DE60118346T2

DE60118346T2 - Verfahren, empfänger und entzerrer, mit erhöhter recheneffizienz

Info

Publication number: DE60118346T2
Application number: DE60118346T
Authority: DE
Inventors: C. Kambiz Durham ZANGI; Rajaram Cary RAMESH; Dennis Cary HUI; Jung-Fu Cary CHENG
Original assignee: Ericsson Inc
Current assignee: Ericsson Inc
Priority date: 2000-02-08
Filing date: 2001-01-17
Publication date: 2006-08-24
Anticipated expiration: 2021-01-18
Also published as: AU2001232826A1; KR20020072575A; EP1256217A1; DE60118346D1; US6707849B1; ATE322118T1; MY123614A; EP1256217B1; KR100763086B1; WO2001060002A1

Description

Allgemeiner Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Kommunikationstechnologie und insbesondere Empfangsverfahren und -systeme.
Digitale Drahtloskommunikationssysteme arbeiten mit Entzerrung, um Intersymbolinterferenzen (ISI) auszugleichen, die aus Zeitdispersion und/oder Verzögerungsausbreitung auf einem Funkkanal herrühren. In der Regel kann ein nichtlinearer Entzerrer, wie beispielsweise ein Maximum Likelihood Sequence Estimation (MLSE) -Entzerrer (auch als "Viterbi-Entzerrer" bekannt) für eine kohärente Demodulierung verwendet werden und kann so Intersymbolinterferenzen (ISI) in solchen digitalen Drahtloskommunikationssystemen ausgleichen. Ein MLSE-Entzerrer prüft verschiedene Hypothesen für eine gesendete Symbolsequenz und stellt mit einem Modell des dispersiven Funkkanals fest, welche Hypothese am besten zu den empfangenen Abtastwerten passt. Diese Feststellung kann mittels des Viterbi-Algorithmus' erfolgen. Die MLSE-Entzerrungstechnik wird beispielsweise von J. C. Proakis in Digital Communications, McGraw-Hill (1995), Seiten 589–593, besprochen. Ein MLSE-Entzerrer ist jedoch unter Umständen schwierig zu implementieren.
Mit einem MLSE-Entzerrer können gesendete Symbole s(n) Werte aus einer 8PSK-Konstellation: {e^j2πk/8} k=7 / k=0 annehmen und können über einen Funkkanal an einen Funkempfänger gesendet werden. Beim Empfänger kann das empfangene Signal gefiltert, verstärkt und unter Verwendung von I- und Q-Trägern herabgemischt und dann einmal in jedem Symbolzeitraum T abgetastet werden, wodurch ein Empfangssignalstrom r(n) entsteht. In diesem Beispiel kann der Kanal L Strahlen enthalten, dergestalt, dass:
In dieser Gleichung bezeichnet h(i) einen komplex-wertigen Kanalabgriff, und w(n) ist additives Rauschen oder Interferenz.
Bei Verwendung von N zur Bezeichnung der Anzahl von gesendeten 8PSK-Symbolen gibt es 8^N mögliche gesendete Sequenzen mit der Länge N. Der Viterbi-Algorithmus bzw. -Entzerrer stellt eine Möglichkeit dar, eine beste Sequenz zu ermitteln, indem man sich auf einem Trellis bewegt. Der Trellis hat N Stufen, die mit n = 0, n = 1, n = 2, ..., n = N – 1 bezeichnet sind. Die Zustände in dem Trellis des Viterbi-Algorithmus' auf der Stufe n – 1 sind Vektoren der Form X(n – 1) = [s(n – 1), ..., s(n – L + 1)], d. h. die letzten (L – 1) als letztes empfangenen Symbole zum Zeitpunkt n – 1. Da jedes Element in dem Zustandsvektor 8 mögliche Werte hat, hat der Viterbi-Trellis 8^L–1 verschiedene mögliche (hypothetische) Werte, und der Viterbi-Trellis hat 8^L–1 verschiedene mögliche Zustände auf jeder Stufe. Jedem Zustand zum Zeitpunkt n – 1 ist ein gespeicherter Pfadverlauf, der ein n-Tupel aus 8PSK-Symbolen vom Zeitpunkt "0" bis zum Zeitpunkt "n – 1" enthält, und ein akkumulierter (Gesamt-) Pfadparameter M(X(n – 1)) zugeordnet. Auf der n-ten Stufe des Trellis wird der Zweigparameter, der dem Zustandsübergang vom vorherigen Zustand X(n – 1) zum aktuellen Zustand X(n) entspricht, mittels folgender Gleichung errechnet:
Dieser Zweigparameter wird dann zu dem akkumulierten Pfadparameter M(X(n – 1)) addiert. Den akkumulierten Pfadparameter des Zustands X(n – 1) erhält man gemäß: M(X(n)) = aug minX(n){M(X(n – 1)) + dM(X(n – 1),X(n))}. (3)
In dem akkumulierten Pfadparameter erfolgt die Minimierung über jene X(n – 1), die einen validen Zustandsübergang zu X(n) haben. Da es 8 valide Übergänge zu jedem nächsten Zustand X(n) gibt, müssen auf jeder Stufe des Viterbi-Trellis' 8^L verschiedene Zweigparameter berechnet werden. Die Komplexität des Viterbi-Algorithmus', die durch Zweigparameterberechnungen bestimmt wird, kann somit enorm sein, wenn die Anzahl der Kanalabgriffe L groß ist. Für einen Kanal mit 5 Abgriffen (d. h. L = 5) müssen möglicherweise auf jeder Stufe des Viterbi-Trellis' 32.768 Zweigparameter errechnet werden.
Darum sind Decision Feedback Sequence Estimation (DFSE)-Entzerrer vorgeschlagen worden, um den Rechenaufwand zu verringern, indem die Anzahl der Zweigparameterberechnungen auf jeder Stufe des Trellis' verringert wird, und insbesondere, indem die Anzahl der Zustände in dem Trellis verringert wird. DFSE-Entzerrer werden beispielsweise von A. Duel-Hallen und Mitarbeitern in "Delayed Decision-Feedback Sequence Estimation", IEEE Transactions on Communications, Band 37, Nr. 5, Mai 1989, besprochen. Bei einem DFSE-Entzerrer können L Kanalabgriffe in LMLSE-Abgriffe und LDFSE-Abgriffe unterteilt werden, so dass L = LMLSE + LDFSE. Oder anders ausgedrückt: Die Kanalabgriffe h(0) ... h(LMLSE – 1) sind als LMLSE-Abgriffe definiert, und die Kanalabgriffe h(LMLSE) ... h(L – 1) sind als LDFSE-Abgriffe definiert. Die n-te Stufe des Trellis, die für den DFSE-Algorithmus verwendet wird, hat 8^LMLSE–1 Zustände, die Vektoren der letzten LMLSE – 1 Symbole entsprechen: XDFSE(n) = [s(n – 1), ..., s(n – LMLSE + 1)]. Des Weiteren gibt es zum Zeitpunkt n – 1 einen gespeicherten Pfadverlauf, der ein n-Tupel aus 8PSK-Symbolen vom Zeitpunkt "0" bis zum Zeitpunkt "n – 1" enthält, das jedem DFSE-Zustand zugeordnet ist. Der DFSE-Algorithmus arbeitet ähnlich wie der Viterbi-Algorithmus. Der DFSE-Algorithmus arbeitet auf dem DFSE-Trellis, und jeder Zweigparameter wird folgendermaßen berechnet:
In Gleichung 4 erhält man die Symbole (s(n – 1), ..., s(n – LMLSE + 1)) aus dem hypothetisierten Zustand zum Zeitpunkt n – 1 und dem aktuellen Zustand zum Zeitpunkt n, d. h. aus (X(n – 1), X (n)). Die Symbole (s(n – LMLSE), ..., s(n – L + 1)) erhält man aus dem Pfadverlauf, der zu dem vorherigen Zustand X(n – 1) gehört.
Die Anzahl an Zuständen auf jeder Stufe des DFSE-Trellis ist 8^LMLSE–1, und 8 Zweige fächern von jedem Zustand aus, so dass auf jeder Stufe des DFSE-Trellis' möglicherweise 8^LMLSE Zweigparameter berechnet werden müssen. Bei einem Kanal mit 5 Abgriffen und bei 2 MLSE-Abgriffen (LMLSE = 2) müssen 64 Zweigparameter auf jeder Stufe des DFSE-Trellis' berechnet werden (im Vergleich zu 32.768 Zweigparametern im Viterbi-Trellis).
Ungeachtet des oben besprochenen DFSE-Algorithmus besteht auf diesem technischen Gebiet nach wie vor Bedarf an weiter verbesserten DFSE-Entzerrern mit verringertem Rechenaufwand.
Kurzdarstellung der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung können Verfahren, Empfänger und Entzerrer einen gemeinsamen Abschnitt von Zweigparametern berechnen, den jeder der Zweigparameter von dem vorherigen hypothetisierten Zustand zu jedem der aktuellen möglichen Zustände gemeinsam verwendet, und es können Differenzvariablen errechnet werden, die eine Differenz zwischen dem gemeinsamen Abschnitt der Zweigparameter und jedem der Zweigparameter von dem vorherigen hypothetisierten Trellis-Zustand zu jedem der aktuellen möglichen Zustände darstellen. Der gemeinsame Abschnitt der Zweigparameter und jede der Differenzvariablen kann dann zu einem entsprechenden Parameter für jeden der möglichen aktuellen Zustände kombiniert werden. Es kann somit eine Gesamtanzahl von Operationen, die zur Berechnung von Parametern in einem DFSE-Entzerrer verwendet werden, verringert werden, wodurch die Komplexität verringert wird und/oder die Leistung von Verfahren, Empfängern und Entzerrern gemäß der vorliegenden Erfindung gesteigert wird. Beispielsweise kann ein digitaler Signalprozessor, der zur Implementierung eines Entzerrers gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird, die Parameter effizienter berechnen, und die erhöhte Effizienz kann die Verwendung eines weniger komplexen digitalen Signalprozessors und/oder eine Steigerung der Geschwindigkeit, mit der die Parameter berechnet werden, ermöglichen.
Operationen der vorliegenden Erfindung können beispielsweise unter Verwendung eines DFSE-Entzerrers implementiert werden, der zwei MLSE-Abgriffsstellen aufweist und eine 8-PSK-Modulation ausführt, so dass es 8 mögliche Zustände auf der Stufe des Trellis gibt. Auch wenn aus Gründen der Veranschaulichung nur zwei MLSE-Abgriffsstellen besprochen werden, kann gemäß der vorliegenden Erfindung jede beliebige Anzahl von MLSE-Abgriffsstellen verwendet werden. Des Weiteren kann das Kombinieren des gemeinsamen Abschnitts der Zweigparameter und jeder der Differenzvariablen das Bereitstellen von acht jeweiligen Parametern beinhalten, von denen jeder einem entsprechenden der acht möglichen aktuellen Zustände zugeordnet ist. Außerdem kann das Berechnen der Differenzvariablen das Berechnen von vier Differenzvariablen beinhalten. Das Kombinieren des gemeinsamen Abschnitts der Zweigparameter und jeder der Differenzvariablen kann somit das Addieren jeder der vier Differenzvariablen zu dem gemeinsamen Abschnitt der Zweigparameter, so dass vier der Parameter entstehen, und das Subtrahieren jeder der vier Differenzvariablen von dem gemeinsamen Abschnitt der Zweigparameter, so dass vier weitere der Parameter entstehen, beinhalten. Oder anders ausgedrückt: Es können jeweils vier Differenzvariablen zu dem gemeinsamen Abschnitt der Zweigparameter addiert werden und von dem gemeinsamen Abschnitt der Zweigparameter subtrahiert werden, um acht jeweilige Parameter zu erhalten.
Genauer gesagt, kann das Berechnen der Differenzvariablen das Berechnen einer ersten Zwischenvariable als das Zweifache eines Produkts einer Konjugierten eines primären Kanalabgriffs und einer Differenz zwischen einem abgetasteten Signal und einer Summierung von nicht-primären Kanalabgriffen und hypothetisierten Symbolen, die den nicht-primären Kanalabgriffen entsprechen, beinhalten. Eine zweite Zwischenvariable kann als ein Produkt der ersten Zwischenvariable und e^–jπ/4 berechnet werden. Eine erste der Differenzvariablen kann als ein realer Abschnitt der ersten Zwischenvariable berechnet werden; eine zweite der Differenzvariablen kann als ein imaginärer Abschnitt der ersten Zwischenvariable berechnet werden; eine dritte der Differenzvariablen kann als ein realer Abschnitt der zweiten Zwischenvariable berechnet werden; und eine vierte der Differenzvariablen kann als ein imaginärer Abschnitt der zweiten Zwischenvariable berechnet werden.
Verfahren, Empfänger und Entzerrer gemäß der vorliegenden Erfindung können somit den Rechenaufwand verringern, der mit der Berechnung von Parametern auf jeder Stufe eines DFSE-Trellis verbunden ist, wodurch die Effizienz gesteigert wird.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Blockschaubild eines Kommunikationssystems, das einen DFSE-Entzerrer gemäß der vorliegenden Erfindung enthält.
2 veranschaulicht eine Ausfächerung von Zweigparametern von einem vorherigen Zustand zu jedem möglichen aktuellen Zustand in einem DFSE-Entzerrer gemäß der vorliegenden Erfindung.
3 ist ein Flussdiagramm, das Operationen eines DFSE-Entzerrers gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung wird nun im Weiteren eingehender anhand der begleitenden Zeichnungen beschrieben, wobei bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung gezeigt werden. Diese Erfindung kann jedoch in vielen verschiedenen Formen verkörpert sein und darf nicht so ausgelegt werden, als sei sie auf die im vorliegenden Text beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Vielmehr sind diese Ausführungsformen so dargestellt, dass diese Offenbarung gründlich und vollständig ist und dem Fachmann in vollem Umfang den Geltungsbereich der Erfindung vermittelt. Für gleiche Elemente werden immer die gleichen Bezugszahlen verwendet. Dem Fachmann ist klar, dass die vorliegende Erfindung in Form von Verfahren oder Vorrichtungen verkörpert sein kann. Dementsprechend kann die vorliegende Erfindung die Form einer Hardware-Verkörperung, einer Software-Verkörperung oder einer Verkörperung, die Software- und Hardware-Aspekte kombiniert, annehmen.
In 1 ist ein Kommunikationssystem veranschaulicht, das einen Empfänger 39 mit einem DFSE-Entzerrer 49 gemäß der vorliegenden Erfindung enthält. Wie gezeigt, kann ein Funksender 21 einen digitalen Symbolgenerator 19 enthalten, der auf der Grundlage von Kommunikationsdaten, die von dem Senderprozessor 17 erzeugt werden, eine Sequenz von Symbolen s(n) erzeugt. Die Sequenz von Symbolen s(n) kann mittels des Filters 23 gefiltert und mittels eines Mischers 25 zu einer Sendefrequenz f_t heraufgemischt werden, bevor sie als ein Funksignal von der Antenne 27 über den Funkkanal 29 gesendet wird. Das Funksignal kann in einem Empfänger 39, der eine Antenne 41 enthält, empfangen werden, in dem Mischer 43 zu einer Basisbandfrequenz f_b herabgemischt werden, im Filter 45 gefiltert werden und im A-D-Wandler 47 abgetastet werden, so dass ein Empfangssignalstrom r(n) entsteht. Der Empfangssignalstrom r(n) kann dann mittels des DFSE-Entzerrers 49 zu einer Schätzung s(n) der Sequenz von Symbolen s(n) verarbeitet werden. Die Schätzung der Sequenz von Symbolen kann dann durch den Empfänger-Prozessor 51 verarbeitet werden, um die Kommunikationsdaten im Empfänger 39 zu reproduzieren.
Der Empfänger 39 kann auch einen Vorfilter enthalten, wie er beispielsweise im Co-Patent US-B-6,608,862 mit dem Titel "Method and Apparatus for Computing Prefilter Coefficients" an Kambiz C. Zangi und Mitarbeiter, eingereicht am 20.
August 1999, besprochen wird. Ein solcher Vorfilter kann beispielsweise als ein Abschnitt des DFSE-Entzerrers 49, als ein Abschnitt des A-D-Wandlers 47 oder als ein separater Block zwischen dem A-D-Wandler und dem DFSE- Entzerrer ausgebildet sein. Des Weiteren kann ein Basisbandprozessor in dem Empfänger ausgebildet sein, der den DFSE-Entzerrer 49 sowie einen Synchronisator, einen Kanalschätzer, einen Vorfilterkoeffizientengenerator und/oder einen Vorfilter, wie er auch in der gleichzeitig anhängigen Anmeldung von Zangi und Mitarbeitern besprochen wird, enthalten. Alternativ können ein Synchronisator, ein Kanalschätzer, ein Vorfilterkoeffizientengenerator und/oder ein Vorfilter auch als Abschnitte des veranschaulichten A-D-Wandlers, des DFSE-Entzerrers und/oder eines separaten Blocks ausgebildet sein. 1 veranschaulicht den A-D-Wandler 47, der im vorliegenden Text zur Vereinfachung der Veranschaulichung und der Besprechung mit dem DFSE-Entzerrer 49 gekoppelt ist, ohne dass der Geltungsbereich der Erfindung darauf beschränkt wäre.
In einem DFSE-Entzerrer mit 2 MLSE-Abgriffsstellen werden 64 Zweigparameter auf jeder Trellis-Stufe berechnet, wobei jeder Zweig einen möglichen vorherigen Zustand mit einem möglichen aktuellen Zustand verbindet. Diese 64 Zweigparameter lassen sich zu 8 Gruppen gruppieren, dergestalt, dass jede Gruppe 8 Zweige enthält, die von einem bestimmten möglichen vorherigen Zustand s_l(n – 1) = e^jπl/4 zu jedem möglichen aktuellen Zustand s_l(n) = e^jπk/4 ausfächern. Die l-te derartige Gruppe enthält alle 8 Zweige, die aus dem vorherigen Zustand e^jπl/4 ausfächern. Da es acht vorherige Zustände, l = 0, 1, ..., 7, und acht mögliche aktuelle Zustände, k = 0, 1, ..., 7, gibt, werden vierundsechzig Zweigparameter und Gesamtparameter auf jeder DFSE-Trellisstufe berechnet. Auch wenn aus Gründen der Veranschaulichung nur zwei MLSE-Abgriffsstellen besprochen werden, kann gemäß der vorliegenden Erfindung jede beliebige Anzahl von MLSE-Abgriffsstellen verwendet werden.
Die Zweigparameter, die Zweigen in der l-ten Gruppe zugeordnet sind, können mit {B(l,k)} 7 / k=0 bezeichnet werden, so dass B(l,k) der Zweigparameter für den Zweig ist, der den l-ten vorherigen Zustand mit dem k-ten aktuellen Zustand verbindet, wie in 2 gezeigt. Ein Gesamtparameter J(l) für einen vorherigen hypothetisierten Trellis-Zustand stellt einen Fehler dar, der einer hypothetisierten Sequenz von Symbolen (s_l(n – 1), (s_l(n – 2), (s_l(n – 3), ...) für den vorherigen Zustand und nachfolgende Zustände zugeordnet ist. Mittels dieser Darstellung können die Zweigparameter unter Verwendung des Folgenden berechnet werden:
In Gleichung 6 ist r ^_l(n) definiert als:
Um {B(l,k)} 7 / k=0 effizient zu berechnen, wird angemerkt, dass die Summierung von Gleichung (7) mit Hilfe einer vorberechneten Tabelle bewertet werden kann, unter der Annahme, dass sich die Kanalkoeffizienten nicht über den Schlitz hinweg verändern. Unter Verwendung dieser Tabellen kann jedes r ^_l(n) mit lediglich zwei komplexen Additionen (4 realen Additionen) berechnet werden.
Alle 8 Zweigparameter {B(l,k)} 7 / k=0 von einem einzelnen vorherigen Zustand können dann unter Verwendung von Zwischenvariablen berechnet werden. Gleichung 6 kann somit ausgedrückt werden als: B(l,k) = |r ^l(n) – h(0)ejπk/4|2 (8) = |r ^l(n)|2 + |h(0)|2 – 2Re{r ^l(n)h·(0)e–jπ/4} (9)
Drei Zwischenvariablen können dann definiert werden als: El(0) = 2r ^l(n)h·(0) (10) El(1) = El(0)e–jπ/4 (11) Dl(0) = |h(0)|3 + |r ^l(n)|2 + J(l), (12)
In Gleichung (12) bezeichnet J(l) den Gesamtparameter, der dem vorherigen l-ten Zustand zugeordnet ist. Die obigen drei Zwischenvariablen hängen vom vorherigen Zustand ab (d. h. sie hängen von 1 ab). Des Weiteren hat jeder vorherige Zustand einen eindeutigen Pfadverlauf in einem DFSE-Entzerrer, so dass Dl (0) vom vorherigen Zustand abhängt und nicht ignoriert werden darf.
Die 8 Zweigparameter {B(l,k)} 7 / k=0 können daher unter Verwendung der realen/imaginären Abschnitte der oben definierten drei Zwischenvariablen berechnet werden. Wenn J(l,k) den Gesamtparameter bezeichnet, der dem Zweigparameter B(l,k) zugeordnet ist, dann gilt: J(l,0) = Dl(0) – ERl (0) (13) J(l,1) = Dl(0) – ERl (1) (14) J(l,2) = Dl(0) – Ell (0) (15) J(l,3) = Dl(0) – Ell (1) (16) J(l,4) = Dl(0) + ERl (0) (17) J(l,5) = Dl(0) + ERl (1) (18) J(l,6) = Dl(0) + Ell (0) (19) J(l,7) = Dl(0) + Ell (1) (20)wobei E R / l(i) = Real {E_l(i)} und E l / l(i) = Imaginär
Außerdem kann (J(l,k), J(l,k)+4)), wie gezeigt, mittels einer Schmetterlingsoperation berechnet werden: J(l,k) = Dl(0) – ERl (k) k = 0,..,3 (21) J(l,k + 4) = Dl(0) + ERl (k) k = 0,..,3 (22)
Die 8 Gesamtparameter, die von dem l-ten vorherigen Zustand ausfächern, können somit wie im Folgenden gezeigt berechnet werden:

(1) Berechnung von E_l(0), E_l(1) und D_l(0) [12 reale Operationen];
(2) Berechnung von {B(l,k)} 7 / k=0 [8 reale Addierungen]; und
(3) Berechnung von {J(l,k)} 7 / k=0 [8 reale Addierungen].

Die Verfahren der vorliegenden Erfindung können somit dafür verwendet werden, die Anzahl der Berechnungen zu verringern, die für eine DFSE-Entzerrung erforderlich sind. Die Geschwindigkeit der DFSE-Entzerrung kann dadurch erhöht werden, und/oder die Komplexität der Hardware, die für die Durchführung einer DFSE-Entzerrung verwendet wird, kann verringert werden.
Operationen zum Berechnen eines Gesamtparameters gemäß der vorliegenden Erfindung sind in dem Flussdiagramm von 3 veranschaulicht. Insbesondere kann bei Block 81 ein Gesamtparameter J(l) für einen vorherigen hypothetisierten Trellis-Zustand bereitgestellt werden. Wie oben besprochen, stellt der Gesamtparameter für den vorherigen hypothetisierten Trellis-Zustand einen Fehler dar, der einer Sequenz von Symbolen (s_l(n – 1), (s_l(n – 2), (s_l(n – 3), ...) zugeordnet ist, die für die vorherige Trellis-Stufe und für Trellis-Stufen, die der vorherigen Trellis-Stufe vorangehen, hypothetisiert wurde, wie in 2 gezeigt.
Ein gemeinsamer Abschnitt der Zweigparameter |h(0)|² + |r ·_l(n)|², der jedem der Zweigparameter B(l,k) gemein ist, kann bei Block 83 berechnet werden und dann mit dem Gesamtparameter J(l) für den vorherigen hypothetisierten Trellis-Zustand unter Verwendung der Gleichung (12) zu D_l(0) kombiniert werden. Die Zwischenvariablen E_l(0) und E_l(1) können unter Verwendung der Gleichungen (10) und (11) berechnet werden, und diese Zwischenvariablen können zur Berechnung der vier Differenzvariablen E R / l(0), E R / l(1), E l / l(0) und E/(1) bei Block 85 verwendet werden. Die vier Differenzvariablen können dann bei Block 87 jeweils unter Verwendung der Gleichungen (13–20) zu Dl (0) hinzugefügt und von Dl (0) subtrahiert werden, so dass ein Gesamtparameter J(l,k) für jeden der aktuellen Zustände s(n) = e^jkπ ^/4 gebildet wird.
Die Operationen gemäß der vorliegenden Erfindung können somit dafür verwendet werden, während der Entzerrung für jeden möglichen aktuellen Zustand einen Gesamtparameter bereitzustellen, der von einem vorherigen hypothetisierten Zustand auf einer Trellis-Stufe ausfächert. Die Operationen können außerdem dafür verwendet werden, für jeden möglichen aktuellen Zustand Gesamtparameter bereitzustellen, die von jedem der vorherigen möglichen Zustände auf der Trellis-Stufe ausfächern. Bei einem DFSE-Entzerrer, der 8PSK-Demodulation ausführt, können die Operationen der vorliegenden Erfindung dafür verwendet werden, alle 64 Gesamtparameter J(l,k) (wobei 1 = 0, 1, ..., 7 und k = 0, 1, ..., 7) einer Trellis-Stufe zu berechnen. Des Weiteren können die Operationen gemäß der vorliegenden Erfindung dafür verwendet werden, Gesamtparameter für vorherige und nachfolgende Trellis-Stufen zu berechnen. Die Operationen von 3 können somit innerhalb des Entzerrers 49 wiederholt werden, um Gesamtparameter für jeden Zweig auf jeder Trellis-Stufe bereitzustellen.
Es wurden also oben Operationen der vorliegenden Erfindung anhand der Flussdiagramm-Darstellungen von 3 und des Blockschaubildes von 1 beschrieben. Es versteht sich, dass jeder Block der Flussdiagramm-Darstellungen und der Blockschaubild-Darstellungen sowie Kombinationen von Blöcken in den Flussdiagramm- und Blockschaubild-Darstellungen durch Computerprogrammbefehle implementiert werden können. Diese Programmbefehle können einem Prozessor zugeführt werden, um eine Maschine bereitzustellen, die so konfiguriert ist, dass die Befehle, die in dem Prozessor ausgeführt werden, ein Mittel zum Implementieren der Funktionen bilden, die in dem Block oder den Blöcken des Flussdiagramms und des Blockschaubildes beschrieben sind. Die Computerprogrammbefehle können durch einen Prozessor ausgeführt werden, um eine Reihe von Arbeitsschritten zu veranlassen, die durch den Prozessor ausgeführt werden, um einen computerimplementierten Prozess zu erstellen, der veranlasst, dass die Befehle, die in dem Prozessor ausgeführt werden, Schritte zur Implementierung der Funktionen bilden, die in dem Block oder den Blöcken des Flussdiagramms und des Blockschaubildes beschrieben sind.
Dementsprechend unterstützen die Blöcke der Flussdiagramm-Darstellungen und der Blockschaubilder Kombinationen von Mitteln zur Ausführung der beschrieben Funktionen, Kombinationen von Schritten zur Ausführung der beschrieben Funktionen und Programmbefehlsmittel zur Ausführung der beschrieben Funktionen. Es versteht sich außerdem, dass jeder Block der Flussdiagramm-Darstellungen und Blockschaubilder und Kombinationen von Blöcken in den Flussdiagramm-Darstellungen und Blockschaubildern durch zweckgebundene hardwaregestützte Systeme, welche die beschriebenen Funktionen oder Schritte ausführen, oder Kombinationen aus zweckgebundener Hardware und Computerbefehlen implementiert werden können.
In den Zeichnungen und in der Spezifikation wurden typische bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung offenbart, und obgleich konkrete Begriffe verwendet wurden, wurden diese lediglich in einem generischen und deskriptiven Sinn verwendet und bilden keinerlei Einschränkungen. Der Geltungsbereich der Erfindung ist in den folgenden Ansprüchen dargelegt. Beispielsweise können Verfahren, Empfänger und Systeme gemäß der vorliegenden Erfindung in Funkkommunikationssystemen wie beispielsweise dem Enhanced Data Rates for Global Evolution (EDGE) oder in anderen Systemen verwendet werden, wie beispielsweise dem IS-136+, um die Leistung der Entzerrung im Basisband zu verbessern.

Claims

Verfahren zum Berechnen von Parametern, die jedem Zweig von einem vorherigen angenommenen Zustand zu jedem jeweiligen möglichen aktuellen Zustand in einem DFSE-Entzerrer (49) zugeordnet sind, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: Berechnen (83) eines gemeinsamen Abschnitts von Zweigparametern, der für jeden der Zweigparameter von dem vorherigen angenommenen Zustand zu jedem der aktuellen möglichen Zustände gleich ist; Berechnen (85) von Differenzvariablen, die eine Differenz zwischen dem gemeinsamen Abschnitt der Zweigparameter und jedem der Zweigparameter von dem vorherigen angenommenen Zustand zu jedem der aktuellen möglichen Zustände darstellen; und Kombinieren (87) des gemeinsamen Abschnitts der Zweigparameter und jeder der Differenzvariablen zu einem jeweiligen Parameter für jeden der möglichen aktuellen Zustände.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei sich der DFSE-Entzerrer (49) in einem System befindet, das 8-PSK-Modulation bereitstellt, so dass es 8 mögliche Zustände gibt, die von jeder Stufe des Trellis' ausfächern; wobei der Schritt des Kombinierens (87) des gemeinsamen Abschnitts des Zweigparameters und jeder der Differenzvariablen zu einem jeweiligen Parameter für jeden der möglichen aktuellen Zustände das Bereitstellen von acht jeweiligen Parametern umfasst, von denen jeder einem jeweiligen der acht möglichen aktuellen Zustände, die von einem vorherigen Zustand ausfächern, zugeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei der Schritt des Berechnens (85) der Differenzvariablen, die eine Differenz zwischen dem gemeinsamen Abschnitt der Zweigparameter und jedem der Zweigparameter von dem vorherigen angenommenen Zustand zu jedem der aktuellen möglichen Zustände darstellen, das Berechnen von vier Differenzvariablen umfasst; und wobei der Schritt des Kombinierens (87) des gemeinsamen Abschnitts der Zweigparameter und jeder der Differenzvariablen zu einem jeweiligen Parameter für jeden der möglichen aktuellen Zustände das Hinzufügen einer jeden der vier Differenzvariablen zu dem gemeinsamen Abschnitt der Zweigparameter umfasst, so dass vier der Parameter bereitgestellt werden, und das Subtrahieren jeder der vier Differenzvariablen von dem gemeinsamen Abschnitt der Zweigparameter umfasst, so dass weitere vier der Parameter bereitgestellt werden.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei der Schritt des Berechnens (85) der Differenzvariablen folgende Schritte umfasst: Berechnen einer ersten Zwischenvariable als zweimal ein Produkt einer Konjugierten eines Primärkanalabgriffs und einer Differenz zwischen einem abgetasteten Signal und einer Summation von Nicht- Primärkanalabgriffen und angenommenen Symbolen, die den Nicht-Primärkanalabgriffen entsprechen; Berechnen einer zweiten Zwischenvariable als ein Produkt der ersten Zwischenvariable und e^–jπ/4; Berechnen einer ersten der Differenzvariablen als einen realen Teil der ersten Zwischenvariable; Berechnen einer zweiten der Differenzvariablen als einen imaginären Teil der ersten Zwischenvariable; Berechnen einer dritten der Differenzvariablen als einen realen Teil der zweiten Zwischenvariable; und Berechnen einer vierten der Differenzvariablen als einen imaginären Teil der zweiten Zwischenvariable.
Verfahren nach Anspruch 1, das des Weiteren folgenden Schritt umfasst: Bereitstellen (81) eines Gesamtparameters für den vorherigen angenommenen Zustand, wobei der Gesamtparameter für den vorherigen angenommenen Zustand einen Fehler darstellt, der einer angenommenen Sequenz von Symbolen zugeordnet ist, die für die vorherige Trellisstufe und für Trellisstufen, die der vorherigen Trellisstufe vorangehen, angenommen ist; wobei der Schritt des Kombinierens (87) des gemeinsamen Abschnitts der Zweigparameter und jeder der Differenzvariablen zu einem jeweiligen Parameter für jeden der möglichen aktuellen Zustände des Weiteren das Kombinieren des Gesamtparameters für den vorherigen angenommenen Zustand umfasst, so dass der Parameter für jeden der möglichen aktuellen Zustände einen Gesamtparameter für jeden der möglichen aktuellen Zustände umfasst, wobei jeder Gesamtparameter eine Summe eines vorherigen Gesamtparameters für den vorherigen angenommenen Zustand und eines jeweiligen Zweigparameters für den jeweiligen möglichen aktuellen Zustand ist.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei der Schritt des Kombinierens des Gesamtparameters für den vorherigen angenommenen Trelliszustand, des gemeinsamen Abschnitts des Zweigparameters und jeder der Zwischenvariablen folgende Schritte umfasst: Kombinieren des Gesamtparameters für den vorherigen angenommenen Trelliszustand mit dem gemeinsamen Abschnitt des Zweigparameters zu einer Zwischenvariable; und Kombinieren der Zwischenvariable mit den Differenzvariablen zu dem jeweiligen Gesamtparameter für jeden der möglichen aktuellen Zustände.
Empfänger (39), der eine Kommunikation über einen Kommunikationskanal empfängt, wobei der Empfänger (39) Folgendes umfasst: einen Analog-Digital-Wandler (47), der ein abgetastetes Basisbandsignal erzeugt, das einem Strom aus übertragenen Symbolen entspricht; einen DFSE-Entzerrer (49), der mit dem Analog-Digital-Wandler verbunden ist, zum Erzeugen einer Schätzung des Stromes aus übertragenen Symbolen unter Verwendung eines DFSE-Trellis', das eine Trellisstufe für jedes übertragene Symbol enthält, wobei der DFSE-Entzerrer (49) dafür konfiguriert ist, Parameter zu berechnen, die jedem Zweig von einem vorherigen angenommenen Zustand zu jedem jeweiligen möglichen aktuellen Zustand zugeordnet sind, wobei der DFSE-Entzerrer (49) dafür konfiguriert ist, einen gemeinsamen Abschnitt von Zweigparametern zu berechnen, der für jeden Zweigparameter von dem vorherigen angenommenen Zustand zu jedem der aktuellen möglichen Zustände gleich ist, wobei der DFSE-Entzerrer (49) dafür konfiguriert ist, Differenzvariablen zu berechnen, die eine Differenz zwischen dem gemeinsamen Abschnitt der Zweigparameter und jedem der Zweigparameter von dem vorherigen angenommenen Zustand zu jedem der aktuellen möglichen Zustände darstellen, und wobei der DFSE-Entzerrer (49) dafür konfiguriert ist, den gemeinsamen Abschnitt der Zweigparameter und jede der Differenzvariablen zu einem jeweiligen Parameter für jeden der möglichen aktuellen Zustände zu kombinieren.
Empfänger (39) nach Anspruch 7, wobei sich der DFSE-Entzerrer (49) in einem System befindet, das 8-PSK-Modulation bereitstellt, so dass es 8 mögliche Zustände gibt, die von jeder Stufe des Trellis' ausfächern, und wobei der DFSE-Entzerrer (49) dafür konfiguriert ist, acht jeweilige Parameter bereitzustellen, von denen jeder einem jeweiligen der acht möglichen aktuellen Zustände zugeordnet ist, die von einem vorherigen Zustand ausfächern.
Empfänger (39) nach Anspruch 8, wobei der DFSE-Entzerrer (49) dafür konfiguriert ist, vier Differenzvariablen zu berechnen, und wobei der DFSE-Entzerrer (49) dafür konfiguriert ist, jede der vier Differenzvariablen dem gemeinsamen Abschnitt der Zweigparameter hinzuzufügen, so das vier der Parameter bereitgestellt werden, und jede der vier Differenzvariablen von dem gemeinsamen Abschnitt der Zweigparameter subtrahiert, um weitere vier der Parameter bereitzustellen.
Empfänger (39) nach Anspruch 9, wobei der DFSE-Entzerrer (49) dafür konfiguriert ist, eine erste Zwischenvariable als zweimal ein Produkt einer Konjugierten eines Primärkanalabgriffs und einer Differenz zwischen einem abgetasteten Signal und einer Summation von Nicht-Primärkanalabgriffen und angenommenen Symbolen, die den Nicht-Primärkanalabgriffen entsprechen, zu berechnen; wobei der DFSE-Entzerrer (49) dafür konfiguriert ist, eine zweite Zwischenvariable als ein Produkt der ersten Zwischenvariable und e^–jπ/4 zu berechnen; wobei der DFSE-Entzerrer (49) dafür konfiguriert ist, eine erste der Differenzvariablen als einen realen Teil der ersten Differenzvariable zu berechnen; wobei der DFSE-Entzerrer (49) dafür konfiguriert ist, eine zweite der Differenzvariablen als einen imaginären Teil der ersten Differenzvariable zu berechnen; wobei der DFSE-Entzerrer (49) dafür konfiguriert ist, eine dritte der Differenzvariablen als einen realen Teil der zweiten Differenzvariable zu berechnen; und wobei der DFSE-Entzerrer (49) dafür konfiguriert ist, eine vierte der Differenzvariablen als einen imaginären Teil der zweiten Differenzvariable zu berechnen.
Empfänger (39) nach Anspruch 7, wobei der DFSE-Entzerrer (49) dafür konfiguriert ist, einen Gesamtparameter für den vorherigen angenommenen Zustand bereitzustellen, wobei der Gesamtparameter für den vorherigen angenommenen Zustand einen Fehler darstellt, der einer angenommenen Sequenz von Symbolen zugeordnet ist, die für die vorherige Trellisstufe und für Trellisstufen, die der vorherigen Trellisstufe vorangehen, angenommen ist, wobei der DFSE-Entzerrer (49) dafür konfiguriert ist, den Gesamtparameter für den vorherigen angenommenen Zustand mit dem gemeinsamen Abschnitt der Zweigparameter und den Differenzvariablen zu einem jeweiligen Gesamtparameter für jeden der möglichen aktuellen Zustände zu kombinieren, wobei jeder Gesamtparameter eine Summe eines vorherigen Gesamtparameters für den vorherigen angenommenen Zustand und eines jeweiligen Zweigparameters für den jeweiligen möglichen aktuellen Zustand ist.
Empfänger (39) nach Anspruch 11, wobei der DFSE-Entzerrer (49) dafür konfiguriert ist, den Gesamtparameter für den vorherigen angenommenen Trelliszustand mit dem gemeinsamen Abschnitt der Zweigparameter zu einer Zwischenvariablen zu kombinieren, und wobei der DFSE-Entzerrer die Zwischenvariable mit den Differenzvariablen zu dem jeweiligen Gesamtparameter für jeden der möglichen aktuellen Zustände kombiniert.
DFSE-Entzerrer (49), der Parameter berechnet, die jedem Zweig von einem vorherigen angenommenen Zustand zu jedem jeweiligen möglichen aktuellen Zustand zugeordnet sind, wobei der DFSE-Entzerrer (49) Folgendes umfasst: ein Mittel zum Berechnen eines gemeinsamen Abschnitts von Zweigparametern, der für jeden Zweig von dem vorherigen angenommenen Zustand zu jedem der aktuellen möglichen Zustände gleich ist; ein Mittel zum Berechnen von Differenzvariablen, die eine Differenz zwischen dem gemeinsamen Abschnitt der Zweigparameter und jedem der Zweigparameter von dem vorherigen angenommenen Zustand zu jedem der aktuellen möglichen Zustände darstellen; und ein Mittel zum Kombinieren des gemeinsamen Abschnitts der Zweigparameter und jeder der Differenzvariablen zu einem jeweiligen Parameter für jeden der möglichen aktuellen Zustände.
DFSE-Entzerrer (49) nach Anspruch 13, wobei sich der DFSE-Entzerrer (49) in einem System befindet, das 8-PSK-Modulation bereitstellt, so dass es 8 mögliche Trelliszustände gibt, die von jeder Stufe des Trellis' ausfächern, wobei das Mittel zum Kombinieren des Gesamtparameters, des gemeinsamen Abschnitts des Zweigparameters und jeder der Differenzvariablen zu einem jeweiligen Gesamtparameter für jeden der möglichen aktuellen Zustände ein Mittel zum Bereitstellen von acht jeweiligen Gesamtparametern umfasst, von denen jeder einem jeweiligen von acht möglichen aktuellen Zuständen zugeordnet ist, die von einem vorherigen Zustand ausfächern.
DFSE-Entzerrer (49) nach Anspruch 14, wobei das Mittel zum Berechnen der Differenzvariablen, die eine Differenz zwischen dem gemeinsamen Abschnitt der Zweigparameter und jedem der Zweigparameter von dem vorherigen angenommenen Trelliszustand zu jedem der aktuellen möglichen Zustände darstellen, ein Mittel zum Berechnen von vier Differenzvariablen umfasst; und wobei das Mittel zum Kombinieren des gemeinsamen Abschnitts des Zweigparameters und jeder der Differenzvariablen zu einem jeweiligen Gesamtparameter für jeden der möglichen aktuellen Zustände ein Mittel zum Hinzufügen jeder der vier Differenzvariablen zu dem gemeinsamen Abschnitt der Zweigparameter umfasst, um vier der Parameter bereitzustellen, und ein Mittel zum Subtrahieren jeder der vier Differenzvariablen von dem gemeinsamen Abschnitt der Zweigparameter umfasst, so dass weitere vier der Parameter bereitgestellt werden.
DFSE-Entzerrer (49) nach Anspruch 15, wobei das Mittel zum Berechnen der Differenzvariablen Folgendes umfasst ein Mittel zum Berechnen einer ersten Zwischenvariable als zweimal ein Produkt einer Konjugierten eines Primärkanalabgriffs und einer Differenz zwischen einem abgetasteten Signal und einer Summation von Nicht-Primärkanalabgriffen und angenommenen Symbolen, die den Nicht-Primärkanalabgriffen entsprechen; ein Mittel zum Berechnen einer zweiten Zwischenvariable als ein Produkt der ersten Zwischenvariable und e^–jπ/4; ein Mittel zum Berechnen einer ersten der Differenzvariablen als einen realen Teil der ersten Zwischenvariable; ein Mittel zum Berechnen einer zweiten der Differenzvariablen als einen imaginären Teil der ersten Zwischenvariable; ein Mittel zum Berechnen einer dritten der Differenzvariablen als einen realen Teil der zweiten Zwischenvariable; und ein Mittel zum Berechnen einer vierten der Differenzvariablen als einen imaginären Teil der zweiten Zwischenvariable.
DFSE-Entzerrer (49) nach Anspruch 13, der des Weiteren Folgendes umfasst: ein Mittel zum Bereitstellen eines Gesamtparameters für den vorherigen angenommenen Zustand, wobei der Gesamtparameter für den vorherigen angenommenen Zustand einen Fehler darstellt, der einer angenommenen Sequenz von Symbolen zugeordnet ist, die für die vorherige Trellisstufe und für Trellisstufen, die der vorherigen Trellisstufe vorangehen, angenommen ist; wobei das Mittel zum Kombinieren des gemeinsamen Abschnitts der Zweigparameter und jeder der Differenzvariablen ein Mittel zum Kombinieren des Gesamtparameters für den vorherigen angenommenen Zustand, des gemeinsamen Abschnitts der Zweigparameter und jeder der Differenzvariablen zu einem Gesamtparameter für jeden der möglichen aktuellen Zustände umfasst, wobei jeder Gesamtparameter eine Summe eines vorherigen Gesamtparameters für den vorherigen angenommenen Zustand und eines jeweiligen Zweigparameters für den jeweiligen möglichen aktuellen Zustand ist.
DFSE-Entzerrer (49) nach Anspruch 17, wobei das Mittel zum Kombinieren des Gesamtparameters für den vorherigen angenommenen Trelliszustand, des gemeinsamen Abschnitts des Zweigparameters und jeder der Zwischenvariablen Folgendes umfasst: ein Mittel zum Kombinieren des Gesamtparameters für den vorherigen angenommenen Trelliszustand mit dem gemeinsamen Abschnitt der Zweigparameter zu einer Zwischenvariable; und ein Mittel zum Kombinieren der Zwischenvariable mit den Differenzvariablen zu dem jeweiligen Gesamtparameter für jeden der möglichen aktuellen Zustände.