FI85548B - Mottagningsfoerfarande och mottagare foer diskreta signaler. - Google Patents

Description

1 8 S 548

Vastaanottomenetelmä ja vastaanotin diskreeteille signaaleille

Keksintö liittyy diskreettien signaalien vastaanot-5 tomenetelmään, joka käsittää vastaanotetun diskreetin signaalin käsittelemisen siirtotien aiheuttaman vääristymän korjaamiseksi ennen ilmaisua.

Digitaalisten signaalien vastaanotossa on tavallisesti ongelmana se, että kohinan lisäksi siirtokanava ai-10 heuttaa signaaliin lineaarisia ja epälineaarisia vääristymiä. Tunnettuja menetelmiä lineaaristen vääristymien vaikutusten poistamiseksi vastaanotetusta signaalista ovat mm. lineaariset ja epälineaariset transversaalikorjaimet, jotka voivat olla adaptiivisia, jolloin ne mukautuvat kanavan 15 mahdollisiin muutoksiin signaalin lähetyksen aikana.

Epälineaaristen vääristymien korjaamiseksi on esitetty kansainvälisessä patenttihakemuksessa PCT/FI89/00037 adaptiivinen kantittuneiden signaalien ilmaisumenetelmä, joka ilmaisutapahtumassa itseorganisoituvaa karttaperiaa-20 tetta hyväksikäyttäen ottaa automaattisesti huomioon kanavan ominaisuuksissa tapahtuneiden muutosten vaikutukset ilmaisussa käytettävään signaalipisteistöön. Tätä samaa menetelmää on käsitelty myös julkaisussa Kohonen, Raivio, Simula, Ventä, Henriksson: An adaptive discrete-signal 25 detector based on self-organizing maps. International Joint Conference on Neural Networks IJCNN-90-WASH DC, Jan 15-19, 1990, Washington DC, voi II, P. 11-249-52.

Edellä esitetyt ratkaisut eivät kuitenkaan pysty toimimaan parhaalla mahdollisella tavalla ympäristössä, 30 jossa näitä molempia vääristymälajeja esiintyy samanaikai sesti. Lineaarinen tai epälineaarinen transversaalikorjäin ei pysty korjaamaan epälineaarisia vääristymiä (tai pystyy siihen vain rajoitetusti) ja epälineaarisia vääristymiä poistava karttamenetelmä häiriintyy puolestaan lineaarisis-35 ta vääristymistä.

2 85548

Esillä olevan keksinnön päämääränä on aikaansaada vastaanottomenetelmä ja vastaanotin, jotka kykenevät tehokkaasti käsittelemään samanaikaisesti sekä epälineaarisia että lineaarisia vääristymiä.

5 Tämä saavutetaan johdannossa esitetyn tyyppisellä menetelmällä, jolle on keksinnön mukaisesti tunnusomaista, että käsitelty diskreetti signaali ilmaistaan itseorgani-soituvaan karttaan perustuvalla adaptiivisella ilmaisumenetelmällä ja ennen ilmaisua tapahtuvaa vääristymän korjausta 10 ohjataan käsitellyn signaalin hetkellisen signaalinäytteen ja itseorganisoituvan kartan muodostaman signaalipisteistön välisestä virheestä riippuvaisesti.

Keksinnön mukaisesti voidaan aikaisempien menetelmien epäkohtia poistaa tai lieventää ottamalla käyttöön 15 yhdistetty menetelmä, jossa signaalille suoritetaan aluksi lineaarinen korjaus halutulla adaptiivisella menetelmällä esimerkiksi lineaarista transversaalikorjainta tai päätös-takaisinkytkettyä korjainta käyttäen ja korjattu signaali ilmaistaan itseorganisoituvaa karttaa käyttävällä ilmaisu-20 menetelmällä. Sitten lasketaan korjatun signaalin hetkellisen signaalinäytteen virhe itseorganisoituvalla kartalla muodostetun signaalipisteestön suhteen. Näin saatua vir-hetermiä käytetään ohjaamaan lineaarista korjainta, esim. korjaimen tappikertoimien määritystä. Keksinnön eräässä 25 suoritusmuodossa korjausta on edelleen tehostettu käyttämällä ja ohjaamalla samanaikaisesti sekä tavanomaista lineaarista korjainta että päätöstakaisinkytkettyä korjainta.

Huomattavin ero perinteiseen transversaalikor-jaimeen verrattuna on, että tässä menetelmässä lineaarista 30 korjainta ohjaava virhetermi lasketaan adaptiivisen signaalipisteistön suhteen. Perinteisissä menetelmissä ilmaisussa käytettävät signaalipisteistöt ja päätösrajat ovat kiinteitä eivätkä ne täten ota huomioon siirtokanavassa mahdollisesti tapahtuvia muutoksia, jotka johtuvat lait-35 teiden vanhenemisesta tai muista syistä.

3 85548

Keksinnön ensisijaisessa suoritusmuodossa itseor-ganisoituvan kartan muodostamaa, ilmaisussa käytettävää signaalipisteistöä korjataan lineaarisen vääristymän osalta korjatun vastaanotetun perusteella. Keksinnön vaihtoehtoi-5 sessa suoritusmuodossa signaalipisteistön korjaamiseen käytetään vastaanotettua signaalia sellaisenaan, mikä menetelmä on edelliseen verrattuna yleensä suorituskyvyltään huonompi, mutta sillä saatetaan saavuttaa etuja sellaisissa tapauksissa, joissa epälineaarinen vääristymä on niin suu-10 ri, ettei lineaarinen korjain pysty alkutilanteessa konver- goitumaan. Keksinnön vielä eräässä suoritusmuodossa voidaan adaptiivisesti valita kahden edellä mainitun vaihtoehdon välillä.

Keksinnön kohteena on myös patenttivaatimuksen 7 15 mukainen vastaanotin.

Keksintöä selitetään nyt yksityiskohtaisemmin suo-ritusesimerkkien avulla viitaten oheisiin piirroksiin, joissa kuvio IA havainnollistaa 16QAM-signaalin yhteydessä 20 käytettävää signaalipisteistöä ja kuvio IB havainnollistaa tällaisen signaalipisteistön epälineaarista vääristymistä, kuviot 2A ja 2B havainnollistavat 1- ja 2-dimensio-naalisia itseorganisoituvia karttoja, 25 kuviot 3, 4 ja 5 esittävät lohkokaaviomuodossa erilaisia keksinnön mukaisia vastaanottimia, kuvio 6 esittää 16QAM-signaalipisteistön yhtä kvad-. . ranttia havainnollistaen keksinnön mukaisessa menetelmässä käytetyn virhetermin e(n) määrittämistä, 30 kuviot 7 ja 8 esittävät lohkokaaviot kahdesta kek sinnön mukaisesta vastaanottimesta, kun vastaanotettava signaali on 16QAM-signaali tai vastaava.

Tyypillisen tiedonsiirtojärjestelmän perustehtävänä on lähettää viestejä pisteestä toiseen. Tämän toteuttami-35 seksi viesti täytyy koodata ja moduloida optimaalisella 4 85548 tavalla niiden saattamiseksi mahdollisimman sopiviksi siirtoa varten. Erityisesti pitkillä etäisyyksillä tapahtuva tiedonsiirto tavallisesti vaatii suuritaajuisen kantoaallon, jota moduloidaan koodatuilla viesteillä. Esimerkiksi 5 hyvin tunnetussa amplitudimodulaatiossa (AM) kantoaalto yksinkertaisesti kerrotaan viestisignaalilla. Yleisesti käytetään myös taajuus- ja vaihemodulaatiota.

Siirtokanava yhdistää järjestelmän eri päät. Kantoaaltoon ja viestiin vaikuttaa yleensä signaalivaimennus, 10 kohina, interferenssi, vääristymä jne. Vakiomenetelmä kohinan ja interferenssin vaimentamiseksi on käyttää sopivaa suodatusta. Lineaarisille vääristymille on kehitetty erilaisia korjaustekniikkoja, mutta valitettavasti monilla vääristymillä on epälineaarisia ominaisuuksia, jotka teke-15 vät ne vaikeiksi kompensoida. Digitaalisessa tiedonsiirrossa moduloivat signaalit saavat vain diskreettejä arvoja näytteenottohetkillä. Vastaanottimen ongelmana on tällöin tunnistaa diskreetit arvot, esim. ±AC, ±3AC... Yksi tehokkaimmista modulointitekniikoista on kvadratuuriamplitudimo-20 dulaatio (QAM). Siinä on kaksi identtistä kantoaaltoa samanaikaisesti samalla kanavalla 90 asteen vaihesiirrossa keskenään. Molemmat kantoaaltokomponentit voidaan moduloida erikseen, jolloin signaali x(t) saadaan yhtälöstä 25 x(t )=Xi(t )Accos(OJ.t+e')-xq( t )Acsin(Wct+6) (1)

Kerrointa χ*(t)ACkutsutaan "in-phase" -komponentik-. si i ja kerrointa xq(t)Ac "kvadratuuri"-komponentiksi q.

Kuviossa IA esitetyssä koordinaattijärjestelmässä vaaka-30 akseli kuvaa komponentin i vaihetta ja pystyakseli komponentin q vaihetta niin, että signaalin x(t) vaihe on näiden kahden komponentin vaiheiden summa. Digitaalisessa QAM-signaalissa i- ja q-komponentit voivat saada ainoastaan diskreetit arvot. Täten edellä mainitussa koordinaattijär-. 35 jestelmässä, jokainen mahdollinen (i, q) pari käyttää dis- 5 85548 kreetin ristikkopisteen, jolloin muodostuu ns. signaalipis-teistö. Demodulaatio on modulaation käänteisoperaatio, ts. se pyrkii palauttamaan diskreetit x£- ja xq-koodit lähetetystä aaltomuodosta. Tarkemmin sanottuna ongelmana on il-5 maista diskreetit signaaliarvot ±AC, ±3AC jne, kun kohina, interferenssi, vääristymät, jne. vaikuttavat signaalitasoi-hin. Kuvio la esittää myös vastaanotettujen signaalien pistetiheysfunktion (pdf) ideaalisessa olosuhteessa, jolloin funktio sisältää huiput mahdollisissa ristikkopis-10 teissä. Kuviossa Ib pistetiheysfunktion huiput ovat kohinan seurauksena levinneet ja lisäksi itse huiput ovat vääristymän seurauksena siirtyneet. Tavallisesti vääristymän aiheuttaa hitaasti muuttuva ilmiö, kuten lämpötila muutospii-ristössä tai siirto väliaineessa, niin että lyhyellä aika-15 välillä, kun kohina unohdetaan, kahden peräkkäin vastaanotetun signaalin diskreetit signaalitasot eivät ole kovin kaukana toisistaan. Lineaarinen vääristymä voidaan helposti kompensoida erilaisilla korjaustekniikoilla, mutta epälineaarista vääristymää on vaikeampi käsitellä.

20 Lineaarisen ja epälineaarisen vääristymän samanai kainen korjaaminen saavutetaan tehokkaasti keksinnön perusperiaatteiden mukaisesti korjaamalla vastaanotetusta signaalista lineaarinen vääristymä ja ilmaisemalla korjattu signaali itseorganisoituvaan karttaan perustuvalla adap-25 tiivisella ilmaisumenetelmällä, jossa käytetty signaalipis-teistö adaptiivisesti mukautuu siirtokanavan vääristämiin vastaanotetun signaalin signaalitiloihin. Vääristymä voi tapahtua esimerkiksi kuvion IA mukaisesta ideaalisesta signaalipisteistöstä kuvion IB mukaiseen epälineaarisesta 30 vääristyneeseen signaalipisteistöön. Keksinnön mukaisesti lineaarista korjainta edelleen ohjataan käsitellyn signaalin y(n) hetkellisen signaalinäytteen ja itseorganisoi-tuvan kartan muodostaman signaalipisteistön välisestä virheestä riippuvaisesti.

____: 35 Menetelmän toteuttava keksinnön ensisijaisen suori- 6 85548 tusmuodon mukainen diskreettien signaalien vastaanotin on esitetty lohkokaavion muodossa kuviossa 3. Siirtokanavasta vastaanotettu diskreetti signaali x(n) syötetään lineaarisen korjaimen 1 sisääntuloon kanavan aiheuttaman lineaari-5 sen vääristymän pienentämiseksi tai poistamiseksi. Korjaimen 1 ulostulosignaali y(n) eli käsitelty vastaanotettu signaali syötetään itseorganisoituvaan kartan 2 ohjaussi-sääntuloon ja ilmaisimen 3 sisääntuloon. Itseorganisoituvan kartan 2 soluissa kehitetään adaptiiviset arvot, jotka 10 seuraavat signaalin y(n) diskreeteissä signaalitiloissa ajan mukana tapahtuvia muutoksia ja muodostavat adaptiivisen signaalipisteistön m^n), joka syötetään ilmaisimelle 3, jossa n^-arvoja käytetään päätöstasoina siten, että ilmaisin 3 tulkitsee signaalin y(n) hetkellisen signaalinäyt-15 teen arvoksi lähimmän signaalipisteistössä m^n) olevan signaalipisteen ja antaa sen arvoksi ilmaistulle signaalille y’(n). Ilmaisun virhe on e(n)=mt(n)-y(n) ja sitä käytetään keksinnön mukaisesti korjaimen 1 ohjaukseen. Keksinnön ensisijaisessa suoritusmuodossa käsitelty signaali y(n) ja 20 ilmaistu signaali y'(n) syötetään vähentäjäpiirille 4, joka muodostaa näiden kahden signaalin erosignaalin e(n), joka takaisinkytketään lineaariselle korjaimelle 1 adaptiivisesta muuttamaan lineaarisen korjaimen kertoimia sopivalla tavalla esimerkiksi gradienttimenetelmää käyttäen (MMSE-25 kriteerio) tai nollapakotusmenetelmää käyttäen. Virhetermin e(n) muodostamista on havainnollistettu kuviossa 6, joka esittää itseorganisoituvan kartan 2 muodostaman signaalipisteistön mt(n) yhtä kvadranttia 16QAM-signaalin tapauksessa. Kanavassa olevan lineaarisen vääristymän takia sig-30 naalipisteistön piste m3 on siirtynyt pois ideaalisesta paikastaan. Lineaarisen korjaimen 1 ulostulosta saadun hetkellisen signaalinäytteen y(n) ja ilmaisussa käytettävän signaalipisteen m3 avulla lasketaan virhetermi e(n), jota käytetään lineaarisen korjaimen ohjaamiseen.

35 Toinen keksinnön mukaisen menetelmän toteuttava 7 85548 vastaanotin on esitetty kuviossa 4. Vastaanotettu signaali x(n) syötetään itseorganisoituvan kartan 2 ja lineaarisen korjaimen 1 sisääntuloihin. Korjaimen 1 ulostulosignaali y(n) ilmaistaan ilmaisimella 3, jolle itseorganisoituva 5 kartta 2 muodostaa ilmaisussa käytettävän adaptiivisen signaalipisteistön 11^( n). Signaaleista y(n) ja y'(n) muodostetaan vähentäjäpiirillä 4 erosignaali (n) joka keksinnön mukaisesti ohjaa lineaarista korjainta 1. Tässä suoritusmuodossa itseorganisoituva kartta muodostaa ilmaisussa 10 käytettävän signaalipisteistön mt(n) suoraan vastaanotetun signaalin x(n) perusteella, mistä saattaa olla etua kun signaali x(n) on niin vaikeasti vääristynyt, että korjain 1 ei kykene alkutilanteessa konvergoitumaan.

Kuviossa 5 on esitetty kolmas keksinnön mukaisen 15 menetelmän toteuttava vastaanotin, joka on muodostettu lisäämällä kuvion 3 vastaanottimeen päätöstakaisinkytketty korjain (DFE). Siten kuvioissa 3 ja 5 samoilla viitenumeroilla varustetut lohkot kuvaavat samoja toimintoja tai piirejä. Kuviossa 5 päätöstakaisinkytketty korjain käsittää 20 esimerkiksi transversaalisuodattimella toteutetun yksikön 14, jolle johdetaan sisääntulona ilmaistu signaali y'(n), jota yksikkö 14 käsittelee, minkä jälkeen yksikön 14 ulostulosignaali vähennetään lineaarisen korjaimen 1 ulostulosignaalista vähentäjäpiirissä 15 ja saatu erosignaali syö-25 tetään ilmaisimelle 3. Yksikölle 14 syötetään myös virhe-signaali e(n), joka ohjaa yksikön 14 kertoimien muodostamista samalla tavoin kuin korjaimen 1 tapauksessa. Tällaisella yhdistelmäälä saadaan vääristymän korjausta edelleen tehostettua.

30 Päätöstakaisinkytketty korjain voidaan sijoittaa myös kuvion 4 mukaiseen vastaanottimeen vastaavalla tavalla. On myös mahdollista toteuttaa keksinnön mukainen vastaanotin pelkästään päätöstakaisinkytketyllä korjaimella ilman korjainta 1.

. 35 Seuraavassa selostetaan yksityiskohtaisemmin ku- β 85548 vioiden 3, 4 ja 5 eri lohkojen toimintaa. Korjain 1 voi olla mikä tahansa alalla tunnettu adaptiivinen lineäärinen tai epälineaarinen korjain, jota käytetään kompensoimaan kanavavääristymiä ja symbolien välistä interferenssiä.

5 Yleisin korjaimen rakenne on adaptiivinen transversaalisuo-datin, jonka ulostulosignaali saadaan yhtälöstä

N

y(n)= Σ c(k)x(n-k) (3)

10 k—N

missä tappikertoimet c(n) edustavat suodattimen impulssi-vastetta ja y(n) on estimaatti mnnelle sisääntulonäytteel-le. Erilaisia sopivia korjainrakenteita on kuvattu esim. 15 julkaisussa Proakis:"Advances in Equalization for Intersym-bol Interference", Advances in Communication Systems Theory and applications, Voi 4, Academic Press, 1975.

Lohkojen 2 ja 3 suorittamaa itseorganisoituvaan karttaan perustuvaa adaptiivista ilmaisua on kuvattu kan-20 sainvälisessä patenttihakemuksessa PCT/FI89/00037 sekä seuraavissa artikkeleissa: Kohonen, Raivio, Simula, Ventä, Henriksson: "An adaptive discrete-signal detector based on self-organ!zing maps". International Joint Conference on Neural Networks IJCNN-90-WASH DC, Jan 15-19, 1990, Washing-25 ton DC, voi II, p. 11-249-52; T. Kohonen, "Clustering, Taxonomy, and Topological Maps of Patterns", Sixt International Conference on Pattern Recognition, Munich, Germany, October 19-22, 1982, ss. 114-128; T. Kohonen, "Self-Organi-zation and Associative Memory", Springer-Verlag, Series in 30 Information Sciences, Vol. 8, Berlin-Heidelberg-New York-Tokyo, 1984, 2. p. 1988.

Nämä julkaisut otetaan viitteinä mukaan keksinnön selitykseksi. Lohkojen 2 ja 3 rakennetta ja toimintaa selostetaan kuitenkin lyhyesti seuraavassa. Tyypillinen itse-35 organisoituva kartta on opetussoluista muodostuva lineaarinen ryhmä, jossa kukin solu sisältää adaptiivisen paramet- 9 85548 rin tai signaalipisteen m*. Kartta voi olla yksidimen-sionaalinen (kuvio 2A) tai kaksidimensionaalinen (kuvio 2B). Kun ideaaliset ja vääristyneet signaaliarvot ovat yksidimensionaalisia, m,-arvot ovat myös skalaareja. Tie-5 donsiirron alussa m1-arvot alustetaan ideaaliarvoihin tai lähetyksen alussa vastaanotettujen signaalitasojen mukaisesti tai ne voivat olla satunnaisarvoja, koska mj-arvot konvergoivat tehokkaasti vastaanotettujen kvantisortuneiden arvojen mahdollisiin asymptoottisiin arvoihin itseor-10 ganisoituvaan oppimisprosessin kuluessa. Lohkojen 2 ja 3 suorittama adaptiivinen ja ajan mukana muuttuva signaalin tunnistus etenee seuraavien sääntöjen mukaisesti, jotka perustuvat alkuperäiseen itseorganisoituvaan algoritmiin.

(i) kullakin diskreetillä ajanhetkellä t määrite-15 tään se solu c, jossa on parhaiten sopiva parametri mt(t) sen hetkisen vastaanotetun signaalinäytteen x(t) ilmaisutu-lokseksi. Keksinnön ensisijaisessa suoritusmuodossa valitaan se parametri m1, johon signaalinäytteen euklidinen etäisyys on pienin eli 20 ||x(t)-mc(t)||=min1{ || x (t) -m1( 11| } (4) (ii) Korjataan parametreja mt valitun kennon c naapuristossa Nc 25 m1(t+l)=mi( tJ+atxitJ-mjit)], i=c iM t+1 )=mi( t )+B[x( t )-11^( t) ] , i6Nc, i^c m1(t+l)=m1(t) ij?Nc 30 Topologinen naapurusto Nc muodostuu itse valitusta kennosta ja sen lähinaapureista syvyydelle 1,2,...asti (katso kuvio 2B).

Naapurusto-oppimista sovelletaan aina symmetrisesti adaptiivisten solujen ryhmän jokaisessa suunnassa. Koska 35 ryhmän reunojen lähellä olevilla soluilla ei ole naapureita ίο 8 5 5 48 molemmissa suunnissa, oppiminen aiheuttaa hieman näiden solujen mA-arvojen biasoitumista kohti ryhmän keskellä olevien solujen parametriarvoja. Keksinnön eräässä suoritusmuodossa tämä on kompensoitu modifoimalla sisääntulosignaa-5 li x(t) muotoon bj+d^it), jossa b* ja d£ ovat solmuspesifi-sia parametreja, ts. sisääntulosignaalin x(t) avaruutta laajennetaan tehokkaasti.

Menetelmän kyky palauttaa signaaliavaruuden topologia tulee jopa vielä ilmeisemmäksi, kun signaaliavaruuden 10 kvantisointi on kaksi- tai monidimensionaalinen, jolloin ideaaliset signaaliarvot käyttävät suorakulmaisen alueen verkkopisteiden koordinaattiarvot ja m^arvot ovat kaksidimensionaalisia vektoreita. Muutoin yllä olevat adap-tointiyhtälöt ovat suoraan sovellettavissa myös kaksidimen-15 sionaaliseen tapaukseen. Kaksidimensionaalista signaali-kvantisointia käytetään niin kutsutussa QAM-koodauksessa. Tämän vuoksi on edullista käyttää vastaavaa suorakulmaista oppimissolujen ryhmää, joka on tuttu monista muista itseor-ganisoituviin karttoihin liittyvistä yhteyksistä.

20 Tällaiseen itseorganisoitumiseen perustuvan adap toitumisen seurauksena on, että jos vääristymät signaali-pisteistössä ovat vastaanottimessa sellaisia, että pisteti-heysfunktion huippujen paikallinen järjestys säilyy, algoritmi kykenee seuraamaan vääristymiä. Kaksidimensionaalisen 25 avaruuden verkkopisteitä voidaan siirtää, zoomata, pyörittää, jne. erilaisilla tavoilla, silti signaalitasojen järjestys pyrkii palautumaan eli suorakulmainen verkkomainen rakenne palautuu.

Kuvioissa 7 ja 8 on esitetty kaksi vastaanotinta, 30 joissa vastaanotettu signaali s(t) voi olla esimerkiksi N-vaihemoduloitu signaali tai MQAM-signaali, esimerkiksi 16QAM-signaali. Kuviossa 7 vastaanottosignaali s(t) ilmaistaan kantataajuudelle sekoittajien 5 ja 8 avulla käyttäen paikallisoskillaattorilla 15 ja vaiheensiirtäjällä 14 muo-35 dostettuja paikalliskantoaaltoja, joilla on keskinäinen 90 li il 85548 asteen vaihe-ero. Sekoittimien 5 ja 8 ulostulosignaalit alipäästösuodatatetaan tavalliseen tapaan suodattamissa 6 ja vastaavasti 9. Alipäästösuodatetuista signaaleista otetaan näytteitä yksi kutakin lähetettyä symbolia kohti kyt-5 kimillä 10 ja 11, jotka voivat olla esimerkiksi näytteenotto- ja pitopiirejä. Näytteenoton jälkeen saadaan siten symboliaikavälein T esiintyviä signaalinäytteitä Xj(n) ja xQ(n), jotka ovat QAM-signaalin kvadratuurivaiheiset sig-naalikomponentit.

10 Signaalinäytteet x^n) ja xQ(n) johdetaan lineaari seen korjaimeen 1, jossa näytteelle tehdään kulloinkin käytettävän lineaarisen korjaimen edellyttämä muunnos. Esimerkiksi transversaalikorjaimessa on signaalinäytteitä muistissa usean symbolin ajalta ja näitä sopivasti korjaimen 15 tappikertoimista ja impulssivasteesta riippuvalla tavalla painottamalla saadaan kutakin näytteenottohetkeä vastaamaan korjattu signaalipari yr(n) ja yq(n). Näytteet y^n) ja y0(n) ovat digitaalisia, esimerkiksi 8-bitin sanoja.

Seuraavaksi signaalinäytteet y^n) viedään sekä 20 päätöksentekopiiriin 7 että itseorganisoituvaan verkkoon 2, jotka yhdessä muodostavat adaptiivisen ilmaisimen. Itseorganisoituva kartta 2 laskee kaksi-dimensionaaliselle signaalille optimaalisen signaalipisteistön mx itseorganisoi-tuvaa karttamenetelmää käyttäen. Tällöin lasketaan havait-* 25 tujen signaalinäytteiden yt(n) ja y0(n) avulla todennäköi- simmät arvot signaalipisteille mt ottaen huomioon signaalissa oleva kohina, interferenssi ja vääristymät. Päätös-piiri 7 käyttää näitä signaalipisteitä mx referenssipistei-nä päättäessään, mitä lähetettyä symbolia vastaanotettu 30 signaalinäytepari yx(n) ja yQ(n) vastaa. Keksinnön ensisijaisessa suoritusmuodossa päätöskriteerinä käytetään sitä, että vastaanotettu signaalinäytepari vastaa sitä referenssipistettä mir johon euklinen etäisyys ly-mj on pienin. Päätöspiiri 7 laskee myös virhetermin e, jonka - 35 komponentit ovat 12 85 548 βχ = Υι - y'x eQ = y0 - y'o missä y^ ja y0 ovat päätöspiirin 7 kvadratuurivaiheiset 5 ulostulosignaalit. Virhetermiä e käytetään edellä esitetyllä tavalla lineaarisen korjaimen tappikertoimien laskemiseen ja päivittämiseen.

Kuvion 8 vastaanotin on muutoin samanlainen kuin kuvion 7 vastaanotin, mutta nyt lineaarinen korjain on 10 analoginen korjain, joka on sijoitettu korjaamaan suoraan vastaanotettua signaalia s(t) ennen signaalin sekoittamista kantataajuudelle. Signaalien muuttaminen digitaaliseksi tapahtuu vasta näytteenottokytkimien 10 ja 11 jälkeen olevilla analogia-digitaalimuuntimilla 12 ja 13.

15 Kuvioissa 3, 4, 5, 7 ja 8 esitetyistä toiminnal lisista lohkoista useat voidaan toteuttaa myös ohjelmallisesti mikroprosessilla tai vastaavalla, jolloin esimerkiksi kuvioissa edellisenä esitetyt itseorganisoituva kartta 2, ilmaisin 3 ja päätöksentekopiiri 7 voivat itse asias-20 sa olla saman prosessorin ohjelman eri osia.

Vastaanottimessa voidaan lisäksi yhdistää kuvioiden 3 ja 4 mukaiset toiminnot siten, että itseorganisoituvan kartan 2 ohjaussignaaliksi voidaan adaptiivisesti tietyn päätöksentekokriteerin mukaan kytkeä suoraan vastaanotettu 25 signaali x(n) tai korjaimella 1 käsitelty signaali y(n). Kartan 2 ohjaus voi esimerkiksi lähetyksen alussa kytketty suoraan vastaanotettavaan signaaliin lineaarisen korjaimen 1 konvergoitumisen helpottamiseksi ja tämän jälkeen käsiteltyyn signaaliin tiedonsiirron loppuajaksi.

li

Claims (13)

13 85548

1. Diskreettien signaalien vastaanottomenetelmä, joka käsittää vastaanotetun diskreetin signaalin käsittele- 5 misen siirtotien aiheuttaman vääristymän korjaamiseksi ennen ilmaisua, tunnettu siitä, että käsitelty diskreetti signaali ilmaistaan itseorganisoituvaan karttaan perustuvalla adaptiivisella ilmaisumenetelmällä ja ennen ilmaisua tapahtuvaa vääristymän korjausta ohjataan käsitel- 10 lyn signaalin hetkellisen signaalinäytteen ja itseorgani-soituvan kartan muodostaman signaalipisteistön välisestä virheestä riippuvaisesti.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen vastaanottomenetelmä, tunnettu siitä, että itseorganisoituvan kar- 15 tan muodostamaa, ilmaisussa käytettävää signaalipisteistöä korjataan käsittelemättömän vastaanotetun signaalin perusteella.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen vastaanottomenetelmä, tunnettu siitä, että itseorganisoituvan kar- 20 tan muodostamaa, ilmaisussa käytettävää signaalipisteistöä korjataan käsitellyn vastaanotetun signaalin perusteella.

4. Patenttivaatimuksen 1, 2 tai 3 mukainen vastaanottomenetelmä, tunnettu siitä, että itseorganisoituva kartta ja sen muodostama signaalipisteistö ovat moni- 25 ulotteiset.

5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen vastaanottomenetelmä, tunnettu siitä, että mainitulla virheellä ohjataan lineaarisen tai epälineaarisen transversaalikorjaimen tappikerrointen laskentaa gradien- 30 timenetelmää tai nollapakotusmenetelmää käyttäen.

6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen vastaanottomenetelmä, tunnettu siitä, että mainitulla virheellä ohjataan päätöstakaisinkytkettyä korjainta.

7. Vastaanotin, joka käsittää adaptiivisen korjain- · : 35 välineen (1) vastaanotetun signaalin käsittelemiseksi. i4 8 5 548 tunnettu siitä, että vastaanotin käsittää itseor-ganisoituvaa karttaperiaatetta käyttävän adaptiivisen il-maisinvälineen (2,3), joka on toiminnallisesti kytketty adaptiivisen korjaimen (1) jälkeen, ja että adaptiivinen 5 korjain (1) on ohjattavissa käsitellyn signaalin y(n) ja ilmaistun signaalin y' (n) välisestä virheestä riippuvaisesti .

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen vastaanotin, tunnettu siitä, että ilmaisinväline (2,3) on vas- 10 teellinen käsittelemättömälle vastaanotetulle signaalille ilmaisussa käytettävän signaalipisteistön korjaamiseksi it-seorganisoituvaan karttaan perustuvalla menetelmällä.

9. Patenttivaatimuksen 7 mukainen vastaanotin, tunnettu siitä, että ilmaisinväline (2,3) on vas- 15 teellinen korjainvälineen käsitettelemälle signaalille il maisussa käytettävän signaalipisteistön korjaamiseksi itse-organisoituvaan karttaan perustuvalla menetelmällä.

10. Patenttivaatimuksen 7 mukainen vastaanotin, tunnettu siitä, että ilmaisinväline on valittavissa 20 olemaan vasteellinen joko käsitellylle tai käsittelemättömälle vastaanotetulle signaalille ilmaisussa käytettävän signaalipisteistön korjaamiseksi itseorganisoituvaan karttaan perustuvalla menetelmällä.

11. Jonkin patenttivaatimuksista 7-10 mukainen 25 vastaanotin, tunnettu siitä, että vastaanotettu signaali on QAM-signaali, ja että ilmaisinvälineen itseorganisoituva kartta ja signaalipisteistö ovat moniulotteiset .

12. Jonkin patenttivaatimuksista 7-11 mukainen 30 vastaanotin, tunnettu siitä, että adaptiivinen korjain käsittää lineaarisen tai epälineaarisen transversaali-korjaimen ja/tai päätöstakaisinkytketyn korjaimen.

13. Jonkin patenttivaatimuksista 7-12 mukainen vastaanotin, tunnettu siitä, että se käsittää pää- ' 35 töstakaisinkytketyn korjaimen (14,15). ti is 85548