TWI482477B - Wireless digital communication system and its data rate error compensation method - Google Patents

Description

無線數位通信系統及其資料率誤差補償方法

本發明涉及無線通信，尤指一種無線數位通信及其中的資料率誤差補償方法。

在利用無線數位通信系統傳輸類比訊號時，首先在發射端將類比訊號轉換為數位訊號，然後將數位訊號依次進行信源編碼、通道編碼以及調變後向外發射，接收端接收到訊號之後則依次解調、通道解碼以及信源解碼還原數位訊號，進而將數位訊號轉換為類比訊號。

在調變和解調時，均採用高頻振盪訊號。發射端和接收端的高頻振盪訊號應該具有相同的頻率且同步，然而振盪器之間實際上存在著極小的誤差。

另一方面，在發射端和接收端傳輸訊號的過程中，為了保證訊號發送及接收的連續性，通常都設置緩衝器。

當發射端和接收端的振盪器存在誤差時，發送端和接收端的資料量會產生誤差，會導致緩衝器溢出的情況。

有鑒於此，實有必要提供一種能夠補償振盪器誤差的無線數位通信的資料率誤差補償方法；此外，還提供一種無線數位通信系統；其中：所述無線數位通信系統的資料率誤差補償方法，包括如下步驟：在發射端將類比訊號轉換為數位訊號，並依次進行信源編碼、通道編碼、調變，最終發射無線訊號；在接收端接收所述無線訊號，並依次解調、進行通道解碼、信源解碼以得到數位訊號，最終將數位訊號轉換為類比訊號輸出，接著檢測發射端和接收端的資料率誤差，再根據所述資料率誤差調整發射端或接收端的資料率。

優選地，所述檢測發射端和接收端的資料率誤差的步驟具體包括：統計發射資料率，所述發射資料率為發射端在單位時間內的資料量；統計接收資料率，所述接收資料率為接收端在單位時間內的資料量；將發射資料率和接收資料率的差值作為所述資料率誤差。

優選地，當所述資料率誤差大於零時，根據所述資料率誤差調整發射端或接收端的資料率的步驟具體為：在發射端降低發射資料率。

優選地，當所述資料率誤差小於零時，根據所述資料率誤差調整發射端或接收端的資料率的步驟具體為：在發射端提高發射資料率。

優選地，在採用逐次逼近方式將類比訊號轉換為數位訊號時，在發射端調整發射資料率具體是透過調整採樣一保持頻率中的採樣持續時間來實現。

優選地，當所述資料率誤差大於零時，根據所述資料率誤差調整發射端或接收端的資料率的步驟具體為：在接收端降低接收資料率。

優選地，當所述資料率誤差小於零時，根據所述資料率誤差調整發射端或接收端的資料率的步驟具體為：在接收端提高接收資料率。

優選地，在使用L/R時序進行數位類比轉換時，接收端調整接收資料率具體是：調整L/R時序的整體頻率。

所述的無線數位通信系統，包括發射端和接收端，所述發射端包括類比數位轉換模組、信源編碼模組、通道編碼模組以及調變模組，所述接收端包括解調模組、通道解碼模組、信源解碼模組以及數位類比轉換模組；類比訊號經類比數位轉換模組轉換為數位訊號，並依次經信源編碼模組進行信源編碼、經通道編碼模組進行通道編碼、經調變模組調變後發射無線訊號；所述無線訊號接解調模組解調後，依次由通道解碼模組解碼、信源解碼模組解碼後得到數位訊號，最終經數位類比轉換模組得到類比訊號，其特徵在於，還包括資料率誤差檢測模組，用於檢測發射端和接收端的資料率誤差；以及控制器，用於根據所述資料率誤差調整發射端或接收端的資料率。

優選地，所述資料誤差率檢測模組包括用於統計發射資料率的發射資料率統計模組和用於統計接收資料率的接收資料率統計模組；其中，所述發射資料率為發射端在單位時間內的資料量，所述接收資料率為接收端在單位時間內的資料量，發射資料率和接收資料率的差值作為所述資料率誤差。

優選地，當所述資料率誤差大於零時，所述控制器控制發射端降低發射資料率。

優選地，當所述資料率誤差小於零時，所述控制器控制發射端提高發射資料率。

優選地，所述類比數位轉換模組為逐次逼近寄存器型架構，所述控制器控制類比數位轉換模組調整採樣-保持頻率中的採樣持續時間來調整發射端的發射資料率。

優選地，當所述資料率誤差大於零時，所述控制器控制接收端提高接收資料率。

優選地，當所述資料率誤差小於零時，所述控制器控制接收端降低接收資料率。

優選地，所述數位類比轉換模組採用L/R時序進行控制，所述控制器控制數位類比轉換模組調整L/R時序的整體頻率來調整接收端的接收資料率。

本發明的上述方法和系統透過檢測資料率誤差，進而根據該資料率誤差調整發射端和接收端的資料率，使二者匹配，而能夠補償振盪器的誤差。

如圖1所示，為一實施例的無線數位通信系統。該系統包括發射端100和接收端200。發射端100包括依次連接的類比數位轉換模組110、信源編碼模組120、通道編碼模組130以及調變模組140。接收端200包括解調模組210、通道解碼模組220、信源解碼模組230以及數位類比轉換模組240。類比訊號經類比數位轉換模組110轉換為數位訊號，並依次經信源編碼模組120進行信源編碼、經通道編碼模組130進行通道編碼、經調變模組140調變後發射無線訊號。接收的無線訊號被解調模組210解調後，依次由通道解碼模組220解碼、信源解碼模組230解碼後得到數位訊號，最終經數位類比轉換模組240得到類比訊號。

在傳輸無線訊號的過程中，資料率誤差檢測模組300檢測發射端100和接收端200的資料率誤差，以確定發射端100發送資料和接收端200接收資料的速度是否匹配。資料率誤差檢測模組300具體包括用於統計發射資料率的發射資料率統計模組310和用於統計接收資料率的接收資料率統計模組320。發射資料率統計模組310連接在類比數位轉換模組110與信源編碼模組120之間，統計發射端100在單位時間內的資料量，即發送資料率。接收資料率統計模組320連接在信源解碼模組230與數位類比轉換模組240之間，統計接收端200在單位時間內資料量，即接收資料率。將發射資料率和接收資料率的差值作為所述資料率誤差。

上述資料率誤差透過命令通道(command channel)發送到控制器400。控制器400根據所述資料率誤差調整發射端或接收端的資料率，以使發射端100發送資料和接收端200接收資料的速度匹配。

具體地，當所述資料率誤差大於零時，控制器400控制發射端100降低發射資料率。當所述資料率誤差小於零時，控制器400控制發射端100提高發射資料率。以類比數位轉換模組110為逐次逼近寄存器型架構為例，說明控制器400調整發射端100的發射資料率的方式。

對於逐次逼近寄存器型架構的類比數位轉換模組110，其一般採用採樣-保持時序來採樣、量化，進而類比數位轉換。如圖2a至圖2c所示，為調整採樣持續時間的示意圖。圖2a中，採樣持續時間為4個時序周期，圖2b中，採樣持續時間為3個時序周期，圖2c中，採樣持續時間為5個時序周期。

如在圖2a所示的採樣持續時間下，當所述資料率誤差大於零時，控制器400控制類比數位轉換模組110將採樣持續時間調整為3個時序周期。當所述資料率誤差小於零時，控制器400控制類比數位轉換模組110將採樣持續時間調整為5個時序周期。以分別達到降低發射資料率和提高發射資料率的目的。

除了可以透過調整發射端100的發射資料率外，還可以透過調整接收端200的接收資料率來使發射端100發送資料和接收端200接收資料的速度匹配。

具體地，當所述資料率誤差大於零時，控制器400控制接收端200提高接收資料率。當所述資料率誤差小於零時，控制器400控制接收端200降低接收資料率。以數位類比轉換模組240在使用L/R時序進行數位類比轉換時為例，說明控制器400調整接收端200的接收資料率的方式。

對於使用L/R時序進行數位類比轉換的類比數位轉換模組240，透過調整L/R時序的整體頻率來調整接收資料率。如圖3a至圖3c所示，為調整L/R時序的整體頻率的示意圖。圖3a中，L/R時序的整體頻率為96KHz，圖3b中，L/R時序的整體頻率為95.427KHz，圖3c中，L/R時序的整體頻率為95.579KHz。

如在圖3c所示的頻率下，當所述資料率誤差大於零時，控制器400控制數位類比轉換模組240將L/R時序的整體頻率調整為96KHz。當所述資料率誤差小於零時，控制器400控制數位類比轉換模組240將L/R時序的整體頻率調整為95.427KHz。以分別達到提高接收資料率和降低接收資料率的目的。

如圖4所示，為一實施例的無線數位通信系統的資料率誤差補償方法流程圖。該方法包括如下步驟：

S110：在發射端將類比訊號轉換為數位訊號，並依次進行信源編碼、通道編碼、調變，最終發射無線訊號。

S120：在接收端接收所述無線訊號，並依次解調、進行通道解碼、信源解碼得到數位訊號，最終將數位訊號轉換為類比訊號輸出。

S130：統計發射資料率和接收資料率，將發射資料率和接收資料率的差值作為所述資料率誤差。所述發射資料率為發射端在單位時間內的資料量，所述接收資料率為接收端在單位時間內的資料量。在執行步驟S110的同時統計發射資料率，在執行步驟S120的同時統計接收資料率。

S140：判斷所述資料率誤差是否大於零，若是，則執行步驟S150，否則執行步驟S160。

S150：在發射端降低發射資料率及/或在接收端提高接收資料率。

S160：在發射端提高發射資料率及/或在接收端降低接收資料率。

在發射端，採用逐次逼近方式將類比訊號轉換為數位訊號時，調整發射資料率具體是透過調整採樣一保持頻率中的採樣持續時間來實現。

在接收端，使用L/R時序進行數位類比轉換時，接收端調整接收資料率具體是：調整L/R時序的整體頻率。

上述方法和系統透過檢測資料率誤差，進而根據該資料率誤差調整發射端和接收端的資料率，使二者匹配，能夠補償振盪器的誤差。

以上所述實施例僅表達了本發明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但並不能因此而理解為對本發明專利範圍的限制。應當指出的是，對於所屬技術領域具有通常知識者來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬於本發明的保護範圍。因此，本發明專利的保護範圍應以所附申請專利範圍為準。

100．．．發射端

110．．．類比數位轉換模組

120．．．信源編碼模組

130．．．通道編碼模組

140．．．調變模組

200．．．發射端

210．．．解調模組

220．．．通道解碼模組

230．．．信源解碼模組

240．．．數位類比轉換模組

300．．．資料率誤差檢測模組

310．．．發射資料率統計模組

320．．．接收資料率統計模組

400．．．控制器

圖1為本發明一較佳實施例的無線數位通信系統的方塊圖。

圖2a至圖2c為本發明調整採樣持續時間的示意圖。

圖3a至圖3c為本發明調整L/R時序的整體頻率的示意圖。

圖4為本發明一較佳實施例的無線數位通信系統的資料率誤差補償方法流程圖。

100．．．發射端

110．．．類比數位轉換模組

120．．．信源編碼模組

130．．．通道編碼模組

140．．．調變模組

200．．．發射端

210．．．解調模組

220．．．通道解碼模組

230．．．信源解碼模組

240．．．數位類比轉換模組

300．．．資料率誤差檢測模組

310．．．發射資料率統計模組

320．．．接收資料率統計模組

400．．．控制器

Claims (16)

1. 一種無線數位通信系統的資料率誤差補償方法，包括如下步驟：在發射端將類比信號轉換為數位信號，並依次進行信源編碼、通道編碼、調變，最終發射無線信號，發射端發送資料；在接收端接收所述無線信號，並依次解調、進行通道解碼、信源解碼得到數位信號，最終將數位信號轉換為類比信號輸出，接收端接收資料；檢測發射端和接收端的資料率誤差，以確定發射端發送資料和接收端接收資料的速度是否匹配；根據所述資料率誤差調整發射端或接收端的資料率，以使發射端發送資料和接收端接收資料的速度匹配。
2. 如請求項1所述的無線數位通信系統的資料率誤差補償方法，所述檢測發射端和接收端的資料率誤差的步驟具體包括：統計發射資料率，所述發射資料率為發射端在單位時間內的資料量；統計接收資料率，所述接收資料率為接收端在單位時間內的資料量；將發射資料率和接收資料率的差值作為所述資料率誤差。
3. 如請求項2所述的無線數位通信系統的資料率誤差補償方法，當所述資料率誤差大於零時，根據所述資料率誤差調整發射端或接收端的資料率的步驟具體為：在發射 端降低發射資料率。
4. 如請求項2所述的無線數位通信系統的資料率誤差補償方法，當所述資料率誤差小於零時，根據所述資料率誤差調整發射端或接收端的資料率的步驟具體為：在發射端提高發射資料率。
5. 如請求項3或4所述的無線數位通信系統的資料率誤差補償方法，在採用逐次逼近方式將類比信號轉換為數位信號時，在發射端調整發射資料率具體是透過調整採樣-保持頻率中的採樣持續時間來實現。
6. 如請求項2所述的無線數位通信系統的資料率誤差補償方法，當所述資料率誤差大於零時，根據所述資料率誤差調整發射端或接收端的資料率的步驟具體為：在接收端提高接收資料率。
7. 如請求項2所述的無線數位通信系統的資料率誤差補償方法，當所述資料率誤差小於零時，根據所述資料率誤差調整發射端或接收端的資料率的步驟具體為：在接收端降低接收資料率。
8. 如請求項6或7所述的無線數位通信系統的資料率誤差補償方法，在使用L/R時序進行數位類比轉換時，接收端調整接收資料率具體是：調整L/R時序的整體頻率。
9. 一種無線數位通信系統，包括發射端和接收端，所述發射端包括類比數位轉換模組、信源編碼模組、通道編碼模組以及調變模組，發射端發送資料，所述接收端包括解調模組、通道解碼模組、信源解碼模組以及數位類比轉換模組，接收端接收資料；類比信號經類比數位轉換模組 轉換為數位信號，並依次經信源編碼模組進行信源編碼、經通道編碼模組進行通道編碼、經調變模組調變後發射無線信號；所述無線信號接解調模組解調後，依次由通道解碼模組解碼、信源解碼模組解碼後得到數位信號，最終經數位類比轉換模組得到類比信號，其特徵在於，還包括資料率誤差檢測模組，用於檢測發射端和接收端的資料率誤差，以確定發射端發送資料和接收端接收資料的速度是否匹配；以及控制器，用於根據所述資料率誤差調整發射端或接收端的資料率，以使發射端發送資料和接收端接收資料的速度匹配。
10. 如請求項9所述的無線數位通信系統，所述資料誤差率檢測模組包括用於統計發射資料率的發射資料率統計模組和用於統計接收資料率的接收資料率統計模組；其中，所述發射資料率為發射端在單位時間內的資料量，所述接收資料率為接收端在單位時間內的資料量，發射資料率和接收資料率的差值作為所述資料率誤差。
11. 如請求項10所述的無線數位通信系統，當所述資料率誤差大於零時，所述控制器控制發射端降低發射資料率。
12. 如請求項10所述的無線數位通信系統，當所述資料率誤差小於零時，所述控制器控制發射端提高發射資料率。
13. 如請求項11或12所述的無線數位通信系統，所述類比數位轉換模組為逐次逼近寄存器型架構，所述控制器控制類比數位轉換模組調整採樣-保持頻率中的採樣持續 時間來調整發射端的發射資料率。
14. 如請求項10所述的無線數位通信系統，當所述資料率誤差大於零時，所述控制器控制接收端提高接收資料率。
15. 如請求項10所述的無線數位通信系統，當所述資料率誤差小於零時，所述控制器控制接收端降低接收資料率。
16. 如請求項14或15所述的無線數位通信系統，所述數位類比轉換模組採用L/R時序進行控制，所述控制器控制數位類比轉換模組調整L/R時序的整體頻率來調整接收端的接收資料率。