專利名稱：時(shí)鐘恢復(fù)電路和使用此電路的接收機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及有線和無線通信領(lǐng)域中的時(shí)鐘恢復(fù)電路，此電路從接收信號(hào)生成數(shù)據(jù)判決用的碼時(shí)鐘，并且涉及使用該時(shí)鐘恢復(fù)電路的接收機(jī)。
背景技術(shù)：
傳送和接收分成幀的數(shù)據(jù)的技術(shù)廣泛用于有線和無線通信領(lǐng)域。在使用的幀中，前導(dǎo)碼(PR)和唯一字(UW)前綴在預(yù)定長(zhǎng)度數(shù)據(jù)的頭部。圖2示出了幀結(jié)構(gòu)。在幀的最前面提供了PR。為了控制接收緊隨PR的UW和數(shù)據(jù)部分的狀態(tài)，在PR的接收過程中接收機(jī)執(zhí)行增益控制、頻率同步、碼同步等等。此處，在接收機(jī)進(jìn)行碼同步以恢復(fù)判決點(diǎn)的定時(shí)(也即碼時(shí)鐘)，其中在判決點(diǎn)碼的眼圖(eye pattern)張開最大，由時(shí)鐘恢復(fù)電路生成碼時(shí)鐘。
在典型的時(shí)鐘恢復(fù)方法中，在同相(I)和正交(Q)軸上零交叉的時(shí)間位置被檢測(cè)并用來恢復(fù)碼時(shí)鐘。圖3示意地示出了時(shí)鐘恢復(fù)電路中的時(shí)鐘調(diào)整。圖3所示的時(shí)鐘恢復(fù)中，基于恢復(fù)碼時(shí)鐘檢測(cè)到帶有從輸入信號(hào)獲得的相位誤差信息的相位誤差E，并且調(diào)整時(shí)鐘相位來減少該相位誤差。此處，使用零交叉信號(hào)來調(diào)整恢復(fù)碼時(shí)鐘中的時(shí)鐘相位，并且因此該零交叉信號(hào)被稱為相位誤差信息。在由于相位誤差相同，相位誤差信息接連地發(fā)生在碼循環(huán)內(nèi)時(shí)，完成快速鎖相，當(dāng)由于抖動(dòng)的影響相位誤差信息發(fā)生在碼循環(huán)外時(shí)，鎖相被減慢。因此相鄰碼的相位翻轉(zhuǎn)180°的交替模式用于PR，并且通過使用從交替模式接連獲得的相位誤差信息，生成碼時(shí)鐘，和基于生成的碼時(shí)鐘，獲取碼的判決點(diǎn)定時(shí)，這樣接收機(jī)獲得接收數(shù)據(jù)。
發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的本地振蕩器中的頻率漂移、相位噪聲等等促使相位漂移發(fā)生在發(fā)射機(jī)發(fā)射的信號(hào)和接收機(jī)接收的信號(hào)之間。因此接收機(jī)要求頻率同步，由糾正接收信號(hào)中相位漂移的相位糾錯(cuò)(PEC)電路，或者直接控制接收機(jī)中本地振蕩器的振蕩頻率的自動(dòng)頻率控制(AFC)電路，來執(zhí)行此過程。
圖4示出了接收機(jī)的結(jié)構(gòu)。PEC電路402糾正來自信號(hào)檢測(cè)單元401的檢測(cè)信號(hào)輸入411中的相位誤差，時(shí)鐘恢復(fù)電路1使用相位糾正信號(hào)412來生成碼時(shí)鐘128，數(shù)據(jù)判決單元403使用碼時(shí)鐘128對(duì)相位糾正信號(hào)412執(zhí)行數(shù)據(jù)判決以獲得接收數(shù)據(jù)413。注意碼時(shí)鐘128也用于PEC電路402來計(jì)數(shù)相位糾正值。
通常，如圖4所示，通過在碼同步(此處，碼時(shí)鐘恢復(fù))的上游執(zhí)行頻率同步(此處，相位糾錯(cuò))，可獲得正確接收數(shù)據(jù)。但是，當(dāng)頻率漂移引起接收信號(hào)中大相位漂移時(shí)，打破了零交叉信號(hào)的循環(huán)性。因此當(dāng)應(yīng)當(dāng)僅有一個(gè)眼張開時(shí)，由于碼周期中多個(gè)眼張開引起相位誤差信息變得不確定，這使得時(shí)鐘恢復(fù)困難。這因?yàn)闀r(shí)鐘恢復(fù)電路試圖將時(shí)鐘相位鎖到偽眼。基于時(shí)鐘恢復(fù)電路生成的碼時(shí)鐘，誤差也發(fā)生于PEC電路執(zhí)行的相位糾正中，導(dǎo)致接收數(shù)據(jù)中的誤差。注意在以下描述中，由頻率漂移造成的檢測(cè)信號(hào)中的相位漂移是一個(gè)不同于恢復(fù)的碼時(shí)鐘中相位誤差的參數(shù)。
如公開號(hào)為2001-35095的日本專利申請(qǐng)中所示，在常規(guī)的使用零交叉信號(hào)作為相位誤差信息的時(shí)鐘恢復(fù)技術(shù)中，僅選擇有效的相位誤差信號(hào)。
圖37是示出了包含在以上技術(shù)記述的時(shí)鐘恢復(fù)電路中的誤差選擇電路的結(jié)構(gòu)框圖。圖37所示的誤差選擇電路中，T計(jì)數(shù)電路3700測(cè)量顯示零交叉的零點(diǎn)信息之間的時(shí)間間隔，誤差選擇控制信號(hào)生成器3701判斷T計(jì)數(shù)是否在預(yù)定范圍內(nèi)，并且基于判斷結(jié)果輸出誤差選擇控制信號(hào)。AND電路3704評(píng)估當(dāng)前誤差選擇控制信號(hào)和存儲(chǔ)于D觸發(fā)器3703中的在前誤差選擇控制信號(hào)，并且基于評(píng)估結(jié)果輸出誤差選擇控制信號(hào)3710到切換電路3706。
當(dāng)前零交叉與在前零交叉間的時(shí)間間隔都是位于由最小和最大值限定的范圍內(nèi)的位時(shí)鐘時(shí)間周期時(shí)，常規(guī)誤差選擇電路輸出來自相位檢測(cè)器的相位誤差信號(hào)，判斷相位誤差信號(hào)來顯示基本精確的相位誤差。另一方面，如果這些時(shí)間間隔中的一個(gè)落于設(shè)定范圍外，則常規(guī)誤差選擇電路使得來自相位檢測(cè)器的相位誤差信號(hào)無效，判斷相位誤差信號(hào)屬于可疑精確度。
由于下述兩種情況中相位誤差的低可靠性，通過僅使得涉及設(shè)定范圍內(nèi)反相間隔的相位誤差信號(hào)有效，并且使具有低信號(hào)電平的短反相間隔之后立即發(fā)生的相位誤差信號(hào)和在相位誤差累積的長(zhǎng)反相間隔之前和之后立即發(fā)生的相位誤差信號(hào)兩者都無效，因此現(xiàn)有技術(shù)能避免導(dǎo)致相位波動(dòng)、位滑動(dòng)等等，并且因此使相位跟蹤性能穩(wěn)定。
在本發(fā)明為目標(biāo)的有線和無線通信領(lǐng)域中，當(dāng)以幀格式使用調(diào)制信號(hào)突發(fā)傳送期間，常規(guī)誤差選擇電路在接收信號(hào)中具有頻率漂移的幀最前端執(zhí)行碼同步時(shí)，會(huì)出現(xiàn)下面的問題，該常規(guī)誤差選擇電路涉及應(yīng)用于數(shù)字信號(hào)播放器的二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)，該數(shù)字信號(hào)播放器播放記錄在記錄媒體如DVD(數(shù)字通用盤)上的信息。
考慮使用∏/4 DQPSK(差分正交移相鍵控)調(diào)制信號(hào)的例子。通常，交替模式“10 01”用于PR序列中，并且時(shí)鐘恢復(fù)電路使用這種序列模式固有的循環(huán)信號(hào)作為相位誤差信息來恢復(fù)碼時(shí)鐘。注意圖5示出了每個(gè)碼兩位(Xn，Xn+1)的相位轉(zhuǎn)變量。
圖6示出了交替模式時(shí)檢測(cè)的∏/4 DQPSK信號(hào)的轉(zhuǎn)變。-∏/4相位中信號(hào)點(diǎn)A與3∏/4相位中信號(hào)點(diǎn)B交替轉(zhuǎn)變。此處，從點(diǎn)A到點(diǎn)B的轉(zhuǎn)變AB和從點(diǎn)B到點(diǎn)A的轉(zhuǎn)變BA總在相對(duì)于交替軸的相同方向上轉(zhuǎn)變。此處，此轉(zhuǎn)變稱為拱形轉(zhuǎn)變。拱形轉(zhuǎn)變的原因如下。
圖7示出了交替模式時(shí)預(yù)檢測(cè)的∏/4 DQPSK信號(hào)的轉(zhuǎn)變。圖8所示的信號(hào)轉(zhuǎn)變的中間點(diǎn)(Man，Mbn，此處n＝1，2，3，4)被表示為Ma1ma·exp(∏/8)，Mb1mb·exp(3∏/8)Ma2ma·exp(5∏/8)，Mb2mb·exp(7∏/8)Ma3ma·exp(9∏/8)，Mb3mb·exp(11∏/8)Ma4ma·exp(13∏/8)，Mb4mb·exp(15∏/8)因此，在所有組合的相鄰中間點(diǎn)(Ma1&Mb1，Mb1&Ma2，Ma2&Mb2，Mb2&Ma3，Ma3&Mb3，Mb3&Ma4，Ma4&Mb4，Mb4&Ma1)的差分檢測(cè)輸出可表示為mamb·exp(∏/4). (1)表達(dá)式1表示差分檢測(cè)信號(hào)的轉(zhuǎn)變?cè)趦蓚€(gè)信號(hào)點(diǎn)之間的∏/4相位方向上總有分量。即，信號(hào)在相對(duì)于交替軸的相同方向上轉(zhuǎn)變。因此使用∏/4 DQPSK的調(diào)制，當(dāng)PR序列具有交替模式“10 01”時(shí)差分檢測(cè)信號(hào)的轉(zhuǎn)變是拱形的。
下面描述的情況是，由于頻率漂移包含在具有拱形轉(zhuǎn)變特征的信號(hào)中，在信號(hào)轉(zhuǎn)變期間兩個(gè)或者更多零交叉沿著一個(gè)軸發(fā)生。
圖9是示出了沒有相位漂移時(shí)零交叉信號(hào)的時(shí)序圖。從圖6的信號(hào)轉(zhuǎn)變也明顯的看出，在沒有相位漂移的情況下，零交叉沿著I/Q兩軸在碼循環(huán)內(nèi)發(fā)生，此事實(shí)意味著相對(duì)于被恢復(fù)的碼時(shí)鐘，沿著I/Q軸的零交叉信號(hào)在一個(gè)碼間隔處發(fā)生，并且因此連續(xù)的相位誤差EI和EQ分別相同。從而，這些零交叉信號(hào)是有效的相位誤差信息。
圖10示意性地示出了圖6示出的檢測(cè)信號(hào)中具有附加+45°相位漂移和噪聲的信號(hào)轉(zhuǎn)變。如圖10所示，信號(hào)點(diǎn)與附加噪聲一起分散，加寬了信號(hào)轉(zhuǎn)變的軌跡。
圖11是示出了與I/Q軸交叉的圖10中檢測(cè)信號(hào)示意圖。大部分轉(zhuǎn)變AB能分類成下列四種類型。
轉(zhuǎn)變AB121st→2nd象限轉(zhuǎn)變AB1231st→2nd→3rd象限轉(zhuǎn)變AB4124th→1st→2nd象限轉(zhuǎn)變AB41234th→1st→2nd→3rd象限圖12是示出了轉(zhuǎn)變AB4123的零交叉信號(hào)和相位誤差的示意圖。如圖12所示，伴隨著轉(zhuǎn)變AB4123，零交叉信號(hào)沿著I/Q兩軸發(fā)生。注意伴隨著同相(I)分量?jī)?nèi)的相位誤差EI，由于拱形信號(hào)轉(zhuǎn)變每個(gè)碼周期發(fā)生至少兩個(gè)零交叉信號(hào)。
考慮下述例子，當(dāng)輸入信號(hào)對(duì)應(yīng)于PR并且檢測(cè)信號(hào)符號(hào)交替時(shí)，上面討論的常規(guī)誤差選擇電路判斷相位誤差信息的有效性。在兩個(gè)零交叉信號(hào)發(fā)生在每個(gè)碼周期的規(guī)則間隔(＝0.5T，此處T＝1碼周期)的情況下，偽眼發(fā)生在原始捕獲的眼圖的任一邊。當(dāng)真眼需要作為相位誤差信息被指定并且從此信號(hào)中采樣時(shí)，由于當(dāng)Tcmin設(shè)置在0.5T以下時(shí)，每個(gè)碼周期兩個(gè)零交叉信號(hào)被判斷有效，因此具有常規(guī)誤差選擇電路的時(shí)鐘恢復(fù)不穩(wěn)定。另一方面，當(dāng)由于兩個(gè)零交叉信號(hào)被判斷無效，Tcmin設(shè)置在0.5T以上時(shí)，檢測(cè)不到相位誤差信息，這使得時(shí)鐘恢復(fù)不可能。因此，出現(xiàn)在檢測(cè)信號(hào)中的頻率漂移導(dǎo)致相位漂移，當(dāng)常規(guī)誤差選擇電路應(yīng)用到涉及具有該相位漂移的交替模式PR時(shí)，不能實(shí)現(xiàn)正常的時(shí)鐘鎖定操作。

發(fā)明內(nèi)容
考慮到以上問題，本發(fā)明的目標(biāo)是提供一種時(shí)鐘恢復(fù)電路，和使用該時(shí)鐘恢復(fù)電路的接收機(jī)，該時(shí)鐘恢復(fù)電路對(duì)于每個(gè)碼周期發(fā)生多個(gè)零交叉的信號(hào)穩(wěn)定地運(yùn)行。
為達(dá)到以上目標(biāo)，從輸入信號(hào)中恢復(fù)碼時(shí)鐘的時(shí)鐘恢復(fù)電路包括N-間隔檢測(cè)單元，參考從輸入信號(hào)得到的N+l零交叉信號(hào)檢測(cè)N零交叉間隔，此處N是大于或者等于2的整數(shù)；判斷單元，判斷N零交叉間隔是否位于預(yù)定間隔范圍內(nèi)；和時(shí)鐘生成單元，基于判斷的結(jié)果生成碼時(shí)鐘。
根據(jù)此結(jié)構(gòu)，時(shí)鐘恢復(fù)電路判斷N零交叉間隔(即輸入信號(hào)內(nèi)的零交叉間的N相鄰間隔的組合)是否位于預(yù)定范圍內(nèi)，并且依據(jù)零交叉信號(hào)是有效或者無效來生成碼時(shí)鐘。此處，有效的零交叉信號(hào)用于生成碼時(shí)鐘，而忽略無效的零交叉信號(hào)。
通過使用生成碼時(shí)鐘來評(píng)估相位誤差信息，能最有效地采樣前導(dǎo)碼中固有的循環(huán)性，能加快恢復(fù)碼時(shí)鐘里的時(shí)鐘相位鎖定。
從檢測(cè)調(diào)制信號(hào)獲得的信號(hào)中恢復(fù)碼時(shí)鐘的時(shí)鐘恢復(fù)電路也能達(dá)到以上目標(biāo)，包括I-分量處理單元，參考從檢測(cè)信號(hào)獲得的同相信號(hào)，生成相位誤差信息；Q-分量處理單元，參考從檢測(cè)信號(hào)獲得的正交信號(hào)，生成相位誤差信息；和時(shí)鐘生成單元，基于相位誤差信息，生成和輸出碼時(shí)鐘，其中，每一個(gè)處理單元都包括N-間隔檢測(cè)子單元和M-間隔檢測(cè)子單元(N，M＝正整數(shù)；N＞M)，基于從每一個(gè)同相信號(hào)和正交信號(hào)得來的零交叉信號(hào)，判斷N和M間隔檢測(cè)子單元檢測(cè)的N零交叉間隔和M零交叉間隔是否在各自的預(yù)定間隔范圍內(nèi)，如果對(duì)N和M零交叉間隔的判斷都是肯定的，則使零交叉信號(hào)有效，如果對(duì)N和M零交叉間隔的任一者的判斷是否定的，則使零交叉信號(hào)無效，并且如果處理單元中的一個(gè)無效并且別的處理單元有效，時(shí)鐘生成單元基于有效處理單元的相位誤差信息，調(diào)整碼時(shí)鐘的相位，并且輸出相位調(diào)整后的碼時(shí)鐘。
如具有以上結(jié)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)能加快恢復(fù)碼時(shí)鐘中的時(shí)鐘相位的鎖定。
從包含前導(dǎo)碼的輸入信號(hào)中恢復(fù)碼時(shí)鐘的時(shí)鐘恢復(fù)電路，也能達(dá)到以上目標(biāo)，該時(shí)鐘恢復(fù)電路包括零交叉檢測(cè)單元，從輸入信號(hào)檢測(cè)零交叉的時(shí)間位置，并且輸出零交叉信號(hào)；間隔檢測(cè)單元，從零交叉信號(hào)導(dǎo)出相鄰零交叉之間的時(shí)間間隔，并且輸出間隔信號(hào)；1-間隔判斷單元，判斷每個(gè)間隔信號(hào)是否在預(yù)定的間隔范圍內(nèi)；2-間隔判斷單元，通過相加兩個(gè)相鄰的間隔信號(hào)，生成2-間隔信號(hào)，并且判斷2-間隔信號(hào)是否在預(yù)定的間隔范圍內(nèi)；控制單元，基于判斷單元的判斷結(jié)果，使每個(gè)零交叉信號(hào)有效或無效，并且輸出有效的零交叉信號(hào)；和時(shí)鐘生成單元，基于有效的零交叉信號(hào)，生成碼時(shí)鐘。
根據(jù)此結(jié)構(gòu)，具有僅使用有效的零交叉信號(hào)作為相位誤差信息的時(shí)鐘生成單元，時(shí)鐘恢復(fù)電路判斷分開的預(yù)定間隔(例如1零交叉間隔，和通過組合兩個(gè)單個(gè)間隔得到的2零交叉間隔)是否位于各自的預(yù)定范圍內(nèi)。這允許最有效地采樣前導(dǎo)碼中固有的循環(huán)性，能加快恢復(fù)碼時(shí)鐘中時(shí)鐘相位的鎖定。
此處，1-間隔判斷單元保持0到1碼周期的最小時(shí)間間隔和1到2碼周期的最大時(shí)間間隔，作為預(yù)定的間隔范圍，并且，2-間隔判斷單元保持1到2碼周期的最小時(shí)間間隔和2到少于3碼周期的最大時(shí)間間隔，作為預(yù)定的間隔范圍。
接收調(diào)制信號(hào)的接收機(jī)，也能達(dá)到以上目標(biāo)，該調(diào)制信號(hào)具有包含前導(dǎo)碼、特殊模式和數(shù)據(jù)的幀結(jié)構(gòu)，包括信號(hào)檢測(cè)單元，檢測(cè)接收的信號(hào)，并且輸出同相信號(hào)和正交信號(hào)；和時(shí)鐘恢復(fù)單元，從同相和正交信號(hào)中恢復(fù)碼時(shí)鐘，其中，時(shí)鐘恢復(fù)單元包括幀檢測(cè)子單元，從同相和正交信號(hào)檢測(cè)特殊模式，并輸出表示數(shù)據(jù)接收的幀接收信號(hào)；零交叉檢測(cè)子單元，從同相和正交信號(hào)檢測(cè)零交叉的時(shí)間位置，并且輸出同相零交叉信號(hào)和正交零交叉信號(hào)；間隔檢測(cè)子單元，從同相和正交零交叉信號(hào)導(dǎo)出相鄰零交叉間的時(shí)間間隔，并且輸出同相間隔信號(hào)和正交間隔信號(hào)；1-間隔判斷子單元，判斷每個(gè)同相和正交間隔信號(hào)是否位于預(yù)定的間隔范圍內(nèi)；2-間隔判斷子單元，將兩個(gè)相鄰?fù)嚅g隔信號(hào)和兩個(gè)相鄰正交間隔信號(hào)相加，生成同相2-間隔信號(hào)和正交2-間隔信號(hào)，并且判斷每個(gè)同相和正交2-間隔信號(hào)是否位于預(yù)定的間隔范圍內(nèi)；控制子單元，基于判斷子單元的判斷結(jié)果，使每個(gè)同相和正交零交叉信號(hào)有效或者無效，并且輸出同相和正交有效的零交叉信號(hào)；切換子單元，基于幀接收信號(hào)，在輸出同相和正交零交叉信號(hào)與同相和正交有效的零交叉信號(hào)之間切換；時(shí)鐘生成子單元，基于從切換單元輸出的同相和正交信號(hào)，生成碼時(shí)鐘。
因此，即使當(dāng)頻率漂移出現(xiàn)在調(diào)制信號(hào)，所述調(diào)制信號(hào)的幀結(jié)構(gòu)包括按以下順序排列的前導(dǎo)碼、特殊模式和數(shù)據(jù)時(shí)，此結(jié)構(gòu)允許使用前導(dǎo)碼來有效地采樣前導(dǎo)碼中固有的循環(huán)性，能加快恢復(fù)碼時(shí)鐘中時(shí)鐘相位的鎖定。
接收調(diào)制信號(hào)的接收機(jī)，也能達(dá)到以上目標(biāo)，該調(diào)制信號(hào)具有包含前導(dǎo)碼、特殊模式和數(shù)據(jù)的幀結(jié)構(gòu)，包括信號(hào)檢測(cè)單元，檢測(cè)接收的信號(hào)，并且輸出同相信號(hào)和正交信號(hào)；和時(shí)鐘恢復(fù)單元，從同相和正交信號(hào)中恢復(fù)碼時(shí)鐘，其中，時(shí)鐘恢復(fù)單元包括幀檢測(cè)子單元，從同相和正交信號(hào)檢測(cè)特殊模式，并輸出表示數(shù)據(jù)接收的幀接收信號(hào)；零交叉檢測(cè)子單元，從同相和正交信號(hào)檢測(cè)零交叉的時(shí)間位置，并且輸出同相零交叉信號(hào)和正交零交叉信號(hào)；間隔檢測(cè)子單元，從同相和正交零交叉信號(hào)導(dǎo)出相鄰零交叉間的時(shí)間間隔，并且輸出同相間隔信號(hào)和正交間隔信號(hào)；中心檢測(cè)子單元，檢測(cè)相鄰?fù)嗪拖噜徴涣憬徊嫘盘?hào)間中心的時(shí)間位置，并且輸出同相中心信號(hào)和正交中心信號(hào)；1-間隔判斷子單元，判斷每個(gè)同相和正交間隔信號(hào)是否位于預(yù)定的間隔范圍內(nèi)；2-間隔判斷子單元，將兩個(gè)相鄰?fù)嚅g隔信號(hào)和兩個(gè)相鄰正交間隔信號(hào)相加，生成同相2-間隔信號(hào)和正交2-間隔信號(hào)，并且判斷每個(gè)同相和正交2-間隔信號(hào)是否位于預(yù)定的間隔范圍內(nèi)；控制子單元，基于判斷子單元的判斷結(jié)果，使每個(gè)同相和正交中心信號(hào)有效或者無效，并且輸出同相和正交有效中心信號(hào)；切換子單元，基于幀接收信號(hào)，在輸出同相和正交零交叉信號(hào)與同相和正交有效中心信號(hào)之間切換；時(shí)鐘生成子單元，基于從切換單元輸出的同相和正交信號(hào)，生成碼時(shí)鐘。
具有此結(jié)構(gòu)，除1-間隔和2-間隔判斷單元執(zhí)行的判斷之外，在相鄰零交叉的中心的時(shí)間位置用作有效的相位誤差信號(hào)。因此，即使當(dāng)頻率漂移出現(xiàn)在調(diào)制信號(hào)中時(shí)，該調(diào)制信號(hào)的幀結(jié)構(gòu)包括按以下順序排列的前導(dǎo)碼、特殊模式和數(shù)據(jù)，能使用前導(dǎo)碼來有效地采樣前導(dǎo)碼中固有的循環(huán)性，能加快恢復(fù)碼時(shí)鐘里的時(shí)鐘相位的鎖定。


圖1是示出了關(guān)于本發(fā)明的實(shí)施例1的時(shí)鐘恢復(fù)電路的結(jié)構(gòu)的框圖；圖2是示出了典型的幀結(jié)構(gòu)的示意圖；圖3示意性地示出了時(shí)鐘恢復(fù)電路中的時(shí)鐘調(diào)整；圖4是示出了典型的接收機(jī)的結(jié)構(gòu)的框圖；圖5是示出了∏/4 DQPSK差分編碼規(guī)則的表格；圖6是示出了當(dāng)交替模式時(shí)檢測(cè)的∏/4 DQPSK信號(hào)的轉(zhuǎn)變的示意圖；圖7是示出了當(dāng)交替模式時(shí)預(yù)檢測(cè)∏/4 DQPSK信號(hào)的轉(zhuǎn)變的示意圖；
圖8是示出了圖7的信號(hào)轉(zhuǎn)變中中間點(diǎn)的示意圖；圖9是示出了沒有相位漂移的情況下零交叉信號(hào)的時(shí)序圖；圖10是圖6中檢測(cè)信號(hào)中具有附加+45°相位漂移和噪聲的信號(hào)轉(zhuǎn)變的示意圖；圖11是示出了交叉I/Q軸的圖10中檢測(cè)信號(hào)的示意圖；圖12是示出了轉(zhuǎn)變AB4123零交叉信號(hào)和相位誤差的示意圖；圖13是示出了零交叉檢測(cè)單元101的詳細(xì)結(jié)構(gòu)的框圖；圖14是示出了間隔檢測(cè)單元102的詳細(xì)結(jié)構(gòu)的框圖；圖15是示出了1-間隔判斷單元103中I/Q信號(hào)轉(zhuǎn)變的時(shí)序圖；圖16是示出了2-間隔判斷單元104的詳細(xì)結(jié)構(gòu)的框圖；圖17是示出了2-間隔判斷單元104中I-信號(hào)轉(zhuǎn)變的時(shí)序圖；圖18是示出了控制單元105的詳細(xì)結(jié)構(gòu)的框圖；圖19是示出了控制單元105中I-信號(hào)轉(zhuǎn)變的時(shí)序圖；圖20A和20B分別是示出了切換單元106的詳細(xì)結(jié)構(gòu)的框圖，和相關(guān)輸出值和輸入值的真值表；圖21是示出了時(shí)鐘生成單元的107的詳細(xì)結(jié)構(gòu)的框圖；圖22是示出了幀檢測(cè)單元108的詳細(xì)結(jié)構(gòu)的框圖；圖23是示出了幀接收信號(hào)129的轉(zhuǎn)變的時(shí)序圖；圖24是示出了當(dāng)交替模式時(shí)包括+45°相位漂移和噪聲的檢測(cè)∏/4DQPSK信號(hào)轉(zhuǎn)變的示意圖；圖25是涉及包括+45°相位漂移和噪聲的檢測(cè)信號(hào)的I-分量的信號(hào)時(shí)序圖的一部分；圖26是涉及包括+45°相位漂移和噪聲的檢測(cè)信號(hào)的Q-分量的信號(hào)時(shí)序圖的一部分；圖27是示出了關(guān)于本發(fā)明的實(shí)施例2的時(shí)鐘恢復(fù)電路27的結(jié)構(gòu)的框圖；圖28是示出了包括時(shí)鐘恢復(fù)信號(hào)27的接收機(jī)28的結(jié)構(gòu)的框圖；圖29是示出了中心檢測(cè)單元2700的詳細(xì)結(jié)構(gòu)的框圖；圖30是示出了中心檢測(cè)單元2700中信號(hào)變化的時(shí)序圖；圖31是示出了控制單元2701的詳細(xì)結(jié)構(gòu)的框圖；圖32是示出了涉及控制單元2701中I-分量的信號(hào)變化的時(shí)序圖；
圖33是示出了交替模式時(shí)兩波環(huán)境內(nèi)檢測(cè)∏/4 DQPSK-VP信號(hào)轉(zhuǎn)變的示意圖；圖34是示出了當(dāng)交替模式時(shí)兩波環(huán)境內(nèi)包括+20°相位漂移和噪聲的檢測(cè)∏/4 DQPSK-VP信號(hào)轉(zhuǎn)變的示意圖；圖35是涉及包括+20°相位漂移和噪聲的檢測(cè)信號(hào)I-分量的信號(hào)時(shí)序圖的一部分；圖36是涉及包括+20°相位漂移和噪聲的檢測(cè)信號(hào)的Q-分量的信號(hào)時(shí)序圖的一部分；圖37是示出了常規(guī)時(shí)鐘恢復(fù)電路中誤差選擇電路的結(jié)構(gòu)的框圖；圖38是預(yù)檢測(cè)∏/8 8PSK信號(hào)的信號(hào)空間圖；圖39是示出了∏/8 8PSK差分編碼規(guī)則的表格；圖40是差分檢測(cè)∏/8 8PSK信號(hào)的信號(hào)空間圖；圖41是示出了交替模式時(shí)預(yù)檢測(cè)∏/8 8PSK信號(hào)的轉(zhuǎn)變的示意圖；圖42是示出了當(dāng)交替模式時(shí)預(yù)檢測(cè)∏/8 8PSK信號(hào)的轉(zhuǎn)變中的中間點(diǎn)的示意圖；圖43是示出了當(dāng)交替模式時(shí)檢測(cè)∏/8 8PSK信號(hào)的轉(zhuǎn)變的示意圖；圖44是示出了包括+67.5°相位漂移的檢測(cè)∏/8 8PSK信號(hào)的轉(zhuǎn)變的示意圖；圖45是檢測(cè)BPSK信號(hào)的信號(hào)空間圖；圖46是示出了BPSK編碼規(guī)則的表格；圖47是示出了在檢測(cè)BPSK信號(hào)中具有附加噪聲的信號(hào)轉(zhuǎn)變的示意圖；圖48是示出了沿著I軸的圖47中的BPSK信號(hào)的零交叉的示意圖；圖49是檢測(cè)QPSK信號(hào)的信號(hào)空間圖；圖50是示出了QPSK編碼規(guī)則的表格；圖51是示出了當(dāng)交替模式時(shí)包括+45°相位漂移的檢測(cè)QPSK信號(hào)轉(zhuǎn)變的示意圖；圖52是檢測(cè)8PSK信號(hào)的信號(hào)空間圖；圖53是示出了8PSK編碼規(guī)則的表格；以及圖54是示出了當(dāng)交替模式時(shí)包括+45°相位漂移的檢測(cè)8PSK信號(hào)轉(zhuǎn)變的示意圖。
實(shí)施發(fā)明的最佳方式實(shí)施例1圖1是示出了關(guān)于本發(fā)明的實(shí)施例1的時(shí)鐘恢復(fù)電路的結(jié)構(gòu)的框圖。時(shí)鐘恢復(fù)電路1包括零交叉檢測(cè)單元101、間隔檢測(cè)單元102、1-間隔判斷單元103、2-間隔判斷單元104、控制單元105、切換單元106、時(shí)鐘生成單元107、和幀檢測(cè)單元108。圖2中具有幀結(jié)構(gòu)的檢測(cè)信號(hào)輸入到時(shí)鐘恢復(fù)電路1中。
圖4是示出了包括時(shí)鐘恢復(fù)電路1的接收機(jī)4的結(jié)構(gòu)框圖。如圖4所示，信號(hào)檢測(cè)單元401和相位糾錯(cuò)(PEC)電路402被提供在時(shí)鐘恢復(fù)電路1的上游，并且數(shù)據(jù)判決單元403被提供在下游。接收機(jī)4接收來自發(fā)射機(jī)(沒有敘述)的調(diào)制信號(hào)。信號(hào)檢測(cè)單元401檢測(cè)接收信號(hào)410，并且輸出檢測(cè)信號(hào)411。PEC電路402從時(shí)鐘恢復(fù)電路1輸出的碼時(shí)鐘128中獲得最適宜判決點(diǎn)的定時(shí)，計(jì)數(shù)相位糾正值，并且糾正檢測(cè)信號(hào)411的相位。數(shù)據(jù)判決單元403使用恢復(fù)碼時(shí)鐘128從指定的碼判決點(diǎn)獲得接收數(shù)據(jù)413。
相位糾正信號(hào)412輸入到時(shí)鐘恢復(fù)電路1。例如，此處假定檢測(cè)信號(hào)411由差分檢測(cè)∏/4 DQPSK調(diào)制信號(hào)生成。輸入信號(hào)412具有圖2所示的幀結(jié)構(gòu)。每幀從頭開始依次包括前導(dǎo)碼(PR)部分、唯一字(UW)部分和數(shù)據(jù)部分。相位角在兩個(gè)相鄰碼之間翻轉(zhuǎn)180°的數(shù)據(jù)模式設(shè)置在PR部分中。此處，從一個(gè)碼到下一個(gè)成180°的這個(gè)相位角的交替翻轉(zhuǎn)稱為“碼的符號(hào)交替”，并且由交替碼形成的模式稱為“交替模式”。設(shè)置在PR中的交替模式具有預(yù)定長(zhǎng)度(也即數(shù)據(jù)模式，其中預(yù)定數(shù)量的碼交替)。建立幀同步的數(shù)據(jù)模式設(shè)置在UW部分中。分成預(yù)定長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)設(shè)置在數(shù)據(jù)部分。
下面描述圖1所示的時(shí)鐘恢復(fù)電路1的不同的框。注意為助于理解，下面描述僅參考輸入到時(shí)鐘恢復(fù)電路1的相位糾正信號(hào)的同相(I)分量，假設(shè)類似處理正交(Q)分量。
圖13詳細(xì)示出了零交叉檢測(cè)單元101。單元101包括采樣延遲器1300和1301，和XOR(或非)電路1302和1303。采樣延遲器1300延遲檢測(cè)信號(hào)112一個(gè)采樣，并且通過對(duì)當(dāng)前信號(hào)和1-采樣延遲信號(hào)執(zhí)行XOR操作，檢測(cè)檢測(cè)信號(hào)112的符號(hào)的變化。也就是，采樣延遲器1300檢測(cè)相位糾正信號(hào)412的I-分量中的零交叉(見圖4)，并且輸出零交叉信號(hào)114。
圖14詳細(xì)示出了間隔檢測(cè)單元102。單元102包括計(jì)數(shù)器1400、寄存器1401、和延遲調(diào)整單元1402。使用零交叉信號(hào)114作為重置信號(hào)，每當(dāng)輸入外部供應(yīng)采樣時(shí)鐘1411時(shí)，計(jì)數(shù)器1400加“1”。當(dāng)計(jì)數(shù)器值重置為“0”時(shí)，寄存器1401輸出重置剛剛開始之前保持的累積計(jì)數(shù)器值1410作為間隔信號(hào)116。延遲調(diào)整單元1402延遲調(diào)整零交叉信號(hào)114，并且輸出延遲調(diào)整信號(hào)作為定時(shí)信號(hào)117，它表示間隔信號(hào)116的結(jié)束。
公知的比較器電路能實(shí)現(xiàn)的1-間隔判斷單元103(未詳細(xì)描述)，判斷間隔信號(hào)116(L1I)是否位于由最小和最大的1-間隔閾值T1min和T1max限定的預(yù)定范圍內(nèi)，并且基于判斷結(jié)果輸出1-間隔控制信號(hào)120。如果T1min≤L1I≤T1max，1-間隔判斷單元103設(shè)置1-間隔控制信號(hào)120為有效(此處，“高電平”、或者簡(jiǎn)單地稱為“高”)，在所有的別的情況下為無效(此處，“低電平”，或者簡(jiǎn)單地稱為“低”)。
圖15示出了1-間隔判斷單元103中的I/Q信號(hào)的定時(shí)。如圖15所示，L1(N+1)和L1(N+3)部分已經(jīng)無效(低)。注意圖15中的“L1”通用代表間隔信號(hào)的I(116)和Q(118)分量的1-間隔長(zhǎng)度。稍后描述中，“L2”用于代表2-間隔信號(hào)的2-間隔長(zhǎng)度，而當(dāng)具體參考信號(hào)I或者Q分量(例如“L1I”＝I分量的1-間隔長(zhǎng)度；“L2Q”＝Q分量的2-間隔長(zhǎng)度)時(shí)，附加“I”(同相)和“Q”(正交)。
圖16詳細(xì)示出了2-間隔判斷單元104。單元104包括存儲(chǔ)單元1600和1601、加法器1602和1603、和判斷單元1604和1605。每當(dāng)輸入定時(shí)信號(hào)117時(shí)，存儲(chǔ)單元1600順序存儲(chǔ)間隔信號(hào)116。加法器1602將當(dāng)前間隔信號(hào)116和存儲(chǔ)在單元1600中的延遲(在前)間隔信號(hào)1610相加，并且輸出合成值作為2-間隔信號(hào)1612。判斷單元1604判斷2-間隔信號(hào)1612(L2I)是否在最小和最大2-間隔長(zhǎng)度T2min和T2max限定的預(yù)定范圍內(nèi)，并基于判斷結(jié)果輸出2-間隔控制信號(hào)122。當(dāng)T1min≤L2I≤T1max時(shí)，2-間隔判斷單元104設(shè)置2-間隔控制信號(hào)122有效(高)，其它所有情況無效(低)。
圖17是示出了2-間隔判斷單元104內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)變的時(shí)序圖。成對(duì)輸入間隔信號(hào)116和定時(shí)信號(hào)117。在定時(shí)信號(hào)117上升時(shí)清空存儲(chǔ)單元1600。保持當(dāng)前間隔信號(hào)116和延遲的間隔信號(hào)1610相加的結(jié)果，在定時(shí)信號(hào)117下降時(shí)計(jì)數(shù)2-間隔信號(hào)1612。
圖18詳細(xì)示出了控制單元105。單元105包括延遲調(diào)整單元1800和AND電路1801、1802、1803和1804?；?-間隔和2-間隔控制信號(hào)120和122，單元105執(zhí)行對(duì)有效(高)或無效(低)的零交叉信號(hào)114的控制。延遲調(diào)整單元1800以預(yù)定時(shí)間周期T1set延遲零交叉信號(hào)114，來調(diào)整與1-間隔和2-間隔控制信號(hào)相關(guān)的定時(shí)，(也即T1set延遲將允許零交叉信號(hào)114和控制信號(hào)120和122的處理之間的電路延遲)。
圖19是示出了控制單元105中I-信號(hào)的轉(zhuǎn)換的時(shí)序圖。圖19中，ZIa到ZIh代表輸入到控制單元105的零交叉信號(hào)。由于時(shí)間間隔L1Ibc(也即ZIc到在前的ZIb)短于T1min，上游1-間隔判斷單元103改變1-間隔控制信號(hào)120到低。相似地，因?yàn)殚g隔L2Idf(也即ZIf到第二個(gè)在前ZId)短于T2min，2-間隔判斷單元104改變2-間隔控制信號(hào)122到低。因此，零交叉信號(hào)ZIc和ZIf無效，因?yàn)槿绻?-間隔控制信號(hào)120或2-間隔控制信號(hào)122設(shè)置為低(無效)，則控制單元105使延遲的零交叉信號(hào)1810無效。注意對(duì)于涉及Q-軸的信號(hào)也執(zhí)行相同的處理。
因此，如果1-間隔和2-間隔控制信號(hào)都設(shè)置到高(有效)，控制單元105僅在高時(shí)輸出有效的零交叉信號(hào)124。
圖20A是示出了切換單元106的結(jié)構(gòu)的框圖。單元106包括選擇電路2000，并且根據(jù)圖20B所示的真值表操作。如果控制信號(hào)S(即幀接收信號(hào)129)是“0”(低)，選擇輸入(B1，B2)用于輸出(C1，C2)，并且如果控制信號(hào)S是“1”(高)，選擇輸入(A1，A2)。幀接收期間，如果幀接收信號(hào)129是低的(也即在PR和UW部分的接收過程中)，選擇單元2000輸出有效的零交叉信號(hào)124作為相位誤差信息126，并且如果幀接收信號(hào)129是高的(也即在PR和UW部分已被接收之后)，輸出零交叉信號(hào)114作為相位誤差信息126。
圖21詳細(xì)示出了時(shí)鐘生成單元107。如果本發(fā)明的基本目標(biāo)是提供有效采樣相位誤差信息(此處，零交叉信號(hào))的技術(shù)，僅簡(jiǎn)單討論時(shí)鐘生成單元107的操作。單元107包括相位誤差檢測(cè)單元2100、環(huán)路濾波器2101和數(shù)字VCO(壓控振蕩器)2102?；趶臄?shù)字VCO 2102輸出的碼時(shí)鐘128的定時(shí)，誤差檢測(cè)單元2100評(píng)估輸入的相位誤差信息126的相位，并且輸出碼時(shí)鐘128和相位誤差信息的相位之間的差值來作為相位誤差信號(hào)2110。環(huán)路濾波器2101平滑了相位誤差信號(hào)2110，并且輸出平滑的信號(hào)作為頻率控制值2111?；陬l率控制值2111，數(shù)字VCO 2102生成碼時(shí)鐘128。
圖22詳細(xì)地示出了幀檢測(cè)單元108。單元108包括UW檢測(cè)單元2200、幀終止檢測(cè)單元2201、和信號(hào)生成單元2202?；贗/Q相位糾正信號(hào)110和111(圖4中相位糾正信號(hào)412)和碼時(shí)鐘128，UW檢測(cè)單元2200檢測(cè)UW，并且輸出UW信號(hào)2210。幀終止檢測(cè)單元2201檢測(cè)幀的終止，并且輸出終止信號(hào)2211?；赨W信號(hào)2210和終止信號(hào)2211，信號(hào)生成單元2202輸出設(shè)置為“0”(低)或“1”(高)的幀接收信號(hào)129。幀接收信號(hào)129示出了正被接收的幀的狀態(tài)。
圖23是示出了幀接收信號(hào)129的轉(zhuǎn)變的時(shí)序圖。整個(gè)PR和UW接收期間，幀接收信號(hào)129被維持在低，并且在UW被檢測(cè)后整個(gè)數(shù)據(jù)接收期間，設(shè)置到高。因此，如果幀接收信號(hào)129在低，切換單元106從控制單元105輸出有效零交叉信號(hào)，并且如果幀接收信號(hào)129在高，從零交叉檢測(cè)單元101中輸出零交叉信號(hào)作為相位誤差信息。
如上所示，實(shí)施例1的時(shí)鐘恢復(fù)電路1不僅判斷連續(xù)零交叉間的1零交叉間隔，而且單獨(dú)判斷另一個(gè)預(yù)定零交叉間隔。當(dāng)前實(shí)施例中，該另外的間隔是通過相加兩個(gè)連續(xù)的單個(gè)間隔得到的2零交叉間隔。如果1和2零交叉間隔都在各自的范圍內(nèi)，時(shí)鐘恢復(fù)電路1使零交叉信號(hào)有效。換句話說，本發(fā)明的特征是，通過僅指定明顯可靠的眼作為相位誤差信息，在每個(gè)突發(fā)的最前面時(shí)鐘恢復(fù)中能完成快速鎖相。
時(shí)鐘恢復(fù)電路1能鎖定時(shí)鐘相位，即使相位糾正信號(hào)412在這個(gè)階段包括相位漂移，在此階段PEC電路402在幀最前面鎖定糾正值。一旦時(shí)鐘恢復(fù)電路1已鎖定碼時(shí)鐘128的相位，PEC電路402使用精確的糾正值糾正相位漂移。因此，使用相位糾正信號(hào)412執(zhí)行從UW向前的時(shí)鐘恢復(fù)，允許時(shí)鐘恢復(fù)電路1和PEC電路402穩(wěn)定地操作。
接下來，用接收的∏/4 DQPSK信號(hào)作為例子來說明時(shí)鐘恢復(fù)電路1的特殊操作，該信號(hào)包括頻率漂移和噪聲。
圖24示出了交替模式時(shí)檢測(cè)∏/4 DQPSK信號(hào)的轉(zhuǎn)變，該信號(hào)包括+45°相位漂移和噪聲。輸入到信號(hào)檢測(cè)單元401的信號(hào)是數(shù)字信號(hào)，該數(shù)字信號(hào)以每個(gè)碼12個(gè)采樣來采樣。輸入信號(hào)表示為
S(n)＝I(n)+j·Q(n) (2)此處I(n)是I-分量，Q(n)是Q-分量，并且n是包括零的正整數(shù)。
檢測(cè)單元401差分檢測(cè)1-碼延遲信號(hào)。輸出D(n)表示為D(n)＝{I(n)+j·Q(n)}·{I(n-12)+j·Q(n-12)}*(3)此處n是等于或者大于12的整數(shù)，并且*表示復(fù)共軛。
PEC電路402糾正輸出D(n)的相位，并且結(jié)果信號(hào)輸入到時(shí)鐘恢復(fù)電路1。相位糾正的I/Q信號(hào)112和113輸入到零交叉檢測(cè)單元101，并且輸出I/Q零交叉信號(hào)114和115，該單元評(píng)估采樣之間輸入信號(hào)112和113符號(hào)的變化。如果符號(hào)已有變化，零交叉信號(hào)114和115對(duì)一個(gè)采樣設(shè)置為高。
圖25示出了涉及包括+45°相位漂移和噪聲的檢測(cè)信號(hào)I-分量的信號(hào)時(shí)序圖的一部分。
圖25中，零交叉信號(hào)114的時(shí)間位置從最早到最近是ZIa、ZIb、ZIc、ZId、ZIe、ZIf和ZIg。間隔檢測(cè)單元102計(jì)數(shù)零交叉信號(hào)114之間的采樣間隔。圖25中，采樣時(shí)間間隔L1Iab(ZIa到ZIb)顯示為5個(gè)采樣。1-間隔判斷單元103判斷間隔信號(hào)116是否在由T1min和T1max限定的預(yù)定范圍內(nèi)。
這里，在沒有頻率漂移的情況下，噪聲使得零交叉信號(hào)在單碼間隔波動(dòng)。因此，需要考慮噪聲的影響來設(shè)置T1min和T1max。這里，分別將T1min和T1max設(shè)置為0.5T(＝6個(gè)采樣)和1.5T(＝18個(gè)采樣)，這里T＝1碼周期。
因此，1-間隔判斷單元103使得具有6-18個(gè)采樣的采樣計(jì)數(shù)的間隔L1Ibc(ZIb到ZIc＝6)，L1Ide(ZId到ZIe＝7)和L1Ief(ZIe到ZIf＝)有效，并在高(有效)輸出1-間隔控制信號(hào)120。另一個(gè)方面，1-間隔判斷單元103使得在規(guī)定范圍外的間隔L1Iab(ZIa到ZIb＝5)和L1Icd(ZIc到ZId＝5)無效并在低(無效)輸出1-間隔控制信號(hào)120。
也將間隔信號(hào)116輸入2-間隔判斷單元104。如圖16所示，2-間隔判斷單元104中的存儲(chǔ)單元1600在每次從間隔檢測(cè)單元102輸入定時(shí)信號(hào)117時(shí)存儲(chǔ)間隔信號(hào)116。加法器1602將當(dāng)前間隔信號(hào)116和存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元1600中的值(即，在前間隔信號(hào)1610)相加以獲得2-間隔信號(hào)1612。這導(dǎo)致間隔L2Iac＝11(L1Iab+L1Ibc＝5+6)，L2Ibd＝11(L1Ibc+L1Icd＝6+5)，L2Ice＝12(L1Icd+L1Ide＝5+7)和L2Idf＝13(L1Ide+L1Ief＝7+6)，如圖25所示。判斷單元1604判斷這些2-間隔信號(hào)1612是否在由T2mm和T2max定義的預(yù)定范圍內(nèi)。
如果是PR的交替模式，理想的是每?jī)蓚€(gè)碼循環(huán)發(fā)生兩個(gè)零交叉。但是，如果存在相位漂移，沿著具有減小振幅波動(dòng)的軸(圖24中的I-軸)的零交叉信號(hào)的循環(huán)性被破壞，每個(gè)碼周期可能會(huì)引起多個(gè)零交叉。另一方面，沿著具有增加振幅波動(dòng)的軸(圖24中的Q-軸)的零交叉信號(hào)每個(gè)碼周期以1的速率發(fā)生，且降低噪聲感應(yīng)變化。因此，可沿著設(shè)置T2mm和T2max的I/Q軸從零交叉有效采樣相位誤差信息以使得每?jī)蓚€(gè)循環(huán)以2的速率發(fā)生的零交叉信號(hào)有效，并且使得在一個(gè)碼循環(huán)外發(fā)生的零交叉信號(hào)無效。鑒于此，這里分別將T2min和T2max設(shè)置為18(T×1.5＝12×1.5)和30(T×2.5＝12×2.5)個(gè)采樣。
如果圖25中的2-間隔信號(hào)1612都低于18個(gè)采樣，在低(無效)時(shí)輸出2-間隔控制信號(hào)122。因此，延遲的零交叉信號(hào)1810都無效，有效的零交叉信號(hào)124保持低。
因此，即使1-間隔判斷單元103判斷交替模式中兩個(gè)連續(xù)的零交叉之間短間隔為有效(即，在T1min-T1max范圍內(nèi))，2-間隔判斷單元104結(jié)合兩個(gè)相鄰間隔的組合判斷，且如果小于T2min，使得這2零交叉間隔無效。因此有效眼被最精確地選擇，從而獲得有效的相位誤差信息。
以下相似地討論Q-軸零交叉。
圖26示出了涉及包括+45°相位漂移和噪聲的檢測(cè)信號(hào)Q-分量的信號(hào)時(shí)序圖的一部分。在圖26中，零交叉信號(hào)115的時(shí)間位置被示為ZQa，ZQb，ZQc和ZQd。間隔檢測(cè)單元102給零交叉信號(hào)115之間采樣間隔計(jì)數(shù)。在圖26中，采樣間隔L1Qab(ZQa-ZQb)和L1Qbc(ZQb-ZQc)被示為分別12和11個(gè)采樣。1-間隔判斷單元103判斷間隔信號(hào)118是否在T1min(6個(gè)采樣)和T1max(18個(gè)采樣)限制的預(yù)定范圍內(nèi)。因此，1-間隔判斷單元103使得圖26中所有的間隔信號(hào)118(即，6和18個(gè)采樣之間所有信號(hào))有效，并在高(有效)時(shí)輸出所有1-間隔控制信號(hào)121。
也將間隔信號(hào)118輸入2-間隔判斷單元104。與I-分量相似，圖16所示的2-間隔判斷單元104中存儲(chǔ)單元1601在每次從間隔檢測(cè)單元102輸入定時(shí)信號(hào)119時(shí)存儲(chǔ)間隔信號(hào)118。加法器1603將當(dāng)前間隔信號(hào)118和存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元1601中的值(即，在前間隔信號(hào)1611)相加以獲得2-間隔信號(hào)1613。這導(dǎo)致間隔L2Qac＝23(即，L1Qab+L1Qbc＝12+11)，如圖26所示。判斷單元1605判斷這些間隔是否在由T2mm(18個(gè)采樣)和T2max(30個(gè)采樣)限制的預(yù)定的范圍內(nèi)。由于圖26中的2-間隔信號(hào)1613都在18和30個(gè)采樣之間，在高(有效)時(shí)輸出2-間隔控制信號(hào)123。因此，延遲的零交叉信號(hào)1811都是有效的，且作為有效零交叉信號(hào)125輸出。
由于在接收到PR部分階段接收機(jī)4尚未接收UW部分，在低時(shí)幀檢測(cè)單元108輸出幀接收信號(hào)129。因此，切換單元106從控制單元105選擇I/Q有效零交叉信號(hào)124和125，并將選中的信號(hào)作為I/Q相位誤差信息126和127輸出到時(shí)鐘生成單元107。一旦接收機(jī)4已完成接收UW部分，幀接收信號(hào)129變?yōu)楦?即，指示數(shù)據(jù)被接收)，且切換單元106從零交叉檢測(cè)單元101切換到輸出I/Q零交叉信號(hào)114和115作為I/Q相位誤差信息126和127。時(shí)鐘生成單元107調(diào)整時(shí)鐘相位且生成的時(shí)鐘輸入到PEC電路402，使得正確的相位糾正值被導(dǎo)出。
如上所示，在包括頻率漂移的幀信號(hào)的接收期間的早期階段，本實(shí)施例的時(shí)鐘恢復(fù)電路1能使在碼循環(huán)內(nèi)發(fā)生的零交叉信號(hào)的Q-分量(115)有效，而使在碼循環(huán)外部發(fā)生的零交叉信號(hào)的I-分量(114)無效，因此在每個(gè)突發(fā)的最前面允許碼時(shí)鐘的較快速相位鎖定。而以上描述例釋+45°相位漂移的情況，應(yīng)該注意在-45°相位漂移情況下得到相似效果，因?yàn)闀r(shí)鐘恢復(fù)電路1類似地使在碼循環(huán)內(nèi)發(fā)生的零交叉信號(hào)的I-分量(114)有效，而使在碼循環(huán)外部發(fā)生的零交叉信號(hào)的Q-分量(115)無效。而且，因?yàn)榧词巩?dāng)檢測(cè)信號(hào)包括頻率漂移時(shí)時(shí)鐘恢復(fù)電路1能鎖定時(shí)鐘相位，PEC電路402能正確地導(dǎo)出相位糾正值。
實(shí)施例2圖27是示出了本發(fā)明的實(shí)施例2的時(shí)鐘恢復(fù)電路的結(jié)構(gòu)框圖。時(shí)鐘恢復(fù)電路27包括零交叉檢測(cè)單元101、間隔檢測(cè)單元102、中心檢測(cè)單元2700、1-間隔判斷單元103、2-間隔判斷單元104、控制單元2701、切換單元2702、時(shí)鐘生成單元107、和幀檢測(cè)單元108。
圖28是示出了包括時(shí)鐘恢復(fù)電路27的接收機(jī)28的結(jié)構(gòu)框圖。除電路27外，接收機(jī)28采用與圖4所示實(shí)施例1的接收機(jī)4相似的結(jié)構(gòu)。電路27與電路1均為電路被建造在接收機(jī)內(nèi)，相位糾正信號(hào)412具有圖2所示的幀結(jié)構(gòu)，接收信號(hào)410的PR序列是交替模式，基于幀接收信號(hào)129切換零交叉信號(hào)。假設(shè)零交叉檢測(cè)單元101、間隔檢測(cè)單元102、1-間隔判斷單元103、2-間隔判斷單元104、時(shí)鐘生成單元107和幀檢測(cè)單元108具有相同結(jié)構(gòu)，并且執(zhí)行與實(shí)施例1中相同的操作，附加相同的參考符號(hào)并且此處省略其描述。
時(shí)鐘恢復(fù)電路27導(dǎo)出相鄰零交叉之間中心的時(shí)間位置，在導(dǎo)出的時(shí)間位置生成中心信號(hào)，并且基于零交叉信號(hào)之間的間隔判決中心信號(hào)是有效還是無效。電路27的特征是僅控制單元2701使其有效的中心信號(hào)用作生成相位誤差信息的有效中心信號(hào)。即使當(dāng)交替模式中的相鄰零交叉間隔的占空率變化較大時(shí)，也能使相位誤差信息在碼循環(huán)內(nèi)生成。
下面著眼于與實(shí)施例1的差別，此處給出中心檢測(cè)單元2700和控制單元2701的詳細(xì)描述。注意為助于理解，如實(shí)施例1，下面的描述僅參考輸入到時(shí)鐘恢復(fù)電路27的相位糾正信號(hào)的I-分量，假設(shè)Q-分量被類似處理。
圖29是示出了中心檢測(cè)單元2700的詳細(xì)描述的框圖。單元2700構(gòu)造為電路系統(tǒng)，該電路系統(tǒng)包括1/2電路2900和2901、計(jì)數(shù)器2902和2903、和脈沖生成器2904和2905。1/2電路2900接收間隔信號(hào)116的輸入、導(dǎo)出間隔信號(hào)116所示的時(shí)間間隔的1/2值，并且將導(dǎo)出的1/2值輸出到計(jì)數(shù)器2902作為設(shè)置信號(hào)。計(jì)數(shù)器2902接收定時(shí)信號(hào)117的輸入作為重置信號(hào)，并且，已設(shè)置1/2電路2900導(dǎo)出的值，到下一次重置為止計(jì)數(shù)由采樣時(shí)鐘生成器1403生成的采樣時(shí)鐘1411。在重置剛剛開始之前脈沖生成器2904生成脈沖，并且輸出該脈沖作為中心信號(hào)2710。
圖30是示出了中心檢測(cè)單元2700中信號(hào)變化的時(shí)序圖。計(jì)數(shù)器2902被間隔定時(shí)信號(hào)117重置，設(shè)置零交叉間隔的1/2值(也即L1/2)，并且計(jì)數(shù)由采樣時(shí)鐘生成器1403生成的采樣時(shí)鐘1411。當(dāng)計(jì)數(shù)器值達(dá)到L1/2值時(shí)，脈沖生成器2904生成1-采樣脈沖，并且輸出該脈沖作為中心信號(hào)2710。
圖31是示出了控制單元2701的詳細(xì)結(jié)構(gòu)的框圖。單元2701包括延遲調(diào)整單元3100，和AND電路1801、1802、1803和1804。當(dāng)1-間隔和2-間隔控制信號(hào)120和122都設(shè)置為高(有效)時(shí)，控制單元2701使中心信號(hào)2710有效，并且輸出有效的中心信號(hào)2712。
圖32是示出了涉及控制單元2701中I-分量的信號(hào)變化的時(shí)序圖。
圖32也示出了零交叉信號(hào)114，它形成中心信號(hào)2710和間隔控制信號(hào)120和122的基礎(chǔ)。當(dāng)1-間隔和2-間隔控制信號(hào)120和122都被設(shè)置為低(無效)時(shí)，控制單元2701使中心信號(hào)2710(低電平)無效。圖32中，有效中心信號(hào)1712與已無效化的中心信號(hào)CIb和CIe一起輸出。注意為了吸收中心信號(hào)2710和控制信號(hào)120和122之間的處理延遲(即電路延遲)差別，延遲調(diào)整單元3100將中心信號(hào)2710延遲固定的延遲T2set。
如上所述，本實(shí)施例的時(shí)鐘恢復(fù)電路27在相鄰零交叉信號(hào)之間中心的時(shí)間位置生成中心信號(hào)，并且在PR接收期間輸出中心信號(hào)作為相位誤差信息，并且然后在UW已被接收后的數(shù)據(jù)接收期間，基于幀接收信號(hào)129，電路27切換到輸出零交叉信號(hào)作為相位誤差信息。
接下來示出本發(fā)明的實(shí)施例2的時(shí)鐘恢復(fù)電路27具體操作的例子。描述PSK-VP(參見日本專利No.2506748)信號(hào)的接收。
PSK-VP(具有變化相位的移相鍵控)調(diào)制展示了在多徑衰減環(huán)境中出色的接收特性。通過向碼周期內(nèi)的相位轉(zhuǎn)變?cè)黾尤哂?，即使?dāng)相對(duì)于前導(dǎo)的延遲波的延遲量相對(duì)于碼周期T超過T/2時(shí)，眼張開使解調(diào)不依靠多徑衰減環(huán)境。
此處，結(jié)合圖5所示的正交差分編碼規(guī)則，使用QPSK-VP(下文，∏/4DQPSK-VP)調(diào)制來實(shí)施調(diào)查。在∏/4 DQPSK-VP調(diào)制中，檢測(cè)信號(hào)的轉(zhuǎn)變是拱形，如在實(shí)施例1中的∏/4 DQPSK調(diào)制，此現(xiàn)象被顯著地標(biāo)志在多徑環(huán)境中。雙波模型被假設(shè)為多徑環(huán)境。
圖33示出了當(dāng)交替模式時(shí)兩波環(huán)境中檢測(cè)∏/4 DQPSK-VP信號(hào)的轉(zhuǎn)變。注意例子假設(shè)了均勻功率的第一個(gè)和第二個(gè)波，第二個(gè)波被延遲T/2碼。沒有相位漂移和噪聲。信號(hào)在相對(duì)于交替軸相同的方向上的碼之間轉(zhuǎn)變，形成不能通過原點(diǎn)的寬拱形。
下面討論例子，在例子中頻率漂移導(dǎo)致的噪聲和相位漂移包含在信號(hào)中。
假設(shè)在±45°相位漂移的情況下，圖33中信號(hào)轉(zhuǎn)變是拱形的，與圖6中∏/4 DQPSK信號(hào)轉(zhuǎn)變相似，本實(shí)施例的時(shí)鐘恢復(fù)電路27使用實(shí)施例1中討論的1和2間隔判斷單元103和104，能達(dá)到通過相位誤差信息的采樣得到的相同效果。因此，此處描述+20°相位漂移的情況。
圖34示出了當(dāng)交替模式時(shí)在雙波環(huán)境中檢測(cè)∏/4 DQPSK-VP信號(hào)的轉(zhuǎn)變，該信號(hào)包括+20°相位漂移和噪聲。
此處，輸入到檢測(cè)單元401的接收信號(hào)410假設(shè)是以每碼16個(gè)采樣來采樣的數(shù)字信號(hào)。
輸入信號(hào)410表示為S(n)＝I2(n)+j·Q2(n) (4)此處I2(n)是I-分量，Q2(n)是Q-分量，并且n是正整數(shù)。
檢測(cè)單元401差分檢測(cè)1-碼延遲信號(hào)。輸出D2(n)表示為D2(n)＝{I2(n)+j·Q2(n)}·{I2(n-16)+j·Q2(n-16)}*(5)此處n是等于或大于16的整數(shù)。
PEC電路402糾正輸出D2(n)的相位，并且結(jié)果信號(hào)輸入到時(shí)鐘恢復(fù)電路27。相位糾正I/Q信號(hào)112和113被輸入到零交叉檢測(cè)單元101，并且輸出I/Q零交叉信號(hào)114和115，該單元評(píng)估采樣之間輸入信號(hào)112和113的符號(hào)變化。如果符號(hào)中有變化，則零交叉信號(hào)114和115對(duì)于一個(gè)采樣設(shè)置為高。
圖35示出了涉及包括+20°相位漂移和噪聲的檢測(cè)信號(hào)I-分量的信號(hào)時(shí)序圖的一部分。
圖35中，零交叉信號(hào)114的時(shí)間位置從最早到最近是ZIa、ZIb、ZIc、ZId、ZIe和ZIf。間隔檢測(cè)單元102計(jì)數(shù)相鄰的零交叉信號(hào)114之間的采樣間隔。圖35中，采樣間隔L1Iab(ZIa到Ib)顯示為7個(gè)采樣。1-間隔判斷單元103判斷間隔信號(hào)116是否在由T1min和T1max限定的預(yù)定范圍內(nèi)。
這里，以與實(shí)施例1(T＝1個(gè)碼周期)相似的方式，分別將T1min和T1max設(shè)置為0.5T(＝8個(gè)采樣)和1.5T(＝24個(gè)采樣)。因此，1-間隔判斷單元103使得在8-24個(gè)采樣范圍內(nèi)的間隔L1Ibc(ZIb到ZIc＝24)和L1Ide(ZId到ZIe＝24)有效，并在高(有效)時(shí)輸出1-間隔控制信號(hào)120。另一個(gè)方面，1-間隔判斷單元103使得在規(guī)定范圍外的間隔L1Iab(ZIa到ZIb＝7)和L1Icd(ZIc到ZId＝5)無效，并在低時(shí)(無效)輸出1-間隔控制信號(hào)120。
也將間隔信號(hào)116輸入2-間隔判斷單元104。每次從間隔檢測(cè)單元102輸入定時(shí)信號(hào)117時(shí)，2-間隔判斷單元104中的存儲(chǔ)單元1600存儲(chǔ)間隔信號(hào)116。加法器1602將當(dāng)前間隔信號(hào)116和存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元1600中的值(即，在前間隔信號(hào)1610)相加以獲得2-間隔信號(hào)1612。這導(dǎo)致間隔L2Iac＝31(L1Iab+L1Ibc＝7+24)，L2Ibd＝29(L1Ibc+L1Icd＝24+5)，和L2Ice＝29(L1Icd+L1Ide＝5+24)，如圖35所示。判斷單元1604判斷這些2-間隔信號(hào)1612是否在由T2min和T2max限制的預(yù)定范圍內(nèi)。
這里，以與實(shí)施例1相似的方式，分別將T2min和T2max設(shè)置為1.5T(＝24個(gè)采樣)和2.5T(＝40個(gè)采樣)。因?yàn)閳D35中2-間隔信號(hào)1612都在24到40個(gè)采樣之間，2-間隔控制信號(hào)122在高(有效)時(shí)輸出。因此，通過延遲中心信號(hào)3110，CIb和Cid被有效，而CIa和CIc被無效。
因此，在短零交叉間隔之間發(fā)生的中心信號(hào)有效，而那些在長(zhǎng)零交叉間隔之間發(fā)生的中心信號(hào)則無效。而且，輸入信號(hào)的交替位序列模式意味著中心信號(hào)以碼循環(huán)的整數(shù)倍數(shù)輸出。
因此，因而有效眼被最精確地選擇，能夠獲得有效的相位誤差信息。
下面類似地討論Q-軸零交叉。
圖36示出了信號(hào)的部分時(shí)序圖，該信號(hào)涉及包括+20°相位漂移和噪聲的檢測(cè)信號(hào)的Q-分量。
圖36中，零交叉信號(hào)115的時(shí)間位置被示為ZQa、ZQb、ZQc、ZQd、ZQe和ZQf。間隔檢測(cè)單元102計(jì)數(shù)零交叉信號(hào)115之間的采樣間隔。圖36中，采樣間隔L1Qab(ZQa到ZQb)和L1Qbc(ZQb到ZQc)分別示為12到22個(gè)采樣。1-間隔判斷單元103判斷間隔信號(hào)118是否在由T1min(8個(gè)采樣)和T1max(24個(gè)采樣)限定的預(yù)定范圍內(nèi)。因此，1-間隔判斷單元103使圖36中所有間隔信號(hào)118(也即8個(gè)到24個(gè)采樣之間的所有的)有效，并且在高時(shí)(有效)輸出所有1-間隔控制信號(hào)121。
間隔信號(hào)118也輸入到2-間隔判斷單元104。與I-分量相似，每次從間隔檢測(cè)單元102輸入定時(shí)信號(hào)119時(shí)，2-間隔判斷單元104中的存儲(chǔ)單元1601存儲(chǔ)間隔信號(hào)118。加法器1603將當(dāng)前間隔信號(hào)118和存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元1601中的值(即，在前間隔信號(hào)1611)相加以獲得2-間隔信號(hào)1613。這導(dǎo)致間隔L2Qac＝34(L1Qab+L1Qbc＝12+22)，L2Qbd＝32(L1Qbc+L1Qca＝22+10)，和L2Qce＝33(L1Qcd+L1Qde＝10+23)，如圖36所示。判斷單元1605判斷這些間隔是否在由T2min(24個(gè)采樣)和T2max(40個(gè)采樣)限定的預(yù)定范圍內(nèi)。
因?yàn)閳D36中2-間隔信號(hào)1613都在24到40個(gè)采樣之間，2-間隔控制信號(hào)123在高時(shí)(有效)輸出。因此，延遲中心信號(hào)3111都有效，并且有效的中心信號(hào)2713在高時(shí)輸出。
如上所示，使用在幀最前端的交替PR序列模式，相對(duì)于在如圖34所示的多徑環(huán)境中具有拱形轉(zhuǎn)變的檢測(cè)信號(hào)，時(shí)鐘恢復(fù)電路27能使在碼循環(huán)內(nèi)發(fā)生的零交叉信號(hào)的Q-分量(115)有效，而使在碼循環(huán)外部發(fā)生的零交叉信號(hào)的I-分量(114)無效，因此在每個(gè)突發(fā)的前端處允許碼時(shí)鐘的較快速相位鎖定。而以上描述示出了+20°相位漂移的情況，應(yīng)該注意在-20°相位漂移情況下得到相似效果，因?yàn)闀r(shí)鐘恢復(fù)電路1類似地使在碼循環(huán)內(nèi)發(fā)生的零交叉信號(hào)的I-分量(114)有效，而使在碼循環(huán)外部發(fā)生的零交叉信號(hào)的Q-分量(115)無效。
接下來，基于相位誤差信息126和127，時(shí)鐘生成單元107調(diào)整時(shí)鐘相位。生成的碼時(shí)鐘128輸入到圖28中所示的PEC電路402，并且用來導(dǎo)出正確的相位糾正值。幀接收電路在UW接收的結(jié)束時(shí)設(shè)置到高，并且切換單元2702從有效中心信號(hào)2712和2713轉(zhuǎn)換到輸出零交叉信號(hào)114和115作為相位誤差信息126和127。
注意雖然接收機(jī)28包括PEC電路402時(shí)，在不包括PEC電路402的情況下(即來自檢測(cè)單元401的檢測(cè)信號(hào)411直接輸出到時(shí)鐘恢復(fù)電路27)，可結(jié)合包括頻率偏移的幀信號(hào)，使用交替模式恢復(fù)碼時(shí)鐘。
變形雖然以上示出了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，本發(fā)明當(dāng)然不限于這些實(shí)施例。下面列舉了本發(fā)明的應(yīng)用范圍。
(A)雖然實(shí)施例2中使用∏/4 DQPSK-VP調(diào)制，由于零交叉間隔的占空比惡化，在圖11示出的AB123和AB412轉(zhuǎn)變的情況下，仍期望與∏/4 DQPSK調(diào)制相似的效果。至于轉(zhuǎn)變AB12，由于超出最大1-間隔長(zhǎng)度T1max，只有涉及一個(gè)軸(圖11中的I-軸)的相位誤差信息無效。
(B)由于在輸入信號(hào)包括交替模式的情況下應(yīng)用本發(fā)明，在該交替模式中相鄰碼的相位反相180°，本發(fā)明不依靠使用的調(diào)制方案。因此，本發(fā)明列出相關(guān)PSK數(shù)字調(diào)制方案的所述的效果，這些方案包括BPSK(二進(jìn)制相移鍵控)、QPSK、∏/4 QPSK、8PSK、∏/8 8PSK、8PSK-VP和∏/8 8PSK-VP。
這里描述應(yīng)用∏/8 8PSK-VP調(diào)制的原因。
圖38是預(yù)檢測(cè)∏/8 8PSK信號(hào)的信號(hào)空間圖。
圖39示出了示范性的∏/8 8PSK差分編碼規(guī)則。
在圖38中，給每個(gè)碼成對(duì)分配3-位傳輸數(shù)據(jù)，且根據(jù)圖3示出的差分編碼規(guī)則轉(zhuǎn)變信號(hào)。例如，從點(diǎn)A，根據(jù)傳輸數(shù)據(jù)碼從信號(hào)點(diǎn)S1轉(zhuǎn)變到S8。
圖40是差分檢測(cè)的∏/8 8PSK信號(hào)的信號(hào)空間圖。
圖41是示出了交替模式下預(yù)檢測(cè)∏/8 8PSK信號(hào)轉(zhuǎn)變的示意圖。
例如，如圖40所示，如PR交替模式使用重復(fù)位序列“011 01”時(shí)選擇信號(hào)點(diǎn)S3和S7。在這時(shí)，如圖41所示，信號(hào)點(diǎn)在-3∏/8和5∏/8之間重復(fù)轉(zhuǎn)變。
圖42是示出了交替模式下預(yù)檢測(cè)∏/8 8PSK信號(hào)的轉(zhuǎn)變中中間點(diǎn)的示意圖。
在這時(shí)，圖42示出的信號(hào)轉(zhuǎn)變的中間點(diǎn)(Man，Mbn，這里n＝1，2，3，4)這樣表示Ma1ma·exp(∏/16)，Mb1mb·exp(3∏/16)Ma2ma·exp(5∏/16)，Mb2mb·exp(-13∏/16)Ma3ma·exp(-15∏/16)Ma4ma·exp(-11∏/16).
因此，在所有組合相鄰的中間點(diǎn)(Ma1&Mb1，Mb1&Ma2，Ma3&Mb2，Mb2&Ma4)的差分檢測(cè)輸出可表示為mamb·exp(∏/8). (6)表達(dá)式6表示差分檢測(cè)信號(hào)的轉(zhuǎn)變總具有在兩信號(hào)點(diǎn)之間∏/8相位方向上的分量。圖42僅示出了一些轉(zhuǎn)變，剩余的轉(zhuǎn)變是類似的。
圖43示出了當(dāng)交替模式時(shí)檢測(cè)∏/8 8PSK信號(hào)的轉(zhuǎn)變。
如圖43所示，在中間轉(zhuǎn)變點(diǎn)，信號(hào)在與交替軸正交的∏/8相位方向上具有分量，這意味著信號(hào)在相對(duì)于交替軸的相同方向上傳輸信號(hào)。因此，使用∏/88PSK調(diào)制，當(dāng)在信號(hào)空間位序列是交替模式時(shí)差分檢測(cè)信號(hào)的轉(zhuǎn)變是拱形的。因此，在如圖44所示的+67.5°相位漂移的情況下，每個(gè)碼周期發(fā)生多個(gè)零交叉。鑒于此，由于時(shí)鐘恢復(fù)電路有效判斷每個(gè)碼周期發(fā)生多個(gè)零交叉的零交叉信號(hào)的有效性，本發(fā)明的相位恢復(fù)電路的使用，使得在每個(gè)突發(fā)的前端完成碼時(shí)鐘的快速相位鎖定。注意，由于信號(hào)空間圖與圖38中的∏/8 8PSK調(diào)制的相同，表現(xiàn)出即使在∏/8 8PSK-VP調(diào)制的情況下的相似效果。
(C)如上面變形B所述，根據(jù)這些由指定量相位漂移的相鄰碼的信號(hào)點(diǎn)成對(duì)轉(zhuǎn)變，由于交替模式下的拱形信號(hào)轉(zhuǎn)變，特別是∏/4 QPSK和∏/8 8PSK調(diào)制等，本發(fā)明的時(shí)鐘恢復(fù)電路表現(xiàn)所述效果。然而，本發(fā)明的時(shí)鐘恢復(fù)電路可結(jié)合調(diào)制方案應(yīng)用，這些方案不涉及相位漂移，如BPSK，QPSK和8PSK。這里描述這樣的原因。
BPSK應(yīng)用圖45是檢測(cè)的BPSK信號(hào)的信號(hào)空間圖。
圖46示出了示例BPSK編碼規(guī)則。
如圖45所示，檢測(cè)BPSK信號(hào)的兩個(gè)信號(hào)點(diǎn)根據(jù)圖46的編碼規(guī)則轉(zhuǎn)變。
圖47是在檢測(cè)BPSK信號(hào)中具有附加噪聲的信號(hào)轉(zhuǎn)變的示意圖。
圖48是示出了沿著I-軸的圖47中檢測(cè)BPSK信號(hào)的零交叉的示意圖。
當(dāng)從第4象限中的信號(hào)點(diǎn)A移動(dòng)到第2或3象限的信號(hào)點(diǎn)B時(shí)，信號(hào)轉(zhuǎn)變?nèi)鐖D48所示。從圖48可以明顯看出，在每個(gè)碼周期發(fā)生具有轉(zhuǎn)變AB4123的多個(gè)零交叉。鑒于此，如果檢測(cè)信號(hào)作為本發(fā)明的時(shí)鐘恢復(fù)電路的零交叉信號(hào)，由于時(shí)鐘恢復(fù)電路有效判斷每個(gè)碼周期發(fā)生多個(gè)零交叉的零交叉信號(hào)的有效性，可以完成在每個(gè)突發(fā)最前端碼時(shí)鐘的快速相位鎖定，如轉(zhuǎn)變AB4123。
QPSK應(yīng)用圖49是檢測(cè)的QPSK信號(hào)的信號(hào)空間圖。
圖50示出了示例QPSK編碼規(guī)則。
如圖49所示，給每個(gè)碼分配2-位傳輸數(shù)據(jù)，且根據(jù)圖50的編碼規(guī)則轉(zhuǎn)變信號(hào)。例如，當(dāng)圖49中使用重復(fù)位序列“01 10”作為PR交替模式時(shí)選擇信號(hào)點(diǎn)S2和S4。
圖51是示出了交替模式下包括+45°相位漂移的檢測(cè)QPSK信號(hào)的轉(zhuǎn)變的示意圖。
如圖51所示，當(dāng)+45°相位漂移發(fā)生時(shí)信號(hào)在I-軸上轉(zhuǎn)變。從而，如圖48所示，當(dāng)包括噪聲時(shí)每個(gè)碼周期發(fā)生多個(gè)零交叉。鑒于此，如果檢測(cè)信號(hào)用作本發(fā)明的時(shí)鐘恢復(fù)電路中的零交叉信號(hào)，由于時(shí)鐘恢復(fù)電路有效判斷每個(gè)碼周期發(fā)生多個(gè)零交叉的零交叉信號(hào)的有效性，能夠完成在每個(gè)突發(fā)最前端碼時(shí)鐘的快速相位鎖定。
8PSK應(yīng)用圖52是檢測(cè)的8PSK信號(hào)的信號(hào)空間圖。
圖53示出了示例8PSK編碼規(guī)則。
如圖52所示，給每個(gè)碼成組分配3-位傳輸數(shù)據(jù)，且根據(jù)圖53的編碼規(guī)則轉(zhuǎn)變信號(hào)。例如，當(dāng)圖52中使用重復(fù)位序列“000 110”作為PR交替模式時(shí)選擇信號(hào)點(diǎn)S1和S5。
圖54是示出了交替模式下包括+45°相位漂移的檢測(cè)8PSK信號(hào)轉(zhuǎn)變的示意圖。
在這種情況下，如圖54所示，信號(hào)沿著I-軸轉(zhuǎn)變。從而，如圖48所示，當(dāng)包括噪聲時(shí)每個(gè)碼周期發(fā)生多個(gè)零交叉。鑒于此，如果檢測(cè)信號(hào)作為本發(fā)明的時(shí)鐘恢復(fù)電路中的零交叉信號(hào)，由于時(shí)鐘恢復(fù)電路有效判斷每個(gè)碼周期發(fā)生多個(gè)零交叉的零交叉信號(hào)的有效性，能夠完成在每個(gè)脈沖最前端碼時(shí)鐘的快速相位鎖定。
(D)在優(yōu)選示例中，如果1零交叉間隔和2零交叉間隔中的一個(gè)位于預(yù)定的間隔范圍之外，忽略(無效)碼時(shí)鐘(即，零交叉信號(hào))。然而，本發(fā)明也包括僅有2零交叉間隔為目標(biāo)的結(jié)構(gòu)，且如果2零交叉間隔位于預(yù)定間隔范圍之外忽略碼時(shí)鐘。這在涉及從在每個(gè)碼周期發(fā)生兩次的零交叉信號(hào)獲得的零交叉信號(hào)是有效的。
(E)在優(yōu)選實(shí)施例中，判斷是否1和2零交叉間隔在預(yù)定間隔內(nèi)。然而，涉及2和3零交叉間隔或者涉及N和M零交叉間隔(N，M≥2；N＞M)，進(jìn)行這些判斷。當(dāng)忽略的零交叉數(shù)量上隨零交叉間隔數(shù)量上的增加成比例增加時(shí)，生成的碼時(shí)鐘的精度也增加。
(F)圖1和27示出的時(shí)鐘恢復(fù)時(shí)鐘的至少部分或包括這些時(shí)鐘恢復(fù)電路的接收機(jī)可集成在單個(gè)LSI芯片中。
工業(yè)實(shí)用性由于可以結(jié)合包括相鄰碼的相位反相180°的交替模式的信號(hào)，可完成快速相位鎖定，本發(fā)明的時(shí)鐘恢復(fù)電路和接收機(jī)用于多種有線和無線通信系統(tǒng)。由于可預(yù)期的與二進(jìn)制數(shù)字碼極性連續(xù)改變的模式有相似效果，本發(fā)明的時(shí)鐘恢復(fù)電路和接收機(jī)也可用于播放記錄在記錄媒體中的信息的數(shù)字信號(hào)播放器等。
權(quán)利要求
1.一種時(shí)鐘恢復(fù)電路，從輸入信號(hào)中恢復(fù)碼時(shí)鐘，包括N-間隔檢測(cè)單元，參考從輸入信號(hào)得到的N+1零交叉信號(hào)檢測(cè)N零交叉間隔，此處N是大于或者等于2的整數(shù)；判斷單元，判斷N零交叉間隔是否位于預(yù)定間隔范圍內(nèi)；和時(shí)鐘生成單元，基于判斷的結(jié)果生成碼時(shí)鐘。
2.權(quán)利要求1的時(shí)鐘恢復(fù)電路，其中，如果判斷是肯定的，所述時(shí)鐘生成單元在生成碼時(shí)鐘時(shí)使用N+1零交叉信號(hào)作為有效的零交叉信號(hào)，如果判斷是否定的，所述時(shí)鐘生成單元在生成碼時(shí)鐘時(shí)忽略N+1零交叉信號(hào)中的至少一個(gè)。
3.權(quán)利要求2的時(shí)鐘恢復(fù)電路，其中，所述時(shí)鐘生成單元包括下述電路，該電路用有效零交叉信號(hào)基于相位誤差，調(diào)整生成的碼時(shí)鐘的定時(shí)，并輸出調(diào)整后的碼時(shí)鐘。
4.權(quán)利要求2的時(shí)鐘恢復(fù)電路，其中，所述時(shí)鐘生成單元包括下述電路，該電路參考有效零交叉信號(hào)在相鄰零交叉的中心生成脈沖，用生成的脈沖基于相位誤差調(diào)整生成的碼時(shí)鐘的定時(shí)，并輸出調(diào)整后的碼時(shí)鐘。
5.權(quán)利要求2的時(shí)鐘恢復(fù)電路，其中，N＝2，并且1到2碼周期的最小時(shí)間間隔設(shè)置為預(yù)定間隔范圍。
6.權(quán)利要求5的時(shí)鐘恢復(fù)電路，其中，2到少于3碼周期的最大時(shí)間間隔設(shè)置為預(yù)定間隔范圍。
7.權(quán)利要求2的時(shí)鐘恢復(fù)電路，其中，N-間隔檢測(cè)單元包括零交叉檢測(cè)子單元，基于輸入信號(hào)檢測(cè)零交叉；計(jì)數(shù)子單元，測(cè)量相鄰零交叉之間的時(shí)間間隔；和加法子單元，相加N個(gè)相鄰間隔，并且輸出該結(jié)果作為N-間隔控制信號(hào)。
8.權(quán)利要求7的時(shí)鐘恢復(fù)電路，其中，輸入信號(hào)是通過檢測(cè)調(diào)制信號(hào)得到的信號(hào)的同相或者正交分量。
9.權(quán)利要求6的時(shí)鐘恢復(fù)電路，進(jìn)一步包括1-間隔檢測(cè)單元，檢測(cè)相鄰零交叉之間的1零交叉間隔，其中判斷單元判斷1零交叉間隔是否位于預(yù)定間隔范圍內(nèi)，并且僅在1零交叉間隔和2零交叉間隔都位于各自的預(yù)定間隔范圍內(nèi)的條件下，判斷為肯定。
10.權(quán)利要求9的時(shí)鐘恢復(fù)電路，其中，所述時(shí)鐘生成單元包括下述電路，該電路用有效零交叉信號(hào)基于相位誤差，調(diào)整生成的碼時(shí)鐘的定時(shí)，并輸出調(diào)整后的碼時(shí)鐘。
11.權(quán)利要求9的時(shí)鐘恢復(fù)電路，其中，所述時(shí)鐘生成單元包括下述電路，該電路參考有效零交叉信號(hào)在相鄰零交叉的中心生成脈沖，用生成的脈沖基于相位誤差調(diào)整生成的碼時(shí)鐘的定時(shí)，并輸出調(diào)整后的碼時(shí)鐘。
12.一種時(shí)鐘恢復(fù)電路，從通過檢測(cè)調(diào)制信號(hào)得到的信號(hào)中恢復(fù)碼時(shí)鐘，包括I-分量處理單元，參考從檢測(cè)信號(hào)獲得的同相信號(hào)，生成相位誤差信息；Q-分量處理單元，參考從檢測(cè)信號(hào)獲得的正交信號(hào)，生成相位誤差信息；和時(shí)鐘生成單元，基于相位誤差信息，生成和輸出碼時(shí)鐘，其中，每一個(gè)處理單元都包括N-間隔檢測(cè)子單元和M-間隔檢測(cè)子單元(N，M＝正整數(shù)；N＞M)，基于從每一個(gè)同相信號(hào)和正交信號(hào)得來的零交叉信號(hào)，判斷N和M間隔檢測(cè)子單元檢測(cè)的N零交叉間隔和M零交叉間隔是否在各自的預(yù)定間隔范圍內(nèi)，如果對(duì)N和M零交叉間隔的判斷都是肯定的，則使零交叉信號(hào)有效，如果對(duì)N和M零交叉間隔的任一者的判斷是否定的，則使零交叉信號(hào)無效，并且如果處理單元中的一個(gè)無效并且別的處理單元有效，時(shí)鐘生成單元基于有效處理單元的相位誤差信息，調(diào)整碼時(shí)鐘的相位，并且輸出相位調(diào)整后的碼時(shí)鐘。
13.權(quán)利要求12的時(shí)鐘恢復(fù)電路，其中，調(diào)制信號(hào)具有包括前導(dǎo)碼、唯一字和數(shù)據(jù)的幀結(jié)構(gòu)，并且，時(shí)鐘恢復(fù)電路進(jìn)一步包括切換電路，當(dāng)檢測(cè)信號(hào)對(duì)應(yīng)于前導(dǎo)碼和唯一字之一時(shí)，將處理單元使其有效的零交叉信號(hào)作為相位誤差信息輸出到時(shí)鐘生成單元，當(dāng)檢測(cè)信號(hào)對(duì)應(yīng)于數(shù)據(jù)時(shí)，將從同相和正交信號(hào)得來的零交叉信號(hào)作為相位誤差信息輸出到時(shí)鐘生成單元。
14.一種接收機(jī)，接收調(diào)制信號(hào)，該調(diào)制信號(hào)具有包含前導(dǎo)碼、特殊模式和數(shù)據(jù)的幀結(jié)構(gòu)，包括信號(hào)檢測(cè)單元，檢測(cè)接收的信號(hào)，并且輸出同相信號(hào)和正交信號(hào)；相位糾錯(cuò)電路，糾正同相和正交信號(hào)的相位；如權(quán)利要求12的時(shí)鐘恢復(fù)電路，將恢復(fù)后的碼時(shí)鐘輸出到相位誤差糾正電路和數(shù)據(jù)判決單元；和，數(shù)據(jù)判決單元，通過使相位糾正信號(hào)與碼時(shí)鐘同步，執(zhí)行數(shù)據(jù)判決。
15.一種時(shí)鐘恢復(fù)電路，從包含前導(dǎo)碼的輸入信號(hào)恢復(fù)碼時(shí)鐘，包括零交叉檢測(cè)單元，從輸入信號(hào)檢測(cè)零交叉的時(shí)間位置，并且輸出零交叉信號(hào)；間隔檢測(cè)單元，從零交叉信號(hào)導(dǎo)出相鄰零交叉之間的時(shí)間間隔，并且輸出間隔信號(hào)；1-間隔判斷單元，判斷每個(gè)間隔信號(hào)是否在預(yù)定的間隔范圍內(nèi)；2-間隔判斷單元，通過相加兩個(gè)相鄰的間隔信號(hào)，生成2-間隔信號(hào)，并且判斷2-間隔信號(hào)是否在預(yù)定的間隔范圍內(nèi)；控制單元，基于判斷單元的判斷結(jié)果，使每個(gè)零交叉信號(hào)有效或無效，并且輸出有效的零交叉信號(hào)；和時(shí)鐘生成單元，基于有效的零交叉信號(hào)，生成碼時(shí)鐘。
16.權(quán)利要求15的時(shí)鐘恢復(fù)電路，其中1-間隔判斷單元保持0到1碼周期的最小時(shí)間間隔和1到2碼周期的最大時(shí)間間隔，作為預(yù)定的間隔范圍，并且2-間隔判斷單元保持1到2碼周期的最小時(shí)間間隔和2到少于3碼周期的最大時(shí)間間隔，作為預(yù)定的間隔范圍。
17.一種接收機(jī)，接收調(diào)制信號(hào)，該調(diào)制信號(hào)具有包含前導(dǎo)碼、特殊模式和數(shù)據(jù)的幀結(jié)構(gòu)，包括信號(hào)檢測(cè)單元，檢測(cè)接收的信號(hào)，并且輸出同相信號(hào)和正交信號(hào)；和時(shí)鐘恢復(fù)單元，從同相和正交信號(hào)中恢復(fù)碼時(shí)鐘，其中，時(shí)鐘恢復(fù)單元包括幀檢測(cè)子單元，從同相和正交信號(hào)檢測(cè)特殊模式，并輸出表示數(shù)據(jù)接收的幀接收信號(hào)；零交叉檢測(cè)子單元，從同相和正交信號(hào)檢測(cè)零交叉的時(shí)間位置，并且輸出同相零交叉信號(hào)和正交零交叉信號(hào)；間隔檢測(cè)子單元，從同相和正交零交叉信號(hào)導(dǎo)出相鄰零交叉間的時(shí)間間隔，并且輸出同相間隔信號(hào)和正交間隔信號(hào)；1-間隔判斷子單元，判斷每個(gè)同相和正交間隔信號(hào)是否位于預(yù)定的間隔范圍內(nèi)；2-間隔判斷子單元，將兩個(gè)相鄰?fù)嚅g隔信號(hào)和兩個(gè)相鄰正交間隔信號(hào)相加，生成同相2-間隔信號(hào)和正交2-間隔信號(hào)，并且判斷每個(gè)同相和正交2-間隔信號(hào)是否位于預(yù)定的間隔范圍內(nèi)；控制子單元，基于判斷子單元的判斷結(jié)果，使每個(gè)同相和正交零交叉信號(hào)有效或者無效，并且輸出同相和正交有效的零交叉信號(hào)；切換子單元，基于幀接收信號(hào)，在輸出同相和正交零交叉信號(hào)與同相和正交有效的零交叉信號(hào)之間切換；時(shí)鐘生成子單元，基于從切換單元輸出的同相和正交信號(hào)，生成碼時(shí)鐘。
18.權(quán)利要求17的接收機(jī)，其中，1-間隔判斷子單元保持0到1碼周期的最小時(shí)間間隔和1到2碼周期的最大時(shí)間間隔，作為預(yù)定的間隔范圍，并且，2-間隔判斷子單元保持1到2碼周期的最小時(shí)間間隔和2到少于3碼周期的最大時(shí)間間隔，作為預(yù)定的間隔范圍。
19.一種接收機(jī)，接收調(diào)制信號(hào)，該調(diào)制信號(hào)具有包含前導(dǎo)碼、特殊模式和數(shù)據(jù)的幀結(jié)構(gòu)，包括信號(hào)檢測(cè)單元，檢測(cè)接收的信號(hào)，并且輸出同相信號(hào)和正交信號(hào)；和時(shí)鐘恢復(fù)單元，從同相和正交信號(hào)中恢復(fù)碼時(shí)鐘，其中，時(shí)鐘恢復(fù)單元包括幀檢測(cè)子單元，從同相和正交信號(hào)檢測(cè)特殊模式，并輸出表示數(shù)據(jù)接收的幀接收信號(hào)；零交叉檢測(cè)子單元，從同相和正交信號(hào)檢測(cè)零交叉的時(shí)間位置，并且輸出同相零交叉信號(hào)和正交零交叉信號(hào)；間隔檢測(cè)子單元，從同相和正交零交叉信號(hào)導(dǎo)出相鄰零交叉間的時(shí)間間隔，并且輸出同相間隔信號(hào)和正交間隔信號(hào)；中心檢測(cè)子單元，檢測(cè)相鄰?fù)嗪拖噜徴涣憬徊嫘盘?hào)間中心的時(shí)間位置，并且輸出同相中心信號(hào)和正交中心信號(hào)；1-間隔判斷子單元，判斷每個(gè)同相和正交間隔信號(hào)是否位于預(yù)定的間隔范圍內(nèi)；2-間隔判斷子單元，將兩個(gè)相鄰?fù)嚅g隔信號(hào)和兩個(gè)相鄰正交間隔信號(hào)相加，生成同相2-間隔信號(hào)和正交2-間隔信號(hào)，并且判斷每個(gè)同相和正交2-間隔信號(hào)是否位于預(yù)定的間隔范圍內(nèi)；控制子單元，基于判斷子單元的判斷結(jié)果，使每個(gè)同相和正交中心信號(hào)有效或者無效，并且輸出同相和正交有效中心信號(hào)；切換子單元，基于幀接收信號(hào)，在輸出同相和正交零交叉信號(hào)與同相和正交有效中心信號(hào)之間切換；時(shí)鐘生成子單元，基于從切換單元輸出的同相和正交信號(hào)，生成碼時(shí)鐘。
20.權(quán)利要求19的接收機(jī)，其中，1-間隔判斷子單元保持0到1碼周期的最小時(shí)間間隔和1到2碼周期的最大時(shí)間間隔，作為預(yù)定的間隔范圍，并且，2-間隔判斷子單元保持1到2碼周期的最小時(shí)間間隔和2到少于3碼周期的最大時(shí)間間隔，作為預(yù)定的間隔范圍。
全文摘要
即使存在頻率漂移和噪聲，本發(fā)明的時(shí)鐘恢復(fù)電路能夠?qū)崿F(xiàn)快速精確的時(shí)鐘相位鎖定。輸入信號(hào)按順序包括，具有交替位序列模式的前導(dǎo)碼、唯一字和數(shù)據(jù)。檢測(cè)單元檢測(cè)零交叉和測(cè)量其間的時(shí)間間隔。1－間隔判斷單元判斷間隔信號(hào)是否位于預(yù)定范圍內(nèi)，并且2－間隔判斷單元相加兩個(gè)相鄰間隔信號(hào)并判斷2－間隔信號(hào)是否位于預(yù)定范圍內(nèi)?？刂茊卧谂袛嘟Y(jié)果控制零交叉信號(hào)并且如果判斷是肯定的輸出有效的零交叉信號(hào)?；趶膸瑱z測(cè)單元輸入的幀接收信號(hào)，切換單元在輸出零交叉信號(hào)和有效零交叉信號(hào)之間切換，作為有效相位誤差信息。時(shí)鐘生成單元在碼時(shí)鐘生成中使用有效相位誤差信息。
文檔編號(hào)H04L7/00GK1969495SQ20058000849
公開日2007年5月23日 申請(qǐng)日期2005年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月18日
發(fā)明者中原秀樹, 木村知弘, 高井均, 森健一 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社