專利名稱：通過(guò)窗口濾波器的直接擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的接收機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種直接擴(kuò)頻通信系統(tǒng)，特別是涉及通過(guò)窗口濾波器的直接擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的接收機(jī)。
一般來(lái)說(shuō)，如

圖1所示，直接擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的接收機(jī)解擴(kuò)一個(gè)被直接擴(kuò)頻的接收信號(hào)，然后解調(diào)出原始數(shù)據(jù)。參見(jiàn)圖1，下面說(shuō)明現(xiàn)有接收機(jī)從接收的信號(hào)中解調(diào)數(shù)據(jù)的工作。
首先，第一混頻器102輸入一個(gè)通過(guò)天線101所輸入的接收信號(hào)和一個(gè)通過(guò)載波發(fā)生器103所輸入的載波并把這兩信號(hào)進(jìn)行混頻而輸出混頻信號(hào)以作為第一混頻信號(hào)。然后，一個(gè)帶通濾波器104輸入并濾波該第一混頻信號(hào)，并輸出變換成中頻信號(hào)的濾波信號(hào)。
一個(gè)I信道混頻器105輸入該濾波信號(hào)和從中頻發(fā)生器106所輸入的同相成份的中頻信號(hào)，并把這兩輸入信號(hào)進(jìn)行混頻，由此而輸出由于在濾波信號(hào)中消除了中頻成份而得到的I信道基帶擴(kuò)展信號(hào)。一個(gè)相位變換器107輸入從中頻發(fā)生器106所輸入的中頻信號(hào)并把其相位變化π/2，由此把其作為正交的中頻信號(hào)輸出。一個(gè)Q信道混頻器108輸入由中頻發(fā)生器106通過(guò)相位變換器107所輸入的正交成份的中頻信號(hào)和濾波信號(hào)，并把這兩輸入信號(hào)進(jìn)行混頻，由此把其作為由于在濾波信號(hào)中消除了中頻成份而得到的Q信道基帶擴(kuò)展信號(hào)來(lái)輸出。
第一和第二低通濾波器109和110輸入I和Q信道基帶擴(kuò)展信號(hào)并通過(guò)進(jìn)行低通濾波后將其輸出。進(jìn)而，第一和第二A/D轉(zhuǎn)換器111和113輸入由第一和第二低通濾波器109和110進(jìn)行濾波的I和Q信道輸出信號(hào)，并將它們變換成I和Q信道數(shù)字信號(hào)。
第一和第二數(shù)字匹配濾波器114和115輸入來(lái)自基準(zhǔn)PN碼發(fā)生器112的基準(zhǔn)PN碼并且也輸入I和Q信道數(shù)字信號(hào)，由此使數(shù)字信號(hào)同基準(zhǔn)PN碼相關(guān)聯(lián)。進(jìn)而，第一和第二數(shù)字匹配濾波器114和115輸出I和Q信道的相關(guān)值。
第一和第二平方電路116和117分別輸入I和Q信道的相關(guān)值，然后在平方運(yùn)算下將其輸出。一個(gè)加法器118輸入平方運(yùn)算的I和Q信道的關(guān)聯(lián)值并把這兩個(gè)相關(guān)值相加，由此把它們作為一個(gè)相加信號(hào)而輸出。一個(gè)平方根電路119輸入該相加的信號(hào)并把該信號(hào)作為通過(guò)平方根運(yùn)算的平方根運(yùn)算信號(hào)而輸出。
一個(gè)峰值檢測(cè)器120輸入平方根運(yùn)算信號(hào)并且檢測(cè)和輸出所輸入的每個(gè)數(shù)據(jù)解調(diào)周期從數(shù)據(jù)開始點(diǎn)到數(shù)據(jù)結(jié)束點(diǎn)的平方根運(yùn)算信號(hào)的最高峰值，上述每個(gè)解調(diào)周期取決于由周期計(jì)數(shù)器所輸入的相位定位信息。
一個(gè)解調(diào)器124輸入來(lái)自峰值檢測(cè)器120的峰值并響應(yīng)該峰值的輸入，其重新存儲(chǔ)由第一和第二數(shù)字匹配濾波器114和115所輸入的I和Q信道的相關(guān)值。另外，解調(diào)器124從一個(gè)根據(jù)相位定位信息解調(diào)數(shù)據(jù)的時(shí)間點(diǎn)中的存儲(chǔ)的I和Q信道的相關(guān)值解調(diào)出原始數(shù)據(jù)，由此把其作為解調(diào)數(shù)據(jù)輸出。
一個(gè)峰值定位檢測(cè)器121從峰值檢測(cè)器120輸入峰值并響應(yīng)該峰值的輸入，其重新存儲(chǔ)從周期計(jì)數(shù)器123所輸入的相位定位信息。接著，峰值檢測(cè)器121輸出所存儲(chǔ)的相位定位信息作為一個(gè)在一個(gè)數(shù)據(jù)區(qū)間內(nèi)解調(diào)數(shù)據(jù)的時(shí)間點(diǎn)中的峰值定位值。
一個(gè)定時(shí)復(fù)原環(huán)路122輸入每個(gè)數(shù)據(jù)解調(diào)點(diǎn)的峰值定位值并且由于真的峰值被檢測(cè)來(lái)辨認(rèn)定位信息。然后，定時(shí)復(fù)原環(huán)路122輸出一個(gè)復(fù)原信號(hào)以使在下一個(gè)數(shù)據(jù)區(qū)間中從預(yù)定周期的計(jì)數(shù)值檢測(cè)出最大峰值點(diǎn)。即，定時(shí)復(fù)原環(huán)路122由于峰值點(diǎn)被檢測(cè)而獲得了來(lái)自定位信息和預(yù)定周期計(jì)數(shù)值的相位差，并產(chǎn)生復(fù)原信號(hào)以控制周期計(jì)數(shù)器123的計(jì)數(shù)定時(shí)，以使該相位差能到達(dá)最小值，由此把該信號(hào)輸出給周期計(jì)數(shù)器123。
具有由復(fù)原信號(hào)控制其發(fā)生定時(shí)的輸出信號(hào)的周期計(jì)數(shù)器123輸出一個(gè)控制信號(hào)和相位定位信息，以決定數(shù)據(jù)解調(diào)周期的開始點(diǎn)和數(shù)據(jù)被解調(diào)的時(shí)間點(diǎn)。即，該周期計(jì)數(shù)器123把一個(gè)數(shù)據(jù)區(qū)間分成無(wú)數(shù)個(gè)相位，然后連續(xù)計(jì)數(shù)每相以輸出由該相位繪制在每個(gè)定位上的相位定時(shí)信息。然后，在結(jié)事一個(gè)數(shù)據(jù)區(qū)間之后，發(fā)生控制信號(hào)以通知數(shù)據(jù)解調(diào)周期的開始點(diǎn)和數(shù)據(jù)被解調(diào)的時(shí)間點(diǎn)。但是，由于真的周期計(jì)數(shù)器123的準(zhǔn)確計(jì)數(shù)時(shí)間受到來(lái)自定時(shí)復(fù)原環(huán)路122的連續(xù)控制，周期計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)時(shí)間可以被細(xì)微地改變。在計(jì)數(shù)時(shí)間上經(jīng)過(guò)這樣一個(gè)改變來(lái)使接收信號(hào)和基準(zhǔn)信號(hào)的相位誤差極小化。
然而，這會(huì)在現(xiàn)有的直接擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的接收機(jī)引起一個(gè)問(wèn)題由于在該信道上的噪聲和干擾而使接收的信號(hào)被衰減。即，如果在直接擴(kuò)頻道信系統(tǒng)中接收的信號(hào)由于信道上的噪聲而被衰減，在PN信號(hào)中所包括的原始磁聯(lián)特征就不能在平方電路的輸出中被保持。因而，完成同步追蹤和定時(shí)復(fù)原是重要的，這樣就引起了在解調(diào)數(shù)據(jù)期間產(chǎn)生誤差的問(wèn)題。
而且，在無(wú)線電信道的情況下，直接擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的現(xiàn)有接收機(jī)由于衰落或遮蔽改變了接收信號(hào)的包絡(luò)或產(chǎn)生了一個(gè)多路徑信號(hào)。但是，如上述那樣，在這種情況下也產(chǎn)生了一個(gè)在解調(diào)屬于同步追蹤和定時(shí)復(fù)原誤差的數(shù)據(jù)中產(chǎn)生誤差的問(wèn)題。
本發(fā)明的目的是提供一種直接擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的數(shù)字接收機(jī)，即使在由于信道上的噪聲和干擾而產(chǎn)生接收信號(hào)的衰減的情況下也能夠解調(diào)數(shù)據(jù)。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種直接擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的數(shù)字接收機(jī)，即使由于無(wú)線電信道的衰落或遮蔽而引起的接收信號(hào)包括的變化或多路徑信號(hào)存在，也能夠解調(diào)數(shù)據(jù)。
為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的這些目的，直接擴(kuò)頻道信系統(tǒng)的接收機(jī)具有一個(gè)接收單元，用于通過(guò)從由一個(gè)發(fā)射信道所發(fā)射的接收信號(hào)中消除載波和中頻分量而把載波和中頻分量變換成I和Q信道基帶擴(kuò)展信號(hào)，并且用于對(duì)I和Q信道基帶擴(kuò)展信號(hào)進(jìn)行數(shù)字變換由此而輸出通過(guò)同一個(gè)預(yù)定基準(zhǔn)PN碼相關(guān)聯(lián)而獲得的I和Q信道的相關(guān)值，所述接收機(jī)還包括一個(gè)運(yùn)算部，用于對(duì)所輸入的I和Q信道的相關(guān)值進(jìn)行平方運(yùn)算，把平方運(yùn)算I和Q信道的相關(guān)值相加，并把相加后的值作為平方根運(yùn)算下的運(yùn)算值來(lái)輸出；一個(gè)濾波單元，其窗口濾波范圍由一個(gè)預(yù)定窗口尺寸的信號(hào)所控制，輸入運(yùn)算值并把其作為通過(guò)窗口濾波的濾波運(yùn)算值而輸出；一個(gè)峰值檢測(cè)器，用于在一個(gè)預(yù)定控制信號(hào)的輸入下辨認(rèn)每個(gè)數(shù)據(jù)區(qū)間以決定每個(gè)數(shù)據(jù)區(qū)間的開始點(diǎn)和解調(diào)點(diǎn)，并且在每個(gè)數(shù)據(jù)區(qū)間中在運(yùn)算值和濾波運(yùn)算值的輸入下檢測(cè)每個(gè)最高峰值由此來(lái)把所檢測(cè)的值作為峰值檢測(cè)值和窗口峰值檢測(cè)值來(lái)輸出；一個(gè)峰值定位檢測(cè)器，用于輸入峰值檢測(cè)值、窗口峰值檢測(cè)值和通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)區(qū)間進(jìn)行相位劃分所獲得的相位定位信息，并響應(yīng)這樣一個(gè)輸入每個(gè)把在每個(gè)輸入峰值檢測(cè)值和窗口峰值檢測(cè)值的時(shí)間中的相位定位信息修正存儲(chǔ)為一個(gè)峰值定位信號(hào)和一個(gè)窗口峰值定位信號(hào)，由此把修正存儲(chǔ)的信號(hào)作為存儲(chǔ)在每個(gè)數(shù)據(jù)區(qū)間的最終解調(diào)點(diǎn)中的峰值定位信號(hào)和窗口峰值定位信號(hào)而輸出；一個(gè)比較器，用于輸入峰值定位信號(hào)和窗口峰值定位信號(hào)并把兩輸入信號(hào)的峰值定位進(jìn)行比較由此而輸出一個(gè)對(duì)應(yīng)于比較結(jié)果的比較信號(hào)；一個(gè)同步檢測(cè)器，用于在比較信號(hào)的輸入下改變同步狀態(tài)并核查初始同步建立的狀態(tài)，由此輸出一個(gè)對(duì)應(yīng)于核查運(yùn)算結(jié)果的核查信號(hào)；一個(gè)第一選擇器，用于輸入峰值定位信號(hào)和窗口峰值定位信號(hào)并且在核查信號(hào)的選擇控制下有選擇地輸出兩輸入信號(hào)中的一個(gè)；一個(gè)第二選擇器，用于輸入峰值檢測(cè)值和窗口峰值檢測(cè)值并在核查信號(hào)的選擇控制下有選擇地輸出兩輸入信號(hào)中的一個(gè)；一個(gè)窗口調(diào)節(jié)器，用于輸入第一選擇器的一個(gè)輸出信號(hào)并響應(yīng)這樣一個(gè)輸入，調(diào)節(jié)窗口濾波范圍由此把其作為窗口尺寸的信號(hào)而輸出，該窗口調(diào)節(jié)器具有一個(gè)預(yù)定窗口濾波范圍；一個(gè)定時(shí)復(fù)原環(huán)路，用于輸入第一選擇器的輸出信號(hào)并輸出一個(gè)定時(shí)復(fù)原信號(hào)以控制每個(gè)數(shù)據(jù)區(qū)間的相位劃分定時(shí)；一個(gè)周期計(jì)數(shù)器，用于輸出控制信號(hào)來(lái)決定每個(gè)數(shù)據(jù)區(qū)間的數(shù)據(jù)的開始點(diǎn)和解調(diào)點(diǎn)，并且通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)區(qū)間進(jìn)行相位劃分來(lái)獲得相位定位信息，該周期計(jì)數(shù)器由定時(shí)復(fù)原信號(hào)進(jìn)行控制；和一個(gè)解調(diào)器，用于輸入I和Q信道的相關(guān)值并響應(yīng)第二選擇器的一個(gè)輸出信號(hào)，修正存儲(chǔ)其相關(guān)值，由此在由控制信號(hào)所辨認(rèn)的解調(diào)數(shù)據(jù)的時(shí)間點(diǎn)上解調(diào)從I和Q信道的最終存儲(chǔ)的相關(guān)值所發(fā)射的數(shù)據(jù)。
通過(guò)與附圖相結(jié)合的下列詳細(xì)說(shuō)明將會(huì)更清楚地表示出本發(fā)明的上述和其他的目的、優(yōu)點(diǎn)和特征，其中圖1是現(xiàn)有直接擴(kuò)頻道通信系統(tǒng)的發(fā)射機(jī)的方框結(jié)構(gòu)圖；圖2是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的通過(guò)窗口濾波器的接收機(jī)的方框構(gòu)成圖；圖3表示由圖2構(gòu)成的同步檢測(cè)器檢測(cè)初始同步的轉(zhuǎn)換狀態(tài)。
圖2是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的通過(guò)窗口濾波器的接收機(jī)的方框構(gòu)成圖。參照?qǐng)D2，第一混頻器202輸入由天線201所輸入的接收信號(hào)和由載波發(fā)生器203所發(fā)生的載波信號(hào)，并把兩輸入信號(hào)進(jìn)行混頻，由此輸出混頻信號(hào)。
帶通濾波器BPF204輸入該混頻信號(hào)并進(jìn)行帶通濾波以把其作為變換成中頻信號(hào)的濾波信號(hào)來(lái)輸出。
中頻發(fā)生器206發(fā)生一個(gè)預(yù)定中頻信號(hào)。
I信道混頻器205輸入濾波信號(hào)和中頻信號(hào)并把這兩輸入信號(hào)進(jìn)行混頻以輸出I信道基帶擴(kuò)展信號(hào)。
相位變換器207輸入中頻信號(hào)并進(jìn)行π/2的相移以把該信號(hào)變換成正交分量的中頻信號(hào)。
Q信道混頻器208輸入正交分量的中頻信號(hào)和濾波信號(hào)并把這兩輸入信號(hào)進(jìn)行混頻以輸出Q信道基帶擴(kuò)展信號(hào)。
第一和第二低通濾波器209和210輸入I和Q信道基帶擴(kuò)展信號(hào)并由該低通濾波器輸出信號(hào)。
第一和第二A/D轉(zhuǎn)換器211和213輸入低通濾波的I和Q信道的輸出信號(hào)，然后通過(guò)數(shù)字變換把該信號(hào)轉(zhuǎn)換成I和Q信道的數(shù)字信號(hào)，由此將它們輸出。
基準(zhǔn)PN碼發(fā)生器212發(fā)生一個(gè)預(yù)定的基準(zhǔn)PN碼。
第一數(shù)字匹配濾波器214輸入I信道的數(shù)字信號(hào)和基準(zhǔn)PN碼，然后使這兩輸入信號(hào)相關(guān)聯(lián)，由此輸出I信道的相關(guān)值。
第二數(shù)字匹配濾波器215輸入Q信道的數(shù)字信號(hào)和基準(zhǔn)PN碼，然后使這兩輸入信號(hào)相關(guān)聯(lián)，由此輸出Q信道的關(guān)聯(lián)值。
第一和第二平方電路216和217分別輸入，I和Q信道的關(guān)聯(lián)值，然后在平方運(yùn)算下將它們輸出。
平方運(yùn)算了I和Q信號(hào)的相關(guān)值被輸入加法器218，該加法器218把這兩輸入信號(hào)相加并將其輸出。
平方根電路219輸入加法器的輸出信號(hào)并在平方根運(yùn)算下把其作為平方根運(yùn)算信號(hào)來(lái)輸出。
峰值檢測(cè)器221輸入一個(gè)控制信號(hào)以決定每個(gè)數(shù)據(jù)區(qū)間的開始點(diǎn)和解調(diào)點(diǎn)，然后辨認(rèn)每個(gè)數(shù)據(jù)區(qū)間。另外，峰值檢測(cè)器221輸入平方根運(yùn)算信號(hào)并檢測(cè)在每個(gè)數(shù)據(jù)區(qū)間內(nèi)所輸入的平方根運(yùn)算信號(hào)之間的最大峰值，由此輸出一個(gè)峰值檢測(cè)值R-PKDET。
由一個(gè)窗口尺寸的信號(hào)限定其濾波范圍的窗口濾波器220輸入平方根運(yùn)算信號(hào)，并經(jīng)過(guò)窗口濾波后將其輸出。
窗口峰值檢測(cè)器222在控制信號(hào)PNEW的輸入下辨認(rèn)每個(gè)數(shù)據(jù)區(qū)間，然后輸入窗口濾波信號(hào)以檢測(cè)在每個(gè)數(shù)據(jù)區(qū)間內(nèi)所輸入的窗口濾波信號(hào)之間的最大峰值。此后，窗口峰值檢測(cè)器222輸出一個(gè)窗口峰值檢測(cè)值W-PKDET。
峰值定位檢測(cè)器225輸入峰值檢測(cè)值R-PKDET和下述的周期計(jì)數(shù)器237的相位定位信息POS，并響應(yīng)峰值檢測(cè)值R-PKDET的輸入，當(dāng)峰值檢測(cè)值輸入時(shí)存儲(chǔ)所輸入的相位定位信息。然后，峰值定位檢測(cè)器225把存儲(chǔ)的相位定位信息POS作為一個(gè)數(shù)據(jù)區(qū)間內(nèi)解調(diào)數(shù)據(jù)的一個(gè)時(shí)間點(diǎn)中的一個(gè)峰值定位信號(hào)R-PKPOS來(lái)輸出。
窗口峰值這位檢測(cè)器226輸入相位定位信息POS和窗口峰值檢測(cè)值W-PKDET，并響應(yīng)窗口峰值檢測(cè)值W-PKDET的輸入，當(dāng)窗口峰值檢測(cè)值W-PKDET輸入時(shí)存儲(chǔ)所輸入的相位定位信息POS。然后，窗口峰值定位檢測(cè)器226把存儲(chǔ)的相位定位信息POS作為在一個(gè)數(shù)據(jù)區(qū)間內(nèi)解調(diào)數(shù)據(jù)的一個(gè)時(shí)間點(diǎn)中的一個(gè)窗口峰值定位信號(hào)W-PKPOS來(lái)輸出。
比較器229輸入峰值定位信號(hào)R-PKPOS和窗口峰值定位信號(hào)W-PKPOS，然后把這兩輸入信號(hào)進(jìn)行比較。如果這兩輸入信號(hào)的峰值定位相同，其輸出一個(gè)具有數(shù)值″1″的比較信號(hào)HIT。另一方面，如果這兩輸入峰值定位不相等，就發(fā)生具有數(shù)值″0″的另一個(gè)比較信號(hào)。比較信號(hào)HIT表明這樣一種狀態(tài)接收的信號(hào)帶變換成PN碼并且基準(zhǔn)PN碼的次序在一個(gè)芯片內(nèi)相互一致。
同步檢測(cè)器231可以使用一個(gè)狀態(tài)機(jī)器并且在比較信號(hào)HIT的輸入下改變一個(gè)同步狀態(tài)，由此核查初始狀態(tài)。接著，同步檢測(cè)器231輸出對(duì)應(yīng)于比較信號(hào)HIT和核查信號(hào)INIST的輸入狀態(tài)的同步信號(hào)以確定核查運(yùn)算的結(jié)果。
第一選擇器234輸入峰值定位信號(hào)R-PKPOS和窗口峰值定位信號(hào)W-PKPOS，然后在核查信號(hào)INIST的控制下輸出這兩個(gè)輸入信號(hào)中的一個(gè)。
第二選擇器240輸入峰值檢測(cè)值R-PKDET和窗口峰值檢測(cè)值W-PKDET，然后在核查信號(hào)INIST的控制下輸出這兩輸入信號(hào)中的一個(gè)。
窗口調(diào)節(jié)器242輸入一個(gè)預(yù)定窗口的尺寸信號(hào)和一個(gè)第一選擇器234的輸出信號(hào)，然后根據(jù)第一選擇器234的輸出信號(hào)調(diào)節(jié)窗口尺寸的窗口信號(hào)。
定時(shí)復(fù)原環(huán)路236輸入第一選擇器234的輸出信號(hào)并輸出一個(gè)對(duì)應(yīng)的定時(shí)復(fù)原信號(hào)。
周期計(jì)數(shù)器237輸入一個(gè)控制信號(hào)PNEW以決定預(yù)定數(shù)據(jù)區(qū)間的數(shù)據(jù)的開始點(diǎn)和解調(diào)點(diǎn)，并輸出通過(guò)劃分該數(shù)據(jù)區(qū)間所獲得的相位定位信息POS。
解調(diào)器246輸入連續(xù)的I和Q信道的關(guān)聯(lián)值并響應(yīng)第二選擇器240的輸出信號(hào)，其修正并存儲(chǔ)I和Q信道的關(guān)聯(lián)值。進(jìn)而，解調(diào)器246根據(jù)從周期計(jì)數(shù)器237所輸入的控制信號(hào)解調(diào)并輸出由目前被存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)的解調(diào)點(diǎn)中的I和Q信道的相關(guān)值所發(fā)射的數(shù)據(jù)。
圖3表示出一個(gè)用于從圖2構(gòu)成的同步檢測(cè)器檢測(cè)初始同步的過(guò)渡狀態(tài)。
現(xiàn)在參照?qǐng)D2和圖3，下面將詳細(xì)描述本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例。
第一混頻器202輸入由天線201所輸入的接收信號(hào)和從載波發(fā)生器203所輸入的載波。然后，其把這兩輸入信號(hào)進(jìn)行混頻并把該信號(hào)作為一個(gè)混頻信號(hào)輸出。帶通濾波器204輸入并濾波該混頻信號(hào)并輸出變換成中頻信號(hào)的濾波信號(hào)。
接著，I信道混頻器205輸入該濾波信號(hào)和從中頻發(fā)生器206所輸入的相位信號(hào)分量的中頻，并把這兩輸入信號(hào)混頻，由此而輸出由于在濾波信號(hào)中消除了中頻分量所得到的I信道基帶擴(kuò)展信號(hào)。相位變換器207輸入從中頻發(fā)生器206所輸入的中頻信號(hào)并進(jìn)行π/2的相移，由此把該信號(hào)作為正交分量的中頻信號(hào)而輸出。Q信道混頻器208輸入上述濾波信號(hào)和從中頻發(fā)生器206通過(guò)相位變換器207所輸入的正交分量的中頻信號(hào)，并把這兩輸入信號(hào)進(jìn)行混頻，由此把其作為因在濾波信號(hào)中消除了中頻分量所得到的Q信道基帶擴(kuò)展信號(hào)而輸出。
第一和第二低通濾波器209和210輸入I和Q信道基帶擴(kuò)展信號(hào)并在低通濾波處理下輸出它們。進(jìn)而，第一和第二A/D轉(zhuǎn)換器211和213輸入由第一和第二低通濾波器209和210進(jìn)行了濾波的I和Q信道輸出信號(hào)，并把它們轉(zhuǎn)換成I和Q信道數(shù)字信號(hào)。
第一和第二數(shù)字匹配濾波器214和215輸入來(lái)自基準(zhǔn)PN碼發(fā)生器212的基準(zhǔn)PN碼并輸入I和Q信道數(shù)字信號(hào)，由此使該信號(hào)同基準(zhǔn)PN碼相關(guān)聯(lián)。接著，第一和第二數(shù)字匹配濾波器214和215分別輸出I和Q信道的相關(guān)值。
第一和第二平方電路216和217分別輸入I和Q信道的相關(guān)值，并在平方運(yùn)算下將其輸出。加法器218輸入平方運(yùn)算I和Q信道的關(guān)聯(lián)值，并把這兩相關(guān)值相加，由此把其作為相加信號(hào)輸出。平方根電路219輸入該相加信號(hào)并在平方根運(yùn)算下把其作為平方根運(yùn)算信號(hào)而輸出。
峰值檢測(cè)器221和窗口峰值檢測(cè)器222檢測(cè)每個(gè)數(shù)據(jù)解調(diào)周期即在一個(gè)數(shù)據(jù)周期內(nèi)的最大峰值。換句話說(shuō)，峰值檢測(cè)器221通過(guò)使用平方根電路219的輸出來(lái)檢測(cè)峰值并輸出峰值檢測(cè)值R-PKDET，由此通知在其檢測(cè)中檢測(cè)到了大峰值。并且，窗口峰值檢測(cè)器222通過(guò)使用窗口濾波器220的濾波輸出來(lái)檢測(cè)峰值。此時(shí)，窗口濾波器220在窗口中通過(guò)平方根電路219的輸出，并輸出數(shù)值″0″，除了該窗口外，平方根電路219的輸出無(wú)法通過(guò)。也就是說(shuō)，窗口峰值檢測(cè)器222輸出窗口峰值檢測(cè)值W-PKDET以通知每當(dāng)觀測(cè)到最大峰值時(shí)，就會(huì)觀測(cè)到一個(gè)新的峰值。
峰值檢測(cè)器221在對(duì)應(yīng)于控制信號(hào)PNEW的數(shù)據(jù)寬度內(nèi)檢測(cè)平方根電路219的所有輸出值中最大的一個(gè)，并輸出峰值檢測(cè)值R-PKDET。然而，窗口峰值檢測(cè)器222在對(duì)應(yīng)于控制信號(hào)PNEW的數(shù)據(jù)寬度內(nèi)檢測(cè)在平方根電路219的輸出的特定尺寸的窗口內(nèi)的抽樣中的最大峰值，并輸出窗口峰值檢測(cè)值W-PKDET。
峰值定位檢測(cè)器225和窗口峰值定位檢測(cè)器26輸入信號(hào)R-PKDET和W-PKDET以通知從峰值檢測(cè)器221和窗口峰值檢測(cè)器222觀測(cè)到了最大峰值，并在同時(shí)，存儲(chǔ)相位定位信息POS以通知從周期計(jì)數(shù)器237所輸入的當(dāng)時(shí)的峰值定位。接著，它們?cè)诮Y(jié)束一個(gè)寬度后解調(diào)數(shù)據(jù)的時(shí)間點(diǎn)中輸出每個(gè)最大峰值的定位信息。
換句話說(shuō)，峰值定位檢測(cè)器225在從峰值檢測(cè)器221輸入峰值檢測(cè)值的時(shí)間點(diǎn)上存儲(chǔ)從周期計(jì)數(shù)器237所輸入的相位定位信息POS。然后，峰值定位檢測(cè)器225輸出在結(jié)束另一個(gè)數(shù)據(jù)寬度之后在一個(gè)數(shù)據(jù)寬度內(nèi)所存儲(chǔ)的相位定位信息POS的最大相位定位信息POS，作為峰值定位信號(hào)R-PKPOS。窗口峰值定位檢測(cè)器226在從窗口峰值檢測(cè)器222輸入窗口峰值檢測(cè)值W-PKDET的時(shí)間點(diǎn)上存儲(chǔ)從周期計(jì)數(shù)器237所輸入的相位定位信息POS。然后，窗口峰值定位檢測(cè)器226輸出在結(jié)束另一個(gè)數(shù)據(jù)寬度之后在一個(gè)數(shù)據(jù)寬度內(nèi)所存儲(chǔ)的相位定位信息POS的最大相位定位信息POS，作為窗口峰值定位信號(hào)W-PKPOS。
比較器229從峰值定位檢測(cè)器225輸入峰值定位信號(hào)R-PKPOS并也從窗口峰值定位檢測(cè)器226輸入窗口峰值定位信號(hào)W-PKPOS，由此把這兩輸入信號(hào)進(jìn)行比較。如果這兩輸入信號(hào)的相位定位相同，將發(fā)生一個(gè)具有數(shù)值″1″的比較信號(hào)HIT。另一方面，如果這兩個(gè)輸入信號(hào)的相位定位不相等，將發(fā)生一個(gè)具有數(shù)值″0″的另一個(gè)比較信號(hào)HIT。上述比較信號(hào)表示出一個(gè)狀態(tài)接收信號(hào)的PN碼和基準(zhǔn)PN碼的次序在一個(gè)芯片內(nèi)相互一致。
同步檢測(cè)器231輸出比較信號(hào)HIT并響應(yīng)該輸入，輸出同步信號(hào)SYNC以通知檢測(cè)到了初始同步或一個(gè)有效接收信號(hào)。在該點(diǎn)上，同步信號(hào)SYNC通知建立初始同步的一個(gè)狀態(tài)并能用作一個(gè)載波檢測(cè)信號(hào)通知在無(wú)線電LAN或無(wú)線電話中具有有效的接收信號(hào)。
同步檢測(cè)器231由公知的狀態(tài)機(jī)器構(gòu)成，圖3表示出這樣的一個(gè)狀態(tài)機(jī)器的例子。特別是，圖3表示出這樣一個(gè)例子根據(jù)比較信號(hào)HIT按連續(xù)增加一個(gè)狀態(tài)的方向變化狀態(tài)機(jī)器和根據(jù)不相等的比較信號(hào)HIT按連續(xù)減少該狀態(tài)的方向以一步一步上升和一步一步下降的方法變化狀態(tài)機(jī)器。
在圖3的狀態(tài)機(jī)器的工作中，初始狀態(tài)處在狀態(tài)″S1″，進(jìn)而，由于同步還未建立，將產(chǎn)生一個(gè)狀態(tài)″0″的同步信號(hào)。如果在狀態(tài)″S1″下輸入狀態(tài)″0″的比較信號(hào)HIT，對(duì)該狀態(tài)將不會(huì)轉(zhuǎn)換，該狀態(tài)將持續(xù)處于狀態(tài)″S1″下，并且將產(chǎn)生狀態(tài)″0″的同步信號(hào)以通知同步仍未建立。換句話說(shuō)，如果在狀態(tài)″1″下輸入狀態(tài)″0″的比較信號(hào)HIT，則下一個(gè)狀態(tài)也表明為狀態(tài)″S1″，并產(chǎn)生狀態(tài)″0″的同步信號(hào)以通知同步仍未建立。如果在狀態(tài)″S1″下輸入狀態(tài)″1″的比較信號(hào)HIT，該狀態(tài)被轉(zhuǎn)變?yōu)闋顟B(tài)″S2″，并產(chǎn)生容納前一個(gè)狀態(tài)的同步信號(hào)SYNC。因而，在狀態(tài)從″S1″變換到″S2″的情況下，由此以前的同步信號(hào)SYNC的狀態(tài)是″0″，則輸出同步信號(hào)SYNC處于狀態(tài)″0″。
另外，如果狀態(tài)″0″的比較信號(hào)HIT在狀態(tài)″S2″下輸入，該狀態(tài)將轉(zhuǎn)換成狀態(tài)″S1″，并輸出狀態(tài)″0″的同步信號(hào)SYNC。進(jìn)而，如果在狀態(tài)″S2″下輸入比較信號(hào)HIT，該狀態(tài)將轉(zhuǎn)換為狀態(tài)″S3″，并輸出包括前一個(gè)的同步信號(hào)SYNC。
根據(jù)上述工作，該狀態(tài)連續(xù)變換并由此其狀態(tài)達(dá)到狀態(tài)″Sn-1″。如果在狀態(tài)″Sn-1″下輸入狀態(tài)″1″的比較信號(hào)HIT，該狀態(tài)變換為最后狀態(tài)Sn并輸出狀態(tài)″1″的同步信號(hào)SYNC，以通知同步被建立了。而且，如果在最后狀態(tài)Sn下輸入狀態(tài)″1″的比較信號(hào)HIT，其狀態(tài)將一直呆在狀態(tài)Sn，并輸出狀態(tài)″1″的同步信號(hào)SYNC。如果在狀態(tài)Sn下輸入狀態(tài)″0″的比較信號(hào)HIT，該狀態(tài)將變換成狀態(tài)Sn-1，并輸出狀態(tài)″1″的同步信號(hào)SYNC，因?yàn)樵撏叫盘?hào)SYNC是前一個(gè)的狀態(tài)。
當(dāng)在狀態(tài)Sn下連續(xù)輸入狀態(tài)″0″的比較信號(hào)HIT時(shí)，狀態(tài)將以減小方向變換，最后，到達(dá)初始狀態(tài)S1，輸出狀態(tài)″0″的同步信號(hào)以通知失去同步或接收信號(hào)無(wú)效。
在此期間，除了上述同步信號(hào)之外，同步檢測(cè)器231核查狀態(tài)機(jī)器的狀態(tài)。并且，如果狀態(tài)處于狀態(tài)″S1″，輸出狀態(tài)″0″的核查信號(hào)INIST，反之輸出狀態(tài)″1″的核查信號(hào)。
第一選擇器234由輸入端A輸入峰值定位信號(hào)R-PKPOS并由輸入端B輸入窗口峰值定位信號(hào)W-PKPOS。之后，第一選擇器234把核查信號(hào)INIST輸入給一個(gè)選擇端sel。在這種情況下，如果輸入狀態(tài)″0″的核查信號(hào)INIST，第一選擇器234輸出一個(gè)輸入給輸出端A的輸出信號(hào)，作為最大峰值定位信號(hào)PKPOS。另一方面，如果輸入狀態(tài)″1″的核查信號(hào)INIST，其輸出一個(gè)輸入給輸入端B的輸入信號(hào)，作為最大峰值定位信號(hào)PKPOS。
第二選擇器240經(jīng)輸入端A輸入峰值檢測(cè)值R-PKDET并且經(jīng)輸入端B輸入窗口濾波器值W-PKDET。然后，第二選擇器240把核查信號(hào)INIST輸入選擇端sel并響應(yīng)核查信號(hào)INIST的輸入狀態(tài)，其或者選擇峰值檢測(cè)R-PKDET或者選擇窗口峰值檢測(cè)值W-PKDET來(lái)輸出最大峰值檢測(cè)信號(hào)，以通知檢測(cè)到了最大峰值。
窗口調(diào)節(jié)器242第一選擇器234輸入最大峰值定位信號(hào)PKPOS并響應(yīng)該最大峰值定位信號(hào)PKPOS，其調(diào)節(jié)窗口濾波器220的窗口。由此，本領(lǐng)域技術(shù)人員都知道可以從外部調(diào)節(jié)窗口濾波器的窗口。
窗口調(diào)節(jié)器242根據(jù)最大峰值定位信號(hào)PKPOS來(lái)控制窗口濾波器220的窗口尺寸。
窗口濾波器220在由窗口調(diào)節(jié)器242所提供的窗口范圍內(nèi)對(duì)平方根電路219的輸出進(jìn)行濾波，并通過(guò)消去窗范圍外的信號(hào)而輸出″0″。
同時(shí)，定時(shí)復(fù)原環(huán)路236每當(dāng)數(shù)據(jù)寬度完結(jié)時(shí)在數(shù)據(jù)解調(diào)時(shí)間點(diǎn)上輸入最大峰值定位信號(hào)PKPOS，并控制周期計(jì)數(shù)器237以使相位定位信息能被這樣變換在下一個(gè)數(shù)據(jù)寬度內(nèi)的一個(gè)個(gè)特定位置上觀測(cè)到最大峰值。即，在定時(shí)復(fù)原環(huán)路中從想要觀測(cè)峰值的特定位置和真的最大峰值的觀測(cè)位置之間的差別來(lái)獲得相位誤差。進(jìn)而控制計(jì)數(shù)器237來(lái)減小這樣的相位誤差。
周期計(jì)數(shù)器237提供控制信號(hào)PNEW以決定數(shù)據(jù)開始點(diǎn)和數(shù)據(jù)解調(diào)時(shí)間，并且提供相位定位信息POS。換句話說(shuō)，周期計(jì)數(shù)器237把一個(gè)數(shù)據(jù)寬度劃分成無(wú)數(shù)個(gè)相位并連續(xù)計(jì)數(shù)每一組，由此輸出在每個(gè)位置上所描繪的信息。進(jìn)而，在結(jié)束一個(gè)數(shù)據(jù)寬度之后，周期計(jì)數(shù)器237產(chǎn)生控制信號(hào)PNEW以通知數(shù)據(jù)解調(diào)點(diǎn)和數(shù)據(jù)開始點(diǎn)。此刻，由于由定時(shí)復(fù)原五路236連續(xù)控制周期計(jì)數(shù)器237的精確計(jì)數(shù)時(shí)間，而有可能細(xì)微地變化周期計(jì)數(shù)時(shí)間。經(jīng)過(guò)在周期計(jì)數(shù)時(shí)間上的細(xì)微變化而使基準(zhǔn)信號(hào)和接收信號(hào)的相位誤差極小。這導(dǎo)致了追蹤同步和復(fù)原一個(gè)時(shí)鐘。
另外，根據(jù)最大峰值檢測(cè)信號(hào)PKDET，解調(diào)器246修正鎖定第一和第二數(shù)字匹配濾波器214和215的輸出。此刻，如果周期計(jì)數(shù)器237通知數(shù)據(jù)解調(diào)時(shí)間，解調(diào)器246從存儲(chǔ)的第一和第二數(shù)字匹配濾波器214和215的輸出復(fù)原該數(shù)據(jù)。
按圖示地，窗口濾波器220只通過(guò)位于來(lái)自以前數(shù)據(jù)寬度的最大峰值的觀測(cè)位置附近的平方根電路219的輸出。因而，這導(dǎo)致了能夠有效地完成下列功能消除各種噪聲，或者來(lái)自具有同信道噪聲一起作用的多徑信號(hào)的接收信號(hào)的多徑信號(hào)、故意的/非故意的噪聲、或衰落、遮蔽。
如上所述，在存在噪聲或多路信號(hào)的情況下，使用經(jīng)過(guò)窗口的處理方法使接收機(jī)能夠極大地減小數(shù)據(jù)解調(diào)誤差或定時(shí)復(fù)原誤差。即，本發(fā)明提供了一這樣一個(gè)優(yōu)點(diǎn)能夠通過(guò)經(jīng)窗口濾波來(lái)消除在傳輸信道上受噪聲或干擾影響的接收信號(hào)的衰減。另外，本發(fā)明的作用是在由于無(wú)線電傳輸信道的衰落或遮蔽所產(chǎn)生的包括改變或多路信號(hào)的情況下通過(guò)由窗口濾波來(lái)消除上述信號(hào)來(lái)減小數(shù)據(jù)解調(diào)誤差或定時(shí)復(fù)原誤差。進(jìn)而，使用本發(fā)明來(lái)把顯著的窗口濾波處理的結(jié)果同結(jié)果的窗口濾波處理的結(jié)果進(jìn)行比較，則根據(jù)該比較結(jié)果，將檢測(cè)同步建立的狀態(tài)，這導(dǎo)致了加強(qiáng)建立數(shù)據(jù)同步的可能性。
權(quán)利要求
1.一種直接擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的接收機(jī)，具有接收裝置，用于通過(guò)從由一個(gè)傳輸信道所發(fā)射的接收信號(hào)消除載波和中頻分量來(lái)把所述載波和中頻分量轉(zhuǎn)換成I和Q信道基帶擴(kuò)展信號(hào)并且對(duì)所述I和Q信道基擴(kuò)展信號(hào)進(jìn)行數(shù)字變換以輸出通過(guò)同一預(yù)定基準(zhǔn)PN碼相關(guān)聯(lián)而獲得的I和Q信道的相關(guān)值，所述接收機(jī)包括運(yùn)算裝置，用于平方運(yùn)算所輸入的所運(yùn)I和Q信道的所述相關(guān)值，把所述平方運(yùn)算的I和Q信道的所述相關(guān)值相加，并在平方根運(yùn)算下把相加值作為運(yùn)算值輸出；濾波裝置，由一預(yù)定窗口尺寸的信號(hào)控制它的窗口濾波，輸入所述運(yùn)算值并通過(guò)窗口濾波把其作為濾波運(yùn)算值而輸出；峰值檢測(cè)裝置，用于在一個(gè)預(yù)定控制信號(hào)的輸入下辨認(rèn)每個(gè)數(shù)據(jù)區(qū)間以決定所述每個(gè)數(shù)據(jù)區(qū)間的開始點(diǎn)和解調(diào)點(diǎn)，在每個(gè)數(shù)據(jù)區(qū)間內(nèi)在所述運(yùn)算值和所述濾波運(yùn)算值的輸入下檢測(cè)每個(gè)最大峰值，由此把所述檢測(cè)值作為峰值檢測(cè)值和窗口峰值檢測(cè)值而輸出；峰值定位檢測(cè)裝置，用于輸出所述峰值檢測(cè)值、所述窗口峰值檢測(cè)值和通過(guò)劃分所述數(shù)據(jù)區(qū)間所獲得的相位定位信息，響應(yīng)這樣一個(gè)輸入，在每個(gè)輸入所述峰值檢測(cè)值和所述窗口峰值檢測(cè)值作為峰值定位信號(hào)和窗口峰值定位信號(hào)的時(shí)間內(nèi)修正存儲(chǔ)所述相位定位信息，由此輸出所述修正存儲(chǔ)信號(hào)，作為存儲(chǔ)在每個(gè)數(shù)據(jù)區(qū)間的最終解調(diào)點(diǎn)中的所述峰值定位信號(hào)和所述窗口峰值定位信號(hào)；比較裝置，用于輸入所述峰值定位信號(hào)和所述窗口峰值空位信號(hào)并把所述的兩個(gè)輸入信號(hào)的峰值定位進(jìn)行比較，以輸出一個(gè)對(duì)應(yīng)于所述比較結(jié)果的比較信號(hào)；同步檢測(cè)裝置，用于在所述比較信號(hào)的輸入下改變同步狀態(tài)并核查初始同步建立的狀態(tài)以輸出對(duì)應(yīng)于所述核查工作的結(jié)果的核查信號(hào)；第一選擇器，用于輸入所述峰值定位信號(hào)和所述窗口峰值定位信號(hào)并在所述核查信號(hào)的選擇控制下選擇輸出所述兩輸入信號(hào)中的一個(gè)；第二選擇器，用于輸入所述峰值檢測(cè)值和所述窗口峰值檢測(cè)值并在所述核查信號(hào)的選擇控制下選擇輸出所述兩輸入信號(hào)中的一個(gè)；窗口調(diào)節(jié)裝置，用于輸入所述第一選擇器的輸出信號(hào)并響應(yīng)這樣一個(gè)輸入，調(diào)節(jié)窗口濾波范圍，由此把其作所述窗口尺寸的所述信號(hào)而輸出，所述窗口調(diào)節(jié)裝置具有一個(gè)預(yù)定窗口濾波范圍；定時(shí)復(fù)原裝置，用于輸入所述第一選擇器的所述輸出信號(hào)并輸出一個(gè)定時(shí)復(fù)原信號(hào)以控制所述每個(gè)數(shù)據(jù)區(qū)間的相位劃分定時(shí)；周期計(jì)數(shù)器，用于輸出所述控制信號(hào)以決定所述每個(gè)數(shù)據(jù)區(qū)間的開始點(diǎn)和解調(diào)點(diǎn)，和通過(guò)相位劃分所述數(shù)據(jù)區(qū)間所獲得的所述相位定位信息，所述周期計(jì)數(shù)器由所述定時(shí)復(fù)原信號(hào)控制；解調(diào)裝置，用于輸入所述I和Q信道的所述相關(guān)值并響應(yīng)所述第二選擇器的輸出信號(hào)，修正存儲(chǔ)其所述的相關(guān)值，由此在解調(diào)被所述控制信號(hào)所辨認(rèn)的數(shù)據(jù)的時(shí)間點(diǎn)中解調(diào)從所述最終存儲(chǔ)所述I和Q信道的相關(guān)值所發(fā)射的數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的接收機(jī)，其中所述運(yùn)算裝置包括第一平方運(yùn)算裝置，用于在平方運(yùn)算下輸入和輸出所述I信道的相關(guān)值；第二平方運(yùn)算裝置，用于在所述平方運(yùn)算下輸入和輸出所述Q信道和相關(guān)值；相加裝置，用于輸入所述平方運(yùn)算I和Q信道的所述相關(guān)值并把所述的兩個(gè)輸入信號(hào)相加；平方根運(yùn)算裝置，用于在平方根運(yùn)算下輸出所述相加裝置的輸出信號(hào)并把所述信號(hào)作為平方根運(yùn)算信號(hào)而輸出。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的接收機(jī)，其中所述峰值檢測(cè)裝置包括第一峰值檢測(cè)裝置，用于在一個(gè)預(yù)定控制信號(hào)的輸入下辨認(rèn)每個(gè)數(shù)據(jù)區(qū)間以決定所述數(shù)據(jù)區(qū)間的開始點(diǎn)和解調(diào)點(diǎn)，并在每個(gè)數(shù)據(jù)區(qū)間內(nèi)在所述運(yùn)算值的輸入下檢測(cè)最大峰值，由此把其作為一個(gè)峰值檢測(cè)值而輸出；第二峰值檢測(cè)裝置，用于在所述預(yù)定控制信號(hào)的輸入下辨認(rèn)每個(gè)數(shù)據(jù)區(qū)間以決定所述數(shù)據(jù)區(qū)間的所述開始點(diǎn)和所述解調(diào)點(diǎn)，并在每個(gè)數(shù)據(jù)區(qū)間內(nèi)在所述濾波處理值的輸入下檢測(cè)最大峰值，由此把其作為窗口峰值檢測(cè)值而輸出。
全文摘要
一種通過(guò)窗口濾波器的直接擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的接收機(jī)。該接收機(jī)包括一個(gè)運(yùn)算單元、一個(gè)濾波單元、一個(gè)峰值檢測(cè)器、一個(gè)峰值定位檢測(cè)器、一個(gè)比較單元、一個(gè)同步檢測(cè)器、一個(gè)第一選擇器、一個(gè)第二選擇器、一個(gè)窗口調(diào)節(jié)器、一個(gè)定時(shí)復(fù)原環(huán)路、一個(gè)周期計(jì)數(shù)器和一個(gè)解調(diào)器。
文檔編號(hào)H04B1/06GK1143863SQ9512186
公開日1997年2月26日 申請(qǐng)日期1995年11月21日 優(yōu)先權(quán)日1994年11月22日
發(fā)明者樸鐘賢, 金濟(jì)佑 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社