SE521246C2 - Blinddetektion - Google Patents

Description

20 25 30 35 2 hos mottagaren, åtminstone med avseende på nämnda modu- Iationsformat.

En teoretiskt möjlig lösning skulle vara att avkoda varje mottagen skur parallellt, både med hjälp av en GMSK-utjämnare och med hjälp av en 8PSK-utjämnare. Detta skulle resultera i två uppskattade sekvenser av bitar vilka motsvarar den mottagna signalen. En checksumme-/paritetstest skulle sedan kunna användas för att avgöra vilken modulationsmetod som faktiskt använts vid utsändning av sekvensen. Den sekvensen som detekterats med det felaktiga modulationsformatet skulle nämligen inte passera en sådan test. Naturligtvis kan även nyttoinformationen i den mottagna skuren härledas enligt denna lösning genom att helt enkelt studera den sekvens som motsvarar det korrekta modulationsformatet. Lösningen är emellertid alldeles för beräkningsintensiv för att genomföras vid realtidstillämpningar och är därför inte intressant ur ett tekniskt perspektiv. Det finns ännu inte heller någon alternativ lösning som är tillfredsställande i detta hänseende.

Standarddokumentet ETSl Tdoc SMG2 EDGE 2E99-279, ETSl SMG2 Working Session on EDGE, Montigny Le Bretonneux, France, 24-27 August, 1999 presenterar en metod för automatisk detektering av en annan okänd egenskap hos en mottagen signal, nämligen en träningssekvens, och hur en lämplig detekteringsprincip bör väljas för den mottagna signalen.

Dokumentet föreslår att en av tre möjliga träningssekvenser identifieras enligt följande procedur. Först mottas en signal i form av en radioskur. Denna signal testas mot en respektive hypotes för var och en av träningssekvenserna. Den tränings- sekvens vilken motsvarar den hypotes som resulterar in den högsta förväntade signaleffekten hos den mottagna skuren väljs sedan som den träningssekvens vilken antas ha använts för den aktuella skuren. Under ideala förhållanden genererar denna pro- cedur i allmänhet urvalsbeslut med tillräcklig noggrannhet. En verklig radiomiljö är emellertid oftast långt från ideal. Den mottagna signalen är sålunda mer eller mindre distorderad av 10 15 20 25 30 521 246 .,,. _, additivt brus och/eller interferenssignaler. lnterferenssignalerna härstammar typiskt från andra radiostationer, vilka antingen sänder på samma frekvens/kanal (s.k. samkanalinterferens) eller sänder på en angränsande frekvens/kanal (s.k. närkanal- interferens).

Demoduleringssmetoderna för dagens radiokommunikationssy- stem innefattar normalt interferensundertryckningsalgoritmer för att mildra effekterna av eventuella oönskade signalkomponenter i den mottagna signalen, såsom brus- och interferenssignaler.

Om en mottagare i ett system av detta slag måste kunna fatta beslut gällande en okänd egenskap hos en mottagen signal, och om dessa beslut i sig inte inbegriper interferensundertryckning, riskerar interferensundertryckningsalgoritmerna med avseende på den detekterade signalen bli oanvändbara, nämligen om, på grund av interferens, ett felaktigt blinddetektionsbeslut fattas.

Om en motsvarande interferensundertryckning inte också inkluderas i blinddetektionsproceduren riskerar därför denna procedur att vara en begränsande faktor för mottagarens prestanda och följaktligen hela systemets prestanda. Det finns för närvarande ingen blinddetektionsprocedur som inbegriper interferensundertryckning_ Dessutom skulle en direkt tillämpning av interferensundertryckning i de kända blind- detektionsprocedurerna medföra ett beräkningskrav på motta- garen som är allt för högt för att genomföras i realtid.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Syftet med uppfinningen är därför att tillhandahålla en blind- detektionslösning som mildrar ovanstående problem och sålunda producerar tillförlitliga blinddetektionsbeslut och som dessutom är möjlig att genomföra i realtid.

Enligt en aspekt av uppfinningen uppnås detta syfte genom en metod för att identifiera, från en begränsad uppsättning alternativ (hypoteser), en egenskap hos en inkommande signal enligt vad som beskrivits inledningsvis, vilken kännetecknas av 10 15 20 25 30 521 246 härledning av kvalitetsmåtten under beaktande av interferens- undertryckning med avseende på oönskade signalkomponenter i den inkommande signalen.

Enligt en föredragen utföringsform av den föreslagna metoden mottas den inkommande signalen i en mottagningsgren och interferensundertryckningen åstadkommes genom beräkning av kvalitetsmåtten under beaktande av temporal vitning av den inkommande signalen.

Enligt en annan föredragen utföringsform av den föreslagna metoden mottas separata versioner av den inkommande signalen via åtminstone två olika mottagningsgrenar och interfe- rensundertryckningen åstadkommes genom beräkning av kvali- tetsmåtten under beaktande av spatiell dekorrelering av de separata versionerna av den inkommande signalen.

Enligt ännu en annan föredragen utföringsform av den före- slagna metoden mottas separata versioner av den inkommande signalen via åtminstone två olika mottagningsgrenar och interfe- rensundertryckningen åstadkommes genom beräkning av kvali- tetsmåtten under ett sammantaget beaktande av en spatiell dekorrelering av de separata versionerna av den inkommande signalen och en temporal vitning av den inkommande signalen.

En så kallad spatio-temporal interferensundertryckning utförs således.

Enligt ytterligare en aspekt av uppfinningen uppnås syftet med hjälp av ett datorprogram, vilket är direkt laddbart till internminnet i en dator och vilket innefattar mjukvara för att utföra metoden, som beskrivs i det ovanstående stycket då programmet körs i en dator.

Enligt ytterligare en annan aspekt av uppfinningen uppnås syftet genom ett datorläsbart medium på vilket ett program finns lagrat, som är ägnat att förmå en dator att utföra den i det näst närmast ovanstående stycket beskrivna metoden. 10 15 20 25 j' Enligt ännu en aspekt av uppfinningen uppnås syftet genom den inledningsvis beskrivna blindsignaldetektorn, vilken känneteck- nas av att varje kvalitetsmåttsgenerator innefattar en interfe- rensundertryckare, som undertrycker effekterna av oönskade signalkomponenter i den inkommande signalen.

Uppfinningen kan komma att medföra en beräkningsbörda på mottagaren som är måttligt högre än enligt vissa av de tidigare kända lösningarna för blinddetektering utan interferensunder- tryckning. I gengäld erbjuder uppfinningen en lösning som är klart överlägsen vilken som helst av de kända blinddetektions- metoderna i icke-ideala signalmiljöer. Naturligtvis åstadkommer detta en konkurrensfördel i de flesta kommunikationssystem.

Dessutom kan uppfinningen tillämpas inom en bred uppsättning kommunikationssystem, oavsett vilket signalformat och över- förlngsmedium som begagnas.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA Uppfinningen kommer nu att förklaras närmare med hänvisning till föredragna utföringsformer, vilka beskrivs som exempel, och med referens till de bifogade ritningarna.

Figur1 visar ett blockschema över en blindsignaldetektor enligt uppfinningen, Figur 2 visar ett blockschema över en rekursiv enhet, vilken innefattas l en kvalitetmåttsjämförare enligt en ut- föringsform av uppfinningen, och Figur3 illustrerar, med hjälp av ett flödesdlagram, en generell metod enligt uppfinningen.

DETALJERAD BESKRIVNING AV FÖREDRAGNA UTFÖRINGSFORMER AV UPPFINNINGEN Principen för blinddetektion enligt uppfinningen är tillämpbar i 10 15 20 25 B21 246r.,ri,,,,s- kommunikationssystem som använder många andra överförings- media än radio. Frirymdsmiljöer, där signalerna typiskt sett överförs medelst radiovågor, åstadkommer emellertid generellt sett mera komplicerade signalförhållanden än de alternativa miljöerna, där signalerna begränsas i större utsträckning genom att de exempelvis leds via elektriska kablar eller optiska fibrer.

Därför introduceras här en systemmodell innefattande en tids- dispersiv radiokanal i syfte att framställa en allmän ram för uppfinningen.

En vektor av M mottagna signaler, vilka är symbolsamplade kan modelleras som: WH) Mm) VÄN) r(n)= rzm) :i *h(m) s(n-m)+ Vzm) =:h(m)s(n-m)+v(n) Mn) hMm) VMÜl) där h(m) är en vektor med en uppsättning koefficienter för en tapp m i en kanal med L+1 tappar, s(n) representerar de utsända symbolerna, och v(n) betecknar additivt brus, det vill säga en oönskad signalkomponent. Ovanstående modell är definierad för ett flergrenssystem. Den är emellertid tillämpbar även för ett enkelgrenssystem genom att helt enkelt sätta M = 1.

Det additiva bruset v(n) kan i sin tur modelleras med hjälp av en autoregressiv modell; v(n) = ÉA(k)v(n - k) + e(n) där Ak är en matris av autoregressiva (AR) koefficienter och e(n) är en brusvektor, vilken antas vara temporärt vit och Gaussisk med medelvärdet noll och kovariansmatris Q: E{e(n)e(n)”} = Q där H betecknar ett transponat och komplext konjugat (Hermi- 10 15 20 25 7 tiskt). Brusets kovariansmatris Q har en storlek om M >< M element och kan, i sin tur, uttryckas som: Q :_ Crr _ där N" Cr, = zrmo + n)r”(no + n) 3 || Ü Z C = rr(n0 + n)S"(n0 + n) fS D Il Ü CSS = ÉSSH och s(n)= [s(n)s(n-1) s(n-|_)]T I ovanstående uttryck betecknar no en synkroniseringsposition och s(n) representerar en sekvens av Ntr+1 träningssymboler.

Det bör noteras att matriserna C” and CSS ovan beskrivs som kovariansmatriser fastän de inte är normaliserade med avseende på antalet sampel. Kovariansmatrisen för den önskade signalen C uttrycks som: C = Cßßgßï det vill säga den sista termen i uttrycket för brusets Q kova- riansmatris.

I enkelgrenssystemfallet (dvs M = 1) väljs synkroniseringsposi- tionen no sådan att residualbrusvariansen 02 = Q minimeras. Då istället flera separata versioner av den inkommande signalen finns tillgängliga via flera mottagningsgrenar (dvs M > 1) används antingen trace-synkronisering min{Trace{Q}} eller determinantbaserad synkronisering min{|Q|} för att bestämma synkroniseringspositionen_ Ett minsta-kvadrat-kanalestimat följer enligt uttrycket: 10 15 20 25 521 246 ,,, ,,., l ñ<0>fi<1>...fi l= QSC; och residualbruset kan beräknas som: e(n)= r(n0 + n)- :h(m)s(n-m) , L s n s NU.

En temporal vitning av bruset i de inkommande signalerna kan åstadkommas enligt en FIR-filtrering (FlR = Finite lmpulse Response): fwln) = Évvlkirtn-k) där W(k)-matriserna representerar FIR-koefficienterna, vilka ges av: l-Ålk), w(k) =ï fork>0 I, fork=0 i vilka I är identitetsmatrisen och Åk-elementen uppskattas med exempelvis en indirekt GLS-flergrensalgoritm (GLS = Genera- lized Least Square) eller en enkelgrens-LDA (LDA = Levinson Durbin Algorithm).

En vitningsfilter av FIR-typ kan konstrueras genom att uppskatta en autoregressiv modell för bruset, se W(k)-matriserna ovan.

Detta vitningsfilter reducerar effekten av eventuell interferens i utjämnaren, vilket i sin tur väsentligt förbättrar utjämnarens prestanda. Speciellt närkanalinterferensen kan reduceras på detta sätt. Exempelvis kan uppskattningen av den autore- gressiva modellen utföras med hjälp av en LDA.

En spatiell brusdekorrelering kan genomföras enligt uttrycket: rwD(n) = Drw(n) där D är en matris med följande egenskap: Ö* = DHD 10 15 20 25 30 521 246 A med Q som en uppskattning av brusets kovariansmatris Q.

Matrisen D kan beräknas genom användande av ett Cholesky- faktoriseringssystem. Det bör påpekas att vitningen och den spatiella brusdekorreleringen kan genomföras i samma steg genom att multiplicera matrisen D med W(k)-matriserna innan genomförande av FIR-filtreringen ovan. Ytterligare detaljer kring hur en kombinerad spatiell dekorrelering och temporal interferensundertryckning återfinns i artikeln “MLSE and Spatio- Temporal lnterference Rejection Combining with Antenna Arrays”, Proceedings European Signal Processing Conference, ss 1341-1344, September 1998 av D. Asztély m.fl.

Enligt vad som tidigare nämnts är blinddetektion nödvändig i kommunikationssystem där sändaren kan skifta mellan två eller flera modulationsformat utan något föregående meddelande.

GSM/EDGE-standarden utgör ett sådant exempel, där antingen en GMSK- eller en 8PSK-modulationsmetod används. En så kallad derotation rGMSKm) av en mottagen signal r(n), efter vilken ett kvalitetsmått kan beräknas, kan för GMSK-hypotesen uttryckas som: .TI _J*n rGMSK (n) = e 2 r(n).

En motsvarande derotation rßpsKm) för 8PSK-hypotesen kan uttryckas som: .311 -H r8PSK(n)=e 8 r(n).

Efter derotation kan kvalitetsmåtten qGMSKm) och q8pSK(n) härledas enligt samma principer för både GMSK-hypotesen och 8PSK-hypotesen.

Den inkommande signalen kan antingen vara en skalär (det vill säga mottagen i en enkel gren) eller vara flerdimensionell (det vill säga mottagen via två eller flera grenar).

En identifieringsprocedur för att finna en mest sannolik modu- lationsmetod inbegriper jämförelse av kvalitetsmåtten qGMSKm) 10 15 20 25 30 35 521 246 10 och q8pSK(n) med varandra i syfte att avgöra vilket kvalitetsmått som bäst uppfyller ett blint urvalskriterium. Exempelvis, om kvalitetsmåtten qGMSK(n); qgpsjdn) representerar ett respektive signal-till-brusförhållande (SNR = Signal to Noise Ratio) efter vitning, skulle detta test helt enkelt vara att finna det största kvalitetmåttsvärdet (det vill säga det bästa SNR). En motsva- rande modulationsmetod skulle sedan betraktas som den mest sannolika för den inkommande signalen. Baserat på denna information kan sedan en bearbetningsenhet (exempelvis en utjämnare) som fungerar enligt en matchande demodulerings- metod väljas för fortsatt behandling av den inkommande signalen.

Antingen kan samma utjämnare användas i både GMSK- och 8PSK-fallet, men med olika parameterinställningar, eller kan olika utjämnarstrukturer användas för de olika demodulerings- metoderna, det vill säga en utjämnare för GMSK och en annan ägnad för 8PSK.

Ett annat exempel på en situation när blinddetektion är nödvändig är då olika träningssekvenser används av sändaren utan föregående indikering till mottagaren. I vissa radiokom- munikationssystem används nämligen träningssekvensen inte enbart för att uppskatta radiokanalegenskaperna, utan även typen av träningssekvens bär i sig information. Exempelvis ett GSM/EDGE-system använder åtkomstskuren för att befordra data på slumpåtkomst-kanalen (RACH = random access Qannel) och på paketslumpåtkomst-kanalen (PRACH = packet random access Qannel). Tre olika träningssekvenser, TSO, TS1 och TS2, används av en mobilstation för att indikera upplänks- kapacitet. En basstation som mottar en upplänkssignal från en mobilstation kan således inte veta vilken av de tre möjliga träningssekvenserna som kommer att användas. Därför måste mottagaren i basstationen utföra en blinddetektion med avse- ende på träningssekvensen. Kvalitetsmåtten att jämföra beteck- nas här qTSO, qTsj och qfsz, ett för var och en av träningssekven- serna TSO, TS1 respektive TS2. Beroende på vilket kvalitets- 10 15 20 25 30 521 246 11 måttet qTSO, qTS1 eller qTS-z för den inkommande signalen som bäst uppfyller ett blint urvalskriterium gör sedan ett beslut huruvida träningssekvensen var TSO, TS1 or TS2.

Det bör påpekas att ett visst kvalitetsmàtt i sin tur kan utgöras av godtycklig linjär eller icke-linjär kombination av underlig- gande värden. Enligt uppfinningen tar dock kvalitetsmåtten alltid interferensundertryckning i beaktande. Dessutom är metoden tillämpbar på vilken symbolsekvens som helst, det vill säga inte enbart för att särskilja träningssekvenser.

Figur 1 visar ett blockschema över en generell blindsignal- detektor enligt uppfinningen, vilken kan användas för blinddetektion enligt de ovan nämnda modulationsformaten, träningssekvenserna så väl som godtycklig annan typ av okänd egenskap hos en inkommande signal, förutsatt att det finns ett begränsat antal alternativ för en okända egenskapen. Speciellt kan modulationsformaten inkludera vilket M-närt fasskiftsystem som helst med M i 8, såsom 2PSK, 4PSK eller 16PSK (det vill säga för M lika med 2, 4 respektive 16).

En inkommande signal r(n) förs parallellt till åtminstone två olika kvalitetmåttsgeneratorer 101, 102 och 103. Figuren 1 visar tre kvalitetmåttsgeneratorer, men vilket annat antal större än ett är lika tänkbart. l vilket fall som helst är varje kvalitetmåttsgene- rator 101 - 103 anpassad att producera ett kvalitetsmàtt q1, q2,..., qm med avseende på ett av de möjliga alternativen för den okända egenskapen p1, p2,..., pm. l praktiken kan emellertid två eller flera kvalitetmåttsgeneratorer representeras av samma fysiska enhet vars funktion bestäms av olika inställningar av åtminstone en variabel parameter. Följaktligen, om tiden så medger, kan samtliga kvalitetsmàtt q1, q2,..., qm produceras seriellt av en och samma kvalitetmåttsgenerator. Dessutom kan resultaten som erhållits i en första kvalitetmåttsgenerator, exem- pelvis 101, återanvändas i en andra kvalitetmåttsgenerator, exempelvis 102 eller 103, för att reducera antalet beräkningar.

Varje kvalitetmåttsgenerator 101 - 103 innefattar även en 10 15 20 25 521 246 12. interferensundertryckare, som undertrycker oönskade signal- komponenter i den inkommande signalen r(n), Därigenom ge- nomför interferensundertryckaren en interferensundertryckning för den inkommande signalen r(n) i en mottagningsgren under beaktande av temporal vitning, eller för separata versioner av den inkommande signalen r(n) mottagna via två eller flera sepa- rata mottagningsgrenar, antingen under beaktande av spatiell dekorrelering av de separata versionerna eller under samman- taget beaktande av temporal vitning och spatiell dekorrelering.

Enligt en utföringsform av uppfinningen bestäms kvalitetsmåtten q1 - qm på basis av en effektnivå hos den inkommande signalen r(n) efter interferensundertryckning enligt en viss detekterings- hypotes och en bruseffektnivå efter interferensundertryckning.

Exempelvis kan effektnivåerna användas för att uttrycka ett SNR, vilket utvecklas nedan.

Vid mottagning av en inkommande signal i en enkel gren kan följande kvalitetsmått användas: _°_>< qX _ ~2 Öx där Eši betecknar variansen hos residualbruset efter vitning, cX betecknar variansen hos den önskade signalen och under- indexet X hänvisar till en viss egenskapshypotes (eller kvalitetsmått) för den inkommande signalen r(n). Alltså inbegriper blinddetektionen vitning både med avseende på den önskade signalen och residualbruset.

Enligt en alternativ utföringsform av uppfinningen bildar istället residualbruset efter vitning en grund för blinddetektionen genom följande kvalitetsmått: _ ~2 qx _ "GX ~2 där ett minimalt värde för ox motsvarar ett maximalt SNR-värde. 10 15 20 521 246 13 2 LDA, förutsatt att en AR(2)-mcde!! används. Följaktligen är det varken nödvändigt att beräkna alla AR-koefficienter eller att explicit filtrera residualbruset. Faktum är att det är tillräckligt att endast beräkna kvalitetsmåttet under beaktande av temporal vltning av den inkommande signalen enligt följande: Residualbrusets varians 8 erhålls omedelbart från šz = cov(0) a = -cov(1)/82 ~2 2 ~2 6 =(1-lal )G a = -cov(2) + a - cov(1)/Eš2 ~2 2 ~2 o = (1-lal )o Kovariansfunktionen cov(m) för residualbruset e(n) kan exem- pelvis uppskattas som: cov(m) = Nine * (n + m)e(n) där e(n) = r(n0 + n)- :h(m)s(n - m), m=0 LsnsNu.

I syfte att undvika flera divisioner i ovanstående uttryck, och därigenom effektivisera beräkningarna, kan istället residual- bruset 52 uttryckas som: ((cov(0))2 - lcov(1)|2 )2 - |cov(0)cov(2) - (cov(1))2l2 cov(o)((cov(o))2 - lem/mf) ' 62 Enligt en utföringsform av uppfinningen, då den inkommande signalen mottas via flera grenar, kan bruset i de olika grenarna dekorreleras spatiellt med hjälp av rwD(n) = Drw(n) och Ö” = DHD, så som nämnts tidigare. Detta tillämpas vid sökning efter det kvalitetsmått q, som bäst uppfyller urvalskriteriet. Proce- 10 15 20 521 246 štïšqíš Nya: ;.,:¿¿. 14 duren inbegriper således val av en synkroniseringsposition för en sekvens av symboler i den inkommande signalen r(n). ! syfte att undvika faktorisering, vilket är relativt komplicerat ur beräkningshänseende, föreslås följande kvalitetsmått: qX I Trace{ö rrX Ö )_(1} där ÖNX är kovariansmatrisen för den inkommande signalen r(n) efter temporal vitning och QX är en kovariansmatris för residual- bruset efter temporal vitning. Underindexet X betecknar den aktuella egenskapshypotesen (eller kvalitetsmåttet).

Enligt en alternativ utföringsform av uppfinningen, där endast spatiell dekorrelering utförs, kan kvalitetsmåttet förenklas till: qX I där Cr, är Kovariansmatrisen för den inkommande signalen r(n).

Kovariansmatrisen QX beräknas enligt: QX = c” -c clc” l'S SS FS så som beskrivits tidigare.

Efter den spatiella dekorreleringen kan SNR uttryckas som: R z Trace{CD} Trace{QD} där CD är kovariansmatrisen för den önskade signalen efter dekorrelering och QD betecknar kovariansmatrisen för bruset efter dekorrelering. Alltså kan SNR skrivas: z Trace{DCD"} _ Trace{CD"D} _ Trace{(C,, - Q)Q”} SNR H _ H _ _1 Trace{DQD } Trace{QD D} Trace{QQ } SNR = àTrace{C,,Q'1} -1 I analogi med qX=-š§ ovan kan kvalitetsmåttet qX=-|QX| 10 15 20 25 30 521 246 15 användas som ett alternativ.

Enligt en utföringsform av uppfinningen, där en inkommande signal mottas via flera grenar, kan ett SNR-baserat kvalitetsmått qx =ší beräknas för varje specifik gren individuellt. Dessa mått GX qx kan sedan adderas till att utgöra ett kvalitetsmått, vilket uteslutande beaktar temporal vitning. l vilket fall som helst mottar en kvalitetmåttsjämförare 110 kvalitetsmåtten q1 - qm och jämför dem med varandra i syfte att avgöra vilket kvalitetsmått som bäst uppfyller ett relevant blint urvalskriterium. Baserat på resultatet av denna undersökning identifierar kvalitetmåttsjämföraren 110 en viss egenskap pi, som motsvarar det bästa kvalitetsmåttet qi. Enligt en utföringsform av uppfinningen väljer dessutom kvalitetmåttsjäm- föraren 110 en speciell behandlingsenhet 121, 122, 123 för fortsatt eventuell behandling av den inkommande signalen r(n).

Om fortsatt behandling ska äga rum väljer kvalitetmåttsjäm- föraren 110 den behandlingsenhet 122, som motsvarar det kvalitetsmått q, vilket bäst uppfyllde det blinda urvalskriteriet via en styrsignal c och en flervalsomkopplare 125. Denna behandlingsenhet 122 förväntas nämligen vara kapabel att hantera den inkommande signalen r(n) optimalt genom tillämp- ning av en adekvat behandlingsprincip Cdi, så att en önskad resulterande signal D, erhålls. Vid radiotillämpningar utgörs typiskt behandlingsenheterna 121 - 123 av utjämnare. Tekniskt sett kan de emellertid representeras av godtycklig annan enhet som är kapabel att åstadkomma en behandlingsprincip som är anpassad till den inkommande signalen r(n).

Enligt en utföringsform av uppfinningen återanvänder dessutom den valda behandlingsenheten 122, under avkodning av den inkommande signalen r(n), data vilka erhållits som ett resultat vid behandlingen i motsvarande kvalitetmåttsgenerator.

Figur 2 visar ett blockschema over en rekursiv enhet 200, som 10 15 20 25 30 35 521 246 16 ingår i kvalitetmåttsjämföraren 110 enligt en utföringsform av uppfinningen. En processor 202 i den rekursiva enheten 200 mottar ett preliminärt kvalitetsmått qi(t) för ett nuvarande segment av den inkommande signalen r(n), där t betecknar ett tidsindex motsvarande antalet tidigare mottagna segment.

Processorn 202 genererar sedan ett förbättrat kvalitetsmått q.e(t) för segmentet på basis av det preliminära kvalitetsmåttet qj(t) och ett kvalitetsmått qie(t-1) för åtminstone ett tidigare segment av den inkommande signalen r(n), vilket lagrats i en buffert 201.

Om det nuvarande segmentet är det första segmentet av den in- kommande signalen r(n) kommer det förbättrade kvalitetsmåttet qf(t) att vara identiskt med det preliminära kvalitetsmåttet qi(1) Det sålunda genererade förbättrade kvalitetsmåttet qie(t) används sedan som en grund för ett aktuellt urvalsbeslut. Det förbättrade kvalitetsmåttet qi°(t) matas även till bufferten 201 för lagring. Ett förbättrat kvalitetsmåttet qf(2) för ett följande segment av den mottagna signalen r(n) genereras av processorn 202 på basis av en kombination av det föregående (förbättrade) kvalitetsmåttet qie(1) och ett preliminärt kvalitetsmått qi(2) för detta segment r(n), och så vidare.

Enligt ett föredraget alternativ av denna utföringsform av uppfinningen representerar det förbättrade kvalitetsmåttet qie(t) ett aritmetiskt medelvärde mellan det åtminstone ett lagrade kvalitetsmåttet qi°(t-1) och det preliminära kvalitetsmåttet qi(t).

Detta medelvärdesbildande ökar blinddetektionens tillförlitlighet och utförs med fördel med avseende på samtliga skurar i ett visst radioblock. Alternativt kan bufferten 201 tömmas mellan varje enskilt radioblock med hjälp av en återställningssignal z.

Exempelvis kan den rekursiva enheten 200 användas för att förbättra kvaliteten vid urvalsbesluten i GSM/EDGE mellan modulationsformaten GMSK och 8PSK. I GSM/EDGE består nor- malt ett radioblock av fyra individuella skurar. Modulationen (GMSK eller 8PSK) är den samma för alla skurar i ett sådant block. I syfte att beakta kvalitetsmåtten för samtliga skurar i ett visst radioblock vid identifiering av det relevanta modulations- 10 15 20 25 30 17 formatet kan exempelvis ett totalt kvalitetsmått bildas som det aritmetiska medelvärdet för skurarna i blocket. Dessvärre är detta inte alltid genomförbart vid realtidstillämpningar. Det är nämligen vanligt att en ytterligare Signalbehandling (utjämning, avkodning etc.) måste påbörjas för en första mottagen skur i ett block innan de senare skurarna har tagits emot. Beslutet för den första skuren måste således uteslutande bygga på kvalitets- måttet för denna skur. För den andra skuren kan emellertid kvalitetsmåtten för både den första och den andra skuren användas. För den tredje skuren kan samtliga tidigare skurar åter användas, och så vidare. Med andra ord, bufferten 201 måste åtminstone lagra kvalitetsmått för en föregående skur som tillhör samma block. Dessa kvalitetsmått kan sedan lagras separat eller som en eller flera ackumulerade variabler.

Det bör påpekas att, i princip, vilken beräkningsalgoritm som helst kan användas för kvalitetsmåtten för den nuvarande och de föregående skurarna för att komma fram till beslutet beträf- fande vilket modulationsformat som används. Det aritmetiska medelvärdet utgör således endast ett exempel Enligt en annat föredraget alternativ av denna utföringsform av uppfinningen används ett blinddetektionbeslut från godtycklig mellanliggande skur för utjämning av de återstående skurarna, exempelvis, i ett visst radioblock. Denna procedur är fördelaktig då inga eller endast mycket få fel kan tolereras i den avkodade sekvensen.

I syfte att summera kommer nu en allmän metod för att genomföra blinddetektion enligt uppfinningen att beskrivas med hänvisning till flödesschemat i figur 3.

Ett första steg 301 mottar ett segment av en inkommande signal, som förutsätts ha en egenskap som är okänd med avseende på ett av en begränsad uppsättning alternativ. Därefter härleder ett steg 302 ett kvalitetsmått för den inkommande signalen med avseende på vart och ett av alternativen. Beräkningen av 10 15 20 25 521 246.,,¿%gy¿;g. 18' kvalitetsmåtten genomförs under beaktande av interferens- undertryckning av eventuella oönskade signalkomponenter i den inkommande signalen. Ett följande steg 303 identifierar en egenskap som representerar ett bästa kvalitetsmått med avseende på ett urvalskriterium. Därefter loopar proceduren tillbaka till steget 301 igen. ldentifieringssteget 303 kan exempelvis inbegripa ett delsteg i vilket kvalitetsmåtten rangordnas från ett bästa värde till ett sämsta värde. Ett följande delsteg väljer sedan den egenskap som är associerad med det översta kvalitetsmåttet.

Naturligtvis kan samtliga de processteg, såväl som godtycklig delsekvens av steg, vilka beskrivits med hänvisning till figur 3 ovan kan genomföras av ett datorprogram, som är direkt laddbart till internminnet i en dator och innefattar lämplig mjukvara för att styra de nödvändiga stegen när programmet körs på datorn. Datorprogrammet kan även sparas på god- tyckligt lagringsmedium.

Begreppet ”omfattar/omfattande” då det används i denna beskrivning anger närvaron av de nämnda särdragen, heltalen, stegen eller komponenterna. Dock utesluter begreppet inte närvaro eller tillägg av ett eller flera ytterligare särdrag, heltal, steg eller komponenter.

Uppfinningen är inte begränsad till de utföringsformer, som beskrivits med hänvisning till figurerna utan kan varieras fritt inom omfånget hos de påföljande patentkraven.

Claims (27)

10 15 20 25 30 521 246 19 Patentkrav

1. En metod för att identifiera, från en begränsad uppsättning alternativ, ({p1, p2, pm}), en egenskap hos en viss inkommande signal (r(n)), inbegripande härledning från den inkommande signalen (r(n)), för vart och ett av alternativen, ett respektive kvalitetsmått (q1, q2, qm) representerande en viss egenskap hos den inkommande signalen (r(n)), och identifiering av en egenskap (pi) hos en önskad signal- komponent i den inkommande signalen (r(n)), vilken bäst uppfyller ett blint urvalskriterium, kännetecknad av härledning av kvalitetsmåtten (q1, q2, qm) under beaktande av interferensundertryckning med avseende på oönskade signal- komponenter i den inkommande signalen (r(n)).

2. En metod enligt krav 1, kännetecknad av mottagning av den inkommande signalen (r(n)) i en mot- tagningsgren, och beräkning av kvalitetsmåtten (q1, q2, qm) under beaktande av temporal vitning av den inkommande signalen (r(n))-

3. En metod enligt krav 2, kännetecknad av beräkning av kvalitetsmåtten (q1, q2, qm) på basis av en fiktiv temporärt vitad version av den inkommande signalen (r(n)).

4. En metod enligt något av kraven 2 eller 3, kännetecknad av att kvalitetsmåttet (q1, qz, qm) är omvänt proportionellt mot variansen hos en residualbruskomponent i en resulterande signal från den temporala vitningen.

5. En metod enligt av de föregående kraven, kännetecknad av mottagning av separata versioner av den inkommande något 10 15 20 25 521 246 20 signalen (r(n)) via åtminstone två olika mottagningsgrenar, och beräkning av kvalitetsmåtten (qi, q,, qm) under beaktande av en spatiell dekorrelering av de separata versio- nerna av den inkommande signalen (r(n)).

6. En metod enligt något av de föregående kraven, kännetecknad av beräkning av kvalitetsmåtten (q1, q2, qm) på basis av en fiktiv spatiellt dekorrelerad version av den inkommande signalen (r(n)).

7. En metod enligt något av de kraven 5 eller 6 då dessa beror av något av kraven 2 - 4, kännetecknad av beräkning av kvalitetsmåtten (q1, q2, qm) under sammantaget beaktande av den av temporala vitningen av den inkommande signalen (r(n)) och den spatiella dekorreleringen av de separata versionerna av den inkommande signalen (r(n)) mottagna via de åtminstone två olika mottagningsgrenarna.

8. En metod enligt något av de kraven 6 eller 7, kännetecknad av att härledningen av kvalitetsmåtten (q1, qz, qm) inbegriper val av en synkroniseringsposition för en sekvens av symboler i den inkommande signalen (r(n)) medelst trace- synkronisering.

9. En metod enligt något av de kraven 6 eller 7, kännetecknad av att härledningen av kvalitetsmåtten (q1, q2, qm) inbegriper val av en synkroniseringsposition för en sekvens av symboler i den inkommande signalen (r(n)) medelst deter- minantsynkronisering.

10. En metod enligt något av föregående krav, kännetecknad av lagring av åtminstone ett kvalitetsmått (q,e(t-1)) för åtmin- stone ett föregående segment av den inkommande signalen 10 15 20 25 521 246§1¿¿g¿¿~q, 21 (r(n)), generering av ett förbättrat kvalitetsmàtt (q,°(t)) för ett nuvarande segment av den inkommande signalen (r(n)) på basis av det åtminstone ett lagrade kvalitetsmåttet (q,e(t-1)) och ett preliminärt kvalitetsmàtt (q.(t)) för det nuvarande segmentet av den inkommande signalen (r(n)).

11. En metod enligt krav 10, kännetecknad av att det förbättrade kvalitetsmåttet (q,e(t)) representerar ett aritmetiskt medelvärde mellan det åtminstone ett lagrade kvalitetsmåttet (q,e(t-1)) och det preliminära kvalitetsmåttet (q,(t)).

12. En metod enligt något av föregående krav, kännetecknad av att den begränsade uppsättningen alternativ, ({p1, p2, pm}) innefattar åtminstone två olika demoduleringsmetoder.

13. En metod enligt något krav 12, kännetecknad av att den begränsade uppsättningen alternativ, ({p1, p2, pm}) innefattar åtminstone ett av ett Gaussiskt minimumskiftnyckliningsschema och ett M-närt fasskiftnycklingsschema.

14. En metod enligt något kraven 1 - 13, kännetecknad av att den begränsade uppsättningen alternativ, ({p1, p2, pm}) innefattar åtminstone två olika symbolsekvenser.

15. En metod enligt krav 14, kännetecknad av att var och en av symbolsekvenserna representerar en viss träningssekvens.

16. En metod enligt något av föregående krav, kännetecknad av att varje kvalitetsmàtt (q1, q2, qm) bestäms på basis av en effektnivå hos den inkommande signalen (r(n)) efter interferensundertryckning och en brusnivå efter interferens- undertryckning. 10 15 20 25 521 24e¿r¿¿;;¿¿ 22

17. En metod enligt något av föregående krav, kännetecknad av att varje kvalitetsmått (qj, qz, qm) representeras av ett signal-till-brusförhållande.

18. En metod enligt något av föregående krav, kännetecknad av att den inkommande signalen (r(n)) är en radiosignal.

19. Ett datorprogram, direkt laddbart till internminnet i en dator, innefattande mjukvara för att utföra metoden, enligt något av kraven 1 - 18 då programmet körs på en dator.

20. Ett datorläsbart medium på vilket ett program finns lagrat, som är ägnat att förmå en dator att utföra metoden enligt något av kraven 1 - 18.

21. En blindsignaldetektor för mottagning av en inkommande signal (r(n)) och automatisk identifiering av en egenskap hos den inkommande signalen (r(n)) från en begränsad uppsättning av alternativ ({p1, pg, pm}), innefattande: åtminstone två kvalitetmåttsgeneratorer (101 - 103), vilka vardera mottar den inkommande signalen (r(n)), och till följd därav, producerar ett respektive kvalitetsmått (qj, q2, qm) representerande en viss egenskap i den begränsade uppsätt- ningen av alternativ ({p1, pg, pm}), och en kvalitetmåttsjämförare (110) vilken mottar kvalitets- måtten (q1, q2, qm), jämför kvalitetsmåtten (qj, q2, qm) med varandra och identifierar en egenskap (p,) hos en önskad signal- komponent i den mottagna signalen (r(n)) vilken motsvarar det kvalitetsmått (qi) som bäst uppfyller ett blint urvalskriterium, kännetecknad av att varje kvalitetmåttsgenerator (101 - 103) innefattar en inter- ferensundertryckare vilken undertrycker effekterna av oönskade signalkomponenter i den inkommande signalen (r(n)). 10 15 20 25 30 .. _ ' '*“ le f.. _ E,,__,¿. __, _ o >, _ ' ß; . 23

22. En blindsignaldetektor enligt krav 21, kännetecknad av att den inkommande signalen (r(n)) förs till de åtminstone två kvalitetmåttsgeneratorerna (101 - 103) via en mottagningsgren, och de åtminstone två kvalitetmåttsgeneratorerna (101 - 103) är anpassade att beräkna kvalitetsmåtten (q1, q2, qm) under beaktande av en temporal vitning av den inkommande signalen (r(n))-

23. En blindsignaldetektor enligt krav 21, kännetecknad av att den inkommande signalen (r(n)) förs till de åtminstone två kvalitetmåttsgeneratorerna (101 - 103) via åtminstone två olika mottagningsgrenar, och de åtminstone två kvalitetmåttsgeneratorerna (101 - 103) är anpassade att beräkna kvalitetsmåtten (q1, qg, qm) under beaktande av en spatial dekorrelering av den inkommande signalen (r(n)).

24. En blindsignaldetektor enligt krav 23, kännetecknad av att de åtminstone två kvalitetmåttsgeneratorerna (101 - 103) är anpassade att beräkna kvalitetsmåtten (q1, qg, qm) under ett sammantaget beaktande av den av temporala vitningen av den inkommande signalen (r(n)) och den spatiella dekorreleringen av de separata versionerna av den inkommande signalen (r(n)) mottagna via de åtminstone två olika mottagningsgrenarna.

25. En ' blindsignaldetektor enligt något av kraven 21 - 24, kännetecknad av att åtminstone två av de åtminstone två kvalitetmåttsgenera- torerna (101 - 103) är samlokaliserade i en enda enhet, och funktionen hos respektive kvalitetmåttsgenerator (101 - 103) bestäms av värdet av åtminstone en parameter.

26. En blindsignaldetektor enligt något av kraven 21 - 25, kännetecknad av att åtminstone en första kvalitetmåttsgene- l 10 521 246 24 rator (101) levererar ett beräkningsresultat till åtminstone en andra kvalitetmåttsgenerator (102; 103).

27. En blindsignaldetektor enligt något av kraven 21 - 26, kännetecknad av att kvalitetmåttsjämföraren (110) innefattar en rekursiv enhet (200) för lagring av åtminstone ett kvalitetsmàtt (qie(t-1)) för åtminstone ett föregående segment av den inkom- mande signalen (r(n)) och generering av ett förbättrat kvalitets- màtt (qf(t)) för ett nuvarande segment av den inkommande signalen (r(n)) på basis av det åtminstone ett lagrade kvalitets- måttet (qie(t-1)) och ett preliminärt kvalitetsmàtt (qi(t)) för det nuvarande segmentet av den inkommande signalen (r(n)).