專利名稱：采樣相位同步裝置及所用的雙向最大似然序列估計(jì)方式的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種采樣相位同步裝置，它對(duì)被送至維特比(Viter-bi)均衡器(它在一數(shù)字通信系統(tǒng)的接收機(jī)中用以補(bǔ)償來自一傳輸信道的接收信號(hào)的失真)的接收信號(hào)進(jìn)行采樣相位同步，本發(fā)明特別涉及一種能減小維特比均衡器誤碼率的采樣相位同步裝置以及一種由此而采用的雙向最大似然序列估計(jì)方式。
近年來，數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)已獲得迅速發(fā)展。在進(jìn)行陸上移動(dòng)通信時(shí)，由于移動(dòng)臺(tái)的周圍環(huán)境產(chǎn)生伴有傳輸延遲的多重波傳輸干擾，以及移動(dòng)臺(tái)的高速運(yùn)動(dòng)，使接收信號(hào)具有復(fù)雜的和相當(dāng)大的失真。移動(dòng)臺(tái)必須采用某種信號(hào)處理方式，從接收信號(hào)(還有噪聲疊加在其上)中補(bǔ)償包含噪聲的失真分量。數(shù)字移動(dòng)通信中的波形均衡技術(shù)是用于補(bǔ)償這些失真的技術(shù)，并且可采用兩種主要的技術(shù)。一種技術(shù)相應(yīng)于判決反饋均衡器，而另一種技術(shù)相應(yīng)于維特比均衡器(適應(yīng)型最大似然序列估計(jì)器)。已對(duì)前一種技術(shù)進(jìn)行考察并投入實(shí)際使用，這是由于根據(jù)對(duì)計(jì)算的復(fù)雜性、硬件規(guī)模等方面的評(píng)價(jià)，它容易實(shí)現(xiàn)的緣故。后一種技術(shù)是最好的波形均衡技術(shù)，并由于近來LSI(大規(guī)模集成電路)微細(xì)加工技術(shù)的顯著發(fā)展和適于作數(shù)字信號(hào)處理的高速數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)的出現(xiàn)，這種技術(shù)已經(jīng)能投入實(shí)際使用。
根據(jù)對(duì)接收信號(hào)序列的接收，維特比均衡器從所有可能的發(fā)射信號(hào)序列中只選擇一個(gè)最與接收信號(hào)序列符合的發(fā)射信號(hào)序列。維特比均衡器要在這樣的前提下工作，即已經(jīng)用某種手段得知信道脈沖響應(yīng)。因此，在維特比均衡器中，信道脈沖響應(yīng)估計(jì)器是必不可少的。打算用信道脈沖響應(yīng)來表示發(fā)射機(jī)與接收機(jī)之間的傳輸環(huán)境。更確切些說，打算用它來表示有多路徑傳輸干擾的環(huán)境中，在某一時(shí)刻由發(fā)射機(jī)發(fā)射的信息沿時(shí)間軸的分散。換句話說，如果能在多路徑傳輸環(huán)境下估計(jì)出信道脈沖響應(yīng)，就能估計(jì)出發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間的傳輸信道數(shù)和傳輸延遲時(shí)間。
一般，由于信道脈沖響應(yīng)是未知的，因此接收機(jī)不與發(fā)射機(jī)相位同步。在接收機(jī)中，對(duì)于接收信號(hào)波形進(jìn)行過采樣處理，并在此后完成相位同步過程以對(duì)信息數(shù)據(jù)進(jìn)行譯碼。當(dāng)在接收機(jī)中采用判決反饋均衡器來對(duì)信息數(shù)據(jù)進(jìn)行譯碼時(shí)，具有分?jǐn)?shù)間隔抽頭，并直接采用過采樣信號(hào)的判決反饋均衡器是有效且普遍采用的。分?jǐn)?shù)間隔判決反饋均衡器符合采樣理論，因?yàn)槠涑轭^間隔是一個(gè)符號(hào)傳輸周期T的1/N。因此，由于接收機(jī)對(duì)于與接收信號(hào)的相位同步變得不敏感，而不需要特殊的采樣相位同步裝置。在分?jǐn)?shù)間隔判決反饋均衡器中，只需要運(yùn)行一個(gè)適應(yīng)型算法程序，就能由完成均衡過程的橫向?yàn)V波器的輸出對(duì)所要值進(jìn)行近似，而橫向?yàn)V波器的抽頭系數(shù)本身能適應(yīng)于校正任何采樣相位偏移、均衡時(shí)間偏移以及類似的量。
在維特比均衡器中，為實(shí)現(xiàn)低的誤碼率，最重要的是能準(zhǔn)確模擬信道脈沖響應(yīng)。在維特比均衡器中，模擬信道脈沖響應(yīng)的橫向?yàn)V波器的間隔通常設(shè)置為T，并且只有當(dāng)傳輸信道中產(chǎn)生的延遲分散量是T的整數(shù)倍時(shí)才能準(zhǔn)確地模擬信道響應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)最佳誤碼率性能。另一方面，如果延遲分散量不是T的整數(shù)倍，則在接收信號(hào)中產(chǎn)生復(fù)雜的符號(hào)間干擾。為了能準(zhǔn)確地描述接收信號(hào)，需要一個(gè)這樣的橫向?yàn)V波器，它所具有的抽頭數(shù)要相應(yīng)于構(gòu)成接收信號(hào)的發(fā)射信號(hào)英文字母數(shù)的長度。該長度由通常對(duì)基帶部分有效的帶通濾波器的脈沖響應(yīng)長度來確定。當(dāng)采用這樣一個(gè)分?jǐn)?shù)間隔橫向?yàn)V波器(它是由把用于模擬信道脈沖響應(yīng)的橫向?yàn)V波器的抽頭間隔設(shè)置為T/N得到的)時(shí)，可以期望接收機(jī)對(duì)于采樣相位同步不感敏，但抽頭長度確切地增加了N倍?？傊?，抽頭長度的增加直接導(dǎo)致了計(jì)算復(fù)雜性的增加以及維特比均衡器中等效噪聲的增加，從而使均衡性能變壞。
如上所述，當(dāng)在接收機(jī)中采用維特比均衡器時(shí)，增加用于模擬信道脈沖響應(yīng)的橫向?yàn)V波器的抽頭長度是不切實(shí)際的，而需用相應(yīng)于最小所要間隔T的抽頭數(shù)來構(gòu)成橫向?yàn)V波器。舉例來說，如果在一傳輸信道中的延遲分散量在T之內(nèi)，則抽頭長度是2。然而，當(dāng)抽頭間隔為T時(shí)，維特比均衡器就必須與接收信號(hào)相位同步，因?yàn)樗荒芊喜蓸佣ɡ淼囊?。原先，除非傳輸信道中的延遲分散量是符號(hào)傳輸周期T的整數(shù)信，就不能確定最佳采樣相位同步時(shí)刻，而與譯碼結(jié)果的最小誤碼率相應(yīng)的相位只能是最佳采樣相位同步條件。然而，通常，因?yàn)榻邮諜C(jī)不能測量誤碼率，減小誤碼率的采樣相位在實(shí)際上是不能識(shí)別的，因此，作為與經(jīng)一有延遲分散的傳輸信道得到的信號(hào)相位同步的一種標(biāo)準(zhǔn)做法，要采取某種措施來與接收到的最強(qiáng)到達(dá)波同步。舉例來說，在對(duì)一包含在一TDMA(時(shí)分多址)時(shí)隙中的訓(xùn)練序列(或唯一的字)與一接收信號(hào)作相關(guān)算法的運(yùn)算時(shí)，就把相關(guān)值峰值的出現(xiàn)時(shí)刻確定為最佳采樣相位時(shí)刻。然而，這一做法只能在最佳采樣相位狀態(tài)中設(shè)置時(shí)隙的起始部分，而在特性迅速變化的無線電信道中它不能應(yīng)付時(shí)隙內(nèi)的相位改變。
另一方面，另一個(gè)例子采用了這樣一種方式來使接收機(jī)對(duì)采樣相位同步不敏感，即采用兩個(gè)橫向?yàn)V波器，它們的抽頭間隔T互相平行，并使輸入至一個(gè)濾波器的信號(hào)序列的相位相對(duì)于輸入至另一個(gè)濾波器的信號(hào)序列的相位偏移T/2。然而，采用這種方式，要把兩個(gè)平行橫向?yàn)V波器輸出的綜合方法加以優(yōu)化是很復(fù)雜的，而這一方案等價(jià)于單個(gè)的分?jǐn)?shù)間隔橫向?yàn)V波器。結(jié)果，出現(xiàn)了與增加抽頭長度而使性能變壞的基本上相同的影響，因此，雖然接收機(jī)對(duì)于相位同步不敏感，但采用這種做法仍不能實(shí)現(xiàn)低誤碼率。再者，由于要在每一個(gè)傳輸信道狀態(tài)中對(duì)實(shí)質(zhì)上受符號(hào)間干擾的信號(hào)加以處理，而不合需要地延長了所用算法的收斂時(shí)間，并由于存在多余碼而產(chǎn)生了等效噪聲，這就擾亂了穩(wěn)定的運(yùn)行。
如上所述，當(dāng)傳輸信道的延遲分散量不為傳輸符號(hào)傳輸周期T的整數(shù)倍時(shí)，就給不出最佳采樣相位時(shí)刻，而使誤率能減至最小的采樣相位時(shí)刻只能設(shè)置為一最佳采樣相位時(shí)刻。在TDMA型通信中(它用一些時(shí)隙來完成傳輸/接收，而每個(gè)時(shí)隙由數(shù)個(gè)符號(hào)構(gòu)成)，訓(xùn)練序列的長度為小于整個(gè)時(shí)隙長度10％的信號(hào)序列長度，而為了獲得具有一定可靠性的誤碼率，需要很長的時(shí)間間隔。在一移動(dòng)傳輸信道內(nèi)所產(chǎn)生的大多數(shù)的比特差錯(cuò)并不是由附加噪聲決定的隨機(jī)錯(cuò)誤，而是由多路徑衰落產(chǎn)生的突發(fā)錯(cuò)誤。由于這個(gè)原因，在某些時(shí)隙中，訓(xùn)練序列一點(diǎn)也不造成錯(cuò)誤，然而在另一些時(shí)隙中，卻破壞性地產(chǎn)生錯(cuò)誤。考慮到這一事實(shí)，就應(yīng)在更多的時(shí)隙內(nèi)利用訓(xùn)練序列來計(jì)算比特差錯(cuò)，導(dǎo)致一與實(shí)際方式相去甚遠(yuǎn)的方式。再者，作為估值函數(shù)的誤碼率只能以位為單位來確定錯(cuò)誤而不能以樣本為單位來加以精細(xì)控制。
在上面提到的把包含在一TDMA時(shí)隙內(nèi)的訓(xùn)練序列與一接收信號(hào)作相關(guān)算法運(yùn)算，并把相關(guān)值峰值的出現(xiàn)時(shí)刻設(shè)置為最佳采樣相位時(shí)刻的方法中，當(dāng)傳輸信道例如為具有延遲分散量為T的兩射線模型時(shí)，則當(dāng)由發(fā)射機(jī)的參考時(shí)刻來看時(shí)，相關(guān)值峰值出現(xiàn)在時(shí)刻t0和時(shí)刻t0＋T。然而，在接收機(jī)一側(cè)由于它不能檢測出發(fā)射機(jī)的參考時(shí)刻而不能把時(shí)刻t0和時(shí)刻t0＋T相互區(qū)分開來，而只能把相關(guān)值峰值的出現(xiàn)時(shí)刻設(shè)置為采樣起始時(shí)刻。在判決反饋均衡器的情形中，如果有一個(gè)比起傳輸信道的延遲分散量相對(duì)較長的橫向?yàn)V波器，則即使由此方式來確定一個(gè)采樣相位也沒有問題。其理由已在上面描述過了。然而，在維特比均衡器的情形中，應(yīng)該準(zhǔn)確模擬傳輸信道響應(yīng)。換句話說，接收機(jī)必須與發(fā)射機(jī)的參考時(shí)刻同步。這樣，下面將要來考察這樣一種情形，在該情形中，上面提到的不能區(qū)分時(shí)刻t0和時(shí)刻t0＋T的采樣相位同步裝置被用于維特比均衡器中。如果接收機(jī)與時(shí)刻t0同步，則用相應(yīng)于時(shí)刻t0的第一抽頭作為參考抽頭來估計(jì)信道脈沖響應(yīng)。在這種情形中，因?yàn)榈诙轭^相應(yīng)于時(shí)刻t0＋T，因此可以正常地估計(jì)信道脈沖響應(yīng)，而維特比均衡器正常運(yùn)行。反之，如果接收機(jī)與時(shí)刻t0＋T同步，由于采用第一抽頭作為相應(yīng)于時(shí)刻t0＋T的參考抽頭，因此第二抽頭變得沒有價(jià)值，而沒有相應(yīng)于時(shí)刻t0的抽頭。因此，當(dāng)傳輸信道的環(huán)境改變，并且最強(qiáng)接收信號(hào)由經(jīng)延遲路徑(在時(shí)刻t0＋T接收)的接收信號(hào)偏移至經(jīng)直接路徑(在時(shí)刻t0接收)的接收信號(hào)(這一偏移稱為從非最小相位方式偏移至最小相位方式)時(shí)，第一抽頭逐漸減小。當(dāng)停止接收延遲接收信號(hào)時(shí)，估計(jì)信道脈沖響應(yīng)沒有信息。如果產(chǎn)生這一現(xiàn)象，由于估計(jì)信道脈沖響應(yīng)具有與隨機(jī)噪聲等價(jià)的本性，使估計(jì)接收信號(hào)變?yōu)殡S機(jī)信號(hào)。由于信道脈沖響應(yīng)用這一隨機(jī)信號(hào)來適應(yīng)地和順序地更新，因此產(chǎn)生突發(fā)錯(cuò)誤，導(dǎo)致誤碼率變壞。
本發(fā)明的一個(gè)目的是為維特比均衡器提供一種采樣相位同步裝置，它能以最小的規(guī)模為模擬信道脈沖響應(yīng)實(shí)現(xiàn)橫向?yàn)V波，并能藉助于估計(jì)信道脈沖響應(yīng)來改進(jìn)誤碼率特性，在采樣相位同步的短的時(shí)間間隔中，該信道脈沖響應(yīng)與傳輸?shù)膮⒖紩r(shí)刻準(zhǔn)確同步，而采樣相位同步對(duì)維特比均衡器的工作性能有很大影響。
按照本發(fā)明，所提供的采樣相位同步裝置包括一存儲(chǔ)接收信號(hào)用的接收信號(hào)存儲(chǔ)器，在該接收信號(hào)中，部分地包含了一訓(xùn)練序列；一計(jì)算信道時(shí)間響應(yīng)(下面稱為信道響應(yīng))的信道響應(yīng)計(jì)算器，此信道響應(yīng)是用存儲(chǔ)在接收信號(hào)存儲(chǔ)器中的包含在接收信號(hào)中的部分訓(xùn)練序列算得的，并且對(duì)于接收時(shí)刻是固有的；一功率比值計(jì)算器，用以計(jì)算傳輸信道的功率與一部分信道響應(yīng)的功率的比值(傳輸信道的信道響應(yīng)由信道響應(yīng)計(jì)算器算得)；一存儲(chǔ)由功率比值計(jì)算器算得的功率比值的功率比值存儲(chǔ)器；以及用存儲(chǔ)在功率比值存儲(chǔ)器中的功率比值來確定采樣相位的采樣相位確定部件。此裝置根據(jù)由采樣相位確定部件所確定的采樣相位來對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行采樣。
按照本發(fā)明，由于采用了基于用訓(xùn)練序列獲得的信道脈沖響應(yīng)本身的計(jì)算結(jié)果，因此能夠達(dá)到與信道脈沖響應(yīng)的同步。結(jié)果，由于總能相應(yīng)于傳輸信道的延遲分散量實(shí)現(xiàn)最佳采樣相位同步，而使誤碼率獲得大大改善。
在一多路徑傳輸信道中，由于經(jīng)直接路徑的接收信號(hào)與經(jīng)一延遲路徑的接收信號(hào)(它到達(dá)時(shí)有時(shí)延)通常是不相關(guān)的，因此直接接收信號(hào)和延遲接收信號(hào)之間的相位關(guān)系是一種隨機(jī)的相位關(guān)系。實(shí)際上，準(zhǔn)確的采樣相位同步由直接接收信號(hào)和延遲接收信號(hào)之間的相位差唯一地確定。然而，在諸如移動(dòng)傳輸信道等具有快速變化特性的無線電信道中，通常在時(shí)隙開始處的相位差與在時(shí)隙結(jié)束處的相位差有很大的不同。因此，即使在時(shí)隙開始處嚴(yán)格確定了采樣相位，但對(duì)于整個(gè)時(shí)隙而言它不是最佳的?？紤]到這一點(diǎn)，本發(fā)明提供了一種最佳采樣相位同步裝置，采用根據(jù)由有關(guān)直接接收信號(hào)和延遲接收信號(hào)之間先前的相位關(guān)系信息所確定的平均值，不管直接接收信號(hào)與延遲接收信號(hào)之間的相位關(guān)系狀態(tài)如何，該裝置規(guī)定了一種估值函數(shù)，從而把最佳采樣相位狀態(tài)設(shè)置在一平均值上。
如果可以獲得數(shù)個(gè)或更多個(gè)時(shí)隙的用作平均的先前的信息，則能夠指望有很大的改善。下面將簡要地介紹這種估值函數(shù)。
時(shí)刻k的總傳輸/接收脈沖響應(yīng)(包括發(fā)射機(jī)的帶通濾波器、信道脈沖響應(yīng)、接收機(jī)的帶通濾波器以及類似的裝置)用hk(i)來表示。注意i代表過采樣階，當(dāng)時(shí)刻與在時(shí)刻k直接接收的信號(hào)同步時(shí)，i＝0。因此，當(dāng)過采樣為N次時(shí)，在時(shí)刻k的理想接收信號(hào)rk(i)可表示為rk(i)=Σn=-AAhk(i+nN)Xk-n]]>在這種情形中，如果接收信號(hào)估計(jì)值可以由接收機(jī)中的理想兩抽頭橫向?yàn)V波器估計(jì)時(shí)，在時(shí)刻k的估計(jì)接收信號(hào)由下式給出r‾k(i)=Σn=01hk(i+nN)Xk-n]]>在此時(shí)刻理想接收信號(hào)rk(i)和估計(jì)接收信號(hào)rk(i)之間的錯(cuò)誤信號(hào)為ek(i)＝rk(i)－rk(i)=Σn=-A-1hk(i+nN)Xk-n+Σn=2Ahk(i+nN)Xk-n]]>如果能夠準(zhǔn)確估計(jì)信道脈沖響應(yīng)，則上述ek(i)必須是最小值。換句話說，可以估計(jì)使ek(i)減至最小的采樣時(shí)刻i或信道脈沖響應(yīng)。
當(dāng)采用加入一時(shí)隙中的訓(xùn)練序列來估計(jì)信道脈沖響應(yīng)時(shí)，雖然有由估計(jì)適應(yīng)型算法產(chǎn)生的估計(jì)延時(shí)，卻仍能估計(jì)出非常接近真實(shí)值的傳輸脈沖響應(yīng)。更明確些說，容易算出上述ek(i)。
這樣，可以計(jì)算理想接收信號(hào)rk(i)和錯(cuò)誤信號(hào)ek(i)的功率不采樣平均。理想接收信號(hào)rk(i)和錯(cuò)誤信號(hào)ek(i)的功率不采樣平均分別用Rk(i)和Uk(i)來表示。
Rk(i)＝E〔rk(i)rk*(i)〕=E[{Σn=-AAhk(i+nN)Xk-n}{Σn=-AAhk(i+nN)Xk-n}*]]]>=Σn=-AAhk(i+nN)hk*(i+nN)]]>=Σn=-AAPk(i+nN)]]>Uk(i)＝E〔ek(i)ek*(i)〕=Σn=-A-1hk(i+nN)hk*(i+nN)+Σn=2Ahk(i+nN)hk*(i+nN)]]>＝Rk(i)－h(huán)k(i)hk*(i)－h(huán)k(i＋N)hk*(i＋N)＝Rk(i)－Pk(i)－Pk(i＋N)這里Pk(i＋nN)＝hk(i＋nN)hk*(i＋nN)錯(cuò)誤信號(hào)ek(i)的功率不采樣平均值要越小越好。作為估值函數(shù)，定義一“歸一化非所要信號(hào)功率ξk(i)”如下ξk(i)＝Uk(i)/Rk(i)(0≤ξk(i)≤1)由此，隨著這個(gè)估值函數(shù)變小，估計(jì)信道脈沖響應(yīng)就變得更接近于真實(shí)值。從這個(gè)估值函數(shù)可見，唯有估計(jì)信道脈沖響應(yīng)才是用于計(jì)算估值函數(shù)所必需的一個(gè)參數(shù)。更明確些說，在采用一個(gè)抽頭長度(在上面的例子中為2A＋1)大于維特比均衡器所需的用來模擬信道脈沖響應(yīng)的橫向?yàn)V波器的抽頭長度的橫向?yàn)V波器來獲得信道脈沖響應(yīng)之后，就足以計(jì)算實(shí)際所需抽頭數(shù)(在上面的例子中為2)的功率和總功率的比值。
如上面所述，因?yàn)檫@個(gè)ξk(i)由直接接收信號(hào)和延遲接收信號(hào)的瞬時(shí)相位狀態(tài)所確定，因此穩(wěn)定的采樣相位同步特性要由對(duì)ξk(i)求平均得出。
下面將舉例說明理想的采樣時(shí)刻。當(dāng)傳輸信道的延遲分散量為0T時(shí)，則i＝-8或i＝0；當(dāng)延遲分散量為0.25T時(shí)，則i＝-3；當(dāng)延遲分散量為0.5T時(shí)，則i＝-2；當(dāng)延遲分散量為0.75T時(shí)，則i＝-1；以及當(dāng)延遲分散量為1.0T時(shí)，則i＝0。圖7(a)至7(e)是示出上述ζk(i)平均值的曲線圖。每幅圖的橫軸代表i，而i＝0相應(yīng)于直接接收信號(hào)的抵達(dá)時(shí)刻，它也與過采樣時(shí)刻一致，該時(shí)刻包含了加至一時(shí)隙的訓(xùn)練序列的起始數(shù)據(jù)。用一任意的閾值，對(duì)估值函數(shù)進(jìn)行采樣，對(duì)與閾值交叉的次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，并由該次數(shù)來限制最佳采樣時(shí)刻。圖8示出當(dāng)閾值暫設(shè)為0.07，當(dāng)交叉次數(shù)為3次或3次以上，而把平均值ξk(i)的最小值的時(shí)刻設(shè)置為最佳采樣時(shí)刻，或者交叉次數(shù)為2次或2次以上，而把兩次的中點(diǎn)時(shí)刻設(shè)置為最佳采樣時(shí)刻時(shí)算得的誤碼率；當(dāng)如已有技術(shù)中那樣與直接接收信號(hào)同步而算得的誤碼率；以及按照本發(fā)明的誤碼率的比較。對(duì)示于圖8的曲線作如下的解釋。作為估計(jì)CIR(信道脈沖響應(yīng))，曲線73和74代表由信道脈沖響應(yīng)估計(jì)器估算的結(jié)果，該估計(jì)器采樣用適應(yīng)型算法(LMS算法)，并且是構(gòu)成維特比均衡器的一個(gè)組成部分，而作為已知CIR的曲線75和76代表當(dāng)假設(shè)用某種手段獲得信道脈沖響應(yīng)的理想值時(shí)所得到的模擬結(jié)果。由圖8可見，積極采用采樣相位同步的本發(fā)明的系統(tǒng)(即最佳采樣相位系統(tǒng))能實(shí)現(xiàn)令人滿意的誤碼率。
如上所述，除了實(shí)現(xiàn)與信道脈沖響應(yīng)本身與發(fā)射機(jī)本身(即與接收信號(hào))同步之外，與已有技術(shù)相比，誤碼率能顯著地獲得改善。
再者，本發(fā)明提供了一種雙向最大似然序列估計(jì)方式，它等價(jià)于上面提到的用于采樣相位同步裝置的維特比均衡器。
按照這種雙向最大似然序列估計(jì)方式，它完成下述過程一維特比算法過程，它根據(jù)估計(jì)信道脈沖響應(yīng)，由接收信號(hào)來估計(jì)發(fā)射信號(hào)序列；一估計(jì)接收信號(hào)計(jì)算過程，它根據(jù)訓(xùn)練信號(hào)序列或由維特比算法過程估計(jì)的發(fā)射信號(hào)序列以及在時(shí)刻k－1估計(jì)的信道脈沖響應(yīng)，來計(jì)算在時(shí)刻k的接收信號(hào)；一錯(cuò)誤信號(hào)生成過程，它由在時(shí)刻k的接收信號(hào)和時(shí)刻k的估計(jì)接收信號(hào)產(chǎn)生一錯(cuò)誤信號(hào)；以及一信道脈沖響應(yīng)估計(jì)過程，它根據(jù)錯(cuò)誤信號(hào)采用一適應(yīng)型算法來估計(jì)時(shí)刻k的信道脈沖響應(yīng)，當(dāng)把這種系統(tǒng)用于TDMA通信時(shí)(在這種通信方式中，傳輸/接收是以時(shí)隙為單位完成的)，最大似然序列估計(jì)方式完成一種從分配給一通信的時(shí)隙的起始時(shí)刻開始，沿時(shí)基方向作正向運(yùn)行的方式(正向過程)，以及從一時(shí)隙的結(jié)尾時(shí)刻開始，沿時(shí)基方向作反向運(yùn)行的方式(反向過程)，并根據(jù)令人滿意的通信質(zhì)量，以時(shí)隙為單位或以構(gòu)成時(shí)隙的符號(hào)為單位，來選擇運(yùn)行方向。
如果在正向過程中通信質(zhì)量未變壞，就不再進(jìn)行反向過程，只有在正向過程中通信質(zhì)量變壞時(shí)才進(jìn)行反向過程。


圖1是具有維特比均衡器并添加按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的采樣相位同步裝置的接收機(jī)的方框圖；圖2是示出TDMA時(shí)隙格式以及訓(xùn)練序列和信息序列在時(shí)隙中位置的簡圖；圖3是對(duì)相應(yīng)于TDMA時(shí)隙中訓(xùn)練序列部分的一復(fù)基帶信號(hào)波形進(jìn)行采樣的示意圖；圖4是表示按照本發(fā)明實(shí)施例的用于維特比均衡器的采樣相位同步方式的圖象的方框圖；圖5是示出按照本發(fā)明實(shí)施例的用于維特比均衡器的采樣相位同步方式的程序的流程圖；圖6是作為對(duì)圖1改進(jìn)，具有一維特比均衡器，并添加一采樣相位同步裝置的接收機(jī)方框圖；圖7A至7E是一組示出平均歸一化非所要功率ξk(i)特性曲線的曲線圖，它們是按照本發(fā)明對(duì)于一實(shí)際的多路徑衰落傳輸信道環(huán)境算得的；圖8是一示出誤碼率特性曲線的曲線圖，其中有按照本發(fā)明采用一適應(yīng)型采樣相位同步裝置算得的特性曲線，也有用通常的采樣相位同步方式通過固定型采樣相位同步算得的特性曲線；圖9是示出按照本發(fā)明的實(shí)施例的雙向最大似然序列估計(jì)方式的示意圖；圖10是本發(fā)明系統(tǒng)中正向過程和反向過程實(shí)行的最大似然序列估計(jì)方式的方框圖11是示出按照本發(fā)明實(shí)施例的雙向最大似然序列估計(jì)方式的過程原理的簡圖；圖12是示出圖10所示的雙向最大似然序列估計(jì)方式的過程的流程圖；圖13是示出按照本發(fā)明另一實(shí)施例的雙向最大似然序列估計(jì)方式的過程原理的簡圖；圖14A至14D是解釋在按照本發(fā)明另一實(shí)施例的雙向最大似然序列估計(jì)方式中用于估計(jì)通信質(zhì)量變壞標(biāo)準(zhǔn)的簡圖；圖15A和15B是示出按照本發(fā)明另一實(shí)施例的雙向最大似然序列估計(jì)方式的過程原理的簡圖；圖16是解釋按照本發(fā)明實(shí)施例的雙向最大似然序列估計(jì)方式流程的流程圖；圖17A和17B是示出按照本發(fā)明另一實(shí)施例的雙向最大似然序列估計(jì)方式的過程原理的簡圖；圖18是解釋圖17中的雙向最大似然序列估計(jì)方式的流程的流程圖；圖19是解釋對(duì)于正向估計(jì)信道脈沖響應(yīng)hf(k′f)和反向估計(jì)信道脈沖響應(yīng)hr(k′r)進(jìn)行同步的方式的示意圖，這兩個(gè)響應(yīng)是根據(jù)在內(nèi)插時(shí)間間隔內(nèi)計(jì)算信道脈沖響應(yīng)得出的；圖20是示出與圖19相關(guān)的TDMA時(shí)隙的簡圖；圖21是示出在由圖19和20所示的同步過程的內(nèi)插時(shí)間間隔中確定估計(jì)序列的流程圖；圖22是解釋當(dāng)不能執(zhí)行雙向最大似然序列估計(jì)方式時(shí)所執(zhí)行過程的原理簡圖；圖23是示出當(dāng)不能執(zhí)行雙向最大似然序列估計(jì)方式時(shí)所執(zhí)行流程的流程圖；圖24是解釋在雙向最大似然序列估計(jì)方式中在一TDMA時(shí)隙內(nèi)檢測得通信質(zhì)量多次變壞的過程原理的簡圖；圖25是示出在雙向最大似然序列估計(jì)方式中的一個(gè)TDMA時(shí)隙內(nèi)檢測得通信質(zhì)量多次變壞流程的流程圖；以及圖26是示出在多路徑衰落傳輸信道環(huán)境中通過估算雙向最大似然序列估計(jì)方式而得到誤碼率特性曲線的曲線圖。
圖1示出按照本發(fā)明實(shí)施例的一接收機(jī)的結(jié)構(gòu)，該接收機(jī)包括一用于維特比均衡器的一采樣相位同步裝置。示于圖1的發(fā)射機(jī)10產(chǎn)生一數(shù)字調(diào)制發(fā)射信號(hào)11。把發(fā)射信號(hào)經(jīng)一傳輸信道12受某些失真而獲得的信號(hào)13作為接收信號(hào)而輸入至接收機(jī)14。接收信號(hào)13經(jīng)一正交變換器15變?yōu)榘喾至?I信道分量)和正交相位分量(Q信道分量)的兩個(gè)正交分量，從而得到一復(fù)基帶信號(hào)16。復(fù)基帶信號(hào)16由一過采樣部件(A/D變換器)17根據(jù)時(shí)鐘變換為離散信號(hào)序列18，這一變換的過采樣周期為一傳輸符號(hào)周期T的1/N(N＞1)。被過采樣并轉(zhuǎn)換為離散信號(hào)的復(fù)基帶信號(hào)18被輸入至存儲(chǔ)器19并存儲(chǔ)于其中，該存儲(chǔ)器只存儲(chǔ)與示于圖2的TDMA時(shí)隙20中的訓(xùn)練序列相應(yīng)的一部分。把過采樣復(fù)基帶信號(hào)18輸入至延遲元件111，并被延遲一段為確定最佳采樣相位所需的時(shí)間。此后，把復(fù)基帶信號(hào)輸入至采樣器125，它在T時(shí)間間隔內(nèi)工作。
以N個(gè)樣本為單位從存儲(chǔ)器19讀出與K個(gè)符號(hào)(K＞0)相應(yīng)的樣本，在存儲(chǔ)器19中存儲(chǔ)有與示于圖2時(shí)隙20中的訓(xùn)練序列部分21相應(yīng)的復(fù)基帶接收信號(hào)18。注意，讀出信號(hào)是相應(yīng)于訓(xùn)練序列部分21中的那些信號(hào)的復(fù)基帶信號(hào)，把讀出的復(fù)基帶信號(hào)112輸入至信道脈沖響應(yīng)估計(jì)器114。信道脈沖響應(yīng)估計(jì)器114用一理想接收信號(hào)序列來估計(jì)信道脈沖響應(yīng)115，該理想信號(hào)序列是在訓(xùn)練序列21發(fā)射之前接收到的。歸一化非所要功率計(jì)算器116計(jì)算歸一化非所要信號(hào)功率117，它定義為估計(jì)信道脈沖響應(yīng)115的功率與其中非所要抽頭的功率的比值。把算得的歸一化非所要信號(hào)功率117輸入至并存儲(chǔ)在一歸一化非所要信號(hào)功率存儲(chǔ)器118中，該存儲(chǔ)器包括移位寄存器、存儲(chǔ)器或類似裝置。
歸一化非所要信號(hào)功率存儲(chǔ)器118存儲(chǔ)了先前幾個(gè)時(shí)隙的歸一化非所要信號(hào)功率，將在時(shí)隙20中的同一采樣時(shí)刻計(jì)算這些比值，這些時(shí)隙被周期地接收并唯一地分配給一接收機(jī)。當(dāng)由平均歸一化非所要信號(hào)功率計(jì)算器120計(jì)算平均歸一化非所要信號(hào)功率121時(shí)，就舍棄最早的歸一化非所要信號(hào)功率值而存儲(chǔ)最新的歸一化非所要信號(hào)功率117。把當(dāng)前時(shí)刻計(jì)算的歸一化非所要信號(hào)功率117和在一給定的先前時(shí)刻后接收的多個(gè)時(shí)隙內(nèi)算得的多個(gè)歸一化非所要信號(hào)功率119都輸入至平均歸一化非所要信號(hào)功率計(jì)算器120，并計(jì)算它們的平均值121。在此裝置中，把從存儲(chǔ)器19讀出上面提到的過采樣復(fù)基帶接收信號(hào)的操作至計(jì)算平均歸一化非所要信號(hào)功率121的操作重復(fù)一預(yù)定次數(shù)(W次)，每做一次，就把信號(hào)以過采樣樣本為單位作一次偏移，把這個(gè)W個(gè)平均歸一化非所要信號(hào)功率121(它們對(duì)于從復(fù)基帶接收信號(hào)存儲(chǔ)器19中讀出的次數(shù)是固有的)輸入至一最佳采樣時(shí)刻確定部件122，并按照最佳采樣時(shí)刻確定算法定出最佳采樣時(shí)刻。然后，把N個(gè)樣本間隔的采樣信號(hào)123提供至采樣器125。把一稀輸出采樣(即由采樣器125以N個(gè)樣本為單位過采樣)的復(fù)基帶信號(hào)輸入至維特比均衡器126。由維特比均衡器126得出的輸出序列127按譯碼/再現(xiàn)處理器128所需的格式再現(xiàn)，即，再現(xiàn)話音信息、圖像信息或數(shù)據(jù)信息。
圖2示出了在TDMA通信系統(tǒng)中采用的時(shí)隙格式的例子。一組訓(xùn)練序列21和一數(shù)據(jù)信息(非訓(xùn)練信息)構(gòu)成一個(gè)時(shí)隙20。這些時(shí)隙20是周期地發(fā)射的，而一個(gè)接收機(jī)只接收分配給它的一個(gè)時(shí)隙，并提取時(shí)隙中的傳輸信息。本發(fā)明的采樣相位同步方式利用時(shí)隙20中的訓(xùn)練序列21(其內(nèi)容已預(yù)先得知)來達(dá)到最佳采樣相位同步。
圖3是一簡圖，表明從圖1所示的一相鄰的先前時(shí)隙31的過采樣復(fù)基帶接收信號(hào)存儲(chǔ)器19在N-樣本間隔讀出的序列；分配給一接收機(jī)的一時(shí)隙的訓(xùn)練序列時(shí)間間隔32；以及分配給一接收機(jī)的數(shù)據(jù)序列時(shí)間間隔33，當(dāng)稀輸出符號(hào)時(shí)，在N-樣本時(shí)間間隔內(nèi)對(duì)于K個(gè)符號(hào)讀出(采樣)與訓(xùn)練序列時(shí)間間隔32中的符號(hào)序列34相應(yīng)的復(fù)基帶接收信號(hào)的同相分量35和正交分量36。讀出的復(fù)基帶信號(hào)接收信號(hào)序列{ri}(在圖3中，-15≤i≤4)37、38、39、310、311、312和313分別是對(duì)于讀出時(shí)刻(取決于i)固有的序列，而信道脈沖響應(yīng)估計(jì)器114(圖1)用這些序列{ri}37、38、39、310、311和313計(jì)算對(duì)于讀出進(jìn)刻固有的信道脈沖響應(yīng)。
圖4為一例方框圖，它表示直至根據(jù)復(fù)基帶接收信號(hào)計(jì)算出對(duì)于讀出時(shí)刻固有的平均歸一化非所要信號(hào)功率之前的處理過程，該復(fù)基帶接收信號(hào)已作了相移并在圖3所示的N-樣本間隔讀出。復(fù)基帶接收信號(hào)序列41對(duì)應(yīng)于復(fù)基帶接收信號(hào)序列{ri}37、38、39、310、311、312和313，它們?cè)趫D3所示的N樣本間隔讀出。這些復(fù)基帶接收信號(hào)序列41分為各個(gè)序列{ri}42，并輸入到平均歸一化非所要信號(hào)功率值計(jì)算器43。把每個(gè)輸入序列{ri}42提供給一個(gè)信道脈沖響應(yīng)估計(jì)裝置44，并通過復(fù)矩陣乘法器46與CIR(信道脈沖響應(yīng))發(fā)生矩陣45相乘，由此獲得一信道脈沖響應(yīng)47。圖4所示的信道脈沖響應(yīng)估計(jì)器44具有這樣一種結(jié)構(gòu)，是因?yàn)樗歉鶕?jù)LS算法描述的。然而，這種算法也可以由諸如RLS算法、LMS算法或類似的算法等順序更新型自適應(yīng)算法所替換。因此，本發(fā)明并不局限于執(zhí)行據(jù)LS算法的程序，而只要得到圖2所示時(shí)隙20內(nèi)訓(xùn)練序列時(shí)間間隔21內(nèi)的信道脈沖響應(yīng)47即可。然而，通常認(rèn)為執(zhí)行據(jù)LS算法的程序是較佳的，因?yàn)樗梢栽谝粋€(gè)短的時(shí)間間隔內(nèi)通過一個(gè)算法步驟方便地估算出信道脈沖響應(yīng)。
由信道脈沖響應(yīng)估計(jì)器44算得的信道脈沖響應(yīng)47被輸入到歸一化非所要信號(hào)功率計(jì)算器48，以計(jì)算歸一化非所要信號(hào)功率49。算得的歸一化非所要信號(hào)功率49被輸入到平均歸一化非所要信號(hào)功率計(jì)算器410，并利用輸入歸一化非所要信號(hào)功率49和歸一化非所要信號(hào)功率值412計(jì)算平均歸一化非所要信號(hào)功率413，而歸一化非所要信號(hào)功率值412是在先前接收的時(shí)隙內(nèi)按相同序列計(jì)算的。該歸一化非所要信號(hào)功率49還輸入到包括如移位寄存器在內(nèi)的存儲(chǔ)器411。在此情況下，舍棄最老的歸一化非所要信號(hào)功率，而把最新的歸一化非所要信號(hào)功率49存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器411內(nèi)。
圖4表示平均歸一化非所要信號(hào)功率計(jì)算器43(它們對(duì)于復(fù)基帶接收信號(hào){ri}是固有的)設(shè)置成相互平行，因?yàn)樗鼈冊(cè)诮Y(jié)構(gòu)方面無任何差異，但卻接收不同的序列{ri}。因此，可以僅配備一個(gè)平均歸一化非所要信號(hào)功率計(jì)算器43，它可以用來時(shí)分地計(jì)算對(duì)于序列{ri}42固有的平均歸一化非所要信號(hào)功率值。即使在這種情況下，存儲(chǔ)器411也必須相應(yīng)于{ri}單獨(dú)地配備。由每個(gè)平均歸一化非所要信號(hào)功率計(jì)算器43所輸出的平均歸一化非所要信號(hào)功率413是i的函數(shù)。閾值交叉檢測器416檢測和計(jì)算作為i之函數(shù)的特性曲線414與閾值415之間交叉的次數(shù)。把閾值交叉時(shí)刻信息417輸入到采樣時(shí)刻判決部分418，并根據(jù)信息417確定最佳采樣時(shí)刻(iopt)419。所確定的時(shí)刻提供給圖1所示的采樣器125。上述采樣時(shí)刻判決算法以及圖5所示的流程圖和實(shí)際采用估值函數(shù)的手段是用以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的一個(gè)例子。
圖5表示圖4中所示方框圖操作順序的流程圖，以下將沿著該流程加以說明。注意，下標(biāo)i表示讀出次序。
在起始步驟50之后的步驟51中，獲得由圖1所示復(fù)基帶接收信號(hào)存儲(chǔ)器19提供的對(duì)于讀出時(shí)刻固有的復(fù)基帶接收信號(hào)序列{ri}。在步驟52，利用{ri}計(jì)算信道脈沖響應(yīng)估計(jì)值hi。在步驟53，計(jì)算已算出的信道脈沖響應(yīng)估計(jì)值hi的功率值Ri。在步驟54，計(jì)算已算出的信道脈沖響應(yīng)估計(jì)值hi的一個(gè)不需要抽頭的功率值Ui。
在步驟55，計(jì)算歸一化非所要信號(hào)功率值Ui/Ri。計(jì)算得到的數(shù)值作為Ui(k)/Ri(k)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中。在步驟56，從存儲(chǔ)區(qū)讀出在先前接收的時(shí)隙內(nèi)以與步驟51至55相同的順序計(jì)算的多個(gè)歸一化非所要信號(hào)功率值Ui(j)/Ri(j)(j＝k－1至k－j＋1)。在步驟57，根據(jù)下列等式計(jì)算歸一化非所要信號(hào)功率值的平均值Σj=k-j+1kUi(j)/Ri(j)/J]]>在步驟58，將在步驟57中算得的歸一化非所要信號(hào)功率值的平均值暫時(shí)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器內(nèi)。在步驟59，對(duì)于樣本在指定的讀出時(shí)間間隔內(nèi)執(zhí)行步驟51至58的過程。例如，重復(fù)W次從步驟51至58的過程(步驟59)。
在步驟60，計(jì)算對(duì)讀出時(shí)刻固有的W個(gè)平均歸一化非所要信號(hào)功率值與閾值交叉的次數(shù)P。如果在步驟61中確定P為2，則確定閾值交叉時(shí)刻(分別由i1和i2表示)的中間值為最佳采樣參考時(shí)刻(步驟510)，即iopt＝(i1＋i2)/2。如果在步驟61中確定P為3或3以上，則把與W個(gè)平均歸一化非所要信號(hào)功率值中一個(gè)最小值對(duì)應(yīng)的時(shí)刻確定為最佳采樣參考時(shí)刻(步驟511)，即在步驟512，將最佳采樣參考時(shí)刻提供給圖1所示的采樣器125，程序結(jié)束。
在上述實(shí)施例中，由平均歸一化非所要信號(hào)功率計(jì)算器120計(jì)算平均歸一化非所要信號(hào)功率值，然后根據(jù)該計(jì)算結(jié)果確定最佳采樣關(guān)系。然而，并非總是需要平均歸一化非所要信號(hào)功率計(jì)算器120。因此，如圖6所示，可以將歸一化非所要信號(hào)功率計(jì)算器116的輸出提供給歸一化非所要信號(hào)功率存儲(chǔ)器118，并且可以根據(jù)歸一化非所要信號(hào)功率存儲(chǔ)器118讀出的歸一化非所要信號(hào)功率值確定最佳采樣時(shí)刻。
注意上述實(shí)施例只是用以詳細(xì)說明本發(fā)明的一個(gè)例子，該實(shí)施例中所述詳細(xì)數(shù)字本身并無特定的含義，而用變量(例如i、j、k、J、L、M、N以及類似的變量)所作的描述表明本發(fā)明是通用的。它與通常的采樣相位同步系統(tǒng)和裝置或者對(duì)于采樣相位同步不敏感的維特比均衡器之間的最大區(qū)別在于，即使當(dāng)維特比均衡器本身設(shè)計(jì)得具有最小的所需尺寸，信道脈沖響應(yīng)也可以正常地與傳輸信道同步地估計(jì)出來，根據(jù)該估計(jì)信道脈沖響應(yīng)工作的維特比均衡器可以擁有最佳的誤碼率性能。以上對(duì)本發(fā)明該實(shí)施例的描述僅僅涉及到通過陸上移動(dòng)傳輸信道進(jìn)行的數(shù)字通信。然而，本發(fā)明的裝置并非局限于陸上數(shù)字式移動(dòng)通信，它也適合于采用TDMA通信系統(tǒng)的衛(wèi)星通信和固定網(wǎng)絡(luò)的有線通信。
如上詳細(xì)所述，當(dāng)利用維特比均衡器作為用以在數(shù)字通信系統(tǒng)的接收機(jī)中補(bǔ)償來自傳輸信道的接收信號(hào)失真的一個(gè)均衡器時(shí)，必須準(zhǔn)確地模擬由作為維特比均衡器一部分的信道脈沖響應(yīng)估計(jì)器所估計(jì)的信道脈沖響應(yīng)。這意味著與傳輸信道同步把相關(guān)值的峰值時(shí)刻確定為參考時(shí)刻的通常的采樣相位同步裝置在與傳輸信道同步時(shí)常有一時(shí)移，在此情況下，維特比均衡器不能吸收這個(gè)時(shí)移，由此而影響它的操作。
本發(fā)明能夠解決上述諸問題，它有這樣一種配置，允許與傳輸信道同步。本發(fā)明還可以解決在這樣一種方式中不能實(shí)現(xiàn)低的誤碼率的問題，該方式相對(duì)于最佳采樣時(shí)刻不能初始確定的傳輸信道，設(shè)置一分?jǐn)?shù)間隔信道脈沖響應(yīng)估計(jì)方式以補(bǔ)償維特比均衡器，并防止在擁有允許省去采樣相位同步方式之配置的維特比均衡器中使誤碼率遭到破壞性的變壞。通過在利用一種適應(yīng)型算法，諸如LS算法進(jìn)行計(jì)算的估計(jì)信道脈沖響應(yīng)中，使不必要抽頭的功率減至最小即可解決上述問題。即在短于傳輸符號(hào)傳輸時(shí)間間隔的一個(gè)時(shí)間間隔內(nèi)，以對(duì)在TDMA時(shí)隙中訓(xùn)練序列時(shí)間間隔一個(gè)復(fù)基帶接收信號(hào)進(jìn)行過采樣所獲得的樣本為單位，由這種算法運(yùn)算可以估計(jì)出一個(gè)準(zhǔn)確的信道脈沖響應(yīng)。顯然，根據(jù)推論，如果一個(gè)接收機(jī)可以估計(jì)出其抽頭數(shù)等于一理想信道脈沖響應(yīng)之抽頭數(shù)的信道脈沖響應(yīng)，那么，就不需要由長度大于抽頭數(shù)的橫向?yàn)V波器所估計(jì)的一信道脈沖響應(yīng)中的一不必要抽頭的功率。由于維特比均衡器形成一個(gè)利用估計(jì)信道脈沖響應(yīng)的估計(jì)接收信號(hào)，則也可以方便地推論，當(dāng)具有維特比均衡器所需長度的估計(jì)信道脈沖響應(yīng)有較大的功率時(shí)，其錯(cuò)誤個(gè)數(shù)可以較小。在具有快速變化性能的無線電信道內(nèi)，由于在時(shí)隙起始的信道狀態(tài)常常與時(shí)隙結(jié)束部分的信道狀態(tài)有很大不同，故采用一種平均方式來實(shí)現(xiàn)僅僅取決于信道的延遲分散量(多路延遲量)的最佳采樣相位同步性能。根據(jù)這種方式，可以在每種信道情況中都能期望得到穩(wěn)定的效果。
如上所述，本發(fā)明的采樣相位同步裝置可以保證對(duì)移動(dòng)通信固有的多路徑衰落信道環(huán)境中通過維特比均衡器解碼的碼具有最高的可靠性。
接下來描述相應(yīng)于維特比均衡器126之功能的一個(gè)雙向最大似然序列估計(jì)方式。
本發(fā)明的雙向最大似然序列估計(jì)方式是這樣一個(gè)系統(tǒng)，它注意到這樣的事實(shí)，在數(shù)字式移動(dòng)通信中確定誤碼的原因在于對(duì)移動(dòng)通信固有的突發(fā)錯(cuò)誤，而且它通過合適地監(jiān)視會(huì)引起突發(fā)錯(cuò)誤的通信質(zhì)量的任何變壞，有選擇地在最佳正向最大似然序列估計(jì)方式與最佳反向最大似然序列估計(jì)方式之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換操作，同時(shí)，注意到通過這樣一種方式所獲得的估計(jì)信道信號(hào)響應(yīng)，即在一個(gè)信道環(huán)境下，作為最大似然序列估計(jì)方式一個(gè)步驟來估計(jì)信道脈沖響應(yīng)，其中，將會(huì)產(chǎn)生由突發(fā)錯(cuò)誤所引起的比特差錯(cuò)，由此避免突發(fā)錯(cuò)誤并省去因誤差傳輸再現(xiàn)延遲而偶然遭致錯(cuò)誤的那些碼。
以下將結(jié)合附圖詳細(xì)描述雙向最大似然序列估計(jì)方式圖9是用以說明根據(jù)本發(fā)明的雙向最大似然序列估計(jì)方式之原理的方框圖。一個(gè)數(shù)字式可移動(dòng)終端接收一接收信號(hào)序列{rk}1010，并把該接收信號(hào)序列{rk}1010輸入到一個(gè)沿時(shí)基正向工作的正向最大似然序列估計(jì)處理器1011。與此同時(shí)，接收信號(hào)序列{rk}1010由1一時(shí)隙延遲框1012延遲至少一個(gè)時(shí)隙的時(shí)間，此后，經(jīng)延遲的接收信號(hào)序列{rk}1010輸入到一個(gè)沿時(shí)基反向工作的反向最大似然序列估計(jì)處理器1013。
在時(shí)刻K，由正向最大似然序列估計(jì)處理器1011估計(jì)的一個(gè)正向信道脈沖響應(yīng)的絕對(duì)值1016被輸入到一個(gè)通信質(zhì)量估計(jì)單元1018，以使其用作通信質(zhì)量的參考標(biāo)準(zhǔn)，且正向通信質(zhì)量總是估計(jì)的。當(dāng)正向通信質(zhì)量未變壞時(shí)，確定一個(gè)正向最大似然序列估計(jì)處理結(jié)果{sk1}1014為最終估計(jì)序列{sk}1111。當(dāng)正向通信質(zhì)量變壞時(shí)，則將用以啟動(dòng)反向最大似然序列估計(jì)過程的一個(gè)控制信號(hào)1019送到最大似然序列估計(jì)處理器1013。
由反向最大似然序列估計(jì)處理器1013估計(jì)的一個(gè)反向信道脈沖響應(yīng)的絕對(duì)值1017被輸入到通信質(zhì)量估計(jì)處理器1018，以使其用作通信質(zhì)量估值函數(shù)，且反向通信質(zhì)量也總是估計(jì)的。當(dāng)反向通信質(zhì)量未變壞時(shí)，確定由反向最大似然序列估計(jì)處理器1013估計(jì)的序列{sk2}1015為最終估計(jì)序列{sk}1111。另一方面，當(dāng)反向通信結(jié)果變壞時(shí)，通過開關(guān)1110選擇具有較高通信質(zhì)量、在過程方向上的估計(jì)結(jié)果{sk1}1014或{sk2}1015為最終估計(jì)結(jié)果{sk}1111。
圖10是一個(gè)方框圖，它表示正向和反向最大似然序列估計(jì)處理器1011和1013的詳細(xì)處理順序。這些處理器的每一個(gè)都包括一個(gè)維特比算法處理器1021，用以在估計(jì)信道脈沖響應(yīng)h(k－1)1025的基礎(chǔ)上根據(jù)接收信號(hào)rk估計(jì)一個(gè)發(fā)射信號(hào)序列{sk}1028；一個(gè)估計(jì)接收信號(hào)發(fā)生處理器1023，它用以根據(jù)由維特比算法過程估計(jì)的訓(xùn)練信號(hào)序列或發(fā)射信號(hào)序列{sk}1028以及在時(shí)間k－1估計(jì)的發(fā)射脈沖響應(yīng)h(k－1)1025，在時(shí)刻k計(jì)算一個(gè)估計(jì)接收信號(hào)rk1026；一個(gè)錯(cuò)誤信號(hào)發(fā)生單元1024，它用以估計(jì)接收信號(hào)并用以在時(shí)刻K的接收信號(hào)rk1020與在時(shí)刻k的估計(jì)接收信號(hào)rk1026之間形成一個(gè)錯(cuò)誤信號(hào)ek1027；以及一個(gè)信道脈沖響應(yīng)估計(jì)器(適應(yīng)型抽頭重量估計(jì)單元)1022，它用以根據(jù)估計(jì)錯(cuò)誤信號(hào)ek1027，在時(shí)刻k利用一種適應(yīng)型算法估計(jì)一個(gè)信道脈沖響應(yīng)h(k)1025。
圖11表示本發(fā)明的雙向最大似然序列估計(jì)方式的原理。由于一個(gè)信道具有各種變化的特性，諸如因移動(dòng)臺(tái)周圍實(shí)際環(huán)境所引起的衰落，故接收信號(hào)電平Pow1030隨時(shí)間t1031的變化而改變(1032)。當(dāng)采用TDMA通信系統(tǒng)時(shí)，將為識(shí)別一個(gè)TDMA時(shí)隙1033而指定的一個(gè)訓(xùn)練信號(hào)序列1034加到TDMA時(shí)隙1033的起始處，在時(shí)隙1033后面跟以設(shè)置在鄰近時(shí)隙起始處的訓(xùn)練信號(hào)序列1036。因而，數(shù)據(jù)序列1035夾在訓(xùn)練信號(hào)序列1034與1036之間。
接下來將詳細(xì)描述操作〔A〕。當(dāng)對(duì)于時(shí)隙1032完成正向過程1038時(shí)，大約在時(shí)刻Tf1037附近產(chǎn)生一個(gè)比特差錯(cuò)，此時(shí)，接收信號(hào)電平Pow1030因上述信道具有變化特性而減弱，并產(chǎn)生了一個(gè)突發(fā)錯(cuò)誤1311。另一方面，在所產(chǎn)生比特差錯(cuò)之前的估計(jì)序列1310則不含任何比特差錯(cuò)。當(dāng)對(duì)時(shí)隙1033完成反向過程1039時(shí)，同樣在時(shí)刻Tf1037附近產(chǎn)生比特差錯(cuò)，此時(shí)，接收電平Pow減弱，產(chǎn)生了突發(fā)錯(cuò)誤1312。在產(chǎn)生比特差錯(cuò)之前的估計(jì)序列1313則不含任何比特差錯(cuò)。如此，比特差錯(cuò)是在時(shí)刻Tf之后沿兩個(gè)方向在最大似然序列估計(jì)過程中產(chǎn)生的，在時(shí)刻Tf，接收信號(hào)電平Pow因信道具有變化特性而變得最低。因此，通過檢測該時(shí)刻Tf1037，可以切換最大似然序列估計(jì)的過程方向，由此改進(jìn)接收性能。
接下來描述操作〔B〕。作為時(shí)隙1033的正向過程1038的結(jié)果，當(dāng)至?xí)r隙1033結(jié)尾處的一個(gè)估計(jì)序列1310中未產(chǎn)生任何比特差錯(cuò)，即當(dāng)通信質(zhì)量未變壞時(shí)，不進(jìn)行反向過程1039。說得更明確些，不進(jìn)行反向過程(1314)，而將正向過程1038的估計(jì)序列確定為該時(shí)隙1033的估計(jì)序列。
接下來描述操作〔C〕。當(dāng)對(duì)時(shí)隙1033完成正向過程1038時(shí)，在時(shí)刻Tf1037附近產(chǎn)生比特差錯(cuò)，此時(shí)，如上述相同的方式，接收信號(hào)電平Pow1030因信道具有變化特性而減弱，并產(chǎn)生突發(fā)錯(cuò)誤1311。作為時(shí)隙1033反向過程1039的一個(gè)結(jié)果，當(dāng)至?xí)r隙1033起始處的一個(gè)估計(jì)序列1313中未產(chǎn)生比特差錯(cuò)時(shí)，即當(dāng)通信質(zhì)量未變壞時(shí)，則將反向過程1039中的估計(jì)序列確定為時(shí)隙1033的估計(jì)序列。
以下將參照?qǐng)D12所示的流程圖描述上述操作。首先執(zhí)行正向最大似然序列估計(jì)過程(1314)，如果在TDMA時(shí)隙1033中未檢測到通信質(zhì)量的變壞(1315)，則將正向最大似然序列估計(jì)過程中的估計(jì)序列確定為TDMA時(shí)隙1033中的最終估計(jì)序列(1319)。如果在正向過程中的TDMA時(shí)隙1033中檢測到通信質(zhì)量的變壞(1315)，則執(zhí)行反向最大似然序列估計(jì)過程(1316)。如果在反向過程中未檢測到通信質(zhì)量的變壞(1317)，則將反向最大似然序列估計(jì)過程中的估計(jì)序列(1316)確定為時(shí)隙1033中的最終估計(jì)序列(1319)。另一方面，如果在反向過程中檢測到TDMA時(shí)隙1033中通信質(zhì)量的變壞(1317)，則執(zhí)行雙向最大似然序列估計(jì)過程(1318)，把通過正向最大似然序列估計(jì)過程估計(jì)的估計(jì)序列以及通過反向最大似然序列估計(jì)過程估計(jì)的估計(jì)序列加以組合，作為時(shí)隙1033中的最終估計(jì)序列(1320)。注意，本實(shí)施例例舉了僅當(dāng)在正向過程中檢測到通信質(zhì)量變壞時(shí)才執(zhí)行反向過程的一種方法。然而，也可采用與有無通信質(zhì)量之變壞無關(guān)而執(zhí)行反向過程的一種方法。
圖13表示本發(fā)明雙向最大似然序列估計(jì)方式的一例。由于衰落變化為移動(dòng)信道所固有，故接收信號(hào)電平Pow1040隨著時(shí)間t1041的流逝而時(shí)刻變化，圖中用標(biāo)號(hào)1042表示。一個(gè)已知的信號(hào)序列1044加在TDMA時(shí)隙1043的起始處，后面跟著數(shù)據(jù)序列1045。此后，接收鄰近時(shí)隙的訓(xùn)練信號(hào)序列1046。執(zhí)行時(shí)隙1043每個(gè)正向過程時(shí)所估計(jì)的正向信道脈沖響應(yīng)的功率值被確定為正向過程通信質(zhì)量1047，執(zhí)行正向過程1410執(zhí)行，同時(shí)在時(shí)刻kf1413之前監(jiān)視正向過程通信質(zhì)量1047中的變化1048，在該時(shí)刻，通信質(zhì)量1047變得低于一個(gè)預(yù)定的閾值Pth1049。由圖13中可見，正向過程1410執(zhí)行到時(shí)隙1043的結(jié)尾處。然而，實(shí)際上正向過程1410是在時(shí)刻kf1413就暫時(shí)中斷了。
然后，利用沿時(shí)基反向加在時(shí)隙1043與鄰近的訓(xùn)練信號(hào)序列1046，來執(zhí)行反向過程1416。在執(zhí)行時(shí)隙1043每個(gè)反向過程1416時(shí)所估計(jì)的反向信道脈沖響應(yīng)的功率值被確定為反向過程通信質(zhì)量1414，執(zhí)行反向過程1416，同時(shí)在時(shí)刻kr1419之前觀察反向過程通信質(zhì)量1414中的變化1415，在該時(shí)刻，通信質(zhì)量1414變得低于預(yù)定的閾值Pth1049。由圖13中可見，反向過程1416同樣執(zhí)行到時(shí)隙1043的起始處。然而，實(shí)際上該反向過程1416是在時(shí)刻kr1419處就暫時(shí)中斷了。與此同時(shí)，在時(shí)刻kf1413之前通過正向過程1410估計(jì)正向序列1411，而在時(shí)刻kf之后不再估計(jì)。另一方面，在時(shí)刻kr1419之前通過反向過程1416估計(jì)反向序列1417，而在時(shí)刻kr之后不再估計(jì)。
作為上述方法的一個(gè)結(jié)果，通過時(shí)刻kf1413和時(shí)刻kr1419確定一個(gè)通信質(zhì)量低劣的時(shí)間間隔1421。然后計(jì)算時(shí)刻kf1413與kr1419之間的中間時(shí)刻kc，從時(shí)刻kf1413到時(shí)刻kc1420重新啟動(dòng)正向過程1410，如此在正向過程1410中最終完成從TDMA時(shí)隙1043起始處到時(shí)刻kc的最大似然序列估計(jì)過程1422。然后，從時(shí)刻kr1419到時(shí)刻kc1420重新啟動(dòng)反向過程1416，由此在反向過程1416中最終完成從TDMA時(shí)隙1043之結(jié)尾處到時(shí)刻kc1420的最大似然序列估計(jì)過程1423。
圖14A至14D表示一個(gè)實(shí)施例，用以說明一個(gè)估計(jì)通信質(zhì)量變壞的參考標(biāo)準(zhǔn)。由于維特比算法過程是按最大似然序列估計(jì)方式進(jìn)行的，在時(shí)刻k1511保留著相應(yīng)于狀態(tài)數(shù)的不確定性。圖14A至14D表示一例4態(tài)維特比算法的籬笆(格)圖，幸存路徑1055、1056、1057和1058在時(shí)刻k1511沿著時(shí)基t1050分別連接到狀態(tài)1051、1052、1053和1054。狀態(tài)1051、1052、1053和1054分別保持著各自的估計(jì)信道脈沖響應(yīng)。
然而，必須只有在時(shí)刻k1511的一個(gè)正確的幸存路徑出現(xiàn)，而且必須只有在時(shí)刻k1511的一個(gè)正確的信道脈沖響應(yīng)出現(xiàn)。因此，在時(shí)刻k1511，信道脈沖響應(yīng)不準(zhǔn)確，它不能作為估計(jì)通信質(zhì)量變壞的參考標(biāo)準(zhǔn)。為此，找到混合時(shí)刻k－mf1059，此時(shí)在時(shí)刻k1511連接到狀態(tài)1051、1052、1053和1054的幸存路徑1055、1056、1057和1058成為單個(gè)序列1510。由于在時(shí)刻k－mf只有一個(gè)估計(jì)信道脈沖響應(yīng)，故在混合時(shí)刻k－mf1059根據(jù)幸存路徑1510估計(jì)的信道脈沖響應(yīng)的功率值被用作在時(shí)刻k1511估計(jì)通信質(zhì)量的參考標(biāo)準(zhǔn)。
同樣，由于維特比算法過程是按反向最大似然序列估計(jì)方式執(zhí)行的，故在時(shí)刻k1512保留著對(duì)應(yīng)于狀態(tài)數(shù)的不確定性，幸存路徑1518、1519、1520和1521在時(shí)刻k1512沿著時(shí)基t1050分別連接到狀態(tài)1514、1515、1516和1517。由于最大似然序列估計(jì)方式以一組狀態(tài)估計(jì)信道脈沖響應(yīng)，故狀態(tài)1514、1515、1516和1517分別保持著各自的估計(jì)信道脈沖響應(yīng)。然而，應(yīng)當(dāng)只有在時(shí)刻k1512的一個(gè)正確的幸存路徑出現(xiàn)，也應(yīng)當(dāng)只有在時(shí)刻k1512的一個(gè)正確的信道脈沖響應(yīng)出現(xiàn)。因此，在時(shí)刻k1512的信道脈沖響應(yīng)不準(zhǔn)確，它不能用作估計(jì)通信質(zhì)量的參考標(biāo)準(zhǔn)。
為此，找到混合時(shí)刻k－mr1513，此時(shí)在時(shí)刻k1512連接到狀態(tài)1514、1515、1516和1517的幸存路徑1518、1519、1520和1521成為單個(gè)序列1522。由于在時(shí)刻k－mf1513只出現(xiàn)一個(gè)估計(jì)信道脈沖響應(yīng)，故在混合時(shí)刻k－mf1059根據(jù)幸存路徑1522估計(jì)的一個(gè)信道脈沖響應(yīng)的功率值，被用作在時(shí)刻k1512估計(jì)通信質(zhì)量的參考標(biāo)準(zhǔn)。
更確切些說，從圖14的下半部可見，總是在正向過程觀察到的正向通信質(zhì)量1523在時(shí)刻k1511為通信質(zhì)量1524，總是在反向過程觀察到的反向通信質(zhì)量1525在時(shí)刻k1512為通信質(zhì)量1526。
圖15A和15B表示根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施例。由于對(duì)于移動(dòng)通信固有的衰落變化，接收信號(hào)電平Pow1060隨著時(shí)間t1061的流逝而變化(1062)。利用加在一個(gè)TDMA時(shí)隙起始處的一個(gè)順序序列啟動(dòng)一個(gè)正向最大似然序列估計(jì)過程1611，并始終觀察正向通信質(zhì)量1063，后者是根據(jù)在一系列最大似然序列估計(jì)過程中獲得的正向信道脈沖響應(yīng)h1(k－mf)算得的。把正向通信質(zhì)量變化1065變得小于一個(gè)預(yù)定的閾值Pth1064的時(shí)刻定義為時(shí)刻kf1066，正向過程在該時(shí)刻暫時(shí)中斷。
然后，利用加到一個(gè)TDMA時(shí)隙的鄰近時(shí)隙起始處的訓(xùn)練信號(hào)序列，啟動(dòng)反向最大似然序列估計(jì)過程1612，并始終觀察反向通信質(zhì)量1067，后者是根據(jù)在一系列最大似然序列估計(jì)過程中所獲得的反向信道脈沖響應(yīng)h2(k＋mr)算得的。把在反向通信質(zhì)量變化1068變得小于預(yù)定閾值Pth1064的時(shí)刻定義為時(shí)刻k1069，反向過程在該時(shí)刻暫時(shí)中斷。然后，計(jì)算時(shí)刻kf1066與時(shí)刻kr1069之間的中間時(shí)刻kc1610，以從時(shí)刻kf1066至?xí)r刻kc1610重新啟動(dòng)正向過程1611，并從時(shí)刻kr1069至?xí)r刻kc1610重新啟動(dòng)反向過程1612。然后，計(jì)算在時(shí)刻kc1610的正向過程1611的估計(jì)序列混合時(shí)刻kc－mf1615，以及在時(shí)刻kc1610的反向過程1612的估計(jì)序列混合時(shí)刻kc＋mr1616。
由于在最大似然序列估計(jì)方式中用以估計(jì)一個(gè)信道脈沖響應(yīng)的適應(yīng)型算法包括一個(gè)估計(jì)延遲d，故在時(shí)刻kc－mf1615根據(jù)混合序列估計(jì)的一個(gè)發(fā)射脈沖響應(yīng)h1(kc－mf)1619在時(shí)刻k－mf－d1617成為一個(gè)信道脈沖響應(yīng)。同樣，在時(shí)刻kc＋mr1616根據(jù)混合序列估計(jì)的一個(gè)信道脈沖響應(yīng)h2(kc＋mr)1620在時(shí)刻kc＋mr＋d1618成為一個(gè)信道脈沖響應(yīng)。因此，本實(shí)施例的一個(gè)內(nèi)插時(shí)間間隔(D)1621定義在時(shí)刻(kc－mf－d)1617與時(shí)刻(kc＋mr＋d)1618之間，在內(nèi)插時(shí)間間隔(D)1621期間作為參考用于一個(gè)信道脈沖響應(yīng)h(k)1624的信道脈沖響應(yīng)為響應(yīng)h1(kc－mf)1619和h2(kc＋mr)1620。
利用在內(nèi)插時(shí)間間隔1621內(nèi)所獲得的信道脈沖響應(yīng)h(k)1624，可以進(jìn)行內(nèi)插時(shí)間間隔D1621的最大似然序列估計(jì)。在內(nèi)插時(shí)間間隔(D)1621之前的估計(jì)序列由正向過程1611獲得，而在內(nèi)插時(shí)間間隔(D)1621之后的估計(jì)序列由反向過程1612獲得。
圖16為一流程圖，它表示上述第二個(gè)實(shí)施例的最大似然序列的估計(jì)過程。
更明確些說，在該流程開始后，執(zhí)行正向最大似然序列估計(jì)過程(步驟1071)。然后，執(zhí)行通信質(zhì)量估計(jì)過程(步驟1072)。如果出現(xiàn)質(zhì)量變壞，則在步驟1073進(jìn)行檢查。如在步驟1073判斷為“是”，則正向過程中斷(步驟1074)。然而，如果步驟1073判斷為“否”，則流程轉(zhuǎn)入步驟1071。
在正向過程中斷后，即依次執(zhí)行反向最大似然序列估計(jì)過程和通信質(zhì)量估計(jì)過程(步驟1075和1076)。如出現(xiàn)質(zhì)量變壞，則在步驟1077進(jìn)行檢查。若步驟1077判斷為“是”，則反向過程中斷(步驟1078)；否則，流程轉(zhuǎn)入步驟1079。
反向過程中斷后，在步驟1079計(jì)算時(shí)刻KC。此后，依次執(zhí)行正向過程(kf→kc)(步驟1710)、kc－mf的設(shè)置過程(步驟1712)、kc－mf－d的過程(步驟1714)以及h(k－mf)(步驟1716)的獲?。徊⒁来螆?zhí)行反向過程(kr→kc)(步驟1711)、kc＋mr的設(shè)置過程(步驟1713)、kc＋mr＋d的過程(步驟1715)以及h(k＋mr)的獲取(步驟1717)。
在步驟1718，形成內(nèi)插時(shí)間間隔內(nèi)的信道響應(yīng)，此后，執(zhí)行內(nèi)插時(shí)間間隔內(nèi)的最大似然序列估計(jì)過程(步驟1719)。在步驟1720，找到最終估計(jì)序列，流程結(jié)束。注意，最終估計(jì)序列是在步驟1074的正向過程中斷后，以及步驟1078的反向過程中斷后算出的。
圖17詳細(xì)說明根據(jù)本發(fā)明的第三個(gè)實(shí)施例。由于對(duì)于移動(dòng)通信固有的衰落變化1082，接收信號(hào)電平Pow1080隨著時(shí)間t1081的流逝而變化。利用加到一個(gè)有關(guān)TDMA時(shí)隙起始處的訓(xùn)練信號(hào)序列啟動(dòng)正向最大似然估計(jì)過程1811，并始終觀察根據(jù)在一系列最大似然序列估計(jì)過程中獲得的正向信道脈沖響應(yīng)h1(k－mf)算得的正向通信質(zhì)量1083。將正向通信質(zhì)量變化1084變得小于一個(gè)預(yù)定閾值Pth1085的時(shí)刻定義為時(shí)間kf1086，正向過程在該時(shí)刻暫時(shí)中斷。
然后，利用加到與一有關(guān)TDMA時(shí)隙鄰近時(shí)隙的起始處的訓(xùn)練信號(hào)序列啟動(dòng)反向最大似然序列估計(jì)過程1812，并始終觀察反向通信質(zhì)量1087，后者是根據(jù)在一系列最大似然序列估計(jì)過程中獲得的反向信道脈沖響應(yīng)h2(k＋mr)算得的。將反向通信質(zhì)量變化變得小于預(yù)定閾值Pth1085的時(shí)刻定義為時(shí)刻kr1089，反向過程在該時(shí)刻暫時(shí)中斷。然后，計(jì)算時(shí)刻kf1086與時(shí)刻kr1089之間的中間時(shí)刻kc1810，以從時(shí)刻kf1086至?xí)r刻kc1810重新啟動(dòng)正向過程1811，并從時(shí)刻kr1089至?xí)r刻kc1810重新啟動(dòng)反向過程1812。
接著，計(jì)算在時(shí)刻kc1810的正向過程1811的估計(jì)序列混合時(shí)間kc－mf1815，以及在時(shí)刻kc1810的反向過程的估計(jì)序列混合時(shí)間kc＋mr1816。利用適應(yīng)型算法計(jì)算的信道脈沖響應(yīng)受噪聲影響，如果將瞬時(shí)信道脈沖響應(yīng)用作參考，以計(jì)算內(nèi)插入時(shí)間間隔內(nèi)的發(fā)射脈沖響應(yīng)h(k)，將出現(xiàn)因噪聲引起的較大誤差。為此，計(jì)算N＋1個(gè)正向信道脈沖響應(yīng)的一個(gè)平均值1824，而該正向通道脈沖響應(yīng)是根據(jù)在時(shí)刻kc－mf1815之前混合N時(shí)間間隔1817的估計(jì)序列而估計(jì)的。考慮因平均而產(chǎn)生的延遲以及適應(yīng)型算法中的估計(jì)延遲d1820，將正向平均信道脈沖響應(yīng)1824定義為時(shí)刻kc－mf－N/2－d1821的一個(gè)估計(jì)信道脈沖響應(yīng)。
同樣，在反向過程中，計(jì)算N＋1個(gè)反向信道脈沖響應(yīng)的一個(gè)平均值1825，而該反向信道脈沖響應(yīng)是根據(jù)在時(shí)刻kc＋mr1816(沿時(shí)基在未來)之前混合N時(shí)間間隔1817的估計(jì)序列而估計(jì)的?？紤]到因平均而產(chǎn)生的延遲以及適應(yīng)型算法的估計(jì)延遲d1820，將反向平均信道脈沖響應(yīng)1825定義為時(shí)刻kc＋mr＋N/2＋d1822的一個(gè)信道脈沖響應(yīng)。
根據(jù)上述設(shè)置過程，將內(nèi)插入時(shí)間間隔D1823定義在時(shí)刻kc－mf－N/2－d1821與時(shí)刻kc＋mr＋N/2＋d1822之間。因此，在本實(shí)施例中，根據(jù)正向平均信道脈沖響應(yīng)1824和反向平均信道脈沖響應(yīng)1825計(jì)算內(nèi)插時(shí)間間隔D1823內(nèi)的信道脈沖響應(yīng)h(k)1828，并利用h(k)完成內(nèi)插時(shí)間間隔D1823內(nèi)的最大似然序列估計(jì)。在內(nèi)插時(shí)間間隔D1823之前的估計(jì)序列由正向過程1811獲得，在內(nèi)插入時(shí)間間隔D1823之后的估計(jì)序列由反向過程1812獲得。
圖18為一流程圖，它用以說明根據(jù)本發(fā)明的第三個(gè)實(shí)施例，其操作順序和次序與上面圖17的詳細(xì)描述相同。
更明確些說，在流程開始后，依次執(zhí)行正向最大似然序列估計(jì)過程以及通信質(zhì)量估計(jì)過程(步驟1091和1092)。此后，在步驟1093檢查是否有任何質(zhì)量變壞。若步驟1093判斷為“是”，則正向過程中斷(步驟1094)；否則，流程轉(zhuǎn)回步驟1091。當(dāng)正向過程中斷后，依次執(zhí)行反向最大似然序列估計(jì)過程以及通信質(zhì)量估計(jì)過程(步驟1095和1096)。此時(shí)，檢查有否任何質(zhì)量變壞(步驟1097)。若步驟1097判斷為“是”，則反向過程中斷(步驟1098)；否則，流程轉(zhuǎn)回步驟1095。
反向過程中斷后，計(jì)算時(shí)刻kc(步驟1099)。當(dāng)時(shí)間kc算得時(shí)，執(zhí)行正向過程(kf→kc)和反向過程(kr→kc)(步驟1910和1911)。此后，檢測行kc－mf和kc＋mr(步驟1912和1913)，用于內(nèi)插的h(k)的計(jì)算(步驟1914和1915)，以及內(nèi)插時(shí)間間隔的計(jì)算(步驟1916和1917)。
在算得內(nèi)插時(shí)間間隔后，形成內(nèi)插入時(shí)間間隔內(nèi)的信道響應(yīng)(步驟1918)，接著，進(jìn)行內(nèi)插時(shí)間間隔內(nèi)的最大似然序列估計(jì)(步驟1919)。然后計(jì)算最終估計(jì)序列(步驟1920)，過程結(jié)束。
注意，在正向過程中斷(步驟1094)之后以及在反向過程中斷(步驟1098)之后，流程可以進(jìn)至計(jì)算最終估計(jì)序列的過程。
圖19、20和21分別為示意圖和流程圖，它們表示用以使由正向最大似然序列估計(jì)過程1104獲得的信道脈沖響應(yīng)hf(k′f)1107與由反向最大似然序列估計(jì)過程1105獲得的信道脈沖響應(yīng)hr(k′r)1108相互同步的一種手段，以在本發(fā)明的系統(tǒng)中計(jì)算內(nèi)插時(shí)間間隔內(nèi)的信道脈沖響應(yīng)。
例如，假設(shè)諸如QPSK(四相移鍵控)之類的四相位調(diào)制，信號(hào)點(diǎn)設(shè)置在一個(gè)正交坐標(biāo)系上(由一個(gè)I信道1101和一個(gè)Q信道1100確定)，如圖19所示。即相對(duì)于信號(hào)點(diǎn)M11102，信號(hào)點(diǎn)M2和M4設(shè)置在位置qc/2，而信號(hào)點(diǎn)M3設(shè)置在位置qc。通常，由于TDMA時(shí)隙1103內(nèi)的數(shù)據(jù)序列是未知的，故位于鄰近時(shí)隙起始處的順序序列由其映射的信號(hào)點(diǎn)位置為未知，尤其在采用差分編碼時(shí)，其位置根本不知道。
然而，在例如QPSK中，由于從發(fā)射機(jī)發(fā)射的數(shù)據(jù)在任何時(shí)候都為M1至M41102中的一個(gè)，故在正向過程1104中估計(jì)的信道脈沖響應(yīng)hf(k′f)與反向過程1105中估計(jì)的信道脈沖響應(yīng)hr(k′r)1108之間的相位關(guān)系為0[rad(拉德)]、qc/2[rad]和c[rad]中之一。
因此，作為內(nèi)插時(shí)間間隔D內(nèi)的估計(jì)信道脈沖響應(yīng)h(k)，以響應(yīng)hf(k′f)1107為參考，可以做到使hr(kr)1108相位旋轉(zhuǎn)0[rad]獲得響應(yīng)hr1(k′r)1108，使響應(yīng)hr1(k′r)1108相位旋轉(zhuǎn)C/2[rad]獲得響應(yīng)hr2(h′r)1109，使響應(yīng)hr1(k′r)1108相位旋轉(zhuǎn)C[rad]獲得響應(yīng)hr3(k′r)1110，以及使響應(yīng)hr1(k′r)1108相位旋轉(zhuǎn)-c/2[rad]獲得響應(yīng)hr4(k′r)1111。
通過利用響應(yīng)hf(k′f)1107和hr1(k′r)1108估計(jì)內(nèi)插時(shí)間間隔D內(nèi)的一個(gè)信道脈沖響應(yīng)，完成內(nèi)插時(shí)間間隔內(nèi)的最大似然序列估計(jì)，由此選擇在內(nèi)插時(shí)間間隔內(nèi)有最小路徑度量pm1的估計(jì)序列。同樣，通過利用響應(yīng)hf(k′f)1107和hr2(k′r)1109估計(jì)內(nèi)插時(shí)間間隔D內(nèi)的一個(gè)信道脈沖響應(yīng)，完成內(nèi)插時(shí)間間隔內(nèi)的最大似然序列估計(jì)，由此選擇在內(nèi)插時(shí)間間隔內(nèi)具有最小路徑度量pm2的估計(jì)序列。同樣，通過利用響應(yīng)hf(k′f)1107和hr3(k′r)1110估計(jì)內(nèi)插時(shí)間間隔D內(nèi)的一個(gè)信道脈沖響應(yīng)，完成內(nèi)插時(shí)間間隔內(nèi)的最大似然序列估計(jì)，由此選擇在內(nèi)插時(shí)間間隔內(nèi)具有最小路徑度量pm3的估計(jì)序列。同樣，通過利用響應(yīng)hf(k′f)1107和hr4(k′r)1111估計(jì)內(nèi)插時(shí)間間隔D內(nèi)的一個(gè)信道脈沖響應(yīng)，完成內(nèi)插時(shí)間間隔內(nèi)的最大似然序列估計(jì)，由此選擇在內(nèi)插時(shí)間間隔內(nèi)具有最小路徑度量pm4的估計(jì)序列。
如上所述，利用與信號(hào)點(diǎn)數(shù)量相同數(shù)量的內(nèi)插入時(shí)間間隔內(nèi)的信道脈沖響應(yīng)，完成最大似然序列估計(jì)過程，將具有最小路徑度量的估計(jì)序列確定為內(nèi)插入時(shí)間間隔內(nèi)的最終估計(jì)序列。該過程的順序如圖21所示。
更明確些說，在流程開始后，獲得hf(k′f)(步驟2013)。此后，形成hr1(k′r)、hr2(k′r)、hr3(k′r)和hr4(k′r)(步驟2014、2015、2016和2017)。然后，計(jì)算內(nèi)插時(shí)間間隔h(k)1、h(k)2、h(k)3和h(k)4。此外，執(zhí)行內(nèi)插時(shí)間間隔期間的最大似然序列估計(jì)過程(1)、(2)、(3)和(4)(步驟2022、2023、2024和2025)。此后，獲得最小路徑度量pm1、pm2、pm3和pm4(步驟2026、2027、2028和2029)。在步驟2030，從所獲得的最小路徑度量pm1、pm2、pm3和pm4中選擇一個(gè)最小的路徑度量pm。此后，選擇具有最小路徑度量pm的最大似然序列(步驟2031)，過程結(jié)束。
圖22表示當(dāng)不能執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的雙向最大似然序列估計(jì)方式時(shí)，與該過程有關(guān)的一個(gè)實(shí)施例。由于對(duì)于移動(dòng)通信固有的衰落變化2102接收信號(hào)電平Pow2100隨著時(shí)間t2101的流逝而變化。利用加到一個(gè)TDMA時(shí)隙2103起始處的訓(xùn)練信號(hào)序列2106啟動(dòng)正向最大似然序列估計(jì)過程2104，同時(shí)將正向通信質(zhì)量變得小于一預(yù)定閾值Pth的時(shí)刻定義為時(shí)刻kf2109，該正向通信質(zhì)量是根據(jù)由一系列最大似然序列估計(jì)過程獲得的正向信道脈沖響應(yīng)h1(k－mf)算得的。反向過程2105利用位于TDMA時(shí)隙2103后的鄰近時(shí)隙起始處的訓(xùn)練信號(hào)序列2107啟動(dòng)，同時(shí)將反向通信質(zhì)量變得小于一預(yù)定閾值Pth的時(shí)刻定義為時(shí)刻kr2110，該反向通信質(zhì)量是根據(jù)由一系列最大似然序列估計(jì)過程獲得的反向信道脈沖序列h2(k＋mr)算得的。
在此情況下，把根據(jù)時(shí)刻kf2109和時(shí)刻kr2110定義的時(shí)刻kc2111設(shè)置在TDMA時(shí)隙2103中數(shù)據(jù)序列2108的起始處，即使內(nèi)插時(shí)間間隔D2112可以設(shè)置在TDMA時(shí)隙2103內(nèi)，在TDMA時(shí)隙2103內(nèi)也未能保證為計(jì)算一個(gè)正向平均信道脈沖響應(yīng)所需的一個(gè)足夠的時(shí)間窗寬度N2113，而要延伸超出該時(shí)隙一個(gè)時(shí)間間隔tnd2114，上述平均信道脈沖響應(yīng)是作為一個(gè)參考標(biāo)準(zhǔn)用以估計(jì)內(nèi)插時(shí)間間隔內(nèi)的信道脈沖響應(yīng)的。在此情況下，采用本發(fā)明的雙向最大似然序列估計(jì)方式，將起始于訓(xùn)練信號(hào)序列2107的反向最大似然序列估計(jì)過程結(jié)果用作TDMA時(shí)隙2103中的一個(gè)估計(jì)序列。雖然在圖22中未示出，當(dāng)時(shí)刻kc2111位于TDMA時(shí)隙2103結(jié)尾處附近時(shí)，即使內(nèi)插時(shí)間間隔D2112可以設(shè)置在TDMA時(shí)隙2103內(nèi)，在TDMA時(shí)隙2103內(nèi)也未能保證為計(jì)算一個(gè)反向平均信道脈沖響應(yīng)所需的一個(gè)足夠的時(shí)間窗寬度N2113，而要延伸超出該時(shí)隙一個(gè)時(shí)間間隔tnd2114，上述平均信道脈沖響應(yīng)是作為一個(gè)參考標(biāo)準(zhǔn)用以估計(jì)內(nèi)插入時(shí)間間隔內(nèi)的信道脈沖響應(yīng)的，它與上述情況正好相反。在此情況下，采用本發(fā)明的雙向最大似然序列估計(jì)方式，將起始于訓(xùn)練信號(hào)序列2106的正向最大似然序列估計(jì)過程結(jié)果用作TDMA時(shí)隙2103中的一個(gè)估計(jì)序列。
圖23是一個(gè)流程圖，它表示當(dāng)未能估計(jì)出在內(nèi)插時(shí)間間隔內(nèi)的一個(gè)信道脈沖響應(yīng)時(shí)，即未能如上所述在TDMA時(shí)隙2103中計(jì)算出用作內(nèi)插入過程之一個(gè)參考標(biāo)準(zhǔn)的平均信道脈沖響應(yīng)時(shí)所執(zhí)行的過程。如圖23所示，流程開始后，依次估計(jì)時(shí)刻kf、時(shí)刻kr和時(shí)刻kc(步驟2116、2117和2118)。此后，確定時(shí)刻kc的位置(步驟2119)。同時(shí)，如果發(fā)現(xiàn)時(shí)刻kc設(shè)置在時(shí)隙的起始處或結(jié)尾處附近(步驟2120或2121)，則檢驗(yàn)是否可確保內(nèi)插時(shí)間間隔(步驟2122或2123)。如果在步驟2122或2123中判斷為“是”，則執(zhí)行雙向最大似然序列估計(jì)過程(步驟2126)；否則，執(zhí)行反向過程(步驟2124)或正向過程(步驟2125)，過程結(jié)束。
圖24和25表示當(dāng)一個(gè)TDMA時(shí)隙2204中存在多個(gè)因移動(dòng)信道固有的衰落變化2203所引起的通信質(zhì)量的變壞時(shí)，采用本發(fā)明的雙向最大似然序列估計(jì)方式的工作原理。
當(dāng)接收電平Pow2201在TDMA時(shí)隙2204內(nèi)隨著時(shí)間t的流逝而有顯著變化時(shí)，在TDMA時(shí)隙2204的起始處和結(jié)尾處附近觀察到通信質(zhì)量的變壞，起始于位于TDMA時(shí)隙2204起始處之訓(xùn)練信號(hào)序列2205的一個(gè)正向最大似然序列估計(jì)過程2208，在過程開始之后立刻識(shí)別出通信質(zhì)量的變壞，并在時(shí)刻kf2210暫時(shí)中斷。而且，起始于緊接著TDMA時(shí)隙2204結(jié)尾處的鄰近時(shí)隙之訓(xùn)練信號(hào)序列2207的反向最大似然序列估計(jì)過程2209，同樣在過程開始后立刻識(shí)別出通信質(zhì)量的變壞，并在時(shí)刻kr2211暫時(shí)中斷。
在根據(jù)本發(fā)明的雙向最大似然序列估計(jì)方式中，計(jì)算時(shí)刻kf2210與時(shí)刻kr2211之間的中點(diǎn)時(shí)刻kc2213。在此情況下，當(dāng)時(shí)刻kr2211與時(shí)刻kf2210之差2212較大時(shí)，依據(jù)信道變化2203的特性認(rèn)為接收電平Pow2201已足夠。另一方面，當(dāng)接收電平Pow2201降至很低時(shí)，信道變化2203時(shí)常呈現(xiàn)一種非常復(fù)雜的相位變化。此時(shí)，即使當(dāng)時(shí)刻kf2210至?xí)r刻kr2211的信道脈沖響應(yīng)通過內(nèi)插來估計(jì)，所估計(jì)的信道脈沖響應(yīng)的可靠性仍較低，估計(jì)響應(yīng)對(duì)于接收機(jī)實(shí)現(xiàn)低誤碼率不起作用。
由于上述理由，當(dāng)時(shí)刻差kr－kf2212等于或大于TDMA時(shí)隙2204的一半長度時(shí)，不采納用以執(zhí)行內(nèi)插過程的雙向最大似然序列估計(jì)方式，但采納用以從TDMA時(shí)隙2204的起始時(shí)刻到時(shí)刻kc執(zhí)行正向最大似然序列估計(jì)過程2208，并從TDMA時(shí)隙2204的結(jié)尾時(shí)刻至?xí)r刻kc執(zhí)行反向最大似然序列估計(jì)過程2209的一種雙向最大似然序列估計(jì)方式。
圖25表示圖24所示詳細(xì)過程的一個(gè)流程。參見圖25，流程開始后，依次執(zhí)行正向過程(步驟2215)、時(shí)刻kc的估計(jì)(步驟2216)、正向過程的內(nèi)插(步驟2217)、反向過程(步驟2218)、時(shí)刻kr的估計(jì)(步驟2219)以及時(shí)刻差kr－kf的計(jì)算(步驟2220)。然后檢驗(yàn)時(shí)刻差是否大于半個(gè)時(shí)隙長度(步驟2221)。若步驟2221判斷為“是”，則依次執(zhí)行kf→kc的正向過程(步驟2223)和kr→kc的反向過程(步驟2224)；否則，執(zhí)行內(nèi)插最大似然序列估計(jì)過程(步驟2222)，過程結(jié)束。
圖26A和26B是表示比特差錯(cuò)性能的一張圖，它是在作為一種典型移動(dòng)通信信道的瑞利(Rayleigh)衰落信道內(nèi)通過評(píng)價(jià)本發(fā)明的雙向最大似然序列估計(jì)方式而獲得的。圖26A和26B中，沿縱從標(biāo)畫出誤碼率2300，沿橫坐標(biāo)畫出多路徑延遲2301。圖26A和26B表示在信噪比為20分貝(dB)、直接到達(dá)波功率與延遲到達(dá)波功率之比值為0(分貝)、信號(hào)帶寬為25千赫(KHz)、通信頻率為900兆赫(MHz)條件下所執(zhí)行的計(jì)算機(jī)模擬的結(jié)果。
沿著第一條特線曲線2302的符號(hào)口(圖26A)表示僅在正向上通過最大似然序列估計(jì)系統(tǒng)而獲得的誤碼率特性，沿著該曲線2302的符號(hào)△(圖26B)表示僅在反向上通過最大似然序列估計(jì)系統(tǒng)而獲得的誤碼率特性。從該曲線可見，在正向和反向上可獲得幾乎相同的誤碼率。
圖26A和26B中的第二條特性曲線表示通過根據(jù)本發(fā)明的最大似然序列估計(jì)系統(tǒng)算得的誤碼率特性。從該曲線可見，采取本發(fā)明的系統(tǒng)，誤碼率2300可以得到足夠大的改善。
在該實(shí)施例中，盡管圖中未示出，由于執(zhí)行了按照本發(fā)明執(zhí)行的內(nèi)插過程的雙向最大似然序列估計(jì)方式，并不能算出內(nèi)插時(shí)間間隔內(nèi)的正確的信道脈沖響應(yīng)，除非作為正向最大似然序列估計(jì)結(jié)果的信道脈沖響應(yīng)hf(k′f)，以及作為反向最大似然序列估計(jì)結(jié)果的信道脈沖響應(yīng)hr(k′r)相互同步，并且，在使這些信道脈沖響應(yīng)hf(k′f)和hr(k′r)之抽頭的信息內(nèi)容相互吻合的同時(shí)執(zhí)行內(nèi)插。例如，在信道脈沖響應(yīng)為2—抽頭設(shè)置的情況下，不能形成可實(shí)現(xiàn)高性能的雙向最大似然序列估計(jì)方式，除非利用響應(yīng)hf(k′f)的第一抽頭和響應(yīng)hr(k′r)的第二抽頭，以及響應(yīng)hf(kf′)的第二抽頭和響應(yīng)hr(kr′)的第一抽頭作為對(duì)稱的抽頭。
如前詳細(xì)所述，根據(jù)本發(fā)明可以避免均衡系統(tǒng)固有的，并來源于比特差錯(cuò)的突發(fā)錯(cuò)誤，該比特差錯(cuò)是由于因移動(dòng)信道固有的衰落所引起的接收電平的減小而產(chǎn)生的，并可以顯著地改善取決于突發(fā)錯(cuò)誤的接收機(jī)的誤碼率性能。為了提高雙向最大似然序列估計(jì)方式的作用，取代不同于現(xiàn)有技術(shù)所執(zhí)行的僅僅縮短時(shí)隙的過程，最大似然序列估計(jì)方向可以與接收電平因信道的衰落變化而減小的時(shí)刻相一致地得到最佳控制，盡可能避免基于有比特差錯(cuò)的估計(jì)序列的信道脈沖響應(yīng)，由此改善接收性能。
權(quán)利要求
1.一種采樣相位同步裝置包括第一存儲(chǔ)裝置，用于存儲(chǔ)部分包含一訓(xùn)練序列的接收信號(hào)；第一計(jì)算裝置，它用存儲(chǔ)在所述第一存儲(chǔ)裝置中的接收信號(hào)中所包含的訓(xùn)練序列的部分序列來計(jì)算對(duì)于接收時(shí)刻固有的信道脈沖響應(yīng)；第二計(jì)算裝置，用于計(jì)算由所述第一計(jì)算裝置計(jì)算的信道脈沖響應(yīng)功率和一部分信道脈沖響應(yīng)功率的比值；第二存儲(chǔ)裝置，用于存儲(chǔ)由所述第二計(jì)算裝置所計(jì)算的功率比值；以及判定裝置，它利用存儲(chǔ)在所述第二存儲(chǔ)裝置中的功率比值來確定采樣相位，其特征在于，所述采樣相位同步裝置參照由所述判定裝置所確定的采樣相位對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行采樣。
2.如權(quán)利要求1的一種裝置，其特征在于，所述判定裝置根據(jù)與信道脈沖響應(yīng)的一部分相應(yīng)的最大功率來確定采樣相位。
3.如權(quán)利要求1的一種裝置，其特征在于，所述第二存儲(chǔ)裝置存儲(chǔ)功率比值，這些比值是在先前數(shù)個(gè)時(shí)隙的相同采樣時(shí)刻算得的，它們周期地被接收并被唯一地分配給一接收機(jī)，擦除最早的功率比值，并存儲(chǔ)最新的功率比值。
4.如權(quán)利要求3的一種裝置，它進(jìn)一步包括第三計(jì)算裝置，用于在當(dāng)前時(shí)刻計(jì)算功率比值的平均值以及先前時(shí)刻固有的多個(gè)功率比值(在預(yù)定的先前時(shí)刻后接收到的時(shí)隙中算得這些比值)，并且其特征在于，在所述第三比值計(jì)算裝置計(jì)算功率比值的平均值時(shí)，所述第二存儲(chǔ)裝置就擦除最早的功率比值而存儲(chǔ)最新的功率比值。
5.如權(quán)利要求1的一種裝置，其特征在于，所述第一計(jì)算裝置包括CIRF(信道脈沖響應(yīng)形成)矩陣變換電路和一個(gè)乘法器。
6.如權(quán)利要求1的一種裝置，其特征在于，所述判定裝置包括對(duì)應(yīng)于一個(gè)采樣周期，從所述第二存儲(chǔ)裝置讀出的多個(gè)功率比值計(jì)算其平均值的裝置；對(duì)于功率比值平均值與一閾值的差值序列正負(fù)號(hào)的變更次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)的裝置；以及當(dāng)所述次數(shù)為2時(shí)，把兩次平均值與閾值交叉的時(shí)刻中點(diǎn)定為最佳采樣時(shí)刻的裝置。
7.如權(quán)利要求1的一種裝置，其特征在于，所述判定裝置包括對(duì)應(yīng)于一個(gè)采樣周期，從所述第二存儲(chǔ)裝置讀出的多個(gè)功率比值計(jì)算其平均值的裝置；對(duì)于功率比值的平均值與一閾值的差值序列的正負(fù)號(hào)變更次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)的裝置；以及當(dāng)所述次數(shù)為3時(shí)，在平均值與閾值交叉的多于3個(gè)時(shí)刻中把與最小功率比值相應(yīng)的那個(gè)時(shí)刻定為最佳采樣時(shí)刻的裝置。
8.一接收機(jī)，包括正交變換器，它對(duì)通信系統(tǒng)中的基帶接收信號(hào)進(jìn)行正交變換，該信號(hào)中周期地含有訓(xùn)練數(shù)據(jù)序列，用來在傳輸信道的預(yù)定時(shí)隙中建立同步；過采樣裝置，用以對(duì)基帶接收信號(hào)按一個(gè)符號(hào)傳輸周期T的1/N(N＞1)的時(shí)間間隔進(jìn)行過采樣；第一存儲(chǔ)裝置，用于存儲(chǔ)由過采樣裝置采樣的接收信號(hào)；第一計(jì)算裝置，用以對(duì)每N個(gè)間隔讀出一個(gè)過采樣并存儲(chǔ)在所述第一存儲(chǔ)裝置中的接收信號(hào)的K個(gè)符號(hào)(K＞0)部分，與此同時(shí)，相應(yīng)于訓(xùn)練數(shù)據(jù)序列起始部分，被任意設(shè)置以包括一接收信號(hào)的長度間隔W－1(W＞2N)每經(jīng)過一個(gè)采樣間隔就從比相應(yīng)于訓(xùn)練數(shù)據(jù)序列起始部分的過采樣信號(hào)接收時(shí)刻為早的時(shí)刻移開，該裝置還用以計(jì)算W個(gè)信道脈沖響應(yīng)，這些響應(yīng)對(duì)于起始采樣時(shí)刻是固有的，并且是在采用無限長訓(xùn)練數(shù)據(jù)序列的T個(gè)間隔、L個(gè)抽頭(L＞0)的橫向?yàn)V波器中模擬的；第二計(jì)算裝置，用以計(jì)算W個(gè)歸一化非所要信號(hào)功率，它們代表了所述橫向?yàn)V波器的L個(gè)抽頭中的每一個(gè)的W個(gè)信道脈沖響應(yīng)的功率(該濾波器響應(yīng)對(duì)于讀出的起始采樣時(shí)刻是固有的并且由所述信道脈沖響應(yīng)計(jì)算裝置算出)對(duì)于L個(gè)抽頭中的M(＜M＜L)個(gè)抽頭的功率之比值；第二存儲(chǔ)裝置，用以存儲(chǔ)W個(gè)歸一化非所要信號(hào)功率，它們對(duì)于讀出的起始采樣時(shí)刻是固有的，并且由所述第二計(jì)算裝置算出；以及第三計(jì)算裝置，用以計(jì)算W個(gè)歸一化非所要功率平均值，它們對(duì)于讀出起始采樣時(shí)刻是固有的，取平均是對(duì)數(shù)個(gè)先前時(shí)隙的多個(gè)讀出起始采樣時(shí)刻固有的歸一化非所要信號(hào)功率(它們存儲(chǔ)在所述第二存儲(chǔ)裝置中)以及相應(yīng)于相同采樣時(shí)刻的歸一化非所要信號(hào)功率之間作出的，這些平均值是在當(dāng)前時(shí)刻計(jì)算的，其條件是，這W個(gè)歸一化非所要信號(hào)功率在過去是以相同的方式周期地對(duì)每個(gè)時(shí)隙進(jìn)行計(jì)算的，其特征在于，采用對(duì)于讀出起始時(shí)刻固有的，并由第三計(jì)算裝置計(jì)算的W個(gè)歸一化非所要功率平均值作為一估值函數(shù)，來確定最佳采樣相位同步時(shí)刻，包括訓(xùn)練數(shù)據(jù)序列和信息序列在時(shí)隙內(nèi)的接收信號(hào)每隔N個(gè)間隔即被采樣，而把被采樣的接收信號(hào)輸入至維特比均衡器。
9.一種同步采樣相位的方法包括下述步驟把部分包含一訓(xùn)練序列的接收信號(hào)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)裝置中；用存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器中的包含在接收信號(hào)中的訓(xùn)練序列的部分序列來計(jì)算對(duì)于接收時(shí)刻固有的信道脈沖響應(yīng)；根據(jù)算得的信道脈沖響應(yīng)功率以及算得的一部分信道脈沖響應(yīng)功率算出一比值；把算得的功率比值存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)裝置中；以及用存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)裝置中的功率比值確定采樣相位，其特征在于，參照由所述判定裝置確定的采樣相位對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行采樣。
10.一種采樣同步裝置包括接收信號(hào)存儲(chǔ)裝置，用以存儲(chǔ)接收信號(hào)；由存儲(chǔ)在存儲(chǔ)裝置中，包含在接收信號(hào)中的訓(xùn)練序列的部分序列估計(jì)信道脈沖響應(yīng)的裝置；以及利用信道脈沖響應(yīng)確定采樣相位的同步裝置，其特征在于，用由所述同步裝置確定的采樣相位作為參考，對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行采樣。
11.一種無線電接收機(jī)包括一采樣同步單元，該單元包括用于存儲(chǔ)接收信號(hào)的存儲(chǔ)裝置；由存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)裝置中的包含在接收信號(hào)中的訓(xùn)練序列的部分序列估計(jì)信道脈沖響應(yīng)的裝置；以及按照由所述同步裝置確定的采樣相位對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行采樣的裝置。
12.一種雙向最大似然序列估計(jì)系統(tǒng)包括一維特比算法過程，用于根據(jù)估計(jì)的信道脈沖響應(yīng)由接收信號(hào)來估計(jì)發(fā)射信號(hào)序列；一估計(jì)接收信號(hào)計(jì)算過程，用以根據(jù)由維特比算法過程估計(jì)的訓(xùn)練信號(hào)序列或發(fā)射信號(hào)序列以及在時(shí)刻k－1估計(jì)的信道脈沖響應(yīng)，來計(jì)算時(shí)刻k的估計(jì)接收信號(hào)；一錯(cuò)誤信號(hào)形成過程，用以形成時(shí)刻k的接收信號(hào)和時(shí)刻k的估計(jì)接收信號(hào)間的錯(cuò)誤信號(hào)；以及一信道脈沖響應(yīng)估計(jì)過程，它根據(jù)錯(cuò)誤信號(hào)并采用適應(yīng)型算法來估計(jì)時(shí)刻k的信道脈沖響應(yīng)，其特征在于，當(dāng)把所述系統(tǒng)用于以時(shí)隙為單位進(jìn)行傳輸/接收的TDMA通信時(shí)，完成了兩種方式，一種方式是從一分配到的時(shí)隙的起始處出發(fā)，沿時(shí)基方向正向工作，另一種方式是從時(shí)隙的結(jié)尾處出發(fā)，沿時(shí)基方向反向工作，從獲得較高通信質(zhì)量的角度考慮，以時(shí)隙為單位或以組成時(shí)隙的符號(hào)為單位對(duì)結(jié)果加以選擇，當(dāng)在正向過程中通信質(zhì)量未變壞時(shí)，就不進(jìn)行反向過程，而只有在正向過程中通信質(zhì)量變壞時(shí)才進(jìn)行反向過程。
13.如權(quán)利要求12的一種系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)根據(jù)在正向過程中檢測到通信質(zhì)量變壞時(shí)開始反向過程，而在反向過程中檢測不到通信質(zhì)量的變壞時(shí)，就把由反向過程估計(jì)并獲得的最大似然序列用作最終的估計(jì)序列。
14.如權(quán)利要求12的一種系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)在正向過程中通信質(zhì)量變壞時(shí)，就在作為質(zhì)量變壞檢測時(shí)刻的時(shí)刻kf暫時(shí)中斷正向過程，并開始反向過程，而當(dāng)在反向過程中通信質(zhì)量也變壞時(shí)，就在作為質(zhì)量變壞的檢測時(shí)刻kr暫時(shí)中斷反向過程，把時(shí)刻kf和時(shí)刻kr的中間時(shí)刻(kf＋Kr)/2確定為時(shí)刻kc，從時(shí)刻kf至?xí)r刻kc重新開始正向過程，而從時(shí)刻kr至?xí)r刻kc重新開始反向過程，而由TDMA時(shí)隙的起始時(shí)刻至?xí)r刻kc得出的正向過程結(jié)果和從時(shí)隙的結(jié)尾時(shí)刻至?xí)r刻kc＋1得出的反向過程結(jié)果被確定為最終估計(jì)的最大似然序列。
15.如權(quán)利要求14的一種系統(tǒng)，其特征在于，由作為最大似然序列估計(jì)操作中的一個(gè)過程的信道脈沖響應(yīng)估計(jì)過程得到的估計(jì)信道脈沖響應(yīng)的功率值用作一估計(jì)參考值而在正向最大似然序列估計(jì)過程和反向最大似然序列估計(jì)過程中確定通信質(zhì)量的變壞，正向過程根據(jù)在時(shí)刻(正向混合時(shí)刻)k－mf(在該時(shí)刻，把k時(shí)刻的正向估計(jì)序列加以混合)的正向估計(jì)混合序列，而特別采用一正向估計(jì)信道脈沖響應(yīng)的功率值，反向過程根據(jù)在時(shí)刻(反向混合時(shí)刻)k＋mr(在該時(shí)刻，把在k時(shí)刻的反向估計(jì)序列加以混合)的反向估計(jì)混合序列而采用一反向估計(jì)信道脈沖響應(yīng)的功率值，并且當(dāng)正向和反向估計(jì)信道脈沖響應(yīng)的功率值變得小于某個(gè)預(yù)定的閾值時(shí)，就檢測得通信質(zhì)量的變壞。
16.如權(quán)利要求12的一種系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)在正向過程中通信質(zhì)量變壞時(shí)，就在作為質(zhì)量變壞檢測時(shí)刻的時(shí)刻kf暫時(shí)中斷正向過程，并開始反向過程，而當(dāng)在反向過程中通信質(zhì)量也變壞時(shí)，就在作為質(zhì)量變壞檢測時(shí)刻的時(shí)刻kr暫時(shí)中斷反向過程，在時(shí)刻kf和時(shí)刻kr之間的中間時(shí)刻(kf＋Kr)/2被確定作時(shí)刻kc，重新開始從時(shí)刻kf至?xí)r刻kc的正向過程，重新開始從時(shí)刻kr至?xí)r刻kc的反向過程，把時(shí)刻kc－mf－d與時(shí)刻kc＋mr＋d之間的時(shí)間間隔定義為內(nèi)插時(shí)間間隔，kc－mf－d是這樣得到的，在時(shí)刻kc的正向過程中，從正向混合時(shí)刻kc－mf減去一個(gè)由信道脈沖響應(yīng)估計(jì)算法得來的估計(jì)延遲時(shí)間d，而kc＋mr＋d是這樣得到的，在時(shí)刻kc的反向過程中，從反向混合時(shí)刻kc＋mr減去一個(gè)由信道脈沖響應(yīng)估計(jì)算法得來的估計(jì)延遲時(shí)間d，在內(nèi)插時(shí)間間隔內(nèi)，根據(jù)正向信道脈沖響應(yīng)和反向信道脈沖響應(yīng)用內(nèi)插法計(jì)算出估計(jì)信道脈沖響應(yīng)，這里正向信道脈沖響應(yīng)是從在正向過程中在時(shí)刻kc－mf獲得的正向混合序列估計(jì)出的，而反向信道脈沖響應(yīng)是從在反向過程中在時(shí)刻kc＋mr獲得的反向混合序列估計(jì)出的，而用內(nèi)插信道脈沖響應(yīng)在內(nèi)插時(shí)間間隔內(nèi)完成最大似然序列估計(jì)過程，從而從TDMA時(shí)隙的起始時(shí)刻至內(nèi)插時(shí)間間隔的起始時(shí)刻kc－mf－d－1完成正向最大似然序列估計(jì)過程，而從內(nèi)插時(shí)間間隔的結(jié)尾時(shí)刻kc＋mr＋d＋1至TDMA時(shí)隙的結(jié)尾時(shí)刻完成反向最大似然序列估計(jì)過程。
17.如權(quán)利要求16的一種系統(tǒng)，其特征在于，緊接在內(nèi)插時(shí)間間隔前后的作為參考的兩個(gè)估計(jì)信道脈沖響應(yīng)(它們對(duì)于在內(nèi)插時(shí)間間隔中估計(jì)信道脈沖響應(yīng)是需要的)中的一個(gè)是N－1個(gè)正向信道脈沖響應(yīng)的平均值，它是根據(jù)從是時(shí)刻kc－mf至kc－mf－N的正向過程所混合的正向混合序列參照正向過程估計(jì)得的，兩個(gè)估計(jì)信道脈沖響應(yīng)中的另一個(gè)是N＋1個(gè)反向信道脈沖響應(yīng)的平均值，它是根據(jù)從時(shí)刻kc＋mr至?xí)r刻kc＋mr＋N的反向過程所混合的反向混合序列參照反向過程估計(jì)得到的，內(nèi)插時(shí)間間隔定在時(shí)刻kc－mf－N/2－d與時(shí)刻kc＋mr＋N/2＋d之間，這里考慮了由信道脈沖響應(yīng)估計(jì)算法而得出的估計(jì)延遲時(shí)間d，內(nèi)插時(shí)間間隔內(nèi)的估計(jì)信道脈沖響應(yīng)是根據(jù)正向過程中的平均信道脈沖響應(yīng)和反向過程中的平均信道脈沖響應(yīng)由內(nèi)插過程形成的，并在內(nèi)插時(shí)間間隔內(nèi)完成最大似然序列估計(jì)過程，從而由TDMA時(shí)隙的起始時(shí)刻至內(nèi)插時(shí)間間隔的起始時(shí)刻kc－mf－N/2－d－1完成正向最大似然序列估計(jì)過程，并由內(nèi)插時(shí)間間隔的結(jié)尾時(shí)刻kc＋mr＋N/2＋d＋1至TDMA時(shí)隙的結(jié)尾時(shí)刻完成反向最大似然序列估計(jì)過程。
18.如權(quán)利要求12的一種系統(tǒng)，其特征在于，為了對(duì)兩個(gè)在內(nèi)插時(shí)間間隔內(nèi)估計(jì)信道脈沖響應(yīng)時(shí)需要的作為參考的信道脈沖響應(yīng)進(jìn)行相位同步，參照兩個(gè)信道脈沖響應(yīng)中的一個(gè)的相位，準(zhǔn)備M個(gè)不同的估計(jì)信道脈沖響應(yīng)，其做法是對(duì)另一個(gè)估計(jì)信道脈沖響應(yīng)作相位旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)過的相角由相位平面上的信號(hào)點(diǎn)的個(gè)數(shù)M決定，在內(nèi)插時(shí)間間隔內(nèi)計(jì)算M個(gè)不同的估計(jì)信道脈沖響應(yīng)，用這M個(gè)不同的估計(jì)信道脈沖響應(yīng)在內(nèi)插時(shí)間間隔內(nèi)完成最大似然序列估計(jì)過程，并在這M個(gè)不同的最終幸存的最大似然序列中定出一個(gè)作為內(nèi)插時(shí)間間隔內(nèi)的最似然估計(jì)序列，該序列具有最小的路徑量度，并對(duì)于內(nèi)插時(shí)間間隔的M個(gè)不同的幸存的最大似然估計(jì)序列來說是固有的。
19.如權(quán)利要求12的一種系統(tǒng)，其特征在于，正向平均信道脈沖響應(yīng)是根據(jù)在正向過程中在時(shí)刻kc由正向估計(jì)序列混合時(shí)刻kc－mf至?xí)r刻kc－mf－N的信道脈沖響應(yīng)得出的，反向平均信道脈沖向應(yīng)是根據(jù)在反向過程中在時(shí)刻kc由反向估計(jì)序列混合時(shí)刻kc＋mr至kc＋mr＋N的估計(jì)信道脈沖響應(yīng)得出的，根據(jù)正向平均信道脈沖響應(yīng)和反向平均信道脈沖響應(yīng)的計(jì)算(在內(nèi)插時(shí)間間隔內(nèi)估計(jì)信道脈沖響應(yīng)需要這兩個(gè)響應(yīng))，如果由于時(shí)刻kc位于接近TD-MA時(shí)隙的起始處而無法確保計(jì)算正向平均信道脈沖響應(yīng)所需的足夠長的時(shí)間寬度N時(shí)，就把反向過程中得到的最似然估計(jì)序列用作TDMA時(shí)隙的最似然估計(jì)序列，如果由于時(shí)刻kc位于接近TD-MA時(shí)隙的結(jié)尾處而無法確保計(jì)算反向平均信道脈沖響應(yīng)所需的足夠長的時(shí)間寬度N時(shí)，就把在正向過程中得到的最似然估計(jì)序列用作TDMA時(shí)隙的最似然估計(jì)序列。
20.如權(quán)利要求12的一種系統(tǒng)，其特征在于，在一種確定時(shí)刻kc的方法中，當(dāng)時(shí)刻kf(正向過程中通信質(zhì)量變壞的時(shí)刻)和時(shí)刻kr(反向過程中通信質(zhì)量變壞的時(shí)刻)之間的時(shí)間差不小于與TDMA時(shí)隙相應(yīng)的時(shí)間間隔的一半時(shí)，就這樣來進(jìn)行最大似然序列估計(jì)過程，在作為質(zhì)量變壞檢測時(shí)刻kf處暫時(shí)中斷正向過程并開始反向過程，如果在反向過程中通信質(zhì)量也變壞，就在作為檢測質(zhì)量變壞的時(shí)刻kr處暫時(shí)中斷反向過程，把時(shí)刻kf和時(shí)刻kr的中間時(shí)刻(kf＋kr)/2確定為時(shí)刻kc，重新開始從時(shí)刻kf至?xí)r刻kc的正向過程，重新開始從時(shí)刻kr至?xí)r刻kc的反向過程，由把由TDMA時(shí)隙的起始時(shí)刻至?xí)r刻kc的正向過程結(jié)果和由時(shí)隙的結(jié)束時(shí)刻至?xí)r刻kc＋1的反向過程結(jié)果確定為最終估計(jì)最大似然序列。
全文摘要
一種采樣相位同步裝置包括存儲(chǔ)部分包含訓(xùn)練碼的接收信號(hào)的接收信號(hào)存儲(chǔ)器；計(jì)算信道時(shí)間響應(yīng)(下面稱為信道響應(yīng))的信道響應(yīng)計(jì)算器；用于計(jì)算由信道響應(yīng)計(jì)算器算得的信道響應(yīng)的功率和一部分信道響應(yīng)的功率之比值的功率比值計(jì)算器；用于存儲(chǔ)由功率比值計(jì)算器算得的功率比值存儲(chǔ)器；以及用于由存儲(chǔ)于功率比值存儲(chǔ)器中的功率比值確定采樣相位的采樣相位確定部件。本設(shè)備按照由采樣相位確定部件確定的采樣相位對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行采樣。
文檔編號(hào)H04L25/03GK1116381SQ9510041
公開日1996年2月7日 申請(qǐng)日期1995年2月16日 優(yōu)先權(quán)日1994年2月16日
發(fā)明者行方稔, 村上純?cè)?申請(qǐng)人:東芝株式會(huì)社