SE512008C2 - Förfarande och arrangemang för demodulering av datasymboler - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 512 008 2 första filtret 100 är ett förfilter, med en första överföringsfunktion f, som definieras av en första uppsättning med filterkoefficienter, och det andra filtret 130 är ett återkopplat filter, med en andra överföringsfunktion b, som definieras av en andra uppsättning filterkoefficienter. En s.k. 120 hårda databeslut dk metrisk beräkningsenhet 140 beräknar, för varje hårt databeslut dk, ett 110 subtraherar det återkopplade filtrets 130 utsignal Ãk*b från förfiltrets 100 utsignal H*h*f*w' skiiinaassignal H*h*f*w' - Elms. med delare (slicer) åstadkommer och en motsvarande mjukt värde sk. En summeringsenhet och avger en Kommunikationskanalen antas ha ett impulsvar h. Mottagna datasymboler Ä, samplad vektor ß. signalsamplar som representerar utsända representeras här av en datasymbolerna Ä, faltning av informationsvektorn H med kanalens impulssvar h.

Sändningen av via kommunikationskanalen, motsvarar Dessutom tillkommer brus w under ß=d*h*w SOm sändningen. De mottagna signalsamplarna filtreras sekventiellt förfiltret 100, kommunikationskanalen d*h*f+w' genom att det vill mycket regelbundet avpassas så får en minimal fas, säga dess koncentreras så impulssvarsenergi som möjligt till den inledande delen (w' representeras här av det vill Förfiltret 100 optimeras också för att avlägsna icke-kausal ISI (ISI = Inter Symbol Interference), som brusinnehållet w i ä*h+w obetydligt. Återkopplingsfiltret 130 avpassas regelbundet för att återstående ISI datasymbolerna, det vill avlägsna huvudtappen för h*f. Förfiltret 100 är konstruerat (det vill mottagen bruskomponenten, w filtrerad genom förfiltret 100, säga w'=w*f). samtidigt signalsamplarna endast ökar reducera kausal mellan de mottagande säga tapparna efter så att dess huvudtapp h*f också är reell säga saknar imaginär komponent). För varje skur med signalsamplar d*h genomför DFEn: beräkning av koefficienterna för förfiltret 100 och återkopplingsfiltret 130; 10 15 20 25 30 512 ons förfiltrering f; återkopplad filtrering b; alstring av hårda databeslut dk och alstring av> mjuka värden sk. En skattad skurkvalitet viktas i de flesta fallen också i de mjuka värdena sk.

I fig. 2a och 2b visas i sig kända förfaranden för framåtriktad respektive bakátriktad demodulering av mottagna signalsamplar i en dataskur. Dataskuren förutsätts innefatta en första änddel T1 med kända datasymboler, en första uppsättning med okända datasymboler A1, en känd träningssekvens TR, en andra uppsättning med okända datasymboler A2 och en sista änddel T2 med kända datasymboler.

Vare sig dataskuren demoduleras i framriktningen, varigenom först Fl den första uppsättningen med okända datasymboler A1 demoduleras genom att använda den första änddelen T1 och för det andra P2 den andra uppsättningen med okända datasymboler A2 demoduleras genom att använda träningssekvensen TR; eller dataskuren demoduleras bakàtriktat, varigenom först Bl den andra uppsättningen med okända datasymboler A2 demoduleras genonl att använda den sista änddelen T2 och sedan B2 den första uppsättningen med datasymboler A1 demoduleras genom att använda träningssekvensen TR.

Om framåtriktad demodulering väljs för en specifik dataskur demoduleras de okända datasymbolerna A1 som först togs emot och de träningssymboler TR som togs emot därefter, i enlighet med förfarandet F1; Eg, såsom beskrivs ovan med hänvisning till fig. 2a. Emellertid, innan de okända datasymbolerna A2 son1 togs emot efter datasymbolerna i. den kända träningssekvensen TR demoduleras, återställs återkopplingsfiltret 130 och dess innehåll ersätts med motsvarande symboler, som i stället avläses från en minnesenhet vid den mottagande parten. Detta gäller naturligtvis också när bakâtriktad demodulering Bl; B2 väljs. 10 15 20 25 30 512 008 4 I fig. 1 visas också att efter förfiltret 100 så subtraheras varje signalsampel med en återkopplad filtrerad version av en föregående demodulerad delmängd med signalsamplar. Detta reducerar så mycket som möjligt påverkan från tidigare mottagna samplar, såväl som från senare mottagna samplar. Därefter tas ett hårt databeslut dk av delaren 120. Delaren 120 använder här helt enkelt en uppsättning med symbolbeslutsgränser till den reella delen av det aktuella signalvärdet vid dess ingång. Den demodulerade hårda datasymbolen dk vilket den reella delen av det aktuella signalvärdet befinner ges därefter av det intervall, inom sig.

De mjuka värdena sk beräknas i en metrisk beräkningsenhet 14o, ä*h*f+w', subtraheras med återkopplade filtrerade demodulerade hårda från förfiltrerade signalsamplar som datasymbolbeslut dk*b. Varje mjukt värde sk är en vektor, vars element är sannolikhetsfunktioner, som för symbol i det använda symbolalfabetet visar sannolikheten för att denna symbol har sänts. Det hårda databeslutet dk, medför naturligtvis att den symbol väljs varje möjlig som görs av delaren 120, som med störst sannolikhet har utsänts, vilket visas av det motsvarande mjuka värdet sk. För binära symboler är det tillräckligt att vektorn sk för det mjuka värdet endast innefattar ett enda element, vars tecken indikerar ett motsvarande hårt databeslut dk och vars modul visar sannolikheten för det hårda databeslutet dk.

I allmänhet anges datasymboler sonx befinner sig på ett litet euklidiskt avstånd från den demodulerade signalen med än datasymboler på avstånd. Vidare viktas i vanliga fall en skattad skurkvalitet en högre sannolikhet större euklidiska i varje mjukt värde sk. En högt skattad skurkvalitet ger en större sannolikhet för ett högre mjukt värde sh skattad skurkvalitet. än en lägre 10 15 20 25 30 512 ons Ytterligare detaljerade och av DFE i "Digital Communications, York, l995. beskrivningar av utjämnare i finns i J.G.

McGraw-Hill Inc. allmänhet, synnerhet, Proakis 3rd Edition", New En beskrivning av en effektivare demodulator, den s.k.

(DFSE: Decision- Duel-Hallen & C. Heegard "Delayed Decision-Feedback Sequence Estimator", beslutsåterkopplade sekvensestimatorn Feedback Sequence Estimator) som beskrivs i A.

IEEE Transactions on Communications, vol. 37, nr 5, maj 1989, Sid. 428-436.

Från US-A-5,400,362 är ett förfarande sedan tidigare känt för att förmedla digital information, där delluckor av mottagna signalsamplar överförs både framåt och bakåt genom en demodulator. Ett kvalitetsmått på en dellucka beräknas för varje riktning. Riktningen med den bästa kvaliteten väljs därefter för att avkoda signalsamplarna i den specifika skuren.

I patentskriften US-A-5,335,25O beskrivs ett förfarande för att demodulera datasymboler, där en uppsättning med okända symboler sekventiellt tas emot mellan två uppsättningar med förutbestämda symboler. En viss referenssignal härleds från var och en av dessa uppsättningar med förutbestämda symboler. De okända symbolerna framàtdemoduleras med den första referenssignalen och bakåtdemoduleras med den andra referenssignalen.

Kvalitetsvärden för framåt- respektive bakàtdemoduleringen bestämmer vilken demoduleringsordning som är att föredra för de okända symbolerna.

I US-A-5,l55,742 TDM/TDMA radiomottagare, som bestämer huruvida en mottagen skur skall beskrivs en digital bearbetas i mottagen tidsordning eller omvänd tidsordning. En träningssekvens i skuren cirkuleras flera gånger genom en 10 15 20 25 30 512 008 utjämnare i mottagaren, i både den ordinarie tidriktningen och den omkastade tidriktningen. Konvergensen hos ett minsta medelrotfel, som beräknas under cirkulationen, bestämmer den optimala processriktningen för skuren.

I skriften "Combating Pre- and Post-Cursor Channels Using Forward-Backward State Sequence Detection", International Conference on Telecommnications, april 1997, sid. 1-6, N.C. beskrivs en FBSSD (FBSSE> = Feed- Backward State Sequence Detector), som minimerar effekten av ISI på data. FBSSD använder framåtriktad och en bakåtriktad framåtriktade trellisen används för att alstra skattningar på Melbourne, McGinty et al, mOttagIïa både en trellis digitala trellis. Den överförda data, som används i det bakåtriktade trellisen såsom skattningar för symboler, som finns i för- markörkomponenten för en specifik skur. Eftermarkör- komponenten för skuren hanteras med en återkopplad beslutsalgoritm.

Sammanfattning av uppfinningen Uppfinningen erbjuder ett mycket effektivt förfarande för att demodulera en mottagen sekvens med datasymboler, som har överförts genonl en kommunikationskanal, vilken lider av en konstanta eller varierande med tiden, ISI Uppfinningen är i första hand avsedd för att användas i ett likaledes nätbaserad eller flera brister, såsom frekvensselektiv fädning, eller distorsion. radiokommunikationssystem, emellertid kan den förbättra prestanda hos en godtycklig kommunikation, såsom en modemförbindelse.

Hos alla de förfaranden som beskrivs US-A-5,400,362, US-A-5,335,250 mottagna signalsamplar, på olika sätt, i patentskrifterna och US-A-5,l55,742 både framåt och bakåt överförs genom en demodulator. Emellertid föreslår ingen av skrifterna en kombination av den information som härleds frå de båda 10 15 20 25 30 512 oos alltid specifik riktning till att vara den riktning, enligt vilken demoduleringsriktningarna. Tvärtom väljs endast en nyttoinformation utvinns från en mottagen skur med signalsamplar.

Det demoduleringsförfarande som visas av N.C. McGinty et al i "Combating Pre- and Post-Cursor Channels Using Forward- International Conference 1997, 1-6, används som en Backward State Sequence Detection", on Telecommunications, Melbourne, sid. att bakàtriktad trellis, för en mottagen skur med signalsamplar. april innebär en framàtriktad trellis såväl Resultatet från ovannämnda framåtriktade trellis används här för att reducera förmarkör ISI i den bakåtriktade trellisen.

Emellertid lär eller föreslår detta papper inte en faktisk kombination av resultaten från de två oberoende demoduleringarna av samma signalsamplar, som genomförs i motsatta riktningar.

Ett syfte med uppfinningen är följaktligen att maximalt utvinna den information som finns i en uppsättning med sekventiellt mottagna signalsamplar och korrelationen mellan att vid en mottagare, den bästa symbolsekvens utsänds från en sändare, oberoende av kvalitativa variationer dessa, för därmed möjliggöra möjliga àtergivningen av den som hos den kanal som används för att överföra symbolerna.

Ett annat syfte med uppfinningen är att minimera påverkan från felspridningen i demoduleringsprocessen för en mottagen uppsättning med signalsamplar.

Ett ytterligare syfte med uppfinningen är att åstadkomma ett förbättrat arrangemang för att demodulera en mottagen sekvens, genom att använda en suboptimal demodulator. med uppfinningen demoduleras de digitala symboler I enlighet datamodulerade som har överförts genom en lO 15 20 25 30 512 008 kommunikationskanal. i enlighet med följande. Först tas ett sekventiellt emot, det det datasamplarna antingen framåtriktat eller bakåtriktat. flertal signalsamplar datasymbolerna. signalsamplarna. vilka representerar För andra lagras de mottagna För tredje demoduleras de lagrade Detta resulterar i att en första uppsättning med mjuka värden som för ett första För det fjärde demoduleras signalsamplarna i en åstadkoms, varje datasymbol uttrycker mjukt värde. riktning, som är motriktad den demoduleringsriktning som används i det tredje steget. Detta ger en andra uppsättning med mjuka värden, som för varje datasymbol uttrycker ett andra mjukt värde. För det femte fastställs, för varje datasymbol, ett gemensamt mjukt värde som motsvarar det första respektive det andra mjuka värdet.

De gemensamma mjuka värdena sänds antingen till ett avkodningsmedel, för att avkoda nyttoinformationen i de utsända datasymbolerna eller för att direkt tjäna som bas för hårda datasymbolbeslut.

Förfarandet enligt uppfinningen kännetecknas av de egenskaper som framgår i den kännetecknande delen av krav 1.

I enlighet med en föredragen utföringsform av uppfinningen är de mjuka värdena sannolikhetsfunktioner som avspeglar sannolikheten för var och en av symbolerna i det använda symbolalfabetet. Denna egenskap specificeras av den kännetecknande delen av krav 2.

Ett arrangemang i enlighet med uppfinningen innefattar följande: medel för att sekventiellt ta emot ett flertal signalsamplar; medel för att lagra det mottagna antalet med signalsamplar; medel för fram- och bakåtriktad demodulering av de lagrade signalsamplarna till en första respektive andra uppsättning med mjuka värden och; medel för att härleda ett 10 15 20 25 512 008 gemensamt mjukt värde för varje datasymbol, från varje par med första och andra mjuka värden.

Arrangemanget i enlighet med uppfinningen kännetecknas härmed av de egenskaper som framgår av den kännetecknande delen av krav 18. fördelaktig arrangemanget dessutom medel för Enligt en utföringsform av uppfinningen innefattar att lagra de respektive första och andra uppsättningarna med mjuka värden för de demodulerade datasymbolerna.

Ett arrangemang enligt denna fördelaktiga utföringsform av uppfinningen kännetecknas härmed av vad som framgår fràn krav 19.

Uppfinningen åstadkommer i genomsnitt demodulering av en mottagen datasignal vid en kvalitetsnivà, som är bättre än skulle ha demodulator, som för varje mottagen skur väljer den optimala vad som ástadkommits med en motsvarande demoduleringsriktningen för de signalsamplar som finns däri.

I enlighet med uppfinningen minimeras också påverkan av felspridning som orsakas av felaktigt mottagna signalsamplar eller felaktigt demodulerade datasymboler.

Den demodulerade signalkvaliteten, som åstadkoms genom användningen av uppfinningen, kan utnyttjas på många olika sätt. demodulatorns kan att enklare och/eller mindre Exempelvis, givet en specifik kvalitetsnivà, komplexitet minskas. Följaktligen, utan sänka kvalitetsnivån, kan billigare, strömförbrukande demoduleringsanordningar användas hos mottagare av digitala datamodulerade symboler, såsom en radiobasstation eller en mobil terminal. 10 15 20 25 512 008 10 Om i stället demodulatorn är fix åstadkommer uppfinningen en högre kvalitet hos datasymbolerna än hos tidigare kända lösningar.

Uppfinningen erbjuder dessutom mycket flexibla digitala alla såsom (DFSE = (RSSE = demoduleringslösningar, eftersom den kan användas hos möjliga sekventiellt verkande demodulatorer/utjämnare, (LE = DFE, DFSE Feedback Sequence och RSSE exempelvis LE Linear Equaliser), Decision Estimation) Reduced State Sequence Estimation).

Kortfattad figurbeskrivning Fig. 1 visar en i sig känd demodulator/utjämnare; Fig. 2a visar ett i sig känt förfarande för framàtriktad demodulering av en sekvens med mottagna signalsamplar; Fig. 2b visar ett i sig känt förfarande för bakåtriktad demodulering av en sekvens med mottagna signalsamplar; Fig. 3 visar ett flödesschema av det uppfinningsenliga förfarandet; Fig. 4 visar ett blockschema av en utföringsform av arrangemanget i enlighet med uppfinningen; Pig. 5 visar en tabell innefattande mellan- och slutliga demoduleringsresultat. hos det uppfinningsenliga förfarandet, när det används hos en exempelsekvens med signalsamplar motsvarande multibitsymboler; Fig. 6 visar en tabell innefattande mellan- och slutliga demoduleringsresultat hos det uppfinningsenliga förfarandet, det motsvarande binära symboler; när används hos en exempelsekvens av signalsamplar 10 15 20 25 30 512 008 ll Fig. 7 visar grafiskt hur mjuka värden för de individuella databitarna hos en tvåbitars datasymbol kombineras till ett för symbolen, i enlighet med den gemensamt mjukt värde uppfinningsenliga principen; Fig. 8 visar grafiskt hur felspridning undertrycks med det uppfinningsenliga förfarandet; Fig. 9 visar ett diagram av den kvalitativa prestanda hos det uppfinningsenliga förfarandet, i förhållande till vissa tidigare kända demoduleringsförfaranden.

Uppfinningen kommer' nu att beskrivas mer detaljerat med till de och hänvisning föredragna exemplifierade utföringsformerna därav även med hänvisning till de bifogade figurerna.

Beskrivning av föredragna utföringsformer I fig. 3 beskrivs ett flödesschema av förfarandet i enlighet med uppfinningen. Signalsamplar ß, datasymboler d1,..., dk,..., dn, specifik kommunikationskanal samlas representerande som har tagits emot över en ihop i ett första steg men inte 300 och lagras i ett andra steg 310. Vanligtvis, alltid, är antalet signalsamplar ß en 1nultipel av antalet datasymboler N, det vill säga antalet element i vektonn 5 är lika med xN, där x är ett positivt heltal. Antalet signalsamplar B är i varje fall åtminstone större eller lika med antalet. datasymboler N. Hos ett efterföljande steg 320 signalsamplarna ß i Detta med mjuka värden skF, demoduleras framriktningen, genom en demodulator/utjämnare. resulterar i en första uppsättning SF som vart och ett är associerat med en specifik datasymbol dk. Det mjuka värdet sk? är en vektor vars element är sannolikhetsfunktioner, som för datasymbol i det sannolikheten för att denna symbol utsänds, givet de mottagna varje använda symbolalfabetet, speglar 10 15 20 25 30 512 008 12 signalsamplarna ß. Om ett hårt databeslut registreras vid denna punkt (exempelvis inom en DFE), blir beslutet den datasymbol som har den högsta sannolikheten, i enlighet med det mjuka värdet SÜÄ Något förenklat får _symbolvärden som befinner sig vid ett litet euklidiskt avstånd från den demodulerade signalen en. högre sannolikhet, Ett skattat varje mjukt än symbolvärden skurkvalitetsmått skattad hög som speglar en större vid större euklidiska avstånd. viktas vanligen i värde sk. En skurkvalitet ger ett mjukt värde sk, sannolikhet för motsvarande hårda databeslut, än vad en lägre skattad skurkvalitet gör.

I ett efterföljande steg 330 demoduleras samma signalsamplar ß i den omvända riktningen, genom en demodulator/utjämnare, som företrädesvis men inte nödvändigtvis, är identisk med den demodulator/utjämnare, som används för den framåtriktade demoduleringen. Den bakåtriktade demoduleringen ger en andra uppsättning SB med symbolvärden sf, vart och ett likaledes är associerat med en specifik datasymbol dk. mjuka som 330 med Den demodulator/utjämnare som används i steg 320 och kan vara av en godtycklig typ, där den DFE som beskrivs hänvisning till fig. l ovan utgör ett exempel. Naturligtvis är det irrelevant j. vilken ordning den framåtriktade eller bakåtriktade demoduleringen används, eftersom de båda stegen 320, att steg 330 utförs före steg 320. 330 alltid utförs. Ordningen kan följaktligen växla, så I syfte att på bästa sätt använda informationsinnehållet i de mottagna signalsamplarna 25 och korrelationen mellan dessa fastställs ett mjukt värde sf från varje par med första och andra mjuka värden sf; sf i det efterföljande steget 340.

Det gemensamma mjuka värdet sf, som fås i steg 340, kan antingen sändas till ett avkodningsmedel för att avkoda 10 15 20 25 30 13 512 008 nyttoinformationen i datasymbolerna eller omedelbart fungera som bas för hårda databeslut dk.

Fig. 4 exemplifierar ett blockschema av ett arrangemang Ett i en digital för att genomföra det uppfinningsenliga förfarandet. medel 400 tar sekventiellt emot signalsamplar~ ß datamodulerad signal, som har sänts över en kommunikationskanal. De mottagna signalsamplarna ß' lagras i ett xninnesmedel 410, som företrädesvis är ett dubbelriktat skiftregister. Signalsamplarna ß skiftas därefter antingen ut till mottagna signalsampeln eller från den sista till den första från den första mottagna signalsampeln den sista mottagna signalsampeln, varefter signalsamplarna E utsänds till en demodulator/utjämnare 420, typ, DFE, DFSE eller RSSE. demoduleras i det tidigare fallet i framriktningen och i det av godtycklig suboptimal sàsmn en LE, Signalsamplarna ß senare fallet i den omvända riktningen. Den framåtriktade demoduleringen resulterar i en första uppsättning SF med mjuka värden skï 1 5 k S N. Den första uppsättningen SF lagras i ett 430. bakàtriktade resulterar på samma sätt i en andra uppsättning SB med mjuka 1 S k S två sådana uppsättningar Sp; SB har àstadkommits utsänds de mjuka värdena sf} skß till ett medel 450, datasymbol dl - dN ett gemensamt mjukt symbolvärde skJ härleds från varje par med första sf' respektive andra sf minnesmedel Den demoduleringen värden sf, N, som lagras i ett minnesmedel 440. När där för varje mjuka värden. Det gemensamma mjuka symbolvärdet skJ insamlas i en tredje uppsättning SJ med mjuka värden.

De gemensamma mjuka värdena skJ i den tredje uppsättningen SJ kan antingen vidarebefordras till ett medel 460, som fastställer en resulterande uppsättning DR(d1, d2,..., dN) med datasymboler dl - dn eller till en avkodare som härleder nyttoinformation, som är kodad i de utsända datasymbolerna dl - dN direkt från de gemensamma mjuka värdena sk¶ 10 15 20 25 30 512 008 ll ett radiobasstation, en Arrangemanget införlivas på fördelaktigt sätt exempelvis i en radiobasstations styrenhet eller en mobil radiostation, där snabb och effektiv utjämning av datamodulerade Emellertid nätbaserade förbindelser, digitala signaler erfordras. kan arrangemanget också användas i renodlade såsom modemförbindelser.

Ett första exempel som illustrerar det uppfinningsenliga tabellen i fig. 5. och d3, från ett specifikt alfabet utsänts visas i datasymboler dl, dl C, 01, mottagande part över en kommunikationskanal, konceptet flerbitars [AI BI till en som lider av en Tre antas ha från en sändande part instabiliteten hos helt signalsamplar vid den mottagande parten, vilka symboler dl (A, eller flera brister. På grund av kommunikationskanalen är det inte självklart från B, C, D), dg (A, B, C, D) Och d3 (A, B, C, D), som har utsänts.

Mottagna signalsamplar ß demoduleras i framàtriktningen till en första uppsättning med mjuka värden SF, som vart och ett är en vektor sfä innefattande sannolikheter P;(df4flß), Pl~(dk=B|,'ö), Pf(dk=C|ß); Pl~(dk=D|ß) för datasymbolerna dl, dz och d3, som utgör de respektive symbolerna A, B, C; D i alfabetet, givet de mottagna signalsamplarna ß. I detta exempel skattas symbolvärdet D till att vara den första symbolen dl som utsänds med störst sannolikhet, eftersom det första mjuka värdet sl? indikerar att denna symbol har den största sannolikheten 0,4. Om ett hårt datasymbolbeslut dl görs på basis av det första mjuka värdet sf, fastställs följaktligen datasymbolen D. I enlighet med uppfinningen bakàtdemoduleras emellertid signalsamplarna B till en andra uppsättning SB med mjuka värden, som vart och ett också är en vektor sf, som innefattar sannolikheterna PB (dk=A1ß) , PB (dl,=B|/_J) , PB (dk=C|;_J) ; PB(dfäflß) för datasymbolerna dh du och dl som utgör de respektive symbolerna A, B, C; D i alfabetet, givet de mottagna signalsamplarna ß. Den första datasymbolen dl som 10 l5 20 25 30 15 512 nos utsänds med störst sannolikhet anses nu vara A, eftersom det andra mjuka värdet sf indikerar att denna datasymbol har den största sannolikheten 0,6 Ett gemensamt mjukt värde s1J härleds från det första sf och det andra sf mjuka värdena genom att helt enkelt beräkna en medelvektor element-förfelement mellan det första sl? och det andra sf mjuka värdet. Efter att ha genomfört detta kan ett resulterande hårt databeslut, ÄIR = A, göras för den första dl. Det första symbolvärdet A väljs, eftersom det gemensamma mjuka värdet s1J indikerar att denna datasymbol har den största kombinerande sannolikheten 0,4. datasymbolen På motsvarande sätt tas de resulterande hårda databesluten d2R = A dgk = B för de tredje datasymbolerna ÃZR och äga. Den första datasymbolen dl utgör följaktligen hårt databeslut, symbolen bestäms (det vill säga den mest och andra respektive där enligt principen: "survival-of-the-fittest" sannolika av de två olika datasymbolskattningarna väljs), under det att den andra datasymbolen dz är ett exempel på ett "enhälligt" hårt databeslut två datasymbolskattningar) och den tredje datasymbolen d; är ett exempel på ett hårt databeslut (det vill säga när en kombination av de första sf = A och de C datasymbol B, B # a; b $ c skattas vara den datasymbol som utsänds med störst sannolikhet). (det vill säga en kombination av överensstämmande "kompromiss" andra sk mjukvärdesresultaten i en tredje Alla de mjuka värdena sf] skß och sfi' kan för binära datasymboler, såväl som för individuella bitar hos multibitsymboler, uttryckas med s.k. log- sannolikhetsfunktioner. Funktionen sfi = ln(P(dfH¶fi)/P(dy=- ]jß)), där X = sannolikhetsfunktion, för binära datasymboler dk(+l,-1). Log- s.k. datasymbolsannolikheten till en logaritmisk representation.

F, B eller J är ett exempel på en sådan log- sannolikhetsfunktionen är en transformation av 10 15 20 25 30 512 008 16 När log-sannolikhetsfunktioner används för att åstadkomma de första sk? och andra sk” mjuka värdena, härleds ett gemensamt mjukt värde sf genom att addera ihop det första sf och det andra skß mjuka värdet (som är en logaritmisk. motsvarighet till att beräkna ett medelvärde).

Ett exempel som illustrerar denna aspekt av det uppfinningsenliga konceptet visas i tabellen i fig. 6. Å ena sidan antas signalsamplar representerande en sekvens med binära datasymboler dl - dn, från ett alfabet [-1, +l], ha demodulerats i framriktningen. Denna demodulering har resulterat i en första uppsättning S;[sfj med Injuka värden sf, l S k S N. Av tydlighetsskäl indikeras här de motsvarande hårda databesluten D;[dkÜ sf. Emellertid är de hårda databesluten D;[dkÜ fall onödiga att ta vid denna tidpunkt i processen. tillsammans med de nguka värdena i de flesta Om ett hårt databeslut DF[dkF] ändå måste tas, tolkas ett mjukt värde hårda datasymbolen -l i alfabetet, under det att ett mjukt symbolvärde sf större än O tolkas som den andra hårda datasymbolen +l i alfabetet. sf' mindre än O som den första Å andra sidan förutsätts signalsamplarna också ha demodulerats i den omvända riktningen. Detta resulterar i en med nüuka värden skï l S 1< S N.

Motsvarande hårda databeslut DB[dkÜ andra uppsättning SB[sk§ görs för att åstadkomma den överensstämmelse som också indikeras här. härleds mjuka värdena sf; sf, för varje datasymbol dl - dN, genom att Ett gemensamt mjukt värde sf' därefter från de addera ihop de mjuka värdena sf' och ska, som avser samma datasymbol dk.

Ett mjukt värde större än noll motsvarar följaktligen ett första hårt databeslut dkR = +l och ett mjukt värde mindre än noll motsvarar ett andra hårt databeslut dkR = -1. ett att det En större modul hos mjukt värde betyder motsvarande 10 15 20 25 512 008 17 hårda databeslutet har en förhållandevis sannolikhet för att vara en korrekt skattning på den utsända demodulerade hög datasymbolen. Ett mjukt värde med en liten modul indikerar å ett hårt databeslut.

Sammanfattningsvis speglar sannolikheten hos det mjuka värdet symbolvärdet och modulen hos speglar sannolikheten för motsvarande hårda databeslut. andra sidan ganska osäkert det binära det mjuka värdet tabellen i framåt- och bakåtdemodulerade mjuka värdena datasymbolerna Ã4, ÖB och and tecknen för de mjuka värdena SKÜ Från fig. 6 framgår att de F B sk; sk för vissa av kan ha olika tecken. När sf skiljer sig på detta vis bestämmer det mjuka värdet med den största modulen (det vill säga med den största sannolikheten för hårt databeslut) det hårda datasymbolbeslutet âkR, ÛR[dkR]- med hårda databeslut DR[dkR] inte vara identiskt med någon av i en resulterande uppsättning Följaktligen behöver den resulterande uppsättningen de första D;[dkF] och andra DB[âkB] uppsättningarna med hårda databeslut.

DR[dxR] i överförda digitala informationen.

Emellertid utgör den resulterande uppsättningen genomsnitt en mer korrekt representation av den tvåbitarsymboler kan ett Om i stället multibitsymboler, såsom A=0O, B=Ol, C=lO; D=ll, som visas i fig. 5, mjukt värde för varje specifik bit i en symbol uttryckas med överförs, följande log-sannolikhetsfunktioner_ Det mjuka värdet sk? för den första biten BH, är vid demodulering i framriktningen DIE", _ _| P) + Pfldk = BIPJ 5)+ Qfldk = LLRg-(Bgl) = ln (d A I LP? k och motsvarande uttryck för den andra biten BH är lO 512 nos 18 iPfldk = BB) + Pffldk = Dia LLRfiBfig) - lnä i Det mjuka värdet Lpfldk = AB) + Pga-K = c BJ skB för samma bitar BH; BW är i den omvända riktningen (Pfldk = Cap) + Pfifldk = D LLRB(B))1) = lnä |í respektive Lpgkik = AB) + Pgwk = B B) (Psflïk = BB) + Pskïk = ÛL-Dj LLRB(B)2) = ing % Följaktligen kan alla J kpBmik = Ap) + PB de mjuka värdena sf, skß och sf uttryckas med log- sannolikhetsfunktionerna (Pxkik = cB) + Pxmlk = baBi LLRUBM) = lnII il och Lpflak = AB) + Pxkik = B B) (Pxßïx = 135) + Pxídk = DF) LLRflBsz) - ln: i , där X = F, B eller J.

Lpflak = AB) + Px I fig. 7 beskrivs grafiskt vektorer representerande ett första skF, ett andra skB mjukt värde och ett gemensamt mjukt värde skJ, där det gemensamma mjuka värdet skJ är vektorsumman för de första och andra mjuka värdena sf; ska. lO 15 20 25 30 512 008 19 Ytterligare detaljer kring hur log-sannolikhetsfunktioner kan användas för att spegla mjuka värden för individuella databitar kan fås från J. Hagenauer et al, "Iterative Decoding of Binary Block and Convolutional Codes", IEEE Transactions on Information Theory, vol 42, nr 2, mars 1996, 429-445. bitvärden kan användas som komplement till hårda bitbeslut, sid. Skriften lär också i allmänhet ut hur mjuka vid demodulering av mottagna digitala signaler.

En grafisk illustration på hur felspridning undertrycks av det uppfinningsenliga förfarandet visas i. fig. 8. Hos alla tidigare kända suboptimala demoduleringsförfaranden finns en fara för att effekterna av felaktigt mottagna signalsamplar eller felaktigt demodulerade datasymboler kan spridas till en eller flera angränsande datasymboler. Om emellertid där finns ett fel i felspridning, den felaktigt mottagna symbolen, bakåtriktade demoduleringen. tionde datasymbolen du” datasymbolerna framriktningen en datasymbol hos uppfinningen, fördelas sådan om den inträffar, i motsatta riktningar från under den framåt- respektive Det exemplifierade felet i. den förutsätts här spridas till de tre Ö11, d12 till de da och dw vid demodulering i den senare och vid mottagna dn, demodulering i och tre tidigare mottagna datasymbolerna dv, omvända riktningen. Kombinationen DR av de mjuka värdena SF; SB från de två demoduleringsriktningarna gör att effekterna av felspridningen utjämnar varandra. Följaktligen reduceras påverkan av felspridning' under' demodulering av' en. mottagen uppsättning med signalsamplar påtagligt med uppfinningen.

Den kvalitativa prestanda hos det förhållande till kända demoduleringsförfaranden, visas i ett diagram i fig. 9. Utmed bitfelsfrekvensen BER hos en symboler, det att bärar-till-störningsnivån C/I visas i decibel dB utmed den uppfinningsenliga förfarandet, i tidigare den vertikala axeln visas demodulerad sekvens med digitala under horisontella axeln. En punktstreckad linje visar prestanda 10 15 512 008 20 enkelriktad framriktningen) hos en typisk demodulator/utjämnare (alltid verkande i med avseende på dessa två parametrar, en streckad linje visar motsvarar motsvarande prestanda hos en demodulator/utjämnare, som demodulerar varje mottagen skur med signalsamplar i den optimala riktningen för denna specifika skur och en heldragen linje visar motsvarande prestanda hos en demodulator/utjämnare som fungerar i enlighet med uppfinningen. Samma DFE förutsätts användas i alla tre fallen.

För mycket låga C/I-nivåer är skillnaderna i prestanda mellan de tre demoduleringsprinciperna mätbar, men inte påfallande. För större C/I-nivåer är emellertid skillnaderna mellan principerna. mer påtaglig. I samtliga fall presterar uppfinningen alltid bättre (det vill säga ger ett lägre BER) än både den enkelriktade demodulatorn/utjämnaren och den demodulator/utjämnare, som konsekvent väljer den optimala demoduleringsriktningen för de mottagna signalsamplarna.

Claims (23)

10 15 20 21 512 nos Patentkrav

1. Förfarande för att demodulera datasymboler som överförs genom en kommunikationskanal, innefattande stegen att (300) sekventiellt ta emot ett flertal signalsamplar (ß) representerande datasymbolerna (dl-du), (310) lagra det mottagna flertalet med signalsamplar (ß), (320) signalsamplarna (ß) till en första uppsättning (sy) med mjuka demodulera i framåtriktningen de lagrade värden (sf), som vart och ett är associerat med en specifik datasymbol (dl-dN), (330) demodulera i bakåtriktningen de lagrade signalsamplarna (ß) till en andra uppsättning (SB) med mjuka värden (sf), som vart och ett är associerat med en specifik datasymbol (di-dy, kännetecknat av att det vidare innefattar stegen att (340) från de första och andra uppsättningarna fastställa, (Sri 53) gemensam uppsättning (SJ) (skfi, varje datasymbol (dl-dn) uttrycker ett gemensamt mjukt värde. med mjuka värden (sf) skß), en med mjuka värden för vilka att det vill säga

2. Förfarande enligt krav l, kännetecknat av datasymbolerna (dl-dfl är flerbitars symboler, symbolalfabetet innefattar åtminstone tre symboler (A, B, C, D).

3. Förfarande enligt krav 2, kännetecknat av att 10 15 20 25 512 008 22 sfÜ är vektorer, element speglar sannolikheten för att en specifik demodulerad datasymbol (dk) antar de olika symbolvärdena (A, B, C, D) 1 det symbolalfabetet, signalsamplarna (ß). de mjuka värdena (sf) skß, där varje använda givet de mottagna

4. Förfarande enligt krav 2, kännetecknat av fastställs för var och (d1'dN)/ att ett mjukt värde (Skå sf, skÜ en av de individuella databitarna av datasymbolerna och (SxF, Skgf SkJ) att varje mjukt värde speglar sannolikheten för att en specifik demodulerad databit antar åtminstone ett av två möjliga bitvärden (+l, -1), givet de mottagna signalsamplarna (5).

5. Förfarande enligt krav 1, kännetecknat av att datasymbolerna (dl-dN) är binära, det vill säga att varje datasymbol (dl-dN) utgörs av en enda databit (+l, -1).

6. Förfarande enligt krav 4 eller 5, kännetecknat av (skï, skß, skJ) indikerar databitbeslutet hos ett motsvarande hårt databeslut (dk) och att tecknet på det mjuka värdet att modulen för det mjuka värdet (sf, skB, skJ) speglar sannolikheten för motsvarande hårda databeslut (dk).

7. Förfarande enligt krav 6, kännetecknat av att varje gemensamt mjukt värde (sflj utgörs av summan av de första (Sf) och andra (af) mjuka värdena för en specifik databit (dj-dm.

8. Förfarande enligt krav 6 eller 7, kännetecknat av att de mjuka värdena (skï skï SXÜ uttrycks som. log-sannolikhets- funktioner 10 l5 20 512 008 23 Pxw, = C),3) + Pxw, = D* p <1n/Pzdlf-llšn, in I Pxw, = Aíß) + Px(d, = BI j; Pxw, = Blß) + P44, = D' ß ln ). Pm, = Aiß) + Pxw, = c' j» kännetecknat av att ska! skJ) är

9. Förfarande enligt krav 4 eller 5, samtliga mjuka värden (sf, sannolikhetsfunktioner.

10. Förfarande enligt krav 4 eller 5, kännetecknat av att samtliga mjuka värden (skF, ska, skJ) är sannolikheter.

11. ll. Förfarande enligt krav 3, kânnetecknat av att samtliga mjuka värden (sky, skB, sf) är sannolikheter. kännetecknat av att (sm genom ett medelvärde element-för-element mellan det första (SkF)

12. Förfarande enligt krav 10 eller ll, vart och ett av de gemensamma mjuka värdena bestäms mjuka värdet och det motsvarande andra mjuka värdet (53)-

13. l3. Förfarande enligt krav 3, kännetecknat av att samtliga mjuka värden (sf, ska, sf) är sannolikhetsfunktioner.

14. Förfarande enligt något av kraven 1-13, kännetecknat av att (ß) (LE). signalsamplarna demoduleras med linjär utjämning

15. Förfarande enligt något av kraven 1-13, kännetecknat av att (ß) beslutsutjämning signalsamplarna demoduleras med återkopplad (DFE). 10 15 20 25 512 ÛÛ8 2);

16. Förfarande enligt något av kraven 1-13, kännetecknat av att signalsamplarna (ß) demoduleras med beslutsåterkopplad sekvensskattning (DFSE).

17. Förfarande enligt något av kraven 1-13, kännetecknat av att (ß) tillstàndssekvensskattning (RSSE). signalsamplarna demoduleras med reducerad

18. Arrangemang för att demodulera datasymboler som överförs genom en kommunikationskanal, innefattande medel (400) för att sekventiellt ta emot ett flertal signalsamplar (5): medel (410) för att lagra nämnda mottagna flertal signalsamplar (ß); medel (420) för att demodulera i framåtriktningen de lagrade signalsamplarna (ß) till en första uppsättning (SQ med mjuka värden (sf), och medel (420) för omvänd demodulering av de lagrade signalsamplarna (E) till en andra uppsättning (SB) med mjuka värden (sf), kännetecknat av att vidare innefatta (450) från det första mjuka värdet för att härleda ett gemensamt mjukt värde (S18) (sf) mjuka värde (sf), för varje datasymbol (dl-dN). medel och motsvarande andra

19. Arrangemang enligt krav 18, kännetecknat av att vidare innefatta (SQ medel (430) med mjuka värden (skF), och för att lagra den första uppsättningen 10 25 512 oos (440) mjuka värden (sf). medel för att lagra den andra uppsättningen (SB) med

20. Arrangemang enligt krav 18 eller 19, kännetecknat av att vidare innefatta medel (460) för att härleda en resulterande (DR(d1-dN)) med datasymboler (dl-du), gemensamma mjuka värdena (sf). uppsättning från de

21. att Arrangemang enligt något av kraven 18-20, kännetecknat av det finns i en radiobasstation.

22. Arrangemang enligt något av kraven 18-20, kânnetecknat av att det finns i en radiobasstations styrenhet.

23. Arrangemang enligt något av kraven 18-20, kännetecknat av att det finns i en mobil radiostation.