絕對定相電路的製作方法

2023-05-22 17:52:06

專利名稱：絕對定相電路的製作方法
技術領域：
本發明涉及通過校正解調信號的相位旋轉來使接收的相移鍵控調製信號的解調信號的相位與發射側的調製信號的相位一致的絕對定相電路。
圖4示出衛星數字廣播接收機的常規絕對定相電路。在常規絕對定相電路中，解調電路1接收從例如接收的8相相移鍵控調製信號轉換成預定頻率的中頻(IF)信號。解調電路1把接收的IF信號解調成例如量化比特數為8的基帶解調信號I(8)和Q(8)(在本說明書中，中的數字，例如I(8)和Q(8)表示比特數。如果不存在混淆，使用時將它們簡寫成I和Q)。接收到基帶解調信號I(8)和Q(8)時，幀同步電路2捕獲作為已知比特流的幀同步信號，以輸出幀同步脈衝。與此同時，幀同步電路2把捕獲的幀同步信號的信號點分布與發射側中的原始信號點分布比較，以獲得當前的接收相位並輸出相位旋轉信號RT(3)＝″XYZ″。這種情況下，由於是8相相移鍵控調製，相位旋轉信號RT(3)有三個比特。
在8位相移鍵控調製的情況下，有8個各偏移45°的接收相位。相位旋轉信號RT(3)表示發射側的信號分布與接收側的信號點分布之間的相差。將RT(3)作為地址信號提供給構成再變換器的ROM31。把基帶解調信號I(8)和Q(8)反向旋轉與該相差對應的量，以獲得絕對定位的基帶解調信號I′(8)和Q′(8)(使用時，省略比特數簡寫成I′和Q′)。
在本說明書中，接收側的信號點分布的相位旋轉被稱為再變換，再變換器是指進行再變換的相位旋轉電路。
接下來，參考圖5說明再變換。圖5(a)示出8位相移鍵控調製的信號點分布。通過8相相移鍵控調製，使用一個碼元可發射三位的數位訊號(abc)。存在8種碼元組合，包括(000)、(001)...、(111)。這些碼元中的每一種在圖5(a)所示的I-和Q-軸的向量平面上轉換成信號點0至7中的一個。
在此假設發射側使用的幀同步信號的碼元長度是″16″，幀同步信號的碼型是在圖5(a)所示的信號點″0″和″4″以相同概率出現並由接收機的幀同步電路2接收的固定轉換的碼型。
圖4所示接收機的幀同步電路2捕獲幀同步信號，將接收側的信號點分布與發射側的信號點分布比較。這種情況下，依據接收機解調電路1再現的載波相位，幀同步電路2捕獲由圖5(a)所示的與發射側中相同的信號點分布″0″和″4″，信號點分布″1″和″5″，信號點分布″2″和″6″，信號點分布″3″和″7″，或上述這四個幀同步信號的反相信號點分布中的任何一個，總共8個信號點分布構成的幀同步信號。不能了解在哪個相位捕獲了幀同步信號。
然而，通過監測捕獲的幀同步信號的信號點分布，可估算在哪個相位捕獲到幀同步信號，即在哪個相位解調基帶解調信號I和Q。根據所估算的接收相位差，作為再變換器的ROM31以下面的方式輸出基帶解調信號I′和Q′。
例如，假設接收機捕獲由圖5(a)所示的信號點分布″0″和″4″構成的幀同步信號。這種情況下，由於接收側的信號點分布與發射側的信號點分布相同。不必進行再變換。因此，幀同步電路輸出相位旋轉信號RT(3)＝″000″，ROM31輸出I′＝I和Q′＝Q。
如果接收機捕獲由圖5(b)所示的信號點分布″1″和″5″構成的幀同步信號，表明相位在逆時針方向旋轉45°後，即在接收相位旋轉θ＝45°處接收由信號點分布″0″和″4″構成的並從發射側發射的幀同步信號。為獲得與發射側的信號點分布相同的絕對相位，因此需要將接收信號的相位在順時針方向旋轉45°。就是說，把在圖5(b)中″1″處接收的信號的相位旋轉到″0″，和把在圖5(b)中″5″處接收的信號的相位旋轉到″4″。
由作為再變換器的ROM31進行該反向相位旋轉。表示相位旋轉角度的參數對應於圖4所示的相位旋轉信號RT(3)。由下面的等式(1)定義相位旋轉信號RT(3)的值RT(3)＝θ/45...(1)其中θ＝n·45°，其中n是一個0至7的整數。
如果在θ＝45°處接收到信號，將基帶解調信號I和Q的相位旋轉-45°(＝-θ＝φ)，以獲得絕對相位。使用等式(1)，幀同步電路輸出RT(3)＝″001″。在8相相移鍵控調製的情況下，接收到RT(3)時，作為再變換器的ROM31通過下面的等式(2)和(3)把輸入的基帶解調信號I和Q旋轉角度φI′＝Icos(φ)-Qsin(φ) ...(2)Q′＝Isin(φ)-Qcos(φ) ...(3)同樣，如果接收旋轉角度θ是90°、135°、180°、...、315°，幀同步電路輸出RT(3)＝″010″、″011″、″100″、...、或″111″，作為再變換器的ROM31利用等式(1)、(2)和(3)進行相位轉換以獲得絕對定相的基帶解調信號I′和Q′。本發明所解決的問題然而，常規絕對定相電路會遇到構成再變換器的ROM的容量變大的問題。ROM所需的容量取決於基帶解調信號I和Q的量化比特數。如果基帶解調信號I和Q的量化比特數是8比特，則需要19個(＝3+8+8)地址。因此，構成再變換器的ROM的容量變成大到219×16。
本發明的目的是提供具有構成再變換器的簡單相位旋轉裝置的絕對定相電路。
本發明的絕對定相電路包括幀同步電路，用於把由解調電路從接收的P相移鍵控調製信號解調的基帶解調信號I和Q的信號點分布與發射側的原始信號點分布比較，檢測接收相位相對於原始信號點分布的相位旋轉角度，並輸出與檢測的相位旋轉角度對應的相位旋轉信號；相位旋轉裝置，用於把解調電路解調的基帶解調信號I和Q的相位旋轉與(2π/P)弧度的奇數倍對應的量；和邏輯轉換裝置，用於接收由解調電路解調的基帶解調信號I和Q以及從相位旋轉裝置輸出的相位旋轉的基帶解調信號i和q；根據相位旋轉信號有選擇地轉換基帶解調信號，並輸出具有與發射側的信號點分布相同的信號點分布的基帶解調信號。
根據本發明的絕對定相電路，幀同步電路檢測接收相位相對於發射側信號點分布的相位旋轉角度並輸出與檢測的相位旋轉角度對應的相位旋轉信號。相位旋轉裝置把解調電路解調的基帶解調信號I和Q的相位旋轉2π/P弧度的奇數倍。邏輯轉換裝置接收由解調電路解調的基帶解調信號I和Q以及從相位旋轉裝置輸出的相位旋轉的基帶解調信號i和q，根據相位旋轉信號有選擇地轉換基帶解調信號，並輸出具有與發射側的信號點分布相同的信號點分布的基帶解調信號。因此，由於相位旋轉裝置足以將由調製電路解調的基帶解調信號的相位旋轉例如(2π/P)弧度的奇數倍，可實現具有簡單結構的絕對定相電路。


圖1是顯示根據本發明實施例的絕對定相電路結構的方框圖。
圖2示出該實施例的絕對定相電路的邏輯轉換電路的真值表。
圖3示出該實施例的絕對定相電路的邏輯轉換電路的真值表。
圖4是顯示常規絕對定相電路結構的方框圖。
圖5是說明絕對定相電路操作的信號點分布的示意圖。
下面描述根據本發明實施例的絕對定相電路。圖1是表明該實施例的絕對定相電路結構的方框圖。在該實施例中，假設接收8相相移鍵控調製信號。
在根據本發明實施例的絕對定相電路中，解調電路1接收從接收的8相相移鍵控調製信號(P＝8＝23)轉換成預定頻率的中頻信號。解調電路1把接收的信號解調成量化比特數為8的基帶解調信號I(8)和Q(8)。接收到基帶解調信號I(8)和Q(8)時，幀同步電路2捕獲作為已知比特流的幀同步信號，以便輸出幀同步脈衝。與此同時，幀同步電路2把捕獲的幀同步信號的信號點分布與發射側的原始信號點分布比較，以獲得當前的接收相位並輸出相位旋轉信號RT(3)＝″XYZ″。
把由解調電路1解調的基帶解調信號I(8)和Q(8)提供給構成再變換器的ROM3並輸出再變換的基帶解調信號i(8)和q(8)。ROM3對應於相位旋轉裝置。
邏輯轉換電路4接收相位旋轉信號RT(3)，由解調電路1解調的基帶解調信號I(8)和Q(8)，和由ROM3再變換的基帶解調信號i(8)和q(8)，並進行相位旋轉，以輸出絕對定向的基帶解調信號i′(8)和q′(8)。
首先，描述由ROM3進行的再變換。輸入到ROM31的相位旋轉信號RT(3)不輸入到ROM3，而僅把由解調電路1解調的基帶解調信號I(8)和Q(8)輸入到ROM3，ROM3又僅進行θ＝2π/P＝2π/8＝45°的相位旋轉。
具體地說，把φ＝-θ＝-45°代入等式(2)和(3)以獲得下面的等式(4)和(5)，等式(4)和(5)等於下面的等式(6)和(7)i(8)＝Icos(-45°)-Qsin(-45°) ...(4)q(8)＝Isin(-45°)+Qcos(-45°) ...(5)i(8)=I(1/2)-Q(-1/2)=(1/2)(I+Q)...(6)]]>q(8)=I(-1/2)+Q(1/2)=(1/2)(-I+Q)...(7)]]>因此，ROM3把輸入的基帶解調信號I(8)和Q(8)再變換成其相位在順時針方向被旋轉45°的基帶解調信號。
接下來，描述由邏輯轉換電路4進行的邏輯轉換，邏輯轉換電路4接收相位旋轉信號RT(3)，由解調電路1解調的基帶解調信號I(8)和Q(8)，和由ROM3再變換的基帶解調信號i(8)和q(8)。圖2(a)和2(b)是說明邏輯轉換電路4的操作的真值表。圖2(a)所示的真值表對應於偶數n，即n＝0、2、4和6，圖2(b)所示的真值表對應於奇數n，即n＝1、3、5和7，其中n＝n·2π/P。
在偶數n的情況下，利用圖2(a)所示的真值表，根據相位旋轉信號RT(3)把輸入的基帶解調信號I(8)和Q(8)邏輯轉換成絕對定相的基帶解調信號I′(8)和Q′(8)。
例如，如果相位旋轉信號RT(3)是″000″，則表明接收的信號具有絕對相位。因此，基帶解調信號I′(8)等於基帶調製信號I(8)，基帶解調信號Q′(8)等於基帶調製信號Q(8)。如果相位旋轉信號RT(3)是″010″，則表明相位旋轉角度θ是90°。按常規，等式(2)和(3)轉換成下面的等式(8)和(9)
I′＝Icos(-90°)-Qsin(-90°)＝Q(8) ...(8)Q′＝Isin(-90°)+Qcos(-90°)＝-I(8) ...(9)然而，通過把輸入到邏輯轉換電路4的基帶解調信號I(8)的符號反相併交換符號反相的基帶解調信號I(8)和基帶解調信號Q(8)可容易地實現該轉換。
同樣，利用圖2(a)的真值表可實現相位旋轉信號RT(3)＝″100″和RT(3)＝″110″的轉換。
在奇數n的情況下，利用圖2(b)所示的真值表，根據相位旋轉信號RT(3)把輸入的基帶解調信號i(8)和q(8)邏輯轉換成絕對定相的基帶解調信號I′(8)和Q′(8)。
例如，如果相位旋轉信號RT(3)是″001″，則表明相位旋轉角度θ是45°。因此，基帶解調信號I′(8)等於基帶調製信號i(8)，基帶解調信號Q′(8)等於基帶調製信號q(8)。因此，可直接使用從ROM3輸出的基帶解調信號i(8)和q(8)作為基帶解調信號I′(8)和Q′(8)。
如果相位旋轉信號RT(3)是″011″，則表明相位旋轉角度θ是135°。這種情況下，該轉換等於把已旋轉過相位旋轉角度θ＝45°的基帶解調信號i(8)和q(8)進一步旋轉相位旋轉角θ＝90°。因此，由下面的等式(10)和(11)給出該轉換I′＝icos(-90°)-qsin(-90°)＝q(8) ...(10)Q′＝isin(-90°)+qcos(-90°)＝-i(8) ...(11)通過把輸入到邏輯轉換電路4的基帶解調信號i(8)的符號反相併把符號反相的基帶解調信號i(8)與基帶解調信號q(8)交換可容易地實現該轉換。同樣，利用圖2(b)的真值表可實現相位旋轉信號RT(3)＝″101″和RT(3)＝″111″的轉換。
在本發明的絕對定相電路實施例中，作為再變換器的ROM3進行例如θ＝45°的相位旋轉。ROM3也可進行θ＝135°、θ＝225°、或θ＝315°的相位旋轉來代替。這種情況下，由邏輯轉換電路4根據圖3(a)至3(c)所示的真值表分別進行θ＝135°、θ＝225°、和θ＝315°的相位旋轉的邏輯轉換。
在根據本發明實施例的絕對定相電路中，構成再變換器的ROM3的容量僅為ROM31容量的1/8。另外，在根據本發明實施例的絕對定相電路中，雖然由ROM3通過錶轉換進行再變換，可使用計算等式(6)和(7)的加法器和乘法器代替ROM3。這種情況下，乘法器只進行與固定值
相乘以使電路規模較小。
如上所述，根據本發明的絕對定相電路，如果使用ROM作為再變換器或相位旋轉裝置，可將ROM的容量降低1/8，而與基帶解調信號I和Q的量化比特數無關。因此，可有效地使用其上製造有絕對定相電路的晶片的面積。如果使用計算單元代替ROM，可使計算單元的電路規模較小。因此，可有效地使用其上製造有絕對定相電路的晶片的面積。
權利要求
1.絕對定相電路，包括幀同步電路，用於把由解調電路從接收的P相移鍵控調製信號解調的基帶解調信號I和Q的信號點分布與發射側的原始信號點分布比較，檢測接收相位相對於原始信號點分布的相位旋轉角度，並輸出與檢測的相位旋轉角度對應的相位旋轉信號；相位旋轉裝置，用於把解調電路解調的基帶解調信號I和Q的相位旋轉與(2π/P)弧度的奇數倍對應的量；和邏輯轉換裝置，用於接收由解調電路解調的基帶解調信號I和Q以及從相位旋轉裝置輸出的相位旋轉的基帶解調信號i和q，根據相位旋轉信號有選擇地轉換基帶解調信號，並輸出具有與發射側的信號點分布相同的信號點分布的基帶解調信號。
2.根據權利要求1所述的絕對定相電路，其中如果檢測的相位旋轉信號是2π/P的奇數倍，所述邏輯轉換裝置利用解調信號i和q進行邏輯轉換，如果檢測的相位旋轉信號是偶數倍，利用解調信號I和Q進行邏輯轉換。
全文摘要
具有構成再變換器的簡化相位旋轉裝置的絕對定相電路。檢測對發射側的信號點分布的接收相位的相位旋轉角,從幀同步電路(2)輸出基於檢測的相位旋轉角的相位旋轉信號RT(3)。通過構成再變換器的ROM(3)把通過解調電路(1)的基帶解調信號I和Q的相位旋轉45°。邏輯轉換電路(4)接收通過解調電路(1)的基帶解調信號I和Q和來自ROM(3)的經相位旋轉的基帶解調信號i和q,有選擇地進行代碼反相和基帶解調信號的交換並傳送與發射側的信號點分布匹配的基帶解調信號。由於ROM(3)僅需把通過解調電路(1)的基帶解調信號I和Q的相位旋轉例如45°,可簡化該電路。
文檔編號H04L7/00GK1260091SQ98806082
公開日2000年7月12日 申請日期1998年6月15日 優先權日1997年6月13日
發明者堀井昭浩, 白石憲一 申請人:株式會社建伍