приемник сигнала

Формула изобретения

1. Приемник сигнала, содержащий устройство дискретизации для дискретизации принятого сигнала, несущего поток символов, для формирования первого набора действительных выборок; средство интерполяции для интерполяции по выборкам первого набора для формирования второго набора интерполированных выборок; средство восстановления символов, выполненное с возможностью обработки первого и второго наборов выборок так, чтобы сформировать оценку символов сигнала, причем обработка включает в себя выполнение временного отбеливания для сигналов, полученных из первого и второго наборов выборок.

2. Приемник сигнала по п.1, в котором средство восстановления символов содержит устройство демодуляции для демодуляции первого и второго наборов выборок для создания первого и второго наборов демодулированных данных соответственно; устройство оценки канала для выполнения оценки канала для первого и второго наборов демодулированных данных для формирования первого и второго наборов данных оценки канала соответственно, причем первый и второй наборы данных оценки канала являются указанными сигналами, полученными из первого и второго набора выборок.

3. Приемник сигнала по п.2, в котором временное отбеливание включает в себя для каждой последовательной пары данных у₁, у₂ из первого набора данных оценки канала и каждой последовательной пары данных h₁, h₂ из первого набора данных оценки канала формирование первых частично отбеленных сигналов у"₁ и у" ₂ и вторых частично отбеленных сигналов h" ₁ и h"₂ соответственно по уравнениям 16 и 19, представленным в описании; формирование вышеуказанных сигналов, полученных из первого и второго наборов выборок путем масштабирования первого и второго частично отбеленных сигналов в соответствии с оценкой принятого шума.

4. Приемник сигнала по п.3, в котором первые отбеленные сигналы сформированы делением первых данных оценки канала на и вторые отбеленные сигналы сформированы делением вторых данных оценки канала на где и определены в соответствии с уравнениями 2 и 8, представленными в описании.

5. Приемник сигнала по любому из пп.1-4, в котором средство восстановления символов включает в себя процессор цифровых сигналов.

6. Приемник сигнала по п.5, в котором временное отбеливание осуществляется выполнением серии инструкций посредством процессора цифровых сигналов.

7. Приемник сигнала по п.1, в котором символы переносятся в принятом сигнале с помощью GMSK-модуляции.

8. Приемник сигнала по п.1, в котором приемник сигнала является приемником сигнала базовой приемопередающей станции сети мобильной связи.

9. Приемник сигнала по п.1, в котором принятый сигнал является радиосигналом.

10. Способ обработки принятого сигнала, заключающийся в том, что дискретизируют принятый сигнал, несущий поток символов, для формирования первого набора действительных выборок; интерполируют по выборкам первого набора для формирования второго набора интерполированных выборок; обрабатывают первый и второй наборы выборок, чтобы сформировать оценку символов сигнала, причем обработка включает в себя выполнение этапа временного отбеливания для сигналов, полученных из первого и второго наборов выборок.

11. Приемник сигнала, содержащий устройство дискретизации для дискретизации принятого сигнала, несущего поток символов, для формирования первого набора действительных выборок; средство интерполяции для интерполяции по выборкам первого набора для формирования второго набора интерполированных выборок; средство восстановления символов, выполненное с возможностью обработки первого и второго наборов выборок, чтобы сформировать оценку символов сигнала, причем обработка включает в себя выполнение операции согласованной фильтрации с помощью выполнения операций индивидуальных согласованных фильтров для сигналов, полученных из каждого первого и второго наборов выборок, и последующее усреднение выходных данных операций индивидуальных согласованных фильтров для формирования выходных данных согласованных фильтров.

12. Приемник сигнала по п.11, в котором средство восстановления символов включает в себя устройство демодуляции для демодуляции первого и второго наборов выборок для создания первого и второго наборов демодулированных данных соответственно; устройство оценки канала для выполнения оценки канала по первому и второму наборам демодулированных данных для формирования первого и второго наборов данных оценки канала соответственно; устройство временного отбеливания для выполнения временного отбеливания по первому и второму наборам данных оценки канала для формирования данных для ввода в операции согласованных фильтров, в качестве указанных сигналов, полученных из каждого первого и второго наборов выборок.

13. Приемник сигнала по п.11 или 12, в котором операции индивидуальных согласованных фильтров выполняются в соответствии с уравнениями 20 и 21, представленными в описании.

14. Приемник сигнала по п.11, в котором средство восстановления символов включает в себя процессор цифровых сигналов.

15. Приемник сигнала по п.14, в котором операции согласованных фильтров осуществляются путем выполнения серии инструкций посредством процессора цифровых сигналов.

16. Приемник сигнала по п.11, в котором символы переносятся в принятом сигнале с помощью GMSK-модуляции.

17. Приемник сигнала по п.11, в котором приемник сигнала является приемником сигнала базовой приемопередающей станции сети мобильной связи.

18. Приемник сигнала по п.11, в котором принятый сигнал является радиосигналом.

19. Способ обработки принятого сигнала, заключающийся в том, что дискретизируют принятый сигнал, несущий поток символов, для формирования первого набора действительных выборок; интерполируют по выборкам первого набора для формирования второго набора интерполированных выборок; обрабатывают первый и второй наборы выборок для формирования оценки символов сигнала, причем обработка включает в себя выполнение операции согласованной фильтрации с помощью выполнения операций индивидуальных согласованных фильтров для сигналов, полученных из каждого первого и второго наборов выборок, и последующее усреднение выходных данных операций индивидуальных согласованных фильтров для формирования выходных данных согласованных фильтров.

20. Приемник сигнала, содержащий устройство дискретизации для дискретизации принятого сигнала, несущего поток символов, для формирования первого набора действительных выборок; средство восстановления символов, выполненное с возможностью обработки первого и второго наборов выборок, чтобы сформировать оценку символов сигнала, причем обработка включает в себя выполнение операции согласованной фильтрации, причем операция согласованной фильтрации выполняется обрабатывающим программным обеспечением, выходные данные которого проходят для последующей обработки через аппаратный согласованный фильтр, имеющий множество отводов фильтра, все из которых, кроме одного, установлены в 0.

21. Приемник сигнала по п.20, в котором операция согласованной фильтрации выполняется с использованием множества отводов, и средство восстановления символов содержит средство усреднения, выполненное с возможностью приема и усреднения выходных данных обрабатывающего программного обеспечения по множеству отводов и, таким образом, предоставления входных данных для аппаратного согласованного фильтра.

22. Приемник сигнала по п.20 или 21, в котором приемник содержит множество компонентов, определяющих сигнальный тракт от входа радиочастотного сигнала до выхода сигнала основной полосы частот, и приемник содержит процессор сигналов, расположенный в сигнальном тракте для выполнения указанного обрабатывающего программного обеспечения, и неконфигурируемую энергонезависимую память для хранения обрабатывающего программного обеспечения для выполнения процессором сигналов, причем приемник сконфигурирован таким образом, что, независимо от конфигурации памяти, аппаратный согласованный фильтр расположен в сигнальном тракте между процессором сигналов и выходом.

23. Приемник сигнала по п.20, в котором согласованный фильтр имеет основной отвод и указанный один отвод является основным отводом согласованного фильтра.

24. Приемник сигнала по п.20, в котором последующая обработка включает в себя коррекцию.

25. Приемник сигнала по п.20, в котором символы переносятся в принятом сигнале с помощью GMSK-модуляции.

26. Приемник сигнала по п.20, в котором приемник сигнала является приемником сигнала базовой приемопередающей станции сети мобильной связи.

27. Приемник сигнала по п.20, в котором принятый сигнал является радиосигналом.

28. Способ обработки принятого сигнала, заключающийся в том, что дискретизируют принятый сигнал, несущий поток символов, для формирования первого набора действительных выборок; обрабатывают первый и второй наборы выборок для формирования оценки символов сигнала, причем обработка включает в себя этап выполнения операции согласованной фильтрации с помощью обрабатывающего программного обеспечения и обрабатывают выходные данные обрабатывающего программного обеспечения с помощью аппаратного согласованного фильтра, имеющего множество отводов фильтра, все из которых, кроме одного, установлены в 0.

29. Терминал связи, содержащий приемник сигнала по любому из пп.1-18 или 20-27.

30. Сетевой элемент для телекоммуникационной сети, содержащий приемник сигнала по любому из пп.1-18 или 20-27.

31. Телекоммуникационная система, содержащая сеть, имеющую, по меньшей мере, один сетевой элемент, и терминал связи, выполненный с возможностью осуществления беспроводной связи с сетевым элементом, причем, по меньшей мере, один сетевой элемент или терминал связи содержит приемник сигнала по любому из пп.1-18 или 20-27.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к приемникам сигнала, в особенности к приемникам радиосигнала, которые используются в базовых приемо-передающих станциях и мобильных телефонах или системах мобильной связи.

На фиг. 1 показана архитектура приемника сигнала, позволяющая принимать сигналы, модулированные с помощью GMSK (гауссовская манипуляция с минимальным частотным сдвигом). Такие сигналы обычно состоят из ряда равномерно разнесенных во времени символов. Перед модуляцией каждый символ имеет одно из двух значений, обычно обозначаемых +1 и -1. После модуляции GMSK сигналы состоят из сложносоставных выборок, каждый из которых имеет компонент I (синфазная составляющая) и компонент Q (квадратурная составляющая). Эти сигналы принимаются антенной 1 и предварительно обрабатываются входным звеном, показанным на схеме как 2. Предварительная подготовка включает в себя усиление и основную (базовую) фильтрацию. Сигнал затем разбивается на выборки на частоте следования символов с помощью устройства дискретизации 3 для формирования ряда сложных выборок, обозначенных r. Затем выборки демодулируются с помощью демодулятора 4 для создания ряда оценок y символа. Оценки символа проходят через эквалайзер 5, который формирует оценку принятых символов и выводит их на 6 для дальнейшей обработки по декодированию представляемой ими информации. Устройство дискретизации в этом приемнике производит только одну выборку для одного символа. Дальнейшая обработка сигнала производится с учетом того, что одна выборка представляет один символ. Следовательно, он может быть назван «символьно-интервальный» приемник.

Во время прохождения от передатчика к приемнику символы подвержены помехам. Помехи могут включать в себя:

Помеху от других сигналов в канале. Это может быть спектрально-нейтральная («белая») помеха или спектрально-смещенная («цветная») помеха. Цветная помеха часто является результатом помехи от других сигналов в той же системе связи.

Помеху, проистекающую от распространения самого рассматриваемого сигнала. Это включает межсимвольную помеху: помеху между соседними символами в этом сигнале во время того, как они передаются от передатчика к приемнику по нескольким трактам разной длины.

Для того чтобы сигнал был достоверно восстановлен приемником, необходимо принять во внимание эффекты помех. Для достижения этого оценки y символа передаются на канальный блок оценки (эстиматор) 7, который формирует оценку эффектов канала с помощью анализа формы известной настроечной последовательности символов, которая принята. Канальный эстиматор формирует оценку h сигнала, предшествующую искажению в канале. h и y приходят в ОСШ-эстиматор 8, который оценивает отношение сигнал-шум (ОСШ; SNR) принимаемого сигнала. h также поступает в автокоррелирующее вычислительное устройство 9, которое генерирует опорный сигнал F. F и ОСШ-оценка поступают в устройство 10 масштабирования GMSK, которое масштабирует h и F по SNR-оценке и производит соответствующие значения h' и F'. h' представляет набор отводов фильтров, калиброванных для воспроизведения характеристик канала. Они подаются в блок 11 согласованных фильтров эквалайзера 5, который фильтрует выборки y в соответствии с отводами h' для формирования Z. Z и F' поступают на эквалайзер 12, который оценивает символы, составляющие принятый сигнал. Один из путей, позволяющих добиться этого, состоит в вычислении, основанном на канальной оценке h', наиболее вероятного эффекта канала на все возможные наборы принятых символов и сравнении этих наборов с действительно принятым сигналом для определения лучшего соответствия. Символы наиболее подходящего набора принимаются как оценка, которая выводится в 6 для дальнейшей обработки.

Один из методов, который был взят для увеличения точности декодирования, состоит в избыточной дискретизации принятого сигнала. С помощью выборок принятого сигнала на более высокой частоте, чем частота следования символов, из принятого сигнала получается больше данных, что может быть использовано для улучшения процесса декодирования. Так как дополнительные выборки были созданы из действительной дискретизации принятого сигнала, они содержат дополнительные данные кроме тех, которые содержатся в наборе выборок, полученных на частоте следования символов, которые могут быть использованы (в том числе с помощью средств метода временного отбеливания), чтобы помочь устранить внутриканальные помехи и помехи соседних каналов. Этот тип приемника может быть назван «дробно-интервальным» приемником. Тем не менее, в некоторых ситуациях в приемнике может отсутствовать возможность осуществления избыточной дискретизации, и поэтому такой вариант будет невозможен.

Одним из примеров такой ситуации является тот, в котором радиочастотный модуль (РЧМ) приемника был разработан в таком виде, что он передает только одну выборку для символа в модуль основной полосы частот, где происходит окончательная обработка сигнала. Радиочастотный модуль - это входной компонент приемника, который осуществляет усиление, входящую фильтрацию и дискретизацию. Обычно этот компонент поставляется как аппаратное решение. Модуль основной полосы частот - это модуль, в котором происходит цифровая обработка сигнала. Обычно эта часть выполняется частично программно и частично аппаратно.

В последнее время радиочастотный модуль приемника был разработан таким образом, чтобы предоставлять более одной выборки на символ в модуль основной полосы частот. В то же время функции цифровой обработки сигнала в модуле основной полосы частот приемника используют эту дополнительную группу выборок для увеличения эффективности приемника. Но такие РЧМ повышают стоимость приемника в целом.

Существуют заказчики, которые не хотят заменять свои старые радиочастотные модули, но хотят сменить модули основной полосы частот. Они могут не хотеть лучшего, но, по меньшей мере, хотят увеличить эффективность своего приемника заменой только модулей основной полосы частот. Поэтому желательно усовершенствовать старый символьно-интервальный приемник GMSK и интегрировать его в новый модуль основной полосы частот, чтобы он работал с одной выборкой на символ, однако с большей эффективностью.

Как показано выше, в типовом приемнике обработка сигнала в модуле основной полосы частот разделена между программными и специальными (выделенными) аппаратными элементами. Программное обеспечение обычно выполняется ПЦС (DSP) (процессором цифровых сигналов), который может выполнить только ограниченное число операций в течение времени, доступном между последовательными символами. Следовательно, важно модернизировать программное обеспечение, чтобы оно могло быть выполнено соответствующими ПЦС. Аппаратное обеспечение может быть ранее существующим или разделенным между различными платформами, так что желательно, если конструкция приемника сможет вобрать преимущества стандартного аппаратного обеспечения.

В соответствии с одним из аспектов данного изобретения представлен приемник сигнала, содержащий устройство дискретизации для дискретизации принятого сигнала, несущего поток символов, для формирования первого набора действительных выборок; средство интерполяции для интерполяции по выборкам первого набора для формирования второго набора интерполированных выборок; средство восстановления символов, выполненное с возможностью обработки первого и второго наборов выборок, с тем чтобы сформировать оценку символов сигнала, причем обработка включает в себя выполнение временного отбеливания для сигналов, полученных из первого и второго наборов выборок.

В соответствии со вторым аспектом данного изобретения предложен способ обработки принятого сигнала, заключающийся в том, что дискретизируют принятый сигнал, несущий поток символов, для формирования первого набора действительных выборок; интерполируют по выборкам первого набора для формирования второго набора интерполированных выборок; обрабатывают первый и второй наборы выборок, чтобы сформировать оценку символов сигнала, причем обработка включает в себя выполнение этапа временного отбеливания для сигналов, полученных из первого и второго наборов выборок.

Предпочтительно средство восстановления символов содержит устройство демодуляции для демодуляции первого и второго наборов для создания первого и второго наборов демодулированных данных соответственно. Предпочтительно средство восстановления символов содержит устройство оценки канала для выполнения оценки канала для первого и второго наборов демодулированных данных для формирования первого и второго наборов данных оценки канала соответственно, причем первый и второй наборы данных оценки канала являются указанными сигналами, полученными из первого и второго набора выборок.

Предпочтительно временное отбеливание включает в себя для каждой последовательной пары данных y ₁, y₂ из первого набора данных оценки канала и каждой последовательной пары данных h ₁, h₂ из первого набора данных оценки канала формирование первых частично отбеленных сигналов y" ₁ и y"₂ и вторых частично отбеленных сигналов h"₁ и h" ₂ соответственно по уравнениям 16 и 19, представленным здесь; и формирование указанных сигналов, полученных из первого и второго наборов выборок путем масштабирования первого и второго частично отбеленных сигналов в соответствии с оценкой принятого шума.

Предпочтительно первые отбеленные сигналы сформированы делением первых данных оценки канала на и вторые отбеленные сигналы сформированы делением вторых данных оценки канала на , где и определены в соответствии с уравнениями 2 и 8, представленными здесь.

Предпочтительно средство восстановления символов включают в себя процессор цифровых сигналов.

Предпочтительно временное отбеливание осуществляется выполнением серии инструкций посредством процессора цифровых сигналов.

Предпочтительно символы переносятся в принятом сигнале с помощью GMSK-модуляции.

Предпочтительно приемник сигнала является приемником сигнала базовой приемо-передающей станции сети мобильной связи.

Предпочтительно принятый сигнал является радиосигналом.

В соответствии с третьим аспектом данного изобретения предложен приемник сигнала, содержащий устройство дискретизации для дискретизации принятого сигнала, несущего поток символов, для формирования первого набора действительных выборок; средство интерполяции для интерполяции по выборкам первого набора для формирования второго набора интерполированных выборок; средство восстановления символов, выполненное с возможностью обработки первого и второго наборов выборок, чтобы сформировать оценку символов сигнала, причем обработка включает в себя выполнение операции согласованной фильтрации с помощью выполнения операций индивидуальных согласованных фильтров для сигналов, полученных из каждого первого и второго наборов выборок, и последующее усреднение выходных данных операций индивидуальных согласованных фильтров для формирования выходных данных согласованных фильтров.

В соответствии с четвертым аспектом данного изобретения предложен способ обработки принятого сигнала, заключающийся в том, что дискретизируют принятый сигнал, несущий поток символов, для формирования первого набора действительных выборок; интерполируют по выборкам первого набора для формирования второго набора интерполированных выборок; обрабатывают первый и второй наборы выборок для формирования оценки символов сигнала, причем обработка включает в себя выполнение операции согласованной фильтрации с помощью выполнения операций индивидуальных согласованных фильтров для сигналов, полученных из каждого первого и второго наборов выборок, и последующее усреднение выходных данных операций индивидуальных согласованных фильтров для формирования выходных данных согласованных фильтров.

Предпочтительно средство восстановления символов включает в себя устройство демодуляции для демодуляции первого и второго наборов выборок для создания первого и второго наборов демодулированных данных соответственно; устройство оценки канала для выполнения оценки канала по первому и второму наборам демодулированных данных для формирования первого и второго наборов данных оценки канала соответственно; и устройство временного отбеливания для выполнения отбеливания по первому и второму наборам данных оценки канала для формирования данных для ввода в операции согласованных фильтров в качестве указанных сигналов, полученных из каждого первого и второго наборов выборок.

Предпочтительно операции индивидуальных согласованных фильтров выполняются в соответствии с уравнениями 20 и 21 данного документа.

Предпочтительно средство восстановления символов включает в себя процессор цифровых сигналов.

Предпочтительно операции согласованных фильтров осуществляются путем выполнения серии инструкций посредством процессора цифровых сигналов.

Предпочтительно символы переносятся в принятом сигнале с помощью GMSK-модуляции.

Предпочтительно приемник сигнала является приемником сигнала базовой приемо-передающей станции сети мобильной связи.

Предпочтительно принятый сигнал является радиосигналом.

В соответствии с пятым аспектом данного изобретения предложен приемник сигнала, содержащий устройство дискретизации для дискретизации принятого сигнала, несущего поток символов, для формирования первого набора действительных выборок; средство восстановления символов, выполненное с возможностью обработки первого и второго наборов выборок, с тем чтобы сформировать оценку символов сигнала, причем обработка включает в себя выполнение операции согласованной фильтрации, причем операция согласованной фильтрации выполняется обрабатывающим программным обеспечением, выходные данные которого проходят для дальнейшей обработки через аппаратный согласованный фильтр, имеющий множество отводов фильтра, все из которых, кроме одного, установлены в 0.

В соответствии с шестым аспектом данного изобретения предложен способ обработки принятого сигнала, заключающийся в том, что дискретизируют принятый сигнал, несущий поток символов, для формирования первого набора действительных выборок; обрабатывают первый и второй наборы выборок для формирования оценки символов сигнала, причем обработка включает в себя этап выполнения операции согласованной фильтрации с помощью обрабатывающего программного обеспечения; и обрабатывают выходные данные обрабатывающего программного обеспечения с помощью аппаратного согласованного фильтра, имеющего множество отводов фильтра, все из которых, кроме одного, установлены в 0.

Предпочтительно операция согласованной фильтрации выполняется с использованием множества отводов, и средство восстановления символов содержит средство усреднения, выполненное с возможностью приема и усреднения выходных данных обрабатывающего программного обеспечения по множеству отводов и, таким образом, предоставления входных данных для аппаратного согласованного фильтра.

Предпочтительно приемник содержит множество компонентов, определяющих сигнальный тракт от входа радиочастотного сигнала до выхода сигнала основной полосы частот, и приемник содержит процессор сигналов, расположенный в сигнальном тракте для выполнения указанного обрабатывающего программного обеспечения, и реконфигурируемую энергонезависимую память для хранения обрабатывающего программного обеспечения для выполнения процессором сигналов, причем приемник сконфигурирован таким образом, что, независимо от конфигурации памяти, аппаратный согласованный фильтр расположен в сигнальном тракте между процессором сигналов и выходом.

Предпочтительно согласованный фильтр имеет основной отвод, и указанный один отвод является основным отводом согласованного фильтра.

Предпочтительно последующая обработка включает в себя коррекцию.

Предпочтительно символы переносятся в принятом сигнале с помощью GMSK-модуляции.

Предпочтительно приемник сигнала является приемником сигнала базовой приемо-передающей станции сети мобильной связи.

Предпочтительно принятый сигнал является радиосигналом.

Настоящее изобретение также предлагает терминал связи, содержащий приемник сигнала, имеющий признаки, сформулированные здесь.

Настоящее изобретение также предлагает сетевой элемент, такой как базовая приемо-передающая станция (БПС, BTS) для телекоммуникационной сети, содержащий приемник сигнала, имеющий признаки, сформулированные здесь.

Настоящее изобретение также предлагает телекоммуникационную систему, содержащую сеть, имеющую, по меньшей мере, один сетевой элемент; и терминал связи, выполненный с возможностью осуществления беспроводной связи с сетевым элементом; причем, по меньшей мере, один сетевой элемент или терминал связи содержит приемник сигнала, имеющий признаки, сформулированные здесь.

Теперь настоящее изобретение будет описано в виде примера.

Фиг. 1 показывает архитектуру символьно-интервального приемника, способного принимать сигналы GMSK.

Фиг. 2 показывает архитектуру усовершенствованного символьно-интервального приемника, способного принимать сигналы GMSK.

Приемник, показанный на фиг.2, способен работать с более высокой точностью, чем показанный на фиг.1. Приемник на фиг.2 дискретизирует сигнал на частоте следования символов. Затем создается дополнительный набор выборок с помощью интерполяции по дискретным символам. Основные и дополнительные выборки подвергаются процессу временного отбеливания для сокращения явной корреляции между ними. Корреляция появляется в результате искажения сигнала помехой от других сигналов в той же частотной полосе. Удаление корреляции между двумя группами принятых выборок, с другой стороны, означает удаление помехи цветного шума из них. Затем сигналы подвергаются согласованной фильтрации и прореживанию перед передачей на эквалайзер, выделяющий символы, которые должны быть созданы в качестве выходных данных.

1. Входное звено приемника (радиочастотный модуль):

Радиосигнал принимают из радиоканала с помощью антенны 20. Затем сигнал проходит в радиочастотный модуль 21 для предварительной обработки. Предварительная обработка включает в себя усиление и базовую фильтрацию. Обычно считают предпочтительным отфильтровать принятый сигнал сравнительно тщательно (например, нормированная на 0,7 полоса пропускания), так чтобы обрезать помеху от смежных каналов. Напротив, было обнаружено, что входной каскад с более широкой полосой пропускания (например, нормированная на 1,0 полоса пропускания) обеспечивает большую точность восстановления символов в архитектуре на фиг. 2.

Затем сигнал дискретизируется на частоте следования символов с помощью устройства 22 дискретизации для формирования ряда основных сложных выборок r. При условии, что сигналы представляют собой интервал длиной N символов, исходные выборки будут представлены как r(n), для 0 n N.

2. Интерполяция:

Выборки r передаются к устройству интерполяции 23, которое интерполирует их для создания набора дополнительных выборок. Могут быть использованы многочисленные методы интерполяции. Было обнаружено, что эффективным является простой метод линейной интерполяции. В этом методе второй набор выборок r₂(n) формируется в соответствии с

Набор основных выборок r ₁(n) обозначен четным набором и набор интерполированных выборок r₂(n) обозначен нечетным набором.

Необходимо заметить, что можно создать более одной дополнительной выборки между каждой парой исходных выборок.

Четные и нечетные выборки демодулируются с помощью устройства демодуляции 24 для создания наборов y₁ (n) и y₂(n) соответственно.

3. Оценка канала и отбеливание:

Сигналы y ₁(n) и y₂(n) передаются в устройство 25 оценки канала, которое формирует соответствующие выходные значения h₁(n) и h₂(n). Они вместе с сигналами y ₁(n) и y₂ (n) передаются в устройство 26 временного отбеливания. Механизм отбеливания включает в себя генерацию ковариационной матрицы шума, генерацию преобразованной матрицы из ковариационной матрицы шума и применение преобразованной матрицы к двум группам выборок и фильтров раздельно.

Ковариационная матрица шума для демодулированного сигнала определяется как

где

и где x - вектор переданного сигнала, y₁ и y₂ - четные и нечетные выборки принятых сигналов, h ₁ и h₂ - соответствующие векторы импульсной характеристики канала и e₁ и e₂ - сигналы шума. Здесь надо заметить, что в приведенном выше уравнении в векторах x , y₁ и y₂ нам необходима только часть настроечной последовательности. Следовательно, различие между принятой настроечной последовательностью и переданной известной настроечной последовательностью, обусловленное отводами канала, дает ошибку или сигналы шума.

Фактическая декорреляция шума или процесс отбеливания включает в себя обработку сигнала и отводов канала с помощью преобразованной матрицы T, которая может быть получена из ковариационной матрицы шума A. Вывод T из A рассмотрен ниже.

В соответствии с критерием наибольшей вероятности (НВ) приемник должен найти x, который минимизирует функцию общей стоимости, приведенную ниже

где:

Тем не менее, перед минимизацией функции стоимости целью является математически устранить корреляцию между четными и нечетными выборками. Это возможно, если недиагональные элементы матрицы A можно сделать нулями; другими словами, мы вынуждены сделать A диагональной матрицей. Это вызывает факторизацию матрицы A^-1 и может быть сделано с помощью применения к матрице A разложения Холецкого . Допустим, что A^-1 может быть определена как

и матрица T представляет коэффициенты Холецкого матрицы A^-1. T может быть выведена из приведенных выше уравнений как

Теперь, преобразование сигнала y с помощью T дает

И преобразование отводов импульсной характеристики канала с помощью T дает

Следовательно, новый вектор шума может быть вычислен в соответствии с

Используя этот вектор, если мы создаем ковариационную матрицу шума D = E(e'e'^H ), то можно удостовериться, что матрица диагональная, что означает отсутствие корреляции между четными и нечетными группами выборок после окончания процесса отбеливания.

Когда принятые выборки y₁ и y₂ и отводы h₁ и h ₂ канала выбелены, вычисления, приведенные в уравнениях (9) и (10), могут быть переписаны как

где y₁ и y ₂ - неотбеленные выборки, h ₁ и h₂ - неотбеленные отводы канала, y'₁ и y' ₂ - отбеленные выборки и h'₁ , h'₂ - отбеленные отводы. ₁, и c определены в уравнениях (2) и (8).

Уравнения (12) и (13) предполагают, что в процессе умножения будет достаточный объем вычислений, когда длина последовательности выборок y ₁ и y₂ велика. В случае сигналов глобальной системы мобильной связи (GSM) длина равна 156. Было обнаружено, что вычисления могут быть сокращены с помощью выполнения процесса частичного отбеливания, который разъяснен ниже. Затем в процессе операции согласованной фильтрации отводы канала изменяются таким образом, что результирующие выходные данные согласованного фильтра такие же, как поступающие от полностью отбеленных выборок и отводов.

Примем и t должно быть вычислено, и затем должно быть применено частичное отбеливание, как в уравнениях (16)-(19)

Теперь производится операция согласованной фильтрации следующим образом

Следующий вывод предназначен для того, чтобы показать, что уравнения (20) и (21) представляют текущий процесс согласованной фильтрации, где используются полностью отбеленные выборки и отводы.

Из уравнений (12), (14), (16), (18) и (20)

И из уравнений (13), (15), (17), (19) и (20)

Из уравнений (22) и (23) можно увидеть, что использование частично отбеленных выборок и отводов приводит к тому же результату, что и выполнение согласованной фильтрации, с использованием полностью отбеленных выборок и отводов.

В итоге предпочтительная упрощенная операция отбеливания и согласованного фильтра содержит:

1. Вычисление , c, и t.

2. Частичное отбеливание выборок и отводов с использованием уравнений (16)-(19).

3. Разделение на две группы частично отбеленных отводов (не выборок) с помощью и соответственно.

4. Операцию согласованного фильтра на частично отбеленных выборках и масштабированных отводах.

Необходимо также заметить, что из матрицы дисперсий шума проще вычислить дисперсии и , чем вычислить стандартные девиации и . Прямой или полный процесс отбеливания, основанный на уравнениях (12)-(15), требует нахождение квадратного корня девиаций для вычисления стандартных девиаций. Операция определения квадратного корня очень сложна для вычисления процессором цифровых сигналов с фиксированной запятой, который обычно используется в приемниках сигнала, тогда как при использовании предпочтительного процесса отбеливания операция определения квадратного корня не требуется.

4. Прореживание и объединение сигналов:

В типовом частично интервальном приемнике сигналы с двумя выборками на символ прореживаются и объединяются во время операции предварительной фильтрации. Но метод с использованием предварительной фильтрации требует интенсивного сложного вычисления во время инверсии матрицы при разработке фильтров предварительной фильтрации. В описанном здесь приемнике вводится метод, требующий меньшей сложности, кроме того повышающий эффективность. Сначала вычисляются выходные данные индивидуального согласованного фильтра и опорные значения GMSK, и затем они усредняются для получения объединенных (комбинированных) выходных данных согласованного фильтра и комбинированных опорных значений GMSK.

Отбеленные характеристики используются устройствами 27, 28 автокорреляции для вычисления опорных значений F ₁ и F₂ для четных и нечетных групп импульсных отводов канала соответственно. Сначала вычисляются автокорелляционная функция или функция неопределенности C₁(i), C ₂(i), которые затем подвергаются свертке с возможными жесткими последовательностями символов межсимвольных помех, как показано ниже

где, x_k= (-1,+1) и число отводов канала равно 5. Аналогично выходные данные согласованного фильтра для каждой группы выборок могут быть вычислены в блоках 29, 30, используя уравнения (20) и (21).

Как только F₁, F ₂, Z₁ и Z ₂ посчитаны, они должны быть масштабированы на дисперсию шума соответствующей группы отбеленных выборок. Они могут быть усреднены для вычисления комбинированных F и Z

5. Коррекция:

Поскольку вычисление согласованного фильтра может быть сделано в ПЦС (процессор цифровых сигналов), тот же процесс должен быть сделан в аппаратной части. Если описанный выше метод собираются применить как усовершенствование к имеющемуся приемнику, это может быть непросто, поскольку согласованный фильтр 32 может быть частью аппаратного эквалайзера 33, и его невозможно будет обойти, таким образом, одна и та же операция согласованной фильтрации будет повторена. Тем не менее, даже в этой ситуации текущий метод может быть внедрен с помощью установки отводов канала согласованного фильтра таким образом, что основной отвод равен 1, а другие равны 0, с тем, чтобы фильтр пропускал Z насквозь без изменений. На примере, показанном на фиг.2, фильтр имеет 5 отводов и вычисленные значения Z согласованного фильтра и отводы канала (1, 0, 0, 0, 0) приходят к нему, таким образом, те же значения согласованного фильтра будут на выходе аппаратного согласованного фильтра. Поскольку для перестраиваемого эквалайзера 31 требуются только F и Z и ему не требуются отводы канала, этот метод позволяет получить желаемые значения на выходе без какой-либо модификации в аппаратном эквалайзере (при наличии).

Таблица 1 показывает усиление, которое может быть получено с использованием приемника на фиг.2 в сравнении с прежним типом приемников, показанным на фиг.1, в диапазоне среды распространения. Данные в таблице получены с помощью имитаций, которые проведены с применением моделей с фиксированной запятой, с использованием соответствующего масштабирования интерфейса.

Таблица Эффективность коэффициентов усиления улучшенного приемника по сравнению с предыдущим приемником в дБ
Тип логических каналов GSM	Усиление эффективности чувствительности приемника (дБ)	Усиление эффективности внутриканальной помехи (дБ)	Усиление эффективности межканальной помехи (дБ)
TCHFS	0,6	1,8	2,1
GPRS-PDTCH/CS1	0,4	1,8	2,2
GPRS-PDTCH/CS2	0,6	1,9	2,5
GPRS-PDTCH/CS3	1,0	2,3	2,6
GPRS-PDTCH/CS4	2,0	4,0	2,8

Входящие символы могут быть дополнительно дискретизированы, и такие выборки могут быть затем интерполированы для формирования дополнительных выборок, которые затем обрабатываются, как описано выше.

Программные этапы, описанные выше, могут быть выполнены на одном или более подходящих процессорах или альтернативно на специализированных аппаратных средствах взамен их. Аппаратные этапы, описанные выше, могут быть выполнены программным обеспечением, работающим на одном или более подходящих процессорах.

Заявитель раскрыл отдельно каждый индивидуальный признак, описанный здесь, и любая комбинация двух или более таких признаков, до такой степени, что такие признаки или комбинации признаков возможно осуществить, на основе представленного описания в целом в свете обычных основных знаний специалиста в данной области техники, независимо от того, решают ли такие признаки или комбинации признаков какие-либо проблемы, раскрытые здесь, и без ограничений объема формулы изобретения. Заявитель указал, что аспекты данного изобретения могут состоять из любого такого отдельного признака или комбинаций признаков. Ввиду предшествующего описания для специалиста в данной области техники будет очевидно, что в пределах объема данного изобретения могут быть произведены различные модификации.