NO302550B1 - Multippelmottagningssystem for digital radiokommunikasjon - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår et multippelmottagningssystem for bruk ved mottagning av radiosignaler overført fra en sender i en et digitalt radiokommunikasjonssystem, og særlig et sådant multippelmottagningssystem som, ved utnyttelse av et prøvesignal, gjør det mulig å velge ut en passende mottagningsgren ved å bedømme en egenskap ved utbredelsesveiene, for derved å redusere den interferens mellom radiosignalene som forårsakes av utbredelsesveienes selektive fading.

I et kommunikasjonssytem, særlig et mobilkommunikasjonssystem, varierer inngangs-signalnivået til en mottager kraftig pga. variasjoner i et radiosignals utbredelsesvei og/eller overføringsmedium. Dette fenomen er kjent som fading.

For å unngå dårlig innflytelse fra fading, er diverse typer multippelmottagningssystemer også tidligere kjent. Et multippelmottagningssystem omfatter vanligvis et antall mottagningsgrener som hver frembringer et utgangssignal. Et resulterende utgangssignal fra et slikt multippelmottagningssystem oppnås i form av et signal som er satt sammen av mottagningsgrenenes utgangssignaler, eller som er valgt ut blant disse utgangssignaler.

Når det signal som en sender sender ut, utgjøres av et radiosignal, brer en del av radiosignalet seg direkte ut til en mottager. En resterende del av radiosignalet reflekteres og spres imidlertid av forskjellige gjenstander som f.eks. bygninger, fjell osv. og når derfor forsinket frem til mottageren. Følgelig består inngangssignalet som mottas av mottagningssystemet av en direkte signalkomponent og en forsinket signalkomponent, og det lider således under å være forvrengt. En utbredelse som forårsaker slik forvrengning er kjent som flerveisutbredelse og forvrengningen omtales som flerveisforvrengning.

I en fremgangsmåte for å redusere flerveisforvrengningen inneholder radiosignalet som overføres fra senderen et prøvesignal og et datasignal. Mottagningssystemet bedømmer flerveisutbredelsens overføringsegenskap ved å utnytte prøvesignalet og korrigerer det mottatte signal med det bedømte signal, for derved å redusere flerveisforvrengningen.

Når multippelmottagningssystemet anvendes for flerveismottagning er flerveisforvrengningen forskjellig i mottagningsgrenene. Når for eksempel utvelgelse av et av grenenes utgangssignal utføres, f.eks. på grunnlag av inngangssignalets styrke i den enkelte gren, påvirkes det resulterende signal fra multippelmottagningssystemet av forskjellige utbredelsesegenskaper ved flerveisutbredelsen.

Et multippelmottagningssystem for effektiv redusering av flerveisforvrengning er vist i JP-patentsøknad nr. 113 202 / 1989 fra samme søker (tilsvarende US-patentsøknad har nr. 07/517 883 (1990)). Det i nevnte patentsøknad viste multippelmottagningssystem utnytter nevnte prøvesignal i det overførte signal samt et korreksjonsledd for korrigering av resultantsignalet. I det forslåtte multippelmottagningssystem bedømmes en utbredelseseveiegenskap for den enkelte mottagningsgren ved hjelp av det prøvesignal som er mottatt av vedkommende gren. Den bedømte utbredelseseveiegenskap klassifiseres i komponenter som er henholdsvis signifikante og insignifikante for korrigeringen. Et forholdstall for forholdet mellom et potensuttrykk for de signifikante komponenter og et annet potensuttrykk for de insignifikante komponenter beregnes, og forholdstallet for den enkelte gren brukes som parameter for utvelgelse av en av grenene. Det vil si at forholdstallet for hver av mottagningsgrenene blir sammenlignet med hverandre og den av grenene som gir det største forholdstall, utpekes som en spesiell gren. Utgangssignalet fra denne spesielle gren velges så som multippelmottagningssystemets resultantsignal og korrigeres med den utbredelseseveiegenskap som er verdsatt i den spesielle gren. Korrigeringen utføres således effektivt og mottagningskvaliteten forbedres ved hjelp av avviksvirkningen.

Når prøvesignalet har en forutbestemt bitlengde, f.eks. en lengde på 26 biter, påvirker datasignalet den bedømmelse av utbredelsesveiegenskapen som er gjort ut fra prøvesignalet, slik at en feil inkluderes i det beregnede forholdstall, særlig i potens-

uttrykket for de insignifikante komponenter. Dette resulterer i en forringelse av signal/støy-forholdet i grenutvelgelsen. Forringelsen av signal/støy-forholdet observeres særlig når interferensen mellom signalene opptrer innenfor en korrigeringsfunksjon i korreksjonsleddet.

Det er således et formål for oppfinnelsen å frembringe et multippelmottagningssystem

som muliggjør grenutvelgelse uten forringelse av signal/støy-forholdet.

Det er et annet formål for foreliggende oppfinnelse å frembringe et multippelmottagningssystem som muliggjør grenutvelgelse ved hjelp av forskjellige parametre avhengig av den innbyrdes signalinterferens som forårsakes av flerveisoverføring, samt ut fra et korreksjonsledds korrigeringsfunksjon, for derved å redusere interferensen mellom signalene.

I henhold til oppfinnelsen er det oppnådd et multippelmottagningssystem som er egnet for bruk ved mottagning av radiosignaler overført via flere utbredelsesveier fra en sender i en et digitalt radiokommunikasjonssystem, idet radiosignalet inneholder et datasignal og et prøvesignal. Multippelmottagningssystemet omfatter: korreksjonsutstyr for å korrigere et inngangssignal og derved frembringe et korrigert

signal, og

- flere mottagningsgrener som hver omfatter:

• mottagerutstyr for å motta et innkommende signal som representerer nevnte radiosignal, og derved frembringe et digitalt mottagningssignal som omfatter et mottagningsdatasignal og et mottagningsprøvesignal som representerer henholdsvis nevnte datasignal og nevnte prøvesignal, • lagringsutstyr tilknyttet nevnte mottagerutstyr for å lagre det digitale mottagningssignal, • vurderingsutstyr tilknyttet nevnte lagringsutstyr for ut fra mottagningsprøvesignalet å bedømme en overføringsegenskap ved nevnte flertall av utbredelsesveier og derved frembringe et signal som angir en verdsatt overføringsegenskap, samt • klassifiseringsutstyr tilknyttet nevnte vurderingsutstyr for å klassifisere som signifikante komponenter de komponenter av den verdsatte overføringsegenskap som er viktige for nevnte korreksjonsutstyr, og klassifisere de øvrige komponenter

som insignifikante,

- grenvelgerutstyr tilknyttet nevnte klassifiseringssutstyr i hver mottagningsgren, og som er innrettet for å beregne, for hver mottagningsgren, et første og et andre potensuttrykk (a og li) for henholdsvis nevnte signifikante og nevnte insignifikante komponenter, et første forholdstall (<x/li) for forholdet mellom det første og det andre potensuttrykk, en sum (a+Ii) av det første og det andre potensutttrykk, samt et andre forholdstall (cc/(a+U)) for forholdet mellom det første potensuttrykk og nevnte sum, for, som reaksjon på de til hver mottagningsgrens tilhørende første forholdstall, andre forholdstall og sum, å velge ut en av mottagningsgrenene, samt å frembringe et

valgsignal som representerer den utvalgte gren,

- et første venderutstyr tilknyttet nevnte lagringsutstyr i hver mottagningsgren og nevnte korreksjonsutstyr, samt nevnte grenvelgerutstyr, og som er innrettet for å reagere på nevnte valgsignal med å opprette slik sammenkobling at lagringsutstyret i den utvalgte gren, i egenskap av å være det utvalgte lagringsutstyr, forbindes med korreksjonsutstyret for å tilføre som inngangssignalet til korreksjonsutstyret, det mottagningssignal som er lagret i det således utvalgte lagringsutstyr, - et andre venderutstyr tilknyttet nevnte klassifieringsutstyr i hver mottagningsgren og nevnte korreksjonsutstyr, samt nevnte grenvelgerutstyr, og som er innrettet for å reagere på nevnte valgsignal med å omkoble slik at klassifiseringsutstyret i den utvalgte gren, i egenskap av å være det utvalgte klassifiseringsutstyr, forbindes med korreksjonsutstyret for å tilføre de signifikante komponenter i det utvalgte klassifiseringsutstyr til korreksjonsutstyret som korrigerer inngangssignalet ved hjelp av de signifikante komponenter for derved å frembringe det korrigerte signal som så utgjør multippelmottagningssystemets resulterende signal.

Grenvelgerutstyret sammenligner det andre forholdstall for hver av mottagningsgrenene med en forutbestemt referanseverdi, og når dette andre forholdstall for den enkelte mottagningsgren er mindre enn nevnte referanseverdi, sammenlignes det første forholdstall for vedkommende mottagningsgrener med hverandre. Grenvelgerutstyret utpeker så den spesielle mottagningsgren som gir det største første forholdstall til å være den utvalgte gren blant disse mottagningsgrener.

Når det andre forholdstall for en hvilken som helst av mottagningsgrenene er større enn nevnte referanseverdi, sammenligner grenvelgerutstyret summen for hver av mottagningsgrenene med hverandre. Grenvelgerutsyret utpeker så den spesielle mottagningsgren som blant mottagningsgrenene gir den største sum til å være den utvalgte gren.

Under henvisning til vedføyde tegninger beskrives nå et foretrukket utførelseseksempel på oppfinnelsen. På tegningene viser: Fig. 1 et blokkskjema over et multippelmottagningssystem i henhold til en foretrukket

utførelse av oppfinnelsen,

fig. 2 et blokkskjema over demodulatoren benyttet i systemet vist fig. 1,

fig. 3 et eksempel på et prøvesignal,

fig. 4 en korrelasjonsfunksjon mellom prøvesignalet og et referansesignal som befinner

seg i et midtre 16-biters parti av prøvesignalet,

fig. 5 et blokkskjema over et vurderingsledd for bedømmelse av en utbredelsesveiegenskap, og som er benyttet i systemet vist i fig. 1,

fig. 6 et blokkskjema over et korreksjonsledd benyttet i systemt vist i fig. 1,

fig. 7 et Trellis-diagram for Viterbi-prosessoren benyttet i korreksjonsleddet vist i fig. 6, fig. 8 et blokkskjema over tilpasningsfilteret benyttet i korreksjonsleddet vist i fig. 6, fig. 9 et blokkskjema over en aritmetisk krets for den faste grenmålingskomponent, og som er benyttet i korreksjonsleddet vist i fig. 6,

fig. 10 et blokkskjema over et grenmålingskombinasjonsutstyr benyttet i korreksjonsleddet vist i fig. 6,

fig. 11 multippelmottagningssystemets simulerte ytelse for en utbredelsesveimodell,

fig. 12 en annen utbredelsesveimodell, og

fig. 13 multippelmottagningssystemets simulerte ytelse for utbredelsesveimodellen vist i

fig. 12.

Som vist i fig. 1 omfatter et multippelmottagningssystem som er utført ifølge det foretrukne utførelseseksempel, et antall mottagningsgrener (bare to grener er vist).

En første mottagningsgren består av en første mottagerantenne 21 tilknyttet en første mottager 22 som er tilknyttet en første demodulator (DEM) 23 som videre er tilknyttet en analog/digital-omformer (A/D-omformer) 24 som i sin tur er tilknyttet en første direkte-hukommelse (RAM - Random Access Memory) 25 som videre er tilknyttet et første vurderingsledd 26 for bedømmelse av utbredelsesveiegenskap, og som til sist er tilknyttet et klassifiseringsledd 27.

På den annen side består en andre mottagningsgren av en andre mottagerantenne 31 tilknyttet en andre mottager 32 som er tilknyttet en andre demodulator (DEM) 33 som videre er tilknyttet en analog/digital-omformer (A/D-omformer) 34 som i sin tur er tilknyttet en andre direkte-hukommelse (RAM) 35 som videre er tilknyttet et andre vurderingsledd 36 for bedømmelse av utbredelsesveiegenskap, og som til sist er tilknyttet et klassifiseringsledd 37.

Det viste multippelmottagningssystem omfatter videre et behandlersystem for utvelgelse av en av mottagningsgrenene og korrigering av et demodulert signal fra den utvalgte mottagningsgren. Behandlersystemet består av en første vender 41 tilknyttet første og andre direkte-hukommelse 25, 35 og en andre vender 42 tilknyttet første og andre klassifiseringsledd 27, 37, samt et korreksjonsledd 43 tilknyttet første og andre vender 41, 42, og en grenvelger 44 tilknyttet første og andre klassifiseringsledd 27, 37. Grenvelgeren 44 er forsynt med en tilkoblingsklemme 45 for å motta en terskel- eller referanseverdi V som vil bli beskrevet senere.

Det forutsettes at modulasjon ved hjelp av binær-faseskift-nøkling (BPSK) anvendes i en sender (ikke vist). Et digitalt signal som har en (bestemt) symboltakt, inneholder et datasignalparti og et prøvesignalparti. Senderen sender ut det digitale signal som et overføringssignal som forplanter til første og andre mottagerantenne 21, 31 gjennom flere utbredelsesveier.

Et signal som kommer inn gjennom hver av antennene 21, 31 mottas i henholdsvis den første og den andre mottager 22, 32 og demoduleres deretter i hver sin av demodulatorene 23, 33. Det demodulerte signal i hver av grenene omformes så med en stikkprøve-frekvens som er lik symboltakten ved hver av A/D-omformerne 24, 34, til et omformet digitalt signal.

Mottageren 22, 32, demodulatoren 23, 33 og A/D-omformeren 24, 34 i den enkelte mottagningsgren virker som mottagningsutstyr som ved behandling av det innkommende signal frembringer et omformet digitalt signal som utgjør et digitalt mottagningssignal.

Som vist i fig. 2 omfatter hver av demodulatorene 23, 33 en oscillator 51 som frembringer et lokalt signal, et første blandetrinn 51 for frekvensblanding av det lokale signal og et mottagningssignal fra vedkommende mottager 23, 33, og som derved frembringer et første blandet signal, et fasedreiningstrinn 53 som gir det lokale signal en fasedreining på u/2 og derved frembringer et fasedreiet signal, et andre blandetrinn 54 for frekvensblanding av mottagningssignalet og det fasedreide signal, og som derved frembringer et andre blandet signal, et første og et andre lavpassfilter (LPF) 55, 56 for filtrering av henholdsvis det første og det andre blandede signal, og som derved frembringer et komplekst signal som det demodulerte signal.

Det henvises igjen til fig. 1. Det omformede signal fra hver av A/D-omformerne 24, 34 lagres i henholdsvis en første og en andre hukommelse (RAM) 25, 35 som tjener som direktelagringsutstyr. Det omformede signal inneholder datasignalpartiet og prøvesignal-partiet. Hvert av vurderingsleddene 26, 36 for bedømmelse av utbredelsesveiegenskap, verdsetter overføringsegenskapen til utbredelsesveien fra senderen til hver av mottagerantannene 21, 31 ved å utnytte prøvesignalpartiet i det omformede signal som er lagret i vedkommende hukommelse 25, 35.

Det henvises nå til fig. 3 som viser at prøvesignalet i dette utførelseseksempel består av fem innledende symboler, fem avsluttende symboler og seksten midtre symboler (ialt tjueseks - 26 - symboler). En funksjon for automatisk korrelasjon mellom prøvesignal-ets tjueseks symboler og de midtre seksten symboler representeres ved hjelp av en puls i området fra -5T til +5T (hvor T er varigheten av et enkelt symbol), som vist i fig. 4. Ved å anvende den puls som representerer korrelasjonsfunksjonen for prøvesignalet er det mulig å verdsette vedkommende utbredelsesveis egenskap.

I fig. 5 er det vist at hver av vurderingsleddene 26, 36 for bedømmelse av utbredelsesveiegenskap omfatter et sekstentrinns skiftregister 61 som har femten kaskadekoblede forsinkelseselementer (T), en inngangsklemme 62 og seksten uttak tilknyttet seksten multiplikasjonsledd 63-1 - 63-16. Prøvesignalpartiet tilføres serielt i tid fra hver av hukommelsene (RAM) 25, 35 til inngangsklemmen 62. Et sekstentrinns register 64 er forhåndsinnstilt med prøvesignalpartiets seksten midtre symboler. Hver av disse seksten symboler overføres fra dette register 64 i form av et referansesignal til hvert sitt av de seksten multiplikasjonsledd 63-1 - 63-16, slik at et signal på hver av skiftregisterets seksten uttak multipliseres i hvert sitt multiplikasjonsledd 63-1 - 63-16 med hvert sitt av referansesignalene fra registeret 64, for derved å danne et multiplisert signal. Et addisjonsledd 65 adderer de seksten mulipliserte signaler fra de seksten multiplikasjonsledd 63-1 - 63-16, for å frembringe et addert signal på en utgang 66 i form av en krysskorrelert funksjonsverdi. Hvert av vurderingsleddene 26, 36 utfører en bedømmel-sesfunksjon fra det tidspunkt det innledende symbol, eller start-symbolet (bit nr. 0 i fig. 3), i prøvesignalpartiet leveres fra det sekstende uttak (eller slutt-trinnet) til det sekstende muliplikasjonsledd 63-16, og til et annet tidspunkt når slutt-symbolet (bit nr. 25 i fig. 3) er levert fra det første uttak (eller det første trinn) til det første multiplikasjonsledd 63-1. Ved hjelp av en enkelt bedømmelsesoperasjon av et bestemt prøvesignal oppnås det således elleve krysskorrelerte funksjonsverdier på utgangen 66. Disse elleve verdier betraktes som verdsatte responspulser, eller utbredelsesveiegenskapen, over tidsrommet fra -5T til +5T og angis nå med h(-5) - h(+5).

For å skille de verdsatte responspulser som oppnås i det første vurderingsledd 26 fra de verdsatte responspulser som oppnås i det andre vurderingsledd 36, angis førstnevnte med ha(-5) - ha(+5) og sistnevnte med hb(-5) - hb(<+>5).

Det henvises igjen til fig. 1. Klassifiseringsleddene 27, 37 inndeler responspulsene fra hver av vurderingsleddene 26, 36 i to grupper, dvs. en gruppe med komponenter som er signifikante for korreksjonsleddet 43 og en annen gruppe med komponenter som er insignifikante for korreksjonsleddet 43. Hver av klassifiseringsleddene 27, 37 tilfører de signifikante komponenter til den andre vender 42, samt både de signifikante og de insignifikante komponenter til grenvelgeren 44.

Dersom korreksjonsleddet 43 kan korrigere den interferens mellom signaler som forekommer innenfor et tidsrom på 5T, og som er forårsaket av utbredelsesveien, kan korreksjonsleddet 43 korrigere fem av de verdsatte responspulser h(-5) - h(+5) som er signifikante komponenter. De signifikante komponenter angis med h(j) - h(j+4) og er de som tilfredsstiller følgende ligning:

De insignifikante komponenter er h(i), unntatt fra hO) til h(j+4), og er restkomponenter av interferensen mellom signalene, som ikke kan korrigeres ved hjelp av korreksjonsleddet 43.

Fra ha(-5) til ha(+5) velger derfor det første klassifieringsledd 27 ut de første signifikante komponenter mellom ha(j) og ha(j+4) og leverer disse til den andre vender 42, mens de første signifikante komponenter og de gjenværende eller første insignifikante komponenter leveres til grenvelgeren 44. På tilsvarende måte utvelger det andre klassifieringsledd 37, fra hb(-5) til hb(+5), de første signifikante komponenter mellom hb(j) og hb(j+4) og leverer disse til den andre vender 42, mens de første signifikante komponenter og de gjenværende eller første insignifikante komponenter leveres til grenvelgeren 44.

Grenvelgeren 44 mottar de signifikante og de insignifikante komponenter fra hver av klassifiseringsleddene 27, 37 og beregner et potensuttrykk a for de signifikante komponenter og et potensuttrykk li for de insignifikante komponenter. I denne sammenheng blir de signifikante komponeneter opphøyd i andre potens og deretter addert for å frembringe potensuttrykket a, dvs. at a kan uttrykkes slik:

Potensuttrykket (i oppnås ved å opphøye de insignifikante komponenter i andre potens og deretter summere dem.

Videre beregner grenvelgeren 44 et første og et andre forholdstall S (=a/fi), U (=cc/(a+fi)) og en sum P (=a+li) av potensuttrykket <x for de signifikante komponenter og potensuttrykket li for de insignifikante komponenter.

Når interferensen mellom signalene befinner seg innenfor det område som korreksjonsleddet kan korrigere, består potensuttrykket IS for de insignifikante komponenter bare av feil- og støykomponenter, og det har således en lav verdi, slik at det andre forholdstall U nærmest er lik 1. Når interferensen mellom signalene derimot forårsakes over et bredt område som korreksjonsleddet 43 ikke kan korrigere, består potensuttrykket li av restkomponenter av interferensen mellom signalene, samt av feil- og støykomponenter, slik at det andre forholdstall U antar en forholdsvis lav verdi.

Nå angis potensuttrykket a for de signifikante komponenter, potensuttrykket li for de insignifikante komponenter, det første forholdstall S, det andre forholdstall U og summen P beregnet ut fra de første signifikante og insignifikante komponenter, og som leveres fra det første klassifiseringsledd 27 til grenvelgeren 44, med henholdsvis aa, lia, Sa, Uaog Pa, mens de størresler som beregnes ut fra de andre signifikante og insignifikante komponenter, og som leveres fra det andre klassifiseringsledd 37 til grenvelgeren 44, angis med henholdsvis ab, (ib, Sb, Ub og Pb.

En terskelverdi V for det andre forholdstall U tilføres grenvelgeren 44 i form av et referansesignal på tilkoblingsklemmen 45. Grenvelgeren 44 sammenligner terskelverdien V med de andre forholdstall Ua, Ub, og når ingen av disse er større enn terskelverdien V, velges de første forholdstall Sa, Sb som parametere for utvelgelse av enten den første eller den andre mottagningsgren.

Da sammenligner grenvelgeren 44 de første forholdstall Sa, Sb med hverandre og frembringer et valgsignal for utvelgelse av den av mottagningsgrenene som gir det

største av forholdstallene Sa, Sb. Valgsignalet tilføres den første og andre vender 41, 42 som så bevirker at den spesielt utvalgte hukommelse og det spesielt utvalgte klassifiseringsledd tilknyttes korreksjonsleddet 43. Dersom Sa > Sb, utgjør den første mottagningsgren den utvalgte gren, og den første hukommelse 25 samt det første klassifiseringsledd 27 tilknyttes korreksjonsleddet 43. I såfall mottar korreksjonsleddet 43 datasignalet fra

den første hukommelse 25 som inngangsdatasignal, og korreksjonsleddet korrigerer dette inngangsdatasignal ved å bruke de første signifikante komponenter fra det første klassifiseringsledd 37.

Når minst et av de andre forholdstall Ua, Ub er større enn terskelverdien V, velges potensuttrykkene Pa, Pb som paramtere for utvelgelse av enten den første eller den andre mottagningsgren. Da sammenligner grenvelgeren 44 disse potensuttrykk med hverandre og frembringer derav valgsignalet for utvelgelse av en av mottagningsgrenene som den utvalgte gren. Den av grenene som gir det største potensuttrykk pekes ut som den spesielt utvalgte mottagningsgren.

Et sekvensvurderingsledd for maksimum sannsynlighet og som benytter Viterbi-alogoritmen, kan anvendes som korreksjonsledd 43.

Korreksjonsleddet vist i fig. 6 omfatter en aritmetisk grenmålekrets 71, en Viterbi-prosessor 72 og en tilstandsovergangsstyring 73.

I fig. 7 er det vist et Trellis-diagram for Viterbi-prosessoren 72, som beskrives i sammenheng med korrigeringen av interferensen mellom signalene i tidsrommet 5T, og som er forårsaket av utbredelsesveiens responspulser. En tilstand S ved tidspunktet k bestemmes av en rekke av alle de overførte symboler SO, S1, S2 og S3 som interfererer med symbol nr. k og som i figuren er angitt med S(S0, S1, S2, S3; k). Følgelig bestemmes en tilstandsovergang fra tidspunktet k til et annet tidspunkt (k+1) ved en rekke på fem overførte symboler TO, T1, T2, T3 og T4. I disse fem symboler TO, T1, T2, T3, T4 er symbolene SO, S1, S2, S3 ved tidspunktet k, mens i de fire symbolene T1, T2, T3, T4 er symbolene SO, S1, S2, S3 ved tidspunktet (k+1). For eksempel er en tilstandsovergang fra S(S0, S1, S2, S3; k) = (+1, +1,-1,-1) til S(S0, S1, S2, S3; k+1) =

(+1, -1, -1, +1) gitt ved (TO, T1, T2, T3, T4) = (+1, +1,-1,-1, +1).

Generelt er Viterbi-prosessoren av en type for utførelse av demodulering i samsvar med en grenmåling som tilsvarer alle mulige tilstandsoverganger fra tidspunktet k til et annet tidspunkt (k+1), slik det er beskrevet i detalj i en artikkel av J.F. Hayes, " The Viterbi Algorithm applied to Digital Data Transmisssion", IEEE Communication Society, nr. 13 , 1975.

I korreksjonsleddet vist i fig. 6 kan grenmålingen som tilsvarer alle de mulige tilstandsoverganger, oppnås på følgende måte.

Tilstandsovergangsstyringen 73 frembringer sekvensielt alle mulige tilstandsoverganger (TO, T1, T2, T3, T4) og får den artimetiske grenmålekrets 71 og Viterbi-prosessoren 72 til beregne grenmåleverdien for en ønsket tilstandsovergang. Dette betyr for eksempel at når en rekke av symboler (+1, +1, -1, -1, +1) frembringes som tilstandsovergangen

(TO, T1, T2, T3, T4), beregnes grenmåleverdien for en tilstandsovergang fra S(S0, S1, S2, S3; k) = (+1, +1,-1,-1) til S(S0, S1, S2, S3; k+1) = (+1, -1,-1, +1).

Den aritmetiske grenmålektrets 71 omfatter et tilpasningsfilter 74, en aritmetisk krets 75 for den faste grenmålingskomponent og en grenmålingskombinator 76.

Den aritmetisk krets 75 for den faste grenmålingskomponent og grenmålingskombinatoren 76 beregner grenmåleverdiene som tilsvarer tilstandsovergangen (TO, T1, T2, T3, T4) tilført fra tilstandsovergangsstyringen 73. Den beregnede grenmåling tilføres Viterbi-prosessoeren 72 som også tilføres tilstandsovergangen (TO, T1, T2, T3, T4) fra tilstandsovergangsstyringen 73, og behandler grenmålingsverdiene fra grenmålingskombinatoren 76 i henhold til Viterbi-algoritmen. Dette gjentas for sekvensielle tilstandsoverganger og de behandlede resultater oppnås på tilkoblingsklemmen 46 som det korrigerte signal.

Fig. 8 viser et eksempel på tilpasningsfilteret 74 i form av et transversalt filter som her omfatter fire forsinkelseskretser (T) 81-1 - 81-4 som er sammenkoblet i kaskade, fem multiplikasjonstrinn 82-1 - 82-5, fem uttaksforsterkere 83-1 - 83-5 og et addisjonsledd 84, slik det er kjent på fagområdet. Datasignalet tilføres de kaskadekoblede forsinkelseselementer over en inngangsklemme 80, og fem signifikante komponenter h(j) - h(j+4) tilføres hver sin uttaksforsterker (G) 83-1 - 83-5 over klemmer 86-1 - 86-5 på uttaksforsterkerne. Uttaksforsterkningen oppnås fra de konjugerte komplekse komponentverdier h(j)<*>- h(j+4)<*>av de signifikante komponenter h(j) - h(j+4), og som er tidsinvertert. De tidsinverterte konjugerte komponentverdier tilføres multiplikasjonstrinnene 82-1 - 82-5 og mulitipliseres med det digitale datasignal for derved å danne multipliserte signaler. Disse multipliserte signaler adderes så i addisjonleddet 84, og det adderte signal:

leveres til grenmålingskombinatoren 76 over en utgangsklemme 85.

Fig. 9 viser et eksempel på en aritmetisk krets 75 for den faste grenmålingskomponent,

som består av en aritmetisk krets 91 for beregning av de reelle komponentverdier r(1) -

r(4) av de signifikante komponenter h(j) - h(j+4) og deres konjugerte komplekse komponentverdier h<*>(j+1) - h*(j+4) i samsvar med følgende ligning:

De signifikante komponenter hG) - hO+4) tilføres den artimetiske beregningskrets 91 over fem tilkoblingsklemmer 92-1 - 92-5. De beregnede reelle komponentverdier r(1) - r(4) lagres midlertidig i et register 93. Et annet register 95 tilføres en serie symboler TO, T1, T2, T3 fra tilstandsovergangsstyringen 73 over klemmene 95-0 - 95-3. Nok et annet register 96 tilføres et symbol T4 fra tilstandsovergangsstyringen 73 over en klemme 95-4. De reelle komponentverdier r(1) - r(4) i register 93 og symbolene T3 - TO i register 94 multipliseres i hver sin av multiplikasjonstrinnene 97-1 - 97-4. De multipliserte signaler legges sammen i et addisjonsledd 98 og den resulterende sum multipliseres i et multiplikasjonstrinn 99 med T4 fra register 96. Et resulterende signal, som utgjør grenmålingens faste komponent, føres over en tilkoblingsklemme 100 til grenmålingskombinatoren 76, idet følgende ligning (3) utføres av multiplikasjonstrinnene 97-1 - 97-4, addisjonsleddet 98 og multiplikasjonstrinnet 99:

hvorved grenmålingens faste komponent b(T0, T1, T2, T3, T4) oppnås, og hvor Tk er +1 eller -1.

Fig. 10 viser et eksempel på en grenmålingskombinator 76 som omfatter et register 101 for å lagre symbolet T4 tilført fra tilstandsovergangsstyringen 73 over tilkoblinges-klemmen 102, et multiplikasjonstrinn 103 for multiplisere T4 i registeret 102 med utgangssignalet z(k) fra tilpasningsfilteret 74, et addisjonsledd 105 for å addere det multipliserte signal fra multiplikasjonstrinnet 103 og grenmålingens faste komponent b(T0, T1, T2, T3, T4) tilført over en tilkoblingsklemme 106 fra den aritmetiske fastkompo-nentkrets 75, samt en krets 107 for å utlede en reell komponentverdi av det resulterende adderte signal fra addisjonsleddet 105. Utledningskretsen 107 leverer den utledede reelle komponentverdi som grenmålingssignal B(T0, T1, T2, T3, T4) over en utgang 108 til Viterbi-prosessoren 72.

Beregningen utført av multiplikasjonstrinnet 103 og addisjonstrinnet 105 samt operasjon-en i kretsen 107 for å utlede den reelle komponentverdi, gjøres i samsvar med følgende ligning:

Multippelmottagningssystemet vist i fig. 1 ble simulert for en utbredelsesveimodell (I) med en direkte bølge og en forsinket bølge (med forsinkelse 3T) forårsaket av en hvilken som helst refleksjon. Det simulerte resultat er gjengitt i fig. 11 som viser kurver over bitfeil-hyppigheten som funksjon av signal/støy-forholdet. Kurvene gir uttrykk for målinger med hhv. en enkelt mottagningsgren og to mottagningsgrener ved forskjellige verdier av terskelen V.

Tilsvarende simulering ble utført for en annen utbredelsesveimodell (II) med en direkte bølge og elleve forsinkede bølger som vist i fig. 12. De resulterende kurver for bitfeil-hyppigheten er gjengitt i fig. 13.

Ut fra fig. 11 og 13 kan det sees at mottagningskvaliteten ble forbedret for modell I, men redusert for modell II når terskelen V har lav verdi.

Mottagningskvaliteten forbedres imidlertid ved en passende verdi av terskelen V.

Det viste utførelseseksempel består av to mottagningsgrener, men kan utstyres med tre eller flere grener som i fellesskap tilknyttes den første og andre vender samt grenvelgerutstyret.

Claims (9)

1. Multippelmottagningssystem for bruk ved mottagning av radiosignaler overført via flere utbredelsesveier fra en sender i en et digitalt radiokommunikasjonssystem, idet radiosignalet inneholder et datasignal og et prøvesignal, karakterisert vedat mottagningssystemet omfatter: - korreksjonsutstyr (43) for å korrigere et inngangssignal og derved frembringe et korrigert signal, og - flere mottagningsgrener som hver omfatter: • mottagerutstyr (22, 32) for å motta et innkommende signal som representerer nevnte radiosignal, og derved frembringe et digitalt mottagningssignal som omfatter et mottagningsdatasignal og et mottagningsprøvesignal som representerer henholdsvis nevnte datasignal og nevnte prøvesignal, • lagringsutstyr (25, 35) tilknyttet nevnte mottagerutstyr for å lagre det digitale mottagningssignal, • vurderingsutstyr (26, 36) tilknyttet nevnte lagringsutstyr for ut fra mottagningsprøve-signalet å bedømme en overføringsegenskap ved nevnte flertall av utbredelsesveier og derved frembringe et signal som angir en verdsatt overføringsegenskap, samt • klassifiseringsutstyr (27, 37) tilknyttet nevnte vurderingsutstyr for å klassifisere som signifikante komponenter de komponenter av den verdsatte overføringsegenskap som er viktige for nevnte korreksjonsutstyr, og klassifisere de øvrige komponenter som insignifikante, - grenvelgerutstyr (44) tilknyttet nevnte klassifiseringssutstyr (27, 37) i hver mottagningsgren, og som er innrettet for å beregne, for hver mottagningsgren, et første og et andre potensuttrykk (a og (i) for henholdsvis nevnte signifikante og nevnte insignifikante komponenter, et første forholdstall (a/li) for forholdet mellom det første og det andre potensuttrykk, en sum (a+fi) av det første og det andre potensutttrykk, samt et andre forholdstall (cc/(a+fi)) for forholdet mellom det første potensuttrykk og nevnte sum, for, som reaksjon på de til hver mottagningsgrens tilhørende første forholdstall, andre forholdstall og sum, å velge ut en av mottagningsgrenene, samt å frembringe et valgsignal som representerer den utvalgte gren, - et første venderutstyr (41) tilknyttet nevnte lagringsutstyr (25, 35) i hver mottagningsgren og nevnte korreksjonsutstyr (43), samt nevnte grenvelgerutstyr (44), og som er innrettet for å reagere på nevnte valgsignal med å opprette slik sammenkobling at lagringsutstyret (25, 35) i den utvalgte gren, i egenskap av å være det utvalgte lagringsutstyr, forbindes med korreksjonsutstyret (43) for å tilføre som inngangssignal et til korreksjonsutstyret, det mottagningsdatasignal som er lagret i det således utvalgte lagringsutstyr, - et andre venderutstyr (42) tilknyttet nevnte klassifieringsutstyr (27, 37) i hver mottagningsgren og nevnte korreksjonsutstyr (43), samt nevnte grenvelgerutstyr (44), og som er innrettet for å reagere på nevnte valgsignal med å omkoble slik at klassifiseringsutstyret (27, 37) i den utvalgte gren, i egenskap av å være det utvalgte klassifiseringsutstyr, forbindes med korreksjonsutstyret (43) for å tilføre de signifikante komponenter i det utvalgte klassifiseringsutstyr til korreksjonsutstyret som korrigerer inngangssignalet ved hjelp av de signifikante komponenter for derved å frembringe det korrigerte signal som så utgjør multippelmottagningssystemets resulterende signal.

2. Multippelmottagningssystem ifølge krav 1, karakterisert vedat nevnte grenvelgersystem (44) er innrettet for å sammenligne nevnte andre forholdstall for hver av mottagningsgrenene med en forutbestemt réferanseverdi, og, når dette andre forholdstall for den enkelte mottagningsgren er mindre enn nevnte referanseverdi, å sammenligne nevnte første forholdstall for vedkommende mottagningsgrener med hverandre, for derved å utpeke den spesielle mottagningsgren som gir det største første forholdstall, til å være den utvalgte gren blant disse mottagningsgrener.

3. Multippelmottagningssystem ifølge krav 2, karakterisert vedat nevnte grenvelgersystem (44) er innrettet for, når nevnte andre forholdstall for en hvilken som helst av mottagningsgrenene er større enn nevnte referanseverdi, å sammenligne nevnte sum for hver av mottagningsgrenene med hverandre, for derved å utpeke den spesielle mottagningsgren som blant mottagningsgrenene gir den største sum, til å være den utvalgte gren.

4. Multippelmottagningssystem ifølge krav 1, 2 eller 3, og hvor nevnte prøvesignal omfatter en symbolsekvens med et forutbestemt første antall symboler,karakterisert vedat nevnte vurderingsutstyr (26, 36) omfatter: - skiftregisterutstyr (61) med et forutbestemt andre antall trinn, og som er tilknyttet nevnte lagringsutstyr (25, 35), samt er innrettet for å forskyve nevnte mottagnings-prøvesignal fra nevnte lagringsutstyr for derved å frembringe et sett bestående av nevnte forutbestemte andre antall forsinkede symbolsignaler, - registerutstyr (64) tilknyttet nevnte lagringsutstyr (25, 35) for, i form av lagrede symboler, å lagre nevnte forutbestemte andre antall symboler som befinner seg i et midtparti av mottagningsprøvesignalet, - multiplikatorutstyr (63-1 - 63-16) som er tilknyttet nevnte skiftregister- (61) og registerutstyr (64) og er innrettet for å multiplisere henholdsvis de forsinkede symbolsignaler og de lagrede symboler, for derved å frembringe multipliserte signaler, og - et addisjonsledd (65) tilknyttet nevnte multiplikatorutstyr for å addere de multipliserte signaler og frembringe et addert signal som så representerer nevnte overføringsegen-skap.

5. Multippelmottagningssystem ifølge et av kravene 1 - 4, karakterisert vedat nevnte korreksjonsutstyr (43) omfatter: - utstyr (73) for tilstandsovergangsstyring innrettet for å fremstille alle mulige tilstandsoverganger i form av et tilstandsovergangssignal, - artimetisk grenmålingsutstyr (71) som er tilknyttet nevnte første og andre venderutstyr (41, 42), samt utstyret for tilstandsovergangsstyring, og som er innrettet for å reagere på nevnte tilstandsovergangssignal med å beregne en grenmåleverdi for en ønsket av alle mulige tilstandsoverganger ut fra inngangssignalet tilført gjennom det første venderutstyr (41) og de signifikante komponenter tilført gjennom det andre venderutstyr fra klassifiseringsutstyret (27, 37) i den utvalgte gren, og - Viterbi-prosessorutstyr (72) tilknyttet nevnte utstyr (73) for tilstandsovergangsstyring og nevnte aritmetiske grenmålingsutstyr (71), og som er innrettet for å reagere på nevnte tilstandsovergangssignal med å behandle grenmålingen i samsvar med en Viterbi-algoritme, for derved å frembringe et behandlet signal som så utgjør nevnte resulterende signal.

6. Multippelmottagningssystem ifølge krav 5, karakterisert vedat nevnte artimetiske grenmålingsutstyr (71) omfatter: - et tilpasningsfilter (74) tilknyttet det første og andre venderutstyr (41, 42) for å behandle inngangssignalet i samsvar med nevnte signifikante komponenter og frembringe et filtrert signal, - artimetisk beregningsutstyr (75) for den faste grenmålingskomponent, og som er tilknyttet nevnte andre venderutstyr (42) og utstyret (73) for tilstandsovergangsstyring, og er innrettet for å reagere på de signifikante komponenter samt tilstandsovergangssignalet med å beregne en fast komponent for vedkommende grenmåling, og - grenmålingskombinasjonsutstyr (76) tilknyttet nevnte tilpasningstider (74) og det artimetiske beregningsutstyr (75) for den faste grenmålingskomponent samt utstyret (73) for tilstandsovergangsstyring, for å forene nevnte filtrerte signal, den faste komponent for vedkommende grenmåling og tilstandsovergangssignalet og derved frembringe nevnte grenmåling.

7. Multippelmottagningssystem ifølge krav 6, karakterisert vedat nevnte tilpasningsfilter (74) er et transversalt filter med en uttaksforsterkning som bestemmes av nevnte signifikante komponenter.

8. Multippelmottagningssystem ifølge krav 6 eller 7, karakterisert vedat nevnte artimetiske beregningsutstyr (75) for den faste grenmålingskomponent omfatter: - aritmetiske organer (91) tilknyttet nevnte andre venderutstyr (42) for å beregne reelle komponentverdier ut fra de signifikante komponenter samt konjugerte komplekse komponentverdier av disse signifikante komponenter, - et første register (93) tilknyttet nevnte artimetiske organer (91) for midlertidig lagring av de reelle komponenter, - et andre register (94, 96) tilknyttet nevnte tilstandsovergangsstyring (73) for midlertidig lagring av tilstandsovergangssignalet, - et sett av første multiplikasjonsledd (97-1 - 97-4) tilkoblet nevnte første og andre register (93, 94) for å multiplisere de reelle komponenter med tilstandsovergangssignalet og frembringe førstegangs multipliserte signaler, - et addisjonsledd (98) tilknyttet nevnte sett av multiplikasjonsledd (97-1 - 97-4) for å addere de første multipliserte signaler til et addert signal, - et andre multiplikasjonsledd (99) tilknyttet nevnte addisjonsledd (98) og nevnte andre register (96) for å multiplisere det adderte signal med et av tilstandsovergangssignal-ene og frembringe et andre multiplisert signal som representerer den faste komponent for vedkommende grenmåleverdi.

9. Multippelmottagningssystem ifølge krav 6, 7 eller 8, karakterisert vedat nevnte kombinasjonsutstyr (76) i det artimetiske grenmålingsutstyr omfatter: - et register (101) tilknyttet nevnte tilstandsovergangsstyring (73) for midlertidig lagring av tilstandsovergangssignalet, - et muliplikasjonsledd (103) tilknyttet nevnte tilpasningsfilter (74) og register (101), for å multiplisere nevnte filtrerte signal med tilstandsovergangssignalet og frembringe et multiplisert signal, - et addisjonsledd (105) tilknyttet nevnte artimetiske beregningsutstyr (75) for den faste grenmålingskomponent og nevnte multiplikasjonsledd (103), for å addere den faste komponent for vedkommende grenmåling og det multipliserte signal, og derved frembringe et addert signal, og - utledningsutstyr (107) tilknyttet nevnte addisjonsledd (105) for å utlede en reell del av det adderte signal og derved frembringe et signal som angir denne reelle del som vedkommende grenmåleverdi.