ITMI970768A1

ITMI970768A1 - Disposizione per ricavare un criterio di distorsione da un segnale m-qam

Info

Publication number: ITMI970768A1
Application number: IT000768A
Authority: IT
Inventors: Michael Biester
Original assignee: Bosch Gmbh Robert
Priority date: 1996-04-17
Filing date: 1997-04-03
Publication date: 1998-10-03
Also published as: DE19615057C1; NO971739D0; NO971739L; FR2747872B1; IT1290523B1; FR2747872A1

Description

D E S C R I Z I O N E

Stato della tecnica

Una disposizione per ricavare un criterio di distorsione da un segnale demodulato e modulato in ampiezza quadratica (M-QAM, M = 4 ... 256) è nota ad esempio dal DE 41 34 206 CI. Conformemente all'attuale stato della tecnica in ricevitori per segnali M-QAM usualmente viene ricavato un criterio di distorsione dalla deviazione del valore di segnale, stimato da un organo decisionale di simbolo ed inviato con la massima probabilità, dei valori di campionamento del segnale complesso demodulato M-QAM che si presentano all'uscita di equalizzatore adattativo della banda di base. Un criterio di distorsione così ricavato dipende pertanto dallo stato dell'equalizzatore adattativo della banda di base. Se il criterio di distorsione dovrà essere impiegato ad esempio per comandare un combinatore Diversity, allora per un criterio di distorsione, rivelato conformemente all'attuale stato della tecnica, si verificherebbe un accoppiamento fra il circuito di regolazione per l'equalizzatore adattativo della banda di base ’ed il circuito di regolazione per il combinatore Diversity. Però notoriamente i circuiti di regolazione accoppiati possono essere controllati con grande difficoltà, per quanto riguarda ad esempio l'impostazione di costanti del tempo di regolazione.

L'invenzione si pone pertanto il compito di indicare una disposizione per ricavare un criterio di distorsione non orientato ad un equalizzatore adattativo passa-banda.

Vantaggi dell'invenzione

Questo problema o viene risolto mediante le caratteristiche della rivendicazione 1, per il fatto che la disposizione forma prodotti di valori di campionamento del segnale complesso demodulato M-QAM e i valori di campionamento del segnale M-QAM complesso e demodulato in maniera coniugata, che sono sfasati rispetto ai valori di campionamento menzionati per primi in ragione di un impulso ritmico simbolo, inoltre per il fatto che la disposizione da più prodotti di valori di campionamento forma un valore medio che fornisce il criterio di distorsione. Vantaggiosamente conformemente alle sottorivendicazioni 2 e 3 è possibile formare l'importo oppure il quadrato del valore medio.

Una soluzione alternativa del problema posto risulta dalla rivendicazione 4. In base a ciò vengono ricavati i segnali di errore mediante formazione di differenza fra valori di campionamento del segnale M-QAM non equalizzato, complesso e demodulato, e i valori simbolo stimati in relazione a questi valori di campionamento. Dagli importi elevati al quadrato di più segnali di errore viene quindi formato un valore medio fornente il criterio di distorsione.

Preferibilmente il criterio di distorsione ricavato conformemente alla rivendicazione 1 oppure alla rivendicazione 4 viene utilizzato per comandare un combinatore Diversity.

Il criterio di distorsione rivelato conformemente alla rivendicazione 1 presenta il vantaggio consistente nel fatto che esso è indipendente da un'Offset di frequenza della portante ricavata nel ricevitore. Inoltre è indipendente dalla fase della portante. Entrambe le disposizioni delle rivendicazioni 1 e 4 possono essere implementate come circuiti digitali.

Descrizione di esempi di realizzazione

In base a due esempi di realizzazione rappresentati nel disegno l'invenzione viene illustrata dettagliatamente in seguito.

In particolare:

la figura 1 mostra uno schema di principio di un sistema di trasmissione per segnali M-QAM,

la figura 2 mostra uno schema di un primo rivelatore di distorsione, e la figura 3 mostra uno schema di un secondo rivelatore di distorsione.

Come è desumibile dallo schema di principio rappresentato in figura 1 e relativo ad un sistema di trasmissione per segnali M-QAM, un trasmettitore SD produce un segnale S1(t) conformemente all'equazione 1:

av indica il simbolo di dato complesso inviato nell'istante t=vT. T è l'impulso ritmico simbolo e p(t) rappresenta la risposta a impulsi della filtrazione lato-strasmissione . Le proprietà del canale di trasmissione vengono rilevate mediante la funzione di trasmissione HD(f). All'entrata del ricevitore viene aggiunto al segnale di ricezione S2(t) un'aggiuntivo componente di rumore n(t). n(t) tiene conto del rumore di entrata (fattore di rumore) del ricevitore. Una regolazione di livello automatica AGC1 con il fattore di guadagno regola il segnale di ricezione su un livello di segnale costante. Con HE(f) è descritta la funzione di trasmissione del ricevitore incluso il demodulatore con derivazione della frequenza portante e gli impulsi ritmici. Il segnale demodulato S4(t) ha la forma indicata nell'equazione 2:

k(t) è la risposta a impulsi relativamente alla funzione di trasmissione k(f) indicata nell'equazione 3:

Il segnale S4(t) viene campionato nel circuito di campionamento A con l'impulso ritmico simbolo T. da ciò si ottengono i valori di campionamento S5[n] conformemente all'equazione 4 negli istanti t = n T

fca:

ta indica in particolare uno sfasamento dell'istante di campionamento dipendente dalle proprietà di ricavo degli impulsi ritmici. Dopo il campionamento

è presente un segnale discreto di tempo e di valore, poiché di regola il campionamento avviene mediante un convertitore analogico-digitale.

Una seconda regolazione di livello AGC2 con il fattore di guadagno Ύ2 scala i valori di campionamento S5[n] in maniera adeguata, da cui si ottengono i valori di campionamento S6[n] conformemente all'equazione 5:

Il valore principale della risposta impulsi è k(ta) e vale la relazione n2(nT+ta) =Y2n1(nT+ta). La seconda regolazione di livello AGC2 fa si che sia soddisfatta l'equazione 6:

Una regolazione di fase della portante presente nel ricevitore provoca una rotazione di fase, cosicché la parte immaginaria del valore principale . della risposta impulsi scompare conformemente all'equazione 7:

se non sussistono distorsioni e si è scelto ottimalmente ta, allora per i valori di campionamento vale la risposta a impulsi di canale:

Dai valori di campionamento del segnale S6[n] in un blocco circuitale VD1, descritto in seguito ancora dettagliatamente, viene ricavato un "robusto” criterio di distorsione VB1 oppure VB2, per il quale né dovrà essere necessariamente inserita la regolazione della fase della portante e nemmeno un equalizzatore adattativo dovrà fornire necessariamente affidabili decisioni di simbolo. Il segnale discreto di tempo S6[n] viene equalizzato in un equalizzatore adattativo EZ della banda di base. Questo equalizzatore adattativo EZ della banda di base non è necessario per ricavare i criteri di distorsione nei blocchi circuitali VD1 e VD2. All'uscita dell'equalizzatore adattativo della banda di base EZ è applicato un segnale equalizzato y[n] discreto di tempo. Un organo decisionale SE di simbolo decide su quale simbolo an-i dall'intero alfabeto di simboli M-QAM corrisponde in modo massimamente probabile al valore di campionamento y[n] applicato nell'organo decisionale SE di simbolo. L'indice temporale i nel simbolo deciso an-i tiene conto del ritardo delle decisioni di

simbolo, in dipendenza dell'equalizzatore adattativo EZ della banda di base.

Nella figura 2 è rappresentato un rivelatore di distorsione VD1 che ricava il criterio di distorsione '‘robusto" VB1 oppure VB2 dai valori di campionamento S6[n]. Fintanto che la portante nel ricevitore non è inserita sulla frequenza portante del segnale di ricezione esiste ancora un'Offset di frequenza Δ f. Tenendo conto dell'Offset di frequenza il segnale Sg[n] indicato nell'equazione 5 assume la forma indicata nell'equazione 8:

Da questo segnale complesso S6[n] nel modo seguente si ricava un criterio di distorsione. Viene formato il prodotto fra un valore di campionamento complesso n-esimo S6[n ] ed un valore di campionamento complesso coniugato Sg[n-1] sfasato in ragione di un simbolo.

Come rappresentato nella figura 2 ogni valore di campionamento complesso S6[n] possiede una parte reale ed una parte immaginaria. La parte reale del valore di campionamento complesso S6[n-1] ritardato

in ragione di un simbolo, è applicata all'uscita di un organo ritardatore ZR e la parte immaginaria di un valore di campionamento complesso S6[n-1] ritardato in ragione di un simbolo, è applicata all'uscita di un organo ritardatore ZE. Il prodotto (Re{Sg[n]} jlm{S6[n]}). (Re{S6[n-l]} -jIm(S6[n-1]}) viene realizzato con i moltiplicatori MR1, MI1, MR2, MI2, M e gli addizionatori Λ1, A2, A3. Mediante formazione di valore medio tramite più prodotti di valore di campionamento si ottiene il valore previsto rappresentato nell'equazione 9:

Con cr2 viene indicato il valore previsto ava*v- I valori di campionamento del rumore a causa dello sfasamento temporale in ragione della durata del simbolo T sono statisticamente indipendenti, cosicché il valore previsto <n2(nT+ta)n2*([nl]T+ta)> scompare, e quindi si ottiene l'equazione

10:

Dal valore previsto <S6[n].S*6[n-1]>, applicato all'uscita del formatore di valore medio MW o mediante formazione dell'importo oppure mediante elevazione al quadrato è possibile ricavare i criteri di distorsione VB1 oppure VB2 indicati nell'equazione 11 oppure 12:

VB1 = |<S6[n].S6*[n-1]>1 (11) VB2 = <S6[n].S6*[n-1]>2 (12) mentre il valore previsto nell'equazione 10 dipende ancora dall'Offset di frequenza Δ f della regolazione della fase della portante, questa dipendenza scompare mediante formazione dell'importo od elevazione al quadrato conformemente alle equazioni 11, 12.

All'uscita dell'addizionatore Al è applicata la parte reale mentre all'uscita dell'addizionatore A2 è applicata la parte immaginaria del prodotto S6[n]*S6*[n-1 ]. Un formatore di valore medio MWR forma il valore medio della parte reale ed un formatore del valore medio MWI forma il valore medio della parte immaginaria dell'intero prodotto. In corrispondenza di entrambi i valori medi viene formato nel blocco circuitale QB o l'importo oppure il quadrato, per ottenere così o il criterio di distorsione VB1 conformemente all'equazione 11 oppure il criterio di distorsione VB2 conformemente all'equazione 12.

Quando i valori di campionamento Sg[n] non presentano interferenza di simbolo interno (distorsione), i prodotti

T+ta) non forniscono contributo a

e quindi al rispettivo criterio di distorsione VB1 oppure VB2. Se invece sono distorti i valori di campionamento S6[n] allora sono superiori a zero i criteri di distorsione VB1 oppure VB2.

Il rivelatore di distorsione VD2 rappresentato in figura 3 dal segnale di errore eìsi(n) rappresentato.nell'equazione 13 ricava un criterio di distorsione VB3 comandato decisionalmente:

L'indice i (i>0) che compare nell'equazione 13 tiene conto del ritardo della decisione di simbolo mediante l'equalizzatore adattativo EZ passa-banda. Il segnale di errore eisi(n) viene ottenuto mediante formazione di differenza dei due segnali complessi

Questa

differenza viene effettuata nel circuito rappresentato nella figura 3, mediante gli addizionatori AR e AI, laddove dispositivi ritardatori ZR1 e ZII comportante la parte reale e la parte immaginaria del segnale complesso S6[n] in ragione del tempo i. I moltiplicatori MR e MI che seguono gli addizionatori AR e AI formano i quadrati della parte reale e della parte immaginaria della differenza di segnale, ed un successivo addizionatore A forma la somma della parte reale elevata al quadrato e della parte immaginaria elevata al quadrato del segnale differenziale. Questo segnale somma corrisponde al quadrato dell'importo del segnale di errore Un formatore di valore medio MW1 dal quadrato dell'importo del segnale di errore forma un valore previsto come quello rappresentato nell'equazione 14:

Questo valore previsto del segnale di errore rappresenta il criterio di distorsione VB3 ed è desumibile dall'equazione 15.

A causa della regolazione di livello (Ύ1 Ύ2) Re(k(ta))=1 e della regolazione della fase della

vale anche

ori nell'equazione 15

σ-2n è la varianza del rumore. Il valore di < |e^s^ [n]2> viene dominato in caso di forti distorsioni

prevalentemente dal termine ^

La componente di rumore σ-2n giuoca invece un ruolo solo secondario.

I criteri di distorsione VB1, VB2 oppure VB3, ricavati conformemente ai metodi precedentemente descritti, sono adatti specialmente per comandare un combinatore Diversity, infatti i criteri di distorsione VB1, VB2 e VB3 sono indipendenti dalle grandezze di regolazione di un equalizzatore adattativo passa-banda. Pertanto non si verifica un'accoppiamento del circuito di regolazione per il combinatore Diversity e del circuito di regolazione per l'equalizzatore adattativo passa-banda. Le componenti di distorsione non regolate dal combinatore Diversity possono essere anche ulteriormente minimizzate indipendentemente da ciò da un equalizzatore adattativo passa-banda.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Disposizione per ricavare un criterio di distorsione da un segnale demodulato, modulato in ampiezza quadratica (M-QAM, M = 4 ... 256), caratterizzato dal fatto che essa forma prodotti da valori di campionamento del segnale (M-QAM) demodulato complesso e valori di campionamento del segnale demodulato (M-QAM) complesso coniugato, che sono sfasati rispetto ai valori di campionamento menzionati per primi in ragione di un impulso ritmico simbolo, nonché dal fatto che da più prodotti di valore di campionamento essa forma un valore medio fornente un criterio di distorsione (VB1 , VB2).
2. Disposizione secondo la rivendicazione (1), caratterizzato dal fatto che essa forma l'importo del valore medio.
3. Disposizione secondo la rivendicazione (1), caratterizzato dal fatto che essa forma il quadrato del valore medio.
4. Disposizione per ricavare un criterio di distorsione da un segnale demodulato e modulato in ampiezza quadratica (M-QAM, M = 4 ... 256), caratterizzato dal fatto che essa ricava il segnale di errore mediante formazione di differenza fra valore di campionamento del segnale (M-QAM) non equalizzato, complesso, e demodulato, e i valori di simbolo stimati con riferimento a questi valori di campionamento, che un organo decisionale (SE) di simbolo ricava dai valori di campionamento del segnale complesso demodulato (M-QAM) , nonché dal fatto che essa dagli importi elevati al quadrato di più segnali di errore forma un valore medio che fornisce un criterio di distorsione (VB3).
5. Disposizione secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il criterio di distorsione (VB1, VB2, VB3) ricavato da essa viene utilizzato per comandare un combinatore Diversity.