CN1599988A - 选择接收路径的方法以及包括多个接收路径的接收设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种在使用多载波调制的数据接收系统中评价路径的方法。针对所接收的每一个数据项确定置信度指示符，以便提供并行于所接收数据流的置信度指示符流。与所接收的数据相同地排列置信度指示符的顺序。本发明提供了一种设备，包括装置110，用于评价针对每一个载波的置信度指示符，以及装置121、122以及123，用于与所接收的数据流相同地布置置信度指示符。

Description

选择接收路径的方法以及包括多个接收路径的接收设备

技术领域

本发明涉及一种针对具有至少两个接收路径的设备选择接收路径的方法。本发明还涉及使用了该选择方法的、包括至少两个接收路径的接收设备。

背景技术

一些传输系统使用了对于干扰非常敏感的频带。特别地，这是在5GHz附近运行的系统的情况。已知多种解决方案用于使传输可用。在这些已知的解决方案中，使用具有信息冗余的多载波调制可以获得较好的传输性能。还已知通过选择在接收方接收最优质量信号的一个天线来使用多个天线。

已知的接收系统使用两个利用相同接收信道的切换天线。进行规定以接收两个连续的测试突发，以便在接收传输突发之前评价两个接收路径。在针对接收而待机时，评价电路决定了开关的位置，以便将第一天线与具有自动增益控制的放大器的输入端相连。当接收到第一测试突发时，测量了评价电路中接收到的信号的功率。通过重新得到具有自动增益控制的放大器的增益参考值来测量功率。然后评价电路确定开关的位置，以便将第二天线与放大器的输入相连，从而测量通过第二天线接收的功率。在两个测试突发的末端，评价电路将开关定位于与所接收的最强信号相对应的天线上。

在多载波调制的情况下，在不同载波上，信号的分布可以不一致。因此信号总功率的测量可以不指示传输的实际性能。此外，接收路径的选择并不局限于所接收信号的功率。

另一种技术在于使用纠错电路，以便计算针对每一个路径的校正的误差数目。但是，这种技术需要非常长的序列以选择路径。现在，用于评价路径时间的增加减少了总的传输比特率。此外，针对纠错率进行这种评价，但不能确定路径是否处于可校正的限度内。

发明内容

本发明提供了一种使用多载波调制在数据接收系统内评价信道的方法。针对所接收的每一个数据项确定置信度指示符，以便提供并行于所接收数据流的置信度指示符流。与所接收的数据相同地排列置信度指示符的顺序。

本发明是一种用于设备的选择接收路径的方法，所述设备包括至少两个接收路径，以便接收在多个载波上同时调制的信号，每一个载波传送符号序列，在所有载波上同时发送的所有符号形成了符号串，对于至少一个评价周期，执行接收路径的分离评价。对于每一个接收路径以及对于评价周期，针对与每一个载波和所接收的每一个符号相对应的信号，确定置信度指示符，然后将所接收的符号转换为被分配了置信度指示符流的比特流，将每一个置信度指示符分配给所接收符号的一个比特，与该比特流相同的顺序排列置信度指示符流。

应当将术语置信度指示符理解为：指表示了每一个载波接收可靠性的数据项。理想地，置信度指示符是载波的信号噪声比。优选地，置信度指示符对应于载波解调期间执行的载波功率测量。

可以在与数据相关指示符的滑动平均的帮助下使用置信度指示符流。获得与数据分组相对应的置信度指示符组的滑动平均，所述数据分组小于同时接收的数据分组，从而表示了纠错率。

优选地，产生较少数目的置信度指示符的滑动平均，所述较少数目小于能够在多个载波上同时发送的比特的总数，以及滑动平均用作确定哪一个是最优接收路径。

根据第一实施例，用于评价路径的标准对应于在评价周期中获得的路径的最小滑动平均。

优选地，所选择的路径对应于最大的最小滑动平均。

根据第二实施例，对于每一个路径，在评价时间期间测量接收信号的平均功率，然后在评价时间期间确定最小滑动平均，以及将平均接收功率与最小滑动平均相结合。根据平均功率与最小滑动平均的结合功能，选择路径。

为了消除接收起始的任何过渡周期，评价周期对应于评价突发，并且对于一个路径，在已经接收到每一个载波上的至少一个符号之后，开始评价周期。

本发明还是一种接收在多个载波上调制的信号的设备，每一个载波传送符号序列，在所有载波上同时接收到的所有符号形成了符号串。该设备包括至少两个接收路径；解调装置，用于解调由多个载波接收的符号；代码转换装置，用于将所接收的符号串转换为所接收的比特流；至少一个确定装置，用于针对每一个载波，在解调期间确定与每一个符号相关的置信度标识符；以及至少一个布置装置，用于将针对每一个载波所确定的置信度指示符转换为按照与比特流相同顺序排列的置信度指示符流，从而每一个置信度指示符与一个比特相关。

优选地，置信度指示符是载波功率的测量，以及该设备包括用于执行有关置信度指示符的滑动平均的装置。

此外，该设备包括确定装置，用于在评价期间确定所得到实现的滑动平均的最小值。

附图说明

当阅读以下说明时，能够更好地理解本发明，并且本发明的其它具体特点和优点会变得显而易见，该说明参考了附图，其中：

图1示出了传输序列，

图2示出了根据本发明的包括两个路径的接收设备，

图3示出了接收信道的操作，以及

图4示出了当评价接收路径时，接收信道的操作。

具体实施方式

图1示出了传输序列的进行。将所发送的消息划分为三个突发。第一突发E1用于评价第一接收路径，而第二突发E2用于评价第二接收路径。然后，发送包括有用数据的突发，以便在最优接收路径将其接收。

突发E1和E2是相同的，且具有较短的持续时间，从而不减少有用的比特率。作为示例，E1和E2持续24微秒。通过非常短的持续时间，例如2微秒，分开了组成发送消息的三个突发，从而允许了切换接收路径的时间。所发送的消息可以具有可变的持续时间，例如最多5微秒，以使在传输的起始到其结束，两个路径的评价是有效的。如果传播条件允许，则所发送的消息的持续时间可以更长。

图2的设备示出了用于接收多载波调制信号的设备，即熟知的所谓OFDM(正交频分多址)调制。在我们的示例中，载波数目是n，例如，其中n是等于16的整数。同时相位幅度调制这n个载波，从而每一个载波能够传送一个符号。作为示例，例如，关于每一个载波所使用的调制是使用16点丛的QAM(正交幅度调制)类型，与由4比特定义的符号相对应。可以根据本领域技术人员的需要来修改载波的数目、点的数目以及丛的类型。

接收设备使用分别与天线101和102相对应的两个接收路径。将天线101和102分开一定距离，以使所接收信号回波的组合是不同的，对于大约6厘米的所接收信号的平均波长，作为示例，例如距离是5厘米。由于可以增加至少一个天线较好接收的概率，因此这种设备可以减小与回波相关的传输故障。添加其它天线还提高了较好接收的概率，但是出于简化操作的原因，最好限制为两个天线。

多个天线的使用需要增加接收信道。但是，已知使用共用的接收信道，以便限制成本。当接收到来自必须发送有用数据的发射器的评价突发E1和E2时，顺序地评价每一个路径。评价突发的数目等于天线的数目以及由此可能的电波路径的数目。开关103可以选择将天线101或102中的哪一个与接收信道相连。

放大器104构成了接收信道的第一组件，经过开关103将放大器的输入与天线101或102之一相连。放大器104是具有自动增益控制的放大器，该放大器将直到预定功率水平的放大输入信号提供给第一输出以及将分别表示输入和输出之间所执行放大的增益参考值提供给第二输出，以便获得预定的功率电平。

将第一滤波器105与放大器104相连，以便选择有用频带。混频器106和振荡器107将有用的频带变换为基带。第二滤波器108只选择基带，从而去除由变换产生的图像频率。计算电路109执行由第二滤波器产生的信号的模拟/数字转换，并执行快速傅立叶变换(FFT)。计算电路109提供表示n个载波中每一个的n个信号。

均衡电路110单独地对n个信号中的每一个进行滤波。解码电路111解码每一个信号，同时结合与用于调制的丛相对应的符号。解码电路111将解码的符号和对应的理想符号之间的差提供给均衡电路110。均衡电路110修改滤波器的滤波特性，以便单独地优化每一个载波上的信号。解码电路111在纠错电路112处将所接收的符号变换为比特流。可以在可变数目的导线上串行或并行地发送比特流。

计算电路109、均衡电路110以及解码电路111形成了解调电路。在我们的示例中，分离地示出了调制电路的组件，但可以更大程度或更小程度地混合这些组件。还可以部分地加倍使用这些组件，以优化解调。

为了优化传输，可以添加组件。可以将解扰器113设置于解码电路111和纠错电路112之间。解扰器113用作混合由多个载波接收的比特。当在载波之间混合所发送的比特时，使用该电路，从而加强了对于覆盖多个载波的噪声源的抗扰度。

可以在解码电路111和纠错电路112之间添加扩展电路114。扩展电路114用作添加在传输中已被去除的冗余比特。冗余比特的抑制具有减小纠错性能的效果。这种设备减小了对纠错码误差的抗性，但可以得到较高的数据比特率。

作为两个分离电路示出了解扰器113和扩展电路114，以便增强理解。可以设置同时执行两个功能的单个电路。

上述组件对于本领域技术人员是已知的，并且可以由其它等效结构来替换。

作为示例，图3示出了当接收到符号串S1到S16时，所述设备的操作。在所述示例中，符号串S1到S16对应于通常被本领域技术人员称作OFDM符号，该符号包括在用于传输的所有载波上同时发送的所有符号。在均衡器110的输出，为解码电路111设置了传送符号S1到S16的16个载波。解码电路111识别这些符号并使4比特对应其中的每一个，于是提供了64比特b0到b63。解扰器113修改比特的顺序，以使连续的比特始终来自彼此隔离的载波，从而减小了位于一个载波的噪声的效果。例如，扩展电路114添加了16个均匀分布的比特b’1到b’16，这些比特与传输期间所去除的比特的位置相对应。任意固定所添加的比特b’1到b’16，并认为这些是伪(false)比特。于是，将由此形成的比特流送到纠错电路112。

例如，纠错电路112是使用了卷积码的Viterbi解码器。由提供串行校正比特的纠错电路串行地接收比特流。例如所校正比特流中的每一个比特与在一定比特数目的输入比特流上执行的卷积相对应，例如16比特。所校正的比特流包括由冗余比特抑制产生的较少数目比特。作为示例，通常利用这种纠错类型，以便使用等于被发送比特数目的冗余比特数据。

当接收到新符号串时，对其进行与上述相同的处理。顺序地处理由接收多个符号串产生的比特流，以形成单个比特流。

为了评价根据本发明的路径，同时参考图2和4。通过考虑了路径评价，图4与图3的图相对应。均衡电路110分别设置了提供n个滤波信号的滤波器的n个增益参考点CG1到CG16。符合电路121产生功率信息流P1到P16，其中一个比特与功率信息的每一项相关。

混频电路重新组织等于解扰器113的功率信息，以便将功率信息流组织为与比特流相同的顺序。并行的扩展电路123添加与经过扩展电路114添加的比特b’1到b’16相一致的附加功率信息P’1到P’16。由于所添加的比特潜在地是伪比特且能够分配给其的置信度是零，因此附加功率信息P’1到P’16等于零。将与接收的符号串相关联的功率信息顺序地放入之前的功率信息流，以便只形成单个的功率信息流。

计算电路124接收与纠错电路112所接收的比特相同顺序的功率信息。计算电路124产生有关功率信息的滑动平均MG。应当将术语滑动平均理解为：指与信息流中包含的多个信息项一样多的平均值的结果，通过相当数目的连续功率信息项来计算每一个平均值。应当将术语相当数目理解为：指如果比特是伪比特，则该数目的连续比特会导致具有不可校正错误的危险。对于使用考虑了16个连续比特的卷积码的校正电路，理想的是产生关于16个连续功率信息项的滑动平均。然而，通过使用只关于6个功率信息项的滑动平均也能获得较好的结果。

将多个滑动平均MG提供给评价电路130，该电路从评价周期期间执行的滑动平均中确定路径的接收质量。可以使用多个方法。优选地，发现确定在传输期间具有最小“非锁存(unlatching)”机会的路径。为了此目的，在路径的评价突发E1或E2期间，存储针对所评价的路径产生的滑动平均的最小值。当评价两个路径时，评价电路选择其最小值最高(highest)的路径。

为了评价路径，最好能够测试与载波的不同布置相对应的所有比特串。因此，单个符号串的接收是充分的。另一方面，第一符号串的接收并不代表传输路径，特别地，这是当切换路径以及当调整针对正在被测试的路径而停止的均衡电路时出现的情况。优选地，在接收到几个符号串，例如三个之后开始接收路径的评价。当完全分离了接收信道时，可以忽略这种考虑。

由此执行的路径评价反映了在校正之前比特组中错误的概率。因此选择路径，以便使不能校正错误的概率最小。

通过结合平均接收功率，改善了本发明。通过重新得到放大器104的增益参考点来获得平均接收功率。对于每一个路径，评价电路将平均接收功率与最小滑动平均值相结合。

作为示例，对于每一个路径，利用公式计算了评价参数PE：

PE＝PM+K×MGmin

PM是在路径评价周期期间使用放大器104获得的平均接收功率(用dB表示)。MGmin是信道评价周期期间的最小滑动平均(用dB表示)。K是加权系数，用于平衡相对于术语PM的权重的术语MGmin的权重。

如上所示，由于路径的选择没有考虑到每一个载波的接收功率，因此每一个路径的平均接收功率对于执行路径选择是不充分的。另一方面，如果希望准确地测量每一个载波的功率，放大器104会使测量失真。系数K用于平衡对平均功率的考虑，在我们的示例中，当接收到与64比特对应的符号串时执行该平衡，而滑动平均与6到16比特相对应。

典型实施例对应于优选实施例，本领域的技术人员会选择根据不同的变体的优选实施例。在所述的实施例中，两个接收路径使用了除天线之外共用的接收信道。本领域的技术人员可以将接收路径切换到接收信道中的不同位置。如果从天线到均衡电路双倍使用了接收信道，则可以在相同的评价周期中同时评价两个接收路径。因此，双倍使用在功率信息流的提取和准备中使用的所有组件是合适的。

在优选的示例中，产生滑动平均，以便获得简单而有效的评价。然而，可以不同地处理功率信息流，关键的是根据表示了所接收比特流的功率信息流能够执行接收信道的比较。

在所述的示例中，对于与每一个比特相关的功率测量来执行评价。本发明中的关键是使用与每一个比特相关的置信度指示符来评价路径，从而反映了路径的真实错误概率。功率信息的使用可以得到相当可靠的指示符。可以由其它参数来代替功率测量，例如更有意义的每一个载波的信号/噪声比，但是这更复杂，因此实现起来就更昂贵。

可以具有更高准确度的另一种变化在于将表示损失性能的函数用作功率函数。可以将这种函数用于每一个功率信息项，或直接用于滑动平均，或单独用于最小滑动平均。作为示例，可以使用以下类型的评价参数PE’：

PE’＝PM+F(MGmin)

这里F(x)是给出了观测到的性能损失的函数，用于作为结果的给定功率信息平均。

更一般地，示例描述了对于每一个载波使用QAM16类型调制的关于16个载波的OFDM类型的传输设备。在本发明中，载波数目不是限制性的。类似地，可以在载波上使用任意类型的调制，以及在丛中调制的情况下，可以是任意数目的点。

Claims (10)

1.一种用于设备的选择接收路径的方法，所述设备包括至少两个接收路径(101，102)，以便接收在多个载波上同时调制的信号，每一个载波传送符号序列，在所有载波上同时发送的所有符号(S1到S16)形成了符号串，对于至少一个评价周期(E1，E2)，执行接收路径的分离评价，其特征在于，对于每一个接收路径以及对于评价周期：

-针对与每一个载波和所接收的每一个符号相对应的信号，确定置信度指示符(CG1到CG16)，

-然后将所接收的符号转换为被分配了置信度指示符流(P1到P16以及P’1到P’16)的比特流(b0到b63以及b’1以及b’16)，将每一个置信度指示符分配给所接收符号的一个比特，与所述比特流相同的顺序排列置信度指示符流。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述置信度指示符对应于载波解调期间执行的载波功率测量。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于根据较少数目的置信度指示符产生滑动平均，所述较少数目小于能够在多个载波上同时发送的比特的总数，以及其中滑动平均用作确定哪一个是最优接收路径。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于用于评价路径的标准对应于在评价周期中获得的路径的最小滑动平均(MGmin)。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于所选择的路径对应于最大的最小滑动平均。

6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于对于每一个路径：

-在评价时间期间测量接收信号的平均功率(PM)，

-在评价时间期间确定最小滑动平均(MGmin)

-将平均接收功率与最小滑动平均相结合，

以及根据作为平均接收功率与最小滑动平均的结合的函数来选择路径。

7.根据权利要求1到6所述其中之一的方法，其特征在于评价周期对应于评价突发，并且对于一个路径，在已经接收到每一个载波上的至少一个符号之后，开始评价周期。

8.一种接收在多个载波上调制的信号的设备，每一个载波传送符号序列，在所有载波上同时接收到的所有符号形成了符号串(S1到S16)，所述设备包括：

-至少两个接收路径(101，102)，

-解调装置(109，110，111)，用于解调由多个载波接收的符号，

-代码转换装置(111，113，114)，用于将所接收的符号串转换为所接收的比特流，

-其特征在于，所述设备还包括：

-至少一个确定装置(110)，用于针对每一个载波，在解调期间确定与每一个符号相关的置信度标识符，

-至少一个布置装置(121，122，123)，用于将针对每一个载波所确定的置信度指示符转换为按照与比特流相同顺序排列的置信度指示符流，从而每一个置信度指示符与一个比特相关。

9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于置信度指示符是载波功率的测量，以及其中所述设备包括用于执行有关置信度指示符的滑动平均的装置(124)。

10.根据权利要求9所述的设备，其特征在于所述设备包括确定装置(130)，用于在评价期间确定所进行的滑动平均的最小值。

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