專利名稱：：適應多狀態的調制的發送機、接收機、方法、程序和信號的制作方法
技術領域：
：本發明涉及發送機，該發送機包含信道編碼和調制裝置，用于將二進制數據流轉換為用將發送并且打算用于在傳輸信道中運輸該二進制數據的符號來表示的波形信號，該波形信號選自具有M個狀態的星座。本發明還涉及接收機，該接收機包含迭代解調和信道譯碼裝置，用于從接收信號中恢復選自有M個狀態的符號表的信息符號。本發明還涉及一種信道編碼和調制的方法，該方法用于將二進制數據流轉換為用將發送并且打算用于在傳輸信道中運輸該二進制數據的符號來表示的波形信號，該波形信號選自具有M個狀態的星座。本發明還涉及一種解調和信道譯碼的方法，該方法用于從接收信號中恢復選自有M個狀態的符號表的發送信息符號。最后本發明涉及用于執行上述方法的計算機程序和一種用于運輸該計算機程序的信號。本發明能找到多種應用，特別是在衛星數字視頻傳輸、無線網絡系統和移動無線電電信系統的領域中。
背景技術：
：S.LeGoff、A.Glavieux和C.Berrou在1994年國際通信會議(InternationalConferenceonCommunication)期間出版的會議論文集第645-649頁公開的題為“Turbo-codesandhighspectralefficiencymodulation(渦輪碼與高頻譜效率調制)”的文章中介紹了一種應用于有很多個狀態的調制的信道編碼/譯碼方法，該方法使用了C.Berrou、A.Glavieux和P.Thitimajshima在1993年國際通信會議出版的論文集第1064-1070頁公開的題為“NearShannonlimiterror-correctingcodinganddecodingTurbo-codes(接近香農極限的糾錯編碼和譯碼渦輪碼)”的文章中介紹的渦輪編碼原理。按照這種實用類型的方法，信道譯碼包含對每個接收符號的每個比特都計算概率的預備步驟，使得隨后進行的信道譯碼可象二進制情況中那樣地進行，即接收并提供概率表示的這種類型的譯碼器(也稱為SISO(軟輸入軟輸出))在其輸入端接收構成接收符號的二進制數據的概率。在譯碼級，這種方法并不是最佳的，因為在SISO譯碼器輸入端屬于要發送的相同符號的二進制數據不是獨立的，這在相當程度上會降低譯碼性能。
發明內容本發明的一個目的是提供信道編碼和譯碼裝置，該裝置適應于有很多個狀態的調制并使得信道譯碼級的性能改善。為此目的，提供了開頭段落介紹的那種類型的發送機，其特征在于該信道編碼和調制裝置包含-轉換裝置，逆向地用于將該二進制數據流轉換為稱作輸入流的信息符號流，使得可能的信息符號數目等于該星座的信號數目M，-交織裝置，用于交織該輸入流的信息符號并產生稱為交織輸入流的交織的信息符號流，-并行操作的至少一個第一和第二編碼器，分別用于接收該輸入流和該交織輸入流，以提供輸出流包含I.有關該信息符號的表示和第一編碼器引入的第一冗余信息成分，和II.第二編碼器引入的第二冗余信息成分，-選擇裝置，用于從該輸出流確定要發送的該波形信號。在發送機端，要發送的二進制數據流被轉換為選自與調制所用星座尺寸相同的符號表的符號。因而信道編碼器在其輸入端接收信息符號而非二進制數據。有利的是，要發送的符號的確定是快速的，從選自與調制所用星座基數相同的符號表的輸入符號開始。還提供了開頭段落介紹的那種類型的接收機，其特征在于該迭代解調和信道譯碼裝置包含-接收裝置，用于接收該信號并將其轉換為稱作接收符號的數據符號，-概率計算裝置，用于提供概率矢量，對于每個接收符號，該概率矢量包含有關該信息符號的概率表示和有關發送端編碼器從該信息符號提供的冗余表示的概率表示，-一系列譯碼器，稱為SISO譯碼器，連續成對地操作并在輸入端接收至少i.該概率矢量，和ii.有關信息符號的接收符號的獨立表示，稱為先驗信息成分，而在輸出端提供至少iii.有關信息符號的結果，稱為外在信息成分，和iv.信息符號的后驗概率表示，稱為后驗信息成分，-至少一個判決塊，用于從該后驗信息成分中選擇該信息符號。這樣，SISO譯碼器輸入端的符號相互獨立，這提高了譯碼效率。此后將參考介紹的實施方案，通過非限制性的范例說明本發明的這些和其它方面，且使其變得清楚。在附圖中圖1是一個框圖，示意了傳統傳輸系統的一個例子，圖2是一個框圖，示意了按照本發明的發送機的一個例子，圖3是一個框圖，示意了按照本發明的接收機的一個例子，圖4是一個框圖，示意了按照本發明的SISO譯碼器的一個實施方案。具體實施例方式圖1是一個框圖，示意了傳統傳輸系統的一個例子。它包含實現發送鏈的發送機、實現接收鏈的接收機以及傳輸信道。發送機和接收機經由傳輸信道進行通信，而發送鏈包含-信源SCE，用于提供信源信號，它可為模擬信號，如音頻或視頻或數字信號，或者是傳真設備的輸出，但無論怎樣該信號都必須在數字傳輸系統中轉換為一系列二進制數據，-信源編碼器CS，用于減少要通過信道傳輸的二進制數據的量并且提供一系列供信道編碼器使用的二進制信息成分，-信道編碼器CC，用于在要通過信道傳輸的該系列二進制信息成分中引入冗余以便保護它對抗傳輸錯誤，該信道編碼器的特征在于其效率，用k/n(其中k＜n)表示，k表示編碼器輸入端的并行二進制數據數目，而n表示編碼器輸出端的并行二進制數據的數目，該二進制數據構成n比特的序列，也稱為碼字，-調制器MOD，用于實現傳輸信道與發送機之間的接口，它將信道編碼器提供的二進制序列或碼字變換為要通過信道傳輸的單個電波形信號。在本發明的有利實施方案中，提供了調制器來同時發送m個信息比特，這是通過具有M個不同狀態(M＝2m)、被稱為M進制的星座來進行的。傳輸信道CH是用于從發送機傳輸波形信號到接收機的物理媒質。它可以幾種方式實現無線通信情況下通過空中、通過無線電或者衛星、有線網情況下通過電纜、光纖，等等。接收鏈包含-數字解調器DEMOD，用于處理接收到的波形信號并將其轉換為表示發送的M進制星座符號的估計的數字序列，-信道譯碼器DC，用于在已知發送機端信道編碼器采用的編碼方法的情況下從恢復符號重建原始信息成分的序列，最后還有-信源譯碼器DS，用于在已知發送機端信源編碼器采用的編碼方法的情況下重建原始二進制信號。本發明特別涉及信道編碼/譯碼和調制/解調部分。除了在發送機端信道編碼和調制通過信道編碼和調制裝置聯合實現以及接收機端信道譯碼和解調通過信道譯碼和解調裝置聯合實現以最優化不同的連續處理操作外，保留傳統的傳輸鏈。因而圖2和圖3分別示意了按照本發明的發送機和接收機，其中只示意了不同于傳統鏈的部分。在下面的描述中，出于簡潔的原因只介紹本發明用法的一個例子。它涉及具有M個不同狀態的特定的幅度調制類型(M是大于2的整數)，稱為M進制幅度調制，其中M一般是2的冪。這種幅度調制類型的例子是M-AM和M2-QAM調制。然而，本發明還可應用于其它調制，尤其是PSK(相移鍵控)類型。圖2示意了按照本發明的發送機的一個實施方案，用于將二進制數據流轉換為要在傳輸信道上運輸該二進制數據的波形信號。波形信號用要傳輸的選自M個狀態星座的符號來表示。圖2只示意了信道編碼和調制裝置；發送鏈的其它部分與圖1示意的傳統電路相同。按照本發明的信道編碼和調制裝置包含-轉換裝置，逆向地用于將該二進制數據流轉換為也稱為輸入流的信息符號流，使得可能的信息符號數目等于該星座的狀態數M，-交織裝置，用于交織該輸入流的該信息符號并產生交織信息符號流，稱為交織輸入流，-并行操作并分別接收輸入流和交織輸入流的第一和第二編碼器，用于提供輸出流包含iii.有關信息符號的表示和第一編碼器引入的第一冗余信息成分，和iv.第二編碼器引入的第二冗余信息成分，-選擇裝置，用于從輸出流確定要發送的波形信號，-可選地，標記裝置，用于使信道編碼器的效率適應于編碼器輸出端的期望速率，由輸出流中的抑制數據組成，-輸出復用器，用于將不同輸出流復用到要通過信道傳輸的單一輸出流中。按照本發明的優選實施方案，轉換裝置逆向地包含一個對照表，該表用來將二進制數據流中的m比特的序列(m＝log2(M)))轉換為從M個可能的信息符號中選出的一個信息符號。在4狀態的幅度調制或4-AM調制的情況下(M＝4而m＝2)，符號取集合或者星座(-3，-1，1，3}中的值。表1是對照表的例子，它由星座的格雷編碼組成。當然也可使用其它編碼類型。表1第一和第二編碼器是并行操作的級聯編碼器。它們是系統編碼器，即該類型編碼器包含再生輸入數據的輸出。圖1示意了兩個編碼器，但是并行操作的編碼器的數目是不受限制的。每個編碼器是M進制調制的系統格狀編碼器。其輸入并行接收k個選自M個狀態星座的信息符號，表示為Xt＝(X0t，…，Xk-1t)，并在第一輸出端提供該k個輸入符號Xt＝(X0t，…，Xk-1t)，而在第二輸出端提供編碼器引入的n-k個冗余符號，表示為Yt＝(Y0t，…，Yn-k-1t)。按照圖1示意的實施方案，編碼器具有的編碼效率分別表示為k/n和k’/n’，其中k和k’是整數，表示編碼器輸入端并行處理的信息符號數，因而k＝k’，而其中n和n’是整數，表示編碼器輸出端并行提供的編碼符號數。編碼器可由與M進制符號表相關的、在輸入端并行接收k個信息符號的傳統狀態機組成。基于該輸入和狀態機的當前狀態，對照表可選擇下一狀態和n-k個M進制冗余符號。編碼器的選擇并不局限于框圖示意的特定移位寄存器形式的編碼器。優選地，該編碼器是具有咬尾(tail-biting)屬性的那種類型。編碼器的選擇還取決于要在信道上傳輸的波形信號的調制和選擇參數。圖2示意了兩個并置的系統編碼器。二進制輸入流格式化為K個M進制符號的幀，這里M＝2m，即在幀中每個符號用m個比特來表示。隨后用交織裝置來實現K個幀符號的排列。在第一編碼器的輸入端提供原始信息符號的幀，而在第二編碼器的輸入端提供交織幀。對于每個編碼器，編碼方法包含在編碼和調制裝置的輸入端的、每信息符號幀K/k步。每一步中，每個編碼器都產生n-k個冗余符號，在一個編碼步驟開始時它產生總共2n-k個符號-與輸入符號相同的k個信息符號，-第一編碼器引入的n-k個冗余符號，-第二編碼器引入的n-k個冗余符號。按照使用的調制，這些符號隨后被要在信道上傳輸的波形信號代替。為了改善編碼器性能，尤其是其頻譜效率，在每個編碼器的輸出端可使用標記裝置以便抑制冗余符號流中的數據。最后，要進行一個復用操作，在編碼和調制裝置的輸出端將3個符號流復用。圖3示意了譯碼操作。它示意了按照本發明的接收機的實施方案，包含迭代解調和信道譯碼裝置，該裝置用于從接收符號恢復選自有M個狀態的星座的信息符號。迭代解調和信道譯碼裝置包含-用于計算概率從而提供有M個成分的概率矢量的裝置，這些概率矢量表示為Λ0，…，ΛN′-1，這里N′表示每幀接收到的符號數目，對于表示為γ0，…，γN-1的每個接收符號，該概率矢量包含有關每個信息符號的概率表示以及有關發送機端由不同編碼器從編碼器的信息符號或輸入符號提供的冗余符號的概率表示，-解復用器，用于將概率矢量的串行流轉換為三個并行流i.第一流，表示為L0t，…Lk-1t，它包含k個概率矢量，該概率矢量包括有關發送機端編碼裝置的輸入流的k個信息符號的概率表示，ii.第二流，表示為Lkt，…LN-1t，它包含n-k個概率矢量，該概率矢量包括有關發送機端第一編碼器產生的n-k個冗余符號的概率表示，iii.第三流，表示為Lnt，…L2n-k-1t，它包含概率矢量，該概率矢量包括有關發送機端第二編碼器產生的n-k個冗余符號的概率表示，-一系列譯碼器，稱為SISO譯碼器，以連續成對的形式操作并在輸入端接收至少i.概率矢量的一部分，和ii.獨立于有關信息符號的接收符號的表示，稱為先驗信息成分，分別表示為A1iter，it和A2iter，it，iter是迭代下標而i在0到k-1之間，并在輸出端提供至少iii.有關信息符號的結果，稱為外在信息成分，分別表示為E1iter，it和E2iter，it，和iv.信息符號的后驗概率表示，稱為后驗信息成分，分別表示為APP1iter，it和APP2iter，it，-至少一個判決塊，位于至少一個SISO譯碼器的輸出端，用于從相關譯碼器提供的后驗信息成分中選擇搜索的信息符號。按照本發明的優選實施方案，在迭代序號i當中使用的一對SISO譯碼器表示為(SISO1，i，SISO2，i)，以如下方式操作-表示為SISO1，i的第一SISO譯碼器在輸入端接收i.先驗概率矢量，表示為A1iter，0，…，A1iter，k-1，ii.包含對應于信息符號的接收符號的概率表示的概率矢量，表示為L0t，…Lk-1t，iii.對應于發送機端第一編碼器從該信息符號提供的第一冗余表示的接收符號的概率矢量，表示為Lkt，…Ln-1t，并在輸出端提供iv.第一外在信息成分，表示為E1iter，0t，…，E1iter，k-1t，和v.第一后驗信息成分，表示為APP1iter，0t，…，APP1iter，k-1t，-交織裝置，用于將第一外在信息成分(iv)和對應于信息符號的接收符號的概率表示(ii)進行交織，從而提供vi.第一交織的外在信息成分和vii.交織符號的概率表示，-表示為SISO2，i的第二SISO譯碼器在輸入端接收viii.第一交織的外在信息成分(vi)作為先驗信息成分，ix.該交織的概率表示(vii)，x.對應于發送機端第二編碼器提供的第二冗余表示的接收符號的概率表示，表示為Lnt，…L2n-k-1t，以便在輸出端提供xi.第二外在信息成分，表示為E2iter，0t，…，E2iter，k-1t，和xii.第二后驗信息成分，表示為APP1iter，0t…，APPiter，k-1t，-逆交織裝置，用于將第二外在信息成分(xi)和第二后驗信息成分(xii)進行解交織，并在下一對譯碼器中表示為SISO1，i+1的第一SISO譯碼器輸入端提供第二外在信息成分(xi)作為先驗信息成分。按照此實施方案，譯碼過程的每次迭代由一對SISO譯碼器的處理操作組成。第一譯碼器SISO1，1接收預設的先驗信息成分A11，1t到A11，kt以及信息符號對應的概率表示L0t，…Lk-1t，并接收圖1第一編碼器引入的冗余信息成分對應的概率表示Lkt，…Ln-1t。它提供第一外在信息成分E11，1t，該成分要進行交織以便能作為先驗信息成分在該對譯碼器的第二譯碼器SISO2，1的輸入端提供。在解交織操作后，第二譯碼器使用這些信息成分和對應信息符號的概率表示的交織版本L′0t，…L′k-1t，以及對應圖1第二編碼器引入的冗余信息成分的概率表示Lnt，…L2n-k-1t，以便能產生第二外在信息成分E21，1t，該成分在下一迭代期間被下一對的第一譯碼器SISO1，2作為先驗信息成分使用。解標記裝置可用來替換發送機端編碼時進行的標記操作中抑制的數據。這些裝置必須插入在SISO譯碼器輸入端，作用于包含數據Lkt，…Ln-1t和Lnt，…L2nk-1t的輸入流。如果通過對發送機端編碼器產生的冗余信息成分進行的標記操作能使發送機端編碼器的效率作適應性調整，則對應冗余信息成分的概率表示就固定于預設的等概率數值。優選地可在最后一次迭代的開始，但一般情況可在譯碼過程的任意時刻，即在有任意下標it的譯碼器的輸出端，每個信息符號的判決通過選擇對應具有最大后驗概率的那個M進制星座符號的、要在信道上傳輸的波形信號來進行，該選擇要按照在相關譯碼器輸出端具有M個成分APPiter，lt的后驗概率矢量中對應此符號的下標l的成分數值。圖4示意了圖3示意的實施方案中使用的SISO譯碼器的一個實施方案。它包含第一計算裝置APP，用于根據概率矢量L0t，…Lk-1t和Lkt，…Ln-1t以及先驗信息成分A0t，…Ak-1t提供后驗概率表示APP0t，…APPk-1t，和第二計算裝置EXT，用于根據先驗信息成分A0t，…Ak-1t的后驗概率表示APP0t，…APPk-1t和包含有關信息符號L0t，…Lk-1t的概率表示的概率矢量提供外在信息成分Ext0t，…Extk-1t。第一計算裝置APP包含表示為BMC的支路計算塊，用于從接收符號的觀察L0t到Ln-1t和先驗信息成分A0t到Ak-1t計算表示為γt(m′，m)的中間概率，表示為FA的計算塊，用于進行第一遞歸，稱為α遞歸或前向遞歸，表示為BA的計算塊，用于進行第二遞歸，稱為β遞歸或后向遞歸，表示為AP的計算塊，用于提供從前三個塊提供的結果而得的后驗信息成分。按照此實施方案使用的譯碼算法可視為一篇論文中描述的前向-后向算法的推廣，該論文是L.R.Bahl、J.Cocke、F.Jelinek和J.Raviv在1974年三月出版的IEEETrans.OnInformationTheory(IEEE信息理論學報)第20卷的第284-287頁上公布的“Optimaldecodingoflinearcodesforminimizingsymbolerrorrate(線性碼的最小化符號差錯率的最佳譯碼)”。實現上可以有不同的變化，稱為MAP、log-MAP或者這些算法的其它次最佳實現，正如特別在P.R.Robertson、P.Hoeher和E.Villebrun在1997年三月到四月出版的EuropeanTrans.OnTelecommunications(歐洲電信學報)的第8卷第2期的第119-125頁的文章“OptimalandSub-OptimalaPosterioriAlgorithmsSuitableforTurboDecoding(適合于Turbo譯碼的最佳和次最佳后驗算法)”中所描述的。必須對傳統引入的、應用于二進制卷積碼的譯碼的前向-后向算法做一些修改。在計算接收符號的概率中，在從接收符號概率和信息符號的先驗概率計算狀態間的轉移度量中，逆向地執行修改。前向-后向算法或者它的次最佳算法變型之一隨后可以傳統方式應用。在計算信息符號的后驗概率中，在計算信息符號的外在信息成分中，相對前向-后向算法的傳統引入順向地出現的其它顯著差異。下面使用L.R.Bahl、J.Cocke、F.Jelinek和J.Raviv的文章中的標記符號來解釋這些差異。計算接收符號概率是通過稱為軟解調器的解調器進行的，它實現信道輸出與迭代渦輪譯碼操作的開始之間的接口。圖3用概率計算裝置示意了軟解調器。軟解調器計算符號的概率表示。對于接收符號Yit，此概率表示是具有M個成分的矢量Lit={R(Yit/X1),···,R(Ylt/XM)}----(1)]]>其中Xm，m∈{1，…，M}對應星座中的每個符號。按照前向-后向算法或者采用的它的某種變型，解調器以不同方式計算概率。在非對數情況下，概率定義為R(Yit/Xm)=Pr{Yit/Xm}----(2)]]>這個量只取決于假定已知的信道特征。在信道有加性白高斯或者AWGN噪聲的情況下，可表示為R(Yit/Xm)=1(2πσ2)dim·exp(-12σ2||Yit-X~m||2)----(3)]]>其中σ2表示噪聲變量，dim為調制維數，為對應于符號Xm的發送信號，而‖·‖表示范數。在計算過程中，加入一個歸一化操作R^(Yit/Xm)=R(Yit/Xm)Σm′R(Yit/Xm′)----(4)]]>這使之免除了一個常系數。在對數版本的前向-后向算法(logMAP、MaxlogMAP或校正的MaxlogMAP)的情況下，概率的定義為R(Yit/Xm)=log(Pr{Yit/Xm})----(5)]]>對于AWGN信道，考慮到(計算支路度量時)每個算法的概率的用法，可以把表達式簡化為R(Yit/Xm)=1σ2(2⟨Yit,Xm⟩-||X~m||2)----(6)]]>其中<·>表示標量積。在恒定能量調制的情況下，概率的計算可通過下式R(Yit/Xm)=2σ2⟨Yit,X~m⟩]]>從接收符號概率和信息符號的先驗概率計算狀態間的轉移度量γt(m，m′)也必須能適應M進制符號的情況。t時刻狀態m與m′之間的轉移度量可用非對數形式表示為γt(m;m′)=pt(m/m′)Πi=1nR(Yit/Xi(m;m′))----(7)]]>其中Xi(m；m′)對應于狀態m與狀態m′之間的轉移期間編碼器產生的第i個符號，而Yit對應于其i時刻的相應觀察值。注意每個乘積項是具有概率矢量Lit的下標i(m；m′)的成分。狀態St-1＝m′到狀態St＝m的轉移的先驗概率可表示為pt(m/m′)=Pr{St=m/St-1=m′}=Πi=1kA(Xit=Xi(m;m′))----(8)]]>其中A(Xit＝Xi(m；m′))是先驗概率，而信息符號Xit等于m與m′間轉移的對應符號。注意每個乘積項是Xit∶Ait的先驗概率矢量的下標i(m；m′)的成分。當采用對數版本的算法時，式(7)和(8)中所有乘積都換為和。于是前向-后向算法或它的一種變型可以以傳統方式應用，使支路度量可適應于二進制數據被式(7)和(8)中描述的符號代替的情況。該算法包含三個步驟，類似于L.R.Bahl、J.Cocke、F.Jelinek和J.Raviv的文章介紹的那樣“進行”步驟使得計算αl(m)=Pr{St=m;Y1t}]]>“返回”步驟使得計算βt(m)=Pr{Yt+1T/St=m}]]>從α、β和γ進行σ的計算，其是正比于轉移的后驗概率的值σt(m，m′)＝Pr{St＝m；St-1＝m′；Y}＝αt-1(m′)·γt(m，m′)·βt(m)(9)其中Y表示信道輸出的觀察結果。基于這些量來執行信息符號的后驗概率計算。信息符號Xit的后驗概率矢量寫為APPit={Pr(Xit=X1/Y),···,Pr(Xit=XM/Y)}----(10)]]>其中每一項可表示為Pr{Xit=Xj/Y}=Σm′,m/Xit=Xjσt(m,m′)=Σm′,m/Xit=Xjαt-1(m′)·γt(m,m′)·βt(m)----(11)]]>其中求和是對所有t時刻從狀態m到狀態m′的轉移進行，在t時刻信息符號數值Xj出現在位置i。計算每個信息符號的外在信息成分可與對相同符號計算后驗概率并行進行，這是通過在式(11)考慮的支路度量γt(m，m′)中忽略對應于先驗概率和考慮的信息符號概率的項來進行的。信息符號Xit的外在信息矢量可寫為Extit={Ext(Xit=X1),···,Ext(Xit=XM)}----(12)]]>通過引入(m，m′)項可有利地計算這些項中的每一項，該項對應于既不包含Xit的先驗也不包含Xit的概率的支路度量γ^ti(m;m′)=Πj=1,j≠ikA(Xit=Xj(m;m′))Πj=1,j≠inR(Yjt/Xj(m;m′))----(13)]]>由這個量，可用下式計算外在信息成分Ext(Xit=Xj)=Σm′,m/Xit=Xjαt-1(m′)·γ^ti(m,m′)·βt(m)----(14)]]>可對后驗概率矢量和外在信息矢量進行類似于式(4)的歸一化操作注意，在相對符號的碼的二進制卷積碼的軟輸入和輸出處譯碼操作的推廣不涉及MAP算法或它的次最佳變型的修改。算法的輸入和輸出只需要適應于對應符號的所有可能取值的矢量數據。當編碼沒有網格、使最終狀態置零、或者考慮咬尾時，初始化算法的“α”和“β”量的傳統技術是有效的。在第一譯碼迭代期間，第一SISO譯碼器沒有有關信息符號的先驗概率的信息。因而矢量Ait以下面的方式初始化在非對數引入的情況下∀i,∀t,Ait={1/M,···,1/M}----(16)]]>其中M是符號的符號表的基數在對數引入的情況下∀i,∀t,Ait={log(1/M),···,log(1/M)}----(17)]]>用于改善信道譯碼級的性能而全都適應于有很多個狀態的調制的發送機、接收機、編碼方法和譯碼方法、計算機程序和信號的實施方案此前已經作了介紹。其它實施方案很容易在不超越本發明范圍的情況下從上述實施方案中導出。尤其是，本發明并不局限于參考實施方案描述的調制。權利要求1.一種發送機，該發送機包含信道編碼和調制裝置用于將二進制數據流轉換為用將發送并且打算在傳輸信道中運輸該二進制數據的符號來表示的波形信號，該波形信號選自具有M個狀態的星座，其特征在于該信道編碼和調制裝置包含-轉換裝置，逆向地用于將該二進制數據流轉換為也稱輸入流的信息符號流，使得可能的信息符號數目等于該星座的狀態數M，-交織裝置，用于交織該輸入流的信息符號并產生交織的信息符號流，也稱為交織輸入流，-并行操作的至少一個第一和第二編碼器，分別用于接收該輸入流和該交織輸入流，以便提供輸出流包含i.有關該信息符號的表示和第一編碼器引入的第一冗余信息成分，和ii.第二編碼器引入的第二冗余信息成分，-選擇裝置，用于從該輸出流確定要發送的該波形信號。2.如權利要求1要求的發送機，其中該轉換裝置包含一個對照表，該表用于將二進制數據流中的m比特的序列轉換為從M個可能的信息符號中選出的一個信息符號，其中m＝log2(M)。3.如權利要求1或2要求的發送機，其中該第一和第二編碼器具有的編碼效率分別表示為k/n和k’/n’，k和k’是整數，表示編碼器輸入端并行處理的多個信息符號數，而n和n’是整數，分別表示在編碼器輸出端并行提供的很多個編碼符號數，這樣k＝k’。4.一種接收機，該接收機包含迭代解調和信道譯碼裝置用于從接收信號中恢復選自有M個狀態的符號表的信息符號，其特征在于該迭代解調和信道譯碼裝置包含-接收裝置，用于接收該信號并將其轉換為數據符號，也稱為接收的符號，-概率計算裝置，用于提供概率矢量，對于每個接收的符號，該概率矢量包含有關該信息符號的概率表示和有關發送端編碼器從該信息符號提供的冗余表示的概率表示，-一系列譯碼器，稱為SISO譯碼器，連續成對地操作并在輸入端接收至少v.該概率矢量，和vi.有關信息符號的接收符號的獨立表示，稱為先驗信息成分，而在輸出端提供至少vii.有關信息符號的結果，稱為外在信息成分，和viii.信息符號的后驗概率表示，稱為后驗信息成分，-至少一個判決塊，用于從該后驗信息成分中選擇該信息符號。5.如權利要求4要求的接收機，其中SISO譯碼器包含-第一計算裝置，用于從該概率矢量和該先驗信息成分提供該后驗概率表示，和-第二計算裝置，用于從該后驗概率表示、該先驗信息成分和包含有關該信息符號的概率表示的該概率矢量提供該外在信息成分。6.如權利要求4或5要求的接收機，其中一對SISO譯碼器包含-第一SISO譯碼器，用于在輸入端接收i.該先驗信息成分，ii.對應于該信息符號的接收符號的概率表示，iii.對應于發送機端第一編碼器從該信息符號提供的第一冗余表示的接收符號的概率表示，并用于在輸出端提供第一外在信息成分和第一后驗信息成分，-交織裝置，用于將該第一外在信息成分和對應于信息符號的接收符號的該概率表示進行交織，從而提供第一交織的外在信息成分和交織的概率表示，-第二SISO譯碼器，用于在輸入端接收i.該第一交織的外在信息成分作為先驗信息成分，ii.該交織概率表示，iii.對應于第二編碼器提供的第二冗余表示的接收符號的概率表示，并用于在輸出端提供第二外在信息成分和第二后驗信息成分，-逆交織裝置，用于將第二外在信息成分和第二后驗信息成分進行解交織，并在下一對譯碼器的第一SISO譯碼器輸入端提供該第二外在信息成分作為先驗信息成分。7.一種包含權利要求1到3中任一要求的發送機和權利要求4到6中任一要求的接收機的傳輸系統。8.一種信道編碼和調制的方法，該方法用于將二進制數據流轉換為用將發送的并且打算在傳輸信道中運輸該二進制數據的符號來表示的波形信號，該波形信號選自具有M個狀態的星座，其特征坐在于該方法包含如下步驟-將該二進制數據流逆向轉換為稱為輸入流的信息符號流，使得可能的輸入符號數目等于該星座的狀態數M，-交織該輸入流并由此得到交織輸入流，-借助于并行操作的至少一個第一和第二編碼器進行編碼，以便分別接收該輸入流和該交織輸入流，并用于提供輸出流，且以便提供輸出流，該輸出流包含有關該信息符號的表示和第一編碼器引入的第一冗余信息成分以及第二編碼器引入的第二冗余信息成分，-選擇以便從該輸出流確定要發送的符號。9.一種解調和信道譯碼的迭代方法，該方法用于從接收信號恢復選自有M個狀態的符號表的發送信息符號，其特征在于該方法包含如下步驟-接收該信號并將其轉換為數據符號，稱為接收的符號，-概率計算，用于提供概率矢量，對于每個接收的符號，該概率矢量包含有關該信息符號的概率表示以及有關發送機端編碼器從該信息符號提供的冗余表示的概率表示，-迭代譯碼，每次迭代包含i.譯碼的第一子步驟，用于提供(a)有關信息符號的結果，稱為第一外在信息成分，和(b)信息符號的后驗概率表示，稱為第一后驗信息成分，這是來自(c)該概率矢量，和(d)有關該信息符號的接收符號的獨立表示，稱為先驗信息成分，ii.將該第一外在信息成分和包含對應于信息符號的接收符號的概率表示的該概率矢量進行交織，從而提供第一交織的外在信息成分和交織概率表示的步驟，iii.第二譯碼子步驟，用于從用作先驗信息成分的該第一交織外在信息成分和該交織概率表示提供第二外在信息成分和接收符號的后驗概率表示，稱為第二后驗信息成分，iv.逆交織步驟，用于將第二外在信息成分和第二后驗信息成分進行解交織，并用于在下一次迭代的第一譯碼子步驟的輸入端提供該第二外在信息成分作為先驗信息成分，-判決步驟，用于從該后驗信息成分中選擇信息符號。10.一種包含程序代碼指令用于執行權利要求8或9中要求的方法的計算機程序。11.一種用于運輸權利要求10中要求的計算機程序的信號。全文摘要本發明涉及將調制/解調與信道編碼/譯碼操作相聯系以便在調制具有很多個狀態的情況下改善譯碼級的性能的一種編碼/譯碼方法。迭代譯碼的方法涉及一對SISO譯碼器，這對譯碼器在其輸入端接收符號的概率信息成分，從而在輸出端提供發送的信息符號的后驗概率信息成分。應用數字電信。文檔編號H04L27/34GK1400738SQ0212706公開日2003年3月5日申請日期2002年7月26日優先權日2001年7月31日發明者A·舒利,O·波捷申請人:皇家菲利浦電子有限公司