RU2216871C2 - Method for receiving information about signal quality in receiver - Google Patents

Method for receiving information about signal quality in receiver Download PDF

Info

Publication number
RU2216871C2
RU2216871C2 RU2001135905A RU2001135905A RU2216871C2 RU 2216871 C2 RU2216871 C2 RU 2216871C2 RU 2001135905 A RU2001135905 A RU 2001135905A RU 2001135905 A RU2001135905 A RU 2001135905A RU 2216871 C2 RU2216871 C2 RU 2216871C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
phase
receiver
modulated digital
signal
estimate
Prior art date
Application number
RU2001135905A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2001135905A (en
Inventor
Н.Г. Пархоменко
Б.М. Боташев
Original Assignee
Государственное конструкторское бюро аппаратно-программных систем "Связь" Всероссийского НИИ "Градиент"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное конструкторское бюро аппаратно-программных систем "Связь" Всероссийского НИИ "Градиент" filed Critical Государственное конструкторское бюро аппаратно-программных систем "Связь" Всероссийского НИИ "Градиент"
Priority to RU2001135905A priority Critical patent/RU2216871C2/en
Publication of RU2001135905A publication Critical patent/RU2001135905A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2216871C2 publication Critical patent/RU2216871C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: digital data exchange over digital phase-modulation communication channels; digital data transmission systems. SUBSTANCE: information about signal quality in receiver is obtained by executing following operations with signal: first estimate of phase φ1 is generated in receiver for each respective phase-modulated digital character; second estimate of phase φ2 is calculated in receiver for each phase-modulated digital character from formula φ2 = φ13, where φ3 = const; decisions are taken using first and second calculated estimates of phases φ1 and φ2 on respective first and second m-bit codes, where m = log2M; distance is found according to Hamming as difference in number of bits between first and second m-bit codes and distances found according to Hamming for preset number of phase-modulated digital characters are summed up; information about quality of phase-modulated digital characters is determined by sum obtained. EFFECT: enhanced precision and equal time for measuring all values of input signal-to- noise ratio. 1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области обмена дискретной информацией по каналам связи с использованием цифровой фазовой модуляции (ФМ). The invention relates to the field of discrete information exchange over communication channels using digital phase modulation (FM).

Известен способ определения отношения сигнал/шум М-позиционных фазомодулированных сигналов, при котором из входного сигнала формируют первый и второй сигналы, измеряют математическое ожидание первого сигнала и дисперсию второго сигнала и по измеренным величинам вычисляют отношение сигнал/шум, которое и является мерой качества сигнала (см. авт. св. 1798738, МКИ 5 G 01 R 29/26, опубл. в БИ 8, 28.02.93 г.) [1]. There is a method for determining the signal-to-noise ratio of M-position phase-modulated signals, in which the first and second signals are formed from the input signal, the mean of the first signal and the variance of the second signal are measured, and the signal-to-noise ratio is calculated from the measured values, which is a measure of signal quality ( see ed. St. 1798738, MKI 5 G 01 R 29/26, published in BI 8, 02/28/93) [1].

Первым недостатком известного способа является его чрезмерная сложность, связанная с необходимостью выполнения большого количества сложных вычислений и, соответственно, большие вычислительные затраты при реализации. The first disadvantage of this method is its excessive complexity associated with the need to perform a large number of complex calculations and, consequently, large computational costs during implementation.

Вторым недостатком известного способа является то, что устройство для его реализации должно быть выполнено параметрическим, поскольку оптимальная структура самого устройства должна изменяться при изменении в широких пределах отношения сигнал/шум. The second disadvantage of this method is that the device for its implementation must be performed parametrically, since the optimal structure of the device itself must change when changing over a wide range of signal-to-noise ratios.

Из известных технических решений наиболее близким к патентуемому способу является способ получения информации о качестве сигнала в приемнике, при котором принимают приемником множество М-позиционных фазомодулированных цифровых символов, вырабатывают в приемнике соответствующую оценку фазы для каждого фазомодулированного цифрового символа, из оценки фазы определяют в приемнике соответствующий сигнал ошибки фазы (см. патент РФ 2113061, МПК 6 H 04 L 27/22, опубл. в БИ 16, 10.06.98 г.) [4]. Of the known technical solutions, the closest to the patented method is a method of obtaining signal quality information in a receiver, in which a plurality of M-position phase-modulated digital symbols are received by the receiver, a corresponding phase estimate for each phase-modulated digital symbol is generated in the receiver, and the corresponding phase error signal (see RF patent 2113061, IPC 6 H 04 L 27/22, publ. in BI 16, 06/10/98) [4].

Недостатки известного способа-прототипа состоят в следующем. The disadvantages of the known prototype method are as follows.

Во-первых, известный способ обладает низкой инструментальной точностью при высоких отношениях сигнал/шум, т.е. при высоком качестве сигнала и, как следствие, при высоких отношениях сигнал/шум способ требует для достоверного измерения качества сигнала усреднения по чрезмерно большому количеству символов. Это связано с тем, что зависимость
Рош(Rвх),
где Рош - вероятность ошибки в бите;
Rвх - входное отношение сигнал/шум является существенно нелинейной, резко убывающей при увеличении Rвх.
Firstly, the known method has low instrumental accuracy at high signal to noise ratios, i.e. with high signal quality and, as a result, with high signal to noise ratios, the method requires averaging over an excessively large number of characters for reliable measurement of signal quality. This is due to the fact that the dependence
R osh (R I )
where R Osh - the probability of an error in the bit;
R I - the input signal-to-noise ratio is essentially nonlinear, sharply decreasing with increasing R I.

Так, например, для того, чтобы достоверно оценить (в любых единицах) качество сигнала ФМ-2 при Rвх≈6,8 дБ, потребуется усреднение по количеству символов порядка

Figure 00000002

поскольку при этом одна ошибка в бите (или, что эквивалентно, одна ошибка по фазе) формируется на 103 принятых символов и для статистически достоверного подсчета такого количества ошибок потребуется усреднение по (3÷5)•103 битам.So, for example, in order to reliably evaluate (in any units) the quality of the FM-2 signal at R in ≈6.8 dB, averaging over the number of symbols of the order
Figure 00000002

since in this case one error in a bit (or, equivalently, one error in phase) is generated by 10 3 received symbols, and for a statistically reliable calculation of such a number of errors, averaging over (3 ÷ 5) • 10 3 bits will be required.

При высоких отношениях сигнал/шум, требуемых в связных приложениях, вероятность ошибки обычно нормируется на уровне 10-6÷10-9 и ниже (даже с применением кодирования), что потребует увеличения памяти для реализации скользящего усреднения более чем в 105 раз.At high signal-to-noise ratios required in connected applications, the probability of error is usually normalized at the level of 10 -6 ÷ 10 -9 and lower (even with the use of coding), which will require an increase in memory to implement moving averaging by more than 10 5 times.

Во-вторых, известный способ предназначен для определения информации о надежности бита демодулированного ФМ сигнала для случаев его декодирования сверточным декодером Витерби с "мягким" решением. Соответственно, эффективность использования известного способа понижается при использовании других типов декодеров (отличных от сверточных, либо при использовании в системе передачи дискретных сообщений сигналов без помехоустойчивого кодирования), поскольку способ предполагает использование именно углового расстояния в качестве меры надежности принятого решения. Secondly, the known method is intended to determine information about the reliability of a bit of a demodulated FM signal for cases of decoding by a Viterbi convolutional decoder with a “soft” solution. Accordingly, the efficiency of using the known method is reduced when using other types of decoders (other than convolutional ones, or when using discrete message signals in the transmission system without error-correcting coding), since the method involves the use of the angular distance as a measure of the reliability of the decision made.

Технический результат - обеспечение высокой инструментальной точности способа и одинакового времени измерения при всех значениях входного отношения сигнал/шум; обеспечение возможности использования способа любыми потребителями информации о качества сигнала в системах передачи дискретных сообщений достигается выполнением следующих операций над сигналом:
- принимают приемником множество М-позиционных фазомодулированных цифровых символов;
- вырабатывают в приемнике соответствующую первую оценку фазы φ1 для каждого фазомодулированного цифрового символа;
- вычисляют в приемнике для каждого фазомодулированного цифрового символа вторую оценку фазы φ2 по формуле φ2 = φ13, где φ3 = const;
- по выработанным первой и второй оценкам фазы φ1 и φ2 принимают решения о соответствующих им первой и второй m-разрядным кодам, где m=log2M;
- находят расстояние по Хэммингу между первым и вторым m-разрядными кодами;
- суммируют получаемое расстояние по Хэммингу для заранее заданного числа фазомодулированных цифровых символов;
- по получаемой сумме определяют информацию о качестве сигнала фазомодулированных цифровых символов;
- в зависимости от определяемой информации о качестве сигнала фазомодулированных цифровых символов принимают решение об изменении числа φ3.
Это достигается тем, что по способу получения информации о качестве сигнала в приемнике, принимают приемником множество М-позиционных фазомодулированных цифровых символов, вырабатывают в приемнике соответствующую первую оценку фазы φ1 для каждого фазомодулированного цифрового символа.
The technical result is the provision of high instrumental accuracy of the method and the same measurement time for all values of the input signal-to-noise ratio; the possibility of using the method by any consumers of information about the signal quality in discrete message transmission systems is achieved by performing the following operations on the signal:
- the receiver receives a plurality of M-position phase-modulated digital symbols;
- generate in the receiver the corresponding first phase estimate φ 1 for each phase-modulated digital symbol;
- calculate in the receiver for each phase-modulated digital symbol the second phase estimate φ 2 according to the formula φ 2 = φ 1 + φ 3 , where φ 3 = const;
- according to the first and second estimates, the phases φ 1 and φ 2 make decisions about the first and second m-bit codes corresponding to them, where m = log 2 M;
- find the Hamming distance between the first and second m-bit codes;
- summarize the resulting Hamming distance for a predetermined number of phase-modulated digital symbols;
- according to the received amount, information about the signal quality of phase-modulated digital symbols is determined;
- depending on the determined information about the signal quality of phase-modulated digital symbols, a decision is made to change the number φ 3 .
This is achieved by the fact that according to the method of obtaining information about the signal quality at the receiver, the receiver receives a plurality of M-position phase-modulated digital symbols, and a corresponding first phase estimate φ 1 for each phase-modulated digital symbol is generated at the receiver.

Согласно изобретению, дополнительно вычисляют в приемнике для каждого фазомодулированного цифрового символа вторую оценку фазы φ2 по формуле φ2 = φ13, где φ3 = Const, по вычисленным первой и второй оценкам фазы φ1 и φ2 принимают решения о соответствующих им первому и второму m-разрядным кодам, где m=log2M, находят расстояние по Хэммингу как разницу в количестве разрядов между первым и вторым m-разрядными кодами, суммируют получаемое расстояние по Хэммингу для заранее заданного числа фазомодулированных цифровых символов, по получаемой сумме определяют информацию о качестве сигнала фазомодулированных цифровых символов, в зависимости от определяемой информации о качестве сигнала фазомодулированных цифровых символов принимают решение об изменении числа φ3.
На фиг. 1 показаны сигнальные точки с приписанными им кодами для случая 4-позиционного ФМ сигнала. Фиг.2 поясняет алгоритм вычисления величины Rвх, фиг.3 поясняет процесс итерационной адаптации по параметру φ3.
Согласно патентуемому способу:
1) Принимают приемником множество М-позиционных ФМ цифровых сигналов (далее просто ФМ сигналы). При этом каждый из М эталонных векторов (символов) такого ансамбля передает m=log2M бит информации.
According to the invention, for the second phase-modulated digital symbol, the second phase estimate φ 2 is additionally calculated in the receiver according to the formula φ 2 = φ 1 + φ 3 , where φ 3 = Const, according to the calculated first and second phase estimates, φ 1 and φ 2 decide on the corresponding the first and second m-bit codes, where m = log 2 M, find the Hamming distance as the difference in the number of bits between the first and second m-bit codes, summarize the resulting Hamming distance for a predetermined number of phase-modulated digital symbols, according to the sum about the information on the signal quality of the phase-modulated digital symbols is distributed, depending on the determined information on the signal quality of the phase-modulated digital symbols, a decision is made to change the number φ 3 .
In FIG. Figure 1 shows the signal points with the codes assigned to them for the case of a 4-position FM signal. Figure 2 explains the algorithm for calculating the value of R I , figure 3 explains the process of iterative adaptation according to the parameter φ 3 .
According to the patented method:
1) The receiver receives a plurality of M-positional FM digital signals (hereinafter, simply FM signals). Moreover, each of the M reference vectors (symbols) of such an ensemble transmits m = log 2 M bits of information.

2) Вырабатывают в приемнике соответствующую оценку φ1 для каждого ФМ символа. Данная процедура может быть реализована достаточно большим числом методов, в том числе вычислением квадратурных составляющих принятого символа X1 и Y1 когерентным (корреляционным) демодулятором и вычислением функции

Figure 00000003
при расположении опорных векторов
Figure 00000004
так, как того требуют оценивание по максимуму правдоподобия.2) A corresponding estimate of φ 1 for each FM symbol is generated in the receiver. This procedure can be implemented by a sufficiently large number of methods, including calculating the quadrature components of the received symbol X 1 and Y 1 by a coherent (correlation) demodulator and calculating the function
Figure 00000003
when positioning support vectors
Figure 00000004
as required by maximum likelihood assessment.

3) Вычисляют вторую оценку фазы φ2 по формуле φ2 = φ13, где φ3- постоянная величина в некотором диапазоне входных отношений сигнал/шум Rд. Практика показывает, что для большинства приложений достаточно выбрать константу φ3 из набора в 3÷4 значения.3) Calculate the second estimate of the phase φ 2 according to the formula φ 2 = φ 1 + φ 3 , where φ 3 is a constant in a certain range of input signal-to-noise ratios R d . Practice shows that for most applications it is enough to choose a constant φ 3 from a set of 3 ÷ 4 values.

4) По вычисленным величинам φ1 и φ2 принимают решения о соответствующих первом и втором m-разрядных кодах. Данная процедура соответствует принятию решения по критерию оптимального наблюдателя Котельникова-Зигерта в соответствии с выбранным манипуляционным кодом. Для рассматриваемого примера сигнала ФМ-4 (фиг.1) данная операция может быть задана в виде таблицы 1 (см. в конце описания).4) Based on the calculated values of φ 1 and φ 2 make decisions about the corresponding first and second m-bit codes. This procedure corresponds to the decision on the criterion of the optimal observer Kotelnikov-Siegert in accordance with the selected manipulation code. For the considered example of the FM-4 signal (Fig. 1), this operation can be set in the form of table 1 (see the end of the description).

5) Находят расстояние по Хэммингу между первым и вторым m-разрядными кодами. Данная процедура заключается в вычислении количества бит, отличающих два m-разрядных кода для каждого из ФМ символов. 5) Find the Hamming distance between the first and second m-bit codes. This procedure consists in calculating the number of bits that distinguish two m-bit codes for each of the FM symbols.

6) Суммируют получаемое расстояние по Хэммингу для заранее заданного числа ФМ символов, т.е. реализуют процедуру скользящего суммирования по заранее заданному числу символов. 6) Summarize the resulting Hamming distance for a predetermined number of FM symbols, i.e. implement a rolling summation procedure over a predetermined number of characters.

Реализация процедур 5) и 6) позволяет судить о качестве входного сигнала. В самом деле, реализация процедуры 3) эквивалентна ухудшению помехоустойчивости когерентного приема на величину в отношении сигнал/шум, связанную с величиной φ3. Это можно пояснить следующим образом.The implementation of procedures 5) and 6) allows us to judge the quality of the input signal. In fact, the implementation of procedure 3) is equivalent to a decrease in the noise immunity of coherent reception by an amount in the signal-to-noise ratio associated with the value of φ 3 . This can be explained as follows.

Для М-позиционных ФМ сигналов известно, что вероятность РC ошибки в символе ограничивается неравенствами [2, с. 99]:

Figure 00000005

где Рc - вероятность ошибки в символе;
R - входное отношение сигнал/шум;
erf - функция интеграла ошибки.For M-positional FM signals it is known that the probability P C of an error in a symbol is limited by the inequalities [2, p. 99]:
Figure 00000005

where P c is the probability of error in the symbol;
R is the input signal-to-noise ratio;
erf is the error integral function.

В то же время известно, что при неточности в опорных сигналах на угол Ф, вероятность РC ограничивается следующими неравенствами [2, с.268]:

Figure 00000006

где PC(Ф) - вероятность ошибки в символе при наличии статической фазовой ошибки Ф;
Figure 00000007

Сравнивая системы неравенств (1) и (2) и учитывая, что при кодировании кодом Грея одна ошибка в пользу смежного символа приводит к появлению одной ошибки в соответствующем m-разрядном коде [3, с.162], можно считать, что вычисление второй оценки фазы φ2 происходит с отношением сигнал/шум, худшим в
Figure 00000008
раз, чем при вычислении первой оценки φ1.
Выбирая величину φ3 такой, чтобы вероятность ошибки в бите увеличивалась примерно не менее чем на два порядка, можно пренебречь ошибками, содержащимися в первом m-разрядном коде и считать, что сумма расстояний между кодами по Хэммингу примерно пропорциональна числу истинных ошибок при когерентной демодуляции заданного числа символов. Другими словами, при выборе коэффициента пропорциональности (и, соответственно, связанного с ним угла φ3) используют следующие соображения. Разобьем все значения RВХ на диапазоны. Для достижения одинаковой инструментальной точности как для высоких, так и для низких отношений сигнал/шум (высокого и низкого качества входного сигнала), потребуем, чтобы в пределах одного диапазона точность измерения Рош путем реализации процедур 5) и 6) была не хуже δ(%). Зададимся, например δ=1%. Тогда величина φ3 должна быть такой, чтобы вероятность истинной ошибки во втором коде была более чем на два порядка выше, чем в первом коде (для того, чтобы при вычислении расстояния по Хэммингу ошибки в первом коде не влияли на результат).At the same time, it is known that in case of inaccuracy in the reference signals at the angle Ф, the probability Р C is limited by the following inequalities [2, p.268]:
Figure 00000006

where P C (Ф) is the probability of an error in a symbol in the presence of a static phase error Ф;
Figure 00000007

Comparing the systems of inequalities (1) and (2) and taking into account that when coding with the Gray code, one error in favor of the adjacent symbol leads to the appearance of one error in the corresponding m-bit code [3, p.162], we can assume that the calculation of the second estimate phase φ 2 occurs with the signal-to-noise ratio, the worst in
Figure 00000008
times than when calculating the first estimate of φ 1 .
Choosing a value of φ 3 such that the probability of an error in a bit increases by about at least two orders of magnitude, we can neglect the errors contained in the first m-bit code and assume that the sum of the distances between the Hamming codes is approximately proportional to the number of true errors during coherent demodulation of a given number of characters. In other words, when choosing the coefficient of proportionality (and, accordingly, the angle φ 3 associated with it), the following considerations are used. We divide all the values of R BX into ranges. To achieve the same instrumental accuracy for both high and low signal-to-noise ratios (high and low quality of the input signal), we require that, within the same range, the measurement accuracy of Рш by implementing procedures 5) and 6) is not worse than δ ( %). We set, for example, δ = 1%. Then the value of φ 3 should be such that the probability of a true error in the second code is more than two orders of magnitude higher than in the first code (so that when calculating the Hamming distance, the errors in the first code do not affect the result).

7) Суммируют получаемое расстояние по Хэммингу для заранее заданного числа ФМ символов. 7) Summarize the resulting Hamming distance for a predetermined number of FM symbols.

Зададимся числом ФМ символов, для которых будет выполняться процедура скользящего суммирования по Хэммингу. Пусть данное число составляет, например, N=103 символов. Из статистических соображений состоятельности оценки примем, что оптимальной величиной суммы, которая сохраняет инструментальную точность метода, является SUM opt, причем
SUMнижн≤SUMopt≤SUMверхн. (3)
Положим, для определенности, что
SUMнижн=5;
SUMверхн=100.
Let us define the number of FM symbols for which the Hamming sliding summation procedure will be performed. Let this number be, for example, N = 10 3 characters. From statistical considerations of the consistency of the assessment, we assume that the optimal value of the sum, which preserves the instrumental accuracy of the method, is SUM opt, and
SUM lower ≤SUM opt ≤SUM upper (3)
For definiteness, let
SUM bottom = 5;
SUM top = 100.

Исходя из выбранного числа символов, по которым ведется усреднение, можно сказать, что при реализации способа допускается вероятность битовой ошибки во втором m-разрядном коде порядка 10-3. Следовательно, в это же время вероятность ошибки в первом m-разрядном коде может составлять величину не более 1% от 10-3, т.е. 10-5, что для символов ФМ-4 эквивалентно входному отношению сигнал/шум порядка 9,5 дБ и выше [3, с. 223, 248].Based on the selected number of characters over which averaging is carried out, we can say that when implementing the method, the probability of a bit error in the second m-bit code of the order of 10 -3 is allowed. Therefore, at the same time, the probability of error in the first m-bit code can be no more than 1% of 10 -3 , i.e. 10 -5 , which for FM-4 symbols is equivalent to an input signal-to-noise ratio of the order of 9.5 dB and higher [3, p. 223, 248].

8) По получаемой сумме SUM определяют информацию о качестве сигнала ФМ символов. При этом, с учетом реализованных операций 1) - 7), информацию о качестве входного сигнала получают на основе следующих соображений: поскольку вероятность ошибки в первом m-разрядном коде существенно меньше вероятности ошибки во втором m-разрядном коде (10-5<<0-3), то ошибками в первом m-разрядном коде можно пренебречь и расстояние по Хэммингу с заданной инструментальной точностью δ=1% позволяет измерить ошибки во втором m-разрядном коде. Статистическая достоверность этих оценок обеспечивается в том случае, если получаемое значение суммы SUM лежит в пределах
5=SUMнижн≤SUM≤SUMверхн=100
для выбранного числа N=1000 усредняемых ФМ символов. В этом случае, зная конкретное значение SUM, по формулам (1) и (2) пересчитывают вероятность ошибки в первом m-разрядном коде и находят соответствующее значение входного отношения сигнал/шум.
8) Information on the signal quality of the FM symbols is determined from the received SUM. Moreover, taking into account the implemented operations 1) - 7), information about the quality of the input signal is obtained on the basis of the following considerations: since the probability of an error in the first m-bit code is significantly less than the probability of an error in the second m-bit code (10 -5 << 0 -3 ), the errors in the first m-bit code can be neglected, and the Hamming distance with a given instrumental accuracy δ = 1% allows us to measure errors in the second m-bit code. The statistical reliability of these estimates is ensured if the obtained value of the sum SUM lies within
5 = SUM lower ≤SUM≤SUM upper = 100
for the selected number N = 1000 averaged FM symbols. In this case, knowing the specific SUM value, using the formulas (1) and (2), the probability of error in the first m-bit code is recounted and the corresponding value of the input signal-to-noise ratio is found.

Графическая реализация данной процедуры показана на фиг.2. Из фиг.2 видно, что при добавлении угла φ3 (эквивалентного энергетическим потерям ΔR(φ3), дБ) приводит к увеличению величины ошибок во втором m-разрядном коде.A graphical implementation of this procedure is shown in figure 2. From figure 2 it is seen that when adding the angle φ 3 (equivalent to energy losses ΔR (φ 3 ), dB) leads to an increase in the magnitude of errors in the second m-bit code.

Поскольку зависимость Р(Rвх) имеет один и тот же характер при любых φ3, то по измеренному значению

Figure 00000009
где N - число символов, по которым ведется суммирование, можно найти истинное значение RВХ (c точностью δ%).Since the dependence P (R I ) has the same character for any φ 3 , then according to the measured value
Figure 00000009
where N is the number of characters over which the summation is carried out, you can find the true value of R BX (with accuracy δ%).

9) В случае, если получаемое значение SUM не удовлетворяет условиям формулы (3), изменяют угол φ3. При этом, если входное отношение сигнал/шум велико (качество сигнала хорошее), то чтобы вероятность ошибки для второго m-разрядного кода лежала в выбранной окрестности 10-3, увеличивают угол φ3. И наоборот, если качество сигнала плохое, угол φ3 уменьшают. При этом реализуется итерационный алгоритм, показанный в табл.2 (см. в конце описания).9) If the obtained SUM value does not satisfy the conditions of formula (3), the angle φ 3 is changed. Moreover, if the input signal-to-noise ratio is large (signal quality is good), then the angle φ 3 is increased so that the probability of error for the second m-bit code lies in the selected neighborhood 10 -3 . Conversely, if the signal quality is poor, the angle φ 3 is reduced. In this case, the iterative algorithm shown in Table 2 is implemented (see the end of the description).

Процедура адаптивной подстройки угла φ3 показана на фиг.3.The adaptive adjustment procedure of the angle φ 3 shown in figure 3.

Пусть измеряемое отношение сигнал/шум лежит в диапазоне R2д. Тогда слишком малая величина

Figure 00000010
(как и слишком большая
Figure 00000011
приведут к невыполнению при суммировании одного из неравенств системы (3) и по величине
Figure 00000012
будет произведена адаптация угла φ3, к входному отношению сигнал/шум для достижения неизменной инструментальной точности измерения качества входного сигнала δ(%)
Итак, патентуемый способ обеспечивает:
а) инвариантную к условиям работы инструментальную точность измерения качества сигнала δ(%), обеспечиваемую за счет адаптации к условиям измерений (изменение величины параметра φ3);
б) одно и то же время измерений при любом отношении сигнал/шум, поскольку это время определяется только выбранным числом усредняемых сигналов. При выбранном числе символов N=103 и скорости передачи информации 1 Мбит/с время выдачи результата измерений составляет 10-3с.Let the measured signal-to-noise ratio lie in the range of R 2 d. Then the quantity is too small
Figure 00000010
(like too big
Figure 00000011
lead to non-fulfillment when summing one of the inequalities of system (3) and in magnitude
Figure 00000012
the angle φ 3 will be adapted to the input signal-to-noise ratio to achieve constant instrumental accuracy of measuring the quality of the input signal δ (%)
So, the patented method provides:
a) instrumental accuracy of measuring signal quality δ (%), which is invariant to the operating conditions, provided by adapting to the measurement conditions (changing the value of parameter φ 3 );
b) the same measurement time for any signal to noise ratio, since this time is determined only by the selected number of averaged signals. With the selected number of characters N = 10 3 and the information transfer rate of 1 Mbit / s, the time for issuing the measurement result is 10 -3 s.

В способе-прототипе в диапазоне рабочих отношений сигнал/шум (для Р от 10-5 до 10-9) для обеспечения той же достоверности измерений это же время составляет от 0,5 с до 5•103 с, что является абсолютно нереальным для большинства коммуникационных приложений;
в) получение информации о качестве сигнала в приемнике для любых потребителей этой информации (а не только "мягких" декодеров Витерби) за счет реализации меры качества сигнала не в виде угловой ошибки, а в виде вероятности битовой ошибки на выходе демодулятора, которая и является основной мерой качества сигнала в дискретном канале связи.
In the prototype method, in the range of working signal-to-noise ratios (for P from 10 -5 to 10 -9 ), to ensure the same reliability of measurements, the same time is from 0.5 s to 5 • 10 3 s, which is absolutely unrealistic most communication applications;
c) obtaining information about the signal quality in the receiver for any consumers of this information (and not just Viterbi soft decoders) by implementing a signal quality measure not in the form of an angular error, but in the form of the probability of a bit error at the output of the demodulator, which is the main a measure of signal quality in a discrete communication channel.

Источники информации
1. А.С. 17989738, МКИ 5 G 01 R 29/26, опубл. в БИ 8, 28.02.93 г.
Sources of information
1. A.S. 17989738, MKI 5 G 01 R 29/26, publ. in BI 8, 02.28.93

2. Стиффлер Дж. Дж. Теория синхронной связи. - М.: Связь. - 1975. - 488 с. 2. Stiffler JJ Theory of synchronous communication. - M .: Communication. - 1975 .-- 488 p.

3. Феер К. Беспроводная цифровая связь. Методы модуляции и расширения спектра. - М.: Радио и связь - 200. - 520 с. 3. Feer K. Wireless digital communications. Modulation and spreading methods. - M .: Radio and communications - 200. - 520 p.

4. Патент РФ 2113061, МПК6 Н 04 L 27/22, опубл. в БИ 16, 10.06.98 г. - прототип. 4. RF patent 2113061, IPC6 N 04 L 27/22, publ. in BI 16.06.06.98, the prototype.

Claims (1)

Способ получения информации о качестве сигнала в приемнике, при котором принимают приемником множество М-позиционных фазомодулированных цифровых символов, вырабатывают в приемнике соответствующую первую оценку фазы φ1 для каждого фазомодулированного цифрового символа, отличающийся тем, что вычисляют в приемнике для каждого фазомодулированного цифрового символа вторую оценку фазы φ2 по формуле φ2 = φ13, где φ3 = const, по вычисленным первой и второй оценкам фазы φ1 и φ2 принимают решения о соответствующих им первому и второму m-разрядным кодам, где m= log2М, находят расстояние по Хэммингу как разницу в количестве разрядов между первым и вторым m-разрядными кодами, суммируют получаемое расстояние по Хэммингу для заранее заданного числа фазомодулированных цифровых символов, по получаемой сумме определяют информацию о качестве сигнала фазомодулированных цифровых символов как результат деления получаемой суммы на заранее заданное число фазомодулированных цифровых символов и, в случае, если получаемая сумма больше или меньше заданных пороговых величин, уменьшают, или соответственно, увеличивают значение φ3.A method of obtaining information about the signal quality at the receiver, in which the receiver receives a plurality of M-position phase-modulated digital symbols, produces in the receiver a corresponding first phase estimate φ 1 for each phase-modulated digital symbol, characterized in that a second estimate is calculated at the receiver for each phase-modulated digital symbol phase 2 φ from the formula φ 2 = φ 1 + φ 3 wherein φ 3 = const, calculated by the first and second estimated phase φ 1 and φ 2 are solutions of the corresponding first and second m-bit codes, where m = log 2 M, find the distance Hamming as the difference in the number of bits between the first and second m-bit code, summing the resulting distance Hamming for a predetermined number of phase-modulated digital symbols at received amount determined information about the quality of the signal phase-modulated digital characters as a result of dividing the resulting amount by a predetermined number of phase-modulated digital symbols and, if the resulting amount is more or less than the specified threshold values, reduce, or naturally increase the value of φ 3 .
RU2001135905A 2001-12-26 2001-12-26 Method for receiving information about signal quality in receiver RU2216871C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001135905A RU2216871C2 (en) 2001-12-26 2001-12-26 Method for receiving information about signal quality in receiver

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001135905A RU2216871C2 (en) 2001-12-26 2001-12-26 Method for receiving information about signal quality in receiver

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2001135905A RU2001135905A (en) 2003-08-20
RU2216871C2 true RU2216871C2 (en) 2003-11-20

Family

ID=32027213

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001135905A RU2216871C2 (en) 2001-12-26 2001-12-26 Method for receiving information about signal quality in receiver

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2216871C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU175190U1 (en) * 2017-04-13 2017-11-27 Публичное акционерное общество "Российский институт мощного радиостроения" DEVICE FOR ASSESSING THE PROBABILITY OF ERROR BY BIT FOR SIGNALS WITH SIXTEEN POSITION PHASE MODULATION BY TWO POSITION SIGNALS

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU175190U1 (en) * 2017-04-13 2017-11-27 Публичное акционерное общество "Российский институт мощного радиостроения" DEVICE FOR ASSESSING THE PROBABILITY OF ERROR BY BIT FOR SIGNALS WITH SIXTEEN POSITION PHASE MODULATION BY TWO POSITION SIGNALS

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1864457B1 (en) Adative modulation with non-pilot symbols
EP0763902B1 (en) Methods and apparatus for performing rate determination based on the growth of a path metric in a Viterbi decoder
Wilson et al. Multi-symbol detection of M-DPSK
IE921372A1 (en) Method and apparatus for resolving phase ambiguities in trellis coded modulated data
CN112236945A (en) Interference detection and suppression in uncoordinated systems
US6275485B1 (en) Noise characterization in a wireless communication system
Schaub Spread frequency shift keying
US6421400B1 (en) System and method using polar coordinate representation for quantization and distance metric determination in an M-PSK demodulator
US7457377B2 (en) Device for estimating a sequence of N bits corresponding to a received sequence of M digital data and associated methods
US8270534B2 (en) Method and apparatus for signal quality estimation
CN1237766C (en) Receiver for determining modulation type
EP0465782A1 (en) Convolutionally-encoded quadrature frequency-modulation system
RU2216871C2 (en) Method for receiving information about signal quality in receiver
JP3910366B2 (en) Line quality measuring device
US6018546A (en) Technique for soft decision metric generation in a wireless communications system
US5608763A (en) Method and apparatus for decoding a radio frequency signal containing a sequence of phase values
US6256355B1 (en) Transmitter, receiver, communication method and radio communication system
US20060013336A1 (en) Frequency estimation method and system
US7688902B1 (en) Joint space-time block decoding and viterbi decoding
EP1326358B1 (en) Scaling of Viterbi decoding based on channel and location information
US8270522B2 (en) Joint channel estimation and modulation detection
EP1050990A1 (en) Method of updating reference value in a high speed closed loop based on likelihood
US7733837B2 (en) Apparatus and method for adjusting an input range for a soft-decision decoder
CN101198176B (en) Apparatus, and associated method, for estimating a bit error rate in a communication system
CN101150323B (en) Method of scaling input data and mobile device and receiver

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20121227