FI99067C

FI99067C - Vastaanottomenetelmä ja vastaanotin

Info

Publication number: FI99067C
Application number: FI955269A
Authority: FI
Inventors: Jorma Lilleberg; Markku Juntti
Original assignee: Nokia Mobile Phones Ltd
Priority date: 1995-11-02
Filing date: 1995-11-02
Publication date: 1997-09-25
Also published as: FI99067B; DE69634466T2; EP0772306A3; EP0772306A2; EP0772306B1; DE69634466D1; US5881097A; FI955269A0

Description

99067 'Vastaanottomenetelmä ja vastaanotin

Tekniikan ala

Keksinnön kohteena on vastaanottomenetelmä, jossa 5 vastaanotetusta signaalista otetaan näytteitä, ja jossa vastaanotetusta signaalista mitataan signaalin sisältämien lähetteiden keskinäiset viiveet ja lähetteiden voimakkuudet, jotka sanotut lähetteet ovat peräisin yhdeltä tai useammalta lähettimeltä, ja jossa vastaanotetun signaalin 10 parametreille lasketaan estimaatit kahdessa tai useammassa vastaanotinasteessa, joista jossain jälkimmäisessä asteessa signaalia käsitellään iteratiivisesti annetun mittaisen useita näytteitä käsittävän liukuvan havaintoaikavälin avulla.

15 Tekniikan taso

Tiedonsiirtojärjestelmien suunnittelussa ja toteutuksessa eräs keskeinen ongelma on useiden samanaikaisten käyttäjien signaalien yhtäaikainen lähetys ja vastaanotto siten, että signaalit häiritsevät toisiaan mahdollisimman 20 vähän. Tämän sekä käytettävän siirtokapasiteetin takia on kehitetty useita erilaisia siirtoprotokollia sekä monikäyttömenetelmiä, joista erityisesti matkapuhelintietolii-kenteessä yleisimmät ovat FDMA (Frequency Division Multiple Access)- ja TDMA (Time Division Multiple Access)-mene-25 telmät sekä viime aikoina myös CDMA (Code Division Multiple Access)-menetelmä. Esillä olevaa keksintöä voidaan soveltaa kaikkia yllä mainittuja monikäyttömenetelmiä sovellettaessa. Erityisen hyödyllistä keksinnön soveltaminen on CDMA-järjestelmissä, mutta sitä on edullista soveltaa 3 0 myös FDMA - ja TDMA-järjestelmissä silloin, kun häiriö-tasot kasvavat.

CDMA on hajaspektritekniikkaan perustuva monikäyttö-menetelmä, jota on viime aikoina ryhdytty soveltamaan so-lukkoradiojärjestelmissä aiempien FDMA:n ja TDMA:n ohella.

35 CDMA:11a on useita etuja verrattuna aiempiin menetelmiin, 99067 2 kuten esimerkiksi taajuussuunnittelun yksinkertaisuus sekä spektritehokkuus. Jatkossa keksintöä kuvataan sovellettaessa sitä esimerkinomaisesti suorahajotus-CDMA-järjestelmässä. Keksinnön soveltaminen myös muihin laaja- ja ka-5 peakaistaisiin järjestelmiin on suoraviivaista.

Suorahajotus-CDMA-menetelmässä käyttäjän kapeakaistainen datasignaali kerrotaan datasignaalia huomattavasti laajakaistaisemmalla hajotuskoodilla suhteellisen laajalle kaistalle. Tunnetuissa koejärjestelmissä käytettyjä kais-10 tanleveyksiä on esimerkiksi 1,25 MHz, 10 MHz sekä 25 MHz. Kertomisen yhteydessä datasignaali leviää koko käytettävälle kaistalle. Kaikki käyttäjät lähettävät samaa taajuuskaistaa käyttäen samanaikaisesti. Kullakin tukiaseman ja liikkuvan aseman välisellä yhteydellä käytetään omaa 15 hajotuskoodia, ja käyttäjien signaalit pystytään erottamaan toisistaan vastaanottimissa kunkin käyttäjän hajotus-koodin perusteella. Hajotuskoodit pyritään valitsemaan siten, että ne ovat keskenään ortogonaalisia, eli eivät korreloi toistensa kanssa.

20 Tavanomaisella tavalla toteutetussa CDMA-vastaanot timissa olevat korrelaattorit tahdistuvat haluttuun signaaliin, joka tunnistetaan hajotuskoodin perusteella. Datasignaali palautetaan vastaanottimessa alkuperäiselle kaistalle kertomalle se uudestaan samalla hajotuskoodilla 25 kuin lähetysvaiheessa. Ne signaalit, jotka on kerrottu jollain toisella hajotuskoodilla, eivät ideaalisessa tapauksessa korreloi ja palaudu kapealle kaistalle. Täten ne näkyvät kohinana halutun signaalin kannalta. Tavoitteena on siis ilmaista halutun käyttäjän signaali usean häirit-30 sevän signaalin joukosta. Käytännössä hajotuskoodit eivät '· ole korreloimattomia ja toisten käyttäjien signaalit vai keuttavat halutun signaalin ilmaisua vääristämällä vastaanotettua signaalia. Tätä käyttäjien toisilleen aiheuttaa häiriötä kutsutaan monikäyttöhäiriöksi.

35 Erityisen ongelmallinen tilanne esiintyy silloin, 99067 3 kun yhdellä tai useammalla käyttäjällä signaalivoimakkuus on huomattavasti suurempi kuin muilla käyttäjillä. Nämä voimakastehoiset käyttäjät häiritsevät merkittävästi muiden käyttäjien yhteyksiä. Tällaista tilannetta kutsutaan 5 lähi-kauko-ongelmaksi, ja sellainen saattaa esiintyä esimerkiksi solukkoradiojärjestelmissä silloin, kun yksi tai useampi käyttäjä on lähellä tukiasemaa ja joukko käyttäjiä kauempana, jolloin lähellä olevat käyttäjät peittävät muiden käyttäjien signaalit tukiasemavastaanottimessa, mikäli 10 järjestelmän tehonsäätöalgoritmit eivät ole erittäin nopeita ja tehokkaita.

Erityisesti asynkronisissa järjestelmissä, eli järjestelmissä missä käyttäjien signaalit eivät ole tahdistettuja toisiinsa, signaalien luotettava vastaanotto on 15 ongelmallista, koska käyttäjien symbolit häiriintyvät muiden käyttäjien useista symboleista. Perinteisissä vastaanottimissa ilmaisimina käytetyt hajotuskoodeihin sovitetut suodattimet ja liukuvat korrelaattorit toimivat kuitenkin huonosti lähi-kauko-tilanteissa. Tunnetuista menetelmistä 20 paremmin toimivat monen käyttäjän ilmaisimet, kuten esimerkiksi dekorreloiva ilmaisin, joka eliminoi monikäyttö-häiriötä vastaanotetusta signaalista kertomalla sen käytettyjen hajotuskoodien ristikorrelaatiomatriisilla. De-korreloivaa ilmaisinta ja sen tunnettuja toteutustapoja on 25 selostettu tarkemmin julkaisuissa Lupas, Verdu: Linear multiuser detectors for synchronous code-division multiple access channels, IEEE Transactions on Information Theory, vol 35, no.l, pp. 123-136, Jan 1989, sekä Lupas, Verdu:

Near-far resistance of multiuser detectors in asynchronous 30 channels, IEEE Transactions on Communications, vol 38, Apr 1990, jotka otetaan tähän viitteiksi. Näihin menetelmiin kuitenkin liittyy runsaasti laskentakapasiteettia vaativia operaatioita kuten esimerkiksi matriisinkääntöoperaatioi-ta, erityisesti jos käyttäjän koodi muuttuu symboli symbo-35 liitä. Matriisinkääntöoperaatiot ovat erityisen vaativia 99067 4 etenkin silloin, kun siirtokanavan laatu ja käyttäjien lukumäärä vaihtelevat jatkuvasti, kuten on laita esimerkiksi solukkoradioj ärj estelmissä.

Keksinnön tunnusmerkit 5 Esillä olevan keksinnön tarkoituksena onkin toteut taa vastaanottomenetelmä ja vastaanotin, jonka avulla monen käyttäjän signaalit voidaan ilmaista tehokkaasti ilman monimutkaisia matriisioperaatioita riippumatta siitä, muuttuuko käyttäjän koodi symboli symbolilta vai toistuuko 10 se periodisesti.

Tarkoituksena on edelleen toteuttaa vastaanotto-menetelmä, jota voidaan soveltaa monen käyttäjän ilmaisun lisäksi myös yhden tai monen käyttäjän yksi- tai moni-tiekanavan kompleksisten vaimennuskertoimien estimointiin.

15 Tämä saavutetaan johdannossa esitetyn tyyppisellä menetelmällä, jolle on tunnusomaista, että peräkkäiset havaintoaikavälit ovat osittain päällekkäisiä, ja että laskettaessa kussakin havaintoaikavälissä parametrien estimaatteja käytetään alkuarvoina edellisen havaintoaikavä-20 Iin antamia estimaatteja ja päätöksiä niiden näytteiden osalta, jotka kuuluvat edellisen havaintoaikavälin piiriin, ja edellisen asteen antamia estimaatteja niiden näytteiden osalta, jotka eivät kuuluneet edellisen havain-toikkunan piiriin.

25 Keksinnön kohteena on lisäksi vastaanotin, joka kä sittää välineet mitata vastaanotetusta signaalista signaalin sisältämien lähetteiden keskinäiset viiveet ja lähetteiden voimakkuudet, jotka sanotut lähetteet ovat peräisin yhdeltä tai useammalta lähettimeltä, välineet, jotka on 30 sovitettu laskemaan estimaatit vastaanotetun signaalin parametreille kahdessa tai useammassa asteessa, välineet ottaa vastaanotetusta signaalista näytteitä, välineet käsitellä signaalia iteratiivisesti annetun mittaisen useita näytteitä käsittävän havaintoaikavälin avulla, ja välineet 35 liu'uttaa havaintoaikaväliä saapuneitten näytteitten yli.

99067 5

Keksinnön mukaiselle vastaanottimelle on tunnusomaista, että vastaanotin käsittää välineet liu'uttaa havaintoaika-väliä siten, että peräkkäiset havaintoaikavälit ovat osittain päällekkäisiä, ja välineet käyttää laskettaessa kus-5 sakin havaintoaikavälissä parametrien estimaatteja ja päätöksiä alkuarvoina edellisen havaintoaikavälin antamia estimaatteja niiden näytteiden osalta, jotka kuuluvat edellisen havaintoaikavälin piiriin ja edellisen asteen antamia estimaatteja niiden näytteiden osalta, jotka eivät 10 kuuluneet edellisen havaintoikkunan piiriin.

Keksinnön mukaista menetelmää voidaan edullisesti soveltaa esimerkiksi dekorreloivan ilmaisun tai keskine-liövirheen minimoivan ilmaisun tai estimoinnin yhteydessä. Keksinnön mukainen menetelmä hyödyntää iteratiivisia line-15 aaristen yhtälöiden ratkaisumenetelmiä, kuten konjugaatti- gradienttimenetelmää (GC-menetelmä). Keksinnön mukaisessa ratkaisussa signaalinäytteitä tarkastellaan rajallisen havaintoikkunan avulla, jota havaintoikkunaa liu'utetaan näytteitten yli siten, että peräkkäiset ikkunat ovat osit-20 tain päällekkäisiä. Peräkkäisillä iteraatiokierroksilla käytetään alkuarvoina edellisessä havaintoikkunassa laskettuja estimaatteja niiltä osin, kuin ne ovat olemassa. Muina alkuarvoina käytetään vastaanottimen edellisestä asteesta, tyypillisesti sovitetuilta suodattimilta, saatavia 25 arvoja. Tällä menetelmällä saadaan iteraatio nopeasti sup penemaan .

Keksinnön mukaisessa ratkaisussa vältytään matriisien kääntöoperaatioilta, jotka ovat niin vaativia, ettei niitä ole käytännön vastaanottimissa sovellettu.

30 Kuvioiden selitys

Seuraavassa keksintöä selitetään tarkemmin viitaten oheisten piirustusten mukaisiin esimerkkeihin, joissa kuviot la ja Ib havainnollistavat esimerkkiä käyttäjien aaltomuodot käsittävästä matriisista, 35 kuvio le havainnollistaa esimerkkiä havaintoaikavä- 99067 6 lien valinnasta, kuvio 2 havainnollistaa esimerkkiä keksinnön mukaisen vastaanottimen rakenteesta lohkokaaviotasolla, kuvio 3 havainnollistaa tarkemmin keksinnön mukaisen 5 vastaanottimen toteutusta erityisesti ilmaisimen osalta, kuviot 4a ja 4b havainnollistavat kahta mahdollista tapaa toteuttaa sovitettu suodatinpankki ja kuviot 5a ja 5b esittävät iteratiivisen ilmaisinloh-kon toteutusta lohkokaavion avulla.

10 Edullisten toimintamuotojen kuvaus

Keksinnön mukaisessa ratkaisussa vastaanotetusta ja mahdollisesti jollain tapaa käsitellystä signaalista otetaan näytteitä. Vastaanotettua näytteistettyä signaalia tarkastellaan usean datasymbolin yli ulottuvan havaintoai-15 kavälin ajan, jonka perusteella suoritetaan vastaanotettujen symbolien estimointi.

Keksinnön mukaista vastaanottomenetelmää voidaan soveltaa sekä synkronisessa että asynkronisessa järjestelmässä. Menetelmä soveltuu käytettäväksi riippumatta käyt-20 täjien lukumäärästä tai kunkin käyttäjän monitie-edennei-den signaalikomponenttien lukumäärästä.

Vastaanotettu asynkroninen CDMA-signaali r(t) on yleisesti muotoa KU) «1*1 Ht,k) 25 r(t) - Σ Σ Labs (t-mT-d ) ♦ w(t) , (1)

Jclm km k klm k-1 m~M[k) J.l jossa otklm on kompleksinen kanavavaimennus, b^ käyttäjän symboli, sk(t) käyttäjän laajakaistainen aaltomuoto {hajo-30 tuskoodisekvenssi) , dklm asynkronisuudesta johtuva viive, w(t) kohina ja T symboliaikaväli. Käyttäjien lukumäärä K(t) on ajan mukana muuttuva funktio, M(k) on lähetettävien symbolien lukumäärä sekä L(t,k) on vastaanotettujen signaalikomponenttien lukumäärä, joka riippuu ajasta ja 35 käyttäjästä. L(t,k) muuttuu ajan funktiona, koska monitie- 99067 7 edenneiden signaalikomponenttien lukumäärä eri käyttäjillä vaihtelee ajan myötä. Sama yhtälö (1) voidaan ilmaista myös vektorimuodossa r = SrfAb + w, (2) 5 jossa Jb = (fcO , A = diag(a) , jossa a = (aklJ , w kohinater-mi ja Sd on käyttäjien aaltomuodot käsittävä matriisi, jonka muotoa havainnollistetaan kuvioiden la ja Ib mukaisella esimerkillä. Kuviossa la Sd on matriisi, jonka lävistäjällä kulkee kaksi aaltomuotomatriisia Sx ja S2 osittain limit-10 täin, muun osan matriisista käsittäen nollatermejä.

Kuviossa Ib havainnollistetaan tarkemmin aaltomuoto-matriisien Sx ja S2 sisältöä. Esimerkissä oletetaan käyttäjien lukumäärän olevan kolme ja kullakin käyttäjällä olevan yksinkertaisuuden vuoksi yksitiekanava. -M(k) tarkoit-15 taa siis oletettua ensimmäistä vastaanotettua symboliryh-mää, jonka käyttäjät lähettävät, ja se käsittää siis kunkin kolmen käyttäjän symbolit 100a - 100c, jotka saapuvat vastaanottimeen kunkin hieman eri aikaan viiveiden ja eri etenemisreittien takia. Si*'"001 käsittää käyttäjien symboli-20 informaatiot siltä osin, kuin ne ovat samanaikaisia ensimmäisen käyttäjän symbolin 100a kanssa. S2(~"(k)) käsittää käyttäjien symboli-informaatiot siltä osin, kuin ne ovat eriaikaisia ensimmäisen käyttäjän symbolin 100a kanssa. (-M (k) + 1) käsittää toisen vastaanotetun symboli-informaa-25 tion 102a - 102c. 102a vastaa ensimmäisen käyttäjän toista symboli-informaatiota ja 102b ja 102c vastaavasti toisen ja kolmannen käyttäjän symboli-informaatiota. Jako S^' m(k) +i) .n ja s2('M(k)+1) :n kesken suoritetaan ylläkuvatulla tavalla .

30 Vaihtoehtoisesti yhtälö (1) voidaan ilmaista myös muodossa r = Sdu + w, jossa u = Ab. Tästä yhtälöstä voidaan halutun suureen u 35 estimaatti u ratkaista suoraan kaavalla 99067 8 u * (SdBSd)~1SdBr, (3) joka voidaan myös kirjoittaa muotoon (SdBSd)u = SdBr. (4)

Suora ratkaisu on laskennallisesti vaativa matriisien 5 kääntöoperaatioiden vuoksi.

Keksinnön mukaisessa menetelmässä yhtälön (l) ratkaisemisessa sovelletaan iteratiivisia lineaaristen yhtälöryhmien ratkaisumenetelmiä. Soveltuvia menetelmiä ovat esimerkiksi steepest descent ja erityisesti konjugaatti-10 gradientti (CG) menetelmä. CG-menetelmää on tarkemmin selostettu esimerkiksi kirjassa J.Stoer, R. Bulirsch: Introduction to numerical analysis, Springer-Verlag, 1983, pp.

572 - 576, joka otetaan tähän viitteeksi.

Tarkastellaan yhtälön (3) ratkaisua keksinnön mukai-15 sella menetelmällä. Yhtälön ratkaisun taulukkokuvaus on yksinkertaistetusti muotoa Y = [Sd|r] . Tarkastellaan kuviota le. Kuviossa on esitetty kaavakuvamaisesti osa mat-riisiyhtälöä (4). Yhtälö voidaan keksinnön mukaisessa menetelmässä ratkaista paikallisesti riittävällä tarkkuudel-20 la osamatriisien eli havaintoaikavälien avulla, joissa osamatriiseissa ratkaistaan paikallisesti tuntemattomat suureet. Kuviossa le osamatriiseja on merkitty kirjaimilla 11 - I4. Osamatriisi li käsittää alkuperäisestä matriisista rivien i ja j välisen alueen. Tästä osamatriisista rat- 25 kaistaan tuntemattomat parametrit u yhtälön ( S/Sd ) zluzl = ( Sdar ) ri mukaisesti, viittaa siis niihin parametreihin, joille saadaan ratkaisu rivien i,j välisellä alueella olevan informaation perusteella.

30 Seuraavaksi havaintoaikaväliä siirretään siten, että ' uusi aikaväli I2 on rivien i+N ja j+N välinen alue. N vali taan siten, että edellinen ja uusi havaintoaikaväli Ix ja 12 ovat osittain päällekkäin. Tyypillisesti N on yhtä sym-boliaikaväliä vastaava näytteitten lukumäärä. Tästä osa- 35 matriisista ratkaistaan tuntemattomat parametrit ύ yhtälön 99067 9 (S/Sa)xaΰΙ2· (S/r)J2 mukaisesti konjugaattigradientti- tai muuta iteratiivista menetelmää soveltaen. ur2 viittaa siis niihin parametreihin, joille saadaan ratkaisu rivien i+N,j+N välisellä alu-5 eella olevan informaation perusteella. Koska I1 ja I2 ovat siis osittain päällekkäin, niiden alueilla on yhteisiä tuntemattomia. Konjugaattigradientti- tai muuta iteratiivista menetelmää sovellettaessa käytetään laskennassa tuntemattomien parametrien alkuarvoina edellisen havaintoai-10 kavälin ratkaisuista öu niitä tuntemattomia, jotka molemmille peräkkäisten aikavälien määrittämille yhtälöille ovat yhteisiä eli tuntemattomia, jotka ovat rivien i+N, j välisellä alueella. Uusille tuntemattomille, jotka ovat rivien i+l,j+N välisellä alueella käytetään alkuarvoina 15 (S/r) (i+li j+N) eli edellisestä vastaanotinasteesta saatavia estimaatteja kyseisille parametreille. Samalla periaatteella jatketaan seuraavien havaintoaikavälien eli osamat-riisien 13, 14, jne, ollessa kyseessä. N:lle käytettävä arvo, joka siis määrää peräkkäisten havaintoaikavälien 20 päällekkäisyyden, aikavälin koko sekä iteraatioiden lukumäärä riippuvat estimaateille haluttavasta tarkkuudesta, päätöksille haluttavasta virhetodennäköisyydestä ja malli-matriisin Sd ominaisuuksista.

Kaikki kunkin osamatriisiratkaisuvektorin u^n si-25 sältämät ratkaisut eivät ole yhtä tarkkoja. Vektorin sisältämistä ratkaisuista havaintoaikavälin keskellä olevat ratkaisut ovat tarkimpia ja ne valitaan keksinnön edullisessa toteutusmuodossa kyseisten näytteiden lopullisiksi estimaateiksi, joita tyypillisesti käytetään tulosuureina 30 myöhemmille jälkikäsittely-yksiköille, kuten dekooderille tai kanavaestimaattorille.

Tarkastellaan seuraavaksi keksinnön mukaisen vastaanottimen rakennetta. Kuviossa 2 havainnollistetaan esimerkkiä vastaanottimen rakenteesta lohkokaavion avulla.

35 Kuviossa on esitetty tilaajapäätelaitteen vastaanotin, 99067 10 mutta keksinnön mukainen vastaanotin voi luonnollisesti sijaita myös tukiasemassa ja on olennaisilta osiltaan eli erityisesti ilmaisinlohkojen toteutuksen osalta samanlainen kuin päätelaitteessa. Keksinnön mukainen vastaanotin 5 käsittää antennin 200, jolla vastaanotettu signaali viedään radiotaajuusosille 202, jossa signaali muunnetaan välitaajuudelle. Radiotaajuusosilta signaali viedään ana-logia-digitaalimuuntimelle 204, jossa signaalista otetaan näytteitä ja muunnetaan digitaaliseen muotoon. Muunnettu 10 signaali 216 viedään ilmaisiniohkoon 206, jossa suoritetaan signaalin kanavaparametrien ja sisältämien haluttujen symbolien ilmaisu. Kuvion 2 esittämässä päätelaitteen vas-taanottimessa ilmaistu signaali viedään kanavadekooderille 208 ja puhedekooderille 210, jonka jälkeen dekoodattu 15 puhesignaali viedään kaiuttimelle 212. Mikäli kyseessä on tukiasemavastaanotin, viedään signaali kanavakoodauslohkon jälkeen vastaanottimen muihin osiin. Keksinnön mukainen vastaanotin käsittää edelleen ohjausvälineet 214, jotka ohjaavat muiden osien toimintaa.

20 Keksinnön edullisessa toteutusmuodossa vastaanotin on moniasteinen vastaanotin, jossa vastaanotettu signaali ilmaistaan kahta tai useampaa ilmaisinastetta käyttäen. Vastaanottimen ensimmäisessä asteessa lasketaan halutuille parametrille alustavat estimaatit. Jossain jälkimmäisessä 25 asteessa lasketaan keksinnön mukaisessa ratkaisussa estimaatit iteratiivisesti liukuvaa havaintoaikaväliä käyttäen. Kuviossa 3 havainnollistetaan tarkemmin keksinnön mukaisen vastaanottimen toteutusta erityisesti ilmaisimen osalta lohkokaavion avulla. Seuraavissa kuviossa vastaan-30 otin on esitetty yhden etenemistien kanavassa yksinkertaisuuden takia, mutta on selvää, että keksinnön mukaista vastaanotinta voidaan käyttää myös monitiekanavassa.

Kuvion 3 vastaanotin käsittää ensimmäisenä asteena sovitetun suodatinpankin 300, johon vastaanotettu signaali 35 216 muuntimen 204 ulostulosta viedään. Vastaanotin käsit- 99067 11 tää edelleen välineet 308 synkronoitua vastaanotettuun signaaliin, joissa välineissä siis estimoidaan eri signaalien viiveet vastaanotetusta signaalista 216. Synkroni-sointi voidaan toteuttaa alan ammattimiehelle tunnetuilla * 5 tavoilla. Viive-estimaatit 310 viedään sovitetulle suoda- tinpankille 300. Sovitetulta suodatinpankilta saatavat alustavat estimaattinäytteet 312 viedään edelleen monen käyttäjän ilmaisimelle 303, jossa estimoidaan tarkemmin vastaanotettua signaalia keksinnön mukaisella iteratiivi-10 sella menetelmällä. Ilmaisimelta signaali viedään edelleen tunnetun tekniikan mukaisille dekoodausvälineille 304, joista saatavat datapäätökset 306 viedään vastaanottimen muihin osiin. Kuvion esimerkissä oletetaan, että käyttäjien lukumäärä on K.

15 Huomattakoon, että keksinnön mukaisessa vastaanotti- messa vastaanotettu signaali voidaan muuntaa digitaaliseen muotoon myös muissa vastaanottoketjun vaiheessa kuin mitä oheisissa kuviossa on esitetty. Näytteistys ja digitalisointi voidaan esimerkiksi suorittaa vasta sovitettujen 20 suodattimien 300 jälkeen.

Tarkastellaan seuraavaksi sovitetun suodatinpankin toteutusta, joka keksinnön mukaisessa vastaanottimessa voidaan toteuttaa alan ammattimiehelle tunnetuilla tavoilla. Kuviossa 4a havainnollistetaan erästä mahdollista ta-25 paa toteuttaa sovitettu suodatinpankki 300. Digitaaliseen muotoon saatettu signaali 216 viedään joukolle vastaanotetun signaalin hajotuskoodeille sovitettuja suodattimia 400a - 400c. Sovitettujen suodattimien ulostulosisgnaalis-ta otetaan näytteitä näytteenottovälineillä 402a - 402c.

30 Näytteitä otetaan ajan t = nT+tk välein, missä T on symbo-liaikaväli, n positiivinen kokonaisluku ja xk kmnen käyttäjän viive, joka saadaan synkronisointilohkolta 308 (kuviossa 3) .

Kuviossa 4b havainnollistetaan toista mahdollista 35 tapaa toteuttaa sovitettu suodatinpankki 300 käyttäen kor- 99067 12 rellaattoreita. Digitaaliseen muotoon saatettu signaali 216 viedään kertojille 404a - 404c, joissa signaali kerrotaan käyttäjien hajotuskoodeilla 408a - 408c. Kerrottu signaali viedään joukolle summaimia 406a - 406c, joiden 5 ulostulosignaalista otetaan näytteitä näyttöönottoväli- neillä 402a - 402c, kuten aiemmin on kuvattu. Kummankin ylläkuvatun toteutusvaihtoehdon tapauksessa sovitetun suo-datinpankin ulostulosignaali 312 käsittää alustavat estimaatit vastaanotetuista symboleista, jotka estimaatit vie-10 dään edelleen estimaattorille 302.

Tarkastellaan seuraavaksi tarkemmin keksinnön mukaisen vastaanottimen ilmaisimen 303 rakennetta. Ilmaisimessa estimoidaan siis vastaanotettua signaalia keksinnön mukaisella iteratiivisella menetelmällä. Kuviossa 5a havainnoi-15 listetaan ilmaisimen erästä edullista toteutusta lohkokaavion avulla. Ilmaisin käsittää hajotuskoodigeneraattorin, joka generoi tarvittavat eri käyttäjien hajotuskoodit.

Koodit viedään viive-elimelle 502, jossa kukin koodi saatetaan oikeaan vaiheeseen synkronisointi-lohkolta tulevan 20 viive-informaation 310 perusteella. Viive-elin voidaan toteuttaa esimerkiksi siirtorekisterin avulla. Oikeaan vaiheeseen saatetut hajotuskoodit viedään varsinaiselle il-maisinlohkolle 500, johon tuodaan myös signaali 312 vastaanottimen edellistä asteesta sekä signaali 216 suoraan 25 analogia-digitaalimuuntimelta.

Ilmaisinlohkossa 500 suoritetaan edellä kuvattu iteratiivinen algoritmi haluttujen signaaliparametrien kuten symboli-informaation estimoimiseksi tarkastelemalla signaalia 216 rajoitetun havaintoaikavälin avulla ja liu'ut-30 tamalla aikaväliä siten, että peräkkäiset aikavälit ovat osittain päällekkäiset. Ilmaisinlohko 500 voidaan toteuttaa esimerkiksi yleiskäyttöisen digitaalisen signaaliprosessorin tai vastaavat toiminnot toteuttavan ohjelmoitavan porttilogiikan avulla, sekä myös erillisprosessori-35 toteutuksella kuten esimerkiksi ASIC-piirillä tai muulla 99067 13 mikroprosessoripohjaisella toteutuksella. Iteroinnissa käytetään alkuarvoina siis edellisen iteraatiokierroksen tuloksia niiltä osin kuin ne ovat saatavilla sekä vastaanottimen edelliseltä asteelta saatavia estimointituloksia 5 312. Ilmaisinlohkossa lasketut symbolit 508 viedään edel leen vastaanottimen dekooderille. Toteutuksen etuna on se, ettei siinä ole tarpeen laskea hajotuskoodien korrelaatioita, jotka saattavat ajan myötä muuttua ja täten tarvita päivitystä.

10 Kuviossa 5b havainnollistetaan ilmaisimen toista edullista toteutusta lohkokaavion avulla. Tämä toteutus-muoto poikkeaa edellisestä siinä, että vastaanotin käsittää välineet 506 laskea hajotuskoodien ristikorrelaatiot viive-informaation 310 perusteella. Korrelaatioiden las-15 kenta voidaan helposti toteuttaa signaalinkäsittelynkei-noin kuten on alan ammattimiehelle selvää.

Vaikka keksintöä on edellä selostettu viitaten oheisten piirustusten mukaisiin esimerkkeihin, on selvää, ettei keksintö ole rajoittunut niihin, vaan sitä voidaan 20 muunnella monin tavoin oheisten patenttivaatimusten esittämän keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.

Claims

99067 14

1. Vastaanottomenetelmä, jossa vastaanotetusta signaalista otetaan näytteitä, ja jossa vastaanotetusta sig- 5 naalista mitataan signaalin sisältämien lähetteiden kes kinäiset viiveet ja lähetteiden voimakkuudet, jotka sanotut lähetteet ovat peräisin yhdeltä tai useammalta lähet-timeltä, ja jossa vastaanotetun signaalin parametreille lasketaan estimaatit kahdessa tai useammassa vastaanotin-10 asteessa (300, 302) , joista jossain jälkimmäisessä asteessa (302) signaalia käsitellään iteratiivisesti annetun mittaisen useita näytteitä käsittävän liukuvan havaintoai-kavälin avulla, tunnettu siitä, että peräkkäiset havaintoaikavälit (I1( I2) ovat osittain 15 päällekkäisiä, ja että laskettaessa kussakin havaintoaikavälissä parametrien estimaatteja käytetään alkuarvoina edellisen havainto-aikavälin antamia estimaatteja ja päätöksiä niiden näytteiden osalta, jotka kuuluvat edellisen havaintoaikavälin 20 piiriin, ja edellisen asteen antamia estimaatteja niiden näytteiden osalta, jotka eivät kuuluneet edellisen havaintoik-kunan piiriin.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, t u n -25 n e t t u siitä, että kullekin parametrille valitaan lopulliseksi estimaatiksi se arvo, joka on laskettu havaintoaikavälin keskellä.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että signaalin estimoitavat parametrit 30 käsittävät vastaanotetut usean käyttäjän symbolit.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että signaalin estimoitavat parametrit käsittävät kompleksiset amplitudit.

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, t u n -35 n e t t u siitä, että havaintoaikavälin koko valitaan 99067 15 estimaateille haluttavan tarkkuuden ja päätöksille haluttavan virhetodennäköisyyden perusteella.

6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että peräkkäisten havaintoaikavälien 5 päällekkäisten osien koko valitaan estimaateille haluttavan tarkkuuden ja päätöksille haluttavan virhetodennäköisyyden perusteella.

7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että iteraatioiden lukumäärä valitaan 10 estimaateille haluttavan tarkkuuden ja päätöksille haluttavan virhetodennäköisyyden perusteella.

8. Vastaanotin, joka käsittää välineet (206, 308) mitata vastaanotetusta signaalista signaalin sisältämien lähetteiden keskinäiset viiveet ja lähetteiden voimakkuu- 15 det, jotka sanotut lähetteet ovat peräisin yhdeltä tai useammalta lähettimeltä, välineet (300, 302), jotka on sovitettu laskemaan estimaatit vastaanotetun signaalin parametreille kahdessa tai useammassa asteessa, 20 välineet (204) ottaa vastaanotetusta signaalista näytteitä, välineet (500) käsitellä signaalia iteratiivisesti annetun mittaisen useita näytteitä käsittävän havaintoai-kavälin avulla, ja 25 välineet (500, 214) liu'uttaa havaintoaikaväliä saa- puneitten näytteitten yli, tunnettu siitä, että vastaanotin käsittää välineet (500, 214) liu'uttaa havaintoaikaväliä siten, että peräkkäiset havaintoaikavälit (l1( l2) ovat osit- 30 tain päällekkäisiä, ja välineet (500) käyttää laskettaessa kussakin havain-toaikavälissä parametrien estimaatteja ja päätöksiä alkuarvoina edellisen havaintoaikavälin antamia estimaatteja niiden näytteiden osalta, jotka kuuluvat edellisen havain- 35 toaikavälin piiriin ja edellisen asteen antamia estimaat- 99067 16 teja niiden näytteiden osalta, jotka eivät kuuluneet edellisen havaintoikkunan piiriin.

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen vastaanotin, tunnettu siitä, että vastaanotin käsittää välineet 5 (500, 214) valita kullekin parametrille lopulliseksi esti maatiksi se arvo, joka on laskettu havaintoaikavälin keskellä.

10. Patenttivaatimuksen 8 mukainen vastaanotin, tunnettu siitä, että vastaanotin käsittää välineet 10 (500, 214) säätää havaintoaikavälin kokoa estimaateille haluttavan tarkkuuden ja päätöksille haluttavan virheto-dennäköisyyden perusteella.

11. Patenttivaatimuksen 8 mukainen vastaanotin, tunnettu siitä, että vastaanotin käsittää välineet 15 (500, 214) säätää iteraatioden lukumäärä estimaateille haluttavan tarkkuuden ja päätöksille haluttavan virheto-dennäköisyyden perusteella.

12. Patenttivaatimuksen 8 mukainen vastaanotin, tunnettu siitä, että vastaanotin käsittää välineet 20 (500, 214) säätää peräkkäisten havaintoaikavälien päällek käisten osien kokoa estimaateille haluttavan tarkkuuden ja päätöksille haluttavan virhetodennäköisyyden perusteella.

13. Patenttivaatimuksen 8 mukainen vastaanotin, 25 tunnettu siitä, että vastaanotin käsittää välineet (504) generoida vastaanotossa tarvittavat hajotuskoodit ja välineet (502) vaiheistaa generoidut hajotuskoodit vastaanotettua signaalin kanssa samanvaiheisiksi. 99067 17