CN101109802B - 决定资讯单位边界的方法以及应用该方法的装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种决定信息单位边界的方法，其针对PRN(Pseudo RandomNoise，伪随机噪声)码调制(modulate)信号。本发明所提供的方法量测接收信号的符号相位和不同积分时间的相关值来决定信息单位的边界。通过本发明所提供的方法，可以更有效地决定信息单位边界，尤其在使用共享倾印(common dump)架构(其接收器相关值量测所使用的参考波形与接收波形无法精确地匹配)下的信息单位的边界。

Description

决定资讯单位边界的方法以及应用该方法的装置

技术领域

本发明涉及通讯系统的信号处理方法，尤其涉及GNSS(Globe NavigationSatellite System，全球导航卫星系统)接收器接收到的卫星信号的位/符号同步信号处理方法，其用来决定该等信号的信息单位(位/符号)边界。 

背景技术

多信道GNSS(Globe Navigation Satellite System，全球导航卫星系统)接收器有数个通道用于同时追踪多个卫星的信号，该多个卫星可能属于不同的导航系统，如GPS(美国的全球卫星定位系统)、GLONASS(俄国的全球导航卫星系统)、Galileo(伽利略计划)或SBAS(Satellite Based Augmentation System---卫星增扩系统，其包含MSAS---日本的多功能卫星增扩系统、EGNOS---欧洲同步卫星导航覆盖服务以及WAAS---美国广域增扩系统等)。一般而言，每个信道追踪一路卫星信号并利用匹配滤波器(或相关器)来提高信号样本的信噪比。相关器将接收信号样本与本地产生的复制信号样本相乘，并累加此乘积以产生更高信噪比的信号样本。为在相关器的输出端获得最大的信噪比，接收器产生的本地复制信号的波形，必须与接收信号的波形相匹配。相关性比较所使用相乘累加的时间越长，则产生的信号样本的信噪比越高。此外，大多数的GNSS系统借助发信号方案(a signaling scheme)来达到多个卫星共享相同无线信号频谱的目的。例如，对用于GPS、Galileo及SBAS的CDMA(Code Division Multiple Access，分码多重存取)技术而言，该通讯技术中所传送的数据位通过重复PRN(Pseudo Random Noise，伪随机噪声)码序列 调制来达到频谱的共享。其它不同的系统利用不同的发信号方案来广传多个卫星信号(如被GLONASS应用的FDMA—Frequency Division MultipleAccess，分频多重存取技术)。一般而言，接收器利用不同的本地信号复制产生器所产生的复制信号与接收信号比较算出相关值，从而找到目标卫星信号。 

接收器首先获取(acquire)信号的大概频率和信号延迟时间。接着接收器必须追踪(track)卫星信号以得到更准确的频率和延迟时间并和卫星信号保持同步。同时，接收器亦必须持续解调变(demodulate)卫星传送的数据比特流。在执行信号的获取/追踪/解调变程序中，接收器处理相关器的输出值，以获得更精确的信号参数，如都卜勒频率(Doppler Frequency)、码相位(Code Phase)以及被传送的数据位(Data Bit)。在其中一实施例中，相关器可以借助专用(dedicated)的硬件执行高速相关值的计算而实现。在另一实施例中，相关器可以借助基于软件的功能区块得以实现(例如，可以利用FFT(Fast FourierTransform，快速傅立叶变换)来实现相关值的计算)。相较于相关器，信号获取、追踪和解调变程序需要的计算负担量较少，因此可以用另一功能区块实行，例如，多信道共享硬件区块，CPU或DSP(Digital Signal Processor，数字信号处理器)。 

请参阅第1图，该图显示CDMA系统(如GPS、Galileo以及SBAS)的典型接收器架构10。在该架构中，数个通道相关器CH₁，CH₂...CHn，同时分别用于执行多路卫星信号的相关值计算。展频信号借助天线102接收并利用前置放大器104放大，同时利用降频转换器106转换成IF(IntermediateFrequency，中频)信号。在该阶段，接收信号为模拟信号。之后，该接收信号借助ADC(analog-to-digital converter，模数转换器)108转换为数字信号。请同时参阅第2图，该图显示信道相关器CHn的概略架构。利用载波NCO(Numerically Controlled Oscillator，数字控制振荡器)112、移相器114、116以 及混频器121、122将来自ADC108(如第1图和第2图所示)的数字信号降频转换，混合结果为具有同相(In phase)和正交成分(Quadrature)的复变信号。该同相和正交成分参照由一E/P/L(Early/Prompt/Late，早/准/晚)PRN码产生器120产生的PRN码，借助乘法器141～146相乘。该E/P/L PRN码产生器120利用码数字控制振荡器123控制，用于产生除展(despreaded)信号的IE、IP、IL以及QE、QP和QL。这些除展信号分别在积分区块124中被积分并被传送至接收处理器110中。积分区块124的积分范围的开始和结束都通过倾印计数器126控制。例如，应用于当前通用的GPS L1民用信号的PRN码为C/A码(Coarse/Acquisition Code，粗调/撷取码)，其周期为1ms。PRN码的周期常常限制积分长度的最小值，例如，在该例中为1ms。若ADC的取样频率是5MHz，则在1ms中有5000个样本。接收处理器110使用开始信号来控制相关值计算的开始时间。当倾印计数器126收到开始信号后，即更新相关值计算所使用的累加器131～136，并从0开始计数。当计数到4999时，累加器131～136中的相关值即被闩锁住(latch)，同时接收处理器110被通知对该等值进行处理。相关值计算所能使用时间的最大值受限于信号结构。例如，GPS L1C/A码信号中的一个数据位包含20个C/A码周期，意味着由于数据位调制，接收信号的相位可能每20ms即改变一次。若接收器无数据比特流的信息(包含位时序和信息位值)，则所能使用的最大相关值计算时间一般为10ms。第2图的积分区块124显示同调相关器(coherent correlation)的一种形式，其性能由数据位相位转换调变所限制。该限制可以利用非同调相关(Incoherent correlation)去除，其累加同调相关值的平方来延展相关值持续时间。在一实施例中，接收处理器110使用相关器输出的信号IE、IP、IL以及QE、QP和QL来执行非同调相关值的计算。在另一实施例中，硬件区块被用于执行非同调相关操作并通知接收处理器110处理该结果。无论是何种形式 的相关值，接收处理器110都必须控制计算相关值的起始时间，以使输出信噪比最大化。 

一般情况下，接收处理器110调整计算相关值的起始时间，使其与接收信号信息位的边缘相匹配，并进而使硬件相关器输出值的信噪比最大化。当相关器CH₁～CH_n其中之一完成相关值的计算后，接收处理器110即被中断并对此相关值进行处理。每个卫星信号的相关值计算所使用的持续时间可能不同。例如，可以用较短的相关时间来迅速获取较强的信号。另一方面，较弱的信号则需要较长的相关时间，通过此方法提高相关器输出的信噪比。此外，由于所有卫星信号到达接收器的时间点(Time of Arrival)不同，因此，各通道相关器完成相关值计算的时间点亦不同。若该接收处理器允许不同卫星信号的相关值计算时间的起始时间点和该信号到达时间点相匹配，则由于对每一个卫星的相关值计算时间开始点和结束点不同，而使得接收处理器110需要相当高的中断率(Interrupt Rate)以随时处理为每一颗卫星算好的相关值。为了简化接收处理器110的设计并且减少其中断率，通常限制相关值计算的起始时间点。例如，GPS L1C/A信号以及SBAS信号的PRN码周期皆为1ms长，但是L1C/A信号中的一个信息位包含20个C/A码周期；而SBAS信号中的一个信息符号包含两个C/A码周期。一种可同时追踪GPS L1C/A以及SBAS信号的接收处理器110的适当设计可以利用一1KHz的中断率和共享倾印(Common Dump)架构。亦即在预定时间点(各相隔1ms)，允许相关器将自身在此时间点算完的相关值倾印给接收处理器110。尽管本地复制信号的起始点无法与接收信号的到达时间完全匹配(最大绝对误差值为0.5ms)，但相对而言，设计和控制该接收器比较容易。 

如上所述，相关器的积分及倾印操作通常通过服务于所有或几个通道的接收处理器110控制，即积分时间范围(相关值计算时间的起始与结束)的 起点和终点仅限于预定的时间点。积分范围可能与输入的信号波形不相匹配，并可能因此产生最大值为0.5ms的失配误差值。此误差对一个信息单位(如一数据位)包含20个ms的GPS L1C/A信号而言，并不算糟；但对一个SBAS信号而言(其一个信息符号位包含2ms)，此为严重问题。 

发明内容

本发明提供一种用于决定信号信息单位边界的方法，该信号有多个信息单位，且每个信息单位均包含一组群码，所述方法包含以下步骤：获取该信号的符号相位；计算该信号在多个第一组时间单位的预定持续时间的能量，并将该等能量倾印入(dumping into)第一能量值；计算该信号在多个第二组时间单位的该预定持续时间的能量，并将该等能量倾印入第二能量值；比较该第一能量值与该第二能量值；以及根据该第一能量值与该第二能量值的比较结果以及该符号相位，决定该信息单位边界是在该第一组时间单位中还是在该第二组时间单位中。 

本发明的方法利用不同持续时间的相关值决定不同环境中信息单位的边界。此外，本发明的方法亦利用信号的码相位量测值协助决定信息单位边界。利用本发明所提供的方法，即使在动态环境中，亦可以通过获得较大的可侦测性(Detection Probability)和较小的错误警报率(False Alarm)来更有效地决定信息单位边界。 

本发明所提供的方法还可以判断符号相位是否在模糊范围内，并依据该结果选择合适方法决定信息单位的边界。符号能量(Symbol Energy)方法和码能量(Code Energy)方法可以被选择性地应用于信息单位边界的决定，后文将对其进行详细阐述。 

本发明同时提供一种用于决定信号信息单位边界的同步器(Synchronizer)，该信号有多个信息单位，每个信息单位包含一组群码，该同 步器包含：第一缓存器，其累加多个第一组时间单位的第一持续时间的信号相关值作为第一能量值；第二缓存器，其累加多个第二组时间单位的该第一持续时间的信号相关值作为第二能量值；以及侦测器，用于比较该第一能量值和该第二能量值，并利用该比较结果和该信号的符号相位决定该信息单位的边界是在该第一组时间单位中还是该第二组时间单位中。本发明的同步器可针对不同情形，利用不同持续时间的相关值，决定信息单位的边界。通过考虑符号相位(Symbol Phase)，可以决定选择不同相关值中的哪一个，以最佳地决定信息单位边界。 

附图说明

第1图显示一般数字GPS接收器的方块图； 

第2图显示设有相关器的一般数字接收器信道的方块图； 

第3图显示SBAS信号的格式，其中接收SBAS信号的相位依据本地ms计数时间点定义； 

第4图显示依据本发明第一实施例的符号同步器的方块图，该符号同步器累加相关器的输出并利用估计的码相位来决定符号前边缘的位置； 

第5图为依据本发明第一实施例的方法的流程图，该方法用于决定信息单位边界，其中利用符号能量差值来决定符号边缘的位置； 

第6图为依据本发明第二实施例的方法的流程图，该方法用于决定信息单位边界，其中利用码能量差值决定符号边缘的位置； 

第7图显示修改的符号能量差值和码能量差值如何随符号相位变化； 

第8图为依据本发明第三实施例的方法的流程图，其中利用码能量差值和符号能量差值决定符号边缘的位置； 

第9图为依据本发明的另一实施例的符号同步器的方块图，本实施例的符号同步器在累加之前利用估计的码相位来修正相关器输出，而后决定符号 前边缘的位置； 

第10图显示修改的符号能量差值如何随符号相位改变； 

第11图为依据本发明第四实施例的方法的流程图，该方法用于决定信息单位的边界，其中利用修改的符号能量差值来决定符号边缘位置；以及 

第12图为依据本发明第五实施例的方法的流程图，该方法用于决定信息单位的边界，其一并利用码能量差值与修改的符号能量差值来决定符号边缘的位置。 

具体实施方式

就展频信号而言，若每一符号信息单位的PRN码段重复的次数很少，则在前述共享倾印架构中决定信息单位边界将非常困难。对一SBAS信号而言，一个数据符号仅包含两个ms，亦即两个C/A码周期。第3图显示SBAS信号的架构，其仅显示符号边界和码边界。接收器(未图示)在预定的共享倾印时间点可以启动相关操作，该共享倾印时间点由计数msCount控制。接收的SBAS符号的前边缘(leading edge)可能无法与最接近的倾印时间点相匹配，该倾印时间点即为相关范围起始时间点。如第3图所示，定义接收的SBAS相对于倾印时间点的符号相位(symbol phase)x。若接收器在msCount0中启动长度为2ms的相关值计算，则该相关值计算会在msCount2时完成，并输出结果给接收处理器110。若符号相位为x ms(0≤x<1)，且符号相位的变换发生在msCount0与msCount1之间，则得到的正规化(normalized)相关值等于2-2x。 

接收器对接收的数据符号进行译码前，必须先同步该等符号的边缘。定义未知变量s如下，用以指示数据符号前边缘(data symbol leading edge)之位置：

        (T) 

第4图显示依据本发明一实施例的符号同步器200的方块图。如第4图所示，符号同步器200必须依据相关器100的输出来决定s。以下所讨论的方法利用持续期间为一符号长的积分范围(亦即2ms，因为一SBAS符号包含两个ms)来同步符号相位。在偶数(或奇数)计数时，定义随机变量SS₂[0](或SS₂[1])，作为2ms相关器在偶数(或奇数)ms计数时输出的绝对值。例如，假设s＝1且一2ms相关值的计算从msCount0起始，同时发生了如第3图所示的符号相位变换，则相关器会在msCount2时倾印出结果|2-2x|，亦即SS₂[0]＝|2-2x|。如果此2ms相关值的计算从msCount1开始，则相关器会在msCount3时倾印出结果|2x|，亦即SS₂[1]＝|2x|。很显然地，相关器输出取决于s、符号相位的变换以及2ms相关值计算范围的起始时间点，如表1所示： 

表1不同条件下，2ms相关值的绝对值 

因此，可以利用SS₂[0]和SS₂[1]的测量值来决定s。假设相位变换的可能性是一半，则可估计SS₂[0]和SS₂[1]的平均值如下：

上式可用于决定s。只是该算则的准确与否取决于符号相位x，且在SS₂[0]与SS₂[1]的平均值之差值很小时，该算则失效。尤其是当x为0.5时，E{SS₂[0]}等于E{SS₂[1]}。需要注意的是，上述计算中，没有考虑噪声。若信号被噪声劣化，就更难决定s。本发明提供一种方法，在共享倾印架构中，其可以更有效地决定信号信息单位的边界，而在一般的架构中，其可以提高信号的同步器性能。在决定s之后，再利用已知的符号相位x，接收器可以决定最佳的相关值计算起始点以减少因为共享倾印架构所造成的失配误差值。 

现在将说明本发明的概念及实施。请参阅第3图，此处亦以SBAS信号为例。该SBAS信号的一个数据符号包含两个C/A码周期。接收器决定接收信号的符号前边缘位置之前，如同在信号获取/追踪阶段，其首先必须同步PRN码的相位。很显然，符号相位x与码相位等效(equivalent)。此外，码追踪回路能够持续估计码相位。因此，可利用码相位来协助符号同步。 

定义2ms相关值为符号能量。如表1所示，依据s和符号相位的变换，符号能量可分成两类SS₂[0]、SS₂[1]。以同样方式，可定义1ms相关值作为码能量。亦即在偶数(或奇数)ms计数，定义随机变量SS₁[0]及SS₁[1]作为1ms相关器输出值的绝对值。取决于s和符号相位变换的随机变数SS₁[0]及SS₁[1]如表2所示。

表2  不同条件下，1ms相关值的绝对值。 

可利用测量的符号能量、码能量及码相位来同步化符号相位(如藉由第4图所示的符号同步器200来决定未知变量s)。第4图所示的符号同步器200可以借助硬件区块、软件功能例程、或软件区块与硬件区块的混合形式来实现。该SBAS符号同步器200需要1ms相关值，其通过第4图所示的相关器100计算得到。该相关器100的架构如第2图所示。获取和追踪处理器，ATP(接收处理器)110，会估计所接收到的SBAS信号的码相位和载波频率。例如，一早-准-晚(early-minus-late)码追踪回路可能被用于估计码相位x，同时，Costas PLL(科斯塔锁相回路)追踪回路亦可能被用于估计载波频率。所估计的码相位x被用于促使符号同步。假设该早-准-晚码追踪回路已收敛，则来自相关器输出的IP和IQ信号组成信号成分。若载波追踪回路锁定载波相位，则可利用同相成分IP来执行相位同步。否则，可应用(IP²+QP²)的平方根代表C/A码除展频和都卜勒移除的SBAS信号。在接下来的讨论中，我们利用IP信号成分来简化说明。频率源210提供频率msCLK，并利用该频率产生1ms中断(Interrupt)信号。用d1表示相关器输出，其于每ms加以计算。此外，累加两个连续1ms的相关器输出以形成如第4图所示的d2。四个缓存器221、222、223以及224均被用于储存所测量的码能量和符号能量ESS₂[0]、ESS₂[1]、ESS₁[0]及ESS₁[1]。计数器Cnt2230由频率msCLK触发且每ms均输出0或1，用于在每ms选择哪个码能量缓存器及符号能量缓存器需要更新。例如，计数器Cnt2 230在msCount0时输出0，并选择ESS₂[0]及ESS₁[0]以分别累加相关器的输出d2及d1。在msCount1时，计数器Cnt2230输出1并选择缓存器222和224(ESS₂[1]及ESS₁[1])以分别累加相关器的输出d2和d1。假设码相位x在累加过程中不变，且符号相位变换的可能性是一半，则经由充分累加该等相关值(即，达到稳定状态)，则可以估计得到如表1和表2所示的ESS₂[0]、ESS₂[1]、ESS₁[0]以及ESS₁[1]的值。然后s侦测器250可以利用ESS₂[0]、ESS₂[1]]、ESS₁[0]和ESS₁[1]的累加值以及x来决定未知变量s。 

在s侦测器250的一实施例中，可以利用ESS₂[0]，ESS₂[1]以及x，根据表1来决定s。稳定状态下，累加得到的符号能量的平均值应该为： 

定义符号能量差值为： 

其可用来按以下公式决定s： 

第5图为根据本发明第一实施例的方法的流程图，该方法用于决定信息单位的边界(符号边缘)。该方法系实行于符号同步器200。此外，该方法利用符号能量差值来决定符号边缘的位置。此方法的程序从步骤S500开始。初 始化两被累加的符号能量(步骤S502)。亦即于msCount＝0时，令ESS₂[0]＝0且ESS₂[1]＝0。步骤S504，利用信号的I及Q成份计算获得2ms相关值(相关器输出)d2。于符号同步器200计算出1ms相关值d1，同时，可利用d1和d1的延迟(可藉由第4图所示的延迟区块215获得)获得d2。于步骤S506和步骤S508，更新计数msCount，并将相关值d2交替添加到被累加的符号能量ESS₂[0]和ESS₂[1]中。于步骤S512，检查是否达到稳定状态。亦即判断被累加的符号能量是否已充分累加相关器的输出。若已充分累加，则程序进入符号边缘决定阶段。于步骤S514，计算出ESS₂[0]与ESS₂[1]之间的符号能量差值A。此外，计算出符号相位x与0.5的差值z。如同前述，符号相位x为已知。其后，在步骤S516中，根据公式(6)，检查符号能量差值A与符号相位偏离值z，并利用其决定s值。若A>0且z<0，则依据s侦测器250决定s＝1(步骤S520)；若A≤0且z≥0，则依然决定s＝1(步骤S520)。否则，决定s＝0(步骤S521)。该程序结束于步骤S530。 

在上述实施例中，s侦测器250利用符号能量来决定s。同时s侦测器250亦可利用码能量按以下方式决定s。稳定状态下，被累加码能量的平均值应该为： 

定义码能量差值为： 

其暗示： 

第6图为根据本发明第二实施例的方法的流程图，该方法实行于符号同步器200中，其利用码能量差值来决定符号边缘的位置。该程序起始于步骤S600。初始化两被累加的码能量(步骤S602)，亦即msCount＝0时，令ESS₁[0]＝0以及ESS₁[1]＝0。于步骤S604，计算出1ms相关值d1。于步骤S606和步骤S608，更新计数msCount，并轮流将1ms相关值d1添加到被累加的码能量ESS₁[0]和ESS₁[1]中。于步骤S612，检查是否达到稳定状态，亦即判断该被累加码能量是否已充分地累加相关值。若已充分累加，则程序进入符号边缘决定阶段。于步骤S614，计算ESS₁[0]与ESS₁[1]的码能量差值B。其后，依据公式(10)检查码能量差值B，并决定s的值(步骤S616)。若B＞0，则决定s为1(步骤S620)；否则，决定s为0(步骤S621)。该程序结束于步骤S630。 

第7图显示已测量的码能量差值和符号能量差值如何分别依据公式(5)和(9)随符号相位x变化。s侦测器250可利用符号能量差值决定s，亦即依据公式(5)，若A₀与A₁之间的差值较大，其暗示下列不等式必然被满足： 

y≡|x-0.5|＞y₀                     (11) 

其中，临限值y₀必须足够大。另一方面，s侦测器250可利用码能量差值决定s，亦即依据公式(9)，若B₀与B₁之间的差值很大，其暗示以下不等式必然被满足： 

y≡|x-0.5|＜y₀                     (12) 

很显然，s侦测器250可以依据符号相位x决定最适宜的侦测策略。侦测器250可利用符号相位决定使用码能量差值B还是符号差值A来决定s，以 使符号同步的侦测可能性最大化(或使错误警告的可能性最小化)。 

第8图为根据本发明第三实施例的一种方法的流程图，该流程图显示符号同步器200利用码能量差值和符号能量差值动态决定符号边缘位置的程序。该程序起始于步骤S800，初始化符号能量和码能量(步骤S802)。亦即于msCount＝0时，令ESS₂[0]＝0及ESS₂[1]＝0，此外，ESS₁[0]＝0以及ESS₁[1]＝0。于步骤S804和步骤S806，计算1ms相关器和2ms相关器的输出值d1和d2。如同前述，可以按“d2＝d1+d1的延迟”计算出d2。于步骤S808，增加msCount的计数。于步骤S810，分别将2ms和1ms的相关倾印值d2和d1添加到欲累加的符号能量ESS₂[m](m＝0或1)和码能量ESS₁[m](m＝0或1)中。于步骤S812，判断是否达到稳定状态。亦即判断符号能量和码能量是否已充分累加相关倾印值。若已达到稳定状态，程序进入符号边缘决定阶段。于步骤S814，依据z＝x-0.5及y＝|z|计算得到符号相位x的偏离值。如同前述，符号相位x为已知。于步骤S816，通过将y与预定y₀比较，判断y是否大于y₀，以决定符号相位x是否超出模糊范围。若y大于y₀，其表示符号相位x超出该模糊范围，则随后的s决定必须利用符号能量方法，程序转入步骤S818。于步骤S818，应用公式(5)计算符号能量差值A。于步骤S819，应用公式(6)决定s。若A＞0且z＜0，或者A≤0且z≥0，则决定s为1(步骤S830)。否则，决定s为0(步骤S831)。若y≤y₀，其表示符号相位x处于模糊范围之内。当符号相位x在模糊范围内，亦即y＞y₀这一条件不被满足时，程序即利用码能量方法决定s。于步骤S822，应用公式(9)计算码能量差值B。其后，通过检查该码能量差值B，应用公式(10)决定s。于步骤S823，判断B是否大于0，若B＞0，则在步骤S830中选择决定s＝1，否则，在步骤S831中选择决定s＝0。该处理过程结束于步骤S840。 

由于卫星相对于接收器移动，以及接收器频率偏移和浮动的影响，符号相位(相对于接收器ms中断时间点传输的符号边缘)亦随时间而改变。在该动态情形下，第4图所示的符号同步器200的性能亦会受到影响。以一极端情况为例，若符号相位x依据下述公式随时间变化： 

$x\left(t\right)=\frac{t}{T},(0<t<T)---\left(13\right)$

上述公式中，T表示符号同步器200能够决定符号边缘位置之前的测量时间，则如下文所述，被符号同步器200利用的符号能量即失效。若符号边缘的状态是s＝1，则 

$E\left\{{\mathrm{SS}}_2\left[0\right]\right\}=\frac{1}{T}{\&Integral;}_0^T(2-x)\mathrm{dt}=\frac{1}{T}{\&Integral;}_0^T(2-\frac{t}{T})\mathrm{dt}=\frac{3}{2}$

$E\left\{{\mathrm{SS}}_1\left[0\right]\right\}=\frac{1}{T}{\&Integral;}_0^T(1+x)\mathrm{dt}=\frac{1}{T}{\&Integral;}_0^T(1+\frac{t}{T})\mathrm{dt}=\frac{3}{2}---\left(14\right)$

因此，所测量的符号能量彼此相同，而无法提供关于符号边缘位置的任何信息。 

第9图显示根据本发明另一实施例的符号同步器300，其由第4图所示的符号同步器200修改而来，以提高动态环境下符号同步的性能。该符号同步器300大致与第4图所示的符号同步器200类似，且两图中相似的标号表示相对应的组件。符号同步器300包含延迟区块315和分别用于储存符号能量和码能量ESS₂[0]、ESS₂[1]、ESS₁[0]及ESS₁[1]的缓存器321、322、323及324。上述同步器300尚包含计数器Cnt2330。请一并参阅第4图以及第9图，符号同步器200和符号同步器300的主要差异在于符号同步器300尚包含符号相位检查区块335，该检查区块用于判断x>0.5(或x≥0.5)是否成立。若符号相位检查区块335判定x>(或≥)0.5，则2ms相关值d2即利用反运算区块340反转。更具体而言，测量符号能量在被累加之前，先通过下述计算式被加以修正： 

d2＝-d2若x>0.5                  (15)

则用于s侦测器350的被修改的符号能量差值A′为 

上述公式中的A₀及A₁已在公式(5)中加以定义。第10图显示A′如何随符号相位x变化，该符号相位为一时间函数。需要注意的是，在s＝1(或s＝0)时，修改的符号能量差值A′恒为非负值(或非正值)。对任何符号相位值x而言，s侦测器可依据修改的符号能量差值A′决定s如下： 

当符号相位x随时间依据公式(13)所述的方式变化时，公式(17)甚至可应用于极端动态的情况。例如，若s＝1，则有 

$A\&prime;=\frac{1}{T}{{\&Integral;}_0^{T/2}A}_1\mathrm{dt}-\frac{1}{T}{{\&Integral;}_{T/2}^{T}A}_1\mathrm{dt}=\frac{1}{T}{\&Integral;}_0^{T/2}(1-2x)\mathrm{dt}-\frac{1}{T}{\&Integral;}_{T/2}^T(1-2x)\mathrm{dt}=\frac{1}{2}---\left(18\right)$

同理可证，若s＝0，则有A′＝-1/2。 

第11图为根据本发明第四实施例的方法的流程图，其中符号同步器300利用修改的符号能量差值来决定符号边缘位置。如图所示，该程序起始于步骤S1100。于步骤S1102，初始化符号能量。亦即msCount＝0时，令ESS₂[0]＝0以及ESS₂[1]＝0。于步骤S1104，计算出2ms相关值d2。如同前述，可先经由计算取得1ms相关值d1，再依据“d2＝d1+d1的延迟”取得d2。其后，在步骤S1106中，符号相位检查区块335检查符号相位x，并进而判断x是否 大于0.5。若x>0.5，则用反运算区块340反转相关值d2，亦即令d2＝-d2(步骤S1108)。其后，在步骤S1109中，更新计数msCount。于步骤S1110，将2ms相关值d2加入符号能量ESS₂[m]。于步骤S1112，判断是否达到稳定状态。若系统达到稳定状态，程序进入符号边缘决定阶段。换言之，程序转入步骤S1116。否则，程序返回至步骤S1104。在步骤S1116中，依据公式(16)计算出修改的符号能量差值A′。步骤S1118，s侦测器350检查A′是否大于0，若A′>0，则选择决定s＝1(步骤S1120)，否则，选择决定s＝0(步骤S1121)。该程序结束于步骤S1130。 

需要注意的是，当符号相位x随时间改变时，以码能量为基础的符号同步仍然有效。换言之，即使x是一时间函数并满足公式(13)，公式(10)亦仍然有效。因此，可一并利用码能量和修改的符号能量来改善性能。若定义码能量和修改的符号能量的总合差值为 

C三A′-B＝(ESS₂[0]+ESS₁[1])-(ESS₂[1]+ESS₁[0])  (19) 

则通过公式(9)和公式(16)，可得到 

第12图为根据本发明第五实施例的方法的流程图，其显示符号同步器300同时利用码能量和修正符号能量差值决定符号边缘位置。该程序起始于步骤S1200。首先，初始化符号能量和码能量。亦即msCount＝0时，令ESS₂[0]＝0、ESS₂[1]＝0，以及ESS₁[0]＝0、ESS₁[1]＝0。于步骤S1204和步骤S1205，计算出1ms和2ms的相关值d1和d2。其后，在步骤S1206中，检查符号相位x并判断x是否大于0.5。若x大于0.5，则符号能量方法的2ms相关值应通过反运算区块340反转，换言之，在步骤S1208中，令d2＝-d2。于步骤S1209，更新计数msCount。其后，在步骤S1210中，将相关倾印值d2和d1分别添加到ESS₂[m](m＝0或1)和ESS₁[m](m＝0或1)，以累加符号能量和码能量。于步骤S1212，检查是否已达稳定状态。若已达到稳定状态，则程序进入符号边缘决定阶段。亦即程序进入步骤S1216。否则，程序返回至步骤S1204。于步骤S1216，依据公式(19)计算出总合能量差值C。该s侦测器350检查C是否大于0(步骤S1218)。若C＞0，则s侦测器350选择决定s＝1(步骤S1220中)，否则，选择决定s＝0(步骤S1221)。该程序结束于步骤S1230。 

综上所述，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，但其并非用以限制本发明，任何熟习此项技术者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围应当以后附的申请专利范围所界定的为准。 

Claims (27)

1.一种用于决定信号信息单位边界的方法，该信号有多个信息单位，且每个信息单位均包含一组群码，其特征在于，所述方法包含以下步骤：

获取该信号的符号相位；

计算该信号在多个第一组时间单位的预定持续时间的能量，并将该等能量倾印入第一能量值；

计算该信号在多个第二组时间单位的该预定持续时间的能量，并将该等能量倾印入第二能量值；

比较该第一能量值与该第二能量值；以及

根据该第一能量值与该第二能量值的比较结果以及该符号相位，决定该信息单位边界是在该第一组时间单位中还是在该第二组时间单位中。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该预定持续时间选自该信息单位的一个周期或一个码周期。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，该信息单位边界是依据该第一能量值与该第二能量值的比较结果以及该符号相位是否大于一预定值而决定的。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，若该符号相位不大于该预定值，则依据该符号相位的第一函数将该等第一组时间单位的信号能量与第二组时间单位的信号能量分别倾印入该第一和第二能量值，若该符号相位大于该预定值，则依据该符号相位的第二函数将该等第一组时间单位的信号能量与第二组时间单位的信号能量分别倾印入该第一和第二能量值。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，该第二函数为该第一函数的反函数。

6.如权利要求3所述的方法，其特征在于，该预定值为第一组时间单位或第二组时间单位的一个时间单位的中间值。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该第一组时间单位为奇数时间单位且该第二组时间单位为偶数时间单位。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包含在决定所述信息单位边界是在该第一组时间单位中还是在该第二组时间单位中之后，根据该符号相位决定最佳的相关值计算起始点。

9.一种用于决定信号信息单位边界的方法，该信号有多个信息单位，每个信息单位包含一组群码，其特征在于，所述方法包含以下步骤：

取得该信号的符号相位；

计算该信号在多个第一组时间单位的第一持续时间的能量，并将该等能量倾印入第一能量值；

计算该信号在多个第二组时间单位的该第一持续时间的能量并将该等能量倾印入第二能量值；

计算该信号在多个第一组时间单位的第二持续时间的能量并将该等能量倾印入第三能量值；

计算该信号在多个第二组时间单位的该第二持续时间的能量并将该等能量倾印入第四能量值；以及

依据该等能量值和该符号相位决定该信息单位的边界是该时间单位中的第一组还是该时间单位中的第二组，

其中，该第一持续时间为一个信息单位的周期，该第二持续时间为一个码周期。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包含根据该符号相位选择比较该第一与第二能量值或比较该第三与第四能量值，从而决定该信息单位边界的步骤。

11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，根据该符号相位在一预定范围内而比较该第一与第二能量值，根据该符号相位不在该预定范围内而比较该第三与第四能量值。

12.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包含比较该第一能量值与第二能量值、比较该第三能量值与第四能量值，以及依据上述比较结果与该符号相位决定该信息单位边界的步骤。

13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，依据前述比较结果和该符号相位是否大于一预定值而决定该信息单位边界。

14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，该预定值为第一组时间单位或第二组时间单位的一时间单位的中间值。

15.如权利要求9所述的方法，其特征在于，该第一组时间单位为奇数时间单位，且该第二组时间单位为偶数时间单位。

16.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法尚包含在决定该信息单位边界是在该第一组时间单位中还是在该第二组时间单位中之后，根据该符号相位决定最佳的相关值计算起始点。

17.一种用于决定信号信息单位边界的同步器，该信号有多个信息单位，每个信息单位包含一组群码，其特征在于，所述同步器包含：

第一缓存器，其累加多个第一组时间单位的第一持续时间的信号相关值作为第一能量值；

第二缓存器，其累加多个第二组时间单位的该第一持续时间的信号相关值作为第二能量值；以及

侦测器，用于比较该第一能量值和该第二能量值，并利用该比较结果和该信号的符号相位决定该信息单位的边界是在该第一组时间单位中还是该第二组时间单位中。

18.如权利要求17所述的同步器，其特征在于，所述第一持续时间为一个信息单位的周期。

19.如权利要求17所述的同步器，其特征在于，所述同步器进一步包含一个符号相位检查区块，用于检查该符号相位是否大于一预定值，该侦测器依据该第一能量值与该第二能量值的比较结果和该符号相位检查结果决定该信息单位的边界。

20.如权利要求19所述的同步器，其特征在于，所述同步器还包含反运算区块，其在符号相位检查区块判定该符号相位大于该预定值时，反转该相关值。

21.如权利要求19所述的同步器，其特征在于，所述预定值为第一组时间单位或第二组时间单位的一时间单位的中间值。

22.如权利要求17所述的同步器，其特征在于，所述第一持续时间为一个码周期。

23.如权利要求17所述的同步器，其特征在于，所述第一组时间单位为奇数时间单位，且所述第二组时间单位为偶数时间单位。

24.如权利要求17所述的同步器，其特征在于，该第一组时间单位或该第二组时间单位的一个时间单位为一个码周期。

25.如权利要求17所述的同步器，其特征在于，所述同步器进一步包含：

第三缓存器，其用于累加多个第一组时间单位的第二持续时间的该信号相关值作为第三能量值；

第四缓存器，其用于累加多个第二组时间单位的该第二持续时间内的信号相关值作为第四能量值；以及

所述侦测器根据该第一、第二、第三和第四能量值，决定所述信息单位的边界在该奇数时间单位还是在该偶数时间单位中，其中，该第一持续时间为一个信息单位的周期，该第二持续时间为一个码周期。

26.如权利要求25所述的同步器，其特征在于，所述侦测器依据该符号相位选择比较所述第一能量值与所述第二能量值或比较所述第三能量值与所述第四能量值，并依据该比较结果决定该信息单位的边界。

27.如权利要求25所述的同步器，其特征在于，所述侦测器合并该第一能量值与该第二能量值的比较结果以及该第三能量值与该第四能量值的比较结果，并依据该合并比较结果决定所述信息单位的边界。

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