專利名稱：在oqpsk解調(diào)器中的定時估計器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于Zigbee接收機的OQPSK解調(diào)器的定時估計器，更具體地，涉及一種OQPSK解調(diào)器的定時估計器，其可以通過獲得延遲了設(shè)定時間的接收信號的共軛復(fù)數(shù)信號與接收到的信號之間的相位差，來改善由于頻率誤差而造成的接收性能的降低，以抵消接收信號的頻率誤差。
背景技術(shù)：
近來，術(shù)語“無處不在”已經(jīng)被用來表示通信環(huán)境，在其中，人們可以隨時隨地連接到網(wǎng)絡(luò)，并且已經(jīng)對小規(guī)模無線通信系統(tǒng)(例如，無線局域網(wǎng)(WLAN)、無線個人局域網(wǎng)(WPAN)、傳感器網(wǎng)絡(luò)、和RFID等)而不是對大規(guī)模通信網(wǎng)絡(luò)(例如，蜂窩網(wǎng)絡(luò))進行了積極的研究。
具體地，在這些無線通信系統(tǒng)中的WPAN或/和傳感器網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域中，主要的要求是超小型化、低能耗、和低價格。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，當(dāng)無線通信系統(tǒng)使用低價組件，以降低價格時，因為可生成不能忽略的大的頻率誤差和相位誤差，所以需要對這些誤差提供一些對策。
考慮到這些情況，在通信系統(tǒng)環(huán)境中，需要研究和開發(fā)無需高價設(shè)備或組件也可顯示出優(yōu)良性能的解調(diào)器。具體地，接收OQPSK符號包的接收機需要更精確地執(zhí)行符號同步。
OQPSK解調(diào)器包括定時估計器，以解調(diào)來自接收的信號的符號?，F(xiàn)在，將參照圖1描述相關(guān)技術(shù)的定時估計器。
圖1是根據(jù)相關(guān)技術(shù)的OQPSK解調(diào)器的定時估計器的示意圖。
參照圖1，定時估計器包括頻率相干/相位相干處理部5，用于處理RF信號或者IF信號的頻率相干和相位相干；A/D轉(zhuǎn)換器(ADC)10，用于將頻率相干/相位相干處理部5的模擬接收信號‘Ir、Qr’轉(zhuǎn)換為數(shù)字接收信號；相關(guān)運算部20，用于執(zhí)行A/D轉(zhuǎn)換器10的輸出信號與參考符號之間的相關(guān)運算，以獲得相關(guān)值；以及相干檢測器30，用于確定當(dāng)通過相關(guān)運算部20獲得最大相關(guān)值時的檢測點，作為相干點，并輸出相干信號。
相關(guān)運算部20包括第一匹配濾波器21，使A/D轉(zhuǎn)換器10的接收信號的實數(shù)部‘r{r(k)}’與參考符號實數(shù)部‘r{s(k)}’相關(guān)聯(lián)；第二匹配濾波器22，使A/D轉(zhuǎn)換器10的接收信號的虛數(shù)部‘im{r(k)}’與參考符號的虛數(shù)部‘im{s(k)}’相關(guān)聯(lián)；以及加法器23，將第一和第二匹配濾波器21和22的相關(guān)值相加。
此時，當(dāng)如方程式1所示，分別定義來自A/D轉(zhuǎn)換器10的接收信號‘r(k)’和參考符號‘s(k)’時，由下述方程式2表示A/D轉(zhuǎn)換器10的輸出信號‘S1和S2’。同樣，當(dāng)由下述方程式3表示分別輸入到第一匹配濾波器21和第二匹配濾波器22的參考符號的實數(shù)部‘S3(Re{s(k)})’和虛數(shù)部‘S4(im{s(k)})’時，由方程式4表示第一和第二匹配濾波器21和22的輸出信號‘S5、S6’。
方程式1(k)=ej{θ(k)+Φ(k)+2πΔf0k},]]>其中，Δf0＝f0Ts，Ts＝采樣周期，Φ(k)＝相位誤差，f0＝頻率誤差，并且k＝數(shù)字時間指數(shù)；以及s(k)＝ejθk。
方程式2S1＝cos(θ(k)+Φ(k)+2πΔf0k)；以及S2＝sin(θ(k)+Φ(k)+2πΔf0k)。
方程式3S3＝cosθ(k)；以及S4＝sinθ(k)方程式4S5=Σk=1Ncos(θ(k)+Φ(k)+2πΔf0k)cosθ(k);]]>以及S6=Σk=1Nsin(θ(k)+Φ(k)+2πΔf0k)sinθ(k).]]>
同樣，由下述方程式5表示加法器23的輸出信號‘S7’，并且當(dāng)Φ(k)＝0和2πΔf0k＝0時，可將方程式5簡化為下述方程式6。
方程式5S7=Σk=1N(cos(θ(k)+Φ(k)+2πΔf0k)cosθ(k)+sin(θ(k)+Φ(k)+2πΔf0k)sinθ(k)).]]>方程式6 然而，在相關(guān)技術(shù)的OQPSK或解調(diào)方法中，當(dāng)最終相關(guān)輸出‘S7’具有相位誤差或頻率誤差分量時，即使在相干性一致時的定時，由于誤差的影響造成相關(guān)結(jié)果值非常低，從而不能發(fā)現(xiàn)精確的相干性。
因此，在根據(jù)相關(guān)技術(shù)的PSK信號的情況下，通常執(zhí)行相干解調(diào)。相干解調(diào)示出一種方法，其中在A/D轉(zhuǎn)換器的前側(cè)接收的RF信號與接收機的本機振蕩器(L.O)的相干性完全一致之后，執(zhí)行相關(guān)運算，以完全去除包含在r(k)中的頻率誤差和相位誤差。
然而，因為相關(guān)技術(shù)的方法示出了良好的性能，但其具有用于去除頻率誤差和相位誤差的非常復(fù)雜的系統(tǒng)，這不適于應(yīng)用到低能耗微型系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明在于提供一種OQPSK解調(diào)器中的定時估計器，其基本上避免了由于相關(guān)技術(shù)的局限性和缺陷而造成的一個或多個問題。
本發(fā)明的目的在于提供了一種OQPSK解調(diào)器中的定時估計器，其可以通過獲得延遲了設(shè)定時間的接收信號的共軛復(fù)數(shù)信號與接收到的信號之間的相位差，來改善由于頻率誤差而造成的接收性能的降低，以抵消接收信號的頻率誤差。
本發(fā)明的其他優(yōu)點、目的和特征將作為說明書的一部分隨后闡述，在本領(lǐng)域技術(shù)人員分析以下內(nèi)容的基礎(chǔ)上變得顯而易見，或者通過實施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點可通過在說明書、權(quán)利要求書、以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)和獲得。
為了實現(xiàn)這些目的和其它優(yōu)點，并根據(jù)本發(fā)明的目的，如本文中所體現(xiàn)和概括描述的，提供了一種OQPSK解調(diào)器的定時估計器，其包括A/D轉(zhuǎn)換器，用于將模擬接收信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字接收信號；差分電路部，將來自A/D轉(zhuǎn)換器的數(shù)字接收信號延遲預(yù)定時間，并獲得延遲的數(shù)字接收信號的共軛復(fù)數(shù)信號與來自A/D轉(zhuǎn)換器的數(shù)字接收信號之間的相位差，以抵消包含在數(shù)字接收信號中的頻率誤差；相關(guān)運算部，用于執(zhí)行以與差分電路部差分相同的方式差分的參考符號和來自差分電路的接收信號之間的相關(guān)運算，以獲得每個相關(guān)值；以及相干檢測器，根據(jù)來自相關(guān)運算部的相關(guān)值來檢測相干點。
差分電路部可包括延遲部，用于將來自A/D轉(zhuǎn)換器的數(shù)字接收信號延遲預(yù)定時間；共軛復(fù)數(shù)部，用于從延遲部的信號中提取共軛復(fù)數(shù)信號；以及乘法器，將來自A/D轉(zhuǎn)換器的數(shù)字接收信號與來自共軛復(fù)數(shù)部的共軛復(fù)數(shù)信號相乘。
相關(guān)運算部可包括第一匹配濾波器，用于執(zhí)行以與數(shù)字接收信號差分相同的方式差分的參考符號的實數(shù)部和來自差分電路部的數(shù)字接收信號的實數(shù)部之間的相關(guān)運算；第二匹配濾波器，用于執(zhí)行以與數(shù)字接收信號差分相同的方式差分的參考符號的虛數(shù)部和來自差分電路部的數(shù)字接收信號的虛數(shù)部之間的相關(guān)運算；第三匹配濾波器，用于執(zhí)行以與數(shù)字接收信號差分相同的方式差分的參考符號的實數(shù)部和來自差分電路部的數(shù)字接收信號的虛數(shù)部之間的相關(guān)運算；第四匹配濾波器，用于執(zhí)行以與數(shù)字接收信號差分相同的方式差分的參考符號的虛數(shù)部和來自差分電路部的數(shù)字接收信號的實數(shù)部之間的相關(guān)運算；第一加法器，用于將第一和第二匹配濾波器的相關(guān)值相加；第二加法器，用于將第三和第四匹配濾波器的相關(guān)值相加；第一平方部，用于獲得來自第一加法器的輸出值的平方；第二平方部，用于獲得來自第二加法器的輸出值的平方；以及加法器，用于使第一和第二平方部的輸出值相加。
差分電路部可包括多個差分濾波器，其將來自A/D轉(zhuǎn)換器的數(shù)字接收信號分別延遲不同的預(yù)定時間間隔，從延遲的數(shù)字接收信號中提取共軛復(fù)數(shù)信號，以及將數(shù)字接收信號與共軛復(fù)數(shù)信號相乘，以抵消包含在來自A/D轉(zhuǎn)換器的數(shù)字接收信號中的頻率誤差。
相關(guān)運算部可包括多個相關(guān)算子(operator)，用于執(zhí)行以與來自多個差分濾波器中的每一個的數(shù)字接收信號差分相同的方式差分的相應(yīng)參考符號和來自差分電路部的多個差分濾波器中的每一個的數(shù)字接收信號之間的相關(guān)運算，以獲得每一個相關(guān)值；以及輸出加法器，將來自多個相關(guān)算子的相關(guān)值相加。
差分電路部可包括第一差分濾波器，其將來自A/D轉(zhuǎn)換器的數(shù)字接收信號延遲第一預(yù)定時間，從延遲的數(shù)字接收信號中提取共軛復(fù)數(shù)信號，以及將數(shù)字接收信號與共軛復(fù)數(shù)信號相乘，以抵消包含在數(shù)字接收信號中的頻率誤差；第二差分濾波器，其將來自A/D轉(zhuǎn)換器的數(shù)字接收信號延遲第二預(yù)定時間，從延遲的數(shù)字接收信號中提取共軛復(fù)數(shù)信號，以及將數(shù)字接收信號與共軛復(fù)數(shù)信號相乘，以抵消包含在數(shù)字接收信號中的頻率誤差；以及第三差分濾波器，其將來自A/D轉(zhuǎn)換器的數(shù)字接收信號延遲第三預(yù)定時間，從延遲的數(shù)字接收信號中提取共軛復(fù)數(shù)信號，以及將數(shù)字接收信號與共軛復(fù)數(shù)信號相乘，以抵消包含在數(shù)字接收信號中的頻率誤差。
相關(guān)運算部可包括第一相關(guān)算子，用于執(zhí)行來自第一差分濾波器的信號與相應(yīng)參考符號之間的相關(guān)運算；第二相關(guān)算子，用于執(zhí)行來自第二差分濾波器的信號與相應(yīng)參考符號之間的相關(guān)運算；以及第三相關(guān)算子，用于執(zhí)行來自第三差分濾波器的信號與相應(yīng)參考符號之間的相關(guān)運算。
第一至第三相關(guān)算子中的每一個均可包括第一匹配濾波器，執(zhí)行以與數(shù)字接收信號差分相同的方式差分的參考符號的實數(shù)部和來自差分電路部的數(shù)字接收信號的實數(shù)部之間的相關(guān)運算；第二匹配濾波器，執(zhí)行以與數(shù)字接收信號差分相同的方式差分的參考符號的虛數(shù)部和來自差分電路部的數(shù)字接收信號的虛數(shù)部之間的相關(guān)運算；以及加法器，將第一和第二濾波器的相關(guān)值相加。
應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明前面的概括描述以及隨后的詳細描述均是示范性和說明性的，目的在于進一步地說明權(quán)利要求中的本發(fā)明。


附圖提供了對本發(fā)明的進一步理解，其被結(jié)合于此并構(gòu)成說明書的一部分，描述了本發(fā)明的實施例并與說明書一起用來解釋本發(fā)明的原理。在附圖中圖1是根據(jù)相關(guān)技術(shù)的OQPSK的定時估計器的示意圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的OQPSK的定時估計器的示意圖；圖3是圖2的差分電路部的示意圖；
圖4是根據(jù)本發(fā)明的OQPSK的修改的定時估計器的示意圖；以及圖5是圖4的差分電路部的示意圖。
具體實施例方式
將參照附圖中所示本發(fā)明的實例，詳細描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的OQPSK的定時估計器的示意圖。
參照圖2，根據(jù)本發(fā)明的實施例的OQPSK解調(diào)器的定時估計器包括A/D轉(zhuǎn)換器100，用于將模擬接收信號‘Ir、Qr’轉(zhuǎn)換為數(shù)字接收信號‘r(k)’；差分電路部200，用于獲得在來自A/D轉(zhuǎn)換器100的數(shù)字接收信號中延遲了預(yù)定時間的共軛復(fù)數(shù)信號‘r(k-1TC)’與來自A/D轉(zhuǎn)換器100的數(shù)字接收信號‘r(k)’之間的相位差，以抵消包含在數(shù)字接收信號‘r(k)’中的頻率誤差；相關(guān)運算部300，用于執(zhí)行以與差分電路部200差分相同的方式差分的參考符號和來自差分電路200的接收信號之間的相關(guān)運算，以獲得每一個相關(guān)值；以及相干檢測器400，用于根據(jù)來自相關(guān)運算部300的相關(guān)值來檢測相干點。
圖3是圖2的差分電路部的示意圖。
參照圖3，差分電路部200包括延遲部201，將來自A/D轉(zhuǎn)換器100的數(shù)字接收信號‘r(k)’延遲預(yù)定時間；共軛復(fù)數(shù)部202，從延遲部201的信號中提取共軛復(fù)數(shù)信號；以及乘法器203，將來自A/D轉(zhuǎn)換器100的數(shù)字接收信號與來自共軛復(fù)數(shù)部202的共軛復(fù)數(shù)信號相乘。
相關(guān)運算部300包括第一匹配濾波器301，用于執(zhí)行以與數(shù)字接收信號差分相同的方式差分的參考符號的實數(shù)部‘Re{Ds(k)}’和來自差分電路部200的數(shù)字接收信號‘Dr(k)’的實數(shù)部‘Re{Dr(k)}’之間的相關(guān)運算；第二匹配濾波器302，用于執(zhí)行以與數(shù)字接收信號‘Dr(k)’差分相同的方式差分的參考符號的虛數(shù)部‘Im{Ds(k)}’和來自差分電路部200的數(shù)字接收信號的虛數(shù)部‘Im{Dr(k)}’之間的相關(guān)運算；第三匹配濾波器303，用于執(zhí)行以與數(shù)字接收信號‘Dr(k)’差分相同的方式差分的參考符號的實數(shù)部‘Re{Ds(k)}’和來自差分電路部200的數(shù)字接收信號的虛數(shù)部‘Im{Dr(k)}’之間的相關(guān)運算；第四匹配濾波器304，用于執(zhí)行以與數(shù)字接收信號‘Dr(k)’差分相同的方式差分的參考符號的虛數(shù)部‘Im{Ds(k)}’和來自差分電路部200的數(shù)字接收信號‘Dr(k)’的實數(shù)部‘Re{Dr(k)}’之間的相關(guān)運算；第一加法器305，用于將第一和第二匹配濾波器301和302的相關(guān)值S9和S10相加；第二加法器306，用于將第三和第四匹配濾波器303和304的相關(guān)值S11和S12相加；第一平方部307，用于獲得來自第一加法器305的輸出值S13的平方；第二平方部308，用于獲得來自第二加法器306的輸出值S14的平方；以及加法器，使第一和第二平方部307和308的輸出值S15和S16相加。
圖4是根據(jù)本發(fā)明的OQPSK的修改的定時估計器的示意圖。
參照圖4，根據(jù)本實施例的OQPSK的定時估計器為圖2的定時估計器的修改，并且可以如下修改圖2所示的定時估計器的差分電路部200和相關(guān)運算部300。
參照圖4，差分電路部200包括多個差分濾波器，其將來自A/D轉(zhuǎn)換器100的數(shù)字接收信號分別延遲不同的預(yù)定時間間隔，從延遲的數(shù)字接收信號中提取共軛復(fù)數(shù)信號，以及將來自A/D轉(zhuǎn)換器100的數(shù)字接收信號與共軛復(fù)數(shù)信號相乘，以抵消包含在來自A/D轉(zhuǎn)換器100的數(shù)字接收信號中的頻率誤差。
相關(guān)運算部300可包括多個相關(guān)算子，用于執(zhí)行以與差分電路部差分相同的方式差分的相應(yīng)參考符號和來自差分電路部200的多個差分濾波器中的每一個的數(shù)字接收信號之間的相關(guān)運算，以獲得每一個相關(guān)值；以及輸出加法器，將來自多個相關(guān)算子的相關(guān)值相加。
差分電路部200的一個實例可以包括第一至第三差分濾波器210、220、和230。
第一差分濾波器210將來自A/D轉(zhuǎn)換器100的數(shù)字接收信號延遲第一預(yù)定時間‘1TC’，從延遲的數(shù)字接收信號中提取共軛復(fù)數(shù)信號，以及將來自A/D轉(zhuǎn)換器100的數(shù)字接收信號與延遲的共軛復(fù)數(shù)信號相乘，以抵消包含在數(shù)字接收信號中的頻率誤差。
第二差分濾波器220將來自A/D轉(zhuǎn)換器100的數(shù)字接收信號延遲第二預(yù)定時間‘2TC’，從延遲的數(shù)字接收信號中提取共軛復(fù)數(shù)信號，以及將來自A/D轉(zhuǎn)換器100的數(shù)字接收信號與延遲的共軛復(fù)數(shù)信號相乘，以抵消包含在數(shù)字接收信號中的頻率誤差。
第三差分濾波器230將來自A/D轉(zhuǎn)換器100的數(shù)字接收信號延遲第三預(yù)定時間‘3TC’，從延遲的數(shù)字接收信號中提取共軛復(fù)數(shù)信號，以及將來自A/D轉(zhuǎn)換器100的數(shù)字接收信號與延遲的共軛復(fù)數(shù)信號相乘，以抵消包含在數(shù)字接收信號中的頻率誤差。
同樣，可如圖5所示的實現(xiàn)第一至第三差分濾波器210、220、和230。
圖5是圖4的差分電路部的示意圖。將參照圖5，具體地描述第一至第三差分濾波器210、220、和230。
參照圖5，第一差分濾波器210包括延遲部211，將來自A/D轉(zhuǎn)換器100的數(shù)字接收信號‘r(k)’延遲第一預(yù)定時間‘1TC’；共軛復(fù)數(shù)部212，從延遲部211的輸出信號中提取共軛復(fù)數(shù)信號；以及乘法器213，將來自A/D轉(zhuǎn)換器100的數(shù)字接收信號‘r(k)’與來自共軛復(fù)數(shù)部212的共軛復(fù)數(shù)信號相乘。
第二差分濾波器220包括延遲部221，將來自A/D轉(zhuǎn)換器100的數(shù)字接收信號‘r(k)’延遲第二預(yù)定時間‘2TC’；共軛復(fù)數(shù)部222，從延遲部221的輸出信號中提取共軛復(fù)數(shù)信號；以及乘法器223，將來自A/D轉(zhuǎn)換器100的數(shù)字接收信號‘r(k)’與來自共軛復(fù)數(shù)部222的共軛復(fù)數(shù)信號相乘。
第三差分濾波器230包括延遲部231，將來自A/D轉(zhuǎn)換器100的數(shù)字接收信號‘r(k)’延遲第三預(yù)定時間‘3TC’；共軛復(fù)數(shù)部232，從延遲部231的輸出信號中提取共軛復(fù)數(shù)信號；以及乘法器233，將來自A/D轉(zhuǎn)換器100的數(shù)字接收信號‘r(k)’與來自共軛復(fù)數(shù)部232的共軛復(fù)數(shù)信號相乘。
根據(jù)差分電路部200的實施例，參照圖4和圖5，相關(guān)運算部300可包括第一相關(guān)算子310，用于執(zhí)行來自第一差分濾波器210的輸出信號與相應(yīng)參考符號之間的相關(guān)運算；第二相關(guān)算子320，用于執(zhí)行來自第二差分濾波器220的輸出信號與相應(yīng)參考符號之間的相關(guān)運算；第三相關(guān)算子330，用于執(zhí)行來自第三差分濾波器230的輸出信號與相應(yīng)參考符號之間的相關(guān)運算；以及輸出加法器340，用于將來自第一至第三相關(guān)算子310、320、和330的各個相關(guān)值相加。
此時，第一至第三相關(guān)算子310、320、和330中的每一個均包括第一匹配濾波器301，用于執(zhí)行以與數(shù)字接收信號‘Dr(k)’差分相同的方式差分的參考符號的實數(shù)部‘Re{Ds(k)}’和來自差分電路部200的數(shù)字接收信號‘Dr(k)’的實數(shù)部‘Re{Dr(k)}’之間的相關(guān)運算；第二匹配濾波器302，用于執(zhí)行以與數(shù)字接收信號差分相同的方式差分的參考符號的虛數(shù)部‘Im{Ds(k)}’和來自差分電路部200的數(shù)字接收信號‘Dr(k)’的虛數(shù)部‘Im{Dr(k)}’之間的相關(guān)運算；以及加法器305，將第一和第二匹配濾波器301和302的相關(guān)值‘S7和S8’相加。
下文中，將參照附圖描述本發(fā)明的操作和效果。
將參照圖2至圖6描述根據(jù)本發(fā)明的實施例的OQPSK解調(diào)器的定時估計器。首先，在圖2的定時估計器中，A/D轉(zhuǎn)換器100將模擬接收信號‘Ir和Qr’轉(zhuǎn)換為數(shù)字接收信號‘r(k)’，并將轉(zhuǎn)換的數(shù)字接收信號‘r(k)’輸出到差分電路部200。
當(dāng)通過下列方程式7表示參考符號‘s(k)’、由差分參考符號‘s(k)’獲得的參考符號‘Ds(k)’、和接收信號‘r(k)’時，通過下列方程式8表示來自A/D轉(zhuǎn)換器100的輸出信號‘S1和S2’方程式7s(k)＝ejθ(k)；Ds(k)＝s(k)s*(k-1)＝ej(θ(k)-(θ-1))＝ejΦ(k)；(k)=e(θ(k)+Φ(k-1)-2πΔf0k),]]>其中，Φ(k)＝相位誤差，f0＝頻率誤差
(k)＝r(k)r*(k-1)＝ej{(θ(k)-θ(k-1)+Φ(k)-Φ(k-1)-2πΔf0k)-2πΔf0k)-2πΔf0k)}如果(Φ(k)＝Φ(k-1))，則(k)＝ej{θ(k)-θ(k-1)+2πΔf0k)}＝e(θ(k)-2πΔf0)。
方程式8s1＝cos(θ(k)+Φ(k)+2πΔf0k)；以及s2＝sin(θ(k)+Φ(k)+2πΔf0k)差分電路部200獲得在來自A/D轉(zhuǎn)換器100的數(shù)字接收信號中延遲預(yù)定時間的共軛復(fù)數(shù)信號‘r(k-1TC)’與來自A/D轉(zhuǎn)換器100的數(shù)字接收信號‘r(k)’之間的相位差，并且將獲得的相位差輸出到相關(guān)運算部300。此時，通過差分電路部來抵消包含在數(shù)字接收信號‘r(k)’中的頻率誤差。
相關(guān)運算部300執(zhí)行以與差分電路部200差分相同的方式差分的參考符號和來自差分電路200的接收信號之間的相關(guān)運算，以獲得每一個相關(guān)值，并將獲得的相關(guān)值輸出到相干檢測器400。
相干檢測器400根據(jù)來自相關(guān)運算部300的相關(guān)值來檢測相干點，并輸出相干信號。
現(xiàn)在，將參照圖3描述差分電路部200。
在圖3中，差分電路部200的延遲部201將來自A/D轉(zhuǎn)換器100的數(shù)字接收信號‘r(k)’延遲預(yù)定時間，并將延遲的數(shù)字接收信號輸出到共軛復(fù)數(shù)部202。
共軛復(fù)數(shù)部202從延遲部201的輸出信號中提取共軛復(fù)數(shù)信號，并將提取的共軛復(fù)數(shù)信號輸出到乘法器203。
乘法器203將來自A/D轉(zhuǎn)換器100的數(shù)字接收信號‘r(k)’與來自共軛復(fù)數(shù)部202的共軛復(fù)數(shù)信號相乘，并將獲得的值輸出到相關(guān)運算部300。
通過下列方程式9表示差分電路部200的輸出信號‘S3和S4’。
方程式9s3＝cos(Φ(k)-2πΔf0)；以及s4＝sin(Φ(k)-2πΔf0)現(xiàn)在，將參照圖2和圖3描述相關(guān)運算部300。
參照圖2，在相關(guān)運算部300包括第一至第四匹配濾波器301至304的情況下，第一匹配濾波器301執(zhí)行以與數(shù)字接收信號差分相同的方式差分的參考符號的實數(shù)部‘Re{Ds(k)}’和來自差分電路部200的數(shù)字接收信號‘Dr(k)’的實數(shù)部‘Re{Dr(k)}’之間的相關(guān)運算，第二匹配濾波器302執(zhí)行以與數(shù)字接收信號‘Dr(k)’差分相同的方式差分的參考符號的虛數(shù)部‘Im{Ds(k)}’和來自差分電路部200的數(shù)字接收信號的虛數(shù)部‘Im{Dr(k)}’之間的相關(guān)運算，第三匹配濾波器303執(zhí)行以與數(shù)字接收信號‘Dr(k)’差分相同的方式差分的參考符號的實數(shù)部‘Re{Ds(k)}’和來自差分電路部200的數(shù)字接收信號的虛數(shù)部‘Im{Dr(k)}’之間的相關(guān)運算，以及第四匹配濾波器304執(zhí)行以與數(shù)字接收信號‘Dr(k)’差分相同的方式差分的參考符號的虛數(shù)部‘Im{Ds(k)}’和來自差分電路部200的數(shù)字接收信號‘Dr(k)’的實數(shù)部‘Re{Dr(k)}’之間的相關(guān)運算。
圖2中，當(dāng)通過下列方程式10表示參考符號的實數(shù)部和虛數(shù)部S5和S8時，通過下列方程式11來表示第一至第四匹配濾波器301至304的輸出信號S9至S12方程式10s5＝cosΦ(k)；s6＝sinΦ(k)；s7＝cosΦ(k)；以及s9＝-sinΦ(k)。
方程式11S9=Σk=1Ncos(Φ(k)-2πΔf0)cosΦ(k);]]>S10=Σk=1Nsin(Φ(k)-2πΔf0)sin(Φ(k));]]>S11=Σk=1Nsin(Φ(k)-2πΔf0)cos(Φ(k));]]>以及S12=Σk=1Ncos(Φ(k)-2πΔf0)sin(Φ(k)).]]>同時，相關(guān)運算部300的第一加法器305將第一和第二匹配濾波器301和302的相關(guān)值‘S9和S10’相加，以及相關(guān)運算部300的第二加法器306將第三和第四匹配濾波器303和304的相關(guān)值‘S11和S12’相加。
接下來，相關(guān)運算部300的第一平方部307將來自第一加法器305的輸出值S13取平方，并且第二平方部308獲取來自第二加法器306的輸出值S14的平方，以及加法器將第一和第二平方部307和308的輸出值S15和S16相加。
此時，通過下列方程式12表示第一和第二加法器305和306的各個輸出信號‘S13和S14’，并通過下列方程式13表示第一和第二平方部307和308的輸出信號‘S15和S16’及加法器309的輸出信號‘S17’。
方程式12S13=Σk=1N(cos(Φ(k)-2πΔf0)cosΦ(k)+sin(Φ(k)-2πΔf0)sin(Φ(k));]]>=12Σk=1N(cos(2Φ(k)-2πΔf0)+cos(2πΔf0)+cos(2πΔf0)-cos(2Φ(k)-2πΔf0))]]>=Ncos(2πΔf0);]]>以及S14=Σk=1Nsin(Φ(k)-2πΔf0)cosΦ(k)+cos(Φ(k)-2πΔf0)sin(Φ(k));]]>=12Σk=1N(sin(-2πΔf0)-sin(2Φ(k)-2πΔf0)-sin(-2πΔf0)+sin(2Φ(k)-2πΔf0))]]>=Nsin(2πΔf0).]]>方程式13
S15＝(Ncos(2πΔf0))2；S16＝(Nsin(2πΔf0))2；以及S17＝(Ncos(2πΔf0))2+(Nsin(2πΔf0))2＝N2最大相關(guān)值。
如上參照圖2和圖3所述，本發(fā)明的OQPSK的定時估計器能夠通過差分電路部抵消包含在接收信號中的頻率誤差，以防止接收性能的下降。
同時，在將本發(fā)明的OQPSK的定時估計器修改為如圖4和圖5所示的情況下，對于相關(guān)技術(shù)的定時估計器，其可以更精確地檢測相干性。
差分電路部200可包括多個差分濾波器，并且相關(guān)運算部300也可包括多個相關(guān)算子。與此對應(yīng)，將參照圖4和圖5描述本發(fā)明的另一實施例。
參照圖4和圖5，將描述差分電路部200包括第一至第三差分濾波器210、220、和230，并且相關(guān)運算部300包括第一至第三相關(guān)算子310、320、和330的實施例。
第一差分濾波器210將來自A/D轉(zhuǎn)換器100的數(shù)字接收信號延遲第一預(yù)定時間‘1TC’，從延遲的數(shù)字接收信號中提取共軛復(fù)數(shù)信號，以及將數(shù)字接收信號與延遲的共軛復(fù)數(shù)信號相乘，以抵消包含在數(shù)字接收信號中的頻率誤差。
第二差分濾波器220將來自A/D轉(zhuǎn)換器100的數(shù)字接收信號延遲第二預(yù)定時間‘2TC’，從延遲的數(shù)字接收信號中提取共軛復(fù)數(shù)信號，以及將數(shù)字接收信號與延遲的共軛復(fù)數(shù)信號相乘，以抵消包含在數(shù)字接收信號中的頻率誤差。
第三差分濾波器230將來自A/D轉(zhuǎn)換器100的數(shù)字接收信號延遲第三預(yù)定時間‘3TC’，從延遲的數(shù)字接收信號中提取共軛復(fù)數(shù)信號，以及將數(shù)字接收信號與延遲的共軛復(fù)數(shù)信號相乘，以抵消包含在數(shù)字接收信號中的頻率誤差。
參照圖5，在第一差分濾波器210中，延遲部211將來自A/D轉(zhuǎn)換器100的數(shù)字接收信號‘r(k)’延遲第一預(yù)定時間‘1TC’，并將延遲的數(shù)字接收信號輸出到共軛復(fù)數(shù)部212。共軛復(fù)數(shù)部212從來自延遲部211的延遲的數(shù)字接收信號中提取共軛復(fù)數(shù)信號，并將提取的共軛復(fù)數(shù)信號輸出到乘法器213。乘法器213將來自A/D轉(zhuǎn)換器100的數(shù)字接收信號‘r(k)’與來自共軛復(fù)數(shù)部212的延遲的共軛復(fù)數(shù)信號相乘，并將輸出信號輸出到相關(guān)運算部300的第一相關(guān)算子310。
在第二差分濾波器220中，延遲部221將來自A/D轉(zhuǎn)換器100的數(shù)字接收信號‘r(k)’延遲第二預(yù)定時間‘2TC’，并將延遲的數(shù)字接收信號輸出到共軛復(fù)數(shù)部222。共軛復(fù)數(shù)部222從來自延遲部221的延遲的數(shù)字接收信號中提取共軛復(fù)數(shù)信號，并將提取的共軛復(fù)數(shù)信號輸出到乘法器223。乘法器223將來自A/D轉(zhuǎn)換器100的數(shù)字接收信號‘r(k)’與來自共軛復(fù)數(shù)部222的延遲的共軛復(fù)數(shù)信號相乘，并將輸出信號輸出到相關(guān)運算部300的第二相關(guān)算子320。
在第三差分濾波器230中，延遲部231將來自A/D轉(zhuǎn)換器100的數(shù)字接收信號‘r(k)’延遲第三預(yù)定時間‘3TC’，并將延遲的數(shù)字接收信號輸出到共軛復(fù)數(shù)部232。共軛復(fù)數(shù)部232從來自延遲部231的延遲的數(shù)字接收信號中提取共軛復(fù)數(shù)信號，并將提取的共軛復(fù)數(shù)信號輸出到乘法器233。乘法器233將來自A/D轉(zhuǎn)換器100的數(shù)字接收信號‘r(k)’與來自共軛復(fù)數(shù)部232的延遲的共軛復(fù)數(shù)信號相乘，并將輸出信號輸出到相關(guān)運算部300的第三相關(guān)算子330。
同樣，參照圖4，對于差分電路部200的實施例，相關(guān)運算部300包括第一至第三相關(guān)算子310、320、和330。相關(guān)運算部300的第一相關(guān)算子310執(zhí)行第一差分濾波器210的輸出信號與相應(yīng)參考符號之間的相關(guān)運算，第二相關(guān)算子320執(zhí)行第二差分濾波器220的輸出信號與相應(yīng)參考符號之間的相關(guān)運算，以及第三相關(guān)算子330執(zhí)行第三差分濾波器230的輸出信號與相應(yīng)參考符號之間的相關(guān)運算。輸出加法器340將來自第一至第三相關(guān)算子310、320、和330的各個相關(guān)值相加。
此時，在相關(guān)算子310、320、和330中的每一個均包括第一匹配濾波器301、第二匹配濾波器302、和加法器305的情況下，第一匹配濾波器301執(zhí)行以與數(shù)字接收信號差分相同的方式差分的參考符號的實數(shù)部‘Re{Ds(k)}’和來自差分電路部200的數(shù)字接收信號‘Dr(k)’的實數(shù)部‘Re{Dr(k)}’之間的相關(guān)運算，第二匹配濾波器302執(zhí)行以與數(shù)字接收信號‘Dr(k)’差分相同的方式差分的參考符號的虛數(shù)部‘Im{Ds(k)}’和來自差分電路部200的數(shù)字接收信號的虛數(shù)部‘Im{Dr(k)}’之間的相關(guān)運算，以及加法器305將第一和第二匹配濾波器301和302的相關(guān)值‘S7和S8’相加，并將相加的值輸出到輸出加法器340。
此時，如參照圖2的圖4所述，當(dāng)假設(shè)S3等于S4時，通過下列方程式14表示輸入到第一和第二匹配濾波器301和302的參考符號的實數(shù)部S5和虛數(shù)部S6，并且可通過下列方程式15表示第一和第二匹配濾波器301和302的輸出信號‘S7和S8’。
方程式14s5＝cosΦ(k)；以及s6＝sinΦ(k)方程式15S7=Σk=1Ncos(Φ(k)-2πΔf0)cosΦ(k);]]>S8=Σk=1Nsin(Φ(k)-2πΔf0)sin(Φ(k));]]>以及通過下列方程式16表示第一加法器305的輸出信號‘S9’。
方程式16S9=Σk=1N(cos(Φ(k)-2πΔf0)cosΦ(k)+sin(Φ(k)-2πΔf0)sin(Φ(k));]]>=12Σk=1N(cos(2Φ(k)-2πΔf0)+cos(2πΔf0)+cos(2πΔf0)-cos(2Φ(k)-2πΔf0))]]>=Ncos(2πΔf0);]]>如上文所述，根據(jù)本發(fā)明，并未完全去除由于頻率誤差而造成的相位誤差分量，并且對最終相關(guān)輸出值具有影響。然而，因為通過模擬頻率誤差分量‘f0’、采樣周期‘Ts’、和差分濾波器的差分時間間隔‘Tc’確定了頻率誤差的大小，所以通過設(shè)計很小的Ts和Tc，可以減小‘2πΔf0’的大小，從而由于‘cos(2πΔf0)’使頻率誤差大小的減小最小化。
與圖2的實施例相比，根據(jù)本發(fā)明的圖4的實施例的優(yōu)勢在于當(dāng)頻率誤差不是很大時，性能下降不是很多，可降低系統(tǒng)的復(fù)雜性，以及對在低信號噪聲比(即，S/N比)中的平方損失的影響很小。
如前文所述，根據(jù)本發(fā)明，可以獲得較大的相關(guān)值，因此具有低的檢測相干點的失敗率，從而可以迅速地檢測到相干點，并提高性能。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，在應(yīng)用到Zigbee接收器中的OQPSK解調(diào)器的定時估計器中，獲得延遲了設(shè)定時間的接收信號的共軛復(fù)數(shù)信號與接收信號之間的相位差，以抵消接收信號的頻率誤差，從而改善由于頻率誤差而造成的接收性能的降低。
詳細地，使用差分濾波器降低由于頻率誤差而造成的影響，因此補償了由于頻率誤差造成的接收性能的降低，以提高接收性能。即使在具有很大頻率誤差的情況下，也可以通過將差分濾波器的延遲時間設(shè)置為短于芯片周期來最小化由于頻率誤差而造成的性能下降。從而，使用簡單相干方式而不是產(chǎn)生平方損失并增加復(fù)雜性的非相干方式的相關(guān)運算部被使用，以提高性能/提供相同的性能(對于最初改進方式的最終提供方式的性能來說)并降低復(fù)雜性。
同樣，使用相對于多個延遲時間多差分的信號，并執(zhí)行多相關(guān)運算。之后，綜合考慮這些運算結(jié)果，能夠進一步提高性能。即，通過使用多個差分濾波器和多個相關(guān)算子，可以進一步提高性能。
對于本領(lǐng)域技術(shù)人員，本發(fā)明做出的各種更改和改變是顯而易見的。因此，本發(fā)明覆蓋在所附權(quán)利要求及其等同替換的范圍內(nèi)所提供的本發(fā)明的更改和改變。
權(quán)利要求
1.一種OQPSK解調(diào)器的定時估計器，其包括A/D轉(zhuǎn)換器，用于將模擬接收信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字接收信號；差分電路部，用于將來自所述A/D轉(zhuǎn)換器的所述數(shù)字接收信號延遲預(yù)定時間，并獲得所述延遲的數(shù)字接收信號的共軛復(fù)數(shù)信號與來自所述A/D轉(zhuǎn)換器的所述數(shù)字接收信號之間的相位差，以抵消包含在所述數(shù)字接收信號中的頻率誤差；相關(guān)運算部，用于執(zhí)行以與所述差分電路部差分相同的方式差分的參考符號和來自所述差分電路部的所述接收信號之間的相關(guān)運算，以獲得每一個相關(guān)值；以及相干檢測器，用于根據(jù)來自所述相關(guān)運算部的所述相關(guān)值來檢測相干點。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定時估計器，其中，所述差分電路部包括延遲部，用于將來自所述A/D轉(zhuǎn)換器的所述數(shù)字接收信號延遲預(yù)定時間；共軛復(fù)數(shù)部，用于從來自所述延遲部的信號中提取共軛復(fù)數(shù)信號；以及乘法器，用于將來自所述A/D轉(zhuǎn)換器的所述數(shù)字接收信號與來自所述共軛復(fù)數(shù)部的所述共軛復(fù)數(shù)信號相乘。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的定時估計器，其中，所述相關(guān)運算部包括第一匹配濾波器，用于執(zhí)行以與所述數(shù)字接收信號差分相同的方式差分的所述參考符號的實數(shù)部和來自所述差分電路部的所述數(shù)字接收信號的實數(shù)部之間的相關(guān)運算；第二匹配濾波器，用于執(zhí)行以與所述數(shù)字接收信號差分相同的方式差分的所述參考符號的虛數(shù)部和來自所述差分電路部的所述數(shù)字接收信號的虛數(shù)部之間的相關(guān)運算；第三匹配濾波器，用于執(zhí)行以與所述數(shù)字接收信號差分相同的方式差分的所述參考符號的所述實數(shù)部和來自所述差分電路部的所述數(shù)字接收信號的所述虛數(shù)部之間的相關(guān)運算；第四匹配濾波器，用于執(zhí)行以與所述數(shù)字接收信號差分相同的方式差分的所述參考符號的所述虛數(shù)部和來自所述差分電路部的所述數(shù)字接收信號的所述實數(shù)部之間的相關(guān)運算；第一加法器，用于將所述第一和第二匹配濾波器的相關(guān)值相加；第二加法器，用于將所述第三和第四匹配濾波器的相關(guān)值相加；第一平方部，用于獲得來自所述第一加法器的輸出值的平方；第二平方部，用于獲得來自所述第二加法器的輸出值的平方；以及加法器，用于將所述第一和第二平方部的輸出值相加。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的定時估計器，其中，所述差分電路部包括多個差分濾波器，其將來自所述A/D轉(zhuǎn)換器的所述數(shù)字接收信號分別延遲不同預(yù)定時間間隔，從所述延遲的數(shù)字接收信號中提取共軛復(fù)數(shù)信號，以及將所述數(shù)字接收信號與所述共軛復(fù)數(shù)信號相乘，以抵消包含在來自所述A/D轉(zhuǎn)換器的所述數(shù)字接收信號中的所述頻率誤差。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定時估計器，其中，所述相關(guān)運算部包括多個相關(guān)算子，用于執(zhí)行以與來自所述多個差分濾波器中的每一個的數(shù)字接收信號差分相同的方式差分的相應(yīng)參考符號和來自所述差分電路部的所述多個差分濾波器中的每一個的所述數(shù)字接收信號之間的相關(guān)運算，以獲得每一個相關(guān)值；以及輸出加法器，用于將來自所述多個相關(guān)算子的所述相關(guān)值相加。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的定時估計器，其中，所述多個相關(guān)算子中的每一個均包括第一匹配濾波器，用于執(zhí)行以與所述數(shù)字接收信號差分相同的方式差分的所述參考符號的實數(shù)部和來自所述差分電路部的所述數(shù)字接收信號的實數(shù)部之間的相關(guān)運算；第二匹配濾波器，用于執(zhí)行以與所述數(shù)字接收信號差分相同的方式差分的所述參考符號的虛數(shù)部和來自所述差分電路部的所述數(shù)字接收信號的虛數(shù)部之間的相關(guān)運算；以及加法器，用于將所述第一和第二匹配濾波器的相關(guān)值相加。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種OQPSK解調(diào)器的定時估計器。在定時估計器中，A/D轉(zhuǎn)換器將模擬接收信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字接收信號。差分電路部將來自A/D轉(zhuǎn)換器的數(shù)字接收信號延遲預(yù)定時間，并獲得延遲的數(shù)字接收信號的共軛復(fù)數(shù)信號與數(shù)字接收信號之間的相位差，以抵消包含在數(shù)字接收信號中的頻率誤差。相關(guān)運算部執(zhí)行以與差分電路部差分相同的方式差分的參考符號和接收信號之間的相關(guān)運算，以獲得每一個相關(guān)值。相干檢測器根據(jù)來自相關(guān)運算部的相關(guān)值來檢測相干點。
文檔編號H04L27/227GK1976330SQ20061014019
公開日2007年6月6日 申請日期2006年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月30日
發(fā)明者閔祥鉉, 崔炯辰, 都周鉉, 姜信佑, 樸朵焌, 趙君植 申請人:三星電機株式會社