專利名稱：四相移相鍵控信號(hào)的定時(shí)同步及相位/頻率校正的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線通信系統(tǒng)，具體地說，本發(fā)明涉及四相移相鍵控(QPSK)信號(hào)的數(shù)字解調(diào)。
這些反饋環(huán)路需要仔細(xì)設(shè)定的跟蹤環(huán)增益。另外，它們需要反饋環(huán)路有時(shí)間將其鎖定的捕獲周期。這種已知的系統(tǒng)需要在每個(gè)新數(shù)據(jù)發(fā)送的開始使用相對(duì)長(zhǎng)的報(bào)頭，以便提供用于鎖定的反饋環(huán)路時(shí)間。該已知系統(tǒng)通常還使用可能導(dǎo)致增加誤差率的定位環(huán)路量度(通常在幾個(gè)數(shù)據(jù)取樣的范圍)來估算定時(shí)，頻率和相位。此外，由于跟蹤環(huán)中使用的本地判定，在數(shù)字信號(hào)處理器芯片中實(shí)現(xiàn)該系統(tǒng)限制了該系統(tǒng)可運(yùn)行的處理速度。
因此，需要一種克服這些缺陷的數(shù)字解調(diào)QPSK信號(hào)的方法和裝置。
然后確定線性調(diào)頻Z數(shù)據(jù)變換的數(shù)據(jù)集的頻譜功率。確定并平方第內(nèi)插最高頻譜功率。該內(nèi)插值是殘余解調(diào)頻率的四倍。
通過用以負(fù)4倍旋轉(zhuǎn)殘余頻率(四倍于在反向旋轉(zhuǎn)的頻率)的數(shù)據(jù)矢量對(duì)Z4數(shù)據(jù)去旋(derotate)來估算數(shù)據(jù)的相位。用于去旋的矢量的起始相位為0和幅度為1。將得到的去旋復(fù)數(shù)數(shù)據(jù)在該數(shù)據(jù)集的范圍相加。得到的總和的反正切是所期望的起始相位的4倍。然后使用頻率估算和相位估算對(duì)再取樣數(shù)據(jù)去旋和移相，得到定時(shí)，頻率和相位校正的再取樣數(shù)據(jù)。
線性調(diào)頻Z變換在用于估算QPSK解調(diào)中的殘余頻率時(shí)能夠提供很多優(yōu)點(diǎn)。QPSK信號(hào)的數(shù)字解調(diào)通常采用頻率估算消除來自輸入數(shù)據(jù)符號(hào)信息的殘余頻率。通常使用快速傅立葉變換(FFT)或一系列小重疊FFT執(zhí)行該估算。
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例將線性調(diào)頻Z變換方案用于處理頻率估算，它提供了三種優(yōu)于FFT和直接傅立葉變換(DFT)方案的主要優(yōu)點(diǎn)。
1)可以指定執(zhí)行該估算的任意頻率范圍。而FFT則需要頻率范圍等于從-Fs/2到Fs/2的取樣率(Fs)。
2)可以指定任意數(shù)量的頻率估算點(diǎn)(并且因此產(chǎn)生任意頻率估算解)。而FFT則需要頻率估算點(diǎn)的數(shù)量等于輸入點(diǎn)的數(shù)量(N)。因此在FFT中，頻率估算分解定為Fs/N個(gè)。
3)與DFT處理(具有與線性調(diào)頻Z變換估算相同的靈活性)相比較，線性調(diào)頻Z變換估算器的運(yùn)算對(duì)97點(diǎn)估算比DFT快5.6倍，對(duì)193點(diǎn)估算比DFT快9.7倍，對(duì)385點(diǎn)估算比DFT快17.8倍。


圖1是表示基于衛(wèi)星的通信系統(tǒng)的方框圖；圖2是接收器的方框圖；以及圖3是解釋用于解調(diào)QPSK信號(hào)的過程和裝置的示意圖。
具體實(shí)施例方式
圖1是說明實(shí)施本發(fā)明的實(shí)例系統(tǒng)的方框圖。圖1中的系統(tǒng)通過衛(wèi)星鏈路提供高速，可靠的因特網(wǎng)通信業(yè)務(wù)。
特別是，在圖1中，內(nèi)容服務(wù)器100耦合到因特網(wǎng)102，因特網(wǎng)102又耦合到中樞站(hub station)104，以使中樞站104能夠從內(nèi)容服務(wù)器100請(qǐng)求和接收數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。中樞站104還通過衛(wèi)星106與多個(gè)遠(yuǎn)程單元108A-108N通信。例如，中樞站104通過前向上行鏈路110向衛(wèi)星106發(fā)射信號(hào)。衛(wèi)星106從前向上行鏈路110接收信號(hào)并且通過前向下行鏈路112將這些信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)。前向上行鏈路110和前向下行鏈路112統(tǒng)稱為前向鏈路。遠(yuǎn)程單元108A-108N監(jiān)視包含前向鏈路的一個(gè)或多個(gè)信道，以便從中樞站104接收指定的遠(yuǎn)程單元并且廣播消息。
用同樣的方式，遠(yuǎn)程單元108A-108N通過反向上行鏈路114向衛(wèi)星106發(fā)射消息。衛(wèi)星106從反向上行鏈路114接收該信號(hào)并通過反向下行鏈路116將這些信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)。反向上行鏈路114和反向下行鏈路116統(tǒng)稱為反向鏈路。中樞站104監(jiān)視包含反向鏈路的一個(gè)或多個(gè)信道，以便從遠(yuǎn)程單元108A-108N提取消息。
在示范系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例中，每一個(gè)遠(yuǎn)程單元108A-108N與多個(gè)系統(tǒng)用戶耦合。例如，在圖1中，遠(yuǎn)程單元108A表示為與局域網(wǎng)116耦合，局域網(wǎng)116又耦合到一組用戶終端118A-118N。用戶終端118A-118N可以是多種局域網(wǎng)節(jié)點(diǎn)中的一種，如個(gè)人或網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)，打印機(jī)，數(shù)字計(jì)量讀取設(shè)備等。當(dāng)通過供用戶終端118A-118N之一使用的前向鏈路接收消息時(shí)，遠(yuǎn)程單元108A通過局域網(wǎng)116將該消息前轉(zhuǎn)到合適的用戶終端118。同樣，用戶終端118A-118N可通過局域網(wǎng)116向遠(yuǎn)程單元108A發(fā)射消息。
在示范系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例中，遠(yuǎn)程單元108A-108N為多個(gè)用戶提供因特網(wǎng)服務(wù)。例如，假設(shè)用戶終端118A是一臺(tái)為了訪問萬維網(wǎng)(WorldWide Web)而執(zhí)行瀏覽器軟件的個(gè)人計(jì)算機(jī)。當(dāng)瀏覽器接收到來自用戶訪問網(wǎng)頁或嵌入對(duì)象的請(qǐng)求時(shí)，用戶終端118A根據(jù)熟知的技術(shù)生成請(qǐng)求消息。用戶終端118A同樣利用熟知的技術(shù)通過局域網(wǎng)116將請(qǐng)求消息前傳送到遠(yuǎn)程單元108A。根據(jù)該請(qǐng)求消息，遠(yuǎn)程單元108A通過反向上行鏈路114和反向下行鏈路116中的信道生成并發(fā)射一個(gè)無線鏈接請(qǐng)求。中樞站104通過反向鏈路接收到該無線鏈接請(qǐng)求。根據(jù)該無線鏈路請(qǐng)求，中樞站104通過因特網(wǎng)102將請(qǐng)求消息傳遞給合適的內(nèi)容服務(wù)器100。
對(duì)此響應(yīng)，內(nèi)容服務(wù)器110通過因特網(wǎng)102將所請(qǐng)求的網(wǎng)頁或?qū)ο髠魉偷街袠姓?04。中樞站104接收所請(qǐng)求的網(wǎng)頁或?qū)ο蟛⑶疑蔁o線鏈接響應(yīng)。中樞站通過前向上行鏈路110和前向下行鏈路112中的信道發(fā)射該無線鏈接響應(yīng)。
遠(yuǎn)程單元108A接收該無線鏈接響應(yīng)并通過局域網(wǎng)116將相應(yīng)的響應(yīng)消息傳送到用戶終端118A。這樣，就在用戶終端118A和內(nèi)容服務(wù)器100之間建立起雙向鏈路。
在象上面結(jié)合圖1所述的系統(tǒng)中，遠(yuǎn)程單元趨于產(chǎn)生突發(fā)數(shù)據(jù)。突發(fā)數(shù)據(jù)的特征在于具有高峰值與平均的業(yè)務(wù)量比。這意味這數(shù)據(jù)塊在很短的時(shí)間周期內(nèi)傳送，在相當(dāng)長(zhǎng)的空閑時(shí)間內(nèi)中斷。遠(yuǎn)程站的發(fā)射就是這里被稱為數(shù)據(jù)子幀。
中樞站104向遠(yuǎn)程終端118A-N提供通信資源。中樞站104中的通信資源可以根據(jù)一種或多種已知技術(shù)量化成一系列通信資源中。中樞站104可以包含或?qū)崿F(xiàn)一個(gè)或多個(gè)能夠執(zhí)行本發(fā)明功能的過程。這些過程，例如可以在諸如數(shù)字信號(hào)處理器，專用集成電路(ASIC)之類的一個(gè)或多個(gè)集成電路中實(shí)施，和/或可以在微處理器或諸如數(shù)字信號(hào)處理器之類的其它處理器執(zhí)行的存儲(chǔ)在中樞站104中的軟件或固件程序中實(shí)施。
通信資源可以被分成一系列碼分多址(CDMA)信道。在CDMA系統(tǒng)中，可以由近似正交序列的一系列偽隨機(jī)定義信道。該系列中的每個(gè)序列定義可由遠(yuǎn)程單元用來與中樞站通信的分離的通信資源。作為替換，該系統(tǒng)可以使用時(shí)分多址(TDMA)時(shí)隙信道來再劃分通信資源。在TDMA的系統(tǒng)中，向遠(yuǎn)程單元分配用于發(fā)射的時(shí)隙。通過將發(fā)射限制在分配的時(shí)隙內(nèi)，遠(yuǎn)程單元可以共享中樞站提供的通信資源。另外，系統(tǒng)可以利用TDMA和頻分多址(FDMA)的組合。在任何這些或其它多址技術(shù)中，在數(shù)據(jù)子幀中發(fā)射的數(shù)據(jù)可以被編碼為四相移相鍵控符號(hào)集。
圖2是用于通過反向下行鏈路116接收信號(hào)的中樞站104(圖1)中接收器部分的方框圖。另外，接收器部分可以用于通過前向下行鏈路112(圖1)接收信號(hào)的遠(yuǎn)程單元108A-N或用于其它無線系統(tǒng)。接收器部分包括接收信號(hào)和將信號(hào)發(fā)射給模擬處理部分204的天線202。模擬處理部分204根據(jù)處理過程并使用本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的技術(shù)對(duì)信號(hào)進(jìn)行模擬處理，如下行變頻，功率控制以及濾波。經(jīng)過模擬處理后，該信號(hào)傳遞到模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器206。模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器206對(duì)模擬信號(hào)取樣并完成帶通濾波。數(shù)字正交調(diào)諧器(DQT)208從模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器206接收數(shù)字取樣的信號(hào)。DQT 208對(duì)希望的頻率進(jìn)行微調(diào)并且濾出其它濾波器。DQT 208還將數(shù)據(jù)速率改變成大約是符號(hào)速率的兩倍。然后將數(shù)字化的QPSK信號(hào)傳遞到解調(diào)器300。作為替換，可以在提供給解調(diào)器300之前對(duì)數(shù)字化信號(hào)進(jìn)行進(jìn)一步處理。在一個(gè)實(shí)施例中，解調(diào)器300是執(zhí)行所存儲(chǔ)程序的數(shù)字信號(hào)處理器。
圖3是說明解調(diào)數(shù)字化QPSK信號(hào)的方法和裝置的方框圖，可由解調(diào)器300執(zhí)行。如上面指出的，圖3表示的過程可以通過在處理器，例如數(shù)字信號(hào)處理器中運(yùn)行的軟件或固件來實(shí)現(xiàn)。圖3中的每個(gè)方框可以作為軟件或固件的一部分或作為硬件來實(shí)現(xiàn)。另外，方框所代表的功能可以組合成較大的軟件，固件或硬件部分。
在方框310中，解調(diào)器300接收輸入的數(shù)據(jù)子幀或已數(shù)字化取樣的QPSK符號(hào)分組并將它們保存在存儲(chǔ)單元。在一個(gè)實(shí)施例中，數(shù)據(jù)子幀以QPSK發(fā)射的符號(hào)速率的兩倍進(jìn)行取樣。然后，如方框312所示，在四個(gè)分離的定時(shí)假設(shè)在再取樣部分中對(duì)整個(gè)數(shù)據(jù)子幀進(jìn)行再取樣。在一個(gè)實(shí)施例中，將再取樣實(shí)施為使用多相匹配濾波器的四個(gè)分離相位的四個(gè)濾波功能。四個(gè)濾波功能對(duì)應(yīng)符號(hào)定時(shí)的偏差，例如，-1/2，-1/4，0，+1/4。另外，也可以使用不同的定時(shí)假設(shè)?？梢酝ㄟ^系統(tǒng)模擬來確定一個(gè)指定系統(tǒng)的定時(shí)假設(shè)的最佳數(shù)量和它們的偏差。
如方框314A-D所示，對(duì)每個(gè)定時(shí)假設(shè)累加整個(gè)數(shù)據(jù)子幀的結(jié)果I2+Q2。整個(gè)數(shù)據(jù)子幀的結(jié)果I2+Q2表示每個(gè)定時(shí)假設(shè)的能量值。該能量值表示每個(gè)定時(shí)假設(shè)和數(shù)據(jù)子幀的相關(guān)性。換句話說，與實(shí)際輸入數(shù)據(jù)子幀的定時(shí)偏差最相關(guān)的定時(shí)假設(shè)對(duì)數(shù)據(jù)子幀具有最高能量值。
如方框316所示，檢查來自方框314A-D的四個(gè)能量以確定哪個(gè)定時(shí)假設(shè)具有最高相關(guān)性。一旦確定具有最高相關(guān)性的能量，則正交內(nèi)插具有最高相關(guān)性的能量與它的兩個(gè)鄰近點(diǎn)以產(chǎn)生定時(shí)估算。定時(shí)估算也受方框318表示的多相位濾波器的顆粒性或分辨率制約。方框318表示的多相位濾波器利用來自方框316的定時(shí)估算對(duì)數(shù)據(jù)子幀再取樣。該再取樣以每個(gè)符號(hào)一個(gè)復(fù)數(shù)取樣的有效取樣速率產(chǎn)生了由復(fù)合I/Q取樣組成的數(shù)據(jù)集。方框312，314和316表示的定時(shí)估算的確定和每個(gè)符號(hào)一個(gè)取樣的和后續(xù)再取樣可以減小剩余處理模塊的計(jì)算負(fù)擔(dān)，因?yàn)槔枚〞r(shí)估算，從該點(diǎn)向前只處理在每個(gè)符號(hào)的一個(gè)取樣所取樣的數(shù)據(jù)。
接著，由方框320表示的復(fù)數(shù)QPSK符號(hào)的再取樣數(shù)據(jù)子幀將消除頻率偏差和相位偏差。首先，如方框324所示，將具有Z＝I+J*Q的復(fù)數(shù)I/Q對(duì)平方兩次(Z4)來消除數(shù)據(jù)調(diào)制。該操作具有把所有復(fù)數(shù)數(shù)據(jù)置于相同象限，從而分解象限多重性的效果。Z4數(shù)據(jù)表示頻率和相位是Z數(shù)據(jù)頻率和相位的四倍。
頻率偏差估算通常由方框322表示。如方框326所示，利用線性調(diào)頻Z變換將得到的Z4數(shù)據(jù)的集合變換到頻域。線性調(diào)頻Z變換允許整個(gè)頻譜的小的，高分辨率部分的變換。FFT不直接提供頻譜的高分辨率估算。
本發(fā)明的實(shí)施例中使用的線性調(diào)頻Z變換頻率估算算法執(zhí)行如下1)選擇要執(zhí)行的頻率范圍(freq_range)，并且選擇輸入點(diǎn)的數(shù)量(N)和估算輸出點(diǎn)的數(shù)量(K)。通常是選擇N和K以便能夠以適當(dāng)?shù)腇FT大小執(zhí)行濾波器卷積步驟。因此，選擇FFT_SIZE＝(N+K-1)作為2的最接近的乘方。
頻率估算分辨率等于Phi_0＝freq_range/(K-1).
用于線性調(diào)頻Z輪廓的單位圓的起點(diǎn)是Theta_0＝-(K-1)/2*Phi_0.
用于線性調(diào)頻Z輪廓的單位圓的終點(diǎn)是Theta_1＝(K-1)/2*Phi_0.
2)為處理過程中使用而設(shè)計(jì)和存儲(chǔ)三個(gè)數(shù)據(jù)矢量。復(fù)數(shù)值A(chǔ)和W定義為A＝exp(j*2_PI*Theta_0)＝cos(2_PI*Theta_0)+j*sin(2_PIPI*Theta_0)和W＝exp(j*2_PI*Phi_0)＝cos(2_PI*Phi_0)+j*sin(2_PIPI*Phi_0).
a)第一數(shù)據(jù)矢量vec_1(n)由N個(gè)點(diǎn)(n＝0…N-1)組成，定義為vec_1(n)＝A**(-n)*W**(n**2/2)＝exp(-2_PI*n*Theta_0)*exp(j*2_PI*Phi_0*(n**2/2))＝{cos(2_PI*n*Theta_0)-j*sin(2_PI*n*Theta_0)}*{cos(2_PI*Phi_0*(n**2/2))+j*sin(2_PI*Phi_0*(n**2/2))}.
b)第二矢量是濾波器Filt_2(n)并且由FFT_SIZE個(gè)組成點(diǎn)。前N個(gè)點(diǎn)(n＝0…N-1)定義為Filt_2(n)＝W**(-(n**2/2))＝exp(-j*2_PI*Phi_0*(n**2/2))＝cos(2_PI*Phi_0*(n**2/2))-j*sin(2_PI*Phi_0*(n**2/2)).
最后的(K-1)個(gè)點(diǎn)(n＝N…(FFT_SIZE-1))定義為Filt_(n)＝W**(-((FFT_SIZE-n)**2/2))＝exp(-j*2_PI*Phi_0*((FFT_SIZE-n)**2/2))＝cos(2_PI*Phi_0*((FFT_SIZE-n)**2/2))-j*sin(2_PI*Phi_0*((FFT_SIZE-n)**2/2)).
該濾波器應(yīng)對(duì)來自前一個(gè)矢量相乘的數(shù)據(jù)卷積，實(shí)現(xiàn)它的最快方法在頻域。因此該濾波器通過快速傅立葉變換轉(zhuǎn)換到頻域并且作為FFT_SIZE頻域?yàn)V波器值存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中。
c)包括K個(gè)點(diǎn)(k＝0…K-1)的第三數(shù)據(jù)矢量vec_3(k)定義為vec_3(k)＝W**(k**2/2)＝exp(j*2_PI*Phi_0*(k**2/2))＝cos(2_PI*Phi_0*(k**2/2))+j*sin(2_PI*Phi_0*(k**2/2)).
3)現(xiàn)在線性調(diào)頻Z變換將N個(gè)復(fù)數(shù)輸入點(diǎn)與復(fù)數(shù)矢量vec_1相乘，將這N個(gè)點(diǎn)填塞到K-1個(gè)零中使其長(zhǎng)度等于FFT_SIZE，并且對(duì)該數(shù)據(jù)集執(zhí)行FFT。該頻域數(shù)據(jù)與Filt_2的頻域版本逐點(diǎn)相乘。該乘積是下一個(gè)反快速傅立葉變換(IFFT’d)，它完成vec_1與Filt_2預(yù)相乘的數(shù)據(jù)的快速卷積?，F(xiàn)在該濾波后的數(shù)據(jù)輸出與vec_3逐點(diǎn)相乘，產(chǎn)生初始數(shù)據(jù)集的線性調(diào)頻Z變換。
如方框328所示，然后確定線性調(diào)頻Z變換數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)集的頻譜功率。在方框330中，確定最高頻譜功率并且用其最近的兩個(gè)鄰近點(diǎn)正交內(nèi)插以確定殘余頻率。該插入值是4倍于殘余解調(diào)頻率的最佳估算。
為估算相位偏差，如方框332所示，用以負(fù)4倍于殘余頻率旋轉(zhuǎn)的數(shù)據(jù)矢量對(duì)在由方框324表示的過程中已消除了調(diào)制的復(fù)數(shù)數(shù)據(jù)對(duì)的集合去旋。負(fù)4倍于殘余頻率的值是由方框330所示的過程確定的。用于去旋的矢量的起始相位為0，幅度為1。然后在方框332所示的過程中將復(fù)數(shù)數(shù)據(jù)相加。在方框334中，確定得到的復(fù)數(shù)總和的反正切，并且表示所期望的相位偏差估算的4倍。
如方框336所示，分別用在方框334和330所示的過程中確定的負(fù)1倍的相位估算和負(fù)1倍的頻率估算使用單位幅度的矢量對(duì)來自方框320的再取樣數(shù)據(jù)子幀去旋，該單位幅度具有負(fù)1倍的相位估算的起始相位和負(fù)1倍的頻率估算的旋轉(zhuǎn)。如方框338所示，去旋產(chǎn)生為定時(shí)，頻率和相位校正的再取樣數(shù)據(jù)。
本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該理解，可以以數(shù)字通信中通常使用的和本領(lǐng)域技術(shù)人員已知方式從消息分組的報(bào)頭部分確定消息的開始和突發(fā)數(shù)據(jù)解調(diào)的象限鎖定方面。
在不脫離本發(fā)明精神或?qū)嵸|(zhì)特征的情況下可以用其它具體形式實(shí)施本發(fā)明。在各方面考慮的所述實(shí)施例僅是說明性的而不是限制性的，因此，本發(fā)明的范圍由所附的權(quán)利要求表示，而不是由上述說明表示。落入權(quán)利要求等同物的含義和范圍內(nèi)的所有改變都包括在其范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.用于解調(diào)數(shù)字取樣數(shù)據(jù)子幀的解調(diào)器，包括再取樣部分，用于在多個(gè)定時(shí)偏差對(duì)數(shù)字取樣的數(shù)據(jù)子幀再取樣；評(píng)估部分，用于評(píng)估由再取樣部分在多個(gè)定時(shí)偏差進(jìn)行的再取樣的相關(guān)性并確定定時(shí)估算；多相濾波器，用于根據(jù)評(píng)估部分確定的定時(shí)估算對(duì)數(shù)字取樣的數(shù)據(jù)子幀再取樣并產(chǎn)生再取樣的數(shù)據(jù)；頻率估算部分，用于接收來自多相濾波器的再取樣數(shù)據(jù)并確定頻率偏移；相位估算部分，用于接收來自多相濾波器的再取樣數(shù)據(jù)并確定相位偏移；和相位/頻率校正部分，用于接收來自多相濾波器的再取樣數(shù)據(jù)并根據(jù)由相位估算部分確定的相位偏移和由頻率估算部分確定的頻率偏移來調(diào)節(jié)再取樣數(shù)據(jù)的相位和頻率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的解調(diào)器，其特征在于所述再取樣部分包括多相濾波器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的解調(diào)器，其特征在于所述頻率估算部分包括用于對(duì)來自多相濾波器的再取樣數(shù)據(jù)進(jìn)行線性調(diào)頻Z變換的裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的解調(diào)器，其特征在于評(píng)估部分包括用于確定在多個(gè)定時(shí)偏移進(jìn)行的再取樣的功率的裝置。
5.一種用于解調(diào)四相相移鍵控?cái)?shù)據(jù)的數(shù)字取樣數(shù)據(jù)子幀的解調(diào)器，該解調(diào)器包括第一取樣部分，用于在多個(gè)定時(shí)假設(shè)對(duì)數(shù)字取樣的數(shù)據(jù)子幀再取樣；定時(shí)假設(shè)相關(guān)部分，用于確定該多個(gè)定時(shí)假設(shè)中的哪一個(gè)具有最佳相關(guān)性并確定以此為基礎(chǔ)的定時(shí)估算；第二取樣部分，用于根據(jù)定時(shí)估算對(duì)數(shù)字取樣的數(shù)據(jù)子幀再取樣并由此產(chǎn)生復(fù)數(shù)I/Q取樣；數(shù)據(jù)解調(diào)消除部分，用于接收復(fù)數(shù)I/Q取樣并將它們?nèi)恳迫胂嗤笙蓿纱水a(chǎn)生Z數(shù)據(jù)；線性調(diào)頻Z變換部分，用于將Z數(shù)據(jù)變換到頻域；頻率估算部分，用于利用線性調(diào)頻Z變換的數(shù)據(jù)估算頻率偏移；相位估算部分，用于接收Z數(shù)據(jù)并估算相位偏移。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的解調(diào)器，其特征在于所述第一再取樣部分包括多相濾波器。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的解調(diào)器，其特征在于所述第一再取樣部分和所述第二取樣部分包括相同的多相濾波器。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的解調(diào)器，其特征在于所述定時(shí)假設(shè)相關(guān)部分用于確定由所述第一再取樣部分執(zhí)行的數(shù)據(jù)子幀的每個(gè)再取樣的能量。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的解調(diào)器，其特征在于所述頻率估算部分用于確定線性調(diào)頻Z變換的數(shù)據(jù)的頻譜功率。
10.一種解調(diào)數(shù)字取樣的數(shù)據(jù)子幀的方法，包括利用多個(gè)定時(shí)假設(shè)對(duì)數(shù)字取樣的數(shù)據(jù)子幀再取樣；確定每個(gè)定時(shí)假設(shè)的總能量；根據(jù)定時(shí)假設(shè)的能量確定定時(shí)估算；根據(jù)該定時(shí)估算對(duì)數(shù)字取樣的數(shù)據(jù)子幀再取樣；通過將再取樣的數(shù)據(jù)子幀變換到頻域來確定頻率偏移，確定變換數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)集合的頻譜功率并利用最高頻譜功率確定頻率偏移；和確定該相位偏移。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于確定該頻率偏移還包括將變換的數(shù)據(jù)移入相同象限。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于頻率偏移還包括對(duì)已移入相同象限的數(shù)據(jù)進(jìn)行線性調(diào)頻Z變換。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于利用多相濾波器通過多個(gè)定時(shí)假設(shè)對(duì)數(shù)字取樣的數(shù)據(jù)子幀再取樣。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于利用多相濾波器根據(jù)定時(shí)估算對(duì)數(shù)字取樣的數(shù)據(jù)子幀再取樣。
15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于確定該定時(shí)估算還包括確定每個(gè)定時(shí)假設(shè)的數(shù)據(jù)子幀范圍上的最高能量值。
16.一種解調(diào)數(shù)字取樣的數(shù)據(jù)子幀的方法，包括利用多個(gè)定時(shí)假設(shè)對(duì)數(shù)字取樣的數(shù)據(jù)子幀再取樣以確定定時(shí)估算；根據(jù)該定時(shí)估算對(duì)數(shù)字取樣的數(shù)據(jù)子幀再取樣以獲得再取樣的數(shù)據(jù)；利用該定時(shí)估算確定頻率偏移；確定相位偏移；和根據(jù)確定的相位偏移和確定的頻率偏移來調(diào)節(jié)再取樣數(shù)據(jù)的相位和頻率。
17.權(quán)利要求16所述的方法還包括確定每個(gè)定時(shí)假設(shè)的總能量。
18.權(quán)利要求16所述的方法還包括將再取樣數(shù)據(jù)變換到頻域，確定變換數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)集合的頻譜功率并利用最大頻譜功率確定頻譜偏移。
19.一種解調(diào)四相相移鍵控?cái)?shù)據(jù)的數(shù)字取樣數(shù)據(jù)子幀的解調(diào)器，該解調(diào)器包括第一再取樣裝置，用于在多個(gè)定時(shí)假設(shè)對(duì)數(shù)字取樣的數(shù)據(jù)子幀再取樣；相關(guān)裝置，用于確定多個(gè)定時(shí)假設(shè)中的哪一個(gè)具有最佳相關(guān)性并以此為基礎(chǔ)確定定時(shí)估算；第二再取樣裝置，用于根據(jù)該定時(shí)估算對(duì)數(shù)字取樣的數(shù)據(jù)子幀再取樣，并由此產(chǎn)生復(fù)數(shù)I/Q取樣；成對(duì)接收復(fù)數(shù)I/Q取樣的調(diào)制消除裝置，用于將復(fù)數(shù)I/Q取樣移入相同象限，并由此產(chǎn)生Z數(shù)據(jù)；用于接收Z數(shù)據(jù)并且將Z數(shù)據(jù)變換到頻域的裝置；頻率估算裝置，用于利用線性變頻Z變換的數(shù)據(jù)估算頻率偏移；和相位估算裝置，用于接收Z數(shù)據(jù)和估算相位偏移。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的解調(diào)器，其特征在于所述第一再取樣裝置包括多相濾波器。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的解調(diào)器，其特征在于所述第一再取樣裝置和所述第二再取樣裝置包括相同的多相濾波器。
22.根據(jù)權(quán)利要求19所述的解調(diào)器，其特征在于所述相關(guān)裝置包括用于確定由所述第一再取樣裝置執(zhí)行的數(shù)據(jù)子幀的每個(gè)再取樣的能量的裝置。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的解調(diào)器，其特征在于所述頻率估算裝置包括用于確定線性調(diào)頻Z變換數(shù)據(jù)的頻譜功率的裝置。
全文摘要
用于數(shù)字解調(diào)QPSK信號(hào)的方法和裝置包括利用多個(gè)預(yù)定的定時(shí)假設(shè)對(duì)數(shù)字取樣的數(shù)據(jù)子幀再取樣的第一部分。根據(jù)對(duì)再取樣數(shù)據(jù)的分析確定定時(shí)偏移。接著根據(jù)定時(shí)估算對(duì)數(shù)字取樣的數(shù)據(jù)子幀再取樣。然后通過將復(fù)數(shù)I/Q對(duì)平方兩次來消除再取樣數(shù)據(jù)子幀的調(diào)制。對(duì)已消除了調(diào)制的數(shù)據(jù)進(jìn)行線性調(diào)頻Z變換以便將該數(shù)據(jù)移入頻域。使用最高頻譜功率確定頻率偏移。確定相位偏移并且根據(jù)相位偏移和頻率偏移對(duì)再取樣的數(shù)據(jù)子幀去旋和消除相移。
文檔編號(hào)G06F11/00GK1385019SQ00814962
公開日2002年12月11日 申請(qǐng)日期2000年8月24日 優(yōu)先權(quán)日1999年8月27日
發(fā)明者唐納德·W·貝克爾, 威廉·E·L·利 申請(qǐng)人:塔奇勇公司