CN101366252B - 基于限幅器的模拟解调器 - Google Patents
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Abstract
一种基于限幅器的模拟解调器，包括接收基带信号的功率放大器和工作在基带频率处的本地时钟。第一乘法器接收来自功率放大器的输出和本地时钟以提供同相信号。正交相移器接收本地时钟，并且第二乘法器接收来自功率放大器的输出和来自相移器的输出以提供正交信号。模拟滤波器接收同相和正交信号并且被连接到模拟滤波器的模数转换器提供数字化的同相信号和正交信号。然后，相位检测器接收数字化的同相信号和正交信号。
Description
对相关申请的参考
本申请要求2005年1月20日提交的与本申请具有相同名称的美国临时申请No.60/645,847的优先权。
技术领域
本发明总地涉及解调传输信号的领域，并且更具体而言涉及在模数转换之前采用对信号的模拟相位检测的解调器。
背景技术
诸如个人手持电话系统(PHS)之类的传统通信系统被配置为简单且低成本。基于在设计这些系统时的技术限制采用差分解调来进行基带解调，因此其不具有抗一般由于多径衰落而引入的符号间干扰的能力。
因此，希望提供能够兼容或改进这些传统系统的新的基带设计。还希望采用先进的DSP算法并引入自适应均衡来实现相干解调。
发明内容
构成本发明的基于限幅器的模拟解调器包括接收基带信号的功率放大器和工作在基带频率处的本地时钟。接收来自功率放大器的输出和本地时钟以提供同相信号的第一乘法器。正交相移器接收本地时钟并且第二乘法器接收来自功率放大器的输出和来自相移器的输出以提供正交信号。第一模拟滤波器接收该同相信号，并且第二模拟滤波器接收该正交信号。被连接到第一模拟滤波器的第一模数转换器提供数字化的同相信号，并且被连接到第二模拟滤波器的第二模数转换器提供数字化的正交信号。然后，相位检测器接收数字化的同相信号和正交信号。
附图说明
结合附图参考下面的详细描述，将更好地理解本发明的这些和其它特征和优点，在附图中：
图1是现有技术的基于限幅器的PHS解调体系结构的元件的框图；
图2是本发明的元件的框图；
图3示出了利用具有自适应均衡的相干解调的接收机的一个实施例，在所述自适应均衡中利用了本发明的相位检测器；以及
图4示出了利用具有差分解码的相干解调的接收机的一个实施例，在所述差分解码中利用了本发明的相位检测器。
具体实施方式
本发明被限定用于结合PHS通信系统和标准来使用的示例性实施例。2006年1月18日提交的题目为“Storage Efficient Sliding Window Sum”的美国专利申请No.11/306986与本发明具有共同的受让人，并且该申请的公开内容通过引用结合于此，就像全部在这里给出的一样。图1中示出了通常所使用的基于限幅器的PHS解调体系结构。接收到以进行解调的10.8MHz的IF信号在模拟低通滤波器(LPF)14中进行滤波之前先经过功率放大器10并通过异或12与9.6MHz的时钟进行混合。然后，滤波后的信号在模数转换器(ADC)16中被转换到数字域。本地1.2MHz的振荡器与同相(I)信号混合18，并且在90°相移20之后与正交(Q)信号混合22。分别产生I和Q信号的移动平均值24和26，并且利用I和Q的反正切28计算相位角度。在数字域进行对相对于本地载波的相位差的移动平均，例如以100倍的符号速率。由于数字采样的影响，使得相位检测器和理想相位检测器的输出之间总是存在差异。
图2示出了根据本发明的模拟下变频混合器30。在功率放大器32中接收到10.8MHz的IF信号。该信号在乘法器34中与同样工作在10.8MHz的同相本地时钟进行混合，并且在乘法器38中相移90°36。然后，分别利用模拟LPF 40和42对这两个信号进行滤波。这两个信号随后经ADC 44和46转换以提供数字域的I和Q。对I和Q进行操作的反正切函数48提供用于符号解码的相位差。
图3中示出了在接收机系统中实现的本发明的下变频混合器。来自下变频混合器30中的ADC 44和46的转换后的数字信号被传送到硬件加速器50并且进而被滤波并抽取52到3x符号速率，例如576kHz。这个信号首先经过载波恢复模块54，再经过旋转器模块56，然后到达存储寄存器58，对于这里所公开的实施例，存储寄存器58是双寄存器或A/B寄存器。载波恢复模块的功能是检测突发串并估计接收到的信号和被发送信号之间的载波频率偏移。这允许后面的旋转模块56补偿载波偏移。然后，这个经旋转的信号被传送到具有均衡器62的DSP 60。自适应判决引导的均衡器被应用，其中训练序列是突发串中的独特字(UW)。因此，需要UW的精确位置。这个信息经由相关模块64来获取。输入数据与UW相关，因此在检测到相关结果的峰值以后，突发数据中的UW位置可以被确定。这个过程(其通常被称为传统的相干检测)被用在本发明中，即使基带调制为DQPSK也是如此。理论上，这种相干检测可以得到比差分检测好3dB的性能。
图3中所示的实施例还被配置为选择检测模式。放大器中所接收到的信号幅度的饱和将会破坏信号的相位信息，这个相位信息对于PI/4DQPSK解调非常关键。因此为了允许差分检测，多路复用器66被插入信号路径中以接收放大器32的输出或者直接接收输入信号。多路复用器信号的选择由饱和/不饱和信号68来控制。饱和与不饱和等价于不均衡模式与均衡模式。不均衡模式提供基本的差分检测。可替换地，可以利用上述的均衡技术来检测PI/4 DQPSK信号。根据所需要的系统设置，由寄存器的值来设置饱和/不饱和信号。
图4中示出了在替代接收机系统中实现的本发明的下变频混合器。来自下变频混合器中的ADC 44和46的转换后的数字信号被传送给硬件加速器70，并且进而被滤波并抽取72、74到3x符号速率，例如576kHz，然后通过反正切函数76对其进行操作。这个信号首先经过突发串同步模块78，然后经过TDMA模块80以产生时隙定时信号来控制存储寄存器82，对于这里所公开的实施例，该存储寄存器82是双寄存器或A/B寄存器(突发串缓冲器)。然后，经TDMA时隙同步的信号经突发串缓冲器82被传送给DSP处理器84。用固件实现的时钟恢复模块86将估计定时偏移并将参数传送给用固件实现的内插(interpolator)模块88以进行定时调节和三倍速率到两倍速率的转换。转换后的信号将被传送到反正切模块90以将同相和正交信号转换为相位信号。转换后的相位信号将被传送给载波恢复模块92和解码器模块94以进行载波偏移调节和最终的解码。
现在已经根据专利法的要求详细描述了本发明，本领域技术人员将意识到对这里所公开的特定实施例的修改和替换。这样的修改都在如所附权利要求中所限定的本发明的范围和意图以内。
Claims (4)
1.一种基于限幅器的模拟解调器，包括：
功率放大器(32)，其接收基带信号；
本地时钟，其工作在基带频率处；
第一乘法器(34)，其接收来自所述功率放大器的输出和所述本地时钟，以提供同相信号；
正交相移器(36)，其接收所述本地时钟；
第二乘法器(38)，其接收来自所述功率放大器的输出和来自所述正交相移器的输出，以提供正交信号；
第一模拟滤波器(40)，其接收同相信号；
第二模拟滤波器(42)，其接收正交信号；
第一模数转换器(44)，其被连接到所述第一模拟滤波器并且提供数字化的同相信号；
第二模数转换器(46)，其被连接到所述第二模拟滤波器并且提供数字化的正交信号；以及
相位检测器(48)，其检测数字化的同相信号和正交信号的相位，其中所述相位检测器包括：
抽取滤波器(52)，其接收所述数字化的同相信号和正交信号并以三倍的符号速率提供输入数据；
载波恢复模块(54)，其接收所述输入数据，检测突发串并估计接收到的信号和被发送信号之间的载波频率偏移；
旋转器(56)，其响应于所述载波频率偏移的角度来旋转所述输入数据；以及
均衡器(62)，其接收来自所述旋转器的数据以进行相干解调。
2.一种基于限幅器的模拟解调器，包括：
功率放大器(32)，其接收基带信号；
本地时钟，其工作在基带频率处；
第一乘法器(34)，其接收来自所述功率放大器的输出和所述本地时钟，以提供同相信号；
正交相移器(36)，其接收所述本地时钟；
第二乘法器(38)，其接收来自所述功率放大器的输出和来自所述正交相移器的输出，以提供正交信号；
第一模拟滤波器(40)，其接收同相信号；
第二模拟滤波器(42)，其接收正交信号；
第一模数转换器(44)，其被连接到所述第一模拟滤波器并且提供数字化的同相信号；
第二模数转换器(46)，其被连接到所述第二模拟滤波器并且提供数字化的正交信号；以及
相位检测器，其接收数字化的同相信号和正交信号并且包括：
硬件加速器(70)，其接收所述数字化的同相信号和正交信号并且包括：
用于将所述数字化的同相信号和正交信号滤波并抽取到三倍符号速率的装置(72，74)；
突发串同步装置(78)和TDMA装置(80)，其接收所述经滤波并抽取后的信号，以产生时隙定时信号；
存储寄存器(82)，其响应于所述时隙定时信号；
DSP处理器(84)，其接收来自所述存储寄存器的信号并且包括：
时钟恢复装置(86)，用于估计定时偏移；
内插装置(88)，用于基于所述定时偏移执行定时调节和三倍速率到两倍速率的转换；
反正切装置(90)，用于将所述数字化的同相和正交信号转换为相位信号；
载波恢复装置(92)，用于执行对所述相位信号的载波偏移调节；以及
解码器装置(94)，用于执行对所述相位信号的最终解码。
3.一种基于限幅器的模拟解调器，包括：
功率放大器(32)，其接收基带信号；
本地时钟，其工作在基带频率处；
第一乘法器(34)，其接收来自所述功率放大器的输出和所述本地时钟，以提供同相信号；
正交相移器(36)，其接收所述本地时钟；
第二乘法器(38)，其接收来自所述功率放大器的输出和来自所述正交相移器的输出，以提供正交信号；
第一模拟滤波器(40)，其接收同相信号；
第二模拟滤波器(42)，其接收正交信号；
第一模数转换器(44)，其被连接到所述第一模拟滤波器并且提供数字化的同相信号；
第二模数转换器(46)，其被连接到所述第二模拟滤波器并且提供数字化的正交信号；以及
相位检测器，其检测数字化的同相信号和正交信号的相位，并且其中所述相位检测器包括：
硬件加速器(70)，其接收所述数字化的同相信号和正交信号并且包括：
抽取模块(72，74)，用于将所述数字化的同相信号和正交信号抽取到三倍符号速率；
突发串同步模块(78)和时分复用TDMA装置(80)，其接收抽取后的信号，以产生时隙定时信号；以及
存储寄存器(82)，其响应于所述时隙定时信号；以及
DSP处理器(84)，其接收来自所述存储寄存器的信号并且包括：
时钟恢复模块(86)，用于估计定时偏移；
内插模块(88)，用于基于所述定时偏移执行定时调节和三倍速率到两倍速率的转换；
反正切模块(90)，用于将来自所述内插模块的所述数字化的同相和正交信号转换为相位信号；
载波恢复模块(92)，用于执行对所述相位信号的载波偏移调节；以及
解码器模块(94)，用于执行对经调节的相位信号的最终解码。
4.一种相位检测器，包括：
硬件加速器(70)，其接收数字化的同相信号和正交信号并且包括：
抽取模块(72，74)，用于将所述数字化的同相信号和正交信号抽取到三倍符号速率；
突发串同步装置(78)和时分复用TDMA装置(80)，其接收抽取后的信号，以产生时隙定时信号；以及
存储寄存器(82)，其响应于所述时隙定时信号；以及
DSP处理器(84)，其接收来自所述存储寄存器的信号并且包括：
时钟恢复模块(86)，用于估计定时偏移；
内插模块(88)，用于基于所述定时偏移执行定时调节和三倍速率到两倍速率的转换；
反正切模块(90)，用于将来自所述内插模块的所述数字化的同相和正交信号转换为相位信号；
载波恢复模块(92)，用于执行对所述相位信号的载波偏移调节；以及
解码器模块(94)，用于执行对经调节的相位信号的最终解码。
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Legal Events
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Granted publication date: 20121114 Termination date: 20190120 |