SK8898A3 - Digital demodulation and decoding method - Google Patents

Digital demodulation and decoding method Download PDF

Info

Publication number
SK8898A3
SK8898A3 SK8898A SK8898A SK8898A3 SK 8898 A3 SK8898 A3 SK 8898A3 SK 8898 A SK8898 A SK 8898A SK 8898 A SK8898 A SK 8898A SK 8898 A3 SK8898 A3 SK 8898A3
Authority
SK
Slovakia
Prior art keywords
demodulation
estimates
decoding
symbols
signal
Prior art date
Application number
SK8898A
Other languages
Slovak (sk)
Inventor
Albert M Roseiro
Fabrice J A Belveze
Xavier P L Lasne
Original Assignee
Matra Communication
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matra Communication filed Critical Matra Communication
Priority to SK8898A priority Critical patent/SK8898A3/en
Publication of SK8898A3 publication Critical patent/SK8898A3/en

Links

Landscapes

  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)

Abstract

Prijímacie zariadenie uskutočňuje N rôznych demodulácií (N ž 2) pričom dodáva každej demodulácii súbor príslušných odhadov následných binárnych symbolov jedného rámca. Niektoré z týchto symbolov so sebou nesú redundanciu zavedenú kódovacím korektorom chýb použitým vysielacím zariadením. Prijímacie zariadenie dekóduje každý z N súborov odhadov podľa komplementárneho postupu tohto kódovacieho korektora chýb, pričom dekódovanie každého súboru odhadov zahŕňa mieru jedného stupňa chyby (Qw). Prijímacie zariadenie oddelí jeden z N súborov odhadov, pre ktorý je stupeň merania chyby minimálny.The receiving device performs N different demodulations (N 2 2) while delivering a set to each demodulation appropriate estimates of subsequent binary symbols one frame. Take some of these symbols with you they carry the redundancy introduced by the coding corrector errors used by the transmission equipment. Receiving device decodes each of the N sets of estimates according to the complementary procedure of this coding corrector errors, decoding each set of estimates includes one degree of error (Qw). Admissions the device separates one of the N sets of estimates, for which is the minimum degree of error measurement.

Description

Vynález sa týka spôsobu numerickej demodulácie a dekódovania.The invention relates to a method of numerical demodulation and decoding.

Používa sa najmä v prijímacích zariadeniach uskutočňujúcich spôsoby výberového príjmu'.It is used in particular in receiving devices carrying out selective reception methods.

Doterajší stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Spôsoby výberového príjmu sú v odbore numerického prenosu známe. Medzi tieto spôsoby je možné uviesť: priestorový, výberový príjem užitočný najmä v rádiovom prenose ak je niekoľko snímačov príjmu umiestnených na rôznych miestach; frekvenčný výberový príjem, ak je ta istá vysielaná informácia prenášaná súčasne na rôznych frekvenciách; časový výberový príjem v prípade opakovania tejto informácie.Selective reception methods are known in the art of numerical transmission. These methods include: spatial, selective reception useful especially in radio transmission if several reception sensors are located at different locations; frequency diversity reception if the same transmitted information is transmitted simultaneously at different frequencies; time sampling if this information is repeated.

Tieto rôzne spôsoby výberového príjmu možno rovnako medzi sebou kombinovať. Výhodou týchto spôsobov je to, že umožňujú zníženie miery binárnej chyby v odhadoch produkovaných prijímacím zariadením. Na druhej strane majú spravidla tu nevýhodu, že vyžadujú doplnkové prostriedky na okrajoch prechádzajúceho pásma a/alebo že vysielacie a prijímacie zariadenia sú komplikované.These different methods of selective income can also be combined with each other. The advantage of these methods is that they make it possible to reduce the binary error rate in estimates produced by the receiving device. On the other hand, they generally have the disadvantage that they require additional means at the edges of the passing band and / or that the transmission and reception devices are complicated.

Aby bolo možné kombinovať viacnásobné odhady získané výberovým prijímačom, existuje istý počet spôsobov medzi ktorými je možné uviesť spôsob výberu, ktorý spočíva jednoducho vo výbere podľa pozorovania najlepšieho pomeru signál/šum; spôsob ktorý sa nazýva kombinovanie rovnakého zisku, kde sa rozhoduje podľa súčtu signálov po sfázovaní; spôsob ktorý sa nazýva najvyšší kombinačný pomer, v ktorom sa rozhoduje podľa súčtu druhých mocnín sfázovaných signálov a rozdelených podľa odhadnutej hodnoty šumu, ktorým sú signály postihnuté. Tento posledný spôsob poskytuje maximálny pomer signál/šum po rekombinácií.In order to combine the multiple estimates obtained by the selection receiver, there are a number of ways among which a selection method can be mentioned, which consists simply of selecting according to the best signal / noise ratio; a method which is called combining equal gain, where it is decided by the sum of the signals after phasing; a method which is called the highest combination ratio, in which the decision is made according to the sum of the squares of the phased signals and divided by the estimated noise value with which the signals are affected. This latter method provides a maximum signal / noise ratio after recombination.

Väčšina systémov numerických prenosov používa kódovací/dekódovací kanál, ktorý zlepšuje ich mohutnosť v poruchách, indukovaných prenosovým kanálom. Opravovacie kódery zavádzajú do prenášanej informácie redundanciu, ktorou pripojené dekódery využijú pre opravu chýb prijatého signálu. Spravidla sa používajú dve veľké skupiny kódov: konvolučné kódy a kódy v blokoch (Golay, BCH, Reed-Solomon atd’.). Vlastnosti opráv týchto kódov sú optimálne, ak pravdepodobnosti chyby sú dekorelované nasledujúcim symbolom, čo je napríklad prípad kanálov s prídavných gaussovým bielym šumom. Aj keď táto podmienka dekorelácie nie je splnená, čo je najmä v prípade rádiových kanálov pri Reyleighovom alebo Riceovom úniku, kódovací/dekódovací kanál zahŕňa okrem iného previazanie/rozviazanie spočívajúce v permutácii symbolov určených k rozptýleniu vo vstupe opravovacieho dekóderu, pričom chyby sa objavujú v paketoch v kanáli šírenia.Most numeric transmission systems use a coding / decoding channel that improves their cardinality in faults induced by the transmission channel. The correction encoders introduce redundancy in the transmitted information, which the connected decoders use to correct errors in the received signal. Typically, two large code groups are used: convolutional codes and block codes (Golay, BCH, Reed-Solomon, etc.). The correction properties of these codes are optimal if the error probabilities are decorated with the following symbol, as is the case, for example, with channels with additional Gaussian white noise. Although this condition of decoration is not met, especially in the case of radio channels in Reyleigh or Rice leakage, the coding / decoding channel includes inter alia the linking / unlinking of permutation symbols to be scattered in the input of the repair decoder, with errors occurring in packets in the distribution channel.

Vo väčšine systémov kanálový dekóder upravuje odhady, tvrdé alebo jemné, dodávané demodulátorom. V prípade výberového prijímača spracováva tento prijímač odhady získané rekombináciou násobných odhadov.In most systems, the channel decoder adjusts the estimates, hard or fine, supplied by the demodulator. In the case of the selection receiver, the receiver processes the estimates obtained by recombining the multiple estimates.

V článku Channel Coding with Multilevel/Phase Signals (IEEE Trans. on Information Theory, zväzok IT-28, č. 1, január 1982, str. 55 - 67), G Ungerboeck zaviedol pojem kódovanej modulácie, ktorá umožňuje spolupracovať modulácii/demodulácii s kanálom kódovanie/dekódovanie. Prijímač súčasne demoduluje a opravuje chyby s využitím mriežky, ktorej stavy udržujú počet stavov modulácie a stavy dekódovania. Táto metóda umožňuje vyhodnotiteľný zisk, pretože demodulátor čerpá zisk z bitov chránených na mikroskopickej úrovni opravným kódom. Metóda, ako je známe, má významný úspech v prenosoch po drôtoch a cez satelit, pre ktoré podmienky šírenia nie sú vôbec obtiažné. Ale nevýhodou tejto metódy je to, že nie je kompatibilná pokiaľ existuje previazanie, pretože mriežka demodulácie by tak dospela k nereálnej veľkosti.In Channel Coding with Multilevel / Phase Signals (IEEE Trans. On Information Theory, Vol. IT-28, No. 1, January 1982, pp. 55-67), G Ungerboeck introduced the notion of coded modulation that allows collaboration of modulation / demodulation with channel encoding / decoding. At the same time, the receiver demodulates and corrects errors using a grid whose states maintain the number of modulation states and decoding states. This method makes it possible to evaluate the gain because the demodulator draws the gain from the bits protected at the microscopic level by the correction code. The method, as is well known, has had significant success in wire and satellite transmissions, for which the propagation conditions are not at all difficult. However, the disadvantage of this method is that it is not compatible as long as there is a tie because the demodulation grid would thus become unrealistic in size.

Cieľom vynálezu je vyriešiť nový spôsob, ako kombinovať viacnásobné odhady prenášaných numerických symbolov pri využití prítomnosti chránených symbolov medzi prenášanými symbolmi.It is an object of the present invention to provide a new way to combine multiple estimates of transmitted numeric symbols using the presence of protected symbols between transmitted symbols.

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Vynález teda rieši spôsob numerickej demodulácie a dekódovania, v ktorej prijímacie zariadenie uskutočňuje N rôznych demodulácií, pričom dodáva pre každú z nich sadu príslušných odhadov následných binárnych symbolov rámca, pričom niektoré z týchto symbolov obsahujú redundanciu zavedenú kódovacím korektorom chýb použitým vysielacím zariadením. Podľa vynálezu prijímacie zariadenie dekóduje každú z N sád odhadov podľa komplementárneho postupu kódovacieho korektoru chýb, pričom dekódovanie každej sady odhadov obsahuje hodnotu jedného stupňa chyby, pričom prijímacie zariadenie oddelí jednu z N sád odhadov, pre ktorú je stupeň meranej chyby minimálny.Thus, the invention provides a numerical demodulation and decoding method in which the receiving apparatus performs N different demodulations, supplying for each of them a set of respective estimates of successive binary frame symbols, some of which contain redundancy introduced by the error coding corrector used by the transmitting apparatus. According to the invention, the receiving apparatus decodes each of the N sets of estimates according to the complementary error correction coding procedure, wherein the decoding of each set of estimates contains a value of one error degree, the receiving device separating one of the N estimation sets for which the degree of error measured.

Týmto spôsobom konečný výsledok demodulácie využíva redundačné informácie prinesené kanálovým kóderom. Je postačujúce, keď len niektoré zo symbolov rámca sú kódované s redundanciou, aby celok demodulovaného rámca bol uspokojivý.In this way, the final demodulation result uses the redundancy information provided by the channel coder. It is sufficient that only some of the frame symbols are coded with redundancy so that the whole of the demodulated frame is satisfactory.

Tento prístup môže byť porovnávaný s prístupom Ungerboecka, ale ten uvažuje rámec makroskopický a nie mikroskopicky. Oproti kódovaným demoduláciám to umožňuje najmä prítomnosť previazania.This approach can be compared to the Ungerboeck approach, but it considers the framework macroscopic and not microscopically. In contrast to coded demodulations, this is particularly possible by the presence of binding.

Vynález sa využíva nielen na rekombináciu viacnásobných odhadov získaných technikou výberového príjmu, ale tiež pre prípad, keď aspoň dve z N sád odhadov symbolov ak sú získané demoduláciou toho istého segmentu signálu prijatého spôsobom výberového príjmu (alebo taký prípad, keď chyby odhadu budú často korelované).The invention is used not only for the recombination of multiple estimates obtained by the sample reception technique, but also for the case where at least two of the N symbol estimation sets are obtained by demodulating the same signal segment received by the sample reception method (or such estimation errors are often correlated) .

V konkrétnom spôsobe vyhotovenia podľa vynálezu aspoň dve z N rôznych demodulácii sú vyhotovené na tom istom segmente signálu zodpovedajúcom jednému rámcu symbolu numerického signálu modulovaného vysielacím zariadením, pričom tento segment signálu je prijímaný prijímacím zariadením po prenose numerického signálu modulovaného prostredníctvom prenosového kanálu a prvý z týchto dvoch demodulácií obsahuje nasledujúce kroky:In a particular embodiment of the invention, at least two of the N different demodulations are made on the same signal segment corresponding to one frame of the symbol of the numeric signal modulated by the transmitting device, the signal segment being received by the receiving device after transmitting the numeric signal modulated by the transmission channel. demodulation includes the following steps:

- odhad prvých parametrov demodulácie na prvom okraji segmentu; a- estimating the first demodulation parameters at the first edge of the segment; and

- výpočet prvých odhadov symbolov rámca na báze prvých odhadnutých parametrov demodulácie a segmentov signálu, ktorý prešiel od prvého okraja k druhému okraju, a druhá z týchto dvoch demodulácii obsahuje nasledujúce kroky:- calculating the first estimates of the frame symbols based on the first estimated demodulation parameters and the signal segments that passed from the first edge to the second edge, and the second of the two demodulations comprises the following steps:

- odhad druhých parametrov demodulácie na druhom okraji segmentu; a- estimating the second demodulation parameters at the other edge of the segment; and

- výpočet druhých odhadov symbolov rámca na báze druhých odhadnutých parametrov demodulácie a segmentov signálu, ktorý prešiel od druhého okraja k prvému okraju.calculating second estimates of the frame symbols based on the second estimated demodulation parameters and signal segments that passed from the second edge to the first edge.

Tento spôsob vedie k vyhodnotiteľným ziskom na hodnote binárnej chyby, vrátane samotným zachytávaním signálu.This method leads to evaluable gains on the binary error value, including by signal capture alone.

Ostatné zvláštnosti a výhody vynálezu vyplynú z nasledujúceho popisu a príkladov vyhotovenia vynálezu, na ktoré sa však vynález neobmedzuje a z pripojených výkresov.Other features and advantages of the invention will become apparent from the following description and non-limiting examples of the invention, and from the accompanying drawings.

Prehľad obrázkov na výkresochBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Obr. 1 je bloková schéma znázorňujúca vysielacie zariadenie a prijímacie zariadenie, vyhotovené podľa vynálezu; obr. 2 je diagram znázorňujúci štruktúru rámcov signálov v príklade vyhotovenia podľa vynálezu, obr. 3 a 4 sú blokové schémy spôsobu demodulácie vykonávanej prijímacím zariadením v dvoch smeroch demodulácie; obr. 5 je graf znázorňujúci príklady pravdepodobnosti získané v každom smere demodulácie; obr. 6 až 11 sú grafy znázorňujúce charakteristiky prijímacieho zariadenia podľa vynálezu a obr. 12 je iný príklad vyhotovenia prijímacieho zariadenia podľa vynálezu.Fig. 1 is a block diagram illustrating a transmitting device and a receiving device made according to the invention; Fig. 2 is a diagram showing the structure of signal frames in an exemplary embodiment of the invention; FIG. 3 and 4 are block diagrams of a demodulation method performed by a receiving device in two directions of demodulation; Fig. 5 is a graph showing examples of probabilities obtained in each direction of demodulation; Fig. 6 to 11 are graphs showing the characteristics of a receiving device according to the invention; and FIG. 12 is another example of an embodiment of a receiving device according to the invention.

Príklady vyhotovenia vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Vynález je ďalej popísaný pri svojom využití v numerickej rádiokomunikácií medzi vysielacím zariadením 10 a prijímacím zariadením 20. Vysielacie zariadenie 10 obsahuje zdroj 12 kódu (digitalizér zvuku v prípade telefónneho systému), ktorý vysiela tok numerických dát xk organizovaných v nasledujúcich rámcoch. V príklade vyhotovenia nakreslenom na obr. 2 je signál xk organizovaný v 126 bitových rámcoch s rýchlosťou 1/T = 8 k bit/s.The invention is further described in its use in numerical radiocommunications between a transmitting device 10 and a receiving device 20. The transmitting device 10 comprises a code source 12 (audio digitizer in the case of a telephone system) that transmits a numeric data stream x k organized in the following frames. In the embodiment shown in FIG. 2, the signal x k is organized in 126 bit frames at a rate of 1 / T = 8 k bit / s.

Kanálový kóder 14 spracováva bity vysielané zdrojom kódu pre zlepšenie odolnosti proti chybám prenosu. V príklade na obr. 2 kanálový kóder 14 využíva konvolučný kód CC (2, 1, 3) s účinnosťou 1/2 v prvých 26 bitoch rámca xk.The channel coder 14 processes the bits transmitted by the code source to improve transmission fault tolerance. In the example of FIG. The 2-channel coder 14 utilizes a convolutional code CC (2, 1, 3) with an efficiency of 1/2 in the first 26 bits of the frame x k .

Výsledných 52+100=152 bitov ek je potom podrobených previazaniu určenému na zrušenie zhluku chýb, ktoré môže zaviesť úkaz Rayleighovho úniku. Synchronizačné slovo z 8 bitov sa vloží za každý rámec s 152 bitmi informácie previazané pre vytvorenie signálu ck, ktoré kóder 14 vyšle do modulátora 16. Modulátor 16 vytvorí rádiový signál s(t), ktorý je zosilnený, potom odovzdaný na anténu 18 vysielacieho zariadenia 10. V uvažovanom príklade vyhotovenia sú symboly ckbinárne (ck=0 alebo 1).The resulting 52 + 100 = 152 bits e k is then subjected to a binding designed to cancel a burst of errors that may introduce a Rayleigh escape event. A sync word of 8 bits is inserted for each frame with 152 bits of information coupled to produce a signal c k , which the encoder 14 sends to the modulator 16. The modulator 16 generates a radio signal s (t) that is amplified, then transmitted to the antenna 18 of the transmission device. 10. In the considered embodiment, the symbols c k are binary (c k = 0 or 1).

Použitá modulácia je napríklad modulácia GMSK s parametrami BT=0,25 (viď K. MUROTA a kol.: GMSK modulácie pre digitálnu mobilnú rádiovú telefóniu, IEEE Trans. on Communications, zväzok COM-29, č. 7, júl 1981, strany 1044-1050).The modulation used is, for example, GMSK modulation with BT = 0.25 (see K. MUROTA et al .: GMSK Modulation for Digital Mobile Radio Telephony, IEEE Trans on Communications, Volume COM-29, No. 7, July 1981, pages 1044). -1050).

Prijímacie zariadenie 20 zahŕňa demodulátor 24 prijímaný signál zachytený anténou 22 a zosilnený. Demodulátor 24 vydáva dve sady odhadov vysielaných symbolov ck. Tieto odhady sú označené v prípade jemných rozhodnutí aThe receiving device 20 comprises a demodulator 24 receiving the signal received by the antenna 22 and amplified. The demodulator 24 issues two sets of estimates of transmitted symbols c k . These estimates are labeled in the case of fine decisions and

6^,6?^ v prípade hrubých rozhodnutí. Ak symboly cksú z oblasti M a sú medzi 0 a M-l, výber možného zastúpenia pre jemný odhad je v tvare:6 ^, 6? ^ In case of rough decisions. If the symbols c k are from the region M and are between 0 and Ml, the choice of possible representation for fine estimation is in the form:

gí =^.exp^27^/A/), gf =pf.exp(27Wf/A/), to znamená, že v tomto prípade jeho argument 2jnctf,IM alebo 2jndR!M predstavuje najpravdepodobnejšiu hodnotu cľ^ alebo ó/f symbolu ck, kdežto jeho modul alebo pR je miera pravdepodobnosti tejto hodnoty dA alebo dR . V prípade binárnych symbolov (M=2), číslo alebo gf je reálne a pomenované softbit a jeho označenie 2d^ -1 alebo 2dR -1 dáva priamo najpravdepodobnejšiu hodnotu symbolu označeného 2ck-l.gi = ^. exp ^ 27 ^ (A /), gf = pf.exp (27Wf / A /), that is, in this case his argument 2jnctf, IM or 2jnd R ! M is the most likely value f of c k , whereas its modulus or p R is a measure of the probability of this value d A or d R. In the case of binary symbols (M = 2), the number or gf is a real and named softbit and its designation 2d ^ -1 or 2d R -1 gives the most probable value of the symbol labeled 2c k -l.

Prijímacie zariadenie 20 obsahuje kanálový dekóder 26 podvojný ku kanálovému dekóderu 14 vysielača. V príklade výhodného vyhotovenia kanálový dekóder 26 vykonáva rámec po rámci permutáciu bitov inverzných k permutácii zodpovedajúcej previazaniu použitého vysielačom a dekóduje 52 redundantných bitov využitím mriežky Viterbi zodpovedajúcej použitému konvolučnému kódu. V príklade prevedenia zahrňuje krok 26 dva rozdielne dekódery, pričom jeden 26A pracuje na prvých odhadoch g^ alebo d% dodávaných demodulátorom 24. ďalší 26R pracuje na druhých odhadoch gf alebo dR. Každý dekóder 26^, 26R vracia príslušné odhady bitov Xk. Ako je obvyklé v numerických prenosoch,The receiving device 20 comprises a channel decoder 26 double to the channel decoder 14 of the transmitter. In an example of a preferred embodiment, the channel decoder 26 executes the frame after permutation bits inverse to the permutation corresponding to the binding used by the transmitter and decodes 52 redundant bits using a Viterbi lattice corresponding to the convolution code used. In the exemplary embodiment, step 26 includes two different decoders, one of 26 A working on the first estimates g alebo or d% supplied by the demodulator 24. the other 26 R works on the second estimates g f or d R. Each decoder 26 ^, R 26 returns a corresponding estimated bit X k. As usual in numerical transmissions,

Viterbi dekódovanie prevádzané dekóderom 2624 alebo 26Λ môže byť v hrubých rozhodnutiach, pokiaľ demodulátor 24 dodáva iba d^ alebo dR , alebo v jemných rozhodnutiach, kedy demodulátor 24 dodáva g^ alebo gf.Viterbi decoding performed by decoder 26 24 or 26 Λ can be in rough decisions if the demodulator 24 delivers only d alebo or d R , or in fine decisions where the demodulator 24 delivers g alebo or gf.

Ako je znázornené na obr. 1, demodulátor 24 zahŕňa rádiový stupeň 30 zaisťujúci premenu prijatého signálu do základného pásma. Pomocou dvoch zmiešavačov 32. 34 je prijatý rádiový signál do dvoch rádiových vín, v kvadratúre s nosnou frekvenciou vysielaných lokálnym oscilátorom 36 a výsledné signály prechádzajú filtrami 38, 40 spodného pásma pre získanie jednej zložky vo fáze a jednej zložky v kvadratúre. Tieto dve zložky sú vzorkované a kvantifikované analogicko-numerickými konvertormi 42, 44 s frekvenciou aspoň rovnajúcou sa frekvencii prenášaných bitov. Zaznamenáva sa Rn komplexných vzoriek numerického signálu základného pásma vysielaných konvertormi 42, 44.As shown in FIG. 1, the demodulator 24 includes a radio stage 30 to convert the received signal into a baseband. By means of two mixers 32, 34, a radio signal is received into two radio waves, in a carrier frequency quadrature transmitted by the local oscillator 36, and the resulting signals pass through the lower band filters 38, 40 to obtain one component in phase and one component in the quadrature. The two components are sampled and quantified by analogue-numeric converters 42, 44 with a frequency at least equal to the frequency of the transmitted bits. R n complex samples of the numeric baseband signal transmitted by converters 42, 44 are recorded.

V príklade vyhotovenia nakreslenom na obr. 1, pracuje demodulátor 24 podľa sekvenčného algoritmu pre demodulovanie binárnych symbolov. V prípade modulácie GMSK možno urobiť sekvenčnú demoduláciu použitím nasledujúcej aproximácie pre signál modulovaný na páske bázy s(t):In the embodiment shown in FIG. 1, the demodulator 24 operates according to a sequential algorithm for demodulating binary symbols. In the case of GMSK modulation, sequential demodulation can be performed using the following approximation for a base-modulated signal with (t):

(4)(4)

5(/) = Σ jk,ak.h(t - kT) k=-eo5 (/) = Σ j k , and k .h (t - kT) k = -eo

Tento výraz zodpovedá aproximácii v prvom poradí rozkladu navrhovanomThis expression corresponds to an approximation in the first order of degradation proposed

P. A. Laurentom v jeho článku Presná a približná konštrukcia digitálnej fázovej modulácie v superpozícií amplitúdovo modulovaných pulzov (AMP), IEEEP. A. Laurent in his paper Accurate and approximate construction of digital phase modulation in superposition of amplitude modulated pulses (AMP), IEEE

Trans. on Communications, zväzok COM-34, č. 2, 2. február 1986, stranaTrans. on Communications, Vol. COM-34, no. 2, 2 February 1986, p

150-160. Tento článok vysvetľuje rovnako spôsob výpočtu funkcie h(t), ktorá v prípade modulácie GMSK s BT=0,25 zodpovedá impulzu dĺžky 2T, so stredom na t=0. Vo výraze (4) binárne symboly ak hodnoty ±1 zodpovedajú bitom ck rozdielne kódovaným: ak = ak-i ,(2ck - 1).150-160. This article also explains how to calculate the function h (t), which in the case of GMSK modulation with BT = 0.25 corresponds to a pulse of 2T, centered on t = 0. In expression (4), the binary symbols a k values ± 1 correspond to bits c k differently coded: a k = a k -i, (2c k -1).

Rádiový kanál je postihnutý výpadkami, ktoré zodpovedajú súčtu signálov v opačnej fáze prichádzajúcich z viacnásobných dráh, ktoré sú vyvolané rôznymi odrazmi vysielaného signálu na blízkych či vzdialených prekážkach. Pritom časový rozptyl týchto dráh je obvykle v rozsahu 12μ5, krátkym časom pred časom jedného bitu (Τ=125μ5 v uvažovanom numerickom príklade). Kanál šírenia sa predstavuje variabilným komplexom A(t), zodpovedajúcemu Rayleighovmu úniku a rozfázovaniu s jednotnou dráhou. Frekvencia výpadku je 2fd, pričom fd je Dopplerova frekvencia spojená s kolísaním vzdialenosti medzi vysielačom a prijímačom: fd=f0.v/c, keď f0 je stredová frekvencia kanálu, je v relatívna rýchlosť vysielača a prijímača a c je rýchlosť svetla. Zistilo sa teda, že pre rýchlosť 100 km/h je Dopplerova frekvencia 41,67 Hz v prípade, že f0= 450 MHz, odkiaľ výpadok (83,33 Hz) je celých 12 ms. Toto teda pripúšťa väčší výpadok rámca a najmä vyššiu frekvenciu výpadku ako je frekvencia synchronizačných slov (50 Hz).The radio channel is affected by outages that correspond to the sum of opposite phase signals coming from multiple paths, which are caused by different reflections of the transmitted signal at near or distant obstacles. The time scattering of these paths is usually in the range of 12μ5, a short time before the time of one bit (Τ = 125μ5 in the considered numerical example). The propagation channel is represented by the variable complex A (t) corresponding to the Rayleigh escape and uniform path phasing. The frequency of failure is 2f d , where f d is the Doppler frequency associated with the variation of the distance between the transmitter and the receiver: f d = f 0 .v / c, when f 0 is the center frequency of the channel, is the relative speed of the transmitter and receiver ac is the speed of light . Thus, for a speed of 100 km / h, the Doppler frequency was found to be 41.67 Hz when f 0 = 450 MHz, from where the failure (83.33 Hz) is a full 12 ms. This therefore allows for a larger frame outage and in particular a higher outage frequency than the synchronization word frequency (50 Hz).

Prítomnosť týchto rýchlych výpadkov a všeobecne rýchla zmena kanálu pred časom rámca, si vynucuje častý odhad kanálu a tým závažné nebezpečie šírenia chýb zavinených spätnou väzbou rozhodnutí. V skutočnosti je to tak, že pokiaľ sa vyskytujú chyby na rozhodnutých binárnych symboloch pri demodulovaní, vedú tieto chyby k chybným odhadom kanálu, ktoré samé o sebe vedú k novým chybám v demodulácii.The presence of these rapid outages and, in general, a rapid channel change before the frame time, necessitates frequent channel estimation and thus a serious risk of spreading errors caused by the feedback of the decisions. In fact, if errors occur on the decided binary symbols when demodulating, these errors lead to erroneous channel estimates, which themselves lead to new demodulation errors.

Zaznamenávajú sa Ak = A(kT) (k=0 až 167), komplexné hodnoty kanálu šírené vzorkované v 8 kHz v základnom pásme. Kanál je mimo iného zasiahnutý gaussovým prídavným bielym šumom B(t) s variáciou NO/2 označeným Bk po vzorkovaní a upravenej filtrácií. Prijatý signál po upravenej filtrácií signálu filtrom 46 odozvy h(t), je teda v tvare:A k = A ( k T) (k = 0 to 167), complex channel values propagated sampled at 8 kHz in baseband are recorded. The channel is inter alia affected by Gaussian additional white noise B (t) with a NO / 2 variation labeled B k after sampling and adjusted filtration. The received signal after the signal has been filtered by the response filter h (t) 46 is thus in the form:

rk=A(kT) Σ jna„H(n-k)T) +B(kT) = n—-<c =ΑΙιΙ/ι'-'αΙι.,Η(-Τι,)+/αΙιΗ(Ο)+)ΜαΜΗ{+Γ)]+ΒΙι kde H(t) je známa funkcia autokorelácie funkcie h(t). V tomto výraze je urobená aproximácia spočívajúca v zanedbaní H(t) pre |/| > 2T, čo zjednodušuje výpočty.R a = A (kT) Σ j n "H (NK) T) + B (kT) = n - <c = Α Ιι Ι / ι '-'αΙι., Η (-Τι,) + / αΙιΗ (Ο) +) Μ αΜΗ (+ Γ)] + Β Ιι where H (t) is a known function of autocorrelation of function h (t). In this expression, an approximation is made of neglecting H (t) for | / | > 2T, which simplifies calculations.

Vzorky výstupu rk upraveného filtra 46 sú uložené v pamäti 48, aby boli spracované radičom 50 demodulátora 24.Samples of the output r k of the conditioned filter 46 are stored in memory 48 for processing by the controller 50 of the demodulator 24.

Radič 50 spracuje filtrovaný signál rk pomocou segmentov, kde každý segment zodpovedá jednému rámcu s 168 vyslaných binárnych symboloch ak (0<£<168). Ako ukazuje obr. 2, tento príslušný rámec po rôznom kódovaní zahŕňa bity ck, s 152 bitmi informácie jedného rámca orámovaného 8 bitmi predchádzajúceho synchronizačného slova a 8 bitmi nasledujúceho synchronizačného slova.Controller 50 processes the filtered signal r k using segments, where each segment corresponds to one frame with 168 binary symbols transmitted and k (0 <£ 168). As shown in FIG. 2, the appropriate framework for different coding includes bits c k, with 152 bits of information one frame framed 8 bits preceding the synchronization word and the next 8 bits sync word.

Radič 50 vykonáva demoduláciu podľa sekvenčného algoritmu, ktorého prvá fáza je uvedená na blokovej schéme na obr. 3. V tejto prvej fáze sa začína odhadom komplexnej odozvy kanálu na začiatku segmentu, potom sa demoduluje tento segment od začiatku do konca tak, že sa vloží do rámca v každom časovom bite odhad komplexnej odozvy kanálu.Controller 50 performs demodulation according to a sequential algorithm, the first phase of which is shown in the block diagram of FIG. 3. In this first phase, the complex channel response estimate begins at the beginning of the segment, then the segment is demodulated from beginning to end by inserting in the frame at each time bit the complex channel response estimate.

Pri inicializácii 60 tejto prvej fáze bity bA a sú príslušne snímané rovnako so známymi binárnymi symbolmi a0 a, a index k je inicializovaný na 2. V kroku 62 je index k porovnávaný s 8, to je s dĺžkou synchronizačného slova. Ak k<8, bit b^ je vzatý rovnako ako známy bit ak synchronizačného slova v kroku 64, potom sa pokračuje v kroku 66, v okamžitom odhade kanálu šírenia a vykonáva sa komplexné delenie:Initializing 60 this first phase bits B and A respectively are captured well with the known binary symbols and a 0, and the index is initialized to 2. In step 62, the index compared to the 8, it is the length of the synchronization word. If k <8, bit b ^ is taken as well as the known bit a k of the sync word at step 64, then proceed to step 66, instantly estimating the propagation channel, and performing a complex division:

yA — _ľtJ_ A-1 jk~2bAk_2H(-T)+jk-} ^Η(0Μ*1$Η(+Τ) 1 } y A - ľtJ_ A-1 j k ~ 2 b A k_ 2 H (-T) + j k - } ^ Η (0Μ * 1 $ Η (+ Τ) 1}

Filtrácia okamžitých odhadov umožňuje vyhladiť účinky gaussovho šumu pre získanie odhadu Ak_t slúžiaceho k demodulácii bitov. V príklade nakreslenom na obr. 3, je táto filtrácia vykonaná jednoducho výpočtom aritmetického priemeru šiestich posledných okamžitých odhadov F*. Rovnako je možné využiť iné typy filtrácie. Po kroku 66, je index k porovnávaný s 167 (dĺžkou rámca) v kroku 68. Pokiaľ je k<167, index k je zvyšovaný o prírastok jednotky v kroku 70 pred navrátením do kroku 62.Filtration allows instantaneous estimates to smooth out the effects of Gaussian noise to give and estimate of the _ t, used for demodulating the bits. In the example illustrated in FIG. 3, this filtration is simply performed by calculating the arithmetic mean of the six most recent instantaneous estimates F *. Other types of filtration can also be used. After step 66, the index k is compared to 167 (frame length) in step 68. If k is < 167, the index k is increased by the unit increment in step 70 before returning to step 62.

Odhad kanálu na začiatku rámca je ukončený, keď k=8 v teste 62. Pripraví sa teda odhad získaný vďaka znalosti synchronizačného slova. Pre každú hodnotu k >8, je softbit odhadnutý v kroku 72 podľa:The channel estimation at the beginning of the frame is complete when k = 8 in the test 62. Thus, an estimate obtained by knowing the sync word is prepared. For each k> 8, the softbit is estimated in step 72 according to:

(6) a odhad bk bitu ak sa získa označením softbitu S^. V kroku 72 radič 50 prechádza rovnako rôznym dekódovaním pre odhad bitov ck podľa vzorca gk=sk_}.sk v prípade jemných odhadov (S^ = Re^ry,j~7^ \ pre k=8) a podľa vzorca = (l + bk_l.bk'j/2 v prípade tvrdých odhadov.(6) a the estimation of b k bit a k is obtained by designating the software S ^. In step 72, controller 50 also passes through different decoding the estimate of the bit c of the formula g = p _} .s of a soft estimates for (S ^ = Re ^ ry, J ~ 7 ^ \ for k = 8), and by of formula = (1 + b k = l . b k 'j / 2 for hard estimates.

Akonáhle sa získa tento bit b^, radič 50 opäť odhadne kanál v kroku 66 ako skôr vystavený. Demodulácia v smere dopredu je ukončená keď k=167 počas trvania testu 68.Once this bit b 'is obtained, controller 50 again estimates the channel at step 66 as previously exposed. Forward demodulation is complete when k = 167 during test 68 duration.

Na obr. 3 je vidieť, že spôsobená chyba na bite b^ v kroku 72, napríklad kvôli výpadku kanálu alebo podnecujúceho hluku, vyvolá skreslenie v okamžitých odhadoch Vk-i>Vk a ^t+i vykonaných v troch nasledujúcich krokoch 66 a vedie takto k chybám odhadov kanálu, ktoré sa šíria počas určitej doby činnosti vyhladzovacieho filtra. Tieto chyby v A^ môžu na svojej ceste vyvolať ďalšie chyby odhadov bitov.In FIG. 3, it can be seen that the caused error at bit b ^ in step 72, for example due to a channel failure or inciting noise, causes distortion in the instantaneous estimates V k -i> Vk and t t + i performed in the next three steps 66 and thus leads to errors channel estimates that propagate during a certain period of smoothing filter activity. These errors in ^ 1 may cause further bit estimation errors on their path.

Obr. 5 znázorňuje prípad, keď prijatý signál má energiu vyvíjajúcu sa podľa krivky E, nakreslenej prerušovanou čiarou (s výpadkom signálu objavujúcim sa v okamžiku k0), ktorého pravdepodobnosť |^| odhadov (krivka nakreslená prerušovanou čiarou) je dobrá pred výpadkom, ale potom si vezme istý čas na znovunájdenie hodnôt úmerne k energii E prijatého signálu.Fig. 5 illustrates a case where the received signal has an energy evolving according to the curve E drawn by the dashed line (with a signal drop appearing at the moment k 0 ) whose probability | The estimate (dashed line) is good before the failure, but then takes some time to recover the values in proportion to the energy E of the received signal.

Pre zlepšenie výkonu v období nasledujúcom po výpadku, vykonáva radič 50 ďalšiu demoduláciu segmentu signálu zodpovedajúcu 168 bitovému rámcu od konca segmentu k jeho začiatku. To umožní získať takú pravdepodobnosť |, aká je vyjadrená krivkou nakreslenou plnou čiarou na obr. 5. Možno si všimnúť, že výkony demodulátora sa zlepšia, ak je daná prednosť softbitom pred výpadkom a softbitom po výpadku.To improve performance in the period following the outage, controller 50 performs further demodulation of the signal segment corresponding to the 168 bit frame from the end of the segment to its start. This makes it possible to obtain a probability as expressed by the solid line in FIG. 5. It may be noted that demodulator performance is improved when softbit is preferred to outage and softbit is out of failure.

Spätná demodulácia sa uskutoční v druhej fáze, podobnej tej prvej, ktorej bloková schéma je nakreslená na obr. 4.The back demodulation is performed in a second phase, similar to the first, whose block diagram is shown in FIG. 4th

V tejto druhej fáze sa začína s odhadom komplexnej odozvy kanálu na konci segmentu, potom sa tento segment demoduluje od jeho konca k jeho začiatku tak, že sa kladie mriežka na každý časový bit odhadu komplexnej odozvy kanálu.In this second phase, the complex channel response estimate is started at the end of the segment, then the segment is demodulated from its end to its beginning by placing a grid on each time bit of the complex channel response estimate.

Pri vybudení 160 tejto druhej fázy sa berú príslušné bity Z»f67 a ôf66 rovnajúce sa známym binárnym symbolom a7 a a6 a index k je nastavený na 165. V kroku 162 je index k porovnávaný s 159. Keď k>159, bit je braný ako rovnajúci sa známemu bitu ak-i6o synchronizačného slova v kroku 164. potom sa pokračuje v kroku 166 v okamžitom odhade V%+1 kanálu šírenia a urobí sá komplexné rozdelenie:At the build-up 160 of this second phase, the respective bits Z f f 67 and δ f 66 are taken equal to the known binary symbols a 7 a and 6 and the index k is set to 165. In step 162 the index k is compared to 159. When k> 159, bit is taken to be equal to the known bit and k- 16 of the sync word in step 164. then, in step 166, the instantaneous estimation of V% +1 of the propagation channel is continued and makes a complex distribution:

T/R _íkl_ zn\ A+1 /+2z,«+2//(+7)+/+lŔ«+1//(0)+/ó«//(-r) v 7 T / R _ikl_ zn \ A + 1 / + 2z, « +2 // ( + 7) + / + l Ŕ « +1 // (0) + / ó «// (- r) v 7

Filtrácia okamžitých odhadov V* umožňuje vyhladiť vplyv gaussovho šumu pre získanie odhadu Ak+l, slúžiaceho na demoduláciu bitov. V príklade nakreslenom na obr. 4 je táto filtrácia urobená jednoducho výpočtom aritmetického stredu šiestich posledných okamžitých odhadov P*·. Po kroku 166 je index k porovnávaný s 0 v kroku 168. Pokiaľ je k>0, je index k v kroku 170 zmenšený o jednu jednotku pred tým, ako sa vráti do kroku 162.Filtering the instantaneous estimates V * allows to smooth out the effect of the Gaussian noise to obtain an estimation of A k + 1 used for bit demodulation. In the example illustrated in FIG. 4, this filtration is made simply by calculating the arithmetic mean of the six most recent instantaneous estimates P * ·. After step 166, the index k is compared to 0 at step 168. If k is> 0, the index to k at step 170 is reduced by one unit before returning to step 162.

Odhad kanála na konci rámca je ukončený, keď k-159 v teste 162. Tak dochádza k odhadu <4f61 získanému vďaka poznaniu synchronizačného slova. Pre každú hodnotu k< 159 je softbit sk odhadnutý v kroku 172 podľa vzťahu:The channel estimation at the end of the frame is complete when k-159 in test 162. Thus, an estimate of <4f 61 obtained by knowing the sync word occurs. For each value k <159, the softbit s k is estimated in step 172 according to the relation:

sRk=Re[rkARk+2^ j-1'} (8) a odhad bk bitu ak sa získa poznačením softbitu sk. V kroku 172 radič rovnako prechádza rôznym dekódovaním pre odhad bitov Ck+\ podľa vzorca g£+1 = sk+i.sk v prípade jemných odhadov (kde íf60 = lóo^fôi 7 160)pre k=159), a podľa vzorca dk+} = ^1 + Z)f+1 -bk^/2 v prípade tvrdých odhadov.s R k = Re [r k A R k + 2 ^ j- 1 '} (8) and the estimate of b k bit a k is obtained by marking the softbit with k . In step 172, the controller also undergoes different decoding for estimating the bits C k + 1 according to the formula g +1 +1 = s k + i .s k in the case of fine estimates (where 60 60 = 10o f f i 7 160 ) for k = 159), and according to the formula d k +} = ^ 1 + Z) f +1 -b k ^ / 2 for hard estimates.

Akonáhle sa získa tento bit bR, radič 50 opäť odhadne kanál v kroku 166 ako vopred vystavený. Demodulácia v spätnom smere je ukončená keď k=0 v čase testu 168.Once this bit b R is obtained, controller 50 again estimates the channel in step 166 as being pre-exposed. Reverse demodulation is complete when k = 0 at test time 168.

Vo vyššie uvedenom príklade sa obmedzia prehodnotené parametre demodulácie pri prechode demodulovaného segmentu v každom smere na komplexnú odozvu Ak kanálu šírenia. Bude zrejmé, že by mohli byť vložené ďalšie parametre, ako sú parametre predstavujúce šum pozorovaný na prenosovom kanály. Je rovnako možné vypočítať pre každý smer demodulácie kvadratický stred odchýlok VAk^ -Αα., (krok 66) alebo V^+i-Ak+l (krok 166), pre odhad okamžitej hodnoty šumu N0^,N0k v každom smere demodulácie. Rovnako je možné normalizovať hodnotu softbitu alebo s% pri rozdeľovaní tohoto kvadratického stredu. Odhady hodnoty N0^,N0R by mohli byť konštantné na uvažovanom rámci; toto sú teda napríklad stredy - ^k-i^^k+i ~ počítané na celom rámci. Ak sú tieto stredy získané na posuvných oknách alebo filtráciou, môžu byť odhady hodnoty šumu konštantné, to je závislé na indexe k.In the above example, the re-evaluated demodulation parameters as the demodulated segment traverses in each direction to the complex response A to the propagation channel is constrained. It will be appreciated that other parameters could be included, such as those representing noise observed on the transmission channels. It is also possible to calculate, for each direction of the center of the square demodulation of deviation A in the α ^., (Step 66) or W ^ i + N k + l (step 166), the estimate of the instantaneous noise ^ N0, N0 of the in any direction of demodulation. It is also possible to normalize the softbit value or s% when dividing this quadratic center. Estimates of the value of N0 ^, N0 R may be constant to the proposed framework; these are, for example, the midpoints of the whole frame. If these centers are obtained by sliding windows or by filtration, the estimates of the noise value may be constant, that is dependent on the index k.

Napriek tomu, že boli predstavené dva rôzne kanálové dekódery 26^,26^ pre uľahčenie čítania z obr. 1, bude jasné, že je možné rovnako predpokladať jediný dekóder dostatočne zaisťujúci obe dekódovania. Prvé dekódovanie dáva príležitosť odhadnutým bitom yk a druhé dekódovanie odhadnutým bitom yk. Každý kanálový dekóder dodáva okrem iného mieru QA,QR stupňa pozorovanej chyby pri dekódovaní prijatého rámca odhadov.Although two different channel decoders 26 ^, 26 ^ have been introduced to facilitate reading of FIG. 1, it will be clear that it is equally possible to envisage a single decoder sufficiently ensuring both decoding. The first decoding gives the opportunity the estimated bits y k and the second decoding the estimated bits y k . Each channel decoder provides, among other things, a measure of the Q A , Q R degree of error observed when decoding a received estimation frame.

Napríklad v prípade, kedy kanálový dekóder využíva mriežku Viterbi pre konvolučný kód (viď The Viterbi Algorithm) od G. D. Forney, proc. IEEE, zväzok 61, č. 3, marec 1973, str. 268 - 278), miera QA alebo (QR) môže byť:For example, in a case where a channel decoder uses a Viterbi lattice for a convolutional code (see The Viterbi Algorithm) from GD Forney, proc. IEEE, Volume 61, no. 3, March 1973, p. 268-278), Q A or (Q R ) may be:

- počet symbolov, ktorých M-tá hodnota bola opravená pri dekódovaní;the number of symbols whose Mth value was corrected during decoding;

- najväčšia metrická klesajúca funkcia, ktorá môže vybrať dráhu v mriežke pri dekódovaní;- the largest metric downward function that can select a path in a lattice when decoding;

- alebo iná miera, ktorá môže závisieť od algoritmu príslušného vykonávaného dekódovania, na kvalite signálu prijímaného dekóderom.- or another measure, which may depend on the algorithm of the respective decoding performed, on the quality of the signal received by the decoder.

Porovnávaním mier stupňa chyby QA a QR, prijímacie zariadenie vyberie jednu alebo druhú z dvoch sád odhadov g^ a gf (alebo d^. a dR), a síce tú, pre ktorú miera stupňa chyby je najmenšia, ako je schematicky naznačené na obr. 1 odpočítačom 96 a prepínačom 98, ktoré opäť udržujú príslušné dekódované bity yA alebo yR podľa pomerných hodnôt QA a QR. Udržované bity y k sú dodávané zdrojovému dekóderu 28, ktorý ich prevádza do formy prenášanej informácie.By comparing the error rate measures Q A and Q R , the receiving device selects one or the other of two sets of estimates g ^ and gf (or d ^. Ad R ), namely the one for which the error rate is the least as schematically indicated Fig. 1, by a counter 96 and a switch 98, which again maintain the respective decoded bits y A or y R according to the relative values Q A and Q R. The maintained bits yk are supplied to the source decoder 28, which converts them into the form of transmitted information.

Prijímacie zariadenie teda vyberá ten z dvoch smerov demodulácie, ktorý sa javí lepší z hľadiska kanálu dekódovania.Thus, the receiving device selects one of the two directions of demodulation that appears to be better in terms of the decoding channel.

Je treba poznamenať, že nie je nutné, aby kódovací kanál obsahoval redundačné bity pre každý z vysielaných bitov. Tak ako v predchádzajúcom prípade odvolávajúcom sa na obr. 2, kde len 26 bitov z 126 je kódovaných s redundanciou, týchto 26 bitov postačí k preneseniu rozhodnutia na kvalitu demodulovaných odhadov. Inými slovami povedané, 152 bitov rámca využíva redundačné informácie obsiahnuté v 52 bitoch vyslaných konvolučným kóderom.It should be noted that it is not necessary for the coding channel to contain redundancy bits for each of the transmitted bits. As in the previous case referring to FIG. 2, where only 26 bits of 126 are coded with redundancy, these 26 bits are sufficient to translate the decision to the quality of the demodulated estimates. In other words, the 152 bits of the frame use the redundancy information contained in the 52 bits transmitted by the convolutional encoder.

Ako je v numerických prenosoch obvyklé, musí príslušná forma kódovania s aplikovanou redundanciou, permutácia použitá pre previazanie a tvar modulujúcich vín tvoriť predmet spoločnej optimalizácie pre získanie najlepších výsledkov v každom konkrétnom prípade. Táto optimalizácia môže byť vykonaná známym spôsobom pomocou počítačovej simulácie chovania kanálu.As is common in numerical transmissions, the appropriate form of redundancy coding, permutation used to tie and shape the modulating wines must form an object of common optimization to obtain the best results in each particular case. This optimization can be performed in a known manner by computer simulation of channel behavior.

Obr. 6 a 8 znázorňuje hodnoty, získané spôsobom demodulácie podľa obr.Fig. 6 and 8 show the values obtained by the demodulation method of FIG.

1. Tieto výsledky boli získané simuláciou v prípade takých rámcov numerického signálu, ktoré sú znázornené na obr. 2, modulovaných v GMSK s BT=0,25. Demodulátor sa od domodulátora nakresleného na obr. 1 líšil tým, že demodulácia nebola sekvenčná, ale podľa mriežky Viterbi, majúca 8 stavov a 8 prispôsobených filtrov, s nasledovaním vlnového vektoru. Táto mriežka zodpovedá pamäti L=3 symbolov, rozloženiu signálu GMSK podľa Rimoldiho (viď B. E. RIMOLDI Postup rozloženia do CPM, IEEE Trans. on Information Theory, zväzok 34, č.These results were obtained by simulating the numeric signal frames shown in FIG. 2, modulated in GMSK with BT = 0.25. The demodulator is away from the domodulator shown in FIG. 1 differed in that the demodulation was not sequential, but according to a Viterbi lattice having 8 states and 8 matched filters, followed by a wave vector. This lattice corresponds to L = 3 symbols, Rimoldi GMSK signal distribution (see B. E. RIMOLDI CPM Breakdown Procedure, IEEE Trans. On Information Theory, Vol. 34, no.

2, marec 1988, strana 260 - 270). Mriežka takto vydáva priamo tvrdé odhady zodpovedajúci bitom Ck, bez diferenčného dekódovania. Previazanie bitov ek (k=0, ..., 151) prevedené kódovacím kanálom 14 pre naplnenie bitov Ck bolo vykonané podľa e k - c%+Tab(k), kde [Tab(Q), Tab(T),Tab{\51)] = [56, 0, 1 12, 8, 55, 16, 104, 136, 24, 120, 88, 32, 72, 96, 40, 128, 108, 48, 80, 60, 4, 144, 116, 12, 68, 132, 20, 124, 84, 28, 76, 140, 36, 148, 92, 44, 100, 52, 2, 106, 58, 10, 66, 114, 18, 122, 130, 26, 74, 138, 34, 82, 90, 42, 146, 110, 50, 98,2, March 1988, pp. 260-270). The grid thus produces hard estimates corresponding to the Ck bits, without differential decoding. Binding of the bits ek (k = 0, ..., 151) performed by the coding channel 14 to fill the bits Ck was performed according to ek - c% + T and b (k), where [Tab (Q), Tab (T), Tab {\ 51)] = [56, 0, 1, 12, 8, 55, 16, 104, 136, 24, 120, 88, 32, 72, 96, 40, 128, 108, 48, 80, 60, 4, 144, 116, 12, 68, 132, 20, 124, 84, 28, 76, 140, 36, 148, 92, 44, 100, 52, 2, 106, 58, 10, 66, 114, 18, 122 130, 26, 74, 138, 34, 82, 90, 42, 146, 110, 50, 98

62, 6, 70, 118, 14, 126, 134, 22, 78, 86, 30, 142, 94, 38, 150, 54, 46, 102, 57, 1, 113, 9, 65, 17, 105, 129, 25, 121, 137, 33, 73, 89, 41, 81, 109, 49, 145, 61, 5, 97, 117, 13, 69, 133, 21, 125, 85, 29, 77, 141, 37, 149, 93, 45, 101, 53, 3, 67, 107, 11, 123, 59, 19, 75, 115, 27, 83, 131, 35, 147, 139, 43, 99, 91, 51, 71, 111, 7, 127, 63, 15, 79, 119, 23, 143, 135, 31, 151, 87, 39, 103, 95, 47, 64],62, 6, 70, 118, 14, 126, 134, 22, 78, 86, 30, 142, 94, 38, 150, 54, 46, 102, 57, 1, 113, 9, 65, 17, 105, 129, 25, 121, 137, 33, 73, 89, 41, 81, 109, 49, 145, 61, 5, 97, 117, 13, 69, 133, 21, 125, 85, 29, 77, 141 37, 149, 93, 45, 101, 53, 3, 67, 107, 11, 123, 59, 19, 75, 115, 27, 83, 131, 35, 147, 139, 43, 99, 91, 51 71, 111, 7, 127, 63, 15, 79, 119, 23, 143, 135, 31,151, 87, 39, 103, 95, 47, 64],

Dekódovací kanál 26^ alebo 26Λ prevádza inverznú permutáciu pre zrušenie prevádzania, potom dekóduje 52 prvých bitov získaných mriežkou Viterbi v tvrdých rozhodnutiach zodpovedajúcich použitému konvolučnému kódu.The decoding channels 26 and 26 Λ ^ performs the inverse permutation to cancel converting, it decodes the 52 bits obtained by the first grating in the Viterbi hard decisions corresponding to the convolutional codes used.

Graf na obr. 6 znázorňuje hodnotu binárnej chyby získanú ako funkciu pomeru signál/šum Eb/NO v prípade, keď vysielacie zariadenie a prijímač sú statické. Graf na obr. 7 znázorňuje dynamický únik š pomernou rýchlosťou 70 km/h. Krivka nakreslená plnou čiarou predstavuje hodnotu pozorovanej binárnej chyby s demoduláciou v jednom smere, bodkovaná krivka znázorňuje výsledky získané podľa vynálezu s demoduláciou v smere tam a späť a výber smeru podľa obr. 1, a konečne čiarkovaná krivka predstavuje teoretické výsledky ideálneho demodulátora (t. j. takého, ktorý má dokonalú znalosť a stálosť kanálu). Obr. 8 znázorňuje mieru pozorovanej binárnej chyby na rovnakom frekvenčnom kanály. Na ose x je vyznačená kvantita C/Ic, ktorá predstavuje pomer výkonu získaného prijímacím zariadením od vysielacieho zariadenia a od interferovaného zariadenia. V týchto troch prípadoch je pozorované slabé zlepšenie hodnoty binárnej chyby.The graph of FIG. 6 shows the binary error value obtained as a function of the signal / noise ratio Eb / NO when the transmitting device and the receiver are static. The graph of FIG. 7 shows a dynamic leak with a relative speed of 70 km / h. The solid line represents the value of the observed binary error with demodulation in one direction, the dotted curve shows the results obtained according to the invention with the demodulation in the back and forth direction and the selection of the direction according to FIG. 1, and finally the dashed curve represents the theoretical results of an ideal demodulator (i.e. one that has perfect channel knowledge and stability). Fig. 8 shows the degree of binary error observed on the same frequency channels. The x-axis indicates the quantity C / Ic, which is the ratio of the power obtained by the receiving device from the transmitting device to the interfering device. In these three cases, a slight improvement in the binary error value is observed.

Obr. 9 až 11 sú podobné grafy, príslušné obr. 6 až 8, ktoré znázorňujú získané výsledky za simulácie podobných podmienok, líšiacich sa jedine typom použitej modulácie. Jednalo sa o kvaternú moduláciu (deliteľnú štyrmi) (M=4). Bity Ck vysielané kódovacím kanálom boli preskupené po dvojiciach pre vytvorenie kvaterných symbolov (deliteľných štyrmi), spracovaných modulátorom. Tvrdé odhady symbolov vysielaných demodulátorom v smere dopredu a späť boli potom rozložené na dva tvrdé odhady zodpovedajúce bitom Ck. Uvažovaná kvaterná. modulácia bola moduláciou vo fáze (CPM) pokračujúcej s parametrom demodulačnej mriežky podľa Rimoldiho rozkladu. Ukazovateľ modulácie bol h=l/3, pričom demodulátor využíval mriežku s 48 stavmi a 64 upravených filtroch.Fig. Figures 9 to 11 are similar graphs; 6 to 8, which show the results obtained under simulation of similar conditions, differing only by the type of modulation used. It was a quaternary modulation (divisible by four) (M = 4). The Ck bits transmitted by the encoding channel were rearranged in pairs to form quaternary symbols (divisible by four) processed by the modulator. The hard estimates of the symbols transmitted by the demodulator in the forward and backward directions were then broken down into two hard estimates corresponding to the Ck bits. Considered quaternary. modulation was phase modulation (CPM) continuing with the demolding grid parameter according to Rimoldi decomposition. The modulation indicator was h = 1/3, with the demodulator utilizing a grid with 48 states and 64 modified filters.

Na obr. 12 je znázornený ďalší príklad prijímacieho zariadenia spôsobilého pokračovať podľa vynálezu. Toto zariadenie 120 uskutoční výzvu vo výberovom príjme, ktorý je v tomto uvažovanom príklade výberovým príjmom priestorovým, pričom zariadenie obsahuje n antén 22,, ......22n a n prepojených demodulátorovIn FIG. 12 shows another example of a receiving device capable of continuing according to the invention. This device 120 performs a diversity reception challenge, which in this contemplated example is a spatial diversity reception, the device comprising n antennas 22, 22 n, and n interconnected demodulators.

24,..... 24n . Každý demodulátor .24, pracuje v jednom smere na príslušnom segmente signálu dodaného jeho anténou .22, (napríklad ako je opísané s odkazom na obr. 3) a dodáva príslušné jemné odhady a/alebo príslušné tvrdé odhady (ty pre každý4° symbol Ck. Zariadenie 120 tak disponuje s N=n odhadov na symbol pochádzajúci z rôznych segmentov signálu miesto N=2 odhadov získaných z rovnakého segmentu signálu v príklade vyhotovenia na obr. 1 až 11.24, ..... 24 n . Each demodulator 24 operates in one direction on a respective segment of the signal supplied by its antenna 22, (for example, as described with reference to FIG. 3) and delivers respective fine estimates and / or respective hard estimates (those for each 4 ° Ck symbol). Thus, the device 120 has N = n estimates per symbol originating from different signal segments instead of N = 2 estimates obtained from the same signal segment in the embodiment of Figures 1 to 11.

Týchto n sád odhadov je dokódovaných v zhode s ohranou prinášanou kódovacím kanálom, súbežne s n kanálovými dekódermi 26,..... 26n (alebo ešte výhodnejšie jedným dekóderom). Zariadenie 120 takto získalo n sád dekódovaných symbolov a n pripojených hodnôt chyby Q^,These n sets of estimates are encoded in accordance with the boundary provided by the coding channel, concurrently with the n channel decoders 26, ... 26 n (or even more preferably by one decoder). The device 120 thus obtained n sets of decoded symbols and associated error values Q1,

Komparátor 196 určí sadu odhadov alebo g£\pre ktoré hodnota meranej chyby minimálna a po dekódovaní je táto sada nakoniec opäť zobratá oddeľovacím modulom 198 pre dodanie do zdroja dekódera 28..The comparator 196 determines a set of estimates or g \ for which the value of the measured error is minimal, and after decoding, the set is finally taken back by the separator module 198 for delivery to the decoder source 28.

Vynález možno samozrejme aplikovať i v ďalších spôsoboch výberového príjmu alebo v prijímačoch, ktoré kombinujú výberový príjem so spôsobom viacnásobnej demodulácie, ako je vyššie uvedené.Of course, the invention may also be applied to other selective reception methods or receivers that combine selective reception with multiple demodulation methods as described above.

Claims (10)

1. Spôsob numerickej demodulácie a dekódovania, v ktorom prijímacie zariadenie (20; 120) uskutočňuje N rôznych demodulácií (N > 2) pričom dodáva každej demodulácii sadu príslušných odhadov následných binárnych symbolov (Ck) rámca, kde niektoré z týchto symbolov obsahujú redundanciu zavedenú kódovacím korektorom chýb, ktorý bol využitý vysielacím zariadením (10), vyznačujúci sa tým , že prijímacie zariadenia (20; 120) dekóduje každú z N sád odhadov podľa komplementárneho postupu kódovacieho korektora chýb, pričom dekódovanie každej sady odhadov obsahuje mieru jedného stupňa chyby , pričom prijímacie zariadenie oddelí jednu z N sád odhadov, pre ktorú je stupeň merania chyby minimálny.A method of numerical demodulation and decoding, in which the receiving device (20; 120) performs N different demodulations (N> 2), supplying each demodulation with a set of respective estimates of the successive binary symbols (Ck) of the frame, some of these symbols containing redundancy introduced by the coding an error corrector used by the transmitting apparatus (10), characterized in that the receiving apparatus (20; 120) decodes each of the N sets of estimates according to the complementary error correction coding procedure, wherein the decoding of each set of estimates includes a one-degree error rate; the device separates one of the N sets of estimates for which the degree of error measurement is minimal. 2. Spôsob numerickej demodulácie a dekódovania podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým , že stupeň chyby meranej (Q®) v čase dekódovania je počet symbolov upravený počas dekódovania.Numeric demodulation and decoding method according to claim 1, characterized in that the degree of error measured (Q ®) at the time of decoding is the number of symbols adjusted during decoding. 3. Spôsob numerickej demodulácie a dekódovania podľa nároku 1 alebo 2, vyznačujúci sa tým, že symboly rámca sú previazané, pričom prijímacie zariadenie (20; 120) vykonáva rozviazanie pred dekódovaním každej z N sad odhadov.The numerical demodulation and decoding method of claim 1 or 2, wherein the frame symbols are interconnected, wherein the receiving device (20; 120) performs untied before decoding each of the N sets of estimates. 4. Spôsob numerickej demodulácie a dekódovania podľa nároku 1, 2 alebo 3, vyznačujúci sa tým , že aspoň dve z N rozličných demodulácií sú urobené na tom istom segmente signálu zodpovedajúcom jednému rámcu symbolov numerického signálu modulovaného vysielacím zariadením (10), pričom segment signálu (r(t)) je prijímaný prijímacím zariadením (20) po prenose modulovaného numerického signálu (s(t)) prostredníctvom prenosového kanálu a ďalej sa vyznačuje tým, že prvá z týchto dvoch demodulácií obsahuje nasledujúce kroky: odhad prvých parametrov demodulácie na prvom okraji segmentu; a výpočet prvých odhadov I symbolov rámca na báze prvých odhadnutých parametrov demodulácie a segmentu signálu, ktorý prešiel od prvého okraja k druhému okraju a ešte sa vyznačujúci tým, že druhá z týchto dvoch demodulácií obsahuje nasledujúce etapy; odhad druhých parametrov demodulácie (Α%) na druhom okraji segmentu; a výpočet druhých odhadov (gf) symbolov rámca na báze druhých odhadnutých parametrov demodulácie a segmentov signálu prešlého od druhého okraja k prvému okraju.Numeric demodulation and decoding method according to claim 1, 2 or 3, characterized in that at least two of the N different demodulations are performed on the same signal segment corresponding to one symbol frame of the numerical signal modulated by the transmitting device (10), wherein the signal segment ( r (t)) is received by the receiving device (20) after transmission of the modulated numeric signal (s (t)) via the transmission channel and further characterized in that the first of the two demodulations comprises the following steps: estimating the first demodulation parameters at the first edge of the segment ; and calculating the first estimates of the frame symbols I based on the first estimated demodulation parameters and the signal segment that has passed from the first edge to the second edge and wherein the second of the two demodulations comprises the following stages; an estimate of the second demodulation parameters (Α%) at the other edge of the segment; and calculating second estimates (gf) of the frame symbols based on the second estimated demodulation parameters and signal segments passed from the second edge to the first edge. 5. Spôsob numerickej demodulácie a dekódovania podľa nároku 4, vyznačujúci sa tým , že prvé parametre demodulácie sú znovu odhadnuté aspoň raz za čas prejdenia segmentu od prvého okraja a druhé parametre demodulácie sú znovu odhadnuté aspoň jedenkrát počas prejdenia segmentu od druhého okraja.The numerical demodulation and decoding method of claim 4, wherein the first demodulation parameters are re-estimated at least once in a segment pass time from the first edge and the second demodulation parameters are re-estimated at least once during a segment pass from the second edge. II 6. Spôsob numerickej demodulácie a dekódovania podľa nároku 4 alebo 5, vyznačujúci sa tým , že prvé a druhé parametre demodulácie obsahujú každý aspoň jeden parameter (α^,Α^ predstavujúce odozvu prenosového kanálu.Numeric demodulation and decoding method according to claim 4 or 5, characterized in that the first and second demodulation parameters each comprise at least one parameter (α, Α, predstav) representing the transmission channel response. 7. Spôsob numerickej demodulácie a dekódovania podľa nároku 6, vyznačujúci sa tým, že prijímacie zariadenie (20) odhaduje parametre predstavujúce odozvu prenosového kanálu na okrajoch segmentu na báze synchronizačných sekvencií vložených do okrajov rámcov numerického signálu.Numeric demodulation and decoding method according to claim 6, characterized in that the receiving device (20) estimates the parameters representing the transmission channel response at the edges of the segment based on the synchronization sequences embedded in the edges of the numeric signal frames. 8. Spôsob numerickej demodulácie a dekódovania podľa ktoréhokoľvek nároku 4 až 7, vyznačujúci sa tým , že prvé a druhé parametre demodulácie obsahujú každý aspoň jeden parameter závislý na šume pozorovanom na prenosovom kanáli.Numerical demodulation and decoding method according to any one of claims 4 to 7, characterized in that the first and second demodulation parameters each comprise at least one noise-dependent parameter observed on the transmission channel. 9. Spôsob numerickej demodulácie a dekódovania podľa nároku 8, vyznačujúci sa tým , že prvé parametre demodulácie zahŕňajú hodnotu šumu, ktorých odhad (NO^) je využitý pre normalizovanie prvých odhadov symbolov rámca a tým, že druhé parametre demodulácie zahŕňajú hodnotu šumu, ktorej odhad (yVOf^je využitý pre normalizovanie druhých odhadov symbolov rámca.The numerical demodulation and decoding method of claim 8, wherein the first demodulation parameters include a noise value whose estimate (NO ^) is used to normalize the first estimates of the frame symbols, and wherein the second demodulation parameters include a noise value whose estimate (yVOf ^ is used to normalize second estimates of frame symbols. 10. Spôsob numerickej demodulácie a dekódovania podľa ktoréhokoľvek nároku 1 až 9, vyznačujúci sa tým, že aspoň dve z N rozdielnych demodulácií sú urobené na dvoch príslušných segmentoch signálu, prijatých prijímacím zariadením (120) podľa techniky výberového príjmu.Numerical demodulation and decoding method according to any one of claims 1 to 9, characterized in that at least two of the N different demodulations are performed on two respective signal segments received by the receiver (120) according to the multicast technique.
SK8898A 1998-01-22 1998-01-22 Digital demodulation and decoding method SK8898A3 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SK8898A SK8898A3 (en) 1998-01-22 1998-01-22 Digital demodulation and decoding method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SK8898A SK8898A3 (en) 1998-01-22 1998-01-22 Digital demodulation and decoding method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SK8898A3 true SK8898A3 (en) 1999-11-08

Family

ID=20433150

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SK8898A SK8898A3 (en) 1998-01-22 1998-01-22 Digital demodulation and decoding method

Country Status (1)

Country Link
SK (1) SK8898A3 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU637545B2 (en) Signal weighting system for digital receiver
US5235621A (en) Receiver systems
Le Floch et al. Coded orthogonal frequency division multiplex [TV broadcasting]
US7058422B2 (en) Method for overusing frequencies to permit simultaneous transmission of signals from two or more users on the same frequency and time slot
US5406585A (en) Method and apparatus for trellis decoding in a multiple-access system
US6574235B1 (en) Methods of receiving co-channel signals by channel separation and successive cancellation and related receivers
CN1941756B (en) Multiple-limb balancer processing module and method of RF pulse string of balanced reception
US20060206776A1 (en) System and method for communicating data using iterative equalizing and decoding and recursive inner code
JP4470377B2 (en) Propagation path estimation method in mobile communication system
CN101167261A (en) System and method for communicating data using constant amplitude equalized waveform
US7139334B2 (en) Cooperative code-enhanced multi-user communications system
KR20100120094A (en) Method and apparatus for trnasmitting/receiving data using satellite channel
US7386078B2 (en) Adaptive filtering method and filter for filtering a radio signal in a mobile radio-communication system
US5987631A (en) Apparatus for measuring bit error ratio using a viterbi decoder
Celandroni et al. Quality estimation of PSK modulated signals
US20070165757A1 (en) Method and system for an improved cellular interference cancelling diversity receiver
Borah et al. A robust receiver structure for time-varying, frequency-flat, Rayleigh fading channels
EP1895699A2 (en) Modulation scheme deciding apparatus, receiving apparatus, modulation scheme deciding method and modulation scheme deciding program
US6226318B1 (en) Detection of code vectors in single frequency, multiple transmitter networks
CN101599772A (en) The method and apparatus of restituted signal
CN105721103B (en) A method of reducing mobile communication system decoding delay
SK8898A3 (en) Digital demodulation and decoding method
EP1248396A1 (en) Method and receiver for evaluating a radio link quality in a wireless communication network
Wang et al. Video image transmission via mobile satellite channels
Vucetic et al. The effects of phase noise on trellis coded modulation over Gaussian and fading channels