BR102015019222A2 - equalizador cego, direcionado à decisão radial, com passo de adaptação variável - Google Patents

Abstract

equalizador cego, direcionado à decisão radial, com passo de adaptação variável. novo equalizador cego, direcionado à decisão radial, com passo de adaptação variável, conhecido como vss-rde (variable step-size - radius directed equalization) ( equalização direcionada à decisão radial com passo de adaptação variável), o qual aplica-se a sistemas de telecomunicações com alta taxa de transmissão, em especial aplica-se a receptores digitais com equalização cega, para processamento de sinais mqam (qam – modulação de amplitude em quadratura (quadrature amplitude modulation)), que empregam detecção coerente do sinal transmitido no receptor e processamento digital de sinais (dsp) no receptor, utilizando uma técnica inédita de adaptação de passo de atualização do algoritmo de equalização direcionada à decisão radial rde (radius directed equalization), que consistem em uma equalização não supervisionada de sinais com modulação de amplitude em quadratura qam (quadrature amplitude modulation). onde esta técnica se aplica a sistemas digitais de comunicação com modulação mqam, com cardinalidade igual ou superior a 16, como 16qam, 32qam, 64qam, ou superiores, com o objetivo de modificar o algoritmo rde de modo a melhorar seu desempenho, minimizando o impacto das limitações do estado atual da técnica, utilizando passos de adaptação variáveis, dependentes do raio decidido para o cálculo da função custo, com a vantagem de melhorar o desempenho do equalizador adaptativo, o que se reflete em menor taxa de erro de bit, ao final da cadeia de blocos de processamento digital de sinais do receptor, e reduzir o tempo de convergência do algoritmo no processamento do sinal recebido.

Description

EQUALIZADOR CEGO, DIRECIONADO À DECISÃO RADIAL, COM PASSO DE ADAPTAÇÃO VARIÁVEL

[001] Trata o presente relatório da descrição detalhada acompanhada de figuras ilustrativas de um novo equalizador cego, direcionado à decisão radial, com passo de adaptação variável, conhecido como VSS-RDE (Variable Step-Size-Radius Directed Equalization) (equalização direcionada à decisão radial com passo de adaptação variável), o qual aplica-se a sistemas de telecomunicações com alta taxa de transmissão, em especial aplica-se a receptores digitais com equalização cega, para processamento de sinais MQAM (QAM - modulação de amplitude em quadratura (M x quadrature amplitude modulation)), que empregam detecção coerente do sinal transmitido no receptor e processamento digital de sinais (DSP) no receptor, utilizando uma técnica inédita de adaptação de passo de atualização do algoritmo de equalização direcionada à decisão radial RDE (radius directed equalization), que consiste em uma equalização não supervisionada de sinais com modulação de amplitude em quadratura QAM (quadrature amplitude modulation). Onde esta técnica se aplica a sistemas digitais de comunicação com modulação MQAM, com cardinalidade igual ou superior a 16, como 16QAM, 32QAM, 64QAM, ou superiores, com o objetivo de modificar o algoritmo RDE de modo a melhorar seu desempenho, minimizando o impacto das limitações do estado atual da técnica, utilizando passos de adaptação variáveis, dependentes do raio decidido para o cálculo da função custo, com a vantagem de melhorar o desempenho do equalizador adaptativo, o que se reflete em uma menor taxa de erro de bit, ao final da cadeia de blocos do processamento digital dos sinais do receptor, e reduzir o tempo de convergência do algoritmo no processamento do sinal recebido.

[002] Um dos principais limitantes dos sistemas atuais de comunicação digital é o efeito de interferência inter-simbólica ISI (inter-symbol interference), causada principalmente pelos efeitos da dispersão temporal do canal. No contexto das comunicações sem fio, por exemplo, esse fator degradante está inerentemente relacionado a efeitos de propagação multipercurso e a limitações de banda do canal. Já no campo das comunicações ópticas, a ISI ocorre principalmente devido a efeitos de dispersão, como a dispersão cromática CD (chromatic dispersion), a dispersão dos modos de polarização (PMD polarization mode dispersion) e a dispersão modal MD (modal dispersion).

[003]Para mitigar a ISI (interferência inter-simbólica (inter-symbol interference)), utilizam-se técnicas de equalização de canal. De forma genérica, a estratégia de equalização pode ser supervisionada ou não supervisionada, quando não supervisionada denomina-se equalização cega. No caso da equalização supervisionada se transmitem dados conhecidos, como sequências de treinamento, que servem para “treinar” o equalizador, ou seja, para tentar convergir a resposta do filtro equalizador para a resposta ao impulso necessária para a eliminação da ISI. No caso da equalização não supervisionada, ou equalização cega, se utilizam estatísticas do sinal na entrada e na saída do filtro equalizador para adaptar os seus coeficientes, sem auxílio de dados de transmissão conhecidos.

[004JA estratégia de equalização cega é bastante utilizada, por exemplo, no contexto das comunicações ópticas. Um dos motivos para tal é que a equalização supervisionada reduz o percentual de dados líquidos transmitidos, já que, durante certo intervalo de tempo alguns quadros de dados contêm dados de treinamento. Além disso, em alguns casos a resposta do canal óptico pode variar significativamente ao longo do tempo, prejudicando as tentativas de treinamento do filtro equalizador quando a equalização supervisionada é utilizada. Outro obstáculo de se trabalhar com equalização supervisionada está relacionado com a dificuldade em se determinar o início e o final dos símbolos de treinamento no receptor.

[005JA equalização cega tem sido amplamente utilizada em comunicações ópticas, porque para a mesma taxa bruta de transmissão de bits ela permite transmitir mais informação, e dispensa mecanismos de sincronismo para sequências de treinamento.

[006] Um dos primeiros algoritmos utilizados na equalização, e que ainda é amplamente aplicado até hoje, é o algoritmo do módulo constante CMA (constant modulus algorithm). Onde a sua função erro, ε , é dada por: (Equação 1) em que out[k] é a k-ésima amostra do sinal equalizado e RCMA é definido por (Equação 2) sendo s[k] o k-ésimo símbolo transmitido e E{-} o operador valor esperado.

[007] A aplicação do CMA (algoritmo do módulo constante (constant modulus algorithm) em sistemas de comunicação digital foi motivada principalmente pela ampla utilização de sistemas com modulação com chaveamento por desvio de fase em quadratura (QPSK quadrature phase shift keying). Para formatos de modulação do tipo chaveamento por desvio de fase PSK (phase shift keying), o CMA (algoritmo do módulo constante (constant modulus algorithm)), possui desempenho ótimo, além de possuir a vantagem de ter baixa complexidade computacional. No entanto, para modulações multinível, como 16QAM (QAM -modulação de amplitude em quadratura (quadrature amplitude modulation)) e 64QAM, o critério de custo do CMA é subótimo. Assim, a utilização de CMA para formatos MQAM, com M > 4, é tipicamente adequado apenas para convergência inicial do equalizador, sendo necessário o chaveamento para utilização de outro algoritmo de equalização após esse período.

[008] l)ma evolução do algoritmo CMA (algoritmo do módulo constante (constant modulus algorithm)) para sinais multinível é o algoritmo de equalização direcionada à decisão radial RDE (radius directed equalization). Onde a função custo desse algoritmo é dependente dos múltiplos raios formados pela constelação MQAM, tal que a sua função erro visa minimizar a distância entre o símbolo equalizado e o raio de constelação mais próximo deste símbolo. Assim, a função erro é escrita como; (Equação 3) [009] Para cada k-ésima amostra recebida pelo equalizador, calcula-se o valor de R[k]RDE que representa o raio mais próximo da amostra recebida, de tal forma que R[k]RDE pertença ao conjunto de raios < M, determinados pelas amplitudes dos símbolos da constelação transmitida, ou seja, por {IsJ, |s2|,-·, |sM|). As Figuras 1 a 3 mostram constelações 16/32/64QAM, com destaque para o conjunto de raios utilizados no cálculo da função erro do RDE (equalização direcionada à decisão radial (radius directed equalization)).

[010] De modo geral, a equalização pode ser representada pela estrutura de entrada-única/saída-única ilustrada na Figura 4, em que o sinal equalizado out é obtido a partir da convolução do sinal de entrada in, com o filtro equalizador h. Ou seja, (Equação 4) em que representa a operação de convolução.

[011] Tipicamente, o filtro equalizador é implementado por um filtro de resposta finita ao impulso FIR (finite impulse response), e possui uma quantidade L de coeficientes. A adaptação dos coeficientes do filtro equalizador, pelo método do gradiente estocástico, é dada por: (Equação 5) em que in[k] e out[k] são as k-ésimas amostras dos sinais na entrada e na saída do equalizador, respectivamente; h[k] é a resposta ao impulso do filtro equalizador de entrada-única saída-única (single-input single-output - SISO) no k-ésimo instante; s[k] é o valor da função erro da k-ésima amostrada equalizada; μ é o passo de adaptação do filtro, tal que o < μ < 1; e o operador (■)* representa a operação de conjugado.

[012] No caso especial de sistemas ópticos, além de mitigar os efeitos dispersivos do canal, o equalizador dinâmico também visa demultiplexar os sinais recebidos, que estão misturados em polarizações ortogonais. Para tal função, utiliza-se tipicamente no equalizador uma estrutura de entradas-múltiplas e saídas-múltiplas MIMO (multiple-input multiple-output) 2x2, como ilustrada na Figura 5. Assim, o equalizador apresentado é formado por quatro filtros de entrada-única saída-única (single-input single-output - SISO {hxx,kxyr hyx e hyy).

[013] Com base na estrutura do equalizador da Figura 5, os sinais equalizados outx e outy são estimados da seguinte maneira: (Equação 6) [014] Ao longo do tempo, as respostas ao impulso dos filtros de equalização adaptativa são atualizadas pelo algoritmo de gradiente estocástico da seguinte maneira: (Equação 7) [015] Existem alguns documentos de patente e artigos publicados que revelam métodos, técnicas e dispositivos de equalização dos sinais em sistemas de telecomunicações com alta taxa de transmissão, que utilizam detecção coerente do sinal transmitido no receptor e processamento digital de sinais (DSP) no receptor, porém nenhum desses documentos revela a técnica e o dispositivo conforme propostos e descritos nesta patente. Dentre esses documentos podem-se destacar os seguintes: [016] 0 documento U.S. 7693215. BLINDER EQUALIZER FOR QAM RECEIVERS, que propõe o desenvolvimento de um método de equalização similar ao RDE, mas com duas inovações principais: 1- o algoritmo proposto pode trabalhar com quantidade de raios igual ou menor à quantidade de raios da constelação MQAM; 2 - os raios escolhidos para o cálculo da função erro podem não ser iguais aos raios formados pela constelação de símbolos enviados. Dessa maneira, não há conflito entre este documento e a patente proposta;

[017] 0 documento U.S. 20140211838 A1, METHOD AND APPARATUS FOR ALGORITHM ON FLEXIBLE SQUARE-QAM COHERENT DETECTION, que propõe um algoritmo mínimo médio quadrático direcionado à decisão (DD-LMS) modificado, que é independente da ordem da constelação MQAM, a menos do bloco de decisão. O método é desenvolvido no contexto de sistemas ópticos coerentes. Além de realizar a demultiplexação de polarização, o algoritmo também recupera a portadora, usando filtros FIR (resposta finita ao impulso (finite impulse response)) em cascata com o equalizador com estrutura em borboleta. O desempenho do algoritmo é muito próximo do algoritmo DD-LMS original, e a sua complexidade computacional é bastante reduzida. Esta proposta não tem relação com a patente aqui proposta;

[018] O artigo APPROACHES TO BLIND EQUALIZATION OF SIGNALS WITH MULTIPLE MODULUS. SETHARES, William et al: publicado no Acoustics, Speech, and Signal Processing, 1989. ICASSP-89., 1989 International Conference on. IEEE, 1989. p. 972-975, propõe o algoritmo RDE de maneira pioneira para sinais de constelação multinível, chamado neste de manuscrito (e em algumas outras referências) de algoritmo do módulo ajustado à decisão (DAMA), Não há conflito entre a proposta desta patente, já que no artigo o algoritmo utiliza passo de adaptação constante para todos os raios da constelação em questão;

[019] 0 artigo BLIND EQUALIZATION BASE D ON RADIUS DIRECTED ADAPTATION. IN de READY,. Michael J.; GOOCH, Richard P: publicado no Acoustics, Speech, and Signal Processing, 1990. ICASSP-90., 1990 International Conference on. IEEE, 1990. p. 1699-1702, de maneira semelhante ao artigo anterior, aqui se reintroduz a formulação tradicional do algoritmo de equalização direcionado à decisão radial (RDE) para a equalização cega de sinais MQAM. Assim como no caso anterior, a adaptação do filtro equalizador considera passo de adaptação constante;

[020] O artigo A DUAL-MODE ALGORITHM FOR BLIND EQUALIZATION OF QAM SIGNALS: CADAMA. IN de AXFORD JR, R. A.; MILSTEIN, L. B.; ZEIDLER, J. R.: publicado no Signals, Systems and Computers, 1995. 1995 Conference Record of the Twenty-Ninth Asilomar Conference on. IEEE, 1995. p. 172-176, neste artigo, o algoritmo DAMA (algoritmo do módulo ajustado à decisão (decision-adjusted modulus algoríthm)) é adaptado para uma formulação chamada de algoritmo do módulo ajustado à decisão assistido por CMA (CADAMA). O manuscrito propõe a aplicação de uma etapa inicial de equalização, com o algoritmo CMA, antes de se aplicar o algoritmo DAMA, para formatos de modulação multinível. Novamente, ao se chavear para o modo de equalização de múltiplos raios, o passo de adaptação é indiferente ao valor do raio decidido;

[021] O artigo BLIND EQUALIZATION AND CARRIER PHASE RECOVERY IN A 16-QAM OPTICAL COHERENT SYSTEM de FATADIN, Irshaad; IVES, David; SAVORY, Seb J., publicado no Journal of Lightwave Technology, v. 27, n. 15, p. 3042-3049, 2009, apresenta uma importante demonstração de aplicação do algoritmo CMA em conjunto com o RDE (à semelhança de [3]) na equalização de sinais 16QAM de sistemas ópticos coerentes. Não há conflito com a proposta desta patente;

[022] O artigo THE MULTIMODULUS BLIND EQUALIZATION AND ITS GENERALIZED ALGORITHMS de YANG, Jian et al„ publicado no IEEE Journal on Selected Areas in Communications, v. 20, n. 5, p. 997-1015, 2002, apresenta o algoritmo dos múltiplos módulos (MMA), que consiste no cálculo da função erro considerando as componentes reais e imaginárias dos símbolos, e não as amplitudes dos símbolos, como no caso do RDE/DAMA. Dessa maneira, essa proposta não está em conflito com a patente proposta;

[023] O artigo A NOVEL RADIUS-ADJUSTED APPROACH FOR BLIND ADAPTIVE EQUALIZATION de BANOVIC, Kevin; ABDEL-RAHEEM, Esam; KHALID, Mohammed AS., publicado no Signal Processing Letters, IEEE, v. 13, n. 1, p. 3740, 2006, apresenta dois algoritmos de equalização cega baseados nas estatísticas dos raios de constelações MQAM. Apesar de o artigo propor um método de equalização com passo de adaptação dependente das estatísticas dos raios, esses algoritmos são baseados no método MMA (algoritmo de múltiplos módulos (multi-modulus algorithm)), e não no RDE. Além disso, o método de adaptação dos coeficientes do filtro é diferente da técnica de gradiente estocástico, utilizada nesta patente; e por último [024] O artigo FULLY BLIND LINEAR AND NONLINEAR EQUALIZATION FOR 100G PM-64QAM OPTICAL SYSTEMS de GUIOMAR, Fernando Pedro et al„ publicado no Journal of Lightwave Technology, v. 33, n. 7, p. 1265-1274, 2015, apresenta demonstração do algoritmo RDE no processamento de sinais 64QAM, em sistemas ópticos coerentes. Os autores aplicam o algoritmo RDE em conjunto com o CMA, como em [3,4]. Novamente, o cálculo do gradiente estocástico é feito com passo de adaptação constante.

[025] Assim, de acordo com as técnicas, métodos e dispositivos encontrados no Estado da técnica e acima expostas, para as constelações de elevada ordem, o algoritmo RDE (equalização direcionada à decisão radial (radius directed equalization)) convencional apresenta duas limitações principais. A primeira se refere à necessidade de realização de uma pré-convergência (com o algoritmo CMA (algoritmo do módulo constante (constant modulus algorithm)), por exemplo) antes da aplicação do algoritmo RDE. A segunda limitação ocorre devido ao fato de que quanto maior a constelação, mais os raios ficam próximos uns dos outros (assumindo energia média da constelação fixa), fazendo com que o algoritmo fique consideravelmente susceptível a tomar decisões errôneas dependendo da amplitude do símbolo recebido.

[026]Desta forma a invenção aqui proposta vem resolver esses inconvenientes através da modificação do algoritmo RDE de modo a melhorar seu desempenho, minimizando o impacto das limitações acima descritas, utilizando uma nova abordagem através da utilização de passos de adaptação variáveis, dependentes do raio decidido para o cálculo da função custo, com isso obtendo várias vantagens de desempenho.

[027JA seguir faz-se referência às Figuras que acompanham este relatório descritivo, para melhor entendimento e ilustração do mesmo, onde se vê: [028JA Figura 1 mostra um esquema da Constelação 16QAM (pontos sólidos) com raios utilizados pelo algoritmo RDE (R1,.R2,R3) em destaque (círculos pontilhados) sem ruído algum, com os respectivos raios (101,102 e 103) utilizados pelo algoritmo RDE (equalização direcionada à decisão radial (radius directed equalization)).

[029]A Figura 2 mostra um esquema da Constelação 32QAM (pontos sólidos) com raios utilizados pelo algoritmo RDE (RlrR2,R3,RA,Rs) em destaque (círculos pontilhados), na qual os seus cinco possíveis valores de amplitude são definidos pelos raios (201-205).

[030JA Figura 3 mostra um esquema da Constelação 64QAM (pontos sólidos) com raios utilizados pelo algoritmo RDE (R1,R2r--,R9) em destaque (círculos pontilhados), com suas amplitudes definidas pelos raios (301-309).

[031JA Figura 4 mostra um esquema da Estrutura geral de um equalizador SISO, que descreve o modelo básico de um equalizador SISO (401) com uma resposta ao impulso h . A entrada e a saída equalizada são definidas pelos sinais in e out, respectivamente.

[032]A Figura 5 mostra um esquema da Estrutura do equalizador MIMO 2x2 (MIMO - entradas-múltiplas saídas-múltiplas (multiple-input multiple-output)), típico em equalizadores de sistemas ópticos, utilizado atualmente, destacando o modelo de equalização para um equalizador MIMO 2x2 tipicamente utilizado em sistemas ópticos, onde nesse caso exemplificado, existem dois sinais de entrada (inx e itiy) e dois sinais de saída (owtx e o«ty), referentes às polarizações X e Y, respectivamente. Esse equalizador possui dois blocos somadores (505 e 506) e quatro filtros SISO: hxx (501), hxy (502), hyx (503) e (504).

[033JA Figura 6 ilustra o diagrama de blocos geral da proposta desta patente. O bloco “Equalizador Adaptativo” (601) realiza a convolução entre o sinal de entrada e o filtro adaptativo, conforme citado na Equação 6. A inovação da patente está presente no bloco “Atualizador Coeficientes” (602). Nesta figura se apresenta a estrutura geral do equalizador VSS-RDE, que implementa o algoritmo RDE com a modificação do passo de adaptação a ser atualizado conforme o raio mais próximo do símbolo equalizado. O bloco (601) consiste no equalizador adaptativo, ilustrado na Figura 4 para o caso geral (SISO entrada-única/saída-única (single-input single-output)). O bloco (602), chamado de “Atualizador Coeficientes”, realiza os cálculos de atualização dos coeficientes do filtro h de acordo com a ordem M da modulação, e de acordo com a relação entre raio decidido Rn e o seu respectivo valor de passo de adaptação μη. Os valores atualizados dos coeficientes do filtro (603) são enviados de volta para o filtro equalizador (601).

[034JA Figura 7 mostra uma forma de realização detalhada do VSS-RDE, com enfoque no bloco de atualização dos coeficientes do filtro equalizador, objeto da presente patente. Os blocos ilustrados na figura são implementações das rotinas descritas na Equação 8, e mostram a estrutura interna do bloco (602) (Figura 6). Esta figura apresenta a estrutura detalhada do bloco (602), da Figura 6. Onde o bloco (701) calcula o valor de raio Rn que está mais próximo de cada amostra equalizada o-ut[&], Em seguida, o bloco (702) calcula o valor da função erro e[fc], baseada nos valores do raio decidido e no valor absoluto da amostra equalizada.

Por fim, o bloco (703) calcula os valores atualizados dos coeficientes do filtro, de acordo com o método do gradiente estocástico, apresentado na Equação 8. [035]Em seguida descreve-se uma forma preferencial não restritiva de realização do presente Equalizador cego, objeto desta patente, onde a configuração e aplicação podem variar na forma adequada para cada modelo e dimensão desejadas; descrevendo uma das possibilidades construtivas que levam a concretizar o objeto descrito e a forma como o mesmo funciona e é utilizado. [036JO Equalizador cego, direcionado à decisão radial, com passo de adaptação variável, objeto da presente patente, consiste na proposta de se equalizar cegamente sinais MQAM (QAM - modulação de amplitude em quadratura (quadrature amplitude modulation)), a partir de uma versão modificada do algoritmo RDE. A modificação consiste em se implementar a atualização dos coeficientes do filtro equalizador (Equação 5), de forma que o passo de adaptação varie conforme o valor do raio escolhido para o cálculo da função erro (Equação 3). A invenção será descrita e exemplificada para o caso geral de equalização SISO. No entanto, a extensão da proposta para equalização MIMO (entradas-múltiplas saídas-múltiplas (multiple-input multiple-output)), também é válida.

[037JO equalizador cego, objeto da presente patente está essencialmente composto por um bloco “Equalizador Adaptativo” (601), um bloco “Atualizador Coeficientes” (602) e um filtro adaptativo h (603); onde o bloco “Equalizador Adaptativo” (601) realiza a convolução entre o sinal de entrada (m[fc]) e o filtro adaptativo (603); onde é utilizando um algoritmo RDE com a modificação do passo de adaptação a ser atualizado conforme o raio mais próximo do símbolo equalizado; onde o bloco “Atualizador Coeficientes” (602) realiza os cálculos de atualização dos coeficientes do filtro h (603) de acordo com a ordem M da modulação, e de acordo com a relação entre raio decidido e o seu respectivo valor de passo de adaptação μη\ e onde os valores atualizados dos coeficientes do filtro (603) são enviados de volta para o filtro equalizador (601).

[038]O bloco “Atualizador Coeficientes” (602), possui uma estrutura interna essencialmente formada por três blocos em sequência, sendo; o bloco (701) que calcula o valor de raio Ra que está mais próximo de cada amostra equalizada o«t[fe]]. Em seguida, o bloco (702) calcula o valor da função erro e[fc], baseada nos valores do raio decidido e no valor absoluto da amostra equalizada; e por fim, o bloco (703) que calcula os valores atualizados dos coeficientes do filtro, de acordo com o método do gradiente estocástico utilizado.

[039JO bloco “Atualizador Coeficientes” (602), é alimentado pela entrada e pela saída do equalizador, pelo valor da ordem M do formato de modulação, e pelo conjunto de dados {Rn,pn}, que relaciona certo valor de passo de adaptação μη para cada valor de raio Rn. Como saída, o bloco “Atualizador Coeficientes” provê uma estimativa atualizada (603) do filtro equalizador, que será considerada no próximo instante de filtragem, k +l.

[040JO algoritmo utilizado na atualização dos coeficientes é o chamado algoritmo de equalização direcionada à decisão radial com passo de adaptação variável (variable step-size radius directed equalization - VSS-RDE), que se baseia nas seguintes relações: (Equação 8) em que f(·} é uma função (a ser definida) que mapeia o passo de adaptação para cada valor de raio da constelação.

[041]O bloco (701) interno ao bloco “Atualizador Coeficientes” (602), calcula o valor de raio que está mais próximo da amplitude da amostra equalizada ouí[fc], Para tomar essa decisão, o bloco (701) também é alimentado por informações da constelação /WQAM, como a sua ordem e os valores das amplitudes dos seus símbolos. Em seguida, o bloco (702) calcula a função erro, considerando o valor de Rn e de o«t[fc]. Por fim, o bloco (703) realiza o cálculo do gradiente e da versão atualizada do filtro equalizador. Para realizar essa tarefa, esse bloco utiliza as informações das amostras antes e após a equalização (in[k] e o'ut[íi], respectivamente), o valor adequado do passo de adaptação, calculado por uma função /(fij, a ser definida pelo projetista do equalizador, e o valor de e[fc], calculado no bloco (702). Dessa forma, na saída do bloco (703), tem-se os valores atualizados do filtro equalizador, que alimentarão o equalizador adaptativo (bloco 601), [042] No contexto de equalizadores cegos adaptativos, a invenção proposta sugere a utilização de uma versão modificada do algoritmo de equalização direcionada à decisão radial, apropriada para o processamento de sinais /WQAM com ordem maior ou igual a 16. Nesta proposta, o passo de adaptação depende dos raios da constelação recebida, ao contrário do que acontece com o algoritmo RDE tradicional. Os objetivos dessa invenção são melhorar o desempenho de equalização de duas formas. Primeiro, atingindo-se uma menor taxa de erro de bit, ao inserir o equalizador RDE de passo variável (VSS-RDE) na cadeia de blocos de processamento digital de sinais. Segundo, pela redução do tempo de convergência no processamento do sinal recebido.

[043] Desta forma, o Equalizador cego, direcionado à decisão radial, com passo de adaptação variável, objeto da presente patente, que descreve um equalizador cego, direcionado à decisão radial, com passo de adaptação variável, conhecido como VSS-RDE (Variable Step-Size - Radius Directed Equalization) (equalização direcionada à decisão radial com passo de adaptação variável), conforme descrito e mencionado acima, apresenta uma configuração nova e única que lhe configura grandes vantagens em relação aos equalizadores para a mesma aplicação atualmente utilizados e encontrados no mercado. Dentre essas vantagens podem-se citar: a melhora significativa do desempenho do equalizador adaptativo, o que se reflete em uma menor taxa de erro de bit, durante a transmissão de dados, de um processamento digital de sinais do receptor, e a redução do tempo de convergência do algoritmo no processamento do sinal recebido.

[044]Assim, pelas características de configuração e funcionamento, acima descritas, pode-se notar claramente que o EQUALIZADOR CEGO, DIRECIONADO À DECISÃO RADIAL, COM PASSO DE ADAPTAÇÃO VARIÁVEL, trata-se de um dispositivo novo para o Estado da Técnica o qual reveste-se de condições de inovação, atividade inventiva e industrialização inéditas, que o fazem merecer o Privilégio de Patente de Invenção.

REIVINDICAÇÕES

Claims (5)

1 - EQUALIZADOR CEGO, DIRECIONADO À DECISÃO RADIAL, COM PASSO DE ADAPTAÇÃO VARIÁVEL, caracterizado por equalizar cegamente sinais Μ3ΑΜ (QAM - modulação de amplitude em quadratura (quadrature amplitude modulation)), a partir de uma versão modificada do algoritmo RDE, sendo essencialmente composto por um bloco “Equalizador Adaptativo” (601), um bloco “Atualizador Coeficientes” (602) e um filtro adaptativo h (603); onde o bloco “Equalizador Adaptativo” (601) realiza a convolução entre o sinal de entrada e o filtro adaptativo (603); onde é utilizado um algoritmo RDE com a modificação do passo de adaptação a ser atualizado conforme o raio mais próximo do símbolo equalizado; onde o bloco “Atualizador Coeficientes” (602) realiza os cálculos de atualização dos coeficientes do filtro h (603) de acordo com a ordem M da modulação, e de acordo com a relação entre raio decidido fl.„ e o seu respectivo valor de passo de adaptação ; e onde os valores atualizados dos coeficientes do filtro (603) são enviados de volta para o filtro equalizador (601),

2 - EQUALIZADOR CEGO, DIRECIONADO À DECISÃO RADIAL, COM PASSO DE ADAPTAÇÃO VARIÁVEL, de acordo com a reivindicação 1 caracterizado por bloco “Atualizador Coeficientes” (602), possuir uma estrutura interna essencialmente formada por três blocos em sequência, sendo; o bloco (701) que calcula o valor de raio Rn que está mais próximo de cada amostra equalizada oMt[fe]; em seguida, o bloco (702) que calcula o valor da função erro e[fc], baseada nos valores do raio decidido e no valor absoluto da amostra equalizada; e por fim, o bloco (703) que calcula os valores atualizados dos coeficientes do filtro, de acordo com o método do gradiente estocástico utilizado, e de acordo com o valor de passo de adaptação variável, que deve ser calculado por uma função μη = f (Rn), a ser definida pelo projetista do equalizador.

3 - EQUALIZADOR CEGO, DIRECIONADO À DECISÃO RADIAL, COM PASSO DE ADAPTAÇÃO VARIÁVEL, de acordo com a reivindicação 2 caracterizado por bloco “Atualizador Coeficientes” (602), ser alimentado pela entrada e pela saída do equalizador, pelo valor da ordem M do formato de modulação, e pelo conjunto de dados {Λη,μη}, mapeados por uma função μη = /(£„), que relaciona certo valor de passo de adaptação pn para cada valor de raio fi„, provendo como resposta de saída uma estimativa atualizada do filtro (603) equalizador, que será considerada no próximo instante de filtragem, k +1.

4 - EQUALIZADOR CEGO, DIRECIONADO À DECISÃO RADIAL, COM PASSO DE ADAPTAÇÃO VARIÁVEL, de acordo com a reivindicação 1, 2 e 3 caracterizado por bloco (701) interno ao bloco “Atualizador Coeficientes” (602), calcular o valor de raio que está mais próximo da amplitude da amostra equalizada o«í[fc]; onde o bloco (701) é alimentado por informações da constelação /WQAM; em seguida, o bloco (702) calcula a função erro, considerando o valor de e de o«t[fc]; e por fim, o bloco (703) realiza o cálculo do gradiente e da versão atualizada do filtro equalizador; tendo como resultado na saída do bloco (703), os valores atualizados do filtro equalizador, que alimentarão o equalizador adaptativo (bloco 601).

5 - EQUALIZADOR CEGO, DIRECIONADO À DECISÃO RADIAL, COM PASSO DE ADAPTAÇÃO VARIÁVEL, de acordo com a reivindicação 1 , 2, 3 e 4, caracterizado por algoritmo utilizado na atualização dos coeficientes ser o algoritmo de equalização direcionada à decisão radial com passo de adaptação variável (varíable step-size radius directed equalization - VSS-RDE), onde a adaptação dos coeficientes do filtro equalizador é realizada pelo método do gradiente estocástico.