相位误差侦测模块及相关的相位误差侦测方法与流程

本发明系指一种用于相位回复装置的相位误差侦测模块及相关的相位误差侦测方法，尤指一种根据输入信号特性调整计算相位误差的依据的相位误差侦测模块及相关的相位误差侦测方法。

背景技术：

锁相回路(phaselocked-loop)电路用以产生一周期性输出信号，且该周期性输出信号预期与一周期性输入信号间具有固定的相位关系。锁相回路电路被广泛地应用于各式各样的电路系统中，如无线通信系统的数据及时钟恢复电路(clockanddatarecovery)、收发模块(transceiver)或频率产生器(frequencysynthesizer)，且不限于此。

请参考图1，图1为一相位误差侦测器(phaseerrordetector)10的示意图。相位误差侦测器10用来侦测一输入信号in的相位误差以产生一预测相位误差epe，使一锁相回路电路(图未示)依据预测相位误差epe产生一相位补偿信号(图未示)来校正输入信号in的相位。如图1所示，相位误差侦测器10包含有一符元预测器(symbolestimator)100及一相位评估器(phaseevaluator)102。符元预测器100用来预测输入信号in中数据所对应的符元，以产生输入信号in的预测符元es，相位评估器102则用来评估输入信号in中数据与相对应的预测符元es的差距，以产生输入信号in的预测相位误差epe。

通常来说，符元预测器100需计算输入信号in中数据与输入信号in所采用调变方式中所有星象点之间的关系，来取得输入信号in中数据所对应的预测符元es。随着调变方式所采用星象点的数目上升，符元预测器100耗费的运算资源及硬件成本会大幅上升。因此，如何降低符元预测器100耗费的运算资源及硬件成本便成为业界亟欲探讨的议题。

技术实现要素：

为了解决上述的问题，本发明提供一种根据输入信号特性调整计算相位误差的依据的相位误差侦测模块及相关的相位误差侦测方法。

在一方面，本发明揭露一种相位误差侦测模块。所述相位误差侦测模块包含有一星象点选择器，用来根据一输入信号中的数据在一星象图中的一位置及一半径，产生一星象点选择信号；一符元预测器，用来根据该星象点选择信号，选择该星象图的全部星象点中的部份星象点，作为用来计算该输入信号中数据所对应的一预测符元的多个参考星象点，其中该多个参考星象点的数目小于该星象图的全部星象点的数目；以及一相位评估器，用来根据该输入信号中数据及该预测符元，计算该输入信号的一预测相位误差。

在另一方面，本发明揭露一种相位误差侦测方法。所述相位误差侦测方法包含有根据一输入信号中数据在一星象图中的一位置及一半径，产生一星象点选择信号；根据该星象点选择信号，选择该星象图的全部星象点中的部份星象点，作为用来计算该输入信号中数据所对应的一预测符元的多个参考星象点，其中该多个参考星象点的数目小于该星象图的全部星象点的数目；以及根据该输入信号中数据及该预测符元，计算该输入信号的一预测相位误差。

附图说明

图1为一相位误差侦测器的方块图。

图2为本发明实施例一相位误差侦测模块的方块图。

图3为本发明实施例一相位误差侦测方法的流程图。

图4为本发明实施例一星象点选择器的方块图。

图5a、5b为本发明实施例中区域划分方式的示意图。

图6为本发明实施例一查找表的示意图。

图7为本发明实施例一符元预测单元的示意图。

符号说明

10相位误差侦测器

100、700符元预测器

102、202相位评估器

20相位误差侦测模块

200符元预测单元

204星象点选择器

30相位误差预测方法

300～310步骤

400区域判断器

402半径比较器

404星象点查找器

50星象图

a1～an区域

cps1～cps8星象点集合

epe预测相位误差

es预测符元

in输入信号

m1～mh星象点

mi11～mi1x、mi21～mi2x、…、多工器输入

mik1～mikx

mux多工器

ri半径指示信号

rm1～rmk参考星象点

sel星象点选择信号

sr区域指示信号

具体实施方式

图2为本发明实施例一相位误差侦测模块20的示意图。相位误差侦测模块20可用于一卫星通讯系统中的一相位回复(phaserecovery)装置，用来预测一输入信号in的相位误差以产生一预测相位误差epe。相较于图1所示的相位误差侦测器10，相位误差侦测模块20另包含一星象点选择器204。星象点选择器204根据输入信号in中数据在一星象图中的一位置，产生一星象点选择信号sel来控制符元预测单元200从星象图全部的星象点中，选择部份的星象点作为计算预测符元es的依据，亦即参考星象点。举例来说，请参考图5a，图5a为本发明实施例中一星象图50的示意图。星象图50对应于为8振幅相位移相键控(amplitude-phase-shift-key，apsk)的调变，并具有8个星象点m1～m8。星象点选择器204则会由星象图50全部的8个星象点m1～m8中选择例如3个星象点m3、m4、m8作为参考星象点。相较于图1所示的相位误差侦测器10，由于符元预测单元200不使用星象图全部的星象点来计算预测符元es，因此符元预测单元200所需的运算资源可获得减少，从而降低了实现相位误差侦测模块20的成本。

图3为本发明实施例一相位误差侦测方法30的流程图，请一并参考图2与图3。星象点选择器204根据输入信号in中数据在一星象图中的一位置，产生一星象点选择信号sel(步骤302)。请参阅图4，图4为本发明实施例星象点选择器204的方块图，在一实施例中，星象点选择器204包含一区域判断器400、一半径比较器402及一星象点查找器404。

区域判断器400用来判断该输入信号in中数据在该星象图中的该位置属于多个区域中哪个区域，以产生一区域指示信号sr。请再次参考图5a，在一实施例中，星象图50被划分为4个区域a1～a4，且区域a1～a4分别对应于第一象限～第四象限。在不同实施例中，划分星象图的区域的数量可被合适地更改。举例来说，请参阅图5b，图5b为本发明实施例中划分星象图的多个区域的示意图。如图5b所示，星象图被划分为8个区域a1～a8，其中区域a1、a2分别对应于第一象限的下半部及上半部，区域a3、a4分别对应于第二象限的上半部及下半部，以此类推。

半径比较器402用来判断该输入信号in中数据在该星象图中的该半径r是否大于一半径阈值rth，以产生一半径指示信号ri。在一实施例中，半径阈值rth可为输入信号in所采用的调变方式所使用星象点的半径平均值，以图5a为例，半径阈值rth可为星象点m1～m8的平均半径。在另一实施例中，半径阈值rth可根据信道质量来设定，举例来说，当在高信号噪声比的环境下，半径阈值rth可被设为0。

星象点查找器404根据区域指示信号sr及半径指示信号ri，产生星象点选择信号sel，以使符元预测单元200根据星象点选择信号sel，选择该星象图的全部星象点中的部份星象点，作为用来计算该输入信号in中数据所对应的的一预测符元的多个参考星象点(步骤304)。举例来说，请参考图6，图6为本发明实施例中输入信号in中数据在星象图中的位置及半径与参考星象点间的关系对应表。当区域指示信号sr指出输入信号in中数据在星象图中的位置对应于区域a1，且半径指示信号ri指出输入信号in中数据在星象图中的半径r大于半径阈值rth时，代表输入信号in的数据对应于星象点m3、m4、m8的机率较高，因此星象点查找器404输出星象点选择信号sel，来控制符元预测单元200选择包含有星象点m3、m4、m8的星象点集合cps1来计算预测符元es。当区域指示信号sr指出输入信号in的数据对应于区域a1，且半径指示信号ri指出半径r小于半径阈值rth时，代表输入信号in的数据对应于星象点m1、m2、m3、m4、m8的机率较高，因此星象点查找器404输出星象点选择信号sel，来控制符元预测单元200选择包含有星象点m1、m2、m3、m4、m8的星象点集合cps2来计算预测符元es，其余以此类推。

实作上，区域判断器400、半径比较器402、与星象点查找器404可由硬件、软件或固件来实现。本领域熟知技艺者在阅读完上述说明后，应可了解区域判断器400、半径比较器402、与星象点查找器404的各种实现方式，因此在此不赘述。

请参考图7，图7为图2中符元预测单元200一实现方式的示意图。在图7中，符元预测单元200包含多个多工器mux1～muxk与一符元预测器700。其中，多工器mux1～muxk的数目k系对应于所有星象点集合中的元素数量中的一最大值，举例来说，请重新参考图6，星象点集合cps1、cps3、cps5、cps7的元素数量均为3，星象点集合cps2、cps4、cps6、cps8的元素数量均为5，所以在此实施例中，符元预测单元200包含有5个多工器(即k＝5)。多工器mux1具有多个输入mi11～mi1x，多工器mux2具有多个输入mi21～mi2x，…，muxk具有多个输入mik1～mikx。其中，每个多工器的输入的数量x系对应于星象点集合的总数，举例来说，请重新参考图6，星象点集合一共有8个(即cps1～cps8)，所以在此实施例中，符元预测单元200中的每一多工器有8个输入(即x＝8)。

多工器mux1～muxk根据星象点选择信号sel，分别从输入mi11～mi1x、…、mik1～mikx选择一输入作为参考星象点rm1～rmk。在一实施例中，多工器mux1～muxk根据星象点选择信号sel，选择mi11、mi21、…、mik1作为参考星象点rm1～rmk，多工器mux1～mux5的输入mi11、mi21、…、mi51分别对应于参考星象点集合cps1的元素，由于星象点集合cps1仅具有3个元素，因此输入mi11、mi21、…、mi51中会有两个输入为0，例如mi11＝m3、mi21＝m4、mi31＝m8、mi41＝mi51＝0，以使多工器mux1～mux5于输出星象点集合cps1时，预测符元es的计算不会被参考星象点rm4、rm5影响。此外，在此实施例中，多工器mux1～mux5的输入mi12、mi22、…、mi52对应于参考星象点集合cps2的元素，例如mi12＝m1、mi22＝m2、mi32＝m3、mi42＝m4、mi52＝m8。相似地，多工器mux1～mux5的输入mi13～mi53、mi14～mi54、…、mi18～mi58分别对应于参考星象点集合cps3～cps8的元素。

接下来，符元预测器700依据参考星象点rm1～rmk实施一最小均方差(minimummean-squarederror)算法，以产生预测符元es(步骤306)。关于符元预测器700的说明，可参考符元预测器100的说明，在此不再赘述。

最后，相位评估器202于取得预测符元es后，即可评估输入信号in中数据与相对应的预测符元es的差距，以产生输入信号in的预测相位误差epe。请注意，本领域熟知技艺者应知相位评估器202的各种实现方式，因此在此不赘述。

综上所述，本发明的相位误差侦测模块可根据输入信号中数据在星象图中的位置及半径来选择相对应的星象点作为计算预测符元的依据。在此状况下，可减少相位误差侦测模块所需耗费的运算资源，进而降低误差侦测模块的硬件成本。

以上所述仅为本发明的实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。