FI101917B

FI101917B - Menetelmä diversiteettiyhdistelyn suorittamiseksi ja vastaanotin

Info

Publication number: FI101917B
Application number: FI963203A
Authority: FI
Inventors: Mika Raitola; Harri Jokinen; Pekka Ranta
Original assignee: Nokia Telecommunications Oy
Priority date: 1996-08-15
Filing date: 1996-08-15
Publication date: 1998-09-15
Also published as: AU722244B2; FI963203A; NO990666L; FI963203A0; JP2000516781A; NO990666D0; WO1998007243A2; FI101917B1; CN1228210A; EP0914724A2; WO1998007243A3; US6445757B1; AU3852397A

Description

101917

Menetelmä diversiteettiyhdistelyn suorittamiseksi ja vastaanotin

Keksinnön kohteena on menetelmä diversiteettiyhdis-5 telyn suorittamiseksi digitaalisen radiojärjestelmän vas-taanottimessa, jossa vastaanottimessa käytetään sovitettua suodatusta ja maximum likelihood -ilmaisua ja muodostetaan kanavan estimoitu impulssivaste ja impulssivasteen auto-korrelaation tapit ja jossa radiojärjestelmässä oleelli-10 sesti kaikki signaalinkäsittely tapahtuu symboleina ja haluttuun signaaliin kuuluu ennalta määrätty sekvenssi.

Keksinnön kohteena on myös digitaalisen radiojärjestelmän vastaanotin, joka käsittää sovitetun suodattimen, diversiteettihaaroja, maximum likelihood -ilmaisimen ja 15 joka on sovitettu muodostamaan kanavan estimoidun impulssivasteen ja impulssivasteen autokorrelaation tapit, jossa radiojärjestelmässä haluttu signaali käsittää ennalta määrätyn sekvenssin ja jossa radiojärjestelmässä signaalin käsittely on sovitettu tapahtumaan symboleina.

20 Radiojärjestelmässä tukiaseman ja tilaajapäätelait- teen välisen yhteyden laatu vaihtelee jatkuvasti. Tämä vaihtelu johtuu radiotiellä esiintyvistä häiriötekijöistä sekä radioaaltojen vaimenemisesta etäisyyden ja ajan funktiona häipyvässä kanavassa. Yhteyden laatua voidaan mitata 25 esimerkiksi tarkkailemalla vastaanotettua tehoa. Tehonsää-döllä voidaan osittain kompensoida yhteyden laadun vaihteluita .

Digitaalisessa radiojärjestelmässä tarvitaan kuitenkin tehonmittausta tarkempi menetelmä yhteyden laadun es-30 timoimiseksi. Tällöin tunnettuina laatuparametreina ovat esimerkiksi bittivirhesuhde (BER, Bit Error Rate) ja ' signaalikohinasuhde.

Ennestään tunnettua on hyödyntää ML-tyyppisen ilmaisun (Maximum Likelihood) päätöksiä vastaanotetun sig-35 naalin signaalikohinasuhteen estimoimisessa. Tällöin ML- 2 101917 ilmaisimena toimii tavallisesti Viterbi-ilmaisin ja vas-taanottimena voi olla joka tukiasema tai tilaajapäätelai-te. Tunnetuissa ratkaisuissa Viterbi-ilmaisu suoritetaan vastaanotetulle purskeelle kokonaisuudessaan ennen signaa-5 likohinasuhteen määrittämistä. Koska Viterbi-algoritmi on kuitenkin usein liian vaativa toimenpide digitaaliselle signaalinkäsittelyohjelmalle vastaanottimen sallimassa prosessointiajassa, sitä varten joudutaan käyttämään erillistä Viterbi-kovoa. Tätä on selostettu tarkemmin jul-10 kaisussa J. Hagenauer, P. Hoeher: A Viterbi Algorithm with Soft-decision Outputs and its Applications, IEEE GLOBECOM 1989, Dallas, Texas, November 1989, joka otetaan tähän viitteeksi .

Signaalin laatuestimaattia, joka on usein signaali-15 kohinasuhdetieto, tarvitaan tunnetusti käytettäessä erilaisia diversiteettivastaanottimia. Diversiteettivastaan-otossa tavallisimmat diversiteettivastaanottimet yhdistävät signaalit ennen tai jälkeen ilmaisun ja ne käsittävät esimerkiksi valikoivan yhdistelyn (Selective combining), 20 maksimaalisen suhteen yhdistelyn (Maximal-ratio combining) ja tasavahvistetun yhdistelyn (Equal-gain combining). Di-versiteettisignaalit ilmaistaan tavallisesti käyttäen

Viterbi-ilmaisua, jolloin signaalien yhdistäminen tapahtuu ilmaisun jälkeen. Signaalit on kuitenkin edullisinta yh-25 distää ennen ilmaisua, koska tällöin saavutetaan suurempi signaalin vahvistus. Diversiteettivastaanottimia on selitetty tarkemmin esimerkiksi kirjassa William C. Y. Lee: Mobile Communications Engineering, kappale 10, Combining technology, sivut 291 - 336, McGraw-Hill, USA, 1982, joka 30 otetaan tähän viitteeksi.

Esillä olevalla keksinnöllä on tarkoitus toteuttaa menetelmä, jolla voidaan estimoida häiriön suuruutta suoraan vastaanotetusta signaalista käyttämättä ML-ilmaisua apuna ja samalla mahdollistaa diversiteettisignaalien yh-35 distäminen ennen ilmaisua diversiteettivastaanottimia käy- 3 101917 tettäessä.

Tämä saavutetaan johdannossa esitetyn tyyppisellä menetelmällä, jolle on tunnusomaista, että muodostetaan vertailusignaali kanavan estimoidusta impulssivasteesta ja 5 ennalta määrätystä sekvenssistä konvoluutiolla; muodostetaan haluttuun signaaliin liittyvän häiriön suuruus ver-tailusignaalin ja kanavasta vastaanotetun ennalta määrätyn sekvenssin erojen avulla; muodostetaan halutun signaalin voimakkuusarvo, jolloin laatuestimaatti muodostetaan jaka-10 maila halutun signaalin voimakkuusarvo halutun signaalin häiriön suuruudella ja diversiteettiyhdistely suoritetaan siten, että eri haarojen ajallisesti toisiaan vastaavat symbolit yhdistetään, ja kunkin haaran sovitettujen suodattimien lähdöt sekä impulssivasteen autokorrelaation 15 tapit painotetaan kunkin haaran omalla laatuestimaatilla.

Keksinnön mukaiselle vastaanottimelle on tunnusomaista, että vastaanotin käsittää vertailusignaaliväli-neet muodostaa vertailusignaali kanavan estimoidusta impulssivasteesta ja ennalta määrätystä sekvenssistä konvo-. 20 luutiolla; häiriövälineet muodostaa haluttuun signaaliin liittyvän häiriön suuruus vertailusignaalin ja kanavasta vastaanotetun ennalta määrätyn sekvenssin erojen avulla; vastaanotin on sovitettu muodostamaan halutun signaalin voimakkuusarvo ja laatuvälineet on sovitettu muodostamaan 25 laatuestimaatin jakamalla halutun signaalin voimakkuusarvo halutun signaalin häiriön suuruudella ja diversiteettihaa-rojen yhdistämisvälineet yhdistävät eri haarojen ajallisesti toisiaan vastaavat symbolit, ja että vastaanotin on sovitettu painottamaan kunkin haaran sovitettujen suodat-30 timien lähdöt ja impulssivasteen autokorrelaation tapit kunkin haaran omalla laatuestimaatilla.

Keksinnöllä saavutetaan huomattavia etuja. Keksinnön mukaisella menetelmällä häiriön suuruutta voidaan estimoida suoraan vastaanotetusta signaalista suorittamatta 35 Viterbi-ilmaisua. Välttämällä ML-menetelmässä tavallisesti 4 101917 sovellettu Viterbi-algoritmin käyttö säästetään muistia ja laskemiseen käytettävää aikaa. Muodostettua häiriön suuruutta voidaan käyttää hyväksi kanavan tilan estimoinnissa, huonojen kehysten estimointimenetelmissä apuna ja ML-5 metriikan skaalauksessa. Lisäksi häiriön suuruutta voidaan käyttää hyväksi diversiteettiyhdistelyssä ja se on erityisesti käyttökelpoinen, kun monitiesignaalien yhdistely tehdään ennen ilmaisua.

Seuraavassa keksintöä selitetään tarkemmin viitaten 10 oheisten piirustusten mukaisiin esimerkkeihin, joissa kuvio 1 esittää radiojärjestelmää, kuvio 2 esittää GSM-järjestelmän normaalipursketta, kuvio 3 esittää vastaanottimen lohkokaaviota, kuvio 4 esittää vastaanottimen lohkokaaviota ja 15 kuvio 5 esittää vastaanotinta, joka käyttää diversi- teettiyhdistelytekniikkaa.

Keksinnön mukaista menetelmää ja vastaanotinta voidaan soveltaa GSM-radiojärjestelmässä (Global System for Mobile communication) siihen kuitenkaan rajoittumatta.

, 20 Kuviossa 1 radiojärjestelmä käsittää tukiaseman 1, sekä joukon yleensä liikkuvia tilaajapäätelaitteita 2-4, joilla on kaksisuuntainen yhteys 6-8 tukiasemaan. Tukiasema 1 välittää päätelaitteiden 2-4 yhteydet tukiasemaohjaimelle 5, joka välittää ne edelleen järjestel-25 män muihin osiin ja tarvittaessa kiinteään verkkoon. Tu-kiasemanohjäin 5 ohjaa yhden tai useamman tukiaseman 1 toimintaa. GSM-järjestelmässä sekä tukiasema 1 että päätelaitteet 2-4 mittaavat jatkuvasti yhteyden laatua.

Tarkastellaan nyt lähemmin keksinnön mukaista rat-30 kaisua GSM-järjestelmässä. GSM-järjestelmän normaalipurske on kuvion 2 mukainen ja se käsittää yhteensä 148 symbolia. Symbolit käsittävät bittejä tai bittikombinaatioita. Purs-keen symbolit ovat jaksoissa, jotka käsittävät 3 kpl aloi-tussymboleja (TS) 10, 58 kpl datasymboleja (Data) 11, 26 35 kpl opetussymboleja (TRS) 12, 58 kpl datasymboleja (Data) 5 101917 13 ja 3 kpl lopetussymboleja (TS) 14. Keksinnön mukaisessa ratkaisussa vertailusignaalin symbolisekvenssi lasketaan opetussekvenssin 12 ja kanavan estimoidun impulssivasteen funktiona, joka on edullisesti mainittujen sekvenssien 5 konvoluutio. Konvoluutiofunktion h(t) muodostaminen voidaan esittää seuraavalla tavalla funktioiden f(t) ja g(t) välillä yleisessä muodossaan: t h(t) = (f*g) (t) = jf(x)g(t - x) dt .

10 (1) 0

Seuraavassa kuvataan yhtä keksinnön mukaista menetelmää sovellettaessa sitä erityisesti GSM-järjestelmässä. Kanavan hetkellisen laatuestimaatin QE laskeminen käsittää 15 kaksi olennaista vaihetta: ensiksi vertailusignaalin YR

muodostaminen kanavan estimoidusta impulssivasteesta H ja opetusjaksosta TRS (kuvion 2 opetussymbolit 12) edullisesti konvoluutiona ja toiseksi häiriön suuruuden muodostaminen esimerkiksi häiriön energiana VAR vertailusignaalista , 20 YR ja kanavasta vastaanotetusta opetusjaksosta Y varians-si-tyyppisesti. Laskemalla konvoluutio saavutetaan se etu, että vertailusignaali YR muodostuu samalla tavalla kuin varsinainen signaali kanavassa ja vertaamalla tätä tulosta kanavasta vastaanotettuun, haluttuun signaaliin voidaan 25 arvioida häiriön suuruutta. Varianssi VAR lasketaan disk-. reetille jakaumalle yleisesti seuraavasti: δ2 = VAR = Σ (Xj - μ)2ί(*:·) , (2) 30 missä μ on odotusarvo. Häiriön suuruus voidaan määrittää myös esimerkiksi keskihajontatyyppisesti. Keskihajonta δ on määritelmänsä mukaan varianssin δ2 positiivinen neliöjuuri. Lisäksi neliöllinen erotus (x^ - μ)2 voidaan keksinnöllisessä menetelmässä korvata erotuksen itseisarvon 35 millä tahansa potenssilla \x. - μ|ζ, missä z on mikä tahansa 6 101917 reaaliluku. Kun häiriön voimakkuus VAR lasketaan vertai-lusignaalista YR ja kanavasta vastaanotetusta signaalista varianssi-tyyppisesti, saavutetaan se etu, että tuloksena saadaan suoraan häiriön tehollisarvo.

5 Koska opetusjakso TRS on ennalta määrätty, voidaan kanavan hetkellinen estimoitu impulssivaste H määrittää. Tavallisesti estimoitu impulssivaste H on 5-symbolinen eli symbolimäärälle N pätee N = 5. Keksinnön mukaisen menetelmän ensimmäisessä vaiheessa lasketaan kanavan estimoidun 10 impulssivasteen H ja opetusjakson TRS konvoluutiona esimerkiksi kaavan (3) mukaan vertailusignaali YR, joka on vastaanotetun opetusjakson TRS odotusarvo mainitulla estimoidulla impulssivasteella H.

N-l 15 YR(j) =EHU(i)-(l-2-TRS(j-i)) (3) i=0 missä N on estimoidussa impulssivasteessa H olevien symbolien määrä ja symboli-indeksille j, joka osoittaa laskettavaa symbolia, pätee j st N. Käymällä symbolit j väliltä 20 N ja 26 tai ennalta määrätyssä sekvenssissä olevien symbolien määrä läpi saadaan koko vertailusignaali YR. Käyttäen saatua vertailusignaalia YR ja vastaanotettua signaalia Y, joka käsittää opetusjakson, lasketaan esimerkiksi kaavalla (4) näiden varianssi-tyyppinen häiriön suuruus VAR.

25 26 Σ Re ( Y ( i + offset) -YR(i) )2 + Im( Y[i + offset) -YR(i) ) 2 VAR=—- (4)

K

Tässä kaavassa (4) symboleja huomioidaan enintään sellai-30 nen määrä, joka on ennalta määrätyn sekvenssin 12 symboli-määrä vähennettynä kanavan estimoidun impulssivasteen sym-bolimäärällä. Tällöin laskussa huomioitujen symbolien määrä on vapaasti valittavissa. Häiriön suuruus VAR lasketaan siis kuten varianssi, mutta sen nimittäjässä olevalla lu-35 vulla K ei ole merkitystä, koska nimittäjä on yksinkertai- 7 101917 sesti muodostettava ja se toimii vain häiriön suuruuden skaalaajana, mikä on helppo huomioida ja korjata missä tahansa laatuestimaatin muodostusvaiheessa. Varianssi-tyyppisen tuloksen VAR arvo on kaavassa (4) sama kuin häi-5 riön energia näytettä kohti, jos jakajan K arvoksi asetetaan summauksessa käytettyjen symbolien määrä, tai energia koko sekvenssiä kohti, jos jakajan K arvo on yksi. Kaavassa (4) käytetään I/Q-modulaation merkintöjä, jolloin symbolit esitetään kompleksisessa muodossaan. Kaavassa (4) 10 huomioidaan myös offset, mikä tarkoittaa vastaanotetun signaalin symbolien edullista siirtämistä siten, että vastaanotetun signaalin symboli vastaa vertailusignaalin symbolia .

Vastaanotetun halutun signaalin voimakkuusarvo E, 15 joka voi olla summauksessa huomioitavien symbolien ampli-tudillinen voimakkuus tai tehollinen arvo tai muu vastaava symbolin amplitudin potenssi, voidaan laskea joko kanavan estimoidun impulssivasteen H avulla, vertailusignaalin YR avulla tai kanavasta vastaanotetun halutun signaalin avul-20 la. Laskemalla kanavan estimoidun impulssivasteen H tappien tehollinen arvo on etuna se, että saadaan signaalin energia E symbolia kohti. Kun energia E lasketaan vertailusignaalin I/Q-modulaation kompleksisten symboleiden a-vulla esimerkiksi kaavalla (5) 25 26 E= Σ Re(YR(i) )2 + Im(YR(i) )2 (5)

i =N

saadaan vertailusignaalin kokonaisenergia suoraan. Vastaavasti voidaan laskea kanavasta vastaanotetun signaalin 30 energia. Jos esikäsittelyvälineellä 24 muodostetaan signaalin normalisoitu keskimääräinen energia, joka vastaa ' energiaa E, tunnetun tekniikan mukaisesti, tätä ei tarvit se erikseen laskea. Halutun signaali voimakkuusarvo lasketaan suoraan halutusta signaalista kuten kaavassa (5), 35 mutta vertailusignaalin YR symbolien tilalle sijoitetaan 8 101917 halutun signaalin Y symbolit.

Kanavan hetkellinen laatuestimaatti QE saadaan edullisesti muodostamalla häiriön suuruuden käänteisluku kaavan (6) tapaan 5 QE = (6)

VAR

Laatuestimaatti QE voidaan myös muodostaa kaavan (7) mukaan periaatteellisella tavalla jakamalla signaalin ener-10 gia symbolia kohti E kohinan energialla symbolia kohti VAR, kun jakajan K arvona kaavassa (4) käytetään symbolien määrää.

QE = (7)

VAR

15

Laatuestimaatin QE edullinen laskentatapa on myös jakaa signaalin kokonaisenergia E kohinan kokonaisenergialla VAR, kun jakajan K arvo kaavassa (4) on yksi, kaavan (7) mukaan ja välttyä turhalta jakamiselta, koska kaavassa (4) 20 ja (5) on tässä tapauksessa oleellisesti yhtä monta summattavaa alkiota. Kun vastaanottimessa on useita diversi-teettihaaroja, eri diversiteettihaarojen signaalikomponen-tit ja estimoidun impulssivasteen autokorrelaation tapit painotetaan kunkin haaran omalla laatuestimaatillaan QE.

25 Painottaminen tapahtuu edullisesti kertomalla signaalikom-ponentit sovitetussa suodattimessa ja estimoidun impulssi-vasteen autokorrelaation tapit niiden muodostamisen yhteydessä .

Laatuestimaatti QE lasketaan edullisesti jokaiselle 30 purskeelle erikseen, koska yhteyden laatu vaihtelee suuresti lyhyessäkin ajassa.

Tarkastellaan nyt lähemmin keksinnön mukaista solukko-radiojärjestelmän vastaanotinta, jonka lohkokaavio on o~ lennaisin osin esitetty kuviossa 3. Sekä tukiasema että 35 tilaajapäätelaite voivat toimia keksinnön mukaisena vas- 9 101917 taanottimena. Vastaanotin käsittää antennin 21, jolla vastaanotettu haluttu signaali viedään radiotaajuusosille 22, joissa signaali muunnetaan välitaajuudelle. Radiotaa- juusosilta signaali viedään muunninvälineelle 23, joissa 5 signaali muunnetaan analogisesta digitaaliseksi. Digitaalinen signaali etenee esikäsittelyvälineelle 24, jossa signaalia muun muassa voidaan suodattaa, poistaa siitä DC-offset, kontrolloida digitaalisen signaalin automaattista vahvistusta ja demoduloida signaali. Kanavaan sovitettu 10 suodatin 25 palauttaa kanavassa vääristyneen signaalin alkuperäiseksi datavirraksi alhaisella symbolivirhetoden-näköisyydellä. Kanavan impulssivasteen estimaatti ja sen tehollisarvo muodostetaan välineellä 26. Impulssivastetie-dosta muodostetaan välineellä 27 kanavan estimoidun im-15 pulssivasteen autokorrelaation tapit 34.

Digitaalisessa radiojärjestelmässä kanavan impulssi-vaste kuvataan N-symbolisella luvulla. Kanavan impulssi-vaste on tavallisesti viisi-symbolinen, eli N saa arvon 5. Välineellä 28, joka käsittää välineet 28a, 28b ja 28c, 20 lasketaan laatuestimaatti 32 (QE) keksinnön mukaisella menetelmällä. Vertailusignaalivälineillä 28a muodostetaan vertailusignaali 30 (YR) kanavan estimoidusta impulssivas-teesta ja signaalin käsittämästä ennalta määrätystä sekvenssistä. Häiriövälineet 28b muodostaa häiriön suuruuden 25 31 vertailusignaalin YR ja vastaanotetun ennalta määrätyn sekvenssin erotuksesta. Laatuvälineet 28c muodostaa keksinnön mukaisen yhteyden laatuestimaatin QE siten, että laatuestimaatti on käänteisesti verrannollinen haluttuun signaaliin liittyvään häiriöön. Vastaanotin on myös sovi-30 tettu korjaamaan vertailusignaalin 30 ja ennalta määrätyn sekvenssin offset eli signaali kulkuaikaviiveestä johtuva symbolien ajallinen siirtymä toistensa suhteen. Lopulta vastaanottimen ML-ilmaisuväline 29, joka on edullisesti Viterbi-ilmaisin, ottaa vastaan sovitetun suodattimen 25 35 lähdön 33 eli vastaanotetun purskeen eri sekvenssit, jotka 10 101917 on esitetty kuviossa 2, ja kanavan impulssivasteen auto-korrelaation tapit 34 välineeltä 27. Tässä vastaanotinrat-kaisussa laatuestimaatilla QE painotetaan sekä impulssi-vasteen autokorrelaation tappeja 34 välineessä 27, että 5 haluttua signaalia sovitetussa suodattimessa 25. ML-il-maisuvälineen 29 lähtönä on ilmaistut symbolit.

Tarkastellaan nyt lähemmin keksinnön mukaista toista, ensimmäiselle vaihtoehtoista radiojärjestelmän vastaanotinta, jonka lohkokaavio on olennaisin osin esitetty ku-10 viossa 4. Vastaanotin on suurimmaksi osakseen samanlainen kuin vastaanotin kuviossa 3. Tässä vastaanotinratkaisussa laatuvälineeltä 28c laatuestimaatti 32 (QE) siirretään välineelle 26, joka muodostaa laatuestimaatilla QE painotetun impulssivasteen, jolloin laatuestimaatti QE vaikut-15 taa myös sovitetun suodattimen 25 lähtöön 33 ja painottaa käsittelyssä olevaa haluttua signaalia. ML-ilmaisuvälineen 29 lähtönä on ilmaistut symbolit.

Kuvioissa 3 ja 4 esitettyjä ratkaisuja voidaan edullisesti hyödyntää monitievastaanotossa, jollaista järjeste-20 lyä esittää kuvio 5, kun vastaanotin käyttää diversiteet-tiyhdistelyä. Vastaanotin kuviossa 5 käsittää kaksi diver-siteettihaaraa 50, 51, jotka kummatkin käsittävät antennin 41 ja 42, välineet 43 ja 44, jotka puolestaan käsittävät mm. radiotaajuusosat 22, muunninvälineet 23, esikäsittely-25 välineet 24, sovitetut suodattimet 25, kanavan impulssi-vasteen estimaattivälineet 26, laatuestimaatin laskemisvä-lineet 28, kuten kuvioiden 3 ja 4 vastaanottimet. Vaikka kuviossa 5 on vain kaksi diversiteettihaaraa eli kanavaa 50, 51, samanlaista diversiteettiyhdistelyä voidaan sovel-30 taa myös useampiin kanaviin. Eri kanavien estimoidut impulssivasteen autokorrelaation tapit 34 muodostetaan välineillä 27, jotka edustavat samaa toimintaa kuin kuvioiden 3 ja 4 väline 27. Eri kanavilta tulevat signaalikomponen-tit, jotka ovat sovitetun suodattimen 25 lähtöjä 33, yh-35 distetään välineellä 45, jossa yhdistäminen tapahtuu esi- 11 101917 merkiksi summaamalla tai keskiarvoistamalla ja haluttaessa kertomalla signaalit jollakin sopivalla vakiolla. Keksinnön mukaisessa ratkaisussa kunkin diversiteettihaaran sig-naalikomponentti on painotettu oman haaransa 50, 51 laa-5 tuestimaatilla QE. Jyrkässä painotuksessa vain paras sig-naalikomponentti tai parhaat signaalikomponentit valitaan ilmaisimelle 29 laatuestimaatin QE perusteella. Yhdistämisen jälkeen signaali viedään ML-ilmaisuvälineelle 29. Myös impulssivasteen autokorrelaation tappien muodostusvälinei-10 den 27 lähdöt 34 yhdistetään välineellä 46 esimerkiksi summaamalla tai keskiarvoistamalla ja haluttaessa kertomalla lähdöt jollakin sopivalla vakiolla. Diversiteetti-haarojen 50, 51 ja autokorrelaatiotappien 34 yhdistelyssä on edullista yhdistää vain ajallisesti toisiaan vastaavat 15 symbolit tai bitit. Välineen 46 lähtö viedään myös ML-il-maisuvälineelle 29. Erityisen hyödyllinen tällainen ratkaisu on siksi, että kun signaalikomponentit yhdistetään ennen ilmaisua, saavutetaan suurempi signaalin vahvistus.

Keksinnön mukaiset ratkaisut voidaan toteuttaa erityi-20 sesti digitaalisen signaalinkäsittelyn osalta esimerkiksi ASIC- tai VLSI-piireillä. Suoritettavat toiminnot toteutetaan edullisesti mikroprosessoritekniikkaan perustuvina ohjelmina.

Vaikka keksintöä on edellä selostettu viitaten oheis-25 ten piirustusten mukaiseen esimerkkiin, on selvää, ettei keksintö ole rajoittunut siihen, vaan sitä voidaan muunnella monin tavoin oheisten patenttivaatimusten esittämän keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.

Claims

101917

1. Menetelmä diversiteettiyhdistelyn suorittamiseksi digitaalisen radiojärjestelmän vastaanottimessa (1 - 4), 5 jossa vastaanottimessa käytetään sovitettua suodatusta ja maximum likelihood -ilmaisua ja muodostetaan kanavan estimoitu impulssivaste ja impulssivasteen autokorrelaation tapit ja jossa radiojärjestelmässä oleellisesti kaikki signaalinkäsittely tapahtuu symboleina ja haluttuun sig-10 naaliin kuuluu ennalta määrätty sekvenssi (12), tunnettu siitä, että muodostetaan vertailusignaali (30) kanavan estimoidusta impulssivasteesta ja ennalta määrätystä sekvenssistä (12) konvoluutiolla; 15 muodostetaan haluttuun signaaliin liittyvän häiriön suuruus (31) vertailusignaalin (30) ja kanavasta vastaanotetun ennalta määrätyn sekvenssin (12) erojen avulla; muodostetaan halutun signaalin voimakkuusarvo (35), jolloin laatuestimaatti (32) muodostetaan jakamalla halu-20 tun signaalin voimakkuusarvo (35) halutun signaalin häiriön suuruudella (31) ja diversiteettiyhdistely suoritetaan siten, että eri haarojen (50, 51) ajallisesti toisiaan vastaavat symbolit yhdistetään, ja kunkin haaran (50, 51) sovitettujen suo- 25 dattimien (25) lähdöt (33) sekä impulssivasteen autokorrelaation tapit (34) painotetaan kunkin haaran (50, 51) omalla laatuestimaatilla (32).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että diversiteettiyhdistely tapahtuu en- 30 nen maximum likelihood -ilmaisua.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että haluttuun signaaliin liittyvän häiriön suuruus (31) muodostetaan mieluimmin varianssi- tai keskihajontatyyppisesti vertailusignaalin (31) ja halutun 35 signaalin ennalta määrätyn sekvenssin (12) eroista ja 101917 halutun signaalin voimakkuusarvo (35) muodostetaan vertailusignaalin (30), halutun signaalin tai kanavan estimoidun impulssivasteen tappien (34) symbolien voimakkuuksien summan, neliöllisen summan tai muun vastaavan po-5 tenssisumman avulla.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kun lähetys tapahtuu purskeina, laatuestimaatti (32) lasketaan jokaiselle vastaanotetulle purskeelle erikseen.

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tun nettu siitä, että radiojärjestelmän ollessa GSM-jär-jestelmä ennalta määrätty sekvenssi (12) on GSM-järjestel-män normaalipurskeen opetussekvenssi.

6. Digitaalisen radiojärjestelmän vastaanotin (10 -15 13), joka käsittää sovitetun suodattimen (25), diversi- teettihaaroja (50, 51), maximum likelihood -ilmaisimen (29) ja joka on sovitettu muodostamaan kanavan estimoidun impulssivasteen ja impulssivasteen autokorrelaation tapit , (34), jossa radiojärjestelmässä haluttu signaali käsittää 20 ennalta määrätyn sekvenssin (12) ja jossa radiojärjestelmässä signaalin käsittely on sovitettu tapahtumaan symboleina, tunnettu siitä, että vastaanotin (10 - 13) käsittää vertailusignaalivälineet (28a) muodostaa vertailusig-25 naali (30) kanavan estimoidusta impulssivasteesta ja ennalta määrätystä sekvenssistä (12) konvoluutiolla; häiriövälineet (28c) muodostaa haluttuun signaaliin liittyvän häiriön suuruus (31) vertailusignaalin (30) ja kanavasta vastaanotetun ennalta määrätyn sekvenssin (12) 30 erojen avulla; vastaanotin on sovitettu muodostamaan halutun signaalin voimakkuusarvo (35) ja laatuvälineet (28b) on sovitettu muodostamaan laatuestimaatin (32) jakamalla halutun signaalin voimakkuusarvo (35) halutun signaalin häiriön 35 suuruudella (31) ja / 101917 diversiteettihaarojen (50, 51) yhdistämisvälineet (45 ja 46) yhdistävät eri haarojen (50, 51) ajallisesti toisiaan vastaavat symbolit, ja että vastaanotin on sovitettu painottamaan kunkin haaran (50, 51) sovitettujen suodatti-5 mien (25) lähdöt (33) ja impulssivasteen autokorrelaation tapit (34) kunkin haaran (50, 51) omalla laatuestimaatilla (32) .

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen vastaanotin (10 - 13) , tunnettu siitä, että diversiteettihaarojen 10 (50, 51) yhdistämisvälineet (45 ja 46) sijaitsevat ennen maximum likelihood -ilmaisuvälineitä (29).

8. Patenttivaatimuksen 6 mukainen vastaanotin, tunnettu siitä, että häiriövälineet (28c) on sovitettu muodostamaan haluttuun signaaliin liittyvän häiriön suu- 15 ruus (31) mieluimmin varianssi- tai keskihajontatyyppises-ti vertailusignaalin (30) ja halutun signaalin ennalta määrätyn sekvenssin (12) eroista ja vastaanotin on sovitettu muodostamaan halutun signaalin voimakkuusarvo (35) vertailusignaalin (30), halutun 20 signaalin tai kanavan estimoidun impulssivasteen tappien (34) symbolien voimakkuuksien summan, neliöllisen summan tai muun vastaavan potenssisumman avulla.

9. Patenttivaatimuksen 6 mukainen vastaanotin, tunnettu siitä, että lähetys tapahtuessa purskeina vas- 25 taanotin on sovitettu muodostamaan laatuestimaatin (32) jokaiselle vastaanotetulle purskeelle erikseen.

10. Patenttivaatimuksen 6 mukainen vastaanotin, tunnettu siitä, että radiojärjestelmän ollessa GSM-jär- jestelmä ennalta määrätty sekvenssi (12) on GSM-järjestel- 30 män normaalipurskeen opetussekvenssi . 101917