КОГЕРЕНТНАЯ КОМПЕНСАЦИЯ ПОМЕХ С ОДНОЙ АНТЕННОЙ ДЛЯ GSM/GPRS/EDGE Российский патент 2012 года по МПК H04L7/04 H04M13/00 

Область техники

Настоящее изобретение относится к беспроводной связи, в частности касается когерентной компенсации помех с одной антенной.

Предшествующий уровень техники

Во многих системах связи, использующих GSM, GPRS, EDGE и т.п., способность приемника должным образом декодировать принятый сигнал зависит от способности приемника поддерживать точное хронирование символа. По мере того как беспроводная связь становится все более распространенной, увеличение уровней помех может отрицательно воздействовать на способность приемника поддерживать такое хронирование.

В одном подходе к поддержанию хронирования символа обучающая последовательность (например, мидамбула) известна как передатчику, так и приемнику. Приемник определяет местонахождение обучающей последовательности в пакете символов и соответственно определяет, когда часть данных пакета символов начинается и заканчивается. Местонахождение обучающей последовательности в среде с помеховыми сигналами может быть проблематичным, поскольку обучающая последовательность может легко оказаться подавленной помехами от смежных каналов, многолучевыми составляющими и т.п. Соответственно, желательно обеспечить приемник, который в состоянии достоверно определить местонахождение обучающей последовательности в пакете символов в присутствии помех.

Сущность изобретения

Согласно одному аспекту заявленной технологии способ оценивания мидамбулы (обучающей последовательности) содержит этапы приема пакета символов, выбора подмножества пакета символов, которое содержит первый символ мидамбулы, вычисления для каждого символа в подмножестве соответствующей ошибки оценивания мидамбулы и определения самой низкой вычисленной ошибки оценивания мидамбулы, чтобы определить местонахождение первого символа мидамбулы.

Согласно другому аспекту заявленной технологии способ оценивания мидамбулы содержит этапы приема пакета символов, выбора подмножества пакета символов, которое содержит первый символ мидамбулы, определения оцениваемого канала, соответствующего каждому символу в подмножестве, подавления помехи по каждому оцениваемому каналу с использованием компенсации помех с одной антенной, декодирования каждого оцениваемого канала, чтобы получить соответствующую последовательность оцениваемых символов данных, выполнения проверки циклическим избыточным кодом по каждой последовательности оцениваемых символов данных, пока не будет обнаружено действительное условие, и определения символа в подмножестве, соответствующем действительному условию, как первого символа мидамбулы.

Согласно еще одному аспекту заявленной технологии приемник содержит антенну, конфигурированную, чтобы принимать пакет символов, оценщик хронирования, конфигурированный, чтобы выбирать подмножество пакета символов, которое содержит первый символ мидамбулы, оценщик мидамбулы, конфигурированный, чтобы вычислять для каждого символа в подмножестве соответствующую ошибку оценивания мидамбулы, и процессор, конфигурированный, чтобы выбирать символ в подмножестве, соответствующий самой низкой вычисленной ошибке оценивания мидамбулы, как первый символ мидамбулы.

Согласно еще одному аспекту заявленной технологии приемник содержит антенну, конфигурированную, чтобы принимать пакет символов, оценщик хронирования, конфигурированный, чтобы выбирать подмножество пакета символов, которое содержит первый символ мидамбулы, оценщик канала, конфигурированный, чтобы определять оцениваемый канал, соответствующий каждому символу в подмножестве, устройство компенсации помех с одной антенной, конфигурированное, чтобы подавлять помехи по каждому оцениваемому каналу, процессор данных, конфигурированный для декодирования каждого оцениваемого канала, чтобы получать соответствующую последовательность оцениваемых символов данных, и устройство подтверждения, конфигурированное, чтобы выполнять проверку циклическим избыточным кодом по каждой последовательности оцениваемых символов данных до тех пор, пока не будет обнаружено действительное условие, и определять символ в подмножестве, соответствующий действительному условию, как первый символ мидамбулы.

Согласно еще одному аспекту заявленной технологии машиночитаемый носитель содержит инструкции для оценивания мидамбулы. Инструкции содержат код для приема пакета символов, выбора подмножества пакета символов, которое содержит первый символ мидамбулы, вычисления для каждого символа в подмножестве соответствующей ошибки оценивания мидамбулы и определения самой низкой вычисленной ошибки оценивания мидамбулы, чтобы определять местонахождение первого символ мидамбулы.

Согласно еще одному аспекту заявленной технологии машиночитаемый носитель содержит инструкции для оценивания мидамбулы. Инструкции содержат код для приема пакета символов, выбора подмножества пакета символов, которое содержит первый символ мидамбулы, определения оцениваемого канала соответственно каждому символу в подмножестве, подавления помех по каждому оцениваемому каналу с использованием компенсации помех с одной антенной, декодирования каждого оцениваемого канала, чтобы получить соответствующую последовательность оцениваемых символов данных, выполнения проверки циклическим избыточным кодом по каждой последовательности оцениваемых символов данных, пока не будет обнаружено действительное условие, и определения символа в подмножестве, соответствующего действительному условию, как первого символа мидамбулы.

Подразумевается, что другие конфигурации заявленной технологии будут очевидными для специалистов в данной области техники из следующего подробного описания, причем различные конфигурации заявленной технологии показаны и описаны для иллюстрации. Понятно, что заявленная технология может быть реализована в других и отличающихся конфигурациях, и ее различные детали могут быть модифицированы в различных других отношениях, без отклонения от объема заявленной технологии. Соответственно, чертежи и детализированное описание должны рассматриваться как иллюстративные по характеру, но не как ограничительные.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 иллюстрирует примерные форматы кадра и пакета в GSM в соответствии с одним аспектом заявленной технологии;

Фиг.2 иллюстрирует приемник для использования в системе беспроводной связи в соответствии с одним аспектом заявленной технологии;

Фиг.3 иллюстрирует подмножество символов, включая первый символ мидамбулы, который приемник выбирает в соответствии с одним аспектом заявленной технологии;

Фиг.4 иллюстрирует более подробно часть приемника для использования в системе беспроводной связи в соответствии с одним аспектом заявленной технологии;

Фиг.5 иллюстрирует приемник для использования в системе беспроводной связи в соответствии с одним аспектом заявленной технологии;

Фиг.6 иллюстрирует более подробно часть приемника для использования в системе беспроводной связи в соответствии с одним аспектом заявленной технологии;

Фиг.7 иллюстрирует способ для оценивания мидамбулы в соответствии с одним аспектом заявленной технологии;

Фиг.8 иллюстрирует способ для оценивания мидамбулы в соответствии с одним аспектом заявленной технологии;

Фиг.9 - диаграмма, иллюстрирующая усовершенствования рабочих характеристик, достижимые с использованием различных аспектов заявленной технологии;

Фиг.10 - диаграмма, иллюстрирующая усовершенствования рабочих характеристик, достижимые с использованием различных аспектов заявленной технологии;

Фиг.11 иллюстрирует приемник для использования в системе беспроводной связи в соответствии с одним аспектом заявленной технологии;

Фиг.12 иллюстрирует приемник для использования в системе беспроводной связи в соответствии с одним аспектом заявленной технологии; и

Фиг.13 - блок-схема, иллюстрирующая компьютерную систему, с которой могут быть реализованы определенные аспекты заявленной технологии.

Подробное описание

Фиг.1 показывает примерные форматы кадра и пакета в GSM. Временная ось для передачи нисходящей линии разделена на мультикадры. Для каналов трафика, используемых, чтобы посылать определенные для пользователя данные, каждый мультикадр, такой как примерный мультикадр 101, содержит 26 TDMA кадров, которые маркированы как TDMA кадры 0-25. Каналы трафика посылаются в TDMA кадрах 0-11 и TDMA кадрах 13-24 из каждого мультикадра, как идентифицировано буквой "T" на фиг.1. Канал управления, идентифицированный буквой "C", посылается в TDMA кадре 12. Никакие данные не посылаются в холостом TDMA кадре 25 (идентифицированном буквой "I"), который используется беспроводными устройствами, чтобы выполнять измерения для соседних базовых станций.

Каждый TDMA кадр, такой как примерный TDMA кадр 102, дополнительно разделен на восемь временных сегментов, которые обозначены как временные сегменты 0-7. Каждому активному беспроводному устройству/пользователю назначается один индекс временного сегмента на длительность вызова. Определенные для пользователя данные для каждого беспроводного устройства посылаются во временном сегменте, назначенном этому беспроводному устройству, и в TDMA кадрах, используемых для каналов трафика.

Передачу в каждом временном сегменте называют "пакетом" в GSM. Каждый пакет, такой как примерный пакет 103, содержит два концевых поля, два поля данных, поле обучающей последовательности (или мидамбулы) и защитный интервал (GP). Число битов в каждом поле показано в круглых скобках. GSM определяет восемь различных обучающих последовательностей, которые можно послать в поле обучающей последовательности. Каждая обучающая последовательность, такая как мидамбула 104, содержит 26 битов и определена таким образом, что первые пять битов повторяются, и вторые пять битов также повторяются. Каждая обучающая последовательность также определена таким образом, что корреляция этой последовательности с 16-битовой усеченной версией этой последовательности равна (a) шестнадцати для временного сдвига, равного нулю, (b) нулю для временных сдвигов, равных ±1, ±2, ±3, ±4 и ±5 и (с) нулю или ненулевому значению для всех других временных сдвигов.

Один подход к определению местоположения мидамбулы в пакете символов последовательно сравнивает гипотезы относительно положения мидамбулы, чтобы определить, какая гипотеза обеспечивает самую высокую энергию корреляции между известной последовательностью мидамбулы и гипотетическим положением в пакете символов. Этот метод очень чувствителен к помехам от многолучевого распространения той же самой последовательности мидамбулы, что может обусловить то, что на энергию корреляции неточных гипотез будут оказывать влияние ее задержанные во времени копии.

Фиг.2 иллюстрирует приемник для использования в системе беспроводной связи в соответствии с одним аспектом заявленной технологии. Приемник 200 содержит антенну 210, конфигурированную для приема беспроводного сигнала. В то время как приемник 200 может использоваться в различных системах связи, для ясности приемник 200 конкретно описан здесь относительно системы GSM. Принятый сигнал выдается в препроцессор 220, который демодулирует сигнал, чтобы сформировать принятые выборки. Препроцессор 220 может включать в себя GMSK-к-BPSK вращатель, который выполняет поворот фазы на полученных выборках. Оценщик 230 хронирования получает выборки от препроцессора 220 и создает несколько гипотез относительно того, где обучающая последовательность символов (то есть мидамбула) начинается в пакете данных, чтобы обеспечить несколько гипотетических оценок канала. Подавитель 240 помех выполняет компенсацию помех с одной антенной на каждом из гипотетических каналов, и оценщик 250 мидамбулы генерирует ошибку оценивания мидамбулы для каждой гипотезы. Схема 260 принятия решения о хронировании сравнивает ошибки оценивания мидамбулы для каждой гипотезы и выбирает гипотезу с самой низкой ошибкой оценивания мидамбулы. Выбор гипотезы схемой 260 принятия решения о хронировании представляет положение в пакете символов, где мидамбула согласно оценке начинается. Процессор 270 затем обрабатывает полученные символы на основе этого оцененного хронирования и выводит данные, соответствующие принятым символам.

Вместо использования определенной энергии корреляции, чтобы выбрать то, какая гипотеза относительно хронирования мидамбула является точной, оценщик 230 хронирования выполняет подавление помех с одной антенной ("SAIC"), чтобы обеспечить оценку символов, составляющих обучающую последовательность, которые сравниваются с ранее известными символами этой обучающей последовательности, чтобы определить ошибку оценивания для этого. Операция оценщика 230 хронирования иллюстрируется более подробно ниже.

Чтобы начать поиск первого символа мидамбулы, оценщик 230 хронирования открывает "окно" вокруг оцениваемого начала последовательности мидамбулы. Положение первого символа последовательности мидамбулы может быть оценено для данного пакета на основе известной структуры каждого пакета. Например, как проиллюстрировано на фиг.1, начало мидамбулы 104 в пакете 103 начинается в 62-м бите пакета. Основываясь на этой известной структуре, оценщик 230 хронирования выбирает окно 105 битов, представляющих ряд гипотез относительно того, где может быть расположен первый символ мидамбулы. Примерное окно 105 проиллюстрировано более подробно на фиг.3.

Как можно видеть, ссылаясь на фиг.3, примерное окно 105 содержит 11 символов, обозначенных от Δ=0 до Δ=10. Каждое значение Δ представляет положение символа в окне. Однако по отношению к положению символа во всем пакете значение Δ смещено на значение смещения (например, Δ=5 может быть смещено на 61, чтобы представлять положение этого символа во всем пакете). Для первых семи символов в окне 105, оценщик 230 хронирования генерирует оценку канала из последовательности пяти смежных символов (представляющих формат канала с пятью отводами для GSM). Например, символ Δ=0 соответствует оценке канала (t ₀) символ Δ=l соответствует оценке канала (t ₁) и т.д. Каждая из этих оценок канала затем обрабатывается подавителем 240 помех и оценщиком 250 мидамбулы, чтобы определить оцененные символы мидамбулы, соответствующие этому, чтобы определить ошибку оценивания мидамбулы, как показано более подробно ниже со ссылкой на фиг.4.

В то время как в настоящем примерном аспекте окно 105 проиллюстрировано как состоящее точно из 11 символов, объем настоящего изобретения не ограничен такой конфигурацией. Скорее, как будет очевидно для специалиста в данной области техники, может быть выбран любой размер окна (до размера всего пакета данных). Например, в соответствии с одним аспектом заявленной технологии, размер окна поиска может быть выбран как удвоенная величина ожидаемой минимальной задержки распространения. Альтернативно, размер окна поиска может параметризироваться на основе любой другой метрики, известной специалистам в данной области техники.

Согласно одному аспекту оценка канала генерируется посредством оценщика 230 хронирования путем коррелирования принятых выборок (соответственно гипотетической задержке) с опорными выборками (то есть известной последовательностью мидамбулы) для каждой гипотезы. На основе корреляции R_ys(Δ) между принятым сигналом y и последовательностью s мидамбулы для гипотетической задержки Δ, оценка канала может быть вычислена следующим образом:

Чтобы проверить гипотезу, соответствующую каждой оценке канала, подавитель 240 помех выполняет SAIC на каждом оцениваемом канале. SAIC является методом, которым сверхдискретизированный сигнал и/или разложение на действительную/мнимую часть сигнала используются, чтобы предоставить виртуальным антеннам отдельные последовательности выборок, так что веса могут быть применены к виртуальным антеннам, чтобы сформировать луч в направлении желательного передатчика и нуль луча в направлении нежелательного источника помех. Вообще, метод SAIC может быть реализован с одной или множеством действительных антенн в приемнике с использованием пространственно-временной обработки, где "пространство" может быть виртуально реализовано с синфазной и квадратурной компонентами, а "время" может быть реализовано с использованием поздних и ранних выборок.

После SAIC, оценка канала, полученная ранее, подставляется в пространственно-временную матрицу [H] канала для одной из строк (каждая строка представляет одну из виртуальных антенн):

Соответствующие принятые выборки для оценивания канала настраиваются на время гипотезы (которое предполагается содержащим мидамбулу), и соответствующие веса фильтра подавления помех определяются:

где

что является Mx1 вектор-столбцом для k-й гипотезы.

Матрица [H] затем повторно оценивается с использованием выборок с подавленными помехами, чтобы генерировать [Н]_k ^new:

где Z _k ^' является псевдоинверсией матрицы последовательности мидамбулы:

Выход подавителя 240 помех имеет форму , где представляет матрицу канала, и представляет оценку последовательности мидамбулы. Оценщик 250 мидамбулы получает выход подавителя 240 помех и компенсирует член , например, с помощью Z _k ^' [H]), так, чтобы оцениваемая последовательность мидамбулы могла сравниваться с ранее известной последовательностью S мидамбулы. Различие между оцененной и известной последовательностями мидамбулы определяется согласно Уравнению 9, ниже:

чтобы получить ошибку e_m(t_i) оценки мидамбулы для каждого времени t_i. Каждое время t_i равно гипотетическому положению Δ_i плюс смещение T_s от начала пакета:

t_i=Δ_i+T_a (10)

Фиг.4 схематично иллюстрирует вышеприведенные вычисления, происходящие в подавителе 240 помех и оценщике 250 мидамбулы, в соответствии с одним аспектом заявленной технологии. Подавитель 240 помех выполняет компенсацию помех на оценках канала и повторно оценивает матрицу канала с использованием выборок с подавленными помехами. Оценщик 250 мидамбулы сравнивает оцененную мидамбулу с известной последовательностью мидамбулы для каждой гипотезы и генерирует ошибку e_m оценки мидамбулы. Согласно различным аспектам заявленной технологии, подавление помех и оценивание мидамбулы каждой оценки канала могут быть сделаны последовательно, параллельно или с некоторой комбинацией последовательной и параллельной обработки.

После того как ошибка e_m(t_i) оценки мидамбулы для каждого времени t_i определена, блок 260 решения о хронировании определяет, какая гипотеза соответствует самой низкой ошибке e_m оценки. Другие гипотетические значения хронирования отбрасываются, и сигнал передается к процессору 270 для декодирования и вывода данных в сигнале на основе определенного хронирования.

Согласно одному аспекту настоящего раскрытия процессор 270 содержит генератор мягкого выхода, который получает сигнал от блока 260 решения о хронировании и генерирует мягкие решения, которые указывают на достоверность в обнаруженных битах. Генератор мягкого выхода может реализовать алгоритм Ono, как известно специалистам в данной области техники. Процессор 270 данных может дополнительно содержать обращенный перемежитель, который выполняет обращенное перемежение мягких решений и передает мягкие решения на декодер Витерби, который декодирует мягкие решения после обращения перемежения и выводит декодированные данные.

Согласно другому аспекту заявленной технологии метрика, используемая для определения того, какая гипотеза хронирования мидамбулы корректна, может представлять собой проверку циклическим избыточным кодом, выполняемую после того, как каждая гипотеза декодирована. Например, Фиг.5 иллюстрирует приемник 500 в соответствии с одним аспектом заявленной технологии, в которой решение хронирования задерживается, пока сигнал, соответствующий каждой гипотезе, не будет декодирован.

Приемник 500 содержит антенну 510, конфигурированную, чтобы принимать беспроводный сигнал, такой как, например, RF (радиочастотный) модулированный сигнал GSM. Принятый сигнал подается на препроцессор 520, который демодулирует сигнал, чтобы генерировать принятые выборки. Препроцессор 520 может также включать в себя вращатель GMSK-к-BPSK, который выполняет поворот фазы на принятых выборках. Оценщик 530 хронирования принимает выборки от препроцессора 520 и создает несколько гипотез относительно того, где мидамбула начинается в пакете данных, чтобы обеспечить несколько гипотетических оценок канала. Подавитель 540 помех выполняет компенсацию помех с одной антенной на каждом из гипотетических каналов, и процессор 550 данных затем обрабатывает принятые символы для каждого гипотетического канала и выводит данные, соответствующие полученным символам. Проверка циклическим избыточным кодом (CRC) 560 выполняется на данных, выведенных для каждого гипотетического канала, и продолжается, пока один из потоков данных не будет подтвержден. Блок 570 решения о хронировании затем выбирает гипотезу, соответствующую условию подтверждения, и отбрасывает другие гипотезы.

Фиг.6 иллюстрирует операцию подавителя 540 помех и процессора 550 данных более подробно, в соответствии с одним аспектом заявленной технологии. Подавитель 540 помех принимает оценки (t₀) до (t₆) от оценщика 530 хронирования и выполняет как SAIC, так и MLSE (оценка последовательности максимального правдоподобия) коррекцию на каждой оценке канала. Подавитель 540 помех затем предоставляет отфильтрованные сигналы, соответствующие каждой гипотезе, в процессор. Процессор 550 данных содержит множество генераторов мягкого выхода, которые получают отфильтрованные сигналы от подавителя 540 помех и генерируют мягкие решения, которые указывают достоверность в обнаруженных битах. Процессор 550 данных дополнительно содержит множество обращенных перемежителей, которые выполняют обращенное перемежение мягких решений и которые передают мягкие решения на множество декодеров Витерби, которые декодируют обращенно перемеженные мягкие решения и выводят декодированные данные в блок 560 CRC.

В то время как предшествующий примерный аспект проиллюстрирован как выполняющий подавление помех и декодирование на каждом оцененном канале параллельно, объем настоящего изобретения не ограничен такой конфигурацией. Скорее, единственный подавитель помех и единственный процессор данных могут быть использованы, чтобы обрабатывать каждый оцениваемый канал последовательным способом. Альтернативно, приемник может использовать комбинацию параллельной и последовательной обработки (например, с двумя каналами на каждый подавитель помех и процессор данных и т.д.).

На фиг.7 показана блок-схема, иллюстрирующая способ для оценки мидамбулы в соответствии с одним аспектом заявленной технологии. Способ начинается на этапе 701, на котором приемник принимает пакет символов. На этапе 702 приемник выбирает подмножество пакета символов, которое содержит первый символ мидамбулы. На этапе 703 приемник определяет оцениваемый канал, соответствующий каждому символу в выбранном подмножестве. В этапе 704 приемник выполняет SAIC на каждом оцениваемом канале, чтобы получить оцениваемую последовательность мидамбулы. На этапе 705 приемник сравнивает каждую оцениваемую последовательность мидамбулы с ранее известной последовательностью мидамбулы, чтобы определить ошибку оценивания мидамбулы, соответствующую каждому оцениваемому каналу. На этапе 706 приемник определяет, какой оцениваемый канал соответствует самой низкой ошибке оценивания мидамбулы, чтобы определить местонахождение первого символа мидамбулы. В этапе 707 на основе определенного местоположения первого символа мидамбулы декодируется последовательность данных в пакете символов.

На фиг.8 показана блок-схема, иллюстрирующая способ для оценивания мидамбулы в соответствии с одним аспектом заявленной технологии. Способ начинается на этапе 801, на котором приемник принимает пакет символов. На этапе 802 приемник выбирает подмножество пакета символов, которое содержит первый символ мидамбулы. На этапе 803 приемник определяет оцениваемый канал, соответствующий каждому символу в выбранном подмножестве. На этапе 804 приемник выполняет SAIC на каждом оцениваемом канале, и на этапе 805 каждый оцениваемый канал декодируется, чтобы получить последовательность оцениваемых символов данных, соответствующих ему. На этапе 806 приемник выполняет проверку циклическим избыточным кодом (CRC) на оцениваемых символах данных для каждого оцениваемого канала до тех пор, пока не будет найдено условие действительности. На этапе 807 приемник определяет символ в подмножестве, выбранном на этапе 802, который соответствует условию действительности, как первый символ мидамбулы.

На фиг.9 показана диаграмма, иллюстрирующая усовершенствования рабочих характеристик, достижимые с использованием различных аспектов заявленной технологии. Фиг.9 представляет на графике частоту ошибок кадра по диапазону несущих в зависимости от уровней C/I (отношения несущей к помехе) для примерных систем приемника, использующих способы оценки мидамбулы, описанные более подробно выше. Как можно видеть из фиг.9, рабочие характеристики системы приемника 900, который оценивает хронирование мидамбулы с использованием энергии корреляции, менее оптимальны, поскольку там существуют четыре гипотезы хронирования (Δ=3, Δ=4, Δ=5 и Δ=6), которые обеспечивают улучшение характеристики частоты ошибок кадра. Система приемника, которая оценивает хронирование мидамбулы с использованием ошибки оценивания мидамбулы или проверки действительности CRC, более вероятно выберет одно из этих предпочтительных хронирований, чем система приемника 900, особенно когда величина помех возрастает. Эти улучшенные рабочие характеристики проиллюстрированы более подробно на Фиг.10, на которой показана вероятность, с которой примерная система приемника, использующая ошибку оценивания мидамбулы, будет выбирать данное хронирование мидамбулы. Как можно видеть из Фиг.10, система 900 приемника (которая оценивает хронирование мидамбулы с использованием энергии корреляции) выбирает подоптимальные значения хронирования символа мидамбулы (например, Δ=0, Δ=1, Δ=2) с большей частотой, чем система 1002 приемника, которая оценивает хронирование мидамбулы с использованием ошибки оценивания мидамбулы. Действительно, система 1002 приемника выбирает любое из Δ=5 и Δ=6 более чем 80% времени. Как можно видеть на фиг.9, эти хронирования обладают приблизительно на 6 дБ лучшей производительностью, чем средняя производительность системы 900 приемника. Еще лучшие выгоды в отношении производительности могут быть достигнуты с системой приемника, которая выбирает хронирование мидамбулы на основе CRC декодированных данных, с соответствующим увеличением, однако, в сложности обработки.

Фиг.11 иллюстрирует приемник для использования в системе беспроводной связи в соответствии с одним аспектом заявленной технологии. Приемник 1100 содержит антенный модуль 1110, конфигурированный для приема беспроводного сигнала, такого как, например, RF модулированный сигнал GSM. Принятый сигнал предоставляется модулю 1120 предварительной обработки, который демодулирует сигнал для генерации принятых выборок. Модуль 1120 предварительной обработки может также включать в себя вращатель GMSK-к-BPSK, которое выполняет поворот фазы на принятых выборках. Модуль 1130 оценивания хронирования получает выборки от модуля 1120 предварительной обработки и создает несколько гипотез относительно того, где обучающая последовательность символов (мидамбула) начинается в пакете данных, чтобы обеспечить несколько гипотетических оценок канала. Модуль 1140 подавления помех выполняет компенсацию помех с одной антенной на каждом из гипотетических каналов, и модуль 1150 оценивания мидамбулы генерирует ошибку оценивания мидамбулы для каждой гипотезы. Модуль 1160 решения о хронировании сравнивает ошибки оценивания мидамбулы для каждой гипотезы и выбирает гипотезу с самой низкой ошибкой оценивания мидамбулы. Выбор гипотезы модулем 1160 решения о хронировании представляет положение в пакете символов, где мидамбула, как оценивается, начинается. Модуль 1170 обработки данных затем обрабатывает принятые символы на основе этого оцененного хронирования и выводит данные, соответствующие принятым символам.

Фиг.12 иллюстрирует приемник 1200 для использования в системе беспроводной связи в соответствии с одним аспектом заявленной технологии. Приемник 1200 содержит антенный модуль 1210, конфигурированный для приема беспроводного сигнала, такого как, например, RF модулированный сигнал GSM. Принятый сигнал подается на модуль 1220 предварительной обработки, который демодулирует сигнал, чтобы генерировать принятые выборки. Модуль 1220 предварительной обработки может также включать в себя вращатель GMSK-к-BPSK, которое выполняет поворот фазы на принятых выборках. Модуль 1230 оценивания хронирования получает выборки от модуля 1220 предварительной обработки и создает несколько гипотез относительно того, где обучающая последовательность символов (мидамбула) начинается в пакете данных, чтобы обеспечить несколько гипотетических оценок канала. Модуль 1240 подавления помех выполняет компенсацию помех с одной антенной на каждом из гипотетических каналов, и модуль 1250 обработки данных затем обрабатывает принятые символы для каждого гипотетического канала и выводит данные, соответствующие принятым символам. Проверка циклическим избыточным кодом (CRC) выполняется в модуле 1260 на данных, выведенных для каждого гипотетического канала, и продолжается до тех пор, пока один из потоков данных не будет подтвержден. Модуль 1270 решения о хронировании затем выбирает гипотезу, соответствующую условию подтверждения, и отбрасывает другие гипотезы.

На фиг.13 показана блок-схема, которая иллюстрирует компьютерную систему 1300, на который может быть осуществлен один аспект изобретения. Компьютерная система 1300 содержит шину 1302 или другой коммуникационный механизм для передачи информации, и процессор 1304, связанный с шиной 1302, для обработки информации. Компьютерная система 1300 также содержит память 1306, такую как память произвольного доступа (RAM) или другое динамическое устройство хранения данных, соединенное с шиной 1302, для хранения информации и инструкций, которые должны выполняться процессором 1304. Память 1306 может также использоваться для хранения временной переменной или другой промежуточной информации во время выполнения инструкций, которые должны выполняться процессором 1304. Компьютерная система 1300 далее содержит устройство 1310 хранения данных, такое как магнитный диск или оптический диск, связанное с шиной 1302, для хранения информации и инструкций.

Компьютерная система 1300 может быть соединена через модуль 1308 ввода/вывода с устройством отображения (не показано), таким как электронно-лучевая трубка (CRT) или жидкокристаллический дисплей (LCD) для отображения информации пользователю компьютера. Устройство ввода, такое как, например, клавиатура или мышь, может также быть соединено с компьютерной системой 1300 через модуль ввода/вывода 1308 для передачи информации и выборов команд к процессору 1304.

Согласно одному аспекту оценивание мидамбулы выполняется компьютерной системой 1300 в ответ на выполнение процессором 1304 одной или более последовательностей из одной или более инструкций, содержащихся в памяти 1306. Такие инструкции могут быть считаны в память 1306 с другого машиночитаемого носителя, такого как устройство 1310 хранения данных. Выполнение последовательностей инструкций, содержащихся в главной памяти 1306, побуждает процессор 1304 выполнять этапы процесса, описанные здесь. Один или более процессоров в многопроцессорной конфигурации могут также использоваться, чтобы выполнять последовательности инструкций, содержащихся в памяти 1306. В альтернативных аспектах аппаратно-реализованные («зашитые») схемы могут использоваться вместо или в комбинации с инструкциями программного обеспечения, чтобы осуществлять различные аспекты. Таким образом, аспекты не ограничены никакой определенной комбинацией схем аппаратных средств и программного обеспечения.

Термин "машиночитаемый носитель", как используется здесь, относится к любой среде, которая участвует в предоставлении инструкций процессору 1304 для выполнения. Такой носитель может принимать множество форм, включая, без ограничения указанных, энергонезависимые носители, энергозависимые носители и среду передачи. Энергонезависимые носители включают в себя, например, оптические или магнитные диски, такие как устройство 1310 хранения данных. Энергозависимые носители включают в себя динамическую память, такую как память 1306. Среды передачи включают в себя коаксиальные кабели, медный провод и волоконную оптику, включая провода, которые образуют шину 1302. Среды передачи могут также принимать форму акустических или световых волн, таких как генерируемые во время радиочастотной и инфракрасной передачи данных. Обычные формы машиночитаемых носителей включают в себя, например, дискету, гибкий диск, жесткий диск, магнитную ленту, любой другой магнитный носитель, CD-ROM, DVD, любую другую оптическую среду, перфокарты, перфоленту, любую другую физическую среду с шаблонами отверстий, RAM, PROM, EPROM (стираемую программируемую постоянную память), FLASH EPROM (стираемую программируемую постоянную флэш-память), любой другой чип памяти или картридж, несущую волну или любую другую среду, из которой компьютер может выполнять считывание.

Специалистам в данной области техники должно быть понятно, что различные иллюстративные блоки, модули, элементы, компоненты, методы и алгоритмы, описанные здесь, могут быть осуществлены как электронные аппаратные средства, программное обеспечение или комбинации того и другого. Кроме того, они могут быть разделены иначе, чем описано. Чтобы проиллюстрировать эту взаимозаменяемость аппаратного и программного обеспечения, различные иллюстративные блоки, модули, элементы, компоненты, методы и алгоритмы были описаны выше с точки зрения их функциональности. То, осуществлена ли такая функциональность как аппаратные средства или программное обеспечение, зависит от конкретного применения и ограничений проектирования, наложенных на систему в целом. Специалисты в данной области техники могут осуществить описанную функциональность различными способами для каждого конкретного применения.

Подразумевается, что определенный порядок или иерархия этапов или блоков в раскрытых процессах являются иллюстрацией примерных подходов. Основываясь на предпочтениях проектирования, очевидно, что определенный порядок или иерархия этапов или блоков в процессах могут быть изменены. Соответствующие пункты формулы изобретения, относящиеся к способу, представляют элементы различных этапов в приведенном для примера порядке и не предназначены, чтобы быть ограниченными определенным порядком или представленной иерархией.

Предыдущее описание предоставлено, чтобы позволить любому специалисту в данной области техники реализовать на практике различные аспекты, описанные здесь. Различные модификации этих аспектов будут очевидны для специалистов в данной области техники, и основные принципы, определенные здесь, могут быть применены к другим аспектам. Таким образом, пункты формулы изобретения не предназначены, чтобы быть ограниченными аспектами, показанными здесь, но должны соответствовать полному объему, совместимому со сформулированными пунктами формулы изобретения, причем ссылка на элемент в единственном числе не предназначена, чтобы означать "один и только один", если конкретно это не указано, а скорее означает "один или более". Если определенно не определено иначе, то термин "некоторый" относится к одному или более. Местоимения в мужском роде (например, «его») включают женский и средний род (например, «ее» и «его») и наоборот. Все структурные и функциональные эквиваленты элементов различных аспектов, описанных в настоящем раскрытии, которые известны или позже станут известными специалистам в данной области техники, явно включены настоящим посредством ссылки и предназначены для охвата формулой изобретения. Кроме того, ничто, раскрытое здесь, не предназначено, чтобы быть предоставленным общественности независимо от того, цитировано ли такое раскрытие явным образом в формуле изобретения. Никакой элемент формулы изобретения не должен рассматриваться согласно положениям USC. §112, шестой абзац, если только элемент явно не сформулирован с использованием словосочетания "средство для" или, в случае пункта на способ, элемент не сформулирован с использованием словосочетания "этап для".

Изобретение относится к беспроводной связи, в частности, касается когерентной компенсации помех с одной антенной. Технический результат - повышение точности хронирования символов. Для этого способ оценки мидамбулы содержит этапы приема пакета символов, выбора подмножества пакета символов, которое содержит первый символ мидамбулы, вычисления, для каждого символа в подмножестве, соответствующей ошибки оценки мидамбулы; и определения самой низкой вычисленной ошибки оценки мидамбулы, чтобы определить местонахождение первого символа мидамбулы. Приемник содержит антенну, конфигурированную для приема пакета символов, оценщик хронирования, конфигурированный для выбора подмножества пакета символов, которое содержит первый символ мидамбулы, оценщик мидамбулы, конфигурированный для вычисления для каждого символа в подмножестве соответствующей ошибки оценки мидамбулы, и процессор, конфигурированный для выбора символа в подмножестве, соответствующего самой низкой вычисленной ошибке оценки мидамбулы, как первого символа мидамбулы. 8 н. и 30 з.п. ф-лы, 13 ил.

1. Способ оценивания мидамбулы, содержащий этапы:
приема пакета символов;
выбора подмножества пакета символов, которое содержит первый символ мидамбулы;
вычисления, для каждого символа в подмножестве, соответствующей ошибки оценивания мидамбулы, причем каждая ошибка оценивания мидамбулы соответствует гипотезе относительно местоположения первого символа мидамбулы в пакете символов; и
определения самой низкой вычисленной ошибки оценивания мидамбулы, чтобы определить местонахождение первого символа мидамбулы.

2. Способ по п.1, дополнительно содержащий декодирование пакета символов, чтобы определить последовательность данных для пакета символов.

3. Способ по п.1, в котором вычисление ошибки оценивания мидамбулы для каждого символа в подмножестве содержит:
определение оцениваемого канала, соответствующего символу;
выполнение компенсации помех с одной антенной на оцениваемом канале, чтобы получить оцениваемую последовательность мидамбулы; и
сравнение оцениваемой последовательности мидамбулы с ранее известной последовательностью мидамбулы, чтобы определить ошибку оценивания мидамбулы.

4. Способ по п.3, в котором вычисление ошибки оценивания мидамбулы для каждого символа в подмножестве дополнительно содержит:
выполнение компенсации помех с одной антенной на оцениваемом канале, чтобы получить оцениваемую последовательность данных для пакета символов; и
сравнение оцениваемой последовательности данных с ранее определенной последовательностью данных, чтобы определить ошибку оценивания мидамбулы.

5. Способ по п.3, в котором определение оцениваемого канала, соответствующего каждому символу, содержит выбор предопределенного числа смежных символов в подмножестве, соответствующем числу отводов в оцениваемом канале.

6. Способ по п.1, в котором выбор подмножества пакета символов содержит оценивание положения первого символа мидамбулы в пакете символов и выбор множества символов, центрированных вокруг оцениваемого положения.

7. Способ оценивания мидамбулы, содержащий этапы:
приема пакета символов;
выбора подмножества пакета символов, которое содержит первый символ мидамбулы;
определения оцениваемого канала, соответствующего каждому символу в подмножестве;
подавления помех на каждом оцениваемом канале с использованием компенсации помех с одной антенной;
декодирования каждого оцениваемого канала, чтобы получить соответствующую последовательность оцениваемых символов данных;
выполнения проверки циклическим избыточным кодом на каждой последовательности оцениваемых символов данных, пока не будет обнаружено действительное условие; и
определения символа в подмножестве, соответствующего действительному условию, как первого символа мидамбулы.

8. Способ по п.7, в котором выбор подмножества пакета символов содержит оценивание положения первого символа мидамбулы в пакете символов и выбор множества символов, центрированных вокруг оцениваемого положения.

9. Способ по п.7, в котором определение оцениваемого канала, соответствующего каждому символу, содержит выбор предопределенного числа смежных символов в подмножестве соответственно количеству отводов в оцениваемом канале.

10. Приемник, содержащий:
антенну, конфигурированную для приема пакета символов;
оценщик хронирования, конфигурированный для выбора подмножества пакета символов, которое содержит первый символ мидамбулы;
оценщик мидамбулы, конфигурированный для вычисления, для каждого символа в подмножестве, соответствующей ошибки оценивания мидамбулы, причем каждая ошибка оценивания мидамбулы соответствует гипотезе, относительно местоположения первого символа мидамбулы в пакете символов; и
процессор, конфигурированный для выбора символа в подмножестве, соответствующего самой низкой вычисленной ошибке оценивания мидамбулы, как первого символа мидамбулы.

11. Приемник по п.10, дополнительно содержащий:
декодер, конфигурированный, чтобы декодировать пакет символов, чтобы определять последовательность данных для пакета символов.

12. Приемник по п.10, в котором оценщик мидамбулы конфигурирован, чтобы вычислять ошибку оценивания мидамбулы для каждого символа в подмножестве посредством:
определения оцениваемого канала, соответствующего символу;
выполнения компенсации помех с одной антенной на оцениваемом канале, чтобы получить оцениваемую последовательность мидамбулы; и
сравнения оцениваемой последовательности мидамбулы с ранее известной последовательностью мидамбулы, чтобы определить ошибку оценивания мидамбулы.

13. Приемник по п.12, в котором оценщик мидамбулы дополнительно конфигурирован, чтобы вычислять ошибку оценивания мидамбулы для каждого символа в подмножестве посредством:
выполнения компенсации помех с одной антенной на оцениваемом канале, чтобы получить оцениваемую последовательность данных для пакета символов; и
сравнения оцениваемой последовательности данных с ранее определенной последовательностью данных, чтобы определить ошибку оценивания мидамбулы.

14. Приемник по п.12, в котором оценщик мидамбулы конфигурирован, чтобы определять оцениваемый канал, соответствующий каждому символу, путем выбора предопределенного числа смежных символов в подмножестве соответственно количеству отводов в оцениваемом канале.

15. Приемник по п.10, в котором оценщик хронирования конфигурирован, чтобы выбирать подмножество пакета символов путем оценивания положения первого символа мидамбулы в пакете символов и выбора множества символов, центрированных вокруг оцениваемого положения.

16. Приемник, содержащий:
антенну, конфигурированную для приема пакета символов;
оценщик хронирования, конфигурированный, чтобы выбирать подмножество пакета символов, которое содержит первый символ мидамбулы;
оценщик канала, конфигурированный, чтобы определять оцениваемый канал, соответствующий каждому символу в подмножестве;
устройство компенсации помех с одной антенной, конфигурированное, чтобы подавлять помехи на каждом оцениваемом канале;
процессор данных, конфигурированный, чтобы декодировать каждый оцениваемый канал, чтобы получать соответствующую последовательность оцениваемых символов данных; и
устройство подтверждения, конфигурированное, чтобы выполнять проверку циклическим избыточным кодом на каждой последовательности оцениваемых символов данных, пока не будет обнаружено действительное условие, и определять символ в подмножестве, соответствующий действительному условию, как первый символ мидамбулы.

17. Приемник по п.16, в котором оценщик хронирования конфигурирован, чтобы выбирать подмножество пакета символов путем оценивания положения первого символа мидамбулы в пакете символов и выбора множества символов, центрированных вокруг оцениваемого положения.

18. Приемник по п.16, в котором оценщик канала конфигурирован, чтобы определять оцениваемый канал, соответствующий каждому символу, путем выбора предопределенного числа смежных символов в подмножестве соответственно количеству отводов в оцениваемом канале.

19. Приемник по п.16, в котором процессор данных содержит одно или более из генератора мягкого выхода, обращенного перемежителя и декодера Витерби.

20. Приемник, содержащий:
средство для приема пакета символов;
средство для выбора подмножества пакета символов, которое содержит первый символ мидамбулы;
средство для вычисления, для каждого символа в подмножестве, соответствующей ошибки оценивания мидамбулы, причем каждая ошибка оценивания мидамбулы соответствует гипотезе относительно местоположения первого символа мидамбулы в пакете символов; и
средство для выбора символа в подмножестве, соответствующего самой низкой вычисленной ошибке оценивания мидамбулы, как первого символа мидамбулы.

21. Приемник по п.20, дополнительно содержащий:
средство для декодирования пакета символов, чтобы определять последовательность данных для пакета символов.

22. Приемник по п.20, в котором средство для вычисления ошибки оценивания мидамбулы для каждого символа в подмножестве конфигурировано для:
определения оцениваемого канала, соответствующего символу;
выполнения компенсации помех с одной антенной на оцениваемом канале, чтобы получить оцениваемую последовательность мидамбулы; и
сравнения оцениваемой последовательности мидамбулы с ранее известной последовательностью мидамбулы, чтобы определить ошибку оценивания мидамбулы.

23. Приемник по п.22, в котором средство для вычисления ошибки оценивания мидамбулы для каждого символа дополнительно конфигурировано для:
выполнения компенсации помех с одной антенной на оцениваемом канале, чтобы получить оцениваемую последовательность данных для пакета символов; и
сравнения оцениваемой последовательности данных с ранее определенной последовательностью данных, чтобы определить ошибку оценивания мидамбулы.

24. Приемник по п.22, в котором средство для вычисления ошибки оценивания мидамбулы конфигурировано, чтобы определять оцениваемый канал, соответствующий каждому символу, путем выбора предопределенного числа смежных символов в подмножестве соответственно количеству отводов в оцениваемом канале.

25. Приемник по п.20, в котором средство для выбора подмножества пакета символов конфигурировано, чтобы оценивать положение первого символа мидамбулы в пакете символов и выбирать множество символов, центрированных вокруг оцениваемого положения.

26. Приемник, содержащий:
средство для приема пакета символов;
средство для выбора подмножества пакета символов, которое содержит первый символ мидамбулы;
средство для определения оцениваемого канала, соответствующего каждому символу в подмножестве;
средство для подавления помех на каждом оцениваемом канале;
средство для декодирования каждого оцениваемого канала, чтобы получить соответствующую последовательность оцениваемых символов данных; и
средство для выполнения проверки циклическим избыточным кодом на каждой последовательности оцениваемых символов данных, пока не будет обнаружено действительное условие, и для определения символа в подмножестве, соответствующего действительному условию, как первого символа мидамбулы.

27. Приемник по п.26, в котором средство для выбора подмножества пакета символов конфигурировано, чтобы оценивать положение первого символа мидамбулы в пакете символов и выбирать множество символов, центрированных вокруг оцениваемого положения.

28. Приемник по п.26, в котором средство для определения оцениваемого канала конфигурировано, чтобы определять оцениваемый канал, соответствующий каждому символу, путем выбора предопределенного числа смежных символов в подмножестве соответственно количеству отводов в оцениваемом канале.

29. Приемник по п.26, в котором средство для декодирования содержит одно или более из генератора мягкого вывода, обращенного перемежителя и декодера Витерби.

30. Машиночитаемый носитель, содержащий инструкции для оценивания мидамбулы, причем инструкции содержат код для:
приема пакета символов;
выбора подмножества пакета символов, которое содержит первый символ мидамбулы;
вычисления, для каждого символа в подмножестве, соответствующей ошибки оценивания мидамбулы, причем каждая ошибка оценивания мидамбулы соответствует гипотезе относительно местоположения первого символа мидамбулы в пакете символов; и
определения самой низкой вычисленной ошибки оценивания мидамбулы для определения местонахождения первого символа мидамбулы.

31. Машиночитаемый носитель по п.30, в котором инструкции дополнительно включают в себя код для:
декодирования пакета символов, чтобы определить последовательность данных для пакета символов.

32. Машиночитаемый носитель по п.30, в котором код для вычисления ошибки оценивания мидамбулы для каждого символа в подмножестве содержит код для:
определения оцениваемого канала, соответствующего символу;
выполнения компенсации помех с одной антенной на оцениваемом канале, чтобы получить оцениваемую последовательность мидамбулы; и
сравнения оцениваемой последовательности мидамбулы с ранее известной последовательностью мидамбулы, чтобы определить ошибку оценивания мидамбулы.

33. Машиночитаемый носитель по п.32, в котором код для вычисления ошибки оценивания мидамбулы для каждого символа в подмножестве дополнительно содержит код для:
выполнения компенсации помех с одной антенной на оцениваемом канале, чтобы получить оцениваемую последовательность данных для пакета символов; и
сравнения оцениваемой последовательности данных с ранее определенной последовательностью данных, чтобы определить ошибку оценивания мидамбулы.

34. Машиночитаемый носитель по п.32, в котором код для определения оцениваемого канала, соответствующего каждому символу, содержит код для выбора предопределенного числа смежных символов в подмножестве соответственно количеству отводов в оцениваемом канале.

35. Машиночитаемый носитель по п.30, в котором код для выбора подмножества пакета символов содержит код для оценивания положения первого символа мидамбулы в пакете символов и выбора множества символов, центрированных вокруг оцениваемого положения.

36. Машиночитаемый носитель, содержащий инструкции для оценивания мидамбулы, причем инструкции содержат код для:
приема пакета символов;
выбора подмножества пакета символов, которое содержит первый символ мидамбулы;
определения оцениваемого канала, соответствующего каждому символу в подмножестве;
подавления помех на каждом оцениваемом канале с использованием компенсации помех с одной антенной;
декодирования каждого оцениваемого канала, чтобы получить соответствующую последовательность оцениваемых символов данных;
выполнения проверки циклическим избыточным кодом на каждой последовательности оцениваемых символов данных, пока не будет обнаружено действительное условие; и
определения символа в подмножестве, соответствующего действительному условию, как первого символа мидамбулы.

37. Машиночитаемый носитель по п.36, в котором код для выбора подмножества пакета символов содержит код для оценивания положения первого символа мидамбулы в пакете символов и выбора множества символов, центрированных вокруг оцениваемого положения.

38. Машиночитаемый носитель по п.36, в котором код для определения оцениваемого канала, соответствующего каждому символу, содержит код для выбора предопределенного числа смежных символов в подмножестве соответственно количеству отводов в оцениваемом канале.