DE60024127T2

DE60024127T2 - Verfahren und empfänger zum weissmachen einer signalstörung in einem kommunikationssystem

Info

Publication number: DE60024127T2
Application number: DE60024127T
Authority: DE
Inventors: Dennis Hui; C. Kambiz ZANGI; Rajaram Ramesh
Original assignee: Ericsson Inc
Current assignee: Ericsson Inc
Priority date: 1999-11-24
Filing date: 2000-09-28
Publication date: 2006-07-06
Anticipated expiration: 2020-09-29
Also published as: EP1232617B1; WO2001039448A1; DE60024127D1; JP4694750B2; ATE310352T1; CN100426806C; EP1232617A1; MY126984A; CN1399835A; AU7733300A; JP2003515972A; US6590932B1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft Kommunikationsverfahren und Einrichtungen und insbesondere Verfahren und Einrichtungen zum Empfangen von Kommunikationssignalen, die Rauschen unterzogen sind wie zum Beispiel jene, die typisch in Drahtloskommunikationssystemen gefunden werden. Drahtloskommunikationssysteme werden allgemein zum Bereitstellen von Sprach- und Datenkommunikationen für Teilnehmer verwendet. Beispielsweise sind Analog-Zellularfunktelefonsysteme wie jene, die AMPS, ETACS, NMT-450 und NMT-900 genannt werden, lange erfolgreich weltweit verwendet worden. Digital-Zellularfunktelefonsyteme wie jene, die konform sind mit dem nordamerikanischen Standard IS-54 und dem europäischen Standard GSM sind im Dienst gewesen seit den frühen Neunzigern. In neuerer Zeit ist eine große Vielfalt von Drahtlosdigitaldiensten, die weithin mit PCS (Personal Communications Services bzw. Persönliche Kommunikationsdienste) bezeichnet werden, eingeführt worden einschließlich fortschrittlicher Digitalzellularsysteme, die konform sind mit den Standards wie IS-136 und IS-95, Niederleistungssysteme wie DECT (Digital Enhanced Cordless Telephone bzw. Digitales Fortschrittliches Schnurlostelefon) und Datenkommunikationsdienste wie zum Beispiel CDPD (Cellular Digital Packet Data bzw. Zellulardigitale Paketdaten). Jene und andere Systeme werden in "The Mobile Communications Handbook" herausgegeben von Gibson und veröffentlicht durch CRC Press (1996) beschrieben.
Drahtloskommunikationssysteme wie Zellularfunktelefonsysteme schließen typischerweise eine Vielzahl von Kommunikationskanälen ein, die zwischen einem ersten Sender-Empfänger (wie zum Beispiel einer Basisstation) und einem zweiten Sender-Empfänger (wie zum Beispiel einem Mobilendgerät) eingerichtet werden können. Die Kommunikationskanäle werden typischerweise Performanceverschlechternden Umgebungsauswirkungen ausgesetzt wie Mehrpfadschwund und Interferenz (Rauschen). Schwundeffekte schließen Absorptionsschwund ein, der durch die Interaktion eines gesendeten Signals (des Hauptstrahls) mit reflektierten Versionen des gesendeten Signals auftreten kann, die gleichzeitig bei einem Empfänger ankommen. Zeitdispersion, eine andere Art von Schwund, kann aus der Interaktion des Hauptstrahls mit zeitverzögerten Reflektionen des Hauptstrahls entstehen. Interferenzeffekte können verursacht werden durch Interaktion von nicht-orthogonalen Signalen, die in dem Signalmedium durch von der gewünschten Sendesignalquelle abweichenden Quelle erzeugt werden. Diese verschiedenen Quellen von Signalstörungen können von einer Vielzahl von Quellen einschließlich thermischem Rauschen, einem Co-Kanalstörer und einem Nachbarkanalstörer stammen. Die meisten Zellularkommunikationsstandards fordern üblicherweise, dass der Empfänger einen minimalen Nachbarkanalschutz (ACP bzw. Adjacent-Channel Protection) erreicht. Unglücklicherweise wird zum Erreichen dieser minimalen Spezifikation häufig ein schmales Empfangsfilter im Empfänger auf Kosten des Verlustes von Co-Kanal-Performance verwendet, die andernfalls mit einem breiteren Empfangsfilter erzielbar wäre.
Die Dynamik-Characteristik bzw. das Dynamikverhalten des Funkkanals präsentiert Schwierigkeiten beim Aufspüren des Kanals, um Decodieren von in dem empfangenen Signal enthaltener Information zu ermöglichen. Häufig werden in Drahtlosmobilfunksystemen bekannte Datenfolgen periodisch in die gesendeten Informationsfolgen eingefügt. Solche Datenfolgen werden allgemein als Synchronisationssequenzen oder Trainingssequenzen bezeichnet und sind üblicherweise zu Beginn oder in der Mitte eines Rahmens von Daten oder eines Bursts von Daten vorgesehen. Kanalschätzung kann unter Verwendung der Synchronisationssequenzen und anderer bekannter Parameter ausgeführt werden zum Schätzen des Einflusses, den der Kanal auf das gesendete Signal hat. Least-Square-Schätzungen bzw. Schätzungen nach dem Prinzip des kleinsten Fehlerquadrates können eine effiziente Art des Schätzens der Kanalimpulsantwort in Anwesenheit additiven Gaußschen (weißen) Rauschens sein. Jedoch, da das Rauschen nicht-weiß wird oder farbig, können diese Techniken weniger effektiv werden.
Zum Extrahieren des gesendeten Signals (oder Symbolen) aus dem Empfangssignal, schließt der Empfänger eines Mobilendgerätes typischer Weise einen Demodulator ein, der ein kohärenter Demodulator wie zum Beispiel ein Maximum-Likelihood-Folgenschätzungs-Demodulator (MLSE-Demodulator (oder Entzerrer)) sein kann. Zum Anpassen der Kanalvariation über jeden Datenburst ist typischer Weise für den Demodulator ein zugeordneter Kanalaufspürer bereitgestellt. Der Kanalaufspürer arbeitet typischer Weise in einem "Entscheidungs-gerichteten" Modus, in dem die Symbolschätzungen verwendet werden zum Aufspüren der Variationen des Kanals. Nach dem Einholen eines Kommunikationssignals durch den Empfänger hält der Kanalaufspürer eine Kanalschätzung aufrecht zum Bereitstellen einer kohärenten Referenz zwischen dem Demodulator und dem empfangenen Signal. Die am allgemeinsten verwendeten Kanalaufspürungsverfahren sind Least-Mean-Square (LMS) basierte bzw. auf dem Verfahren der kleinsten Fehlerquadrate basierte, und Recursive-Least-Square (RLS)-basierte Algorithmen. Siehe beispielsweise "Optimal Tracking of Timevarying Channels: A Frequency Domain Approach for known and new algorithms", IEEE transactions on selected areas in communications, Bd. 13, Nr. 1, Januar 1995, Jingdong Lin, John G. Proakis, Fuyun Ling.
Zu einem gegebenen Zeitpunkt ist die Art der Störung (Co-Kanalinterferenz, Nachbarkanalinterferenz, thermisches Rauschen), die im Empfangssignal dominiert, unbekannt. Die typische Methode ist, den Demodulator oder den Entzerrer im Empfänger unter der Annahme, dass die dominante Störung weiß ist (d.h. unkorreliert in der Zeit), zu entwerfen, in der Hoffnung, dass es hinreichend gut passt, selbst wenn die Störung irgendwie farbig ist.
Beispielsweise betrachte das in 1 dargestellte Empfängermodell. Ein Signal y(t) wird zuerst in einem Analogfilter 105 mit einer Übertragungsfunktion h(t) gefiltert zum Bereitstellen eines Empfangssignals r(t), welches abwärts abgetastet wird zu einem Symbolratenempfangssignal r(n) vor dem Verarbeiten in dem Entzerrer 110 zum Erhalten einer Kanalschätzung s_est(u). Wie hier verwendet, umfasst der Ausdruck "Symbolrate" sowohl die Symbolsenderate als auch Mehrfache davon. Das Symbolraten abwärts abgetastete zeitdiskrete Empfangssignal r(n) gegeben wird durch:
wobei c(i) das zeitdiskrete Band-basierte Kanalmodell L Koeffizienten ist, s die gesendeten Symbole und w(n) ein zeitdiskreter Zufallsprozess, der verursacht wird durch die Signalstörung (diese Sequenz kann entweder farbig oder weiß sein und kann als Rauschen bezeichnet werden).
Zu einer Zeit "n" kann jeder Zustand in dem Gitter eines Maximum-Likelihood-Folgenschätzungsentzerrer (MLSE)-Entzerrer ausgedrückt werden als Sn = [s(n), s(n – 1), ..., s(n – L + 2)].
Bei jedem Zustand des Gitters werden ein überlebender Pfad und eine kumulative Pfadmetrik M(S_n) erhalten für jeden der 8^L–1 Zustände. Auch ist die Verzweigungsmetrik bei jeder Stufe des Gitters:
wobei ŝ die Signalschätzung (Symbol) Schätzung ist und dM(S_n, S_n–1) entsprechend dem Zustandsübergang von einem vorangehenden hypothetisierten Zustand, S_n–1, zu dem momentanen hypothetisierten Zustand, Sn, der berechnet und addiert wird zu der Pfadmetrik M(S_n–1), die dem vorangehenden Zustand zugeordnet ist. Die Pfadmetrik des momentanen Zustands kann dann aktualisiert werden durch Auswählen der minimalen akkumulierten Metriken unter allen Pfaden, die in dem momentan hypnotisierten Zustand, S_n, enden.
Gleichung (2) nimmt implizit an, dass w(n) eine weiße Gaußsche Folge ist (d.h. es wird angenommen, dass w(n)s unkorreliert in der Zeit sind). Jedoch, in vielen praktischen Fällen, bei denen die dominante Störung nicht das thermische Rauschen ist, ist diese Annahme nicht gültig. Selbst wenn die Störung das thermische Rauschen ist, kann w(n) gegebenenfalls nicht weiß sein, wenn das Empfangsfilter 105 h(t) nicht Nyquist ist. In diesem Fall wird jedoch die Autokorrelation von w(n), die gekennzeichnet ist durch ρ_ww(m) typischer Weise festgelegt wird und gefunden werden kann durch: ρww(m) = E[w(n)w·(n – m)] = N0∫h(t)h·(t – mT)dt, (3)wobei N0 = E⌊|n(t)|2⌋.gilt.
Üblicherweise, unter der Voraussetzung, irgendeiner gegebenen farbigen stationären Folge v(n) kann man ein kausales, umkehrbares, lineares und Zeit-invariantes Weißmach-Filter (LTI-Weißmachfilter) entwerfen mit einer Eingangsgröße v(n) und einer Ausgangsgröße z(n), wobei z(n) weiß ist. Da das Weißmachfilter im Allgemeinen kausal und umkehrbar ist, verursacht dieses Filter üblicherweise keinerlei Verlust in der Information. Dieses Weißmachfilter bezieht sich nahe auf den linearen Ein-Schritt-Vorhersager kleinster Fehlerquadrate (Linear Least-Squares One-Step Predictor) von v(n). Speziell zeigt
der lineare Vorhersager kleinster Fehlerquadrate von w(n) basierend auf {w(m) m < n}. Wie in A. Papoulis, Probability, Random Variables, and Stochastic Processor, McGraw-Hill, 1984, beschrieben, ist die Impulsantwort für das Weißmachfilter für v(n) h(n) = –a(n) für n ≥ 1 (5)und h(n) = 1, für n = 0 und h(n) = 0 für n < 0. Daraufhin: z(n) = w(n)·h(n) (6) = w(n) – ŵ(n|n – 1). (7)
Das Orthogonalitätsprinzip linearer Schätzung verwendend kann gezeigt werden, dass z(n) in Gleichung (7) eine weiße (d.h. nicht-korrelierte) Folge ist; demnach ist h(n) das gewünschte Weißmachfilter. Unter Verwendung der Rekursion ist es auch möglich, zu zeigen, dass h(n) bequem umkehrbar ist; demnach ist h(n) eine Minimalphase.
Dieses Verfahren zum Weißmachen der Störungen wird in David Forney, "Maximum-Likelihood Sequence Estimation of Digital Sequences in the Presence of Intersymbol Interference", Info. Theory, 1972, vorgeschlagen. Der Forney-Artikel diskutiert das Aufheben der Wirkung des Rauschverfärbens, das verursacht wird durch angepasste Filter durch Hinzufügen eines Digitalen-Rauschen-Weißmachfilters zwischen dem Abtaster und dem Entzerrer (einem MLSE-Entzerrer mit Euklidischer Metrik). Die gewünschte Impulsantwort des Weißmachfilters kann unter Verwendung der Autokorrelationsfunktion von w(n) (i.e. ρww(m) = E{w(n)w·(n – m)})berechnet werden.
Die obige Methode kann funktionieren, wenn die Eingangssignalstörung weiß ist (beispielsweise thermisches Rauschen) , wie, in diesem Fall, ρ_ww(m) = E{w(n)w·(n – m) ist üblicherweise festgelegt und aus Gleichung (3) für jede Verzögerung m bekannt. Jedoch, wenn die Störung dominiert wird durch Co-Kanal- oder Nachbarkanal-Interferenz, wird geglaubt, dass die Autokorrelation von w(n) geschätzt werden müsste für alle Verzögerungen, um {a(i)} in geeigneter Weise zu berechnen. Zusätzlich wird der wirksame Basisbandkanal, der von dem Entzerrer gesehen wird, allgemein aus der Faltung des Weißmachfilters und dem Ursprungskanal bestehen. Demnach kann der Entzerrer einen viel längeren Kanal entzerren müssen, was möglicherweise einen komplexeren Entzerrer erfordert.
US-Patent Nr. 5,031,195 beschreibt einen adaptiven Modemempfänger unter Verwendung von weißmachenden angepassten Filtern, indem die Filterkoeffizienten aktualisiert werden können für einige Empfangen-Symbole basierend auf einem unter Verwendung geschätzter Ausgangsgrößen von einem Decoder für zuvor empfangene Symbole erzeugten Fehlersignal. US-Patent Nr. 5,905,743 beschreibt sequentielles Minimum-Likelihood-Schätzen von Kommunikationssignalen unter Verwendung von einer Weißmachungspfadmetrik in einer Weißmachungsfolgen-Maximum-Likelihood-Schätzschaltung.
RESÜMEE DER ERFINDUNG
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden ein Verfahren gemäß Anspruch 1 und eine Empfangseinrichtung gemäß Anspruch 23 bereitgestellt, die die Gesamtleistung einer Signalstörung durch Weißmachen der Signalstörung reduzieren können. Gemäß einem Aspekt ist ein finites Impulsantwortfilter (FIR) vorgesehen, welches die Signalstörung weiß macht durch Filtern eines abwärts abgetasteten Empfangssignals unter Verwendung von Filterkoeffizienten, die adaptiv eingerichtet sind unter Verwendung bekannter Information in jedem Signal-Burst des Empfangssignals. Alternativ wird ein Rausch-Weißmach-Entzerrer verwendet mit einer multiplizierten Metrik, die die Signalstörung wieder weiß macht unter Verwendung von adaptiv eingerichteten Koeffizienten unter Verwendung bekannter Signalinformation in jedem Signal-Burst des Empfangssignals. Die Rausch-Weißmach-Entzerrermethode ermöglicht ferner das Aktualisieren der Rausch-Weißmach-Koeffizienten durch Behandeln von Symbolschätzungen von dem Entzerrer als bekannte Signalinformation zum Erzeugen aktualisierter Rausch-Weißmach-Koeffizienten. Ein neuer, einen modifizierten Euklidischen Metrik-Entzerrer enthaltenden Empfänger zum Bereitstellen von Rausch-Weißmachung wird ebenfalls vorgeschlagen.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren bereitgestellt zum adaptiven Weißmachen einer Signalstörung in einem Kommunikationssignal. Das Kommunikationssignal, das die Signalstörung einschließt, wird empfangen und Koeffizienten werden bestimmt für das Weißmachen der Signalstörung unter Verwendung bekannter Signalinformation von dem empfangenen Signal. Eine Schätzung des Sendesignals (oder der Symbole), die hier als "Signalschätzung" oder "Symbolschätzung" bezeichnet werden, wird erzeugt für das Empfangssignal unter Verwendung der vorbestimmten Koeffizienten. Das Kommunikationssignal kann eine Vielzahl von Signal-Bursts einschließen, die die bekannteste Signalinformation erhalten, welche erreicht wird. Die Schritte des Empfangens, Bestimmens und Erzeugens werden für mindestens zwei der Vielzahl von Signal-Bursts wiederholt. Demgemäss werden die bestimmten Koeffizienten für jeden Burst aktualisiert und dann durch den Entzerrer verwendet zum Erzeugen der Signalschätzungen für den empfangenen Burst, der verwendet worden ist zum Bestimmen (Aktualisieren) der Koeffizienten.
In einer ferneren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Signalschätzung das Erzeugen durch Verarbeiten des empfangenen Signals über ein Weißmach-Filter mit einer ausgewählten Anzahl von Anzapfungen, die den bestimmten Koeffizienten zugeordnet sind, und Verarbeiten des empfangenen gefilterten Signals durch einen Entzerrer zum Erzeugen einer Signalschätzung für das empfangene Signal. Das Kommunikationssignal wird vorzugsweise abwärts abgetastet zu einer Symbolrate des Kommunikationssignals vor den Filtern. In einer Ausführungsform wird das empfangene Signal durch ein Weißmach-Filter mit M+1 Anzapfungen verarbeitet, wobei M eine ausgewählte ganze Zahl ist, und wobei die bestimmten Koeffizienten des Weißmach-Filters sind, welche basierend auf dem linearen Vorhersager der M-ten Ordnung der Signalstörung sind. Die Koeffizienten des Weißmach-Filters können über eine Trainingssequenz in dem Empfangssignal bestimmt werden.
In einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden die Koeffizienten zum Weißmachen der Signalstörung dadurch bestimmt, dass zuerst eine Vielzahl von Kanalanzapfungen des Entzerrers bestimmt werden und die Signalstörung basierend auf den bestimmten Kanalanzapfungen und Abtastwerten des empfangenen Signals bestimmt wird. Eine Autokorrelation der Signalstörung Autokorrelation der Signalstörung wird für eine Vielzahl von Verzögerungen bestimmt und die Koeffizienten des Weißmachfilters werden basierend auf der bestimmten Autokorrelation der Signalstörung eingerichtet. Das Weißmachfilter kann ein Minimumphasenfilter sein. Das Weißmachfilter kann auch normiert sein mit einfacher Skalierung. Der Entzerrer kann eine Euklidische Metrik verwenden.
In einer ferneren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Signalschätzung für das Empfangssignal erzeugt durch Verarbeiten des Empfangssignals in einem Rausch-Weißmachentzerrer zum Erzeugen einer Signalschätzung für das Empfangssignal. Metriken des Rausch-Weißmachentzerrers werden modifiziert zum Umwandeln der Signalstörung in eine Signalstörung mit im Wesentlichen weißem Rauschen. Eine Schätzung der Signalstörung kann beibehalten werden für eine Vielzahl von Zuständen in einem Decodiergitter des Rausch-Weißmachentzerrers.
In noch einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden die Koeffizienten für das Weißmachen der Signalstörung dadurch bestimmt, dass zuerst eine Vielzahl von Kanalanzapfungen des Rausch-Weißmachentzerrers bestimmt werden und die Signalstörung basierend auf den bestimmten Kanalanzapfungen und den Abtastwerten des Empfangssignals bestimmt werden. Eine Autokorrelation der Signalstörung wird bestimmt für eine Vielzahl von Verzögerungen zum Bereitstellen eines Modells für die Farbe der Signalstörung. Das Empfangssignal wird durch einen Rausch-Weißmachentzerrer verarbeitet mit einem basierend auf dem Modell für die Farbe der Signalstörung bestimmten Koeffizienten zum Erzeugen einer Signalschätzung für das Empfangssignal. Der Rausch-Weißmachentzerrer kann ein Ungerbock-Maximum-Maximum-Likelihood-Folgenschätzungs-Entzerrer bzw. MLSE-Entzerrer sein.
In einer ferneren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden die bestimmten Koeffizienten basierend auf der Signalschätzung von dem Rausch-Weißmachentzerrer aktualisiert. Die Aktualisierung kann durch Behandeln der Signalschätzung von dem Rausch-Weißmachentzerrer als bekannte Signalinformation erhalten werden.
In einem ferneren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Weißmachen einer Signalstörung in einem Empfangssignal bereitgestellt. Das Empfangssignal, wobei r(n) das Empfangssignal in einer n-ten Symbolperiode ist, wird verarbeitet durch einen modifizierten Euklidischen Metrik-Entzerrer unter Verwendung von durch die Gleichung
definierten Metriken, wobei c(i) eine Kanalschätzung ist, ŝ(n – i) eine Symbolschätzung ist, L eine Anzahl an Koeffizienten in der Kanalschätzung (oder dem Modell) ist, und ŵ(n|n – 1) ein Ein-Schritt-Vorwärts-Vorhersager der Signalstörung bei dem n-ten Symbol ist, welcher auf geschätzten Eigenschaften bzw. Kennlinien der Signalstörung beruht zum Erzeugen einer Signalschätzung für das Empfangssignal.
In einem Geräteaspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Empfängereinrichtung bereitgestellt, die einen Empfänger einschließt, der Drahtloskommunikationssignale einschließlich einer Signalstörung empfängt, die empfangenen Signale abwärts abtastet auf eine Symbolrate der Kommunikationssignale zum Bereitstellen empfangener Signalabtastwerte. Die Empfangseinrichtung schließt auch ein Rausch-Weißmachfilter ein, das die Empfangssignalabtastwerte filtert, wobei das Rausch-Weißmachfilter Filterkoeffizienten hat. Ein Entzerrer erzeugt Symbolschätzungen aus den gefilterten Empfangssignalabtastwerten. Die Empfangseinrichtung schließt auch eine Filterkoeffizientenschätzschaltung ein, die die Filterkoeffizienten basierend auf bekannter Signalinformation von den empfangenen Signalen erzeugt.
In einer ferneren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Empfängereinrichtung bereitgestellt einschließlich eines Empfängers, der Drahtloskommunikationssignale einschließlich einer Signalstörung empfängt und die empfangenen Signale auf eine Symbolrate abwärts abtastet zum Bereitstellen von Empfangssignalabtastwerten. Die Empfängereinrichtung schließt ferner einen Rausch-Weißmachentzerrer mit einer zugeordneten Metrik ein, der eine Signalschätzung für das Empfangssignal erzeugt und eine Metrikschaltung, die die Metrik basierend auf bekannter Signalinformation von den empfangenen Signalen abstimmt. Die Metrik-Schaltung gibt vorzugsweise ein Modell der Signalstörung an den Rausch-Weißmachentzerrer aus und die zugeordnete Metrik basiert auf dem Modell der Signalstörung.
In noch einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Empfängereinrichtung bereitgestellt einschließlich eines Empfängers, der Drahtloskommunikationssignale einschließlich einer Signalstörung empfängt und die empfangenen Signale auf eine Symbolrate der Kommunikationssignale abwärts abtastet zum Bereitstellen von Empfangssignalabtastwerten, wobei r(n) ein Empfangssignalabtastwert bei der n-ten Symbolperiode ist. Die Empfängereinrichtung schließt ferner einen modifizierten Euklidischen Metrik-Entzerrer ein unter Verwendung von durch die Gleichung
definierten Metriken, wobei c(i) eine Kanalschätzung ist, ŝ(n – i) eine Symbolschätzung ist, L eine Anzahl an Koeffizienten im Kanalschätzer (oder Modell) ist, und ŵ(n|n – 1) ein Ein-Schritt-Voraus-Vorhersager der Signalstörung bei dem n-ten Symbol ist, welcher auf einer geschätzten Eigenschaft bzw. Kennlinie der Signalstörung beruht zum Erzeugen einer Signalschätzung für das Empfangssignal.
Wie ferner für Fachleute erkennbar sein wird, kann die vorliegende Erfindung, während sie oben primär unter Bezugnahme auf Verfahrensaspekte beschrieben worden ist, auch als System umgesetzt werden.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Es zeigt:
1 ein schematisches Blockdiagramm zum Erläutern eines konventionellen Empfängers;
2 ein schematisches Blockdiagramm zum Erläutern einer Empfangseinrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
3 ein schematisches Blockdiagramm zum Erläutern einer Empfangseinrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
4 ein Ablaufdiagramm zum Erläutern der Betriebsabläufe für eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
5 ein Ablaufdiagramm zum Erläutern von Betriebsabläufen zum Schätzen von Koeffizienten in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung wird nachstehend nun vollständiger unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung gezeigt sind. Diese Erfindung kann jedoch auf viele verschiedene Arten umgesetzt werden und sollte nicht als auf die hier dargelegten Ausführungsformen beschränkt ausgelegt werden; vielmehr werden diese Ausführungsformen bereitgestellt, so dass diese Offenbarung vollständig und umfassend wird und den Schutzbereich der Erfindung Fachleuten vollständig vermitteln wird. Wie Fachleute erkennen werden, kann die vorliegende Erfindung als Verfahren oder Einrichtung umgesetzt werden. Demgemäss kann die vorliegende Erfindung die Form einer Hardwareausführungsform annehmen, eine Softwareausführungsform oder einer Ausführungsform, die Software- und Hardwareaspekte kombiniert.
Die vorliegende Erfindung wird nun ferner unter Bezugnahme auf die Blockdiagrammdarstellung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in 2 beschrieben. Wie in 2 gezeigt, wird ein Signal s(t) über einen Kanal 205 mit einer Kanaleigenschaft bzw. Kennlinie c(t), wie zum Beispiel einen Drahtloszellular-Funktelefonkommunikationskanal gesendet. Das gesendete Signal einschließlich vom Kanal eingefügte Effekte wird als ein Signal r(t) am Empfänger/RF-Prozessor 210 empfangen, der einen Eingangsempfänger für eine Empfangseinrichtung 215 darstellt in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der Empfänger 210 empfängt die Drahtloskommunikationssignale r(t), die eine Signalstörung einschließen wie zum Beispiel ein Interferenzsignal von einem Nachbarkanalstörer oder einem Co-Kanal-Störer. Der Empfänger 210 tastet ferner die empfangenen Signale auf eine Symbolrate der Kommunikationssignale abwärts ab zum Bereitstellen eines Empfangssignals r(n).
Die Empfängereinrichtung 215 schließt ferner ein Weißmachfilter 220 ein, dass das Empfangssignal r(n) abtastet. Das Rausch-Weißmachfilter 220 hat eine zugeordnete Impulsantwort h_m(n) mit einer zugeordneten Matrix von Filterkoeffizienten. Eine Filterkoeffizientenschätzschaltung 225 erzeugt die Filterkoeffizienten für das Weißmachfilter 220 basierend auf bekannter Signalinformation von den empfangenen Signalen. Demgemäss werden die empfangenen Signalabtastwerte r(n) durch den Empfänger 210 sowohl für das Weißmachfilter 220 als auch die Schätzschaltung 225 bereitgestellt.
Die Schätzschaltung 225 in der dargestellten Ausführungsform der 2 erhält die bekannte Signalinformation von einem Steuerprozessor-/Speicher 235 der Empfängereinrichtung 215. Beispielsweise kann der Prozessor-/Speicher 235 Kenntnis definierter Bitmuster für eine in einem Signalburst enthaltenen Trainingssequenz haben für über den Kanal 205 empfangene Signale, wie durch das für die Kommunikationssignale verwendete Kommunikationsprotokoll definiert. Der Entzerrer 230 erzeugt Symbolschätzungen aus den gefilterten Empfangssignalabtastwerten, die von dem Weißmachfilter 220 ausgegeben werden.
Das Weißmachfilter 220 kann gegebenenfalls eine ausgewählte begrenzte Anzahl an Anzapfungen haben, wobei jede Anzapfung einem der Filterkoeffizienten zugeordnet ist, die von der Schutzschaltung 225 bereitgestellt werden. Beispielsweise kann das Weißmachfilter 220 gegebenenfalls (M+1)-Anzapfungen haben, wobei M eine ausgewählte begrenzte ganze Zahl ist und wobei die Filterkoeffizienten auf dem linearen Vorhersager M-ter Ordnung der Signalstörung basieren. Zusätzlich kann die Anzahl an Anzapfungen M auch bereitgestellt werden durch die Schätzschaltung. Beispielsweise kann die Anzahl der Koeffizienten M gegebenenfalls graduell zunehmend sein. Wenn das inkrementale Reduzieren der Interferenzleistung bzw. Rauschleistung größer ist als ein vorbestimmtes Kriterium, dann kann M gegebenenfalls beispielsweise um Eins erhöht werden. Dieser adaptive Prozess kann wiederholt werden, bis das inkrementale Reduzieren der Rauschleistung geringer ist als ein Schwellwertkriterium, oder bis irgendein spezifiziertes maximales M erreicht wird. Das Weißmachfilter 220 kann auch ein Minimumphasenfilter sein wie zum Beispiel ein normiertes (monic) Filter mit einfacher Skalierung. Der Entzerrer 230 kann gegebenenfalls ein Entzerrer sein, der eine Euklidische Metrik verwendet.
Das Weißmachfilter 220 ist vorzugsweise mit einer Beschränkung in der Anzahl der Anzapfungen entworfen (d.h., eine finite Impulsantwort). Speziell kann ein (M+1)-Anzapfungsweißmachfilter für w(n) vorgesehen sein, wie: hM(n) = –aM(n) for 1 ≤ n ≤ M (8)wobei h_M(n) = 1 gilt für n = 0 und h_M(n) = 0 für n > M und für n < 0 und, wobei a_M(k)s die Koeffizienten der M-ten Ordnung eines Ein-Schritt-Voraus-Linearvorhersagers von w(n) basierend auf {w(m):m – M ≤ m < n} ist; d.h.:
Beachte, dass die Koeffizienten {a_M(k)} M / k=1 sich unterscheiden von den ersten Anzapfungen von {a(k)}s. Jedoch kann auch {a_M(k)} M / k=1 erhalten werden aus der Autokorrelation von w(n). Speziell, wenn TM eine (M × M)-Hermitische Toeplitz-Autokorrelationsmatrix von w(n) ist:
wobei, wenn r = |ρww(1), ρww(2), ..., ρww(M)]1,gilt, dann die Koeffizienten des linearen Vorhersagers M-ter Ordnung, a_M = (a_M(1), a_M(2), ..., a_M(M))^T gefunden werden können durch Lösen des Systems der linearen Gleichung: TMaM = r (11)
Der Levinson-Durbin-Algorithmus kann verwendet werden zum effektiven Lösen der Gleichung (11).
Die Autokorrelation des Rauschens, {ρww(m)}Mm=0 kann abgeschätzt werden über die Trainingsfolge jedes Bursts des Empfangssignals entsprechend:
wobei N die Anzahl an Symbolen in der Trainingsfolge kennzeichnet und * die Konjugiert-Komplexe kennzeichnet, und wobei nach der Kanalschätzung eine Schätzung der Rauschfolge w(k) entsprechend berechnet werden kann.
Durch Begrenzen der Anzahl der Anzapfungen in dem Weißmachfilter 220 kann ein Kompromiss erreicht werden zwischen der Wirkung des Rauschfärbens und der Wirkung des Verlängerns des effektiven Kanals. Darüber hinaus müssen weniger Parameter abgeschätzt werden, da die Berechnung {a_M(k)} M / k=1 nur die Autokorrelation von w(n) bei den Verzögerungen (0, 1, ..., M) erfordert.
Nun wird Bezug genommen auf das schematische Blockdiagramm, das in 3 gezeigt ist, eine fernere Ausführungsform einer Empfängereinrichtung 315 zum adaptiven Weißmachen einer Signalstörung, welche die Durchschnittsleistung einer Signalstörung in einem Kommunikationssignal reduzieren kann gemäß der vorliegenden Erfindung wird nun beschrieben. Wie in der Ausführungsform der 3 gezeigt, wird das Drahtloskommunikationssignal s(t) über einen Kanal 205 mit einer Kanaleigenschaft bzw. Kennlinie c(t) zu der Empfängereinrichtung 315 übertragen und wird von dem Empfänger-/HF-Prozessor 310 als Empfangssignal r(t) empfangen. Der Empfänger 310 führt eine Abwärtsabtastung des Empfangssignals r(t) zu einer Symbolrate des Kommunikationssignals aus zum Bereitstellen der empfangenen Signalabtastwerte r(n). Die Empfängereinrichtung 315 schließt ferner einen Rausch-Weißmachentzerrer 330 ein, der eine zugeordnete Metrik hat, die eine Signalschätzung für das empfangene Signal erzeugt.
Die Metrik-Abschätzschaltung 325 stimmt die Metrik des Rausch-Weißmachentzerrers 330 basierend auf bekannter Signalinformation von den empfangenen Signalen r(n) ab. Wie bei der in 2 beschriebenen Ausführungsform kann die bekannte Signalinformation gegebenenfalls der Schätzschaltung 325 durch einen Prozessor/Speicher 335 bereitgestellt werden. Beispielsweise kann eine Trainingssequenz bekannter Bits, die in einem Signal-Burst wie durch das für das Kommunikationssignal s(t) verwendete Protokoll definiert, einem Prozessor bekannt sein oder in einem Speicher der Empfangseinrichtung 315 gespeichert sein. Die Metrikschätzschaltung 225 gibt ein Modell der Signalstörung an den Rausch-Weißmachentzerrer 330 aus, das verwendet wird durch die zugeordnete Metrik des Rausch-Weißmachentzerrers 330. Es muss ferner verstanden werden, dass die Entzerrer 230, 330 gegebenenfalls teilweise Betriebsabläufe der jeweiligen Schätzschaltungen 225, 335 unterstützen können sowie Signalschätzungen bereitstellen können.
In der Ausführungsform der 3 kann das Weißmachfilter h_M(n) gegebenenfalls effektiv in die Metrikberechnung des MLSE einbezogen sein für den Rausch-Weißmachentzerrer 330. Der Rausch-Weißmachentzerrer 330 kann gegebenenfalls beispielsweise ein Ungerboeck-MLSE-Entzerrer sein oder der Rausch-Weißmachentzerrer mit einer modifizierten Metrik, wie unten beschrieben. Zur Erleichterung der Erläuterung dieser Ausführungsform sei vorweg angenommen, dass zum Zeitpunkt "n" die vergangenen Abtastwerte der Rauschfolge exakt bekannt sind (d.h., angenommen, dass zum Zeitpunkt n bekannt ist {w(m)} n–1 / m=0).
Zudem sei angenommen, dass der Ein-Schritt-Voraus-Vorhersager M-ter Ordnung für w(n) Koeffizienten a(k)s hat, die wieder bekannt sind. In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Euklidische Metrik (2) folgendermaßen modifiziert:

wobei: r'(n) = r(n) – ŵ(n|n – 1) (14)
wobei: z'(n) = (w(n) – ŵ(n|n – 1)) (17A)und
und z'(n) ist nun eine weiße (oder nahezu weiße) Folge bzw. Sequenz. Aus Gleichung (16) kann ersehen werden, dass die modifizierte Metrik auf einem Empfangssignal, r'(n), arbeitet, welches eine weiße Rauschfolge, z'(n) enthält. Daher kann der Rausch-Weißmachentzerrer 330 mit der modifizierten Metrik in einem verbesserten Empfänger resultieren durch Reduzieren der Durchschnittsleistung einer Signalstörung.
Sicherlich ist in einem tatsächlichen Entzerrer zum Zeitpunkt n, {w(m)} n–1 / m=0 im Allgemeinen nicht bekannt; daher wird w(n–1) ersetzt durch seine Schätzung, die erhalten wird aus der Streckenhistorie des vorangegangen Zustandes S_n–1. Dies impliziert, das für jeden Endzustand in dem Gitter ein M-Punktfenster von geschätzten w(n)'s, die gegeben ist durch
vorzugsweise gespeichert ist. Mit anderen Worten, eine Schätzung der Signalstörung für eine Vielzahl von Zuständen in einem Decodiergitter des Rausch-Weißmachentzerrers 330 wird aufrecht erhalten.
Es kann gezeigt werden, dass ein solcher Rausch-Weißmachentzerrer mit modifizierten Verzweigungsmetriken (13) eine ähnliche Performance liefert verglichen mit einem gewöhnlichen Entzerrer mit einer Euklidischen Metrik basierend auf einem längeren Kanal c(n)·h_M(n), dem ein Rausch-Weißmachfilter h_M(n) vorgeschaltet ist. Das Implementieren eines expliziten Weißmachfilters h_M(n) zwischen dem Abtaster und dem Entzerrer, wie in der Ausführungsform der 2, kann in einer weniger komplexen Struktur resultieren als die Ausführungsform der 3, in welcher das Rausch-Weißmachen in den Metriken vorgenommen wird. Jedoch kann das Ausführen des Rausch-Weißmachens in den Metriken eine flexiblere Struktur bereitstellen, wobei die Vorhersagekoeffizienten {a_M(i)} adaptiv aktualisiert werden können in einer Symbol-für-Symbol-Weise während des Entzerrens durch Behandeln der von dem Entzerrer 330 erzeugten Symbolschätzungen als bekannte Signalinformation. Zudem können in einem Hochleistungsentzerrer, bei dem ein Pro-Überlebenden-Kanalaufspürer verwendet werden, die Vorhersagekoeffizienten {a_M(i)} auch unterschiedlich aktualisiert werden für unterschiedliche überlebende Pfade.
Wie für Fachleute ersichtlich sein wird, können die oben beschriebenen Aspekte der vorliegenden Erfindung in 2 und 3 durch Hardware, Software oder eine Kombination davon bereitgestellt werden. Beispielsweise können, während verschiedene Komponenten der Empfängereinrichtung 315 in 3 teilweise als diskrete Elemente dargestellt worden sind, diese in der Praxis auch implementiert werden durch einen Mikrocontroller, der Eingangs- und Ausgangsports einschließt und durch ablaufenden Softwarecode, durch kundenspezifische oder Hybrid-Chips, durch diskrete Komponenten oder durch eine Kombination des vorher Gesagten. Beispielsweise können der Rausch-Weißmachentzerrer 33 und die Metrikschätzschaltung 325 teilweise als auf einem Prozessor ausgeführten Code implementiert werden. Betriebsabläufe der vorliegenden Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die Ablaufdiagrammdarstellungen der 4 und 5 erläutert. Es wird verstanden werden, dass jeder Block der Ablaufdarstellungen und der Blockdiagrammdarstellung der 2 und 3 und Kombinationen von Blöcken in den Ablaufdiagramm-Darstellungen und den Blockdiagramm-Darstellungen der 2 und 3 durch Computerprogramm-Anweisungen implementiert werden können. Diese Programmanweisungen können in einem Prozessor bereitgestellt werden zum Erzeugen einer Maschine derart, dass die Anweisungen, die auf dem Prozessor ausgeführt werden, eine Vorrichtung bilden zum Implementieren der in dem Ablaufdiagramm und dem Blockdiagrammblock oder den Blöcken spezifizierten Funktionen. Die Computerprogrammanweisungen können von einem Prozessor ausgeführt werden zum Veranlassen einer Reihe von Betriebsablaufschritten, die durch den Prozessor auszuführen sind zum Erzeugen eines Computerimplementierten Prozesses derart, dass die Anweisungen, die der Prozessor ausführt, Schritte bereitstellen zum Implementieren der in dem Ablaufdiagramm- und dem Blockdiagrammblock oder Blöcken spezifizierten Funktionen.
Demgemäss unterstützen Blöcke der Ablaufdiagrammdarstellungen und der Blockdiagramme Kombinationen von Vorrichtungen zum Ausführen der spezifizierten Funktionen, Kombinationen von Schritten zum Ausführen der spezifizierten Funktionen und Programmanweisungsvorrichtungen zum Durchführen der spezifizierten Funktionen. Es wird auch verstanden werden, dass jeder der Ablaufdiagrammdarstellungen und Blockdiagramme und Kombinationen der Blöcke in den Ablaufdiagrammen und Blockdiagrammen implementiert werden können durch Spezialhardware-basierte Systeme, die die spezifizierten Funktionen oder Schritte ausführen, oder durch Kombinationen von Spezialhardware und Computeranweisungen.
Wie in 4 gezeigt, beginnen die Anweisungen bei Block 400, wenn ein eine Signalstörung einschließendes Kommunikationssignal empfangen wird. Speziell ist die in 4 dargestellte Ausführungsform auf ein Kommunikationssystem gerichtet, in welchem das Kommunikationssignal einer Vielzahl von Signal-Bursts einschließt, die die bekannte Signalinformation enthalten wie zum Beispiel eine Trainings-Sequenz, innerhalb einem oder mehreren der Signal-Bursts. In diesem Fall beziehen die Betriebsabläufe bei Block 500 den Empfang eines der Vielzahl von Signal-Bursts ein zum Bereitstellen eines empfangenen Signals. Das empfangene Signal wird abwärts abgetastet auf die Symbolrate des Kommunikationssignals (Block 405). Koeffizienten zum Weißmachen der Signalstörung werden dann unter Verwendung der bekannten Signalinformation aus dem empfangenden Signal-Burst bestimmt (Block 410). Beispielsweise kann der Betrieb bei Block 410 das Bestimmen der Koeffizienten des Weißmachfilters 220 über eine Trainingsfolge in dem empfangenen Signal einschließen.
In der dargestellten Ausführungsform der 4 wird, nachdem die Koeffizienten bestimmt worden sind, das empfangene Signal durch ein Weißmachfilter mit einer ausgewählten Anzahl an Anzapfungen verarbeitet, die den entsprechenden Koeffizienten zugeordnet sind (Block 415). Das gefilterte Empfangssignal kann dann durch einen Entzerrer verarbeitet werden zum Erzeugen einer Signalschätzung für das empfangene Signal (Block 420). In einer Ausführungsform hat das Weißmachfilter M+1 Anzapfungen, wobei M eine ausgewählte ganze Zahl ist und wobei die bestimmten Koeffizienten Koeffizienten des Weißmachfilters sind, die die auf dem linearen Vorhersager M-ten Ordnung der Signalstörung basieren. Alternativ kann der Betriebsablauf bei Block 415 modifizierte Metriken des Rausch-Weißmachentzerrers 330 einschließen zum Umwandeln der Signalstörung von im Wesentlichen weißem Rauschen.
Betriebsabläufe, die sich auf die Koeffizienten zum Weißmachen der Signalstörung unter bekannter Signalinformation von dem empfangenen Signal für den Block 410 beziehen, werden nun ferner unter Bezugnahme auf 5 beschrieben. Wie in der Ablaufdiagrammdarstellung der 5 gezeigt, beginnen Betriebsabläufe beim Block 500 durch Bestimmen einer Vielzahl von Kanalanzapfungen für den Entzerrer. Die Signalstörung wird dann basierend auf den bestimmten Kanalanzapfungen bestimmt und Abtastwerten des empfangenen Signals (Block 505). Eine Autokorrelation der Signalstörung für eine Vielzahl von Verzögerungen wird dann bestimmt (Block 510). Letztendlich werden Koeffizienten des Weißmachfilters eingerichtet basierend auf der bestimmten Autokorrelation der Signalstörung (Block 515). Das Weißmachfilter kann ein normiertes Weißmachfilter sein mit Signalskalierungsminimalphasenfilter und der Entzerrer kann eine Euklidische Metrik verwenden.
Für die Empfängereinrichtung 315, die in der Ausführungsform der 3 dargestellt ist, können Betriebsabläufe bei Block 510 das Bestimmen einer Autokorrelation der Signalstörung für eine Vielzahl von Verzögerungen umfassen zum Bereitstellen eines Modells für die Farbe der Signalstörung. Betriebsabläufe beim Block 515 können dann das Verarbeiten des empfangenen Signals durch einen Rausch-Weißmachentzerrer basierend auf dem Modell der Farbe der Signalstörung bestimmten Koeffizienten umfassen zum Erzeugen einer Signalschätzung für das empfangene Signal. In dieser Ausführungsform kann der Rausch-Weißmachentzerrer einen Ungerboek-Maximum-Likelihood-Folgenschätz-Entzerrer bzw. Ungerboeck-MLSE-Entzerrer einschließen.
Wie in Gleichung (1) oben gezeigt, kann das komplexwertige Signal r(n) des empfangenen Basisbandes ausgedrückt werden als:
wobei c(i)s die Koeffizienten des Basisbandkanals sind, und w(n) ein Diskret-Zeit-Zufallsprozess ist, der das Störsignal repräsentiert. w(n) kann irgendeine Mischung thermischen Rauschens des Empfängers, des Pro-Kanal-Störers und des Nachbarkanal-Störers sein. In einem typischen Kommunikationssystem enthält jeder gesendete Burst eine Anzahl bekannter Symbole. Lass uns diese Symbole bezeichnen durch {s(n)} n0+L–1 / n–n0 Demgemäss können Betriebsabläufe zum Schätzen eines empfangenen Symbols gemäß einer Vielzahl von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung auch folgendermaßen beschrieben werden:

1. Schätzen der Kanalanzapfungen. Nenne die geschätzten Kanalanzapfungen ĉ(i)s.
2. Verwenden der geschätzten Kanalanzapfungen ĉ(i)s von Schritt (1) und Verwenden der bekannten gesendeten Symbole, {s(n)} n0+L–1 / n–n0, Erhalten einer Schätzung der Signalstörung wie folgt:
3. Basierend auf dem im Schritt (2) erhaltenen w(n), Schätzen der Autokorrelation und/oder des Leistungsspektrums der Störung für verschiedene Verzögerungen. Nenne diese geschätzte Autokorrelation bei der Verzögerung τ:ρ ^_ww(τ). Dies wird ein Modell sein für die Farbe der Störung:
4. Verwenden der geschätzten Autokorrelation der Störung ρ ^_ww(τ) zum Entwerfen eines Weißmachfilters für die Störung (nenne dieses Weißmachfilter h(n)). Beachte, dass h(n) als Minimum-Phase angesehen wird und normiert sein kann mit einer einfachen Skalierung.
5. Für eine Ausführungsform wie die in 2 gezeigte, wird das Signal r(n) gefiltert mit dem Weißmachfilter 220 h(n) zum Erhalten von z(n). Als Nächstes wird z(n) in den Entzerrer 230 eingespeist, der optimiert wird für weiße Störung (z.B. MLSE-Entzerrer mit Euklidischer Metrik, Entscheidungs-Rückmeldungsfolgenschätzungsentzerrer bzw. DFSE-Entzerrer Euklidischer Metrik etc.). Der Entzerrer 230 stellt eine Schätzung der gesendeten Symbole s(n)s bereit.
6. Für eine Ausführungsform wie die in 3 gezeigte, wird das Signal r(n) entzerrt unter Verwendung eines Entzerrers 330, der imstande ist, nicht-weiße Störung zu handhaben. Ein solcher Entzerrer erfordert üblicherweise Kenntnis der Farbe der Störung und diese Kenntnis kann dem Entzerrer 330 basierend auf dem Modell der Störung bereitgestellt werden, das im Schritt (3) erhalten wird. Ein Beispiel für einen solchen Entzerrer ist ein Ungerboeck-MLSE-Entzerrer oder der oben beschriebene modifizierte Euklidische Entzerrer.

Die vorliegende Erfindung ist oben primär unter Bezugnahme auf MLSE-Entzerrer beschrieben worden. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht derart eingeschränkt und kann auch angewendet werden auf andere Arten von Entzerrern, beispielsweise DFSE-Entzerrer.
In den Zeichnungen und der Spezifikation sind typische bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung offenbart worden und obwohl spezifische Begriffe verwendet worden sind, werden sie nur in einem generischen und beschreibenden Sinne verwendet und nicht zum Zwecke der Beschränkung, da der Schutzbereich der Erfindung in den folgenden Ansprüchen festgelegt ist.

Claims

Verfahren zum adaptiven Weißmachen einer Signalstörung in einem Kommunikationssignal, wobei ein Signal-Burst des Kommunikationssignals empfangen wird (400), wobei der Signal-Burst bekannte Signalinformation einschließt, unbekannte Signalinformation und die Signalstörung, wobei das Verfahren gekennzeichnet ist durch die folgenden Schritte für jeden empfangenen, bekannte Signalinformation umfassenden Burst: Bestimmen von Koeffizienten (410) zum Weißmachen der Signalstörung unter Verwendung der bekannten Signalinformation von dem empfangenen Signal-Burst; und Erzeugen einer Signalschätzung für den empfangenen Signal-Burst unter Verwendung des bestimmten Koeffizienten, wobei der Schritt des Bestimmens von Weißmachkoeffizienten vor dem Schritt des Erzeugens einer Signalschätzung ausgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Kommunikationssignal eine Vielzahl von Signal-Bursts umfasst, die die bekannte Signalinformation enthalten, und wobei die Schritte des Empfangens, Bestimmens und Erzeugens wiederholt werden für mindestens zwei der Vielzahl von Signal-Bursts.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Erzeugens einer Signalschätzung für den empfangenen Signal-Burst unter Verwendung der bestimmten Koeffizienten die Schritte umfasst: Verarbeiten (415) des empfangenen Signal-Bursts durch ein Weißmachfilter mit einer ausgewählten Anzahl von Anzapfungen bzw. Taps, die den bestimmten Koeffizienten zugeordnet sind; und Verarbeiten (420) des gefilterten empfangenen Signal-Bursts durch einen Entzerrer zum Erzeugen einer Signalschätzung für den empfangenen Signal-Burst.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei der Schritt des Empfangens eines Signal-Bursts des Kommunikationssignals den Schritt des Abwärtsabtastens (405) des empfangenen Signal-Bursts zu einer Symbolrate des Kommunikationssignals einschließt.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Weißmachfilter in dem Schritt des Verarbeitens des empfangenen Signal-Bursts durch ein Weißmachfilter ein Finite-Impulsantwort-Weißmachfilter bzw. FIR-Weißmachfilter mit einer ausgewählten Anzahl von M+1 Anzapfungen bzw. Taps ist, wobei M eine ausgewählte ganze Zahl ist, und wobei die bestimmten Koeffizienten Koeffizienten des Weißmachfilters sind, die auf einer linearen Vorhersage der Signalstörung M-ter Ordnung beruhen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die bekannte Information in dem empfangenen Signal-Burst eine Trainingsfolge umfasst, und wobei der Schritt des Bestimmens von Koeffizienten für das Weißmachen der Signalstörung unter Verwendung bekannter Signalinformation aus dem empfangenen Signal-Burst ferner den Schritt des Bestimmens der Koeffizienten des Weißmachfilters über die Trainingsfolge in dem empfangenen Signal-Burst umfasst.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei das Kommunikationssignal eine Vielzahl von Signal-Bursts umfasst, die die bekannte Signalinformation enthalten, und wobei die Schritte des Empfangens, Bestimmens und Erzeugens für mindestens zwei der Vielzahl von Signal-Bursts wiederholt werden.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei der Schritt des Bestimmens von Koeffizienten für das Weißmachen der Signalstörung unter Verwendung bekannter Signalinformation von dem empfangenen Signal-Burst ferner die Schritte umfasst: Bestimmen (500) einer Vielzahl von Kanalanzapfungen bzw. Taps des Entzerrers; Bestimmen (505) der Signalstörung basierend auf den bestimmten Signalanzapfungen und Abtastwerten des empfangenen Signal-Bursts; Bestimmen (510) einer Autokorrelation der Signalstörung für eine Vielzahl von Verzögerungen; und Schätzen von Koeffizienten (515) des Weißmachfilters basierend auf der bestimmten Autokorrelation der Signalstörung.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Weißmachfilter ein Minimalphasenfilter ist.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Weißmachfilter normiert ist.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei der Entzerrer eine Euklidsche Metrik verwendet.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Erzeugens einer Signalschätzung für den empfangenen Signal-Burst unter Verwendung der bestimmten Koeffizienten den Schritt umfasst: Verarbeiten des empfangenen Signal-Bursts durch einen Rausch-Weißmachentzerrer zum Erzeugen einer Signalschätzung für den empfangenen Signal-Burst.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei dem Schritt des Verarbeitens des empfangenen Signal-Burst durch einen Rausch-Weißmachentzerrer ein Schritt des Abwärtsabtastens des empfangenen Signal-Burts vorausgeht.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei der Schritt des Verarbeitens des empfangenen Signal-Bursts durch einen Rausch-Weißmachentzerrer ferner den Schritt des Modifizierens der Metrik des Rausch-Weißmachentzerrers umfasst zum Umwandeln der Signalstörung in im wesentlichen eine Störung eines weißen Rauschsignals.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei der Schritt des Modifizierens von Metriken des Rausch-Weißmachentzerrers zum Umwandeln der Signalstörung in eine Störung von im wesentlichen weißem Rauschen den Schritt umfasst des Modifizierens eines Euklidische-Metrik-Entzerrers zum Verwenden einer Metrik, die durch die Gleichung
definiert ist, wobei r(n) das empfangene Signal in einer n-ten Symbolperiode ist, c(i) einer Kanalschätzung, s(n–i) eine Symbolschätzung, L eine Zahl von Koeffizienten in der Kanalschätzung, und w(nIn–1) eine Ein-Schritt-Voraus-Vorhersage der Signalstörung bei dem n-ten Symbol, auf den bestimmten Koeffizienten beruhend.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei der Schritt des Verarbeitens des empfangenen Signal-Bursts durch einen Rausch-Weißmachentzerrer ferner den Schritt umfasst des Beibehaltens einer Schätzung der Signalstörung für eine Vielzahl von Zuständen in einem Dekodiergitter des Rausch-Weißmachentzerrers.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei der Schritt des Bestimmens von Koeffizienten für das Weißmachen der Signalstörung unter Verwendung bekannter Signalinformation aus dem empfangenen Singal-Burst ferner die Schritte umfasst: Bestimmen einer Vielzahl von Kanalanzapfungen bzw. Taps des Rausch-Weißmachentzerrers; Bestimmen der Signalstörung basierend auf den bestimmten Kanalanzapfungen und Abtastwerten des empfangenen Signal-Bursts; Bestimmen einer Autokorrelation der Signalstörung einer Vielzahl von Verzögerungen zum Bereitstellen eines Modells für die Farbe der Signalstörung; und wobei der Schritt des Verarbeitens des empfangenen Signal-Bursts durch einen Rausch-Weißmachentzerrer zum Erzeugen einer Signalschätzung für den empfangenen Signal-Burst ferner den Schritt umfasst des Verarbeitens des empfangenen Signal-Bursts durch einen Rausch-Weißmachentzerrer mit basierend auf dem Modell für die Farbe der Signalstörung bestimmten Koeffizienten, zum Erzeugen einer Signalschätzung für den empfangenen Signal-Burst.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei der Rausch-Weißmachentzerrer ein Ungerboeck-Maximum-Likelihood-Folgenschätzentzerrer bzw. Ungerboeck-MLSE-Entzerrer ist.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei der Schritt des Berstimmens von Koeffizienten zum Weißmachen der Signalstörung unter Verwendung bekannter Signalinformation aus dem empfangenen Signal-Burst ferner den Schritt umfasst des Aktualisierens des bestimmten Koeffizienten basierend auf der Signalschätzung von dem Rausch-Weißmachentzerrer.
Verfahren nach Anspruch 19, wobei der Schritt des Aktualisierens der bestimmten Koeffizienten basierend auf der Signalschätzung von dem Rausch-Weißmachentzerrer ferner den Schritt umfasst des Behandelns der Signalschätzung von dem Rausch-Weißmachentzerrer als bekannte Signalinformation.
Verfahren nach Anspruch 5, ferner den Schritt des Abstimmens des ausgewählten ganzzahligen Wertes von M basierend auf dem empfangenen Signal-Burst umfassend.
Verfahren nach Anspruch 21, wobei der Schritt des Abstimmens des ausgewählten ganzzahligen Wertes von M basierend auf dem empfangenen Signal-Burst ferner den Schritt des Abstimmens des ganzzahligen Wertes von M basierend auf einer Änderung in der erfassten Interferenzleistung von dem empfangenen Signal-Burst umfasst, so lange wie der ausgewählte ganzzahlige Wert von M ein ausgewähltes Kriterium nicht übersteigt.
Empfängereinrichtung, einen Empfänger (210) umfassend, der eingerichtet ist zum Empfangen von eine Signalstörung und bekannte Signalinformation und unbekannte Signalinformation einschließenden Drahtloskommunikationssignalen und zum Abwärtsabtasten der empfangenen Signale auf eine Symbolrate der Kommunikationssignale zum Bereitstellen empfangener Signalabtastwerte, wobei die Empfängereinrichtung gekennzeichnet ist durch: ein Weißmachfilter (220), das mit dem Empfänger (220) verbunden ist und eingerichtet ist zum Empfangen der abwärtsabgetasteten empfangenen Signalabtastwerte und zum Filtern der empfangenen Signalabtastwerte, wobei das Rausch-Weißmachfilter Filterkoeffizienten hat; einen Entzerrer (230), der mit dem Weißmachfilter (220) verbunden ist und eingerichtet ist zum Erzeugen von Symbolschätzungen von den gefilterten empfangenen Signalabtastwerten; und eine Filterkoeffizienten-Schätzschaltung (225), die mit dem Empfänger (210) und dem Weißmachfilter (220) verbunden ist und eingerichtet ist um Filterkoeffizienten basierend auf der bekannten Signalinformation von dem empfangenen Signal zu erzeugen, das von dem Empfänger (220) bereitgestellt wird, und zum Ausgeben der erzeugten Filterkoeffizienten des Weißmachfilters (220).
Empfängereinrichtung nach Anspruch 23, wobei das Weißmachfilter eine ausgewählte Zahl von Anzapfungen bzw. Taps hat und jeder Anzapfung einer der Filterkoeffizienten zugeordnet ist.
Empfängereinrichtung nach Anspruch 24, wobei das Weißmachfilter M+1 Anzapfungen hat, wobei M eine ausgewählte ganze Zahl ist, und wobei die Filterkoeffizienten auf einer linearen Vorhersage M-ter Ordnung der Signalstörung beruht.
Empfängereinrichtung nach Anspruch 25, wobei das Weißmachfilter ein Minimum-Phasen-Filter ist.
Empfängereinrichtung nach Anspruch 26, wobei das Weißmachfilter normiert ist.
Empfängereinrichtung nach Anspruch 27, wobei der Entzerrer eine Euklidische Metrik verwendet.