FI102230B

FI102230B - Vastaanottomenetelmä ja vastaanotin

Info

Publication number: FI102230B
Application number: FI970889A
Authority: FI
Inventors: Olli Piirainen
Original assignee: Nokia Telecommunications Oy
Priority date: 1997-02-28
Filing date: 1997-02-28
Publication date: 1998-10-30
Also published as: JP2000515710A; FI102230B1; WO1998038746A3; WO1998038746A2; AU6102098A; FI970889A0; EP0927465A2; NO985002D0; CN1223035A; US6396878B1; AU731565B2; NO985002L

Description

1 102230

Vastaanottomenetelmä ja vastaanotin^

Tekniikan ala

Keksinnön kohteena on vastaanottomenetelmä, jossa 5 vastaanotetut symbolit ovat funktioita biteistä, jotka määritetään käyttäen ajallisesti peräkkäisiä trelliksen tasoja A ja B, jotka käsittävät ennalta määrätyn määrän tiloja, joista kustakin tilasta siirrytään seuraavan tason B johonkin tilaan vastaanotetun symbolin perusteella.

10 Keksinnön kohteena on lisäksi vastaanotin, joka on sovitettu määrittämään vastaanotettuun symboliin liittyvät bitit perustuen ajallisesti peräkkäisiin trelliksen tasoihin A ja B, jotka käsittävät ennalta määrätyn määrän tiloja, joista kustakin tilasta siirrytään seuraavan tason B 15 tilaan vastaanotetun symbolin perusteella.

Tekniikan taso

Aikadiskreetissä Markovin prosessissa valkoisen kohinan vaikuttaessa, millaiseksi digitaalisen solukkora-diojärjestelmän olosuhteet tavallisesti oletetaan, Viter-20 bi-algoritmi on optimaalinen tunnetun tekniikan mukainen rekursiivinen algoritmi. Viterbi-dekoodaus vastaanotetulle signaalille voidaan suorittaa solukkoradiojärjestelmän tukiasemalla tai tilaajapäätelaitteella. Vastaanottimen Vi-terbi-lohkossa etsitään sanoman trellis, jolloin lasketaan , 25 lähetetyn sanoman transitiometriikka. Siten Viterbi-dekoo-dauksessa ilmaistaan lähetettyä informaatiota vastaavat symbolit, jotka edustavat lähetetyn sanoman bittejä tai bittikombinaatioita. Viterbi-algoritmia käytetään tunnetusti signaalin ilmaisussa ja dekoodauksessa. Viterbi-30 algoritmi tuottaa signaalista ML-sekvenssin estimaatin (ML = Maximum Likelihood) ja tyypillisesti myös pehmeät pää-• tökset kanavan dekoodausfunktioille. ML-estimaatti käsit tää estimaatit signaalin käsittämistä symbolijaksoista. ML-menetelmää on esitelty kirjassa Proakis, J., G.: Digi-35 tai Communications, McGraw-Hill Book Company, 1989, kappa- 2 102230

le 4.2 ja Viterbi-algoritmin kovototeutusta on esitelty julkaisussa Fettweis, G., Meyer, H.: High-Speed Parallel Viterbi Decoding: Algorithm and VLSI-Architecture, IEEE

Communications Magazine, Voi. 29(5), 1991, jotka otetaan 5 tähän viitteiksi.

Tunnetun tekniikan mukainen Viterbi-ilmaisin summaa kunkin tason tilojen väliset transitiometriikat, jotka kuvaavat tilojen välisen siirtymän todennäköisyyttä, kumulatiivisiin transitiometriikoihin, vertaa muodostettuja 10 kumulatiivisia transitiometriikoita kussakin tilassa ja valitsee kuhunkin tilaan tulevat selviytyjäpolut transi-tiometriikan perusteella ja tarvitsee oikean polun jälji-tysvaiheen bittipäätösten tekemiseksi. Tämä aiheuttaa viivettä bittipäätöksiin ja symbolien ilmaisuun. Lisäksi Vi-15 terbi-ilmaisin horjahtelee eli ajautuu pois oikealta po lulta useiden tilamuutosten ajaksi valittuaan kerrankin väärän polkuhaaran.

Keksinnön tunnusmerkit

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena onkin toteut-20 taa vastaanottomenetelmä ja menetelmää käyttävä vastaanotin, joka korvaa Viterbi-algoritmin mukaisen ilmaisun käyttämättä sekvenssin estimointia. Menetelmässä ei muodosteta selviytyjäpolkuja eikä siten suoriteta myöskään oikean polun jäljitystä.

25 Tämä saavutetaan johdannossa esitetyn tyyppisellä menetelmällä, jolle on tunnusomaista, että muodostetaan tason B useammassa kuin yhdessä tunnetussa tilassa vastaanotetulle symbolille ehdollista todennäköisyyttä vastaava transitiometriikka, jolla transitiossa siirrytään 30 edellisen tason A tunnetuista tiloista seuraavan tason B kuhunkin mainittuun tunnettuun tilaan, ja jossa transitio-’ metriikassa edellisen tason tila määritetään symboleina, joilla kullakin on ennalta määrätty määrä symbolivaihtoeh-toja, muodostetaan kumulatiivinen transitiometriikka ker-35 tomalla transitiometriikka edellisen tason A kuhunkin tun- 102230 3 f . .u. « nettuun tilaan liittyvällä kumulatiivisella metriikalla, muodostetaan tason B tiloihin liittyvä kumulatiivinen metriikka summaamalla tason B tiloihin liittyvät kumulatiiviset transitiometriikat yli edellisen tason A tilaa määrit-5 tävän, sijainniltaan tunnetun symbolin symbolivaihtoehtojen ja määritetään vastaanotettujen symbolien bitit erikseen jokaiselle symbolin käsittämälle bitille toisistaan riippumatta käyttäen hyväksi kumulatiivisia transitiomet-riikoita.

10 Keksinnön mukaiselle menetelmälle on myös tun nusomaista, että muodostetaan tason B useammassa kuin yhdessä tunnetussa tilassa vastaanotetulle symbolille ehdollista todennäköisyyttä vastaava transitiometriikka ja muodostetaan transitiometriikan logaritmi, jolla transitio-15 metriikalla transitiossa siirrytään edellisen tason A tunnetuista tiloista seuraavan tason B kuhunkin mainittuun tunnettuun tilaan, ja jossa transitiometriikassa edellisen tason tila määritetään symboleina, joilla kullakin on ennalta määrätty määrä symbolivaihtoehtoja, muodostetaan 20 logaritmiskumulatiivinen transitiometriikka summaamalla logaritminen transitiometriikka edellisen tason A kuhunkin tunnettuun tilaan liittyvään logaritmiskumulatiiviseen metriikkaan, muodostetaan eksponentiaalinen kumulatiivinen metriikka käyttämällä eksponenttifunktion argumenttina 25 logaritmiskumulatiivista transitiometriikkaa ja summaamal la eksponentiaalisia kumulatiivisia metriikoita yli edellisen tason A tilaa määrittävän sijainniltaan tunnetun symbolin symbolivaihtoehtojen, muodostetaan logaritmiskumulatiivinen metriikka ottamalla logaritmi eksponentiaa-30 liskumulatiivisten metriikoiden summasta ja määritetään vastaanotettujen symbolien bitit erikseen jokaiselle sym-' bolin käsittämälle bitille toisistaan riippumatta käyttäen hyväksi logaritmiskumulatiivisia transitiometriikoita.

Keksinnön mukaiselle vastaanottimelle on tun-35 nusomaista, että vastaanotin käsittää välineet muodostaa 102230 4 tilassa B useammassa kuin yhdessä tilassa vastaanotetulle symbolille ehdollista todennäköisyyttä vastaava transi-tiometriikka, joka vastaa siirtymää edellisen tason B tunnetuista tiloista seuraavan tason B kuhunkin mainittuun 5 tilaan, ja jossa transitiometriikassa edellisen tason tila on määritetty symboleina, joilla kullakin on ennalta määrätty määrä symbolivaihtoehtoja, välineet muodostaa kumulatiivinen transitiometriikka kertomalla transitiometriik-ka edellisen tason A kuhunkin tunnettuun tilaan liittyväl-10 la kumulatiivisella metriikalla, välineet muodostaa kumulatiivinen metriikka summaamalla tason B eri tiloihin liittyvät kumulatiiviset transitiometriikat yli edellisen tason A tilaa määrittävän viimeisen symbolin symbolivaih-toehtojen ja vastaanotin on sovitettu määrittämään vas-15 taanotettujen symbolien bitit erikseen jokaiselle symbolin käsittämälle bitille toisistaan riippumatta käyttäen hyväksi välineissä muodostettuja kumulatiivisia transi-tiometriikoita.

Keksinnön mukaiselle vastaanottimelle on myös tun-20 nusomaista, että vastaanotin käsittää välineet muodostaa tilassa B useammassa kuin yhdessä tilassa vastaanotetulle symbolille ehdollista todennäköisyyttä vastaava logaritminen transitiometriikka, joka vastaa siirtymää edellisen tason B tunnetuista tiloista seuraavan tason B kuhunkin , 25 mainittuun tilaan, ja jossa transitiometriikassa edellisen tason tila on määritetty symboleina, joilla kullakin on ennalta määrätty määrä symbolivaihtoehtoja, välineet muodostaa logaritmiskumulatiivinen transitiometriikka summaamalla logaritminen transitiometriikka edellisen tason A 30 kuhunkin tunnettuun tilaan liittyvään logaritmiskumulatii-viseen metriikkaan, välineet muodostaa kumulatiivinen metriikka summaamalla tason B eri tiloihin liittyvät kumulatiiviset transitiometriikat yli edellisen tason A tilaa määrittävän viimeisen symbolin symbolivaihtoehtojen ja 35 muodostaa tason B logaritmiskumulatiivinen metriikka otta- 102230 5 maila logaritmi summasta, ja vastaanotin on sovitettu muodostetaan vastaanotettujen symbolien bitit erikseen jokaiselle symbolin käsittämälle bitille toisistaan riippumatta käyttäen hyväksi logaritmiskumulatiivisia transitiometrii-5 koita.

Keksinnön mukaisella menetelmällä saavutetaan huomattavia etuja. Tunnetun tekniikan mukaisiin ratkaisuihin verrattuna suorituskyky paranee, sekä bittipäätökset että symbolin määritys nopeutuvat ja tunnetun tekniikan mukai-10 selle ilmaisulle tyypillinen horjahtelu häviää.

Kuvioiden selitys

Seuraavassa keksintöä selitetään tarkemmin viitaten oheisten piirustusten mukaisiin esimerkkeihin, joissa kuvio 1 esittää trellis-kaaviota, 15 kuvio 2 esittää vastaanottimen lohkokaaviota, kuvio 3 esittää vastaanottimen lohkokaaviota, kuvio 4 esittää metriikan muodostusvälineitä ja kuvio 5 esittää useita haaroja käsittävää vastaanotinta .

20 Edullisten toimintamuotojen kuvaus

Keksinnöllistä menetelmää ja vastaanotinta voidaan soveltaa digitaalisissa radiojärjestelmissä erityisesti GSM-järjestelmässä siihen kuitenkaan rajoittumatta. Radiojärjestelmässä vastaanotetun signaalin datanäytteet y voi-. 25 daan esittää muodossa: y = HS + n, (1) missä H on kanavaestimaatti eli impulssivaste-estimaatti, 30 S edustaa lähetettyä dataa, n edustaa kohinaa ja interfe-: renssiä. Merkkien lihavointi tarkoittaa, että kysymykses- * sä on vektori tai matriisi. Tarkastellaan aluksi keksinnön mukaisen ratkaisun teoreettista pohjaa. Määritetään ryhmä B, jossa on kaksi alkiota. Kutsutaan ryhmää B bitiksi 35 102230 6 B={ao,a,}, (2) missä a0 on esimerkiksi 0 ja a1 on esimerkiksi 1. Tällöin symboli Si voidaan määritellä bittien x muodostamien sek-5 venssien avulla S, = f(x,N_„xlN.2,..x,o); Xj,N_, e B Λ xiN.2 e B Λ...Λ xj0 e B, (3) mikä tarkoittaa, että symboli Si on bittien xlN_,,x(N.2,..xj0 10 funktio. Kaavassa (3) merkki Λ tarkoittaa ja-merkkiä. Tässä määritelmässä N kertoo bittien määrän. Näin symboli Si voi käsittää m = 2N arvoa, joita arvoja merkitään SjeA={s0, s,,..., s2n i}. Täten käyttäen Markovin ketjua todennäköisyys p(YilSi) , joka tarkoittaa sitä, että vastaanotettu data yi 15 käsittää symbolin Sif tai vastaava voidaan kirjoittaa muotoon: P(y,|S,) = p(y,|S„ S,.,,.., S^) p(y,.,|S,.„ S,.,.,,) ...p(y0|S0), (4)

20 missä kanavan impulssivaste-estimaatti on r + 1 bitin mittainen ja Yi= <yif Yi-i, · . ., y0> on vastaanotetut symbolit, Si = <Si, Si_i, . . . S0> on lähetetyt symbolit. Tässä oletetaan, että kaikkien symbolien todennäköisyys on saman suuruinen. Voidaan huomata, että kaksi peräkkäistä termiä jakavat sa- 25 man symbolin ja siten tilasta toiseen on vain m = 2N

mahdollista siirtymää eli transitiota. Täten nämä siirtymät voidaan piirtää tiladiagrammina ja/tai trelliskaavio-na, jossa on mr = (2N)r tilaa, mikä vastaa Viterbi-algorit-mia. Jokaisesta tilasta on m kappaletta erilaisia 30 transitioita seuraavaan tilaan. Käyttäen Markovin ketjun ominaisuutta ja todennäköisyysteoreemaa voidaan kirjoittaa rekursio trelliksen eri tilojen välille p(yi|Si, S,.,,.., S,.M+1) = Σ pCyJS,.,, S„2,.., p(y,|S„ S,.r.=sk), (5)

S.EA

35 102230 7 missä piyJSi, Si.!, . ., Si.r.t) on transitiometriikka, P(Yi-i |Si_!, Si-2, · ·, Si_r.t=sk) on transition alkutilan kumulatiivinen metriikka, piyJSi, S^j, . ., Si.r.t+1) on kumulatiivinen metriikka ja t on määritettävä vakio. Summaus suorite-5 taan symbolien Sk mukaan yli symbolivaihtohtojen sk e A. Eli biteillä summaus suoritetaan bitille 0 ja bitille 1 erikseen. Rekursio voidaan aloittaa indeksistä i = 0 ja voidaan jatkaa vastaanotetun purskeen tai vastaavan loppuun, jos sillä on loppu. Näin p(yilSif S^, . ., Si_r.t+1) kä-10 sittää kaikkien symbolit Sif S^, .., Si-r-t+i käsittävien polkujen kumulatiivisen todennäköisyyden.

Ylläolevassa rekursiivisessa menetelmässä määriteltiin symbolitilat. Tämä ei tavallisesti riitä, vaan tyypillisesti tarvitaan lähetettyjen bittien pehmeän päätök-15 sen tietoa. Seuraavassa esitetään menetelmä pehmeän päätöksen estimoimiseksi käyttäen edellä olevaa rekursiota hyväksi. Estimoidaan kunkin bitin todennäköisyyttä p(x|y). Aluksi yhden bitin Xi_r.t,k todennäköisyys rKx,.,.^ = a,|yj) voidaan kirjoittaa muotoon 20 P(x.-M,k = a,|yj) = p(yJ|xi.r-t,k = a,)p(x,r.tk = a,)/p(yj) = Σ P(yj|SJ)p(SJ)/p(yJ), (6)

e A Λ...Λ S0 e A A

. 25 missä k = [0,..., N - 1] ja osoittaa N bittiin. Uskotta-vuussuhde (likelihood ratio) voidaan määritellä nyt . , . Σ piy lSppiSp/piy ) PVj-r-tjT0 11yp = g A Λ...Λ S0 e A A __ p(x,-r-t,k=ao\yj) Σ piyjisppisp/piyj) 30 .....SB>\Sj € A A. .A S0 e A A x,.r.,^aa} Σ MSjpQ) _ {<?,.....yi·?, g 4 Λ...Λ S0 e A A x,_ _

Σ pOvW'V

{<s,.....S0>\St e A A . A S0 e A A

35 _ 8 102230 (<5„·5,.,.,>|5, 6 λ Λ...Λ 5,_„, 6 Λ Λ ,-0,}_ {<5„ ,5,.,.,>|5, e λ Λ ...Λ 5,.,., e Λ Λ missä j on lohkon pituus (tai vastaanotetut arvot, joita 5 käytetään päätöksen teossa) . Alioptimaalinen oletus tehdään, jos i < j. Ylläolevasta voidaan nähdä, että bitin todennäköisyys p (Xi-r-t,kl Yi) voidaan laskea transitioiden summana symbolin metriikan muodostuksen aikana. Voidaan huomata myös, että todennäköisyys p (Xi-r-t,k lYi) on optimaali-10 nen, kun i = j. Käyttäjän valitsemalla parametrillä t voidaan määritellä päätöksen pituus trelliksessä. Käytännössä saavutetaan hyvä luotettavuus jo pienillä parametrin t arvoilla (parametrin t arvoksi voidaan valita t = 0) . Jos vastaanotettava signaali on jatkuva, viimeistä symbolia ei 15 voida määritellä ja siten ei ole mahdollista tehdä optimaalisia päätöksiä. Tämä päätösmetriikka on näin määritelty yhdelle bitille Xi-r.tik yhdessä symbolissa. Tämä metriikka voidaan erikseen määritellä kaikille bitti-indekseille k missä tahansa yhdessä symbolissa ja siten muodostaa 20 kaikki bittipäätökset.

Uskottavuuden muodostaminen vaatii jakolaskun käyttöä. Jakolasku on kuitenkin hidas operaatio suorittaa ja se voidaankin välttää käyttämällä logaritmia = log( Σ P0-,|S,)) p{x,-r-tjra01yp <<S, VIS, e A Λ Λ 50 e Λ Λ -log( Σ pCF/I-S1,)) (8) 2 q {<5„,50>|5, e A Λ...Λ 50 e A A =a0}

Seuraavassa kuvataan toinen menetelmä symbolin esti-moimiseksi. Uskottavuuspäätöksen sijasta tai lisäksi voidaan määritellä todennäköisyyspäätös. Tällöin bitin toden-35 näköisyys voidaan määritellä seuraavasti 102230 9 Σ ρΟ,Ι^,) „ ι.Γ\ — {<V VI5'/ e ^ Λ S0 e A Λ νΓ.(ι*-β,} _ PVxi-r-t,k «liyjJ ^ ΓΓ7 Σ p(Ji\Si) (<S„..· VI S, e A Λ...Λ S0 e Λ) 5 ^ ρΟ^,Ι^.,,^.^ν^,.Γ-,Κν,Ι^Λ-ι^-Σ’-Λ-Γ-/) {<V-.S,-f.,>|S, ^ Λ Λ...Λ 5>-r_r € A A ____ ( 9 ) ^ PO/_i \Si.l,S._2,...,Sj_r_l)p(yj\Sj^hl^-_2,---,Sl_r_l} {<5„...^-r-^lf ^ Λ...Λ 5,.,., e Λ} 10 Nimittäjässä todennäköisyys tai vastaava lasketaan bitille 1 tai 0 kuten summauksesta {<Sjv.., S^.^ISjeA Λ...Λ S^eA} huomataan.

Seuraavassa keksinnöllistä menetelmää kuvataan käyttäen bittejä. Tällöin käytettävä matematiikka yksin-15 kertaistuu.

Tarkastellaan nyt keksinnön mukaista menetelmää käyttäen kuvion 1 trellis-kaaviota, joka esimerkin vuoksi käsittää 8 tilaa (STATE) ja 8 tasoa (LEVEL). Tässä esimerkissä käsitellään tapausta, jossa symboli SA käsittää kaksi 20 eri arvoa eli yhden bitin. Tiloja voidaan merkitä biteillä, jolloin 8 tilan merkitsemiseen tarvitaan 3 bittiä tai bittiä vastaavaa symbolia, joita ovat sx ja s0 ja jotka vastaavat edellä olleita bittejä a! ja a0. Tasot 1, 1+1, ..., ÄMOUNT_OF_BITS-l käsittävät ajallisesti peräkkäisiä . 25 tiloja s0, s0 s0 - sx, slf joihin siirrytään vastaanotettujen symbolien, bittien tai bittikombinaatioden perusteella. Ilmaistaessa vastaanotettuja bittejä trellis-kaa-viossa edetään vasemmalta oikealle, mikä edustaa trellik-sessä tapahtuvien tapahtumien aikajärjestystä. Kunkin ta-30 son pisteestä eli tilasta voidaan edetä transitiolla seu-: raavan tason kahteen eri tilaan, mikä tapahtuu kahta eri polkua pitkin riippuen vastaanotetusta bitistä (bitti on joko 1 tai 0). Jos taas käytetään bittien sijasta symboleita, jotka ovat bittikombinaatioita, kustakin tilasta 35 lähtee 2r siirtymää seuraavan tason 2r-kappaleeseen tiloja, 10 102230 missä r on symbolin käsittämien bittien määrä. Tässä esimerkissä impulssivaste-estimaatti käsittää siis neljä bittiä, joten r = 3. Näin käytettäessä 2-bittisiä symboleita yhdestä tilasta lähtee neljä siirtymää seuraaviin tiloi-5 hin. Symbolien käyttö on siis ekvivalenttia bittien käytölle ja kaikki symbolitason tapahtumat trelliksessä voidaan siten aina palauttaa bittitason tapahtumiksi. Metriikassa oleva tila edustaa ikkunaa, josta näkyy kerrallaan vain muutama bitti, tavallisesti neljä bittiä, päättymät-10 tömässä bittijonossa (tässä esimerkissä ikkuna on 3 bittiä, koska kussakin tasossa on vain 8 tilaa) . Ikkunasta näkyvästä muutaman bitin jonosta putoaa aina yksi bitti pois, kun metriikassa edetään tasosta toiseen, ja samalla jonon vastakkaiseen päähän tulee uusi, vastaanotettu bit-15 ti. Pois putoava bitti ilmaistaan.

Trelliksessä edetään symboleita käyttäen ajallisesti peräkkäisissä trelliksen tasoissa A (i-r-t) ja B (i-r-t+1), jotka käsittävät ennalta määrätyn määrän tiloja, kaavan (5) mukaan. Vastaanotettu symboli yA määritetään 20 kuitenkin edullisesti bittipäätöksien avulla. Kustakin tilasta siirrytään seuraavan tason B johonkin tilaan vastaanotetun symbolin perusteella. Muodostetaan tason B edullisesti kaikissa tiloissa vastaanotetulle symbolille y, ehdollista todennäköisyyttä vastaava transitiometriikka . 25 piyJSj, Sw,.., Sj.,.,), jolla transitiossa siirrytään edellisen tason A tunnetuista tiloista seuraavan tason B kuhunkin tunnettuun tilaan. Transitiometriikassa edellisen tason A tila määritetään symboleina SM, S,.M, joilla kullakin symbolilla Sk on ennalta määrätty määrä 2N symbolivaihtoeh-30 toja sk. Edelleen keksinnöllisessä menetelmässä muodoste-; taan kumulatiivinen transitiometriikka kertomalla transi- ' tiometriikka p(y;|Sj, S|_„.., Sj.M) edellisen tason A kuhunkin tun nettuun tilaan liittyvällä kumulatiivisella metriikalla P(y,-i|S,i,Sj-2v,Si.r.t)· Tämän jälkeen muodostetaan tason B tiloihin 35 liittyvä kumulatiivinen metriikka p(y,|S„ S,.r.I+|) suxnmaamal- n 102230

la tason B edullisesti kaikkiin tiloihin liittyvät kumulatiiviset transitiometriikat S^sJ pCy^Sj, Sj^sJ

yli edellisen tason A tilaa määrittävän, sijainniltaan tunnetun symbolin symbolivaihtoehtojen sk € A. Binaarisessa 5 tapauksessa sk = f (a0, ax) muodostetaan bittiä 0 ja bittiä 1 vastavat kumulatiiviset metriikat. Tällä tavalla edetään symbolien avulla trelliksessä. Tämän jälkeen määritetään bittien todennäköisyydet tai uskottavuudet erikseen jokaiselle symbolin käsittämälle bitille toisistaan riippumatta 10 käyttäen hyväksi kumulatiivisia transitiometriikoita p(yi-il^i-i> Sj.j,.., S,.r.,-sk) pCyJSj, Sj_|,.., Sj.M_Sj^}.

Käytettäessä logaritmisia todennäköisyyksiä keksinnöllinen menetelmä on isolta osaltaan samanlainen kuin edellinen menetelmäkin. Erona kuitenkin on, että menetel-15 mässä muodostetaan vastaanotetulle symbolille ehdollista todennäköisyyttä vastaavan transitiometriikan logaritmi l°g(p(yj|Sj, S,,t)). Logaritmiskumulatiivinen transitiomet- riikka muodostetaan summaamalla logaritminen transitiomet-riikka log(p(y,|S,, S;.M)) edellisen tason A kuhunkin tunnet-20 tuun tilaan liittyvään logaritmiskumulatiiviseen metriik kaan log(p(y,.||S1.1, S;.2,.., Sj^J). Muodostetaan eksponentiaalinen kumulatiivinen metriikka, jossa käytetään eksponenttifunktion argumenttina logaritmiskumulatiivista transitiomet-riikkaa aA[b-log(p(y,|S„ Sj.JHlogCpCyJS,.,, S^,.., S^)], missä A-25 merkintä tarkoittaa potenssiin korotusta, tässä a on edullisesti Neperin luku e tai 2 ja b on +1 tai τ1η2. Tämän jälkeen eksponentiaalisia kumulatiivisia metriikoita summataan yli edellisen tason A tilaa määrittävän, sijainniltaan tunnetun symbolin Sk symbolivaihtoehtojen sk lausek-30 keen EaA[b-log(p(yj|S„ Si.r.rsJJ+b-logipiyJSj.,, Si_2.., S^sJ)] mukaisesti/* missä Sk on oletettu esimerkin vuoksi olevan Si-r_t.

' Tämän jälkeen muodostetaan logaritmiskumulatiivinen met riikka ottamalla logaritmi eksponentiaaliskumulatiivisten metriikoiden summasta 35 log{EaA[b-log(p(yj|S|, SM,.„ S^rs^+b-log^y,.Sw>... S^s,,))]}. Tämän sk 12 102230 jälkeen määritetään bittien todennäköisyydet tai uskottavuudet erikseen jokaiselle symbolin käsittämälle bitille toisistaan riippumatta käyttäen hyväksi kumulatiivisia transitiometriikoita 5 a^b-logfoCyilSj, S^-sJHogGKyJSj.,, S,.r.=sk))].

Päätös, onko vastaanotettu bitti Xi_r_t, voidaan siis tehdä, kun on otettu vastaan näyte Käsittelyssä voidaan olettaa, että t = 0 eikä sitä siten tarvitsisi merkitä. Tämä voidaan tehdä käyttäen bittipäätöksiä varten uskotta-10 vuusfunktiota (log-likelihood function) kaavan (7) ja (8) mukaan. Bittipäätös tehdään logaritmisena uskottavuuspää-töksenä siten, että summataan tason B tilojen sellaiset kumulatiiviset transitiometriikat p(yi-ilsi-i> Sj.2v., S1.r.=sk)p(yj|Sj, Sj.2,.., Sj^Sk), joiden sijainniltaan tun-15 netun symbolin (esim. Sj.r.t) sijainniltaan ennalta määrätty bitti Xi-r-t vastaa l:stä (Xi-r_t = ak), ja muodostetaan summan logaritmi log[ Σ p(y,.ilS,.i, S,.2,.., S,.„=sJ p(y,|S„ S,.2,.., S^rsJ].

20 Λ

Menetelmässä summataan samalla tavoin tason B tilojen sellaiset kumulatiiviset transitiometriikat p(yj.||S,.,, S,.2,.., p(yj|S;, Sj.2,.., Sj.^Sk), joiden sijainniltaan tunnetun symbolin (esim. Si.M) sijainniltaan tunnettu bitti Xi_r-t vastaa 0:aa . 25 (xi-r-t = a0) , ja muodostetaan summan logaritmi log[ Σ piy.-JS,.,, Si.2,.., Sj^Sk) p(y;|S„ S,_2,.., S,.t.=sk)].

sk€A Λ *(.r.(-o0 Tämän jälkeen muodostetaan kumulatiivisten transitiomet-30 riikoiden summien logaritmien erotus log[ Σ pCyJS,.,, S,.2,.., S,.r.=sk) p(yJS„ S,.2,.„ S,.r.=sk)] -

SjfiA Λ xt-r-t~a\ log[ Σ p(yJS,.„ S,2,.„ S,.r.t=sk) p(yJS,, S,.2v., S,.r.=sk)],

^ ^ sk^ ^ Xi-r-t~aQ

102230 13 joka edustaa bitin uskottavuutta. Logaritmisten summien erotus on tarkoittaa samaa, kuin jaetaan transitiometrii-koiden summat keskenään kuten kaavassa (7) ja otetaan osa-määrän logaritmi.

5 Käytettäessä logaritmisia todennäköisyyksiä bitti- päätös tehdään logaritmisena uskottavuuspäätöksenä seuraavasti. Muodostetaan tason B tilojen eksponentiaaliset kumulatiiviset transitiometriikat aA[b-log(p(yi|Sj, S,.,,.., Si.M=sk))+b-log(p(yi.l|Si.1, Sj.2,.., S^sJ)]. Summataan 10 edullisesti tason B kaikissa tiloissa sellaiset eksponentiaaliset kumulatiiviset transitiometriikat Σ aA[b-log(p(y,|S„ S,.,,.., S,.r.(=slc))+b-log(p(yI.l|Sj.„ S,.r.=sk)], skeA Λ -a, 15 joiden sijainniltaan tunnetun symbolin Sk sijainniltaan ennalta määrätty bitti Xi-r-t vastaa l:stä (Xi-r-t = ai), ja muodostetaan summan logaritmi l°g{ Σ aA[b-log(p(yJS,, S,.,,.., Sj.M=sk))+b-log(p(y1.1|S1.„ S,.2,.., S,.r.t=sk)]}, 2Q SteA A X<-r-r°\ jolloin muodostuu kumulatiivisten transitiometriikoiden summien logaritmi. Vastaavasti summataan tason B tilojen sellaiset eksponentiaaliset kumulatiiviset transitiometriikat 25 Σ aA[b-log(p(y,|S,, Sj.,,.., Si.r.t=sk))+b-log(p(yj.1|Si.l, Sj.2,,., S,.r.=sk))], heA Λ Λτ,_,.,-α0 joiden ennalta määritellyn symbolin Sk sijainniltaan ennalta määrätty bitti Xi-r-t vastaa 0:aa (Xi-r-t = a0), ja muodostetaan summan logaritmi 30 Σ log{]TaA[b*log(p(yj|Sj, S,.,,.., S.^rs^+b-log^y.^Sj.,, S„2,.., S,.M=sk))]}, steA Λ ‘“o jolloin muodostuu kumulatiivisten transitiometriikoiden summien logaritmi. Tämän jälkeen muodostetaan kumulatii-35 visten transitiometriikoiden summien logaritmien erotus 14 102230 Σ aA[b·log(p(yj|Sέ, S,.,,.., S,.r.=sk))+b-log(p(y,|S,.,, S,_2,.., S,.r.=sk))] -

s^gA Λ Xj-r.t=QQ

Σ logila^b-logCpiyJSj, Sj.,,.., S.^s^+b-log^yJS,.,, S,.2,.„ S^-sJ)]}, skeA Λ x,.r.,=a0 5 joka edustaa bitin uskottavuutta.

Vastaavasti bittipäätöksen todennäköisyys muodostetaan samaan tapaan kuin uskottavuuspäätöskin. Osoittaja kaavassa (9) on sama, mutta erona on se, että nimittäjänä kaavassa (9) on todennäköisyys 10 Σ KF/-1 |S,., ^,-2’ · · Ά-r -i ~sk)p(y i I SpSj-i£j-2>—*Sj-r-t=Sl) {<S„...A_r_,>|S, e A Λ ...Λ e A) sille, että sijainniltaan tunnetun symbolin Si_r.t sijainniltaan tunnettu bitti Xi-r.t vastaa l:stä tai 0:aa. Näin 15 esimerkiksi todennäköisyys sille että, bitti Xi_t.t vastaa 1: stä (Xi-r-t = aj , on seuraavanlainen erotus 1°§[ Σ P(yi-i|S,.i> S,.2,.·, S^rSiJ p(y,|S,, S,.2v., S,.r.=sk)] st£A Λ x,_r_,=a, 2 0 log[ Σ piyJSj.,, S,.2,.„ S,.M=sk) p(y,|Sj, S,.2v., S,r.t=sk)].

sk£A

Muut todennäköisyydet muodostetaan vastaavalla ammattimiehelle ilmeisellä tavalla.

Tarkastellaan nyt yksinkertaista esimerkkiä trellik-. 25 sellä kuvattavasta tilakaaviosta. Tässä esimerkissä symbo- lilla on vain kaksi arvoa ja siten se voidaan esittää myös bitteinä. Peräkkäiset tasot A ja B ovat nyt tasot 1 ja 1 + 1. Kuvion 1 mukaisessa tilanteessa tason 1 tilaan s0, s0, s0 on kumuloitunut aiemmista tapahtumista trelliksessä 30 kumulatiivinen metriikka cum(l,000). Tason 1 tilassa s0, s0, Si kumulatiivinen metriikka on cum(l,001). Tilasta s0, s0, s0 lähtee transitio, jonka transitiometriikka merkitään T(0000), mikä tarkoittaa, että putoava bitti on 0, ja siirrytään tilaan s0,s0, s0. Tilasta s0, s0, s1 tapahtuva tran-35 sitio T(0001) tarkoittaa, että putoava bitti on 1 ja siir- 102230 15 rytään tason 1 + 1 tilaan s0,s0,s0. Vastaavasti tason 1 tilasta Si, slr s0 siirrytään transitiolla T(1110) tason 1 + 1 tilaan s^s^s^ jolloin putoava bitti on 0. Samon tason 1 tilasta s1,s1,s1 siirrytään tason tilaan s1,s1,s1 transitiol-5 la T(llll), jolloin putoava bitti on 1.

Sekä logaritmisilla transitioilla että ei-logaritmi-silla transitioilla transitiometriikan muodostuksen yhteydessä huomioidaan häiriöiden I vaikutus, mikä tapahtuu edullisesti muodostamalla vastaanotettujen signaalinäyt-10 teiden varianssi tai varianssi-tyyppinen tulos. Häiriö edustaa kohinaa ja interferenssiä.

Keksinnöllisessä menetelmässä ohjataan ilmaisussa käytettävää metriikkaa, kun impulssivaste-estimaatti on käytettävissä. Tämä toiminto suoritetaan muodostamalla 15 edullisesti kovia bittipäätöksiä vastaanotetuista symboleista ja muodostamalla kovista bittipäätöksistä symboleja. Impulssivasteen ja muodostettujen symbolien konvoluutiolla muodostetaan referenssinäytteitä ja vertaamalla näitä referenssinäytteitä vastaaviin vastaanotettuihin 20 näytteisiin pienimmän neliösumman menetelmällä. Ilmaisussa käytettävää metriikkaa voidaan tämän jälkeen ohjata refe-renssinäytteiden ja vastaanotettujen näytteiden vertailussa muodostetulla pienimmän neliösumman tuloksella, joka on edullisesti uusi impulssivaste-estimaatti H. Tällöin met-25 riikkaa ohjataan muuttamalla impulssivaste-estimaattia H pienimmän neliösumman menetelmässä olevan muutoksen gradientin suuntaan. Impulssivaste-estimaatin H muutoksen suuruutta säädetään edullisesti seuraavalla tavalla 30 res_vec = create_symbol {hard ( [outk, . . ., outk_r]) }; ! dist = yk - H*res_vecH; H = H + mu*dist*res_jrec; (10) missä create_symbol muodostaa symboleita kovista bittipää-35 toksista, hard muodostaa kovia bittipäätöksiä bittien us- 16 102230 kottavuudesta tai todennäköisyydestä, res_vec on symboli-vektori, yk on vastaanotetun signaalin symbolivektori, H on impulssivaste-estimaattivektori, dist on signaalin näytteiden ja referenssinäytteiden erotusvektori, 5 H*res_vec on referenssisymbolivektori ja mu = [0, 1] toimii gradientin suuntaisen muutoksen painokertoimena. Jos mu on 0, impulssivaste-estimaattia ei muuteta. Simulaation perusteella hyvä parametrin mu arvo on esimerkiksi 1/128.

Transitiometriikan todennäköisyyttä edustavien luku-10 jen summien logaritmifunktion kantalukuna voidaan käyttää edullisimmin lukua 2 Neperin luvun e sijasta, koska kanta-luvun 2 käyttö helpottaa liukulukuoperaatioiden suorittamista binaarilukujärjestelmässä.

Muodostettaessa kovia bittipäätöksiä vastaanotetusta 15 biteistä, muodostetaan kovien bittipäätösten ja impulssi-vasteen konvoluution avulla referenssinäytteitä. Konvoluutio lasketaan yleisessä tapauksessa esimerkiksi seuraavan kaavan (11) mukaisesti estimoidusta impulssivasteestä H ja estimaateista S

20 = Zä/St.j, (11) missä i ja j ovat alkioita osoittavia indeksejä. Tämän jälkeen verrataan referenssinäytteitä ajallisesti vastaa-. 25 viin vastaanotettuihin näytteisiin pienimmän neliösumman menetelmällä, joka on esitetty kaavassa (12) LS = E|y - H*S|2 , (12) 30 missä LS on pienimmän neliösumman tulos. Ohjataan referenssinäytteiden ja vastaanotettujen näytteiden vertailussa muodostetulla tuloksella LS Viterbi-ilmaisussa käytettävää metriikkaa muuttamalla impulssivastetta H.

Tarkastellaan nyt lähemmin keksinnön mukaista vas-35 taanotinta, joka toimii keksinnöllisen menetelmän mukaan.

102230 17

Kuvion 2 mukainen vastaanotin käsittää välineet 201 muodostaa transitiometriikka, välineet 202 muodostaa kumulatiivinen metriikka ja välineet 203 muodostaa kumulatiivinen transitiometriikka. Lisäksi vastaanotin käsittää edul-5 lisesti välineet 204 ja 205 summata, välineet 206 muodostaa logaritmi, välineet 207 muodostaa erotus, muistin 208. Edelleen vastaanotin käsittää välineet 209 summata bittiin 0 tai 1 liittyvät kumulatiiviset transitiometriikat ja välineet 210 muodostaa logaritmi, välineet 211 muodostaa 10 erotus, muistin 212. Vastaanotin käsittää välineet 213 summata bittiin 0 tai 1 liittyvät kumulatiiviset transitiometriikat ja 214 muodostaa logaritmi, välineet 215 muodostaa erotus ja muistin 216. Metriikan ohjaamiseksi vastaanotin edullisesti käsittää vielä välineet 217 tehdä 15 kovia bittipäätöksiä, LMS-välineet 218 ja viivevälineet 219. Vastaanottimen toimintaa ohjaa edullisesti ohjausvälineet 220.

Tarkastellaan nyt vastaanottimen toimintaa kuvion 2 mukaisessa vastaanottimessa. Välineisiin 201 tulee vas-20 taanotetun signaalin näyte yif jonka perusteella muodoste taan todennäköisyys eli todennäköisyyttä kuvaava arvo PtyJSi-i, Si.2,.., S^rsJ, joka on myös nykyisen tilan transitiometriikka. Välineissä 203 muodostetaan kumulatiiviset transitiometriikat P(yi-i|S,-i, p(yj|S„ Su,.., kerto- • 25 maila todennäköisyydellä p(yj|Sj, Sj_„.., S^^St) välineisiin 203 talletetut aiemmat kumulatiiviset metriikat piy.JSj.,, S,.2,.., Sj^s^. Kumultiivinen metriikka muodostetaan välineissä 203 summaamalla kumulatiiviset transitiometriikat p(y,_,|S,.„S,.2,..,S^sJp(y,|S„SM,..,S^s*) symbolien sk mukaan. Kumula-30 tiivisten transitiometriikoiden p(yJSj.„ Sj_2,.., Sj.r.=sk) p(yj|Si, perusteella muodostetaan bitin uskottavuus ja/tai todennäköisyys keksinnöllisen menetelmän mukaisesti.

Vastaanotetun näytteen bittien logaritminen uskotta-35 vuus muodostetaan vastaanottimessa edullisesti seuraavalla 102230 18 tavalla. Välineissä 204 ja 205 summataan useita, edullisesti kunkin tason kaikkien tilojen määrä, sellaisia kumulatiivisia transitiometriikoita P(y.-i|S,-i, S,.r.=sk) p(yJS„ SM,„, S,.M=sk) yhteen, joiden sijainnil- 5 taan tunnetun symbolin Sk = SL.T.t sijainniltaan ennalta määrätty bitti Xi-r-t on 0-bitti. Symboli Si_r_t on edullisesti tilaa määrittävän sekvenssin viimeinen symboli ja bitti on symbolin viimeinen bitti. Vastaavasti summataan myös 1-bitti. Väline 205 on muistirekisteri ja väline 204 on sum-10 mausväline. Näistä tason kaikkien tilojen transitiometrii-koiden summasta otetaan edullisesti logaritmi välineissä 206 ja muodostetaan summien logaritmien erotus välineissä 207. Näin muodostettu tulos, joka on vastaanotetun symbolin yi log-uskottavuuspäätös, talletetaan edullisesti re-15 kisteriin 208.

Uskottavuuspäätöksen sijasta tai lisäksi voidaan vastaanottimessa muodostaa vastaanotetun näytteen y^ bitti-päätösten todennäköisyys. Kuviossa 2 välineet 213 ja 209 summaavat edullisesti kunkin tason kaikkien tilojen sel-20 laiset kumulatiiviset transitiometriikat, joiden sijain niltaan tunnetun symbolin sijainniltaan ennalta määrätyn bitti on 0 tai 1. Välineissä 214 ja 210 muodostetaan näiden summien logaritmi, joista välineissä 215 ja 211 vähennetään välineissä 206 muodostettu bittiin 1 ja bittiin 0 • 25 liittyvä kumulatiivisten transitiometriikoiden summan lo garitmi. Symbolin bittipäätöksen 1-bittiin liittyvä todennäköisyys talletetaan rekisteriin 216 ja 0-bittiin liittyvä todennäköisyys rekisteriin 212. Välineiden 204 - 217 kokonaisuuksia on vastaanottimessa ainakin loogisesti 30 useita, edullisesti niin monta kuin symbolin koodaukseen tarvitaan bittejä. Välineiden 204 - 217 fyysistä määrää voidaan vähentää esimerkiksi sarjaprosessoinnilla.

Vastaanottimen toiminnan tehostamiseksi metriikassa tarvittava impulssivaste-estimaatti voidaan tehdä adaptii-35 viseksi. Tällöin vastaanottimen välineet 217 tekevät kovia 102230 19 bittipäätöksiä bitin uskottavuudesta, joka tulee välineestä 208, ja/tai todennäköisyydestä, joka tulee ainakin jom-masta kummasta välineestä 212 ja 216. Kovista bittipäätök-sistä muodostetaan välineillä 221 symboleita. Muodostettu-5 jen symboleiden ja impulssivaste-estimaatin konvoluutiolla muodostetaan välineissä 218 referenssinäytteet eli refe-renssisymbolit, joita verrataan vastaanotettuihin symboleihin eli näytteisiin yi. Vastaanotettujen näytteiden ja referenssinäytteiden erojen avulla impulssivaste-estimaat-10 tia muutetaan todellisuutta paremmin vastaavaksi ja siten paremman bittipäätöksen aikaansaamiseksi. Muutettu impulssivaste-estimaatti H syötetään välineisiin 201, jossa sitä käytetään metriikan muodostuksessa.

Kuvion 3 mukainen vastaanotin käsittää välineet 201 15 muodostaa transitiometriikka, välineet 302 muodostaa kumulatiivinen transitiometriikka ja välineet 303 muodostaa kumulatiivinen metriikka. Lisäksi vastaanotin käsittää edullisesti välineet 304 muodostaa eksponenttifunktio. Muilta osin vastaanotin on samanlainen kuin kuvion 2 20 vastaanotinkin. Välineiden 304 ja 204 - 217 kokonaisuuksia on vastaanottimessa ainakin loogisesti useita, edullisesti niin monta kuin symbolin koodaukseen tarvitaan bittejä. Välineiden 304 ja 204 - 217 fyysistä määrää voidaan vähentää esimerkiksi sarjaprosessoinnilla.

25 Kuviossa 4 on esitetty tarkemmin välineiden 201 ra kennetta, kun käytetään Ungerboeckin metriikkaa. Välineet 201 muodostaa metriikka käsittää välineet 401 muodostaa referenssiarvot, sovitetun suodattimen 402 ja välineet 403 ottaa huomioon häiriöt. Välineet 403 jakavat sekä sovite-30 tun suodattimen 402 että välineiden 401 lähdön signaalin : varianssilla I.

Vastaanotin voi käsittää myös useita diversiteetti-haaroja. Tällaista ratkaisua esittää kuvion 5 lohkokaavio. Tällöin vastaanotin käsittää diversiteettihaarat 510 ja 35 511, jotka käsittävät esimerkiksi antennin ja signaalin 102230 20 esikäsittelyvälineet kuten mikserin, analogiadigitaali-muunnosvälineet ja välineet muodostaa signaalin näytteet, varianssi ja irapulssivaste-estimaatti. Vastaanotin käsittää edelleen välineet 201 muodostaa metriikka, välineet 5 202 muodostaa transitiot, välineet 203 muodostaa kumula tiivinen transitiometriikka, välineet 501, välineet 217 tehdä kova päätös, LMS-välineet 218 ja välineet 219 muodostaa viive. Välineiden 202 ja 203 sijasta voidaan käyttää kuviossa 3 esiintyneitä välineitä 302 ja 303. Välineet 10 501 edustavat ainakin osaa välineistä (304) 204 - 216.

Vastaanotin muodostaa kullekin diversiteettihaaralle oman metriikkansa ja määrittää bitit käyttäen kaikille haaroille erikseen. Välineitä 501, 217 ja 221 on tyypillisesti useita, edullisesti symbolin bittien mukainen määrä.

15 Keksinnössä adaptiivisesti säädetään arvioitua im- pulssivastetta saatujen ilmaisutulosten avulla. Tämä voidaan tehdä minimoimalla neliöllistä virhettä. Yleinen LSE-ongelma (Least Square problem) voidaan ratkaista käyttämällä välineenä 218 Kalman-suodatinta, muunnettua Kalman-20 suodatinta (Extended Kalman Filter), .RLS-suodatinta (Recursive Least Square), LMS-suodatinta (Least Mean Square). LMS-väline 218 edullisesti toteuttaa algoritmin (10).

Keksinnön mukaisessa ratkaisussa tarvittava kanavan häiriöiden suuruus lasketaan esimerkiksi seuraavasti. En- 25 siksi muodostetaan vertailusignaali YR kanavan estimoidus ta impulssivasteesta ja ennalta määrätystä sekvenssistä, jollainen on esimerkiksi GSM-järjestelmän opetusjakso, edullisesti konvoluutiona ja toiseksi häiriön energian I laskeminen vertailusignaalista ja kanavasta vastaanotetun 30 signaalin ennalta määrätystä sekvenssistä varianssi-tyyp-pisesti. Käyttäen saatua vertailusignaalia YR ja vastaanotettua signaalia Y, joka on vastaanotettu ennalta määrätty sekvenssi, lasketaan kaavalla (15) näiden varianssi-tyyppinen tulos I.

35 102230 21 Σ[Re(Y(i) -YR(i) )2+Im(Y(i) - YR{i) )2] I = -i---, (15) missä P on vapaasti valittava vakio.

5 Keksinnön mukaiset ratkaisut voidaan toteuttaa eri tyisesti digitaalisen signaalinkäsittelyn osalta esimerkiksi ASIC- tai VLSI-piireillä (Application-Specific Integrated Circuit, Very Large Scale Integration). Suoritettavat toiminnot toteutetaan edullisesti mikroprosessori-10 tekniikkaan perustuvina ohjelmina.

Vaikka keksintöä on edellä selostettu viitaten oheisten piirustusten mukaiseen esimerkkiin, on selvää, ettei keksintö ole rajoittunut siihen, vaan sitä voidaan muunnella monin tavoin oheisten patenttivaatimusten esit-15 tämän keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.

Claims

22 102230
1. Vastaanottomenetelmä, jossa vastaanotetut symbolit ovat funktioita biteistä, jotka määritetään käyttäen 5 ajallisesti peräkkäisiä trelliksen tasoja A ja B, jotka käsittävät ennalta määrätyn määrän tiloja, joista kustakin tilasta siirrytään seuraavan tason B johonkin tilaan vastaanotetun symbolin perusteella, tunnettu siitä, että: 10 muodostetaan tason B useammassa kuin yhdessä tunne tussa tilassa vastaanotetulle symbolille ehdollista todennäköisyyttä vastaava transitiometriikka, jolla transitios-sa siirrytään edellisen tason A tunnetuista tiloista seuraavan tason B kuhunkin mainittuun tunnettuun tilaan, ja 15 jossa transitiometriikassa edellisen tason tila määritetään symboleina, joilla kullakin on ennalta määrätty määrä symbolivaihtoehtoja, muodostetaan kumulatiivinen transitiometriikka kertomalla transitiometriikka edellisen tason A kuhunkin tun-20 nettuun tilaan liittyvällä kumulatiivisella metriikalla, muodostetaan tason B tiloihin liittyvä kumulatiivinen metriikka summaamalla tason B tiloihin liittyvät kumulatiiviset transitiometriikat yli edellisen tason A tilaa määrittävän, sijainniltaan tunnetun symbolin symbolivaih-. 25 toehtojen ja määritetään vastaanotettujen symbolien bitit erikseen jokaiselle symbolin käsittämälle bitille toisistaan riippumatta käyttäen hyväksi kumulatiivisia transitiomet-riikoita.
2. Vastaanottomenetelmä, jossa vastaanotetut symbo lit ovat funktioita biteistä, jotka määritetään käyttäen ajallisesti peräkkäisiä trelliksen tasoja A ja B, jotka käsittävät ennalta määrätyn määrän tiloja, joista kustakin tilasta siirrytään seuraavan tason B johonkin tilaan vas-35 taanotetun symbolin perusteella, tunnettu siitä, 102230 23 että : muodostetaan tason B useammassa kuin yhdessä tunnetussa tilassa vastaanotetulle symbolille ehdollista todennäköisyyttä vastaava transitiometriikka ja muodostetaan 5 transitiometriikan logaritmi, jolla transitiometriikalla transitiossa siirrytään edellisen tason A tunnetuista tiloista seuraavan tason B kuhunkin mainittuun tunnettuun tilaan, ja jossa transitiometriikassa edellisen tason tila määritetään symboleina, joilla kullakin on ennalta määrät-10 ty määrä symbolivaihtoehtoja, muodostetaan logaritmiskumulatiivinen transitiometriikka summaamalla logaritminen transitiometriikka edellisen tason A kuhunkin tunnettuun tilaan liittyvään logarit-miskumulatiiviseen metriikaan, 15 muodostetaan eksponentiaalinen kumulatiivinen metriikka käyttämällä eksponenttifunktion argumenttina loga- ritmiskumulatiivista transitiometriikkaa ja summaamalla eksponentiaalisia kumulatiivisia metriikoita yli edellisen tason A tilaa määrittävän sijainniltaan tunnetun symbolin 20 symbolivaihtoehtojen, muodostetaan logaritmiskumulatiivinen metriikka ottamalla logaritmi eksponentiaaliskumulatiivisten metrii-koiden summasta ja määritetään vastaanotettujen symbolien bitit erik-. 25 seen jokaiselle symbolin käsittämälle bitille toisistaan riippumatta käyttäen hyväksi logaritmiskumulatiivisia transitiometriikoita.
3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että muodostetaan bitin logaritminen 30 uskottavuuspäätös (log-likelihood) seuraavasti: summataan tason B tilojen sellaiset kumulatiiviset transitiometriikat, joiden sijainniltaan tunnetun symbolin sijainniltaan ennalta määrätty bitti vastaa l:stä, ja muodostetaan summan logaritmi, 35 summataan tason B tilojen sellaiset kumulatiiviset 102230 24 transitiometriikat, joiden sijainniltaan tunnetun symbolin sijainniltaan ennalta määrätty bitti vastaa 0:aa, ja muodostetaan summan logaritmi, muodostetaan kumulatiivisten transitiometriikoiden 5 summien logaritmien erotus, joka edustaa bitin logaritmista uskottavuuspäätöstä.
4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että bitin todennäköisyys sille, että bitti vastaa l:stä muodostetaan seuraavasti: 10 summataan tason B tilojen sellaiset kumulatiiviset transitiometriikat, joiden sijainniltaan tunnetun symbolin sijainniltaan ennalta määrätty bitti vastaa l:stä, ja muodostetaan summan logaritmi, summataan tason B tilojen sellaiset kumulatiiviset 15 transitiometriikat, joiden sijainniltaan tunnetun symbolin sijainniltaan ennalta määrätty bitti vastaa l:stä tai 0:aa, ja muodostetaan summan logaritmi, muodostetaan kumulatiivisten transitiometriikoiden summien logaritmien erotus, joka edustaa bitin todennäköi-20 syyttä.
5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että bitin todennäköisyys sille, että bitti vastaa 0:aa muodostetaan seuraavasti: summataan tason B tilojen sellaiset kumulatiiviset . 25 transitiometriikat, joiden sijainniltaan tunnetun symbolin sijainniltaan ennalta määrätty bitti vastaa 0:aa, ja muodostetaan summan logaritmi, summataan tason B tilojen sellaiset kumulatiiviset transitiometriikat, joiden sijainniltaan tunnetun symbolin 30 sijainniltaan ennalta määrätty bitti vastaa l:stä tai 0:aa, ja muodostetaan summan logaritmi, muodostetaan kumulatiivisten transitiometriikoiden summien logaritmien erotus, joka edustaa bitin todennäköisyyttä .
6. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, t u n - 102230 25 n e t t u siitä, että muodostetaan bitin logaritminen uskottavuus (log-likelihood) seuraavasti: muodostetaan tason B tilojen eksponentiaaliset kumulatiiviset transitiometriikat, 5 summataan sellaiset eksponentiaaliset kumulatiiviset transitiometriikat, joiden sijainniltaan tunnetun symbolin sijainniltaan ennalta määrätty bitti vastaa l:stä, ja muodostetaan summan logaritmi, jolloin muodostuu kumulatiivisten transitiometriikoiden summien logaritmi, 10 summataan tason B tilojen sellaiset eksponentiaali set kumulatiiviset transitiometriikat, joiden ennalta määritellyn symbolin sijainniltaan ennalta määrätty bitti vastaa 0:aa, ja muodostetaan summan logaritmi, jolloin muodostuu kumulatiivisten transitiometriikoiden summien 15 logaritmi, muodostetaan kumulatiivisten transitiometriikoiden summien logaritmien erotus, joka edustaa bitin logaritmista uskottavuutta.
7. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, t u n -20 n e t t u siitä, että bitin todennäköisyys sille, että bitti vastaa l:stä muodostetaan seuraavasti: muodostetaan tason B tilojen eksponentiaaliset kumulatiiviset transitiometriikat, summataan sellaiset eksponentiaaliset kumulatiivi-. 25 set transitiometriikat, joiden sijainniltaan tunnetun symbolin sijainniltaan ennalta määrätty bitti vastaa l:stä, ja muodostetaan summan logaritmi, jolloin muodostuu kumulatiivisten transitiometriikoiden summien logaritmi, summataan tason B tilojen sellaiset eksponentiaali-30 set kumulatiiviset transitiometriikat, joiden ennalta määritellyn symbolin sijainniltaan ennalta määrätty bitti vastaa l:stä tai 0:aa, ja muodostetaan summan logaritmi, jolloin muodostuu kumulatiivisten transitiometriikoiden summien logaritmi, 35 muodostetaan mainittujen kumulatiivisten transi- 102230 26 tiometriikoiden summien logaritmien erotus, joka edustaa bitin todennäköisyyttä.
8. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että bitin todennäköisyys sille, että 5 bitti vastaa 0:aa muodostetaan seuraavasti: muodostetaan tason B tilojen eksponentiaaliset kumulatiiviset transitiometriikat, summataan sellaiset eksponentiaaliset kumulatiiviset transitiometriikat, joiden sijainniltaan tunnetun sym-10 bolin sijainniltaan ennalta määrätty bitti vastaa 0:aa, ja muodostetaan summan logaritmi, jolloin muodostuu kumulatiivisten transitiometriikoiden summien logaritmi, summataan tason B tilojen sellaiset eksponentiaaliset kumulatiiviset transitiometriikat, joiden ennalta 15 määritellyn symbolin sijainniltaan ennalta määrätty bitti vastaa 1:stä tai 0:aa, ja muodostetaan summan logaritmi, jolloin muodostuu kumulatiivisten transitiometriikoiden summien logaritmi, muodostetaan mainittujen kumulatiivisten transitio-20 metriikoiden summien logaritmien erotus, joka edustaa bitin todennäköisyyttä.
9. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että transitiometriikan muodostuksen yhteydessä huomioidaan häiriöiden vaikutus. . 25 10. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että impulssivaste-estimaatin ollessa käytettävissä muodostetaan kovia bittipäätöksiä vastaanotetuista biteistä, 30 muodostetaan bittipäätöksistä symboleita, muodostetaan mainittujen symbolien ja impulssivas-teen avulla referenssisymboleita, verrataan referenssisymboleita vastaaviin vastaanotettuihin symboleihin pienimmän neliösumman menetelmällä 35 tai vastaavalla ja 102230 27 ohjataan referenssisymboleiden ja vastaanotettujen symboleiden vertailussa muodostetulla tuloksella ilmaisussa käytettävää metriikkaa.
11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen menetelmä, 5 tunnettu siitä, että pienimmän neliösumman mene telmässä tarkkaillaan impulssivaste-estimaatin gradient-tia, ja metriikkaa ohjataan muuttamalla impulssivaste-es-timaattia muutoksen gradientin suuntaan.
12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen menetelmä, 10 tunnettu siitä, että impulssivaste-estimaatin muu toksen suuruutta säädetään painottamalla muutosta ennalta määrätyllä kertoimella.
13. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vastaanottimen käsittäessä 15 useita diversiteettihaaroja kunkin diversiteettihaaran symbolin määritys ja bittipäätös muodostetaan toisistaan riippumatta.
14. Vastaanotin, joka on sovitettu määrittämään vastaanotettuun symboliin liittyvät bitit perustuen ajalli- 20 sesti peräkkäisiin trelliksen tasoihin A ja B, jotka käsittävät ennalta määrätyn määrän tiloja, joista kustakin tilasta siirrytään seuraavan tason B tilaan vastaanotetun symbolin perusteella, tunnettu siitä, että vastaanotin käsittää 25 välineet (201) muodostaa tilassa B useammassa kuin yhdessä tilassa vastaanotetulle symbolille ehdollista todennäköisyyttä vastaava transitiometriikka, joka vastaa siirtymää edellisen tason B tunnetuista tiloista seuraavan tason B kuhunkin mainittuun tilaan, ja jossa transitiomet-30 riikassa edellisen tason tila on määritetty symboleina, joilla kullakin on ennalta määrätty määrä symbolivaihtoeh-toja, välineet (202) muodostaa kumulatiivinen transitiometriikka kertomalla transitiometriikka edellisen tason A 35 kuhunkin tunnettuun tilaan liittyvällä kumulatiivisella 102230 28 metriikalla, välineet (203) muodostaa kumulatiivinen metriikka summaamalla tason B eri tiloihin liittyvät kumulatiiviset transitiometriikat yli edellisen tason A tilaa määrittävän 5 viimeisen symbolin symbolivaihtoehtojen ja vastaanotin on sovitettu määrittämään vastaanotettujen symbolien bitit erikseen jokaiselle symbolin käsittämälle bitille toisistaan riippumatta käyttäen hyväksi välineissä (202) muodostettuja kumulatiivisia transitiomet- 10 riikoita.
15. Vastaanotin, joka on sovitettu määrittämään vastaanotettuun symboliin liittyvät bitit perustuen ajallisesti peräkkäisiin trelliksen tasoihin A ja B, jotka käsittävät ennalta määrätyn määrän tiloja, joista kustakin 15 tilasta siirrytään seuraavan tason B tilaan vastaanotetun symbolin perusteella, tunnettu siitä, että vastaanotin käsittää välineet (201) muodostaa tilassa B useammassa kuin yhdessä tilassa vastaanotetulle symbolille ehdollista 20 todennäköisyyttä vastaava logaritminen transitiometriikka, joka vastaa siirtymää edellisen tason B tunnetuista tiloista seuraavan tason B kuhunkin mainittuun tilaan, ja jossa transitiometriikassa edellisen tason tila on määritetty symboleina, joilla kullakin on ennalta määrätty mää-. 25 rä symbolivaihtoehtoja, välineet (302) muodostaa logaritmiskumulatiivinen transitiometriikka summaamalla logaritminen transitiometriikka edellisen tason A kuhunkin tunnettuun tilaan liittyvään logaritmiskumulatiiviseen metriikaan, 30 välineet (303) muodostaa kumulatiivinen metriikka summaamalla tason B eri tiloihin liittyvät kumulatiiviset transitiometriikat yli edellisen tason A tilaa määrittävän viimeisen symbolin symbolivaihtoehtojen ja muodostaa tason B logaritmiskumulatiivinen metriikka ottamalla logaritmi 35 summasta, ja 29 102230 vastaanotin on sovitettu muodostetaan vastaanotettujen symbolien bitit erikseen jokaiselle symbolin käsittämälle bitille toisistaan riippumatta käyttäen hyväksi lo-garitmiskumulatiivisia transitiometriikoita.
16. Patenttivaatimuksen 14 mukainen vastaanotin, tunnettu siitä, että bitin logaritmisen uskottavuuden (log-likelihood) muodostamiseksi vastaanotin käsittää: välineet (204, 205) summata tason B tilojen sellai-10 set kumulatiiviset transitiometriikat, joiden sijainniltaan sijainniltaan tunnetun symbolin sijainniltaan ennalta määrätty bitti vastaa l:stä ja välineet (206) muodostaa summan logaritmi, välineet (204, 205) summata tason B tilojen sellai-15 set kumulatiiviset transitiometriikat, joiden sijainniltaan sijainniltaan tunnetun symbolin sijainniltaan ennalta määrätty bitti vastaa 0:aa ja välineet (206) muodostaa summan logaritmi, välineet (207) muodostaa kumulatiivisten transitio-20 metriikoiden summien logaritmien erotus, joka edustaa bitin logaritmista uskottavuutta.
17. Patenttivaatimuksen 14 mukainen vastaanotin, tunnettu siitä, että bitin todennäköisyyden muodostamiseksi sille, että bitti vastaa l:stä, vastaanotin . 25 käsittää välineet (204, 205) summata tason B tilojen sellaiset kumulatiiviset transitiometriikat, joiden sijainniltaan sijainniltaan tunnetun symbolin sijainniltaan ennalta määrätty bitti vastaa l:tä ja välineet (206) muodostaa 30 summan logaritmi, : välineet (204, 205) summata tason B tilojen sellai set kumulatiiviset transitiometriikat, joiden sijainniltaan sijainniltaan tunnetun symbolin sijainniltaan ennalta määrätty bitti vastaa 0:aa, 35 välineet (213) summata tason B tilojen sellaiset ku- 102230 30 mulatiiviset transitiometriikat, joiden sijainniltaan tunnetun symbolin sijainniltaan ennalta määrätty bitti vastaa 0:aa ja l:stä, ja välineet (214) muodostaa summan logaritmi, 5 välineet (215) muodostaa välineissä (206) ja väli neissä (214) muodostettujen logaritmien erotus, joka edustaa bitin todennäköisyyttä.
18. Patenttivaatimuksen 14 mukainen vastaanotin, tunnettu siitä, että bitin todennäköisyyden muo- 10 dostamiseksi sille, että bitti vastaa 0:aa, vastaanotin käsittää: välineet (204, 205) summata tason B tilojen sellaiset kumulatiiviset transitiometriikat, joiden sijainniltaan tunnetun symbolin sijainniltaan ennalta määrätty bit-15 ti vastaa l:tä ja välineet (206) muodostaa summan logaritmi, välineet (204, 205) summata tason B tilojen sellaiset kumulatiiviset transitiometriikat, joiden sijainniltaan tunnetun symbolin sijainniltaan ennalta määrätty bit-20 ti vastaa 0:aa, välineet (209) summata tason B tilojen sellaiset kumulatiiviset transitiometriikat, joiden sijainniltaan sijainniltaan tunnetun symbolin sijainniltaan ennalta määrätty bitti vastaa 0:aa tai l:stä, ja välineet (210) muo-25 dostaa summan logaritmi, välineet (211) muodostaa välineissä (206) ja välineissä (210) muodostettujen logaritmien erotus, joka edustaa bitin todennäköisyyttä.
19. Patenttivaatimuksen 15 mukainen vastaanotin, 30 tunnettu siitä, että bitin logaritmisen uskotta- : vuuden (log-likelihood) muodostamiseksi vastaanotin käsit tää : välineet (304) muodostaa tason B tilojen eksponentiaaliset kumulatiiviset transitiometriikat, 35 välineet (204 ja 205) summata sellaiset eksponenti- 3i 102230 aaliset kumulatiiviset transitiometriikat, joiden sijainniltaan tunnetun symbolin sijainniltaan ennalta määrätty bitti vastaa lrstä, ja välineet (206) muodostaa summan logaritmi, jolloin muodostuu kumulatiivisten transitiomet-5 riikoiden summien logaritmi, välineet (204 ja 205) summata tason B tilojen sellaiset eksponentiaaliset kumulatiiviset transitiometriikat, joiden sijainniltaan tunnetun symbolin sijainniltaan ennalta määrätty bitti vastaa 0:aa, ja välineet (206) 10 muodostaa summan logaritmi, jolloin muodostuu kumulatiivisten transitiometriikoiden summien logaritmi, välineet (207) muodostaa kumulatiivisten transitiometriikoiden summien logaritmien erotus, joka edustaa bit-tin logaritmista uskottavuutta.
20. Patenttivaatimuksen 15 mukainen vastaanotin, tunnettu siitä, että bitin todennäköisyyden muodostamiseksi sille, että bitti vastaa lrstä, vastaanotin käsittää: välineet (304) muodostaa tason B tilojen eksponenti-20 aaliset kumulatiiviset transitiometriikat, välineet (204 ja 205) summata sellaiset eksponentiaaliset kumulatiiviset transitiometriikat, joiden sijainniltaan tunnetun symbolin sijainniltaan ennalta määrätty bitti vastaa lrstä, ja välineet (206) muodostaa summan . 25 logaritmi, jolloin muodostuu kumulatiivisten transitiomet riikoiden summien logaritmi, välineet (204 ja 205) summata sellaiset eksponentiaaliset kumulatiiviset transitiometriikat, joiden sijainniltaan tunnetun symbolin sijainniltaan ennalta määrätty 30 bitti vastaa Oraa, ; välineet (213) summataan tason B tilojen sellaiset eksponentiaaliset kumulatiiviset transitiometriikat, joiden sijainniltaan tunnetun symbolin sijainniltaan ennalta määrätty bitti vastaa lrstä ja 0, ja välineet (214) muo-35 dostaa summan logaritmi, jolloin muodostuu kumulatiivisten 102230 32 transitiometriikoiden summien logaritmi, välineet (215) muodostaa välineissä (206) ja 214) muodostettujen logaritmien erotus, joka edustaa bitin todennäköisyyttä .
21. Patenttivaatimuksen 15 mukainen vastaanotin, tunnettu siitä, että bitin todennäköisyyden muodostamiseksi sille, että bitti vastaa 0:aa, vastaanotin käsittää: välineet (304) muodostaa tason B tilojen eks-10 ponentiaaliset kumulatiiviset transitiometriikat, välineet (204 ja 205) summata sellaiset eksponentiaaliset kumulatiiviset transitiometriikat, joiden sijainniltaan tunnetun symbolin sijainniltaan ennalta määrätty bitti vastaa l:stä, ja välineet (206) muodostaa summan 15 logaritmi, jolloin muodostuu kumulatiivisten transitiomet riikoiden summien logaritmi, välineet (204 ja 205) summata sellaiset eksponentiaaliset kumulatiiviset transitiometriikat, joiden sijainniltaan sijainniltaan tunnetun symbolin sijainniltaan en-20 naita määrätty bitti vastaa Oraa, välineet (209) summataan tason B tilojen sellaiset eksponentiaaliset kumulatiiviset transitiometriikat, joiden sijainniltaan tunnetun symbolin sijainniltaan ennalta määrätty bitti vastaa lrstä tai Oraa, ja välineet (210) 25 muodostaa summan logaritmi, jolloin muodostuu kumulatiivisten transitiometriikoiden summien logaritmi, välineet (211) muodostaa välineissä (206) ja 210) muodostettujen logaritmien erotus, joka edustaa bitin todennäköisyyttä .
22. Patenttivaatimuksen 14 tai 15 mukainen vastaan otin, tunnettu siitä, että transitiometriikan muo-* dostuksen yhteydessä vastaanotin on sovitettu huomioimaan häiriöiden vaikutus.
23. Patenttivaatimuksen 14 tai 15 mukainen vastaan-35 otin, tunnettu siitä, että impulssivaste-estimaa- 102230 33 tin ollessa käytettävissä vastaanotin käsittää: välineet (217) muodostetaan kovia bittipäätöksiä vastaanotetuista biteistä, välineet (221) muodostaa symboleita kovista bitti- 5 päätöksistä, välineet (218) muodostaa mainittujen symbolien ja impulssivasteen avulla referenssisymboleita ja verrata referenssisymboleita vastaaviin vastaanotettuihin symboleihin pienimmän neliösumman menetelmällä tai vastaavalla 10 ja ohjata referenssisymboleiden ja vastaanotettujen symbo leiden vertailussa muodostetulla tuloksella välineitä (201) ilmaisussa käytettävän metriikan muuttamiseksi.
24. Patenttivaatimuksen 23 mukainen vastaanotin, tunnettu siitä, että välineet (218) on sovitettu 15 ohjaamaan välineitä (201) siten, että impulssivaste-esti- maatti seuraa impulssivaste-estimaatin gradienttia.
25. Patenttivaatimuksen 24 mukainen vastaanotin, tunnettu siitä, että välineet (218) on sovitettu säätämään impulssivaste-estimaatin muutoksen suuruutta 20 ennalta määrätyllä kertoimella.
26. Patenttivaatimuksen 14 tai 15 mukainen vastaanotin, tunnettu siitä, että vastaanottimen käsittäessä useita diversiteettihaaroja (510, 511) vastaanotin on sovitettu määrittämään kunkin diversiteettihaaran bitit . 25 kullekin diversiteettihaaralle erikseen. 34 102230