[发明专利]用于BER估计的方法和电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种在最大似然检测器的上下文中基于路径度量差的的误码率（BER）估计的方法和电路。

背景技术

任何通信系统的设计中的一个重要考虑因素是评估系统在操作中的性能的能力。在数字通信系统中，数据传输链路的性能的基本标准为通常按BER表示的误差概率。作为自适应通信系统的元素，BER估计可以被用来通过接收器参数的自适应改变来优化接收器性能。在M.C.Jeruchim，IEEE J.Sel.Areas Commmun.，1984年1月第2卷第153-170页的“Techniques for estimating the bit error rate in the simulation of digitalcommunication systems”中以及在M.C.Jeruchim、P.Balaban和K.S.Shanmugan，纽约：Plenum出版社，1992年，第5章的“Simulation ofCommunication Systems”中，作者提到因子2是用于BER估计的合理的不确定度。因此，此专利的发明人认为精确到因子3以内的误差率估计（参考图10至12）看来满足大多数应用，并且满足甚至弱但单调的估计器可能已足够的自适应系统。

基于操作条件，区分为离线监测和在线监测。此发明涉及在线监测。

在线监测包括以下种类，其中有：

·信号参数测量

·网格中基于解码的路径度量处理

数字通信系统的性能是许多信号参数的复函数。这些参数中的一些与BER有直接关系，而其它的是更定性的。一种已知并且定性的方法是分析眼图。眼图的特征是在采样时将已接收的信号分离成若干电平中的一个。噪声和失真将使信号在采样时发生变化并且因此减少电平之间的分离。此技术的一个好的示例是测量眼的高度和宽度（E.A.Newcombe和S.Pasupathy，“Error Rate Monitoring For Digital Communications”，IEEEProceedings，第70卷第8期第805-828页，1982年）。虽然眼的高度指示了信号幅度中的抗扰动的容限，但是眼的宽度示出了定时变化的容限，该定时变化容限可能对性能同样重要。

相关的是在US 5,325,397“Error rate monitor”中所公开的方法，所述公开的方法用于确定判定变量（例如接收的幅度）的概率密度函数的离散估计，并且通过与存储的各自与某BER相关联的概率密度函数的简单比较来确定所估计的BER。

使用维特比（Viterbi）算法的最大似然序列检测器使其位判定基于概率性判定变量（分支和路径度量差），所述概率性判定变量最终与在已经发送了给定符号或符号序列时观察到给定的接收到的信号的条件概率有关。在若干刊物（例如S.Benedetto和E.Biglieri，“Principles of DigitalTransmission:With Wireless Applications”，Kluwer Academic/Plenum出版社，1999年）中描述了知名维特比算法。

维特比算法被广泛地用于通信系统中的网格码的信道解码以及用于ISI（“均衡”）存在的检测（G.D.Forney,Jr.,“The Viterbi Algorithm”，IEEE Proceedings，第61卷第268-278页，1973年）。在ISI上下文中，一些人可能认为术语“检测器（detector）”是更适当的。出于实际的原因，解码器可以被设计为使得在解码器在时间t+D对分支开始操作时可释放与在时间t的幸存路径上的分支相关联的信息位（S.B.Wicker，“ErrorControl Systems for Digital Communication and Storage”，Prentice Hall，1995年）。D是解码深度，并且通常被设置为编码或信道的“存储量”的约束长度的五到十倍。在整个接收的序列或流已经被解码之前的、由于信息位释放而出现的信息--序列误差被称作截断误差（truncation error）。在低信噪比处，对于D≥6M，截断误差的概率是可忽略的，其中M是最大存储阶数。我们将在下文中将截断模式维特比解码称为标准维特比解码（SVD）。