延遲檢測解調系統的製作方法
2023-10-17 07:41:44 2
專利名稱：延遲檢測解調系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於移動無線發射機等的基站中使用的分集型的延遲檢測解調系統。
移動通信系統使用各種各樣系統檢測數字調製信號。通常，使用所謂的延遲檢測系統，因為同外差同步檢波系統和包絡檢波系統相比，它具有好的突發幀效率並且在瑞利衰落中有好的差錯率特性。
在延遲檢測系統中，接收數字調製信號做為輸入信號，然後，在例如解調器之前，將輸入信號轉變成表示相位變化的信號(在以後稱為瞬時相位信號)，然後把瞬時相位信號輸入到解調器。解調器輸出具有一個碼元(symbol)的延遲的延遲瞬時相位信號後瞬時相位信號和延遲的瞬時相位信號輸入到減法器中以便獲得用於延遲檢測的差值，然後把差值輸入到確定電路中進行數據的確定。一碼元之前輸入的延遲瞬時相位信號與在此時將要輸入的瞬時相位信號相互不重合時，就輸出負值，而當它們相互不重合時，則輸出正值，然後輸出相位碼元的相位的兩比特數據。特別是，延遲檢測系統適合用於在利用DQPSK(差分四相相移鍵控)來調製的通信的接收機側中的解調。
另一方面，在日本專利申請公開號NO 8-32640(1996)中公開了一種使用誤差擴散型延遲檢測的解調系統，它介紹了在接收的信號的電平比疊加在通信通路等中的噪聲電平足夠高時，可以明顯地改善數據誤碼率。
在用於移動站的基站中，當從移動站傳送輸入信號具有高於預定電平的電平時，就可以利用誤差擴散型的延遲檢測系統進行足夠精確的數據檢測。不過，隨著輸入信號電平的降低，誤碼率的改善也隨之降低。當信號電平進一步降低而且疊加的噪聲電平提高時，反過來，誤碼率可能會惡化。
特別是，在具有通過幾個天線輸入的大分集效應的組合分集系統的情況下，當獲得某一誤碼率時，每個接收系統的輸入信號電平是低的。因此，當在對來自接收系統的輸入信號進行組合操作之前，應用誤差擴散型的延遲檢測系統時，在弱電場電平不可能獲得誤碼率的改善。
這樣，當輸入信號電平與疊加在接收的信號上的噪聲電平之比是低時，即使使用誤差擴散型的延遲檢測，進行組合分集的接收機也不能達到充分改善誤碼率的效果。
因此，本發明的目的是提供一種延遲檢測調製系統，即使當輸入信號電平與疊加在接收的信號上的噪聲電平之比是低時，也能達到誤碼率的充分改善的效果。
依照發明，一種延遲檢測調製系統，包括多個分集型接收系統；用於檢測多個接收系統中每個系統輸出的瞬時相位的多個瞬時鑑相電路；用於運算多個瞬時鑑相電路中每個電路的輸出的一個碼元部分中的相位差的多個運算電路；用於組合多個運算電路的輸出的組合電路；在組合電路的組合之後進行誤差擴散型延遲檢測的延遲檢測電路；和用於進行解調邏輯操作的解調邏輯電路。
本發明將結合附圖詳細地介紹，其中
圖1是表示常規誤差擴散型延遲檢測電路的電路框圖；圖2是表示常規延遲檢測調製系統的方框圖；圖3是表示依照本發明的第一優選實施例中的延遲檢測調製系統的方框圖；圖4是表示誤碼率與接收機的輸入電平之間關係的曲線圖。
圖5是表示依照本發明的第二優選實施例中的延遲檢測調製系統的方框圖。
在介紹優選實施例中的延遲檢測解調系統之前，將要介紹圖1和圖2中的前述的常規延遲檢測解調系統。
參考圖1，將詳細地介紹日本專利申請公開號No 8-32640中的解調系統。在常規延遲檢測系統中，輸入經過例如DQPSK調製的數字調製信號做為輸入信號101，然後把輸入信號轉變成表示瞬時相位變化的瞬時相位信號。隨後，它被輸入到例如具有一個碼元的延遲時間的延遲電路31，然後延遲電路31的輸入和輸出信號都輸入到減法器41A。通過輸出該輸入和輸出信號間的差值進行延遲檢測。在日本專利申請公開號No 8-32640中的解調系統中，減法器41A的輸出信號被輸入到確定電路(DET)。例如，使用對應於碼元相位的2比特數據來進行數據的確定。
不過，在常規延遲檢測系統中，由於在無線電波間的信號上疊加了噪聲，因此通過確定電路的輸出就會惡化編碼誤碼率。按照這種觀點，在日本專利申請公開號No 8-32640中的解調系統提議不增加糾錯碼來改善延遲檢測電路。在日本專利申請公開號No 8-32640中的誤差擴散型的延遲檢測電路裝備了具有例如一碼元的延遲時間的延遲電路31至33。減法器41A、41B檢測延遲電路31、33的輸入與輸出信號之間的相位差，並且輸出相位差信號。然後，確定誤差運算電路(MOD)42A、42B計算出在延遲檢測中得到的相位差點與理想相位差之間的誤差，或者通過比較具有在I-Q相位平面上定義的相位點的延遲電路31、33的輸入與輸出信號間的相位差來運算誤差信號。然後，在乘法器43A、43B中用預測的加權係數乘誤差信號進行加權運算，獲得相位校正值211、212。然後，加法器44A把相位校正值211加到第一延遲瞬時相信號102，並且輸出第一校正瞬時相位信號111。同樣地，減法器44B從第二延遲瞬時相位信號103中減去相位校正值212並輸出第二瞬時相位信號112。第一和第二瞬時相位信號111、112都送到減法器45A中得出它們之間的差值。減法器45A的輸出提供給確定電路(DET)99，在此進行數據的確定並且輸出解調數據991做為確定結果。
這樣，通過進行至少一個相應校正，不增加任何差錯糾正碼例如不降低信息傳輸速度，就可以改善誤碼率的惡化。
圖2示出上面的誤差擴散型的延遲檢測電路適用於分集型接收電路的例子。如圖2中所示，它包括瞬時鑑相器5至8，檢測來自相應的接收系統1至4的基帶信號中的瞬時相位；誤差擴散型的延遲檢測電路22至25，當擴散各自誤差時，檢測瞬時鑑相電路5至8的輸出；組合電路13，用於組合延遲檢測電路22至25的輸出；以及解調邏輯電路15，用於解調合成電路13的輸出。
下面將介紹圖3中的第一優選實施例中的延遲檢測解調系統，其中相同部分用圖2中所用的相同標號表示。
在第一實施例中，延遲檢測解調系統包括接收系統1至4，用於轉換高頻信號為基帶信號；瞬時鑑相器5至8，用於檢測每個接收系統1至4的瞬時相位；相位差運算電路9至12，用於運算在一個碼元部分的相位變化量；組合電路13，用於組合在一個碼元部分的相位變化量；校正電路14，通過校正多碼元之間相位變化的組合量來擴散誤差；以及解調邏輯電路15，用於進行解調。
圖4是表示誤碼率(％)與接收機的輸入電平間關係的曲線圖。圖4所示是常規延遲檢測系統的特性曲線17，該系統是由一個延遲電路和用於計算延遲電路的輸入與輸出信號之間相位差的減法器組成；以及誤差擴散型延遲檢測系統的特性曲線18，該系統是由多個延遲電路和確定誤差運算電路(MOD)組成的，確定誤差運算電路是用於運算延遲電路的輸入與輸出信號間相位差，並且當在加權時輸出誤差信號的。另外還示出組合分集情況下的牲曲線19和16，即通過輸入給多路天線，接收，檢測和合成來得出分集效果。
下面，參照圖3和圖4將介紹實施例中延遲檢測解調系統的操作。由瞬時鑑相器5至8檢測各自接收系統1至4的瞬時相位，然後由相差運算電路9至12使用延遲電路運算出在一個碼元部分的相位變化量，並且把輸出傳送給組合電路13。更準確地說，由圖1中的減法器41A做為瞬時鑑相器5檢測瞬時相位差，然後，由圖1中的確定誤差運算電路(MOD)運算在延遲檢測中得到的相位差點與理想相差之間的誤差，或者，通過比較具有在I-Q相位平面上定義的相位點的延遲電路31的輸入與輸出信號之間的相位差運算出誤差信號。然後，在乘法器43A中通過把預測加權係數乘誤差信號進行加權，得到相位校正值211。這樣，例如，就接收系統1來說，把接收信號的基帶信號用做圖1中的輸入信號101，瞬時鑑相器5是由延遲電路31和減法器41A組成的，和相位差運算電路9是由確定誤差運算電路42A和乘法器43A組成的。接收系統1至4有相同的結構。並且，彼此分開地配置天線(未示出)，它檢測來自移動站的無線電波。
傳送到接收系統1至4的高頻信號包括疊加在其上的噪聲。因此，相位差運算電路9至12的輸出也包括噪聲誤差。包括噪聲誤差的一碼元部分的相位變化量的相位差運算信號由組合電路13組合。在組合電路13的組合過程中，提供一個信號，相位差運算信號相重疊的部分加重，並且信號分量變成高電平。
下面介紹組合電路13的操作。在四個接收器組合分集的情況下，利用下列表達式，可得出組合相位差。I＝R12cosθ1+R22cosθ2+R32cosθ3+R42cosθ4Q＝R12sinθ1+R22sinθ2+R32sinθ3+R42sinθ4tanθ＝sinθ/cosθ＝I/Q其中θ1至θ4是從各自運算電路9至12中輸出的相位差，R1至R4是根據接收系統1至4的各自RSSI電平所確定的加權係數。這樣，當Sine/Cosine轉換時，從各自運算電路9至12輸出的相位差首先映射到I或Q軸，而且，另一方面，接收系統1至4的輸入電平RSSI1至4被A/D轉換，並且根據從輸入電平RSSI1至4轉換的值確定用於加權各自相位差的加權係數。然後，如上式所示，用加權係數對相位差加權，並且把相位差組合後輸出I、Q值。從I、Q值，進行tan-1轉換可得出組合相位差。
組合電路13所組合的相位差運算信號被輸入到誤差擴散型延遲檢測電路14，在此通過例如，圖1中誤差擴散型延遲電路，進行至少一次的相位校正，就改善了編碼誤碼率。例如，通過圖1中的確定電路99，把誤差擴散型延遲檢測電路14的輸出經過數據的確定，然後，由解調邏輯電路15進行數據的解調以便檢測成原始數據。
這樣，通過預先進行相位差的組合，可以改善噪聲與信號分量的比。該結果如圖4的特徵曲線16所示，它證明即使當接收機的輸入電平低的時候，也可以改善誤碼率。即，利用組合分集部分(與圖4中的特徵曲線19相比)可以改善接收系統1至4的輸入信號的電平，它需要得到電路14的誤差校正和擴散效應。
如上所介紹的，誤差擴散型延遲檢測電路可以進行多個碼元間的延遲檢測，在此可以擴散和校正疊加在接收信號上的誤差，因此防止誤碼率的惡化。誤差擴散型延遲檢測對接收靈敏度的改善在1×10-2誤碼率點是0.7dB。此外，當把它應用到組合分集時，因為組合之後進行誤差擴散型延遲檢測，所以可以獲得具有誤差擴散效應的疊加的組合分集效應。
下面將介紹圖5中的第二優選實施便中的延遲檢測解調系統，其中，相同部分用圖3中所用的相同標號來表示。
在第二實施例中，延遲解調系統包括接收系統1至4，它們接到四個天線用於空間分集和轉換高頻信號成基帶信號，例如由DQPSK調製的編碼信號；瞬時鑑相器5至8，用於檢測每個接收系統1至4的瞬時相位；相位差運算電路9至12，用於運算每個接收系統1至4的相位差信號的確定誤差並且乘以加權係數；組合電路13，用於組合從相位差運算電路9至12輸出中的相位變化量；延遲電路20和加法器21，用於進行誤差校正；誤差擴散型延遲檢測電路14和解調邏輯電路15，用於對延遲檢測電路14的輸出進行解調。
延遲電路20和加法器21轉換相位差信號成瞬時相位信號從而檢測從理想相位差的偏移，並且把校正值加到瞬時相位中。為了從組合電路13的輸出中得到來自組合相位差的瞬時組合相位，進行一個碼元期間的延遲，在延遲之前加入組合信號，並且在延遲之後加入組合信號，然後在組合後重新產生瞬時相位。
接下來，參照圖4和圖5介紹實施例中延遲檢測解調系統的操作。由相位差運算電路9至12得出有關每個接收系統1至4的一個碼元部分的相位變化量，然後，把輸出送到組合電路13。
傳送給接收系統1至4的高頻信號包括疊加在其上的噪聲。因此，相位差運算電路9至12的輸出也含噪聲誤差。不過，預先進行相位差的組合，如圖4中的特性曲線16所示，可以改善噪聲與信號分量的比。即，如與圖4中特性曲線19相比較，通過組合分集部分可以改善接收系統1至4的輸入信號的電平，它需要得到電路14的誤差校正和分集效應。
同時，組合相位差需要轉換成瞬時相位數據，這是因為誤差擴散型延遲檢測電路14擴散位於碼元之前和之後的誤差，並且通過檢測從理想相位差的偏移來校正位於碼元之前和之後的誤差，並且把校正值加入瞬時相位。於是，加法器21把組合電路13的輸出和其定時由延遲電路20延遲之前一個碼元的組合相位差進行累加。
通過介紹圖5中所示的實施例以便四個接收機組合分集，接收機的數目可以不是四個。並且，也可以組合瞬時相位而不是相位差。
同樣地，在延遲檢測中，當對相位差瞬時相位而不是進行誤差校正時，就不需要延遲電路20和加法器21。
另外，在多個碼元部分之間彼此校正誤差並且誤差被擴散到位於碼元之前和之後的解調系統中，可能需要除了延遲檢測以外的另一個檢測系統，諸如同步檢測系統。
在上面實施例中，如圖4中所示，即使來自分集天線的輸入信號的電平是低的，也能達到誤差率的改善。因此，通過分集效應和誤差擴散型延遲檢測能協作地獲得誤碼率的改善。在誤差擴散型延遲檢測電路中，使用比圖1所示的三個延遲電路更多的五個或者7個延遲電路能夠進一步改善誤碼率。因此，在本發明中可以使用多級延遲電路。
雖然有關特殊實施例已經完整並清楚地公開了本發明，但所附權利要求並不局限於此，而且被構成作為實現可由本領域技術人員所做的那些完全落入在此所公開的基本教導內的所有變更和替換結構。
權利要求
1.一種延遲檢測調製系統，包括多個分集型接收系統；多個瞬時鑑相電路，用於檢測每一個所述的多個接收系統輸出的瞬時相位；多個運算電路，用於運算每一個所述的多個瞬時鑑相電路輸出的一個碼元部分中的相位差；組合電路，用於組合來自所述的多個運算電路的輸出；延遲檢測電路，當所述組合電路進行組合之後，進行誤差擴散型延遲檢測；和解調邏輯電路，用於進行解調邏輯操作。
2.依照權利要求1的一種延遲檢測調製系統，其中所述延遲檢測電路通過碼元之間彼此校正來擴散由於疊加在接收信號上的噪聲所引起的誤差。
3.依照權利要求1的一種延遲檢測調製系統，其中每一個所述的多個運算電路具有用於乘以預測加權係數的乘法電路。
4.依照權利要求1的一種延遲檢測調製系統，其中當把由所述組合電路組合的相位差轉換成瞬時相位之後，利用延遲電路和加法器進行延遲檢測。
全文摘要
公開的是一種延遲檢測調製系統,它包括:多個分集型接收系統;多個瞬時鑑相電路,用於檢測自多個接收系統的每一個系統輸出的瞬時相位;多個運算電路,用於運算自多個瞬時鑑相電路的每一個鑑相電路輸出的一個碼元部分中的相位差;組合電路,用於組合來自多個運算電路的輸出;延遲檢測電路,當組合電路進行組合之後,進行誤差擴散型延遲檢測;和解調邏輯電路,用於進行解調邏輯操作。
文檔編號H04L27/22GK1199961SQ9810701
公開日1998年11月25日 申請日期1998年2月26日 優先權日1997年2月26日
發明者長島克哉 申請人:日本電氣株式會社