相位误差修正装置及相位误差修正方法
【专利摘要】本发明所提供的相位误差修正装置包含一误差估测模块及一修正模块。该误差估测模块用以接收一相位偏移调制信号，并根据该相位偏移调制信号、多个已知候选信号以及贝氏估测，计算一相位误差。该修正模块则用以根据该相位误差修正该相位偏移调制信号。
【专利说明】相位误差修正装置及相位误差修正方法
【技术领域】
[0001]本发明与数字通信技术相关，并且尤其与判断通信信号的相位误差的技术相关。【背景技术】
[0002]相位偏移调制(phase-shift keying,简称为PSK)是一种利用信号的相位差异来传送数据的调制方式，因具有高数据传输效率的优点，被广泛应用在数字通信领域中。依照丛集(constellation)中的候选相位数量,相位偏移调制可被进一步细分为二元相位偏移调制、正交相位偏移调制、八相相位偏移调制等种类。
[0003]对采用相位偏移调制的通信系统来说，接收端的重要工作之一就是判断目前收到的数据的相位。只有正确判定信号的相位，接收端才能解读收到的讯息。然而，在无线通信系统中，通道中的噪声及接收端本身的电路误差等因素，都有可能造成干扰，提高了准确判断信号相位的难度。
【发明内容】
[0004]为满足上述需求，本发明提出一种用以修正相位误差的装置及方法，以贝氏估测(Bayesian estimation)为基础,最小化相位估计结果与正确相位之间的误差。由于贝式估测在加成性白高斯噪声(additive white Gaussian noise,简称为AWGN)通道中能提供近于最佳化的最大事后机率(maximum a posteriori,简称为MAP)表现,根据本发明的装置及方法可据此产生相当理想的相位估计结果。此外，透过选择性缩减候选相位的数量，根据本发明的装置及方法的实作成本与复杂度可被进一步降低。
[0005]根据本发明的一具体实施例为一种相位误差修正装置，其中包含一误差估测模块及一修正模块。该误差估测模块系用以接收一相位偏移调制信号，并根据该相位偏移调制信号、多个候选信号以及贝氏估测，计算一相位误差。该修正模块用以根据该相位误差修正该相位偏移调制信号。
[0006]根据本发明的另一具体实施例为一相位误差修正方法。该方法首先执行一接收步骤，接收一相位偏移调制信号。随后，该方法执行一计算步骤，根据该相位偏移调制信号、多个候选信号以及贝氏估测，计算一相位误差。接着，该相位偏移调制信号根据该相位误差被修正。
[0007]实务上，根据本发明的修正相位误差的装置及方法不仅可应用在采用相位偏移调制的数字通信系统中，亦可被使用在其他各种有判断信号的相位误差需求的信号处理系统，提供良好的相位误差判断功能。关于本发明的优点与精神可以藉由以下发明详述及附图得到进一步的了解。
[0008]为了对本发明的上述及其他方面有更佳的了解，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下:
【专利附图】
【附图说明】[0009]图1为根据本发明的一实施例中的相位误差修正装置的方块图。
[0010]图2(A)及图2(B)为根据本发明的另一实施例中的相位误差修正装置的方块图。
[0011]图3(A)及图3(B)用以呈现根据本发明的相位误差修正装置进一步包含选择模块的情况。
[0012]图4为一 8-PSK相位丛集图范例。
[0013]图5为根据本发明的一实施例中的相位误差修正方法的流程图。
[0014]主要元件符号说明
[0015]100、200:相位误差修正装置
[0016]12,22:误差估测模块14、24:修正模块
[0017]26:低通滤波器27:控制模块
[0018]28:数字控制振荡器30:选择模块
【具体实施方式】
[0019]根据本发明的一实施例为图1所示的相位误差修正装置100，其中包含误差估测模块12及修正模块14。在实际应用中，相位误差修正装置100可被整合在各种采用相位偏移调制的数字通信系统(例如DVB-S2规格的数字电视广播系统)或是其他存在判断信号的相位误差需求的信号处理系统中，但不以此为限。以下说明将以相位误差修正装置100所接收的信号为一相位偏移调制信号的情况为例。
[0020]假设传送端发出的未受噪声干扰的原始相位偏移调制信号为a，相位误差修正装置100所接收的相位偏移调制信号X是原始相位偏移调制信号a与高斯噪声η的总和:x=a+n。相位误差修正装置100针对原始相位偏移调制信号a产生的估测结果g与原始相位偏移调制信号a的差异被表示为ε。本实施例中的相位误差修正装置100采用差异ε的平方作为二次成本函数C( ε )，并以函数C( ε )的期望值作为贝式风险R:
[0021]
【权利要求】
1.一种相位误差修正装置，应用于一相位偏移调制通信系统，该相位误差修正装置包含: 一误差估测模块，用以接收一相位偏移调制信号，其包含一原始信号与一噪声，并根据该相位偏移调制信号及多个候选信号，利用贝氏估测计算因该噪声而产生的一相位误差，该原始信号系为该多个候选信号其中之一；以及 一修正模块，用以根据该相位误差修正该相位偏移调制信号。
2.如权利要求1所述的相位误差修正装置，其特征在于，该误差估测模块将对应于该相位偏移调制信号的一估计信号与该原始信号的差异二次方关联至一贝式风险，并以最小化该贝式风险为目标计算该相位误差，使该修正后的相位偏移调制信号与该原始信号间的一相位差异最小化。
3.如权利要求2所述的相位误差修正装置，其特征在于，该误差估测模块根据下列两方程式之一计算该相位误差Θ:
4.如权利要求2所述的相位误差修正装置，其特征在于，该误差估测模块根据下列两方程式之一计算该相位误差Θ:
5.如权利要求4所述的相位误差修正装置，其特征在于，进一步包含: 一低通滤波器，用以过滤该相位误差，以产生一过滤后结果；以及 一数字控制振荡器，用以根据该过滤后结果产生一输出信号，供该修正模块调整该相位偏移调制信号的相位。
6.如权利要求5所述的相位误差修正装置，其特征在于，进一步包含: 一控制模块，用以调整该低通滤波器；当该控制模块判定一热噪声指标高于一第一门槛值，该控制模块调降该低通滤波器的反应速度；当该控制模块判定一相位噪声指标高于一第二门槛值，该控制模块调升该低通滤波器的反应速度。
7.如权利要求1所述的相位误差修正装置，其特征在于，进一步包含: 一选择模块，用以根据该相位偏移调制信号挑选多个候选信号，供该误差估测模块使用。
8.—种相位误差修正方法,应用于一相位偏移调制通信系统，该相位误差修正方法包含以下步骤: (a)接收一相位偏移调制信号,其包含一原始信号与一噪声； (b)根据该相位偏移调制信号及多个候选信号，利用贝氏估测计算因该噪声而产生的一相位误差，该原始信号为该多个候选信号其中之一；以及 (C)根据该相位误差修正该相位偏移调制信号。
9.如权利要求8所述的相位误差修正方法，其特征在于，步骤(b)包含将对应于该相位偏移调制信号的一估计信号与该原始信号的差异二次方关连至一贝式风险，并以最小化该贝式风险为目标计算该相位误差，使该修正后的相位偏移调制信号与该原始信号间的一相位差异最小化。
10.如权利要求9所述的相位误差修正方法，其特征在于，步骤(b)包含根据下列两方程式之一计算该相位误差Θ:
11.如权利要求9所述的相位误差修正方法，其特征在于，步骤(b)包含根据下列两方程式之一计算该相位误差Θ:
12.如权利要求11所述的相位误差修正方法，其特征在于，步骤(C)包含以下步骤: 对该相位误差施以一低通滤波程序，以产生一过滤后结果；以及 根据该过滤后结果产生一输出信号，供调整该相位偏移调制信号的相位。
13.如权利要求12所述的相位误差修正方法，其特征在于，进一步包含以下步骤: 当判定一热噪声指标高于一第一门槛值，调降该低通滤波程序的反应速度；以及 当判定一相位噪声指标高于一第二门槛值，调升该低通滤波程序的反应速度。
14.如权利要求8所述的相位误差修正方法，其特征在于，在步骤(b)之前进一步包含以下步骤: 根据该相位偏移调制信号挑选多个候选信号，供步骤(b)使用。
【文档编号】H04L27/36GK103428156SQ201210147413
【公开日】2013年12月4日 申请日期:2012年5月14日 优先权日:2012年5月14日
【发明者】郑凯文, 廖懿颖, 林东昇, 童泰来 申请人:晨星软件研发(深圳)有限公司, 晨星半导体股份有限公司