專利名稱:無(wú)線電接收機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種無(wú)線電接收機(jī),可應(yīng)用到比如發(fā)送和接收編碼話音信號(hào)的數(shù)字式蜂窩系統(tǒng)。
通常的數(shù)字式蜂窩系統(tǒng),比如一種無(wú)線電話,將發(fā)送和接收的話音信號(hào)編碼,通過(guò)時(shí)分多路復(fù)用方法,使多個(gè)終端同時(shí)使用一個(gè)通道。
即,當(dāng)開(kāi)通時(shí),這種終端順序掃描預(yù)定數(shù)目通道(比如124通道)中的接收頻率,并檢測(cè)FCCH(頻率校正通道),該FCCH在預(yù)定的周期以較強(qiáng)的場(chǎng)強(qiáng)依次插在該通道中(通常由10或11個(gè)幀組成),以識(shí)別包含F(xiàn)CCH的作為控制通道的通道。
然后,該終端檢測(cè)并接收指明給它所屬區(qū)域的控制通道。
設(shè)計(jì)控制通道的目的是形成用于傳輸各種信息的時(shí)隙,所以在數(shù)字式蜂窩系統(tǒng)中,每個(gè)終端都接收控制通道,以接收發(fā)送控制通道的有關(guān)基地臺(tái)的信息、鄰近基地臺(tái)的信息和呼叫該終端的信息等。
為此,終端根據(jù)這個(gè)FCCH校正處理定時(shí)。
這里,F(xiàn)CCH是以一種位模式賦值的同步信號(hào),其中當(dāng)譯碼時(shí),數(shù)值“0”連續(xù)預(yù)定的位數(shù)。在數(shù)字式蜂窩系統(tǒng)中,將該位模式進(jìn)行差分偏碼,然后進(jìn)行高斯濾波最小頻移鍵控(GMSK)調(diào)制,以便發(fā)送。
數(shù)字式蜂窩系統(tǒng)檢測(cè)該FCCH,并根據(jù)檢測(cè)的結(jié)果粗略地使整個(gè)工作同步(即幀同步)。
在幀同步完成時(shí),此種終端根據(jù)FCCH校正它的內(nèi)部時(shí)鐘對(duì)于基地臺(tái)的頻率偏差,然后根據(jù)后來(lái)的預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)精細(xì)地使整個(gè)工作同步。
當(dāng)準(zhǔn)備接收控制通道的狀態(tài)建立時(shí),該終端通過(guò)接收指配給它的時(shí)隙來(lái)接收基地臺(tái)發(fā)送來(lái)的控制數(shù)據(jù),并根據(jù)需要將發(fā)送/接收頻率從控制通道轉(zhuǎn)換到呼叫通道。
然后該終端使用呼叫通道向呼叫臺(tái)發(fā)送或從呼叫臺(tái)接收話音信號(hào)。
此時(shí),設(shè)計(jì)的數(shù)字式蜂窩系統(tǒng)將錯(cuò)誤校正碼加到被發(fā)送的數(shù)據(jù)中,在執(zhí)行差分編碼和GMSK調(diào)制之后將數(shù)據(jù)發(fā)送出去,從而保證了可靠的通訊。
可將這類終端用在車輛等上,在這種情況下,該終端相對(duì)于基地臺(tái)以高速運(yùn)動(dòng)。
這時(shí),假設(shè)終端臺(tái)和基地臺(tái)之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度為“v”,數(shù)字式蜂窩系統(tǒng)的發(fā)送載頻為“入”,發(fā)送/接收信號(hào)受到的多普勒頻移為fdp,三者關(guān)系則由下式表示fdp=vλ..........(1)]]>如
圖1中所示,如果載有終端的移動(dòng)臺(tái)對(duì)于基地臺(tái)的運(yùn)動(dòng)角度為α,則公式(1)可表示為Fdpφ=v×cosαλ...........(2)]]>此時(shí),因?yàn)樵谠摂?shù)字式蜂窩系統(tǒng)中選擇的載頻大約為950MHz,當(dāng)終端對(duì)于基地臺(tái)每小時(shí)運(yùn)動(dòng)250公里時(shí),將此代入公式(2),則得出接收信號(hào)的最大多普勒頻偏為220Hz。
在終端將這個(gè)多普勒頻偏看作為載頻的偏差,結(jié)果導(dǎo)致解調(diào)數(shù)據(jù)時(shí)譯碼效率的降低,并使整個(gè)終端的誤碼率變壞。
在這種情況下,有一種方法可以根據(jù)上述的FCCH校正載頻的多普勒頻偏。然而因?yàn)槎嗥绽疹l偏量依據(jù)終端的運(yùn)動(dòng)速度而變化,如果根據(jù)間斷地插在控制通道中的FCCH,則不能與偏移量的變化相應(yīng)地校正多普勒頻偏。
特別是當(dāng)終端如上運(yùn)動(dòng)時(shí),通常會(huì)引起衰落,此時(shí),接收信號(hào)的幅度和相位同時(shí)變化,這樣使多普勒頻偏的校正變得更困難。
另一方面,一種推薦的方法是將接收數(shù)據(jù)首先儲(chǔ)存在預(yù)定的存儲(chǔ)裝置中,根據(jù)儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)來(lái)估算頻偏量,根據(jù)估算的結(jié)果校正頻偏(見(jiàn)The Transactions of IECE Japan,B-11,Vol.J73-8-11,No.11,pp.736-744,November 1990)。該方法使整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜化,所以其問(wèn)題在于雖然可把它應(yīng)用到基地臺(tái),但很難應(yīng)用到終端。
為此,在這種數(shù)字式蜂窩系統(tǒng)中,將載頻的偏移規(guī)定為0.1ppm或更小(對(duì)950MHz的載頻相當(dāng)于95Hz的頻偏)。如果像上述高達(dá)220Hz那樣的多普勒頻偏,不僅使誤碼率升高,而且也很難達(dá)到與基地臺(tái)的同步。
此外,這種數(shù)字式蜂窩系統(tǒng)具有一種特征,即當(dāng)外部噪音低時(shí)多普勒頻偏的影響變得更加突出,這就引起另一問(wèn)題,即接收的性能很差,即使保證有足夠的場(chǎng)強(qiáng)也是如此。
鑒于上述,本發(fā)明的目的是提供一種無(wú)線電接收機(jī),它可以簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)校正多普勒頻偏。
通過(guò)提供一種無(wú)線電接收機(jī)1可達(dá)到本發(fā)明的上述和其它目的。該接收機(jī)用于接收通過(guò)天線2輸入的預(yù)定接收信號(hào),譯碼無(wú)線發(fā)送數(shù)據(jù)y。該無(wú)線電接收機(jī)包括檢測(cè)裝置15,用于檢測(cè)接收信號(hào)并產(chǎn)生基帶信號(hào);模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路16,用于在預(yù)定的周期采集基帶信號(hào),并在采樣周期順序輸出連續(xù)接收的數(shù)據(jù)I和Q;最大似然性確定電路25,接收的數(shù)據(jù)I和Q順序地輸入到其中,并通過(guò)最多似然的估算對(duì)發(fā)送數(shù)據(jù)y進(jìn)行譯碼;估算信號(hào)產(chǎn)生電路41、43、44、45或47,估算與發(fā)送數(shù)據(jù)y對(duì)應(yīng)的接收數(shù)據(jù)I和Q,以產(chǎn)生估算信號(hào)EXn,并產(chǎn)生與估算信號(hào)EXn或接收數(shù)據(jù)I和Q有預(yù)定相位偏移量的接收估算信號(hào);分支量度檢測(cè)電路42,檢測(cè)在接收估算信號(hào)與接收數(shù)據(jù)I和Q之間或估算信號(hào)EXn與接收估算信號(hào)之間的分支量度BM+、BM和BM-,如果接收數(shù)據(jù)I和Q與估算信號(hào)EXn相位相同,則檢測(cè)與接收估算信號(hào)的相位偏移0、+Δ、或-Δ對(duì)應(yīng)的第一分支量度BM,如果估算信號(hào)EXn的相位比接收數(shù)據(jù)I和Q超前,則檢測(cè)第二分支量度BM+,如果估算信號(hào)EXn的相位比接收數(shù)據(jù)I和Q滯后,則檢測(cè)第三分支量度BM-;以及相位校正電路26、43、44或47,根據(jù)第一至第三分支量度BM+、BM和MB-的比較結(jié)果檢測(cè)接收數(shù)據(jù)I和Q對(duì)于估算信號(hào)EXn的相位差,并根據(jù)所檢測(cè)的相位差來(lái)檢測(cè)接收數(shù)據(jù)I和Q的相位差。
按本發(fā)明第二方面,估算信號(hào)產(chǎn)生電路41、43、44、45或47產(chǎn)生對(duì)于接收數(shù)據(jù)I和Q的每一樣本的估算信號(hào)EXn;分支量度檢測(cè)電路42檢測(cè)對(duì)于接收數(shù)據(jù)I和Q的每一樣本的第一至第三分支量度BM+、BM和BM-;而相位校正電路26、43、44或47校正對(duì)于接收數(shù)據(jù)I和Q的每一樣本的接收數(shù)據(jù)I和Q中的相位差。
再有,按本發(fā)明的第三方面,分支量度檢測(cè)電路42或51對(duì)于接收數(shù)據(jù)I和Q的預(yù)定數(shù)目的樣本累加每個(gè)接收數(shù)據(jù)I和Q的第一至第三分支量度BM+、BM和BM-;相位校正電路26、43、44或47根據(jù)累加的第一至第三分支量度檢測(cè)接收數(shù)據(jù)I和Q與估算信號(hào)EXn的相位差,以根據(jù)第一至第三分支量度BM+、BM和BM-的比較結(jié)果檢測(cè)接收數(shù)據(jù)I和Q與估算信號(hào)EXn的相位差。
此外,按本發(fā)明的第四方面,最大似然性確定電路25包括一個(gè)維特比(Viterbi)均衡器。
另外,按本發(fā)明的第五方面,估算信號(hào)產(chǎn)生電路41、43、44、45或47,通過(guò)估算與維特比均勻器25檢測(cè)的最大可能路徑對(duì)應(yīng)的接收數(shù)據(jù)I和Q,產(chǎn)生估算信號(hào)EXn。
通過(guò)采用最大似然性確定電路25判定的結(jié)果,很容易檢測(cè)相位的偏移,用此種結(jié)構(gòu),通過(guò)估算對(duì)應(yīng)于由最大似然性確定電路25對(duì)于最大似然序列估算的發(fā)送數(shù)據(jù)y的接收數(shù)據(jù)I和Q,來(lái)產(chǎn)生估算信號(hào)EXn,并且,如果接收數(shù)據(jù)I和Q與該估算信號(hào)EXn相位相同,則檢測(cè)第一分支量度BM,如果估算信號(hào)EXn的相位超前于接收數(shù)據(jù)I和Q,則檢測(cè)第二分支量度BM+,如果估算信號(hào)EXn的相位滯后于接收信號(hào)I和Q,則檢測(cè)第三分支量度BM-,然后,根據(jù)第一至第三分支量度BM+、BM-和BM-的比較結(jié)果檢測(cè)接收數(shù)據(jù)I和Q與估算信號(hào)EXn的相位差。于是,通過(guò)按相位差檢測(cè)的結(jié)果校正接收數(shù)據(jù)I和Q的相位差,可校正此多普勒頻偏。
在這種情況,通過(guò)產(chǎn)生對(duì)于接收數(shù)據(jù)I和Q的每個(gè)樣本的估算信號(hào)EXn,檢測(cè)第一至第三分支量度BM+、BM和BM-,并校正接收數(shù)據(jù)I和Q的相位差,則可校正多普勒頻偏。通過(guò)根據(jù)第一至第三分支量度的累加而檢測(cè)接收數(shù)據(jù)I和Q的相位差,也能校正多普勒頻偏從而有效地避免了噪音的影響。
通過(guò)采用維特比均衡器作為最大似然性確定電路25,還能容易地校正多普勒頻偏。在這種情況下,如果通過(guò)估算接收數(shù)據(jù)I和Q來(lái)產(chǎn)生估算信號(hào)EXn,以對(duì)應(yīng)維特比均衡器25檢測(cè)的最大可能路徑,則能通過(guò)有效地利用維特比均衡器25來(lái)校正多普勒頻偏。
根據(jù)本發(fā)明的無(wú)線電接收機(jī),通過(guò)產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于估算的最大可能發(fā)送數(shù)據(jù)的接收數(shù)據(jù)的估算信號(hào),通過(guò)分別檢測(cè)該估算數(shù)據(jù)與接收信號(hào)同相或者比接收信號(hào)相位超前或滯后時(shí)的分支量度,以及通過(guò)按此相位差的檢測(cè)結(jié)果校正該相位差,則可容易地校正多普勒頻偏。
從下面結(jié)合附圖進(jìn)行的詳細(xì)描述將使本發(fā)明的性質(zhì)、原則和用途更加清楚。附圖中相同的部件采用相同的標(biāo)號(hào)或符號(hào)。
圖1是用于說(shuō)明多普勒頻偏的示意圖;圖2是一方框圖,表示根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的數(shù)字式蜂窩系統(tǒng)的終端;圖3是表示它的接收機(jī)部分的方框圖;圖4是表示它的數(shù)據(jù)處理部分的方框圖;圖5是表示它的多普勒校正電路的方框圖;圖6是表示它的模擬結(jié)果的特性曲線;圖7是一方框圖,表示根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的多普勒校正電路;圖8是一流程圖,用于說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的多普勒校正電路的工作。
以下結(jié)合附圖描述本發(fā)明的最佳實(shí)施例。
(1)第一實(shí)施例(1-1)該實(shí)施例的一般結(jié)構(gòu)參看圖2,1總的表示數(shù)字式蜂窩系統(tǒng)的終端,它接收基地臺(tái)從天線2發(fā)送的發(fā)送信號(hào),通過(guò)天線連接裝置(未示出)將如此獲得的接收信號(hào)輸往放大電路3。
此時(shí),放大電路3以預(yù)定的增益放大該接收信號(hào),然后將其輸?shù)缴漕l(RF)處理電路(RF處理器)4。RF處理電路4用預(yù)定的本機(jī)振蕩信號(hào)對(duì)該接收信號(hào)進(jìn)行頻率變換,終端1通過(guò)切換本機(jī)振蕩信號(hào)的頻率可選擇接收所需要的頻道。
并且,RF處理電路4粗略地檢測(cè)頻率轉(zhuǎn)換后的接收信號(hào),以解調(diào)與接收信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)相位同步的I信號(hào),并解調(diào)Q信號(hào)。在它的內(nèi)裝模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路中在預(yù)定的周期采集I和Q信號(hào),以將它們轉(zhuǎn)換為數(shù)字值。
這樣,終端1解調(diào)由對(duì)應(yīng)于接收信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)相位的解調(diào)結(jié)果組成的I數(shù)據(jù),和Q數(shù)據(jù),并將I和Q數(shù)據(jù)輸往數(shù)據(jù)處理電路5。
數(shù)據(jù)處理電路5電由處理I和Q數(shù)據(jù)的數(shù)字處理器組成的,設(shè)計(jì)成從I和Q數(shù)據(jù)中解調(diào)出原來(lái)的差分編碼數(shù)據(jù)。此時(shí),通過(guò)內(nèi)裝的維特比均衡器進(jìn)行波形均衡和畸變校正以減少衰落和多路徑的影響,然后輸出差分編碼數(shù)據(jù)。
此外,這時(shí)數(shù)據(jù)處理電路5以I和Q數(shù)據(jù)為基準(zhǔn)檢測(cè)FCCH,并根據(jù)檢測(cè)結(jié)果檢測(cè)頻率誤差。將這個(gè)檢測(cè)結(jié)果用作標(biāo)準(zhǔn)以控制數(shù)據(jù)處理電路5和預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)產(chǎn)生電路等的工作,從而實(shí)現(xiàn)與基地臺(tái)的幀同步,并校正內(nèi)部時(shí)鐘對(duì)基地臺(tái)的頻率偏移。
除了系統(tǒng)處理之外,該數(shù)據(jù)處理電路還對(duì)差分編碼數(shù)據(jù)進(jìn)行差分譯碼,然后進(jìn)行錯(cuò)誤校正,并選擇性地輸出如此獲得的譯碼數(shù)據(jù)到話音處理電路6或中央處理單元(CPU)8。
這里,話音處理電路6通過(guò)話音擴(kuò)展譯碼的數(shù)據(jù)來(lái)譯碼話音數(shù)據(jù),并通過(guò)內(nèi)裝的數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路將話音數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成話音信號(hào)。該話音處理電路6還以話音信號(hào)驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器7,從而使終端1能夠接收呼叫者從基地臺(tái)發(fā)出的話音信號(hào)。
另一方面,中央處理單元8根據(jù)譯碼數(shù)據(jù)接收從基地臺(tái)發(fā)出的預(yù)定信息,根據(jù)接收的結(jié)果切換本機(jī)振蕩信號(hào)的頻率,從而將發(fā)送/接收頻率切換到預(yù)定的話音通道,使終端1能夠通過(guò)選擇預(yù)定話音通道發(fā)送/接收話音信號(hào)。
又一方面,終端1的發(fā)送系統(tǒng)用話音處理電路6將話筒9輸出的話音信號(hào)轉(zhuǎn)換為話音數(shù)據(jù),然后進(jìn)行話音壓縮。
數(shù)據(jù)處理電路5通過(guò)加入錯(cuò)誤校正碼對(duì)話音處理電路6的輸出數(shù)據(jù)執(zhí)行差分編碼,并且通過(guò)在話音處理電路6輸出位置加入錯(cuò)誤校正碼,對(duì)從中央處理單元8輸出的各種控制碼執(zhí)行差分編碼。
RF處理電路4通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)處理電路5輸出的差分編碼數(shù)據(jù)進(jìn)行GMSK調(diào)制產(chǎn)生發(fā)送信號(hào),并將該發(fā)送信號(hào)的頻率變換到預(yù)定頻率。
此外,RF處理電路4通過(guò)放大電路10將該頻率變換了的發(fā)送信號(hào)輸出到天線2,于是終端1能夠?qū)⒑艚姓叩脑捯粜盘?hào)成呼叫信號(hào)發(fā)送到基地臺(tái)。
此時(shí),終端1根據(jù)數(shù)據(jù)處理電路5檢測(cè)的預(yù)定檢測(cè)結(jié)果來(lái)切換發(fā)送和接收的定時(shí)。于是,應(yīng)用時(shí)分多路復(fù)用方法,能從自基地臺(tái)發(fā)送到一組終端的信號(hào)中選擇性地接收指定給它的時(shí)隙,并能夠通過(guò)選擇性地使用指定給它的時(shí)隙將話音數(shù)據(jù)等發(fā)送給基地臺(tái)。
為此目的,中央處理單元8通過(guò)在隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)13中保證有一個(gè)工作區(qū)來(lái)執(zhí)行儲(chǔ)存在只讀存儲(chǔ)電路(ROM)11中的處理程序,從而通過(guò)按要求將控制碼輸給每個(gè)電路塊來(lái)控制整個(gè)系統(tǒng)的工作。比如,當(dāng)對(duì)顯示/鍵輸入部分12的預(yù)定操作件被按下時(shí),響應(yīng)這個(gè)操作將呼叫信號(hào)發(fā)送給基地臺(tái),并且當(dāng)有基地臺(tái)的呼叫信號(hào)進(jìn)入時(shí),對(duì)接收通道等進(jìn)行切換。
(1-2)輸入數(shù)據(jù)的處理這里,終端1已從圖3所示它的接收系統(tǒng)接收到從基地臺(tái)發(fā)送來(lái)的一個(gè)信號(hào)。
即,終端1的組成有帶有選擇電路(RF)的RF處理電路;中頻電路(IF);和檢測(cè)電路(這三個(gè)總的以標(biāo)號(hào)15表示);以及模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路16,該模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路產(chǎn)生I和Q數(shù)據(jù)。
另一方面,數(shù)據(jù)處理電路5以它的內(nèi)裝解調(diào)器(DEMOD)和數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)(總的由標(biāo)號(hào)17表示)將I和Q數(shù)據(jù)譯碼成原來(lái)的數(shù)據(jù)流。
此時(shí),數(shù)字信號(hào)處理器根據(jù)I和Q數(shù)據(jù)檢測(cè)FCCH,并執(zhí)行接收信號(hào)的均衡和譯碼數(shù)據(jù)流的錯(cuò)誤校正。
再一方面,由數(shù)字信號(hào)處理器組成的話音處理電路6(VOICE DSP)用于處理話音數(shù)據(jù),其中從數(shù)據(jù)處理電路5輸出的數(shù)據(jù)經(jīng)數(shù)據(jù)擴(kuò)展,使話音壓縮的發(fā)送數(shù)據(jù)被話音擴(kuò)展,并轉(zhuǎn)換成原來(lái)的數(shù)據(jù)流。將該數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)以驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器7。
(1-3)均衡器當(dāng)處理接收的數(shù)據(jù)時(shí),數(shù)據(jù)處理電路5用維特比算法在內(nèi)裝的維特比均衡器中將I和Q數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成差分編碼數(shù)據(jù)y。
即,如圖4中所示,均衡器25通過(guò)移相器26將I和Q數(shù)據(jù)輸入給分支量度計(jì)算電路31,在此從I和Q數(shù)據(jù)中產(chǎn)生分支量度BM。
ACS(加比較選擇)計(jì)算電路32累加每一路徑的分支量度以產(chǎn)生狀態(tài)量度,并根據(jù)狀態(tài)量度的比較結(jié)果選擇差分編碼數(shù)據(jù)y的路徑。
在這種情況,維特比均衡器25將差分編碼數(shù)據(jù)y的狀態(tài)設(shè)為32個(gè)狀態(tài),用發(fā)送路徑估算器36估算發(fā)送路徑的條件,并用接收信號(hào)估算電路37產(chǎn)生每一狀態(tài)下對(duì)于I和Q數(shù)據(jù)的估算信號(hào)。
這將使分支量度計(jì)算電路31計(jì)算表示每一估算信號(hào)En(EIn,EQn)與對(duì)應(yīng)的I和Q數(shù)據(jù)(In,Qn)之間關(guān)系的下面公式,并檢測(cè)每一狀態(tài)的分支量度BMBM=(In-EIn)2+(Qn-EQn)2…………(3)
另一方面,ACS計(jì)算電路32累加相應(yīng)于儲(chǔ)存在狀態(tài)量度存儲(chǔ)器33的現(xiàn)有狀態(tài)中32個(gè)狀態(tài)的分支量度BM,從而通過(guò)累加從現(xiàn)在狀態(tài)到第32個(gè)狀態(tài)的每一路徑的分支量度BM,以產(chǎn)生狀態(tài)量度。
此外,ACS計(jì)算電路32對(duì)于如此產(chǎn)生的各個(gè)狀態(tài)量度選擇出具有較小值的狀態(tài)量度。
這樣,ACS計(jì)算電路32根據(jù)檢測(cè)的路徑設(shè)置后繼的狀態(tài),并將檢測(cè)的狀態(tài)量度儲(chǔ)存在狀態(tài)量度存儲(chǔ)器33中。
這使維特比均衡器25通過(guò)重復(fù)處理程序?qū)樞蜉斎氲腎和Q數(shù)據(jù)順序地選擇最可能的路徑,并將路徑選擇的結(jié)果與可用路徑的狀態(tài)量度一起儲(chǔ)存到路徑存儲(chǔ)器34中。
而且,均衡器25根據(jù)路徑存儲(chǔ)器34中儲(chǔ)存的路徑選擇結(jié)果,以最大似然性確定電路35設(shè)置差分編碼數(shù)據(jù)y的可靠性和軟判定級(jí)別,從而通過(guò)應(yīng)用最大似然性序列估算的算法解調(diào)出信號(hào)。
在該處理程序中,數(shù)據(jù)處理電路5通過(guò)使用多普勒校正電路40估算多普勒頻移,并根據(jù)估算結(jié)果校正接著輸入的I和Q數(shù)據(jù)的相位,從而校正多普勒頻移。
即如圖5中所示,多普勒校正電路40將維特比均衡器25檢測(cè)出的狀態(tài)信息ST(即表示從路徑選擇結(jié)果得到的狀態(tài))輸入到接收信號(hào)估算電路41,在這里產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于該狀態(tài)的I和Q數(shù)據(jù)的估算信號(hào)。
在此估算信號(hào)和IQ數(shù)據(jù)之間,當(dāng)I和Q數(shù)據(jù)相位偏移到正一側(cè)或負(fù)一側(cè)時(shí),分別產(chǎn)生分支量度BM+和BM-,并將維特比均衡器檢測(cè)出的分支量度BM和此分支量度BM+或BM-輸出到隨后的選擇電路43。
于是,將多普勒校正電路40設(shè)計(jì)成可檢測(cè)分支量度BM+和BM-,其中由維特比均衡器25按最大似然性估算的狀態(tài)進(jìn)一步改變相位,并檢測(cè)沒(méi)有相位變化處的分支量度。
在此,選擇電路43通過(guò)順序切換觸點(diǎn)選擇和輸出預(yù)定的相位數(shù)據(jù)+Δ、0和-Δ。加法電路44將這個(gè)相位數(shù)據(jù)θ加到前面的形成相位誤差φ的相位差φ上。
乘法電路45在該相位誤差φ與I和Q數(shù)據(jù)之間執(zhí)行乘法,以進(jìn)行由下式表示的計(jì)算X′n=I′nQ′n=cosφ-sinφsinφcosφInQn………(4)]]>于是,產(chǎn)生了被以前的相位誤差φ改變了I和Q數(shù)據(jù)相位的第一I和Q數(shù)據(jù)In和Qn;用比In和Qn超前的Δ相差替代第一I和Q數(shù)據(jù)的第二I和Q數(shù)據(jù)In和Qn;和用比In和Qn滯后的Δ相差替代第一I和Q數(shù)據(jù)In和Qn的第三I和Q數(shù)據(jù)In和Qn。
分支量度計(jì)算電路42通過(guò)分別計(jì)算表示第二第三I和Q數(shù)據(jù)In和Qn與從接收信號(hào)估算電路41輸出的估算信號(hào)(此時(shí),估算信號(hào)對(duì)應(yīng)于EIn和EQn)之間關(guān)系的公式(3),分別產(chǎn)生在I和Q數(shù)據(jù)相移超前和滯后情況下的分支量度BM+和BM-。
而且這時(shí)分支量度計(jì)算電路42利用由維特比均衡器檢測(cè)的分支量度BM將此分支量度BM輸出給選擇電路43,作為相位不偏移時(shí)的分支量度BM,從而簡(jiǎn)化了整個(gè)計(jì)算。
選擇電路43從三個(gè)分支量度BM+、BM和BM-中選擇具有最小值的一個(gè),并且選擇性地輸出對(duì)應(yīng)于所選擇分支量度的相位數(shù)據(jù)θ。
即當(dāng)估算信號(hào)與I和Q數(shù)據(jù)之間的距離短時(shí),分支量度的值變低了一個(gè)量,使得I和Q數(shù)據(jù)可能多一該量。
這樣,對(duì)于通過(guò)IQ數(shù)據(jù)相位偏移+Δ、0和-Δ用估算信號(hào)獲得的分支量度,對(duì)應(yīng)于距估算信號(hào)具有最短距離的I和Q數(shù)據(jù)的分支量度,相位偏移后具有最小值。
于是,可以通過(guò)旋轉(zhuǎn)I和Q數(shù)據(jù)的相位一個(gè)相位差來(lái)校正該相位差,該旋轉(zhuǎn)相位差相應(yīng)于具有最小值的分支量度。
這樣,通過(guò)對(duì)連續(xù)的I和Q數(shù)據(jù)順序地重復(fù)這種處理可容易地校正順序變化的相位差,因而也可校正多普勒頻偏。
此外應(yīng)知道,甚至當(dāng)比如內(nèi)部時(shí)鐘對(duì)基地臺(tái)有一頻率漂移而不是多普勒頻偏,也容易進(jìn)行校正。
于是,加法電路44將從選擇電路43選擇輸出的相位數(shù)據(jù)θ加到相位差φ中,然后輸出給移相器26,對(duì)隨后的I和Q數(shù)據(jù)Xn+1再執(zhí)行公式(4)的計(jì)算,利用這個(gè)相位數(shù)據(jù)θ校正相位差。
這樣,數(shù)據(jù)處理電路5用維特比均衡器對(duì)隨后的IQ數(shù)據(jù)Xn+1執(zhí)行最大似然性序列估算,來(lái)檢測(cè)狀態(tài)和分支量度。多普勒校正電路40根據(jù)這個(gè)檢測(cè)的結(jié)果檢測(cè)I和Q數(shù)據(jù)Xn+1的相位差φ。通過(guò)重復(fù)這一系列處理,對(duì)每一位檢測(cè)相位差,以順序執(zhí)行校正過(guò)程。
在這個(gè)實(shí)施例中,移相器26還用于根據(jù)FCCH校正頻率誤差。這樣,通過(guò)共用這個(gè)移相器,該數(shù)據(jù)處理電路的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化了整個(gè)結(jié)構(gòu)。
延遲電路(D)47將輸?shù)揭葡嗥?6的相位數(shù)據(jù)θ延遲一個(gè)采樣周期,并將它輸給加法電路44,從而將原來(lái)的相位差φ加到隨后的I和Q數(shù)據(jù)的相位數(shù)據(jù)θ中。
于是,通過(guò)有效地使用維特比均衡器25的處理結(jié)果,終端1很容易校正多普勒頻偏,于是可用簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)校正多普勒頻偏,同時(shí)有效地避免了功率消耗量的增加,并改善了誤碼率,以便在下面的譯碼處理中有效地進(jìn)行譯碼。
實(shí)際上,如圖6中所示,通過(guò)模擬顯示,可見(jiàn)能夠改善誤碼率(BER)。
當(dāng)噪音很小或Eb/NO大時(shí),通過(guò)對(duì)衰落模型的模擬(終端1在一地區(qū)以250公里/小時(shí)的速度移動(dòng)),證明效率得到了明顯的提高。
(2-4)該實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)根據(jù)上述結(jié)構(gòu),通過(guò)按維特比均衡器檢測(cè)的結(jié)果檢測(cè)在該相位差處的分支量度、通過(guò)按該檢測(cè)結(jié)果檢測(cè)該相位差、并對(duì)所有I和Q數(shù)據(jù)重復(fù)該處理程序,能夠校正多普勒頻偏。
(2)第二實(shí)施例在這個(gè)實(shí)施例中,多普勒頻偏是通過(guò)圖7中所示的多普勒校正電路50校正的。
即多普勒校正電路50插有處在分支量度計(jì)算電路42和選擇電路43之間的平均電路51,平均電路51對(duì)預(yù)定數(shù)目的插樣加上各分支量度BM+、BM和BM-。
平均電路51將這樣加的結(jié)果輸給選擇電路43,由其選擇具有最小值的相加結(jié)果,并選擇輸出相應(yīng)的相位數(shù)據(jù)+Δ、0或-Δ。
于是,多普勒校正電路50通過(guò)對(duì)分支量度BM+、BM和BM-的平均能檢測(cè)相位差,故能夠可靠地校正多普勒頻偏,同時(shí)有效地避免了噪音等的影響。而且整個(gè)的處理量減少了該平均量。
根據(jù)圖7所示的結(jié)構(gòu),可得到由第一實(shí)施例獲得的同樣結(jié)果,盡管這里當(dāng)相位偏移時(shí)是基于分支量度的平均結(jié)果來(lái)校正相位差的。此外,能夠可靠地校正多普勒頻偏,同時(shí)有效地避免了噪音等的影響。
(3)第三實(shí)施例在這個(gè)實(shí)施例中,是通過(guò)在數(shù)字處理電路5中的數(shù)字信號(hào)處理器上重復(fù)圖8所示的處理程序,來(lái)校正多普勒頻偏的。
在此情況下,該數(shù)字信號(hào)處理器首先將這個(gè)校正處理所需的變量設(shè)為初始值,然后開(kāi)始處理程序。
即,數(shù)字信號(hào)處理器從步驟SP1開(kāi)始進(jìn)入步驟SP2,在這里將相位數(shù)據(jù)+Δ、0和-Δ加到它們各自的先前相位誤差φ上,以形成三個(gè)不同的相位差φ。
然后,數(shù)字信號(hào)處理器執(zhí)行步驟SP3,檢測(cè)由維特比均衡器確定的狀態(tài),然后在步驟SP4根據(jù)該狀態(tài)和三個(gè)相位誤差φ產(chǎn)生估算信號(hào)。
在步驟SP6,數(shù)字信號(hào)處理器產(chǎn)生所有估算信號(hào)En的分支量度BM+、BM和BM-,在步驟SP7,檢測(cè)具有最小值的分支量度。
此外,數(shù)字信號(hào)處理器根據(jù)檢測(cè)的分支量度檢測(cè)對(duì)應(yīng)的相位差,在步驟SP8校正具有該相位差的I和Q數(shù)據(jù)Xn+1,進(jìn)入步驟SP9,結(jié)束該處理程序。
圖8中所示的處理程序可根據(jù)需要利用和執(zhí)行由維特比均衡器處理的子程序,因此該數(shù)字信號(hào)處理器能夠以簡(jiǎn)單的程序校正多普勒頻偏。
根據(jù)圖8所示的結(jié)構(gòu),可取得由第一實(shí)施例達(dá)到的同樣效果,盡管當(dāng)相位偏移時(shí)是用計(jì)算獲取分支量度來(lái)校正相位偏差的。
(4)其它實(shí)施例盡管上述的實(shí)施例中是用維特比均衡器來(lái)估算最大似然性的,但本發(fā)明并不限于此種情況,也可以擴(kuò)展應(yīng)用到利用各種最大似然性估算法來(lái)均衡波形的場(chǎng)合。
另外,盡管上述實(shí)施例是通過(guò)對(duì)均衡器25的輸出數(shù)據(jù)進(jìn)一步差分來(lái)執(zhí)行譯碼的,但本發(fā)明并不限于此,也可擴(kuò)展應(yīng)用到直接地輸出這個(gè)數(shù)據(jù)的情況。
再有,盡管上述實(shí)施例是用加法電路45通過(guò)對(duì)I和Q數(shù)據(jù)移相來(lái)檢測(cè)分支量度的,但本發(fā)明并不限于此,通過(guò)對(duì)估算信號(hào)EXn移相代替I和Q數(shù)據(jù)也可檢測(cè)分支量度。
而且,不預(yù)先旋轉(zhuǎn)估算信號(hào)相位,而可直接產(chǎn)生估算信號(hào)相位。
另外,盡管上述實(shí)施例是通過(guò)計(jì)算公式(4)來(lái)檢測(cè)分支量度的,但本發(fā)明并不限于此,也可通過(guò)計(jì)算下面的公式代替公式(4)來(lái)檢測(cè)分支量度BMBM=|In-EIn|+|Qn-EQn|…………(5)以這種方式檢測(cè)分支量度BM比通過(guò)公式(4)檢測(cè)平分和更為容易,因此可簡(jiǎn)化整個(gè)處理過(guò)程。
此外,盡管上述實(shí)施例是一位接一位地進(jìn)行多普勒校正處理的,但本發(fā)明并不限于此,也可在n位構(gòu)成的區(qū)間進(jìn)行多普勒校正。在這方面,當(dāng)以幾位組成的區(qū)間來(lái)執(zhí)行多普勒校正時(shí),可通過(guò)在期間里對(duì)Δθ求和來(lái)進(jìn)行本發(fā)明的平均,從而可達(dá)到與上述實(shí)施例同樣的效果。
盡管在上述實(shí)施例中將差分編碼數(shù)據(jù)y的狀態(tài)設(shè)置為32狀態(tài),但本發(fā)明并不限于此,也可以將其擴(kuò)展應(yīng)用到根據(jù)需要把狀態(tài)設(shè)為各種值來(lái)進(jìn)行解調(diào)的情況。
盡管在上述實(shí)施例中,檢測(cè)分支量度是對(duì)于無(wú)相位差、相位超前偏移、相位滯后偏移三種情況進(jìn)行的,但本發(fā)明并不限于此,也可以根據(jù)需要將相位的偏移量進(jìn)一步細(xì)分來(lái)檢測(cè)分支量度。
此外,盡管在上述的實(shí)施例中,是將本發(fā)明應(yīng)用到數(shù)字式蜂窩系統(tǒng)的終端,但也可將它擴(kuò)展應(yīng)用到發(fā)送差分編碼數(shù)據(jù)的無(wú)線電裝置中,即應(yīng)用到通過(guò)采用由記錄/重放系統(tǒng)等組成的傳輸路徑對(duì)需要數(shù)據(jù)進(jìn)行譯碼的重放裝置中。
以上對(duì)本發(fā)明的最佳實(shí)施例作了描述,但本領(lǐng)域的技術(shù)人員都明白可以有各種變化和修改,這些都屬于本發(fā)明的精神范圍。所附權(quán)利要求書(shū)包括了這些變化和修改。
權(quán)利要求
1.一種無(wú)線電接收機(jī)(1),用于接收通過(guò)天線(2)輸入的預(yù)定接收信號(hào),并對(duì)無(wú)線電發(fā)送數(shù)據(jù)(y)進(jìn)行譯碼,所述無(wú)線電接收機(jī)(1)包括檢測(cè)裝置(15),用于檢測(cè)所述接收信號(hào)并產(chǎn)生一基帶信號(hào);模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路(16),用于在預(yù)定的周期對(duì)所述基帶信號(hào)采樣,并在采樣周期順序地輸出連續(xù)的接收數(shù)據(jù)(I,Q);最大似然性確定電路(25),用于順序地輸入所述接收數(shù)據(jù)(I,Q),并通過(guò)最大似然性估算對(duì)所述發(fā)送數(shù)據(jù)(y)譯碼;估算信號(hào)產(chǎn)生電路(41,43,44,45或47),用于估算與所述發(fā)送數(shù)據(jù)(y)對(duì)應(yīng)的所述接收數(shù)據(jù)(I,Q),以產(chǎn)生估算信號(hào)(EXn),并產(chǎn)生從所述估算信號(hào)(EXn)或所述接收數(shù)據(jù)(I,Q)相移一預(yù)定量的接收估算信號(hào);分支量度檢測(cè)電路(42),用于檢測(cè)在所述接收估算信號(hào)與所述接收數(shù)據(jù)(I,Q)之間,或所述估算信號(hào)(EXn)與所述接收估算信號(hào)之間的第一到第三分支量度(BM+,BM和BM-),以根據(jù)所述接收估算信號(hào)的相位偏移,檢測(cè)當(dāng)所述接收數(shù)據(jù)(I,Q)與所述估算信號(hào)(EXn)同相時(shí)的第一分支量度(BM),當(dāng)所述估算信號(hào)(EXn)的相位比所述接收數(shù)據(jù)(I,Q)超前時(shí)的第二分支量度(BM+),或當(dāng)所述估算信號(hào)(EXn)的相位比所述接收數(shù)據(jù)(I,Q)滯后時(shí)的第三分支量度(BM-);以及相位校正電路(26,43,44或47),用于根據(jù)第一到第三分支量度(BM+,BM和BM-)的比較結(jié)果檢測(cè)所述接收數(shù)據(jù)(I,Q)對(duì)于所述估算信號(hào)(EXn)的相位差,并根據(jù)所述檢測(cè)的相位差來(lái)校正所述接收數(shù)據(jù)(I,Q)的相位差。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的無(wú)線電接收機(jī),其特征在于所述的估算信號(hào)產(chǎn)生電路(41,43,44,45或47)產(chǎn)生對(duì)于接收數(shù)據(jù)(I,Q)的每個(gè)樣本的估算信號(hào)(EXn);所述的分支量度檢測(cè)電路(42)檢測(cè)對(duì)于接收數(shù)據(jù)(I,Q)的每個(gè)樣本的第一到第三分支量度(BM+,BM和BM-);所述的相位校正電路(25,43,44或47)校正對(duì)于接收數(shù)據(jù)(I,Q)的每個(gè)樣本的接收數(shù)據(jù)(I,Q)中的相位差。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的無(wú)線電接收機(jī),其特征在于所述分支量度檢測(cè)電路(42或51)對(duì)于所述接收數(shù)據(jù)(I,Q)的預(yù)定數(shù)目的樣本,累加每一接收數(shù)據(jù)(I,Q)的所述第一至第三分支量度(BM+,BM和BM-);所述相位校正電路(26,43,44或47)根據(jù)所述累加的第一至第三分支量度檢測(cè)所述接收數(shù)據(jù)(I,Q)對(duì)于所述估算信號(hào)(EXn)的相位差,以便根據(jù)所述第一至第三分支量度(BM+,BM和BM-)的比較結(jié)果檢測(cè)所述接收數(shù)據(jù)(I,Q)對(duì)于所述估算信號(hào)(EXn)的相位差。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的無(wú)線電接收機(jī),其特征在于所述最大似然性確定電路(25)包括一個(gè)維特比均衡器(25)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的無(wú)線電接收機(jī),其特征在于所述估算信號(hào)產(chǎn)生電路(41,43,44,45或47)通過(guò)估算對(duì)應(yīng)于所述維特比均衡器檢測(cè)到的最可能路徑的所述接收數(shù)據(jù)(I,Q)產(chǎn)生所述估算信號(hào)(EXn)。
6.一種基本上如上文參考各附圖所述的無(wú)線電接收機(jī)。
全文摘要
一種用于數(shù)字式蜂窩系統(tǒng)等的無(wú)線電接收機(jī),可用簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)校正多普勒頻偏。由最大似然性確定電路估算出最大似然性的發(fā)送數(shù)據(jù)y,通過(guò)對(duì)應(yīng)于發(fā)送數(shù)據(jù)y的接收數(shù)據(jù)I、Q的估算產(chǎn)生估算信號(hào)EXn;分別檢測(cè)出估算數(shù)據(jù)對(duì)接收信號(hào)的相位同相、超前或滯后時(shí)的分支量度BM、BM+或BM-;根據(jù)分支量度BM+、BM和BM-的比較結(jié)果檢測(cè)接收數(shù)據(jù)I、Q對(duì)于估算信號(hào)EXn的相位差;根據(jù)該相位差的檢測(cè)結(jié)果校正接收數(shù)據(jù)I、Q的相位差。
文檔編號(hào)H04L25/03GK1162878SQ9710251
公開(kāi)日1997年10月22日 申請(qǐng)日期1997年1月27日 優(yōu)先權(quán)日1996年1月30日
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