CS369591A3 - Receiver comprising at least two receiving branches - Google Patents

Description

, 7-., ,· 7 . 7.- 1-.,- ,-7 1-,Λ v- - 33 η , příjmem a nohou být použity například v nebil:systémech. V tak zvaných prostorovýchpříjmem jsou antény jednotlivých přijímacích větvíprostorově uspořádány v odstupech několika vlnových délek. Vtak zvaných frekvenčních systémech s výběrovým příjmem jsousignály vysílány a přijímány s různými frekvencemi. Vzhledemk rozdílným přenosovým požadavkům pro každou přenosovoudráhu nebo každou frekvenci jsou signály přijímány s různýmikvalitami v jednotlivých přijímacích větvích. Odpovídajícímzpracováváním signálů v jednotlivých přijímacích větvích jenožné získat vstupní signál, který má například s ohledempoměru signálu k šumu lepší vlastnosti, než jednotlivépřijímací·, signály. Německá patentová přihláška P 40 18 044.1 popisuje přijímač s nejméně dvěma přijímacími větvemi pro přijímánípřenášeného datového sledu. Každá přijímací větev vyrovnáváš (ekvalizér). Ekvalizéry j že nejen zjišťují přijímaná data, ale takéinformační signál spolehlivosti pro každýzý symbol. Ekvalizéry jsou založ·' nich radiových uurcvých systémech s výběrový: obsáhuηe u uspořádány takovým způsobem,vytvářejízjišťovaný datc’.zvané Viterbihc metodě. Vyrovnávání (ekvalizace) samostatně v každé větvi, takž .· Jr LU. '-i 04. :/!’ije relativně t a1-ovádi vseké výrobní náklady _u.i ' Λ +. - - Τη T--4- v,.. •elacní fankcejednotlivých větví, pl-ot vod pro vzájemné sčí odhadoval i rmac incu íDsanaie ií výstupních signálů přizpůsobenéhofiltru, které byly váženy s váhovými činiteli pro vytvořeníprvního součtu a druhý sčítací obvod pro vzájemné sčítání autokorel lích funkc přijímací vetve, vazen činiteli, pro vytvoření druhého součtu a zahrnujepro vyhodnocování prvního a druhého součtu, přič:činitele jsou přibližně energii v každé přijímací úměrné okamžité ' Čili-J V e iunové ieprmoit v i.

Vytváření prvního a druhého součtu způsobem uvedenýmvýše a vyhodnocování těchto součtů ekvalizérem maximalizujeknnb poměrové kombinování přijímaného signálu. Vlastní ekvalizacese provádí pouze jediným ekvalizérem. To značně snižujepřijímačem obsahujícím výrobní náklady při srovnání sekvalizér upravený na každé větvi, přičemž však lze současnívyhovět kvalitativním požadavkům, například pokud jde cbudoucí evropský mobilní rad. >vý systém, ínoty pro ekvali as! zal :né na Viterbihc nohou tím, ze ekvalizér obsahuje výhod va( ústrojí pro vyhodnocování-čemž měrné hodnoty pro ekvalizér, který je specificky založen na Viterbiho mohou bý z iskaný prvního ah a ho ve *y ho dno c o v a c í m ústrojí.V pře ; ,-r.1-1 ; i i r -- , - . k . .~s 4- Λ r,·. 1, v.* - -7 : 4- - -.1 ·--· j_ i · i ,1»-., .-,7-.- > Λ +- -,7-14-,. dl: * _ £- S_ ~ u. j- cdhc. do vařič vaaivdlní ponorové kcrbin ování · Tv nnnžňníe, ab''7v při jinač i pře svstčn GSM bvlc nožné provádět- bok zvanémaximální poměrové kombinování, například pro dvě přijímacívětve v pouze jednom signálovém pr.ocesoru, zatímco u řešenistavu techniky stejného typu bylo obvykle : naner zapotřebí dvou signálových procesorů.

Ekvalizace pomocí Viterbiho ekvalizéru pouze po té, byly kombinovány dvě přijímací větve, se provádí tím,měrné hodnoty se vytvoří podle následující rovnice: (y.x-^ c„_x f - > 1 , kdf

Id .x,S„) = -Rek, Λ (s, ct^-l-2b„, a kde bity b„_x a b„ označují přechod ze stavu S,,-·. do stavuS.,, y„ značí první součet a flx značí druhý součet, n značíokamžik vzorkování a 1 značí konečný počet předchozích bitů.Tímto způsobem se značně sníží náklaedy na realizaci.

Zkreslení mohou být kompenzována’ tím, že přenášenýdatový sled obsahuje zácvikový datový sled, ze kterého sejednotlivě odhaduje impulsová odezva radiového přenosovéhopomocí srovnávacího spojení v každé přijímací větvi sdatového sledu uloženého v přijímači

Pomocí odhadované vi- se radiové přenosové spojení kopíruje co možná nej lepším způsobem, A 7- 7 -ci nz . 1. . 1. . , -Λ -* ' ' ‘ . . . 7

výběrov-;

PCM V , .uUilUj* ··.. --.4. '. £.-X ... -.· přijímacích větví a,b je určeno _ _ tento účel jsou přijímané signály ee(eto nejprve kedeny každýdo odpovídajícího přijímacího obvodu 5a.,č_b, obsahujícíhovysokofrekvenční přijímací sekci a ústrojí pro vytvářenínormálních a kvadraturních složek v základním pásmu. Navýstupu přijímacích obvodů 5a, 5b jsou k dispozici signályz^,Zt>, které jsou vedeny každý do adaptivního přizpůsobeného mezifrekvenční kmitočet, poháněný

Hl, H2 na impulzy přijímacích větvítvořena impulzy j? filtru la, lb proodhadovanými odezvami a,b· Každá á^řbadovaná odezva lil, H2 na pomocí pomocí odhadovacího obvodu 4a,4b. Pro tento účel jsoudo odhadovacích obvodů 4a, 4b dodávány signály z*,zb, jakož inapříklad srovnávací datový sled v uložený do pam.ět popsáno například v německém patentovémDE 40 01 592-A1. Například se na začátku radiového jak jespisuř e nos u určuje v prvním kroku odhadovaná odezva ΚΙ,H2 .na impulzy spomocí sledu zácvikových dat signa. :h tak .ed'; obsažených vv signálech přijímaných„,Zt, pomocí srovnání se sledem srovnávacích dat v odhadovacích obvodech4a,4b. V průběhu přenosu se potom tato odezva přizpůsobuje vdalších krocích změněným radiovým požadavkům. Pro tento účelobsahuje každý odhadovací obvod 4a,4b v příkladném provedenípřizpůsobovací obvod 2a, 2b signály ζ^,ζ. z obr.l obvody jsou napájeny

Tyto přizpůsobovacíjakož i výstupním signálem _9 kombinačního ústrojí 10. Odezvy Hl, H2 kanálových ú však mohou být také dohadovány pomocí?bvodň 4a,4b podle odlišné metody, obzvláště ;u Γ * »

Ci T- ,·> ,q impulzů i- i .r C*, £ · 1,- t 1 ' , ’ 3- > - - - a ...· «... _ ._ . ~* -0, ..7.1, gnálú a se sledu C· - - Výstupní signály násobiček 111,112 jsou vzájemněve formě prvního součtu 51 pomocí prvního sčítacího x \ 1.....4 -U , - -» ' V --1 C ·--!· Ί ’-'ΛΧΜ- - Ή n rl ·-· -* τ - TT1 π 2•c-náv.acích ^?.t , ? r~i r' 7 sčítány obvi íu 11. První součet Sl je veden do ústrojí 7 pro vypočítávání měrných hodnot pro ekvalizér _3 následují; ystém, přičemž o d h a d o v a n ý c h odere vvětví a,b. Výstupní tento ekvalizér vytváří výstupní signál 9 z měrných hodnot.Kromě toho se získávají autokorelační funkce Al,A2 odezevHl, H2 impulzů dvou přijímacích větvi a,b v obvodech 6a,6bvytvářejících autokorelici na základ

Hl, H2 na impulzy dvou přijímacích signály obvodů 6a, Sb vytvářejících autokorelaci jsou vedenydc násobiček 113,114, které provádějí vyhodnocení s nepřímoúměrnou (inverzní) hodnotou okamžitých šunových energií ^ía,Po těchto násobeních jsou výstupní signály násobiček112,114. spolu sečteny pomocí druhého sčítacího obvodu 12 provytvoření druhého součtu 52. Ekvalizér 3. je založen naViterbihc metodě, jejíž měrné hodnoty se získávají z prvnícha druhých součtů 51,52.

Signály ζ^,ζ^, přijímacích větví a,b jsou vyrovnávány(ekvalizovány) pomocí jediného ekvalizéru .3, takže výrobnínáklady jsou značně sníženy při srovnání s přijímačem, kterýobsahuje jeden ekvalizér v každé větvi. V provedení vynálezujsou odhadované odezvy Hl, H2 impulzů jednotlivých nír-h vět. v* a,b seřizovány podle přenosových požadavků-u a .... ,, ..,'λ n prijimacrcn l··'· ť1 A. - IA - , odezvy H1,H2 lzovany po^ vacích obvodů 2.i·. i, ”, i.,..,1.,.. i v. r.u : se ;?.íz r -> n - 1 i je založen napřijímaného v okamžik O’.k*ax 4. fič* - e if n a n _2 m a o a j κšlence, že v;crkn lineárně za<. Ά e.:t a r > ri +· V .·>j L n » r-· v j .u. r- -ΐ ,τ γΛ 1 , O.j.ÍUxu na bitu. přenášeném v okamžiku n a na konečném počtu L předchozích bitů. Tukový přenosový kanál, který ihmi modulaci, vysokofrekvenční kanál, vysílací a přijímací filtry, jakož ipřídavné sumy a vzorkování, může být použit jako základnímyšlenka pro každou jednotlivou přijímací větev. Přenosové vlastnosti přenosového kanálu koeficienty ho,......,ΐι^ a aditivně superponovaného šumového signálu. Pro přenos bitu b„ příčného filtru a n bitů b^-i,.....,b„_^, předcházejících bit h větvi k v okamžiku n se vytvoří vzorkor jsou popsány filtrovýmistatistickými vlastnostmi tento Pit fcri, se vytváří lineární kombinace tak, že ve hodnota ze vztahu: v-o v„.

Koeficienty hk,e( hk,±, . . . . .,hkrI, potom představují vzorkovéhodnoty odezvy kanálových impulzů větve k. Mapříklad jemožné použít pro odvozování filtrových koeficientů tak zvanř zácvik; 3vý sled obsahující bitový sled z přijímače,filtrové koeficienty tak i z přijímače. Pokaždé se přijímá sled zácvikových dat, jC . x j _ S. nastaví zptsc výstupní signál příčného filtru vykazuje maximálnípřiměřenou částí přijímaného signálu. Tato operace sezpravidla označuji· jako kanálový odhad a jo známa napříkladz p r a o e Λ · S a y e r a C o r r e 1 a t v o ,-1 J“ . ” q 4- .·>, -l. -> u 4 . -,1-,/ -,i- .T . i v. .. . i_ . 7 ' 1 ΠΡΟ *-»»«. U t - V - ~ Λ ·--, Τ’ητ? Γ’ -. P η v 1 í r' o +- *- 9 £ i "I £ O μ . 1 - v> -> 1 -♦ 4- -»».- -j 1- »·»»- π ,, 4 1 T7 · v K . ( , „ ř λ \ η,·.. + . · ·-·— - J - — ·' * - ·- i * τ-Α-Λ,-7 l·:; vsystém; GSM může býúsek, například szácvikového sledu, O t V j_ 3 f 7 jvytvořen p ‘ ~ + J , :·' r .-. i . ·, . : >, k,-i v,-m y. ' 1 .i .. q .. v -i každé óiso'”’ pomocí odhadované odezvy impulzu ajak je popsáno v německé patentové přihlášce P 40 01 592.0.

Obr.3 ukazuje stavový diagram pro ekvalizér,na Viterbiho metodě. Pro popis této metody sepoužívá stavový diagram znázorněný jak; uzlů. Ve stavovém diagramu znázorněném na obr.2, aloženýobvyklegraf se sloupci 2T-]o Q <3 η π t~ 3 L zvolena jako rovná

Každý uzel představuje jednu z kombinací, kterou je možno vytvořit z jednoho .--bitu. L jepotom počet bitů předcházejících právě přenášený bit, jehož; má odhadovat, se bere v úvahu pro vliv na bit,ekvalizaci a který .-.a povídá počtu paměťových prvků kanálovéhomodelu znázorněného na obr.2. Každá kombinace těchto bitů jeoznačována dále jako stav. Stavový diagram ukazuje několik řádků ve vc -o vněm směru. Každý sloupec je pri , razen ixl. i -1 specifickému vzorkovacímu okamžiku i-Jednotlivé binární hodnoty (na obr . 3 000...111), které mohoubýt přiřazeny uzlu, jsou označeny jak- stav uzlu.

Ve stavovém diagramu je tentýž stav vždy přidělenuzlu v řádku, zatímco sledy binárních hodnot přiřazené těmtostavům jsou znázorněny takovým způsobem, že binární hodnota i-2, z na; -nena naleva prir poslední, V X V i_ .» přísti binární hodnot. bitu přenesenému jak; i 4 r-\ 1 v·· m -7 z-» řazera bitu přenesenému jako předposlední atd. Stav bezprostředně předt* í.rnt* c — i* 0 nc s I? ná. i*n £ ^30 n 01- v !* o 00 V 0^ ďl_L 0v 3 n v· 0 +- i

cr j -5 /4 o r*i }> V o 1 --‘ a. — _L / jl — -1 ř ♦ » ♦ ‘ '•'x-L· ' nu;

- ϊ- - Λ -L'^ J .1.-. . .i.... . a ,1.-. 1n T-'-i,1,· - - -'J. L- · '-*2 \-·* í. "Ί Ct. j X c X í^l v ui X1 o d i i o L" iÁr i t21 f" "*

Ve stavován diagramu na o'přechody tímto způsoben označeny šipkami. Například dvěšipky z uzlu x, jehož stav je přiřazen bitovému sledu 010 vokamžiku i, ukazují jednak nulový přechod do uzlu y, kterému JS: . y l., z ne e přiřazen stav 001 v 1 '* · 1 )kamzrku i jednak jedničkový přechod do uzlu z, jemuž je přiřazen stav 101 v okamžikui-1.

Pro každý přechod z jednoho uzlu do příštího uzlu seodhaduje pravděpodobnost, s níž se tento přechod vykonává.Dráha se získá vzájemným spojením souvislých přechodů meziuzly přilehlých uzlových sloupců do řetězce. Tato dráha má jax řeko n s t ru cvanv stejný význam, , bx-i,...., bj.-jL,, Kombinováním pravděpodobností jednotlivých přechodů dráhy násobením se určí celkovápravděpodobnost dráhy.

Pro vypočítání pravděpodobnosti přechodu z jednoho stavudo druhého stavu se použijí jednotlivé binární hodnoty bitů bj.,...... iv-i. stavu jako vstupní parametry c1(.....,Cx příčného filtru, jak je znázorněno na obr.2. První vstupníparametr c,. vždy sefinuje přechod, z předchozího stavu do

Jed příštího stavu a příští vstupní paráme! bx-χ......Λχ_, definují zpožděný stav Sx_x. Výstupní hodnota příčného filtru přibližně vykazuje v okamžiku i hodno! , která by měla zaujmout s

J o po vzc hodnotu lerusene ; rmanenc 11 i ž eení bitový

I-,. 1~-Z Λ» ‘-k. X -x/ ·. Ρ· · ·. · r.L ..' ..i,- · .--... ... .i . i...-, ..· γ • V ' '·- · J U - . J. ; >Λ .- 1 - -. · .,,41.-..4,- μ - . i., . x.m . - ‘ - j. '·· j '·τ; ,. / x- 1 - -ζ 1 -

·"- -1 T ” ,-, K .4 . - r- 1 -í γ,,-»τ’Λ >e vezme v úvahu celkové chování signálu až doby odhadu pro všechny stavové přeouckteré vedou k jednomu z 2T- stavů uvažovaného okamžiku. Protento účel může být každému stavu přiřazen parametr celkovépravděpodobnosti, který je vytvořen způsobem podobnopoužitým pro vytváření celkové pravděpodobnosti kombinovánímjednotlivých pravděpodobnostních parametrů jednotlivýchstavových přechodů, které vedly k tomuto stavu, násobením. Místo pravděpodobnostních parametrů mohou býtpoužity tak zvané měrné hodnoty. Měrná hodnota se můževypočítat ze záporného logaritmu každého pravděpodobnostníhoparametru. Toto je výhodné například v tom, že měrné hodnoty je třeba pouze vzag< sečíst pro 'skáni celkové pravděpodobnosti, zatímco jednotlivé pravděpodobnostníparametry se musí násobit.

Mohou tak být určeny měrné hodnoty nebo takzvanápřírůstky pro každý možný stavový přechod 2T-‘*’ . Prc mer každ1 příst: sta' se m í nová měrná hodno·) Základ pro vynález je výpočet měrných přírůstkůrovnice: A(Sn_x,S„) - -Ee'c„(y„- 2 χ káe 1-1 V této rovnic bity b„_x a b.. označují přechod ze stavu S„- x do stavu druhý 5CUC31 S. Hodnot;zatímco n : pcprsUjO pr * i ' - -X. . .. v ..1.,,-. - - -1. i- ~ X 1 . ·. 1 , y k z * 1 L=0 kde SíV větvi 1. j'*- / kanál ového (hvěz dička .,3V - odhadované koeficient komplexních hodnot), z^x, 2k,2<···2χ,κ udáváhodnoty signálu přijímaného po doku časového 'úseku k. Hodnoty znázorňují ekvivalent základníhopřijímaného signálu. Dále platí vztah: 'r!:ovvčt vT? d 3 Γ! ?1 - 2- P.^' kde k»1 L-4 < P '*= . 2- hi^a. X hkfi. 1 = 0

Pcdlední dvě rovnice se vypočítají pouze v případe, kdse mění odezva kanálového impulzu. K tomu zpravidlnedochází při stavovém přechodu (mřížkový krok). V přijímačvyrobeném pro systém GSM je toto potřebné například jenkaždém desátém mřížkovém kroku. provádí p: '/ · « z v pri]inac e cl·; V,· V- <1-1 -n ,-l přijímací vetře 3;1 vykonávat tak zvanou kombinaci maximálního po

přijímací větve v jediném signálovém procesor:; typu T > d’’ n<?n 1 £ , ,3 k,. i ,, •'--'j. - j. L· uc c 7 ... <- -»-♦·» f- '· 1· ·.-·*- ·. 4- t · '···· ’ » .□ >.· x l. -> i.. ... <_ -> a x' lá * -·? [z-· r;,;dí vvpiíkkad nrc .-7 7 . .1 . ' -> ? ’ - 7 -, ·» 1 , ' .- 5 ’ -.1 · 7 t- \ 1- , r-.. ·.·'

7. .. . u ..τ ' r .: χ- 7 - - 7 .-, < 7 - - .... - · , 7 < ... ,-, 'ί -· 7 *» ' ... 7 4 V·, -ζ .-S Ζ '_t ··- i.·'χ. *- 1 ·1 ·- ί.-' ’-·1 ί r" - - ----- — -- \J s - * ·

Claims (5)

1. ?ť

   při-působeného filtru, které byly věřeny s váhovým .i pro vytvoření prvního scačpro vzájemné svítánípřijímací větve, váženýchdruhého součtu (52) avyhodnocování prvního a (Sl) a druhý sčítaní ohv-d (12)autckorelaČních funkcí (Λ1,Δ2)s váhovými činiteli·, pro vytvořenízahrnuje ekvalizér (2,7) pro druhéhc váhové činitele jsou přibližně nepřímo úměrné okamžitéšumové energii (t»±a/ ^t2) v každé přijímací větvi (a,b).
2. 2. Přijímač podle nároku 1 vyznačený tím, že ekvalizérobsahuje vyhodnocovací ústrojí (7) pro výhod a druhéhc součtů (Sl,S2), zatímco ve vyhcdnc(7) mohou být vytvořeny z prvního a z druhéhměrné hodnoty pro ekvalizér (3,7), kterýzaložen na Viterbihc metodě.
3. 3. Přijímač podle kteréhokoli z nároků 1 nebo 2vyznačený tím, že přijímač (5a.5b, 10) v nejméně jedné větvi(a.b) obsahuje přizpůsobovací prostředek (2a,2b' propřizpůsobování odhadnuté odezvy (H1,H2) impulzu vurčenvch intervalech přenosovém požadavkům· součtu (Sl,S2) , vyh o d no c c vání prvního yhodncccvrif’ ústrojí druhého součtu (51,S2) který je sp> ec i f icky předem přijímač(111,112)
4. 4. Přijímač podle nároki n 2 v yznačený t ím, ž e prostředky (2a,2b) odpoví' v η "i 5 cdh e do va n é o cl e pulzu pouze v přijímací 7 .o 4- τ ’ ·ί (a,b), která má vc 4- 21 er. 3 odhadovanou maximální poměrovou kombinaci.5. Přijímač podle kteréhokoli z nároků 1 ažže měrné hodnoty jsou vytvářeny podle 4 vyznačenýnesledující _ Ό , .. < . . ! . U1 ..1 . ... . s. +- t—'4 f?l (4a,4b) .,..„i- t η O \ 5 ·' * i . . 4- , y_ η , - V - i > 1-4- - i : -. ... - 1-Λ Pl r v. Ω) j ·. 1 . .... '-i. ,· 1 . _ ΓΛ cl C _L zatímco odhadovaná odezva (Hl,H2)větve (a,b) můře být jednotlivě odhadována na základěsrovnávacího datového sledu (v) uloženého v přijímači azácvikového datového sledu obsaženého v přenášeném datovémsledu.
5. 7. Přijímač podle kteréhokoli z nároků 1 až 5 vyznačenýtím, že přenášený datový sled obsahuje zácvikový datovýsled," z něhož se odezva impulzu přenosového radiovéhospojeni v každé přijímací větvi (a,b) jednotlivě odhaduje spomocí srovnávacího datového sledu uloženého v přijímači.