專利名稱：無線裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及例如同步裝置的無線裝置，其基于從數(shù)據(jù)采樣單元獲取的信 息來控制可變信號延遲單元，以便使采樣定時主要關(guān)于所輸入的信號而同步。
背景技術(shù)：
在通常被稱為UWB (超寬帶)的采用脈沖通信系統(tǒng)的高速無線通信技術(shù) 中，因為并不總是需要線性，所以，可以通過利用CMOS (互補(bǔ)金屬氧化物 半導(dǎo)體)來適當(dāng)?shù)刂圃鞜o線通信裝置，并且，從而，可以使得所述無線通信 裝置緊湊。并且，因為不需要例如高精度本地信號源的RF電路，所以，無 線通信裝置可在低功耗下"t喿作。此外，因為利用了寬帶，所以，無線通信裝 置可以實現(xiàn)高速通信。
然而，雖然無線通信裝置具有上述優(yōu)點，但是，因為執(zhí)行用于短于或等 于1納秒的脈沖狀信號的數(shù)據(jù)采樣操作，所以，需要短時間內(nèi)的同步引入 (pull-in)操作，以及需要高精度跟蹤操作，這構(gòu)成其不可實現(xiàn)的問題之一。
作為用于產(chǎn)生關(guān)于輸入的信號而同步的采樣定時的傳統(tǒng)采樣定時產(chǎn)生電 路，已經(jīng)提出了由例如LPF (低通濾波器)和VCO (壓控振蕩器)的模擬組 件構(gòu)造的時鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)電路(例如，參考專利出版物1 )。
并且，已經(jīng)提出了同步裝置，其中過采樣輸入的信號，從這些過采樣 的數(shù)據(jù)計算采樣定時誤差，并且調(diào)節(jié)由振蕩器產(chǎn)生的時鐘的相位(定時)，從 而將產(chǎn)生的時鐘與輸入的信號進(jìn)行同步(例如，參考專利出版物2)。
圖8顯示了上述專利出版物1中描述的傳統(tǒng)時鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)電路的布置。 通過相位比較器1212，將通過由鑒別器1204采樣輸入信號"DIN"而產(chǎn)生的 數(shù)據(jù)、與通過由延遲電路1201延遲輸入信號"DIN"而產(chǎn)生的信號進(jìn)行比較， 以便產(chǎn)生響應(yīng)于相位誤差的脈沖。
于是，由LPF 1206對產(chǎn)生的脈沖進(jìn)行平均，并且，由GCA(增益控制 放大器)1207放大平均后的脈沖的電壓，并且，由VCO 1203產(chǎn)生具有對應(yīng) 此放大的電壓的頻率的時鐘信號。因為基于由VCO 1203產(chǎn)生的時鐘信號而由可變移相器1211調(diào)節(jié)時鐘信號的定時，以及向鑒別器1204提供定時調(diào)節(jié) 后的時鐘信號，所以，布置能夠獲得與輸入信號DIN同步的、所提取的時鐘 信號的這樣的時鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)電路。
圖9顯示了上述專利出版物2中描述的傳統(tǒng)同步裝置的布置。由插值器 1110采樣輸入信號"xk",由PR (部分響應(yīng))均衡單元1111對所采樣的輸入 信號"xk，，進(jìn)行PR-均衡，并且，通過ZPR(零相位重新啟動(ZERO PHASE RESTART)) 1115計算初始采樣定時(相位)。于是，基于通過由LPF 1113 平均相位誤差而獲得的值，來操作NCO (數(shù)控振蕩器)1114，并且，將由 NCO 1114產(chǎn)生的時鐘施加到插值器1110,從而布置能夠?qū)r鐘與輸入信號 "xk，，進(jìn)行同步的同步裝置。在ZPR1115的輸出、與初始采樣定時的計算值 或PR均衡單元1111的輸出之間，定義由相位誤差檢測器1112檢測的相位誤 差。
然而，在使用例如LPF和VCO的模擬組件的方法中，時間常量變長， 從而在同步引入操作中需要很長的時間。并且，在執(zhí)行過采樣處理操作的方 法中，因為由插值器、NCO (數(shù)控振蕩器)等布置同步裝置，所以，其布置 變得復(fù)雜。結(jié)果，作為特別專用于脈沖通信的同步方法，已經(jīng)提出了下面^是 到的方法，其可以通過獲取已經(jīng)在參考時刻之前和之后延遲的各個信號之間 的相關(guān)，來跟蹤同步(例如，參考專利出版物3)。
圖10是表示專利出版物3中描述的傳統(tǒng)脈沖無線通信裝置的布置的框 圖。在圖10中，已經(jīng)通過以下部件來布置傳統(tǒng)脈沖無線通信裝置1000:》丈 大器1002;濾波器1003;模擬編碼單元1004;分路器(splitter) 1005和1015; 多個延遲器1006、 1007和1008;乘法器1009、 1010和1011;積分器1012、 1013和1014;接收同步控制單元1017;相位延遲單元1018;以及主4妄收小 波碼(wavelet code)產(chǎn)生器1016。放大器1002放大由天線1001接收的RP 信號。濾波器1003去除不必要的信號。模擬編碼單元1004將信號轉(zhuǎn)換至模 擬信號。分路器1005和1015將信號分路。延遲器1006、 1007和1008延遲 信號。乘法器1009、 1010和1011對信號進(jìn)行相乘。積分器1012、 1013和 1014對時間積分。接收同步控制單元1017響應(yīng)于相關(guān)而執(zhí)行同步判定#:作 和延遲控制操作。相位延遲單元1018延遲信號的相位。主接收小波碼產(chǎn)生器 1016調(diào)制相位延遲的信號，并且基于相同的擴(kuò)展碼而擴(kuò)展調(diào)制的相位延遲信通過采用此布置，由放大器1002放大接收的RF信號以成為具有解調(diào)中 所需的幅度的RF信號；由濾波器1003去除相關(guān)頻帶外的所述RF信號的不 必要的頻帶；并且隨后，由模擬編碼單元1004產(chǎn)生模擬碼。由分路器1005 對此信號進(jìn)行分路，并且隨后，輸出由延遲器1006、 1007和1008延遲的3 個信號。就是說，輸出延遲了時間"L"的信號、延遲了時間"L+Y"的信號、 以及延遲了時間"L-Y"的信號。
由乘法器1009、 1010和1011分別對由主接收小波碼產(chǎn)生器1016產(chǎn)生的 參考脈沖信號關(guān)于這三個信號進(jìn)行相乘。于是，由積分器1012、 1013和1014 對應(yīng)于各個碼元，對相乘后的脈沖信號進(jìn)行時間積分。接收同步控制單元1017 響應(yīng)于各個信號之間的相關(guān)而判定同步，并且輸出解碼后的凝:據(jù)1019,同時， 接收同步控制單元1017控制相位延遲單元1018以執(zhí)行滑動同步。
此時，當(dāng)定義在時刻"L"的接收脈沖信號作為相關(guān)的基準(zhǔn)時，在時刻 "L+Y"的信號的相關(guān)變得高于時刻"L"的信號的相關(guān)的情況下，相位延遲 單元1018延遲跟蹤時間周期。相反地，在時刻"L-Y"的信號的相關(guān)變得高 于時刻"L"的信號的相關(guān)的情況下，因為相位延遲單元1018使跟蹤時間周 期超前，所以，以這樣的方式調(diào)節(jié)時間積分后的信號的相位將這些時間積 分的信號與發(fā)送碼元速率進(jìn)行同步。
專利出版物l: JP-A-2006-101268
專利出版物2: JP-A-2006-134501
專利出版物3: JP-T-2003-535552 (第148頁，圖37A)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問題
然而，在上述傳統(tǒng)同步方法中，出現(xiàn)下面提到的問題。就是說，由于諸 如通信距離的變化和通信路徑的變化的因素，當(dāng)改變脈沖幅度和脈沖寬度(脈 沖形狀)時，幾乎不能在正確的位置采樣脈沖幅度。
已經(jīng)為解決傳統(tǒng)的問題而作出了本發(fā)明，并且，從而，本發(fā)明具有的目 的在于提供即使當(dāng)改變脈沖的形狀時也能夠正確采樣脈沖的波形的無線裝 置。
解決問題的手段
根據(jù)本發(fā)明，無線裝置的特征在于包括采樣單元，用于根據(jù)多個彼此
8不同的間隔來采樣輸入信號；可變延遲器，用于改變多個采樣間隔；相位誤 差計算單元，用于通過采用由采樣單元采樣的多個采樣值之間的幅度差來計 算相位誤差；同步狀態(tài)判定單元，用于通過采用由相位誤差計算單元計算的 相位誤差來判定同步狀態(tài)；以及延遲量控制單元，用于基于由相位誤差計算 單元計算的相位誤差、以及由同步狀態(tài)判定單元判定的同步狀態(tài)兩者，改變 可變延遲器的延遲量。
根據(jù)上述布置，因為可以以模擬(quasi)方式增加采樣頻率，所以，可 以正確地預(yù)測波形。結(jié)果，因為采用預(yù)測的波形，所以，可以將輸入信號與 時鐘信號進(jìn)行同步，并且，當(dāng)可以預(yù)測其最大幅度時，可以控制發(fā)送和4妄收 操作。
并且，在關(guān)于本發(fā)明的無線裝置中，采樣單元在第一采樣定時和第二采 樣定時采樣輸入信號，以預(yù)定的間隔將所述第一采樣定時和第二采樣定時彼 此分開；以及，延遲量控制單元在同步引入操作期間將第一和第二采樣定時 中的至少一個移位，并且在同步跟隨(follow-up)操作期間縮窄第一和第二 采樣定時之間的間隔。
根據(jù)上述布置，即使在由于脈沖形狀的變化而導(dǎo)致改變同步狀態(tài)的情況 下，因為可以響應(yīng)于同步狀態(tài)而控制采樣定時和其之間的間隔，所以，可以 在適當(dāng)?shù)奈恢貌蓸用}沖幅度。換句話說，在同步引入操作期間，在采樣間隔 較寬的情形下，將第一采樣定時和第二采樣定時中的至少一個移位，從而可 以增加在脈沖的部分上命中(hit)采樣點的概率。并且，在同步跟隨操作期 間，縮窄采樣間隔，并且，在位于S/N變得較高的同步點的附近的點，執(zhí)行 采樣操作，從而可以獲取由于減小噪聲而導(dǎo)致的對幅度的不利影響的信息。
并且，在關(guān)于本發(fā)明的無線裝置中，采樣單元包括第一釆樣單元，用 于在第一采樣定時采樣輸入信號；以及第二采樣單元，用于在第二采樣定時 采樣輸入信號；并且，可變延遲器包括第一可變延遲器，用于響應(yīng)于從延 遲量控制單元獲得的信號而延遲時鐘信號，以便產(chǎn)生第一采樣定時；以及第 二可變延遲器，用于響應(yīng)于從延遲量控制單元獲得的信號而延遲第一采樣定 時，以便產(chǎn)生第二采樣定時。
根據(jù)上述布置，提供用于響應(yīng)于從延遲量控制單元獲得的信號而產(chǎn)生第 一和第二采樣定時的第一和第二可變延遲器，從而即使當(dāng)改變輸入信號的脈 沖形狀時，也可以在適當(dāng)?shù)奈恢貌蓸用}沖寬度。
9并且，在關(guān)于本發(fā)明的無線裝置中，采樣單元通過稀疏化(thin)采樣點 而在以預(yù)定的間隔彼此分開的第一采樣定時和第二采樣定時采樣輸入信號。
根據(jù)上述布置，可以通過稀疏化采樣點來減少處理操作的總數(shù)，從而可 以更快地開始和完成關(guān)于輸入信號的處理操作。
并且，在關(guān)于本發(fā)明的無線裝置中，相位誤差計算單元通過^f全測由第一 采樣單元采樣的第 一采樣值、與由第二采樣單元采樣的第二采樣值之間的幅 度差，來計算相位誤差；并且，延遲量控制單元基于由相位誤差計算單元計 算的相位誤差、以及由同步狀態(tài)判定單元判定的同步狀態(tài)，改變第一和第二 可變延遲器的延遲量。
根據(jù)上述布置，基于檢測的相位誤差而將時鐘信號的時刻移位，以執(zhí)行 同步引入操作，從而可以縮短用于同步引入操作的時間期間。并且，響應(yīng)于 檢測的同步狀態(tài)而改變采樣間隔，從而可以減小在同步引入操作之后的跟隨 操作期間產(chǎn)生的同步抖動分量以有利地穩(wěn)定同步。
并且，在關(guān)于本發(fā)明的無線裝置中，相位誤差計算單元通過檢測在第一 采樣定時采樣的第一采樣值、與在第二采樣定時采樣的第二采樣值之間的幅 度差，計算相位誤差；并且，延遲量控制單元基于由相位誤差計算單元計算 的相位誤差、以及由同步狀態(tài)判定單元判定的同步狀態(tài)，改變第一采樣定時 和第二采樣定時的至少任何一個。
根據(jù)上述布置，基于檢測的相位誤差而將采樣定時移位，從而可以縮短 用于同步引入操作的時間期間。并且，響應(yīng)于檢測的同步狀態(tài)而改變采樣間 隔，從而可以減小在同步引入操作之后的跟隨操作期間產(chǎn)生的同步抖動分量， 以有利地穩(wěn)定同步。
并且，在關(guān)于本發(fā)明的無線裝置中，相位誤差計算單元包括第一表，查 詢第 一表以計算相位誤差。
根據(jù)上述布置，可以通過利用第一表，高速執(zhí)行用于計算相位誤差的處 理操作。
并且，在關(guān)于本發(fā)明的無線裝置中，同步狀態(tài)判定單元包括第二表，查 詢第二表以判定同步狀態(tài)。
根據(jù)上述布置，可以通過利用第二表，高速執(zhí)行用于判定同步狀態(tài)的處 理操作。
并且，在關(guān)于本發(fā)明的無線裝置中，延遲量控制單元包括第三表，查詢
10第三表以確定延遲量。
根據(jù)上述布置，可以通過利用第三表，高速執(zhí)行用于確定延遲量的處理 操作。
并且，在關(guān)于本發(fā)明的無線裝置中，當(dāng)延遲量控制單元包括對應(yīng)于輸入 信號的波形的多個波形表時，延遲量控制單元預(yù)測輸入信號的波形以選擇對 應(yīng)于輸入信號的波形的預(yù)定的波形表，并且參考所選擇的波形表以控制第一 采樣定時和第二采樣定時。
根據(jù)上述布置，預(yù)測輸入信號的波形以選擇正確的波形表，從而可以響 應(yīng)于輸入信號的波形而正確地設(shè)置采樣定時以增加同步精度。作為選擇，可 以通過利用輸入信號的已知信號部分而預(yù)測波形的變形，以及可以基于預(yù)測 的波形變形而改變波形表。
并且，在關(guān)于本發(fā)明的無線裝置中，在同步跟隨操作期間，延遲量控制 單元參考選擇的波形表，以縮窄第 一釆樣定時與第二采樣定時之間的間隔。
根據(jù)上述布置，在同步引入操:作期間加寬采樣間隔。結(jié)果，可以增加在 脈沖出現(xiàn)時的這樣的定時執(zhí)行采樣操作的概率。并且，在同步跟隨才喿作期間 縮窄采樣間隔。結(jié)果，可以采樣位于脈沖的最大值附近的脈沖的波形，從而 可以避免由噪聲引起的錯誤的判定。
并且，在關(guān)于本發(fā)明的無線裝置中，延遲量控制單元包括波形預(yù)測單元， 其定義在第 一和第二采樣定時獲取的幅度信息，作為預(yù)測的參數(shù)。
根據(jù)上述布置，基于為了同步的目的而獲取的多個幅度信息，預(yù)測波形， 從而可以增加同步的精度。
并且，在關(guān)于本發(fā)明的無線裝置中，波形預(yù)測單元凈皮布置有波形表存
儲單元，用于將先前已經(jīng)準(zhǔn)備的波形信息存儲進(jìn)其中；波形再生單元，用于 基于輸入信號的幅度信息和時間信息來再生預(yù)測用途的波形；相關(guān)獲取單元， 用于獲取存儲在波形表存儲單元中的波形信息、與由波形再生單元再生的波 形之間的相關(guān)；以及波形指定單元，用于基于相關(guān)獲取單元中獲得的相關(guān)的 結(jié)果來指定波形，以輸出用于指定延遲量控制操作中查詢的表的表指定信息。
根據(jù)上述布置，基于為了同步的目的所獲取的多個幅度信息，預(yù)測波形， 從而可以增加同步的精度。
并且，在關(guān)于本發(fā)明的無線裝置中，當(dāng)延遲量控制單元包括對應(yīng)于輸入 信號的波形的多個波形表時，延遲量控制單元預(yù)測輸入信號的波形以對應(yīng)于
ii輸入信號的波形來選擇預(yù)定的波形表，并且參考選擇的波形表以控制第 一采
樣定時和第二采樣定時；此外，延遲量控制單元包括波形預(yù)測單元，其定義 在第一和第二采樣定時獲取的幅度信息，作為預(yù)測的參數(shù)；波形預(yù)測單元被 布置有波形表存儲單元，用于將先前已經(jīng)準(zhǔn)備的波形信息存儲進(jìn)其中；波 形再生單元，用于基于輸入信號的幅度信息和時間信息來再生預(yù)測用途的波 形；相關(guān)獲取單元，用于獲取存儲在波形表存儲單元中的波形信息、與由波 形再生單元再生的波形之間的相關(guān)；以及波形指定單元，用于基于相關(guān)獲取 單元中獲得的相關(guān)的結(jié)果來指定波形，以輸出用于指定延遲量控制操作中查 詢的表的表指定信息；并且，當(dāng)由第一和第二可變延遲器延遲時鐘信號時， 輸入信號的時間信息是延遲量。
根據(jù)上述布置，不需要絕對時間，以及，可以基于相對時間來預(yù)測波形。
并且，在關(guān)于本發(fā)明的無線裝置中，波形指定單元響應(yīng)于輸入信號的序 列而改變將被選擇的表。
根據(jù)上述布置，在輸入信號對應(yīng)于具體的序列(數(shù)據(jù)流)(通過其可以掌 握到在先已經(jīng)移位了其相位)的這樣的情況下，可以校正位移。
并且，關(guān)于本發(fā)明的無線裝置還包括接收功率計算單元，用于基于相位 誤差計算單元的輸出結(jié)果而計算接收功率。
根據(jù)上述布置，可以基于相位誤差的計算結(jié)果而計算輸入信號的大小。 例如，可以利用相位誤差計算結(jié)果，作為有關(guān)AGC (自動增益控制)等的信 息。
并且，在關(guān)于本發(fā)明的無線裝置中，相位誤差計算單元基于已經(jīng)被采樣 了預(yù)定次數(shù)的第一采樣值和第二采樣值，來計算相位誤差；并且，同步狀態(tài) 判定單元在每次相位誤差計算單元計算相位誤差時，判定同步狀態(tài)。
根據(jù)上述布置，在多次測量了采樣值以后，釆用所收集的采樣值以判定 同步狀態(tài)。結(jié)果，當(dāng)與每次測量采樣值、計算相位誤差以判定同步狀態(tài)的判 定時間相比較時，可以減少總判定時間。
本發(fā)明的優(yōu)點
根據(jù)本發(fā)明，即使在由于脈沖形狀的變化導(dǎo)致同步狀態(tài)變化的情況下， 也可以響應(yīng)于同步狀態(tài)而控制采樣定時及其時間間隔，可以在適當(dāng)?shù)奈恢貌?樣脈沖幅度。


圖1是顯示根據(jù)本發(fā)明的實施方式1的同步裝置的布置的框圖。
圖2是說明根據(jù)本發(fā)明的實施方式1的同步裝置的操作示例的說明圖。
圖3是說明根據(jù)本發(fā)明的實施方式1的同步裝置的才喿作示例的另一說明圖。
圖4是顯示根據(jù)本發(fā)明的實施方式2的同步裝置的布置的框圖。 圖5是表示根據(jù)本發(fā)明的實施方式2的同步裝置中提供的參考用途表的 一個示例的圖示。
圖6是說明根據(jù)本發(fā)明的實施方式2的同步裝置的操作示例的說明圖。 圖7是說明根據(jù)本發(fā)明的實施方式2的同步裝置的波形預(yù)測操作示例的 說明圖。
圖8是表示傳統(tǒng)時鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)電路的布置的框圖。
圖9是顯示傳統(tǒng)同步裝置的布置的框圖。
圖IO是顯示傳統(tǒng)脈沖信號用途同步裝置的布置的框圖。
圖ll是說明根據(jù)本發(fā)明的實施方式l的同步裝置的另一操作示例的說明圖。
的框圖。
圖13是說明根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式的同步裝置的另一操作示例的 說明圖。
附圖標(biāo)號和標(biāo)記說明
101輸入信號102、103采樣單元
104、204相位誤差計算單元
105、205同步狀態(tài)判定單元
106、206延遲量控制單元
107、雨、207、 208 可變延遲器
109時鐘信號110、111延遲量控制
112、222延遲控制單元
201脈沖輸入13202、203 A/D轉(zhuǎn)換器
2091 GHz時鐘
210、211 延遲量改變指令
212第一采樣信息
213第二采樣信息
214加法器
215相位誤差信息
216波形表
217接收波形信息
218表選擇器
219表選擇信息
220延遲量控制表
221同步狀態(tài)信息
223延遲量控制信息
301波形預(yù)測單元(波形表)
302波形表存儲單元
303相關(guān)獲取單元
304波形指定單元
305波形再生單元
306表指定信息
具體實施例方式
現(xiàn)在參考附圖，對本發(fā)明的實施方式進(jìn)行描述。 (實施方式1)
圖ll是示出根據(jù)本發(fā)明的實施方式l的同步裝置的操作的圖示。圖l是 同步裝置的框圖。在圖ii中，采樣點"r和"2"對應(yīng)于同步裝置中的幅度 的采樣位置。在該圖中已經(jīng)描述了脈沖"r和"2"以及采樣位置，同時，
脈沖"r指示關(guān)于同步引入#:作期間的采樣位置的一個示例，以及脈沖"2"
指示關(guān)于同步引入4喿作之后的在同步保持狀態(tài)下的采樣位置的 一個示例。
如在此示例中公開的，使同步引入操作期間的采樣點i和2之間的間隔 (Atl )較寬，從而可以增加不在脈沖未出現(xiàn)的定時(在脈沖和脈沖之間)、而是在脈沖出現(xiàn)的定時采樣采樣點的概率。并且，在同步保持狀態(tài)下，^f吏得 另一間隔(At2)較窄，并且以在大幅度處執(zhí)行采樣操作的方式改變所述另 一間隔，并且，控制所述另一間隔，以避免由噪聲引起的錯誤判定。結(jié)果， 可以在短時間內(nèi)執(zhí)行同步操作，并且，同時，可以以高精度執(zhí)行同步操作。
現(xiàn)在參考圖1，對執(zhí)行此控制操作的同步裝置的結(jié)構(gòu)示例進(jìn)行描述。由
采樣單元102和103在各自定時采樣輸入信號101,并且隨后，將各自的采 樣值輸入至相位誤差計算單元104。
在相位誤差計算單元104中，基于由采樣單元102采樣的值、以及由采 樣單元103采樣的值，來計算相位誤差，并且隨后，將計算的相位誤差量輸 出至同步狀態(tài)判定單元105和延遲量控制單元106。同步狀態(tài)判定單元105 判定是否建立了同步，并且隨后，輸出判定的同步狀態(tài)至延遲量控制單元106。
延遲量控制單元106進(jìn)行控制，以基于從相位誤差計算單元104輸出的 相位誤差量、以及從同步狀態(tài)判定單元105輸出的同步狀態(tài)，增加和/或減少 目前已經(jīng)對可變延遲器107和108設(shè)置的延遲量。
可變延遲器107和108根據(jù)由延遲量控制單元106設(shè)置的延遲量，延遲 時鐘信號109。采樣單元102和103基于已經(jīng)被可變延遲器107和108調(diào)節(jié) 了其定時的時鐘，來采樣輸入信號IOI。
圖2是說明本發(fā)明的實施方式1中的操作示例的說明圖。相位誤差計算 單元104基于通過由采樣單元102采樣輸入信號101所獲得的采樣值(1 )、 以及通過由采樣單元103采樣輸入信號101所獲得的采樣值(2)之間的大/ 小關(guān)系，來判定時鐘信號的當(dāng)前采樣定時關(guān)于輸入信號101是超前、延后、 還是一致。
應(yīng)當(dāng)理解，當(dāng)在采樣值(1)與采樣值(2)之間基本上不存在差異時， 采樣定時與輸入信號101 —致。并且，如果采樣值(2)小于采樣值(1 ),那 么，采樣定時關(guān)于輸入信號101延后。此外，如果采樣值(2)大于采樣值(1 )， 那么，采樣值關(guān)于輸入信號101超前。
圖3說明性地示出了這樣的情形基于依據(jù)可變延遲器108的時鐘信號 的延遲量，很大程度地改變通過由采樣單元102采樣輸入信號101所獲得的 采樣值(1 )、與通過由采樣單元103采樣輸入信號101所獲得的采樣值(2) 之間的差的大小。
在圖3的(a)中，在將輸入信號101與采樣定時進(jìn)行同步的情況下，不
15考慮由可變延遲器108產(chǎn)生的延遲量(Atl、 At2)，采樣值(1)變得與采樣 值(2)基本上相等。
在圖3的(b)和圖3的(c)中的、在采樣定時關(guān)于輸入信號101延后 的情況下，當(dāng)由可變延遲器108產(chǎn)生的延遲量大于另一延遲量(Atl > At2) 時，采樣值(1)與采樣值(2)之間的差變得較大。因為采樣值之間的差關(guān) 于采樣定時的誤差變得較大，所以，即使當(dāng)采樣定時的誤差較小時，也可以 容易地計算采樣定時的誤差，并且也可以容易地判定同步狀態(tài)。換句話說， 在采樣定時的誤差較小的情況下，因為采樣定時自身的差較小，所以，存在 錯誤地判定大/小關(guān)系的一些可能性。相反，因為采樣值(1)與采樣值(2) 之間的差較大，所以，如果采用其差較大的采樣值，那么，幾乎不會以錯誤 的方式判定大/小關(guān)系，并且，可以容易地判定關(guān)于同步位置的超前/延后狀態(tài)。
并且，因為采樣值之間的差較大，所以，可以降低這樣的可能性關(guān)于 由噪聲等引起的、輸入信號101的波形干擾，計算包含在采樣定時中的誤差， 并且，對于輸入信號101，錯誤地判定同步狀態(tài)。結(jié)果，可以避免執(zhí)行這樣 的控制操作如果錯誤地計算了釆樣定時的誤差，那么，增加釆樣誤差。
因為可以降低錯誤地計算采樣定時的誤差、以及錯誤地判定同步狀態(tài)的 可能性，所以，可以增加下面提到的可能性，即可以在初始同步期間(當(dāng) 執(zhí)行同步引入操作時)執(zhí)行用于減少采樣定時的誤差的控制。結(jié)果，可以在 短時間內(nèi)建立同步。
如圖1中表示的，雖然已經(jīng)通過釆用多個采樣單元102和103來例示上 述描述，但是，可以作為選擇而僅采用一個采樣單元。如圖13中所示，即使 當(dāng)提供下面提到的采樣操作時，也可以達(dá)到類似的效果。就是說，當(dāng)可以在 多個釆樣點采樣單個脈沖時，并且此外，當(dāng)可以準(zhǔn)備跳過采樣定時(不執(zhí)行 采樣操作，或者在判定中不采用采樣數(shù)據(jù))時，可以提供其中采樣點之間的 間隔較寬的部分(Atl),并且，可以提供其中采樣點之間的間隔較窄的另一 部分(△ t2 )。
并且，在圖13中，已經(jīng)對關(guān)于單個脈沖而出現(xiàn)多個采樣點的情況進(jìn)行了 描述。作為選擇，在不需要同步引入操作和跟隨操作中執(zhí)行的、用于所有脈 沖的采樣操作的情況下，可以類似地執(zhí)行欠采樣(under sampling )操作，其 中，在多個脈沖上執(zhí)行采樣才栗作。
并且，如圖2中表示的，已僅在每次執(zhí)行測量操作時判定相位的超前和延后以改變采樣定時的情況下描述了上述操作。作為選擇，可以在已經(jīng)執(zhí)行 了預(yù)定次數(shù)的其測量操作之后，判定相位的超前和延后。換句話說，例如，
如圖13的采樣點'T，至"6"中所示，可以在大量采樣點處首先執(zhí)行測量操 作，并且其后，可以關(guān)于所收集的測量值而執(zhí)行判定處理操作。在圖13中， 如此作出判定在采樣點"3"和"6"處的采樣值大于其它采樣點的采樣值。 于是，因為將采樣點"3"和"6"與脈沖重復(fù)周期相比^0所以，可以掌握 到采樣點"3"和"6"是關(guān)于對于脈沖的相同相位的采樣點。結(jié)果，判定此 點為同步定時。
(實施方式2)
在實施方式l中，已經(jīng)執(zhí)行了這樣的處理操作，其中響應(yīng)于同步狀態(tài)， 改變在其期間兩組采樣單元102和103執(zhí)行采樣操作的間隔(Atl、 At2)。 與此處理4栗作相反，在實施方式2中，以表的方式形成基于采樣結(jié)果的同步 控制操作，以執(zhí)行高速處理操作。
圖4是顯示同步裝置的框圖。由具有彼此不同的定時的、兩組A/D轉(zhuǎn)換 器(采樣單元)202和203采樣輸出脈沖信號201,并且，基于在這些采樣點 的幅度之間的大/小關(guān)系，確定時鐘信號209的延遲量，以控制可變延遲器207 和208。作為此控制4乘作，基于在采樣點的幅度之間的差值來查詢有關(guān)的表， 以確定延遲控制量。
圖5顯示了關(guān)于延遲量控制表的示例。例如，在圖5的左部所示的引入 操作(高速)期間的表中，當(dāng)輸入值(即，采樣點'T'和采樣點"2"的幅 度差)較大時，已經(jīng)將輸出值(延遲控制量)設(shè)置為較大值，并且，因為將 時鐘信號很大程度地移位，所以，可以將輸入信號高速地引入同步狀態(tài)。另 一方面，在圖5的右部所示的引入操作(低速)之后的表中，即使當(dāng)輸入值 較大時，也已將輸出值設(shè)置為較小值，并且，即使在噪聲和抖動分量較大的 情況下，也可以維持同步狀態(tài)。
如先前描述的，可以響應(yīng)于同步狀態(tài)而利用不同的表。例如，作為圖4 中顯示的延遲量控制表220，可以采用多種表，例如，可以采用引入判定表、 引入操作期間的表、引入操作之后的表等。由表選擇器218執(zhí)行延遲量控制 表220的選擇。作為選擇，可以采用圖中顯示的波形表216的判定結(jié)果(表 選褲，信息219 )，作為用于選擇延遲量控制用途表的參數(shù)。
并且，作為選擇，相位誤差計算單元204可以包含參考表，以計算相位誤差。并且，同步狀態(tài)判定單元205可以包含用于判定同步狀態(tài)的參考表。 如先前描述的，因為通過參考所述表，相位誤差計算單元204計算相位誤差， 并且同步狀態(tài)判定單元205判定同步狀態(tài)，所以，可以高速地執(zhí)行各自的處 理操作。
參考圖6，對采用波形表216的原因進(jìn)行描述。在先前的描述中，已經(jīng) 基于兩個采樣點(采樣點"1"和"2")的幅度值之間的差、以及同步狀態(tài)來 設(shè)置采樣點之間的間隔。然而，如圖6(a)中所顯示的，即使當(dāng)采樣點"1" 與采樣點"2"之間的幅度差彼此相等時，也未考慮到下面提到的技術(shù)點。就 是說，已經(jīng)關(guān)于波形的最大幅度而采樣了哪些波形部分。
例如，如果在由黑色圓圈所表示的采樣點處采樣由虛線所表示的波形 "2",那么，采樣位于其最大幅度的中間部分附近的波形部分。然而，如果 接收的波形對應(yīng)于由實線表示的另一波形"1",那么，采樣點構(gòu)成由白色圓 圈所表示的采樣點。換句話說，因為此采樣操作暗示關(guān)于最大幅度而獲取更 高的幅度部分、以便采樣位于類似于上述中間波形部分的波形部分，所以， 必須加寬其之間的間隔，以構(gòu)成由斜線表示的采樣點。
換句話說，基于波形設(shè)置的延遲量彼此不同，從而必須查詢不同的表。 結(jié)果，因為將A/D轉(zhuǎn)換器202的第一采樣信息212、 A/D轉(zhuǎn)換器203的第二 采樣信息213、以及延遲量控制表220的延遲量控制信息223輸入至波形表 216,所以，預(yù)測波形，并且，使用預(yù)測的波形，以便選擇適當(dāng)?shù)谋怼?br> 圖7表示關(guān)于波形的預(yù)測的一個示例。在同步電路中，當(dāng)執(zhí)行引入操作 時，調(diào)節(jié)采樣位置。在此情況下，采樣波形的多個部分處的幅度。因為采用 采樣的幅度和調(diào)節(jié)的延遲量，所以，執(zhí)行波形預(yù)測操作。還應(yīng)當(dāng)注意，當(dāng)基 于各個點的幅度而執(zhí)行波形預(yù)測操作時，可以計算其關(guān)于先前準(zhǔn)備的波形表 的相關(guān)，以預(yù)測最近的波形，并且隨后，可作為選擇地采用波形表。
圖12表示關(guān)于波形預(yù)測單元301的模塊布置的示例(對應(yīng)于圖4中所示 的波形表216)。當(dāng)波形預(yù)測單元301具有預(yù)測波形的功能時，波形預(yù)測單元 301基于采樣點"1"和"2"的幅度信息(第一采樣信息212和第二采樣信 息213)、以及延遲量控制信息223兩者，來預(yù)測波形，并且隨后，由波形預(yù) 測單元305再生所預(yù)測的波形。
因為由相關(guān)器303獲取關(guān)于存儲在此波形表存儲單元302中的波形信息 的相關(guān)，所以，提取具有存儲在波形表存儲單元302中的最高相關(guān)的波形，以預(yù)測所接收的脈沖的波形。由波形指定單元304通過互相比較所述相關(guān)，
來指定波形。采用在此操作中獲取的波形信息，以選擇延遲量控制表。因為 進(jìn)行上述布置，所以，可以通過采用簡單的布置來實現(xiàn)能夠在短時間內(nèi)建立 同步的同步裝置。
更具體地，在已經(jīng)判定了同步狀態(tài)之后，基于在同步引入操作期間已經(jīng)
獲取的、采樣點'T，和"2"的幅度信息、以及延遲量控制信息，來預(yù)測同 步狀態(tài)下的波形；以及如圖6(b)中所示，通過控制對于可變延遲器107和 108的延遲量，將采樣間隔從"Atl"縮窄到"At2"，從而可以抑制同步抖 動分量變?yōu)檩^小分量。
還應(yīng)當(dāng)理解，未對上述波形預(yù)測操作中采用的采樣數(shù)進(jìn)行描述。作為選 擇，即使當(dāng)可以采用所有采樣數(shù)、或者可以采用3個或更多個采樣數(shù)時，也 可以預(yù)測波形。另外，可以通過采用兩個采樣點，基于波形的斜度來預(yù)測波 形。
并且，可以作為選擇地從預(yù)測的波形信息檢測當(dāng)前的采樣位置與同步點 的采樣點之間的差異，以改變控制參考信號時鐘的延遲量的可變延遲器的延 遲量調(diào)節(jié)量。作為改變方法，如果當(dāng)前的采樣點與同步點之間的位移較大， 那么可以增加調(diào)節(jié)量，而如果當(dāng)前的采樣點與同步點之間的位移較小，那么 可以減小調(diào)節(jié)量。結(jié)果，當(dāng)上述位移較大時，可以以粗略的方式控制此位移， 以便延遲量調(diào)節(jié)量快速逼近最優(yōu)同步點，并且其后，當(dāng)位移變得較小時，以 精細(xì)的方式控制延遲量調(diào)節(jié)點，從而可以將同步抖動分量抑制為較小值。
作為選擇，類似于延遲量調(diào)節(jié)量，可以作為選擇地從預(yù)測的波形信息檢 測當(dāng)前的采樣位置與同步點的采樣點之間的差異，以改變可變延遲器的延遲 量調(diào)節(jié)量，并且還改變用于控制可變延遲量的脈沖的總數(shù)，即，平均數(shù)。
作為改變的方法，如果當(dāng)前的采樣點與同步點之間的位移較大，那么可 以減小該平均數(shù)，反之，如果當(dāng)前的采樣點與同步點之間的位移較小，那么 可以增加該平均數(shù)。結(jié)果，當(dāng)上述位移較大時，可以以粗略的方式控制此位 移，以便延遲量調(diào)節(jié)量快速逼近最優(yōu)同步點，并且其后，當(dāng)位移變得較小時， 以精細(xì)的方式控制延遲量調(diào)節(jié)點，從而可以將同步抖動分量抑制為較小值。
并且，在上述說明中，僅描述了這樣的操作通過采用采樣幅度值，使 同步定時一致。作為選擇，根據(jù)上面說明的方法，可以基于多個采樣值來預(yù) 測波形，以預(yù)測接收信號的最大幅度，并且從而，可以在發(fā)送和接收控制操
19作中采用所預(yù)測的最大幅度。作為發(fā)送和接收控制操作，可以設(shè)想接收放大
器的增益控制(AGC控制)操作、發(fā)送信號功率控制操作等。
此外，在上面說明的描述中，未針對何時設(shè)置參考表進(jìn)行描述。例如， 可以在出廠階段設(shè)置參考表，或者可以作為選擇地響應(yīng)于要接收的序列來設(shè) 置參考表。并且，可以作為選擇地通過利用接收信號的已知部分來預(yù)測波形 的變形，并且隨后，可以作為選擇地基于預(yù)測的波形變形來改變參考表。
雖然已經(jīng)詳細(xì)地、或參考具體實施方式
，描述了本發(fā)明，但是，對于普 通技術(shù)工程師設(shè)想這樣的事實是顯而易見的可以以各種方式修改和改變本 發(fā)明，而不背離本發(fā)明的技術(shù)范圍和精神。
本申請要求來自2006年12月13日提交的日本專利申請 (JP-A-2006-335737 )、以及2007年9月21日提交的日本專利申請 (JP-A-2007-245829 )的優(yōu)先權(quán)，將其內(nèi)容在此合并如此申請中，作為參考。
工業(yè)適用性
本發(fā)明具有能夠提供例如同步裝置的無線裝置的優(yōu)點，其中，即^使當(dāng)由 于脈沖形狀的變化而導(dǎo)致同步狀態(tài)變化時，也可以響應(yīng)于同步狀態(tài)而控制采 樣定時和其間的間隔兩者，從而可以在適當(dāng)?shù)奈恢貌蓸用}沖寬度；并且，關(guān) 于輸入信號，基于從數(shù)據(jù)采樣單元獲取的信息來控制信號可變延遲單元，以 使采樣定時彼此同步。
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權(quán)利要求
1. 一種無線裝置，包括采樣單元，用于根據(jù)多個彼此不同的間隔來采樣輸入信號；可變延遲器，用于改變所述多個采樣間隔；相位誤差計算單元，用于通過采用由所述采樣單元采樣的多個采樣值之間的幅度差，來計算相位誤差；同步狀態(tài)判定單元，用于通過采用由所述相位誤差計算單元計算的相位誤差，來判定同步狀態(tài)；以及延遲量控制單元，用于基于由所述相位誤差計算單元計算的相位誤差、以及由所述同步狀態(tài)判定單元判定的同步狀態(tài)兩者，來改變所述可變延遲器的延遲量。
2. 如權(quán)利要求1中所述的無線裝置，其中所述采樣單元在第一采樣定時和第二采樣定時采樣所述輸入信號，其中， 所述第一采樣定時和第二采樣定時彼此分開預(yù)定的間隔；并且所述延遲量控制單元在同步引入操作期間，將所述第一和第二采樣定時 中的至少一個移位，并且，在同步跟隨操作期間，縮窄所述第一和第二采樣 定時之間的間隔。
3. 如權(quán)利要求1中所述的無線裝置，其中 所述采樣單元包括第一采樣單元，用于在所述第一采樣定時采樣所述輸入信號；以及 第二采樣單元，用于在所述第二采樣定時采樣所述輸入信號；以及其中 所述可變延遲器包括第一可變延遲器，用于響應(yīng)于從所述延遲量控制單元獲得的信號而延遲 時鐘信號，以便產(chǎn)生所述第一采樣定時；以及第二可變延遲器，用于響應(yīng)于從所述延遲量控制單元獲得的信號而延遲 所述第一采樣定時，以便產(chǎn)生所述第二采樣定時。
4. 如權(quán)利要求1中所述的無線裝置，其中所述采樣單元通過稀疏化采樣點，在彼此分開預(yù)定的間隔的所述第一采 樣定時和所述第二釆樣定時，釆樣所述輸入信號。
5. 如權(quán)利要求3中所述的無線裝置，其中所述相位誤差計算單元通過檢測由所述第一采樣單元采樣的第一采樣 值、與由所述第二采樣單元采樣的第二采樣值之間的幅度差，來計算所述相位誤差；以及其中所述延遲量控制單元基于由所述相位誤差計算單元計算的相位誤差、以 及由所述同步狀態(tài)判定單元判定的同步狀態(tài)，來改變所述第一和第二可變延 遲器的延遲量。
6. 如權(quán)利要求4中所述的無線裝置，其中所述相位誤差計算單元通過檢測在所述第一采樣定時采樣的所述第一采 樣值、與在所述第二采樣定時采樣的所述第二采樣值之間的幅度差，來計算 所述相位誤差；以及其中所述延遲量控制單元基于由所述相位誤差計算單元計算的相位誤差、以 及由所述同步狀態(tài)判定單元判定的同步狀態(tài)，來改變所述第一采樣定時和所 述第二采樣定時中的至少任何一個。
7. 如權(quán)利要求5或權(quán)利要求6中所述的無線裝置，其中 所述相位誤差計算單元包括第一表，查詢第一表以計算相位誤差。
8. 如權(quán)利要求5或權(quán)利要求6中所述的無線裝置，其中所述同步狀態(tài)判定單元包括第二表，查詢第二表以判定同步狀態(tài)。
9. 如權(quán)利要求5或權(quán)利要求6中所述的無線裝置，其中 所述延遲量控制單元包括第三表，查詢第三表以確定延遲量。
10. 如權(quán)利要求5或權(quán)利要求6中所述的無線裝置，其中當(dāng)所述延遲量控制單元包括對應(yīng)于所述輸入信號的波形的多個波形表 時，所述延遲量控制單元預(yù)測所述輸入信號的波形，以選擇對應(yīng)于所述輸入 信號的波形的預(yù)定的波形表，并且，參考所選擇的波形表，以控制所述第一 采樣定時和所述第二采樣定時。
11. 如權(quán)利要求10中所述的無線裝置，其中在同步跟隨操作期間，所述延遲量控制單元參考所選擇的波形表，以縮 窄所述第一采樣定時與所述第二采樣定時之間的間隔。
12. 如權(quán)利要求10中所述的無線裝置，其中所述延遲量控制單元包括波形預(yù)測單元，其定義在所述第一和第二釆樣 定時獲取的幅度信息，作為預(yù)測的參數(shù)。
13. 如權(quán)利要求12中所述的無線裝置，其中所述波形預(yù)測單元被布置有波形表存儲單元，用于在其中存儲先前已經(jīng)準(zhǔn)備的波形信息； 波形再生單元，用于基于所述輸入信號的幅度信息和時間信息，來再生 預(yù)測用途的波形；相關(guān)獲取單元，用于獲取存儲在所述波形表存儲單元中的波形信息、與 由所述波形再生單元再生的所述波形之間的相關(guān)；以及波形指定單元，用于基于在所述相關(guān)獲取單元中獲得的相關(guān)結(jié)果來指定 波形，以輸出用于指定在延遲量控制操作中查詢的表的表指定信息。
14. 如權(quán)利要求5中所述的無線裝置，其中當(dāng)所述延遲量控制單元包括對應(yīng)于所述輸入信號的波形的多個波形表 時，所述延遲量控制單元預(yù)測所述輸入信號的波形，以選擇對應(yīng)于所述輸入 信號的波形的預(yù)定的波形表，并且，參考所選擇的波形表，以控制所述第一 采樣定時和所述第二采樣定時；此外，所述延遲量控制單元包括波形預(yù)測單元，其定義在所述第一和第 二采樣定時獲取的幅度信息，作為預(yù)測的參數(shù)；所述波形預(yù)測單元被布置有波形表存儲單元，用于在其中存儲先前已經(jīng)準(zhǔn)備的波形信息； 波形再生單元，用于基于所述輸入信號的幅度信息和時間信息，來再生 預(yù)測用途的波形；相關(guān)獲取單元，用于獲取存儲在所述波形表存儲單元中的波形信息、與 由所述波形再生單元再生的所述波形之間的相關(guān)；以及波形指定單元，用于基于所述相關(guān)獲取單元中獲得的相關(guān)的結(jié)果來指定 波形，以輸出用于指定延遲量控制4喿作中查詢的表的表指定信息；以及其中當(dāng)由所述第一和第二可變延遲器延遲所述時鐘信號時，所述輸入信號的 時間信息是延遲量。
15. 如權(quán)利要求10中所述的無線裝置，其中 所迷波形指定單元響應(yīng)于所述輸入信號的序列而改變要選擇的表。
16. 如權(quán)利要求5或權(quán)利要求6中所述的無線裝置，還包括 接收功率計算單元，用于基于所述相位誤差計算單元的輸出結(jié)果而計算接收功率。
17. 如權(quán)利要求5或權(quán)利要求6中所述的無線裝置，其中所述相位誤差計算單元基于已經(jīng)被采樣了預(yù)定次數(shù)的所述第 一采樣值和 所述第二采樣值，來計算相位誤差；以及所述同步狀態(tài)判定單元在每次所述相位誤差計算單元計算相位誤差時， 判定同步狀態(tài)。
全文摘要
意圖提供即使脈沖的形狀變動也能夠執(zhí)行精確波形采樣的一種無線裝置，用于同步輸入信號和時鐘信號的同步裝置包括采樣裝置(102和103)，用于在預(yù)定間隔的第一和第二采樣定時采樣輸入信號；以及延遲控制裝置(112)，用于在同步引入時間將第一和第二采樣定時兩者移位，并且用于在同步跟隨時間縮窄第一與第二采樣定時之間的間隔。同步狀態(tài)判定單元(105)根據(jù)從相位誤差計算單元(104)輸出的相位誤差量，判定是否獲得同步，并且將同步狀態(tài)輸出至延遲量控制單元(106)。延遲量控制單元(106)根據(jù)從相位誤差計算單元(104)輸出的相位誤差量、以及從同步狀態(tài)判定單元(105)輸出的同步狀態(tài)兩者，控制可變延遲單元(107和108)中當(dāng)前設(shè)置的延遲量的增加/減少。
文檔編號H04L7/02GK101512954SQ200780032269
公開日2009年8月19日 申請日期2007年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月13日
發(fā)明者坂本剛憲, 藤田卓, 青柳英毅 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社