專利名稱：一條數(shù)字無線鏈路的設(shè)備中使用的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在一個固定和一個移動無線單元之間提供一條數(shù)字無線鏈路的設(shè)備中使用的裝置。
在GB專利申請第9304901.3號中描述了提供這樣一條無線鏈路的設(shè)備。該申請描述了使用Wiener型濾波器對例如，擴展頻譜導(dǎo)頻信號同相位I分量，正交相位Q分量的振幅作良好估計。
通常，需要全相干解調(diào)的調(diào)制方案必須包括某種形式的已知傳輸或者一個導(dǎo)頻傳輸。這是因為在任何形式的僅依靠數(shù)據(jù)傳輸本身的解調(diào)中都不可避免地存在相位模糊。在這些方案中，所發(fā)送信號的導(dǎo)頻成份中包括一定量的附加能量。
最好有一種方案使附加能量減低到最小。
本發(fā)明的目的之一是提供一種裝置，該裝置為一個固定和一個移動無線單元之間提供一條數(shù)字無線鏈路，該裝置中包括在一個被發(fā)送信號的導(dǎo)頻成分中的附加能量降低到最小。
根據(jù)本發(fā)明提供在一個固定和一個移動無線單元之間建立一條數(shù)字無線鏈路的設(shè)備中所用的裝置，所述裝置包括用來接收一個輸入信號的設(shè)備;用于解碼數(shù)據(jù)和用于為在輸入信號的一幀數(shù)據(jù)中正確檢測每組可能反相的數(shù)據(jù)而計算全部可靠度量標(biāo)準(zhǔn)(metric)的設(shè)備;用于比較每次反相的度量標(biāo)準(zhǔn)的比較設(shè)備以及用于選擇最高度量標(biāo)準(zhǔn)的選擇設(shè)備。
下面將參考附圖描述本發(fā)明的實施例;


圖1所示為一個差動二進制相移鍵控的接收器的方框圖，它使用判定定向Wiener濾波器解調(diào)。
圖2所示為一個接收器，它有一個雙程(double-pass)的判定定向解調(diào)器;
圖3所示為一個電路的方框圖，它可以和圖1或圖2相結(jié)合來實現(xiàn)本發(fā)明。
本發(fā)明依賴包括在差錯控制編碼中的冗余信息來解決任何的相位模糊。被發(fā)送的一個二進制相移鍵控信號，它可能是一個差動二進制相移鍵控信號并且可以用圖1和2中所示任一解調(diào)器來對其解調(diào)。
參考圖1，判定定向wiener濾波器解調(diào)器包括第一信號相關(guān)器2，用來處理信號的同相位I分量和第二信號相關(guān)器4，用來處理輸入信號的正交相位Q分量。輸入信號從一個下轉(zhuǎn)換器來接收。每個信號相關(guān)器2，4的一個輸出分別與半線性乘法器6，8的一個輸入端連接，并且分別與線性乘法器10，12的一個第一輸入端連接。每個半線性乘法器6，8的一個輸出端分別和Wiener型濾波器14，16的一個輸入端連接。每個Wiener型濾波器14，16的一個輸出端分別和線性乘法器10，12的第二輸入端連接。每個線性乘法器10，12的一個輸出端和加法器設(shè)備18的一個輸入端連接。至此所描述的電路表示單個瑞克指(Rakefinger)20的內(nèi)容，應(yīng)當(dāng)理解，其它的瑞克指22，24，26包括相同的電路。
隨后將細述線性乘法器31，32，加法器電路33，34和移位寄存器35，36。
加法器電路18有一個和另外一個加法器電路28相連的輸出端，它接收來自其它瑞克指的類似輸出。加法器電路28有一個輸出端和硬限制設(shè)備30的一個輸入端連接，硬限制設(shè)備30的輸出端反饋回每個半線性乘法器6，8的另一個輸入端。自加法器電路28的輸出端提供數(shù)據(jù)輸出。
現(xiàn)在參考圖2，示出了多個瑞克指40，42，44，46，它們每個都有下面的電路組成部分。每個瑞克指包括第一信號相關(guān)器48，它用來處理輸入信號的同相位I成份，另一個信號相關(guān)器50，它用來處理輸入信號的正交相位Q成分。從一個下轉(zhuǎn)換器來接收輸入信號。相關(guān)器48與半線性乘法器52的一個輸入端和線性乘法器54的第一輸入端連接。半線性乘法器52的一個輸出端和一個信號移位寄存器56連接并且和一個過去采樣平衡濾波器58以及一個一步預(yù)測器60連接。信號移位寄存器56和過去采樣平衡濾波器58的一個輸出端分別和另一個線性乘法器62的輸入端連接。一步預(yù)測器60的一個輸出端和線性乘法器54的第二輸入端連接。線性乘法器62的一個輸出端和一個第一加法器電路64連接，線性乘法器54的一個輸出端和第二加法器電路66的一個輸入端連接。
信號相關(guān)器50的一個輸出端和另一半線性乘法器68的一個輸入端以及線性乘法器70的第一輸入端連接。半線性乘法器68的一個輸出端和信號移位寄存器72的輸入端，一步預(yù)測器74的輸入端，另一個過去采樣平衡濾波器76的輸入端相連接。信號移位寄存器72的輸出端和過去采樣平衡濾波器76的輸出端分別和線性乘法器78的輸入端連接。一步預(yù)測器74的輸出端和線性乘法器70的第二輸入端連接。線性乘法器70的輸出端和加法器電路66的第二輸入端連接，線性乘法器78的輸出端和加法器電路64的第二輸入端連接。加法器電路64的輸出端和另一加法器電路80連接，加法器電路80從其它瑞克指接收相應(yīng)的輸出并在輸出端產(chǎn)生一個數(shù)據(jù)信號。加法器電路80的輸出端還和硬限制設(shè)備82連接，它的輸出被反饋到每個瑞克指中過去采樣平衡濾波器的一個輸入端。加法器電路66的輸出端和另一加法器電路84的輸入端連接，加法器電路84從其它瑞克指接收相應(yīng)輸出。加法器電路84的輸出端和另一個限制電路86連接，限制電路86的輸出端和每個瑞克指中每個半線性乘法器52，68的另一輸入端連接。
以上描述的電路圖可以用于實現(xiàn)本發(fā)明，它們與圖1有關(guān)的運行在其同未決GB專利申請?zhí)?304901.3中有所描述，與圖2有關(guān)的運行在GB專利申請?zhí)?309748.3中進行描述。
解調(diào)后的數(shù)據(jù)可能全部被反相或它的一部分可被反相。通常，載波參考的方向是任意的，因此假定一個信號數(shù)據(jù)段中沒有反相，那么就有50%的概率解調(diào)時對數(shù)據(jù)反相。如果在一幀傳輸過程中所有瑞克指都有一個強衰落，那么判定定向?qū)ьl就會在該衰落中丟失。當(dāng)信號從衰落中出現(xiàn)而新獲得參考時，它將有50%的概率與衰落前保持相反方向。但是，除非在衰落時或衰落時間附近，很不可能發(fā)生一個參考的反相。因此，一但識別出強衰落點，那么就可以確定可能產(chǎn)生數(shù)據(jù)反相的地方。
為達此目的，可從前面討論過的由一步預(yù)測器或過去采樣平衡濾波器所作的信道估計發(fā)現(xiàn)信號衰落?？梢酝ㄟ^平方并求和一步預(yù)測器或過去采樣平衡濾波器的輸出來獲得一個發(fā)送幀的信號能量分布。
可以通過前向糾錯編碼(FEC)和差錯檢測檢查和(EDC)或者最好是通過兩種的組合來確定最應(yīng)選擇反相或不反相整個一幀或一幀的一部分。通過下述實現(xiàn)。
當(dāng)只使用前向糾錯編碼時，每種可能的反相組合數(shù)據(jù)都被解碼并且用來對幀進行差錯檢測的所有可靠度量標(biāo)準(zhǔn)都被計算。這通?；蛘呤腔蛘吲c被解碼數(shù)據(jù)序列的后驗概率密切相關(guān)。例如，在卷積編碼情況下，路徑度量標(biāo)準(zhǔn)簡單地與最終所選路徑相對應(yīng)。對每種反相選擇，度量標(biāo)準(zhǔn)度被比較，并對這些比較作一個選擇以產(chǎn)生最高度量標(biāo)準(zhǔn)。不能使用那些碼字的修飾部(Compliment)仍然是碼字的編碼，例如循環(huán)碼。
當(dāng)使用差錯檢測檢查和時，數(shù)據(jù)被解調(diào)并使用檢查和。如果它是正確的，數(shù)據(jù)就被接收。如果不對，數(shù)據(jù)就被反相并重新使用檢查和。如果正確，過程就結(jié)束，否則，衰落時估計信號最小總和點一側(cè)的數(shù)據(jù)被反相，該(檢查和)過程被重復(fù)。如果這不成功，整個數(shù)據(jù)段被反相并繼續(xù)，穿過最小信號的地方進行，直到檢查和成功。同樣，帶有碼字的修飾部的碼作為碼字不能使用。如果在編碼前將已知數(shù)據(jù)的一位加到源數(shù)據(jù)中去，那么就可取消這一限制。如果那一位被反相，那么很清楚數(shù)據(jù)就出錯。這一方法可能容易產(chǎn)生隨機差錯，因此，最好和前向糾錯編碼一起使用。
當(dāng)把前向糾錯編碼和差錯檢測檢查和相結(jié)合時，前向糾錯編碼和差錯檢測檢查和都被應(yīng)用。如果正確，過程結(jié)束，否則，如上所述的用于上面情況差錯檢測編碼的一個規(guī)程就繼續(xù)進行，直到獲得成功解碼。
當(dāng)選擇可能反相的點時，有必要分開衰落點。不希望識別大量的距離近的點主要都集中在或鄰近同一衰落點底部。這是通過采用這一事實達到的，即分開衰落點將與主要衰落條件的信道相關(guān)時間有關(guān)，如載體速度等。因此，需要估計相關(guān)時間。通過檢查使用的預(yù)測濾波器的類型，可以得到它的一個近似值。
通過下列算法來識別衰落點。
1)識別可用的幀中具有最小信號電平的點。
2)如果它距幀的任一邊都大于n位(n是小的數(shù)字)就把它加到一張衰落點表中。
3)將最后的最小信號電平點(不論在第2步中用到與否)周圍的所有點移動(或設(shè)置為任意的高信號電平)到距離±x倍相關(guān)時間的地方(如果在一個方向上距幀邊緣不遠就將其移出幀邊緣)。
4)從第一步開始重復(fù)，直到識別出所有所需點。
5)當(dāng)所有點被識別出之后，顛倒表的順序以獲得一張有效數(shù)字遞減順序的表。衰落最嚴(yán)重的地方最可能是一個參考的反相的點。
上述步驟2被應(yīng)用，是因幀任意一邊或兩邊的衰落被初始的反相所覆蓋。如果信道估計是無噪聲，那么n的值將為零，但實際中它被設(shè)置為一個小的數(shù)值，以允許在幀的邊緣出現(xiàn)最低信號電平而噪聲又將這一事實掩蓋的可能性。進而，如果最嚴(yán)重的衰落距幀邊緣只有n比特那么只有這n比特將受影響并且這可通過前向糾錯過程來糾正。
步驟3中的因子x必須根據(jù)經(jīng)驗被設(shè)置一個值，該值對于通過選擇Wiener濾波器所加的可能相關(guān)倍數(shù)的范圍應(yīng)是最佳值。
回頭參考圖1，它代表DPSK的一個傳統(tǒng)的判定定向信道估計解調(diào)器，解調(diào)器由線性乘法器31，32修正，并由為每個瑞克指加法器電路33修正，瑞克指一共包括一個信號能量預(yù)測器和移位寄存器35，36。預(yù)測值在加法器電路34中在瑞克指之間相結(jié)合，在任意給定點產(chǎn)生一個接收能量的總預(yù)測。接收到的這個預(yù)測在一個移位寄存器35中累加。在發(fā)送一幀結(jié)束，移位寄存器35中將包括該幀發(fā)送過程中的能量分布。
參考圖3，實現(xiàn)本發(fā)明的電路包括移位寄存器35，它被連接以接收圖1中加法器電路34的輸出。移位寄存器的輸出端被環(huán)路繞到一個輸入端，其輸出端還和比較器100的一個輸入端連接，以及和一個寄存器102連接。計數(shù)器106有一個輸出端和一個寄存器104的一個輸入端連接，并且寄存器104的輸出端和另一計數(shù)器108的一個輸入端連接。寄存器102的輸出端和比較器100的另一輸入端連接，比較器100的代表一個寫信號的輸出端被加到寄存器102和104的一個寫輸入端。計數(shù)器108的一個輸出端被加到一個零鎖存電路的一個輸出端，零鎖存電路被連接以控制一個可用開關(guān)控制的反相器112。反相器112被連接在移位寄存器37的一個環(huán)路環(huán)繞通路中。移位寄存器37被連接，以從圖1所示移位寄存器36被裝載。移位寄存器37的一個輸出端和反交錯電路114的輸入端連接，反交錯電路的輸出端和一個維特比解碼器116連接。解碼器116的輸出端和檢查和電路118的輸入端連接。
計數(shù)器106，計數(shù)器108和移位寄存器35，37被連接以接收一個時鐘輸入信號，該時鐘輸入信號被例如圖1所示電路初始化。
本發(fā)明的目的是檢查(能量)分布以找到最小值。圖3描述了本發(fā)明一個優(yōu)選實施例的實現(xiàn)，并且表示了數(shù)字硬件設(shè)備，用它可以確定一個信號內(nèi)最小能量的位置。電路按如下運行。
移位寄存器35由解調(diào)器初始化并且包括存貯的信號能量分布(表)。移位寄存器35被連接在一個回路環(huán)繞反饋電路中并且被計時以便使移位寄存器的連續(xù)內(nèi)容周期地存在。因為移位寄存器35被定時，它的輸出被饋送到比較器電路100，比較器的另一輸入端與寄存器102連接，寄存器102被初始化包含一個任意高的值。因為移位寄存器35的內(nèi)容周期出現(xiàn)，比較器100的輸出將根據(jù)它來自移位寄存器35的輸入高于或低于來自寄存器102的輸入而變化。當(dāng)來自移位寄存器35的輸入低時，比較器電路100的輸出將變高，并驅(qū)動寄存器102的寫輸入變高以便該寄存器的內(nèi)容被移位寄存器35的輸出重寫。這樣，當(dāng)移位寄存器35的內(nèi)容循環(huán)(出現(xiàn))，寄存器102將一直保留目前為止遇到的最小值。與這個操作并行的是，計數(shù)器106被計時以計算移位寄存器35的循環(huán)次數(shù)。一但比較器電路100的輸出端變高，這個計數(shù)器的內(nèi)容就被寫入另一寄存器104。當(dāng)移位寄存器35的所有周期結(jié)束后，寄存器104將保留移位寄存器35的移位，它和最小能量的位置相對應(yīng)。
寄存器104的內(nèi)容用來按下述方法轉(zhuǎn)移一份相位補償解調(diào)的數(shù)據(jù)的復(fù)份。與移位寄存器35相同的方式，寄存器37中包括一份與圖1中數(shù)據(jù)輸出線連接的移位寄存器36的內(nèi)容的復(fù)份。移位寄存器37被周期地計時并且包括一個反饋通路。該反饋通路中包括開關(guān)控制的反相器112。減計數(shù)計數(shù)器電路108按寄存器104的內(nèi)容進行初始化，因此，由于它減計數(shù)，在與最低能量位置相應(yīng)的一次計數(shù)，計數(shù)器減為零。在這一點，它通過一個鎖存的零電路110產(chǎn)生一個輸出以這種方法控制可開關(guān)反相器112，即在這一次計數(shù)之后，所有其它數(shù)據(jù)被反相后拷貝回移位寄存器37，因此，在移位寄存器完成循環(huán)之后，部分?jǐn)?shù)據(jù)將根據(jù)剩余值被反相。這次操作后，移位寄存器37被計時輸出到反交錯電路114。反交錯電路114的輸出被加到一個維持比解碼器116并且由110完成檢查和。如果檢查和給出正確數(shù)據(jù)，那么就不再需要其它操作，否則，移位寄存器37的內(nèi)容被反相并被加到反交錯器上，過程重復(fù)進行。
本領(lǐng)域的那些技術(shù)人員應(yīng)該理解，參照圖3所描述的實施例和圖1所示解調(diào)器相結(jié)合，也可以和圖2所示解調(diào)器結(jié)合使用。
權(quán)利要求
1.在一個固定和一個移動無線單元之間提供一條數(shù)字無線鏈路的設(shè)備中使用的裝置，所述裝置包括用于接收輸入信號的設(shè)備；用于解碼數(shù)據(jù)和為正確檢測輸入信號中的一幀數(shù)據(jù)中每組可能反相的數(shù)據(jù)而計算所有可靠性度量標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備；用于比較每個反相的度量標(biāo)準(zhǔn)的比較設(shè)備以及用于選擇最高度量標(biāo)準(zhǔn)的選擇設(shè)備。
2.在固定和移動無線單元之間提供一條數(shù)字無線鏈路的設(shè)備中使用的裝置，所述裝置包括用來接收輸入信號和解調(diào)該輸入信號的設(shè)備;用于對所述解調(diào)后的信號提供檢查和的設(shè)備;用于確定數(shù)據(jù)是否和檢查和相符的設(shè)備;如果不符，用于反相數(shù)據(jù)并重新提供檢查和的設(shè)備。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的裝置，其特征在于如果數(shù)據(jù)與檢查和不相符，衰落的最小總預(yù)測信號點一側(cè)的數(shù)據(jù)被反相并重新進行檢查和。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的裝置，其特征在于如果數(shù)據(jù)不被接收，就在每個最小信號(處)對數(shù)據(jù)段反相直到檢查和成功。
5.如權(quán)利要求1和權(quán)利要求2所要求的裝置主要如前所述。
6.前面任意權(quán)利要求中所要求的裝置，其特征在于通過下列算法識別信號衰落;1)識別可用的幀中具有最小信號電平的點;2)如果它距幀的任一邊緣都大于n(n是一個小數(shù)字)比特，那么將其加入一張衰落點表中;3)將最后小信號電平周圍所有點都移動到±x倍相關(guān)時間的地方;4)重復(fù)步驟1直到全部所需點被識別出;5)當(dāng)獲得所有點之后，將表的次序顛倒以獲得一張有效數(shù)字遞減順序的表。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的裝置，其特征在于根據(jù)經(jīng)驗將數(shù)x設(shè)一個值，該值是通過選擇所用Wiener濾波器對可能相關(guān)倍數(shù)范圍內(nèi)的最優(yōu)值。
全文摘要
在一個固定和一個移動無線單元之間提供一條數(shù)字無線鏈路的設(shè)備中使用的裝置，所述裝置包括用于接收輸入信號的設(shè)備；用于解碼數(shù)據(jù)和為正確檢測輸入信號中的一幀數(shù)據(jù)中每組可能反相的數(shù)據(jù)而計算所有可靠性度量標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備；用于比較每個反相的度量標(biāo)準(zhǔn)的比較設(shè)備以及用于選擇最高度量標(biāo)準(zhǔn)的選擇設(shè)備。
文檔編號H03M13/45GK1111048SQ9411504
公開日1995年11月1日 申請日期1994年8月18日 優(yōu)先權(quán)日1993年8月18日
發(fā)明者A·P·胡爾伯特 申請人:羅克馬諾爾研究有限公司