems werden die vier empfangenen Spannungen yo, yi, y2, y3 wieder Werten aus der Menge {0, 1} zugeordnet. In anderen Worten, Empfangssignale bzw. Empfangsspannungen yo, Yif Y2r Y3 werden einem Schwellwertentscheider 1830 zuge- führt, der beispielsweise vier Einzel- Schwellwertentscheider 1830_0, 1830_l, 1830_2, 1830_3 umfasst.In this case, the lines are those elements of the bus system which assume the transmission of the transmission voltages Ui from the output of the transmitter to the input of the receiver, so that the reception voltages yo, yi, Yz, Y 3 arise. At a receiver or at the receiving end of the bus system, the four received voltages yo, yi, y 2 , y 3 are again assigned values from the set {0, 1}. In other words, reception signals or reception voltages yo, Yi Y f Y 3 2r a threshold value 1830 are conces- leads, for example, four single threshold decision 1830_0, 1830_l, 1830_2, 1830_3 includes.
Beispielsweise empfängt der Schwellwertentscheider 1830_0 das Empfangssignal yo und erzeugt daraus ein geschätztes Empfangsbit b0. In ähnlicher Weise empfängt der Einzel- Schwellwertentscheider 1830_l das Empfangssignal yi und erzeugt daraus ein geschätztes Empfangsbit
Figure imgf000020_0001
. Der Einzel- Schwellwertentscheider 1830_2 empfängt das Empfangssignal y2 und erzeugt daraus ein geschätztes Empfangsbit b2. Der Einzel-Schwellwertentscheider 1830_3 empfängt das Empfangssignal y3 und erzeugt daraus ein geschätztes Empfangsbit
For example, the threshold decision 1830_0 receives the receive signal yo and generates therefrom an estimated receive bit b 0 . Similarly, the single threshold decision 1830_l receives the receive signal yi and generates therefrom an estimated receive bit
Figure imgf000020_0001
, The single threshold value 1830_2 receives the received signal y2 and generates an estimated reception bit B2. The Einzelschwellwertentscheider 1830_3 receives the received signal y 3 and generates therefrom an estimated receive bit
In anderen Worten, an dem Empfangsende des Bussystems werden (durch den Schwellwertentscheider 1830) die vier empfangenen Spannungen (bzw. EmpfangsSignale yo, yi, y2, y3) wieder Werten aus der Menge {0, 1} zugeordnet. Dabei wird die folgende Abbildungsvorschrift bzw. Zuordnungsvorschrift verwendet :In other words, at the receiving end of the bus system, the four received voltages (or receive signals yo, yi, y 2 , y 3 ) are again assigned values from the set {0, 1} (by the threshold decision 1830). The following mapping rule or assignment rule is used:
fθ falls Y1 < 2,5V b, = <fθ if Y 1 <2.5V b, = <
[1 sonst[1 otherwise
Werden nun der Reihe nach alle der 16 möglichen Sendevekto- ren bestehend vier Sendespannungen Uo, U1, U2, U3 aus dem Modulationsalphabet M übertragen, so können daraus (unter der Annahme eines verschwindenden Rauschens) die detektierten Bits (b0, JD1, b2 , b3 ) ermittelt werden. Fig. 19 zeigt eine Tabelle, in der geschätzte Empfangsbits (S3, b2,
Figure imgf000020_0002
B0) gesendeten Bits (b3, b2, bi, b0) für die 16 verschiedenen Kombinationen von gesendeten Bits (S3, b2, S1, S0 ) gegenübergestellt sind. In anderen Worten, Fig. 19 zeigt eine Gegenüberstellung von gesendeten und empfangenen Bits des Bussystems gemäß Fig. 18.
If all of the 16 possible transmit vectors consisting of four transmit voltages Uo, U 1 , U 2 , U 3 are transmitted from the modulation alphabet M in succession, the detected bits (b 0 , JD 1 , b 2 , b 3 ) are determined. 19 shows a table in which estimated receive bits (S 3 , b 2 ,
Figure imgf000020_0002
B 0 ) bits (b 3 , b 2 , bi, b 0 ) are compared for the 16 different combinations of transmitted bits (S 3 , b 2 , S 1 , S 0 ). In other words, FIG. 19 shows a comparison of transmitted and received bits of the bus system according to FIG. 18.
Werden der Reihe nach alle der 16 möglichen Sendevektoren aus dem Modulationsalphabet M übertragen, so findet man für die detektierten Bits (b0, B1, B2, b3) die in der Tabelle der Fig. 19 zusaiπmengefassten Werte. Wie aus der Tabelle der Fig. 19 ersichtlich ist, treten bei den 16 • 4 = 64 übertragenen Bits, insgesamt 6 Fehler auf. Bei den inneren Leitungen (auf denen die Bits bi und b2 übertragen werden) treten jeweils zwei Fehler auf, und bei den äußeren Leitungen (auf denen die Bits bo und b3 übertragen werden) tritt jeweils ein Fehler auf. Dies liegt daran, dass die beiden äußeren Leitungen nur eine dominant störende Nachbarleitung haben und daher weniger an Übersprechen leiden als die inneren Leitungen. In jedem Fall ist nach dem Stand der Technik eine zuverlässige Übertragung nicht möglich, da das Übersprechen zu stark ausgeprägt ist, so dass Bitfehler auftreten.If, in turn, all of the 16 possible send vectors are transferred from the modulation alphabet M, then one finds for the detected bits (b 0 , B 1 , B 2 , b 3 ) have the values included in the table of FIG. 19. As can be seen from the table of FIG. 19, sixteen errors occur in the 16 × 4 = 64 transmitted bits. (Which will transfer the bits bi and b 2) at the inner leads contact each two errors, and wherein the outer leads (on which the bits bo and b are transferred 3) an error occurs in each case. This is because the two outer lines have only one dominant interfering adjacent line and therefore suffer less crosstalk than the inner lines. In any case, according to the prior art, a reliable transmission is not possible because the crosstalk is too pronounced, so that bit errors occur.
In Anbetracht des bekannten Stands der Technik ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Konzept zur codierten Übertragung digitaler Daten zu schaffen, das auch bei Vorliegen eines Übersprechens zwischen mehreren Übertra- gungskanälen eine zuverlässige Rekonstruktion der übertragenen digitalen Information unter Verwendung von Schwell- wertentscheidern in Form von Analog/Digital-Konvertern endlicher oder insbesondere geringer Auflösung ermöglicht.In view of the known state of the art, it is the object of the present invention to provide a concept for encoded transmission of digital data which, even in the presence of crosstalk between several transmission channels, reliably reconstructs the transmitted digital information using threshold value deciders Form of analog / digital converters finite or in particular low resolution allows.
Diese Aufgabe wird durch einen Signalcodierer gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 10, durch ein Verfahren zum Konfigurieren eines Signalcodierers gemäß Anspruch 25, 32, 71 oder 72, durch einen Signaldecodierer gemäß Anspruch 37 oder Anspruch 44, ein Verfahren zum Konfigurieren eines Signal- decodierers gemäß Anspruch 52, 57 oder 81, ein Verfahren zum Betrieb eines Signalcodierers gemäß Anspruch 62 oder Anspruch 63, ein Verfahren zum Betrieb eines Signaldecodie- rers gemäß Anspruch 64 oder Anspruch 65, ein Computerprogramm gemäß Anspruch 66 oder ein Datenübertragungssystem gemäß Anspruch 67 oder 69 gelöst.This object is achieved by a signal encoder according to claim 1 or claim 10, by a method of configuring a signal encoder according to claim 25, 32, 71 or 72, by a signal decoder according to claim 37 or claim 44, a method of configuring a signal decoder according to claim 52, 57 or 81, a method for operating a signal encoder according to claim 62 or claim 63, a method for operating a signal decoder according to claim 64 or claim 65, a computer program according to claim 66 or a data transmission system according to claim 67 or 69.
Die vorliegende Erfindung schafft somit einen Signalcodierer gemäß Anspruch 1. Es ist der Kerngedanke der vorliegenden Erfindung, dass durch einen Einsatz eines Vektorabbilders zum nichtlinearen Abbilden von möglichen Bitmustern von B Informationsbits auf 2B Signalkombinationen auf den N' parallelen binären Signalen, mit N' größer B, in einem Signalcodierer eine redundante Raum-Codierung erzielt werden kann. Die redundante Raumcodierung ermöglicht eine zuverlässige empfänger- seitige Detektion der N' binären Signale nach einer Über- tragung über einen Kanal, selbst dann, wenn der Kanal ein Übersprechen aufweist.The present invention thus provides a signal encoder according to claim 1. It is the gist of the present invention that by using a vector imager to nonlinearly map possible bit patterns of B information bits to 2 B signal combinations on the N 'parallel binary signals, with N' greater B, in a signal encoder achieves redundant space coding can be. The redundant space coding enables a reliable receiver-side detection of the N 'binary signals after a transmission via a channel, even if the channel has a crosstalk.
In anderen Worten, aus den 2N' möglichen Signalkombinationen, die durch die N' parallelen binären Signale (bzw. über N parallele Leitungen) übertragen werden können, werden nur insgesamt 2B Signalkombinationen verwendet. Der nichtlineare Vektor-Abbilder dient somit dazu, die Bitmuster der B Informationsbits, die der Vektor-Abbilder beispielsweise über B parallele Leitungen empfängt, auf 2B Signalkombina- tionen abzubilden, so dass jedem der Bitmuster der B Informationsbits genau eine Signalkombination zugeordnet ist. Somit ermöglicht es der erfindungsgemäße Signalcodierer, nur solche der 2N' möglichen Signalkombinationen auf den N' parallelen Leitungen zu senden, die an einem Empfänger auch bei Vorliegen eines Übersprechens unterscheidbar sind.In other words, out of the 2 N ' possible signal combinations that can be transmitted through the N' parallel binary signals (or over N parallel lines), only a total of 2 B signal combinations are used. The nonlinear vector imager thus serves to map the bit patterns of the B information bits, which the vector imager receives, for example, over B parallel lines, to 2 B signal combinations, so that exactly one signal combination is assigned to each of the bit patterns of the B information bits. Thus, the signal encoder according to the invention makes it possible to transmit only those of the 2 N ' possible signal combinations on the N' parallel lines, which are distinguishable at a receiver even in the presence of crosstalk.
Die vorliegende Erfindung bietet den wesentlichen Vorteil gegenüber herkömmlichen Lösungen, dass auch bei Vorliegen eines Übersprechens zwischen den N' parallelen binären Signalen von bei einem Empfänger bzw. Signaldecodierer empfangenen Signalen immer noch zuverlässig auf die gesendeten B Informationsbits gefolgert werden kann, während dies ohne die Verwendung der erfindungsgemäßen redundanten Raumcodierung nicht möglich wäre.The present invention offers the significant advantage over conventional solutions that even in the presence of crosstalk between the N 'parallel binary signals of signals received at a receiver and signal decoder, it can still be reliably deduced to the transmitted B information bits while doing so without the use the redundant space coding according to the invention would not be possible.
Die vorliegende Erfindung schafft ferner einen Signalcodierer zum Erzeugen einer Mehrzahl von Einzelmodulationssymbo- len basierend auf B Informationsbits, gemäß dem Patentanspruch 10.The present invention further provides a signal encoder for generating a plurality of single modulation symbols. len based on B information bits, according to claim 10.
Der Signalcodierer gemäß dem Patentanspruch 10 verwirk- licht, ebenso wie der Signalcodierer gemäß dem Patentanspruch 1, den Kerngedanken, dass es vorteilhaft ist, Bitmuster von B Informationsbits auf 2B verschiedene Kombinationen aus einem größeren Gesamt-Modulationsalphabet bzw. Gesamt-Signalraum abzubilden. Somit werden nicht alle möglichen Kombinationen von Einzel-Modulationssymbolen, die Teil eines Gesamt-Modulationsalphabets sind, für die Übertragung der B Informationsbits verwendet. Vielmehr wird durch den Einsatz einer echten Teilmenge von Kombinationen von Einzelmodulationssymbolen aus einem Gesamt- Modulationsalphabet ermöglicht, nur solche Kombinationen von Einzel-Modulationssymbolen sendeseitig zu verwenden, die empfangsseitig auch nach Übertragung über einen Kanal, bei dem ein Übersprechen zwischen den übertragenen Einzel- Modulationssignalen auftritt, sicher zu unterscheiden.The signal coder according to claim 10, as well as the signal coder according to claim 1, realize the core idea that it is advantageous to map bit patterns of B information bits to 2 B different combinations of a larger overall modulation alphabet and overall signal space, respectively. Thus, not all possible combinations of single modulation symbols that are part of a total modulation alphabet are used for the transmission of the B information bits. Rather, the use of a true subset of combinations of single modulation symbols from an overall modulation alphabet allows only those combinations of single modulation symbols to be used at the transmitter end, even after transmission over a channel where crosstalk occurs between the transmitted single modulation signals to distinguish for sure.
Somit wird insgesamt durch das erfindungsgemäße Konzept eine redundante Raumcodierung dadurch erreicht, dass von den zur Verfügung stehenden Kombinationen der Einzelmodulationssymbolen nur eine echte Teilmenge verwendet wird, die zu zuverlässigen Empfangsergebnissen führt.Thus, as a whole, redundant space coding is achieved by the inventive concept in that of the available combinations of the individual modulation symbols only a real subset is used, which leads to reliable reception results.
Die vorliegende Erfindung schafft ferner ein Verfahren zum Konfigurieren eines Signalcodierers gemäß Anspruch 25. Das Verfahren zum Konfigurieren des Signalcodierers realisiert den Kerngedanken der vorliegenden Erfindung, die Abbildungsvorschrift des Vektorabbilders in dem Signalcodierer so einzustellen, dass der Vektorabbilder die 2B möglichen Bitmuster der B Informationsbits auf 2B Signalkombinationen abbildet, die zu zuverlässig unterscheidbaren Empfangssig- nalen führen. Basierend auf dem genannten Konzept umfasst das Konfigurieren des Signalcodierers ein Bestimmen von Empfangssignalen an einem Empfänger für mehr als 2B unterschiedliche Signalkombinationen der N' parallelen Signale an einem Ausgang des Signalcodierers, um ein Übertragungsergebnis zu haben, sowie ein Einstellen der Abbildungsvorschrift basierend auf dem Übertragungsergebnis. Durch die Kenntnis der Empfangssignale für mehr als 2B unterschiedli- che Signalkombinationen der N' parallelen Signale an einem Ausgang des Signalcodierers kann ermittelt werden, welche 2B unterschiedliche Signalkombinationen aus den mehr als 2B unterschiedlichen Signalkombinationen zu den besten (d. h. beispielsweise am besten unterscheidbaren) Empfangssignalen führen. Entsprechend dem Übertragungsergebnis kann somit der Vektorabbilder optimal konfiguriert werden.The present invention further provides a method of configuring a signal encoder according to claim 25. The method of configuring the signal encoder realizes the gist of the present invention to adjust the mapping scheme of the vector image in the signal encoder such that the vector image includes the 2 B possible bit patterns of the B information bits 2 B signal combinations that lead to reliably distinguishable received signals. Based on the above concept, configuring the signal encoder includes determining receive signals at a receiver for more than 2 B different signal combinations of the N 'parallel signals at an output of the signal encoder to have a transmission result, and setting the mapping rule based on the transmission result. By knowing the received signals for more than 2 B different signal combinations of the N 'parallel signals at one output of the signal coder, it can be determined which 2 B different signal combinations from the more than 2 B different signal combinations to the best (ie for example best distinguishable ) Carry received signals. According to the transfer result, the vector image can thus be optimally configured.
Ein ähnliches Konzept wird im Übrigen durch das Verfahren zum Konfigurieren eines Signalcodierers gemäß dem Anspruch 32 realisiert. Das Verfahren gemäß dem Anspruch 32 entspricht im Wesentlichen dem Verfahren gemäß dem Anspruch 25, wobei lediglich anstelle von Signalkombinationen von (binären) Signalen Kombinationen von Einzel- Modulationssymbolen verwendet werden.Incidentally, a similar concept is realized by the method of configuring a signal encoder according to claim 32. The method according to claim 32 substantially corresponds to the method according to claim 25, wherein combinations of single modulation symbols are used instead of signal combinations of (binary) signals.
Die vorliegende Erfindung schafft ferner einen Signaldeco- dierer zum Erzeugen von B Informationsbits aus N' parallelen Signalen, gemäß dem Anspruch 37. Der Signaldecodierer gemäß dem Anspruch 37 realisiert das Konzept, eine redun- dante Raumcodierung in einem digitalen Kommunikationssystem zu verwenden. Da mehr Signalkombinationen der N' parallelen Signale möglich sind, als es Bitkombinationen für die Empfangsbits gibt, werden mehrere der Signalkombinationen auf den N' parallelen Signalen auf die gleiche Kombination der B Empfangsbits abgebildet. Dadurch kann erreicht werden, dass ein Übertragungssystem mit einem erfindungsgemäßen Signaldecodierer besonders unempfindlich gegenüber kanalbedingten Störungen ist. So ermöglicht der erfindungsgemäße Signaldecodierer, derartige Signalkombinationen auf gleiche Bitkombinationen der B Empfangsbits abzubilden, von denen (beispielsweise mit einer vorgegebenen minimalen Wahrscheinlichkeit) angenommen werden kann, dass sie auf der gleichen gesendeten Signalkombination auf den N' paral- lelen Signalen basieren. In anderen Worten, sowohl eine ungestörte Signalkombination, die auf einer bestimmten Kombination von B gesendeten Informationsbits basiert, als auch eine gestörte Signalkombination, die auf den gleichen B gesendeten Informationsbits basiert, können auf die korrekte Kombination von Empfangsbits abgebildet werden. Die Tatsache, dass der Vektorabbilder eine größere Anzahl von Zuständen (die Signalkombinationen oder Schwellwert- bewerteten Signalkombinationen) auf den N' parallelen Signalen) auf eine kleinere Anzahl von Zuständen (die möglichen Kombinationen der B Empfangsbits) abbildet, bringt eine besonders große Flexibilität bei der Wahl der Vektorabbildung und ermöglicht somit die Erzielung einer erhöhten Störsicherheit durch geeignete Wahl der Vektorab- bildung.The present invention further provides a signal decoder for generating B information bits from N 'parallel signals according to claim 37. The signal decoder according to claim 37 realizes the concept of using redundant spatial coding in a digital communication system. Since more signal combinations of the N 'parallel signals are possible than there are bit combinations for the receive bits, several of the signal combinations on the N' parallel signals are mapped to the same combination of the B receive bits. It can thereby be achieved that a transmission system with a signal decoder according to the invention is particularly insensitive to channel-related interference. Thus, the signal decoder according to the invention makes it possible to map such signal combinations to identical bit combinations of the B receive bits, which can be assumed (for example with a predetermined minimum probability) to be parallel to the N 'on the same transmitted signal combination. based on signals. In other words, both an undisturbed signal combination based on a particular combination of B transmitted bits of information and a disturbed signal combination based on the same B transmitted bits of information can be mapped to the correct combination of receive bits. The fact that the vector image maps a greater number of states (the signal combinations or threshold valued signal combinations) on the N 'parallel signals to a smaller number of states (the possible combinations of the B receive bits) provides particularly high flexibility in the Selection of the vector image and thus enables the achievement of increased interference immunity by suitable choice of the vector image.
Der Signalcodierer gemäß dem Anspruch 44 basiert auf dem gleichen Kerngedanken wie der Signalcodierer gemäß dem Anspruch 37, wobei die Signalkombinationen auf den N' parallelen Signalen durch Kombinationen von Einzel- Modulationssymbolen ersetzt sind. Ein Signalraum an einem Eingang des Vektorabbilders umfasst mehr mögliche Kombinationen von Einzel-Modulationssymbolen als es Kombinationen der B Informationsbits gibt. Somit besteht an dem Eingang des Signalcodierers eine redundante Raumcodierung in dem Sinne, dass nicht alle zur Verfügung stehenden Kombinationen von Einzel-Modulationssignalen für eine Informationsübertragung ausgenutzt werden.The signal coder according to claim 44 is based on the same core idea as the signal coder according to claim 37, wherein the signal combinations on the N 'parallel signals are replaced by combinations of single modulation symbols. A signal space at an input of the vector image includes more possible combinations of single modulation symbols than there are combinations of the B information bits. Thus, there is a redundant space coding at the input of the signal coder in the sense that not all available combinations of individual modulation signals are exploited for an information transmission.
Die vorliegende Erfindung schafft ferner ein Verfahren zum Konfigurieren eines Signaldecodierers gemäß dem Anspruch 52. Das Verfahren umfasst ein Senden von zumindest 2B unterschiedlichen Signalkombinationen an den Signaldecodie- rer, ein Analysieren der sich an einem Eingang des Signal- decodierers ergebenen Empfangssignale, um ein Analyseergebnis zu erhalten, sowie ein Einstellen einer AbbildungsVorschrift abhängig von dem Analyseergebnis. Das erfindungsgemäße Verfahren zum Konfigurieren eines Signaldecodierers basiert auf dem Kerngedanken, dass es vorteilhaft ist, eine Abbildungsvorschrift eines Vektorabbilders zum Abbilden von Signalkombinationen auf N' parallelen binären Signalen auf Kombinationen von B Informationsbits, mit N' größer B, durch Analysieren der sich an einem Eingang des Signaldeco- dierers ergebenen Empfangssignale für zumindest 2B unterschiedliche Signalkombinationen einzustellen. Durch das Auswerten der Empfangssignale für die 2B unterschiedlichen Signalkombinationen können damit 2B Teil- Abbildungsvorschriften (die eine Abbildung einer Kombination von Empfangssignalen auf ein Bitmuster von empfangenen Informationsbits beschreiben) aus insgesamt 2N' Teil- Abbildungsvorschriften festgelegt werden. Somit können in der erfindungsgemäßen Weise die wesentlichen Teile der Abbildungsvorschrift, die eine Abbildung von gültigen bzw. ungestörten Signalkombinationen auf den N' parallelen (idealerweise binären) Signalen auf die Kombinationen von B Informationsbits beschreiben, festgelegt werden. Die übrigen Teile der Abbildungsvorschrift, die beispielsweise eine Abbildung von ungültigen bzw. gestörten Signalkombinationen der N' parallelen Signale auf Kombinationen der B Informationsbits definieren, können im Übrigen ebenso anhand der Empfangssignale eingestellt werden, um beispielsweise eine möglichst geringe Fehlerwahrscheinlichkeit zu gewährleis- ten.The present invention further provides a method of configuring a signal decoder according to claim 52. The method comprises transmitting at least 2 B different signal combinations to the signal decoder, analyzing the received signals provided at an input of the signal decoder, an analysis result and setting a mapping rule depending on the analysis result. The inventive method for configuring a signal decoder is based on the principle that it is advantageous to have a mapping scheme of a vector image for mapping signal combinations on N 'parallel binary signals to combinations of B information bits, with N' greater B, by analyzing the received signals at an input of the signal decoder to set at least 2 B different signal combinations. By evaluating the received signals for the 2 B different signal combinations, 2 B partial mapping specifications (which describe an image of a combination of received signals onto a bit pattern of received information bits) can be determined from a total of 2 N ' partial mapping specifications. Thus, in the manner according to the invention, the essential parts of the mapping rule describing a mapping of valid signal combinations on the N 'parallel (ideally binary) signals to the combinations of B information bits can be specified. Incidentally, the other parts of the mapping rule, which for example define an image of invalid or disturbed signal combinations of the N 'parallel signals on combinations of the B information bits, can likewise be set on the basis of the received signals in order to ensure, for example, the lowest possible error probability.
Die vorliegende Erfindung schafft ferner ein Verfahren zum Konfigurieren eines Signaldecodierers gemäß dem Patentanspruch 57. Das Verfahren gemäß dem Patentanspruch 57 ist im Wesentlichen analog zu dem Verfahren gemäß dem Anspruch 52, wobei Kombinationen von Einzel-Modulationssymbolen an die Stelle von Signalkombinationen auf den N' parallelen Signalen treten.The present invention further provides a method of configuring a signal decoder according to claim 57. The method according to claim 57 is substantially analogous to the method according to claim 52, wherein combinations of single modulation symbols in place of signal combinations on the N 'parallel ones Signals occur.
Die vorliegende Erfindung schafft ferner ein Verfahren zum Betrieb eines Signaldecodierers gemäß den Ansprüchen 62 und 63, sowie Verfahren zum Betrieb des Signaldecodierers gemäß den Ansprüchen 64 und 65. Die vorliegende Erfindung schafft ferner ein Computerprograiran gemäß Anspruch 66. Weiterhin schafft die vorliegende Erfindung ein Datenübertragungssystem gemäß dem Anspruch 67, das die Vorteile des erfindungsgemäßen Signalcodierers mit den Vorteilen des erfindungsge- mäßen Signaldecodierers verbindet.The present invention further provides a method of operating a signal decoder according to claims 62 and 63, and methods of operating the signal decoder of claims 64 and 65. The present invention provides Furthermore, a computer program according to claim 66. Furthermore, the present invention provides a data transmission system according to claim 67, which combines the advantages of the signal coder according to the invention with the advantages of the inventive signal decoder.
Weitere bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden im Übrigen durch die abhängigen Patentansprüche definiert.Other preferred embodiments of the present invention are otherwise defined by the dependent claims.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:Preferred embodiments of the present invention will be explained in more detail below with reference to the accompanying drawings. Show it:
Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Bussystems gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;1 is a block diagram of a bus system according to a first embodiment of the present invention;
Fig. 2 ein Blockschaltbild eines Bussystems gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;FIG. 2 is a block diagram of a bus system according to another embodiment of the present invention; FIG.
Fig. 3 eine schematische Darstellung von Übertragungsleitungen zur Verwendung in einem Bussystem gemäß den Fig. 1 oder 2;Fig. 3 is a schematic representation of transmission lines for use in a bus system according to Fig. 1 or 2;
Fig. 4a eine schematische Darstellung eines Speichers zur Verwendung als ein Vektorabbilder in einem Signaldecodierer;Fig. 4a is a schematic representation of a memory for use as a vector image in a signal decoder;
Fig. 4b eine schematische Darstellung eines Speichers zur Verwendung als ein Vektorabbilder in einem Signalcodierer;Fig. 4b is a schematic representation of a memory for use as a vector image in a signal encoder;
Fig. 5 eine tabellarische Darstellung einer Abbildung von zu übertragenden Bitmustern auf Signalkombi- nationen auf einer Mehrzahl von parallelen (idealerweise binären) Signalen, sowie einer Abbil- dung von empfangenen Signalkombinationen auf einer Mehrzahl von parallelen (idealerweise binären) Signalen auf rekonstruierte Informationsbits;5 is a tabular representation of an image of bit patterns to be transmitted on signal combinations on a plurality of parallel (ideally binary) signals, and an image applying received signal combinations on a plurality of parallel (ideally binary) signals to reconstructed information bits;
Fig. 6a eine schematische Darstellung eines ursprünglichen Übertragungssystems unter Verwendung einer digitalen Modulation und Demodulation;Fig. 6a is a schematic representation of an original transmission system using digital modulation and demodulation;
Fig. 6b eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen digitalen Übertragungssystems unter Verwendung einer digitalen Modulation und Demodulation, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;6b shows a schematic representation of a digital transmission system according to the invention using digital modulation and demodulation, according to an embodiment of the present invention;
Fig. 7a eine schematische Darstellung eines ursprünglichen digitalen Übertragungssystems unter Verwendung einer digitalen Modulation und Demodulation;Fig. 7a is a schematic representation of an original digital transmission system using digital modulation and demodulation;
Fig. 7b eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen digitalen Ubertragungssystems unter Verwendung einer digitalen Modulation und Demodulation, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;7b shows a schematic representation of a digital transmission system according to the invention using digital modulation and demodulation, according to an exemplary embodiment of the present invention;
Fig. 8 eine schematische Darstellung eines digitalen Übertragungssystems unter Verwendung einer digitalen Modulation und Demodulation, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;8 is a schematic diagram of a digital transmission system using digital modulation and demodulation, according to one embodiment of the present invention;
Fig. 9 eine graphische Darstellung einer Bitfehlerhäufigkeit nach einer Viterbi-Decodierung eines Faltungscodes, mit und ohne Verwendung des erfindungsgemäßen Konzepts;9 is a graph showing a bit error rate after Viterbi decoding of a convolutional code, with and without using the inventive concept;
Fig. 10a ein Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Einstellen einer Abbildungsvorschrift eines Vektorabbilders in einem Signalcodierer ba- sierend auf einem Übertragungsergebnis, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;10a shows a flow chart of a method according to the invention for setting a mapping rule of a vector image in a signal coder. based on a transmission result, according to an embodiment of the present invention;
Fig. 10b ein Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Einstellen einer Abbildungsvorschrift eines Vektorabbilders in einem Signalcodierer basierend auf einem Übertragungsergebnis, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfin- düng;10 b is a flow chart of a method according to the invention for setting a mapping rule of a vector image in a signal coder based on a transmission result, according to an exemplary embodiment of the present invention;
Fig. 10c ein Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Einstellen einer Abbildungsvorschrift eines Vektorabbilders in einen Signalcodierer, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden10c shows a flow chart of a method according to the invention for setting a mapping rule of a vector image into a signal coder, according to an embodiment of the present invention
Erfindung;Invention;
Fig. 10d ein Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Einstellen einer Abbildungsvorschrift eines Vektorabbilders in einem Signalcodierer, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;10d shows a flow chart of a method according to the invention for setting a mapping rule of a vector image in a signal coder, according to an exemplary embodiment of the present invention;
Fig. IIa ein Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfah- rens zum Einstellen einer Abbildungsvorschrift eines Vektorabbilders in einem Signaldecodierer, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;11 a shows a flowchart of a method according to the invention for setting a mapping rule of a vector image in a signal decoder, according to an exemplary embodiment of the present invention;
Fig. IIb ein Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Einstellen einer Abbildungsvorschrift eines Vektorabbilders in einem Signaldecodierer, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;11b shows a flow chart of a method according to the invention for setting a mapping rule of a vector image in a signal decoder, according to an embodiment of the present invention;
Fig. 12 eine schematische Darstellung von wesentlichen Komponenten eines digitalen Kommunikationssystems; Fig. 13 eine schematische Darstellung eines Übertragungssystems unter Verwendung einer digitalen Modulation und Demodulation, und einer Definition eines effektiven Kanals;Fig. 12 is a schematic illustration of essential components of a digital communication system; Fig. 13 is a schematic diagram of a transmission system using digital modulation and demodulation, and an effective channel definition;
Fig. 14 eine schematische Darstellung eines digitalen Übertragungssystems unter Verwendung einer digitalen Modulation und Demodulation mit einem ef- fektiven MIMO-Kanals;14 is a schematic representation of a digital transmission system using digital modulation and demodulation with an effective MIMO channel;
Fig. 15 eine schematische Darstellung eines digitalen Übertragungssystems mit einer Signalraumabbildung und einer Analog/Digital-Wandlung;FIG. 15 shows a schematic representation of a digital transmission system with a signal space map and an analog / digital conversion; FIG.
Fig. 16 eine graphische Darstellung von Signalkonstellationen an den Ausgängen eines effektiven Kanals einschließlich Quantisierungsintervallen;Fig. 16 is a graph of signal constellations at the outputs of an effective channel including quantization intervals;
Fig. 17 eine graphische Darstellung einer Bitfehlerhäufigkeit nach einer Viterbi-Decodierung eines Faltungscodes;Fig. 17 is a graph showing a bit error rate after Viterbi decoding of a convolutional code;
Fig. 18 eine schematische Darstellung eines herkömmlichen Bussystems; undFig. 18 is a schematic diagram of a conventional bus system; and
Fig. 19 eine tabellarische Gegenüberstellung von Kombinationen von gesendeten Informationsbits und Kombinationen von empfangenen Informationsbits bei ei- nem ursprünglichen Bussystem gemäß Fig. 18.19 shows a tabular comparison of combinations of transmitted information bits and combinations of received information bits in an original bus system according to FIG. 18.
Fig. 1 zeigt eine schematisch Darstellung eines erfindungs- gemäßen Bussystems gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Bussystem gemäß der Fig. 1 ist in seiner Gesamtheit mit 100 bezeichnet. Das Bussystem 100 umfasst einen Signalcodierer 110, der ausgelegt ist, um vier Informationsbits bo, bi, b2, b3 zu empfangen, und um basierend darauf fünf binäre Signale Uo, Ui, U2, U3, U4 zu erzeugen. Das Übertragungssystem 100 umfasst ferner einen Signaldecodierer 120, der ausgelegt ist, um fünf Empfangssignale yof yi, y2f y3/ y4 zu empfangen, die auf den gesen¬ deten binären Signalen basieren, und basierend auf den fünf Empfangssignalen vier empfangene bzw. rekonstruierte oder geschätzte Informationsbits b0, S1, b2, b3 zu erzeugen. Das Übertragungssystem 100 umfasst ferner einen Kanal 130, der Ausgänge des Signalcodierers 110 mit Eingängen des Signal- decodierers 10 verbindet. Der Kanal 130 umfasst beispiels- weise fünf parallele Leitungen, wobei eine erste Leitung 130_0 einen ersten Ausgang des Signalcodierers, an dem das erste Ausgangssignal Uo anliegt, mit einem ersten Eingang des Signaldecodierers 120, an dem das Empfangssignal yo anliegt, verbindet. Allgemein lässt sich sagen, dass eine i-te Leitung 130_i einen Ausgang des Signalcodierers 110, an dem das Ausgangssignal Ui anliegt, mit dem Eingang des Signaldecodierers 120, an dem das Empfangssignal bzw. Eingangssignal yi anliegt, verbindet. Auf dem Kanal 130 findet ein Übersprechen zwischen verschiedenen der Leitun- gen 130_0, 130_l, 130_2, 130_3, 130_4 statt, das durch entsprechende Linien gekennzeichnet ist, und das beispielsweise in einer kapazitiven oder induktiven Verkopplung der Leitungen begründet ist.1 shows a schematic representation of a bus system according to the invention according to a first exemplary embodiment of the present invention. The bus system according to FIG. 1 is designated in its entirety by 100. The bus system 100 includes a signal coder 110, which is designed to four information bits bo, bi, b2, b3 to receive, and based thereon to five binary signals Uo, Ui, U2, U3, U4 to produce. The transmission system 100 further includes a signal decoder 120, which is designed to receive five reception signals yo f yi, y 2f y 3 / y 4, based on the Gesen ¬ Deten binary signals, and based on the five received signals four received or reconstructed or estimated information bits b 0 , S 1 , b 2 , b 3 . The transmission system 100 further comprises a channel 130, which connects outputs of the signal coder 110 to inputs of the signal decoder 10. The channel 130 comprises, for example, five parallel lines, wherein a first line 130_0 connects a first output of the signal coder, to which the first output signal Uo is applied, to a first input of the signal decoder 120, to which the received signal yo is applied. In general, an ith line 130_i connects an output of the signal encoder 110, to which the output signal Ui is applied, to the input of the signal decoder 120, to which the receive signal or input signal yi is applied. On the channel 130 there is a crosstalk between different of the lines 130_0, 130_l, 130_2, 130_3, 130_4, which is characterized by corresponding lines, and which is based, for example, in a capacitive or inductive coupling of the lines.
Der Signalcodierer 110 umfasst einen Vektorabbilder 140 sowie optional einen Leitungstreiber 142. Der Vektorabbilder 140 empfängt die vier Informationsbits bo, bx, b2, b3 und erzeugt basierend darauf fünf binäre Signale Co, Ci, C2, C3, C4. Die Signalkombinationen der fünf binären Signale Co, Ci, C2/ C3, C4 bilden dabei einen redundanten Raumcode, wie im Folgenden noch ausgeführt wird. Der optionale Leitungstreiber 142 empfängt die von dem Vektorabbilder 140 gelieferten fünf binären Signale Co, Ci, c∑, C3, C4 und erzeugt basierend darauf die Ausgangssignale uo, Ui, U2, U3, U4 des Signalcodierers 110 (auch als Sendesignale bezeichnet) . Der Leitungstreiber 142 ist dabei ausgelegt, um ein Ausgangssignal Ui des Signalcodierers 110 basierend auf genau einem Ausgangssignal c± des Vektorabbilders 142 zu bilden. In anderen Worten, der optionale Leitungstreiber stellt lediglich einen Treiber bzw. Verstärker dar, der aus einer Mehrzahl von voneinander unabhängigen Einzel-Treibern 142_0, 142_1, 142_2, 142_3, 142_4 besteht, die bevorzugt als einkanalige Treiber mit genau einem Eingang und genau einem Ausgang wirken.The signal encoder 110 comprises a vector imager 140 and optionally a line driver 142. The vector imager 140 receives the four information bits bo, b x , b 2 , b 3 and generates thereon five binary signals Co, Ci, C2, C 3 , C 4 . The signal combinations of the five binary signals Co, Ci, C2 / C 3 , C 4 form a redundant room code, as will be explained below. The optional line driver 142 receives the data provided by the vector images 140 five binary signals Co, Ci, cΣ, C3, C4 and generated based thereon uo the output signals Ui, U2, U3, U4 of the signal encoder 110 (also referred to as transmission signals) , The line driver 142 is configured to form an output Ui of the signal encoder 110 based on exactly one output signal c ± of the vector imager 142. In In other words, the optional line driver merely represents a driver or amplifier consisting of a plurality of mutually independent individual drivers 142_0, 142_1, 142_2, 142_3, 142_4, which preferably act as single-channel drivers with exactly one input and exactly one output ,
In dem Fall, dass der optionale Leitungstreiber 142 entfällt, bilden im Übrigen die Ausgangssignale C0, C\, C2, C3, C4 unmittelbar die Ausgangssignale u0, Ui, U2, U3, u4 des Signalcodierers 110, wobei gilt:In the event that the optional line driver 142 is omitted, moreover, the output signals C 0 , C \ , C 2 , C 3 , C 4 directly form the output signals u 0 , Ui, U 2 , U 3 , u 4 of the signal encoder 110, where:
Ci = Ui (0 ≤ i ≤ 4 ) .Ci = Ui (0≤i≤4).
Es sei im Übrigen darauf hingewiesen, dass die Signale Co, Ci, C2, C3, C4 sowie u<j, uj., u2, U3, U4 im Folgenden als binäre Signale bezeichnet werden, da diese in einem Idealfall jeweils genau zwei unterschiedliche logische Zustände annehmen. In einer praktischen Realisierung handelt es sich bei den Signalen Ci, C2, C3, C4, uo, Ui, U2, U3, U4 allerdings typischerweise um Signale, die durch Spannungswerte oder Stromwerte repräsentiert werden, also um prinzipiell analoge Signale. Die Spannungs- bzw. Stromwerte der genannten Signale nehmen jedoch üblicherweise Werte an, die ausrei- chend nahe bei vordefinierten idealen Werten liegen, durch die zwei unterschiedliche logische Zustände beschrieben werden. Daher können die genannten Signale als binäre Signale aufgefasst werden.It should be noted, moreover, that the signals Co, Ci, C 2 , C 3 , C 4 and u <j, uj., U 2 , U 3 , U 4 are hereinafter referred to as binary signals, since these in one Ideally, each assume exactly two different logical states. In a practical realization, it is in the signals C i, C 2, C 3, C 4, uo, Ui, U 2, U 3, U 4, however, typically signals are represented by voltage values or current values, that is to say in principle analog signals. The voltage or current values of said signals, however, usually assume values that are sufficiently close to predefined ideal values, by which two different logic states are described. Therefore, these signals can be interpreted as binary signals.
Der Signaldecodierer 120 umfasst einen optionalen Schwellwertdetektor 150 sowie einen Vektorabbilder 152. Der optionale Schwellwertdetektor 150 empfängt die fünf Empfangssignale yo, yi, y2, y3, y4 und erzeugt basierend darauf fünf binäre bzw. schwellwert-bewertete Signale zo, zlr z2, z3, Z4, die die durch den Signaldecodierer 120 empfangenen Pegel auf den Leitungen 130_0, 130_l, 130_2, 130_3, 130_4 beschreiben. Der Schwellwertentscheider 150 besteht typischerweise aus fünf voneinander hinsichtlich der übertrage- nen Informationssignale voneinander unabhängigen Einzel- Schwellwertentscheidern 150_0, 15O-I, 150_2, 150_3, 150_4. Ein i-ter Schwellwertentscheider 150_i empfängt dabei das Empfangssignal yi und erzeugt basierend darauf das binäre Signal Z1. Ein Schwellwertentscheider 150_i ist allgemein ausgelegt, um das Signal zi auf einen logischen Wert von „0M zu setzen, wenn die Spannung des Eingangssignals yi kleiner als ein vorgegebener Schwellwert ist, und um das Signal Zi auf einen logischen Wert von „1Λ> zu setzen, wenn die Spannung des Eingangssignals yi größer als der vorgegebene Schwellwert ist. Alternativ dazu kann der Schwellwertentscheider 150_i auch in einer umgekehrten Weise arbeiten. Der Schwellwertentscheider 150_i kann also beispielsweise ausgelegt sein, um dem Signal Zi einen logischen Wert von „1" zuzuweisen, wenn die Spannung des Eingangssignals yi kleiner als ein vorgegebener Schwellwert ist, und um dem Signal Zi einen logischen Wert von „0" zuzuweisen, wenn die Spannung des Eingangssignals yi größer als der vorgegebene Schwellwert ist.The signal decoder 120 includes an optional threshold detector 150 and a vector mapper 152. The optional threshold detector 150 receives the five receive signals yo, yi, y 2 , y 3 , y4 and generates five binary or threshold valued signals z o, z lr z 2 based thereon , z 3 , Z 4 , which describe the levels received by the signal decoder 120 on the lines 130_0, 130_l, 130_2, 130_3, 130_4. Threshold decision 150 typically consists of five different from each other in terms of NEN information signals independent of each individual threshold value decision 150_0, 15O-I, 150_2, 150_3, 150_4. An i th threshold decision 150_i receives the received signal yi and generates based on the binary signal Z 1 . A threshold decision 150_i is generally designed to set the signal zi to a logic value of "0 M when the voltage of the input signal yi is less than a predetermined threshold, and to increase the signal Zi to a logical value of" 1 Λ> when the voltage of the input signal yi is greater than the predetermined threshold value. Alternatively, the threshold decision 150_i may also operate in a reverse manner. The threshold decision 150_i may thus be designed, for example, to assign a logic value of "1" to the signal Zi when the voltage of the input signal yi is less than a predetermined threshold value, and to assign a logical value of "0" to the signal Zi when the voltage of the input signal yi is greater than the predetermined threshold value.
Es wird bevorzugt, dass die Schwellwerte für alle der beispielsweise fünf Schwellwertentscheider 150_0, 150_l, 150_2, 150_3, 150_4 gleich sind. Alternativ dazu können die einzelnen Schwellwertentscheider aber auch unterschiedliche Schwellwerte aufweisen. Im Übrigen sei darauf hingewiesen, dass die Einzel-Schwellwertentscheider beispielsweise ein CMOS-Gatter umfassen können, von dem zumindest ein Eingang mit dem Empfangssignal yi beaufschlagt wird. Der Schwellwert wird dabei beispielsweise durch die Schwellenspannun- gen der Transistoren des CMOS-Gatters festgelegt. Das entsprechende Signal Zi wird in diesem Fall von dem Ausgang des CMOS-Gatters abgeleitet. Alternativ dazu können die Einzel-Schwellwertentscheider 150_i auch Differenzverstärker umfassen, bei denen ein erster Eingang das jeweilige Eingangssignal yi empfängt, und bei denen ein zweiter Eingang ein Referenzsignal empfängt. Das zugehörige Signal Z1 kann dann von dem Ausgang des Differenzverstärkers abgeleitet werden. Es sei hier darauf hingewiesen, dass in Rahmen der vorliegenden Erfindung unter einem Schwellwertentscheider ganz allgemein sowohl ein binärer Schwellwertentscheider (mit beispielsweise einem Schwellwert oder einer Hysterese) zur Unterscheidung von zwei Zuständen als auch ein Schwellwertentscheider mit zumindest zwei Schwellwerten zur Unterscheidung von mehr als zwei Zuständen, also beispielsweise ein Analog-Digital-Konverter, verstanden wird. Beispiele für mögliche Schwellwertentscheider sind daher ein 1-Bit- Entscheider, ein 2-Bit-Entscheider und ein N-Bit Entscheider. Ganz allgemein umfasst der Begriff Schwellwert- Entscheider beispielsweise einen Quantisierer beliebiger Auflösung, der beispielsweise ausgelegt ist, um ein wert- kontinuierliches Signal in eine Information darüber umzuwandeln, innerhalb welchem aus einer Mehrzahl von diskreten Werteintervallen bzw. Wertebereichen sich ein Wert des wertkontinuierliche Signals befindet.It is preferred that the thresholds be the same for all of the five threshold decision gates 150_0, 150_l, 150_2, 150_3, 150_4, for example. Alternatively, however, the individual threshold value discriminators can also have different threshold values. Incidentally, it should be noted that the individual threshold decision makers may comprise, for example, a CMOS gate, of which at least one input is supplied with the receive signal yi. The threshold value is determined, for example, by the threshold voltages of the transistors of the CMOS gate. The corresponding signal Zi is derived in this case from the output of the CMOS gate. Alternatively, the single threshold decision 150_i may also include differential amplifiers in which a first input receives the respective input signal yi, and in which a second input receives a reference signal. The associated signal Z 1 can then be derived from the output of the differential amplifier. It should be noted here that in the context of the present invention, a threshold value decider generally includes both a binary threshold value discriminator (with, for example, a threshold value or a hysteresis) for distinguishing two states and a threshold value decider with at least two threshold values for distinguishing more than two states , So for example, an analog-to-digital converter is understood. Examples of possible threshold decision makers are therefore a 1-bit decision maker, a 2-bit decision maker and an N-bit decision maker. More generally, the term thresholder includes, for example, a quantizer of arbitrary resolution, for example, configured to convert a value-continuous signal into information about which of a plurality of discrete value intervals or ranges of values there is a value of the continuous-value signal.
Der Vektorabbilder 152 empfängt die Schwellwert-bewerteten Signale z0, Zi, Z2, Z3, Z4 und bildet diese auf empfangene bzw. rekonstruierte bzw. geschätzte Informationsbits b0, S1, b2, B3 ab. Der Vektorabbilder ist dabei ausgelegt, um die Abbildung derartig durchzuführen, dass die empfangenen bzw. rekonstruierten bzw. geschätzten Informationsbits b0, S1, b2, S3 zumindest bei Vorliegen einer rauschfreien Übertragung zwischen dem Signalcodierer 110 und dem Signal- decodierer 120 (aber bei Vorhandensein von Übersprechen zwischen den Leitungen 130_0, 130_l, 130_2, 130_3, 130_4) die gesendeten Informationsbits bo, bi, b2, b3 korrekt wiedergeben.The vector imager 152 receives the threshold valued signals z 0 , Zi, Z 2 , Z 3 , Z 4 and maps them to received or reconstructed information bits b 0 , S 1 , b 2 , B 3 , respectively. The vector image is designed to perform the mapping in such a way that the received or reconstructed information bits b 0 , S 1 , b 2 , S 3 are present at least in the presence of a noise-free transmission between the signal encoder 110 and the signal decoder 120 (FIG. but in the presence of crosstalk between the lines 130_0, 130_l, 130_2, 130_3, 130_4) the transmitted information bits bo, bi, b2, b 3 correctly reproduce.
Es wird ferner darauf hingewiesen, dass in dem Fall, dass der Schwellwertentscheider 150 entfällt, die Empfangssigna- Ie y0, yi, V2, Yi, Vi direkt die Eingangssignale Z0, zx, z2, Z3, Z4 des Vektorabbilders 152 bilden. Basierend auf der obigen strukturellen Beschreibung wird im Folgenden die Funktionsweise des Übertragungssystems 100 im Detail erläutert.It is further noted that in the case that the threshold value is omitted 150 Empfangssigna- Ie y 0, y i, V 2, Yi, Vi directly the input signals Z 0, z x, z 2, Z 3, Z 4 of the Vector images 152 form. Based on the above structural description, the operation of the transmission system 100 will be explained in detail below.
Der Vektorabbilder 140 in dem Signalcodierer 110 empfängt allgemein pro Zeitschritt (typischerweise parallel) B Informationsbits, und erzeugt pro Zeiteinheit N' binäre Signale Co, Ci, C2, C3, C4, die die N' Ausgangssignale Uo, Ui, U2, U3, U4 des Signalcodierers 110 bilden, oder die durch einen Leitungstreiber 142 gemäß einer ein-eindeutigen Abbildung auf die Ausgangssignale uo, Ui, U2, U3, U4 des Signalcodierers 110 abgebildet werden. In einem Zeitintervall bzw. Zeitschritt liegt somit eine (bzw. genau eine) von 2B unterschiedliche Kombinationen von zu sendenden Informationsbits bo, bi, b2, b3 vor. In einem Zeitintervall bzw. Zeitschritt liegt ferner eine (bzw. genau eine) von insgesamt 2N' unterschiedlichen Kombinationen der Ausgangssignale U0, U1, U2, U3, U4 des Signalcodierers 110 vor, wobei die Signalkombinationen der Ausgangssignale u0, Ui, U2, U3, u4 des Signalcodierers den N' parallelen Leitungen 130_0, 130-1, 130-2, 130_3, 130_4 als Eingangssignale bzw. Sendesignale zugeführt werden. Es sei im Übrigen darauf hingewiesen, dass gilt:The vector imager 140 in the signal encoder 110 generally receives B information bits per time step (typically parallel) and generates N 'binary signals Co, Ci, C 2 , C 3 , C 4 per unit time N' representing the N 'output signals Uo, Ui, U 2 , U 3 , U 4 of the signal encoder 110, or which are mapped by a line driver 142 according to a one-to-one mapping on the output signals uo, Ui, U2, U 3 , U 4 of the signal encoder 110. In a time interval or time step, therefore, there is one (or exactly one) of 2 B different combinations of information bits bo, bi, b 2 , b 3 to be sent. In a time interval or time step is also a (or exactly one) out of a total of 2 N ' different combinations of the output signals U 0 , U 1 , U 2 , U3, U 4 of the signal encoder 110, wherein the signal combinations of the output signals u 0 , Ui, U2, U 3 , u 4 of the signal encoder to the N 'parallel lines 130_0, 130-1, 130-2, 130_3, 130_4 as input signals or transmission signals are supplied. It should also be noted that the following applies:
N' > B.N '> B.
Somit ist nicht jede der insgesamt 2N' möglichen Signalkombinationen der Ausgangssignale Uo, Ui, U2, U3, U4 des Signalcodierers 110 einer Kombination der Informationsbits bo, bi, b2, b3 zugeordnet.Thus, not all of the total of 2 N 'possible signal combinations of the output signals Uo, Ui, U2, U 3 , U 4 of the signal encoder 110 is associated with a combination of the information bits bo, bi, b 2 , b3.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist jeder Kombination der Informationsbits bo, bi, b2, b3 genau eine Signalkombination der Ausgangssignale u0, Ui, U2, U3, U4 des Signalcodierers 110 zugeordnet. In anderen Worten, der Vektorabbilder 140 bildet die 2B möglichen Kombinationen der Informationsbits b0, bi, b2, b3 in einer eindeutigen Weise auf 2B Kombinationen der N' Ausgangssignale U0, ux, U2, U3, U4 ab. Folglich existieren 2N' - 2B Kombinationen bzw. Signalkombinationen der N' Ausgangssignale U0, Ui, U2, U3, U4, die keinem Bitmuster der Informationsbits bo, bi, b2, b3 zugeordnet sind. Während also über die N' Leitungen bzw. Kanäle 130_0, 130_l, 130_2, 130_3, 130_4 2N' unterschiedliche (binäre) Signalkombinationen übertragbar wären, werden weniger als die insgesamt möglichen 2N' Signalkombinationen tatsächlich verwendet. In anderen Worten, es wird eine echte Teilmenge der 2N' möglichen Signalkombinationen für die Übertragung über die N' Leitungen bzw. Kanäle verwendet .In a preferred embodiment, each combination of the information bits bo, bi, b2, b3 is assigned exactly one signal combination of the output signals u 0 , Ui, U 2 , U 3 , U 4 of the signal coder 110. In other words, the vector image 140 forms the 2 B possible combinations of the information bits b 0 , bi, b 2 , b 3 in a unique manner on 2 B combinations of the N 'output signals U 0 , u x , U 2 , U 3 , U 4 from. Consequently, there exist 2 N '- 2 B combinations or signal combinations of the N' output signals U 0 , Ui, U 2 , U 3 , U 4 , which are not assigned to a bit pattern of the information bits bo, bi, b 2 , b 3 . Thus, while different (binary) signal combinations would be transferable via the N 'lines or channels 130_0, 130_l, 130_2, 130_3, 130_4 2 N ', less than the total possible 2 N 'signal combinations are actually used. In other words, a true subset of the 2 N 'possible signal combinations is used for transmission over the N' lines or channels.
Es besteht somit eine Freiheit bei der Auswahl der tatsächlich verwendeten Signalkombinationen für die Übertragung der B Informationsbits über die N' Leitungen. Durch die entsprechende Freiheit wird es ermöglicht, diejenigen Signalkombinationen für die Übertragung über den Kanal bzw. die Leitungen 130 zu verwenden, die insbesondere unter Berücksichtigung der Kanaleigenschaften und der Eigenschaf- ten der Quantisierung eine ausreichend zuverlässige empfän- gerseitige Rekonstruktion bzw. Schätzung der Informationsbits b0, E1, b2, b3 erlauben.There is thus a freedom in selecting the actual signal combinations used for the transmission of the B information bits over the N 'lines. The corresponding freedom makes it possible to use those signal combinations for transmission over the channel or lines 130, which, in particular taking into account the channel properties and the properties of the quantization, provide a sufficiently reliable receiver-side reconstruction or estimation of the information bits b 0 , E 1 , b 2 , b 3 allow.
Es sei hierbei darauf hingewiesen, dass auf Seiten des Signaldecodierers nur solche Signalkombinationen der Sendesignale Uo, Ui, U2, U3, U4 zu unterscheidbaren rekonstruierten Informationsbits B0, E1, b2, S3 führen, für die sich eine unterscheidbare Kombination der schwellwert-bewerteten Empfangssignale zo, Zi, z2, z3, z4 ergibt. Daher ist bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Vektorabbilder 140 ausgelegt, um für unterschiedliche Bitmuster der zu sendenden Informationsbits nur solche Signalkombinationen der Ausgangssignale u0, Ui, U2, u3, u4 des Signalcodierers 110 zu erzeugen, die zu unterscheidbaren Kombinationen von Schwellwert-bewerteten Empfangssignalen Zo, Zi, Z2, Z3, Z4 führen. Die entsprechende Auswahl der Signalkombinationen der Ausgangssignale uo, Ui, U2, U3, U4 kann beispielsweise messtechnisch oder simulativ ermittelt werden, indem mehr als 2B Signalkombinationen für die Ausgangssignale U0/ Ui, U2f U3, U4 des Signalcodierers 110 verwendet werden, und indem zu den verschiedenen mehr als 2B Signalkombinationen der Ausgangssignale zugehörige Empfangssignale y0, yi, yi, Y3/ Y4 bzw. schwellwert-bewertete Empfangssignale zo, Zi, Z2, Z3, Z4 bestimmt werden. Bei der entsprechenden Messung oder Simulation wird die Übertragungscharakteristik des Kanals, beispielsweise ein Übersprech-Verhalten des Kanals, mit berücksichtigt. Von den mehr als 2B verwendeten Signal- kombinationen der Ausgangssignale u0, Ui, U2, U3, U4 werden dann 2B Signalkombinationen ausgewählt, die zu unterscheidbaren Signalkombinationen der schwellwert-bewerteten Empfangssignale Zo, Zi, Z2, Z3, Z4 führen, oder die zu am besten unterscheidbaren Kombinationen der Empfangssignale führen. Anschließend wird der Vektorabbilder 140 (beispielsweise durch Einstellung der Abbildungsvorschrift) konfiguriert, um die 2B Bitmuster der B Informationsbits auf die ausgewählten Signalkombinationen abzubilden.It should be noted here that on the part of the signal decoder only such signal combinations of the transmission signals Uo, Ui, U 2 , U 3 , U 4 lead to distinguishable reconstructed information bits B 0 , E 1 , b 2 , S 3 , for which a distinguishable Combination of the threshold-valued received signals zo, Zi, z 2 , z 3 , z 4 results. Therefore, in the preferred embodiment, the vector imagers 140 are designed to generate, for different bit patterns of the information bits to be transmitted, only those signal combinations of the output signals u 0 , Ui, U 2 , u 3 , u 4 of the signal coder 110 that produce distinguishable combinations of threshold values. evaluated receive signals Zo, Zi, Z 2 , Z 3 , Z 4 lead. The corresponding selection of the signal combinations of the output signals uo, Ui, U 2 , U 3 , U 4 can be determined, for example, metrologically or simulatively by more be used as 2 B signal combinations for the output signals U 0 / Ui, U 2f U 3 , U 4 of the signal encoder 110, and by to the various more than 2 B signal combinations of the output signals associated receive signals y 0 , yi, yi, Y 3 / Y 4 or threshold-valued received signals zo, Zi, Z 2 , Z 3 , Z 4 are determined. In the corresponding measurement or simulation, the transmission characteristic of the channel, for example, a crosstalk behavior of the channel, is taken into account. Of the more than 2 B used signal combinations of the output signals u 0 , Ui, U 2 , U 3 , U 4 then 2 B signal combinations are selected, the distinguishable signal combinations of the threshold-valued received signals Zo, Zi, Z 2 , Z 3rd , Z 4 , or lead to the best distinguishable combinations of the received signals. Subsequently, the vector imager 140 is configured (for example, by adjusting the mapping rule) to map the 2 B bit patterns of the B information bits to the selected signal combinations.
Zusätzlich zu der Anforderung, dass die ausgewählten Sig- nalkombination bei Vorliegen eines rauschfreien Kanals bzw. einer rauschfreien Übertragung zu unterscheidbaren Schwellwert-bewerteten Empfangssignalen Zo, Zi, z2, z3, z4 führen, kann ferner bei der Auswahl berücksichtigt werden, wie zuverlässig eine Übertragung beispielsweise bei Vorliegen von Rauschen erfolgt. In anderen Worten, wird angenommen, dass eine bestimmte Signalkombination an Ausgängen uo, Ui, U2, U3, u4 eines Signalcodierers 110 ausgegeben wird, so können bei der Annahme eines Rauschens Wahrscheinlichkeiten bestimmt werden, mit denen der Schwellwertentscheider 150 verschiedene Kombinationen der schwellwert-bewerteten Empfangssignale z0, zi, z, z3, z4 ausgibt. Somit kann rechnerisch, simulativ oder messtechnisch ermittelt werden, welche Signalkombinationen der Ausgangssignale des Signal- codierers 110 mit wie hoher Zuverlässigkeit empfangsseitig erkannt bzw. voneinander unterschieden werden können. Entsprechend können bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel diejenigen Signalkombinationen der Ausgangssignale des Signalcodierers für eine Verwendung durch den Vektorabbilder 140 ausgewählt werden, bei deren Verwendung sich zumindest eine vorgegebene Zuverlässigkeit der schwellwert- bewerteten Empfangssignale Zo, Z1, Z2, Z3, z4 ergibt.In addition to the requirement that the selected signal combination in the presence of a noise-free channel or noise-free transmission lead to distinguishable threshold-valued received signals Zo, Zi, z 2 , z 3 , z 4 , can also be considered in the selection how reliable transmission, for example, in the presence of noise occurs. In other words, assuming that a particular signal combination is output at outputs uo, Ui, U 2 , U 3 , u 4 of a signal encoder 110, assuming a noise, probabilities can be determined with which the threshold decision 150 can determine different combinations of the threshold-weighted received signals z 0 , zi, z Σ , z 3 , z 4 outputs. Thus, computationally, simulatively or metrologically, it can be ascertained which signal combinations of the output signals of the signal coder 110 can be recognized and / or distinguished from one another at the receiving end, such as with high reliability. Accordingly, in a preferred embodiment, those signal combinations of the output signals of the signal coder are selected for use by the vector imager 140, the use of which results in at least one predetermined reliability of the threshold-valued received signals Zo, Z 1 , Z 2 , Z 3 , z 4 .
Bei einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel werden solche Signalkombinationen der Ausgangssignale des Signalcodierers für eine Verwendung durch den Vektorabbilder 140 ausgewählt, die zu EmpfangsSignalen y0, yi, Y2, y3, Yi des Signaldecodierers 120 führen, die gemäß einer vorgegebenen Norm zumindest einen vorgegebenen minimalen Abstand aufweisen.In another preferred embodiment, such signal combinations of the output signals of the signal coder are selected for use by the vector imager 140, which results in receive signals y 0 , yi, y2, y 3 , yi of the signal decoder 120 which are at least a predetermined minimum distance according to a predetermined standard exhibit.
Bei einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel wird von einer Mehrzahl von Signalkombinationen am Ausgang des Vektorabbilders 140, die zu Empfangssignalen (bzw. Empfangssignal-Kombinationen) des Signaldecodierers führen, deren Abstand gemäß einer vorgegebenen Norm kleiner als ein vorgegebener Mindestabstand ist, oder die zu identischen Schwellwert-bewerteten Empfangssignalen Zo, Zi, Z2, Z3, Z4 führen, höchstens eine Signalkombination für die Verwendung durch den Vektorcodierer 140 ausgewählt.In a further preferred embodiment, of a plurality of signal combinations at the output of the vector image 140, which lead to received signals (or received signal combinations) of the signal decoder whose distance is smaller than a predetermined minimum distance according to a predetermined standard, or the identical threshold value. evaluated receive signals Zo, Zi, Z 2 , Z 3 , Z 4 , at most one signal combination selected for use by the vector encoder 140.
Im Übrigen sei darauf hingewiesen, dass bei der Auswahl der durch den Vektorabbilder 140 verwendeten Signalkombinationen die verschiedenen vorstehend beschriebenen Kriterien auch miteinander kombiniert werden können.Incidentally, it should be noted that in selecting the signal combinations used by the vector imagers 140, the various criteria described above may also be combined with each other.
Zusammenfassend lässt sich festhalten, dass aus den insge- samt möglichen 2N' Signalkombinationen auf den Ausgangssignalen des Vektorcodierers 110 diejenigen Signalkombinationen für eine Verwendung ausgewählt werden, die nach der Übertragung über des Kanal 130 zu dem Signaldecodierer 120 zu Schwellwert-bewerteten Empfangssignalen führen, die eine möglichst zuverlässige Rekonstruktion der geschätzten Informationsbits b0, E1, b2, b3 ermöglichen. Statt einer möglichst hohen Zuverlässigkeit kann dabei zumindest auf eine Zuverlässigkeit abgestellt werden, die größer als eine vorgegebene Mindest-Zuverlässigkeit ist.In summary, it can be stated that out of the total possible 2 N 'signal combinations on the output signals of the vector coder 110, those signal combinations are selected for use which, after being transmitted via the channel 130 to the signal decoder 120, lead to threshold-valued received signals allow a reliable reconstruction of the estimated information bits b 0 , E 1 , b 2 , b 3 . Instead of the highest possible reliability can at least on a reliability that is greater than a given minimum reliability is turned off.
Anders ausgedrückt, es werden bei der Übertragung von dem Signalcodierer 110 zu dem Signaldecodierer 120 diejenigen Signalkombinationen auf den Ausgangssignalen des Signalco- dierers 110 verwendet, aufgrund derer sich eine Bitfehlerrate ergibt, die kleiner als eine vorgegebene Bitfehlerrate ist.In other words, in the transmission from the signal encoder 110 to the signal decoder 120, those signal combinations on the output signals of the signal encoder 110 are used, resulting in a bit error rate that is smaller than a predetermined bit error rate.
In anderen Worten, der Vektorabbilder 140 ist ausgelegt, um die Kombinationen der Informationsbits bo, bi, b2, b3 nicht auf Signalkombinationen der Ausgangssignale des Signalco- dierers 110 zubilden, die zu ununterscheidbaren Schwell- wert-bewerteten Empfangssignalen oder zu Schwellwert- bewerteten Empfangssignalen, deren Zuverlässigkeit geringer als eine vorgegebene Minimalzuverlässigkeit ist, führen.In other words, the vector imager 140 is designed not to form the combinations of the information bits bo, bi, b 2 , b 3 on signal combinations of the output signals of the signal coder 110 which have been evaluated as indistinguishable threshold-valued received signals or as threshold-valued Receive signals whose reliability is less than a predetermined minimum reliability lead.
Der Vektorabbilder 152 auf Seiten des Signaldecodierers 120 ist bevorzugt ausgelegt, um eine möglichst zuverlässige Rekonstruktion der Informationsbits bo, bi, b2, i>3 basierend auf den schwellwert-bewerteten EmpfangsSignalen zo, Zi, Z2, Z3, Z4 zu ermöglichen, um geschätzte Informationsbits B0, B1, B2, B3 zu erhalten.The vector image 152 on the side of the signal decoder 120 is preferably designed to enable the most reliable reconstruction of the information bits bo, bi, b 2 , i> 3 based on the threshold-valued receive signals zo, Zi, Z 2 , Z 3 , Z 4 to obtain estimated information bits B 0 , B 1 , B 2 , B 3 .
Zu diesem Zweck ist der Vektorabbilder 152 des Signaldecodierers 120 bevorzugt konfiguriert, um Kombinationen von Schwellwert-bewerteten Empfangssignalen Z0, Zi, z2, Z3, Z4 auf geschätzte Informationsbits B0, B1, B2, B3 abzubilden, so dass zumindest bei Vorliegen eines rauschfreien Kanals 130 zwischen dem Signalcodierer 110 und dem Signaldecodierer 120 die geschätzten Informationsbits B0, B1, B2, B3 mit den gesendeten Informationsbits bo, bi, b2, b3 übereinstimmen. Die Konfiguration des Vektorabbilders 152 kann beispiels- weise erfolgen, indem zu den möglichen Kombinationen der Informationsbits bo, bi, b2, b3 die zugehörigen Kombinationen der Schwellwert-bewerteten Empfangssignale z0, Zi, Z2, Z3, Z4 bestimmt werden. Der Vektorabbilder 142 wird darauf- hin so konfiguriert, dass die sich ergebenden Kombinationen der Schwellwert-bewerteten Empfangssignale wiederum auf zugeordnete rekonstruierte Informationsbits b0, S1, S2, b3 abgebildet werden, die mit den gesendeten Informationsbits bo, bi, b2, b3 übereinstimmen, oder die den gesendeten Informationsbits zugeordnet sind.For this purpose, the vector mapper 152 of the signal decoder 120 is preferably configured to map combinations of thresholded received signals Z 0 , Zi, z 2 , Z 3 , Z 4 to estimated information bits B 0 , B 1 , B 2 , B 3 that at least in the presence of a noise-free channel 130 between the signal encoder 110 and the signal decoder 120, the estimated information bits B 0 , B 1 , B 2 , B 3 match the transmitted information bits bo, bi, b 2 , b3. The configuration of the vector image 152 can be done, for example, by determining the associated combinations of the threshold-weighted received signals z 0 , Zi, Z 2 , Z 3 , Z 4 for the possible combinations of the information bits bo, bi, b 2 , b 3 , The vector image 142 is then configured so that the resulting combinations of the threshold-valued received signals are in turn mapped to associated reconstructed information bits b 0 , S 1 , S 2 , b 3 that match the transmitted information bits bo, bi, b 2 , b 3 , or which are associated with the transmitted information bits.
Da die oben beschriebene Konfiguration des Vektorabbilders 152 des Signaldecodierers 120 typischerweise für einen ungestörten bzw. rauschfreien Kanal durchgeführt wird, ist in diesem Fall nur die Abbildung von 2B Kombinationen der Schwellwert-bewerteten Empfangssignale aus insgesamt 2N' möglichen Kombinationen von Schwellwert-bewerteten Empfangssignalen auf Kombinationen der B rekonstruierten Informationsbits b0, bx, b2, S3 bekannt.In this case, since the above-described configuration of the vector imager 152 of the signal decoder 120 is typically performed for an undistorted channel, only the mapping of 2 B combinations of the threshold-valued received signals from a total of 2 N 'possible combinations of threshold-valued received signals on combinations of B reconstructed information bits b 0 , b x , b 2 , S 3 known.
Es wird allerdings bevorzugt, auch für die übrigen 2N> - 2B It is preferred, however, for the remaining 2 N> - 2 B
Kombinationen der Schwellwert-bewerteten EmpfangssignaleCombinations of the threshold-valued received signals
(die in einem ungestörten bzw. rauschfreien Fall nicht auftreten) eine Abbildung auf zugehörige Kombinationen der rekonstruierten Informationsbits zu definieren.(which do not occur in an undisturbed case) define an image for associated combinations of the reconstructed information bits.
Um somit eine Vektorabbildung der 2N' - 2B Kombinationen der Schwellwert-bewerteten Empfangssignale zu definieren, die in einem ungestörten Zustand nicht auftreten, kann beispielsweise ermittelt werden, bei welcher Kombination von zu sendenden Informationsbits bo, bi, br b3 an dem Eingang des Signalcodierers 110 eine betrachtete Kombination von Schwellwert-bewerteten Empfangssignalen bei Vorliegen von Rauschen auf dem Kanal 130 mit einer maximalen Wahrscheinlichkeit auftritt. In anderen Worten, aus der Kenntnis der in einem rauschfreien Falle auftretenden Empfangssignale yor yi/ Y2f Y3r Y4 an dem Eingang des Signaldecodierers 120 für verschiedene Bitmuster der Informationsbits bo, bi, b2, b3 kann ermittelt werden, mit welcher Wahrscheinlichkeit die Bitmuster der schwellwert-bewerteten EmpfangsSignale zo/ Zi, Z2, Z3, Z4 für verschiedene Kombinationen der Informationsbits bo, bi, b2, b3 auftreten. Es können folglich beispielsweise bedingte Wahrscheinlichkeiten ermittelt werden, die die Wahrscheinlichkeit des Vorliegens bestimmter Bitmuster an dem Eingang des Signalcodierers 110 für eine betrachtete Kombination der Schwellwert-bewerteten Empfangssignale beschreiben. Der betrachteten Kombination der Schwellwert-bewerteten Empfangssignale kann dann bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel eine Kombination von geschätzten Informationsbits B0, B1, B2, B3 zugeordnet werden, die identisch zu der sendeseitigen Kombination von Informationsbits ist, für deren Vorliegen eine maximale bedingte Wahrscheinlichkeit besteht.In order to thus define a vector map of the 2 N ' - 2 B combinations of the threshold-valued received signals which do not occur in an undisturbed state, it can be determined, for example, in which combination of information bits to be sent bo, bi, b Σ rb 3 at the Input of the signal encoder 110 a contemplated combination of threshold-valued received signals in the presence of noise on the channel 130 occurs with a maximum probability. In other words, from the knowledge of the receive signals yor yi / Y 2 f Y 3r Y4 occurring in a noise-free case at the input of the signal decoder 120 for different bit patterns of the information bits bo, bi, b 2 , b 3, it can be determined with what probability the Bit pattern of the threshold-valued receive signals zo / Zi, Z 2 , Z 3 , Z 4 for different combinations of information bits bo, bi, b 2 , b 3 occur. It can therefore For example, conditional probabilities are determined that describe the likelihood of having certain bit patterns present at the input of the signal encoder 110 for a contemplated combination of the thresholded received signals. The considered combination of the threshold-valued received signals may then in a preferred embodiment be associated with a combination of estimated information bits B 0 , B 1 , B 2 , B 3 which is identical to the transmitting-side combination of information bits, for which there is a maximum conditional probability consists.
Auf die genannte Weise kann beispielsweise die Abbildungsvorschrift des Vektorabbilders 152 eingestellt werden, um eine minimale Bitfehlerrate bei der Übertragung der Informationsbits b0, bi, b2/ b3 bzw. bei der Wiederherstellung der rekonstruierten Informationsbits B0, B1, B2, B3 zu erzielen.In the aforementioned manner, for example, the mapping rule of the vector image 152 can be set to a minimum bit error rate in the transmission of the information bits b 0 , bi, b 2 / b 3 or in the reconstruction of the reconstructed information bits B 0 , B 1 , B 2 , B 3 to achieve.
Es sei im Übrigen darauf hingewiesen, dass die vorliegende Erfindung freilich nicht eine bestimmte Anzahl von gleichzeitig übertragenen Informationsbits bzw. von verwendeten Leitungen beschränkt ist. Vielmehr ist es gemäß dem Kerngedanken der vorliegenden Erfindung lediglich erforderlich, dass mehr Leitungen N' vorliegen als Informationsbits B gleichzeitig übertragen werden (N' > B) .It should be noted, by the way, that the present invention is not limited to a certain number of simultaneously transmitted information bits or lines used. Rather, according to the basic idea of the present invention, it is only necessary that there are more lines N 'than information bits B are transmitted simultaneously (N'> B).
Es sei im Übrigen darauf hingewiesen, dass das erfindungsgemäße Bussystem 100 gemäß Fig. 1 auf dem bereits oben beschriebenen Bussystem 1800 gemäß Fig. 18 basiert. Das erfindungsgemäße Bussystem 100 unterscheidet sich von dem Bussystem 1800 gemäß Fig. 18 unter anderem dadurch, dassIt should also be pointed out that the bus system 100 according to the invention according to FIG. 1 is based on the bus system 1800 according to FIG. 18 already described above. The bus system 100 according to the invention differs from the bus system 1800 according to FIG. 18, inter alia in that
1. das erfindungsgemäße Bussystem um eine zusätzliche Leitung ausgebaut ist;1. the bus system according to the invention is expanded by an additional line;
2. bei einem Sender (bzw. in dem Signalcodierer 110) ein redundanter Raumcode eingefügt wird; und 3. bei einem Empfänger (beispielsweise in dem Signaldeco- dierer 120) der redundante Raumcode wieder decodiert wird.2. at a transmitter (or in the signal encoder 110) a redundant room code is inserted; and 3. at a receiver (for example in the signal decoder 120) the redundant room code is decoded again.
Das erfindungsgemäße Bussystem 100 gemäß der Fig. 1 schafft somit Abhilfe für das bei dem herkömmlichen Bussystem 1800 bestehende Problem, dass eine zuverlässige Übertragung nicht möglich ist, wenn das Übersprechen zwischen den einzelnen Leitungen zu stark ausgeprägt ist.The bus system 100 according to the invention according to FIG. 1 thus provides a remedy for the problem existing in the conventional bus system 1800 that a reliable transmission is not possible if the crosstalk between the individual lines is too pronounced.
Weiter unten wird im übrigen noch anhand der Fig. 1 ein konkretes Beispiel für ein erfindungsgemäßes Bussystem beschrieben, bei dem vier Bits auf fünf Leitungen unter Verwendung eines redundanten Raumcodes übertragen werden. Details im Hinblick auf einen Algorithmus der Wahl des Raumcodes sowie auch im Hinblick auf eine Zuverlässigkeit des erfindungsgemäßen Bussystems werden ebenso weiter unten noch näher ausgeführt.Furthermore, a concrete example of a bus system according to the invention will be described below with reference to FIG. 1, in which four bits are transmitted on five lines using a redundant room code. Details with regard to an algorithm of the choice of the spatial code as well as with regard to a reliability of the bus system according to the invention are also explained in more detail below.
Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Bussystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Bussystem gemäß der Fig. 2 ist in seiner Gesamtheit mit 200 bezeichnet. Da das Bussystem 200 gemäß Fig. 2 dem Bussystem 100 gemäß Fig. 1 sehr ähnlich ist, sind gleiche Einrichtungen und Signale bei den Bussystemen 100 und 200 mit gleichen Bezugzeichen bezeichnet und werden hier nicht noch einmal erläutert.Fig. 2 shows a block diagram of a bus system according to the invention according to an embodiment of the present invention. The bus system according to FIG. 2 is designated in its entirety by 200. Since the bus system 200 according to FIG. 2 is very similar to the bus system 100 according to FIG. 1, the same devices and signals in the bus systems 100 and 200 are designated by the same reference numerals and will not be explained again here.
Es sei allerdings darauf hingewiesen, dass bei dem Bussystem 200 die Übertragung der Ausgangssignale des Signalco- dierers 110 zu den Eingängen des Signaldecodierers 120 über eine Mehrzahl von parallel verlaufenden Leitungen 130_0, 130_l, 130_2, 130_3, 130_4 erfolgt. Die Leitungen 130_0, 130_l, 130_2, 130_3, 130_4 sind dabei so nahe beieinander angeordnet, dass eine induktive, kapazitive und/oder leitende Verkuppelung zwischen den Leitungen auftritt. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel verlaufen die Leitungen 130_0, 130_l, 130_2, 130_3, 130_4 zumindest für einen Teil ihrer Gesamtlänge zueinander parallel. Dabei weist bevorzugt die zweite Leitung 130_l einen geringeren Abstand zu der ersten Leitung 130_0 auf als zu der vierten Leitung 130_3 und zu der fünften Leitung 130_4. Ferner weist bevorzugt die zweite Leitung 130_l einen geringeren Abstand zu der dritten Leitung 130_2 auf als zu der vierten Leitung 130_3 und zu der fünften Leitung 130_4. Folglich ist typischerweise die Verkuppelung zwischen der zweiten Leitung und der ersten Leitung stärker als zwischen der zweiten Leitung und der vierten Leitung, und ebenso stärker als zwischen der zweiten Leitung 130_l und der fünften Leitung 130_4. Außerdem ist typischerweise die Verkoppelung zwischen der zweiten Leitung 130_l und der dritten Leitung 130_2 stärker als die Verkopplung zwischen der zweiten Leitung 130_l und der vierten Leitung 130_3. Außerdem ist typischerweise die Verkoppelung zwischen der zweiten Leitung 130_l und der dritten Leitung 130_2 typischerweise stärker als die Verkoppelung zwischen der zweiten Leitung 130_l und der fünften Leitung 130_4.It should be noted, however, that in the bus system 200, the transmission of the output signals of the signal encoder 110 to the inputs of the signal decoder 120 via a plurality of parallel lines 130_0, 130_l, 130_2, 130_3, 130_4. The lines 130_0, 130_l, 130_2, 130_3, 130_4 are arranged so close to one another that an inductive, capacitive and / or conductive coupling occurs between the lines. In a preferred embodiment, the lines 130_0, 130_l, 130_2, 130_3, 130_4 extend parallel to one another at least for part of their total length. In this case, the second line 130_1 preferably has a smaller distance to the first line 130_0 than to the fourth line 130_3 and to the fifth line 130_4. Furthermore, the second line 130_l preferably has a smaller distance to the third line 130_2 than to the fourth line 130_3 and to the fifth line 130_4. Consequently, the coupling between the second line and the first line is typically stronger than between the second line and the fourth line, and also stronger than between the second line 130_l and the fifth line 130_4. In addition, the coupling between the second line 130_l and the third line 130_2 is typically stronger than the coupling between the second line 130_l and the fourth line 130_3. In addition, typically, the coupling between the second line 130_l and the third line 130_2 is typically stronger than the coupling between the second line 130_l and the fifth line 130_4.
Ferner ist typischerweise der Abstand zwischen der dritten Leitung 130_2 und der zweiten Leitung 130_l kleiner als der Abstand zwischen der dritten Leitung 130_2 und der ersten Leitung 130_0. Der Abstand zwischen der dritten Leitung 130_2 und der vierten Leitung 130_3 ist ferner typischerweise kleiner als der Abstand zwischen der dritten Leitung 130_2 und der ersten Leitung 13O_O, und ferner ebenso kleiner als der Abstand zwischen der dritten Leitung 130_2 und der fünften Leitung 130_4. Somit ist typischerweise eine Verkoppelung zwischen der dritten Leitung 130_2 und der zweiten Leitung 130_l stärker als eine Verkopplung zwischen der dritten Leitung 130_2 und der ersten Leitung 130_0, und ebenso stärker als eine Verkopplung zwischen der dritten Leitung 130_2 und der fünften Leitung 130_4. Weiterhin ist typischerweise eine Verkopplung zwischen der dritten Leitung 130_2 und der vierten Leitung 130_3 typi- scherweise stärker als eine Verkopplung zwischen der dritten Leitung 130_2 und der ersten Leitung 130_0, sowie stärker als eine Verkopplung zwischen der dritten Leitung 130_2 und der fünften Leitung 130_4.Further, typically the distance between the third line 130_2 and the second line 130_l is less than the distance between the third line 130_2 and the first line 130_0. The distance between the third line 130_2 and the fourth line 130_3 is also typically smaller than the distance between the third line 130_2 and the first line 13O_O, and further also smaller than the distance between the third line 130_2 and the fifth line 130_4. Thus, typically a coupling between the third line 130_2 and the second line 130_l is stronger than a coupling between the third line 130_2 and the first line 130_0, and also stronger than a coupling between the third line 130_2 and the fifth line 130_4. Furthermore, a coupling between the third line 130_2 and the fourth line 130_3 is typically typical. This may be stronger than a coupling between the third line 130_2 and the first line 130_0, and stronger than a coupling between the third line 130_2 and the fifth line 130_4.
Ein Abstand zwischen der vierten Leitung 130_3 und der dritten Leitung 130_2 ist typischerweise kleiner als ein Abstand zwischen der vierten Leitung 130_3 und der zweiten Leitung 130_l, und ebenso kleiner als ein Abstand zwischen den vierten Leitung 130_3 und der ersten Leitung 130_0. Folglich ist ferner typischerweise eine Verkopplung zwischen der vierten Leitung 130_3 und der dritten Leitung 130_2 stärker als eine Verkopplung zwischen der vierten Leitung 130_3 und der ersten Leitung 130_0, sowie ebenfalls stärker als eine Verkopplung zwischen der vierten Leitung 130_3 und der zweiten Leitung 130_l. Einen Abstand zwischen der vierten Leitung 130_3 und der fünften Leitung 130_4 ist typischerweise kleiner als ein Abstand zwischen der vierten Leitung 130_3 und der zweiten Leitung 130_l, sowie ebenso kleiner als ein Abstand zwischen der vierten Leitung 130_3 und der ersten Leitung 130_0. Folglich ist eine Verkopplung zwischen der vierten Leitung 130_3 und der fünften Leitung 130_4 stärker als eine Verkopplung zwischen der vierten Leitung 130_3 und der zweiten Leitung 130_l, sowie ebenso stärker als eine Verkopplung zwischen der vierten Leitung 130_3 und der ersten Leitung 130_0.A distance between the fourth line 130_3 and the third line 130_2 is typically smaller than a distance between the fourth line 130_3 and the second line 130_l, and also smaller than a distance between the fourth line 130_3 and the first line 130_0. Thus, typically, a coupling between the fourth line 130_3 and the third line 130_2 is stronger than a coupling between the fourth line 130_3 and the first line 130_0, and also stronger than a coupling between the fourth line 130_3 and the second line 130_l. A distance between the fourth line 130_3 and the fifth line 130_4 is typically smaller than a distance between the fourth line 130_3 and the second line 130_l, and also smaller than a distance between the fourth line 130_3 and the first line 130_0. As a result, coupling between the fourth line 130_3 and the fifth line 130_4 is stronger than coupling between the fourth line 130_3 and the second line 130_l, and also stronger than coupling between the fourth line 130_3 and the first line 130_0.
Ferner ist typischerweise ein Abstand zwischen der fünften Leitung 130_4 und der vierten Leitung 130_3 kleiner als ein Abstand zwischen der fünften Leitung 130_4 und der dritten Leitung 130_2, kleiner als ein Abstand zwischen der fünften Leitung 130_4 und der zweiten Leitung 130__l, und ebenso kleiner als ein Abstand zwischen der fünften Leitung 130_4 und der ersten Leitung 130_0. Somit ist eine Verkopplung zwischen der fünften Leitung 130_4 und der vierten Leitung 130_3 stärker als eine Verkopplung zwischen der fünften Leitung 130_4 und der dritten Leitung 130_2, stärker als eine Verkopplung zwischen der fünften Leitung 130_4 und der zweiten Leitung 13O-I, sowie ebenso stärker als eine Verkopplung zwischen der fünften Leitung 130_4 und der ersten Leitung 130_0.Further, typically, a distance between the fifth line 130_4 and the fourth line 130_3 is smaller than a distance between the fifth line 130_4 and the third line 130_2, smaller than a distance between the fifth line 130_4 and the second line 130_51, and also smaller than one Distance between the fifth line 130_4 and the first line 130_0. Thus, a coupling between the fifth line 130_4 and the fourth line 130_3 is stronger than a coupling between the fifth line 130_4 and the third line 130_2, stronger than a coupling between the fifth line 130_4 and the second line 13O-I, as well as stronger than a coupling between the fifth line 130_4 and the first line 130_0.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel wird es bevorzugt, dass die Leitungen 130_0, 130_l, 130_2, 130_3, 130_4 so angeordnet sind, dass die zweite Leitung 130_l zwischen der ersten Leitung 130_0 und der vierten Leitung 130_3 liegt, dass die dritte Leitung 130_2 zwischen der zweiten Leitung 130_l und der vierten Leitung 130_3 liegt, und dass die vierte Leitung 130_3 zwischen der dritten Leitung 130_2 und der fünften Leitung 130_4 liegt. Somit sind folglich typischerweise Verkopplungen zwischen unmittelbar benachbarten Leitungen (also zwischen Leitungen 130_i, 130__i+l, mit l<=i<=4) stärker als Verkopplungen zwischen weiter entfernten Leitungen. Ferner haben typischerweise die erste Leitung 130_0 und die fünfte Leitung 130_4 nur eine unmittelbar benachbarte Leitung aus den fünf Leitungen 130_0, 130_l, 130__2, 130_3, 130_4, während hingegen die zweite Leitung 130_l, die dritte Leitung 130_2 und die vierte Leitung 130_3 aufgrund ihrer geometrischen Anordnung zwei unmittelbar benachbarte Leitungen aufweisen.In another embodiment, it is preferred that the lines 130_0, 130_l, 130_2, 130_3, 130_4 are arranged such that the second line 130_l is between the first line 130_0 and the fourth line 130_3, that the third line 130_2 is between the second line 130_l and the fourth line 130_3, and that the fourth line 130_3 is between the third line 130_2 and the fifth line 130_4. Thus, therefore, couplings between immediately adjacent lines (ie between lines 130_i, 130_i + 1, where l <= i <= 4) are typically stronger than couplings between more distant lines. Further, typically, the first line 130_0 and the fifth line 130_4 have only one immediately adjacent line of the five lines 130_0, 130_l, 130__2, 130_3, 130_4, whereas the second line 130_1, the third line 130_2, and the fourth line 130_3 have their geometrical Arrangement two immediately adjacent lines.
Es sei im Übrigen darauf hingewiesen, dass eine Verkopplung zwischen zwei benachbarten Leitungen beispielsweise aufgrund einer elektrischen Leitfähigkeit oder aufgrund einer induktiven oder kapazitiven Verkopplung gegeben sein kann. Unter Verkoppelung wird hierbei verstanden, dass ein Signal, das einer der fünf Leitungen 130_0, 130_l, 130_2, 130_3, 130_4 an einem zugehörigen Ausgang des Signalcodie- rers eingeprägt wird, in einer elektrischen Antwort an einem zu einer anderen Leitung gehörigen Eingang des Signaldecodierers 120 resultiert. In anderen Worten, ein Signal wird von einer Leitung auf eine andere Leitung übergekoppelt, bzw. ein Signal auf einer Leitung beein- flusst die Spannung an dem empfängerseitigen Ende einer anderen Leitung. Im Hinblick auf die Verkopplung wird im Übrigen davon ausgegangen, dass die Leitungen so beschaffen sind, dass eine Verkopplung zwischen unmittelbar benachbarten Leitungen stärker ist als eine Verkopplung zwischen weiter ent- fernten Leitungen bzw. zwischen Leitungen, die nicht unmittelbar benachbart sind (zwischen denen also noch eine andere Leitung verläuft) .It should be noted, moreover, that a coupling between two adjacent lines can be given for example due to an electrical conductivity or due to an inductive or capacitive coupling. Coupling is here understood to mean that a signal which is impressed on one of the five lines 130_0, 130_1, 130_2, 130_3, 130_4 at an associated output of the signal coder, in an electrical response at an input of the signal decoder 120 belonging to another line results. In other words, a signal is coupled from one line to another line, or a signal on one line influences the voltage at the receiver-side end of another line. With regard to the coupling, it is also assumed that the lines are such that a coupling between directly adjacent lines is stronger than a coupling between lines further away or between lines which are not immediately adjacent (between them, therefore still another line runs).
Im Hinblick auf die Leitungen 130_0, 130_l, 130_2, 130_3, 130_4 zeigt die Fig. 3 eine schematische Darstellung von fünf Leitungen, die auf einem Chip, einem Substrat oder einer Platine angeordnet sind. Die Anordnung gemäß der Fig. 3 ist dabei in ihrer Gesamtheit mit 300 bezeichnet. Die Anordnung 300 umfasst fünf parallel verlaufende Leitungen 130_0, 130_l, 130_2, 130_3, 130_4, die auf einem Substrat als parallel verlaufende planare Leitungen angeordnet sind. Die zweite Leitung 130_l verläuft zumindest in einem Teilstück zwischen der ersten Leitung 130_0 und der dritten Leitung 130_2. Die dritte Leitung 130_2 verläuft zumindest in einem Teilstück zwischen der zweiten Leitung 130_l und der vierten Leitung 130_3. Die vierte Leitung 130_3 verläuft zumindest in einem Teilstück zwischen der dritten Leitung 130_2 und der fünften Leitung 130_4. Dadurch ergibt sich eine Verkopplung zwischen den Leitungen, wie sie bereits zwischen beschrieben wurde.With regard to the lines 130_0, 130_l, 130_2, 130_3, 130_4, FIG. 3 shows a schematic representation of five lines which are arranged on a chip, a substrate or a circuit board. The arrangement according to FIG. 3 is designated in its entirety by 300. The arrangement 300 comprises five parallel lines 130_0, 130_l, 130_2, 130_3, 130_4, which are arranged on a substrate as parallel planar lines. The second line 130_l extends at least in a section between the first line 130_0 and the third line 130_2. The third line 130_2 runs at least in a section between the second line 130_1 and the fourth line 130_3. The fourth line 130_3 extends at least in a section between the third line 130_2 and the fifth line 130_4. This results in a coupling between the lines, as has already been described between.
Bei den Leitungen kann es sich beispielsweise um Leitungen handeln, die ausschließlich auf einem Chip verlaufen. Die Leitungen zwischen dem Signalcodierer 110 und dem Signalde- codierer 120 können aber auch auf einer gedruckten Schaltung bzw. auf einer Platine verlaufen. Ferner können die Leitungen 130_0, 130_l, 130_2, 130_3, 130_4 mehrere Chips verbinden und dabei, zumindest als Teilstücke, Bonddrähte, Durchkontaktierungen, Kurven und/oder Knicke umfassen. Besondere Vorteile durch die vorliegende Erfindung ergeben sich beispielsweise, wenn die Leitungen so angeordnet sind, dass eine oben beschriebene Verkopplung zwischen den Leitungen auftritt. Im Hinblick auf die Schaltungsanordnung 200 gemäß der Fig. 2 sei ferner darauf hingewiesen, dass die Schaltungsanordnung 200 optional einen Sende-Vektorabbilder-Einsteller 210 und/oder einen Empfangs-Vektorabbilder-Einsteller 220 umfasst. Der optionale Sende-Vektorabbilder-Einsteller 210 ist ausgelegt, um eine Information über einen Kanal, also beispielsweise eine Information über die Übertragungseigenschaften der Leitungen 130_0, 130_l, 130_2, 130_3, 130_4, und/oder über eine Verkopplung zwischen den Leitungen zu empfangen. Basierend auf der Information Über den Kanal stellt der Vektorabbilder die Abbildungsvorschrift des Sende-Vektorabbilders 140 ein. Der Sende-Vektorabbilder- Einsteller 210 kann dabei einen der Algorithmen verwenden, die bereits oben beschrieben wurden, oder die im Folgenden noch beschrieben werden. Ziel der Einstellung der Abbildungsvorschrift des Sende-Vektorabbilders 140 ist es dabei typischerweise, eine möglichst geringe Bitfehlerrate bei der Übertragung von Informationsbits bo, bi, b2, b3 von dem Signalcodierer 110 zu dem Signaldecodierer 120 bzw. bei der Rekonstruktion der geschätzten Informationsbits B0, S1, S2, b3 zu erzielen.The lines may be, for example, lines that run exclusively on a chip. However, the lines between the signal encoder 110 and the signal decoder 120 can also run on a printed circuit or on a circuit board. Furthermore, the lines 130_0, 130_l, 130_2, 130_3, 130_4 can connect a plurality of chips and thereby comprise, at least as sections, bonding wires, plated-through holes, curves and / or creases. Particular advantages of the present invention arise, for example, when the lines are arranged so that a coupling between the lines described above occurs. With regard to the circuit arrangement 200 according to FIG. 2, it is further to be noted that the circuit arrangement 200 optionally comprises a transmission vector image adjuster 210 and / or a reception vector image adjuster 220. The optional transmit vector image adjuster 210 is designed to receive information about a channel, ie for example information about the transmission properties of the lines 130_0, 130_l, 130_2, 130_3, 130_4, and / or via a coupling between the lines. Based on the information, via the channel, the vector image adjusts the mapping scheme of the transmit vector mapper 140. The transmission vector image adjuster 210 can use one of the algorithms already described above or which will be described below. The aim of setting the mapping rule of the transmit vector mapper 140 is typically to minimize the bit error rate in the transmission of information bits bo, bi, b 2 , b 3 from the signal encoder 110 to the signal decoder 120 and in the reconstruction of the estimated information bits B. 0 , S 1 , S 2 , b 3 to achieve.
Optional umfasst das Datenübertragungssystem bzw. Bussystem 200 ferner einen Empfangs-Vektorabbilder-Einsteller 220, der ausgelegt ist, um eine Abbildungsvorschrift des Emp- fangs-Vektorabbilders 152 in Abhängigkeit von einer Information über den Kanal einzustellen. Für die Einstellung der Abbildungsvorschrift des Empfangs-Vektorabbilders 152 kann einer der oben beschriebenen Algorithmen oder alternativ einer der im Folgenden noch beschriebenen Algorithmen verwendet werden.Optionally, the communication system 200 further includes a reception vector mapper 220 configured to set an imaging policy of the reception vector map 152 in response to information about the channel. One of the above-described algorithms, or alternatively one of the algorithms described below, may be used to adjust the mapping policy of the receive vector map 152.
Es sei im Übrigen darauf hingewiesen, dass die Einstellung der Abbildungsvorschrift des Sende-Vektorabbilders 140 sowie des Empfangs-Vektorabbilders 152 entweder durch eine einmalige feste Programmierung des Sende-Vektorabbilders 140 erfolgen kann oder mehrmals durch ein wiederholtes Umprogranimieren des Sende-Vektorabbilders 140. In analoger Weise kann eine Einstellung der Abbildungsvorschrift des Empfangs-Vektorabbilders durch eine einmalige feste Programmierung oder durch eine mehrmalige Umprogrammierung erfolgen.It should be noted, moreover, that the adjustment of the mapping rule of the transmit vector mapper 140 and the receive vector mapper 152 can be done either by a one-time fixed programming of the transmit vector mapper 140 or several times by a repeated one Reprogramming the transmit vector mapper 140. Similarly, adjustment of the mapping policy of the receive vector mapper may be accomplished by a one time fixed program or by a multiple reprogramming.
Fig. 4a zeigt eine schematische Darstellung eines Speichers zur Verwendung als ein Empfangs-Vektorabbilder 152. Der Speicher gemäß der Fig. 4a ist in seiner Gesamtheit mit 400 bezeichnet. Der Speicher 400 umfasst eine Mehrzahl von Adresseingängen 410 sowie eine Mehrzahl von Datenausgängen 420. Die Adresseingänge 410 sind ausgelegt, um eine Mehrzahl von Schwellwert-bewerteten Empfangsignalen z0, Zi, Z2, Z3, Z4 zu empfangen, und dienen der Auswahl eines Speicher- felds des Speichers 400. In anderen Worten, basierend auf einer Kombination von Werten der Schwellwert-bewerteten Empfangssignale an den Adresseingängen 410 des Speichers 400 wählt der Speicher 400 eines seiner Datenfelder aus. Typischerweise bzw. bevorzugt sind die Adresseingänge binäre Eingänge, die jeweils zwei Zustände aufweisen können. Bei dem Übertragungssystem mit N' Leitungen bzw. Kanälen weist der Speicher 400 typischerweise N' Adresseingänge auf, so dass insgesamt 2N' Datenfelder auswählbar sind. Der Speicher 400 ist im Übrigen ausgelegt, um die in dem über die Adresseingänge 410 ausgewählten Datenfeld gespeicherte Information an den Datenausgängen 420 auszugeben. Die Daten an den Datenausgängen 420 dienen somit als geschätzte bzw. rekonstruierte Informationsbits S0, S1, S2, S3. In einem Übertragungssystem, in dem B Bits über die N' Leitungen bzw. Kanäle gleichzeitig übertragen werden, weist der Speicher 400 bevorzugt B parallele Ausgänge auf. Somit dient der Speicher 400 als ein Vektorabbilder, der Kombinationen der N' Schwellwert-bewerteten Empfangssignale auf Kombinationen von B rekonstruierten Informationsbits S0, S1, S2, S3 abbildet.Figure 4a shows a schematic representation of a memory for use as a receive vector imager 152. The memory of Figure 4a is designated 400 in its entirety. Memory 400 includes a plurality of address inputs 410 and a plurality of data outputs 420. Address inputs 410 are configured to receive a plurality of threshold-valued receive signals z 0 , Zi, Z 2 , Z 3 , Z 4 and are for selection In other words, based on a combination of values of the threshold-valued received signals at the address inputs 410 of the memory 400, the memory 400 selects one of its data fields. Typically, the address inputs are binary inputs, each of which may have two states. In the transmission system with N 'lines or channels, the memory 400 typically has N' address inputs, so that a total of 2 N ' data fields are selectable. The memory 400 is, moreover, designed to output the information stored in the data field selected via the address inputs 410 at the data outputs 420. The data at the data outputs 420 thus serve as estimated or reconstructed information bits S 0 , S 1 , S 2 , S 3 . In a transmission system in which B bits are transmitted simultaneously over the N 'lines or channels, the memory 400 preferably has B parallel outputs. Thus, the memory 400 serves as a vector map which maps combinations of the N 'threshold-valued received signals to combinations of B reconstructed information bits S 0 , S 1 , S 2 , S 3 .
Der Speicher 400 kann im Übrigen ausgelegt sein, um eine Änderung der Dateninhalte der Speicherfelder zu ermögli- chen. In anderen Worten, bei dem Speicher 400 kann es sich um einen Schreib-Lese-Speicher handeln. In diesem Fall wird die in dem Speicher 400 enthaltene Abbildungsvorschrift, beispielsweise durch den Empfangs-Vektorabbilder-Einsteller 220 eingestellt. Bei einem Speicher 400 kann es sich alternativ aber auch um einen Festwertspeicher bzw. einen ein- mal-programmierbaren Speicher handeln. In diesem Fall ist die Abbildungsvorschrift zur Abbildung der Signalkombinationen der Schwellwert-bewerteten Empfangssignale auf die rekonstruierten Informationsbits durch eine einmalig und nicht mehr veränderbare Programmierung festgelegt.Incidentally, the memory 400 can be designed to permit a change in the data contents of the memory fields. chen. In other words, the memory 400 may be a random access memory. In this case, the mapping rule included in the memory 400 is set by the reception vector mapper 220, for example. Alternatively, a memory 400 may also be a read-only memory or a once-programmable memory. In this case, the mapping rule for mapping the signal combinations of the threshold-valued received signals to the reconstructed information bits is determined by a one-time and no longer changeable programming.
Fig. 4b zeigt eine schematische Darstellung eines Speichers zur Verwendung als ein Sende-Vektorabbilder. Der Speicher gemäß der Fig. 4b ist in seiner Gesamtheit mit 450 bezeichnet. Der Speicher 450 umfasst eine Mehrzahl von Adresseingängen 460 sowie eine Mehrzahl von Datenausgängen 470. Der Speicher 450 ist ausgelegt, um über die Adresseingänge eine Mehrzahl von Informationsbits bo, bi, b2, b3 (bevorzugt parallel) zu empfangen. Der Speicher 450 umfasst eine Mehrzahl von Datenfeldern, die durch die Adresseingänge bzw. durch die an den Adresseingängen anliegende Signalkombination auswählbar sind. Der Speicher 450 ist ferner ausgelegt, um den Dateninhalt eines ausgewählten Datenfel- des an den Datenausgängen 470 bereitzustellen. Die Datenausgänge 470 definieren dabei eine Signalkombination auf einer Mehrzahl von N' Leitungen, wobei die Datenausgänge 470 die Leitungen entweder direkt oder über einen Leitungstreiber 142 ansteuern bzw. treiben.Fig. 4b shows a schematic representation of a memory for use as a transmit vector imager. The memory according to FIG. 4b is designated in its entirety by 450. The memory 450 comprises a plurality of address inputs 460 and a plurality of data outputs 470. The memory 450 is designed to receive a plurality of information bits bo, bi, b 2 , b 3 (preferably in parallel) via the address inputs. The memory 450 comprises a plurality of data fields which can be selected by the address inputs or by the signal combination applied to the address inputs. The memory 450 is further configured to provide the data content of a selected data field at the data outputs 470. The data outputs 470 thereby define a signal combination on a plurality of N 'lines, the data outputs 470 driving the lines either directly or via a line driver 142.
Bei den Adresseingängen 460 des Speichers 450 handelt es sich typischerweise um Eingänge für binäre Signale. Weist der Speicher B Adresseingänge auf, an die die B Informationsbits parallel anlegbar sind, so umfasst der Speicher 450 typischerweise 2B Datenfelder, so dass jeder Kombination von Informationsbits genau ein Datenfeld zugeordnet ist. Die in dem zu einer Kombination der Informationsbits gehörigen Datenfeld enthaltene Information wird sodann über die Datenausgänge 470 ausgegeben. Durch den Speicher 450 wird somit jeder möglichen Kombination von Informationsbits b0, bi, b2, b3 genau eine Signalkombination Co, Ci, C2, C3, C4 auf den N' parallelen Leitungen zugeordnet.The address inputs 460 of the memory 450 are typically inputs for binary signals. If the memory B has address inputs to which the B information bits can be applied in parallel, the memory 450 typically comprises 2 B data fields, so that each combination of information bits is assigned exactly one data field. The information contained in the data field associated with a combination of the information bits is then passed over the Data outputs 470 output. The memory 450 thus assigns to each possible combination of information bits b 0 , bi, b 2 , b 3 exactly one signal combination Co, Ci, C 2 , C 3 , C 4 on the N 'parallel lines.
Bei dem Speicher 450 gemäß Fig. 4B kann es sich beispielsweise um einen Schreib-Lese-Speicher handeln. In diesem Fall kann die Abbildungsvorschrift, die durch den Inhalt der Speicherfeider des Speichers 450 definiert ist, verändert werden. Die Einstellung der Abbildungsvorschrift kann beispielsweise über den Sende-Vektorabbilder- Einsteller 210 erfolgen. Alternativ dazu kann es sich bei dem Speicher 450 aber auch um einen einmal-programmierbaren bzw. maskenprogrammierten Speicher handeln, so dass die Abbildungsvorschrift nach einer einmaligen Festlegung nicht mehr verändert werden kann.The memory 450 according to FIG. 4B may, for example, be a read-write memory. In this case, the mapping rule defined by the content of the memory fields of the memory 450 may be changed. The setting of the mapping rule can for example be done via the transmit vector image adjuster 210. Alternatively, however, the memory 450 may also be a once-programmable or mask-programmed memory, so that the mapping rule can not be changed after a single determination.
Fig. 5 zeigt eine tabellarische Darstellung einer Zuordnung zwischen zu übertragenden Bitkombinationen (b3, b2, bi, bo) und auf den Übertragungsleitungen 130_0, 130_l, 130_2, 130_3, 130_4 zu sendenden Signalkombinationen (C4, C3, C2, Ci, Co) . Ferner zeigt die Fig. 5 eine tabellarische Beschreibung einer Abbildungsvorschrift zwischen empfangenen, Schwellwert-bewerteten Empfangssignalen (z4, Z3, Z2, Zi, Zo) und rekonstruierten bzw. dekodierten Informationsbits [B3, S1, Sx , S0) . Eine erste Tabelle bzw. Sendetabelle 510 gemäß Fig. 5 definiert somit, welche Signalkombinationen (c4r C3, C2, Ci, C0) an den Ausgängen des Vektorabbilders 140 den möglichen Bitmustern (b3, b2, bx, bo) an den Eingän- gen des Vektorabbilders 140 zugeordnet sind. Somit definiert die Sendetabelle 510, welche Signalkombinationen (u4, U3, U2, Ui, Uo) an den Eingängen der Leitungen 130_4, 130_3, 130_2, 130_l, 130_0 für verschiedene Bitmuster der Informationsbits angelegt werden. Es sei hierbei darauf hingewie- sen, dass im Hinblick auf die Sendetabelle 510 davon ausgegangen wird, dass 24 = 16 zu übertragende Bitmuster (b3, b2, bi, bo) existieren, die über N' =5 Leitungen übertragen werden. Die 16 Bitmuster der zu sendenden Informationsbits sind in einer ersten Spalte 512 der Sendetabelle 510 angetragen. Auf den N' =5 Leitungen existieren 25 = 32 verschiedene Signalkombinationen. Die Sendetabelle 510 definiert dabei 16 ausgewählte Signalkombinationen, die an die Eingänge der fünf Leitungen 130_0, 130_l, 130_2, 130_3, 130_4 in Abhängigkeit von den zu übertragenden Informationsbits angelegt werden. Die ausgewählten Signalkombinationen sind in einer zweiten Spalte 514 der Sendetabelle 510 angetra- gen, wobei in einer gleichen Zeile in der ersten Spalte 512 der Sendetabelle 510 und in der zweiten Spalte 514 angetragene Bitmuster und Signalkombinationen einander zugeordnet sind. Die verbleibenden 16 möglichen Signalkombinationen, die weiterhin an die Eingänge der Leitungen 130_0, 130_l, 130_2, 130_3, 130_4 angelegt werden könnten, die aber nicht in der zweiten Spalte 514 der Sendetabelle 510 eingetragen sind, werden hingegen nicht benutzt. Die Tatsache, dass gemäß der Sendetabelle 510 somit nur die Hälfte der insgesamt möglichen Signalkombinationen auf den Leitungen 130 genutzt werden, entspricht einer räumlichen Redundanz. Gemäß der Sendetabelle 510 werden nämlich nur die Signalkombinationen (Cή, C3, C2, Ci, Co) möglichen Bitmustern (b3, t>2r bi, b0) der Informationsbits zugeordnet, die empfänger- seitig, also bei dem Signaldecodierer 120, mit ausreichen- der Zuverlässigkeit dekodiert werden können, bzw. aus denen empfängerseitig mit ausreichender Zuverlässigkeit (z.B. mit einer Bitfehlerrate <10~3, bevorzugt aber mit einer Bitfehlerrate <10"4 oder <10~8) die gesendeten Bitmuster (b3, hz, bi, bo) rekonstruiert werden können.FIG. 5 shows a tabular representation of an association between bit combinations to be transmitted (b 3 , b 2 , bi, bo) and signal combinations (C 4 , C 3 , C 2 , S 2 , B 2 ) to be transmitted on the transmission lines 130_ 0, 130_ 1, 130_ 2, 130_ 3, 130_ 4 . Ci, Co). Furthermore, FIG. 5 shows a tabular description of a mapping rule between received, threshold-weighted received signals (z 4 , Z 3 , Z 2 , Zi, Zo) and reconstructed or decoded information bits [B 3 , S 1 , S x , S 0 ). A first table or transmit table 510 according to FIG. 5 thus defines which signal combinations (c 4r C 3 , C 2 , C 1 , C 0 ) at the outputs of the vector mapper 140 correspond to the possible bit patterns (b 3 , b 2 , b x , bo). at the entrances of the vector image 140 are assigned. Thus, the transmission table 510 defines which signal combinations (u4, U 3, U 2, U, Uo) are applied to the inputs of the lines 130_4, 130_3, 130_2, 130_l, 130_0 for different bit pattern of the information bits. It should be noted that, with respect to the transmit table 510, it is assumed that there are 2 4 = 16 bit patterns to be transmitted (b3, b 2 , bi, bo) which transmit over N '= 5 lines become. The 16 bit patterns of the information bits to be transmitted are plotted in a first column 512 of the transmit table 510. On the N '= 5 lines exist 2 5 = 32 different signal combinations. The transmit table 510 defines 16 selected signal combinations that are applied to the inputs of the five lines 130_0, 130_l, 130_2, 130_3, 130_4 in dependence on the information bits to be transmitted. The selected signal combinations are applied to a second column 514 of the transmit table 510, bitmaps and signal combinations indicated in a same row in the first column 512 of the transmit table 510 and in the second column 514 being associated with each other. The remaining 16 possible signal combinations, which could still be applied to the inputs of the lines 130_0, 130_l, 130_2, 130_3, 130_4, but which are not entered in the second column 514 of the transmission table 510, are not used. The fact that according to the transmission table 510 thus only half of the total possible signal combinations on the lines 130 are used, corresponds to a spatial redundancy. Namely, according to the transmission table 510, only the signal combinations (Cή, C 3 , C 2 , Ci, Co) are assigned to possible bit patterns (b 3 , t> 2 r b, b 0 ) of the information bits, on the receiver side, ie in the signal decoder 120, can be decoded with sufficient reliability, or from which the receiver side with sufficient reliability (eg with a bit error rate <10 ~ 3 , but preferably with a bit error rate <10 "4 or <10 ~ 8 ), the transmitted bit pattern (b 3 , hz, bi, bo) can be reconstructed.
Es sei im Übrigen darauf hingewiesen, dass bei der Erstellung der Sendetabelle 510 von einer geometrischen Anordnung der Leitungen ausgegangen wurde, wie sie beispielsweise anhand der Fig. 2 und 3 beschrieben wurde. In anderen Worten, die Sendetabelle ist optimiert für eine bestimmte vorgegebene oder vorbekannte Leitungsstruktur, bei der jeweils zwischen elektrisch benachbarten Leitungen eine stärkste Verkopplung (stärker als zwischen weiter entfernten Leitungen) bzw. ein stärkstes Übersprechen auftritt.It should be noted, moreover, that it was assumed in the preparation of the transmission table 510 of a geometric arrangement of the lines, as described for example with reference to FIGS. 2 and 3. In other words, the transmission table is optimized for a certain predetermined or previously known line structure, in which between each electrically adjacent lines Strongest coupling (stronger than between more distant lines) or a strongest crosstalk occurs.
In anderen Worten, die Sendetabelle 510 basiert auf einer Zuordnung von Signalen sowie auf einer Zuordnung einer Lage von Leitungen, wie sie anhand der Fig. 1, 2 und 3 beschrieben ist.In other words, the transmission table 510 is based on an assignment of signals as well as an assignment of a layer of lines, as described with reference to FIGS. 1, 2 and 3.
Fig. 5 zeigt weiterhin eine Empfangstabelle 520, die eine Abbildung von Schwellwert-bewerteten Kombinationen von Empfangssignalen (z4, Z3, Z2, Zi, zo) auf Kombinationen von decodierten bzw. rekonstruierten Informationsbits (b3rb2,blfb0) beschreibt. Die Empfangstabelle 520 beschreibt in einer ersten Spalte 522 Kombinationen von Schwellwert- bewerteten Empfangssignalen (z4, Z3, Z2, Zi, zo) . Die Empfangstabelle 520 zeigt in einer zweiten Spalte 524 Kombinationen von decodierten bzw. geschätzten oder rekonstruierten Informationsbits (b3 , S2 , S1 , b0 ) . Die erste Spalte 522 derFIG. 5 further shows a receive table 520 which is a mapping of threshold valued combinations of receive signals (z 4 , Z 3 , Z 2 , Zi, zo) to combinations of decoded and reconstructed information bits (b 3r b 2 , b lf b 0 ) describes. The reception table 520 describes in a first column 522 combinations of threshold-valued received signals (z 4 , Z 3 , Z 2 , Zi, zo). The receive table 520 shows in a second column 524 combinations of decoded and reconstructed or reconstructed information bits (b 3 , S 2 , S 1 , b 0 ). The first column 522 of
Empfangstabelle 520 zeigt in einer oberen Hälfte 16 Kombi- nationen von Schwellwert-bewerteten Empfangssignalen (z4, Z3/ Z2» Zi/ Zo) , die unter Annahme einer rauschfreien Übertragung zu gesendeten Signalkombinationen (c4, C3, C2, Ci, Co) gemäß der zweiten Spalte 514 der Sendetabelle 510 gehören. Die Schwellwert-bewerteten Kombinationen von Empfangssignalen (z4, Z3, Z2, Zi, Zo) unterscheiden sich dabei aufgrund des Übersprechens des Kanals teilweise von den zugehörigen (in einer gleichen Zeile angeordneten) gesendeten Signalkombinationen (c4, C3, C2, Ci, Co) . Die Sendetabelle 510 ist allerdings derart gewählt, dass den 16 verschiedenen Kombinationen von zu übertragenden Informationsbits (b3, b2, bi, bo) 16 verschiedene Kombinationen von Schwellwert bewerteten Empfangssignalen (z4, Z3, Z2, Z1, Zo) zugeordnet sind. Aus diesem Grunde ist zumindest unter der Annahme einer rauschfreien Übertragung eine eindeutige Zuordnung der 16 in der oberen Hälfte der Spalte 522 gezeigten Kombinationen von Schwellwert-bewerteten Empfangssignalen (z4, Z3, Z2, Zi, Z0) zu decodierten bzw. rekon- struierten Kombinationen von Informationsbits (b3, b2,bx, b0) möglich.Receiving table 520 shows in an upper half 16 combinations of threshold-valued received signals (z 4 , Z 3 / Z 2 »Zi / Zo) which, assuming a noise-free transmission, become transmitted signal combinations (c 4 , C 3 , C 2 , Ci, Co) according to the second column 514 of the transmission table 510. The threshold-valued combinations of received signals (z 4 , Z 3 , Z 2 , Zi, Zo) differ in part because of the crosstalk of the channel from the associated (arranged in a same row) transmitted signal combinations (c 4 , C 3 , C2 , Ci, Co). However, the transmission table 510 is selected such that the 16 different combinations of information bits to be transmitted (b 3 , b 2 , bi, bo) 16 different combinations of threshold-value received signals (z 4 , Z 3 , Z 2 , Z 1 , Zo) assigned. For this reason, at least assuming a noise-free transmission, an unambiguous assignment of the 16 combinations of threshold-valued received signals (z 4 , Z 3 , Z 2 , Zi, Z 0 ) shown in the upper half of column 522 is to be decoded or reconstructed - structured combinations of information bits (b 3 , b 2 , b x , b 0 ) possible.
Ferner existieren 16 weitere Kombinationen der Schwellwert- bewerteten Empfangssignale (z4, z3, zz, Zi, z0) , die bei einem ungestörten bzw. rauschfreien Betrieb des Bussystems 100 nicht auftreten. Die weiteren Kombinationen der Schwellwert bewerteten Empfangssignale (z4, Z3, Z2, Zi, zo) sind in der unteren Hälfte der ersten Spalte 522 der Emp- fangstabelle 520 dargestellt. Unter der Annahme, dass die weiteren Kombinationen der Schwellwert bewerteten Empfangssignale (Z4, Z3, Z2, Zi, Zo) nicht auftreten, könnten den weiteren Kombinationen beliebige Kombinationen von decodierten bzw. rekonstruierten oder geschätzten Informations- bits ( £3 , S2, bx,b0) zugeordnet werden.Furthermore, there are 16 further combinations of the threshold-valued receive signals (z 4 , z 3 , zz, Zi, z 0 ), which do not occur in an undisturbed or noise-free operation of the bus system 100. The further combinations of the threshold-valued receive signals (z 4 , Z 3 , Z 2 , Zi, zo) are shown in the lower half of the first column 522 of the receive table 520. Assuming that the further combinations of the threshold-valued received signals (Z4, Z 3 , Z2, Zi, Zo) do not occur, the further combinations could be given arbitrary combinations of decoded or reconstructed or estimated information bits (£ 3 , S 2 , b x , b 0 ).
Es wird allerdings bevorzugt, in einem rauschfreien Fall empfangsseitig nicht auftretenden weiteren Kombinationen von Schwellwert-bewerteten Empfangssignalen (z4, z3, Z2, Zi, Zo) solche Kombinationen von dekodierten Informationsbits (63 , S2, S1 , O0) zuzuordnen, bei deren sendeseitigem Vorliegen die entsprechenden weiteren Kombinationen mit einer höchsten Wahrscheinlichkeit auftreten. In anderen Worten, für eine betrachtete Kombination von Schwellwert-bewerteten Empfangssignalen (z4, Z3, z2, Zi, z0) kann berechnet werden, mit welcher Wahrscheinlichkeit die betrachtete Kombination bei Vorliegen von verschiedenen sendeseitigen Kombinationen von Informationsbits (b3, b2, bi, bo) oder bei Vorliegenden von verschiedenen sendeseitigen Signalkoπtbinationen (c4, C3, C2, Ci, Co) auftritt, wenn von einem bestimmten, angenommenen bzw. vorgegebenen Rauschen beispielsweise des Leitungstreibers 142, des Kanals 130 und/oder des Schwell- wertentscheiders 150 ausgegangen wird. Andersherum kann ebenfalls mit Mitteln der Stochastik berechnet werden, wie groß die Wahrscheinlichkeit ist, dass ein bestimmtes Bitmuster der Informationsmuster (b3, b2, h\, bo) gesendet wurde, falls die betrachtete Kombination von Schwellwert- bewerteten Empfangssignalen (z4, Z3, 7.2, Zi, Zo) empfangen wird (bedingte Wahrscheinlichkeit) . Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird somit die Vektorabbildung des Empfangs-Vektorabbilders 152 so eingestellt, dass eine betrachtete (weitere) Kombination von Schwellwert bewerteten Empfangssignalen (Z4, z3, Z2, Zi, z<j) auf eine solche Kombination von dekodierten bzw. rekonstruierten Informationsbits (S3 , S2 , S1 , S0) abgebildet wird, die bei Vorliegen der betrachteten Kombination von Schwellwert bewerteten Emp- fangssignalen mit der höchsten Wahrscheinlichkeit durch den Signalkodierer 110 übertragen wurde.However, it is preferred in a noise-free case on the receiving side not occurring further combinations of threshold-valued received signals (z 4 , z 3 , Z 2 , Zi, Zo) such combinations of decoded information bits (6 3 , S 2 , S 1 , O 0 ) at whose transmitting side presence the corresponding further combinations occur with a highest probability. In other words, for a considered combination of threshold-valued received signals (z 4 , Z 3 , z 2 , Zi, z 0 ), it can be calculated with what probability the combination considered in the presence of different transmit-side combinations of information bits (b 3 , b 2 , bi, bo) or in the presence of different transmit-side signal combinations (c 4 , C 3 , C 2 , Ci, Co) occurs when a specific, assumed noise of, for example, the line driver 142, the channel 130 and / or or the Schwellwertentscheiders 150 is assumed. On the other hand, it can also be calculated by means of stochastics how large the probability is that a particular bit pattern of the information patterns (b 3 , b 2 , h \ , bo) was sent if the considered combination of threshold values received receive signals (z 4 , Z 3 , 7.2, Zi, Zo) is received (conditional probability). Thus, in a preferred embodiment, the vector image of the receive vector mapper 152 is adjusted so that a considered (further) combination of threshold valued received signals (Z 4 , z 3 , Z 2 , Zi, z <j) is limited to such a combination of decoded and / or decoded input signals reconstructed information bits (S 3 , S 2 , S 1 , S 0 ), which was transmitted by the signal coder 110 in the presence of the considered combination of threshold-valued received signals with the highest probability.
Somit besteht durch die erfindungsgeraäße redundante Raumcodierung eine erhebliche Freiheit bei der Wahl der empfangs- seitigen Vektorabbildung des Vektorabbilders 152 des Signaldecodierers 120. Der Signaldekodierer 120 ist in der Lage, mehr Zustände bzw. Signalkombinationen der Empfangssignale (y4, V3, γ2, yi, yo) bzw. der Schwellwert-bewerteten Empfangssignale (Z4, Z3, Z2, Zi, Z0) zu unterscheiden als bei einer störungsfreien bzw. einer (rauschfreien) Übertragung tatsächlich auftreten. Die zusätzlichen Kombinationen, die bei einer rauschfreien Übertragung nicht auftreten, können durch eine geeignete Vektorabbildung so auf decodierte bzw. rekonstruierte Kombinationen von Informations- bits (S3 , S2, S1, S0) abgebildet werden, dass eine maximaleThus, the invention redundant spatial coding considerable freedom in the choice of the receiving side vector image of the vector image 152 of the signal decoder 120. The signal decoder 120 is capable of more states or signal combinations of the received signals (y 4 , V 3 , γ 2 , yi, yo) or the threshold-valued received signals (Z 4 , Z 3 , Z 2 , Zi, Z 0 ) to be distinguished as actually occur in a trouble-free or a (noise-free) transmission. The additional combinations, which do not occur in a noise-free transmission, can be mapped to decoded or reconstructed combinations of information bits (S 3 , S 2 , S 1 , S 0 ) by a suitable vector image such that a maximum
Zuverlässigkeit der decodierten bzw. rekonstruierten Informationsbits (b3 , S2 , Sx , b0) auch bei Vorliegen vonReliability of the decoded or reconstructed information bits (b 3 , S 2 , S x , b 0 ) even in the presence of
Störungen (beispielsweise von Rauschen) bei der Übertragung gewährleistet werden kann.Noise (for example noise) during transmission can be guaranteed.
Die anhand der Fig. 5 gezeigte Empfangstabelle 520 beschreibt dabei eine besonders vorteilhafte Zuordnung von Schwellwert bewerteten Empfangssignalen (z4, Z3, Z2, Z1, zo) auf decodierte bzw. rekonstruierte Kombinationen von Infor- mationsbits (S3, S2, S1, S0) . Die durch die Empfangstabelle 520 beschriebene Abbildungsvorschrift für • den Vektorabbilder 152 des Signaldecodierers 120 ist besonders vorteilhaft in Kombination mit einer Anordnung der Leitungen 130_0, 130_l, 130_2, 130_3, 130_4, wie sie beispielsweise mit Bezug auf die Fig. 1, 2 und 3 beschrieben wurde.The reception table 520 shown with reference to FIG. 5 describes a particularly advantageous assignment of threshold-value-received signals (z 4 , Z 3 , Z 2 , Z 1 , zo) to decoded or reconstructed combinations of information bits (S 3 , S 2 , S 1 , S 0 ). The mapping rule for the vector image 152 of the signal decoder 120 described by the reception table 520 is particularly advantageous in FIG Combination with an arrangement of the lines 130_0, 130_l, 130_2, 130_3, 130_4, as described for example with reference to FIGS. 1, 2 and 3.
Im Folgenden wird das Prinzip der redundanten Raumcodierung noch einmal allgemein anhand der Fig. 6 beschrieben. Fig. 6 zeigt eine schematisch Darstellung eines digitalen Übertragungssystems. Das Übertragungssystem gemäß der Fig. 6 ist in seiner Gesamtheit mit 600 bezeichnet. Ein (optionaler) Seriell/Parallel-Wandler 620 empfängt einen Bitstrom 610, beispielsweise von einer Kanalcodierung. Bei dem Bitstrom 610 kann es sich beispielsweise um einen seriellen Bitstrom handeln, der beispielsweise innerhalb einer Zeiteinheit bzw. innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls B Bits (Ci, C2, ..., cB) (auch als zu sendende Informationsbits bezeichnet) umfasst. Ein Seriell/Parallel-Wandler 620 empfängt den Bitström 610 und wandelt diesen in N Sätze 622_1, 622_2, ..., 622_N von einem oder mehreren Bits um. Ein i-ter Satz 622_i umfasst dabei b± Bits. Die Schaltungs- anordnung 600 umfasst ferner N Einzel-Signalabbilder 626_1,In the following, the principle of redundant space coding will be described again generally with reference to FIG. 6. Fig. 6 shows a schematic representation of a digital transmission system. The transmission system according to FIG. 6 is designated in its entirety by 600. An (optional) serial / parallel converter 620 receives a bit stream 610, for example from a channel coding. The bit stream 610 may be, for example, a serial bit stream which, for example, within one time unit or within a predetermined time interval comprises B bits (Ci, C 2 ,..., C B ) (also referred to as information bits to be transmitted). A serial / parallel converter 620 receives the bit stream 610 and converts it into N sets 622_1, 622_2, ..., 622_N of one or more bits. An i-th set 622_i comprises b ± bits. The circuit arrangement 600 furthermore comprises N individual signal images 626_1,
626_2, 626_N. Ein i-ter Einzel-Signalabbilder 626_i empfängt dabei den i-ten Satz 622_i von bi Bits und bildet die bi Bits auf ein Einzel-Modulationssymbol X1 ab. In anderen Worten, das i-te Einzel-Modulationssymbol Xi ba- siert auf den bi Bits des i-ten Satzes 622_i von Bits. Ein Einzel-Modulationssymbol Xi kann dabei typischerweise 2 ' verschiedene Werte annehmen. Das Einzel-Modulationssymbol Xi kann im Übrigen entweder verschiedene reelle Werte oder auch ein oder mehrere verschiedene komplexe Werte annehmen. Im Übrigen sei darauf hingewiesen, dass das Einzel- Modulationssymbol Xi ausschließlich von den bi Bits des i- ten Satzes 622_i von Informationsbits, nicht aber von den übrigen B-bi Informationsbits abhängig ist. Die Einzelsignalabbilder 626_i sind nämlich ausgelegt, um die entspre- chenden Einzel-Modulationssymbole Xi unabhängig voneinander zu erzeugen. Somit entsteht pro Zeiteinheit, während der der Schaltungsanordnung 600 B Bits zugeführt werden, eine Kombination von N Einzelmodulationssymbolen Xi, X2, • .. , XN • Die verschiedenen möglichen Kombinationen der Einzelmodulationssymbole Xi, X2f •••/ XN entstammen dabei einem Modulationsalphabet M. Anders ausgedrückt:
Figure imgf000056_0001
626_2, 626_N. An i-th individual signal image 626_i receives the ith set 622_i of bi bits and maps the bi bits to a single modulation symbol X 1 . In other words, the i-th single modulation symbol Xi is based on the bi bits of the ith set 622_i of bits. A single modulation symbol Xi can typically assume 2 'different values. By the way, the single modulation symbol Xi can either assume different real values or one or more different complex values. Incidentally, it should be noted that the single modulation symbol Xi is exclusively dependent on the bi bits of the ith set 622_i of information bits, but not on the remaining B-bi information bits. Namely, the individual signal images 626_i are designed to independently generate the respective single modulation symbols Xi. During which the circuit arrangement 600 B bits are supplied to a combination of N individual modulation symbols Xi, X2, • .., X N • The various possible combinations of the individual modulation symbols Xi, X 2f ••• / X N derive thereby a is thus produced per unit of time, Modulation alphabet M. In other words:
Figure imgf000056_0001
Das Modulationsalphabet M umfasst typischerweise 2B verschiedene Kombinationen von Einzel-Modulationssymbolen, die durch die Einzel-Signalabbilder 626_i den B Bits (bzw. > den durch die B Bits insgesamt darstellbaren 2B Kombinationen von Informationsbits) in ein-eindeutiger Weise zugeordnet sind.The modulation alphabet M typically comprises 2 B different combinations of single modulation symbols uniquely assigned by the individual signal images 626_i to the B bits (or the 2 B combinations of information bits representable by the B bits).
Die Kombinationen von Einzelmodulationssymbolen von Xi, X2, ... , xN werden über einen effektiven MIMO-Kanal 630 übertragen, wie dies schon beschrieben wurde. Beispielsweise kann der effektive MIMO-Kanal 630 einen Modulator umfassen, der innerhalb eines Zeitintervalls N verschiedene Einzelmo- dulationssymbole xi, X2, , XN empfängt, und basierend darauf ein moduliertes Signal erzeugt. An den Ausgängen des effektiven MIMO-Kanals 630 liegen basierend darauf bei- spielsweise M verschiedene Einzel-Empfangssignale yi, y, ..., yM an. Bei den einzelnen EmpfangsSignalen yi, y, ..., yM handelt es sich typischerweise um analoge Signale. Die Schaltungsanordnung 600 umfasst aus diesem Grunde einen Bank 640 von Analog/Digital-Wandlern 640_l, 640_2, ..., 640_M. Ein i-ter Analog/Digitalwandler 640_i empfängt das i-te Empfangssignal y± und erzeugt basierend darauf einen i-ten quantisierten Empfangswert Zj.. Der i-te quantisierte Empfangswert z± umfasst ri Bits. Die M Analog/Digital- Wandler 640_l, 640_2, , 640_M arbeiten im Übrigen im Wesentlichen (also im Hinblick auf die Verarbeitung von Empfangssignalen yi) unabhängig voneinander. Jeder der M quantisierten Empfangswerte z± ist somit genau einem Empfangswert yi zugeordnet. Fig. 6B zeigt ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen digitalen Übertragungssystems unter Verwendung einer digitalen Modulation und Demodulation, gemäß einem Ausführungs- beispiel der vorliegenden Erfindung. Die Schaltungsanordnung gemäß der Fig. 6B ist in ihrer Gesamtheit mit 650 bezeichnet. Das Datenübertragungssystem 650 gemäß der Fig. 6b ist ausgelegt, um einen Bitstrom 660 beispielsweise von der Kanalcodierung zu empfangen. Pro Zeiteinheit bzw. pro Kanalbenutzung empfängt ein (optionaler) Seriell/Parallel- Wandler 670 B' Bits bzw. zu sendende Informationsbits (ci, C2, ... , cB')- Der Seriell/Parallel-Wandler gibt somit pro Zeiteinheit pro Kanalbenutzung die B' Bits in einer parallelen Form als Bits Ci, C2/ ...., cB- aus. Ein Vektorsignal- raumabbilder 680 empfängt die B' Bits Ci, C2, ...., CB' parallel und erzeugt durch eine vektorielle bzw. verknüpfende Signalraumabbildung N Einzel-Modulationssymbole Xi, x∑r .... , XN- Der Vektor-Signalraumabbilder 680 liefert dieThe combinations of single modulation symbols of Xi, X 2 , ..., x N are transmitted over an effective MIMO channel 630, as already described. For example, the effective MIMO channel 630 may include a modulator that receives various single modulation symbols xi, X2,, X N within a time interval N and generates a modulated signal based thereon. At the outputs of the effective MIMO channel 630, for example, M are based on various individual received signals yi, y Σ ,..., Y M. The individual received signals yi, y Σ, ..., y M is typically analog signals. For this reason, the circuit arrangement 600 comprises a bank 640 of analog / digital converters 640_1, 640_2,..., 640_M. An i-th analog-to-digital converter 640_i receives the i-th receive signal y ± and generates an i-th quantized receive value Zj based thereon. The i-th quantized receive value z ± comprises ri bits. Incidentally, the M analog-to-digital converters 640_l, 640_2,, 640_M essentially operate independently of one another (ie with regard to the processing of received signals yi). Each of the M quantized reception values z ± is thus assigned to exactly one reception value yi. 6B shows a block diagram of a digital transmission system according to the invention using digital modulation and demodulation, according to an embodiment of the present invention. The circuit arrangement according to FIG. 6B is designated in its entirety by 650. The data transmission system 650 according to FIG. 6b is designed to receive a bit stream 660, for example, from the channel coding. Per unit of time or per channel use, an (optional) serial / parallel converter 670 receives B 'bits or information bits to be transmitted (ci, C2, ..., c B ') - The serial / parallel converter thus gives per unit time per Channel use the B 'bits in a parallel form as bits Ci, C2 / ...., c B - off. A vector signal space mapper 680 receives the B 'bits Ci, C 2 , ...., C B' in parallel and generates N single modulation symbols Xi, xΣr ...., XN-Der by a vectoring signal space map Vector signal space mapper 680 provides the
Kombination der Einzelmodulationssymbole Xi, X2, , x« an einen Eingang des effektiven MIMO-Kanals 630. Der Vektorsignalabbilder 680 liefert somit die Kombination der Einzelmodulationssymbole Xi, X2, .... , xN beispielsweise an einen Eingang eines Modulators, der ausgelegt ist, um die durch die Einzelmodulationssymbole Xi, X2, ... , XN beschrie- bene Informationen während eines Zeitintervalls bzw. während einer Kanalbenutzung (gleichzeitig) auf einen Übertragungskanal zwischen einem Sender und einem Empfänger zu geben. In anderen Worten, der Modulator ist beispielsweise (aber nicht notwendigerweise) ausgelegt, um die Einzelmodu- lationssymbole Xi, X2, , XN gleichzeitig über einen drahtlosen oder drahtgebundenen Kanal zu übertragen. Es sei darauf hingewiesen, dass der Seriell/Parallel-Wandler 670 sowie der Vektorabbilder 680 somit Teil eines Signalcodie- rers 664 sind.Combining the single modulation symbols Xi, X 2 ,, x 'to an input of the effective MIMO channel 630. The vector signal mapper 680 thus provides the combination of the single modulation symbols Xi, X2, ...., x N, for example, to an input of a modulator designed is to give the information described by the single modulation symbols Xi, X 2 , ..., X N during a time interval or during a channel use (simultaneously) to a transmission channel between a transmitter and a receiver. In other words, the modulator is, for example (but not necessarily), configured to simultaneously transmit the single modulation symbols Xi, X2,, XN over a wireless or wireline channel. It should be noted that the serial / parallel converter 670 and the vector images 680 are thus part of a signal coder 664.
An einem Ausgang des effektiven MIMO-Kanals 630 liegen M Empfangssignale yi, y2, . • .. , yM an, die durch einen Satz 640 von Analog/Digital-Wandlern quantisiert werden, um quantisierte Empfangssignale Zi, Z2, , zM zu erhalten.At an output of the effective MIMO channel 630 are M receive signals yi, y2,. • .., yM, which are quantized by a set 640 of analog-to-digital converters receive quantized received signals Zi, Z 2 ,, z M.
Die Analog/Digital-Wandlung durch den Satz 640 von Ana- log/Digital-Wandlern erfolgt in der gleichen Weise, wie dies anhand der Fig. 6A beschrieben wurde.Analog-to-digital conversion by analog-to-digital converter set 640 is done in the same manner as described with reference to FIG. 6A.
Ein wesentliches Bestandteil des digitalen Übertragungssys- tems 650 ist der Vektor-Signalraumabbilder 680, wie im Folgenden detailliert beschrieben wird. Der Vektor- Signalraumabbilder 680 empfängt B' Bits, bevorzugt in paralleler Form. Der Vektor-Signalraumabbilder 680 erzeugt aus den B' Bits eine Kombination von N-Einzel- Modulationssymbolen. Aufgrund der Abbildungsvorschrift des Vektor-Signalraumabbilders 680 besteht allerdings keine Eins-zu-Eins Zuordnung zwischen einem bestimmten Einzel- Modulationssymbol xi und einer Gruppe von Bits der insgesamt B' Informationsbits Ci, C2, ... , CB' •An essential component of the digital transmission system 650 is the vector signal space mapper 680, as described in detail below. The vector signal space mapper 680 receives B 'bits, preferably in parallel form. The vector signal space mapper 680 generates from the B 'bits a combination of N-single modulation symbols. However, due to the mapping scheme of the vector signal space mapper 680, there is no one-to-one correspondence between a particular single modulation symbol xi and a group of bits of the total B 'information bits Ci, C 2 , ..., C B '.
So existiert beispielsweise mindestes ein Einzelmodulationssymbol Xi, das von j Bits aus der Menge der Bits Ci, C2, cB' abhängig ist, und das insgesamt weniger als 2-* unterschiedliche Werte annimmt. In anderen Worten, aus einem einzelnen der Einzel-Modulationssymbole Xi, X2, • .. , XN ist kein eindeutiger Rückschluss auf ein Bit möglich, von dem das Einzel-Modulationssymbol abhängig ist.For example, there exists at least one single-modulation symbol Xi, which depends on j bits from the set of bits Ci, C 2 , c B ' , and which altogether assumes less than 2- * different values. In other words, from a single one of the single modulation symbols Xi, X 2 ,..., XN, no unambiguous inference is possible to a bit on which the single modulation symbol depends.
Der Vektor-Signalraumabbilder 680 ist im Übrigen ausgelegt, um die 2B' möglichen Kombinationen der Informationsbits Ci,Incidentally, the vector signal space mapper 680 is designed to store the 2 B ' possible combinations of the information bits Ci,
C2, CB', die pro Kanalbenutzung bzw. pro Zeitintervall verwendet werden, auf 2B' verschiedene Kombinationen der Einzelmodulationssymbole Xi, X2, ...., xN abzubilden. Dabei wird davon ausgegangen, dass die 2B' Kombinationen der N Einzelmodulationssymbole Xi, X2, ..,., xN ein Modulationsalphabet M' bilden. Anders ausgedrückt:C 2 , C B ', which are used per channel use or per time interval, to map to 2 B ' different combinations of the single modulation symbols Xi, X 2 , ...., x N. It is assumed that the 2 B 'combinations of the N single modulation symbols Xi, X 2 , ..,., X N form a modulation alphabet M'. In other words:
[xi X2 xN] τ e M' .[xi X 2 x N ] τ e M '.
Das Modulationsalphabet Mf ist typischerweise eine echte Teilmenge eines Gesamt-Modulationsalphabets M, das alle möglichen Kombinationen der N-Einzelmodulationssyτnbole X1, *2r • ' • , XN umfasst. In anderen Worten, das Gesamt- Modulationsalphabet umfasst alle Kombinationen der auftretenden Werte der Einzel-Modulationssymbole.The modulation alphabet M f is typically a true subset of a total modulation alphabet M, all possible combinations of the N-Einzelmodulationssyτnbole X 1 , * 2r • ' •, X N includes. In other words, the total modulation alphabet comprises all combinations of the occurring values of the single modulation symbols.
Da also, unabhängig von den übertragenen Daten bzw. den übertragenen Informationsbits di, d2, ..., cB', nicht alle möglichen Kombinationen der N Einzel-Modulationssymbole X1, X2, . • . , XN bei der Abbildung der B' Informationsbits durch den Vektor-Signalraumabbilder 680 auftreten, besteht eine redundante Raumcodierung. In anderen Worten, es werden nicht alle diskreten Kombinationen von Einzel- Modulationssymbolen verwendet, die gemäß eines vollständigen Modulationsalphabets M verfügbar wären. Somit wird es ermöglicht, diejenigen Kombinationen von Einzel- Modulationssymbolen zu verwenden, die zu zuverlässig unterscheidbaren Empfangssignalen nach der Übertragung über den effektiven MIMO-Kanal 630 führen, während hingegen diejenigen Kombinationen von Einzel-Modulationssymbolen, die zu schwer oder gar nicht unterscheidbaren Empfangssignalen führen, nicht verwendet werden.Thus, irrespective of the transmitted data or the transmitted information bits di, d 2 ,..., C ' , not all possible combinations of the N individual modulation symbols X 1 , X 2,. •. , X N occur when mapping the B 'information bits through the vector signal space mapper 680, there is redundant space coding. In other words, not all discrete combinations of single modulation symbols that would be available according to a complete modulation alphabet M are used. Thus, it is possible to use those combinations of single modulation symbols which lead to reliably distinguishable received signals after transmission over the effective MIMO channel 630, whereas those combinations of single modulation symbols leading to difficult or indistinguishable received signals, Not used.
Der Vektorsignalraumabbilder 680 kann beispielsweise durch einen Speicher oder eine Nachschlagetabelle realisiert werden, wie dies beispielsweise anhand der Fig. 4B beschrieben wurde. Der Speicher 450 gemäß der Fig. 4A kann dabei beispielsweise modifiziert werden, um an seinen Adresseingängen 460 die Bits C1, c∑, ..., cB' parallel zu empfangen. An den Datenausgängen 470 kann der Speicher 450 beispielsweise die reellwertigen oder komplexwertigen Einzelmodulationssymbole X1, X2, ... , XN in codierter Form ausgeben.The vector signal space mapper 680 can be realized, for example, by a memory or a look-up table, as described for example with reference to FIG. 4B. The memory 450 according to FIG. 4A can be modified, for example, in order to receive the bits C 1 , cΣ,..., C B 'in parallel at its address inputs 460. At the data outputs 470, the memory 450 may, for example, output the real-valued or complex-valued individual modulation symbols X 1 , X 2 ,..., X N in coded form.
Der Vektorsignalraumabbilder 680 kann aber auch in anderer Weise realisiert werden, solange sichergestellt ist, dass eine entsprechende vektorielle bzw. verknüpfende Abbildung von den Informationsbits C1, C2, ..•, cB' auf einen Satz von Einzel-Modulationssymbolen X1, X2,.-., XN gewährleistet ist. Im Folgenden wird die Funktionsweise der Schaltungsanordnung 650 gemäß Fig. 6A noch einmal erläutert. Ein wesentlicher Kerngedanke der vorliegenden Erfindung besteht im Einsatz einer sogenannten redundanten Raumcodierung in einer Signalabbildung innerhalb eines Blocks der digitalen Modulation (vgl. Fig. 14) . Im Folgenden wird zunächst der prinzipielle Ansatz und darauffolgend die redundante Raumcodierung erläutert.But the vector signal space mapper 680 can be implemented in other ways, as long as it is ensured that a corresponding vector or linking mapping of the information bits C 1, C 2, .. •, c B 'to a set of single-modulation symbols X 1, X 2 , .-., XN is guaranteed. The mode of operation of the circuit arrangement 650 according to FIG. 6A will be explained again below. An essential core idea of the present invention is the use of a so-called redundant space coding in a signal mapping within a block of the digital modulation (see Fig. 14). In the following, the basic approach and, subsequently, the redundant spatial coding will be explained.
Wie schon oben ausgeführt, führt eine grobe Analog/Digital- Wandlung für den Empfänger zu ununterscheidbaren oder schwer unterscheidbaren Sendesignalen, was das Zustandekommen einer zuverlässigen Kommunikation praktisch verhindert (vgl. Fig. 16 und die Erläuterungen dazu) . Dieses Problem wird durch die vorliegende Erfindung folgendermaßen gelöst:As stated above, coarse analog-to-digital conversion results in indistinguishable or hard-to-distinguish transmission signals for the receiver, which virtually prevents the occurrence of reliable communication (see Fig. 16 and the explanations thereof). This problem is solved by the present invention as follows:
1. Das Modulationsalphabet wird (gegenüber einem ursprünglichen Modulationsalphabet) eingeschränkt, so dass nicht alle möglichen Signalvektoren (bzw. Kombinationen von Einzel-Modulationssymbolen) gesendet werden dürfen. Diese Einschränkung des Modulationsalphabets erzeugt einen redundanten Raumcode. Es gibt zwei verschiedene Möglichkeiten einen solchen redun- danten Raumcode zu erzeugen. Diese werden im Folgenden erläutert.1. The modulation alphabet is restricted (compared to an original modulation alphabet) so that not all possible signal vectors (or combinations of single modulation symbols) may be transmitted. This limitation of the modulation alphabet creates a redundant space code. There are two different ways to create such a redundant room code. These are explained below.
2. Eine ursprünglich (also beispielsweise bei einem Ü- bertragungssystem gemäß den Fig. 6A und 7A) vorhande- ne Bank von Signalraumabbildungen (bzw. von Einzelsignalabbildungen 626_1, 626_2, ..., 626_N) wird durch eine Vektor-Signalraumabbildung bzw. einen Vektor-Signalraumabbilder 680) ersetzt.2. A bank of signal space mappings (or of individual signal mappings 626_1, 626_2,..., 626_N) originally present (thus for example in a transmission system according to FIGS. 6A and 7A) is represented by a vector signal space map or a Vector signal space mapper 680).
3. Falls es notwendig ist, die gleiche Datenrate wie in einem ursprünglichen System (also beispielsweise wie in einem System gemäß den Fig. 6A oder 7A) zu erzielen, wird entweder a) die Coderate des Kanalcodes bzw. Kanalcodierers erhöht, oder3. If it is necessary to achieve the same data rate as in an original system (that is, for example, as in a system according to FIGS. 6A or 7A), either a) increases the code rate of the channel code or channel coder, or
b) die Anzahl der Eingänge und/oder Ausgänge des effektiven Kanals vergrößert.b) increases the number of inputs and / or outputs of the effective channel.
Im Folgenden wird das genannte Prinzip genauer erläutert.In the following, the said principle will be explained in more detail.
Zu diesem Zweck wird im Folgenden auf Veränderungen eingegangen, die gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ausgehend von einem ursprünglichen Übertragungssystem mit digitaler Modulation und Demodulation gemäß der Fig. 6A vorgenommen werden.For this purpose, changes will be made in the following which, according to an embodiment of the present invention, are made on the basis of an original digital modulation and demodulation transmission system according to FIG. 6A.
In anderen Worten, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung werden in einem Block der digitalen Modulation anhand der Fig. 6A und 6B skizzierte Veränderungen vorgenommen. Dabei zeigt die Fig. 6A eine ursprüngliche digitale Modulation/Demodulation, während die Fig. 6B ein verändertes System gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt. Im Wesentlichen wird dabei der digitale Modulator verändert.In other words, according to an embodiment of the present invention, changes outlined in a block of digital modulation are made with reference to Figs. 6A and 6B. Here, Fig. 6A shows an original digital modulation / demodulation, while Fig. 6B shows a modified system according to an embodiment of the present invention. Essentially, the digital modulator is changed.
Ein neues System 650 zur digitalen Modulation/Demodulation entsteht dabei aus dem ursprünglichen System 600 durch Einsatz einer Vektor-Signalraumabbildung, die einen redundanten Raumcode implementiert.A new system 650 for digital modulation / demodulation originates from the original system 600 by using a vector signal space map, which implements a redundant room code.
Das modifizierte System 650 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unterscheidet von dem ursprünglichen System 600 im Wesentlichen in den folgenden Punkten:The modified system 650 according to an embodiment of the present invention differs from the original system 600 essentially in the following points:
1. Eine Anzahl B an Bits aus dem Kanalencoder (bzw. Ka- nalcodierer) , welche pro Kanalbenutzung durch die digitale Modulation verarbeitet werden, wird (ausgehend von einem Wert B) auf einen Wert B' verkleinert: B → B' < B .1. A number B of bits from the channel coder (or channel coder), which are processed per channel use by the digital modulation, is reduced (starting from a value B) to a value B ': B → B '<B.
2. Die bisherigen N Signalraumabbildungen bzw. Einzel- Signalraumabbildungen 626_1, 626_2, ..., 626_N (auch mit sigi, sig2, ... , sigN bezeichnet) , werden durch eine einzige Vektor-Signalraumabbildung ersetzt. Die Vektor-Signalabbildung 680 bildet dabei B' Bits ab auf 2B' mögliche Sendevektoren aus einem neuen Modulationsalphabet AT.2. The previous N signal space maps or individual signal space maps 626_1, 626_2,..., 626_N (also denoted by sigi, sig 2 ,..., Sig N ) are replaced by a single vector signal space map. The vector signal mapping 680 forms B 'bits from 2 B' possible send vectors from a new modulation alphabet AT.
3. Das neue Modulationsalphabet AT zeichnet sich dadurch aus, dass es weniger Elemente gleicher Dimension enthält, als das ursprüngliche Modulationsalphabet Af. Eine technisch bevorzugte Ausführung besteht darin, das neue Modulationsalphabet Af' aus dem ursprünglichen Modulationsalphabet M durch Weglassen von Elementen zu erzeugen:3. The new modulation alphabet AT is characterized in that it contains fewer elements of the same dimension than the original modulation alphabet Af. A technically preferred embodiment is to generate the new modulation alphabet Af 'from the original modulation alphabet M by omitting elements:
M → Mr c M.M → M r c M.
Die Vektorsignalraumabbildung 680 beschreibt einen redundanten Raumcode. Ein redundanter Raumcode entstünde auch dann, wenn bei gleicher Anzahl der Elemente (Vektoren bzw. Kombinationen von Einzel-Modulationssymbolen) die Dimension der Vektoren angehoben wird. Auf diese Möglichkeit wird im Detail im Folgenden noch eingegangen.The vector signal space map 680 describes a redundant space code. A redundant space code would also arise if the dimension of the vectors is increased with the same number of elements (vectors or combinations of single modulation symbols). This possibility will be discussed in detail below.
Zuvor wird allerdings zunächst beschrieben, wie der Raumcode gewählt werden kann. Der redundante Raumcode ist nicht eindeutig, das heißt es gibt zahlreiche Möglichkeiten, diesen Raumcode zu gestalten. Eine technisch besonders sinnvolle bzw. vorteilhafte Ausprägung ist es, Af' aus Af durch Weglassen derjenigen Elemente zu erhalten, welche bei dem Empfänger (also zum Beispiel bei einem Signaldecodie- rer) am schwierigsten voneinander zu unterscheiden sind. Dies kann etwa so geschehen, dass jedem Vektor X1 e Af (also zu jeder Kombination von Einzel-Modulationssymbolen Xi/ X2/-../ XN) die folgende Zahl φ (bzw. ein zugehöriger Wert) zugeordnet wird:
Figure imgf000063_0001
First, however, it will first be described how the room code can be selected. The redundant room code is not unique, which means there are many ways to design this room code. A technically particularly meaningful or advantageous expression is to obtain Af 'from Af by omitting those elements which are the most difficult to distinguish from each other in the receiver (that is, for example, in a signal decoder). This can be done in such a way that each vector X 1 e Af (ie to each combination of single modulation symbols Xi / X 2 / - .. / X N ) the following number φ (or a corresponding value) is assigned:
Figure imgf000063_0001
dabei ist z = [z\, z2, ... ZM_T ein Vektor von Ana- log/Digital-gewandelten Empfangssignalen. Ferner istwhere z = [z \ , z 2 , ... Z M _ T is a vector of analog / digital-converted received signals. Further is
x(z)=argmaxPr[x| z]x (z) = argmaxPr [x | z]
der wahrscheinlichste Sendevektor, gegeben die quantisierte Beobachtung z.the most probable sending vector given the quantized observation z.
In anderen Worten, zu einer gegebenen quantisierten Beo-In other words, for a given quantized
Λ bachtung z wird ein wahrscheinlichster Sendevektor x (z) bestimmt. Anschließend wird eine Wahrscheinlichkeit dafür bestimmt, dass der geschätzte wahrscheinlichste SendevektorΛ observation z, a most probable transmission vector x (z) is determined. Subsequently, a probability is determined that the estimated most probable transmit vector
Λ je (z) mit dem tatsächlich gesendeten Sendevektor x± überein- stimmt, unter der Voraussetzung, dass der Sendevektor x± gesendet wird. Die entsprechende Wahrscheinlichkeit ist mit φ(xi) bezeichnet.Λ each (z) coincides with the actual transmitted transmission vector x ±, provided that the transmission vector is transmitted x ±. The corresponding probability is denoted by φ (xi).
Das Symbol Pr[.] steht hierbei für die Wahrscheinlichkeit eines Zufallsereignisses. Die Zahlen φ(Xi) können bei bekanntem effektiven MIMO-Kanal (Kanalmatrix H) , bekannter Statistik des Empfängerrauschens und bekannter Charakteristik der Analog/Digital-Wandler durch bekannte Verfahren der mathematischen Statistik konkret ausgerechnet werden. Die Menge M' erhält man dann aus den 2B< Elementen von M, welche die größten zugehörigen Zahlen φ(Xi) besitzen. Diese Sendevektoren sind nach der Quantisierung am Empfänger am besten zu unterscheiden.The symbol Pr [.] Stands for the probability of a random event. The numbers φ (Xi) can be concretely calculated by known methods of mathematical statistics with known effective MIMO channel (channel matrix H), known statistics of the receiver noise and known characteristics of the analog / digital converter. The set M 'is then obtained from the 2 B < elements of M which have the largest associated numbers φ (Xi). These transmit vectors are best distinguished after quantization at the receiver.
Im Folgenden wird beschrieben, wie gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung die Bitbreite bzw. die Anzahl an pro Kanalbenutzung übertragenen Informationsbits B' gewählt wird.The following describes how, according to an exemplary embodiment of the present invention, the bit width or the bit width Number of information bits B 'transmitted per channel use is selected.
Je kleiner die Bitbreite B' gewählt wird, umso weniger Elemente enthält M', und umso besser lassen sich diese voneinander nach der groben Analog/Digital-Wandlung unterscheiden. Jedoch steigt dadurch gleichzeitig die Redundanz des Raumcodes. Damit sinkt die effektive Datenrate. Verwendet das Kommunikationssystem (also beispielsweise das ursprüngliche Übertragungssystem 600 gemäß Fig. 6A) einen Kanalcode der Coderate R0, dann entsteht durch den Einbau des redundanten Raumcodes eine effektive Coderate Rc,eff gemäßThe smaller the bit width B 'chosen, the fewer elements M' contains, and the better these can be distinguished from each other after the coarse analog-to-digital conversion. However, this simultaneously increases the redundancy of the room code. This reduces the effective data rate. If the communication system (that is to say, for example, the original transmission system 600 according to FIG. 6A) uses a channel code of the code rate R 0 , the incorporation of the redundant space code results in an effective code rate R c , ef f
Figure imgf000064_0001
Figure imgf000064_0001
Um einen Ratenverlust so klein wie möglich zu machen, sollte daher im Allgemeinen B' < B nur so klein gemacht werden, wie es nötig ist, um eine zuverlässige Kommunikation, trotz der groben Analog/Digital-Wandelung, zu erreichen.In general, to make rate loss as small as possible, B '<B should only be made as small as necessary to achieve reliable communication despite the gross analog-to-digital conversion.
Im Folgenden wird beschrieben, wie der oben genannte Ratenverlust ausgeglichen werden kann. Um den Ratenverlust durch die redundante Raumcodierung auszugleichen, gibt es im Prinzip zwei Möglichkeiten:The following describes how the above rate loss can be compensated. In order to compensate for the rate loss due to the redundant space coding, there are in principle two possibilities:
1. Raumcodierung mit erhöhter Dimension des Modulationsalphabets. Dieser Ansatz wird weiter unten noch genauer erläutert.1. Space coding with increased dimension of the modulation alphabet. This approach will be explained in more detail below.
2. Erhöhung der Coderate des Kanalcodes. So kann beispielsweise die Coderate des Kanalcodes bzw. des Kanalcodierers von einer bestehenden Coderate Rc auf eine neue Coderate Rc< wir folgt geändert werden:2. Increase the code rate of the channel code. For example, the code rate of the channel code or channel coder can be changed from an existing code rate R c to a new code rate R c <we as follows:
Figure imgf000065_0001
Figure imgf000065_0001
Dadurch wird der Ratenverlust kompensiert, der durch die Übertragung von nur noch B' Bits pro Kanalbenutzung bzw. pro Zeiteinheit (anstelle von ursprünglich B Bits pro Kanalbenutzung bzw. pro Zeiteinheit) erzeugt wird. Dies ist allerdings nur möglich, falls für die ursprüngliche Coderate Rc gilt:This compensates for the rate loss produced by the transmission of only B 'bits per channel use or per unit of time (instead of originally B bits per channel usage or per unit of time). However, this is only possible if the original code rate R c applies:
Figure imgf000065_0002
Figure imgf000065_0002
Bei uncodierter Übertragung (Rc = 1) ist die genannte Methode also nicht anwendbar.In the case of uncoded transmission (R c = 1), the named method is therefore not applicable.
Im Folgenden wird anhand eines Beispiels beschrieben, wie ein erfindungsgemäßes Übertragungssystem mit einer Vektor- signalraumabbildung 680 aus einem herkömmlichen Übertragungssystem entstehen kann.In the following, an example of how a transmission system according to the invention with a vector signal space map 680 from a conventional transmission system can arise.
Es werde angenommen, dass bei dem ursprünglichen Übertragungssystem die Anzahl B an pro Kanalbenutzung übertragenen Informationsbits gleich 8 sei, und dass die Coderate Rc des ursprünglichen Übertragungssystems gleich H sei. In Formeln: B = 8 Bit und Rc = ^. Bei einer Wahl von B' = 6 Bit, falls also bei dem erfindungsgemäßen Übertragungssystem pro Kanalbenutzung 6 Informationsbits übertragen werden, müsste die Coderate des Kanalcodes, beispielsweise durch eine Punktierung, auch Rc = 2/3 erhöht werden, um den Ratenverlust zu kompensieren.Assume that in the original transmission system, the number of bits of information bits transmitted per channel use is 8, and that the code rate R c of the original transmission system is equal to H. In formulas: B = 8 bits and R c = ^. Given a choice of B '= 6 bits, ie if 6 information bits are transmitted per channel use in the transmission system according to the invention, the code rate of the channel code would have to be changed, for example by a Puncturing, also Rc = 2/3 increased to compensate for the rate loss.
Im Folgenden wird eine redundante Raumcodierung mit einer Dimensionserweiterung beschrieben. Die Fig. 7A zeigt zu diesem Zweck eine schematische Darstellung eines ursprünglichen Übertragungssystems mit einer digitalen Modulation und Demodulation. Die Schaltungsanordnung gemäß der Fig. 7A ist in ihrer Gesamtheit mit 700 bezeichnet und entspricht im Wesentlichen der Schaltungsanordnung 600 gemäß der Fig. 6A. Daher sind gleiche Einrichtungen und Signale in den Fig. 6A und 7A mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet und werden hier nicht noch einmal erläutert.The following describes a redundant space coding with a dimension extension. For this purpose, FIG. 7A shows a schematic representation of an original transmission system with digital modulation and demodulation. The circuit arrangement according to FIG. 7A is designated in its entirety by 700 and substantially corresponds to the circuit arrangement 600 according to FIG. 6A. Therefore, like devices and signals in Figs. 6A and 7A are denoted by like reference numerals and will not be explained again here.
Fig. 7B zeigt eine schematische Darstellung eines Übertragungssystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, das aus der Schaltungsanordnung 700 gemäß der Fig. 7A durch die im Folgenden beschriebenen Änderungen hervorgeht. Die Schaltungsanordnung gemäß der Fig. 7B ist im Übrigen in ihrer Gesamtheit mit 750 bezeichnet.FIG. 7B shows a schematic representation of a transmission system according to an exemplary embodiment of the present invention, which results from the circuit arrangement 700 according to FIG. 7A through the changes described below. Incidentally, the circuit arrangement according to FIG. 7B is designated in its entirety by 750.
Die Schaltungsanordnung 750 empfängt einen Bitström 760, beispielsweise von der Kanalcodierung. Der Bitstrom 760 umfasst pro Kanalbenutzung bzw. pro Zeiteinheit B' Bits Ci, C2, ..., cB'. Ein Seriell/Parallel-Wandler 770 wandelt den Bitstrom 760 von B' Bits in parallele Bits Ci, C2, ..., CB- um und stellt diese einem Vektorsignalraumabbilder 780 als Eingangssignale in paralleler Form zur Verfügung. Der Vektor-Signalraumabbilder 780 ist ausgelegt, um während eines Zeitintervalls bzw. während einer Kanalbenutzung N' Einzel-Modulationssymbole Xi, X2,..., XN' bereitzustellen. Die Kombination der Einzelmodulationssymbole Xi, x2,..., XN' bildet dabei einen Sendevektor x. Ein effektiver MIMO-Kanal 784 empfängt die N' Einzel-Modulationssymbole Xi, x2,..., xN' gleichzeitig, und erzeugt basierend auf dem N' Einzel- Modulationssymbolen M' Empfangssignale yi, Yz,..., Yw. Aus jedem der M' Empfangssignale wird dann durch einen entsprechenden Analog/Digital-Wandler 790_l, 790_2, ..., 790_M ein zugehöriges quantisiertes Empfangssignal zi, z2, ... , zw erzeugt.The circuitry 750 receives a bitstream 760, for example, from the channel encoding. The bit stream 760 comprises per channel use or per unit time B 'bits Ci, C2, ..., c B '. A serial / parallel converter 770 converts bitstream 760 of B 'bits into parallel bits Ci, C 2 , ..., C B - and provides them to a vector signal space mapper 780 as input signals in parallel form. The vector signal space mapper 780 is designed to provide N 'single modulation symbols Xi, X 2 , ..., XN' during a time interval or during a channel usage. The combination of the individual modulation symbols Xi, x 2 ,..., X N 'forms a transmission vector x. An effective MIMO channel 784 receives the N 'single modulation symbols Xi, x 2 , ..., x N ' simultaneously, and generates received signals yi, Yz, ..., Yw based on the N 'single modulation symbols M'. From each of the M 'received signals is then through a corresponding analog / digital converter 790_l, 790_2, ..., 790_M a associated quantized received signal zi, z 2 , ..., z w generated.
Die Schaltungsanordnung 750 unterscheidet sich von der Schaltungsanordnung im Wesentlichen dadurch, dass pro Zeiteinheit bzw. pro Kanalbenutzung anstelle von B' Bits B Informationsbits übertragen werden, und dass durch den Vektorsignalraumabbilder 780 N' anstelle von N Einzel- Modulationssymbolen zur Übertragung über den effektiven MIMO-Kanal 784 erzeugt werden.The circuit arrangement 750 differs from the circuit arrangement essentially in that information bits are transmitted instead of B 'bits per time unit or per channel use, and that the vector signal space mapper 780 N' instead of N individual modulation symbols for transmission via the effective MIMO. Channel 784 are generated.
Eine grundsätzliche Funktionalität des Vektor-Signalraum- Abbilders 780 unterscheidet sich allerdings nicht von der grundsätzlichen Funktionalität des Vektor-Signalraum- Abbilders 680. Ebenso wenig unterscheidet sich die grundsätzliche Funktionalität des effektiven MIMO-Kanals 784 von der grundsätzlichen Funktionalität des effektiven MIMO- Kanals 630.However, a basic functionality of the vector signal space mapper 780 does not differ from the basic functionality of the vector signal space mapper 680. Nor does the basic functionality of the MIMO effective channel 784 differ from the basic functionality of the MIMO effective channel 630.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung besteht also eine Möglichkeit, den durch die redundante Raumcodierung verursachten Ratenverlust auszugleichen, darin, die Anzahl der Eingänge und Ausgänge des effektiven MIMO-Kanals 784 (gegenüber einem herkömmlicherweise verwen- deten effektiven MIMO-Kanal 630) zu vergrößern. Dies bedeutet in der Regel, dass auch die Zahl der Eingänge und der Ausgänge des physikalischen Kanals vergrößert werden muss. Bei einem Funkübertragungssystem etwa müssen weitere Antennen bei einem Sender und bei einem Empfänger installiert werden, oder es müssen weitere Frequenzkanäle benützt werden. Bei einem drahtgebundenen Kommunikationssystem hingegen müssen weitere Leitungen verwendet werden.Thus, according to one embodiment of the present invention, one way to compensate for the rate loss caused by redundant space coding is to increase the number of inputs and outputs of the effective MIMO channel 784 (over a conventionally used MIMO effective channel 630). This usually means that the number of inputs and outputs of the physical channel must be increased as well. In a radio transmission system, for example, further antennas must be installed at a transmitter and at a receiver, or additional frequency channels must be used. In a wired communication system, however, more lines must be used.
Eine solche Vergrößerung der Anzahl von Eingängen und Ausgängen des effektiven MIMO-Kanals ist systemabhängig verschieden kostspielig. Besonders kostengünstig ist die genannte Erweiterung beispielsweise bei einem drahtgebundenen Bussystem auf einer Leiterplatte oder innerhalb eines integrierten Schaltkreises, da hierbei einfach einige weitere Leitungen eingefügt werden. Beispielsweise kann ein 16-Bit breiter Bus statt mit 16 nun mit 17 Leitungen ausgeführt werden. Auf die Anwendung des beschriebenen Konzepts in einem Bussystem wird aber im Folgenden noch näher eingegangen.Such an increase in the number of inputs and outputs of the MIMO effective channel is systemically costly. Particularly expediently, said extension is, for example, in a wired bus system on a printed circuit board or within a integrated circuit, as this simply a few more lines are inserted. For example, a 16-bit wide bus can be run instead of 16 now with 17 lines. However, the application of the described concept in a bus system will be discussed in more detail below.
Zunächst werden allerdings ganz allgemein die Veränderungen beschrieben, die an dem digitalen Modulator/Demodulator vorgenommen werden. Die Fig. 7A und 7B zeigen die notwendigen Veränderungen an dem digitalen Modulator und Demodula- tor. Fig. 7A zeigt dabei eine ursprüngliche digitale Modu- lation/Demodulation, und die Fig. 7B zeigt ein verändertes System gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das neue System der digitalen Modulati- on/Demodulation gemäß der Fig. 7B entsteht aus dem ursprünglichen System durch Vergrößerung der Anzahl der Eingänge (N' > N ) und Ausgänge (M' > M) und durch den Einsatz einer Vektor-Signalraumabbildung, die einen, redun- danten Raumcode implementiert.First, however, the changes that are made to the digital modulator / demodulator will be described in general terms. FIGS. 7A and 7B show the necessary changes to the digital modulator and demodulator. 7A shows an original digital modulation / demodulation, and FIG. 7B shows a modified system according to an exemplary embodiment of the present invention. The new system of digital modulation / demodulation according to FIG. 7B arises from the original system by increasing the number of inputs (N '> N) and outputs (M'> M) and by using a vector signal space map, the implemented a redundant room code.
Im Einzelnen gilt für Veränderungen des Systems 750 gemäß der Fig. 7B gegenüber dem System 700 der Fig. 7A:More specifically, for variations of the system 750 of FIG. 7B relative to the system 700 of FIG. 7A:
1. Die Anzahl der Eingänge des effektiven Kanals 784 wird (im Vergleich zu dem effektiven Kanal 630) vergrößert :1. The number of inputs of the effective channel 784 is increased (compared to the effective channel 630):
N→N'>N.N → N '> N.
2. Die Anzahl der Ausgänge des effektiven Kanals 784 wird (gegenüber dem effektiven Kanal 630) vergrößert:2. The number of effective channel 784 outputs is increased (versus effective channel 630):
M→My>M.M → M y > M.
3. Die Anzahl B der Bits, die pro Kanalbenutzung (bzw. pro Zeiteinheit) aus dem Ausgangsstrom des Kanalencoders bzw. Kanalcodierers entnommen werden (und die bei einer Kanalbenutzung gleichzeitig über den effektiven MIMO-Kanal 784 übertragen werden) bleibt (im Vergleich zu einer Anzahl an gleichzeitig übertragenen Bits bei dem Übertragungssystem 600) gleich:3. The number B of bits taken per channel use (or per unit of time) from the output stream of the channel encoder or channel coder (and the when using a channel simultaneously over the effective MIMO channel 784) remains the same (as compared to a number of concurrently transmitted bits in the transmission system 600):
B→B'=B.B → B '= B.
4. Die bisherigen N Signalraumabbildungen bzw. Einzel- Signalabbildungen 626_1, 626_2, ..., 626_N (auch als sigi, sig2, ..., sigN bezeichnet) werden durch eine Vektor-Signalraumabbildung 780 ersetzt. Die Vektor- Signalraumabbildung 784 bildet dabei B Bits ab auf 2B mögliche Sendevektoren x' (bestehend aus N' Einzel- Modulationssymbolen xx, x∑, .. • , XN' ) aus dem neuen Modulationsalphabet M' . In anderen Worten, es gilt:4. The previous N signal space mappings or individual signal mappings 626_1, 626_2,..., 626_N (also referred to as sigi, sig 2 ,..., Sig N ) are replaced by a vector signal space map 780. The vector signal space map 784 thereby maps B bits to 2 B possible transmit vectors x '(consisting of N' single modulation symbols x x , xΣ,..., X N ') from the new modulation alphabet M'. In other words, it holds:
[xi X2 ... XN' ] τ e Λf .[xi X2 ... XN '] τ e Λf.
5. Das neue Modulationsalphabet W zeichnet sich dadurch aus, dass es genauso viele Elemente (Vektoren x bzw. Kombinationen von Einzel-Modulationssymbolen) enthält, wie das ursprüngliche Modulationsalphabet M. Allerdings haben die Elemente (Vektoren x bzw. Kombinatio- nen von Einzelmodulationssymbolen) die Dimension N' , welche größer ist als die Dimension N der Vektoren aus M.5. The new modulation alphabet W is characterized by the fact that it contains just as many elements (vectors x or combinations of single modulation symbols) as the original modulation alphabet M. However, the elements (vectors x or combinations of single modulation symbols) have the dimension N ', which is greater than the dimension N of the vectors of M.
Im Folgenden werden Details im Hinblick auf eine Wahl des Raumcodes beschrieben. Der redundante Raumcode (also die Wahl der Elemente des neuen Modulationsalphabets M') ist nicht eindeutig, das heißt, es gibt zahlreiche Möglichkeiten, diesen Raumcode zu gestalten. Wesentlich für die vorliegende Erfindung ist lediglich, dassThe following describes details regarding a choice of the room code. The redundant space code (ie the choice of the elements of the new modulation alphabet M ') is not unique, that is, there are numerous ways to make this room code. Essential to the present invention is merely that
1. die Dimension der Elemente des (neuen) Modulationsalphabets M' größer ist als die Dimension der Elemente des Modulationsalphabets M des ursprünglichen Systems ; und1. the dimension of the elements of the (new) modulation alphabet M 'is greater than the dimension of the elements the modulation alphabet M of the original system; and
2. die Anzahl der Elemente des Modulationsalphabets M' der Anzahl der Elemente des Modulationsalphabets M entspricht.2. the number of elements of the modulation alphabet M 'corresponds to the number of elements of the modulation alphabet M.
Dadurch entsteht ein redundanter Raumcode. Es sei darauf hingewiesen, dass die vorliegende Erfindung aber nicht auf die Verwendung eines bestimmten redundanten Raumcodes beschränkt ist.This creates a redundant room code. It should be understood, however, that the present invention is not limited to the use of a particular redundant space code.
Eine technisch besonders sinnvolle und vorteilhafte Ausprägung eines redundanten Raumcodes entsteht dadurch, dass das Modulationsalphabet M' folgendermaßen bestimmt wird:A technically particularly meaningful and advantageous expression of a redundant space code arises from the fact that the modulation alphabet M 'is determined as follows:
1. Setze ΔN = N' - N1. Set ΔN = N '- N
2. Definiere Mengen MN+I, M&+2r •••> -MN+ΔNΛ die aus mindes- tens zwei Elementen bestehen. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf eine bestimmte konkrete Wahl der Elemente beschränkt. Für die Mengen ΛÜN-H, Λ^+A können jedoch beispielsweise Sätze von Einzel- Modulationssymbolen verwendet werden, die beispiels- weise einer 4QAM-Modulation oder einer 16QAM- Modulation entsprechen. Alternativ dazu können die E- lemente der genannten Mengen auch Modulationswerte einer BPSK-Modulation, einer QPSK-Modulation oder einer ähnlichen Modulation, die für die Einzel- Modulationssymbole zumindest zwei mögliche reelle oder komplexe Werte aufweist, umfassen.2. Define quantities MN + I, M + 2r ••• > -MN + ΔNΛ which consist of at least two elements. The present invention is not limited to any specific choice of elements. However, for example, sets of single modulation symbols can be used H, Λ ^ + A, for example, correspond to a 4 QAM modulation or 16QAM modulation - for the quantity ΛÜ N. Alternatively, the elements of said sets may also include modulation values of BPSK modulation, QPSK modulation or similar modulation having at least two possible real or complex values for the single modulation symbols.
Falls in dem ursprünglichen System (gemäß der Fig. 7A) alle Signalraumabbildungen 626_1, 626_2, ..., 626_N identisch sind, ist es beispielsweise sinnvoll bzw. vorteilhaft, die Mengen bzw. Einzel- Modulationsalphabete M± in der folgenden Weise zu wählen: Mx = Mi-ι für i € { 2 , 3 , . . . , N+ΔN } .For example, if all the signal space maps 626_1, 626_2,..., 626_N are identical in the original system (as shown in FIG. 7A), it is useful to select the sets or individual modulation alphabets M ± in the following manner: M x = Mi-1 for i € {2, 3,. , , , N + ΔN}.
Andernfalls können die Elemente der Mengen bzw. Ein- zel-Modulationsalphabete Mmi für i e {1,2,...,ΔN} nach anderen Kriterien ausgesucht werden.Otherwise, the elements of the sets or individual modulation alphabets M mi for {2,..., ΔN} can be selected according to other criteria.
3. Setze M = M1 x M2 x ... x MN+ΔN (wobei M ein Gesamt- Modulationsalphabet beschreibt, das alle möglichen Kombinationen der Einzel-Modulationssymbole aus den Einzel-Modulationsalphabeten Mi umfasst) .3. Set M = M 1 × M2 × ... x MN + Δ N (where M describes a total modulation alphabet comprising all possible combinations of the single modulation symbols from the single modulation alphabets Mi).
4. Ordne jedem Vektor Xj. e M die folgende Zahl zu:
Figure imgf000071_0001
4. Order each vector Xj. e M the following number:
Figure imgf000071_0001
Dabei ist z = [zi, Z2, ..., zM']τ der Vektor des Analog/Digital gewandelten Empfangssignals (vgl. Fig.Here z = [zi, Z 2 ,..., Z M '] τ is the vector of the analog / digital converted received signal (compare FIG.
7B) . Ferner ist x(z) der wahrscheinlichste Sendevektor gegeben die quantisierte Beobachtung z, gemäß7B). Further, x (z) is the most probable transmit vector given the quantized observation z, according to
Λ x(z) = arg max Pr[x | z] . xeΛ/Λ x (z) = arg max Pr [x | z]. xeΛ /
Im Hinblick auf detailliertere Ausführungen, wie derWith regard to more detailed explanations, such as the
Λ geschätzte Vektor x(z) aus der Beobachtung z bestimmt wird, und wie der Wert Φ bestimmt wird, WirCi auf die obigen Ausführungen verwiesen.Λ estimated vector x (z) is determined from the observation z, and how the value Φ is determined, W i rC i au f referenced above.
5. Konstruierte das Modulationsalphabet M' aus den 2B E- lementen von M , welche die größten zugehörigen Zahlen φ(xi) besitzen.5. Constructed the modulation alphabet M 'from the 2 B elements of M, which have the largest associated numbers φ (xi).
In anderen Worten, aus den Gesamtmodulationsalphabet M werden diejenigen Sendevektoren x bzw. Kombinationen von Einzel-Modulationssignalen ausgewählt, die in quantisierten Empfangssignalen z resultieren, die eine möglichst zuverlässige Rekonstruktion der gesendeten Bitmuster ermöglichen. Der Vektor-Signalraumabbilder 780 wird daraufhin konfiguriert, um die Kombinationen der B Informationsbits Ci, C2, ..., cB auf die 2B-Elemente des Modulationsalphabets W abzubilden.In other words, out of the total modulation alphabet M, those transmission vectors x or combinations of Single modulation signals selected which result in quantized received signals z, which allow the most reliable reconstruction of the transmitted bit patterns. The vector signal space mapper 780 is then configured to map the combinations of the B information bits Ci, C 2 ,..., C B to the 2 B elements of the modulation alphabet W.
Fig. 8 zeigt ferner eine schematische Darstellung eines digitalen Übertragungssystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Schaltungsanordnung gemäß der Fig. 8 ist in ihrer Gesamtheit mit 800 bezeichnet. Die Schaltungsanordnung 800 umfasst einen Signalcodie- rer 810 sowie einen Signaldecodierer 820. Der Signalcodie- rer 810 empfängt B' Informationsbits Ci, C2, ..., cB> in einer parallelen Weise und erzeugt basierend darauf ein Zeitsignal 830. Der Signalcodierer 810 umfasst einen Vektorabbilder 840, der den vorher beschriebenen Vektorabbildern 680, 780 entspricht. Der Vektorabbilder 840 liefert basierend auf den B' Informationsbits N Einzelmodulationssymbole Xi, X2, • . • , XH/ die z.B. in Form von reellen oder komplexen Zahlenwerten repräsentiert sind. Ein Modulator 850 empfängt die Einzel-Modulationssymbole xi, X2,..., XN in paralleler Form und erzeugt basierend darauf das Zeitsignal 830. Die Einzelmodulationssymbole Xi, x2, ... , xN können beispielsweise einen Inphase-Anteil und ein Quadratur- Anteil, wie er durch den Modulator 850 bei der Erzeugung einer komplexwertigen Inphase-Quadratur-Modulation (I-Q- Modulation) verwendet wird, beschreiben. Bei dem Modulator 850 kann es sich beispielsweise um einen mehrkanaligen Inphase-Quadratur-Modulator handeln. Beispielsweise kann der Modulator 850 ausgelegt sein, um das erste Einzel- Modulationssymbol Xi bei einer ersten Trägerfrequenz zu übertragen, das zweite Einzelmodulationssymbol X2 bei einer zweiten Trägerfrequenz zu übertragen und das n-te Einzel- Modulationssymbol bei einer n-ten Trägerfrequenz zu übertragen. Der Signalcodierer 810 umfasst ferner optional zusätzlich einen Sende-Vektorabbilder-Einsteller 860, der ausgelegt ist, um basierend auf einer Information über den Kanal die Abbildungsvorschrift des Vektorabbilders 840 einzustellen, um sicherzustellen, dass die B' Informationsbits mit einer ausreichenden Zuverlässigkeit übertragen werden.8 further shows a schematic representation of a digital transmission system according to an embodiment of the present invention. The circuit arrangement according to FIG. 8 is designated in its entirety by 800. The circuitry 800 includes a signal encoder 810 and a signal decoder 820. The signal encoder 810 receives B 'information bits Ci, C 2 , ..., c B > in a parallel manner and generates a timing signal 830 based thereon. The signal encoder 810 includes a vector mapper 840 corresponding to the previously described vector images 680, 780. The vector imager 840 provides N single modulation symbols Xi, X 2 , • based on the B 'information bits. •, X H / which are represented, for example, in the form of real or complex numerical values. A modulator 850 receives the individual modulation symbols xi, X2, ..., X N in parallel form and generated based thereon, the time signal 830. The individual modulation symbols Xi, x 2, ..., x N, for example, an in-phase component and describe a quadrature portion as used by modulator 850 in the generation of complex-valued in-phase quadrature modulation (IQ modulation). The modulator 850 may be, for example, a multichannel in-phase quadrature modulator. For example, the modulator may be configured 850 to transmit the first single modulation symbol Xi at a first carrier frequency, to transmit the second single modulation symbol X 2 at a second carrier frequency and to transfer the n-th single modulation symbol in an n-th carrier frequency. The signal encoder 810 further optionally additionally includes a transmit vector mapper 860 configured to adjust the mapping scheme of the vector imager 840 based on information about the channel to ensure that the B 'information bits are transmitted with sufficient reliability.
Die Einstellung der Abbildung des Vektorabbilders 840 erfolgt durch den optional Sendevektorabbildeinsteller 860 beispielsweise gemäß einem der bereits oben beschriebenen Algorithmen zur Auswahl des Modulationsalphabets.The adjustment of the map of the vector image 840 is done by the optional transmit vector map adjuster 860, for example according to one of the algorithms for selecting the modulation alphabet described above.
In dem Zeitsignal 830 werden somit im Rahmen einer Kanalbenutzung bzw. innerhalb eines Zeitintervalls gleichzeitig die B' Informationsbits übertragen.In the time signal 830, the B 'information bits are thus simultaneously transmitted within the scope of a channel usage or within a time interval.
Der Signaldecodierer 820 umfasst einen Demodulator 860, der das Zeitsignal 830 nach einer Übertragung über einen Kanal (ggf. nach einer Frequenzumsetzung) empfängt. Der Demodula- tor 870 ist ausgelegt, um basierend auf dem Zeitsignal eine Mehrzahl von N-Empfangssignalen yi, y2,..-, YN' ZU erzeugen, die Anteile des empfangenen Zeitsignals 830 in verschiedenen Kanälen (z.B. Frequenzkanälen, Code-Kanälen) beschreiben. Bei dem Empfangssignal yi, y2,..., YN kann es sich beispielsweise um reellwertige oder um komplexwertige Signale handeln. Bei dem Demodulator 870 kann es sich beispielsweise um einen Inphase-Quadratur-Demodulator handeln, der ausgelegt ist, um komplexwertige Modulationsamplituden aus verschiedenen Kanälen bzw. Frequenzkanälen des Zeitsignals 830 zu extrahieren.The signal decoder 820 includes a demodulator 860 that receives the time signal 830 after transmission over a channel (possibly after a frequency translation). The demodulator 870 is designed to generate, based on the time signal, a plurality of N receive signals yi, y2, ..-, Y N 'ZU, the portions of the received time signal 830 in different channels (eg frequency channels, code channels). describe. In the receive signal yi, y2, ..., Y N may be, for example, real-valued or complex-valued signals. For example, the demodulator 870 may be an in-phase quadrature demodulator configured to extract complex-valued modulation amplitudes from different channels or frequency channels of the timing signal 830.
Die komplexwertigen Modulationsamplituden bilden damit die Empfangssignale yi, Y2/--«* YN. Der Signaldecodierer 620 umfasst ferner einen Block 880 von Analog/Digital- Konvertern oder Schwellwertentscheidern. Ein i-ter Ana- log/Digital-Konverter bzw. Schwellwertentscheider 880_i empfängt das i-te Empfangssignal yi von dem Demodulator 870 und liefert basierend darauf ein quantisiertes oder Schwellwert-bewertetes Erapfangssignal Zj.. Ein Vektorabbilder 890 empfängt die quantisierten oder schwellwert- bewerteten Empfangssignale zi, Z2, ... , zN und bildet diese gemäß einer Abbildungsvorschrift auf B' geschätzte bzw.The complex-valued modulation amplitudes thus form the received signals yi, Y 2 / - « * Y N. The signal decoder 620 further includes a block 880 of analog-to-digital converters or threshold decision makers. An i-th analog / digital converter 880_i receives the ith receive signal yi from the demodulator 870 and provides a quantized or Threshold-Evaluated Receiving Signal Zj. A vector imager 890 receives the quantized or thresholded received signals zi, Z 2 ,..., Z N and forms them according to a mapping rule on B '.
Λ Λ Λ rekonstruierte Informationsbits c\ , Ci und CB< ab. Die Abbildungsvorschrift des Vektorabbilders 890 ist eingestellt, um eine möglichst geringe Bitfehlerrate der rekon-Λ Λ Λ reconstructs information bits c \, Ci and CB <. The mapping rule of the vector image 890 is set in order to minimize the bit error rate of the reconstructed image.
Λ Λ Λ struierten Informationsbits c\ , Ci und CB' ZU erzielen.Informations Λ Λ constructed information bits c \, Ci and CB 'TO achieve.
Der Signaldekodierer 820 umfasst ferner optional einen Empfangs-Vektorabbilder-Einsteller 894, der ausgelegt ist, um die Abbildungsvorschrift des Vektorabbilders 890, basierend auf einer Information über dem Kanal zwischen dem Signalkodierer 810 und dem Signaldekodierer 820 einzustel- len. Die Information über den Kanal kann beispielsweise von einem hier nicht gezeigten Kanalschätzer ermittelt werden, wie er aus dem Bereich des Mobilfunks bekannt ist. Durch eine dynamische Einstellung der Abbildungsvorschrift des Vektorabbilders 890, ansprechend auf eine Information über den Kanal, kann ereicht werden, dass der Signaldekodierer stets mit einer minimalen möglichen Bitfehlerrate arbeitet.The signal decoder 820 further optionally includes a receive vector image adjuster 894 configured to adjust the mapping law of the vector imager 890 based on information about the channel between the signal encoder 810 and the signal decoder 820. The information about the channel can be determined, for example, by a channel estimator, not shown here, as it is known from the field of mobile telephony. By dynamically adjusting the mapping scheme of the vector imager 890 in response to information about the channel, it can be achieved that the signal decoder is always operating at a minimum possible bit error rate.
Im Folgenden wird noch die Funktionsweise des Detektors (auch als Signaldecodierer bzw. Signalempfänger bezeichnet) bzw. Veränderungen des Detektors gegenüber herkömmlichen Detektoren beschrieben. Aufgabe des Detektors ist es, aus einem quantisierten Beobachtungsvektor z Schätzwerte für die kanalkodierten Bits beim Sender (bzw. für die gesendeten kanalcodierten Informationsbits) zu gewinnen. Hierzu muss dem Detektor das (durch den Sender bzw. Signalcodierer verwendete) Modulationsalphabet bekannt sein. Die Vorgehensweise der Detektion kann verschieden gewählt werden, solange der Detektor aus der Kenntnis des neuen Modulationsalphabets M' und aus der Beobachtung bzw. aus dem Beo- bachtungsvektor z Schätzwerte für die gesendeten Bits berechnen kann. Dies kann beispielsweise mit Hilfe eines MAP-Detektors (bzw. eines maximum-a-posteriori-probability Detektors oder eines maximale-a-posteriori- Wahrscheinlichkeit-Detektors) durchgeführt werden. Allerdings ist nicht jeder bekannte Detektor einsetzbar. In einem ursprünglichen System ist das Modulationsalphabet M als ein kartesisches Produkt von Mengen Mi, M2, .. • , M$ geringerer Mächtigkeit darstellbar. Daher besteht die Möglichkeit, die Detektion sukzessive basierend auf den Mengen (bzw. Einzel-Modulationsalphabeten) M1, M2, ... , Λfo vorzunehmen. Im Gegensatz dazu kann das den Raumcode erzeu- gende Modulationsalphabet M' in der Regel nicht als kartesisches Produkt von Mengen geringerer Mächtigkeit dargestellt werden. Dementsprechend muss die Detektion direkt auf der Menge Mr operieren. Wenn also in einem ursprünglichen System eine sukzessive Detektion vorgenommen wurde, so muss das neue System auf eine gemeinsame, auf der Menge M' basierende Detektion umgestellt werden. Basiert hingegen in einem ursprünglichen System die Detektion bereits auf der Menge M, so sind keine strukturellen Veränderungen notwendig. Es muss dann lediglich M durch Mr ersetzt werden.In the following, the operation of the detector (also referred to as signal decoder or signal receiver) or changes of the detector compared to conventional detectors will be described. The task of the detector is to obtain estimated values for the channel-coded bits from the transmitter (or for the channel-coded information bits sent) from a quantized observation vector z. For this purpose, the detector must be aware of the modulation alphabet (used by the transmitter or signal coder). The procedure of the detection can be chosen differently, as long as the detector can calculate estimated values for the transmitted bits from the knowledge of the new modulation alphabet M 'and from the observation or from the observation vector z. This can be done, for example, with the aid of a MAP detector (or a maximum-a-posteriori-probability Detector or a maximum a posteriori probability detector). However, not every known detector can be used. In an original system, the modulation alphabet M can be represented as a Cartesian product of quantities Mi, M 2 ,..., M $ of lesser thickness. Therefore, it is possible to perform the detection successively based on the sets (or single modulation alphabets) M 1 , M 2 ,..., Λfo. In contrast, the space-code-generating modulation alphabet M 'generally can not be represented as a Cartesian product of lesser thickness quantities. Accordingly, the detection must operate directly on the set M r . Thus, if a successive detection was performed in an original system, then the new system must be switched to a common detection based on the set M '. On the other hand, if the detection is already based on the set M in an original system, then no structural changes are necessary. Then only M has to be replaced by M r .
In anderen Worten, ein erfindungsgemäßer Detektor gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unterscheidet sich von einem herkömmlichen Detektor dadurch, dass der erfindungsgemäße Detektor einen Vektorabbilder umfasst, der mehrere quantisierte Empfangssignale Zi, Z2, ... , zN' verknüpfend auf Schätzwerte für die Informationsbits abbildet.In other words, an inventive detector according to an embodiment of the present invention differs from a conventional detector in that the detector according to the invention comprises a vector image, the plurality of quantized received signals Zi, Z 2 , ..., z N ' linked to estimates for the Maps information bits.
Im Folgenden wird der Kerngedanke der vorliegenden Erfin- düng noch einmal kurz zusammengefasst .In the following, the core idea of the present invention will be briefly summarized again.
Das Wesentliche Neue an der vorliegenden Erfindung ist, dass eine Vektor-Signalraumabbildung eingesetzt wird, welche ein Modulationsalphabet M' erzeugt, das entweder weniger Elemente gleicher Dimension oder die gleiche Anzahl an Elementen höherer Dimension enthält als ein ursprüngliches Modulationsalphabet M. In beiden Fällen entsteht ein redundanter Raumcode. Der Zweck der genannten Vorgehenswei- se ist, nur solche Symbole zu senden, welche auch nach einer Analog/Digital-Wandlung dekodiert werden können. Der wesentliche Vorteil des erfindungsgemäßen Konzepts gegenüber dem derzeitigen Stand der Technik ist, dass eine digitale Kommunikation über grob-quantisierte Mehrkanalsysteme möglich gemacht wird, die ohne Verwendung der vorliegenden Erfindung nicht oder nicht mit ausreichender Qualität funktioniert. Da der Raumcode keine zeitliche Komponente hat, entsteht bei der Detektion (Dekodierung) keine zusätzliche Verzögerungszeit (Latenzzeit) . Dies ist ein besonderer Vorteil der Erfindung, da ein Einsatz auch, und gerade in extrem Latenzzeit-empfindlichen Anwendungen (z. B. bei Bussystemen auf oder zwischen integrierten Schaltungen) sinnvoll möglich ist.The essence of the present invention is that a vector signal space mapping is used which generates a modulation alphabet M 'containing either fewer elements of the same dimension or the same number of elements of higher dimension than an original modulation alphabet M. In both cases, a redundant room code. The purpose of the above-mentioned procedure se is to send only those symbols, which can be decoded even after an analog / digital conversion. The essential advantage of the inventive concept over the current state of the art is that it enables digital communication via coarsely-quantized multichannel systems, which does not work or does not work with sufficient quality without the use of the present invention. Since the room code has no temporal component, there is no additional delay time (latency) during detection (decoding). This is a particular advantage of the invention since it is also possible to use it, especially in extremely latency-sensitive applications (eg in the case of bus systems on or between integrated circuits).
In anderen Worten, eine Redundanz wird innerhalb einer Kombination von Einzel-Modulationssymbolen, die gleichzeitig über den Kanal übertragen werden, geschaffen. Sowohl bei einer Signalkodierung als auch bei einer Signaldekodie- rung werden die Übertragungseigenschaften des Kanals und insbesondere ein Übersprechen zwischen Einzel- ModulationsSymbolen bzw. einzelnen Übertragungsleitungen berücksichtigt .In other words, redundancy is provided within a combination of single modulation symbols transmitted simultaneously across the channel. Both signal coding and signal decoding take into account the transmission characteristics of the channel and, in particular, crosstalk between individual modulation symbols or individual transmission lines.
Im Folgenden wird noch ein exemplarischer Funktionsnachweis der vorliegenden Erfindung beschrieben. Um die Vorteile der vorliegenden Erfindung zu zeigen, wurde eine Bitfehlerhäufigkeit eines Beispielsystems mit und ohne den Einsatz des erfindungsgemäßen Konzepts ermittelt.An exemplary functional proof of the present invention will be described below. In order to show the advantages of the present invention, a bit error rate of an example system was determined with and without the use of the inventive concept.
Als ursprüngliches System bzw. Vergleichssystem dient das System gemäß der Fig. 15, wobei die Kanalmatrix H des effektiven Kanals wie folgt gegeben ist:As the original system or comparison system, the system according to FIG. 15 is used, wherein the channel matrix H of the effective channel is given as follows:
Figure imgf000076_0001
Der effektive Kanal bzw. effektive MIMO-Kanal 1360 des Vergleichssystems besitzt N=4 Eingänge und M = 4 Ausgänge. Die Signalraumkonstellation des Ursprungssystems bzw. Vergleichssystems (die durch die Einzel-Signalabbilder 1520_l, 1520_2, 1520_3 und 1520_4 erzeugt wird) ist die in der Praxis beliebte 4QAM. Entsprechend gilt für die Einzelmodulationsalphabete Mi, M∑, M3, M4 '
Figure imgf000077_0001
Figure imgf000076_0001
The effective channel or effective MIMO channel 1360 of the comparison system has N = 4 inputs and M = 4 outputs. The signal space constellation of the originating system or comparison system (which is generated by the individual signal images 1520_l, 1520_2, 1520_3, and 1520_4) is the popular 4QAM in practice. Accordingly, for the single modulation alphabets Mi, MΣ, M3, M4 '
Figure imgf000077_0001
Dies führt auf ein Modulationsalphabet bzw. Gesamt- Modulationsalphabet M mit 44 = 256 Elementen. Es werden ferner für den Realteil und den Imaginärteil jedes der M Ausgangssignale jeweils Analog/Digital-Wandler mit ein Bit Auflösung (also Vorzeichen-Entscheider) angenommen. Der Tatbestand einer groben Quantisierung (Analog/Digital- Wandlung) ist hierbei gegeben. Nach der Quantisierung liegen nämlich ununterscheidbare Sendevektoren vor.This leads to a modulation alphabet or overall modulation alphabet M with 4 4 = 256 elements. Furthermore, for the real part and the imaginary part of each of the M output signals, analog / digital converters with one bit resolution (ie, sign decoder) are assumed. The fact of a coarse quantization (analog / digital conversion) is given here. After the quantization, there are indistinguishable transmission vectors.
Zum Vergleich wird ferner ein digitales Übertragungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung betrachtet. Im Zuge des Einsatzes der vorliegenden Erfindung wird die Anzahl der Eingänge und der Ausgänge des effektiven Kanals um jeweils 1 erhöht. Für die Anzahl N' der Eingänge des effektiven Kanals und für die Anzahl M' der Ausgänge des effektiven Kanals gilt also:For comparison, a digital transmission system according to the present invention is further considered. In the course of using the present invention, the number of inputs and outputs of the effective channel is increased by one each. For the number N 'of the inputs of the effective channel and for the number M' of the outputs of the effective channel, then:
M' = M + 1 = 5,UAK/N' = N + 1 = 5M '= M + 1 = 5, UAK / N' = N + 1 = 5
Für die neue Kanalmatrix H' (unter Einsatz des erfindungsgemäßen Konzepts) wird angenommen: —— 6 U5j
Figure imgf000078_0001
For the new channel matrix H '(using the inventive concept) it is assumed: - 6 U5j
Figure imgf000078_0001
Da Mi = M2 = M3 = M4 = {±l±j}/V2 wird für M5 gesetzt:Since Mi = M 2 = M 3 = M 4 = {± 1 ± j} / V2 is set for M 5 :
Figure imgf000078_0002
Figure imgf000078_0002
Aus den 1024 Elementen der Menge M mit M = Mi x M2 x M3 x M4 x M5 From the 1024 elements of the set M with M = Mi x M 2 x M 3 x M 4 x M 5
werden 256 Elemente gemäß einem der oben beschriebenen Verfahren zur Bestimmung des Modulationsalphabets ausgewählt und bilden das neue Modulationsalphabet Mr (wobei M) das Gesamt-Modulationsalphabet darstellt).For example, 256 elements are selected according to one of the modulation alphabet determination methods described above to form the new modulation alphabet M r (where M represents the overall modulation alphabet).
Als Kanalkodierungsverfahren wird ein Viterbi-decodierter Faltungscode (der Gedächtnislänge 6) und als Empfangssignalverarbeitung eine sogenannte log-likelihood Detektion angenommen .As a channel coding method, a Viterbi-decoded convolutional code (the memory length 6) is adopted, and as a reception signal processing, a so-called log-likelihood detection is adopted.
Fig. 9 zeigt eine graphische Darstellung einer Bitfehlerhäufigkeit nach einer Viterbi-Decodierung eines Faltungscodes. Die graphische Darstellung der Fig. 9 ist in ihrer Gesamtheit mit 900 bezeichnet. An einer Abszisse 910 ist ein Sendeleistungs-zu-Rauschleistungs-Verhältnis in Dezibel angetragen. Eine Ordinate 912 beschreibt eine codierte Bitfehlerrate in einem Bereich zwischen 10"4 und 10~°. Eine erste Kurve 920 beschreibt eine Abhängigkeit der codierten Bitfehlerrate von dem Sendeleistungs-zu-Rauschleistungs- Verhältnis unter Verwendung einer herkömmlichen Anordnung mit einem Analog/Digital-Wandler mit beliebig hoher Auflösung. Eine zweite Kurve 930 zeigt eine Abhängigkeit der codierten Bitfehlerrate von dem Sendeleistungs-zu- Rauschleistungs-Verhältnis für ein herkömmliches Übertragungssystem unter Verwendung eines Einbit-Analog/Digital- Wandlers. Eine dritte Kurve 940 zeigt eine Abhängigkeit der codierten Bitfehlerrate von dem Sendeleistungs-zu- Rauschleistungs-Verhältnis für ein erfindungsgemäßes Übertragungssystem unter Verwendung eines Einbit- Analog/Digital-Wandlers und eines Raumcodes.Fig. 9 is a graph showing a bit error rate after Viterbi decoding of a convolutional code. The graph of FIG. 9 is designated 900 in its entirety. At an abscissa 910, a transmission power to noise power ratio in decibels is plotted. An ordinate 912 describes an encoded bit error rate in a range between 10 "4 and 10 ~ °. A first curve 920 describes a dependence of the coded bit error rate of the transmission power-to-Rauschleistungs- ratio using a conventional arrangement with an analog / digital converter with arbitrarily high resolution A second curve 930 shows a dependence of the encoded bit error rate from the transmit power to noise power ratio for a conventional transmission system using a single bit analog to digital converter. A third plot 940 depicts a dependence of the coded bit error rate on the transmit power to noise power ratio for a transmission system according to the invention using a one bit analog to digital converter and a space code.
In anderen Worten, Fig. 9 zeigt die sich ergebenden Bitfehlerhäufigkeiten als Funktion des Verhältnisses von aufgebrachter Sendeleistung Pτ zur Leistung σ2 n des Empfangsrauschens. Ohne Einsatz der erfindungsgemäßen Methode bzw. des erfindungsgemäßen Konzepts ergibt sich (bei Verwendung eines Einbit-Analog/Digital-Wandlers) eine auf einen Sättigungswert von 10~4 hinlaufende Bitfehlerhäufigkeit (identisch zu der Bitfehlerhäufigkeit gemäß Fig. 17) . Unter Einsatz der erfindungsgemäßen Methode bzw. des erfindungsgemäßen Konzepts hingegen funktioniert das System wesent- lieh besser. Insbesondere kommt es nicht zur Ausformung einer Sättigung der Bitfehlerhäufigkeit. Die Bitfehlerhäufigkeiten nimmt monoton mit wachsender Fehlerleistung ab. Dies demonstriert die Funktionstüchtigkeit der Erfindung.In other words, Fig. 9 shows the resulting bit error frequencies as a function of the ratio of applied transmit power P τ to the power σ 2 n of the receive noise. Without use of the method of the invention or the inventive concept results (when using a one-bit analog / digital converter) a to a saturation value of 10 ~ 4 hinlaufende bit error rate (bit error rate identical to that of FIG. 17). By contrast, using the method according to the invention or the inventive concept, the system works much better. In particular, it does not come to the formation of a saturation of the bit error rate. The bit error frequencies decrease monotonically with increasing error performance. This demonstrates the functionality of the invention.
Im Folgenden wird noch Bezug nehmend auf die Fig. 1 bis 5 ein Bussystem als ein Anwendungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben. Ein drahtgebundenes Bussystem zur Verbindung von integrierten Schaltkreisen auf einer Platine oder zu einer Verbindung von Subsystemen innerhalb eines integrierten Schaltkreises stellt eine typische technische Realisierung einer digitalen Kommunikation über ein 1-bit- quantisiertes Mehrkanalsystem dar. An einem Empfangsende des Bussystems werden nämlich von den empfangenen Signalen binäre Entscheidungen getroffen, das heißt, die Empfangs- Signale (yo, yi, yzt Υ3t YA) werden mit 1-Bit A/D-Wandlern (bzw. mit Schwellwert-Entscheidern 150_0, 150_l, 150_2, 150 3, 150 4) quantisiert. Durch eine physikalische Nähe von einzelnen Leitungen des Bussystems zueinander entstehen elektrische Verkopplungen, welche zu einem Ubersprechen der Signale führen. Dieses Verhalten begrenzt die einsetzbare Taktfrequenz des Bussystems, da sonst (beispielsweise bei einer weiteren Erhöhung der Taktfrequenz des Bussystems) das Übersprechen zu einer groben Quantisierung (also beispielsweise zu ununterscheidbaren Sendevektoren) führt, die nach dem derzeitigen Stand der Technik das Zustandekommen einer erfolgreichen Kommunikation verhindert. Die vorlie- gende Erfindung kann eingesetzt werden, um trotz grober Quantisierung das System erfolgreich zu betreiben. Im Folgenden wird anhand eines Beispiels erläutert, wie die vorliegende Erfindung bei einem Bussystem angewandt werden kann.Hereinafter, still referring to Figs. 1 to 5, a bus system as an application example of the present invention will be described. A wired bus system for connecting integrated circuits on a circuit board or for connecting subsystems within an integrated circuit represents a typical technical realization of a digital communication via a 1-bit quantized multi-channel system. Namely, at a receiving end of the bus system are received signals binary decisions are made, that is, the received signals (yo, yi, yz t Υ3 t YA) with 1-bit A / D converters (or with threshold deciders 150_0, 150_l, 150_2, 150 3, 150 4 ) is quantized. By a physical proximity of individual lines of the bus system to each other arise electrical couplings, which lead to a crosstalk of the signals. This behavior limits the usable clock frequency of the bus system, since otherwise (for example, in a further increase in the clock frequency of the bus system), the crosstalk leads to a coarse quantization (ie, for example, to indistinguishable transmission vectors), which prevents the occurrence of successful communication in the current state of the art , The present invention can be used to successfully operate the system despite coarse quantization. The following is an example of how the present invention can be applied to a bus system.
Es sei darauf hingewiesen, dass ein zum Vergleich herangezogenes ursprüngliches Bussystem, bei dem 4 Bit auf 4 Leitungen übertragen werden, bereits anhand der Fig. 18 und 19 beschrieben wurde. Das anhand der Fig. 1 gezeigte erfin- dungsgemäße Bussystem gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verbessert das bekannte Bussystem, indemIt should be noted that an original bus system used for comparison in which 4 bits are transmitted on 4 lines has already been described with reference to FIGS. 18 and 19. The inventive bus system according to an embodiment of the present invention shown in FIG. 1 improves the known bus system by providing
1. das Bussystem um eine zusätzliche Leitung ausgebaut wird;1. the bus system is extended by an additional line;
2. beim Sender ein redundanter Raumcode eingefügt wird; und2. a redundant room code is inserted at the transmitter; and
3. beim Empfänger der redundante Raumcode wieder dekodiert wird.3. the receiver decodes the redundant room code again.
Das entsprechend modifizierte Bussystem ist in der Fig. 1 gezeigt. Der redundante Raumcode wird gemäß einem der bereits oben beschriebenen Verfahren zur Auswahl des redundanten Raumcodes bzw. zur Bestimmung der Abbildungsvor- schrift des Vektorabbilders ausgewählt. Hierbei wird für das Gesamt-Modulationsalphabet M gesetzt:The correspondingly modified bus system is shown in FIG. 1. The redundant room code is used according to one of the methods already described above for selecting the redundant room code or for determining the image preview. font of the vector image selected. Here, the total modulation alphabet M is set:
M= {0 Volt, 5 Volt}5 M = {0 volts, 5 volts} 5
Aus den | M I= 32 Elementen werden genau 16 Elemente gemäß Punkt 4 und 5 des oben angegebenen Algorithmus zur Bestimmung des Modulationsalphabets Mf ausgewählt. Als Signal-zu-Geräusch-Verhältnis wird dabei ein relativ hoher Wert von 50 Dezibel angenommen, da bei einem Bussystem das Empfängerrauschen typischerweise fast zu vernachlässigen ist. Die ausgewählten 16 Elemente bilden das neue Modulationsalphabet Af', welches den redundanten Raumcode definiert. Die als Ergebnis resultierende Abbildungsvorschrift ist aus den beiden Spalten 512, 514 der Sendetabelle 510 der Fig.From the | For MI = 32 elements, exactly 16 elements are selected according to items 4 and 5 of the above-mentioned algorithm for determining the modulation alphabet M f . As a signal-to-noise ratio, a relatively high value of 50 decibels is assumed, since in a bus system the receiver noise is typically almost negligible. The selected 16 elements form the new modulation alphabet Af 'which defines the redundant space code. The resulting mapping rule is from the two columns 512, 514 of the transmit table 510 of FIG.
5 ersichtlich. Die beiden Spalten 510, 512 der Tabelle der5 can be seen. The two columns 510, 512 of the table of
Fig. 5 zeigen eine Abbildung von vier zu übertragenden BitsFig. 5 shows a map of four bits to be transmitted
(b3 b2 bi bo) auf die tatsächlich gesendeten fünf Bits (c4 C3 (b 3 b 2 bi bo) to the actually transmitted five bits (c 4 C 3
C2 Ci Co) , welche dann über das um eine Leitung (auf insge- samt fünf Leitungen) erweiterte Bussystem übertragen werden.C2 Ci Co), which are then transmitted via the bus system extended by one line (to a total of five lines).
Soll beispielsweise ein Bitmuster (b3 b2 bi bo) = (1011) übertragen werden, so bildet der redundante Raumcode dies auf eine Signalkombination (C4 C3 C2 Ci Co) = (01010) ab. Die Signalkombination (01010) wird dann über die fünf Busleitungen 130_0, 130_l, 130_2, 130_3, 130_4 gesendet.If, for example, a bit pattern (b 3 b 2 bi bo) = (1011) is to be transmitted, then the redundant room code maps this to a signal combination (C 4 C 3 C 2 Ci Co) = (01010). The signal combination (01010) is then sent via the five bus lines 130_0, 130_l, 130_2, 130_3, 130_4.
Die Verkopplungen der Leitungen seien durch die effektive MIMO-Kanalmatrix H' gemäßThe couplings of the lines are due to the effective MIMO channel matrix H 'according to
1 0.35 0.1225 0.0429 0.0151 0.35 0.1225 0.0429 0.015
0.35 1 0.35 0.1225 0.04290.35 1 0.35 0.1225 0.0429
H'= 0.1225 0.35 1 0.35 0.1225H '= 0.1225 0.35 1 0.35 0.1225
0.0429 0.1225 0.35 1 0.350.0429 0.1225 0.35 1 0.35
0.015 0.0429 0.1225 0.35 bestimmt. Die effektive MIMO-Kanalmatrix H' entsteht aus der ursprünglichen effektiven Kanalmatrix durch Hinzunahme einer Zeile und einer Spalte. Die effektive MIMO- Kanalmatrix H' beschreibt den Zusammenhang zwischen Empfangssignalen y0, Yi/ Yi, Y3, Yn und Sendesignalen u0, Ui, u∑f U3, U4. So gilt:0.015 0.0429 0.1225 0.35 certainly. The effective MIMO channel matrix H 'arises from the original effective channel matrix by adding a row and a column. The effective MIMO channel matrix H 'describes the relationship between received signals y 0 , Yi / Yi, Y3, Yn and transmission signals u 0 , Ui, uΣ f U 3 , U 4 . The following applies:
y = H u.y = H u.
Nach einer Übertragung über die fünf Leitungen 130_0, 130__l, 130_2, 130_3, 130_4 des neuen Bussystems werden die EmpfangsSpannungen (yo, yi, y∑, Y3r Yi) wie gehabt (beispielsweise unter Verwendung der Schwellwertentscheider 150_0, 150_l, 150_2, 150_3, 150_4) auf binäre Werte (z0, Z1, z2, Z3, Z4) quantisiert und Eingängen des Detektors 152 (auch als Vektorabbilder bezeichnet) zugeführt. Dem Detektor bzw. Vektorabbilder 152 kommt die Aufgabe zu, an seinemAfter a transmission over the five lines 130_0, 130__l, 130_2, 130_3, 130_4 of the new bus system, the receive voltages (yo, yi, yΣ, Y3r Yi) are as before (for example, using the threshold decision 150_0, 150_l, 150_2, 150_3, 150_4 ) are quantized to binary values (z 0 , Z 1 , z 2 , Z 3 , Z 4 ) and fed to inputs of the detector 152 (also referred to as vector images). The detector or vector image 152 has the task, at his
Ausgang Schätzwerte (Z>0,6,,ö2,63 ) für die Bits bzw. Informationsbits (bo/ bi, b2, b3) auszugeben. Dies geschieht durch eine Abbildung der 32 möglichen Eingangswerte (bzw. der 32 möglichen Kombinationen der Schwellwert-bewerteten Empfangssignale (zo, Zi, Z2, Z3, z4) auf 16 Ausgangswerte (bzw. Kombinationen von den geschätzten InformationsbitsOutput to output estimates (Z> 0 , 6,, ö 2 , 6 3 ) for the bits or information bits (bo / bi, b 2 , b 3 ). This is done by mapping the 32 possible input values (or the 32 possible combinations of the threshold-valued received signals (zo, Zi, Z 2 , Z 3 , z 4 ) to 16 output values (or combinations of the estimated information bits
o,£,,Z>23 ) . Die beiden rechten Spalten 522, 524 der Tabelle gemäß der Fig. 5 zeigen diese Abbildungen und definieren so die Operationen des Detektors bzw. Vektorabbilders bei dem Empfänger in dem Signaldecodierer 120. Ohne empfängerseiti- ges Rauschen sind nur die oberen 16 Einträge der Empfangstabelle 520 von Bedeutung, da die unteren 16 Empfangs- werte bzw. Kombinationen von Schwellwert-bewerteten Empfangssignalen (z4 Z3 Z2 Zi Z0) nur durch den Einfluss von Rauschen entstehen können. Da drahtgebundene Bussysteme mit sehr hohem Signal-zu-Geräusch-Verhältnis betrieben werden (im Beispiel 50 dB), ist der Einfluss des Rauschens prak- tisch zu vernachlässigen. Daher brauchen die unteren 16 Zeilen der Empfangstabelle 520 nicht unbedingt implementiert zu werden. Als Beispiel werde hier angenommen, dass das Bitmuster (b3 ϊ>2 bi bo) = 1011 übertragen wird. Der redundante Raumcode (des Signalcodierers) bildet dieses ab (c4 C3 C2 Ci C0) = (01010) (vgl. Spalte 12 der Tabelle gemäß Fig. 5). Die Signalkombination (c4 C3 C2 Ci Co) wird ohne Rauschen als (z4 Z3 Z2 Zi Z0) = (OHIO) empfangen. Gemäß den beiden rechten Spalten 522, 524 der Tabelle der Fig. 5 wird dieser Empfangswert abgebildet auf geschätzte Informationsbits {bQibx,b2,b3) = (1011). Somit entspricht die Kombination von geschätzten Informationsbits genau der zu übertragenden Bitkombination .o , £, z> 2 , £ 3 ). The two right-hand columns 522, 524 of the table according to FIG. 5 show these mappings and thus define the operations of the detector or vector imager on the receiver in the signal decoder 120. Without receiver-side noise, only the upper 16 entries of the receive table 520 of FIG Meaning, since the lower 16 received values or combinations of threshold-valued received signals (z 4 Z 3 Z 2 Zi Z 0 ) can only arise due to the influence of noise. Since wired bus systems operate with a very high signal-to-noise ratio (50 dB in the example), the influence of the noise is practically negligible. Therefore, the lower 16 rows of the receive table 520 need not necessarily be implemented. As an example, assume that the bit pattern (b 3 ϊ> 2 bi bo) = 1011 is transmitted. The redundant space code (of the signal coder) maps this (c 4 C 3 C 2 C 1 C 0 ) = (01010) (see column 12 of the table according to FIG. The signal combination (c 4 C 3 C 2 Ci Co) is received without noise as (z 4 Z 3 Z 2 Zi Z 0 ) = (OHIO). According to the two right columns 522, 524 of the table of Fig. 5, this reception value is mapped to estimated information bits {b Qi b x , b 2 , b 3 ) = (1011). Thus, the combination of estimated information bits corresponds exactly to the bit combination to be transmitted.
Ähnlich wie bei dem gezeigten Beispiel verhält es sich bei jeder der 16 möglichen Bitkombinationen, so dass eine zuverlässige Kommunikation zustande kommt. Der Schlüssel hierzu liegt in der Verwendung des redundanten Raumcodes bei dem Sender- bzw. Signalcodierer, welcher die vier (zu übertragenden) Bits bzw. Informationsbits (bo bi b2 b3> über fünf Leitungen überträgt.Similar to the example shown, each of the 16 possible bit combinations is such that reliable communication is achieved. The key to this lies in the use of the redundant space code in the transmitter or signal encoder, which transmits the four (bits to be transmitted) or bits of information (bo bi b 2 b 3 > over five lines.
Sowohl der redundante Raumcode beim Sender (bzw. der Vektorabbilder des Signalcodierers) als auch der Detektor bzw. Vektorabbilder beim Empfänger bzw. Signaldekodierer lassen sich beispielsweise durch je einen Speicherbaustein realisieren, welcher die Sendetabelle bzw. die Empfangstabelle implementiert (vgl. Fig. 4A und Fig. 4B) . Dadurch entsteht eine praktische Latenzzeit-freie Realisierung, wie sie für ein Bussystem benötigt wird.Both the redundant space code at the transmitter (or the vector images of the signal coder) and the detector or vector images at the receiver or signal decoder can be implemented, for example, by a respective memory module which implements the transmit table or the receive table (see FIGS Fig. 4B). This creates a practical latency-free implementation, as required for a bus system.
Es sei im Übrigen darauf hingewiesen, dass bei dem gezeigten Beispiel für die Speicherung der Sendetabelle (bzw. des redundanten Raumcodes bzw. der Abbildungsvorschrift des Vektorabbilders in dem Signalkodierer) 80 Bit Speicherkapa- zität erforderlich sind. Ferner werden 128 Bit an Speicherkapazität für eine Speicherung der Empfangstabelle in dem Detektor (bzw. für eine Speicherung der Abbildungsvor- schrift des Vektorabbilders in dem Signaldekodierer) notwendig.It should be noted, moreover, that in the example shown, 80 bits of memory capacity are required for storing the transmission table (or the redundant space code or the mapping rule of the vector image in the signal encoder). Furthermore, 128 bits of memory capacity are used to store the receive table in the detector (or to store the image). writing the vector image in the signal decoder).
Fig. 10A zeigt ein Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Konfigurieren eines Signalcodierers zum Erzeugen von N' parallelen binären Signalen basierend auf B-Informationsbits. Es wird dabei davon ausgegangen, dass der Signalkodierer von seinem Aufbau her im Wesentlichen dem Signalkodierer 110 entspricht, das also der Signalko- dierer beispielsweise einen Vektorabbilder 140 zum nichtlinearen Abbilden von möglichen Bitmustern der B- Informationsbits (bo bi b2 b3) auf 2B-Signalkombinationen auf dem N' parallelen binären Signalen (uo, Ui, U2, U3, U4) gemäß einer Abbildungsvorschrift umfasst, und dass ferner gilt: N' > B. Das Verfahren gemäß der Fig. 10A ist seiner Gesamtheit mit 1000 bezeichnet. Das Verfahren 1000 umfasst in einem ersten Schritt 1010 ein Bestimmen von Empfangssignalen (Z0, Zi, Z2, Z3, z4) an einem Empfänger 120 für mehr als 2B unterschiedliche Signalkombinationen, der N' paralle- len Signale (uo, Ui, U2, U3, U4) an einem Ausgang des Signalcodierers (110), um ein Übertragungsergebnis zu erhalten. Das Verfahren 1000 umfasst ferner in einem zweiten Schritt 1020 ein Einstellen der Abbildungsvorschrift, basierend auf dem Übertragungsergebnis.10A shows a flow chart of a method of configuring a signal encoder for generating N 'parallel binary signals based on B information bits. It is assumed here that the signal coder essentially corresponds in terms of its structure to the signal coder 110, that is to say the signal coder has, for example, a vector image 140 for non-linear mapping of possible bit patterns of the B information bits (bo bi b 2 b 3 ) to 2 B signal combinations on the N 'parallel binary signals (uo, Ui, U 2 , U 3 , U 4 ) according to a mapping rule, and further that: N'> B. The method according to the Fig. 10A is in its entirety with 1000 designates. The method 1000 comprises in a first step 1010 a determination of received signals (Z 0 , Zi, Z 2 , Z 3 , z 4 ) at a receiver 120 for more than 2 B different signal combinations, the N 'parallel signals (uo, Ui , U 2 , U 3 , U 4 ) at an output of the signal encoder (110) to obtain a transmission result. The method 1000 further comprises, in a second step 1020, setting the mapping rule based on the transmission result.
Fig. 1OB zeigt ein Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Konfigurieren eines Signalcodierers zum Erzeugen einer Mehrzahl von Einzel-Modulationssymbolen, basierend auf B-Informationsbits. Es wird dabei davon ausgegangen, dass der Signalkodierer beispielsweise den anhand der Fig. 6B oder 7B beschriebenen Aufbau aufweist. So wird angenommen, dass der Signalkodierer einen Vektorabbilder 680, 780 zum nicht-linearen Abbilden von möglichen Bitmustern der B-Informationsbits (ci, C2, ..., CB» ) bzw. (ci, C2, ... , CB) auf 2B verschiedene Kombinationen bestehend aus zumindest zwei Einzel-Modulationssymbolen (xi, X2, .../ XN) bzw. (xi, X2, ..., XN' ) gemäß einer Abbildungsvorschrift umfasst, wobei die 2B verschiedenen Kombi- nationen eine echte Teilmenge eines Gesamtmodulationsalpha- bets M darstellen. Das Gesamt-Modulationsalphabet M ist dabei durch ein Kreuzprodukt von Mengen M1, M∑ ...., MN> von tatsächlich auftretenden Modulationswerten der zumindest zwei Einzelmodulationssymbole (xi, x2, X3 ...., XN' ) gebildet-. Das Verfahren gemäß der Fig. 1OB ist in seiner Gesamtheit mit 1050 bezeichnet. Das Verfahren 1050 umfasst in einem ersten Schritt 1060 ein Bestimmen von Empfangssignalen (yi, y2, ..., yM) bzw. (yi, y2, ..., yM' ) bzw. von quan- tisierten Empfangssignalen (zi, Z2, ..., zM) bzw. (zi, Z2, ..., zw) für mehr als 2B unterschiedliche Kombinationen der Einzel-Modulationssignale {xi ,x2,...., xN) bzw. (xi,x2,..., XN-) an einem Ausgang des Signalcodierers, um ein Übertragungsergebnis zu erhalten. Das Verfahren 1050 umfasst ferner in einem zweiten Schritt 1070 ein Einstellen der Abbildungsvorschrift basierend auf dem Übertragungsergebnis.Fig. 10B shows a flowchart of a method of configuring a signal encoder for generating a plurality of single modulation symbols based on B information bits. It is assumed here that the signal coder has, for example, the structure described with reference to FIGS. 6B or 7B. Thus, it is assumed that the signal encoder comprises vector images 680, 780 for non-linear mapping of possible bit patterns of the B information bits (ci, C2, ..., C B ») and (ci, C 2 ,..., C B ) comprises 2 B different combinations consisting of at least two single modulation symbols (xi, X 2 , ... / X N ) or (xi, X 2 , ..., XN ') according to a mapping rule, wherein the 2 B different combinations represent a true subset of a total modulation alpha M. The total modulation alphabet M is a cross product of sets M 1 , MΣ ...., M N > of actually occurring modulation values of the at least two individual modulation symbols (xi, x 2 , X 3 ..., X N '). educated-. The method according to FIG. 10B is designated 1050 in its entirety. In a first step 1060, the method 1050 comprises determining received signals (yi, y 2 ,..., Y M ) or (yi, y 2 ,..., Y M ') or of quantized received signals ( zi, Z 2 , ..., z M ) or (zi, Z 2 , ..., z w ) for more than 2 B different combinations of the individual modulation signals {xi, x 2 , ...., x N ) or (xi, x 2 , ..., X N -) at an output of the signal encoder to obtain a transmission result. The method 1050 further comprises, in a second step 1070, setting the mapping rule based on the transmission result.
Im Folgenden wird Bezug nehmend auf die Figuren 10c und 1Od ein weiterer Algorithmus zur Bestimmung des (redundanten) Raumcodes beschrieben.In the following, a further algorithm for determining the (redundant) room code will be described with reference to FIGS. 10c and 10d.
Der genannte Algorithmus kann beispielsweise verwendet werden, um ausgehend von einem Gesamt-Modulationsalphabet M und ein neues Modulationsalphabet M' zu erhalten. In anderen Worten das im Folgenden beschriebene Verfahren zum Bestimmen eines neuen Modulationsalphabets M' kann beispielsweise anstelle des oben beschriebenen Verfahrens zur Bestimmung eines neuen Modulationsalphabets M' verwendet werden. Es werde hierbei davon ausgegangen, dass Mi, M2, ... ,MN> W Einzel-Modulationsalphabete beschreiben.For example, said algorithm may be used to obtain M and a new modulation alphabet M 'from a total modulation alphabet. In other words, the method described below for determining a new modulation alphabet M 'can be used, for example, instead of the method described above for determining a new modulation alphabet M'. It is assumed here that Mi, M 2 , ..., M N > W describe single modulation alphabets.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist ausgelegt, um sowohl in Verbindung mit einem leitungsgebundenen Kommunikationssys- tem beispielsweise gemäß den Fig. 1 und 2 als auch in Verbindung mit einem drahtlosen oder drahtgebundenen Kommunikationssystem gemäß den Figuren 6a, 6b, 7a, 7b, 8 eingesetzt zu werden. Die Einzel-Modulationsalphabete M1, M2, ... , MN/ können dabei beispielsweise identisch zu den Teil- Modulationsalphabeten bzw. Einzel-Modulationsalphabeten sein, wie sie anhand der Figuren 6a, 6b, 7a und 7b beschrieben wurden. In anderen Worten, die Einzel- Modulationsalphabete M1, M, ...., Mw können beispielsweise Mengen von möglichen Einzel-Modulationssymbolen umfassen, die über einen Kanal des KommunikationsSystems übertragbar sind. Zusammenfassend gilt: M1, M, ...., MN' sind die N' Einzel-Modulationsalphabete .The method according to the invention is designed to be used both in connection with a line-based communication system, for example according to FIGS. 1 and 2, and in conjunction with a wireless or wired communication system according to FIGS. 6a, 6b, 7a, 7b, 8. The single modulation alphabets M 1 , M 2 , ..., M N / can for example be identical to the sub-modulation alphabets or single-modulation alphabets, as described with reference to FIGS. 6a, 6b, 7a and 7b. In other words, the single modulation alphabets M 1 , M Σ , ...., Mw may, for example, comprise quantities of possible single modulation symbols that can be transmitted over a channel of the communication system. In summary, M 1 , M Σ , ..., M N 'are the N' single modulation alphabets.
Ferner sind Z1, Z, .-., ZM' M' Einzel- Quantisierungsalphabete. In anderen Worten, Z1, Z2, ..., ZM> beschreiben die möglichen Werte an den Ausgängen des Schwellwertentscheiders bzw. Quantisierers (vgl. Schwell- wertentscheider bzw. Quantisierer 150 gemäß Fig. 1; Ana- log/Digital-Wandler 640, 790 gemäß den Figuren 6a, 6b, 7a, 7b) .Further, Z 1 , Z Σ ,.., Z M 'M' are single quantization alphabets. In other words, Z 1 , Z 2 , ..., Z M > describe the possible values at the outputs of the threshold value decoder or quantizer (see threshold value decider or quantizer 150 according to FIG. Transducer 640, 790 according to Figures 6a, 6b, 7a, 7b).
Somit gilt für Ausgangswerte Z0, Zi, z2, Z3, z4 bzw. Zi, Z2, ... , zM bzw. Zi, Z2, ... , ZM' :Thus, for output values Z 0 , Zi, z 2 , Z 3 , z 4 and Zi, Z 2 ,..., Z M and Zi, Z 2 ,..., Z M ', respectively:
Zi e Z1, Z2 e Z2, ..., -Lw e ZM..Zi e Z 1 , Z 2 e Z 2 , ..., -Lw e Z M ..
Das heißt, zumindest eines der Einzel- Quantisierungsalphabete (bevorzugt aber jedes der Einzel- Quantisierungsalphabete) beschreibt die möglichen Werte an dem Ausgang des jeweiligen Quantisierers bzw. Schwellwertentscheiders 150_0, 150_l, 150_2, 150_3, 150_4; 440_l, 640_2, ..., 640_N; 790_l, 790_2, ..., 790_N.That is, at least one of the single quantization alphabets (but preferably each of the single quantization alphabets) describes the possible values at the output of the respective quantizer 150_0, 150_l, 150_2, 150_3, 150_4; 440_l, 640_2, ..., 640_N; 790_l, 790_2, ..., 790_N.
Ferner sei Z = Z\ x Z2 x • • • • x %w ein Ge- samt_Quantisierungsalphabet . In anderen Worten, es gilt:Further, let Z = Z \ x Z 2 x • • • • x% w be a total quantization alphabet. In other words, it holds:
z = [zλ,z2,....zM]<E Z.z = [z λ , z 2 , .... z M ] <E Z.
Im folgenden wird ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Bestimmung des redundanten Raumcodes Schritt für Schritt beschrieben. 1. Setze M = M1 x M2 x ... x MN>, wobei |M| > 2B.In the following, a method according to the invention for determining the redundant room code will be described step by step. 1. Set M = M 1 x M 2 x ... x M N >, where | M | > 2 B.
Das erfindungsgemäße Verfahren bzw. der erfindungsge- mäße Algorithmus zur Bestimmung des (redundanten) Raumcodes umfasst also in einem ersten Schritt ein Bestimmen eins Gesamt-Modulationsalphabets M. Zu diesem Zweck wird gesetzt:The method according to the invention or the algorithm according to the invention for determining the (redundant) room code thus comprises, in a first step, determining one total modulation alphabet M. For this purpose, the following is set:
M = N1 x M2 x .... x MN'.M = N 1 x M 2 x .... x M N '.
In anderen Worten, ein Gesamt-Modulationsalphabet M wird als ein Kreuzprodukt der N' -Einzel- Modulationsalphabete bestimmt.In other words, an overall modulation alphabet M is determined to be a cross product of the N 'single-modulation alphabets.
Dabei gilt für eine Mächtigkeit \M\ des Gesamt- Modulationsalphabets M:For a width \ M \ of the total modulation alphabet M,
|*4 > 2B.| * 4> 2 B.
2. Für alle z e Z: bestimme das i(z), für das gilt:2. For all z e Z: determine the i (z) for which:
Λ/3x(z)= arg mxeaΛ/x Pr[z|x]Λ / 3x (z) = arg mxeaΛ / x Pr [z | x]
In anderen Worten, es wird aus der Menge M1 also aus dem Gesamt-Modulationsalphabet, dasjenige Element i bestimmt, für das eine bedingte Wahrscheinlichkeit Pr|z|xJ, dass basierend auf der Kombination x von gesendeten Einzel-Modulationssignalen (oder basierend auf einer gesendeten Signalkombination) die Kombination z von empfangenen quantisierten Modulationssymbolen entsteht, maximiert ist.In other words, it is determined from the set M 1 from the total modulation alphabet, that element i for which a conditional probability Pr | z | xJ that based on the combination x of transmitted single modulation signals (or based on a transmitted combination of signals) the combination z of received quantized modulation symbols arises, is maximized.
Für diese Bestimmung wird bevorzugt für eine Mehrzahl von gesendeten Kombinationen x von Einzel- Modulationssymbolen (oder von beispielsweise binärenFor this determination, it is preferred for a plurality of transmitted combinations x of single modulation symbols (or of, for example, binary modulation symbols)
Sende-Signalen) die bedingte Wahrscheinlichkeit Prjzjx] für ein Auftreten der empfangenen quantisierten Kombination z von Modulationssymbolen bestimmt. Daraufhin wird bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel dasjenige gesendete Modulationssymbol x als der (der emp- fangenen Kombination von quantisierten Einzel- Modulationssymbolen z zugeordnete) Schätzwert i(z) bestimmt, für den die genannte bedingte Wahrscheinlichkeit im Hinblick auf die übrigen möglichen Modulationssymbole des Gesamt-Modulationsalphabets M einen ü- berdurchschnittlichen, bevorzugt aber einen maximalen Wert annimmt.Send signals) the conditional probability Prjzjx] for an occurrence of the received quantized combination z of modulation symbols. Then, in a preferred embodiment, the transmitted modulation symbol x is determined as the estimated value i (z) (associated with the received combination of quantized single modulation symbols z) for which said conditional probability with respect to the remaining possible modulation symbols of the overall modulation alphabet M assumes an above-average, but preferably a maximum value.
In anderen Worten, es wird somit ein Schätzwert i(z), bestimmt, der einem Schätzwert eines guten bzw. opti- malen Schätzers bzw. Entscheiders entspricht, der die Kombination von quantisierten empfangenen Einzel- Modulationssymbolen z empfängt. Der Schätzwert i(z) beschreibt damit zumindest näherungsweise (bzw. liefert eine Abschätzung) , welche Kombination von Einzel- Modulationssymbolen mit einer höchsten Wahrscheinlichkeit gesendet wurde, wenn empfängerseitig die Kombination z von empfangenen, quantisierten Modulationssymbolen vorliegt.In other words, an estimated value i (z), which corresponds to an estimate of a good or optimal estimator that receives the combination of quantized received single modulation symbols z, is thus determined. The estimated value i (z) thus describes, at least approximately, (or provides an estimate) which combination of single modulation symbols was sent with a highest probability if the receiver z is the combination of received, quantized modulation symbols.
In anderen Worten, gemäß einer Schätzungsvorschrift i(z) wird zumindest einer Mehrzahl von Kombinationen z von empfangenen quantisierten Einzel- Modulationssymbolen (oder Kombinationen von empfangenen quantisierten Signalkombinationen) , bevorzugt aber jeder Kombination z von empfangenen quantisierten Kombinationen von Einzel-Modulationssymbolen (aus dem Ge- samt-Quantisierungsalphabet Z) ein Schätzwert i für eine gesendete Kombination von Einzel- Modulationssymbolen zugeordnet, auf der die empfangene quantisierte Kombination von Einzel- Modulationssymbolen z basiert.In other words, according to an estimation rule i (z), at least a plurality of combinations z of received quantized single modulation symbols (or combinations of received quantized signal combinations), but preferably each combination z of received quantized combinations of single modulation symbols (from the Ge - velvet quantization alphabet Z) is assigned an estimated value i for a transmitted combination of individual modulation symbols on which the received quantized combination of individual modulation symbols z is based.
3. Für alle x e M bestimme folgende Menge:
Figure imgf000089_0001
3. For all xe M determine the following quantity:
Figure imgf000089_0001
In anderen Worten, es werden für eine Mehrzahl von Kombinationen x (bevorzugt für alle Kombinationen x aus M) von gesendeten Einzel-Modulationssymbolen zugehörige Mengen S(x) bestimmt, die einer zugehörigen gesendeten Kombination x von Einzel- Modulationssymbolen zugeordnet sind, und die all die- jenigen empfangenen quantisierten Kombinationen von Einzel-Modulationssymbolen z aus dem Gesamt- Quantisierungsalphabet Z umfassen, die gemäß der Schätzungsvorschrift auf eine andere als die gesendete Kombination x abgebildet werden.In other words, for a plurality of combinations x (preferably for all combinations x out of M) of transmitted single modulation symbols, associated quantities S (x) associated with an associated transmitted combination x of single modulation symbols and all include those received quantized combinations of single modulation symbols z from the total quantization alphabet Z, which are mapped to a different than the transmitted combination x according to the estimation rule.
4. Bestimme x' e M, für das gilt:4. Determine x 'e M, for which:
Af 3 Xf= arg mxeaΛ/x Y*Pr[z| x] zeS(x)Af 3 X f = arg mxeaΛ / x Y * Pr [z | x] zeS (x)
In anderen Worten, es wird eine gesendete Kombination x' von Einzel-Modulationssymbolen (aus der Grundmenge M) identifiziert, die mit einer überdurchschnittlichen, bevorzugt maximalen, Wahrscheinlichkeit (bezogen auf die anderen gesendeten Kombinationen x von Einzel- Modulationssymbolen aus der Menge M) zu einer empfangenen quantisierten Kombination z von Einzel- Modulationssymbolen führt, die gemäß der Schätzvorschrift (die unter 2. beschrieben ist) auf einen falschen Schätzwert i(z) abgebildet werden (wobei die Menge S(x) die zu der Kombination x gehörigen unkorrekt zugeordneten Kombinationen von empfangenen und quantisierten Einzel-Modulationssymbolen beschreibt) . Es wird im übrigen davon ausgegangen, dass ein Schätzwert MzfXgtsente)) falsch ist, wenn gilt: *(z(x g«endet))≠x ge«7!detIn anderen Worten, ein Schätzwert ist falsch, wenn die aus der empfangenen Kombination «empfangen von quantisierten Einzel-Modulationssymbolen geschätzte Kombination x\^mp/imgeπ) nicht mit der tatsächlich gesendeten Kombination ^gesendet von Einzel- Modulationssymbolen, auf der die empfangene Kombination «empfangen basiert, übereinstimmt.In other words, a transmitted combination x 'of single modulation symbols (from the base set M) identified with an above-average, preferably maximum, probability (relative to the other transmitted combinations x of single modulation symbols from the set M) is identified a resulting quantized combination z of single modulation symbols mapped to a false estimate i (z) according to the estimation rule (described in 2. above) (where the set S (x) is the incorrectly associated combinations associated with the combination x of received and quantized single modulation symbols). It is also assumed that an estimated value MzfX gtsent e) is false if: * ( z ( x g «ends )) ≠ x ge« 7! DetIn other words, an estimate is incorrect when the e from the received combination "mpf at g s of quantized individual modulation symbols estimated combination x \ ^ mp / imgeπ) does not match the actually transmitted combination ^ sent from single modulation symbols on the received combination" received at gene is consistent.
Zu diesem Zweck wird eine Summe der Einzel- Wahrscheinlichkeiten gebildet, die jeweils beschrei- ben, mit welcher Wahrscheinlichkeit eine betrachtete Kombination x± von gesendeten Einzel- Modulationssymbolen auf empfangene quantisierte Kombinationen z e S(x) abgebildet werden, die gemäß der unter 2. beschriebenen Vorschrift für eine Bestimmung eines Schätzwerts i(z(xr)) auf einen Schätzwert i abgebildet werden, so dass gilt i≠x,.For this purpose, a sum of the individual probabilities is formed, each of which describes the probability with which a considered combination x ± of transmitted single modulation symbols mapped to received quantized combinations ze S (x), which are described in accordance with Regulation for determining an estimated value i (z (x r )) are mapped to an estimated value i, so that i ≠ x ,.
In anderen Worten, aus den betrachteten Gesamt- Modulationsalphabet M (bzw. aus einem daraus abgelei- teten verkleinerten Modulationsalphabet M) wird diejenige Kombination x' von Einzel-Modulationssymbolen i- dentifiziert, die im Hinblick auf eine Ableitung eines korrekten Schätzwerts x(z(τ!)) eine maximale Unzuverlässigkeit (oder zumindest eine überdurchschnittlich hohe Unzuverlässigkeit) mit sich bringt.In other words, from the overall modulation alphabet M considered (or from a reduced modulation alphabet M derived therefrom), that combination x 'of individual modulation symbols is identified that is suitable for deriving a correct estimated value x (z ( τ!)) brings a maximum unreliability (or at least an above-average unreliability) with it.
In anderen Worten, es wird aus der Menge M das „schlechteste" Element x' identifiziert, also diejenige gesendete Kombination x' von Einzel- Modulationssymbolen, die bei einer empfangsseitigen Schätzung basierend auf einer empfangenen quantisierten Kombination z von Einzel-Modulationssymbolen eine minimale oder zumindest unterdurchschnittliche Zuverlässigkeit aufweist.In other words, from the set M, the "worst" element x 'is identified, ie the transmitted combination x' of single modulation symbols, which in a receive-side estimation based on a received quantized combination z of single modulation symbols has a minimum or at least below average reliability.
In anderen Worten, es wird die gesendete Kombination xr von Einzel-Modulationssymbolen identifiziert, die empfängerseitig mit einer geringsten (oder zumindest einer unterdurchschnittlichen) Zuverlässigkeit, bezogen auf die Elemente der Menge M, beispielsweise basierend auf den dadurch hervorgerufenen empfangenen quantisierten Kombination von Einzel- Modulationssymbolen, korrekt rekonstruiert werden kann.In other words, the transmitted combination x r of single modulation symbols is identified on the receiver side with a lowest (or at least a below-average) reliability, based on the elements of the set M, for example, based on the resulting resulting received quantized combination of single modulation symbols, can be correctly reconstructed.
5. M <— M\ {x1}, d.h. entferne x' aus M.5. M <- M \ {x 1 }, ie remove x 'from M.
In anderen Worten, die identifizierte „schlechteste" Kombination x' von Einzel-Modulationssymbolen wird aus dem Gesamt-Modulationssymbol M entfernt, um ein neues, verkleinertes Modulationsalphabet M zu erhalten.In other words, the identified "worst" combination x 'of single modulation symbols is removed from the overall modulation symbol M to obtain a new, reduced modulation alphabet M.
Das neue verkleinerte Modulationsalphabet M wird im übrigen bei einer möglichen Wiederholung der Schritte 2 bis 5 anstelle des Gesamt-Modulationsalphabets herangezogen. Somit wird das Modulationsalphabet M bei wiederholtem Durchlaufen der Schritte 2 bis 5 immer mehr verkleinert.Incidentally, the new scaled-down modulation alphabet M is used in a possible repetition of steps 2 to 5 instead of the overall modulation alphabet. Thus, the modulation alphabet M is reduced more and more as you repeat steps 2 through 5.
6. Solange \M\ > 2 , weiter bei 2.6. As long as \ M \> 2, continue at 2.
In anderen Worten, das Verfahren wird ab dem Schritt 2 („Für alle z e Z: bestimme das x(z), für das gilt:In other words, the method starts from step 2 ("For all z e Z: determine the x (z) for which:
...") widerholt, wobei für die Wiederholung anstelle des ursprünglichen Gesamt-Modulationsalphabets M das um die in dem fünften Schritt identifizierte unzuver- lässige Kombination x' von Einzel-Modulationssymbolen verkleinerte Modulationsalphabet verwendet wird.... "), where the repetition uses the modulation alphabet reduced by the unreliable combination x 'of single modulation symbols identified in the fifth step instead of the original total modulation alphabet M.
In dieser Weise wird das Modulationsalphabet M rekursiv so lange verkleinert, bis beispielsweise das Modu- lationsalphabet M eine Mächtigkeit von 2B oder weniger als 2B aufweist. Das Verfahren wird also beispielsweise rekursiv so oft wiederholt, bis die verkleinerte Menge M so viele Elemente umfasst, wie gleichzeitig über den Kanal übertragen werden.In this way, the modulation alphabet M is recursively reduced in size until, for example, the modulation alphabet M has a width of 2 B or less than 2 B. For example, the procedure is repeated recursively as often as required until the scaled down Quantity M includes as many elements as are transmitted simultaneously across the channel.
Somit wird ein verkleinertes Modulationsalphabet M, das aus dem ursprünglichen Gesamt-Modulationsalphabet M = Mi x M x .... x M1J' basiert, erhalten.Thus, a scaled-down modulation alphabet M, which is based on the original overall modulation alphabet M = Mi x M Σ x .... x M 1J ', is obtained.
Das verkleinerte Modulationsalphabet Mverkieinert wird daraufhin herangezogen, um die Abbildungsvorschrift der erfindungsgemäßen Vektorabbilder 140, 680, 780 einzustellen.The reduced modulation alphabet M ve rki e inert is then used to set the mapping rule of the vector images 140, 680, 780 according to the invention.
In anderen Worten, die Vektorabbilder 140, 680, 780 werden beispielsweise eingestellt, um die 2B Kombina- tionen von Informationsbits auf die 2B Elemente des verkleinerten Modulationsalphabets ^verkleinert abzubilden. Somit beschreibt das erfindungsgemäße Verfahren eine Methode, um zu bestimmen, welche der mehr als 2B möglichen Kombinationen von Einzelrαodulationssymbolen durch die Vektorabbilder 140, 680, 780 verwendet werden.In other words, the vector images 140, 680, 780 are set, for example, to downsize the 2 B combinations of information bits onto the 2 B elements of the reduced modulation alphabet ^. Thus, the method of the invention describes a method for determining which of the more than 2 B possible combinations of single modulation symbols are used by the vector images 140, 680, 780.
Im Übrigen kann das erfindungsgemäße Verfahren in verschiedener Weise abgewandelt werden. Beispielsweise können in dem vierten Schritt mehrere unzuverlässige Kombinationen von Einzelmodulationssymbolen Xi, Xz1 .... Xp bestimmt werden. In diesem Fall können die mehreren bestimmten unzuverlässigen Kombinationen von Einzel-Modulationssymbolen in dem fünften Schritt gemeinsam aus dem Gesamt- Modulationsalphabet M bzw. aus einem in einem vorherigen Durchlauf des Algorithmus erhaltenen verkleinerten Modulationsalphabet Mf erhalten werden.Incidentally, the method according to the invention can be modified in various ways. For example, in the fourth step, a plurality of unreliable combinations of single modulation symbols Xi, Xz 1 ... Xp may be determined. In this case, the plurality of particular unreliable combinations of single modulation symbols in the fifth step may be obtained in common from the overall modulation alphabet M or from a reduced modulation alphabet M f obtained in a previous pass of the algorithm.
Ferner können andere Abbruchbedingungen für das Verfahren verwendet werden. So kann beispielsweise die in dem viertenFurther, other termination conditions may be used for the method. For example, in the fourth
Schritt berechnete Wahrscheinlichkeit ^Pr[z|x] als einStep calculated probability ^ Pr [z | x] as a
K=S(X)K = S (X)
Abbruchkriterium herangezogen werden. Ist beispielsweise für alle x e Af die genannte Wahrscheinlichkeit kleiner oder gleich einem vorgegebenen Wahrscheinlichkeits- Schwellwert, so kann das Verfahren abgebrochen werden, und es kann davon ausgegangen werden, dass alle in dem verklei- nerten Modulationsalphabet M enthaltenen Kombinationen x von Einzel-Modulationssymbolen ausreichend zuverlässig sind bzw. empfängerseitig mit ausreichend hoher Zuverlässigkeit erkannt werden können.Abort criterion be used. For example For all xe Af said probability less than or equal to a predetermined probability threshold, the method can be aborted, and it can be assumed that all contained in the reduced modulation alphabet M combinations of single modulation symbols are sufficiently reliable or can be detected at the receiver side with sufficiently high reliability.
Fig. 10c zeigt im Übrigen ein Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Konfigurieren eines Signalco- dierers 110 zum Erzeugen von N' parallelen binären Signalen (Co, Ci, C2, C3, C4; Uo, Ui, u2, U3, U4) basierend auf B Informationsbits (bo, bi, b2, bß) . Es wird dabei davon ausgegan- gen, dass der Signalcodierer einen Vektorabbilder zum nichtlinearen Abbilden von möglichen Bitmustern der B Informationsbits auf 2B Signalkombinationen auf dem N' parallelen binären Signalen umfasst, wobei N' größer als B ist. Die gesendeten Signalkombinationen werden typischer- weise über einen Kanal zu einem Empfänger übertragen, so dass bei dem Empfänger empfangene, quantisierte Empfangs- Signalkombinationen entstehen.10c furthermore shows a flow diagram of a method according to the invention for configuring a signal coder 110 for generating N 'parallel binary signals (Co, Ci, C 2 , C 3 , C 4 , Uo, Ui, u 2 , U 3 , U 4 ) based on B information bits (bo, bi, b2, b β ). It is assumed that the signal encoder comprises a vector image for non-linear mapping of possible bit patterns of the B information bits to 2 B signal combinations on the N 'parallel binary signal, where N' is greater than B. The transmitted signal combinations are typically transmitted via a channel to a receiver, so that the receiver receives received, quantized receive signal combinations.
Das Verfahren 1080 gemäß der Fig. 10c umfasst in einem ersten Schritt 1082 ein Bestimmen einer unzuverlässigen Sende-Signal-Kombination der N' parallelen Signale aus einer Menge von möglichen Sende-Signalkombinationen, die mit einer überdurchschnittlich hohen Wahrscheinlichkeit (oder einer maximalen Wahrscheinlichkeit) (beispielsweise bezogen auf die anderen Sende-Signalkombinationen aus der Menge M) in einem falschen Schätzwert für die Signalkombination resultiert. In anderen Worten, es wird eine Sende- signalkombination x' bestimmt, die (beispielsweise bei Vorliegen von statistischen Signalstörungen bei der Über- tragung) mit einer bestimmten (typischerweise vergleichsweise hohen) Wahrscheinlichkeit zu einem falschen Schätzwert i, der bei einem Empfänger erzeugt wird, führt. In einem zweiten Schritt 1084 wird die in dem ersten Schritt 1082 bestimmte Sende-Signalkombination x aus der Menge M von möglichen Sende-Signalkombinationen entfernt, um eine verkleinere Menge M von möglichen Sende- Signalkombinationen zu erhalten.The method 1080 according to FIG. 10c comprises in a first step 1082 a determination of an unreliable transmission signal combination of the N 'parallel signals from a set of possible transmission signal combinations which have an above-average probability (or a maximum probability) ( for example, based on the other transmission signal combinations from the set M) results in a wrong estimate for the signal combination. In other words, a transmission signal combination x 'is determined which (for example in the presence of statistical signal interference during transmission) has a certain (typically comparatively high) probability of an incorrect estimated value i generated at a receiver, leads. In a second step 1084, the transmission signal combination x determined in the first step 1082 is removed from the set M of possible transmission signal combinations in order to obtain a smaller quantity M of possible transmission signal combinations.
Daraufhin werden der erste Schritt 1082 und der zweite Schritt 1084 ein oder mehrmals wiederholt, wobei die in dem zweiten Schritt 1084 des Entfernens erhaltene verkleinerte Menge M von möglichen Sende_Signalkombinationen als die bei dem Bestimmen verwendete Menge von möglichen Sende- Signalkombinationen verwendet wird. In anderen Worten, die Menge M wird bei der Wiederholung der Schritte 1082, 1084 schrittweise verkleinert.Thereafter, the first step 1082 and the second step 1084 are repeated one or more times using the reduced amount M of possible transmit_signal combinations obtained in the second step 1084 of removing as the set of possible transmit-signal combinations used in the determination. In other words, the amount M is gradually decreased in repeating the steps 1082, 1084.
Bei dem Verfahren 1080 handelt es sich somit bevorzugterweise um ein rekursives Verfahren. Ein Abbruch des Verfahrens 1080 erfolgt beispielsweise, wenn die verkleinerte Menge M ausreichend klein ist, beispielsweise die Mächtig- keit 2B oder eine geringere Mächtigkeit aufweist.The method 1080 is therefore preferably a recursive method. A termination of the method 1080 takes place, for example, if the reduced quantity M is sufficiently small, for example has the width 2 B or a lower thickness.
Fig. 10d zeigt ferner ein Flussdiagramm eines erfindungsge- mäßen Verfahrens zum Konfigurieren eines Signalcodierers zum Erzeugen einer Mehrzahl von Einzel-Modulationssymbolen Xi, X2, ... xN; Xi, X2f ••• XN' ) basierend auf B Informationsbits (ci, C2 '•-, cB'; ci, Cz, ...CB). ES wird davon ausgegangen, dass der Signalcodierer einen Vektor-Abbilder zum nichtlinearen Abbilden von möglichen Bitmustern der B Informationsbits auf 2B verschiedene Sende-Kombinationen bestehend aus zumindest zwei Einzel-Modulationssymbolen gemäß einer Abbildungsvorschrift umfasst. Es wird davon ausgegangen, dass die 2B verschiedenen Kombinationen eine echte Teilmenge eines Gesamt-Modulationsalphabets darstellen, wobei das Gesamt-Modulationsalphabet durch ein Kreuz- produkt von Mengen (beispielsweise Mengen Mi, M^, .... MN) von tatsächlich auftretenden Modulationswerten der zumindest zwei Einzel-Modulationssymbole gebildet ist. Es wird ferner davon ausgegangen, dass der Signalcodierer ausgelegt ist, um über einen Kanal die Kombinationen von Einzel- Modulationssymbolen zu einem Empfänger zu übertragen, so dass von dem Empfänger empfangene, quantisierte Empfangs- Kombinationen von Einzel-Modulationssymbolen entstehen.10d further shows a flow diagram of a method according to the invention for configuring a signal coder for generating a plurality of individual modulation symbols Xi, X 2 ,... X N; Xi, X 2 f ••• X N ') based on B information bits (ci, C2 ' • -, c B ', ci, Cz, ... C B ). It is assumed that the signal encoder comprises a vector imager for non-linear mapping of possible bit patterns of the B information bits to 2 B different transmit combinations consisting of at least two single modulation symbols according to a mapping rule. It is assumed that the 2 B different combinations represent a true subset of a total modulation alphabet, where the total modulation alphabet is represented by a cross product of sets (eg, M w, M 1,... M N ) of actually occurring ones Modulation values of the at least two individual modulation symbols is formed. It is further assumed that the signal encoder is designed is to transmit over a channel, the combinations of single modulation symbols to a receiver, so that received from the receiver, quantized receive combinations of single modulation symbols arise.
Das Verfahren 1090 gemäß der Fig. 10d umfasst in einem ersten Schritt 1092 ein Bestimmen zumindest einer unzuverlässigen Sendekombination x' von Einzel- Modulationssymbolen aus einer Menge M von möglichen Sendekombinationen von Einzel-Modulationssymbolen, die mit einer überdurchschnittlich hohen Wahrscheinlichkeit (oder einer maximalen Wahrscheinlichkeit im Bezug auf andere mögliche Sendekombinationen von Einzelmodulationssymbolen aus der Menge von möglichen Sendekombinationen) in einem falschen Schätzwert i für eine Kombination von gesendeten Einzel-Modulationssymbolen resultiert. Ein Schätzwert i gibt dabei beispielsweise eine Sendekombination an, die unter allen Sendekombinationen an wahrscheinlichsten zu einer bestimmten Empfangskombination führt.The method 1090 according to FIG. 10d comprises, in a first step 1092, determining at least one unreliable transmission combination x 'of individual modulation symbols from a set M of possible transmission combinations of single modulation symbols having an above-average probability (or a maximum probability in the With respect to other possible transmission combinations of single modulation symbols from the set of possible transmission combinations) in a false estimate i for a combination of transmitted single modulation symbols. An estimated value i indicates, for example, a transmission combination which, among all transmission combinations, leads most likely to a specific reception combination.
Das Verfahren 1090 umfasst ferner in einem zweiten Schritt 1094 ein Entfernen der in dem ersten Schritt 1092 bestimmten Sendekombination x' von Einzel-Modulationssymbolen aus der Menge M von möglichen Sendekombinationen von Einzel- Modulationssymbolen, um eine verkleinerte Menge M von möglichen Sendekombinationen von Einzel-Modulationssymbolen zu erhalten.The method 1090 further comprises, in a second step 1094, removing the transmit combination x 'determined in the first step 1092 from single modulation symbols of the set M of possible transmit combinations of single modulation symbols by a reduced set M of possible transmit combinations of single modulation symbols to obtain.
Das Verfahren 1090 umfasst ferner ein einmaliges oder mehrmaliges Wiederholen der Schritte 1092, 1094 des Bestimmens und Entfernens. Dabei wird die in dem Schritt 1094 des Entfernens erhaltene verkleinerte Menge M von möglichen Sendekombinationen von Einzel-Modulationssymbolen bei dem Wiederholen des ersten Schrittes 1092 des Bestimmens als neue Menge von möglichen Sendekombinationen von Einzel- Modulationssymbolen verwendet. In anderen Worten, im Rahmen der Ausführung des Verfahrens 1090 wird die Menge M schrittweise verkleinert. Dabei wird anfangs die Menge M das Gesamt-Modulationsalphabet verwendet, aus der dann in dem Schritt 1094 zumindest eine (mög- licherweise aber auch mehrere) unzuverlässige Sendekombination x' von Einzel-Modulationssymbolen entfernt wird, um eine verkleinerte Menge M zu erhalten. Bei einer darauffolgenden erneuten Ausführung des Schritts 1092 wird die verkleinerte Menge M verwendet.The method 1090 further comprises repeating steps 1092, 1094 of determining and removing once or more than once. Here, the reduced quantity M of possible transmission combinations of single modulation symbols obtained in the step 1094 of removing is used in repeating the first step 1092 of determining as a new set of possible transmission combinations of single modulation symbols. In other words, within the scope of the method 1090, the amount M is reduced stepwise. Initially, the set M uses the total modulation alphabet, from which at least one (possibly also several) unreliable transmit combination x 'of single modulation symbols is then removed in step 1094 in order to obtain a reduced set M. In a subsequent re-execution of step 1092, the reduced amount M is used.
Es sei im Übrigen darauf hingewiesen, dass die erfindungsgemäßen Verfahren sowohl zur Einstellung der AbbildüngsVorschrift der in den erfindungsgemäßen Signalcodierern verwendenden Vektorabbilder als auch zur Einstellung der Abbildungsvorschrift der in den erfindungsgemäßen Signalde- codierern verwendeten Vektorabbilder verwendet werden kann.It should be noted, moreover, that the methods according to the invention can be used both for setting the imaging specification of the vector images used in the signal encoders according to the invention and for adjusting the mapping rule of the vector images used in the signal decoder according to the invention.
Es sei im Übrigen darauf hingewiesen, dass x (^) beispielsweise eine Sendekombination bezeichnet, die unter allen möglichen Senekombinationen mit einer höchsten Wahrscheinlichkeit zu der empfangenen quantisierten Kombination z von Einzel-Modulationssymbolen führt. Die Menge S(x) beschreibt beispielsweise eine Menge von empfangenen, quantisierten Kombinationen von Einzel-Modulationssymbolen, die durch eine Schätzung, also durch Bildung eines Schätzwerts i(z), auf einen Schätzwert * abgebildet werden, der sich von dem Wert der Sendekombination x unterscheidet.It should be noted, by the way, that x (^) denotes, for example, a transmission combination which, with all possible possible combinations of sans, results with the highest probability in the received quantized combination z of single modulation symbols. The set S (x) describes, for example, a set of received, quantized combinations of individual modulation symbols, which are mapped by an estimate, that is to say by forming an estimated value i (z), to an estimated value * which differs from the value of the transmission combination x different.
Es im Übrigen darauf hingewiesen, dass an die Stelle der Kombinationen von Einzel-Modulationssymbolen jeweils auch (beispielsweise binäre) Signalkombinationen treten können, wenn beispielsweise ein drahtgebundenes Übertragungssystem gemäß den Fig. 1 oder 2 verwendet wird.It should also be noted that in place of the combinations of single modulation symbols, in each case (for example, binary) signal combinations can occur if, for example, a wired transmission system according to FIGS. 1 or 2 is used.
Fig. 7 zeigt ferner ein Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Konfigurieren eines Signaldecodierers zum Erzeugen von B Informationsbits aus N' parallelen binären Signalen. Das Verfahren kann beispielsweise in Verbindung mit einem Signaldekodierer 120 ausgeführt werden, wie dieser anhand der Fig. 1 bis 5 beschrieben wurde. Es wird also davon ausgegangen, dass der Signaldekodierer 120 einen Vektorabbilder 152 zum nichtlinearen Abbilden von Signalkombinationen der N' parallelen binären Signale (zo, Zi, τ.2, Z3, z4) auf Kombinationen von B-Informationsbits7 also shows a flow diagram of a method according to the invention for configuring a signal decoder to generate B information bits from N 'parallel binary signals. The method can be used, for example, in Connected to a signal decoder 120, as has been described with reference to FIGS. 1 to 5. Thus, it is assumed that the signal decoder 120 includes a vector mapper 152 for non-linear mapping of signal combinations of the N 'parallel binary signals (zo, Zi, τ 2 , Z 3 , z 4 ) to combinations of B information bits
( b0,0^b29O3 ) umfast, wobei gilt: N' > B. Es wird ferner davon ausgegangen, dass der Vektorabbilder 152 so ausgelegt ist, dass unterschiedliche der Signalkombinationen der N' paral- lelen binären Signale (zo, Zi, Z2, Z3, Z4) auf gleiche Kombinationen der B Informationsbits abgebildet werden, so dass eine von dem Vektorabbilder pro Zeiteinheit insgesamt ausgegebene Datenmenge kleiner ist als eine pro Zeiteinheit in den Vektorabbilder über die N' parallelen binären Signa- Ie eingegebene Datenmenge. Das Verfahren gemäß der Fig. 11 ist in seiner Gesamtheit mit 1100 bezeichnet. Das Verfahren 1100 umfasst in einem ersten Schritt 1110 ein Senden von 2B-unterschiedlichen Signalkombinationen an den Signaldekodierer. Das Verfahren umfasst ferner in einem zweiten Schritt 1120 ein Analysieren der sich am Eingang des Signaldecodierers ergebenden Empfangssignale (yo, yi, y2/ y3f y<ι) 1 um ein Analyseergebnis zu erhalten. Das Verfahren 1100 umfasst ferner in einem dritten Schritt 1130 ein Einstellen der Abbildungsvorschrift abhängig von dem Analy- seergebnis.(b 0 , 0 ^ b 29 O 3 ), where: N '> B. It is further assumed that the vector image 152 is designed such that different of the signal combinations of the N' parallel binary signals (zo, Zi, Z 2 , Z 3 , Z 4 ) are mapped to equal combinations of the B information bits so that a total amount of data output from the vector image per unit time is less than one input per unit time in the vector images over the N 'parallel binary signals amount of data. The method according to FIG. 11 is denoted in its entirety by 1100. The method 1100 includes, in a first step 1110, sending 2 B different signal combinations to the signal decoder. The method further comprises, in a second step 1120, analyzing the receive signals (yo, yi, y2 / y 3f y < 1 ) 1 that result at the input of the signal decoder in order to obtain an analysis result. The method 1100 further comprises, in a third step 1130, setting the mapping rule depending on the result of the analysis.
Fig. IIB zeigt ein Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Konfigurieren eines Signaldecodierers zum Erzeugen von B Informationsbits basierend auf einer Mehr- zahl von Einzel-Modulationssymbolen. Das Verfahren gemäß der Fig. IIB kann beispielsweise mit einem Signaldekodierer 820 gemäß der Fig. 8 eingesetzt werden. Es wird hierbei davon ausgegangen, dass der Signaldekodierer 820 einen Vektorabbilder 890 zum nichtlinearen Abbilden von Kombina- tionen bestehend aus zumindest zwei Einzel- Modulationssymbolen auf Kombinationen von B Bits (ci, C2, ..., cB) gemäß einer Abbildungsvorschrift umfasst. Es wird ferner angenommen, dass der Vektorabbilder 890 so ausgelegt ist, dass unterschiedliche der Kombinationen der Einzel- Modulationssymbole (zi, Z2, ..., zN) auf gleiche Kombinationen der B Informationsbits abgebildet werden, und dass der Signaldekodierer ausgelegt ist, um intern Kombinationen der Einzel-Modulationssymbole aus einem Gesamtmodulationsalpha- bet zu unterscheiden, wobei das Gesamt-Modulationsalphabet mehr als 2B verschiedene Kombinationen von Einzel- Modulationssymbolen (zi, Zz, ...., zN) umfasst.FIG. IIB shows a flow diagram of a method according to the invention for configuring a signal decoder to generate B information bits based on a plurality of single modulation symbols. The method according to FIG. IIB can be used for example with a signal decoder 820 according to FIG. 8. It is hereby assumed that the signal decoder 820 comprises a vector mapper 890 for non-linear mapping of combinations consisting of at least two single modulation symbols to combinations of B bits (ci, C 2 ,..., C B ) according to a mapping rule. It will Furthermore, it is assumed that the vector mapper 890 is designed such that different ones of the combinations of the single modulation symbols (zi, Z 2 , ..., z N ) are mapped to equal combinations of the B information bits and that the signal decoder is designed to be internally Combinations of the single modulation symbols to be distinguished from a Gesamtmodulationsapha- bet, wherein the total modulation alphabet comprises more than 2 B different combinations of single modulation symbols (zi, Zz, ...., z N ).
Das Verfahren gemäß der Fig. IIB ist in seiner Gesamtheit mit 1150 bezeichnet. Das Verfahren umfasst in seinem ersten Schritt 1160 ein Senden von 2B unterschiedlichen Kombinationen von Einzelmodulationssymbolen Xi ,X2,...., Xu an dem Signaldekodierer. Das Verfahren 1150 umfasst in einem zweiten Schritt 1170 ein Analysieren der sich an einem Eingang des Signaldecodierers 820 ergebenden Empfangssignale, um ein Analyseergebnis zu erhalten. Das Verfahren 1150 umfasst ferner in einem dritten Schritt 1180 zum Einstellen der Abbildungsvorschrift abhängig von dem Analyseergebnis.The process according to FIG. IIB is designated 1150 in its entirety. The method comprises, in its first step 1160, transmitting 2 B different combinations of single modulation symbols Xi, X 2 , ...., Xu to the signal decoder. The method 1150 includes, in a second step 1170, analyzing the receive signals resulting at an input of the signal decoder 820 to obtain an analysis result. The method 1150 further comprises in a third step 1180 for setting the mapping rule depending on the analysis result.
Es sei im Übrigen darauf hingewiesen, dass die Verfahren 1000, 1150, 1100, 1150 um all diejenigen Schritte und Merkmale erweitert bzw. ergänzt werden können, die im Rahmen der erfindungsgemäßen Vorrichtungen im Hinblick auf eine Einstellung der Abbildungsvorschrift bzw. im Hinblick auf eine Auswahl des Modulationsalphabetes erläutert wurden.It should be noted, moreover, that the methods 1000, 1150, 1100, 1150 can be supplemented or supplemented by all those steps and features which, in the context of the devices according to the invention, with regard to a setting of the mapping rule or with regard to a selection of the modulation alphabet.
Die erfindungsgemäßen Vorrichtungen und die erfindungsgemäßen Verfahren können in Hardware oder in Software implementiert werden. Die Implementation kann auf einem digitalen Speichermedium, beispielsweise einer Diskette, einer CD, einer DVD, einem ROM, einem PROM, eine, EPROM, einem EEPROM oder einem FLASH-Speicher mit elektronisch auslesbaren Steuersignalen erfolgen, die so mit einem programmierbaren Computersystem zusammenwirken können, dass das entsprechende Verfahren ausgeführt wird. Allgemein besteht die vorlie- gende Erfindung somit auch in einem Computer-Programm- Produkt mit auf einem maschinenlesbaren Träger gespeicherten Programmcode zur Durchführung eines oder mehrerer der erfindungsgemäßen Verfahren, wenn das Computerprogramm- Produkt auf einem Rechner abläuft. In anderen Worten ausgedrückt kann die Erfindung somit als ein Computer-Programm mit einem Programmcode zur Durchführung zumindest eines der Verfahren realisiert werden, wenn das Computer-Programm auf einem Computer abläuft.The devices according to the invention and the methods according to the invention can be implemented in hardware or in software. The implementation may be on a digital storage medium, such as a floppy disk, a CD, a DVD, a ROM, a PROM, an EPROM, an EEPROM, or a FLASH memory with electronically readable control signals that may interact with a programmable computer system. that the corresponding procedure is carried out. In general, the present The invention thus also in a computer program product with program code stored on a machine-readable carrier for carrying out one or more of the inventive methods when the computer program product runs on a computer. In other words, the invention can thus be realized as a computer program with a program code for performing at least one of the methods when the computer program runs on a computer.
Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung noch einmal kurz zusammengefasst . Mit Hilfe der vorliegenden Erfindung wird eine zuverlässige digitale Kommunikation über Mehrkanalsysteme mit grober Empfangssignalquantisierung (Ana- log/Digital-Wandlung) ermöglicht. Mehrkanalsysteme sind in der Praxis häufig vorzufinden, wie beispielsweise bei einem leitungsgeführten Kommunikationssystem, welches mehrere Leitungen in einem Kabel gleichzeitig benutzt, oder bei einem Funkübertragungssystem, bei welchem mehrere Antennen, sowohl beim Sender als auch beim Empfänger gleichzeitig eingesetzt werden.The present invention will be summarized briefly below. With the aid of the present invention, reliable digital communication via multi-channel systems with coarse received signal quantization (analog / digital conversion) is made possible. Multi-channel systems are common in practice, such as in a wireline communication system which uses multiple lines in a cable simultaneously, or in a radio transmission system in which multiple antennas are used simultaneously at both the transmitter and the receiver.
Eine Kommunikation über einen Mehrkanalssystem mit grober Analog-Digital-Wandlung beim Empfänger ist nach derzeitigem Stand der Technik nicht möglich und wird durch die beschriebene Erfindung erst möglich gemacht. Dies liegt darin begründet, dass einschlägige Verfahren der digitalen Kommunikationstechnik von einer hochauflösenden Analog/Digital- Wandlung bei Empfänger abhängig sind. Die Auflösung von technischen Analog/Digital-Wandlern (A/D-Wandlern) ist jedoch begrenzt. Vor allem A/D-Wandler mit sehr hoher Geschwindigkeit stehen nur mit relativ geringer Auflösung zur Verfügung. Gerade bei Mehrkanalsystemen kann es daher vorkommen, dass ein hoch auflösender A/D-Wandler für die geforderte Übertragungsrate nicht verfügbar ist.A communication via a multi-channel system with coarse analog-to-digital conversion at the receiver is not possible according to the current state of the art and is made possible by the invention described first. This is because relevant methods of digital communication technology depend on high-resolution analog-to-digital conversion at the receiver. However, the resolution of analog-to-digital (A / D) converters is limited. Above all, very high-speed A / D converters are only available with relatively low resolution. Especially with multi-channel systems, it may therefore happen that a high-resolution A / D converter for the required transmission rate is not available.
Durch die hier beschriebene Erfindung wird es ermöglicht, auf hochauflösende A/D-Wandler zu verzichten. Es ist sogar möglich, mit der gröbst-möglichen Auflösung von nur einem Bit eine erfolgreiche Kommunikation aufzusetzen. In der vorliegenden Beschreibung wurde neben einer Skizierung des technischen Umfelds sowohl die technische Aufgabe als auch deren Lösung durch die Erfindung beschrieben.The invention described here makes it possible to dispense with high-resolution A / D converter. It is even possible to establish a successful communication with the largest possible resolution of only one bit. In the present description, in addition to a sketch of the technical environment, both the technical problem and its solution have been described by the invention.
Zusammenfassend lässt sich somit festhalten, dass die vorliegende Erfindung wesentliche Systemkomponenten (beispielsweise einen Signalkodierer und einen Signaldekodie- rer) schafft, die eine zuverlässige Kommunikation über einen drahtgebundenen oder drahtlosen Kanal, auch bei Vorliegen einer empfangsseitigen groben Quantisierung ermöglicht. Die vorliegende Erfindung stellt somit eine Lösung für die technische Aufgabe dar, trotz des Fehlens genügend hoch auflösender A/D-Wandler einschlägige Verfahren der Signalverarbeitung und Kanalcodierung zu einer erfolgreichen Kommunikation einzusetzen. In anderen Worten, die vorliegende Erfindung löst die technische Aufgabe, einschlägige Verfahren der Kanalcodierung und Signalverar- beitung, die herkömmlicherweise eine hochauflösende A/D- Wandlung benötigen, auch mit grober A/D-Wandlung einsatzfähig zu machen. In summary, it can thus be stated that the present invention provides essential system components (for example a signal coder and a signal decoder) which enable reliable communication via a wired or wireless channel, even in the presence of a receive-side coarse quantization. The present invention thus provides a solution to the technical problem of employing appropriate signal processing and channel coding techniques for successful communication, despite the lack of high-resolution A / D converters. In other words, the present invention solves the technical problem of making relevant methods of channel coding and signal processing, which conventionally require high-resolution A / D conversion, also usable with coarse A / D conversion.
Literaturverzeichnisbibliography
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McGraw-Hill, ISBN 0-07-113814-5, 1995.McGraw-Hill, ISBN 0-07-113814-5, 1995.
[2] I. E. Telatar, "Capacity of multi-antenna gaussian Channels", European Transactions on Telecommunications, 10(6): 585 - 596, November 1999.[2] I.E. Telatar, "Capacity of Multi-antenna Gaussian Channels," European Transactions on Telecommunications, 10 (6): 585-596, November 1999.
[3] M. Joham, W. Utschick, and J.A. Nossek. "Linear trans- mit processing in MIMO Communications Systems", IEEE Transactions on Signal Processing, 53(8): 2.700 2.712, August 2005.[3] M. Joham, W. Utschick, and J.A. Nossek. "Linear trans-processing in MIMO Communications Systems", IEEE Transactions on Signal Processing, 53 (8): 2,700 2,712, August 2005.
[4] R. K. Y. Jiang and A. C. Singer, "On the separability of demodulation and decoding for Communications over multiple-antenna block-fading Channels", IEEE Transactions on Information Theory, 49(10): 2.709 - 2.712, Oktober 2003. [4] R.K. Y. Jiang and A.C. Singer, "On the separability of demodulation and decoding for multiple-antenna block-fading channel communications," IEEE Transactions on Information Theory, 49 (10): 2,709-2,712, October 2003.

Claims

Patentansprüche claims
1. Signalkodierer (110) zum Erzeugen von N' parallelen binären Signalen (Co, Ci, C2, C3, C4; Uo, Ui, U2, U3,A signal encoder (110) for generating N 'parallel binary signals (Co, Ci, C2, C 3 , C 4 , Uo, Ui, U 2 , U 3 ,
U4) basierend auf B Informationsbits (bo, bi, b2, b3) , mit folgenden Merkmalen:U 4 ) based on B information bits (bo, bi, b 2 , b 3 ), having the following features:
einem Vektorabbilder (140) zum nicht-linearen Abbil- den von möglichen Bitmustern der B Informationsbits auf 2B-Signalkombinationen auf den N' parallelen binären Signalen,a vector image (140) for non-linear mapping of possible bit patterns of the B information bits to 2 B signal combinations on the N 'parallel binary signals,
wobei N' größer B.where N 'is greater B.
2. Signalkodierer (110) gemäß Anspruch 1, wobei die 2B Signalkombinationen aus dem 2N' insgesamt möglichen Signalkombinationen auf den N' parallelen Signalen (Co, Ci, Cz, C3, C4; Uo, Ui, U2, u3, U4) so ausgewählt sind, dass die 2B verschiedenen Signalkombinationen nach einer Übertragung der 2B verschiedenen Signal- kombinationen über einen Kanal (130) , bei der ein (J- bersprechen zwischen den parallelen Signalen (130_0, 130_l, 130_2, 130_3, 130_4) auftritt, zu Empfangssig- nalen führen, aus denen die Informationsbits (bo, bi, b2, b3) unter Anwendung von Schwellwertentscheidungen (150_0, 150_l, 150_2, 150_3, 150_4) rekonstruierbar sind.2. The signal encoder (110) according to claim 1, wherein the 2 B signal combinations of the 2 N ' total possible signal combinations on the N' parallel signals (Co, Ci, Cz, C 3 , C 4 , Uo, Ui, U 2 , u 3 , U 4 ) are selected so that the 2 B different signal combinations after a transmission of the 2 B different signal combinations via a channel (130), in which a (J- brechen between the parallel signals (130_0, 130_l, 130_2, 130_3, 130_4), leading to received signals from which the information bits (bo, bi, b 2 , b 3 ) can be reconstructed using threshold value decisions (150_0, 150_l, 150_2, 150_3, 150_4).
3. Signalkodierer (110) gemäß Anspruch 1 oder 2, bei dem der Vektorabbilder (140) so ausgelegt ist, dass ein Signalwert zumindest eines der parallelen binären Signale (Co, Ci, C2, C3, C4; u0, Ui, U2, U3, u4) von zumindest zwei der insgesamt B Informationsbits (bo, bi, b2, b3) abhängt.A signal encoder (110) according to claim 1 or 2, wherein the vector mapper (140) is arranged so that a signal value of at least one of the parallel binary signals (Co, Ci, C2, C 3 , C 4 ; u 0 , Ui, U2, U 3, U 4) (of at least two of the B information bits bo, bi, b 2, b 3) depends.
4. Signalkodierer (110) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei B größer oder gleich 2 und N' = B+l. The signal encoder (110) according to any one of claims 1 to 3, wherein B is greater than or equal to 2 and N '= B + 1.
5. Signalkodierer (110) gemäß einem der Ansprüche 1 bis5. Signal encoder (110) according to one of claims 1 to
4, wobei B größer oder gleich 2 und B+l ≤ N' ≤ 28"1.4, where B is greater than or equal to 2 and B + 1 ≦ N '≦ 2 8 "1 .
6. Signalkodierer (110) gemäß einem der Ansprüche 1 bis6. Signal encoder (110) according to one of claims 1 to
5, bei dem Vektorabbilder (140) eine Nachschlagetabelle aufweist, gemäß der den möglichen Bitmustern der B Informationsbits (b0, bi, b2, b3) Signalkombina- tionen auf den N' parallelen binären Signalen (Co, Ci, C2, C3, C4; uo, Ui, U2, U3, U4) zugeordnet sind.5, in which vector images (140) have a look-up table, according to which possible bit patterns of the B information bits (b 0 , bi, b 2 , b 3 ) signal combinations on the N 'parallel binary signals (Co, Ci, C 2 , C 3 , C 4 , uo, Ui, U 2 , U 3 , U4) are assigned.
7. Signalkodierer (110) gemäß Anspruch 6, bei dem die Nachschlagetabelle fest verdrahtet oder genau einmal programmierbar ist.A signal encoder (110) according to claim 6, wherein the look-up table is hardwired or is programmable just once.
8. Signalkodierer (110) gemäß einem der Ansprüche 1 bis8. Signal encoder (110) according to one of claims 1 to
6, bei dem Vektorabbilder (140) eine Speicherschaltung (450) umfasst, wobei die Speicherschaltung ausgelegt ist, um die B Informationsbits (bo, bi, b2, b3) als eine Adressinformation zur Auswahl eines Speicherfeldes parallel zu empfangen, und um die in dem ausgewählten Speicherfeld gespeicherte Information als Signalkombination auf den N' parallelen binären Signalen (Co, Ci, C2, C3, C4) auszugeben.6, wherein the vector imager (140) comprises a memory circuit (450), the memory circuit being adapted to receive the B information bits (bo, bi, b2, b 3 ) in parallel as address information for selecting a memory field, and the in the information stored in the selected memory field as a signal combination on the N 'parallel binary signals (Co, Ci, C 2 , C 3 , C 4 ).
9. Signalkodierer (110) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei B gleich 4 und N' = 5, und wobei die 24 Signalkombinationen auf den fünf parallelen binären Signalen Co, Ci, C2, C3, C4 folgende Signalkombinationen [co/ Ci, C2/ C3, C4] umfassen:9. Signal coder (110) according to one of claims 1 to 8, wherein B equals 4 and N '= 5, and wherein the 2 4 signal combinations on the five parallel binary signals Co, Ci, C 2 , C 3 , C 4 following signal combinations [Co / Ci, C 2 / C 3, C4] include:
[00000], [00001], [00010], [00100], [01000], [10000], [00011], [00101], [01001], [10001], [00110], [01010], [01100], [10010], [00111], [OHlO].[00000], [00001], [00010], [00100], [01000], [10000], [00011], [00101], [01001], [10001], [00110], [01010], [01100 ], [10010], [00111], [OH10].
10. Signalkodierer (664; 764; 810) zum Erzeugen einer Mehrzahl von Einzel-Modulationssymbolen (X1, χ2, ..., xN; XI, X2, ..-, XN1) basierend auf B Informations- Bits (ci, C2, ...., cB'; CI, C2, ..., C8), mit folgenden Merkmalen:A signal coder (664; 764; 810) for generating a plurality of single modulation symbols (X 1 , χ 2 , ..., x N ; X I , X 2 , ..-, XN 1 ) based on B information signals. Bits (ci, C 2 , ...., c B ', C I , C 2 , ..., C 8 ), having the following characteristics:
einem Vektorabbilder (680; 780; 840) zum nicht- linearen Abbilden von möglichen Bitmustern der B Informationsbits auf 2B verschiedene Kombinationen bestehend aus zumindest zwei Einzel- Modulationssymbolen, wobei die 2B verschiedenen Kombinationen eine echte Teilmenge eines Gesamtmodulati- onsalphabets (M) darstellen, wobei das Gesamtmodu- lationsalphabet (M) durch ein Kreuzprodukt von Mengen (Mi,M2,... ,ΛfN) von tatsächlich auftretenden Modulationswerten der zumindest zwei Einzel- Modulationssymbole gebildet ist.a vector mapper (680; 780; 840) for non-linear mapping of possible bit patterns of the B information bits to 2 B different combinations consisting of at least two single modulation symbols, the 2 B different combinations representing a true subset of a total modulating alphabet (M) , where the total modulation alphabet (M) is formed by a cross-product of sets (Mi, M 2 ,..., Λf N ) of actually occurring modulation values of the at least two individual modulation symbols.
11. Signalkodierer (664; 764; 810) gemäß Anspruch 10, bei dem die 2B verschiedenen Kombinationen so aus dem Gesamt-Modulationsalphabet (M) ausgewählt sind, dass die 2B verschiedenen Kombinationen nach einer Über- tragung über einen Kanal (630; 784; 850, 830, 870), bei der eine Beeinflussung zwischen dem Einzelmodulationssymbolen (Xi ,X2,...., XtJ; Xl ,X2,.---, XN' ) ®^~ folgt, zu Empfangssignalen (yi, y2, ..., yM,* Zi, Z2, ..., zM; yi, y2, ..., yM-; zx, z2, ...., zM',- yx, y2, ♦••, yN; Zi, Z2, ♦•., ZN), führt, aus denen die Informationsbits (Ci, c2, ..., cB ; Ci, C2, ...., cB' ) unter Verwendung einer Schwellwert-Entscheidung (640; 790) rekonstruierbar sind.11. signal encoder (664; 764; 810) according to claim 10, wherein the B 2 various combinations so from the overall modulation alphabet (M) are selected such that the B 2 various combinations of transmission by an over- (through a passage 630; 784, 850, 830, 870), in which an influence between the individual modulation symbols (Xi, X2,..., XtJ; Xl, X2,..., XN ' ) follows, to receive signals (yi, y 2 , ..., y M , * Zi, Z 2 , ..., z M ; yi, y 2 , ..., y M-; z x , z 2 , ...., z M ' , - y x , y 2 , ♦ ••, yN, Zi, Z2, ♦ •., ZN), from which the information bits (Ci, c 2 ,..., c B ; C i, C 2 ,. .., c B ' ) are reconstructable using a threshold decision (640; 790).
12. Signalkodierer (664; 764; 810) gemäß den Ansprüchen 10 oder 11, wobei der Signalkodierer ausgelegt ist, um die Kombination von Einzel-Modulationssymbolen (xi, x2, ..., xN; XI, x2, ...., XN>) für eine gleichzeitige Ansteuerung von mehreren Kanälen eines Modu- lators (850) bereitzustellen, wobei die Einzel- Modulationssymbole komplexwertige Modulationswerte umfassen. A signal encoder (664; 764; 810) according to claims 10 or 11, wherein the signal encoder is arranged to provide the combination of single modulation symbols (xi, x 2 , ..., x N ; X I , x 2 ,. ..., XN>) for a simultaneous control of a plurality of channels of a modulator (850), wherein the single modulation symbols comprise complex-valued modulation values.
13. Signalkodierer (664; 764; 810) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, bei dem der Vektor-Abbilder (680; 870; 840) eine Nachschlagetabelle aufweist, die eine Zuordnung der möglichen Bitmuster der B Informationsbits (C1, Cz, ..., cB',' C1, C2, •-., cB) ZU Kombinationen bestehend aus zumindest Einzel- Modulationssymbolen (Xi, X2, ..., XN; Xl, X2/ •••< XN') beschreibt, wobei eine Kombination von V Einzel- Modulationssymbolen V reellwertige oder komplexwerti- ge Modulationswerte umfasst.A signal encoder (664; 764; 810) according to any one of claims 1 to 12, wherein the vector imager (680; 870; 840) comprises a look-up table indicating an assignment of the possible bit patterns of the B information bits (C 1 , Cz, ..., c B ' ,' C 1 , C 2 , • -., c B ) Combinations consisting of at least single modulation symbols (Xi, X2, ..., XN; Xl, X2 / ••• < XN ' ), where a combination of V single-modulation symbols V comprises real-valued or complex-valued modulation values.
14. Signalkodierer (664, 764; 810) gemäß einem der An- Sprüche 10 bis 13, bei dem der Vektorabbilder (680;14. A signal encoder (664, 764; 810) according to any one of the claims 10 to 13, wherein the vector image (680;
780; 840) eine Speicheranordnung umfasst, wobei die Speicheranordnung ausgelegt ist, um die B Informationsbits (Ci, C2, ...., cB' ; Ci, C2, ...., cB) als eine Adressinformation zur Auswahl eines Speicherfeldes parallel zu empfangen, und um die in dem ausgewählten Speicherfeld gespeicherte Information, die zumindest zwei komplexwertige Einzel-Modulationssymbole (xi, X2, •-., XN; XI, X2/ •••/ XN' ) beschreibt, parallel als die Kombination von Einzel-Modulationssymbolen aus- zugeben.780; 840) comprises a memory array, the memory array being arranged to parallel the B information bits (Ci, C2, ..., c B ' , Ci, C2, ..., c B ) as address information for selecting a memory array and the information stored in the selected memory field describing at least two complex-valued single modulation symbols (xi, x2, xi, xn, xi, x2, x, x, n) in parallel as the combination of single Output modulation symbols.
15. Signalkodierer (664; 764; 810) gemäß einem der Ansprüche 10 bis 14, bei dem der Vektorabbilder (680, 780; 840) so ausgelegt ist, dass ein Einzel- Modulationswert, der für 2B verschiedene Kombinationen von Informationsbits (ci, C2, ..., cB' ; Ci, C2, ..., CB) insgesamt W verschiedene Werte annimmt, von X Informationsbits abhängig ist, wobei gilt:A signal encoder (664; 764; 810) according to any one of claims 10 to 14, wherein the vector mapper (680, 780; 840) is adapted to provide a single modulation value, the 2 B different combinations of information bits (ci, C 2 , ..., c B ' , Ci, C2, ..., C B ) assumes a total of W different values, is dependent on X information bits, where:
W < 2X.W < 2X .
16. Signalkodierer (664; 764; 810) gemäß einem der Ansprüche 10 bis 15, bei dem Vektorabbilder (680; 780; 840) ausgelegt ist, um zu jedem Bitmuster der B Informationsbits (Ci, C2e •-., CB-; CI, Cz, ..., cB) insgesamt N' Einzelmodulationssymbole xN* parallel auszugeben, wobei ein n-tes Einzelmodulationssymbol für die 2B möglichen Bitmuster insgesamt Wn. verschiedene Werte annimmt, und wobei gilt:A signal encoder (664; 764; 810) according to any one of claims 10 to 15, wherein vector images (680; 780; 840) is adapted to output a total of N 'single modulation symbols x N * in parallel to each bit pattern of the B information bits (Ci, C2e • -., CB-, CI, Cz, ..., c B ), wherein an n-th single modulation symbol for the 2 B possible bit patterns total W n . assumes different values, and where:
Figure imgf000106_0001
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17. Signalkodierer (664; 764; 810) gemäß einem der Ansprüche 10 bis 16, mit folgendem weiteren Merkmal:17. Signal coder (664; 764; 810) according to one of claims 10 to 16, with the following further feature:
einem Vektor-Abbilder-Einsteller (860), der ausgelegt ist, um eine Information über einen Zustand eines Ka- nals (830) zwischen einem Sender (850), der die Kombinationen der Einzel-Modulationssymbole (X1, x2, .... , XN) in modulierter Form als Sendesignal aussendet, und einem Empfänger (870) , der basierend auf dem von dem Sender ausgesendeten Sendesignal ein Emp- fangssignal (ylf y2, . • . , yN) erzeugt, um die Informationsbits (Ci, C2, ...., cB') aus dem Empfangssignal zu rekonstruieren, zu empfangen, unda vector image imager (860) adapted to provide information about a state of a channel (830) between a transmitter (850) representing the combinations of the single modulation symbols (X 1 , x 2 , .. .., X N ) emits in modulated form as a transmission signal, and a receiver (870), which generates a reception signal (y lf y 2 , ... , Y N ) based on the transmission signal transmitted by the transmitter Information bits (Ci, C 2 , ...., c B ' ) to be reconstructed from the received signal to receive, and
um basierend auf der Information über den Zustand des Kanals den Vektor-Abbilder (840) so einzustellen, dass der Vektorabbilder Bitmuster der B- Informationsbits nur auf solche Kombinationen von Einzel-Modulationssymbolen abbildet, die nach der Ü- bertragung über den Kanal zu Empfangssignalen führen, was denen durch den Empfänger mit zumindest einer vorgegebenen Mindest-Zuverlässigkeit die Informationsbits rekonstruierbar sind.to adjust, based on the information about the state of the channel, the vector imager (840) so that the vector image maps bit patterns of the B information bits only to those combinations of single modulation symbols that result in received signals after the transmission over the channel What can be reconstructed by the receiver with at least a predetermined minimum reliability information bits.
18. Signalkodierer (664; 764; 810) gemäß einem der An- Sprüche 10 bis 17, mit folgendem weitern Merkmal: einem Vektor-Abbilder-Einsteller (860), der ausgelegt ist, um eine Information über einen Zustand eines Kanals zwischen einem Sender, der ausgelegt ist, um die Kombinationen der Einzel-Modulationssymbole (xi, X2, ... , xN) in modulierter Form als Sendesignal auszusenden, und einem Empfänger (870) , der ausgelegt ist, um basierend auf dem von dem Sender ausgesendeten Sendesignal ein Empfangssignal (yi, y2, ..., yN) zu erzeugen, um die Informationsbits (ci, C2, ..., cB0 aus dem Empfangssignal zu rekonstruieren, zu empfangen, und um basierend auf der Information über den Zustand des Kanals den Vektor-Abbilder (840) so einzustellen, dass der Vektorabbilder Bitmuster der B Informationsbits nur auf solche Kombinationen von Einzel-Modulationssymbolen abbildet, die nach der Ü- bertragung über den Kanal zu Empfangssignalen (yi, Y2, - • • t yi«) führen, die gemäß einem Unterschiedsmaß zumindest einen vorgegebenen minimalen Unterschied aufweisen.18. Signal coder (664; 764; 810) according to any one of the claims 10 to 17, with the following further feature: a vector imager adjuster (860) adapted to provide information about a state of a channel between a transmitter adapted to represent the combinations of the single modulation symbols (xi, X 2 , ..., x N ) in a modulated form to be transmitted as a transmission signal, and a receiver (870) adapted to generate a reception signal (yi, y 2 , ..., y N ) based on the transmission signal transmitted from the transmitter to extract the information bits (ci , C 2 , ..., c B 0 from the received signal, to receive, and to adjust the vector imager (840) based on the information about the state of the channel so that the vector image bit pattern of the B information bits only on such combinations of single modulation symbols mapping, the transmission according to the Ü over the channel to receive signals (y i, Y2, - • • t yi ") lead, the at least according to a difference measure a predetermined minimum difference.
19. Signalkodierer (664; 764; 810) gemäß Anspruch 18, bei dem der Vektor-Abbilder-Einsteller (860) ferner ausgelegt ist, um basierend auf der Information über den Zustand des Kanals den Vektor-Abbilder (840) so ein- zustellen, dass der Vektor-Abbilder Bitmuster der B Informationsbits (ci, C2, ...., cB' ) nur auf solche Kombinationen der Einzel-Modulationssymbole (Xi, X2, ..., xN) abbildet, die nach der Übertragung zu Empfangssignalen (yi, y, ..., yN) führen, so dass sich zu zwei beliebigen verschiedenen Bitmustern der B Informationsbits gehörige Empfangssignale zumindest hinsichtlich eines empfangenen Einzel- Modulationssymbols (yi, y∑, ..., yN) so stark unterscheiden, dass eine Wahrscheinlichkeit, dass die zu den verschiedenen Bitmustern der B Informationsbits gehörigen Empfangssignale für ein vorgegebenes Sig- nal-zu-Rausch-Verhältnis durch eine vorgegebene Schwellwert-Entscheidungsregel auf gleiche Ausgangs- Signale (Z1, Z2, ..., zM) der Schwellwertentscheidung (880) abgebildet werden, kleiner als eine vorgegebene Maximalwahrscheinlichkeit ist.19. The signal encoder (664; 764; 810) of claim 18, wherein the vector imager adjuster (860) is further configured to set the vector imager (840) based on the information about the state of the channel in that the vector map maps bit patterns of the B information bits (ci, C 2 , ...., c B ') only to those combinations of the single modulation symbols (Xi, X 2 ,..., x N ) that follow the transmission to receive signals (yi, y Σ , ..., yN), so that at any two different bit patterns of the B information bits associated receive signals at least with respect to a received single modulation symbol (yi, yΣ, ..., y N ) so that a probability that the received signals belonging to the different bit patterns of the B information bits for a given signal-to-noise ratio by a predetermined threshold decision rule to equal output Signals (Z 1 , Z 2 , ..., z M ) of the threshold decision (880) are mapped, is smaller than a predetermined maximum probability.
20. Signalkodierer (664; 764; 810) gemäß einem der Ansprüche 10 bis 19, bei dem der Vektor-Abbilder (680; 780; 840) ausgelegt ist, um die zu einer Kombination von Einzel-Modulationssymbolen (xi, x2, ..., XN) gehörigen Einzel-Modulationssymbole parallel auszugeben.A signal encoder (664; 764; 810) as claimed in any one of claims 10 to 19, wherein the vector mapper (680; 780; 840) is adapted to provide a combination of single modulation symbols (xi, x 2 ,. .., X N ) corresponding to output single modulation symbols in parallel.
21. Signalkodierer (664; 764; 810) gemäß einem der Ansprüche 10 bis 20, bei dem Vektor-Abbilder (680; 780; 840) ausgelegt ist, um Bitmuster der B Informationsbits (ci, C2, ..., CB-; CI, C2, •-., cB) parallel zu empfangen.The signal coder (664; 764; 810) according to any one of claims 10 to 20, wherein vector imagers (680; 780; 840) are adapted to provide bit patterns of the B information bits (ci, C2, ..., CB-; CI, C2, • -., C B ) receive in parallel.
22. Signalkodierer (664; 764; 810) gemäß einem der Ansprüche 10 bis 21, bei dem der Vektorabbilder (680; 780; 840) ausgelegt ist, um sicherzustellen, dass bei Auftreten einer beliebigen Folge von mehreren Bitmustern der B Informationsbits (ci, C2, ..., cB' ; Ci, C2, ... , cB) nur insgesamt 2B verschiedene Kombinationen von Einzel-Modulationssymbolen (X1, X2, ..., XN," XI, X2Λ ''-I XN') an einem Ausgang des Vektor-Abbilders auftreten.A signal coder (664; 764; 810) according to any of claims 10 to 21, wherein the vector mapper (680; 780; 840) is adapted to ensure that upon occurrence of an arbitrary sequence of multiple bit patterns, the B information bits (ci, C2, ..., c B ' , C i, C 2, ..., c B ) only a total of 2 B different combinations of single modulation symbols (X 1 , X 2 , ..., X N , "X I , X 2 Λ '' -IX N ' ) occur at an output of the vector imager.
23. Signalkodierer (664; 764; 810) gemäß einem der Ansprüche 10 bis 22, bei dem der Signalkodierer einen Modulator (850) umfasst, der ausgelegt ist, um eine Kombination von Einzel-Modulationssymbolen (X1, X2,A signal encoder (664; 764; 810) according to any one of claims 10 to 22, wherein the signal encoder comprises a modulator (850) adapted to provide a combination of single modulation symbols (X 1 , X 2 ,
..., xN) von einem Ausgang des Vektor-Abbilders (840) zu empfangen, und um basierend darauf ein moduliertes Zeitsignal (830) zu erzeugen, dessen zeitlicher Verlauf in einem vorgegebenen Zeitintervall von allen B Informationsbits (C1, C2, ...., cB-) abhängig ist, so dass die Informationen der B Informationsbits zeitgleich in dem Zeitsignal enthalten ist. ..., x N ) from an output of the vector imager (840) and, based thereon, to generate a modulated time signal (830) whose time course is within a predetermined time interval of all B information bits (C 1 , C 2 , ...., c B -) is dependent, so that the information of the B information bits is included in the time signal at the same time.
24. Signalkodierer (664, 764; 810) gemäß einem der Ansprüche 10 bis 23, bei dem der Signalkodierer einen Modulator (850) aufweist, der ausgelegt ist, um von dem Vektorabbilder (840) in Folge von K Kombinationen von Einzel-Modulationssymbolen (xi, X2, ...., XN) ZU empfangen, die auf einer Folge von K Werten von B Informationsbits (Ci, C2, ...., cB' ) basiert, und um basierend darauf durch Erzeugen einer Folge von Modula- tionszuständen eine Folge von K modulierten Signal- verlaufen eines Zeitsignals zu erzeugen, so dass in den K modulierten Signalverläufen für eine beliebige Folge von Informationsbits höchstens 2B verschiedene Modulationszustände aus einem Gesamtmodulationsalpha- bet von zumindest 2B + 1 verschiedenen Modulationszu- ständen auftreten, wobei der Modulator ausgelegt ist, um einen Modulationszustand durch eine gleichzeitige ein-eindeutige Umsetzung der Einzel- Modulationssymbole einer Kombination von Einzel- Modulationssymbolen in ein Zeitsignal zu erhalten.24. A signal encoder (664, 764; 810) as claimed in any one of claims 10 to 23, wherein the signal encoder comprises a modulator (850) adapted to output, from the vector imager (840), K combinations of single modulation symbols (840). xi, X 2 , ...., X N ) based on a sequence of K values of B information bits (Ci, C 2 , ...., c B ' ) and based thereon by generating a Sequence of modulation states to produce a sequence of K modulated signal paths of a time signal, so that in the K modulated signal curves for an arbitrary sequence of information bits at most 2 B different modulation states from a Gesamtmodulationsalpha- bet of at least 2 B + 1 different Modulationszu- occur, wherein the modulator is designed to obtain a modulation state by a simultaneous one-to-one conversion of the individual modulation symbols of a combination of single modulation symbols in a time signal s.
25. Verfahren (1000) zum Konfigurieren eines Signalkodie- rers (110) zum Erzeugen von N' parallelen binären Signalen (Co, Ci, C2, C3, C4; Uo, Ui, U2, U3, U4) basierend auf B Informationsbits (b0, bi, b2, b3) , mit ei- nem Vektorabbilder (140) zum nichtlinearen Abbilden von möglichen Bitmustern der B Informationsbits auf 2B Signalkombinationen auf den N' parallelen binären Signalen gemäß einer Abbildungsvorschrift, wobei N' größer B, mit folgenden Schritten:25. A method (1000) for configuring a signal coder (110) for generating N 'parallel binary signals (Co, Ci, C 2 , C 3 , C 4 , Uo, Ui, U 2 , U 3 , U 4 ) based on B information bits (b 0 , bi, b 2 , b 3 ), comprising a vector mapper (140) for non-linear mapping of possible bit patterns of the B information bits to 2 B signal combinations on the N 'parallel binary signals according to a mapping rule, where N' bigger B, with the following steps:
Bestimmen (1010) von Empfangssignalen (V1, y2, y3, y4; zor zif Z2, Z3, Z4) an einem Empfänger (120) für mehr 2B unterschiedliche Signalkombinationen der N' parallelen Signale an einem Ausgang des Signalkodierers (110), um ein Übertragungsergebnis zu erhalten; undDetermining (1010) of received signals (V 1, y 2, y 3, y 4; zo r zif Z 2, Z 3, Z 4) to a receiver (120) for more 2 B different signal combinations of N 'parallel signals on a Output of the signal encoder (110) to obtain a transmission result; and
Einstellen (1020) der Abbildungsvorschrift basierend auf dem Übertragungsergebnis. Setting (1020) the mapping rule based on the transmission result.
26. Verfahren (1000) gemäß Anspruch 25, wobei 2B der unterschiedlichen Signalkombinationen Kombinationen von B gesendeten Informationsbits (b0, bi, b2, b3) zu- geordnet sind, und wobei die restlichen Signalkombinationen ungültige Signalkombinationen darstellen.26. A method (1000) according to claim 25, wherein 2 B of the different signal combinations are associated with combinations of B transmitted information bits (b 0 , bi, b 2 , b3), and wherein the remaining signal combinations represent invalid signal combinations.
27. Verfahren (1000) gemäß Anspruch 25 oder 26, bei dem das Einstellen (1020) der Abbildungsvorschrift derart erfolgt, dass die Informationsbits (bo, bi, b2, b3) aus den Empfangssignalen (yo, yi, y2, y3) unter Anwendung einer Schwellwertentscheidung (150) rekonstruierbar sind.27. Method (1000) according to claim 25 or 26, wherein the setting (1020) of the mapping rule is such that the information bits (bo, bi, b 2 , b 3 ) are obtained from the received signals (yo, yi, y 2 , y 3 ) are reconstructable using a threshold decision (150).
28. Verfahren (1000) gemäß Anspruch 27, das ferner folgenden Schritt umfasst:28. The method (1000) according to claim 27, further comprising the step of:
Anwenden einer Schwellwertentscheidung auf die Empfangssignale (y0, Ylr Y2r Y3r Y4) r UItI aUS den Emp- fangssignalen Schwellwert-bewertete Empfangssignale (zo, Zi, Z2, Z3, Z4) zu erhalten, die den mehr als 2B unterschiedlichen Signalkombinationen der N' parallelen Signale (c0, Ci, C2, c3f C4; u0, U1, u2, U3, U4) zugeordnet sind; undApplying a Threshold Decision to the Receive Signals (y 0 , Ylr Y2r Y3r Y4) r UItI aUS to receive the receive signals threshold-valued receive signals (zo, Zi, Z2, Z3, Z4) corresponding to the more than 2 B different signal combinations of the N parallel signals (c 0 , Ci, C 2 , c 3f C 4 ; u 0 , U 1 , u 2 , U 3 , U 4 ) are assigned; and
bei dem das Einstellen (1020) der Abbildungsvorschrift derart erfolgt, dass den möglichen Bitmustern der B Informationsbits (bo, bi, b2, b3) solche Signalkombinationen auf den N' parallelen binären Signalen (co, Ci, c2, c3/ C4; Uo, Ui, U2, U3, U4) aus den mehr als 2B unterschiedlichen Signalkombinationen auf den N' parallelen Signalen zugeordnet sind, die zu unterscheidbaren Kombinationen der Schwellwert-bewerteten Empfangssignale (zo, Zi, z2, .Z3, z4) führen.wherein the setting (1020) of the mapping rule is such that the possible bit patterns of the B information bits (bo, bi, b 2 , b 3 ) such signal combinations on the N 'parallel binary signals (co, Ci, c 2 , c 3 / C 4 , Uo, Ui, U2, U 3 , U 4 ) are assigned from the more than 2 B different signal combinations on the N 'parallel signals, the distinguishable combinations of the threshold-valued received signals (zo, Zi, z 2 ,. Z 3 , z 4 ).
29. Verfahren (1000) gemäß einem der Ansprüche 25 bis 28, bei dem das Einstellen (1020) der Abbildungsvorschrift basierend auf dem Übertragungsergebnis derart erfolgt, indem eine Menge von 2B Signalkombinationen, auf die mögliche Bitmuster der B Informationsbits (b0, bi, b2, b3) gemäß der Abbildungsvorschrift abgebildet werden, durch Weglassen von Signalkombinatio- nen, die zu Empfangssignalen (y0, yi, y2r Yir Vi) führen, die von zu einer anderen Signalkombination gehörigen Empfangssignalen gemäß einem vorgegebenen Unterscheidungskriterium unzulässig schwer unterscheidbar sind, aus einer Menge von mehr als 2B unter- schiedlichen insgesamt möglichen Signalkombinationen erhalten wird.The method (1000) according to any one of claims 25 to 28, wherein adjusting (1020) the mapping rule based on the transmission result is such takes place by mapping a set of 2 B signal combinations onto the possible bit patterns of the B information bits (b 0 , b 1 , b 2 , b 3 ) according to the mapping rule, by omitting signal combinations which become received signals (y 0 , yi , y2r Yir Vi), which are unacceptably difficult to distinguish from received signals belonging to another signal combination in accordance with a predetermined distinguishing criterion, are obtained from a set of more than 2 B different total possible signal combinations.
30. Verfahren (1000) gemäß Anspruch 29, bei dem das Unterscheidungskriterium ein Maß für einen Unter- schied zwischen zu zwei verschiedenen Signalkombina- tionen der N' parallelen Signale (C0, Ci, C2, C3, C4; Uo, Ui, U2, U3, U4) gehörigen Empfangssignalen um- fasst, wobei zwei Signale als unzulässig schwer unterscheidbar betrachtet werden, wenn das Maß für den Unterschied anzeigt, dass der Unterschied kleiner als ein vorgegebener minimal zulässiger Unterscheid ist.30. Method (1000) according to claim 29, in which the distinguishing criterion is a measure of a difference between two different signal combinations of the N 'parallel signals (C 0 , C 1 , C 2 , C 3 , C 4 , Uo, Ui, U2, U3, U4), two signals being considered to be unduly discriminable if the measure of the difference indicates that the difference is less than a predetermined minimum allowable difference.
31. Verfahren (1000) gemäß einem der Ansprüche 25 bis 30, bei dem das Einstellen (1020) der Abbildungsvor- schrift folgende Schritte umfasst:31. Method (1000) according to one of claims 25 to 30, wherein the setting (1020) of the mapping instruction comprises the following steps:
Zuordnen einer geschätzten Sende-Signalkombination i (z) zu einer Kombination (JE) von N' Empfangssignalen für eine Signalkombination (aci) der N' parallelen Signale (Co, Cx, C2, C3, C4; Uo, Ui, U2, U3, U4) an dem Ausgang des Signalkodierers (110) ;Assigning an estimated transmit signal combination i (z) to a combination of (JE) of N 'received signals for a signal combination (ACI) of N' parallel signals (Co, C x, C 2, C 3, C 4; Uo, Ui, U 2 , U3, U 4 ) at the output of the signal encoder (110);
Zuordnen eines Wahrscheinlichkeitswerts ((J)(X1)) zu einer Signalkombination (Xi) der N' parallelen Signa- Ie an dem Ausgang des Signalkodierers, wobei derAssigning a probability value ((J) (X 1 )) to a signal combination (Xi) of the N 'parallel signals at the output of the signal encoder, wherein the
Wahrscheinlichkeitswert (φ(x±)) eine Aussage darüber trägt, wie hoch eine Wahrscheinlichkeit dafür ist, dass die geschätzte Sende-Signalkombination i (JE) mit der Signalkombination (x±) der N' parallelen Signale an dem Ausgang des Signalkodierers (1010) übereinstimmt, wobei der Wahrscheinlichkeitswert statistische Unsicherheiten bei der Erzeugung der Kombination der Empfangssignale aus der Signalkombination der N' parallelen Signale an dem Ausgang des Signalkodierers berücksichtigt;Probability value (φ (x ±)) is a statement about how high a probability that the estimated transmission signal combination i (JE) with the signal combination (x ±) matches the N 'parallel signals at the output of the signal encoder (1010), the probability value taking into account statistical uncertainties in generating the combination of the received signals from the signal combination of the N' parallel signals at the output of the signal encoder;
Wiederholen der Schritte des Zuordnens einer ge- schätzten Sende-Signalkombination und des Zuordnens des Wahrscheinlichkeitswerts, um Wahrscheinlichkeitswerte für die mehr als 2B Signalkombinationen (xi) zu erhalten; undRepeating the steps of assigning an estimated transmit signal combination and assigning the probability value to obtain probability values for the more than 2 B signal combinations (xi); and
Einstellen der Abbildungsvorschrift so, dass mögliche Bitmuster der B Informationsbits (B0, Bi, B2, B3) auf Signalkombinationen (Xi) abgebildet werden, deren zugehörige Wahrscheinlichkeitswerte (φ(Xi)) größer als ein vorgegebener Mindest-Wahrscheinlichkeitswert sind,Setting the mapping rule so that possible bit patterns of the B information bits (B 0 , Bi, B 2 , B 3 ) are mapped to signal combinations (Xi) whose associated probability values (φ (Xi)) are greater than a predetermined minimum probability value,
wobei der Mindestwahrscheinlichkeitswert größer oder gleich dem kleinsten einer Signalkombination (Xi) der N' parallelen Signale an dem Ausgang des Signalkodie- rers zugeordneten Wahrscheinlichkeitswert ist.wherein the minimum likelihood value is greater than or equal to the smallest of a signal combination (Xi) of the N 'parallel signals at the probability value associated with the output of the signal coder.
32. Verfahren (1050) zum Konfigurieren eines Signalkodierers (664; 764; 810) zum Erzeugen einer Mehrzahl von Einzel-Modulationssymbolen (xi, x∑r >..., XN; Xir *2r ... , xN» ) basierend auf B Informationsbits (ci, C2,32. A method (1050) of configuring a signal encoder (664; 764; 810) to generate a plurality of single modulation symbols (xi, xΣr> ..., XN; Xir * 2r ... x N ») on B information bits (ci, c 2 ,
..., cB> ; CI, C2, ...., cB), mit einem Vektor-Abbilder (680; 780; 840) zum nicht-linearen Abbilden von möglichen Bitmustern der B Informationsbits auf 2B verschiedene Kombinationen bestehend aus zumindest zwei Einzel-Modulationssymbolen, gemäß einer Abbildungsvorschrift, wobei die 2B verschiedenen Kombinationen eine echte Teilmenge eines Gesamt- Modulationsalphabets (M) darstellen, wobei das Ge- samt-Modulationsalphabet durch ein Kreuzprodukt von Mengen (Mi, M2, . • ■ , MN) von tatsächlich auftretenden Modulationswerten der zumindest zwei Einzel- Modulationssymbole gebildet ist, mit folgenden Schritten:..., c B >; C I , C 2 , ...., c B ), comprising a vector imager (680; 780; 840) for non-linear mapping of possible bit patterns of the B information bits to 2 B different combinations consisting of at least two single modulation symbols , according to a mapping rule, wherein the 2 B different combinations represent a true subset of a total modulation alphabet (M), where the is formed by a cross product of sets (Mi, M 2 ,..., M N ) of actually occurring modulation values of the at least two individual modulation symbols, comprising the following steps:
Bestimmen (1060) von Empfangssignalen (yi, y, ..., YM; YI, y2, ..., YM-; ZI, Z2, ...., zM; Zi, Z2, ..., zM> ) an einem Empfänger für mehr als 2B unterschiedliche Kombinationen der Einzel-Modulationssymbole an einem Ausgang des Signalkodierers, um ein Übertragungsergebnis zu erhalten; undDetermining (1060) received signals (yi, y Σ , ..., YM, YI, y 2 , ..., YM, ZI, Z 2 , ...., z M , Z i, Z 2 , ... , z M >) at a receiver for more than 2 B different combinations of the single modulation symbols at an output of the signal encoder to obtain a transmission result; and
Einstellen (1070) der Abbildungsvorschrift basierend auf dem Übertragungsergebnis.Setting (1070) the mapping rule based on the transmission result.
33. Verfahren (1050) gemäß Anspruch 32, wobei 2B der unterschiedlichen Kombinationen der Einzel- Modulationssymbole (xi, X2, ...., XN; XI, X2, ' '-, XN' ) Kombinationen der B gesendeten Informationsbits (ci, C2, ..., CB; CI, C2, ..., cB' ) zugeordnet sind, und wobei die restlichen Kombinationen der Einzel- Modulationssymbole ungültige Kombinationen darstellen.33. The method (1050) according to claim 32, wherein B 2 of different combinations of the individual modulation symbols (xi, X2, .... XN; X I, X2 '' -, X N ') combinations of the transmitted information bits B (C 1 , C 2, ..., C B , C I , C 2, ..., c B ' ), and wherein the remaining combinations of the single modulation symbols represent invalid combinations.
34. Verfahren (1050) gemäß einem der Ansprüche 32 oder 33, das ferner folgenden Schritt umfasst:34. The method (1050) according to one of claims 32 or 33, further comprising the following step:
Anwenden einer Schwellwert-Entscheidung (640; 880) auf die Empfangssignale (yi, y2, .-., YM/ Yi/ Y2r -•-, YM'/ Yif Y2r •'•, YN)/ um Schwellwert-bewertete Empfangssignale (Zi, Z2, •••, ZM/ ZI, Z2, •••, zM' ; z\, z∑, ... , zN) ZU erhalten, die den mehr als 2B verschiedenen Kombinationen, bestehend aus zumindest zwei Ein- zel-Modulationssymbolen, zugeordnet sind; undApplying a threshold decision (640, 880) to the received signals (yi, y2, .-., YM / Yi / Y2r - • -, YM '/ Yif Y2r • ' •, YN) / by threshold-weighted received signals (Zi , Z2, •••, ZM / ZI, Z2, •••, z M ' , z \, zΣ, ..., z N ) to obtain the more than 2 B different combinations, consisting of at least two Individual modulation symbols are assigned; and
bei dem das Einstellen (1070) der Abbildungsvorschrift derart erfolgt, dass den möglichen Bitmustern der B Informationsbit solche Kombinationen der Einzel-Modulationssymbole zugeordnet sind, die zu unterscheidbaren Schwellwert-bewerteten EmpfangsSignalen führen.wherein the setting (1070) of the mapping rule is such that the possible bit patterns the B information bits are associated with such combinations of the single modulation symbols that result in distinguishable threshold-valued receive signals.
35. Verfahren (1050) gemäß einem der Ansprüche 32 bis 34, bei dem das Einstellen (1070) der Abbildungsvorschrift basierend auf dem Übertragungsergebnis derart erfolgt, indem die Menge der 2B verschiedenen Kombi- nationen von Einzel-Modulationssymbolen (X1, x2,35. The method (1050) according to one of claims 32 to 34, wherein the setting (1070) of the mapping rule is performed based on the transmission result such that the set of 2 B different combinations of single modulation symbols (X 1 , x 2 .
.... , xN; X1, X2, .... , XN' ) , auf die die möglichen Bitmuster der B-Informationsbits (C1, C2, ... , cB; C1, C2, ..., cB') gemäß der Abbildungsvorschrift abgebildet werden, durch Weglassen von Kombinationen, die zu Empfangssignalen (yα, y2, ..., yM; V1, y2, ..., yM« ; yif yzr - ' ' r Yn) führen, die von zu einer anderen Signalkombination gehörigen Empfangssignalen gemäß einem vorgegebenen Unterscheidungskriterium unzulässig schwer unterscheidbar sind, aus der Menge der mehr als 2B insgesamt möglichen unterschiedlichen Kombinationen erhalten wird....., x N ; X 1 , X 2 , ...., X N ') to which the possible bit patterns of the B information bits (C 1 , C 2 , ..., C B , C 1 , C 2 , ..., C B' ) are mapped according to the mapping rule, by omitting combinations of the received signals (y α , y 2 , ..., y M ; V 1 , y 2 , ..., y M "; yif yzr - " Yn ), which are unacceptably difficult to distinguish from received signals belonging to another signal combination according to a predetermined distinguishing criterion, is obtained from the set of more than 2 B total possible different combinations.
36. Verfahren (1050) gemäß einem der Ansprüche 32 bis 35, bei dem das Einstellen (1070) der Abbildungsvor- schrift folgende Schritte umfasst:36. The method (1050) according to one of claims 32 to 35, wherein the setting (1070) of the mapping instruction comprises the following steps:
Zuordnen einer geschätzten Kombination von Einzel- Modulationssymbolen (i(z)) zu einer Kombination (%) von Empfangssignalen (ylf y2, ..., VM; yi, y2, •>-, yM» ; yi, y2, ..., y^) für eine Kombination von Einzel- Modulationssymbolen (Xi) an einem Ausgang des Signal- kodierers (664; 764; 810).Associating an estimated combination of single modulation symbols (i (z)) with a combination (%) of received signals (y lf y 2 , ..., VM; yi, y 2 , •> -, y M »; yi, y 2 , ..., y ^) for a combination of single modulation symbols (Xi) at an output of the signal encoder (664; 764; 810).
Zuordnen eines Wahrscheinlichkeitswerts (φ(Xi)) zu einer Kombination von Einzelmodulationssymbolen (xi) an dem Ausgang des Signalkodierers, wobei der Wahrscheinlichkeitswert (φ(xi)) eine Aussage darüber trägt, wie hoch eine Wahrscheinlichkeit dafür ist, dass die geschätzte Kombination von Einzelmodulati- onssymbolen (i(z)) mit einer Kombination der Einzel- Modulationssyπibole an dem Ausgang des Signalkodierers übereinstimmt, wobei der Wahrscheinlichkeitswert sta- tistische Unsicherheiten bei der Erzeugung der Kombination der Empfangssignale aus der Kombination der Einzel-Modulationssymbole an dem Ausgang des Signal- kodierers berücksichtigt;Assigning a probability value (φ (Xi)) to a combination of single modulation symbols (xi) at the output of the signal encoder, wherein the probability value (φ (xi)) is indicative of how high a probability is in that the estimated combination of individual modulation symbols (i (z)) coincides with a combination of the single modulation symbols at the output of the signal encoder, the probability value providing statistical uncertainties in generating the combination of the received signals from the combination of the single modulation symbols considered at the output of the signal encoder;
Wiederholen der Schritte des Zuordnens einer geschätzten Sendekombination und des Zuordnens eines Wahrscheinlichkeitswerts, um Wahrscheinlichkeitswerte für die mehr als 2B Kombinationen von Einzel- Modulationssymbole zu erhalten; undRepeating the steps of assigning an estimated transmission combination and assigning a probability value to obtain probability values for the more than 2 B combinations of single modulation symbols; and
Einstellen der Abbildungsvorschrift derart, dass mögliche Bitmuster der B Informationsbits (ci, cz, ..., CB' ; Ci, c-2, .../ cB) auf Kombinationen (Xi) von Einzel-Modulationssymbolen abgebildet werden, deren zu- gehörige Wahrscheinlichkeitswerte (φ(Xi)) größer als ein vorgegebener Mindest-Wahrscheinlichkeitswert sind,Setting the mapping rule such that possible bit patterns of the B information bits (ci, cz, ..., C B ' , Ci, c-2, ... / c B ) are mapped to combinations (Xi) of single modulation symbols whose associated probability values (φ (Xi)) are greater than a predetermined minimum probability value,
wobei der Mindest-Wahrscheinlichkeitswert größer oder gleich dem kleinsten einer Kombination von Einzel- Modulationssymbolen (Xi) an dem Ausgang des Signalkodierers zugeordneten Wahrscheinlichkeitswert ist.wherein the minimum likelihood value is greater than or equal to the smallest likelihood value associated with a combination of single modulation symbols (Xi) at the output of the signal encoder.
37. Signaldekodierer (120) zum Erzeugen von B- Informationsbits (bQ,bιyb2,b3) aus N' parallelen Signalen (yo,yi, y2, yo* Z0, Zi, z2, z3, Z4), mit folgenden Merkmalen:37. Signal decoder (120) for generating B information bits (b Q , b ιy b 2 , b 3 ) from N 'parallel signals (y o , yi, y 2 , yo * Z 0 , Zi, z 2 , z 3 , Z 4 ), with the following features:
einem Vektorabbilder (152) zum nicht-linearen Abbil- den von Signalkombinationen der N' parallelen Signale auf Kombinationen der B Informationsbits (60,Z>t2,£>3) mit N' > B, so dass unterschiedliche der Signalkombinationen der N' parallelen Signale auf gleiche Kombinationen der B Informationsbits abgebildet werden,a vector image (152) for non-linear mapping of signal combinations of the N 'parallel signals to combinations of the B information bits (6 0 , Z> t , £ 2 , £> 3 ) with N'> B, such that different ones of the signal combinations of the N 'parallel signals are mapped to the same combinations of the B information bits,
so dass eine von dem Vektor-Abbilder pro Zeiteinheit insgesamt ausgegebene Datenmenge kleiner ist als eine pro Zeiteinheit in den Vektor-Abbilder über die N' parallelen Signale eingegebene Datenmenge.such that a total amount of data output by the vector imager per unit time is smaller than a data amount input per unit time in the vector imager via the N 'parallel signals.
38. Signaldekodierer (120) gemäß Anspruch 37, wobei der Vektorabbilder ausgelegt ist, um N' parallele binäre Signale (zo, Z1, z2, Z3, Z4) zu empfangen, und um Signalkombinationen der N' parallelen binären Signale, die auf einer rauschfreien Übertragung von unterschiedlichen Kombinationen von B gesendeten Informationsbits (bo, bi, b2, b3) über die N' Leitungen basieren, unterschiedliche Kombinationen der B empfan- genen Informationsbits (bo,bvb2,b3) zuzuordnen, und38. The signal decoder (120) of claim 37, wherein the vector imager is configured to receive N 'parallel binary signals (zo, Z 1 , z 2 , Z 3 , Z 4 ) and signal combinations of the N' parallel binary signals, on a noise-free transmission of different combinations of B transmitted information bits (bo, bi, b 2, b 3) 'based on the N lines, different combinations of the B empfan- genes information bits (b o, b v b 2, b 3) to assign, and
um einer betrachtete Signalkombination der N' parallelen binären Signale, die nicht auf einer rauschfreien Übertragung der unterschiedlichen Kombinationen von B gesendeten Informationsbits über die N' Leitungen basiert, derjenigen Kombination von B emp- fangenen Informationsbits (^0 >^i»^2 >^3) zuzuordnen, die bei Vorliegenden der betrachteten Signalkombination mit einer höchsten Wahrscheinlichkeit über die N' Leitungen übertragen wurde.around a considered signal combination of the N 'parallel binary signals, which is not based on a noise-free transmission of the different combinations of B transmitted information bits over the N' lines, that combination of B received information bits (^ 0> ^ i »^ 2> ^ 3 ), which was transmitted in the presence of the considered signal combination with the highest probability over the N 'lines.
39. Signaldekodierer (120) gemäß Anspruch 37 oder Anspruch 38, wobei der Signaldekodierer einen Schwell- wertentscheider (150) umfasst, um aus den N' parallelen Signalen N' binär-wertige Schwellwert-bewertete Signale zur Verwendung durch den Vektorbilder (152) zu erzeugen. 39. A signal decoder (120) according to claim 37 or claim 38, wherein the signal decoder comprises a threshold value discriminator (150) for selecting from the N 'parallel signals N' binary-valued threshold valued signals for use by the vector images (152) produce.
40. Signaldekodierer (120) gemäß Anspruch 38 oder 39, bei dem der Vektorabbilder (152) eine Nachschlagetabelle umfasst, die ausgelegt ist, um Signalkombinationen der N' binär-wertigen Schwellwert-bewerteten Signale (z0, Zi, Z2, z3f Z4) auf Kombinationen der B empfange- nen Informationsbits (O0,bx,b2,03) abzubilden.40. A signal decoder (120) according to claim 38 or 39, wherein the vector mapper (152) comprises a look-up table adapted to generate signal combinations of the N 'binary-valued threshold valued signals (z 0 , Zi, Z 2 , z 3f Z 4 ) on combinations of the B received information bits (O 0 , b x , b 2 , 0 3 ).
41. Signaldekodierer (120) gemäß Anspruch 40, bei dem die Nachschlagetabelle fest verdrahtet oder genau einmal programmierbar ist.41. A signal decoder (120) according to claim 40, wherein the look-up table is hard-wired or is programmable just once.
42. Signaldekodierer gemäß einem der Ansprüche 38 bis 40, bei dem Vektorabbilder (152) eine Speicherschaltung (400) umfasst, die ausgelegt ist, um die N' paralle- len binären Signale (z0, zi, Z2, Z3, z4) als eine Adressinformation zur Auswahl eines Speicherfeldes parallel zu empfangen, und um eine in dem ausgewählten Speicherfeld gespeicherte Information als die empfan- genen Informationsbits (όo,ό,,ό2,63) auszugeben.42. A signal decoder according to claim 38, wherein the vector image (152) comprises a memory circuit (400) which is configured to generate the N 'parallel binary signals (z 0 , zi, Z 2 , Z 3 , z 4 ) as address information for selecting a memory array in parallel, and to output information stored in the selected memory array as the received information bits (ό o , ό, ό 2 , 6 3 ).
43. Signaldekodierer (120) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 42, wobei N' = 5, B = 4, und wobei der Vektorabbilder (152) ausgelegt ist, um Signalkombinationen auf den fünf parallelen Signalen (z4, Z3, z2, Zi, zo) gemäß der folgenden Abbildungsvorschrift auf vier empfangene Informationsbits (63,62,0,,O0) abzubilden:43. A signal decoder (120) according to any one of claims 1 to 42, wherein N '= 5, B = 4, and wherein the vector imager (152) is adapted to combine signals on the five parallel signals (z 4 , Z 3 , z 2 , Zi, zo) according to the following mapping rule on four received information bits (6 3 , 6 2 , 0,, O 0 ):
[00000] -> [0000][0000]
[00001] -> [0001][00001]
[00010] -> [0010][0009]
[00100] _'s. [0011][00100] [0011]
[01000] [0100][0100]
[10000] [0101][10000] [0101]
[00011] -> [0110][0009]
[00111] -> [Olli][00111] -> [Olli]
[01001] -> [1000][01001] -> [1000]
[10001] -> [1001] [00110] -> [1010][10001] -> [1001] [00110] -> [1010]
[OHIO] -> [1011][OHIO] -> [1011]
[01100] -> [1100][01100] -> [1100]
[10010] -> [1101][10010] -> [1101]
[01111] -> [HlO][01111] -> [HlO]
[Hill] -> [1111][Hill] -> [1111]
[00101] -> [0001][0001]
[01010] -> [0010][01010] -> [0010]
[01011] -> [0110][01011] -> [0110]
[01101] -> [1000][01101] -> [1000]
[10011] -> [0110][10011] -> [0110]
[10100] -> [0011][10100] -> [0011]
[10101] -> [1001][10101] -> [1001]
[10110] -> [1010][10110] -> [1010]
[10111] -> [Olli][10111] -> [Olli]
[11000] -> [0100][11000] -> [0100]
[11001] -> [1000][11001] -> [1000]
[11010] -> [1101][11010] -> [1101]
[11011] -> [HH][11011] -> [HH]
[11100] -> [0011][11100] -> [0011]
[11101] -> [HH][11101] -> [HH]
[11110] -> [HOl][11110] -> [HELL]
44. Signaldekodierer (820) zum Erzeugen von B Informati- onsbits (c,,c2,...,cB.) , basierend auf einer Mehrzahl von44. A signal decoder (820) for generating B information bits (c ,, c 2 , ..., c B. ) Based on a plurality of
Einzel-Modulationssymbolen (yi, y2, ... , VN) , mit folgenden Merkmalen:Single modulation symbols (yi, y 2 , ..., V N ), with the following features:
einem Vektorabbilder (890) zum nichtlinearen Abbilden von Kombinationen (yi, y2, . •-, ytj/ zu Z2f • ..., zN) bestehend aus zumindest zwei Einzel- Modulationssymbolen auf Kombinationen von B Bits, so dass unterschiedliche der Kombinationen der Einzel- Modulationssymbole auf gleiche Kombinationen der B Informationsbits abgebildet werden.a vector mapper (890) for nonlinear mapping of combinations (yi, y2, ···, ytj / to Z2f ··, z N ) consisting of at least two single modulation symbols on combinations of B bits such that different ones of the combinations of Single modulation symbols can be mapped to the same combinations of B information bits.
45. Signaldekodierer (820) gemäß Anspruch 44, wobei der Signaldekodierer ausgelegt ist, um intern Kombinatio- nen der Einzel-Modulationssymbole aus einem Gesamt- Modulationsalphabet zu unterscheiden, wobei das Ge- samt-Modulationsalphabet mehr als 2B verschiedene diskrete Kombinationen von Einzel-Modulationssymbolen umfasst, und um dem Vektorabbilder (890) die intern unterschiedenen Kombinationen von Einzel- Modulationssymbolen zuzuführen.45. The signal decoder (820) of claim 44, wherein the signal decoder is configured to internally combine The total modulation alphabet comprises more than 2 B different discrete combinations of single modulation symbols and to supply to the vector image (890) the internally distinguished combinations of single modulation symbols.
46. Signaldekodierer (820) gemäß Anspruch 44 oder An- spruch 45, wobei der Vektorabbilder (890) ausgelegt ist, und Kombinationen von Einzelmodulationssymbolen (Yif Yii Y3r Yn; ZI, Z2, Z3, zN) , die auf einer rauschfreien Übertragung von B gesendeten Informationsbits (Ci, C2, ...., CB') basieren, unterschiedliche Kombi- nationen der B empfangenen Informationsbits (c,,C2,...,cB.) zuzuordnen, und46. The signal decoder (820) of claim 44 or claim 45, wherein the vector imager (890) is arranged, and combinations of single modulation symbols (Yif Yii Y3r Yn; ZI, Z 2 , Z 3 , z N ) based on a noise-free one Transmission of B transmitted information bits (Ci, C2, ...., C B ') based, different combinations of the B received information bits (c ,, C 2 , ..., c B. ) Assign, and
um eine betrachtete Kombination von Einzelmodulati- ons-Symbolen (yi, y2, .. • , YN; Z\, "Z-2, • - • • , zN) , die nicht auf einer rauschfreien Übertragung der unterschiedlichen Kombinationen von B gesendeten Informationsbits (ci, c∑f i cB') basiert, derjenigena considered combination of single mod- ulation symbols (yi, y2, .. •, YN, Z \, "Z-2, • - • •, z N ) that are not sent on a noise-free transmission of the different combinations of B. Information bits (ci, cΣfic B ' ) based, those
Kombination von B empfangenen InformationsbitsCombination of B received information bits
(CpC2,...,cB.) zuzuordnen, die bei Vorliegen der betrach- teten Signalkombination ( (yi, y2/ •••/ YN/ ZI,Z2, •-., zN) mit einer höchsten Wahrscheinlichkeit übertragen wurde .(C p C 2 , ..., c B. ), Which in the presence of the considered signal combination ((yi, y2 / ••• / YN / ZI, Z2, • -., Z N ) with a highest Probability was transferred.
47. Signaldekodierer (820) gemäß einem der Ansprüche 44 bis 46, wobei der Signaldekodierer einen Schwellwert- Entscheider (880) umfasst, um aus den empfangenen Kombinationen (ylf y, • • • , YN) der Einzel- Modulationssymbole Kombinationen (Zi, Zz, ...., zN) von quantisierten oder Schwellwert-bewerteten Einzel- Modulationswerten zu erhalten.47. signal decoder (820) according to any one of claims 44 to 46, wherein the signal decoder comprises a threshold decision-maker (880) in order from the received combinations (y Σ y lf, • • •, YN) of the individual modulation symbols combinations (Zi , Zz, ...., z N ) of quantized or threshold-valued single modulation values.
48. Signaldekodierer (820) gemäß Anspruch 47, bei dem Vektorabbilder (890) ausgelegt ist, um eine Kombina- tion (z\, z2, ..., ZN) der quantisierten oder Schwell- wert-bewerteten Einzel-Modulationswerte zu erhalten und auf eine Kombination (cpc2,...,cB.) von B empfangenen48. A signal decoder (820) according to claim 47, wherein vector imager (890) is adapted to provide a combina- tion (z \ , z 2 , ..., Z N ) of the quantized or threshold-valued single modulation values and received on a combination (c p c 2 , ..., c B. ) of B received
Informationsbits abzubilden, wobei ein Wert zumindest eines empfangenen Informationsbits von mehr als einem Einzel-Modulationswert (zi, Z2, ...., zN) abhängt.Imaging information bits, wherein a value of at least one received information bits of more than a single modulation value (zi, Z 2 , ...., z N ) depends.
49. Signaldekodierer (820) gemäß einem der Ansprüche 44 bis 48, wobei der Signaldekodierer ausgelegt ist, um die Einzel-Modulationssymbole (yi, y2, ..., yN/ z\, Z2, ..., ZN) aus überlappenden Zeitabschnitten oder aus einem einzigen Zeitabschnitt eines Eingangs- Zeitsingals (830) zu extrahieren.49. A signal decoder (820) according to one of claims 44 to 48, wherein the signal decoder is adapted to generate the single modulation symbols (yi, y 2 , ..., y N / z 1 , Z 2 , ..., Z N ). from overlapping time periods or from a single time period of an input-time signal (830).
50. Signaldekodierer (820) gemäß einem der Ansprüche 44 bis 49, wobei der Signaldekodierer (880) einen Entscheider umfasst, der ausgelegt ist, um einem n'-ten Einzel-Modulationssymbol (yi, y2, ..., yN) einen von Wn. möglichen Werten zuzuordnen, wobei 1 ≤ n' ≤ N, wobei N eine Anzahl von insgesamt verarbeiteten Einzel-Modulationssymbolen ist,The signal decoder (820) of any one of claims 44 to 49, wherein the signal decoder (880) comprises a decoder configured to encode a n'-th single modulation symbol (yi, y 2 , ..., yN) from W n . assign possible values, where 1 ≤ n '≤ N, where N is a number of total processed single modulation symbols,
wobei der Vektorabbilder (890) ausgelegt ist, um die den Einzel-Modulationssymbolen zugeordneten Werte zu empfangen und auf Kombinationen (c,,c2,...,cß.) der B empfangenen Informationsbits abzubilden, wobei gilt:wherein the vector mapper (890) is adapted to receive the values associated with the single modulation symbols and to map them to combinations (c ,, c 2 , ..., c β .) of the B received information bits, where:
Figure imgf000120_0001
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51. Signaldekodierer (820) gemäß einem der Ansprüche 44 bis 50, wobei der Signaldekodierer ferner einen Vektor-Abbilder-Einsteller (894) umfasst, der ausgelegt ist, um eine Information über einen Zustand eines Kanals zwischen einem Sender, der ausgelegt ist, um die Kombination (xif x2, ..., xN) der Einzel- Modulationssymbole in modulierter Form als Sendesignal (830) auszusenden, und dem Signaldekodierer (880) , der ausgelegt ist, um basierend auf dem von dem Sender ausgesendeten Sendesignal (830) ein Empfangssignal zu erzeugen, um die Informationsbits aus dem Empfangssignal zu rekonstruieren, zu empfangen, undThe signal decoder (820) of any of claims 44 to 50, wherein the signal decoder further comprises a vector image adjuster (894) configured to provide information about a state of a channel between a transmitter that is configured the combination (x if x 2, ..., x N) to emit the single modulation symbols in modulated form as the transmission signal (830), and the signal decoder (880) configured to generate a receive signal based on the transmit signal (830) transmitted by the transmitter to reconstruct, receive, and receive the information bits from the receive signal
um basierend auf der Information über den Zustand des Kanals den Vektor-Abbilder (890) so einzustellen, dass der Vektor-Abbilder (890) Kombinationen (yi, y2, •••, YN/ ZI, Z2, ..., ZN) von Einzel-to set the vector mapper (890) based on the information about the state of the channel such that the vector mapper (890) has combinations (yi, y 2 , •••, YN / ZI, Z 2 ,..., ZN ) of individual
Modulationssymbolen so auf Kombinationen (c,,c2,...,cB.) von empfangenen Informationsbits abbildet, dass eine Kombination von Einzel-Modulationssymbolen (yi, y2, ..., yN; Zi, Z2, .-., ZN), die einer gesendeten Kombi- nation von Informationsbits unter Annahme eines ungestörten Kanals zuordenbar ist, auf die gesendete Kombination von Informationsbits abgebildet wird, und dass eine Kombination (yi, y2, ..., YN/ zi, Z2, ..., zN) der Einzel-Modulationssymbole, die nicht einer gesendeten Kombination von Informationsbits unter Annahme eines ungestörten Kanals zuordenbar ist, auf eine Kombination von Informationsbits (c,,c2,...,cs) abgebildet wird, die unter Annahme eines gestörten Kanals mit einer maximalen Wahrscheinlichkeit der emp- fangenen Kombination (yi, y2, ••-, YN; zi, Z2, ..., zN) von Einzel-Modulationssymbolen zuordenbar ist.Modulation symbols so on combinations (c ,, c 2 , ..., c B. ) Of received information bits maps that a combination of single modulation symbols (yi, y 2 , ..., y N ; Zi, Z 2 ,. -., Z N ), which is a transmitted combination of information bits assuming an undisturbed channel is assigned, is mapped to the transmitted combination of information bits, and that a combination (yi, y 2 , ..., Y N / zi , Z 2 , ..., z N ) of the single modulation symbols, which can not be assigned to a transmitted combination of information bits assuming an undisturbed channel, to a combination of information bits (c, c 2 ,..., C s ) is mapped to assuming a faulty channel with a maximum likelihood of the captured combination EMP -; can be assigned (yi, y 2, ••, YN zi, Z2, ..., z N) of individual modulation symbols.
52. Verfahren (1100) zum Konfigurieren eines Signaldeco- dierers (120) zum Erzeugen von B Informationsbits
Figure imgf000121_0001
aus N' parallelen Signalen (zo/ Zi, Z2, Z3, Z4), mit einem Vektorabbilder (152) zum nichtlinearen Abbilden von Signalkombinationen der N' parallelen binären Signale auf Kombinationen der B Informationsbits, mit N' > B, so dass unterschiedliche der Signalkombinationen der N' Signale auf gleiche
52. A method (1100) of configuring a signal decoder (120) to generate B information bits
Figure imgf000121_0001
of N 'parallel signals (zo / Zi, Z 2 , Z 3 , Z 4 ), with a vector mapper (152) for non-linear mapping of signal combinations of the N' parallel binary signals to combinations of the B information bits, with N '> B, see above that different ones of the signal combinations of the N 'signals are the same
Kombinationen der B Informationsbits abgebildet werden, so dass eine von dem Vektor-Abbilder pro Zeit- einheit insgesamt ausgegebene Datenmenge kleiner ist als eine pro Zeiteinheit in den Vektor-Abbilder über die N' parallelen binären Signale eingegebene Datenmenge, mit folgenden Schritten:Combinations of the B information bits so that one of the vector images per time The total amount of data output per unit of time in the vector imager via the N 'parallel binary signals is smaller than the amount of data input per unit time in the vector images, with the following steps:
Senden (1110) von 2B unterschiedlichen Signalkombinationen zu dem Signaldekodierer;Sending (1110) 2 B different signal combinations to the signal decoder;
Analysieren (1120) der sich an einem Eingang des Signaldecodierers ergebenden Empfangssignale (yo, yi, Yit Y3r YA/' zor Zi, Z2, Z3, Z4 ) , um ein Analyseergebnis zu erhalten; undAnalyzing (1120) the received signals (yo, yi, Yit Y3r Y A / Zor Zi, Z 2 , Z3, Z4) at an input of the signal decoder to obtain an analysis result; and
Einstellen (1130) der Abbildungsvorschrift, abhängig von dem Analyseergebnis.Adjusting (1130) the mapping rule, depending on the analysis result.
53. Verfahren (1110) gemäß Anspruch 52, wobei die 2B unterschiedlichen Signalkombinationen Kombinationen von B gesendeten Informationsbits (b0, bi, b2, b3) zugeordnet sind.53. The method (1110) of claim 52, wherein the 2 B different signal combinations are associated with combinations of B transmitted information bits (b 0 , bi, b 2 , b 3 ).
54. Verfahren (1100) gemäß Anspruch 52 oder 53, bei dem das Einstellen (1130) der Abbildungsvorschrift derart erfolgt, dass gesendete Informationsbits (bo, bi, b2, b3) aus den Empfangssignalen (yo, yi, Y2r Y3r yO unter Anwendung einer Schwellwertentscheidung in Verbindung mit einer Vektorabbildung rekonstruierbar sind.54. The method (1100) according to claim 52 or 53, wherein the setting (1130) of the mapping rule is such that transmitted information bits (bo, bi, b 2 , b3) from the received signals (yo, yi, Y2r Y3r y0 using a threshold decision in conjunction with a vector image are reconstructed.
55. Verfahren (1100) gemäß einem der Ansprüche 52 bis 54, das ferner folgenden Schritt umfasst:55. The method (1100) according to one of claims 52 to 54, further comprising the step of:
Anwenden einer Schwellwert-Entscheidung auf die Empfangssignale (yo, Yi, Y2r Y3, YΛ) , um aus den Empfangssignalen 2B Kombinationen von Schwellwert- bewerteten Empfangssignalen (zo, Zi, Z2, Z3, z4) zu erhalten, die 2B Kombinationen von gesendeten Informationsbits (b0, bi, b2, b3) zugeordnet sind; und bei dem das Einstellen (1130) der Abbildungsvorschrift derart erfolgt, dass die 2B Kombinationen von Schwellwert-bewerteten Empfangssignalen (zo, Zi, z2, z3, Zi) auf zugehörige Kombinationen von Informati- onsbits abgebildet werden, und dass übrige 2N' - 2B Applying a threshold decision to the received signals (yo, Yi, Y2r Y3, YΛ) to obtain from the received signals 2 B combinations of threshold-valued received signals (zo, Zi, Z2, Z3, z 4 ), the 2 B combinations of transmitted information bits (b 0 , bi, b 2 , b 3 ) are assigned; and wherein the mapping rule is set (1130) such that the 2 B combinations of threshold-weighted received signals (zo, Zi, z 2 , z 3 , Zi) are mapped to associated combinations of information bits, and the remaining 2 N ' - 2 B
Kombinationen von Schwellwert-bewerteten Empfangssignalen auf Kombinationen der empfangenen Informations- bits (ό0,ö,,b2,b3) abgebildet werden, die im Signalraum benachbarten Kombinationen von Schwellwert-bewerteten Empfangssignalen zugeordnet sind, die auf einer ungestörten Übertragung der gesendeten Informationsbits (bo, bi, b2, b3) basieren.Combinations of threshold-valued received signals to combinations of the received information bits (ό 0 , ö ,, b 2 , b 3 ) are mapped, which are assigned in the signal space adjacent combinations of threshold-valued received signals based on an undisturbed transmission of the transmitted information bits (bo, bi, b 2 , b 3 ).
56. Verfahren (1100) gemäß einem der Ansprüche 52 bis 55, bei dem das Einstellen (1130) der Abbildungsvorschrift derart erfolgt, dass Signalkombinationen der N' parallelen binären Signale (Zo, Zi, Z2, Z3, Z4), die auf einer rauschfreien Übertragung von unterschiedlichen Kombinationen von B gesendeten Informa- tionsbits (bo, bi, b, b3) über die N' Leitungen basieren, unterschiedliche Kombinationen der B empfan- genen Informationsbits (60,ό,,ά23) zugeordnet sind, und56. The method (1100) according to one of claims 52 to 55, wherein the setting (1130) of the mapping rule is such that signal combinations of the N 'parallel binary signals (Zo, Zi, Z2, Z 3 , Z 4 ), the noise-free transmission of different combinations of B transmitted information bits (bo, bi, b Σ , b3) over the N 'lines, different combinations of the B received information bits (6 0 , ό ,, ά 2 , ό 3 ) are assigned, and
dass eine betrachtete Signalkombination der N' parallelen binären Signale (z0, Zi, Z2, Z3, Z4) , die nicht auf einer rauschfreien Übertragung der unterschiedlichen Kombinationen der B gesendeten Informationsbits (bo, bi, b2, b3) über die N' Leitungen basiert, dieje- nige Kombination von B empfangenen Informationsbits φo,biyb2,b3) zugeordnet wird, die bei Vorliegen der betrachteten Signalkombination (z0, Z1, Z2, Z3, Z4) mit der höchsten Wahrscheinlichkeit über die N' Leitungen übertragen wurde.that a considered signal combination of the N 'parallel binary signals (z 0 , Zi, Z 2 , Z 3 , Z 4 ), which is not based on a noise-free transmission of the different combinations of B information bits (bo, bi, b 2 , b 3 ) over the N 'lines is based, which is assigned to each combination of B received information bits φ o , b iy b 2 , b 3 ), in the presence of the considered signal combination (z 0 , Z 1 , Z 2 , Z 3 , Z 4 ) the highest probability has been transmitted over the N 'lines.
57. Verfahren (1150) zum Konfigurieren eines Signaldeco- dierers (820) zum Erzeugen von B empfangenen Informa- tionsbits (c,,c2,...,cB,) basierend auf einer Mehrzahl von57. A method (1150) of configuring a signal decoder (820) to generate B received information tion bits (c ,, c 2 , ..., c B ,) based on a plurality of
Einzel-Modulationssymbolen (yi, Y2r .. • , Yu, zi, Z2, ..., zN), mit einem Vektor-Abbilder (890) zum nichtlinearen Abbilden von Kombinationen (yi, y∑, -•-, Y^,' Zi, Z2, ... , zN) bestehend aus zumindest zwei Einzel- Modulationssymbolen auf Kombinationen von B empfangenen Informationsbits (c,,c2J...,cB.) gemäß einer Abbildungsvorschrift, so dass unterschiedliche der Kombinationen der Einzel-Modulationssymbole auf gleiche Kombinationen der B empfangenen InformationsbitsSingle modulation symbols (yi, Y2r .. •, Yu, zi, Z2, ..., z N ), with a vector imager (890) for nonlinear mapping of combinations (yi, yΣ, - • -, Y ^ , 'Zi, Z 2 , ..., z N ) consisting of at least two individual modulation symbols on combinations of B received information bits (c ,, c 2J ..., c B. ) According to a mapping rule, so that different of the combinations of the single modulation symbols to equal combinations of the B received information bits
(c,,c2,...,cB.) abgebildet werden, mit folgenden Schritten:(c ,, c 2 , ..., c B. ), with the following steps:
Senden (1160) von 2B unterschiedlichen Kombinationen (X1, X2, ..., xN; yi, y2, ..., yu) der Einzel- Modulationssymbole an den Signaldekodierer;Transmitting (1160) from 2 B different combinations (X 1 , X 2 , ..., x N ; y i, y 2 , ..., y u) of the single modulation symbols to the signal decoder;
Analysieren der sich an einem Eingang des Signaldeco- dierers ergebenden Empfangsignale (yi, y2, .. • , yij) , um ein Analyseergebnis zu erhalten; undAnalyzing the receive signals (yi, y2,..., Yij) resulting at an input of the signal decoder to obtain an analysis result; and
Einstellen (1180) der Abbildungsvorschrift abhängig von dem Analyseergebnis.Adjusting (1180) the mapping rule depending on the analysis result.
58. Verfahren (1100) gemäß Anspruch 57, wobei die 2B unterschiedlichen Kombinationen (Xi, x, ... , xN; Yi, YΪ, - • • , Yn) der Einzel-Modulationssymbole unterschiedlichen Kombinationen der B gesendeten Informationsbits (ci, C2f ..., cN) zugeordnet sind.58. The method (1100) of claim 57, wherein the 2 B different combinations (Xi, x Σ , ..., x N ; Yi, Y Ϊ , - •, Yn) of the single modulation symbols correspond to different combinations of the B transmitted information bits (ci, C 2f ..., c N ) are assigned.
59. Verfahren (1150) gemäß Anspruch 57 oder Anspruch 58, bei dem das Einstellen (1180) der AbbildungsVorschrift derart erfolgt, dass die gesendeten Informationsbits (ci, C2, .. • r cB) aus den Empfangssignalen (yi, y∑/ ..., yN; Zi, z2/ ..., zN) unter Verwendung der Abbildungsvorschrift rekonstruierbar sind. 59. The method (1150) according to claim 57 or claim 58, wherein the setting (1180) of the mapping instruction is such that the transmitted information bits (ci, C 2 , .. • r c B ) from the received signals (yi, yΣ / ..., y N , Zi, z 2 / ..., z N ) can be reconstructed using the mapping rule.
60. Verfahren (1150) gemäß einem der Ansprüche 57 bis 59, das ferner folgenden Schritt aufweist:60. The method (1150) according to any one of claims 57 to 59, further comprising the step of:
Anwenden einer Schwellwertentscheidung oder einer Quantisierung auf die Empfangssignale (yi, y2, ... , yN) , um aus den Empfangssignalen 2B Kombinationen (zi, Z2, ..., ZN) von Schwellwert bewerteten Einzel- Modulationssymbolen zu erhalten, die 2B Kombinationen (Ci, Cz, ..., cB' ) von gesendeten Informationsbits zu- geordnet sind; undApplying a threshold decision or a quantization to the received signals (yi, y 2 ,..., Y N ) in order to obtain from the received signals 2 B combinations (zi, Z2,..., Z N ) of thresholded single modulation symbols associated with 2 B combinations (Ci, Cz, ..., c B ' ) of transmitted information bits; and
bei dem das Einstellen (1180) der Abbildungsvorschrift derart erfolgt, dass die 2B Kombinationen von Schwellwert bewerteten Einzel-Modulationssymbolen (Z1, Z2, . •-, zN) auf zugehörige Kombinationen von empfangenen Informationsbits (c,,c2,...,cβ.) abgebildet werden, und dass übrige Kombinationen von Schwellwert-bewerteten Einzel-Modulationssymbolen (zi, Z2, . ... , zN) , die nicht einer Kombination von gesendeten Informationsbits zugeordnet sind, auf eine Kombination von empfangenen Informationsbits (cι,c2,...,cB.) abgebildet werden, die einer im Signalraum benachbarten Kombination von Schwellwert-bewerteten Einzel-Modulationssymbolen, die auf einer Kombination von gesendeten Informationsbits basiert, zugeordnet ist .wherein adjusting (1180) the mapping rule is such that the 2 B combinations of threshold evaluated single modulation symbols (Z 1, Z 2, • -., z N) (to corresponding combinations of received information bits c ,, c 2, ..., c β .), and that remaining combinations of threshold-valued single modulation symbols (zi, Z 2,..., z N ) that are not associated with a combination of transmitted information bits, are combined to a combination of received information bits (c ι , c 2 , ..., c B ) are mapped, which is associated with a signal space adjacent to the combination of threshold-valued single modulation symbols, which is based on a combination of transmitted information bits.
61. Verfahren (1150) gemäß einem der Ansprüche 57 bis 60, bei dem das Einstellen (1180) der Abbildungsvorschrift derart erfolgt, dass Kombinationen der Ein- zel-Modulationssymbole (yi, y2, ..-, yij; zi, Z2, ..., zN) , die auf einer rauschfreien Übertragung von unterschiedlichen Kombinationen von B gesendeten Informationsbits (Ci, C2, ..., cB') basieren, unterschiedlichen Kombinationen der B empfangenen Informations- bits (c,,c2,...,cB.) zugeordnet werden, und dass eine betrachtete Kombination (yi, y∑, ..., yi*; Zi, Z2, ..., ZN) der Einzel-Modulationssymbole, die nicht auf einer rauschfreien Übertragung der unterschiedlichen Kombinationen der B gesendeten Informationsbits (ci, C2, ..., cB') basiert, derjenigen Kombination von B- empfangenen Informationsbits (c,,c2,...,cB.) zugeordnet wird, die bei der Vorliegenden der betrachteten Kom- bination der Einzel-Modulationssymbole (yi, y2, ..., yN; Zi, Z2, ..., zN) mit einer höchsten Wahrscheinlichkeit übertragen wurde.61. Method (1150) according to one of claims 57 to 60, in which the setting (1180) of the mapping rule is carried out such that combinations of the individual modulation symbols (yi, y2, ..-, yij; zi, Z2,. .., z N ) based on a noise-free transmission of different combinations of B transmitted information bits (Ci, C 2 , ..., c B '), different combinations of B received information bits (c ,, c 2 , ..., c B. ), and that a considered combination (yi, yΣ, ..., yi *, Zi, Z 2 , ..., Z N ) of the single modulation symbols, not on one noise-free transmission of the different Combinations of the B transmitted information bits (ci, C 2 , ..., c B ' ) based on which is associated with that combination of B-received information bits (c ,, c 2 , ..., c B. ) Present in the present one the considered combination of the single modulation symbols (yi, y 2 , ..., y N , Zi, Z 2 , ..., z N ) has been transmitted with a highest probability.
62. Verfahren zum Betrieb eines Signalcodierers (110) zum Erzeugen von N' parallelen binären Signalen (Co, Ci,62. A method of operating a signal encoder (110) for generating N 'parallel binary signals (Co, Ci,
C2, C3, C4; uo, Ui, U2, U3, U4) basierend auf B Informationsbits (bo, bif b2, b3) , mit folgenden Schritten:C2, C3, C4; uo, Ui, U 2 , U3, U 4 ) based on B information bits (bo, bi f b 2 , b 3 ), comprising the following steps:
Nichtlineares, vektorielles Abbilden eines möglichen Bitmusters der B Informationsbits auf eine von 2B vorgegeben zulässigen Signalkombinationen auf den N' parallelen binären Signalen, wobei N' größer B.Nonlinear, vectorial mapping of a possible bit pattern of the B information bits to a signal combination predetermined by 2 B on the N 'parallel binary signals, where N' is greater B.
63. Verfahren zum Betrieb eines Signalcodierers (664; 764; 810) zum Erzeugen einer Mehrzahl von Einzel-63. A method of operating a signal encoder (664; 764; 810) to generate a plurality of individual
Modulationssymbolen (xi, X2, • • • , XN; xi, X2, • • • , XNO, basierend auf B Informationsbits (Ci, C2, ••., CB',* CI, C2, •••, CB), mit folgenden Schritten:Modulation symbols (xi, X2, • • •, N; Xi, X2, • • •, N X O, based on B information bits (Ci, C 2, ••, CB ', * CI, C2, •••. C B ), with the following steps:
nicht-lineares, vektorielles Abbilden eines möglichen Bitmusters der B Informationsbits auf eine von 2B vorgegebenen zulässigen Kombinationen bestehend aus zumindest zwei Einzel-Modulationssymbolen (xi, x2, ..., xN; XI, X2, ..., XN- ) , wobei die 2B vorgegebenen zulässigen Kombinationen eine echte Teilmenge eines Gesamtmodulationsalphabets ( M ) darstellen,nonlinear, vectorial mapping of a possible bit pattern of the B information bits to an allowable combination given by 2 B consisting of at least two single modulation symbols (xi, x 2 ,..., x N ; X I , X 2 ,. X N -), where the 2 B predetermined allowable combinations represent a true subset of a total modulation alphabet (M),
wobei das Gesamt-Modulationsalphabet durch ein Kreuzprodukt von Mengen {Mi/M∑, ... , Mn'; Mi, M∑, ... , MN) von tatsächlich auftretenden Modulationswerten der mindestens zwei Einzel-Modulationssymbole gebildet ist. where the total modulation alphabet is represented by a cross product of sets {Mi / MΣ, ..., Mn '; Mi, MΣ, ..., M N ) is formed by actually occurring modulation values of the at least two individual modulation symbols.
64. Verfahren zum Betrieb eines Signaldecodierers (120) zum Erzeugen von B empfangenen Informationsbits64. A method of operating a signal decoder (120) to generate B received information bits
(bo,bλ,b2,b3) aus N' parallelen binären Signalen (zo, Zi, Z2, Z3, Z4), mit folgenden Schritten:(b o , b λ , b 2 , b 3 ) from N 'parallel binary signals (zo, Zi, Z 2 , Z 3 , Z 4 ), comprising the following steps:
Nichtlineares, vektorielles Abbilden einer Signalkombination der N' parallelen binären Signale auf eine Kombination von B empfangenen Informationsbits, mit N' > B, gemäß einer Abbildungsvorschrift, wobei gemäß der Abbildungsvorschrift unterschiedliche der Signal- kombinationen der N' parallelen binären Signale auf gleiche Kombinationen der B Informationsbits abgebildet werden,Nonlinear, vectorial mapping of a signal combination of the N 'parallel binary signals to a combination of B received information bits, with N'> B, according to a mapping rule, where, according to the mapping rule, different ones of the signal combinations of the N 'parallel binary signals onto equal combinations of B Information bits are mapped,
so dass eine pro Zeiteinheit durch das vektorielleso that one per unit time by the vectorial
Abbilden insgesamt aus den N' parallelen binären Signalen erzeugte Datenmenge kleiner ist als eine pro Zeiteinheit über die N' parallelen binären Signale gelieferte Datenmenge ist.Mapping a total amount of data generated from the N 'parallel binary signals is less than a data amount delivered per unit time over the N' parallel binary signals.
65. Verfahren zum Betrieb eines Signaldecodierers (820) zum Erzeugen von B empfangenen Informationsbits65. A method of operating a signal decoder (820) to generate B received information bits
(C1,C2,...,cB.) , basierend auf einer Mehrzahl von Einzel-(C 1 , C 2 , ..., c B. ) Based on a plurality of individual
Modulationssymbolen (yi, y2, .../ YN; Zi, Z2, -♦•, zN) , mit folgenden Schritten:Modulation symbols (yi, y 2 , ... / YN, Zi, Z 2 , - ♦ •, z N ), with the following steps:
Nicht-lineares, vektorielles Abbilden einer Kombination bestehend aus zumindest zwei Einzel- Modulationssymbolen (yi, y∑, •'•, YN; ZI, Z2, . ••, ZN) auf eine Kombination von B empfangenen Informationsbits (c,,c2,...,cB.) gemäß einer Abbildungsvorschrift,Nonlinear, vectorial mapping of a combination of at least two single modulation symbols (yi, yΣ, '' , YN, ZI, Z2, •, ZN) to a combination of B received information bits (c ,, c 2 , ..., c B. ) according to a mapping rule,
wobei gemäß der Abbildungsvorschrift unterschiedliche der Kombinationen der Einzel-Modulationssymbole (yi, y2, ..., YN; Z1, Z2, ..., zN) auf gleichen Kombinationen der B Informationsbits (c,,c2,...,cB,) abgebildet werden. wherein according to the mapping rule different combinations of the individual modulation symbols (y i, y 2, ..., YN, Z 1, Z 2, ..., z N) on the same combinations of the B information bits (c ,, c 2,. .., c B ,).
66. Computerprograrran zur Durchführung eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 25 bis 36, 52 bis 65 oder 71 bis 81, wenn das Computerprogramm auf einem Compu- ter abläuft.66. Computer program for carrying out a method according to one of claims 25 to 36, 52 to 65 or 71 to 81, when the computer program runs on a computer ter.
67. Datenübertragungssystem (100; 200) zum Übertragen von B Informationsbits (bo, bi, b2, b3) von einem Datensender zu einem Datenempfänger, mit folgenden Merkma- len:67. A data transmission system (100; 200) for transmitting B information bits (bo, bi, b 2 , b 3 ) from a data transmitter to a data receiver, having the following features:
einem Signalcodierer (110) zum Erzeugen von N' parallelen binären Signalen (Co, Ci, C2, C3; Uo, Ui, U2, U3, U4) basierend auf den B Informationsbits, wobei der Signalkodierer einen Vektor-Abbilder (140) zum nichtlinearen Abbilden von möglichen Bitmustern der B Informationsbits (bo, bi, b2, b3) auf 2B Signalkombina- tionen auf den N' parallelen binären Signalen (Co, Ci, C2, C3; U0, Ui, U2, U3, U4) umfasst, wobei N' grö- ßer B;a signal encoder (110) for generating N 'parallel binary signals (Co, Ci, C 2 , C 3 , Uo, Ui, U 2 , U 3 , U 4 ) based on the B information bits, the signal encoder comprising a vector mapper (140 ) for non-linear mapping of possible bit patterns of the B information bits (bo, bi, b 2 , b3) to 2 B signal combinations on the N 'parallel binary signals (Co, Ci, C2, C 3 ; U 0 , Ui, U 2 , U3, U4), where N 'is greater B;
N' Übertragungsleitung (130_0, 130_l, 130_2, 130_3, 130_4) zum Übertragen der N' parallelen binären Signale (uo, Ui, U2, U3, U4) von einem Datensender zu ei- nem Datenempfänger; undN 'transmission line (130_0, 130_l, 130_2, 130_3, 130_4) for transmitting the N' parallel binary signals (uo, Ui, U 2 , U 3 , U4) from a data transmitter to a data receiver; and
Einem Signaldekodierer zum Empfangen der N' übertragenen parallelen Signale (yo, yi, y∑/ y3, y4> von den N' Übertragungsleitungen, und zum Rekonstruieren der B Informationsbits aus den empfangenen N' parallelen binären Signalen, um empfangene InformationsbitsA signal decoder for receiving the N 'transmitted parallel signals (yo, yi, yΣ / y3, y4> from the N' transmission lines, and for reconstructing the B information bits from the received N 'parallel binary signals, to receive information bits
(bOibιtb2,b3) zu erhalten, wobei der Signaldekodierer(b Oi b ιt b 2 , b 3 ), wherein the signal decoder
(120) einen Vektorabbilder (152) zum nicht-linearen Abbilden der Signalkombinationen der N' empfangenen parallelen Signale (y0, yi, Y2, Y3, Yi) oder von davon durch eine Schwellwertentscheidung abgeleiteten binä- ren Signalen (zo, z\, z, zj, Z4) auf Kombinationen von B empfangene Informationsbits (b0,bltb2,b3) umfasst,(120) a vector mapper (152) for nonlinearly mapping the signal combinations of the N 'received parallel signals (y 0 , yi, Y2, Y3, Yi) or binary values derived therefrom by a threshold decision. ren signals (zo, z \ z Σ, zj, Z 4) combinations of B received information bits (b 0, b lt b 2, b 3),
wobei der Vektorabbilder des Signaldekodierers so ausgelegt ist, dass unterschiedliche der Signalkombinationen der N' parallelen Signale (yo, yi, y∑, Y3r Yn; Zo, Zi, Z2, Z3, Z4) auf gleiche Kombinationen der Bwherein the vector image of the signal decoder is arranged so that different ones of the signal combinations of the N 'parallel signals (yo, yi, yΣ, Y3r Yn, Zo, Zi, Z 2 , Z 3 , Z 4 ) are based on the same combinations of B
Informationsbits (O0,01,02,03) abgebildet werden, und dass eine von dem Vektorabbilder (152) pro Zeitein- heit insgesamt ausgegebene Datenmenge kleiner ist als eine pro Zeiteinheit in den Vektorabbilder über die N' parallelen Signale (y0, yi, y2r y3, y4; z0, Z1, z2, Z3, Z4) eingegebene Datenmenge.Information bits (O 0 , 0 1 , 0 2 , 0 3 ), and that a total amount of data output from the vector image (152) per unit time is smaller than one per unit time in the vector images over the N 'parallel signals (y 0 , yi, y2r y 3 , y 4 , z 0 , Z 1 , z 2 , Z 3 , Z 4 ) entered amount of data.
68. Datenübertragungssystem gemäß Anspruch 67, wobei eine Abbildungsvorschrift des Vektorabbilders erhaltbar ist durch Ausführung der folgenden Schritte:68. The data transmission system according to claim 67, wherein a mapping rule of the vector image is obtainable by performing the following steps:
a) Bestimmen zumindest einer unzuverlässigen Sende- Signalkombination der N' parallelen Signale aus einer Menge von möglichen Sende-Signalkombinationen, die mit einer überdurchschnittlich hohen Wahrscheinlichkeit in einem falschen Schätzwert für die Sende- Signalkombination resultiert, wobei ein Schätzwert eine Sende-Signalkombination angibt, die unter allen Sende-Signalkombinationen am wahrscheinlichsten zu einer bestimmten Empfangs-Signalkombination (yo, yi, y2, y3, Yi) führt;a) determining at least one unreliable transmit signal combination of the N 'parallel signals from a set of possible transmit signal combinations which results in an above-average probability in an incorrect estimate for the transmit signal combination, an estimate indicating a transmit signal combination among all transmit-signal combinations, most likely results in a particular receive signal combination (yo, yi, y2, y3, Yi);
b) Entfernen der in a) bestimmten Sende- Signalkombination aus der Menge von möglichen Sende- Signalkombinationen, um eine verkleinerte Menge von möglichen Sende-Signalkombinationen zu erhalten; undb) removing the transmission signal combination determined in a) from the set of possible transmission signal combinations in order to obtain a reduced quantity of possible transmission signal combinations; and
c) Einmaliges oder mehrmaliges Wiederholen derc) Repeating the one or more times
Schritte a) und b) , wobei die in b) erhaltene verkleinerte Menge von möglichen Sende- Signalkombinationen bei einer Wiederholung als die in a) verwendete Menge von möglichen Sende- Signalkombinationen verwendet wird,Steps a) and b), wherein the reduced amount of possible transmission received in b) Signal combinations in a repetition is used as the amount of possible transmission signal combinations used in a),
bis die verkleinerte Menge von möglichen Sende-until the reduced amount of possible transmission
Signalkombinationen eine Abbildungsvorschrift des Vektor-Abbilders (140) festlegt.Signal combinations a mapping rule of the vector image (140) determines.
69. Datenübertragungssystem zum Übertragen von B Informationsbits von einem Datensender zu einem Datenempfän- ger, mit folgenden Merkmalen:69. A data transmission system for transmitting B information bits from a data transmitter to a data receiver, comprising:
einem Signalkodierer (664; 764; 810) zum Erzeugen einer Mehrzahl von Einzel-Modulationssymbolen (xi, x2, ..., xN; XI, X2, ..., Xw) basierend auf den B Infor- mations-Bits (ci, C2, ...., cB' ; Ci, C2, ..., cB) , mit einem Vektorabbilder (680; 780; 840) zum nichtlinearen Abbilden von möglichen Bitmustern der B Informationsbits auf 2B verschiedene Kombinationen bestehend aus zumindest zwei Einzel- Modulationssymbolen, wobei die 2B verschiedenen Kombinationen eine echte Teilmenge eines Gesamtmodulati- onsalphabets (M) darstellen, wobei das Gesamtmodu- lationsalphabet (M) durch ein Kreuzprodukt von Mengen (Mi,Af2, ... ,MN) von tatsächlich auftretenden Modu- lationswerten der zumindest zwei Einzel- Modulationssymbole gebildet ist;a signal encoder (664; 764; 810) for generating a plurality of individual modulation symbols (xi, x 2 ,..., x N ; X I , X 2 , ..., Xw) based on the B information signals. Bits (ci, C 2 , ...., c B ' , Ci, C 2 , ..., c B ), with a vector map (680; 780; 840) for non-linear mapping of possible bit patterns of the B information bits to 2 B different combinations consisting of at least two single modulation symbols, wherein the 2 B different combinations represent a true subset of a total modulating alphabet (M), where the total modulation alphabet (M) is represented by a cross product of sets (Mi, Af 2 , .. ., M N ) is formed by actually occurring modulation values of the at least two individual modulation symbols;
einem Kanal zum Übertragen der Mehrzahl von Einzel- Modulationssymbolen von einem Datensender zu einem Datenempfänger; unda channel for transmitting the plurality of single modulation symbols from a data transmitter to a data receiver; and
einem Signaldekodierer (820) zum Erzeugen von B Informationsbits (C19C1 cB.) , basierend auf der über den Kanal übertragenen Mehrzahl von Einzel- Modulationssymbolen (yi, y2, ..., ytj) , mit einem Vektorabbilder (890) zum nichtlinearen Abbilden von Kombinationen (yi, y2, ..., yN; Zi, Z2, ...., zN) bestehend aus zumindest zwei Einzel-Modulationssymbolen auf Kombinationen von B Bits, so dass unterschiedliche der Kombinationen der Einzel-Modulationssymbole auf gleiche Kombinationen der B Informationsbits abgebildet werden.a signal decoder (820) for generating B information bits (C 19 C 1 c B. ) based on the plurality of single modulation symbols (yi, y 2 ,..., ytj) transmitted over the channel, with a vector image (890 ) for non-linear mapping of combinations (yi, y 2 , ..., y N , Zi, Z 2 , ...., z N ) consisting of at least two single modulation symbols to combinations of B bits such that different ones of the combinations of the single modulation symbols are mapped to equal combinations of the B information bits.
70. Datenübertragungssystem gemäß Anspruch 69, wobei eine Abbildungsvorschrift des Vektorabbilders des Signal- codierers erhaltbar ist durch Ausführung der folgenden Schritte:70. The data transmission system according to claim 69, wherein a mapping rule of the vector image of the signal coder is obtainable by performing the following steps:
a) Bestimmen zumindest einer unzuverlässigen Sende- Kombination von Einzel-Modulationssymbolen aus einer Menge von möglichen Sende-Kombinationen von Einzel- Modulationssymbolen, die mit einer überdurchschnitt- lieh hohen Wahrscheinlichkeit in einem falschen Schätzwert für die Kombination von Einzel- Modulationssymbolen resultiert,a) determining at least one unreliable transmit combination of single modulation symbols from a set of possible transmit combinations of single modulation symbols resulting in an above-average probability in an incorrect estimate for the combination of single modulation symbols,
wobei ein Schätzwert eine Sendekombination angibt, die unter allen Sendekombinationen am wahrscheinlichsten zu einer bestimmten Empfangskombination Cy1, Y2, ••-, yu) führt;wherein an estimate indicates a transmit combination most likely to result in a particular receive combination Cy 1 , Y 2 , ••, yu among all transmit combinations;
b) Entfernen der in a) bestimmten Sende-Kombination von Einzel-Modulationssymbolen aus der Menge von möglichen Sendekombinationen von Einzel- Modulationssymbolen, um eine verkleinerte Menge von möglichen Sende-Kombinationen von Einzel- Modulationssymbolen zu erhalten;b) removing the transmit combination of single modulation symbols determined in a) from the set of possible transmit combinations of single modulation symbols to obtain a reduced set of possible transmit combinations of single modulation symbols;
c) Einmaliges oder mehrmaliges Wiederholen der Schritte a) und b) , wobei die in b) erhaltene verkleinerte Menge von möglichen Sende-Kombinationen von Einzel-Modulationssymbolen bei einer Wiederholung als die in a) verwendete Menge von möglichen Sende- Kombinationen von Einzel-Modulationssymbolen verwendet wird, bis die verkleinerte Menge von möglichen Sende- Signalkombinationen eine Abbildungsvorschrift des Vektor-Abbilders (140) des Signalcodierers festlegt.c) repeating steps a) and b) once or more than once, wherein the reduced quantity of possible transmission combinations of single modulation symbols obtained in b) in a repetition is the set of possible transmission combinations of individual modulation symbols used in a) is used, until the reduced amount of possible transmit signal combinations determines a mapping specification of the vector imager (140) of the signal encoder.
71. Verfahren (1000) zum Konfigurieren eines Signalkodie- rers (110) zum Erzeugen von N' parallelen binären Signalen (Co, Ci, C2, C3, C4; uo, Ui, U2, U3, U4) basierend auf B Informationsbits (bo, bi, b2, b3) , mit einem Vektorabbilder (140) zum nichtlinearen Abbilden von möglichen Bitmustern der B Informationsbits auf 2B Signalkombinationen auf den N' parallelen binären Signalen gemäß einer Abbildungsvorschrift, wobei N' größer B,71. A method (1000) for configuring a signal coder (110) to generate N 'parallel binary signals (Co, Ci, C 2 , C 3 , C 4 , u o, U i, U 2 , U 3 , U 4 ) based on B Information bits (bo, bi, b 2 , b3), comprising a vector image (140) for non-linear mapping of possible bit patterns of the B information bits to 2 B signal combinations on the N 'parallel binary signals according to a mapping rule, where N' is greater B,
wobei der Signalcodierer ausgelegt ist, um über einen Kanal die Sende-Signalkombinationen (c<j, cx, C2, C3, C4; Uo, Ui, U2, U3, U4) zu einem Empfänger zu übertragen, so dass an dem Empfänger empfangene, quantisier- te Empfangs-Signalkombinationen (zo, Zi, Z2, Z3, Z4) entstehen,wherein said signal encoder is designed to have a channel, the transmit signal combinations (c <j, c x, C 2, C 3, C4; Uo, Ui, U 2, U 3, U 4) to be transmitted to a receiver so that at the receiver received, quantized receive signal combinations (zo, Zi, Z2, Z3, Z 4 ) arise,
mit folgenden Schritten:with the following steps:
a) Bestimmen zumindest einer unzuverlässigen Sende- Signalkombination der N' parallelen Signale aus einera) determining at least one unreliable transmission signal combination of the N 'parallel signals from one
Menge von möglichen Sende-Signalkombinationen, die mit einer überdurchschnittlich hohen Wahrscheinlichkeit in einem falschen Schätzwert für die Signalkombination resultiert,Set of possible transmit-signal combinations that results in an incorrect estimate of the signal combination with an above-average probability
wobei ein Schätzwert eine Sendekombination angibt, die unter allen Sendekombinationen am wahrscheinlichsten zu einer bestimmten Empfangskombination führt;wherein an estimate indicates a transmission combination that is most likely to result in a particular reception combination among all transmission combinations;
b) Entfernen der in a) bestimmten Sende- Signalkombination aus der Menge von möglichen Sende- Signalkombinationen, um eine verkleinerte Menge von möglichen Sende-Signalkombinationen zu erhalten; undb) removing the transmission signal combination determined in a) from the set of possible transmission Signal combinations to obtain a reduced set of possible transmit signal combinations; and
c) Einmaliges oder mehrmaliges Wiederholen der Schritte a) und b) , wobei die in b) erhaltene verkleinerte Menge von möglichen Sende- Signalkombinationen bei einer Wiederholung als die in a) verwendete Menge von möglichen Sende- Signalkombinationen verwendet wird.c) repeating steps a) and b) once or several times, wherein the reduced quantity of possible transmission signal combinations obtained in b) is used in a repetition as the set of possible transmission signal combinations used in a).
72. Verfahren zum Konfigurieren eines Signalcodierers72. Method of Configuring a Signal Encoder
(664; 764; 810) zum Erzeugen einer Mehrzahl von Einzel-Modulationssymbolen (X1, X2, ...., XN; Xl, X2f ..., xN») basierend auf B Informationsbits (ci, C2, ..., cB' ; Ci, C2, ...., cB), mit einem Vektor-Abbilder (680; 780; 840) zum nicht-linearen Abbilden von möglichen Bitmustern der B Informationsbits auf 2B verschiedene Sende-Kombinationen bestehend aus zumindest zwei Einzel-Modulationssymbolen, gemäß einer Abbil- dungsvorschrift, wobei die 2B verschiedenen Kombinationen eine echte Teilmenge eines Gesamt- Modulationsalphabets (M) darstellen, wobei das Gesamt-Modulationsalphabet durch ein Kreuzprodukt von Mengen (Mi, M∑, • • • , MN) von tatsächlich auftretenden Modulationswerten der zumindest zwei Einzel- Modulationssymbole gebildet ist,(664; 764; 810) for generating a plurality of single modulation symbols (X 1 , X 2 , ...., X N ; X 1 , X 2f ..., x N ») based on B information bits (ci, C 2 , ..., c B ' , C i, C 2 , ...., c B ), with a vector mapper (680; 780; 840) for non-linear mapping of possible bit patterns of the B information bits to 2 B various transmit combinations comprising at least two single modulation symbols, according to a mapping rule, wherein the 2 B different combinations represent a true subset of a total modulation alphabet (M), the overall modulation alphabet being represented by a cross product of sets (Mi, M Σ, • • •, M N ) is formed by actually occurring modulation values of the at least two individual modulation symbols,
wobei der Signalkodierer ausgelegt ist, um über einen Kanal die Kombinationen von Einzel- Modulationssymbolen zu einem Empfänger zu übertragen, so dass an dem Empfänger empfangene, quantisierte Empfangs-Kombinationen von Einzel-Modulationssymbolen entstehen,wherein the signal encoder is adapted to transmit over a channel the combinations of single modulation symbols to a receiver so that received, receive at the receiver, quantized receive combinations of single modulation symbols,
mit folgenden Schritten:with the following steps:
a) Bestimmen zumindest einer unzuverlässigen Sende- Kombination von Einzel-Modulationssymbolen aus einer Menge von möglichen Sende-Kombinationen von Einzel- Modulationssymbolen, die mit einer überdurchschnittlich hohen Wahrscheinlichkeit in einem falschen Schätzwert für die Kombination von Einzel- Modulationssymbolen resultiert,a) determining at least one unreliable transmit combination of single modulation symbols from a Set of possible transmit combinations of single modulation symbols that results with an above-average probability in a wrong estimate for the combination of single-modulation symbols,
wobei ein Schätzwert eine Sendekombination angibt, die unter allen Sendekombinationen am wahrscheinlichsten zu einer bestimmten Empfangskombination führt;wherein an estimate indicates a transmission combination that is most likely to result in a particular reception combination among all transmission combinations;
b) Entfernen der in a) bestimmten Sende-Kombination von Einzel-Modulationssymbolen aus der Menge von möglichen Sendekombinationen von Einzel- Modulationssymbolen, um eine verkleinerte Menge von möglichen Sende-Kombinationen von Einzel- Modulationssymbolen zu erhalten;b) removing the transmit combination of single modulation symbols determined in a) from the set of possible transmit combinations of single modulation symbols to obtain a reduced set of possible transmit combinations of single modulation symbols;
c) Einmaliges oder mehrmaliges Wiederholen der Schritte a) und b) , wobei die in b) erhaltene verkleinerte Menge von möglichen Sende-Kombinationen von Einzel-Modulationssymbolen bei einer Wiederholung als die in a) verwendete Menge von möglichen Sende- Kombinationen von Einzel-Modulationssymbolen verwen- det wird.c) repeating steps a) and b) once or more than once, wherein the reduced quantity of possible transmission combinations of single modulation symbols obtained in b) in a repetition is the set of possible transmission combinations of individual modulation symbols used in a) is used.
73. Verfahren gemäß Anspruch 72, bei dem der Schritt a) folgende Schritte umfasst:73. The method of claim 72, wherein step a) comprises the steps of:
al) Bestimmen von Schätzwerten (i(z)), die geschätzte Sende-Kombinationen von Einzel- Modulationssymbolen beschreiben, für eine Mehrzahl von an dem Signaldecodierer empfangenen quantisierten Empfangs-Kombinationen von Einzel- Modulationssymbolen;al) determining estimates (i (z)) describing estimated transmit combinations of single modulation symbols for a plurality of quantized receive combinations of single modulation symbols received at the signal decoder;
a2) Bestimmen von Mengen (S (x) ) von empfangenen quantisierten Kombinationen (x) von Einzel- Modulationssymbolen, für die ein zugeordneter Schätzwert (i(z)), der eine geschätzte gesendete Sende- Kombination von Einzel-Modulationssymbolen beschreibt, von der tatsächlich gesendeten Kombination (x) von Einzel-Modulationssymbolen abweicht, für eine Mehrzahl von verschiedenen tatsächlich gesendeten Kombinationen von Einzel-Modulationssymbolen (x) ; unda2) determining quantities (S (x)) of received quantized combinations (x) of individual Modulation symbols for which an associated estimate (i (z)) describing an estimated transmitted transmission combination of single modulation symbols deviates from the actually transmitted combination (x) of single modulation symbols for a plurality of different actual transmitted combinations of Single modulation symbols (x); and
a3) Bestimmen einer Sende-Kombination (xr ) von gesendeten Einzel-Modulationssymbolen, so dass bei sendeseitigem Vorliegen der bestimmten Sende- Kombination (x' ) von gesendeten Einzel- Modulationssymbolen eine Wahrscheinlichkeit ( ^^[zlx]) dafür, dass empfangsseitig eine quanti- zeS(x) sierte Kombination von Einzel-Modulationssymbolen aus einer der in a2) bestimmten Mengen entsteht, überdurchschnittlich hoch ist.a3) determining a transmission combination (x r ) of transmitted single modulation symbols, such that at the transmitting end presence of the particular transmission combination (x ') of transmitted single modulation symbols a probability (^^ [zlx]) that the receiving side a quantized (x) sated combination of single modulation symbols from one of the quantities determined in a2) is above average.
74. Verfahren gemäß Anspruch 73, bei dem der Schritt al) ein Bestimmen einer Kombination von Einzel- Modulationssymbolen als die geschätzte Sende- Kombination (i(z)) von Einzel-Modulationssymbolen umfasst, so dass für die geschätzte Kombination (x(z)) von Einzel-Modulationssymbolen eine bedingte Wahrscheinlichkeit (Pr[Js|x]) für das ein Auftreten einer entsprechenden empfangenen quantisierten Emp- fangs-Kombinationen (JE) von Einzel- Modulationssymbolen überdurchschnittlich groß ist.74. The method of claim 73, wherein step al) comprises determining a combination of single modulation symbols as the estimated transmit combination (i (z)) of single modulation symbols such that for the estimated combination (x (z) ) of single modulation symbols, a conditional probability (P r [Js | x]) for which an occurrence of a corresponding received quantized receive combination (JE) of single modulation symbols is larger than average.
75. Verfahren gemäß Anspruch 73 oder 74, bei dem der75. The method according to claim 73 or 74, wherein the
Schritt a3) ein Bestimmen von bedingten Wahrscheinlichkeiten (Pr [S |x]) für ein Auftreten von empfangenen quantisierten Kombinationen (s) von Einzel- Modulationssymbolen aus der in dem Schritt a2) be- stimmten Menge (S (x) ) unter der Voraussetzung, dass eine betrachtete Sende-Kombination (x) von gesendeten Einzel-Modulationssyinbolen durch den Signalcodierer ausgegeben wird, umfasst,Step a3) determining conditional probabilities (P r [S | x]) for an occurrence of received quantized combinations (s) of individual modulation symbols from the set (S (x)) determined in step a2) below Requirement that a considered transmission combination (x) of sent Single Modulationssininbolen output by the signal encoder comprises,
und wobei der Schritt a3) ferner ein Summieren von zu der betrachteten Sende-Kombinationen (x) gehörigen bedingten Wahrscheinlichkeiten (Pc[z|x]) für eine Mehrzahl von empfangenen quantisierten Kombinationen (z) von Einzel-Modulationssymbolen aus der in dem Schritt a2) bestimmten Menge (S (x) ) umfasst,and wherein step a3) further comprises summing conditional probabilities (P c [z | x]) associated with the considered transmit combination (x) for a plurality of received quantized combinations (z) of single modulation symbols from that in step a2) comprises a certain amount (S (x)),
um eine Gesamt-Wahrscheinlichkeit für ein für ein Auftreten von empfangenen quantisierten Kombinationen (z) von Einzel-Modulationssymbolen aus der in dem Schritt a2) bestimmten Menge (S (x) ) für eine betrach- tete Sende-Kombination (x) von gesendeten Einzel- Modulationssymbolen zu erhalten.an overall probability of an amount (S (x)), determined for an occurrence of received quantized combinations (z) of individual modulation symbols, determined in step a2) for a viewed transmission combination (x) of transmitted individual - to get modulation symbols.
76. Verfahren gemäß Anspruch 75, bei dem der Schritt a3) ein Bestimmen von Gesamt-Wahrscheinlichkeiten für ei- ne Mehrzahl von betrachteten Sende-Kombinationen (x) und ein Auswählen derjenigen Sendekombination umfasst, für die die Gesamt-Wahrscheinlichkeit für ein Auftreten von empfangenen quantisierten Kombinationen (z) von Einzel-Modulationssymbolen aus der in dem Schritt a2) bestimmten Menge (S (x) } überdurchschnittlich ist.76. The method of claim 75, wherein step a3) comprises determining global probabilities for a plurality of considered transmit combinations (x) and selecting the transmit combination for which the overall probability for occurrence of received ones quantized combinations (z) of single modulation symbols from the determined in step a2) amount (S (x)} is above average.
77. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 72 bis 76, bei dem die Menge von möglichen Sende-Kombinationen von Einzel-Modulationssymbolen durch Wiederholung der77. The method according to one of claims 72 to 76, wherein the set of possible transmission combinations of single modulation symbols by repeating the
Schritte a) und b) solange rekursiv verkleinert wird, bis eine verkleinerte Menge von möglichen Sende- Kombinationen von Einzel-Modulationssymbolen entsteht, die eine Mächtigkeit von 2B aufweist.Steps a) and b) is recursively reduced until a reduced set of possible transmission combinations of single modulation symbols having a width of 2 B is produced .
78. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 72 bis 77, bei dem die Menge von möglichen Sende-Kombinationen von Einzel-Modulationssymbolen durch Wiederholung der Schritte a) und b) solange rekursiv verkleinert wird, bis eine Wahrscheinlichkeit dafür, dass bei Verwendung einer Sende-Kombination aus der rekursiv verkleinerten Menge von möglichen Sende-Kombinationen eine Wahrscheinlichkeit für ein empfängerseitiges Auftreten eines falschen Schätzwerts, der eine geschätzte Sende-Kombinationen von Einzel- Modulationssymbolen beschreibt, und der sich von der tatsächlich gesendeten Sende-Kombination unterschei- det, kleiner oder gleich einer vorgegebenen Schranke ist.78. The method according to any one of claims 72 to 77, wherein the set of possible transmission combinations of single modulation symbols by repeating the Steps a) and b) is recursively reduced until a probability that, when using a transmission combination of the recursively reduced set of possible transmission combinations, a probability for a receiver-side occurrence of a wrong estimate, the estimated transmission combinations of Describes individual modulation symbols, and which differs from the actually transmitted transmission combination, is less than or equal to a predetermined barrier.
79. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 72 bis 78, bei dem eine ursprünglich verwendete Menge von möglichen Sende-Kombinationen von Einzel-Modulationssymbolen ein Kreuzprodukt von Mengen von möglichen Einzel- Modulationssymbolen ist.79. The method of claim 72, wherein an initially used set of possible transmit combinations of single modulation symbols is a cross product of sets of possible single modulation symbols.
80. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 72 bis 79, das ferner ein Einstellen der Abbildungsvorschrift basierend auf der rekursiv verkleinerten Menge von Einzel- Modulationssymbolen umfasst, so dass der Vektor- Abbilder Bitmuster der B Informationsbits auf Sende- Kombinationen von Einzel-Modulationssymbolen aus der rekursiv verkleinerten Menge von Einzel- Modulationssymbolen abbildet.80. The method of claim 72, further comprising adjusting the mapping rule based on the recursively reduced set of single modulation symbols such that the vector imager selects bit patterns of the B information bits on transmit combinations of single modulation symbols from the recursive reduced quantity of single modulation symbols.
81. Verfahren zum Konfigurieren eines Signaldecodierers81. Method of Configuring a Signal Decoder
(120) zum Erzeugen von B Informationsbits (bo,bλ,b2,b3) aus N' parallelen Signalen (z0, Zi, Z2, Z3, Z4), mit einem Vektorabbilder (152) zum nicht-linearen Abbilden von Signalkombinationen der N' parallelen binären Signale auf Kombinationen der B Informationsbits, mit N' > B, so dass unterschiedliche der Signalkombinati- onen der N' Signale auf gleiche Kombinationen der B Informationsbits abgebildet werden, so dass eine von dem Vektor-Abbilder pro Zeiteinheit insgesamt ausge- gebene Datenmenge kleiner ist als eine pro Zeiteinheit in den Vektor-Abbilder über die N' parallelen binären Signale eingegebene Datenmenge,(120) for generating B information bits (b o , b λ , b 2 , b 3 ) from N 'parallel signals (z 0 , Zi, Z 2 , Z 3 , Z 4 ) with a vector image (152) for not linear mapping of signal combinations of the N 'parallel binary signals to combinations of the B information bits, with N'> B, such that different ones of the signal combinations of the N 'signals are mapped to equal combinations of the B information bits, such that one of the vector information bits Images per unit of time total amount of data is less than a data amount entered per unit time in the vector images over the N 'parallel binary signals,
wobei der Signalcodierer ausgelegt ist, um über einen Kanal die Sende-Signalkombinationen zu einem Empfänger zu übertragen, so dass an dem Empfänger empfangene, quantisierte Empfangs-Signalkombinationen entstehen,wherein the signal coder is adapted to transmit the transmit signal combinations to a receiver over a channel such that quantized receive signal combinations received at the receiver are produced,
mit folgenden Schritten:with the following steps:
a) Bestimmen zumindest einer unzuverlässigen Sende- Signalkombination der N' parallelen Signale aus einer Menge von möglichen Sende-Signalkombinationen, die mit einer überdurchschnittlich hohen Wahrscheinlichkeit in einem falschen Schätzwert für die Signalkombination resultiert;a) determining at least one unreliable transmit-signal combination of the N 'parallel signals from a set of possible transmit-signal combinations that results in a false estimate of the signal combination with an above-average probability;
b) Entfernen der in a) bestimmten Sende-(b) removal of the transmitters specified in (a)
Signalkombination aus der Menge von möglichen Sende- Signalkombinationen, um eine verkleinerte Menge von möglichen Sende-Signalkombinationen zu erhalten; undSignal combination of the set of possible transmit signal combinations to obtain a reduced set of possible transmit signal combinations; and
c) Einmaliges oder mehrmaliges Wiederholen derc) Repeating the one or more times
Schritte a) und b) , wobei die in b) erhaltene verkleinerte Menge von möglichen Sende- Signalkombinationen bei einer Wiederholung als die in a) verwendete Menge von möglichen Sende- Signalkombinationen verwendet wird. Steps a) and b), wherein the reduced amount of possible transmission signal combinations obtained in b) is used in a repetition as the amount of possible transmission signal combinations used in a).
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