CZ281994B6 - Přijímač obsahující nejméně dvě přijímací větve - Google Patents

Abstract

Řešení se týká přijímače obsahujícího nejméně dvě přijímací větve (a,b) a zahrnujícího ústrojí (10) pro kombinování přijímacích větví (a,b). Tím se umožňuje vyloučit potřebu samostatných ekvalizérů pro každou přijímací větev. Je navrženo, aby každá přijímací větev (a,b) obsahovala přizpůsobený filtr (1a,1b) a ústrojí (6a,6b) pro vytváření autokorelační funkce (A1,A2) pro každou odhadovanou odezvu (H1,H2) impulzů jednotlivých přijímacích větví (a,b), přičemž přijímač obsahuje první sčítací obvod (11) pro vzájemné sčítání výstupních signálů (Z.sub.a.n.,Z.sub.b.n.) přizpůsobeného filtru, které byly váženy s váhovými činiteli pro vytvoření prvního součtu (S1) a druhý sčítací obvod (12) pro vzájemné sčítání autokorelačních funkcí (A1,A2) přijímací větve, vážených s váhovými činiteli, pro vytvoření druhého součtu (S2) a zahrnuje ekvalizér (3,7) pro vyhodnocování prvního a druhého součtu (S1,S2), přičemž váhové činitele jsou přibližně nepřímo úměrné okamžité šumové energii (sigmaŕ

Description

(57) Anotace:

Při způsobu se vstupní signály (z_a, zb) každé přijímací větve (a, b) nechávají procházet přizpůsobeným filtrem (la, lb) a výstupní signály (Ka, Xt>j z přizpůsobených filtrů se spolu sčítají pro vytváření prvního součtu (Sl). Vytváří autokorelační funkce (AI A2)pro odhadovanou impulzovou odezvu (Hl, H2) Jednotlivých přijímacích větví (a, b), a autokorelační funkce (AI, A2), vážené činiteli, se sčítají pro vytváření druhého součtu (S2), a první a druhý součet (Sl, S2) se kombinují pro vytváření metrik (Ž(S_n-i, S_n)), které se používají pro ekvalizaci vstupních signálů (z_a, Zb). Váhové činitele Jsou nepřímo úměrné odhadovanému šumovému výkonu (σι², σ2²) v každé přijímací větvi. Každá přijímací větev (a, b) zařízení obsahuje přizpůsobený filtr (la, lb) a generovací jednotku (6a, 6b) odpovídající autokorelační funkce (AI, A2) pro odhadovanou Impulzovou odezvu (Hl, H2) Jednotlivých větví (a, b). Výstupy přizpůsobených filtrů (la, lb) Jsou napojeny na první sčítací obvod (11) vážených výstupních signálů (za, zb) přizpůsobených filtrů. Výstupy generovacích jednotek (6a, 6b) autokorelačních funkcí (AI, A2) přijímacích větší (a, b), vážených váhovými činiteli. Jsou připojeny ke druhému sčítacímu obvodu (12). Na výstupy prvního sčítacího obvodu (11) a druhého sčítacího obvodu (12) je napojen počítač (7) metriky s výstupem, který je spojen se společným ekvalizérem (3), a výstup společného ekvallzéru je připojen k výstupu (9) přijímaného signálu.

Způsob kombinování signálů, přijímaných na nejméně dvou přijímacích větvích, a přijímač pro provádění způsobu

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu kombinování signálů, přijímaných na nejméně dvou přijímacích větvích přijímacího systému radiových signálů, a přijímače pro jeho provádění, obsahujícího nejméně dvě přijímací větve a zahrnujícího kombinační ústrojí pro kombinování přijímacích větví.

Dosavadní stav techniky

Přijímače, obsahující nejméně dvě přijímací větve, v nichž buď jedna nebo obě přijímací větve přijímají stejný signálový obsah, jsou označovány jako přijímače s výběrovým příjmem a mohou být použity například v mobilních rádiových systémech. V tak zvaných prostorových systémech s výběrovým příjmem jsou antény jednotlivých přijímacích větví prostorově uspořádány v odstupech několika vlnových délek. V tak zvaných frekvenčních systémech s výběrovým příjmem jsou signály vysílány a přijímány s různými frekvencemi. Vzhledem k rozdílným přenosovým požadavkům pro každou přenosovou dráhu nebo každou frekvenci jsou signály přijímány s různými kvalitami v jednotlivých přijímacích větvích. Odpovídajícím zpracováváním signálů v jednotlivých přijímacích větvích je možné získat vstupní signál, který má například s ohledem na odstup signálu od šumu lepší vlastnosti, než jednotlivé přijímací signály.

Německá patentová přihláška P 40 18 044.1 popisuje přijímač s nejméně dvěma přijímacími větvemi pro přijímání přenášené datové posloupnosti (sekvence, sledu). Každá při jímací větev obsahuje ekvalizér. Ekvalizéry jsou uspořádány takovým způsobem, že nejen zjišťují přijímaná data, ale také vytvářejí informační signál spolehlivosti pro každý zjišťovaný datový symbol. Ekvalizéry jsou založeny na tak zvané Viterbiho metodě. Ekvalizace se provádí samostatně v každé větvi, takže vyžaduje relativně vysoké výrobní náklady.

Podstata vynálezu

Vynález si klade za úkol vytvořit způsob kombinování signálů a přijímač typu, uvedeného v úvodním odstavci, u nichž by nebylo zapotřebí provádět samostatnou ekvalizaci v každé přijímací větvi.

Uvedené nedostatky odstraňuje vynález způsobu kombinování signálů, přijímaných na nejméně dvou přijímacích větvích přijímacího systému rádiových signálů, jehož podstatou je, že se vstupní signály každé přijímací větve nechávají procházet přizpůsobeným filtrem (filtrem, přizpůsobeným signálu - matched filter) a výstupní signály z přizpůsobených filtrů se spolu sčítají pro vytváření prvního součtu, přičemž se vytváří autokorelační funkce pro odhadovanou impulzovou odezvu jednotlivých přijímacích větví, a autokorelační funkce přijímacích větví, vážené váhovými činiteli, se sčítají pro vytváření druhého součtu, a první a druhý součet se kombinují pro vytváření metrik, které se používají pro ekvalizaci vstupních signálů, přičemž váhové činitele jsou nepřímo ůměmé odhadovanému šumovému výkonu v každé přijímací větvi.

Podle dalšího znaku vynálezu se vstupní signály každé přijímací větve ekvalizují při použití metrik podle Viterbiho metody. S výhodou se metriky vytvářejí na základě vztahu

J l^(Sn-l,Sn) = - Re[c_n(y_n - Σ Cn-j^j)], s c_n = l-2b„, j=!

kde bity b_n.j.....b_n značí přechod stavu S_n.i = (b_n.j.....b_n.i) do stavu S_n = (b_n.j+i,.....b_n), y„ značí první součet (Sl) a fy značí druhý součet (S2), n značí vzorkovací okamžik aj značí konečný počet předchozích bitů. Tímto způsobem se značně sníží náklady na realizaci.

Odhadovaná impulzová odezva každé přijímací větve se podle dalšího znaku vynálezu jednotlivě odhaduje na základě srovnávací datové posloupnosti, uložené v přijímači, a zkušební datové posloupnosti (tréninkové posloupnosti, training sequence), obsažené v přenášené datové posloupnosti.

Vysílaná datová posloupnost s výhodou obsahuje zkušební datovou posloupnost, z níž se jednotlivě odhaduje impulzová odezva rádiového přenosového spojení v každé přijímací větvi pomocí srovnávací datové posloupnosti, uložené v přijímači. Tím mohou být kompenzována zkreslení. S pomocí odhadované impulzové odezvy se rádiové přenosové spojení kopíruje co možná nej lepším způsobem.

Vynález se dále vztahuje na přijímač pro provádění výše uvedeného způsobu, obsahující nejméně dvě přijímací jednotky a odpovídající kombinační zařízení pro kombinování přijímacích větví, jehož podstatou je, že každá přijímací větev obsahuje přizpůsobený filtr (matched fílter) a generovací jednotku pro vytváření odpovídající autokorelační funkce pro odhadovanou impulzovou odezvu jednotlivých větví, přičemž výstupy přizpůsobených filtrů jsou napojeny na první sčítací obvod vážených výstupních signálů přizpůsobených filtrů, a výstupy generovacích jednotek autokorelačních funkcí přijímacích větví, vážených váhovými činiteli, jsou připojeny ke druhému sčítacímu obvodu pro sčítání autokorelačních funkcí přijímacích větví pro vytváření druhého součtu, přičemž na výstupy prvního sčítacího obvodu a druhého sčítacího obvodu je napojen počítač metriky s výstupem, který je spojen se společným ekvalizérem, a výstup společného ekvalizéru je připojen k výstupu přijímaného signálu.

Podle dalšího znaku zařízení podle vynálezu jsou k přijímací jednotce každé větve a k paměti pro ukládání srovnávací datové posloupnosti připojeny vstupy odhadovací jednotky impulzové odezvy, přičemž výstupy odhadovací jednotky impulzové odezvy jsou připojeny k odpovídajícímu přizpůsobenému filtru a ke generovacím jednotkám autokorelačních funkcí odpovídající přijímací větve.

V nejméně jedné přijímací větvi je s výhodou vřazen přizpůsobovací obvod pro nastavování odhadované impulzové odezvy podle požadavků přenosu, připojený na své vstupní straně k přijímací jednotce přijímací větve a k výstupu kombinačního zařízení.

Vytváření prvního a druhého součtu způsobem vedeným výše a vyhodnocování těchto součtů ekvalizérem maximalizuje poměrové kombinování přijímaného signálu. Vlastní ekvalizace se provádí pouze jediným ekvalizérem. To značně snižuje výrobní náklady při srovnání s přijímačem, obsahujícím ekvalizér, upravený na každé větvi, přičemž však lze současně vyhovět kvalitativním požadavkům, například pokud jde o budoucí evropský mobilní rádiový systém. Pokud přizpůsobovací prostředky přizpůsobují odhadovanou odezvu impulzu pouze v přijímací větvi, která má větší odhadovaný odstup signálu od šumu, dosáhne se redukce nákladů bez znatelné ztráty kvality. To umožňuje, aby v přijímači pro systém GSM bylo možné provádět tak zvané kombinování s maximálním poměrem, například pro dvě přijímací větve v pouze jednom signálovém procesoru, zatímco u řešení dle známého stavu techniky stejného typu bylo obvykle zapotřebí dvou signálových procesorů.

-2CZ 281994 B6

Přehled obrázků na výkresech

Vynález je blíže vysvětlen v následujícím popise na příkladech provedení s odvoláním na připojené výkresy, na kterých znázorňuje obr. 1 blokové schéma přenosového systému, 5 obsahujícího přijímač se dvěmi přijímacími větvemi, obr. 2 schéma kanálového modelu přenosového kanálu a obr. 3 až 5 stavové diagramy pro ekvalizér.

Příklady provedení vynálezu

Obr. 1 ukazuje přijímač pro výběrový příjem pro systém GSM, obsahující dvě přijímací větve a, b. Pro kombinování obou přijímacích větví a, b je určeno kombinační zařízení 10. Pro tento účel jsou přijímané signály e_a, e_b nejprve vedeny každý do odpovídající přijímací jednotky 5a, 5b, obsahující vysokofrekvenční přijímací sekci a ústrojí pro vytváření normálních a kvadratumích 15 složek v základním pásmu. Na výstupu přijímacích jednotek 5a, 5b jsou k dispozici vstupní signály z_b, které jsou vedeny každý do adaptivního přizpůsobeného filtru (matched filter) la, lb, ovládaného odhadovanými impulzovými odezvami Hl, H2 přijímacích větví a, b.

Každá odhadovaná impulzová odezva Hl, H2 je tvořena pomocí odhadovací jednotky 4a, 4b. 20 Pro tento účel jsou do odhadovacích jednotek 4a, 4b dodávány vstupní signály z_a, Zb, jakož i například srovnávací datová posloupnost v, uložená do paměti, jak je popsáno například v německém patentovém spisu DE 40 01 592-AI. Například se na začátku rádiového přenosu určuje v prvním kroku odhadovaná impulzová odezva Hl, H2 s pomocí zkušební datové posloupnosti, obsažené v přijímaných signálech e_b, a tak i tedy ve vstupních signálech Za, Zb, 25 pomocí srovnání se sledem srovnávacích dat v odhadovacích jednotkách 4a, 4b. V průběhu přenosu se potom tato odezva přizpůsobuje v dalších krocích změněným požadavkům rádiového přenosu.

Pro tento účel obsahuje každý odhadovací obvod 4a, 4b v příkladném provedení z obr. I 30 přizpůsobovací obvod 2a, 2b. Tyto přizpůsobovací obvody jsou napájeny vstupními signály Za, z_b, jakož i výstupním signálem 9 kombinačního zařízení 10. Impulzové odezvy Hl, H2 kanálů však mohou být také odhadovány pomocí odhadovacích jednotek 4a, 4b podle odlišné metody, obzvláště nejsou-li v přijímaných signálech e_b obsaženy žádné zkušební datové posloupnosti.

Na výstupu přizpůsobeného filtru la, lb jsou dva výstupní signály z_b·, které jsou vedeny každý do násobičky Ml, M2. Násobičky Ml, M2 vykonávají vážení výstupních signálů Za·, z_b· váhovými činiteli, nepřímo úměrnými hodnotě okamžitých šumových výkonů σΛ σ₂ ² jednotlivých přijímacích větví. Šumové výkony σι², σ2², nebo nepřímo úměrné hodnoty 1/σ(², 1/σ2² jednotlivých přijímacích větví a, b, jsou vytvářeny v odpovídajících obvodech 3a, 3b 40 z odhadovaných impulzových odezev Hl. H2 ze vstupních signálů za, z_b a ze srovnávací datové posloupnosti v. Výstupní signály násobiček Ml, M2 jsou vzájemně spolu sčítány ve formě prvního součtu S1 pomocí prvního sčítacího obvodu 11. První součet S1 je veden do počítače 7 metrik pro ekvalizér 3, následující za systémem, přičemž tento ekvalizér vytváří výstupní signál 9 z metrik. Kromě toho se získávají autokorelační funkce AI, A2 impulzových odezev Hl, H2 45 dvou přijímacích větví a, b v generovacích jednotkách 6a, 6b autokorelačních funkcí na základě odhadovaných impulzových odezev Hl, H2 dvou přijímacích větví a, b.

Výstupní signály generovacích jednotek 6a, 6b autokorelačních funkcí jsou vedeny do násobiček M3, M4. které provádějí zpracování (násobení) nepřímo úměrnou (inverzní) hodnotou 50 okamžitých šumových výkonů σ^, σ₂ ². Po těchto násobeních jsou výstupní signály násobiček

M3, M4 spolu sečteny pomocí druhého sčítacího obvodu 12 pro vytvoření druhého součtu S2. Ekvalizér 3 je založen na Viterbiho metodě, jejíž metriky se získávají z prvních a druhých součtů Si,S2.

-3CZ 281994 B6

Vstupní signály Za, Zh přijímacích větví a, b jsou ekvalizovány pomocí jediného ekvalizéru 3, takže výrobní náklady jsou značně sníženy při srovnání s přijímačem, který obsahuje jeden ekvalizér v každé větvi, V provedení vynálezu jsou odhadované impulzové odezvy Hl, H2 jednotlivých přijímacích větví a, b seřizovány podle přenosových požadavků s pomocí přizpůsobovacích obvodů 2a, 2b v předem určených časových intervalech během ekvalizace, takže přenosová kvalita je podstatně zlepšena. Kromě toho, obzvláště s ohledem na zmenšování výrobních nákladů, se přizpůsobování kanálové impulzové odezvy Hl. H2 může provádět pouze v jedné předem určitelné přijímací větvi a nebo b. Takové seřizování impulzové odezvy Hl, H2 se potom provádí v lepší z obou větví a nebo b, protože v případě výběrového příjmu je kvalita příjmu převážně určena lepší přijímací větví a nebo b. Pomocí simulace je možné prokázat, že dochází k minimálnímu a tak zanedbatelně malému výslednému zhoršení i v případě rychle se měnících impulzových odezev.

Kanálový model přenosového kanálu, znázorněný na obr. 2, je založen na myšlence, že vzorková jednotka signálu, přijímaného v okamžiku n, lineárně závisí pouze na bitu, přenášeném v okamžiku n a na konečném počtu J předchozích bitů. Takový přenosový kanál, který zahrnuje modulaci, vysokofrekvenční kanál, vysílací a přijímací filtry, jakož i přídavné šumy a vzorkování, může být použit jako základní myšlenka pro každou jednotlivou přijímací větev. Přenosové vlastnosti přenosového kanálu jsou popsány filtrovými koeficienty h₀,.....,hj a statistickými vlastnostmi aditivně superponovaného šumového signálu. Pro přenos bitu b_n příčného filtru a n bitů b_n.i,.....,b_n.j, předcházejících tento bit b_n, se vytváří lineární kombinace tak, že ve větvi k v okamžiku n se vytvoří vzorková hodnota z_kn ze vztahu:

J

Z Ις,η Σ C_n_[ . h_kl + V_n j=0

Koeficienty h_k,₀, h_k,j.....,h_k,j potom představují vzorkové hodnoty odezvy kanálových impulzů větve k. Například je možné použít pro odvozování filtrových koeficientů tak zvanou zkušební (tréninkovou) posloupnost, obsahující bitovou posloupnost, známou jak z vysílače, tak i z přijímače. Pokaždé, když se přijímá zkušební datová posloupnost, nastaví se filtrové koeficienty tak, že výstupní signál příčného filtru vykazuje maximální soulad s přiměřenou částí přijímaného signálu. Tato operace se zpravidla označuje jako kanálový odhad aje známa například z práce A. Bayera Correlative and Iterative Channel- -Estimation in Adaptive Viterbi Equalizers for TDMA Mobile Rádio Channels, ITG Fachbericht 109 pro symposium o Stochastických modelech a metodách v informační technice, duben 1989, publikované ve VDE Fachbericht 107, VDE Verlag, Berlín, str. 363 až 368. Práce také poskytuje další odvolávky na literaturu.

Šumový signál V„ je všeobecně charakterizován veličinou σ² (šumovým výkonem). Pro tento účel slouží například odhad σ² pro veličinu v každé přijímací větvi a, b. V přijímačích systému GSM může být tento odhad vytvořen pro každý časový úsek, například s pomocí odhadované impulzové odezvy a zkušební posloupnosti, jak je popsáno v německé patentové přihlášce P4001 592.0.

Obr. 3 ukazuje stavový diagram pro ekvalizér, založený na Viterbiho metodě. Pro popis této metody se obvykle používá stavový diagram, znázorněný jako graf se sloupci 2^J uzlů. Ve stavovém diagramu, znázorněném na obr. 3, je hodnota} zvolena jako rovná 3. Každý uzel představuje jednu z kombinací, kterou je možno vytvořit z jednoho bitu. J je potom počet bitů předcházejících právě přenášený bit, jehož vliv na bit, který se má odhadovat, se bere v úvahu pro ekvalizaci a odpovídá počtu paměťových prvků kanálového modelu, znázorněného na obr. 2. Každá kombinace těchto bitů je označována dále jako stav. Stavový diagram ukazuje několik řádků ve vodorovném směru. Každý sloupec je přiřazen specifickému vzorkovacímu okamžiku

-4CZ 281994 B6 i-3, i-2, i-1, i, i+1. Jednotlivé binární hodnoty (na obr. 3 000. . .111), které mohou být přiřazeny uzlu, jsou označeny jako stav uzlu.

Ve stavovém diagramu je tentýž stav vždy přidělen uzlu v řádku, zatímco sledy binárních hodnot, přiřazené těmto stavům, jsou znázorněny takovým způsobem, že binární hodnota, znázorněná nalevo, je přiřazena k bitu, vysílanému jako poslední, příští binární hodnota je přiřazena bitu, vysílanému jako předposlední, atd. Stav bezprostředně před tímto přenosem binární hodnoty b, je potom definován bitovou posloupností bn, b;.?,... bj.j.

Když se přijímá nová vzorková hodnota z„ mohou být v okamžiku i přiřazovány k přenášenému bitu jak binární hodnota 0, tak i binární hodnota 1. Například když se uvažuje binární hodnota bj=O, bitová posloupnost 010 se stane 0010, a 1010, jestliže se uvažuje binární hodnota bj=l, přičemž tato posloupnost může být přiřazena k přechodu do příštího stavu. Ze stavu 010 se tak přejde do odpovídajících stavů 001 a 101. Z každého stavu jsou zde vždy pouze dva přechody do stavů ve stavovém sloupci doprava od původního stavového sloupce, odpovídající dvěma hodnotám, které nový bit může nabýt.

Ve stavovém diagramu na obr. 3 jsou všechny možné přechody tímto způsobem označeny šipkami. Například dvě šipky z uzlu x, jehož stav je přiřazen bitové posloupnosti 010 v okamžiku i, ukazují jednak nulový přechod do uzlu y, kterému je přiřazen stav 001 v okamžiku i+1, a jednak jedničkový přechod do uzlu z, jemuž je přiřazen stav 101 v okamžiku i+1.

Pro každý přechod z jednoho uzlu do příštího uzlu se odhaduje pravděpodobnost, s níž se tento přechod vykonává. Dráha se získá vzájemným spojením souvislých přechodů mezi uzly přilehlých uzlových sloupců do řetězce. Tato dráha má stejný význam, jako rekonstruovaný binární sled b_Í5 bj.i, . . . ,,bi.j. Kombinováním pravděpodobností jednotlivých přechodů dráhy násobením se určí celková pravděpodobnost dráhy.

Pro vypočítání pravděpodobnosti přechodu z jednoho stavu do druhého stavu se použijí jednotlivé binární hodnoty bitů bj,.....,bj.j stavu jako vstupní parametry c„.....,cj příčného filtru, jak je znázorněno na obr. 2. První vstupní parametr C; vždy definuje přechod z předchozího stavu do příštího stavu a příští vstupní parametr bn,.....,bj.j definují zpožděný stav S,.].

Výstupní hodnota příčného filtru přibližně vykazuje v okamžiku i hodnotu z, která by měla zaujmout vzorkovou hodnotu nerušeně přijímaného signálu, jestliže byla vysílána a přijímána přes rádiové vysílací spojení bitová posloupnost b;, bi_i,.....,b;.j, použitá jako vstupní parametry. Srovnáváním výstupní hodnoty z, s reálnou vzorkovou hodnotou Zj přijímaného signálu by tak již mohla být nalezena nejpravděpodobněji vysílaná posloupnost bj,... -,bj_jVelká pravděpodobnost přechodu z jednoho stavu do časově postoupného následujícího stavu neposkytuje dostatečnou záruku, že tento přechod je správný. Krátké poruchy nebo signálový šum mohou nahodile způsobit, že jako nej pravděpodobnější se jeví stavový přechod, který se ve skutečnosti nekonal. Správnější odhady pro stavové přechody a tak i odhady binární hodnoty právě přijaté číslicové vzorkové hodnoty se získají tím, že se vezme v úvahu celkové chování signálu až do doby odhadu pro všechny stavové přechody, které vedou k jednomu z2^J stavů uvažovaného okamžiku. Pro tento účel může být každému stavu přiřazen parametr celkové pravděpodobnosti, který je vytvořen způsobem podobně použitým pro vytváření celkové pravděpodobnosti kombinováním jednotlivých pravděpodobnostních parametrů jednotlivých stavových přechodů, které vedly k tomuto stavu, násobením.

Místo pravděpodobnostních parametrů mohou být použity tak zvané metriky (metric). Metrika se může vypočítat ze záporného logaritmu každého pravděpodobnostního parametru. Toto je výhodné například v tom, že metriky je třeba pouze vzájemně sečíst pro získání celkové pravděpodobnosti, zatímco jednotlivé pravděpodobnostní parametry se musí násobit.

-5CZ 281994 B6

Mohou tak být určeny metriky nebo přírůstky metrik pro každý možný stavový přechod 2^,+1. Pro každý příští stav se určí nová metrika.

Základ pro vynález je výpočet přírůstků metrik podle rovnice:

J t/(Sn-i, S_n) = - Re[c_n (y_n-E c^fj)], kde c_n = l-2b_n, j=l

V této rovnici bity b_n.j. . . .b_n označují přechod ze stavu S_n.i do stavu S. Hodnota y„ popisuje první součet aj*j druhý součet, zatímco n značí okamžik vzorkování aj konečný počet předchozích bitů. Potom se získá y_n zváženého sčítání přizpůsobeného filtru la, lb (obr. 1) aj pro j=0,1. . . .,J zváženého sčítání autokorelačních funkcí odhadnuté kanálové impulzové odezvy každé přijímací větve. Vyjádřeno matematicky, získá se y_n s K. přijímacími větvemi ze vztahu

K.

Υη = ΣΥ_1ςη/σ_1ί ², kde k=l

J

Yk.n ^— Σ|(,η+ί h|<j* j=l kde σ² označuje odhadovaný výkon šumového signálu ve větvi k, h^o, h^i,.......,h_tJ, odhadované koeficienty kanálového modelu, znázorněného na obr. 2 pro větev k (hvězdička označuje, že je zde třeba použít sdružených komplexních hodnot), z_k>i, z_k2, . . ,z^_N udává vzorkové hodnoty signálu, přijímaného po dobu časového úseku ve větvi k. Hodnoty znázorňují ekvivalent základního pásma přijímaného signálu.

Dále platí vztah:

K λ ^— Σ kj/ΰ _k, kde > k=l

L-l kj = Σ h^j+j h_tó*.

i=0

Poslední dvě rovnice se vypočítají pouze v případě, kdy se mění kanálová impulzová odezva. Ktomu zpravidla nedochází při stavovém přechodu (mřížkový krok). V přijímači, vyrobeném pro systém GSM, je toto potřebné například jen v každém desátém mřížkovém kroku.

Vlastní ekvalizace Viterbiho metodou se hromadně provádí pro všechny přijímací větve. Například v případě přijímače, obsahujícího dvě přijímací větve, je možné vykonávat tak zvané kombinování s maximálním odstupem signálu od šumu pro dvě přijímací větve v jediném signálovém procesoru typu DSP 16A od AT+T, zatímco dosud byly pro tento účel obvykle zapotřebí dva procesory tohoto typu.

Navržený přijímač se hodí například pro systém GSM, v němž se používá modulace GMSK. Navrhovaný způsob může být dále používán vždy v případech, kde celková přenášecí dráha (cesta) přenášených číslicových dat, která mohou určitě obsahovat kontrolní bity pro korekci chyb a/nebo pro účely synchronizace, představuje lineární systém až ke vstupu přijímače, nebo

-6CZ 281994 B6 může být popsána alespoň přibližně lineárním systémem. Navrhovaný způsob se však neomezuje na systémy se strukturou časových ůseků, jako je tomu například v systému GSM.

Claims (8)

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Způsob kombinování signálů, přijímaných na nejméně dvou přijímacích větvích přijímacího systému rádiových signálů, vyznačený tím, že se vstupní signály (z_a, z_b) každé přijímací větve (a, b) nechávají procházet přizpůsobeným filtrem (la, lb) a výstupní signály (z_a·, z_b) z přizpůsobených filtrů se spolu sčítají pro vjtráření prvního součtu (Sl), přičemž se vytváří autokorelační funkce (AI, A2) pro odhadovanou impulzovou odezvu (Hl, H2) jednotlivých přijímacích větví (a, b), a autokorelační funkce (AI, A2) přijímacích větví, vážené váhovými činiteli, se sčítají pro vytváření druhého součtu (S2), a první a druhý součet (Sl, S2) se kombinují pro vytváření metrik («^(S_n-i, S_n)), které se používají pro ekvalizaci vstupních signálů (z_a, zi,), přičemž váhové činitele jsou nepřímo úměrné odhadovanému šumovému výkonu (ar, σ₂) v každé přijímací větvi.

2. Způsob podle nároku 1, vyznačený tím, že vstupní signály (z_a, z_b) každé přijímací větve (a, b) se ekvalizují při použití metrik podle Viterbiho metody.

3. Způsob podle nároku 1 nebo 2, vyznačený tím, že se metriky vytvářejí na základě vztahu

J v/(Sn-i, Sn) = - Re[c„ (y„ - Σ c_n.j s c_n = l-2b_n, j=l kde bity b_n.j. . . .b„ značí přechod stavu S_n_! = (b_n.j. . .b_n_₍) do stavu S_n = (b_n.j_+I, . . . .b_n), y_n značí první součet (Sl) a značí druhý součet (S2), n značí vzorkovací okamžik aj značí konečný počet předchozích bitů.

4. Způsob podle nejméně jednoho z nároků laž3, vyznačený tím, že odhadovaná impulzová odezva (Hl, H2) každé přijímací větve (a, b) se jednotlivě odhaduje na základě srovnávací datové posloupnosti (v), uložené v přijímači, a zkušební datové posloupnosti, obsažené v přenášené datové posloupnosti.

5. Způsob podle kteréhokoli z nároků laž3, vyznačený tím, že vysílaná datová posloupnost obsahuje zkušební datovou posloupnost, z níž se jednotlivě odhaduje impulzová odezva rádiového přenosového spojení v každé přijímací větvi (a, b) pomocí srovnávací datové posloupnosti, uložené v přijímači.

6. Přijímač pro provádění způsobu podle kteréhokoli z nároků 1 až 5, obsahující nejméně dvě přijímací jednotky (5a, 5b) a odpovídající kombinační zařízení (10) pro kombinování přijímacích větví (a, b), vyznačený tím, že každá přijímací větev (a, b) obsahuje přizpůsobený filtr (la, lb) a generovací jednotku (6a, 6b) pro vytváření odpovídající autokorelační funkce (AI, A2) pro odhadovanou impulzovou odezvu (Hl, H2) jednotlivých přijímacích větví (a, b), přičemž výstupy přizpůsobených filtrů (la, lb) jsou napojeny na první sčítací obvod (11) vážených výstupních signálů fa, Zb) přizpůsobených filtrů, a výstupy generovacích jednotek (6a, 6b) autokorelačních funkcí (AI, A2) přijímacích větví (a, b), vážených váhovými činiteli, jsou připojeny ke druhému sčítacímu obvodu (12) pro sčítáni autokorelačních funkcí (AI, A2)

-7CZ 281994 B6 přijímacích větví pro vytváření druhého součtu (S2), přičemž na výstupy prvního sčítacího obvodu (11) a druhého sčítacího obvodu (12) je napojen počítač (7) metriky s výstupem, který je spojen se společným ekvalizérem (3), a výstup společného ekvalizéru je připojen k výstupu (9) přijímaného signálu.

7. Přijímač podle nároku 6, vyznačený tím, žek přijímací jednotce (5a, 5b) každé větve a k paměti pro ukládání srovnávací datové posloupnosti (v) jsou připojeny vstupy odhadovací jednotky (4a, 4b) impulzové odezvy, přičemž výstupy odhadovací jednotky (4a, 4b) impulzové odezvy jsou připojeny k odpovídajícímu přizpůsobenému filtru (la, lb) a ke generovacím jednotkám (6a, 6b) autokorelačních funkcí odpovídající přijímací větve (a, b).

8. Přijímač podle nároku 6 nebo 7, vyznačený tím, že v nejméně jedné přijímací větvi (a, b) je vřazen přizpůsobovací obvod (2a, 2b) pro nastavování odhadované impulzové odezvy (Hl, H2) podle požadavků přenosu, připojený na své vstupní straně k přijímací jednotce (5a, 5b) přijímací větve (a, b) a k výstupu (9) kombinačního zařízení (10).