CN101841502B - 载波恢复装置及其相关方法 - Google Patents

Abstract

载波恢复装置包含导频信号强度检测器、第一锁定回路、第二锁定回路及控制器。导频信号强度检测器判断输入信号的导频信号强度是否大于临界值以产生控制信号。控制器耦接导频信号强度检测器、第一、第二锁定回路，并且根据控制信号选择性地利用第一锁定回路在输入信号上执行第一载波恢复或利用第二锁定回路在输入信号上执行第二载波恢复。第一、第二锁定回路分别是一个基于导频信号的锁频锁相回路及一个无导频信号的锁相回路。

Description

载波恢复装置及其相关方法

技术领域

本发明涉及一种载波恢复装置及其相关方法，尤其涉及一种根据输入信号的导频信号(pilot)强度以选择性地决定由一个基于导频信号的锁频锁相回路(pilot-based FPLL)或者一个无导频信号的锁相回路(pilot-less PLL)在输入信号上执行载波恢复动作。

背景技术

在大部分的通信系统中，常会在接收端中刻意加入导频信号(pilot)来帮助载波恢复，对于这些系统而言，常会使用传统的基于导频信号的锁频锁相回路(pilot-based FPLL)来达到较宽的撷取范围以及较快的撷取速度等目的。然而，在严重衰减的信道中，假如导频信号被严重地减弱甚至于无法检测到导频信号时，传统的基于导频信号的锁频锁相回路将无法继续锁定频率/相位，且会造成接收上的错误。

为了解决上述的问题，在过去的几年当中，已有不少学者提出各种关于无导频信号的锁频锁相回路(pilot-less FPLL)的解决方案，然而，这些解决方案还是太复杂了，会造成实际操作上的困难以及提高成本。因此，如何克服这些缺点并降低成本，即成为本技术领域中重要的课题之一。

发明内容

因此，本发明的目的之一在于提出一种载波恢复装置及其相关方法，以解决上述的问题。

本发明的一个实施例公开了一种载波恢复装置。载波恢复装置包含一个导频信号强度检测器、一个第一锁定回路、一个第二锁定回路以及一个控制器。导频信号强度检测器用来判断一个输入信号的一个导频信号强度是否大于一个临界值，以产生一个控制信号。第一锁定回路用来在该输入信号上执行一个第一载波恢复动作。第二锁定回路用来在该输入信号上执行一个第二载波恢复动作。控制器耦接于导频信号强度检测器、第一锁定回路以及第二锁定回路，用来根据该控制信号选择性地利用第一锁定回路在输入信号上执行第一载波恢复动作或者利用第二锁定回路在输入信号上执行第二载波恢复动作。其中，第一锁定回路是一个基于导频信号的锁频锁相回路(pilot-based FPLL)，而第二锁定回路是一个无导频信号的锁相回路(pilot-less PLL)。其中，当该控制信号指示该输入信号的该导频信号强度大于该临界值时，该控制器将该输入信号传送至该第一锁定回路；并且当该控制信号指示该输入信号的该导频信号强度不大于该临界值时，该控制器将该输入信号传送至该第二锁定回路。

本发明的另一个实施例公开了一种载波恢复方法。该方法包含步骤：判断一个输入信号的一个导频信号强度是否大于一个临界值，以产生一个控制信号；以及根据该控制信号选择性地允许一个基于导频信号的锁频锁相回路在该输入信号上执行一个第一载波恢复动作或者允许一个无导频信号的锁相回路在该输入信号上执行一个第二载波恢复动作。其中，当控制信号指示该输入信号的导频信号强度大于临界值时，采用基于导频信号的锁频锁相回路在输入信号上执行第一载波恢复动作；而当控制信号指示输入信号的导频信号强度不大于临界值时，采用无导频信号的锁相回路在输入信号上执行第二载波恢复动作。

附图说明

图1是本发明的一个载波恢复装置的第一实施例的功能方框图。

图2是本发明的一个载波恢复装置的第二实施例的功能方框图。

图3是说明本发明的一个载波恢复方法的一个操作示例的流程图。

具体实施方式

在说明书及权利要求书当中使用了某些词汇来指称特定的元件。所属领域的技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同的名词来称呼同样的元件。本说明书及权利要求书并不以名称的差异来作为区分元件的方式，而是以元件在功能上的差异来作为区分的准则。在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一个开放式的用语，故应解释成“包含但不限定于”。另外，“耦接”一词在此包含任何直接及间接的电气连接手段。因此，若文中描述一个第一装置耦接于一个第二装置，则代表该第一装置可直接电气连接于该第二装置，或通过其它装置或连接手段间接地电气连接至该第二装置。

请参考图1，图1是本发明的一个载波恢复装置100的第一实施例的功能方框图。如图1所示，载波恢复装置100包含有(但不局限于)导频信号强度检测器110、基于导频信号的锁频锁相回路(pilot-based FPLL)130、无导频信号的锁相回路(pilot-less PLL)140及控制器120。导频信号强度检测器110会判断一个输入信号SIN的一个导频信号强度是否大于一个临界值TH1来产生一个控制信号SC。基于导频信号的锁频锁相回路130用来在输入信号SIN上执行一个第一载波恢复动作，而无导频信号的锁相回路140用来在输入信号SIN上执行一个第二载波恢复动作。控制器120耦接于导频信号强度检测器110、基于导频信号的锁频锁相回路130以及无导频信号的锁相回路140，其根据控制信号SC选择性地允许基于导频信号的锁频锁相回路130在输入信号SIN上执行该第一载波恢复，或者允许无导频信号的锁相回路140在输入信号SIN上执行该第二载波恢复。

当控制信号SC显示出输入信号SIN的导频信号强度大于临界值TH1时，控制器120会采用基于导频信号的锁频锁相回路130在输入信号SIN上执行该第一载波恢复动作；而当控制信号SC显示出输入信号SIN的导频信号强度不大于临界值TH1时，控制器120会采用无导频信号的锁相回路140在输入信号SIN上执行该第二载波恢复动作。换句话说，控制器120可以通过控制信号SC来选择性地采用基于导频信号的锁频锁相回路130或者无导频信号的锁相回路140在输入信号SIN上执行载波恢复动作，也就是说，假如该导频信号被严重地减弱或者甚至于无法检测到导频信号时，无导频信号的锁相回路140将取代基于导频信号的锁频锁相回路130来在输入信号SIN上执行载波恢复动作，如此一来，可以避免无法继续锁定频率/相位以及造成接收上的错误等问题的发生，并进而提升系统整体的稳定性。此外，比起传统的无导频信号的锁频锁相回路，可更容易地实现无导频信号的锁相回路140，并进而降低设计的复杂度以及节省成本。

请注意，可通过数字方式来实现基于导频信号的锁频锁相回路130以及无导频信号的锁相回路140，但本发明并不局限于此，也可采用模拟方式来实现。

请参考图2，图2是本发明的一个载波恢复装置200的第二实施例的功能方框图。如图2所示，载波恢复装置200的架构与图1的载波恢复装置100相似，两者不同之处在于载波恢复装置200的控制器是一个选择器220，而选择器220则由一个开关SW1来实现，但这并非本发明的限制条件。在本实施例中，选择器220包含有输入端221、控制端222、第一输出端223以及第二输出端224，其中输入端221用来接收输入信号SIN，控制端222耦接于导频信号强度检测器110用以接收控制信号SC，第一输出端223耦接于基于导频信号的锁频锁相回路130，并且第二输出端224耦接于无导频信号的锁相回路140。当控制信号SC显示出输入信号SIN的导频信号强度大于临界值TH1时，选择器220会将输入信号SIN传送至基于导频信号的锁频锁相回路130；反之，选择器220会将输入信号SIN传送至无导频信号的锁相回路140。

请注意，上述的实施例仅为用来说明本发明的示例，并非本发明的限制条件。熟知此项技术者该可了解，在不违背本发明的精神下，控制器(或者选择器)的各种各样的变化皆是可行的，这也属于本发明所涵盖的范畴。此外，上述的临界值TH1并非为一个固定值，可依据实际需求而调整，举例而言，可根据信道的状态或者所接收到的输入信号SIN的规格来调整临界值TH1。

请参考图3，图3是说明本发明的一个载波恢复方法的一个操作示例的流程图，其包含(但不局限于)以下的步骤(请注意，假若可获得实质上相同的结果，则这些步骤并不一定要遵照图3所示的执行次序来执行)：

步骤302：开始。

步骤304：判断一个输入信号的导频信号强度是否大于一个临界值，以产生一个控制信号。当该控制信号显示该输入信号的导频信号强度大于临界值时，执行步骤310；否则，执行步骤320。

步骤310：将输入信号传送至基于导频信号的锁频锁相回路。接着，执行步骤312。

步骤312：利用该基于导频信号的锁频锁相回路在该输入信号上执行第一载波恢复动作。

步骤320：将输入信号传送至无导频信号的锁相回路。接着，执行步骤322。

步骤322：允许无导频信号的锁相回路在该输入信号上执行第二载波恢复动作。

请同时参考图3以及图1(或图2)。接下来，将配合图3所示的各步骤以及图1(或图2)所示的各元件来说明各元件之间如何工作。在步骤304中，导频信号强度检测器110会判断输入信号SIN的导频信号强度是否大于临界值TH1，来产生控制信号SC。假如输入信号SIN的导频信号强度大于临界值TH1时，执行步骤310、312；否则，执行步骤320、322。当输入信号SIN的导频信号强度大于临界值TH1时，控制器120或者选择器220会将输入信号SIN传送至基于导频信号的锁频锁相回路130以便在输入信号SIN上执行第一载波恢复动作(步骤310、312)；而当输入信号SIN的导频信号强度不大于临界值TH1时，控制器120或者选择器220会将输入信号SIN传送至无导频信号的锁相回路140以便在输入信号SIN上执行第二载波恢复动作(步骤320、322)。

请注意，倘若大体可以得到相同的功效，图3中的流程的步骤不限定要依据实施例所示的顺序来执行，且在不违背本发明的精神的情况下，可再增加其它的中间的步骤。

以上所述的实施例仅用来说明本发明的技术特征，并非用来局限本发明的范畴。由上可知，本发明提供一种载波恢复装置及其相关方法。本发明所公开的载波恢复装置合并了两个锁定回路——基于导频信号的锁频锁相回路130以及无导频信号的锁相回路140，并根据输入信号SIN的导频信号强度来决定何时该采用基于导频信号的锁频锁相回路130或者无导频信号的锁相回路140在输入信号SIN上执行载波恢复动作。如此一来，可避免发生前述所发生的无法锁定频率/相位以及接收失败等问题，即使导频信号因为信道衰减而被严重地减弱甚至于无法检测到导频信号，也能够提升系统的整体稳定度。且本发明所公开的无导频信号的锁相回路相比于传统的无导频信号的锁频锁相回路更容易实现，可降低复杂度并节省更多的成本。此外，导频信号强度检测器的临界值TH1可根据实际的信道状态或者所接收到的输入信号SIN的规格来调整，十分适合应用于各式各样的情况中。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明的权利要求所做的等同变化与修饰，均应属于本发明的涵盖范围。

Claims (5)

1.一种载波恢复装置，包含有：

一个导频信号强度检测器，用来判断一个输入信号的一个导频信号强度是否大于一个临界值，以产生一个控制信号；

一个第一锁定回路，用来在该输入信号上执行一个第一载波恢复动作；

一个第二锁定回路，用来在该输入信号上执行一个第二载波恢复动作；以及

一个控制器，耦接于该导频信号强度检测器、该第一锁定回路以及该第二锁定回路，用来根据该控制信号选择性地允许该第一锁定回路在该输入信号上执行该第一载波恢复动作或者允许该第二锁定回路在该输入信号上执行该第二载波恢复动作，

其中，该第一锁定回路是一个基于导频信号的锁频锁相回路，而该第二锁定回路是一个无导频信号的锁相回路；当该控制信号指示该输入信号的该导频信号强度大于该临界值时，该控制器将该输入信号传送至该第一锁定回路；并且当该控制信号指示该输入信号的该导频信号强度不大于该临界值时，该控制器将该输入信号传送至该第二锁定回路。

2.如权利要求1所述的载波恢复装置，其中该控制器为一个选择器，其包含有：

一个输入端，用以接收该输入信号；

一个控制端，耦接于该导频信号强度检测器，用以接收该控制信号；

一个第一输出端，耦接于该第一锁定回路；以及

一个第二输出端，耦接于该第二锁定回路；

该选择器根据该控制信号选择性地将该输入信号传送至该第一锁定回路或者该第二锁定回路。

3.如权利要求1所述的载波恢复装置，其中该第一锁定回路是以数字方式实现的，并且该第二锁定回路是以数字方式实现的。

4.如权利要求1所述的载波恢复装置，其中，该第一锁定回路是以模拟方式实现的，并且该第二锁定回路是以模拟方式实现的。

5.一种载波恢复方法，包含有：

判断一个输入信号的一个导频信号强度是否大于一个临界值，以产生一个控制信号；以及

根据该控制信号选择性地允许一个基于导频信号的锁频锁相回路在该输入信号上执行一个第一载波恢复动作，或者允许一个无导频信号的锁相回路在该输入信号上执行一个第二载波恢复动作，

其中，根据该控制信号选择性地允许该基于导频信号的锁频锁相回路在该输入信号上执行该第一载波恢复动作，或者允许该无导频信号的锁相回路在该输入信号上执行该第二载波恢复动作的步骤包含有：

当该控制信号指示该输入信号的该导频信号强度大于该临界值时，允许该基于导频信号的锁频锁相回路在该输入信号上执行该第一载波恢复动作；以及

当该控制信号指示该输入信号的该导频信号强度不大于该临界值时，允许该无导频信号的锁相回路在该输入信号上执行该第二载波恢复动作。

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