本發(fā)明涉及電路，更具體地但不限于一種改進(jìn)相位檢測(cè)的電路和方法。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的差分相移鍵控(DPSK)接收器具有較差的靈敏度。因此，在信道條件差時(shí)接收器很難檢索接收到的數(shù)據(jù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種改進(jìn)相位檢測(cè)的電路和方法，可有效提高差分相移鍵控接收器的靈敏度。

為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明以上發(fā)明目的，本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，一種電路包括：判定單元，被配置為基于解調(diào)信號(hào)和初始碼元獲取多個(gè)判定誤差；計(jì)算器，被配置為基于多個(gè)判定誤差計(jì)算瞬時(shí)直流誤差，并基于瞬時(shí)直流誤差計(jì)算第一誤差變化信號(hào)和第二誤差變化信號(hào)；誤差檢測(cè)器，被配置為通過(guò)判定第一誤差變化信號(hào)和第二誤差變化信號(hào)的絕對(duì)值是否都大于第一閾值獲取第一結(jié)果；通過(guò)判定多個(gè)判定誤差中的第一判定誤差的絕對(duì)值是否大于第二閾值獲取第二結(jié)果；和至少基于第一結(jié)果和第二結(jié)果輸出第二最接近星座點(diǎn)作為與第一判定誤差對(duì)應(yīng)的校正碼元。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，一種方法，包括以下步驟：基于解調(diào)信號(hào)和 原始碼元獲取多個(gè)判定誤差；基于多個(gè)判定誤差計(jì)算瞬時(shí)直流誤差；基于瞬時(shí)直流誤差計(jì)算第一誤差變化信號(hào)和第二誤差變化信號(hào)；通過(guò)判定第一誤差變化信號(hào)的絕對(duì)值和第二誤差變化信號(hào)的絕對(duì)值是否都大于第一閾值獲取第一結(jié)果；通過(guò)判定多個(gè)判定誤差中的第一判定誤差的絕對(duì)值是否大于第二閾值獲取第二結(jié)果；和基于第一結(jié)果和第二結(jié)果輸出第二最接近星座點(diǎn)作為與第一判定誤差對(duì)應(yīng)的校正碼元。

本發(fā)明實(shí)施例與現(xiàn)有技術(shù)相比，主要區(qū)別及其效果在于：能夠有效提高差分相移鍵控接收器的接收靈敏度，進(jìn)而提高通信距離和可靠性。

附圖說(shuō)明

本發(fā)明的非限制性和非詳盡的各實(shí)施方式將參照下列附圖進(jìn)行說(shuō)明，其中類似附圖標(biāo)記除其他特定說(shuō)明外在各種視圖中指示類似部件。

圖1是基于相位誤差作出判定的設(shè)備的實(shí)施例的框圖。

圖2是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的用于8點(diǎn)DPSK的星座圖。

圖3是用于基于相位誤差作出判定的設(shè)備的另一實(shí)施例的框圖。

圖4是基于相位誤差作判定的方法的流程圖。

圖5是基于相位誤差作判定的方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)將對(duì)本發(fā)明的各方面和實(shí)例進(jìn)行描述。以下的描述為了全面理解和說(shuō)明這些實(shí)例而提供了特定的細(xì)節(jié)。但是，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，即使沒(méi)有這些細(xì)節(jié)，也可以實(shí)施本發(fā)明。此外，一些公知的結(jié)構(gòu)或功能可能沒(méi)有被示出或詳細(xì)說(shuō)明，以避免不必要的模糊相關(guān)說(shuō)明。

圖1示出了相位檢測(cè)電路100的實(shí)施例的框圖。該電路100包括判定單元110、計(jì)算器120和誤差檢測(cè)器130。判定單元110同時(shí)與計(jì)算器120和誤差檢測(cè)器130連接，計(jì)算器120與誤差檢測(cè)器130連接。

判定單元被配置為基于解調(diào)信號(hào)和原始碼元獲取多個(gè)判定誤差“quan_err3_vec(k),k＝0,1,2…n”。解調(diào)信號(hào)可以表示為“S”，初始碼元可以表示為“X”。解調(diào)信號(hào)S可以是判定單元110的輸入，而原始碼元“X”可以是判定單元110的輸出。換句話說(shuō)，原始碼元“X”是基于解調(diào)信號(hào)“S”進(jìn)行的碼元判定之后的碼元。下面將通過(guò)參考圖2和圖3討論獲取多個(gè)判定誤差的細(xì)節(jié)。在上述以及以下的描述中，“quan”表示量化值。

計(jì)算器120被配置為基于多個(gè)判定誤差“quan_err3_vec(k),k＝0,1,2…n”計(jì)算瞬時(shí)直流誤差“err_dc”，并基于瞬時(shí)直流誤差“err_dc”計(jì)算第一誤差變化信號(hào)“quan_err2”和第二誤差變化信號(hào)“quan_err21”。

誤差檢測(cè)器130被配置為通過(guò)判定第一誤差變化信號(hào)的絕對(duì)值“abs(quan_err2)”和第二誤差變化信號(hào)的絕對(duì)值“abs(quan_err21)”是否都大于第一閾值THD1獲取第一結(jié)果，并通過(guò)判定多個(gè)判定誤差“quan_err3_vec(k)，k＝0,1,2…n”中的第一判定誤差的絕對(duì)值“abs(quan_err3_vec(k))”是否大于第二閾值THD2獲取第二結(jié)果，并至少基于第一結(jié)果和第二結(jié)果輸出第二最接近星座點(diǎn)“X*”作為與第一判定誤差“quan_err3_vec(k)”對(duì)應(yīng)的校正碼元，以替代與第一判定誤差“quan_err3_vec(k)”對(duì)應(yīng)的原始碼元“X”。

參考圖2，原始碼元“X”是星座圖中預(yù)先被判定為與解調(diào)信號(hào)S最接近的一個(gè)星座點(diǎn)。第二最接近點(diǎn)“X*”是星座圖中預(yù)先被判定為與解調(diào)信號(hào)S第二最接近的一個(gè)星座點(diǎn)。

圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于8點(diǎn)DPSK(差分相移鍵控)的星座圖。“S”表示解調(diào)信號(hào)。初始時(shí)，誤差檢測(cè)器130判定解調(diào)信號(hào)“S”為初始 碼元000，表示為“X”，其中初始碼元000預(yù)先判定的在歐氏距離上與解調(diào)信號(hào)S最接近的星座點(diǎn)，而在歐式距離上與解調(diào)信號(hào)S第二最接近的星座點(diǎn)是001，表示為“X*”。誤差檢測(cè)器130基于第一結(jié)果和第二結(jié)果輸出第二最靠近星座點(diǎn)001，即“X”作為校正碼元，以替代初始碼元X，即星座點(diǎn)000。值得注意的是，第二最接近星座點(diǎn)儲(chǔ)存于內(nèi)存中。星座點(diǎn)的歐式距離由星座點(diǎn)和解調(diào)信號(hào)S之間的距離決定。因此，相應(yīng)地，初步確定最接近星座點(diǎn)和第二最接近星座點(diǎn)。

例如，誤差檢測(cè)器130還被配置為在下列所有條件都滿足時(shí)，輸出第二最接近星座點(diǎn)“X*”或001作為與第一判定誤差對(duì)應(yīng)的校正碼元：

a)第一誤差變化信號(hào)的絕對(duì)值“abs(quan_err2)”大于第一閾值THD1；

b)第二誤差變化信號(hào)的絕對(duì)值“abs(quan_err21)”大于第一閾值THD1；以及

c)第一判定誤差的絕對(duì)值“abs(quan_err3_vec(k))”大于第二閾值THD2。

在一些實(shí)施例中，藍(lán)牙應(yīng)用可以具有兩種增強(qiáng)型數(shù)據(jù)速率(EDR)QPSK調(diào)制。其中一種是采用pi/4DQPSK(四相相對(duì)相移鍵控)的類型2，其中pi表示π，而另一種是采用8DPSK的類型3。上述閾值TDH1、TDH2和TDH3的設(shè)置可以不同。類型2的典型值為：THD1＝0.4；THD2＝0.7。此外，類型3的典型值為：THD1＝0.2；THD2＝0.35。值得注意的是，這些閾值的值可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行修改。

在上述條件中，條件a)和條件b)用于判定誤差信號(hào)的瞬時(shí)變化是否大于第一閾值THD1，其中一個(gè)表示過(guò)去值，如“abs(quan_err2)”，另一個(gè)表示未來(lái)值，如“abs(quan_err21)”。如果初始碼元“X”被正確判定了，則“abs(quan_err2)”和“abs(quan_err21)”中的一個(gè)或兩者都 小于第一閾值THD1。如果只滿足條件a)和條件b)中的一個(gè)，則當(dāng)前碼元是正確的，這表示可能在碼元中存在傳輸。如果條件a)和條件b)都滿足，則意味著誤差信號(hào)之前的瞬時(shí)變化和誤差信號(hào)之后的瞬時(shí)變化都大于第一閾值THD1，且電流誤差信號(hào)是不穩(wěn)定的，例如，是瞬時(shí)且均勻變化的。

基于上述判定，差分相移鍵控接收器的靈敏度可以提高1dB，或者換句話說(shuō)，接收器能夠正確接收和解碼信號(hào)的范圍增大。

上述實(shí)施例利用誤差特性和解調(diào)信號(hào)的統(tǒng)計(jì)規(guī)則改進(jìn)接收器中的誤差檢測(cè)和校正。

優(yōu)選地，除了上述三個(gè)判定條件，誤差檢測(cè)器130還考慮第四和第五條件。例如，計(jì)算器120還被配置為計(jì)算第一判定誤差“quan_err3_vec(k)”與該第一判定誤差“quan_err3_vec(k)”的下一個(gè)判定誤差“quan_err3_vec(k+1)”之間的第二差值，并被配置為計(jì)算第一判定誤差“quan_err3_vec(k)”與該第一判定誤差“quan_err3_vec(k)”的前一個(gè)判定誤差“quan_err3_vec(k-1)”之間的第一差值。誤差檢測(cè)器130還被配置為判定第二差值“quan_err3_vec(k)-quan_err3_vec(k+1)”的絕對(duì)值和第一差值“quan_err3_vec(k-1)-quan_err3_vec(k)”的絕對(duì)值是否都小于第三閾值THD3；并在下列所有條件都滿足時(shí)，輸出第二最接近星座點(diǎn)“001”或“X*”作為與第一判定誤差“quan_err3_vec(k)”對(duì)應(yīng)的校正碼元：

-a)第一誤差變化信號(hào)的絕對(duì)值“abs(quan_err2)”大于第一閾值THD1；

-b)第二誤差變化信號(hào)的絕對(duì)值“abs(quan_err21)”大于第一閾值THD1；

-c)第一判定誤差的絕對(duì)值“abs(quan_err3_vec(k))”大于第二閾值THD2；

-d)第一差值“quan_err3_vec(k)-quan_err3_vec(k+1)”的絕對(duì)值小于 第三閾值THD3；以及

-e)第二差值“quan_err3_vec(k-1)-quan_err3_vec(k)”的絕對(duì)值小于第三閾值THD3。

在一些實(shí)施例中，藍(lán)牙應(yīng)用可以有兩種增強(qiáng)型數(shù)據(jù)速率(EDR)QPSK調(diào)制。一種是采用pi/4DQPSK的類型2，其中pi表示π，而另一種是采用8DPSK的類型3。上述閾值TDH1、TDH2和TDH3的設(shè)置可以不同。類型2的典型值為：THD1＝0.4；THD2＝0.7；THD3＝1.4。另外，類型3的典型值為：THD1＝0.2；THD2＝0.35；THD3＝0.7。值得注意的是，閾值THD1、THD2和/或THD3可以根據(jù)藍(lán)牙系統(tǒng)、WIFI系統(tǒng)等不同實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行修改。

基于上述采用條件a)-e)的判定，可將接收器的靈敏度提高2-3dB，或者換句話說(shuō)，接收器能夠正確接收和解碼信號(hào)的范圍可以擴(kuò)大至不使用本發(fā)明的實(shí)施例時(shí)的初始范圍的1.5倍。在一實(shí)施例中，對(duì)于藍(lán)牙EDR模式的靈敏度可以提高2dB。

雖然上述判定會(huì)引入一些延遲，但是這些延遲在系統(tǒng)中是可以被忽略。由判定引入的延遲可能持續(xù)僅僅一個(gè)碼元，即對(duì)于藍(lán)牙系統(tǒng)僅持續(xù)1μs。藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)傳輸時(shí)間可以大于200μs。因此，由判定引入的延遲并不會(huì)對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生顯著影響。

圖3是基于相位誤差作出判定的設(shè)備的另一實(shí)施例的框圖。如圖3所示，該電路還包括相位檢測(cè)器302、相位微分器304、判定單元310、計(jì)算器320以及誤差檢測(cè)器330。相位檢測(cè)器302被配置為檢測(cè)接收信號(hào)的相位。相位微分器304被配置為通過(guò)計(jì)算接收信號(hào)和該接收信號(hào)的前一信號(hào)之間的相位差獲取解調(diào)信號(hào)“S”；并且判定單元310還被配置為基于解調(diào)信號(hào)判定原始碼元。如圖3所示，相位檢測(cè)器302與相位微分器304連接。相位微分器304與判定單元310連接。判定單元310同時(shí)與計(jì)算器320和誤 差檢測(cè)器330連接。計(jì)算器320還與誤差檢測(cè)器330連接。

優(yōu)選地，計(jì)算器320還被配置為基于多個(gè)判定誤差，通過(guò)對(duì)多個(gè)判定誤差“quan_err3_vec(k)，k＝0,1,2…n”求平均值計(jì)算瞬時(shí)直流誤差，例如，瞬時(shí)直流誤差err_dc＝mean(quan_err4_vec(k-15:k)。其中，quan_err4_vec(k-15:k)表示對(duì)16個(gè)判定誤差求平均，即“quan_err4_vec(k-15)”、“quan_err4_vec(k-14)”、“quan_err4_vec(k-13)”、“quan_err4_vec(k-12)”......“quan_err4_vec(k)”。此外，如果初始樣本點(diǎn)不夠，例如少于16，那么所有以往的樣本都可用于進(jìn)行平均運(yùn)算。值得注意的是，求平均值的判定誤差的數(shù)目是可變的。例如，可平均8個(gè)判定誤差、32個(gè)判定誤差等獲取瞬時(shí)直流誤差。此外，雖然瞬時(shí)直流誤差“err_dc”是平均值，但是由于變量k是變化的，瞬時(shí)直流誤差“err_dc”一直在通過(guò)對(duì)不同的判定誤差求平均值來(lái)進(jìn)行更新，并反應(yīng)瞬時(shí)直流誤差。

優(yōu)選地，計(jì)算器320還被配置為計(jì)算第一判定誤差與該第一判定誤差的前一判定誤差的第一平均值，即“(quan_err3_vec(k-1)+quan_err3_vec(k))/2”。接著，計(jì)算器320通過(guò)計(jì)算第一平均值和瞬時(shí)直流誤差間的差值獲取第一誤差變化信號(hào)“quan_err2”，即“quan_err2＝(quan_err3_vec(k-1)+quan_err3_vec(k))/2-err_dc”。計(jì)算器320還計(jì)算第一判定誤差“quan_err3_vec(k)”與該第一判定誤差的下一個(gè)判定誤差“quan_err3_vec(k+1)”的第二平均值，即“(quan_err3_vec(k)+quan_err3_vec(k+1))/2”：并通過(guò)計(jì)算第二平均值和瞬時(shí)直流誤差之間的差值獲取第二誤差變化信號(hào)“quan_err21”，即quan_err21＝(quan_err3_vec(k)+quan_err3_vec(k+1))/2-err_dc。

圖4是基于相位誤差進(jìn)行判定的方法400的流程圖。該方法400包括：在框圖410中，基于解調(diào)信號(hào)“S”和初始碼元“X”獲取多個(gè)判定誤差 “quan_err3_vec(k),k＝0,1,2…n”；在框圖420中，基于多個(gè)判定誤差“quan_err3_vec(k),k＝0,1,2…n”計(jì)算瞬時(shí)直流誤差“err_dc”；在框圖430中，基于瞬時(shí)直流誤差“err_dc”計(jì)算第一誤差變化信號(hào)“quan_err2”和第二誤差變化信號(hào)“quan_err21”；在框圖440中，通過(guò)判定第一誤差變化信號(hào)的絕對(duì)值“abs(quan_err2)”和第二誤差變化信號(hào)的絕對(duì)值“abs(quan_err21)”是否都大于第一閾值THD1獲取第一結(jié)果；在框圖450中，通過(guò)判定多個(gè)判定誤差“quan_err3_vec(k)，k＝0,1,2…n”中的第一判定誤差的絕對(duì)值“abs(quan_err3_vec(k))”是否大于第二閾值THD2獲取第二結(jié)果；以及在框圖450中，至少基于第一結(jié)果和第二結(jié)果輸出第二最接近星座點(diǎn)“X*”作為與第一判定誤差對(duì)應(yīng)的校正碼元。

優(yōu)選地，至少基于第一結(jié)果和第二結(jié)果輸出第二最接近星座點(diǎn)“X*”作為與第一判定誤差對(duì)應(yīng)的校正碼元的步驟還包括：如果第一誤差變化信號(hào)的絕對(duì)值“abs(quan_err2)”和第二誤差變化信號(hào)的絕對(duì)值“abs(quan_err21)”都大于第一閾值THD1，并且第一判定誤差的絕對(duì)值“abs(quan_err3_vec(k))”大于第二閾值THD2，則輸出第二最接近星座點(diǎn)作為與第一判定誤差對(duì)應(yīng)的校正碼元。

優(yōu)選地，該方法400還包括(圖中未示出)：計(jì)算第一判定誤差“quan_err3_vec(k)”與該第一判定誤差“quan_err3_vec(k)”的下一個(gè)判定誤差“quan_err3_vec(k+1)”之間的第二差值；計(jì)算第一判定誤差與該第一判定誤差“quan_err3_vec(k)”的前一個(gè)判定誤差“quan_err3_vec(k-1)”之間的第一差值；判定第一差值“quan_err3_vec(k)-quan_err3_vec(k+1)”的絕對(duì)值和第二差值“quan_err3_vec(k-1)-quan_err3_vec(k)”的絕對(duì)值是否都小于第三閾值；其中，至少基于第一結(jié)果和第二結(jié)果輸出第二最接近星座點(diǎn)作為校正碼元的步驟還包括：如果滿足以下所有條件，則輸出第二最接近星座點(diǎn)作為與第一判定誤差對(duì)應(yīng)的校正碼元：

a)第一誤差變化信號(hào)的絕對(duì)值“abs(quan_err2)”和第二誤差變化信號(hào)的絕對(duì)值“abs(quan_err21)”都大于第一閾值THD1；

b)第一判定誤差的絕對(duì)值“abs(quan_err3_vec(k))”大于第二閾值THD2；以及

c)第一差值“quan_err3_vec(k)-quan_err3_vec(k+1)”的絕對(duì)值和第二差值“quan_err3_vec(k-1)-quan_err3_vec(k)”的絕對(duì)值都小于第三閾值。

圖5是基于相位誤差進(jìn)行判定的方法500的流程圖。優(yōu)選地，在基于解調(diào)信號(hào)和原始碼元獲取多個(gè)判定誤差的步驟之前，該方法500還包括：在框圖502中，檢測(cè)接收信號(hào)的相位；在框圖504中，通過(guò)計(jì)算接收信號(hào)與該接收信號(hào)的前一信號(hào)的相位差獲取解調(diào)信號(hào)“S”；在框圖506中，基于解調(diào)信號(hào)判定初始碼元“X“。圖5中的框圖510、520、530、540、550和560分別與圖4中的框圖410、420、430、440、450和460相同，從而省略其相關(guān)描述。

優(yōu)選地，基于多個(gè)判定誤差“quan_err3_vec(k)，k＝0,1,2…n”計(jì)算瞬時(shí)直流誤差“err_dc”的步驟通過(guò)對(duì)多個(gè)判定誤差“quan_err3_vec(k)，k＝0,1,2…n”求平均值實(shí)現(xiàn)。

優(yōu)選地，計(jì)算第一誤差變化信號(hào)的步驟還包括：計(jì)算第一判定誤差“quan_err3_vec(k)”和該第一判定誤差“quan_err3_vec(k)”的前一個(gè)判定誤差“(quan_err3_vec(k-1)”的第一平均值；計(jì)算第一平均值“(quan_err3_vec(k-1)+quan_err3_vec(k))/2”和瞬時(shí)直流誤差“err_dc”之間的差值；計(jì)算第二誤差變化信號(hào)的步驟還包括：計(jì)算第一判定誤差“quan_err3_vec(k)”和該第一判定誤差的下一個(gè)判定誤差的第二平均值“quan_err3_vec(k+1))/2”；以及計(jì)算第二平均值和瞬時(shí)直流誤差之間的差值，即“quan_err21＝(quan_err3_vec(k)+quan_err3_vec(k+1))/2- err_dc”。

本發(fā)明的實(shí)施例利用DPSK解調(diào)信號(hào)結(jié)構(gòu)檢測(cè)誤差碼元和執(zhí)行誤差校正,從而改進(jìn)接收器的靈敏度。

本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以將不同實(shí)施例中的元件進(jìn)行組合以產(chǎn)生另一個(gè)技術(shù)方案。該書面說(shuō)明書使用實(shí)例來(lái)公開(kāi)本發(fā)明，包括最佳實(shí)施方式，并且為了使本領(lǐng)域任何技術(shù)人員能實(shí)施本發(fā)明，包括了制造和使用任何裝置或系統(tǒng)，以及執(zhí)行任何所結(jié)合的方法。本發(fā)明的專利范圍由本權(quán)利要求書限定，并可包括本領(lǐng)域技術(shù)人員想到的其他實(shí)例。這些其他實(shí)例如果具有與本權(quán)利要求書的文字語(yǔ)言相同的結(jié)構(gòu)元件，或包括與本權(quán)利要求書的文字語(yǔ)言沒(méi)有本質(zhì)區(qū)別的等同結(jié)構(gòu)元件，則這些其他實(shí)例也在該權(quán)利要求書包含的范圍之內(nèi)。