專利名稱：使用加權(quán)值的多差分解調(diào)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于諸如WPAN和傳感器網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線通信系統(tǒng)的多差分解調(diào)器(multiple differential demodulator)。更具體地，本發(fā)明涉及一種多差分解調(diào)器，其不采取由傳統(tǒng)多差分非相干解調(diào)器(noncoherent demodulator)中的非相干檢測(cè)器的相關(guān)器控制的平方操作，而是對(duì)實(shí)部或虛部中的較大值應(yīng)用加權(quán)值以減小相位偏移，從而消除平方損失(square loss)。
背景技術(shù)：
最近提出的術(shù)語(yǔ)“無(wú)處不在”(ubiquitous)是指可以隨時(shí)隨地連接至網(wǎng)絡(luò)的通信環(huán)境。另外，已經(jīng)對(duì)諸如無(wú)線局域網(wǎng)(WLAN)、無(wú)線個(gè)域網(wǎng)(WPAN)、傳感器網(wǎng)絡(luò)、射頻識(shí)別(RFID)等不同于大規(guī)模通信網(wǎng)絡(luò)(諸如蜂窩網(wǎng)絡(luò))的小規(guī)模無(wú)線通信系統(tǒng)進(jìn)行了積極研究。
特別地，在這些通信系統(tǒng)之中，WPAN和傳感器網(wǎng)絡(luò)除了通信性能之外，還要求超小尺寸、低功耗、以及低價(jià)格。因此，在現(xiàn)有的蜂窩通信系統(tǒng)或WLAN系統(tǒng)中使用的高性能和昂貴的部件難以用于包括WPAN和傳感器網(wǎng)絡(luò)的小規(guī)模無(wú)線通信系統(tǒng)。然而，如果采用低價(jià)格部件來(lái)降低成本，就會(huì)發(fā)生頻率或相位偏移，這就需要解決方法。
因此，已經(jīng)對(duì)能夠在具有大的頻率或相位偏移的通信系統(tǒng)中良好運(yùn)行的解調(diào)器進(jìn)行了研究。
圖1是示出被提出用于補(bǔ)償頻率或相位偏移的傳統(tǒng)多差分非相干解調(diào)器的框圖。
參照?qǐng)D1，傳統(tǒng)多差分非相干解調(diào)器20包括多差分器(mutipledifferentiator)21，用于將由接收器的IF端10輸出的I/Q信號(hào)多延遲(multi-delay)，以將信號(hào)差分；多個(gè)非相干檢測(cè)器22(僅示出了一個(gè))，用于計(jì)算由多差分器21輸出的差分接收信號(hào)和分別對(duì)應(yīng)于16個(gè)符號(hào)的PN碼之間的相關(guān)(correlation)；以及最大值選擇器23，用于比較多個(gè)非相干檢測(cè)器22的輸出結(jié)果以檢測(cè)最大相關(guān)值，并且將具有最大相關(guān)值的PN碼的符號(hào)確定為接收信號(hào)的符號(hào)。
可以對(duì)傳統(tǒng)多差分非相干解調(diào)器20作如下的更詳細(xì)描述。RF接收信號(hào)在接收器的RF端(未示出)被頻率轉(zhuǎn)換成IF信號(hào)，通過(guò)IF端10的混頻器被分頻和轉(zhuǎn)換成基帶I/Q信號(hào)。然后，信號(hào)通過(guò)模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器A/D被采樣并作為數(shù)字信號(hào)輸入到解調(diào)器20中。接收信號(hào)r(k)(k表示所接收的信息包的順序)是復(fù)信號(hào)，其中，實(shí)部用“real{r(k)}”表示，虛部用“imag{r(k)}”表示。
之后，對(duì)數(shù)字化基帶信號(hào)real{r(k)}和imag{r(k)}進(jìn)行解調(diào)。首先，解調(diào)器20中的多差分器21將延遲了預(yù)定延遲時(shí)間1Tc、2Tc、和3Tc的數(shù)字信號(hào)(在預(yù)定延遲時(shí)間之前接收到的信號(hào))與當(dāng)前的接收信號(hào)復(fù)數(shù)相乘(complex-multiply)，以獲得差分值。圖2詳細(xì)示出了多差分器21的框圖。多差分器21通過(guò)具有多個(gè)預(yù)定延遲時(shí)間(例如，Tc、2Tc、和3Tc)的延遲器211至213來(lái)延遲在IF端10(圖1)接收的信號(hào)r(k)，并且通過(guò)共軛器214至216對(duì)延遲信號(hào)取共軛。然后，乘法器217至219中的每個(gè)將接收信號(hào)r(k)與延遲的共軛信號(hào)相乘，以輸出差分信號(hào)。因此，被延遲了不同延遲時(shí)間的多個(gè)差分信號(hào)Dr，Tc(k)、Dr，2Tc(k)、和Dr，3Tc(k)從多差分器21中輸出。假設(shè)在多差分器21處接收的信號(hào)r(k)可以表示為等式1，則多差分器21的輸出信號(hào)可以表示為等式2。
r(k)＝s(k)ej2πΔfk等式1Dr(k)＝r(k)r(k-N)*＝s(k)ej2πΔfks(k-N)*e-j2πΔf(k-N)＝s(k)s(k-N)*ej2πΔfN＝s(k)s(k-N)*(cos2πΔfN+jsin2πΔfN) 等式2在上面的等式1和等式2中，s(k)是傳輸信號(hào)，即，帶有對(duì)應(yīng)于接收信號(hào)的符號(hào)的PN碼。分析等式1，除了傳輸信號(hào)s(k)(帶有該符號(hào)的PN碼)，接收信號(hào)r(k)還包括ej2πΔfk的通道失真(channel distortion)，以及解調(diào)器用于從接收信號(hào)r(k)恢復(fù)信號(hào)s(k)。這里，Δfk是表示頻率偏移的值，ΔfN是表示從差分Δfk獲得的相位偏移的值。
多個(gè)非相干檢測(cè)器22(圖1)使由多差分器21輸出的信號(hào)與帶有符號(hào)的差分PN碼信號(hào)相關(guān)，以輸出相關(guān)結(jié)果。參照?qǐng)D3和圖4來(lái)描述這一過(guò)程。
圖3是非相干檢測(cè)器的詳細(xì)框圖。如圖3所示，非相干檢測(cè)器22(圖1)包括第一相關(guān)器221至第三相關(guān)器223以及求和器224。第一相關(guān)器221至第三相關(guān)器223對(duì)通過(guò)對(duì)延遲時(shí)間Tc、2Tc、和3Tc求微分所得信號(hào)和PN碼信號(hào)取復(fù)共軛，其中，PN碼信號(hào)以與差分信號(hào)相同的方式(對(duì)每個(gè)延遲時(shí)間)被差分。求和器224將來(lái)自第一相關(guān)器221至第三相關(guān)器223的輸出值相加，以輸出帶有相應(yīng)符號(hào)的相關(guān)值Ei，其中，i是至少為0到15的常數(shù)，與相應(yīng)符號(hào)相關(guān)。
第一相關(guān)器221至第三相關(guān)器223將由多差分器21(圖1)輸出的多個(gè)差分信號(hào)Dr，Tc(k)、Dr，2Tc(k)、和Dr，3Tc(k)中的每個(gè)與PN碼差分信號(hào)Ds，Tc(k)、Ds，2Tc(k)、和Ds，3Tc(k)(也稱為差分PN碼)復(fù)數(shù)相乘。PN碼差分信號(hào)以與差分信號(hào)相同的方式被差分。圖4中更詳細(xì)地示出了一個(gè)相關(guān)器。圖4是第一相關(guān)器221的詳細(xì)框圖，其中，第一相關(guān)器與第二相關(guān)器222和第三相關(guān)器223具有相同的結(jié)構(gòu)。如圖4所示，相關(guān)器221包括第一乘法器241至第四乘法器244、加法器245、減法器246、兩個(gè)積分器247和248、兩個(gè)平方運(yùn)算器249和250、以及另一個(gè)加法器251。第一乘法器241至第四乘法器244中的每個(gè)將差分信號(hào)Dr，Tc(k)和PN碼差分信號(hào)Ds，Tc(k)分為實(shí)部和虛部，并且在實(shí)部/虛部之間或?qū)嵅亢吞摬恐g進(jìn)行乘法運(yùn)算。加法器245將第一乘法器241和第二乘法器242的輸出值相加，減法器246計(jì)算第三乘法器243和第四乘法器244的輸出值之間的差值。兩個(gè)積分器247和248分別在一個(gè)符號(hào)周期(symbol period)內(nèi)對(duì)加法器245和減法器246的輸出值進(jìn)行積分。兩個(gè)平方運(yùn)算器249和250分別對(duì)兩個(gè)積分器247和248的輸出值進(jìn)行平方運(yùn)算。另一加法器251將兩個(gè)平方運(yùn)算器249和250的輸出值相加，以輸出相關(guān)結(jié)果ETc。
當(dāng)將差分信號(hào)和差分PN碼信號(hào)復(fù)數(shù)相乘時(shí)，從第一乘法器241至第四乘法器244獲得四個(gè)乘法結(jié)果。之后，通過(guò)積分器247和248對(duì)乘法結(jié)果進(jìn)行積分。然后，將實(shí)部和虛部分別進(jìn)行平方。將最終結(jié)果相加以獲得相關(guān)結(jié)果ETc。
通過(guò)求和器224(圖3)對(duì)從具有上述結(jié)構(gòu)和操作的第一相關(guān)器221至第三相關(guān)器223(圖3)輸出的每個(gè)延遲時(shí)間的相關(guān)結(jié)果ETc、E2Tc、和E3Tc進(jìn)行求和，以獲得接收信號(hào)和符號(hào)之間的相關(guān)值Ei。從非相干檢測(cè)器22(圖1)輸出的相關(guān)值Ei可以表示為下面的等式3。
Ei=ΣN=03|ΣK=NK[Dr(k)Ds(k)*]|2]]>等式3在上面的等式3中，N表示延遲時(shí)間，K表示一個(gè)符號(hào)周期中的采樣數(shù)。
然后，最大值選擇器23(圖1)比較從如上操作的多個(gè)非相干檢測(cè)器22(圖1)中輸出的相關(guān)值，以檢測(cè)最大值，并且將對(duì)應(yīng)于具有最大值的PN碼的符號(hào)值確定為接收信號(hào)r(k)的解調(diào)值。
根據(jù)具有上述結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)多差分非相干解調(diào)器，隨著將接收信號(hào)r(k)轉(zhuǎn)換成差分接收信號(hào)(接收信號(hào)的差分值)Dr(k)，相位偏移保持為如等式2中所示。因此，非相干檢測(cè)器的相關(guān)器執(zhí)行平方操作以對(duì)平方值求和，從而補(bǔ)償相位偏移。然而，由于這些平方操作，包括噪聲的信號(hào)也被平方，導(dǎo)致了平方損失，從而降低了傳輸性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述問(wèn)題，因而本發(fā)明的特定實(shí)施例的目的在于提供一種多差分解調(diào)器，其中，相關(guān)器不采用平方操作而是對(duì)實(shí)部和虛部中的較大值應(yīng)用加權(quán)值，以減小相位偏移，從而消除平方損失。
根據(jù)用于實(shí)現(xiàn)該目的的本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種使用加權(quán)值來(lái)檢測(cè)接收信號(hào)的符號(hào)的多差分解調(diào)器，包括多差分器，用于將接收信號(hào)多延遲多個(gè)預(yù)定延遲時(shí)間，將延遲的接收信號(hào)取共軛，然后與當(dāng)前接收信號(hào)相乘，以輸出多個(gè)差分接收信號(hào)；加權(quán)值生成器，用于對(duì)通過(guò)將多個(gè)差分接收信號(hào)中的一個(gè)與對(duì)應(yīng)于預(yù)設(shè)符號(hào)的差分PN碼信號(hào)的共軛值相乘而獲得的值的實(shí)部和虛部進(jìn)行積分，并且確定積分實(shí)部和積分虛部中的較大者以對(duì)較大值應(yīng)用預(yù)定加權(quán)值，其中，PN碼信號(hào)以與差分接收信號(hào)相同的方式被差分；多個(gè)相干檢測(cè)器，用于對(duì)通過(guò)將多個(gè)差分接收信號(hào)與對(duì)應(yīng)于預(yù)設(shè)符號(hào)的差分PN碼信號(hào)的共軛值相乘而獲得的值的實(shí)部和虛部進(jìn)行積分，將由加權(quán)值生成器確定的較大積分值與加權(quán)值相乘，并將乘法值與其余的積分值相加，以計(jì)算接收信號(hào)和相應(yīng)符號(hào)之間的相關(guān)值，其中，PN碼信號(hào)以與差分接收信號(hào)相同的方式被差分，以獲得積分值；以及最大值選擇器，用于比較多個(gè)相干檢測(cè)器的輸出值，并將具有最大相關(guān)值的相干檢測(cè)器的預(yù)設(shè)符號(hào)確定為用于接收信號(hào)的符號(hào)。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，加權(quán)值生成器包括兩個(gè)積分器，每個(gè)積分器都用于在一個(gè)符號(hào)周期內(nèi)對(duì)通過(guò)將多個(gè)差分接收信號(hào)中的一個(gè)與對(duì)應(yīng)于預(yù)設(shè)符號(hào)的差分PN碼信號(hào)的共軛值相乘而獲得的值的實(shí)部和虛部進(jìn)行積分，其中，PN碼信號(hào)以與差分接收信號(hào)相同的方式被差分；值比較部，用于確定兩個(gè)積分器的積分值的較大者；以及加權(quán)值生成部，用于對(duì)由值比較部確定的較大積分值應(yīng)用預(yù)定加權(quán)值。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，多個(gè)相干檢測(cè)器中的每個(gè)都包括多個(gè)相關(guān)器，用于對(duì)通過(guò)將差分接收信號(hào)與對(duì)應(yīng)于預(yù)設(shè)符號(hào)的差分PN碼信號(hào)的共軛值相乘而獲得的值的實(shí)部和虛部進(jìn)行積分，將由加權(quán)值生成器確定的較大積分值與加權(quán)值相乘，并將乘法值與其余的積分值相加以輸出結(jié)果值，從而獲得積分值，其中，PN碼信號(hào)以與差分接收信號(hào)相同的方式被差分；以及求和器，用于對(duì)從多個(gè)相關(guān)器中輸出的值進(jìn)行求和，以輸出作為相應(yīng)PN碼的相關(guān)值。
此時(shí)，相關(guān)器包括第一乘法器，用于將差分接收信號(hào)的實(shí)部與PN碼差分信號(hào)的實(shí)部相乘；第二乘法器，用于將差分接收信號(hào)的虛部與PN碼差分信號(hào)的虛部相乘；第三乘法器，用于將差分接收信號(hào)的虛部與PN碼差分信號(hào)的實(shí)部相乘；第四乘法器，用于將差分接收信號(hào)的實(shí)部與PN碼差分信號(hào)的虛部相乘；第一加法器，用于將從第一乘法器和第二乘法器輸出的值相加；減法器，用于將第三乘法器的輸出值減去第四乘法器的輸出值；第一積分器，用于在一個(gè)符號(hào)周期內(nèi)對(duì)第一加法器的輸出值進(jìn)行積分；第二積分器，用于在一個(gè)符號(hào)周期內(nèi)對(duì)減法器的輸出值進(jìn)行積分；第五乘法器，用于將第一積分器的積分值乘以加權(quán)值生成器的加權(quán)值或1；第六乘法器，用于將第二積分器的積分值乘以加權(quán)值生成器的加權(quán)值或1；以及第二加法器，用于將從第五乘法器和第六乘法器輸出的值相加。


本發(fā)明的上述和其它目的、特征、以及其它優(yōu)點(diǎn)通過(guò)以下結(jié)合附圖的詳細(xì)描述將會(huì)更加容易理解，在附圖中圖1是示出傳統(tǒng)多差分非相干解調(diào)器的框圖；圖2是示出傳統(tǒng)多差分非相干解調(diào)器中的多差分器的詳細(xì)框圖；圖3是示出傳統(tǒng)多差分非相干解調(diào)器中的非相干檢測(cè)器的詳細(xì)框圖；圖4是示出傳統(tǒng)非相干檢測(cè)器中的相關(guān)器的詳細(xì)框圖；
圖5是示出根據(jù)本發(fā)明的多差分解調(diào)器的框圖；圖6是示出根據(jù)本發(fā)明的包括在多差分解調(diào)器中的加權(quán)值生成器的詳細(xì)框圖；圖7是示出根據(jù)本發(fā)明的包括在多差分解調(diào)器中的相干檢測(cè)器的詳細(xì)框圖；以及圖8(a)和(b)是比較根據(jù)本發(fā)明的多差分解調(diào)器和傳統(tǒng)多差分非相干解調(diào)器的誤碼率的圖表。
具體實(shí)施例方式
以下將結(jié)合附圖來(lái)更全面地描述本發(fā)明，在附圖中示出了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。然而，本發(fā)明可以以各種不同形式來(lái)實(shí)施，而不限于在此所述的實(shí)施例。相反，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，提供這些實(shí)施例使得本公開(kāi)更加全面和透徹，并且將完全覆蓋本發(fā)明的范圍。在附圖中，為了清楚起見(jiàn)，可以放大形狀和尺寸。
圖5是示出根據(jù)本發(fā)明的多差分解調(diào)器的框圖。參照?qǐng)D5，使用加權(quán)值的多差分解調(diào)器30包括多差分器31、加權(quán)值生成器32、多個(gè)相干檢測(cè)器33、以及最大值選擇器34。多差分器31將在接收器的IF端接收的復(fù)信號(hào)延遲多個(gè)預(yù)定延遲時(shí)間Tc、2Tc、和3Tc，對(duì)延遲的信號(hào)取共軛，然后與當(dāng)前接收信號(hào)相乘。加權(quán)值生成器32確定通過(guò)將從多差分器31輸出的差分接收信號(hào)的一個(gè)Dr，Tc(k)與對(duì)應(yīng)于設(shè)定符號(hào)的差分PN碼信號(hào)的共軛值相乘而獲得的值的實(shí)部和虛部中的較大值，以對(duì)較大值應(yīng)用預(yù)定加權(quán)值，其中，PN碼信號(hào)以與差分信號(hào)相同的方式被差分。多個(gè)相干檢測(cè)器33對(duì)通過(guò)將從多差分器31輸出的差分接收信號(hào)Dr，Tc(k)、Dr，2Tc(k)、和Dr，3Tc(k)與對(duì)應(yīng)于設(shè)定符號(hào)的PN碼差分信號(hào)的共軛值相乘而獲得的值的實(shí)部和虛部進(jìn)行積分，以獲得積分值，其中，PN碼信號(hào)以與差分接收信號(hào)相同的方式被差分。相干檢測(cè)器33將由加權(quán)值生成器確定的實(shí)部或虛部的較大值的積分值乘以加權(quán)值，并將結(jié)果值與其余的積分值相加，以計(jì)算接收信號(hào)和相應(yīng)符號(hào)之間的相關(guān)值。最大值選擇器34比較多個(gè)相干檢測(cè)器33的輸出結(jié)果，并將對(duì)應(yīng)于具有最大相關(guān)值的相干檢測(cè)器33的符號(hào)確定為接收信號(hào)的符號(hào)。
具有上述結(jié)構(gòu)的多差分解調(diào)器30的多差分器31和最大值選擇器34與圖1所示的傳統(tǒng)多差分非相干解調(diào)器中的多差分器和最大值選擇器具有相同的構(gòu)造和操作。然而，本發(fā)明的多差分解調(diào)器30還包括加權(quán)值生成器32，使得相干檢測(cè)器33具有不同構(gòu)造和操作。因此，省略了對(duì)多差分器31和最大值選擇器34的詳細(xì)描述。
圖6是示出根據(jù)本發(fā)明的包括在多差分解調(diào)器30中的加權(quán)值生成器32的詳細(xì)框圖。參照?qǐng)D6，加權(quán)值生成器32可以包括值比較部328和加權(quán)值生成部329。值比較部328確定通過(guò)將差分接收信號(hào)的一個(gè)Dr，Tc(k)與對(duì)應(yīng)于設(shè)定符號(hào)的PN碼的差分信號(hào)Ds，Tc(k)的共軛值相乘而獲得的值的實(shí)部和虛部中的較大值，其中，PN碼信號(hào)Ds，Tc(k)以與差分接收信號(hào)相同的方式被差分。加權(quán)值生成部329將預(yù)定加權(quán)值應(yīng)用到由值比較部328確定為較大的實(shí)部或虛部。
為了執(zhí)行多個(gè)差分接收信號(hào)中的一個(gè)與對(duì)應(yīng)于設(shè)定符號(hào)的PN碼差分信號(hào)(其以與差分接收信號(hào)相同的方式被差分)的共軛值的乘法，加權(quán)值生成器32包括第一乘法器320、第二乘法器321、第三乘法器322、第四乘法器323、加法器324、減法器325、第一積分器326、以及第二積分器327。第一乘法器320將差分接收信號(hào)的實(shí)部real{Dr，Tc(k)}與PN碼差分信號(hào)的實(shí)部real{Ds，Tc(k)}相乘。第二乘法器321將差分接收信號(hào)的虛部imag{Dr，Tc(k)}與PN碼差分信號(hào)的虛部imag{Ds，Tc(k)}相乘。第三乘法器322將差分接收信號(hào)的虛部imag{Dr，Tc(k)}與PN碼差分信號(hào)的實(shí)部real{Ds，Tc(k)}相乘。第四乘法器323將差分接收信號(hào)的實(shí)部real{Dr，Tc(k)}與PN碼差分信號(hào)的虛部imag{Ds，Tc(k)}相乘。加法器324將由第一乘法器320和第二乘法器321輸出的值相加，減法器325將第三乘法器322的輸出值減去第四乘法器323的輸出值。第一積分器326在一個(gè)符號(hào)周期內(nèi)對(duì)加法器324的輸出值進(jìn)行積分，以及第二積分器327在一個(gè)符號(hào)周期內(nèi)對(duì)減法器325的輸出值進(jìn)行積分。加法器324的輸出變成通過(guò)將差分接收信號(hào)中的一個(gè)與對(duì)應(yīng)于設(shè)定符號(hào)的差分PN碼信號(hào)的共軛值相乘而獲得的值的實(shí)部，其中，PN碼信號(hào)以與差分接收信號(hào)相同的方式被差分。減法器325的輸出值變成通過(guò)將差分接收信號(hào)中的一個(gè)與對(duì)應(yīng)于設(shè)定符號(hào)的PN碼差分信號(hào)的共軛值相乘而獲得的值的虛部，其中，PN碼信號(hào)以與差分接收信號(hào)相同的方式被差分。
PN碼的差分信號(hào)Ds(k)為s(k)s(k-N)，因此Dr(k)等于Ds(k)(cos2πΔfN+jsin2πΔfN)。因此，通過(guò)將由加權(quán)值生成器32計(jì)算的差分接收信號(hào)中的一個(gè)與對(duì)應(yīng)于設(shè)定符號(hào)的PN碼的差分信號(hào)(其以與差分接收信號(hào)相同的方式被差分)的共軛值相乘而獲得的值可以表示為下面的等式4。
Dr(k)Ds(k)*＝[Ds(k)Ds(k)*](cos2πΔfN+jsin2πΔfN)等式4這里，Ds(k)Ds(k)*通常是實(shí)值，因此，比較實(shí)部和虛部是對(duì)余弦值和正弦值進(jìn)行比較。即，當(dāng)實(shí)部較大時(shí)，cos2πΔfN大于sin2πΔfN，其中，2πΔfN是0和π/4之間的值，當(dāng)虛部較大時(shí)，cos2πΔfN小于sin2πΔfN，其中，2πΔfN是π/4和π/2之間的值。
值比較部328確定實(shí)部和虛部中的較大值，以及加權(quán)值生成部329生成并輸出將被應(yīng)用于較大值的加權(quán)值。由加權(quán)值生成部329輸出的加權(quán)值應(yīng)當(dāng)是總大于1的值，其被應(yīng)用于由相干檢測(cè)器33的相關(guān)器計(jì)算的值的實(shí)部和虛部中的較大值。
圖7是示出根據(jù)本發(fā)明的包括在多差分解調(diào)器中的相干檢測(cè)器中的相關(guān)器的詳細(xì)框圖。類似于在相關(guān)技術(shù)部分參照?qǐng)D3描述的非相干檢測(cè)器，根據(jù)本發(fā)明的相干檢測(cè)器可以包括多個(gè)相關(guān)器、以及用于對(duì)由相關(guān)器輸出的值求和以輸出作為相應(yīng)PN碼的相關(guān)值的求和器。然而，如圖7所示，每個(gè)相關(guān)器均具有不同于傳統(tǒng)非相干檢測(cè)器的結(jié)構(gòu)。
下面參照?qǐng)D7來(lái)更詳細(xì)地描述根據(jù)本發(fā)明的相干檢測(cè)器中的相關(guān)器，相關(guān)器將通過(guò)將差分接收信號(hào)與對(duì)應(yīng)于設(shè)定符號(hào)的PN碼差分信號(hào)的共軛值相乘而獲得的值的實(shí)部和虛部進(jìn)行積分，以獲得積分值，其中，PN碼信號(hào)以與差分接收信號(hào)相同的方式被差分。然后，相關(guān)器將加權(quán)值乘以由加權(quán)值生成部確定為較大的實(shí)部或虛部的積分值，然后將結(jié)果值與其余的積分值相加。相關(guān)器具有如下結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)上述操作。相關(guān)器包括第一乘法器331、第二乘法器332、第三乘法器333、第四乘法器334、第五乘法器339、第六乘法器340、第一加法器335、第二加法器341、減法器336、第一積分器337、和第二積分器338。第一乘法器331將差分接收信號(hào)的實(shí)部real{Dr，Tc(k)}與PN碼差分信號(hào)的實(shí)部real{Ds，Tc(k)}相乘。第二乘法器332將差分接收信號(hào)的虛部imag{Dr，Tc(k)}與PN碼差分信號(hào)的虛部imag{Ds，Tc(k)}相乘。第三乘法器333將差分接收信號(hào)的虛部imag{Dr，Tc(k)}與PN碼差分信號(hào)的實(shí)部real{Ds，Tc(k)}相乘。第四乘法器334將差分接收信號(hào)的實(shí)部real{Dr，Tc(k)}與PN碼差分信號(hào)的虛部imag{Ds，Tc(k)}相乘。第一加法器335將第一乘法器331和第二乘法器332的輸出值相加。減法器336將第三乘法器333的值減去第四乘法器334的輸出值。第一積分器337在一個(gè)符號(hào)周期內(nèi)對(duì)第一加法器335的輸出值進(jìn)行積分，以及第二積分器338在一個(gè)符號(hào)周期內(nèi)對(duì)減法器336的輸出值進(jìn)行積分。第五乘法器339將第一積分器337的積分值乘以由加權(quán)值生成器32(圖5)生成的加權(quán)值或1。第六乘法器340將第二積分器338的積分值乘以1或由加權(quán)值生成器32(圖5)生成的加權(quán)值。第二加法器341將第五乘法器339和第六乘法器340的輸出值相加。
在第五乘法器339和第六乘法器340的乘法操作中使用的加權(quán)值被輸入到對(duì)應(yīng)于由加權(quán)值生成器32(圖5)確定為較大值的乘法器中。即，如果確定實(shí)部較大，則將加權(quán)值n應(yīng)用于第五乘法器339，并將1應(yīng)用于第六乘法器340。如果確定虛部較大，則將加權(quán)值n應(yīng)用于第六乘法器340，并將1應(yīng)用于第五乘法器339。
因此，通過(guò)根據(jù)延遲時(shí)間將從多個(gè)相關(guān)器輸出的所有值相加而獲得的相關(guān)值可以表示為下面的等式5和6。下面的等式5表示在實(shí)部較大的情況下的相關(guān)值，以及下面的等式6表示在虛部較大的情況下的相關(guān)值。
Ei=ΣN=13Σk=NK[Ds(k)Ds(k)*](ncos2πΔfN+jsin2πΔfN)]]>=ΣN=13Σk=NK[Ds(k)Ds(k)*]ncos(2πΔfN-tan-1(1/n))]]>等式5Ei=ΣN=13Σk=NK[Ds(k)Ds(k)*](cos2πΔfN+jnsin2πΔfN)]]>=ΣN=13Σk=NK[Ds(k)Ds(k)*]ncos(2πΔfN-tan-1(n))]]>等式6在等式5和6中，值{2πΔfN-tan-1(1/n)}和{2πΔfN-tan-1(1/n)}是應(yīng)用了加權(quán)值的相位偏移，考慮了相位偏移范圍。已經(jīng)證明，在根據(jù)本發(fā)明的多差分解調(diào)器中存在一些相位偏移。然而，上述相位偏移值的實(shí)部和虛部在基準(zhǔn)點(diǎn)π/4處的值不同。因此，可以應(yīng)用不同的加權(quán)值，以減小最終相位偏移的變化量。出于消除平方損失(噪聲)的目的，本發(fā)明允許存在一些相位偏移但是不包括平方操作來(lái)獲得相關(guān)值，從而消除平方損失。
圖8(a)和(b)是比較根據(jù)本發(fā)明的多差分解調(diào)器和傳統(tǒng)多差分非相干解調(diào)器的誤碼率的圖表。圖8(a)是示出在沒(méi)有頻率偏移的白噪聲(AWGN)環(huán)境中測(cè)量的誤碼率的圖表，以及圖8(b)是示出在具有最大頻率偏移(196kHz)的白噪聲環(huán)境中測(cè)量的誤碼率的圖表。如圖8(a)所示，同現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明以10-3的比特誤差率產(chǎn)生至少1dB的接收性能提高。另外，如圖8(b)所示，即使在具有196kHz(Zigbee標(biāo)準(zhǔn)允許的最大值)的最大頻率偏移的環(huán)境中，本發(fā)明也有接收性能的提高。
根據(jù)上述的本發(fā)明，包括在排除了平方操作的多差分解調(diào)器中的相干檢測(cè)器的相關(guān)器對(duì)實(shí)部和虛部中的較大者應(yīng)用加權(quán)值，以輸出相關(guān)值。這減小了相位偏移并消除了由于平方損失產(chǎn)生的噪聲，從而有效地改善了接收器的接收性能。
盡管結(jié)合優(yōu)選實(shí)施例示出并描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，在不脫離由權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以做出各種修改和變化。
權(quán)利要求
1.一種使用加權(quán)值來(lái)檢測(cè)接收信號(hào)的符號(hào)的多差分解調(diào)器，包括多差分器，用于將接收信號(hào)多延遲多個(gè)預(yù)定延遲時(shí)間，對(duì)所延遲的接收信號(hào)取共軛，然后與當(dāng)前接收信號(hào)相乘，以輸出多個(gè)差分接收信號(hào)；加權(quán)值生成器，用于對(duì)通過(guò)將多個(gè)差分接收信號(hào)中的一個(gè)與對(duì)應(yīng)于預(yù)設(shè)符號(hào)的差分PN碼信號(hào)的共軛值相乘而獲得的值的實(shí)部和虛部進(jìn)行積分，并且確定所述積分實(shí)部和所述積分虛部中的較大者，以對(duì)較大值應(yīng)用預(yù)定加權(quán)值，其中，所述PN碼信號(hào)以與所述差分接收信號(hào)相同的方式被差分；多個(gè)相干檢測(cè)器，用于對(duì)通過(guò)將所述多個(gè)差分接收信號(hào)與對(duì)應(yīng)于所述預(yù)設(shè)符號(hào)的所述差分PN碼信號(hào)的所述共軛值相乘而獲得的所述值的所述實(shí)部和所述虛部進(jìn)行積分，將由所述加權(quán)值生成器確定為較大的積分值與所述加權(quán)值相乘，并且將乘法值與其余的積分值相加，以計(jì)算所述接收信號(hào)和所述相應(yīng)符號(hào)之間的相關(guān)值，其中，所述PN碼信號(hào)以與所述差分接收信號(hào)相同的方式被差分，以獲得積分值；以及最大值選擇器，用于比較所述多個(gè)相干檢測(cè)器的輸出結(jié)果，并將具有所述最大相關(guān)值的所述相干檢測(cè)器的預(yù)設(shè)符號(hào)確定為所述接收信號(hào)的符號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多差分解調(diào)器，其中，所述加權(quán)值生成器包括兩個(gè)積分器，每個(gè)積分器都用于在一個(gè)符號(hào)周期內(nèi)對(duì)通過(guò)將所述多個(gè)差分接收信號(hào)中的一個(gè)與對(duì)應(yīng)于預(yù)設(shè)符號(hào)的差分PN碼信號(hào)的共軛值相乘而獲得的值的實(shí)部和虛部進(jìn)行積分，其中，所述PN碼信號(hào)以與所述差分接收信號(hào)相同的方式被差分；值比較部，用于確定所述兩個(gè)積分器的積分值的較大者；以及加權(quán)值生成部，用于對(duì)由所述值比較部確定為較大的所述積分值應(yīng)用所述預(yù)定加權(quán)值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多差分解調(diào)器，其中，所述多個(gè)相干檢測(cè)器中的每個(gè)都包括多個(gè)相關(guān)器，用于對(duì)通過(guò)將所述差分接收信號(hào)與對(duì)應(yīng)于所述預(yù)設(shè)符號(hào)的所述差分PN碼信號(hào)的所述共軛值相乘而獲得的所述值的所述實(shí)部和所述虛部進(jìn)行積分，將由所述加權(quán)值生成器確定為較大的所述積分值與所述加權(quán)值相乘，并且將乘法值與其余的積分值相加以輸出結(jié)果值，從而獲得積分值，其中，所述PN碼信號(hào)以與所述差分接收信號(hào)相同的方式被差分；以及求和器，用于對(duì)由所述多個(gè)相關(guān)器輸出的值求和，以輸出作為所述相應(yīng)PN碼的所述相關(guān)值。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多差分解調(diào)器，其中，所述相關(guān)器包括第一乘法器，用于將所述差分接收信號(hào)的所述實(shí)部與所述PN碼差分信號(hào)的所述實(shí)部相乘；第二乘法器，用于將所述差分接收信號(hào)的所述虛部與所述PN碼差分信號(hào)的所述虛部相乘；第三乘法器，用于將所述差分接收信號(hào)的所述虛部與所述PN碼差分信號(hào)的所述實(shí)部相乘；第四乘法器，用于將所述差分接收信號(hào)的所述實(shí)部與所述PN碼差分信號(hào)的所述虛部相乘；第一加法器，用于將由所述第一乘法器和所述第二乘法器輸出的值相加；減法器，用于將所述第三乘法器的輸出值減去所述第四乘法器的輸出值；第一積分器，用于在一個(gè)符號(hào)周期內(nèi)對(duì)所述第一加法器的輸出值進(jìn)行積分；第二積分器，用于在一個(gè)符號(hào)周期內(nèi)對(duì)所述減法器的輸出值進(jìn)行積分；第五乘法器，用于將所述第一積分器的積分值乘以所述加權(quán)值生成器的所述加權(quán)值或1；第六乘法器，用于將所述第二積分器的積分值乘以1或所述加權(quán)值生成器的所述加權(quán)值；以及第二加法器，用于將由所述第五乘法器和所述第六乘法器輸出的值相加。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種使用加權(quán)值的多差分解調(diào)器。根據(jù)本發(fā)明的多差分解調(diào)器包括加權(quán)值生成器，其用于對(duì)通過(guò)將多個(gè)差分接收信號(hào)中的一個(gè)與對(duì)應(yīng)于預(yù)設(shè)符號(hào)的差分PN碼信號(hào)的共軛值相乘而獲得的值的實(shí)部和虛部進(jìn)行積分，并確定積分實(shí)部和積分虛部中的較大者以對(duì)較大值應(yīng)用預(yù)定加權(quán)值，其中，PN碼信號(hào)以與微分接收信號(hào)相同的方式被微分。
文檔編號(hào)H04B1/18GK1897584SQ200610098770
公開(kāi)日2007年1月17日 申請(qǐng)日期2006年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月15日
發(fā)明者閔祥鉉, 樸朵焌, 李偶湘, 趙君植, 李珖默 申請(qǐng)人:三星電機(jī)株式會(huì)社