专利名称：无限选呼接收机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种无线选呼接收机，特别涉及一种用于无线选呼接收机的锁相环控制方法。
在常规的无线选呼接收机中，利用只具有一个参照值的比较器的输出对所有变换点执行锁相环控制。
例如，在日本专利平-开7-154434所公开的技术中，在检验一个前置(Preamble)信号时导出检验信号的一个平均值，并将该检测信号的平均值用作一个参考电平，通过数字信号处理确定检验信号的代码。
即使传输频率的变化，接收机的温度变化，电源电压的变化等导致检测信号的中间电压发生了变化，但通过述处理减少了代码判定过程中的错误。
此外，在上述技术中，根据上述参考电平导出一个理想判定电平，并且该理想判定电平用于获取输入的检测信号中的一个差错。纠错过程允许该参考电平随检测信号的中间电否的变化而变化。
在无线选呼接收机的常规锁相环控制中，利用只具有一个参考值的比较器的输出对所有变换点执行锁相环控制。因此在利用二进制FSK(频移键控)方法的系统中不会发生问题，但是在利用诸如4-aryFSK方法之类的M-ary(M＞2)FSK方法的系统中，产生了不能能准确检测信号边界的问题，从而降低了锁相环控制的准确性。
因此，本发明的目的是提供一种能够克服上述缺陷而改进锁相环控制准确性的无线选呼接收机。
依据本发明的一个方面，无线选呼接收机包括一个用于从接收的无线电信号中检测一个检测信号的检测器；一个监控器，用于监控检测信号的幅度变化以检测幅度变化超出一个预定范围时的定时；一个用于产生一个定时时钟信号的时钟发生器；以及一个只在监控器检测到该定时时才执行定时时钟信号的锁相环控制的控制器。
换言之，利用具有较高的信号占空准确度的检测信号的定时或定位来执行锁相环控制或相位跟踪控制。从而改进了一个无线电信号的接收准确度。
依据本发明的另一方面，一种用于接收数字调制信号的无线电接收机包括一个检测器，用于从数字调制信号中检测—个检测信号，该检测信号具有多个信号电平，以及一个比较器，用于比较该检测信号和多个参考电平以产生多个比较信号。另外，接收机还具有一个监控器，用于监控检测信号的幅度变化以检测该检测信号的振动范围和幅度变化超过该振动范围时的定时；一个选择器，用于根据监控器所检测的振动范围选择多个比较信号中的一个；以及一个控制器，只有在监控器检测到该定时时，才执行关于一个选定比较信号的定时时钟信号的锁相控制。
由于根据监控器检测到的振动范围选择了多个比较信号中的一个并将该比较信号用于锁相空制，从而实现了更精确的相位控制，同时使接收性能得以改进。
图1是示出了依据本发明第一实施例的无线选呼接收机的配置方框图；图2是图1中一个幅度监控器的配置实例方框图；图3是图1中一个锁相环电路的配置实例方框图；图4A是一个解调器的解调信号的波形图；图4B是示出了比较器的一个输出的波形图；图4C是示出了数据收集定时时钟信号的波形图；以及图5是依据本发明第二实施例的无线选呼接收机的配置方框图。
参照图1，依据本发明一个实施例的无线选呼接收机主要由一个与天线相连接的无线电系统10和一个与处理器(CPU)12和报警电路13相连接的译码器11构成。
无线电系统10包括一个IF(中频)电路101，该电路由一个解调器102和一个比较器103构成。一个诸如4—aryFSK信号之类的无线电信号被输入到IF电路101的解调器102并被解调成一个基带信号或接收信号。
更具体地，在解调器102中，通过一个混频器(未示出)将无线电信号从射频转换为中频，并通过一个鉴频器(未示出)将IF接收信号转换为一个电压信号(这里，一个接收信号)。此外，解调器102还具有一个用于消除电压信号中的谐波分量的低通滤波器(未示出)。在这些电路中所执行的处理为公知技术，因而在此省略其详细描述。
比较器103输入来自解调器102的电压信号和一个参考电压VREF并比较它门以生成一个比较多信号SCOMP。参考电压VREF被设置成接收信号振幅的中间电压电平。
译码器11包括一个数据收集电路104，一个锁相环电路105，一个振幅监控器106以及一个存储器107。数据收集电路104根据一个数据收集定时时钟信号CLKT收集解调器102输入的接收信号。收集的信号被转换为由MSB(最高有效位)和LSB(最低有效位)构成的2位数字信号(此后称之为“接收数据”)。数据收集电路104可以是一个依抽样脉冲而操作的模一数转换器。
锁相环电路105根据比较信号SCOMP和来自振幅监控器106的一个相位校正允许信号SPHC而产生数据收集定时时钟信号CLKT。
振幅监控器106输入来自数据收集电路104的接收数据以监控接收信号的振幅。振幅监控器106控制锁相环电路105以便只在接收信号的振幅最大时，即只在一个4ary格雷码从“00”变为“10”或从“10”变为“00”时才激活锁相环电路105。
由数据收集电路104收集的数据被顺序存入存储器107中。如果一个访问接收器的呼叫消息本身被存入了存储器107中，则CPU11激活报警电路13以通知呼入的用户。
振幅监控器参照图2，振幅监控器106包括第一寄存器201，第二寄存器202和一个比较器203。第一寄存器201中总是保存被数据收集电路104转换成2位数字信号(循环的二进制码“00”、“01”、“11”、“10”)的接收数据中的最后一个数据。
结合第一寄存器201，第二寄存器202形成了一个移位寄存器。在接收到新数据的同时，第一寄存器201将旧数据输出到第二寄存器202。
比较器203具有一对以前存入其中的预置值(此处为“00”和“10”)。预置值(“00”和“10”)。表示接收信号的整个振动范围(参见图4A)。比较器203接收来自第一寄存器201和第二寄存器202的数据以确定保存在第一寄存器201和第二寄存器202中的数据是(“00”和“10”)还是(“10”和“00”)如果是，比较器203就设置一个标记(相位校正允许)。换言之，振幅监控器106确定接收信号的振动超出了“00”和“10”之间的整个振动范围。这个整个振动范围提供了如下所述的精确的锁相控制。
锁相环电路参照图3，锁相环电路105包括一个边缘检测器301，一个相位误差检测器302，一个时钟发生器303，一个寄存器304以及一个相位校正电路305。边缘检测器301检测比较5的比较输出SCOMP中电压变化的时刻。相位误差检测器302检测由边缘检测器301检测到的一个边缘与时钟发生器303产生的一个时钟信号之间的相位误差Δφ，其中时钟信号与接收信号具有相同的符号率。
由相位误差检测器302检测到的相位误差Δφ被保存在寄存器304中。只有在振幅监控器106产生设置标记(相位校正许可)时，即只有在允许相位校正时，相位校正电路305才根据存在寄存器304中的相位误差量Δφ的幅度来校正由时钟发生器303产生的时钟信号的相位。
此时，减少在校正用于比较器301的输出与时钟发生器303产生的时钟信号之间的相位误差时的校正值并执行逐步相位跟踪是可能的。以这种方式，能够降低在错误地检测出相位误差时所执行的误差校正比率。
通常，解调器102的输出波形由于经过了解调过程中的低通滤波器而变成正弦波形。由于通过比较一个4ary正弦波形和参考值“00”和“10”之间的振幅中间电压而得到比较器103的输出，从而根据接收信号值的组合而改变比较信号SCOMP的占空比。
参照图4A，解调器102的解调波形变成了一个4—ary正弦波形。比较器103的参考电压VREF被设置成具有从“00”到“10”的不同电平的振幅的中间值。
解调波形与参考电压VREF的比较结果是比较器103的输出波形SCOMP，该波形的占空比随解调波形而变如图4B所示。比较器103的输出波形SCOMP被用作在接收信号和数据收集定时时钟CLKT之间进行锁相控制的参考值。因此比较信号SCOMP的变化点，即用图4A中间断线表示的信号之间的分界应当与接收信号的一致。
但是如图4B所示，比较器103的参考电压VREF被设置成″00″至″10″之间的中间电平。因此，当信号从″00″变成″10″或从″10″变成″00″时，比较信号SCOMP相对于参考电压VREF的改变点与分界相一致。另一方面，当信号从″10″变成″01″，从″01″变成″10″，从″00″变成″11″或从″11″变成″00″时，比较信号SCOMP的改变点跳出信号分界之外。
此外，在数据收集时钟CLKT的一个下降沿执行接收信号的收集。为了减小相位误差而执行锁相环控制，使得数据收集时钟CLKT的上升沿与比较信号SCOMP的改变点一致，如图4C所示。因此，如果数据收集时钟CLKT的相位按照跳出接收信号分界的位置定位，则在解调波形的眼图最开的位置上不可能收集到接收数据。
只有在信号组合从″00″变成″10″或从″10″变成″00″时，执行使比较信号SCOMP的改变点在相位上与数据收集时钟信号CLKT的上升沿一致的相位控制。从而可以总在解调波形的眼图纵向开口最开的位置上收集接收数据。
如上所述，虽然接收信号的场强变弱并且眼图的垂直开口逐渐缩小，但减小了错误判断接收信号的可能性。其结果是，改进了接收器的灵敏度。
其它实施例参照图5，依据另一实施例的无线选呼接收机除了在IF电路101中提供了第一比较器501，第二比较器502和第三比较器503之外，其配置与图1所示相同。用相同的标记表示相似的电路块。
第一比较器501以电平″01″和″10″之间的一个中间电压为其参考电压VREF1。第二比较器502以电平″00″和″10″之间的一个中间电压为其参考电压VREF2。第三比较器503以电平″00″和″11″之间的一个中间电压为其参考电压VREF3。从而，第一比较器501比较解调器102的输出和其参考电压VREF1以输出一个合成比较信号SCOMP1。第二比较器502将解调器102的输出与其参考电压VREF2进行比较以输出一个合成比较信号SCOMP2。第三比较器503将解调器102的输出与其参考电压VREF3进行比较以输出一个合成比较信号SCOMP3。
译码器11具有一个锁相环电路504，该电路504包括时钟发生器303，相位校正电路305，一个选择器以及三个每个分别由一个边缘检测器一个相位误差检测器和一个寄存器(参见图3)构成的电路。这三个电路分别输入比较信号SCOMP1～SCOMP3并将检测到的相位误差存入寄存器。选择器根据一个从一个振幅监控器505输入的选择信号选择所存的相位误差中的一个。
振幅监控器505除了功能略有不同外，其配置与图2所示的振幅监控器106相同。更具体地，比较器203具有三组预先存入其中的预置值(″01″和″10″)，(″00″和″10″)以及(″ 00″和″11″)。第一组预置值(″01″和″10″)对应于第一比较器501。代表整个振动范围的第二组预置值(″00″和″10″)对应于第二比较器502。第三组预置值(″00″和″11″)对应于第三比较器503。
因此，比较器203从第一寄存器201和第二寄存器202接收数据以确定保存在第一寄存器201和第二寄存器202中的数据组合是(″01″和″10″)，(″00″和″10″)还是(″00″和″11″)。如果接收信号的振动范围与其中之一相匹配，比较器203就设置一个相应校正允许标记并输出一个指定相应比较器的选择信号。换言之，振幅监控器505确定振动范围是(″01″和″10″)，(″00″和″10″)还是(″00″和″11″)。选择信号是接收信号的转换信息。
锁相环电路504从振幅监控器505接收信号的变化信息并确定第一比较器501，第二比较器502和第三比较器503中的哪一个输出一个表示接收信号分界的波形，并利用所选择的波形执行相位控制。
因此，即使在接收信号的振幅在例如图4A所示的″01″和″10″之间变化的情况下，选择第一比较信号SCOMP1也允许执行相位校正，从而使相位控制的精确度更高。
在图5的第二实施例中，由于增加了各种用于锁相环的信号数量而进一步改进了锁相环的精确度。还可以增加另一个与不同于上述信号组合的信号组合，例如(″00″和″01″)或(″11″和″10″)相关的比较器。IF电路101中的比较器越多，相位控制的精度越高。
以这种方式，在解调波形眼图的纵向开口最开的位置上收集接收信号。换言之，通过选择检测信号之外的一个具有较高精确度的信号来执行锁相环控制。虽然接收信号的场强变弱并且眼图的垂直开口逐渐缩小，但是减小了错误判断接收信号的可能性。其结果是改进了接收机的灵敏度。从而使准确知道信号分界和改进锁相控制的精确度成为可能。
依据本发明，通过利用一个具有较高信号精确度的信号来执行锁相环控制，如前所述。这就产生了使准确检测信号分界和改进锁相控制精确度成为可能的效果。
权利要求
1. 一种无线接收机，包括用于从一个接收的无线电信号中检测出一个检测信号的检测装置，其特征在于监控装置，用于监控检测信号的振幅变化以检测振幅变化超出预定范围的时刻；时钟发生装置，用于产生一个定时时钟信号；以及控制装置，用于只在监控器检测到该时刻时，对检测信号执行定时时钟信号的锁相控制。
2. 如权利要求1所述的无线接收机，其特征在于在检测信号的眼图为最开的位置上执行检测信号的锁相控制。
3. 如权利要求1所述的无线接收机，其特征在于控制装置包括一个比较器用于比较检测信号和参考电平以生成一个比较信号；一个相位误差检测器，用于检测比较信号和定时时钟信号之间的相位误差；以及一个误差调整器，用于只在监控器检测到该定时时调整定时时钟信号的相位以缩小相位误差。
4. 如权利要求1或3所述的无线接收机，其特征在于监控装置包括一个移位寄存器用于保存以前的检测信号和当前的检测信号；以及一个比较器，用于对相应于预定范围的两个预定电平比较以前的检测信号和当前的检测信号，以在检测信号在位于两个预定电平之间的幅度上变化时产生一个相位校正允许信号。
5. 一种用于接收一个数字调制信号的无线选呼接收机，包括检测装置，用于从数字调制信号中检测出一个检测信号，该检测信号具有多个信号电平；比较装置，用于比较检测信号和一个参考电平以产生一个具有占空比的比较信号；选择装置，用于选择与一个具有足够精确的占空比的比较信号相对应的检测信号的一个位置；时钟发生装置，用于产生一个定时时钟信号；以及控制装置，用于在选择器所选择的位置上利用比较信号执行定时时钟信号的锁相控制。
6. 如权利要求5所述的无线选呼接收机，其特征在于在选择器所选位置上检测信号的眼图为最开。
7. 如权利要求5所述的无线选呼接收机，其特征在于控制装置包括一个相位误差检测器，用于检测比较信号与定时时钟信号之间的相位误差；以及一个误差调整器，用于调整定时时钟信号的一个相位以减小在选择器选择的位置上的相位误差。
8. 如权利要求5或7所述的无线选呼接收机，其特征在于选择装置包括一个移位寄存器用于保存一个以前的检测信号和一个当前的检测信号；以及一个比较器，用于对相应于预定范围的两个预定电平比较以前的检测信号和当前的检测信号，以在检测信号在位于两个预定电平之间的幅度上变化时选择检测信号的位置。
9. 一种用于无线接收机的锁相控制方法包括步骤(a)从一个接收的无线电信号中检测出一个检测信号，其特征在于(b)监控检测信号的振幅变化以检测振幅变化超出预定范围的时刻；以及(c)只在监控器检测到该时刻时对检测信号执行定时时钟信号的锁相控制。
10. 如权利要求9所述的方法，其特征在于在检测信号的眼图为最开的位置上执行检测信号的锁相控制。
11. 如权利要求9所述的方法其特征在于步骤(c)包括比较检测信号和参考电平以生成一个比较信号；检测比较信号和定时时钟信号之间的相位误差；以及只在监控器检测到该定时时调整定时时钟信号的相位以缩小相位误差。
12. 如权利要求9或11所述的方法，其特征在于步骤(b)包括保存以前的检测信号和当前的检测信号；以及对相应于预定范围的两个预定电平比较以前的检测信号和当前的检测信号，以及在检测信号在位于两个预定电平之间的幅度上变化时产生一个相位校正允许信号。
13. 如权利要求12所述的方法其特征在于步骤(c)包括比较检测信号和一个参考电平以产生一个比较信号；检测比较信号和定时时钟信号之间的相位误差；以及只在产生一个相位校正允许信号时调整定时时钟信号的相位以缩小相位误差。
14. 一种用于接收一个数字调制信号的无线接收机，包括一个检测器，用于从数字调制信号中检测出一个检测信号，该检测信号具有多个信号电平，其特征在于一个比较器，用于将检测信号与多个参考电平相比较以产生多个比较信号；一个监控器，用于监控检测信号的振幅变化以检测检测信号的振动范围和振幅变化超出振动范围的时刻；一个选择器，用于根据监控器检测到的振动范围选择多个比较信号中的一个；以及一个控制器，用于只在监控器检测到该时刻时对选定的比较信号执行定时时钟信号的锁相控制。
15. 如权利要求14所述的无线接收机，其特征在于在检测信号的眼图为最开的位置上执行检测信号的锁相控制。
16. 如权利要求14所述的无线接收机，其特征在于控制器包括一个相位误差检测器，用于检测比较信号和定时时钟信号之间的相位误差；以及一个误差调整器，用于只在监控器检测到该定时时调整定时时钟信号的相位以缩小相位误差。
17. 如权利要求14或16所述的无线接收机其特征在于监控器包括一个移位寄存器用于保存以前的检测信号和当前的检测信号；以及一个比较器，用于对多个相应于预定振动范围的两个预定电平对比较以前的检测信号和当前的检测信号，以在检测信号在位于一个两个预定电平对之间的的幅度上变化时产生一个相位校正允许信号。
全文摘要
本发明公开了一种具有改进的锁相环精度的无线接收机。除了一个用于从接收到的无线电信号中检测一个检测信号的检测器以外，接收机还包括一个用于监控检测信号的振幅变化以检测振荡变化超出预定范围的时刻的监控器。只有在监控器检测到该时刻时才对检测信号执行定时时钟信号的锁相控制。
文档编号H03L7/085GK1239384SQ9910730
公开日1999年12月22日 申请日期1999年3月30日 优先权日1998年3月30日
发明者多田健一 申请人:日本电气株式会社