相位誤差修正裝置及相位誤差修正方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明所提供的相位誤差修正裝置包含一誤差估測(cè)模塊及一修正模塊。該誤差估測(cè)模塊用以接收一相位偏移調(diào)制信號(hào)，并根據(jù)該相位偏移調(diào)制信號(hào)、多個(gè)已知候選信號(hào)以及貝氏估測(cè)，計(jì)算一相位誤差。該修正模塊則用以根據(jù)該相位誤差修正該相位偏移調(diào)制信號(hào)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】相位誤差修正裝置及相位誤差修正方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明與數(shù)字通信技術(shù)相關(guān)，并且尤其與判斷通信信號(hào)的相位誤差的技術(shù)相關(guān)?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]相位偏移調(diào)制(phase-shift keying,簡(jiǎn)稱(chēng)為PSK)是一種利用信號(hào)的相位差異來(lái)傳送數(shù)據(jù)的調(diào)制方式，因具有高數(shù)據(jù)傳輸效率的優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用在數(shù)字通信領(lǐng)域中。依照叢集(constellation)中的候選相位數(shù)量,相位偏移調(diào)制可被進(jìn)一步細(xì)分為二元相位偏移調(diào)制、正交相位偏移調(diào)制、八相相位偏移調(diào)制等種類(lèi)。
[0003]對(duì)采用相位偏移調(diào)制的通信系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，接收端的重要工作之一就是判斷目前收到的數(shù)據(jù)的相位。只有正確判定信號(hào)的相位，接收端才能解讀收到的訊息。然而，在無(wú)線通信系統(tǒng)中，通道中的噪聲及接收端本身的電路誤差等因素，都有可能造成干擾，提高了準(zhǔn)確判斷信號(hào)相位的難度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為滿(mǎn)足上述需求，本發(fā)明提出一種用以修正相位誤差的裝置及方法，以貝氏估測(cè)(Bayesian estimation)為基礎(chǔ),最小化相位估計(jì)結(jié)果與正確相位之間的誤差。由于貝式估測(cè)在加成性白高斯噪聲(additive white Gaussian noise,簡(jiǎn)稱(chēng)為AWGN)通道中能提供近于最佳化的最大事后機(jī)率(maximum a posteriori,簡(jiǎn)稱(chēng)為MAP)表現(xiàn),根據(jù)本發(fā)明的裝置及方法可據(jù)此產(chǎn)生相當(dāng)理想的相位估計(jì)結(jié)果。此外，透過(guò)選擇性縮減候選相位的數(shù)量，根據(jù)本發(fā)明的裝置及方法的實(shí)作成本與復(fù)雜度可被進(jìn)一步降低。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的一具體實(shí)施例為一種相位誤差修正裝置，其中包含一誤差估測(cè)模塊及一修正模塊。該誤差估測(cè)模塊系用以接收一相位偏移調(diào)制信號(hào)，并根據(jù)該相位偏移調(diào)制信號(hào)、多個(gè)候選信號(hào)以及貝氏估測(cè)，計(jì)算一相位誤差。該修正模塊用以根據(jù)該相位誤差修正該相位偏移調(diào)制信號(hào)。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的另一具體實(shí)施例為一相位誤差修正方法。該方法首先執(zhí)行一接收步驟，接收一相位偏移調(diào)制信號(hào)。隨后，該方法執(zhí)行一計(jì)算步驟，根據(jù)該相位偏移調(diào)制信號(hào)、多個(gè)候選信號(hào)以及貝氏估測(cè)，計(jì)算一相位誤差。接著，該相位偏移調(diào)制信號(hào)根據(jù)該相位誤差被修正。
[0007]實(shí)務(wù)上，根據(jù)本發(fā)明的修正相位誤差的裝置及方法不僅可應(yīng)用在采用相位偏移調(diào)制的數(shù)字通信系統(tǒng)中，亦可被使用在其他各種有判斷信號(hào)的相位誤差需求的信號(hào)處理系統(tǒng)，提供良好的相位誤差判斷功能。關(guān)于本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與精神可以藉由以下發(fā)明詳述及附圖得到進(jìn)一步的了解。
[0008]為了對(duì)本發(fā)明的上述及其他方面有更佳的了解，下文特舉較佳實(shí)施例，并配合附圖，作詳細(xì)說(shuō)明如下:
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】[0009]圖1為根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例中的相位誤差修正裝置的方塊圖。
[0010]圖2(A)及圖2(B)為根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例中的相位誤差修正裝置的方塊圖。
[0011]圖3(A)及圖3(B)用以呈現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的相位誤差修正裝置進(jìn)一步包含選擇模塊的情況。
[0012]圖4為一 8-PSK相位叢集圖范例。
[0013]圖5為根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例中的相位誤差修正方法的流程圖。
[0014]主要元件符號(hào)說(shuō)明
[0015]100、200:相位誤差修正裝置
[0016]12,22:誤差估測(cè)模塊14、24:修正模塊
[0017]26:低通濾波器27:控制模塊
[0018]28:數(shù)字控制振蕩器30:選擇模塊
【具體實(shí)施方式】
[0019]根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例為圖1所示的相位誤差修正裝置100，其中包含誤差估測(cè)模塊12及修正模塊14。在實(shí)際應(yīng)用中，相位誤差修正裝置100可被整合在各種采用相位偏移調(diào)制的數(shù)字通信系統(tǒng)(例如DVB-S2規(guī)格的數(shù)字電視廣播系統(tǒng))或是其他存在判斷信號(hào)的相位誤差需求的信號(hào)處理系統(tǒng)中，但不以此為限。以下說(shuō)明將以相位誤差修正裝置100所接收的信號(hào)為一相位偏移調(diào)制信號(hào)的情況為例。
[0020]假設(shè)傳送端發(fā)出的未受噪聲干擾的原始相位偏移調(diào)制信號(hào)為a，相位誤差修正裝置100所接收的相位偏移調(diào)制信號(hào)X是原始相位偏移調(diào)制信號(hào)a與高斯噪聲η的總和:x=a+n。相位誤差修正裝置100針對(duì)原始相位偏移調(diào)制信號(hào)a產(chǎn)生的估測(cè)結(jié)果g與原始相位偏移調(diào)制信號(hào)a的差異被表示為ε。本實(shí)施例中的相位誤差修正裝置100采用差異ε的平方作為二次成本函數(shù)C( ε )，并以函數(shù)C( ε )的期望值作為貝式風(fēng)險(xiǎn)R:
[0021]
【權(quán)利要求】
1.一種相位誤差修正裝置，應(yīng)用于一相位偏移調(diào)制通信系統(tǒng)，該相位誤差修正裝置包含: 一誤差估測(cè)模塊，用以接收一相位偏移調(diào)制信號(hào)，其包含一原始信號(hào)與一噪聲，并根據(jù)該相位偏移調(diào)制信號(hào)及多個(gè)候選信號(hào)，利用貝氏估測(cè)計(jì)算因該噪聲而產(chǎn)生的一相位誤差，該原始信號(hào)系為該多個(gè)候選信號(hào)其中之一；以及 一修正模塊，用以根據(jù)該相位誤差修正該相位偏移調(diào)制信號(hào)。
2.如權(quán)利要求1所述的相位誤差修正裝置，其特征在于，該誤差估測(cè)模塊將對(duì)應(yīng)于該相位偏移調(diào)制信號(hào)的一估計(jì)信號(hào)與該原始信號(hào)的差異二次方關(guān)聯(lián)至一貝式風(fēng)險(xiǎn)，并以最小化該貝式風(fēng)險(xiǎn)為目標(biāo)計(jì)算該相位誤差，使該修正后的相位偏移調(diào)制信號(hào)與該原始信號(hào)間的一相位差異最小化。
3.如權(quán)利要求2所述的相位誤差修正裝置，其特征在于，該誤差估測(cè)模塊根據(jù)下列兩方程式之一計(jì)算該相位誤差Θ:
4.如權(quán)利要求2所述的相位誤差修正裝置，其特征在于，該誤差估測(cè)模塊根據(jù)下列兩方程式之一計(jì)算該相位誤差Θ:
5.如權(quán)利要求4所述的相位誤差修正裝置，其特征在于，進(jìn)一步包含: 一低通濾波器，用以過(guò)濾該相位誤差，以產(chǎn)生一過(guò)濾后結(jié)果；以及 一數(shù)字控制振蕩器，用以根據(jù)該過(guò)濾后結(jié)果產(chǎn)生一輸出信號(hào)，供該修正模塊調(diào)整該相位偏移調(diào)制信號(hào)的相位。
6.如權(quán)利要求5所述的相位誤差修正裝置，其特征在于，進(jìn)一步包含: 一控制模塊，用以調(diào)整該低通濾波器；當(dāng)該控制模塊判定一熱噪聲指標(biāo)高于一第一門(mén)檻值，該控制模塊調(diào)降該低通濾波器的反應(yīng)速度；當(dāng)該控制模塊判定一相位噪聲指標(biāo)高于一第二門(mén)檻值，該控制模塊調(diào)升該低通濾波器的反應(yīng)速度。
7.如權(quán)利要求1所述的相位誤差修正裝置，其特征在于，進(jìn)一步包含: 一選擇模塊，用以根據(jù)該相位偏移調(diào)制信號(hào)挑選多個(gè)候選信號(hào)，供該誤差估測(cè)模塊使用。
8.—種相位誤差修正方法,應(yīng)用于一相位偏移調(diào)制通信系統(tǒng)，該相位誤差修正方法包含以下步驟: (a)接收一相位偏移調(diào)制信號(hào),其包含一原始信號(hào)與一噪聲； (b)根據(jù)該相位偏移調(diào)制信號(hào)及多個(gè)候選信號(hào)，利用貝氏估測(cè)計(jì)算因該噪聲而產(chǎn)生的一相位誤差，該原始信號(hào)為該多個(gè)候選信號(hào)其中之一；以及 (C)根據(jù)該相位誤差修正該相位偏移調(diào)制信號(hào)。
9.如權(quán)利要求8所述的相位誤差修正方法，其特征在于，步驟(b)包含將對(duì)應(yīng)于該相位偏移調(diào)制信號(hào)的一估計(jì)信號(hào)與該原始信號(hào)的差異二次方關(guān)連至一貝式風(fēng)險(xiǎn)，并以最小化該貝式風(fēng)險(xiǎn)為目標(biāo)計(jì)算該相位誤差，使該修正后的相位偏移調(diào)制信號(hào)與該原始信號(hào)間的一相位差異最小化。
10.如權(quán)利要求9所述的相位誤差修正方法，其特征在于，步驟(b)包含根據(jù)下列兩方程式之一計(jì)算該相位誤差Θ:
11.如權(quán)利要求9所述的相位誤差修正方法，其特征在于，步驟(b)包含根據(jù)下列兩方程式之一計(jì)算該相位誤差Θ:
12.如權(quán)利要求11所述的相位誤差修正方法，其特征在于，步驟(C)包含以下步驟: 對(duì)該相位誤差施以一低通濾波程序，以產(chǎn)生一過(guò)濾后結(jié)果；以及 根據(jù)該過(guò)濾后結(jié)果產(chǎn)生一輸出信號(hào)，供調(diào)整該相位偏移調(diào)制信號(hào)的相位。
13.如權(quán)利要求12所述的相位誤差修正方法，其特征在于，進(jìn)一步包含以下步驟: 當(dāng)判定一熱噪聲指標(biāo)高于一第一門(mén)檻值，調(diào)降該低通濾波程序的反應(yīng)速度；以及 當(dāng)判定一相位噪聲指標(biāo)高于一第二門(mén)檻值，調(diào)升該低通濾波程序的反應(yīng)速度。
14.如權(quán)利要求8所述的相位誤差修正方法，其特征在于，在步驟(b)之前進(jìn)一步包含以下步驟: 根據(jù)該相位偏移調(diào)制信號(hào)挑選多個(gè)候選信號(hào)，供步驟(b)使用。
【文檔編號(hào)】H04L27/36GK103428156SQ201210147413
【公開(kāi)日】2013年12月4日 申請(qǐng)日期:2012年5月14日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月14日
【發(fā)明者】鄭凱文, 廖懿穎, 林東昇, 童泰來(lái) 申請(qǐng)人:晨星軟件研發(fā)(深圳)有限公司, 晨星半導(dǎo)體股份有限公司