Ask解調裝置與應用ask解調裝置的無線裝置的製作方法

2023-12-01 15:00:11

專利名稱：Ask解調裝置與應用ask解調裝置的無線裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種解調裝置和使用該解調裝置的無線裝置，該解調裝置用於對經預定方案編碼的數據序列調製的信號進行解調。本發明尤其涉及一種用於ASK(幅移鍵控)解調裝置和使用該ASK解調裝置的無線裝置，所述ASK解調裝置用於對通過對由曼徹斯特編碼NRZ(不歸零)數據數據序列(曼徹斯數據)進行ASK調製的載波進行調製而獲得的信號(下文中稱為已調信號)進行解調。
背景技術：
曼徹斯特編碼是一種編碼數據的方案，在這種方案中，把NRZ數據「0」映射成「01」，而把NRZ數據「1」映射成「10」。這樣，在曼徹斯特編碼中，一個比特轉換成二比特碼。因此，在曼徹特編碼的每個比特時間的中間，總是存在電平轉換。注意，在曼徹斯特編碼中，NRZ數「0」可被映射成「01」，而NRZ數據「1」可被映射成「01」。然而，在下面的描述中，將採用首先描述的映射規則，即NRZ數據「0」映射成「01」，而NRZ數據「1」映射成「10」。將理解到，後一映射規則也能使用在本發明中。
將簡單地描述用於對由曼徹斯特編碼數據序列進行ASK調製的已調信號進行解調的解調裝置工作原理。首先，傳統ASK解調裝置用諸如同步檢測或異步檢測(包絡檢測)之類的方法檢測出由曼徹斯特編碼數據序列進行ASK調製的已調信號，並獲得一個檢測信號(detected signal)。接著，傳統ASK解調裝置對該檢測信號與基準閾值比較，以決定哪個較大，並獲得作為經曼徹斯特編碼的數據序列的曼徹斯特數據。最後，傳統ASK解調裝置對曼徹斯特數據進行曼徹斯解碼，並輸出NRZ數據，此數據是一個經NRZ編碼的數據序列，還輸出一個數據時鐘信號，此時鐘信號是同步於NRZ數據的一個時鐘信號。即，除了曼徹斯特解碼外，傳統解調裝置執行與用於對NRZ編碼數據序列進行ASK調製的已調信號進行解調的過程相同的過程。
通常，檢測信號的平均值用作為解調以編碼數據序列進行ASK調製的已調信號的閾值，而不管此數據序列是用NRZ編碼還是曼徹斯特編碼進行編碼的。
日本特許專利公開號2000-78211(專利文件1)揭示了一種技術，其中，檢測信號的最大和最小值的平均值用作進行經ASK調製的NRZ碼的高質量解調的閾值。
在對以NRZ編碼數據序列進行ASK調製的已調信號進行解調的情況下，如果在獲得檢測信號的平均值的時間周期或在獲得檢測信號的最大值和最小值的平均值的時間周期中連續輸入「0」或「1」，則傳統ASK解調裝置不可能計算出正確的閾值。這樣，獲得平均值所用的時間周期必須要比比特時間長得多。然而，獲得平均值的太長的時間周期會使響應速度變慢。結果，在對以經NRZ編碼的數據序列進行ASK調製的已調信號進行解調的情況下，傳統ASK解調裝置不可能根據檢測信號的電平變化而快速改變閾值。
另一方面，在對以曼徹斯編碼數據序列進行ASK調製的已調信號進行ASK解調的情況下，「0」和「1」始終含在一個比特時間之內。這樣，與對以經NRZ編碼的數據序列進行ASK調製的已調信號進行解調的情況相比，傳統ASK解調裝置不需要為獲得平均值而設置一個長的時間周期。結果，傳統ASK解調裝置容易按照檢測信號的電平變化而改變閾值。
圖28是示出在專利文獻1中揭示的傳統ASK解調裝置90的結構的框圖。在圖28中，傳統ASK解調裝置90包括極值檢測單元91、移動平均單元92、平均單元93和二進位計算單元94。下文中，將敘述以曼徹斯特編碼數據序列進行ASK調製的已調信號被解調時的傳統ASK解調裝置的工作原理。通過使用諸如同步檢測或異步檢測之類的方法對以曼徹斯特編碼數據序列進行ASK調製的已調信號進行檢測而獲得的檢測信號輸入至ASK解調裝置90。用於與檢測信號作比較的閾值是由極值檢測單元91、移動平均單元92和平均單元93計算出來的。極值檢測單元91檢測多個預定時間周期內的輸入檢測信號的最大值和最小值，並將檢測到的值輸入到移動平均單元92。移動平均單元92獲得多個預定時間周期內的多個最小值的平均值及多個預定時間周期內的多個最大值的平均值，並將結果值(這些結果值是移動平均值)輸入到平均單元93。平均單元93根據從移動平均單元92輸入的最大值的移動平均值和最小值的移動平均值來計算平均值，將計算出的結果值輸入到二進位計算單元94。二進位計算單元94將檢測信號與從平均單元93輸出的閾值進行比較，以確定哪個較大，並輸出曼徹斯特數據，此數據就是曼徹斯特編碼數據序列。曼徹斯數據是一個具有「0」或「1」的二進位信號，並被輸入到緊隨其後的曼徹斯特解碼單元(未示出)。曼徹斯特解碼單元通過檢測曼徹斯特數據的變化點來進行時鐘恢復，並對曼徹斯特碼進行解碼，從而輸出作為NRZ編碼數據序列的NRZ數據，以及輸出一個數據時鐘信號，此數據時鐘信號與NRZ數據同步。如此，對檢測信號進行解調。
日本特許專利公開號2001-211214(專利文件2)揭示了一種與檢測信號波形無關的提高曼徹斯特數據的佔空比的方法。在該方法中，閾值是基於曼徹斯特數據而被控制的，受控的閾值與檢測信號比較，以確定哪個較大，由此獲得曼徹斯特數據。即，在用來基於曼徹斯特數據控制閾值的電路和用來比較閾值和檢測信號以確定哪個較大的電路之間，產生了一個反饋迴路，由此，閾值是收斂的。結果，提高了佔空比。
圖29A是例示出圖28所示的傳統ASK解調裝置90中的檢測信號的眼圖(eye pattern)。圖29B例示出圖28所示的傳統ASK解調裝置90中的曼徹斯特數據的眼圖。圖29C例示出佔空比為50％的曼徹斯特數據的眼圖。在下文中，參考圖29A、29B、29C，將描述圖28所示的傳統解調裝置90的缺陷。
例如，假定具有如圖29A所例示的眼圖的檢測輸入到傳統ASK解調裝置中。橫軸表示按比特時間歸一化表示的時間。縱軸表示信號幅度。很顯然，圖29A所示的檢測信號失真且不對稱，其中，曲線上部的形狀不同於其下部的形狀。在由圖28所示的ASK解調裝置90獲得閾值的情況中，檢測信號的最大值和最小值的平均值用作為閾值。這樣，圖29A中的由虛線表示的值用作該閾值。結果，如圖29B所示，獲得高抖動的曼徹斯數據。理想地，如圖29C所示，希望獲得50％佔空比的曼徹斯數據。在此，佔空比是曼徹斯特數據的高電平周期對NRZ數據中的一個比特時間的比率。如圖29B所示的，如果曼徹斯特數據的佔空比不是50％，在曼徹斯特解碼單元中的時鐘恢復是不穩定的。這樣，當曼徹斯特碼被解碼時，經常產生比特誤碼。類似地，即使使用將檢測信號的平均值用作閾值的方法，當檢測信號失真時，曼徹斯特數據的佔空比也可能不是50％。
並且，專利文件2所揭示的方法有以下缺點。反饋迴路在閾值的可變性和迴路對諸如噪音等幹擾的穩定性之間具有折衷。這樣，如專利文件2所揭示的方法，在例如足夠快地改變閾值以處理接收到數據分組或檢測信號的電平變化的情況下是有局限的。為了同時實現閾值的可變性和穩定性，專利文件2所揭示的方法另外需要一個複雜的控制電路，並需要對其進行精密調整。
如此，採用將檢測信號與閾值相比較以檢測哪個較大的方法的傳統ASK解調裝置具有缺點，即如果檢測信號失真，則不可能獲得具有50％佔空比的曼徹斯特數據。並且，採用將檢測信號與閾值相比較以檢測哪個較大的方法的傳統ASK解調裝置具有缺點，即需要控制閾值的複雜控制電路及對控制電路的精密調整，才能獲得具有50％佔空比的曼徹斯數據。

發明內容
因引，本發明的目的是提供一種無需基於檢測信號計算和控制閾值的，用於解調某一已調信號的ASK解調裝置；以及一種使用ASK解調裝置的無線裝置。該已調信號已被曼徹斯編碼數據序列經過ASK調製的。
本發明達到上述目的的下列功能。本發明指向用於解調某一已調信號的ASK解調裝置，該已調信號已被曼徹斯編碼NRZ數據獲得的數據序列經過ASK調製的。該ASK解調裝置包括延遲單元，用於將通過檢測所述已調信號獲得的一個檢測信號延遲小於NRZ數據的1比特時間，並輸出該合成信號作為延遲信號；減法單元，用於對從所述延遲單元輸出的延遲信號和檢測信號進行減法，並輸出合成信號，作為一個減法信號；時鐘提取單元，用於從減法單元輸出的減法信號和閾值互相相交的交叉點中提取那些時間間隔大於或等於Tb-α且小於或等於Tb+β的交叉點(0＜α≤Tb/8，0＜β≤TbTb是NRZ數據中的1比特時間)，並輸出與提取的交叉點同步的一個同步信號；時鐘恢復單元，用於使含有與NRZ數據比特率相同速率的時鐘信號同步於從時鐘提取單元輸出的同步信號的相位，並輸出一個數據時鐘信號；及確定單元，用於依據從時鐘恢復單元輸出的數據時鐘信號，確定從減法單元輸出的減法信號的極性，並輸出一個確定結果，作為NRZ數據。
較佳地，延遲單元可將檢測信號延遲大於或等於3/24比特時間且小於或等於0.5比特時間，並輸出合成信號，作為延遲信號。
較佳地，延遲單元可將檢測信號延遲大於或等於0.5比特時間且小於或等於21/24比特時間，並輸出合成信號，作為延遲信號。
較佳地，延遲單元可將檢測信號延遲0.5比特時間，並輸出合成信號，作為延遲信號。
較佳地，提取單元可從減法單元輸出的減法信號的交叉點從提取那些時間為Tb的交叉點，並輸出與該提取的交叉點同步的一個同步信號。
較佳地，ASK解調裝置可包括一個低通濾波器，連接到數據提取單元的前一級或後一級，該低通波器由延遲單元和減法單元組成，以濾去包含在輸入信號中的高頻成分。
較佳地，該低通濾波器可以是一個積分濾波器，用於對輸入信號積分某一預定時間周期。
較佳地，積分濾波器的積分周期可以小於1比特時間。
較佳地，積分濾波器的積分周期可以為0.5比特時間。
本發明也指向一種用於發送和接收某一已調信號的無線裝置，該已調信號是由曼徹斯特編碼NRZ數據獲得的數據序列經過ASK調製的。該無線裝置包括幀產生單元，用於通過將等發送的信息數據構成一幀產生幀數據，該信息數據是NRZ數據；曼徹斯特編碼單元，用於對由幀產生單元產生的幀數據進行曼徹斯特編碼，並輸出合成數據，作為曼徹斯特數據；ASK調製單元，用於由曼徹斯特編碼單元輸出的曼徹斯特數據對一個載波進行ASK調製，並輸出該已調信號；檢測單元，用於檢測從另一個無線裝置發送的已調信號，並輸出一個檢測信號；ASK解調單元，用於對來自檢測單元的檢測信號進行解調，並輸出NRZ數據和一個數據時鐘信號；及幀處理單元，用於依據從ASK解調單元輸出的NRZ數據和數據時鐘信號，提取信息數據，並輸出該信息數據。幀產生單元產生幀數據，以使那裡包含至少一個或多個NRZ數據圖案「101」或「010」。ASK解調單元包括延遲單元，用於將來自檢測單元的檢測信號延遲小於NRZ數據中的1比特時間，並輸出合成信號，作為延遲信號；減法單元，用於對從延遲單元輸出的延遲信號和檢測信號進行減法，並輸出合成信號，作為減法信號；時鐘提取單元，用於從減法單元輸出的減法信號與一個閾值互相相交的交叉點中提取那些時間間隔大於或等於Tb-α且小於或等於Tb+β的交叉點(0＜α≤Tb/8，0＜β≤TbTb是NRZ數據中的1比特時間)，並輸出與提取的交叉點同步的一個同步信號；時鐘恢復單元，用於使含有與NRZ數據比特率相同速率的時鐘信號同步於從時鐘提取單元輸出的同步信號的相位，並輸出合成信號，作為數據時鐘信號；及確定單元，用於依據從時鐘恢復單元輸出的數據時鐘信號，確定從減法單元輸出的減法信號的極性，並輸出一個確定結果，作為NRZ數據。
較佳地，幀產生單元可產生幀數據，以使至少一個或多個NRZ數據圖案「101」或「010」包含在幀數據的幀頭內。
較佳地，幀產生單元可將信息數據劃分為多塊數據塊，並產生幀數據，以使至少一個或多個NRZ數據圖案「101」或「010」包含在相鄰數據塊之間。
較佳地，幀產生單元可將信息數據劃分為多塊數據塊。當數據塊的最後比特為「1」時，幀產生單元可在數據塊之後立即插入從「01」開起的一個NRZ數據圖案，以產生幀數據；另一方面，當數據塊的最後比特為「0」時，幀產生單元可在數據塊之後立即插入從「10」開起的一個NRZ數據圖案，以產生幀數據。
較佳地，幀產生單元將信息數據劃分為多塊數據塊。當數據塊的第1比特為「1」時，幀產生單元可在數據塊之前立即插入以「10」結束的一個NRZ數據圖案，以產生幀數據。另一方面，當數據塊的第1比特為「0」時，幀產生單元可在數據塊之前立即插入以「01」結束的一個NRZ數據圖案，以產生幀數據。
較佳地，僅當接收到預先插入到幀數據的圖案「101」或「010」時，時鐘提取單元可提取交叉點。
本發明也指向一種用於發送某一已調信號的發射裝置，該已調信號已被曼徹斯編碼NRZ(非歸零)數據獲得的數據序列經過ASK(幅移鍵控)調製。發射裝置包括幀產生單元，用於通過將等發送的信息數據構成一幀產生幀數據，該信息數據是NRZ數據；曼徹斯特編碼單元，用於對由幀產生單元產生的幀數據進行曼徹斯特編碼，並輸出合成數據，作為曼徹斯特數據ASK調製單元，用於由曼徹斯特編碼單元輸出的曼徹斯特數據對一個載波進行ASK調製，並輸出該已調信號。幀產生單元產生幀數據，以使至少一個或多個NRZ數據圖案「101」或「010」包含在其中。
本發明也指向一種用於接收某一種已調信號的接收裝置，該已調信號是由曼徹斯特編碼NRZ(非歸零)數據獲得的數據序列經過ASK(幅移鍵控)調製的，曼徹斯特編碼數據包括至少一個或多個圖案「101」或「010」，該接收裝置包括檢測單元，用於檢測從另一個無線裝置發送的已調信號，並輸出一個檢測信號；ASK解調單元，用於對來自檢測單元的檢測信號進行解調，並輸出NRZ數據和一個數據時鐘信號；及幀處理單元，用於依據從ASK解調單元輸出的NRZ數據和數據時鐘信號，提取信息數據，並輸出該信息數據。該ASK解調單元包括延遲單元，用於將來自檢測單元的檢測信號延遲小於NRZ數據中的1比特時間，並輸出一個合成信號，作為延遲信號；減法單元，用於對從延遲單元輸出的延遲信號和檢測信號進行減法，並輸出一個合成信號，作為減法信號；時鐘提取單元，用於從減法單元輸出的減法信號與一個閾值互相相交的交叉點中提取那些時間間隔大於或等於Tb-α且小於或等於Tb+β的交叉點(0＜α≤Tb/8，0＜β≤TbTb是NRZ數據中的1比特時間)，並輸出與提取的交叉點同步的一個同步信號；時鐘恢復單元，用於使含有與NRZ數據比特率相同速率的時鐘信號同步於從時鐘提取單元輸出的同步信號的相位，並輸出一個數據時鐘信號；及確定單元，用於依據從時鐘恢復單元輸出的數據時鐘信號，確定從減法單元輸出的減法信號的極性，並輸出一個確定結果，作為NRZ數據。
本發明也指向一種用於對某一已調信號進行解調的集成電路，該已調信號是由曼徹斯特編碼NRZ(非歸零)數據獲得的數據序列經過ASK(幅移鍵控)調製的。該集成電路包括延遲單元，用於將通過檢測已調信號獲得的一個檢測信號延遲小於NRZ數據中的1比特時間，並輸出一個合成信號，作為延遲信號；減法單元，用於對從延遲單元輸出的延遲信號和檢測信號進行減法，並輸出一個合成信號，作為減法信號；時鐘提取單元，用於從減法單元輸出的減法信號與一個閾值互相相交的交叉點中提取那些時間間隔大於或等於Tb-α且小於或等於Tb+β的交叉點(0＜α≤Tb/8，0＜β≤TbTb是NRZ數據中的1比特時間)，並輸出與提取的交叉點同步的一個同步信號；時鐘恢復單元，用於使含有與NRZ數據比特率相同速率的時鐘信號同步於從時鐘提取單元輸出的同步信號的相位，並輸出一個數據時鐘信號；及確定單元，用於依據從時鐘恢復單元輸出的數據時鐘信號，確定從減法單元輸出的減法信號的極性，並輸出一個確定結果，作為NRZ數據。
本發明也指向一種用於發送和接收某一已調信號的集成電路，該已調信號是由曼徹斯特編碼NRZ(非歸零)數據獲得的數據序列經過ASK(幅移鍵控)調製的。該集成電路包括幀產生單元，用於通過將等發送的信息數據構成一幀產生幀數據，該信息數據是NRZ數據；曼徹斯特編碼單元，用於對由幀產生單元產生的幀數據進行曼徹斯特編碼，並輸出合成數據，作為曼徹斯特數據；ASK調製單元，用於從曼徹斯特編碼單元輸出的曼徹斯特數據對一個載波進行ASK調製，並輸出一個已調信號；檢測單元，用於檢測從另一個無線裝置發送的已調信號，並輸出一個檢測信號；ASK解調單元，用於對來自檢測單元的檢測信號進行解調，並輸出NRZ數據和一個數據時鐘信號；及幀處理單元，用於依據從ASK解調單元輸出的NRZ數據和數據時鐘信號，提取信息數據，並輸出該信息數據。幀產生單元產生幀數據，以使那裡包含至少一個或多個NRZ數據圖案「101」或「010」。ASK解調單元包括延遲單元，用於將通過檢測已調信號獲得的一個檢測信號延遲小於NRZ數據中的1比特時間，並輸出一個合成信號，作為延遲信號；減法單元，用於對從延遲單元輸出的延遲信號和檢測信號進行減法，並輸出一個合成信號，作為減法信號；時鐘提取單元，用於從減法單元輸出的減法信號與一個閾值互相相交的交叉點中提取那些時間間隔大於或等於Tb-α且小於或等於Tb+β的交叉點(0＜α≤Tb/8，0＜β≤TbTb是NRZ數據中的1比特時間)，並輸出與提取的交叉點同步的一個同步信號；時鐘恢復單元，用於使含有與NRZ數據比特率相同速率的時鐘信號同步於從時鐘提取單元輸出的同步信號的相位，並輸出一個數據時鐘信號；及確定單元，用於依據從時鐘恢復單元輸出的數據時鐘信號，確定從減法單元輸出的減法信號的極性，並輸出一個確定結果，作為NRZ數據。
在下文中，將描述本發明的效果。按照本發明，依據對檢測信號和經延遲小於1比特時間的延遲信號進行減法獲得的減法信號交叉點，調整數據時鐘信號的相位，依據相位調整的數據時鐘信號確定減法信號的極性，並輸出NRZ數據。這樣，有可能提供不需要依據檢測信號對閾值進行計算和控制的一種ASK解調裝置；及使用ASK解調的一種無線裝置。同樣，即使檢測信號失真，第一和最後比特信號的幅度值不會變化。這樣，不需要專門的閾值控制。此外，由延遲單元和減法單元組成的一種簡單配置能獲得用於極性確定的信號和數據時鐘信號。這樣，不需要使用需要精密調整的複雜控制電路。特別地，在本發明中，應用相同的信號作為用於數據時鐘信號的極性確定和相位調整的一個減法信號，由此，由一種非常簡單配置執行NRZ數據的解調和數據時鐘信號的恢復。同樣地，通過為某一時間間隔提供一個邊界α和β，即使在交叉點間的時間間隔內產生抖動，有可能恢復數據時鐘信號，在該時間間隔檢測交叉點。大於Tb/8的α值將提高將錯誤地將3Tb/4檢測為一個交叉點間隔的可能性。這樣，為了恢復一個正確的數據時鐘信號，較佳地，α值應等於或小於Tb/8。同樣地，交叉點間隔決不能超過2Tb，由此，較佳地，β值應等於或小於Tb。
通過將延遲量設置到大於或等於3/24比特時間且小於或等於0.5比特時間，或大於或等於0.5比特時間且小於或等於21/24比特時間，能希望按一種精確方式對NRZ數據進行解調。同樣地，通過將延遲量設置到大於或等於0.5比特時間且小於或等於21/24比特時間，時鐘提取單元能容易地檢測交叉點。當延遲量為0.5比特時，有可能以最精確方式對NRZ數據進行解調。
時鐘提取單元提取那些時間間隔為Tb的交叉點，由此，有可能獲得一個最佳數據時鐘信號，用於檢測減法信號的極性。
同樣地，通過將低通濾波器連接到數據提取單元的前一級或後一級，有可能濾去高頻成分。結果，有可能提高信噪比，並提供極好的比特誤碼率特性。
通過將積分濾波器用作低通濾波器，並將積分周期設置為小於1比特時間，有可能防止濾去NRZ數據成分。結果，有可能獲得更極好的比特誤碼率特性。通過將積分周期設置為0.5比特時間，可由數據提取單元和積分濾波器組成一種校正接收機，用於獲得檢測信號和矩形信號之間的一個校正。結果，改善了比特誤碼率特性。同樣地，時鐘提取單元在交叉點檢測時間經受較小的噪聲。
此外，通過產生幀數據，以使其中包括圖案「101」或「010」，有可能正確地對信號數據進行解調。在該幀的幀頭內含有上述圖案的情況中，在前同步碼中調整數據時鐘信號的相位，由此，能正確地對緊隨唯一字後的信息數據進行解調。另一方面，在信息數據內含有上述圖案的情況中，有可能在信息數據接收期間，調整數據時鐘信號的相位。同樣地，通過依據劃分的信息數據的最後或第一比特，縮短待插入的最小圖案，有可能改善發送效率。
同樣地，通過僅當故意地插入圖案「101」或「010」時，迫使時鐘提取單元檢測交叉點，有可能當未接收到上述圖案時，能防止錯誤地進行時鐘恢復。結果，有可能使比特誤碼個數減少到最少。
從下面連同附圖的本發明詳細描述中將更能明白本發明的這些和其他目的，功能，方面和優點。


圖1是說明根據本發明的第一實施例的ASK解調裝置1的結構的框圖；圖2A是示出對應於NRZ數據的檢測信號的幅度波形的例圖；圖2B是示出延遲了0.5比特時間的從延遲單元11輸出的檢測信號(延遲信號)的幅度波形的例圖；圖2C是示出通過從延遲檢測信號(延遲信號)的幅度值中減去預延遲檢測信號的幅度值而獲得的、並從減法單元12輸出的信號波形的例圖；圖2D是示出從時鐘提取單元13輸出的同步信號的例圖；圖2E是示出從時鐘恢復單元14輸出的數據時鐘信號的例圖；圖2F是示出從確定單元15輸出的NRZ數據的例圖；圖3是示出時鐘提取單元13的功能結構的一個例子的框圖；圖4是示出延遲單元11的延遲量為1/24比特時間的情況下的數據提取單元10的輸出信號的眼圖的例圖；圖5是示出延遲單元11的延遲量為3/24比特時間的情況下的數據提取單元10的輸出信號的眼圖的例圖；圖6是示出延遲單元11的延遲量為6/24比特時間的情況下的數據提取單元10的輸出信號的眼圖的例圖；圖7是示出延遲單元11的延遲量為9/24比特時間的情況下的數據提取單元10的輸出信號的眼圖的例圖；圖8是示出延遲單元11的延遲量為12/24(＝0.5)比特時間的情況下的數據提取單元10的輸出信號的眼圖的例圖；圖9是示出延遲單元11的延遲量為15/24比特時間的情況下的數據提取單元10的輸出信號的眼圖的例圖；圖10是示出延遲單元11的延遲量為18/24比特時間的情況下的數據提取單元10的輸出信號的眼圖的例圖；圖11是示出延遲單元11的延遲量為21/24比特時間的情況下的數據提取單元10的輸出信號的眼圖的例圖；圖12是示出延遲單元11的延遲量為23/24比特時間的情況下的數據提取單元10的輸出信號的眼圖的例圖；圖13是示出延遲單元11的延遲量為1比特時間的情況下的數據提取單元10的輸出信號的眼圖的例圖；
圖14是示出根據本發明的第二實施例的ASK解調裝置2的結構的框圖；圖15是示出積分濾波器30的結構的一個例子的框圖；圖16A是檢測信號的眼圖的例圖；圖16B是示出數據提取單元10的輸出信號的眼圖的例圖；圖16C是示出積分濾波器30的輸出信號的眼圖的例圖；圖17是示出在積分濾波器30連接到數據提取單元10的前一級的情況下的ASK解調裝置的結構的例圖；圖18是示出以有限脈衝響應(FIR)濾波器形式構成的低通濾波器的結構的例圖；圖19是示出根據本發明的第三實施例的無線系統和無線裝置3的結構的框圖；圖20是示出信息數據的數據結構和由幀產生單元32產生的幀數據的數據結構的例圖；圖21是示出信息數據的數據結構、劃分為多個塊的信息數據的數據結構、及幀數據的數據結構的例圖；圖22是示出信息數據的數據結構、劃分為多個塊的信息數據的數據結構、及幀數據的數據結構的一個例子的例圖；圖23是示出幀數據的數據結構的另一個例子的例圖；圖24是示出根據本發明的第六實施例的無線系統和無線裝置5的結構的例圖；圖25是示出ASK解調單元38a的結構的框圖；圖26是示出第一圖案時鐘恢復控制信號、檢測信號、及同步信號之間的關係的例圖；圖27是示出第二圖案時鐘恢復控制信號、檢測信號、及同步信號之間的關係的例圖；圖28是示出專利文獻1揭示的傳統ASK解調裝置的結構的框圖；圖29A是示出圖28所示的傳統ASK解調裝置90中的檢測信號的眼圖的例圖；圖29B是示出圖28所示的傳統解調裝置90中的曼徹斯特數據的眼圖例圖；及圖29C是示出50％佔空比的曼徹斯特數據的眼圖的例圖。
具體實施例方式
下文中，將參考附圖描述本發明的實施例。
(第一實施例)圖1是說明根據本發明的第一實施例的ASK解調裝置1的結構的框圖。在圖1中，ASK解調裝置1包括數據提取單元10、時鐘提取單元13、時鐘恢復單元14、及確定單元15。數據提取單元10包括延遲單元11和減法單元12。
檢測單元(未示出)用諸如同步檢測或異步檢測之類的方法對以曼徹斯編碼數據序列(曼徹斯特數據)進行ASK調製的已調信號進行檢測，並將該檢測信號輸出到數據提取單元10。
數據提取單元10輸出含有有關預先曼徹斯編碼的NRZ數據的信息(下文中稱為NRZ數據分量)的信號。
時鐘提取單元13從數據提取單元10的輸出信號中提取具有與比特率相同速率的分量(下文中稱為時鐘分量)，並輸出所提取的分量作為同步信號。
下面將詳細描述數據提取單元10和時鐘提取單元13的工作原理。
時鐘恢復單元14使具有與比特率相同速率的時鐘信號的相位與同步信號的相位相同步，並輸出數據時鐘信號。例如，PLL(相鎖環路)電路可以用作時鐘恢復單元14。
確定單元15依據由時鐘恢復單元14恢復的數據時鐘信號來確定數據提取單元10的輸出信號的極性，並輸出NRZ數據，該NRZ數據是NRZ編碼數據序列。
將描述數據提取單元10的工作原理。數據提取單元10在通過將檢測信號延遲0.5比特時間而獲得的信號的幅度值和檢測信號的幅度值之間進行減法運算，並輸出結果。這裡，1比特時間是對應於1比特NRZ數據的時間，表示為比特率的倒數。將輸入到數據提取單元10的檢測信號輸入到延遲單元11和減法單元12。延遲單元11將檢測信號延遲0.5比特時間，並輸出該延遲信號。減法單元12輸出通過從延遲信號的幅度減去檢測信號的幅度而獲得的結果。如此，數據提取單元10在將檢測信號延遲0.5比特時間而獲得的信號幅度值和檢測信號的幅度值之間進行減法運算，由此，由於下面的原因，數據提取單元10能夠輸出包含來自檢測信號的NRZ數據分量的信號。
當NRZ數據經曼徹斯特編碼時，NRZ數據的符號「0」(下文中稱為「0」)被映射成「01」，而NRZ數據的符號「1」(下文中稱為「1」)被映射成「10」。當對作為曼徹斯特編碼數據序列的曼徹斯特數據進行解碼以恢復NRZ數據時，前半比特信號的幅度值與後半比特信號的幅度值進行比較，以確定哪個較大。根據比較結果，確定曼徹斯特數據是「01」還是「10」，並確定NRZ數據是「0」還是「1」。數據提取單元10從通過將檢測信號延遲0.5比特時間獲得的信號的幅度減去檢測信號的幅度，並輸出相減結果，其中0.5比特時間是前半比特與後半比特之間的時延。這樣，數據提取單元10的輸出信號包括通過將檢測信號的前半比特和後半比特進行比較獲得的結果，作為NRZ數據分量。因此，通過根據數據時鐘信號確定數據提取單元10的輸出信號的極性來獲得NRZ數據。
接著，描述時鐘提取單元13的工作原理。時鐘提取單元13從數據提取單元10的輸出信號中提取具有與比特率相同速率的時鐘分量。具體來說，時鐘提取單元13檢測從數據提取單元10輸出的輸出信號的零交叉點之間的時間間隔是否等於NRZ數據中的1比特時間。如果該時間間隔等於1比特時間，則時鐘提取單元13輸出與零交叉點同步的同步信號。這裡，零交叉點是信號極性反相時的時間點，即，信號通過幅度值為零的電平時的時間點。如此，時鐘提取單元13檢測零交叉時間間隔等於1比特時間並輸出同步信號，由此，時鐘恢復單元14通過將數據時鐘信號同步於該同步信號，能夠恢復精確的數據時鐘信號。
圖2A是示出對應於NRZ數據的檢測信號的幅度波形的例圖。圖2B是示出延遲了0.5比特時間、並從延遲單元11輸出的檢測信號(延遲信號)的幅度波形的例圖。圖2C是示出通過從延遲檢測信號的幅度值中減去預延遲檢測信號的幅度值而獲得的、並從減法單元12輸出的信號的波形的例圖。圖2D是示出從時鐘提取單元13輸出的同步信號的例圖。圖2E是示出從時鐘恢復單元14輸出的數據時鐘信號的例圖。圖2F是示出從確定單元15輸出的NRZ數據的例圖。下文中，參考圖2A、2B、2C、2D、2E和2F，詳細地描述ASK解調裝置的工作原理。注意，圖1中描述的A、B、C、D、E和F分別對應於圖2A、2B、2C、2D、2E和2F。
延遲單元11輸出通過將檢測信號(見圖2A)延遲0.5比特時間獲得的延遲信號(見圖2B)。減法單元12輸出通過從延遲信號(見圖2B)的幅度值中減去檢測信號(見圖2A)的幅度值而獲得的信號(下文中稱為減法信號，見圖2C)。
這裡，將研究圖2C所示的減法信號的極性。顯然，由圖2C中箭頭指明的時間點處的極性對應於圖2A所示的NRZ數據。從這些圖中判斷出，如果上述時間點處的極性為正，則顯然的是對應於曼徹斯特碼「10」的NRZ數據是「1」。這是因為上述極性代表了從作為曼徹斯特碼的前半部分的「1」中減去作為曼徹斯特碼的後半部分的「0」而獲得的結果值。另一方面，如果上述時間點處的極性為負，則顯然的是對應於曼徹斯特碼「01」的NRZ數據是「0」。這是因為上述極性代表了從作為曼徹斯特碼的前半部分的「0」中減去作為曼徹斯特碼的後半部分的「1」而獲得的結果值。如此，從數據提取單元10輸出的減法信號提供了有關傳送的NRZ數據按預定時間點處的極性的信息(NRZ數據分量)。
接著，將研究如圖2C中所示的減法信號的零交叉點。在NRZ數據從「1」變為「0」的情況中，從作為對應於NRZ數據「1」的曼徹斯特碼「10」的後半部分的「0」中減去作為對應於NRZ數據「0」的曼徹斯特碼「01」的前半部分的「0」。這樣，從比特轉換點經過Tb/4的時間點對應於零交叉點Z1。這裡，Tb是NRZ數據中的1比特時間。
在NRZ數據從「0」變為「1」的情況中，從作為對應於NRZ數據「0」的曼徹斯特碼「01」的後半部分的「1」中減去作為對應於NRZ數據「1」的曼徹斯特碼「10」的前半部分的「1」。這樣，從比特轉換點經過Tb/4的時間點對應於零交叉點Z2。
在NRZ數據從「0」變為「0」的情況中，在從作為對應於先前的NRZ數據「0」的曼徹斯特碼「01」的前半部分的「0」中減去作為對應於先前的NRZ數據「0」的曼徹斯特碼「01」的後半部分的「1」之後，從作為對應於先前的NRZ數據「0」的曼徹斯特碼「01」的後半部分的「1」中減去作為對應於先前的NRZ數據「0」的曼徹斯特碼「01」的前半部分的「0」。從而，NRZ數據的比特轉換點對應於零交叉點Z3。此後，從作為對應於後面的NRZ數據「0」的曼徹斯特碼「01」的前半部分的「0」中減去作為對應於後面的NRZ數據「0」的曼徹斯特碼「01」的後半部分的「1」。從而，從NRZ數據的比特轉換點過去Tb/2的時間點對應於零交叉點Z4。
類似地，在NRZ數據從「1」變為「1」的情況中(未示出)，從作為對應於NRZ數據「1」的曼徹斯特碼「10」的後半部分的「0」中減去作為對應於NRZ數據「1」的曼徹斯特碼「10」的前半部分「1」。這樣，比特轉換點對應於零交叉點，並且，從比特轉換點經過Tb/2的時間點對應於零交叉點。
如下面將描述的那樣，取決於NRZ數據圖案，零交叉時間間隔為Tb/2、3Tb/4或Tb。
即，如果NRZ數據圖案在「0」和「1」之間交替，例如「101」或「010」，則從比特轉換點經過Tb/4的時間點(Z1或Z2)對應於零交叉點。這樣，從數據提取單元10輸出的減法信號的零交叉時間間隔為Tb。
同樣，假設NRZ數據圖案例如是「100」，在該情況中，最初的一個比特後跟隨的是與第一比特符號不同的兩個比特，如「100」或「011」。如上所述，在圖案「100」中所包含的圖案「10」中，零交叉點Z1出現在從第一比特「1」轉換到第二比特「0」的時間點經過Tb/4的時間點處。在圖案「100」中所包含的圖案「00」中，如上所述，零交叉點Z3出現在從第二比特「0」轉換到第三比特「0」的時間點處。此後，零交叉點Z4出現在從第二比特「0」轉換到第三比特「0」的時間點經過Tb/2的時間點處。從而，在接收到圖案「100」的情況下，零交叉點Z3處在在零交叉點Z1之後。在零交叉點Z3之後，出現零交叉點Z4。結果，零交叉之間間隔是3Tb/4和Tb/2。類似地，在接收到圖案「011」的情況下，零交叉時間間隔在3Tb/4之後變成Tb/2。
同樣，如果NRZ數據圖案是連續的「0」或「1」，如「000」和「111」，則零交叉時間變為Tb/2(見圖2C).
同樣，假設NRZ數據圖案例如是「001」，在該情況中，第三比特的符號不同於第一和第二比特的符號，如「001」或「110」。如上所述，在圖案「001」中所包含的圖案「00」中，零交叉點Z3出現在從第一比特「0」轉換到第二比特「0」的時間點處。零交叉點Z4出現在從零交叉點Z3出現的時間點經過Tb/2的時間點處。在圖案「001」所包含的圖案「01」中，如上所述，零交叉點Z1出現在從第二比特「0」轉換到第三比特「1」的時間點經過Tb/4的時間點處。從而，在接收到圖案「001」的情況下，零交叉點Z4出現在零交叉點Z3之後。在零交叉點Z4之後，出現零交叉點Z1。結果，零交叉時間間隔是Tb/2和3Tb/4。類似地，在接收到圖案「110」的情況下，零交叉時間間隔在Tb/2之後變成3Tb/4。
如此，在零交叉時間間隔為Tb/2或3Tb/4的情況中，在1比特時間內可以出現兩個零交叉點。這樣，不可能確定數據時鐘信號應同步於哪個零交叉點。
另一方面，在零交叉時間間隔為Tb的情況中，在1比特時間內僅出現一個零交叉點。這樣，通過將數據時鐘信號同步於這個零交叉點，就有可能正確地進行曼徹斯特解碼。
這樣，當從數據提取單元10輸出的減法信號的零交叉時間間隔為1比特時間Tb時，時鐘提取單元13輸出同步信號。
時鐘提取單元13具有例如圖3所示的功能結構。圖3是示出時鐘提取單元13的功能結構的一個例子的框圖。時鐘提取單元13包括零交叉檢測單元20、計數器單元21、以及比較單元22。零交叉檢測單元20檢測從數據提取單元10輸出的減法信號(見圖2C)的零交叉點(Z1、Z2、Z3、Z4)，並當檢測到每個零交叉點時輸出零交叉信號。零交叉信號的接收觸發計數器單元21的計數器復位，且該計數器單元21連續地計數一直到接收到下一個零交叉點信號為止。當零交叉信號從零交叉檢測單元20輸入時，比較單元22將由計數器單元21計數的計數值與先前儲存的1比特時間Tb進行比較。在零交叉信號從零交叉檢測單元20輸入時的計數器單元21計數的計數值等於先前儲存的1比特時間的情況下，比較單元22輸出同步信號(見圖2D)。如此，當零交叉時間間隔為Tb時，輸出同步信號。
時鐘恢復單元14輸出數據時鐘信號，用於通過使數據時鐘信號同步於從時鐘提取單元13輸出的的同步信號(見圖2E)，從減法信號中獲得NRZ數據。在圖2E所示的例子中，假定時鐘恢復單元14使同步信號和數據時鐘信號的下降沿同步。注意，時鐘恢復單元14可使同步信號和數據時鐘信號的上升沿同步。
確定單元15通過使用數據時鐘信號的上升沿來確定從數據提取單元10輸出的減法信號的極性，所述數據時鐘信號是從時鐘恢復單元14輸出的並與作為觸發器的同步信號的相位相差180度(即延遲0.5比特時間)。當減法信號的極性為正時，確定單元15確定NRZ數據為「1」，並輸出確定結果作為NRZ數據(見圖2F)。類似地，當減法信號的極性為負時，確定單元15確定NRZ數據為「0」，並輸出確定結果作為NRZ數據(見圖2F)。如圖2F所示，正確地對原NRZ數據進行了解調。如此，確定單元15確定在從同步信號延遲0.5比特時間的時刻處的減法信號的極性。從同步信號延遲0.5比特時間的時刻由圖2C的每個箭頭所示。在同步信號延遲0.5比特時間的時刻，減法信號的幅度值達到峰值，由此，就可能以極好的糾錯率對NRZ數據進行解調。
如此，根據第一實施例，數據提取單元10通過從將檢測信號延遲0.5比特時間獲得的延遲信號的幅度值減去檢測信號的幅度值，輸出包含來自檢測信號的NRZ數據分量的信號。當從數據提取單元10輸出的輸出信號的零交叉時間間隔為1比特時間Tb時，時鐘提取單元13輸出與零交叉點同步的同步信號。時鐘恢復單元14輸出與同步信號同步的數據時鐘信號。確定單元15根據從時鐘恢復單元14輸出的數據時鐘信號，確定從數據提取單元10輸出的輸出信號的極性，並獲得NRZ數據。這樣，就可能獲得NRZ數據而不需要根據檢測信號來計算閾值。並且，即使檢測信號失真，前半部分和後半部分比特信號之間的幅度值關係也不會發生變化。這樣，就可能獲得NRZ數據而不需要專門的閾值控制。此外，如圖1所示，數據提取單元10具有由延遲單元11和減法單元12組成的簡單配置結構。這樣，就可能獲得NRZ數據而不需要進行精密調整所需的複雜控制。並且，在第一實施例中，利用相同的信號作為減法信號以用於數據時鐘信號的極性確定和相位調整，由此，就可能由延遲單元11、減法單元12、時鐘提取單元13、時鐘恢復單元14、及確定單元15組成的一種非常簡單的配置結構來執行NRZ數據的解調和數據時鐘信號的恢復。
如上面描述的那樣，在本發明中，利用接收到「1」和「0」之間交替的圖案時零交叉時間間隔變為一預定值的事實，時鐘提取單元輸出同步信號，數據時鐘信號與該同步信號同步。具體來說，通過利用接收到「1」和「0」之間交替的數據圖案時減法信號的兩個連續的零交叉點之間的時間間隔變為Tb的事實，時鐘提取單元輸出同步信號。並且，確定單元通過確定與該同步信號的相位相差180度(即延遲0.5比特時間)的時刻處的減法信號的極性，來對NRZ數據進行解調。
注意，在曼徹斯特編碼中，NRZ數據「0」可映射成「10」，NRZ數據「1」可映射成「01」。同樣在這種情況中，如果NRZ數據圖案在「0」和「1」之間交替，例如「101」或「010」，零交叉時間間隔變為Tb。同樣，如上所述，取決於NRZ數據圖案，零交叉時間間隔變為3Tb/4或Tb/2。然而，在這種情況中，當減法信號的極性為負時，NRZ數據對應於「1」，而當減法信號的極性為正時，NRZ數據對應於「0」。
注意，在第一實施例中，假定包含NRZ數據分量的信號是通過從將檢測信號延遲0.5比特時間獲得的延遲信號中減去檢測信號而獲得的。替代地，包含NRZ數據分量的信號也可通過從檢測信號中減去延遲信號而獲得。在這種情況中，當減法信號的極性為負時，NRZ數據對應於「1」，而當減法信號的極性為正時，NRZ數據對應於「0」。注意，在曼徹斯特編碼中將NRZ數據「0」映射成「10」而NRZ數據「1」映射成「01」的情況中，當減法信號的極性為正時，NRZ數據對應於「1」，而當減法信號的極性為負時，NRZ數據對應於「0」。
注意，在上面的描述中，時鐘提取單元檢測減法信號的兩個連續的零交叉點之間的時間間隔。然而，時鐘提取單元也可檢測同方向的零交叉時間間隔，即，下降沿零交叉點(在該點，極性從正變為負)或上升沿零交叉點(在該點，極性從負變為正)。具體來說，如圖2C所示，當接收到在「1」和「0」之間交替的圖案時，下降沿零交叉點之間的時間間隔變為2Tb。在這種情況中，在檢測到下降沿零交叉點之間的時間間隔為2Tb時，時鐘提取單元可以輸出同步信號。同樣，當接收到「0」和「1」之間交替的圖案時(圖2C中未示出)，上升沿零交叉點之間的時間間隔變為2Tb。在這種情況中，當檢測到上升沿零交叉點之間的時間間隔為2Tb時，時鐘提取單元可以輸出同步信號。同樣，確定單元可以確定與同步信號的相位相差180度(即，延遲0.5比特時間)時的減法信號的極性。同樣在下面的各種實施例中，時鐘提取單元可以檢測下降沿零交叉點或上升沿零交叉點。
注意，在上面的描述中，將零交叉點定義為在將閾值設置為零幅度值的情況下信號幅度值變為零的點。然而，閾值不限於零幅度值。即，零交叉點是包含減法信號和閾值互相相交時的點(下文中稱為交叉點)的概念。為了簡單起見，在本說明書中，描述用零幅度值作為閾值而獲得的零交叉點。上面的零交叉點可以用交叉點來替代。
注意，在第一實施例中，假定延遲單元11的延遲量為0.5比特時間。然而，該延遲量不限於0.5比特時間。如果延遲量至少小於1比特時間，ASK解調裝置能對NRZ數據進行解調。如果延遲量大於或等於3/24比特時間且小於或等於0.5比特時間，可預期到將按精確的方式對NRZ數據進行解調。同樣，即使延遲量大於或等於0.5比特時間且小於或等於21/24比特時間，可預期到將按精確方式對NRZ數據進行解調。然而，如上所述，因為下列原因，當延遲量為0.5比特時間時，能按最精確方式對NRZ數據進行解調。
圖4是示出在延遲單元11的延遲量為1/24比特時間的情況中數據提取單元10的輸出信號的眼圖。圖5是示出在延遲單元11的延遲量為3/24比特時間的情況中數據提取單元10的輸出信號的眼圖。圖6是示出延遲單元11的延遲量為6/24比特時間的情況中數據提取單元10的輸出信號的眼圖。圖7是示出延遲單元11的延遲量為9/24比特時間的情況中數據提取單元10的輸出信號的眼圖。圖8是示出延遲單元11的延遲量為12/24(＝0.5)比特時間的情況中數據提取單元10的輸出信號的眼圖。圖9是示出延遲單元11的延遲量為15/24比特時間的情況中數據提取單元10的輸出信號的眼圖。圖10是示出延遲單元11的延遲量為18/24比特時間的情況中數據提取單元10的輸出信號的眼圖。圖11是示出延遲單元11的延遲量為21/24比特時間的情況中數據提取單元10的輸出信號的眼圖。圖12是示出延遲單元11的延遲量為23/24比特時間的情況中數據提取單元10的輸出信號的眼睛圖。圖13是示出延遲單元11的延遲量為1比特時間的情況中數據提取單元10的輸出信號的眼圖。
在圖4到圖13中，在零交叉時間間隔為Tb的情況中(即，在NRZ數據圖案在「0」和「1」之間交替的情況中，例如「101」和「010」)，由眼圖中的箭頭指示的時間點是從零交叉點延遲0.5比特時間的時間點。在上述時間點確定減法信號的極性。這樣，該時間點稱作為採樣點。
如圖4到8所示，當延遲單元11的延遲量小於0.5比特時間時，採樣點處的眼圖開口(opening)I1、I2、I3和I4比延遲量為0.5比特時間時的採樣點處眼圖開口I5要窄。並且，如圖8到12所示，當延遲單元11的延遲量大於0.5比特時間時，眼圖開口(opening)I6、I7、I8和I9比延遲量為0.5比特時間時採樣點處的眼圖開口I5要窄。此外，如圖13所示，在延遲單元11的延遲量為1比特時間的情況中，眼圖閉合。並且，在延遲量為0比特時間的情況中(未示出)，即在沒有延遲的情況中，眼圖是閉合的。眼圖開口變得越窄，噪聲誤差產生得越為頻繁。結果，如果延遲量為0或1比特時間(即，在眼圖閉合的情況中)，完全不可能進行解調。這樣，延遲量應至少大於0比特時間，且小於1比特時間。如圖6所示，當延遲量為0.5比特時間時，眼圖具有最大的開口，由此，顯然0.5比特時間延遲是最佳的值。
如圖4到7所示，當延遲量小於0.5比特時間時，從數據提取單元10輸出的輸出信號的幅度等於0的間隔(下文中稱為零間隔)逐漸地變寬。較寬的零間隔使得難以檢測到零交叉時間間隔為Tb。然而，因為噪聲疊加到實際信號上，因此有時能檢測到零交叉時間間隔Tb。這樣，即使延遲量小於0.5比特時間，ASK解調裝置也能解調NRZ數據。然而，延遲量變得越小，眼圖開口變得越窄。這樣，較佳的是提供具有某一程度的眼圖開口的延遲量。經驗上，圖5所示的眼圖開口將信號的誤差減少至確保該裝置的實際應用的水平。因此，延遲量應當大於或等3/24比特時間且小於或等於0.5比特時間。
如圖9到12所示，當延遲量大於0.5比特時間時，沒有零間隔出現。這樣，與延遲量小於0.5比特的情況相比，更容易檢測出零交叉時間為Tb。因此，通過將延遲量設置到大於或等於0.5比特時間且小於1比特時間，就可能容易檢測到零交叉時間間隔為Tb。然而，延遲量變得越大，眼圖開口變得越窄。這樣，較佳的是提供具有某一程度的眼圖開口的延遲量。經驗上，如圖11所示的眼圖開口將信號誤差減少至確保該裝置的實際應用的水平。因此，延遲量應當大於或等於0.5比特且小於或等於21/24比特時間。
(第二實施例)圖14是示出根據本發明的第二實施例的ASK解調裝置2的結構的框圖。在圖14中，ASK解調裝置2包括數據提取單元10、積分濾波器30、時鐘提取單元13、時鐘恢復單元14、及確定單元15。在圖14中，類似於根據第一實施例的圖1所示的ASK解調裝置1中對應部件的任何組件將用其所用的相同參考標號進行標註，並省略對它們的描述。
通過使用例如同步檢測或異步檢測之類的方法，檢測以曼徹斯特編碼數據序列進行ASK調製的已調信號而獲得的檢測信號輸入到ASK解調裝置2。輸入到ASK解調裝置2的檢測信號輸入到數據提取單元10。數據提取單元10輸出包含來自檢測信號的NRZ數據分量的信號。
積分濾波器30將數據提取單元10的輸出信號用作為輸入，對該輸入信號在一預定積分周期中進行連續積分，並輸出該積分的結果。積分濾波器30的輸出信號輸入到時鐘提取單元14和確定單元15。第二實施例與第一實施例的不同之處在於積分濾波器30連接到數據提取單元10的下一級。
將描述積分濾波器30。積分濾波30對0.5比特時間的輸入信號以連續方式進行積分，並輸出積分結果。圖15是示出積分濾波器30的結構的一個例子的框圖。在圖15中，積分濾波30包括m個延遲器件4-1、4-2、...、和4-m，及加法器40。如圖15所示的積分濾波器30是一種橫向濾波器。在此，假定積分濾波器30的輸入信號是按採樣周期進行採樣的。延遲器件4-1、4-2、...、和4-m將輸入信號延遲一個採樣周期。加法器40將輸入到積分濾波器30的輸入信號和從每個延遲器件輸出的輸出信號進行相加，並輸出加法結果。結果，積分濾波器30按(m+1)個採樣周期對該信號進行了積分。(m+1)個採樣周期對應於0.5比特時間。
通常，通過進行積分處理，積分濾波器兼作為低通濾波器，用於濾去含在輸入信號內的高頻分量。這樣，根據第二實施例的ASK解調裝置2通過積分濾波器30濾除了疊加在檢測信號上的噪聲。結果，與第一實施例相比，就可能提高SNR(信噪比)，並提供極好的比特誤碼率特性。
特別地，通過將由積分濾波30執行的積分的預定周期(積分周期)設置成0.5比特時間，可由數據提取單元10和積分濾波器30組成一個相關接收器，用於獲得檢測信號和矩形信號之間的相關，這將在下面描述。這樣，與第一實施例相比，就可能提供極好的比特誤碼率特性。
在此，假定檢測信號是由用於積分的採樣單元(未示出)按採樣周期T進行採樣的。並且，假定檢測信號為a(t)，數據提取單元10的輸出信號為b(t)，積分濾波30的輸出信號為c(t)。數據提取單元10從將檢測信號延遲0.5比特時間獲得的信號的幅度值中減去檢測信號的幅度值。這樣，由公式1表示a(t)和b(t)之間的關係。
b(t)＝a(t-Tb/2)-a(t)積分濾波30對數據提取單元10的輸出信號進行0.5比特時間積分。這樣，由公式2表示b(t)和c(t)之間的關係。
c(t)=t-Tb/2tbd]]>
當公式1代入公式2時，獲得公式3。
c(t)=t-Tb/2t{a(-Tb/2)-a}d]]>=t-Tb/2ta(-Tb/2)d-t-Tb/2tad]]>當變量改變時對公式3右側的第一項執行τ＝τ-Tb/2，獲得公式4。
c(t)=t-Tbt-Tb/2ad-t-Tb/2tad]]>接著，將研究用於獲得檢測信號a(t)和矩形信號h(t)之間的相關的相關接收機，該矩形信號h(t)由公式5表示。
為了獲得由公式5表示的h(t)，將曼徹斯特編碼的NRZ數據「1」的波形在幅度方向移動，從中移去直流分量。因為曼徹斯特編碼數據在比特中心處的電平轉換方向中具有信息，因此能夠忽略該直流分量。已知用於獲得a(t)和h(t)間的相關的相關接收機是用於接收h(t)的匹配濾波器的等價物。通過對h(t)施加時間反轉並將h(t)延遲Tb，獲得用於接收h(t)的匹配濾波器的脈衝響應g(t)，Tb是脈衝響應時間，脈衝響應由公式6表示。
通過對a(t)和g(t)施加卷積積分獲得用於獲取a(t)和h(t)間的相關的相關接收器的輸出d(t)，並由公式7表示。

d(t)=a(t-)gd]]>=Tb/2Tb(t-)d-0Tb/2a(t-)d]]>當變量改變時對公式7右側執行τ＝t-τ，獲得公式8。
d(t)=t-Tb/2t-Tba(-d)-tt-Tb/2a(-d)]]>=t-Tbt-Tb/2ad-t-Tb/2td]]>顯然，公式4表示的c(t)和公式8表示的d(t)彼此相同。這樣，在第二實施例中，已經描述了如果積分濾波器30的積分周期為0.5比特時間，則由數據提取單元10和積分濾波器30可以組成用於獲得檢測信號和矩形信號h(t)之間的相關的相關接收器。
在第一實施例中，未提供積分濾波器，而使用每個第一比特和最後比特信號中的一段信息。結果，當噪聲疊加時，經常產生比特誤差。然而，如同在第二實施例中那樣，通過將積分濾波器30的積分周期設置為0.5比特時間而構成一種相關接收器，就可能獲得檢測信號和矩形信號間的相關。這樣，與第一實施例相比，可減少由於疊加噪聲而引起的比特誤差的數量，由此，就可能改善比特誤碼率特性。
在輸入從以曼徹斯特數據「10」進行ASK調製的已調信號中獲得的檢測信號的情況中，從數據提取單元10和積分濾波器30串行連接的電路中獲得的相關值變為正值。在輸入從以曼徹斯特數據「01」進行ASK調製的已調信號中獲得的檢測信號的情況中，相關值變為負值。這樣，如同第一實施例的情況，根據第二實施例的ASK解調裝置通過確定積分濾波器的輸出信號的極性能獲得曼徹斯特解碼的NRZ數據，而不需要閾值計算。在第一實施例中描述的時鐘提取單元13、時鐘恢復單元14、及確定單元15也能用在第二實施例中。
如上所述，積分濾波器30兼作為低通濾波器。除了這以外，積分濾波器30使時鐘提取單元14更容易檢測到零交叉時間間隔為Tb。
圖16A是檢測信號的眼圖的例圖。圖16B是示出數據提取單元10的輸出信號的眼圖的例圖。圖16C是示出積分濾波器30的輸出信號的眼圖的例圖。水平軸表示按比特時間歸一化的時間。垂直軸表示信號幅度。下文中，參考圖16A、16B和16C，將描述積分濾波器30會使時鐘提取單元13更容易檢測出零交叉時間間隔是Tb的原因。
在此，假定積分濾波器30的積分時間為0.5比特時間。如同第一實施例的情況，時間提取單元13檢測到輸入的接收信號的零交叉時間間隔是Tb。這樣，在圖16B和16C中，將研究時鐘恢復所需的零交叉時間間隔為Tb的信號分量。
如圖16B所示，在數據提取單元10的輸出信號中，幅度為零附近的A1點的曲線斜率不太陡，因為圖16A所示的檢測信號含有長的平坦部分，在該平坦部分內，電平沒有改變。如此，當幅度為零附近的曲線斜率不太陡時，時鐘提取單元13在零交叉點的檢測時經受噪聲影響。結果，時鐘提取單元13難以正確地檢測待檢測的零交叉點。
另一方面，如圖16C所示，在積分濾波器30的輸出信號中，幅度為零附近的A2處的曲線斜率比圖16B更陡。這是因為起作低通濾波器作用的積分濾波器30對那些零交叉時間間隔為Tb的信號分量的零幅度附近的波動進行了平均。當幅度零附近A2處的曲線斜率變得更陡時，時鐘提取單元30在零交叉點檢測時經受較少的噪聲。結果，時鐘提取單元13能容易地正確檢測出待檢測的零交叉點。
如此，在僅使用數據提取單元10的情況中，某些檢測信號可能使得難以檢測到零交叉時間間隔為Tb。然而，通過連同使用積分濾波器30和數據提取單元10，就可能對那些時鐘恢復所需的零交叉時間間隔為Tb的信號分量的波動進行平均。這樣，即使檢測信號失真，也可能使時鐘提取單元13更容易地檢測到零交叉時間間隔為Tb。
如此，根據第二實施例，由積分濾波器30濾除了疊加在檢測信號上的噪聲。這樣，與第一實施例相比，就可能提高SNR，並提供極好的比特誤碼率特性。特別是，通過將積分周期設為0.5比特時間，由數據提取單元10和積分濾波器30組成一種相關接收器，用於獲得檢測信號和矩形信號h(t)間的相關。這樣，與第一實施例相比，就可能改善比特誤碼率特性。並且，由積分濾波器30對那些時鐘恢復所需的零交叉時間間隔為Tb的信號分量的波動進行平均。這樣，即使檢測信號失真，也可能使時鐘提取單元13更容易檢測出零交叉時間間隔為Tb。
注意在圖14所示的第二實施例中，假定積分濾波器30連接到數據提取單元10的下一級，但積分濾波器30可以連接到數據提取單元10的前一級。圖17是示出積分濾波器30連接到數據提取單元10的前一級的情況中的ASK解調裝置的結構的框圖。數據提取單元10和積分濾波器30是線性非時變的。這樣，數據提取單元10和積分濾波器30的連接順序的改變不會改變從這兩種組織元件按串行連接的電路中獲得的結果。
注意在第二實施例中，假定使用積分濾波器。替代地，可以使用用於濾去含在輸入信號內的高頻分量的低通濾波器。用低通濾波器，可以濾去含在信號內的高頻分量，由此，與第一實施例相比，就可能提高SNR，並且提供極好的比特誤碼率特性。圖18是示出以有限脈衝響應(FIR)濾波器形式構成的低通濾波的結構的例圖。如圖18所示，低通濾波器包括多個延遲器件5-1到5-m、多個乘法器6-1到6-m、及加法器50。注意，在圖17中，通過對所有乘法器6-1到6-m使用相同係數，就可能省略低通濾波器中的乘法器。積分濾波可被看作為用於獲得輸入信號中連續m個採樣的平均值的濾波器。這樣，顯然該積分濾波器兼作為低通濾波器。結果，通過用積分濾波器替代低通濾波器，消除了對乘法器的需要，由此減小電路的規模。
注意，在第二實施例中，假定使用積分周期為0.5比特時間的積分濾波器。替代地，也可以使用按不是0.5比特時間的某一預定周期進行積分的積分濾波器。通過使用這樣的積分濾波器，就可能濾去添加到檢測信號的高頻噪聲。
注意因為下面的原因，上述預定周期較佳地應小於1比特時間。能考慮到曼徹斯碼在比特中心的數據轉換方向中包含有信息(NRZ數據分量)，因為曼徹斯特碼在1比特NRZ數據中總是包含「0」和「1」。在積分周期等於或大於1比特時間的情況中，1比特時間內的波動被平均，由此就可能甚至濾去NRZ數據。這樣，積分周期較佳地應小於1比特時間。將能理解更加較佳地積分周期為0.5比特時間，因為如第二實施例所述的，如果積分周期為0.5比特時間，則構成了用於獲得檢測信號和矩形信號間的相關的相關接收器。
注意，即使積分濾波器30的積分周期小於0.5比特時間，也能濾去疊加到檢測信號上的噪聲。這樣，與第一實施例相比，就可能提高SNR並提供極好的比特誤碼率特性。結果，在本發明中，積分濾波器30的積分周期可以小於0.5比特時間。
注意，在本發明的第一和第二實施例中，假定時鐘提取單元13檢測出零交叉時間間隔為Tb。替代地，在待檢測的零交叉時間間隔內可以提供一個餘量。結果，即使在零交叉點產生抖動，也可能提取時鐘分量。基本上，當接收到在「0」和「1」之間交替的NRZ數據圖案時，例如「1010」，零交叉時間間隔為Tb。然而實際上，由於噪聲等的影響，零交叉時間間隔可能不為Tb。這樣，時鐘提取單元13可以從減法信號的零交叉點中提取那些時間間隔大於或等於Tb-α且小於或等於Tb+β的零交叉點(0＜α≤Tb/8，0＜β≤Tb)，並輸出與所提取的每個零交叉點同步的同步信號。如此，通過提供諸如α和β之類的餘量，即使由於噪聲引起零交叉時間間隔不是Tb，時鐘提取單元13也能夠提取時鐘分量。然而在這種情況中，太大的α和β值增加數據時鐘信號的抖動，並使特性變壞。因此，α和β值需要適當地進行設置。
較佳地，α值應等於或稍小於Tb/8。如上所述，從數據提取單元10輸出的輸出信號的零交叉時間間隔為Tb/2、3Tb/4或Tb。在α值大於Tb/8的情況中，時鐘提取單元13檢測出小於7Tb/8的值，該值是3Tb/4和Tb的平均值，由此，很有可能由於錯誤而檢測出3Tb/4。結果，時鐘提取單元13將不正確的同步信號輸入到時鐘恢復單元14，由此，時鐘恢復單元14恢復出偏移了的數據時鐘信號，並使比特誤碼率特性變壞。這樣，較佳地，α值應等於或小於Tb/8。
較佳地，β值應等於或小於Tb。當零交叉時間間隔最初為Tb時，零交叉時間間隔決不超過2Tb，雖然由於噪聲的影響，它有時可能超過Tb。這是因為僅有三種零交叉時間間隔Tb/2、3Tb/4和Tb，並且下一個零交叉點是在最長持續時間2Tb後產生的。這樣，較佳地，β值應等於或小於Tb。零交叉時間間隔超過2Tb意味著信號被掩埋在噪聲中。在這種情況下，不可能正確地解調這些信號。
注意，在第二實施例中，如同第一實施例的情況，延遲量不限於0.5比特時間。
注意，在本發明的第一和第二實施例中，可通過除了同步檢測或異步檢測(包絡檢測)之外的方法來獲得通過檢測以曼徹斯特編碼數據序列進行ASK調製的已調信號而獲得的檢測信號。例如，與該已調信號的幅度的平方成正比的信號可以用作為檢測信號，使用平方檢測，能獲得與輸入信號的幅度的平方成正比的輸出信號。同樣，例如，通過對已調信號進行正交檢測可以獲得同相分量I和正交分量Q，以計算平方和I2+Q2，由此將該計算結果用作為檢測信號。與已調信號的幅度的平方成正比的信號是失真的。然而，即使檢測信號失真，根據本發明的第一和第二實施例的ASK解調裝置也不需要計算閾值或進行特殊調整。這樣，就可能高精度地解調已調信號。將理解ASK解調裝置可計算與通過上述平方檢測或正交檢測而獲得的已調信號的幅度的平方成正比的信號的平方根，並獲得與已調信號的幅度成正比的信號，由此將該獲得的信號用作為檢測信號。
(第三實施例)根據第一和第二實施例的ASK解調裝置1和2，利用接收到NRZ數據圖案「101」或「010」時，數據提取單元10的輸出信號的零交叉時間間隔為Tb的事實，通過調整數據時鐘信號，能獲得比特誤碼率低的NRZ數據。在第三實施例中，用包含至少一種NRZ數據圖案「101」或「010」的幀數據發送和接收信號。
圖19是示出根據本發明第三實施例的無線系統和無線裝置3的結構的框圖。在如圖19所示的無線系統中，已調信號是在無線裝置3和4之間發送和接收的，由此進行無線通信。注意，圖19中僅示出兩個無線裝置，但可以包括三個或更多個無線裝置。
在圖19中，無線裝置3和4的內部結構彼此相同。下文中，作為一個例子，將描述無線裝置3的內部結構。無線裝置3包括通信控制單元31、幀產生單元32、曼徹斯編碼單元33、ASK調製單元34、天線開關(SW)35、天線36、檢測單元37、ASK解調單元38、幀處理單元39、存儲器41、CPU 42、及接口(I/F)單元43。ASK解調單元38含有與第一或第二實施例中描述的ASK解調裝置相同的功能。
通信控制單元31經過內部總線與CPU 42、存儲器41、及接口43等交換信息，獲得要傳送給無線裝置4的信息數據，並將信息數據輸入到幀產生單元32。注意，接口單元43包括，例如，由用戶操作的開關和用於顯示通信結果的顯示單元。
幀產生單元32將頭部等添加到從通信控制單元31輸出的信息數據中，並將幀數據輸入到曼徹斯特編碼單元33，該幀數據是經NRZ數據編碼並構成幀。圖20是示出信息數據的數據結構和由幀產生單元32產生的幀數據的結構的例圖。如圖20所示，幀產生單元32通過將用於比特同步(位同步)的前同步碼(PR)和用於幀同步的唯一字(UW)添加到輸入的信息數據的頭部，產生幀數據。前同步碼(PR)包括至少一個或多個「101」或「010」，作為NRZ數據序列圖案。
曼徹斯特編碼單元33對由NRZ碼編碼的幀數據進行曼徹斯特編碼，並將曼徹斯數據輸入到ASK調製單元34。
ASK調製單元34通過從曼徹斯特編碼單元33輸出的曼徹斯特數據對具有預定頻率的載波進行ASK調製，並輸出ASK已調信號。
從ASK調製單元34輸出的已調信號經天線開關35從天線36發送給無線裝置4。
無線裝置4按類似於無線裝置3的方式將一已調信號發送給無線裝置3。
由無線裝置3的天線36接收的已調信號經天線開關35輸入到檢測單元37。
檢測單元37用例如同步檢測或異步檢測(包絡檢測)的方法檢測該已調信號，並將檢測信號輸入到ASK解調單元38。
ASK解調單元38用如在第一或第二實施例描述的方法，解調ASK已調信號並解碼曼徹斯特碼，並將NRZ數據和數據時鐘信號輸入到幀處理單元39。
幀處理單元39根據數據時鐘信號接收NRZ數據，濾去頭部等(執行與幀產生單元32的處理相反的處理)，並僅將信息數據輸入到通信控制單元31。具體來說，幀處理單元39從ASK解調單元38輸出的NRZ數據中檢測具有與唯一字(UW)相同圖案的數據序列。當檢測到具有和唯一字(UW)相同圖案的數據序列時，幀處理單元39將把跟隨在唯一字後的NRZ數據輸入到通信控制單元31，作為信息數據。
通信控制單元31根據輸入的信息數據執行必要的處理。
無線裝置4按類似於無線裝置3的方式解調所接收的已調信號，並獲得NRZ數據和數據時鐘信號。
如此，根據第三實施例，前同步碼(PR)部分包括圖案「101」或「010」，由此，無線裝置能夠在接收前同步碼期間調整數據時鐘信號的相位(下文中，稱為時鐘恢復)。這樣，無線裝置能正確地解調跟隨在唯一字(UW)後的信號。
注意，接收圖案「101」或「010」越多，ASK解調單元38執行時鐘恢復就越精確。這樣，較佳地，前同步碼包括「1」和「0」之間交替的圖案，例如「1010101010...」。
注意，用於發送已調信號的發射裝置可以由第三實施例中的幀產生單元32、曼徹斯編碼單元33、ASK調製單元34、天線開關35、及天線36來構成。
注意，用於接收已調信號的接收裝置可以由第三實施例中的天線36、天線開關35、檢測單元37、ASK解調單元38以及幀處理單元39來構成。
(第四實施例)在第四實施例中，無線系統和無線裝置的結構與第三實施例相同。因此，圖19用在這個實施例中。在第四實施例中，假定無線裝置將NRZ數據圖案序列「101」或「010」插進信息數據以及前同步碼。在第四實施例中，幀產生單元32和幀處理單元39的操作不同於第三實施例。因此，下面將描述上述組成部分的工作原理。
圖21是示出信息數據的數據結構、劃分成多個塊的信息數據的數據結構、及幀數據的數據結構。幀產生單元32將從通信控制單元31輸入的信息數據劃分為多個塊B1到Bn。接著，幀產生單元32將至少一個或多個NRZ數據圖案「101」或「010」插在兩個塊之間。然後，幀產生單元32將包含「101」或「010」的前同步碼和唯一字(UW)加到信息數據的頭部，並完成幀數據的產生。
幀處理單元39從解調的NRZ數據檢測唯一字(UW)，以便識別信息數據的頭部，濾去插在信息數據內的圖案「101」或「010」，並僅將信息數據輸入到通信控制單元31。幀處理單元39預先識別一個塊的大小，由此幀處理單元39能濾去插在信息數據內的圖案「101」或「010」。
發送和接收裝置之間存在頻率差異的情況中會產生比特誤差。這是因為如果一旦在前同步碼(PR)部分執行時鐘恢復後未執行時鐘恢復，極性確定定時會隨時間流逝而產生漂移。將理解圖案「101」或「010」可以偶然地包含在信息數據內。然而，在最差時，圖案「101」或「010」可能長時間地不包含在信息數據內。這樣，在第四實施例中，圖案「101」或「010」故意地插進信息數據內，由此，即使發送/接收裝置之間存在頻率差異，無線裝置也能夠在信息數據接收期間，周期性地進行可靠的時鐘恢復。結果，就可能使比特誤差發生的可能性減少到最小。
注意，在圖21中，假定3比特圖案插在信息數據塊之間，但是比3比特長的圖案也可以。在這種情況中，較佳地，插入「1」和「0」之間交替的圖案，例如「10101010」。
(第五實施例)在第五實施例中，無線系統和無線裝置的結構與第三實施例的相同。因此，圖19用於這個實施例。在第五實施例中，假定無線裝置將含有特殊圖案的NRZ數據序列插進信息數據以及前同步碼。在第五實施例中，幀產生單元32和幀處理單元39的工作原理不同於第三實施例。因此，下面將描述上述組成部分的工作原理。
圖22是示出信息數據的結構、劃分成多個塊的信息數據的數據結構、及幀數據的數據結構的一個例子的例圖。圖23是示出幀數據的數據結構的另一個例子的例圖。
幀產生單元32將從通信控制單元31輸入的信息數據劃分為多個塊B1到Bn。接著，幀產生單元32查閱每個塊的最後比特。當最後比特為「0」時，幀產生單元32通過在該塊後立即插入圖案「10」，產生幀數據。另一方面，當最後比特為「1」時，幀產生單元32通過在該塊後立即插入圖案「01」，產生幀數據。注意，如圖23所示，當每個塊的第一比特為「0」時，幀產生單元32通過在該塊前立即插入圖案「01」，可以產生幀數據，當每個塊的第一比特為「1」時，通過在該數據塊前立即插入圖案「10」，可以產生幀數據。結果，將圖案「101」或「010」插入信息數據內。幀產生單元32將含有「101」或「010」的前同步碼(PR)和唯一字(UW)添加到信息數據的頭部，並完成幀數據的產生。
幀處理單元39從解調的NRZ數據檢測唯一字(UW)，以便識別信息數據的頭部，濾去插入信息數據內的圖案「01」或「10」，並僅將信息數據輸入到通信控制單元31。幀處理單元39預先識別一個塊的大小，由此，幀處理單元39能濾去插入在信息數據內的圖案「01」或「10」。
如此，根據第五實施例，根據每個塊的最後比特或第一比特插入圖案「01」或「10」。因此，圖案「101」或「010」插入於信息數據內。結果，能夠獲得與第四實施例相同的效果。此外，在第五實施例中，僅插入最少的兩比特圖案。這樣，與第四實施例相比，就可能減少要插入的比特數。結果，能改善傳送效率。在第五實施例中，如果插入與第四實施例相同的比特數，與第四實施例相比，能夠獲得更多的圖案「101」或「010」。這樣，與第四實施例相比，就可能進行更精確的時鐘恢復。
注意，待插入圖案的比特數可以等於或大於2。在這種情況中，當塊的最後比特為「1」時，幀產生單元32在該塊後立即插入從「01」開始的NRZ數據圖案。另一方面，當塊的最後比特為「0」時，幀產生單元32在該塊後立即插入從「10」開始的NRZ數據圖案。替代地，當塊的第一比特為「1」時，幀產生單元32在該塊後立即插入以「10」結束的NRZ數據圖案。另一方面，當塊的第一比特為「0」時，幀產生單元32在該塊後立即插入以「01」結束的NRZ數據圖案。較佳地，要被插入的圖案在「1」和「0」之間交替。
(第六實施例)圖24是示出根據本發明第六實施例的無線系統和無線裝置5的結構。在如圖24所示的無線系統中，已調信號在無線裝置5和6之間發送和接收，由此，進行無線通信。注意，圖24中僅示出兩個無線裝置，但可以包括三個或更多個無線裝置。在圖24中，類似於圖19對應部件的任何組成部分的功能將用的相同的參考標號表示，並因此省略對它們的描述。
在圖24中，無線裝置5包括通信控制單元31、幀產生單元32a、曼徹斯特編碼單元33、ASK調製單元34、天線開關(SW)35、天線36、檢測單元37、ASK解調單元38a、幀處理單元39a、存儲器41、CPU 42、及接口(I/F)單元43。ASK解調單元38a根據從幀處理單元39a輸出的時鐘恢復控制信號，執行類似於第一或第二實施例中所述的ASK解調裝置的操作。
圖25是示出ASK解調單元38a的結構的框圖。如圖25所示，第六實施例中的ASK解調單元38a與第一實施例中的不同之處僅在於時鐘恢復控制信號輸入到時鐘提取單元13a。注意，如同第二實施例的情況，可以給ASK解調單元38a提供積分濾波器。
如同第三、第四或第五實施例中描述的幀產生單元，幀產生單元32a產生幀數據，以使圖案「010」或「101」包括在前同步碼和/或信息數據內。
幀處理單元39a將時鐘恢復控制信號輸入到ASK解調單元38a內的時鐘提取單元13a，該時鐘恢復控制信號表示是否執行時鐘恢復。時鐘恢復控制信號可具有兩種圖案。在本實施例中，假定使用含有兩種圖案中一種圖案的時鐘恢復控制信號。
圖26是示出第一圖案時鐘恢復控制信號、檢測信號和同步信號之間的關係的例圖。圖27是示出第二圖案時鐘恢復控制信號、檢測信號、和同步信號之間的關係的例圖。圖26和27指示出當時鐘恢復控制信號為H電平(高電平)時應當進行時鐘恢復，並指示出當時鐘恢復控制信號為L電平(低電平)時，不進行時鐘恢復。
如圖26所示的，在使用第一圖案時鐘恢復控制信號的情況中，幀處理單元39a在接收檢測信號後立即將時鐘恢復控制信號設為H電平，以使時鐘提取單元13a檢測零交叉時間間隔是否為Tb，並輸出同步信號，並使時鐘恢復單元14進行時鐘恢復。當檢測到唯一字時，幀處理單元39a將時鐘恢復控制信號設為L電平，並使時鐘提取單元13a停止檢測，以防止時鐘恢復單元14進行時鐘恢復。如此，在使用第一圖案時鐘恢復控制信號的情況中，僅用前同步碼進行時鐘恢復。
如圖27所示的，在使用第二圖案時鐘恢復控制信號的情況中，幀處理單元39a在接收到檢測信號後立即將時鐘恢復控制信號設為H電平，使時鐘提取單元13a檢測零交叉時間間隔是否為Tb，並輸出同步信號，且使時鐘恢復單元14進行時鐘恢復。當檢測到唯一字時，幀處理單元39a將時鐘恢復控制信號設為L電平，並使時鐘提取單元13a停止檢測，以防止時鐘恢復單元14進行時鐘恢復。幀處理單元39a預先識別每個塊的大小。這樣，幀處理單元39a將時鐘恢復控制信號設為H電平，使時鐘提取單元13a檢測零交叉時間間隔是否為Tb，並輸出同步信號，且使時鐘恢復單元14進行時鐘恢復，從而至少包含一個間隔，在該間隔內出現兩個塊之間的邊界(在其間出現「101」或「010」的一個間隔)。如此，在使用第二圖案時鐘恢復信號的情況中，僅當接收到插入前同步碼和信息數據內的圖案「101」或「010」時，進行時鐘恢復。
在時鐘恢復控制信號處於H電平的情況中，時鐘提取單元13a檢測零交叉時間間隔是否為Tb，並根據檢測結果輸出同步信號。另一方面，在時鐘恢復控制信號為L電平的情況中，時鐘提取單元13a將同步信號維持在L電平。在同步信號處於L電平時，從時鐘恢復單元14輸出的數據時鐘信號的相位維持在恆定水平，由此確定單元15處的確定定時不會漂移。如此，僅當接收到故意發送的圖案「101」或「010」時，ASK解調單元38a才進行時鐘恢復。
在根據第一和第二實施例的ASK解調裝置1和2中，時鐘提取單元13檢測零交叉時間間隔為Tb，並進行時鐘恢復。然而實際上，接收的信號波形受噪聲影響，並且當接收到不是「101」和「010」的圖案時，零交叉時間間隔偶而會變為Tb。如果接收到不是「101」和「010」圖案時進行時鐘恢復，由於漂移的極性確定定時，會引起比特誤差。
這樣，在第六實施例中，僅當接收到故意插入的圖案「101」或「010」時進行時鐘恢復，以防止接收到不是「101」或「010」圖案時偶而進行時鐘恢復。結果，就可能使比特誤差的個數減少到最少。
注意，在第六實施例中，時鐘提取單元13a根據從幀處理單元39a輸出的時鐘恢復控制信號，確定是否檢測零交叉時間間隔為Tb。替代地，時鐘提取單元13a可以單獨地識別在其中接收到圖案「101」或「010」的間隔，並僅在上述間隔期間檢測零交叉時間間隔為Tb。
注意，前述的無線通信系統和幀數據格式僅是描述性的，並不是限制性的。
注意，ASK解調單元、幀產生單元、幀處理單元、曼徹斯特編碼單元、ASK調製單元、天線開關、及天線等，通常實現為LSI(大規模集成電路)。上述的功能塊可以分別地按晶片形式構成，或可以按晶片形式構成以包含其一部分或全部。通過按晶片形式構成上面的功能塊以包含其全部，就可能將本發明應用於FRID(射頻識別)技術，該FRID技術用作為IC卡和無線標籤，例如通過這種FRID技術，可在小的無線晶片和讀/寫器之間進行無線通信。取決於集成程度，上面的LSI可稱為IC、系統LSI、特級LSI、或超級LSI等。集成的方法不限於LSI，可由專用電路或通用處理器實現。可以使用FPGA(現場可編程門陣列)或可重新配置的處理器，FPGA是一種能在製造後進行編程的LSI，可重新配置的處理器允許對LSI內的電路單元的連接和設置進行重新配置。此外，由於半導體技術的改進或由於從中衍生出的其它技術的出現，替代LSI的另一種集成技術變得可用的情況中，可以用上面的新集成技術實現功能塊的集成。例如，生物工藝學可以應用到上述的集成中。
根據本發明的ASK解調裝置能對以曼徹斯編碼數序列進行ASK調製的已調信號進行解調，而不需要用於檢測信號二進位化進行閾值計算和控制。這樣，就能有利地將根據本發明的ASK解調裝置應用到通信領域等領域中。
雖然詳細地描述了本發明，但是上面的描述在所有方面都是描述性的，而不是限制性的。應當理解能夠設計眾多的其他修改和變化，這並沒有背離本發明的範疇。
權利要求
1.一種用於對通過對NRZ數據進行曼徹斯特編碼而獲得的數據序列進行ASK調製而獲得的已調信號進行解調的ASK解調裝置(1)，其特徵在於，所述ASK解調裝置包括延遲單元(11)，用於將通過檢測所述已調信號而獲得的檢測信號延遲小於NRZ數據中的1比特時間，並輸出結果信號作為延遲信號；減法單元(12)，用於在從所述延遲單元輸出的所述延遲信號和所述檢測信號之間進行減法運算，並輸出結果信號作為減法信號；時鐘提取單元(13)，用於從所述減法單元輸出的所述減法信號與一閾值互相交叉的交叉點中提取時間間隔大於或等於Tb-α且小於或等於Tb+β的交叉點，其中0＜α≤Tb/8，0＜β≤Tb，Tb是NRZ數據中的1比特時間，並輸出與所述提取的交叉點同步的同步信號；時鐘恢復單元(14)，用於使具有與所述NRZ數據的比特率相同速率的時鐘信號同步於從所述時鐘提取單元輸出的所述同步信號的相位，並輸出數據時鐘信號；及確定單元(15)，用於根據從所述時鐘恢復單元輸出的所述數據時鐘信號，確定從所述減法單元輸出的所述減法信號的極性，並輸出確定結果作為NRZ數據。
2.如權利要求1所述的ASK解調裝置，其特徵在於，所述延遲單元使所述檢測信號延遲大於或等於3/24比特時間且小於或等於0.5比特時間，並輸出結果信號作為所述延遲信號。
3.如權利要求1所述的ASK解調裝置，其特徵在於，所述延遲單元使所述檢測信號延遲大於或等於0.5比特時間且小於或等於21/24比特時間，並輸出結果信號作為所述延遲信號。
4.如權利要求1所述的ASK解調裝置，其特徵在於，所述延遲單元使所述檢測信號延遲0.5比特時間，並輸出結果信號作為所述延遲信號。
5.如權利要求1所述的ASK解調裝置，其特徵在於，所述時鐘提取單元從所述減法單元輸出的所述減法信號的所述交叉點中提取時間間隔為Tb的交叉點，並輸出與所述提取的交叉點同步的同步信號。
6.如權利要求1所述的ASK解調裝置，其特徵在於，還包括連接到數據提取單元的前一級或後一級的低通濾波器，所述低通濾波器由所述延遲單元和所述減法單元構成，以濾除包含在輸入信號內的高頻分量。
7.如權利要求6所述的ASK解調裝置，其特徵在於，所述低通濾波器是用於在預定時間周期內對所述輸入信號積分的積分濾波器。
8.如權利要求7所述的ASK解調裝置，其特徵在於，所述積分濾波器的積分周期小於1比特時間。
9.如權利要求7所述的ASK解調裝置，其特徵在於，所述積分濾波器的積分周期為0.5比特時間。
10.一種用於發送和接收通過對NRZ(不歸零)數據進行曼徹斯特編碼而獲得的數據序列進行ASK(幅移鍵控)調製而獲得的已調信號的無線裝置(3)，其特徵在於，所述無線裝置包括幀產生單元(32)，用於通過將要被發送的信息數據構成幀來產生幀數據，所述信息數據是NRZ數據；曼徹斯特編碼單元(33)，用於對由所述幀產生單元產生的所述幀數據進行曼徹斯特編碼，並輸出結果數據作為曼徹斯特數據；ASK調製單元(34)，用於通過從所述曼徹斯特編碼單元輸出的所述曼徹斯特數據對載波進行ASK調製，並輸出已調信號；檢測單元(37)，用於檢測從另一個無線裝置發送來的已調信號，並輸出檢測信號；ASK解調單元(38)，用於對從所述檢測單元輸出的所述檢測信號進行解調，並輸出NRZ數據和數據時鐘信號；及幀處理單元(39)，用於根據從所述ASK解調單元輸出的所述NRZ數據和所述數據時鐘信號，提取信息數據，並輸出所述信息數據，其中，所述幀產生單元產生所述幀數據以使得幀數據中包含至少一個或多個NRZ數據圖案「101」或「010」，及其中，所述ASK解調單元包括延遲單元(11)，用於將從所述檢測單元輸出的所述檢測信號延遲小於NRZ數據中的1比特時間，並輸出結果信號作為延遲信號；減法單元(12)，用於在從所述延遲單元輸出的所述延遲信號和所述檢測信號之間進行減法運算，並輸出結果信號作為減法信號；時鐘提取單元(13)，用於從所述減法單元輸出的所述減法信號與一閾值互相交叉的交叉點中提取時間間隔大於或等於Tb-α且小於或等於Tb+β的交叉點，其中0＜α≤Tb/8，0＜β≤Tb，Tb是NRZ數據中的1比特時間，並輸出與所述提取的交叉點同步的同步信號；時鐘恢復單元(14)，用於使具有與所述NRZ數據的比特率相同速率的時鐘信號同步於從所述時鐘提取單元輸出的所述同步信號的相位，並輸出數據時鐘信號；及確定單元(15)，用於根據從所述時鐘恢復單元輸出的所述數據時鐘信號，確定從所述減法單元輸出的所述減法信號的極性，並輸出確定結果作為NRZ數據。
11.如權利要求10所述的無線裝置，其特徵在於，所述幀產生單元產生所述幀數據以使至少一個或多個NRZ數據圖案「101」或「010」包含在所述幀數據的頭部中。
12.如權利要求10所述的無線裝置，其特徵在於，所述幀產生單元將所述信息數據劃分為多個塊，並產生所述幀數據以使得至少一個或多個NRZ數據圖案「101」或「010」包含在所述多個塊中的相鄰塊之間。
13.如權利要求10所述的無線裝置，其特徵在於，所述幀產生單元將所述信息數據劃分為多個塊，當塊的最後比特為「1」時，在所述塊之後立即插入從「01」起始的NRZ數據圖案，以產生所述幀數據；及當塊的最後比特為「0」時，在所述塊之後立即插入從「10」起始的NRZ數據圖案，以產生所述幀數據。
14.如權利要求10所述的無線裝置，其特徵在於，所述幀產生單元將所述信息數據劃分為多個塊，當塊的第1比特為「1」時，在所述塊之前立即插入以「10」結束的NRZ數據圖案，以產生所述幀數據；及當塊的第1比特為「0」時，在所述塊之前立即插入以「01」結束的NRZ數據圖案，以產生所述幀數據。
15.如權利要求10所述的無線裝置，其特徵在於，僅當接收到預先插入到所述幀數據中的圖案「101」或「010」時，所述時鐘提取單元提取所述交叉點。
16.一種用於發送通過對NRZ(不歸零)數據進行曼徹斯特編碼而獲得的數據序列進行ASK(幅移鍵控)調製而獲得的已調信號的發射裝置，其特徵在於，所述發射裝置包括幀產生單元(32)，用於通過將要發送的信息數據構成幀來產生幀數據，所述信息數據是NRZ數據；曼徹斯特編碼單元(33)，用於對由所述幀產生單元產生的所述幀數據進行曼徹斯特編碼，並輸出結果數據作為曼徹斯特數據；ASK調製單元(34)，用於通過從所述曼徹斯特編碼單元輸出的所述曼徹斯特數據對載波進行ASK調製，並輸出已調信號，其中，所述幀產生單元產生所述幀數據以使至少一個或多個NRZ數據圖案「101」或「010」包含在其中。
17.一種用於接收通過對NRZ(不歸零)數據進行曼徹斯特編碼而獲得的數據序列進行ASK(幅移鍵控)調製而獲得的已調信號的接收裝置，所述NRZ數據包括至少一個或多個圖案「101」或「010」，其特徵在於，所述接收裝置包括檢測單元(37)，用於檢測從另一個無線裝置發送來的已調信號，並輸出檢測信號；ASK解調單元(38)，用於對從所述檢測單元輸出的所述檢測信號進行解調，並輸出NRZ數據和數據時鐘信號；及幀處理單元(39)，用於根據從所述ASK解調單元輸出的所述NRZ數據和所述數據時鐘信號，提取信息數據，並輸出所述信息數據，其中，所述ASK解調單元包括延遲單元(11)，用於將從所述檢測單元輸出的所述檢測信號延遲小於NRZ數據中的1比特時間，並輸出結果信號作為延遲信號；減法單元(12)，用於對從所述延遲單元輸出的所述延遲信號和所述檢測信號進行減法運算，並輸出結果信號作為減法信號；時鐘提取單元(13)，用於從所述減法單元輸出的所述減法信號與一閾值互相交叉的交叉點中提取時間間隔大於或等於Tb-α且小於或等於Tb+β的交叉點，其中0＜α≤Tb/8，0＜β≤Tb，Tb是NRZ數據中的1比特時間，並輸出與所述提取的交叉點同步的同步信號；時鐘恢復單元(14)，用於使具有與所述NRZ數據的比特率相同速率的時鐘信號同步於從所述時鐘提取單元輸出的所述同步信號的相位，並輸出數據時鐘信號；及確定單元(15)，用於根據從所述時鐘恢復單元輸出的所述數據時鐘信號，確定從所述減法單元輸出的所述減法信號的極性，並輸出確定結果作為NRZ數據。
18.一種用於對通過對NRZ(不歸零)數據進行曼徹斯特編碼而獲得的數據序列進行ASK(幅移鍵控)調製而獲得的已調信號進行解調的集成電路，其特徵在於，所述集成電路包括延遲單元(11)，用於將通過檢測所述已調信號獲得的檢測信號延遲小於NRZ數據中的1比特時間，並輸出結果信號作為延遲信號；減法單元(12)，用於對從所述延遲單元輸出的所述延遲信號和所述檢測信號進行減法運算，並輸出結果信號作為減法信號；時鐘提取單元(13)，用於從所述減法單元輸出的所述減法信號與一閾值互相交叉的交叉點中提取時間間隔大於或等於Tb-α且小於或等於Tb+β的交叉點，其中0＜α≤Tb/8，0＜β≤Tb，Tb是NRZ數據中的1比特時間，並輸出與所述提取的交叉點同步的同步信號；時鐘恢復單元(14)，用於使具有與所述NRZ數據的比特率相同速率的時鐘信號同步於從所述時鐘提取單元輸出的所述同步信號的相位，並輸出數據時鐘信號；及確定單元(15)，用於根據從所述時鐘恢復單元輸出的所述數據時鐘信號，確定從所述減法單元輸出的所述減法信號的極性，並輸出確定結果作為NRZ數據。
19.一種用於發送和接收通過對NRZ(不歸零)數據進行曼徹斯特編碼而獲得的數據序列進行ASK(幅移鍵控)調製而獲得的已調信號的集成電路，其特徵在於，所述集成電路包括幀產生單元(32)，用於通過將要發送的信息數據構成幀來產生幀數據，所述信息數據是NRZ數據；曼徹斯特編碼單元(33)，用於對由所述幀產生單元產生的所述幀數據進行曼徹斯特編碼，並輸出結果數據作為曼徹斯特數據；ASK調製單元(34)，用於通過從所述曼徹斯特編碼單元輸出的所述曼徹斯特數據對載波進行ASK調製，並輸出已調信號；檢測單元(37)，用於檢測從另一個無線裝置發送的已調信號，並輸出檢測信號；ASK解調單元(38)，用於對來自所述檢測單元的所述檢測信號進行解調，並輸出NRZ數據和數據時鐘信號；及幀處理單元(39)，用於根據從所述ASK解調單元輸出的所述NRZ數據和所述數據時鐘信號，提取所述信息數據，並輸出所述信息數據，其中，所述幀產生單元產生所述幀數據以使其包含至少一個或多個NRZ數據圖案「101」或「010」，及其中，所述ASK解調單元包括延遲單元(11)，用於將來自所述檢測單元的所述檢測信號延遲小於NRZ數據中的1比特時間，並輸出結果信號作為延遲信號；減法單元(12)，用於對從所述延遲單元輸出的所述延遲信號和所述檢測信號進行減法運算，並輸出結果信號作為減法信號；時鐘提取單元(13)，用於從所述減法單元輸出所述減法信號與一閾值互相交叉的交叉點中提取時間間隔大於或等於Tb-α且小於或等於Tb+β的交叉點，其中0＜α≤Tb/8，0＜β≤Tb，Tb是NRZ數據中的1比特時間，並輸出與所述提取的交叉點同步的同步信號；時鐘恢復單元(14)，用於使具有與所述NRZ數據的比特率相同速率的時鐘信號同步於從所述時鐘提取單元輸出的所述同步信號的相位，並輸出數據時鐘信號；及確定單元(15)，用於根據從所述時鐘恢復單元輸出的所述數據時鐘信號，確定從所述減法單元輸出的所述減法信號的極性，並輸出確定結果作為NRZ數據。
全文摘要
延遲單元將檢測信號延遲小於NRZ數據中的1比特時間。減法單元對延遲信號和所述檢測信號進行相減，並輸出結果信號。時鐘提取單元從減法信號的交叉點提取時間間隔大於或等於Tb－α且小於或等Tb+β的交叉點(0＜α≤Tb/8，0＜β≤TbTb是NRZ數據中的1比特時間)，並輸出與所述提取的交叉點同步的同步信號。時鐘恢復單元使時鐘信號同步於所述同步信號的相位，並輸出數據時鐘信號。確定單元根據所述數據時鐘信號，確定從所述減法單元輸出的所述減法信號的極性，並輸出確定結果作為NRZ數據。
文檔編號H04L27/06GK1630201SQ200410089908
公開日2005年6月22日 申請日期2004年10月29日 優先權日2003年10月30日
發明者宮長健二, 木村知弘, 森健一, 高井均 申請人:松下電器產業株式會社