專利名稱：跟蹤可變延遲信道的設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明與通信設(shè)備和方法有關(guān)，具體地說，與跟蹤通信信道的設(shè)備和方法有關(guān)。
背景技術(shù)：
諸如蜂窩無線電話系統(tǒng)之類的無線通信系統(tǒng)通常包括多個可以在一個第一收發(fā)機(例如基站)與一個第二收發(fā)機(例如移動終端)之間建立的通信信道。這些通信信道通常受諸如多路徑衰落和干擾(噪聲)之類的環(huán)境影響而性能有所降低。衰落效應(yīng)包括可以是由于同時到達一個接收機的發(fā)送信號與一些發(fā)送信號的反射波的交互作用而引起的平坦衰落。作為另一種類型的衰落，時間擴散可以是由于主射線與時間有所延遲的主射線的反射線交互作用而引起的。有用發(fā)送信號源之外的信號源在信號媒體中產(chǎn)生的非正交的信號的相互作用也可以造成干擾效應(yīng)。眾所周知的降低衰落影響的技術(shù)包括對來自空間分開的各個天線的信號進行分集合并。諸如最大似然序列估計(MLSE)之類的均衡技術(shù)可以用來補償時間擴散。可以采用減小接收干擾信號的天線波束控制來減少這些干擾。
衰落通常主要是損害通信系統(tǒng)內(nèi)的解調(diào)器的性能。移動終端的接收機通常包括一個解調(diào)器，它可以是一個諸如最大似然序列估計(MLSE)解調(diào)器之類的相干解調(diào)器。為了保證對接收信號進行可靠解調(diào)，通常為解調(diào)器配置一個關(guān)聯(lián)的信道跟蹤器。在接收機截獲通信信號后，信道跟蹤器維護一個信道估計，以便提供解調(diào)器與接收信號之間的相干基準。
然而，不幸的是，在某種情況下，信道跟蹤器進行的跟蹤可能由于衰落效應(yīng)等而陷于混亂。在跟蹤陷于混亂時，解調(diào)器可能失去相干基準，從而可能在對接收信號解調(diào)中產(chǎn)生差錯。在一個快衰落信道中，一般會有持續(xù)一個通信突發(fā)脈沖串時間的一個或多個短的強衰落。一個短的強衰落將造成一連串差錯，即使是有著高的平均信噪比(SNR)，因為在衰落期間解調(diào)器的相干基準可能丟失。因此，有必要對信道跟蹤技術(shù)進行改進。
發(fā)明概述考慮到上述情況，本發(fā)明的一個目的是提供較不容易受諸如可能由衰落造成的一連串差錯影響的信道跟蹤設(shè)備和方法。
本發(fā)明的另一個目的是提供適合與提供軟信息和硬信息的相干解調(diào)器配合使用的信道跟蹤設(shè)備和方法。
本發(fā)明的又一個目的是提供適合與雙向解調(diào)配合使用的信道跟蹤設(shè)備和方法。
按照本發(fā)明，這些和其他一些目的、特征和優(yōu)點是由在信道跟蹤中提供了可變延遲的設(shè)備和方法實現(xiàn)的。具體地說，將一個具有硬(或者說碼元估計)、軟(或者說碼元估計的質(zhì)量指示)兩種輸出的解調(diào)器連接到一個信道跟蹤器上。信道跟蹤器提供解調(diào)器所使用的部分是為了校正衰落的信道估計。信道跟蹤器根據(jù)來自解調(diào)器的碼元估計和接收信號對信道估計進行更新。然而，在軟輸出表明碼元估計置信度較低時，就不用這些碼元估計來更新信道估計。這是通過為信道跟蹤器執(zhí)行的信道估計運算提供一個取決于接連可疑碼元估計數(shù)的可變延遲來實現(xiàn)的。例如，單個可疑估計產(chǎn)生一個為1的延遲，使最近這個估計不予采用，兩個接連的可疑估計產(chǎn)生一個為2的延遲，使最近兩個估計不予采用，如此等等。因此，本發(fā)明的信道跟蹤器只利用最可靠的本機可得數(shù)據(jù)來產(chǎn)生供解調(diào)器使用的信道估計。
本發(fā)明的一個方面是提供一種跟蹤通過通信媒體發(fā)送的已調(diào)信號的方法。來自一個通信信道的已調(diào)信號接收后，根據(jù)信道估計予以解調(diào)，得出一個碼元估計和這個碼元估計的質(zhì)量指示。根據(jù)接收信號、碼元估計和碼元估計的質(zhì)量指示，配合一個可變延遲來更新信道估計。在本發(fā)明的一個實施例中，通過首先將碼元估計的質(zhì)量指示與一個合格值進行比較來更新信道估計。如果本碼元估計的質(zhì)量指示滿足合格值，就根據(jù)本碼元估計產(chǎn)生一個更新的信道估計，如果本碼元估計的質(zhì)量指示沒有滿足合格值，就根據(jù)先前一個具有滿足合格值的質(zhì)量指示的碼元估計產(chǎn)生更新的信道估計。
在本發(fā)明的另一個實施例中，先前碼元估計有一個與當前碼元估計有關(guān)的相對延遲。這個更新的信道估計是根據(jù)先前一個具有滿足合格的質(zhì)量指示的碼元估計利用根據(jù)相對延遲確定的跟蹤系數(shù)產(chǎn)生的。于是更新的信道估計根據(jù)跟蹤系數(shù)產(chǎn)生。這個跟蹤系數(shù)在一個實施例中通過將一個基準跟蹤系數(shù)自乘與相對延遲相應(yīng)的次數(shù)得出。
在本發(fā)明的另一個實施例中，接收信號用最大似然序列估計進行相干解調(diào)。在這個實施例中的碼元估計的質(zhì)量指示可以是與最大似然序列估計一起得出的軟輸出。此外，最大似然序列估計可以包括多個候選狀態(tài)，每個候選狀態(tài)提供一個關(guān)聯(lián)碼元估計和這個關(guān)聯(lián)碼元估計的質(zhì)量指示。在這種情況下，為每個狀態(tài)根據(jù)這個狀態(tài)的關(guān)聯(lián)碼元估計和關(guān)聯(lián)碼元估計的質(zhì)量指示產(chǎn)生一個獨立更新的信道估計。
碼元估計的質(zhì)量指示也可以是一個接收信號強度指示。信道跟蹤器可以是一個卡爾曼型跟蹤器或最小均方(LMS)型跟蹤器。
雖然本發(fā)明以上主要是結(jié)合本發(fā)明的方法進行說明的，但也提供了執(zhí)行這些方法的設(shè)備。在本發(fā)明的另一個實施例中，為包括一個具有硬輸出和軟輸出的解調(diào)器的已調(diào)信號接收設(shè)備提供了一種可變延遲信道跟蹤器。這種信道跟蹤器包括一個具有與解調(diào)器連接的信道估計輸出端的可變延遲信道跟蹤器和一個與解調(diào)器的軟輸出端和信道跟蹤器連接的延遲確定電路。這種可變延遲信道跟蹤器可以是一個Kalman型跟蹤器或LMS型跟蹤器。
在本發(fā)明的又一個實施例中，延遲確定電路包括將軟輸出與一個合格值進行比較的裝置和如果軟輸出滿足合格值為可變延遲信道跟蹤電路提供一個根據(jù)硬輸出更新信道估計的指示的裝置。延遲確定電路還包括如果軟輸出不滿足合格值為可變延遲信道跟蹤電路提供一個供產(chǎn)生信道估計輸出用的延遲數(shù)。
因此，本發(fā)明的方法和設(shè)備通過利用可變延遲信道跟蹤器用最佳本機可得數(shù)據(jù)更新信道估計改進了信道跟蹤。本發(fā)明的信道跟蹤器從而能較好防止由于諸如在傳輸期間深度衰落之類的信道影響造成的誤差傳播。
附圖簡要說明

圖1為包括一個接收機的通信系統(tǒng)的示意圖，這個接收機具有一個有按照本發(fā)明的一個實施例實現(xiàn)的可變延遲信道跟蹤器配合的解調(diào)器；圖2為解調(diào)器和按照本發(fā)明的一個實施例實現(xiàn)的可變延遲信道跟蹤器的示意圖；圖3為按照本發(fā)明的一個實施例進行信道跟蹤的操作流程圖；以及圖4為按照本發(fā)明的一個實施例更新一個信道估計的操作流程圖。
優(yōu)選實施例詳細說明以下將結(jié)合示出本發(fā)明的優(yōu)選實施例的附圖更為詳細地對本發(fā)明進行說明。熟悉該技術(shù)的人員可以理解，本發(fā)明可以用許多不同的形式體現(xiàn)，并不局限于在這里提出的這些實施例；更確切些說，所以提供這些實施例是為了使本說明更為全面和完整，從而為精通該技術(shù)的人員充分地表達本發(fā)明的范圍。在這些附圖中，同樣的號碼標示的都是同樣的器件。
現(xiàn)在來看圖1，通信系統(tǒng)10包括一個有著編碼器20和調(diào)制器26的發(fā)射機部分。需通過通信信道28傳送的數(shù)據(jù)22提供給編碼器20。通信信道28可以是一個無線通信信道，解調(diào)器32接收的已調(diào)信號是一個無線電通信信號。數(shù)據(jù)22是典型的一系列具有狀態(tài)1或0的二元比特。編碼器20可以是一個分組編碼器、卷積編碼器或其他類型的糾錯編碼器或檢錯編碼器。這些編碼碼元ai24從編碼器20輸出給調(diào)制器26。為了通過通信信道進行傳輸，調(diào)制器26對這些碼元進行調(diào)制，產(chǎn)生一個發(fā)送信號，通常示為s(t)=∑aip(t-iT)(1)其中Ti為碼元周期，ai為第i個碼元，而p(t)為發(fā)射脈沖，例如在D-AMPS中為平方根升余弦。
在通信系統(tǒng)10中還示出了一個接收機，它包括解調(diào)器32、信道跟蹤器34和解碼器40。調(diào)制器26輸出的發(fā)送信號s(t)在通過信道28傳輸期間受到噪聲及其他信道的影響，在被解調(diào)器32接收時成為接收信號r(t)。接收信號與發(fā)送信號之間的關(guān)系通?？梢员硎緸閞(t)=c(t)s(t)+v(t)(2)其中r(t)為接收信號，c(t)為衰落效應(yīng)，s(t)為發(fā)送信號而v(t)通常表示信道28除衰落分量以外的噪聲影響。等式2所示的為簡單起見可以看作平坦信道情況，但是可以擴展到非平坦信道模型。此外，信號通常在基帶采樣和數(shù)字化。為簡單起見，說明的是每個碼元一個樣點的情況。然而，每個碼元多個樣點的情況很容易得出，也可以從本發(fā)明的新穎見解中得到好處。
在給定時間n，接收信號rn送到解調(diào)器32。解調(diào)器32將rn與當時合成的值cnsn進行比較，其中cn為與通信信道28的衰落分量關(guān)聯(lián)的信道估計，而sn表示解調(diào)器32產(chǎn)生的假設(shè)碼元值。
信道估計cn39由信道跟蹤器34產(chǎn)生。信道跟蹤器34利用接收信號30和解調(diào)器32產(chǎn)生的過去檢測的碼元更新信道估計。因此，信道跟蹤器34和解調(diào)器32用一種可能不穩(wěn)定的方式相互作用，因為來自信道跟蹤器34的信道估計39用來改進解調(diào)器32確定碼元，而解調(diào)器32確定的碼元又反過來送到信道跟蹤器34用于產(chǎn)生信道估計39。所以，按照本發(fā)明的精神，所希望的是減小來自解調(diào)器32的不良碼元使信道跟蹤器34產(chǎn)生錯誤的信道估計39的潛在可能性。
現(xiàn)在將概括地對由于解調(diào)與跟蹤之間相互影響而造成的誤差放大這個潛在的問題進一步進行說明。作為例示，假設(shè)解調(diào)器32和信道跟蹤器34最初在通信信道28要受到衰落的點處是同步的。由于當時SNR低，解調(diào)器32產(chǎn)生一個錯誤的碼元。對于一個不加跟蹤的解調(diào)器來說，這個碼元差錯不會影響將來的解調(diào)。在無線信道上的相干解調(diào)器中，跟蹤通常是必需的。然而，在一個標準的信道跟蹤器中，這個不正確的碼元送到信道跟蹤器后通常會使信道跟蹤器偏離正確的信道軌跡。對于一個典型的有著有限脈沖響應(yīng)(FIR)結(jié)構(gòu)的跟蹤器來說，這個差錯要影響到幾個碼元周期。在此期間，信道跟蹤器提供給解調(diào)器的是不正確的信道估計，具體地說，是不正確的相位基準。接著，這又使解調(diào)器可能得出另一個差錯碼元，諸如此類。隨著通信信道脫離衰落，本機SNR上升到足以使跟蹤器趨于穩(wěn)定。然而，此時信道跟蹤器的相位，這在相移鍵控(PSK)系統(tǒng)中通常是一個有決定性的量，可能偏離了許多。
在諸如四相移相鍵控(QPSK)之類的相干調(diào)制方案中，相位偏移可能會災(zāi)難性地使大量的檢測得出的碼元有差錯。這種影響可以用諸如差分QPSK之類的差分解調(diào)方案來減小，因為它不繼續(xù)傳播誤差，從而可以克服相位偏移。這種差別是由于QPSK取決于絕對相位，使得一個90度的跟蹤誤差會導致繼續(xù)的誤差傳播，而差分QPSK根據(jù)的是差分相位。本發(fā)明通過使信道跟蹤器34可以利用它本機可得的最可靠的數(shù)據(jù)克服了這種誤差傳播問題。具體地說，本發(fā)明用一個可變延遲信道跟蹤器來提供這種能力。
如圖1所示，本發(fā)明的信道跟蹤器34接收接收信號r(n)30。它還接收來自解調(diào)器32的碼元估計s(n)36和碼元估計質(zhì)量指示(質(zhì)量輸出)38。
質(zhì)量指示38例如可以是來自一個MLSE類型的解調(diào)器的軟輸出或軟度量。信號質(zhì)量指示也可以是一個接收信號強度指示。解調(diào)器32的輸出36和38也提供給解碼器40，解碼器40對碼元估計36解碼后，得出對發(fā)送數(shù)據(jù)42的估計。
解調(diào)器32配置有一個根據(jù)信道估計39對接收信號進行解調(diào)的裝置，用來提供碼元估計36和估計質(zhì)量指示38。雖然在圖1中沒有示出，但通常配置有一個從通信媒體28接收已調(diào)信號的裝置，用來將已調(diào)信號從載頻速率變換為與碼元周期有關(guān)的速率，以便解調(diào)器32和信道跟蹤器34處理。信道跟蹤器34配置有一個根據(jù)接收信號30、碼元估計36和碼元估計質(zhì)量指示38配合一個可變延遲更新信道估計39的裝置。具體地說，信道跟蹤器34配置有一個裝置，將碼元估計的質(zhì)量指示38與一個合格值進行比較，如果碼元估計的質(zhì)量指示滿足合格值就根據(jù)這個碼元估計36產(chǎn)生一個更新的信道估計39。如果質(zhì)量指示不滿足合格值，信道跟蹤器34配置有一個裝置，根據(jù)先前一個具有滿足合格值的質(zhì)量指示的碼元估計產(chǎn)生一個更新的信道估計。
現(xiàn)在結(jié)合圖2進一步說明一個按照本發(fā)明實現(xiàn)的跟蹤通過通信信道發(fā)送的已調(diào)信號的設(shè)備的實施例。對于圖2所示的這個實施例來說，信道跟蹤器34包括延遲確定電路50和信道跟蹤電路52。信道跟蹤電路52在所示的實施例中是一個Kalman型跟蹤器。為了便于討論，接收信號30將標為r(n)，其中n相應(yīng)于解調(diào)器和跟蹤器的操作時間序列增量。這種信道估計，有時稱為信道抽頭估計(channel tap estimate)，對于給定直到時間m的數(shù)據(jù)來估計在時間n的情況可以表示為cn|m。來自解調(diào)器32的解調(diào)碼元36表示為s(n)。對于二階跟蹤器的情況，這種關(guān)系由等式3給定Xn+1|n=Fxn|n-1+Ms*(n)e(n)(3)其中
xn|n-1=cn|n-1cn-1|n-1以及e(n)=r(n)-cn|n-1s(n)F和M是根據(jù)例如對于信道跟蹤器所工作的具體接收設(shè)備和信道環(huán)境的模擬建立的初始固定矩陣。如在這里所示的表示式是用于一個1抽頭信道的情況。然而，本發(fā)明也可以用于多抽頭信道，每個抽頭利用諸如上面那樣的表示式獨立地予以跟蹤。
對于圖2所示的這個實施例，解調(diào)器32是一個有單個信道跟蹤器配合的最大似然序列估計(MLSE)解調(diào)器?？梢岳斫?，MLSE解調(diào)器具有一種格子結(jié)構(gòu)，也就是說是一個有限狀態(tài)時序機。格子結(jié)構(gòu)的每一級表示一個單位時間。在時間n，進行一系列計算，確定結(jié)束于每個狀態(tài)的最佳路徑或者說碼元序列。通常，結(jié)束于不同狀態(tài)的路徑是不同的。對于結(jié)束于每個狀態(tài)的路徑來說，碼元s(n)36是一個試驗判決(tentative decision)，送到跟蹤器52。信道跟蹤電路52可以利用這個假設(shè)判決碼元36按照如以下將進一步說明的所施加的可變延遲用上面的等式3更新它在時間n+1的信道估計。所得到的xn+1|n是信道估計39，反饋到解調(diào)器32，在格子結(jié)構(gòu)的級n+1用于在這個狀態(tài)開始的狀態(tài)轉(zhuǎn)移?？梢詾榻庹{(diào)器格子結(jié)構(gòu)內(nèi)每個狀態(tài)運用一個獨立的信道跟蹤電路52。這種解調(diào)器結(jié)構(gòu)通常稱為多狀態(tài)信道模型(channel model perstate)(CMS)。
可以理解，本發(fā)明可以與不同類型的解調(diào)器配合，包括上面說明的MLSE解調(diào)器結(jié)構(gòu)的其他標準變型。例如，可以采用單個信道跟蹤器而不用每個狀態(tài)一個的獨立跟蹤器。對于這種變型，在時間n，根據(jù)為每個狀態(tài)提供的一個累計度量確定最佳狀態(tài)。在預(yù)期的合理信道條件下，結(jié)束于不同狀態(tài)的這些路徑在某些延遲后會趨于歸并。也就是說，也就是說，直到某個時間n-d與不同路徑關(guān)聯(lián)的碼元趨于相同。與一個選取狀態(tài)的路徑關(guān)聯(lián)的碼元s(n-d)送到信道跟蹤電路52。這種解調(diào)器32所以利用固定延遲是為了增大可靠性，因為與s(n)相比s(n-d)的估計可靠性更高。這種變型的信道跟蹤方程式類似于上面的方程式3，可以表示為
Xn-d+1|n-d=Fxn-d|n-d-1+Ms*(n-d)e(n-d)按照質(zhì)量輸出38，信道跟蹤電路52可以用下列方程式外推或預(yù)測時間n+1的信道估計39Xn-d+1|n-d=Fdxn-d+1|n-d于是，這個信道估計提供給解調(diào)器32，在格子結(jié)構(gòu)的級n+1用于所有的狀態(tài)轉(zhuǎn)移。解調(diào)器結(jié)構(gòu)的這種變型稱為單信道模型(SCM)。
對于圖2所示實施例的信道跟蹤器34的可變延遲能力是由延遲確定電路50提供的。來自解調(diào)器32的質(zhì)量輸出值38提供給延遲確定電路50。如果質(zhì)量輸出值38表明碼元估計36具有一個高的置信度，延遲確定電路50就檢測到合格的碼元質(zhì)量指示，因為它包括一個將質(zhì)量輸出38與一個可以預(yù)先確定和存儲在與延遲確定電路50連接的存儲器內(nèi)的合格值進行比較的裝置。高置信度的碼元估計用來迅速地更新信道跟蹤器52的信道估計，因此，在這種條件下，延遲確定電路50向信道跟蹤電路52表明不延遲。于是可以如上面說明的那樣繼續(xù)進行更新信道估計39的操作。
在解調(diào)器32的質(zhì)量輸出表明最近產(chǎn)生的碼元估計36具有低的置信度時，本發(fā)明的設(shè)備和方法更為可取的是不利用估計36來更新信道估計39。因此，信道跟蹤電路52必須根據(jù)一個具有充分高的質(zhì)量指示的較早的碼元估計調(diào)整信道估計39。例如，如果對于時間n-1的碼元估計的質(zhì)量輸出充分大，信道跟蹤電路52就會從延遲確定電路50接收到一個為1的延遲指示，表明不應(yīng)該使用最近這個碼元估計36。因此，信道跟蹤電路52產(chǎn)生根據(jù)下列方程式更新的信道估計Xn+1|n-1=Fxn|n-1如果在估計中多個接連的估計都置信度低，那就可以使用更大的延遲值。例如，如果有兩個估計s(n)和s(n+1)都沒能滿足接受準則，于是信道跟蹤電路52根據(jù)下列方程式產(chǎn)生它的對于時間n+2的更新信道估計xn+2|n-1=F2xn|n-1就更為一般的情況來說，可以用下列方程式xn+1+d|n=Fdxn+1|n可以預(yù)料，隨著通信信道28脫離強衰落，質(zhì)量輸出38的值將提高，從而可以預(yù)料延遲54將歸零。因此，本發(fā)明的可變延遲信道跟蹤器34提供了一種改進的跟蹤器，這種跟蹤器不容易出現(xiàn)強衰落引起的誤差傳播。
本發(fā)明的可變延遲信道跟蹤器34可以與如上所述的CMS或SCM解調(diào)器結(jié)構(gòu)配合使用。在CMS的情況下，每個狀態(tài)有一個獨立的信道跟蹤器34。因此，在任何時候，各個跟蹤器可以有不同的延遲，這取決于這些分別沿著各路徑的碼元估計的相對可靠性。要注意的是，雖然在圖2中沒有具體地例示這種多信道跟蹤器變型，但每一個獨立的信道跟蹤器都將與上面對單信道跟蹤器方案所說明的那樣進行工作。此外，雖然信道跟蹤器在上面用這些對于一個沒有固定延遲分量的CMS跟蹤器的方程式來說明的，但可以理解，通過提供可變延遲代替由已知的SCM解調(diào)器提供的固定延遲，本發(fā)明可以同樣地應(yīng)用于SCM。在這種情況下，信道跟蹤電路52將延遲增大到超過解調(diào)器的固定延遲，以避免使用不可靠的碼元估計。在這種情況下雖然也可能信道跟蹤器34將延遲減小到固定延遲以下，但是在這樣的系統(tǒng)中很新近的判決的可靠性通常較低，因此預(yù)計不。會將延遲減小到固定延遲以下。
雖然在這里結(jié)合將質(zhì)量指示與是一個預(yù)置的質(zhì)量門限的合格值相比較概括地進行了說明，但是這個合格值可以是可變的。例如，合格值可以取決于考慮到最好是它的前幾個先趨的相對質(zhì)量。對于CMS的情況，這些先趨是處在結(jié)束于所關(guān)注的狀態(tài)的選留路徑上。對于SCM的情況，這些先趨是處在結(jié)束于當前最佳狀態(tài)的選留路徑上。
在本發(fā)明的可變延遲信道跟蹤器34的另一個實施例中，信道跟蹤器34考慮了質(zhì)量輸出38和達到它的更新延遲輸入54中的可變延遲的數(shù)值。因此，如果在通信信道28上遇到的衰落的持續(xù)時間相對于最長時間準則來說已是足夠長了，信道跟蹤電路52就利用一個本來不滿足信道跟蹤器34接受準則的碼元估計36來更新信道估計39。在本發(fā)明的可變延遲信道跟蹤器的再一個實施例中，對于時間n+1的信道估計可以根據(jù)幾個具有足夠置信度的碼元估計36產(chǎn)生，而不是象上面所說明的單個碼元估計。
雖然上面是結(jié)合MLSE解調(diào)器對發(fā)明進行說明的，以便為原就熟悉該技術(shù)的人員介紹本發(fā)明的情況，但可以理解，本發(fā)明可以應(yīng)用于其他利用信道跟蹤獲得相干信道基準的解調(diào)裝置和方法。具體地說，本發(fā)明的信道跟蹤器可以有利地與只有單個狀態(tài)和帶判決反饋均衡器(DFE)的相干解調(diào)器配合使用。本發(fā)明的信道跟蹤器也可以用于接收的一個完整突發(fā)脈沖串在開始和結(jié)束處都有同步段、對其中一部分比特執(zhí)行正向解調(diào)而對其余比特執(zhí)行反向解調(diào)的雙向解調(diào)。雙向解調(diào)可以從突發(fā)脈沖串兩側(cè)處理一個強衰落，從而改進了性能，因為可以預(yù)計得出的可變延遲量只有二分之一。這種方法可以將由于長延遲外推而引起的不良信道跟蹤的可能性減到最小。
熟悉該技術(shù)的人員可以理解，圖1和2所例示的設(shè)備可以包括各種通常使用的通信器件。例如，圖1的設(shè)備可以用一個或多個數(shù)字信號處理器(DSP)芯片和/或?qū)Ｓ眉呻娐?ASIC)實現(xiàn)。可以理解，圖1和2的設(shè)備通?？梢杂脤Ｓ糜布?、在通用或?qū)Ｓ脭?shù)據(jù)處理器上運行的軟件或固件，以及它們的組合實現(xiàn)。
下面將結(jié)合圖3和4所示的流程圖對本發(fā)明的一個實施例的操作予以說明。首先來看圖3，操作由于接收到來自一個通信信道的已解調(diào)信號在方框100開始。在方框102，接收信號根據(jù)一個信道估計予以解調(diào)，得出一個碼元估計和這個碼元估計的質(zhì)量指示。這個信道估計接著根據(jù)接收信號、碼元估計和碼元估計的質(zhì)量指示配合一個可變延遲予以更新，這將結(jié)合方框104-108進行說明。如方框104所示，這個碼元估計的質(zhì)量指示將與一個合格值進行比較。如果碼元估計的質(zhì)量指示滿足這個合格值，也就是說，如果表明這個碼元的估計是對接收碼元的一個高置信度的估計，就在方框106根據(jù)這個碼元估計產(chǎn)生一個更新的信道估計。然而，如方框108所示，如果這個碼元估計的質(zhì)量指示不滿足這個合格值，于是根據(jù)先前一個具有滿足合格值的質(zhì)量指示的碼元估計產(chǎn)生更新的信道估計。因此，提供了一個可變延遲，這個可變延遲取決于沒能滿足合格值的相繼碼元估計的個數(shù)。
現(xiàn)在參照圖4進一步說明方框108的根據(jù)先前一個的碼元估計產(chǎn)生信道估計的操作。每個先前碼元估計都具有一個與當前碼元估計有關(guān)的相對延遲。例如，單個可疑碼元估計相應(yīng)于一個為1的延遲，兩個接連的可疑碼元估計相應(yīng)于一個為2的延遲，如此等等。與方框108相應(yīng)的根據(jù)相對延遲確定跟蹤系數(shù)的操作示于方框120-124。在方框120，檢索出一個基準跟蹤系數(shù)，用來確定跟蹤系數(shù)(F)。注意，這個基準跟蹤系數(shù)與在圖3的方框106所示的按當前碼元估計產(chǎn)生信道估計所用的跟蹤系數(shù)相同。然而，如方框122所示，對于根據(jù)先前碼元進行的估計，這個基準跟蹤系數(shù)升到相對延遲次方。在方框124，根據(jù)得到的跟蹤系數(shù)產(chǎn)生一個更新的信道估計。
如先前結(jié)合本發(fā)明的設(shè)備情況所述，本發(fā)明的可變延遲信道跟蹤操作可以與包括多個候選狀態(tài)、每個候選狀態(tài)提供一個關(guān)聯(lián)碼元估計和這個關(guān)聯(lián)碼元估計的質(zhì)量指示的MLSE解調(diào)器(上面稱為CMS配置)配合。在這種情況下，如方框126所示，對于每個附加狀態(tài)重復(fù)方框120-124的操作。因此，為每個狀態(tài)根據(jù)這個狀態(tài)的關(guān)聯(lián)碼元估計和關(guān)聯(lián)碼元估計的質(zhì)量指示提供一個獨立更新的信道估計?？梢岳斫猓捎诿總€狀態(tài)分別獨立產(chǎn)生，每個狀態(tài)的延遲值可以有不同，因此導致在方框122每個信道跟蹤器各自產(chǎn)生一個不同的跟蹤系數(shù)。在方框124執(zhí)行更新操作，按照本發(fā)明的一個實施例，更新操作可以用一個卡爾曼型跟蹤器執(zhí)行。
很清楚，流程圖的每個方框和流程圖內(nèi)一些方框的組合都可以用計算機程序指令實現(xiàn)。這些程序的指令可以提供給一個處理器，以便形成一個機器，使得這些在處理器上執(zhí)行的指令生成實現(xiàn)在流程圖各個方框或一些方框內(nèi)規(guī)定的功能的裝置。這些計算機程序指令可以用一個處理器執(zhí)行，實現(xiàn)用處理器執(zhí)行的各個操作步驟，從而生成一個計算機實現(xiàn)的過程，使得在處理器上執(zhí)行的這些指令執(zhí)行實現(xiàn)各個在流程圖各個方框或一些方框內(nèi)規(guī)定的功能的步驟。
因此，流程圖各個方框支持執(zhí)行規(guī)定功能的裝置的組合、執(zhí)行規(guī)定功能的步驟的組合和執(zhí)行規(guī)定功能的程序指令裝置。還可以理解，流程圖各個方框和流程圖內(nèi)一些方框的組合可以用執(zhí)行規(guī)定操作或步驟的基于專用硬件的系統(tǒng)來實現(xiàn)，也可以用專用硬件和計算機指令的組合來實現(xiàn)。
在這些附圖和說明中，揭示了本發(fā)明的典型優(yōu)選實施例，雖然使用了一些具體條款，但只是一般性的和說明性的，并不是限制性的，而本發(fā)明的專利保護范圍在以下權(quán)利要求書中給出。
權(quán)利要求
1．一種跟蹤通過一個通信信道發(fā)送的已調(diào)信號的方法，所述方法包括下列步驟從所述通信信道接收已調(diào)信號；根據(jù)一個信道估計對接收信號進行解調(diào)，得出一個碼元估計和這個碼元估計的質(zhì)量指示；以及配合一個可變延遲更新所述信道估計，其中所述可變延遲根據(jù)所述碼元估計的質(zhì)量指示得出。
2．一種遵從權(quán)利要求1的方法，其中所述更新步驟包括下列步驟將所述碼元估計的質(zhì)量指示與一個合格值進行比較；如果所述碼元估計的質(zhì)量指示滿足合格值，根據(jù)所述碼元估計產(chǎn)生一個更新的信道估計；以及如果所述碼元估計的質(zhì)量指示不滿足合格值，根據(jù)先前一個具有滿足合格值的質(zhì)量指示的碼元估計產(chǎn)生一個更新的信道估計。
3．一種遵從權(quán)利要求2的方法，其中所述先前碼元估計具有一個與所述碼元估計有關(guān)的相對延遲，而所述如果所述碼元估計不滿足合格值就根據(jù)先前一個具有滿足合格值的質(zhì)量指示的碼元估計產(chǎn)生更新的信道估計的步驟還包括下列步驟根據(jù)所述相對延遲確定一個跟蹤系數(shù)；以及根據(jù)所述跟蹤系數(shù)產(chǎn)生一個更新的信道估計。
4．一種遵從權(quán)利要求3的方法，其中所述確定步驟包括將一個基準跟蹤系數(shù)升到與所述相對延遲相應(yīng)次方，以提供所述跟蹤系數(shù)的步驟。
5．一種遵從權(quán)利要求4的方法，其中所述已調(diào)信號是一個無線電通信信號。
6．一種遵從權(quán)利要求4的方法，其中所述解調(diào)步驟還包括用最大似然序列估計對所述接收信號進行相干解調(diào)的步驟。
7．一種遵從權(quán)利要求6的方法，其中所述最大似然序列估計包括多個候選狀態(tài)，每個候選狀態(tài)提供一個關(guān)聯(lián)碼元估計和所述關(guān)聯(lián)碼元估計的質(zhì)量指示；以及所述更新步驟為每個狀態(tài)根據(jù)這個狀態(tài)的所述關(guān)聯(lián)碼元估計和關(guān)聯(lián)碼元估計的質(zhì)量指示提供一個獨立更新的信道估計。
8．一種遵從權(quán)利要求4的方法，其中所述質(zhì)量指示是一個接收信號強度指示。
9．一種遵從權(quán)利要求4的方法，其中所述更新步驟是用一個從包括Kalman型跟蹤器和LMS型跟蹤器的組中選出的跟蹤器執(zhí)行的。
10．一種跟蹤通過一個通信信道發(fā)送的已調(diào)信號的設(shè)備，所述設(shè)備包括從所述通信信道接收已調(diào)信號的裝置；根據(jù)一個信道估計對接收信號進行解調(diào)、得出一個碼元估計和這個碼元估計的質(zhì)量指示的裝置；以及配合一個根據(jù)所述碼元估計的質(zhì)量指示得出的可變延遲更新所述信道估計的裝置。
11．一種遵從權(quán)利要求10的設(shè)備，其中所述用于更新的裝置包括將所述碼元的質(zhì)量指示與一個合格值進行比較的裝置；如果所述碼元估計的質(zhì)量指示滿足合格值、根據(jù)所述碼元估計產(chǎn)生一個更新的信道估計的裝置；以及如果所述碼元估計的質(zhì)量指示不滿足合格值、根據(jù)先前一個具有滿足合格值的質(zhì)量指示的碼元估計產(chǎn)生一個更新的信道估計的裝置。
12．一種遵從權(quán)利要求11的設(shè)備，其中所述先前碼元估計具有一個與所述碼元估計有關(guān)的相對延遲，而所述如果所述碼元估計不滿足合格值、根據(jù)先前一個具有滿足合格值的質(zhì)量指示的碼元估計產(chǎn)生更新的信道估計的裝置還包括根據(jù)所述相對延遲確定一個跟蹤系數(shù)的裝置；以及根據(jù)所述跟蹤系數(shù)產(chǎn)生一個更新的信道估計的裝置。
13．一種遵從權(quán)利要求12的設(shè)備，其中所述用于確定跟蹤系數(shù)的裝置包括將一個基準跟蹤系數(shù)升到與相對延遲相應(yīng)次方、以提供所述跟蹤系數(shù)的裝置。
14．一種遵從權(quán)利要求13的設(shè)備，其中所述已調(diào)信號是一個無線電通信信號。
15．一種遵從權(quán)利要求13的設(shè)備，其中所述用于解調(diào)的裝置還包括用最大似然序列估計對接收信號進行相干解調(diào)的裝置。
16．一種遵從權(quán)利要求15的設(shè)備，其中所述對接收信號相干解調(diào)的裝置提供多個候選狀態(tài)，每個候選狀態(tài)有一個關(guān)聯(lián)碼元估計和這個關(guān)聯(lián)碼元估計的質(zhì)量指示；以及所述用于更新的裝置還包括為每個狀態(tài)根據(jù)這個狀態(tài)的所述關(guān)聯(lián)碼元估計和關(guān)聯(lián)碼元估計的質(zhì)量指示提供一個獨立更新的信道估計的裝置。
17．一種遵從權(quán)利要求13的設(shè)備，其中所述質(zhì)量指示是一個接收信號強度。
18．一種遵從權(quán)利要求13的設(shè)備，其中所述用于更新的裝置是一個從包括Kalman型跟蹤器和LMS型跟蹤器的組中選出的跟蹤器。
19．一種用于包括一個具有硬輸出和軟輸出的解調(diào)器的已調(diào)信號接收設(shè)備的信道跟蹤器，所述信道跟蹤器包括一個具有一個與所述解調(diào)器連接的信道估計輸出端的可變延遲信道跟蹤電路；以及一個與所述解調(diào)器的軟輸出端和所述信道跟蹤電路連接的延遲確定電路。
20．一種遵從權(quán)利要求19的信道跟蹤器，其中所述可變延遲信道跟蹤電路是從包括卡爾曼型跟蹤器和LMS型跟蹤器的組中選出的。
21．一種遵從權(quán)利要求19的信道跟蹤器，其中所述延遲確定電路包括將所述軟輸出與一個合格值進行比較的裝置；如果所述軟輸出滿足合格值、為所述可變延遲信道跟蹤電路提供一個根據(jù)所述硬輸出更新所述信道估計的指示的裝置；以及如果所述軟輸出不滿足合格值、為所述可變延遲信道跟蹤電路提供一個供產(chǎn)生所述信道估計輸出用的延遲數(shù)的裝置。
全文摘要
本發(fā)明提供了為信道跟蹤提供可變延遲的設(shè)備和方法。具體地說,將一個具有硬(或者說碼元估計)、軟(或者說碼元估計的質(zhì)量指示)兩種輸出的解調(diào)器連接到一個信道跟蹤器上。這個信道跟蹤器向解調(diào)器提供部分是為了校正衰落使用的信道估計。信道跟蹤器根據(jù)來自解調(diào)器的碼元估計和接收信號對信道估計進行更新。然而,在軟輸出表明碼元估計置信度較低時,就不用這個碼元估計來更新信道估計。這是通過為信道跟蹤器執(zhí)行的信道估計運算提供一個可變延遲來實現(xiàn)的,這個可變延遲取決于接連的可疑碼元估計的個數(shù)。例如,單個可疑估計產(chǎn)生一個為1的延遲,使最近這個估計不予采用,兩個接連的可疑估計產(chǎn)生一個為2的延遲,使最近兩個估計不予采用,等等。因此,本發(fā)明的信道跟蹤器只利用最可靠的本機可得數(shù)據(jù)來產(chǎn)生供解調(diào)器使用的信道估計。
文檔編號H04L25/02GK1310902SQ99806704
公開日2001年8月29日 申請日期1999年4月20日 優(yōu)先權(quán)日1998年5月27日
發(fā)明者A·S·克哈伊拉拉 申請人:艾利森公司