DE3736125C2 - Equalizer for time invariant or slow time variant channels - Google Patents
Equalizer for time invariant or slow time variant channelsInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Entzerrer der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art.The invention relates to an equalizer in the preamble of claim 1 Art.
Entzerrer zur Entzerrung zeitinvarianter oder langsam zeitvarianter Kanäle mit störender Mehrwegeausbreitung arbeiten z. B. nach dem als optimal bekannten Viterbi-Algorithmus. Dieser erfordert jedoch einen sehr hohen Rechenaufwand und ist daher für viele Anwendungsfälle zu langsam.Equalizer to equalize time invariant or slow time-variant channels with disruptive multipath propagation work e.g. B. according to the best known Viterbi algorithm. However, this requires a very high computing effort and is therefore too slow for many applications.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Entzerrer der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art anzugeben, der ohne wesentlichen Verlust an Entzerrerleistung mit bedeutend geringerem Rechenaufwand auskommt und dadurch schneller ist und preisgünstiger realisierbar ist.The invention is based on the object of an equalizer the type mentioned in the preamble of claim 1 specify the without significant loss of equalizer power requires significantly less computing effort and is therefore faster and less expensive to implement is.
Die Aufgabe wird bei dem genannten Entzerrer durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 genannten Merkmale gelöst.The task is in the equalizer mentioned by the in characterizing part of claim 1 Features resolved.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.Advantageous refinements and developments of Invention are specified in the subclaims.
Die Erfindung wird nun anhand von Zeichnungen eines vorteilhaften Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen im einzelnen:The invention will now be advantageous with reference to drawings Embodiment explained in more detail. Show it in detail:
Fig. 1 Blockschaltung der Empfangseinrichtung; Fig. 1 block circuit of the receiving device;
Fig. 2 Blockschaltung des Entzerrers; Fig. 2 block circuit of the equalizer;
Fig. 3 Blockschaltung einer Survivorerweiterung. Fig. 3 block circuit of a survivor extension.
In Fig. 1 ist das Blockschaltbild einer Empfangseinrichtung zur Entzerrung von Nachrichten, die über langsam zeitvariante Kanäle im Zweiseitenbandverfahren ohne Träger übertragen werden, dargestellt.In Fig. 1 is a block diagram of a receiving device for the equalization of messages that are transmitted over slowly time-variant channels in the double sideband method without carriers, is shown.
Die Empfangssignale s1 gelangen vom Eingang 1 über eine Bandpaß-Tiefpaß-Transformationseinrichtung 2, die die komplexen Einhüllenden s2 des Empfangssignals erzeugt, zu einem Kanalkorrelationsfilter (Kanal-Matched-Filter KMF) 4 und zu einer die Kanalstoßantwort h(t) und die Autokorrelationsfunktion r(t) ermittelnden und adaptierenden Einrichtung 8. The received signals s1 pass from the input 1 via a bandpass-low-pass transformation device 2 , which generates the complex envelopes s2 of the received signal, to a channel correlation filter (channel-matched filter KMF) 4 and to a channel impulse response h (t) and the autocorrelation function r (t) determining and adapting device 8 .
Die Ausgangssignale s4 des Filters 4 werden von einer Abtast/Halte-Schaltung 9 abgetastet und die Abtastwerte s5 einem ersten Eingang des Entzerrers 5 nach der Erfindung zugeführt. Ein zweiter Eingang des Entzerrers 5 ist zur Übertragung der ebenfalls abgetasteten Autokorrelationsfunktion r(i) mit der Einrichtung 8 verbunden.The output signals s4 of the filter 4 are sampled by a sample / hold circuit 9 and the sample values s5 are fed to a first input of the equalizer 5 according to the invention. A second input of the equalizer 5 is connected to the device 8 for the transmission of the likewise sampled autocorrelation function r (i).
Vom Signalausgang des Entzerrers 5 werden die entzerrten Signale s6 einem Decodierer und Entscheider 6 zugeführt, an dessen Ausgang die erkannte Bitfolge s7 zur weiteren Auswertung abgenommen werden kann.The equalized signals s6 are fed from the signal output of the equalizer 5 to a decoder and decision maker 6 , at whose output the recognized bit sequence s7 can be taken for further evaluation.
Eine Einrichtung 8 zur Ermittlung der Kanalstoßantwort h(t) ist z. B. bekannt aus der deutschen Offenlegungsschrift DE-OS 35 40 716. Die Kanalstoßantwort h(t) wird zur Einstellung des Filters 4 und die ebenfalls in der Einrichtung 8 erzeugte Autokorrelationsfunktion r(i) zur Einstellung des Entzerrers 5 verwendet.A device 8 for determining the channel impulse response h (t) is e.g. B. known from German published patent application DE-OS 35 40 716. The channel impulse response h (t) is used for setting the filter 4 and the autocorrelation function r (i) also generated in the device 8 for setting the equalizer 5 .
Bei zeitinvarianten Kanälen können die Kanalstoßantwort h(t) und die Autokorrelationsfunktion r(i) als Konstante in dem Filter 4 bzw. im Entzerrer 5 abgelegt sein, so daß die Einrichtungen 8 und damit auch die später beschriebene Einrichtung 7 entfallen können.In the case of time-invariant channels, the channel impulse response h (t) and the autocorrelation function r (i) can be stored as a constant in the filter 4 or in the equalizer 5 , so that the devices 8 and thus also the device 7 described later can be omitted.
Der Entzerrer bildet aus der Abtastwertfolge s5, die durch Abtastung des Ausgangssignals s4 des Filters 4 im Symboltakt k·Ts entsteht, eine Empfangsfolge s6, die möglichst gut mit der Sendefolge übereinstimmen soll und aus der ein geeigneter Decodierer und Entscheider 6 die erkannte Bitfolge s7 bestimmen kann. The equalizer forms a receive sequence s6 from the sample value sequence s5, which is created by sampling the output signal s4 of the filter 4 at the symbol clock k * Ts, which should correspond as closely as possible to the transmission sequence and from which a suitable decoder and decision maker 6 determine the recognized bit sequence s7 can.
In Fig. 2 ist das Blockschaltbild des Entzerrers 5 dargestellt. Mit SE1 bis SENs ist eine Menge von Ns Survivor- Erweiterungseinheiten bezeichnet, mit AS eine Auswahl- und Sortiereinheit und mit ME eine Merkmalsextraktionseinheit. Den Survivor-Erweiterungseinheiten SE1 bis SENs werden die Abtastwerte s5 (vergl. Fig. 1) und die Auto korrelationsfunktion r(i) zugeführt. Am Ausgang der Survivor- Erweiterungseinheiten ist jeweils über mehrere Ausgangsleitungen zur parallelen Ausgabe der von den Survivor-Erweiterungseinheiten ermittelten möglichen Survivoren mS₁, . . ., mSMs die Auswahl- und Sortiereinheit AS angeschlossen. Diese sortiert die von den Survivor-Erweiterungseinheiten SE1 bis SENs ermittelten möglichen Survivoren mS₁ bis mSMs und gibt gültige Survivoren gS₁ bis gSNs aus. Von den gültigen Survivoren wird ein spezieller, ausgesuchter Survivor, der sogen. Minimum-Survivor gS₁ der Merkmalsextraktionseinheit ME zugeführt, welche die erkannten Symbole s6 an den Ausgang A des Entzerrers abgibt. Ferner werden die gültigen Survivoren gS₁ bis gSNs zu den jeweiligen ihnen zugeordneten Survivor-Erweiterungseinheiten SE1, . . ., SENs zurückgeführt.In FIG. 2 is a block diagram of the equalizer 5 is shown. SE1 to SENs denote a set of Ns survivor extension units, AS a selection and sorting unit and ME a feature extraction unit. The survivor expansion units SE1 to SENs are supplied with the sample values s5 (cf. FIG. 1) and the auto-correlation function r (i). At the output of the Survivor expansion units is in each case via a plurality of output lines for parallel output of the possible survivors mS 1 determined by the Survivor expansion units. . ., mS Ms the selection and sorting unit AS connected. This sorts the possible survivors mS₁ to mS Ms determined by the survivor expansion units SE1 to SENs and outputs valid survivors gS₁ to gS Ns . Of the valid survivors, a special, selected survivor, the so-called. Minimum Survivor gS₁ supplied to the feature extraction unit ME, which delivers the recognized symbols s6 to the output A of the equalizer. Furthermore, the valid survivors gS₁ to gS Ns become their respective survivor expansion units SE1,. . ., SENs returned.
Im folgenden wird nun der Entzerrer 5 näher beschrieben. Er arbeitet nach Grundzügen des als optimal bekannten Viterbi-Algorithmus, weist jedoch einige wesentliche Veränderungen auf, so daß der sehr hohe Rechenaufwand des Viterbi-Algorithmus vermieden wird, ohne daß ein allzu großer Verlust an Entzerrungsleistung auftritt.The equalizer 5 will now be described in more detail below. It works according to the principles of the Viterbi algorithm, which is known as optimal, but has some significant changes, so that the very high computing effort of the Viterbi algorithm is avoided without an excessive loss of equalization performance occurring.
Die resultierende Stoßantwort aus Kanal und Modulationstiefpaß 2 ist die von der Einrichtung 8 ermittelte Kanalstoßantwort h(t). Für einen Abtastwert s5 = z(K) am Ausgang des Filters 4, der jeweils im zeitlichen Abstand einer Symboldauer Ts abgetastet wird, gilt die Beziehung:The resulting impulse response from channel and modulation low pass 2 is the impulse response h (t) determined by device 8 . The following applies to a sample value s5 = z (K) at the output of the filter 4 , which is sampled at a time interval of a symbol duration Ts:
Dabei bezeichnet xs(K-i) das zur Zeit (K-i)·Ts gesendete Symbol und r(i) die (komplexe) Autokorrelationsfunktion der Kanalstoßantwort h(t) für die Verschiebung i·Ts. Für die Autokorrelationsfunktion gilt:Here xs (K-i) denotes that sent at the time (K-i) · Ts Symbol and r (i) the (complex) autocorrelation function the channel impulse response h (t) for the shift i · Ts. For the autocorrelation function applies:
wobei h*(t) die konjugiert komplexe Stoßantwort ist.where h * (t) is the conjugate complex shock response.
Auf der Empfangsseite wird angenommen, daß sich die Auto korrelationsfunktion r(i) über einen Zeitraum von N·Ts nur unwesentlich ändert und daß gilt:On the reception side it is assumed that the car correlation function r (i) over a period of N · Ts only changes insignificantly and that applies:
r(i) = 0 für | i | < N (3)r (i) = 0 for | i | <N (3)
Da die Autokorrelationsfunktion r(i) aus der bekannten, gemessenen oder adaptierten resultierenden Kanalstoßantwort h(t) bestimmt werden kann, läßt sich für jede vorgegebene Symbolfolge x(K) mit Gl. 4 eine Modellwertfolge z′(K) berechnen:Since the autocorrelation function r (i) from the known measured or adapted resulting channel impulse response h (t) can be determined for any given one Symbol sequence x (K) with Eq. 4 a model value sequence calculate z ′ (K):
Die Aufgabe des Entzerrers 5 ist es, eine Folge s6=x(K) so zu generieren, daß die Modellwertfolge z′(K) möglichst gut mit der Abtastwertfolge s5=z(K) übereinstimmt. Dann stimmen auch die gesendete Folge xs(K) und die generierte Folge x(K) gut überein. Wenn eine solche Folge gefunden ist, bezeichnet man die Folge s6=x(K) als Empfangsfolge und deren Elemente als Empfangssymbole.The task of the equalizer 5 is to generate a sequence s6 = x (K) in such a way that the model value sequence z '(K) matches the sample value sequence s5 = z (K) as closely as possible. Then the transmitted sequence xs (K) and the generated sequence x (K) match well. If such a sequence is found, the sequence s6 = x (K) is referred to as the reception sequence and its elements as reception symbols.
Zu jedem Zeitpunkt K ist der Zustand des Entzerrers 5 nach der Erfindung gekennzeichnet durch eine Menge von Ns(K) gültiger SurvivorenAt any point in time K, the state of the equalizer 5 according to the invention is characterized by a set of Ns (K) valid survivors
gSi(K) mit i = 1, . . ., NsgS i (K) with i = 1,. . ., Ns
Typische Werte für die Menge Ns(K) sind eine Anzahl von 8 bis 128. Die Werte zur Berechnung der Anfangssurvivoren sind in einem Speicher abgelegt. Die erforderliche Anzahl der Survivoren richtet sich nach der Länge der Kanalstoßantwort und der Verknüpfungslänge einer eventuell vorhandenen Codierung.Typical values for the amount Ns (K) are 8 to 128. The values for calculating the initial survivors are stored in a memory. The required number the survivor depends on the length of the channel impulse response and the link length of a possibly existing one Encoding.
Jeder Survivor Si(K) besteht mindestens aus:Each Survivor S i (K) consists of at least:
-
a) einer Folge von (L+1) < N
Quadraturamplitudenmodulations-Symbolen
(QAM-Symbolen) xi(K,h)
mit h = 0, . . ., La) a sequence of (L + 1) <N
Quadrature amplitude modulation symbols
(QAM symbols) x i (K, h)
with h = 0,. . ., L -
b) einer Folge von (N+G+1) Symbolfehlern yi(K, h)
mit h = 0, . . ., (N+G) undb) a sequence of (N + G + 1) symbol errors y i (K, h)
with h = 0,. . ., (N + G) and - c) einer mit Gesamtkosten Ui(K) bezeichneten Größe.c) a size designated with total costs U i (K).
Die Folgenlängen hängen ab von der Länge der Kanalstoßantwort h(t).The sequence lengths depend on the length of the channel impulse response h (t).
In vorteilhafter Weise wird am Anfang von jedem Survivor ein Codierungszustand Ci mitgeführt. Dadurch ist eine Entzerrung des Sendesignals unter Verwendung der Faltungscodierung (trellis coding) möglich.A coding state C i is advantageously carried at the beginning of each survivor. This makes it possible to equalize the transmission signal using the convolution coding (trellis coding).
Der Codierungszustand Ci(K) beschreibt das Symbolalphabet Xi(K+1), aus dem das nächste Symbol der Folge xi(K,h) gewählt werden muß. Bei uncodierter Übertragung ist der Codierungszustand Ci(K) für alle i und K konstant. Das Symbolalphabet Xi(K+1) besteht aus Mi(K+1) Symbolen.The coding state C i (K) describes the symbol alphabet X i (K + 1), from which the next symbol of the sequence x i (K, h) must be selected. In the case of uncoded transmission, the coding state C i (K) is constant for all i and K. The symbol alphabet X i (K + 1) consists of M i (K + 1) symbols.
In jeder Survivor-Erweiterungseinheit SE1, . . ., SENs ist jeweils ein Sendesymbolgenerator vorgesehen, der pro Abtasttakt sämtliche zur QAM-Symbolfolge xi(K, h) des rückgeführten Survivors gS₁, . . ., gSNs passende QAM-Symbole xj(K+1) erzeugt. Die passenden Symbole werden dem Symbolalphabet Xi(K+1) entnommen, das vom Codierungszustand Ci(K) des rückgeführten Survivors gSi(K) abhängt. Ein neuer Codierungszustand Cj(K+1) wird für jedes vom Symbolgenerator erzeugte Symbol xj(K+1), abhängig vom verwendeten Faltungscode, erzeugt.In each Survivor expansion unit SE1,. . ., SENs a transmission symbol generator is provided in each case, which per sampling cycle all to the QAM symbol sequence x i (K, h) of the returned survivor gS₁,. . ., gS Ns suitable QAM symbols x j (K + 1) are generated. The appropriate symbols are taken from the symbol alphabet X i (K + 1), which depends on the coding state C i (K) of the returned survivor gS i (K). A new coding state C j (K + 1) is generated for each symbol x j (K + 1) generated by the symbol generator, depending on the convolutional code used.
Zum Zeitpunkt K sind im Entzerrer sämtliche abgetasteten Ausgangswerte s5=z(k) des Filters 4 bis einschließlich k=K ausgewertet. Die Auswertungsergebnisse sind in den Survivoren enthalten.At time K, all sampled output values s5 = z (k) of filter 4 up to and including k = K are evaluated in the equalizer. The evaluation results are included in the survivors.
Beim Übergang zum Zeitpunkt (K+1) wertet der Entzerrer den Abtastwert z (K+1) wie folgt aus.At the transition to time (K + 1), the equalizer evaluates the Sample value z (K + 1) as follows.
Pro Survivor Si(K) mit i = 1, . . ., Ns und pro Symbol x(K+1) des Symbolalphabets Xi(K+1), das aus Mi(K+1) Symbolen besteht, wird ein möglicher neuer Survivor mSj(K+1) berechnet. Somit ergeben sich zum Zeitpunkt (K+1)Per survivor S i (K) with i = 1,. . ., Ns and per symbol x (K + 1) of the symbol alphabet X i (K + 1), which consists of M i (K + 1) symbols, a possible new survivor mS j (K + 1) is calculated. Thus at the time (K + 1)
mögliche Survivoren. Davon wird eine vorgegebene Anzahl Ns(K+1) von gültigen Survivoren ausgewählt.possible survivors. Of these, a predetermined number Ns (K + 1) selected by valid survivors.
Der neue mögliche Survivor mSj(K+1) wird aus dem rückgeführten Survivor gSi(K) und dem speziellen Symbol xj(K+1) des Symbolalphabets Xi(K+1) berechnet.The new possible survivor mS j (K + 1) is calculated from the returned survivor gS i (K) and the special symbol x j (K + 1) of the symbol alphabet X i (K + 1).
Jeder neue mögliche Survivor mSj(K+1) besteht aus:Every new possible survivor mS j (K + 1) consists of:
- a) dem Codierungszustand Cj(K+1). Dieser Zustand wird mit Hilfe der Codierungsvorschrift, z. B. einer Übergangstabelle oder vom Sendesymbolgenerator, aus dem alten Codierungszustand Ci(K) und dem Symbol xj(K+1) ermittelt.a) the coding state C j (K + 1). This state is determined using the coding rule, e.g. B. a transition table or from the transmission symbol generator, from the old coding state C i (K) and the symbol x j (K + 1).
- b) der QAM-Folge von (L+1) < N Symbolen xj(K+1, h) mit h = 0, . . ., L.Es ist: Die QAM-Symbolfolge xj(K+1, h) des neuen Survivors entsteht durch Anhängen des erzeugten Symbols xj(K+1) an die Symbolfolge xi(K, h) des rückgeführten Survivors gSi(K)b) the QAM sequence of (L + 1) <N symbols x j (K + 1, h) with h = 0,. . ., L. It is: The QAM symbol sequence x j (K + 1, h) of the new survivor is created by appending the generated symbol x j (K + 1) to the symbol sequence x i (K, h) of the returned survivor gS i (K)
- c) der Folge von (N+G+1) Symbolfehlern: yj(K+1, h) mit h = 0, . . ., (N+G)Der neue Symbolfehler wird durch schrittweise Kompensation der Werte der Autokorrelationsfunktion r(i) wie folgt ermittelt: Der vorläufige Symbolfehler ergibt sich mit Gl. 5 unter Beachtung der Gl. 3 zu: mit h = 0, . . ., (N+G)c) the sequence of (N + G + 1) symbol errors: y j (K + 1, h) with h = 0,. . ., (N + G) The new symbol error is determined by gradually compensating the values of the autocorrelation function r (i) as follows: The preliminary symbol error results from Eq. 5 taking into account Eq. 3 to: with h = 0,. . ., (N + G)
- d) und den Kosten Uj(K+1). Diese ergeben sich durch Korrektur der Gesamtkosten Ui(K) des rückgeführten Survivors gSi(K) mit dem Symbolfehler yi(K+1, N) entsprechend der Gleichung: Uj(K+1) = Ui(K) + |yj(K+1, N) |² (7)d) and the cost U j (K + 1). These result from correction of the total costs U i (K) of the returned survivor gS i (K) with the symbol error y i (K + 1, N) according to the equation: U j (K + 1) = U i (K) + | y j (K + 1, N) | ² (7)
Damit ist der neue mögliche Survivor mSj(K +1) vollständig berechnet.The new possible survivor mS j (K +1) is now fully calculated.
Zur Auswahl der gültigen Survivoren (Survivorenauswahl) werden in den Survivor-Erweiterungseinheiten SE1 bis SENs oder in der Auswahl- und Sortiereinheit AS mit "vorläufige Kosten" bezeichnete Größen Dj(K+1) für jeden neuen möglichen Survivor berechnet. Dies geschieht mit Hilfe der SymbolfehlerFor the selection of the valid survivors (survivor selection), sizes D j (K + 1) designated with "provisional costs" for each new possible survivor are calculated in the survivor extension units SE1 to SENs or in the selection and sorting unit AS. This is done with the help of the symbol errors
Yj(K+1, h) mit h = 0, . . ., N.Y j (K + 1, h) with h = 0,. . ., N.
Die neuen vorläufigen Kosten sind:The new preliminary costs are:
Bei der Wahl der Wichtungsfunktion w(i) und des Exponenten b besteht einige Freiheit. Es sollte allerdings w(N)=1 sein. Eine günstige Wahl folgt z. B. aus:When choosing the weighting function w (i) and the exponent b there is some freedom. However, it should w (N) = 1. A cheap choice follows z. B. from:
Eine andere Wahl, die insbesondere bei kurzen Stoßantworten vorteilhaft ist, istAnother choice, especially with short shock responses is advantageous is
In beiden Fällen ist b=2 eine günstige Wahl.In both cases, b = 2 is a cheap choice.
Die neuen möglichen Survivoren mSj(K+1) werden in der Auswahl- und Sortiereinheit AS nach steigenden vorläufigen Kosten sortiert. Derjenige Survivor mSJ0(K+1) mit den kleinsten vorläufigen Kosten Dj(K+1) mit j = J0 heißt Minimum-Survivor. Er wird als gültiger Survivor gS₁ (K+1) zuerst ausgewählt. Die Auswahl der weiteren gültigen Survivoren gSi(K+1) mit i=2, . . . , Ns geschieht nach Maßgabe der vorläufigen Kosten und evtl. der Symbolfolgen der bereits ausgewählten Survivoren. Dabei können z. B. die von A. P. Clark vorgeschlagenen Auswahlsysteme verwendet werden:The new possible survivors mS j (K + 1) are sorted in the selection and sorting unit AS according to increasing preliminary costs. The survivor mS J0 (K + 1) with the smallest preliminary costs D j (K + 1) with j = J0 is called the minimum survivor. It is selected first as a valid survivor gS₁ (K + 1). The selection of the other valid survivors gS i (K + 1) with i = 2,. . . , Ns happens according to the provisional costs and possibly the symbol sequences of the survivors already selected. Here, for. For example, the selection systems proposed by AP Clark can be used:
A. P. Clark, S. M. Asghar. Detection of digital signals transmitted over a known time-varying channel. IEE PROC., Vol. 128, Pt. F, No. 3, June 1981.A.P. Clark, S.M. Asghar. Detection of digital signals transmitted over a known time-varying channel. IEE PROC., Vol. 128, Pt. F, No. 3, June 1981.
Die Entzerrerausgabe richtet sich nach dem Minimum-Survivor, der die Nummer j = J0 besitzt. Vom Entzerrer ist ausgebbar:The equalizer output is based on the minimum survivor, which has the number j = J0. From the equalizer output:
- a) das erkannte, um L verzögerte Symbol s6 = xJ0(K+1, L). Das erkannte Symbol wird dem Decoder 6 zugeführt.a) the recognized symbol s6 = x J0 (K + 1, L) delayed by L. The recognized symbol is fed to the decoder 6 .
-
b) das vorläufig erkannte, um (N+G) Symbole verzögerte
Symbol s8 = xJ0(K+1, N+G).
Dieses Symbol wird der Einrichtung 8 und gegebenenfalls einem Phasen- und Frequenzregelkreis 7 zugeführt. In der Einrichtung 8 dient es zur Adaption der Kanalstoßantwort an den Übertragungskanal.b) the provisionally recognized symbol s8 = x J0 (K + 1, N + G), delayed by (N + G) symbols.
This symbol is fed to the device 8 and possibly a phase and frequency control loop 7 . In device 8 it is used to adapt the channel impulse response to the transmission channel. - c) gegebenenfalls der Symbolfehler s9 = yJ0(K+1, N+G) des vorläufig erkannten Symbols s8 = xJ0(K+1, N+G). Der Symbolfehler s8 kann ebenfalls dem Phasen- und Frequenzregelkreis 7 zugeführt werden. Zusammen mit dem vorläufig erkannten Symbol s8 kann hiermit ein Phasenfehler bestimmt werden, der in vorteilhafter Weise zur Steuerung der Phase und der Frequenz im Demodulator verwendet werden kann.c) if applicable, the symbol error s9 = y J0 (K + 1, N + G) of the provisionally recognized symbol s8 = x J0 (K + 1, N + G). The symbol error s8 can also be fed to the phase and frequency control loop 7 . Together with the provisionally recognized symbol s8, this can be used to determine a phase error which can advantageously be used to control the phase and the frequency in the demodulator.
Der Phasenfehler ist nach folgender Gleichung ermittelbar:The phase error can be determined using the following equation:
Δρ(K+1) = arc (1 + yJ0(K+1, N+G)/xJ0(K+1, N+G)Δρ (K + 1) = arc (1 + y J0 (K + 1, N + G) / x J0 (K + 1, N + G)
In Fig. 3 ist die Signalverarbeitung in einer Survivor- Erweiterungseinheit dargestellt, die pro erzeugtes Symbol xj(K) durchgeführt werden muß. In Fig. 3, the signal processing is shown in a Survivor- expansion unit must be performed per created symbol x j (K).
Der Sendesymbolgenerator der Symbolauswahleinheit SA
erzeugt beim Übergang vom Symboltakt K-1 zum Symboltakt K
ein neues Symbol xj(K), das zum bisherigen in einem Filter
F1 und einer gespeicherten Symbolfolge Xi(K-1, h) im Sinne
einer vorgegebenen Codierung passend ist. Bei der verwendeten
Faltungscodierung, die bei
G. UNGERBOECK,
Channel Coding with Multilevel/Phase Signals.
IEEE Trans. Inform. Theory,
Vol. IT-28, No. 1, pp. 55-67, Jan 1982
ausführlich beschrieben ist, wird dabei der alte Codierungszustand
Ci(K-1) verwendet und ein neuer Codierungszustand
Cj(K) erzeugt.The transmission symbol generator of the symbol selection unit SA generates a new symbol x j (K) during the transition from the symbol clock K-1 to the symbol clock K, which is the previous one in a filter F1 and a stored symbol sequence X i (K-1, h) in the sense of a predetermined coding is appropriate. In the convolutional coding used, which at
G. UNGERBOECK, Channel Coding with Multilevel / Phase Signals.
IEEE Trans. Inform. Theory, Vol. IT-28, No. 1, pp. 55-67, Jan 1982
is described in detail, the old coding state C i (K-1) is used and a new coding state C j (K) is generated.
Die im Eingangssignal (s5) enthaltenen Verzerrungen werden in den Filtern F1 und F2 unter Verwendung der Autorrelationsfunktion r(i) kompensiert.The distortions contained in the input signal (s5) are in filters F1 and F2 using the autorrelation function r (i) compensated.
Im Filter F1 werden die "Nachläufer" der Autokorrelationsfunktion und im Filter F2 die "Vorläufer" der Autokorrelationsfunktion kompensiert.The "followers" of the autocorrelation function are in filter F1 and in filter F2 the "precursor" of the autocorrelation function compensated.
Als Zwischenergebnisse des Filters F2 ergeben sich die Symbolfehler yj(K, 0) bis yj(K, N), die die Einrichtung VK zur Ermittlung der vorläufigen Kosten steuern.The intermediate results of the filter F2 result in the symbol errors y j (K, 0) to y j (K, N), which control the device VK for determining the provisional costs.
Der Symbolfehler yj(K, N) dient zur Aktualisierung der Gesamtkosten Uj(K), wobei die bisherigen Kosten Ui(k-1) verwendet werden. Die bisherigen Kosten Ui(k-1) werden auch zur Bestimmung der vorläufigen Kosten Dj(k) verwendet. Die alten Symbolfehler yj(K, N+n), mit n=0, 1, . . ., G und die alten QAM-Symbole xj(K, N+n), mit n=0, . . ., L werden in den Verzögerungsleitungen V1 bzw. V2 gespeichert. Sie werden von der Merkmalsextraktionseinheit ME verwendet.The symbol error y j (K, N) is used to update the total costs U j (K), the previous costs U i (k-1) being used. The previous costs U i (k-1) are also used to determine the preliminary costs D j (k). The old symbol errors y j (K, N + n), with n = 0, 1,. . ., G and the old QAM symbols x j (K, N + n), with n = 0,. . ., L are stored in the delay lines V1 and V2, respectively. They are used by the characteristic extraction unit ME.
Die angesprochenen Größen xi( ), yi( ), Ci und Ui sind Teil des rückgeführten Survivors gSi(K-1), während die daraus erzeugten Größen xj( ), yj( ), Cj und Uj dann zum erzeugten möglichen Survivor mSj gehören. Zum Survivor gehören damit auch sämtliche Filterinhalte.The sizes x i (), y i (), C i and U i are part of the returned survivor gS i (K-1), while the sizes x j (), y j (), C j and U generated from them j then belong to the generated possible survivor mS j . The Survivor also includes all filter content.
Claims (6)
dadurch gekennzeichnet, daß eine Menge von Survivor- Erweiterungseinheiten (SE1, . . ., SENs) vorgesehen sind, denen vom Kanalkorrelationsfilter (4) im Symboltakt abgegebene Abtastwerte (s5) und die von der Einrichtung (8) zur Ermittlung und Adaption der Kanalstoßantwort ermittelte Autokorrelationsfunktion r(i) zugeführt werden,
daß am Ausgang der Survivor-Erweiterungseinheiten (SE1, . . ., SENs) eine Auswahl- und Sortiereinheit (AS) angeschlossen ist, die die von den Survivor-Erweiterungseinheiten (SE1, . . ., SENs) ermittelten möglichen Survivoren (mS₁, . . ., SENs) sortiert und gültige Survivoren (gS₁, . . ., gSNs) aussucht,
daß ein ausgesuchter Survivor (Minimum-Survivor gS₁) einer Merkmalsextraktionseinheit (ME) zugeführt wird, welche die erkannten Symbole (s6) an den Ausgang (A) des Entzerrers abgibt, und
daß die gültigen Survivoren (gS₁, . . ., gSNs) zu den jeweiligen ihnen zugeordneten Survivor-Erweiterungseinheiten (SE1, . . ., SENs) zurückgeführt werden, wobei ein Survivor zum Zeitpunkt K mindestens besteht aus einer Folge von QAM-Symbolen (xi(K, h)), einer Folge von Symbolfehlern (yi(K, h)) und Gesamtkosten (Ui(K)), und die Folgenlängen abhängen von der Länge der Kanalstoßantwort (h(t)).1. Equalizer for time-invariant or slowly time-variant channels, via which messages are transmitted in the two-sideband method without a carrier, in particular for transmission with quadrature amplitude modulation (QAM) for use in a quadrature demodulator with a channel correlation filter and a device for determining and adapting the channel impulse response and the autocorrelation function of the channel impulse response for shifts of integer multiples of the symbol duration,
characterized in that a number of survivor expansion units (SE1,..., SENs) are provided, to which the sample values (s5) emitted by the channel correlation filter ( 4 ) and the device ( 8 ) for determining and adapting the channel impulse response determined Autocorrelation function r (i) are supplied,
that at the output of the survivor expansion units (SE1,..., SENs) a selection and sorting unit (AS) is connected, which the survivor expansion units (SE1,..., SENs) determined by the survivor expansion units (mS₁,. ., SENs) sorted and valid survivors (gS₁,..., GS Ns ) selected,
that a selected survivor (minimum survivor gS₁) is fed to a feature extraction unit (ME) which delivers the recognized symbols (s6) to the output (A) of the equalizer, and
that the valid survivors (gS₁,..., gS Ns ) are returned to their respective survivor expansion units (SE1,..., SENs), with a survivor at time K consisting at least of a sequence of QAM symbols ( x i (K, h)), a sequence of symbol errors (y i (K, h)) and total costs (U i (K)), and the sequence lengths depend on the length of the channel impulse response (h (t)).
daß für jedes erzeugte QAM-Symbol (xj(K+1)) ein möglicher Survivor (mSj(K+1)) erzeugt wird, dessen Codierungszustand (Cj(K+1)) vom Sendesymbolgenerator (SA) erzeugt ist, dessen QAM-Symbolfolge (xj(K+1)) durch Anhängen des erzeugten QAM-Symbols (xj(K+1)) an die QAM-Symbolfolge (xi(K, h)) des rückgeführten Survivors (gSi) entsteht, dessen Symbolfehler (yj(K+1, h)) durch schrittweise Kompensation der Werte der Autokorrelationsfunktion r(i) ermittelt werden, und dessen Gesamtkosten (Uj(K+1)) sich durch Korrektur der Gesamtkosten (Ui(K)) des rückgeführten Survivors (gS₁, . . ., gSNs) mit einem Symbolfehler (yj(K+1, N)) ergibt,
daß zur Survivorauswahl entweder in den Survivor-Erweite rungseinheiten (SE1, . . ., SENs) oder in der Auswahl- und Sortiereinheit (AS) für jeden möglichen Survivor (mSj(K+1)) unter Verwendung sämtlicher Symbolfehler (yj(K+1, h)) vorläufige Kosten (Dj(K+1)) ermittelt werden,
daß von der Auswahl- und Sortiereinheit (AS) von den möglichen Survivoren (mSj(K+1)) die Survivoren mit den kleinsten vorläufigen Kosten (Dj(K+1) als gültige Survivoren (Si(K+1)) ausgewählt werden, die bezüglich der QAM-Symbole vorgegebene Bedingungen erfüllen und die im nächsten Symboltakt (K+1) verarbeitet werden, wobei bei der Auswahl bezüglich der QAM-Symbole vorgegebene Bedingungen berücksichtigt werden. 3. Equalizer according to claim 1 or 2, characterized in that in each Survivor expansion unit (SE1,..., SENs) there is a transmission symbol generator (SA), which per symbol cycle (K) all to the QAM symbol sequence of the returned survivor ( gS₁..., gS Ns ) generates suitable QAM symbols (x j (K + 1)), taking into account the coding state (C i (K)) and a new coding state (C j (K + 1)) for each generated QAM symbol (x j (K + 1)) is generated depending on the convolutional code used,
that for each generated QAM symbol (x j (K + 1)) a possible survivor (mS j (K + 1)) is generated, the coding state (C j (K + 1)) of which is generated by the transmission symbol generator (SA), whose QAM symbol sequence (x j (K + 1)) by appending the generated QAM symbol (x j (K + 1)) to the QAM symbol sequence (x i (K, h)) of the returned survivor (gS i ) arises, whose symbol errors (y j (K + 1, h)) are determined by step-by-step compensation of the values of the autocorrelation function r (i), and whose total costs (U j (K + 1)) are determined by correcting the total costs (U i ( K)) of the returned survivor (gS₁,..., GS Ns ) with a symbol error (y j (K + 1, N)),
that for survivor selection either in the survivor extension units (SE1,..., SENs) or in the selection and sorting unit (AS) for each possible survivor (mS j (K + 1)) using all symbol errors (y j ( K + 1, h)) preliminary costs (D j (K + 1)) are determined,
that from the selection and sorting unit (AS) of the possible survivors (mS j (K + 1)) the survivors with the lowest preliminary costs (D j (K + 1) as valid survivors (S i (K + 1)) can be selected that meet the specified conditions with regard to the QAM symbols and that are processed in the next symbol cycle (K + 1), whereby specified conditions with regard to the QAM symbols are taken into account.
daß die Auswahl- und Sortiereinheit (AS) den Survivor (gS₁ (K+1)) mit den kleinsten vorläufigen Kosten (Dj(K+1)) als den Minimum-Survivor auswählt,
daß die Merkmalsextraktionseinheit (ME) aus der QAM-Symbol folge des Minimum-Survivors neben dem erkannten Symbol (s6) auch ein vorläufiges Symbol (s8) mit zugehörigem Symbolfehler (s9) extrahiert,
daß die vorläufigen Symbole (s8) mit zugehörigem Symbolfehler (s9) einem Phasen- und Frequenzregelkreis (7) zugeführt werden, der ein erstes Ausgangssignal (s10) zur Phasenregelung an die Einrichtung (8) zur Ermittlung und Adaption der Kanalstoßantwort abgibt und ein zweites Ausgangssignal (s11) zur Frequenzkorrektur einem Multi plizierglied (3) zuführt.5. equalizer according to one of claims 1 to 4, characterized in
that the selection and sorting unit (AS) selects the survivor (gS₁ (K + 1)) with the smallest preliminary costs (D j (K + 1)) as the minimum survivor,
that the feature extraction unit (ME) extracts a preliminary symbol (s8) with the associated symbol error (s9) from the QAM symbol sequence of the minimum survivor in addition to the recognized symbol (s6),
that the provisional symbols (s8) with associated symbol error (s9) are fed to a phase and frequency control loop ( 7 ) which emits a first output signal (s10) for phase control to the device ( 8 ) for determining and adapting the channel impulse response and a second output signal (s11) a frequency multiplier feeds a multiplier ( 3 ).
Priority Applications (1)
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Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19873736125 DE3736125C2 (en) | 1987-10-26 | 1987-10-26 | Equalizer for time invariant or slow time variant channels |
Publications (2)
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DE3736125C2 true DE3736125C2 (en) | 1996-05-30 |
Family
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Family Applications (1)
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DE19873736125 Expired - Lifetime DE3736125C2 (en) | 1987-10-26 | 1987-10-26 | Equalizer for time invariant or slow time variant channels |
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