專利名稱：高斯濾波最小頻移鍵控解調(diào)電路中位同步方法及位同步器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種GMSK(高斯濾波最小頻移鍵控)解調(diào)電路中位同步器的實(shí)現(xiàn)方案，用于實(shí)現(xiàn)GMSK解調(diào)電路中輸出數(shù)據(jù)信號與輸入的GAUSS模擬信號的位同步。
背景技術(shù)：
GMSK調(diào)制方式是無線通信中廣泛使用的數(shù)字調(diào)制方式之一，它的特點(diǎn)是數(shù)字信號在送交給頻率調(diào)制器之前先通過一個GAUSS濾波器進(jìn)行GAUSS調(diào)制預(yù)濾波，并得到GAUSS波形，再把GAUSS波形送交給頻率調(diào)制器，在解調(diào)過程中，從空中接收下來的射頻信號經(jīng)過調(diào)頻解調(diào)得到GAUSS波形后，再把GAUSS波形進(jìn)行GMSK解調(diào)，實(shí)現(xiàn)GAUSS波形到數(shù)字波形的轉(zhuǎn)換，在GMSK解調(diào)中，輸入的GAUSS波形必須與輸出的數(shù)字信號保持同步，位同步器的作用就是實(shí)現(xiàn)輸入與輸出信號的位同步。在完全同步的情況下，輸入信號與輸出信號在位的交界處(以下稱為過零點(diǎn))完全對齊，實(shí)際上由于GAUSS波形存在相位失真，即從波形上看去，有的位寬有的位窄當(dāng)這種相位誤差累計(jì)多了以后便會帶來位的失步，造成后面位判決時的錯誤，有一種方法就是調(diào)整數(shù)字波形的輸出，當(dāng)檢測到這種相位失真時，調(diào)整輸出波形，使得經(jīng)過一定的時間后輸出能跟上輸入信號，保持位同步關(guān)系。
位同步器的實(shí)現(xiàn)可以分為模擬電路實(shí)現(xiàn)方式和數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)方式，在模擬電路實(shí)現(xiàn)方式中，常常使用鎖相環(huán)(Phase Locked Loop簡稱PLL)電路結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)位同步器的功能，鎖相環(huán)電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)計(jì)困難，各項(xiàng)參數(shù)難以保證。數(shù)字同步器比如有采用數(shù)字波形存儲方式來實(shí)現(xiàn)位同步，通過不斷比較輸入信號的采樣值與存儲信號相比較，當(dāng)輸入的信號與存儲的信號達(dá)到一致時，即用存儲的信號作為輸出。這種方式的特點(diǎn)是只能實(shí)現(xiàn)確定性信號的同步，如固定周期的周期性信號，使用局限性大，無法實(shí)現(xiàn)GMSK解調(diào)中周期不固定、波形不單一且失真嚴(yán)重的GAUSS信號的位同步。

發(fā)明內(nèi)容
(1)發(fā)明目的本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、能實(shí)現(xiàn)不規(guī)則信號的位同步，解決高斯濾波最小頻移鍵控解調(diào)電路中位同步問題的解調(diào)電路中位同步方法及位同步器。
(2)技術(shù)方案本發(fā)明是一種高斯濾波最小頻移鍵控解調(diào)電路中位同步方法，位同步方法為對輸入信號進(jìn)行等間隔采樣，采樣頻率為f1Hz，采樣值為Vsamp，信號的波特率為f2bps，每一標(biāo)準(zhǔn)比特對應(yīng)的采樣次數(shù)為Nstd，交越零點(diǎn)電平對應(yīng)的數(shù)字值為Vmean，有Nstd＝ ，同時Nref記錄調(diào)整后當(dāng)前比特所需要采樣的次數(shù)，用一個計(jì)數(shù)器N記錄一個比特內(nèi)完成的采樣次數(shù)，每次采樣結(jié)束計(jì)數(shù)器N加1，當(dāng)一個比特結(jié)束時計(jì)數(shù)器N清零，開始下一個比特的采樣計(jì)數(shù)；每次采樣結(jié)束時先比較N與Nref的大小，如果N≥Nref則當(dāng)前比特結(jié)束，否則比較Vsamp和Vmean，如果Vsamp＝Vmean則比較N與Nstd/2的大小，如果N≥Nstd/2則調(diào)整當(dāng)前比特需要完成的采樣次數(shù)為Nref＝Nstd-1，否則調(diào)整當(dāng)前比特需要完成的采樣次數(shù)為Nref＝Nstd+1；該同步器由比較器、選擇器、正反向計(jì)數(shù)器寄存器、寄存器、移位器寄存器、計(jì)數(shù)器寄存器、狀態(tài)機(jī)電路、比特結(jié)束控制器所組成，比較器的輸入端接交越零點(diǎn)電平Vmean和采樣值Vsamp，比較器的輸出端通過一個與門接選擇器；比較器的輸入端接移位器寄存器和計(jì)數(shù)器寄存器的輸出端，比較器和輸出端接選擇器的輸入端，選擇器的輸出端接正反向計(jì)數(shù)器寄的存器；正反向計(jì)數(shù)器寄存器和計(jì)數(shù)器寄存器的輸出端接比較器的輸入端，比較器的輸出端接狀態(tài)機(jī)電路和比特結(jié)束控制器；寄存器的輸入端接標(biāo)準(zhǔn)比特采樣次數(shù)值Nstd，寄存器的輸出端分別接選擇器和選擇器，選擇器的輸出端接正反向計(jì)數(shù)器寄存器，選擇器的輸出端接移位器寄存器；移位器寄存器的輸入端還接時鐘CLOCK和復(fù)位RESET，計(jì)數(shù)器寄存器的輸入端接采樣結(jié)束信號SAMP-END。
(3)技術(shù)效果本發(fā)明專利的優(yōu)點(diǎn)有1、實(shí)現(xiàn)簡單，用數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)，不需要改變時鐘頻率，只需要改變一比特中采樣的次數(shù)即可實(shí)現(xiàn)同步調(diào)整。
2、可靠性高，抗信號干擾能力強(qiáng)，它在整個工作過程中一致處于比較跟蹤狀態(tài)，一發(fā)現(xiàn)失步即在當(dāng)前比特做相應(yīng)地調(diào)整。
3、靈活性大，應(yīng)用方便，只要根據(jù)采樣頻率和信號波特率確定一個標(biāo)準(zhǔn)比特的采樣次數(shù)以及信號的過交越零點(diǎn)電平值即可實(shí)現(xiàn)不同波特率信號的位同步。
4、適應(yīng)性強(qiáng)，只要輸入信號有良好的過零特性，不管是周期性信號還是非周期性信號，都能實(shí)現(xiàn)信號的位同步。
5、對于GMSK信號，只要信號的波特率和對信號的采樣頻率不變，對于不同的調(diào)制系數(shù)的GMSK信號可以自動適應(yīng)。
四

圖1是本發(fā)明位同步方法的結(jié)構(gòu)框圖。
圖2是本發(fā)明中位同步器的結(jié)構(gòu)示意圖。其中有比較器11、比較器12、比較器13、選擇器21、選擇器11、選擇器13、狀態(tài)機(jī)電路3、正反向計(jì)數(shù)器、寄存器41、寄存器42、移位器寄存器43、計(jì)數(shù)器寄存器44、比較結(jié)束控制器5。
圖3是本發(fā)明位同步器電原理的左半部分。
圖4是本發(fā)明位同步器電原理的右半部分。
五具體實(shí)施例方式
本位同步器的實(shí)現(xiàn)方案屬于數(shù)字位同步實(shí)現(xiàn)方案，既避免了模擬電路的復(fù)雜性，又能實(shí)現(xiàn)不規(guī)則信號的位同步，能有效解決GMSK解調(diào)電路中的位同步問題。對輸入信號進(jìn)行等間隔采樣，采樣頻率為f1Hz，采樣值為Vsamp，信號的波特率為f2bps，每一標(biāo)準(zhǔn)比特對應(yīng)的采樣次數(shù)為Nstd，交越零點(diǎn)電平對應(yīng)的數(shù)字值為Vmean，有Nstd＝ (四舍五入取整)，同時Nref記錄調(diào)整后當(dāng)前比特所需要采樣的次數(shù)(每當(dāng)一個比特結(jié)束時讓Nref＝Nstd)，用一個計(jì)數(shù)器N記錄一個比特內(nèi)完成的采樣次數(shù)，每次采樣結(jié)束計(jì)數(shù)器N加1，當(dāng)一個比特結(jié)束時計(jì)數(shù)器N清零，開始下一個比特的采樣計(jì)數(shù)；每次采樣結(jié)束時先比較N與Nref的大小，如果N≥Nref則當(dāng)前比特結(jié)束，否則比較Vsamp和Vmean，如果Vsamp＝Vmean則比較N與Nstd/2的大小，如果N≥Nstd/2則調(diào)整當(dāng)前比特需要完成的采樣次數(shù)為Nref＝Nstd-1，否則調(diào)整當(dāng)前比特需要完成的采樣次數(shù)為Nref＝Nstd+1，整個流程表示如圖1。在實(shí)現(xiàn)方案中，這個流程是由電路結(jié)構(gòu)和電路控制狀態(tài)機(jī)兩部分組成，狀態(tài)機(jī)用于控制整個電路的協(xié)調(diào)工作，如圖2所示CLOCK和RESET是整個電路的工作時鐘和復(fù)位信號；Vsamp為采樣值；Vmean為交越零點(diǎn)電平對應(yīng)的數(shù)字值；SAMP_END為每次采樣的采樣結(jié)束信號，由A/D轉(zhuǎn)換器發(fā)出；Nstd為每一標(biāo)準(zhǔn)比特對應(yīng)的采樣次數(shù)；BIT_END為比特結(jié)束信號，同步器的作用即是讓該信號與輸入信號同步；其中寄存器1用于存放Nstd；移位器寄存器2是將寄存器1的值右移一位以后再保存到寄存器中，用于存放Nstd/2；計(jì)數(shù)器寄存器2是一個采樣次數(shù)計(jì)數(shù)器，每次采樣完畢(SAMP_END有效)時自動加1并保存到計(jì)數(shù)器寄存器2中，用于存放N；正反向計(jì)數(shù)器寄存器是一個既可以做加法也可以做減法的計(jì)數(shù)器，其加減運(yùn)算由選擇器3的輸出控制，它用于存放Nref；比較器1用于實(shí)現(xiàn)Vsamp和Vmean相等與不相等的比較，相等時會有有效輸出；比較器2用于N與Nstd/2的比較；比較器3用于N與Nref的比較，其輸出用于控制比特結(jié)束信號的輸出和控制狀態(tài)機(jī)的改變；選擇器1、選擇器2和選擇器3是通過控制信號來選擇輸出，當(dāng)控制信號有效時，選擇器的輸出等于輸入。
時鐘是狀態(tài)變化的觸發(fā)信號，當(dāng)復(fù)位時自動進(jìn)入狀態(tài)0，一個時鐘過后立即進(jìn)入狀態(tài)1，若在狀態(tài)1時有N＜Nref，則保持在狀態(tài)1，否則由狀態(tài)1轉(zhuǎn)到狀態(tài)0。當(dāng)狀態(tài)機(jī)處于狀態(tài)0時，計(jì)數(shù)器寄存器2和比特結(jié)束控制寄存器復(fù)位，同時選擇器1和選擇器2打開，將寄存器1的值傳送到正反向計(jì)數(shù)器寄存器1和移位器寄存器2，一個時鐘后進(jìn)入狀態(tài)1；在狀態(tài)1，當(dāng)比較器3的輸出有效時(即N≥Nref時)，比特結(jié)束控制寄存器輸出1，同時狀態(tài)即進(jìn)入到狀態(tài)0；否則保持狀態(tài)1，計(jì)數(shù)器寄存器2做計(jì)數(shù)操作，當(dāng)比較器1輸出有效時，根據(jù)比較器2的輸出正反向計(jì)數(shù)器寄存器做相應(yīng)的加、減1操作。該狀態(tài)機(jī)的具體電路可以用一個帶0、1輸入選擇端的觸發(fā)器來完成，觸發(fā)器的SA輸入端為D0、D1選擇端，當(dāng)SA＝1時選擇D0輸入，SA＝0時選擇D1輸入，SA連比較器3的輸出；RESET為復(fù)位信號，CLOCK為觸發(fā)器工作時鐘；狀態(tài)0、狀態(tài)1分別為狀態(tài)輸出端。該同步器由比較器、選擇器、正反向計(jì)數(shù)器寄存器、寄存器、移位器寄存器、計(jì)數(shù)器寄存器、狀態(tài)機(jī)電路、比特結(jié)束控制器所組成，比較器的輸入端接交越零點(diǎn)電平Vmean和采樣值Vsamp，比較器的輸出端通過一個與門接選擇器；比較器的輸入端接移位器寄存器和計(jì)數(shù)器寄存器的輸出端，比較器和輸出端接選擇器的輸入端，選擇器的輸出端接正反向計(jì)數(shù)器寄的存器；正反向計(jì)數(shù)器寄存器和計(jì)數(shù)器寄存器的輸出端接比較器的輸入端，比較器的輸出端接狀態(tài)機(jī)電路和比特結(jié)束控制器；寄存器的輸入端接標(biāo)準(zhǔn)比特采樣次數(shù)值Nstd，寄存器的輸出端分別接選擇器和選擇器，選擇器的輸出端接正反向計(jì)數(shù)器寄存器，選擇器的輸出端接移位器寄存器；移位器寄存器的輸入端還接時鐘CLOCK和復(fù)位RESET，計(jì)數(shù)器寄存器的輸入端接采樣結(jié)束信號SAMP-END
權(quán)利要求
1.一種高斯濾波最小頻移鍵控解調(diào)電路中位同步方法，其特征在于位同步方法為對輸入信號進(jìn)行等間隔采樣，采樣頻率為f1Hz，采樣值為Vsamp，信號的波特率為f2bps，每一標(biāo)準(zhǔn)比特對應(yīng)的采樣次數(shù)為Nstd，交越零點(diǎn)電平對應(yīng)的數(shù)字值為Vmean，有Nstd＝ ，同時Nref記錄調(diào)整后當(dāng)前比特所需要采樣的次數(shù)，用一個計(jì)數(shù)器N記錄一個比特內(nèi)完成的采樣次數(shù)，每次采樣結(jié)束計(jì)數(shù)器N加1，當(dāng)一個比特結(jié)束時計(jì)數(shù)器N清零，開始下一個比特的采樣計(jì)數(shù)；每次采樣結(jié)束時先比較N與Nref的大小，如果N≥Nref則當(dāng)前比特結(jié)束，否則比較Vsamp和Vmean，如果Vsamp＝Vmean則比較N與Nstd/2的大小，如果N≥Nstd/2則調(diào)整當(dāng)前比特需要完成的采樣次數(shù)為Nref＝Nstd-1，否則調(diào)整當(dāng)前比特需要完成的采樣次數(shù)為Nref＝Nstd+1。
2.一種適用于權(quán)利要求1所述的高斯濾波最小頻移鍵控解調(diào)電路中位同步方法的同步器，其特征在于該同步器由比較器(11、12、13)、選擇器(21、22、23)、正反向計(jì)數(shù)器寄存器(41)、寄存器(42)、移位器寄存器(43)、計(jì)數(shù)器寄存器(44)、狀態(tài)機(jī)電路(3)、比特結(jié)束控制器(5)所組成，比較器(1)的輸入端接交越零點(diǎn)電平Vmean和采樣值Vsamp，比較器(1)的輸出端通過一個與門接選擇器(23)；比較器(12)的輸入端接移位器寄存器(43)和計(jì)數(shù)器寄存器(44)的輸出端，比較器(12)和輸出端接選擇器(23)的輸入端，選擇器(23)的輸出端接正反向計(jì)數(shù)器寄的存器(41)；正反向計(jì)數(shù)器寄存器(41)和計(jì)數(shù)器寄存器(44)的輸出端接比較器(13)的輸入端，比較器(13)的輸出端接狀態(tài)機(jī)電路(3)和比特結(jié)束控制器(5)；寄存器(42)的輸入端接標(biāo)準(zhǔn)比特采樣次數(shù)值Nstd，寄存器(42)的輸出端分別接選擇器(21)和選擇器(22)，選擇器(21)的輸出端接正反向計(jì)數(shù)器寄存器(41)，選擇器(22)的輸出端接移位器寄存器(43)；所有寄存器的輸入端還接時鐘CLOCK和復(fù)位RESET，計(jì)數(shù)器寄存器的輸入端接采樣結(jié)束信號SAMP-END。
全文摘要
高斯濾波最小頻移鍵控解調(diào)電路中位同步方法及位同步器是一種高斯濾波最小頻移鍵控解調(diào)電路中位同步器的實(shí)現(xiàn)方案,其同步的方法為對輸入信號進(jìn)行等間隔采樣,交越零點(diǎn)電平對應(yīng)的數(shù)字值為V
文檔編號H04L27/14GK1388688SQ0213788
公開日2003年1月1日 申請日期2002年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月2日
發(fā)明者劉昊, 曾憲偉, 陸生禮, 時龍興 申請人:東南大學(xué)