专利名称：用于频移键控信号的解调器的制作方法
技术领域：
本发明涉及电子通信电路，具体涉及解调器电路。
高斯频移键控(GFSK)和高斯最小偏移键控(GMSK)已在许多数字通信系统应用中使用，它包括第二代无绳电话(CT—2)和移动通信特别小组(GSM)。GMSK/GFSK的进一步应用包括数字欧洲无绳电话(DECT)(1.152兆比特/每秒(MBPS)速率)和无线局域网(RLAN)(1.0MBPS速率)。
如
图1所示，一种常规的GFSK调剂器100表示用于频带限制不归零(NRZ)数据输入102的具有时间与带宽乘积BT的高斯预调制滤波器104。所产生的信号输入到FM调制器106，该调制器106具有置于ΔQ的最大偏差，用于提供GFSK信号108。
在无线电设备中用于解调GFSK信息的常规方法是使用接有低通滤波器和中心限制器(Center Sliecr)(作为判决装置)的模拟器鉴频器。虽然这种解调方法在过去业已成功地实施了，但是与模拟鉴频器相关的电路的复杂性和其要求的调谐使其很难实施。无线电设备的整个尺寸和费用随这样的电路而趋于增加。模拟电路固有的DC偏差也能使精确的频率控制难以实现。其它通信功能的实现，例如同步和分集算法难以实现。再则，前置调制滤波器和接收滤波器的组合频带限制产生降级的误码率(BER)性能，它导致无线电设备的降级接收机灵敏度。
用于GFSK的常规模拟解调器表示在图2中。解调器200包括一个中频(IF)滤波器204，它用于限制IF输入信号202的噪音电平，接着是一个限幅器/鉴频器206，一个后检测低通滤波器208，用于进一步降低噪音，和一个中心限制器210，用于限制比特输出212。常规的中心限制器210把频率信息信号或差分相位信号Δθ与零阈值比较。当限制器电路210被使用时，几乎所有比特误码出现在两个交变比特码型，即“010”和“101”。
参见图3，图中示出对于一组比特码型从“000”至“111”在差分相位信号Δθ和正常符号数之间关系的曲线图。前置调制器IF和后量检测滤波器的组合频带限制产生眼图构造。眼图越密集，由解调器产生的比特误码数越大。比特码型“010”和“101”产生最坏的眼闭合(即眼开口＝33％)，如图3的眼图所示，因此它们是主要的比特误码源。使用RLAN系统参数产生了图3所示的眼图，这里数据速率是1.0Mbps，高斯前置调制滤波器有0.39的BT乘积，FM调制器具有其偏差设置为250KHz，和IF滤波器是1MHzSAW滤波器。在数字解调器中固有的时间和相位量化噪声将产生甚至进一步增加BER(即密集的眼图)，超过由模拟解调器产生的BER。
在解调器中使用的交替数据限制器结构在文章题目为“用具有限幅器—鉴频器检测的限频带数字FM的多电平判决方法”中描述了。这篇文章发表在“IEEE Transaction on Vehicular Technology”VOL.VT—33.No.3，1984年8月。虽然这个方法比常规的数据限制器改进了误码率性能，它要求需要精确地设置的四个阈值。它对时间和频率差错，频率偏差的变化和量化噪声也敏感。
据此，现在需要一种能提供降低误码率和容易地以集成电路生产的解调器。
图1示出常规的GFSK调制器的方框图。
图2示出常规的GFSK解调器的方框图。
图3示出由常规的GFSK解调器产生的眼图。
图4示出根据本发明的数字解调器的方框图。
图5示出图4所示解调器中使用的判决装置电路的方框图。
图6示出图5的判决装置电路的第一和第二阈值检测器电平。
图7示出本发明的误码率性能与用于解调GFSK信号的传统方法比较的曲线图。
图8示出根据本发明无线电接收机的方框图。
根据本发明的数字解调器400的方框图表示在图4中。例如在无线电接收机中出现的接收的IF信号402由滤波器/限幅器404滤波和限幅，用于提供第一和第二状态逻辑电平。使用频移键控(FSK)调制接收的IF信号402，最好地是高斯频移健控(GFSK)调制。相位检测器406利用提供基准时钟信号的高频时钟407。基准时钟信号用于估计有限IF信号穿过零点(即状态转变)之间的时间。然后这种估计被变换为代表相对于基准时钟407相位的有限IF信号相位的N比特字413。然后通过相位频率变换电路408在预定的时间间隔，例如一个符号间隔计算模2π相移对字413进行差分运算。然后通过判决装置电路414将产生的频率信息信号或差分相位信号418，Δθ限制和变换为比特416。这些主要功能块的每一块在下面详细说明。
相位检测器406在IF输入信号402的每个穿过零点处内部地产生更新相位字。然后使用一个时钟(未示出)以M倍该比特率对产生的相位信号进行取样和保持。在优选实施例中，相位检测器406电路产生7比特相位字413(N＝7)，以每比特8个样值(M＝8)定时。在优选实施例中，相位检测器406是一个直接的相位数字化电路，如在1996年5月29日 申请日期1995年1月31日 优先权日1994年1月31日
发明者克里斯托弗·P·拉罗莎, 迈克尔·J·卡尼 申请人:摩托罗拉公司