本發(fā)明涉及一種檢測器和一種檢測信號(hào)的值的方法。具體地說,本發(fā)明涉及一種用于接收器的差分檢測器。
背景技術(shù):
幅移鍵控(ASK)是一種傳信方法,其中以所傳輸?shù)牟ㄐ蔚恼穹鶃砭幋a消息。典型的ASK接收器包括接收天線,之后是模擬前端(AFE),該模擬前端通過提取信號(hào)包絡(luò)對來自接收天線的無線信號(hào)進(jìn)行降頻轉(zhuǎn)換。由于所接收的信號(hào)遭受各種不理想情況的影響,所以為了進(jìn)一步的數(shù)字信號(hào)處理(DSP),使用模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)將信號(hào)包絡(luò)量化成離散值。
不理想情況的例子包括以下:
i)在傳輸器調(diào)制期間的相位抖動(dòng)(符號(hào)過渡時(shí)間網(wǎng)格上的有界的時(shí)間偏移不確定性),這造成了所傳輸?shù)姆?hào)周期的時(shí)變偏差,其顯示為信號(hào)的符號(hào)從它們的標(biāo)稱位置移位了的上升沿和下降沿。
ii)有限帶寬的無線信道將符號(hào)間干擾(ISI)引入到所接收的信號(hào)。當(dāng)數(shù)據(jù)速率超過可用的信道帶寬時(shí),ISI隨著傳輸數(shù)據(jù)速率增加。
iii)信道和AFE可以誘發(fā)每個(gè)信號(hào)星座點(diǎn)的時(shí)變增益,這使得難以在接收器處進(jìn)行符號(hào)檢測。
iv)由于接收器處的AFE中的交流耦合和/或功率調(diào)整器產(chǎn)生高通濾波器效應(yīng),這抑制了低頻分量在所接收的信號(hào)中造成基線漂移。
這些信號(hào)失真需要接收器的處的DSP可靠地恢復(fù)所傳輸?shù)南ⅲ也灰鸱?hào)錯(cuò)誤。
傳統(tǒng)上,橫向、格形或塊狀自適應(yīng)均衡器已經(jīng)被用來補(bǔ)償ISI和時(shí)變信號(hào)增益。然而,在突發(fā)通信中和在具有很少或沒有訓(xùn)練符號(hào)的受限的幀格式中,均衡器可能沒有經(jīng)過充分的訓(xùn)練。因此,使用具有不收斂濾波器權(quán)重的均衡器將會(huì)產(chǎn)生較大的殘留的ISI。盲均衡器是具有吸引力的替代物,但它們的收斂時(shí)間總體上較長(大約幾千個(gè)符號(hào)),這使得它們不適用于突發(fā)通信。
相位抖動(dòng)可使用分?jǐn)?shù)間隔均衡法來對抗。遺憾的是,出于與上文所描述的相同的原因,在突發(fā)通信中,不充分收斂的均衡器在補(bǔ)償相位抖動(dòng)方面用處極小。
在文獻(xiàn)中,為解決基線漂移,已推薦使用決策反饋均衡器和經(jīng)低通濾波的符號(hào)決策來恢復(fù)ADC的數(shù)字化信號(hào)輸出中的低頻分量。然而,這些方法增加了計(jì)算的復(fù)雜度,使得它們不適用于硬件實(shí)施方案。此外,基于均衡器的方法將需要增加濾波器長度和訓(xùn)練周期,而設(shè)計(jì)用于恢復(fù)低頻分量的低通濾波器需要對參數(shù)進(jìn)行困難的手動(dòng)調(diào)諧。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
根據(jù)本發(fā)明的第一方面,提供一種用于接收器的差分檢測器,該檢測器包括:模/數(shù)轉(zhuǎn)換器,其用于從信號(hào)的符號(hào)中對樣本進(jìn)行取樣;差分器,其被配置成利用轉(zhuǎn)移函數(shù)對樣本進(jìn)行差分,從而為每個(gè)符號(hào)產(chǎn)生經(jīng)差分的一系列樣本;以及決策裝置,其被配置成通過比較所述經(jīng)差分的一系列樣本的值與邊界條件值來確定每個(gè)符號(hào)的值。
比較所述經(jīng)差分的一系列樣本的值與邊界條件值可以緩解與所接收的信號(hào)中的不理想情況(如ISI、相位抖動(dòng)或其它信號(hào)失真)相關(guān)的問題。
在實(shí)施例中,模/數(shù)轉(zhuǎn)換器可對每個(gè)符號(hào)進(jìn)行取樣,每一符號(hào)具有L個(gè)樣本,其中L大于或等于2。
在其它實(shí)施例中,檢測器可將三進(jìn)制值指派給符號(hào),分別是:如果符號(hào)的經(jīng)差分的一系列樣本的值超過上邊界條件值,那么將+1指派給該符號(hào);或者如果符號(hào)的經(jīng)差分的一系列樣本的值超過下邊界條件值,那么將-1指派給該符號(hào);或者如果經(jīng)差分的一系列樣本既沒超過上邊界條件值也沒超過下邊界條件值,那么將0指派給符號(hào)。另外,決策裝置可基于符號(hào)的三進(jìn)制值與其之前的符號(hào)的值的總和確定該符號(hào)的值。
另外地或可替代地,邊界條件值可以是自適應(yīng)的,并可以被調(diào)適用于每個(gè)符號(hào)。檢測器還可以進(jìn)行以下操作中的任一個(gè):如果一個(gè)符號(hào)之前的符號(hào)的三進(jìn)制值是+1,那么調(diào)適該符號(hào)的上邊界條件值;或者如果一個(gè)符號(hào)之前的符號(hào)的三進(jìn)制值是-1,那么調(diào)適該符號(hào)的下邊界條件值;或者如果一個(gè)符號(hào)之前的符號(hào)的三進(jìn)制值是0,那么保持該符號(hào)的上邊界條件值和下邊界條件值。
在實(shí)施例中,對于每個(gè)符號(hào)而言:可針對一個(gè)符號(hào)指派或維持正序列,其中該符號(hào)的經(jīng)差分的一系列樣本中的至少一個(gè)樣本超過上邊界條件值;或者可針對一個(gè)符號(hào)指派或維持負(fù)序列,其中該符號(hào)的經(jīng)差分的一系列樣本中的至少一個(gè)樣本超過下邊界條件值;或者可針對一個(gè)符號(hào)維持正序列或負(fù)序列,其中該符號(hào)的經(jīng)差分的一系列樣本中沒有樣本超過上邊界條件值或下邊界條件值。另外,決策裝置可以在符號(hào)的每個(gè)正序列或負(fù)序列內(nèi)確定每個(gè)符號(hào)的三進(jìn)制值。此外,針對每個(gè)序列具有超過邊界條件值最大量的樣本的符號(hào),對于正序列來說可以被指派三進(jìn)制值+1,或?qū)τ谪?fù)序列來說可以被指派三進(jìn)制值-1。序列中每一個(gè)剩余的符號(hào)可以被指派三進(jìn)制值0。
在實(shí)施例中,如果所有符號(hào)的三進(jìn)制值的總和不同于所預(yù)期三進(jìn)制值的預(yù)定總和,那么符號(hào)的最終序列的三進(jìn)制值可被指派值0。例如,根據(jù)信號(hào)幀的先驗(yàn)知識(shí),可確定三進(jìn)制值的總和的預(yù)期結(jié)果。例如,如果預(yù)期所有三進(jìn)制符號(hào)的總和是1,但實(shí)際總和等于0,那么符號(hào)的最終序列可被指派(即,重置)值0。通過分析信號(hào)幀的開始和結(jié)束處的信號(hào)的值,可確定這個(gè)知識(shí)。
在實(shí)施例中,決策裝置可基于符號(hào)的三進(jìn)制值的積分來確定符號(hào)的值。
在其它實(shí)施例中,檢測器可另外包括符號(hào)同步器以檢索每個(gè)符號(hào)的符號(hào)時(shí)序。
轉(zhuǎn)移函數(shù)可以是h=[oa 1 ob -c]。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面,提供一種檢測信號(hào)的符號(hào)的值的方法,該方法包括以下步驟:從信號(hào)的符號(hào)中對樣本進(jìn)行取樣;利用轉(zhuǎn)移函數(shù)對樣本進(jìn)行差分,從而為每個(gè)符號(hào)產(chǎn)生經(jīng)差分的一系列樣本;通過比較所述經(jīng)差分的一系列樣本的值與邊界條件值來確定每個(gè)符號(hào)的值。
一個(gè)目標(biāo)是提供穩(wěn)健的低復(fù)雜度的無乘法器的DSP算法,從而對被ISI、時(shí)變信號(hào)增益、相位抖動(dòng)和基線漂移減弱的所接收的信號(hào)進(jìn)行解碼,且不利用任何訓(xùn)練序列。
可提供一種計(jì)算機(jī)程序,當(dāng)在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行時(shí),該計(jì)算機(jī)程序使計(jì)算機(jī)配置包括本文所公開的電路、控制器、傳感器、濾波器或裝置的任何設(shè)備或執(zhí)行本文所公開的任何方法。計(jì)算機(jī)程序可以是軟件實(shí)施方案,且計(jì)算機(jī)可以被認(rèn)為是任何適當(dāng)?shù)挠布?,包括作為非限制性例子的?shù)字信號(hào)處理器、微控制器,以及在只讀存儲(chǔ)器(ROM)、可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器(EPROM)或電可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器(EEPROM)中的實(shí)施方案、快閃存儲(chǔ)器或芯片。軟件實(shí)施方案可為匯編程序。
計(jì)算機(jī)程序可以在計(jì)算機(jī)可讀媒體上提供,或可以體現(xiàn)為瞬態(tài)信號(hào),該計(jì)算機(jī)可讀媒體可以是物理計(jì)算機(jī)可讀媒體,例如光盤或存儲(chǔ)器裝置。此瞬態(tài)信號(hào)可以是網(wǎng)絡(luò)下載,包括互聯(lián)網(wǎng)下載。
將通過下文所描述的實(shí)施例清楚,并參考這些實(shí)施例闡明本發(fā)明的這些以及其它方面。
附圖說明
將參考附圖,并僅借助于例子來描述實(shí)施例,其中
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的具有幾個(gè)DSP塊的檢測器;
圖2a示出了連續(xù)二進(jìn)制ASK信號(hào)的例子,其中根據(jù)一實(shí)施例的基線漂移沒有由圖1的差分器塊處理;
圖2b示出了連續(xù)二進(jìn)制ASK信號(hào)的例子,其中基線漂移由圖1的差分器塊處理;
圖2c示出了圖2b中的經(jīng)取樣并經(jīng)差分的信號(hào)的例子;
圖2d示出了圖2b中的經(jīng)取樣并經(jīng)差分的信號(hào)的例子,且具有額外差分移位。
圖3示出了針對圖2d中的信號(hào)利用帶有自適應(yīng)決策邊界的三進(jìn)制限幅器的逐符號(hào)檢測器;
圖4a示出了根據(jù)替代實(shí)施例的理想的二進(jìn)制ASK信號(hào);
圖4b示出了圖4a的經(jīng)差分的信號(hào);以及
圖4c示出了具有不理想情況的經(jīng)取樣并經(jīng)差分的輸入信號(hào)。
應(yīng)注意,圖式是出于圖解說明且未按比例繪制。為在圖中清楚和便利起見,這些圖式的各部分的相對尺寸和比例已通過在大小上放大或減小而示出。相同的附圖標(biāo)記一般用于指代在被修改的且不同的實(shí)施例中相對應(yīng)的或相似的特征。
具體實(shí)施方式
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的例子的檢測器的例子。圖1示出了ASK信號(hào)接收器100的幾個(gè)DSP模,即,在比波特率(baud rate)更高的速率下運(yùn)作的ADC 110(即,過取樣的ADC)、差分器130和決策裝置140。整體上DSP路徑通常包括ADC 110、符號(hào)同步器120、差分器130和決策裝置140。
在下文中,ADC 110、差分器130和決策裝置140將著重解釋,而通用符號(hào)同步器模120將簡單描述。
·ADC
考慮二進(jìn)制ASK信號(hào)的傳輸,其中不歸零(NRZ)脈沖波形由s(t)給出。將ADC 110在時(shí)間k時(shí)的樣本輸出115設(shè)為u(k)。假設(shè)q指代符號(hào)指數(shù),其與原始取樣時(shí)間k相關(guān),相關(guān)關(guān)系為
其中,L是每個(gè)符號(hào)的樣本數(shù)目。此處,L大于或等于每符號(hào)2個(gè)樣本。為幫助決策裝置140的初始化,假設(shè)在時(shí)間k≤-1時(shí),u(k)=δ,其中,δ是二進(jìn)制ASK信號(hào)電平‘1’和‘0’的平均值。
·符號(hào)同步器
符號(hào)同步器120用于檢索在通信周期開始時(shí)的信號(hào)輸出115的符號(hào)時(shí)序125。例如,符號(hào)同步器120可使用早晚取樣來實(shí)施,這將符號(hào)時(shí)間朝向相關(guān)器輸出的局部峰值時(shí)間調(diào)整,v(k)=s(k)*u(k),其中*表示卷積。
·差分器
介紹了具有轉(zhuǎn)移函數(shù)h=[oa 1 ob -c]的差分器,其中,0<c≤1,oi是長度i的零的行向量。此處,b∈{0,1,...,L-1},且a∈{0,1,...,L-b-1}。圖2(a)和2(b)分別示出了二進(jìn)制ASK 7個(gè)符號(hào)長度的信號(hào)不具有基線漂移和具有基線漂移的例子。在圖2(a)中,理想的二進(jìn)制信號(hào)210在0與1之間變化。在圖2(b)中,示出了相同的信號(hào),但具有基線漂移?;€漂移二進(jìn)制信號(hào)220具有二進(jìn)制信號(hào)的指數(shù)衰減的跡象,以使得符號(hào)5中的信號(hào)值顯著低于符號(hào)0中的信號(hào)值。
如圖2(c)的例子所示,通過將信號(hào)轉(zhuǎn)化成具有電平‘1’、‘0’和‘-1’的三進(jìn)制ASK信號(hào)230,對具有基線漂移220的ASK信號(hào)進(jìn)行差分緩解了基線漂移效應(yīng)。在圖2(c)中,對具有圖2(b)的基線漂移220的ASK信號(hào)進(jìn)行取樣,L=4(表示每符號(hào)或每觀測窗口234有4個(gè)點(diǎn)232),并使用a=0、b=1和c=-1進(jìn)行差分。對基線漂移信號(hào)220進(jìn)行差分在緩解基線漂移的效應(yīng)和其它衰減信號(hào)效應(yīng)的同時(shí),維持了信號(hào)如何變化的跡象。
圖2(c)中所用的差分器h的所不希望的副產(chǎn)物是產(chǎn)生了虛假局部最大值和最小值,它們可能分別被曲解為電平‘1’和‘-1’。虛假局部最小值的例子在圖2(c)中236處描繪。謹(jǐn)慎選擇c的值可將虛假波峰的強(qiáng)度降到最小,但是需要對c進(jìn)行困難且耗時(shí)的手動(dòng)調(diào)諧。為避免需要任何的手動(dòng)調(diào)諧,c可設(shè)定成-1,并且通過決策裝置將避免由虛假波峰所導(dǎo)致的潛在的錯(cuò)誤決策,如稍后所描述的。
由ISI導(dǎo)致的符號(hào)時(shí)序誤差和分散的符號(hào)脈沖產(chǎn)生符號(hào)決策錯(cuò)誤。相比于b=L-1,在差分器h中的b∈{0,1,...,L-2}的值會(huì)產(chǎn)生更窄的符號(hào)脈沖和ISI拖尾。因此,更精確地使用b∈{0,1,...,L-2}限定了符號(hào)脈沖的到達(dá)和其相對于符號(hào)觀測窗口的時(shí)間位置。這個(gè)提高后的精確性促進(jìn)了后續(xù)的決策裝置中的符號(hào)檢測進(jìn)程。描繪產(chǎn)生更窄的符號(hào)脈沖的例子在圖2(c)中示出,其中b=1。
通過將非零值指派給a,進(jìn)一步防止了由相位抖動(dòng)和ISI降級(jí)符號(hào)同步導(dǎo)致的不良符號(hào)時(shí)序。實(shí)質(zhì)上控制相對于符號(hào)觀測窗口的信號(hào)延遲的非零a確保了較窄的經(jīng)差分的符號(hào)脈沖處于每個(gè)符號(hào)觀測窗口內(nèi)的中心。因此,提供了在正確符號(hào)觀測窗口內(nèi)的正確符號(hào)脈沖檢測的最大可能性。圖2(d)示出了具有基線漂移的ASK信號(hào)240,對該信號(hào)240進(jìn)行取樣,并使用a=1,b=1,c=-1和L=4進(jìn)行差分??梢园l(fā)現(xiàn),相比于a=0的圖2(c)中的三進(jìn)制符號(hào)序列,圖2(d)中的三進(jìn)制符號(hào)序列對解碼來說更為清晰,該三進(jìn)制符號(hào)序列歸因于轉(zhuǎn)移函數(shù)中a=1而移位1/L點(diǎn)。
ADC 110在L≥2時(shí)的初次過取樣是實(shí)現(xiàn)由差分器h提供的益處(即緩解ISI和相位抖動(dòng)的效應(yīng))的重要因素。
·決策裝置
最后,即使存在ISI、時(shí)變增益、基線漂移和相位抖動(dòng),決策裝置140也可用于可靠地檢測從差分器130接收到的符號(hào)135。到?jīng)Q策裝置140的輸入樣本135由y(k)表示。對應(yīng)于符號(hào)q的樣本{y(k)}由以下集合限定
y(qL)=[y(qL+L-1)…y(qL)]. (2)
圖1中的決策裝置可通過兩種不同的方法實(shí)現(xiàn),即,逐符號(hào)檢測器或序列檢測器,這兩種方法將隨后呈現(xiàn)。
-逐符號(hào)檢測器
考慮到圖2(d)中示出的差分器130的輸出135,決策裝置140可實(shí)施為具有三進(jìn)制限幅器的逐符號(hào)檢測器。這種方法在圖3中示出。根據(jù)下列的決策度量標(biāo)準(zhǔn),將軟三進(jìn)制符號(hào)決策指派給每個(gè)符號(hào)q
其中βp和βn是三進(jìn)制信號(hào)星座的決策邊界。在(3)的決策度量標(biāo)準(zhǔn)中,當(dāng)檢測到局部最大值和局部最小值時(shí),分別指派‘1’和‘-1’的軟三進(jìn)制決策,否則,由于不存在符號(hào)脈沖,默認(rèn)指派‘0’的軟三進(jìn)制決策。例如,在符號(hào)1中,如在310處(對應(yīng)于圖2(d)中示出的信號(hào))示出的,第一樣本312超過下限閾值βn,并因此將-1指派給該符號(hào)。
通過對軟三進(jìn)制決策積分來獲得對所接收的符號(hào)q的硬二進(jìn)制決策m(q)145,如下
其中,分別地,如果那么m(0)=0;如果那么m(0)=1。
為了提高逐符號(hào)檢測器對時(shí)變增益和不對稱波形(即,帶有不等量值的三進(jìn)制符號(hào)‘1’和‘-1’)的容限,當(dāng)每一次檢測到‘1’和‘-1’三進(jìn)制符號(hào)時(shí),調(diào)適決策邊界βp和βn,如下
其中θ1和θ2為正實(shí)數(shù)。確保θ1和θ2是整數(shù)去掉了(5)中的乘法運(yùn)算,因?yàn)槌艘砸驍?shù)2-i可以實(shí)施為位移位運(yùn)算,其中i是整數(shù)。圖3描繪了當(dāng)解碼經(jīng)差分的ASK信號(hào)時(shí),通過逐符號(hào)檢測器獨(dú)立地調(diào)適每個(gè)決策邊界。這確保了當(dāng)樣本322、324、326、328中沒有一個(gè)超過邊界條件時(shí),點(diǎn)320處的虛假最小值被正確地解釋為0三進(jìn)制決策。
對于三進(jìn)制符號(hào)‘1’和‘-1’的檢測而言,使用獨(dú)立決策邊界βp和βn能夠改善不對稱波形的解碼。此外,基于所觀察的信號(hào)樣本,決策邊界βp和βn的連續(xù)更新允許檢測器追蹤信號(hào)的時(shí)變增益。
然而,逐符號(hào)檢測器需要通過試錯(cuò)法對βp、βn、θ1和θ2的初始值進(jìn)行困難且耗時(shí)的優(yōu)化。謹(jǐn)慎的選擇βp、βn、θ1和θ2初始值是滿足下列競爭需求的關(guān)鍵:(i)足夠大的決策邊界,以避免對由差分器塊產(chǎn)生的虛假局部最大值或最小值的檢測,并避免對加性噪聲的檢測,以及(ii)足夠小的決策邊界,以避免遺漏任何表示真實(shí)三進(jìn)制符號(hào)‘1’和‘-1’的真實(shí)局部最大值或最小值。
-序列檢測器
為解決逐符號(hào)檢測器的參數(shù)優(yōu)化困難,可替換的是,決策裝置140可作為序列檢測器來實(shí)現(xiàn),該序列檢測器在設(shè)置和遺忘模式中運(yùn)作,且不需要調(diào)諧參數(shù)。通過利用鄰近(即,之前和之后)符號(hào),序列檢測器能夠產(chǎn)生更好的符號(hào)決策,并因此容許比逐符號(hào)檢測器更大的ISI。序列檢測器借助其構(gòu)造能夠解碼被較大ISI和時(shí)變信號(hào)增益減弱的信號(hào),這在隨后將具體解釋。
在經(jīng)差分的ASK信號(hào)中,任何兩個(gè)‘1’符號(hào)之間都由一個(gè)‘-1’符號(hào)間隔開。也就是說,例如[… 1 0 1 …]和[… 1 1 …]的三進(jìn)制符號(hào)序列不會(huì)出現(xiàn)。這個(gè)原理也適用于經(jīng)差分的ASK信號(hào)中的任何兩個(gè)‘-1’符號(hào)的情況。根據(jù)表1中給出的規(guī)則,鑒于這個(gè)概念,到序列檢測器的輸入符號(hào)被指派給正序列P或負(fù)序列N。針對初始化,符號(hào)q=-1被指派給負(fù)序列,且min(y(-L))=-γ。此處,γ表示較小的恒定的正值以避免加性噪聲。
表1:用于指派符號(hào)給正序列和負(fù)序列的規(guī)則
在輸入信號(hào)y(k)開始時(shí),序列檢測器試圖檢測正序列或負(fù)序列的存在。假設(shè)檢測到正序列P,包括符號(hào)指數(shù)q=pstart,...,pend。符號(hào)qp滿足
且
max(y(qpL))≥γ (7)
其中,序列P被指派了軟三進(jìn)制決策而序列P內(nèi)的其它符號(hào)被指派了軟三進(jìn)制決策‘0’。包含超過序列P的邊界γ的最大值的符號(hào)指數(shù)qp作為三進(jìn)制值‘1’基于最大似然原理來決定,其中,是真實(shí)三進(jìn)制值‘1’符號(hào)的y(qL)的似然性隨著它的值增加。
隨后,由于在經(jīng)差分的ASK信號(hào)中正序列和負(fù)序列交替,所以序列檢測器前進(jìn)到檢測負(fù)序列N。將負(fù)序列中的符號(hào)指數(shù)設(shè)為q=nstart,...,nend。符號(hào)qn滿足
且
min(y(qnL))≤-γ (9)
其中,序列N被指派了軟三進(jìn)制決策而序列N內(nèi)的其它符號(hào)被指派了軟決策‘0’。序列檢測器后續(xù)的軟三進(jìn)制決策通過在正序列與負(fù)序列之間交替來作出。
如果所接收的信號(hào)在幀中被格式化且接收器了解幀協(xié)議,那么采用以下補(bǔ)充決策規(guī)則來緩解趨近信號(hào)末尾的額外三進(jìn)制‘1’或‘-1’符號(hào)的虛假檢測。這個(gè)補(bǔ)充規(guī)則是基于軟三進(jìn)制決策的流動(dòng)和,借助所傳輸?shù)男盘?hào)應(yīng)將流動(dòng)和界定在[0,1]內(nèi),該所傳輸?shù)男盘?hào)為二進(jìn)制ASK信號(hào)。如果理想化地,但在所接收的幀中那么幀中最后一個(gè)三進(jìn)制α符號(hào)被重置為軟三進(jìn)制‘0’符號(hào)。此處,α∈{1,-1}。如果理想化地,但在所接收的幀中那么幀中最后一個(gè)三進(jìn)制-α符號(hào)被重置為軟三進(jìn)制‘0’符號(hào)。
如(4)中所描述,可獲得所接收的符號(hào)q上的硬二進(jìn)制決策m(q)。
值得注意的是,序列檢測器避免需要任何決策限制電平,同時(shí)也避免檢測先前由差分器h產(chǎn)生的虛假局部最大值或最小值,因?yàn)檎鎸?shí)局部最大值或最小值將具有比虛假最大值或最小值更大的量值。此外,由于決策是基于選擇包含正序列或負(fù)序列內(nèi)最大或最小值的符號(hào),而不是基于任何外部設(shè)置的硬決策邊界,所以序列檢測能夠?qū)哂袝r(shí)變增益的信號(hào)進(jìn)行可靠地解碼。另外,序列檢測器在其運(yùn)作中并不需要任何乘法硬件。
圖4(a)、圖4(b)和圖4(c)分別示出了ASK信號(hào)、ASK信號(hào)針對L=4使用h=[0 1 0 -1]進(jìn)行差分后的形式和到序列檢測器的被相應(yīng)的不理想情況減弱了的輸入信號(hào)y(k)的例子。假設(shè)圖4中的例子附著到長度10的幀格式,并且理想地,
如圖4(a)中示出,對于符號(hào)0到2(從初始值1開始),理想信號(hào)410具有值0,對于符號(hào)3,理想信號(hào)410具有值1,對于符號(hào)4到6,理想信號(hào)410具有值0,對于符號(hào)7到9,理想信號(hào)410具有值1。
圖4(b)示出了圖4(a)中理想信號(hào)410變窄且移位后的經(jīng)差分的信號(hào)420。觀測窗口0、3、4和7的波峰對應(yīng)于所識(shí)別符號(hào)和之前符號(hào)中的信號(hào)410的值的變化。
圖4(c)示出了圖4(b)中的實(shí)際信號(hào)430,其具有不理想情況,并且每一符號(hào)4個(gè)樣本。
初始地,序列檢測器為圖4(c)中的每個(gè)符號(hào)432作出軟三進(jìn)制決策,如下
這個(gè)序列通過分析信號(hào)430和識(shí)別對應(yīng)于符號(hào)群組的序列434a-e來確定,該符號(hào)群組具有一個(gè)或多個(gè)樣本,所述樣本或超出邊界條件或其中所有樣本處于邊界條件內(nèi)。分析信號(hào)430得到:負(fù)序列434a、正序列434b、負(fù)序列434c、正序列434d和負(fù)序列434e。隨后分析每個(gè)序列434a-e以確定具有最高值樣本的符號(hào)。接著,這個(gè)符號(hào)被指定對應(yīng)于其序列值的三進(jìn)制值(所以,對于序列434a,符號(hào)0被指派了-1,且對于序列434b-e,符號(hào)3、4、7和8被指派了+1、-1、+1和-1)。序列中每一個(gè)剩余符號(hào)被指派了三進(jìn)制值0。這對應(yīng)于(10)。
根據(jù)上文所描述的補(bǔ)充規(guī)則,由于初始符號(hào)決策序列得出所以將最后一個(gè)三進(jìn)制‘-1’符號(hào)重置為三進(jìn)制‘0’符號(hào)。因此,序列檢測器的最終三進(jìn)制決策是通過對積分,所獲得的幀的硬二進(jìn)制決策為
通過與圖4(a)比較,其檢驗(yàn)為正確的。
由于所提議的序列檢測器塊僅包含幾個(gè)額外的用于保存以前輸入y(k)值的寄存器,所以復(fù)雜度增加了,這不同于最大似然序列估計(jì)(MLSE)中復(fù)雜度隨序列長度的指數(shù)式增加。此外,在存在ISI和時(shí)變信號(hào)增益的情況下,MLSE需要信道估計(jì)器。在突發(fā)通信和具有極少或沒有訓(xùn)練序列的信號(hào)傳遞中,即使沒有信道估計(jì)器,相比于所提議的序列檢測器(其穩(wěn)健地抵抗著較大的殘余ISI和時(shí)變增益),不良信道估計(jì)有效地使MLSE更差。
在無源集成電路卡(PICC)或非接觸式智能卡的接收器基帶DSP結(jié)構(gòu)中,針對在13.56MHz載波上的B型ASK射頻識(shí)別(RFID)系統(tǒng),可以利用過取樣的ADC 110、差分器130和決策裝置140(即,逐符號(hào)檢測器或序列檢測器)塊的組合,如ISO 14443所限定的。在ASK NFC(近場通信)中,幀格式可能缺乏明確的訓(xùn)練序列,這使得本發(fā)明有利于在非接觸式智能卡的接收器中的應(yīng)用。ASK NFC中具有起始位、停止位且的個(gè)別字符格式是接收器先前已知的。因此,當(dāng)采用補(bǔ)充決策規(guī)則時(shí),實(shí)施為序列檢測器的決策裝置可作出逐字符決策。本發(fā)明復(fù)雜度低,無乘法器,能夠?qū)崟r(shí)運(yùn)作,這使其受到非接觸式智能卡中接收器基帶DSP的青睞,因?yàn)榉墙佑|式智能卡是支持低功耗算法的無源裝置。
通過閱讀本發(fā)明,技術(shù)人員將明白其它變化和修改。此類變化和修改可涉及等效和其它特征,所述等效和其它特征在接收器技術(shù)中是已知的,且可用作本文已描述的特征的替代或補(bǔ)充。
盡管所附權(quán)利要求書是針對特定特征組合,但應(yīng)理解,本發(fā)明的公開范圍還包括本文中明確地或隱含地公開的任何新穎特征或任何新穎特征組合或其任何一般化,而不管其是否涉及與當(dāng)前在任何權(quán)利要求中主張的本發(fā)明相同的發(fā)明或其是否緩解與本發(fā)明所緩解的任一或全部技術(shù)問題相同的技術(shù)問題。
在單獨(dú)實(shí)施例的上下文中描述的特征也可以組合地提供于單一實(shí)施例中。相反,為了簡潔起見,在單個(gè)實(shí)施例的上下文中描述的各種特征也可單獨(dú)地或以任何合適的子組合形式提供。申請人特此提醒,在審查本申請案或由此衍生的任何另外的申請案期間,可針對此類特征和/或此類特征的組合而制定新的權(quán)利要求。
為完整性起見,還規(guī)定術(shù)語“包括”不排除其它元件或步驟,術(shù)語“一”不排除多個(gè),單個(gè)處理器或其它單元可實(shí)現(xiàn)在權(quán)利要求中所述的若干裝置的功能,且權(quán)利要求中的附圖標(biāo)記不應(yīng)被解釋為限制權(quán)利要求的范圍。