CN1422007A - 接收消息信号的接收电路 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及到用于接收消息信号的接收电路，它具有将消息信号转换成采样信号的采样器，用于对采样信号进行解码并进行误差检验的分析单元，作为采样信号的误差检验的函数控制采样方法的控制单元。

Description

接收消息信号的接收电路
技术领域
本发明涉及到用于接收消息信号的接收电路，它具有将消息信号转换成采样信号的采样器。
背景技术
消息信号是指这样的一种信号，它包含按任何一种所需方式进行编码的信息。所谓的采样器是指这样一种元件，它能够在可定义的时间点对消息信号进行采样并将其转换成采样信号。
在使用通信信道进行发送时或者在数据载体中记录之前，消息或数据组通常按照这样一种方式进行编码，以便在接收消息或者数据组时可以识别或者校正由信道的干扰或者数据载体的误差而产生的误差。
相位误差是由例如发送器和接收器位同步的不精确性所造成的。众所周知避免相位误差的方法是基于边缘的再同步方法，即当收到消息中的每个边缘时接收器的位定时调整为数据流。这种根据所识别的边缘对位时间的长度进行调整的方法是众所周知的，例如可以从Robert Bosch股份有限公司，1990年的CAN规范，版本1.2中得到。但是，如果输入信号受到噪声的严重影响，这种方法会导致位同步完全开锁因而丢失消息中的内容。
发明内容
本发明的目的是提供一种接收电路以及相应的方法，以便能够改善信息的接收。
这一目的可以通过发明用来接收消息信号的接收电路来实现，该电路包括将消息信号转换成采样信号的采样器，用来对采样信号进行解码并检验误差的分析单元，用来控制采样方法的控制单元作为对采样信号进行误差检验的函数。
本发明的思路是使采样器所使用的采样方法适应所接收消息信号的特征。为了达到这一目的，在分析单元中对采样信号进行误差检验，将产生的误差报告给控制单元，控制单元作为由分析单元所发现的误差的函数来控制采样方法。因此接收器能够积极灵活地对所接收消息信号不断变化的特征做出反应。特别地，作为不断变化的信道特征的结果，会出现所接收消息信号特征的变化。通信道会受到作用于待发送消息信号的各种误差产生的影响，因而会改变其特性。
可以对作为沿着通信信道发送消息时所出现基本类型误差的幅值误差和相位误差进行区分。幅值误差通常会造成一位或者多位的误差，而相位误差可能损坏如颠倒消息的全部内容。根据本发明使用接收电路时，当出现幅值误差时可以使用第一采样方法，而出现相位误差时可以使用其它的第二采样方法。可以根据其主导作用的误差是幅值误差还是相位误差来选择在时域中较好的采样方法。通过使用这种自适应的采样，从所接收信号中重新构建原始消息的概率大大增加了。
原则上，本发明用于通信和存储技术领域中各种应用。特别地，当在汽车工程、工业自动化、医疗技术等安全性十分重要的领域中，在考虑为了这种安全程度所必须的费用的前提下各种应用可以得益于这种自适应采样。
如权利要求2中所述，最好在采样器中实现在固定采样模式(pattern)中的采样作为第一采样方法。在固定采样模式中，接收的消息信号按照事先确定的固定循环间隔进行采样。如权利要求2中所述，在采样器中提供逐位再同步作为第二采样方法，即所接收的消息信号在每个单独接收的位上和采样器的采样模式同步。可以在采样器中实现使用固定采样模式的第一采样方法作为基本方法，即当接收到消息时，总是首先进行按照固定采样模式进行信号采样。直到分析单元向控制单元提供了误差消息，作为这些误差消息的函数，控制单元确定切换到第二采样方法即逐位再同步的方法是否更有效。如果有效的话，就切换到第二采样方法中。
对于接收边缘编码的信号(edge-coded Signal)而言使用接收电路具有特殊的优点。边缘编码信号是这样的信号，消息信号所包含的信息是通过边缘变化出现的时序来传送的。边缘编码信号对相位误差特别敏感。对于这种信号，最好提供逐边或逐位再同步的方法作为基本的采样方法。但是，当输入信号受到噪音的严重影响时，这种方法会造成位同步的完全开锁因而消息中的内容会丢失。如果出现这种情况，分析单元会检测到它并且改变到使用固定采样模式的方法。根据本发明的接收电路对于接收Xerxes编码的信号具有特殊的优点。
在本发明权利要求4的优选实施例中，以模数转换器的形式形成采样器。这种模数转换器可以进行更高级的质量分析。通过这种模数转换器可以使用浅层梯度的信号边缘从信号波形中估计边缘的位置。这一点对于边缘编码信号特别有效。模数转换器应该在其上游连接一个带通滤波器以防止图形失真。作为替代，可以使用权利要求5中所述阈值鉴别器的形式来实现采样器。这种阈值鉴别器最好结构简单价格低廉。最好实现的这种阈值鉴别器可以采用n次过采样。这种阈值鉴别器发送一系列的0、1作为其输出信号。
如权利要求6所示，如果出现了误差，最好不要立刻切换到另一种采样方法中，而是首先等待并估计多个误差消息以便在必要的情况下进行切换。这就阻止了发送信道中仅单一干扰或者瞬态干扰所造成的向其它采样方法的切换。
如权利要求8所示，分析单元最好包括解码单元，在其下游连接有检验单元。解码单元对采样器提供的采样信号进行解码。也提供解码单元用来对采样信号进行代码级别的监视。代码级别的监视的意思是解码器要指示代码的任意一种损坏。解码器的下游最好连接有检验单元以便对在消息或者数据级别进行误差检验。这一点可以使用循环冗余检验(CRC)来实现。
关于这种方法，可以通过具有权利要求9中详细介绍的特征的方法来实现本发明的目的。
附图说明
图1是根据本发明用于接收信号的接收电路示意图。
具体实施方式
参照此后所介绍的实施例，本发明的这些方面和其它方面将是显而易见的。
附图中唯一的一张图介绍了用来接收消息信号的接收电路。通过通信信道2发送的消息信号输入到接收电路的输入级3中。输入级3包括例如HF混频器、IF混频器以及各种滤波电路。输入级3对所接收消息信号1进行模拟预处理。经过入级3进行模拟预处理的消息信号1输入到采样单元4并且转换成采样信号5。在采样单元4的下游连接有解码器6。在解码器6的下游连接有检验单元7。最后在检验单元7的下游连接有消息翻译单元8。解码器6向控制单元11提供误差信号9，检验单元7向其提供误差信号10。控制单元11对采样单元4提供控制信号12。
采样单元4可以按照采用n次过采样的阈值鉴别器的形式来实现。作为替代，可以使用低分辨率的模数转换器。后者可以进行更高级的质量分析，并且对于边缘编码信号，甚至可以从带有浅层梯度信号边缘的信号波形中估计边缘的位置。解码器6对采样单元4提供的采样信号5进行解码并且在可能损坏代码的代码级别上监视采样信号。如果解码器6发现代码的这种损坏，它就向控制单元11提供误差信号9。连接到解码器6下游的检验单元7对消息级别进行监视，即在重新构建位流的级别上进行检查。这可以通过诸如CRC(循环冗余检验)来实现。如果检验单元7发现了误差，它向控制单元11提供误差信号10。消息翻译单元8进一步进行消息处理或者数据处理。作为误差信号9和10的函数，控制单元11控制在采样单元4中执行的采样方法。作为第一采样方法，在采样单元4中进行例如在固定采样模式中的采样。它是指采样单元4对输入到其中的消息信号1进行采样，然后按照固定循环长度的时间间隔将其转换成采样信号5。作为第二采样方法，在采样单元4中实现例如逐位再同步的采样。它是指当接收到每一个位时，也就是说对于边缘编码的信号而言当接收到消息中每个边缘时接收器的位定时调整为所接收的数据流。在采样单元4中也可以实现其它的采样方法。控制单元11然后有目的地选择在时间上最优并最适于最佳消息接收的采样方法。为了这个目的，它分析解码器6和检验单元7所提供的误差信号9和10。如果提供一种或者多种误差信号，表明当前所执行的采样方法不是最优的。控制单元11然后选择更合适的采样方法并将控制信号12提供给采样单元4。第一次出现误差时最好不要进行切换，相反先分析一些连续的误差信号，再其后才进行切换。特别是对于单一误差出现的情况，立刻切换到另一种采样方法是没有意义的。
这样在采样单元4中进行的采样可以动态地调整到当前信道2中的状况。例如在采样单元4中可以提供对固定采样模式的采样作为标准采样方法。如果在发送器和接收器之间的同步难以令人满意，解码器6和/或检验单元7向控制单元输出误差信号，控制单元可以例如切换到采用逐位再同步的采样方法中。
本发明不仅仅可以用于沿着发送信道的消息发送，也可以以类似方式，将本发明的接收电路或者本发明的方法用于在存储介质中记录数据或者从存储介质中读取数据。对于这种情况，图中的信道2被存储介质例如CD或者DVD所取代。这种情况下输入级3是光发送和接收单元。

Claims (9)

1.一种接收消息信号的接收电路，它具有采样器，用来将消息信号转换成采样信号；分析单元，用于对采样信号进行解码并检验其误差；和控制单元，作为采样信号的误差检验的函数控制采样方法。
2.根据权利要求1所述的接收电路，其特征在于，在采样器中还配有装置，用于按照固定采样模式作为第一采样方法进行采样，以及作为第二采样方法以逐位再同步进行采样。
3.根据权利要求1所述的接收电路，其特征在于，编码的消息信号是边缘编码信号。
4.根据权利要求1所述的接收电路，其特征在于，采样器以模数转换器的形式实现。
5.根据权利要求1所述的接收电路，其特征在于，采样器以阈值鉴别器的形式实现。
6.根据权利要求1所述的接收电路，其特征在于，还配有装置，用于仅当出现数目可预设的多个误差指示后，提供向另一种采样方法的切换。
7.根据权利要求3所述的接收电路，其特征在于，所述边缘编码信号是Xerxes编码信号。
8.根据权利要求1所述的接收电路，其特征在于，所述分析单元具有解码单元和检验单元，并且所述解码单元对损坏代码进行误差检验，所述检验单元进行消息级别的误差检验。
9.一种接收编码消息信号的方法，其中，消息信号通过采样转换成采样信号，对该采样信号进行解码和误差检验，并作为采样信号的误差检验的函数提供用于采样的采样方法的切换。
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