FI112892B - Menetelmä ja vastaanotin eri modulaatiomenetelmillä moduloitujen signaalien vastaanottamiseksi ja dekoodaamiseksi - Google Patents

Description

112892

Menetelmä ja vastaanotin eri modulaatiomenetelmillä moduloitujen signaalien vastaanottamiseksi ja dekoodaamiseksi - Metod och mottagare för mottagning och avkodning av signaler modulerade med olika moduleringsmetoder 5 Keksintö koskee yleisesti radiorajapinnan kautta tapahtuvaa digitaalisten signaalien vastaanottoa ja dekoodausta. Erityisesti keksintö koskee sellaisen signaalin vastaanottoa ja dekoodausta, jossa peräkkäisiä osia on voitu moduloida eri modulaatiomenetelmillä lähetyspäässä, kun vastaanotin ei tiedä käytettyä modulaatiomenetelmää ennen signaalin vastaanottamista.

10 Digitaalisten radiosiirtojärjestelmien suoritustehoa on yritetty parantaa sallimalla eri modulaatiomenetelmien käyttö signaalin etenemisolosuhteiden ja/tai siirrettävän informaation luonteen mukaan. Tarkastellaan esimerkkinä ehdotettua EDGE-solukko-radiojärjestelmää (Enhanced Data rates for GSM Evolution), joka on tunnetun GSM-järjestelmän (Global System for Mobile telecommunications) laajennus.

15 EDGE-järjestelmässä tunnistetaan kaksi modulaatiomenetelmää, joista kahdeksan-tasoisessa vaihesiirtoavainnuksessa (8-PSK) yksi siirtosymboli voi edustaa kolmen : bitin jaksoa, kun taas yksivakioamplitudisessa vaihemodulaatiossa (GMSK) käyte- tään vain yhtä bittiä kunkin siirtosymbolin muodostamiseen. Kummassakin näistä v modulaatiomenetelmistä siirtosymbolin informaatiosisältö koodataan tiettyyn vertai- : 20 luvaiheeseen verrannolliseksi symbolin vaihekulmaksi. Esillä oleva keksintö ei rajoi- tu käytettäväksi vain vaihemodulaatiomenetelmien kanssa, joskin eräisiin sen piirtei-' ‘. siin on tehtävä eräitä ilmeisiä muutoksia, jos halutaan käyttää joitakin muita, kuten amplitudi- tai taajuusmodulaatioon perustuvia, menetelmiä.

Kuva 1 esittää yksinkertaistetusti EDGE-järjestelmän lähetin-vastaanotinparia. Lä-,,.: 25 hetin käsittää kanavakooderin 101 kanavakoodauksen suorittamiseksi, modulaattorin ,·. 102 kanavakoodatun bittivirran muuntamiseksi vastaavaksi modulaatiosymbolivir- , raksi sekä vaihekiertimen 103 valitun vaihekierron toteuttamiseksi modulaattorin 102 tuottaman symbolivirran symboleille. Kaikkien näiden lohkojen toimintaa ohjaa : ohjauslohko 104 sinänsä tunnetulla tavalla. Ohjauslohkolla 104 on esimerkiksi tieto ':": 30 siitä, mitä modulaatiomenetelmää tulisi käyttää kullakin hetkellä ja mikä määrä ka navakoodausta tulisi suorittaa milläkin koodausmenetelmällä. Lähettimen radiotaa-juusosa 105 muuntaa koko vaihekierretyn modulaatiosymbolivirran radiotaajuussig-naaliksi, joka lähetetään vastaanottimelle.

112892 2

Vastaanotin käsittää vastaanottimen radiotaajuusosan 110 vastaanotetun radiotaajuisen signaalin muuntamiseksi alemmalle taajuudelle, symbolin vastakiertimen 111 vaihekierron purkamiseksi, demodulaattorin 112 modulaatiosymbolivirran muuntamiseksi takaisin bittijonoksi sekä kanavadekooderin 113 kanavakoodauksen purka-5 miseksi. Näidenkin lohkojen toimintaa ohjaa ohjauslohko 114, jonka pitäisi kyetä valitsemaan kullakin hetkellä oikeat vaihekierron, modulaation ja koodauksen pur-kutoimenpiteet.

Yleisesti ottaen vaihekierto voidaan ajatella osaksi modulaatioprosessia ja vastaavasti vaihekierron purku voidaan ajatella osaksi demodulaatioprosessia. EDGE-10 järjestelmässä ne tavallisesti esitetään erillisinä toimenpiteinä, koska varsinainen modulointi ja demodulointi tapahtuvat tunnettujen 8-PSK- ja QMSK-periaatteiden mukaisesti, jotka selostetaan kirjallisuudessa perusmuodossaan ilman lisättyjä vaihe-kiertoja ja vaihekierron purkuja.

Lähettimen ja vastaanottimen välinen tiedonsiirto tapahtuu purskeina, ja modulaa-15 tiomenetelmän vaihto sallitaan vain purskeiden välissä; tietty purske moduloidaan aina yhdellä ja samalla modulaatiomenetelmällä EDGE-järjestelmässä. Modulaatio-menetelmän vaihto kesken purskeen olisi teknisesti mahdollista, mutta se edellyttäisi melko monimutkaista lähettimen ja vastaanottimen rakennetta. Käytännön järjestelmissä on myös rajoituksia, jotka vaativat tietyn minimimäärän purskeita lähetettä-•; 20 vaksi jollakin tietyllä modulaatiomenetelmällä ennen modulaatiomenetelmän vaih- • tamista. Laajalti ehdotettu minimimäärä peräkkäisiä purskeita tähän tarkoitukseen v. ·* on neljä.

. EDGE-vastaanotin ei yleensä tiedä etukäteen käytetyn modulaatiomenetelmän •: · t vaihtumista. Kukin purske käsittää nk. harjoittelujakson, jonka vakiomuoto tunne- 25 taan. Vaihekierron ja modulaation purkuvaiheessa vastaanotin tarkistaa, toistuiko harjoittelujakso oikeassa muodossaan. Eri demodulaatiomenetelmien yhteydessä käytettyjen eri vaihekiertomenetelmien pitäisi varmistaa, että vain oikea demodu-laatiomenetelmä ja siihen liittyvä vaihekierron purku tuottavat oikean harjoittelujak-: ’: son.

•; · ’ 30 Ongelma syntyy, kun signaalin etenemisolosuhteet radiorajapinnassa ovat niin huo- : not, että vastaanotin ei kykene virheettömästi tunnistamaan käytettyä modulaatio- :* menetelmää edellä selostetun vaihekiertojärjestelyn perusteella. Tällaiset huonot olosuhteet voisivat tarkoittaa, että vastaanotettu kantoaalto-häiriösuhde (C/I) tai bit-tienergia kohinatiheyden suhteen (Eb/N0) on matala, vastaanotetun signaalin viiveha-35 jonta on pitkä verrattuna vastaanottimen vasteenkorjaimen alueeseen tai lähettimen 112892 3 ja vastaanottimen välinen suhteellinen nopeus on suuri. Vastaanotin tavallisesti purkaa vaihekierron ja moduloinnin vastaanotetuista purskeista niiden vastaanottojärjes-tyksessä, eikä kerran tehtyä päätöstä voi perua vaikka myöhemmin kävisikin ilmi, että tietty purske tai tietyt purskeet on demoduloitu väärällä demodulaatiomenetel-5 mällä.

Väärin demoduloitu purske vaikuttaa kanavadekoodausvaiheessa. Kanavakoodaus ja -dekoodaus suoritetaan tavallisesti informaatiolohkoille, jotka ovat pidempiä kuin yhden purskeen sisältö. Tyypillinen kanavakoodattava ja -dekoodattava lohko sisältää neljän purskeen sisällön. Jos yksi tai useampi näistä purskeista on demoduloitu 10 väärällä demodulaatiomenetelmällä, koko lohkon dekoodaus todennäköisesti epäonnistuu aiheuttaen uudelleenlähetyspyynnön vastaanottimelta lähettimelle.

Edellä selostettuihin ongelmiin on olemassa kaksi ilmeistä ratkaisua. Ensimmäinen ratkaisu olisi varta vasten ilmoittaa vastaanottimelle kunkin purskeen modulointiin käytetty modulaatiomenetelmä. Ilmoitus pitäisi välittää vastaanottimelle hyvin luo-15 tettavasti, sillä virheellisesti vastaanotettu ilmoitus vain pahentaisi ongelmaa. Tämä ratkaisu lisäisi lähettimen ja vastaanottimen välistä signalointitarvetta, mikä olisi epäsuotava kehityssuunta. Toinen ratkaisu on jäljestää vastaanottimeen suuri muisti ja tallentaa kukin vastaanotettu purske demoduloimattomassa muodossaan riittävän kauan, jotta vastaanotin voi varmistua, mitä menetelmää sen demoduloinnissa pitäisi ;; ’; 20 käyttää. Tämä ratkaisu on epätaloudellinen, koska demodulointi ja dekoodaus jo ny- : ' kyisellään vaativat paljon muistia ja ratkaisu entisestään lisäisi vastaanottimeen ra- '. v kennettavan muistin määrää huomattavasti.

. ·: ·. Esillä olevan keksinnön tavoitteena on toteuttaa menetelmä ja vastaanotinjärjestely, , : ·. jotka vähentävät vastaanottimessa väärin tunnistetun modulaation haittavaikutuksia.

» « 25 Keksinnön tavoitteena on, ettei se merkittävästi lisäisi lähettimen ja vastaanottimen välistä signalointitarvetta eikä vastaanottimessa tarvittavan muistin määrää.

: Keksinnön tavoitteet saavutetaan käyttämällä pehmeää dekoodausta kanavadekoo- ·'·. dausvaiheessa ja ehkäisemällä väärin demoduloitujen symbolien vaikutus käyttämäl- lä niiden esittämiseen neutraaleja pehmeitä dekoodausarvoja. Väärin demoduloidut !' 30 purskeet tunnistetaan edullisimmin sallittujen modulaatiomuutosten tunnettujen ra- : joitustenavulla.

Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista, että - digitaalisen informaatiolohkon dekoodaamiseen käytetään pehmeää dekoodausta, jossa mainitun lohkon kukin osalohko muunnetaan sarjaksi pehmeitä dekoodausar- 4 112892 voja, jotka liittyvät dekoodausprosessissa sallittujen tilasiirtymien tiettyihin todennäköisyyksiin, - määritetään kunkin osalohkon demoduloinnin jälkeen, valittiinko sille oikea demo-dulaatiomenetelmä, ja 5 - osalohko, jonka kohdalla havaitaan, että valittu demodulaatiomenetelmä ei ollut oikea, muunnetaan sarjaksi neutraaleja pehmeitä dekoodausarvoja, jotka ilmaisevat yhtä suurta todennäköisyyttä kaikille dekoodausprosessin sallituille tilasiirtymille.

Keksintö kohdistuu myös vastaanottimeen, jolle on tunnusomaista, että - sen sisältämä dekooderi on pehmeä dekooderi, joka on jäljestetty käsittelemään 10 kutakin osalohkoa sarjana pehmeitä dekoodausarvoja, jotka liittyvät dekoodausprosessissa sallittujen tilasiirtymien tiettyihin todennäköisyyksiin, - vastaanotin on järjestetty määrittämään kunkin osalohkon kohdalta, valittiinko sille oikea demodulaatiomenetelmä, ja - dekooderi on järjestetty muuntamaan sellaiset osalohkot, joiden kohdalla havai-15 taan, että valittu demodulaatiomenetelmä ei ollut oikea, sarjaksi neutraaleja pehmeitä dekoodausarvoja, jotka ilmaisevat yhtä suurta todennäköisyyttä kaikille dekoodausprosessin sallituille tilasiirtymille.

Käytettäessä perinteisiä kanavakoodausjärjestelyjä purskeen väärä demodulointi tuottaa bittijonon, joka pohjimmiltaan on satunnainen kokoelma 0- ja 1-bittejä. On ; ; 20 kuitenkin olemassa myös pehmeäksi dekoodaukseksi kutsuttu menetelmä, jossa de- modulaattori ei tuota lähtöönsä yksiselitteisiä bittiarvoja vaan joukon siirtymätoden-. V näköisyyksiä, jotka esittävät tiettyjen tilasiirtymien todennäköisyyttä kanavadekoo- ..: derissa. Käyttämällä pehmeää dekoodausta (kuten joissakin yleisemmän digitaalisen dekoodauksen tapauksissa) on mahdollista dekoodata oikein jopa digitaalinen in-’: ’: 25 formaatiojakso, jossa joillakin biteillä tai bittiyhdistelmillä on täysin tuntemattomat arvot. Keksinnön mukaisesti, sen jälkeen kun on todettu, että tietty purske on väärin • ·. demoduloitu, ko. demodulaatiotulokset korvataan sarjalla pehmeitä dekoodausarvo- • ’, ja, jotka ilmaisevat yhtä suurta todennäköisyyttä kaikille dekoodausprosessin salli tuille tilasiirtymille.

·. 30 Tavallisesti käytetään limitystä, kun kanavakoodatun informaatiolohkon sisältö ku vataan lahetyspurskeisiin. Tällä varmistetaan, että vaikka yksi purske menetettäisiin : ; vastaanottimessa siinä mielessä, että se synnyttää vain sarjan neutraaleja pehmeitä dekoodausarvoja, on silti mahdollista dekoodata oikein purskeen sisältänyt infor-maatiolohko: neutraalit pehmeät dekoodausarvot esiintyvät vain yksittäisissä erilli-35 sissä paikoissa kanavadekooderiin syötetyssä saqassa, jolloin kanavadekooderin 112892 5 sallittuja tilasiirtymiä koskeva tieto ja toisen purskeen tai toisten purskeiden oikein demoduloidut pehmeät dekoodausarvot saattavat riittää rekonstruoimaan lähettimes-sä kanavakoodatun alkuperäisen bittijonon. Oikean kanavadekoodauksen todennäköisyys ’’häviämisistä” huolimatta kasvaa, jos vastaanottimessa on mahdollisuus 5 käyttää iteratiivista dekoodausta, jossa aiemman dekoodauskierroksen tuloksia sekä alkuperäisiä demoduloituja pehmeitä dekoodausarvoja käytetään seuraavan dekoo-dauskierroksen syöttötietoina.

Edullinen tapa tunnistaa purske väärin demoduloiduksi on tarkkailla vastaanotettua purskejaksoa modulaatiomenetelmän sallittuja muutoksia säätelevien tunnettujen 10 rajoitusten valossa. Jos jossakin vaiheessa havaitaan kohtuullisella varmuudella, että modulaatiomenetelmän muutos on tapahtunut, voidaan heti päätellä, että ainakin ennalta määrätty vähimmäismäärä purskeita ennen havaittua muutosta olisi pitänyt demoduloida ensimmäisellä demodulaatiomenetelmällä ja että ainakin yhtä monta pursketta havaitun muutoksen jälkeen on demoduloitava toisella demodulaatiomene-15 telmällä.

Keksinnölle tunnusomaisina pidetyt uudet ominaisuudet on esitetty yksityiskohtaisesti oheisissa patenttivaatimuksissa. Itse keksintöä, sen rakennetta, toimintaperiaatetta sekä sen muita tavoitteita ja etuja selostetaan kuitenkin seuraavassa eräiden suoritusmuotojen avulla ja viitaten oheisiin piirustuksiin.

i *: 20 Kuva 1 esittää tunnettua lähetin-vastaanotinparia EDGE-järjestelmässä, kuva 2 esittää dekoodausprosessia, johon keksintö on sovellettavissa, : : kuva 3 esittää sellaisten purskeiden tunnistamista, joiden vaihekierto ja moduli' : laatio on väärin purettu, ja kuva 4 esittää menetelmää sen päättelemiseksi, minkä purskeiden vaihekierto ja ·' 25 modulaatio näyttää olevan purettu väärällä menetelmällä.

\ Kuvassa 2 on kaavamaisesti esitetty vastaanotin, jossa vaihekierron purkaja 201, ;.; vaihedemodulaattori 202 ja kanavadekooderi 203 ovat sarjaan kytketyt ja toimivat •; ·' ohjauslohkon 204 alaisuudessa muuntaakseen sarjan vastaanotettuja vaihemoduloi- : : tuja (ja vaihekierrettyjä) purskeita kanavadekoodatuiksi digitaalisen informaation ; ·: 30 lohkoiksi. Purskeet saapuvat vasemmalta, missä sijaitsee oletettu radiovastaanotin, jota ei ole näytetty, ja täysin kanavadekoodatut lohkot poistuvat oikealle. Kanavade-kooderin 203 lähtö on edullisesti kytketty puhedekooderiin tai muuhun tietojenkäsit- 112892 6 telylohkoon (ei esitetty), jonka on tarkoitus käyttää radiorajapinnan yli siirrettyä informaatiota.

Ohjauslohkosta 204 on myös yhteys lähetinlohkoon 205, jolloin, jos jokin informaa-tiolohko havaitaan niin pahoin virheelliseksi, että dekoodausta on mahdoton suorit-5 taa onnistuneesti, lähettävälle laitteelle voidaan lähettää uudelleenlähetyspyyntö koskien kyseisen informaatiolohkon kaikkia purskeita tai osaa niistä. Lisäksi tai vaihtoehtoisesti ohjauslohkosta 204 on yhteys mainittuun tietojenkäsittelylohkoon, jonka yhteyden kautta ohjauslohko voi määrätä tietojenkäsittelylohkon jättämään huomiotta ne informaatiolohkot, joiden dekoodaus epäonnistui.

10 Kuvassa 2 on oletettu, että vaihekierron purkaja 201 ja vaihedemodulaattori 202 käyttävät kullakin tietyllä hetkellä tiettyä toisiinsa liittyvien vaihekierron ja vaihe-modulaation purkamisen menetelmäparia ja että kun purske, jonka vaihekierto ja modulaatio on purettu, lähtee vaihedemodulaattorista 202, sen vaihekiertoa tai modulaatiota ei pureta enää uudestaan, vaikka huomattaisiilikin, että sen vaihekierron 15 ja/tai vaihemodulaation purussa käytettiin väärää menetelmää. Kuvassa 2 on esitetty kolme vaihekiertopurettua ja demoduloitua pursketta 211, 212 ja 213, joista voidaan olettaa esimerkin vuoksi, että purskeen 211 vaihekierron purkuja demodulointi tapahtui väärällä menetelmällä. Vaihedemodulaattorin 202 lähdössä kukin purske 211, 212 ja 213 on sarja pehmeitä dekoodausarvoja. Lisäksi voidaan olettaa, että purskeet ; 20 211, 212 ja 213 yhdessä muodostavat kokonaisen kanavadekoodattavan informaatio- : · ‘ lohkon.

• · .··. Kanavadekooderi 203 on ’’pehmeä” dekooderi, esimerkiksi nk. Viterbi-dekooderi, ,jossa dekoodausprosessia edustaa tilasiirtymien jatkuva ketju. Kutakin tilasiiitymää tarkastellaan ottamalla huomioon sallitut siirtymät senhetkisen tilan ja käytettävissä

» I

‘ 25 olevien seuraavien tilojen välillä, ja peräkkäiset tilasiiitymät synnyttävät joukon keskenään vaihtoehtoisia dekoodauspolkuja. Viterbi-dekoodauksen tapauksessa de-koodauspolut tunnetaan myös trellis-polkujen nimellä, ja kukin tila myös vastaa bittiä tai bittiyhdistelmää, joka on tarkoitus tuottaa lähtöön osana dekoodattua bittisar-jaa. Kunkin tilasiirtymän jälkeen lasketaan metriikka kullekin kelpuutetulle dekoo-30 dauspolulle ottamalla huomioon vaihedemodulaattorilta saatu senhetkinen pehmeä dekoodausarvo. Kunkin siirtymän jälkeen valitaan yksi tai useampi dekoodauspolku i : todennäköisimmäksi jatkopoluksi, ja lohkon dekoodauksen lopuksi valitaan edulli- • simman metriikan omaava polku: peräkkäin ketjutetut bitti- tai bittiyhdistelmäsarjat, jotka liittyvät niihin tiloihin, joiden kautta valittu polku on tullut, edustavat siten to-35 dennäköisintä dekoodatun bittisarjan muotoa. Kelpuutetun ja lopullisen dekoodaus- 112892 7 polun valitsemiseksi on olemassa useita yksityiskohtaisia algoritmeja, eikä keksintö edellytä jonkin tietyn algoritmin käyttöä.

Kuvassa 2 kanavadekooderin 203 tilasiiitymät on esitetty pystyssä seisovina suorakulmioina. Kanavadekoodausprosessiin oletetaan kuuluvan osana diagonaalinen 5 limityksenpurku, jolloin purskeen 211, jonka vaihekieito ja modulaatio on väärin purettu, pehmeät dekoodausarvot vaikuttavat vain joka kolmanteen tilasiirtymään, kuten nuolilla on esitetty. Oletetaan, että kun purskeiden 211, 212 ja 213 muodostaman informaatiolohkon kanavadekoodaus alkaa, ohjauslohko 204 on jo tietoinen siitä, että purskeen 211 vaihekieito ja modulaatio on väärin purettu. Käsitellään 10 myöhemmin eräitä vaihtoehtoisia tapoja tämän tiedon muodostamiseksi.

Keksinnön mukaisesti ohjauslohko 204 määrää kanavadekooderin 203 korvaamaan kaikki väärin vaihekiertopuretusta ja demoduloidusta purskeesta 211 peräisin olevat pehmeät dekoodausarvot ’’neutraaleilla” pehmeillä dekoodausarvoilla. ’’Neutraalilla” tarkoitetaan, että korvaavat arvot eivät suosi mitään sallituista tilasiiitymistä vaan 15 antavat niille kaikille yhtä suuren todennäköisyyden. Niinpä kun kanavadekooderi laskee metriikat kelpuutetuille poluille sellaisen tilasiiitymän jälkeen, jossa pehmeät dekoodausarvot ovat peräisin väärin vaihekiertopuretusta ja demoduloidusta purskeesta 211, siihen mennessä kelpuutettujen polkujen suosituimmuusjärjestys ei muutu.

20 Dekoodattuaan koko informaatiolohkon kanavadekooderi 203 tavallisesti laskee : V: CRC-tarkistussumman (Cyclic Redundancy Check) tai muulla tavoin pyrkii varmis- tumaan siitä, että informaatiolohkon sisältö ei ole muuttunut, ts. vastaanottoja de-. koodaus on suoritettu virheettömästi. On mahdollista, että keksinnön mukaisesti li- sätyt pehmeät dekoodausarvot ovat johtaneet koko dekoodausoperaation vikaan, 25 jolloin CRC-tarkistus epäonnistuu ja lähetinlohkon 205 kautta on lähetettävä uudel-leenlähetyspyyntö. On huomattava, että tällaisessa tapauksessa keksintö ei huonon-na järjestelmän suorituskykyä: väärästä vaihekierron purusta ja/tai demodulaatiosta peräisin olevat satunnaisarvot olisivat aiheuttaneet saman, ja uudelleenlähetystä olisi . V: tarvittu joka tapauksessa. On kuitenkin mahdollista, että tieto siitä, että tietyt tilasiir- 30 tymät ovat epäluotettavia, neutraalien pehmeiden dekoodausarvojen muodossa esitettynä, riittää mahdollistamaan oikean dekoodauspolun valinnan, jolloin keksintö : : on eliminoinut uudelleenlähetyspyynnön taipeen ja parantanut järjestelmän suori tuskykyä.

Tarkastellaan seuraavaksi kysymystä siitä, miten voidaan tietää ennen kanavade-35 koodauksen aloittamista, minkä purskeiden vaihekieito ja/tai modulointi on purettu „ 112892

O

väärällä menetelmällä. Kuten aiemmin mainittiin, useimmissa radiotietoliikennejär-jestelmissä, joissa on kaksi tai useampia sallittuja modulaatiomenetelmiä, on määritelty jokin vähimmäismäärä purskeita, jotka on lähetettävä tiettyä modulaatiota käyttäen ennen modulaatiomenetelmän vaihtamista. Seuraavassa käytetään esimerk-5 kinä vähimmäismäärää neljä; tarkastelu on helposti yleistettävissä kattamaan muutkin vähimmäismäärät.

Kuvassa 3 on esitetty kymmenen peräkkäisen purskeen 301...310 jono. Edellä selostettua yrityksen ja erehdyksen menetelmää, jossa yritetään tuottaa harjoittelujakson oikea muoto käyttämällä eri vaihekierron purku-ja/tai demodulaatiomenetelmiä, 10 tai jotakin muuta menetelmää käyttäen vastaanotin on tunnistanut purskeen 305 moduloiduksi modulaatiomenetelmällä A ja purskeen 306 moduloiduksi modulaatio-menetelmällä B. Vastaavia demodulaatiomenetelmiä voidaan merkitä A’ ja B\ Jos tämä havainto on oikea, vähimmäismääräsääntö sanoo, että ainakin purskeet 302, 303 ja 304 on myös moduloitu modulaatiomenetelmällä Aja ainakin seuraavat saa-15 puvat purskeet 307, 308 ja 309 on myös moduloitu modulaatiomenetelmällä B. Ilmeinen kysymys kuuluukin: mistä vastaanotin voi tietää, onko havainto oikea? Tilannetta pahentaa entisestään, jos toinen modulaatiomenetelmän vaihto on havaittu kohdassa, jossa se rikkoo vähimmäismääräsääntöä, esimerkiksi purskeiden 302 ja 303 välissä.

112892 9 - purskeet, jotka yhdessä purskeen 305 kanssa muodostavat vähimmäismäärän samalla menetelmällä moduloituja purskeita (so. purskeet 302, 303 ja 304, jos vähimmäismäärä on 4) mutta jotka on demoduloitu jollakin muulla demodulaatiomenetel-mällä kuin A’, on väärin demoduloitu ja vastaavat pehmeät dekoodausarvot on kor-5 vattava neutraaleilla arvoilla.

Kuvassa 4 on esitetty yksityiskohtaisemmin eräs esimerkinomainen menetelmä, jota vastaanotin voi käyttää päätellessään, mitkä purskeet näyttävät olevan sellaisia, joiden vaihekierto ja modulaatio on purettu väärällä menetelmällä, jolloin vastaaviin tilasiirtymiin pitäisi liittää neutraalit arvot pehmeän dekoodauksen vaiheessa. Kysei-10 senlaisia purskeita nimitetään lyhyesti ’’epäluotettaviksi” purskeiksi. Vaiheessa 401 uusi vastaanotettu purske saapuu vaihekienon ja modulaation purkuvaiheeseen, missä vaihekierto ja modulaatio puretaan ensimmäistä menetelmää käyttäen. Vastaanottimen pitää jotenkin pystyä arvioimaan, kuinka tarkasti tämä ensimmäinen vaihe-kierron ja modulaation purkuyritys tuotti harjoittelujakson (tai purskeen jonkin 15 muun osan, josta päätellään, oliko vaihekienon ja modulaation purkumenetelmän valinta oikea) oikean muodon. Vastaanotin voi esimerkiksi laskea ristikorrelaation vastaanotetulle harjoittelujaksolle, jonka vaihekierto ja modulaatio on purettu, ja tunnetulle harjoittelujakson virheettömälle muodolle ja tilapäisesti tallentaa korrelaation huippuarvon.

• * * 20 Vaiheessa 402 saman purskeen vaihekierto ja modulaatio puretaan käyttäen toista ) · « - · ‘ menetelmää, ja saavutettu tarkkuuden aste harjoittelujakson toistamisessa arvioidaan * % ,v jälleen. Jos keksintöä sovelletaan järjestelmään, jossa voidaan käyttää useampaa

* < I

:,,.: kuin kahta erilaista modulaatiomenetelmää, vaiheita 401 ja 402 pitäisi seurata muita, vastaavia vaiheita. Eräs toinen mahdollinen menetelmän versio on sellainen, missä 25 vastaanotin voi päättää jo yhden vaihekienon ja modulaation purkuyrityksen jälkeen, mikä menetelmä on oikea: jos esimerkiksi harjoittelujakson arvioitu toisto-tarkkuus on erityisen hyvä tai senhetkiset (ohjauslohkon tuntemat) toimintaolosuh- 1 ( teet sallivat vain yhden tietyn modulaatio- ja vaihekiertomenetelmän käytön, enem- !' piä vaihekien on ja modulaation purkukienoksia ei tarvita.

··. 30 Vaihe 403 vastaa arvioitujen tarkkuuksien vertailua, jotta vastaanotin voi päätellä, mikä oli oikea valinta. Luonnollisesti tässä vaiheessa valitaan se vaihekienon ja • : modulaation purkumenetelmä, joka tuotti paremman tarkkuuden. Jälleen voidaan * esittää menetelmän muunnos, jossa, jos valittavana on vain kaksi vaihekienon ja modulaation purkumenetelmää ja ensimmäinen yritys vaiheessa 401 tuotti erityisen 112892 10 huonon tuloksen, vastaanotin voi päättää jo ennen vaihetta 402, että toinen menetelmä on oikea, jolloin vaihe 403 jäisi pois.

Vaiheessa 404 vastaanotin tarkistaa, merkitsikö vaihekienon ja modulaation purku-menetelmän valinta vaiheessa 403 muutosta siihen menetelmään nähden, jota käy-5 tettiin välittömästi edeltävässä purskeessa. Modulaatiomenetelmän muutosten arvioidaan olevan suhteellisen harvinaisia, joten selvästi yleisin valinta vaiheessa 404 on edetä vaiheeseen 405, sijoittaa vaihekiertopurettu ja demoduloitu purske kanava-dekooderin tulopuskuriin ja aloittaa uudelleen vaiheesta 401 uuden vastaanotetun purskeen kanssa. Jos kuitenkin on havaittu menetelmän muutos, seuraava askel on 10 tarkistaa vaiheessa 406, toteutuiko vähimmäismääräsääntö, ts. käsittikö vastaanotettujen purskeiden jono ainakin vähimmäismäärän peräkkäisiä tietyllä yhdellä menetelmällä moduloituja purskeita ennen muutosta. Jälleen selvästi todennäköisin vastaus on positiivinen, jolloin vaiheen 407 mukaisesti vaihekienon ja modulaation purkumenetelmän muutos vahvistetaan, vaihekiertopurettu ja demoduloitu purske 15 sijoitetaan kanavadekboderin tulopuskuriin ja prosessi aloitetaan uudelleen vaiheesta 401 uuden vastaanotetun purskeen kanssa.

Jos vaiheessa 406 vastaanotin havaitsee vähimmäismääräsäännön rikotuksi, ainakin yhden senhetkisistä ja aiemmista vaihekienon ja modulaation purkumenetelmien muutoksista täytyy olla virhe. Kuvan 4 menetelmässä vastaanotin käyttää vaiheessa * > t " ·: 20 408 jotakin mitattua ja/tai arvioitua, vastaanotetun signaalin laatua tai luotettavuutta . ’ kuvaavaa aivoa päätelläkseen, onko todennäköisimmin virheellinen muutos senhet- . v kinen muutos vai aiempi muutos. Jos signaalin laatu vastaanotossa oli parempi par- 4 haillaan analysoitavan muutoksen hetkellä, vastaanotin etenee vaiheeseen 409, jossa senhetkinen muutos hyväksytään oikeaksi. Purskeet, jotka ovat ’’vähimmäismäärää” j'; 25 vastaavan etäisyyden sisällä edellisestä purskeesta taaksepäin laskien, mutta vaihe- kiertopuretut ja demoduloidut jollakin toisella menetelmällä, julistetaan epäluotettaviksi. Tämä vastaa edellä esimerkkinä esitettyä, kuvaan 3 liittyvää selostusta.

Toinen mahdollinen havainto vaiheessa 408 on, että aiempaan menetelmämuutok-seen liittyi parempi vastaanoton laatu, jolloin se on todennäköisemmin oikea kuin 30 parhaillaan käsiteltävä muutos. Tämä merkitsee, että parhaillaan käsiteltävä purske on vaihekiertopurettu ja demoduloitu väärällä menetelmällä. Oletetaan, että vaihe-: kierron ja modulaation purkamisen peruuttamattomuus pätee yhä, jolloin havainnos- * ta huolimatta ei ole mahdollista purkaa senhetkisen purskeen vaihekiertoa ja modu laatiota uudestaan toisella menetelmällä. Silloin, vaiheessa 410, vastaanotin päätte-35 lee, ettei vaihekierron ja modulaation purkumenetelmää olisikaan pitänyt vaihtaa, π 112892 palauttaa aiemman menetelmän voimassaolevaksi menetelmäksi ja julistaa senhetkisen purskeen epäluotettavaksi. Vanhan menetelmän palauttaminen merkitsee, että kun vastaanotin on aloittanut uudestaan vaiheesta 401 ja valinnut vaiheenkierron ja modulaation purkumenetelmän seuraavaa pursketta varten, se vertaa, vaiheessa 403, 5 valittua menetelmää palautettuun käytettävään menetelmään, eikä menetelmään, jota varsinaisesti (virheellisesti) käytettiin nyt epäluotettavaksi julistetun purskeen vai-hekieiTon ja modulaation purkamiseen.

On huomattava, että vähimmäismäärä peräkkäisiä purskeita, jotka on moduloitava (ja vaihekierrettävä) yhdellä modulaatio- (ja vaihekierto)menetelmällä, tarkoittaa pe-10 räkkäisiä purskeita tietyssä yhdessä loogisessa yhteydessä. On mahdollista, että lähettimen ja vastaanottimen välillä on samanaikaisesti aktiivisena useampia loogisia yhteyksiä, jolloin kuhunkin loogiseen yhteyteen pätee erikseen vähimmäismäärä-sääntö (jolloin vähimmäismäärät voivat myös olla erisuuret).

Edellä esitetyn peräkkäisten purskeiden vähimmäismäärään perustuvan menetelmän 15 asemesta tai lisäksi vastaanotin voi käyttää jotakin muuta sääntöä, joka perustuu sen tietoon loogisten kanavien ja/tai kehysrakenteen ja tiettyjen modulaatiomenetelmien välisistä pysyvistä suhteista: radiotietoliikennejärjestelmässä on voitu esimerkiksi määritellä, että tietty looginen kanava voi esiintyä tietyissä siirtokehyksen ja/tai yli-kehyksen aikaväleissä ja että kyseiseen loogiseen kanavaan liittyvää tietoa kuljetta-• 20 vat purskeet moduloidaan ja vaihekierretään aina käyttäen tiettyä muuttumatonta ' ‘‘ modulaatio- ja vaihekiertomenetelmää. Jos sitten harjoittelujaksoon perustuva mene- :: telmä ensin aiheuttaa, että tietty purske vaihekiertopuretaan ja demoduloidaan käyt- v : täen tiettyä ensimmäistä menetelmää, ja myöhemmin ilmenee, että purske kuului : Γ: loogiseen kanavaan, joka edellyttää toisen vaihekiertopurku- ja demodulaatiomene- 25 telmän käyttöä, vaihekiertopurettu ja demoduloitu purske julistetaan epäluotetta-.···. vaksi. Vastaavasti vastaanotin tietää, että jos harjoittelujaksoon perustuva menetel- ,···. mä osoittaa väärää vaihekierron ja modulaation purkumenetelmää purskeelle, joka ’ · ’ on siirretty tietyssä yksinomaan jollekin vakiona pysyvälle modulaatio- ja vaihekier- '.'. * tomenetelmälle varatussa aikavälissä, harjoittelujaksoon perustuvan valinnan täytyy .,,: 30 olla virheellinen.

“· ; Lisäksi keksintö sisältää toisenkin vaihtoehdon tai lisäyksen edellä esitettyihin me- ' ’ netelmiin, jotka perustuvat peräkkäisten purskeiden vaadittavaan vähimmäismäärään tai tietoon loogisten kanavien ja/tai siirtokehysrakenteen ja tiettyjen modulaatiomenetelmien välisistä muuttumattomista suhteista. Käytetyn modulaatiomenetelmän 35 muutoksen suhteellinen harvinaisuus merkitsee sitä, että jos tietty purske kohtalai- 112892 12 sella varmuudella tunnistetaan moduloiduksi tietyllä modulaatiomenetelmällä, on erittäin todennäköistä, että myös välittömästi seuraava purske on moduloitu samalla menetelmällä. Demodulaattoriin voi sisältyä ’’suosimistoiminto”, joka tallentaa ilmoituksen viimeisestä luotettavasti tunnistetusta modulaatiomenetelmästä. Ilmaus 5 ”luotettavasti tunnistettu” kattaa esimerkiksi kaikki sellaiset suoritusmuodot, joissa lasketaan ristikorrelaatio demoduloidulle harjoittelujaksolle ja harjoittelujakson tunnetulle muodolle ja tietyn raja-aivon (kiinteän tai dynaamisesti muutettavan) ylittävää li s tik one 1 a ati o aivo a pidetään indikaationa luotettavasta tunnistuksesta. Seuraa-van kerran kun demodulaattori ei pysty luotettavasti tunnistamaan tulevan purskeen 10 modulaatiomenetelmää, se käyttää tallennettua tietoa todennäköisenä arvauksena. Edellä käytetty termi ’’suosimistoiminto” perustuu siihen, että tällainen järjestely suosii viimeistä luotettavaa tunnistustulosta epävarmassa tapauksessa.

Claims (8)

1. Menetelmä osalohkoista koostuvan, vastaanotettua digitaalista informaatiota sisältävän lohkon demoduloimiseksi ja dekoodaamiseksi, jossa - kunkin osalohkon demodulointiin valitaan yksi ennalta määrätystä määrästä demo-5 dulaatiomenetelmiä, - kukin osalohko demoduloidaan (202) sille valitulla demodulaatiomenetelmällä, ja - digitaalisen informaatiolohkon muodostavat osalohkot yhdistetään niiden demoduloituiin ja digitaalisen informaatiolohkon dekoodauksen välissä, tunnettu siitä, että 10. digitaalisen informaatiolohkon dekoodaukseen käytetään pehmeää dekoodausta (203), jossa kukin osalohko muunnetaan sarjaksi pehmeitä dekoodausarvoja, jotka liittyvät tiettyihin dekoodausprosessissa sallittujen tilasiirtymien todennäköisyyksiin, - kunkin osalohkon kohdalta päätetään sen demoduloinnin jälkeen, valittiinko sille 15 oikea demodulaatiomenetelmä (404, 406, 408), ja - osalohko, jonka kohdalla havaitaan, että valittu demodulaatiomenetelmä ei ollut oikea, muunnetaan Saijaksi neutraaleja pehmeitä dekoodausarvoja, jotka ilmaisevat yhtä suurta todennäköisyyttä kaikille dekoodausprosessin sallituille tilasiiitymille (409,410). 112892

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että digitaalisen infonnaatiolohkon dekoodaukseen käytetään iteratiivista dekoodausta, joka käsittää vaiheet, joissa sama digitaalinen informaatiolohko dekoodataan useampia kertoja käyttämällä kullakin dekoodauskierroksella syöttötietoina edellisen dekoodauskier- 5 roksen (tai edellisten kierrosten) demoduloituja osalohkoja ja dekoodaustuloksia.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sen päättelemiseksi, onko tietylle osalohkolle valittu oikea demodulaatiomenetelmä, tarkistetaan (406) rikkooko tietyn demodulaatiomenetelmän valinta osalohkoa varten sääntöä, jonka mukaan ennalta sovittu vähimmäismäärä peräkkäisiä osalohkoja on demodu- 10 loitava yhdellä ja samalla demodulaatiomenetelmällä.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että se käsittää vaiheet, joissa a) havaitaan valitun demodulaatiomenetelmän muutos tietyn ensimmäisen osaloh-kon ja tietyn toisen osalohkon välissä (404), 15 b) tarkistetaan, muodostavatko mainittu ensimmäinen osalohko ja sitä välittömästi edeltävät osalohkot, joille on valittu sama demodulaatiomenetelmä, yhdessä peräkkäisten osalohkojen jonon, jonka pituus on ainakin yhtä suuri kuin mainittu edeltä sovittu vähimmäismäärä (406), c) vasteena vaiheessa b) saatuun negatiiviseen vastaukseen venataan ensimmäistä : ·' 20 mainittuun havaittuun muutokseen liittyvää vastaanoton laatua kuvaavaa mitattua .·.· arvoa toiseen, aiempaan valitun demodulaatiomenetelmän muutokseen liittyvään samanlaiseen arvoon, joka vastaa nykyisen, samalla demodulaatiomenetelmällä de-' :': moduloitujen osalohkojen jonon alkua (408), , ’ Γ; dl) vasteena havaintoon, että mainittu ensimmäinen mitattu arvo osoittaa parempaa 25 vastaanoton laatua kuin mainittu toinen mitattu arvo, hyväksytään mainittu havaittu muutos päteväksi ja merkitään niin monta mainittua edellistä muutosta edeltävää • i, osalohkoa epäluotettavaksi kuin mitä tarvitaan yhdessä ensimmäisen osalohkon 2' kanssa muodostamaan peräkkäisten osalohkojen jono, jonka pituus on yhtä suuri : Λ: kuin mainittu ennalta sovittu vähimmäismäärä (409), 30 d2) vasteena havaintoon, että mainittu ensimmäinen mitattu arvo osoittaa huonom- . . paa vastaanoton laatua kuin mainittu toinen mitattu arvo, hyväksytään mainittu ; aiempi muutos päteväksi, hylätään mainittu havaittu muutos epäpätevänä ja merki tään mainittu toinen osalohko epäluotettavaksi (410), ja e) muunnetaan epäluotettaviksi julistetut osalohkot vastaaviksi neutraalien pehmei-35 den dekoodausarvojen sarjoiksi, jotka ilmaisevat yhtäläistä todennäköisyyttä kaikille dekoodausprosessissa sallituille tilasiirtymille. 15 112892

6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sen päättelemiseksi, valittiinko tietylle osalohkolle oikea demodulaatiomenetelmä, tarkistetaan rikkooko tietyn demodulaatiomenetelmän valinta osalohkoa varten sääntöä, jonka mukaan tietty osa siirtokehysrakenteesta demoduloidaan aina tietyllä ennalta sovitul- 5 la demodulaatiomenetelmällä.

7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sen päättelemiseksi, valittiinko tietylle osalohkolle oikea demodulaatiomenetelmä, tarkistetaan rikkooko tietyn demodulaatiomenetelmän valinta osalohkoa varten sääntöä, jonka mukaan tiettyyn loogiseen siirtokanavaan liittyvät osalohkot demoduloidaan aina 10 tietyllä ennalta sovitulla demodulaatiomenetelmällä.

8. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että demodulaatiomenetelmän valitsemiseksi osalohkolle tarkistetaan ensin, onko osalohko tietyn suuruisella varmuudella tunnistettu moduloiduksi tunnistettavissa olevalla modulaatiomenetelmällä, ja ellei sellainen tunnistaminen ole mahdollista, osalohkon demo- 15 duloimiseksi valitaan sama menetelmä, joka valittiin aiemmin, kun edellisen kerran osalohko tietyn suuruisella varmuudella tunnistettiin moduloiduksi tunnistettavissa olevalla modulaatiomenetelmällä. 1 Vastaanotin osalohkoista koostuvien digitaalisten informaatiolohkojen vas- : \: taanottamiseksi, demoduloimiseksi ja dekoodaamiseksi, joka vastaanotin käsittää 20 -selektiivisen demodulaattorin (202) vastaanotettujen osalohkojen selektiiviseksi demoduloimiseksi osalohkoille valituilla demodulaatiomenetelmillä ja .- dekooderin (203) demoduloitujen osalohkojen kokoamiseksi digitaaliseksi infor-•: ·, maatiolohkoksi ja koottujen lohkojen dekoodaamiseksi, tunnettu siitä, että 25. dekooderi (203) on pehmeä dekooderi, joka on järjestetty käsittelemään kutakin osalohkoa sarjana pehmeitä dekoodausarvoja, jotka liittyvät dekoodausprosessissa sallittujen tilasiirtymien tiettyihin todennäköisyyksiin, :';': - vastaanotin on järjestetty määrittämään kunkin osalohkon kohdalta, valittiinko sille ''; oikea demodulaatiomenetelmä (204, 404, 406, 408), ja 30 -dekooderi on järjestetty muuntamaan sellaiset osalohkot, joiden kohdalla havai-; : taan, että valittu demodulaatiomenetelmä ei ollut oikea, sarjaksi neutraaleja pehmei tä dekoodausarvoja, jotka ilmaisevat yhtä suurta todennäköisyyttä kaikille dekoo-dausprosessin sallituille tilasiiitymille (409, 410). 112892