CN1131489A - 非复杂的双相关相位反转检测器及其方法 - Google Patents

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    • H04L27/233—Demodulator circuits; Receiver circuits using non-coherent demodulation
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Abstract

一种简化的相位转变检测器，它能认别出相位反转而不需要依赖于复杂的相关关系或者网格技术。应用具有π/2相位差的两个音调和两个乘法器，通过与接收的信号相乘而得到两个相关信号。依靠两个零交叉点检测器得出两个相关信号中的零交叉点信息，由一个判定单元来据此检测出相位反转。

Description

非复杂的双相关相位反转检测器及其方法
本发明涉及数据通信，具体地涉及检测数据通信中信号的相位跳变。
通常，在调制解调器的通信中，具有180度相位反转的一个音调，和在这个跳变之后的、允许可靠地检测该相位反转的一个周期可用来通知另一方存在一个事件，例如检测到DPSK序列、线路探针信号的开始、信通分析的结束、往返延时测量计时器的开始和结束、等等。i
必须精确地测量跳变的定时，以使接收机正确地设定。某些跳变检测器在本技术领域内是公知的，它们利用复杂的相干方案给出本振产生的音调与接收的信号之间最大的相关性。其它的跳变检测器利用基于已知符号子序列的网格技术，这些符号处在一个跳变的前面和后面。为此，现在需要一种非复杂的相位反转检测器和方法，以简化对跳变的检测。
图1示出按照本发明的、相位反转的用以判定接收信号的双相关相位反转检测器的方框图；
图2示出示明图1的第一和第二相关器及音调发生器较详细的方框图；
图3示出按照本发明的、用以判定接收信号中的相位反转的、双相关相位反转检测方法的步骤流程图；
图4示出图3中判定第一和第二相关信号的步骤的较详细的方框图。
本发明提供一种简化的跳变检测器，它能识别出相位反转，而不依赖于复杂相干相关性或网格技术。代之以，本发明利用相位差为π/2的两广音调来提供双相关信号，并应用这两个相关信号上的零交叉信息来检测相位反转，并能在信噪比低到6dB可靠地工作，还不受直到7Hz的相位偏移的影响。
图1中用标号100示出按照本发明的双相关相位反转给检测器方框图，用以判定一个接收信号中的相位反转。A)音调发生器(102)，用以产生一个第一预定音调和与该第一音调的相位有π/2相位差的一个第二预定音调；B)第一和第二相关器(104、106)，每个都可操作地与接收的信号及音调发生器相耦合，使每个相关器能利用该接收信号及第一和第二预定音调之一分别提供第一和第二相关信号；C)第一和第二零交叉点检测器(108、110)，可操作地分别与第一和第二相关器相耦合，用以分别对第一和第二相关信号判定零交叉点；D)一个判定单元(112)，可操作地与第一和第二零交叉点检测器相耦合，根据一个相关信号具有一个第一零交叉点和另一个相关信号在该第一零交叉点之后的一个预定时间段内具有一个零交叉点，检测出相位反转。
如图2详细所示的标号200，第一相关器(104)一般含有第一乘法器(202)和第一加法器(204)。第一乘法器(202)可操作地与音调发生器(102)相耦合，接收所接收的信号，用于使接收的信号与第一预定的音调相乘，提供出第一乘积信号。第一加法器(204)可操作地与第一乘法器(202)耦合，用于使一个预定数目(通常为一个周期)的第一乘积信号相加，以提供第一相关信号。第二相关器(106)一般含有第二乘法器(206)和第二加法器(208)。第二乘法器(206)可操作地与音调发生器(102)相耦合，接收所接收的信号，用于使接收的信号与第二预定的音调相乘，提供出第二乘积信号。第二加法器(208)可操作地与第二乘法器(206)耦合，用于使一个预定数目(通常为一个周期)的第二乘积信号相加，提供出第二相关信号。第一和第二相关器(104、106)的每个通常按如下的形式确定出相关信号：
    yi(n)＝∑k＝OP－1 x(n－k)r(n－k)，
式中，Yi(n)代表相关信号，i＝1，2，n为时间指数，是一个整数，k为偏移指数，其值为0到P－1，而P是由音调频率和取样频率决定的一个周期，X(n－k)为一个产生的音调，r(n－k)为接收的信号。
图3中以标号300示出按照本发明的双相关相位反转检测方法的步骤流程图，用以判定接收信号中的相位反转。A)在步骤302，由一个音调发生器产生出具有π/2相位差的两个预定音调；B)在步骤304，利用第一和第二相关器分别提供第一和第二相关信号；在步骤306，利用第一和第二零交叉点检测器分别为第一和第二相关信号判定一个零交叉点；D)在步骤308，根据具有第一零交叉点的一个相关信号，和在该第一零交叉点之后的一个预定时间段内具有一个零交叉点的另一个相关信号，利用一个判定单元来判定在何时相位反转。
图4以标号400示出图3中确定出第一和第二相关信号的步骤的流程图，A)，在步骤402，利用第一乘法器将接收的信号与第一预定音调相乘，以提供出第一乘积信号，来确定第一相关信号，并利用第一加法器将一个预定数目的第一乘积信号相加，来提供出该第一相关信号；B)在步骤404，利用第二乘法器将接收的信号与第二预定音调相乘，以提供出第二乘积信号，来确定第二相关信号，并利用第二加法器将一个预定数目的第二乘积信号相加，来提供出该第二相关信号。
又，如上较详细地所述，相关信号由如下的形式确定：
    yi(n)＝∑k＝OP－1 x(n－k)r(n－k)，
在一个示例的实施例中，本发明可以应用于一个V.34调制解调器，例如用以识别一个2100Hz音调，或者识别由15Hz音调调幅的、调幅度为20％的一个2100Hz音调。在这两种信号中，周期性的相位反转需要接收的调制解调器使用一个相位反转检测器。利用相干型相位反转检测器需要相干解调，必须应用锁相环路，因而，明显地增加了复杂性。一个相位反转检测器还需要一个时间标志器。本发明的双相关相位反转检测器提供出一种非复杂的相位反转检测方法。
例如，本发明的双相关相位反转检测器典型地产生两个2100Hz的本振音调，两者相位差π/2。这两个本振音调分别与接收的信号相乘。在一个实施例中，用7200Hz的取样率对该2100Hz音调的一周取样，将两个相乘后接收信号中每个的24个样值相加，以形成两个相关信号。这两个相关信号分别送到一个零交叉点检测器，它的输出送到一个判定单元。当在一段预定时间内两个相关信号均有(通常几乎同时地有)零交叉点时，判定单元便检测出一个相位反转。也就是说，在频率无偏移的情况下，两个相关信号都是平稳的，两个相关信号中至少一个的值与零点至少有一段预定距离。当发生相位反转时，两个相关信号基本上同时地或者交替地改变符号；对于噪声，在一段预定的延时时期之内它包罗一个预定的小量数目样值。
当存在慢的频率偏移时，两个相关信号在一长段时期里而不是同时地改变符号。为此，当一个相关信号有一个零交叉点，而另一个相关信号处于离零点差不多最远的位置上时，因该第二相关信号而极不可能有符号的改变。据此，双相关相位反转检测器对于慢的频率偏移引起而表现出的相位反转是很不受影响的。
虽然上文叙述了一个示例性实施例，但显然本领域内技术人员可以作出许多种变更机修改，它们偏离不开本发明。鉴此，按所附的权利要求书中所规定的，所有此类变更和修改都将包括在本发明的精神实质和范畴之内。

Claims (6)

1.一种双相关相位反转检测器，用以判定所接收信号中的相位反转，其特征在于，含有：
A)一个音调发生器，用以产生一个第一预定音调以及相位差π/2的一个第二预定音调；
B)第一和第二相关器，每个可操作地与接收的信号及该音调发生器相连接，又每一个利用所接收信号及第一和第二预定的音调来分别提供出第一和第二相关信号；
C)第一和第二零交叉点检测器，可操作地分别与第一和第二相关器耦合，用以对第一和第二相关信号分别判定零交叉点；
D)一个判定单元，可操作地与第一和第二零交叉点检测器耦合，根据一个相关信号具有一个第一零交叉点和另一个相关信号在该第一零交叉点之后的一个预定时间段内具有一个零交叉点，检测出相位反转。
2.根据权利要求1的双相关相位反转检测器，其特征在于：
A)第一相关器含有：
1)第一乘法器，可操作地与音调发生器和接收的信号相耦合，用以将接收的信号与第一预定的音调相乘，提供出第一乘积信号；
2)第一加法器，可操作地与第一乘法器相耦合，用以将一个预定数目的第一乘积信号相加，提供出第一相关信号；
B)第二相关器含有：
1)第二乘法器，可操作地与音调发生器和接收的信号相耦合，用以将接收的信号与第二预定的音调相乘，提供出第二乘积信号；
2)第二加法器，可操作地与第二乘法器相耦合，用以将一个预定数目的第二乘积信号相加，提供出第二相关信号。
3.根据权利要求2的双相关相位反转检测器，其特征在于，第一和第二相关器的每个按下式确定出相关信号：
    yi(n)＝∑k＝OP－1 x(n－k)r(n－k)
式中，Yi(n)代表相关信号，i＝1，2，n为时间指数，是一个整数，k为偏移指数，其值为0到P－1，而P是由音调频率和取样频率决定的一个周期，X(n－k)为一个产生的音调，r(n－k)为接收的信号。
4.一种双相关相位反转检测方法，用以判定所接收信号中的相位反转，其特征在于含有以下步骤：
A)由一个音调发生器产生出具有π/2相位差的两个预定音调；
B)利用第一和第二相关器分别提供出第一和第二相关信号；
C)利用第一和第二零交叉点检测器分别为第一和第二相关信号判定零交叉点；
D)根据有第一零交叉点的一个相关信号和在该第一零交叉点之后的一个预定时间段内具有一个零交叉点的另一个相关信号，利用一个判定单元来判定在何时相位反转。
5.权利要求4的双相关相位反转检测方法，其特征在于，利用第一和第二相关器来分别提供出第一和第二相关信号的步骤包括：
A)利用第一乘法器将接收的信号与第一预定音调相乘以提供出第一乘积信号来确定第一相关信号，并利用第一加法器将一个预定数目的第一乘积信号相加来提供出该第一相关信号；
B)利用第二乘法器将接收的信号与第二预定音调相乘以提供出第二乘积信号来确定第二相关信号，并利用第二加法器将一个预定数目的第二乘积信号相加来提供出该第二相关信号。
6.权利要求5的双相关相位反转检测方法中还包括按如下的形式确定出相关信号：
    yi(n)＝∑k＝OP－1 x(n－k)r(n－k)，
式中，Yi(n)代表相关信号，i＝1，2，n为时间指数，是一个整数，k为偏移指数，其值为0所P－1，而P是由音调频率和取样频率决定的一个周期，x(n－k)为一个产生的音调，而r(n－k)为接收的信号。
CN95190684.4A 1994-07-28 1995-05-22 非复杂的双相关相位反转检测器及其方法 Pending CN1131489A (zh)

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