专利名称：藉篱图中二级路径选择解调变经频率调变接收信号的制作方法
技术领域：
本发明系有关一种解调变经无线传送且经数据符号队列之数字频率调变于发送器端之接收信号之方法及装置。
本发明有关之方法及装置系较佳为以蓝牙，DECT或WDCT或某些类似标准为基础之无线数字通信系统。
背景技术：
如这些通信系统中，传统信号处理方法系被用于信号侦测及解调变经频率调变接收信号之接收器端。通常被使用之一法系以俗称线性鉴别器FM解调器为基础，硬限制一般复数带通信号之后，经频率调变信号系藉由如模拟符合解调器以对应信号侦测来解调变。
再者，接收器概念系已知，其中中频信号系藉模拟/数字转换器被转换为数字型式，而信号侦测系使用数字信号处理方法来实施。例如，一该法系被说明于文件DE 101 03 479.3.中。如这些被承认之方法系达成高品质信号侦测，但其具有模拟/数字转换器很复杂之缺点。
依据德国专利法§3，第2条款代表先前技术之德国专利申请案DE102 14 581.4，系说明无线通信系统中经数字频率调变模拟接收信号之解调变方法，其中接收信号或被产生自该接收信号之中频信号之零跨越间之时间间隔系被决定且被用来侦测数字信号数据。连续相位频移键控(CPFSK)信号中之数据符号(dk)系藉由将数据符号队列分为包含两个或更多零跨越且其长度可涵盖两个或更多符号间隔之子区段。有了被提出量测被量测队列及被储存队列间之距离之使用区域度量，零跨越间隔队列可以数字型式被储存于位移缓存器链，且可于分类装置中被与先前被储存间隔队列做比较。具有离该被量测队列最短距离之该先前被储存图案队列者系被解释为传送图案。对应此被选择图案之数据队列系代表被侦测数据队列而为侦测问题之解。
被说明于同样依据德国专利法§3，第2条款所形成先前技术之德国专利申请案DE 102 37 867.3之解调变方法中，接收信号中被决定零跨越间隔队列系被用于从可能数据符号队列选择来重建数据符号队列，其中所寻找之数据符号队列其零跨越间隔及被计算于接收器处之队列间之Euclidean距离系为最小。可被表示为频率调变之滤波器模型系于接收器端被施加至所有理论上可实行之数据符号队列，被计算队列中之各队列组件系被计算自具有滤波器系数队列之数据符号队列折积。重建过程中，已被反应型组件适当扩展之微特比算法系被用于以该模型(反应型微特比算法)为基础建构之篱图。此例中，当计算分支度量值时，零跨越之变量系被考虑来评估整个接收队列(除了仅有队列组件之外)。此例之缺点系必须原本假设用于计算分支度量值之传送数据。此导致分支度量值中之额外错误组件。
同样依据德国专利法§3，第2条款代表先前技术之德国专利申请案DE 103 00 267.7，系说明各符号间隔中变异之零跨越数系藉由非线性准则被映像至各符号间隔中固定之参数值数。传送数据符号队列接着藉由如微特比侦测之适当侦测算法被重建自该参数值队列。然而，此方法具有映像通常会漏失信息之缺点。
发明内容
因此本发明目的系具体说明以可接收实施复杂性达成高效能之解调变经数字频率调变接收信号之方法及装置。
此目的系藉由说明解调变方法之权利要求第1项之特征来达成。具优点之发展及改进系被详述于附带权利要求中。用于实施该方法之装置同样地被详述。
依据本发明之方法系以将传送信号之发送器端频率调变具有一内存，且模型可针对该发送器端频率调变之调变内存来建构概念为基础。篱图系以此具内存之频率调变模型为基础来建构。此传送数据符号队列之子队列系藉由该篱图来建构。
首先，所有理论上可行之假设子队列均被计算，模型系被施加至这些子队列，且对应该子队列之假设零跨越队列系从其决定。
两选择步骤接着被连续实施于该篱图中。第一选择步骤中，这些路径系被排除，其特定间隔中之零跨越数并不匹配此间隔中之接收队列中之零跨越数。第二选择步骤中，仍存在之路径之路径度量值系被新分支度量值扩展。这些系获得自被接收零跨越及相关间隔中之假设零跨越之比较。若两路径彼此相遇于篱图中之节点，则仅具较低路径度量值之路径得以继续。
详细说，依据本发明之方法具有以下步骤
a)侦测接收信号中之零跨越，b)以用于具内存之频率调变之模型来计算数据符号队列之子队列之零跨越队列，c)以用于具内存之频率调变之模型为基础来建构篱图，d)重建传送数据符号队列，其中针对各时间(k+1)Tb(Tb符号间隔，k＝0，1，…)及被接收子队列存续期间d.1)这些通过篱图之路径系被排除，其间隔[kTb，(k+1)Tb]相关状态系对应被计算零跨越数，其数量并不匹配间隔[kTb，(k+1)Tb]中之接收信号之被侦测零跨越数，且接着d.2)剩余路径之分支度量值系被计算且被添加至各既存路径度量值，其中当两路径彼此相遇于篱图中之节点，则具较低路径度量值之路径系被选择。
第二选择步骤d.2)中，依据本发明之方法系使用本身已知之微特比算法，其中连续路径度量值计算系藉由添加有关先前既存路径度量值之最新计算分支度量值来实施。此方式中被有效达成者系实务上及商业上值得实施队列侦测算法所需之事前条件(小芯片面积涵义)。此连续度量值计算系限制各符号间隔之计算数，且特别视篱图中之状态数而定。再者，使用第一度量值及与其相关之第一选择步骤系具有仍需潜在被考虑之路径被经由篱图之进程削薄许多。更复杂第二度量值需求接着仅针对这些剩余路径藉由第二选择步骤来计算。
方法步骤b)中，被形成之数据符号队列之假设子队列系具有用于具被施加其之内存之频率调变之篱图凭借基础之模型。此可具优点地藉由应被设计使其至少大约说明发送器中之信号产生之滤波器来实施。由于输出变量被产生，输入变量及滤波器系数之折积可被实施于滤波器中。滤波器之输入侧因而被馈送数据符号队列之假设子队列，且数据符号{dk}及系数队列{hi，k}之折积系被实施于滤波器中。
滤波器亦可为依据美国NIST(国家标准及技术协会)专有名词之线性状态机器(有限状态机器FSM)型式。更详细说，应参考德国专利申请案”针对接收信号中之零跨越为基础之角度调变信号之信号侦测来计算零跨越参考队列之方法及装置(申请者Infineon TechnologiesAG)，其完整揭示系被包含于本申请书中。
被假设于模型中之调变内存永远具有一被定义长度L。若长度L≥2之调变内存被用于发送器端(此例中这些方法亦被称为所谓部分响应调变方法，其中频谱脉冲函数g(t)延伸于两个或更多符号间隔上)，则调变内存系被考虑有限状态机器所定义之计算模型形成之线性型式。特别是被选择频谱脉冲函数g(t)之调变模式，系影响标示有限状态机器之状态变量及启始值之间关系之线性方程式。
处理微特比算法期间，所谓通过篱图最短路径系被反复决定。此通过篱图最短路径之决定系等于重建被传送自发送器之数据符号队列。本例中，因为上述模型系以频率调变为基础，所以篱图中之节点系代表滤波器状态。被彼此垂直放置之节点系有关相同符号时脉限制。此意指被水平方向中之节点表示之状态不同于被分离时间，也就是符号时间存续者，藉此符号时脉系被决定。
假设频道不扭曲，所以侦测处理中之符号间干扰产生系被忽略。此假设于涵盖如蓝牙，DECT等短距离无线通信系统例中很实际。
各度量值可被用于计算第二选择步骤中之分支度量值。例如，可使用如Euclidean间隔度量值之间隔度量值，其中接收零跨越队列及理论零跨越队列间之Euclidean间隔系为主控因子。具有最小Euclidean间隔之分支系被选择，且对应被计算分支度量值系被添加至既存路径度量值。
当传送经频率调变信号之装置及发送器实施解调变所需步骤时系具优点地被同步化。针对此，特别是装置及发送器具有用于符号同步化之单元。
传送信号系较佳藉由连续相位频移键控方法被调变于发送器端。
实施依据本发明方法之装置系具有用于接收信号中之零跨越之一侦测器。再者，该装置系具有用于形成数据符号队列之假设子队列之一队列产生器。为了重建传送数据符号队列，该装置系包含用于滤波被供应自该队列产生器之子队列之一比较及计算单元，其使用频率调变模型来决定对应滤波器子队列之假设零跨越队列，用于比较假设及被侦测零跨越数及计算路径之分支度量值，及以该零跨越数比较为基础之其添加至遵循先前路径排除之各既存路径度量值。
用于接收信号中之零跨越之侦测器可藉由传统限制器/鉴别器装置来形成。
本发明将参考附图被详细解释于以下正文，其中第1图显示用于零跨越之侦测器操作方法；第2图显示依据本发明之装置一实施例略图；及第3A，3B图显示各例中具选择篱图修剪(a)及篱图寻求(b)步骤之一部份篱图状态略图。
具体实施例方式
第1图说明如中频带中之模拟接收信号如何藉由零跨越侦测器1被转换为零跨越可被评估之方波信号。各符号间隔(或符号间隔区段)中之零跨越数可被侦测，且可被用于依据本发明之方法。零跨越侦测器1可藉由限制器/鉴别器装置来形成，或可包含如此之装置。
依据本发明之方法系被简略描绘于第3图。视各传送符号队列而定之零跨越数系被映射于展开三因次篱图中。该篱图系以发送器中具内存之频率调变假设为基础来建构。
传统篱图系具有两因次时间及潜在传送位及当作状态说明之篱栅(可能具有额外零相位信息)。依据第3A图，潜在零跨越数现在被绘制为篱图上第三因次中之额外状态组成。接收队列及潜在可能接收队列间之零跨越数比较系接着被用来降低各时间步骤(篱图修剪)中之第三因次。潜在可能接收队列系藉由施加频道模型制所有潜在可能传送子队列来计算。
从时间t＝0之被定义启始状态开始，间隔
中之接收信号中之零跨越系被计数。因为仅零跨越有限数可存在于此间隔(第3图中，dk+1＝0具有四或五个零跨越，而dk+1＝1具有五或六个零跨越)，所以第一选择步骤中剩余之仅有路径系为满则此要求者。此路径选择亦被称为篱图修剪。
第一选择步骤系产生被描绘于第3B图中之两因次篱图。第二选择步骤系藉由计算如标准微特比算法例中之第二度量值被实施于相同时间步骤，而可被称为篱图寻求。此第二选择步骤系包含针对被添加至先前路径度量值之各仍既存路径来计算新分支度量值。该两选择步骤系以此法被连续实施于各连续时间步骤中，也就是说由于新路径度量值被针对第二选择步骤中之剩余路径来计算，所以第一选择步骤系再次被实施于进一步路径被排除之下一时间步骤中。选择处理进程期间，两路径于某时彼此相遇于两因次篱图中之节点(第3B图中之t＝kTb)。如此情况中，被选择之路径系为具有较低路径度量值者。
第3A图中，所有通过第一选择步骤之路径系被实箭头辨识，而被筛选出之路径系被虚箭头辨识。第3B图中，计算第二度量值且可能施加第二选择步骤(两路径于节点相遇)之后继续之路径系被描绘为较厚箭头。第3A，3B图之例系以一符号存续期间之固有调变内存之假设为基础。
藉由例子及略图，第2图显示实施该方法之装置。此例中，零跨越侦测器1传送被侦测零跨越之时间ti至比较及计算单元3，其可从队列产生器2接收若干数据号之潜在可能传送队列。被供应自队列产生器2之子队列系以具内存之频率调变之模型为基础被滤波于比较及计算单元3中。各种潜在可能传送队列藉由调变内存改变之方式及零跨越队列上之此影响系事先被计算。假设零跨越队列因而被计算于比较及计算单元3中。再者，篱图系以模型为基础被建构于比较及计算单元3中。许多假设零跨越不匹配被侦测零跨越数之路径现在被消除于各时间步骤中之第一选择步骤。遵循此之第二选择步骤中，比较及计算单元3可计算剩余路径之分支度量值，并将其添加至对应路径之既存路径度量值。处理一子队列存续期间之方案后，比较及计算单元3可输出对应该剩余路径之数据符号队列{dk}。
上述具彼此相异之两度量值之二级决定处理系可实施以已知微特比算法为基础之有效最大可能队列侦测法。例如，依据本发明方法之效能可藉由位误差信号对噪声功率比(SNR)曲线来评估，并实质达到最大可能队列侦测(依据DE 102 37 867.3)所提供之最佳化。上述方法可使用通常成本较低且较不复杂之中频接收器，且具有非常有用及有效数字接收器概念之限制输出。
例如，依据本发明之方法可被应用至如被用于DECT或蓝牙之通信方法之连续相位频移键控信号。
权利要求
1.一种解调变经数字频率调变于发送器端之具有数据符号队列{dk}之模拟接收信号之方法，具有该以下步骤a)侦测该接收信号中之零跨越，b)以用于具内存之频率调变之模型来计算该数据符号队列之子队列之零跨越队列，c)以用于具内存之该频率调变之模型为基础来建构篱图，d)重建该传送数据符号队列，其中针对各时间(k+1)Tb(Tb符号间隔，k＝0，1，…)及一被接收子队列存续期间d.1)这些通过该篱图之路径系被排除，其该间隔[kTb，(k+1)Tb]相关状态系对应许多假设零跨越，其数量并不匹配间隔[kTb，(k+1)Tb]中之该接收信号之该被侦测零跨越数，且接着d.2)该剩余路径之该分支度量值系被计算且被添加至该各既存路径度量值，其中当两路径彼此相遇于该篱图中之节点，则具该较低路径度量值之该路径系被选择。
2.如权利要求第1项之方法，其特征在于方法步骤b)中，来自该假设子队列之数据符号系被馈送至以该模型为基础来计算该零跨越队列之滤波器。
3.如权利要求第2项之方法，其特征在于该滤波器系为线性状态机器(FSM)。
4.如该先前权利要求任一项之方法，其特征在于实施该方法步骤之前，传送该经频率调变信号之该发送器及接收该经频率调变信号之该接收器系彼此同步化。
5.如该先前权利要求任一项之方法，其特征在于该经频率调变信号系为连续相位频移键控(CPFSK)信号。
6.用于实施如该先前权利要求任一项之该方法之装置，具有一侦测器(1)，用于该接收信号中之零跨越，一队列产生器(2)，具有用于形成该数据符号队列之假设子队列，及一比较及计算单元(3)，用于计算对应具内存之该频率调变群组模型之零跨越队列，以比较被计算及被侦测零跨越数，计算路径之分支度量值，及一旦路径以该零跨越数比较为基础被事先排除，则其添加至各既存路径度量值。
7.如权利要求第6项之装置，其特征在于该比较及计算单元(3)具有以该模型为基础来计算该零跨越队列之一滤波器。
8.如权利要求第7项之装置，其特征在于该滤波器系为线性状态机器。
9.如权利要求第6至8任一项之装置，其特征在于该零跨越侦测器(1)系藉由限制器/鉴别器装置来形成，或包含该装置。
10.如权利要求第6至9任一项之装置，其被设计成连续相位频移键控信号。
11.一种特别以蓝牙或DECT或WDCT标准为基础具有如权利要求第6至10任一项之装置之无线数字通信系统。
全文摘要
该方法中，间隔[kT
文档编号H04L27/156GK1595923SQ20041007849
公开日2005年3月16日 申请日期2004年9月10日 优先权日2003年9月12日
发明者J·尼德霍尔滋, A·纽鲍尔 申请人:因芬尼昂技术股份公司