调制检测方法和通信设备转让专利
申请号 : CN200480030928.9
文献号 : CN1871765B
文献日 : 2010-05-05
发明人 : 肯尼斯·A·斯图尔特 , 拉贾·S·巴楚 , 迈克尔·E·巴克利 , 克林特·S·威尔金斯
申请人 : 摩托罗拉公司
摘要 :
一种调制检测方法。接收信号(710)。可基于所接收信号生成第一决定统计(720)。可以转换所接收信号(725)。可基于转换的所接收信号生成第二决定统计(735)。基于比较第一决定统计和第二决定统计确定所选择调制类型(740)。
权利要求 :
1.一种调制检测的方法，包括：
接收信号；
基于所接收信号生成第一决定统计，利用嵌入的干扰消除算法生成第一决定统计；
相位旋转所接收的信号；
基于相位旋转的所接收信号生成第二决定统计，利用嵌入的干扰消除算法生成第二决定统计；以及基于比较第一决定统计和第二决定统计确定所选择的调制类型，其中，根据生成第一决定统计，以及其中，根据生成第二决定统计，其中Z0是从所接收信号生成的观察矩阵，而Z1是从相位旋转的所接收信号生成的观察矩阵，以及b是训练序列向量。
2.如权利要求1的方法，还包括从所接收信号生成观察矩阵，其中基于该观察矩阵生成第一决定统计。
3.如权利要求1的方法，还包括从相位旋转的所接收信号生成观察矩阵，其中基于该观察矩阵生成第二决定统计。
4.如权利要求1的方法，其中确定所选择调制类型的步骤还包括：比较第一决定统计和第二决定统计；
如果第一决定统计小于或等于第二决定统计，将期望调制确定为第一调制类型；以及如果第二决定统计小于第一决定统计，将期望调制确定为第二调制类型。
5.如权利要求1的方法，其中确定所选择调制类型的步骤基于比较第一决定统计和第二决定统计，将所选择调制类型确定为高斯最小移频键控调制类型和八进制相移键控调制类型的至少一种。
6.如权利要求1的方法，其中生成第一决定统计还包括基于包括所接收信号的无线链路控制块的四个突发生成第一决定统计。
7.一种通信设备，包括：
接收机，配置为接收信号；以及
调制检测器，配置为检测所接收信号的调制类型，所述调制检测器包括：第一决定统计生成器，配置为基于所接收信号生成第一决定统计，利用嵌入的干扰消除算法生成第一决定统计；
相位旋转器，配置为相位旋转所接收信号；
第二决定统计生成器，配置为基于相位旋转的所接收信号生成第二决定统计，利用嵌入的干扰消除算法生成第二决定统计；以及决定模块，配置为基于比较第一决定统计和第二决定统计确定所选调制类型，其中根据生成第一决定统计，以及其中，根据生成第二决定统计，其中Z0是从所接收信号生成的观察矩阵，而Z1是从相位旋转的所接收信号生成的观察矩阵，以及b是训练序列向量。
8.如权利要求7所述的通信设备，其中第一决定统计生成器还配置为从所接收信号生成观察矩阵，其中基于该观察矩阵生成第一决定统计。
9.如权利要求7所述的通信设备，其中第二决定统计生成器还配置为从相位旋转的所接收信号生成观察矩阵，其中基于该观察矩阵生成第二决定统计.
10.如权利要求7所述的通信设备，其中决定模块还配置为通过比较第一决定统计和第二决定统计确定所选择调制类型，如果第一决定统计小于或等于第二决定统计，将期望调制确定为第一调制类型，以及如果第二决定统计小于第一决定统计，将期望调制确定为第二调制类型。
说明书 :
技术领域
本发明通常涉及通信系统，更具体涉及减小由于干扰的存在，接收机误识别用于发送信号的调制方法的可能性。
背景技术
当前，将无线通信系统，例如全球移动通信系统(GSM)设计为满足普遍存在的能够支持语音和数据服务的个人通信的增长的需要。例如GSM的蜂窝系统设计为使用频率重用的概念，即，在给定地理区域中在多个小区中使用特定无线电频率(RF)载波。在该地理区域中的基站(BS)和移动台(MS)需要接受来自在该区域内的其他基站或移动台的共信道和相邻信道干扰。通过合适构建的频率重用模式或通过使用用于干扰平均化的频率跳变方法来控制干扰级。
通常，操作于这种环境下的接收机主要关注语音或数据信道传输的准确解调制。然而，设计为接收与GSM的GSM演进增强型数据(EDGE)增强通用分组无线服务(GPRS)分组数据传输模式(有时称为“EGPRS”)相关的传输的基站和移动台必须使用高斯最小移频键控(GMSK)和8进制相移键控(8-PSK)来接收该传输。由于发射机并不明确地信号通知与任何特定的EGPRS传输相关的调制类型，接收机必须自主地确定用于传输的调制类型以及执行数据信号的解调制。通常称为格式检测或更经常称为调制检测的该功能必须具有与相关解调制性能一致的性能。即，接收机误检测调制类型，例如将EGPRSGMSK传输识别为8-PSK传输的概率应该理想地足够低，使得误差地接收所发送数据符号的总体概率相对于调制类型对于接收机而言正确可知的情况并没有显著地增加。
近年来，负责GSM和EDGE无线接入网络(GERAN)规范的第三代合作项目(3GPP)标准工作组研究了在有限干扰条件下的改进的接收机性能的可行性。符合该改进的性能规范的接收机需要保持比传统接收机低的期望载波干扰信号功率比或者等同的C/I比的特定解调制性能，其例如使用干扰比特差错率(BER)、帧差错率(FER)或块差错率(BLER)定义。通常，通过实现设计为减轻特定干扰波形，例如期望信号解调制过程中的到其他GSM和EDGE移动台或基站的传输的影响的干扰消除接收机结构来获得其。
然而，在EGPRS链路中改进的解调制性能(通过干扰消除接收机实现)的任何需要还意味着如果接收机操作的方面将不变为限制性能的成分，还必须改进调制检测性能。即，当在干扰限制条件下相关接收机解调制功能具有增强的性能时，有对于EGPRS传输(或者更普遍，对于需要调制检测的任何传输)的调制检测的改进方法的需要。如果用于获得其的方法是低复杂性方案，其能够在可编程器件上实现而不需要新的硬件资源，这也将是有利的。
通常，操作于这种环境下的接收机主要关注语音或数据信道传输的准确解调制。然而，设计为接收与GSM的GSM演进增强型数据(EDGE)增强通用分组无线服务(GPRS)分组数据传输模式(有时称为“EGPRS”)相关的传输的基站和移动台必须使用高斯最小移频键控(GMSK)和8进制相移键控(8-PSK)来接收该传输。由于发射机并不明确地信号通知与任何特定的EGPRS传输相关的调制类型，接收机必须自主地确定用于传输的调制类型以及执行数据信号的解调制。通常称为格式检测或更经常称为调制检测的该功能必须具有与相关解调制性能一致的性能。即，接收机误检测调制类型，例如将EGPRSGMSK传输识别为8-PSK传输的概率应该理想地足够低，使得误差地接收所发送数据符号的总体概率相对于调制类型对于接收机而言正确可知的情况并没有显著地增加。
近年来，负责GSM和EDGE无线接入网络(GERAN)规范的第三代合作项目(3GPP)标准工作组研究了在有限干扰条件下的改进的接收机性能的可行性。符合该改进的性能规范的接收机需要保持比传统接收机低的期望载波干扰信号功率比或者等同的C/I比的特定解调制性能，其例如使用干扰比特差错率(BER)、帧差错率(FER)或块差错率(BLER)定义。通常，通过实现设计为减轻特定干扰波形，例如期望信号解调制过程中的到其他GSM和EDGE移动台或基站的传输的影响的干扰消除接收机结构来获得其。
然而，在EGPRS链路中改进的解调制性能(通过干扰消除接收机实现)的任何需要还意味着如果接收机操作的方面将不变为限制性能的成分，还必须改进调制检测性能。即，当在干扰限制条件下相关接收机解调制功能具有增强的性能时，有对于EGPRS传输(或者更普遍，对于需要调制检测的任何传输)的调制检测的改进方法的需要。如果用于获得其的方法是低复杂性方案，其能够在可编程器件上实现而不需要新的硬件资源，这也将是有利的。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供一种调制检测的方法，包括：
接收信号；
基于所接收信号生成第一决定统计，利用嵌入的干扰消除算法生成第一决定统计；
相位旋转所接收的信号；
基于相位旋转的所接收信号生成第二决定统计，利用嵌入的干扰消除算法生成第二决定统计；以及
基于比较第一决定统计和第二决定统计确定所选择的调制类型。
根据本发明的另一方面，提供一种通信设备，包括：
接收机，配置为接收信号；以及
调制检测器，配置为检测所接收信号的调制类型，所述调制检测器包括：
第一决定统计生成器，配置为基于所接收信号生成第一决定统计，利用嵌入的干扰消除算法生成第一决定统计；
相位旋转器，配置为相位旋转所接收信号；
第二决定统计生成器，配置为基于相位旋转的所接收信号生成第二决定统计，利用嵌入的干扰消除算法生成第二决定统计；以及
决定模块，配置为基于比较第一决定统计和第二决定统计确定所选调制类型。
接收信号；
基于所接收信号生成第一决定统计，利用嵌入的干扰消除算法生成第一决定统计；
相位旋转所接收的信号；
基于相位旋转的所接收信号生成第二决定统计，利用嵌入的干扰消除算法生成第二决定统计；以及
基于比较第一决定统计和第二决定统计确定所选择的调制类型。
根据本发明的另一方面，提供一种通信设备，包括：
接收机，配置为接收信号；以及
调制检测器，配置为检测所接收信号的调制类型，所述调制检测器包括：
第一决定统计生成器，配置为基于所接收信号生成第一决定统计，利用嵌入的干扰消除算法生成第一决定统计；
相位旋转器，配置为相位旋转所接收信号；
第二决定统计生成器，配置为基于相位旋转的所接收信号生成第二决定统计，利用嵌入的干扰消除算法生成第二决定统计；以及
决定模块，配置为基于比较第一决定统计和第二决定统计确定所选调制类型。
附图说明
在权利要求书中阐述认为是新颖的本发明的特征。将通过参考下面参照附图的说明更加理解本发明及其其他目标和优势，在其多个附图中相似参考数字指示相同元件，其中：
图1是根据一个实施例的例如正常突发的GSM突发的格式的示例性说明；
图2是根据一个实施例的GSM网络中的可选择训练序列码的示例组的说明；
图3是根据本发明的一个实施例的格雷(Gray)编码的8-PSK从组(constellation)的示例性说明；
图4是根据一个实施例的调制检测方法的示例性流程图；
图5是根据另一实施例的调制检测步骤的示例性流程图；
图6是根据一个实施例的示出调制检测性能的示例性图；
图7是根据另一实施例的调制检测步骤的示例性流程图；
图8是根据一个实施例的系统的示例性框图；以及
图9是根据一个实施例的通信设备的示例性框图。
图1是根据一个实施例的例如正常突发的GSM突发的格式的示例性说明；
图2是根据一个实施例的GSM网络中的可选择训练序列码的示例组的说明；
图3是根据本发明的一个实施例的格雷(Gray)编码的8-PSK从组(constellation)的示例性说明；
图4是根据一个实施例的调制检测方法的示例性流程图；
图5是根据另一实施例的调制检测步骤的示例性流程图；
图6是根据一个实施例的示出调制检测性能的示例性图；
图7是根据另一实施例的调制检测步骤的示例性流程图；
图8是根据一个实施例的系统的示例性框图；以及
图9是根据一个实施例的通信设备的示例性框图。
具体实施方式
尽管以EGPRS调制检测的一个实施例描述了本公开，应理解本发明广泛应用于其中传输的调制类型对接收机而言没有已知或者没有清楚地发信号给接收机的情况。
根据一个实施例，本公开提供了用于改进GSM通信系统中的调制检测的方法.在构建决定统计(statistic)中，该方法使用嵌入的干扰消除算法以驱动假设测试在下的调制检测决定.该方法可包括根据假定的调制类型，基于由准线性滤波器生成的训练序列的估计来建立误差度量(metric)的第一步骤，然后比较与每个调制类型相关的决定统计以确定调制的第二步骤.作为第三步骤，可以累积由第一步骤生成的每个假设之下的误差度量，以生成误差度量，通过其可以标识与每个无线链路控制(RLC)块相关的调制类型.
根据相关实施例，本公开提供了调制检测的方法。该方法可包括接收信号、基于所接收信号生成第一决定统计、相位旋转所接收信号、基于相位旋转的所接收信号生成第二决定统计、以及基于比较第一决定统计和第二决定统计确定所选择的调制类型。该方法还可包括从所接收信号生成观察矩阵，其中基于该观察矩阵生成第一决定统计。该方法可以额外地包括从相位旋转的所接收信号生成观察矩阵，其中基于该观察矩阵生成第二决定统计。确定所选择调制类型的步骤可包括比较第一决定统计和第二决定统计、如果第一决定统计小于或等于第二决定统计，确定期望调制为第一调制类型、以及如果第二决定统计小于第一决定统计，确定期望决定为第二调制类型。确定所选择调制类型的步骤可以基于比较第一决定统计和第二决定统计来确定所选择调制类型为高斯最小移频键控调制类型、八进制相移键控调制类型或任何其他有用的调制类型。生成第一决定统计可包括基于包括所接收信号的无线链路控制块的四个突发生成第一决定统计。根据生成第一决定统计。根据生成第二决定统计。
根据相关实施例，本公开提供了调制检测的方法。该方法可包括接收信号、基于所接收信号，根据包括干扰抑制的第一假设调制类型构建第一决定统计、基于所接收信号，根据包括干扰抑制的第二假设调制类型构建第二决定统计、并且基于第一决定统计和第二决定统计的比较识别所选择调制类型。第一假设调制类型可以是高斯最小移频键控调制类型。第二假设调制类型可以是八进制相移键控调制类型。该方法还可以包括当第二决定统计可以基于所转换的接收信号时，转换所接收信号。转换所接收信号可包括相位旋转所接收信号或任何其他有用的转换。可以根据生成第一决定统计。可以根据生成第二决定统计。识别所选择的调制类型可包括比较第一决定统计和第二决定统计、如果第一决定统计小于或等于第二决定统计，确定期望调制为第一调制类型、以及如果第一决定统计大于第二决定统计，确定期望决定为第二调制类型。第一调制类型可以是高斯最小移频键控调制类型、八进制相移键控调制类型、或者任何其他有用的调制类型。构建第一决定统计可包括基于包括所接收信号的无线链路控制块的四个突发构建第一决定统计。
根据相关实施例，本公开提供调制检测方法。该方法可包括接收信号、从接收信号生成第一观察矩阵、从第一观察矩阵计算第一决定统计、相位旋转所接收信号、从相位旋转的所接收信号生成第二观察矩阵、从第二观察矩阵计算第二决定统计、比较第一决定统计和第二决定统计、如果第一统计小于或等于第二统计，将期望调制确定为高斯最小移频键控调制、以及如果第二统计小于第一统计，将期望调制确定为八进制相移键控调制。
图1是正常突发100的示例性说明，其是电路交换和分组交换GSM逻辑信道的传输基本单元。在GSM中定义了其他突发格式，但是可以保留用于信令、频率校正或其他的目的。正常突发100的格式可以包括长度等于3个符号的两个尾部位域，由“T”表示、两个长度为58个符号的加密的数据域(“Data”)、长度为26个符号的中间序列或训练序列码(TSC)、以及标称长度为8.25个符号的引导间隔，由“G”表示。根据使用高斯最小移频键控(GMSK)还是八进制相移键控(8-PSK)调制类型，包括突发的该符号可以是例如二进制或八进制(即，8-ary)。
图2是根据一个实施例的包括可用训练序列码组的每个单元的二进制值符号序列的示例性表200。对于正常突发，在GSM网络中限定总共8个可选择的TSC域，并且在传输开始之前对于发射机和接收机是已知的。每个单独长度26的TSC包括具有16个符号基本长度的循环扩展的二进制代码字的序列，并且其展示出良好的循环自相关特性。为了展示的目的，将选自图2的对应于特定TSC的二进制符号序列表示为b′k。
当GMSK调制用于发送正常突发时，根据GSM系统中的GMSK调制原理执行关于数据、尾部和引导域的中间序列的传输。即，微分地编码包括TSC的二进制符号，然后根据具有带宽-时间(BT)乘积为0.3的高斯预滤波器的最小移频键控的原理相位调制。
图3是根据一个实施例的格雷编码8-PSK从组300的实数值单元的示例性说明。当使用8-PSK调制来发送正常突发时，首先将所选择TSC的每个二进制符号映射到格雷编码8-PSK从组的实数值单元。即，将TSC符号“0”映射到从组单元“111”以及将TSC符号“1”映射到从组单元“001”。然后在线形脉冲成形、频率转换以及传输之前，所得复数值符号经受3π/8弧度的每符号相移。
当在GMSK和8-PSK调制的突发之间区别时，接收机的主要任务是选择接收到相同训练序列b′k的两个交替表示的哪一个。在GMSK和8-PSK格式的突发之间没有其他明确的信令区别。
接下来考虑在干扰消除(IC)接收机的环境中的调制检测问题。在此首先简要描述在下面说明的实施例中使用的特定IC GSM接收机的基本原理是有益的，尽管还可以使用其他干扰消除接收机设计。在下面的说明中，量(.)T，(.)H，(.)-1分别表示矩阵的转置、共轭转置以及逆，以及大写字母表示向量或矩阵。
更具体地，滤去GSM系统中的共信道和相邻信道干扰的方法是使用准线性有限脉冲响应(FIR)滤波器，使用该训练序列训练该FIR滤波器。这使用GMSK调制的线性近似，其允许将近似等同所发送符号序列ak定义为：
换句话说，当使用GMSK调制时，GSM系统中的每个所发送符号ak可以被看作二进制对应的(antipodal)从组，交替地占据同相(I)或正交(Q)信号分量。
简单地就符号率采样而言，通过使用所接收信号rn的训练序列区域rn，n∈{61，63，，86}，其对应于所接收信号的第一假设到达行的所接收序列，可以通过最小化由下式定义的TSC上的改进的误差平方和来构建所发送符号序列的准线性估计器：
其中根据ak，将限制为纯实数或者纯虚数。再次，更具体地，将训练序列的二进制对应形式限定为bk＝1-2b′k，以及将bk的准线性估计限定为并且将输入到准线性估计器的长度N的观察向量y(k)，或等同地yk，限定为：
yk＝[rk，rk-1，…，rk-N+1]T (1.3)
然后根据下式形成第k-N+1个训练符号bk-N+1的准线形估计(在训练序列间隔k-N+1∈{61，62，…，86}上)：
其中w是复数值的长度N的权向量，以及根据所估计符号索引变化的函数Fl(x)根据下式生成其参数的实数或虚数部分：
通过将权和观察向量分解为它们各自的实数和虚数分量，即，只是w＝wr+jwi以及y＝yr+jyi，并注意以及可以计算权向量w以最小化训练序列上的估计误差。
其中
以及其中b是训练序列单元bk的向量，是b的估计，D＝61是第一训练序列符号的索引，以及wr和wi分别是w的实数和虚数部分。
可以使用例如经典最小平方方法求解等式(1.7)，以生成最佳的解答向量w为：
w＝(ZTZ)-1ZTb (1.8)
值得注意地，可以根据下式，就观察矩阵Z和训练序列向量b而言计算中间序列上的误差度量ε(在等式(1.2)，或者等同地在等式(1.6)中限定)：
ε＝bT(I-Z(ZTZ)-1Z)b (1.9)
即，ε是训练序列和训练序列的估计之间的误差平方的测量，其在训练序列间隔上比较了训练序列估计和实际训练序列bk而获得。因此它是有用的测量，基于其假设测试以在调制类型之间选择，并且其具有额外的优势在于由于上述类型的准线性估计能够干扰抑制，该假设测试从在生成假设测试决定统计中合并干扰抑制而受益。
在当前环境中，通过将等式(1.6)的误差度量合并到用作调制检测过程的基础的假设测试中，还可以将干扰抑制的该方法应用到EGPRS链路中的调制检测的问题中。
图4是概括了根据一个实施例的构建用于分辨调制类型的调制检测决定统计的操作的示例性流程图400。在步骤405，流程图400开始。假定假设H0对应于所发送突发使用GMSK调制的情形，而假设H1对应于8-PSK调制的情形。在步骤415，在假设H0下，其中假设突发是GMSK调制的，对应于在多径信道的输出所观察的训练序列的信号是：
其中hk是长度L的期望信号多径信道脉冲响应，以及bk是二进制TSC符号序列。
在步骤430，在突发使用8-PSK调制的假设H1下，下式给出对应于训练序列的所观察信号rn：
调制检测的一个方法通过首先计算观察rn和信号与之间的误差平方来构建假设测试的决定统计，该信号与分别通过结合训练序列bk的知识和在步骤410和425中使用例如相关、最小平方信道估计方法等生成的多径信道的估计和而生成。在步骤420，H0下的决定统计ε0可以限定为：
其中的形成遵循等式(1.10)，由信道估计替换hk。
相似地，在步骤435，将H1下的决定统计ε1限定为：
其中的形成遵循等式(1.11)，再次由信道估计替换hk。在步骤440、445和450中，如果ε0≤ε1，选择假设H0，否则选择假设H1。在步骤455，流程图400结束。
根据另一实施例，不使用该决定统计，而是使用在等式(1.6)中定义的替换决定统计。然而，在说明将该度量应用到调制检测的问题之前，关于在假设H1下的所观察8-PSK信号的结构的一个其他观察是有益的。
如在上面等式(1.11)中所描述，在H1下，由下式给出8-PSK调制的所接收序列rn：
如果将使用操作符ejnπ/8的相位旋转应用到所观察突发那么可以看到所得观察数据序列具有下面的结构：
等式(1.15)和等式(1.10)的比较示出在使用操作符ejnπ/8的旋转之后，在线性化的GMSK近似的范围之内，和具有相同的形式，除了将有限信道脉冲响应hk修改为h′k＝hke+jk3π/8之外。
因此，在假设H0下适用于GMSK观察的相同处理在假设H1下也适用于相位旋转的8-PSK观察
图5是概要说明根据另一实施例的突发调制检测方法的示意性流程图500。在步骤505，流程图开始。在步骤510，根据在等式(1.7)中Z的定义以及在等式(1.3)中向量y的定义，从所接收信号rn中直接提供(populate)观察矩阵Z0。
在步骤515，在假设H0(GMSK调制)下生成例如决定统计ε0的误差度量，其中根据等式(1.9)限定ε0：
在步骤520，通过使用操作符ejnπ/8相位旋转所接收信号rn，生成假设H1的信号
在步骤525，根据在等式(1.7)中Z的定义以及在等式(1.3)中向量y的定义，从所修改的信号中直接提供矩阵Z1，其中用替换等式(1.3)中的rk。
在步骤530，根据下式计算假设H1(8-PSK调制)下的误差度量ε1：
在步骤535，假设H0的误差度量ε0与假设H1的误差度量ε1作比较。在步骤540，如果ε0≤ε1，选择假设H0(即，声明GMSK突发调制)，否则，在步骤545，选择假设H1(即，声明8-PSK突发调制)。在步骤550，流程图结束。
可以参照图6理解在此说明的调制检测方法的性能，其示出1.5km/h移动台速度下的典型城市多径信道的RLC块检测性能600。可以看到当使用现有方法620时，在载波对共信道干扰比(C/I)为大约9dB的情况下将使用GMSK发送的RLC块识别为8-PSK调制的块的概率是1％，而另一个公开的调制检测方法620在大约-5dB的改进的C/I比下获得相同性能。
图7是概括示出根据另一实施例的所公开方法的操作的示例性流程图700。在步骤705，流程图开始。在步骤710，接收信号。根据替换实施例，该信号可包括在4个正常突发上分布的EGPRS无线链路控制(RLC)数据块。例如，注意到EGPRS RLC数据块在4个正常突发上分布，以及进一步注意到将相同调制类型应用到包括RLC块的每个突发，步骤710可包括RLC块调制标识。因此，在使用GMSK调制发送RLC块的扩展的假设H0RLC下，在包括RLC块的4个突发上累积ε0，以生成块误差度量ε0RLC。相似地，在使用8-PSK调制发送RLC块的扩展的假设H1RLC下，在包括RLC块的4个突发上累积ε1，以生成块误差度量ε1RLC。如果选择H0RLC(GMSK调制)，否则选择H1RLC(8-PSK调制)。在步骤715，基于所接收信号生成第一观察矩阵。在步骤715，基于第一观察矩阵，构建第一决定统计。在步骤725，转换所接收信号。例如，所接收信号可以被相位旋转或另外地转换。在步骤730，基于转换的所接收信号生成第二观察矩阵。在步骤735，基于第二观察矩阵构建第二决定统计。在步骤740，比较第一决定统计和第二决定统计。基于该比较，在步骤745选择第一调制类型或者在步骤750选择第二调制类型。在步骤753，根据所选择调制类型解调制信号。在步骤755，流程图700结束。
图8是根据一个实施例的系统800的示例性框图。系统800包括网络控制器840、网络810、以及一个或多个终端820和830。终端820和830可包括电话、无线电话、蜂窝电话、PDA、寻呼机、个人计算机或能够在包括无线网络的网络上发送和接收消息服务消息的任何其它设备。
在示例性实施例中，网络控制器840连接到网络810。例如，网络控制器840可位于基站或网络上的任何位置。网络810可包括能够发送和接收无线消息服务消息的任何类型的无线网络。例如，网络810可包括无线电信网络、蜂窝电话网络、卫星通信网络、以及能够发送和接收无线消息服务消息的其它类似通信系统。此外，网络810可包括多于一个的网络，并可包括多个不同类型网络。因此，网络810可包括多个数据网络、多个电信网络、数据和电信网络的组合或能够发送和接收无线消息服务消息的其它相似通信系统。
在操作中，终端820和830可以用于发送和接收信号，以及网络控制器840可以控制网络上的操作。例如，系统800中的终端820、网络控制器840、或者其它设备能够执行在流程图中公开的操作，用于检测所接收信号的调制类型。可以在系统800的器件中将在流程图中的每个步骤实现为软件或硬件模块。例如，可以在器件中的独立各个硬件模块中实现图7的流程图700中的每个步骤。因此，流程图700可以符号表示为器件中的模块的互连。然后器件可以输出或使用所选择的调制类型用来解调制所选调制类型的信号。
图9是根据一个实施例的例如终端820或终端830的通信设备900的示例性框图。通信设备900可包括外壳910、连接到外壳910的控制器920、连接到外壳910的音频输入和输出电路930、连接到外壳910的显示器940、连接到外壳910的收发信机950、连接到外壳910的用户接口960、连接到外壳910的存储器970、连接到外壳910和收发信机950的天线980、以及调制检测器990。显示器940可以是液晶显示器(LCD)、发光二极管(LED)显示器、等离子显示器或者任何其它用于显示信息的装置。收发信机950可以包括发射机和/或接收机。音频输入和输出电路930可以包括麦克风、扬声器、换能器、或任何其它音频输入和输出电路。用户接口960可包括键盘、按钮、触摸板、操纵杆、额外的显示器、或者用于提供用户和电子设备之间接口的任何其它有用的设备。存储器970可包括随机存取存储器、只读存储器、光存储器、用户标识模块存储器、或者可以连接到通信设备的任何其它存储器。调制检测器990可以包括第一决定检测统计生成器992、相位旋转器994、第二决定统计生成器996、以及决定模块998。调制检测器990和调制检测器990的模块可位于控制器920上、在存储器970中，作为独立的硬件或软件模块、或者在通信设备900上的任何其它位置。
在操作中，输入和输出电路930可以接受各种格式的输入和输出信号。例如，输入和输出电路930可以接收并输出音频信号和数据信号。存储器970可存储在移动通信设备900中使用的数据和软件。收发信机950可以通过例如网络120的无线网络发送和/或接收数据。控制器920能够控制移动通信设备900的操作。
调制检测器990可以检测所接收信号的调制类型。例如，第一决定统计生成器992可以基于由收发信机950接收的信号生成第一决定统计，相位旋转器994可以相位旋转所接收的信号，第二决定统计生成器996可以基于相位旋转的所接收信号生成第二决定统计，以及决定模块998可以基于比较第一决定统计和第二决定统计确定所选择的调制类型。决定模块998可以将结果返回控制器920，以由通信设备900适宜地处理和判断所选择调制类型的接收。
第一决定统计生成器992可以从所接收信号生成观察矩阵，其中基于该观察矩阵生成第一决定统计.第二决定统计生成器996可以从相位旋转的所接收信号生成观察矩阵，其中基于该观察矩阵生成第二决定统计.决定模块998可以通过比较第一决定统计和第二决定统计确定所选择的调制类型，如果第一决定统计小于或等于第二决定统计，将期望的调制类型确定为第一调制类型，以及如果第二决定统计小于第一决定统计，将期望的调制类型确定为第二调制类型.决定模块998还可以通过基于比较第一决定统计和第二决定统计，将所选择调制类型确定为高斯最小移频键控调制类型、八进制相移键控调制类型、或者任何其它调制类型，来确定所选择调制类型.第一决定统计生成器992还可以通过基于包括所接收信号的无线链路控制块的四个突发生成第一决定统计，来生成第一决定统计.可以根据生成第一决定统计，以及根据生成第二决定统计。
优选地可以在编程的处理器上实现本发明的方法、控制器920、以及调制检测器990。然而，还可以在通用或特定用途计算机、编程的微处理器或者微控制器以及外围集成电路单元、ASIC或其它集成电路、例如离散单元电路的硬件电路或逻辑电路、例如PLD、PLA、FPGA或PAL的可编程逻辑器件等上实现该方法、控制器920和调制检测器990。通常，其上具有能够实现在图中所示的流程图的有限状态机的任何器件可以用于实现本发明的处理器功能。例如，可以在基站、网络控制器、移动通信设备或任何其它用于检测所接收信号的调制的地方上执行该方法。
尽管使用其特定实施例描述了本发明，应理解对于本领域技术人员，很明显地可以有许多替换、改进和变形。例如，可以在其他实施例中交换、增加或替换本实施例的各种组件。因此，在此阐述的本发明的优选实施例旨在是说明性的而不是限制性的。可以做出各种改变而不背离本发明的精神和实质。
根据一个实施例，本公开提供了用于改进GSM通信系统中的调制检测的方法.在构建决定统计(statistic)中，该方法使用嵌入的干扰消除算法以驱动假设测试在下的调制检测决定.该方法可包括根据假定的调制类型，基于由准线性滤波器生成的训练序列的估计来建立误差度量(metric)的第一步骤，然后比较与每个调制类型相关的决定统计以确定调制的第二步骤.作为第三步骤，可以累积由第一步骤生成的每个假设之下的误差度量，以生成误差度量，通过其可以标识与每个无线链路控制(RLC)块相关的调制类型.
根据相关实施例，本公开提供了调制检测的方法。该方法可包括接收信号、基于所接收信号生成第一决定统计、相位旋转所接收信号、基于相位旋转的所接收信号生成第二决定统计、以及基于比较第一决定统计和第二决定统计确定所选择的调制类型。该方法还可包括从所接收信号生成观察矩阵，其中基于该观察矩阵生成第一决定统计。该方法可以额外地包括从相位旋转的所接收信号生成观察矩阵，其中基于该观察矩阵生成第二决定统计。确定所选择调制类型的步骤可包括比较第一决定统计和第二决定统计、如果第一决定统计小于或等于第二决定统计，确定期望调制为第一调制类型、以及如果第二决定统计小于第一决定统计，确定期望决定为第二调制类型。确定所选择调制类型的步骤可以基于比较第一决定统计和第二决定统计来确定所选择调制类型为高斯最小移频键控调制类型、八进制相移键控调制类型或任何其他有用的调制类型。生成第一决定统计可包括基于包括所接收信号的无线链路控制块的四个突发生成第一决定统计。根据生成第一决定统计。根据生成第二决定统计。
根据相关实施例，本公开提供了调制检测的方法。该方法可包括接收信号、基于所接收信号，根据包括干扰抑制的第一假设调制类型构建第一决定统计、基于所接收信号，根据包括干扰抑制的第二假设调制类型构建第二决定统计、并且基于第一决定统计和第二决定统计的比较识别所选择调制类型。第一假设调制类型可以是高斯最小移频键控调制类型。第二假设调制类型可以是八进制相移键控调制类型。该方法还可以包括当第二决定统计可以基于所转换的接收信号时，转换所接收信号。转换所接收信号可包括相位旋转所接收信号或任何其他有用的转换。可以根据生成第一决定统计。可以根据生成第二决定统计。识别所选择的调制类型可包括比较第一决定统计和第二决定统计、如果第一决定统计小于或等于第二决定统计，确定期望调制为第一调制类型、以及如果第一决定统计大于第二决定统计，确定期望决定为第二调制类型。第一调制类型可以是高斯最小移频键控调制类型、八进制相移键控调制类型、或者任何其他有用的调制类型。构建第一决定统计可包括基于包括所接收信号的无线链路控制块的四个突发构建第一决定统计。
根据相关实施例，本公开提供调制检测方法。该方法可包括接收信号、从接收信号生成第一观察矩阵、从第一观察矩阵计算第一决定统计、相位旋转所接收信号、从相位旋转的所接收信号生成第二观察矩阵、从第二观察矩阵计算第二决定统计、比较第一决定统计和第二决定统计、如果第一统计小于或等于第二统计，将期望调制确定为高斯最小移频键控调制、以及如果第二统计小于第一统计，将期望调制确定为八进制相移键控调制。
图1是正常突发100的示例性说明，其是电路交换和分组交换GSM逻辑信道的传输基本单元。在GSM中定义了其他突发格式，但是可以保留用于信令、频率校正或其他的目的。正常突发100的格式可以包括长度等于3个符号的两个尾部位域，由“T”表示、两个长度为58个符号的加密的数据域(“Data”)、长度为26个符号的中间序列或训练序列码(TSC)、以及标称长度为8.25个符号的引导间隔，由“G”表示。根据使用高斯最小移频键控(GMSK)还是八进制相移键控(8-PSK)调制类型，包括突发的该符号可以是例如二进制或八进制(即，8-ary)。
图2是根据一个实施例的包括可用训练序列码组的每个单元的二进制值符号序列的示例性表200。对于正常突发，在GSM网络中限定总共8个可选择的TSC域，并且在传输开始之前对于发射机和接收机是已知的。每个单独长度26的TSC包括具有16个符号基本长度的循环扩展的二进制代码字的序列，并且其展示出良好的循环自相关特性。为了展示的目的，将选自图2的对应于特定TSC的二进制符号序列表示为b′k。
当GMSK调制用于发送正常突发时，根据GSM系统中的GMSK调制原理执行关于数据、尾部和引导域的中间序列的传输。即，微分地编码包括TSC的二进制符号，然后根据具有带宽-时间(BT)乘积为0.3的高斯预滤波器的最小移频键控的原理相位调制。
图3是根据一个实施例的格雷编码8-PSK从组300的实数值单元的示例性说明。当使用8-PSK调制来发送正常突发时，首先将所选择TSC的每个二进制符号映射到格雷编码8-PSK从组的实数值单元。即，将TSC符号“0”映射到从组单元“111”以及将TSC符号“1”映射到从组单元“001”。然后在线形脉冲成形、频率转换以及传输之前，所得复数值符号经受3π/8弧度的每符号相移。
当在GMSK和8-PSK调制的突发之间区别时，接收机的主要任务是选择接收到相同训练序列b′k的两个交替表示的哪一个。在GMSK和8-PSK格式的突发之间没有其他明确的信令区别。
接下来考虑在干扰消除(IC)接收机的环境中的调制检测问题。在此首先简要描述在下面说明的实施例中使用的特定IC GSM接收机的基本原理是有益的，尽管还可以使用其他干扰消除接收机设计。在下面的说明中，量(.)T，(.)H，(.)-1分别表示矩阵的转置、共轭转置以及逆，以及大写字母表示向量或矩阵。
更具体地，滤去GSM系统中的共信道和相邻信道干扰的方法是使用准线性有限脉冲响应(FIR)滤波器，使用该训练序列训练该FIR滤波器。这使用GMSK调制的线性近似，其允许将近似等同所发送符号序列ak定义为：
换句话说，当使用GMSK调制时，GSM系统中的每个所发送符号ak可以被看作二进制对应的(antipodal)从组，交替地占据同相(I)或正交(Q)信号分量。
简单地就符号率采样而言，通过使用所接收信号rn的训练序列区域rn，n∈{61，63，，86}，其对应于所接收信号的第一假设到达行的所接收序列，可以通过最小化由下式定义的TSC上的改进的误差平方和来构建所发送符号序列的准线性估计器：
其中根据ak，将限制为纯实数或者纯虚数。再次，更具体地，将训练序列的二进制对应形式限定为bk＝1-2b′k，以及将bk的准线性估计限定为并且将输入到准线性估计器的长度N的观察向量y(k)，或等同地yk，限定为：
yk＝[rk，rk-1，…，rk-N+1]T (1.3)
然后根据下式形成第k-N+1个训练符号bk-N+1的准线形估计(在训练序列间隔k-N+1∈{61，62，…，86}上)：
其中w是复数值的长度N的权向量，以及根据所估计符号索引变化的函数Fl(x)根据下式生成其参数的实数或虚数部分：
通过将权和观察向量分解为它们各自的实数和虚数分量，即，只是w＝wr+jwi以及y＝yr+jyi，并注意以及可以计算权向量w以最小化训练序列上的估计误差。
其中
以及其中b是训练序列单元bk的向量，是b的估计，D＝61是第一训练序列符号的索引，以及wr和wi分别是w的实数和虚数部分。
可以使用例如经典最小平方方法求解等式(1.7)，以生成最佳的解答向量w为：
w＝(ZTZ)-1ZTb (1.8)
值得注意地，可以根据下式，就观察矩阵Z和训练序列向量b而言计算中间序列上的误差度量ε(在等式(1.2)，或者等同地在等式(1.6)中限定)：
ε＝bT(I-Z(ZTZ)-1Z)b (1.9)
即，ε是训练序列和训练序列的估计之间的误差平方的测量，其在训练序列间隔上比较了训练序列估计和实际训练序列bk而获得。因此它是有用的测量，基于其假设测试以在调制类型之间选择，并且其具有额外的优势在于由于上述类型的准线性估计能够干扰抑制，该假设测试从在生成假设测试决定统计中合并干扰抑制而受益。
在当前环境中，通过将等式(1.6)的误差度量合并到用作调制检测过程的基础的假设测试中，还可以将干扰抑制的该方法应用到EGPRS链路中的调制检测的问题中。
图4是概括了根据一个实施例的构建用于分辨调制类型的调制检测决定统计的操作的示例性流程图400。在步骤405，流程图400开始。假定假设H0对应于所发送突发使用GMSK调制的情形，而假设H1对应于8-PSK调制的情形。在步骤415，在假设H0下，其中假设突发是GMSK调制的，对应于在多径信道的输出所观察的训练序列的信号是：
其中hk是长度L的期望信号多径信道脉冲响应，以及bk是二进制TSC符号序列。
在步骤430，在突发使用8-PSK调制的假设H1下，下式给出对应于训练序列的所观察信号rn：
调制检测的一个方法通过首先计算观察rn和信号与之间的误差平方来构建假设测试的决定统计，该信号与分别通过结合训练序列bk的知识和在步骤410和425中使用例如相关、最小平方信道估计方法等生成的多径信道的估计和而生成。在步骤420，H0下的决定统计ε0可以限定为：
其中的形成遵循等式(1.10)，由信道估计替换hk。
相似地，在步骤435，将H1下的决定统计ε1限定为：
其中的形成遵循等式(1.11)，再次由信道估计替换hk。在步骤440、445和450中，如果ε0≤ε1，选择假设H0，否则选择假设H1。在步骤455，流程图400结束。
根据另一实施例，不使用该决定统计，而是使用在等式(1.6)中定义的替换决定统计。然而，在说明将该度量应用到调制检测的问题之前，关于在假设H1下的所观察8-PSK信号的结构的一个其他观察是有益的。
如在上面等式(1.11)中所描述，在H1下，由下式给出8-PSK调制的所接收序列rn：
如果将使用操作符ejnπ/8的相位旋转应用到所观察突发那么可以看到所得观察数据序列具有下面的结构：
等式(1.15)和等式(1.10)的比较示出在使用操作符ejnπ/8的旋转之后，在线性化的GMSK近似的范围之内，和具有相同的形式，除了将有限信道脉冲响应hk修改为h′k＝hke+jk3π/8之外。
因此，在假设H0下适用于GMSK观察的相同处理在假设H1下也适用于相位旋转的8-PSK观察
图5是概要说明根据另一实施例的突发调制检测方法的示意性流程图500。在步骤505，流程图开始。在步骤510，根据在等式(1.7)中Z的定义以及在等式(1.3)中向量y的定义，从所接收信号rn中直接提供(populate)观察矩阵Z0。
在步骤515，在假设H0(GMSK调制)下生成例如决定统计ε0的误差度量，其中根据等式(1.9)限定ε0：
在步骤520，通过使用操作符ejnπ/8相位旋转所接收信号rn，生成假设H1的信号
在步骤525，根据在等式(1.7)中Z的定义以及在等式(1.3)中向量y的定义，从所修改的信号中直接提供矩阵Z1，其中用替换等式(1.3)中的rk。
在步骤530，根据下式计算假设H1(8-PSK调制)下的误差度量ε1：
在步骤535，假设H0的误差度量ε0与假设H1的误差度量ε1作比较。在步骤540，如果ε0≤ε1，选择假设H0(即，声明GMSK突发调制)，否则，在步骤545，选择假设H1(即，声明8-PSK突发调制)。在步骤550，流程图结束。
可以参照图6理解在此说明的调制检测方法的性能，其示出1.5km/h移动台速度下的典型城市多径信道的RLC块检测性能600。可以看到当使用现有方法620时，在载波对共信道干扰比(C/I)为大约9dB的情况下将使用GMSK发送的RLC块识别为8-PSK调制的块的概率是1％，而另一个公开的调制检测方法620在大约-5dB的改进的C/I比下获得相同性能。
图7是概括示出根据另一实施例的所公开方法的操作的示例性流程图700。在步骤705，流程图开始。在步骤710，接收信号。根据替换实施例，该信号可包括在4个正常突发上分布的EGPRS无线链路控制(RLC)数据块。例如，注意到EGPRS RLC数据块在4个正常突发上分布，以及进一步注意到将相同调制类型应用到包括RLC块的每个突发，步骤710可包括RLC块调制标识。因此，在使用GMSK调制发送RLC块的扩展的假设H0RLC下，在包括RLC块的4个突发上累积ε0，以生成块误差度量ε0RLC。相似地，在使用8-PSK调制发送RLC块的扩展的假设H1RLC下，在包括RLC块的4个突发上累积ε1，以生成块误差度量ε1RLC。如果选择H0RLC(GMSK调制)，否则选择H1RLC(8-PSK调制)。在步骤715，基于所接收信号生成第一观察矩阵。在步骤715，基于第一观察矩阵，构建第一决定统计。在步骤725，转换所接收信号。例如，所接收信号可以被相位旋转或另外地转换。在步骤730，基于转换的所接收信号生成第二观察矩阵。在步骤735，基于第二观察矩阵构建第二决定统计。在步骤740，比较第一决定统计和第二决定统计。基于该比较，在步骤745选择第一调制类型或者在步骤750选择第二调制类型。在步骤753，根据所选择调制类型解调制信号。在步骤755，流程图700结束。
图8是根据一个实施例的系统800的示例性框图。系统800包括网络控制器840、网络810、以及一个或多个终端820和830。终端820和830可包括电话、无线电话、蜂窝电话、PDA、寻呼机、个人计算机或能够在包括无线网络的网络上发送和接收消息服务消息的任何其它设备。
在示例性实施例中，网络控制器840连接到网络810。例如，网络控制器840可位于基站或网络上的任何位置。网络810可包括能够发送和接收无线消息服务消息的任何类型的无线网络。例如，网络810可包括无线电信网络、蜂窝电话网络、卫星通信网络、以及能够发送和接收无线消息服务消息的其它类似通信系统。此外，网络810可包括多于一个的网络，并可包括多个不同类型网络。因此，网络810可包括多个数据网络、多个电信网络、数据和电信网络的组合或能够发送和接收无线消息服务消息的其它相似通信系统。
在操作中，终端820和830可以用于发送和接收信号，以及网络控制器840可以控制网络上的操作。例如，系统800中的终端820、网络控制器840、或者其它设备能够执行在流程图中公开的操作，用于检测所接收信号的调制类型。可以在系统800的器件中将在流程图中的每个步骤实现为软件或硬件模块。例如，可以在器件中的独立各个硬件模块中实现图7的流程图700中的每个步骤。因此，流程图700可以符号表示为器件中的模块的互连。然后器件可以输出或使用所选择的调制类型用来解调制所选调制类型的信号。
图9是根据一个实施例的例如终端820或终端830的通信设备900的示例性框图。通信设备900可包括外壳910、连接到外壳910的控制器920、连接到外壳910的音频输入和输出电路930、连接到外壳910的显示器940、连接到外壳910的收发信机950、连接到外壳910的用户接口960、连接到外壳910的存储器970、连接到外壳910和收发信机950的天线980、以及调制检测器990。显示器940可以是液晶显示器(LCD)、发光二极管(LED)显示器、等离子显示器或者任何其它用于显示信息的装置。收发信机950可以包括发射机和/或接收机。音频输入和输出电路930可以包括麦克风、扬声器、换能器、或任何其它音频输入和输出电路。用户接口960可包括键盘、按钮、触摸板、操纵杆、额外的显示器、或者用于提供用户和电子设备之间接口的任何其它有用的设备。存储器970可包括随机存取存储器、只读存储器、光存储器、用户标识模块存储器、或者可以连接到通信设备的任何其它存储器。调制检测器990可以包括第一决定检测统计生成器992、相位旋转器994、第二决定统计生成器996、以及决定模块998。调制检测器990和调制检测器990的模块可位于控制器920上、在存储器970中，作为独立的硬件或软件模块、或者在通信设备900上的任何其它位置。
在操作中，输入和输出电路930可以接受各种格式的输入和输出信号。例如，输入和输出电路930可以接收并输出音频信号和数据信号。存储器970可存储在移动通信设备900中使用的数据和软件。收发信机950可以通过例如网络120的无线网络发送和/或接收数据。控制器920能够控制移动通信设备900的操作。
调制检测器990可以检测所接收信号的调制类型。例如，第一决定统计生成器992可以基于由收发信机950接收的信号生成第一决定统计，相位旋转器994可以相位旋转所接收的信号，第二决定统计生成器996可以基于相位旋转的所接收信号生成第二决定统计，以及决定模块998可以基于比较第一决定统计和第二决定统计确定所选择的调制类型。决定模块998可以将结果返回控制器920，以由通信设备900适宜地处理和判断所选择调制类型的接收。
第一决定统计生成器992可以从所接收信号生成观察矩阵，其中基于该观察矩阵生成第一决定统计.第二决定统计生成器996可以从相位旋转的所接收信号生成观察矩阵，其中基于该观察矩阵生成第二决定统计.决定模块998可以通过比较第一决定统计和第二决定统计确定所选择的调制类型，如果第一决定统计小于或等于第二决定统计，将期望的调制类型确定为第一调制类型，以及如果第二决定统计小于第一决定统计，将期望的调制类型确定为第二调制类型.决定模块998还可以通过基于比较第一决定统计和第二决定统计，将所选择调制类型确定为高斯最小移频键控调制类型、八进制相移键控调制类型、或者任何其它调制类型，来确定所选择调制类型.第一决定统计生成器992还可以通过基于包括所接收信号的无线链路控制块的四个突发生成第一决定统计，来生成第一决定统计.可以根据生成第一决定统计，以及根据生成第二决定统计。
优选地可以在编程的处理器上实现本发明的方法、控制器920、以及调制检测器990。然而，还可以在通用或特定用途计算机、编程的微处理器或者微控制器以及外围集成电路单元、ASIC或其它集成电路、例如离散单元电路的硬件电路或逻辑电路、例如PLD、PLA、FPGA或PAL的可编程逻辑器件等上实现该方法、控制器920和调制检测器990。通常，其上具有能够实现在图中所示的流程图的有限状态机的任何器件可以用于实现本发明的处理器功能。例如，可以在基站、网络控制器、移动通信设备或任何其它用于检测所接收信号的调制的地方上执行该方法。
尽管使用其特定实施例描述了本发明，应理解对于本领域技术人员，很明显地可以有许多替换、改进和变形。例如，可以在其他实施例中交换、增加或替换本实施例的各种组件。因此，在此阐述的本发明的优选实施例旨在是说明性的而不是限制性的。可以做出各种改变而不背离本发明的精神和实质。