專利名稱：具備低消耗功率和良好接收性能的無線接收裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線接收裝置，尤其涉及一種在實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信那樣的高速且大容量的通信的移動(dòng)通信系統(tǒng)中、例如其基站所利用的無線接收裝置。
背景技術(shù)：
在移動(dòng)通信系統(tǒng)(例如，PHSPersonal Handyphone System)中，利用規(guī)定的調(diào)制方式、例如公知的π/4相移QPSK(Quadrature Phase ShiftKeying四相移鍵控)方式，在移動(dòng)終端裝置(以下稱為終端)和無線基地裝置(以下稱為基站)之間實(shí)現(xiàn)通信。
尤其在移動(dòng)通信系統(tǒng)的接收端中，利用與發(fā)送端所采用的規(guī)定調(diào)制方式對應(yīng)的規(guī)定解調(diào)方式對接收的信號進(jìn)行解調(diào)(例如，日本特開2003-158557號公報(bào))。
圖8是表示采用了π/4相移QPSK方式的現(xiàn)有PHS無線接收裝置(例如基站)的構(gòu)成的功能框圖。
參照圖8，來自未圖示的其他無線裝置的射頻(RF)發(fā)送信號，由天線100接收并供給RF接收電路102。RF接收電路102包括未圖示的放大器以及變頻電路，對接收信號進(jìn)行放大、變頻等必要的模擬處理而轉(zhuǎn)換為中頻(IF)模擬接收信號。之后，該中頻模擬接收信號通過模擬/數(shù)字(A/D)轉(zhuǎn)換器104轉(zhuǎn)換為規(guī)定采樣頻率的數(shù)字接收信號。
進(jìn)而，該數(shù)字接收信號被提供給同步信號處理部106。同步處理部106對規(guī)定信號長度的同步推定區(qū)間根據(jù)相關(guān)法求取相關(guān)值峰值，并將與該相關(guān)值峰值對應(yīng)的位置推定為同步位置。有關(guān)同步位置的信息以及接收信號的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)被傳遞到解調(diào)/檢波處理部108。
在解調(diào)/檢波處理部108中，以所獲得的同步位置為基準(zhǔn)，對同步推定區(qū)間長度的接收信號進(jìn)行解調(diào)，并將其結(jié)果提供給錯(cuò)誤判斷部110。
在錯(cuò)誤判斷部110中，將所解調(diào)的同步推定區(qū)間長度的接收信號與預(yù)先保存在主控制部112內(nèi)的參考信號進(jìn)行對比，對是否一致、即是否存在錯(cuò)誤進(jìn)行判斷，并將其結(jié)果通知給主控制部112。
如果錯(cuò)誤判斷部110的判斷結(jié)果判斷為兩信號一致即沒有錯(cuò)誤，則解調(diào)/檢波處理部108將同步位置當(dāng)作真實(shí)的同步位置而以該同步位置為基準(zhǔn)對接收信號全體(1時(shí)隙(slot)份的數(shù)據(jù))進(jìn)行解調(diào)，其解調(diào)輸出經(jīng)過錯(cuò)誤判斷部110作為位輸出(bit output)而輸出。
在這樣的構(gòu)成中，A/D轉(zhuǎn)換器104對模擬接收信號進(jìn)行采樣的定時(shí)，根據(jù)來自時(shí)鐘控制部114的指示而決定。更詳細(xì)而言，A/D轉(zhuǎn)換器104根據(jù)來自時(shí)鐘控制部114的控制信號，對內(nèi)部生成的內(nèi)部時(shí)鐘的定時(shí)進(jìn)行調(diào)整。進(jìn)而，以該內(nèi)部時(shí)鐘定時(shí)進(jìn)行模擬接收信號的采樣。
這里，在無線接收裝置中，由于對碼元點(diǎn)正確地進(jìn)行采樣可以避免后級信號處理部中的接收錯(cuò)誤的產(chǎn)生，所以，實(shí)施使采樣頻率比碼元頻率(以下稱為碼元率(symbol rate))高的重復(fù)采樣(oversampling)。
圖9是π/4相移QPSK方式的信號空間圖表(星座圖)。在圖9中，可轉(zhuǎn)變的碼元點(diǎn)用直線連結(jié)。在調(diào)制多值數(shù)量相對少的π/4相移QPSK方式中，可轉(zhuǎn)變的碼元點(diǎn)之間的距離比后面所示的調(diào)制多值數(shù)量多的調(diào)制方式相對長。在采用這樣的π/4相移QPSK方式的現(xiàn)有移動(dòng)通信系統(tǒng)中，通常采樣頻率采用碼元率的4倍。
這里，當(dāng)在現(xiàn)有的移動(dòng)通信系統(tǒng)中，以碼元率的4倍進(jìn)行重復(fù)采樣時(shí)，即使所采樣的碼元點(diǎn)的定時(shí)偏離原本的定時(shí)，在信號處理時(shí)發(fā)生接收錯(cuò)誤的頻度也極少。
這是因?yàn)?，在?4相移QPSK方式中，如圖9所示，由于IQ坐標(biāo)平面上的碼元點(diǎn)彼此分離，即使碼元點(diǎn)的定時(shí)有若干偏差，碼元點(diǎn)也會(huì)被正確地認(rèn)作是原本的碼元點(diǎn)，使得信號處理中不產(chǎn)生接收錯(cuò)誤。
但是，在最近的移動(dòng)通信系統(tǒng)中，如數(shù)字通信那樣，與現(xiàn)有的音頻通信相比要求高速、大容量的數(shù)據(jù)傳輸，因此，開發(fā)了與上述的π/4相移QPSK方式相比多值數(shù)量較多的調(diào)制方式。作為這種多值調(diào)制方式的一例，公知的是16QAM(Quadrature Amplitude Modulation正交幅度調(diào)制)方式，其已經(jīng)在某種數(shù)字通信中實(shí)際應(yīng)用。
圖10是表示16QAM方式的信號空間圖表(星座圖)。在16QAM方式中，接收信號的碼元點(diǎn)與在IQ坐標(biāo)平面上各象限配置4個(gè)格子型的、坐標(biāo)平面全體中總計(jì)16個(gè)信號點(diǎn)的任何一個(gè)對應(yīng)。由此，能夠一次發(fā)送表示16個(gè)信號的任何一個(gè)的4比特?cái)?shù)據(jù)。
另一方面，16QAM方式由于碼元點(diǎn)彼此的間隔較短而密集，所以，在作為PHS調(diào)制方式而采用的情況下，如果碼元點(diǎn)的采樣定時(shí)不恰當(dāng)，則可能誤認(rèn)碼元點(diǎn)，從而產(chǎn)生信號處理中接收錯(cuò)誤這樣的問題。
因此，為了防止多值調(diào)制方式中的由這種采樣定時(shí)的偏差而引起的接收錯(cuò)誤，在圖8的A/D轉(zhuǎn)換器104中提高采樣頻率是有效的。
但是，由于提高采樣頻率，使得后級的同步處理部106中的數(shù)字信號處理量增大，致使處理需要非常多的時(shí)間。而且，也會(huì)引起信號處理所消耗的消耗功率增加的不良情況。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種在低消耗功率下能防止接收錯(cuò)誤發(fā)生的無線接收裝置。
根據(jù)本發(fā)明的某一局面，接收調(diào)制后的信號并進(jìn)行解調(diào)處理的無線接收裝置，包括模式設(shè)定部，設(shè)定同步捕捉模式或同步跟蹤模式；信號轉(zhuǎn)換部，在同步捕捉模式中，將接收信號轉(zhuǎn)換為具有第一采樣數(shù)的第一數(shù)字信號；同步位置檢測部，在同步捕捉模式中，檢測出轉(zhuǎn)換后的第一數(shù)字信號的同步位置；存儲(chǔ)部，在同步捕捉模式中，對檢測出的同步位置進(jìn)行存儲(chǔ)；解調(diào)處理部，在同步捕捉模式中，基于檢測出的同步位置對第一數(shù)字信號進(jìn)行解調(diào)處理；和錯(cuò)誤判斷部，對解調(diào)后的第一數(shù)字信號中是否存在接收錯(cuò)誤進(jìn)行判斷。模式設(shè)定部根據(jù)錯(cuò)誤判斷部判斷沒有接收錯(cuò)誤而設(shè)定為同步跟蹤模式。信號轉(zhuǎn)換部在同步跟蹤模式中，將接收信號轉(zhuǎn)換為具有比第一采樣數(shù)少的第二采樣數(shù)的第二數(shù)字信號。解調(diào)處理部在同步跟蹤模式中，基于存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部中的同步位置對第二數(shù)字信號進(jìn)行解調(diào)處理。
優(yōu)選第二采樣數(shù)根據(jù)接收信號以至少碼元點(diǎn)和碼元點(diǎn)的前后包括在采樣定時(shí)中的方式而設(shè)定。
優(yōu)選無線接收裝置，還包括定時(shí)偏差檢測部，檢測出第二數(shù)字信號中的碼元點(diǎn)定時(shí)從正確的碼元點(diǎn)定時(shí)的偏差；定時(shí)偏差校正部，根據(jù)所檢測出的偏差，對第二采樣數(shù)的采樣定時(shí)進(jìn)行校正。定時(shí)偏差檢測部包括判斷部，將第二數(shù)字信號和規(guī)定的參考信號的相關(guān)值成為最大值的定時(shí)判斷為第二數(shù)字信號中的碼元點(diǎn)的定時(shí)；和計(jì)算部，基于最大值前后的相關(guān)值的大小與最大值大小的關(guān)系，計(jì)算出偏差的大小以及方向。定時(shí)偏差校正部，基于計(jì)算出的偏差的小以及方向，對第二采樣數(shù)的采樣定時(shí)進(jìn)行校正。
優(yōu)選算出偏差的大小以及方向的計(jì)算部包括除法運(yùn)算部，計(jì)算出最大值前后的相關(guān)值的各自大小的平方值之差，并將計(jì)算出的差除以最大值大小的平方；比較部，將除法運(yùn)算結(jié)果所獲得的值與規(guī)定閾值進(jìn)行比較；以及決定部，如果所獲得的值比閾值大，則基于所獲得的值來決定偏差的大小以及方向。
優(yōu)選算出偏差的大小以及方向的計(jì)算部包括決定部，其導(dǎo)出穿過最大值和最大值前后的相關(guān)值的拋物線，基于給出所導(dǎo)出的拋物線的最大值的定時(shí)與第二數(shù)字信號的碼元點(diǎn)的定時(shí)之差，決定偏差的大小以及方向。
根據(jù)本發(fā)明，在PHS那樣的移動(dòng)通信系統(tǒng)中，不僅抑制由過度的重復(fù)采樣而引起的功率消耗，并且，能夠獲得良好的接收性能。


圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施例所涉及的無線接收裝置構(gòu)成的功能框圖。
圖2是對實(shí)施例的同步位置推定方法中的、參考信號r(i)和接收信號x(i)之間的關(guān)系模擬地進(jìn)行表示的時(shí)間圖。
圖3A以及圖3B是對由圖1的同步處理部計(jì)算出的相關(guān)值平方的峰值部分進(jìn)行放大表示的圖。
圖4是用于對圖1的無線接收裝置中所實(shí)施的解調(diào)方法進(jìn)行說明的流程圖。
圖5是用于對圖1的無線接收裝置中所實(shí)施的解調(diào)方法進(jìn)行說明的流程圖。
圖6是對由本發(fā)明實(shí)施例的變更例所涉及的無線接收裝置的同步處理部計(jì)算出的相關(guān)值平方的峰值部分進(jìn)行放大表示的圖。
圖7是用于對本發(fā)明實(shí)施例的變更例所涉及的無線接收裝置中所實(shí)施的解調(diào)方法進(jìn)行說明的流程圖。
圖8是表示采用了π/4相移QPSK方式的現(xiàn)有PHS無線接收裝置的構(gòu)成的功能框圖。
圖9是π/4相移QPSK方式的信號空間圖表(星座圖)。
圖10是表示16QAM方式的信號空間圖表(星座圖)。
具體實(shí)施例方式
以下，參照附圖對本實(shí)施例詳細(xì)地進(jìn)行說明。另外，對圖中同一或相當(dāng)部分賦予同一符號，并不重復(fù)該說明。
圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施例涉及的、適用于例如PHS那樣的移動(dòng)通信系統(tǒng)的基站的無線接收裝置的構(gòu)成的功能框圖。
參照圖1，無線接收裝置具備天線1、RF接收電路10、A/D轉(zhuǎn)換器20、同步處理部30、解調(diào)/檢波處理部40、錯(cuò)誤判斷部50、主控制部60和時(shí)鐘控制部70。
來自未圖示的其他無線裝置的發(fā)送信號，由天線1接收并在RF接收電路10中進(jìn)行放大/變頻等的必要模擬處理。此后，接收信號在A/D轉(zhuǎn)換器20中轉(zhuǎn)換為數(shù)字采樣數(shù)據(jù)，并提供給同步處理部30。
現(xiàn)在，考慮在圖1的無線接收裝置中采用了16QAM方式作為多值調(diào)制方式的情況。
A/D轉(zhuǎn)換器20，即使在采用16QAM方式的情況下，也與以往的π/4相移QPSK方式同樣，響應(yīng)來自時(shí)鐘控制部70的控制信號，以規(guī)定的采樣頻率對模擬接收信號進(jìn)行采樣。但是，為了檢測出正確的同步位置，此時(shí)的采樣頻率比應(yīng)用于π/4相移QPSK方式的碼元率的4倍高，為碼元率的8倍。
如果在A/D轉(zhuǎn)換器20中，模擬接收信號被轉(zhuǎn)換為數(shù)字接收信號，則轉(zhuǎn)換后的數(shù)字接收信號被傳送到同步處理部30中，進(jìn)行同步位置的推定。
所謂同步位置的推定是指，在基站從終端以時(shí)分多路復(fù)用方式接收信號的情況下，除去接收信號中的最初不要部分，從絕對時(shí)間軸上的哪個(gè)位置起特定信號的開始信息部分。在本實(shí)施例中，采樣所謂的相關(guān)法作為同步位置推定方法。
在相關(guān)法中，首先，鑒于來自終端的接收信號相對全部的用戶包括共同已知的參考信號，使該參考信號預(yù)先存儲(chǔ)在基站的存儲(chǔ)器中。另外，作為參考信號，例如在PHS中，采用前同步碼(preamble)和唯一字(uniqueword)的組合，前同步碼由“1001”重復(fù)的位列構(gòu)成，唯一字在來自終端側(cè)的發(fā)送和來自基站側(cè)的發(fā)送中由不同的規(guī)定位列構(gòu)成。
圖2是對本實(shí)施例的同步位置推定方法中的、參考信號r(i)(i＝0～P-1)和接收信號x(i)之間的關(guān)系模擬地進(jìn)行表示的時(shí)間圖。
參考信號r(i)，其信號區(qū)間長度為P碼元，僅在相當(dāng)于圖中斜線部分的碼元點(diǎn)具有信息。
對此，為了以良好精度取入，對接收信號x(i)實(shí)施以比碼元率高的頻率進(jìn)行采樣的重復(fù)采樣。在圖2中，使碼元—碼元之間包括8個(gè)采樣數(shù)的8倍重復(fù)采樣。
基站將接收信號x(i)的信號列中與參考信號長度(P碼元)相當(dāng)?shù)慕邮招盘栆莆徊⑶医厝?，?jì)算與預(yù)先存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器(未圖示)中的參考信號的相關(guān)值。
此時(shí)，如果截取的接收信號x(i)與參考信號一致，則相關(guān)值增高，如果不一致則降低。在實(shí)現(xiàn)了接收信號x(i)時(shí)間軸上的信號和參考信號r(i)一致的時(shí)間位置，兩者的相關(guān)值變得尖銳作為峰值。通過對此時(shí)的時(shí)間位置進(jìn)行檢測，能夠特定時(shí)間軸上的同步位置。
另外，如上所述，將接收信號的同步位置不確定、利用相關(guān)法檢測同步位置以確定同步的動(dòng)作模式稱為“同步捕捉模式”。在同步捕捉模式中所特定的同步位置，不僅提供給解調(diào)/檢波處理部40并且存儲(chǔ)在主控制部60的內(nèi)部存儲(chǔ)器中。
解調(diào)/檢波處理部40將所提供的同步位置作為接收信號幀(frame)的開始位置進(jìn)行解調(diào)處理，將其結(jié)果提供給錯(cuò)誤判斷部50。
錯(cuò)誤判斷部50將解調(diào)后的同步推定區(qū)間長度的接收信號與預(yù)先保存在主控制部60內(nèi)的參考信號進(jìn)行對比，對是否一致、即是否具有錯(cuò)誤進(jìn)行判斷，并將其結(jié)果通知給主控制部60。
如果錯(cuò)誤判斷部50的判斷結(jié)果判斷為兩信號一致即沒有錯(cuò)誤，則解調(diào)/檢波處理部40，將同步位置當(dāng)作真實(shí)的同步位置并以該同步位置為基準(zhǔn)對接收信號全體(1時(shí)隙份的數(shù)據(jù))進(jìn)行解調(diào)，其解調(diào)輸出經(jīng)過錯(cuò)誤判斷部50作為位輸出(bit output)而輸出。
這樣，如果在錯(cuò)誤判斷部50中判斷為沒有錯(cuò)誤，則同步確立。如果一旦同步確立，則只要錯(cuò)誤不連續(xù)產(chǎn)生，無線接收裝置就會(huì)維持確立的同步。相對上述的“同步捕捉模式”，將該動(dòng)作模式稱為“同步跟蹤模式”。
在同步跟蹤模式中，不進(jìn)行上述的同步位置的推定動(dòng)作，將主控制部60內(nèi)的存儲(chǔ)在未圖示的存儲(chǔ)器中的同步位置作為開始位置，進(jìn)行新接收信號的幀的解調(diào)處理。這是以同步位置對5毫秒單位的每一幀不高速變動(dòng)為前提的動(dòng)作。
另外，在通過基于固定了同步位置的解調(diào)處理而獲得的輸出信號中檢測出錯(cuò)誤的情況下，只要錯(cuò)誤的次數(shù)不超過規(guī)定的閾值，就維持同步跟蹤模式。
另一方面，在連續(xù)產(chǎn)生的錯(cuò)誤次數(shù)超過該閾值的情況下，從同步跟蹤模式轉(zhuǎn)變?yōu)橥讲蹲侥Ｊ?，再次通過相關(guān)法進(jìn)行同步位置的檢測。
這樣，如果一旦無線接收裝置過渡到同步跟蹤模式，則僅提取接收信號x(i)中的碼元點(diǎn)的信號，并通過后級電路接受解調(diào)處理。
因此，即使在同步跟蹤模式中，也與同步捕捉模式同樣，由于以高采樣頻率繼續(xù)重復(fù)抽樣，同時(shí)產(chǎn)生解調(diào)處理不需要的采樣點(diǎn)，所以，后級電路中的數(shù)字信號處理量增大至超過所需量。結(jié)果，不僅使信號處理所需時(shí)間過長，并且浪費(fèi)了消耗功率。
因此，在本實(shí)施例中，當(dāng)無線接收裝置從同步捕捉模式過渡為同步跟蹤模式時(shí)，通過時(shí)鐘控制部70，以比同步捕捉模式時(shí)少的采樣數(shù)使A/D轉(zhuǎn)換器20動(dòng)作。
詳細(xì)而言，如圖2最下段所示那樣，在同步跟蹤模式中，從接收信號x(i)對碼元點(diǎn)和其前后各一點(diǎn)進(jìn)行采樣。
這樣，僅對信號處理所需要的碼元點(diǎn)的信號進(jìn)行采樣，而將信號處理不需要的采樣點(diǎn)除去，由此，使得采樣數(shù)大幅度減少。因此，抑制了以往由于過度的重復(fù)采樣而無益地消耗功率的發(fā)生，能夠顯著地減少信號處理所要時(shí)間以及功率消耗量。
這樣，在本實(shí)施例中，其特征在于，將同步跟蹤模式中的采樣定時(shí)加入到碼元點(diǎn)，對其前后各一點(diǎn)進(jìn)行采樣。本特征在實(shí)現(xiàn)由于采樣數(shù)的減少而帶來的低消耗功率的基礎(chǔ)上，還對以下敘述的采樣定時(shí)的偏差進(jìn)行校正，起到使同步跟蹤模式持續(xù)的效果。
在敘述該效果時(shí)，首先，對A/D轉(zhuǎn)換器20中所產(chǎn)生的采樣定時(shí)偏差進(jìn)行簡單的說明。
圖3A以及3B是對由圖1的同步處理部30計(jì)算出的相關(guān)值平方的峰值部分進(jìn)行放大表示的圖。白圓圈是與各相關(guān)值的平方對應(yīng)的采樣點(diǎn)。
圖3A表示在A/D轉(zhuǎn)換器20中以正確的定時(shí)進(jìn)行采樣時(shí)的相關(guān)值平方的峰值部分。在該圖中，表示最大值的a2位于相關(guān)值平方的峰值處，因此，其前后的相關(guān)值平方的點(diǎn)a1、a3具有大致相同的大小。
另一方面，圖3B表示在A/D轉(zhuǎn)換器20中以偏差的定時(shí)進(jìn)行采樣時(shí)的相關(guān)值平方的峰值部分。在該圖中，表示最大值的b2不位于相關(guān)值平方的峰值處，因此，其前后的相關(guān)值平方的點(diǎn)b1、b3具有不同的大小。
由此，通過對相關(guān)值平方的最大值(a2，b2)的前后2個(gè)相關(guān)值平方(a1以及a3，b1以及b3)的差的大小以及變化方向進(jìn)行檢測，能夠判斷相關(guān)值的最大值從峰值位置朝哪個(gè)方向偏離多少，即采樣定時(shí)從原本的定時(shí)朝哪個(gè)方向偏離多少。
因此，在本實(shí)施例中，對由確立的同步位置所推定的期望的碼元點(diǎn)和其前后各1點(diǎn)進(jìn)行采樣，由該采樣點(diǎn)中的相關(guān)值平方的大小求取采樣定時(shí)的偏差大小，并通過校正該偏差能以正確的定時(shí)提取碼元點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)維持同步跟蹤模式。
具體而言，在同步處理部30中，分別對由碼元點(diǎn)以及其前后各一點(diǎn)構(gòu)成的采樣點(diǎn)，通過接收信號x(i)和參考信號r(i)的復(fù)數(shù)乘法以及復(fù)數(shù)加法，計(jì)算相關(guān)值及其大小的平方值。
接著，從計(jì)算出的結(jié)果，檢測出相關(guān)值大小的平方值的最大值以及提供該最大值的時(shí)間位置。進(jìn)而，取得提供最大值的時(shí)間位置前后的采樣點(diǎn)中的相關(guān)值大小的平方值。
接著，求取成為最大值的時(shí)間位置前后的相關(guān)值的平方值大小之差，將該差除以最大值。此時(shí)的商為α。
所獲得的商α，根據(jù)其大小和符號，分別指示采樣定時(shí)的偏差大小和方向。因此，基于該α能夠?qū)/D轉(zhuǎn)換器20的采樣定時(shí)進(jìn)行校正。
如上所述，本實(shí)施例所涉及的無線接收裝置，在同步捕捉模式和同步跟蹤模式中，變更接收信號x(i)的采樣定時(shí)。首先，在同步捕捉模式中，A/D轉(zhuǎn)換器20以同步確立所需的定時(shí)(比碼元率高的采樣頻率)對接收信號x(i)進(jìn)行重復(fù)采樣。接著，在同步確立后所實(shí)施的同步跟蹤模式中，A/D轉(zhuǎn)換器20為了維持確立的同步，以校正采樣定時(shí)的偏差所需最小限的定時(shí)進(jìn)行采樣。
A/D轉(zhuǎn)換器20中的采樣定時(shí)的控制通過圖1的時(shí)鐘控制部70來進(jìn)行。時(shí)鐘控制部70如果從主控制部60接收對同步模式進(jìn)行指示的信號SMD、以及對定時(shí)偏差進(jìn)行指示的信號TIM，則根據(jù)這些信號的指示內(nèi)容，對A/D轉(zhuǎn)換器20的采樣定時(shí)進(jìn)行控制，詳細(xì)而言，時(shí)鐘控制部70如果從主控制部60接收對同步捕捉模式進(jìn)行指示的信號SMD，則例如如圖2的中段所示那樣，以生成碼元率8倍采樣頻率的內(nèi)部時(shí)鐘(以下，將同步捕捉模式中的內(nèi)部時(shí)鐘稱為時(shí)鐘SCL1)的方式，對A/D轉(zhuǎn)換器20進(jìn)行控制。另一方面，時(shí)鐘控制部70如果從主控制部60接收對同步跟蹤模式進(jìn)行指示的信號SMD，則以生成將碼元點(diǎn)和其前后各一點(diǎn)作為采樣定時(shí)的內(nèi)部時(shí)鐘(以下，將同步跟蹤模式中的內(nèi)部時(shí)鐘稱為時(shí)鐘SCL2)的方式，對A/D轉(zhuǎn)換器20進(jìn)行控制。此時(shí)，碼元點(diǎn)和其前后各一點(diǎn)之間的間隔，例如如圖2的最下段所示那樣，以與同步捕捉模式中的重復(fù)采樣中的采樣間隔相等的方式進(jìn)行設(shè)定。
時(shí)鐘控制部70，進(jìn)而在同步跟蹤模式中，根據(jù)對定時(shí)偏差的大小以及方向進(jìn)行指示的信號TIM，對A/D轉(zhuǎn)換器20的采樣定時(shí)進(jìn)行校正。這樣，A/D轉(zhuǎn)換器20通過調(diào)整后的內(nèi)部時(shí)鐘，以正確的定時(shí)對模擬接收信號進(jìn)行采樣。
圖4以及圖5整體是用于對在圖1的無線接收裝置中所進(jìn)行解調(diào)方法進(jìn)行說明的流程圖。另外，實(shí)際的處理是通過將主控制部60、時(shí)鐘控制部70和數(shù)字信號處理部分(同步處理部30、解調(diào)檢波處理部40和錯(cuò)誤判斷部50)一體化的DSP(Digital Signal Processor數(shù)字信號處理器)，按照圖4以及圖5所示的流程利用軟件來實(shí)施的。
參照圖4，首先，時(shí)鐘控制部70基于來自主控制部60的信號SMD，對同步模式進(jìn)行判斷(步驟S01)。
在步驟S01中，如果同步模式被判斷為同步捕捉模式，則時(shí)鐘控制部70以生成具有所期望的采樣頻率(例如碼元率的8倍)的時(shí)鐘SCL1的方式，對A/D轉(zhuǎn)換器20進(jìn)行控制。由此，A/D轉(zhuǎn)換器20以生成的時(shí)鐘SCL1對從RF接收電路10傳送來的接收信號x(i)進(jìn)行采樣(步驟S02)。采樣后的接收信號x(i)被提供給同步處理部30。
接著，同步處理部30對接收信號x(i)進(jìn)行基于相關(guān)法的同步位置推定。具體而言，同步處理部30計(jì)算出接收信號x(i)和規(guī)定的參考信號r(i)的相關(guān)值，并檢測出算出的相關(guān)值成為峰值時(shí)的時(shí)間位置。所檢測出的時(shí)間位置作為同步位置Sync，被傳送到主控制部60以及解調(diào)/檢波處理部40。
解調(diào)/檢波處理部40將所提供的同步位置Sync作為接收信號x(i)的幀的開始位置而進(jìn)行解調(diào)處理，并將其結(jié)果提供給錯(cuò)誤判斷部50。
錯(cuò)誤判斷部50將解調(diào)后的同步推定區(qū)間長度的接收信號與預(yù)先保存在主控制部60內(nèi)的參考信號r(i)進(jìn)行對比，對是否一致、即是否存在錯(cuò)誤進(jìn)行判斷，并將其結(jié)果通知給主控制部60(步驟S05)。
如果在步驟S05中判斷為沒有錯(cuò)誤，則主控制部60將同步位置Sync當(dāng)作真實(shí)的同步位置，不僅將其存儲(chǔ)在內(nèi)部的存儲(chǔ)器(未圖示)中，而且使同步模式從同步捕捉模式轉(zhuǎn)變?yōu)橥礁櫮Ｊ?步驟S06，圖4的箭頭1)。
另一方面，如果在步驟S05中判斷為存在錯(cuò)誤，則維持同步捕捉模式，重復(fù)上述的步驟S01～S04的動(dòng)作直到判斷為沒有接收錯(cuò)誤為止。
接著，參照圖5，如果同步模式從同步捕捉模式轉(zhuǎn)變?yōu)橥礁櫮Ｊ剑瑒t時(shí)鐘控制部70從主控制部60接收對同步模式是同步跟蹤模式進(jìn)行指示的信號SMD(步驟S10)。此時(shí)，主控制部60內(nèi)部的保存在存儲(chǔ)器(未圖示)中的同步位置Sync，也提供給時(shí)鐘控制部70。
如果時(shí)鐘控制部70接收信號SMD和同步位置Sync，則根據(jù)這些信息，以生成將碼元點(diǎn)及其前后各一點(diǎn)作為采樣定時(shí)的時(shí)鐘SCL2的方式，對A/D轉(zhuǎn)換器20進(jìn)行控制。由此，A/D轉(zhuǎn)換器20以該生成的時(shí)鐘SCL2對接收信號x(i)進(jìn)行采樣(步驟S11)。采樣后的接收信號x(i)被提供給同步處理部30。
如果同步處理部30接收到接收信號x(i)，則基于接收信號x(i)和參考信號r(i)的相關(guān)值，對采樣定時(shí)的偏差進(jìn)行校正。詳細(xì)而言，計(jì)算出采樣后的接收信號x(i)和參考信號r(i)的相關(guān)值、以及該相關(guān)值大小的平方值。進(jìn)而，檢測出相關(guān)值大小的平方值成為最大的時(shí)間位置(步驟S13)，求取位于該時(shí)間位置前后的采樣點(diǎn)中的相關(guān)值大小的平方的差，并將該差除以相關(guān)值平方的大小的最大值，其商為α(步驟S14)。
接著，同步處理部30對商α是否比規(guī)定的閾值大進(jìn)行判斷(步驟S15)。另外，此時(shí)的規(guī)定閾值，在此后進(jìn)行的解調(diào)處理中，以接收錯(cuò)誤可能發(fā)生時(shí)的相關(guān)值作為基準(zhǔn)而設(shè)定。
如果在步驟S15中判斷商α比規(guī)定閾值大，則將對商α乘以規(guī)定系數(shù)a的a×α的絕對值，作為采樣定時(shí)的變化量、即A/D轉(zhuǎn)換器20中的采樣定時(shí)的校正量。另外，將α的符號作為采樣定時(shí)的變化方向、即A/D轉(zhuǎn)換器20中的采樣定時(shí)的校正方向。有關(guān)采樣定時(shí)的校正量以及校正方向的信息，作為信號TIM從主控制部60提供給時(shí)鐘控制部70。時(shí)鐘控制部70以通過信號TIM所指示的校正量以及校正方向?qū)r(shí)鐘SCL2的采樣定時(shí)進(jìn)行校正的方式，對A/D轉(zhuǎn)換器20進(jìn)行控制(步驟S16)。
接著，如果利用校正后的時(shí)鐘SCL2對接收信號x(i)進(jìn)行采樣，則將同步位置Sync作為接收信號x(i)的幀的開始位置，執(zhí)行接收信號x(i)的解調(diào)處理(步驟S17)。由此，提取正確的碼元點(diǎn)而抑制接收錯(cuò)誤的產(chǎn)生。
另外，即使通過這樣的采樣定時(shí)的微調(diào)整，還是會(huì)產(chǎn)生無法跟蹤的程度的通信環(huán)境變化等，在經(jīng)過解調(diào)處理而獲得的位輸出中檢測出接收錯(cuò)誤連續(xù)并超過規(guī)定閾值時(shí)(步驟S18)，主控制部60判斷維持同步跟蹤模式已經(jīng)困難，確定向同步捕捉模式轉(zhuǎn)變(步驟S19)。如果返回到同步捕捉模式，則遵從先前圖4所示的流程，再次進(jìn)行同步位置的檢測。
另一方面，在步驟S17的解調(diào)處理中，只要位輸出中接收錯(cuò)誤的次數(shù)不超過規(guī)定閾值，就維持同步跟蹤模式(步驟S20)。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，由于在一旦確立同步之后的同步跟蹤模式中，以同步維持所需最小限的定時(shí)進(jìn)行采樣，所以，抑制了由過度重復(fù)采樣而引起的無益功率消耗，由此，能夠?qū)崿F(xiàn)低消耗功率。
并且，通過利用被限定的采樣定時(shí)，對采樣定時(shí)的偏差進(jìn)行校正，能夠以正確的定時(shí)提取碼元點(diǎn)，從而，可以在低消耗功率下防止接收錯(cuò)誤的發(fā)生。
(變更例)在先前的實(shí)施例中，對同步跟蹤模式中的采樣定時(shí)的偏差進(jìn)行校正，計(jì)算出采樣后的接收信號x(i)和參考信號r(i)的相關(guān)值的最大值以及最大值前后的相關(guān)值大小的平方之差，并且基于將該計(jì)算出的差除以最大值大小的平方值而得到的商的大小，決定其校正量以及校正方向。在本變更例中，進(jìn)一步對實(shí)施采樣定時(shí)偏差校正的其他構(gòu)成進(jìn)行說明。另外，本變更例所涉及的無線接收裝置，是相對圖1的無線接收裝置變更其同步處理部30的處理方法的無線接受裝置。
詳細(xì)而言，如果同步處理部30接收到采樣后的接收信號x(i)，則計(jì)算出接收信號x(i)和參考信號r(i)的相關(guān)值、以及該相關(guān)值大小的平方值。并且，檢測出相關(guān)值大小的平方值成為最大的時(shí)間位置，并計(jì)算位于該時(shí)間位置前后的采樣點(diǎn)中的相關(guān)值大小的平方值。
接著，同步處理部30在圖6所示的相關(guān)值平方的最大值(b2)、最大值前后的2個(gè)相關(guān)值的平方值(b1以及b3)的關(guān)系中，導(dǎo)出通過這3點(diǎn)(b1～b3)的拋物線。
詳細(xì)而言，參照圖6，在A/D轉(zhuǎn)換器20中以偏離的定時(shí)進(jìn)行采樣時(shí)，表示最大值的點(diǎn)b2從相關(guān)值的平方的峰值部分偏離，并且，其前后相關(guān)值的平方值的點(diǎn)b1、b3具有不同的大小。因此，同步處理部30假定這3點(diǎn)b1、b2、b3的全體位于圖中以虛線所示的拋物線上，將與該假定的拋物線的峰值部分對應(yīng)的時(shí)間位置(x＝x0)判斷為正確的碼元點(diǎn)的定時(shí)。
具體而言，在圖6所示的拋物線以式(1)進(jìn)行表示時(shí)，3點(diǎn)b1、b2、b3分別使式(2)～式(4)成立。
f(x)＝ax2+bx+c
＝a(x+b/2a)2+(4ac-b2)/4a···(1)f(-α)＝aα2-bα+c···(2)f(0)＝c ···(3)f(α)＝aα2+bα+c ···(4)其中，x＝-α，0，α分別是點(diǎn)(b1，b2，b3)的時(shí)間位置。
這里，由式(1)可知拋物線在時(shí)間位置x＝-b/2a(設(shè)定＝x0)處成為峰值，其極大值f(x0)為(4ac-b2)/4a。并且，根據(jù)上述的式(2)～式(4)，與該峰值部分對應(yīng)的時(shí)間位置(x＝x0)由式(5)提供。
x0＝-[f(α)-f(-α)]/[f(α)+f(-α)-2f(0)·α/2···(5)因此，同步處理部30將從式(5)獲得的時(shí)間位置x0判斷為正確的碼元點(diǎn)的定時(shí)，并將與相關(guān)值的平方的最大值(b2)對應(yīng)的時(shí)間位置(x＝0)和與該峰值部分對應(yīng)的時(shí)間位置(x＝x0)之差(即、x0)作為A/D轉(zhuǎn)接器20中的采樣定時(shí)的校正量。具體而言，將差x0的絕對值作為采樣定時(shí)的校正量，將差x0的符號作為采樣定時(shí)的校正方向。而且，同步處理部30將有關(guān)采樣定時(shí)的校正量以及校正方向的信息輸出到主控制部60。主控制部60與上述的實(shí)施例同樣，將這些信息作為信號TIM提供給時(shí)鐘控制部70。時(shí)鐘控制部70以通過信號TIM所指示的校正量以及校正方向?qū)r(shí)鐘SCL2的采樣定時(shí)進(jìn)行校正的方式，對A/D轉(zhuǎn)換器20進(jìn)行控制。
圖7是用于對在本發(fā)明實(shí)施例的變更例所涉及的無線接收裝置中實(shí)施的解調(diào)方法進(jìn)行說明的流程圖。另外，本變更例的無線接收裝置，在圖7的流程圖中之前的同步捕捉模式中，遵從圖4的流程圖，對利用了相關(guān)法的同步位置進(jìn)行確定。
參照圖7，如果同步模式從同步捕捉模式轉(zhuǎn)變?yōu)橥礁櫮Ｊ?，則時(shí)鐘控制部70從主控制部60接收對同步模式是同步跟蹤模式進(jìn)行指示的信號SMD(步驟S21)。此時(shí)，主控制部60內(nèi)部的保存在存儲(chǔ)器(未圖示)中的同步位置Sync，也提供給時(shí)鐘控制部70。
如果時(shí)鐘控制部70接收到信號SMD和同步位置Sync的信息，則根據(jù)這些信息，以生成將碼元點(diǎn)及其前后各一點(diǎn)作為采樣定時(shí)的時(shí)鐘SCL2的方式，對A/D轉(zhuǎn)換器20進(jìn)行控制。由此，A/D轉(zhuǎn)換器20以該生成的時(shí)鐘SCL2對接收信號x(i)進(jìn)行采樣(步驟S22)。采樣后的接收信號x(i)被提供給同步處理部30。
如果同步處理部30接收了接收信號x(i)，則基于接收信號x(i)和參考信號r(i)的相關(guān)值，對采樣定時(shí)的偏差進(jìn)行校正。詳細(xì)而言，計(jì)算出采樣后的接收信號x(i)和參考信號r(i)的相關(guān)值、以及該相關(guān)值大小的平方值。并且，檢測出相關(guān)值大小的平方值成為最大的時(shí)間位置(步驟S24)，求取位于該時(shí)間位置前后的采樣點(diǎn)中的相關(guān)值大小的平方。因此，按照上述的方法，導(dǎo)出滿足這3個(gè)相關(guān)值大小的平方的拋物線(步驟S25)。
接著，如果同步處理部30求出與所導(dǎo)出的拋物線的峰值部分對應(yīng)的時(shí)間位置(x＝x0)、和與相關(guān)值的平方的最大值對應(yīng)的時(shí)間位置(x＝0)之差x0，則將差x0的絕對值作為A/D轉(zhuǎn)換器20中的采樣定時(shí)的校正量。并且，將差x0的符號作為A/D轉(zhuǎn)換器20中的采樣定時(shí)的校正方向。而且，將有關(guān)采樣定時(shí)的校正量以及校正方向的信息作為信號TIM，從主控制部60提供給時(shí)鐘控制部70。時(shí)鐘控制部70以通過信號TIM所指示的校正量以及校正方向?qū)r(shí)鐘SCL2的采樣定時(shí)進(jìn)行校對的方式，對A/D轉(zhuǎn)換器20進(jìn)行控制(步驟S26)。
接著，如果利用校正后的時(shí)鐘SCL2對接收信號x(i)進(jìn)行采樣，則將同步位置Sync作為接收信號x(i)的幀的開始位置，實(shí)施接收信號x(i)的解調(diào)處理(步驟S27)。由此，可提取正確的碼元點(diǎn)并抑制接收錯(cuò)誤的產(chǎn)生。
另外，即使通過這樣的采樣定時(shí)的微調(diào)整，還是會(huì)產(chǎn)生無法跟蹤程度的通信環(huán)境變化等，因此，在經(jīng)過解調(diào)處理而獲得的位輸出中檢測出接收錯(cuò)誤連續(xù)并為規(guī)定閾值以上時(shí)(步驟S28)，主控制部60判斷維持同步跟蹤模式已經(jīng)困難，確定向同步捕捉模式轉(zhuǎn)變(步驟S29)。如果返回到同步捕捉模式，則按照先前圖4所示的流程，再次進(jìn)行同步位置的檢測。
另一方面，在步驟S27的解調(diào)處理中，只要位輸出中接收錯(cuò)誤的次數(shù)不超過規(guī)定閾值，就維持同步跟蹤模式(步驟S30)。
權(quán)利要求
1.一種無線接收裝置，接收調(diào)制后的信號并對其進(jìn)行解調(diào)處理，具備模式設(shè)定機(jī)構(gòu)，設(shè)定同步捕捉模式或同步跟蹤模式；信號轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，在所述同步捕捉模式中，將接收信號轉(zhuǎn)換成具有第一采樣數(shù)的第一數(shù)字信號；同步位置檢測機(jī)構(gòu)，在所述同步捕捉模式中，檢測出轉(zhuǎn)換后的所述第一數(shù)字信號的同步位置；存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)，在所述同步捕捉模式中，對所述檢測出的同步位置進(jìn)行存儲(chǔ)；解調(diào)處理機(jī)構(gòu)，在所述同步捕捉模式中，基于所述檢測出的同步位置對所述第一數(shù)字信號進(jìn)行解調(diào)處理；和錯(cuò)誤判斷機(jī)構(gòu)，對所述解調(diào)后的第一數(shù)字信號中是否存在接收錯(cuò)誤進(jìn)行判斷，所述模式設(shè)定機(jī)構(gòu)根據(jù)所述錯(cuò)誤判斷機(jī)構(gòu)判斷沒有接收錯(cuò)誤而設(shè)定為所述同步跟蹤模式，所述信號轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)在所述同步跟蹤模式中，將所述接收信號轉(zhuǎn)換為具有比所述第一采樣數(shù)少的第二采樣數(shù)的第二數(shù)字信號，所述解調(diào)處理機(jī)構(gòu)在所述同步跟蹤模式中，基于存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)中的同步位置，對所述第二數(shù)字信號進(jìn)行解調(diào)處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線接收裝置，其特征在于，所述第二采樣數(shù)根據(jù)所述接收信號以至少碼元點(diǎn)和所述碼元點(diǎn)的前后包括在采樣定時(shí)中的方式而設(shè)定。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無線接收裝置，其特征在于，還具備定時(shí)偏差檢測機(jī)構(gòu)，檢測出所述第二數(shù)字信號中的碼元點(diǎn)定時(shí)從正確的碼元點(diǎn)定時(shí)的偏差；定時(shí)偏差校正機(jī)構(gòu)，根據(jù)所檢測出的所述偏差，對所述第二采樣數(shù)的采樣定時(shí)進(jìn)行校正，所述定時(shí)偏差檢測機(jī)構(gòu)包括判斷機(jī)構(gòu)，將所述第二數(shù)字信號和規(guī)定的參考信號的相關(guān)值成為最大值的定時(shí)，判斷為所述第二數(shù)字信號中的碼元點(diǎn)的定時(shí)；和計(jì)算機(jī)構(gòu)，基于所述最大值前后的相關(guān)值大小與最大值大小的關(guān)系，計(jì)算出所述偏差的大小以及方向，所述定時(shí)偏差校正機(jī)構(gòu)基于計(jì)算出的所述偏差的大小以及方向，對所述第二采樣數(shù)的采樣定時(shí)進(jìn)行校正。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無線接收裝置，其特征在于，計(jì)算所述偏差的大小以及方向的計(jì)算機(jī)構(gòu)，包括除法運(yùn)算機(jī)構(gòu)，計(jì)算出所述最大值前后的相關(guān)值的各自大小的平方值之差，并將所計(jì)算出的差除以最大值大小的平方值；比較機(jī)構(gòu)，將所述除法運(yùn)算結(jié)果所獲得的值與規(guī)定閾值比較；和決定機(jī)構(gòu)，如果所述獲得的值比所述閾值大，則基于所述獲得的值決定所述偏差的大小以及方向。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無線接收裝置，其特征在于，算出所述偏差的大小以及方向的計(jì)算機(jī)構(gòu)，包括決定機(jī)構(gòu)，其導(dǎo)出穿過所述最大值和所述最大值前后的相關(guān)值的拋物線，基于給出所導(dǎo)出的所述拋物線的極大值的定時(shí)與所述第二數(shù)字信號的碼元點(diǎn)的定時(shí)之差，來決定所述偏差的大小以及方向。
全文摘要
本發(fā)明提供一種無線接收裝置。A/D轉(zhuǎn)換器在同步捕捉模式和同步跟蹤模式中對接收信號的采樣定時(shí)進(jìn)行變更。A/D轉(zhuǎn)換器在同步捕捉模式中，通過時(shí)鐘控制部的控制生成碼元率8倍的采樣頻率的內(nèi)部時(shí)鐘。另一方面，A/D轉(zhuǎn)換器在同步跟蹤模式中，通過時(shí)鐘控制部的控制生成將碼元點(diǎn)和其前后各一點(diǎn)作為采樣定時(shí)的內(nèi)部時(shí)鐘。A/D轉(zhuǎn)換器還在同步捕捉模式中，根據(jù)接收信號和參考信號的相關(guān)值的最大值以及最大值前后的相關(guān)值大小的平方值，對碼元點(diǎn)的采樣定時(shí)進(jìn)行校正。
文檔編號H04B1/06GK1897495SQ20061010194
公開日2007年1月17日 申請日期2006年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月13日
發(fā)明者河合克敏 申請人:三洋電機(jī)株式會(huì)社