CN1394421A - 接收信号的方法和接收机 - Google Patents

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Abstract

用于抵消无线信道失真的方法和接收机，这些失真是由于码间干扰(ISI)以及无线链路中其它非线性干扰而产生的，包括一个第一均衡器(48)，它使用训练序列来补偿ISI所产生的失真，以及一个接收第一均衡器的均衡输出的第二均衡器(50)，它使用另一个训练序列来补偿另一种类的失真。第一和第二均衡器可以是分数间隔均衡器。

Description

接收信号的方法和接收机
技术领域
本发明涉及接收在信号信道上传播的信号以及一个接收机。本发明特别但不是唯一适用于在无线信道上传播的信号。这些信号可以符合例如在DECT(增强数字无绳电话)标准中使用的TDMA协议。
背景技术
众所周知，移动电话环境中发送到接收机的无线信号会由于多径效应所引起的码间干扰(ISI)而失真。为了减小ISI效应，在通信领域中常常均衡接收到的信号。最简单的均衡器形式是一个数字横向滤波器，其系数被调整成抵消信道失真效应，并在对被恢复的波形限幅之前存储该波形以提供双输出。在确定同时产生的滤波器系数时使用一个训练序列，该序列被包括在将被发送的信号中并存储在接收机的ROM中。接收信号中恢复的训练序列模型被与存储在ROM中的相比较，并且横向滤波器系数被调整，以最小化失真序列和预存模型间的差异。其它类型的均衡器是判决反馈均衡器和维特比均衡器。
对于一个基带均衡过程来说，训练序列通常包括已知的符号或比特序列。当信号信道的激励响应比码元长度短时，二进制比特流本身不足以获取与ISI有关的临界信息。短激励响应的问题可通过对接收信号使用分数间隔均衡器在一定程度上解决，该信号是以高于码元速率的频率取样的。考虑到接收数据的波形，预存的训练序列被过取样。
在包括发射机的无线链路中，ISI并不是唯一的失真源。发射机中的频率调制过程和接收机的解调过程都可能引入非线性失真。附加的非线性失真源还包括滤波器和限幅器。这些非线性失真无法由主要目的是减小ISI失真的均衡器准确估计。另外，如果训练序列没有考虑这些非线性失真，那么均衡器的收敛性可能会不可靠，从而导致接收信号比均衡前更为失真。
发明概述
本发明的目的是更为有效地均衡接收信号。
根据本发明的第一个方面，提供了一个对在信号信道传播的信号进行接收的方法，包括接收和解调该信号，在第一操作中均衡解调信号以抵消第一种失真，在第二操作中均衡来自第一操作的信号以抵消第二种失真。
根据本发明的第二方面，提供了一种接收机，包括接收在信道上传播的信号的装置，解调接收信号的装置，与解调装置相连，抵消第一种失真的第一均衡级，以及与第一均衡级相连，抵消第二种失真的第二均衡级。
在实施根据本发明的一个方法的过程中，第一操作试图抵消失真效应，例如信号信道引入的ISI，同时第二操作试图抵消由发送和接收设备引入的非线性失真。在第一操作中，使用一个发送和接收设备中所具有的非线性特征的训练序列，同时在第二操作中，使用一个训练序列，该序列没有发送和接收设备中所具有的非线性特征。
由于在一对接收机和发射机连接之间的信号信道很可能与另一个包括该接收机和另一个发射机的连接间的信号信道不同，该接收机可以存储多个而不是一个训练序列，同时具有用于选择一个与当前连接相匹配的最佳训练序列的装置。
通过根据本发明的方法，首先接收机的性能被增强了，这是因为每个失真源都被独立访问，这样可以更大程度地去除失真，其次，单独地、一次性完成所造成的发散(与收敛相对立)的风险也减小了。
附图说明
本发明将参照附图通过举例进行描述，其中：
附图1是一个无线系统的方框示意图，
附图2是一个使用在无线系统中的接收机的方框示意图，
附图3是适于使用在附图2中的线性横向均衡器的方框示意图，
附图4以虚线显示了一个理论上的训练序列同时用连续的线描绘了一个测量到的训练序列，以及
附图5表示了在一个典型DECT时隙的报头和同步码字的基带波形上两级均衡的效果。
附图中相同的附图标记被用来指示相应的特征。
实现本发明的方式
图1所示的系统包括一个具有收发信机10的主站PS，该收发信机与天线12以及控制该主站操作的控制器14相连。一条PSTN线路16与控制器14连接，提供主站在无绳电话系统之外作为系统一部分进行通信的装置。
多个无绳从站SS1，SS2，SSn能够相对于主站漫游。每个从站SS1，SS2，SSn基本相同，包括收发信机20，它与天线22和根据存储在程序存储器26中的软件来控制该从站操作的微控制器14相连。数据，例如用于均衡操作中的训练序列，被存储于ROM28中。麦克风30，扬声器32以及键盘34也都被连接到微控制器24。
在系统根据DECT协议操作的情况下，系统是具有10个频率信道的FDMA/TDMA系统，每个频率信道包括12个双工声音信道。从站想要发出呼叫时，它监听所有可用信道，并选择最佳信道来发出呼叫。呼叫中可以包括数字语音或数据。
一个基站到另一个基站的传输很可能会受到多径效应的影响，该效应将会在接收站引起码间干扰(ISI)。同时，信号调制解调中的非线性化也将增加接收基站所接收信号的失真。
根据本发明的方法，每种失真都相互独立地被抵消。附图2显示了一个相配的收发信机结构。接收部分将被更为详细地描述，因为它与根据本发明的方法有关，但是发射机将不再描述。
天线22被耦合到一个零或低IF正交下变频级38，该变频级提供I和Q输出，它们分别被连接到通过所需基带成分的低通滤波器40，42。解调器44解调信号并在其输出端46提供数据信号。第一均衡器48抵消数据信号中由于ISI造成的失真，第二均衡器50抵消数据信号调制解调中的非线性效应，产生提供给比特限制器52的波形，比特限制器在它的输出端提供数字数据/数字语音。
第一、第二均衡器48，50可具有相同的结构。为了描述方便，第一均衡器48将被详细描述。第一均衡器包括FIR滤波器56，滤波器具有从前面的级(本例中是解调器44)接收信号的输入端，并具有连至求和级58的输出端和连至终端60的输出端。求和级58的输出端用来调整FIR滤波器的系数。
附图3显示了由线性、分数间隔均衡器组成的第一均衡级，该均衡器可以是例如包括多个具有时间延迟Z-1的时间延迟级62，64，66和68的线性横向滤波器LTE。连至第一延迟级62的输入端S和所有延迟级62至68的输出端分别分别被耦合到相应的滤波系数为C0至Ck的乘法器70到78。乘法器70到78的输出在求和级80相加，以提供一个输出信号E。该输出信号可被简单写为： En = Σ k C k S n - k
其中Sn是抽样的基带信号，Ck代表均衡器的系数或抽头。
系数C0至Ck分别确定以补偿信号在传输中的失真。在这个过程中使用了一个训练序列。
根据本发明的方法，选择具有传输链路非线性信号方式的训练序列。这样均衡器仅仅补偿无线信道中出现的失真，包括ISI，相对典型的高斯序列，收敛的危险性减小了。
不是通过采用脉冲整形滤波器模拟非线性效果的方法，最佳训练系列可以通过测量在例如使用有线连接的无码间干扰和高信噪比(SNR)的理想传输情况下接收的所需序列而获得。这样测量的信号可以根据均衡的要求进行数字化，也就是说，取样频率和定义的比特位数以及结果可被存储在一个存储器。在DECT情况下，每个传输包S域中的同步字可被用作训练序列。
附图4说明了包括前置码PRE和同步码SYNC的S域的两个模型。以虚线82表示的轨迹说明了仅由高斯滤波器整形的结果，而连续线84是使用所选择的训练序列得到的测量示例。这个测量特例是在理想传输情况下的一个DECT基站的解调器的输出端测得的。波形82，84间的差别来自接收机使用的IF滤波器。特别是连续线轨迹84包括所有在发射机和接收机中显示出的非线性现象。由此，波形84被数字化以建立一个用于DECT分数间隔均衡器的训练序列。
第二均衡级，即均衡级50(附图2)，用于补偿无线链路固有的非线性。第二级可采用多个形式中的一种，例如(1)采用一个训练序列并具有自适应算法如RLM/LMS的确定反馈均衡器，(2)基于维特比算法的MSLE均衡器(最大似然序列估计)，或者(3)与第一级48(附图2)相同的简单横向均衡器，并且包括存储训练序列的ROM51。简单横向滤波器可能在去除非线性效应中作用有限，但具有简化的优越性。
选出的训练序列不可包括需要补偿的非线性。一个例如虚线轨迹82所示的高斯整形训练序列就很适合。在DECT系统中，在确定高斯滤波器中有一些灵活性。定义滤波器带宽的系数BT通常是从0.3到0.7。
附图5通过显示前置码PRE和同步码SYNC的基带波形概括了根据本发明的2级均衡过程。矩形86以及与其相应的轨迹87说明了无线信道干扰的失真波形。矩形88说明了使用测量的训练序列的第一均衡级。矩形90以及与其相应的轨迹91说明了包括无线信道固有的非线性波形。矩形92说明了使用所谓高斯滤波器的第二均衡级。矩形94及其相应的轨迹95说明了从最佳操作中恢复的原始波形。
因为发射机结构隐含了其本身的非线性效应，因此每个发射机/接收机连接对只有一个理想训练序列。为了提高均衡过程，可以存储几个训练序列而不是一个。这些训练序列可以通过测量不同的发射机/接收机连接对产生的所需波形而得到。
传送过程中的前几个时隙可以用来选择最佳训练序列，也就是说，与当前发射机/接收机连接对匹配的。这可以通过自相关来实现。然后，接下来的时隙可被用于选择执行第一均衡过程。
第二均衡过程可用一个类似的处理方法，在这个过程中，存储一个相应于不同BT因子的不同波形的表。与第一个均衡级一样，传送过程中的前几个时隙可用来选择最佳训练序列，接下来的时隙可用选中的序列来执行均衡过程。
在本说明书和权利要求书中，在一个元素前的“一个”(“a”和“an”)不排除有多个这类元素的存在。另外，“包括(comprising)”不排除所列的元素或步骤之外的其他元素或步骤存在。
通过读本公开文本，其他的修改对本领域技术人员来说是明显的。这些修改可以用涉及本设计结构中以及无绳和蜂窝系统及组成部分已知的特征来替代和增加在此已描述的特征。
工业实用性
通信设备

Claims (10)

1.接收在信号信道上传播的信号的方法，包括接收和解调信号，在第一操作中均衡解调的信号以抵消第一类失真，以及在第二操作中均衡来自第一操作的信号，以抵消第二类失真。
2.如权利要求1的方法，其特征在于，第一操作中的均衡用于抵消由信号信道引入的失真。
3.如权利要求1的方法，其特征在于，第一操作中的均衡用于抵消码间干扰(ISI)。
4.如权利要求2或3的方法，其特征在于，第二操作中的均衡用于抵消由发送和接收设备引入的失真。
5.如权利要求4的方法，其特征在于，在第一操作中使用包括发送和接收设备非线性特性的第一训练序列训练均衡级。
6.如权利要求4或5的方法，其特征在于，在第二操作中使用抵消发送和接收设备非线性特性的第二训练序列训练均衡级。
7.如权利要求1的方法，其特征在于，存储对应于每个发送和接收装置连接对的训练序列，同时为当前使用的发送和接收设备对选择最佳的训练序列。
8.一个接收机，包括用于接收在信号信道传播的信号的装置，用于解调接收信号的装置，连接到解调装置以抵消第一类失真的第一均衡级，以及连接至第一均衡级以抵消第二类失真的第二均衡级。
9.如权利要求8的接收机，其特征在于，第一均衡级包括用于存储第一训练序列的装置，第二均衡级包括用于存储第二训练序列的装置。
10.如权利要求9的接收机，其特征在于，包括用于存储对应于各个包括接收机和不同发射机连接的多个第一和第二训练序列的装置，以及为当前使用的连接选择最佳的训练序列的装置。
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