專利名稱：估計(jì)oqpsk解調(diào)器中符號同步的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種估計(jì)可應(yīng)用于Zigbee接收機(jī)的偏移四相相移鍵控(OQPSK)解調(diào)器的符號同步的方法。更具體地，本發(fā)明涉及一種恢復(fù)OQPSK解調(diào)器的符號同步的方法，其中，當(dāng)檢測OQPSK解調(diào)器中的符號同步時(shí)，使用接收信號的相關(guān)值重新設(shè)置基準(zhǔn)相關(guān)值，防止了在檢測符號同步過程中由于噪聲所引起的誤差，從而增加了符號同步的精確度。
背景技術(shù)：
近年來，已經(jīng)提出了“無處不在(ubiquitous)”這一概念，其表示一個(gè)人可隨時(shí)隨地連接至網(wǎng)絡(luò)的通信環(huán)境。因此，已經(jīng)對不同于大型無線通信網(wǎng)絡(luò)(例如，蜂窩式網(wǎng)絡(luò))的小型無線通信系統(tǒng)(例如，無線局域網(wǎng)(WLAN)、無線個(gè)域網(wǎng)(WPAN)、傳感器網(wǎng)絡(luò)和射頻識別(RFID))進(jìn)行了積極的研究。
在這些無線通信系統(tǒng)中，除有效通信性能之外，WPAN和/或傳感器網(wǎng)絡(luò)尤其要求超小尺寸、低功耗、和低成本。因此，難以將使用在現(xiàn)有蜂窩式通信系統(tǒng)或WLAN系統(tǒng)中的高容量(capacity)、高成本設(shè)備和部件應(yīng)用于諸如WPAN的無線通信系統(tǒng)。相反地，在采用低成本部件以降低成本的情況下，在接收機(jī)中可能發(fā)生大的相位或頻率偏移，因此需要一種針對此問題的解決方法。
因此，需要研制和開發(fā)一種解調(diào)器，其能夠在通信系統(tǒng)環(huán)境中良好的運(yùn)行而無需昂貴的設(shè)備或產(chǎn)品。具體地，用于接收OQPSK符號包(symbol packet)的接收機(jī)需要更加精確地執(zhí)行符號同步。
圖1是示出傳統(tǒng)OQPSK解調(diào)器的框圖。
圖1中示出的傳統(tǒng)OQPSK解調(diào)器包括A/D轉(zhuǎn)換器(ADC)10、多差分器(multiple differentiator)20、符號同步估計(jì)器30、頻率偏移估計(jì)器40、以及相關(guān)器50。ADC 10將接收機(jī)的中間頻率(IF)信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號Ir和Qr，并且多差分器20對來自ADC 10的數(shù)字信號Ir和Qr進(jìn)行差分，以使在生成相關(guān)值時(shí)的噪聲影響最小化。信號同步估計(jì)器30對來自多差分器20的差分信號IrD和QrD執(zhí)行自相關(guān)，以估計(jì)符號同步。頻率偏移估計(jì)器40使用符號同步估計(jì)器30的符號同步信號Ts估計(jì)來自多差分器20的差分信號IrD和QrD的頻率偏移?；趤碜远嗖罘制?0的差分信號IrD和QrD的相關(guān)值，相關(guān)器50與符號同步信號Ts和頻率偏移信號Fo同步地檢測符號。
相關(guān)器50包括乘法器51、最大值檢測器52、以及符號檢測器53。乘法器51與符號同步信號Ts和頻率偏移信號Fo同步地運(yùn)行，并且使來自多差分器20的差分信號IrD和QrD與每個(gè)PN序列的基準(zhǔn)信號相關(guān)聯(lián)，以輸出片(chip)信號的相關(guān)值。最大值檢測器52將每個(gè)PN序列的片信號的各個(gè)相關(guān)值進(jìn)行相加，并從相加的相關(guān)值中查找最大的相關(guān)值。符號檢測器53檢測對應(yīng)于由最大相關(guān)值檢測器52檢測到的最大相關(guān)值的符號。
這里，需要通過符號同步估計(jì)器30精確地估計(jì)符號同步的時(shí)間點(diǎn)，以允許相關(guān)器50進(jìn)行更加精確地符號檢測。下面將參照圖2來描述符號同步估計(jì)器30。
圖2是傳統(tǒng)符號同步估計(jì)器的框圖。
圖2中示出的傳統(tǒng)符號同步估計(jì)器30包括自相關(guān)器31、緩沖器32、以及符號同步估計(jì)部33。自相關(guān)器31獲取來自多差分器的差分信號IrD和QrD以及相應(yīng)基準(zhǔn)信號IsD和QsD的相關(guān)值，并且將每個(gè)符號單元的相關(guān)值相加，以獲得自相關(guān)值(SCV)。緩沖器32存儲來自自相關(guān)器31的SCV，并且存儲使用SCV獲取的相加相關(guān)值(ACV)。符號同步估計(jì)部33將緩沖器32的SCV中預(yù)設(shè)數(shù)量的符號的相同位置的SCV相加以獲取ACV，并檢測ACV大于預(yù)設(shè)基準(zhǔn)相關(guān)值的時(shí)間點(diǎn)，以確定符號同步的時(shí)間點(diǎn)。然后，符號同步估計(jì)部33在同步的時(shí)間點(diǎn)輸出符號同步信號Ts。
自相關(guān)器31包括第一乘法器31A、第二乘法器31B、加法器31C、以及積分器31D。第一乘法器31A獲取來自多差分器20的差分信號的I信號IrD與相應(yīng)基準(zhǔn)信號IsD之間的相關(guān)值。第二乘法器31B獲取來自多差分器20的微分信號的Q信號QrD和相應(yīng)基準(zhǔn)信號QsD之間的相關(guān)值。加法器31C將來自第一乘法器31A的I信號的相關(guān)值和來自第二乘法器31B的Q信號的相關(guān)值相加。積分器31D在每個(gè)符號周期32Tc對來自加法器31C的相加的I和Q相關(guān)值求積分，以獲取每個(gè)符號的相關(guān)值的SCV。
這里，1Tc相當(dāng)于一個(gè)片的周期，以及32Tc相當(dāng)于具有32個(gè)片的一個(gè)符號的周期。
下面將參照圖3描述在符號同步估計(jì)部33中執(zhí)行的符號同步估計(jì)的處理。
圖3是示出傳統(tǒng)符號同步估計(jì)的處理的流程圖。
如圖3所示，分析傳統(tǒng)的符號同步估計(jì)處理，在步驟S31中，基于來自自相關(guān)器31的SCV獲取ACV，在下一步驟S32中，比較ACV和預(yù)設(shè)RCV。在下一步驟S33中，如果ACV小于RCV，則重復(fù)獲取ACV的步驟，以及如果ACV大于RCV，則輸出符號同步信號Ts。
然而，在這種傳統(tǒng)符號同步估計(jì)處理中，由于使用固定的基準(zhǔn)相關(guān)值，因此由于噪聲的原因使得信號的相關(guān)值可能大于固定的基準(zhǔn)相關(guān)值。該缺陷導(dǎo)致了符號同步估計(jì)中的誤差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明致力于解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題，因此，本發(fā)明的特定實(shí)施例的目的在于提供一種在OQPSK解調(diào)器中恢復(fù)符號同步的方法，其中，將使用接收信號的相關(guān)值重新設(shè)置基準(zhǔn)相關(guān)值的步驟添加到在可應(yīng)用于Zigbee接收機(jī)的OQPSK解調(diào)器中估計(jì)符號同步的處理中、防止了在檢測符號同步中由于噪聲所引起的誤差，從而提高了符號同步的精確度。
根據(jù)用于實(shí)現(xiàn)該目的的本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種在偏移四相相移鍵控(OQPSK)解調(diào)器中估計(jì)符號同步的方法，包括以下步驟(i)使數(shù)字接收信號與預(yù)設(shè)基準(zhǔn)符號相關(guān)，以順序地獲取各個(gè)符號單元的自相關(guān)值；(ii)將包括在多個(gè)符號周期中的自相關(guān)值中的任意符號中適當(dāng)次序(due order)的每個(gè)自相關(guān)值和通過符號周期與自相關(guān)值的時(shí)間點(diǎn)分開的至少一個(gè)其它自相關(guān)值相加，以獲取相加相關(guān)值；
(iii)比較相加相關(guān)值和基準(zhǔn)相關(guān)值二者之間哪個(gè)更大；(iv)從相加相關(guān)值大于基準(zhǔn)相關(guān)值的時(shí)間點(diǎn)開始，從包括在多個(gè)后續(xù)(subsequent)符號中的相加相關(guān)值中檢測最大相關(guān)值；(v)將對應(yīng)于最大相加相關(guān)值的預(yù)定比例的值設(shè)置作為新基準(zhǔn)相關(guān)值；(vi)比較后續(xù)相加相關(guān)值和新基準(zhǔn)相關(guān)值二者之間哪個(gè)更大；以及(vii)將自相關(guān)值大于新基準(zhǔn)相關(guān)值的時(shí)間點(diǎn)估計(jì)作為同步的時(shí)間點(diǎn)，并且在同步的時(shí)間點(diǎn)輸出符號同步信號。
步驟(ii)包括將在2至5個(gè)符號的相同位置的自相關(guān)值相加，以獲取相加相關(guān)值。
步驟(ii)包括將在3個(gè)符號的相同位置的自相關(guān)值相加，以獲取相加相關(guān)值。
在步驟(iv)中，后續(xù)符號的數(shù)量設(shè)置為1至3個(gè)。
在步驟(iv)中，后續(xù)符號的數(shù)量設(shè)置為2個(gè)。
步驟(v)包括設(shè)置對應(yīng)于最大相加相關(guān)值的任意比例的值作為新基準(zhǔn)相關(guān)值，其中，任意比例在60％至90％范圍內(nèi)。
步驟(v)包括設(shè)置對應(yīng)于最大相加相關(guān)值的任意比例的值作為新基準(zhǔn)相關(guān)值，其中，任意比例可達(dá)到75％。


通過以下結(jié)合附圖的詳細(xì)描述，本發(fā)明的上述和其他目標(biāo)、特征、和其他優(yōu)點(diǎn)將更加容易理解，在附圖中圖1是示出傳統(tǒng)OQPSK解調(diào)器的框圖；圖2是示出傳統(tǒng)符號同步估計(jì)器的框圖；圖3是示出傳統(tǒng)符號同步估計(jì)處理的流程圖；圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的用于執(zhí)行估計(jì)符號同步的處理的符號同步估計(jì)器的框圖；圖5是示出根據(jù)本發(fā)明的估計(jì)符號同步的處理的流程圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明的用于解釋符號同步估計(jì)處理的相加相關(guān)值(ACV)的波形圖；圖7a是示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的成功同步概率的示意圖；以及圖7b是示出根據(jù)本發(fā)明的成功同步概率的示意圖。
具體實(shí)施例方式
以下將參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。在整個(gè)附圖中，使用相同的參考標(biāo)號來表示具有相同構(gòu)造和功能的元件。
圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的用于執(zhí)行估計(jì)符號同步(symbolsynchronization)的處理的符號同步估計(jì)器的框圖。
參照圖4，用于執(zhí)行本發(fā)明的處理的符號同步估計(jì)器包括自相關(guān)器100、緩沖器200、以及符號同步估計(jì)部300。自相關(guān)器100使來自圖1中多差分器20的差分信號與相應(yīng)的基準(zhǔn)信號相關(guān)，以獲取并相加I相關(guān)值和Q相關(guān)值，并對各個(gè)符號單元的相加I相關(guān)值和Q相關(guān)值求和，以獲取自相關(guān)值(SCV)。緩沖器200存儲來自自相關(guān)器100的SCV并存儲使用SCV所獲取的相加相關(guān)值(ACV)。符號同步估計(jì)部300將緩沖器200的SCV中的預(yù)定數(shù)量符號的相同位置的SCV相加，以獲取ACV。如果ACV大于基準(zhǔn)相關(guān)值(RCV)，則符號同步估計(jì)部300在預(yù)設(shè)數(shù)量的后續(xù)符號中查找最大相加相關(guān)值(ACVmax)。使用ACVmax，符號同步估計(jì)部300設(shè)置新基準(zhǔn)相關(guān)值(RCVnew)。接下來，符號同步部300將ACV大于RCVnew的時(shí)間點(diǎn)確定為符號同步的時(shí)間點(diǎn)，并在同步的時(shí)間點(diǎn)輸出符號同步信號Ts。
通過這種結(jié)構(gòu)，本發(fā)明可以應(yīng)用于遵循由圖1中示出的A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行的采樣處理的OQPSK解調(diào)器。本發(fā)明的方法用于使用包括在多個(gè)符號中的過采樣(over-sampled)SCV來估計(jì)符號同步，并在符號同步估計(jì)部300中被執(zhí)行。下面將參照圖5來詳細(xì)描述符號同步估計(jì)部300中的估計(jì)符號同步的處理。
圖5是示出根據(jù)本發(fā)明的估計(jì)符號同步的方法的流程圖；以及圖6是根據(jù)本發(fā)明的用于解釋估計(jì)符號同步處理的ACV的波形圖。
參照圖4至圖6，在自相關(guān)的步驟S50中，使數(shù)字接收信號與預(yù)設(shè)基準(zhǔn)符號相關(guān)，以順序地獲取各個(gè)符號單元的SCV。
如上所述，圖4中示出的自相關(guān)器100獲取差分接收信號的I信號IrD與相應(yīng)基準(zhǔn)信號IsD之間的相關(guān)值，獲取Q信號QrD與相應(yīng)基準(zhǔn)信號QsD之間的相關(guān)值，并且將I信號的相關(guān)值和Q信號的相關(guān)值相加。然后，自相關(guān)器100在每個(gè)符號周期(32Tc)對相加的I相關(guān)值和Q相關(guān)值求積分，以獲取每個(gè)符號的相關(guān)值的SCV。這里，1TC對應(yīng)于一個(gè)片的周期，以及32Tc對應(yīng)于具有32個(gè)片的一個(gè)符號的周期。
接下來，在計(jì)算ACV的步驟S100中，將包括在多個(gè)符號周期(symbol period)中的多個(gè)SCV的任意符號中適當(dāng)次序的每個(gè)SCV和通過符號周期與一個(gè)SCV的時(shí)間點(diǎn)分離的至少一個(gè)其他SCV進(jìn)行相加。這里，如上所述，可以將包括在2至5個(gè)符號周期中的多個(gè)SCV相加在一起，以獲取ACV。
例如，在將符號的預(yù)設(shè)數(shù)量設(shè)置為3的情況下，即，存在包括連續(xù)的第一至第三符號的三個(gè)符號，將每個(gè)符號末尾位置的每個(gè)SCV，即，對應(yīng)于第一符號中“0”位置、第二符號中“64”位置、以及第三符號中“128”位置的每個(gè)SCV相加，以獲取相加值，將其確定為“0”位置的SCV。
使用相同的方法，從“1”采樣位置至“64”采樣位置獲取多個(gè)ACV，一個(gè)接一個(gè)的移動符號位置。這樣獲取的多個(gè)ACV存儲在緩沖器200中。
通常，符號包括32個(gè)片，但是為了實(shí)現(xiàn)精確的符號恢復(fù)，可以應(yīng)用為一個(gè)片進(jìn)行兩次采樣的過采樣。因此，通常在接收機(jī)中，在每個(gè)符號中每一個(gè)片存在兩個(gè)采樣，因此，在符號中總共包括64個(gè)采樣信號。
接下來，在比較步驟S200中，將ACV和預(yù)設(shè)基準(zhǔn)值(RCV)進(jìn)行比較。即，為每個(gè)接收的信號連續(xù)地獲取存儲在緩沖器200中的每個(gè)ACV。在這樣獲取的這些ACV中，檢測大于RCV的值(參見圖6中的S200)。
接下來，在檢測最大相加相關(guān)值(ACVmax)的步驟S300中，如果ACV大于RCV，即，存在大于RCV的較大ACV，則從檢測的時(shí)間點(diǎn)開始從包括在的預(yù)設(shè)數(shù)量的后續(xù)符號中的ACV中檢測ACVmax，以更為精確地確定獲得符號同步時(shí)間點(diǎn)(參見圖6中的S300)。這里，可以將后續(xù)符號的預(yù)設(shè)數(shù)量設(shè)置為1至3個(gè)。
例如，在將后續(xù)符號的數(shù)量設(shè)置為2的情況下，從總共128個(gè)ACV中檢測ACVmax，其中，128是一個(gè)符號的64和下一符號的另一個(gè)64的總和。
然后，在設(shè)置基準(zhǔn)相關(guān)值(RCV)的步驟S400中，將對應(yīng)于ACVmax的特定比例的值設(shè)置為新基準(zhǔn)相關(guān)值(RCVnew)。這里，可以將對應(yīng)于ACVmax的從60％至90％的任意比例的值設(shè)置為RCVnew。
例如，在將達(dá)到ACVmax的75％的任意比例的值設(shè)置為RCVnew的情況下，如果檢測到最大值為85，則如圖6所示，RCVnew變成64(參見圖6中的S400)。
通過這樣的處理，重新設(shè)置每個(gè)包的RCVnew，以減小在檢測同步的時(shí)間點(diǎn)的過程中由于噪聲所引起的誤差。
然后，在比較步驟S500中，在如上述設(shè)置了RCVnew之后，連續(xù)地比較每個(gè)后續(xù)ACV和RCVnew。然后，在接下來的估計(jì)同步時(shí)間點(diǎn)的步驟S600中，將ACV大于RCVnew的時(shí)間點(diǎn)確定為同步的時(shí)間點(diǎn)。在該同步時(shí)間點(diǎn)將符號同步信號Ts輸出到圖1所示的相關(guān)器50，從而使得在相關(guān)器50中進(jìn)行更精確地符號檢測。
圖7a是示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的成功同步概率的示意圖；以及圖7b是示出根據(jù)本發(fā)明的成功同步概率的示意圖。
參照圖7a中成功同步和不成功同步概率的圖表，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，成功同步的概率很低，而不成功同步的概率很高。
相比而言，參照圖7b中成功同步和不成功同步概率的圖表，根據(jù)本發(fā)明，成功同步的概率很高，而不成功同步的概率很低。
根據(jù)如上所述的本發(fā)明，當(dāng)估計(jì)可以應(yīng)用于Zigbee接收機(jī)的OQPSK解調(diào)器中的符號同步時(shí)，添加使用接收信號的相關(guān)值重新設(shè)置基準(zhǔn)相關(guān)值的步驟，以防止在檢測符號同步過程中由于噪聲所引起的誤差，從而增大了符號同步的精確度。
雖然已經(jīng)結(jié)合優(yōu)選實(shí)施例示出和描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在不背離由所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以對本發(fā)明做出各種修改和變更。
權(quán)利要求
1.一種用于在偏移四相相移鍵控(OQPSK)解調(diào)器中估計(jì)符號同步的方法，包括以下步驟(i)使數(shù)字接收信號與預(yù)設(shè)基準(zhǔn)符號相關(guān)，以順序地獲取各個(gè)符號單元的自相關(guān)值；(ii)將包括在多個(gè)符號周期中的自相關(guān)值中的任意符號中適當(dāng)次序的每個(gè)自相關(guān)值和通過符號周期與所述自相關(guān)值的時(shí)間點(diǎn)分開的至少一個(gè)其它自相關(guān)值相加，以獲取相加相關(guān)值；(iii)比較所述相加相關(guān)值和所述基準(zhǔn)相關(guān)值二者之間哪個(gè)更大；(iv)從所述相加相關(guān)值大于所述基準(zhǔn)相關(guān)值的時(shí)間點(diǎn)開始，從包括在多個(gè)后續(xù)符號中的相加相關(guān)值中檢測最大相關(guān)值；(v)將對應(yīng)于所述最大相加相關(guān)值的預(yù)定比例的值設(shè)置作為新基準(zhǔn)相關(guān)值；(vi)比較后續(xù)相加相關(guān)值和所述新基準(zhǔn)相關(guān)值二者之間哪個(gè)更大；以及(vii)將所述自相關(guān)值大于所述新基準(zhǔn)相關(guān)值的時(shí)間點(diǎn)估計(jì)作為同步的時(shí)間點(diǎn)，并且在同步的所述時(shí)間點(diǎn)輸出符號同步信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述步驟(ii)包括將在2至5個(gè)符號的相同位置的自相關(guān)值相加，以獲取所述相加相關(guān)值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述步驟(ii)包括將在3個(gè)符號的相同位置的自相關(guān)值相加，以獲取所述相加相關(guān)值。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，在所述步驟(iv)中，所述后續(xù)符號的數(shù)量設(shè)置為1至3個(gè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，在所述步驟(iv)中，所述后續(xù)符號的數(shù)量設(shè)置為2個(gè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述步驟(v)包括設(shè)置對應(yīng)于所述最大相加相關(guān)值的任意比例的值作為所述新基準(zhǔn)相關(guān)值，其中，所述任意比例在60％至90％范圍內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述步驟(v)包括設(shè)置對應(yīng)于所述最大相加相關(guān)值的任意比例的值作為所述新基準(zhǔn)相關(guān)值，其中，所述任意比例可達(dá)75％。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種估計(jì)可應(yīng)用于Zigbee接收機(jī)的偏移四相相移鍵控(OQPSK)解調(diào)器的符號同步的方法。更具體地，本發(fā)明涉及一種恢復(fù)OQPSK解調(diào)器的符號同步的方法，其中，當(dāng)檢測OQPSK解調(diào)器中的符號同步時(shí)，使用接收信號的相關(guān)值重新設(shè)置基準(zhǔn)相關(guān)值，防止了在符號同步檢測過程中由于噪聲所引起的誤差，從而增加了符號同步的精確度。
文檔編號H04L27/26GK1941766SQ20061015244
公開日2007年4月4日 申請日期2006年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月30日
發(fā)明者李泫錫, 閔祥鉉 申請人:三星電機(jī)株式會社