專利名稱：頻移鍵控解調(diào)器和頻移鍵控的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及包括獨(dú)立權(quán)利要求1的前序部分的特征的頻移鍵控解調(diào)器，并涉及包括獨(dú)立權(quán)利要求7的前序部分的步驟的對輸入信號(hào)進(jìn)行頻移鍵控解調(diào)的方法。
背景技術(shù)：
為了減少發(fā)射機(jī)端用于無線通信的功率放大器的功耗并實(shí)現(xiàn)帶寬高效的無線傳輸，各種連續(xù)相位頻移鍵控(FSK)類型調(diào)制方案是已知的。例如，最小頻移鍵控(MSK)和高斯頻移鍵控(GFSK)廣泛用于例如根據(jù)GSM或藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)的無線通信系統(tǒng)。
關(guān)于信號(hào)的解調(diào)，鑒頻器或FM-AM轉(zhuǎn)換器是解調(diào)器的最普遍形式，因?yàn)樗鼈兒唵巍?br> 下面，參照圖1和圖2描述根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的接收機(jī)和用于頻移鍵控調(diào)制的解調(diào)器。
圖1表示包括用于接收所發(fā)射信號(hào)的天線20的傳統(tǒng)接收機(jī)體系結(jié)構(gòu)。
天線20經(jīng)由RF帶通濾波器16和低噪聲放大器17連接到混頻器21。
混頻器21將天線20接收的信號(hào)與本機(jī)振蕩器LO產(chǎn)生的信號(hào)相乘，從而將信號(hào)下變頻到中頻(IF)。
IF信號(hào)進(jìn)一步從混頻器21經(jīng)由信道選擇濾波器18以及另一個(gè)放大器19到達(dá)傳統(tǒng)頻移鍵控FSK解調(diào)器11。頻移鍵控解調(diào)器11接收FSK輸入信號(hào)i(t)。
差分頻移鍵控解調(diào)器11解調(diào)FSK輸入信號(hào)i(t)，并輸出低通濾波后的輸出信號(hào)rLP(t)。
圖2表示根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的差分頻移鍵控解調(diào)器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
圖2所示的傳統(tǒng)差分頻移鍵控解調(diào)器11由移相器12、混頻器13和低通濾波器15組成。
輸入信號(hào)i(t)提供給移相器12和混頻器13。
移相器12將輸入信號(hào)i(t)的相位移動(dòng)預(yù)定程度，并向混頻器13輸出移相信號(hào)Id(t)。
混頻器13將輸入信號(hào)i(t)與移相信號(hào)Id(t)相乘，并向低通濾波器15輸出混頻信號(hào)r(t)。
低通濾波器15對混頻信號(hào)r(t)進(jìn)行低通濾波并輸出低通濾波后的信號(hào)rLP(t)。
上文描述的差分頻移鍵控解調(diào)器11的FSK輸入信號(hào)i(t)可寫為i(t)=s(t)+n(t)=Acos[2πfit+2πh∫-∞tm(τ)dτ]+n(t),]]>其中A是振幅，fi是載波頻率，m(τ)是濾波后的數(shù)據(jù)信號(hào)，n(t)是加性高斯白噪聲(AWGN)并且h是信號(hào)i(t)的調(diào)制指數(shù)。
信號(hào)i(t)的調(diào)制指數(shù)h被定義為h＝2fdTs，此處fd是頻偏，Ts是符號(hào)持續(xù)時(shí)間。
上面所述的差分頻移鍵控FSK解調(diào)器11的目標(biāo)是提供與輸入信號(hào)i(t)的瞬時(shí)頻率成比例的輸出信號(hào)rLP(t)。
FSK解調(diào)器11的移相器12的頻率響應(yīng)為(f)＝-π/2+2πK(f-fi)因此，移相器12的輸出Id(t)為Id(t)=sd(t)+n2(t)=Acos[2πfit+2πh∫-∞tm(τ)dτ-π/2+2πKhm(t)+n1(t)]+n2(t)]]>其中由于n(t)共存于輸入信號(hào)i(t)中，n1(t)和n2(t)是移相器12產(chǎn)生的噪聲項(xiàng)。
消除雙頻率項(xiàng)后，低通濾波器15輸出的低通濾波信號(hào)rLP(t)是
rLP(t)=(A22sin[2πKhm(t)+n1(t)]+[s(t)×n2(t)+sd(t)×n(t)+n(t)×n2(t)])|LP·]]>當(dāng)項(xiàng)2πKhm(t)小且噪聲項(xiàng)可忽略時(shí)，所得低通濾波信號(hào)rLP(t)是rLP(t)=A22·2πKhm(t).]]>因此，可正確地恢復(fù)包括在輸入信號(hào)i(t)中的傳送的數(shù)據(jù)。
在Hiroshi Komurasaki，Tomohiro Sano等人的論文“A 1.8-VOperation RF CMOS Transceiver for 2.4-GHz-Band GFSKApplications”中描述了相應(yīng)的差分頻移鍵控解調(diào)器。該論文于2003年5月發(fā)表在固態(tài)電路的IEEE期刊第38卷第五期。
上面論文描述了用于2.4GHz波段高斯頻移鍵控應(yīng)用(例如藍(lán)牙)的單芯片RF收發(fā)信機(jī)LSI。該芯片采用0.18μm大塊CMOS工藝以降低電流消耗。LSI由幾乎所有需要的RF和IF構(gòu)成模塊組成，包括發(fā)射/接收天線開關(guān)、功率放大器、低噪聲放大器、鏡像抑制混頻器、信道選擇濾波器、限幅器、接收信號(hào)強(qiáng)度指示器、鑒頻器、壓控振蕩器、鎖相環(huán)合成器。用于信道選擇的帶通濾波器以低電源電壓工作。然而，因?yàn)樵阽R像抑制混頻器的輸出端粗略地抑制了大的干擾并實(shí)現(xiàn)了具有最佳輸入偏置的寬輸入范圍帶通濾波器，收發(fā)信機(jī)可工作在1.8V的電源電壓上。
在Sangjin Byun，Yongchul Song等人的論文“A Low-Power CMOSBluetooth RF Transceiver With a Digital Offset Cancelling DLL-BasedGFSK Demodulator”中描述了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的另一個(gè)差分頻移鍵控解調(diào)器，該論文于2003年10月發(fā)表在固態(tài)電路的IEEE期刊第38卷第10期。
該論文提出了完全集成的0.18μm CMOS藍(lán)牙收發(fā)信機(jī)。芯片從3V系統(tǒng)電源中在接收方式下消耗33mA而在發(fā)送方式下消耗25mA。接收機(jī)使用低-IF(3-MHz)體系結(jié)構(gòu)，而發(fā)射機(jī)為了高集成度和低功耗，使用利用基于ROM的高斯低通濾波器和I/Q直接數(shù)字頻率合成器的直接調(diào)制。提出了基于具有數(shù)字頻率偏移消除器的延遲鎖定環(huán)的新頻移鍵控解調(diào)器。解調(diào)器在無諧波畸變時(shí)工作，處理至多±160-KHz頻率偏移，并且從1.8-V電源中僅消耗2mA。接收機(jī)動(dòng)態(tài)范圍是從-78dBm到-16dBm，具有0.1％誤碼率，并且發(fā)射機(jī)輸出0dBm的最大值并具有20-dB數(shù)字功率控制容量。
根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的上述差分頻移鍵控解調(diào)器的缺點(diǎn)在于，需要有源混頻器以獲得FSK信號(hào)的足夠信號(hào)強(qiáng)度。有源混頻器需要強(qiáng)的本機(jī)振蕩器(LO)信號(hào)，這對于高頻(例如60GHz)應(yīng)用會(huì)消耗大量功率。
而且，工作在高頻(例如60GHz)的混頻器是很復(fù)雜、因而是昂貴的元件。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供即使在高頻和具有低強(qiáng)度的輸入信號(hào)的情況下也以足夠好的性能工作的頻移鍵控解調(diào)器和對輸入信號(hào)進(jìn)行頻移鍵控解調(diào)的方法。而且，解調(diào)器應(yīng)該容易實(shí)現(xiàn)并且由簡單和便宜的元件組成。
通過獨(dú)立權(quán)利要求1的特征部分的特征，上面的目的在包括獨(dú)立權(quán)利要求1的前序部分的特征的頻移鍵控解調(diào)器中解決。
而且，通過獨(dú)立權(quán)利要求7的特征部分，上面的目的在包括獨(dú)立權(quán)利要求7的前序部分的步驟的對輸入信號(hào)進(jìn)行頻移鍵控解調(diào)的方法中解決。
優(yōu)選實(shí)施例在從屬權(quán)利要求中描述。
根據(jù)本發(fā)明，頻移鍵控解調(diào)器包括用于將輸入信號(hào)的相位移動(dòng)預(yù)定程度并輸出移相信號(hào)的移相器、用于將輸入信號(hào)與移相器輸出的移相信號(hào)進(jìn)行組合并輸出相應(yīng)信號(hào)的組合單元、以及用于對組合單元輸出的信號(hào)濾波的低通濾波器，所述低通濾波器的帶寬與包含在所述輸入信號(hào)中的數(shù)據(jù)信號(hào)的帶寬相匹配，其中所述組合單元包括用于將輸入信號(hào)與移相器輸出的移相信號(hào)相加并輸出相加信號(hào)的至少一個(gè)加法器、以及用于接收加法器輸出的相加信號(hào)并輸出是相加信號(hào)的平方的平方信號(hào)的至少一個(gè)平方律檢波器，其中組合單元向低通濾波器輸出平方信號(hào)。
因此，根據(jù)本發(fā)明，存在于根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的差分頻移鍵控解調(diào)器中的混頻器被簡單的加法器和后面的平方律檢波器所替換。
因此，根據(jù)本發(fā)明的差分頻移鍵控解調(diào)器使用鑒頻的基本原理，但不需要用于差分檢測的混頻器或乘法器。
而且，僅通過使用無源組件實(shí)現(xiàn)創(chuàng)造性的頻移鍵控解調(diào)器是可能的。結(jié)果是，可減少解調(diào)器的功耗和復(fù)雜性。
而且，該創(chuàng)造性的差分頻移鍵控解調(diào)器的結(jié)構(gòu)允許在接收機(jī)體系結(jié)構(gòu)的RF部分中使用解調(diào)器。因此，不需要從射頻RF到基帶BS的信號(hào)變換。結(jié)果是，可消除根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的接收機(jī)體系結(jié)構(gòu)的本機(jī)振蕩器和相應(yīng)的混頻器，整個(gè)接收機(jī)體系結(jié)構(gòu)變得更簡單。
根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，所述組合單元包括第一、第二和第三加法器以及第一和第二平方律檢波器，其中，第一加法器將輸入信號(hào)與移相器輸出的移相信號(hào)相加并向第一平方律檢波器輸出第一相加信號(hào)，第一平方律檢波器接收第一加法器輸出的第一相加信號(hào)并輸出與第一相加信號(hào)的平方成比例的第一平方信號(hào)，第二加法器從移相器輸出的移相信號(hào)中減去輸入信號(hào)并向第二平方律檢波器輸出第二相加信號(hào)，第二平方律檢波器接收第二加法器輸出的第二相加信號(hào)并輸出與第二相加信號(hào)的平方成比例的第二平方信號(hào)。第三加法器從第一平方律檢波器輸出的第一平方信號(hào)中減去第二平方律檢波器輸出的第二平方信號(hào)并輸出第三相加信號(hào)，組合單元向低通濾波器輸出第三相加信號(hào)。
根據(jù)這個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，頻移鍵控解調(diào)器包括平衡和簡單的體系結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)可消除信號(hào)中的DC偏移并取消了平方律檢測引入的共模噪聲，同時(shí)提供了良好的性能。
最好是，移相器在輸入信號(hào)的載波頻率對輸入信號(hào)移相 其中N是整數(shù)。
根據(jù)一個(gè)有利的實(shí)施例，所述移相器是延遲線。
有利的是，第二和第三加法器改變必須要減去的信號(hào)的符號(hào)后才相加所述相應(yīng)信號(hào)，以便減去所述相應(yīng)信號(hào)。
根據(jù)備選實(shí)施例，所述平方律檢波器是乘法器。
而且，根據(jù)本發(fā)明，通過對輸入信號(hào)進(jìn)行頻移鍵控解調(diào)的方法解決了上述目的，該方法包括以下步驟將輸入信號(hào)的相位移動(dòng)預(yù)定程度并輸出移相信號(hào)；將輸入信號(hào)與移相信號(hào)進(jìn)行組合并輸出相應(yīng)的信號(hào)；以及對組合步驟輸出的信號(hào)進(jìn)行低通濾波并輸出低通濾波信號(hào)；其中，將輸入信號(hào)與移相信號(hào)進(jìn)行組合并輸出相應(yīng)的信號(hào)的步驟還包括以下步驟將輸入信號(hào)與移相信號(hào)相加并輸出相加信號(hào)；以及產(chǎn)生并輸出是相加信號(hào)的平方的平方信號(hào)；其中，在對組合步驟輸出的信號(hào)進(jìn)行低通濾波的步驟中對所述平方信號(hào)進(jìn)行濾波。
根據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，將輸入信號(hào)與移相信號(hào)進(jìn)行組合并輸出相應(yīng)的信號(hào)的步驟還包括將輸入信號(hào)與移相信號(hào)相加并輸出第一相加信號(hào)的第一相加步驟；產(chǎn)生并輸出與第一相加信號(hào)的平方成比例的第一平方信號(hào)的步驟；從移相信號(hào)中減去輸入信號(hào)并輸出第二相加信號(hào)的第二相加步驟；產(chǎn)生并輸出與第二相加信號(hào)的平方成比例的第二平方信號(hào)的步驟，以及從第一平方信號(hào)中減去第二平方信號(hào)并輸出第三相加信號(hào)的第三相加步驟；
其中，在對組合步驟輸出的信號(hào)進(jìn)行低通濾波的步驟中對所述第三相加信號(hào)進(jìn)行濾波。
有利的是，將輸入信號(hào)的相位移動(dòng)預(yù)定程度并輸出移相信號(hào)的步驟包括在輸入信號(hào)的載波頻率將輸入信號(hào)移相 ，其中N是整數(shù)。
最好是，第二相加步驟和第三相加步驟包括改變必須要減去的相應(yīng)信號(hào)的符號(hào)、然后才相加所述信號(hào)的步驟。


在下文，通過參考附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明，圖中相同的參考號(hào)指整個(gè)圖中相同的部分。在圖中，圖1表示傳統(tǒng)接收機(jī)體系結(jié)構(gòu)的框圖；圖2表示根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的差分頻移鍵控解調(diào)器的框圖；圖3表示根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的頻移鍵控解調(diào)器的框圖；圖4表示根據(jù)本發(fā)明的頻移鍵控解調(diào)器的第二實(shí)施例的框圖；圖5表示使用創(chuàng)造性頻移鍵控解調(diào)器的直接變換接收機(jī)的框圖；圖6表示對輸入信號(hào)進(jìn)行頻移鍵控解調(diào)的創(chuàng)造性方法的第一實(shí)施例的流程圖；圖7表示對輸入信號(hào)進(jìn)行頻移鍵控解調(diào)的創(chuàng)造性方法的第二優(yōu)選實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式
圖3表示根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的頻移鍵控解調(diào)器1的框圖。
頻移鍵控解調(diào)器1包括移相器2、加法器3、平方律檢波器4和低通濾波器5。
輸入信號(hào)i(t)=s(t)+n(t)=Acos[2πfit+2πh∫-∞tm(τ)dτ]+n(t)]]>提供給移相器2和加法器3。
移相器2對輸入信號(hào)i(t)移相預(yù)定程度并向加法器3輸出移相信號(hào)Id(t)。
加法器3將輸入信號(hào)i(t)與接收自移相器2的移相信號(hào)Id(t)相加并向平方律檢波器4輸出相加信號(hào)。
平方律檢波器4接收加法器3輸出的相加信號(hào)并輸出平方信號(hào)r(t)。所述平方信號(hào)r(t)是加法器3輸出的相加信號(hào)的平方。
因此，加法器3和平方律檢波器4組成組合單元，用于將輸入信號(hào)i(t)與移相器2輸出的移相信號(hào)Id(t)進(jìn)行組合并輸出相應(yīng)的信號(hào)r(t)。
在本實(shí)施例中，通過使用二極管實(shí)現(xiàn)平方律檢波器4。結(jié)果是，該平方律檢波器4是非常廉價(jià)和簡單的無源元件。
平方律檢波器4輸出的平方信號(hào)r(t)被提供給用于對信號(hào)r(t)進(jìn)行低通濾波并輸出低通濾波信號(hào)rLP(t)的低通濾波器5。為允許適合的濾波，低通濾波器的帶寬與包含在輸入信號(hào)i(t)中的數(shù)據(jù)信號(hào)的帶寬相匹配。
上述創(chuàng)造性的頻移鍵控解調(diào)器1的輸出信號(hào)rLP(t)是rLP(t)＝[s(t)+n(t)+sd(t)+n2(t)]2|LP＝item1+item2+item3其中item1=2·(A22sin[2πKhm(t)+n1(t)]+[s(t)×n2(t)+sd(t)×n(t)+n(t)×n2(t)])|LP]]>item2=(s2(t)+sd2(t))|LP]]>item3=[2·s(t)×n(t)+2·sd(t)×n2(t)+n2(t)+n22(t)]|LP]]>Item1對應(yīng)于根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的傳統(tǒng)差分頻移鍵控解調(diào)器的輸出。
低通濾波后的Item2指示引入了DC偏移，因?yàn)閕(t)與Id(t)是恒定包絡(luò)頻移鍵控調(diào)制后的信號(hào)。
Item3是包括在輸出信號(hào)rLP(t)中的增強(qiáng)噪聲。
另外，在信道選擇濾波后，由于item2，對于i(t)存在小的振幅波動(dòng)，因此存在小的AM調(diào)制影響。因?yàn)樗霾▌?dòng)信號(hào)的頻譜在調(diào)制數(shù)據(jù)的帶寬之內(nèi)，所以不能消除。
總之，根據(jù)本發(fā)明，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的差分頻移鍵控解調(diào)器中的混頻器被替換為簡單的加法器3和后面的平方律檢波器4。
因此，根據(jù)本發(fā)明的差分頻移鍵控解調(diào)器1使用頻率解調(diào)的基本原理，而不需要用于差分檢測的混頻器或乘法器，同時(shí)保持良好的靈敏度。
而且，該創(chuàng)造性的差分頻移鍵控解調(diào)器1的結(jié)構(gòu)允許在接收機(jī)體系結(jié)構(gòu)的RF部分中使用解調(diào)器1。因此，不需要從射頻RF到基帶BS的信號(hào)變換。結(jié)果是，可消除根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的接收機(jī)體系結(jié)構(gòu)的本機(jī)振蕩器和相應(yīng)的混頻器，整個(gè)接收機(jī)體系結(jié)構(gòu)變得更簡單。
采用創(chuàng)造性的頻移鍵控解調(diào)器1的第二優(yōu)選實(shí)施例來消除相應(yīng)的DC偏移并消除相應(yīng)的增強(qiáng)噪聲項(xiàng)。圖4表示創(chuàng)造性的頻移鍵控解調(diào)器1的第二優(yōu)選實(shí)施例的框圖。
僅通過使用無源組件可實(shí)現(xiàn)這個(gè)頻移鍵控解調(diào)器1’。因此，解調(diào)器1’的功耗和復(fù)雜性很低。
根據(jù)這個(gè)實(shí)施例，創(chuàng)造性的頻移鍵控解調(diào)器1’包括第一、第二和第三加法器31、32、33，第一和第二平方律檢波器41、42，移相器2以及低通濾波器5。
輸入信號(hào)i(t)提供給移相器2以及第一和第二加法器31和32。
移相器2在輸入信號(hào)i(t)的載波頻率對輸入信號(hào)i(t)移相 (其中N是整數(shù))，并分別向第一和第二加法器31和32輸出移相信號(hào)Id(t)。在本實(shí)施例中，移相器2是延遲線。
第一加法器31將輸入信號(hào)i(t)與移相器2輸出的移相信號(hào)Id(t)相加并向第一平方律檢波器41輸出第一相加信號(hào)。
基于接收自第一加法器31的第一相加信號(hào)，第一平方律檢波器41向第三加法器33輸出第一平方信號(hào)r1(t)。第一平方信號(hào)r1(t)是第一相加信號(hào)的平方。
第二加法器32改變輸入信號(hào)i(t)的符號(hào)并將修改的輸入信號(hào)與移相器2輸出的移相信號(hào)Id(t)相加，以便從移相信號(hào)Id(t)中減去輸入信號(hào)i(t)。第二加法器32向第二平方律檢波器42輸出第二相加信號(hào)。
基于第二加法器32輸出的第二相加信號(hào)，第二平方律檢波器42產(chǎn)生第二平方信號(hào)r2(t)并輸出到第三加法器33。所述第二平方信號(hào)r2(t)是第二相加信號(hào)的平方。
第三加法器33接收分別來自第一和第二平方律檢波器41和42的第一平方信號(hào)r1(t)和第二平方信號(hào)r2(t)。
第三加法器33改變第二平方信號(hào)r2(t)的符號(hào)并將此改變的信號(hào)與第一平方信號(hào)r1(t)相加，以便從第一平方信號(hào)r1(t)中減去第二平方信號(hào)r2(t)?；谙鄳?yīng)的結(jié)果，第三加法器33向低通濾波器5輸出第三相加信號(hào)r(t)。
低通濾波器5對接收自第三加法器33的第三相加信號(hào)r(t)進(jìn)行濾波并輸出低通濾波信號(hào)rLP(t)。
根據(jù)未在圖中示出的另一實(shí)施例，第一平方律檢波器41和/或第二平方律檢波器42被替換為乘法器。
圖4中描述的創(chuàng)造性的頻移鍵控解調(diào)器1’包括平衡體系結(jié)構(gòu)。這種平衡體系結(jié)構(gòu)用于消除降低根據(jù)上面說明的第一實(shí)施例的創(chuàng)造性頻移鍵控解調(diào)器1的性能的第二項(xiàng)item2和第三項(xiàng)item3。
在上面描述的實(shí)施例中，顯然r1(t)|LP＝[s(t)+n(t)+sd(t)+n2(t)]2|LP＝item1+item2+item3并且r2(t)|LP＝[-s(t)-n(t)+sd(t)+n2(t)]2|LP＝-item1+item2+item3.
結(jié)果是，低通濾波器5輸出的低通濾波信號(hào)rLP(t)是rLP(t)＝r1(t)|LP-r2(t)|LP＝2·item1.
因此，
rLP(t)=4·(A22sin[2πKhm(t)+n1(t)]+[s(t)×n2(t)+sd(t)×n(t)+n(t)×n2(t)])|LP·]]>當(dāng)項(xiàng)2πKhm(t)很小且噪聲項(xiàng)可忽略時(shí)，此低通濾波信號(hào)rLP(t)是rLP(t)≈4·A22·2πKhm(t)=2·A2·2πKhm(t).]]>因此，可通過使用創(chuàng)造性的頻移鍵控解調(diào)器正確地恢復(fù)包括在輸入信號(hào)i(t)中的傳送的數(shù)據(jù)。
可以斷定，根據(jù)圖4所示的第二實(shí)施例的創(chuàng)造性頻移鍵控解調(diào)器與根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的傳統(tǒng)差分頻移鍵控解調(diào)器具有相同的性能。
上面的頻移鍵控解調(diào)器可應(yīng)用于任何恒定包絡(luò)調(diào)制方案，例如頻移鍵控(FSK)、高斯頻移鍵控(GFSK)、最小頻移鍵控(MSK)、成形偏移正交相移鍵控(SOQPSK)和高斯最小移頻鍵控(GMSK)。
如圖5的框圖中所示，圖3和圖4中所示的創(chuàng)造性的頻移鍵控解調(diào)器1、1’可用于直接變換接收機(jī)。
所述直接變換接收機(jī)包括按描述順序排列的天線10、RF帶通濾波器6、低噪聲放大器7、信道選擇濾波器8、放大器9和創(chuàng)造性頻移鍵控解調(diào)器1、1’。
因此，創(chuàng)造性頻移鍵控解調(diào)器1、1’可用于RF范圍。所以，圖1所示的傳統(tǒng)接收機(jī)體系結(jié)構(gòu)中的本機(jī)振蕩器(LO)和相應(yīng)的混頻器21可省略，而整個(gè)接收機(jī)體系結(jié)構(gòu)變得更簡單并消耗更低的功率。
然而，創(chuàng)造性頻移鍵控解調(diào)器1、1’也可用于任何傳統(tǒng)的接收機(jī)體系結(jié)構(gòu)(類似圖1所示的體系結(jié)構(gòu))。
在下面，通過參考圖6所示的流程圖來描述對輸入信號(hào)i(t)進(jìn)行頻移鍵控解調(diào)的創(chuàng)造性方法的第一實(shí)施例。
在第一步驟S1中，對輸入信號(hào)i(t)移相預(yù)定程度并輸出移相信號(hào)Id(t)。
在第二步驟S2中，將輸入信號(hào)i(t)與移相信號(hào)Id(t)相加并輸出相加信號(hào)。
在下一步驟S3中，基于步驟S2中輸出的相加信號(hào)，產(chǎn)生平方信號(hào)r(t)，該平方信號(hào)r(t)與相加信號(hào)的平方成比例。
最后，在步驟S4中，對平方信號(hào)r(t)進(jìn)行低通濾波并輸出相應(yīng)的低通濾波信號(hào)rLP(t)。
圖7表示對輸入信號(hào)i(t)進(jìn)行頻移鍵控解調(diào)的創(chuàng)造性方法的第二優(yōu)選實(shí)施例。
根據(jù)這個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，在第一步驟S1中，在輸入信號(hào)i(t)的載波頻率對輸入信號(hào)i(t)移相 并輸出相應(yīng)的移相信號(hào)Id(t)。
在下一步驟S21中，將輸入信號(hào)i(t)與移相信號(hào)Id(t)相加并輸出相應(yīng)的第一相加信號(hào)。
在并行步驟S22中，通過在相加移相信號(hào)Id(t)之前改變輸入信號(hào)i(t)的符號(hào)，從移相信號(hào)Id(t)中減去輸入信號(hào)i(t)。輸出相應(yīng)的第二相加信號(hào)。
在步驟S21的下一步驟S31中，產(chǎn)生第一平方信號(hào)r1(t)。第一平方信號(hào)r1(t)是步驟21輸出的第一相加信號(hào)的平方。
在步驟S22之后的并行步驟S32中，產(chǎn)生第二平方信號(hào)r2(t)。第二平方信號(hào)r2(t)是步驟22輸出的第二相加信號(hào)的平方。信號(hào)產(chǎn)生后，輸出第二平方信號(hào)r2(t)。
在步驟S31和S32的下一步驟S23中，通過先改變第二平方信號(hào)r2(t)的符號(hào)，然后相加所述信號(hào)，從第一平方信號(hào)r1(t)中減去第二平方信號(hào)r2(t)。輸出相應(yīng)的第三相加信號(hào)r(t)。
然后，在步驟S4中，對第三相加信號(hào)r(t)進(jìn)行低通濾波并輸出相應(yīng)的低通濾波信號(hào)rLP(t)。
因此，上述方法允許信號(hào)的頻移鍵控解調(diào)而無需復(fù)雜的混頻/乘法步驟。
權(quán)利要求
1.一種頻移鍵控解調(diào)器(1，1’)，包括用于將輸入信號(hào)(i(t))的相位移動(dòng)預(yù)定程度并輸出移相信號(hào)(Id(t))的移相器(2)；用于將所述輸入信號(hào)(i(t))與所述移相器(2)輸出的所述移相信號(hào)(Id(t))進(jìn)行組合并輸出相應(yīng)的信號(hào)(r(t))的組合單元(3，4；31，32，33，41，42)；以及用于對所述組合單元(3，4；31，32，33，41，42)輸出的所述信號(hào)(r(t))濾波并輸出低通濾波信號(hào)(rLP(t))的低通濾波器(5)，所述低通濾波器(5)的帶寬與包含在所述輸入信號(hào)(i(t))中的數(shù)據(jù)信號(hào)的帶寬相匹配；其特征在于，所述組合單元(3，4；31，32，33，41，42)包括至少一個(gè)用于將所述輸入信號(hào)(i(t))與所述移相器(2)輸出的所述移相信號(hào)(Id(t))相加并輸出相加信號(hào)的加法器(3；31，32)；以及至少一個(gè)用于接收所述加法器(3；31，32)輸出的所述相加信號(hào)并輸出作為所述相加信號(hào)的平方的平方信號(hào)(r(t))的平方律檢波器(4；41，42)；其中所述組合單元(3，4；31，32，33，41，42)向所述低通濾波器(5)輸出所述平方信號(hào)(r(t))。
2.如權(quán)利要求1所述的頻移鍵控解調(diào)器(1’)，其特征在于，所述組合單元(3，4；31，32，33，41，42)包括第一、第二和第三加法器(31，32，33)；以及第一和第二平方律檢波器(41，42)；其中所述第一加法器(31)將所述輸入信號(hào)(i(t))與所述移相器(2)輸出的所述移相信號(hào)(Id(t))相加，并向所述第一平方律檢波器(41)輸出第一相加信號(hào)，所述第一平方律檢波器(41)接收所述第一加法器(31)輸出的所述第一相加信號(hào)并輸出作為所述第一相加信號(hào)的平方的第一平方信號(hào)(r1(t))；所述第二加法器(32)從所述移相器(2)輸出的所述移相信號(hào)(Id(t))中減去所述輸入信號(hào)(i(t))并向所述第二平方律檢波器(42)輸出第二相加信號(hào)，所述第二平方律檢波器(42)接收所述第二加法器(32)輸出的所述第二相加信號(hào)并輸出作為所述第二相加信號(hào)的平方的第二平方信號(hào)(r2(t))；所述第三加法器(33)從所述第一平方律檢波器(41)輸出的所述第一平方信號(hào)(r1(t))中減去所述第二平方律檢波器(42)輸出的所述第二平方信號(hào)(r2(t))并輸出第三相加信號(hào)(r(t))；以及所述組合單元(3，4；31，32，33，41，42)向所述低通濾波器(5)輸出所述第三相加信號(hào)(r(t))。
3.如權(quán)利要求1或2所述的頻移鍵控解調(diào)器(1，1’)，其特征在于，所述移相器(2)在輸入信號(hào)(i(t))的載波頻率對所述輸入信號(hào)(i(t))移相π2±2Nπ,]]>其中N是整數(shù)。
4.如權(quán)利要求1或2所述的頻移鍵控解調(diào)器(1，1’)，其特征在于，所述移相器(2)是延遲線。
5.如權(quán)利要求2所述的頻移鍵控解調(diào)器(1’)，其特征在于，所述第二和第三加法器(32，33)先改變必須要減去的信號(hào)的符號(hào)，然后才相加所述相應(yīng)的信號(hào)，以減去所述相應(yīng)的信號(hào)。
6.如前面權(quán)利要求之一所述的頻移鍵控解調(diào)器(1，1’)，其特征在于，所述平方律檢波器(4)是乘法器。
7.一種對輸入信號(hào)(i(t))進(jìn)行頻移鍵控解調(diào)的方法，包括以下步驟(S1)將輸入信號(hào)(i(t))的相位移動(dòng)預(yù)定程度并輸出移相信號(hào)(Id(t))；(S2，S3；S21，S22，S23，S31，S32)將所述輸入信號(hào)(i(t))與所述移相信號(hào)(Id(t))進(jìn)行組合并輸出相應(yīng)的信號(hào)(r(t))；以及(S4)對所述組合步驟(S2，S3；S21，S22，S23，S31，S32)輸出的所述信號(hào)(r(t))進(jìn)行低通濾波并輸出低通濾波信號(hào)(rLP(t))；其特征在于，將所述輸入信號(hào)(i(t))與所述移相信號(hào)(Id(t))進(jìn)行組合并輸出相應(yīng)的信號(hào)(r(t))的步驟(S2，S3；S21，S22，S23，S31，S32)還包括以下步驟(S2；S21，S22)將所述輸入信號(hào)(i(t))與所述移相信號(hào)(Id(t))相加并輸出相加信號(hào)；以及(S3；S31，S32)產(chǎn)生并輸出作為所述相加信號(hào)的平方的平方信號(hào)(r(t))；其中，在對所述組合步驟(S2，S3；S21，S22，S23，S31，S32)輸出的所述信號(hào)進(jìn)行低通濾波的步驟(S4)中對所述平方信號(hào)(r(t))濾波。
8.如權(quán)利要求7所述的對輸入信號(hào)(i(t))進(jìn)行頻移鍵控解調(diào)的方法，其特征在于，將所述輸入信號(hào)(i(t))與所述移相信號(hào)(Id(t))進(jìn)行組合并輸出相應(yīng)的信號(hào)(r(t))的步驟(S21，S22，S23，S31，S32)還包括將所述輸入信號(hào)(i(t))與所述移相信號(hào)(Id(t))相加并輸出第一相加信號(hào)的第一相加步驟(S21)；產(chǎn)生并輸出與所述第一相加信號(hào)的平方成比例的第一平方信號(hào)(r1(t))的步驟(S31)；從所述移相信號(hào)(Id(t))中減去所述輸入信號(hào)(i(t))并輸出第二相加信號(hào)的第二相加步驟(S22)；產(chǎn)生并輸出與所述第二相加信號(hào)的平方成比例的第二平方信號(hào)(r2(t))的步驟(S32)；以及從所述第一平方信號(hào)(r1(t))中減去所述第二平方信號(hào)(r2(t))并輸出第三相加信號(hào)(r(t))的第三相加步驟(S23)；其中，在對所述組合步驟(S21，S22，S23，S31，S32)輸出的所述信號(hào)進(jìn)行低通濾波的步驟(S4)中對所述第三相加信號(hào)(r(t))濾波。
9.如權(quán)利要求7或8所述的對輸入信號(hào)(i(t))進(jìn)行頻移鍵控解調(diào)的方法，其特征在于，將輸入信號(hào)(i(t))的相位移動(dòng)預(yù)定程度并輸出移相信號(hào)(Id(t))的步驟(S1)包括在輸入信號(hào)(i(t))的載波頻率對所述輸入信號(hào)(i(t))移相π2±2Nπ,]]>其中N是整數(shù)。
10.如權(quán)利要求7、8或9所述的對輸入信號(hào)(i(t))進(jìn)行頻移鍵控解調(diào)的方法，其特征在于，所述第二相加步驟(S22)和所述第三相加步驟(S23)包括先改變必須要減去的相應(yīng)信號(hào)的符號(hào)、然后相加所述信號(hào)的步驟。
全文摘要
本發(fā)明涉及頻移鍵控解調(diào)器(1，1’)，包括對輸入信號(hào)i(t)移相預(yù)定程度并輸出移相信號(hào)Id(t)的移相器2、將輸入信號(hào)i(t)與移相器2輸出的移相信號(hào)Id(t)組合并輸出相應(yīng)信號(hào)r(t)的組合單元(3，4；31，32，33，41，42)、對組合單元輸出的信號(hào)濾波并輸出低通濾波信號(hào)r
文檔編號(hào)H04L27/227GK1756245SQ20051010769
公開日2006年4月5日 申請日期2005年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月30日
發(fā)明者Z·王, M·尤諾 申請人:索尼德國有限責(zé)任公司