接收根据多电平编码技术调制的信号的制作方法

专利名称：接收根据多电平编码技术调制的信号的制作方法
技术领域：
本发明的领域是信号处理和数字通信。
更具体地，本发明涉及一种最优化根据多电平编码(multi-levelcoding)或MLC技术调制的信号的解码的技术。
背景技术：
而今，有几种已知的编码调制信道编码技术。当然，以下Ungerboeck发现的格型编码调制也被称作MCT(在1982年1月，28，No.1，55-67页的IEEE Trans.IT中描述的“Channel Coding withMultilevel/Phase Signals”)，已经建议了块编码调制或BCM和格型编码多维调制。
BCM类型的调制已经在1984年1月，20，62-63页的ElectronicsLetter中由Cusack写的“Error control codes for QAM signaling”中和1986年10月，34，No.10，1043-1045页的IEEE Trans.COM中由Sayegh写的“A class of optimum block codes in signal space”中特别描述。
格码多维调制已经在1987年7月，33，No.4，483-501页的IEEETrans.IT中由Wei写的“Trellis-coded Modulation withMultidimensional Constellations”中和1987年3月，33，No.2，177-195页的IEEE Trans.IT中由Calderbank和Sloane写的“New trelliscodes based on lattices and cosets”中特别描述。
适度复杂的格码调制(典型的有4或8种状态)可以给出3到4dB的编码增益。然而，在高容量RF波束的应用中，解码调制所需的维特比解码器的实现一直成本很高。
因此BCM码的新家族被提议用于这些特殊应用。这种码实现更简单，但是它们的编码增益通常限于2dB。
在1977年5月，23，No.3，371-377页的IEEE Trans.IT中由Imai和Hirakawa写的“A new multilevel coding method usingerror-correction codes”中已经提议了一种用于高容量RF波束应用的具有吸引力的编码技术。这是一种多电平编码的技术，其值在于简单的步进编码方法的存在，需要在性能与实现的复杂性之间的有效折衷。
这里在下文中给出多电平编码原理以及相关的步进解码方法的简要描述。
因此，我们考虑一个能够每符号发送m比特的2m-点星座(constellation)A0。
如果m表示将编码的比特数，将星座A0划分成m个电平，从而给出2m个子集。该划分原理与Ungerboeck所定义的相同，并用于最大化划分的子集中的最小欧几里得距离。如果di表示在第i划分电平获得的子集中的最小欧几里得距离，则必须证实下面的不等式(1)d0＜d1＜d2＜…＜dm其中，d0是星座A0中的最小距离。
因此，m个比特b1，b2，…，bm在2m个子集中选择一个子集，其中bi是分配给划分的第i电平的比特。

图1给出了当m＝2时的这种划分的图。A0首先被划分为两个子集Bi，i∈{0，1}，其中i＝b1，具有最小距离d1，然后再划分为四个子集Ci，i∈{0，1，2，3}，其中i＝b1+2b2，具有最小距离d2。如果A0是具有欧几里得距离d0的正方形星座，则d1=2d0]]>以及d2=2d1=2d0.]]>分配星座A0的点的处理目标在于分类m个比特，该m个比特代表作为它们对于噪声的脆弱性的函数而发送的符号。实际上可以看出，由于与比特b2对应的最小欧几里得距离d2＞d1，比特b1比比特b2更脆弱。根据(1)的关系，能够表明，如果充分地保护比特bk，k＝i-1使得它们被准确地接收，则比特bi，i＝m将比其它比特bj，j＜i更好地得到防噪声的保护。因此，可以设想单独用不同的码对这些比特进行编码。
这是多电平编码的原理，在将星座A0划分成m个电平之后，使用m个编码器Ei，i＝1，…，m用几个保护电平来保护这些m个比特。
换句话说，多电平编码的原理在于编码与调制的结合最优化，使得实现改善的传输性能。因此，在QAM(正交调幅)的情况下，将更大的保护给予由于它们在QAM映射中的位置而更易于受到差错的影响的那些比特。给予不同比特的保护依赖于使用的编码。
图2举例说明了编码概念的模式。以比特率D发送的数据流被串并变换块21分成具有比特率Di，i＝1，…，m的m个数据流。该m个第一串被标号为22的具有编码速率Ri＝ki/ni和最小汉明距离di的m个二进制码Ei(ni，ki，di)，i＝1，…，m编码。在调制器23的输入端，该m个二进制串必须同步，具有比特率D′/m。因此可以由给出的下式定义等效编码率R(2)R＝D/D′如果假设所有的ni值相等，即ni＝n，i＝1，….m，以及m个码Ei是块码，则这种编码能够通过与Sayegh在所述文章中特别描述的用于BMC的矩阵结构相同的矩阵结构来描述。码字包括m个符号并可由m行和n列的矩阵来表示，这里第j列代表块的第j符号的二进制赋值，以及第i行代表第i划分电平。行i，i＝1，…，m是一个码字Ei(ni，ki，di)。利用该编码获得的最小欧几里德距离d由下式给出(3)---d2=mini=1.···,m+1(didi-12),]]>dm+1＝1知道di值验证所述关系(1)，如果在关系(4)的情况下，多电平编码最优。
(4)d1＞d2＞…＞dm由此确定比特b1是必须受到最大保护的比特，然后是b2等。矩阵描述能够被通用于码是无论任何码的情况。如果ni值不相等，则考虑具有m行和l列的矩阵就够了，其中l是ni值的最小公倍数，i＝l，…，m。在码之一是卷积码的特殊情况下，认为该矩阵是半无穷大的。
典型地与这种多电平编码相关使用的解码方法是次最优步进解码，它的优点在于实现起来非常简单。
根据该技术，该解码方法步进完成，其中，每个比特由工作于硬判决的简单解码器独立解码，但解码器(i)的输出可以对于在解码器(i+1)的输入端的比特进行校正。图3给出这类解码器的框图，其中m＝2。假设在解码器的输入端收到n个符号的块31(r1，r2，…，rn)，按下面的连续步骤执行解码操作-首先解码分配给第一分割电平(A0)的n个比特bi1，i＝1，…，n每ri，i＝1，…，n作用A0中的硬判决32。因此，获得bi1，i＝1，…，n的第一估计值，被写为 i＝，…，n。通过写入 硬判决解码33工作于 i＝1，…，n，给出最终的估计，被写为1i，i＝1，…，n。
-然后解码分配给第二分割电平(B0或B1)的n个比特bi2，i＝1，…，n作为被发送时使用的相同编码器编码的比特 i＝1，…，n的函数，第二判决操作34作用于pi=b~1i,]]>i＝1，…，n的子集Bpi中的符号ri，i＝1，…，n。标号为35的解码器“2”解码获得的比特 以给出最终判决2i，i＝1，…，n。
-最后解码剩余的未编码比特从被它们的相关编码器重新编码的比特1i，2i，i＝1，…，n，第三检测36由第二分割电平Ci，i＝1，…，n的子集中的ri，i＝1，…，n构成。因此，对于每个符号ri，i＝1，…，n获得m-2个剩余未编码比特的估计值。
根据与多电平编码或MLC相关的解码技术，第一解码因此在星座的子集A0中系统地完成。然后，该解码结果用于下一个子集B0的解码。
现在，为了MLC最佳，必须在不同编码电平之间获得的解码增益是6dB，这是很难得到的。
这种现有技术的一个缺点由此在于传统地在MLC编码的情况下实施的解码方法显示出一般的性能。
特别地，这种次最优步进解码技术较差适用于存在附加高斯噪声的信道和受多普勒影响的多径信道。

发明内容
本发明的一个目的是克服现有技术的缺点。
更具体地，本发明的一个目的是，提供一种解码根据MLC编码技术调制的信号的技术，与现有技术相比具有改善的性能。
本发明的另一个目的是，实现这种技术，与现有技术的次最优解码技术相比，能降低二进制误码率(或BER)。
本发明的另一个目的是，提供一种简单且实现起来成本较低的这种技术，适合于易于受到干扰的信道，特别是存在附加高斯噪声的信道和受多普勒影响的多径信道。
通过接收根据多电平编码技术调制的信号的方法来实现这些目的以及将在下面出现的其它目的，所述多电平编码技术包括至少两个编码电平，每个具有不同的噪声稳健性。这种信号具有多个符号，每个符号包括分配给所述编码电平之一的至少一个比特，以及这种接收方法包括至少一次迭代解码，包括解码每个接收的比特的连续步骤，至少一个所述解码步骤考虑至少一个可能的前续解码步骤的结果。
根据本发明，按考虑所述电平的稳健性的预定顺序解码所述比特，首先解码分配给被称作最稳健电平的具有最强噪声稳健性的编码电平的一个或多个比特。
然而，本发明基于一种完全新颖和创新的方法以解码根据多电平编码技术调制的信号。当然，与现有技术所使用的次最优解码方法不同，本发明提议考虑这些电平对于噪声的脆弱性而执行不同分割电平的解码。因此，首先解码最稳健的电平，以便能够将解码结果从这个电平传播至较低稳健的电平。因此，与现有技术的次最优解码技术相比，获得的解码性能大大提高。
有利地，所述预定顺序相应于被分配接收比特的编码电平的稳健性的降序。
最好所述连续解码步骤的每一步考虑前续解码步骤的结果，以便改善用于解码分配给较低稳健电平的比特的步骤的结果。
因此，在较低稳健性电平的比特的解码过程中系统地使用给定电平稳健性的比特的解码结果，从而大大改善了可给予第二解码的置信度。
根据本发明的一个有利实施例，分配给所述最稳健电平的比特是所述相应符号的最高有效位。
这个可选实施例特别相应于由标准化联盟DRM(在文件ETSI ES201 980 V1.2.1(2002-07)中所表示的数字无线电广播调制)所选择的特定实施模式。
最好，在一次解码迭代内，在解码所述接收比特的每个连续步骤之前有相应的解调步骤。
因此，接收比特首先被解调然后被解码。
有利地，这种接收方法包括至少两次连续解码迭代，一步用于在第n(n≥2)次迭代中，考虑分配给比所述给定电平较低稳健的编码电平的接收比特的解码步骤，并在至少一个所述前续迭代中实现的至少某个结果，解码给出电平的比特。
因此，在包括三个编码电平的特殊情况下，在第二次迭代过程中，最稳健电平的比特的解码考虑第一次迭代期间获得的两个最低稳健电平的比特的解码结果。
最好这种接收方法具有两次连续解码迭代。
当然，本发明人已经注意到从实施第三次迭代产生的性能提高较低，或者至少与相应的复杂性增加相比可以忽略不计。
有利地，在所述迭代的至少某一个的结束，这种接收方法实施发送符号的估计步骤，以及考虑所述估计的发送符号而计算附加信息段(extrinsic piece of information)的步骤，所述附加信息段能够改善所述后续迭代的解码步骤的结果。
因此，在第一次解码迭代后，将计算附加信息段，并将在第二次解码迭代期间使用以便增强其性能。
有利地，所述附加信息段具有格式α(Sr-SE)，其中α∈
，Sr是所述接收符号，以及Se是所述估计的发送符号。
在实施两次连续迭代的特殊情况下，第一次迭代期间，附加信息因此与接收符号和从不同电平的解码比特估计的符号之间的差成比例。该差被给定解码的置信度的特征系数加权。
在本发明的第一个优选实施例中，α大约等于0.25。
这样的α值使得在第二次解码迭代期间可以对于大多数考虑的传输信道获得满意的性能。
在本发明的第二个优选实施例中，这种接收方法包括最优化α的值作为信噪比的函数的步骤。
通过系数α，可以选择在信息的附加段中，在估计的发送符号中设置较高或较低的置信度，以便在后续编码迭代期间将其考虑为较高或较低的程度。最优化α的值作为信噪比的函数导致当信噪比非常高时，α值接近1，而当相反情况时，α值接近0。
根据本发明的优选特性，这种接收方法进一步包括由被发送的至少一个参考信息段确定信噪比的步骤，所述参考信息被称为导频信息，其值在接收中被称为先验值。
当然，可以回忆一下在OFDM中估计传输信道的典型技术，例如，包括将参考载波在接收机已知的位置插入净荷载波流中。在接收端，读出由这些被称为导频载波的参考载波携带的值，以及容易地从中导出在这些参考位置的信道的复增益。然后，在发送的时频网络的所有点上，从参考位置处的复增益的计算值导出信道的复增益。
因此，在本发明的框架中，可以使用这种基于导频的机制来确定信噪比并由此最优化α。它尤其用于DVB-T标准(数字音频广播(DVB)；用于地面广播电视(DVB-T)标准的成帧结构、信道编码和调制，ETS 300 744，1997年3月)。
根据本发明的优选实施例，这种接收方法还包括对于所述编码电平的至少某一个，在用于调制和解码所述接收比特的所述步骤之间实施的附加去交织步骤。
这种实施例特别用于相对于受多普勒影响的传输信道，改善接收方法的性能。
本发明还涉及一种解码根据多电平编码技术调制的信号的方法，包括每个具有不同噪声稳健性的至少两个编码电平，所述信号包括多个符号，每个符号至少包括一个比特，每个符号被分配给所述编码电平之一，所述方法包括至少一次解码迭代，所述解码迭代包括解码每个接收比特的连续步骤，至少一个所述解码步骤考虑至少一个前续解码步骤的结果，如果有的化。
根据本发明，按考虑所述电平的稳健性的预定顺序解码所述比特，首先解码分配给被称为最稳健电平的具有最强噪声稳健性的编码电平的一个比特或多个比特。
本发明还涉及一种用于接收根据多电平编码技术调制的信号的设备，包括具有不同噪声稳健性的至少两个编码电平，所述信号包括多个符号，每个符号包括分配给所述编码电平之一的至少一个比特，所述设备包括用于实施连续解码每个接收比特的解码部件，至少一个所述接收比特的解码考虑如果有的化，至少一个前续解码操作的结果。
根据本发明，所述解码部件按考虑所述电平的稳健性的预定顺序解码所述比特，分配给被称为最稳健电平的具有最强噪声稳健性的编码电平的一个比特或多个比特被首先解码。
本发明还涉及一种用于对信号进行编码/解码的系统，所述信号包括多个至少包含一个比特的符号，所述比特分配给所述编码电平之一。
这种系统包括至少一个编码设备，能根据多电平编码技术对所述信号进行调制，包括至少两个具有不同噪声稳健性的编码电平；以及至少一个解码设备，包括对每个所述接收比特实施连续解码的解码部件，所述至少一个接收比特的解码考虑，至少一个前续解码的结果，如果有的化。
所述解码部件按考虑所述电平的稳健性的预定顺序解码所述比特，分配给被称为最稳健电平的具有最强噪声稳健性的编码电平的一个比特或多个比特被首先解码。
最后，本发明涉及一种上述接收方法在下面的至少一个领域中的应用-数字无线电传输，特别是DRM(数字无线电广播调制(DigitalRadio Mondiale))类型；-纠错编码；-数字信号处理；-数字通信；-数字信号的记录与重放。
本发明的其它特征和优点从后面优选实施例的描述中变得更清晰，结合附图给出了作为简单、非详尽的举例，它们是-已经参考现有技术加以描述的图1示出了将星座A0划分为m个电平的例子，当m＝2时给出了2m个子集；-已经参考现有技术加以描述的图2是多电平编码器的框图；-已经参考先现有技术加以描述的图3是在现有技术中实现的步进解码的框图，在三电平编码的情况下，与图2的多电平编码器相关；-图4介绍了作为高斯附加白噪声的函数的MLC编码的不同电平的稳健性比较；-图5是根据本发明的接收机的例子，利用两次迭代并使用附加信息来执行QAM64符号的最优化解码；-图6举例说明了根据现有技术的次最优解码方法和本发明的解码方法，MLC技术的比较解码性能。
具体实施例方式
本发明的基本原理在于考虑根据多电平编码MLC技术调制的信号的不同编码电平的噪声稳健性，来确定解码接收比特的顺序。
参考图4，在多电平编码或MLC技术的情况中，我们介绍编码电平的稳健性的概念。
编码电平的稳健性可以由该电平的二进制误码率和信噪比(S/N)的函数的曲线来举例说明在全文中，当与之相关的二进制误码率低时，编码电平应当被认为更加稳健。
通过独立解码每个编码电平，即，不进行从一个电平到另一个电平的任何返回环路(换言之，一个电平的解码结果不再用于下一个电平的解码)，可以确定每个电平的噪声稳健性程度。更特别地，图4举例说明了与高斯附加白噪声相关的每个MLC编码电平的稳健性。
因此，文件ETIS ES 201 980 V1.2.1(2002-07)中介绍的DRM标准已经选择了多电平编码MLC，用于频率低于30MHz的AM(幅度调制)频带内的数字信号的广播。DRM选择的模式之一包括具有总编码效率R＝0.6的64QAM(正交调幅)，其中RMSB＝0.8、RISB＝0.67以及RLSB＝0.33，这里MSB代表最高有效位的集合，LSB代表最低有效位的集合，ISB代表中间有效位的集合。
因此，64QAM的点对应于比特集，即，一个比特分配给MSB电平，一个比特分配给ISB电平以及一个比特分配给LSB电平。
如图4举例说明的，在解码三个QAM调制电平即MSB、ISB和LSB的过程中，观察到最稳健电平是对应于MSB的电平(标号为41的曲线)，然后是对应于LSB的电平(标号为42的曲线)，最后是对应于中间电平比特或ISB的电平(标号为43的曲线)。当然，与MSB电平有关的BER曲线41是作为信噪比(S/N)的函数最快速下降的曲线，而与ISB电平有关的BER曲线43是作为信噪比(S/N)的函数最慢地下降的曲线。
然而，可以通过从最稳健电平(MSB)环回而再次分析ISB和LSB的性能，即，将MSB电平的解码结果考虑到LSB和ISB电平的解码中。
然后可以看出，ISB电平变成LSB电平前的第二最稳健电平。因此，编码电平稳健性的降序是MSB-ISB-LSB。
根据本发明提出的技术，MLC的解码的最优顺序是降序MSB-ISB-LSB。
现在参考图5，我们介绍根据本发明的接收机的示例实施例。
这种接收机的工作是基于四个主要原理-第一个原理是基于首先最稳健电平的解调，然后解码，这种解码的结果能够改善较差稳健电平的解调，然后解码。重复该操作直到最差稳健编码电平；-由根据本发明的接收机实施的第二个原理是迭代处理。当然，所有电平的解调和解码之后，可以通过较低电平的解码结果，重复所述操作以便改善最稳健电平的解调；-操作的第三个原理依靠实施调制信号的校正作为与将被解调的信号相关的校正信号的幅度的函数的关联测试；
-最后，这种接收机在每一次迭代之间使用附加信息，以便改善解调并从而改善接收信号的解码。
参考图5很详细地介绍了在QAM64(正交星座调制)调制的情况下的这四个原理，图5介绍了一个特殊实施例。当然，对于本领域的技术人员来讲，可以将此描述扩展到任何类型的多电平调制。
在图5的特殊实施例中，最稳健电平对应于最高有效位(MSB)的编码电平，最差稳健电平对应于最低有效位(LSB)。如参考图4所述的，编码电平的噪声稳健性与该电平的差错率成反比。另外，差错率是编码效率、与每个比特相关的功率(也称为比特电平)和信噪比的函数(当然，信号中发现的差错依赖于影响它的噪声)。
因此，这就很容易理解，最稳健的电平不一定是最高有效位的电平。然而，通过一个例子，下面的描述将特别关注在这种特殊情况下本发明的实施例的介绍。
图5的接收机具有被标为51和52的两级，对应于两次连续解码迭代。实际上，发明人已经发现第三次解码迭代的实施而产生的解码性能的改善是低的，因此，在本发明的优选实施例中，仅实施解码处理的两次迭代。这样在性能和复杂性之间获得了有效折衷。
首先我们描述被标为51的第一解码级。该级被提供也被称为Sr的接收的QAM64符号，它被分配给分别提供MSB、ISB、LSB解调的三个解调器511到513。接收符号Sr由分别分配给MSB、ISB和LSB电平的三个比特XRMSB、XRISB、XRLSB组成，接收符号Sr可以用这种形式表示Sr=XRMSB+XRISB+XRLSB.]]>在收到符号Sr时实施的第一步包括解调分配给最噪声稳健电平的比特，即，在这种情况下是最高有效位(MSB)。因此，在解调器511的输出端，获得提供给解码器514的解调后比特 i＝1，…，n。在由解码器514解码后，获得解码后的比特3i，i＝1，…，n。
第二步包括利用被称为“编码器3”的发送时使用的编码器517，编码已解码的比特3i，i＝1，…，n。这样编码的比特被送到被标为512的ISB解调器，该解调器考虑它们而解调中间有效位(ISB) i＝1，…，n。解码后，解调后的中间有效位将提供给解码器515的输入，解码后传送解码后的中间有效位2i，i＝1，…，n。将注意到，这里的ISB编码电平是中等噪声稳健性电平，因此它在MSB电平后，直接被解码和解调。
解码后的中间有效位2i，i＝1，…，n还被提供给编码器518的输入，编码器518与用于ISB电平的传输的编码器相同。
通过使用记录的较高稳健性电平的比特(MSB和ISB)，可以解调较低稳健电平的比特，在参考图5描述的优选实施例中，较低稳健电平对应于最低有效位的电平(LSB)。
为做到这些，来自较稳健MSB和ISB电平的编码器517和518的重新编码的比特被提供给LSB解调设备513，解调设备513传送解调后的最低有效位 i＝1，…，n。被解码器516解码后，获得解码后的最低有效位1i，i＝1，…，n。
解码后的最低有效位1i可能进一步提供给编码器519，编码器519与用于LSB电平的传输的编码器相同。
解码QAM电平的三个电平之后，由三个编码器517到519传送的重新编码的比特，可以确定(520)发送的符号的估计值。
这样，在结合图5描述的特殊实施例中，发送的符号Se具有如下形式Se＝4bMSB+2bISB+bLSB，其中bMSB、bISB和bLSB分别对应于MSB、ISB和LSB电平的比特。
由估计的发送符号，计算发送符号Se和接收符号Sr之间的欧几里德距离，通过系数α(0＜α＜1)加权该距离。这样确定附加信息段α(Sr-Se)521。该附加信息段可以在接收机的第二级52中用于改善后面的迭代解码。
第二解码级52与第一级51工作类似。它特殊具有三个解调设备521到523，以及分别与三个编码电平MSB、ISB和LSB相关的三个解码器524到526。
该级52内完成的第一步是由块521解调最稳健的MSB电平。首先将来自第一解码级51的编码器518和519的较低稳健电平ISB和LSB的记录比特提供给块521；其次将从接收信号Sr中减去附加信息段α(Sr-Se)，也就是Sr(1-α)+αSe提供给块521。
适当地选择系数α使其接近0.25。在另一个实施例中，系数α的值被优化为信噪比的函数。这样，根据信噪比，可以选择在发送符号的估计520中设置较高或较低的置信度，以在第二次解码迭代过程中，特别是在最稳健MSB电平的解码过程中，以变化程度考虑它。
因此，如果信噪比非常好，α将被选择接近1，否则，α将被选择接近0。
α的这种最优化之前可以有通过插入发送信号中的导频值而确定信噪比的步骤。根据现有技术，导频构成其值是接收机所知道的先验值的参考信息。通过比较导频的预定值和接收的导频的值，接收机可以估计传输信道的传送函数，并由此通过除法估计影响发送信号的信噪比。这项技术还使得可以评价不同编码电平的稳健性。
在块521的解调后，获得新的解调后的比特 i＝1，…，n。由于综合考虑附加信息和第一解码级51的较低稳健LSB和ISB电平的解码结果，相对于来自解调块511相应比特，这些新的解调后的比特被改善。
这些解调后的比特 i＝1，…，n被送到解码器524，解码器524传送改善的解码的比特3i，i＝1，…，n。如上所述，与发送时使用的编码器相同的编码器527将这些比特重新编码，然后将其提供给ISB电平的解调设备522。该解调设备522还在输入端被提供形式为Sr(1-α)+αSe的接收符号和附加信息之间的差，以及来自编码器519的较低稳健LSB电平的重新编码比特。
ISB解调器522传送解调后的中间有效位 i＝1，…，n提供给解码器525，解码器525传送改善的解码的比特2i，i＝1，…，n。
这些比特2i，i＝1，…，n再次由与传输中使用的编码器相同的编码器528再编码，然后将其送给最低稳健LSB电平523的输入端。该解调块523还被提供其形式是Sr(1-α)+αSe的接收符号和附加信息之间的差。因此，它传送相对于来自第一解码级513的相应比特被改善的解调后的比特 i＝1，…，n，并提供给解码器526，该解码器传送改善的解码后的比特1i，i＝1，…，n。
与现有技术相比，尤其是与用于有条件实施的解码根据多电平编码技术调制的信号的次最优步进解码方法相比较，这些两次连续解码迭代的实施结合使用附加信息给出了改善的性能。
这种性能通过图6的曲线举例说明，这些曲线分别代表作为信噪比的函数获得的二进制误码率，第一条是用于本发明的解码方法，第二条是用于现有技术的次最优解码方法。
因此可以看出，通过本发明获得的二进制误码率曲线61作为信噪比的函数，比通过现有技术的步进解码方法获得的二进制误码率(BER)曲线62下降快得多。
在此处介绍的DRM的情况下，10-4的二进制误码率BER构成系统的操作阈值。参考图6将注意到，对于10-4的阈值，在现有技术的解码技术和本发明的解码方法之间获得大约2dB的增益。
相对于受多普勒影响的传输信道本发明的系统性能可以被进一步改善，尤其通过在发送时，在每个编码电平上添加一个交织器。图5的接收机将在解调后和解码前包括一个将对于每个电平实施的去交织部件。
将注意到，本发明能够使用任何类型的码，特别是turbo码。特别地，可以设想对于每个编码电平实施turbo码。
权利要求
1.一种用于接收根据多电平编码技术调制的信号的方法，包括至少两个编码电平，每个编码电平具有不同的噪声稳健性，所述信号包括多个符号，每个符号包括分配给所述编码电平之一的至少一个比特，所述方法包括至少一次迭代解码，所述迭代解码包括解码每个接收的比特的连续步骤，至少一个所述解码步骤考虑至少一个前续解码步骤的结果，如果有的话；其特征在于，按考虑所述电平的稳健性的预定顺序解码所述比特，分配给被称为最稳健电平的具有最高噪声稳健性的编码电平的一个比特或多个比特首先被解码，所述方法包括至少两次连续的迭代解码。
2.根据权利要求1的接收方法，其特征在于，所述预定顺序对应于所述接收比特被分配的编码电平的稳健性的降序。
3.根据权利要求1和2中的任一个的接收方法，其特征在于，所述连续解码步骤的每一个考虑前续解码步骤的结果，以便改善解码分配给较低稳健电平的比特的所述步骤的结果。
4.根据权利要求1到3中的任一个的接收方法，其特征在于，分配给最稳健电平的所述比特是所述相应符号的最高有效位。
5.根据权利要求1到4中的任一个的接收方法，其特征在于，在一个所述迭代解码内，解码所述接收比特的连续步骤之前有相应的解调步骤。
6.根据权利要求1到5中的任一个的接收方法，其特征在于，在第n次，n≥2迭代解码期间，解码给定电平的位的步骤考虑分配给比所述给定电平较低稳健的编码电平的所述接收比特的解码步骤并在至少一次前续迭代中实现的至少某个结果。
7.根据权利要求1到6中的任一个的接收方法，其特征在于，它包括两次连续的解码迭代。
8.根据权利要求6和7中的任一个的接收方法，其特征在于，在至少某个所述迭代结束时，它实施估计发送符号的步骤和考虑所述估计的发送符号而计算附加信息段的步骤，所述附加信息段能改善后续迭代解码的步骤的结果。
9.根据权利要求8的接收方法，其特征在于，所述附加信息段具有形式α(Sr-Se)，其中α∈
，Sr是所述的接收符号，Se是所述估计的发送符号。
10.根据权利要求9的接收方法，其特征在于，α大约等于0.25。
11.根据权利要求9的接收方法，其特征在于，它包括最优化α的值作为信噪比的函数的步骤。
12.根据权利要求1到11中的任一个的接收方法，其特征在于，它还包括由发送的被称为导频信息的至少一个参考信息段确定信噪比的步骤，所述导频信息的值是接收端知道的先验值。
13.根据权利要求5到12中的任一个的接收方法，其特征在于，它还包括对于至少某个所述编码电平，在所述接收比特的解调和解码步骤之间实施的附加去交织步骤。
14.一种用于解码根据多电平编码技术调制的信号的方法，包括至少两个编码电平，每个编码电平具有不同的噪声稳健性，所述信号包括多个符号，每个符号包括分配给所述编码电平之一的至少一个比特，所述方法包括至少一次迭代解码，所述迭代解码包括解码每个所述接收比特的连续步骤，至少一个所述解码步骤考虑至少一个前续解码步骤的结果，如果有的话，其特征在于，按考虑所述电平的稳健性的预定顺序解码所述比特，分配给被称为最稳健电平的具有最高噪声稳健性的编码电平的一个比特或多个比特首先被解码，以及所述方法包括至少两次连续的解码迭代。
15.一种用于接收根据多电平编码技术调制的信号的设备，包括至少两个编码电平，每个具有不同的噪声稳健性，所述信号包括多个符号，每个符号包括分配给所述编码电平之一的至少一个比特，所述设备包括解码部件，用于实施每个接收比特的连续解码，至少一个所述接收比特的解码考虑至少一个前续解码操作的结果，如果有的话，其特征在于，所述解码部件按考虑所述电平的稳健性的预定顺序解码所述比特，分配给被称为最稳健电平的具有最高噪声稳健性的编码电平的一个比特或多个比特首先被解码，以及所述解码部件实现至少两次连续的解码迭代。
16.一种用于编码/解码包括多个符号的信号系统，每个符号包括至少一个被分配给所述编码电平之一的比特，其特征在于，它包括至少一个能够根据多电平编码技术调制所述信号的编码设备，包括至少两个编码电平，每个具有不同的噪声稳健性，以及包括解码部件的至少一个解码设备，实施每个接收比特的连续解码，至少一个所述接收比特的解码考虑至少一个前续解码的结果，如果有的话，所述解码部件按考虑所述电平的稳健性的预定顺序解码所述比特，分配给被称为最稳健电平的具有最高噪声稳健性的编码电平的一个比特或多个比特首先被解码，以及所述解码部件执行至少两次连续解码迭代。
17.根据权利要求1至13中任一项所述的方法对至少一种下述领域的应用-数字无线电传输，特别是DRM(数字无线电广播调制)类型；-纠错编码；-数字信号处理；-数字通信；-数字信号的记录与重放。
全文摘要
本发明涉及一种用于接收根据多电平编码技术调制的信号的方法，包括至少两个编码电平，每个电平具有不同的噪声稳健性。所述信号包括多个符号，每个符号包括分配给所述编码电平之一的至少一个比特，所述方法包括至少一次解码迭代，解码迭代包括解码每个所述接收比特的连续步骤，至少一个所述解码步骤结合至少一个前续解码步骤的结果。考虑到所述电平和分配给具有最好的噪声稳健性的编码电平的比特的稳健性，本发明特征在于，根据考虑所述电平的稳健性的预定顺序解码所述比特，分配给被称为最稳健电平的具有更高噪声稳健性的解码电平的比特首先被解码。
文档编号H04L1/00GK1703862SQ200380100860
公开日2005年11月30日 申请日期2003年10月1日 优先权日2002年10月1日
发明者布鲁诺·贾汉, 皮尔瑞克·路易恩 申请人:法国电视传播公司