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利用符號定時(shí)恢復(fù)對調(diào)制信號進(jìn)行頻率與相位偏移補(bǔ)償?shù)闹谱鞣椒?

文檔序號:11852653閱讀:546來源:國知局
利用符號定時(shí)恢復(fù)對調(diào)制信號進(jìn)行頻率與相位偏移補(bǔ)償?shù)闹谱鞣椒ㄅc工藝

本公開的技術(shù)總體上涉及通信系統(tǒng),并且更具體地,一些實(shí)施方式涉及用于針對接收到的調(diào)制信號利用符號定時(shí)恢復(fù)來進(jìn)行頻率和相位偏移補(bǔ)償?shù)南到y(tǒng)和方法。



背景技術(shù):

無線通信裝置在現(xiàn)今社會已經(jīng)變得無所不在。實(shí)際上,隨著通信技術(shù)方面的許多持續(xù)進(jìn)步,越來越多的裝置以先進(jìn)的通信能力而被消費(fèi)者、商業(yè)及政府部門所采用。另外,處理功率和低功耗技術(shù)方面的進(jìn)步以及數(shù)據(jù)編碼和調(diào)制技術(shù)方面的進(jìn)步導(dǎo)致有線和無線通信能力在更廣泛基礎(chǔ)上的擴(kuò)散。

例如,通信網(wǎng)絡(luò)(有線和無線兩者)現(xiàn)在在許多家庭和辦公環(huán)境中常見。這種網(wǎng)絡(luò)允許各種迄今為止的獨(dú)立裝置共享數(shù)據(jù)和其它信息以增強(qiáng)生產(chǎn)力,或者簡單地說,改進(jìn)它們對用戶的便利性。示例性網(wǎng)絡(luò)包括通信網(wǎng)絡(luò)和諸如802.11和802.16通信網(wǎng)絡(luò)的各種基于IEEE標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)等。

另外,許多領(lǐng)域和工業(yè)方面使用的工具、儀表設(shè)備以及其它設(shè)備已經(jīng)演進(jìn)成包括無線通信能力作為它們的常規(guī)功能的部分。這些通信能力可以慮及信息交換,包括:舉例來說如用于控制該設(shè)備的命令和控制信息的信息;由設(shè)備收集的遙測、數(shù)據(jù)或其它信息;如“內(nèi)務(wù)處理(housekeeping)”信息一樣的狀態(tài)、報(bào)告以及其它;以及在設(shè)備的操作、使用、部署以及維護(hù)時(shí)有用或者必需的其它信息。

圖1是例示可以與包括上述類型設(shè)備的許多無線裝置中的任一個(gè)一起使用的發(fā)送器和接收器的示例的簡化框圖。根據(jù)需要的能力,這些裝置可以包括發(fā)送器、接收器,或兩者(稱為收發(fā)器)。發(fā)送器接收用于發(fā)送的信息122,并且可以包括預(yù)編碼器132、調(diào)制器134、放大器136及天線138。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白,無線發(fā)送器同樣可以包括其它功能。例如,可以包括預(yù)編碼器132以通過考慮信道參數(shù)或特征來預(yù)編碼數(shù)據(jù),以優(yōu)化性能。

調(diào)制器134基本上被用于接收要發(fā)送的信息并且輸出射頻(RF)調(diào)制信號。調(diào)制通常通過將信息信號122(無論是否預(yù)編碼)與需要的載頻的載波相組合(例如,復(fù)用)來實(shí)現(xiàn)。調(diào)制可以根據(jù)要發(fā)送的信息在模擬或數(shù)字域中執(zhí)行?;镜臄?shù)字調(diào)制技術(shù)的示例包括相移鍵控(PSK)、頻移鍵控(FSK)、正交幅度調(diào)制(QAM)以及上述技術(shù)的變型,但已知并且可以使用其它數(shù)字調(diào)制技術(shù)。

可以包括放大器136以放大用于通過天線138發(fā)送的信號。包括天線138以穿過通信信道124(例如,空氣)輻射所調(diào)制的載波信號作為電磁信號。同樣,還可以將天線148包括在該接收器上。在接收側(cè),使用天線148來捕獲穿過通信信道輻射的電磁信號。在使用收發(fā)器的實(shí)施方式中,可以將單獨(dú)的天線用于發(fā)送操作和接收操作,或者可以根據(jù)收發(fā)器特征使用同一天線。

繼續(xù)有關(guān)接收器的討論,圖1所示的示例基本接收器包括:天線148、RF放大器142、解調(diào)制器144以及濾波器146。RF放大器142放大天線148接收到的信號,并且提供給解調(diào)制器144。解調(diào)制器144基本上撤銷調(diào)制器134之前應(yīng)用的調(diào)制。換句話說,解調(diào)制器144從調(diào)制的載波恢復(fù)原始的信息承載信號??梢园V波器146以去除所恢復(fù)的信息信號123中的不希望的噪聲。還可以將濾波用在接收器的前端以改進(jìn)信道選擇性。與發(fā)送器一樣,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白,根據(jù)通信系統(tǒng)的目的和目標(biāo),可以怎樣向接收器提供附加特征和組件。例如,利用數(shù)字接收器,該系統(tǒng)可以在解調(diào)制之前包括模數(shù)轉(zhuǎn)換,并且可以在數(shù)字域中執(zhí)行解調(diào)制。作為另一示例,如例如在超外差式接收器中,可以執(zhí)行多個(gè)下變頻步驟。更進(jìn)一步,可以首先將傳入信號下變頻成中頻(IF),并且可以在將該IF信號下變頻至基帶之前將該IF信號轉(zhuǎn)換至數(shù)字域。

如上所述,調(diào)制器134和解調(diào)制器144可以被選擇成實(shí)現(xiàn)許多希望調(diào)制技術(shù)中的任一種,其中之一是PSK調(diào)制。PSK是數(shù)字調(diào)制技術(shù),其使用載波信號的相位的變化來表示要發(fā)送的信息。PSK調(diào)制使用有限數(shù)量的相位來表示獨(dú)特的比特模式或符號。因此,傳入信息流122通常按組操作,并且每一組都被轉(zhuǎn)換成調(diào)制技術(shù)的由特定相位表示的比特模式(例如,符號)。在接收器處,解調(diào)制器確定接收信號的相位,并映射回其表示的符號。按這種方式,可以恢復(fù)原始信息。QPSK或正交相移鍵控是PSK的變型,其使用4個(gè)相位以供調(diào)制。隨著4個(gè)相位可用,QPSK可以編碼成每符號的信息比特。PSK可以利用其它有限數(shù)量的相位來實(shí)現(xiàn)。

圖2是例示基本的QPSK調(diào)制器和解調(diào)制器的框圖。QPSK調(diào)制在本領(lǐng)域中大體上是公知的,并且本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白,可以怎樣利用另選配置和架構(gòu)來實(shí)現(xiàn)QPSK調(diào)制。在圖2所示的示例中,調(diào)制器202包括串并轉(zhuǎn)換器216、低通濾波器232、234、本機(jī)振蕩器242、混合器236、238、移相器244以及加法器246。在操作中,串并轉(zhuǎn)換器(或解復(fù)用器)216將數(shù)據(jù)并行化成2個(gè)單獨(dú)的數(shù)據(jù)流。通常,這分離了偶數(shù)比特和奇數(shù)比特。奇數(shù)比特和偶數(shù)比特中的每一個(gè)都可以被轉(zhuǎn)換成NRZ格式和并行方式。比特按相臂和正交相臂發(fā)送至它們以供調(diào)制。低通濾波器232、234被用于從數(shù)據(jù)流中濾出噪聲。本機(jī)振蕩器242、混合器236、238、移相器244被用于調(diào)制同相分量和正交相位分量。

在QPSK調(diào)制中,將兩個(gè)正弦波(例如,sin和cos)用于調(diào)制(例如,cos(ωt)和sin(ωt))。同相臂上的信號被使用混合器236與本機(jī)振蕩器信號相乘,而正交臂上的信號在復(fù)用器238處乘以本機(jī)振蕩器信號的相移版本。通常,相移為90°,允許用cos(ωt)和sin(ωt)相乘。因此,該調(diào)制將原始信號分離成兩個(gè)分量,稱為I和Q信道或分量。I和Q分量垂直或正交,因?yàn)樗鼈儽舜朔蛛x90度,但載頻是相同的。通過在加法器246處組合來自同相臂和正交相臂的信號而獲得QPSK調(diào)制信號。因?yàn)?個(gè)分量正交,所以它們可以求和,并且同時(shí)在同一信道上發(fā)送。

QPSK解調(diào)制器204包括本機(jī)振蕩器243、混合器237、239、移相器245、低通濾波器233、235以及判定模塊249。所接收的QPSK調(diào)制數(shù)據(jù)流252被分裂并且提供給混合器237、239?;旌掀?37、239將數(shù)據(jù)解調(diào)制,以從I和Q信道去除載波。這例如可以通過將傳入信號乘以cos(ωt)和sin(ωt)來實(shí)現(xiàn)。經(jīng)下變頻的信號被低通濾波器233、235濾波并發(fā)送至判定模塊249。判定模塊249評估經(jīng)下變頻的數(shù)據(jù)流以得出原始發(fā)送數(shù)據(jù)222的估計(jì)

利用QPSK中的相干檢測,接收器必須知道載頻和相位以解調(diào)制數(shù)據(jù)。因此,接收器通常使用載波和相位恢復(fù)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。這例如可以通過在接收器處使用PLL(鎖相環(huán)路)來實(shí)現(xiàn),其鎖定到傳入載頻上,并且跟蹤頻率和相位的變化。

許多其它調(diào)制和解調(diào)制技術(shù)還需要某種形式的定時(shí)和相位估計(jì)。例如,最小移位鍵控(MSK)調(diào)制(其還可以表示為偏移正交相移鍵控(O-QPSK)調(diào)制)具有幾個(gè)有吸引力的特性:相對于數(shù)據(jù)速率的低帶寬和用于有效功率放大的恒定包絡(luò)。然而,在接收器側(cè)上的MSK型信號的成功相干解調(diào)制需要具有精確頻率和相位同步的符號定時(shí)信息。通常,發(fā)送器和接收器振蕩器具有某種頻率失配,這導(dǎo)致頻率和相位偏移誤差。這種誤差的另一源可以是多普勒效應(yīng),其可以在發(fā)送器和接收器處于彼此相對的運(yùn)動中的情況下出現(xiàn)。

用于相位和頻率偏移補(bǔ)償?shù)南惹敖鉀Q方案可以被分類成幾個(gè)類別。一個(gè)類別包括針對頻率和相位誤差估計(jì)或者定時(shí)同步使用某種已知序列的一類算法,即,它們是數(shù)據(jù)輔助的。數(shù)據(jù)輔助算法可能需要非常長的已知序列來估計(jì)偏移,尤其是在接收器按低信噪比(SNR)水平操作的時(shí)候。

其它類別的算法采用幾種方法,一種方法是利用傅里葉變換,在頻域中估計(jì)頻率偏移。在另一方法中,提出了全數(shù)字非數(shù)據(jù)輔助前饋解決方案。參見Mehlan, R.;Yong-En Chen;Meyr, H.,“A Fully Digital Feedforward MSK Demodulator with Joint Frequency Offset and Symbol Timing Estimation for Burst Mode Mobile Radio”,Vehicular Technology, IEEE Transactions on , vol.42, no.4, pp.434,443, Nov 1993(“Mehlan Reference”)。該方法依靠特殊變換機(jī)制來提取頻率偏移和符號定時(shí)。由Mehlan Reference描述的系統(tǒng)尋找誤差信號預(yù)期值,如:

E{e(m)}=(1+cos2π∈))e2jΔωT

其中,E{e(m)}是按采樣頻率fs=R輸出的變換函數(shù)的預(yù)期值;T是符號持續(xù)時(shí)間;R=1/T是數(shù)據(jù)速率:ε是相對于T的定時(shí)誤差,-0.5≤∈≤0.5;Δω是頻率偏移。如可以根據(jù)其看出,該變換對定時(shí)誤差ε和頻率偏移Δω進(jìn)行估計(jì),但不處理相位偏移。因此,該方法的缺點(diǎn)在于失去有關(guān)初始相位誤差的信息,而且不能提取瞬時(shí)相位偏移。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

根據(jù)所公開技術(shù)的各種實(shí)施方式,提出了提供頻率和相位偏移補(bǔ)償?shù)慕鉀Q方案。在另一些實(shí)施方式中,該技術(shù)可以貫注于用于符號定時(shí)恢復(fù)的解決方法,其可被實(shí)現(xiàn)成確定符號起始時(shí)間。在另一些實(shí)施例中,提供了用于執(zhí)行非數(shù)據(jù)輔助數(shù)字前饋估計(jì)技術(shù)的系統(tǒng)和方法,所述系統(tǒng)和方法可被實(shí)現(xiàn)為連續(xù)估計(jì)和補(bǔ)償頻率和相位偏移誤差。

根據(jù)所公開技術(shù)的各種實(shí)施方式,射頻接收器可以被配置成接收通過信道發(fā)送的調(diào)制信號,并且其可以包括變換模塊,該變換模塊被配置成針對表示所述接收器接收到的所述調(diào)制信號的信息信號生成第一誤差信號。所述變換模塊可以包括:求平方模塊,該求平方模塊被配置成對所述信息信號求平方,由此生成平方信號;混合器,該混合器被配置成執(zhí)行所述平方信號與本機(jī)基準(zhǔn)信號的復(fù)數(shù)乘法;以及下采樣器,該下采樣器被配置成執(zhí)行混合信號的頻譜疊合(folding)。在不同實(shí)施方式中,所述無線電接收器還可以包括符號定時(shí)估計(jì)器模塊,該符號定時(shí)估計(jì)器模塊被配置成基于由所述變換模塊生成的所述誤差信號來估計(jì)所述接收信號的符號定時(shí),并且生成符號定時(shí)信號;頻率偏移估計(jì)器模塊,該頻率偏移估計(jì)器模塊被配置成基于由所述變換模塊生成的所述誤差信號來估計(jì)所述接收信號的頻率偏移;以及相位偏移估計(jì)器模塊,該相位偏移估計(jì)器模塊被配置成基于通過所述變換模塊生成的所述誤差信號來估計(jì)所述接收信號中的相位誤差。

根據(jù)下面結(jié)合附圖進(jìn)行的詳細(xì)描述,本公開技術(shù)的其它特征和方面將變清楚,附圖通過示例的方式例示了根據(jù)本公開技術(shù)的實(shí)施方式的特征。本概述不旨在限制在此描述的任何發(fā)明的范圍,其完全通過所附于此的權(quán)利要求書來限定。

附圖說明

參照下列圖,對根據(jù)一個(gè)或更多個(gè)各種實(shí)施方式的、在此公開的技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)描述。提供附圖僅出于例示的目的,并且僅描繪所公開技術(shù)的典型或?qū)嵤?shí)施方式。提供這些附圖以易于讀者理解所公開技術(shù),而不應(yīng)被視為限制其廣度、范圍或可應(yīng)用性。應(yīng)注意,為了清楚和容易例示,這些附圖不必按比例制成。

圖1是例示可以與無線裝置一起使用的發(fā)送器和接收器的示例的簡化框圖。

圖2是例示基本的調(diào)制器和解調(diào)制器的框圖。

圖3是例示可以借以實(shí)現(xiàn)在此公開的技術(shù)的實(shí)施方式的設(shè)備的一個(gè)示例的框圖。

圖4是例示根據(jù)各種實(shí)施方式的、可以借以使用在此公開的技術(shù)的典型數(shù)字接收器的示例的圖。

圖5是例示圖4所示接收器的典型操作的流程圖。

圖6是例示根據(jù)在此描述的技術(shù)的一個(gè)實(shí)施方式的、用于頻率和相位偏移補(bǔ)償?shù)囊粋€(gè)示例實(shí)現(xiàn)的圖。

圖7是例示可以根據(jù)在此公開的技術(shù)的各種實(shí)施方式執(zhí)行的示例變換的圖。

圖8是例示通過圖7的變換模塊執(zhí)行的處理的示例的操作流程圖。

圖9是例示根據(jù)在此公開的技術(shù)的各種實(shí)施方式的、用于執(zhí)行頻率估計(jì)的示例模塊的圖。

圖10是例示根據(jù)在此公開的技術(shù)的各種實(shí)施方式的、用于頻率估計(jì)的示例處理的操作流程圖。

圖11是例示根據(jù)在此描述的技術(shù)的一個(gè)實(shí)施方式的、用于估計(jì)殘留相位誤差的相位估計(jì)器模塊的示例的圖。

圖12是例示根據(jù)在此描述的技術(shù)的一個(gè)實(shí)施方式的、用于相位偏移估計(jì)的示例處理的操作流程圖。

圖13是例示根據(jù)在此公開的技術(shù)的各種實(shí)施方式的、用于執(zhí)行符號定時(shí)恢復(fù)的示例模塊的圖。

圖14是例示根據(jù)在此公開的技術(shù)的各種實(shí)施方式的、用于符號定時(shí)恢復(fù)的示例模塊的操作流程圖。

圖15是例示根據(jù)在此描述的技術(shù)的一個(gè)實(shí)施方式的、用于利用符號定時(shí)恢復(fù)來進(jìn)行頻率和相位估計(jì)的系統(tǒng)的示例架構(gòu)的框圖。

圖16是例示根據(jù)在此公開的技術(shù)的一個(gè)實(shí)施方式的另一示例變換的框圖。

圖17是例示根據(jù)在此公開的技術(shù)的一個(gè)實(shí)施方式的、用于該變換的操作流程圖的圖。

圖18是例示由Mehlan Reference描述的現(xiàn)有技術(shù)變換的圖。

圖19例示可在實(shí)現(xiàn)所公開技術(shù)的實(shí)施方式的各種特征方面使用的示例計(jì)算模塊。

這些圖不是旨在窮舉或?qū)⒈景l(fā)明限制成所公開的精確形式。應(yīng)當(dāng)明白,本發(fā)明可用變型例和另選例來具體實(shí)踐,并且所公開技術(shù)僅通過權(quán)利要求書及其等同物來限制。

具體實(shí)施方式

在本文中一個(gè)實(shí)施方式中公開的技術(shù)旨在提供頻率和相位偏移補(bǔ)償?shù)慕鉀Q方案。在另一些實(shí)施方式中,該技術(shù)可以旨在用于符號定時(shí)恢復(fù)的解決方法,其可以被實(shí)現(xiàn)以確定符號起始時(shí)間。仍在另一些實(shí)施方式中,提供了用于執(zhí)行非數(shù)據(jù)輔助數(shù)字前饋估計(jì)技術(shù)的系統(tǒng)和方法,其可以被實(shí)現(xiàn)以連續(xù)估計(jì)和補(bǔ)償頻率和相位偏移誤差。在此公開的技術(shù)的實(shí)施方式可跟蹤慢的頻率偏移漂移,并且同樣可使用實(shí)施方式來恢復(fù)符號定時(shí)??梢蕴峁┎恍枰獙Πl(fā)送數(shù)據(jù)的任何了解并且可適于在數(shù)字電路中有效實(shí)現(xiàn)的估計(jì)技術(shù)??梢蕴峁┓柖〞r(shí)恢復(fù)解決方案來降低相關(guān)器復(fù)雜性并實(shí)現(xiàn)更魯棒的性能。

根據(jù)所公開技術(shù)的各種實(shí)施方式,射頻接收器可以被配置成接收通過信道發(fā)送的調(diào)制信號,并且其可以包括一個(gè)或更多個(gè)變換模塊,所述一個(gè)或更多個(gè)變換模塊被配置成針對表示接收器接收到的調(diào)制信號的信息信號生成第一誤差信號。所述變換模塊可以包括:求平方模塊,該求平方模塊被配置成對信息信號求平方,由此生成平方信號;混合器,該混合器被配置成執(zhí)行平方信號與本機(jī)基準(zhǔn)信號的復(fù)數(shù)乘法;以及下采樣器,該下采樣器被配置成執(zhí)行混合信號的頻譜疊合(folding)。在不同實(shí)施方式中,該無線電接收器還可以包括:符號定時(shí)估計(jì)器模塊,其被配置成基于變換模塊生成的誤差信號來估計(jì)接收的信號的符號定時(shí),并且生成符號定時(shí)信號;頻率偏移估計(jì)器模塊,該頻率偏移估計(jì)器模塊被配置成基于變換模塊生成的誤差信號來估計(jì)接收的信號的頻率偏移;以及相位偏移估計(jì)器模塊,該相位偏移估計(jì)器模塊被配置成基于變換模塊生成的誤差信號來估計(jì)接收的信號中的相位誤差。在一些實(shí)施方式中,可以使用同一變換模塊來生成誤差信號并供應(yīng)給其它模塊,而在其它實(shí)施方式中,可以提供分離的變換模塊來生成被一個(gè)或更多個(gè)其它模塊使用的誤差信號。而且,給定的變換模塊可以包括多個(gè)分離的變換模塊以向它們各自的對應(yīng)模塊或多個(gè)模塊提供誤差信號。為了容易討論和清楚描述起見,在頻率估計(jì)器、相位估計(jì)器以及符號定時(shí)估計(jì)器的各個(gè)示例中示出分離的變換模塊。

在一些實(shí)施方式中,可以使用變換來提取MSK調(diào)制信號的符號定時(shí)、頻率偏移以及相位偏移??梢詫⒆儞Q應(yīng)用至其它調(diào)制方案,包括各種形式的連續(xù)相位調(diào)制(CPM)方案。

在進(jìn)一步詳細(xì)描述所述技術(shù)之前,有用的是,描述可以借以實(shí)現(xiàn)該技術(shù)的設(shè)備的示例。一個(gè)這樣的示例是諸如圖3所示的既有有線又有無線通信接口的設(shè)備。在閱讀本說明書之后,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)清楚,在此公開的技術(shù)可以與具有無線通信能力的許多不同裝置或設(shè)備中的任一個(gè)一起使用。

下面,參照圖3,在本示例應(yīng)用中,示例設(shè)備300包括:通信模塊301、處理器306(可包括多個(gè)處理器或處理單元)以及存儲器310(可包括不同類型的存儲器單元或模塊)。這些組件經(jīng)由總線312以通信方式聯(lián)接,通過總線312,這些模塊可以交換和共享信息和其它數(shù)據(jù)。通信模塊301包括無線接收器模塊302、無線變換器模塊304以及I/O接口模塊308。

天線316聯(lián)接至無線發(fā)送器模塊304,并且被設(shè)備300使用以向其所連接的無線設(shè)備無線地發(fā)送無線電信號。這些出站(outbound)的RF信號可以包括由設(shè)備300向其它實(shí)體發(fā)送的幾乎任何種類的信息。例如,對于多功能外圍設(shè)備(MFP)的情況,這可以包括表示掃描的圖像或文檔的文件、日志信息、內(nèi)務(wù)處理信息或通過MFP發(fā)送的與其操作有關(guān)的其它信息。作為另一示例,在像機(jī)的情況下,這種出站信息可以包括像機(jī)向計(jì)算機(jī)、打印機(jī)或其它裝置發(fā)送的圖像文件和相關(guān)數(shù)據(jù)(包括元數(shù)據(jù))。

天線314被包括并聯(lián)接至無線接收器模塊302,以允許設(shè)備300接收來自其接收范圍內(nèi)的各種無線終端的信號。接收信號可以包括來自其它設(shè)備的、用于設(shè)備300的操作的信息。繼續(xù)上面兩個(gè)示例,在MFP的情況下,無線接收器模塊302接收的入站(inbound)信號例如可以包括要通過MFP打印或傳真的文件。在像機(jī)的情況下,所接收的信息可以是固件更新、控制信息或像機(jī)所使用的其它信息。

盡管在該示例中例示了兩個(gè)天線,但本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白,可以將各種天線和天線配置提供為不同數(shù)量的天線。例如,發(fā)送和接收功能可以利用公共的天線或天線結(jié)構(gòu)來適應(yīng),或者可以提供分離的天線或天線結(jié)構(gòu)用于所示的發(fā)送和接收功能。另外,可以將天線陣列或多個(gè)天線或天線元件的其它組(包括無源和有源部件)用于發(fā)送和接收功能。利用通信模塊301實(shí)現(xiàn)的無線通信可以根據(jù)許多不同的無線協(xié)議(包括標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)議)來實(shí)現(xiàn)。這種標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)議的示例包括:HiperLan以及各種IEEE 802.11通信標(biāo)準(zhǔn),但可以實(shí)現(xiàn)其它通信接口(無論是否標(biāo)準(zhǔn)化)。

在該例示例中提供有I/O接口模塊308,并且I/O接口模塊308可以被配置成將設(shè)備300聯(lián)接至其它網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。這些可以包括節(jié)點(diǎn)或設(shè)備。在該示例架構(gòu)中,I/O接口模塊308包括接收器模塊318和發(fā)送器模塊320。經(jīng)由I/O接口模塊的通信可以是有線或無線通信,并且I/O接口模塊308中包含的發(fā)送器和接收器可以包括:可以適于該指定通信接口的線路驅(qū)動器和接收器、無線電裝置、天線或其它項(xiàng)。發(fā)送器模塊320可以被配置成發(fā)送可包括語音、數(shù)據(jù)及其它通信的信號。若希望的話,這些可以按標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議來發(fā)送。接收器模塊318被配置成接收來自其它設(shè)備的信號。這些信號可以包括來自另一設(shè)備的語音、數(shù)據(jù)及其它通信,而且若希望的話,還可以按標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議來接收。在MFP或數(shù)字像機(jī)的上述示例方面,I/O接口308可以向上述無線接口提供硬布線的補(bǔ)充接口。這例如可以是以太網(wǎng)接口、USB接口、火線(Fire Wire)接口或其它硬布線接口。

存儲器310可以由一種或更多種不同類型存儲器的一個(gè)或更多個(gè)模塊制成,并且在該例示例中被配置成存儲數(shù)據(jù)和其它信息324以及可由處理器使用以操作設(shè)備300的操作指令。處理器306(其例如可以被實(shí)現(xiàn)為一個(gè)或更多個(gè)核心、CPU、DSP或其它處理單元)被配置成執(zhí)行指令或例程,并且結(jié)合該指令來使用存儲器310中的數(shù)據(jù)和信息以控制設(shè)備300的操作。例如,諸如壓縮例程的圖像處理例程可以存儲在存儲器310中,并且由處理器306使用以將圖像文件從原始文件壓縮成JPEG文件。

還可以根據(jù)設(shè)備的希望功能或用途向設(shè)備300提供其它模塊。各種附加組件和模塊的完整列表太冗長而未包括,然而幾個(gè)示例是例示性的。例如,還可以向設(shè)備提供單獨(dú)的通信模塊334以管理和控制從其它實(shí)體接收的通信,并且恰當(dāng)?shù)匾龑?dǎo)接收的通信。通信模塊334可以被配置成管理向其它實(shí)體發(fā)送和從其它實(shí)體接收的各種信息的通信。通信模塊334可以被配置成管理有線和無線通信兩者。

可以包括單獨(dú)的控制模塊336以控制設(shè)備300的操作。例如,控制模塊336可以被配置成實(shí)現(xiàn)設(shè)備300的特征和功能。還可以包括功能模塊338以提供設(shè)備功能。例如,在MFP的情況下,可以提供各種模塊(可包括各種形式的硬件和軟件)來執(zhí)行裝置的打印、掃描、傳真及復(fù)印操作。在數(shù)字像機(jī)的情況下,功能模塊338可以包括諸如光學(xué)系統(tǒng)、圖像捕捉模塊、圖像處理模塊等多個(gè)模塊。此外,如這些示例例示,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)清楚如何根據(jù)設(shè)備300的用途或目標(biāo)使該設(shè)備可包括其它模塊和組件。

描述了如此描述的示例應(yīng)用,在此公開的技術(shù)可以按照該示例應(yīng)用在此不時(shí)加以描述。提供環(huán)境方面的描述,以允許本發(fā)明的各種特征和實(shí)施方式在示例性應(yīng)用的背景下描繪。在閱讀本說明書后,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白如何在不同和另選環(huán)境與應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。

圖4是例示根據(jù)各種實(shí)施方式的、可以借以使用在此公開的技術(shù)的典型數(shù)字接收器的圖。圖5是例示該示例接收器的典型操作的流程圖。下面,參照圖4和圖5,在該示例中,傳入的模擬信號SIF(t)以中頻fIF為中心。因此,該信號已被模擬混合器(未示出)下變頻至中頻。在操作502,中頻信號SIF(t)被模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)404采樣,使該信號置于數(shù)字域中。該處理的剩余部分在數(shù)字域中執(zhí)行,如虛線框406所示。在操作504,采樣的數(shù)字信號SIF(n)被下變頻成復(fù)合基帶信號s(n)?;鶐盘杝(n)通常包括在調(diào)制信號中從發(fā)送器向接收器傳送的信息,并由此可以被稱為表示接收器接收到的調(diào)制信號的信息信號。然而,術(shù)語信息信號不限于描述數(shù)字基帶信號,而可以不時(shí)其它信息信號,無論是否數(shù)字或模擬、基帶、IF或RF或其它方式。

由于發(fā)送器與接收器之間的頻率失配,s(n)具有相對于零基帶頻率的頻率偏移。該頻率偏移產(chǎn)生初始相位偏移誤差和頻率偏移誤差。這些對應(yīng)于接收器接收到的調(diào)制RF信號中的相位和頻率偏移。另外,因數(shù)字和模擬路徑延遲,符號定時(shí)在接收器側(cè)的未知的。因此,可以執(zhí)行在此公開的技術(shù)來補(bǔ)償這些相位和頻率誤差并且尋找符號定時(shí)。因此,在操作506,數(shù)字接收器執(zhí)行符號定時(shí)同步410,并且在操作508,執(zhí)行頻率和相位偏移補(bǔ)償412。一旦恢復(fù)符號定時(shí)并補(bǔ)償了頻率和相位偏差誤差,就在操作512由解調(diào)制器422解調(diào)制所校正的基帶信號s(n)。在解調(diào)制之前,可以執(zhí)行前導(dǎo)碼相關(guān)器420以在操作510檢測前導(dǎo)碼序列并識別該幀的起始。

圖6是例示根據(jù)在此描述的技術(shù)的一個(gè)實(shí)施方式的、利用符號定時(shí)恢復(fù)400進(jìn)行頻率和相位偏移補(bǔ)償?shù)氖纠龑?shí)現(xiàn)的圖。圖6所示的示例實(shí)現(xiàn)包括:延遲模塊602、符號定時(shí)估計(jì)器606、頻率/相位偏移估計(jì)器604、直接數(shù)字合成器(DDS)608以及混合器610。因?yàn)檫@可在數(shù)字域中實(shí)現(xiàn),所以可利用例如可包括執(zhí)行程序代碼的數(shù)字信號處理器或電路以執(zhí)行所述功能的處理系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)相位和頻率偏移補(bǔ)償以及符號定時(shí)估計(jì)。

在不同實(shí)施方式中,頻率/相位偏移估計(jì)器604可以被配置成生成傳入信號的頻率偏移估計(jì)Δω和/或相位估計(jì)θ。這些Δω、θ估計(jì)可被直接數(shù)字合成器(DDS)608使用以生成校正信號c(n-D)。該校正信號c(n-D)可應(yīng)用在混合器610處以去除確定的頻率和相位偏移。在所示示例中,該校正信號c(n-D)被應(yīng)用至由延遲模塊602生成的接收的信號的延遲版本s(n-D)。該延遲D用于補(bǔ)償處理時(shí)間??墒褂梅栍|發(fā)器將頻率/相位估計(jì)器與所接收的信號同步。其也可被前導(dǎo)碼相關(guān)器和解調(diào)制器使用。符號定時(shí)估計(jì)器606可用于生成符號觸發(fā)器“sym trig”(例如,選通(strobe))以指示符號的起始。因此,輸出處是經(jīng)過相位/頻率校正的輸出信號614和符號定時(shí)信號sym trig 616。

圖7是例示根據(jù)在此公開的技術(shù)的各種實(shí)施方式的、可以執(zhí)行的示例變換的圖。圖8是例示由該變換模塊執(zhí)行的處理的操作流程圖。下面參照圖7和圖8,在操作802,調(diào)制信號s(n)被接收并且被求平方模塊704求平方。這導(dǎo)致平方調(diào)制信號s2(n)。直接數(shù)字合成器DDS 706例如可以被配置成生成或合成參照頻率源的頻率與相位可調(diào)諧輸出信號。在該示例中,DDS 706可以被配置成生成基準(zhǔn)信號r(n),基準(zhǔn)信號r(n)是按調(diào)制頻率ω的兩倍的復(fù)指數(shù)信號?;鶞?zhǔn)信號r(n)可以被系統(tǒng)重置信號rst重置。

在操作804,該平方信號s2(n)利用復(fù)數(shù)乘法器708乘以本機(jī)基準(zhǔn)信號r(n),獲得信號mix(n)。該操作將平方信號的頻譜分量移位2ω。

在操作806,將信號mix(n)時(shí)間移位或延遲,這可以利用具有延遲輸入D的移位寄存器710實(shí)現(xiàn)。具體地,該信號可被移位D(0≤D<M),得到時(shí)間移位信號mix(n-D)。在操作808,將該時(shí)間移位信號按M=fS/R下采樣。在不同實(shí)施方式中,延遲輸入D從sym trig(符號觸發(fā))616生成,例如,如下參照圖9描述的。

在所示示例中,下采樣利用下采樣器712生成,以在輸出處生成誤差信號e(m),其中,fS是采樣頻率,而R是符號速率。通常,對于數(shù)字IF接收器來說,fIF=fS/4,fS=8R,并且M=8。利用移位寄存器710對該信號進(jìn)行時(shí)間移位提供了選擇由下采樣器712從樣本流中選擇哪個(gè)樣本的機(jī)會。

數(shù)學(xué)上,圖7所示的變換可以如方程1所示重寫。

<mrow> <msub> <mi>s</mi> <mrow> <mi>k</mi> <mo>,</mo> <mi>i</mi> </mrow> </msub> <mo>=</mo> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <mo>-</mo> <mn>1</mn> <mo>)</mo> </mrow> <msub> <mi>&phi;</mi> <mi>k</mi> </msub> </msup> <msup> <mi>e</mi> <mrow> <mi>j</mi> <mo>{</mo> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <mo>-</mo> <mn>1</mn> <mo>)</mo> </mrow> <msub> <mi>b</mi> <mi>k</mi> </msub> </msup> <mi>&omega;</mi> <mi>T</mi> <mo>&lsqb;</mo> <mi>k</mi> <mo>+</mo> <mfrac> <mi>i</mi> <mi>M</mi> </mfrac> <mo>+</mo> <mo>&Element;</mo> <mo>&rsqb;</mo> <mo>+</mo> <mi>&Delta;</mi> <mi>&omega;</mi> <mi>T</mi> <mo>&lsqb;</mo> <mi>k</mi> <mo>+</mo> <mfrac> <mi>i</mi> <mi>M</mi> </mfrac> <mo>&rsqb;</mo> <mo>+</mo> <msub> <mi>&theta;</mi> <mn>0</mn> </msub> <mo>}</mo> </mrow> </msup> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mn>1</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>

方程(1)示出了對MSK信號Sk,i按M上采樣,其中:

-調(diào)制數(shù)據(jù)序列ak∈(0,1)的偶數(shù)數(shù)據(jù)比特;

-bk是取決于偶數(shù)比特和奇數(shù)比特兩者的異或(OR)逆運(yùn)算的結(jié)果;

T=1/R是符號時(shí)段;

是調(diào)制頻率;

i和M分別是符號時(shí)間0≤i<M和符號上采樣率M的一小部分;

ε是相對于T的定時(shí)誤差,0.5≤∈≤0.5;而

Δω和θ0分別是頻率偏移誤差和初始相位誤差。

該求平方運(yùn)算(在這種情況下是非線性的)生成如方程(2)所示的信號。

<mrow> <msub> <msup> <mi>s</mi> <mn>2</mn> </msup> <mrow> <mi>k</mi> <mo>,</mo> <mi>i</mi> </mrow> </msub> <mo>=</mo> <msup> <mi>e</mi> <mrow> <mn>2</mn> <mi>j</mi> <mo>{</mo> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <mo>-</mo> <mn>1</mn> <mo>)</mo> </mrow> <msub> <mi>b</mi> <mi>k</mi> </msub> </msup> <mi>&omega;</mi> <mi>T</mi> <mo>&lsqb;</mo> <mi>k</mi> <mo>+</mo> <mfrac> <mi>i</mi> <mi>M</mi> </mfrac> <mo>+</mo> <mo>&Element;</mo> <mo>&rsqb;</mo> <mo>+</mo> <mi>&Delta;</mi> <mi>&omega;</mi> <mi>T</mi> <mo>&lsqb;</mo> <mi>k</mi> <mo>+</mo> <mfrac> <mi>i</mi> <mi>M</mi> </mfrac> <mo>&rsqb;</mo> <mo>+</mo> <msub> <mi>&theta;</mi> <mn>0</mn> </msub> <mo>}</mo> </mrow> </msup> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mn>2</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>

作為在混合器708處與本機(jī)基準(zhǔn)信號混合的結(jié)果,該信號mixk,i可以如方程(3)所示,其中,新參數(shù)ck=2(1-bk)∈(0,2)。

<mrow> <msub> <mi>mix</mi> <mrow> <mi>k</mi> <mo>,</mo> <mi>i</mi> </mrow> </msub> <mo>=</mo> <msub> <msup> <mi>s</mi> <mn>2</mn> </msup> <mrow> <mi>k</mi> <mo>,</mo> <mi>i</mi> </mrow> </msub> <msub> <mi>r</mi> <mrow> <mi>k</mi> <mo>,</mo> <mi>i</mi> </mrow> </msub> <mo>=</mo> <msup> <mi>e</mi> <mrow> <mn>2</mn> <mi>j</mi> <mo>{</mo> <msub> <mi>c</mi> <mi>k</mi> </msub> <mi>&omega;</mi> <mi>T</mi> <mo>&lsqb;</mo> <mi>k</mi> <mo>+</mo> <mfrac> <mi>i</mi> <mi>M</mi> </mfrac> <mo>&rsqb;</mo> <mo>}</mo> </mrow> </msup> <msup> <mi>e</mi> <mrow> <mn>2</mn> <mi>j</mi> <mo>{</mo> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <mo>-</mo> <mn>1</mn> <mo>)</mo> </mrow> <msub> <mi>b</mi> <mi>k</mi> </msub> </msup> <mi>&omega;</mi> <mi>T</mi> <mo>&Element;</mo> <mo>+</mo> <mi>&Delta;</mi> <mi>&omega;</mi> <mi>T</mi> <mo>&lsqb;</mo> <mi>k</mi> <mo>+</mo> <mfrac> <mi>i</mi> <mi>M</mi> </mfrac> <mo>&rsqb;</mo> <mo>+</mo> <msub> <mi>&theta;</mi> <mn>0</mn> </msub> <mo>}</mo> </mrow> </msup> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mn>3</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>

最后,按M對被移位寄存器710延遲的信號mix(n-D)下采樣(如操作806和808所示)在ck=2時(shí),疊合高頻頻率分量e2j{2ωTk}=ej2πk=1,并且輸出e(m)(其中,m=k)被簡化成方程(4):

<mrow> <mi>e</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>m</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>=</mo> <mi>m</mi> <mi>i</mi> <mi>x</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mfrac> <mrow> <mi>n</mi> <mo>-</mo> <mi>D</mi> </mrow> <mi>M</mi> </mfrac> <mo>)</mo> </mrow> <mo>=</mo> <msup> <mi>e</mi> <mrow> <mn>2</mn> <mi>j</mi> <mo>{</mo> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <mo>-</mo> <mn>1</mn> <mo>)</mo> </mrow> <msub> <mi>b</mi> <mi>m</mi> </msub> </msup> <mi>&omega;</mi> <mi>T</mi> <mo>&Element;</mo> <mo>+</mo> <mi>&Delta;</mi> <mi>&omega;</mi> <mi>T</mi> <mi>m</mi> <mo>+</mo> <msub> <mi>&theta;</mi> <mn>0</mn> </msub> <mo>}</mo> </mrow> </msup> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mn>4</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>

注意,下采樣可以在所有其它操作之前進(jìn)行,并且數(shù)字電路可以按m=n/M時(shí)鐘速率工作,這顯著簡化了實(shí)現(xiàn),如圖16所示。

如上所述,在此提供的三個(gè)塊或模塊包括符號定時(shí)生成器、頻率估計(jì)器及相位估計(jì)器。圖6示出了這些的組合的示例,其中,在606示出了符號定時(shí)估計(jì)器,而在604示出了頻率和相位偏移估計(jì)器。下面,對這些模塊的示例進(jìn)行描述。

圖9是例示根據(jù)在此公開的技術(shù)的各種實(shí)施方式的、執(zhí)行頻率估計(jì)的示例塊的圖。圖10是例示根據(jù)在此公開的技術(shù)的各種實(shí)施方式的、用于頻率估計(jì)的示例處理的操作流程圖。下面,參照圖9和圖10,該示例頻率估計(jì)器包括變換塊902、濾波塊904、共軛/延遲塊906、混合器908、CORDIC 910、除法器912、低通濾波器914及轉(zhuǎn)換器916。在操作中,頻率估計(jì)器接收到調(diào)制信號(例如,MSK調(diào)制信號)s(n)。在操作1002,變換塊902應(yīng)用變換,其可以基于sym trig(例如,sym trig 616)進(jìn)行鍵控。

符號觸發(fā)信號可以被轉(zhuǎn)換器916轉(zhuǎn)換成延遲D以供變換902。該轉(zhuǎn)換例如可以通過確定M個(gè)時(shí)鐘中的哪一個(gè)包含被設(shè)置成一的符號觸發(fā)來實(shí)現(xiàn)。所得延遲D(0≤D<M)被提供給變換902。

這導(dǎo)致在變換塊902的輸出處生成誤差信號e(m)。在操作1004,低通濾波器塊904對該信號濾波以去除高頻噪聲,得到濾波的誤差信號e'(m)。在操作1006,共軛/延遲塊906共軛并延遲經(jīng)變換和濾波的信號,并且在操作1008,將變換的信號和延遲的變換信號在混合器908處復(fù)用,以確定兩個(gè)連續(xù)采樣之間的相位差。

在操作1010,CORDIC塊910提取相位。在一些實(shí)施方式中,這通過從x、y坐標(biāo)向極坐標(biāo)(幅度和相位)轉(zhuǎn)換來實(shí)現(xiàn),以通過其它方法確定相位差。因此,這導(dǎo)致信號2ΜΔω(m)。該信號因在變換中發(fā)生的平方化和下采樣而大2M倍(例如,參見圖7)。因此,在操作1012,將該頻率偏移除以2M,該系統(tǒng)生成頻率誤差的瞬時(shí)估計(jì)Δω(m)。此后,在操作1014,該估計(jì)器估計(jì)該頻率誤差的平均值。在一個(gè)實(shí)施方式中,這可以利用低通濾波器914來實(shí)現(xiàn),低通濾波器914可被實(shí)現(xiàn)為無限脈沖響應(yīng)(IIR)濾波器或有限脈沖響應(yīng)(FIR)濾波器。這可以被實(shí)現(xiàn)成連續(xù)跟蹤頻率誤差Δωest(m)的平均值。

該系統(tǒng)還可以被配置成確定相位偏移。在系統(tǒng)執(zhí)行了頻率偏移確定之后,所確定頻率仍可以與真實(shí)頻率具有某種失配。任何這種失配將導(dǎo)致隨著時(shí)間累積的相位誤差。因此,該系統(tǒng)可以配置成不僅估計(jì)初始相位,而且估計(jì)由頻率偏移失配產(chǎn)生的殘留相位誤差。

圖11是例示根據(jù)在此描述的技術(shù)的一個(gè)實(shí)施方式的、用于估計(jì)殘留相位誤差的相位估計(jì)器塊的示例的圖。在圖11處描繪的示例相位估計(jì)器塊估計(jì)相位誤差θ(m),相位誤差θ(m)包括初始相位誤差θ0和根據(jù)殘留頻率誤差Δωres(m)=Δωest(m)-Δωtrue(m)生成的相位誤差θf(m)。在各個(gè)實(shí)施方式中,假定已校正頻率誤差,因此在相位估計(jì)的輸入處僅存在小的殘留誤差。圖12是例示根據(jù)在此描述的技術(shù)的一個(gè)實(shí)施方式的、用于相位偏移估計(jì)的示例處理的操作流程圖。下面,參照圖11和圖12,在操作1202,相位估計(jì)器塊應(yīng)用變換1102。它們可被應(yīng)用的變換1102的示例是上面參照圖7描述的變換。

在操作1204,該變換信號e(m)被濾波器1104濾波。濾波器1104可以被配置成在利用CORDIC 1106的相位提取之前對瞬時(shí)相位誤差求平均。在不同實(shí)施方式中,該操作可以利用簡單的類LMS(最小均方)自適應(yīng)濾波器或能夠估計(jì)瞬時(shí)相位的平均值的其它類型濾波器來執(zhí)行。在不同實(shí)施方式中,濾波在CORDIC之前執(zhí)行,因?yàn)镃ORDIC生成-π至π相位,并且噪聲將導(dǎo)致該輸出卷繞(wrap)瞬時(shí)相位。

在操作1206,提取相位偏移的平均值。在一些實(shí)施方式中,這可以通過CORDIC操作來執(zhí)行。CORDIC 1106生成可以利用簡單邏輯解卷繞的兩倍相位誤差θ(m)。在操作1208,估計(jì)器解卷繞該相位誤差以跟蹤累積的相位偏移。因?yàn)榇嬖跉埩粝辔黄?,所以該相位最終在π或-π點(diǎn)卷繞(從π至-π限定的復(fù)數(shù)的相位)。在操作1210,估計(jì)器除以二以確定相位估計(jì)。在解卷繞之后除以二得到感興趣的相位誤差θest(m)。

符號定時(shí)恢復(fù)被用于確定所發(fā)送的符號的定時(shí)或時(shí)鐘。為進(jìn)行符號定時(shí)恢復(fù),系統(tǒng)可以被配置成采用傳入信號,并設(shè)置從0至M-1的不同延遲D,接著將這些應(yīng)用為變換延遲??梢允褂枚嘞鄷r(shí)鐘向延遲塊提供多個(gè)相位以應(yīng)用不同延遲。該塊的輸出被用于生成用于頻率/相位估計(jì)器的符號觸發(fā)信號“sym trig”,使得可以將接收的信號與自由運(yùn)行DDS的本機(jī)基準(zhǔn)同步,其可以根據(jù)某一任意重置信號“rst”重置。

圖13是例示根據(jù)在此公開的技術(shù)的各種實(shí)施方式的、用于執(zhí)行符號定時(shí)恢復(fù)的示例塊的圖。圖14是例示根據(jù)在此公開的技術(shù)的各種實(shí)施方式的、用于符號定時(shí)恢復(fù)的示例處理的操作流程圖。下面,參照圖13和14,該示例示出了多個(gè)延遲1302。在所示示例中,設(shè)想具有D=0…M-1的M個(gè)延遲的變換。圖13所示的示例符號定時(shí)估計(jì)器塊以1/M時(shí)鐘精度恢復(fù)符號定時(shí)信息。

因此,該塊由每一個(gè)都按時(shí)鐘速率m=n/M工作的M個(gè)處理單元和在末端處生成“sym trig”符號觸發(fā)信號的比較器1310構(gòu)成。每一個(gè)變換單元的時(shí)間移位值D等于0…M-1。

在操作1404,可以采用低通濾波器以濾出高頻噪聲,并且低通濾波器可被實(shí)現(xiàn)為IIR或其它合適的低通濾波器。這對于例如去除信號上的加性高斯白噪聲(AWGN)可以使有用的。

在操作1406,計(jì)算濾除的誤差信號的瞬時(shí)功率。這由塊1306執(zhí)行。在操作1408,符號定時(shí)估計(jì)器根據(jù)低通濾波瞬時(shí)功率來確定平均功率。在這個(gè)示例中,低通濾波器被實(shí)現(xiàn)為FIR濾波器或IIR濾波器以尋找平均功率。在操作1410,選擇最大功率信號來確定符號定時(shí)。所示示例中,比較器1310可用于比較來自每一個(gè)相關(guān)分支的平均功率,以確定哪個(gè)分支具有最大功率。系統(tǒng)選擇具有最大功率的分支,并且識別其關(guān)聯(lián)的延遲。最大功率輸出指出接收的信號與本機(jī)基準(zhǔn)信號之間的延遲D以恢復(fù)符號定時(shí)。在不同實(shí)施方式中,使用不同相位(例如,分離時(shí)鐘或多相時(shí)鐘)的時(shí)鐘來觸發(fā)延遲變換1302。

如上參照圖6所述,可以使用符號定時(shí)估計(jì)器以及頻率和相位偏移估計(jì)器來執(zhí)行希望定時(shí)、頻率以及相位估計(jì)。以上描述了可與這種系統(tǒng)一起使用的頻率估計(jì)器、相位估計(jì)器及符號定時(shí)估計(jì)器的示例實(shí)施方式。圖15是例示根據(jù)在此描述的技術(shù)的一個(gè)實(shí)施方式的、利用符號定時(shí)恢復(fù)來進(jìn)行頻率和相位估計(jì)的系統(tǒng)的示例架構(gòu)的框圖。

如在圖15中看到的,示例實(shí)現(xiàn)包括延遲塊1502、1510、頻率偏移估計(jì)器1504、符號定時(shí)估計(jì)器1506、DDS 1508、混合器1516和1518、相位偏移估計(jì)器1512及DDS塊1514。該更詳細(xì)的示例示出,可以分離地執(zhí)行頻率偏移估計(jì)1504和相位偏移估計(jì)1512。具體地,在該示例中,在相位偏移估計(jì)之前執(zhí)行頻率偏移估計(jì)。該示例還例示了,可以將符號定時(shí)估計(jì)用于生成用于觸發(fā)頻率偏移估計(jì)器1504和相位偏移估計(jì)器1512的觸發(fā)信號sym trig。在不同實(shí)施方式中,頻率偏移估計(jì)器1504例如可以利用上述的頻率偏移估計(jì)器900來實(shí)現(xiàn)。DDS 1508可配置成提供合適的校正信號以確保1518去除頻率偏移。因?yàn)槿钥赡艽嬖谀撤N頻率失配,所以可以使用相位偏移估計(jì)器1512來去除這種失配產(chǎn)生的任何附加相位偏移。在不同實(shí)施方式中,相位偏移估計(jì)器1512例如可以利用上述的相位偏移估計(jì)器1100來實(shí)現(xiàn)。相位偏移估計(jì)器1512可以被配置成向DDS154輸出相位偏移估計(jì),使得混合器1516可以應(yīng)用從該信號去除相位偏移的校正。

如在此所述,可以使用所述變換來提供針對在此描述的操作的估計(jì)e(m)。然而,圖7和圖8所示實(shí)施方式不是可用于變換700的唯一實(shí)施方式。例如,圖16是例示根據(jù)在此公開的技術(shù)的一個(gè)實(shí)施方式的另一示例變換的框圖。圖17是例示根據(jù)在此公開的技術(shù)的一個(gè)實(shí)施方式的、用于該變換的操作流程圖的圖。下面,參照圖16和圖17,在操作1702,將傳入信號s(n)時(shí)間移位或延遲。在該示例中,移位寄存器1604被提供在該變換的起始處以將延遲引入到傳入信號s(n)中,得到延遲的信號s(n-D)。至于上面參照圖7描述的實(shí)施方式,該信號s(n)可以按D(0≤D<M)移位,得到時(shí)間移位的信號s(n-D)。利用移位寄存器對該信號進(jìn)行時(shí)間移位提供了選擇通過下采樣(下面討論的)從樣本流中選擇哪個(gè)樣本的機(jī)會。

在操作1704,該時(shí)間移位的信號s(n-D)按M=fS/R下采樣,其中,fS是采樣頻率,而R是符號速率。在所示示例中,下采樣由下采樣塊1606實(shí)現(xiàn),以在輸出處生成下采樣信號s(m)。如通過將圖16和圖17的實(shí)施方式與圖7和圖8的實(shí)施方式進(jìn)行比較可以看出的那樣,延遲和下采樣的引入被移動至該變換中的較早的點(diǎn)處。在該變換中將下采樣移前允許操作的剩余部分按較慢速率執(zhí)行。例如,對于典型的數(shù)字IF接收器來說,fIF=fS/4,fS=8R,因而M=8。這可以降低操作的成本和復(fù)雜性。

在操作1706,下采樣的信號通過模塊1608求平方。這導(dǎo)致平方的下采樣信號S2(m)。在操作1708,使用混合器1612來組合平方的輸出S2(m)與來DDS 1610的r(m)。這可以通過對兩個(gè)信號的復(fù)數(shù)乘法來進(jìn)行。在不同實(shí)施方式中,基準(zhǔn)信號r(m)處于fS/2,因此,DDS 1610可以被簡化成[1,-1,…]實(shí)值序列,并因此復(fù)數(shù)乘法用與[1,-1,…]序列的兩個(gè)實(shí)數(shù)乘法來替換。

該實(shí)施方式和圖7和圖8所示實(shí)施方式可以與根據(jù)Mehlan Reference描述的現(xiàn)有技術(shù)變換相比較,如圖18所示。下面,參照圖18,Mehlan變換1800包括將傳入信號移位并下采樣移位的信號的操作,如塊1802和1804所示。接著,變換1800將下采樣信號s(m)與共軛/延遲塊1806生成的該信號的延遲的共軛s*(m-1)相乘(通過復(fù)數(shù)乘法)。所得信號c(m)接著被模塊1808求平方。這與上述實(shí)施方式形成對比,其中,求平方在與DDS輸出相乘之前執(zhí)行。

如上所述,由Mehlan Reference描述的系統(tǒng)尋找誤差信號預(yù)期值為:

E{e(m)}=(1+cos2π∈))e2jΔωT。

而與此相反,在這里描述的實(shí)施方式中,該誤差信號是

<mrow> <mi>e</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>m</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>=</mo> <msup> <mi>e</mi> <mrow> <mn>2</mn> <mi>j</mi> <mo>{</mo> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <mo>-</mo> <mn>1</mn> <mo>)</mo> </mrow> <msub> <mi>b</mi> <mi>m</mi> </msub> </msup> <mi>&omega;</mi> <mi>T</mi> <mo>&Element;</mo> <mo>+</mo> <mi>&Delta;</mi> <mi>&omega;</mi> <mi>T</mi> <mi>m</mi> <mo>+</mo> <msub> <mi>&theta;</mi> <mn>0</mn> </msub> </mrow> </msup> <mo>}</mo> <mo>,</mo> </mrow>

其中,ε分量表示符號定時(shí),Δω分量表示頻率偏移估計(jì),而θ0分量表示相位偏移。

如在此使用的,該術(shù)語模塊可以描述可以根據(jù)在此公開的技術(shù)的一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方式執(zhí)行的指定單元的功能。如在此使用的,模塊可以利用任何形式的硬件、軟件或其組合來實(shí)現(xiàn)。例如,一個(gè)或更多個(gè)處理器、控制器、ASIC、PLA、PAL、CPLD、FPGA、邏輯組件、軟件例程或其它機(jī)構(gòu)可以被實(shí)現(xiàn)成組成模塊。在實(shí)現(xiàn)中,在此描述的各種模塊可以被實(shí)現(xiàn)為離散模塊,或者所述功能和特征可以在一個(gè)或更多個(gè)模塊當(dāng)中部分或全部共有。換句話說,如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在閱讀本描述之后應(yīng)當(dāng)清楚,在此描述的各種特征和功能可以按任何指定應(yīng)用實(shí)現(xiàn),并且可以按各種組合和置換在一個(gè)或更多個(gè)分離或共享模塊中實(shí)現(xiàn)。即使各種特征或功能部件可以作為分離模塊單獨(dú)描述或保護(hù),本領(lǐng)域普通技術(shù)人員也應(yīng)當(dāng)明白,這些特性和功能可以在一個(gè)或更多個(gè)公共軟件和硬件部件中共有,并且這種描述不應(yīng)需要或暗示使用分離硬件或軟件組件來實(shí)現(xiàn)這種功能或功能。

在該技術(shù)的組件或模塊利用軟件整體或部分實(shí)現(xiàn)的情況下,在一個(gè)實(shí)施方式中,這些軟件部件可以被實(shí)現(xiàn)成利用能夠執(zhí)行針對其描述的功能的計(jì)算或處理模塊來操作。圖19示出了這樣示例計(jì)算模塊。各個(gè)實(shí)施方式按照該示例計(jì)算模塊1900來描述。在閱讀本描述之后,相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)清楚怎樣利用其它計(jì)算模塊或架構(gòu)來實(shí)現(xiàn)該技術(shù)。

下面,參照圖19,計(jì)算模塊1900例如可以表示在臺式計(jì)算機(jī)、膝上型計(jì)算機(jī)及筆記本計(jì)算機(jī)內(nèi)找到的計(jì)算或處理能力;手持式計(jì)算裝置(PDA、智能電話、蜂窩電話、掌上計(jì)算機(jī)等);大型機(jī)(mainframe)、超級計(jì)算機(jī)、工作站或服務(wù)器;或者如可以希望或適于指定應(yīng)用或環(huán)境的任何其它類型的專用或通用計(jì)算裝置。計(jì)算模塊1900還可以表示嵌入指定裝置內(nèi)或者以其它方式可用于指定裝置的計(jì)算能力。例如,計(jì)算模塊可以在其它電子裝置內(nèi)找到,舉例來說,諸如數(shù)字像機(jī)、導(dǎo)航系統(tǒng)、蜂窩電話、便攜式計(jì)算裝置、調(diào)制解調(diào)器、路由器、WAP、終端以及可以包括某種形式的處理能力的其它電子裝置。

計(jì)算模塊1900例如可以包括一個(gè)或更多個(gè)處理器、控制器、控制模塊或者其它處理裝置,如處理器1904。處理器1904可以利用通用或?qū)S锰幚硪鎭韺?shí)現(xiàn),舉例來說,如微處理器、控制器或其它控制邏輯。在所示示例中,處理器1904連接至總線1902,但可以使用任何通信介質(zhì)來與計(jì)算模塊1900的其它組件的交互作用或者外部通信。

計(jì)算模塊1900還可以包括一個(gè)或更多個(gè)存儲器模塊,在此簡稱為主存儲器1908。例如,優(yōu)選的是,可以使用隨機(jī)存取存儲器(RAM)或其它動態(tài)存儲器來存儲信息和要由處理器1904執(zhí)行的指令。主存儲器1908還可以被用于在要由處理器1904執(zhí)行的指令的執(zhí)行期間存儲臨時(shí)變量或其它中間信息。計(jì)算模塊1900同樣可以包括用于存儲靜態(tài)信息和用于處理器1904的指令的只讀存儲器(“ROM”)1108或聯(lián)接至總線1902的其它靜態(tài)存儲裝置。

計(jì)算模塊1900還可以包括一個(gè)或更多個(gè)不同形式的信息存儲機(jī)構(gòu)1910,例如可以包括介質(zhì)驅(qū)動器1912和存儲單元接口1920。該介質(zhì)驅(qū)動器1912可以包括驅(qū)動器或用于支持固定或可去除存儲介質(zhì)1914的其它機(jī)構(gòu)。例如,硬盤驅(qū)動器、軟盤驅(qū)動器、磁帶驅(qū)動器、光盤驅(qū)動器、CD或DVD驅(qū)動器(R或RW),或者可以提供的其它可去除或固定介質(zhì)驅(qū)動器。因此,存儲介質(zhì)1914例如可以包括硬盤、軟盤、磁帶、光盤、CD或DVD,或者通過介質(zhì)驅(qū)動器讀取、寫入或存取的其它固定或可去除介質(zhì)。如這些示例例示,存儲介質(zhì)1914可以包括存儲有計(jì)算機(jī)軟件或數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)可用存儲介質(zhì)。

在另選實(shí)施方式中,信息存儲介質(zhì)1910可以包括用于允許將計(jì)算機(jī)程序或其它指令或數(shù)據(jù)加載到計(jì)算模塊1900中的其它類似工具。這種工具例如可以包括固定或可去除的存儲單元1922和接口1920。這種存儲單元1922和接口1920的示例可以包括程序盒式存儲器(program cartridge)和盒接口、可去除存儲器(例如,閃速存儲器或其它可去除的存儲器模塊)和存儲器插槽、PCMCIA插槽和卡以及允許軟件和數(shù)據(jù)從存儲單元1922向計(jì)算模塊1900傳遞的其它固定或可去除的存儲單元1922和接口1920。

計(jì)算模塊1900還可以包括通信接口1924。通信接口1924可以用于允許軟件和數(shù)據(jù)在計(jì)算模塊1900與外部裝置之間傳遞。通信接口1924的示例可以包括調(diào)制解調(diào)器或軟調(diào)制解調(diào)器、網(wǎng)絡(luò)接口(諸如以太網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)接口卡、WiMedia、IEEE 802.XX或其它接口)、通信端口(舉例來說,諸如USB端口、IR端口、RS232端口、接口或其它端口)或其它通信接口。經(jīng)由通信接口1924傳遞的軟件和數(shù)據(jù)可以典型地在信號上承載,所述信號可以是能夠通過指定通信接口1924交換的電子、電磁(包括光學(xué))或其它信號。這些信號可以經(jīng)由信道1928提供給通信接口1924。信道1928可以承載信號并且可利用有線或無線通信介質(zhì)實(shí)現(xiàn)。信道的一些示例可以包括電話線路、蜂窩鏈路、RF鏈路、光學(xué)鏈路、網(wǎng)絡(luò)接口、局域網(wǎng)或廣域網(wǎng)以及其它有線或無線通信信道。

在本文檔中,使用術(shù)語“計(jì)算機(jī)程序介質(zhì)”和“計(jì)算機(jī)可用介質(zhì)”來總體上表示介質(zhì),舉例來說,諸如存儲器1908、存儲單元1920、介質(zhì)1914以及信道1928。這些和其它各種形式的計(jì)算機(jī)程序介質(zhì)或計(jì)算機(jī)可用介質(zhì)可以涉及向處理裝置運(yùn)送一個(gè)或更多個(gè)指令的一個(gè)或更多個(gè)序列以供執(zhí)行。在該介質(zhì)上具體實(shí)施的這種指令被通稱為“計(jì)算機(jī)程序代碼”或“計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品”(其可以按計(jì)算機(jī)程序的形式或其它分組方式來分組)。在執(zhí)行時(shí),這種指令可以使得計(jì)算機(jī)模塊1900能夠執(zhí)行如在此討論的所公開技術(shù)的特征或功能。

雖然上面對本公開技術(shù)的各種實(shí)施方式進(jìn)行了描述,但應(yīng)當(dāng)明白,它們僅通過示例而非限制的方式呈現(xiàn)。同樣,各個(gè)圖可以描繪針對本公開技術(shù)的示例架構(gòu)或其它配置,以幫助理解可以被包括在本公開技術(shù)中的特征和功能。本公開技術(shù)不限于所示示例架構(gòu)或配置,而是可以利用多種另選架構(gòu)和配置來實(shí)現(xiàn)該希望特征。實(shí)際上,本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白,可以怎樣實(shí)現(xiàn)另選功能、邏輯或物理劃分和配置,以實(shí)現(xiàn)在此公開的技術(shù)的希望特征。而且,可以將除了在此描述的那些以外的其它眾多不同組成模塊應(yīng)用至所述各種劃分。另外,關(guān)于流程圖、操作描述以及方法權(quán)利要求書,在此呈現(xiàn)步驟的次序不應(yīng)要求各種實(shí)施方式被實(shí)現(xiàn)成按相同次序執(zhí)行所陳述的功能,除非文中另外指定。

盡管上面按照各種示例性實(shí)施方式和實(shí)現(xiàn)對所公開技術(shù)進(jìn)行了描述,但應(yīng)當(dāng)明白,多個(gè)單獨(dú)實(shí)施方式中的一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方式中描述的各種特征、方面以及功能不是將它們的可應(yīng)用性限制于借以描述它們的該特定實(shí)施方式,相反,可以單獨(dú)或者按各種組合應(yīng)用至所公開技術(shù)的其它實(shí)施方式中的一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方式,無論這種實(shí)施方式是否被描述和無論這種特征是否被呈現(xiàn)為所描述的實(shí)施方式的一部分。由此,在此公開的技術(shù)的廣度和范圍應(yīng)當(dāng)不受限于任何上述示例性實(shí)施方式。

除非另外明確規(guī)定,在本文檔中使用術(shù)語和短語及其變型都應(yīng)被視為開放式的,而非限制性的。作為前述的示例:術(shù)語“包括”應(yīng)被理解為含義“包括而不限于”等;術(shù)語“示例”被用于提供討論中的項(xiàng)目的示例性實(shí)例,而非其排它或限制列表;術(shù)語“一(a)”或“一(an)”應(yīng)被理解為表示“至少一個(gè)”、“一個(gè)或更多個(gè)”等;而諸如“常規(guī)”、“傳統(tǒng)”、“正?!?、“標(biāo)準(zhǔn)”、“已知”以及類似含義的術(shù)語的形容詞不應(yīng)被視為將所述項(xiàng)目限制成指定時(shí)段或作為指定時(shí)間可用的項(xiàng)目,相反,應(yīng)被理解成涵蓋可以現(xiàn)在或?qū)砣魏螘r(shí)間可獲或已知的常規(guī)、傳統(tǒng)、正常,或標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)。同樣,在該文檔引用本領(lǐng)域普通技術(shù)人員清楚或知道的技術(shù)的情況下,這種技術(shù)涵蓋技術(shù)人員現(xiàn)在或?qū)砣魏螘r(shí)間清楚或已知的那些技術(shù)。

在某些實(shí)例中存在的加寬詞語和短語(如“一個(gè)或更多個(gè)”、“至少”、“但不限于”等)不應(yīng)被理解成意指在可能缺乏這種擴(kuò)大的短語的實(shí)例中想要或需要更狹窄的情況。使用的術(shù)語“模塊”不暗示作為該模塊的一部分描述或要求保護(hù)的組件或功能全部配置在公共封裝中。實(shí)際上,模塊的任何或所有各種組件(無論控制邏輯還是其它組件)可以按單一封裝組合,或者分離保持,并且還可以按多個(gè)分組或封裝或者橫多個(gè)位置分布。

另外,在此闡述的各種實(shí)施方式按照示例性框圖、流程圖以及其它例示來描述。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在閱讀本文檔之后將變清楚的是,所示實(shí)施方式和它們的各種另選例可以在不需要針對所示示例的限制下實(shí)現(xiàn)。例如,框圖和它們的附隨描述不應(yīng)被視為要求特定架構(gòu)或配置。

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