專利名稱：包括有載波恢復(fù)電路的接收機(jī)的數(shù)字傳輸系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及包括一個發(fā)射機(jī)和一個接收機(jī)的數(shù)字傳輸系統(tǒng)，該接收機(jī)包括變換裝置，用于變換接收的信號，該接收的信號按照星座(constellation)位置已編碼為包括兩個互相正交的分量的基帶信號，數(shù)字化裝置，用于數(shù)字化該基帶信號，判定裝置，用于判斷最接近數(shù)字化的基帶信號的星座位置，同步裝置，用于評估該判斷的位置和該基帶信號之間的相位差，和通過形成一個正確的信號來校正該相位差。
同樣地本發(fā)明涉及解調(diào)輸入信號的接收機(jī)，該輸入信號以在這種數(shù)字傳輸系統(tǒng)中使用的幅度和相位步長調(diào)制。
更具體地講，系統(tǒng)可能與在以電磁波調(diào)制發(fā)送之后的信息信號通過相干解調(diào)恢復(fù)有關(guān)。在外差鏈路的情況下這些系統(tǒng)應(yīng)用于數(shù)據(jù)傳輸調(diào)制解調(diào)器(modem)、無線電波、空間通信系統(tǒng)或光通信系統(tǒng)。
為了根據(jù)已知技術(shù)提供相干解調(diào)，載波相位一般借助插入載波恢復(fù)環(huán)路中的一個振蕩器進(jìn)行恢復(fù)。這個振蕩器是由一個相位檢測器的濾波型的輸出信號進(jìn)行壓控的，該檢測器檢測該振蕩器與發(fā)送的載波之間的相位差。
另一個已知技術(shù)包括使用一個固定頻率振蕩器和一個相位估算器執(zhí)行整個數(shù)字處理。
在這兩種情況下，對于具有大量狀態(tài)的數(shù)字調(diào)制，該振蕩器與載波之間的相位差肯定被限定為小的值。因此恢復(fù)環(huán)路的噪聲帶通過窄帶低通濾波減少了。
根據(jù)第一技術(shù)的載波恢復(fù)電路在歐洲專利說明書0118156號中敘述。通過在平面I、Q中提供接收的復(fù)合信號的同相分量I和正交分量Q，這個文件表示本地振蕩器同步的實現(xiàn)，在平面I、Q的區(qū)域期間校正信號加到該本地振蕩器，不管該復(fù)合輸入信號位于哪些區(qū)域。此外，在傳輸中，該復(fù)合信號是由幅度和相位步長編碼的結(jié)果，在平面I、Q中提出以狀態(tài)星座的一個表示式。前面的區(qū)域相對于星座的狀態(tài)確定的。但是這個載波恢復(fù)電路不具有在恒定狀態(tài)中減少相位抖動的目的。
第二個引用的技術(shù)例如從以下文件中公知了ESTEC合同號6847/86/NL/DG，歐州宇航局，F(xiàn).M.GARDNER的“適于數(shù)字實現(xiàn)的解調(diào)器參考恢復(fù)技術(shù)”第8章第200-258頁。
這個文件敘述一個接收機(jī)，其中變換為中頻的接收信號通過以固定頻率工作的振蕩器變換為基帶信號。然后該信號被數(shù)字化以便經(jīng)過判定單元的操作，該判定單元判斷該基帶信號最接近星座的什么位置。為了校正頻率和相位的差別，在進(jìn)行判定之前，該基帶信號被乘以校正信號。
眾所周知，在載波恢復(fù)電路作為閉環(huán)工作中，可取得稱為Gramer-Rao限制的小的相位抖動由下面的關(guān)系公式給出
σ2＝2BL×T/SNR式中σ2是統(tǒng)計相位變化，BL是一側(cè)環(huán)路的帶寬，SNR是信噪比，和T是符號周期。
本發(fā)明的目的是使相位抖動最小并且盡可能達(dá)到這個界限，以便即使為很低的信噪比時保證伴有最小可能的相位抖動的同步。
利用在開頭段落中敘述的那類數(shù)字傳輸系統(tǒng)達(dá)到這個目的，其中接收機(jī)包括同步裝置，它與平面I、Q的區(qū)域無關(guān)地形成校正信號，代表數(shù)字化的基帶信號的點位于平面I、Q的區(qū)域中，該同步裝置是這樣的，一方面，在包含星座位置的第一非連續(xù)區(qū)域中，校正信號正比于在初始基帶信號和最接近的星座位置之間測量的相位差，而在另一方面，該同步裝置是這樣的，在第二區(qū)域中，第一區(qū)域的外面，該校正信號隨著以后要權(quán)因子加權(quán)的所述相位差變化，加權(quán)因子取決于經(jīng)受判定的信號，在這里稱為經(jīng)受判定的點，而當(dāng)經(jīng)受判定的點通過最接近所述點的第一區(qū)域邊界線直到位于與相鄰位置對等距離的邊界時，加權(quán)因子逐漸的減小，而該邊界是到所述點的最接近的邊界。
與現(xiàn)有技術(shù)的技術(shù)相比，相位抖動顯著地減少了。
根據(jù)第一技術(shù)的第一實施例，最好校正裝置包括一個查找表，它由復(fù)合信號的同相分量和正交分量尋址，同時該表提供適用于平面I、Q的各點的校正信號。根據(jù)第一技術(shù)的第二實施例，校正裝置包括一個相位檢測器，它測量相位差，區(qū)域偵察裝置，它提供有關(guān)區(qū)域的加權(quán)因子，和加權(quán)裝置，它以相應(yīng)的加權(quán)因子加權(quán)由該相位檢測器測量的相位差并且提供校正信號。
根據(jù)第二技術(shù)，所接收的，中頻變換的信號由以固定頻率工作的一個振蕩器變換為基帶信號。在數(shù)字化之后，該基帶信號以純數(shù)字技術(shù)進(jìn)行相位和頻率校正。具體地講，該同步裝置包括數(shù)字相移裝置，用于變換相移，以合適的加權(quán)因子加權(quán)為復(fù)合校正信號，該復(fù)合校正信號數(shù)字地乘以該基帶信號以便偏移該信號的相位。
該相移裝置包括發(fā)生器裝置，用于產(chǎn)生確定相位差的中間復(fù)合信號，區(qū)域偵察裝置，它產(chǎn)生有關(guān)區(qū)域的加權(quán)因數(shù)，加權(quán)裝置，以相應(yīng)的加權(quán)因子加權(quán)確定該相位差的復(fù)合中間信號，根據(jù)表征加權(quán)的相位差的加權(quán)復(fù)合中間信號產(chǎn)生復(fù)合校正信號的裝置。
該相移裝置可包括計算裝置，用于計算尋址該裝置以產(chǎn)生復(fù)合校正信號的復(fù)合中間信號的加權(quán)平均值。
同樣地本發(fā)明涉及用于數(shù)字傳輸系統(tǒng)的接收機(jī)，該接收機(jī)包括變換裝置，用于變換根據(jù)星座位置編碼的接收信號為包括兩上互相正交分量的基帶信號，數(shù)字化裝置，用于數(shù)字化該基帶信號，判定裝置，用于判斷最接近數(shù)字化基帶信號的星座位置，同步裝置，用估算在判斷位置與該基帶信號之間的相位差，和通過形成一個校正信號來校正該相位差，其特征在于兩個分量定義代表在平面I、Q中的接收信號的一點，也指示星座的位置，該同步裝置與平面I、Q的區(qū)域無關(guān)地形成該校正信號，代表基帶數(shù)字化的信號位于這些區(qū)域中，而且在另一方面，在每個包含星座位置的第一非連續(xù)區(qū)域中，該校正信號正比于初始基帶信號與最接近星座位置之間測量的相位差，而在另一方面，同步裝置是這樣的，在第二區(qū)域中，第一區(qū)域之外，該校正信號隨著以加權(quán)因子加權(quán)的所述相位差變化，加權(quán)因素取決于經(jīng)受判定的信號，在這里稱為經(jīng)受判定的點，而當(dāng)經(jīng)受判定的點通過最接近所述點的第一區(qū)域的邊界線直到位于與相鄰位置對等距離的邊界時，加權(quán)因子逐漸地減小，雖然該邊界是到所述點的最接近的邊界。
參見下面敘述的實施例本發(fā)明的這些和其它方面會清楚和明白。
在附圖中

圖1表示包括一個數(shù)據(jù)發(fā)射機(jī)，該發(fā)射機(jī)信道和一個數(shù)據(jù)接收機(jī)的現(xiàn)有技術(shù)數(shù)字傳輸系統(tǒng)(第一技術(shù))的圖，圖2表示在象限圖中所示的有關(guān)QAM16調(diào)制的星座部分，圖3表示由該發(fā)射機(jī)信道和相位差錯產(chǎn)生的干擾圖，圖4表示在校正信號產(chǎn)生期間出現(xiàn)的包含星座位置的區(qū)域圖，圖5表示根據(jù)具有校正裝置的第一實施例(第一技術(shù))包括一個載波恢復(fù)電路的接收機(jī)圖，圖6表示根據(jù)具有校正裝置的第二實施例(第二技術(shù))包括一個載波恢復(fù)電路的接收機(jī)圖，圖7表示在校正裝置中用于產(chǎn)生加權(quán)因子的另一個實施例的圖，
圖8表示根據(jù)本發(fā)明指示隨著加權(quán)因子變化(第一技術(shù))的載波恢復(fù)電路性能的曲線，圖9表示包括一個數(shù)據(jù)發(fā)射機(jī)、一條發(fā)射機(jī)信道和一個數(shù)據(jù)接收機(jī)的現(xiàn)有技術(shù)數(shù)字傳輸系統(tǒng)(第一技術(shù))，圖10表示由發(fā)射機(jī)信道和相位差錯產(chǎn)生的干擾圖，圖11表示根據(jù)本發(fā)明的數(shù)字同步裝置的圖(第二技術(shù))，圖12表示根據(jù)第一實施例(第二技術(shù))用于數(shù)字化基帶信號的數(shù)字裝置圖，圖13表示根據(jù)第二實施例(第二技術(shù))用于數(shù)字化基帶信號的數(shù)字裝置圖，圖14表示計算裝置的圖，該計算裝置用于計算中間復(fù)合信號，該信號表征該相位差(第二技術(shù))，和圖15表示指示根據(jù)區(qū)域定義因素的函數(shù)得到的性能(第二技術(shù))的曲線。
A.載波恢復(fù)技術(shù)圖1表示一個數(shù)字傳輸系統(tǒng)，包括一個發(fā)射機(jī)1，它包括一個數(shù)據(jù)源11和調(diào)制裝置12，利用一個載波fo發(fā)送該數(shù)據(jù)，一個發(fā)射機(jī)信道3，一個接收機(jī)2，包括一個解調(diào)器22，后接濾波裝置23，它在濾波的基帶區(qū)域中產(chǎn)生一個信號P(t)，取樣裝置24，用于取樣濾波的信號P(t)和提供樣值Pk，一個載波恢復(fù)電路30，判定裝置28，用于產(chǎn)生由發(fā)射機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)的估計樣值dk。
根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，載波恢復(fù)電路30包括一個本地振蕩器，它產(chǎn)生由該發(fā)射機(jī)的載波頻率控制的載波f′o。載波f′o輸入該解調(diào)器22，用于實現(xiàn)輸入該接收機(jī)的所收到的復(fù)合信號r(t)的解調(diào)。為了校正本地振蕩器31，載波恢復(fù)電路30包括校正裝置34(例如一個相位檢測器)，以便確定平面I、Q的區(qū)域，所收到的基帶信號位這些區(qū)域中(樣值Pk)和確定校正信號∈k的值，它取決于復(fù)合信號出現(xiàn)的區(qū)域。校正信號∈k在濾波裝置32中濾波，產(chǎn)生校正本地振蕩器31的已濾波的校正信號u(t)。
圖2表示從以幅度和相位步長調(diào)制得到的信號同相分量1與正交分量Q的I、Q平面中所示的星座的一個例子。圖2通過舉例涉及在象限平面中所示的16QAM調(diào)制。這也可指另一類型的調(diào)制。星座的象限由四個位置(d，d)，(d，3d)，(3d，d)，(3d，3d)構(gòu)成的。在該平面的其它象限中的其它位置利用對稱得出。
圖3表示星座的位置E。假定，在傳輸方，相應(yīng)這個位置E發(fā)送一個符號dk。在接收方，這個符號dk相移被收到，這變換符號dk為符號dkej，它本身可受噪聲nk的影響，同樣地變換為以點P代表的一個符號Pk＝dkej+nk。
因此接收機(jī)根據(jù)符號pk估計與發(fā)送的符號dk相同的符號dk。這是通過判定操作實現(xiàn)的。
為了校正相位差錯，使用一個相位差錯檢測器，它產(chǎn)生校正本地振蕩器的校正信號∈k。
相位差錯信號例如由下式定義(1)∈k=Im{pk×dk*^}]]>
式中Im表示“虛數(shù)部分”， 是估計符號 的共軛值，而X代表乘法。
常規(guī)的評價相位檢測器性能的方法包括在相位恢復(fù)電路中測量相位的統(tǒng)計變量σ2或相位抖動，和包括將這個相位抖動與稱為Cramer-Rao極限的最小相位抖動極限值進(jìn)行比較，它是這樣的(2)σ2＝2BL×T/SNR實驗已經(jīng)表明，按照等式(1)工作的相位檢測器表現(xiàn)出良好的性能，假定產(chǎn)生估計符號 的判定是正確的。這個判定錯誤的時刻，相位檢測不再表現(xiàn)出良好的性能。
根據(jù)本發(fā)明，慎重的考慮用于加權(quán)對本地振蕩器起作用的校正信號的好的判定的概率。根據(jù)本發(fā)明(圖4)，給每個位置規(guī)定一個區(qū)域，該區(qū)域包含認(rèn)為進(jìn)行的判定是好的判定的位置。這些區(qū)域之外，判定被認(rèn)為是不那么好，在該平面中由點P(經(jīng)受到定點)所示的接收符號更加遠(yuǎn)離包含每個位置的區(qū)域。為了按照本發(fā)明使用這個，當(dāng)經(jīng)受判定點位于包含這些位置的區(qū)域內(nèi)時，規(guī)定加權(quán)因素rk等于1。
當(dāng)經(jīng)受判定的點再遠(yuǎn)離所述區(qū)域時，加權(quán)因子rk逐漸地減小。
該取樣的接收符號pk＝dk*ej＋nk可以直角坐標(biāo)寫成Pk＝ak＋jbk當(dāng)經(jīng)受判定的點位于圖3和4的陰影區(qū)時，就是說，在包括這些位置的這些區(qū)域之外，則加權(quán)因子是這樣的rk＝Z/(λd)式中Z等于較小的絕對值ak或bk，即，對于QPSK調(diào)制Z＝min(|ad|，|bk|)，和λ是一個區(qū)域定義因子。
在圖4中示出對于16QAM調(diào)制分別包含位置(d，d)，(d，3d)，(3d，d)和(3d，3d)的區(qū)域Z11，Z13，Z31，Z33。加權(quán)因子向著邊界40，42，44，46遞減，這些邊界基本上位于與相鄰位置等距離。區(qū)域Z13，Z31，Z33不限于ak和bk的高值。它們可具有不同于圖4中所示的形式。
圖5表示本發(fā)明的一個實施例。類似于圖1的單元以相同標(biāo)記表示。在這個例子中載波恢復(fù)電路30包括校正裝置34，根據(jù)經(jīng)受判定點的分量ak和bk提供校正信號∈k″，一方面在經(jīng)受判定點位于區(qū)域Z11，Z13，Z31，Z33內(nèi)時使該校正信號∈k″正比于在該經(jīng)受判定點(點P)和最接近點P的星座位置之間測量的相位差，在另一方面當(dāng)經(jīng)受判定點位于所述區(qū)域之外時使該校正信號按照加上了加權(quán)因子的所述測量的相位差變化，加權(quán)因子在區(qū)域邊緣和早先規(guī)定的邊界之間從1逐漸遞減為基本上為0。校正裝置34最好例如在存儲器中由一個查找表構(gòu)成，剛才規(guī)定的值已事先存儲在該查找表中，并且產(chǎn)生一個校正信號∈k″。因此校正信號∈k″代替圖1的校正信號∈k。
根據(jù)圖6中所示的另一個實施例，校正裝置34稍微修改了，包括一個相位檢測器。這個相位檢測器測量經(jīng)受判定的點(點P)與該星座(點E)的最接近符號(圖3)之間的相位差，并且產(chǎn)生一個中間校正信號∈′k。校正裝置34還包括加權(quán)裝置WGHT 44，用于定義區(qū)域和在考慮所收到的復(fù)合信號pk＝ak＋jbk時確定它必須加上的加權(quán)因子rk。然后加權(quán)裝置46允許中間校正信號∈′k加權(quán)以產(chǎn)生校正信號∈k″。
在這個例子中用于定義區(qū)域和確定加權(quán)因素rk的加權(quán)裝置44最好以存儲在存儲裝置如存儲器中的一個查找表的形式實現(xiàn)。對于QPSK調(diào)制它們也可根據(jù)圖7所示的圖實現(xiàn)。
在這個例子中，一個比較電路50比較絕對值ak和bk，并且二者中的較小者形成數(shù)據(jù)Z，以至Z＝min(|ak|，|bk|)。除法器52用于將Z除以λd得到商Z/(λd)(連線53)，在比較器54中該商與單位值比較，比較器54提供一個選擇信號給選擇器55，該選擇器55產(chǎn)生與信號pk相關(guān)的加權(quán)因子rk，以致rk＝1如果Z≥λdrk＝z/λd如果Z＜λd圖8表示根據(jù)本發(fā)明在QPSK調(diào)制的情況下利用載波恢復(fù)電路得到的性能。X軸相應(yīng)于加權(quán)因子λ，Y軸相應(yīng)于在稱為Cramer-Rao極限的最小相位抖動和由本發(fā)明得到的相位抖動之間測量的以分貝(dB)表示的下降D。這些曲線是以分貝(dB)表示的信噪比SNR參數(shù)。這些曲線涉及具有B1×T＝0.002的一個實施例。當(dāng)λ＝0時，載波恢復(fù)電路產(chǎn)生的情況不實現(xiàn)本發(fā)明。應(yīng)注意，加權(quán)因子λ有一個最佳值，能改善有關(guān)載波恢復(fù)電路不實現(xiàn)本發(fā)明所得到的性能。這個最佳值取決于信噪比SNR。當(dāng)信噪比低的時候，改善相當(dāng)大。當(dāng)信噪比高時改善變得小了，這是由判定裝置28(圖5和6)所作的判定總是接近正確的而產(chǎn)生的。
B.相位估計技術(shù)對于第二個技術(shù)，圖9代表一個數(shù)字傳輸系統(tǒng)，其中僅僅接收機(jī)與第一技術(shù)的接收機(jī)不同，接收機(jī)2包括變換裝置73，將所收的到的IF信號變換為基帶信號r(t)(用于轉(zhuǎn)換所接收的HF信號為IF信號(中頻)的裝置未示出)，數(shù)字化裝置79，用于數(shù)字化基帶信號r(t)和產(chǎn)生樣值Sk，判定裝置78，用于估算最接近經(jīng)受判定點(點V)的星座位置和產(chǎn)生由發(fā)射機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)的估算樣值dk，和同步裝置，用于估算在估算位置與數(shù)字化基帶信號(點P)之間的相位差，和通過形成一個復(fù)合的校正信號數(shù)字地校正該相位差。
變換裝置73包括一個本地振蕩器71和一個混頻器72，本地振蕩器71以固定頻率fo工作，混頻器72將IF信號與具有頻率fo的本地信號混頻。
一方面，同步裝置80數(shù)字地校正頻差，另一方面，校正相位差。為此目的，它們包括頻率校正裝置82相移裝置85。相位差通過將來自判定裝置78的估算的樣值 的相位與由頻率校正裝置82產(chǎn)生的樣值相位比較進(jìn)行確定。這個比較提供復(fù)合校正信號e-jψ的信息，該復(fù)合校正信號e-jψ用于偏移來自頻率校正裝置82的樣值的相位。
利用根據(jù)第二技術(shù)的相位估計器(圖10)，以點P(Pk＝ak＋jbk)代表的符號的相位被校正并且轉(zhuǎn)換為以點V(qk＝αk＋jβk)代表的符號。
因此接收機(jī)根據(jù)符號qk估算與發(fā)送的符號dk相同的符號 這是經(jīng)過判定操作得到的。
為了校正相位差錯ψ并且產(chǎn)生一個復(fù)合的校正信號e-jψ，首先例如以下式計算中間信號Uk(3)---uk={Pk×dk*^}|dk^|2=pkdk^]]>式中 是估算的符號 的共軛值，X代表乘法。
實驗已經(jīng)表明，按照公式(3)工作的相位估算器表現(xiàn)出良好的性能，假定產(chǎn)生估算的符號 的判定是正確的。這個判定是錯誤的時刻，該相位估算器不再表現(xiàn)出良好的性能。
在與前面相同的方法中，慎重地考慮用于加權(quán)校正信號的好的判定的概率。
以前對點P(ak＋jbk)已研究的同樣應(yīng)用于點V(αk＋jβk)。當(dāng)點V位于圖10的陰影區(qū)時，也就是說，包含該位置的區(qū)域之外，加權(quán)因子是這樣的
γk＝Z/(λd)式中Z等于絕對值αk或βk中的較小者，也就是說對于QPSK調(diào)制，Z＝min(|αk|，|βk|)，而λ是區(qū)域定義因子。
對于16QAM調(diào)制(圖4)已說明的情況也適用于第二技術(shù)。
圖11代表第二技術(shù)的實施例。與圖9相似的單元以相同的標(biāo)記表示。相移裝置85根據(jù)復(fù)合信號K量αkβk形成校正信號，一方面，在該點位于區(qū)域Z11，Z13，Z31和Z33內(nèi)時，使該校正信號ejψ正比于在初始帶帶信號和最接近的星座位置之間測量的相位差，另一方面，在經(jīng)受判定的點位于所述區(qū)域外部時，使校正信號e-jψ按照根據(jù)經(jīng)受判定信號(點V)加上加權(quán)因子的所述測量的相位差變化，同時加權(quán)因子在區(qū)域邊界線與前面規(guī)定的邊界之間從1逐漸遞減到基本上為0。相移裝置85接收樣值Pk并產(chǎn)生相位校正的樣值qk。它們還從判定裝置接收估計的樣值 相移裝置用于補(bǔ)償所接收符號(點P)和星座的最接近位置(點E)(圖10)之間的相位差，并且產(chǎn)生復(fù)合的校正信號e-j。
估計的樣值 輸入計算裝置90用于計算復(fù)合的中間信號Uk。區(qū)域選擇裝置WGHT94定義該區(qū)域和確定在考慮復(fù)合信號qk＝αk＋jβk時必須加上的加權(quán)因子γk。然后乘法裝置95使它能夠加權(quán)中間信號Uk以便產(chǎn)生用于尋址轉(zhuǎn)換裝置97的加權(quán)的中間信號U′k′，轉(zhuǎn)換裝置97轉(zhuǎn)換加權(quán)的中間信號U′k為復(fù)合的校正信號e-jψ。裝置97例如由查找表LUT構(gòu)成。以從計算裝置96計算的基帶信號分量序列計算的平均值<U′k>代替中間信號的值U′k是可能的。
圖14代表用于計算中間信號Uk裝置裝置90的第一實施例。它們包括裝置93(例如一個查找表)，它確定估計樣值 的共軛值。該共軛樣值在乘法器裝置92中乘以樣值Pk。此外，裝置98(例如一個查找表)確定估計樣值 的平方絕對值，該值傳送到除法器裝置，該除法器裝置將乘法器裝置92來的數(shù)據(jù)除以從計算裝置98來的數(shù)據(jù)，以便計算絕對值的平方。除法器裝置99產(chǎn)生中間信號的樣值Uk。根據(jù)第二個實施例，裝置90可包括計算Pk/ 的復(fù)合除法器。
定義區(qū)域和確定加權(quán)因子γk的區(qū)域選擇裝裝置最好例如以存儲在存儲器中的查找表的形式實現(xiàn)。它們也可根據(jù)用于QPSK調(diào)制的圖7的圖實現(xiàn)。在本例子中比較器50比較絕對值αk和βk并且選擇較小的一個來構(gòu)成數(shù)據(jù)Z，所以Z＝min(|αk|，|βk|)。Z除以λ除法器裝置52得到一個商Z/(λd)(連線53)，在比較器54中該商與單位值比較，比較器將選擇信號加到選擇器55，選擇器55產(chǎn)生與信號qk相關(guān)的加權(quán)因素γk，以致γk＝1 如果Z≥λdγk＝Z/(λd)如果Z＜λd。區(qū)域的定義系數(shù)λ形成一個給定的輸入數(shù)據(jù)。
用于數(shù)字化基帶信號γ(t)的裝置79(圖a)可用各種方法實現(xiàn)，其中圖12和13給出兩個可能的實施例。數(shù)字化裝置79包括一個模數(shù)變換器A/D75，它由以速率fs工作的時鐘發(fā)生器76控制(圖12和13)。頻率fs高于傳輸時的符號速率1/T，樣值是以這個符號速率再調(diào)整的。這是由恢復(fù)裝置61控制的插入裝置60執(zhí)行的，在圖13它以該符號率工作，或在圖12以多倍于該符號率工作。在圖12中插入裝置60后接數(shù)字濾波器裝置62。圖13繪出了基本上相同的情況，除了濾波是對模擬信號γ(t)進(jìn)行的之外。在濾波器是一個數(shù)字濾波器(圖12)的情況下，該濾波器工作的速率至少等于兩倍的傳送符號速率1/T。在這個情況下，二次取樣裝置63使它能夠以該符號速率恢復(fù)樣值。
圖15表示根據(jù)QPSK調(diào)制的第二技術(shù)接收機(jī)取得的性能。X軸相應(yīng)于區(qū)域定義因子λ，Y軸相應(yīng)于以變量σ2ψ(λ)與變量σ2ψ(0)的比率表示的改善，變量σψ2(0)是在加權(quán)的中間信號U′k以N＝64值的序列平均的情況下已知的相位估計器的變量。以分貝(dB)表示的比率測量最小的相位抖動。這些曲線是以分貝(dB)表示的信噪比值SNR的參數(shù)。當(dāng)λ＝0時，得到了不是實現(xiàn)本發(fā)明的接收機(jī)的情況。應(yīng)該指出，當(dāng)區(qū)域定義因子增加時這些曲線單調(diào)地遞減。信噪比越低，觀察到的改善越顯著。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)字傳輸系統(tǒng)，包括一個發(fā)射機(jī)和一個接收機(jī)，該接收機(jī)包括變換接收信號的變換裝置，該接收信號已經(jīng)按照星座位置編碼為包括兩個互相垂直分量的基帶信號，數(shù)字化該基帶信號的數(shù)字化裝置，判定裝置，用于估計最接近數(shù)字化的基帶信號的星座位置，同步裝置，用于估計該估計位置和該基帶信號之間的相位差，和通過形成一個校正信號校正該相位差，其特征在于該接收在包括與平面I、Q的區(qū)域無關(guān)地形成該校正信號的同步裝置，代表數(shù)字化的基帶信號的點位于該I、Q的區(qū)域中，該同步裝置是這樣的，一方面，在包含星座位置的第一非連續(xù)區(qū)域，校正信號正比于在初始基帶信號和最接近的星座位置之間測量的相位差，而在另一方面，該同步裝置是這樣的，在第二區(qū)域中，第一區(qū)域的外面，該校正信號隨著以加權(quán)因素加權(quán)的所述相位差變化，加權(quán)因子取決于經(jīng)受判定的信號，在這里稱為經(jīng)受判定的點，而當(dāng)經(jīng)受判定的點通過最接近所述點的第一區(qū)域邊界線直到位于與相鄰位置對等距離的邊界時，加權(quán)因子逐漸地減小，而該邊界是到所述點的最接近的邊界。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其特征在于，該同步裝置包括一個振蕩器，它可由該校正信號控制，同時該振蕩器啟動該變換裝置產(chǎn)生基帶信號分量，該同步裝置包括一個查找表，該表由該基帶信號分量尋址，而且該表提供適用于平面I、Q各點的校正信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其特征在于該同步裝置包括一個振蕩器，它可由該校正信號控制，同時該振蕩器啟動該變換裝置產(chǎn)生基帶信號分量，該同步裝置包括a)估計相位差的估計裝置，b)區(qū)域偵察裝置，它產(chǎn)生有關(guān)區(qū)域的加權(quán)因子，c)加權(quán)裝置，以各個加權(quán)因子加權(quán)測量的相位差，并且產(chǎn)生適用于平面I、Q各點的校正信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其特征在于該變換裝置包括以固定頻率自由振蕩的振蕩器，用于形成該基帶信號，和該同步裝置包括數(shù)字相移裝置，用于估計及變換以加權(quán)因子加權(quán)的相位差為復(fù)合校正信號，該信號數(shù)字地乘以基帶信號分量，用于偏移它們的相位。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的系統(tǒng)，其特征在于該相移裝置包括產(chǎn)生確定相位差的中間復(fù)合信號的發(fā)生器裝置，區(qū)域偵察裝置，它產(chǎn)生有關(guān)區(qū)域的加權(quán)因素，加權(quán)裝置，以各個加權(quán)因子加權(quán)代表相位差的復(fù)合中間信號，根據(jù)代表加權(quán)的相位差的加權(quán)復(fù)合中間信號產(chǎn)生復(fù)合校正信號的裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的系統(tǒng)，其特征在于，該相移裝置包括計算裝置，用于計算尋址該裝置加權(quán)的相位差平均值，以便產(chǎn)生該復(fù)合校正信號。
7.一種用于數(shù)字傳輸系統(tǒng)的接收機(jī)，該接收機(jī)包括變換接收信號的變換裝置，該接收信號已經(jīng)按照星座位置編碼為包括兩個互相垂直分量的基帶信號。數(shù)字化該基帶信號的數(shù)字化裝置。判定裝置，用于估計最接近數(shù)字化的基帶信號的星座位置。同步裝置，用于估計該估計位置和該基帶信號之間的相位差，和通過形成一個校正信號校正該相位差，其特征在于兩個分量，它們定義代表平面I、Q中接收信號的一點，其中它們還指示星座的位置，該同步裝置與平面I、Q的區(qū)域無關(guān)地形成該校正信號，代表數(shù)字化的基帶信號的點位于該I、Q的區(qū)域中，而且是這樣的，一方面，在包含星座位置的第一非連續(xù)區(qū)域中，校正信號正比于在初始基帶信號和最接近的星座位置之間測量的相位差，而在另一方面，該同步裝置是這樣的，在第二區(qū)域中，第一區(qū)域的外面，該校正信號隨著以加權(quán)因素加權(quán)的所述相位差變化，加權(quán)因子取決于經(jīng)受判定的信號，在這里稱為經(jīng)受判定的點，而當(dāng)經(jīng)受判定的點通過最接近所述點的第一區(qū)域邊界線直到位于與相鄰位置對等距離的邊界時，加權(quán)因素逐漸地減小，而該邊界是到所述點的最接近的邊界。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的接收機(jī)，其特征在于該同步裝置包括一個振蕩器，它可由該校正信號控制，同時該振蕩器啟動變換裝置產(chǎn)生基帶信號分量，該同步裝置包括一個查找表，該表由該基帶信號分量尋址，而且該表提供適用于平面I、Q各點的校正信號。
9.根據(jù)權(quán)利要求7的接收機(jī)，其特征在于該同步裝置包括一個振蕩器，它可由該校正信號控制，同時該振蕩器啟動該變換裝置產(chǎn)生基帶信號分量，該同步裝置包括a)估計相位差的估計裝置，b)區(qū)域偵察裝置，它產(chǎn)生有關(guān)區(qū)域的加權(quán)因子，c)加權(quán)裝置，以各個加權(quán)因子加權(quán)測量的相位差，并且產(chǎn)生適用于平面I、Q各點的校正信號。
10.根據(jù)權(quán)利要求7的接收機(jī)，其特征在于該變換裝置包括以固定頻率自由振蕩的振蕩器，用于形成該基帶信號，和該同步裝置包括數(shù)字相移裝置，用于估計及變換以加權(quán)因子加權(quán)的相位差為復(fù)合校正信號，該信號數(shù)字地混合基帶信號分量，用于偏移它們的相位。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的接收機(jī)，其特征在于該相移裝置包括產(chǎn)生確定相位差的中間復(fù)合信號的發(fā)生器裝置，區(qū)域偵察裝置，它產(chǎn)生有關(guān)區(qū)域的加權(quán)因子，加權(quán)裝置，以各個加權(quán)因子加權(quán)代表相位差的復(fù)合中間信號，根據(jù)代表加權(quán)的相位差的加權(quán)復(fù)合中間信號產(chǎn)生復(fù)合校正信號的裝置。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的接收機(jī)，其特征在于該相移裝置包括計算裝置，用于計算尋址該裝置加權(quán)的相位差平均值產(chǎn)生該復(fù)合校正信號。
全文摘要
數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)包括一個接收機(jī)(2)，該接收機(jī)包括一個載波恢復(fù)電路(30)。該電路包括一個本地振蕩器(31)和校正裝置(34)，用于校正在復(fù)合輸入信號與該振蕩提供的本地載波之間出現(xiàn)的相位差。校正裝置(34)定義在復(fù)合信號的同相分量與正交分量規(guī)定的平面中的區(qū)域。這些區(qū)域的每個區(qū)域包括在傳輸時用于編碼復(fù)合信號的星座位置。
文檔編號H04L27/38GK1128923SQ9511502
公開日1996年8月14日 申請日期1995年7月12日 優(yōu)先權(quán)日1994年7月12日
發(fā)明者F·達(dá)發(fā)拉 申請人:菲利浦電子有限公司