СПОСОБ ПОДАВЛЕНИЯ ПОМЕХ В ИМПУЛЬСНЫХ СИСТЕМАХ СВЯЗИ
METHOD OF SUPPRESSING INTERFERENCE IN PULSED COMMUNICATION SYSTEMS

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящая заявка относится в основном к радиосвязи и более конкретно, но не исключительно, к подавлению помех в импульсных системах радиосвязи.
Уровень техники
В системе радиосвязи передатчик может передавать данные приемнику путем кодирования этих данных и генерации высокочастотных (ВЧ (RF)) сигналов в заданном диапазоне частот, так что эти ВЧ-сигналы переносят кодированные данные через соответствующую передающую среду приемнику. Приемник может затем обрабатывать ВЧ-сигналы, принимаемые им в заданном диапазоне частот, с целью выделения переданных данных.
На практике, точность выделения данных из принимаемого сигнала в приемнике может быть подвержена неблагоприятному влиянию помех в соответствующей передающей среде. Например, находящееся рядом с приемником устройство-источник помех может генерировать сигналы в ВЧ-диапазоне, используемом передатчиком и приемником. В этом случае приемник может принимать сигналы, представляющие собой комбинацию сигналов, переданных передатчиком корреспондента и источником помех. Следовательно, приемнику может потребоваться применить какой-либо алгоритм подавления помех, чтобы эффективно выделить данные, переданные передатчиком корреспондента, из всех принимаемых сигналов.
Сущность изобретения
Далее приведено краткое изложение ряда аспектов рассматриваемого описания. Следует понимать, что любая ссылка на термин «аспекты» может относиться к одному или нескольким аспектам описания.
Описание в ряде своих аспектов относится к импульсной связи. Здесь можно использовать последовательность импульсов для передачи информации от передатчика приемнику через передающую среду для беспроводной передачи (радиопередающую среду). В некоторых аспектах такая связь может представлять собой ультраширокополосную связь с использованием относительно коротких (т.е. коротких во времени) импульсов для передачи информации.
На практике, помехи от других импульсных устройств связи или сильных узкополосных источников помех, равно как и гармонические сигналы, генерируемые этими источниками помех и другими источниками помех (например, широкополосные источники помех неимпульсной природы), могут эффективно изменять энергию переданного импульса при прохождении его через передающую среду. В некоторых случаях такие помехи могут быть достаточно сильными, чтобы вызвать неудачу декодирования в приемнике.
Настоящее описание относится в некоторых аспектах к использованию стирания импульсов для подавления помех. Здесь такие операции стирания могут использовать метрику принятия решения для процесса декодирования (например, на основе сверточных кодов). Например, приемник может маркировать любые принимаемые им аномальные импульсы в качестве стираемых импульсов, чтобы игнорировать затем эти импульсы в процессе декодирования.
Настоящее описание относится в некоторых аспектах к установлению порогов и обозначению стираемых импульсов на основе одной или нескольких характеристик принимаемых импульсов. Например, в некоторых аспектах по меньшей мере одну характеристику принимаемого импульса сравнивают по меньшей мере с одним порогом, чтобы определить, нужно ли маркировать импульс в качестве стираемого. Кроме того, в некоторых аспектах этот по меньшей мере один порог устанавливают на основе по меньшей мере одной характеристики нескольких предшествующих принятых импульсов.
Краткое описание чертежей
Эти и другие признаки, аспекты и преимущества настоящего описания станут более понятными при рассмотрении последующего подробного описания, прилагаемой формулы изобретения и сопровождающих чертежей, на которых:
фигура 1 - упрощенная блок-схема нескольких аспектов системы связи для реализации подавления помех на основе использования стирания импульсов;
фигура 2 - логическая схема нескольких аспектов операций, которые могут быть выполнены для подавления помех на основе использования стирания импульсов;
фигура 3 - упрощенная блок-схема нескольких аспектов приемника;
фигура 4 - упрощенная блок-схема нескольких аспектов компонентов для обнаружения стираемых импульсов;
фигура 5 - логическая схема нескольких аспектов операций, которые могут быть выполнены для установления одного или нескольких порогов для обнаружения стираемых импульсов;
фигура 6 - логическая схема нескольких аспектов операций, которые могут быть выполнены для назначения по меньшей мере одного импульса в качестве по меньшей мере одного стираемого импульса;
фигура 7, включая фиг.7A и 7B, - упрощенные диаграммы нескольких примеров сигналов с фазоимпульсной модуляцией;
фигура 8 - логическая схема нескольких аспектов операций, которые могут быть выполнены для назначения по меньшей мере одного импульса с фазоимпульсной модуляцией в качестве по меньшей мере одного стираемого импульса;
фигура 9 - упрощенная блок-схема нескольких аспектов компонентов системы связи; и
фигура 10 - упрощенная блок-схема нескольких аспектов устройств, конфигурированных для обнаружения стираемых импульсов, как описано здесь.
В соответствии с общепринятой практикой различные элементы, показанные на чертежах, могут быть изображены не в масштабе. Поэтому размеры таких элементов могут быть произвольно увеличены или уменьшены для большей ясности. Кроме того, некоторые чертежи могут быть упрощены для ясности. Таким образом, на чертежах могут быть показаны не все компоненты данной аппаратуры (например, устройства) или способа. Наконец, одинаковые цифровые позиционные обозначения могут быть использованы для указания одинаковых элементов в пределах всего описания и на чертежах.
Подробное описание изобретения
Ниже рассмотрены различные аспекты описания. Должно быть очевидно, что изложенные здесь принципы могут быть реализованы в самых разнообразных формах и что любая конкретная структура и/или функция, описываемая здесь, является всего лишь одним из примеров. В соответствии с изложенными здесь принципами специалист в этой области должен понимать, что любой из рассмотренных в этом описании аспектов может быть реализован независимо от всех остальных аспектов, и что два или более из этих аспектов можно комбинировать различными способами. Например, устройство может быть реализовано или способ может быть применен с использованием любого числа из изложенных здесь аспектов. Кроме того, такое устройство может быть реализовано или такой способ может быть применен с использованием другой структуры, функциональных возможностей или и структуры, и функциональных возможностей в дополнение к или вместо одного или нескольких излагаемых здесь аспектов. Более того, некий аспект может содержать по меньшей мере один из элементов формулы изобретения. В качестве примера, иллюстрирующего изложенное выше, можно отметить, что в некоторых аспектах способ обнаружения стираемых импульсов может включать сравнение характеристики принятого импульсного сигнала с порогом и обозначение этого импульсного сигнала в качестве стираемого импульса на основе такого сравнения. Кроме того, в некоторых аспектах такой способ обнаружения стираемых импульсов может включать установление порога на основе характеристик ранее принятых импульсных сигналов.
Фиг.1 иллюстрирует некоторые аспекты системы 100 радиосвязи, в которой радиопередающее устройство 102 передает данные радиоприемному устройству 104. Здесь названия «передающее устройство» и «приемное устройство» служат для иллюстрации примера потока данных от одного устройства другому. Должно быть понятно, что каждое из устройств 102 и 104 может быть способно как передавать, так и принимать данные.
В некоторых аспектах система 100 представляет собой импульсную систему связи (например, импульсную систему радиосвязи), в которой устройство 102 генерирует последовательность импульсов для передачи данных устройству 104. Например, система 100 может использовать технологию ультраширокополосной связи, согласно которой информацию передают с использованием относительно коротких импульсов. В некоторых вариантах такие импульсы могут иметь длительность порядка нескольких наносекунд или даже меньше (например, порядка 100 пс или менее).
Фиг.1 показывает несколько компонентов устройств 102 и 104, которые могут быть использованы для импульсной связи. Источник 106 данных в устройстве 102 формирует (например, генерирует) данные для передачи устройству 104. Этот источник 106 данных может иметь функциональные возможности, относящиеся, например, к генерации потока кодированных данных. Импульсный передатчик 108 генерирует последовательность импульсов на основе данных от источника 106 данных. В некоторых вариантах эти импульсы можно генерировать при относительно небольшом коэффициенте заполнения, чтобы можно было работать при относительно малой мощности и поддерживать одновременную передачу нескольких потоков импульсов по данному каналу (например, в данном диапазоне частот). В качестве примера, в некоторых реализациях передаваемые импульсы могут иметь интервал повторения импульсов в пределах от 100 нс до 10 мкс. Следует понимать, что приведенные выше примеры являются всего лишь частными примерами и что данная импульсная система может использовать различные длительности импульсов и/или интервалы повторения импульсов.
Устройство 104 содержит компоненты для приема переданных импульсов и обработки принятых импульсов с целью выделения данных, передаваемых этими импульсами. Например, как будет подробнее рассмотрено ниже, приемник 110 импульсов может контролировать заданный канал связи для приема переданных импульсов. В соответствии с изложенными здесь принципами процессор 112 стирания может затем обрабатывать принятые импульсные сигналы, чтобы определить, следует ли маркировать один или несколько таких сигналов в качестве стираемых импульсов. Процессор 114 сигнала обрабатывает принятые импульсные сигналы вместе с индикацией стираемых импульсов, сформированной процессором 112 стирания, для реконструкции исходных данных, генерируемых устройством 102, из принятых импульсных сигналов. Как будет подробнее рассмотрено ниже, процессор 114 сигнала может, таким образом, выполнять, например, операции декодирования и принятия решения для выделения исходных данных.
Система связи, описываемая здесь, может использовать любое подходящее число устройств радиосвязи, которые могут поддерживать связь любым подходящим образом. Например, в некоторых вариантах устройства радиосвязи (например, устройства 102 и 104) могут поддерживать связь в режиме одноранговой связи (между равноправными узлами). В некоторых вариантах эти устройства радиосвязи могут поддерживать связь в одноадресном, многоадресном или широковещательном режиме. В некоторых вариантах такие устройства радиосвязи могут поддерживать связь с использованием центрального контроллера.
Примеры операций приемного устройства, такого как устройство 104, будут описаны более подробно со ссылками на логическую схему фиг.2 и примеры компонентов приемного тракта 300 (например, устройства 104), показанного на фиг.3. Для удобства, операции согласно логической схеме на фиг.2 (или любые другие операции, обсуждаемые или рассматриваемые здесь) могут быть описаны, как если бы их выполняли конкретные компоненты (например, компоненты системы 100 и/или приемного тракта 300). Должно быть понятно, однако, что эти операции могут быть выполнены и компонентами других типов и/или с использованием другого числа компонентов. Должно быть также понятно, что одна или несколько из описываемых здесь операций могут вообще не использоваться в каких-то вариантах.
Как представлено блоком 202 на фиг.2, процессор 112 стирания может установить один или несколько порогов для операций обнаружения стираемых импульсов. Порог обнаружения стираемого импульса может базироваться на различных критериях. Например, как обсуждается ниже в связи с фиг.5, в некоторых вариантах порог может базироваться на одной или нескольких характеристиках одного или нескольких принятых импульсов. Например, в некоторых вариантах пороговый уровень может быть установлен на основе уровней энергии, соответствующих предшествующим пакетам, которые были успешно приняты. В одних вариантах такой порог может быть динамически адаптируемым во времени, тогда как в других вариантах можно использовать статический (например, заранее заданный) порог. В качестве примера для первого случая, порог можно многократно адаптировать, чтобы он соответствовал уровню мощности недавно принятых импульсных сигналов. Таким способом порог можно автоматически подстраивать для компенсации изменяющихся условий (например, изменений относительного расстояния между устройствами 102 и 104).
Как представлено блоком 204 на фиг.2, в некоторый момент времени импульсный приемник 110 принимает один или несколько импульсных сигналов. Как отмечено выше, этот импульсный приемник 110 может быть конфигурирован для контроля энергии импульсов в линии радиосвязи (например, в канале ультраширокополосной связи).
Согласно фиг.3 в некоторых вариантах некогерентный приемник может принимать импульсы путем фильтрации энергии принимаемых сигналов, возведения фильтрованной величины энергии сигнала в квадрат и интегрирования квадрата энергии сигнала. С этой целью импульсный приемник 110 может содержать полосно-пропускающий фильтр (ППФ ("BPF")) 302 (например, включающий усилительный компонент), схему 304 возведения в квадрат и интегратор 306. В таком устройстве для каждого принятого импульса интегратор 306 может генерировать выходной сигнал, представляющий уровень энергии этого импульса. После определения этого уровня энергии интегратор 306 может быть обнулен для выполнения такого же измерения для каждого последующего принятого импульса.
Как представлено блоком 206 на фиг.2, процессор 112 стирания (например, компонент 312 обработки стираемых импульсов на фиг.3) может определить, следует ли по меньшей мере один из принимаемых импульсных сигналов маркировать в качестве стираемого импульса. Например, в некоторых вариантах компонент 312 может содержать фильтр аномалий, который может определить, являются ли один или несколько импульсов аномальными (например, имеют характеристику, лежащую за пределами назначенного порога или диапазона). В некоторых аспектах, фильтр 312 аномалий может предоставлять любые подходящие функциональные возможности, способствующие определению, когда одна или несколько характеристик данного импульсного сигнала значительно отклоняются от ожидаемых величин для этих одной или нескольких характеристик. Например, на фиг.3 фильтр 312 аномалий может определять подобные ситуации на основе уровней энергии, получаемых им от интегратора 306. В некоторых вариантах фильтр 312 аномалий может иметь функциональные возможности для, например, вычисления усредненной величины, средней величины в окне, взвешенной средней величины, медианной величины, бесконечной импульсной характеристики, конечной импульсной характеристики или некоторых других подходящих функций для одного или нескольких принимаемых импульсных сигналов. Как будет описано более подробно в связи с фиг.6, в некоторых вариантах процессор 112 стирания может сравнивать по меньшей мере одну характеристику по меньшей мере одного импульсного сигнала по меньшей мере с одним порогом.
Как представлено блоком 208, процессор 112 стирания обозначит, если нужно, рассматриваемый по меньшей мере один импульсный сигнал в качестве по меньшей мере одного стираемого импульса, основываясь на результатах определения в блоке 206. Например, если энергия или амплитуда принятого импульса превосходит установленный порог, процессор 112 стирания (например, фильтр 312 аномалий) может сформировать индикатор решения о стирании для этого принятого импульса.
Как представлено блоком 210, процессор 114 сигнала может затем обработать принятые импульсные сигналы для выделения соответствующих данных, учитывая решения о стирании импульсов, генерируемые в блоке 208. Например, на фиг.3 компонент 308 канального декодера и решающий компонент 310 процессора 114 может вычислить метрику правдоподобия декодера (например, метрику решения по Витерби для сверточного кода), используемую для определения одной или нескольких величин данных, представленных рассматриваемым импульсом или импульсами. Таким образом, информация о стираемых импульсах, генерируемая компонентом 312 обработки стираемых импульсов, может содержать метрику принятия решения для сверточного кода. Соответственно, в связи с этими операциями процессор 114 сигнала может игнорировать любые импульсы, помеченные как стираемые. Здесь должно быть понятно, что благодаря использованию подходящего кода со стиранием система 100 может сохранять высокие характеристики, даже если какая-то процентная доля импульсов будут помечены как стираемые.
Таким образом, система, использующая рассматриваемый здесь алгоритм стирания, может избежать по меньшей мере некоторых проблем из-за обусловленных влиянием помех искажений импульсов, которые в противном случае могли бы неблагоприятно отразиться на процессе декодирования. В качестве примера, при использовании двоичной фазоимпульсной модуляции метрика принятия решения в приемнике может быть основана на разности между энергиями, измеренными в каждой позиции импульса. Например, если E1 и E0 представляют энергию, измеренную в позициях, соответствующих «1» и «0», компоненты для декодирования/принятия решения могут использовать разность E1-E0 для вычисления метрики правдоподобия декодера. Однако если между этими позициями имеют место значительные помехи, эта величина E1-E0 может и не отражать точного уровня правдоподобия (например, помеха может вызвать «опрокидывание бита»). Аналогично, при использовании амплитудной манипуляции помеха может привести к обнаружению импульса в момент, когда импульс передан не был (т.е. в момент, соответствующий значению «0»). На практике, такая помеха, как описано выше, может значительно ухудшить работу компонентов для принятия решения/декодирования.
Напротив, используя излагаемые здесь принципы, можно смягчить такую деградацию по меньшей мере до некоторой степени путем маркировки импульсов с сильными помехами в качестве стираемых импульсов. Как указано выше, один из способов маркировки стираемых импульсов в импульсной системе связи состоит в определении, являются ли E1 и/или E0 аномальными импульсами. В примере на фиг.3 фильтр 312 аномалий может отслеживать измеренные величины энергий E1 и E0 и сравнивать эти величины с одним или несколькими порогами аномалий, чтобы определить, выходят ли эти уровни энергий за пределы заданного диапазона. Например, фильтр 312 аномалий может маркировать импульс в качестве стираемого, если одна из величин E1 или E0 или обе оказываются не меньше пороговой величины. Более того, как отмечено выше, процессор 112 стирания (фиг.1) может динамически адаптировать диапазон, вне которого принятые импульсы будут маркированы в качестве стираемых импульсов. Таким образом, подобный алгоритм подавления помех на основе стирания можно эффективно адаптировать к изменяющимся условиям (например, изменениям уровней принимаемых сигналов) в системе связи 100.
Не забывая об изложенном выше, дополнительные подробности о компонентах, которые могут быть использованы, и/или операциях, которые могут быть выполнены, в соответствии с описываемыми здесь принципами, будут обсуждены в связи с устройством 400 (например, аналогичным процессору 112 стирания), показанным на фиг.4, и логическими схемами фиг.5, 6 и 8. Вновь отметим, что компоненты и операции, рассматриваемые ниже, служат только для иллюстративных целей, так что следует понимать, что эти принципы могут быть также реализованы с использованием других компонентов и операций.
Если обратиться сначала к фиг.4, устройство 400 содержит детектор 402 стираемых импульсов и генератор 404 пороговых уровней. Детектор 402 стираемых импульсов обрабатывает принимаемые сигналы (например, импульсы) и генерирует индикаторы, нужно ли принятые сигналы маркировать в качестве стираемых импульсов, для декодера или какого-либо другого подходящего компонента (не показаны на фиг.4). Генератор 404 пороговых уровней обрабатывает принятые сигналы и генерирует один или несколько пороговых уровней (именуемых далее для удобства «порог 406»), используемых детектором 402 стираемых импульсов.
Логическая схема на фиг.5 иллюстрирует примеры нескольких операций, которые может выполнять генератор 404 пороговых уровней. Как представлено блоком 502, генератор 404 пороговых уровней определяет, нужно ли установить (например, обновить) порог 406. Например, в некоторых вариантах генератор 404 пороговых уровней может регулярно (например, периодически) обрабатывать принятые импульсные сигналы, чтобы определить, что текущий порог точно отражает нормальные характеристики (например, один или несколько параметров - уровень мощности сигнала, амплитуду, фазу, частоту или полосу частот) импульсных сигналов, принимаемых в данный момент.
Соответственно, в блоке 504 один или несколько импульсных сигналов, принятых устройством 400 (например, принятых импульсным приемником 110), поступают в генератор 404 пороговых уровней. В некоторых вариантах этот генератор 404 пороговых уровней получает несколько импульсных сигналов за период времени, как будет обсуждено ниже.
В блоке 506 процессор 408 сигнала обрабатывает принятый импульсный сигнал для определения одной или нескольких характеристик принятого импульсного сигнала. Например, в некоторых вариантах процессор 408 сигнала может измерять уровень энергии принятого импульсного сигнала, как описано выше в связи с фиг.3. В некоторых вариантах процессор 408 сигнала может определять уровень амплитуды принятого импульсного сигнала или какой-либо другой индикатор, связанный с уровнем принимаемого импульсного сигнала.
Процессор 408 сигнала может выполнять различные операции для вычисления нужной характеристики принятого импульсного сигнала. В некоторых вариантах процессор 408 сигнала может генерировать величину по меньшей мере одной характеристики принятого импульсного сигнала, фильтрованную в фильтре с бесконечной импульсной характеристикой. В некоторых вариантах процессор 408 сигнала может генерировать величину по меньшей мере одной характеристики принятого импульсного сигнала, фильтрованную в фильтре с конечной импульсной характеристикой.
В некоторых вариантах процессор 408 сигнала может собирать информацию 410 о нескольких принятых импульсных сигналах за период времени с целью генерации порога 406. Например, процессор 408 сигнала может суммировать сигнальную информацию, соответствующею нескольким импульсам или позициям импульсов. В некоторых вариантах процессор 408 сигнала может определить усредненную величину, среднюю величину (например, среднюю величину в окне или взвешенную среднюю величину) или медианную величину по меньшей мере одной характеристики нескольких принимаемых импульсных сигналов.
В блоке 508 генератор 404 пороговых уровней может по выбору установить порог 406 на основе информации, относящейся к одному или нескольким принятым пакетам. Например, в некоторых вариантах генератор 404 пороговых уровней может генерировать порог 406 на основе по меньшей мере одной характеристики (например, одного или нескольких параметров - уровня мощности сигнала, амплитуды, фазы, частоты или полосы частот) импульсов, соответствующих успешно принятым пакетам. Другими словами, генератор 404 пороговых уровней может ассоциировать информацию принятых импульсов с информацией, относящейся к пакетам, составленным из этих импульсов. С этой целью генератор 404 пороговых уровней может получать индикацию от другого компонента (например, процессора 114 сигнала), указывающую, что соответствующий пакет был успешно принят. Таким образом, генератор 404 пороговых уровней может генерировать порог 406 (в блоке 510, обсуждаемом ниже) на основе надежной информации об импульсах (например, информации, соответствующей успешно принятым пакетам). И напротив, генератор 404 пороговых уровней может отбрасывать менее надежную информацию об импульсах (например, информацию, соответствующую пакетам, которые не были успешно приняты).
В блоке 510 генератор 404 пороговых уровней устанавливает (например, генерирует) порог 406 на основе одной или нескольких операций, описанных выше. В некоторых случаях это может включать обновление порога 406 на основе информации о вновь принятом импульсном сигнале, Например, если уровень мощности сигнала принимаемых импульсов растет, порог 406 может быть увеличен. Как показывает стрелка, возвращающая к блоку 502, операции фиг.5 можно повторять, если нужно, для динамического обновления порога 406.
Как описано выше, порог 406 может базироваться по меньшей мере на одной характеристике по меньшей мере одного ранее принятого импульсного сигнала. Например, порог 406 может быть связан с одним или несколькими параметрами - уровнем энергии, амплитудой, уровнем мощности принимаемого сигнала, фазой, частотой, полосой частот или другой подходящей характеристикой. Кроме того, порог может содержать или быть иным образом связан с некоторой функцией (например, средней величиной, медианой и т.п.) характеристики.
Порог 406 может принимать различные формы Например, в некоторых вариантах порог 406 может содержать верхний порог, связанный с верхней границей (например, включая допуск), характеристики принимаемого импульсного сигнала. В некоторых вариантах порог 406 может содержать нижний порог, связанный с нижней границей (например, включая допуск), характеристики принимаемого импульсного сигнала. В некоторых вариантах порог 406 может содержать и верхнюю, и нижнюю границы. Например, порог 406 может ограничивать диапазон приемлемых значений информации, относящейся к импульсам.
Далее со ссылками на фиг.6 будут рассмотрены некоторые операции детектора 402 стираемых импульсов. В блоке 602 один или несколько импульсных сигналов, принятых устройством 400 (например, принятых импульсным приемником 110), поступают в детектор 402 стираемых импульсов. В некоторых аспектах решение о стирании может быть основано на приеме информации, соответствующей одному импульсному сигналу, нескольким импульсным сигналам, энергии, соответствующей ожидаемой позиции импульса (например, во времени), энергии, соответствующей нескольким позициям импульсов, или каким-либо иным сигналу или сигналам. Для удобства последующее обсуждение будет относиться к вопросу, следует ли маркировать принятый импульс в качестве стираемого импульса. Как будет подробно обсуждено ниже, необходимо, однако, понимать, что эти операции могут относиться к обозначению одного или нескольких событий сигнальной информации (например, импульсов) в качестве одного или нескольких стираемых импульсов.
В блоке 604 процессор 412 сигнала обрабатывает принятый импульсный сигнал для определения одной или нескольких характеристик этого импульсного сигнала. Например, в некоторых вариантах процессор 412 сигнала может определить уровень энергии принятого импульсного сигнала, как описано выше в связи с фиг.3, уровень амплитуды принятого сигнала или какие-либо другие индикаторы, относящиеся к уровню принятого сигнала.
Аналогично тому, как описано выше в связи с фиг.5, процессор 412 сигнала может выполнять различные операции для получения одной или нескольких характеристик принятого импульсного сигнала. Например, процессор 408 сигнала может генерировать величину по меньшей мере для одной характеристики принятого импульсного сигнала, фильтрованной в фильтре с бесконечной/конечной импульсной характеристикой. В некоторых вариантах процессор 408 может получать сумму, результат усреднения, среднюю величину (например, среднюю величину в окне или взвешенную среднюю величину) или медианную величину для одного или нескольких импульсов или одной или нескольких позиций импульсов (например, энергию, измеренную в заданной позиции импульса).
Как представлено блоком 606, в некоторых вариантах детектор 402 стираемых импульсов может учитывать предшествующую информацию 414 об обнаружении стираемых импульсов при определении, нужно ли маркировать текущий принятый импульс в качестве стираемого импульса. Например, в некоторых вариантах решение, маркировать ли импульс в качестве стираемого импульса или нет, может быть основано на результатах предыдущих сравнений принятых импульсов с порогом 406. Здесь, если генератор 404 пороговых уровней собирает информацию для установления первоначального порога 406, детектор 402 стираемых импульсов может выбрать отказ от проверки для обнаружения стираемых импульсов. Аналогично, генератор 404 пороговых уровней может отказаться от маркировки принятого импульса в качестве стираемого импульса, если большинство других импульсов в рассматриваемой группе импульсов не обозначены в качестве стираемых импульсов (например, другие импульсы не превышают порога аномальных импульсов). Напротив, когда порог 406 хорошо определен, детектор 402 стираемых импульсов может всегда проверять появление стираемых импульсов и может маркировать каждый импульс, который такое сравнение, описанное ниже, не прошел, в качестве стираемого импульса (например, импульс, выходящий за порог аномальных импульсов).
Как представлено блоком 608, если детектор 402 стираемых импульсов в данный момент не проверяет сигнал для выявления стираемых импульсов или не маркирует стираемые импульсы, принятый импульсный сигнал может быть затем обработан обычным способом (например, декодирован процессором 114 сигнала). В какой-то момент времени последовательность операций может вернуться к блоку 602, так что показанные на фиг.6 операции, связанные с обнаружением стираемых импульсов, могут быть выполнены для другого импульса.
Когда детектор 402 стираемых импульсов проверяет наличие таких импульсов в блоке 608, компаратор 416 может сравнивать характеристику принятого импульсного сигнала с порогом 406 (блок 610). Как указано выше, это может включать проверку для определения, когда характеристика (например, уровень энергии, амплитуда, уровень мощности принимаемого сигнала и т.д.) оказывается не ниже некоего порога, не выше некоего порога или в диапазоне (т.е. включительно или исключительно) между двумя пороговыми величинами. Кроме того, как отмечено выше в связи с блоком 606, информация, относящаяся к текущей операции сравнения, может быть добавлена к информации 414 о предшествующих операциях сравнения для использования на последующих операциях сравнения.
Как представлено блоком 612. если условие сравнения не выполнено (например, уровень энергии принимаемого сигнала не превышает порога 406), принятый импульсный сигнал может быть обработан обычным способом (например, декодирован процессором 114 сигнала). Последовательность операций может после этого вернуться в какой-то момент к блоку 602, так что показанные на фиг.6 операции, относящиеся к обнаружению стираемых импульсов, могут быть выполнены для другого импульса.
Если условие сравнения в блоке 612 выполнено (например, принятый импульс является аномальным), индикатор 418 стирания может быть присвоен этому импульсу для обозначения его в качестве стираемого (блок 614). Как указано выше, индикатор 418 стирания может затем служить указателем стирания для декодера или другого подходящего компонента. Последовательность операций может после этого вернуться в какой-то момент к блоку 602, так что показанные на фиг.6 операции, относящиеся к обнаружению стираемых импульсов, могут быть выполнены для другого импульса.
Процесс маркирования по меньшей мере одного импульсного сигнала в качестве по меньшей мере одного стираемого импульса может принимать различные формы. Например, в некоторых вариантах рассматриваемый импульсный сигнал сравнивают с порогом для определения, нужно ли маркировать этот импульс в качестве стираемого. В некоторых вариантах с порогом сравнивают какой-либо один из группы импульсных сигналов, чтобы определить, нужно ли маркировать всю эту группу в качестве стираемой. В некоторых вариантах можно сравнить с порогом сочетание двух или более импульсных сигналов для определения, нужно ли маркировать эти импульсные сигналы в качестве стираемых. Например, характеристики рассматриваемых импульсов (например, уровень энергии каждого импульса) можно суммировать и затем полученную сумму сравнить с порогом.
В некоторых вариантах обнаружение стираемых импульсов может быть основано на измерениях энергии в один или несколько определенных периодов времени. Например, система связи может использовать фазоимпульсную модуляцию для передачи информации от одной радиостанции к другой. На фиг.7А показан пример формы импульса в случае двоичной фазоимпульсной модуляции. Здесь импульс, появившийся в первой позиции 702 (например с периодом 100 нс), обозначает двоичную «1», а импульс, появившийся во второй позиции 704, обозначает двоичный «0». Соответственно позиция импульса 706 в примере на фиг.7А представляет двоичную «1».
Несколько примеров операций, относящихся к назначению стираемых импульсов в составе сигналов с фазоимпульсной модуляцией, будут обсуждены в связи с фиг.8. Как представлено блоками 802, 804 и 806, приемное устройство (например, устройство 104) может воспринимать сигналы в каждой из назначенных позиций импульсов. Таким образом, в случае двоичной фазоимпульсной модуляции сигналы воспринимают сначала в позиции 702, а затем в позиции 704.
Операция восприятия сигнала может быть реализована различными способами. Например, в некоторых случаях эта операция может использовать измерение энергии сигнала, как описано выше в связи с фиг.3.
Как представлено блоком 808, приемное устройство (например, детектор 402 стираемых импульсов) обрабатывает любые сигналы, воспринятые в каждой позиции. Эта операция также может быть аналогична операциям, описанным выше (например, интегрированию энергии принимаемого сигнала).
В блоке 810 детектор 402 стираемых импульсов сравнивает информацию сигнала по меньшей мере с одним порогом. В некоторых случаях это может включать в себя комбинирование информации сигнала от каждой позиции импульсов (например, суммирование или вычитание уровней энергии, измеренных в каждой позиции импульса) и сравнение результата с порогом. В других случаях операции блока 810 включают сравнение информации сигнала в одной или в обеих позициях импульсов с порогом.
Фиг.7В иллюстрирует пример последних случаев. В этом примере для каждой позиции импульса можно установить верхний и нижний пороги 708A и 708B. Таким образом, импульсный сигнал (например, сигнал, содержащий шумы) может быть маркирован в качестве стираемого импульса, если амплитуда импульса сигнала выходит за верхний порог 708A или нижний порог 708B. В результате аномальный импульсный сигнал 710 (например, появившийся из-за влияния источника помех) может быть маркирован в качестве стираемого импульса, тогда как импульсный сигнал 712 в качестве стираемого маркирован не будет.
Как представлено блоком 812 на фиг.8, детектор 402 стираемых импульсов на основе результатов сравнения может обозначить один или несколько импульсов в качестве стираемых импульсов. Например, приемное устройство может обозначить один импульс из одной из импульсных позиций в качестве стираемого импульса (например, как в примере 7В). Напротив, если оба импульса 710 и 712 являются аномальными, приемное устройство может обозначить каждый импульс в качестве стираемого. Если сумма двух импульсов 710 и 712 превосходит порог (например, отличный от порогов 708A и 708B), энергию, соответствующую этим двум позициям импульсов, можно обозначить в качестве стираемой.
Изложенные здесь принципы могут быть применены в устройстве, использующем различные компоненты для связи по меньшей мере с одним другим устройством. На фиг.9 показаны несколько примеров компонентов, которые могут быть использованы для связи между устройствами. Здесь первое устройство 902 и второе устройство 904 предназначены для связи в линии 906 радиосвязи через подходящую среду.
Сначала будут рассмотрены компоненты, участвующие в передаче информации от устройства 902 к устройству 904 (например, в обратной линии). Передающий ("ТХ") процессор 908 данных принимает данные графика (например, пакеты данных) из буфера 910 данных или от другого подходящего компонента. Передающий процессор 908 данных обрабатывает (например, кодирует, выполняет перемежение и преобразование символов) каждый пакет данных на основе выбранного алгоритма кодирования и модуляции и генерирует символы данных. В общем, символ данных представляет собой модуляционный символ для данных, а пилотный символ представляет собой модуляционный символ для пилот-сигнала (известный априори). Модулятор 912 получает символы данных, пилотные символы и возможно сигнализацию для обратной линии и выполняет модуляцию (например, модуляцию с ортогональным частотным уплотнением (OFDM) или другую подходящую модуляцию) и/или другую обработку в соответствии с требованиями системы и генерирует поток выходных посылок. Передатчик 914 ("TMTR") обрабатывает (например, преобразуют в аналоговую форму, фильтрует, усиливает и преобразует вверх по частоте) этот поток выходных посылок и генерирует модулированный сигнал, который затем передают через антенну 916.
Модулированные сигналы, передаваемые устройством 902 (вместе с сигналами от других устройств, поддерживающих связь с устройством 904), принимает антенна 918 устройства 904. Приемник 920 ("RCVR") обрабатывает (например, кондиционирует и дискретизирует) принимаемый сигнал от антенны и генерирует отсчеты принятого сигнала. Демодулятор 922 ("DEMOD") обрабатывает (например, демодулирует и детектирует) отсчеты принятого сигнала и генерирует детектированные символы данных, которые могут представлять собой зашумленную оценку символов данных, переданных устройству 904 от других устройств. Приемный ("RX") процессор 924 данных обрабатывает (например, выполняет обратное преобразование символов, устраняет перемежение и декодирует) детектированные символы данных и генерирует декодированные данные, соответствующие каждому передающему устройству (например, устройству 902).
Теперь рассмотрим компоненты, участвующие в передаче информации от устройства 904 устройству 902 (например, прямая линия). В устройстве 904 передающий ("ТХ") процессор 926 данных обрабатывает данные графика для генерации символов данных. Модулятор 928 принимает символы данных, пилотные символы и сигнализацию для прямой линии, выполняет модуляцию (например, модуляцию с ортогональным частотным уплотнением (OFDM) или другую подходящую модуляцию) и/или другую соответствующую обработку и генерирует поток выходных посылок, который затем кондиционируют в передатчике 930 ("TMTR") и передают через антенну 918. В некоторых вариантах сигнализация для прямой линии может включать команды управления мощностью и другую информацию (например, относящуюся к каналу связи), генерируемую контроллером 932, для всех устройств (например, терминалов), передающих сигналы по обратной линии устройству 904.
В устройстве 902 модулированный сигнал, переданный устройством 904, принимают посредством антенны 916, кондиционируют и дискретизируют в приемнике 934 ("RCVR") и обрабатывают в демодуляторе 936 ("DEMOD") для получения детектированных символов данных. Приемный ("RX") процессор 938 данных обрабатывает детектированные символы данных и генерирует декодированные данные для устройства 902 и для сигнализации прямой линии. Контроллер 940 принимает команды управления мощностью и другую информацию для управления передачей данных и управляет мощностью передач в обратной линии в адрес устройства 904.
Контроллеры 940 и 932 управляют различными операциями устройства 902 и устройства 904 соответственно. Например, контроллер может определить подходящий фильтр, передать информацию о таком фильтре и декодировать информацию с использованием фильтра. Запоминающие устройства 942 и 944 данных могут сохранять программные коды и данные, используемые контроллерами 940 и 932 соответственно.
Фиг.9 показывает также, что среди компонентов для связи могут присутствовать один или несколько компонентов для выполнения операций, относящихся к стиранию импульсов, как описано в настоящем документе. Например, компонент 946 управления стиранием может взаимодействовать с приемником 934, демодулятором 936 и другими компонентами устройства 902 при приеме информации от другого устройства (например, устройства 904). Аналогично, компонент 948 управления стиранием может взаимодействовать с приемником 920, демодулятором 922 и другими компонентами устройства 904 при приеме информации от другого устройства (например, устройства 902).
Устройство радиосвязи может содержать различные компоненты, выполняющие свои функции на основе сигналов, передаваемых или принимаемых устройством радиосвязи. Например, головная радиогарнитура может иметь преобразователь для генерации выходного звукового сигнала на основе данных, принимаемых посредством приемника. Радиочасы могут содержать интерфейс пользователя, конфигурированный для индикации на основе данных, принимаемых посредством приемника. Радиодатчик может иметь собственно датчик, конфигурированный для генерации данных с целью последующей передачи их через передатчик.
Устройство радиосвязи может поддерживать связь через одну или несколько линий радиосвязи, построенных на основе или поддерживающих иным образом разные подходящие технологии радиосвязи. Например, в некоторых аспектах устройство радиосвязи может быть связано с сетью связи. В некоторых аспектах эта сеть может представлять собой систему передачи данных с помощью человеческого тела или персональную сеть связи (например, ультраширокополосную сеть связи). В некоторых аспектах сеть может содержать локальную сеть связи или глобальную сеть связи. Устройство радиосвязи может поддерживать или иным способом использовать различные технологии, протоколы или стандарты радиосвязи, например CDMA, TDMA, OFDM, OFDMA, WiMAX или Wi-Fi. Аналогично, устройство радиосвязи может поддерживать или иным способом использовать различные способы модуляции или мультиплексирования (например, фазоимпульсную модуляцию, амплитудную манипуляцию или некоторые другие подходящие способы модуляции). Устройство радиосвязи может, таким образом, включать соответствующие компоненты (например, радиоинтерфейсы) для установления и поддержания связи по одной или нескольким линиям радиосвязи с использованием перечисленных выше или других технологий радиосвязи. Например, устройство может содержать радиоприемопередатчик с соответствующими компонентами передатчика и приемника (например, передатчиком 108 и приемником 110), которые могут включать разнообразные компоненты (например, генераторы сигналов и процессоры сигналов), способствующие осуществлению связи через радиопередающую среду.
В некоторых аспектах устройство радиосвязи может поддерживать связь через импульсную линию радиосвязи. Например, импульсная линия радиосвязи может использовать ультраширокополосные импульсы, имеющие относительно небольшую длительность (например, порядка нескольких наносекунд или меньше) и относительно широкую полосу. В некоторых аспектах ультраширокополосные импульсы могут иметь относительную ширину полосы частот порядка 20% и более и/или иметь полосу порядка примерно 500 МГц или более.
Излагаемые здесь принципы могут быть воплощены в (например, реализованы в или применяемы ими) разнообразной аппаратуре (например, устройствах). Например, один или несколько рассматриваемых здесь аспектов могут быть воплощены в телефоне (например, в сотовом телефоне), персональном цифровом помощнике ("PDA"), развлекательном устройстве (например, музыкальном или видеоустройстве), головной гарнитуре (например, головных телефонах, наушниках и т.п.), микрофоне, медицинском измерительном устройстве (например, датчике биометрических параметров, мониторе сердечной деятельности (пульсомере), шагомере, устройстве для снятия электрокардиограмм (ЭКГ) и т.п.), устройстве ввода/вывода для пользователя (например, часах, пульте дистанционного управления, выключателе освещения, клавиатуре, мыши и т.п.), устройстве для контроля состояния среды (например, в мониторе давления в шинах), компьютере, кассовом аппарате, развлекательном устройстве, слуховом аппарате, телевизионной приставке или ином подходящем устройстве.
Эти устройства могут предъявлять различные требования к мощности и к характеру данных. В некоторых аспектах такие устройства могут быть предназначены для маломощных приложений (например, за счет использования импульсной передачи сигналов и режимов с небольшими коэффициентами заполнения) и могут поддерживать различные скорости передачи данных, включая относительно высокие скорости передачи данных (например, за счет использования широкополосных импульсов).
В некоторых аспектах устройство радиосвязи может содержать устройство доступа (например, пункт доступа Wi-Fi) в систему связи. Такое устройство доступа может, например, обеспечивать соединение с другой сетью связи (например, глобальной сетью связи, такой как Интернет, или сетью сотовой связи) посредством проводной или радио линии связи. Соответственно устройство доступа может обеспечить другому устройству (например, станции Wi-Fi) доступ в другую сеть связи или к некоторым другим функциональным возможностям. Кроме того, должно быть понятно, что одно или оба из рассматриваемых устройств могут быть портативными или, в некоторых случаях, относительно непортативными.
Описанные здесь компоненты могут быть реализованы различными способами. Показанная на фиг.10 аппаратура 1000 изображена в виде ряда взаимосвязанных функциональных блоков, которые могут представлять функции, реализованные, например, в одной или нескольких интегральных схемах (например, специализированных интегральных схемах (ASIC)) или могут быть реализованы каким-то иным способом в соответствии с излагаемыми здесь принципами. Как обсуждается здесь, интегральная схема может включать процессор, программное обеспечение, другие компоненты или некоторые сочетания их.
Аппаратура 1000 может включать один или несколько модулей, которые могут выполнять одну или несколько функций, описанных выше в связи с различными чертежами. Например, интегральная схема 1002 (ASIC) для приема может соответствовать, например, обсуждавшемуся здесь приемнику. Интегральная схема 1004 (ASIC) для сравнения может соответствовать, например, обсуждавшемуся здесь компаратору. Интегральная схема 1006 (ASIC) для маркировки может соответствовать, например, обсуждавшемуся здесь индикатору стирания. Интегральная схема 1008 (ASIC) для установления/адаптации порога может соответствовать, например, обсуждавшемуся здесь генератору пороговых уровней. Интегральная схема 1010 (ASIC) для суммирования может соответствовать, например, обсуждавшемуся здесь процессору сигнала.
Как отмечено выше, в некоторых аспектах эти компоненты могут быть реализованы посредством соответствующих процессорных компонентов. Эти процессорные компоненты могут быть в некоторых аспектах построены, по меньшей мере частично, с использованием описанной здесь структуры. В некоторых аспектах процессор может быть адаптирован для реализации части или всех функциональных возможностей одного или нескольких из этих компонентов. В некоторых аспектах один или несколько компонентов, обозначенных штриховыми квадратиками, являются необязательными (опции).
Как отмечено выше, аппаратура 1000 может содержать одну или несколько интегральных схем. Например, в некоторых аспектах одна интегральная схема может выполнять функции одного или нескольких показанных компонентов.
Кроме того, компоненты и функции, представленные на фиг.10, равно как и другие компоненты и функции, описанные здесь, могут быть реализованы с использованием любых подходящих средств. Такие средства также могут быть реализованы по меньшей мере частично с использованием соответствующей структуры, описанной здесь. Например, компоненты, описанные выше в связи со специализированными интегральными схемами (ASIC), показанными на фиг.10, могут также функционально соответствовать аналогичным образом обозначенным «средствам для…». Таким образом, в некоторых аспектах одно или несколько таких средств могут быть реализованы с использованием одного или нескольких процессорных компонентов, интегральных схем или другой подходящей структуры, описанной здесь.
Следует также понимать, чтобы любые встречающиеся здесь ссылки на какой-либо элемент с использованием таких обозначений, как «первый», «второй» и т.д., в общем не ограничивают число или порядок этих элементов. Такие обозначения могут быть, скорее, использованы здесь в качестве удобного способа различения между двумя или более различными элементами. Таким образом, ссылка на первый и второй элементы не означает, что могут быть использованы только два элемента или что первый элемент должен каким-либо образом предшествовать второму элементу. Аналогично, если не указано иное, группа элементов может содержать один или несколько элементов.
Специалисты в данной области должны понимать, что информация и сигналы могут быть представлены с использованием любых из имеющегося разнообразия различных технологий и способов. Например, данные, инструкции, команды, информация, сигналы, биты, символы и посылки, на которые могли быть ссылки в приведенном выше описании. Специалисты в данной области должны также понимать, что любые из разнообразных иллюстративных логических блоков, модулей, процессоров, средств, схем и этапов алгоритмов, описываемых здесь в связи с различными обсуждаемыми аспектами, могут быть реализованы в виде электронной аппаратуры (например, цифровая аппаратура, аналоговая аппаратура или их комбинация, которая может быть построена с применением кодирования источников или каким-то иным способом), инструкций, содержащих различные формы программ или проектных кодов (которые могут здесь именоваться для удобства «программное обеспечение» или «программный модуль») или сочетания того и другого. Для того чтобы ясно продемонстрировать эту взаимозаменяемость аппаратного и программного обеспечения, различные иллюстративные компоненты, блоки, модули, схемы и этапы были описаны выше, главным образом, в терминах их функциональных возможностей. Будут ли эти функциональные возможности реализованы аппаратно или программно, зависит от конкретного приложения и проектных ограничений, накладываемых на всю систему в целом. Квалифицированные специалисты могут реализовать описанные функциональные возможности различными способами для каждого конкретного приложения, но такие частные решения по реализации не следует интерпретировать в качестве отклонений от объема настоящего описания.
Различные иллюстративные логические блоки, модули и схемы, описанные здесь в связи с рассматриваемыми аспектами, могут быть реализованы в или выполнены посредством интегральной схемы ("IC"), терминала доступа или пункта доступа. Интегральная схема (IC) может содержать цифровой процессор сигнала (DSP), специализированную интегральную схему (ASIC), программируемую пользователем вентильную матрицу (FPGA) или другое программируемое логическое устройство, дискретные вентили или транзисторные логические схемы, дискретные аппаратные компоненты, электрические компоненты, оптические компоненты, механические компоненты или любое их сочетание, рассчитанное для выполнения описанных здесь функций, и может выполнять команды или инструкции, находящиеся в интегральной схеме, вне интегральной схемы или и там, и там. Процессор общего назначения может представлять собой микропроцессор или, в качестве альтернативы, обычный процессор, контроллер, микроконтроллер или конечный автомат. Процессор может быть также реализован в виде сочетания вычислительных устройств, например сочетания цифрового процессора сигнала (DSP) и микропроцессора, нескольких микропроцессоров, одного или нескольких микропроцессоров в связи с ядром DSP или любой другой подобной конфигурации.
Понятно, что любой конкретный порядок или иерархия этапов в любом конкретном описываемом процессе является всего лишь примером предлагаемого подхода. Понятно также, что конкретный порядок или иерархию этапов в рассматриваемом процессе можно изменить, исходя из предпочтений при проектировании, оставаясь по-прежнему в пределах объема настоящего описания. Прилагаемая формула изобретения представляет элементы различных этапов в порядке примера и не означает ограничения только представленным здесь конкретным порядком или иерархией.
Этапы способа или алгоритма, описываемого в связи с аспектами, рассматриваемыми здесь, могут быть реализованы непосредственно в аппаратуре, в программном модуле, выполняемом процессором, или в виде сочетания аппаратуры и программного модуля. Программный модуль (например, включая исполняемые инструкции и связанные с этим данные) и другие данные могут располагаться в памяти данных, например ЗУПВ (RAM), флэш-памяти, ПЗУ (ROM), СППЗУ (EPROM), ЭСППЗУ (EEPROM), регистрах, на жестком диске, на съемном диске, CD-ROM или на каком-либо ином известном машиночитаемом носителе записи. Такой носитель записи может быть соединен с устройством, например компьютером/процессором (который может здесь для удобства именоваться «процессор»), так что процессор может считывать информацию (например, программу) с и записывать информацию на носителе записи. Такой носитель записи может быть выполнен заодно с процессором. Процессор и носитель записи могут быть созданы в одной специализированной интегральной схеме (ASIC). Такая интегральная схема может находиться в аппаратуре пользователя. В альтернативном варианте процессор и носитель записи могут быть реализованы в виде дискретных компонентов в аппаратуре пользователя. Более того, в некоторых аспектах любой компьютерный программный продукт может содержать читаемый компьютером носитель записи с программой (например, исполняемой по меньшей мере одним компьютером), относящиеся к одному или нескольким аспектам описания. В некоторых аспектах компьютерный программный продукт может содержать упаковочные материалы.
Предшествующее обсуждение рассматриваемых аспектов должно позволить любому специалисту в данной области реализовать или использовать настоящее описание.
Различные модификации этих аспектов будут легко понятны специалистам, а описанные здесь общие принципы могут быть применены к другим аспектам без выхода за пределы объема описания. Таким образом, настоящее описание не предназначено для ограничения показанных здесь аспектов, но для соответствия широчайшему объему, согласованному с принципами и новыми признаками, описываемыми здесь.