CN1260091A - 绝对定相电路 - Google Patents

Abstract

具有构成再变换器的简化相位旋转装置的绝对定相电路。检测对发射侧的信号点分布的接收相位的相位旋转角,从帧同步电路(2)输出基于检测的相位旋转角的相位旋转信号RT(3)。通过构成再变换器的ROM(3)把通过解调电路(1)的基带解调信号I和Q的相位旋转45°。逻辑转换电路(4)接收通过解调电路(1)的基带解调信号I和Q和来自ROM(3)的经相位旋转的基带解调信号i和q,有选择地进行代码反相和基带解调信号的交换并传送与发射侧的信号点分布匹配的基带解调信号。由于ROM(3)仅需把通过解调电路(1)的基带解调信号I和Q的相位旋转例如45°,可简化该电路。

Description

绝对定相电路

本发明涉及通过校正解调信号的相位旋转来使接收的相移键控调制信号的解调信号的相位与发射侧的调制信号的相位一致的绝对定相电路。

图4示出卫星数字广播接收机的常规绝对定相电路。在常规绝对定相电路中，解调电路1接收从例如接收的8相相移键控调制信号转换成预定频率的中频(IF)信号。解调电路1把接收的IF信号解调成例如量化比特数为8的基带解调信号I(8)和Q(8)(在本说明书中，()中的数字，例如I(8)和Q(8)表示比特数。如果不存在混淆，使用时将它们简写成I和Q)。接收到基带解调信号I(8)和Q(8)时，帧同步电路2捕获作为已知比特流的帧同步信号，以输出帧同步脉冲。与此同时，帧同步电路2把捕获的帧同步信号的信号点分布与发射侧中的原始信号点分布比较，以获得当前的接收相位并输出相位旋转信号RT(3)＝″XYZ″。这种情况下，由于是8相相移键控调制，相位旋转信号RT(3)有三个比特。

在8位相移键控调制的情况下，有8个各偏移45°的接收相位。相位旋转信号RT(3)表示发射侧的信号分布与接收侧的信号点分布之间的相差。将RT(3)作为地址信号提供给构成再变换器的ROM31。把基带解调信号I(8)和Q(8)反向旋转与该相差对应的量，以获得绝对定位的基带解调信号I′(8)和Q′(8)(使用时，省略比特数简写成I′和Q′)。

在本说明书中，接收侧的信号点分布的相位旋转被称为再变换，再变换器是指进行再变换的相位旋转电路。

接下来，参考图5说明再变换。图5(a)示出8位相移键控调制的信号点分布。通过8相相移键控调制，使用一个码元可发射三位的数字信号(abc)。存在8种码元组合，包括(000)、(001)...、(111)。这些码元中的每一种在图5(a)所示的I-和Q-轴的向量平面上转换成信号点0至7中的一个。

在此假设发射侧使用的帧同步信号的码元长度是″16″，帧同步信号的码型是在图5(a)所示的信号点″0″和″4″以相同概率出现并由接收机的帧同步电路2接收的固定转换的码型。

图4所示接收机的帧同步电路2捕获帧同步信号，将接收侧的信号点分布与发射侧的信号点分布比较。这种情况下，依据接收机解调电路1再现的载波相位，帧同步电路2捕获由图5(a)所示的与发射侧中相同的信号点分布″0″和″4″，信号点分布″1″和″5″，信号点分布″2″和″6″，信号点分布″3″和″7″，或上述这四个帧同步信号的反相信号点分布中的任何一个，总共8个信号点分布构成的帧同步信号。不能了解在哪个相位捕获了帧同步信号。

然而，通过监测捕获的帧同步信号的信号点分布，可估算在哪个相位捕获到帧同步信号，即在哪个相位解调基带解调信号I和Q。根据所估算的接收相位差，作为再变换器的ROM31以下面的方式输出基带解调信号I′和Q′。

例如，假设接收机捕获由图5(a)所示的信号点分布″0″和″4″构成的帧同步信号。这种情况下，由于接收侧的信号点分布与发射侧的信号点分布相同。不必进行再变换。因此，帧同步电路输出相位旋转信号RT(3)＝″000″，ROM31输出I′＝I和Q′＝Q。

如果接收机捕获由图5(b)所示的信号点分布″1″和″5″构成的帧同步信号，表明相位在逆时针方向旋转45°后，即在接收相位旋转θ＝45°处接收由信号点分布″0″和″4″构成的并从发射侧发射的帧同步信号。为获得与发射侧的信号点分布相同的绝对相位，因此需要将接收信号的相位在顺时针方向旋转45°。就是说，把在图5(b)中″1″处接收的信号的相位旋转到″0″，和把在图5(b)中″5″处接收的信号的相位旋转到″4″。

由作为再变换器的ROM31进行该反向相位旋转。表示相位旋转角度的参数对应于图4所示的相位旋转信号RT(3)。由下面的等式(1)定义相位旋转信号RT(3)的值：

            RT(3)＝θ/45...(1)其中θ＝n·45°，其中n是一个0至7的整数。

如果在θ＝45°处接收到信号，将基带解调信号I和Q的相位旋转-45°(＝-θ＝φ)，以获得绝对相位。使用等式(1)，帧同步电路输出RT(3)＝″001″。在8相相移键控调制的情况下，接收到RT(3)时，作为再变换器的ROM31通过下面的等式(2)和(3)把输入的基带解调信号I和Q旋转角度φ：

          I′＝Icos(φ)-Qsin(φ)  ...(2)

          Q′＝Isin(φ)-Qcos(φ)  ...(3)

同样，如果接收旋转角度θ是90°、135°、180°、...、315°，帧同步电路输出RT(3)＝″010″、″011″、″100″、...、或″111″，作为再变换器的ROM31利用等式(1)、(2)和(3)进行相位转换以获得绝对定相的基带解调信号I′和Q′。本发明所解决的问题

然而，常规绝对定相电路会遇到构成再变换器的ROM的容量变大的问题。ROM所需的容量取决于基带解调信号I和Q的量化比特数。如果基带解调信号I和Q的量化比特数是8比特，则需要19个(＝3+8+8)地址。因此，构成再变换器的ROM的容量变成大到2¹⁹×16。

本发明的目的是提供具有构成再变换器的简单相位旋转装置的绝对定相电路。

本发明的绝对定相电路包括：帧同步电路，用于把由解调电路从接收的P相移键控调制信号解调的基带解调信号I和Q的信号点分布与发射侧的原始信号点分布比较，检测接收相位相对于原始信号点分布的相位旋转角度，并输出与检测的相位旋转角度对应的相位旋转信号；相位旋转装置，用于把解调电路解调的基带解调信号I和Q的相位旋转与(2π/P)弧度的奇数倍对应的量；和逻辑转换装置，用于接收由解调电路解调的基带解调信号I和Q以及从相位旋转装置输出的相位旋转的基带解调信号i和q；根据相位旋转信号有选择地转换基带解调信号，并输出具有与发射侧的信号点分布相同的信号点分布的基带解调信号。

根据本发明的绝对定相电路，帧同步电路检测接收相位相对于发射侧信号点分布的相位旋转角度并输出与检测的相位旋转角度对应的相位旋转信号。相位旋转装置把解调电路解调的基带解调信号I和Q的相位旋转2π/P弧度的奇数倍。逻辑转换装置接收由解调电路解调的基带解调信号I和Q以及从相位旋转装置输出的相位旋转的基带解调信号i和q，根据相位旋转信号有选择地转换基带解调信号，并输出具有与发射侧的信号点分布相同的信号点分布的基带解调信号。因此，由于相位旋转装置足以将由调制电路解调的基带解调信号的相位旋转例如(2π/P)弧度的奇数倍，可实现具有简单结构的绝对定相电路。

图1是显示根据本发明实施例的绝对定相电路结构的方框图。

图2示出该实施例的绝对定相电路的逻辑转换电路的真值表。

图3示出该实施例的绝对定相电路的逻辑转换电路的真值表。

图4是显示常规绝对定相电路结构的方框图。

图5是说明绝对定相电路操作的信号点分布的示意图。

下面描述根据本发明实施例的绝对定相电路。图1是表明该实施例的绝对定相电路结构的方框图。在该实施例中，假设接收8相相移键控调制信号。

在根据本发明实施例的绝对定相电路中，解调电路1接收从接收的8相相移键控调制信号(P＝8＝2³)转换成预定频率的中频信号。解调电路1把接收的信号解调成量化比特数为8的基带解调信号I(8)和Q(8)。接收到基带解调信号I(8)和Q(8)时，帧同步电路2捕获作为已知比特流的帧同步信号，以便输出帧同步脉冲。与此同时，帧同步电路2把捕获的帧同步信号的信号点分布与发射侧的原始信号点分布比较，以获得当前的接收相位并输出相位旋转信号RT(3)＝″XYZ″。

把由解调电路1解调的基带解调信号I(8)和Q(8)提供给构成再变换器的ROM3并输出再变换的基带解调信号i(8)和q(8)。ROM3对应于相位旋转装置。

逻辑转换电路4接收相位旋转信号RT(3)，由解调电路1解调的基带解调信号I(8)和Q(8)，和由ROM3再变换的基带解调信号i(8)和q(8)，并进行相位旋转，以输出绝对定向的基带解调信号i′(8)和q′(8)。

首先，描述由ROM3进行的再变换。输入到ROM31的相位旋转信号RT(3)不输入到ROM3，而仅把由解调电路1解调的基带解调信号I(8)和Q(8)输入到ROM3，ROM3又仅进行θ＝2π/P＝2π/8＝45°的相位旋转。

具体地说，把φ＝-θ＝-45°代入等式(2)和(3)以获得下面的等式(4)和(5)，等式(4)和(5)等于下面的等式(6)和(7)：

          i(8)＝Icos(-45°)-Qsin(-45°)  ...(4)

          q(8)＝Isin(-45°)+Qcos(-45°)  ...(5) $i\left(8\right)=I(1/\sqrt{2})-Q(-1/\sqrt{2})=(1/\sqrt{2})(I+Q)...\left(6\right)$ $q\left(8\right)=I(-1/\sqrt{2})+Q(1/\sqrt{2})=(1/\sqrt{2})(-I+Q)...\left(7\right)$

因此，ROM3把输入的基带解调信号I(8)和Q(8)再变换成其相位在顺时针方向被旋转45°的基带解调信号。

接下来，描述由逻辑转换电路4进行的逻辑转换，逻辑转换电路4接收相位旋转信号RT(3)，由解调电路1解调的基带解调信号I(8)和Q(8)，和由ROM3再变换的基带解调信号i(8)和q(8)。图2(a)和2(b)是说明逻辑转换电路4的操作的真值表。图2(a)所示的真值表对应于偶数n，即n＝0、2、4和6，图2(b)所示的真值表对应于奇数n，即n＝1、3、5和7，其中n＝n·2π/P。

在偶数n的情况下，利用图2(a)所示的真值表，根据相位旋转信号RT(3)把输入的基带解调信号I(8)和Q(8)逻辑转换成绝对定相的基带解调信号I′(8)和Q′(8)。

例如，如果相位旋转信号RT(3)是″000″，则表明接收的信号具有绝对相位。因此，基带解调信号I′(8)等于基带调制信号I(8)，基带解调信号Q′(8)等于基带调制信号Q(8)。如果相位旋转信号RT(3)是″010″，则表明相位旋转角度θ是90°。按常规，等式(2)和(3)转换成下面的等式(8)和(9)：

          I′＝Icos(-90°)-Qsin(-90°)＝Q(8)   ...(8)

          Q′＝Isin(-90°)+Qcos(-90°)＝-I(8)  ...(9)

然而，通过把输入到逻辑转换电路4的基带解调信号I(8)的符号反相并交换符号反相的基带解调信号I(8)和基带解调信号Q(8)可容易地实现该转换。

同样，利用图2(a)的真值表可实现相位旋转信号RT(3)＝″100″和RT(3)＝″110″的转换。

在奇数n的情况下，利用图2(b)所示的真值表，根据相位旋转信号RT(3)把输入的基带解调信号i(8)和q(8)逻辑转换成绝对定相的基带解调信号I′(8)和Q′(8)。

例如，如果相位旋转信号RT(3)是″001″，则表明相位旋转角度θ是45°。因此，基带解调信号I′(8)等于基带调制信号i(8)，基带解调信号Q′(8)等于基带调制信号q(8)。因此，可直接使用从ROM3输出的基带解调信号i(8)和q(8)作为基带解调信号I′(8)和Q′(8)。

如果相位旋转信号RT(3)是″011″，则表明相位旋转角度θ是135°。这种情况下，该转换等于把已旋转过相位旋转角度θ＝45°的基带解调信号i(8)和q(8)进一步旋转相位旋转角θ＝90°。因此，由下面的等式(10)和(11)给出该转换：

          I′＝icos(-90°)-qsin(-90°)＝q(8)   ...(10)

          Q′＝isin(-90°)+qcos(-90°)＝-i(8)  ...(11)

通过把输入到逻辑转换电路4的基带解调信号i(8)的符号反相并把符号反相的基带解调信号i(8)与基带解调信号q(8)交换可容易地实现该转换。同样，利用图2(b)的真值表可实现相位旋转信号RT(3)＝″101″和RT(3)＝″111″的转换。

在本发明的绝对定相电路实施例中，作为再变换器的ROM3进行例如θ＝45°的相位旋转。ROM3也可进行θ＝135°、θ＝225°、或θ＝315°的相位旋转来代替。这种情况下，由逻辑转换电路4根据图3(a)至3(c)所示的真值表分别进行θ＝135°、θ＝225°、和θ＝315°的相位旋转的逻辑转换。

在根据本发明实施例的绝对定相电路中，构成再变换器的ROM3的容量仅为ROM31容量的1/8。另外，在根据本发明实施例的绝对定相电路中，虽然由ROM3通过表转换进行再变换，可使用计算等式(6)和(7)的加法器和乘法器代替ROM3。这种情况下，乘法器只进行与固定值

相乘以使电路规模较小。

如上所述，根据本发明的绝对定相电路，如果使用ROM作为再变换器或相位旋转装置，可将ROM的容量降低1/8，而与基带解调信号I和Q的量化比特数无关。因此，可有效地使用其上制造有绝对定相电路的芯片的面积。如果使用计算单元代替ROM，可使计算单元的电路规模较小。因此，可有效地使用其上制造有绝对定相电路的芯片的面积。

Claims (2)

1.绝对定相电路，包括：

帧同步电路，用于把由解调电路从接收的P相移键控调制信号解调的基带解调信号I和Q的信号点分布与发射侧的原始信号点分布比较，检测接收相位相对于原始信号点分布的相位旋转角度，并输出与检测的相位旋转角度对应的相位旋转信号；

相位旋转装置，用于把解调电路解调的基带解调信号I和Q的相位旋转与(2π/P)弧度的奇数倍对应的量；和

逻辑转换装置，用于接收由解调电路解调的基带解调信号I和Q以及从相位旋转装置输出的相位旋转的基带解调信号i和q，根据相位旋转信号有选择地转换基带解调信号，并输出具有与发射侧的信号点分布相同的信号点分布的基带解调信号。

2.根据权利要求1所述的绝对定相电路，其中如果检测的相位旋转信号是2π/P的奇数倍，所述逻辑转换装置利用解调信号i和q进行逻辑转换，如果检测的相位旋转信号是偶数倍，利用解调信号I和Q进行逻辑转换。

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