CN1265248A - 信号点排列散布值计算电路 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种电路尺寸较小的信号点排列散布值计算电路。在这种电路中,解调基带信号的相位被22.5°旋转再映射器3以两倍于解调基带信号码元速率的速度旋转。解调基带信号的信号点位置由信号点排列转换电路(73)根据该解调基带信号和相位被相位旋转电路旋转过的基带信号而找出。根据从解调基带信号和相位通过22.5°旋转再映射器(3)的连续两次旋转而被旋转45°的基带信号之中找到的信号点位置,就可将解调基带信号的信号点排列转换入第一象限的位置,而散布值就是根据上述信号点排列已被转换的基带信号而获得的。
Description
本发明涉及一种信号点排列散布值(dispersion)计算电路，该电路用于对从接收到的相移键控信号中解调出来的基带信号的信号点排列散布值进行计算。更具体地说，本发明涉及一种采用载波还原电路或绝对调相电路的信号点排列散布值计算电路，该载波还原电路用于从解调基带信号中还原出载波，而绝对调相电路则用于使从接收到的信号点排列中解调出来的基带信号的相角与发射信号的相角相符合。
用于接收数字调制无线电波(如：8PSK调制波、QPSK调制波和BPSK调制波)的广播接收机可根据基带信号的信号点散布值来控制还原载波的频率。这种技术在例如日本专利申请No.9-163530中得到了说明。当前接收信号的相位旋转角是从解调基带信号的信号点排列中获得的，而且根据已得到的接收信号的相位旋转角，解调基带信号的相位将被反相旋转以实现绝对调相，即，使解调基带信号的相角与发射信号的相角相符。
在QPSK调制的情况中，解调基带信号(I，Q)具有四个参考位置(0，0)、(0，1)、(1，1)和(1，0)，其中(0，0)被置于第一象限内，(0，1)被置于第二象限内，(1，1)被置于第三象限内，(1，0)被置于第四象限内，而且(0，1)被以顺时针方向旋转90°，(1，1)被以顺时针方向旋转180°，而(1，0)则被以逆时针方向旋转90°，这样就使得所有的参考位置都被置于第一象限之内。置于第一象限内的解调基带信号(I，Q)被提供给一个信号点排列转换电路，该电路可将此解调基带信号转换为信号点排列转换数据。
散布值被从经信号点排列转换电路转换而成的信号点排列转换数据中计算出来，并与一预定参考值A进行比较，从而确定出在一预定单位周期内等于或大于参考值A的散布值的出现频率。然后，在预定单位周期内等于或大于参考值A的散布值的出现频率的总和DSMS将被计算出来。根据这个总和DSMS，C/N将得到判断，而且根据对C/N的判断，就可对再生载波的频率进行控制。
根据上述传统技术，信号点排列转换电路执行了将基带信号(I，Q)置于第一象限的操作。在QPSK调制的情况下，将基带信号设置在第一象限内是通过在各象限中交换I轴或Q轴而得以实现的。而在多值调制(如8PSK)的情况下，基带信号则是通过利用一保存在ROM中的转换表而被设置在第一象限内。
如果通过利用保存在ROM中的转换表来实现信号点排列转换，则这个保存在ROM中的转换表将变得太大，以致于不能被应用到集成电路之中。
因此，本发明的目的就是提供一种具有较小电路尺寸的信号点排列散布值计算电路。
一种如本发明所述的信号点排列散布值计算电路包括：相位旋转电路，用于旋转被解调基带信号的相位；信号点排列转换电路，其根据解调基带信号和一个相位被相位旋转电路旋转过的基带信号而对被解调基带信号的信号点排列进行判断，并且根据对信号点排列的判断结果，通过利用解调基带信号和上述相位经相位旋转电路旋转过的基带信号，将解调基带信号的信号点排列转换入一个预定象限；以及散布值计算装置，它用于根据信号点排列已被转换的基带信号来对散布值进行计算。
一种如本发明所述的信号点排列散布值计算电路包括：相位旋转电路，它用于以二倍于解调基带信号码元速率的速度将解调基带信号的相位旋转22.5°；信号点排列转换电路，它用于根据被解调基带信号和一个相位被相位旋转电路旋转过的基带信号而对解调基带信号的信号点排列进行判断，并且根据对信号点排列的判断结果，通过利用被解调基带信号和相位经相位旋转电路连续两次旋转而被旋转45°的基带信号，将被解调基带信号的信号点排列转换入预定象限；以及散布值计算装置，它用于根据信号点排列已被转换的基带信号来对散布值进行计算。
根据本发明所述的这种信号点散布值计算电路，其相位旋转电路能够以二倍于解调基带信号码元速率的速度将被解调基带信号的相位旋转22.5°；其信号点排列转换电路根据被解调基带信号和一个相位被相位旋转电路旋转过的基带信号而对解调基带信号的信号点排列进行判断，并且根据对信号点排列的判断结果，通过利用被解调基带信号和相位经相位旋转电路连续两次旋转而被旋转45°的基带信号，将被解调基带信号的信号点排列转换入预定象限；且其散布值计算装置则根据信号点排列已被转换的基带信号来对散布值进行计算。
由于解调基带信号的信号点排列是根据被解调基带信号和一个相位被相位旋转电路旋转了22.5°的基带信号而得到判断的，而且根据对信号点排列的判断结果，就可通过利用被解调基带信号和相位经相位旋转电路连续两次旋转而被旋转45°的基带信号来对被解调基带信号的信号点排列进行转换。因此，保存在ROM中用于信号点排列转换的传统转换表就不再是必不可少的，而且可以利用逻辑电路来实现该信号点排列转换电路，从而使其电路规模得到减小。
图1的框图显示了根据本发明一个实施例所述的信号点排列分数值计算电路的结构。
图2A至2G是时序图，它们显示了根据本发明实施例所述的信号点排列散布值计算电路的操作。
图3示意性地显示了一个由本发明实施例的信号点排列散布值计算电路执行的对信号点排列进行判断的操作。
图4A和4B示意性地显示了一个由本发明实施例的信号点排列散布值计算电路执行的对信号点排列进行判断的操作。
图5示意性地显示了一个由本发明实施例的信号点排列散布值计算电路执行的对信号点排列进行判断的操作。
图6示意性地显示了一个由本发明实施例的信号点排列散布值计算电路根据对信号点排列的判断结果而执行的排列转换操作。
以下将对一种根据本发明实施例所述的信号点排列散布值计算电路进行说明。图1的框图显示了根据该实施例所述的信号点排列散布值计算电路的结构。
由图中未示出的解调电路所解调的基带信号(I，Q)被提供给选择/锁存电路1和2。选择/锁存电路1和2的锁存输出(SI，SQ)被提供给一个22.5。旋转再映射器3，以将坐标系统按顺时针方向旋转22.5°。22.5°旋转再映射器3的基带输出信号(i’，q’)又被提供给选择/锁存电路1和2。而选择/锁存电路1和2则在与码元速率同步的码元速率周期的半个周期上交替锁存输入信号(I，Q)和(i’，q’)。22.5°旋转再映射器3在一个码元速率周期内将坐标系统按逆时针方向旋转两次，从而使坐标系统旋转22.5°×2＝45°。
由22.5°旋转再映射器3对坐标系的旋转等价于基带信号(SI，SQ)的相位按顺时针方向旋转22.5°。因此，22.5°旋转再映射器3的输出基带信号(i’，q’)由下式给出：
i’＝SIcos(22.5°)-SQsin(22.5°)
q’＝SQcos(22.5°)+SIsin(22.5°)
所以，可以用系数相乘电路和加/减电路来构成此22.5°旋转再映射器3。
22.5°旋转再映射器3的输出基带信号(i’，q’)被提供给锁存电路5和6，而后者会将这些信号锁存在码元速率周期上。因此，锁存电路5和6输出进行45°坐标系转换的基带信号(i，q)。
解调基带信号(I，Q)、从22.5°旋转再映射器3输出的基带信号(i’，q’)以及从锁存电路5和6输出的基带信号(i，q)被一起提供给信号点排列转换-散布值计算电路7，它可执行信号点排列转换操作以及散布值计算操作。
信号点排列转换-散布值计算电路7包括一个信号点排列转换电路73和一个平均值计算电路74。信号点排列转换电路73能够接收如下信号：从锁存电路71输出的基带信号(LI，LQ)，锁存电路71在码元速率周期上锁存了基带信号(I，Q)；从锁存电路72输出的基带信号(li，lq)，锁存电路72在与码元速率同步的码元速率周期的半个周期上锁存了从22.5°旋转再映射器3输出的基带信号(i’，q’)；以及从锁存电路5和6输出的基带信号(i，q)，并将基带信号(I，Q)的信号点排列转换入第一象限。平均值计算电路74对被由信号点排列转换电路73转换入第一象限的基带信号(HI，HQ)的平均值进行计算。因此，解调基带信号(I，Q)被信号点排列转换电路73转换入第一象限，而且根据从信号点排列转换电路73输出的基带信号(HI，HQ)，平均值计算电路74将进行平均值的计算。平均值计算电路74输出基带信号(AI，AQ)。
信号点排列转换-散布值计算电路7还包括：减法电路75，它用于从基带信号(HI)中减去基带信号(AI)；平方电路77，它用于对从减法电路75输出的基带信号进行平方；减法电路76，它用于从基带信号(HQ)中减去基带信号(AQ)；平方电路78，它用于对从减法电路76输出的基带信号进行平方；加法电路79，它用于将平方电路77的输出(ISQ)和平方电路78的输出(QSQ)相加；比较电路80，它用于将加法电路79的输出(ADIQ)与一参考值A进行比较；以及计数器81，它用于对比较电路80的输出进行计数。
图2A至2G显示了仅在I轴侧上的基带信号的输出时序，这些基带信号包括：基带信号(I)；从锁存电路71输出的基带信号(LI)；从选择/锁存电路1输出的基带信号(SI)；从22.5°旋转再映射器3输出的基带信号(i’)；从锁存电路5输出的基带信号(i)；从锁存电路72输出的基带信号(li)；以及从信号点排列转换电路73输出的基带信号(HI)。基带信号(I)的出现周期与基带速率相对应。图2C和2D中的符号ia，ib，ic，…示意性地显示了22.5°旋转再映射器3的输出。
由信号点排列转换电路73执行的信号点排列转换将在以后进行说明。其信号点排列经过信号点排列转换电路73转换的基带信号(HI，HQ)的散布值被平均值计算电路74、加法电路75和76、平方电路77和78以及加法电路79计算出来。等于或大于参考值A的散布值被比较电路检测出来，并且计时器81将数出一预定单位周期内等于或大于参考值A的散布值的出现频率，从而获得在单位周期内等于或大于参考值A的散布值的出现频率总和DSMS。
接下来将以8PSK调制为例，对信号点排列转换电路73所执行的信号点排列转换进行说明。
在8PSK调制的情况下，与如图3箭头所示范围“1”至“8”相对应的信号点排列被转换入第一象限。各输入基带信号的信号点排列是未知的。
信号点排列可根据坐标系统被22.5°旋转再映射器3旋转前后I、Q、li和lq坐标轴的极性和程度所产生的变化而得到判断，如图5中信号排列的各个位置所示。信号排列被划分为如图4A和4B所示的22.5°区域和范围(如图5和6中区域所示)，22.5°区域包括区域(a)，区域(b)，区域(c)，区域(d)，区域(e)，区域(f)，区域(g)和区域(h)，而上述范围包括范围“1”，范围“3”，范围“5”和范围“7”。
如果在22.5°旋转前后，基带信号li的符号被相对于基带信号I的符号反转且基带信号Q的符号都为正，则信号点排列被判断为区域(a)。如果在22.5°旋转前后，基带信号lq的符号被相对于基带信号Q的符号反转且基带信号I的符号都为正，则信号点排列被判断为区域(b)。如果在22.5°旋转前后，基带信号li的符号被相对于基带信号I的符号反转且基带信号Q的符号为负，则信号点排列被判断为区域(c)。如果在22.5°旋转前后，基带信号lq的符号被相对于基带信号Q的符号反转且基带信号I的符号为负，则信号点排列被判断为区域(d)。
如果在22.5°旋转前后，基带信号lq和Q的符号都保持为正且基带信号li＞lq，则信号点排列被判断为区域(e)。如果在22.5°旋转前后，基带信号li和I的符号都保持为正且基带信号li＞|lq|，则信号点排列被判断为区域(f)。如果在22.5°旋转前后，基带信号lq和Q的符号都保持为负且基带信号li＜lq，则信号点排列被判断为区域(g)。如果在22.5°旋转前后，基带信号li和I的符号都保持为负且基带信号|li|＜lq，则信号点排列被判断为区域(h)。
如果基带信号I和Q的符号都为正且信号点既不在区域(a)中也不在区域(e)中，则信号点排列被判断为范围“1”。如果基带信号I的符号为正、基带信号Q的符号为负且信号点既不在区域(b)中也不在区域(f)中，则信号点排列被判断为范围“3”。如果基带信号I和Q的符号都为负且信号点既不在区域(c)中也不在区域(g)中，则信号点排列被判断为范围“5”。如果基带信号I的符号为负、基带信号Q的符号为正且信号点既不在区域(d)中也不在区域(h)中，则信号点排列被判断为范围“7”。
在上述方式中，根据信号点排列转换电路73的输入，就可对解调基带信号(I，Q)的区域进行如图5所示的判断，而且根据判断的结果，就可执行如图6所示的信号点排列转换。
如果信号点排列被判断为区域(a)，则基带信号i(以下也称为i轴)被转换成绝对值，基带信号i被基带信号q(以下也称为q轴)替代，并且基带信号q被基带信号i替代，前者作为经转换的基带信号HI输出，后者作为经转换的基带信号HQ输出。如果信号点排列被判断为区域(b)，则基带信号i和q被输出作为经转换的基带信号HI和HQ。如果信号点排列被判断为区域(c)，则基带信号q被转换成绝对值，基带信号i被基带信号q替代，并且基带信号q被基带信号i替代，前者作为经转换的基带信号HI输出，后者作为经转换的基带信号HQ输入。如果信号点排列被判断为区域(d)，则基带信号i和q被转换成绝对值，前者作为经转换的基带信号HI输出，后者作为经转换的基带信号HQ输出。
如果信号点排列被判断为区域(e)，则基带信号i被输出作为经转换的基带信号HI，而基带信号q被输出作为经转换的基带信号HQ。如果信号点排列被判断为区域(f)，则基带信号q被转换成绝对值，基带信号i被基带信号q替代，并且基带信号q被基带信号i替代，前者作为经转换的基带信号HI输出，后者作为经转换的基带信号HQ输出。如果信号点排列被判断为区域(g)，则基带信号i和q都被转换成绝对值，前者作为经转换的基带信号HI输出，后者作为经转换的基带信号HQ输出。如果信号点排列被判断为区域(h)，则基带信号i被转换成绝对值，基带信号i被基带信号q替代，并且基带信号q被基带信号i替代，前者作为经转换的基带信号HI输出，后者作为经转换的基带信号HQ输出。
如果信号点排列被判断为范围(1)，则基带信号i被输出作为经转换的基带信号HI，而基带信号q被输出作为经转换的基带信号Q。如果信号点排列被判断为范围(3)，则基带信号Q被转换成绝对值，基带信号I被基带信号Q替代，并且基带信号Q被基带信号I替代，前者作为经转换的基带信号HI输出，后者作为经转换的基带信号HQ输出。如果信号点排列被判断为范围(5)，则基带信号I和Q都被转换成绝对值，前者作为经转换的基带信号HI输出，后者作为经转换的基带信号HQ输出。如果信号点排列被判断为范围(7)，则基带信号I被转换成绝对值，基带信号I被基带信号Q替代，并且基带信号Q被基带信号I替代，前者作为经转换的基带信号HI输出，后者作为经转换的基带信号HQ输出。
从以上内容可以明显看出，信号点排列转换电路73仅需根据图5所示规则执行判断操作并根据其判断结果执行图6所示的转换操作。因此，就可用逻辑电路来实现此信号点排列转换电路73。这样就可将该电路的规模做得较小，而且该电路在集成电路中所占用的空间也可被相应缩小。
通过以从先前所述信号点排列转换电路73输出的基带信号(HI，HQ)为依据进行平均值计算和散布值计算，就可获得DSMS。
工业适用性
综上所述，根据本发明提供的这种信号点排列散布值计算电路所述，在进行信号点散布值计算时，保存在ROM中用于信号点排列转换的转换表将不再是必需的。因而可将该电路的规模做得较小，而且该电路在集成电路中所占用的空间也可被相应缩小。
Claims (2)
1.一种信号点排列散布值计算电路，其特征在于包括：
相位旋转电路，用于旋转一解调基带信号的相位；
信号点排列转换电路，其根据解调基带信号和一个相位被上述相位旋转电路旋转过的基带信号而对解调基带信号的信号点排列进行判断，并且根据对信号点排列的判断结果，通过利用解调的基带信号和上述相位经相位旋转电路旋转过的基带信号，将解调基带信号的信号点排列转换入一个预定象限；以及
散布值计算装置，其根据信号点排列已被转换的基带信号来计算散布值。
2.一种信号点排列散布值计算电路，其特征在于包括：
相位旋转电路，用于以二倍于解调基带信号码元速率的速度将解调基带信号的相位旋转22.5°；
信号点排列转换电路，其根据解调基带信号和一个相位被相位旋转电路旋转过的基带信号而对解调基带信号的信号点排列进行判断，并且根据对信号点排列的判断结果，通过利用解调的基带信号和相位经相位旋转电路连续两次旋转而被旋转45°的基带信号，将解调基带信号的信号点排列转换入一预定象限；以及
散布值计算装置，其根据信号点排列已被转换的基带信号来计算散布值。
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: JVC KENWOOD CORPORATION Free format text: FORMER OWNER: KABUSHIKI KAISHA KENWOOD;KABUSHIKI KAISHA KENWOOD Effective date: 20140228 |
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| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20140228 Address after: Kanagawa Patentee after: JVC Kenwood Corp. Address before: Tokyo, Japan Patentee before: Kenwood Corp. |
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| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20030723 Termination date: 20140520 |