CN109246040B - 接收判决装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及一种接收判决装置及方法，包括第一均衡模块；第二均衡模块；加法器；直流分量估计模块；直流分量去除模块；所述判决模块，用于获取输出信号。本公开的接收判决装置，通过对接收到的输入信号进行滤波处理、直流分量去除及判决处理，从而去除接收信号的码间干扰、直流分量信号的干扰，使得判决处理后输出的信号更加准确。采用本公开的接收判决装置，可以正确地回复出原始数据，可以明显改善在高斯白噪声信道下的误码率性能。
Description
技术领域
本公开涉及通信技术领域，尤其涉及一种接收判决装置及方法。
背景技术
随着通信技术，无线传感网技术、微电子技术和半导体技术的飞快发展和日趋成熟，无线通信网络技术已经成为热门研究点。
在无线通信网络技术中，常常因为技术水平、体积及成本的限制，或者发射机和接收机之间的移动，使得接收机和发射机间存在载波频率偏移的现象，而载波频率偏移会引起接收机在数据判决时出现错误，导致接收端无法准确获得发射机发射的信息。
发明内容
有鉴于此，本公开提出了一种接收判决装置及方法，以去除载波频率偏移的影响，增加判决的准确性，从而获得发射机发射的准确的信息。
根据本公开的一方面，提供了一种接收判决装置，所述装置包括：
第一均衡模块，用于对输入信号进行滤波处理，以获取第一滤波信号；
第二均衡模块，电连接于判决模块，用于接收来自判决模块的输出信号，并对所述输出信号进行滤波处理，以获取第二滤波信号；
加法器，电连接于所述第一均衡模块及所述第二均衡模块，用于接收所述第一滤波信号及所述第二滤波信号，对所述第一滤波信号及所述第二滤波信号进行加法运算，输出求和信号；
直流分量估计模块，电连接于所述加法器，用于接收所述求和信号，并对所述求和进行直流分量估计，以获取所述求和信号中的直流分量信号；
直流分量去除模块，电连接于所述直流分量估计模块及所述加法器，用于根据所述直流分量信号去除所述求和信号中的直流分量，并输出去除信号；
所述判决模块，电连接于所述直流分量去除模块，用于对所述去除信号进行判决处理，获取输出信号。
在一种可能的实施方式中，所述装置还包括：
第一抽头系数配置模块，电连接于所述第一均衡模块，用于向所述第一均衡模块输出第一抽头系数，其中，
所述第一均衡模块，还用于根据所述第一抽头系数对所述输入信号进行滤波处理，以获取所述第一滤波信号。
在一种可能的实施方式中，所述第一均衡模块根据如下公式获取所述第一滤波信号：
FFE_out(n)＝x(n)*ffe_coeff(n)，其中，x(n)为当前n时刻的输入信号，ffe_coeff(n)为当前n时刻的第一抽头系数，FFE_out(n)当前n时刻的第一滤波信号。
在一种可能的实施方式中，所述装置还包括：
第二抽头系数配置模块，电连接于所述第二均衡模块，用于向所述第二均衡模块输出第二抽头系数，其中，
所述第二均衡模块，还用于根据所述第二抽头系数对所述输入信号进行滤波处理，以获取所述第二滤波信号。
在一种可能的实施方式中，所述第二均衡模块根据如下公式获取所述第二滤波信号：
FBE_out(n)＝D(n-1)*fbe_coef(n)，
其中，D(n-1)为所述判决模块在当前n时刻之前的多个输出信号的延迟信号，fbe_coef(n)为当前n时刻的第二抽头系数，FBE_out(n)当前n时刻的第二滤波信号。
在一种可能的实施方式中，所述直流分量估计模块包括一阶IIR滤波器，其中，所述直流分量估计模块根据如下公式获取所述求和信号中的直流分量：
Dc(n)＝Dc(n-1)×(1-alpha)+[EQ_out(n)-d(n)]×alpha，
其中，Dc(n-1)为n-1时刻的直流分量，alpha为小于1的小数，用于控制所述滤波器的带宽，EQ_out(n)为当前n时刻的去除信号，d(n)为所述判决模块在当前n时刻的输出信号，Dc(n)为所述求和信号当前n时刻的直流分量。
在一种可能的实施方式中，所述当前n时刻的去除信号通过如下公式获得：
EQ_out(n)＝Add(n)-Dc(n-1)，其中，Add(n)为当前n时刻的求和信号；及
所述判决模块根据如下公式输出所述输出信号：
d(n)＝sign[Add(n)-Dc(n-1)]，其中，sign表示符号函数。
在一种可能的实施方式中，所述第一均衡模块、所述第二均衡模块分别为ffe_N阶的FFE均衡器、fbe_N阶的FBE均衡器，其中，ffe_N为大于1的整数，fbe_N为大于1的整数。
在一种可能的实施方式中，所述第一均衡模块、所述第二均衡模块分别包括FIR有限冲击响应滤波器、横向滤波器、转置形式滤波器的其中之一。
根据本公开的另一方面，提出了一种接收判决方法，所述方法包括：
对输入信号进行滤波处理，以获取第一滤波信号；
对输出信号进行滤波处理，以获取第二滤波信号；
接收所述第一滤波信号及所述第二滤波信号，对所述第一滤波信号及所述第二滤波信号进行加法运算，输出求和信号；
接收所述求和信号，并对所述求和进行直流分量估计，以获取所述求和信号中的直流分量信号；
根据所述直流分量信号去除所述求和信号中的直流分量，并输出去除信号；
对所述去除信号进行判决处理，获取输出信号。
本公开的接收判决装置及方法，通过对接收到的输入信号进行滤波处理、直流分量去除及判决处理，从而去除接收信号的码间干扰、直流分量信号的干扰，使得判决处理后输出的信号更加准确。采用本公开的接收判决装置，可以正确地回复出原始数据，可以明显改善在高斯白噪声信道下的误码率性能。
根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本公开的其它特征及方面将变得清楚。
附图说明
包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本公开的示例性实施例、特征和方面，并且用于解释本公开的原理。
图1示出了根据本公开一实施方式的接收判决装置的框图。
图2示出了根据本公开一实施方式的接收判决装置的框图。
图3示出了根据本公开一实施方式的频偏-符号关系示意图。
图4示出了根据本公开一实施方式的接收判决方法的流程图。
具体实施方式
以下将参考附图详细说明本公开的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。
在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。
另外，为了更好的说明本公开，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本公开同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本公开的主旨。
在无线通信网络技术中，特别是在短距离无线通信网络技术中(例如蓝牙技术)，FSK/GFSK收发机包括发射机和接收机，发射机用于发射数据，接收机用于接收数据。
接收机接收到无线电信号后对无线电信号进行模数转换、帧同步、数据判决、译码等处理。在接收机和发射机间存在载波频偏时，收发两端的载波频偏将导致在接收机接收到的数据叠加了一个直流分量，这个直流分量的存在会引起数据判决的错误，从而导致帧同步的失败。
有鉴于此，本公开提出了一种接收判决装置，用以在接收到接收判决装置的输入信号(例如帧同步处理后的同步信号)后，对输入信号中的直流分量进行直流估计，并去除估计出来的直流分量信号，对去除直流分量信号后的输入信号进行判决输出。
请参阅图1，图1示出了根据本公开一实施方式的接收判决装置的框图。
如图1所示，所述装置包括：
第一均衡模块10，用于对输入信号进行滤波处理，以获取第一滤波信号。
在一种可能的实施方式中，输入信号可以是接收机对接收的电磁波信号进行处理(包括模数换换、差分鉴相、帧同步等)后的信号。
第二均衡模块12，电连接于判决模块14，用于接收来自判决模块14的输出信号，并对所述输出信号进行滤波处理，以获取第二滤波信号。
加法器，电连接于所述第一均衡模块10及所述第二均衡模块12，用于接收所述第一滤波信号及所述第二滤波信号，对所述第一滤波信号及所述第二滤波信号进行加法运算，输出求和信号。
直流分量估计模块15，电连接于所述加法器，用于接收所述求和信号，并对所述求和进行直流分量估计，以获取所述求和信号中的直流分量信号。
直流分量去除模块16，电连接于所述直流分量估计模块15及所述加法器，用于根据所述直流分量信号去除所述求和信号中的直流分量，并输出去除信号。
所述判决模块14，电连接于所述直流分量去除模块16，用于对所述去除信号进行判决处理，获取输出信号。
应该说明的是，本公开提出的接收判决装置的各个模块，可以通过硬件电路实现，也可以通过软件实现，当然也可以是硬件与软件搭配以实现上述的功能，本公开不做限定。
本公开的接收判决装置，通过对接收到的输入信号进行滤波处理、直流分量去除及判决处理，从而去除接收信号的码间干扰、直流分量信号的干扰，使得判决处理后输出的信号更加准确。采用本公开的接收判决装置，可以正确地回复出原始数据，可以明显改善在高斯白噪声信道下的误码率性能。
请参阅图2，图2示出了根据本公开一实施方式的接收判决装置的框图。
如图2所示，所述装置包括：
第一均衡模块10，用于对输入信号进行滤波处理，以获取第一滤波信号。
在一种可能的实施方式中，第一均衡模块10可为ffe_N阶的FFE(Feed ForwardEqualization，前向反馈均衡)均衡器、其中，ffe_N为大于1的整数。所述第一均衡模块10可以包括FIR有限冲击响应滤波器、横向滤波器、转置形式滤波器的其中之一。
第一均衡模块10可以对信道中因多径传播造成的前向码间干扰进行清除，还可以对其他干扰信号进行清除。
在一种可能的实施方式中，所述装置还包括第一抽头系数配置模块11，第一抽头系数配置模块11电连接于所述第一均衡模块10，用于向所述第一均衡模块10输出第一抽头系数，其中，所述第一均衡模块10，还用于根据所述第一抽头系数对所述输入信号进行滤波处理，以获取所述第一滤波信号。
在一种可能的实施方式中，第一均衡模块根据如下公式获取所述第一滤波信号：
FFE_out(n)＝x(n)*ffe_coeff(n)，其中，x(n)为当前n时刻的输入信号，ffe_coeff(n)为当前n时刻的第一抽头系数，FFE_out(n)当前n时刻的第一滤波信号，符号“*”为卷积符号。
在一种可能的实施方式中，第一抽头系数配置模块11中的第一抽头系数可以是预先设置其中的，在其他实施方式中，第一抽头系数配置模块11也可以与判决模块14连接，并根据判决模块14输出的输出信号的误差自动更新第一抽头系数。
第二均衡模块12，电连接于判决模块14，用于接收来自判决模块14的输出信号，并对所述输出信号进行滤波处理，以获取第二滤波信号。
在一种可能的实施方式中，第二均衡模块12可以为fbe_N阶的反馈均衡器(FeedBackward Eguaizer，FBE)，其中，fbe_N为大于1的整数。
在一种可能的实施方式中，所述第二均衡模块12可以包括FIR有限冲击响应滤波器、横向滤波器、转置形式滤波器的其中之一。
第一均衡模块10可以对信道中因多径传播造成的后向码间干扰进行清除，还可以对其他干扰信号进行清除。
在一种可能的实施方式中，所述装置还包括第二抽头系数配置模块13，第二抽头系数配置模块13电连接于所述第二均衡模块12，用于向所述第二均衡模块12输出第二抽头系数，
其中，所述第二均衡模块12，还用于根据所述第二抽头系数对所述输入信号进行滤波处理，以获取所述第二滤波信号。
在一种可能的实施方式中，第二均衡模块10根据如下公式获取所述第二滤波信号：
FBE_out(n)＝D(n-1)*fbe_coef(n)，
其中，D(n-1)为判决模块14在当前n时刻之前的输出信号的延迟信号，该延迟信号包括n-1时刻、n-2时刻、n-3时刻等多个时刻的输出信号d(n-1)、d(n-2)、d(n-3)等，fbe_coef(n)为当前n时刻的第二抽头系数，FBE_out(n)当前n时刻的第二滤波信号。
在本实施方式中，判决模块14还可以包括用于暂存所述延迟信号的的元器件或装置，例如延迟线(图中未示出)。
在一种可能的实施方式中，第一抽头系数配置模块11中的第一抽头系数可以是预先设置其中的，在其他实施方式中，第一抽头系数配置模块11也可以与判决模块14连接，并根据判决模块14输出的输出信号的误差自动更新第一抽头系数。
加法器，电连接于所述第一均衡模块10及所述第二均衡模块12，用于接收所述第一滤波信号及所述第二滤波信号，对所述第一滤波信号及所述第二滤波信号进行加法运算，输出求和信号。
在一种可能的实施方式中，加法器输出的求和信号可为：
Add(n)＝FFE_out(n)+FBE_out(n)，其中，Add(n)为当前n时刻的第一滤波信号FFE_out(n)及第二滤波信号FBE_out(n)的和。
直流分量估计模块15，电连接于所述加法器，用于接收所述求和信号，并对所述求和进行直流分量估计，以获取所述求和信号中的直流分量信号。
在一种可能的实施方式中，所述直流分量估计模块15可以包括一阶IIR滤波器，其中，所述直流分量估计模块根据如下公式获取所述求和信号中的直流分量：
Dc(n)＝Dc(n-1)×(1-alpha)+[EQ_out(n)-d(n)]×alpha，
其中，Dc(n-1)为n-1时刻直流分量估计模块15获取的直流分量信号，alpha为小于1的小数，用于控制所述滤波器的带宽，EQ_out(n)为当前n时刻的去除信号，d(n)为所述判决模块在当前n时刻的输出信号，Dc(n)为所述求和信号当前n时刻的直流分量。
请参阅图3，图3示出了根据本公开一实施方式的频偏-符号关系示意图。
如图3所示，alpha还可以用于控制直流分量估计模块15的收敛速度，举例而言，当alpha为1/128时，直流分量估计模块15在500个符号左右时收敛，此时，通过频偏的收敛值(其绝对值在75KHz左右)可以得到求和信号的稳定的直流分量。应该说明的是，各个符号分别与时刻n相对应，时刻n可以代表第n个符号的出现时刻。
本公开的直流分量估计模块，可以追踪求和信号的频偏跟踪范围可以到-100KHz到100KHz之间，具有较宽的频偏跟踪范围，从而使得获取的直流分量信号较为准确。
直流分量去除模块16，电连接于所述直流分量估计模块15及所述加法器，用于根据所述直流分量信号去除所述求和信号中的直流分量，并输出去除信号。
在一种可能的实施方式中，所述当前n时刻的去除信号EQ_out(n)通过如下公式获得：
EQ_out(n)＝Add(n)-Dc(n-1)，其中，Add(n)为当前n时刻的求和信号。
在本实施方式中，去除信号EQ_out(n)即为求和信号Add(n)减去上一时刻的直流分量信号后得到的信号。
所述判决模块14，电连接于所述直流分量去除模块16，用于对所述去除信号进行判决处理，获取输出信号。
在一种可能的实施方式中，所述判决模块14根据如下公式输出所述输出信号：
d(n)＝sign[Add(n)-Dc(n-1)]，其中，sign表示符号函数。
在一种可能的实施方式中，判决模块14可以将接收到的去除信号映射为多个已知可能的电平信号之一，输出信号即为判决模块14的判决结果中与去除信号最接近的电平信号。
在一种可能的实施方式中，判决模块14输出的输出信号可以输入到译码器或解扰器等其他电路/模块以进行下一步处理，从而获得该输出信号对应的信息。
当本公开的接收判决电路运用在蓝牙上时，如果目标误码率为0.001，则蓝牙信号的SNR解调门限可以降低1dB左右。
请参阅图4，图4示出了根据本公开一实施方式的接收判决方法的流程图。
如图4所示，所述方法包括：
步骤S110，对输入信号进行滤波处理，以获取第一滤波信号；
步骤S120，对输出信号进行滤波处理，以获取第二滤波信号；
步骤S130，接收所述第一滤波信号及所述第二滤波信号，对所述第一滤波信号及所述第二滤波信号进行加法运算，输出求和信号；
步骤S140，接收所述求和信号，并对所述求和进行直流分量估计，以获取所述求和信号中的直流分量信号；
步骤S150，根据所述直流分量信号去除所述求和信号中的直流分量，并输出去除信号；
步骤S160，对所述去除信号进行判决处理，获取输出信号。
应该说明的是，所述的接收判决方法为前述的接收判决装置对应的方法，其具体介绍请参考之前对接收判决装置的描述，在此不再赘述。
本公开的接收判决装置，通过对接收到的输入信号进行滤波处理、直流分量去除及判决处理，从而去除接收信号的码间干扰、直流分量信号的干扰，使得判决处理后输出的信号更加准确。采用本公开的接收判决装置，可以正确地回复出原始数据，可以明显改善在高斯白噪声信道下的误码率性能。
以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。
Claims (9)
1.一种接收判决装置，其特征在于，所述装置包括：
第一均衡模块，用于对输入信号进行滤波处理，以获取第一滤波信号；
第二均衡模块，电连接于判决模块，用于接收来自判决模块的输出信号，并对所述输出信号进行滤波处理，以获取第二滤波信号；
加法器，电连接于所述第一均衡模块及所述第二均衡模块，用于接收所述第一滤波信号及所述第二滤波信号，对所述第一滤波信号及所述第二滤波信号进行加法运算，输出求和信号；
直流分量估计模块，电连接于所述加法器，用于接收所述求和信号，并对所述求和进行直流分量估计，以获取所述求和信号中的直流分量信号，所述直流分量估计模块根据如下公式获取所述求和信号中的直流分量：Dc(n)＝Dc(n-1)×(1-alpha)+[EQ_out(n)-d(n)]×alpha，其中，Dc(n-1)为n-1时刻的直流分量，alpha为小于1的小数，用于控制滤波器的带宽，EQ_out(n)为当前n时刻的去除信号，d(n)为所述判决模块在当前n时刻的输出信号，Dc(n)为所述求和信号当前n时刻的直流分量；
直流分量去除模块，电连接于所述直流分量估计模块及所述加法器，用于根据所述直流分量信号去除所述求和信号中的直流分量，并输出去除信号；
所述判决模块，电连接于所述直流分量去除模块，用于对所述去除信号进行判决处理，获取输出信号。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
第一抽头系数配置模块，电连接于所述第一均衡模块，用于向所述第一均衡模块输出第一抽头系数，其中，
所述第一均衡模块，还用于根据所述第一抽头系数对所述输入信号进行滤波处理，以获取所述第一滤波信号。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第一均衡模块根据如下公式获取所述第一滤波信号：
FFE_out(n)＝x(n)*ffe_coeff(n)，其中，x(n)为当前n时刻的输入信号，ffe_coeff(n)为当前n时刻的第一抽头系数，FFE_out(n)当前n时刻的第一滤波信号。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
第二抽头系数配置模块，电连接于所述第二均衡模块，用于向所述第二均衡模块输出第二抽头系数，其中，
所述第二均衡模块，还用于根据所述第二抽头系数对所述输入信号进行滤波处理，以获取所述第二滤波信号。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述第二均衡模块根据如下公式获取所述第二滤波信号：
FBE_out(n)＝D(n-1)*fbe_coef(n)，
其中，D(n-1)为所述判决模块在当前n时刻之前的多个输出信号的延迟信号，fbe_coef(n)为当前n时刻的第二抽头系数，FBE_out(n)当前n时刻的第二滤波信号。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，
所述当前n时刻的去除信号通过如下公式获得：
EQ_out(n)＝Add(n)-Dc(n-1)，其中，Add(n)为当前n时刻的求和信号；及
所述判决模块根据如下公式输出所述输出信号：
d(n)＝sign[Add(n)-Dc(n-1)]，其中，sign表示符号函数。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一均衡模块、所述第二均衡模块分别为ffe_N阶的FFE均衡器、fbe_N阶的FBE均衡器，其中，ffe_N为大于1的整数，fbe_N为大于1的整数。
8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一均衡模块、所述第二均衡模块分别包括FIR有限冲击响应滤波器、横向滤波器、转置形式滤波器的其中之一。
9.一种接收判决方法，其特征在于，所述方法包括：
对输入信号进行滤波处理，以获取第一滤波信号；
对输出信号进行滤波处理，以获取第二滤波信号；
接收所述第一滤波信号及所述第二滤波信号，对所述第一滤波信号及所述第二滤波信号进行加法运算，输出求和信号；
接收所述求和信号，并对所述求和进行直流分量估计，以获取所述求和信号中的直流分量信号，根据如下公式获取所述求和信号中的直流分量：Dc(n)＝Dc(n-1)×(1-alpha)+[EQ_out(n)-d(n)]×alpha，其中，Dc(n-1)为n-1时刻的直流分量，alpha为小于1的小数，用于控制滤波器的带宽，EQ_out(n)为当前n时刻的去除信号，d(n)为当前n时刻的输出信号，Dc(n)为所述求和信号当前n时刻的直流分量；
根据所述直流分量信号去除所述求和信号中的直流分量，并输出去除信号；
对所述去除信号进行判决处理，获取输出信号。
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