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Dokumentenidentifikation DE602004008595T2 27.12.2007
EP-Veröffentlichungsnummer 0001606902
Titel BITAUSTAUSCH FÜR VERSCHIEDENE VERSCHACHTELUNGSTIEFEN
Anmelder Nokia Corp., Espoo, FI
Erfinder SEBIRE, Benoist, 100027 Beijing, CN
Vertreter COHAUSZ & FLORACK, 40211 Düsseldorf
DE-Aktenzeichen 602004008595
Vertragsstaaten AT, BE, BG, CH, CY, CZ, DE, DK, EE, ES, FI, FR, GB, GR, HU, IE, IT, LI, LU, MC, NL, PL, PT, RO, SE, SI, SK, TR
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 17.06.2004
EP-Aktenzeichen 047369905
WO-Anmeldetag 17.06.2004
PCT-Aktenzeichen PCT/IB2004/002051
WO-Veröffentlichungsnummer 2004114580
WO-Veröffentlichungsdatum 29.12.2004
EP-Offenlegungsdatum 21.12.2005
EP date of grant 29.08.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 27.12.2007
IPC-Hauptklasse H04L 1/00(2006.01)A, F, I, 20070731, B, H, EP
IPC-Nebenklasse H04L 27/18(2006.01)A, L, I, 20070731, B, H, EP   

Beschreibung[de]
Gebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Bitaustausch, wobei periodisch 1 aufeinander folgende Bits eines Datenpakets, welches K Bits umfasst, auf verschachtelte Bitpositionen in jeweils 1 verschiedenen Signalfolgen gemäss einem vorbestimmten Verschachtelungsschema und einer ausgewählten Verschachtelungstiefe I abgebildet werden, umfassend den Schritt zum Austauschen des Werts von mindestens einem Bit, welches einer betreffenden ersten Bitposition m in dem Datenpaket zugeordnet ist, mit dem Wert eines Bits, welches einer betreffenden zweiten Bitposition n in dem Datenpaket zugeordnet ist, wobei die betreffende zweite Bitposition n so ausgewählt ist, dass n > m gilt, und dass die Differenz n – m durch 1 teilbar ist.

Hintergrund der Erfindung

In den meisten Kommunikationssystemen des Stands der Technik wird Information, welche aus einer Informationsquelle stammt, in Bits umgewandelt, danach in Bezug auf Quelle und Kanal kodiert, verschachtelt und dann zur Sendung über ein Sendemedium moduliert, welches der Raum zwischen einer Sende- und einer Empfangsantenne oder eine drahtgebundene Verbindung, wie ein Kabel, oder eine optische Faser sein kann. Von den verschiedenen Modulationstechniken hat sich Phasenmodulation als ein robuster und effektiver Weg zum Abbilden von Information auf eine Trägerwelle erwiesen. Bei Phasenmodulation enthält die Phase der Trägerwelle die vollständige Information über die übertragenen Bits.

EDGE (Enhanced Data GSM Environment), eine schnellere Version des Global System for Mobile Communication (GSM) Mobilfunkdienstes, ist dazu ausgelegt, Daten mit Raten von bis zu 384 kbps zu übertragen und ermöglicht die Übertragung von Multimedia und anderen Breitbandanwendungen für Mobiltelefon- und Computeranwender. Der EDGE Standard ist auf den bestehenden GSM Standard aufgebaut. Jedoch wird statt der Gausschen Minimalverschiebungstastung (GMSK) Modulationstechnik, die ursprünglich für GSM standardisiert war, bei EDGE eine Phasenverschiebungstastung (PSK) mit acht möglichen Symbolkonstellationen (8-PSK) verwendet. Die Abbildung von drei aufeinander folgenden Bits (d3i, d3i+1, d3i+2) eines kodierten verschachtelten Bitstroms, welcher zur Modulation auf eines der acht möglichen 8-PSK Symbole 1-1 .. 1-8 in der I/Q-Ebene 2 vorgesehen ist, ist in 1 abgebildet, worin i die sequenzielle Nummer des 8-PSK Symbols anzeigt, und worin die I-Achse und die Q-Achse sich jeweils auf die In-Phase- und auf die Quadraturkomponente des modulierten Signals beziehen. Alle 8-PSK Symbole 1-1 .. 1-8 liegen auf einem Kreis mit dem gleichen Radius und unterscheiden sich nur in ihrer Phase, welche entgegen dem Uhrzeigersinn, beginnend an der I-Achse gezählt wird.

Wenn man versucht, ein empfangenes, mit Rauschen behaftetes 8-PSK Signal symbolweise zu demodulieren, um die zugeordneten drei übertragenen Bits (d3i, d3i+1, d3i+2) pro 8-PSK Symbol zu bestimmen, dann wird die Phase des empfangenen Signals durch Zerlegen des empfangenen Signals in seine In-Phase-Komponenten und Quadraturkomponenten bestimmt, was eine abgeschätzte Position des 8-PSK Symbols in der I/Q-Ebene 2 (nicht gezeigt) ergibt. Die abgeschätzte Position wird mit den möglichen acht Positionen 1-1 .. 1-8 verglichen, wie in 1 dargestellt, um festzustellen, welches 8-PSK Symbol ursprünglich gesandt wurde. Wenn sich die Symbolabschätzung jedoch wesentlich von den möglichen 8-PSK Symbolpositionen unterscheidet, z.B. wenn die abgeschätzte Symbolposition eine Phase von 22,5° hat, obwohl das übertragene 8-PSK Symbol 1-1 eine Phase von 0° hatte (entsprechend den drei Bits (1, 1, 1)), ist es schwierig zu entscheiden, ob das Symbol 1-1 mit der Phase 0°, oder das Symbol 1-2 mit 45° Phase ursprünglich gesandt wurde. Wenn fälschlich entschieden wird, dass das 8-PSK Symbol 1-2 mit 45° Phase gesandt wurde, ergibt die Demodulation die Bits (0, 1, 1) anstatt der Bits (1, 1, 1), welche ursprünglich gesandt wurden. Damit entsteht ein Bitfehler. Aus 1 kann festgestellt werden, dass benachbarte 8-PSK Symbole sich immer nur um eine Bitposition unterscheiden, um die Anzahl der Bitfehler so niedrig wie möglich zu halten, wenn irrtümlich für das benachbarte 8-PSK Symbol anstatt des ursprünglich geschickten 8-PSK Symbols entschieden wird. Jedoch ist sogar für Irrtümer, welche aus der Feststellung von fehlerhaften benachbarten 8-PSK Symbolen, anstatt der korrekten 8-PSK Symbole entstehen, die Fehlerwahrscheinlichkeit in dem Bit Tripel (d3i, d3i+1, d3i+2) nicht gleich. Das Feststellen des benachbarten 8-PSK Symbols anstatt des korrekten 8-PSK Symbols kann zu einem Bitfehler in der ersten Position des Tripels (d3i, d3i+1, d3i+2) für lediglich 4 8-PSK Symbole (1-1, 1-2, 1-5, und 1-6 bei jeweils 0°, 45°, 180°, und 225°) führen, kann zu einem Bitfehler in der zweiten Position des Tripels (d3i, d3i+1, d3i+2) für lediglich 4 8-PSK Symbole (1-3, 1-4, 1-7, 1-8 bei jeweils 90°, 135°, 270°, und 315°) führen und kann zu einem Bitfehler in der dritten Position des Tripels (d3i, d3i+1, d3i+2) für alle 8 8-PSK Symbole 1-1 .. 1-8 führen. Die dritte Bitposition in dem Tripel (d3i, d3i+1, d3i+2) neigt damit wesentlich eher zu Fehlern, als die erste und zweite Bitposition, und wird damit als das „schwache" Bit des Tripels bezeichnet.

Das EDGE System (aus dem technischen Dokument 3GPP TS 45.003 V5.6.0 (2000-06) des European Telecommunications Standardization Institute (ETSI)) ermöglicht das Multiplexen mehrer mobilen Stationen auf einen einzigen aufwärts gerichteten Datenpakettransportkanal (PDTCH). Um den Zugang der verschiedenen mobilen Stationen zu dem PDTCH zu steuern wird das Aufwärtszustandflag (USF) verwendet, welches anzeigt ob ein Aufwärtsverbindungskanal frei ist, und, wenn er nicht frei ist, zu welcher mobilen Station er derzeit gehört. Das USF hat drei Bits, wobei eine „1" für „frei" steht, und die verbleibenden 7 Zustände dazu verwendet werden können, um die MS zu identifizieren, die derzeit den PDTCH verwendet. Das USF Flag ist für die richtige Funktion des EDGE Systems wichtig, und wird somit von einem Blockcode mit Code Rate 1/12 kodiert. Insbesondere werden die drei Bits des USF auf 36 kodierte USF Bits abgebildet, und diese 36 Bits werden auf 4 aufeinander folgende Blöcke als Gruppen von jeweils 9 Bit verteilt.

Wie in 2 gezeigt, welche den ersten Block 3 von 4 Blöcken einer GSM/EDGE Signalfolge abbildet, umfasst jeder der Blöcke insgesamt 348 Bit, worin die kodierten USF Bits jeweils bei Bitpositionen 168 bis 173 und 176 bis 178 angeordnet sind. Die in jedem Block verbleibenden Bitpositionen sind mit bereits verschachtelten, kodierten, und von der Rate her angepassten Kopf- und Datenbits gefüllt. Die 4 Blöcke bilden dann eine Signalfolge mit einer Länge von 1,392 Bit.

EDGE umfasst 13 verschiedene Modulations- und Kodierungsschemen (MCS) für den PDTCH. Bei MCS-5 und MCS-7 (sowohl Aufwärtsverbindung als auch Abwärtsverbindung) wird vorgeschlagen, die Übertragung von kodierten USF Bits an der dritten Bitposition in dem 8-PSK Tripel (d3i, d3i+1, d3i+2) zu vermeiden, um die Bitfehlerrate des USF zu verringern. Dies ist im Prinzip als Bitaustausch bekannt. Bitaustausch bedeutet, dass kodierte USF Bits, die Bitpositionen in der Signalfolge entsprechen, die anderenfalls als das dritte Bit in dem 8-PSK Tripel (d3i, d3i+1, d3i+2) übertragen würden, mit Bitpositionen ausgetauscht werden, die verschachtelten, kodierten, und von der Rate her angepassten Datenbits entsprechen, und nicht als das dritte Bit in dem 8-PSK Tripel (d3i, d3i+1, d3i+2) gesendet werden. Damit werden USF Bits nur als erstes oder zweites Bit in dem 8-PSK Tripel (d3i, d3i+1, d3i+2) übertragen, was dabei hilft, die Bitfehlerrate des USF zu reduzieren. Wie in 2 abgebildet, werden die USF Bits bei den Positionen 170, 173, und 176 (in den jeweiligen 8-PSK Symbolen 56, 57, und 58 in 2 grau schattiert) mit verschachtelten, kodierten, und von der Rate her abgestimmten Datenbits bei den Positionen 150, 151, und 195 (nicht gezeigt) ausgetauscht. Es ist leicht zu sehen, dass wenn das erste Bit in einer Signalfolge die Position 0 hat, die USF Bit Positionen 168, 169, 171, 172, 177, 178 (unverändert) und 150, 151, und 195 (ausgetauscht) den weniger zu Fehlern neigenden ersten und zweiten Bitpositionen in dem 8-PSK Tripel (d3i, d3i+1, d3i+2) entsprechen, da nur die Bitpositionen 3k – 1 mit k = 1 .. 464 auf die mit Fehlern behaftete dritte Bitposition in dem Tripel abgebildet werden.

Der Austausch findet am Sender statt. Am Empfänger wird ein umgekehrter Austausch (Rücktausch) der Bits, die aus der Demodulation der empfangenen 8-PSK Symbole erhalten wurden, an Hand der Kenntnis des Austausch-Algorithmus ausgeführt, der am Senderort verwendet wurde. Nach dem Entschachteln, sowohl der Gruppe von TFCI Bits und der Gruppe von kanalkodierten und der von der Rate her angepassten Datenbits, werden diese in Bezug auf den Kanal dekodiert und dann weiter verarbeitet.

Natürlich wird die Bitfehlerrate der Datenbits entsprechend erhöht, wenn der Bitaustausch durchgeführt wird, da die zu Fehlern neigende dritte Bitposition in dem 8-PSK Tripel jetzt häufiger den Datenbits zugeordnet ist. Jedoch wird die Leistungsverschlechterung der Bitfehlerrate der Datenbits willentlich in Kauf genommen, wenn sie gegen die reduzierte Bitfehler Rate des wesentlich wichtigeren USF eingetauscht werden kann.

Eine ähnliche Situation entsteht im Zusammenhang der flexiblen Schicht Eins, (FLO), einer neuen Art einer physikalischen Schicht, die für das GSM/EDGE Funkzugangsnetzwerk (GERAN, aus technischem Dokument 3GPP TR 45.902 V6.0.0 (2003-04) aus ETSI) vorgeschlagen wird. Der Hauptvorteil der FLO ist, dass die Konfiguration der physikalischen Schicht (z.B. Kanalkodierung und Verschachtelung) bei der Einrichtung des Anrufs spezifiziert wird. Mit der FLO bietet die physikalische Schicht des GERAN für die Medium-Zugangssteuerungs-(MAC) Unterschicht einen oder mehrere Transportkanäle an. Eine Anzahl von Transportkanälen kann gemultiplext und auf dem gleichen physikalischen Grundkanal, dem kodierten, zusammengesetzten Transportkanal (CCTrCH) zur gleichen Zeit gesendet werden. Die Konfiguration eines Transportkanals, d.h. die Anzahl von Eingangsbits, Kanalkodierung, Verschachtelung, etc., ist in dem Transportformat (TF) angezeigt. Die Konfiguration des Transportformats ist vollständig von dem Funkzugangsnetzwerk (RAN) gesteuert, und wird an die MS bei Einrichtung des Anrufs signalisiert. Bei beiden, der mobilen Station, und der Basis Sende-/Empfängerstation, werden die Transportformate dazu verwendet, die Kodier- und Dekodiereinheiten zu konfigurieren. Nur eine begrenzte Anzahl von Kombinationen der TFs von verschiedenen Verkehrskanälen (TrCH) ist zugelassen. Eine gültige Kombination wird eine Transportformatkombination (TFC) genannt. Um die empfangene Sequenz zu dekodieren muss der Empfänger die aktiven TFC für ein Funkpaket kennen. Diese Information wird in dem Transportformatkombinationsanzeige (TFCI) Feld gesendet. Dieses Feld ist ein grundlegender Schicht-Eins-Header. Aus dem dekodierten TFCI Wert sind die Transportformate für die verschiedenen Transportkanäle bekannt, und die eigentliche Dekodierung kann beginnen.

Der Umfang des TFCI ist auf ein Maximum von 5 Bits begrenzt, was ein Maximum von 32 verschiedenen TFCs auf dem gleichen grundlegenden physikalischen Subkanal ermöglicht. Mit anderen Worten, für eine einzige Verbindung wird vorgeschlagen, zu einem gegebenen Zeitpunkt ein Maximum von 32 verschiedenen Kanalkodierungs- und/oder Multiplex Möglichkeiten zu haben.

Der TFCI ist blockkodiert, und am Anfang eines nicht verschachtelten Funkpakets eingefügt, welches weiterhin die gemultiplexten Transportkanäle (die CCTrCH) umfasst. Jeder Transportblock von Bits, der auf einem TrCH gesendet werden soll, ist mit einem Anhang zur zyklischen Redundanzprüfung (CRC) ausgestattet, kanalkodiert, von der Rate her angepasst und dann mit den anderen kodierten Blöcken gemultiplext, so dass ein kodierter kombinierter Transportkanal (CCTrCH) entsteht. In 8-PSK Kanälen mit voller Übertragungsrate hat das nicht verschachtelte Funkpaket, welches den TFCI und die CCTrCH Bits umfasst, eine Gesamtlänge von 1392 Bits. Bevor die 8-PSK Modulation stattfindet werden die Bits des nicht verschachtelten Funkpakets entweder block-diagonal oder block-rechteckig auf I Signalfolgen verschachtelt, wobei I die Verschachtelungstiefe anzeigt.

Im Fall der block-rechteckigen Verschachtelung stellen die I Signalfolgen ein Funkpaket dar. Zum Beispiel werden in 8-PSK Kanälen mit voller Übertragungsrate die K = 1392 Bits des nicht verschachtelten Funkpakets dann auf 4 Signalfolgen mit J = 348 Bits verschachtelt, welche das Funkpaket bilden, welches für die 8-PSK Modulation vorgesehen ist.

Im Fall der blockdiagonalen Verschachtelung sind die Bits des nicht verschachtelten Funkpakets, welches M = K/J nicht verschachtelte Signalfolgen umfasst, auf I = 2·M Signalfolgen mit der Bitgrösse J verschachtelt. Jedoch enthalten die ersten I/2 Signalfolgen nur Bits auf den geraden Bitpositionen, wohingegen die letzten I/2 Signalfolgen nur Bits auf den ungeraden Bitpositionen enthalten. Die Bits dieser I Signalfolgen müssen damit mit den Bits von weiteren I Signalfolgen kombiniert werden, die vom Verschachteln der nächsten nicht verschachtelten Funkpakete auf I Signalfolgen stammen, welche zwei voll gefüllte Funkpakete aus den beiden nicht verschachtelten Funkpaketen ergeben.

Wegen der Wichtigkeit des TFCI zum Dekodieren der empfangenen Funkpakete ist es wünschenswert, die Bitfehlerrate des TFCI zu verbessern. Dies kann durch Bitaustausch erreicht werden. Im Gegensatz zum Aufbau der Signalfolge im Zusammenhang mit MSC-5 und 7 von EDGE, wo das Verschachteln stattfindet, bevor die USF Bits, Daten und Headerbits in einer Signalfolge angeordnet und moduliert werden, für die FLO die Bits des TFCI und des CCTrCH gemeinsam verschachtelt.

Als Ergebnis kann im Zusammenhang von MSC-5 und 7 Bitaustausch, nachdem die Signalfolge erstellt wurde, direkt ausgeführt werden, da es leicht ersichtlich ist, welche Bits der Signalfolge als „schwache Bits" der 8-PSK Modulation übertragen werden. Im Gegensatz erzeugt die FLO für das gemeinsame Verschachteln von TFCI und CCTrCH I Signalfolgen, bei denen es deutlich ist, welche Bits als „schwache Bits" übertragen werden. Jedoch hängt wegen der gemeinsamen Verschachtelung von TFCI und CCTrCH die Position der verschachtelten Bits des TFCI innerhalb des Funkpakets von dem angewandten Verschachtelungsschema (blockdiagonal oder blockrechteckig) ab, und von den verschiedenen Verschachtelungstiefen I (1, 2, 4, 8, 16), die für den Voll-, Halb- und für mögliche zukünftige Viertel-Raten-Kanäle jeweils möglich sind. Bitaustausch muss deshalb mit den verschiedenen Verschachtelungsschemen und Verschachtelungstiefen I auskommen. WO 00/74296 offenbart Bitaustausch unabhängig von der verwendeten Verschachtelung, was für MCS-5 bis MCS-9 geeignet ist.

Weiterhin wird es üblicherweise vorgezogen, dass Bitaustausch nur zwischen Bits, die sich in der gleichen Signalfolge befinden, ausgeführt wird. Dies vermeidet das Beeinflussen der zeitlichen Diversität, welche das Hauptziel der Verschachtelung ist.

Kurzfassung der Erfindung

Angesichts der oben genannten Probleme ist es damit ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein einfaches Verfahren, System, und Computerprogrammprodukt zum Austausch höher priorisierter Bits mit niedriger priorisierten Bits in einem Funkpaket für Systeme, die gemeinsam die höher und niedriger priorisierten Bits verschachteln und verschiedene Verschachtelungstiefen ermöglichen, zu entwickeln.

Ein Verfahren zum Bitaustausch wird vorgeschlagen, wobei periodisch I aufeinander folgende Bits eines Datenpakets, das K Bits umfasst, auf verschachtelte Bitpositionen in jeweils I verschiedenen Signalfolgen gemäss einem vorbestimmten Verschachtelungsschema und einer ausgewählten Verschachtelungstiefe I abgebildet werden, umfassend den Schritt des Austauschens des Werts von zumindest einem Bit, das einer betreffenden ersten Bitposition m in dem Datenpaket zugeordnet ist, mit dem Wert von einem Bit, das jeweils einer betreffenden zweiten Bitposition n in diesem Datenpaket zugeordnet ist, wobei diese betreffende zweite Bitposition n so gewählt ist, dass n > m gilt, und dass die Differenz n – m durch I teilbar ist.

Das Bit an der betreffenden Bitposition m kann z.B. ein hoch priorisiertes Bit darstellen, und das Bit an der betreffenden Bitposition n repräsentiert dann ein Bit mit niedriger Priorisierung. Der Austausch wird durch Austausch des Wertes der Bits an beiden Bitpositionen ausgeführt, d.h. z.B. dem Bit an der Bitposition m wird der Wert des Bit an der Bitposition n zugewiesen und umgekehrt, wenn der Austausch vor der Verschachtelung ausgeführt wird. Das Bit, welches einer betreffenden ersten Bitposition m in dem Datenpaket zugeordnet ist, gleicht dann dem Bit in der Bitposition m, und das Bit, welches einer betreffenden zweiten Bitposition n in dem Datenpaket zugeordnet ist, gleicht dann dem Bit an der Bitposition n.

Die Verschachtelung wird durch periodisches Abbilden von I aufeinander folgenden Bits des Datenpakets auf verschachtelte Bitpositionen in jeweils I verschiedenen Signalfolgen ausgeführt. Dies kann z.B durch periodisches Abbilden von Bits in dem Datenpaket an Bitpositionen k·1 + i mit k = 0,.. K/I – 1 und mit i = 0,.. I – 1 an verschiedene verschachtelte Bitpositionen in Signalfolge i ausgeführt werden. Die Position der verschachtelten Bits innerhalb der Signalfolgen wird von dem Verschachtelungsschema bestimmt, welches z.B. blockdiagonal oder blockrechteckig sein kann.

Der Austausch wird in jedem Schritt für Bitpositionen m und n in dem Datenpaket ausgeführt, worin n z.B. mit m über eine feste Abbildungsvorschrift m = n + N verknüpft sein kann, wobei N eine vorbestimmte natürliche Zahl ist. Um zu gewährleisten, dass die ausgetauschten Bits innerhalb der gleichen Signalfolge angeordnet sind, muss der Unterschied von beiden Bitpositionen, d.h. n – m = N, durch I teilbar sein, da die Verschachtelung in I periodisch ist.

Sowohl der Austausch als auch die Verschachtelung werden am Senderort ausgeführt, der in Abhängigkeit von der Übertragungsrichtung, entweder eine Mobile Station, oder eine Basis Sende/Empfangsstation eines Mobilfunksystems sein kann. An der Empfangsstation muss ein entsprechender umgekehrter Austausch (Rücktausch) und ein Entschachteln ausgeführt werden, um die Bits in einer Weise umzuordnen, so dass Kanaldekodierung stattfinden kann. Wie beim Austausch, wird auch beim Rücktausch der Wert von zumindest einem Bit, das einer betreffenden ersten Bitposition m in dem Datenpaket zugeordnet ist, mit dem Wert eines Bit, das einer betreffenden zweiten Bitposition n in dem Datenpaket zugeordnet ist ausgetauscht, wobei die betreffende zweite Bitposition n so ausgewählt ist, dass n > m gilt, und dass die Differenz n – m durch I teilbar ist. Der Austauschschritt, der an einem Sender ausgeführt wird, beschreibt damit auch den Rücktauschschritt, der bei einem Empfänger ausgeführt wird.

Gemäss der vorliegenden Erfindung kann ein Austausch vor, während, oder nach dem Verschachteln der zumindest I aufeinander folgenden Bits ausgeführt werden. Dementsprechend muss an dem Empfangsort der Rücktausch jeweils nach, während, oder vor dem Entschachteln ausgeführt werden.

Wenn der Austausch vor dem Verschachteln ausgeführt wird, dann können die Werte der Bits in dem Datenpaket bei den Bitpositionen m und n direkt ausgetauscht werden. Das Bit, welches einer betreffenden ersten Bitposition m in dem Datenpaket zugeordnet ist, ist dann das Bit an der Bitposition m in dem Datenpaket, wohingegen das Bit, welches einer betreffenden zweiten Bitposition n zugeordnet ist, das Bit an der Bitposition n in dem Datenpaket ist. Am Empfangsort wird der Rücktausch dann nach der Entschachtelung ausgeführt, und die Werte der Bits an den gleichen Positionen m und n werden wie während dem Bitaustausch am Senderort zurückgetauscht.

Im Gegensatz dazu, wenn die Verschachtelung bereits ausgeführt wurde, dann müssen die Werte der Bits, die jetzt auf die verschachtelten Bitpositionen in den I Signalfolgen abgebildet wurden, ausgetauscht werden. Diese verschachtelten Bitpositionen beziehen sich 1 zu 1 auf die Position des Bits in dem Datenpaket über das vorbestimmte Verschachtelungsschema und die ausgewählte Verschachtelungstiefe. Das Bit, welches einer betreffenden ersten Bitposition m in dem Datenpaket zugeordnet ist, ist dann das Bit auf der verschachtelten Bitposition, zu der das Bit an der Bitposition m in dem Datenpaket verschachtelt worden ist, wohingegen das Bit, welches einer betreffenden zweiten Bitposition n in dem Datenpaket zugeordnet ist, dann das Bit auf der verschachtelten Bitposition ist, auf welche das Bit in der Bitposition n in dem Datenpaket verschachtelt worden ist. Es ist damit möglich, den Austausch der Werte der Bits, die z.B. gemäss ihrer Bitposition in dem Datenpaket ausgewählt werden, nach der Verschachtelung auszuführen, d.h. durch Austausch der Werte der Bits an den verschachtelten Bitpositionen in den Signalfolgen. Am Empfangsort muss dann der Rücktausch vor der Entschachtelung, basierend auf den gleichen getauschten verschachtelten Bitpositionen wie am Senderort erfolgen.

Gemäss der vorliegenden Erfindung wird die ausgewählte Verschachtelungstiefe I vorzugsweise aus einer vorbestimmten Gruppe von Verschachtelungstiefen {I1,..,IR} entnommen, wobei Ir ≤ Imax für alle r = 1,..,R gilt, und wobei die betreffende zweite Bitposition n vorzugsweise so ausgewählt ist, dass die Differenz n – m durch Imax teilbar ist.

Falls verschiedene Werte für die Verschachtelungstiefe I möglich sind, ist es anzuraten, zu verlangen, dass N nicht nur durch die Verschachtelungstiefe I teilbar ist, die momentan angewandt wird, sondern durch die maximale Verschachtelungstiefe Imax, die möglich ist. Da die verschiedenen möglichen Verschachtelungstiefen Zweierpotenzen sind, stellt das Erfordernis, dass N durch Imax teilbar sein muss sicher, dass für jedes mögliche I die ausgetauschten Bits innerhalb der gleichen Datenfolge angeordnet sind, so dass die zeitliche Diversität nicht beeinflusst wird.

Gemäss der vorliegenden Erfindung wird es vorgezogen, dass zumindest eine Bitgruppe innerhalb des Datenpakets bestimmt wird, und dass der Schritt des Austauschs nur ausgeführt wird, wenn die verschachtelte Bitposition, zu welcher das Bit an der betreffenden ersten Bitposition m in dem Datenpaket gemäss dem vorbestimmten Verschachtelungsschema und der ausgewählten Verschachtelungstiefe I abgebildet wird, eine charakteristische verschachtelte Bitposition ist, und wenn das Bit an der betreffenden ersten Bitposition m in dem Datenpaket zu der zumindest einen Bitgruppe gehört.

Die Bitgruppe innerhalb des Datenpakets kann hoch priorisierte Bits repräsentieren, wohingegen die verbleibenden Bits in dem Datenpaket dann niedrig priorisierte Bits repräsentieren können. Der Austausch wird nur für hoch priorisierte Bits ausgeführt, die über Verschachtelung auf verschachtelte Bitpositionen in den Datenfolgen abgebildet werden, die als charakteristische verschachtelte Bitpositionen betrachtet werden.

Gemäss der vorliegenden Erfindung wird es weiterhin vorgezogen, dass die charakteristischen verschachtelten Bitpositionen dadurch gekennzeichnet sind, dass die Bits an diesen Positionen in Abhängigkeit von dem Modulationsschema unter einer höheren Fehlerwahrscheinlichkeit leiden, wenn die Bits moduliert, über einen mit Rauschen behafteten Kanal übertragen und demoduliert werden, im Vergleich zu den Bits auf den verbleibenden Positionen. Solche „schwachen" Bitpositionen treten z.B. für jedes dritte Bit bei 8-PSK Modulation auf, aber sie treten auch in 16- und 64-Quadraturamplitudenmodulation (QAM) auf.

Gemäss der vorliegenden Erfindung können die charakteristischen verschachtelten Bitpositionen die Positionen j innerhalb einer Signalfolge sein, die die Bedingung erfüllen, dass (j + 1) durch p teilbar ist, wobei p eine vorbestimmte natürlich Zahl grösser 0 ist. Zum Beispiel, wenn die Bits auf den verschachtelten Bitpositionen in den Signalfolgen 8-PSK moduliert werden sollen, wird jedes dritte Bit ein „schwaches Bit" sein, und für jede Position j innerhalb einer Signalfolge, wobei j sich im Bereich von Null bis zur Länge einer Signalfolge minus 1 befinden kann, wird jedes „schwache Bit" durch das Kriterium (j + 1) mod p = 0 mit p = 3 bestimmt.

Gemäss der vorliegenden Erfindung wird es vorgezogen, dass die Bitgruppe eine vorbestimmte Anzahl L von ersten Bits des Datenpakets umfasst. Die hoch priorisierten Bits können dann eine Art Header darstellen, der am Beginn eines Datenbehälters hinzugefügt ist.

Gemäss der vorliegenden Erfindung wird es weiterhin vorgezogen, dass die betreffende zweite Bitposition n so ausgewählt ist, dass m – n ≥ L gilt. Diese Bedingung stellt sicher, dass hoch priorisierte Bits der zusammenhängenden Gruppe von L Bits am Anfang des Datenpakets mit niedrig priorisierten Bits ausgetauscht werden, die im verbleibenden Teil des Datenpakets angeordnet sind.

Gemäss der vorliegenden Erfindung wird es vorgezogen dass das Datenpaket die Bits einer Transportformatkombinationskennzeichnung (TFCI) gemäss einer flexiblen Schicht Eins (FLO) eines GMS/EDGE Funkzugangsnetzwerks (GERAN) in der Gruppe von L Bits und die Bits eines kodierten zusammengesetzten Transportkanals (CCTrCH) gemäss der FLO des GERAN in den verbleibenden K – L Bits umfasst, wobei die K Bits des Datenpakets auf die verschachtelten Bitpositionen in den Signalfolgen gemäss einem der Verschachtelungsschemen und einer der Verschachtelungstiefen I abgebildet werden, die für die FLO des GERAN standardisiert sind, und wobei p = 3 gilt. Die Bedingung p = 3 trägt der 8-PSK Modulation in der FLO des GERAN Rechnung. In der FLO des GERAN sind verschiedene Verschachtelungstiefen I, welche aus der Gruppe {4, 8, 16} entnommen sind, verschiedene Kanäle mit voller und halber Rate und blockdiagonale und blockrechteckige Verschachtelungsschemen standardisiert.

Gemäss der vorliegenden Erfindung wird es vorgezogen, dass der Austauschschritt zumindest zweimal für das Datenpaket ausgeführt wird, wobei die betreffende erste Bitposition m bei jedem Schritt anders ist, wobei zumindest bei einem der zumindest zwei Schritte, die betreffende zweite Bitposition n so ausgewählt wird, dass n = m + N gilt, und wobei bei zumindest einem der zumindest zwei Schritte die betreffende zweite Bitposition n so ausgewählt ist, dass n = m + K – N gilt, wobei N eine vorbestimmte natürliche Zahl ist. Ein abwechselnder Austausch kann durch eine Zählvariable cpt erreicht werden, die vor dem ersten Austausch mit 0 initialisiert wird, und nach jedem Austausch um eins erhöht wird. Wenn (cpt mod 2 = 0), dann wird m mit n = m + N ausgetauscht, und andernfalls wird m mit n = m + K – N ausgetauscht. Der Grund dieses abwechselnden Austauschs mit Bits am Anfang des CCTrCH und am Ende des CCTrCH ist, dass der Fehlerschutz im CCTrCH jeweils am Anfang und am Ende des CCTrCH am stärksten ist, so dass die Bits des CCTrCH, die auf „schwachen" Bitpositionen übertragen werden, um die Übertragung von TFCI Bits auf weniger zu Fehlern neigenden Bitpositionen zu ermöglichen, die Bitfehlerrate des CCTrCH nicht zu sehr verschlechtern.

Weiterhin wird ein System zum Bitaustausch vorgeschlagen, wobei periodisch I aufeinander folgende Bits eines Datenpakets, das K Bits umfasst, auf verschachtelte Bitpositionen in jeweils I verschiedenen Signalfolgen gemäss einem vorbestimmten Verschachtelungsschema und einer gewählten Verschachtelungstiefe I abgebildet werden, wobei das System Verarbeitungsmittel zum Austausch des Wertes von zumindest einem Bit, das einer betreffenden ersten Bitposition m in diesem Datenpaket zugeordnet ist, mit dem Wert eines Bit umfasst, das einer betreffenden zweiten Bitposition n in diesem Datenpaket zugeordnet ist, wobei diese betreffende zweite Bitposition n so ausgewählt ist, dass n > m gilt, und dass die Differenz n – m durch I teilbar ist. Das System kann entweder in dem Sender enthalten sein (z.B. einer Mobilstation oder einer Basis Sende/Empfangsstation eines Mobilfunksystems), wo der Austausch durchgeführt wird, und/oder in dem Empfänger, wo der Rücktausch durchgeführt wird. Die Mittel zum Austausch am Sender und zum Rücktausch am Empfänger sind die gleichen.

Weiterhin wird ein Computer Programmprodukt vorgeschlagen, das direkt in den internen Speicher eines digitalen Computers geladen werden kann, welches Software Code Abschnitte zum Ausführen der Schritte der oben genannten Verfahrensansprüche enthält, wenn das Produkt auf einem Computer läuft. Der Computer kann bereits in einer Mobilstation oder einer Basis Sende-/Empfangsstation eingebaut sein, um die Zusammenstellung der Signalfolge und die Verschachtelung auszuführen.

Kurze Beschreibung der Figuren

Diese und andere Aspekte der Erfindung werden mit Bezug auf die im Folgenden beschriebenen Ausführungsformen deutlich und einleuchtend. Die Figuren zeigen:

1: die Symbolabbildung von Bit-Tripeln auf 8-PSK Symbole,

2: ein Beispiel für Bitaustausch in einem Block einer GSM/EDGE Signalfolge gemäss dem Stand der Technik,

3: die Struktur eines Funkpakets in der flexiblen Schicht Eins (FLO) von GSM/EDGE,

4: eine Verschachtelungstabelle für die ersten 72 Bits eines 8-PSK Funkrahmens mit voller Rate in der FLO von GSM/EDGE für blockdiagonale Verschachtelung und eine Verschachtelungstiefe I = 8,

5: ein Blockdiagramm eines Systems zum Bitaustausch gemäss der vorliegenden Erfindung,

6: eine Tabelle, welche die Anwendung von Bitaustausch gemäss der vorliegenden Erfindung in der FLO von GSM/EDGE für einen Kanal mit voller Übertragungsrate mit einer Verschachtelungstiefe I = 8 anzeigt,

7: ein erster Vergleich der Rahmenfehlerraten, die mit FLO Funkpaketen erreicht werden ohne Bitaustausch und mit FLO Funkpaketen mit Bitaustausch gemäss der vorliegenden Erfindung erreicht werden, und

8: ein zweiter Vergleich der Rahmenfehlerraten, die von FLO Funkpaketen ohne Bitaustausch und mit FLO Funkpaketen mit Bitaustausch gemäss der vorliegenden Erfindung erreicht werden.

Ausführliche Beschreibung der Erfindung

3 bildet die Struktur eines Funkpakets in der flexiblen Schicht Eins (FLO) von GSM/EDGE für die 8-PSK Kanäle mit voller Übertragungsrate ab. Jeder Transportblock, der binäre Daten der Schicht 2 eines Verkehrskanals (TrCH) enthält, ist um einen Anhang zur zyklischen Redundanzprüfung (CRC) erweitert, welcher einen Code Block ergibt, und nachfolgend kanalkodiert und von der Rate her angepasst wird, was einen Funkrahmen ergibt. In 3 werden nur die Funkrahmen 4-0 und 4-(S-1), die jeweils TrCH (0) und TrCH (S-1)entsprechen, gezeigt, wobei S die Anzahl der aktiven TrCHs anzeigt. Für jedes zu übertragende Funkpaket wird ein Funkrahmen 4-s mit s = 0,.., S-1 von jedem aktiven TrCH an das TrCH Multiplexen geliefert. Diese Funkrahmen 4-s werden der Reihe nach in einen kodierten zusammengesetzten Transportkanal (CCTrCH) gemultiplext. Nach Hinzufügung der TFCI Bits 6, in dieser Beispielkonfiguration 72 Bits, am Anfang des CCTrCH Bits 7, erhält man ein nicht verschachteltes Funkpaket 8, welches eine Gesamtheit von 1,392 Bits umfasst.

Die TFCI Bits 6 und die CCTrCH Bits 7, die das nicht verschachtelte Funkpaket 8 bilden, können jetzt entweder blockrechteckig auf I = 4 Signalfolgen 9-0 .. 9-3, oder blockdiagonal auf I = 8 Signalfolgen 9-0 .. 9-7 verschachtelt werden, wobei jede Signalfolge auf jeden Fall eine Grösse von J = 348 Bits aufweist. Jedoch enthalten die I = 8 Signalfolgen für die blockdiagonale Verschachtelung nur Bits an geraden (Signalfolgen 9-0 .. 9-3) oder ungeraden Bitpositionen (Signalfolgen 9-4 .. 9-7). 3 wird der Fall der blockdiagonalen Verschachtelung mit I = 8 beispielhaft abgebildet. Zusammen mit den Bits an geraden und ungeraden Bitpositionen einer zweiten nicht verschachtelten Signalfolge, die auf weitere I = 8 Signalfolgen abgebildet ist, können zwei voll gefüllte FLO Funkpakete 10 der betreffenden Länge von 1392 Bits erstellt werden. Jedoch ist zur Einfachheit der Darstellung in 3 nur eines der Funkpakete 10 abgebildet. Die FLO Funkpakete 10 werden dann einer 8-PSK Modulation unterzogen.

In dem technischen Dokument 3GPP TR 45.902 V6.0.0 ist die Verschachtelung, welche die K Bits des nicht verschachtelten Funkpakets 8 auf I Signalfolgen mit J Bits abbildet, jeweils durch die folgende Gruppe von Gleichungen bestimmt:

Blockdiagonale Verschachtelung mit Verschachtelungstiefe I:

Blockrechteckige Verschachtelung mit Verschachtelungstiefe I:

In diesem Zusammenhang bedeutet die Funktion „int[j]" das Abrunden auf die nächst kleinere natürliche Zahl im Verhältnis zu j, wohingegen der Modulo-Operator „i mod j" den Rest des Bruches i/j ergibt.

Die Gleichungen werden wie folgt angewandt: Jedes Bit an der Position k = 0..K – 1, worin K die Grösse des nicht verschachtelten/verschachtelten Funkpakets in Bit darstellt, umfassend M nicht verschachtelte Signalfolgen, wird auf eine verschachtelte Bitposition j = 0..J – 1 innerhalb der Signalfolge b = 0..I – 1 abegebildet, worin J sowohl die Grösse in Bit der nicht verschachtelten Signalfolgen als auch der verschachtelten Signalfolgen in Bit darstellt.

4 bildet eine Verschachtelungstabelle für die ersten 72 Bits (die TFCI Bits) des Funkrahmens in der FLO von GSM/EDGE ab, welche die obigen Gleichungen erfüllt und von der Parametergruppe K = 1392 und J = 348 (M = 4), d.h. 8-PSK Kanälen mit voller Rate ausgeht. Weiterhin wird blockdiagonale Verschachtelung mit einer Verschachtelungstiefe I = 8 angenommen.

Die erste Spalte von 4 zeigt den Index k des Bit innerhalb des nicht verschachtelten Funkpakets 8 vor der Verschachtelung, die zweite Spalte zeigt den zugeordneten Index j innerhalb der entsprechenden Signalfolge b nach der Verschachtelung, und die dritte Spalte zeigt den zugeordneten Signalfolgeindex b nach der Verschachtelung.

Wie aus der ersten und dritten Spalte von 4 sichtbar ist, werden periodisch aufeinander folgende Bits des nicht verschachtelten Funkpakets 8 auf die jeweils verschiedenen Signalfolgen b abgebildet. Es ist weiterhin sichtbar, dass in den ersten vier Signalfolgen b = 0, 1, 2, 3 nur die geraden Bitpositionen j einen Wert zugewiesen bekommen, wohingegen für die letzten vier Signalfolgen b = 4, 5, 6, 7 nur die ungeraden Bitpositionen einen Wert zugewiesen bekommen. Damit werden die Bits von k = 0..1392 Bitpositionen, d.h. vier Blöcke mit je 348 Bit auf I = 8 Signalfolgen mit jeweils J = 348 Bitpositionen abgebildet, aber jede dieser Signalfolgen umfasst nur Bits an den geraden oder ungeraden Bitpositionen.

Das Funkpaket wird dann 8-PSK Modulation unterzogen, was bedingt, dass jedes dritte Bit des Funkpakets eher zu Fehlern neigt, als die anderen Bits. Festzuhalten ist, dass wegen der Tatsache, dass die Grösse der Signalfolge in Bit J = 348 durch 3 teilbar ist, die Position eines Bit innerhalb einer Signalfolge ausreicht, um festzustellen, ob das Bit an der dritten Bitposition des entsprechenden 8-PSK Symbols liegen wird, d.h. die absolute Bitposition in dem Funkpaket ist nicht erforderlich. Die TFCI Bits, die als das dritte Bit übertragen werden, können durch Suche nach den Indices j, die den ersten k = 0..71 Bitpositionen entsprechen, und das Kriterium (j + 1) mod = 0 erfüllen, einfach identifiziert werden. Dies ist der Fall für die Bitpositionen k = 1, 5, 10, 14, 16, 19, 20, 23, 25, 29, 34, 38, 40, 43, 44, 47, 49, 53, 58, 62, 64, 67, 68, und 71 (siehe auch 6). Um die TFCI Bit- oder Rahmenfehlerrate zu verbessern, werden die Bits auf diesen Bitpositionen nun mit Bits von dem CCTrCH ausgetauscht, wie in der gegenwärtigen Erfindung vorgeschlagen, d.h. das Bit k wird mit dem Bit k + N ausgetauscht, wenn cpt gerade ist, und mit dem Bit k + (K – N), wenn cpt ungerade ist, wobei N eine vorbestimmte natürliche Zahl ist, und wobei cpt ein Zähler ist, der mit 0 initialisiert ist, wenn das Austauschverfahren begonnen wird, und nach jedem Austausch um eins erhöht wird. Festzuhalten ist, dass der abwechselnde Austausch eines Bit k mit einem Bit k + N und dem Bit k + (K – N) nur sicherstellt, dass die Bits des TFCI mit Bits am Anfang und Ende des CCTrCH ausgetauscht werden, wo der Fehlerschutz am stärksten ist. Alternativ kann das Bit k mit dem Bit k + N ausgetauscht werden, unabhängig von dem Wert von cpt, was das Verfahren vereinfacht, aber die Bitfehler Rate des CCTrCh noch weiter steigern kann.

5 bildet ein Blockdiagramm eines Systems zum Bitaustausch gemäss der vorliegenden Erfindung ab. Das System umfasst einen Signalfolgespeicher 11 mit Schnittstellen (IF) 12, 13, und 14, einen Prozessor 15 zur Steuerung der Schnittstellen 12, 13, und 14, und eine Nachschlagetabelle (LUT) 16. Über IF 12 steuert der Prozessor die Signalfolge-weise Speicherung von Signalfolgen eines verschachtelten Funkpakets 10, das von einer vorherigen Verschachtelungsstufe stammt, in den Signalfolgespeicher 11 der als ein RAM ausgeführt werden kann. Wenn die Signalfolge in dem RAM gespeichert ist, dann tauscht der Prozessor über die Schnittstelle 13 Bits der gespeicherten Signalfolge gemäss der Austauschinformation, die in der LUT 16 für das vorliegende Verschachtelungsschema und die Verschachtelungstiefe I enthalten ist. Schliesslich löst der Prozessor das Lesen aus der Signalfolge aus dem Speicher 11 über die Schnittstelle 14 aus. Die ausgetauschten Signalfolgen 17 werden dann an eine Modulatorstufe weitergeleitet.

Die obige Beschreibung ging davon aus, dass der Austausch am Sender durchgeführt wird. Dieselbe Anordnung kann verwendet werden um den Rücktausch am Empfänger durchzuführen, wo die ankommenden Signalfolgen Signalfolge-weise in dem Signalfolgespeicher 11 gespeichert werden, gemäss der gleichen LUT 16 wie beim Austausch zurückgetauscht werden, und danach an die Endschachtelungsstufe weitergeleitet werden.

6 bildet eine Tabelle ab, die anzeigt welche Bits des TFCI mit Bits von dem CCTrCH gemäss der vorliegenden Erfindung ausgetauscht werden. Eine solche Tabelle kann in der LUT 16 eines Systems zum Bitaustausch gespeichert werden, wie in 5 abgebildet. Beispielhaft wird N = 80 gewählt, was durch Imax = 16 teilbar ist, und grösser oder gleich ist wie die Grösse des TFCI (L = 72 Bit), wie von der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen. Festzuhalten ist, dass N = 80 gewählt wurde, so dass das gleiche Bitaustauschverfahren auf alle Verschachtelungsschemen und Verschachtelungstiefen angewandt werden kann, die innerhalb der FLO möglich sind, d.h. entnommen aus der Gruppe {4, 8, 16} mit R = 3. Andererseits, wäre es im gegenwärtigen Fall der blockdiagonalen Verschachtelung mit I = 8, mit dem Ziel eines Bitaustauschs am Anfang und am Ende des CCTrCH, ausreichend gewesen, N = 72 zu wählen, was grösser oder gleich der Grösse L = 72 des TFCI ist, und durch I = 8 teilbar ist.

Die erste Spalte repräsentiert den Index k der Bitposition innerhalb des nicht verschachtelten Funkpakets 8. Die zweite Spalte repräsentiert die absolute Position k' = b·J + j des CCTrCH Bits in dem nicht verschachtelten Funkpaket 8 des TFCI, mit dem das Bit ausgetauscht ist. Die dritte Spalte gibt den Signalfolgeindex b an, in dem der Austausch stattfindet. Die letzten beiden Spalten enthalten die Bitposition j, an die das Bit an der Position k verschachtelt wird (innerhalb der Signalfolge b), und die Bitposition j', an die das Bit an der Bitposition k' verschachtelt wird (innerhalb der Signalfolge b). Zum Beispiel ist das TFCI Bit an der Position k = 25 mit der Bitposition j = 14 in einer Signalfolge b = 1 verschachtelt, was die Bedingung (14+1) mod 3 = 0 erfüllt, d.h. dieses TFCI Bit würde an der dritten Bitposition eines 8-PSK Symbols übertragen, und muss damit ausgetauscht werden. Der Austausch wird dann zwischen dem Bit an der Position k = 25 mit dem Bit an der Position k + 80 = 105 (am Anfang des CCTrCH) durchgeführt. Das Bit an der Position 105 ist mit j' = 198 innerhalb der Signalfolge b = 1 verschachtelt, was die Bedingung (198 + 1) mod 3 = 0 nicht erfüllt. Festzuhalten ist, dass der Austausch immer für Bits innerhalb der gleichen Signalfolge b ausgeführt wird, um die zeitliche Diversität aufrecht zu erhalten.

7 bildet einen ersten Vergleich der Rahmenfehlerrate ab, die von FLO Funkpaketen ohne Bitaustausch und von FLO Funkpaketen mit Bitaustausch gemäss der vorliegenden Erfindung erreicht werden. Die FLO ist dazu ausgelegt, einen anpassbaren Mehrfachraten Codec (AMR) Anruf bei 4.75 kbps auf 8-PSK Kanälen mit 5 Bit TFCI (72 Bits kodiert) zu tragen. Als Kanalmodell wurde der TU3iFH Kanal verwendet. 7 zeigt sowohl die Rahmenfehlerrate (FER) des Funkpakets, welches sowohl TFCI als auch CCTrCH umfasst, und das FER des TFCI allein, in beiden Fällen mit (Strichlinie) und ohne Bitaustausch (durchgezogene Linie), gemäss der vorliegenden Erfindung, und als Funktion des Träger-Zu-Interferenz-Verhältnisses (C/I) in dB. Für das FER des TFCI wird ein Gewinn von 1,3 dB durch Anwendung von Bitaustausch gemäss der vorliegenden Erfindung (bei FER = 0.01) erreicht. Das kombinierte FER des CCTrCH & TFCI zeigt dann einen Gewinn von 0,2 dB.

8 bildet einen zweiten Vergleich der Rahmenfehlerrate ab, die von FLO Funkpaketen ohne Bitaustausch und von FLO Funkpaketen mit Bitaustausch gemäss der vorliegenden Erfindung erreicht werden. Da mehr schwache Bits für den CCTrCH als Ergebnis des Bitaustauschs verwendet werden, könnte dies einen gewissen Leistungsverlust verursachen, wenn viele Bits ausgetauscht werden, und wenn die Kodierrate des CCTrCH hoch ist, was einem niedrigen Fehlerschutz entspricht. Um den Verlust abzuschätzen ist die FLO dazu ausgelegt, einen AMR Anruf mit 12,2 kbps auf den gleichen Kanälen wie in 7 zu tragen. 8 bildet die Ergebnisse in Bezug auf das FER des kombinierten TFCI und CCTrCH als Funktion des C/I in dB mit (Strichlinie), und ohne Bitaustausch (durchgezogene Linie) ab. Die Leistungsverschlechterung wegen des Bitaustauschs ist in diesem Szenario vernachlässigbar.

Die Erfindung wurde im obigen an Hand einer bevorzugten Ausführungsform beschrieben. Festzuhalten ist, dass es alternative Wege und Variationen gibt, die für einen Fachmann offensichtlich sind, und ohne vom Schutzumfang der beigefügten Ansprüche abzuweichen umgesetzt werden können, z.B. kann Bitaustausch kann während dem Verschachtelungsschritt ausgeführt werden, und verschiedene Verschachtelungsschemen können angewandt werden, insbesondere in Bezug auf die Anordnung der verschachtelten Bits innerhalb einer Signalfolge. Der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung ist keineswegs auf 8-PSK Modulation, oder auf das GMS/EDGE System beschränkt. Sie kann z.B. auch in Systemen mit spektraler Spreizung oder in Systemen mit orthogonalem Frequenzmultiplex (OFDM) angewendet werden.


Anspruch[de]
Verfahren zum Bitaustausch an einem Senderort, wobei periodisch I aufeinander folgende Bits eines Datenpakets (6, 7), das K Bits umfasst, auf verschachtelte Bitpositionen in jeweils I verschiedenen Signalfolgen (9-0 .. 9-7) gemäss einem vorbestimmten Verschachtelungsschema und einer ausgewählten Verschachtelungstiefe I abgebildet werden, umfassend den Schritt:

Austauschen des Werts von zumindest einem Bit, das einer betreffenden ersten Bitposition m in diesem Datenpaket (6, 7) zugeordnet ist, mit dem Wert eines Bit, das einer betreffenden zweiten Bitposition n in diesem Datenpaket (6, 7) zugeordnet ist, wobei diese betreffende zweite Bitposition n so gewählt ist, dass n > m gilt, und dass die Differenz n – m durch I teilbar ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei dieser Bitaustausch vor, während, oder nach diesem Verschachteln von diesen zumindest I aufeinander folgenden Bits erfolgt. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die ausgewählte Verschachtelungstiefe I aus einer vorbestimmten Gruppe von Verschachtelungstiefen {I1,..,IR} entnommen wird, und Ir ≤ Imax für alle r = 1,..,R gilt, und diese betreffende zweite Bitposition n so ausgewählt ist, dass die Differenz n – m durch Imax teilbar ist, und R die Anzahl von vorbestimmten Verschachtelungstiefen festlegt. Verfahren nach Anspruch 1,

wobei

zumindest eine Gruppe von Bits innerhalb dieses Datenpakets (6, 7) bestimmt wird, und dieser Austauschschritt nur durchgeführt wird,

wenn die verschachtelte Bitposition, auf welche das Bit bei dieser betreffenden ersten Bitposition m in diesem Datenpaket (6, 7), gemäss dem genannten vorbestimmten Verschachtelungsschema und dieser ausgewählten Verschachtelungstiefe I abgebildet wird, eine charakteristische verschachtelte Bitposition ist, und

wenn dieses Bit an dieser betreffenden ersten Bitposition m in diesem Datenpaket (6, 7) zu dieser mindestens einen Gruppe von Bits gehört.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Bits auf den charakteristischen verschachtelten Bitpositionen in Abhängigkeit von dem Modulationsschema unter einer höheren Fehlerwahrscheinlichkeit leiden, wenn diese Bits moduliert, über einen rauschbehafteten Kanal übertragen und demoduliert werden, verglichen mit den Bits auf den verbleibenden Positionen. Verfahren nach Anspruch 4, wobei diese charakteristischen verschachtelten Bitpositionen die Positionen j innerhalb einer Signalfolge sind, die das Kriterium erfüllen, dass (j + 1) durch p teilbar ist, und p eine vorbestimmte natürliche Zahl grösser 0 ist. Verfahren nach Anspruch 4, wobei diese Gruppe von Bits aus einer vorbestimmten Anzahl L von ersten Bits dieses Datenpakets (6, 7) besteht. Verfahren nach Anspruch 7, wobei diese betreffende zweite Bitposition n so gewählt ist, dass n – m ≥ L gilt. Verfahren nach Anspruch 8, wobei dieses Datenpaket (6, 7) die Bits einer Transportformatkombinationskennzeichnung (TFCI) gemäss einer flexiblen Schicht Eins, FLO, eines GSM/EDGE Funkzugangsnetzwerks, GERAN, in dieser Gruppe von L Bits und die Bits eines kodierten zusammengesetzten Transportkanals (CCTrCH) gemäss dieser FLO dieses GERAN in den verbleibenden K – L Bits umfasst, und die K Bits von diesem Datenpaket (6, 7) auf diese verschachtelten Bitpositionen in diesen Signalfolgen (9-0 .. 9-7) gemäss einem der Verschachtelungsschemen und einer der Verschachtelungstiefen I abgebildet werden, die für diese FLO von diesem GERAN standardisiert sind, und p = 3 gilt. Verfahren nach Anspruch 9, wobei dieser Austauschschritt zumindest zweimal für dieses Datenpaket (6, 7) ausgeführt wird, und die betreffende erste Bitposition m bei jedem Schritt verschieden ist, und bei zumindest einem dieser zumindest zwei Schritte diese betreffende zweite Bitposition n so ausgewählt ist, dass n = m + N gilt, und dass in zumindest einem dieser zumindest zwei Schritte diese betreffende zweite Bitposition n so ausgewählt wird, dass n = m + K – N gilt, wobei N eine vorbestimmt Zahl ist. System zum Bitaustausch am Senderort,

wobei periodisch I aufeinander folgende Bits eines Datenpakets (6, 7), das K Bits umfasst, auf verschachtelte Bitpositionen in jeweils I verschiedenen Signalfolgen (9-0 .. 9-7) gemäss einem vorbestimmten Verschachtelungsschema und einer ausgewählten Verschachtelungstiefe I abgebildet werden,

wobei

dieses System umfasst:

Verarbeitungsmittel (15) zum Austausch des Werts von zumindest einem Bit, das einer betreffenden ersten Bitposition m in diesem Datenpaket (6, 7) zugeordnet ist, mit dem Wert eines Bit, das einer betreffenden zweiten Bitposition n in diesem Datenpaket (6, 7) zugeordnet ist, wobei diese betreffende zweite Bitposition n so ausgewählt ist, dass n > m gilt, und dass die Differenz n – m durch I teilbar ist.
Ein Computer Programm Produkt, das direkt in den internen Speicher (11) eines digitalen Computers geladen werden kann, umfassend Software Code Abschnitte, welche dazu ausgelegt sind den Schritt von Anspruch 1 auszuführen, wenn dieses Produkt auf einem Computer läuft.






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