專利名稱：藉維特比算法調(diào)制頻率調(diào)制接收信號(hào)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明系相關(guān)于一種用于調(diào)制藉由一無線電進(jìn)行發(fā)射、并在發(fā)射端利用一數(shù)據(jù)符號(hào)序列進(jìn)行頻率調(diào)制的一模擬已接收信號(hào)的裝置以及方法。
背景技術(shù)：
較佳地是，本發(fā)明所相關(guān)之該裝置以及該方法系為以藍(lán)芽標(biāo)準(zhǔn)，DECT標(biāo)準(zhǔn)，WDCT標(biāo)準(zhǔn)，或是一類似的標(biāo)準(zhǔn)作為基礎(chǔ)之無線數(shù)字通信系統(tǒng)的構(gòu)件。
在例如這些的通信系統(tǒng)中，傳統(tǒng)的信號(hào)處理方法乃被使用于接收器端，以用于解調(diào)制該已頻率調(diào)制的已接收信號(hào)，以及用于信號(hào)檢測，其中一個(gè)經(jīng)常使用的方法即是以所謂的限制器鑒頻器FM解調(diào)制器(limiter discriminator FM demodulator)作為基礎(chǔ)，且在其中，該已頻率調(diào)制之信號(hào)系會(huì)，舉例而言，藉由一模擬一致解調(diào)制器(analog coincidence demodulator)，而進(jìn)行解調(diào)制，伴隨著相對應(yīng)的信號(hào)檢測，且在該通常之復(fù)合帶通信號(hào)的硬限制(hardlimiting)之后。
再者，接收器概念系為已知，在其中，該中心頻率信號(hào)乃會(huì)藉由一模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器而被轉(zhuǎn)換成為該數(shù)字域(digital domain)，并且，該信號(hào)檢測乃會(huì)利用數(shù)字信號(hào)處理方法而加以實(shí)行，如此的方法則是，舉例而言，在文件DE 101 03 479.2之中由所敘述，而無可否認(rèn)地，類似這些的方法系使得高品質(zhì)信號(hào)檢測可以加以達(dá)成，但是它們所具有的缺點(diǎn)卻是一復(fù)雜的模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器。
因此，本發(fā)明的系在于載明一種用于解調(diào)制一已數(shù)字頻率調(diào)制之已接收信號(hào)的裝置以及方法，而藉此，即可以在達(dá)成高效能的具有一低程度的執(zhí)行復(fù)雜度。
本發(fā)明作為基礎(chǔ)的該目的系藉由獨(dú)立權(quán)利要求1及10的特征而加以達(dá)成，以及本發(fā)明較具優(yōu)勢的發(fā)展以及改進(jìn)則是載明于附屬權(quán)利要求之中。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的該裝置系被用于利用一資料符號(hào)序列{dk}而解調(diào)制一已在發(fā)射端進(jìn)行頻率調(diào)制的一模擬已接收信號(hào)，為了這個(gè)目的，該裝置系具有一用于過零(zero crossings)之檢測器，一序列產(chǎn)生器，以及一計(jì)算單元，其中，該檢測器系用于檢測在該已接收信號(hào)中的過零，該序列產(chǎn)生器乃會(huì)自相關(guān)于該等過零的時(shí)間產(chǎn)生一序列{zi}，在每一個(gè)例子中，兩個(gè)連續(xù)的過零乃會(huì)分別地進(jìn)行處理，因而會(huì)形成在該等相關(guān)時(shí)間ti以及ti+1之間的差異ti+1-ti，并且，一序列組件zi乃是計(jì)算自該差異ti+1-ti，該計(jì)算單元的目的系在于重建該數(shù)據(jù)符號(hào)序列{dk}，在此例子中，該所尋找之資料符號(hào)序列{dk}系必須選自該等可能資料符號(hào)序列，在每一個(gè)例子中，一個(gè)序列系可以藉由來自該等可能資料符號(hào)序列之每一個(gè)的系數(shù)hi，k而加以計(jì)算，該所尋找之?dāng)?shù)據(jù)符號(hào)序列{dk}系藉由自其所計(jì)算得之序列，相較于其它所計(jì)算的序列，乃處于自該序列{zi}的最小歐氏距離(Euclideandistance)而加以區(qū)別，在一以計(jì)算序列中的該等序列組件系獲得自對具有該系數(shù)序列{hi，k}之該分別之?dāng)?shù)據(jù)符號(hào)序列{dk}的該指數(shù)k的一回旋，此即表示，該系數(shù)序列{hi，k}的該指數(shù)i在該已計(jì)算的序列中，對一序列組件的計(jì)算而言是固定的，且為了計(jì)算下一個(gè)序列組件，該指數(shù)i乃會(huì)增加，在這，該等系數(shù)序列{hi，k}乃是獲得自該等時(shí)間ti，該等序列指數(shù)i以及k系可以，舉例而言，延伸覆蓋自然數(shù)。
相較于習(xí)知用于相同目的的裝置，根據(jù)本發(fā)明的該裝置系較具有優(yōu)勢，因?yàn)槠湎翟试S該已頻率調(diào)制的已接收信號(hào)特別可靠地，并且利用特別少之努力地進(jìn)行解調(diào)制。
前面已敘述、且必須在該計(jì)算單元中實(shí)行的該最小化任務(wù)系可以特別具有優(yōu)勢地藉由維特比算法而加以實(shí)行，至于該維特比算法的一敘述則是可以在，舉例而言，文件WO 01/13524 A1之中發(fā)現(xiàn)。
較具優(yōu)勢地是，一濾波器系可以作為該模擬已接收信號(hào)之該頻率調(diào)制的一模型的基礎(chǔ)，該濾波器乃會(huì)還懸具有過濾系數(shù)的一輸入變量，并且因此產(chǎn)生一輸出變量，在該頻率調(diào)制模型中，該濾波器的該輸入側(cè)系會(huì)被饋送以該數(shù)據(jù)符號(hào)序列{dk}，而該數(shù)據(jù)符號(hào)序列{dk}乃會(huì)在該濾波器中利用該等系數(shù)序列{hi，k}進(jìn)行回旋，該序列{zi}系會(huì)發(fā)射在該濾波器的該輸出側(cè)上，以作為該等回旋操作的結(jié)果，該等系數(shù)序列乃為了該濾波器而加以載明，以允許該等回旋操作之實(shí)行。
本發(fā)明的一特別較佳實(shí)施例系提供了，必須在該計(jì)算單元中實(shí)行的該最小化任務(wù)藉由一修飾的維特比算法而加以實(shí)行。
習(xí)知使用該維特比算法的領(lǐng)域系為在發(fā)射期間已由于多路徑干擾而失真之一已接收信號(hào)的等化，以及一已信道編碼之已接收信號(hào)的譯碼，在該維特比算法的處理期間，遞歸裝置系會(huì)被用以決定該所謂的通過一狀態(tài)圖的最短路徑，其中，該狀態(tài)圖系，舉例而言，會(huì)反映該譯碼規(guī)則，并且，亦被稱之為籬笆圖，而在譯碼的例子中，此通過該籬笆圖之最短路徑的決定過程乃會(huì)相等于被供給至在該發(fā)射端之該編碼器的該數(shù)據(jù)符號(hào)序列的重建。
在所呈現(xiàn)的例子中，其系意欲于使用該維特比算法，以重建來自該已測量序列{zi}的該數(shù)據(jù)符號(hào)序列{dk}，而由于此系利用前述的該濾波器模型而加以完成，因此，在此例子中，該籬笆圖中的該等節(jié)點(diǎn)系代表該等濾波器裝狀態(tài)。
然而，該維特比算法在該濾波器模型的應(yīng)用卻會(huì)造成一個(gè)困難點(diǎn)。當(dāng)該維特比算法在習(xí)知方法中使用時(shí)，每一個(gè)資料符號(hào)所實(shí)行之步驟的數(shù)量系為固定的，以及此數(shù)量一般而言乃會(huì)相等于該取樣率對該符號(hào)率的比率，再者，在所呈現(xiàn)的例子中，該資料符號(hào)序列{dk}意欲于藉以重建的該些已測量數(shù)值乃是在該已接收信號(hào)中之過零的時(shí)間，然而，該頻率調(diào)制卻是表示該等過零并不會(huì)造成一等具的序列，另外，該等過零的該頻率乃是取決于該等資料符號(hào)dk，因此，該維特比算法系必須進(jìn)行適當(dāng)?shù)匦拚?br> 在所呈現(xiàn)例子中所使用的該籬笆圖系提供了，垂直位在彼此之上的節(jié)點(diǎn)乃會(huì)相關(guān)于相同的符號(hào)時(shí)鐘循環(huán)邊界，此即表示，該等節(jié)點(diǎn)所代表的該等狀態(tài)在垂直方向上系會(huì)藉由一離散時(shí)間，尤其是用以定義該符號(hào)時(shí)鐘率的該符號(hào)時(shí)間周期，而為不同。
一習(xí)知維特比算法的處理系包括每個(gè)時(shí)間步驟的必要三個(gè)計(jì)算程序在該籬笆圖中之該等分支矩陣數(shù)值的計(jì)算，該ACS(ADD-COMPARE-SELECT)操作的實(shí)施，以及用于一在前資料符號(hào)之決定的追溯。
已被發(fā)展來解決本案所呈現(xiàn)之問題的該維特比算法系亦包括上述的該三個(gè)計(jì)算程序，然而，相較于習(xí)知的維特比算法，該等用于計(jì)算該等分支矩陣數(shù)值以及該ACS操作的程序系已經(jīng)進(jìn)行修飾。
相較于一習(xí)知維特比算法，該計(jì)算單元并不會(huì)在該符號(hào)時(shí)鐘所定義的時(shí)間計(jì)算該等分支矩陣數(shù)值，而是會(huì)在該已接收信號(hào)之過零發(fā)生的時(shí)間，在此例子中，其系應(yīng)該要注意的是，在兩個(gè)過零之間的時(shí)間間隔系較該符號(hào)時(shí)間周期為短。
因此，該計(jì)算單元乃會(huì)為每一個(gè)濾波器狀態(tài)計(jì)算相關(guān)于該時(shí)間ti+1之至少兩個(gè)狀態(tài)過渡的分支矩陣數(shù)值，而每一個(gè)狀態(tài)過渡乃會(huì)自時(shí)間ti的一可能先前狀態(tài)導(dǎo)通至考慮時(shí)間ti+1的該目的狀態(tài)，并且，該已計(jì)算的分支矩陣數(shù)值乃會(huì)被增加至導(dǎo)通至該時(shí)間ti之分別在前狀態(tài)的該等已計(jì)算分支矩陣數(shù)值之上。
若是該等時(shí)間ti以及ti+1系發(fā)生在相同的符號(hào)時(shí)鐘循環(huán)之中時(shí)，則不會(huì)有狀態(tài)過渡發(fā)生在該籬笆圖之中，因此，僅ADD操作，但沒有COMPARE或SELECT操作，會(huì)此該時(shí)間ti+1的例子中被實(shí)行。
若是有一符號(hào)資料循環(huán)邊界位在該等時(shí)間ti以及ti+1之間時(shí)，也就是說，若是該等時(shí)間ti以及ti+1不發(fā)生在相同的符號(hào)時(shí)鐘循環(huán)之中時(shí)，則導(dǎo)致在該等時(shí)間ti以及ti+1之間，自該等可能在前節(jié)點(diǎn)的其中之一至正在考慮中之該目的節(jié)點(diǎn)的最小已累積分支矩陣的狀態(tài)過渡系會(huì)為了用于該等在考慮中之符號(hào)時(shí)鐘邊界的該等節(jié)點(diǎn)而加以決定，進(jìn)而實(shí)行一分別的節(jié)點(diǎn)過渡，因此，在此例子中，ADD，COMPARE，以及SELECT操作系會(huì)為了該時(shí)間ti+1而加以實(shí)行。
上述已經(jīng)解釋過的該已修飾維特比算法系可以被使用在該接收器端，以用于簡單解調(diào)制噪聲已經(jīng)在經(jīng)由空氣接口的發(fā)射期間加入其中的一已頻率調(diào)制之模擬已接收信號(hào)。
根據(jù)本發(fā)明的一較具優(yōu)勢的改進(jìn)，在該序列{zi}中的該等序列組件{zi}乃是計(jì)算自該時(shí)間差異ti+1-ti，以及在該等系數(shù)序列{hi，k}中的該等序列組件hi，k乃是推導(dǎo)自時(shí)間ti，因而會(huì)滿足下列的方程式zi=Σk-∞∞dk·hi,k]]>方程式(1)該等序列組件zi系較佳地藉由
zi=1-2ω0π·(ti+1-ti)]]>方程式(2)而加以定義，而在方程式(2)中，ω0乃是該為調(diào)制信號(hào)的該載波頻率。
該等系數(shù)hi，k系較佳地是藉由hi，k＝2η·[q(ti+1-k·T)-q(ti-k·T)方程式(3)而加以定義，在此例子中，η系為調(diào)制指數(shù)，T系為符號(hào)時(shí)間持續(xù)時(shí)間，以及q(t)系為對基礎(chǔ)脈沖形狀g(t)的積分。
該調(diào)制指數(shù)η以及該對基礎(chǔ)脈沖形狀g(t)的積分q(t)乃是藉由下列的方程式而加以定義，其中，Δω系為調(diào)制移位元η=Δω·tπ]]>方程式(4)q(t)=1T∫-∞tg(π)dτ]]>方程式(5)對該裝置以及發(fā)射該已頻率調(diào)制之信號(hào)的該發(fā)射端而言，較具優(yōu)勢的是，在該裝置實(shí)行解調(diào)制所需之步驟時(shí)，進(jìn)行同步化，所以，為了這個(gè)目的，該裝置以及該發(fā)射端系特別地具有用于符號(hào)同步化的單元。
該待發(fā)射之信號(hào)系較佳地在該發(fā)射端處，藉由一CPFSK(Continuous Phase Frequency Shift Keying，連續(xù)相頻移鍵控)信號(hào)而進(jìn)行調(diào)制。
特別具有優(yōu)勢地是，根據(jù)本發(fā)明的該裝置系可以被整合于設(shè)計(jì)以跨越僅幾公尺進(jìn)行信號(hào)發(fā)射的無線數(shù)字通信系統(tǒng)之中，在例如這些之短發(fā)射路徑的例子中，該信號(hào)系主要地會(huì)受到來自噪聲的干擾，而不是多路徑干擾，特別地是，例如這些的通信系統(tǒng)系可以以藍(lán)芽標(biāo)準(zhǔn)，DECT標(biāo)準(zhǔn)，或WDCT標(biāo)準(zhǔn)作為基礎(chǔ)。
根據(jù)本發(fā)明之方法系用于利用一資料符號(hào)序列{dk}而解調(diào)制一已在發(fā)射端進(jìn)行頻率調(diào)制的一模擬已接收信號(hào)，在一第一步驟中，系會(huì)檢測在該已接收信號(hào)中的過零(zero crossings)，在一第二步驟中，系會(huì)產(chǎn)生一序列{zi}，而在此例子中，在該序列{zi}中的一序列組件zi乃是在相關(guān)于兩個(gè)連續(xù)過零之時(shí)間ti以及ti+1之間之差異ti+1-ti的一函數(shù)，在一第三步驟中，系加以重建該數(shù)據(jù)符號(hào)序列{dk}，而此步驟之完成乃是藉由自該等可能資料符號(hào)序列中選擇作為所尋找之在該序列{zi}以及一在該接收器端所計(jì)算的序列之間的歐氏距離(Euclidean distance)為最小的數(shù)據(jù)符號(hào)序列{dk}，并且，在該已計(jì)算序列之中的每一個(gè)序列組件乃是形成自對具有一系數(shù)序列{hi，k}之?dāng)?shù)據(jù)符號(hào)序列{dk}的該指數(shù)k的一回旋，以及該等系數(shù)序列{hi，k}乃是獲得自該等時(shí)間ti。
根據(jù)本發(fā)明的該方法所具有的優(yōu)點(diǎn)在于，其系特別地使得該已接收信號(hào)之可靠以及低復(fù)雜的解調(diào)制成為可能。


本發(fā)明將于接下來的文章中，利用一范例的方式，并以所附圖式作為參考而進(jìn)行更詳盡的解釋，其中圖1A其系顯示一位解調(diào)制之載波振蕩的一圖例；圖1B其系顯示一已數(shù)字化頻率調(diào)制之載波振蕩的一圖例；圖1C其系顯示來自圖1A以及圖1B之該等載波振蕩的符號(hào)時(shí)鐘循環(huán)的圖例；圖1D其系顯示一用于過零(zero crossings)之檢測器之操作方法的圖例；以及圖2其系顯示根據(jù)本發(fā)明之一示范性實(shí)施例的一示意圖例。
具體實(shí)施例方式
圖1A系顯示一未調(diào)制之載波振蕩，圖1B系顯示如圖1A中所顯示之該載波振蕩在頻率調(diào)制之后，圖1A以及圖1B系對應(yīng)于出現(xiàn)在書籍“Nachrichtenübertragung”(information transmission)by K.D.kammeyer，which appeared in B.G.Teubner Berlag，Stuttgart，2nd Edition，1996中，第385頁上，第11.2.3圖的上半部。
在圖1B中所顯示的例子中，該調(diào)制型態(tài)系為二階段離散頻率調(diào)制(FSK，frequency shift keying(頻移鍵控))，也就是說，以一二階資料符號(hào)(two-level data symbol)作為基礎(chǔ)之在兩個(gè)已定義頻率間的頻移鍵控，在所呈現(xiàn)的實(shí)例中，一數(shù)據(jù)符號(hào)系可以假定數(shù)值-1以及1，圖1B系顯示具有一數(shù)據(jù)符號(hào)序列[1-111]的四個(gè)符號(hào)時(shí)鐘循環(huán)，每一個(gè)符號(hào)時(shí)鐘循環(huán)系具有一符號(hào)時(shí)間周期T，該符號(hào)時(shí)鐘循環(huán)邊界系于圖1C繪制與時(shí)間t的關(guān)系。
在所呈現(xiàn)的例子中，該載波頻率系為ω0＝2.5·2·π/T，以及該調(diào)制指數(shù)系為η＝1，該振蕩相位系具有一連續(xù)的變量曲線(CPFSK)，若是該數(shù)據(jù)符號(hào)在該符號(hào)時(shí)鐘循環(huán)邊界處改變時(shí)，則會(huì)發(fā)生一離散突然頻率改變(discrete sudden frequency change)，所呈現(xiàn)的該實(shí)例系相關(guān)于二階數(shù)據(jù)符號(hào)，頻率ω0-Δω系被配置為該數(shù)值-1，以及頻率ω0+Δω系配置為數(shù)值1，在大部分的例子中，該調(diào)制系為頻帶限制的，因此，該突然頻率改變并不是以一方波的形式，而是隨著時(shí)間延長，這情形的一個(gè)例子系為高斯最小頻移鍵控(Gaussian MinimumShift Keying，GMSK)。
接下來的CPFSK信號(hào)模型系可以被使用作為藉由一發(fā)射端所發(fā)射之一已頻率調(diào)制之帶通信號(hào)x(t)的基礎(chǔ)X(t)=Re{s(t)·ejω0t}]]>方程式(6)在此例子中，s(t)系為等量低通信號(hào)S(t)＝a·ejφ(t)方程式(7)該瞬時(shí)相位(t)乃是計(jì)算自對該瞬時(shí)頻率ωi(t)的積分φ(t)=∫-∞tωi(t′)dt′]]>方程式(8)ωi(t)=Δω·Σk=-∞∞dk·g(t-k·T)]]>方程式(9)在方程式(9)中，g(t)系代表基礎(chǔ)脈沖形狀，對一GMSK信號(hào)、或是一GFSK(Gaussian Frequency Shift Keying，高斯頻移鍵控)信號(hào)而言g(t)=12{erf(α·t+T2T)-erf(α·t-T2T)}]]>方程式(10)該函數(shù)erf()系代表該高斯錯(cuò)誤函數(shù)。
該因子α系取決于時(shí)間持續(xù)時(shí)間/帶寬乘積α=2ln2·π·f3dB·T]]>方程式(11)若是吾人考慮用于該調(diào)制指數(shù)η的方程式
η=Δω·tπ]]>方程式(12)以及對該基礎(chǔ)脈沖形狀g(t)的該積分q(t)q(t)=1T∫-∞tg(π)dτ,]]>方程式(13)則該瞬時(shí)相位Φ(t)系會(huì)變成φ(t)=πη·Σk=-∞∞dk·q(t-k·T)]]>方程式(14)一般而言，該基礎(chǔ)脈沖形成g(t)系會(huì)加以正規(guī)劃，以使得亦被稱之為該相位基礎(chǔ)脈沖的該積分q(t)在L個(gè)符號(hào)時(shí)鐘循環(huán)之后，會(huì)具有極限數(shù)值1，該所謂的影響長度L系表示該基礎(chǔ)脈沖延伸覆蓋之符號(hào)時(shí)鐘循環(huán)的數(shù)量，因此q(t)=0fort≤00fort≥L·T]]>方程式(15)對一接續(xù)之已預(yù)先決定的時(shí)間間隔而言1·T≤t＜(1+1)·T 方程式(16)則φ(t)=φ1+πη·Σk=1-L+11dk·q(t-k·T)]]>方程式(17)其中，Φ1系定義如下φ1(t)=πη·Σk=-∞1-Ldk·q(t-k·T)]]>方程式(18)本發(fā)明之原則乃是基于藉由一過零檢測器而檢測該已接收信號(hào)的過零(zero crossings)，而在前述的該CPFSK信號(hào)模型中，當(dāng)接下來的情況獲得滿足時(shí)，則在該等四相分量(quadrature components)Re{x(t)}以及Im{x(t)}中的過零乃會(huì)發(fā)生在時(shí)間ti(i＝0，1，2，...)ω0·ti+φ(ti)=i·π2]]>方程式(19)圖1D系顯示在圖1B中所顯示之該已頻率調(diào)制之載波振蕩的該過零，在圖1所顯示的實(shí)例中，該等包括該數(shù)據(jù)符號(hào)1的符號(hào)時(shí)鐘循環(huán)的每一個(gè)系會(huì)具有六個(gè)過零，且同時(shí)，該等包括該數(shù)據(jù)符號(hào)1的符號(hào)時(shí)鐘循環(huán)的每一個(gè)則是會(huì)具有四個(gè)過零，此即表示，該過零并非總是發(fā)生在相同的時(shí)間間隔，所以，為了調(diào)制的目的，在該等過零之間的該等時(shí)間間隔系可以加以決定，并且，系可以用于檢測該等數(shù)字資料符號(hào)。
根據(jù)本發(fā)明，一序列{zi}乃是計(jì)算自用于該已頻率調(diào)制之已接收信號(hào)之解調(diào)制的該等過零的該等時(shí)間ti，而在此例子中，在該序列{zi}中的每一個(gè)序列組件zi皆是計(jì)算自在兩個(gè)連續(xù)過零之該等時(shí)間ti以及ti+1之間的差異ti+1-ti，接下來的信號(hào)模型系可以從方程式(6)至(19)推導(dǎo)而得zi=Σk-∞∞dk·hi,k]]>方程式(20)在此例子中，該數(shù)據(jù)符號(hào)序列{dk}系表示該等數(shù)據(jù)符號(hào)dk的順序，而藉此，該載波振蕩乃會(huì)在該發(fā)射端進(jìn)行頻率調(diào)制，再者，根據(jù)方程式(20)，一序列組件zi系可以獲得自具有一系數(shù)序列{hi，k}的該數(shù)據(jù)符號(hào)序列{dk}的回旋，其中，該指數(shù)i對一個(gè)回旋而言是固定的，該等指數(shù)i以及k則是在每一個(gè)例子中皆為自然數(shù)。
所呈現(xiàn)之信號(hào)模型作為基礎(chǔ)的該方程式(20)在該等系數(shù)hi，k以及該等序列組件zi假定，舉例而言，為下列形式時(shí)，系可以獲得滿足hi，k＝2η·[q(ti+1-k·T)-q(ti-k·T)方程式(21)zi=1-2ω0π·(ti+1-ti)]]>方程式(22)由于該基礎(chǔ)脈沖形狀g(t)系具有一緊密的載波
，因此，該等系數(shù)hi，k系有關(guān)于該指數(shù)k而受到限制。
根據(jù)該模型，該等方程式(20)至(22)乃可以利用該等序列組件zi之每一個(gè)系皆藉由來自該等數(shù)據(jù)符號(hào)dk的一過濾操作而加以獲得的方式來進(jìn)行解釋，其中，該等系數(shù)hi，k系為該該等過濾系數(shù)，在此例子中，該等系數(shù)hi，k并不固定，而是隨著時(shí)間變化。
若是該帶通信號(hào)x(t)系在該發(fā)射端以及該接收器之間，經(jīng)由空氣接口，在沒有任何干擾的情形下進(jìn)行發(fā)射時(shí)，則方程式(20)將總是會(huì)獲得滿足，然而，若是該帶通信號(hào)x(t)在發(fā)射期間受到干擾時(shí)，則會(huì)在該接收器端產(chǎn)生用于該等序列組件zi之不滿足方程式(20)的數(shù)值，不過，為了使得其有可能決定該已發(fā)射資料符號(hào)序列{dk}，因此，利用最小平方差的認(rèn)知，一最小程序乃會(huì)依照接下來的防護(hù)而加以實(shí)行||zi-Σk=-∞∞dk·hik||2=Σi=-∞∞|zi-Σk=-∞∞dk·hi,k|2→min]]>方程式(23)因此，其系必須自該等可能的資料符號(hào)序列中發(fā)現(xiàn)該項(xiàng)次(23)為一最小值的數(shù)據(jù)符號(hào)序列{dk}。
該維特比算法乃是以一修飾的形式而加以使用，以有效地解決此最小化問題。
在此例子中，在該籬笆圖(trellis diagram)中的該些節(jié)點(diǎn)系位在該符號(hào)時(shí)鐘循環(huán)邊界處，然而，該等分支矩陣數(shù)值(branch metricvalues)并不會(huì)為了該等符號(hào)時(shí)鐘循環(huán)邊界，而是會(huì)為了該等時(shí)間ti而加以計(jì)算，僅有ADD操作會(huì)為了在該等時(shí)間ti以及ti+1之間的過渡而加以實(shí)行，為此，在計(jì)算完該等分支矩陣數(shù)值之后，兩個(gè)時(shí)間ti以及ti+1則都會(huì)落在一個(gè)符號(hào)時(shí)鐘循環(huán)之中，至于COMPARE以及SELECT操作則是僅有在一符號(hào)時(shí)鐘循環(huán)邊界被忽略的時(shí)候，才會(huì)在該等ADD操作之外另外加以實(shí)行。
在圖1D中，藉由該過零檢測器所測量之該已頻率調(diào)制之已接收信號(hào)的該等過系為了該前兩個(gè)符號(hào)時(shí)鐘循環(huán)而進(jìn)行編號(hào)，根據(jù)本發(fā)明的該程序系可以利用這些過零作為基礎(chǔ)而加以了解，分支矩陣數(shù)值系會(huì)為了該等時(shí)間t2至t6而加以計(jì)算，并且僅有ADD操作會(huì)接著加以實(shí)行，因?yàn)樵摰认嚓P(guān)的過零全部都落在一個(gè)符號(hào)時(shí)鐘循環(huán)的范圍之中，該符號(hào)時(shí)鐘循環(huán)邊界并不會(huì)在該第一以及該第二符號(hào)時(shí)鐘循環(huán)之間被忽略，直到過渡到時(shí)間t7為止，因此，分支矩陣數(shù)值即會(huì)進(jìn)行計(jì)算，ADD，COMPARE，以及SELECT操作系會(huì)為了時(shí)間t7而加以實(shí)行，而對時(shí)間t8至t10來說，分支矩陣數(shù)值系會(huì)加以計(jì)算，并且僅ADD操作會(huì)加以實(shí)行。
圖2系顯示根據(jù)本發(fā)明之裝置的一示范性實(shí)施例的一示意圖例，一檢測器，一序列產(chǎn)生器2，以及一計(jì)算單元3系以所敘述的順序進(jìn)行串聯(lián)連接，其中，該檢測器1系會(huì)被饋送以一已頻率調(diào)制之已接收信號(hào)，并且，乃會(huì)檢測在該已接收信號(hào)中之該等過零的時(shí)間ti，該序列產(chǎn)生器2系會(huì)自時(shí)間ti產(chǎn)生該序列{zi}，自此，該計(jì)算單元即會(huì)(藉由上述之該已修飾維特比算法而)重建已為了該發(fā)射信號(hào)之調(diào)制而被使用在該發(fā)射端的該數(shù)據(jù)符號(hào)序列{dk}。
權(quán)利要求
1.一種解調(diào)制一模擬接收信號(hào)的裝置，其中所述模擬接收信號(hào)乃在發(fā)射端以數(shù)據(jù)符號(hào)序列{dk}而進(jìn)行頻率調(diào)制，所述裝置包括-一檢測器(1)，用于過零(zero crossings)該已接收信號(hào)；-一序列產(chǎn)生器(2)，用于產(chǎn)生一序列{zi}，其中，一序列組件zi乃是在相關(guān)于兩個(gè)連續(xù)過零的時(shí)間ti以及ti+1間的差值ti+1-ti的一函數(shù)；以及-一計(jì)算單元(3)，用于重建該數(shù)據(jù)符號(hào)序列{dk}，其中，數(shù)據(jù)符號(hào)序列乃是選自當(dāng)作會(huì)被尋找的資料符號(hào)序列{dk}的可能資料符號(hào)序列，其中，在該序列{zi}以及一在該接收器端所計(jì)算的序列間的歐氏距離(Euclidean distance)乃為最小的數(shù)據(jù)符號(hào)序列{dk}，其中，在該已計(jì)算序列中的每一個(gè)序列組件對指數(shù)k而言乃是形成自具有一系數(shù)序列{hi，k}的數(shù)據(jù)符號(hào)序列{dk}的回旋，以及其中，該等系數(shù)序列{hi，k}乃是獲自該等時(shí)間ti。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述之裝置，其特征在于，-一維特比算法乃于該計(jì)算單元(3)中加以執(zhí)行。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述之裝置，其特征在于，-藉由該數(shù)據(jù)符號(hào)序列{dk}而把該模擬已接收信號(hào)的該頻率調(diào)制乃被理解為被饋送進(jìn)入該等系數(shù)hi，k所存在的一濾波器中的數(shù)據(jù)符號(hào)序列{dk}，并且，其乃會(huì)藉由該等系數(shù)序列{hi，k}的該數(shù)據(jù)符號(hào)序列{dk}的回旋而在該輸出側(cè)上產(chǎn)生該序列{zi}。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述之裝置，其特征在于，-在該計(jì)算單元(3)乃具有一籬笆圖(trellis diagram)，而其節(jié)點(diǎn)乃代表該等過濾狀態(tài)，其中，于籬笆圖中垂直排列的節(jié)點(diǎn)乃會(huì)相關(guān)于相同的符號(hào)時(shí)鐘循環(huán)邊界；-該計(jì)算單元(3)乃會(huì)計(jì)算發(fā)射矩陣數(shù)值，并且在時(shí)間ti以及ti+1落在相同的符號(hào)時(shí)鐘循環(huán)之中時(shí)，其乃會(huì)為了一時(shí)間ti+1而實(shí)行ADD操作，但不會(huì)實(shí)行COMPARE或SELECT操作；以及-該計(jì)算單元(3)乃會(huì)計(jì)算發(fā)射矩陣數(shù)值，并且在一符號(hào)資料循環(huán)邊界跨越在時(shí)間ti以及ti+1間時(shí)，其乃會(huì)在時(shí)間ti+1實(shí)行ADD、COMPARE、以及SELECT操作。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求其中之一或多所述之裝置，其特征在于，-在該序列{zi}中的該等序列組件zi，以及在該等系數(shù)序列{hi，k}中的該等序列組件hi，k乃是利用一zi=Σk-∞∞dk·hi,k]]>的方式而加以定義。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述之裝置，其特征在于，-該等序列組件zi乃是藉由函數(shù)zi=1-2ω0π·(ti+1-ti)]]>而定義，其中，ω0乃是該為調(diào)制信號(hào)的載波頻率；-該等系數(shù)hi，k乃是藉由函數(shù)hi，k＝2η·[q(ti+1-k·T)-q(ti-k·T)而定義，其中，η為調(diào)制指數(shù)，T為符號(hào)時(shí)間持續(xù)時(shí)間，以及q(t)為對基礎(chǔ)脈沖形狀g(t)的積分；以及-該調(diào)制指數(shù)η乃是藉由函數(shù)η=Δω·tπ]]>而定義，以及該對基礎(chǔ)脈沖形狀g(t)的積分q(t)乃是藉由函數(shù)q(t)=1T∫-∞tg(τ)dτ]]>而定義，其中，Δω為調(diào)制移位元。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求其中之一或多所述之裝置，其特征在于，-該裝置以及發(fā)射該已頻率調(diào)制之信號(hào)的該發(fā)射端乃會(huì)進(jìn)行同步化，并且，特別地是他們乃具有用于符號(hào)同步化的單元。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求其中之一或多所述之裝置，其特征在于，-該已頻率調(diào)制的已接收信號(hào)乃是一CPFSK信號(hào)。
9.一種無線數(shù)字通信系統(tǒng)，其特別地乃是以藍(lán)芽標(biāo)準(zhǔn)，DECT標(biāo)準(zhǔn)，或WDCT標(biāo)準(zhǔn)作為基礎(chǔ)，并具有根據(jù)前述權(quán)利要求其中之一或多所述的一裝置。
10.一種解調(diào)制一模擬接收信號(hào)的方法所述模擬接收信號(hào)乃藉由資料的符號(hào)序列{dk}而在發(fā)射端頻率調(diào)制，所述方法包括下列步驟(a)檢測在該已接收信號(hào)中的過零(zero crossings)；(b)產(chǎn)生一序列{zi}，其中，一序列組件zi乃是在相關(guān)于兩個(gè)連續(xù)過零的時(shí)間ti以及ti+1間的差值ti+1-ti的一函數(shù)；以及(c)重建該數(shù)據(jù)符號(hào)序列{dk}，其中，數(shù)據(jù)符號(hào)序列乃是選自當(dāng)作會(huì)被尋找的資料符號(hào)序列{dk}的可能資料符號(hào)序列，其中，在該序列{zi}以及一在該接收器端所計(jì)算的序列間的歐氏距離(Euclidean distance)乃為最小的數(shù)據(jù)符號(hào)序列{dk}，其中，在該已計(jì)算序列中的每一序列組件對指數(shù)k而言乃是形成自具有一系數(shù)序列{hi，k}的數(shù)據(jù)符號(hào)序列{dk}的一回旋，以及其中，該等系數(shù)序列{hi，k}乃是獲自該等時(shí)間ti。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述之方法，其特征在于，-一維特比算法乃會(huì)于該步驟(c)中實(shí)行。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述之方法，其特征在于，-利用該數(shù)據(jù)符號(hào)序列{dk}而把該模擬已接收信號(hào)的該頻率調(diào)制被理解為被饋送進(jìn)入該等系數(shù)hi，k所存在的一濾波器之中的數(shù)據(jù)符號(hào)序列{dk}，并且，其乃會(huì)藉由具有該等系數(shù)序列{hi，k}的該數(shù)據(jù)符號(hào)序列{dk}的回旋而在該輸出側(cè)上產(chǎn)生該序列{zi}。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述之方法，其特征在于，-其節(jié)點(diǎn)代表該等過濾狀態(tài)的一籬笆圖(trellis diagram)乃被用于重建該數(shù)據(jù)符號(hào)序列{dk}，其中，于該籬笆圖中垂直排列的節(jié)點(diǎn)乃會(huì)相關(guān)于相同的符號(hào)時(shí)鐘循環(huán)邊界；-計(jì)算分支矩陣數(shù)值，并且在時(shí)間ti以及ti+1落在相同的符號(hào)時(shí)鐘循環(huán)中時(shí)，其乃會(huì)為了一時(shí)間ti+1而實(shí)行ADD操作，但不會(huì)實(shí)行COMPARE或SELECT操作；以及-計(jì)算分支矩陣數(shù)值，并且在一符號(hào)資料循環(huán)邊界跨越在時(shí)間ti以及ti+1之間時(shí)，其乃會(huì)為了一時(shí)間ti+1而實(shí)行ADD、COMPARE、以及SELECT操作。
14.根據(jù)權(quán)利要求10至13其中之一或多所述之方法，其特征在于，-在該序列{zi}中的該等序列組件zi，以及在該等系數(shù)序列{hi，k}中的該等序列組件hi，k乃是利用一zi=Σk-∞∞dk·hi,k]]>的方式而定義。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述之方法，其特征在于，-該等序列組件zi乃是藉由函數(shù)zi=1-2ω0π·(ti+1-ti)]]>而定義，其中，ω0乃是該為調(diào)制信號(hào)的載波頻率；-該等系數(shù)hi，k乃是藉由函數(shù)hi，k＝2η·[q(ti+1-k·T)-q(ti-k·T)而定義，其中，η為調(diào)制指數(shù)，T為符號(hào)時(shí)間持續(xù)時(shí)間，以及q(t)為對基礎(chǔ)脈沖形狀g(t)的積分；以及-該調(diào)制指數(shù)η乃是藉由函數(shù)η=Δω·tπ]]>而定義，以及該對基礎(chǔ)脈沖形狀g(t)的積分q(t)乃是藉由函數(shù)q(t)=1T∫-∞tg(τ)dτ]]>而定義，其中，Δω為調(diào)制移位元。
16.根據(jù)權(quán)利要求10至15其中之一或多所述之方法，其特征在于，-在實(shí)行該等方法步驟(a)至(c)之前，發(fā)射該已頻率調(diào)制的信號(hào)的該發(fā)射端以及接收該已頻率調(diào)制之信號(hào)的該接收器乃會(huì)進(jìn)行同步化。
17.根據(jù)權(quán)利要求10至16其中之一或多所述之方法，其特征在于，-該已頻率調(diào)制的接收信號(hào)乃是一CPFSK信號(hào)。
全文摘要
本文涉及一種把信號(hào)解調(diào)制的裝置，其中該信號(hào)乃藉由一數(shù)據(jù)符號(hào)序列{d
文檔編號(hào)H03M13/00GK1675907SQ03819653
公開日2005年9月28日 申請日期2003年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月19日
發(fā)明者A·紐鮑爾, J·尼德霍滋 申請人:因芬尼昂技術(shù)股份公司