專利名稱：自適應(yīng)維特比檢波器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種傳輸系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括用來向一個信道的輸入端饋送具有符號間隙的一些數(shù)據(jù)符號的發(fā)送器和數(shù)據(jù)接收器，該接收器包括用于從該信道的輸出信號中導(dǎo)出檢波信號的裝置，用于從檢波信號中通過基于測量差值循環(huán)地刷新數(shù)據(jù)序列(再生序列survivors)的兩個候選樣值導(dǎo)出由檢波信號所載帶的最類似的數(shù)據(jù)符號序列的裝置，該測量差值是對再生序列的差的概率的測量值，該檢波裝置還包括一個自適應(yīng)裝置，用于刷新該測量差值，新的測量差取決于前次測量差的一個飽和函數(shù)，且對于縱向值間隔的飽和函數(shù)等于該同一函數(shù)。
本發(fā)明同樣也涉及一種要用于這種類型系統(tǒng)中的接收機。
由R.G.Wood和D.A.Peterson在IEEETransactionsonCommunications，Vol.COM-34，No.5May1986撰寫的名稱為“在磁記錄信道上IV部分響應(yīng)維特比檢波”(ViterbiDetectionofClassIVPartialResponseonMagniticRecordingChannel)，在本說明書開頭一段所限定的傳輸系統(tǒng)，以及用于該系統(tǒng)的接收機已然公知。
這種類型的傳輸系統(tǒng)例如可以用于通過公用電話網(wǎng)路傳輸數(shù)字信號或用于從磁帶或磁盤上重建數(shù)據(jù)信號。
當(dāng)數(shù)據(jù)符號分別經(jīng)一條傳輸媒介予以傳輸或存儲在記錄媒體上時，要被傳輸?shù)幕蛴涗浀臄?shù)據(jù)符號分別被變換為模擬脈沖，這些脈沖被連續(xù)地分別饋送到傳輸媒介或記錄媒體。
一般來說，應(yīng)當(dāng)保持這些模擬脈沖的時間上不相互重疊。若該媒介具有有限帶寬，這些脈沖將發(fā)生重疊，在許多情況下這種重疊將導(dǎo)致所接收檢波信號的值不僅取決于一個給定瞬間的單個數(shù)據(jù)符號，而且還取決于鄰近時間的數(shù)據(jù)符號這樣一個事實。這種效應(yīng)稱為符號間干擾。
符號間干擾不僅由媒介的有限帶寬所引起，而且還由所利用的發(fā)送器側(cè)的帶寬限制濾波器所引起，該濾波器用于給出傳輸或記錄模擬脈沖所要求的頻譜形狀。符號間干擾的存在，將常常導(dǎo)致增加比特差錯率。
一個最佳的接收機將會(基本上)完全消除符號間干擾的影響，將會確定所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)符號的任何可能的序列和將會確定有關(guān)的檢波信號，若有關(guān)的數(shù)據(jù)符號序列已通過一個無噪聲信道被傳送，該信號將被接收。通過比較當(dāng)前的檢波信號，從而獲得全部檢波信號。然而，這種接收機將要求一個不實際的大型計算機和存儲容量。
為了減小這種對計算機的存儲容量的要求，常常使用一種通常叫做維特比檢波器。在這種檢波器中，最類似的所傳輸數(shù)據(jù)符號的序列是通過循環(huán)刷新M＝LN-1個有限數(shù)目的再生信號予以確定的，其中L是傳輸或記錄信號所用的電平數(shù)目，其中N是以樣值數(shù)目表示的該信道的脈沖響應(yīng)長度。這個數(shù)目是必須的，因為該信道可以以M個狀態(tài)出現(xiàn)，而接收機將能在這些狀態(tài)之間加以識別。
一旦與概率測量有關(guān)的M個再生信號已被確定，當(dāng)接收下一個數(shù)據(jù)符號時，每個再生信號被擴展和被分解為多個再生信號，其中僅其最新所附加的數(shù)據(jù)符號是不同的。屬于每個新的再生信號的概率測量值是由得到的新的再生信號和屬于該新的再生信號的當(dāng)前檢波信號與期望檢波信號之間差的偶函數(shù)的概率測量值導(dǎo)出的。適合的偶函數(shù)是一般稱為L1的模方(1×1)和L2的模方(X2)，其中L2模方用到最大。
為了實現(xiàn)必須的存儲容量和計算機容量，尚須取決于所傳輸數(shù)據(jù)符號序列的長度，對于每個不同可能信道狀態(tài)僅僅最近似的被存儲。雖然維特比檢波器已經(jīng)要求減小計算機和存儲容量，盡管如此，這個容量還是頗為重要的。
在上文提及的雜志上的文章中還建議了一種維特比檢波器的簡化，即若不大于兩個需要刷新的再生信號，這種簡化是可能的。這是這樣的一種情況，即若傳輸信號或記錄信號可能的值L的數(shù)目等于2，和若這種轉(zhuǎn)移等于1+D或1-D，其中D表示信通輸入信號的一個符號間隔的延遲。因為在這種情況下不大于兩個再生信號要被刷新，代替對每個再生信號刷新概率測量值這種刷新就足夠了，刷新不大于一個測量差，該測量差是測量兩個再生信號之間的差。然而，公知的維特比檢波器還可以用于具有轉(zhuǎn)移函數(shù)1+Dn或1-Dn的多個信道。為此目的，將要被n個這種維特比檢波器利用的檢波信號的多個樣值被交替地施加到各個維特比檢波器。這還導(dǎo)致這樣一種情況，即每個維特比檢波器所需的操作速率可以由因子n來降低。
從上述雜志文章所知的檢波裝置中，屬于檢波信號的一個新值的測量差的新值等于奇數(shù)測量差與正比于該檢波信號的一個信號之間的差的飽和函數(shù)。在這個意思上，一個飽和函數(shù)意味著表示一種函數(shù)，其在某個縱向值區(qū)間上約等于相同函數(shù)f(x)＝x且該函數(shù)基本上分別等于第一或第二飽和值，縱向各值位于該區(qū)間的兩上邊的任何一個上。例如這些飽和值是由用于確定測量差的假設(shè)的信道特性的模方(例如L1或L2)來確定的。
從測量差的新值，這里可以直接確定怎樣的再生信號將被擴展。若測量差的新值處于飽和函數(shù)的(基本)線性區(qū)間，則兩個再生信號將被一個符號擴展，該符號具有該再生信號最新的符號值。在兩個飽和區(qū)中，其中新的測量差可以位于其中，通過將兩個新的再生信號加到兩個可能的符號值上擴展第一或第二再生信號而獲得新的再生信號。從這個意義上講，已經(jīng)假設(shè)未預(yù)編碼的符號分別將被傳輸或記錄，因為當(dāng)用于那里的預(yù)編碼是反相預(yù)編碼與再生信號發(fā)生的組合的一種可能性。
現(xiàn)有技術(shù)傳輸系統(tǒng)的一個問題是系統(tǒng)僅存在具有非常特殊的，即(1+Dn)或(1-Dn)的轉(zhuǎn)移函數(shù)的信道類型受到限制的最佳性能。
本發(fā)明的一個目的是提供一種如本說明書開頭所限定的一種傳輸系統(tǒng)，該系統(tǒng)存在沒有附加復(fù)雜性的、具有較大信道類型的最佳性能。
為此目的，本發(fā)明的特征是，新的測量差是飽和函數(shù)與一個校正信號的組合，這個校正信號取決于檢決信號和校正參數(shù)，而校正參數(shù)是當(dāng)前信道參數(shù)與假設(shè)信道參數(shù)之間差的測量值。
通過組合基于(假設(shè)的)固定信道特性的飽和函數(shù)與用于補償當(dāng)前信道參數(shù)與假定的固定信道參數(shù)之間差的影響的校正信號，獲得一個測量差，該差仍然代表各再生信號之間概率的差，而不管與所假設(shè)的信道參數(shù)不同的各信道參數(shù)。對此將在下面進一步予以解釋。校正項的精確形式取決于所選擇的模方(L1或L2)。
美國專利US4847871利用估算信道的脈沖響應(yīng)，披露了一個自適應(yīng)于所用信道脈沖響應(yīng)的維特比檢波器。然而這不是一個利用測量差的維特比檢波器，從而這種維特比檢波器比按照本發(fā)明的維特比檢波器復(fù)雜。
本發(fā)明的一個實施例的特征在于，縱向值區(qū)間的大小正比于檢波信號的幅度估算值。
利用使線性區(qū)間的大小正比于檢波信號幅度的估算值，從而使該數(shù)據(jù)接收機連續(xù)地對具有不同幅度的檢波信號進行正確的操作。結(jié)果，例如可以免去利用AGC放大器來保持檢波裝置輸入信號的恒定。
本發(fā)明的另一個實施例的特征是，檢波裝置包括一個用來存儲和修改至少兩個分量形式的測量差的和用于基于該各分量的值的再生序列的裝置。
通過以至少兩個分量形式存儲測量差，實現(xiàn)對這種存儲足夠的較簡單的存儲裝置。而后，不需要從各分量中實際導(dǎo)出檢波信號的每個新值的測量差?？梢韵胂蟮剑瑹o須經(jīng)常地檢測測量差本身，基于上述各分量，就可以自適應(yīng)和估算該測量差。
本發(fā)明的另外一個實施例的特征在于，用于從輸入信號中導(dǎo)出檢波信號的裝置包括用于從再生序列中的一個再生信號導(dǎo)出用于符號間干擾的補償信號，和用于從輸入信號中減去該補償信號得到檢波信號的裝置。
通過從輸入信號中導(dǎo)出檢波信號和從再生序列中的一個再生信號中導(dǎo)出符號間干擾補償信號，有可能利用用于各信道的檢波裝置，這些信道具有長于檢波信號的兩個符號間隔的脈沖響應(yīng)，而無須考慮增加了該檢波裝置的復(fù)雜性。
本發(fā)明的一個優(yōu)選的實施例的特征是，接收機包括一個自適應(yīng)裝置，用來從檢波信號中自適應(yīng)地導(dǎo)出校正參數(shù)。
通過從檢波信號中得到的用于校正參數(shù)所需的值，接收機能夠自動自適應(yīng)于各時變信道。對于從所接收的輸入信號中自適應(yīng)地得到信道參數(shù)的許多方法已是公知的。這些方法中的許多被描述在題為“自適應(yīng)數(shù)字濾波器和信號分析”(AdaptiveDigitalFiltersandSignalAnalysis)一文中，該文的作者是M.G.Bellanger，該文的其他檢索信息為MarcelDekkerInc，1987，ISBN0-8247-7788-0。
參照各個附圖，下面將對本發(fā)明進行進一步的說明，在各附圖中相同的參考符號表示同一個部件，其中

圖1表示一個本發(fā)明可以實現(xiàn)的通信系統(tǒng); 圖2表示按照本發(fā)明的檢波器裝置; 圖3表示要用于圖2的檢波器裝置的第一飽和函數(shù); 圖4表示要用于圖2的檢波器裝置的第二飽和函數(shù); 圖5表示要用于圖2的檢波器裝置的第三飽和函數(shù); 圖6表示如圖3或圖4中任一個飽和函數(shù)的一種可能的實施方案; 圖7表示按照本發(fā)明的通過飽和函數(shù)18、加法器12和存儲器14構(gòu)成環(huán)路的另外一種實施方案; 圖8表示用來確定信道參數(shù)α估算值的一種電路。
在如圖1所示的傳輸系統(tǒng)中，要被傳輸?shù)姆朼k序列由發(fā)送器2變換為適合傳輸?shù)男盘?。該信號被饋送到信?。這個信道可以是一種常規(guī)的傳輸信道，但是也可以是磁的或光的記錄媒介。信道4的輸出信號被送到接收機6。在接收機6中，用于從輸入信號中導(dǎo)出一個檢波信號的導(dǎo)出裝置8從接收機的輸入信號中導(dǎo)出一個檢波信號。習(xí)慣上，導(dǎo)出裝置8例如包括一個濾波器，用來部分地抑制符號間干擾。檢波信號被加到檢波裝置10，該裝置從檢波信號中導(dǎo)出所傳輸?shù)母鞣栃蛄械呐袥Q

。對于要施加到導(dǎo)出裝置8的符號

序列從輸入信號中導(dǎo)出檢波信號同樣是可能的。
檢波裝置10如圖2所示包括存儲器14，用來刷新差分測量值△k。這里，自適應(yīng)裝置包括加法電路12和用來產(chǎn)生飽和函數(shù)的函數(shù)發(fā)生器18。存儲器14的輸出端連接到函數(shù)發(fā)生器18的第一輸入端。檢波信號rk被加到函數(shù)發(fā)生器18的第二輸入端。傳遞輸出信號S(△)的函數(shù)發(fā)生器18的輸出端連接到加法器電路12的第一輸入端。加法器電路12的第二輸入端被供以校正信號Ck。加法器電路12的輸出端連接到存儲器14的輸入端。
傳遞輸出信號m+的函數(shù)發(fā)生器18的第二輸出端連接到或門24的第一輸入端和移位寄存器20的控制輸入端LP。傳送輸出信號m-的函數(shù)發(fā)生器18的第三輸出端連接到或門26的第一輸入端和移位寄存器22的控制輸入端LP。傳送輸出信號m0的函數(shù)發(fā)生器18的第四輸出端連接到或門24的第二輸入端和或門26的第二輸入端。或門24的輸出端連接到移位寄存器20的控制輸入端SH?；蜷T26的輸出端連接到移位寄存器22的控制輸入端SH。
“+1”固定邏輯值施加到移位寄存器22的輸入端且將“-1”固定邏輯值施加到移位寄存器20的輸入端。移位寄存器20的每個單元的輸出端分別耦合到移位寄存器22一個后續(xù)單元的輸入端，而移位寄存器22的每個單元的輸出端分別耦合到移位寄存器20的一個后續(xù)單元的輸入端。
差分測量△k被存儲在存儲器14中。函數(shù)發(fā)生器從差分測量的存儲值和檢波信號rk得到輸出信號S(△k)。在加法器12中，函數(shù)發(fā)生器的輸出信號與一個校正信號Ck相組合，信號Ck是當(dāng)前信道參數(shù)與期望信道參數(shù)所測量的差。在下文中飽和函數(shù)的值與校正信號將予以更為詳細的描述。
信號m+、m0和m-表示再生序列(survivors)是如何將被擴展的。m+、m0和m-的邏輯值是由范圍確定的，在該范圍中△k或S(△k)被定位。若△k具有一個值，則S(△k)選取第一(例如最小)飽和值，這樣m-是有效的。若△k處于飽和函數(shù)的線性區(qū)，則信號m0有效。若△k具有一個值，則S(△k)選取第二(例如最大)飽和值，這樣信號m+有效。
該兩個再生信號分別存儲在移位寄存器20和22中。移位寄存器20寄存那些具有邏輯-1值的最新的符號ak的估算值

的再生值，而移位寄存器22寄存具有邏輯+1值的最新的符號ak的估算值

的再生值。
若信號m0有效，兩個或門24和26的輸出信號將有效且兩個移位寄存器的控制輸入端SH有效，這樣兩個移位寄存器的輸入信號的邏輯值被移入有關(guān)的移位寄存器。這意味著兩個再生值通過等于該最新的，但是僅一個符號的符號而被擴展。
若信號m+有效，移位寄存器20的控制輸入端LP有效，結(jié)果或門24的輸出為有效，移位寄存器22的控制輸入端SH將有效。這意味著已存儲在移位寄存器22中的再生值被轉(zhuǎn)移到移位寄存器20中，但是移位了一個位置。此外，移位寄存器22的輸入信號的邏輯值被移入移位寄存器20。這意味著除了最新符號以外，兩個再生值相等。這種狀態(tài)稱為組合(merge)。
若信號m-有效，移位寄存器22的控制輸入端LP將有效且導(dǎo)致或門26的輸出端變?yōu)橛行?，移位寄存?0的控制輸入端SH將有效。這意味著已經(jīng)存儲在移位寄存器20中的再生信號已被轉(zhuǎn)移到寄存器22，但僅轉(zhuǎn)移一個位置。此外，移位寄存器20的輸入信號的邏輯值被移位到這個移位寄存器20。
延遲δ符號間隔和在符號

附近所進行的判決

k-δ可以從移位寄存器20或22任何一個的輸出端抽出。通過從移位寄存器提取符號

k-δ，該寄存器此刻存儲更類似的再生序列，可以考慮減小所要求的存儲長度δ。基于測量差△k這可以簡單地操作。
如果在傳輸系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)發(fā)送器利用1

D預(yù)編碼，其中

表示模2和，有可能不用譯碼器在接收機中恢復(fù)未編碼的符號。為此目的，移位寄存器20(裝有

k-1內(nèi)容)的第一個單元不大于兩個的輸入信號將被交換，如圖2由虛線示意性所表示。
圖3表示可以用于具有H(D)＝α-β·D轉(zhuǎn)移函數(shù)的一個信道的第一飽和函數(shù)，其中α和β是信道參數(shù)，且D是在數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)中對延遲一個符號周期的習(xí)慣表示。十分明顯，飽和函數(shù)的線性部分位于S(△)＝△線上且飽和值分別等于rk+α和rk-α?？梢韵胂蟮?，三個直線部分(a)組成的飽和函數(shù)可以由平滑曲線(b)來近似。如果函數(shù)發(fā)生器18是由模擬電路構(gòu)成的這一事實特別有優(yōu)越性。由下文可以看出，如圖3所示的飽和函數(shù)與一個適合的校正信號Ck相組合實際上導(dǎo)致符號

k的一種最佳的確定。
為了導(dǎo)出該飽和函數(shù)，假設(shè)有一個其最新符號具有邏輯“+1”值的再生信號P+K和該再生信號具有概率測量值λ+K。另一再生信號P-K具邏輯“-1”作為最新符號值和概率測量值λ-K。為了從前面的再生信號P+K-1和P-K-1導(dǎo)出再生信號P+K和P-K，要確定四個不同的變換概率的第一個概率。為此目的，對這樣的導(dǎo)出使用了L2模方。如果一個信道是從轉(zhuǎn)移函數(shù)H(D)＝α-β·D開始，則下面適用于四個變換可能性的歐幾米德(Euclidiau)加權(quán)
χ+1，+1＝(rk-α+β)2 χ+1，-1＝(rk+α+β)2 χ-1，+1＝(rk-α-β)2 χ-1，-1＝(rk+α-β)2(1) 利用+1符號和-1符號，通過展開奇數(shù)再生序列可以求出具有相關(guān)概率測量值的新的再生序列。有新的兩個最終為+1的再生序列和兩個最終為-1的再生序列。從兩個最終為+1的再生序列中，確定和存儲具有較低概率的再生信號。同樣的情況發(fā)生在最終為-1的兩個再生序列。若信道噪聲為白噪聲，通過對前面的概率測量增加歐幾米德加權(quán)，可以確定新的概率測量值。利用這種假設(shè)，下式適用于新的幸存序列的概率 λ+1k＝MIN[λ+1k-1+χ+1，+1，λ-1k-1+χ-1，+1]＝MIN[λ+1k-1+(rk-α+β)2，λ-1k-1+(rk-α-β)2] λ-1k＝MIN[λ-1k-1+χ-1，-1，λ+1k-1+χ+1，-1]＝MIN[λ-1k-1+(rk+α-β)2，λ+1k-1+(rk+α+β)2](2) 如果引入測量差△k，并等于λ-1k-λ+1k，式(2)可以寫為以下形式 △k＝MIN[△k-1+(rk+α-β)2，(rk+α+β)2]-MIN[△k-1+(rk-α-β)2，(rk-α+β)2](3) 算出二次項和從MIN函數(shù)中消去若干項，得到 △k＝4αrk-4αβ+MIN[△k-1，4βrk+4αβ]-MIN[△k-1，4βrk-4αβ] (4) 若測量差△k設(shè)置為4β△k，式(4)變?yōu)? △k= (α)/(β) rk-α+MIN[△k-1，rk+α]-MIN[△k-1，rk-α] (5) 可以區(qū)分出對于△k-1在式(5)中的三個不同的范圍。在第一個范圍內(nèi)保持△k-1＜rk-α。從式(1)和(3)可歸結(jié)為，若△k-1處于這個范圍，兩個剩余的再生序列分別以-1，+1和-1，-1結(jié)尾。而后兩個再生序列具有公共的倒數(shù)第二個符號(-1)。這表示為負的組合(m-)。在第二個范圍內(nèi)保持rk-α≤△k-1≤rk-1-α。從式(1)和(3)歸結(jié)為，兩個剩余的再生序列分別以-1，-1和+1，+1結(jié)尾。這種無組合表示為(m0)。在第三個范圍中保持rk+α＜△k-1，這分別對應(yīng)于以+1，+1和+1，-1結(jié)尾的兩個再生序列。這表示為正的組合(m+)。
利用ρ＝(α-β)/β(ρ是按照本發(fā)明的概念的校正參數(shù))替換對公式(5)的推導(dǎo)，得到可以綜合在下表中的結(jié)果。

按照這個表△k-1與△k之間的關(guān)系是按照由如圖3所示的飽和函數(shù)與校正信號相組合給出的△k-1與△k之間的關(guān)系。這里圖2的校正信號C等于ρrk。
若△k定義為-λ+k-λ-k，與形成表1基礎(chǔ)的△k＝λ-k-λ+k相對照，則將獲得如表2所示的飽和函數(shù)。

圖4表示等效于圖3的飽和函數(shù)。如圖4所示的飽和函數(shù)可以利用β/α因子和由導(dǎo)出的等于β·△k-1/α+γrk的測量差△′k-1代替測量差△k-1，這通過換算圖2中所有的信號得到。這里γ(按照本發(fā)明的概念的校正參數(shù))等于(α-β)/α?！鳌鋕-1與△′k之間的關(guān)系以及再生序列的有關(guān)擴展將由下表給出。

其中校正信號等于γrk。
圖5表示另外可能的飽和函數(shù)。為了確定這個飽和函數(shù)的測量差，由模方L1代替模方L2的運算開始。模方L1等于其自變量的絕對值，在這種情況下，是對于特定再生信號rk的期望值與實際產(chǎn)生的rk值之間的差。相應(yīng)于圖5的表如下表所示。

對于Y≥0，函數(shù)SatY(X)定義如下 X＜-YSatY(S)＝-Y -Y≤X≤+YSatY(X)＝X X＞+YSatY(X)＝+Y 如果沒有組合發(fā)生(m0)時，僅存在校正信號。對于rk分別為大的或小的值，飽和函數(shù)分別按照表4產(chǎn)生一個+α或-α的恒定值。
在如圖6所示的函數(shù)發(fā)生器中，傳送信號△k-1的輸入端與比較器34的正輸入端相連，比較器36的負輸入端和開關(guān)42的第一接點相連。傳送輸入信號rk的輸入端與加法器30的第一輸入端和減法電路32的第一輸入端相連。如果飽和函數(shù)如圖3[圖4]所示實現(xiàn)，加法器電路30的第二輸入端被饋入一個信道參數(shù)α[β]的估算值。減法電路32的第二(負的)輸入端也饋入該信道參數(shù)α[β]的估算值。
加法器電路30的輸出端連接到比較器34的負輸入端和開關(guān)40的第一接點。減法電路32的輸出端連接到比較器36的正輸入端和開關(guān)44的第一接點。傳送輸出信號m+的比較器34的輸出端連接到或非門38的第一輸入端和開關(guān)40的控制輸入端。傳送輸出信號m-的比較器36的輸出端連接到或非門38的第二輸入端的開關(guān)44的控制輸入端。傳送輸出信號m0的或非門98的輸出端連接到開關(guān)42的控制輸入端。開關(guān)40、42和44每一個的第二接點連接到一個公共結(jié)點，在該結(jié)點上可以得到函數(shù)發(fā)生器18的輸出信號。
下面將描述對于飽和函數(shù)是如圖3實現(xiàn)的情況時函數(shù)發(fā)生器18的操作。在比較器34的負輸入端信號rk+α有效且在比較器36的正輸入端信號rk-α有效。
因為在比較器34的正輸入端上信號△k-1有效，若信號△k-1超過rk+α，則比較器34的輸出將為有效。因為對于正的α，rk-α總是小于rk+α，在這種飽和狀態(tài)下，比較器36的輸出總不能為有效。因為信號m+有效，信號m0的輸出不能為有效。因為信號m+有效，信號m0的輸出不能為有效。因為信號m+有效，開關(guān)40閉合且函數(shù)發(fā)生器的輸出信號等于rk+α。
若信號△k-1小于rk-α，比較器36的輸出將有效。因為對于正的α，rk-α總小于rk+α，在這種飽和狀態(tài)下，比較器34的輸出總不能為有效。因于m-有效，信號m0的輸出不能為有效。由于信號m-有效，開關(guān)44閉合，函數(shù)發(fā)生器的輸出信號等于rk-α。
若輸入信號△k-1處于rk-α與rk-α與rk+α值之間，比較器34和比較器36的輸出均為無效。結(jié)果，傳送輸出信號m0的或非門38的輸出為有效。從而，開關(guān)42閉合，以便函數(shù)發(fā)生器18的輸出信號等于△k-1。對于實現(xiàn)如圖5所示的飽和函數(shù)還需要加法器電路30和減法器電路32，限制其輸出信號的絕對值至β。
在如圖7所示的電路中，輸入信號rk加到存儲器50的一個輸入端，加到減法器電路52的負輸入端，加到加法器電路56的第一輸入端，和加到加法器電路58的第一輸入端。
加法器電路58的輸出端連接到存儲器60的輸入端。存儲器60的輸出端連接到轉(zhuǎn)換開關(guān)68的斷路接點和加法器電路58的第二輸入端。轉(zhuǎn)換開關(guān)68的有源接點連接到一個表示具有基準(zhǔn)0值信號的恒定電位點。轉(zhuǎn)換開關(guān)68的中心接點連接到加法器電路56的第二輸入端。加法器電路56的輸出端連接到乘法器電路54的第一輸入端。一個信道參數(shù)γ的估算值饋送到乘法器電路54的第二輸入端。乘法器電路54的輸出端連接到減法器電路52的第一正輸入端。傳送輸出信號rp的存儲器電路50的輸出端連接到減法器電路52的第二正輸入端。
減法器電路52的輸出端連接到比較器62的負輸入端和比較器64的正輸入端。比較器62的正輸入端連接到轉(zhuǎn)換開關(guān)72的中心接點。比較器64的輸入端連接到恒定電位點。
傳送輸出信號B的比較器62的輸出端連接到異或門70的第一輸入端和連接到與門80的第一輸入端。傳送信號A的比較器64的輸出端連接到雙穩(wěn)電路74的一個輸入端，異或門70的第二輸入端和與門78的第一輸入端。傳送輸出信號uk的異或門70的輸出端連接到雙穩(wěn)電路74的時鐘輸入端、反向器76的輸入端、轉(zhuǎn)換開關(guān)68的控制輸入端、與門78的第二輸入端、與門80的第二輸入端和存儲器60的復(fù)位輸入端。雙穩(wěn)電路74的輸出端連接到轉(zhuǎn)換開關(guān)72的控制輸入端。信道參數(shù)β的估算值加到轉(zhuǎn)換開關(guān)72的斷路接點，而符號相反的估算值β加到轉(zhuǎn)換開關(guān)72的有源接點。反相器76的輸出端信號m0有效。與門78的輸出端信號m+有效，而與門80的輸出端出現(xiàn)信號m-。
如圖7所示的實施例是從表3開始的時候基于的三個分量的存儲測量差實現(xiàn)的。這個實施例附加地利用這樣一個事實，即在k＝p的時刻利用rk值和利用這種組合(m+或m-)的類型確定△′k值。對于△′k值而言，該值保持△′k＝rp+β·εP+CK。這里rp是組合的時刻r的值，εp是組合的符號，該符號在m+時為正且在m-時為負;CK是按照本發(fā)明的概念的校正信號。現(xiàn)在所存儲的值是rP、εP和CK-1。rP、εP和CK老的與新的值之間的關(guān)系由下表給出
由存儲器50存儲信號rP。若存在一種組合，則啟動存儲器50的時鐘輸入且而后有效的rk值作為新的rp值被轉(zhuǎn)移。加法器電路58、存儲器60、開關(guān)68、加法器電路56和乘法器電路54參與確定校正信號。存儲器60的輸出端出現(xiàn)最新的組合之后已發(fā)生的rk值的和。這個輸出信號可以寫為 若沒有組合(m0)，則校正信號等于 若已經(jīng)有了組合(m+或m-)，由于轉(zhuǎn)換開關(guān)68轉(zhuǎn)到表示零信號的基準(zhǔn)電壓，該校正信號Ck等于γrk。而后在比較器62的負輸入端和在比較器64的正輸入端上信號rP-rk+Ck有效。若最新組合已為m+組合，在比較器62的正輸入端+2β值有效而若最新組合已為m-組合，則-2β有效。
對于信號Sk處于比較器62與64兩個門很值之間，各比較器62與64的輸出保持相同且信號uk保持無效。在這種情況下，不存在組合(m0)。結(jié)果，rP與εP維持其先前值。校正信號按照式(8)自適應(yīng)。反相器76的輸出信號有效且表示不存在組合。
若SK值超過了比較器62與64門限值的頂點，比較器62的輸出信號無效而比較器64的輸出信號有效。而后異或門70的輸出也有效。在此情況，有正組合(m+)。信號A的邏輯值在雙穩(wěn)電路74中與信號uk同步，使ε目前等于+1。開關(guān)75轉(zhuǎn)到輸入信號+2β。開關(guān)68也被轉(zhuǎn)換，使下一個校正信號等于γrk。此外，存儲器60被復(fù)位，使rk的和現(xiàn)在可以從P的新值開始。與門78的輸出信號現(xiàn)在有效，表示已經(jīng)有了一次正組合。
若Sk值落入除比較器62與64的門限值底部以外的值，比較器62的輸出信號有效而比較器64的輸出信號無效。而后異或門70的輸出有效。一次負組合(m-)已發(fā)生。信號A的邏輯值在雙穩(wěn)電路74中與信號uk同步，使εP現(xiàn)在等于-1。開關(guān)72轉(zhuǎn)到輸入信號-2β。按照一次正組合，開關(guān)68被轉(zhuǎn)換而存儲器60復(fù)位。與門80的輸出信號現(xiàn)在有效，表示已經(jīng)有了一次負組合。
在如圖8所示的電路中，信號m+加到開關(guān)92的第一接點，一個相應(yīng)于等于0的信號的電位加到開關(guān)94的第一接點，且信號(m-)經(jīng)反相器90加到開關(guān)96。信號m+與m-分別是如圖6所示的比較器34和36的輸出信號，或者分別是如圖7所示的輸出信號m+或m-。
開關(guān)92、94和96的第二接點連接到乘法器電路98的第一輸入端。相乘因子μ加到乘法器電路98的第二輸入端。乘法器電路98的輸出端連接到加法器電路100的第一輸入端。加法器電路100的輸出端連接到存儲器102的輸入端，而存儲器102輸出端連接到加法器電路100的第二輸入端。
信號a+k加到轉(zhuǎn)換開關(guān)104的斷路接點，而信號a-k加到轉(zhuǎn)換開關(guān)104的有源接點。信號a+k-1加到轉(zhuǎn)換開關(guān)106的斷路接點，而信號a-k-1加到轉(zhuǎn)換開關(guān)106的有源接點。信號a+k、a-k、a+k-1和a-k-1是由圖2中的兩個移位寄存器22和20產(chǎn)生的。
開關(guān)104和106的中心接點分別連接到或非門110的有關(guān)輸入端和與門111的有關(guān)輸入端。門110的輸出端連接到與門112的第一輸入端。與門111的輸出端連接到與門114的第一輸入端。與門112的第二輸入端饋入信號m+，而與門114的第二輸入端饋入信號m+，而與門114的第二輸入端饋入信號m-。與門112的輸出端連接到開關(guān)92的控制輸入端。與門114的輸出端連接到開關(guān)96的控制輸入端。信號m0饋入開關(guān)94的控制輸入端。
來自圖2中的存儲器電路14的輸出端的信號△k饋送到判決電路108。判決電路108的輸出端連接到開關(guān)104和106的控制輸入端。
若將

假設(shè)為檢波信號α幅度的估計值，另外，還假設(shè)β等于α，在沒有噪聲的情況下，從下式可以得到在k-1時刻存在組合時的△k △K＝αaK-1+(

-α)aK-2(9) 若分別將信號d+k＝△k-rk-

和d-k＝△k-rk+

饋入，將這些信號帶入式(9)將產(chǎn)生 d+k＝αak-1+(

-α)ak-2-α(ak-ak-1)-
d-k＝αak-1+(

-α)ak-2-α(ak-ak-1)+
(10) 對于分別為-ak-2＝ak-1＝ak＝1和-ak-2＝ak-1＝ak＝-1的情況，對于d-k和-d+k分別可以寫作 -ak-2＝ak-1＝ak＝+1 d+k＝2(

-α) -ak-2＝ak-1＝ak＝-1 -d-k＝2(

-α) (11) 信號d+k和d-k可以用來導(dǎo)出一個誤差信號，該信號是α的估算值與α的實際值之間差的測量值。代之以利用由式(11)確定的誤差信號，它的符號還可以用于確定該誤差信號。這種做法的優(yōu)點是d+k和d-k的符號是分別從信號m+和m-的形式上立即獲得的，而這些信號可以分別選+1和-1值。
控制信號Q、m0和R確定哪個開關(guān)92、94或96被閉合。若在k-1時刻已沒有組合，則開關(guān)94閉合和不進行

的自適應(yīng)。若信號Q或信號R分別有效，則開關(guān)92或96分別閉合。由于存在反相器90，在兩種狀態(tài)下在乘法器電路98的輸入端按照式(11)都可以得到一個信號。乘法器電路98、加法器電路100和存儲器構(gòu)成了為了確定

的現(xiàn)有技術(shù)符號算法的實施例。若已存在一次正組合和若最類似的再生信號的兩個最新符號等于-1，則與門112產(chǎn)生信號A。這對應(yīng)于-ak-2＝ak-1＝ak＝-1。若已存在一次負組合和若最類似的再生信號的兩個最新符號等于+1，則與門114產(chǎn)生信號B。這對應(yīng)于-ak-2＝ak-1＝ak＝1。最類似的再生信號的兩個最新符號在轉(zhuǎn)換開關(guān)104和106的中心接點得到。最類似的再生信號是通過判決開關(guān)108取信號△k的符號來確定的。這個判決開關(guān)108的輸出信號啟動開關(guān)104和106，使最類似再生信號的最新符號連接到開關(guān)104和106的中心接點。
為確定信道參數(shù)β的估算值，一個誤差信號ek從等于下式的方程予以考慮。若假設(shè)γ的估算值 ek＝rk-αak+βak-1(12)

為

＝(

-

)/

，則從而有

＝

(1-

)，代入式(12)得到

(13) 式(13)被1-

除產(chǎn)生 e1k＝(1-

)ek＝(1-

)(rk+

)-

ak(14) 利用這樣的誤差信號的優(yōu)點是若

為2的冪，則不需要執(zhí)行數(shù)字乘法。所要求的相乘可以以十分簡單的方式實現(xiàn)的移位操作來進行，結(jié)果式(14)的實現(xiàn)變得非常簡單。
按照公知的LMS算法，β的估算值

由下式獲得 βk＝βk-1+μek(

k-(1-γ)

k-1) (15) 因為

?？紤]為小于1，式(15)可以以下式近似 βk＝βk-1+μe1k(

k-

k-1) (16) 通過利用符號算法可以得到進一步簡化，式(16)變?yōu)?

k≠

k-1βk＝βk-1+μ′sgn(ek)

k

k＝

k-1βk＝βk-1

可以利用LMS算法確定，在這種情況下μek

可以用作一個自適應(yīng)信號。若

限制為2的冪，則沒有LMS或符號算法可以用于自適應(yīng)的確定，因為在那種情況下，小的自適應(yīng)導(dǎo)致γ處于各允許值集之外。
這個解是由N個ek

值的平均確定的，其中N是100到1000數(shù)量級。若這個平均處于第一門限值之上，

以2為因子增加而若這個平均值處于第二門限值之下，

以2為因子減小。這種增加或減小可以通過移位操作簡單地實現(xiàn)。以這種方式，將最終獲得一個γ值，在該值上誤差信號的均方值最小。
若信道具有其響應(yīng)時間超過兩個符號間隔的脈沖響應(yīng)則信道可能組成具有判決反饋電路的相當(dāng)簡單的維特比檢波器。以一個判決反饋電路組成的維特比檢波器本身從由J.W.M.Bergmans撰寫刊登在PhilipsJournalofResearchVol.42，No.4，pp399-428上題為OntheuseofdecisionfeedbackforsimplifyingtheViterbidetecton的雜志文章已公知。
權(quán)利要求
1、包括有用于將具有符號間隔的數(shù)據(jù)符號饋送給一個信道的輸入端的數(shù)據(jù)發(fā)送器和數(shù)據(jù)接收器的傳輸系統(tǒng)，該數(shù)據(jù)接收器包括，用于從該信道的輸出信號中導(dǎo)出檢波信號的裝置，用于從檢波信號中通過基于一個測量差值循環(huán)地刷新數(shù)據(jù)序列(再生序列)的兩個候選樣值導(dǎo)出由檢波信號所載帶的最類似的數(shù)據(jù)符號序列的裝置，該測量差值是對該再生序列的概率差的測量值，該檢波裝置還包括用于校正該測量差值的自適應(yīng)裝置，新的測量差取決于前次測量差的飽和函數(shù)，和對于縱向值間隔的飽和函數(shù)等于該相同函數(shù)，其特征在于新的測量差是該飽和函數(shù)與一個校正信號的組合，這個校正信號取決于該檢波信號和一個校正參數(shù)，該校正參數(shù)是當(dāng)前信道參數(shù)與假設(shè)信道參數(shù)之間的差。
2、按照權(quán)利要求1的傳輸系統(tǒng)，其特征在于縱向值間隔的大小正比于檢波信號的幅度。
3、按照權(quán)利要求1或2的傳輸系統(tǒng)，其特征在于該檢波裝置包括用于以至少兩個分量的形式存儲和適配測量差和用于以該分量的值為基礎(chǔ)刷新該再生序列的裝置。
4、按照權(quán)利要求1、2或3的傳輸系統(tǒng)，其特征在于用于從輸入信號中導(dǎo)出檢波信號的裝置包括用于從各再生序列中和存儲在檢波裝置中的信道模型中導(dǎo)出用于碼間干擾的補償信號，和用于通過從輸入信號中減去補償信號而導(dǎo)出檢波信號的裝置。
5、按照權(quán)利要求4的傳輸系統(tǒng)，其特征在于用于從輸入信號中導(dǎo)出檢波信號的裝置被設(shè)計為用于基于那個特定的再生序列導(dǎo)出每個再生序列自己的檢波信號。
6、按照前面各權(quán)利要求中任何一個的傳輸系統(tǒng)，其特征在于接收器包括一個自適應(yīng)裝置，用于從檢波信號中自適應(yīng)地導(dǎo)出校正參數(shù)。
7、按照權(quán)利要求6的傳輸系統(tǒng)，其特征在于該校正參數(shù)可以僅從2的冪的各值中選擇，該自適應(yīng)裝置包括一個求和裝置，用于對在校正參數(shù)中的各誤差估算值求和的求和裝置，和包括一個自適應(yīng)裝置，用于若該和處于該校正參數(shù)的有關(guān)值的相關(guān)范圍之外的情況下對該校正參數(shù)進行自適應(yīng)。
8、數(shù)據(jù)接收器包括用于從一個信道輸出信號中導(dǎo)出檢波信號的裝置，用于從檢波信號中通過基于一個測量差值循環(huán)地刷新數(shù)據(jù)序列(再生序列)的兩個候選樣值導(dǎo)出由檢波信號所載帶的最類似的數(shù)據(jù)符號序列的裝置，該測量差是對該再生序列的概率差的測量值，該檢波裝置還包括刷新測量差的自適應(yīng)裝置，新的測量差取決于前次測量差的飽和函數(shù)，對于縱向值間隔的飽和函數(shù)等于相同函數(shù)，其特征在于新的測量差是飽和函數(shù)與一個校正信號的組合，這個校正信號取決于檢波信號和取決于校正參數(shù)，而校正參數(shù)是當(dāng)前信道參數(shù)與假設(shè)信道參數(shù)之間差的測量值。
9、按照權(quán)利要求8的接收器，其特征在于縱向值間隔的大小正比于檢波信號的幅度的估算值。
10、按照權(quán)利要求8或9的接收器，其特征在于該接收器包括一個自適應(yīng)裝置，用來從檢波信號中自適應(yīng)地導(dǎo)出校正參數(shù)。
全文摘要
用于一條信道，具有存儲器長度1的維特比檢波器，其中不多于兩個具有相關(guān)測量差的再生序列被刷新。在按照本發(fā)明的檢波器中，新的測量差是由前次測量差的飽和函數(shù)與一個校正信號的組合導(dǎo)出的，而該校正信號是信道參數(shù)的差的測量值。
文檔編號H04L25/08GK1081303SQ9310803
公開日1994年1月26日 申請日期1993年6月30日 優(yōu)先權(quán)日1992年7月3日
發(fā)明者J·W·M·伯格曼斯, K·D·費希爾, 王林可蕙 申請人:菲利浦電子有限公司