DE69129768T2

DE69129768T2 - Störungsunempfindlicher Raumdiversityempfänger

Info

Publication number: DE69129768T2
Application number: DE69129768T
Authority: DE
Inventors: Kazuhiro C/O Nec Corporation Minato-Ku Tokyo Okanoue
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1990-03-30
Filing date: 1991-03-29
Publication date: 1999-02-25
Anticipated expiration: 2011-03-30
Also published as: DE69129768D1; EP0449327B1; EP0449327A3; CA2039596C; EP0449327A2; US5202903A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Diversityempfang von Signalen, die über verschiedene Schwund- oder Fadingkanäle übertragen werden.
In der WO-A-9016118 wird ein digitaler tragbarer Raum- Diversity-Funkempfänger und ein Verfahren für den Ausgleich bzw. die Entzerrung oder die Korrektur von Störungen der Phase und/oder der Amplitude digitaler Zeitmultiplexsignale in einem Mobilfunksystem beschrieben, wobei die Funksignale über mindestens zwei Antennen empfangen werden.
Es ist bekannt, ein Diversitysystem mit einem Ausgleich- bzw. Entzerrungssystem zu kombinieren, um die Leistungsfähigkeit eines Empfängers zu verbessern. Ein derartiges Verfahren ist ein Ausgleich- oder Entzerrverfahren mit Rückmeldung oder Fehlererkennung, bei dem signalangepaßte Filter oder Vorwärtsentzerrer jeweils an zugeordneten Diversityantennen bzw. schwundmindernden Antennen angeordnet sind, und die Ausgangssignale der Filter werden kombiniert und einem Entzerrer mit Rückmeldung oder Fehlererkennung zugeführt (wie in "Adaptive Matched Filter And Its Significance To Anti-Multipath Fading", K. Watanabe, IEEE- Veröffentlichung (CH2314-3/86/0000-1455), 1986, Seiten 1455 bis 1459 und "Adaptive Equalization of The Slow Fading Channel", P. Monsen, IEEE, Transactions of Communications, Bd. COM-22, Nr. 8, August 1974, beschrieben).
Ein anderes Verfahren ist die Bestimmung der maximalen Wahrscheinlichkeit einer Folge, bei der die Qualität (Streuung von Intersymbolstörungen oder -differenzen und Stör- oder Rauschabstand) eines empfangenen Signals an jeder schwundmindernden Antenne bestimmt und ein Signal mit dem größten Wert auf der Basis der bestimmten Qualitätswerte ausgewählt wird (wie in "A New Post-Detection Selection Diversity With MLSE Equalization", Okanoue, Furuya, B-502, Instututes of Electronics Information and Communications, Autumn National Meeting, 1989 beschrieben). Für die Durchführung des Verfahrens der Bestimmung der maximalen Wahrscheinlichkeit einer Folge kann der bekannte Viterbi-Algorithmus verwendet werden. Durch Aufsummieren von Konstanten, die durch signalangepaßte Filter und Übertragungskanäle eindeutig bestimmt sind, (wie durch den zweiten und den dritten rechten Ausdruck von Gleichung 8b, Seite 18, "The Viterbi Algorithm Applied to Digital Data Transmission", J. F. Hayes, IEEE Communication Society, 1975, Nr. 13, Seiten 15-20, definiert), wird eine Zweigmetrik empfangener Symbolfolgen bestimmt und einem Viterbi-Decodierer mit bewerteten Entscheidungen zugeführt.
Herkömmliche Systeme arbeiten jedoch noch nicht zufriedenstellend, wenn die Zweigmetrik durch Kanalrauschen und Intersymbolstörungen oder -differenzen stark beeinflußt ist. Außerdem werden, wenn der Stör- oder Rauschabstand für durch verschiedene Antennen während eines Tiefschwundes empfangene Signale unterschiedlich ist, alle diese Signale gleich behandelt, so daß bei der Bestimmung der maximalen Wahrscheinlichkeit einer Folge ein Fehler auftreten kann.

Zusammenfassung der Erfindung

Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Raum-Diversityempfänger bereitzustellen, der zur Verwendung in einem Kommunikationssystem vorgesehen ist, bei dem die Empfangsqualität durch Kanalrauschen und Intersymbolstörungen wesentlich beeinflußt ist.
Gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Diversityempfänger mit mehreren schwundmindernden Antennen zum gleichzeitigen Empfangen sequentiell codierter Symbolfolgen bereitgestellt, die über verschiedene Übertragungskanäle von einem Sendeort an die Antennen über tragen werden. Der Empfänger weist mehrere jeweils mit den Antennen verbundene Kanalbewertungseinrichtungen auf, um aus den empfangenen Folgen jeweilige Impulsantwort- oder Impulsformschätzwerte der Übertragungskanäle herzuleiten. Mehrere signalangepaßte Filter sind den Kanalbewertungseinrichtungen und den schwundmindernden Antennen zugeordnet. Der innere Zustand jedes signalangepaßten Filters ist in Antwort auf ein Ausgangssignal der zugeordneten Kanalbewertungseinrichtung veränderlich. Eine Einrichtung zum Berechnen von Zweigmetriken ist vorgesehen, um die Ausgangssignale der signalangepaßten Filter und die Schätzwerte der Kanalbewertungseinrichtungen zu empfangen und eine Zweigmetrik der durch die Antennen empfangenen Signale zu berechnen und einer Einrichtung zum Bestimmen der maximalen Wahrscheinlichkeit einer Folge zuzuführen.
Insbesondere weist die Einrichtung zum Berechnen von Zweigmetriken bei einer Ausführungsform mehrere Einrichtung zum Berechnen von Zweigmetrikkoeffizienten auf, die jeweils Ausgangssignale von den Kanalbewertungseinrichtungen empfangen, um Zweigmetrikkoeffizienten zu berechnen. Durch mehrere erste Addierglieder werden Ausgangssignale von den Einrichtungen zum Berechnen von Zweigmetrikkoeffizienten mit den Ausgangssignalen der signalangepaßten Filter addiert, und durch ein zweites Addierglied werden die Ausgangssignale der ersten Addierglieder addiert, um eine Zweigmetrik zu erzeugen. Bei einer modifizierten Ausführungsform weist die Einrichtung zum Berechnen von Zweigmetriken ein Vektoraddierglied auf, um eine Vektoraddition von Impulsformvektoren von den Kanalbewertungseinrichtungen durchzuführen, um einen Impulsformausgangsvektor zu erzeugen. Eine Einrichtung zum Berechnen von Zweigmetrikkoeffizienten ist vorgesehen, um aus dem Impulsformausgangsvektor einen Zweigmetrikkoeffizienten herzuleiten. Die Ausgangssignale von den signalangepaßten Filtern werden mit dem Zweigmetrikkoeffizienten addiert, um eine Zweigmetrik zu erzeugen.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung sind mehrere adaptive Kanalbewertungseinrichtungen mit den zugeordneten schwundmindernden Antennen verbunden, um jeweils Impulsformschätzwerte der Übertragungskanäle aus den empfangenen Folgen und einem zuvor empfangenen Signal herzuleiten. Außerdem sind mehrere Einrichtungen zum Berechnen von Zweigmetriken mit den schwundmindernden Antennen verbunden, um aus den empfangenen Folgen jeweilige erste Zweigmetriken herzuleiten. Eine Einrichtung zum Bestimmen von Zweigmetrikqualitäten ist mit den adaptiven Kanalbewertungseinrichtungen verbunden, um aus Ausgangssignalen der Kanalbewertungseinrichtungen mehrere entsprechende Zweigmetrikqualitätsschätzwerte der Übertragungskanäle herzuleiten. Eine Zweigmetrikbewertungsschaltung ist mit den Einrichtungen zum Berechnen von Zweigmetriken und der Einrichtung zum Bestimmen von Zweigmetrikqualitäten verbunden, um gemäß den Zweigmetrikqualitätsschätzwerten die erste Zweigmetrik zu bewerten und eine zweite Zweigmetrik zu erzeugen. Eine Einrichtung zum Bestimmen der maximalen Wahrscheinlichkeit einer Folge leitet einen maximalen Wahrscheinlichkeitsschätzwert der empfangenen Folgen aus der zweiten Zweigmetrik her und führt ihn den adaptiven Kanalbewertungseinrichtungen als vorangehendes Signal zu.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Die vorliegende Erfindung wird nachstehend unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen ausführlicher beschrieben; es zeigen:
Fig. 1 ein Blockdiagramm einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Raum-Diversityempfägers;
Fig. 2 Details jeder der Kanalbewertungseinrichtungen von Fig. 1;
Fig. 3 ein Blockdiagramm einer Ausführungsform der Einrichtung zum Berechnen von Zweigmetriken von Fig. 1;
Fig. 4 ein Blockdiagramm einer anderen Ausführungsform der Einrichtung zum Berechnen von Zweigmetriken von Fig. 1;
Fig. 5 ein Blockdiagramm einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Raum-Diversityempfängers;
Fig. 6 Details jedes der adaptiven Kanalbewertungseinrichtungen von Fig. 5;
Fig. 7 Details der Einrichtung zum Bestimmen von Zweigmetrikqualitäten von Fig. 5;
Fig. 8 Details der Zweigmetrikbewertungsschaltung von Fig. 5;
Fig. 9 ein Blockdiagramm einer Modifikation der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
Fig. 10 Details der Einrichtung zum Bestimmen von Zweigmetriken von Fig. 9.

Ausführliche Beschreibung

Fig. 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Diversityempfänger. Der Empfänger weist mehrere schwundmindernde Antennen 1&sub1;-1n auf, die mit entsprechenden signalangepaßten Filtern 2&sub1;-2n verbunden sind. Die schwundmindernden Antennen 1&sub1;-1n sind außerdem mit Kanalbewertungseinrichtungen 3&sub1;-3n verbunden, um Impulsformschätzwerte der entsprechenden Kanäle für eine Übertragung vom Sendeort zu den schwundmindernden Antennen zu erzeugen. Die Kanalbewertungseinrichtungen 3&sub1;-3n sind den signalangepaßten Filtern 2&sub1;-2n zugeordnet. Die Ausgangssignale der Kanalbewertungseinrichtungen 3&sub1;-3n werden Steuereingängen der zugeordneten signalangepaßten Filter 2&sub1;- 2n zugeführt, um ihre inneren Zustände oder Abgriffgewichtkoeffizienten adaptiv zu steuern. Die Ausgangssignale der Kanalbewertungseinrichtungen 3&sub1;-3n werden außerdem einer Einrichtung 4 zum Berechnen von Zweigmetriken zugeführt, der auch die Ausgangssignale der signalangepaßten Filter 2&sub1;-2n zugeführt werden. Die Einrichtung 4 zum Berechnen von Zweigmetriken leitet eine Zweigmetrik aus den Impulsformschätzwerten und den Ausgangssignalen der signalangepaßten Filter her. Ein Viterbi-Decodierer 5 mit bewerteten Entscheidungen oder ein Einrichtung zum Bestimmen der maximalen Wahrscheinlichkeit einer Folge, die eine bekannte Struktur aufweisen, ist mit dem Ausgang der Einrichtung 4 zum Berechnen von Zweigmetriken verbunden. Der Viterbi-Decodierer 5 weist auf bekannte Weise eine Addier-, Vergleich- und Auswahl (ACS) - schaltung und einen Wegespeicher auf, der durch das Ausgangssignal der ACS-Schaltung gesteuert wird, um Zweigmetriken zu speichern und eine wahrscheinlichste Symbolfolge zu erfassen, um diese durch Rückverfolgen durch die gespeicherten Metriken einem Ausgangsanschluß 6 zuzuführen.
Wie in Fig. 2 dargestellt, ist jede Kanalbewertungseinrichtung 3k (k = 1, 2, ... n) im wesentlichen als Transversalfilter aufgebaut, das eine mit Abgriffen versehene Verzögerungsleitung mit Verzögerungselementen 7&sub1;-7m-1 aufweist, die in Serie geschaltet und mit den zugeordneten schwundmindernden Antennen 1k verbunden sind. Aufeinanderfolgende Abgriffe der Verzögerungsleitung sind mit entsprechenden Multiplizierern 8&sub1;-8m verbunden, deren Abgriffgewichte durch in einem Register 9 gespeicherte zugeordnete Abgriffgewichtkoeffizienten gesteuert werden. In praktischer Hinsicht liegen die gespeicherten Abgriffgewichtkoeffizienten in der Form einer Folge verschiedener Symbole vor, die in periodischen Intervallen auftreten können, wie beispielsweise als Trägerrückgewinnungsfolge in der Präambel eines Signalbündels oder Burstsignals. Die durch die Antenne 1k empfangenen Symbole werden aufeinanderfolgend verzögert und mit den gespeicherten Abgriffgewichtkoeffizienten multipliziert und durch ein Addierglied 10 addiert, um ein den Grad der Kreuzkorrelation zwischen der ankommenden Symbolfolge und der gespeicherten Folge darstellendes Signal zu erzeugen. Das Signal wird vom Addierglied 10 jeder Kanalbewertungseinrichtung 3k dem zugeordneten signalangepaßten Filter 2k als Kanalimpulsformschätzwert zugeführt.
Das signalangepaßte Filter ist eine bekannte Vorrichtung, durch die ein Stör- oder Rauschabstand maximiert werden kann (S. Stein und J. J. Jones, "Modem Communication Principles With Application to Digital Signaling", McGraw-Hill). Jedes der signalangepaßten Filter hat eine transversalfilterähnliche Struktur mit einer mit Abgriffen versehenen Verzögerungsleitung, mehreren mit den entsprechenden Abgriffen der Verzögerungsleitung verbundenen Abgriffgewichtmultiplizierern und einem Addierglied zum Integrieren der Ausgangssignale der Multiplizierer über ein Symbolintervall, um ein Ausgangssignal eines signalangepaßten Filters zu erzeugen. Die Abgriffgewichtkoeffizienten jedes signalangepaßten Filters 2k werden gemäß dem Impulsformschätzwert des entsprechenden Übertragungskanals gesteuert, der von der zugeordneten Kanalbewertungseinrichtung 3k zugeführt wird. Details solcher signalangepaßter Filter sind in der vorstehend erwähnten, mitanhängigen US-Patentanmeldung dargestellt und beschrieben.
Wie in Fig. 3 dargestellt, weist die Einrichtung 4 zum Berechnen von Zweigmetriken mehrere Addierglieder 11&sub1;-11n auf, die den signalangepaßten Filtern 2&sub1;-2n zugeordnet sind, die gleiche Anzahl von Einrichtungen 12&sub1;-12n zum Berechnen von Zweigmetrikkoeffizienten und ein Addierglied 13, dessen Ausgang mit dem Eingang des Viterbi-Decodierers 5 verbunden ist. Ein Eingang jedes Addiergliedes 11k ist mit dem Ausgang eines zugeordneten signalangepaßten Filters 2k verbunden, und ein anderer Eingang des Addiergliedes ist mit dem Ausgang einer zugeordneten Einrichtung 12k zum Berechnen von Zweigmetrikkoeffizienten verbunden. Auf diese Weise wird das Ausgangssignal jedes signalangepaßten Filters durch jedes Addierglied 11 mit einem entsprechenden Zweigmetrikkoeffizienten addiert und ferner durch das Addierglied 13 mit den Ausgangssignalen der anderen Addierglieder 11 addiert, um eine Zweigmetrik zu erzeugen. Das Ausgangssignal der Einrichtung 4 zum Berechnen von Zweigmetriken wird dem Viterbi- Decodierer 5 zugeführt, in dem die maximale Wahrscheinlichkeit einer Folge bezüglich den Metriken bestimmt wird, um die wahrscheinlichste Symbolfolge zu erfassen.
Im Betrieb wird eine digital modulierte, sequentiell codierte Symbolfolge von einer entfernten Station über verschiedene Schwund- oder Fadingkanäle übertragen. Beim Empfang werden Kopien der ursprünglichen Folge durch schwundmindernde Antennen 1&sub1;-1n empfangen und durch entsprechende signalangepaßte Filter 2&sub1;-2n gefiltert. Die signalangepaßten Filter maximieren den Stör- oder Rauschabstand der Symbolfolgen in den jeweiligen Schwundkanälen. Weil die Zweigmetrik eine Summe der Ausgangsignale der signalangepaßten Filter ist und die Zweigmetrikkoeffizienten durch die Impulsformen der entsprechenden Kanäle eindeutig bestimmt sind, kann die Wirkung von weißem Gaußschem Rauschen auf die Zweigmetrik auf ein Minimum reduziert werden.
Fig. 4 zeigt eine modifizierte Ausführungsform der Einrichtung zum Berechnen von Zweigmetriken. Die modifizierte Einrichtung zum Berechnen von Zweigmetriken weist ein Addierglied 14, eine Einrichtung 15 zum Berechnen von Zweigmetrikkoeffizienten und ein Vektoraddierglied 16 auf. Die Impulsformschätzwerte von den Kanalbewertungseinrichtungen 3&sub1;- 3n werden dem Vektoraddierglied 16 als Vektoren (k) zugeführt und summiert, um einen resultierenden Vektor als Gesamtimpulsformschätzwert der Kanäle zu erzeugen. Das Ausgangssignal des Vektoraddiergliedes 16 wird der Einrichtung 15 zum Berechnen von Zweigmetrikkoeffizienten zugeführt, um einen Zweigmetrikkoeffizienten zu berechnen. Der Zweigmetrikkoeffizient wird dem Addierglied 14 zugeführt, in dem er mit den Ausgangssignalen der signalangepaßten Filter 2&sub1;-2n addiert wird, um eine Zweigmetrik zu erzeugen, die dem Viterbi-Decodierer 5 zugeführt wird. Durch die modifizierte Einrichtung zum Berechnen von Zweigmetriken werden multiplikative Iterationen, die zum Herleiten des Metrikkoeffizienten erforderlich sind, im Vergleich zur Ausführungsform von Fig. 3 um einen Faktor 1/n reduziert.
Fig. 5 zeigt eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Diversityempfängers, die besonders geeignet ist für Systeme, bei denen die Intersymbolstörungen oder -differenzen zeitlich veränderlich sind. Diese Ausführungsform weist mehrere adaptive Kanalbewertungseinrichtungen 21&sub1;-21n auf, die mit entsprechenden schwundmindernden Antennen 201- 20n verbunden sind. Einrichtungen 22&sub1;-22n zum Berechnen von Zweigmetriken von bekannter Bauart sind ebenfalls mit den entsprechenden schwundmindernden Antennen 20&sub1;-20n und den adaptiven Kanalbewertungseinrichtungen 21&sub1;-21n verbunden. Wie nachstehend beschrieben wird, leitet jede adaptive Kanalbewertungseinrichtung 21k Abgriffgewichtkoeffizienten her und führt diese als Vektor k(i+1) des Impulsformschätzwertes des Kanals k zu einem Zeitpunkt (i+1) der zugeordneten Einrichtung 22k zum Berechnen von Zweigmetriken zu, in der der Vektor mit einer empfangenen Symbolfolge kombiniert wird, um eine Zweigmetrik zu erzeugen. Der Ausgang jeder Einrichtung 22 zum Berechnen einer Zweigmetrik ist mit einer Zweigmetrikbewertungsschaltung 24 verbunden. Jede Kanalbewertungseinrichtung 21k erzeugt außerdem ein Fehlersignal ek(i), das einer Einrichtung 23 zum Bestimmen von Zweigmetrikqualitäten zugeführt wird. Die Einrichtung 23 zum Bestimmen von Zweig metrikqualitäten erzeugt Qualitätsschätzwerte der Zweigmetriken von den Einrichtungen 22 zum Berechnen von Zweigmetriken und führt ihre Ausgangssignale der Zweigmetrikbewertungsschaltung 24 zu, in der sie mit den Fehlersignalen kombiniert werden, um eine Endversion der Zweigmetriken zu erzeugen. Das Ausgangssignal der Zweigmetrikbewertungsschaltung 24 wird einem Viterbi-Decodierer 25 mit bewerteten Entscheidungen zugeführt. Das Ausgangssignal des Viterbi- Decodierers 25 wird einerseits einem Ausgangsanschluß 26 und andererseits den adaptiven Kanalbewertungseinrichtungen 21&sub1;- 21n als Rückkopplungssignal zugeführt.
Wie in Fig. 6 detailliert dargestellt ist, weist jede adaptive Kanalbewertungseinrichtung 21k eine durch eine Reihe von Verzögerungselementen 30&sub1;-30m-1 gebildete, mit Abgriffen versehene Verzögerungsleitung auf. Mit dieser mit Abgriffen versehenen Verzögerungsleitung ist der Ausgang des Viterbi-Decodierers 25 verbunden, um aufeinanderfolgend verzögerte Versionen jedes decodierten Symbols über die Verzögerungsleitung zu erzeugen. Abgriffgewichtmultiplizierer 31&sub1;-31m-1 sind jeweils mit aufeinanderfolgenden Abgriffen der Verzögerungsleitung verbunden, um die verzögerten Signale mit entsprechenden Abgriffgewichtkoeffizienten zu multiplizieren. Ein Addierglied 32 erzeugt eine Summe der gewichteten Signale für einen Vergleich mit einem von einer Verzögerungsleitung 33 zugeführten Signal. Das Ausgangssignal der Verzögerungsschaltung 33 ist das Signal von der zugeordneten schwundmindernden Antenne 20k, das um einen Betrag verzögert ist, der der Zeit entspricht, die für jedes Signalelement von dem Zeitpunkt, zu dem es in den Empfänger eintritt, bis zu dem Zeitpunkt, wenn es den Viterbi-Decodierer 25 verläßt, verstreicht. Durch ein Subtrahierglied 34 wird eine Differenz zwischen den Ausgangssignalen des Addierglieds 32 und der Verzögerungsschaltung 33 gebildet, um das Fehlersignal ek zu erzeugen, das der Einrichtung 23 zum Bestimmen von Zweigmetrikqualitäten und einem Prozessor 35 zugeführt wird, mit dem außerdem die aufeinanderfolgenden Abgriffe der Verzögerungsleitung verbunden sind.
Der Prozessor 35 weist eine Schaltung auf, durch die sein Anfangszustand vorbesetzt wird, um einen Anfangsvektor k(i) von Kanalimpulsformschätzwerten zu einem Zeitpunkt i zu erzeugen, und berechnet einen Vektor k(i+1) von Kanalimpulsformschätzwerten zu einem Zeitpunkt i+1 unter Verwendung der folgenden Formel:
k(i+1) = k(i) + Δek · k(i)
wobei Δ die dem Grad der Änderung der Intersymbolstörung oder -differenz entsprechende Schrittgröße und *k(i) den Vektor von komplex Konjugierten der erfaßten Informationssymbole bezeichnen. Wenn die Verarbeitung auf rückgekoppelte Weise fortschreitet, wird der Vektor k(i) aufeinanderfolgend mit der Fehlerkomponente ek aktualisiert. Der Vektor k(i+1) der Kanalimpulsformschätzwerte wird der zugeordneten Einrichtung 22k zum Berechnen von Zweigmetriken und den Multiplizierern 31&sub1;-31m als Abgriffgewichtkoeffizienten zugeführt.
Wie in Fig. 7 dargestellt, werden die Fehlersignale von den adaptiven Kanalbewertungseinrichtungen 21&sub1;-21n Quadrierungsschaltungen 36&sub1;-36n der Einrichtung 23 zum Bestimmen von Zweigmetrikqualitäten zugeführt, um Spannungswerte der Fehlerkomponenten darstellende Signale zu erzeugen. Eine gleiche Anzahl von Vergleichern 37&sub1;-37n sind mit den Ausgängen der Quadrierungsschaltungen 36&sub1;-36n verbunden, um zu bestimmen, ob jeder der erfaßten Spannungspegel größer oder kleiner ist als ein vorgegebener Schwellenpegel. Wenn die Eingangsspannung kleiner ist als der Schwellenwert, erzeugt jeder Vergleicher ein Normalzustandsignal, durch das angezeigt wird, daß die Qualität des empfangenen Symbols zufriedenstellend ist. Wenn dagegen der Spannungspegel größer ist als der Schwellenwert, erzeugt der Vergleicher ein Alarmsignal, durch das angezeigt wird, daß das empfangene Signal gestört bzw. verstümmelt ist. Die Ausgangssignale der Vergleicher 37&sub1;-37n werden einerseits der Zweigmetrikbewertungsschaltung 24 und andererseits einer Steuerungseinrichtung 38 zugeführt. In Antwort auf jedes Alarmsignal führt die Steuerungseinrichtung 38 dem Vergleicher, der das Alarmsignal erzeugt hat, ein Steuersignal zu, um ihn zu veranlassen, das Alarmsignal aufrechtzuerhalten. Durch diese Hystereseoperation werden die unerwünschten Wirkungen eliminiert, die ansonsten durch die Kanalbewertungseinrichtungen 21 erzeugt würden, wenn die Impulsformbestimmung aufgrund ihrer divergierenden Eigenschaften gestört ist.
Wie in Fig. 8 ausführlich dargestellt, werden die Ausgangssignale der Einrichtung 23 zum Bestimmen von Zweigmetrikqualitäten Binärumsetzern 39&sub1;-39n der Zweigmetrikbewertungsschaltung 24 zugeführt. Andererseits werden die Ausgangssignale der Einrichtungen 22&sub1;-22n zum Berechnen von Zweigmetriken Multiplizierern 41&sub1;-41n zugeführt. Die Binärumsetzer 39&sub1;-39n wandeln das einen Normalzustand anzeigende Signal oder Normalzustandsignal in den Wert Eins und das Alarmsignal in den Wert Null um und führen ihre Ausgangssignale einem Addierglied 40 zu, in dem sie miteinander addiert werden, um ein die Gesamtanzahl von Normalzustandsignalen anzeigendes Signal zu erzeugen. Die Ausgangssignale der Umsetzer 39&sub1;-39n werden außerdem Multiplizierern 41&sub1;-41n zugeführt, so daß das von einer schwundmindernden Antenne 20k erhaltene Qualitätssignal mit der entsprechenden, von dieser schwundmindernden Antenne erhaltenen Zweigmetrik mul tipliziert wird. Die Ausgangssignale der Multiplizierer 41&sub1;- 41n werden durch ein zweites Addierglied 42 addiert, um einen Gesamtwert bzw. eine Summe der qualitätsgewichteten Zweigmetriken zu erhalten. Die Ausgangssignale der Addierglieder 40 und 42 werden daraufhin einer arithmetischen Dividierschaltung 43 zugeführt, in der die Summe der qualitätsgewichteten Zweigmetriken durch die Gesamtanzahl der Normalzustandsignale geteilt wird, um ein den gewichteten Mittelwert der einzelnen Zweigmetriken darstellendes Ausgangssignal zu erzeugen, das über einen Ausgangsanschluß 44 als Zweigmetrik-Endwert dem Viterbi-Decodierer 25 zugeführt wird.
Fig. 9 zeigt eine modifizierte Ausführungsform der Ausführungsform von Fig. 5, wobei an Stelle der Einrichtung 23 zum Bestimmen von Zweigmetrikqualitäten eine Einrichtung 23A zum Bestimmen von Zweigmetrikqualitäten verwendet wird. Die Einrichtung 23A zum Bestimmen von Zweigmetrikqualitäten empfängt Impulsformschätzwerte k(i+1) (oder Abgriffgewichtkoeffizienten) von den adaptiven Kanalbewertungseinrichtungen 21&sub1;-21n an Stelle ihrer Fehlersignale ek. Wie in Fig. 10 ausführlich dargestellt ist, werden die Impulsformschätzwerte 21&sub1;-21n einerseits über Verzögerungsschaltungen 50&sub1;-50n ersten Eingangsanschlüssen von Änderungsdetektoren 51&sub1;-51n und andererseits direkt zweiten Eingangsanschlüssen der entsprechenden Änderungsdetektoren zugeführt. Durch die Verzögerungsschaltungen 50&sub1;-50n wird ihren Eingangssignalen eine einheitliche Verzögerungszeit aufgeprägt. Jeder der Änderungsdetektoren 51&sub1;-51n berechnet einen Differenzvektor Δ k zwischen aufeinanderfolgenden Vektoren der Impulsformschätzwerte k(i+1) und k(i). Jeder Änderungsdetektor berechnet daraufhin die Absolutwerte der Komponenten des Impulsformdifferenzvektors und erfaßt einen Maximalwert der Abso lutwerte als Ausgangssignal des Änderungsdetektors. Auf diese Weise stellt das Ausgangssignal jedes Änderungsdetektors 51 den maximalen Pegel der je Zeiteinheit oder Symboleinheitszeit auftretenden Änderungen dar. Bei normalen Verhältnissen ist die Änderungsgeschwindigkeit von Kanalimpulsformen bei jeder schwundmindernden Antenne wesentlich kleiner als die Baud-Rate. Daher kann gesagt werden, daß die Gültigkeit des Kanalimpulsformschätzwertes verloren geht, wenn das Ausgangssignal jedes Änderungsdetektors größer ist als die Differenz zwischen benachbarten Signalpunkten einer digitalen Modulation. Die Ausgangssignale der Änderungsdetektoren 51&sub1;-51n werden Vergleichern 52&sub1;-52n zugeführt, um sie mit einem vorgegebenen Schwellenwert zu vergleichen, der den Minimalwert von Differenzen zwischen benachbarten Signalpunkten der digitalen Modulation darstellt. Auf ähnliche Weise wie bei den Vergleichern von Fig. 7, werden die Ausgangssignale der Vergleicher 52&sub1;-52n (Normalzustand- und Alarmsignale) der Zweigmetrikbewertungsschaltung 24 von Fig. 9 und einer Steuerungseinrichtung 53 zugeführt, die die Vergleicher veranlaßt, ihre Alarmsignale aufrechtzuerhalten.
Wenn der Stör- oder Rauschabstand eines vorgegebenen Kanals im Vergleich zu anderen Kanälen sich in einem solchen Maße verschlechtert hat, daß ein wesentlicher Fehler bei der Impulsformbestimmung aufgetreten ist, wird dieser Zustand durch die Einrichtung 23 zum Bestimmen von Zweigmetrikqualitäten erfaßt und seine nachteilige Wirkung auf andere Signale unterdrückt oder begrenzt.
In der vorstehenden Beschreibung sind nur bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dargestellt. Durch Fachleute können verschiedene Modifikationen vorgenommen werden, ohne den nur durch die beigefügten Patentansprüche begrenzten Umfang der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Claims

1. Diversityempfänger mit mehreren schwundmindernden Antennen (1&sub1;-1n) zum gleichzeitigen Empfangen sequentiell codierter Symbolfolgen, die über verschiedene Übertragungskanäle von einem Sendeort an die Antennen (1&sub1;-1n) übertragen werden, mit: mehreren Kanalbewertungseinrichtungen (3&sub1;-3n), die mit den entsprechenden schwundmindernden Antennen (1&sub1;-1n) verbunden sind, um Impulsformschätzwerte der Übertragungskanäle aus den jeweiligen empfangenen Folgen herzuleiten, mehreren signalangepaßten Filtern (2&sub1;-2n), die mit den entsprechenden schwundmindernden Antennen (1&sub1;-1n) verbunden und den Kanalbewertungseinrichtungen (3&sub1;-3n) zugeordnet sind, wobei der innere Zustand jedes der signalangepaßten Filter (2&sub1;-2n) in Antwort auf das Ausgangssignal der zugeordneten Kanalbewertungseinrichtung veränderlich ist, einer Einrichtung (4) zum Berechnen von Zweigmetriken zum Empfangen der Ausgangssignale der signalangepaßten Filter (2&sub1;-2n) und der Schätzwerte von den Kanalbewertungseinrichtungen (3&sub1;-3n), um eine Zweigmetrik der durch die Antennen empfangenen Signale zu berechnen, und einer mit der Einrichtung (4) zum Berechnen von Zweigmetriken verbundenen Einrichtung (5) zum Bestimmen einer maximalen Wahrscheinlichkeit einer Folge;

dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (4) zum Berechnen von Zweigmetriken aufweist:

mehrere Einrichtungen (12&sub1;-12n) zum Berechnen von Zweigmetrikkoeffizienten zum Herleiten mehrerer Zweigmetrikkoeffizienten aus den Ausgangssignalen der Kanalbewertungseinrichtungen (3&sub1;-3n), oder eine einzige Einrichtung (15) zum Berechnen eines Zweigmetrikkoeffizienten zum Herleiten eines einzigen Zweigmetrikkoeffizienten aus einer Vektorsumme der Ausgangssignale der Kanalbewertungseinrichtungen (3&sub1;-3n), wobei die Vektorsumme durch ein Vektoraddierglied (16) erzeugt wird; und

eine Addiereinrichtung (11&sub1;-11n, 13; 14) zum Addieren der Ausgangssignale der signalangepaßten Filter (2&sub1;-2n) mit den mehreren Zweigmetrikkoeffizienten oder dem einzelnen Zweigmetrikkoeffizienten, um die Zweigmetrik zu erzeugen.

2. Diversityempfänger nach Anspruch 1, wobei jede der Kanalbewertungseinrichtungen (3&sub1;-3n) aufweist: eine mit Abgriffen versehene Verzögerungsleitung mit Verzögerungselementen (7&sub1;-7m-1), die mit den zugeordneten schwundmindernden Antennen (1k) in Serie verbunden sind, Multiplizierer (8&sub1;-8m), die mit aufeinanderfolgenden Abgriffen der Verzögerungsleitung verbunden sind, ein Register (9), in dem Abgriffgewichtkoeffizienten zum Steuern der Abgriffgewichte der Multiplizierer gespeichert sind, und ein Addierglied (10) zum Addieren der Ausgangssignale der Multiplizierer.

3. Verfahren für einen Diversityempfänger mit mehreren schwundmindernden Antennen (1&sub1;-1n) zum gleichzeitigen Empfangen sequentiell codierter Symbolfolgen, die über verschiedene Übertragungskanäle von einem Sendeort an die Antennen (1&sub1;-1n) übertragen werden, mehreren Kanalbewertungseinrichtungen (3&sub1;-3n), die mit den entsprechenden schwundmindernden Antennen (1&sub1;-1n) verbunden sind, um Impulsformschätzwerte der Übertragungskanäle aus den jeweiligen empfangenen Folgen herzuleiten, mehreren signalangepaßten Filtern (2&sub1;-2n), die mit den schwundmindernden Antennen (1&sub1;-1n) verbunden und den Kanalbewertungseinrichtungen (3&sub1;-3n) zugeordnet sind, wobei die Abgriffgewichtkoeffizienten jedes der signalangepaßten Filter (2&sub1;-2n) sich in Antwort auf das Ausgangssignal der zugeordneten Kanalbewertungseinrichtung ändert, einer Einrichtung (4) zum Berechnen von Zweigmetriken zum Empfangen der Ausgangssignale der signalangepaßten Filter (2&sub1;-2n) und der Schätzwerte von den Kanalbewertungseinrichtungen (3&sub1;-3n) zum Berechnen einer Zweigmetrik der durch die Antennen empfangenen Signale, und einer mit der Einrichtung (4) zum Berechnen von Zweigmetriken verbundenen Einrichtung (5) zum Bestimmen der maximalen Wahrscheinlichkeit einer Folge, dadurch gekennzeichnet, daß die Zweigmetrik erzeugt wird durch:

Herleiten mehrerer Zweigmetrikkoeffizienten aus den Ausgangssignalen der Kanalbewertungseinrichtungen (3&sub1;-3n) oder Addieren von Vektoren der Ausgangssignale der Kanalbewertungseinrichtungen (3&sub1;-3n) und Herleiten eines einzigen Zweigmetrikkoeffizienten aus den addierten Vektoren; und

Addieren der Ausgangssignale der signalangepaßten Filter (2&sub1;-2n) mit mehreren der Zweigmetrikkoeffizienten oder dem einzigen Zweigmetrikkoeffizienten.

4. Verfahren nach Anspruch 3, ferner mit den Schritten: Verzögern der empfangenen, sequentiell codierten Symbolfolgen durch Verzögerungselemente (7&sub1;-7m-1), Multiplizieren der verzögerten, sequentiell codierten Symbolfolgen mit Abgriffgewichten in Multiplizierern (8&sub1;- 8m), wobei die Abgriffgewichtkoeffizienten in einem Register (9) gespeichert sind, Addieren der Ausgangssignale der Multiplizierer (8&sub1;-8m) durch ein Addierglied (10) und Zuführen des Ausgangssignals des Addierglieds (10) zum entsprechenden signalangepaßten Filter (2k).