專利名稱：對于tdma通信具有自適應(yīng)檢測門限值的接收機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及電信系統(tǒng)，更具體來說，本發(fā)明涉及用于接收無線電通信信號的設(shè)備。
背景技術(shù)：
在目前的無線電信系統(tǒng)中，比如熟知的移動GSM(全球移動通信系統(tǒng))和無繩DECT(數(shù)字增強型無繩電信)無線電通信系統(tǒng)中，要交換的信息被進(jìn)行數(shù)字處理。為了發(fā)射的目的，該數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)在一個RF載波上被適當(dāng)調(diào)制并作為一個模擬數(shù)據(jù)信號被發(fā)射。
在此類無線電通信系統(tǒng)的無線電設(shè)備的無線電接收機部分中，為了處理的目的，接收到的模擬數(shù)據(jù)信號在解調(diào)之后通過一個數(shù)據(jù)恢復(fù)電路(也被稱為數(shù)據(jù)限制器)被再次轉(zhuǎn)換成一個數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號。
國際專利申請WO 93/26110公開了一種數(shù)據(jù)恢復(fù)電路，其中通過比較模擬數(shù)據(jù)輸入信號是超過還是低于一個預(yù)定門限值或限制電平來執(zhí)行關(guān)于當(dāng)前模擬數(shù)據(jù)輸入信號值是否表示一個二進(jìn)制零或者一個二進(jìn)制″1″的判斷。通過一個積分器電路來從模擬數(shù)據(jù)輸入信號中得到限制電平，所述積分器電路包括一個電阻和電容器相連作為一個低通(LP)濾波器。
限制電平必須能夠變化以便適應(yīng)一個特定的接收數(shù)據(jù)輸入信號。為這目的，通過切換，可以選擇不同的電阻值用于增加或減少積分器電路的積分時間常數(shù)。
組件數(shù)量、組件在印刷電路板(PCB)上占用的空間以及制造成本方面的節(jié)省是現(xiàn)代無線電信收發(fā)信機設(shè)備中重要的設(shè)計準(zhǔn)則。
在上面公開的那種類型的模擬數(shù)據(jù)限制器需要許多分離的電子組件。另外，為了改變積分時間常數(shù)將不得不改變硬件，即改變電阻和/或電容。
在按照時分多址(TDMA)傳輸方案工作的通信系統(tǒng)中已經(jīng)看到，其中數(shù)據(jù)在幀中被交換并且每一幀包括若干脈沖串或時隙，在檢測到所謂的同步或同步字之后，門限值或限制電平中出現(xiàn)一個直流偏移。同步字是一個特定的比特串值(一和零)，它必須被接收機設(shè)備識別以便正確處理接收數(shù)據(jù)。
限制電平中的偏移是由同步字的特定比特模式(即，一和零數(shù)量不相等)所引起的，這無法由模擬數(shù)據(jù)限制器來補償，并且這降低了接收機靈敏度和性能。
接收機中直流偏移的其它來源尤其包括基準(zhǔn)振蕩器中的頻率偏移、發(fā)射機頻差、解調(diào)器偏移以及接收機接收到的干擾信號。
例如，在蜂窩GSM或DECT無線電通信系統(tǒng)中，無線基站或無線接入單元在稱為小區(qū)的一個特定地理區(qū)域中向多個遠(yuǎn)程無線電通信單元提供業(yè)務(wù)。在一個特定無線基站或無線接入單元中，通信鏈路是一個RF載波/時隙組合，對于每條通信鏈路，直流限制電平偏移尤其可以依據(jù)無線基站和無線電通信單元之間的距離以及無線電通信單元的發(fā)射功率而變化，而不論無線電通信單元操作在一個建筑物內(nèi)部或是外部等等。
為了在接收期間使數(shù)據(jù)限制器適合一個特定直流偏移，上面公開的已知模擬數(shù)據(jù)限制器電路提供一種保持方法，用于保持來自先前接收到的時隙中的限制電平以便供下一時隙使用。
然而，在一個GSM或DECT無線電通信系統(tǒng)中，一幀中的上一時隙通常屬于具有不同傳輸性質(zhì)的另一條通信鏈路。因此，關(guān)于在上一時隙期間體驗的限制電平的信息對于下一時隙將不一定有效。
如果單獨地對于每條通信鏈路可以在每個時隙開始時設(shè)置一個特定限制電平，則接收機性能將極大改善。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的是提供一種更多用途的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)恢復(fù)方法，以便改善接收機靈敏度和接收機性能。
本發(fā)明另外一個目的是提供一種改良的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)恢復(fù)電路或數(shù)據(jù)限制器電路，提供電子組件數(shù)量、印刷電路板(PCB)上的組件空間以及最終制造成本這幾方面的節(jié)省。
在本發(fā)明的第一方面中，提供一種在時分多址(TDMA)通信系統(tǒng)中從模擬數(shù)據(jù)信號中提取數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的方法，其中一條通信鏈路的該模擬數(shù)據(jù)信號在脈沖串或時隙中被交換，利用一個數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)恢復(fù)電路，通過比較該模擬數(shù)據(jù)信號是超過還是低于一個可適應(yīng)的門限值或限制電平來恢復(fù)該數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，其特征在于按照適用于與一個脈沖串或時隙相關(guān)的通信鏈路的特定設(shè)置，為每個脈沖串或時隙獨立地設(shè)置限制電平。
利用本發(fā)明的方法，因為為每條鏈路單獨地設(shè)置限制電平，所以由于不同無線電鏈路情形引起限制電平中的變化能夠被精確地計算出，如此以使對于每個無線電鏈路(即，載波/時隙組合)能夠獲得盡可能最佳的接收機性能。
在根據(jù)本發(fā)明方法的另外一個實施例中，在與一個特定通信鏈路相關(guān)的特定脈沖串或時隙結(jié)束時，當(dāng)前限制電平被儲存并且在與該通信鏈路相關(guān)的下一個相應(yīng)脈沖串或時隙開始時取回該限制電平。
也就是說，對于一個特定通信鏈路，一個時隙結(jié)束時的限制電平被儲存，此限制電平能夠被認(rèn)為是用于恢復(fù)相應(yīng)無線電通信鏈路的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的瞬間最佳電平。這個限制電平在與該特定無線電通信鏈路相關(guān)的下一時隙(下一幀中)開始時被再次取回并被設(shè)置。從而，因為同步字將以最佳精確度被恢復(fù)，所以接收機性能已經(jīng)從時隙的接收的開始時被改善。
在本發(fā)明另一實施例中，在開始一條通信鏈路時，限制電平按照第一接收模式被適配，而在該通信鏈路繼續(xù)、同時滿足預(yù)定準(zhǔn)則時，該限制電平按照第二接收模式被適配。利用這個特征，限制電平可以以一種盡可能最佳的方式適合于不同的接收情形，在一條鏈路開始期間，即利用第一接收模式；而在通信進(jìn)行當(dāng)中，即，利用第二接收模式。
在本發(fā)明另外一個實施例中，為了更進(jìn)一步改善接收機性能，對于每個接收模式，限制電平按照范圍從超快到快、最后到慢或保持內(nèi)的限制時間常數(shù)來被適配。
例如，第一接收模式的超快限制時間常數(shù)在接收剛開始期間(即，前同步碼接收期間)被使用，同時沒有限制電平可用或者只有一個缺省限制電平。一旦一個限制電平被建立并且將接收同步字時，則選擇快限制時間常數(shù)，如此以使限制電平可以以一個足夠快速的方式適配用于恢復(fù)同步字，同時提供對噪聲的足夠抵制等等。一旦同步字已經(jīng)被正確識別，則限制電平被適配遵循慢模式甚至保持模式。
當(dāng)模擬數(shù)據(jù)輸入信號首先出現(xiàn)時，期望一個可使用的限制電平必須被迅速獲取。一旦數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)輸入信號(例如一個前同步碼或者一部分前同步碼)已經(jīng)被識別，則限制電平的適配速度就可被減慢下來。通過同步字的正確接收可以識別同步，一旦接收機與接收到的模擬數(shù)據(jù)輸入信號同步，則限制電平的適配速率可以被設(shè)置為一個更慢一點的速度或者設(shè)置在保持方式中(如果可應(yīng)用)以便防止由于模擬數(shù)據(jù)信號中的信號衰落、信號峰值或其它暫時干擾所引起的錯誤判斷。
尤其基于諸如誤碼率(BER)、RSSI(接收信號強度指示)測量值等等之類無線電鏈路接收質(zhì)量準(zhǔn)則來執(zhí)行從第一接收模式到第二接收模式的切換。
在本發(fā)明方法的一個優(yōu)選實施例中，限制電平適合于作數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)恢復(fù)電路體驗的直流偏移方面的校正。特別是在接收一個同步字之后，對限制電平作由同步字引起的直流偏移方面的校正。這再一次改善了接收機性能。
在一個實際的實施例中，本發(fā)明還提供限制電平和限制時間常數(shù)的數(shù)字存儲和取回，在其中數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)恢復(fù)電路包括模數(shù)(ADC)轉(zhuǎn)換器裝置，用于把模擬數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換成為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號；數(shù)字濾波器裝置，用于過濾數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號；數(shù)字存儲裝置和數(shù)字比較器裝置，用于比較數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號和濾波后數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號以便提供恢復(fù)的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。
在本發(fā)明的第二方面中，提供一種用于在時分多址(TDMA)通信系統(tǒng)中從模擬數(shù)據(jù)信號中提取數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)恢復(fù)電路，包括模數(shù)(ADC)轉(zhuǎn)換器裝置，用于把模擬數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換成為一個數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號；數(shù)字濾波器裝置，用于按照設(shè)置的濾波器時間常數(shù)來濾波數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號，濾波器裝置提供一個門限值或限制電平；和數(shù)字比較器裝置，用于比較數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號和限制電平以便提供恢復(fù)的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，在其中數(shù)字濾波器裝置被安排用于數(shù)字地調(diào)整濾波器時間常數(shù)和限制電平。
根據(jù)本發(fā)明的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)恢復(fù)電路或數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)限制器能夠被實現(xiàn)在一個集成半導(dǎo)體電路中，也可以作為一個單獨組件或者與使用于諸如所謂的脈沖串模式控制器(BMC)之類的電信設(shè)備中的其它集成電路結(jié)合，脈沖串模式控制器例如對在TDMA電信系統(tǒng)中發(fā)射和接收的脈沖串或時隙提供控制。
通過使用數(shù)字濾波器裝置，可以很容易以軟件的形式設(shè)置并最佳化或適配數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)恢復(fù)電路的濾波器裝置的濾波或積分時間常數(shù)而不必改變或替換數(shù)據(jù)恢復(fù)電路的一個或多個硬件組件。
因此，通過在通信鏈路期間適配數(shù)字濾波器裝置的積分時間常數(shù)，可自動改善接收機性能，以便例如基于接收信號質(zhì)量準(zhǔn)則來設(shè)置最佳門限值或限制電平。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，數(shù)字濾波器裝置包括一個LP無限脈沖響應(yīng)(IIR)濾波器，它具有至少一個數(shù)字可調(diào)的濾波器時間常數(shù)。
在此實施例中，通過以軟件形式適當(dāng)設(shè)置所述或每個濾波器時間常數(shù)，諸如檢測到同步字之后的一個偏移之類的在限制電平中的任何改變可以很容易被補償從而顯著改善接收機靈敏度。
利用包括IIR數(shù)字濾波器的本發(fā)明的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)恢復(fù)電路，例如，所述或每個濾波器時間常數(shù)可以被設(shè)置來提供一個慢、快和超快的積分時間(即限制電平的一個慢、快或超快的適配)，或者進(jìn)入一個保持模式。
在根據(jù)本發(fā)明數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)恢復(fù)電路的另外一個實施例中，數(shù)字濾波器裝置具有至少兩個數(shù)字可調(diào)的濾波器模式，被如此安排以使對于每個濾波器操作模式可以分別設(shè)置濾波器時間常數(shù)。這是為了在一個無線電通信開始和繼續(xù)期間提供限制電平的快速、最佳且精確的適配。
在根據(jù)本發(fā)明的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)恢復(fù)電路的另一實施例中，提供存儲裝置用于為一個特定通信鏈路存儲所述或每個限制電平和/或濾波器時間常數(shù)。
利用此實施例，通信鏈路是一個RF載波/時隙組合，對于一個特定通信鏈路的每個后續(xù)脈沖串或時隙，數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)恢復(fù)電路的限制電平能夠被直接設(shè)置為一個特定值，并且具有一個為相應(yīng)通信鏈路最佳化的適配速度。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)恢復(fù)電路還包括用于把直流偏移電平考慮進(jìn)去來調(diào)整限制電平的裝置。
因為根據(jù)本發(fā)明的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)恢復(fù)電路能夠完全以集成半導(dǎo)體技術(shù)來實現(xiàn)，它可以作為一個單獨的電路元件或者可以被合并在其它集成半導(dǎo)體電路中，所以根據(jù)本發(fā)明的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)恢復(fù)電路安裝在電信設(shè)備中更省空間并且更便宜，所述電信設(shè)備特別是無線電信的無線電通信系統(tǒng)的無線電設(shè)備，包括發(fā)射機、接收機和控制裝置，被安排用于按照無線通信標(biāo)準(zhǔn)提供無線電通信。
在第三方面中，本發(fā)明涉及用于無線電信的無線電通信系統(tǒng)的無線電設(shè)備，包括發(fā)射機、接收機和控制裝置，被安排用于按照時分多址(TDMA)無線電通信標(biāo)準(zhǔn)提供無線電通信，所述無線電設(shè)備包括正如上面披露的那樣安排并操作的一個數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)恢復(fù)電路。特別地，被安排作為一個無線接入單元或者無線電基站的無線電設(shè)備，以及被安排作為諸如無線電話之類的一個無線終端單元的無線電設(shè)備，用于使用在蜂窩無線電通信系統(tǒng)中。
在隨后的說明中參考


本發(fā)明上面提及的以及其它的特征和優(yōu)點。

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)恢復(fù)電路的實施例框圖。
圖2以示意和說明的方式示出了按照數(shù)字增強型無繩電信(DECT)傳輸協(xié)議的一個數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流。
圖3詳細(xì)示出了圖2數(shù)據(jù)流的時隙結(jié)構(gòu)。
圖4示出了裝備有本發(fā)明數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)恢復(fù)電路的無線電設(shè)備的簡化框圖，它使用在用于無線電信的無線電通信系統(tǒng)中。
圖5以示意和說明的方式圖示出在一個時隙期間的限制電平的適配。
具體實施例方式
并非限制的目的，現(xiàn)在將通過本發(fā)明在按照數(shù)字增強型無繩電信(DECT)標(biāo)準(zhǔn)工作的無繩無線電電話系統(tǒng)中的應(yīng)用來解釋本發(fā)明。本發(fā)明也可應(yīng)用在比如按照個人便攜電話系統(tǒng)(PHS)標(biāo)準(zhǔn)工作的其它無繩無線電電話系統(tǒng)中，或者可應(yīng)用在諸如以全球移動通信系統(tǒng)(GSM)標(biāo)準(zhǔn)或任何其它移動通信協(xié)議工作的移動無線電通信系統(tǒng)中。
圖1說明了根據(jù)本發(fā)明的一個數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)恢復(fù)電路或數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)限制器，由附圖標(biāo)記1表示。
數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)恢復(fù)電路包括一個輸入端2和一個輸出端3，輸入端2應(yīng)用一個接收到的模擬數(shù)據(jù)信號，在輸出端3處提供從模擬數(shù)據(jù)信號中提取的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。
在無線電接收機設(shè)備中，例如在無線基站或無線接入單元的無線電接收機、以及諸如便攜無線電話之類的DECT或GSM系統(tǒng)的一個無線電通信單元中，輸入端3接收來自解調(diào)裝置(未示出)中的一個模擬數(shù)據(jù)信號。解調(diào)的模擬數(shù)據(jù)輸入信號是數(shù)字化控制數(shù)據(jù)、系統(tǒng)數(shù)據(jù)和用戶或信息數(shù)據(jù)的一個混合，由交流信號(數(shù)據(jù))和直流信號分量組成。直流信號分量具有依賴于接收信號的頻率、解調(diào)器的類型和/或干擾的一個數(shù)值。
通過一個快速模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)4，模擬數(shù)據(jù)輸入信號例如被抽樣并被數(shù)字化為一個8比特數(shù)字表示。
ADC 4的輸出被連接到數(shù)字比較器裝置5的第一輸入和數(shù)字濾波器裝置6的輸入端7，數(shù)字濾波器裝置6的輸出端8連接到數(shù)字比較器裝置5的第二輸入。
數(shù)字濾波器裝置6是所謂的無限脈沖響應(yīng)(IIR)類型，包括第一乘法器裝置9，其第一輸入連接到數(shù)字濾波器裝置6的輸入端7并且其第二輸入連接到選擇裝置10用于選擇第一接收模式中的濾波器時間常數(shù)。
第一乘法器裝置9的一個輸出與求和裝置11的第一輸入連接，求和裝置11的第二輸入連接到第二乘法器裝置12的一個輸出。求和裝置11的輸出連接到數(shù)字濾波器裝置6的輸出端8。
第二乘法器裝置12的第一輸入連接到單位延遲(T)裝置13的一個輸出而第二乘法器裝置12的第二輸入連接到第二選擇裝置14，第二選擇裝置14用于設(shè)置第二接收模式中的濾波器時間常數(shù)。例如以定時的多個D型觸發(fā)器形式的單位延遲裝置13把它的一個輸入連接到數(shù)字濾波器裝置6的輸出端8。
在根據(jù)本發(fā)明的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)限制器的優(yōu)選實施例中，提供存儲裝置15用于為一個特定通信鏈路(即一個載波/時隙組合)存儲/取回限制電平。為了清楚起見，存儲裝置15示意性地連接到求和裝置11的第三輸入。如果沒有特定于一條通信鏈路的限制電平可用，則存儲裝置15還可以包括用于設(shè)置限制電平的一個缺省值。
求和裝置11的第四輸入連接到用于對限制電平作直流偏移方面的校正的一個信源17，所述直流偏移例如但是不局限于是由要接收的同步字中不相等數(shù)量的零和一所引起的直流偏移。
在一個實際的實施例中，如果抽樣的模擬數(shù)據(jù)輸入信號被ADC提供作為一個8比特數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)字，則濾波器時間常數(shù)也可以以一個8比特表示來提供，而第一和第二乘法器裝置9，12、求和裝置11、單位延遲裝置13、存儲裝置15和直流偏移源17例如可以被安排用于以16比特二進(jìn)制表示來處理數(shù)據(jù)。
數(shù)字濾波器6操作為一個低通(LP)數(shù)字濾波器或積分器。單位延遲T等于1/抽樣時鐘頻率。數(shù)字濾波器的原理和操作對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是已知的，因此在這里不進(jìn)一步解釋。
為了清楚起見，圖2示出了按照數(shù)字增強型無繩電信(DECT)標(biāo)準(zhǔn)的一個數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流。DECT按照一個TDMA/TDD(時分多址/時分雙工)協(xié)議操作，在其中，在時隙中發(fā)射信息，而時隙被歸組到幀循環(huán)時間為TF的幀中。一幀的第一半被用于發(fā)射而幀的另外一半被用于接收，反之亦然。一個DECT幀包括24個脈沖串或時隙，如圖2所示。在該幀的第一半(即被表示為R1，R2，...，R12的開頭12個時隙)期間，從一個無線基站或無線接入單元中發(fā)射的數(shù)據(jù)被諸如便攜式電話之類的一個遠(yuǎn)程無線電通信單元接收。在每一幀的第二半(即被表示為T1，T2，...，T12后面12個時隙)中，一個遠(yuǎn)程通信單元發(fā)射數(shù)據(jù)到無線接入單元。
一般來說，把幀的第一半中的一個時隙以及在幀的后一半中的具有相同編號的一個時隙分配給一個無線接入單元和一個遠(yuǎn)程無線電通信單元之間的一條無線電通信鏈路。每個時隙通常包含控制數(shù)據(jù)、系統(tǒng)數(shù)據(jù)和信息或用戶數(shù)據(jù)。在DECT中，多個時隙可以被分配給一條特定的無線電通信鏈路。
更詳細(xì)的時隙結(jié)構(gòu)如圖3所示。控制數(shù)據(jù)字段包含一個所謂的同步(SYNC)字，它必須在一個無線接入單元或一個遠(yuǎn)程通信單元處被正確識別以便正確地處理接收數(shù)據(jù)。同步字一般將需要16比特，前面是16比特的前同步碼。
系統(tǒng)數(shù)據(jù)字段包含有關(guān)身份和接入權(quán)利、服務(wù)有效性的系統(tǒng)信息，如果需要，還包含例如用于在干擾情況下切換到其它通信信道或者把呼叫轉(zhuǎn)移到其它無線接入單元中的信息。而且尋呼一個呼叫建立過程被攜帶在系統(tǒng)數(shù)據(jù)字段中，該系統(tǒng)數(shù)據(jù)字段也被稱為A字段。系統(tǒng)數(shù)據(jù)通常將需要64比特，其中有16比特循環(huán)冗余校驗值(ACRC)。
信息或用戶數(shù)據(jù)，也被稱為B字段，包括在一個電話呼叫情況下在10ms的幀循環(huán)時間TF中獲得的數(shù)字化話音抽樣。話音抽樣被編碼具有一個32kb/s的典型比特率。這意味著對于每個話音呼叫必須在每一幀期間發(fā)射并接收320個比特。
B字段數(shù)據(jù)被擾頻并且從信息數(shù)據(jù)中形成一個4比特循環(huán)冗余校驗值(XCRC)。包括保護(hù)空間在內(nèi)，則根據(jù)DECT標(biāo)準(zhǔn)在每一時隙中總的比特數(shù)等于480。這些比特以系統(tǒng)時鐘頻率或1152kb/s的系統(tǒng)比特率被發(fā)射。
在DECT中，十個RF載波可用于信息發(fā)射，導(dǎo)致總數(shù)為120的雙工無線通信鏈路。在本發(fā)明范圍中，無線電通信鏈路應(yīng)被理解為一個RF載波/時隙分配。
圖4示出了典型DECT無線電通信設(shè)備的簡化框圖，包括一個遠(yuǎn)程通信單元20和一個無線基站或無線接入單元21。無線接入單元21也可被設(shè)計為一個無線電中繼單元，它例如用于在一個遠(yuǎn)程無線電通信單元和一個無線接入單元之間中繼無線電通信。
無線接入單元21包括發(fā)射機裝置(TX)22，接收機裝置(RX)23，控制裝置(C)24以及進(jìn)一步處理和輸入/輸出裝置25，裝置25被安排用于進(jìn)一步處理從接收機裝置23中收到的或者是要被發(fā)射機裝置22發(fā)射的話音和數(shù)據(jù)信號。裝置25可以包括處理器裝置，用于處理用于通信目的的有關(guān)話音和數(shù)據(jù)信號。
控制裝置24被安排來通過操作切換裝置27而把天線裝置26連接到發(fā)射機裝置22或者接收機裝置23。
為了本發(fā)明的目的，更詳細(xì)地示出了接收機裝置23，它包括帶通濾波器裝置28的一個級聯(lián)連接，該帶通濾波器裝置28例如具有一個1890MHz的中心頻率，用于接收在1880-1900MHz DECT頻帶內(nèi)的信號。
通過遠(yuǎn)程通信單元20和無線接入單元21之間的一條無線電通信鏈路33接收的信號被射頻放大器裝置29放大并被混頻器裝置30和本機振蕩器裝置31下變換成中頻(IF)。下變換信號被饋送給解調(diào)器裝置32，提供一個模擬數(shù)據(jù)輸入信號，該模擬數(shù)據(jù)輸入信號被饋送給本發(fā)明的一個數(shù)據(jù)恢復(fù)電路或數(shù)據(jù)限幅電路1，用于從該模擬數(shù)據(jù)輸入信號中提取數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)恢復(fù)電路1提取的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)被饋送給裝置25用于它的進(jìn)一步處理。
本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解遠(yuǎn)程無線電通信單元20可以包括具有如為無線接入單元21所公開的結(jié)構(gòu)相同結(jié)構(gòu)的收發(fā)信機裝置。在被設(shè)計為便攜式無線電話的一個無線電通信單元20的情況下，例如，裝置25包括音頻放大器、送話器和揚聲器裝置(未示出)。
在一個DECT通信系統(tǒng)中，若干遠(yuǎn)程無線電通信單元20與一個無線接入單元21交換信息，每個無線電通信單元都具有包括RF載波/時隙組合的一條單獨無線電通信鏈路33。例如，假定三個無線電通信單元20，其每一個經(jīng)由各自的時隙R1/T1、R3/T3和R12/T12與無線接入單元21交換信息。對于每一通信鏈路，例如取決于遠(yuǎn)程無線電通信單元和該無線接入單元之間的距離、遠(yuǎn)程無線電通信單元的發(fā)射功率、遠(yuǎn)程通信單元操作在建筑物內(nèi)部還是外部、傳輸路徑中的衰減等等，則可能需要不同的限制電平。這是因為最佳限制電平的設(shè)置取決于接收信號強度。
參考如圖5所示的圖示(沒有按照比例)，在本發(fā)明一個優(yōu)選實施例中，數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)恢復(fù)電路1如下操作以便設(shè)置用于提取數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的最佳限制電平。假定沒有設(shè)置限制電平，即，一個零限制電平缺省值。
在無線電通信鏈路的一個時隙或脈沖串的第一次接收時，濾波器6操作在它的第一接收模式10中。數(shù)字濾波器裝置6的濾波器時間常數(shù)被選擇來提供一個超快速限制適配模式，其對于一個DECT時隙具有3μs的一個典型積分時間常數(shù)。提供對限制電平的極快速的跟蹤，以便由比較器裝置5從數(shù)據(jù)輸入信號中提取數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。在圖5中，這是由雙箭頭標(biāo)記的超快來指示的。
在接收開始期間，前同步碼(圖3)和諸如由干擾引起的噪聲被接收。在濾波器6的輸出端8，一個限制電平被建立，如圖5中虛線所示。
比較器裝置5把ADC4輸出處的已轉(zhuǎn)換模擬輸入信號與數(shù)字濾波器6的輸出端8處提供的限制電平進(jìn)行比較。如果已轉(zhuǎn)換的模擬信號超出限制電平，則這將被解釋為第一邏輯電平，例如數(shù)字一比特。如果已轉(zhuǎn)換的模擬信號低于限制電平，則這將被解釋為第二邏輯電平，例如數(shù)字零比特。
在提取了前同步碼的一些比特和同步字(例如4比特)之后，濾波器時間常數(shù)被選擇來提供一個快速限制模式，該模式具有一個為10μs的典型積分時間常數(shù)。這是為了防止由于衰落或信號峰值引起對限制電平太迅速的跟蹤等等。在圖5中，這是由雙箭頭標(biāo)記的快所指示的。
例如一旦已正確檢測到同步字，濾波器時間常數(shù)就被選擇來提供一個慢限制模式，該模式具有一個為1ms的典型積分時間常數(shù)。在圖5中，通過單箭頭的慢來指示。
一旦已達(dá)到同步，就不需要迅速跟蹤限制電平，因為數(shù)據(jù)將被正確提取并且可以相對遲緩些考慮最佳限制電平的進(jìn)一步精致甚至通過保持濾波器而根本不進(jìn)行適配。
例如在裝備有本發(fā)明的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)恢復(fù)電路1的通信設(shè)備的控制裝置24的控制之下(參見圖4)，濾波器時間常數(shù)的精確設(shè)定可以很容易以軟件的形式提供并適配。
本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解從一個時間常數(shù)切換到另外一個時間常數(shù)不僅必須基于諸如同步字之類的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)部分的接收而且還會依賴于其它參數(shù)和算法。
在DECT中，已經(jīng)看到在同步字的檢測之后，在限制電平中出現(xiàn)一個偏移。這個偏移降低了接收機靈敏度，通過本發(fā)明的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)恢復(fù)電路、通過由源17提供的一個限制電平直流偏移值來校正限制電平可以很容易補償此偏移。優(yōu)選地，一旦濾波器被切換在它的慢響應(yīng)狀態(tài)中，就最好提供這類校正。通常，同步字提供的直流偏移將在一個時隙結(jié)束時達(dá)到或多或少恒定的一個值，并且可以對于一個特定無線電通信系統(tǒng)的所有無線電通信鏈路都相同。
在一個穩(wěn)定運行的情況下，本發(fā)明的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)恢復(fù)電路例如可以被設(shè)置進(jìn)入一個保持模式中。如果對于進(jìn)行中的一條通信鏈路，數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)在一段時間周期期間被正確接收，則通常選擇保持模式。
在一個進(jìn)行中的無線電通信鏈路的情況下，通過把電路切換到具有適合的濾波器時間常數(shù)的第二接收模式14中則可以達(dá)到一個更大的性能改善。這些濾波器時間常數(shù)還可以包括超快、快、慢以及保持模式的時間常數(shù)，可是與第一接收模式10比較，這些濾波器時間常數(shù)具有不同的(較慢的)值，因為數(shù)據(jù)恢復(fù)電路幾乎是正確的。
在與一條特定無線電通信鏈路相關(guān)的一個時隙結(jié)束時，延遲裝置13包括被儲存在存儲裝置15中的限制電平。
在與同一無線電通信鏈路相關(guān)的下次時隙開始時，延遲裝置13被此儲存的限制電平加載，到其結(jié)束時，存儲裝置15的輸出連接到時間延遲裝置13的一個輸入。
利用本發(fā)明的數(shù)據(jù)恢復(fù)電路，對于進(jìn)行中的一條通信鏈路，通過把限制電平存儲在存儲裝置15中并從中取回，則可以在與一條特定通信鏈路相關(guān)的每下一幀的每個新時隙開始時直接設(shè)置最佳限制電平。參考圖2。
應(yīng)當(dāng)指出也可把多個濾波器時間常數(shù)儲存在存儲裝置15中并從中取回。
利用本發(fā)明的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)恢復(fù)電路和方法，對于每一無線電通信鏈路，即時隙，一旦通過存儲并取回各個限制電平已經(jīng)為進(jìn)行中的通信建立了最佳限制電平，則可以設(shè)置各個最佳的限制電平。這顯著改善了接收機性能并相應(yīng)地改善了用戶滿意度。
本發(fā)明的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)恢復(fù)電路1可以被實現(xiàn)在單個半導(dǎo)體電路中或者作為使用于諸如接收機設(shè)備的控制裝置24之類的無線電通信設(shè)備中的其它電路的一部分被實現(xiàn)，參見圖4。與已知的模擬數(shù)據(jù)恢復(fù)電路相比，本發(fā)明的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)恢復(fù)電路安裝在印刷電路板(PCB)上比較便宜并且需要較小空間，這是考慮到制造成本的降低以及考慮到使諸如攜帶式無線電話設(shè)備之類的電信設(shè)備小型化的趨勢方面的重要設(shè)計準(zhǔn)則。
雖然已經(jīng)參考具有第一和第二濾波器系數(shù)的IIR數(shù)字濾波器裝置公開了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，該濾波器裝置也可以由其它類型的數(shù)字濾波器裝置實現(xiàn)，比如公知的有限脈沖響應(yīng)(FIR)數(shù)字濾波器裝置。另外，可以應(yīng)用不同設(shè)計的數(shù)字濾波器裝置，比如IIR濾波器的串聯(lián)實現(xiàn)或者并聯(lián)實現(xiàn)。
本發(fā)明另外不局限于它在DECT中的應(yīng)用，而是也可以以相同的優(yōu)點被應(yīng)用在GSM(全球移動通信系統(tǒng))中以及任何其他電信系統(tǒng)中，其中數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)必須從一個模擬數(shù)據(jù)輸入信號中提取。
權(quán)利要求
1.一種在時分多址(TDMA)通信系統(tǒng)中從模擬數(shù)據(jù)信號中提取數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的方法，其中一條通信鏈路的所述模擬數(shù)據(jù)信號在脈沖串或時隙中被交換，利用一個數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)恢復(fù)電路，通過比較所述模擬數(shù)據(jù)信號是超過還是低于一個可適應(yīng)的門限值或限制電平來恢復(fù)所述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，其特征在于按照適用于與一個脈沖串或時隙相關(guān)的通信鏈路的特定設(shè)置，為每個脈沖串或時隙獨立地設(shè)置所述限制電平。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中在與一個特定通信鏈路相關(guān)的特定脈沖串或時隙結(jié)束時，它的當(dāng)前限制電平被儲存并且其中在與所述通信鏈路相關(guān)的下一個相應(yīng)脈沖串或時隙開始時取回所述限制電平。
3.根據(jù)前面任何一個權(quán)利要求所述的方法，其中在開始一條通信鏈路時，所述限制電平按照第一接收模式被適配，并且其中在所述通信鏈路繼續(xù)同時滿足預(yù)定準(zhǔn)則時，所述限制電平按照第二接收模式被適配。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其中對于每個接收模式，所述限制電平按照范圍從超快到快最后到慢或保持的限制時間常數(shù)而被適配。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4的方法，其中所述預(yù)定準(zhǔn)則包括無線電通信鏈路接收質(zhì)量準(zhǔn)則。
6.根據(jù)前面任何一個權(quán)利要求所述的方法，其中在開始一條通信鏈路時，所述限制電平被設(shè)置為缺省值。
7.根據(jù)前面任何一個權(quán)利要求所述的方法，其中所述限制電平適合于作由所述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)恢復(fù)電路經(jīng)受的直流偏移方面的校正。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中在接收一個同步字之后，為所述限制電平作由所述同步字引起的直流偏移方面的校正。
9.根據(jù)前面任何一個權(quán)利要求所述的方法，其中所述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)恢復(fù)電路包括模數(shù)(ADC)轉(zhuǎn)換器裝置，用于把所述模擬數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換成為一個數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號；數(shù)字濾波器裝置，用于濾波所述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號；數(shù)字存儲裝置和數(shù)字比較器裝置，用于把所述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號和所述濾波后的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號進(jìn)行比較，以便提供所述恢復(fù)的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，其中所述限制電平和限制時間常數(shù)被數(shù)字地儲存在所述存儲裝置中并從所述存儲裝置中取回。
10.一種用于在時分多址(TDMA)通信系統(tǒng)中從模擬數(shù)據(jù)信號中提取數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)恢復(fù)電路，包括模數(shù)(ADC)轉(zhuǎn)換器裝置，用于把所述模擬數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換成為一個數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號；數(shù)字濾波器裝置，用于按照設(shè)置的濾波器時間常數(shù)來濾波所述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號，所述濾波器裝置提供一個門限值或限制電平；和數(shù)字比較器裝置，用于比較所述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號和所述限制電平以便提供所述恢復(fù)的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，在其中所述數(shù)字濾波器裝置被安排用于數(shù)字地調(diào)整所述濾波器時間常數(shù)和限制電平。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)恢復(fù)電路，其中所述數(shù)字濾波器裝置包括一個低通(LP)無限脈沖響應(yīng)(IIR)濾波器，所述濾波器具有至少一個數(shù)字可調(diào)的濾波器時間常數(shù)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)恢復(fù)電路，被安排成使得所述或每個濾波器時間常數(shù)可以被數(shù)字地設(shè)置以便提供一個慢、快和超快濾波器操作模式或者一個保持模式。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)恢復(fù)電路，包括至少兩個數(shù)字可調(diào)的濾波器操作模式，被安排成使得對于每個濾波器操作模式都能夠分別設(shè)置所述濾波器時間常數(shù)。
14.根據(jù)權(quán)利要求11、12或13的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)恢復(fù)電路，包括用于在一條通信鏈路期間存儲并取回所述或每個限制電平的存儲裝置。
15.根據(jù)權(quán)利要求10、11、12、13或14中的任何一個的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)恢復(fù)電路，還包括用于把直流偏移電平考慮進(jìn)去來調(diào)整所述限制電平的裝置。
16.用于無線電信的無線電通信系統(tǒng)的無線電設(shè)備，包括發(fā)射機、接收機和控制裝置，被安排成按照時分多址(TDMA)無線電通信標(biāo)準(zhǔn)提供無線電通信，所述無線電設(shè)備包括按照前面任何一個權(quán)利要求來安排并操作的一個數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)恢復(fù)電路。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的無線電設(shè)備，被安排成使用在蜂窩無線電通信系統(tǒng)中的一個無線接入單元或無線基站。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的無線電設(shè)備，被安排成使用在蜂窩無線電通信系統(tǒng)中的諸如無線電話的一個無線終端單元。
全文摘要
一種用于在時分多址(TDMA)通信系統(tǒng)中從模擬數(shù)據(jù)信號中提取數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的方法和數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)恢復(fù)電路(1)，其中一條通信鏈路的模擬數(shù)據(jù)信號在脈沖串或時隙中被交換。電路(1)包括模擬數(shù)字(ADC)轉(zhuǎn)換器裝置(4)，用于提供門限值或限制電平的數(shù)字濾波器裝置(6)，以及數(shù)字比較器裝置(5)，其中數(shù)字比較器裝置(5)用于比較數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號和限制電平從而提供恢復(fù)的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。數(shù)字濾波器裝置(6)包括存儲裝置(15)，用于按照適用于與脈沖串或時隙相關(guān)的通信鏈路的特定設(shè)置而獨立地為每個脈沖串或時隙數(shù)字地調(diào)整濾波器時間常數(shù)和限制電平。
文檔編號H04J3/00GK1559127SQ01823699
公開日2004年12月29日 申請日期2001年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2001年10月10日
發(fā)明者H·C·范尼特維赫特, H C 范尼特維赫特 申請人:艾利森電話股份有限公司