專利名稱：脈沖同步解調(diào)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及脈沖同步解調(diào)器，其接收通過使用例如開關(guān)鍵控的脈沖調(diào)制 方案無線傳送的脈沖信號，更具體地，涉及脈沖同步解調(diào)器，其通過低功耗 而執(zhí)行接收的信號的同步和解調(diào)。
背景技術(shù)：
近來，存在對將諸如便攜式移動電話終端、視聽設(shè)備、個人計算機(jī)的設(shè) 備及其外圍設(shè)備互連、以及交換例如多媒體信息的數(shù)據(jù)的應(yīng)用的需求。可想
到的使用是例如，通過使用個人計算機(jī)管理由音頻設(shè)備記錄的音樂數(shù)據(jù)、 以及向便攜式移動電話端傳遞由視頻設(shè)備記錄的視頻數(shù)據(jù)，并在外面觀看這 樣傳遞的^L頻數(shù)據(jù)。
實(shí)現(xiàn)這一要求的可想到的方法是通過使用線纜連接設(shè)備，從而組成網(wǎng)絡(luò)。 然而，有線網(wǎng)絡(luò)的建立在用戶的便利方面產(chǎn)生問題，例如，繁瑣的有線連接 工作和設(shè)備布局的限制。
由于這些原因，無線網(wǎng)絡(luò)作為極大程度提高便利性的方法獲得關(guān)注。對 適于由正EE802.11b代表的無線LAN和由藍(lán)牙代表的無線PAN(個人區(qū)域網(wǎng) 絡(luò))的技術(shù)的實(shí)際使用正在進(jìn)行。
針對這種背景，用于通過使用寬頻帶傳送脈沖狀的調(diào)制信號的稱作超寬 帶(超寬帶，下文縮寫為"UWB")的通信方案作為廉價地提供更快的數(shù)據(jù) 通信的技術(shù)而受到關(guān)注。
UWB用于實(shí)現(xiàn)對極寬頻帶的利用以及通過采用低一個數(shù)量級的傳送功 率而獲得大容量通信線路，其不干擾現(xiàn)有的無線電系統(tǒng)并且具有能夠在標(biāo)稱 功率實(shí)現(xiàn)極高的數(shù)據(jù)傳輸速率的優(yōu)點(diǎn)。 一些使用UWB的無線傳輸方案采用 將具有寬帶頻譜成分的脈沖狀信號轉(zhuǎn)換為射頻并在所述頻率傳送所述信號的 技術(shù)。
當(dāng)接收無線傳送的脈沖信號時，由于解調(diào)的原因，要求與所接收的脈沖 信號同步的處理。使得能夠?qū)崿F(xiàn)處理的接收機(jī)是例如專利文獻(xiàn)1中所描述的
5配置的配置，所述處理用于保證同步的同時解調(diào)具有高傳輸速率的所接收的 脈沖信號。
圖15示出了相關(guān)技術(shù)中的、用于與所接收的脈沖信號同步的結(jié)構(gòu)。此外，
圖16除了示出了圖15中所示的同步處理系統(tǒng)215之外，還舉例說明了用于 解調(diào)目的的處理系統(tǒng)210。
在圖16中，將所接收的由天線100輸入的脈沖信號與由解調(diào)相關(guān)混頻器 (mixer) 310以及同步相關(guān)混頻器405和410內(nèi)部產(chǎn)生的副本脈沖在不同的 定時混頻，從而確定相關(guān)值。通過使用AD轉(zhuǎn)換器220和225將相關(guān)值轉(zhuǎn)換 為數(shù)字值，并且在控制器230中對所述相關(guān)值進(jìn)行用于解調(diào)和同步控制的處 理。
圖17A示出了在所接收的脈沖信號與內(nèi)部產(chǎn)生的將變成副本的脈沖之間 的定時關(guān)系，并且圖17B示出了在相位差和相關(guān)輸出方面的兩個脈沖之間的 關(guān)系。所接收的脈沖和內(nèi)部產(chǎn)生的脈沖之間的相位差和相關(guān)輸出變?yōu)殛P(guān)于零 相位差對稱，并且在零相位差變?yōu)樽畲蟆?br> 圖18A至圖18C示出了當(dāng)實(shí)現(xiàn)同步時所獲得的相位差和相關(guān)輸出。在各 個附圖中由碼元T所指定的兩點(diǎn)是由同步相關(guān)混頻器確定的相關(guān)值，并且由 碼元A指定的點(diǎn)表示由解調(diào)相關(guān)混頻器確定的相關(guān)值。如舉例說明的，檢測 與所接收的脈沖同步的狀態(tài)是可能的，其中，通過在規(guī)則間隔上將輸入到每 個相關(guān)混頻器的內(nèi)部產(chǎn)生的脈沖進(jìn)行移相，而執(zhí)行相關(guān)操作。
圖18A示出了在實(shí)現(xiàn)同步的同時可執(zhí)行最佳解調(diào)的狀態(tài)，其中從解調(diào)相 關(guān)混頻器輸出的值變?yōu)樽畲螅⑶覐耐较嚓P(guān)混頻器輸出的兩個值變?yōu)楸舜?相等。圖18B和18C示出了作為所接收的脈沖與內(nèi)部產(chǎn)生的脈沖在解調(diào)相關(guān) 混頻器中彼此異相的結(jié)果而未實(shí)現(xiàn)同步的狀態(tài)。在來自同步相關(guān)混頻器的兩 個輸出值中出現(xiàn)差異。
相關(guān)技術(shù)的設(shè)備進(jìn)行操作，以便以通過使用加法器415來比較同步相關(guān) 混頻器405和410的兩個相關(guān)值，而使差值變?yōu)榱愕倪@樣一種方式來改變內(nèi) 部產(chǎn)生的脈沖的定時，從而保證同步。如上所述，在專利文獻(xiàn)1中所描述的 發(fā)明通過使用并行地具有使用相關(guān)器的解調(diào)系統(tǒng)和同步系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，而允許 在保證同步的同時接收無線傳送的脈沖信號和解調(diào)所述信號。
專利文獻(xiàn)1: JP-T-2005-518111 (圖4、圖5、圖12A、圖12B以及圖14A 至圖14C)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的問題
在執(zhí)行無線傳送的端設(shè)備中，減小在接收操作時消耗的功率在可用時間 的增加方面是個重要的挑戰(zhàn)。當(dāng)無線傳送例如上文所述的脈沖狀信號時，由 傳送設(shè)備消耗的傳送功率不像例如移動通信系統(tǒng)的系統(tǒng)所要求的那么大。可
根據(jù)存在還是不存在傳送脈沖信號而執(zhí)行電路的間歇操作；從而，可試圖減 小功庫毛。
然而，接收機(jī)設(shè)備必須總處在待機(jī)狀態(tài)以便接收正在傳播的無線信號， 這給間歇操作的執(zhí)行造成困難。因此，嘗試減小功耗是困難的。由于這個原 因，特別要求接收機(jī)設(shè)備盡可能多地減小功耗。
與這樣的要求相反，在專利文獻(xiàn)l中所描述的發(fā)明具有每個解調(diào)系統(tǒng)和 同步系統(tǒng)需要在與數(shù)據(jù)傳輸速率相同的采樣頻率上操作的AD轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)。 當(dāng)執(zhí)行Gbps量級的高速脈沖傳送時，消耗了大量功率。
已構(gòu)思了本發(fā)明來解決相關(guān)技術(shù)中的這種問題，并且，本發(fā)明的目的在 于關(guān)于Gbps量級的高速脈沖信號的無線傳輸，能夠減小執(zhí)行同步和解調(diào)處 理的接收機(jī)設(shè)備的功耗。
特別地，本發(fā)明適用于通過使用例如UWB的傳輸方案而以高傳輸速率 傳送數(shù)據(jù)的無線系統(tǒng)的接收系統(tǒng)，并且旨在通過使用簡單的結(jié)構(gòu)而提供以低 功耗操作的脈沖同步解調(diào)器。此外，本發(fā)明還追求成本減少，并且旨在提供 在較高的封裝密度方面易于設(shè)計的脈沖同步解調(diào)器。
解決問題的手段
本發(fā)明的脈沖同步解調(diào)器是接收第 一頻率的脈沖信號的脈沖同步解調(diào) 器，包括時鐘信號產(chǎn)生部分，其產(chǎn)生低于第一頻率的第二頻率的時鐘信號； 多個AD轉(zhuǎn)換部分，其在時鐘信號的不同采樣定時對脈沖信號進(jìn)行采樣；相 位確定部分，其根據(jù)從多個AD轉(zhuǎn)換部分輸出的多個采樣值的幅度產(chǎn)生相位 控制信號；可變延遲部分，其根據(jù)相位控制信號，改變由時鐘信號產(chǎn)生部分 所產(chǎn)生的時鐘信號中的延遲量；以及分別與多個AD轉(zhuǎn)換部分相對應(yīng)而提供 的多個采樣定時調(diào)節(jié)部分，其可單獨(dú)調(diào)節(jié)從可變延遲部分輸出的時鐘信號中 的延遲量。
根據(jù)本結(jié)構(gòu)，可由在比傳輸速率低的采樣頻率上操作的多個AD轉(zhuǎn)換部
7分允許與所接收的脈沖信號的同步；因此，可減小在與高速脈沖傳輸系統(tǒng)同 步的操:作時消耗的功率。此外，AD轉(zhuǎn)換部分可在比傳輸速率低的時鐘頻率上 操作，從而也有助于集成設(shè)計。
本發(fā)明的脈沖同步解調(diào)器還包括電平確定部分，其4全測從多個AD轉(zhuǎn)換 部分輸出的多個釆樣值的電平，并且，當(dāng)多個采樣值的電平變得低于預(yù)設(shè)值 時，將可變延遲部分中的延遲量增大或減小預(yù)定量。
根據(jù)本結(jié)構(gòu)，當(dāng)多個采樣值的電平變得比預(yù)設(shè)值小時，將可變延遲部分 中的延遲量增大或減小預(yù)定量；從而，可避免有差錯的同步操作。此外，由 于可防止在低值上對采樣值的同步捕獲，可提高同步的穩(wěn)定度。
本發(fā)明的脈沖同步解調(diào)器的特征還在于當(dāng)從多個AD轉(zhuǎn)換部分輸出的 多個采樣值彼此不同時，在用于將時鐘信號與脈沖信號同步的同步過程中， 電平確定部分改變可變延遲部分中的延遲量，并且，當(dāng)從多個AD轉(zhuǎn)換部分 輸出的多個采樣值彼此相等時，在用于將時鐘信號與脈沖信號同步的同步過 程中，電平確定部分保持可變延遲部分中的延遲量。
本發(fā)明的脈沖同步解調(diào)器的特征在于在同步過程中，將多個釆樣定時 調(diào)節(jié)部分中的延遲量之間的差(AT)設(shè)置為等于或小于脈沖信號的振幅的一
半寬度的值；并且，當(dāng)從多個AD轉(zhuǎn)換部分輸出的多個采樣值變?yōu)樾∮诿}沖 信號的振幅的一半的值時，在與脈沖信號的脈寬的一半相對應(yīng)的時段內(nèi)，增 大或減小可變延遲部分中的延遲量。
根據(jù)本結(jié)構(gòu)，當(dāng)多個釆樣值變得小于脈沖信號的振幅的一半時，在與脈 沖信號的脈寬的一半相對應(yīng)的時段內(nèi)，增大或減小可變延遲部分中的延遲量， 從而確定采樣定時調(diào)節(jié)部分和可變延遲部分中的延遲控制量。因此，可提供 避免有差錯的同步操作發(fā)生、并且在同步穩(wěn)定度方面有所提高的設(shè)備。
本發(fā)明的脈沖同步解調(diào)器還包括解調(diào)處理部分，其解調(diào)從多個AD轉(zhuǎn)換 部分輸出的多個釆樣值，并且輸出解調(diào)的結(jié)果。
根據(jù)本結(jié)構(gòu)，在低于傳輸速率的采樣頻率上操作的多個AD轉(zhuǎn)換部分使 得能夠?qū)λ邮盏拿}沖信號進(jìn)行同步和解調(diào)，并且，可減小在與高速脈沖傳 輸系統(tǒng)同步和對其解調(diào)時消耗的功率。此外，采用同步處理部分和解調(diào)處理 部分被部分地共享的結(jié)構(gòu)，從而減小電路規(guī)模。
本發(fā)明的脈沖同步解調(diào)器還包括解調(diào)AD轉(zhuǎn)換部分，其在時鐘信號的預(yù) 定采樣定時對脈沖信號進(jìn)行采樣；以及解調(diào)處理部分，其解調(diào)從解調(diào)AD轉(zhuǎn)換部分輸出的多個采樣值，并且輸出解調(diào)的結(jié)果。
根據(jù)本結(jié)構(gòu)，通過在低于傳輸速率的采樣頻率上才喿作的多個同步AD轉(zhuǎn) 換部分，使得能夠與所接收的脈沖信號進(jìn)行同步，并且可減小在與高速脈沖 傳輸系統(tǒng)同步時消耗的功率。此外，通過提供解調(diào)AD轉(zhuǎn)換部分，可同時執(zhí) 行同步和解調(diào)，并且，在解調(diào)期間執(zhí)行同步捕獲變?yōu)榭赡?。因此，?dāng)與交替 執(zhí)行同步和解調(diào)的情況比較時，可減少為了同步目的的數(shù)據(jù)模式的填充，從 而使得提高吞吐量成為可能。
在本發(fā)明的脈沖同步解調(diào)器中，脈沖信號是通過使用ASK調(diào)制而無線傳 送的脈沖信號；并且，解調(diào)處理部分通過使用從解調(diào)AD轉(zhuǎn)換部分輸出的采 樣值，確定存在還是不存在碼元脈沖，并且，當(dāng)確定不存在碼元脈沖時，以 這樣的方式執(zhí)行控制操作，所述方式是對應(yīng)于碼元脈沖的同步AD轉(zhuǎn)換部 分的采樣值不被用于由相位確定部分執(zhí)行的相位確定。
根據(jù)本結(jié)構(gòu)，在同時執(zhí)行同步和解調(diào)的情況下，即使當(dāng)碼元脈沖'T，和 "0"混合存在時，也可通過防止同步控制中的差錯而實(shí)現(xiàn)同步，從而可嘗試 提高例如抖動特性的同步性能。
在本發(fā)明的脈沖同步解調(diào)器中，第二頻率是第一頻率的n分之一 ("n" 是2或更大的整數(shù))，并且，多個AD轉(zhuǎn)換部分以數(shù)目"n"的方式并行連接 至脈沖信號，并且產(chǎn)生"n"個采樣值。
根據(jù)本結(jié)構(gòu)，在等于或小于傳輸速率的一半的采樣頻率上操作的多個 AD轉(zhuǎn)換部分使得能夠進(jìn)行與所接收的脈沖信號的同步；因此，可減小在與高 速脈沖傳輸系統(tǒng)的同步時消^^的功率。
在本發(fā)明的脈沖同步解調(diào)器中，多個AD轉(zhuǎn)換部分分別采樣脈沖信號的 "n，，個不同碼元。
在本發(fā)明的脈沖同步解調(diào)器中，相位確定部分控制可變延遲部分中的延 遲量，以便從多個AD轉(zhuǎn)換部分輸出的多個采樣值變?yōu)楸舜讼嗟取?br> 在本發(fā)明的脈沖同步解調(diào)器中，由多個采樣定時調(diào)節(jié)部分所調(diào)節(jié)的延遲 量之間的差(AT)小于脈沖信號的脈寬。
在本發(fā)明的脈沖同步解調(diào)器中，多個采樣定時調(diào)節(jié)部分在用于將時鐘信 號與脈沖信號同步的同步過程中，產(chǎn)生延遲量的差(AT),并且，在解調(diào)脈沖
信號時，將所述延遲量的差(At)設(shè)置為零。
在本發(fā)明的脈沖同步解調(diào)器中，多個AD轉(zhuǎn)換部分還包括第一AD轉(zhuǎn)換部分，其在時鐘信號的前沿采樣脈沖信號；以及
第二 AD轉(zhuǎn)換部分，其在時鐘信號的后沿采樣脈沖信號。
根據(jù)本結(jié)構(gòu)，可使得在同步時和在解調(diào)時之間切換采樣定時調(diào)節(jié)部分中
的延遲量的范圍較小。當(dāng)與大幅切換延遲量的情況相比時，可減小切換時引
起的相位不連續(xù)。
本發(fā)明的脈沖同步解調(diào)器還包括時鐘頻率校正部分，其從由相位確定部 分產(chǎn)生的相位控制信號中的變化來檢測給定變化量，從而根據(jù)該變化量的遞 增/遞減、以及該變化量的斜度，來調(diào)節(jié)從時鐘信號產(chǎn)生部分輸出的時鐘信號 的頻率。
根據(jù)本結(jié)構(gòu)，即使當(dāng)在傳送端所實(shí)現(xiàn)的時鐘信號頻率不同于在接收端所 實(shí)現(xiàn)的時鐘信號頻率時，也可執(zhí)行調(diào)節(jié)，以便在接收端所實(shí)現(xiàn)的時鐘信號頻 率變得與在傳送端所實(shí)現(xiàn)的時鐘信號頻率相等?？蓽p小作為時間經(jīng)過的結(jié)果 所導(dǎo)致的在解調(diào)時的最佳采樣點(diǎn)的時間滯后，并且可提高同步解調(diào)性能。
在本發(fā)明的脈沖同步解調(diào)器中，在用于將時鐘信號與脈沖信號同步的同 步過程的前半段中，多個采樣定時調(diào)節(jié)部分產(chǎn)生延遲量的差(At)，并且，隨 著同步過程的進(jìn)行，減小所述延遲量的差(At)。
' 根據(jù)本結(jié)構(gòu)，可使得在同步時和在解調(diào)時之間切換采樣定時調(diào)節(jié)部分中 的延遲量的范圍較小。當(dāng)與大幅切換延遲量的情況相比時，可減小切換時引 起的相位不連續(xù)。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)
根據(jù)本發(fā)明，可通過使用在比傳輸速率低的采樣頻率上操作的多個AD 轉(zhuǎn)換部分來實(shí)現(xiàn)與所接收的脈沖信號的同步；因此，可減小由用于與高速脈 沖傳輸系統(tǒng)同步的操作所消耗的功率。此外，AD轉(zhuǎn)換部分可在比傳輸速率低 的時鐘頻率上操作，以便集成設(shè)計變得容易。


圖1是示出第一實(shí)施例的脈沖同步解調(diào)器的示例結(jié)構(gòu)的框圖。
圖2是示出在由第一實(shí)施例的脈沖同步解調(diào)器執(zhí)行的同步引入(pull-in)
操作時獲得的所接收的脈沖信號的時序圖。
圖3是示出在由第一實(shí)施例的脈沖同步解調(diào)器實(shí)現(xiàn)和執(zhí)行的同步和解調(diào)
時獲得的所接收的脈沖信號的時序圖。
10圖4是示出第二實(shí)施例的脈沖同步解調(diào)器的示例結(jié)構(gòu)的框圖。
圖5是示出在由第二實(shí)施例的脈沖同步解調(diào)器實(shí)現(xiàn)同步時獲得的所接收
的脈沖信號的時序圖。
圖6是示出第三實(shí)施例的脈沖同步解調(diào)器的示例結(jié)構(gòu)的框圖。
圖7是示出在由第三實(shí)施例的脈沖同步解調(diào)器實(shí)現(xiàn)同步時獲得的所接收
的脈沖信號的時序圖。
圖8是示出在由第三實(shí)施例的脈沖同步解調(diào)器執(zhí)行的解調(diào)時獲得的所接
收的脈沖信號的時序圖。
圖9是示出第四實(shí)施例的脈沖同步解調(diào)器的示例結(jié)構(gòu)的框圖。
圖10是示出在由第四實(shí)施例的脈沖同步解調(diào)器執(zhí)行的同步引入操作時
獲得的所接收的脈沖信號的時序圖。
圖11是示出在由第四實(shí)施例的脈沖同步解調(diào)器實(shí)現(xiàn)同步時獲得的所接
收的脈沖信號的時序圖。
圖12是示出第五實(shí)施例的脈沖同步解調(diào)器的示例結(jié)構(gòu)的框圖。
圖13是示出在由第五實(shí)施例的脈沖同步解調(diào)器執(zhí)行的同步引入操作時
獲得的所接收的脈沖信號的時序圖。
圖14是示出在由第五實(shí)施例的脈沖同步解調(diào)器實(shí)現(xiàn)同步時獲得的所接
收的脈沖信號的時序圖。
圖15是示出相關(guān)技術(shù)中的、用于與所接收的脈沖信號同步的結(jié)構(gòu)的框圖。
圖16是示出相關(guān)技術(shù)中的、用于與所接收的脈沖信號同步和對所接收的 脈沖信號解調(diào)的結(jié)構(gòu)的框圖。
圖17A是示出相關(guān)技術(shù)中的、所接收的脈沖信號與內(nèi)部產(chǎn)生的將變成副 本的脈沖之間的定時關(guān)系的視圖。
圖17B是示出相關(guān)技術(shù)中的、在相位差和相關(guān)輸出方面所接收的脈沖信 號與內(nèi)部產(chǎn)生的將變成副本的脈沖之間的關(guān)系的視圖。
圖18A是示出在相關(guān)技術(shù)中實(shí)現(xiàn)同步時所實(shí)現(xiàn)的、所接收的脈沖信號與 將變成副本的內(nèi)部產(chǎn)生的脈沖之間在所實(shí)現(xiàn)的在相位差和相關(guān)輸出方面的關(guān) 系的^L圖。
圖18B是示出在相關(guān)技術(shù)中實(shí)現(xiàn)同步時所實(shí)現(xiàn)的、所接收的脈沖信號與 將變成副本的內(nèi)部產(chǎn)生的脈沖之間在相位差和相關(guān)輸出方面的關(guān)系的視圖。圖18C是示出在相關(guān)技術(shù)中實(shí)現(xiàn)同步時所實(shí)現(xiàn)的、所接收的脈沖信號與 將變成副本的內(nèi)部產(chǎn)生的脈沖之間在相位差和相關(guān)輸出方面的關(guān)系的視圖。
圖19是示出第六實(shí)施例的脈沖同步解調(diào)器的示例結(jié)構(gòu)的框圖。
圖20是描述在第六實(shí)施例的脈沖同步解調(diào)器中、用于調(diào)節(jié)時鐘信號的頻 率的方法的具體示例的時序圖。
標(biāo)號說明
10、 11、 12AD轉(zhuǎn)換部分
20、 21、 22采樣定時調(diào)節(jié)部分
30時鐘信號產(chǎn)生部分
40可變延遲部分
50相位確定部分
60解調(diào)處理部分
70電平確定部分
200接收信號輸入端
210解調(diào)輸出端
201、 202、 203、 204、 205、 206所接收的脈沖信號 15、 16、 17時鐘信號 301至312樣本
具體實(shí)施例方式
在下文提供的實(shí)施例中，將對接收通過使用開關(guān)鍵控(on-offkeying)調(diào) 制方案無線傳送的信號的脈沖同步解調(diào)器進(jìn)行描述。在下列實(shí)施例中，給相 似的結(jié)構(gòu)分配了相同的附圖標(biāo)記，并且省略了它們的重復(fù)說明。 (第一實(shí)施例)
圖1是示出第一實(shí)施例的脈沖同步解調(diào)器的示例結(jié)構(gòu)的框圖。如圖1中 所示，第一實(shí)施例的脈沖同步解調(diào)器具有接收信號輸入端200、 AD轉(zhuǎn)換部分 lO和ll、采樣定時調(diào)節(jié)部分20和21、時鐘信號產(chǎn)生部分30、可變延遲部分 40、相位確定部分50、解調(diào)處理部分60以及解調(diào)輸出端210。
將已經(jīng)過開關(guān)鍵控調(diào)制的接收的脈沖調(diào)制信號輸入至接收信號輸入端 200。開關(guān)鍵控調(diào)制方案是ASK (幅移4建控)調(diào)制方案，其顯示出100%的調(diào) 制電平，并且，通過其，根據(jù)存在還是不存在脈沖信號而傳送"1"或"0"數(shù)字信號。當(dāng)假設(shè)通過使用RZ脈沖信號執(zhí)行調(diào)制時、并且當(dāng)從傳送端連續(xù) 傳送數(shù)據(jù)"1"時，假設(shè)由接收端接收到例如圖2中201所表示的連續(xù)脈沖波 形。
通過對數(shù)據(jù)"1"分配脈沖、而對數(shù)據(jù)"0"不傳送脈沖，來產(chǎn)生調(diào)制信 號?？商鎿Q地，也可對數(shù)據(jù)"0"分配脈沖，并且，基本需要是在接收和傳 送端之間共享用于對脈沖分配數(shù)據(jù)的方法。在本實(shí)施例中，對將數(shù)據(jù)"1"分 配給脈沖的存在的情況給出了解釋。
當(dāng)通過使用載波頻帶而傳送無線信號時，輸入通過使用降頻轉(zhuǎn)換器 (down converter )、檢波器等將所述信號轉(zhuǎn)換至基帶范圍而產(chǎn)生的接收信號。 本實(shí)施例的脈沖同步解調(diào)器對所接收的脈沖信號進(jìn)行同步，從而解調(diào)所述信 號。
AD轉(zhuǎn)換部分10和11對通過接收信號輸入端200輸入的所接收的脈沖信 號的幅值進(jìn)行采樣，從而將采樣值轉(zhuǎn)換為數(shù)字值。對所接收的脈沖信號進(jìn)行 分支(bifurcate ),并且將兩信號同時分別輸入至AD轉(zhuǎn)換部分10和11。
將用于給出采樣定時的時鐘信號和接收的脈沖信號輸入至AD轉(zhuǎn)換部分 IO和11。開始使用時鐘信號的頻率作為采樣頻率。在同步和解調(diào)過程中，AD 轉(zhuǎn)換部分10和11通過使用是傳輸速率一半的采樣頻率，按照每個碼元對接 收的脈沖信號交替地釆樣。
AD轉(zhuǎn)換部分10進(jìn)行操作，以在時鐘信號的前沿對接收的脈沖信號進(jìn)行 采樣，并且，AD轉(zhuǎn)換部分11進(jìn)行操:作，以在時鐘信號的后沿對接收的脈沖 信號進(jìn)行采樣。
采樣定時調(diào)節(jié)部分20和21調(diào)節(jié)向AD轉(zhuǎn)換部分10和11給出采樣定時 的時鐘信號的延遲。連接采樣定時調(diào)節(jié)部分20,以調(diào)節(jié)AD轉(zhuǎn)換部分10的采 樣定時，并且，連接采樣定時調(diào)節(jié)部分21，以調(diào)節(jié)AD轉(zhuǎn)換部分ll的采樣定 時。
在接收操作時，首先獲得用于與所接收的脈沖信號同步的定時，然后， 通過使用接收的脈沖信號的振幅電平而執(zhí)行解調(diào)。然而，在用于實(shí)現(xiàn)同步的 過程和用于執(zhí)行解調(diào)的過程中，執(zhí)行操作，以便切換采樣定時調(diào)節(jié)部分20和 21中的時鐘信號中的延遲量。隨后將參照圖2對此進(jìn)行描述。
時鐘信號產(chǎn)生部分30產(chǎn)生用于對AD轉(zhuǎn)換部分10和11給出采樣定時的 時鐘信號。如果并行連接的AD轉(zhuǎn)換部分的數(shù)量是"n",則設(shè)置要產(chǎn)生的時
13鐘信號的頻率，以便成為傳輸速率的n分之一。例如，當(dāng)接收lGbps的數(shù)據(jù) 信號時，在并行提供兩個AD轉(zhuǎn)換部分的本結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生500 MHz的時鐘信號， 其是傳輸速率的一半。
根據(jù)來自相位確定部分50的控制信號，可變延遲部分40改變從時鐘信 號產(chǎn)生部分30輸出的時鐘信號中的延遲量，并且，將輸出發(fā)送至采樣定時調(diào) 節(jié)部分20和21。將延遲量的可變范圍設(shè)置為至少所接收的脈沖信號的一個 碼元時間，從而使得能夠在360°內(nèi)改變用于對AD轉(zhuǎn)換部分10和11中的接 收的脈沖信號進(jìn)行采樣的相位。
相位確定部分50比較從AD轉(zhuǎn)換部分10和11輸出的所接收的脈沖信號 的采樣值，從而確定用于在AD轉(zhuǎn)換部分10和11中對所接收的脈沖信號進(jìn) 行采樣的相位，并且，控制可變延遲部分40中的延遲量，以便實(shí)現(xiàn)對于解調(diào) 來說最佳的采樣定時。隨后將參照圖2對此進(jìn)行描述。
解調(diào)處理部分60通過參考閾值而確定屬于從AD轉(zhuǎn)換部分10和11輸出 的所接收的脈沖信號的采樣值，并且解調(diào)所述數(shù)據(jù)。由AD轉(zhuǎn)換部分10和11 按照每個碼元對所接收的脈沖信號交替地采樣；因此，解調(diào)的數(shù)據(jù)序列在經(jīng) 過2對1的并行至串行的轉(zhuǎn)換之后被輸出。
數(shù)據(jù)序列。通過使用前述的結(jié)構(gòu)，圖1中所示的設(shè)備可通過實(shí)現(xiàn)同步而解調(diào) 所接收的脈沖信號。實(shí)現(xiàn)了對用于同步和解調(diào)的AD轉(zhuǎn)換部分進(jìn)行共享的結(jié) 構(gòu)。
現(xiàn)在將參照圖2和3對用于第一實(shí)施例的脈沖同步解調(diào)器的具體示例同 步方法進(jìn)行描述。圖2是示出在與所接收的脈沖信號同步的過程中執(zhí)行的操 作的時序圖。圖3是示出當(dāng)實(shí)現(xiàn)與所接收的脈沖信號同步時執(zhí)行的操作的時 序圖。
圖2示出了在與所接收的脈沖信號同步的過程中執(zhí)行的操作，并且舉例 說明了所接收的脈沖信號201以及時鐘信號15和16。圖2中所示的接收的 脈沖信號201是通過接收信號輸入端200輸入的接收信號。在實(shí)現(xiàn)同步的定 時，傳送端連續(xù)傳送數(shù)據(jù)"1",并且接收端連續(xù)接收脈沖信號。在本實(shí)施例 中，假設(shè)傳送信號是由RZ脈沖調(diào)制的。然而，如果傳送信號是由NRZ脈沖 調(diào)制的，則在實(shí)現(xiàn)同步的定時，通過從傳送端交替地傳送數(shù)據(jù)"1"和數(shù)據(jù)"0"， 可接收到與所接收的脈沖信號201的波形相似的波形。將所接收的脈沖信號201同時輸入至AD轉(zhuǎn)換部分10和11。如舉例說明 的，所接收的脈沖信號的碼元脈沖存在于碼元時間T內(nèi)，并且，將碼元間隔 也設(shè)置為時間T。因此，在這種情況下所實(shí)現(xiàn)的傳輸速率可達(dá)到其T分之一。 此外，假設(shè)碼元脈沖的波形呈現(xiàn)為與高斯單脈沖的形式(pattern)類似的基 本對稱的形式。
時鐘信號15示出了輸入至AD轉(zhuǎn)換部分10的時鐘信號，并且時鐘信號 16示出了輸入至AD轉(zhuǎn)換部分11的時鐘信號。時鐘信號的頻率是傳輸速率的 一半，并且，該信號的周期是碼元時間T的兩倍那么大。在同步時，通過將 時鐘信號的定時移動At而執(zhí)行操作。
由釆樣定時調(diào)節(jié)部分20和21調(diào)節(jié)相移量AT。如果采樣定時調(diào)節(jié)部分20 中的延遲量為Tl、并且采樣定時調(diào)節(jié)部分21中的延遲量為t2，則由t1和t2 之間的差值給出相移量AT。設(shè)置相移量AT為比碼元時間T短的時間間隔。
AD轉(zhuǎn)換部分IO通過使用時鐘信號15的前沿來對輸入的接收信號進(jìn)行采 樣，并且，AD轉(zhuǎn)換部分11通過使用被移位At的時鐘信號16的后沿來對輸 入的接收信號進(jìn)行采樣。
通過箭頭連同所接收的脈沖信號201顯示了采樣操作的方式。實(shí)線箭頭 顯示了由AD轉(zhuǎn)換部分10通過使用時鐘信號15而執(zhí)行的采樣操作的方式， 并且，虛線箭頭顯示了由AD轉(zhuǎn)換部分11通過使用時鐘信號16而t丸行的采 樣操作的方式。
如舉例說明的，使AD轉(zhuǎn)換部分以這樣的方式進(jìn)行操作，所述方式為 一個轉(zhuǎn)換部分在時鐘信號的前沿執(zhí)行采樣，并且另一個轉(zhuǎn)換部分在時鐘信號
的后沿執(zhí)行采樣，從而，使得設(shè)置相移量Ai以變?yōu)樾∮诖a元時間T成為可能。 AD轉(zhuǎn)換部分10和11進(jìn)行操作，以交替地對連續(xù)的接收脈沖信號進(jìn)行采樣。 AD轉(zhuǎn)換部分IO和11進(jìn)行操作，以在碼元脈沖的兩個不同的相位點(diǎn)執(zhí)行采樣。
相位確定部分50比較由AD轉(zhuǎn)換部分10和11采樣的所接收的脈沖信號 201的值，從而控制可變延遲部分40。當(dāng)由實(shí)線箭頭顯示的AD轉(zhuǎn)換部分10 的采樣值大于由虛線箭頭顯示的AD轉(zhuǎn)換部分ll的釆樣值時，執(zhí)行控制，以 使可變延遲部分40中的延遲量t小。當(dāng)由實(shí)線箭頭顯示的AD轉(zhuǎn)換部分10 的采樣值小于由虛線箭頭顯示的AD轉(zhuǎn)換部分ll的采樣值時，執(zhí)行控制，以 寸吏可變延遲部分40中的延遲量t大。
在同步時，從AD轉(zhuǎn)換部分10和11以(T+At )和(T-At )的時間間隔
15交替地輸出采樣值，從而，相位確定部分50考慮到定時而執(zhí)行采樣值的比較 和確定。
由相位確定部分50控制可變延遲部分40中的延遲量t的遞增或遞減。 關(guān)鍵之處僅在于根據(jù)顯示出AD轉(zhuǎn)換部分10和11的釆樣值的哪一個更大
的確定結(jié)果，而將延遲量t的遞增或遞減設(shè)置為給定的正或負(fù)的級別。
在實(shí)際的控制操作中，執(zhí)行調(diào)節(jié)，以便碼元時間T〉相移量Ai:〉延遲量t (給定量)的關(guān)系成立。在這種情況下，設(shè)置相移量at的近似值約為碼元時 間T的20%至80%,并且設(shè)置延遲量t的近似值至多為相移量At的一半或 更小。設(shè)置數(shù)值，以根據(jù)所要求的規(guī)范而改變。具體地，當(dāng)期望同步操作的 較早收斂時，使相移量at較寬。相反，當(dāng)期望在同步實(shí)現(xiàn)時實(shí)現(xiàn)抖動特征的 改進(jìn)時，將相移量設(shè)置為變窄。
根據(jù)AD轉(zhuǎn)換部分10的采樣值和AD轉(zhuǎn)換部分11的采樣值之間的電平 差異的程度而改變延遲量t中的遞增量或遞減量也可能是更好的。例如，當(dāng) 電平差較大時，增加遞增量或遞減量也可能是更好的。當(dāng)電平差變小時，通 過減小遞增量或遞減量而允許執(zhí)行精細(xì)調(diào)節(jié)也可能是更好的。當(dāng)如在后者的 情況下執(zhí)行調(diào)節(jié)時，用于縮短在實(shí)現(xiàn)同步之前經(jīng)過的時間、并且減小在實(shí)現(xiàn) 同步時引起的抖動量的調(diào)節(jié)變得可行。
圖3示出了在實(shí)現(xiàn)同步和對所接收的脈沖信號解調(diào)時執(zhí)行的操作，并且， 舉例說明了所接收的脈沖信號202和203。
圖3中所示的所接收的脈沖信號202被提供有實(shí)線箭頭和虛線箭頭，其 指示在實(shí)現(xiàn)同步的狀態(tài)下所實(shí)現(xiàn)的AD轉(zhuǎn)換部分10和11的采樣定時。在實(shí) 現(xiàn)同步的狀態(tài)下，由相位確定部分50控制可變延遲部分40中的延遲量，以 便由AD轉(zhuǎn)換部分10和11采樣的值變得彼此相等。將作為改變延遲量t的 結(jié)果的AD轉(zhuǎn)換部分10和11的采樣值變得彼此相等的狀態(tài)認(rèn)為是同步狀態(tài)， 并且，在已確保同步狀態(tài)給定的時段之后，處理隨后繼續(xù)進(jìn)行至解調(diào)操作。
當(dāng)處理從同步操作轉(zhuǎn)移至解調(diào)操作時，保持確保同步的可變延遲部分40 中的延遲量t，并且，切換采樣定時調(diào)節(jié)部分20、 21中的延遲量。具體地， 將在同步時獲得的采樣定時調(diào)節(jié)部分20中的延遲量t1增加At/2，并且將采 樣定時調(diào)節(jié)部分21中的延遲量u2減小At/2。
因此，在解調(diào)時獲得的采樣定時調(diào)節(jié)部分20和21中的延遲量變得彼此 相等。由于將相移量AT設(shè)置為變得比碼元時間T小，所以，可使得在同步時和解調(diào)時之間切換采樣定時調(diào)節(jié)部分20和21中的延遲量的程度較小。當(dāng)與 大幅切換延遲量的情況相比較時，可減少在切換時出現(xiàn)的相位不連續(xù)。
圖3中所示的所接收的脈沖信號203被提供有實(shí)線箭頭和虛線箭頭，所 述箭頭指示在解調(diào)時所實(shí)現(xiàn)的AD轉(zhuǎn)換部分10和11的采樣定時。AD轉(zhuǎn)換部 分10和11進(jìn)行操作，以交替采樣碼元脈沖。如圖3中所示，通過使用用于 切換采樣定時調(diào)節(jié)部分20、 21中的延遲量的操作，在碼元脈沖的中心的振幅 變得最高的定時執(zhí)行采樣，從而獲得最佳SN比。
將AD轉(zhuǎn)換部分IO、 11的采樣值輸入至解調(diào)處理部分60,其中，通過閾 值確定，確定碼元呈現(xiàn)"1"還是"0"的值。確定結(jié)果在經(jīng)過并行至串行轉(zhuǎn) 換后被輸出，從而產(chǎn)生解調(diào)的數(shù)據(jù)序列。將AD轉(zhuǎn)換部分10和11輸出采樣 值時的定時輸入至解調(diào)處理部分60，其中具有與碼元時間T相等的滯后；因 此，考慮到定時中的滯后，將解調(diào)結(jié)果通過并行至串行轉(zhuǎn)換而轉(zhuǎn)換為串行數(shù) 據(jù)序列。
當(dāng)處理從同步操作轉(zhuǎn)移至解調(diào)操作時逐漸地切換采樣定時調(diào)節(jié)部分20、 21中的延遲量對于防止由發(fā)生抖動而引起的不利影響是有效的，^f艮設(shè)所述抖 動是將發(fā)生在切換時的不連續(xù)的操作。具體地，在圖3中，采樣定時Ai/2是 逐漸切換的而不是一次性改變。
在同步引入操作的初始階段，為了實(shí)現(xiàn)高速引入操作而確保延遲量的差 (△t:在采樣定時調(diào)節(jié)部分20中的延遲量i;l與采樣定時調(diào)節(jié)部分21中的延 遲量t2之間的差)的特定的寬范圍。在已實(shí)現(xiàn)特定的同步程度的同步過程(在 同步引入操作時)的后一半，減小延遲量的差(Ai)，以變得接近于對解調(diào)有 效的采樣定時。
同步引入操作的程度用作確定采樣定時調(diào)節(jié)部分20、 21中的延遲量的差 的標(biāo)準(zhǔn)。例如， 一個可想到的方法是隨著可變延遲部分40的調(diào)節(jié)量變小， 即，隨著同步過程的經(jīng)過，減小延遲量的差(At)。當(dāng)定義同步過程時間時，
由于AD調(diào)制部分IO、 ll用于同步和解調(diào)兩者，所以，當(dāng)與獨(dú)立于同步 所需要的AD轉(zhuǎn)換部分、為了解調(diào)的目的附加提供在傳輸速率的采樣頻率上 操作的AD轉(zhuǎn)換部分的結(jié)構(gòu)比較時，可減少功耗。此外，還產(chǎn)生了能夠減小 AD轉(zhuǎn)換部分10、 11的l喿作時鐘頻率的優(yōu)點(diǎn)。
通常已知由AD轉(zhuǎn)換部分消耗的功率與它的操作頻率成比例。僅考慮該
17事實(shí)，當(dāng)在1 GHz采樣頻率上操作的一個AD轉(zhuǎn)換部分用作例如對1 Gbps的 所接收的脈沖信號進(jìn)行采樣的電路從而執(zhí)行解調(diào)時，以及當(dāng)在500 MHz采樣 頻率上操作的兩個AD轉(zhuǎn)換部分用作所述電路時，所述電路以相同的功耗進(jìn) 行操作。
然而，實(shí)際上，在超過l GHz的這樣的高速時鐘頻率上操作的設(shè)備中， 例如運(yùn)算放大器的外圍電路也必須同時在高操作頻率上操作。由于需要等于 或大于成比例的增加的偏置電流來利用處理器的接近其能力極限的性能的原 因，功耗有時會增加比成比例的量更多。
即使在例如相位確定部分和可變延遲部分的除了 AD轉(zhuǎn)換部分以外的電 路中，功耗也隨著操作時鐘頻率的增加而增加。因此，特別地，當(dāng)實(shí)現(xiàn)在Gbps 量級的傳輸速率下同步解調(diào)接收信號的設(shè)備時，本發(fā)明的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)在整 體設(shè)備的功耗方面變得優(yōu)于包含在GHz量級的時鐘頻率上操作的電路元件的 結(jié)構(gòu)。
作為本發(fā)明的特征的允許操作時鐘頻率的減小的結(jié)構(gòu)還產(chǎn)生有助于設(shè)備 封裝的優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)時鐘信號很快時，必須緊密關(guān)注對另一線路的串?dāng)_、線路延 遲控制、等長布線等，并且，用于應(yīng)付限制的布局設(shè)計等耗費(fèi)了大量努力； 因此，設(shè)計費(fèi)用的增加是可想而知的。
根據(jù)允許時鐘信號的減少的本發(fā)明，問題得到解決，并且，可配置易于 設(shè)計且承擔(dān)低設(shè)計成本的設(shè)備。關(guān)于在本實(shí)施例中使用的AD轉(zhuǎn)換部分，等 于或小于傳輸速率的一半的操作時鐘頻率是足夠的，只要實(shí)現(xiàn)操作即可。然 而，必須關(guān)注對于類似的輸入需要等于或大于傳輸速率的帶寬作為可操作頻 帶的事實(shí)。
在本實(shí)施例中，以這樣的方式執(zhí)行操作，所述方式是，在與所接收的脈 沖信號同步時和在解調(diào)所接收的脈沖信號時之間切換采樣定時調(diào)節(jié)部分20、 21中的延遲量；從而，不能同時執(zhí)行同步和解調(diào)。在解調(diào)操作期間，對所接 收的脈沖信號進(jìn)行采樣的定時可能隨著時間的經(jīng)過而偏離碼元脈沖的振幅變 為最大的最佳點(diǎn)。為了應(yīng)付這種問題，最好在以適當(dāng)?shù)臅r間間隔重復(fù)同步和 解調(diào)的同時接收數(shù)據(jù)。
在由于傳送端的基準(zhǔn)振蕩源與接收端的基準(zhǔn)振蕩源之間的頻差的原因、 必須執(zhí)行控制以便在實(shí)現(xiàn)同步時將可變延遲部分40控制延遲量的程度增大 或減小恒定值的情況下，可通過根據(jù)給定的延遲控制量執(zhí)行控制以精細(xì)地調(diào)節(jié)時鐘信號產(chǎn)生部分30的頻率，而減小在實(shí)現(xiàn)同步時產(chǎn)生的可變延遲部分 40中的延遲量的變化；并且，可通過防止在解調(diào)期間、或者由于時間的經(jīng)過 而造成偏離采樣的最佳點(diǎn)，而增加允許解調(diào)的持續(xù)時間，即，在要求重新同 步之前經(jīng)過的時間。將結(jié)合第六實(shí)施例對此進(jìn)行更加詳細(xì)的描述。
如上所述，在第一實(shí)施例中，可由在等于與使用開關(guān)4建控調(diào)制的無線傳 送有關(guān)的傳輸速率的一半的時鐘頻率上操作的AD轉(zhuǎn)換部分10、 11構(gòu)成能夠 執(zhí)行同步和解調(diào)的脈沖同步解調(diào)器，并且，可以低于相關(guān)技術(shù)中所需要的功 耗執(zhí)行同步和解調(diào)操作。
此外，根據(jù)本發(fā)明，可通過使用AD轉(zhuǎn)換部分10、 ll共同作為同步電路 和解調(diào)電路的結(jié)構(gòu)，來提供脈沖同步解調(diào)器，其在電路規(guī)模方面小于其相關(guān) 技術(shù)的對應(yīng)物。此外，根據(jù)本發(fā)明，同步和解調(diào)操作所需的所有組成部件易 于集成，并且可產(chǎn)生由集成所導(dǎo)致的成本降低的優(yōu)點(diǎn)。 (第二實(shí)施例)
圖4是示出本發(fā)明的第二實(shí)施例的脈沖同步解調(diào)器的結(jié)構(gòu)的框圖。除了 包括圖1中所示的結(jié)構(gòu)以外，圖4中所示的第二實(shí)施例的脈沖同步解調(diào)器具 有電平確定部分70。
電平確定部分70接收從AD轉(zhuǎn)換部分10、 11輸出的所接收的脈沖信號 的采樣值作為輸入。當(dāng)兩個采樣值的電平小于設(shè)置的閾值時，電平確定部分 進(jìn)行操作，以大幅改變可變延遲部分40中的延遲量。輸入至電平確定部分 70的信號與輸入至相位確定部分50的信號相同。
其它組成部件的操作與結(jié)合第一實(shí)施例描述的組成部件相同。通過上述 結(jié)構(gòu)，圖4中所示的設(shè)備可通過實(shí)現(xiàn)與所接收的脈沖信號的同步，而執(zhí)行解 調(diào)。
接下來，現(xiàn)在將參照圖5對本實(shí)施例的脈沖同步解調(diào)器與第一實(shí)施例中 的其對應(yīng)物之間的差異進(jìn)行描述。圖5是示出在與所接收的脈沖信號同步的 過程中執(zhí)行的l喿作的時序圖。
當(dāng)從AD轉(zhuǎn)換部分10和11獲得的所接收的脈沖信號的不同相位的兩點(diǎn) 的采樣值變得彼此相等時，相位確定部分50確定實(shí)現(xiàn)同步。以實(shí)線箭頭和虛 線箭頭的形式，所接收的脈沖信號202被提供有在實(shí)現(xiàn)同步時獲得的AD轉(zhuǎn) 換部分10和11的采樣定時。當(dāng)脈沖如所圖解的那樣具有對稱性時，只要確 定所述兩個采樣值變得彼此相等的相位，便可在被移位At/2的點(diǎn)上唯一地確
19定最佳解調(diào)點(diǎn)。
然而，或許會出現(xiàn)如由所接收的脈沖信號204顯示的兩個采樣值變?yōu)楠?dú): 此相等的情況。在這種情況下，對于采樣定時的最佳解調(diào)點(diǎn)的位置變得與上 文提到的位置不同。
除了在由所接收的脈沖信號204顯示的未預(yù)料到的狀態(tài)下出現(xiàn)同步確定 的問題以外，在采樣值處于低電平的同時將采樣值相互比較會引起易于出4普 的問題。在振幅的電平較低的區(qū)域內(nèi)，響應(yīng)于隨時的變化的電平的改變較?。?因此，在同步實(shí)現(xiàn)時出現(xiàn)的抖動容易變大。
在本實(shí)施例中，可解決上述問題。當(dāng)如所接收的脈沖信號204 —樣，兩 個采樣值均變得比先前設(shè)置的值Vt小時，電平確定部分70控制可變延遲部 分40中的延遲量，以增大或減小給定量。當(dāng)設(shè)置在同步時所實(shí)現(xiàn)的兩個采樣 定時調(diào)節(jié)部分20和21的延遲時間之間的差以使其變得等于或小于所接收的 脈沖信號的振幅的一半寬度時，更好的是將用于確定的閾值Vt確定為大約 振幅的一半大小。
在對接收的脈沖信號204進(jìn)行采樣的定時，假設(shè)信號已移位了大約對應(yīng) 于碼元時間T一半的量。因此，當(dāng)在同步時從兩個AD轉(zhuǎn)換部分10、 ll輸出 的所接收的脈沖信號的采樣值變?yōu)樾∮陂撝礦t的值時，控制可變延遲部分 40中的延遲量，以增大或減小碼元時間T的大約一半或脈寬的大約一半的時 間，從而避免由所接收的脈沖信號204指示的狀態(tài)的發(fā)生。
可變延遲部分40所經(jīng)歷的這種相位控制使得能夠執(zhí)行從所接收的脈沖 信號204包含大相移的狀態(tài)向由期望的所接收的脈沖信號202指示的狀態(tài)的 立即轉(zhuǎn)移。因此，相位控制對于同步的加速同樣是有效的。
如上所述，根據(jù)第二實(shí)施例，可通過AD轉(zhuǎn)換部分IO、 11而配置能夠執(zhí) 行同步和解調(diào)兩者的脈沖同步解調(diào)器，所述AD轉(zhuǎn)換部分IO、 11在為與^f吏用 開關(guān)4建控調(diào)制的無線傳送有關(guān)的傳輸速率的一半的時鐘頻率上4乘作。除了4是 供第一實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)以外，本實(shí)施例還允許以更高的似然性4丸行高速同步。
雖然本實(shí)施例已經(jīng)舉例說明了附加提供了電平確定部分70的示例，但 是，解調(diào)處理部分60也具有確定閾值的功能。因此，也可采用這樣的結(jié)構(gòu)， 使得解調(diào)處理部分60在同步時顯示出電平確定部分70的功能，并控制可變 延遲部分40。
(第三實(shí)施例)圖6是示出本發(fā)明的第三實(shí)施例的脈沖同步解調(diào)器的結(jié)構(gòu)的框圖。除了 包含圖1中所示的結(jié)構(gòu)以外，圖6中所示的第三實(shí)施例的脈沖同步解調(diào)器具 有AD轉(zhuǎn)換部分12，并且，解調(diào)處理部分60具有控制相位確定部分50的功 能。在本實(shí)施例中，提供了能夠在執(zhí)行解調(diào)操作時同時實(shí)現(xiàn)同步的設(shè)備。
AD轉(zhuǎn)換部分12與AD轉(zhuǎn)換部分10和11并行地被提供，并且同樣對才妄 收的脈沖信號進(jìn)行采樣。采樣定時由從可變延遲部分40輸出的時鐘信號給 出，并且所述AD轉(zhuǎn)換部分在兩個沿上均操作，從而執(zhí)行與1 GHz采樣等效 的采樣操作。在本實(shí)施例中，AD轉(zhuǎn)換部分12執(zhí)行用于解調(diào)的操作，而AD 轉(zhuǎn)換部分10和11執(zhí)行用于同步的l喿作。
解調(diào)處理部分60對從AD轉(zhuǎn)換部分12輸出的所接收的脈沖信號的采樣 值進(jìn)行閾值確定，從而解調(diào)數(shù)據(jù)，并將解調(diào)的數(shù)據(jù)序列輸出至解調(diào)輸出端210。 解調(diào)處理部分60在解調(diào)的同時執(zhí)行同步實(shí)現(xiàn)操作；根據(jù)碼元解調(diào)的結(jié)果確定 從AD轉(zhuǎn)換部分10和11輸出的采樣值的有效性；并且，將有效性的反饋傳 送至執(zhí)行用于實(shí)現(xiàn)同步的控制的相位確定部分50。
其它組成部件的操作與結(jié)合第一實(shí)施例描述的組成部件相同。通過使用 前述結(jié)構(gòu)，圖6中所示的設(shè)備除了提供結(jié)合第一實(shí)施例描述的優(yōu)點(diǎn)之外，還 可在解調(diào)所接收的脈沖信號時，同時實(shí)現(xiàn)同步。
現(xiàn)在將參照圖7對由本實(shí)施例的脈沖同步解調(diào)器執(zhí)行的同步和解調(diào)操作 進(jìn)行描述。圖7是示出在對所接收的脈沖信號解調(diào)的過程中執(zhí)行的操作的時 序圖。
圖7中所示的所接收的脈沖信號205是從接收信號輸入端200輸入的接 收信號。由虛線箭頭顯示在確保并實(shí)現(xiàn)同步的狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)的AD轉(zhuǎn)換部分10 和11的采樣定時，并且由實(shí)線箭頭顯示了 AD轉(zhuǎn)換部分12的采樣定時。
時鐘信號15是輸入至AD轉(zhuǎn)換部分10的信號，并且，AD轉(zhuǎn)換部分10 在時鐘信號15的前沿對所接收的脈沖信號進(jìn)行采樣。時鐘信號15是作為在 可變延遲部分40和采樣定時調(diào)節(jié)部分20中對時鐘信號進(jìn)行相位調(diào)節(jié)的結(jié)果 而形成的信號，其中，所述時鐘信號由時鐘信號產(chǎn)生部分30產(chǎn)生，且具有為 傳輸速率的一半的頻率。
時鐘信號16是輸入至AD轉(zhuǎn)換部分11的信號，并且，AD轉(zhuǎn)換部分11 在時鐘信號16的后沿對所接收的脈沖信號進(jìn)行采樣。時鐘信號16是作為在 可變延遲部分40和采樣定時調(diào)節(jié)部分21中對時鐘信號進(jìn)行相位調(diào)節(jié)的結(jié)果而形成的信號，其中，所述時鐘信號由時鐘信號產(chǎn)生部分30產(chǎn)生，且具有為 傳輸速率的一半的頻率。
時鐘信號17是輸入至AD轉(zhuǎn)換部分12的信號，并且，AD轉(zhuǎn)換部分12 在時鐘信號17的前沿和后沿均對所接收的脈沖信號進(jìn)行采樣。時鐘信號17 是作為在可變延遲部分40中對時鐘信號進(jìn)行相位調(diào)節(jié)的結(jié)果而形成的信號， 其中，所述時鐘信號由時鐘信號產(chǎn)生部分30產(chǎn)生，且具有為傳輸速率的一半 的頻率。
釆樣定時調(diào)節(jié)部分20變換通過在可變延遲部分40中對時鐘信號進(jìn)行相 位調(diào)節(jié)而形成的信號的相位，以使其變快AT3的周期，所述時鐘信號由時鐘 信號產(chǎn)生部分30產(chǎn)生，且其頻率為傳輸速率的一半。
采樣定時調(diào)節(jié)部分21還將從可變延遲部分40輸出的時鐘信號的相位延 遲Ai:3周期。假設(shè)AT3周期小于碼元周期的一半，并且被設(shè)置為小于脈寬的 一半的值。
由于采樣定時調(diào)節(jié)部分20具有負(fù)的延遲量，所以，常規(guī)的延遲設(shè)備不能 被應(yīng)用于所述采樣定時調(diào)節(jié)部分。然而，對于時鐘信號15至17的相位之間 的關(guān)系的基本要求是進(jìn)行調(diào)節(jié)，使其呈現(xiàn)如圖7中所示的時間間隔At3。 因此，只要采用這樣的結(jié)構(gòu)，便可實(shí)現(xiàn)所述調(diào)節(jié)，所述結(jié)構(gòu)包括在可變延 遲部分40與AD轉(zhuǎn)換部分12之間附加地插入釆樣定時調(diào)節(jié)部分22 (由圖6 中的虛線所示)；認(rèn)為所有采樣定時調(diào)節(jié)部分中的延遲量為正值；使得采樣定 時調(diào)節(jié)部分22中的延遲量比采樣定時調(diào)節(jié)部分20中的延遲量大Ai;3;以及 使得采樣定時調(diào)節(jié)部分21中的延遲量比采樣定時調(diào)節(jié)部分22中的延遲量大 At3。
AD轉(zhuǎn)換部分12通過使用與傳輸速率相等的采樣頻率，在時鐘信號17 的兩個沿均對所接收的脈沖信號進(jìn)行采樣，并且解調(diào)處理部分60輸出用于解 調(diào)的采樣值。參照圖6，對本實(shí)施例給出了解釋，在本實(shí)施例中，僅AD轉(zhuǎn)換 部分12在與傳輸速率相等的采樣頻率上操作。然而，AD轉(zhuǎn)換部分12也可通 過并行連接另外兩個AD轉(zhuǎn)換部分而構(gòu)成，并且也可采用這樣的結(jié)構(gòu)，其中， 所有AD轉(zhuǎn)換部分在為傳輸速率一半的采樣頻率上操作，并且使得解調(diào)處理 部分60執(zhí)行并行至串行轉(zhuǎn)換處理，從而獲得解調(diào)數(shù)據(jù)序列。
在實(shí)現(xiàn)同步的狀態(tài)下，如在第一實(shí)施例中那樣，連續(xù)調(diào)節(jié)可變延遲部分 中的延遲量，以便由虛線箭頭顯示的由AD轉(zhuǎn)換部分10和11采樣的值變?yōu)楸舜讼嗟?。在本?shí)施例中，碼元脈沖的波形基本對稱；因此，AD轉(zhuǎn)換部分 12在實(shí)現(xiàn)同步的同時對解調(diào)的最佳點(diǎn)采樣，使得可通過對采樣值進(jìn)行閾值確 定而執(zhí)行用于同步時的解調(diào)才喿作。
參照圖8，現(xiàn)在將對控制第三實(shí)施例的脈沖同步解調(diào)器中的解調(diào)處理部 分60至相位確定部分50的方法、以及所述方法的效果進(jìn)行描述。圖8是示 出在對所接收的脈沖信號進(jìn)行同步和解調(diào)的過程中執(zhí)行的操作的時序圖。
所接收的脈沖信號206示出了這樣的示例，在所述示例中，所接收的開 關(guān)鍵控調(diào)制的數(shù)據(jù)包含碼元"1"和"0"。
樣本301至312示出了 AD轉(zhuǎn)換部分的采樣定時；樣本301至306示出 了 AD轉(zhuǎn)換部分12的采樣定時；樣本307至309示出了 AD轉(zhuǎn)換部分10的 采樣定時；并且樣本310至312示出了 AD轉(zhuǎn)換部分11的采樣定時。如圖7 中，虛線箭頭顯示了用于要由AD轉(zhuǎn)換部分10和11執(zhí)行的同步的采樣定時， 并且，實(shí)線箭頭顯示了用于要由AD轉(zhuǎn)換部分12執(zhí)行的解調(diào)的釆樣定時。
雖然以與樣本305相同的方式對碼元"0"的脈沖波形進(jìn)行采樣和解調(diào)， 但是，因?yàn)?0"碼元脈沖的振幅電平較低，所以，通過對相同的碼元脈沖進(jìn) 行采樣而得到的用于同步確定的樣本309的值將不可避免地變小。
在這種情況下，可以想到的是當(dāng)相位確定部分50做出確定時，將樣本 309的值和樣本312的值相互比較，而不考慮實(shí)際實(shí)現(xiàn)同步的狀態(tài)；以及因 為所述值不相等，所以，可變延遲部分40中的延遲量將會不必要地改變。如 上所述，當(dāng)同時執(zhí)行解調(diào)和同步時，通過碼元脈沖"0"的采樣值而影響的同 步控制中的差錯可能產(chǎn)生問題。
在本實(shí)施例中，為了防止控制中的這種差錯，通過使用由解調(diào)處理部分 60執(zhí)行的解調(diào)的結(jié)果，而控制用于改變可變延遲部分40中的延遲量的相位 確定部分50的操作。例如，當(dāng)解調(diào)處理部分60通過4吏用樣本305而解調(diào)碼 元"0"時，使得相位確定部分50不起作用以便不執(zhí)行樣本309與樣本312 的值的確定和比較，從而防止發(fā)生可變延遲部分40中的延遲量的變化，所述 樣本309與樣本312均是通過在該控制方法下對相同的采樣脈沖進(jìn)行采樣而 得到的。
當(dāng)要解調(diào)的樣本303和304變?yōu)榻庹{(diào)碼元"1"的結(jié)果時，使得相位確定 部分50起作用，以便基于樣本308與311的確定和比4交的結(jié)果來執(zhí)行可變延 遲部分40的相位調(diào)節(jié)。
23在本實(shí)施例中，存在這樣的情況除非相鄰的碼元變?yōu)檫B續(xù)的'T，，否 則不執(zhí)行同步調(diào)節(jié)。例如，還有可能執(zhí)行以下操作當(dāng)在樣本301對碼元"1" 解調(diào)時，保持要由AD轉(zhuǎn)換部分10產(chǎn)生的用于同步的樣本307的采樣值，并 且，與之后出現(xiàn)的由AD轉(zhuǎn)換部分11產(chǎn)生的樣本311的值進(jìn)行比較，從而控 制可變延遲單元40;以及響應(yīng)于對"1"解調(diào)所利用的碼元脈沖，對用于同 步的樣本307以及308進(jìn)行平均，并將該平均值與對用于同步的樣本311以 及312進(jìn)行平均后的結(jié)果進(jìn)行比較，從而控制可變延遲單元40。用于比較確 定的兩個樣本之間的時間間隔、以及平均的數(shù)量影響同步的引入速度和抖動 特性。唯一的要求是根據(jù)所需規(guī)范而選擇最優(yōu)操作。
如上所述，根據(jù)第三實(shí)施例，有可能通過將由在為傳輸速率一半的時鐘 頻率上操作的AD轉(zhuǎn)換部分IO、 ll執(zhí)行的同步處理、與由在為傳輸速率的時 鐘頻率上操作的AD轉(zhuǎn)換部分12執(zhí)行的解調(diào)處理的組合，而構(gòu)造能夠同時執(zhí) 行與使用開關(guān)鍵控調(diào)制的無線傳輸有關(guān)的同步和解調(diào)的脈沖同步解調(diào)器；并 且，除了提供第一實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)之外，還有可能在解調(diào)時實(shí)現(xiàn)同步。因此， 當(dāng)與交替執(zhí)行同步與解調(diào)的情況比較時，可減少為了同步目的的數(shù)據(jù)模式 (datapattern)的填充，從而使得有可能提高吞吐量。
根據(jù)第三實(shí)施例，在使用開關(guān)4建控調(diào)制的無線傳輸中，即使當(dāng)碼元脈沖 "1"和"0"混合出現(xiàn)時，也可通過防止同步控制中的差錯而執(zhí)行同步的實(shí) 現(xiàn)，從而可嘗試提高例如抖動特性的同步性能。 (第四實(shí)施例)
圖9是示出本發(fā)明的第四實(shí)施例(n=3 )的脈沖同步解調(diào)器的結(jié)構(gòu)的框圖。 如圖9中所示，第四實(shí)施例的脈沖同步解調(diào)器具有接收信號輸入端200、 AD 轉(zhuǎn)換部分410至412、采樣定時調(diào)節(jié)部分420和421、時鐘信號產(chǎn)生部分30、 可變延遲部分40、相位確定部分50、解調(diào)處理部分60、以及解調(diào)輸出端210。
現(xiàn)在將參照圖10和11,對用于第四實(shí)施例的脈沖同步解調(diào)器的具體示 例同步方法進(jìn)行描述。圖IO是示出在對所接收的脈沖信號進(jìn)行同步的過程中 執(zhí)行的操作的時序圖。圖ll是示出在實(shí)現(xiàn)與所接收的脈沖信號的同步時執(zhí)行 的操作的時序圖。
將所接收的脈沖信號1000同時輸入至AD轉(zhuǎn)換部分410至412。所接收 的脈沖信號的碼元脈沖如所圖解的那樣出現(xiàn)在碼元時間T內(nèi)，并且，也將碼 元間隔取為時間T。時鐘信號1001顯示了輸入至AD轉(zhuǎn)換部分410的時鐘信
24號；時鐘信號1002顯示了輸入至AD轉(zhuǎn)換部分411的時鐘信號；并且，時鐘 信號1003顯示了輸入至AD轉(zhuǎn)換部分412的時鐘信號。時鐘信號的頻率是傳 輸速率的三分之一，并且，該信號的周期是碼元時間T的三倍那么大。
在同步時，在時鐘信號的定時被移位一個相移量at的同時執(zhí)行操作。由 于本實(shí)施例是11=3的情況，所以，碼元時間T>At+At的關(guān)系成立，即，碼元 時間T的一半>相移量At,并且，相移量At近似為碼元時間T的10%至40%。 根據(jù)所要求的規(guī)范來改變相移量At的數(shù)值。當(dāng)期望同步操作的較早收斂時， 使該間隔較寬。當(dāng)期望在實(shí)現(xiàn)同步時實(shí)現(xiàn)抖動特征的改進(jìn)時，較窄地設(shè)置該 間隔。
圖11示出了在實(shí)現(xiàn)對所接收的脈沖信號的同步和解調(diào)接收的脈沖信號 時執(zhí)行的操作，并且圖解了所接收的脈沖信號1000。對圖11中所示的接收 的脈沖信號提供在實(shí)現(xiàn)同步的狀態(tài)下得到的、且由實(shí)線和虛線箭頭表示的 AD轉(zhuǎn)換部分410至412的采樣定時。
在實(shí)現(xiàn)同步的狀態(tài)下，相位確定部分50控制可變延遲部分40中的延遲 量，以便AD轉(zhuǎn)換部分410的采樣值與AD轉(zhuǎn)換部分412的采樣值(由時鐘 信號1001采樣的值和由時鐘信號1003采樣的值)變得彼此相等。作為改變 延遲量t的結(jié)果、AD轉(zhuǎn)換部分410的采樣值與AD轉(zhuǎn)換部分412的采樣值變 得彼此相等的狀態(tài)而被認(rèn)為是同步的狀態(tài)。只要將同步的狀態(tài)確保給定的時 間周期，處理便隨后進(jìn)行至解調(diào)操作。
如上所述，根據(jù)第四實(shí)施例，關(guān)于使用開關(guān)鍵控調(diào)制的無線傳輸，可通 過使用在為傳輸速率三分之一的時鐘頻率上操作的AD轉(zhuǎn)換部分410至412 而構(gòu)造能夠執(zhí)行同步和解調(diào)兩者的脈沖同步解調(diào)器?？梢砸孕∮谙嚓P(guān)技術(shù)中 所要求的功耗來執(zhí)行同步和解調(diào)操作。
根據(jù)本實(shí)施例，可通過使用在同步電路和解調(diào)電路之間共享AD轉(zhuǎn)換部 分410至412的結(jié)構(gòu)，而提供這樣的脈沖同步解調(diào)器，使得該脈沖同步解調(diào) 器在電路規(guī)模方面小于其相關(guān)技術(shù)的對應(yīng)物。此外，根據(jù)本實(shí)施例，同步和 解調(diào):操作所需的所有組成部件易于集成，并且，可產(chǎn)生由集成導(dǎo)致的例如成 本減少的優(yōu)點(diǎn)。
(第五實(shí)施例)
圖12是示出本發(fā)明的第五實(shí)施例(n=4)的脈沖同步解調(diào)器的結(jié)構(gòu)的框 圖。如圖12中所示，第五實(shí)施例的脈沖同步解調(diào)器具有接收信號輸入端200、AD轉(zhuǎn)換部分510至513、采樣定時調(diào)節(jié)部分520和522、時鐘信號產(chǎn)生部分 30、可變延遲部分40、相位確定部分50、解調(diào)處理部分60、以及解調(diào)^"出 端210。
參照圖13和14，現(xiàn)在將對用于第五實(shí)施例的脈沖同步解調(diào)器的具體示 例同步方法進(jìn)行描述。圖13是示出在對所接收的脈沖信號進(jìn)行同步的過程中 執(zhí)行的操作的時序圖，并且圖14是示出在實(shí)現(xiàn)與所接收的脈沖信號的同步時 執(zhí)行的操作的時序圖。
將所接收的脈沖信號2000同時輸入至AD轉(zhuǎn)換部分510至513。所接收 的脈沖信號的碼元脈沖如圖解的那樣出現(xiàn)在碼元時間T內(nèi)，并且，將碼元間 隔也取為時間T。時鐘信號2001顯示了輸入至AD轉(zhuǎn)換部分510的時鐘信號； 并且，時鐘信號2002顯示了輸入至AD轉(zhuǎn)換部分511的時鐘信號。
時鐘信號2003顯示了輸入至AD轉(zhuǎn)換部分512的時鐘信號，并且，時鐘 信號2004顯示了輸入至AD轉(zhuǎn)換部分513的時鐘信號。時鐘信號的頻率是傳 輸速率的四分之一，并且，時鐘信號的周期是碼元時間T的四倍大。
在同步期間，在時鐘信號的定時被移位一個相移量At的同時執(zhí)行操作。 由于本實(shí)施例針對于11=4的情況，所以，碼元時間T>Ai:1+At2+Ai;1的關(guān)系成 立。在本實(shí)施例中，也可以以有MJ'j的間隔(例如At1=At2 )來產(chǎn)生相移量。 在這種情況下，T/3>At1=At2的關(guān)系成立。根據(jù)所要求的規(guī)范而改變相移量At 的數(shù)值。當(dāng)期望同步操作的較早收斂時，使該間隔較寬。當(dāng)期望在同步實(shí)現(xiàn) 時實(shí)現(xiàn)抖動特征的改進(jìn)時，較窄地設(shè)置該間隔。
圖14示出了在實(shí)現(xiàn)對所接收的脈沖信號的同步和解調(diào)時執(zhí)行的操作，并 且圖解了所接收的脈沖信號2000。以實(shí)線箭頭和虛線箭頭的形式，對圖14 中所示的所接收的脈沖信號2000提供在實(shí)現(xiàn)同步的狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)的AD轉(zhuǎn)換部 分510至513的采樣定時。
由于可假設(shè)所接收的脈沖信號2000的波形在實(shí)現(xiàn)同步的狀態(tài)下對稱，所 以，相位確定部分50可以這樣的方式控制可變延遲部分40中的延遲量，所 述方式是AD轉(zhuǎn)換部分510和513的采樣值(由時鐘信號1001采樣的值和 由時鐘信號1004采樣的值)變得與AD轉(zhuǎn)換部分511和512的采樣值(由時 鐘信號1002采樣的值和由時鐘信號1003采樣的值)相等。
通過改變延遲量t而使AD轉(zhuǎn)換部分510和513的采樣值變得與AD轉(zhuǎn) 換部分511和512的采樣值相等的狀態(tài)被認(rèn)為是同步的狀態(tài)，并且在確保同
26步的狀態(tài)給定的時間周期之后，處理進(jìn)行至解調(diào)操作。
如上所述，根據(jù)第五實(shí)施例，關(guān)于使用開關(guān)鍵控調(diào)制的無線傳輸，可通
過使用在為傳輸速率四分之一的時鐘頻率上梯:作的AD轉(zhuǎn)換部分510至513,
而構(gòu)造能夠執(zhí)行同步和解調(diào)兩者的脈沖同步解調(diào)器?？梢砸孕∮谙嚓P(guān)技術(shù)中 所需功耗的功耗來執(zhí)行同步和解調(diào)操作。
根據(jù)本實(shí)施例，可通過使用在同步電路和解調(diào)電路之間共享AD轉(zhuǎn)換部 分510至513的結(jié)構(gòu)，而提供這樣的脈沖同步解調(diào)器，使得該脈沖同步解調(diào) 器在電路規(guī)模方面小于其相關(guān)技術(shù)的對應(yīng)物。此外，根據(jù)本實(shí)施例，同步和 解調(diào)操作所需的所有組成部件易于集成，并且可產(chǎn)生由集成產(chǎn)生的例如成本 減少的優(yōu)點(diǎn)。
(第六實(shí)施例)
圖19是示出本發(fā)明的第六實(shí)施例的脈沖同步解調(diào)器的結(jié)構(gòu)的框圖。如圖 19中所示，除了具有與圖1中所示的部分類似的接收信號輸入端200、 AD 轉(zhuǎn)換部分10至11、采樣定時調(diào)節(jié)部分20和21、時鐘信號產(chǎn)生部分30、可 變延遲部分40、相位確定部分50、解調(diào)處理部分60以及解調(diào)輸出端210以 外，第六實(shí)施例的脈沖同步解調(diào)器還具有時鐘頻率校正部分80。
時鐘頻率校正部分80精細(xì)地調(diào)節(jié)由時鐘信號產(chǎn)生部分30產(chǎn)生的時鐘信 號的頻率。例如，當(dāng)在傳送端的基準(zhǔn)振蕩源與接收端的基準(zhǔn)振蕩源之間存在 頻差時，時鐘頻率校正部分起到在接收端校正頻差的作用。在獲得同步時， 時鐘頻率校正部分80接收從相位確定部分50輸出至可變延遲部分40的延遲 級別的調(diào)節(jié)量，提取該調(diào)節(jié)量中的時間變化的一階系數(shù)，才艮據(jù)該時間變化的 線性斜度來確定所述系數(shù)，即，由時鐘信號產(chǎn)生部分30執(zhí)行的頻率的調(diào)節(jié)量， 并且，調(diào)節(jié)時鐘信號產(chǎn)生部分30的時鐘頻率。
現(xiàn)在將參照圖20,對用于調(diào)節(jié)在第六實(shí)施例的脈沖同步解調(diào)器中的時鐘 信號的頻率的方法的具體示例進(jìn)行描述。傳送端的i殳備從時鐘信號3001產(chǎn)生 傳送脈沖信號3000; 4吏得所述脈沖信號經(jīng)過RF調(diào)制；并且傳送由此調(diào)制的 信號。該圖示出了通過使用頻率為碼元速率一半的時鐘而在傳送端產(chǎn)生傳送 脈沖信號的示例。接收端的設(shè)備接收所接收的脈沖信號3010,其具有與傳送 脈沖信號的碼元速率相同的碼元速率。如果接收端的設(shè)備的時鐘信號的頻率 與傳送端的設(shè)備的時鐘信號3001的頻率完全相同，那么，在實(shí)現(xiàn)同步時，可 如由在傳送脈沖信號3000中提供的箭頭所圖解的那樣，連續(xù)捕獲各個碼元的最佳采樣點(diǎn)。然而，例如，當(dāng)接收端的設(shè)備的時鐘信號3011的頻率低于傳送 端的設(shè)備的時鐘信號3001的頻率時、以及當(dāng)如所圖解的那樣時鐘信號3011 的周期比時鐘信號3001長時，即使在第一碼元上實(shí)現(xiàn)同步之后，也不能捕獲 下一個碼元的最佳釆樣點(diǎn)，使得在延遲的定時執(zhí)行采樣。
在前述實(shí)施例的脈沖同步解調(diào)器中，可通過在同步實(shí)現(xiàn)時獲得的可變延 遲部分40中的延遲量來校正如圖20中所示的在所接收的脈沖信號3010中提 供的采樣定時中的時間滯后，所述時間滯后是由傳送端與接收端之間的時鐘 頻率中的差^l晉所導(dǎo)致的。具體地，在圖20中所示的實(shí)施例的情況下，通過^f吏 用在每個碼元將延遲量減小給定的量的操作，如可變延遲部分延遲級別3012 所顯示的那樣校正采樣定時中的時間滯后，并且，執(zhí)行操作，以便在接收端 獲得的時鐘信號3011的采樣定時變得與關(guān)于脈沖信號3000所圖解的定時相 同。
相反，在本實(shí)施例中，當(dāng)在實(shí)現(xiàn)同步時獲得的可變延遲部分延遲級別3012 以所給定的斜度變化時，檢測所述變化，并且，使得時鐘頻率校正部分80進(jìn) 行操作，以便根據(jù)所述斜度而調(diào)節(jié)時鐘信號產(chǎn)生部分30的時鐘信號頻率。例 如，當(dāng)可變延遲部分延遲級別3012以圖20中所示的負(fù)的一階斜度變化時， 時鐘頻率校正部分80執(zhí)行調(diào)節(jié)，以提高時鐘信號產(chǎn)生部分30的頻率。當(dāng)可 變延遲部分延遲級別3012具有正的一階斜度時，時鐘頻率校正部分80執(zhí)行 調(diào)節(jié)，以便降低時鐘信號產(chǎn)生部分30的頻率。當(dāng)該斜度較大時，時鐘頻率校 正部分80增加頻率調(diào)節(jié)量。從而，以這樣的方式調(diào)節(jié)圖20中所示的在接收 端上獲得的時鐘信號3011,所述方式是所述信號的頻率增加，從而變得與 在傳送端獲得的時鐘信號3001的頻率相等。因而，產(chǎn)生了自動頻率控制(AFC ) 的效果。
如上所述，根據(jù)第六實(shí)施例，當(dāng)在傳送端的基準(zhǔn)振蕩源與接收端的基準(zhǔn) 振蕩源之間存在頻差時，根據(jù)可變延遲部分40中的延遲控制量而執(zhí)行控制， 以精細(xì)地調(diào)節(jié)時鐘信號產(chǎn)生部分30的頻率，從而實(shí)現(xiàn)與在傳送端獲得的信號 的頻率的同步。因此，可減小在實(shí)現(xiàn)同步時獲得的可變延遲部分40中的延遲 量的變化?？蓤?zhí)行高精度的解調(diào)，其中減小了最佳采樣點(diǎn)的時間滯后，所述 時間滯后是作為時間經(jīng)過的結(jié)果而在解調(diào)時產(chǎn)生的。在通過提取頻率中的差 錯而執(zhí)行精細(xì)調(diào)節(jié)之后，可減小在實(shí)現(xiàn)同步時執(zhí)行的時鐘信號的延遲調(diào)節(jié)控 制的頻率，這對節(jié)省功率也是有效的。根據(jù)上述各個實(shí)施例，關(guān)于對于通過使用特別簡單的電路而以低成本實(shí) 現(xiàn)高速脈沖傳輸有效的使用開關(guān)鍵控調(diào)制的無線傳輸，通過使用采用在比傳
輸速率低一半或更多的時鐘頻率上操作的AD轉(zhuǎn)換部分的結(jié)構(gòu)，可提供能夠 以比相關(guān)技術(shù)中所實(shí)現(xiàn)的功耗低的功耗執(zhí)行同步和解調(diào)操作的脈沖同步解調(diào) 器。
根據(jù)本實(shí)施例，可通過使用在同步電路和解調(diào)電路之間共享AD轉(zhuǎn)換部 分的結(jié)構(gòu)而提供這樣的脈沖同步解調(diào)器，使得該脈沖同步解調(diào)器在電路規(guī)模 方面小于其相關(guān)技術(shù)的對應(yīng)物。此外，根據(jù)本實(shí)施例，同步和解調(diào)操作所需 的所有組成部件易于集成，并且可產(chǎn)生由集成產(chǎn)生的例如成本減少的優(yōu)點(diǎn)。
根據(jù)本實(shí)施例，可將組成部件的操作時鐘頻率減小至傳輸速率的一半或 更??；從而，減輕對設(shè)計的限制，并且可提供易于實(shí)現(xiàn)且在設(shè)計成本方面低 廉的設(shè)備。
在本實(shí)施例的描述中，將基于開關(guān)鍵控調(diào)制方案的無線傳輸作為示例舉 例而說明。然而，幅移鍵控(ASK)調(diào)制是相同類型的調(diào)制方案，并且可產(chǎn) 生相似的優(yōu)點(diǎn)。此外，本發(fā)明不僅對于適于無線傳輸?shù)脑O(shè)備是有用的，還作 為用于在接收端執(zhí)行同步解調(diào)的設(shè)備而在用于光通信領(lǐng)域中的脈沖傳輸中有 用。
雖然已參照具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的描述，但本領(lǐng)域的技術(shù)人 員應(yīng)當(dāng)理解，在不背離本發(fā)明的范圍和精神的情況下，允許對本發(fā)明做出變 化或修改。
本專利申請是基于2006年7月27日提交的日本專利申請 (JP-A-2006-205051 )以及2007年7月26日提交的日本專利申請 (JP-A-2007-194449 ),它們的內(nèi)容用于參考合并至此。
工業(yè)適用性
本發(fā)明的脈沖同步解調(diào)器通過使用低功耗和易于實(shí)現(xiàn)的小規(guī)模結(jié)構(gòu)而提
供可在高速無線脈沖通信中實(shí)現(xiàn)的脈沖信號的同步和解調(diào)的優(yōu)點(diǎn)；并且，對
于如在UWB中的執(zhí)行高速無線數(shù)據(jù)傳送的設(shè)備特別有用。
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權(quán)利要求
1.一種脈沖同步解調(diào)器，其接收第一頻率的脈沖信號，該脈沖同步解調(diào)器包括時鐘信號產(chǎn)生部分，其產(chǎn)生低于第一頻率的第二頻率的時鐘信號；多個AD轉(zhuǎn)換部分，其在該時鐘信號的不同采樣定時對該脈沖信號進(jìn)行采樣；相位確定部分，其根據(jù)從所述多個AD轉(zhuǎn)換部分輸出的多個采樣值的幅度，產(chǎn)生相位控制信號；可變延遲部分，其根據(jù)該相位控制信號而改變由該時鐘信號產(chǎn)生部分所產(chǎn)生的時鐘信號中的延遲量；以及分別與所述多個AD轉(zhuǎn)換部分相對應(yīng)地提供的多個采樣定時調(diào)節(jié)部分，并且，所述多個采樣定時調(diào)節(jié)部分可單獨(dú)地調(diào)節(jié)從該可變延遲部分輸出的時鐘信號中的延遲量。
2. 如權(quán)利要求1所述的脈沖同步解調(diào)器，還包括電平確定部分，其檢 測從所述多個AD轉(zhuǎn)換部分輸出的多個采樣值的電平，并且，當(dāng)所述多個采 樣值的電平變得低于預(yù)設(shè)值時，將該可變延遲部分中的延遲量增大或減小預(yù) 定量。
3. 如權(quán)利要求2所述的脈沖同步解調(diào)器，其中，在用于將時鐘信號與脈 沖信號同步的同步過程中，當(dāng)從所述多個AD轉(zhuǎn)換部分輸出的多個采樣值4皮 此不同時，該電平確定部分改變該可變延遲部分中的延遲量，并且，當(dāng)從所 述多個AD轉(zhuǎn)換部分輸出的多個采樣值變?yōu)楸舜讼嗟葧r，該電平確定部分保 持該可變延遲部分中的延遲量。
4. 如權(quán)利要求2所述的脈沖同步解調(diào)器，其中在該同步過程中，將所述多個采樣定時調(diào)節(jié)部分中的延遲量之間的差 (At)設(shè)置為等于或小于該脈沖信號的振幅的一半寬度的值；并且當(dāng)從所述多個AD轉(zhuǎn)換部分輸出的多個采樣值變?yōu)樾∮谠撁}沖信號的振 幅的一半的值時，在與脈沖信號的脈寬的一半相對應(yīng)的時段內(nèi)，增大或減小 該可變延il部分中的延遲量。
5. 如權(quán)利要求i或2所述的脈沖同步解調(diào)器，還包括解調(diào)處理部分，其 解調(diào)從所述多個AD轉(zhuǎn)換部分輸出的多個采樣值，并且輸出解調(diào)的結(jié)果。
6. 如權(quán)利要求1所述的脈沖同步解調(diào)器，還包括解調(diào)AD轉(zhuǎn)換部分，其在該時鐘信號的預(yù)定采樣定時對該脈沖信號進(jìn)行 采樣；以及解調(diào)處理部分，其對從該解調(diào)AD轉(zhuǎn)換部分輸出的多個采樣值進(jìn)^f亍解調(diào)， 并且輸出解調(diào)的結(jié)果。
7. 如權(quán)利要求6所述的脈沖同步解調(diào)器，其中 該脈沖信號是通過ASK調(diào)制而被無線傳送的脈沖信號；并且 該解調(diào)處理部分通過使用從解調(diào)AD轉(zhuǎn)換部分輸出的采樣值，確定存在還是不存在碼元脈沖，并且，當(dāng)確定不存在碼元脈沖時，以這樣的方式執(zhí)行 控制操作與碼元脈沖相對應(yīng)的同步AD轉(zhuǎn)換部分的采樣值不被用于由該相 位確定部分執(zhí)行的相位確定。
8. 如權(quán)利要求l、 2和6中的任一個所述的脈沖同步解調(diào)器，其中，第 二頻率是第一頻率的n分之一 ("n"是2或更大的整數(shù))，并且，對于該脈沖 信號，以并行的方式連接"n"個AD轉(zhuǎn)換部分，并且，所述"n"個AD轉(zhuǎn) 換部分產(chǎn)生"n"個采樣值。
9. 如權(quán)利要求8所述的脈沖同步解調(diào)器，其中，所述多個AD轉(zhuǎn)換部分 分別采樣該脈沖信號的"n"個不同碼元。
10. 如權(quán)利要求l、 2和6中的任一個所述的脈沖同步解調(diào)器，其中，該 相位確定部分控制該可變延遲部分中的延遲量，使得從所述多個AD轉(zhuǎn)換部 分輸出的多個采樣值變?yōu)楸舜讼嗟取?br> 11. 如權(quán)利要求l、 2和6中的任一個所述的脈沖同步解調(diào)器，其中，由 所述多個采樣定時調(diào)節(jié)部分所調(diào)節(jié)的延遲量之間的差(At)小于脈沖信號的 脈寬。
12. 如權(quán)利要求11所述的脈沖同步解調(diào)器，其中，在用于將該時鐘信號 與該脈沖信號同步的同步過程中，所述多個采樣定時調(diào)節(jié)部分產(chǎn)生延遲量的 差(At),并且，在解調(diào)該脈沖信號時，將所述延遲量的差(At)設(shè)置為零。
13. 如權(quán)利要求l、 2和6中的任一個所述的脈沖同步解調(diào)器，其中，所 述多個AD轉(zhuǎn)換部分還包括第一AD轉(zhuǎn)換部分，其在該時鐘信號的前沿采樣該脈沖信號；以及 第二 AD轉(zhuǎn)換部分，其在該時鐘信號的后沿采樣該脈沖信號。
14. 如權(quán)利要求l、 2和6中的任一個所述的脈沖同步解調(diào)器，還包括時鐘頻率校正部分，其從由該相位確定部分產(chǎn)生的相位控制信號中的變化來 檢測給定變化量，從而根據(jù)該變化量的遞增/遞減及其斜度，來調(diào)節(jié)從該時鐘 信號產(chǎn)生部分輸出的時鐘信號的頻率。
15.如權(quán)利要求11所述的脈沖同步解調(diào)器，其中，在用于將該時鐘信號 與該脈沖信號同步的同步過程的前半^R中，所述多個采樣定時調(diào)節(jié)部分產(chǎn)生 延遲量的差(AT),并且，隨著該同步過程的進(jìn)行，減小所述延遲量的差(At)。
全文摘要
提供一種能夠在高速脈沖無線電傳輸中以低功耗和簡單的結(jié)構(gòu)對接收脈沖信號進(jìn)行同步捕獲和解調(diào)的脈沖同步解調(diào)器是可能的?；陂_關(guān)鍵控調(diào)制方法的接收脈沖信號具有由AD轉(zhuǎn)換部分(10、11)交替采樣的碼元，所述部分由頻率等于傳輸速率的一半的時鐘信號操作。同步時，碼元脈沖的兩不同點(diǎn)的相位是通過區(qū)分采樣定時調(diào)節(jié)部分(20、21)的延遲量而采樣的。根據(jù)所獲得采樣值之間的比較，調(diào)節(jié)可變延遲部分(40)的延遲量以便保證同步。解調(diào)時，保持可變延遲部分(40)的延遲量并且將采樣定時調(diào)節(jié)部分(20、21)的延遲量改變?yōu)橥瑯拥闹狄员憬惶娌蓸哟a元脈沖。在解調(diào)過程部分(60)中對獲得的采樣值進(jìn)行閾值確定并且對結(jié)果進(jìn)行并行/串行轉(zhuǎn)換以便獲得解調(diào)輸出。
文檔編號H03L7/08GK101496286SQ20078002861
公開日2009年7月29日 申請日期2007年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月27日
發(fā)明者松尾道明, 淺野仁, 青柳英毅, 鴇和哉 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社