專利名稱：利用白化路徑度量對通信信號進行序貫最大似然估計的設備、方法和計算機程序產(chǎn)品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及信息系統(tǒng)、方法和計算機程序產(chǎn)品，特別涉及對發(fā)射的碼元序列進行估計的設備、方法和計算機程序產(chǎn)品。
背景技術(shù)：
在多種類型的現(xiàn)代通信系統(tǒng)里，如無線電電話通信系統(tǒng)，信息通信是用信息碼元即比特序列來進行的。通常都是通過各種脈沖調(diào)制技術(shù)如頻移鍵控(FSK)、二相移鍵控(BPSK)等等，用這些碼元序列調(diào)制射頻載波信號來發(fā)射這些碼元序列的。一般是在另一個地點接收調(diào)制后的載波信號，同時利用互補解調(diào)器從被調(diào)制的載波信號中恢復信息序列。
用于碼元序列通信的脈沖調(diào)制技術(shù)一般都受到叫作碼間串擾(ISI)的噪聲干擾。ISI的起因是通信信道特性里的延遲擴展和色散等現(xiàn)象。除了ISI以外，通信信號還可能受到各種源產(chǎn)生的噪聲的干擾，例如通信媒質(zhì)里其它發(fā)射源的干擾、發(fā)射機產(chǎn)生的噪聲、接收機產(chǎn)生的噪聲等等。通信信號里的噪聲經(jīng)常是“彩色的”，也就是跟時間相關(guān)。
如同F(xiàn)orney，Jr在IEEE信息理論學報(IEEE Transactions onInformation Theory)第IT-18卷第3期第363～378頁(1972年5月)上發(fā)表的文章“存在碼間串擾的情況下對數(shù)字序列的最大似然序列估計”里所描述的一樣，在接收機里估計發(fā)射碼元序列的一個著名技術(shù)是用白化濾波器處理接收到的信號，然后對處理過的信號進行序貫最大似然序列估計(SMLSE)，從而估計出原來發(fā)射的信號。如

圖1所示，將通信信號15，即含有加性噪聲17、由通信信道10傳輸?shù)拇a元序列5，輸給均衡器20。在均衡器20里，信號15通過一個所謂的“白化”匹配濾波器22，產(chǎn)生一個信號23，其中輸入信號15的有色噪聲被“白化”。白化信號23然后通過估計器24，產(chǎn)生被發(fā)射碼元序列的一個估計25。估計器24通常進行叫做序貫最大似然序列估計(SMLSE)，也叫作維特比(Viterbi)算法的一個過程。如同小Forney在IEEE學報(Proceedings of the IEEE)第61卷第268～278(1973年5月)上發(fā)表的文章“維特比算法”里所描述的，在存在無記憶噪聲的情況下，維特比算法能夠產(chǎn)生觀察到的有限馬爾科夫(Markov)過程狀態(tài)序列的最佳估計的意義上，在估計器24里由SMLSE產(chǎn)生的估計25是發(fā)射碼元序列的一個“最佳”估計。
然而這一技術(shù)的一個缺點是產(chǎn)生估計25的過程非常復雜。這一復雜性源于均衡器20的信道響應，該均衡器包括級聯(lián)的白化濾波器22和估計器24。估計器24通常用來估計通信信道10的性能。跟估計器24相比，白化濾波器22的響應時間一般相對較長，因此使得均衡器20的設計更加復雜和昂貴。
發(fā)明概要依上所述，本發(fā)明的一個目的是提供用于估計的設備、方法和計算機程序產(chǎn)品，這些設備、方法和產(chǎn)品可以從包含有色噪聲的通信信號里精確地估計出發(fā)射的碼元序列，而其方式比常規(guī)的系統(tǒng)和方法簡單。
本發(fā)明的另一個目的是提供用于估計的設備、方法和計算機程序產(chǎn)品，它們比常規(guī)的序列估計系統(tǒng)和序列估計方法簡單。
本發(fā)明的目的、特征和優(yōu)點都是通過一些設備、方法和計算機程序產(chǎn)品來實現(xiàn)的，其中利用包含一個白化函數(shù)的一種路徑度量通過序貫最大似然序列估計(SMLSE)，來估計由從通信信道里收到的通信信號表示的一個碼元序列。這個白化函數(shù)最好相應于用于白化通信信號里有色噪聲的白化濾波器的沖擊響應。最好，為候選序列計算差錯序列加權(quán)和的分支度量時，將白化濾波器沖擊響應的系數(shù)用作白化因子，該候選序列表示維特比估計過程里每一步殘存序列的可能擴展。因為是用白化濾波器的系數(shù)為SMLSE確定路徑度量，而不是用白化濾波器來對收到的信號進行預處理，所以可以減少與估計設備相關(guān)的復雜性并和計算延遲。
特別是，按照本發(fā)明，通過從通信信道里接收通信信號，并對其進行處理從而產(chǎn)生第二個碼元序列，由代表第一碼元序列的通信信號來估測第一碼元序列，而通信信號通過了含附加噪聲的通信信道。確定了白化通信信道噪聲的白化函數(shù)，并利用包括白化函數(shù)的一個路徑度量，通過序貫最大似然估計，從第二碼元序列得到了第一碼元序列的估計。最好，確定了的白化函數(shù)是對信號里的有色噪聲進行白化的一個白化濾波器的沖擊響應，而且序貫最大似然估計步驟包括，用一個路徑度量從第二碼元序列，通過序貫最大似然估計得到第一碼元序列的估計，該路徑度量包括用白化濾波器沖擊響應加權(quán)的分支度量。
根據(jù)本發(fā)明一個方面序貫最大似然估計包括確定殘存碼元序列，每一個殘存碼元序列都包括第一碼元序列里一個碼元的至少一個碼元假設，并具有一個相關(guān)的路徑度量，該路徑度量表示殘存碼元序列相對于第一碼元序列的誤差；殘存碼元序列里的每一個碼元假設都有一個相關(guān)的分支度量，該分支度量表示將碼元假設與殘存碼元序列相加產(chǎn)生的漸增誤差。為每一個殘存碼元序列產(chǎn)生候選碼元序列，每一候選碼元序列都包括這一殘存碼元序列和一個額外的碼元假設。利用候選碼元序列、第二碼元序列、相關(guān)的殘存碼元序列里碼元假設的分支度量、白化濾波器沖擊響應、相關(guān)殘存碼元序列的路徑度量和該通信信道的信道沖擊響應，為每一候選碼元序列確定一個路徑度量。至少有一個新的殘存碼元序列是根據(jù)候選碼元序列的路徑度量從該候選碼元序列選擇出來的。重復產(chǎn)生候選碼元序列、為每一個候選碼元序列確定路徑度量和從該候選碼元序列選擇至少一個新的殘存碼元序列的步驟，從而產(chǎn)生第一碼元序列的一個估計。最好為每一候選碼元序列確定一個路徑度量的步驟包括為每一候選碼元序列確定一個路徑度量的步驟，每一路徑度量都有與之有關(guān)的一個幅度，而且選擇至少一個殘存碼元序列的步驟包括選擇具有幅度更小的路徑度量的至少一個候選碼元序列的步驟。
另一方面，本發(fā)明通過以下方式來確定候選序列的一個路徑度量，即從候選碼元序列、信道沖擊響應、第二碼元序列、白化濾波器沖擊響應和存儲的相關(guān)殘存碼元的分支度量為候選碼元序列確定一個分支度量，并將為候選碼元序列確定的分支度量跟相關(guān)殘存碼元序列的路徑度量相加從中為每一候選碼元序列計算出一個路徑度量。最好，通過以下步驟來確定分支度量將候選碼元序列跟信道沖擊響應作卷積運算，從第二碼元序列中減去候選碼元序列跟信道沖擊響應的卷積以生成一個差錯序列，為候選碼元序列計算用白化濾波器沖擊響應進行加權(quán)的差錯序列加權(quán)和以及計算加權(quán)和的幅度以便為候選碼元序列計算出一個分支度量。由此得到碼元序列既有效又精確的估計。
附圖簡述前面已經(jīng)介紹了本發(fā)明的一些目的和優(yōu)點，通過參考附圖可以從發(fā)明詳述里更全面地理解本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點，其中圖1是存在有色噪聲的情況下已有技術(shù)里估計碼元序列的一個框圖；圖2是說明已有技術(shù)里序貫最大似然序列估計的一個框圖；圖3是說明馬爾科夫過程的狀態(tài)轉(zhuǎn)移的一個狀態(tài)圖；圖4是說明馬爾科夫過程狀態(tài)轉(zhuǎn)移的一個籬笆圖；圖5是本發(fā)明里利用通信信號估計碼元序列的一個設備框圖；圖6是本發(fā)明里利用收到的通信信號估計碼元序列的一個通信接收機的框圖；圖7是本發(fā)明里利用收到的通信信號估計一個碼元序列的操作流程圖；和圖8是本發(fā)明里確定一個分支度量的操作流程圖。
優(yōu)選實施方案下面將參考附圖詳細說明本發(fā)明，其中將介紹本發(fā)明的實施方案。雖然介紹的實施方案涉及無線電電話通信系統(tǒng)應用，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應當清楚本發(fā)明可以用許多不同的形式來實現(xiàn)，而不僅僅局限于這些實施方案和應用；相反，這些實施方案是為了更全面更完整地說明本發(fā)明，并使本領(lǐng)域的技術(shù)人員全面地了解本發(fā)明的范圍。在附圖中，所有同樣的數(shù)字都代表同樣的部件。
現(xiàn)在參考圖2，從具有沖擊響應h[n]的通信信道10收到一個信號r[n]，這一收到的信號r[n]表示第一個碼元序列[an，an-1，...]。SMLSE估計器30產(chǎn)生表示第一碼元序列[an，an-1，...]的估計的一個假設序列[bn，bn-1，...]。SMLSE估計器的操作可以參考狀態(tài)圖和籬笆圖來說明，分別見圖3和4。在圖3中，通信信道200的特性可以表示為一個有限狀態(tài)馬爾科夫過程的狀態(tài)圖300。狀態(tài)圖300有4個可能的狀態(tài)A～D。用箭頭表示該過程中可能的狀態(tài)轉(zhuǎn)移，對應于在信道里輸入一個新的碼元時狀態(tài)的變化。參考圖4，可以用籬笆圖400來表示信道200的狀態(tài)轉(zhuǎn)移。假設籬笆圖400在時刻n-5從初始狀態(tài)A開始。這一籬笆圖還包括了在時刻n-4～n在狀態(tài)A～D之間的可能變化，圖中用箭頭表示。同樣本領(lǐng)域的技術(shù)人員應當明白，這些狀態(tài)圖和籬笆隨著信道200的特性不同可以有不同的順序。
如同本領(lǐng)域的技術(shù)人員應當明白的那樣，SMLSE在一步一步地確定路徑度量的基礎上，從籬笆圖400剪除可能的路徑，即可能的碼元序列，給定接收信號r[n]和信道沖擊響應h[n]時，這里的路徑度量是路徑里一個序列對應于原發(fā)射序列的相對似然性的一個量度。典型的路徑度量是通過為路徑里每一狀態(tài)轉(zhuǎn)移計算一個分支度量，并為一條路徑將分支度量累加起來產(chǎn)生那條路徑的路徑度量來構(gòu)造的。在該算法進行到時刻n的最后狀態(tài)以后，具有最小累加路徑度量的路徑留了下來。
對于從狀態(tài)A～D中之一開始的某一變化，可以從收到的信號r[n]和假設序列[bn，bn-1，...]跟信道沖擊響應h[n]的卷積之間的距離，例如歐幾里得距離，得到一個分支度量M1＝|r[n]-∑bkh[n-k]|2＝|e[n]|2其中e[n]表示沿著原籬笆圖一些分支的誤差信號。
但是如果收到的信號r[n]首先通過具有沖擊響應w[n]的白化濾波器，那么這一分支度量就成為M2＝|(r[n]*w[n])-∑bkt[n-k]|2這里*表示卷積，t[n]表示h[n]跟w[n]級聯(lián)的沖擊響應。因為∑bxt[n-k]＝[∑bkh[n-k])*w[n]，所以分支度量M2可以寫成M2＝|(r[n]-∑bkh[n-k])*w[n]|2＝|e[n]*w[n]|2因此，在進行維特比估計之前將一個通信信號經(jīng)過一個白化濾波器的情況下，生成通信信號傳遞的碼元序列的一個估計而不直接使用白化濾波器的一個方法是，將籬笆圖誤差信號通過該白化濾波器得到的一個分支度量，利用這一分支度量來進行維特比譯碼。
但是，利用維特比算法的一個目的通常是為了通過剪除進入某一節(jié)點具有更高路徑度量的分支，保留具有最小累計路徑度量的分支，常常叫做“留選路徑”(“survivors”)，而降低對存儲的要求，所以一般不需要保留所有路徑上所有狀態(tài)的誤差信號。這樣，根據(jù)本發(fā)明的另一方面，可以使用一種修正的分支度量，它只包含留選路徑的信息。參考圖4，圖中說明了在時刻n有兩個殘存序列bk(1)[n]、bk(2)[n]從兩個不同的狀態(tài)A、B進入狀態(tài)A。對于從狀態(tài)A、B進入狀態(tài)A的分支，可以計算出第一和第二差錯序列e(1)[n]=r[n]-Σjbj(1)h[n-k]]]>以及e(2)[n]=r[n]-Σjbj(2)h[n-k]]]>。
路徑上其它分支的差錯序列表示為e(1)[n-1]、e(1)[n-2]和e(2)[n-1]、e(2)[n-2]。如果白化濾波器沖擊響應的系數(shù)w[n]是w0、w1和w2，那么根據(jù)本發(fā)明這些分支的修正路徑度量可以表示為M(1)＝|w0e(1)[n]+w1e(1)[n-1]+w2e(1)[n-2]|2和M(2)＝|w0e(2)[n]+w1e(2)[n-1]+w2e(2)[n-2]|2將分支度量跟現(xiàn)存路徑度量相加得到這些路徑的路徑度量和A(1)＝A(s1)+M(1)和A(2)＝A(s2)+M(2)。
于是可以在最后讓進入該狀態(tài)具有最小路徑度量的路徑保留下來。在用一個白化濾波器處理完后用維特比估計生成一個估計的意義上，雖然生成的估計可能不是最佳的，但是，本發(fā)明可以用比級聯(lián)白化濾波器和SMLSE估計器更簡單的一種籬笆圖來產(chǎn)生一個最佳逼近估計。
圖5說明本發(fā)明的一種設備，用于從通信信號509產(chǎn)生對第一碼元序列505的估計555。第一碼元序列通過通信信道510，增加了噪聲507，然后作為通信信號509被通信信號接收裝置520收到。通信信號處理裝置530將收到的通信信號525進行處理，生成第二碼元序列535。利用包括白化函數(shù)545的路徑度量，該白化函數(shù)是由白化函數(shù)確定裝置540確定的，白化序貫最大似然序列估計裝置550產(chǎn)生第一碼元序列505的一個估計555。最好是讓信道沖擊響應估計裝置560產(chǎn)生一個信道沖擊響應565，并用于序貫最大似然序列估計裝置550。本領(lǐng)域的技術(shù)人員同樣應當明白，通信信號接收裝置520、通信信號處理裝置530、白化函數(shù)確定裝置540、白化序貫最大似然序列估計裝置550和信道沖擊響應估計裝置560都可以用多種不同的方法來實現(xiàn)，包括用專用硬件、一般或?qū)Ｓ脭?shù)據(jù)處理器上運行的軟件和它們的組合。
例如圖6說明一個移動通信單元615，利用它可以實現(xiàn)本發(fā)明的方法、設備和計算機程序產(chǎn)品。從圖6可見，移動終端615包括一付天線621，它跟收發(fā)信機622相連，用于收發(fā)通信信號?？刂铺幚砥?28控制收發(fā)信機622。處理發(fā)射信號的發(fā)射電路624對用收發(fā)信機622發(fā)射的信息進行處理。同樣，處理接收信號的接收電路626對收發(fā)信機622收到的信息進行處理。這兩個電路都由控制處理器628控制，該處理器跟它的存儲器或其它存儲裝置632相連以便存儲數(shù)據(jù)或處理器指令。移動終端615還包括一個電源630，它一般用可充電電池，或其它這樣的便攜式儲能裝置工作?？刂铺幚砥?28可以選擇性地將電源630供給移動終端615的其它部件，如發(fā)射電路624、接收電路626和收發(fā)信機622，以便降低電源消耗。移動終端615還可以包括輸入和輸出裝置，如袖珍鍵盤634、揚聲器636、話筒638和一個顯示器640，它們跟控制處理器628相連，用于提供信息給用戶并讓用戶輸入信息。
圖7和圖8是說明本發(fā)明的方法、設備和計算機程序產(chǎn)品的流程圖。應當明白，流程圖中每一個方框或方框組合都可以用計算機程序指令來實現(xiàn)。這些計算機程序指令可以載入計算機或其它可編程數(shù)據(jù)處理設備，如圖6中移動單元615的接收電路626里的一個均衡器，使得在計算機或其它可編程數(shù)據(jù)處理設備里執(zhí)行的指令可以實現(xiàn)流程圖中方框的功能。這些計算機程序指令也可以存儲在計算機可以讀出的存儲器里，它們可以引導計算機或其它可編程數(shù)據(jù)處理設備用某種方式工作，這樣，存儲在計算機可以讀出的存儲器里的指令可以成為一種產(chǎn)品，它包括實現(xiàn)流程圖中的方框功能的指令裝置，例如圖6中移動單元615的控制處理器628的存儲器632。還可以將計算機程序指令載入計算機或其它可編程數(shù)據(jù)處理設備，在計算機或其它可編程設備里進行一系列的操作以得到用計算機實現(xiàn)的一個過程，這樣，計算機或其它可編程設備里執(zhí)行的指令可以實現(xiàn)流程圖中方框的功能。
因此，流程圖中方框的功能可以用一些裝置組合來實現(xiàn)，也可以用一些步驟組合來實現(xiàn)，還可以用一些程序指令裝置來實現(xiàn)。還應當明白，流程圖中的每一個方框和一些方框的組合，都可以用專用計算機系統(tǒng)來實現(xiàn)，該計算機系統(tǒng)完成專用硬件和計算機指令的功能、步驟及其組合。
圖7說明用包括一個白化函數(shù)的一個路徑度量進行序貫最大似然序列估計的操作(方框700)。最好，將估計器初始化到一個初始狀態(tài)(方框710)。將第二碼元序列535的一個碼元輸入估計器(方框720)。候選碼元序列得到確定(方框730)，每一個候選碼元序列都用一個假設碼元來表示初始狀態(tài)的一種擴展，即由第二碼元序列輸入的碼元引起的從初始狀態(tài)到其它可能狀態(tài)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移。為候選碼元序列確定路徑度量(方框740)，最好是從分支度量來確定，該分支度量用被確定的白化濾波器的沖擊響應來加權(quán)。然后在已經(jīng)確定了路徑度量的基礎上從候選序列中選擇出殘存序列(方框750)，最好是通過為每一狀態(tài)選擇具有最小路徑度量的輸入候選序列來完成。如果還沒有到達估計器范圍的盡頭(方框760)，就給估計器輸入一個新的碼元(方框720)，并且重復確定候選序列(方框730)、為這一新的候選序列確定路徑度量(方框740)以及選擇新的殘存序列(方框750)的操作。到達估計器范圍的盡頭時(方框760)，就可以輸出該估計(方框770)，并重新開始估計操作(方框710)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應當明白，還可以沿著籬笆路徑反過來跟蹤一個預先確定的決策深度來做出決策，而不是沿著整個歷史路徑，。
圖8說明為一個候選序列確定一個分支度量的操作，該候選序列用白化濾波器沖擊響應來加權(quán)(方框800)。計算出候選序列和信道沖擊響應的卷積(方框810)，并將它從第二碼元序列里減去，為候選序列計算出一個差錯序列(方框820)。計算出候選序列的差錯序列的加權(quán)和，用于加權(quán)的是白化函數(shù)沖擊響應(方框830)，如上所述，更適合于將白化函數(shù)沖擊響應的系數(shù)用作加權(quán)因子。計算出加權(quán)和的幅度以確定候選序列的分支度量(方框840)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應當明白，本發(fā)明的“幅度”可能包括“平方和”、“平方幅度”或其它的類似度量。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員應當明白，可以用別的方式來完成本發(fā)明的操作，例如，改變計算的序列和順序。本領(lǐng)域的技術(shù)人員還應當明白，本發(fā)明的設備、方法和計算機程序并不局限于通信應用，而是可以廣泛用于許多其它的信息應用，在這些信息應用中，需要從另一個序列生成一個碼元序列估計，這里的另一個序列是從一個信道里接收到的，該信道可以用馬爾科夫過程描述，而且有噪聲特別是有色噪聲干擾。例如本發(fā)明的設備、方法和計算機程序產(chǎn)品可以用于字符識別和其它模式識別、卷積編碼和其它編碼方式等等。
在附圖和說明中，公布了本發(fā)明的典型實施方案，雖然使用了特殊的術(shù)語，但只是為了進行籠統(tǒng)的描述，而不是對本發(fā)明加以限制。本發(fā)明的范圍由以下權(quán)利要求進行說明。
權(quán)利要求
1.一種用于從表示第一碼元序列的一個通信信號里估計第一碼元序列的方法，該通信信號通過一個通信信道，該信道給通信信號帶來了噪聲，該方法包括以下步驟從上述通信信道接收通信信號；處理接收到的通信信號，產(chǎn)生第二個碼元序列；確定一個白化函數(shù)，這一函數(shù)能白化通信信道帶來的噪聲；和利用包括白化函數(shù)的一個路徑度量，通過序貫最大似然估計從第二個碼元序列獲取第一碼元序列的一個估計。
2.權(quán)利要求1的方法其中確定白化函數(shù)的步驟包括確定白化濾波器的白化濾波器沖擊響應的步驟，該白化濾波器可以白化輸入給它的信號里的有色噪聲；和其中的序貫最大似然估計步驟包括一個步驟，在這一步驟里，利用一個路徑度量，該路徑度量包括用白化濾波器沖擊響應加權(quán)的分支度量，通過序貫最大似然估計從第二個碼元序列獲取第一碼元序列的一個估計。
3.權(quán)利要求2的方法，其中序貫最大似然估計步驟包括以下步驟確定殘存碼元序列，每一個殘存碼元序列都包括第一碼元序列里一個碼元的至少一個碼元假設，每一個殘存碼元序列還有一個相關(guān)的路徑度量，該路徑度量代表上述殘存碼元序列相對于第一碼元序列的誤差，殘存碼元序列里的每一個碼元假設都有一個相應的分支度量，該分支度量代表將碼元假設加到殘存碼元序列上去的一個漸增誤差；為每一個殘存碼元序列生成候選碼元序列，每一候選碼元序列都包括上述殘存碼元序列和一個額外的碼元假設；為每一個候選碼元序列從候選碼元序列、第二碼元序列、相關(guān)殘存碼元序列中碼元假設的分支度量、白化濾波器沖擊響應、相關(guān)殘存碼元序列的路徑度量和通信信道的信道沖擊響應確定一個路徑度量；根據(jù)候選碼元序列的路徑度量從候選碼元序列里選出至少一個新的殘存碼元序列；和重復上述生成候選碼元序列、為每一候選碼元序列確定一個路徑度量和從候選碼元序列選出至少一個新的殘存碼元序列的步驟以產(chǎn)生第一碼元序列的一個估計。
4.權(quán)利要求3的方法其中在序貫最大似然估計這一步驟之前，是從一個碼元序列的一個估計里估計信道沖擊響應的步驟。
5.權(quán)利要求3的一種方法其中為每一候選碼元序列確定一個路徑度量的步驟，包括為每一候選碼元序列確定一個路徑度量的步驟，每一路徑度量都有與之相關(guān)的一個幅度；和其中選擇至少一個殘存碼元序列的步驟包括選擇具有更小幅度路徑度量的至少一個候選碼元序列的步驟。
6.權(quán)利要求3的方法，其中為每一候選碼元序列確定路徑度量的步驟包括以下步驟從候選碼元序列、信道沖擊響應、第二碼元序列、白化濾波器沖擊響應和存儲起來的相關(guān)殘存碼元序列的分支度量里，確定候選碼元序列的分支度量；和在相關(guān)的殘存碼元序列的路徑度量上加上候選碼元序列的分支度量，從中計算出候選碼元序列的路徑度量。
7.權(quán)利要求6的方法，其中為每一個候選碼元序列確定分支度量的步驟包括以下步驟計算候選碼元序列跟信道沖擊響應的卷積；從第二碼元序列里減去候選碼元序列跟信道沖擊響應的卷積，為候選碼元序列產(chǎn)生一個差錯序列為候選碼元序列計算差錯序列的一個加權(quán)和，計算加權(quán)和時用于加權(quán)的是白化濾波器沖擊響應；和確定加權(quán)和的幅度，由此計算出候選碼元序列的分支度量。
8.一種方法，用于從第二碼元序列估計第一碼元序列，其中的第二碼元序列是從一個信道里收到的，并且已經(jīng)摻入了噪聲，該方法包括以下步驟確定一個白化函數(shù)，該函數(shù)能夠白化摻入通信信道的噪聲；和利用包括白化函數(shù)的路徑度量，從第二碼元序列計算第一碼元序列的序貫最大似然估計。
9.權(quán)利要求8的方法，其中的噪聲是有色噪聲，和其中確定白化函數(shù)的步驟包括確定白化有色噪聲的白化濾波器的沖擊響應的步驟；和其中進行序貫最大似然估計的步驟包括，利用包括加權(quán)分支度量的路徑度量，從第二碼元序列通過序貫最大似然估計，得到第一碼元序列的一個估計的步驟，這里用于對分支度量進行加權(quán)的是白化濾波器沖擊響應。
10.權(quán)利要求9的方法，其中進行序貫最大似然估計的步驟包括以下步驟確定殘存碼元序列，每一殘存碼元序列包括第一碼元序列里一個碼元的至少一個碼元假設，還有一個相關(guān)的路徑度量，代表殘存碼元序列相對于第一碼元序列的誤差，殘存碼元序列里的每一碼元假設都有一個相關(guān)的分支度量，代表一個漸增誤差，該差錯與將碼元假設加到殘存碼元序列上去有關(guān)；為每一殘存碼元序列產(chǎn)生候選碼元序列，每一候選碼元序列包括殘存碼元序列和一個額外的碼元假設；從候選碼元序列、第二碼元序列、有關(guān)的殘存碼元序列里碼元假設的分支度量、白化濾波器沖擊響應、相關(guān)殘存碼元序列的路徑度量和這一信道的信道沖擊響應，為每一候選碼元序列確定一個路徑度量；根據(jù)候選碼元序列的路徑度量從候選碼元序列里選擇出至少一個新的殘存碼元序列；和重復生成候選碼元序列、確定每一候選碼元序列的一個路徑度量、從候選碼元序列里選擇出至少一個新的殘存碼元序列的步驟，以生成第一碼元序列的一個估計。
11.權(quán)利要求10的方法其中為每一候選碼元序列確定路徑度量的步驟包括為每一候選碼元確定一個路徑度量的步驟，每一路徑度量都有與之有關(guān)的一個幅度；和其中選擇至少一個殘存碼元序列的步驟包括選擇路徑度量幅度更小的至少一個候選碼元序列的步驟。
12.權(quán)利要求10的方法，其中為每一候選碼元序列確定路徑度量的步驟包括以下步驟從候選碼元序列、信道沖擊響應、第二碼元序列、白化濾波器沖擊響應和存儲起來的與之相關(guān)的殘存碼元序列的分支度量，為每一候選碼元序列確定一個分支度量；和將有關(guān)的殘存碼元序列的路徑度量加上為候選碼元序列確定的分支度量，由此計算出候選碼元序列的路徑度量。
13.權(quán)利要求12的方法，其中為每一候選碼元序列確定分支度量的步驟包括以下步驟將候選碼元序列跟信道沖擊響應作卷積運算；從第二碼元序列里減去候選碼元序列跟信道沖擊響應的卷積，產(chǎn)生一個差錯序列；為候選碼元序列計算差錯序列的加權(quán)和，用于加權(quán)的是白化濾波器沖擊響應；和確定加權(quán)和的幅度，由此計算出候選碼元序列的分支度量。
14.一種設備，用于從傳遞第一碼元序列的通信信號里估計出第一碼元序列，該通信信號經(jīng)過的通信信道給該通信信號帶來了噪聲，該設備包括接收通信信號的裝置，用于從通信信道里接收通信信號；通信信號處理裝置，用于響應上述通信信號接收裝置，處理接收到的通信信號，產(chǎn)生第二碼元序列；白化函數(shù)確定裝置，用于確定一個白化函數(shù)，該函數(shù)可以白化通信信號帶來的噪聲；和白化序貫最大似然估計裝置，用于響應通信信號處理裝置和白化函數(shù)確定裝置，利用包括白化函數(shù)的路徑度量從第二碼元序列得到第一碼元序列的序貫最大似然估計。
15.權(quán)利要求14的設備，其中的噪聲是有色噪聲，以及其中白化函數(shù)確定裝置包括確定白化有色噪聲的白化濾波器的沖擊響應的裝置；和其中白化序貫最大似然估計裝置包括利用路徑權(quán)從第二碼元序列為第一碼元序列做出序貫最大似然估計的裝置，這里的路徑度量包括用白化濾波器沖擊響應加權(quán)的分支度量。
16.權(quán)利要求15的設備，其中白化序貫最大似然估計裝置包括確定殘存碼元序列的裝置，每一殘存碼元序列包括第一碼元序列里一個碼元的至少一個碼元假設，每一殘存碼元序列都有一個相關(guān)的路徑度量，它表示殘存碼元序列相對于第一碼元序列的一個誤差，殘存碼元序列里的每一碼元假設都有一個相關(guān)的路徑度量，它表示與碼元假設跟殘存碼元序列相加有關(guān)的一個漸增誤差；一種裝置，它響應確定殘存碼元序列的裝置，用于為每一殘存碼元序列、包括殘存碼元序列的每一候選碼元序列和另外的碼元假設，生成候選碼元序列；一種裝置，它響應產(chǎn)生候選碼元序列的裝置，用于從候選碼元序列、第二碼元序列、有關(guān)的殘存碼元序列里碼元假設的分支度量、白化濾波器沖擊響應、有關(guān)的殘存碼元序列的路徑度量和通信信道的信道沖擊響應，為每一候選碼元序列確定一個路徑度量；和一種裝置，它響應為每一候選碼元序列確定路徑度量的裝置，用于根據(jù)候選碼元序列的路徑度量，從候選碼元序列選擇至少一個新的候選碼元序列。
17.權(quán)利要求16的設備，還包括信道沖擊響應裝置，它響應白化序貫最大似然估計裝置，用于從一個碼元序列的一個估計，估計信道沖擊響應。
18.權(quán)利要求16的設備其中為每一候選碼元序列確定路徑度量的裝置包括為每一候選碼元序列確定路徑度量的裝置，每一路徑度量都有與之有關(guān)的一個幅度；和其中選擇至少一個殘存碼元序列的裝置包括選擇具有更小路徑度量的至少一個候選碼元序列的裝置。
19.權(quán)利要求16的設備，其中為每一候選碼元序列確定路徑度量的裝置包括從候選碼元序列、信道沖擊響應、第二碼元序列、白化濾波器沖擊響應和存儲起來的相關(guān)殘存碼元序列的分支度量里，確定候選碼元序列的分支度量的裝置；和一種裝置，響應用于確定分支度量的裝置，用于將為候選碼元序列確定的分支度量跟相關(guān)殘存碼元序列的路徑度量相加，從而計算出候選碼元序列的路徑度量。
20.權(quán)利要求19的設備，其中為每一候選碼元序列確定分支度量的裝置包括計算候選碼元序列跟信道沖擊響應的卷積的裝置；一種裝置，響應計算候選碼元序列跟信道沖擊響應的卷積的裝置，用于從第二碼元序列減去候選碼元序列跟信道沖擊響應的卷積，從而得到一個差錯序列；一種裝置，響應作減法運算的裝置，用于計算差錯序列的加權(quán)和，用作加權(quán)計算的權(quán)是白化濾波器沖擊響應；和一種裝置，響應計算加權(quán)和的裝置，用于確定加權(quán)和的幅度，從中計算候選碼元序列的分支度量。
21.一種設備，用于從第二碼元序列估計第一碼元序列，這里的第二碼元序列是從一個信道里收到的，已經(jīng)摻入了噪聲，該設備包括確定白化函數(shù)的裝置，用于確定白化噪聲的白化函數(shù)；和白化序貫最大似然估計裝置，它響應確定白化函數(shù)的裝置，用于從第二碼元序列，利用包括白化函數(shù)的路徑度量，采用序貫最大似然估計，計算第一碼元序列的一個估計。
22.權(quán)利要求21的設備，其中的噪聲是有色噪聲，和其中用于確定白化函數(shù)的白化函數(shù)確定裝置，包括確定白化有色噪聲的白化濾波器的沖擊響應的裝置；和其中白化序貫最大似然估計裝置，包括利用包括分支度量的路徑度量計算第二碼元序列的序貫最大似然估計的裝置，這里的分支度量用白化濾波器沖擊響應進行了加權(quán)。
23.權(quán)利要求22的設備，其中白化序貫最大似然估計裝置包括確定殘存碼元序列的裝置，每一殘存碼元序列包括第一碼元序列里一個碼元的至少一個碼元假設，每一殘存碼元序列有一個相關(guān)路徑度量，它表示殘存碼元序列相對于第一碼元序列的誤差，殘存碼元序列里的每一碼元假設都有一個相關(guān)分支度量，它表示與碼元假設跟殘存碼元序列相加有關(guān)的一個漸增誤差；一種裝置，響應用于確定殘存碼元序列的裝置，用于為每一殘存碼元序列生成候選碼元序列，每一候選碼元序列都包括該殘存碼元序列和一個額外的碼元假設；一種裝置，響應用于產(chǎn)生候選碼元序列的裝置，用于從候選碼元序列、第二碼元序列、相關(guān)的殘存碼元序列里碼元假設的分支度量、白化濾波器沖擊響應、有關(guān)的殘存碼元序列的路徑度量和信道的信道沖擊響應，確定每一候選碼元序列的路徑度量；和一種裝置，響應為每一候選碼元序列確定路徑度量的裝置，用于根據(jù)候選碼元序列的路徑度量從候選碼元序列里選擇出至少一個新的殘存碼元序列。
24.權(quán)利要求23的設備其中為每一候選碼元序列確定一個路徑度量的裝置包括，為每一候選碼元序列確定路徑度量的裝置，每一路徑度量都有與之相關(guān)的一個幅度；和其中選擇至少一個殘存碼元序列的裝置包括用于選擇有更小幅度的路徑度量的至少一個候選碼元序列的裝置。
25.權(quán)利要求23的設備，其中確定每一候選碼元序列的路徑度量的裝置包括從候選碼元序列、信道沖擊響應、第二碼元序列、白化濾波器沖擊響應和存儲起來的有關(guān)的殘存碼元序列的分支度量，確定候選碼元序列的分支度量的裝置；和一種裝置，響應用于確定分支度量的裝置，用于在有關(guān)的殘存碼元序列的路徑度量上加上為候選碼元序列確定的分支度量，從中計算出候選碼元序列的一個路徑度量。
26.權(quán)利要求25的設備，其中為每一候選碼元序列確定分支度量的裝置包括計算候選碼元序列跟信道沖擊響應的卷積的裝置；一種裝置，響應用于計算候選碼元序列跟信道沖擊響應的卷積的裝置，用于從第二碼元序列中減去候選碼元序列跟信道沖擊響應的卷積，從而計算出差錯序列；一種裝置，響應用作減法運算的裝置，用于計算差錯序列的一個加權(quán)和，計算加權(quán)和的權(quán)是白化濾波器沖擊響應；和一種裝置，響應用于計算加權(quán)和的裝置，用于確定加權(quán)和的幅度，從中計算候選碼元序列的分支度量。
27.一種計算機程序產(chǎn)品，用于從第二碼元序列估計第一碼元序列，該第二碼元序列是從一個信道里收到的，已經(jīng)摻入了噪聲，該計算機程序產(chǎn)品包括一種能被計算機讀的存儲介質(zhì)，該介質(zhì)里有能被計算機讀的程序碼裝置，這個能被計算機讀的程序碼裝置包括第一個能被計算機讀的程序碼裝置，用于確定白化噪聲的白化函數(shù)；和第二個能被計算機讀的程序碼裝置，響應第一個能被計算機讀的程序碼裝置，用于利用包括白化函數(shù)的路徑度量從第二碼元序列計算第一碼元序列的序貫最大似然估計。
28.權(quán)利要求21的計算機程序產(chǎn)品，其中的噪聲是有色噪聲，和其中的第一個能被計算機讀的程序碼裝置包括第三個能被計算機讀的程序碼裝置，用于確定白化有色噪聲的白化濾波器的沖擊響應；和其中的第二個能被計算機讀的程序碼裝置包括第四個能被計算機讀的程序碼裝置，用于計算第二碼元序列的序貫最大似然估計，計算中利用了一個路徑度量，它包括用白化濾波器沖擊響應加權(quán)了的分支度量。
29.權(quán)利要求28的計算機程序產(chǎn)品，其中第二個能被計算機讀的程序碼裝置包括第五個能被計算機讀的程序碼裝置，用于確定殘存碼元序列，每一殘存碼元序列都包括第一碼元序列里一個碼元的至少一個碼元假設，每一殘存碼元序列還有一個相關(guān)的路徑度量，它表示殘存碼元序列相對于第一碼元序列的一個誤差，殘存碼元序列里的每一碼元假設都有一個相關(guān)的分支度量，它表示與碼元假設跟殘存碼元序列相加相關(guān)的一個漸增誤差；第六個能被計算機讀的程序碼裝置，響應第五個能被計算機讀的程序碼裝置，用于為每一殘存碼元序列產(chǎn)生候選碼元序列，每一候選碼元序列都包括殘存碼元序列和一個額外的碼元假設；第七個能被計算機讀的程序碼裝置，響應第六個能被計算機讀的程序碼裝置，用于從候選碼元序列、第二碼元序列、有關(guān)的殘存碼元序列里碼元假設的分支度量、白化濾波器沖擊響應、有關(guān)的殘存碼元序列的路徑度量和信道的一個信道沖擊響應里，為每一候選碼元序列確定路徑度量；和第八個能被計算機讀的程序碼裝置，響應第七個能被計算機讀的程序碼裝置，用于根據(jù)候選碼元序列的路徑度量從候選碼元序列里選擇出至少一個新的殘存碼元序列。
30.權(quán)利要求29的計算機程序產(chǎn)品其中第七個能被計算機讀的程序碼裝置包括第九個能被計算機讀的程序碼裝置，用于為每一候選碼元序列確定一個路徑度量，每一路徑度量都有與之有關(guān)的一個幅度；和其中第八個能被計算機讀的程序碼裝置包括第十個能被計算機讀的程序碼裝置，用于選擇具有更小幅度的路徑度量的至少一個候選碼元序列。
31.權(quán)利要求29的計算機程序產(chǎn)品，其中第七個能被計算機讀的程序碼裝置包括第十一個能被計算機讀的程序碼裝置，用于從候選碼元序列、信道沖擊響應、第二碼元序列、白化濾波器沖擊響應和存儲起來的相關(guān)的殘存碼元序列的分支度量，確定候選碼元序列的一個分支度量；和第十二個能被計算機讀的程序碼裝置，響應第十一個能被計算機讀的程序碼裝置，用于將為候選碼元序列確定的分支度量加到相關(guān)的殘存碼元序列的路徑度量上去，從中計算出候選碼元序列的路徑度量。
32.權(quán)利要求31的計算機程序產(chǎn)品，其中第七個能被計算機讀的程序碼裝置包括第十三個能被計算機讀的程序碼裝置，用于計算候選碼元序列跟信道沖擊響應的卷積；第十四個能被計算機讀的程序碼裝置，響應第十三個能被計算機讀的程序碼裝置，用于從第二碼元序列里減去候選碼元序列跟信道沖擊響應的卷積，產(chǎn)生一個差錯序列；第十五個能被計算機讀的程序碼裝置，響應第十四個能被計算機讀的程序碼裝置，用于計算候選碼元序列的差錯序列的加權(quán)和，該加權(quán)和是用白化濾波器沖擊響應來加權(quán)的；第十六個能被計算機讀的程序碼裝置，響應第十五個能被計算機讀的程序碼裝置，用于確定差錯序列跟白化濾波器沖擊響應的卷積的幅度，從中計算候選碼元序列的一個分支度量。
全文摘要
從一個通信信號里計算第一碼元序列的一個估計,該通信信號經(jīng)過一個通信信道,該信道給通信信號帶來了噪聲。從通信信道里接收通信信號,處理該信號得到第二碼元序列。確定一個白化函數(shù),最好是一個白化濾波器沖擊響應,并利用路徑度量從第二碼元序列通過序貫最大似然估計,得到第一碼元序列的一個估計,這一路徑度量包括白化函數(shù)。更適合于為殘存碼元序列生成候選碼元序列,每一候選碼元序列包括殘存碼元序列和一個額外的碼元假設。從候選碼元序列、第二碼元序列、相關(guān)的殘存碼元序列里碼元假設的分支度量、白化濾波器沖擊響應、相關(guān)的殘存碼元序列的路徑度量和信道沖擊響應,為每一候選碼元序列確定一個路徑度量。從候選碼元序列里選擇出至少一個新的殘存碼元序列,更適合于是具有更小路徑度量的一個。該路徑度量更適合于是通過累加路徑度量來確定的。每一分支度量更適合于是這樣來確定的,也就是計算候選碼元序列跟信道沖擊響應的卷積、從第二碼元序列減去這一卷積產(chǎn)生一個差錯序列、為候選碼元序列計算差錯序列的加權(quán)和,用于加權(quán)的是白化濾波器沖擊響應。計算加權(quán)和的幅度,從中計算分支度量。
文檔編號H03M13/00GK1247660SQ9718196
公開日2000年3月15日 申請日期1997年12月19日 優(yōu)先權(quán)日1996年12月31日
發(fā)明者R·拉梅斯 申請人:艾利森公司