专利名称：解调器和解调方法
技术领域：
本发明涉及解调器和解调方法，并且具体地涉及使用具有不同的振幅值的接收到 的码元的解调器和解调方法。
背景技术：
最近，已经开发包括模拟电路和数字电路的通信IC(集成电路)。通信IC将从对模 拟信号执行的信号处理向对从ADC (模拟数字转换器)输出的数字信号执行的信号处理转 移。向数字信号处理的转移具有通过使用深亚微米处理能够减少芯片面积和成本的优点。 此外，向数字信号处理的转移具有在没有改变芯片面积的情况下开发包括进一步功能的通 信IC的优点。然而，通过精细地设置采样范围并且使量化位的数目变大，量化噪声需要被 减少从而数字信号处理执行等于模拟信号处理的信号处理。通常，ASK(幅移键控)解调器 使用通过平方运算电路和平方根运算电路计算振幅的电路。然而，当具有大的位宽的运算 电路由数字电路组成时，使用平方运算电路和平方根运算电路计算振幅的电路增加电路规 模并且导致芯片面积的增加。因此对于小电路规模的ASK解调器的需要已经日益增长。小 电路的ASK解调器没有使用平方运算电路和平方根运算电路。
日本未经审查的专利申请公开No. 2008-85396公布一种解调器，该解调器能够在 没有使用平方运算电路和平方根运算电路的情况下解调接收到的信号。图4示出在日本未 经审查的专利申请公开No. 2008-85396中公布的解调处理中的接收到的码元的角度区域 和估计的码元差平面中被划分为两个部分的估计的码元差区域的示例。图4示出其中水平 轴是估计的码元差平面的X轴801并且竖直轴是估计的码元差平面的Y轴802的图。
估计的码元差平面上的通过位置向量(X，Y)的角θ示出的码元tan θ是Υ/Χ。因 此，例如，通过确定X和Y是否满足条件表达式Χ/Υ< 1/2来确定向量(Χ，Υ)属于两个角度 区域中的哪一个。当确定的结果满足条件表达式时，能够认为位置向量(X，Y)属于角度区 域120。当确定的结果不满足条件表达式时，能够认为位置向量(Χ，Υ)属于角度区域110。
通过用于图4中定义的每个角度区域110和120的下面的表达式(1)和⑵确定 计算在估计的码元差向量中的每个元素的绝对值的近似函数F(t)。码元“r”表示正常数。
F(t) = α (t)X+β (t)Y (1)
α (t)2+β (t)2 ≈ r2(2)
当码元“t”是通过划分估计的码元差区域获得的角度区域的识别符编号(在这样 的情况下，码元“t”是1或者2)时，为了确定用于在表达式⑴中示出的近似函数F(t)的 常数α (t)和β (t)，常数α (t)和β (t)被选择为arctanW (t)/a (t))被包括在角度区 域t的角度范围内，并且a (t)和β (t)满足表达式O)。例如，当a (t)和β (t)被选择为arctanW (t)/a (t))接近于角度区域t的中心角并且a (t)2+i3 (t)2的值接近“1.32” 时，a (t)和β (t)是图5中所示的值。图5示出现有技术中用于角度区域划分的示例的 近似常数的示例。此外，通过l/2n的加法或者减法能够表示a (t)和β (t)的值。因此， 计算近似公式F(t) = a (t)X+i3 (t)Y的电路由作为位移位电路和加法器电路的组合的简 单电路组成。
图6示出与角度区域划分相对应的电路构造的示例。当绝对值提取单元410接收 复数ζ = x+yi作为估计的码元差向量的每个元素时，绝对值提取单元410提取复数ζ中的 实部的绝对值iRe(z) I = χ和复数ζ中的虚部的绝对值Ilm(Z) | = | y |。绝对值提取单元 410将|x|和|y I输出到最大值提取单元420和最小值提取单元430。最大值提取单元420 提取由绝对值提取单元410提取的虚部的绝对值Ilm(Z) I = |y I和实部的绝对值| Re (ζ) =X的最大值并且将该最大值作为X输出到区域选择单元210和近似计算单元310。最 小值提取单元430提取由绝对值提取单元410提取的虚部的绝对值Ilm(Z) | = y和实部 的绝对值iRe(z) I = χ的最小值并且将最小值作为Y输出到区域选择单元210和近似计 算单元310。
在区域选择单元210中，大小比较单元211接收从最大值提取单元420输出的X。 通过位移处理在2倍电路213中加倍从最小值提取单元430输出的Y。大小比较单元211接 收它作为2Y。大小比较单元211将从最大值提取单元420输出的X和从2倍电路213输出的 2Y进行比较。大小比较单元211将比较结果通知给角度区域选择单元212。基于从大小比 较单元211通知的比较结果，角度区域选择单元212选择估计的码元差平面上的向量(X，Y) 位于的角度区域t。在t = l时的角度区域110的角度范围是arctand/2)≤θ ( π/4。 在t = 2时的角度区域120的角度范围是0彡θ < arctan(l/2)0因此，当X和Y满足如 Y/X < 1/2或者2Y < X的条件表达式时，角度区域选择单元212选择角度区域120。当X 和Y不满足如Y/X < 1/2或者2Y < X的条件表达式时，角度区域选择单元212选择角度区 域110。角度区域选择单元212将选择的角度区域的编号t通知给近似计算单元310中的 选择器311。
近似计算单元310包括选择近似函数F(t)的选择器311和将估计的码元差平面 上的坐标向量(Χ，γ)的坐标X和Y乘以近似常数α (t)和β (t)并且相加的电路。选择器 311基于从角度区域选择单元212通知的角度区域编号t选择角度区域的近似函数F(t)。 图5示出α (1) =7/8和α (2) =9/8。1/8电路312、加法器电路314以及加法器电路31 被提供以使α (t)乘以X。1/8电路312是使用位移位将输入数据乘以1/8的电路。加法 器电路314和31 根据如‘ + ’或者‘-’的符号执行加法或者减法。
例如，α (1)被表达为平方的加减，如α (1) = 7/8 = 1_1/8。因此，通过在图6的 近似计算单元310中示出的电路构成计算α (1)。其它的近似常数也被表达为平方的加减。 此外，图5示出β (1) = 3/4，β (2) = 1/4。1/2电路313、1/2电路313a以及加法器电路 31 被提供以使β (t)乘以Y。1/2电路313和313a使用位移位将输入数据乘以1/2。加 法器电路314b根据如‘ + ’或者‘-’的符号执行加法或者减法。码元β (t)也被表达为平 方的加减，从而通过图6的近似计算单元310中所示的电路构成计算β (t)。
通过执行近似计算获得的α (t)X和β (t)Y的计算结果被输出到选择器311。选 择器311选择从加法器314和31 输出的α (t)X和从1/2电路313a和加法器314b输出的β (t)Y中的、与从角度区域选择单元212通知的角度区域编号t相对应的α (t)X和 β (t)Y的值，并且输出所选择的值。根据结果，解调电路能够选择每个区域中的近似常数 α或者β，并且使用α X+ β Y近似估计的码元差ζ = x+yi的绝对值I Z |。发明内容
由日本未经审查的专利申请公开No. 2008-85396公布的解调器具有下述问 题，当解调精确度增加时，电路规模和计算量增加。在日本未经审查的专利申请公开 No. 2008-85396中公开的解调器中，A是振幅，(X，Y)是坐标，X = cos θ，Y = sin θ。在这 样的情况下，通过表达式C3)来计算振幅Α。
A=I=丄= Ζ 王+ 7 二 = Zcos6> + rsin 汐 (3)AAA A
此外，下面的表达式(4)是近似地示出上面的表达式(3)的表达式。
Α = Χα + Υβ (4)
当坐标(Χ，Υ)是图4中的角度区域110的区域中的值时，α和β是与图5中的t =1相对应的值。当坐标(X，Y)是图4中的角度区域120的区域中的值时，α和β是图 5中与t = 2相对应的值。根据图4，当坐标处于角度区域110中时，α和β近似于是图5 中t = 1时的值。当坐标处于角度区域120中时，α和β近似于是图5中t = 2时的值。 因此，当坐标(X，Y)处于角度区域110中时，角度近似于arctan (0.85714)。当坐标(X，Y) 处于角度区域120中时，角度近似于arctan (0. 22222)。
接下来，通过表达式C3)来计算在由每个角度区域中近似的角度计算的振幅和通 过坐标(X，Y)的实际角度计算的振幅之间的误差。坐标(X，Y)的实际角度是θ。在角度 区域中确定的角度是θ+Δ θ。码元Δ θ是坐标(X，γ)的实际角度与在角度区域中确定 的角度之间的差。码元δ A是在通过坐标(Χ，Υ)的实际角度计算的振幅和通过在角度区域 中确定的角度计算的振幅之间的差。通过表达式( 示出ASK解调的振幅差。ASK解调的 振幅差是解调精度。
AA=Xsin6 +Ycos 汐-{Xsin(6>+A6>)+Ycos(6>+A6>)}「 ^ ν L [2Θ + ΑΘΛ . ΑθΛ. (2Θ + ΑΘΛ · (Δ0)(5)
=Xj 2 cos L——-——sin(—)|-7|2sin ——-——Jsm Jj
参考表达式(5)，为了使振幅误差Δ A变小必须使Δ θ变小。码元Δ θ是坐标 (X，Y)的实际角度和在角度区域中确定的角度之间的差，从而通过角度区域的细分使得在 角度区域中确定的角度能够接近于坐标(X，Y)的实际角度。然而，角度区域的细分需要在 图6的区域选择单元210中根据细分的角度区域的数目确定角度区域的多个电路。近似计 算电路310也需要多个运算电路，该运算电路根据细分的角度区域的数目计算α和β的 近似值。因此，电路规模和计算量增加。
本发明的第一示例性方面是解调器，该解调器解调具有不同振幅的载波的多个接 收到的码元，该解调器包括振幅值计算单元，该振幅值计算单元通过将从接收到的码元中 的载波的振幅确定的同相分量的绝对值和正交分量的绝对值相加来计算接收到的码元振 幅值；以及解调单元，该解调单元检测通过振幅值计算单元计算的接收到的码元振幅值的 变化，并且基于检测结果解调接收到的码元。
根据上述的解调器，通过接收到的码元振幅值能够执行接收到的码元的解调，通 过将从接收到的码元中的载波的振幅确定的同相分量的绝对值和正交分量的绝对值相加 获得该接收到的码元振幅值，从而减少在解调器中计算的计算量。
本发明的第二示例性方面是解调方法，包括获取具有不同振幅的载波的多个接 收到的码元；通过将从接收到的码元中的载波的振幅确定的同相分量的绝对值和正交分量 的绝对值相加来计算接收到的码元振幅值；根据输出的解调信号的值设置不同的阈值；使 用不同的阈值检测接收到的码元振幅值的变化；以及基于检测结果解调接收到的码元。
根据上述的解调方法，通过接收到的码元振幅值能够执行接收到的码元的解调， 通过将从接收到的码元中的载波的振幅确定的同相分量的绝对值和正交分量的绝对值相 加获得该接收到的码元振幅值，从而减少在解调器中执行的复杂度。
根据示例性方面，本发明能够提供能够减少复杂性的解调器和解调方法。
结合附图，根据某些示例性实施例的以下描述，以上和其它示例性方面、优点和特 征将更加明显，其中
图1是根据本发明的第一示例性实施例的解调器的构造图2示出根据本发明的第一示例性实施例的接收到的码元振幅值和阈值的关系；
图3示出根据本发明的第一示例性实施例的接收到的码元振幅值和阈值的关系；
图4示出根据日本未经审查的专利申请公开No. 2008-85396的接收到的码元的角 度区域；
图5示出根据日本未经审查的专利申请公开No. 2008-85396的计算接收到的码元 中的载波的振幅值的近似值；以及
图6是根据日本未经审查的专利申请公开No. 2008-85396的解调器的构造图。
具体实施方式
本领域的技术人员能够根据需要组合第一和第二示例性实施例。
[第一示例性实施例]
在下文中参考附图解释本发明的示例性实施例。参考图1解释根据本发明的第一 示例性方面的解调器的构造的示例。解调器被设有振幅计算单元10、解调单元20、最大值 确定电路30以及最大值存储电路40。此外，振幅计算单元10具有绝对值提取单元12和加 法单元14。解调单元20具有迟滞阈值确定电路22和解调电路M。
绝对值提取单元12接收由复平面示出的作为接收到的码元的ζ = x+yi。绝对值 提取单元12计算复数ζ中的实部的绝对值|Re| = |x|和复数ζ中的虚部的绝对值|lm| =|y|。此外，绝对值提取单元12将计算的实部的绝对值|Re|和虚部的绝对值|lm|输出 到加法单元14。
加法单元14将从绝对值提取单元12接收到的绝对值|X|和|y|相加。绝对值 X是复数Z中的实部的绝对值I Re |。绝对值|y I是复数Z中的虚部的绝对值I Im I。加法单元14将通过将|X|和|y|相加获得的值作为接收到的码元振幅值输出到迟滞阈值确定 电路22和最大值确定电路30。
最大值确定电路30确定从加法单元14输出的接收到的码元振幅值中的示出最大 值的接收到的码元振幅值。例如，作为确定最大的接收到的码元振幅值的方法，存在确定在 时段期间从加法单元14接收到的接收到的码元振幅值中示出最大值的接收到的码元振幅 值的方法。
最大值存储电路40存储在最大值确定电路30中确定的接收到的码元振幅值作为 示出最大值的接收到的码元振幅值。最大值存储电路40将最大的接收到的码元振幅值输 出到迟滞阈值确定电路22。
迟滞阈值确定电路22基于从最大值存储电路40接收到的最大的接收到的码元振 幅值设置解调接收到的码元的阈值。稍后将会详细地描述设置阈值的方法。迟滞阈值确定 电路22将设置的阈值和从加法电路14接收到的接收到的码元振幅值进行比较。迟滞阈值 确定电路22将比较结果输出到解调电路24。
例如，当解调电路M接收表示接收到的码元振幅值大于来自于迟滞阈值确定电 路22的阈值的比较结果时，解调电路M输出解调信号“1”。此外，例如，当解调电路M接 收表示接收到的码元振幅值小于阈值的比较结果时，解调电路M输出解调信号“0”。
接下来，参考图2解释根据本发明的第一示例性方面的解调器的操作。绝对值提 取单元12接收复数z = x+yi。通过χ是A(t)COS0并且y是A(t)sine的极坐标形式来示 出复信号。码元A(t)示出当执行ASK调制时载波的振幅。码元“t”示出时间。码元“Θ” 示出相位。绝对值提取单元12的一个输出用于输出复数ζ中的实部的绝对值|Re| = χ =IA (t) cos θ I。绝对值提取单元12的另一输出用于输出复数Z中的虚部的绝对值Ilml =|y I = IA (t) sin θ |。加法单元14将复数ζ中的实部的绝对值|Re|和复数ζ中的虚部 的绝对值Im|相加。加法单元14将IA (t) cos θ +|A(t)sin6 |输出到最大值确定电路30 和迟滞阈值确定电路22。从加法单元14输出的IA (t) cos θ +|A(t)sin9 |的值是接收到 的码元振幅值X。通过下面的表达式(6)来示出接收到的码元振幅值X。
权利要求
1.一种解调器，所述解调器解调具有不同振幅的载波的多个接收到的码元，所述解调 器包括振幅值计算单元，所述振幅值计算单元通过将从接收到的码元中的载波的振幅确定的 同相分量的绝对值与正交分量的绝对值相加来计算接收到的码元振幅值；和解调单元，所述解调单元检测通过所述振幅值计算单元计算的接收到的码元振幅值的 变化，并且基于检测结果解调接收到的码元。
2.根据权利要求1所述的解调器，其中所述解调单元设置在从所述振幅值计算单元输 出的第一接收到的码元的最大的接收到的码元振幅值与小于所述第一接收到的码元的最 大的接收到的码元振幅值的第二接收到的码元的最大的接收到的码元振幅值之间的第一 阈值，并且基于从所述振幅值计算单元输出的所述接收到的码元振幅值与所述第一阈值的 比较结果解调所述接收到的码元。
3.根据权利要求1所述的解调器，其中所述解调单元设置在从所述振幅值计算单元输 出的第一接收到的码元的最小的接收到的码元振幅值与小于所述第一接收到的码元的最 小的接收到的码元振幅值的第二接收到的码元的最小的接收到的码元振幅值之间的第二 阈值，并且基于从所述振幅值计算单元输出的所述接收到的码元振幅值与所述第二阈值的 比较结果解调所述接收到的码元。
4.根据权利要求1所述的解调器，其中所述解调单元设置在从所述振幅值计算单元输 出的第一接收到的码元的最大的接收到的码元振幅值与小于所述第一接收到的码元的最 大的接收到的码元振幅值的第二接收到的码元的最大的接收到的码元振幅值之间的第一 阈值，设置在所述第一接收到的码元的最小的接收到的码元振幅值与小于所述第一接收到 的码元的最小的接收到的码元振幅值的第二接收到的码元的最小的接收到的码元振幅之 间的第二阈值，并且基于从所述振幅值计算单元输出的所述接收到的码元振幅值与所述第 一和第二阈值的比较结果解调所述接收到的码元。
5.根据权利要求4所述的解调器，其中当从所述振幅值计算单元输出的所述接收到的 码元振幅值的最大值大于所述第一阈值并且所述接收到的码元振幅值的最小值大于所述 第二阈值时，所述解调单元输出第一解调信号，并且当从所述振幅值计算单元输出的所述 接收到的码元振幅值的最大值小于所述第一阈值并且所述接收到的码元振幅的最小值小 于所述第二阈值时，所述解调单元输出第二解调信号。
6.根据权利要求5所述的解调器，其中所述解调单元输出所述第一解调信号，并且当 所述接收到的码元的最小值保持大于所述第二阈值时保持所述第一解调信号的输出。
7.根据权利要求5所述的解调器，其中所述解调单元输出所述第二解调信号，并且当 所述接收到的码元的最大值保持小于所述第一阈值时保持所述第二解调信号的输出。
8.根据权利要求2所述的解调器，其中基于所述第一接收到的码元的载波与所述第二 接收到的码元的载波的比率，确定所述第二接收到的码元的最小的接收到的码元振幅值和 最大的接收到的码元振幅值。
9.根据权利要求8所述的解调器，其中通过将所述第一接收到的码元的最大的接收到 的码元振幅值和最小的接收到的码元振幅值分别乘以所述载波的比率来获得所述第二接 收到的码元的最大的接收到的码元振幅值和最小的接收到的码元振幅值。
10.根据权利要求2所述的解调器，进一步包括最大的接收到的码元振幅值存储单元，所述最大的接收到的码元振幅值存储单元存储所述第一接收到的码元的最大的接收到的 码元振幅值，其中所述解调单元设置所述第二接收到的码元的最大值、所述第二接收到的码元的最 小值，并且所述第一接收到的码元的最小值与所述第一接收到的码元的最大的接收到的码 元振幅值相关联。
11.根据权利要求1所述的解调器，其中当所述解调单元进一步从所述振幅值计算单 元接收第三接收到的码元的接收到的码元振幅值时，其中最大的接收到的码元振幅值小于 第二接收到的码元的最大的接收到的码元振幅值并且最小的接收到的码元振幅值小于所 述第二接收到的码元的最小的接收到的码元振幅值，所述解调单元设置在第一接收到的码元的最大的接收到的码元振幅值与小于所述第 一接收到的码元的最大的接收到的码元振幅值的第二接收到的码元的最大的接收到的码 元振幅值之间的第一阈值，所述解调单元设置在所述第一接收到的码元的最小的接收到的码元振幅值与小于所 述第一接收到的码元的最小的接收到的码元振幅值的第二接收到的码元的最小的接收到 的码元振幅值之间以及在所述第二接收到的码元的最大的接收到的码元振幅值与所述第 三接收到的码元振幅值之间的第二阈值，并且所述解调单元设置在所述第二接收到的码元的最小的接收到的码元振幅值与所述第 三接收到的码元的最小的接收到的码元振幅值之间的第三阈值。
12.—种解调方法，包括获取具有不同振幅的载波的多个接收到的码元；通过将从接收到的码元中的载波的振幅确定的同相分量的绝对值与正交分量的绝对 值相加来计算接收到的码元振幅值；根据输出的解调信号的值设置不同的阈值；使用所述不同的阈值检测所述接收到的码元振幅值的变化；以及基于检测结果解调所述接收到的码元。
全文摘要
本发明涉及解调器和解调方法。根据本发明的解调器是解调具有不同振幅的载波的多个接收到的码元的解调器。该解调器包括振幅值计算单元，该振幅值计算单元通过将从接收到的码元中的载波的振幅确定的同相分量的绝对值与正交分量的绝对值相加来计算接收到的码元振幅。此外，解调器包括解调单元，该解调单元检测通过振幅值计算单元计算的接收到的码元振幅值的变化，并且基于检测结果解调接收到的码元。
文档编号H04L27/06GK102035776SQ20101050523
公开日2011年4月27日 申请日期2010年9月29日 优先权日2009年9月29日
发明者冈田光司, 斋藤广己 申请人:瑞萨电子株式会社