PT95577B - Metodo de decodificacao de decisao de baixa energia com canal de equalizacao - Google Patents

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Description

-RESUM0MÉTODO DE DECODIFICAÇÃO DE DECISÃO DE BAIXA ENERGIA COM CANAL DE EQUALIZAÇÃO
Descreve-se um método de decodificação de decisão de baixa energia com canal de equalização que con siste numa redé de comunicação que possui sinais temporariamente dispersos, onde existe um mecanismo para a decodificação de decisão de baixa energia, caracterizado por possuir uma recepção rádio de sinal temporariamente disperso equalizado pelo menos parcialmente esses efeitos de tempo de dispersão, recuperando a informação contida no sinal, multiplicando com aquela informação reestabelecida o valor absoluto daquele sinal pelo menos parcialmente equalizado (desmultipl·^ cado por um número derivado de condições do canal ao longo do tempo durante o qual, pelo menos parte da informação a ser recuperada é distribuída), e corrigindo os erros da infor mação multiplicada por meio de um esquema decodificador de um canal algoritmo Viterbi de correcção de erros. Assim, a informação de decisão de baixa energia é gerada do interior do próprio processo de equalização.
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Case: CEO2O49-R
12.DUT.1990
Objecto do Invento presente invento diz respeito a uma decodifica ção de baixa energia. Mais propriamente, numa rede de comunicação que possui sinais temporariamente dispersos, este inven to diz respeito à decodificação de decisão de baixa energia durante a equalização.
Este invento diz particularmente respeito à decisão num receptor, do qual foi transmitido um conjunto de símbolos predeterminados, usando um corrector de erro ou decodificador de detecção que opera num sinal recuperado, tendo um número de valores possíveis superior ao número de símbolos no conjunto-chamado decodificação de decisão de baixa energia. Mais particularmente, numa rede de comunicação que possui sinais temporariamente dispersos, este invento diz respeito à decodificação de decisão de baixa energia por utilização da informação derivada durante a equalização.
Antecedentes do Invento
Numa transmissão digital através de um meio vulnerável à corrupção, tal como um canal de rádio enfraquecido, a codificação de correcção de erro de composição é usada para distribuir a informação transmitida ao longo do tempo, de modo a que possa ainda ser reconstruída, apesar de alguma corrupção. Usa-se uma técnica de decodificação de correcção de erro, tal como a decodificação do canal algonitmico de viterbi, para reconstruir a informação originalmente-transmitida do sinal corrupto num sistema rádio-telefone digital, as transmissões rádio digital de alta percentagem de dados encon tram serias interferências intersímbolo (ISI) devidas a refle
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12. GUI. 1990 xos múltiplos, ^ecos de construção e outros objectos na trajectória da transmissão. As ISI são especialmente graves em canais de difusão muito demorado., onde os vários reflexos che. gam ao receptor retardados em quantidades comparáveis a uma fracção significativa de um tempo símbolo. Assim a equalização adaptadora procurando atender a essas multi-trajectórias, aos efeitos temporariamente dispersos no sinal e ao realinhamento dos ecos no tempo- é empregado antes da correcção de erro ou detecção. O problema é que a equalização tenta purifl. car a informação trazida no sinal composto de multi-trajectória, numa decisão definitiva sobre cada símbolo recebido uma decisão firme. Por exemplo, no caso binário, em que só um de apenas dois símbolos pode ser enviado , a potência do equalizador só pode tomar um de dois valores, sendo esses valores considerados as decisões firmes do equalizador.
É geralmente reconhecido que podem tomar-se melhores decisões sobre o valor de qualquer símbolo individualmente transmitido através da informação de baixa energia. Isto é, se, durante a correcção de erro, o decodificador sou besse qual a quantiadde de sinal quando o símbolo fosse rec£ bido, poder-se-ia tomar uma melhor decisão sobre qual o verdadeiro valor do símbolo transmitido. Esta informação de baixa energia representa a medida de confiança tida em qualquer detecção de símbolo. Contudo, esta informação de baixa energia tem sido normalmente removida pela equalização.
A ciência convencional aponta para que a infojr mação de baixa energia seja desenvolvida em ou antes do demo, dulador rádio (no RF, IF, ou estação discriminadora), num poiL to que 2e rico em informação sobre a qualidade do sinal (Intensidade do sinal, ruído e distorção). Veja-se, por exemplo. Fig. 6 de Soft Decision Decoding of Block Codes Using Received Signal Envelope in Digital Mobile Radio de Tadashi Matsumoto, IEEE Journal on Selected Areas in Comm, Vol.7,
No. 1, Janeiro 1989, ou Modulation and Channel Coding in Digital Mobile Radio Telephony, Proceedings of the Nordic
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Case: CE02049-R 12.0UT.1990
Seminar on Digital Land Mobile Radiocommunication, Espoo, Finlândia, 5-7 Fevereiro de 1985, p.p.· 219-227. No entanto, não é inteiramente reconhecido que o invólucro de sinal compósito produza informação errada no canal de difusão muito demorado . ISto é possivelmente devido ao facto de trajectórias de sinal individual causarem rápidas alterações no invólucro de sinal (aqui rotuladas de micro-enfraquecidos), tais alterações produzindo-se muito mais rapidamente do que o que é reconhecido por enfraquecimento convencional Rayleigl· num dado receptor de velocidade.
Este invento tem como objectivo vencer estas dificiências e obter certas vantagens seguidamente apresentadas, e tira partido do reconhecimento de que o enfraquecimento, o microenfraquecimento e a interferência intersímbolo fazem do invólucro de sinal compósito uma pobre escolha para desenvolver a informação de baixa energia.
Resumo do Invento
Numa rede de comunicação que possui sinais temporariamente dispersos, existe um mecanismo para a decodificação de decisão de baixa energia. Esse mecanismo comprei ende a recepção rádio de um sinal temporariamente disperso, equalizando, pelo menos parcialmente, esses efeitos de dispei_ são temporal, ercuperando a informação contida no sinal, multiplicando, com essa informação recuperada, o valor obsoluto do sinal pelo menos parcialmente equalizado (desmultiplicado por um número obtido de sinais durante os quais pelo menos parte da informação a ser recuperada é distribuída) e corrigindo os erros da informação multiplicada por meio de um si£ tema de correcção de errro decodificador de um canal alfonítmico de Viterbi. Assim, a informação de decisão de baixa energia é gerado no próprio processo de equalização.
Descrição dos Desenhos
Objectos, aspector e vantagens adicionais do invento serão melhor compreendidas e apreciar-se-á o melhor
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V.OLÍI1990
processo de pôr em prática a sua realização preferida(através de um exemplo não restritico) com a descrição detalhada, seguinte juntamente com o desenho que a acompanha, no qual:
A figura única é um diagrama de bloco da realiza ção preferida do invento.
Descrição Detalhada
A figura única é um diagrama de bloco da realiza ção preferida do invento. Ilustra, unido em séries, um rádio que contém um receptor (RF/IF), um equalizador (EQ) um decodificador de canal (DECODIFICADOR); o receptor tem uma frequência rádio (RF), uma frequência intermédia (IF) e estações de demodulação (DEMOD); e o equalizador (EQ) tem um canal de filtro equilibrado (MF) e um calculador de sequência de probabilidade máxima (MLSE), todos eles bem conhecidos dos especialistas neste campo (see G Ungerboeck, Adaptive Maximum Likelihood Receiver for Carrier-Modulated DataTransmission Systems, IEEE Trams. Comm., Vol. COM-22, No. 5, Maio de 1974, p.p. 624-636, e figura 2 de D'Avella, Moreno & Sant'Agostino, IEEE Journal on Selected in Comm., Vol. 7, No. 1, Janeiro de 1989, p.p. 122-129). Um correlator de sincronização complexa (não diferente de US4,829,543 e US4,852,090, ambos atribuídos a Motolora) fornece os coeficientes para o filtro equilibrado (MF).
Convencionalmente, um sinal digital de frequência rádio apresentando características de difusão demorada é recebido, convertido numa frequência intermédia e demodulado em n amostras por símbolo. 0 filtro equilibrado (MF) é equi. librado para as características do canal de trajectória múltiplas e calcula aproximadamente e realinha os ecos das trajectórias múltiplas, enquanto que o MLSE 7a3 devisões Firmes (<L) de um símbolo de cada vez sobre o símbolo recebido .
Normalmente, o decodificador de canal algorítmico de VIterbi (DECODIFICADOR) tentaria fazer a correcção de
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erro sobre decisões firmes e decodificar a informação transmitida.
Em vez de seguir a ciência convencional e desenvolver a informação de decisão de baixa energia do invólu cro de sinal composto no demodulador de rádio, a informação de confiança é:desenvolvida depois de os efeitos de enfraquecimento, microenfraquecimento, trajectória múltipla e interferência de intersímbolo terem sido calculados, pelo menos parcialmente, pelo canal de filtragem equilibrada.
Este sinal alternador é agora mais seguro que o invólucro de sinal composto, na medida em que algumas das características indesejáveis do invólucro composto foram removidas através da filtragem equilibrada. Assim, a potência da decisão do MLSE (+1 na realização preferida) é calculada (multiplicada) pelo valor absoluto (ABS) da potência do filtro equilibrado (MF), adequadamente demorada em função do tempo gasto pelo MLSE (retardo) para fornecer a informação de baixa energia a partir da qual as avaliações de correcção de erro podem ser feitas.no decodificador de canal algorítmi. co de Viterbi (DECODIFICADOR). 0 valor absoluto da potência do filtro equilibrado é avaliado de forma a que as decisões MLSE sejam multiplicadas apenas em magnitude, e não o sinal, sendo o exemplo de potência através do filtro equilibrado (MF). Isto é, as decisões de energia do MLSE são avaliadas por uma medida de fidecidade para cada uma dessas decisões, sendo a fidecidade, neste caso, tomada como a amplitude da ligação ao MLSE, num dado de tempo de amostra de símbolo.
Obtêm-se melhorias acrescidas desmultiplicando progressivamente (ESCALA) o valor absoluto da transmissão corrente pela média da intersidade da transmissão e a intensidade do sinal num passado recente. Na próxima geração de sistema celular digital para a Europa, um bloco de discurso digitado de 260bits é cidificado, reorganizado e intertolera do diagonalmente ao longo de oito expressões TDMA.
As decisões MLSE (+1) por cada explosão são
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avaliadas pela informação de decisão de baixa energia SDn, que inclui um factor para a média das médias de valores absolutos das potências de filtro equilibrado para a explosão cor rente e várias explosões precedentes. Isto é calculado pelo seguinte létodo. Se, para uma dada explosão m, existem N símbolos sobre que o MLSE (N = 114 na realização preferida), tem de decidir, e que têm, depois de ser decodificados, à per centagem de uma amostra por símbolo na potência do filtro aquilibrado, uma amostra particular pode ser designada como Xmn’ em ^ue n = -*»···’ No termo do processamento de cada explosão através do filtro equilibrado, uma média A é formada
N
η = 1 mn /N
Em determinado número M dessas médias pode então ser emdido, dando Q de acordo com
-τη
j=m-(M-l) para a explosão m. Se as decisões firmes MLSE para a explosão m forem dadas por d , n = 1, ...N, a informação de decisão de baixa energia passada para o decodificador convolucional, por cada uma das amostras, seria
SD = d X η n /Q:
facto Q tem o efeito de acentuar amostras com explosões e£ xm r pecialmente fracas e símbolos no canal enfraquecido, tornando os seus valores de decisão de baixa energia ainda mais bai xos do que no caso da não-desmultiplicação. 0 período de tempo que o factor desmultiplicador Qm representa pode ser varie
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vel. A realização preferida é de um processo de explosão orientada num sistema de Acesso Múltiplo de Divisão de Tempo (TDMA), tendo-se verificando que M=8 pode produzir uma melhc) ria relativamente ao caso em que nenhuma desmultiplicação é usada. Contudo em caso de não utilização de qualquer desmultiplicação, Qm =1, ainda produz uma melhoria em relação à utilização pura e simples das decisões firmes MLSE dn num de. codificador de composição algorítmica de Viterbi. Não seria necessário no entanto, restringir o presente invento a sistemas de explosão-orientada TDMA. Um sistema de transmissão rádio de Acesso Múltiplo de Divisão de Frequência FDMA de Tempo-contínuo, treino e sindonização podem fazer-se com algum intervalo, quer se use um modelo específico de símbolos quer não.Logo que este treino ajusta a função de transferência do filtro equilibrado, a potência pode ainda ser usada, como nas equações acima, como informação de decisão de baixa energia, multiplicando a decisão sólida do MLSE pelo correspondente valor absoluto da potência do filtro equilibrado.
Se se efectuar-se desmultiplicação, pode ser feita como uma média corrente, num tempo apropriado , do valor absoluto das potências de filtro equilibrado.
As vantagens inerentes a este invento incluem a simplicidade computável, desenvolvendo, simultaneamente, informação fiável de decisão de baixa energia no próprio processo de equalização.
Podem ainda obter-se melhores resultados usando a secção métrica do MLSE (desmultiplicado como acima se refe. riu, em vez da potência MF, para desenvolver a informação de baixa energia. Isto pode envolver a tomada da computação métrica em cada estado de rtansmissão (equação 31 ou 32 de Ungerboeck, citado anteriormente) e a sua multiplicação pela decisão firme de potência para a quam o símbolo foi transmitido nessa altura. Com efeito, isto introduz ainda, um factor de confiança em cada uma das decisões firmes MLSE.
Assim, numa rede de comunicações contendo sinais
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12. CUT. 1990 temporariamente dispersos, é assegurado um mecanismo para de. codificação de decisão de baixa energia. Compreende: recepção rádio de sinal temporariamente disperso, equalizando, pelo menos parcialmente, esses efeitos de dispersão temporal, recuperando a informação contida no sina, multiplicando, com essa informação ercuperada, o valor absoluto do sinal equaljL zado pelo menos parcialmente (desmultiplicado pelo número obtido nas condições corresctas e história passada), e corri gindo os erros da informação multiplicada por meio de um esquema decodificador de canal algorítmico de Viterbi. Assim, a informação de decisão de baixa energia é gerada no próprio processo de equalização.
Apesar de ser ter descrito e apresentado a forma de realização preferida do invento os especialistas deste campo poderão verificar que outras variações e modificações deste invento podem ser implementadas. Por exemplo, o invento não está limitado aos filtros particulares (equilibrados), calculadores de sequência (probabilidade máxima) ou correcto res de erro (Decodificador de canal algorítmico de Viterbi); podem tirar-se vantagens de equalizadores de decisão de alimentação de retorno, por exemplo.
Estas e todas as outras variações e adaptações devem considerar-se no âmbito das reivindicações anexas.

Claims (25)

  1. -REIVINDICAÇÕES1-. - Método de decodificação de decisão de bai. xa energia com canal de equalização, caracterizado por:
    - receber um sinal temporariamente disperso,
    - calcular, pelo menos parcialmente, os efeitos dessa dispersão temporal,
    - reestabelecre a informação contida no sinal,
    - associar com essa informação reestabelecida, depois de alguns efeitos de dispersão temporal terem sido
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    Case: CE02049-R ί?.βί'Π990 /
    calculados, a informação indicativa da confiança contida na sua recuperação,
    - e avaliar a informação recuperada considerando a comfiança nela contida.
  2. 2-. - Método de decodificação de decisão de bai xa energia com canal de equalização de acordo com a reivindicação 1, no qual o cálculo desses efeitos de dispersão temporal e a informação recuperada são caracterizados pela equalização .
  3. 3â. - Método de decodificação de decisão de bai xa energia com canal de equalização de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o cálculo dos efeitos de dispersãc sre, pelo menos, uma equalização parcial dos efeitos de trajectórias múltiplas de dispersão temporal.
  4. 4â. - Método de decodificação de decisão de bai xa energia com canal de equalização de acordo com a reivindicação 1, no qual o cálculo dos efeitos de dispersão têmpora] e a informação recuperada são caracterizados pela equalização adaptadora com canal de filtro equilibrado e cálculado de sequência.
  5. 5-. - Método de decodificação de decisão de bai xa energia com canal de equalização de acordo com a reivindicação 1, no qual o cálculo dos efeitos de dispersão têmpora] e a informação recuperada são caracterizados pela adaptadora com o canal de filtro equilibrado e pela probabilidade máxima do cálculo de sequência.
  6. 6S. - Método de decodificação de decisão de bai xa energia com canal de equalização de acordo com a reivindicação 1, no qual o cálculo dos efeitos de dispersão temporal e a informação recuperada são caracterizados pela equalizaçãc da decisão de alimentação de retorno.
  7. 7ã. - Método de decodificação de decisão de bai xa energia com canal de equalização de acordo com a reivindicação 1, no qual a informação recuperada é avaliada pela informação de confiança que é caracterizada pelo valor absolutc q
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    Case: CE02049-R da informação pelo menos parcialmente equalizada.
  8. 8ã. - Método de decodificação da decisão de ba;L xa energia com canal de equalização de acordo com a reivindi. cação 1, no qual a informação recuperada avaliada pela info£ mação de confiança é caracterizada por um escalonamento do valor absoluto da informação, pelo menos parcialmente equalá. zada.
  9. 9â. - Método de decodificação da decisão de bajÍ xa energia com canal de equalização de acordo com a reivindi. cação 1, caracterizado por a informação de confiança ser obtida através de parte da informação equalizada.
  10. 10- , - Método de decodificação de decisão de baixa energia com canal de equalização de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a informação de confiança se:? obtida através do valor absoluto da informação de saída filtrada equilibrada.
  11. 11- . - Método de decodificação de decisão de baixa energia com canal de equalização de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela informação de confiança ser obtida desmultiplicando progressivamente a informação de con fiança ao longo de um intervalo de interesse.
  12. 12- , - Método de decodificação de baixa energia com canal de equalização de acordo com a reivindicação 8 , caracterizado por a informação de confiança ser obtida desmu.^ tiplicando progressivamente o valor absoluto ao longo do intervalo, acima do qual pelo menos alguma informação a ser re. cuperada é distribuída.
  13. 13§. - Método de decodificação de decisão de baixa energia com canal de equalização, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por a informação de confiança se:? obtida a partir de um ponto posterior a, pelo menos, uma equa lização parcial.
  14. 14ã. - Método de decodificação de decisão de baixa energia com canal de equalização, de acordo com a reivindicação 1, no qual o receptor é caracterizado por uma re10
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    Case: CEO2O49-R «ÍÍ990 /
    cepção de frequência de rádio.
  15. 15®. - Método de decodificação de decisão de baixa energia com canal de equalização de acordo com a reivindicação 1, no qual a avaliação é caracterizada pela correcção do erro.
  16. 16®. - Método de decodificação de decisão de baixa energia com canal de equalização, no qual a avaliação é caracterizada pela correcção/detecção de erro.
  17. 17®. - Método de decodificação de decisão de baixa energia com canal de equalização, no qual a avaliação é caracterizada pela decodificação de canal.
  18. 18®. - Método de decodificação de decisão de baixa energia com canal de equalização, de acordo com a reivindicação 1, no qual a avaliação é caracterizada pela decodl ficação algorítmica do canal de Viterbi.
  19. 19®. - Método de decodificação de decisão de baixa energia com canal de equalização, de acordo com a reivindicação 1, no qual a associação é caracterizada pela multl plicação da informação recuperada pela informação de confian Ça.
  20. 20®. - Método de acordo com as reivindicações precedentes, no qual um método de tomada de decisão de baixa energia, é caracterizada por:
    - receber um sinal temporariamente disperso,
    - calcular alguns dos efeitos da dispersão temporal; recuperar a informação contida no sinal,
    - associar a esta informação recuperada, depois de alguns dos efeitos de dispersão temporal terem sido calculados, a informação indicativa da confiança contida na sua recuperação.
  21. 21®. - Método de acordo com a reivindicação 20, caracterizado por compreender um dispositivo para a tomada de decisão de baixa energia, que tem ligados em séries:
    - meios para receber um sinal temporariamente disperso ,
    - meios para calcular alguns dos efeitos da dispersão
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    Case: CE02049-R temporal,
    - meios para reestabelecer a informação contida no sinal,
    - meios para associar com essa informação recuperada, após alguns efeitos de dispersão temporal terem sido calculados, o indicativo de informação de confiança contido na sua recuperação.
  22. 229. - Método de acordo com as reivindicações anteriores, no qual o método de composição de decisão de bai. xa energia, é caracterizado por:
    - receber um sinal temporariamente disperso,
    - equilibrar, pelo menos parcialmente, os efeitos de dispersão temporal,
    - recuperar a informação contida no sinal,
    - multiplicar com essa informação recuperada, depois de pelo menos uma equalização parcial, a informação indicativa da confiança contida na sua própria recuperação.
  23. 239. - Método de acordo com a reivindicação 22, no qual o método de composição de decisão de baixa energia, é caracterizado por:
    - recepção rádio de um sinal temporariamente dispe£ so,
    - equalizar , pelo menos parcialmente, os efeitos de dispersão temporal,
    - recuperar a informação contida no sinal,
    - multiplicar com essa informação recuperada o valor absoluto do sinal pelo menos parcialmente equalizado, desmultiplicado ao longo do intervalo, acima do qual, pelo menos parte da informação a ser recuperada é distrubuída,
    - e corrigir o erro de informação multiplicada atra vés da decodificação algorítmica do canal de Viterbi.
  24. 24ã. - Método de acordo com as reivindicações anteriores no qual o método de composição de decisão é caracterizado por:
    62.729
    Case: CE0204(^-R suave
    - recepção rádio de sinal temporariamente disperso
    - equalizar, pelo menos parcialmente os efeitos de dispersão total,
    - recuperar a informação contida no sinal,
    - multiplicar com essa informação recuperada o valor absoluto do sinal pelo menos parcialmente equilibrado,
    - e corrigir o erro de informação multiplicada através da decodificação algorítmica do canal de Viterbi.
  25. 25-. - Método de acordo com as reivindicações anteriores, caracterizados por compreender um dispositivo pa. ra tomada de decisão de baixa energia, que tel ligados em sé.
    ries:
    - meios para recepção rádio de um sinal temporarici mente disperso,
    - meios para, pelo menos, equalizar esses efeitos de dispersão temporal,
    - meios para recuperar a informação contida no sinal ,
    - meios para multiplicar com a informação recupera, da o valor absoluto desse sinal pelo menos parcialmente equalizado,
    - e meios para corrigir erro de informação multiplicada através da decodificação algorítmica do canal de Viterbi.
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