專利名稱：傳輸裝置和傳輸系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種傳輸裝置和傳輸方法，更具體說，是可應(yīng)用到數(shù)字式無繩電話上的傳輸裝置和這種無繩電話所用的一種接收方法。
現(xiàn)在，許多國家為了建立數(shù)字式移動(dòng)通信系統(tǒng)，正在對各種系統(tǒng)(數(shù)字式無繩電話系統(tǒng)和數(shù)字式移動(dòng)電話系統(tǒng))進(jìn)行調(diào)查。它們有，比如，DECT(歐洲的數(shù)字式無繩電信)和GSM(Groupe Specil de Mobile)系統(tǒng)。
在這種系統(tǒng)中，比如在數(shù)字式汽車電話系統(tǒng)中，終端是以高速運(yùn)行的，接收信號(hào)容易受到由于傳輸信道條件引起的衰落的影響，往往使接收性能降低。在這些情況下，將偏離同步定時(shí)，并使解調(diào)效率變壞，誤碼率增加。這時(shí)候，可能使整個(gè)系統(tǒng)的同步情況變壞。
鑒于上述，本發(fā)明的目的在于提供一種傳輸裝置和傳輸方法，與通常的裝置相比更能防止信道的失真。
本發(fā)明通過提供一種傳輸裝置達(dá)到了上述和其它目的，該傳輸裝置包括模式產(chǎn)生裝置(4A)，用于產(chǎn)生與發(fā)送到傳輸信道的發(fā)送數(shù)據(jù)中包含的已知數(shù)據(jù)模式相同的模式數(shù)據(jù)(ts)；相關(guān)檢測裝置(4A)，用于陸續(xù)地檢測通過傳輸信道接收的接收數(shù)據(jù)(rk)與模式數(shù)據(jù)(ts)之間的相關(guān)性，將其作為相關(guān)值(CorrRSk)；和信號(hào)處理裝置(4A)，根據(jù)相關(guān)值連續(xù)地估算傳輸信道的特性，然后根據(jù)該估算結(jié)果解調(diào)接收數(shù)據(jù)(rk)。
另外，根據(jù)本發(fā)明的傳輸方法包括產(chǎn)生與發(fā)送到傳輸信道的發(fā)送數(shù)據(jù)中包含的已知模式數(shù)據(jù)相同的模式(ts)，然后，獲取該模式數(shù)據(jù)(ts)與通過傳輸信道接收的接收數(shù)據(jù)(rk)之間的相關(guān)性；根據(jù)上述處理獲得的相關(guān)值(CorrRSk)連續(xù)地估算傳輸信道的特性，然后，根據(jù)該估算結(jié)果解調(diào)接收數(shù)據(jù)(rk)。
在接收端，產(chǎn)生與發(fā)送到傳輸信道的發(fā)送數(shù)據(jù)中包含的已知模式數(shù)據(jù)一樣的模式數(shù)據(jù)(ts)，并獲得該模式數(shù)據(jù)(ts)與通過傳輸信道接收的接收數(shù)據(jù)(rk)之間的相關(guān)性。然后，根據(jù)該相關(guān)值(CorrRSk)連續(xù)地估算傳輸信道的特性，并根據(jù)該估算結(jié)果解調(diào)接收數(shù)據(jù)(rk)。這樣，很容易實(shí)現(xiàn)這種傳輸裝置和傳輸方法，甚至在由于特性變壞使接收數(shù)據(jù)失真時(shí)，也能夠正確地解調(diào)出數(shù)據(jù)。
從下面結(jié)合附圖的詳細(xì)描述，將會(huì)使本發(fā)明的性質(zhì)、原則和用途更加清楚。在附圖中，用相同的標(biāo)號(hào)或符號(hào)表示相同的部件。


圖1是一框圖，表示本發(fā)明傳輸裝置的一實(shí)施例；圖2是一框圖，表示該傳輸裝置的接收單元的一實(shí)例的結(jié)構(gòu)；圖3是表示衰落模型的簡略線性圖；圖4A-4C是說明相關(guān)值的計(jì)算和它的能量平均的示意圖；圖5是表示相關(guān)值分布的示意圖；圖6是表示傳輸信道特性的估算程序的流程圖；圖7是表示每位元噪音對能量比的特性曲線圖。
現(xiàn)在參照附圖描述本發(fā)明的最佳實(shí)施例(1)一般結(jié)構(gòu)首先描述數(shù)字式可攜電話的一般結(jié)構(gòu)。如圖1所示，可攜電話1是由多種電路構(gòu)成的，比如，高頻(RF)信號(hào)處理電路3，調(diào)制-解調(diào)和數(shù)據(jù)處理電路4，聲頻處理電路5，還有發(fā)送-接收天線2。當(dāng)通過揚(yáng)聲器6重現(xiàn)發(fā)送的聲頻信號(hào)時(shí)，通過話筒7輸入通信者的話音，并通過發(fā)送-接收天線2發(fā)射出去。
這里，處理電路3至5是由中央處理單元(CPU)9控制的，中央處理單元通過總線8分別與電路3至5連接。CPU9根據(jù)儲(chǔ)存在只讀存儲(chǔ)器(ROM)10A中的程序進(jìn)行工作，并運(yùn)用隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)10B作為計(jì)算表。另外，CPU9還與顯示操作單元11之間發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，并具有與通訊裝置之間的接口。
圖2更詳細(xì)地表示集中在接收系統(tǒng)周圍的可攜電話1，高頻(RF)信號(hào)處理電路3通過RF/IF(射頻/中頻)檢測電路3A對接收信號(hào)進(jìn)行高頻放大，并進(jìn)行正交檢波，通過模/數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器3B將它轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。然后將接收數(shù)據(jù)送到調(diào)制-解調(diào)和數(shù)據(jù)處理電路4。
調(diào)制-解調(diào)和數(shù)據(jù)處理電路4對供解調(diào)用的數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)4A中通過信號(hào)處理的接收數(shù)據(jù)進(jìn)行解調(diào)，并進(jìn)行同步處理、均衡處理、解調(diào)處理、和通過頻率校正信道(FCCH)進(jìn)行糾錯(cuò)，將解調(diào)數(shù)據(jù)送到聲頻數(shù)字信號(hào)處理電路5A。將該聲頻數(shù)字信號(hào)處理電路用于解調(diào)壓縮的聲頻數(shù)據(jù)。
然后，將在下一段討論由供解調(diào)的數(shù)字信號(hào)處理器4A進(jìn)行波形均衡和解調(diào)處理的原則。
(2)解調(diào)處理由于將不同地方反射的具有不同延遲時(shí)間的多個(gè)反射波接收成為合成波，因而會(huì)發(fā)生衰落。如圖3所示，可以用橫向型濾波器來模擬這種狀態(tài)。這個(gè)圖的表示考慮了高到5位的時(shí)延，hk表示確定對應(yīng)每個(gè)延時(shí)的信號(hào)響度的抽頭系數(shù)。
從圖3可看出，衰落被表示成由抽頭系數(shù)hk隔開的每一位的多個(gè)數(shù)據(jù)值的總和。換句話說，可以說衰落是每個(gè)延遲位和抽頭系數(shù)hk的卷積積分的結(jié)果。因此，如果可以規(guī)定整個(gè)延遲的范圍(此時(shí)是5位)，則通過獲得抽頭系數(shù)hk可確定傳輸信道的特性。
為了消除衰落對可攜電話1側(cè)的影響，通過對接收信號(hào)的波形均衡，必須使信號(hào)回到無衰落存在的狀態(tài)。具體說，如果能正確地找到表示傳輸信道特性的抽頭系數(shù)值hk，則可構(gòu)成與該傳輸信道特性相反特性的濾波器，于是可消除衰落的影響。因此，實(shí)際上，如何正確地估算傳輸信道的特性，對于改善接收性能變得非常重要。
然而，在移動(dòng)通信的情況，傳輸信道特性隨著時(shí)間的繼續(xù)而變化，所以一般不易正確地估算它。但是在汽車電話系統(tǒng)中，比如GSM系統(tǒng)，因?yàn)閷r(shí)分多路存取系統(tǒng)用作存取系統(tǒng)，分配給發(fā)送數(shù)據(jù)的單位傳輸時(shí)間(即一個(gè)字符組)如580μs那樣短，因而在每個(gè)字符組中衰落的影響可以認(rèn)為幾乎不變。
在該實(shí)施例中，是利用包含在每個(gè)字符組中心的已知模式數(shù)據(jù)(訓(xùn)練序列)來估算抽頭系數(shù)hk的。在訓(xùn)練序列中可考慮幾個(gè)模式。但是如果我們只注意在26位長已知模式中的位模式的一部分，則存在于自相關(guān)(AutoCorrk)中的正交關(guān)系如下式所示AutoCorrk=1NΣi=0N-1tsi·tsi+k]]>＝1 (k＝0)＝0 (k≠0) ……(1)這里，ts表示訓(xùn)練序列。
然后，運(yùn)用發(fā)送信號(hào)系統(tǒng)sk和抽頭系數(shù)hk可將接收信號(hào)系數(shù)rk表示如下rk=Σj=-LLhj·sk-j---(2)]]>很清楚，根據(jù)上述兩式可得到訓(xùn)練序列ts與接收信號(hào)rk之間的相關(guān)值CorrRSk如下CorrRSk=1NΣi=0N-1ri·tsi+k]]>1NΣi=0N-1{Σj=-LLhj·sk-j}·tsi+k]]>=1NΣj=-LLhjΣi=0N-1sk-j·tsi+k---(3)]]>這時(shí)，如果接收信號(hào)rk的位模式與訓(xùn)練序列ts的位模式相同，則因訓(xùn)練序列的正交性，替代等式(3)有下面的等式成立CorrRSk＝hk……(4)更具體說，通過計(jì)算接收信號(hào)rk與訓(xùn)練序列ts之間的相關(guān)值CorrRSk可求得抽頭系數(shù)，并可估算出傳輸信道的特性(信道響應(yīng))。而且通過檢測定時(shí)得到相關(guān)峰值，可獲得同步定時(shí)。這樣，如果運(yùn)用估算的信道響應(yīng)和同步定時(shí)，則可解調(diào)出受衰落影響最小的數(shù)據(jù)。
(3)信道響應(yīng)估算方法(3-1)概要本發(fā)明的系統(tǒng)根據(jù)上一段所述的原理來估算傳輸信道的特性。最簡單的實(shí)例是相關(guān)值的峰點(diǎn)作為同步位置，并將該點(diǎn)上的相關(guān)值作為參數(shù)(抽頭系數(shù)hk)來調(diào)整傳輸信道的特性(信道響應(yīng))。下面一段將討論這種處理方法，可進(jìn)一步增加同步位置的檢測精度。
在該實(shí)施例中，如圖4C所示，可獲得根據(jù)公式(3)得到的相關(guān)值CorrRSk的能量平均，并可獲得該能量平均的峰值，以設(shè)置同步定時(shí)。如圖4B所示，此時(shí)獲得了10個(gè)相關(guān)值C0、C1……C9，并根據(jù)這些檢測出同步定時(shí)。其原因是，如圖5所示，由于衰落的影響產(chǎn)生多個(gè)峰點(diǎn)，這時(shí)要取最合適的值。關(guān)于此，在計(jì)算平均能量(移動(dòng)平均值)時(shí)，應(yīng)加權(quán)計(jì)算相關(guān)值。
下面將用圖6所述的方法說明信道響應(yīng)計(jì)算程序的大致情況。
首先，如果對信道響應(yīng)的估算處理是從步驟SP1開始的，則在步驟SP2，比如，計(jì)算出接收信號(hào)rk與訓(xùn)練序列ts之間的10個(gè)相關(guān)值。為什么得到10個(gè)相關(guān)值C0、C1……C9已足夠，這是因?yàn)樵诳蓴y電話的情況下幾乎知道同步的位置。同時(shí)，用與計(jì)算抽頭系數(shù)hk相關(guān)值完全同樣的方法計(jì)算10個(gè)相關(guān)值，以得出傳輸信道的特性；然而，因?yàn)橐獙⑦@些用于確定同步位置的情況，為方便起見，可將它們分為不同的類。
用這種結(jié)構(gòu)，如果獲得了10個(gè)相關(guān)值C0、C1……C9，則可計(jì)算每個(gè)相關(guān)值的能量加權(quán)總和，并求得移動(dòng)平均值。在本實(shí)施例中，計(jì)算出5個(gè)相關(guān)值的能量加權(quán)總和，獲得了6套能量平均值E0、E1……E5。
在下面的步驟SP4中，檢測能量平均值E0、E1……E5的最大值，然后進(jìn)入步驟SP5的處理。在步驟SP5中，根據(jù)檢測的位置求出同步定時(shí)，并設(shè)置該同步定時(shí)。
然后，在步驟SP6中，將提供能量平均最大值的一組相關(guān)值用作抽頭系數(shù)h0、h1……h(huán)4，來設(shè)置傳輸信道的特性。在步驟SP7中結(jié)束這些處理。
在此，供解調(diào)的數(shù)字信號(hào)處理器4A根據(jù)如比獲得的信道響應(yīng)得到了相反特性的濾波器，據(jù)比來解調(diào)接收數(shù)據(jù)。
(3-2)估算處理實(shí)例下面將描述存在或不存在衰落時(shí)的估算處理的具體實(shí)例。
在無衰落的情況下，接收信號(hào)rk與訓(xùn)練序列ts是一致的，相關(guān)值C3是10個(gè)相關(guān)值中的峰值點(diǎn)。因此，如果檢測到給出峰點(diǎn)的相關(guān)值，則可正確檢測同步的位置。
然而，在有衰落的情況下，在相關(guān)值的序列中會(huì)產(chǎn)生幾個(gè)峰值，有些情況下不能正確得到同步位置。因此，如上一段所述，通過獲得每一時(shí)間點(diǎn)的相關(guān)值上的能量，隨后求得它們的加權(quán)平均，可獲得表示信道響應(yīng)的相關(guān)值的平均能量。
在該實(shí)施例中，根據(jù)下面公式得到平均能量EnEn＝W-2|Cn|+W-1|Cn+1|+W0|Cn+2|+W1|Cn+3|+W2|Cn+4| ……(5)這里，|Ck|(k＝n，n+1，…，n+4)是相關(guān)值Ck(k＝n，n+1，…，n+4)的能量。Wi是加權(quán)系數(shù)，這個(gè)系數(shù)Wi(i＝-2，-1，0，1，2)對于獲得相關(guān)值的平均能量具有窗口一樣的作用，因此，通過改變加權(quán)系數(shù)可獲得具有不同特性的窗口。
更具體說，有大量的窗口外形，如矩形、三角形、平方余弦等等。在此，為簡化起見，用三角形窗口作為例子，將每個(gè)系數(shù)Wi(i＝-2，-1，0，1，2)設(shè)置如下W0＝8，W±1＝7，W±2＝6……(6)然后，假設(shè)5個(gè)相關(guān)值是C0＝3，C1＝5，C2＝10，C3＝6，C4＝2，當(dāng)n＝0時(shí)平均能量E0如下E0＝6×3+7×5+8×10+7×6+6×2＝187 ……(7)對其它平均能量E1、E2、E3、E4也進(jìn)行這種計(jì)算(步驟SP3)，于是通過檢測這些峰值能量可檢測同步位置(步驟SP4和SP5)。
在此，將采用上述方法獲得同步定時(shí)情況的結(jié)果與簡單檢測相關(guān)能量峰值獲得同步定時(shí)情況的結(jié)果進(jìn)行比較，來確定兩個(gè)結(jié)果之間的差。
假定獲得的相關(guān)值的結(jié)果是C0＝1，C1＝2，C2＝5，C3＝3，C4＝2，C5＝3，C6＝4，C7＝2，C8＝2，C9＝1，圖5表示出這種情況。
如圖5所示，在通過簡單地檢測相關(guān)值的峰值來獲得同步定時(shí)時(shí)，在相關(guān)值C2(＝5)處相關(guān)值具有最大值。這樣，如果采用這種方法，則將相關(guān)值C2的定時(shí)設(shè)為正確的同步定時(shí)。這時(shí)，調(diào)整信道響應(yīng)的抽頭系數(shù)如下h2＝C0， h1＝C1， h0＝C2，h-1＝C3， h-2＝C4，……(8)然而，按照實(shí)際的信道響應(yīng)，如圖5所示，在相關(guān)值C6附近看到的其它峰值幾乎同C2一樣大。因此，如果均衡接收數(shù)據(jù)時(shí)沒有注意到這一點(diǎn)，預(yù)期誤碼率將會(huì)增加。
另一方面，在求取平均能量時(shí)，如果根據(jù)10個(gè)相關(guān)值Cn求得的6個(gè)平均能量E0、E1、E2、E3、E4、E5如下E0＝93，E1＝103，E2＝112，E3＝96，E4＝91，E5＝82 ……(9)則這些平均能量的峰值是E2＝112，這是相關(guān)值C2至C6的加權(quán)求和值。因此，將在5個(gè)相關(guān)值中獲得的中間相關(guān)值C4上的定時(shí)接受為同步定時(shí)。
于是，可將調(diào)整信道響應(yīng)的抽頭系數(shù)hk設(shè)置為h2＝C2， h1＝C3， h0＝C4，h1＝C5， h-2＝C6……(8)這樣獲得的結(jié)果，包括將提供兩個(gè)峰值的相關(guān)值C2和C6作為抽頭系數(shù)，可以認(rèn)為它很接近實(shí)際的信道響應(yīng)，盡管與只檢測峰值的方法相比有一些誤差。因此，如果根據(jù)這個(gè)抽頭系數(shù)對接收數(shù)據(jù)譯碼，則與以前的方法相比，可以較低的誤碼率解調(diào)接收數(shù)據(jù)。而且，后面的例子更適于設(shè)置同步定時(shí)。
通過圖7可以確定這一點(diǎn)。在該圖中，縱軸表示誤碼率，橫軸表示每位的能量對噪音的比。從圖中可看出，若采用平均能量(實(shí)線)設(shè)置同步定時(shí)，每位的能量對噪音之比變高時(shí)，誤碼率降低。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，在接收包括已知位模式(訓(xùn)練序列)的發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，在可攜電話1一側(cè)獲取接收數(shù)據(jù)與預(yù)置位模式(訓(xùn)練序列)之間的相關(guān)值，并通過按最大相關(guān)值估算對接收信號(hào)的信道響應(yīng)，可以消除衰落的影響。
另外，在時(shí)間的每個(gè)固定期間連續(xù)地獲得在時(shí)間序列里取得的多個(gè)相關(guān)值的平均能量，并通過按給出它們中最大平均能量的相關(guān)值的設(shè)置來估算對接收信道的信道響應(yīng)，則可進(jìn)一步減小衰落的影響。
因此，甚至在由于衰落等的影響使接收信號(hào)失真的情況下，也能正確地得出接收定時(shí)。這樣，很容易得到一種能檢測同步狀態(tài)且不易從該同步狀態(tài)偏離的可攜電話。
而且，通過改善同步的性能可以改善均衡特性，從而可改善數(shù)據(jù)的解調(diào)產(chǎn)率。于是，可獲得能進(jìn)一步降低誤碼率的可攜電話。
(4)其它實(shí)施例在上述實(shí)施例中，是將相關(guān)值作為標(biāo)量值(一維量值)獲得的，然而本發(fā)明不局限于此，還可廣泛地應(yīng)用到將它作為向量值(二維量值)獲取的情況。
另外，上述實(shí)施例是對可攜電話的情況進(jìn)行處理的，然而本發(fā)明不局限于此，還可應(yīng)用到其它接收裝置，比如汽車電話。
再有，上述實(shí)施例是以接收裝置的情況處理的，然而本發(fā)明不局限于此，還可廣泛地應(yīng)用到從記錄介質(zhì)重放高密度記錄數(shù)據(jù)的重放裝置上。
以上對本發(fā)明的最佳實(shí)施例作了描述，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員都明白可以有各種變化和修改，這些都屬于本發(fā)明的精神范圍。所附權(quán)利要求書包括了這些變化和修改。
權(quán)利要求
1.一種傳輸裝置，包括模式產(chǎn)生裝置，用于產(chǎn)生與發(fā)送到傳輸信道的發(fā)送數(shù)據(jù)中包含的已知模式相同的模式；相關(guān)檢測裝置，用于檢測通過所述傳輸信道接收的接收數(shù)據(jù)與所述模式數(shù)據(jù)之間的相關(guān)性；和信號(hào)處理裝置，根據(jù)所述相關(guān)值連續(xù)地估算所述傳輸信道的特性，并根據(jù)所述估算結(jié)果解調(diào)所述接收數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的傳輸裝置，其特征在于所述信號(hào)處理裝置獲取在時(shí)間序列中的預(yù)定時(shí)間期間內(nèi)可獲得的所述相關(guān)值的多個(gè)平均值，并且根據(jù)提供所述平均值的最大值的期間來設(shè)置所述接收數(shù)據(jù)的同步定時(shí)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的傳輸裝置，其特征在于在計(jì)算所述平均值時(shí)，所述信號(hào)處理裝置對作為計(jì)算對象的相關(guān)值分別進(jìn)行加權(quán)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3的傳輸裝置，其特征在于所述傳輸信道包括在傳輸路徑中的記錄介質(zhì)。
5.一種傳輸方法，包括產(chǎn)生與發(fā)送到傳輸信道的發(fā)送數(shù)據(jù)中包含的已知模式數(shù)據(jù)相同的模式，并獲取所述模式數(shù)據(jù)與通過所述傳輸信道接收的接收數(shù)據(jù)之間的相關(guān)性；根據(jù)上述處理獲得的相關(guān)值，連續(xù)地估算所述傳輸信道的特性，并且根據(jù)所述估算結(jié)果解調(diào)所述接收數(shù)據(jù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的傳輸方法，其特征在于在估算所述傳輸特性時(shí)，在時(shí)間序列上獲取預(yù)定時(shí)間期間里的所述相關(guān)值的一組平均值，并根據(jù)所獲得的平均值的最大值的期間來設(shè)置所述接收數(shù)據(jù)的同步定時(shí)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的傳輸方法，其特征在于在計(jì)算所述平均值時(shí)，通過對計(jì)算對象的相關(guān)值分別加權(quán)來獲得所述平均值。
8.一種其基本結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)如上文參考各附圖所述的傳輸裝置。
9.一種如上文參考各附圖所述的傳輸方法。
全文摘要
一種傳輸裝置，甚至在信道性能變壞的情況下也能實(shí)現(xiàn)高效的解調(diào)。在接收側(cè)產(chǎn)生與發(fā)送到信道的發(fā)送數(shù)據(jù)中包含的已知模式數(shù)據(jù)一樣的模式數(shù)據(jù)，并獲取所述模式數(shù)據(jù)與通過信道接收的接收數(shù)據(jù)之間的相關(guān)性，然后根據(jù)該相關(guān)值連續(xù)地估算信道特性，并根據(jù)所述估算結(jié)果解調(diào)接收數(shù)據(jù)。這樣，因?yàn)榭梢愿鶕?jù)接收數(shù)據(jù)估算信道特性，所以即使由于特性變壞使接收數(shù)據(jù)失真時(shí)也能正確地解調(diào)數(shù)據(jù)。
文檔編號(hào)H04B7/26GK1167378SQ9710251
公開日1997年12月10日 申請日期1997年1月27日 優(yōu)先權(quán)日1996年1月30日
發(fā)明者渡邊秀和, 泉誠一, H·阿米爾-阿利哈尼 申請人:索尼公司, 索尼英國有限公司