專利名稱：在數(shù)字信號(hào)傳輸操作中在接收機(jī)內(nèi)估計(jì)所傳信號(hào)的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在數(shù)字信號(hào)信道傳輸中，用于在接收機(jī)內(nèi)估計(jì)來自被傳輸無線電信號(hào)的所傳符號(hào)的方法，其中符號(hào)的估計(jì)是按照所選定的維特比算法(Viferbi algorithm)在信道均衡器中實(shí)現(xiàn)的，該方法包括以下方法步驟-接收并解調(diào)被傳輸信號(hào)為接收信號(hào);
-對(duì)接收信號(hào)至少在每個(gè)符號(hào)一個(gè)采樣時(shí)間點(diǎn)上進(jìn)行采樣;
-通過采樣信號(hào)值決定估計(jì)的信道脈沖響應(yīng)、信道估計(jì)值的至少一個(gè)初始值;
-選定前置濾波器的濾波系數(shù)及在所述的前置濾波器中對(duì)所采樣的信號(hào)值濾波，以獲得被前置濾波的、被觀察的信號(hào)值;以及-通過經(jīng)前置濾波的、被觀察的信號(hào)值，按照維特比算法至少產(chǎn)生預(yù)估計(jì)符號(hào)。
本發(fā)明也涉及為實(shí)行此方法的裝置。
在將一個(gè)信號(hào)經(jīng)過一個(gè)信道進(jìn)行數(shù)字無線電傳輸中常常發(fā)生的一個(gè)問題是被傳輸信號(hào)受到噪音和同信道干擾，還受到導(dǎo)致時(shí)間離散的多路傳播。例如，在移動(dòng)電話情況中，由于發(fā)射機(jī)和接收機(jī)改變它們相互間相對(duì)位置而改變了無線信道的傳輸特性。這些問題在分時(shí)數(shù)字無線傳輸系統(tǒng)中已經(jīng)解決了，那里以時(shí)隙進(jìn)行傳輸?shù)男盘?hào)序列有一個(gè)或多個(gè)同步序列及一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)序列。同步序列及一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)序列。同步序列對(duì)接收機(jī)是已知的，接收機(jī)能夠估計(jì)信道的傳輸特性，即通過此序列做出信道估計(jì)。接收機(jī)借助于此信道估計(jì)對(duì)包含了要傳輸信息的數(shù)據(jù)序列的符號(hào)進(jìn)行估計(jì)。
在某些情況下，對(duì)每一個(gè)時(shí)隙只做一次信道估計(jì)是不夠的。在長(zhǎng)時(shí)隙情況，發(fā)射機(jī)和接收機(jī)在時(shí)隙的時(shí)間內(nèi)它們間相互相對(duì)位置改變很大。這意味在時(shí)隙的時(shí)間內(nèi)通道的傳輸性質(zhì)也可能改變很大，以使由接收機(jī)所做的對(duì)被傳輸符號(hào)的估計(jì)將是有缺陷的，因此所傳送的信息是不清楚的或者含糊的?？d于IEEE Transactions on Information Theory，January 1973，第120-124頁(yè)，由F.R.Magee，Jr和J.G.Proakis所撰的論文“Adaptive Maximum-Likelihood Sequance Estimation for Digital Signalingin thd Presenee of Intersymbol Interference”中描述了部分地避免了這種干擾的無線電接收機(jī)。該文描述了一個(gè)信道均衡器，包括了一個(gè)維特比分析器，具有當(dāng)作信道估計(jì)電路的自適應(yīng)濾波器。接收符號(hào)依次地和假設(shè)的符號(hào)作比較，這些與接收符號(hào)非常接近地一致的假設(shè)符號(hào)被依次地選來形成估計(jì)符號(hào)序列。自適應(yīng)濾波器的參數(shù)通過選定的符號(hào)依次地調(diào)整到改變的信道。
維特比算法的描述見刊在Proeeedings of IEEE，Vol，61，No.3，March 1973上的由G.David Forney，Jr撰寫的“The Viferbi Algorithm”一文。該文也稍詳細(xì)地描述了維特比算法的狀態(tài)和狀態(tài)的轉(zhuǎn)變，以及還描述了怎樣選擇這些狀態(tài)轉(zhuǎn)變使得獲得最適當(dāng)?shù)姆?hào)序列。
信號(hào)在發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間傳輸盡管以前面描述過的方式實(shí)行序列估計(jì)和自適應(yīng)信道估計(jì)可能還和某些麻煩聯(lián)系著。這些缺陷的原因之一是系統(tǒng)的信號(hào)頻帶寬度超出系統(tǒng)的符號(hào)速率，所謂的超帶寬，例如在北美移動(dòng)電話系統(tǒng)TIAIS-54這種場(chǎng)合中。這些缺陷的另一個(gè)原因是信道的傳輸特性可以變化很快，例如由于衰落的結(jié)果。兩種不同類型的解決信號(hào)變化率問題的辦法在現(xiàn)有技術(shù)中是已知的。其中用了MLSE-檢測(cè)器(Maximum-Likelihood Sequance Estimation，最大逼真序列估算器)。
-維特比算法本身以比符號(hào)速率要高的速率工作。
-在維特比分析器之前用于適應(yīng)的、逐段地分隔的前置濾波器。
第一類型解決辦法由Novatel communications ltd公司的Yongbing Want等人的刊登在Proceedings ofIEEE，ICASSP1992上的文章“A Fractionally-Spaced Maximum-Lidelihood Sequance Estimation Reciever in a Mulfipath Fading Enviroment”中描述了。按照這篇文章，接收的無線電信號(hào)被每個(gè)符號(hào)取樣二次，并且信道估計(jì)通過使用此雙采樣速率的自適應(yīng)濾波器來進(jìn)行。符號(hào)估計(jì)在一個(gè)也使用此雙采樣速率的維特比分析器來完成。量度量值，即在接收的和上段設(shè)的序列之間的偏差，對(duì)每個(gè)與符號(hào)的兩種采樣場(chǎng)合被計(jì)算出來，此二個(gè)增量度量值被相加來按照維特比算法決定最佳狀態(tài)轉(zhuǎn)變。當(dāng)借助于被估計(jì)插入到每一個(gè)替換的采樣時(shí)間點(diǎn)上。這些假設(shè)符號(hào)在第二個(gè)濾波器中由在被估計(jì)的符號(hào)之間內(nèi)值產(chǎn)生。所篩出的解決辦法有某些缺點(diǎn)。它必需很特殊的時(shí)間點(diǎn)上對(duì)接收的符號(hào)采樣，且適應(yīng)信道估計(jì)是復(fù)雜的。在第二個(gè)濾波器中內(nèi)值導(dǎo)致時(shí)延，它可能妨礙符號(hào)的估計(jì)。用于信號(hào)處理的濾波器，例如發(fā)射機(jī)濾波器或接收機(jī)濾波器必需是已知的濾波器。接收器濾波器它可能包含線圈和電容器，由于老化、制造上的精度及溫度變動(dòng)而引起特別的問題。
第一種類型的另一種解決辦法由R.A.Iltis撰寫的下列論文中給出“A Bayesian Maximum-Likelihood Sequance EstimationAlgorithm for A-Priori Unknown Channel and Symbol Timina，"Department of Electrical and Computer Engineering，University of California，Santa Barbara，August 21，1990。此論文也陳述了一個(gè)接收信號(hào)將被每一個(gè)符號(hào)采樣二次。符號(hào)估計(jì)按照維特比算法實(shí)現(xiàn)，它對(duì)于每一個(gè)符號(hào)計(jì)算二個(gè)增量度量值，此二數(shù)值在度量計(jì)算時(shí)被加權(quán)。信道估計(jì)在一個(gè)具有符號(hào)時(shí)間是分隔開的若干濾波系數(shù)的自適應(yīng)濾波器中被完成，雖然這些系數(shù)和每個(gè)采樣場(chǎng)合相適應(yīng)，所以每個(gè)符號(hào)為二次。所給出的解決辦法包括一個(gè)易了解的度量計(jì)算，并且由于所使用的信道估計(jì)在整個(gè)符號(hào)時(shí)間間隔內(nèi)它的濾波器有分支，所以它沒有解決在復(fù)雜的快速變化的超帶寬信道方面的符號(hào)同步問題。還有，相似于按照前面由Yongbing Wan提出的辦法，接收機(jī)濾波器在接收機(jī)內(nèi)必需是高度準(zhǔn)確地己知的。
上面說到的涉及解決低的符號(hào)速率問題的第一類問題的各種方法相對(duì)地在要求必需實(shí)施的各種計(jì)算方面。關(guān)于第二類解決方案的方法則已在刊登于IEEE Transactions on Communications，Vol Com-22，No.5，May 1974上由G.Ungerboeck撰寫的文章“Adaptive Maximum-Likelihood Reciever for Carrier-Modulated Data-Transmission Systems”中提出)。按照此文章，接收到的無線電信號(hào)在每一符號(hào)時(shí)間中采樣幾次且采樣信號(hào)允許通過一前置濾波器。經(jīng)前置濾波的信號(hào)在降至符號(hào)速率下被采樣然后在維特比分析器中被處理，產(chǎn)生估計(jì)符號(hào)。無線電信道被采樣的脈沖響應(yīng)借助于信道估計(jì)來進(jìn)行估計(jì)，此響應(yīng)包括發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間的、發(fā)射機(jī)濾波器和接收機(jī)濾波器以及前置濾波器之間的這二個(gè)實(shí)際信道。前置濾波器和信道估計(jì)濾波器每一個(gè)都被用由維特比分析器獲得的估計(jì)符號(hào)自適應(yīng)于變化的無線電信道。該分析器使用了在信道估計(jì)濾波器中的濾波器系數(shù)以已知的方式來完成符號(hào)估計(jì)。在維特比分析器中的度量計(jì)算是非二次方的，和通常使用的二次方的度量計(jì)算相比是簡(jiǎn)化了的。這種非二次方測(cè)量所算能被應(yīng)用是因?yàn)榻邮盏男盘?hào)已被在前置濾波器中濾過時(shí)。在Ungerboeck文章中定義的這種簡(jiǎn)化方法在自適應(yīng)算法要有某些限制。正如刊登在Procceedings of IEEE，Vol.73，No.9，September1985，第1370-1372頁(yè)上由S.U.H.Qureshi所寫的文章“AdaptiveEqualzation”中所說明的。要求這些限制是因?yàn)樾诺拦烙?jì)濾波器和前置濾波器各自分別借助于估計(jì)符號(hào)來自適應(yīng)的。這對(duì)導(dǎo)致在此二個(gè)濾波器中的全部系數(shù)向零收斂。引入這些限制是企圖阻止這個(gè)收斂，這些限制包括，例如，在信道估計(jì)濾波器中對(duì)其中一個(gè)素?cái)?shù)指定一個(gè)固定的值。另一方面，這些限制也使得比簡(jiǎn)化方法不適合使用于快速變化的信道，例如快速衰落的信道之中。所發(fā)生的問題歸結(jié)為沒有時(shí)間去達(dá)到自適應(yīng)，并且原則上信道特性所發(fā)生的同樣種類的問題也發(fā)生直線性的或DFE-均衡器(Decision FeedBack判定反饋)之中。以簡(jiǎn)單術(shù)語表示，這意味著企圖觀察信道的變換過的脈沖響應(yīng)而不是實(shí)際的信道脈沖響應(yīng)本身，而眾所周知的是一般地信道比它的反變換有低得多的速率。
上面所說問題的第二個(gè)，衰落問題，早先已經(jīng)解決了，例如瑞典專利申請(qǐng)SE 9102612-0中有技術(shù)。一個(gè)復(fù)數(shù)值的信號(hào)在發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間被傳輸，信號(hào)的強(qiáng)度變化非常快，有急劇的衰落下沉。根據(jù)此專利申請(qǐng)，觀察到實(shí)數(shù)和虛數(shù)的信號(hào)分量每一個(gè)都相對(duì)于規(guī)則地變化，這些分量的時(shí)間微商常常差不多是線性的。這被用于估計(jì)無線電信道脈沖響應(yīng)和此脈沖響應(yīng)的導(dǎo)函數(shù)。此導(dǎo)函數(shù)的估計(jì)被用于估計(jì)在衰落下沉之后的脈沖響應(yīng)，此期間無線是信號(hào)實(shí)際上已經(jīng)衰減了。相似的方法也被描述在Lars Lindblon的學(xué)位論文“Adaptve Equalization for Fading Mobile Radio Channels”System and Control Group，Depantmet of Technology，Uppsala University，1992之中。
本發(fā)明涉及用于在一個(gè)信道中數(shù)字信號(hào)傳輸?shù)姆?hào)估計(jì)的方法和裝置。當(dāng)數(shù)字傳輸系統(tǒng)具有信號(hào)帶寬超出系統(tǒng)的符號(hào)速率，被稱之為“超帶寬”，的時(shí)候所發(fā)生的那些問題由本發(fā)明的一個(gè)方面解決了。發(fā)生在快速變化的信道，例如急速衰落的無線電信道中的那些問題由本發(fā)明的一個(gè)方面所解決。
此方法借助于利用按照前面說明的G.Ungerboeck的文章的非二次方測(cè)量計(jì)算的維特比分析器來實(shí)現(xiàn)的。接收的信號(hào)的每個(gè)符號(hào)時(shí)間被采樣幾次，這個(gè)被觀察的采樣信號(hào)允許通過一個(gè)分段采樣前置濾波器。此前置濾波信號(hào)降到符號(hào)的速率進(jìn)行采樣并加給維特比分析器。維特比分析器以符號(hào)的速率完成符號(hào)估計(jì)并產(chǎn)生經(jīng)估計(jì)的符號(hào)。系統(tǒng)脈沖響應(yīng)，包括傳輸信道和發(fā)射機(jī)濾波器和接收機(jī)濾波器，但除開前置濾波器，被清楚地估計(jì)，如在這里所指的在信道估計(jì)濾波器中的信道估計(jì)值。此濾波器工作于借助得自維特比分析器的經(jīng)估計(jì)的符號(hào)來產(chǎn)生接收信號(hào)的估計(jì)值。在經(jīng)估計(jì)的信號(hào)和被觀察的采樣信號(hào)之間的差形成誤差信號(hào)。前置濾波器實(shí)質(zhì)上產(chǎn)生信道估計(jì)的時(shí)間一變換過的及共軛復(fù)數(shù)的形式。然而，前置濾波器系數(shù)由加權(quán)系數(shù)所加權(quán)，這些加權(quán)系數(shù)按照本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例是依誤差信號(hào)的變換值所產(chǎn)生。這使得能有一個(gè)包括使用了相對(duì)較少系數(shù)的短的信道估計(jì)。如前面所述，前置濾波器是分段采樣的，因此它也需要對(duì)信道估計(jì)分段采樣。為了能在維特比分析器中實(shí)施簡(jiǎn)化測(cè)量計(jì)算，在測(cè)量計(jì)數(shù)濾波器中產(chǎn)生系數(shù)。此濾波器一般包括在信道估計(jì)和前置濾波器之間的卷積，隨后從符號(hào)的速率進(jìn)行采樣。
如前所述，接收符號(hào)的估計(jì)值和誤差信號(hào)借助于得自維特比分析器的決定了的符號(hào)來產(chǎn)生。據(jù)前述，前置濾波器之前接收的符號(hào)以每個(gè)符號(hào)時(shí)間被采樣幾次，假設(shè)的符號(hào)在這些中間采樣時(shí)間點(diǎn)上被插入決定的符號(hào)序列中，使得誤差信號(hào)產(chǎn)生在符號(hào)之間的采樣時(shí)間點(diǎn)上。假設(shè)符號(hào)被指定為零值。這意味著全部發(fā)射機(jī)和接收濾波器將被包括在信道估計(jì)之內(nèi)以及這些濾波器因此對(duì)接收機(jī)不需要是已知的。引入零值符號(hào)的另一個(gè)結(jié)果是信道估計(jì)變得很不復(fù)雜。
經(jīng)常必需對(duì)信道的經(jīng)估計(jì)的脈沖響應(yīng)、信道估計(jì)進(jìn)行自適應(yīng)，例如在長(zhǎng)時(shí)隙或快速變化的信道。誤差信號(hào)和適當(dāng)?shù)淖赃m應(yīng)算法被用在這方面。此自適應(yīng)，每個(gè)符號(hào)時(shí)間做幾次，由于插入零值符號(hào)而相當(dāng)?shù)乇缓?jiǎn)化。這樣，在濾波器中新的系數(shù)值只需要每個(gè)符號(hào)產(chǎn)生一次，而與每個(gè)符號(hào)采樣時(shí)間點(diǎn)的數(shù)目無關(guān)。用插入假設(shè)的零值符號(hào)來代替使用進(jìn)一步的內(nèi)值濾波器去產(chǎn)生假設(shè)符號(hào)，這也可能使用相對(duì)地較短的信道估計(jì)。這使得在適應(yīng)信道估計(jì)時(shí)有相對(duì)較的延時(shí)，這有利于被估計(jì)的符號(hào)在維特比分析器中有較高精度。
在產(chǎn)生前置濾波器和測(cè)量計(jì)算濾波器時(shí)，預(yù)測(cè)器被用來有助于自適應(yīng)維特比檢測(cè)器。這能對(duì)由于在維特比分析器中因判定延時(shí)導(dǎo)致的延時(shí)的信道估計(jì)作出一些補(bǔ)償。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，不同的前置濾波器的系數(shù)也對(duì)不同的未來時(shí)間周期也可以被預(yù)測(cè)。這對(duì)使用了前置濾波器的非二次方維特比分析器是有利的。
在那些只有包括了快速變化的信道的問題要解決的情況中，本發(fā)明的第二方面，只需要對(duì)接收的信號(hào)每個(gè)符號(hào)取樣一次。在這方面，通道估計(jì)，以及前置濾波器和度量計(jì)算濾波器也是，每個(gè)符號(hào)只取樣一次。如前述，維特比分析器以符號(hào)速率工作。
可以總結(jié)地說，本發(fā)明區(qū)別于已知技術(shù)本質(zhì)上在以下三方面-信道被估計(jì)和清楚地被跟蹤，在前置濾波器和度量計(jì)算濾波器中的系數(shù)被借助于所獲得的信道估計(jì)來計(jì)算。
-當(dāng)產(chǎn)生前置濾波器和度量計(jì)計(jì)算濾波器時(shí)使用加權(quán)系數(shù)使可以用較短的信道估計(jì)，而性能沒有損失。
-對(duì)在前置濾波器中的系數(shù)允許不同長(zhǎng)度的預(yù)測(cè)時(shí)間。
本發(fā)明一般可以被應(yīng)用于信號(hào)傳輸中，特別是快速衰落的無線電信道中。接收機(jī)性能和已知技術(shù)相比有相當(dāng)大改進(jìn)而不需要接收機(jī)太復(fù)雜。
本發(fā)明以下面的權(quán)利要求書規(guī)定的特點(diǎn)為特征。
現(xiàn)在結(jié)合附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例，這些附圖是

圖1是表示數(shù)字無線電系統(tǒng)中發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的方框圖;
圖2說明用于時(shí)分無線電傳輸?shù)臅r(shí)隙和符號(hào)序列;
圖3說明帶符號(hào)值的復(fù)數(shù)平面;
圖4是說明接收機(jī)的方框圖;
圖5是說明信道估計(jì)濾波器的方框圖;
圖6是說明無線信道脈沖響應(yīng)的曲線圖;
圖7是說明前置濾波器的方框圖;
圖8是說明加權(quán)系數(shù)產(chǎn)生電路的方框圖;
圖9是說明本發(fā)明方法的流程圖;
圖10是說明本發(fā)明一個(gè)替換實(shí)施例的方框圖;
圖11是說明本發(fā)明又一實(shí)施例的方框圖。
圖1圖示用于時(shí)分信號(hào)傳輸?shù)臒o線電傳輸系統(tǒng)。發(fā)射機(jī)包括單元10，它接收帶信號(hào)的信息并產(chǎn)生相應(yīng)的數(shù)字符號(hào)S(K)。符號(hào)S(K)中，字母K是一個(gè)整數(shù)符號(hào)計(jì)數(shù)。這些符號(hào)發(fā)送到單元11，它包括一個(gè)發(fā)射機(jī)濾波器和一個(gè)數(shù)/模變換器。符號(hào)S(K)是在單元11中被處理的信號(hào)并被送到無線發(fā)射機(jī)12，它從選定的載頻的信號(hào)R(T)的形式發(fā)送去單元11中變成模擬量的信號(hào)。模擬信號(hào)通過無線電信道13被傳輸?shù)窖b備有無線電接收機(jī)14的接收機(jī)上。信道13使信號(hào)R(T)受到多路經(jīng)傳播，尤其是如圖中所示是用雙信號(hào)路徑。沿一個(gè)信號(hào)路徑傳播的信號(hào)在到達(dá)接收機(jī)之前例如在建筑物18上被反射。無線電接收機(jī)14將接收到的信號(hào)解調(diào)到基本頻帶并發(fā)生一基本頻帶信號(hào)Y(T)到相關(guān)和取樣電路15。隨后，電路發(fā)生一個(gè)被觀察的采樣信號(hào)，記為Y(K/2)。此信號(hào)Y(K/2)由前置濾波電路20接收，它發(fā)生一個(gè)經(jīng)前置濾波的被觀察的信號(hào)Z(K)到信道均衡器17。信號(hào)Z(K)在信道均衡器17中被按照維特比算法處理，均衡器發(fā)生經(jīng)估計(jì)的符號(hào) D(K)，它將盡可能接近地和發(fā)射機(jī)的符號(hào)S(K)一致。維特比算法按照前面所說的G.Ungerboeck的參考文件應(yīng)用了簡(jiǎn)化的非二次方的度量計(jì)算。相關(guān)和采樣電路15接到信道估計(jì)電路16并發(fā)給它一個(gè)包括了信道13的信道估計(jì)初值。根據(jù)本實(shí)施例，電路16是自適應(yīng)的并依次地為信道估計(jì)產(chǎn)生新的系數(shù)值，由此它被依次借助于信號(hào)Y(K/2)和經(jīng)估計(jì)的符號(hào) D(K)適應(yīng)于隨時(shí)間變化的信道13。除了信道估計(jì)之外，還在信道估計(jì)電路16中產(chǎn)生前置濾波電路20的系數(shù)值和當(dāng)對(duì)符號(hào) D(K)進(jìn)行估計(jì)時(shí)被在信道均衡器17里維特比算法使用的測(cè)量計(jì)算濾波器的系數(shù)值。一般可以是，在信道估計(jì)電路16里的濾波器和它的濾波系數(shù)的產(chǎn)生是本發(fā)明的主題，將在下面更詳細(xì)地描述。
應(yīng)該注意到，例如，經(jīng)估計(jì)的符號(hào) D(K)對(duì)于被觀察的信號(hào)Z(K)是延時(shí)了的，而盡管給的是同樣的符號(hào)計(jì)數(shù)器(K)這個(gè)事實(shí)。這樣的標(biāo)準(zhǔn)方法為了簡(jiǎn)單起見在以后的整個(gè)說明中會(huì)被使用，而且認(rèn)為本領(lǐng)域的技術(shù)人員認(rèn)識(shí)到某些電路會(huì)引起時(shí)延。只在少數(shù)情況下考慮必需清楚地陳述一個(gè)信號(hào)的時(shí)延。參考標(biāo)號(hào)(K-1)在此時(shí)表示包括一個(gè)符號(hào)時(shí)間內(nèi)的時(shí)延。
如前所述，按本實(shí)施例的無線傳輸系統(tǒng)是時(shí)分的，如圖2所示，其中T是表示時(shí)間。載頻，或者實(shí)際上對(duì)雙向傳輸時(shí)的一對(duì)頻率，被分成三個(gè)時(shí)隙19，標(biāo)以數(shù)字1，2和3。符號(hào)序列SS包括了同步序列SY和二個(gè)數(shù)據(jù)序列SD1和SD2，它們含有要傳送的信息，符號(hào)序列被在每個(gè)時(shí)隙里傳輸。符號(hào)序列SS包括雙信號(hào)，盡管上面說的符號(hào)S(K)，按照例如QPSK-調(diào)制，被調(diào)制的，如圖3所示。在座標(biāo)軸標(biāo)的I和Q的復(fù)數(shù)平面上，符號(hào)S(K)的四個(gè)可能的值S0、S1、S2和S3被標(biāo)出，相應(yīng)地也標(biāo)有雙數(shù)字00、01、10和11。用來傳送一個(gè)這樣的調(diào)制的符號(hào)的時(shí)間標(biāo)為一個(gè)符號(hào)時(shí)間TS，如在圖2中所示。那是這些由整數(shù)符號(hào)計(jì)數(shù)器K所計(jì)數(shù)的整個(gè)符號(hào)時(shí)間TS。上面所說區(qū)分為時(shí)隙和符號(hào)調(diào)制是已知技術(shù)，并不構(gòu)成任何部分的發(fā)明概念。
在圖1和2中描繪的系統(tǒng)可以組成一個(gè)移動(dòng)電話系統(tǒng)，其發(fā)射機(jī)是基地站，接收機(jī)是移動(dòng)站，或者相反。三個(gè)時(shí)隙1，2和3以及信號(hào)序列SS符號(hào)美國(guó)移動(dòng)電話系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)TIA/IS-54。在此系統(tǒng)中，時(shí)隙為6.7毫秒時(shí)間間隔，這在實(shí)際發(fā)生的大多數(shù)情況場(chǎng)合要求信道估計(jì)電路16是自適應(yīng)的，如上所述。
如在前面引言中所述，在一個(gè)數(shù)字信號(hào)傳輸系統(tǒng)中，當(dāng)信號(hào)帶寬B超過系統(tǒng)符號(hào)速率R＝1/TS的，在信道平衡和符號(hào)估計(jì)中發(fā)生了問題。例如在上面所述的美國(guó)移動(dòng)電話系統(tǒng)就是這種情況，其信號(hào)帶寬是B＝30KHZ，其符號(hào)變化率R＝24.3KBd。根據(jù)采樣法則，在像這樣的系統(tǒng)中，從符號(hào)速率R對(duì)基頻帶信號(hào)Y(T)采樣是不夠的。然而，對(duì)在信道均衡器17中按照維特比算法進(jìn)行信號(hào)處理可以使用符號(hào)的速率。在此符號(hào)速率R為高的頻率下對(duì)基頻帶信號(hào)Y(T)采樣是可能的，按照本發(fā)明這個(gè)較高頻率當(dāng)在前置濾波電路20中前置濾波時(shí)和當(dāng)在信道估計(jì)電路16中產(chǎn)生濾波系數(shù)時(shí)是被使用的。在信道均衡器17中符號(hào)速率的使用允許均衡器相對(duì)的簡(jiǎn)單，本發(fā)明也使得對(duì)維特比算法可使用簡(jiǎn)化的非二次方度計(jì)算。
圖1右半部分圖示的接收機(jī)更詳細(xì)地示于圖4。無線接收機(jī)14接于相關(guān)和采樣單元15，它包括第一采樣器21，第二采樣器22，相關(guān)電路23，同步電路24以及用于同步序列SY的對(duì)接收機(jī)是已知的振蕩器25。第一采樣器21從無線接收機(jī)14接收連續(xù)的基頻帶信號(hào)Y(T)并對(duì)此信號(hào)每個(gè)符號(hào)采樣八次，即有采樣頻率為8/TS。因而標(biāo)為Y(K/8)的采樣信號(hào)發(fā)給相關(guān)電路23。對(duì)被觀察符號(hào)序列SS的第一信道估計(jì)HF借助于來自發(fā)生器25的同步序SY以及發(fā)生的被觀察的同步序列被產(chǎn)生于此電路中。當(dāng)產(chǎn)生此第一信道估計(jì)時(shí)，還在同步電路24中建立一符號(hào)采樣時(shí)間點(diǎn)TO。此符號(hào)采樣時(shí)間點(diǎn)控制第二采樣器22，由此，按本例，每個(gè)符號(hào)的原來八個(gè)采樣時(shí)間點(diǎn)中的二個(gè)被選為有時(shí)間間隔為TS/2。這造成被觀察信號(hào)Y(K/2)，采樣單元將它發(fā)給前置濾波電路20及信道估計(jì)電路16。在單元22是減慢采樣使得簡(jiǎn)化了在前面所述的信道估計(jì)電路中的信號(hào)處理。原來八個(gè)采樣被用于建立符號(hào)采樣時(shí)間TO，它是符號(hào)在前面所述的符號(hào)計(jì)數(shù)器中計(jì)數(shù)的開始點(diǎn)。符號(hào)采樣時(shí)間TO和第一通道估計(jì)HF時(shí)發(fā)給信道估計(jì)電路16。
現(xiàn)在對(duì)信道估計(jì) F在相關(guān)和采樣電路15中如何產(chǎn)生的作簡(jiǎn)要敘述。包括了信道13的脈沖響應(yīng)通過信號(hào)Y(K/8)和同步序列產(chǎn)生。脈沖響應(yīng)延展于包括幾個(gè)符號(hào)時(shí)間TS的時(shí)間間隔內(nèi)，在TS/8的時(shí)間間隔上產(chǎn)生各個(gè)脈沖響應(yīng)值。在上述的時(shí)間間隔內(nèi)選定包含了第一次信道估計(jì) F的較短的時(shí)間間隔。在所給的實(shí)施例情況下，比選擇要使得第一次信道估計(jì) F獲得最大能量。進(jìn)一步，第一次信道估計(jì) F只在那些相距時(shí)間間隔為TS/2的點(diǎn)上給出。瑞典專利申請(qǐng)8903842-6號(hào)更詳細(xì)地?cái)⑹隽巳绾芜x擇最大能量的信道估計(jì)。然而，以其他已知方法選擇信道估計(jì)處于本發(fā)明的范圍內(nèi)。應(yīng)該看到，信道估計(jì)，第一次信道估計(jì)HF和其后的用適應(yīng)的信道估計(jì)二者，包括了實(shí)際無線信道13和發(fā)射機(jī)濾波器11及接收機(jī)濾波器，例如一個(gè)MF-濾波器二者。前置濾波電路20不包括在信道估計(jì)之內(nèi)。也應(yīng)當(dāng)注意到由相關(guān)“實(shí)際上一般意思是最小二乘方估計(jì)。原則上，當(dāng)所使用的已知的同步序列有所謂白噪聲自動(dòng)相關(guān)性能時(shí)這種性質(zhì)的估計(jì)和相關(guān)性一致。移動(dòng)電話系統(tǒng)常常是這種情形。
信道估計(jì)電路16包括自適應(yīng)信道估計(jì)濾波器31，延時(shí)電路32，差異形成器33，執(zhí)行自適應(yīng)算法的電路234，二次方及平均值形成電路35，信號(hào)開關(guān)36，符號(hào)發(fā)生器37，包括有預(yù)測(cè)電路38A的濾波發(fā)生器38，和度量計(jì)算濾波器39。信道估計(jì)濾波器31接收第一次信道估計(jì) F和符號(hào)采樣時(shí)間點(diǎn)TO，還有在信道均衡器17中估計(jì)的符號(hào) D(K)。被發(fā)到差異形成器33的被估計(jì)的信號(hào)值Y(K/Z)由此處形成。差異形成器33也接收在電路32中已被延時(shí)的觀察信號(hào)Y(K/Z)并發(fā)生一個(gè)誤差信號(hào)e(K/2)-Y(K/2)- (K/2)。誤差信號(hào)被發(fā)到電路34，它通過其自適應(yīng)算法去控制自適應(yīng)濾漢器31。它也經(jīng)過預(yù)測(cè)電路38A依次地將信道估計(jì)的適應(yīng)值 (K/2)發(fā)給濾波發(fā)生器38。濾波發(fā)生器38也接收已經(jīng)借助于誤差信號(hào)e(K/2)由電路35產(chǎn)生的加權(quán)因數(shù)α(K/2)＝αK-1/2，αK，下面要要詳細(xì)解釋。在那里產(chǎn)生于濾波發(fā)生器一個(gè)前置濾波函數(shù) (K/2)，它有被發(fā)往前置濾波電路20和也發(fā)往側(cè)量計(jì)算濾波器39的濾波系數(shù)。在后一個(gè)濾波器里產(chǎn)生一個(gè)濾波函數(shù) (K)，它具有按照維特比算法的用于簡(jiǎn)化度量計(jì)算的系數(shù)，并且系數(shù)被發(fā)給信道均衡器17。信道均衡器17從符號(hào)發(fā)生器37接收假設(shè)的符號(hào) (K)，它假設(shè)由圖3給出的四個(gè)符號(hào)值S0、S1、S2和S3。信號(hào)開關(guān)3b從同步電路24控制，并且更替一個(gè)估計(jì)符號(hào) D(K)和有零值的虛構(gòu)符號(hào)Ω就移支二分之一符號(hào)時(shí)間的間隔TS/2。此零值將不會(huì)和圖3中復(fù)數(shù)符號(hào)S0的雙值器所混擾。虛構(gòu)的零值符號(hào)Ω在復(fù)數(shù)平面I-Q的原點(diǎn)上，如圖3所示。在圖中已表示出得信號(hào)開關(guān)36一個(gè)端子36A接收到電位來產(chǎn)生虛構(gòu)符號(hào)Ω。為什么零值要移入的理由將在下面參閱圖5更詳細(xì)地解釋。
前置濾波電路電路20包括前置濾波器26，它從濾波發(fā)生器38接收前置濾波函數(shù) (K/2)。被觀察的信號(hào)Y(K/2)通過前置濾波器，并在其后在第三采樣器27中以減慢到符號(hào)速率采樣，該第二采樣器從同步電路24控制。以符號(hào)采樣時(shí)間TO作減慢采樣的便獲得置濾波的觀察信號(hào)Z(K)，它因而每一個(gè)符號(hào)時(shí)間TS發(fā)生一個(gè)值。
圖5表示了信道估計(jì)濾波器31，延時(shí)電路32，差異形成器33和帶有自適應(yīng)算法的電路34。濾波器31包括延時(shí)電路41，系數(shù)電路42，加法器43和開關(guān)44。延時(shí)電路41依次串聯(lián)并將進(jìn)入的信號(hào)依次地延時(shí)半個(gè)符號(hào)時(shí)間TS/2。各依次延時(shí)的信號(hào)在系數(shù)電路42乘以系數(shù) 0(K)， 1(K)， 2(K)及 3(K)，它們是信道估計(jì) (K/2)在相隔二分之一符號(hào)時(shí)間TS/2的四個(gè)時(shí)間點(diǎn)上的值。由系數(shù)電路42輸出的信號(hào)在加法器43上相加得到被估計(jì)的信號(hào)值 (K/2)。誤差信號(hào)e(K/2)在差異形成器33中形成并發(fā)生給電路34自適應(yīng)算法。此算法依賴于無線信道13假設(shè)所擁有的干擾而選擇，在本實(shí)施例中是一種被稱為L(zhǎng)MS-算法(最小均方Least Mean Square)。電路34的輸出信號(hào)調(diào)節(jié)在系數(shù)電路42中的系數(shù)，使按LMS-算法的誤差信號(hào)e(K/2)的影響最小。系數(shù)電路通過來自相關(guān)和同步電路15的第一個(gè)信道估計(jì)HF獲得它們的起始值。這些起始值借助于開關(guān)44被連接起來，開關(guān)由同步電路24控制。估計(jì)信號(hào)值 (K/2)通過經(jīng)維特比算法延時(shí)數(shù)字q介符號(hào)時(shí)間TS的估計(jì)符號(hào) D(K)而產(chǎn)生。觀察信號(hào)值Y(K/2)因此在延時(shí)電路32中被延時(shí)數(shù)字q個(gè)符號(hào)時(shí)間，用插入零值虛構(gòu)符號(hào)Ω于各值計(jì)符號(hào) D(K)之間，各系數(shù)電路42在每次輪換修正時(shí)得到零值輸入信號(hào)。因而電路只需要去每符號(hào)時(shí)間TS內(nèi)修正一次，這簡(jiǎn)化了修正。這點(diǎn)將在下面的信道估計(jì)方法敘述中更為清楚。
估計(jì)信號(hào) (K/2)對(duì)每個(gè)符號(hào)有二個(gè)分開的值，第一個(gè)在符號(hào)采樣時(shí)間點(diǎn)TO的 (K)而第二個(gè)早半個(gè)符號(hào)時(shí)間TS/2 (K-1/2)。這些值按下式產(chǎn)生 在圖5中，在早于符號(hào)采樣時(shí)間TO為K-1/2個(gè)一半符號(hào)時(shí)間TS/2的時(shí)間位置處符號(hào)序列 D(K)，Ω的符號(hào)值標(biāo)為系數(shù)電路42的輸入。半個(gè)符號(hào)時(shí)間以且，在符號(hào)采樣時(shí)間TO，符號(hào)值向圖中右邊移過TS/2。在一個(gè)符號(hào)時(shí)間中誤差信號(hào)e(K/2)去符號(hào)時(shí)間TS期間有二個(gè)不同的值 由Y(K)和Y(K-1/2)是被觀察信號(hào)Y(K/2)在一個(gè)符號(hào)時(shí)間內(nèi)的二個(gè)被觀察信號(hào)值。信道估計(jì)在本實(shí)施例情況下按照下式通過LMS-算法修正
上式中μ是一個(gè)參數(shù)，是自適應(yīng)算法中的一個(gè)步距長(zhǎng)度。從(3)式可以看到，系數(shù)電路42的值每個(gè)符號(hào)時(shí)間由于插入零值虛構(gòu)符號(hào)Ω只需要計(jì)算一次。從(1)式也可以看到，被估計(jì)的信號(hào) (K/2)的產(chǎn)生也可由于插入零值虛擬符號(hào)Ω而被簡(jiǎn)化。(1)式中每一個(gè)都只有二項(xiàng)，如果不是零值而是其他值插入被估計(jì)的符號(hào) (K)和SD(K-1)之間的話它們將要求的是四項(xiàng)。RLS-算法(遞歸的最小二平方Recursive Least Square)或Kalman-算法是代替LMS-算法的例子。
信道估計(jì)可能結(jié)構(gòu)的例子示于圖6，它是一個(gè)曲線圖，其座標(biāo)軸標(biāo)為時(shí)間T和信道估計(jì)的幅值H。曲線A示出對(duì)信道13的連續(xù)的脈沖響應(yīng)的及各別值 0(K)、 1(K)、 2(K)和 3(K)是在時(shí)間位置TO各選定的時(shí)間點(diǎn)處的信道估計(jì)值。圖表示了符號(hào)采樣時(shí)間TO，符號(hào)計(jì)數(shù)器K指出各個(gè)信道估計(jì)值與時(shí)間腳標(biāo)K有關(guān)。
前置濾波函數(shù) (K/2)一般可以說是信道估計(jì)( (K/2))和加權(quán)固數(shù)α(K/2)的函數(shù)。最佳的前置濾波器設(shè)置是一個(gè)和無線信道匹配的濾波器，提供在信道估計(jì)和前置濾波器中的系數(shù)數(shù)目足夠大。如前所述，使用如此之長(zhǎng)的信道估計(jì)充滿了缺點(diǎn)。本發(fā)明可以達(dá)到的明顯的優(yōu)點(diǎn)之一是信道估計(jì)和前置濾波器可以非常短。這用插入加權(quán)固數(shù)α(K/2)變得可能。根據(jù)本實(shí)施例，前置濾波器函數(shù) (K/2)有四個(gè)系數(shù)，它在濾波器發(fā)生器38中按下式產(chǎn)生 信道估計(jì) (K/2)中的系數(shù)值是共軛復(fù)數(shù)，如由記號(hào)＊所標(biāo)示，當(dāng)用腳標(biāo)0，1，2，3順序來表示時(shí)它排列為反時(shí)序，并乘以加權(quán)因數(shù)α(K/2)。在(4)式中假設(shè)預(yù)測(cè)電路38A沒有接，所以當(dāng)產(chǎn)生前置濾波函數(shù) (K/2)時(shí)能道估計(jì) (K/2)被直接使用的。
濾波發(fā)生器38將(4)式中的系數(shù)發(fā)給前置濾波器26，如圖7所示。前置濾波器包括延時(shí)電路261，系數(shù)電路262和加法器263。各延時(shí)電路順序接成串聯(lián)并將進(jìn)入的觀察信號(hào)Y(K/2)依次地延時(shí)半個(gè)符號(hào)時(shí)間TS/2。經(jīng)延時(shí)的信號(hào)在系數(shù)電路262乘以按照(4)式的系數(shù)值再在加法器263中相加。最后合成的信號(hào)在每個(gè)符號(hào)時(shí)間TS采樣一次以便得到前置濾波信號(hào)Z(K)。
根據(jù)一個(gè)替換例，預(yù)測(cè)電路38A被使用使得當(dāng)產(chǎn)生前置濾波函數(shù) (K/2)時(shí)利用信道估計(jì)的預(yù)測(cè)值。這是很明顯的，當(dāng)在信道均衡器17中實(shí)行測(cè)量計(jì)算時(shí)，那里信道估計(jì)系數(shù)隨時(shí)間變化。從(4)式將明白，信道估計(jì) (K/2)中的系數(shù)在產(chǎn)生前置濾波函數(shù) (K/2)時(shí)反時(shí)序地使用。所以，在本實(shí)施例情況下，在時(shí)間點(diǎn)K信號(hào) (K/2)的信號(hào)值將被乘以用在時(shí)間點(diǎn)K-1的前置濾波器第一個(gè)系數(shù)里的系數(shù)值。這能導(dǎo)致在信道13的非常顯著的時(shí)間偏離情況下有一些妨礙符號(hào)估計(jì)。這可用各不相同時(shí)間長(zhǎng)度的前置濾波系數(shù)的多次預(yù)測(cè)的預(yù)測(cè)法來消除，用于前置濾波器第一個(gè)系數(shù)是最長(zhǎng)預(yù)測(cè)時(shí)間，對(duì)其后的各系數(shù)依次地減少預(yù)測(cè)時(shí)間。電路38A中的預(yù)測(cè)導(dǎo)致在前置濾波函數(shù) (K/2)中預(yù)測(cè)系數(shù)值，對(duì)于信號(hào)值 (K/2)它是即時(shí)的?？蓞⒁娪蒃rik Dalalman向在斯德哥爾摩的Kungl.Teniska Hogskolan(皇家技術(shù)學(xué)院)提出的學(xué)位論文“A Study of Adaptive Detectors for Fast-Varying Mobile-Radio Channels”，Oetober 19，1992，Report NO.TRITA-TTT-9102，Section 3，“Improned Channel Estimates Using Prediction”，有預(yù)測(cè)法更完整的敘述。
濾波函數(shù) (K)的系數(shù)被用于完成在信道均衡器17中的度量計(jì)算，這些系數(shù)在測(cè)量計(jì)算濾波器39中產(chǎn)生。濾波函數(shù)是信道估計(jì) (K/2)和瓣置濾波函數(shù) (K/2)卷積的結(jié)果 (K/2)× (K/2)，其中記號(hào)X表示卷積運(yùn)算。此卷積的結(jié)果以符號(hào)的速率在圖4中標(biāo)為TO的符號(hào)采樣時(shí)間點(diǎn)中的開始點(diǎn)上采樣。此采樣的已知方式通過沒有示出的采樣單元實(shí)行。
信道均衡器17根據(jù)所謂符號(hào)采樣維特比算法進(jìn)行工作，因它對(duì)以符號(hào)速率采樣的信號(hào)Z(K)進(jìn)行信道均衡。維特比算法的更詳細(xì)的敘述要參見前述G.Forney的參考文件“The Viterbi Algorithm”。此算法以已知方式具有一個(gè)狀態(tài)數(shù)N＝ML，其中M是符號(hào)可具有的值的數(shù)字，而L是在信號(hào)時(shí)間TS的數(shù)字下濾波函數(shù) (K)的存儲(chǔ)長(zhǎng)度。在本實(shí)施例中，按圖3，M＝4，且經(jīng)過卷積，濾波函數(shù) (K)的存儲(chǔ)長(zhǎng)度已選為L(zhǎng)＝1，所以均衡器17將具有狀態(tài)表N＝4。一般可以說維特比算法將被觀察的經(jīng)前置濾波的信號(hào)Z(K)和借助于假設(shè)符號(hào)S(K)及借助于濾波函數(shù) (K)的系數(shù)產(chǎn)生的假設(shè)序列相比較。假設(shè)符號(hào)由下式給出 二個(gè)序列之間的比較結(jié)果出一個(gè)偏差值，稱為度量值，它是由各增量值相加逐段進(jìn)行計(jì)算。如前述，按照本發(fā)明增量度量值的產(chǎn)生是一簡(jiǎn)化的非二次方過程，且以前述G.Ungerboeck的參考文件“Adaptive Maximum-Likelihood Receiver for Carrier-Modulated Data-Transmission Systems”中描述的方法實(shí)行。各增量度量值對(duì)維特比算法各狀態(tài)不同的轉(zhuǎn)變進(jìn)行計(jì)算。對(duì)產(chǎn)生測(cè)量值的每一步選定最大度量值并注意到其相應(yīng)的轉(zhuǎn)變。在預(yù)定數(shù)目的計(jì)算步驟之后度量值的產(chǎn)生中斷，選定符號(hào)，諸如在所得到的度量值基礎(chǔ)上的估計(jì)符號(hào) (K)。也將注意到在簡(jiǎn)化維特比算法中由于和典型地使用的維特比算法情況性質(zhì)不同而對(duì)每一個(gè)狀態(tài)選擇最大度量值。因使用非二次方度量計(jì)算而導(dǎo)致的簡(jiǎn)化在符號(hào)估計(jì)實(shí)踐中得到重大的好處，因?yàn)榭梢员苊舛畏交蚱椒降闹怠?br> 如前所述，估計(jì)的符號(hào) (K)相對(duì)于所接收的信號(hào)Y(K/2)被延時(shí)了數(shù)目q個(gè)符號(hào)時(shí)間。這導(dǎo)致信道估計(jì)濾波器31適應(yīng)的延時(shí)。為了減少這有害的延時(shí)，在自適應(yīng)過程中使用了出自信道均衡器17的按本發(fā)明的替代用的初步估計(jì)符號(hào)SP(K)。此初步符號(hào)SP(K)經(jīng)過比最后的符號(hào)SD(K)要較少的步驟在均衡器17中被決定，并以比前面說的q個(gè)符號(hào)時(shí)間較少延時(shí)而被產(chǎn)生，如圖4所示。
根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例，前述的加權(quán)因數(shù)α(K/2)＝(αK-1/2，αK)借助于誤差信號(hào)e(K)和e(K-1/2)而產(chǎn)生。此加權(quán)因數(shù)的產(chǎn)生是基于觀察到各信號(hào)各自平方的統(tǒng)計(jì)期望值代表了總的噪音干擾水平、殘存的符號(hào)間干擾和共信道干擾。期望值越大，估計(jì)信號(hào)值 (K-1/2)和 (K)與它們各自的觀察信號(hào)Y(K-1/2)和Y(K)間的一致性越小。隨此而來的是相應(yīng)的增量測(cè)量值也較少準(zhǔn)確地和由信道中噪聲造成的誤差相一致。這些增量度量值然后將在維度比算法中被加權(quán)而下降，因?yàn)槠渲凳遣欢ǖ??？赡芤粋€(gè)期望的數(shù)值，或者實(shí)際上統(tǒng)計(jì)的偏離值要十倍大于那另一個(gè)值，特別在說的信道估計(jì)情況。對(duì)應(yīng)的誤差信號(hào)然后將可能包含大量未知的符號(hào)間干擾而不是信道噪音，因此是不定的。二個(gè)誤差信號(hào)e(K)和e(K-1/2)的冪將互相大大不同，如前所述，特別是當(dāng)信道估計(jì) (K/2)極少有系數(shù)時(shí)。利用加權(quán)因數(shù)α(K/2)可作出好的符號(hào)估計(jì)，甚至當(dāng)信道估計(jì)極少有系數(shù)時(shí)。這是本發(fā)明的所有的基本優(yōu)點(diǎn)之一。然而，將會(huì)明白，那些包括相對(duì)地較長(zhǎng)的信道估計(jì)的實(shí)施例也處在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。在此情況下，符號(hào)估計(jì)要求更多計(jì)算，但加權(quán)因數(shù)的產(chǎn)生是簡(jiǎn)化的，這些因數(shù)可被可被調(diào)節(jié)到α(K/2)＝1，或者它們至少能做到對(duì)所有分子都是一樣的。在本發(fā)明那些后面的實(shí)施例情況下，保留借助于信道估計(jì)產(chǎn)生前置濾波器，以便避免在前言里所述的符號(hào)估計(jì)中穩(wěn)定和快捷的麻煩問題。
統(tǒng)計(jì)的期望值用將誤差信號(hào)值站方和形成平均值來估計(jì)。期望值和加權(quán)因數(shù)在電路35中產(chǎn)生，電路在圖8中更詳細(xì)地示出。電路包括二個(gè)平方器51和52，二個(gè)低通濾波器53和54，二個(gè)變換器55和56和二個(gè)信號(hào)開關(guān)57和58。信號(hào)開關(guān)57接收誤差信號(hào)e(K/2)并將此信號(hào)交替地在半個(gè)符號(hào)時(shí)間TS/2內(nèi)發(fā)給平方器51和52。信號(hào)開關(guān)57以一種來被仔細(xì)表示出的方式由來自圖4同步電路24的信號(hào)所控制。二個(gè)誤差信號(hào)e(K-1/2)及e(K)在它們各自的平方器51和52中被平方，并將平方的值用各自的低通濾波器53和54濾過而形成平均值。這些濾波器將信號(hào)δ2(K-1/2)和δ2(K)分別發(fā)生，這些信號(hào)對(duì)應(yīng)于前述誤差信號(hào)的統(tǒng)計(jì)期望值。信號(hào)δ2(K-1/2)和δ2(K)在各自的變換器55和56中被變換的提供前述加權(quán)因數(shù)αK和αK-1/2并被發(fā)給信號(hào)開關(guān)58。信號(hào)形狀以沒有詳細(xì)表示的方式由同步電路24控制，并將加權(quán)因數(shù)在半個(gè)符號(hào)時(shí)間TS/2期間內(nèi)加到濾波發(fā)生器38。示于圖4的電路35因此按照以下關(guān)系式產(chǎn)生加權(quán)因數(shù) 其中｜e(K-1/2)｜和｜e(k)｜面的橫線表示是平均值。
根據(jù)一個(gè)替換的情況，還注意到當(dāng)按下式產(chǎn)生加權(quán)因數(shù)的在信道估計(jì)中濾波系數(shù)的值
為了產(chǎn)生這些替換的加權(quán)因數(shù)，電路35通過在圖4中以虛線表示的連接35A從信道估計(jì)電路31接收信道估計(jì) (K/2)。濾波系數(shù) 0和 2以及 1和 3在包括于平方和平均形成電路35中的電路59和60里被平方并逐對(duì)相加，再分別乘以變換值δ2(K-1/2)和δ2(K)。然后所產(chǎn)生的加權(quán)因數(shù)α(K/2)被送到濾波發(fā)生器38并用來產(chǎn)生前置濾波函數(shù) (K/2)，如上面參考(4)式所描述的。根據(jù)另一個(gè)產(chǎn)生加權(quán)因數(shù)的替代方法，采用更直接測(cè)量在(7)式的分子里的所接收的信號(hào)強(qiáng)度。這種測(cè)量是所謂RSSI-值(Received Signal Strength Indicator接收信號(hào)強(qiáng)度指示)，它主要是所接收信號(hào)Y(K/2)絕對(duì)值的平方和低通濾波值。此RSSI-值在圖4中的虛線標(biāo)出的電路35B中被產(chǎn)生。
上面的實(shí)施例包括了借助判定的或初步判定符號(hào)對(duì)信道估計(jì) (K/2)進(jìn)行適應(yīng)。根據(jù)簡(jiǎn)化的替換的方法，濾波系數(shù)值在通道會(huì)計(jì)電路31中借助于第一個(gè)信道估計(jì) F對(duì)每個(gè)符號(hào)序列SS只調(diào)整一次。這意味著帶自適應(yīng)算生的電路34被排除在外。在這方面交替地含有估計(jì)符號(hào) D(K)和虛構(gòu)的零值符號(hào)Ω的符號(hào)序列送到信道估計(jì)電路31并只被用于產(chǎn)生估計(jì)信號(hào) (K/2)。然而根據(jù)替代的簡(jiǎn)化方法，插入零值虛構(gòu)符號(hào)對(duì)產(chǎn)生誤差信號(hào)e(K/2)是有意義的，根據(jù)(1)和(2)式誤差信號(hào)是通過估計(jì)信號(hào) D(K)產(chǎn)生的。
本發(fā)明方法用表示在圖9中的流程圖概括地?cái)⑹?。無線電信號(hào)R(T)在方塊70里接收，降頻混合并濾波成基頻帶信號(hào)Y(T)。根據(jù)方塊71此信號(hào)每符號(hào)時(shí)間TS被采樣八次，此采樣信號(hào)Y(K/8)用于作相關(guān)聯(lián)結(jié)，方塊72。此相關(guān)聯(lián)結(jié)給出包括無線信道13的信道采樣脈沖響應(yīng)，它被用來決定信道估計(jì)HF和決定符號(hào)采樣時(shí)間YO。根據(jù)方塊73此一次采得的信號(hào)Y(K/8)在此時(shí)間點(diǎn)TO的基礎(chǔ)上被降頻采樣，得到被觀察信號(hào)Y(K/Z)，每個(gè)符號(hào)時(shí)間TS它有二個(gè)信號(hào)值。信號(hào)Y(K/2)在方塊74中被前置濾波并以符號(hào)的速率降頻采樣，以便得到前置濾波信號(hào)Z(K)。根據(jù)方塊75，估計(jì)符號(hào) D(K)在信道均衡器中被判定，再根據(jù)方塊76，產(chǎn)生這些被估計(jì)符號(hào)和虛構(gòu)零值符號(hào)Ω的符號(hào)序列被產(chǎn)生。被估計(jì)的信號(hào)值 (K/2)在方塊77中通過信道估計(jì)HF和前述信號(hào)序列被產(chǎn)生出來。誤差信號(hào)e(K/2)由這些估計(jì)信號(hào)值和被觀察信號(hào)值Y(K/2)在方塊78中被產(chǎn)生。加權(quán)因數(shù)α(K/2)在方塊79中用平方、低濾波和變換誤差信號(hào)產(chǎn)生。根據(jù)方塊80，加權(quán)因數(shù)α(K/2)和信道估計(jì) F用來產(chǎn)生前置濾波系數(shù)。這些系數(shù)根據(jù)方塊74在前置濾波時(shí)使用，并根據(jù)方塊81產(chǎn)生度量濾波。在測(cè)量濾波器 (K)中的系數(shù)用來判定符號(hào) D(K)。
圖9中的流程圖說明了本發(fā)明的一個(gè)簡(jiǎn)單實(shí)例，為清楚起見使用了實(shí)線。在該圖中帶以虛線表示方塊84，根據(jù)它產(chǎn)生信道估計(jì) (K/2)，并示出此信道估計(jì)如何根據(jù)方塊82通過誤差信號(hào)e(K/2)被適應(yīng)。方塊83表示在產(chǎn)生前置濾波之前信道估計(jì)系數(shù)的預(yù)測(cè)。
在上面的實(shí)施例中，被觀察的采樣信號(hào)Y(K/2)每個(gè)符號(hào)時(shí)間TS有二個(gè)信號(hào)值。選擇，例如，每個(gè)符號(hào)時(shí)間內(nèi)四個(gè)或更多個(gè)信號(hào)值也處在本發(fā)明范圍內(nèi)。然而，這要求信道估計(jì)濾波器31對(duì)應(yīng)地有更多的系數(shù)電路42。根據(jù)此例子，信道估計(jì) (K/2)延展于一個(gè)符號(hào)時(shí)間內(nèi)，但可以更寬。這也要求信道估計(jì)濾波器31有更多系數(shù)電路42，這導(dǎo)致更大的自適應(yīng)處時(shí)。當(dāng)自適應(yīng)信道估計(jì)H(K/2)和產(chǎn)生加權(quán)因數(shù)α(K/2)時(shí)初步判定的符號(hào) P(K)可被用來企圖降低延時(shí)。也完全可能有相對(duì)較長(zhǎng)的信道估計(jì)濾波器并隨附一個(gè)長(zhǎng)的前置濾波器并隨附一個(gè)長(zhǎng)的前置濾波器而不擴(kuò)展度量計(jì)算濾波器，由于這個(gè)濾波器可能是截頭的。這也使依賴于度量計(jì)算濾波器的長(zhǎng)度的在維特比分析器17中的狀態(tài)數(shù)受到限制，盡管信道估計(jì)是長(zhǎng)的。
現(xiàn)在參閱圖10敘述本發(fā)明的一個(gè)替代的實(shí)施例。此實(shí)施例本質(zhì)上包括有分集天線的接收機(jī)，接收信號(hào)R(T)如前述在構(gòu)成二個(gè)分集支路的二個(gè)分開的接收電路101和102內(nèi)被處理。從些電路輸出的信號(hào)在信道均衡器17中集合及處理。二個(gè)電路101和102中每一個(gè)包括相應(yīng)的無線接收機(jī)141和142，它們?cè)谄涓髯缘臒o線上接收信號(hào)R(T)。每個(gè)無線接收機(jī)送各自的基頻帶信號(hào)Y1(T)和Y2(T)給其各自的相關(guān)和采樣電路151和152。除了產(chǎn)生符號(hào)采樣時(shí)間點(diǎn)TO以外，每個(gè)這些電路還產(chǎn)生各自的第一個(gè)通道估計(jì)H1F和H2F，以及各自的被觀察采樣信號(hào)Y1(K/2)和Y2(K/2)。這些信號(hào)在前置濾波電路201和202中任前置濾波各自得到經(jīng)前置濾波的觀察信號(hào)E1(K)和E2(K)。每一個(gè)接收電路101和102有各自的信道估計(jì)電路161和162，它每一個(gè)產(chǎn)生各自的前置濾波函數(shù) 1(K/2)及 2(K/2)和各自的濾波函數(shù)W1(K/2)和W2(K/2)以用于測(cè)量計(jì)算。每個(gè)信道估計(jì)電路161和162接收它各自的信道估計(jì)值及采樣時(shí)間點(diǎn)，將前置濾波函數(shù) 1(K/2)和 2(K/2)送到各自的前置濾波器201和202，并產(chǎn)生濾波函數(shù) 1(K)及 2(K)。這些被集合于一個(gè)電路104中構(gòu)成濾波函數(shù) (K)且經(jīng)前置濾波的觀察信號(hào)E1(K)和E2(K)集合于電路103中構(gòu)成共同的經(jīng)前置濾波的信號(hào)Z(K)。二個(gè)濾波函數(shù) 1(K)和 2(K)及經(jīng)前置濾波的觀察信號(hào)E1(K)和E2(K)的集合可以用相加來實(shí)現(xiàn)。信道均衡器17通過前置濾波的信號(hào)Z(K)產(chǎn)生估計(jì)符號(hào) D(K)，并通過它的帶非二次方測(cè)量計(jì)算的維特比算法產(chǎn)生濾波函數(shù) (K)。信道估計(jì)電路161和162借助于估計(jì)符號(hào) D(K)進(jìn)行自適應(yīng)。
將會(huì)看到在有分集天線的本實(shí)施例情況中，不同的分集支路101和102在大多數(shù)情況下有不同的采樣時(shí)間點(diǎn)，雖然這些時(shí)間點(diǎn)有共同參考TO。加權(quán)因數(shù)以和參照?qǐng)D4-9敘述的實(shí)施例是同樣的方法計(jì)算，這些加權(quán)因數(shù)在不同的分支路里一般是不同的。當(dāng)自適應(yīng)信道估計(jì)時(shí)，可以使用零值符號(hào)Ω的零序列而這個(gè)符號(hào)序列將對(duì)二個(gè)分集支路是一樣的，因?yàn)橹划a(chǎn)生了一個(gè)估計(jì)符號(hào) D(K)的陣列。
本發(fā)明還有一個(gè)替換實(shí)施例將參閱圖11進(jìn)行敘述。此實(shí)施例可在信道快速變化但系統(tǒng)的信號(hào)帶寬B在符號(hào)速率R以下，所以“超帶寬”的問題并不存在。無線接收機(jī)14被接到相關(guān)和采樣單元315，它包括采樣單元321，相關(guān)電路23，同步電路24和用于同步序列SY的發(fā)生器25。采樣單元321接收基頻帶信號(hào)Y(T)并對(duì)此信號(hào)在符號(hào)變化率TS/1下采樣再將此被觀察的采樣信號(hào)Y(K)送到相關(guān)電路23。這個(gè)電路產(chǎn)生第一個(gè)信道估計(jì) F，它被送到同步電路24，它再將信道估計(jì)和同步時(shí)間點(diǎn)TO送到信道估計(jì)電路316。
信道估計(jì)電路316包括自適應(yīng)信道估計(jì)濾波器331，延時(shí)電路32，差異形成器33，自適應(yīng)電路34，符號(hào)發(fā)生器37，帶預(yù)測(cè)電路38A的濾波發(fā)生器338和測(cè)量計(jì)算濾波器339。
相關(guān)和采樣單元315將被觀察信號(hào)Y(K)送到前置濾波器326，它將被觀察的經(jīng)前置濾波的信號(hào)Z(K)送給信道均衡器27。信道均衡器產(chǎn)生所要求的估計(jì)符號(hào) D(K)。
信道估計(jì)濾波器331接收第一個(gè)信道估計(jì)HF，符號(hào)采樣時(shí)間點(diǎn)TO及估計(jì)符號(hào) D(K)。估計(jì)信號(hào)值 (K)通過這里而形成并被送到差異形成器33。差異形成器也接收在電路32中已被延時(shí)的觀察信號(hào)Y(K)，并產(chǎn)生誤差信號(hào)e(K)。誤差信號(hào)被自適應(yīng)電路34接收，它通過它的算法控制信道估計(jì)濾波器331，該濾波器依次地經(jīng)由預(yù)測(cè)電路338A發(fā)生信道估計(jì) (K)的適應(yīng)值給濾波發(fā)生器338。在濾波發(fā)生器中產(chǎn)生一個(gè)前置濾波函數(shù)G(K)，它的系數(shù)被送到前置濾波器326及送到度量計(jì)算濾波器339。此濾波器也接收信道估計(jì) (K)并通過卷積運(yùn)算產(chǎn)生濾波函數(shù) (K)，其系數(shù)被送到信道均衡器17。
相似于前面的實(shí)施例，預(yù)測(cè)電路338A可以被排除以便簡(jiǎn)化信號(hào)處理。初步的估計(jì)符號(hào) (K)可在產(chǎn)生估計(jì)信號(hào)值 (K)時(shí)使用。
在看到由圖1-7中說明的實(shí)施例的背影敘述后，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將很容易明白在信道估計(jì)電路316中發(fā)生的信號(hào)處理過程。此信號(hào)處理過程交示再詳細(xì)敘述，只提到對(duì)于前面實(shí)施例是重要的不同點(diǎn)。圖11的實(shí)施例中，信號(hào)處理的符號(hào)速率進(jìn)行，因此前置濾波信號(hào)不降低頻采樣。信道估計(jì)濾波器331的系數(shù)互相間隔一個(gè)符號(hào)時(shí)間并對(duì)虛構(gòu)符號(hào)Ω沒有一致性。每個(gè)符號(hào)只有一個(gè)誤差信號(hào)e(K)產(chǎn)生所以沒有誤差信號(hào)加權(quán)因數(shù)產(chǎn)生。濾波發(fā)生器338和度量計(jì)算濾波器339的系數(shù)相互隔開一個(gè)符號(hào)時(shí)間的距離。相似于前面實(shí)施例，特點(diǎn)是對(duì)于包括了發(fā)射濾波器和接收機(jī)濾波器的用于信道的系統(tǒng)脈沖響應(yīng)被清楚地估計(jì)了，特點(diǎn)還在于前置濾波器和度量計(jì)算濾波器此且在信道估計(jì)地基礎(chǔ)上被產(chǎn)生。
上面本發(fā)明示例性實(shí)施例已經(jīng)參照?qǐng)D2分時(shí)無線信系統(tǒng)描述過了。然而，對(duì)于信號(hào)以不同于所描述的信號(hào)序列SS的其他格式傳輸時(shí)也處在本發(fā)明范圍之內(nèi)。因而，本發(fā)明可以應(yīng)用到例如僅僅是頻分系統(tǒng)，其中一個(gè)或多個(gè)同步序列連同要傳送的信息一起被傳輸。
除了無線通信外，本發(fā)明也可以用于有固定線路的數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)之內(nèi)。兩個(gè)用戶在不同情況通過包括分開的有不同脈沖響應(yīng)線路的信道被連接在一起。相似于前面敘述的無線通信實(shí)施例，各自用戶的接收機(jī)提供有相關(guān)電路，前置濾波電路，信道均衡器，和與圖4中所示同樣種類的信道估計(jì)電路。相關(guān)聯(lián)結(jié)借助于所傳送的同步序列而被實(shí)現(xiàn)，并在那里形成被用來產(chǎn)生前置濾波器和度量計(jì)算濾波器的信道估計(jì)。接收機(jī)自動(dòng)地用信道均衡器調(diào)整到每一個(gè)線路。因而本發(fā)明可被用于使用了均衡器于它的接收器中的一個(gè)傳輸系統(tǒng)。
如前所述，信道估計(jì)濾波器331的自適應(yīng)由插入虛構(gòu)零值符號(hào)Ω來簡(jiǎn)化，而自適應(yīng)的延時(shí)相對(duì)較小。在已知技術(shù)中，例如，根據(jù)前述由Yongbing Wan等在IEEE中的文章的技術(shù)，使用了在估計(jì)符號(hào)值之間內(nèi)插符號(hào)值，諸如虛構(gòu)的符號(hào)。這導(dǎo)致在對(duì)信道估計(jì)自適應(yīng)時(shí)有延時(shí)，這常常妨礙最終符號(hào)估計(jì)。公開該文章的技術(shù)的缺點(diǎn)之一是在傳輸鏈中的濾波器、發(fā)射機(jī)和接收機(jī)濾波器必需高程度精確的已知，這不是發(fā)使用零值符號(hào)(Ω)時(shí)的情形。另一個(gè)缺點(diǎn)是接收機(jī)的復(fù)雜性增高了。本發(fā)明借助于信道估計(jì)H(K/Z)和加權(quán)因數(shù)α(K/Z)的前置濾波函數(shù)G(K/Z)之產(chǎn)生提供重要的好處。簡(jiǎn)化的、非二次方的測(cè)量計(jì)算能有利地用于信道均衡器17的維特比分析中，這在實(shí)際中實(shí)行符號(hào)估計(jì)時(shí)十分有意義。信道估計(jì)可允許有相對(duì)少的系數(shù)，且在均衡器17中的維特比算法相應(yīng)地有小的狀態(tài)數(shù)。在快變化信道的情形中，例如有衰落的信道，信道估計(jì) (K/Z)，前置濾波器 (K/Z)及測(cè)量計(jì)算濾波器 (K/Z)保持穩(wěn)定而不需引入有害的對(duì)自適應(yīng)信道估計(jì)的限制。
權(quán)利要求
1.在數(shù)字信號(hào)經(jīng)信道(13)傳輸中，一種在接收機(jī)(15，16，17)中對(duì)所傳的來自所傳輸信號(hào)(R(T))的符號(hào)進(jìn)行估計(jì)的方法，其中符號(hào)估計(jì)按照所選擇的維特比算法在信道均衡器(17)中完成，其中此方法包括以下方法步驟-對(duì)所傳輸?shù)男盘?hào)R(T))進(jìn)行接收及解調(diào)(14)成為接收信號(hào)(Y(T))；-對(duì)接收信號(hào)在每符號(hào)至少一個(gè)采樣時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行采樣(21，Y(K/8))；-借助于采樣信號(hào)值(Y(K/8))的及至少一個(gè)對(duì)接收機(jī)是已知的符號(hào)序列(SY)，決定(23)至少一個(gè)信道(13)的估計(jì)脈沖響應(yīng)( , )的起始值；-選定前置濾波器(26)的濾波系數(shù)( (K/2))并將采樣信號(hào)值(Y(K/Z))在所述前置濾波器中濾波們獲得經(jīng)前置濾波的被觀察的信號(hào)值(E(K))；-借助于經(jīng)前置濾波的被觀察的信號(hào)值按照維特比算法(17)產(chǎn)生至少的初步估計(jì)符號(hào)( )；-借助于信道估計(jì)( )及該至少的初步估計(jì)符號(hào)( )產(chǎn)生估計(jì)信號(hào)值( )；-產(chǎn)生誤差信號(hào)(e(K))；以及-根據(jù)選擇的自適應(yīng)算法(LMS)借助于該至少的初步估計(jì)符號(hào)( )及該誤差信號(hào)(e(K))對(duì)該信道估計(jì)( )進(jìn)行適應(yīng)，其特征是該方法包括以下步驟-借助于自適應(yīng)的信道估計(jì)( )產(chǎn)生前置濾波器(26)的系數(shù)( )；-借助于自適應(yīng)的信道估計(jì)( )及前置濾波器的系數(shù)( )產(chǎn)生度量計(jì)算濾波器(39)的濾波系數(shù)( )；以及-借助于度量計(jì)算濾波器(39)的濾波系數(shù)( )按照選定的維特比算法產(chǎn)生該至少的初步估計(jì)符號(hào)( )。
2.在數(shù)字信號(hào)信道(13)傳輸中，一種在接收機(jī)(15，16，17)中對(duì)所傳的來自所傳輸信號(hào)(R(T))的符號(hào)進(jìn)行估計(jì)的方法，其中符號(hào)估計(jì)按照所選擇的維特比算法在信道均衡器(17)中完成，且其中經(jīng)方法包括以下方法步驟-對(duì)所傳輸?shù)男盘?hào)(R(T))進(jìn)行接收及解調(diào)(14)構(gòu)成接收信號(hào)(Y(T));-對(duì)接收信號(hào)在每符號(hào)至少二個(gè)采樣時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行的采樣(21，Y(K/8));-將符號(hào)采樣時(shí)間點(diǎn)(TO)決定在該采樣時(shí)間點(diǎn)之一上;-每符號(hào)選擇(22)至少二個(gè)采樣時(shí)間點(diǎn)，其中之一對(duì)應(yīng)于符號(hào)采樣時(shí)間點(diǎn)(TO)，并在所述時(shí)間點(diǎn)處選定被觀察采樣信號(hào)值(Y(K/2));-借助于該采樣信號(hào)值(Y(K/Z))及借助于對(duì)接收機(jī)是已知的至少一個(gè)符號(hào)序列(SY)決定(23)信道(13)的估計(jì)脈沖響應(yīng)(( ， (K/2))的至少一個(gè)起始值、信道估計(jì);-選定前置濾波器(26)的濾波系數(shù)( (K/2))并在所述前置濾波器中對(duì)所采樣信號(hào)值(Y(K/2))進(jìn)行濾波的獲得經(jīng)前置濾波的被觀察信號(hào)值(E(K));以及-借助于經(jīng)前置濾波的被觀察信號(hào)值按照維特比算法(7)產(chǎn)生至少的初步估計(jì)符號(hào)( P(K)， D(K))，其特征是該方法還包括以下方法步驟-對(duì)應(yīng)于各自選定的采樣時(shí)間點(diǎn)產(chǎn)生加權(quán)因數(shù)(α(K/2));-借助于信道估計(jì)( (K/2))及加權(quán)因數(shù)(α(K/2));-借助于信道估計(jì)( (K/2))及前置濾波系數(shù)( (K/2))產(chǎn)生度量計(jì)算濾波器(39)的濾波系數(shù)( (K));以及-借助于度量計(jì)算濾波器(39)的濾波系數(shù)(W(K))按照選定的維特比算法產(chǎn)生至少的初步估計(jì)符號(hào)( P(K)， D(K))。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其特征是前置濾波器(26)的系數(shù)( (K/Z))由以下方法步驟產(chǎn)生-產(chǎn)生信道估計(jì)系數(shù)( (K)…… (K)))的共軛復(fù)數(shù)值;以及-將共軛復(fù)數(shù)值重排時(shí)序?yàn)榉磿r(shí)序并將該數(shù)值乘以對(duì)應(yīng)的加權(quán)因數(shù)(αK，αK-1/2)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1，2或3的方法，其特征是度量計(jì)算濾波器(39)的濾波特性( (K))包括信道估計(jì)( (K/2))和前置濾波函數(shù)( (K/Z))的卷積。
5.根據(jù)權(quán)利要求1，2，3或4的方法，其特征是-對(duì)經(jīng)前置濾波的被觀察信號(hào)值(E(K))在符號(hào)估計(jì)之前的符號(hào)的速率進(jìn)行采樣;-M符號(hào)速率對(duì)度量計(jì)算濾波器(39)的濾波特性( (K))進(jìn)行采樣;-在信道均衡器(17)中的符號(hào)速率完成符號(hào)估計(jì)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2，3，4或5的方法，包括以下方法步驟-產(chǎn)生符號(hào)序列( D(K)，Ω)，它包括至少的衩步估計(jì)符號(hào)( P(K)， D(K))及其間的虛構(gòu)符號(hào)(Ω);-借助于信道估計(jì)( F， (K/2))和所述符號(hào)序列( D(K)，Ω)在該選定的采樣時(shí)間點(diǎn)產(chǎn)生估計(jì)信號(hào)值( (K-1/2)， (K));以及-在選定的采樣時(shí)間點(diǎn)產(chǎn)生誤差信號(hào)(e(K/1/2)，e(K))，其特征是有賴于誤差信號(hào)(e(K-1/2)，e(K))的值產(chǎn)生加權(quán)因數(shù)(αK-1/2，αK)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其特征是產(chǎn)生零值符號(hào)(Ω)的構(gòu)成在符號(hào)序列( D(K)，Ω)中的虛構(gòu)符號(hào)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7的方法，其特征是信道(13)的估計(jì)脈沖響應(yīng)( D(K/2))按照選定的自適應(yīng)算法(LMS)借助于至少的衩步估計(jì)符號(hào)( P(K)， D(K))和誤差信號(hào)(e(K/2))進(jìn)行至少一次(34)自適應(yīng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求2，3，4或5的方法，其中該方法包括以下方法步驟-產(chǎn)生符號(hào)序列( P(K)，Ω)，它包括至少的初步估計(jì)符號(hào)( P(K)， D(K))及其間的虛構(gòu)符號(hào)(Ω);-借助于信道估計(jì)( F， (K/Z))和符號(hào)序列( D(K)，Ω)在該選定的采樣時(shí)間點(diǎn)產(chǎn)生估計(jì)信號(hào)值( (K-1/2)， (K));以及-在選定的采樣時(shí)間點(diǎn)產(chǎn)生誤差信號(hào)(e(K/1/2)，e(K))，其特征是信道(13)的估計(jì)脈沖響應(yīng)( (K/2)按照選定的自適應(yīng)算法(LMS)借助于至少的初步估計(jì)符號(hào)( P(K)， D(K))及誤差信號(hào)(e(K/Z))被自適應(yīng)至少一次(34)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其特征是零值符號(hào)(Ω)被產(chǎn)生以在符號(hào)序列( D(K)，Ω)中形成虛構(gòu)符號(hào)。
11.根據(jù)權(quán)利要求6，7或8的方法，其特征是該方法包括-在選定的采樣時(shí)間點(diǎn)(K，K-1/2)將誤差信號(hào)(e(K-1/2)，e(K))平方(51，52);以及-對(duì)平方后的誤差信號(hào)作低通濾波(53，54)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其特征是經(jīng)平方、低通濾波的誤差信號(hào)(δ2(K-1/2)，δ2(K))被變換(55，56)構(gòu)成加權(quán)因數(shù)(αK-1/2，αK)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其特征是-將估計(jì)脈沖響應(yīng)的系數(shù)值平方和相加( O(K)2+ 2(K)2; 1(K)2+ 3(K)2));以及-在所形成的和數(shù)和相應(yīng)的平方和低通濾波過的誤差信號(hào)(δ2(K-1/2)，δ2(K))之間產(chǎn)生一個(gè)商數(shù)(55，56)構(gòu)成加權(quán)因數(shù)(αK-1/2，αK)。
14.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其特征是-產(chǎn)生被觀察采樣信號(hào)值(Y(K/2))的平方值;-對(duì)所述平方值進(jìn)行低通濾波;以及-在平方、低通濾波后的信號(hào)值和相應(yīng)的經(jīng)平方和低通濾波的誤差信號(hào)(δ2(K-1/2)，δ2(K))之間產(chǎn)生一個(gè)商數(shù)構(gòu)成加權(quán)因數(shù)。
15.一種在數(shù)字信號(hào)傳輸系統(tǒng)中接收機(jī)內(nèi)用于對(duì)來自經(jīng)信道(13)傳輸?shù)男盘?hào)(R(T))的符號(hào)進(jìn)行估計(jì)的裝置，所述裝置包括-接收機(jī)(14)，它接收信號(hào)(R(T))并產(chǎn)生一個(gè)接收信號(hào)(Y(T));-第一采樣器(21)，對(duì)接收信號(hào)采樣并在每符號(hào)至少一個(gè)(K/8)采樣時(shí)間點(diǎn)產(chǎn)生信號(hào)值(Y(K/8));-相關(guān)電路(23)，借助于采樣信號(hào)值(Y(K/8))產(chǎn)生至少一個(gè)對(duì)信道(13)的信道估計(jì)(HF)的起始值，以及產(chǎn)生至少一個(gè)對(duì)接收機(jī)是已知的符號(hào)序列(SY);-前置濾波器(20， (K/2))，它對(duì)采樣信號(hào)值(Y(K/2))濾波，構(gòu)成經(jīng)前置濾波的、被觀察的信號(hào)值(Z(K));-信道濾波器(17)，它按照一選定的維特比算法借助于經(jīng)前置濾波的、被觀察信號(hào)值(E(K))產(chǎn)生至少的初步估計(jì)符號(hào)( P(K)， D(K));-信道估計(jì)濾波器(31)，它借助于至少的初步估計(jì)符號(hào)( P(K)， D(K))，產(chǎn)生估計(jì)信號(hào)值(Y(K));-差異形成器(33)，它借助于被觀察的(Y(K))和估計(jì)的( (K))信號(hào)值產(chǎn)生誤差信號(hào)(e(K));以及-自適應(yīng)電路(34)，它接到信道估計(jì)濾波器(31)的系數(shù)電路(42)，用于通過至少的初步估計(jì)符號(hào)( P(K)， D(K))及誤差信號(hào)(e(K))按照選好的自適應(yīng)算法(LMS)將系數(shù)電路適應(yīng)于信道(13)的脈沖響應(yīng)，其特征是該裝置還包括-濾波發(fā)生器(38)，它接收自適應(yīng)的信道估計(jì)( F， (K/Z))，并產(chǎn)生前置濾波系數(shù)( (K/2))，它被送到前置濾波器(20);以及-度量計(jì)算濾波器(39)，它接收前置濾波系數(shù)( (K/Z))及自適應(yīng)的信道估計(jì)( F， (K/2))并產(chǎn)生具有送往信道均衡器(17)的系數(shù)的濾波特性( (K))用于符號(hào)( D(K))的估計(jì)。
16.一種在數(shù)字信號(hào)傳輸系統(tǒng)中在接收機(jī)內(nèi)用于對(duì)來自經(jīng)信道(13)傳輸?shù)男盘?hào)(R(T))的符號(hào)進(jìn)行估計(jì)的裝置，所述裝置包括-接收機(jī)(14)，它接收信號(hào)(R(T))并產(chǎn)生一個(gè)接收信號(hào)(Y(T));-第一采樣器(21)，對(duì)接收信號(hào)采樣并在每符號(hào)至少二個(gè)(K/8)采樣時(shí)間點(diǎn)產(chǎn)生信號(hào)值(Y(K/8));-用于在采樣時(shí)間點(diǎn)中的一個(gè)決定為符號(hào)采樣時(shí)間(TO)的同步電路(24);-第二采樣器(22)，它接到第一采樣器(21)，并由同步電路(24)控制;產(chǎn)生每符號(hào)至少二個(gè)被觀察的采樣信號(hào)值(T(K/Z));-相關(guān)電路(23)，它借助于采樣信號(hào)值(Y(K/8))及借助于至少一個(gè)對(duì)接收機(jī)是已知的符號(hào)序列(SY)產(chǎn)生至少一個(gè)用于信道(13)的信道估計(jì)( F)的起始值-前置濾波器(20， (K/2))，它對(duì)被觀察的采樣信號(hào)值(Y(K/2)濾波，獲得經(jīng)前置濾波的、被觀察信號(hào)值(Z(K));-信道均衡器(17)，它按一選擇的維特比算法借助于經(jīng)前置濾波的被觀察信號(hào)值(Z(K))產(chǎn)生至少的初步估計(jì)符號(hào)( P(K)， D(K))，-電路(35)，它用于產(chǎn)生屬于各個(gè)被觀察采樣信號(hào)值的加權(quán)因數(shù)(αK-1/2，αK);-濾波發(fā)生器(38)，它接收信道估計(jì)( F， (K/Z))及加權(quán)因數(shù)(αK-1/2，αK)，并由此產(chǎn)生被發(fā)往前置濾波器(20)的前置濾波系數(shù)( (K/Z));以及-度量計(jì)算濾波器(39)，它接收前置濾波系數(shù)( (K/Z))及信道估計(jì)( F， (K/2))并產(chǎn)生濾波特性( (K))，它具有被發(fā)往信道均衡器(17)的系數(shù)以用于對(duì)符號(hào)( (K))進(jìn)行估計(jì)。
17.根據(jù)權(quán)利要求15或16的裝置，其特征是度量計(jì)算濾波器(39)包括一個(gè)電路，它實(shí)行對(duì)信道估計(jì)( F， (K/2))和前置濾波函數(shù)( (K/2))作卷積的卷積運(yùn)算。
18.根據(jù)權(quán)利要求16的裝置，其特征是-前置濾波器(20)包括第二采樣器(27)，它以符號(hào)的速率(TS/1)對(duì)得自前置濾波器(20)的信號(hào)采樣;以及-度量計(jì)算濾波器(39)，它包括一個(gè)采樣器，它以符號(hào)的速率(TS/1)對(duì)在所述的濾波器中產(chǎn)生的濾波器( (K))采樣。
19.根據(jù)權(quán)利要求16，17或18的裝置，包括-電路(3b)，它產(chǎn)生包括了最少的初步估計(jì)符號(hào)( P(K)， D(K)及處于其間的虛構(gòu)符號(hào)(Ω)的符號(hào)序列( D(K)，Ω);-信道估計(jì)濾波器(31)，它借助于所產(chǎn)生的符號(hào)序列產(chǎn)生估計(jì)信號(hào)值( (K-1/2)， (K));以及-差異形成器(33)，它借助于被觀察的(Y(K-1/2)，Y(K))和估計(jì)的(Y(K-1/2)，Y(K))信號(hào)值產(chǎn)生誤差信號(hào)(e(K-1/2)，e(K))，其特征是加權(quán)因數(shù)產(chǎn)生電路(35)接到差異形成器(33)并按照誤差信號(hào)(e(K-1/2)，e(K))的值產(chǎn)生加權(quán)因數(shù)(αK-1/2，αK)。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的裝置，其特征是產(chǎn)生符號(hào)序列( (K)，Ω)的電路(36)產(chǎn)生構(gòu)成虛構(gòu)符號(hào)(Ω)的零值符號(hào)。
21.根據(jù)權(quán)利要求19或20的裝置，其特征是信道估計(jì)濾波器(31)有系數(shù)電路(42)，其值被用適配電路(34)借助于至少的步估計(jì)符號(hào)( P(K)， D(K))及誤差信號(hào)(e(K-1/2)，e(K))按照選定的自適應(yīng)算法(LMS)適應(yīng)于信道(13)的脈沖響應(yīng)。
22.根據(jù)權(quán)利要求16，17或18的裝置，包括-電路(36)，它產(chǎn)生包括有至少的初步估計(jì)符號(hào)( P(K)， D(K))及處于其間的虛構(gòu)符號(hào)(Ω)的符號(hào)序列( D(K)，Ω);-信道估計(jì)濾波器(31)，它借助于所產(chǎn)生的符號(hào)序列產(chǎn)生估計(jì)值( (K-1/2)， (K));以及-差異形成器(33)，它借助于被觀察的(Y(K-1/2)，Y(K))及估計(jì)的( (K-1/2)， (K))信號(hào)值產(chǎn)生誤差信號(hào)(e(K-1/2)，e(K))，其特征是信道估計(jì)濾波器(31)包括系數(shù)電路(42)，其值被自適應(yīng)電路(34)借助于至少的初步估計(jì)符號(hào)( P(K)， D(K))及誤差信號(hào)(e(K-1/2)，e(K))按照選擇的自適應(yīng)算法(LMS)適應(yīng)于信道(13)的脈沖響應(yīng)。
23.根據(jù)權(quán)利要求22的裝置，其特征是產(chǎn)生符號(hào)序列( D(K)，Ω)的電路(36)產(chǎn)生構(gòu)成虛構(gòu)符號(hào)(Ω)的零值符號(hào)。
24.根據(jù)權(quán)利要求19，20或21的裝置，其特征是該裝置包括-平方器(51，52)，它在選定的采樣時(shí)間點(diǎn)將誤差信號(hào)(e(K-1/2)，e(K))的絕對(duì)值平方;以及-低通濾波器(53，54)，它將平方的誤差信號(hào)濾波。
25.根據(jù)權(quán)利要求24的裝置，其特征是裝置包括變換器(55，56)，它接收平方的、經(jīng)低通濾波的誤差信號(hào)(δ2(信號(hào)1/2)，δ2(K))，并產(chǎn)生加權(quán)因數(shù)(αK-1/2，αK)。
26.根據(jù)權(quán)利要求25的裝置，其特征是它包括-變換器(55，56)，它接收平方的經(jīng)低通濾波的誤差信號(hào)(δ2(K-1/2)，δ2(K))并產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的變換值;以及-接到變換器的電路(59，60)，在該電路中系數(shù)電路(42)的值( 0(K)2+ 2(K)2; 1(K)2+ 3(K)2)被平方了并相加，再乘以所述變換值。
27.在數(shù)字信號(hào)經(jīng)信道(13)傳輸給一種在接收機(jī)(101，102，103，104，17)中對(duì)所傳的來自所傳輸信號(hào)(R(T))的符號(hào)進(jìn)行估計(jì)的方法，其中符號(hào)估計(jì)按照所選擇的維特比算法完成，且所傳輸?shù)男盘?hào)(R(T))被通過至少二個(gè)分開的分集支路接收，所述方法包括用于該分開的分集支路的下列方法步驟-接收所傳輸信號(hào)(R(T))并解調(diào)(141，142)構(gòu)成接收信號(hào)(Y1(T)，Y2(T));-在每符號(hào)至少二個(gè)采樣時(shí)間點(diǎn)對(duì)接收信號(hào)(Y1(T)，Y2(T))采樣(151，152)，構(gòu)成采樣信號(hào)值((Y1(K/2)，Y2(K/2))的陣列;-在采樣點(diǎn)之一決定為符號(hào)采樣時(shí)間點(diǎn)(TO);-選擇(151，152)每符號(hào)的采樣時(shí)間點(diǎn)中至少二個(gè)，其中之一對(duì)應(yīng)于符號(hào)采樣時(shí)間點(diǎn)(TO)，再在這些時(shí)間點(diǎn)上選定被觀察的采樣信號(hào)值(Y1(K/2)，Y2(K/2));-借助于被觀察的采樣信號(hào)值(Y1(K/2)，Y2(K/2))及借助于至少一個(gè)對(duì)接收機(jī)是已知的符號(hào)序列(SY)決定信道(13)的估計(jì)脈沖響應(yīng)( 1F， 2F)的至少一個(gè)起始值，一個(gè)信道估計(jì);-產(chǎn)生屬于各個(gè)選定的采樣時(shí)間點(diǎn)的加權(quán)因數(shù)(α(K/2));-借助于信道估計(jì)(H1F，H2F)及加權(quán)因數(shù)(α(K/2)產(chǎn)生(161，162)前置濾波器(201，202)的濾波系數(shù)( (K/2));-在前置濾波器(201，202)中對(duì)被觀察的采樣信號(hào)值(Y1(K/2)，Y2(K/2))濾波，構(gòu)成經(jīng)前置濾波的被觀察信號(hào)值(E1(K)，E2(K));以及-借助于信道估計(jì)( 1F， 2F)及前置濾波器(201，202)的系數(shù)( 1(K/2))， 2(K/2))產(chǎn)生用于度量計(jì)算的濾波系數(shù)( 1(K)， 2(K))陣列，其特征是該方法還包括以下方法步驟-在一個(gè)度量計(jì)算濾波器(104)中將各自的屬于各個(gè)分集支路的濾波系數(shù)( 1(K)， 2(K))陣列集合起來用于度量計(jì)算，構(gòu)成濾波系數(shù)( (K));-將屬于各個(gè)分集支路的經(jīng)前置濾波的、被觀察信號(hào)值(E1(K)，E2(K))集合起來構(gòu)成共同的經(jīng)前置濾波的信號(hào)(E(K));以及-借助于共同的經(jīng)前置濾波的信號(hào)(E(K))及借助于度量計(jì)算濾波器(104)的濾波系數(shù)(W(K))按照選選定的維特比算法(17)產(chǎn)生至少的初步估計(jì)符號(hào)(E1(K)，E2(K))。
28.根據(jù)權(quán)利要求27的方法，其特征是前置濾波器(161，162)的系數(shù)( 1(K/2)， 2(K/2))對(duì)各分集支路用以下方法步驟產(chǎn)生-產(chǎn)生信道估計(jì)系數(shù)( 0(K)，…… 3(K))的共軛復(fù)數(shù)值;-以反時(shí)序定共軛復(fù)數(shù)值的時(shí)序，并乘以相應(yīng)的加權(quán)因數(shù)(α(K/2))。
29.根據(jù)權(quán)利要求27或28的方法，其特征是對(duì)各個(gè)分集支路包括有以下方法步驟-產(chǎn)生符號(hào)序列( D(K)，Ω)，它包含至少的初步估計(jì)符號(hào)( P(K)， D(K))及其間的虛構(gòu)零值符號(hào)(Ω);-借助于信道估計(jì)( 1F， 2F)及所述的符號(hào)序列( D(K)，Ω)產(chǎn)生在選定的采樣時(shí)間點(diǎn)的估計(jì)信號(hào)值;以及-在選擇的采樣時(shí)間點(diǎn)上產(chǎn)生一誤差信號(hào)并依賴于誤差信號(hào)的值產(chǎn)生加權(quán)因數(shù)(α(K/2))。
30.根據(jù)權(quán)利要求29的方法，其特征是對(duì)各分集支路包括按照選擇的自適應(yīng)算法(LMS)借助于至少的初步估計(jì)符號(hào)( P(K)， D(K))及誤差信號(hào)對(duì)信道(13)的估計(jì)脈沖響應(yīng)( 1F， 2F)適應(yīng)至少一次。
31.根據(jù)權(quán)利要求27，28，29或30的方法，其特征是屬于各分集支路的經(jīng)前置濾波的被觀察信號(hào)值(Z1(K)，Z2(K))被相加起來構(gòu)成共同的經(jīng)前置濾波的信號(hào)(Z(K))。
32.根據(jù)權(quán)利要求27，28，29，30或31的方法，其特征是用于度量計(jì)算的屬于各分集支路的濾波系數(shù)( 1(K)， 2(K))的各個(gè)陣列在度量計(jì)算濾波器(104)中被相加構(gòu)成濾波系數(shù)( (K))。
全文摘要
在數(shù)字信息傳輸系統(tǒng)中，接收機(jī)(14)接收一個(gè)信號(hào)(R(T))，系統(tǒng)的信號(hào)頻帶寬超出系統(tǒng)符號(hào)速率。相關(guān)和采樣電路(15)接收一基頻帶信號(hào)(Y(T))，每個(gè)符號(hào)時(shí)間(TS)將信號(hào)采樣信號(hào)(Y(K/8))，相關(guān)(23)，產(chǎn)生信道估計(jì)(HF)并減頻采樣此信號(hào)(Y(K/8))構(gòu)成被觀察信號(hào)(Y(K/2))。此信號(hào)在前置濾波器(26)中濾波器(26)中濾波，并以符號(hào)速率(27，TS/1)采樣按維持比算法產(chǎn)生估計(jì)符號(hào)(S(K))。
文檔編號(hào)H04L25/03GK1110029SQ94108919
公開日1995年10月11日 申請(qǐng)日期1994年6月24日 優(yōu)先權(quán)日1993年6月24日
發(fā)明者K·賈馬爾, B·古德蒙森, G·布里斯馬克 申請(qǐng)人:艾利森電話股份有限公司