專利名稱：用于為經(jīng)過脈沖調(diào)制編碼的信號確定脈沖位置的設(shè)備與方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種設(shè)備與方法，用于為一個經(jīng)過脈沖調(diào)制編碼的信號確定一個脈沖位置。
在經(jīng)過一個信道或媒介，如通過一條電線、光纖、無線電頻率(RF)或紅外線來進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程中，有若干因素可以影響被傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信號。雖然本發(fā)明可適用于廣泛范圍的信號處理應(yīng)用并且獨立于傳輸信道，但這里將以其在無線光通信中的應(yīng)用為重點進(jìn)行敘述。
今天，許多設(shè)備及多數(shù)便攜式計算機都配備了用于通信連接的無線紅外裝置。傳統(tǒng)上，根據(jù)其使用的發(fā)射器與接收器是定向還是非定向的，以及其是否依賴于一個在發(fā)射器與接收器之間的不間斷視線路徑的存在，對紅外連接進(jìn)行分類。目前，定向視線連接，此后縮寫為LOS(Line of Sight，視線)，使用得最為廣泛。因為它們使用定向發(fā)射器與接收器，路徑損失最小且多路徑失真通常是微不足道的。一個能夠發(fā)射與接收紅外信號的單元被稱為一個收發(fā)器或收發(fā)器模塊。實際的無線紅外收發(fā)器模塊通常被限定為使用一個光接收器和一個光發(fā)射器，光接收器可能是一個光敏二極管(PD)，而光發(fā)射器可能是一個發(fā)光二極管(LED)。
紅外數(shù)據(jù)協(xié)會(Infrared Data Association)，縮寫為IrDA，開發(fā)出了用于生成短射程(short-range)、點到點的無線紅外連接以在移動設(shè)備之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)。還有一個IrDA標(biāo)準(zhǔn)是“高級紅外(Advanced Infrared)”(AIr)，它介紹了具有增加的距離和角度范圍的多點連接的可能性。當(dāng)前實施的IrDA-AIr標(biāo)準(zhǔn)使用一個具有增加的傳輸距離和角度范圍(發(fā)射/接收特性)的單收發(fā)器模塊，其角度范圍最大可達(dá)120度；還使用一個標(biāo)準(zhǔn)控制器用于處理物理層功能與媒介訪問控制。
然而，對在LOS丟失的條件下運行，這種單收發(fā)器模塊的靈敏度是不夠的，并且，有限的角度范圍不足以在若干移動設(shè)備組成會議桌的情形之下提供完全的LOS連通。這代表使用紅外通信的移動設(shè)備與即將來臨的使用無線電連接，例如基于“藍(lán)牙”標(biāo)準(zhǔn)的移動設(shè)備相比的一個嚴(yán)重缺陷。使用紅外連接的網(wǎng)絡(luò)訪問設(shè)備也為同樣的局限性而困擾。
在理論上，有可能應(yīng)用對來自指向不同方向的光敏二極管陣列的輸出信號進(jìn)行加權(quán)模擬組合(分集接收，diversity reception)來提高角度范圍和信號質(zhì)量。但是，將一個具有360度視場的光敏二極管陣列集中為一個集成收發(fā)器模塊會提高成本并造成很大的元件尺寸以至難以放置在移動設(shè)備中而不使視場模糊。另外，由于干擾光敏二極管產(chǎn)生的弱模擬信號的外部噪音拾取，在一個移動設(shè)備的不同位置放置光敏二極管并將其與傳輸線路連接是不可行的。
美國專利No.5,566,022涉及一個紅外通信系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括多個紅外收發(fā)器，用于通過自由空氣接收和發(fā)射紅外信號。一個電路判斷所接收信號到達(dá)的方向并向一個專用邏輯控制器(DLC)提供該信息，用于注冊的目的，以及控制各個紅外發(fā)射器。
由M.R.Pakravan與M.Kavehard發(fā)表于InternationalJournal of Wireless Information Network，Vol.2，No.4，1995的文章“Design Considerations of Broadband Indoor InfraredWireless Communication Systems”討論了接收器方向與視場對信道參數(shù)的影響。
在1996年6月23日到27日在Dalias舉行的IEEE通信國際會議上，A.P.Tang、J.M.Kahn、Keang-Po Ho所著的論文“Wireless Infrared Commnnication Links using MuIti-BeamTransmitters and Imaging Receivers”中對在紅外連接中使用成像接收器進(jìn)行了分析。
由加州大學(xué)伯克利分校的J.B.Carruthers和J.M.Kahn向IEEE Transaction on Communication提交的研究報告“AngleDeversity Nondirected Wireless Infrared Communication”中討論了對多元素角度分集(angle-diversity)系統(tǒng)的實際考慮。不幸的是，該報告并未為本問題提供一個實際的解決方案，因為它基于高度復(fù)雜與昂貴的與模擬高階信號選擇/集中方案相結(jié)合的光接收器陣列。
由R.T.Valadas、A.R.Tavares、A.M.de Oliveira Duarte發(fā)表于International Journal of Wireless Information Network，Vol.4，No.4，1997的文章“Angle Diversity to Combat theAmbient Noise in Indoor optical Wireless CommunicationSystems”建議了理論上的方法，根據(jù)若干光敏二極管的模擬電流來估計若干信噪比。
所有提及的文獻(xiàn)敘述了若干理論方法及模擬，但沒有對已知技術(shù)問題給出實際的解決方案。
由于通過傳輸媒介的數(shù)據(jù)信號傳輸會產(chǎn)生相位與振幅上的失真，并且加入了噪聲，因此呼喚一種革新方法來以一種可靠快速的方式來改進(jìn)數(shù)字信號的接收。
本發(fā)明的一個目的是克服先有技術(shù)的缺陷。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種方法與設(shè)備，用于為一個經(jīng)過脈沖調(diào)制編碼的信號確定一個脈沖位置。
本發(fā)明還有一個目的是提高接收信號的有效信噪比(SNR)。
本發(fā)明的又一個目的是實現(xiàn)更可靠的通信連接。
本發(fā)明還有另一個目的是提供一個接收器系統(tǒng)和方法，它提供了足夠的，或者甚至是比現(xiàn)有已知安排方案更好的連接覆蓋范圍。
在權(quán)利要求中對本發(fā)明作了定義，以實現(xiàn)本發(fā)明的目的。其中定義了一個設(shè)備與方法，用于為一個經(jīng)過脈沖調(diào)制編碼的信號確定一個脈沖位置。該信號具有至少兩個組成部分一個第一數(shù)字信號和一個第二數(shù)字信號。第一數(shù)字信號被認(rèn)為是具有最優(yōu)信號質(zhì)量的信號，而第二數(shù)字信號被認(rèn)為是具有次優(yōu)信號質(zhì)量的信號。這些數(shù)字信號是由代表以幀形式出現(xiàn)的數(shù)據(jù)的符號組成，其中每個幀包括至少一個報頭字段和一個數(shù)據(jù)字段，報頭字段中含有前同步信號(preamble)。可以假設(shè)，每個接收到的數(shù)字信號包括相同的數(shù)據(jù)，因為每個信號來自相同的數(shù)據(jù)源，即來自相同的發(fā)射器。當(dāng)接收信號源于不同的發(fā)射器時，則假設(shè)所有已發(fā)射的信號都保持同樣的標(biāo)準(zhǔn)化幀形式。
本專利申請涉及另一個專利申請，它題為“用于確定一個數(shù)字信號質(zhì)量的設(shè)備與方法”，與本專利申請同一天受理，目前已轉(zhuǎn)讓給本專利的受讓人，其公開包含于此以供參考。前面提到的專利申請公開了確定數(shù)字信號質(zhì)量的一種方式以及如何選擇至少是具有最優(yōu)信號質(zhì)量的信號，它也被稱為主信道信號(PCS)，以及如何選擇具有次優(yōu)信號質(zhì)量的信號，它也被稱為分集(diversity)信道信號(DCS)。這些信號被選出以進(jìn)行進(jìn)一步的處理，而在三個紅外信道的情況下，最差信號被丟棄。只使用兩個信號是由這樣的觀察來證明的在以視線操作為主的系統(tǒng)中，最多有兩個收發(fā)器將檢測有效信號功率(significant signalpower)。對于每個所選的兩個信號，接收的符號被臨時儲存在寄存器或存儲單元中。對于每個正確或不正確的接收符號的可能的組合，在4-PPM的情況下(四-時隙脈沖位置調(diào)制)有28＝256種可能的組合，根據(jù)Baye’s(貝葉斯)概率規(guī)則來確定最可能的正確符號。最可能的正確符號被以一個概率表的形式儲存在一個存儲器中以便讀出。概率表也能夠以計算最可能的正確符號的分立邏輯電路來實施。換句話說，得出一個具有最大后驗概率(aposteriori probability)的符號，代表已經(jīng)實際發(fā)送的最可能的符號，它可以被用于進(jìn)一步的處理，其中每個4-PPM符號代表一個唯一的脈沖位置。當(dāng)脈沖位置從至少兩個數(shù)字符號中得出時，能夠?qū)崿F(xiàn)信噪比(SNR)的一個有效提高，它至少可達(dá)3dB。
當(dāng)概率表是一個非對稱表，優(yōu)選對角非對稱(diagonallyasymmetric)表時，就產(chǎn)生了優(yōu)點表的內(nèi)容對我們有最優(yōu)和次優(yōu)數(shù)字信號的現(xiàn)實條件是合適的。在第一數(shù)字信號顯示一個合法符號的情況下，即第一數(shù)字信號沒有失真或受噪聲的影響，或者噪聲將所發(fā)射的符號修改為另一個合法符號，則可能失真了的第二數(shù)字信號對脈沖位置的確定結(jié)果沒有影響。如果第一數(shù)字信號的質(zhì)量比第二數(shù)字信號的質(zhì)量好，則非對稱表是最適用的。當(dāng)數(shù)字信號有相同的質(zhì)量時，則非對稱表仍然是適用的而沒有太多的性能損失。
如果兩個接收信號的質(zhì)量幾乎是相同的，有利的是使用一個對稱表。
這樣，兩個或多個概率表的一個組合或者甚至是非對稱和對稱表的組合將提高在多信道條件下確定脈沖位置的能力。
也可以使用一個多于兩維的概率表。在這種情況下，可以使用多于兩個的信號，以便確定脈沖位置。
概率表可以被儲存在簡單存儲器中，如一個只讀存儲器(ROM)和/或一個隨機存取存儲器(RAM)。
如果非法符號被邏輯電路或一個概率表的擴展(extension)檢測出來，則產(chǎn)生了這樣的優(yōu)點可以使用該信息以進(jìn)行進(jìn)一步的傳輸，如設(shè)置數(shù)據(jù)速率。
當(dāng)脈沖調(diào)制是脈沖位置調(diào)制(PPM)，優(yōu)選4-PPM調(diào)制時，則產(chǎn)生這樣的優(yōu)點數(shù)據(jù)可以在基帶中被傳輸，因此不需要復(fù)雜的調(diào)制技術(shù)。
下面對本發(fā)明的優(yōu)選實施方案進(jìn)行詳細(xì)描述，僅以舉例的方式，參考以下的示意圖。


圖1顯示了一個安排方案的示意描繪，它帶有三個收發(fā)器、伴隨信號(accompanying signals)、一個信道選擇器，以及用于同步與數(shù)據(jù)檢測的單元。
圖1a顯示了一個同步單元的方塊圖，包括一個數(shù)據(jù)同步檢測器、一個鎖相環(huán)、一個振蕩器和一個前同步檢測器。
圖2顯示了一個信道選擇器的示意描繪，包含每個信道一個抖動評估器(estimator)、一個最小檢測器和一個主多路復(fù)用器，用于選擇一個具有最優(yōu)信號質(zhì)量測量結(jié)果的數(shù)字信號。
圖3顯示抖動評估器的主要模塊圖，包括一個取樣器、一個邊緣檢測器、一個計數(shù)器、一個偏差檢測器和一個泄漏積分器。
圖4顯示了最小檢測器，它比較三個值、為主多路復(fù)用器生成選擇信號并在鎖存器中儲存它們。
圖5顯示了抖動評估器的組成單元，包括一個抖動檢測器和由兩個加法器、一個泄漏因子乘法器、一個正值限幅器(limiter)和一個計時鎖存器構(gòu)成的泄漏積分器。
圖6顯示了一個抖動檢測器的方塊圖，其輸出可以被用于輸送到泄漏積分器，其中抖動檢測器包括邊緣檢測器、計數(shù)器和偏差檢測器，偏差檢測器包括一個加法器、一個絕對值限幅器和一個計時鎖存器(clocked storage latch)。
圖7顯示了一個雙模式邊緣檢測器的電路圖，它包括一個用于邊緣檢測的比較器和四個計時鎖存器來保留最近的四個輸入信號取樣。
圖8顯示了一個安排方案的示意性描繪，它帶有三個收發(fā)器、伴隨信號、一個用于選擇第一數(shù)字信號和第二數(shù)字信號的信道多路復(fù)用器、用于同步的單元和一個依據(jù)本發(fā)明的雙信道數(shù)據(jù)檢測器。
圖9顯示了一個更詳細(xì)的信道多路復(fù)用器的示意描繪，包含每個信道一個抖動評估器、一個最小-最大檢測器、一個分集多路復(fù)用器(diversity multiplexer)和一個信道質(zhì)量比較器。
圖10顯示了最小-最大檢測器的示意圖，它比較三個值，為第一多路復(fù)用電路和第二多路復(fù)用電路生成控制信號，并將其儲存在鎖存器中。
圖11顯示了分集多路復(fù)用器的示意圖，它用來選擇第一數(shù)字信號和第二數(shù)字信號。
圖12顯示了雙信道數(shù)據(jù)檢測器的基本方塊圖，它帶有一個雙信道符號檢測器和一個可變速率數(shù)據(jù)檢測器。
圖13顯示了信道質(zhì)量比較器的方塊圖，它帶有一個抖動多路復(fù)用器、一個抖動范圍量化器、一個存儲器單元、一個加法器、一個比較器和一個計時鎖存器。
圖14顯示了用于選擇第一和第二抖動值的第一和第二抖動多路復(fù)用器。
圖15顯示了一個抖動范圍量化器的示意圖，它帶有三個比較器和數(shù)字邏輯電路。
圖16顯示了雙信道符號檢測器的示意圖，它還被簡單地稱為信道檢測器，它帶有保留第一數(shù)字信號的最后四個取樣的第一存儲單元、保留第二數(shù)字信號的最后四個取樣的第二存儲單元、一個帶有概率表的確定單元、一個除四電路和向鎖存器輸送來保留檢測出的脈沖位置的邏輯電路。
圖17顯示了一個預(yù)先計算出的概率表的例子，它保持4-PPM符號值。
圖18顯示了又一個預(yù)先計算出的概率表的例子，它保持4-PPM符號值。
圖19顯示了又一個安排方案的示意性描繪，它帶有三個收發(fā)器、伴隨信號、用于選擇第一數(shù)字信號和第二數(shù)字信號的信道多路復(fù)用器、用于同步的單元和雙信道數(shù)據(jù)檢測器。
圖20顯示了又一個雙信道數(shù)據(jù)檢測器的基本方塊圖，它帶有雙信道信號檢測器和可變速率數(shù)據(jù)檢測器。
圖21顯示了另一個雙信道符號檢測器的實施方案，其中確定單元包括附加信息表，來指示第一數(shù)字信號的最后四個取樣是否形成一個非法4-PPM符號，以及第二數(shù)字信號的最后四個取樣是否形成一個非法4-PPM符號。
圖22顯示了又一個雙信道符號檢測器的實施方案，其中非法符號檢測器生成信息來指示第一數(shù)字信號的最后四個取樣是否形成一個非法4-PPM符號，以及第二數(shù)字信號的最后四個取樣是否形成一個非法4-PPM符號。
附圖僅為描繪的目的而提供，并不代表本發(fā)明實際例子的范圍。
雖然本發(fā)明可適用于一個范圍廣泛的信號處理應(yīng)用，但這里將集中描述其在無線光通信方面的應(yīng)用，即紅外通信應(yīng)用。在敘述本發(fā)明的實施方案之前，依據(jù)本發(fā)明，一些基礎(chǔ)概念將被引入。
PPM-脈沖位置調(diào)制依據(jù)本發(fā)明，使用了一個脈沖位置調(diào)制方案，此后縮寫為PPM。應(yīng)當(dāng)注意到，可以使用其他調(diào)制方案來取代，特別有利的是脈沖調(diào)制，如游程長度受限碼，也可縮寫為RLL。PPM提供一個重復(fù)編碼的可變數(shù)據(jù)速率。L-時隙脈沖位置調(diào)制是通過定義一個持續(xù)時間為TD秒的數(shù)據(jù)符號并隨后把符號再細(xì)分為一組L個持續(xù)時間為TD/L秒的相等時間間隙而實現(xiàn)的，如L＝2，4，8，16，這些時隙也被稱為“碎片(chip)”。在L-PPM方案中，每個符號只有一個時隙或碎片包含一個脈沖，代表邏輯“一”或“1”。其他碎片不包含脈沖，代表邏輯“零”或“0”。如果基礎(chǔ)被定義為“L＝4”，則結(jié)果的調(diào)制方案被稱為四-時隙脈沖位置調(diào)制或4-PPM。因為在每個4-PPM符號中有四個唯一的位置，四個獨立符號存在于其中，只有一個碎片是邏輯“1”，而其他碎片都是邏輯“0”，這樣就有以下組合1000,0100,0010,0001。這四個符號是在4-PPM中被允許的僅有的合法數(shù)據(jù)符號。每個數(shù)據(jù)符號代表一個單數(shù)據(jù)位對(single data bit pair)的兩個數(shù)據(jù)位，其分別是00，01，10，11。邏輯“1”代表當(dāng)發(fā)射器發(fā)射光時的一個碎片時期，而邏輯“0”則代表一個沒有光發(fā)射的碎片時期。
前同步一個數(shù)字信號代表在幀中承載的數(shù)據(jù)，每個幀包括至少一個數(shù)據(jù)字段和一個包含前同步信號的報頭字段。前同步信號包括一個周期性符號序列來允許初始的載波偵聽、符號時鐘同步和一個鎖相環(huán)所進(jìn)行的碎片時鐘相位捕捉，鎖相環(huán)也稱為PLL。這尤其意味著，前同步被用于獲得一個數(shù)字接收與處理單元的初始相關(guān)同步，它是通過對一個周期性脈沖序列的傳輸而實現(xiàn)的。一個知道每個符號包含多少個時隙的接收站能夠在一定時間后對脈沖序列周期進(jìn)行檢測。進(jìn)而，接收站使用PLL調(diào)整其時隙或碎片時鐘相位。前同步包括對以下合法4-PPM符號P的多次重復(fù)傳輸，最好是128或者更多，P＝1000。如果對附加信息傳輸有用或有幫助，其他的每個組合也是可能的。在前同步信號之后可以跟隨一個同步字段、一個控制字段、數(shù)據(jù)字段或其他字段。
下面給出對附圖的一個詳細(xì)描述，其中使用相同的參考號碼來表示相同或相似的部分。依據(jù)圖1到7，描述了一種確定數(shù)字信號質(zhì)量的方式。該部分有助于理解本發(fā)明，其中應(yīng)用了兩個最優(yōu)數(shù)字信號。參考圖8到22，本發(fā)明的幾個實施方案公開于此。
圖1顯示了一個安排方案的示意描繪，它帶有三個收發(fā)器，分別標(biāo)記為TR1、TR2、TR3；伴隨輸出信號，分別標(biāo)記為S1、S2、S3；一個信道選擇器60和同步單元6以及單信道數(shù)據(jù)檢測單元7。三個收發(fā)器中的每一個向信道選擇器60發(fā)送一個二進(jìn)制量化信號，信道選擇器60將一個帶有最優(yōu)信號質(zhì)量測量結(jié)果的數(shù)字信號發(fā)送到同步單元6和單信道數(shù)據(jù)檢測器7，該信號被稱為主信道信號，此后縮寫為PCS。同步單元6將第一控制信號和第一時鐘信號輸送到信道選擇器60，其中第一控制信號此后縮寫為CTL1，第一時鐘信號縮寫為CLK1。同步單元6還將第二控制信號和第二時鐘信號輸送到單信道數(shù)據(jù)檢測器7，其中第二控制信號此后縮寫為CTL2，第二時鐘信號此后縮寫為CLK2。后者(單信道數(shù)據(jù)檢測器7)輸出一個標(biāo)記為RD的接收數(shù)據(jù)信號，以及一個標(biāo)記為CLK3的第三時鐘信號。單信道數(shù)據(jù)檢測器7還接收一個標(biāo)記為RR的控制信號輸入，它載有關(guān)于數(shù)據(jù)速率降低因子的信息。同步單元6和單元信道數(shù)據(jù)檢測單元7通常是控制模塊8的一部分，控制模塊8還包含進(jìn)一步的接收和發(fā)送功能。在另一個實施方案中，信道選擇器60、同步單元6和單信道數(shù)據(jù)檢測器7都可以被整合在這樣一個控制模塊8之內(nèi)。隨后，將對信道選擇器60和同步單元6進(jìn)行詳細(xì)描述。
圖1a更詳細(xì)地顯示了圖1中所介紹的同步單元6，它包括一個數(shù)據(jù)同步檢測器，標(biāo)記為DSD；一個鎖相環(huán)，標(biāo)記為PLL；一個振蕩器，標(biāo)記為OSC和一個前同步檢測器，標(biāo)記為PD。同步單元6將PCS作為輸入，并輸出控制信號CTL1和CTL2，以及時鐘信號CLK1和CLK2。
圖2更詳細(xì)地顯示了信道選擇器60，它也被簡稱為選擇器60，它包含三個信道每個信道一個抖動評估器2、一個最小檢測器62和一個用于選擇PCS的主多路復(fù)用器64。三個抖動評估器2的每一個都接收一個二進(jìn)制輸入信號，標(biāo)記為S1、S2和S3；并且輸出一個信道質(zhì)量測量結(jié)果，分別標(biāo)記為J1、J2和J3。這些信道質(zhì)量測量結(jié)果J1、J2和J3被送入最小檢測器62，并由其進(jìn)行評估以生成選擇信號，標(biāo)記為M1和M2，它們在主多路復(fù)用器64的輸出端選擇PCS。三個抖動評估器2都被時鐘信號CLK1驅(qū)動，而最小檢測器62使用控制信號CTL1及時鐘信號CLK1。接著，將對抖動評估器2和最小檢測器62進(jìn)行詳細(xì)敘述。
圖3顯示了抖動評估器2的主要模塊，它具有一個取樣器10、一個邊緣檢測器20、一個計數(shù)器30、一個偏差檢測器40和一個泄漏積分器50。取樣器10統(tǒng)一對一個數(shù)字信號進(jìn)行取樣，該信號是一個二進(jìn)制量化輸入信號，標(biāo)記為S，每個時鐘信號周期進(jìn)行一次，時鐘信號標(biāo)記為CLK。這樣，例如，在一個寬度為125納秒的標(biāo)稱4-PPM脈沖時間范圍之內(nèi)會產(chǎn)生6次取樣。注意，標(biāo)記為CLK的時鐘信號也被送入邊緣檢測器20、計數(shù)器30、偏差檢測器40和泄漏積分器50。而標(biāo)記為CLK的時鐘信號與時鐘信號CLK1是相同的，是由圖1 a中所示的同步單元6發(fā)出的第一時鐘信號。取樣器10將其輸出送入邊緣檢測器20，邊緣檢測器20在其輸出信號中提供在時鐘信號CLK的一個周期中的狀態(tài)變化，標(biāo)記為CE，其中邊緣檢測器20在由取樣器1 0提供的取樣中識別一個已定義的邊緣。邊緣檢測器20的輸出信號CE被輸入計數(shù)器30和泄漏積分器50。在邊緣檢測器20的輸出信號CE中的符合已定義邊緣標(biāo)識的每個狀態(tài)變化會使標(biāo)記為EEC的計數(shù)器30的輸出復(fù)位為0值，否則計數(shù)器30為每個完整的時鐘信號CLK周期對其輸出增加一個整量。偏差檢測器40將計數(shù)器30的輸出EEC與一個標(biāo)記為EEC0的預(yù)存參考值相比較，并確定瞬時偏差值RJ＝EEC-EEC0。偏差檢測器40進(jìn)一步處理瞬時偏差值RJ，第一步是只保持其數(shù)值(絕對值)|RJ|，第二步是在數(shù)值|RJ|超過一個已定義的最大值|RJ|MAX時，以|RJ|MAX來限制該數(shù)值(|RJ|)。因此，當(dāng)|RJ|＜|RJ|MAX時，標(biāo)記為PJ的偏差檢測器40輸出被確定為PJ＝|RJ|，或者，當(dāng)|RJ|≥|RJ|MAX時，PJ＝|RJ|MAX。由偏差檢測器40產(chǎn)生的輸出PJ與泄漏積分器50的輸入是相同的，泄漏積分器50的輸出J提供對加在取樣器10上的輸入信號S的信號質(zhì)量測量。泄漏積分器50的輸出也被反饋回邊緣檢測器20來控制已定義邊緣檢測的條件。接下來，將對邊緣檢測器20、偏差檢測器40和泄漏積分器50進(jìn)行更詳細(xì)的敘述。
圖4詳細(xì)顯示了一個最小檢測器62，它使用分別標(biāo)記為CP1、CP2和CP3的三個比較器比較分別標(biāo)記為J1、J2和J3的三個輸入值，比較器向分別標(biāo)記為O1、O2和O3的比較器輸出賦予二進(jìn)制值。從這些輸出值中，通過使用數(shù)字邏輯電路并將選擇信號儲存在標(biāo)記為PL的鎖存器中為主多路復(fù)用器64生成選擇信號，鎖存器PL是受預(yù)先定義的時鐘信號CLK1和控制信號CTL1驅(qū)動的。注意，比較器CP1、CP2或CP3的輸出只有在比較器標(biāo)記為“+”的正輸入值大于標(biāo)記為“□”的負(fù)輸入值時才被確證(assert，即獲得數(shù)字邏輯“真”值)。
圖5顯示了抖動評估器2的結(jié)構(gòu)，它帶有抖動檢測器22和泄漏積分器50，泄漏積分器50由兩個加法器52、53，一個泄漏因子乘法器54，一個正值限幅器55和一個計時鎖存器56構(gòu)成，抖動檢測器22將在圖6中進(jìn)行更詳細(xì)的描述。抖動評估器2接收一個標(biāo)記為Sn/S的二進(jìn)制量化輸入信號，以及一個前面定義的時鐘信號CLK1，它在內(nèi)部標(biāo)記為CLK，并且，它將標(biāo)記為PJ的輸出送入泄漏積分器50。泄漏積分器50根據(jù)下面的基本公式來操作Ji＋1＝(1－β)×Ji＋(β×ΔJi)＝Ji＋β×(ΔJi－Ji)其中Ji是一些在時刻τi有效的值，Ji＋1是一些在時刻τi＋1有效的值，β是在范圍0＜β≤1內(nèi)的泄漏因子，最好具有以2為底的冪的形式，2-m，m＝0，1，2，…，ΔJi是在時刻有效的一些增加值。注意，在初始時刻τ0的Ji值J0典型地被設(shè)為定義為正值限幅器55最大輸出的值；例如，根據(jù)圖5，J0＝4，因為標(biāo)記為LNJ的正值限幅器55的輸出看起來是被限制為4。在泄漏積分器50的各組成單元之間的信號連接通過下面的公式被定義Jn＝J←LNJ＝f(NJ)，其中NJ＝J＋β×PJD＝J＋β×(PJ－J)F(NJ)代表正值限幅器55的函數(shù)，變量Jn、J、LNJ、NJ和PJD是圖5中所示的信號標(biāo)記。還要注意，在上述更新公式中使用的朝左箭頭←表示一個時鐘引發(fā)的鎖存器56輸出更新。無論如何標(biāo)記為CLK的時鐘信號是否根據(jù)鎖存器56標(biāo)記為EN的激活輸入的狀態(tài)而為鎖存器56激活，EN與標(biāo)記為CE的抖動檢測器22的輸出是相同的。還有，根據(jù)為β所選的值和用來代表在抖動評估器2中的標(biāo)記信號變量的邏輯數(shù)據(jù)位數(shù)目，正值限幅器55可能不是必須的；在這種情況下，LNJ＝f(NJ)＝NJ。進(jìn)而，抖動評估器2的初始輸出值應(yīng)當(dāng)在初始時刻τ0被加載到鎖存器56中去，這樣，例如，Jn＝J←J0＝4。注意，標(biāo)記為J的泄漏積分器50輸出也被反饋回抖動檢測器22來控制已定義邊緣檢測條件。接下來，將對抖動檢測器22進(jìn)行更詳細(xì)的敘述。
圖6顯示了在圖5中所介紹的抖動檢測器22的詳細(xì)示意圖，其輸入為二進(jìn)制量化信號S，信號質(zhì)量測量結(jié)果J和與前面定義的時鐘信號CLK1相同的時鐘信號CLK，它是由圖1a中所示的同步單元6發(fā)出的第一時鐘信號。抖動評估器22的輸出標(biāo)記為PJ和CE，它們被圖5中所示的泄漏積分器50所使用。抖動檢測器22是由將在圖7中詳細(xì)顯示的一個邊緣檢測器20、一個計數(shù)器30和一個偏差檢測器40所組成的，偏差檢測器40包括一個加法器44、一個絕對值限幅器42和一個鎖存器43。邊緣檢測器20提供在時鐘信號CLK的一個周期內(nèi)在其輸出信號中的狀態(tài)變化，標(biāo)記為CE，其中邊緣檢測器20在來自輸入信號S的取樣中識別一個已定義邊緣；輸出信號CE也被輸送到計數(shù)器30和鎖存器43。注意，標(biāo)記為CLK的時鐘信號也被送入計數(shù)器30和在偏差檢測器40中的鎖存器43。在邊緣檢測器20輸出信號中與一個已定義邊緣標(biāo)識一致的每個狀態(tài)變化都將標(biāo)記為EEC的計數(shù)器30輸出復(fù)位為0值，否則計數(shù)器30為每個完整的時鐘信號CLK周期對其輸出增加一個整量。加法器44用一個表示為EEC0的預(yù)存參考值對計數(shù)器30輸出的計數(shù)EEC進(jìn)行比較，并確定瞬時偏差值RJ＝EEC-EEC0。正值限幅器42進(jìn)一步處理瞬時偏差值RJ，第一步是只保持其數(shù)值(絕對值)|RJ|，第二步是當(dāng)數(shù)值|RJ|超過一個已定義的最大值|RJ|MAX時，將該數(shù)值|RJ|限制為|RJ|MAX。因此，標(biāo)記為LPJ的正值限幅器42的輸出被確定為當(dāng)|RJ|＜|RJ|MAX時，LPJ＝|RJ|，或者，當(dāng)|RJ≥|RJ|MAX時，LPJ＝|RJ|MAX。注意，由偏差檢測器40所產(chǎn)生的輸出PJ與鎖存器43的輸出相同，鎖存器43的輸入是由絕對值限幅器42以標(biāo)記為LPJ的輸出形式提供的。無論如何標(biāo)記為CLK的時鐘信號是否根據(jù)鎖存器43標(biāo)記為EN的激活輸入的狀態(tài)而為鎖存器43激活，EN與標(biāo)記為CE的邊緣檢測器20的輸出是相同的。接著，將對邊緣檢測器20進(jìn)行更詳細(xì)的敘述。
圖7顯示了一個邊緣檢測器20的電路圖，它以兩種模式來工作，其輸出被標(biāo)記為CE，它包括一個標(biāo)記為CP的比較器，CP標(biāo)記為EDC的輸出根據(jù)一個標(biāo)記為JT的預(yù)存門限值來控制已定義邊緣檢測的條件。邊緣檢測器20還包括四個鎖存器，以L1、L2、L3和L4來表示，用于保留對二進(jìn)制量化輸入信號S的最近四個取樣。這里，標(biāo)記為L1的第一鎖存器也充當(dāng)一個取樣器10。其他輸入還有信號質(zhì)量測量結(jié)果J和驅(qū)動鎖存器的時鐘信號CLK，CLK與前面定義的時鐘信號CLK1相同，CLK1是圖1a中所示的同步單元6發(fā)出的第一時鐘信號。分別用二進(jìn)制變量λn，n＝1，2，3，4，來代表鎖存器Ln，n＝1，2，3，4，所儲存的二進(jìn)制內(nèi)容，并將存儲向量定義為Γ＝[λ1，λ2，λ3，λ4，]，其中λn∈{0，1}，n＝1，2，3，4。進(jìn)一步假設(shè)，標(biāo)記為CE的邊緣檢測器20輸出和標(biāo)記為EDC的比較器CP輸出都是出自集合{0，1}的二進(jìn)制值。那么，當(dāng)a)Γ＝[1，1，1，0]且EDC＝0時，或者，b)Γ＝[x，x，1，0]且EDC＝1時，邊緣檢測器20輸出CE＝1，表示檢測到一個已定義的邊緣，其中x表示一個“不用在意(don，t care)”的值；在所有其他情況下CE＝0，表示沒有檢測到已定義的邊緣。注意，當(dāng)比較器CP的輸入為JT＞J時，EDC＝1，否則，EDC＝0。可以發(fā)現(xiàn)，使用如上面所解釋的兩種不同的邊緣檢測模式能夠提高信道質(zhì)量測量結(jié)果J的分辨率(resolution)。
圖8顯示了一個安排方案的示意性描繪，它帶有三個分別標(biāo)記為TR1、TR2、TR3的收發(fā)器和標(biāo)記為S1、S2、S3的伴隨信號，伴隨信號被送入一個接收器系統(tǒng)80，該系統(tǒng)包括一個信道多路復(fù)用器70，這里也將其簡稱為選擇器70，一個同步單元6和一個雙信道數(shù)據(jù)檢測器100。這三個收發(fā)器的每一個都向信道多路復(fù)用器70發(fā)出一個二進(jìn)制量化信號，而信道多路復(fù)用器70發(fā)出第一數(shù)字信號，該信號被稱為第一組成部分(component)或主信道信號，此后縮寫為PCS，它代表具有最優(yōu)信號質(zhì)量測量結(jié)果的接收信號；信道多路復(fù)用器70還發(fā)出第二數(shù)字信號，它被稱為第二組成部分或分集(diversity)信道信號，此后縮寫為DCS，它代表具有次優(yōu)信號質(zhì)量測量結(jié)果的接收信號；以上兩種信號輸出(PCS，DCS)被用于雙信道數(shù)據(jù)檢測器100的進(jìn)一步處理。通過使用PCS以及DCS，與僅使用PCS的單信道數(shù)據(jù)檢測器7相比，雙信道數(shù)據(jù)檢測器100一般可以實現(xiàn)改進(jìn)的誤碼率性能。PCS也與同步單元6相連接，該同步單元6與圖1a中已介紹并描述過的同步單元6是相同的。同步單元6向信道多路復(fù)用器70輸送一個第一控制信號，此后縮寫為CTL1，以及第一時鐘信號，此后縮寫為CLK1。同步單元6還向雙信道數(shù)據(jù)檢測器100輸送一個第二控制信號，此后縮寫為CTL2，以及一個第二時鐘信號，此后縮寫為CLK2；后者(雙信道數(shù)據(jù)檢測器100)還接收一個來自信道多路復(fù)用器70的控制信號，標(biāo)記為ECF。雙信道數(shù)據(jù)檢測器100輸出一個標(biāo)記為RD的接收數(shù)據(jù)信號，和一個標(biāo)記為CLK4的第四時鐘信號。雙信道數(shù)據(jù)檢測器100還接收一個載有關(guān)于數(shù)據(jù)速率降低因子信息的控制信號作為輸入，該信號標(biāo)記為RR。同步單元6和雙信道數(shù)據(jù)檢測器100可以是某些控制器模塊的一部分，該控制器模塊包含進(jìn)一步的接收與發(fā)送功能。在圖8示意的另一個實施方案中，信道多路復(fù)用器70、同步單元6和雙信道數(shù)據(jù)檢測器100可以被全部整合在這樣一個控制器模塊中。接著，將對信道多路復(fù)用器70和雙信道數(shù)據(jù)檢測器100進(jìn)行更詳細(xì)的描述。
圖9更詳細(xì)地顯示了信道多路復(fù)用器70，它包含三個信道每個信道一個的抖動評估器2、一個最小-最大檢測器72和一個用于PCS和DCS的選擇的分集多路復(fù)用器74。三個抖動評估器，每個都接收一個二進(jìn)制輸入信號，標(biāo)記為S1、S2和S3，并分別輸出標(biāo)記為J1、J2和J3的信道質(zhì)量測量結(jié)果；二進(jìn)制輸入信號S1、S2和S3還與分集多路復(fù)用器74相連。由最小-最大檢測器72對信道質(zhì)量測量結(jié)果J1、J2和J3進(jìn)行評估以生成在分集多路復(fù)用器74的輸出端選擇PCS的選擇信號M1和M2，以及選擇DCS的選擇信號M3和M4。三個抖動評估器2全都受時鐘信號CLK1的驅(qū)動，并且最小-最大檢測器72使用控制信號CTL1和時鐘信號CLK1。注意，在該方案中所使用的抖動評估器2與前面參考本敘述的附圖5、6和7詳細(xì)描述過的抖動評估器2是相同的。信道多路復(fù)用器70中可以增加一個信道質(zhì)量比較器73，它輸出進(jìn)一步的控制信號ECF并接收時鐘信號CLK1、控制信號CTL1、信道質(zhì)量測量結(jié)果J1、J2和J3，以及選擇信號M1、M2、M3和M4。進(jìn)一步的控制信號ECF可以被雙信道數(shù)據(jù)檢測器100所使用。接著，將對最小-最大檢測器72、分集多路復(fù)用器74和可選信道質(zhì)量比較器73進(jìn)行更詳細(xì)的敘述。
圖10詳細(xì)顯示了最小-最大檢測器72，它使用三個分別標(biāo)記為CP1、CP2和CP3的比較器來比較三個標(biāo)記為J1、J2和J3的輸入值，為其輸出賦予二進(jìn)制值，其輸出標(biāo)記為O1、O2和O3。從這些輸出值中為分集多路復(fù)用器74產(chǎn)生標(biāo)記為M1、M2、M3和M4的選擇信號，這是通過使用數(shù)字邏輯電路并將選擇信號儲存在標(biāo)記為PL的鎖存器中而完成的，鎖存器PL是由前面定義的時鐘信號CLK1和控制信號CTL1來驅(qū)動的。注意，比較器CP1、CP2或CP3的輸出只有在比較器標(biāo)記為“+”的正輸入值大于其標(biāo)記為“-”的負(fù)輸入值時才被確證(即獲得數(shù)字邏輯“真”值)。
圖11顯示了分集多路復(fù)用器74的示意圖，它帶有標(biāo)記為S1、S2和S3的輸入，由標(biāo)記為MUX1的第一多路復(fù)用器電路和標(biāo)記為MUX2的第二多路復(fù)用電路構(gòu)成，MUX1根據(jù)選擇信號M1和M2來選擇PCS，而MUX2根據(jù)選擇信號M3和M4來選擇DCS。
圖12顯示了在圖8中所介紹的雙信道數(shù)據(jù)檢測器100的基本模塊，它包括一個雙信道符號檢測器101，此后簡稱為信道檢測器101，該檢測器用于確定一個基于加在其輸入端的PCS和DCS的脈沖位置，標(biāo)記為DDS；它還包括一個可變速率數(shù)據(jù)檢測器103，設(shè)計用于處理脈沖位置信息。在本實施方案中，由信道檢測器101確定的脈沖位置就是4-PPM符號的脈沖位置。信道檢測器101向可變速率數(shù)據(jù)檢測器103提供一個標(biāo)記為CLK3的第三時鐘信號，它還接收一個標(biāo)記為ECF的輸入，該輸入是由信道多路復(fù)用器70為兩種不同檢測模式的選擇而提供的。信道檢測器101和可變速率數(shù)據(jù)檢測器103都使用由同步單元6提供的時鐘信號CLK2和控制信號CTL2。可變速率數(shù)據(jù)檢測器103輸出一個標(biāo)記為RD的接收數(shù)據(jù)信號和一個標(biāo)記為CLK4的第四時鐘信號，它還進(jìn)一步接收一個標(biāo)記為RR的輸入控制信號，RR載有關(guān)于數(shù)據(jù)速率降低因子的信號。隨后，將對雙信道符號檢測器101進(jìn)行更詳細(xì)的敘述，它也被簡稱為信道檢測器101。
圖13顯示了信道質(zhì)量比較器73的組成元素，它包括一個抖動多路復(fù)用器76、一個抖動范圍量化器75、一個加法器標(biāo)記為ADD、一個存儲器標(biāo)記為ROM、一個比較器標(biāo)記為CP和一個鎖存器標(biāo)記為L。后者(鎖存器L)將其標(biāo)記為ECF的輸出發(fā)送到信道檢測器101去。抖動多路復(fù)用器76接收其來自抖動評估器2的標(biāo)記為J1、J2和J3的輸入，以及來自最小-最大檢測器72標(biāo)記為M1、M2、M3和M4的選擇信號。抖動多路復(fù)用器76輸出主信道抖動和分集信道抖動，主信道抖動此后縮寫為PCJ，它相當(dāng)于包含在PCS中的抖動；分集信道抖動此后縮寫為DCJ，它相當(dāng)于包含在DCS中的抖動。根據(jù)PCJ的值，抖動范圍量化器75為存儲器ROM提供標(biāo)記為JR的地址，存儲器ROM隨后輸出一個標(biāo)記為JRT的門限值。加法器ADD計算差值JD＝DCJ-PCJ，而比較器CP在其輸入JRT＞JD時確證其輸出。根據(jù)控制信號CTL1和時鐘信號CLK1的值，鎖存器L儲存比較器CP的二進(jìn)制輸出值來生成控制信號ECF。
圖14顯示了抖動多路復(fù)用器76的示意圖，它具有標(biāo)記為J1、J2和J3的輸入，并由一個標(biāo)記為MUX3的第三多路復(fù)用電路和一個標(biāo)記為MUX4的第四多路復(fù)用電路構(gòu)成，其中MUX3根據(jù)選擇信號M1和M2選擇PCJ，而MUX4根據(jù)選擇信號M3和M4選擇DCJ。
圖15詳細(xì)顯示了抖動范圍量化器75，它使用三個標(biāo)記為CP1、CP2和C3的比較器從PCJ輸入中為存儲器ROM引出兩個地址位，標(biāo)記為JR＝(a1，a2)，三個比較器分別為其輸出賦予標(biāo)記為O1、O2和O3的二進(jìn)制值。注意，每個比較器CP1、CP2或CP3的輸出只有在比較器標(biāo)記為“+”的正輸入值分別大于加在其標(biāo)記為“-”的負(fù)輸入端的門限值JT1、JT2或JT3時才被確證(即獲得數(shù)字邏輯“真”值)。
圖16顯示了信道檢測器101的一個示意性描繪，它用于根據(jù)前面縮寫為PCS的帶有最優(yōu)信號質(zhì)量測量結(jié)果的第一數(shù)字信號輸入和前面縮寫為DCS的帶有次優(yōu)信號質(zhì)量測量結(jié)果的第二數(shù)字信號輸入來確定在其標(biāo)記為DDS＝[c1，c2，c3，c4]的輸出的脈沖位置。信道檢測器101還包括一個第一存儲單元102，用于儲存至少一個PCS符號；一個第二存儲單元，用于儲存至少一個DCS符號，其中兩個存儲單元都被前面定義的時鐘信號CLK2所驅(qū)動；還有一個確定單元118，它包括至少一個概率表110，在PCS和DCS被接收的情況下，概率表110被用至少一個PCS符號和至少一個DCS符號來定位，從而在確定單元118的輸出端提供兩個標(biāo)記為d1和d2的數(shù)據(jù)位，該輸出被送入4-PPM符號映射電路119來根據(jù)下表生成脈沖位置DDS
代表脈沖位置DDS的四個數(shù)據(jù)位c1，c2，c3和c4被儲存在標(biāo)記為PL的鎖存器中，它由標(biāo)記為CLK3的時鐘信號來驅(qū)動，CLK3由一個除四時鐘除法器105從前面定義的時鐘信號CLK2和控制信號CTL2而得，通過將控制信號CTL2連接在標(biāo)記為RES的除四除法器105的復(fù)位輸入端來進(jìn)行時鐘信號CLK3與4-PPM符號邊界的同步。信道質(zhì)量比較器73還為確定單元118提供一個標(biāo)記為ECF的輸入，用來在標(biāo)記為ROM0和ROM1的兩個不同概率表110之間選擇，以激活不同的檢測模式這里，當(dāng)ECF＝0時，檢測模式ROM0被激活；而當(dāng)ECF＝1時，可選檢測模式ROM1被激活。與一個普通的單信道數(shù)據(jù)檢測器7相比，上述信道檢測器101能夠在信噪比方面實現(xiàn)一個有效的提高。注意，概率表110也可以作為軟件或以計算最可能的正確符號的分立邏輯電路來實施。
圖17以概率表110的形式顯示了確定單元118的內(nèi)容實例，它也被標(biāo)記為ROM0。該表定義了當(dāng)ECF＝0時，確定單元118的地址和內(nèi)容。如圖16所示，由4個PCS取樣和4個DCS取樣構(gòu)成的地址位與其十進(jìn)制值被列在表中，最不重要的(1eastsignificant)數(shù)據(jù)位顯示在最右邊的位置上，其中，4個PCS取樣被保留在第一存儲單元102以L1p，L2p，L3p和L4p表示的鎖存器中；而4個DCS取樣被保留在第二存儲單元104以L1d，L2d，L3d和L4d表示的鎖存器中。每個定位的表條目代表一個4-PPM符號，根據(jù)上面表中定義的4-PPM符號映射規(guī)則，條目的號碼定義了載有脈沖的符號碎片的位置。該概率表ROM_0是一個代表不對稱雙信道符號檢測器101的不對稱概率表110，它是在假設(shè)PCS總是比DCS的質(zhì)量要好的情況下設(shè)計的。
圖18以也被標(biāo)記為ROM_1的概率表110的形式顯示了確定單元118的內(nèi)容的另一個例子。當(dāng)控制信號ECF＝1時，該表定義了確定單元118的地址與內(nèi)容。如圖16所示，由4個PCS取樣和4個DCS取樣構(gòu)成的地址位與其十進(jìn)制值被列在表中，最不重要的(least significant)數(shù)據(jù)位顯示在最右邊的位置上，其中，4個PCS取樣被保留在第一存儲單元102以L1p，L2p，L3p和L4p表示的鎖存器中；而4個DCS取樣被保留在第二存儲單元104以L1d，L2d，L3d和L4d表示的鎖存器中。每個定位的表條目代表一個4-PPM符號，根據(jù)上面表中定義的4-PPM符號映射規(guī)則，條目的號碼定義了載有脈沖的符號碎片的位置。該概率表ROM_1是一個代表對稱雙信道數(shù)據(jù)檢測器101的對稱概率表110，它是在假設(shè)PCS與DCS的質(zhì)量相同的情況下設(shè)計的。
圖19顯示與圖8的安排方案相同的示意描繪，它帶有三個標(biāo)記為TR1、TR2和TR3的收發(fā)器，以及標(biāo)記為S1、S2和S3的伴隨輸出信號，該信號被送入接收器系統(tǒng)80，接收器系統(tǒng)80包括信道多路復(fù)用器70、同步單元6和雙信道數(shù)據(jù)檢測器100，區(qū)別在于，在圖19中的雙信道數(shù)據(jù)檢測器100還產(chǎn)生并輸出一個第一信令(signaling)數(shù)據(jù)位和一個第二信令數(shù)據(jù)位，第一信令數(shù)據(jù)位被稱為非法主符號標(biāo)志并標(biāo)記為IPSF，而第二信令數(shù)據(jù)位被稱為非法分集符號標(biāo)志并標(biāo)記為IDSF。接下來，將敘述生成并使用這些附加信號的方式。
圖20顯示了與圖12相同的雙信道數(shù)據(jù)檢測器100基本模塊，它包括信道檢測器101，該檢測器101用于根據(jù)加在其輸入端的PCS和DCS來確定標(biāo)記為DDS的脈沖位置；還包括一個可變速率數(shù)據(jù)檢測器103，設(shè)計用來處理脈沖位置，區(qū)別在于，圖20中的雙信道數(shù)據(jù)檢測器100還生成并輸出一個標(biāo)記為IPSF的第一信令數(shù)據(jù)位和一個標(biāo)記為IDSF的第二信令數(shù)據(jù)位。隨后將敘述生成這些附加信號的方式。
圖21顯示了與圖16相同的信道檢測器101的示意圖，它用于根據(jù)前面縮寫為PCS的帶有最優(yōu)信號質(zhì)量測量結(jié)果的第一數(shù)字信號和前面縮寫為DCS的帶有次優(yōu)信號質(zhì)量測量結(jié)果的第二數(shù)字信號輸入來確定其標(biāo)記為DDS＝[c1，c2，c3，c4]的輸出的脈沖位置，區(qū)別在于，確定單元118不僅包括至少一個如圖16所介紹及圖17所描述的概率表110，還包括一個指示表，它分別輸出一個標(biāo)記為f1的第一指示位和一個標(biāo)記為f2的第二指示位。指示位f1和f2可以被用于分別得出對PCS和DCS的錯誤統(tǒng)計，它可以被用于確定一個4-PPM/可變速率單元中合適的數(shù)據(jù)速率降低因子RR。為清楚起見，指示表以及4-PPM/可變速率單元并未顯示在圖21中。在PCS和DCS被接收時，第一指示位f1僅當(dāng)在第一存儲單元102中的四個取樣代表一個非法4-PPM符號時被確證(即獲得數(shù)字邏輯“真”值)，而第二指示位僅當(dāng)在第二存儲單元104中的四個取樣代表一個非法4-PPM符號時被確證(即獲得數(shù)字邏輯“真”值)。兩個指示位f1和f2都被儲存在標(biāo)記為PL的鎖存器中，鎖存器PL由標(biāo)記為CLK3的時鐘信號驅(qū)動，CLK3由一個除四時鐘除法器1 05從前面定義的時鐘信號CLK2和控制信號CTL2而得，通過將控制信號CTL2連接在標(biāo)記為RES的除四除法器105的復(fù)位輸入端來進(jìn)行時鐘信號CLK3與4-PPM符號邊界的同步。
圖22又顯示了與圖16相同的信道檢測器101的示意圖，它用于根據(jù)前面縮寫為PCS的帶有最優(yōu)信號質(zhì)量測量結(jié)果的第一數(shù)字信號和前面縮寫為DCS的帶有次優(yōu)信號質(zhì)量測量結(jié)果的第二數(shù)字信號輸入來確定其標(biāo)記為DDS＝[c1，c2，c3，c4]的輸出的脈沖位置，區(qū)別在于，本方案額外包含了兩個非法符號檢測器122，它們在這里生成并輸出分別標(biāo)記為f1的第一指示位和標(biāo)記為f2的第二指示位。在PCS和DCS被接收的情況下，第一指示位f1僅當(dāng)在第一存儲單元102中的四個取樣代表一個非法4-PPM符號時被確證(即獲得數(shù)字邏輯“真”值)，而第二指示位僅當(dāng)在第二存儲單元1 04中的四個取樣代表一個非法4-PPM符號時被確證(即獲得數(shù)字邏輯“真”值)。兩個指示位f1和f2都被儲存在標(biāo)記為PL的鎖存器中，鎖存器PL由標(biāo)記為CLK3的時鐘信號驅(qū)動，CLK3從一個除四時鐘除法器105由前面定義的時鐘信號CLK2和控制信號CTL2而得，通過將控制信號CTL2連接在標(biāo)記為RES的除四除法器105的復(fù)位輸入端來進(jìn)行時鐘信號CLK3與4-PPM符號邊界的同步。如上所示，指示位f1和f2可以分別用于得到PCS和DCS的錯誤統(tǒng)計，并允許確定數(shù)據(jù)速率降低因子RR。
本發(fā)明或至少是其部分內(nèi)容可以以硬件、軟件或一個硬件與軟件的結(jié)合體來實現(xiàn)。任何種類的計算機系統(tǒng)或其他適于實現(xiàn)此處所述方法的設(shè)備都是適用的。一個典型的硬件與軟件結(jié)合體可以是一個帶有計算機程序的通用目的計算機系統(tǒng)，當(dāng)程序被加載和執(zhí)行時，它控制計算機系統(tǒng)以實現(xiàn)這里所描述的方法。本發(fā)明也可以被嵌入一個計算機程序產(chǎn)品中，它包括所有支持這里所述方法的實施方案的特性，并且，當(dāng)它被加載到一個計算機系統(tǒng)中時，能夠?qū)崿F(xiàn)這些方法。
在本背景下的計算機程序是指一個指令集以任何語言、代碼或符號的表述，該指令集可以使一個系統(tǒng)具有一種信息處理能力來執(zhí)行一個特定功能，或者直接執(zhí)行，或者在以下兩種情況之一發(fā)生或全部發(fā)生之后執(zhí)行a)向另一種語言、代碼或符號的轉(zhuǎn)換；b)以不同的媒體形式的復(fù)制。
任何公開的實施方案都可以被結(jié)合到所示和/或所述的一個或幾個其他實施方案中。這對實施方案的一個或多個特性來說也是可能的。這里所述并聲明的步驟并不必需以給出的順序來執(zhí)行。該步驟至少可以擴展為以任何其他順序來進(jìn)行。
權(quán)利要求
1.用于為一個經(jīng)過脈沖調(diào)制編碼的信號確定一個脈沖位置的設(shè)備(101)，該信號包括一個第一組成部分(PCS)和一個第二組成部分(DCS)，該設(shè)備包括一個包括一個概率表(110)的確定單元(118)，該概率表(110)用于響應(yīng)第一組成部分(PCS)的至少一個符號和第二組成部分(DCS)的至少一個符號的接收，提供一個代表脈沖位置的值(DDS)。
2.依據(jù)權(quán)利要求1的設(shè)備，還包括一個第一存儲單元(102)，用于儲存第一組成部分(PCS)的至少一個符號；還包括一個第二存儲單元(104)，用于儲存第二組成部分(DCS)的至少一個符號。
3.依據(jù)權(quán)利要求3的設(shè)備，其中該脈沖位置(DDS)是最可能的(most-likely)脈沖位置。
4.依據(jù)權(quán)利要求1的設(shè)備，其中概率表(110)是基于Bayes’(貝葉斯)概率的。
5.依據(jù)權(quán)利要求1的設(shè)備，其中概率表(110)包括一個非對稱表，優(yōu)選一個對角非對稱(diagonally asymmetric)表。
6.依據(jù)權(quán)利要求5的設(shè)備，其中，在第一組成部分(PCS)表示一個合法符號的情況下，則第二組成部分(DCS)對值沒有影響。
7.依據(jù)權(quán)利要求1的設(shè)備，其中第一組成部分(PCS)比第二組成部分(DCS)的質(zhì)量要好。
8.依據(jù)權(quán)利要求1的設(shè)備，其中概率表(110)包括一個對稱表，優(yōu)選對角對稱(diagonally symmetric)表。
9.依據(jù)權(quán)利要求1的設(shè)備，其中概率表(110)包含多于兩維。
10.依據(jù)權(quán)利要求1的設(shè)備，其中概率表(110)是可以儲存在一個存儲器(118)中的，如一個只讀存儲器(ROM)和/或一個隨機存取存儲器(RAM)，并且其中可以使用兩個或多個概率表(110)。
11.依據(jù)權(quán)利要求1的設(shè)備，其中確定單元(118)用一個預(yù)存的公式，優(yōu)選一個基于概率的公式，來得出脈沖位置(DDS)，至少一個第一組成部分(PCS)的符號和至少一個第二組成部分(DCS)的符號代表輸入到公式的信號值。
12.依據(jù)權(quán)利要求1的設(shè)備還包括用于檢測一個非法符號的裝置(122)。
13.依據(jù)權(quán)利要求12的設(shè)備，其中用于檢測一個非法符號的裝置(122)是邏輯電路(122)或一個概率表(110)的擴展(extension)。
14.依據(jù)權(quán)利要求1的設(shè)備，其中信號包括一個紅外信號。
15.依據(jù)權(quán)利要求1的設(shè)備，其中脈沖調(diào)制包括一個脈沖位置調(diào)制(PPM)，優(yōu)選一個4-PPM調(diào)制。
16.一種方法，用于為一個經(jīng)過脈沖調(diào)制編碼的信號確定一個脈沖位置，該信號包括一個第一組成部分(PCS)和一個第二組成部分(DCS)，該方法包括以下步驟通過一個概率表(110)，響應(yīng)至少一個第一組成部分(PCS)符號和至少一個第二組成部分(DCS)的接收，提供一個代表脈沖位置的值(DDS)。
17.依據(jù)權(quán)利要求16的方法，還包括儲存至少一個第一組成部分(PCS)符號和儲存至少一個第二組成部分(DCS)符號的步驟。
18.一種接收方法，包括確定至少兩個數(shù)字信號(S)的質(zhì)量，通過以下步驟來實現(xiàn)對每個數(shù)字信號(S)進(jìn)行取樣，在每個定義的脈沖寬度上進(jìn)行n個取樣，其中n≥1；檢測每個所取樣的數(shù)字信號的一個脈沖的一個邊緣；對邊緣之間的時鐘周期進(jìn)行計數(shù)；用所計數(shù)的時鐘周期(EEC)與一個預(yù)存的參考值(EEC0)進(jìn)行比較，以便輸出一個偏差值(RJ)作為每個數(shù)字信號(S)瞬時質(zhì)量的測量；將偏差值(RJ)輸送到一個絕對值限幅器單元(42)，該絕對值限幅器單元(42)提供一個絕對偏差值(LPJ)并將絕對偏差值(LPJ)輸送到一個鎖存器(43)，該鎖存器(43)輸出絕對偏差值(PJ)；將絕對偏差值(PJ)輸送到一個泄漏積分器(50)，該泄漏積分器(50)輸出一個信號質(zhì)量測量結(jié)果(J)；從至少兩個數(shù)字信號中檢測具有最優(yōu)信號質(zhì)量測量結(jié)果的信號(PCS)和具有次優(yōu)信號質(zhì)量測量結(jié)果的信號(DCS)，并將其定義為第一組成部分(PCS)和第二組成部分(DCS)；選擇第一組成部分(PCS)和第二組成部分(DCS)；并且確定如權(quán)利要求15中所述的脈沖位置。
19.一個接收器系統(tǒng)(80)，包括一個依據(jù)前述權(quán)利要求1到15之一的設(shè)備(101)和一個信道多路復(fù)用器(70)，用于確定至少兩個組成部分(S)的質(zhì)量，該信道多路復(fù)用器(70)包括一個取樣器(10)，使用時鐘周期(CLK)，用于對至少兩個數(shù)字信號(S)取樣，在每個定義脈沖寬度上進(jìn)行n個取樣，其中n≥1；一個邊緣檢測器(20)，用于檢測每個所取樣的數(shù)字信號的一個脈沖的邊緣；一個計數(shù)器(30)，用于對邊緣檢測器檢測到的邊緣之間的時鐘周期進(jìn)行計數(shù)；以及一個偏差檢測器(40)，它能夠?qū)⑺嫈?shù)的時鐘周期(EEC)與一個預(yù)存的參考值(EEC0)進(jìn)行比較，以便提供一個偏差值(RJ)，作為對數(shù)字信號(S)瞬時質(zhì)量的測量結(jié)果；一個最小-最大檢測器(72)，用于從至少兩個數(shù)字信號中檢測帶有最優(yōu)信號質(zhì)量測量結(jié)果的信號(PCS)和帶有次優(yōu)質(zhì)量測量結(jié)果的信號(DCS)，并且將其定義為第一組成部分(PCS)和第二組成部分(DCS)；以及一個分集(diversity)多路復(fù)用器(74)，用于選擇第一組成部分(PCS)和第二組成部分(DCS)，這些組成部分(PCS，DCS)是可以作為輸入發(fā)送到設(shè)備101的。
20.一個計算機程序，包括程序代碼裝置，用于當(dāng)所述程序在一臺計算機上運行時，實現(xiàn)權(quán)利要求16的方法。
21.一種計算機程序產(chǎn)品，包括儲存在一個計算機可讀媒體上的程序代碼裝置，用于當(dāng)所述程序產(chǎn)品在一臺計算機上運行時，實現(xiàn)權(quán)利要求16的方法。
全文摘要
本發(fā)明提供一種設(shè)備和方法,用于為一個經(jīng)過脈沖調(diào)制編碼的信號確定一個脈沖位置。該信號被作為至少一個第一組成部分(PCS)和一個第二組成部分(DCS)來接收。一個第一存儲單元(102)儲存至少一個第一組成部分(PCS)的符號,以及一個第二存儲單元(104)儲存至少一個第二組成部分(DCS)的符號。一個確定單元(118)包括一個概率表(110),該表在第一和第二組成部分(PCS,DCS)被接收的情況下,被以至少一個第一組成部分(PCS)的符號和至少一個第二組成部分(DCS)的符號來定位。從而,概率表提供了一個被定義為脈沖位置(DDS)的值。
文檔編號H04B14/02GK1332533SQ0112245
公開日2002年1月23日 申請日期2001年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2000年7月10日
發(fā)明者弗里茨·格菲勒, 沃爾特·赫特 申請人:國際商業(yè)機器公司