DE69320717T2

DE69320717T2 - Adaptiver Viterbi-Detektor

Info

Publication number: DE69320717T2
Application number: DE69320717T
Authority: DE
Inventors: Josephus Arnoldus Henricus Maria Nl-5656 Aa Eindhoven Kahlman
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1992-07-03
Filing date: 1993-06-28
Publication date: 1999-04-01
Anticipated expiration: 2013-06-29
Also published as: US5408503A; JPH06188749A; JP3188558B2; EP0577212B1; DE69320717D1; EP0577212A1; ATE170686T1

Description

Die Erfindung bezieht, sich auf ein Übertragungssystem mit einem Datensender zum mit einem Symbolintervall Zuführen von Datensymbolen zu einem Eingang eines Kanals und mit einem Datenempfänger mit Mitteln zum Herleiten eines Detektionssignals aus einem Ausgangssignal des Kanals, mit Mitteln zum aus dem Detektionssignal Ermitteln einer wahrscheinlichsten Reihe von dem Detektionssignal getragener Datensymbole durch rekursive Aktualisierung zweier Kandidatreihen anhand des Wertes eines Wahrscheinlichkeitsmaßes, das ein Maß ist für die Wahrscheinlichkeitsdifferenz der Kandidatreihen, wobei diese Detektionsmittel außerdem mit Anpassungsmitteln versehen sind zum Aktualisieren des Wahrscheinlichkeitsdifferenzmaßes, wobei das neue Wahrscheinlichkeitsdifferenzmaß abhängig ist von einer Sättigungsfunktion des alten Wahrscheinlichkeitsdifferenzmaßes und wobei die Sättigungsfunktion für ein Intervall von Ordinatenwerten linear abhängig ist von dem Ordinatenwert.
Die Erfindung bezieht sich ebenfalls auf einen Empfänger zum Gebrauch bei einem derartigen System.
Ein Übertragungssystem der eingangs erwähnten Art sowie ein Empfänger dazu ist aus dem Zeitschriftartikel: "Viterbi Detection of Class IV Partial Response on a Magnetic RecordingChannel" von R. G. Wood und D. A. Peterson in "IEEE Transactions on Communications", Heft COM-34, Nr. 5, Mai 1986 bekannt.
Derartige Übertragungssysteme können beispielsweise bei der Übertragung von Datensignalen über das öffentliche Telephonnetz oder beim Rekonstruieren von Datensignalen von einem Magnetband oder einer Magnetscheibe benutzt werden.
Bei der Übertragung von Datensymbolen über ein Übertragungsmedium bzw. beim Speichern von Datensymbolen auf einem Aufzeichnungsmedium, werden die zu sendenden bzw. die aufzuzeichnenden Datensymbole in analoge Impulse umgeandelt, die nacheinander dem Übertragungsmedium bzw. dem Aufzeichnungsmedium zugeführt werden.
Im Allgemeinen wird dafür gesorgt, daß die analogen Impulse einander in der Zeit nicht überlappen. Wenn das Medium eine begrenzte Bandbreite hat, werden die Impulse einander überlappen, was in vielen Fällen dazu führen wird, daß der Wert des empfangenen Detektionssignals zu einem bestimmten Zeitpunkt nicht nur abhängig ist von nur einem einzigen Datensymbol, sondern auch von zeitbenachbarten Datensymbolen. Dieser Effekt wird als Intersymbolinterferenz bezeichnet.
Intersymbolinterferenz kann nebst durch eine begrenzte Bandbreite auch durch den Gebrauch eines senderseitigen bandbegrenzenden Filters verursacht werden, wobei dieses Filter dazu verwendet wird, dem Frequenzspektrum der gesendeten bzw. aufgezeichneten analogen Impulse eine gewünschte Form zu geben. Das Vorhandensein von Intersymbolinterferenz wird in vielen Fällen zu einer Steigerung der Bitfehlerrate führen.
Ein optimaler Empfänger, der den Einfluß von Intersymbolinterferenz (nahezu) völlig eliminieren könnte, könnte alle möglichen Reihen gesendeter Datensymbole und das zugeordnete Detektionssignal, das empfangen wäre, wenn die betreffende Reihe von Datensymbole über einen rauschfreien Kanal gesendet wäre, bestimmen. Dadurch, daß alle auf diese Weise erhaltenen Detektionssignale mit dem aktuellen Detektionssignal verglichen werden, könnte die wahrscheinlichste Reihe gesendeter Datensymbole ermittelt werden. Ein derartiger Empfänger würde aber eine unpraktisch große Rechen- und Speicherkapazität erfordern.
Zur Herabsetzung dieser erfoderlichen Rechen- und Speicherkapazität wird oft ein sog. Viterbi-Detektor verwendet. In diesem detektor wird die wahrscheinlichste Reihe gesendeter Datensymbole ermittelt durch eine rekursive Aktualisierung einer beschränkten Anzahl M = LN-1 Kandidatreihen, wobei L die Anzahl Pegel des verwendeten Übertragungs- oder Aufzeichnungssignals ust und wobei N die in Anzahlen Abtastwerte ausgedrückte Länge der Impulsstoßanwort des Kanals ist. Diese Anzahl ist notwendig, weil der Kanal sich in M Zuständen befinden kann, wobei der Empfänger diese Zustände muß unterscheiden können.
Nachdem die M Kandidatreihen mit zugeordneten Wahrscheinlichkeitsmaßen ermittelt worden sind, wird beim Empfangen eines nächsten Datensymbols jede Kandidatreihe um mehr Kandidatreihen erweitert, von denen nur die jüngsten hinzu gefügten Datensymbole verschieden sind. Das jeder neuen Kandidatreihe zugehörende Wahrscheinlichkeitsmaß wird aus dem Wahrscheinlichkeitsmaß der Kandidatreihe, aus der die neue Kandidatreihe hergeleitet wird, und einem dieser neuen Kandidatreihe zugeordneten geraden Funktion der Differenz zwischen dem aktuellen Detektionssignal und dem erwarteten Detektionssignal bestimmt. Brauchbare gerade Funktionen sind die sog. L&sub1; Norm ( x ) und die L&sub2; Norm (x²), wobei die L&sub2; Norm am meisten verwendet wird. Zur richtigen Ermittlung des Differenzsignals ist es notwendig, daß die Amplitude des Detektionssignals einen Wert hat, von dem bei der Ermittlung dieses Differenzsignals ausgegangen wird.
Damit die erforderliche Speicherkapazität und Rechenkapazität dennoch nach wie vor unabhängig von der Länge der Reihe gesendeter Datensymbole ist. wird für jeden der jeweiligen Kanalzustände nur diejenige Kandidatreihe aufbewahrt, welche die wahrscheinlichste ist. Obschon ein Viterbi-Detektor bereits eine reduzierte Rechen- und Speicherkapazität erfordert, ist diese dennoch oft ziemlich umfangreich.
In dem bereits genannten Zeitschriftartiken wird eine weitere Vereinfachung des Viterbi-Detektors vorgeschlagen, die möglich ist, wenn nur zwei Kandidatreihen aktualisiert zu werden brauchen. Dies ist der Fall, wenn die Anzahl etwaiger Werte L des Übertragungssignals oder Aufzeichnungssignals zwei entspricht und wenn die Übertragung gleich 1 + D oder 1 - D ist, wobei D eine Verzögerung des Eingangssignals des Kanals über das Symbolintervall darstellt. Weil in dieser Situation nur zwei Kandidatreihen aktualisiert zu werden brauchen, kann statt der Aktualisierung eines Wahrscheinlichkeitsmaßes für jede Kandidatreihe die Aktualisierung nur eines Wahrscheinlichkeitsdifferenzmaßes ausreichen, das ein Maß ist für die Wahrscheinlichkeitsdifferenz zwischen den beiden Kandidatreihen. Der bekannte Viterbi- Detektor ist jedoch auch verwendbar für Kanäle mit einer Übertragungsfunktion 1 + Dn bzw. 1 - Dn. Dazu müssen dann n derartiger Viterbi-Dtektoren verwendet werden, wobei Abtastwerte der Detektionssignale wechselweise den jeweiligen Viterbi- Detektoren zugeführt werden. Dies führt ebenfalls dazu, daß die erforderliche Verarbeitungsgeschwindigkeit jedes Viterbi-Detektors um einen Faktor n verringert wird.
In den aus dem obengenanten Zeitschriftartikel bekannten Detektionsmitteln ist ein neuer Wert des dem neuen Wert des Detektionssignals zugeordne ten Wahrscheinlichkeitsdifferenzmaßes entsprechend einer Sättigungsfunktion der Differenz zwischen dem alten Wahrscheinlichkeitsdifferenzmaß und einem Signal, das dem Detektionssignal proportional ist. Unter einer Sättigungsfunktion wird in diesem Zusammenhang eine Funktion verstanden, die in einem bestimmten Intervall der Ordinate (annähernd) linear ist und die für Werte der Ordinate auf beiden Seiten des Intervalls liegend dem ersten bzw. zweiten Sättigungswert nahezu entsprechen. Der Betrag der Sättigungswerte wird u. a. durch die Norm (beispielsweise L&sub1; oder L&sub2;) bestimmt, die zur Ermittlung des Wahrscheinlichkeitsdifferenzmaßes angewandt wird. Auch hier ist es notwendig, daß die Amplitude des Detektionssignals einen Wert hat, von dem bei der Berechnung des Differenzsignals ausgegangen wird.
Aus dem neuen Wert des Wahrscheinlichkeitsdifferenzmaßes läßt sich unmittelbar bestimmen, wie die Kandidatreihen erweitert werden sollen. liegt der neue Wert des Wahrscheinlichkeitsdifferenzmaßes in dem (nahezu) linearen Intervall der Sättigungsfunktion, so müssen die beiden Kandidatreihen um ein Symbol erweitert werden, das einen Wert hat, der dem Wert des jüngsten Symbols dieser Kandidatreihe entspricht. In den beiden Sättigunggebieten, in denen das neue Wahrscheinlichkeitsdifferenzmaß liegen kann, werden die neuen Kandidatreihen dadurch erhalten, daß die erste oder die zweite Kandidatreihe dadurch zu neuen Kandidatreihen erweitert wird, daß die beiden etwaigen Symbolwerte hinzugefügt werden. Dabei wurde davon ausgegangen, daß keine Vorcodierung der zu übertragenden bzw. aufzuzeichnenden Symbole stattgefunden hat, weil es bei Anwendung von Vorcodierung die Möglichkeit gibt, die invertierte Vorcodierung mit der Erzeugung der Kandidatreihen zu kombinieren.
Ein Problem des bekannten Übertragungssystems ist, daß dieses Übertragungssystem nur bei einem bestimmten Wert der Amplitude des Detektionssignals optimal funktioniert.
Es ist nun u. a. eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Übertragungssystem der eingangs erwähnten Art zu schaffen, das bei jedem gewünschten Wert der Amplitude des Detektionssignals optimal funktioniert, ohne eine wesentliche Vergrößerung der Komplexität des Übertragungssystems.
Dazu weist die Erfindung das Kennzeichen auf, daß die Größe des Intervalls von Ordinatenwerten einer Schätzung der Amplitude des Detektionssignals proportional ist.
Bei dem bekannten Empfänger muß die Amplitude (Spitzenwert) des Detektionssignals an die feste Größe des Intervalls angepaßt werden. Dadurch, daß man nun nach dem Erfindungsgedanken die Größe des Intervalls von Ordinatenwerten einer Schätzung der Amplitude des Detektionssignals entsprechend macht, wird erzielt, daß die Amplitude des Detektionssignals nicht auf nur einen spezifischen Wert festgelegt zu werden braucht, damit der Datenempfänger einwandfrei funktioniert.
Es sei bemerkt, daß in der US-A 4.847.871 ein Viterbi-Detektor beschrieben wird, der sich an die Amplitude des empfangenen Signals anpaßt. Das ist aber kein Viterbi-Detektor, der ein Wahrscheinlichkeitsdifferenzmaß benutzt, wodurch dieser Viterbi-Detektor viel komplizierter ist als der erfindungsgemäße Viterbi- Detektor.
Eine Ausführungsform der Erfindung weist das Kennzeichen auf, daß der Empfänger mit Anpaßungsmitteln versehen ist zum auf adaptive Weise Ermitteln der Größe des Intervalls aus dem Detektionssignal.
Dadurch, daß der erforderliche Wert des Korrekturparameters aus dem Detektionssignal adaptiv bestimmt wird, ist der Empfänger imstande, sich automatisch an zeitvariable Kanäle anzupassen. Es gibt viele Arten und Weisen, Kanalparameter aus einem empfangenen Eingangssignal adaptiv anzupassen. Einige davon sind beschrieben in dem Buch: "Adaptive digital Filters ans Signal Analysis" von M. G. Bellanger, Marcel Dekker Inc. 1987, ISBN 0-8247-7788-0. Durch die adaptive Anpassung der Größe des Intervalls an die Amplitude des Detektionssignals kann der Gebrauch beispielsweise eines AVR-Verstärkers zur Konstanthaltung des Eingangssignals der Detektionsmittel fortfallen.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung weist das Kennzeichen auf, daß die Detektionsmittel mit Mitteln versehen sind zum Speichern und Anpassen des Wahrscheinlichkeitsdifferenzmaßes in Form wenigstens zweier Komponenten und zum Aktualisieren der Kandidatreihen anhand des Wertes der Komponenten.
Durch Speicherung des Wahrscheinlichkeitsdifferenzmaßes in Form wenigstens zweier Komponenten wird erreicht, daß für diese Speicherung einfachere Speichermittel ausreichen können. Dabei ist es nicht notwendig, daß das Wahrscheinlichkeitsdifferenzmaß für jeden neuen Wert des Detektionssignals tatsächlich aus den Komponenten bestimmt wird. Es ist denkbar, daß die Anpassung und die Bewetung des Wahrscheinlichkeitsdifferenzmaßes anhand der genannten Komponenten erfolgen kann, ohne daß jeweils das Wahrscheinlichkeitsdifferenzmaß selbst bestimmt wird.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung weist das Kennzeichen auf, daß die Anpassungsmittel dazu eingerichtet sind, die Größe des Intervalls anhand nur derjenigen Detektionswerte anzupassen, deren erwartete Betrag, der zu der wahrscheinlichsten Kandidatreihe gehört, einem Bezugswert nicht entspricht.
Durch diese Maßnahmen wird vermieden, daß Werte des Detektionssignals rk, die keine Amplitudeninformation haben, bei der Schätzung des Kanalparameters α mitgenommen werden, der ein Maß für die Amplitude des empfangenen Signals ist. Derartige Werte von rk treten bei einem Kanal mit der Übertragung α(1-D) auf, wenn ak dem Wert ak-1 entspricht. Der erwartete Wert von rk ist dann gleich dem Bezugswert, d. h. in diesem Fall 0, so daß der Wert des Detektionssignals keine Information über die Amplitude des empfangenen Signals erteilt. Der aktuelle Wert von rk wird aber einen Rauschanteil aufweisen, wodurch das Mitnehmen derartiger Werte von rk zu einer weniger genauen Schätzung von α führen würde.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 ein Übertragungssystem, bei dem die Erfindung angewandt werden kann,
Fig. 2 Detektionsmittel nach der Erfindung,
Fig. 3 eine erste Sättigungsfunktion zum Gebrauch bei den Detektionsmitteln nach Fig. 2,
Fig. 4 eine zweite Sättigungsfunktion zum Gebrauch in den Detektionsmitteln nach Fig. 2,
Fig. 5 eine etwaige Implementierung der Sättigungsfunktion nach Fig. 3,
Fig. 6 eine alternative Implementierungsform der aus der Sättigungsfunktion 18, dem Addierer 12 und dem Speicher 14 bestehenden Schleife nach der Erfindung,
Fig. 7 eine Schaltungsanordnung zur Ermittlung der Schätzung a des Kanalparameters α,
Fig. 8 eine alternative Schaltungsanordnung zur Ermittlung einer Schätzung α des Kanalparameters α.
In dem Übertragungssystem nach Fig. 1 wird eine Reihe zu sendender Symbole ak durch den Sender 2 in ein zur Übertragung geeignetes Signal umgewandelt. Dieses Signal wird einem Kanal 4 zugeführt. Dieser Kanal kann ein üblicher Übertragungskanal sein, aber auch ein magnetisches oder optisches Aufzeichnungsmedium. Das Ausgangssignal des Kanals 4 wird einem Empfänger 6 zugeführt. In dem Empfänger 6 wird durch die Mittel 8 zum Herleiten eines Detektionssignals aus einem Eingangssignal ein Detektionssignal aus dem Eingangssignal des Empfängers hergeleitet. Die Mittel 8 enthalten meistens ein Filter, beispielsweise zur teilweisen Unterdrückung von Intersymbolinterferenz. Das Detektionssignal wird den Detektionsmitteln 10 zugeführt, die aus dem Detektionssignal eine Entscheidung âk der Reihe Gate- Elektrodeesendeter Symbole herleitet. Es ist auch möglich, daß die Reihe von Symbolen âk den Mitteln 8 zur Ermittlung des Detektionssignals aus dem Eingangssignal zugeführt wird.
Die Detektionsmittel 10 nach Fig. 2 sind mit einem Speicher 14 zum Aktualisieren des Wahrscheinlichkeitsdifferenzmaßes Δk versehen. Die Anpassungsmittel bestehen hier aus einem Funktionsgenerator 18 zum Erzeugen der Sättigungsfunktion. Der Ausgang des Speichers 14 ist mit einem ersten Eingang des Funktionsgenerators 18 verbunden. Das Detektionssignal rk wird einem zweiten Eingang des Funktionsgenerators 18 zugeführt. Ein Ausgang des Funktionsgenerators 18 mit dem Ausgangssignal S(Δ) ist mit einem Eingang des Speichers 14 verbunden.
Ein zweiter Ausgang des Funktionsgenerators 18 mit dem Ausgangssignal m&spplus; ist mit einem ersten Eingang eines ODER-Gatters 24 und mit einem Steuereingang LP eines Schieberegisters 20 verbunden. Ein dritter Ausgang des Funktionsgenerators 18 mit dem Ausgangssignal m&supmin; ist mit einem ersten Eingang eines ODER- Gatters 26 und mit einem Steuereingang LP eines Schieberegisters 22 verbunden. Ein vierter Ausgang des Funktionsgenerators 18 mit dem Ausgangssignal m&sup0; ist mit einem zweiten Eingang des ODER-Gatters 24 und mit einem zweiten Eingang des ODER- Gatters 26 verbunden. Der Ausgang des ODER-Gatters 24 ist mit einem Steuereingang SH des Schieberegisters 22 verbunden. Der Ausgang des ODER-Gatters 26 ist mit einem Steuereingang SH des Schieberegisters 20 verbunden.
Dem Eingang des Schieberegisters 22 wird ein fester logischer Wert "+1" zugeführt und dem Eingang des Schieberegisters 20 wird ein fester logischer Wert "-1" zugeführt. Der Ausgang jeder Zelle des Schieberegisters 20 ist mit einem Eingang einer nächsten Zelle des Schieberegisters 22 gekoppelt, während der Ausgang jeder Zelle des Schieberegisters 22 mit einem Eingang einer nächsten Zelle des Schieberegisters 20 gekoppelt ist.
In dem Speicher 14 wird das Wahrscheinlichkeitsdifferenzmaß Δk Gate- Elektrodeespeichert. Der Funktionsgenerator bestimmt aus dem gespeicherten Wert des Wahrscheinlichkeitsdifferenzmaßes und dem Detektionssignal rk ein Ausgangssignal S(Δk), welches das neue Wahrscheinlichkeitsdifferenzmaß bildet.
Der Wert der Sättigungsfunktion wird nachstehend noch näher erläutert.
Die Signale m&spplus;, m&sup0; und m&supmin; geben an, wie die Kandidatreihen erweitert werden sollen. Die logischen Werte von m&spplus;, m&sup0; und m&supmin; werden durch das Gebiet, in dem das Signal Δk liegt, bestimmt. Hat Δk einen derartigen Wert, daß S(Δk) einen ersten (beispielsweise den kleineren) Sättigungswert annimmt, dann ist das Signal m&supmin; aktiv. Liegt Δk in dem linearen Gebiet der Sättigungsfunktion, dann ist das Signal m&sup0; aktiv. Hat Δk einen derartigen Wert, daß S(Δk) einen zweiten (beispielsweise den größeren) Sättigungswert annimmt, dann ist das Signal m&spplus; aktiv.
Die beiden Kandidatreihen sind in den Schieberegistern 20 bzw. 22 gespeichert. In dem Schieberegister 20 ist die Kandidatreihe gespeichert, deren Schät zung âk des jüngsten Symbols ak einen logischen Wert "-1" hat, während in dem Schieberegister 22 die Kandidatreihe gespeichert ist, deren Schätzung âk des jüngsten Symbols ak einen logischen Wert "+1" hat.
Wenn das Signal m&sup0; aktiv ist, ist das Ausgangssignal der beiden ODER- Gatter 24 und 26 aktiv und die Steuereingänge SH der beiden Schieberegister werden aktiviert, wodurch der logische Wert der Eingangssignale der beiden Schieberegister in das betreffende Schieberegister geschoben wird. Dies bedeutet, daß die beiden Kandidatreihen um ein Symbol erweitert werden, das dem zweitjüngsten Symbol entspricht.
Wenn das Signal m&spplus; aktiv ist, wird der Steuereingang LP des Schieberegisters 20 aktiviert und wird durch die Tatsache, daß der Ausgang des ODER-Gatters 24 aktiv wird, der Steuereingang SH des Schieberegisters 22 aktiviert. Dies bedeutet, daß die Kandidatreihe, die in dem Schieberegister 22 gespeichert war, um eine Position verschoben in das Schieberegister 20 übernommen wird. Außerdem wird der logische Wert des Eingangssignals des Schieberegisters 22 in dieses Schieberegister 22 eingeschoben. Dies bedeutet, daß die beiden Kandidatreihen einander entsprechen, ausgenommen das jüngste Symbol. Eine derartige Situation wird als "Merge" (Mischen) bezeichnet.
Wenn das Signal m&supmin; aktiv ist, wird der Steuereingang LP des Schieberegisters 22 aktiviert und wird durch die Tatsache, daß der Ausgang des ODER-Gatters 26 aktiv wird, der Steuereingang SH des Schieberegisters 20 aktiviert. Dies bedeutet, daß die Kandidatreihe, die in dem Schieberegister 20 gespeichert war, um eine Position verschoben in das Schieberegister 22 übernommen. Außerdem wird der logische Wert des Eingangssignals des Schieberegisters 20 in das Schieberegister 20 geschoben.
Die um 8 Symbolintervalle verzögerten Entscheidungen âk-δ über die Symbole âk können dem Ausgang eines der beiden Schieberegister 20 oder 22 entnommen werden. Die erforderliche Speicherlänge 8 kann wesentlich dadurch verringert werden, daß die Symbole âk-δ dem Schieberegister entnommen werden, in dem sich zu dem betreffenden Zeitpunkt die wahrscheinlichste Kandidatreihe befindet. Dies kann auf einfache Weise anhand des Vorzeichens des Wahrscheinlichkeitsdifferenzmaßes Δk erfolgen.
Wenn in dem Datensender des Übertragungssystems Vorcodierung der Form 1 D angewandt wird, wobei eine Modulo-2-Addierung darstellt, ist es möglich, die nicht codierten Symbole in dem Empfänger zurückzugewinnen, ohne daß ein Decoder verwendet werden muß. Dazu brauchen nur die beiden Eingangssignale der ersten Zelle des Schieberegisters 20 (mit dem Inhalt â&supmin;k-1) vertauscht zu werden, wie in Fig. 2 gestrichelt schematisch dargestellt ist.
Fig. 3 zeigt eine erste Sättigungsfunktion, die für einen Kanal mit Übertragungsfunktion H(D) = α(1 - D), wobei α ein Kanalparameter ist, der die Amplitude des Selektionssignals bestimmt und wobei D die in der Datenübertragungstechnik übliche Notierung für eine Verzögerung um nur eine Symbolperiode ist. Es stellt sich heraus, daß der lineare Teil der Sättigungsfunktion auf der Linie S(Δ) = Δ liegt und daß die Sättigungswerte gleich rk + α bzw. rk - α sind. Es ist denkbar, daß die Sättigungsfunktion, die aus drei geraden Linienabschnitten besteht (a), etwa eine fließende Kurve (b) ist. Dieses letztere ist insbesondere von Vorteil, wenn der Funktionsgenerator 18 mit Hilfe analoger Schaltungsanordnungen ausgebildet wird. Nachstehen wird erläutert, daß die in Fig. 3 dargestellte Sättigungsfunktion tatsächlich zu einer optimalen Bestimmung der Symbole âk führt.
Zum Herleiten der Sättigungsfunktion wird vorausgesetzt, daß es eine Kandidatreihe pk&spplus; gibt, deren jüngstes Symbol den logischen Wert +1 hat und wobei diese Kandidatreihe ein Wahrscheinlichkeitsdifferenzmaß λk&spplus; hat. Die andere Kandidatreihe pk&supmin; hat als jünstes Symbol den logischen Wert -1 und ein Wahrscheinlichkeitsdifferenzmaß λk&supmin;. Zum Ermitteln der Kandidatreihen pk&spplus; und pk&supmin; aus den vorhergehenden Kandidatreihen pk-1&spplus; und pk-1&supmin; wird zunächst die Wahrscheinlichkeit der vier verschiedenen Übergangsmöglichkeiten ermittelt. Dabei wird bei dieser Herleitung die L&sub2;-Norm angewandt. Wenn von einem Kanal mit einer Übertragung H(D) = α(1 - D) ausgegangen wird, gilt für das euklidische Gewicht der vier Übergangsmöglichkeiten χâk-1,âk:
χ+1,+1 = (rk)²
c+1,-1 = (rk + 2 · α)²
χ-1,+1 = (rk - 2 · α)² (1)
χ-1,-1 = (rk)²
Die neuen Kandidatreihen mit dem zugeordneten Wahrscheinlichkeitsmaß lassen sich dadurch finden, daß die alten Kandidatreihen um ein Symbol +1 sowie ein Symbol -1 erweitert werden. Es gibt nun zwei Kandidatreihen, die auf +1 enden und zwei Kandidatreihen, die auf -1 enden. Von den zwei Kandidatreihen, die auf +1 enden, wird nun die Kandidatreihe mit dem kleineren Wahrscheinlichkeitsmaß ermittelt und gespeichert. Dasselbe geschieht mit den beiden Kandidatreihen, die auf -1 Enden. Wenn vorausgesetzt wird, daß der Rauschanteil des Kanals weiß ist, dürfen die neunen Wahrscheinlichkeitsmaße dadurch ermittelt werden, daß die euklidischen gewichte zu den alten Wahrscheinlichkeitsmaßen hinzuaddiert werden. Unter dieser Voraussetzung gilt für das Wahrscheinlichkeitsmaß der übrigen neunen Kandidatreihen:
λ+1k = MIN[λ+1k-1 + χ+1,+1,λ-1k-1 + χ-1,+1] = MIN[λ+1k-1 + (rk)²,λ-1k-1 + (rk - 2 · α)²] (2)
λ-1k = MIN[λ-1k-1 + χ-1,-1,λ+1k-1 + χ+1,-1] = MIN[λ-1k-1 + (rk)²,λ+1k-1 + (rk + 2 · α)²]
Wenn ein Wahrscheinlichkeitsdifferenzmaß Δk eingeführt wird, das geich λk-1 - λk+1 ist, kann (2) wie folgt geschrieben werden:
Δk = MIN [Δk-1 + (rk)²,(rk + 2 · α)²] - MIN[Δk-1 + (rk - 2 · α)²,(rk)²] (3)
Eine Ausarbeitung der quadratischen Terme und Entfernung der einfachen Terme aus den MIN-Funktionen führt zu:
Δk = 4αrk - 4α² + MIN[Δk-1,4αrk + 4α²] - MIN[Δk-1,4αrk - 4α²] (4)
Wird das Wahrscheinlichkeitsdifferenzmaß Δk als gleich 4α k vorausgesetzt, dann geht (4) über in:
k = rk - α + MIN[ k-1,rk + α] - MIN[ k-1,rk - α] (5)
In (5) können für k-1 drei verschiedene Gebiet/e unterschieden werden. In einem ersten Gebiet gilt: k-1 < rk - α. Aus (1) und (3) folgt dann, daß, wenn k-1 in diesem Gebiet liegt, die beiden restlichen Kandidatreihen auf -1, +1 bzw. -1, -1 enden. Die beiden Kandidatreihen haben dann das vorletzte (-1) Symbol gemeinsam. Es ist dann von einer negativen "Merge" (m&supmin;) die Rede. In dem zweiten Gebiet gilt rk - α ≤ k-1 ≤ rk - α. Aus (1) und (3) folgt, daß dann die beiden restlichen Kandidatreihen auf -1, -1 bzw. +1, +1 enden. Es tritt keine "Merge" auf, was durch m&sup0; bezeichnet wird. In dem dritten Gebiet gilt: rk + α < k-1, was übereinstimmt mit zwei Kandidatreihen, die auf +1, +1 bzw. +1, -1 enden. Dies wird als positive "Merge" (m&spplus;) bezeichnet.
Eine Ausarbeitung von (5) führt zu den Ergebnissen, die in der nachstehenden Tafel zusammengefaßt werden können. TAFEL 1
Der Zusammenhang zwischen k-1 und k nach der Tafel ist der Zusammenhang zwischen k-1 und k, wie dieser durch die Sättigungsfunktion nach Fig. 3 gegeben wird.
Wenn k als λk&spplus; - λk&supmin; definiert ist, dies im Gegensatz zu der Voraussetzung k = λk&supmin; - λk&spplus;, die der Tafel 1 zugrunde liegt, wird die Sättigungsfunktion nach der Tafel 2 erhalten. TAFEL 2
Fig. 4 zeigt eine andere mögliche Sättigungsfunktion. Bei dieser Sättigungsfunktion wird zum Ermitteln des Wahrscheinlichkeitsdifferenzmaßes von der L&sub1;- Norm ausgegangen statt von der L&sub2;-Norm. Die L&sub1;-Norm entspricht dem Absolutwert seines Argumentes, d. h. hier der Differenz zwischen dem bei einer bestimmten Kandidatreihe erwarteten Wert des Signals rk und dem wirklich auftretenden Wert von rk. Die Tafel, die der Fig. 4 entspricht, folgt untenstehend.
Für y ≥ 0 ist die Funktion saty(x) wie folgt definiert:
x < -y: saty(x) = -y
-y ≤ x ≤ +y: saty(x) = x
x > +y: saty(x) = +y
Für große bzw. kleine Werte von rk degeneriert die Sättigungsfunktion nach der Tafel 4 zu einem konstanten Wert +α bzw. -α.
In dem Funktionsgenerator 18 nach Fig. 5 ist ein Eingang mit dem Signal k-1 mit einem positiven Eingang einer Vergleichsschaltung 34, mit einem negativen Eingang einer Vergleichsschaltung 36 und mit einem ersten Kontakt eines Schalters 42 verbunden. Ein Eingang mit dem Eingangssignal rk ist mit einem ersten Eingang einer Addierschaltung 30 und mit einem ersten Eingang einer Subtrahierschaltung 32 verbunden. Einem zweiten Eingang der Addierschaltung 30 wird eine Schätzung des Kanalparameters α zugeführt, wenn die Sättigungsfunktion nach Fig. 3 verwirklicht wird. Einem zweiten (negativen) Eingang der Subtrahierschaltung 32 wird ebenfalls eine Schätzung des Kanalparameters α zugeführt.
Der Ausgang der Addierschaltung 30 ist mit einem negativen Eingang der Vergleichsschaltung 34 und mit einem ersten Kontakt eines Schalters 40 verbunden. Der Ausgang der Subtrahierschaltung 32 ist mit einem positiven Eingang der Vergleichsschaltung 36 und mit einem ersten Kontakt eines Schalters 44 verbunden. Der Ausgang der Vergleichsschaltung 34 mit dem Ausgangssignal m&spplus; ist mit einem ersten Eingang eines NICHT-ODER-Gatters 38 und mit einem Steuereingang des Schalters 40 verbunden. Der Ausgang der Vergleichsschaltung 36 mit dem Ausgangssignal m&supmin; ist mit einem zweiten Eingang des NICHT-ODER-Gatters 38 und mit einem Steuereingang des Schalters 44 verbunden. Der Ausgang des NICHT-ODER-Gatters 38 mit dem Ausgangssignal m&sup0; ist mit einem Steuereingang des Schalters 42 verbunen. Ein zweiter Kontakt jedes der Schalter 40, 42 und 44 ist mit einem gemeinsamen Knotenpunkt verbunden, an dem das Ausgangssignal des Funktionsgenerators 18 verfügbar ist.
Die Wirkungsweise des Funktionsgenerators 18 wird nun beschrieben für den Fall, wo die Sättigungsfunktion nach Fig. 3 verwirklicht wird. An dem negativen Eingang der Vergleichsschaltung 34 ist das Signal rk + α vorhanden und an dem positiven Eingang der Vergleichsschaltung 36 ist das Signal rk - α vorhanden.
Dadurch, daß es an dem positiven Eingang der Vergleichsschaltung das Signal k-1 gibt, wird der Ausgang der Vergleichsschaltung 34 aktiv sein, wenn das Signal k-1 größer ist als rk + α. Der Ausgang der Vergleichsschaltung 36 kann in dieser Situation niemals aktiv sein, weil für positive α der Wert rk-α immer kleiner ist als rk + α. Dadurch daß das Signal m&spplus; aktiv ist, kann das Ausgangssignal m&sup0; nicht aktiv sein. Durch die Tatsache, daß das Signal m&spplus; aktiv ist, wird der Schalter 40 geschlossen und das Ausgangssignal des Funktionsgenerators ist gleich rk + α.
Der Ausgang der Vergleichsschaltung 36 wird aktiv sein, wenn das Signal k-1 kleiner ist als rk - α. Der Ausgang der Vergleichsschaltung 34 kann in dieser Situation niemals aktiv sein, weil für positive α der Wert rk - α immer kleiner ist als rk + α. Dadurch, daß das Signal m&supmin; aktiv ist, kann das Ausgangssignal m&sup0; nicht aktiv sein. Dadurch, daß das Signal m&supmin; aktiv ist, wird der Schalter 44 geschlossen und das Ausgangssignal des Funktionsgenerators ist gleich rk - α.
Wenn das Eingangssignal k-1 zwischen den Werten rk - α und rk + α liegt, sind der Ausgang der Vergleichsschaltung 34 sowie der der Vergleichsschaltung 36 nicht aktiv. Dadurch wird der Ausgang des NICHT-ODER-Gatters 38 mit dem Ausgangssignal m&sup0; aktiv. Dadurch wird der Schalter 42 geschlossen, wodurch das Ausgangssignal des Funktionsgenerators 18 gleich k-1 wird. Zur Implementierung der Sättigungsfunktion nach Fig. 4 ist es außerdem notwendig, daß die Addierschaltung 30 und die Subtrahierschaltung 32 den absoluten Wert ihrener Ausgangssignal auf α begrenzen.
In der Schaltungsanordnung nach Fig. 6 wird das Eingangssignal rk einem Eingang einer Speicherschaltung 50 und einem negativen Eingang einer Subtrahierschaltung 52 zugeführt.
Ein Ausgang der Speicherschaltung 50 mit dem Ausgangssignal rp ist mit einem positivan Eingang der Subtrahierschaltung 52 verbunden.
Der Ausgang der Subtrahierschaltung 52 ist mit einem negativen Eingang eine Vergleichsschaltung 62 umd mit einem positiven Eingang einer Vergleichsschaltung 64 verbunden. Ein positiver Eingang der Vergleichsschaltung 62 ist mit dem zentralen Kontakt eines Wechselschalters 72 verbunden. Ein negativer Eingang der Vergleichsschaltung 64 ist mit einem Punkt konstanten Potentials verbunden, der ein Signal mit einem Bezugswert 0 darstellt.
Der Ausgang der Vergleichsschaltung 62 mit dem Ausgangssignal B ist mit einem ersten Eingang eines EXKLUSIV-ODER-Gatters 70 und mit einem ersten Eingang eines UND-Gatters 80 verbunden. Der Ausgang der Vergleichsschaltung 64 mit dem Ausgangssignal A ist mit einem Eingang einer Flip-Flop-Schaltung 74, mit einem zweiten Eingang des EXKLUSIV-ODER-Gatters 70 und mit einem ersten Eingang eines UND-Gatters 78 verbunden. Der Ausgang des EXKLUSIV-ODER-Gatters 70 mit dem Ausgangssignal uk ist mit einem Takteingang der Flip-Flop-Schaltung 74, mit einem Eingang eines Inverters 76, mit dem Steuereingang des Wechselschalters 68, mit einem zweiten Eingang des UND-Gatters 78, mit einem zweiten Eingang eines UND-Gatters 80 und mit einem Rückstelleingang des Speichers 60 verbunden. Der Ausgang der Flip-Flop-Schaltung 74 ist mit einem Steuereingang des Wechselschalters 74 verbunden. Einem Ruhekontakt des Wechselschalters 72 wird eine Schätzung des Kanalparameters α zugeführt, während einem aktiven Kontakt des Wechselschalters 72 die im Vorzeichen geänderte Schätzung on α zugeführt wird. An dem Ausgang des Inverters 76 ist das Signal m&sup0; verfügbar. An dem Ausgang des UND-Gatters 78 ist das Signal m&spplus; verfügbar, während an dem Ausgang des UND-Gatters 80 das Signal m&supmin; verfügbar ist.
Die Implementierung nach Fig. 6 beruht auf der Speicherung des Wahrscheinlichkeitsdifferenzmaßes in Form zweier Komponenten, wobei von der Tafel 1 ausgegangen wird. Bei dieser Implementierung wird außerdem die Tatsache benutzt, daß der Wert von Δ'k durch den Wert von rk zu dem Zeitpunkt k = p, wo die letzte "Merge" aufgetreten ist, und durch die Art dieser "Merge" (m&spplus; oder m&supmin;) bestimmt wird. Für den Wert von Δ'k gilt dann: Δ'k = rp + α · &epsi;p. Darin ist rp der Wert von r zu dem Zeitpunkt der "Merge", &epsi;p ist das "Vorzeichen" der "Merge", das positiv ist bei m&spplus; und negativ bei m&supmin;. Die gespeicherten Größen sind nun rp und &epsi;p. Der Zusammenhang zwischen alten und neuen Werten von rp, &epsi;p wird dann durch die nachfolgende Tafel gegeben: TAFEL 4
Mit Hilfe des Speichers 50 wird das Signal rp aktualisiert. Wenn eine "Merge" auftritt, wird der Takteingang des Speichers 50 aktiviert und der dann geltende Wert von rk wird als neuer Wert rp übernommen. An dem negativen Eingang der Vergleichsschaltung 62 und an dem positiven Eingang der Vergleichsschaltung 64 ist dann das Signal rp - rk vorhanden. An dem positiven Eingang der Vergleichsschaltung 62 ist der Wert = 2α vorhanden, wenn die zuletzt aufgetretende Merge eine m&spplus;-Merge war, und der Wert -2α, wenn der letzte Merge ein m&supmin;-Merge war.
Für den Fall, wo das Signal Sk zwischen den beiden Schwellen der Vergleichsschaltungen 62 bzw. 64 liegt, sind die Ausgangssignale der Vergleichsschaltungen 62 und 64 einander gleich und das Signal uk ist nach wie vor aktiv. Es hat dann keine Merge gegeben (m&sup0;). Dadurch behalten rp und &epsi;p ihren alten Wert.
Das Ausgangssignal des Inverters 76 ist aktiv, was bedeutet, daß keine Merge aufgetreten ist.
Wenn der Wert von Sk höher ist als die höhere der Schwellen der Vergleichsschaltungen 62 und 63, ist das Ausgangssignal der Vergleichsschaltung 62 inaktiv und ist das Ausgangssignal der Vergleichsschaltung 64 aktiv. Der Ausgang des EXKLUSIV-ODER-Gatters 70 ist dann auch aktiv. Es hatt dann eine positive Merge (m&spplus;) stattgefunden. Der logische Wert des Signals A wird durch das Signal uk in der Flip-Flop-Schaltung 74 getaktet, so daß &epsi;p nun gleich +1 wird. Der Schalter 72 wird zu dem Eingangssignal +2α umgeschaltet. Das Ausgangssignal des UND-Gatters 78 ist nun aktiv, so daß eine positive Merge stattgefunden hat.
Wenn der Wert von sk niedriger ist als die nedrigere Schwelle der Vergleichsschaltungen 62 und 63, ist das Ausgangssignal der Vergleichsschaltung 62 aktiv und das Ausgangsignal der Vergleichsschaltung 64 ist nicht aktiv. Der Ausgang des EXKLUSIV-PDER-Gatters 70 ist dann aktiv. Es ist dann eine negative Merge (m&supmin;) aufgetreten. Der logische Wert des Signals A wird durch das Signal Uk in der Flip- Flop-Schaltung 74 getaktet, so daß &epsi;p nun gleich -1 wird. Der Schalter 72 wird zu dem Eingangssignal -2α umgeschaltet. Entsprechend einer positiven Merge wird der Schalter 68 umgeschaltet und der Speicher 60 wird rückgestellt. Das Ausgangssignal des UND-Gatters 80 ist nun aktiv, so daß man folgern kann, daß eine negative Merge aufgetreten ist.
Für die Schaltungsanordnung nach Fig. 6 sind viele Abwandlungen möglich. Es ist beispielsweise möglich, dem positiven Eingang der Vergleichsschaltung das Signal 2α zuzuführen, ebenso wie das Signal rk in Anhängigkeit von dem logischen Wert des Signals, das in Fig. 6 den Schalter 72 steuert. Das Ausgangssignal der Subtrahierschaltung ist dann immer positiv. Dadurch, daß das Signal rk sowie das invertierte Signal rk erzeugt ind das richtige Signal in einer D-Flip-Flop-Schaltung Gate-Elektrodeespeichert wird, ist es möglich, eine höhere Verarbeitungsrate zu erzielen. Dies kammt dadurch, daß die Umschaltung von rk zu dem invertierten Wert von rk oder umgekehrt, dann gleichzeitig mit der Anpassung des Wahrscheinlichkeitsdifferenzmaßes möglich ist.
In der Schaltungsanordnung nach Fig. 7 wird das Signal m&spplus; einem ersten Kontakt eines Schalters 92 zugeführt, wird ein Potential, das einem Signal entspricht, das gleich 0 ist, einem ersten Kontakt eines Schalters 94 zugeführt und das Signal sgn(d&supmin;) über einen Inverter 90 einem Schalter 96 zugeführt. Die Signale m&spplus; und m&supmin; sind die Ausgangssignale der Vergleichsschaltungen 34 bzw. 36 aus Fig. 5 oder die Ausgangssignale m&spplus; bzw. m&supmin; aus Fig. 6.
Ein zweiter Kontakt der Schalter 92, 94 und 96 ist mit einem ersten Eingang einer Multiplizierschaltung 98 verbunden. Eine Multiplizierkonstante u wird einem zweiten Eingang der Multiplizierschaltung 98 zugeführt. Der Ausgang der Multiplizierschaltung 98 ist mit einem ersten Eingang einer Addierschaltung 100 verbunden. Der Ausgang der Addierschaltung 100 ist mit dem Eingang eines Speichers 102 verbunden, während der Ausgang des Speichers 102 mit einem zweiten Eingang der Addierschaltung 100 verbunden ist.
Ein Symbol âk&spplus; wird einem Ruhekontakt eines Wechselschalters 104 zugeführt, während einem aktiven Kontakt des Wechselschalters 104 ein Symbol âk&supmin; zugeführt wird. Einem Ruhekontakt des Wechselschalters 106 wird ein Symbol âk-1&spplus; zugeführt, während einem aktiven Kontakt des Wechselschalters 106 ein Symbol âk-1&supmin; zugeführt wird. Die Symbole âk&spplus;, âk&supmin;, âk-1&spplus; und âk-1&supmin; rühren von den beiden Schieberegistern 22 und 20 in Fig. 2 her.
Die zentralen Kontakte der Schalter 104 und 106 sind mit je einem zugeordneten Eingang eines NICHT-ODER-Gatters 110 und mit einem zugeordneten Eingang eines UND-Gatters 111 verbunden. Der Ausgang des Gatters 110 ist mit einem ersten Eingang eines UND-Gatters 112 verbunden. Der Ausgang des UND- Gatters 111 ist mit einem ersten Eingang eines UND-Gatters 114 verbunen. Einem zweiten Eingang des UND-Gatters 112 wird das Signal m&spplus; zugeführt, während einem zweiten Eingang des UND-Gatters 114 das Signal m&supmin; zugeführt wird. Der Ausgang des UND-Gatters 112 ist mit einem Steuereingang des Schalters 92 verbunden. Der Ausgang des UND-Gatters 114 ist mit einem Steuereingang des Schalters 96 verbunden. Dem Steuereingang des Schalters 94 wird das Signal m&sup0; zugeführt.
Das von dem Ausgang der Speicherschaltung 14 herrührende Signal Δk in Fig. 2 wird einer Entscheidungsschaltung 108 zugeführt. Der Ausgang der Entscheidungsschaltung 108 ist mit Steuereingängen der Schalter 104 und 106 verbunden.
Wenn vorausgesetzt wird, daß α eine Schätzung der Amplitude des Detektionssignals α ist, kann bem Fehlen eines Rauschanteils für den Fall des Auftritts einer Merge zu dem Zeitpunkt k-1 für Δk Folgendes abgeleitet werden:
Δk = αâk-1 + (α - α)âk-2 (7)
Werden nun Signale dk&spplus; = Δk - rk - α bzw. dk&supmin; = Δk - rk + α eingeführt, dann kann für diese Signale durch Substitution von (7) erhalten werden:
d&spplus;k = αâk-1 + (α - α)âk-2 - α(âk - âk-1) - α
d&supmin;k = αâk-1 + (α - α)âk-2 - α(âk - âk-1) + α (8)
Für die Situationen, wo -âk-2 = âk-1 = âk = 1 ist bzw. -âk-2 = âk-1 = âk = -1 ist, kann für dk&supmin; bzw. -dk&spplus; Folgendes geschrieben werden:
-âk-2 = âk-1 = âk = +1 : d&spplus;k = 2(α - α)
-âk-2 = âk-1 = âk = -1 : -d&supmin;k = 2(α - α) (9)
Die Signale dk&spplus; und dk&supmin; können zum Herleiten eines Fehlersignals benutzt werden, das ein Maß ist für die Differenz zwischen der Schätzung von α und dem wirklichen Wert von α. Diesesd Fehlersignal kann wieder benutzt werden zum Anpassen des geschätzten Wertes von α. Statt des in (9) bestimmten Fehlersignals kann auch das Vorzeichen benutzt werden zum Bestimmen des Fehlersignals. Der Vorteil dabei ist, daß die Vorzeigen von dk&spplus; und dk&supmin; unmittelbar in Form der Signale m&spplus; bzw. m&supmin; verfügbar sind, wobei diese Signale die Werte +1 bzw. -1 annehmen können.
Durch die Steuersignale Q, m&sup0; und R wird bestimmt, welcher der Schalter 92, 94 oder 96 geschlossen ist. Wenn zu dem Zeitpunky k-1 keine Merge stattgefunden hat, ist der Schalter 94 geschlossen und es findet keine Anpassung von statt. Ist das Signal Q bzw. das Signal R aktiv, so ist der Schalter 92 bzw. 96 geschlossen. Wegen des vorhandenen Inverters 90 ist in beiden Situationen nun ein Signal nach (9) an dem Eingang der Multiplizierschaltung 98 vorhanden. Die Multiplizierschaltung 98, die Addierschaltung 100 und der Speicher bilden die Implementierung des bekannten Vorzeichen-Algorithmus zur Bestimmung von α. Das UND- Gatter 112 gibt das Signal A ab, wenn eine positive Merge stattgefunden hat und wenn die zwei jüngsten Symbole aus der wahrscheinlichsten Kandidatreihe gleich -1 waren. Die entspricht der Gleichung -âk-2 = âk-1 = âk = -1. Das UND-Gatter 114 gibt das Signal B ab, wenn eine negative Merge stattgefunden hat und wenn die zwei jüngsten Symbole aus der wahrscheinlichsten Kandidatreihe gleich +1 waren. Dies entspricht -âk-2 = âk-1 = âk = 1. Die zwei jüngsten Symbole aus der wahrscheinlichsten Kandidatreihe sind an den zentralen Kontakten der Wechselschalter 104 und 106 verfügbar. Die wahrscheinlichste Kandidatreihe wird dadurch bestimmt, daß mit Hilfe des Entscheidungsschalters 108 das Vorzeichen des Signals Δk genommen wird. Das Ausgangssignal dieses Entscheidungsschalters 108 aktiviert die Schalter 104 und 106 derart, daß die jüngsten Symbole aus der wahrscheinlichsten Kandidatreihe mit den zentralen Kontakten der Schalter 104 und 106 verbunden sind. Durch die Verwendung der Schaltungsanordnung nach Fig. 7 werden nach der Erfindung nur Werte von rk mitgenommen, die einen Signalanteil haben, der größer ist als 0, was zu einer genauen Schätzung von α führt.
In der Schaltungsanordnung nach Fig. 8 werden die von dem Funktionsgenerator 18 herrührenden Signale m&spplus; bzw. m&supmin; den betreffenden Steuereingängen zweier Speicherschaltungen 120 und 122 zugeführt. Das Detektionssignal rk wird Dateneingängen der Speicherschaltungen 120 und 122 zugeführt. Ein Ausgang der Speicherschaltung 120 ist mit einem negativen Eingang einer Subtrahierschaltung 124 verbunden und ein Ausgang der Speicherschaltung 122 ist mit einem positiven Eingang der Subtrahierschaltung verbunden.
Der Ausgang der Subtrahierschaltung ist mit Teilermitteln 126 verbunden, die den Wert des Ausgangsignals der Subtrahierschaltung halbieren. Das Ausgangssignal der Teilermittel 126 ist mit dem Eingang eines Tiefpaßfilters 128 verbunden. An dem Ausgang des Tiefpaßfilters 128 ist eine Schätzung des Parameters α vorhanden.
Der Speicher 120 übernimmt den Wert von rk, wenn das Signal m&spplus; aktiv ist, so daß angegeben wird, daß eine positive Merge stattgefunden hat, während der Speicher 122 den Wert von rk übernimmt, wenn das Signal m&supmin; aktiv ist, so daß man weiß, daß eine negative Merge aufgetreten ist. Ausgehend von dem oben voraus gesetzten Kanalmodell α(1-D) gilt für das Signal rk, wenn der Rauschanteil des Kanals außer Betracht gelassen wird, Folgendes:
rk = α (âk - âk-1) (10)
Beim Auftreten einer positiven Merge ist ak gleich -1 und ist ak-1 gleich +1. Das Signal rk ist dann gleich -2α. Beim Auftritt einer negativen Merge ist ak gleich +1 und ist ak-1 gleich -1. Das Signal rk ist dann gleich +2α. Weil der Speicher 120 nur den Wert von rk übernimmt, wenn eine positive Merge auftritt, und weil der Speicher 122 nur den Wert von rk übernimmt, wenn eine netagive Merge auftritt, ist in dem Speicher 120 immer der jüngste Wert von rk gespeichert, der zu einer positiven Merge gehört (-2α). Es sei bemerkt, daß dadurch nach der Erfindung nur diejenigen Werte von rk mitgenommen werden, denen Amplitudeninformation entnommen werden kann. In dem Speicher 122 ist immer der jüngste Wert von rk gespeichert, der zu einer negativen Merge (+2α) gehört. An dem Ausgang der Subtrahierschaltung 124 ist dann eine Schätzung der Größe 4α vorhanden.
Nach Halbierung des Ausgangssignals ist an dem Eingang des Tiefpaßfilters eine Schätzung des Wertes 2α anwesend. Die Teilungsmittel 126 können einfach aus Verbindungen bestehen, wobei die zwei am wenigsten signifikanten Bits des Ausgangssignals der Subtrahierschaltung fortgelassen werden und wobei die anderen Bits um zwei Positionen verschoben werden. Das Tiefpaßfilter 128 ist vorhanden zum Erzielen einer Mittelung des Signals α über eine bestimmte Periode.
Im Falle der Abwandlung der Schaltungsanordnung nach Fig. 6, wobei nur das Signal α benutzt wird, ist das Signal Sk aus Fig. 6 ein Maß für die Amplitude des Signals. In der Schaltungsanordnung nach Fig. 8 muß dann das Signal Sk statt des Signals rk zugeführt werden, während die Speicherschaltung 120 dann fortgelassen werden kann. Außerdem muß statt des Signals m&spplus; das Signal m&spplus; & m&supmin; zugeführt werden. Durch die Schätzung der Amplitude unmittelbar aus dem Signal sk (oder rk in der Schaltungsanordnung nach Fig. 8) und dadurch, daß auch von den jüngsten Werten von M&spplus; und m&supmin; ausgegangen wird, wird eine schnelle Anpassung von α erhalten, so daß das System schnellen Schwankungen des Signals rk folgen kann.
Wenn der Kanal eine Impulsstoßantwort hat mit einer Länge, größer als zwei Symbolintervalle, ist es möglich, den relativ einfachen Viterbi-Detektor mit einer Entscheidungsrückkopplung zu kombinieren. Das Kombinieren eines Viterbi-Detektors mit einer Entscheidungsrückkopplung ist an sich bekannt aus dem Zeitschriftartikel: "On the use of decision feedback for simplifying the Viterbi-detector" von J. W. M. Bergmans u. a. in "Philips Journal of Research" Heft 42 Nr. 4, 1987, Seiten 399-428.

Claims

1. Übertragungssystem mit einem Datensender (2) zum mit einem Symbolintervall Zuführen von Datensymbolen zu einem Eingang eines Kanals (4) und mit einem Datenempfänger (6) mit Mitteln (8) zum Herleiten eines Detektionssignals aus einem Ausgangssignal des Kanals, mit Detektionsmitteln (10) zum aus dem Detektionssignal Ermitteln einer wahrscheinlichsten Reihe von dem Detektionssignal getragener Datensymbole durch rekursive Aktualisierung zweier Kandidatreihen anhand des Wertes eines Wahrscheinlichkeitsmaßes (Δk), das ein Maß ist für die Wahrscheinlichkeitsdifferenz der Kandidatreihen, wobei diese Detektionsmittel (10) außerdem mit Anpassungsmitteln (14, 18) versehen sind zum Aktualisieren des Wahrscheinlichkeitsdifferenzmaßes, wobei das neue Wahrscheinlichkeitsdifferenzmaß abhängig ist von einer Sättigungsfunktion des alten Wahrscheinlichkeitsdifferenzmaßes und wobei die Sättigungsfunktion für ein Intervall von Ordinatenwerten linear abhängig ist von dem Ordinatenwert, dadurch gekennzeichnet, daß die Aktualisierungsmittel die Größe des Intervalls von Ordinatenwerten proportional anpaßt an eine Schätzung der Amplitude des Detektionssignals.

2. Übertragungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Empfänger mit Anpassungsmitteln versehen ist zum auf adaptive Weise Ermitteln der Größe des Intervalls aus dem Detektionssignal.

3. Übertragungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektionsmittel mit Mitteln versehen sind zum Speichern und Anpassen des Wahrscheinlichkeitsdifferenzmaßes in Form wenigstens zweier Komponenten und zum Aktualisieren der Kandidatreihen anhand des Wertes der Komponenten.

4. Übertragungssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpassungsmittel eingerichtet sind zum Anpassen der Größe des Intervalls anhand nur derjenigen Detektionswerte, deren erwartete Wert, der zu der wahrscheinlichsten Kandidatreihe gehört, nicht einem Bezugswert entspricht.

5. Übertragungssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpassungsmittel eingerichtet sind zum Anpassen der Größe des Intervalls anhand der Differenz zweier Detektionswerte, wobei das Vorzeichen des erwarteten Wertes dieser Detektionswerte, der zu der wahrscheinlichsten Kandidatreihe gehört, verschieden ist.

6. Datenempfänger (16) mit Mitteln (8) zum Herleiten eines Detektionssignals aus einem Ausgangssignal eines Kanals, mit Detektionsmitteln (10) zum aus dem Detektionssignal Ermitteln einer wahrscheinlichsten Reihe von dem Detektionssignal getragener Datensymbole durch rekursive Aktualisierung zweier Kandidatreihen anhand des Wertes eines Wahrscheinlichkeitsdifferenzmaßes (Δk), das ein Maß ist für die Wahrscheinlichkeitsdifferenz der Kandidatreihen, wobei diese Detektionsmittel außerdem mit Anpassungsmitteln (14, 18) versehen sind zum Aktualisieren des Wahrscheinlichkeitsdifferenzmaßes, wobei das neue Wahrscheinlichkeitsdifferenzmaß abhängig ist von einer Sättigungsfunktion des alten Wahrscheinlichkeitsdifferenzmaßes und wobei die Sättigungsfunktion für ein Intervall von Ordinatenwerten linear abhängig ist von dem Ordinatenwert, dadurch gekennzeichnet, daß die Aktualisierungsmittel dazu vorgesehen sind, die Größe des Ordinatenwertintevalls proportional zu einer Schätzung der Amplitude des Detektionssignals anzupassen.

7. Datenempfänger nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Empfänger Anpassungsmittel aufweist zum adaptiven Ermitteln der Größe des Intervalls aus dem Detektionssignal.

8. Datenempfänger nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektionsmittel mit Mitteln versehen sind zum Speichern und Anpassen des Wahrscheinlichkeitsdifferenzmaßes in Form wenigstens zweier Komponenten und zum Aktualisieren der Kandidatreihen anhand des Wertes der Komponenten.

9. Datenempfänger nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpassungsmittel zum Anpassen der größe des Intervalls anhand nur derjenigen Detektionswerte eingerichtet sind, deren erwarteter Wert, der der wahrscheinlichsten Kandidatreihe zugehört, einem Bezugswert nicht entspricht.

10. Datenempfänger nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpassungsmittel dazu eingerichtet sind, die Größe des Intervalls anzupassen anhand der Differenz zwischen zwei Detektionswerten, wobei das Vorzeichen des erwarteten Wertes dieser Detektionswerte, der der wahrscheinlichsten Kandidatreihe zugehört, verschieden ist.