專利名稱：對(duì)具有適配天線設(shè)備的接收站進(jìn)行參數(shù)化的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是對(duì)一個(gè)接收站參數(shù)化的方法和一個(gè)用于時(shí)間可變信道的適配濾波器，以及具有這樣的適配濾波器的移動(dòng)通信系統(tǒng)的基站。在此，參數(shù)化就是確定參數(shù)，這些參數(shù)例如作為天線和信道參數(shù)影響接收站的信號(hào)檢測(cè)。
時(shí)間可變信道是這些個(gè)信道，它們傳輸信息，其傳輸條件依時(shí)間而改變。這樣的時(shí)間可變信道有見(jiàn)于移動(dòng)通信系統(tǒng)。
當(dāng)通過(guò)無(wú)線電接口傳輸信息時(shí)，移動(dòng)通信系統(tǒng)能夠建立從通信線路到移動(dòng)用戶的通信。如果通過(guò)不同的時(shí)間狀況分離這個(gè)無(wú)線電接口的相同傳輸頻率上的多個(gè)用戶，那么就要有一個(gè)時(shí)分復(fù)用的移動(dòng)通信系統(tǒng)。時(shí)分復(fù)用方法被命名為TDMA(Time Division Multiple Access)方法。一個(gè)已知的移動(dòng)通信系統(tǒng)，例如是GSM移動(dòng)無(wú)線電通信系統(tǒng)。
此外為了時(shí)分復(fù)用，在敞開(kāi)式接口上也可以使用用于分離用戶的其它方法。在GSM移動(dòng)無(wú)線電通信系統(tǒng)中，附加地提供了一個(gè)頻分復(fù)用。
在例如象GSM移動(dòng)無(wú)線電通信系統(tǒng)的移動(dòng)通信系統(tǒng)典型使用環(huán)境中，無(wú)線電通信接口上被傳輸?shù)男畔⑹艿讲煌母蓴_。它通過(guò)若干傳播路徑從一個(gè)發(fā)送信息的發(fā)射站到達(dá)接收站，以致若干傳播路徑的信號(hào)分量在接收站處疊加。此外，陰影的干擾嚴(yán)重阻礙了信息從發(fā)射站到接收站的傳輸。在無(wú)線電通信接口頻帶內(nèi)的干擾臺(tái)導(dǎo)致接收信號(hào)質(zhì)量的降低。
此外應(yīng)當(dāng)注意，在各個(gè)被傳輸標(biāo)志和理想載波頻率偏差(Frequenz-Offset)之間的干擾會(huì)增添在接收站的接收機(jī)中對(duì)標(biāo)志進(jìn)行檢測(cè)時(shí)的困難。
現(xiàn)在，在接收無(wú)線電站中，存在的問(wèn)題是矯正接收信號(hào)，修正誤差，并對(duì)傳輸信息譯碼。當(dāng)借助一個(gè)Viterbi矯正器按熟知方法對(duì)待多通道傳輸和內(nèi)標(biāo)志干擾的影響時(shí)，可以借助一個(gè)自動(dòng)放大控制來(lái)抵制由于干擾或疊加所產(chǎn)生的接收上的緩慢惡化。
為了降低干擾，可以給一個(gè)無(wú)線電站分配一個(gè)天線裝置。它公開(kāi)于IEEE Transactinas on acoustics，speech and signal processing，1989年7月第七期37卷的984-995頁(yè)，R.Roy.T.Kailath所著文章“Esprit-Estimation of Signal Parameters Via Rotational Invariance Techniques”，是一個(gè)包括多個(gè)天線單元的智能適配，即adaptive天線裝置。此外無(wú)線電站還包含一個(gè)接收裝置，它用于給上述接收信號(hào)求值分析。為了充分求出接收信號(hào)，在接收裝置內(nèi)部確定一些參數(shù)。這些參數(shù)例如是天線系數(shù)和信道系數(shù)，天線系數(shù)是計(jì)算智能天線裝置天線單元的各單個(gè)接收信號(hào)，信道系數(shù)公開(kāi)于1990 IEEE Proeceedings的1679-84頁(yè)，即W.Koch所著的“Optimrm and Sub-optimum detection of coded data disturbed bytime-varying intersymbol interferevle”。這個(gè)在一個(gè)信道模型中使用的信道系數(shù)用于接收信號(hào)的若干連續(xù)輸入信號(hào)分量的適當(dāng)疊加。
此外，還可以從其得知的是從通過(guò)基帶傳輸和模/數(shù)轉(zhuǎn)換產(chǎn)生的接收信號(hào)中獲得的接收數(shù)據(jù)以及供給檢測(cè)器的信道系數(shù)、檢測(cè)器矯正的天線數(shù)據(jù)和所進(jìn)行的上述誤差修正。在檢測(cè)器輸出端改建的信號(hào)標(biāo)志在譯碼器中(例如Viterbi譯碼器)中被解碼。
在德國(guó)專利19604772.2中公開(kāi)的是，為了判斷全部被傳輸?shù)男畔⒔M無(wú)線電信道的信道模型，使用了具有已知標(biāo)志的訓(xùn)練序列。根據(jù)這個(gè)方法，由已知的訓(xùn)練序列的標(biāo)志附加計(jì)算出適配天線的天線系數(shù)。對(duì)于每一個(gè)被傳輸?shù)男畔⒔M來(lái)說(shuō)，信道系數(shù)和天線系數(shù)是一次計(jì)算出來(lái)。當(dāng)無(wú)線信道在時(shí)間上快速改變時(shí)，這個(gè)計(jì)算卻是不夠用的。
此外，從移動(dòng)站中還可以知道，例如通過(guò)多譜勒頻移，通過(guò)載波恢復(fù)(carrier recovery)方法來(lái)減小載頻偏差。然而在基站中用這個(gè)方法費(fèi)用太昂貴，因?yàn)檫@要一個(gè)用戶一個(gè)用戶地進(jìn)行，也就是說(shuō)，對(duì)每一個(gè)載頻和時(shí)間間隙表征的無(wú)線電信道，這個(gè)方法必須分開(kāi)進(jìn)行。
通過(guò)這個(gè)方法，無(wú)法抑制無(wú)線電信道的迅速改變，尤其是在對(duì)被傳輸?shù)臉?biāo)志檢測(cè)時(shí)，被判斷的信道系數(shù)迅速改變導(dǎo)致了穩(wěn)定性問(wèn)題?？墒侨绻豢紤]一個(gè)大的多普勒頻移，那么在標(biāo)志檢測(cè)時(shí)，這會(huì)帶來(lái)質(zhì)量惡化。
本發(fā)明的任務(wù)在于給出用于接收站的參數(shù)化方法、用于時(shí)間可變信道的適配濾波器和一個(gè)基站，它們避免了上述不利情況。
這個(gè)任務(wù)用開(kāi)始所述類型接收站和基站通過(guò)具有下述特征的方法，濾波器和基站予以解決的，其中該接收站至少由兩個(gè)具有天線系數(shù)的天線裝置計(jì)算接收信號(hào)，并且接收信號(hào)同接收數(shù)據(jù)邏輯結(jié)合，在一個(gè)用于確定誤差值的裝置確定誤差值，這個(gè)誤差值是由接收數(shù)據(jù)和模擬這些接收數(shù)據(jù)的比較數(shù)據(jù)的差形成的。其中設(shè)定信道系數(shù)用于模擬比較數(shù)據(jù)，這個(gè)誤差值被供給一個(gè)信道估值器，信道估值器確定使誤差值減小到最低限度的信道系數(shù)和共同的天線系數(shù)，設(shè)定信道系數(shù)用于必須使用的接收數(shù)據(jù)的檢測(cè)。
該濾波器具有一個(gè)用于計(jì)算接收信號(hào)的裝置，接收信號(hào)來(lái)自至少兩個(gè)具有天線系數(shù)的天線設(shè)備，它也是一個(gè)用于接收信號(hào)同接收數(shù)據(jù)邏輯結(jié)合的裝置。一個(gè)用于誤差值確定的裝置。誤差值是由接收數(shù)據(jù)和模擬這些接收數(shù)據(jù)的比較數(shù)據(jù)的差形成。其中，設(shè)定信道系數(shù)用于模擬比較數(shù)據(jù)。一個(gè)用于共同確定把誤差值減小到最低限度的信道系數(shù)和天線系數(shù)的信道估值器，這個(gè)誤差值被供給信道估值器，其中，信道系數(shù)被設(shè)定用于必須使用的接收數(shù)據(jù)的檢測(cè)。
該基站以信息組方式計(jì)算每個(gè)無(wú)線電信道的接收數(shù)據(jù)和在分析各個(gè)信息組期間重復(fù)確定信道系數(shù)。
本發(fā)明的有益改進(jìn)取自分權(quán)利要求。
根據(jù)對(duì)一個(gè)具有適配天線裝置的接收站進(jìn)行參數(shù)化的本發(fā)明方法，至少由兩個(gè)具有天線系數(shù)的適配天線裝置來(lái)計(jì)算通過(guò)時(shí)間可變信道傳輸?shù)慕邮招盘?hào)，并且同接收數(shù)據(jù)邏輯結(jié)合。在一個(gè)裝置中，為了求得誤差值，由接收數(shù)據(jù)和模擬這個(gè)接收數(shù)據(jù)的比較數(shù)據(jù)的差確定誤差值。這些誤差值被分配給一個(gè)信道估值器，它同時(shí)確定把誤差值降低到最低限度的信道系數(shù)和天線系數(shù)。信道系數(shù)被規(guī)定用于比較數(shù)據(jù)模擬。信道系數(shù)和天線系數(shù)是接收站的參數(shù)，它們用于接收信號(hào)的計(jì)算和數(shù)據(jù)分析。
通過(guò)本發(fā)明的方法，有可能根據(jù)取樣值補(bǔ)償迅速的信道改變，需要時(shí)通過(guò)適配的信道系數(shù)和天線系數(shù)與次級(jí)優(yōu)化的判斷不同，這個(gè)判斷或者根據(jù)信道系數(shù)或者根據(jù)天線系數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，通過(guò)參數(shù)的同時(shí)確定，可實(shí)現(xiàn)對(duì)用于信號(hào)檢測(cè)的接收站的最佳參數(shù)化。
信道判斷用于模擬一個(gè)移動(dòng)通信系統(tǒng)的無(wú)線電信道或者模擬一個(gè)傳輸其它信號(hào)的時(shí)間可變信道。如果必須分析處理被傳輸?shù)男畔⒈旧?，那么被判斷的信道系?shù)設(shè)定用于必須分析處理的接收數(shù)據(jù)的檢測(cè)。按照有益的改進(jìn)，為了矯正和檢測(cè)，矯正器中至少有適配濾波器的一些部分被集成化。
根據(jù)一個(gè)有益的改進(jìn)，信道系數(shù)是由多個(gè)公共信道系數(shù)中的至少一個(gè)，至少一個(gè)描述信道系數(shù)相互關(guān)系的靜態(tài)偏差值和各單個(gè)信道系數(shù)中的至少一個(gè)個(gè)別值的邏輯結(jié)合所組成的。這二個(gè)值必要時(shí)可以分離，并且根據(jù)不同的規(guī)范確定它們。靜態(tài)偏差值描述的是公共信道系數(shù)的模型參數(shù)。這個(gè)參數(shù)例如可以補(bǔ)償頻率的靜態(tài)偏差。特別是在適配的情況下，可通過(guò)分別判斷靜態(tài)偏差值和個(gè)別值來(lái)減小所發(fā)生的穩(wěn)定性問(wèn)題。
在信道迅速改變的情況下，例如高速移動(dòng)的用戶(在具有鐵道速度的移動(dòng)用戶應(yīng)用)和在較高頻率情況下，例如在PCN/DCS 1800或PCN/DCS 1900的移動(dòng)無(wú)線系統(tǒng)中，本方法描述的適配濾波器是特別適合的，在傳輸信息時(shí)，它能減小由多普勒頻移引起的傳輸誤差。
在一個(gè)附加條件下，以有利方式進(jìn)行信道系數(shù)和天線系數(shù)的確定，這個(gè)附加條件確定天線系數(shù)或確定信道系數(shù)的彼此關(guān)系。例如確定天線系數(shù)值為“1”，就可以根據(jù)這個(gè)值實(shí)現(xiàn)其余天線系數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化?？墒莻€(gè)別值或信道系數(shù)的二次冪的和等于數(shù)值“1”也可要求作為附加條件。
在分析接收站中未知的接收數(shù)據(jù)的信息組期間，以有利的方式實(shí)施參數(shù)化。通過(guò)它可以在分析期間，用持續(xù)有力的參數(shù)化，對(duì)適合于時(shí)間可變信道的接收站進(jìn)行適配再調(diào)整的。
靜態(tài)偏差值和個(gè)別值的邏輯連接總是以有利的方式分別相乘的，因此產(chǎn)生了一個(gè)信道系數(shù)的簡(jiǎn)單計(jì)算規(guī)范。
按照本發(fā)明的一個(gè)有益改進(jìn)，根據(jù)最小誤差平方進(jìn)行系數(shù)的確定。這個(gè)方法也許可能擴(kuò)展所謂的泄漏因數(shù)。為了根據(jù)最小誤差平方方法確定信道系數(shù)，有一些算法提供使用，這些算法在這個(gè)方法中實(shí)現(xiàn)起來(lái)特別簡(jiǎn)單。此外，已知的作為泄漏因數(shù)的修正因數(shù)的采用，還保證了一個(gè)增高的穩(wěn)定性。
為了可選擇不同的用于信道和天線參數(shù)化的處理方式，在反復(fù)確定系數(shù)的情況下，可以以有益的方式調(diào)整適配步距。如果對(duì)各個(gè)參數(shù)來(lái)說(shuō)可獨(dú)立調(diào)整適配步距，那么，可以此外通過(guò)各個(gè)參數(shù)的針對(duì)性影響，例如關(guān)斷匹配，從而可以實(shí)現(xiàn)加速判斷。
在一個(gè)移動(dòng)通信系統(tǒng)的接收站中，可以以有利的方式實(shí)現(xiàn)適配的濾波器，并且在哪里改進(jìn)無(wú)線電信道的信道判斷。
如果一個(gè)移動(dòng)通信系統(tǒng)的基站包含一個(gè)這樣的適配濾波器，那么在處理各個(gè)信息組期間，通過(guò)每個(gè)無(wú)線信道接收數(shù)據(jù)以信息組方式的分析處理和信道系數(shù)與天線系數(shù)的重復(fù)確定，可以改善特別是在無(wú)線信道迅速改變情況下被傳輸標(biāo)志的檢測(cè)。
按照基站的有益改進(jìn)，在接收信號(hào)檢測(cè)時(shí)，通過(guò)適合于每種單一可能情況的信道系數(shù)和天線系數(shù)的確定，可進(jìn)一步改善檢測(cè)，因?yàn)橹挥惺紫仍谕瓿梢粋€(gè)序列所有標(biāo)志的完整處理之后，這些標(biāo)志，例如是半個(gè)或整個(gè)無(wú)線電信息組，才能實(shí)現(xiàn)關(guān)于被傳輸標(biāo)志的邏輯判斷，并且沒(méi)有邏輯判斷路徑被提前中斷。
下面應(yīng)當(dāng)借助附圖的實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。
對(duì)此指出

圖1，一個(gè)移動(dòng)通信系統(tǒng)，圖2，一個(gè)具有一個(gè)基站的蜂窩式移動(dòng)無(wú)線電通信系統(tǒng)，圖3，一個(gè)具有適配天線裝置的基站，圖4，一個(gè)基站接收機(jī)的方框圖，圖5，適配濾波器的方框圖，圖6，信道模型的方框圖，圖7，Viterbi矯正器的簡(jiǎn)化描述。
圖1中描述的移動(dòng)通信系統(tǒng)是一個(gè)已知的GSM移動(dòng)無(wú)線電通信系統(tǒng)，它包含多個(gè)移動(dòng)交換中心MSC，它們彼此間呈網(wǎng)狀連接或者建立到一個(gè)固定網(wǎng)PSTN的通路。此外，這個(gè)移動(dòng)交換中心MSC總是與至少一個(gè)基站控制中心BSC相連。另一方面，每一個(gè)基站控制中心BSC能夠建立與至少一個(gè)基站BS的通信連接，在系統(tǒng)中，基站控制中心控制基站BS和達(dá)到這個(gè)基站BS的通信連接。
一個(gè)這樣的基站BS是一個(gè)無(wú)線電通信站，它通過(guò)一個(gè)無(wú)線電接口可以建立與移動(dòng)站的通信連接。在圖1中，例如，描述了一個(gè)與移動(dòng)站MS的這樣的通信無(wú)線電通信連接。這個(gè)在基站BS和移動(dòng)站MS之間的無(wú)線電接口是按照時(shí)分復(fù)用方法并且也許附加地按照頻分復(fù)用方法建立的。這樣在一個(gè)載波頻率上，例如，提供了8種時(shí)區(qū)情況，它們可以用于不同通信連接和用在無(wú)線電接口的建立上。
在基站BS和移動(dòng)站MS之間的通信連接經(jīng)受多路徑傳輸，它通過(guò)反射和衍射，例如遇到建筑物或種植物來(lái)產(chǎn)生，附加在直接的傳輸路徑上。以移動(dòng)站MS運(yùn)動(dòng)為開(kāi)始，然后是反射、衍射和附加干擾，例如接收信號(hào)的多普勒頻移，它們的影響是取決于時(shí)間的。
現(xiàn)在示范性地考慮從移動(dòng)站MS到基站BS的信息傳輸，然后時(shí)間可變的若干信號(hào)分量到達(dá)接收基站BS，并且在那疊加。在這種情況下，產(chǎn)生消波現(xiàn)象，它危害通信的建立。
圖2指出了一個(gè)蜂窩式移動(dòng)無(wú)線電通信系統(tǒng)，其中，大約在蜂窩的中心點(diǎn)布置一個(gè)基站BS，它具有依方向而變的反射特性。如果干擾源I的入射方向不同于通信線路的適配調(diào)整，它對(duì)傳輸質(zhì)量影響較小。
通過(guò)天線裝置AE的適配方向調(diào)整，參見(jiàn)圖3，通過(guò)選擇天線裝置AE或天線裝置AE的天線單元，通過(guò)選擇一個(gè)蜂窩式移動(dòng)無(wú)線電通信系統(tǒng)的基站，減少被反射和接收的干擾功率，以使通過(guò)基站BS方向區(qū)分的移動(dòng)站MS中若干個(gè)基站BS的相同頻率得以應(yīng)用。通過(guò)以更細(xì)的扇形劃分無(wú)線電蜂窩來(lái)改善信號(hào)的質(zhì)量，即基站僅在一個(gè)小角度范圍內(nèi)接收相同信道干擾。此外，也由基站對(duì)其它通信連接傳播較少干擾，因?yàn)椴⒉辉谒蟹较蛏?，而是指向目?biāo)地發(fā)送發(fā)射信號(hào)。
接收信號(hào)es被提供給在圖4中描述的規(guī)范接收機(jī)，這些接收信號(hào)是通過(guò)天線裝置AE接收的。在基帶轉(zhuǎn)換單人BB中處理接收信號(hào)es，并且轉(zhuǎn)換到基帶中。通過(guò)天線系數(shù)a(a0至an)對(duì)接收信號(hào)es求值并且接著相加成為接收數(shù)據(jù)z。
對(duì)此，接收標(biāo)志z被提供給一個(gè)Viterbi矯正器VF，參見(jiàn)圖7。這個(gè)Viterbi矯正器可見(jiàn)于在1995年紐約McGraw-Hill，G.Proakis所著“數(shù)字通訊(Digital Communications)”649-645頁(yè)中的矯正器(均衡器Equalizer)，可是對(duì)于每一個(gè)取樣值(被傳輸?shù)臉?biāo)志Z)和對(duì)于每一種情況，都進(jìn)行參考值的計(jì)算，這個(gè)參考值用于估算天線系數(shù)a和信道系數(shù)RW，并且還用于檢測(cè)。這個(gè)估算結(jié)果說(shuō)明，本發(fā)明涉及不到一個(gè)精確計(jì)算，而系數(shù)a，RW的確定只是近似的。
因此也實(shí)現(xiàn)了一個(gè)具有信道系數(shù)RW的適配濾波器，信道系數(shù)是在信道估值器ACE(Channel Estimator)中被確定的。在信道模型MF中，信道系數(shù)RW必需用于模擬無(wú)線電信道。信道系數(shù)RW是由一個(gè)靜態(tài)偏差值R和適合于多個(gè)信道系數(shù)的個(gè)別值W的相乘邏輯結(jié)合產(chǎn)生的。在一個(gè)無(wú)線電信息組期間，作為用于適配確定信道系數(shù)RW的輸出值，是用一個(gè)起始值Wimit配備給個(gè)別值W，這些起始值是在一個(gè)訓(xùn)練序列期間由接收標(biāo)志z與在接收機(jī)中已知的訓(xùn)練標(biāo)志x確定的。借助于訓(xùn)練序列也確定了天線系數(shù)a的起始值A(chǔ)init。這些是例如，按德國(guó)專利196 04772.2實(shí)現(xiàn)的。
可以二者擇一地給起始值Winit和Ainit配備任意的預(yù)置值(例如“1”)。在初始化時(shí)，用一個(gè)不等于“0”的值預(yù)先確定靜態(tài)偏差值，例如用“1”。
具有信道系數(shù)RW的信道模型MF和被傳輸?shù)牟⑶矣蒝iterbi矯正器VF計(jì)算出的標(biāo)志z形成了信號(hào)檢測(cè)的基礎(chǔ)。
根據(jù)圖7的Viterbi矯正器，在用信號(hào)Maccu矯正之后，存在累加的邏輯判斷路徑。因?yàn)榘磮D7涉及到數(shù)字信號(hào)的處理，對(duì)于每一個(gè)狀態(tài)來(lái)說(shuō)，有兩個(gè)轉(zhuǎn)變是可能的。對(duì)于每一個(gè)可能的終態(tài)e0到e15，確定誤差值e0至e15，它指出了所接收標(biāo)志z(接收數(shù)據(jù))同對(duì)于每一個(gè)狀態(tài)的個(gè)別的參考數(shù)據(jù)(比較數(shù)據(jù))y的偏差。
在信道估值器ACE中，為了確定信道系數(shù)RW和天線系數(shù)a，使用了一個(gè)適配的算法，例如按最小誤差平方法，例如LMS算法(最小均方法-least mean squares)或RLS算法(遞歸最小平方法-recursive leastsquares)。這些算法的其它細(xì)節(jié)在1995年New York McGraw-Hill，636-649頁(yè)中J.G.Proakis所著“Digital Communications”中可以找到。此外，信道估值器ACE使用在Viterbi矯正器中確定的誤差值e，它是由接收標(biāo)志Z和在矯正期間模擬這些接收數(shù)據(jù)的比較數(shù)據(jù)Y的差得出。在迭代算法中，必須選出的用于信道系數(shù)RW的適合步距μ，μR和用于天線系數(shù)a的適配步距μa被遞交給信道估值器ACE。
借助于圖5說(shuō)明信道估值，矯正和適配天線調(diào)整的相互作用。此外，并未指出數(shù)值的時(shí)間關(guān)系。誤差值e擁有在信號(hào)檢測(cè)情況下與Viterbi算法相適應(yīng)的必須考慮的狀態(tài)的維數(shù)，同樣擁有所謂的關(guān)于在檢測(cè)期間轉(zhuǎn)變和狀態(tài)的可能性的軟決定(Soft-Decision)值SD。信道系數(shù)RW.R.W和天線系數(shù)a的矢量同樣擁有狀態(tài)的維數(shù)，例如16＝24，并且除靜態(tài)偏差值R外，附加擁有信道系數(shù)RW或天線系數(shù)a的數(shù)目的維數(shù)，例如5(因此16×5)。信道系數(shù)RW的起始值是一維的，并且擁有5維。
在信道模型MF中，當(dāng)處理標(biāo)志矢量x(它表征從舊到新的必須考慮的狀態(tài)改變)時(shí)，產(chǎn)生分別對(duì)于一比特“0”和“1”和對(duì)于每一種狀態(tài)的參考數(shù)據(jù)(比較數(shù)據(jù))y。按圖6，由于標(biāo)記的相應(yīng)延遲和加權(quán)，通過(guò)個(gè)別值W0至W4和總和的信號(hào)分量與靜態(tài)偏差值R的相乘實(shí)現(xiàn)這個(gè)處理。
在一個(gè)確定誤差值e的裝置中，例如一個(gè)加法器，由接收數(shù)據(jù)Z減去參考數(shù)據(jù)y，如此減法的結(jié)果形成誤差值e。誤差值e不僅供給在檢測(cè)器DEC中的信號(hào)檢測(cè)，也供給信道估值器ACE。在檢測(cè)器DEC中(在使用Viterbi算法時(shí))同樣確定的軟決定值SD存儲(chǔ)在一個(gè)路徑存儲(chǔ)器中，并且它被提供給用于其它計(jì)算的信道估值器ACE使用。它們例如，用于根據(jù)已明確的標(biāo)志的可能性來(lái)改變適配速度。在無(wú)把握的邏輯判斷基礎(chǔ)情況下，至少減小要適配步距μa，μ，μR。
把信道估值器ACE增加到適配天線和一個(gè)常規(guī)信道估值器前，它按每一個(gè)系數(shù)和每一個(gè)狀態(tài)修改信道系數(shù)RW和天線系數(shù)a，其中這個(gè)狀態(tài)是建立在誤差值e和最終明確的適合于相應(yīng)狀態(tài)的標(biāo)志x的基礎(chǔ)上。系數(shù)RW.a的初始化是通過(guò)借助于一個(gè)處理器分析訓(xùn)練序列實(shí)現(xiàn)的，這個(gè)處理器按個(gè)別值W計(jì)算起始值Winit和使用天線系數(shù)a的起始值A(chǔ)init。這些起始值Winit，Ainit和R是成組進(jìn)行計(jì)算，因?yàn)橐来胃S的無(wú)線電信息組被分配給不同的通信連接。
按本實(shí)施例，對(duì)每一個(gè)被傳輸?shù)臉?biāo)志來(lái)說(shuō)未采取事先安排的邏輯判斷，相反，對(duì)每一個(gè)可能的路徑來(lái)說(shuō)，進(jìn)行信道系數(shù)RW和天線系數(shù)a的估值。一個(gè)狀態(tài)邏輯判斷的延遲導(dǎo)致了檢測(cè)邏輯判斷的改善，可是當(dāng)邏輯判斷時(shí)，帶來(lái)了穩(wěn)定性問(wèn)題。通過(guò)把信道系數(shù)RW的數(shù)目減小1，例如4＝5-1，來(lái)確定最低限度的延遲?？墒窃谶m配濾波器上可以使用按照本發(fā)明的參數(shù)化，這些濾波器采用了一個(gè)事先安排的邏輯判斷。
當(dāng)在信道模型MF中使用5個(gè)信道系數(shù)RW時(shí)，標(biāo)志矢量x也含有5個(gè)標(biāo)志，這樣得出32種可能轉(zhuǎn)變和16個(gè)狀態(tài)。4個(gè)最新標(biāo)志(在數(shù)字處理時(shí)是比特?cái)?shù))描述的是譯碼的新?tīng)顟B(tài)。對(duì)于所有16種狀態(tài)來(lái)說(shuō)，根據(jù)當(dāng)時(shí)的狀態(tài)用標(biāo)志矢量x給出4個(gè)最新標(biāo)志。最原始的標(biāo)記是代表這個(gè)狀態(tài)最可能的明確的標(biāo)志。邏輯判斷延遲僅等效于一個(gè)標(biāo)志，因?yàn)闃?biāo)志矢量x立刻按照一個(gè)狀態(tài)的二種可能標(biāo)志之一的選擇，可以再度被填滿。已作出的邏輯判斷形成參考數(shù)據(jù)y的基礎(chǔ)，參考數(shù)據(jù)對(duì)下一個(gè)邏輯判斷是必須的。
為了估值信道系數(shù)RW和天線系數(shù)a，對(duì)于16種狀態(tài)中的每一種來(lái)說(shuō)，使用了適配算法，它按順序?qū)τ糜谛盘?hào)檢測(cè)的接收信號(hào)進(jìn)行參數(shù)化，這個(gè)算法建立在所謂的“漏性(lea ky)”最小誤差平方(leaky LMS)的方法基礎(chǔ)上。在遞歸方法中，如在已知的Viterbi算法中這些狀態(tài)被定地址。
信道估值器ACE把先前的估計(jì)值增加一個(gè)值，這個(gè)值是通過(guò)誤差值e，標(biāo)志矢量X，和適配步距μa，μ，μR確定的?？墒窃诠乐敌诺老禂?shù)RW時(shí)，不同于靜態(tài)誤差值R，它和適合于每個(gè)系數(shù)的個(gè)別值W數(shù)學(xué)上相乘表示信道系數(shù)RW的旋量，一些估計(jì)值補(bǔ)償了由多普勒頻移引起的接收數(shù)據(jù)Z的旋轉(zhuǎn)。靜態(tài)誤差值R，在適配開(kāi)始時(shí)，有目的地設(shè)定為值“1”。泄漏因數(shù)按最大斜率原理，根據(jù)LMS算法的推導(dǎo)，由確定恒量后所謂的成本函數(shù)權(quán)量(Cost Funciton Weights)α，β，ρ得出La＝1-αμa如果|W|2≥1，Lw＝1-βμw如果|W|2＜1，Lw＝1-βμw如果|R|2≥1，LR＝1+ρμR如果|R|2＜1，LR＝1+ρμR因此以t作為取樣值下標(biāo)，并且*代表共軛復(fù)數(shù)值at＝La·at-1+μa·et-1es*t-1y*t-1Wt＝Lw.Wt-1+μ·et-1R*t-1x*t-1Rt＝LR·Rt-1+μR·et-1W*t-1x*t-1描述適合于遞歸確定信道系數(shù)RW和天線系數(shù)a的輸出方程(在這里假設(shè)在每一時(shí)刻首先實(shí)現(xiàn)適配，然后是矯正)。
在此由e＝es.a-RW.x，得出誤差值e，其中es作為通過(guò)天線系數(shù)a必須計(jì)算的接收信號(hào)es。
對(duì)此，用于遞歸確定信道系數(shù)RW和天線系數(shù)a的輸出方程附加引入一個(gè)附加條件ΣW2＝1，即個(gè)別值W的二次冪的和等于1。這個(gè)條件導(dǎo)致如果|W2|小于1，由2-Lw替換泄漏因數(shù)Lw。
如果引入一個(gè)附加項(xiàng)，它應(yīng)當(dāng)保證靜態(tài)誤差值R的總和保持在1左右，那么如果|R|小于1，在適配方程中2-LR替換泄漏因數(shù)LR。
各個(gè)別可調(diào)整的適配步距μa，μ，μR確定速率，借助它可以用分量匹配天線系數(shù)a和信道系數(shù)RW。在快速適配時(shí)，可以排除泄漏因數(shù)LR，La和Lw，可是這是以減小遞歸的穩(wěn)定性為代價(jià)的。
通過(guò)適配步距μa，μ，μR可以調(diào)整成不同的方式
μa＝0，μ＝0，μR＝0矯正器和天線裝置不匹配運(yùn)行，因?yàn)樵跓o(wú)線電信息組內(nèi)未能校正信道系數(shù)RW和天線系數(shù)a。
μa＝0，μ＝2-5..2-3，μR＝0對(duì)于無(wú)線電信息組來(lái)說(shuō)天線系數(shù)a保持不變。矯正器是適配的，可是迅速的適配導(dǎo)致噪聲增強(qiáng)。如果步距與信道系數(shù)RW相乘大于1，那么可能產(chǎn)生不穩(wěn)定性。
μa＝0，μ＝2-5..2-3，μR＝2-3..2-1對(duì)于無(wú)線電信息組來(lái)說(shuō)天線系數(shù)a保持不變。矯正器是適配的，并且同時(shí)使用了靜態(tài)偏差值R，對(duì)此，個(gè)別步距μ簡(jiǎn)化為各個(gè)別系數(shù)是可能的。因此，降低了噪聲的增強(qiáng)，并且增強(qiáng)了穩(wěn)定性。如果增大步距μ，μR則適配速度增大。
μa＝2-5，μ＝0，μR＝0矯正器是不適配的。然而在對(duì)無(wú)線電信息組求值期間匹配了天線系數(shù)a。
μa＝2-5.2-3，μ＝2-6..2-4，μR＝2-3..2-1因此以不同適配速率實(shí)現(xiàn)適配矯正器和適配天線裝置，它們?cè)跓o(wú)線電信息組期間也進(jìn)行快速適配。如果步距乘以信道和天線系數(shù)RW，a的數(shù)目大于1，那么就可能產(chǎn)生不穩(wěn)定性。
為了可以較快速匹配保持不變的信道系數(shù)RW，可關(guān)斷各單個(gè)或全部信道系數(shù)RW的適配是可能的。例如可以通過(guò)控制中心(操作保養(yǎng)中心-Operation and Maintenance Center)控制步距μa，μ，μR的調(diào)整。
按本發(fā)明方法的接收站證明干擾信號(hào)的抑制得到了改善，這是通過(guò)立體濾波的組合并且考慮信號(hào)分量的傳播時(shí)間，用唯一的算法實(shí)現(xiàn)的。彼此間至少部分不關(guān)聯(lián)的接收信號(hào)es的數(shù)目，還有例如天線單元的數(shù)目，對(duì)本發(fā)明的適配濾波器或本發(fā)明的方法的有效性起作用。
存在越多的獨(dú)立信號(hào)，越可以更好地再處理它們?？梢栽O(shè)定至少兩部分不關(guān)聯(lián)的接收信號(hào)es作為最低條件，可是，也可使用一切更大數(shù)目的接收信號(hào)es。根據(jù)信號(hào)es的數(shù)目，為了抑制干擾分量，它與信道系數(shù)RW相乘并加1，可以得到干擾分量的徹底抑制。
如果使用具有不同發(fā)射圖的分離天線，必須不再通過(guò)接收裝置控制天線。如果只使用一個(gè)天線，則為此準(zhǔn)備的費(fèi)用得以降低。可是，關(guān)于接收信號(hào)中必須被計(jì)算的信息元的不同發(fā)射圖的產(chǎn)生都需要一個(gè)附加的電子控制。
此外，對(duì)于這個(gè)在發(fā)射方和接收方之間的通信連接來(lái)說(shuō)，交互的傳播特性處于支配地位，在這樣的相同通信連接內(nèi)，不僅在接收時(shí)而且在發(fā)射時(shí)進(jìn)行天線系數(shù)a的計(jì)算是有利的。通過(guò)這個(gè)措施，獲得發(fā)射方向上發(fā)射圖的三維空間的選擇性是可能的。通過(guò)這個(gè)措施，可以避免不希望的干擾，并且可以實(shí)現(xiàn)全部無(wú)線電通信系統(tǒng)的容量增高。如果發(fā)射和接收頻率彼此不一致，就需要進(jìn)行天線系數(shù)a的轉(zhuǎn)換，這樣在發(fā)射方向上的天線圖與接收方向的天線圖就可以一致。
權(quán)利要求
1. 對(duì)具有適配天線裝置(AE)的接收站(BS)參數(shù)化的方法，其中天線裝置用于通過(guò)時(shí)間可變信道來(lái)接收那些接收信號(hào)(es)，其中—至少由兩個(gè)具有天線系數(shù)(a)的天線裝置(AE)計(jì)算接收信號(hào)(es)，并且接收信號(hào)同接收數(shù)據(jù)(z)邏輯結(jié)合，—在一個(gè)用于確定誤差值(e)的裝置確定誤差值(e)，這個(gè)誤差值(e)是由接收數(shù)據(jù)(z)和模擬這些接收數(shù)據(jù)(z)的比較數(shù)據(jù)(y)的差形成的，—其中設(shè)定信道系數(shù)(RW)用于比較數(shù)據(jù)(y)的模擬，—這個(gè)誤差值(e)被供給一個(gè)信道估值器(ACE)，—信道估值器(ACE)確定使誤差值(e)減小到最低限度的信道系數(shù)(RW)和共同的天線系數(shù)(a)，—設(shè)定信道系數(shù)(RW)用于必須使用的接收數(shù)據(jù)(z)的檢測(cè)。
2.按照權(quán)利要求1的方法，其中，信道系數(shù)(RW)由多個(gè)共同信道系數(shù)(RW)中的至少一個(gè)信道系數(shù)，至少一個(gè)描述信道系數(shù)(RW)相互關(guān)系的靜態(tài)偏差值(R)和個(gè)別值(W)的各個(gè)別信道系數(shù)(RW)中的至少一個(gè)信道系數(shù)所組成。
3.按照權(quán)利要求2的方法，其中，靜態(tài)偏差值(R)和個(gè)別值(W)總是相乘地邏輯結(jié)合。
4.按照權(quán)利要求1，2或3的方法，其中，在一個(gè)附加條件下實(shí)施信道系數(shù)(RW)和天線系數(shù)(a)的確定，這個(gè)附加條件確定天線系數(shù)(a)或信道系數(shù)(RW)的彼此關(guān)系。
5.按照上述權(quán)利要求之一的方法，其中，在分析接收站(BS)中未知的接收數(shù)據(jù)(z)的信息組期間實(shí)施參數(shù)化。
6.按照上述權(quán)利要求之一的方法，其中，在迭代確定信道系數(shù)(RW)和天線系數(shù)(a)時(shí)，可以調(diào)整適配步距(μ，μa，μR)。
7.按照權(quán)利要求6的方法，其中，可以分別調(diào)整適合于各個(gè)系數(shù)(RW，a)的適配步距(μ，μa，μR)。
8.按照上述權(quán)利要求之一的方法，其中，在接收數(shù)據(jù)(z)檢測(cè)時(shí)，確定適配于每一種唯一可能狀態(tài)的信道系數(shù)(RW)和天線系數(shù)(a)。
9.具有適配天線裝置(AE)的接收站(BS)的適配濾波器，其中天線裝置用于通過(guò)時(shí)間可變信道接收接收信號(hào)(es)，具有，—一個(gè)用于計(jì)算接收信號(hào)(es)的裝置，接收信號(hào)來(lái)自至少兩個(gè)具有天線系數(shù)(a)的天線設(shè)備(AE)，它也是一個(gè)用于接收信號(hào)(es)同接收數(shù)據(jù)(z)邏輯結(jié)合的裝置，—一個(gè)用于誤差值(e)確定的裝置。誤差值是由接收數(shù)據(jù)(z)和模擬這些接收數(shù)據(jù)(z)的比較數(shù)據(jù)(y)的差形成，—其中，設(shè)定信道系數(shù)(RW)用于模擬比較數(shù)據(jù)(y)，—一個(gè)用于共同確定把誤差值(e)減小到最低限度的信道系數(shù)(RW)和天線系數(shù)(a)的信道估值器(ACE)，這個(gè)誤差值(e)由這個(gè)信道估值器實(shí)施，其中，—信道系數(shù)(RW)被設(shè)定用于必須使用的接收數(shù)據(jù)(z)的檢測(cè)。
10.按照權(quán)利要求9的適配濾波器，其中，信道系數(shù)(RW)由多個(gè)公共信道系數(shù)(RW)中的至少一個(gè)信道系數(shù)，至少一個(gè)描述信道系數(shù)(RW)的相互關(guān)系的靜態(tài)偏差值(R)和個(gè)別值(W)的各個(gè)別信道系數(shù)(RW)中的至少一個(gè)信道系數(shù)所組成。
11.按照權(quán)利要求10的適配濾波器，用于靜態(tài)偏差值(R)和個(gè)別值(W)的相乘邏輯結(jié)合。
12.按照權(quán)利要求10或11的適配濾波器，用于在一個(gè)確定天線系數(shù)(a)或信道系數(shù)(RW)彼此關(guān)系的附加條件下確定信道系數(shù)(RW)和天線系數(shù)(a)。
13.按照權(quán)利要求9至12之一的適配濾波器，用于在對(duì)接收數(shù)據(jù)(z)成組計(jì)算期間對(duì)接收站(BS)參數(shù)化，這個(gè)接收數(shù)據(jù)在接收站中是未知的。
14.按照權(quán)利要求9至13之一的適配濾波器，用于信道系數(shù)(RW)和天線系數(shù)(a)的迭代確定，它們的適配步距(μ，μa，μR)是可調(diào)整的。
15.按照權(quán)利要求14的適配濾波器，用于對(duì)各個(gè)系數(shù)(RW，a)來(lái)說(shuō)，可分別調(diào)整適配步距(μ，μa，μR)。
16.按照按照權(quán)利要求9至15之一的適配濾波器，用于在接收數(shù)據(jù)(z)檢測(cè)時(shí)，確定適配于每一種唯一可能狀態(tài)的信道系數(shù)(RW)和天線系數(shù)(a)。
17.按照權(quán)利要求9至16之一的計(jì)算移動(dòng)通信系數(shù)無(wú)線電信道的適配濾波器，其中這個(gè)適配濾波器被分配給移動(dòng)通信系統(tǒng)的一個(gè)接收站(BS)。
18.具有按照權(quán)利要求9至17之一的適配濾波器的移動(dòng)通信系統(tǒng)的基站，用于以信息組方式計(jì)算每個(gè)無(wú)線電信道的接收數(shù)據(jù)(z)和在分析各個(gè)信息組期間重復(fù)確定信道系數(shù)(RW)。
全文摘要
根據(jù)本發(fā)明對(duì)具有適配天線設(shè)備的一個(gè)接收站進(jìn)行參數(shù)化的方法,在一個(gè)矯正器中確定由接收數(shù)據(jù)和這些接收數(shù)據(jù)的模擬比較數(shù)據(jù)的差所形成的誤差值。該值被輸送給一個(gè)信道估值器,由它一起確定使誤差值減小到最低限度的多個(gè)信道系數(shù)和天線系數(shù)。信道系數(shù)有利地由多個(gè)共同信道系數(shù)中的至少一個(gè)信道系數(shù),至少一個(gè)描述信道系數(shù)相互關(guān)系的靜態(tài)誤差值和至少各單個(gè)信道系數(shù)中一個(gè)別值的一個(gè)信道系數(shù)所組成。按照公共的最佳化標(biāo)準(zhǔn),信道系數(shù)和天線系數(shù)的快速匹配是可能的。
文檔編號(hào)H04B7/08GK1179686SQ97119579
公開(kāi)日1998年4月22日 申請(qǐng)日期1997年9月25日 優(yōu)先權(quán)日1996年9月25日
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