CN117478473A

CN117478473A - 从无线电信号解码数据的方法以及无线电接收器

Info

Publication number: CN117478473A
Application number: CN202311427398.2A
Authority: CN
Inventors: 丹尼尔·瑞安; 伟·李
Original assignee: Nordic Semiconductor ASA
Current assignee: Nordic Semiconductor ASA
Priority date: 2018-04-25
Filing date: 2019-04-24
Publication date: 2024-01-30
Also published as: CN112368983B; EP3785407B1; EP4221109A1; US20230072942A1; CN112368983A; US20210234738A1; US11863362B2; US11533207B2; WO2019207009A1; EP3785407A1; GB201806730D0

Abstract

本申请提供一种从无线电信号解码数据的方法以及无线电接收器。所述方法包括：将匹配滤波器组应用于经过采样的无线电信号以生成相关性强度数据，其中匹配滤波器组中的每个滤波器使经过采样的信号与表示相应的滤波器序列的数据互相关；以及使用相关性强度数据从经过采样的信号生成经过解码的符号的序列，其中经过解码的符号的序列中的每个符号的值是部分地基于来自经过解码的符号的序列的相应的较早经过解码的符号的值确定的，其中每个滤波器序列包括相应的恒定部分和相应的可变部分，可变部分定位于恒定部分之前，其中每个恒定部分随时间推移是恒定的，并且其中对于序列中的每个符号，每个可变部分取决于较早经过解码的符号。

Description

从无线电信号解码数据的方法以及无线电接收器

本申请是申请人为北欧半导体公司、申请日为“2019年4月24日”、申请号为“2019800406567”、发明名称为“匹配滤波器组”的分案申请。

技术领域

本发明涉及用于解码数字无线电发射的方法和设备。

背景技术

在数字无线电通信中，发射的无线电信号通常包括以特定频率为中心的载波，所述载波被调制以编码数字“0”和“1”的流。无线电接收器将传入的模拟波形转换成离散位的序列，以便恢复发射的消息。

然而，数字无线电信号易受噪声影响，这可能会导致不确定是否应将任何特定的接收位解码为数字“0”或“1”。

一种用于根据接收到的相位编码或频率编码的数字无线电信号推断位序列的已知方法是：从信号生成复基带样本，并将这些复基带样本输入到匹配滤波器组。匹配滤波器组(MFB)包括一组滤波器，所述一组滤波器中的每个滤波器将接收到的信号与对应于一个或多个数据位的固定序列的相应的模板波形互相关。例如，滤波器组可以含有三十二个滤波器，每个滤波器对应于表示五个位的不同序列的相应的波形；MFB总共覆盖所有2⁵个位序列。然后可以以各块具有五个位的方式来进行位决策，从而确定在任何给定的时间间隔内哪个滤波器对波形的匹配最强并且将块解码为对应于最强滤波器的位序列。

本申请人的WO 2014/167318通过考虑在重叠的时间窗中的每个特定的接收到的位位置的多个观察值来解决噪声问题。对于特定位，将具有与公共滤波器长度一样多的观察值——例如，对于具有5位滤波器长度的每个位，将具有五个观察值。然后基于对多个观察值为所述位位置提供的一组二进制值的多数表决确定应将特定位解码为0还是1。

通常，增加每个滤波器的位长度K将增加此种接收器的灵敏度，使得K＝5、K＝7或更高的值是令人期望的。然而，增加位长需要滤波器的数量的指数增加。对于长度为K位的非相干匹配滤波器组，乘加运算的次数为O(K.R.2^K)，其中R为过采样率。对于硬件实施的无线电(例如，芯片上无线电)，复杂度的此种指数增长意指在没有使解调器的面积和功耗显著增加的情况下不能使K增加。这是不令人期望的，尤其是在功率受限的装置(如电池供电的Bluetooth^TM装置、LTE-M装置或NB-IoT装置)上。

发明内容

本发明寻求提供一种替代性方法来增加基于MFB的无线电接收器的灵敏度。

根据第一方面，本发明提供了一种从无线电信号解码数据的方法，所述方法包括：

将匹配滤波器组应用于经过采样的无线电信号以生成相关性强度数据，其中所述匹配滤波器组中的每个滤波器使所述经过采样的信号与表示相应的滤波器序列的数据互相关；以及

使用所述相关性强度数据从所述经过采样的信号生成经过解码的符号的序列，其中所述经过解码的符号的所述序列中的每个符号的值是部分地基于来自所述经过解码的符号的所述序列的相应的较早经过解码的符号的值确定的。

根据第二方面，本发明提供了一种无线电接收器，其包括：

匹配滤波器组，所述匹配滤波器组包括用于从经过采样的无线电信号生成相关性强度数据的多个滤波器模块，每个滤波器模块被配置成使所述经过采样的信号与表示相应的滤波器序列的数据互相关；以及

决策单元，所述决策单元被配置成使用所述相关性强度数据从所述经过采样的信号生成经过解码的符号的序列，

其中所述匹配滤波器组和/或决策单元被配置成部分地基于来自所述经过解码的符号的所述序列的相应的较早经过解码的符号的值确定所述序列中的每个符号的值。

因此，本领域技术人员将看到，根据本发明，先前经过解码的符号的值用于影响当前符号的解码。这可以有效地增加用于解调当前符号的接收到的信号的长度，从而使得在不必增加滤波器的数量的情况下具有更高的灵敏度。这是因为较早经过解码的符号的值通常会受到经过采样的信号中的在较早经过解码的符号之前直到滤波器序列的长度的样本的影响，因此使用这个经过解码的符号来确定较晚符号的解码可以允许这些较早样本也影响较晚符号的解码，即使这些样本可能与较晚符号分隔超过滤波器序列的长度。

优选地，每个滤波器序列的长度为两个符号或更多个符号。在一些实施例中，一个符号简单地等于一个位。滤波器序列可以是二进制滤波器序列。然而，在其它实施例中，符号可以传达两个或更多个位的信息。

滤波器序列可以全部具有公共长度，K个符号。K可以等于2、3、4、5、7或任何正整数。

在实施例中的任何实施例中，对于经过解码的符号的序列中的每个符号(最近计算出的符号可以方便地被称为“当前”符号)，相应的较早经过解码的符号可以在时间上与所述符号偏移可以是恒定的时间偏移(例如，恒定数量的符号间隔)。在一些实施例中，这个偏移的值可以在一个符号与小于滤波器序列的长度的一个符号之间——例如在范围[0,K-1]内——使得当前符号和相应的较早符号始终在彼此的滤波器的长度K内。在其它实施例中，偏移可以等于或大于滤波器的长度K。

在一些实施例中，所述经过解码的符号的所述序列中的每个符号的值是部分地基于来自所述经过解码的符号的所述序列的多个相应的较早经过解码的符号的值确定的。这些较早经过解码的符号可以与当前符号偏移相应的时间偏移，所述相应的时间偏移可以随时间推移是恒定的。这些较早经过解码的符号可以包括一连串的相继符号或由所述一连串的相继符号组成，即，偏移是一组连续整数。在一些实施例中，偏移可以全部在范围[0，K-1]内，使得每个较早符号在当前符号的滤波器的长度K内。然而，在其它实施例中，偏移中的至少一些偏移可以等于或大于滤波器长度K。

较早经过解码的一个符号或多个符号的一个或多个值可以沿一个或多个反馈路径从决策单元的输出反馈。反馈路径可以是用于传送单个位值的单个线路。反馈路径可以通向用于存储较早经过解码的符号的值的缓存器(例如，移位寄存器)。缓存器的长度可以等于接收器被配置成在确定每个符号的值时使用的较早经过解码的符号的数量。反馈路径可以通向选择器(例如，多路复用器)的控制输入，所述选择器用于从多个存储的值中选择一个值(例如，中间计算结果)以输入到匹配滤波器组中的计算(例如，作为到滤波器互相关模块的输入)或作为到决策单元中的运算的输入(例如，作为到决策单元中的多数表决块的输入)。

在第一组实施例中，在匹配滤波器组中使用较早经过解码的一个符号或多个符号的一个或多个值，而在第二组实施例中，在决策单元中使用较早经过解码的符号的值。(这两组实施例不一定是不同的，并且可以重叠。)

在第一组实施例中，在匹配滤波器组中使用较早经过解码的一个符号或多个符号的一个或多个值。匹配滤波器组可以被配置成接收较早经过解码的一个或多个符号的一个或多个值作为输入。所述匹配滤波器组可以在每个滤波器序列中包含一个或多个值。

每个滤波器序列可以包括恒定部分和可变部分或由所述恒定部分和所述可变部分组成。可变部分可以定位于恒定部分之前——即，对应于经过采样的信号中的较早接收到的样本。恒定部分可以具有公共长度C，其可以是1个符号、2个符号、3个符号、4个符号、5个符号、7个符号或更多个符号。在整个滤波器组中，恒定部分可以含有从零到滤波器数量减一的每个整数值——例如，表示从0到2^C-1的值，其中C是滤波器序列的恒定部分的以位测量的公共长度。可变部分可以全部具有公共长度V。然后，每个滤波器的总长度可以为K＝V+C。在一些实施例中，V＝C-1；例如，C＝3并且V＝2，从而得出总滤波器长度K＝5。然而，可以使用C和V的任何合适的值。通常，对于给定的总序列长度K，增加C并且减小V可能会带来更高的性能，但是会以更高的复杂度为代价；增加K可能得到改善的性能，但是对频率误差和调制指数误差的鲁棒性较差。对于任何给定的上下文，可以选择合适的值。通常，尽管在一些实施例中(例如，在DSP或FPGA实施中)这些滤波器参数可以是可变的，但是所述这些滤波器参数将是固定的(即，硬连线)。

在每个符号间隔时间步长处，整个滤波器组中的可变部分可以全部相同(即，具有相等值)。可变部分可以取决于或包括一个或多个较早经过解码的符号。每个可变部分可以由较早经过解码的符号按其被解码的顺序的序列组成。在这个第一组实施例中，滤波器组可以使经过采样的信号与K个符号长但仅含有S^C个滤波器的滤波器序列互相关，其中C<K，并且S是每个符号的顺序(例如，S＝2以进行二进制解码)。经过解码的符号的序列中的每个符号可以潜在地通过以下被解码：针对每个符号应用一次滤波器组，并且标识最佳匹配滤波器，并且将符号解码为最佳匹配滤波器中的对应值。然而，在其它实施例中，当解码每个符号时，匹配滤波器组可以以不同的时间偏移多次应用于经过采样的信号。决策单元可以包括可以针对每个时间偏移接收最佳匹配滤波器的硬符号决策块(如多数表决检测器)；所述决策单元可以通过将决策过程应用于来自整个多个最佳匹配滤波器中的针对特定符号位置的相应的多个符号值来对经过解码的序列中的特定(例如，“当前”)符号位置的值进行解码。可替代地，所述决策单元可以包括软符号决策块。

在第二组实施例中，在决策单元中使用较早经过解码的符号的值。在这些实施例中，滤波器组可以是常规的——即，其可以含有2^K个滤波器，所述2^K个滤波器中的每个滤波器使经过采样的信号与K个符号长的不同滤波器序列互相关。可以在决策单元中使用较早经过解码的符号，使得滤波器互相关运算可以影响晚于滤波器互相关运算中所涉及的样本接收到的经过解码的符号。具体地，决策单元可以被配置成使用相关性强度数据针对等于滤波器长度的经过采样的信号的公共长度标识多个匹配滤波器序列——例如，两个或更多个滤波器序列，而不仅仅是一个最佳匹配滤波器序列。匹配滤波器序列中的每个匹配滤波器序列可以是与滤波器序列的相应子集中的经过采样的信号的最佳匹配滤波器序列。每个子集可以含有在滤波器序列中的特定符号位置处具有相应的公共值或在滤波器序列中的多个预定符号位置处具有相应的公共值的所有滤波器序列。一旦这个或这些预定符号位置的一个或多个最终值已经确定，多个匹配滤波器序列就在经过解码的符号值的序列中表示对这个或这些值的不同假设。一旦这值已经被解码，决策单元然后就可以使用这个值(作为“较早经过解码的符号”)来选择在对应的符号位置中具有这个较早经过解码的符号值的匹配滤波器序列中的一个或多个匹配滤波器序列。然后，决策单元可以通过将一个或多个所选的序列输入到硬符号决策过程(如多数表决检测器)或软决策过程来解码在较早经过解码的符号之后接收到的特定符号。决策过程还可以在不同的时间偏移处接收对应于同一特定符号的一个或多个另外的观察值的一个或多个序列。

传统地，如果滤波器序列的长度全部为K，其中K>1，则每个滤波器将会K次应用于经过采样的信号中的每个符号位置(在K个不同的时间偏移处)。通常，这将会针对每个符号位置产生K个最佳匹配滤波器序列，决策单元可以将多数表决过程应用于所述K个最佳匹配滤波器序列，以确定在经过解码的符号的序列中的对应的经过解码的符号的值。相比之下，在这个第二组实施例中，决策单元可以在解码特定符号位置的过程中(例如，在二进制解码过程中)标识多于K个匹配滤波器序列，匹配滤波器序列的身份可以由决策逻辑在解码一个位时使用。

接收到的无线电信号可以是相位或频率调制无线电信号——例如，使用二进制频移键控(BFSK)、连续相频移键控(CPFSK)、高斯频移键控(GFSK)、最小移位键控(MSK)、差分相移键控(DPSK)、偏移正交相移键控(OQPSK)或连续相位调制(CPM)调制的无线电信号。无线电信号可以例如使用正交幅度调制(QAM)在幅度以及相位和/或频率上进行调制。在一组实施例中，信号是使用GFSK以大约2.4GHz的载波频率调制的。无线电信号可以是Bluetooth^TM或Bluetooth^TM低能量信号。

无线电接收器可以是集成无线电接收器——例如，硅芯片。(应当理解，无线电接收器可能仍然需要一个或多个芯片外组件连接到无线电接收器以使其进行操作，如电源、天线、晶体、离散电容器、离散电阻器等)。无线电接收器还可以包括无线电发射器。

无线电接收器可以包括一个或多个处理器、DSP、逻辑门、放大器、滤波器、数字组件、模拟组件、非易失性存储器(例如，用于存储软件指令)、易失性存储器、存储器总线系统、外围设备、输入、输出以及任何其它合适的电子组件。无线电接收器可以包括用于执行定时、相位或频率校正操作的电路系统。

虽然匹配滤波器组可以潜在地以软件(例如，在软件定义的无线电上)实施，但是在优选的一组实施例中，其是以硬件实施的——例如，使用数字逻辑电路。每个滤波器模块可以包括与无线电接收器中的任何通用处理器分隔的多个逻辑门。当接收器处于使用中时，每个滤波器模块可以共享通用设计——例如，区别仅在于存储于一个或多个寄存器中的数据。

在第二组实施例中，每个滤波器模块可以被硬连线成使经过采样的信号与固定的滤波器序列或与固定的多个滤波器序列互相关。在第二组实施例中，接收可以具有用于特定长度的每个可能的滤波器序列的相应的滤波器模块。

表示滤波器序列的数据可以存储于例如ROM，或其可以作为互相关计算的一部分固有地生成。数据可以表示使用与使用其对接收到的无线电信号进行调制的相同的调制方案调制的相应的滤波器序列。

匹配滤波器组中的滤波器可以全部具有公共符号长度。这个长度可以是偶数，但是优选地是奇数，这可以简化定位于匹配滤波器块下游的多数表决检测器的实施。

在作为经过采样的无线电信号输入到匹配滤波器组之前，可以在模拟或数字域中以任何合适的方式对无线电信号进行处理。经过采样的无线电信号可以在基带处。无线电接收器可以包括用于将接收到的无线电信号下转换到例如载波频率以下的中间频率的混频器。无线电接收器可以包括用于生成经过采样的无线电信号的模数转换器。经过采样的信号中的样本可以包括正交(I和Q)值的序列。每个符号可以在经过采样的信号中被过采样——例如，对于每个符号或位具有八个样本。

MFB可以在离散时间步长处重复应用于经过采样的信号。每个时间步长可以等于经过采样的信号中的一个符号周期。匹配滤波器组可以以等于接收到的无线电信号的符号速率的速率(即，实时)执行互相关运算，这可以是在无线电信号正在由无线电接收器接收时进行的。

应当理解，不可能将本文中所描述的解码技术应用于接收到的发射中的前几个符号，因为这些初始符号中将不存在“较早经过解码的符号”。然而，一旦经过解码的符号的初始缓存器已经被填充，使用一个或多个较早经过解码的符号来帮助解码较晚符号的过程就可以开始，并且有可能继续进行直至到达发射结束。

决策单元可以包括硬符号决策块，所述硬符号决策块可以是多数表决块。这个硬符号决策块可以输出经过解码的符号的序列。所述硬符号决策块可以接收多个滤波器序列作为输入，每个滤波器序列含有经过解码的符号的序列中的公共符号位置的相应的候选值。(接收滤波器序列可以包括接收索引或以其它方式表示特定滤波器序列的数据。)所述硬符号决策块可以将任何适合的决策过程(如多数表决或加权表决)应用于候选值，以确定符号位置的经过解码的值。可替代地，决策单元可以包括软符号决策块；这可以使用来自多个匹配滤波器的相应的相关性强度数据来解码符号。

在任何阶段，表示中间或最终值或结果的数据都可以存储于存储器(例如，移位寄存器或RAM)中。经过解码的符号的序列可以从决策单元输出到无线电接收器的易失性或非易失性存储器。

本文中所描述的任何方面或实施例的特征可在合适的情况下应用于本文中所描述的任何其它方面或实施例。在参考不同的实施例或一组实施例的情况下，应当理解，这些实施例不一定是不同的，而是可以重叠。

附图说明

现在将参考附图仅通过举例的方式来描述本发明的某些优选实施例，在附图中：

图1是体现本发明的数字无线电接收器的一部分的示意图；并且

图2是实施常规多数表决方法的MFB和决策单元的示意图；

图3是实施体现本发明的第一经过解码的位反馈方法的MFB和决策单元的示意图；

图4是实施体现本发明的第二经过解码的位反馈方法的MFB和决策单元的示意图；

图5是示出了根据图4的决策单元的滤波器索引如何映射到经过解码的位序列的表格；并且

图6是示出了图4的决策单元中的反馈选择器如何影响输入到多数表决块的滤波器索引的表格。

具体实施方式

图1示出了用于接收连续相频移键控(FSK)编码的信号的数字无线电接收器1的一部分。其可能是Bluetooth^TMLE接收器。为了简单起见，省略了如天线、放大器、混频器、滤波器、模数转换器等的常规特征。这些组件从接收到的模拟无线电信号生成由基带处的复值数字样本I和Q的序列组成的经过采样的无线电信号。样本表示在特定载波频率处(例如，在2.4GHz频谱中的频带中)的接收到的无线电信号。信号可能会由因子R过采样。在本实例中，尽管R可以采用任何适合的值，但是R＝8。

通过组件的主要信号路径在图1中用实线箭头示出，而与定时和频率校正的控制有关的路径用虚线箭头示出。

复基带样本首先被输入到频率校正块2，所述频率校正块基于来自频率估计器3和来自双相关器单元4的输出对样本执行复旋转以补偿任何载波频率偏移。

复基带样本也被馈送到双相关器单元4，所述双相关器单元通过使接收到的信号与存储的模板互相关来执行初始频率偏移以及定时恢复和帧同步，所述存储的模板对应于旨在用于这个无线电接收器1的任何数据包的前导码的固定部分。对每个样本都执行相关。来自双相关器单元4的这个定时信息被输出到频率校正块2和匹配滤波器组5。频率估计需要相对准确(例如，在大约10kHz内)，以便避免显著的灵敏度降低。

除定时信息之外，匹配滤波器组5还从频率校正块2接收经过频率校正的样本。匹配滤波器组5含有一组滤波器，每个滤波器长K个位。在图1中，K＝5，但是K可以是3、4或任何其它长度。每个滤波器在相应的滤波器序列(位模式)与经过采样的信号之间执行复互相关。

在每个时间步长处，匹配滤波器组5生成一组复相关系数，每个滤波器具有一个复相关系数。所述匹配滤波器组计算每个系数的实值模量并且将这些相关强度值输出到决策单元6。

决策单元6接收这个相关性强度数据并且对其进行处理以生成经过解码的位的序列。下文更详细地描述了这个处理。决策单元6在每个位周期处输出经解调的位值。

在一些实施例中，经过解码的位沿反馈路径7被反馈回所述匹配滤波器组。在此类实施例中，这些位由MFB 5用来定义MFB 5与接收到的样本互相关的滤波器序列。然而，在其它实施例中，不需要反馈到MFB 5；而是，经过解码的位在决策单元6内被内部反馈回。

来自匹配滤波器组5的复相关系数也被发送到频率估计器3，所述频率估计器使用所述复相关系数来估计可能会持续影响频率校正块2的运算的任何频率漂移。

由决策单元6输出的经过解码的位流可以适当地存储于存储器中和/或由无线电接收器1或另一个装置进行进一步的处理。

图2展示了实施常规多数表决解码方法的匹配滤波器组200和决策单元201的行为。提供这个是为了帮助突出图3和图4中所示出的实施例的新颖特征。

MFB 200使用K＝3的滤波器长度。

调制指数为h以及过采样率为R的所发射的频移键控(FSK)编码的无线电信号可以定义为：

其中n指示当前位位置；β_l表示相继位值；r∈[0,R-1]从符号的定时锚索引当前样本偏移(在时间上)；并且P_x是x₀处的幂。如果无线电信号是二进制FSK调制的，则介于0与n之间的每个k的值β_k表示与位流bit_k中的第k个位相对应的瞬时相移的标志(即，-1或1)；其可以正式定义为指数内的和表示到当前符号为止的所有符号的累积相位偏移，所述累积相位偏移是现在为止在整个位流中累积的。

然后，接收到的信号通过以下给出：

y_nR+r＝hx_nR+r+υ_nR+r

其中h是表示通道增益和相位的复数，并且υ_nR+r是噪声项。

MFB 200通过使经过采样的无线电信号与八个滤波器非相干地相关来检测这个接收到的信号，所述八个滤波器的系数对应于所有可能的3位序列的经过调制的信号。每个滤波器用唯一参考I来索引(标记)。在一些情况下，所发射信号可以采用脉冲整形，如高斯滤波(Gaussian filtering)。在此种情况下，等式(1)中的模型可能不适用；然而，MFB 200的系数仍然可以基于等式(1)并成功地解调此种信号。

对于使用固定位序列b＝{b₀,b₁,…,b_K-1}(其中此处b_i是特定滤波器的实际位的标记——即分别将位{0,1}表示为值{-1,1})的滤波器，MFB 200在符号时间n处的整体输出通过以下给出：

(当k＝0时，对b_l的内和项被定义成零)。使|d_n(b)|²最大化的特定位序列b是非相干最大似然估计。

MFB 200接收具有上采样率的八个样本芯片——即，针对每个位接收八个样本y_i。其使接收到的每组八个芯片与存储的“零”位滤波器系数和存储的“一”位滤波器系数/>互相关，以针对每个位间隔计算复相关值S⁰和S¹。滤波器系数可以对应于调制指数为h、采样速率为R并且初始相位偏移为0弧度的FSK符号的基带表示的复共轭，所述滤波器系数分别对应于0位或1位。

这些中间相关结果S被缓存三个时间间隔，并且被输入到八个滤波器模块中的每个滤波器模块。每个滤波器模块(k＝0,...,7)使用这些中间结果来计算相应的相关幅度值X_k，其表示与相应的3位滤波器序列的互相关：[0 0 0]、[0 0 1]、[0 1 0]、……、[1 1 1]。这如下计算：

然后，八个相关幅度值X_k被输出到决策单元201。在每个位间隔处，决策单元201标识具有最大相关幅度的滤波器序列的索引I。然后，其在三个时间间隔内缓存这些索引中的三个索引，并且使用多数表决逻辑202来解码在所有三个滤波器序列(在三个不同的时间偏移处)中出现的一位位置的值。这个经过解码的二进制值F作为经过解码的位序列中的硬位被输出。

图3和4示出了可以在图1的接收器中使用的MFB和决策单元的两个不同的实施例。在两种情况下，输出的经过解码的位的序列中的每个位的值是部分地基于来自相同序列的两个较早经过解码的位的值确定的。这增加接收器的灵敏度。

在两种情况下，解码假设在当前观察窗口之前的一些位已经被正确地解码，并且反馈回这些位以帮助当前位的解码。例如，如果使用两个反馈位，而不是计算d_n(b)，则体现本发明的无线电接收器可以计算其中/>和/>是多数表决检测器的输出。

图3示出了用于图1的接收器中的MFB 300和决策单元301的第一实施例，其中输出的经过解码的位的序列中的每个位的值是部分地基于来自相同序列的两个较早经过解码的位的值确定的。因为添加了两个反馈路径303a、303b，所以这是可能的。

与图2的接收器布置相比，这种接收器布置在没有显著地增加实施复杂度的情况下提供了改进的性能。此处示出的检测器的有效滤波器长度为K＝5(基于基础的一组八个3位滤波器序列)，但是所述构思可以通过较小的修改容易地扩展到K的其它值。

在这个设计中，当解码当前位值F时，先前两个硬位输出F_-1和F_-2(其已经由决策单元301计算出并输出)被缓存并反馈回MFB 300，所述MFB 300将这些位有效地附加到八个3位滤波器序列中的每个3位滤波器序列的开始，以生成八个5位滤波器序列，然后使经过采样的信号与所述八个5位滤波器序列相关。

两个最近的输出位F_-1和F_-2沿反馈路径303a被发送以馈送到MFB 300中，在所述MFB 300中将它们保存于两位移位寄存器304a中。最新的输出位也沿反馈路径303b作为控制被发送到选择器，所述选择器根据最新的输出位值的值选择两个最新的中间相关结果S之一以写入两位移位304b中。这些较早经过解码的输出位F_-1和F_-2(存储于缓存器304a中)和其对应的中间相关结果S_-1和S_-2(存储于缓存器304b中)由MFB 300用来计算值X_FD，然后X_FD进而由每个滤波器模块用来根据以下计算生成八个滤波器模块的最终输出X_k：

其中

在模拟中，与图2的布置相比，已经发现这种设计实现约0.9dB的另外的增益，其中K＝5、调制指数h＝0.5并且使用两个反馈位。然而，滤波器长度和反馈位数量的任何组合都是可能的。

图3中的决策单元301采用多数表决检测器302；然而，可以使用用于生成硬位决策的任何机制。

图4示出了用于图1的接收器中的MFB 400和决策单元401的第二实施例，其中输出的经过解码的位的序列中的每个位的值是部分地基于来自相同序列的两个较早经过解码的位的值再次确定的。然而，与图3相比，没有将经过解码的位反馈到MFB 400，所述MFB 400将常规的八个三位滤波器组应用于经过采样的信号。而是，经过解码的位沿决策单元401内的反馈路径403通过，以便将接收器的有效范围增加超过仅三个位。

图4中的决策单元401在每个间隔处另外地标识表示在八个滤波器的相应子集中具有最大相关幅度的滤波器的六个另外的滤波器索引和/>而不是在每个位间隔处仅标识在所有八个滤波器中具有最大相关幅度的一个滤波器I₂并且丢弃来自其它滤波器的相关幅度。这些候选滤波器被解析成两个特定的另外的滤波器I₀、I₁，以便在当前位被解码之前，一旦再多两个位已经被解码，就输入到多数表决块402。

缓存的索引I₁具有两个可能的值，一个值对应于在特定的“当前”位之前的两个位置的硬解码位将为零(即，F_-1＝0)的情况，并且另一个值对应于F_-1＝1时的情况。类似地，缓存的索引I₀具有四个选项，涵盖紧接当前位之前的两个经过解码的位值F_-1和F_-2的四种可能的值组合。这些对应于[F_-2F_-1]＝[0 0]、[0 1]、[1 0]和[1 1]的情况。

当然，滤波器可以以任何任意方式来索引。然而，假设对八个滤波器进行自然二进制值索引，k＝0到7，则：

是其序列在第一个(最早接收到的)位位置中具有零(即，在集合{[0X Y]，对于X、Y＝0或1}中)的四个滤波器中的最佳匹配滤波器。

是其序列在第一个位位置中具有一(即，在集合{[1X Y]，对于X、Y＝0或1}中)的四个滤波器中的最佳匹配滤波器。

是其序列在{[0 0X]，对于X＝0或1}中的两个滤波器中的最佳匹配滤波器。

是其序列在{[0 1X]，对于X＝0或1}中的两个滤波器中的最佳匹配滤波器。

是其序列在{[1 0X]，对于X＝0或1}中的两个滤波器中的最佳匹配滤波器。

是其序列在{[1 1X]，对于X＝0或1}中的两个滤波器中的最佳匹配滤波器。

图5以表格形式示出了这个相同的信息。

图6示出了一旦紧接在当前位之前的两个位位置被解码，缓存的滤波器索引中的哪个滤波器索引就将通过决策单元401中的选择器开关作为经解析的索引I₁和I₀输入到多数表决块402。

然后，多数表决块402使用滤波器序列中的每个滤波器序列中的与经解析的索引I₁和I₀相对应的相关位位置基于跨三个位值I₀、I₁和I₂的多数表决确定当前硬位值F。然后，所述多数表决块输出这个位值F并且沿反馈路径403将其发送到两位移位寄存器404，以充当选择器以解码接下来的两个位位置。

以这种方式，决策单元401保留来自滤波器组的每个应用的更多信息。这些滤波器索引被缓存高达两个位间隔，并且用于基于在这个缓存间隔期间被解码的两个反馈位的值来确定将滤波器序列中的哪个滤波器序列输入到多数表决块。以这种方式，另外的相关幅度信息不会被简单地丢弃，而是一旦这两个另外的位决策已经最终确定，就随后用于通知进行当前位的解码。

在模拟中，与图2的布置相比，已经发现这种设计实现约0.6dB的增益，其中K＝3、调制指数h＝0.5并且使用两个反馈位。

本领域技术人员将了解，本发明已经通过描述其中一个或多个具体实施例来进行说明，但是本发明不限于这些实施例；在所附权利要求书的范围内，许多变化和修改是可能的。特别地，滤波器序列可以长于或短于这些实例中所示出的滤波器序列。如果序列长偶数位数量，则多数表决可以通过任意选择或使用任何其它适合的信息来解析平局。在一些实施例中，多数表决可以由一些其它硬位决策逻辑(如加权表决)来代替，或其可以被软位决策逻辑(例如，基于其中b＝1的最佳滤波器的相关值减去其中b＝0的最佳滤波器的相关值的幅度)代替。反馈位的数量可以大于或小于这些实例中所示出的数量。

Claims

1.一种从无线电信号解码数据的方法，所述方法包括：

使用所述相关性强度数据从所述经过采样的信号生成经过解码的符号的序列，其中所述经过解码的符号的所述序列中的每个符号的值是部分地基于来自所述经过解码的符号的所述序列的相应的较早经过解码的符号的值确定的，

其中每个滤波器序列包括相应的恒定部分和相应的可变部分，所述可变部分定位于所述恒定部分之前，其中每个恒定部分随时间推移是恒定的，并且其中对于所述序列中的每个符号，每个可变部分取决于所述较早经过解码的符号。

2.根据权利要求1所述的方法，其中每个滤波器序列的长度为两个符号或更多个符号。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中对于所述经过解码的符号的所述序列中的每个符号，所述相应的较早经过解码的符号在时间上与所述符号偏移恒定时间偏移。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其中当确定所述经过解码的符号的所述序列中的每个符号的值时，所述滤波器序列的所述可变部分全部等于一个或多个较早经过解码的符号的相应的公共序列。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其中在所述匹配滤波器组的所有滤波器序列中，所述恒定部分含有从零到所述匹配滤波器组中的滤波器数量减一的每个整数值。

6.根据权利要求1或2所述的方法，其中每个滤波器序列中的所述可变部分具有公共长度。

7.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述经过解码的符号的所述序列中的每个符号的值是部分地基于来自所述经过解码的符号的所述序列的多个相应的较早经过解码的符号的值确定的。

8.一种无线电接收器，其包括：

匹配滤波器组，所述匹配滤波器组包括用于从经过采样的无线电信号生成相关性强度数据的多个滤波器模块，每个滤波器模块被配置成使所述经过采样的信号与表示相应的滤波器序列的数据互相关，其中每个滤波器序列包括相应的恒定部分和相应的可变部分，所述可变部分定位于所述恒定部分之前；

决策单元，所述决策单元被配置成使用所述相关性强度数据从所述经过采样的信号生成经过解码的符号的序列，其中所述匹配滤波器组和/或决策单元被配置成部分地基于来自所述经过解码的符号的所述序列的相应的较早经过解码的符号的值确定所述序列中的每个符号的值；以及

来自所述决策单元的输出的一个或多个反馈路径，所述一个或多个反馈路径用于将所述相应的较早经过解码的符号的值反馈回所述匹配滤波器组，其中每个恒定部分随时间推移是恒定的，并且其中对于所述序列中的每个符号，每个可变部分取决于在所述一个或多个反馈路径上接收到的所述较早经过解码的符号。

9.根据权利要求8所述的无线电接收器，其中所述匹配滤波器组和/或决策单元被配置成部分地基于来自所述经过解码的符号的所述序列的多个相应的较早经过解码的符号的值确定所述经过解码的符号的所述序列中的每个符号的值。

10.根据权利要求8或9所述的无线电接收器，其中在所述匹配滤波器组的所有滤波器序列中，所述恒定部分含有从零到所述匹配滤波器组中的滤波器数量减一的每个整数值。

11.根据权利要求8或9所述的无线电接收器，其中每个滤波器序列中的所述可变部分具有公共长度，以及当确定所述经过解码的符号的所述序列中的每个符号的相应的值时，所述可变部分全部等于一个或多个较早经过解码的符号的相应的相同序列。

12.根据权利要求8或9所述的无线电接收器，所述无线电接收器被配置为通过以下对所述经过解码的符号的所述序列中的每个符号进行解码：针对每个符号应用一次所述匹配滤波器组，并且标识最佳匹配滤波器，并且将所述符号解码为所述最佳匹配滤波器的滤波器序列中在所述符号对应的位置处的值。

13.根据权利要求8或9所述的无线电接收器，所述无线电接收器被配置为当解码每个符号时，以不同的时间偏移将所述匹配滤波器组多次应用于所述经过采样的信号。

14.根据权利要求8或9所述的无线电接收器，所述无线电接收器包括硬符号决策块，所述硬符号决策块被配置为通过对多个时间偏移中的每个接收最佳匹配滤波器、并且通过将决策过程应用于来自整个多个最佳匹配滤波器中的对应于符号位置的相应的多个符号值来对经过解码的序列中的符号位置的值进行解码，确定所述经过解码的序列的符号。

15.根据权利要求8或9所述的无线电接收器，所述无线电接收器包括软符号决策块，所述软符号决策块被配置为使用来自多个匹配滤波器的相应的相关性强度数据来解码符号。