专利名称：估计oqpsk解调器中符号同步的方法
技术领域：
本发明涉及一种估计可应用于Zigbee接收机的偏移四相相移键控(OQPSK)解调器的符号同步的方法。更具体地，本发明涉及一种恢复OQPSK解调器的符号同步的方法，其中，当检测OQPSK解调器中的符号同步时，使用接收信号的相关值重新设置基准相关值，防止了在检测符号同步过程中由于噪声所引起的误差，从而增加了符号同步的精确度。
背景技术：
近年来，已经提出了“无处不在(ubiquitous)”这一概念，其表示一个人可随时随地连接至网络的通信环境。因此，已经对不同于大型无线通信网络(例如，蜂窝式网络)的小型无线通信系统(例如，无线局域网(WLAN)、无线个域网(WPAN)、传感器网络和射频识别(RFID))进行了积极的研究。
在这些无线通信系统中，除有效通信性能之外，WPAN和/或传感器网络尤其要求超小尺寸、低功耗、和低成本。因此，难以将使用在现有蜂窝式通信系统或WLAN系统中的高容量(capacity)、高成本设备和部件应用于诸如WPAN的无线通信系统。相反地，在采用低成本部件以降低成本的情况下，在接收机中可能发生大的相位或频率偏移，因此需要一种针对此问题的解决方法。
因此，需要研制和开发一种解调器，其能够在通信系统环境中良好的运行而无需昂贵的设备或产品。具体地，用于接收OQPSK符号包(symbol packet)的接收机需要更加精确地执行符号同步。
图1是示出传统OQPSK解调器的框图。
图1中示出的传统OQPSK解调器包括A/D转换器(ADC)10、多差分器(multiple differentiator)20、符号同步估计器30、频率偏移估计器40、以及相关器50。ADC 10将接收机的中间频率(IF)信号转换成数字信号Ir和Qr，并且多差分器20对来自ADC 10的数字信号Ir和Qr进行差分，以使在生成相关值时的噪声影响最小化。信号同步估计器30对来自多差分器20的差分信号IrD和QrD执行自相关，以估计符号同步。频率偏移估计器40使用符号同步估计器30的符号同步信号Ts估计来自多差分器20的差分信号IrD和QrD的频率偏移。基于来自多差分器20的差分信号IrD和QrD的相关值，相关器50与符号同步信号Ts和频率偏移信号Fo同步地检测符号。
相关器50包括乘法器51、最大值检测器52、以及符号检测器53。乘法器51与符号同步信号Ts和频率偏移信号Fo同步地运行，并且使来自多差分器20的差分信号IrD和QrD与每个PN序列的基准信号相关联，以输出片(chip)信号的相关值。最大值检测器52将每个PN序列的片信号的各个相关值进行相加，并从相加的相关值中查找最大的相关值。符号检测器53检测对应于由最大相关值检测器52检测到的最大相关值的符号。
这里，需要通过符号同步估计器30精确地估计符号同步的时间点，以允许相关器50进行更加精确地符号检测。下面将参照图2来描述符号同步估计器30。
图2是传统符号同步估计器的框图。
图2中示出的传统符号同步估计器30包括自相关器31、缓冲器32、以及符号同步估计部33。自相关器31获取来自多差分器的差分信号IrD和QrD以及相应基准信号IsD和QsD的相关值，并且将每个符号单元的相关值相加，以获得自相关值(SCV)。缓冲器32存储来自自相关器31的SCV，并且存储使用SCV获取的相加相关值(ACV)。符号同步估计部33将缓冲器32的SCV中预设数量的符号的相同位置的SCV相加以获取ACV，并检测ACV大于预设基准相关值的时间点，以确定符号同步的时间点。然后，符号同步估计部33在同步的时间点输出符号同步信号Ts。
自相关器31包括第一乘法器31A、第二乘法器31B、加法器31C、以及积分器31D。第一乘法器31A获取来自多差分器20的差分信号的I信号IrD与相应基准信号IsD之间的相关值。第二乘法器31B获取来自多差分器20的微分信号的Q信号QrD和相应基准信号QsD之间的相关值。加法器31C将来自第一乘法器31A的I信号的相关值和来自第二乘法器31B的Q信号的相关值相加。积分器31D在每个符号周期32Tc对来自加法器31C的相加的I和Q相关值求积分，以获取每个符号的相关值的SCV。
这里，1Tc相当于一个片的周期，以及32Tc相当于具有32个片的一个符号的周期。
下面将参照图3描述在符号同步估计部33中执行的符号同步估计的处理。
图3是示出传统符号同步估计的处理的流程图。
如图3所示，分析传统的符号同步估计处理，在步骤S31中，基于来自自相关器31的SCV获取ACV，在下一步骤S32中，比较ACV和预设RCV。在下一步骤S33中，如果ACV小于RCV，则重复获取ACV的步骤，以及如果ACV大于RCV，则输出符号同步信号Ts。
然而，在这种传统符号同步估计处理中，由于使用固定的基准相关值，因此由于噪声的原因使得信号的相关值可能大于固定的基准相关值。该缺陷导致了符号同步估计中的误差。
发明内容
本发明致力于解决现有技术中的上述问题，因此，本发明的特定实施例的目的在于提供一种在OQPSK解调器中恢复符号同步的方法，其中，将使用接收信号的相关值重新设置基准相关值的步骤添加到在可应用于Zigbee接收机的OQPSK解调器中估计符号同步的处理中、防止了在检测符号同步中由于噪声所引起的误差，从而提高了符号同步的精确度。
根据用于实现该目的的本发明的一个方面，提供了一种在偏移四相相移键控(OQPSK)解调器中估计符号同步的方法，包括以下步骤(i)使数字接收信号与预设基准符号相关，以顺序地获取各个符号单元的自相关值；(ii)将包括在多个符号周期中的自相关值中的任意符号中适当次序(due order)的每个自相关值和通过符号周期与自相关值的时间点分开的至少一个其它自相关值相加，以获取相加相关值；
(iii)比较相加相关值和基准相关值二者之间哪个更大；(iv)从相加相关值大于基准相关值的时间点开始，从包括在多个后续(subsequent)符号中的相加相关值中检测最大相关值；(v)将对应于最大相加相关值的预定比例的值设置作为新基准相关值；(vi)比较后续相加相关值和新基准相关值二者之间哪个更大；以及(vii)将自相关值大于新基准相关值的时间点估计作为同步的时间点，并且在同步的时间点输出符号同步信号。
步骤(ii)包括将在2至5个符号的相同位置的自相关值相加，以获取相加相关值。
步骤(ii)包括将在3个符号的相同位置的自相关值相加，以获取相加相关值。
在步骤(iv)中，后续符号的数量设置为1至3个。
在步骤(iv)中，后续符号的数量设置为2个。
步骤(v)包括设置对应于最大相加相关值的任意比例的值作为新基准相关值，其中，任意比例在60％至90％范围内。
步骤(v)包括设置对应于最大相加相关值的任意比例的值作为新基准相关值，其中，任意比例可达到75％。
通过以下结合附图的详细描述，本发明的上述和其他目标、特征、和其他优点将更加容易理解，在附图中图1是示出传统OQPSK解调器的框图；图2是示出传统符号同步估计器的框图；图3是示出传统符号同步估计处理的流程图；图4是示出根据本发明的用于执行估计符号同步的处理的符号同步估计器的框图；图5是示出根据本发明的估计符号同步的处理的流程图；图6是根据本发明的用于解释符号同步估计处理的相加相关值(ACV)的波形图；图7a是示出根据现有技术的成功同步概率的示意图；以及图7b是示出根据本发明的成功同步概率的示意图。
具体实施例方式
以下将参照附图详细描述本发明的优选实施例。在整个附图中，使用相同的参考标号来表示具有相同构造和功能的元件。
图4是示出根据本发明的用于执行估计符号同步(symbolsynchronization)的处理的符号同步估计器的框图。
参照图4，用于执行本发明的处理的符号同步估计器包括自相关器100、缓冲器200、以及符号同步估计部300。自相关器100使来自图1中多差分器20的差分信号与相应的基准信号相关，以获取并相加I相关值和Q相关值，并对各个符号单元的相加I相关值和Q相关值求和，以获取自相关值(SCV)。缓冲器200存储来自自相关器100的SCV并存储使用SCV所获取的相加相关值(ACV)。符号同步估计部300将缓冲器200的SCV中的预定数量符号的相同位置的SCV相加，以获取ACV。如果ACV大于基准相关值(RCV)，则符号同步估计部300在预设数量的后续符号中查找最大相加相关值(ACVmax)。使用ACVmax，符号同步估计部300设置新基准相关值(RCVnew)。接下来，符号同步部300将ACV大于RCVnew的时间点确定为符号同步的时间点，并在同步的时间点输出符号同步信号Ts。
通过这种结构，本发明可以应用于遵循由图1中示出的A/D转换器进行的采样处理的OQPSK解调器。本发明的方法用于使用包括在多个符号中的过采样(over-sampled)SCV来估计符号同步，并在符号同步估计部300中被执行。下面将参照图5来详细描述符号同步估计部300中的估计符号同步的处理。
图5是示出根据本发明的估计符号同步的方法的流程图；以及图6是根据本发明的用于解释估计符号同步处理的ACV的波形图。
参照图4至图6，在自相关的步骤S50中，使数字接收信号与预设基准符号相关，以顺序地获取各个符号单元的SCV。
如上所述，图4中示出的自相关器100获取差分接收信号的I信号IrD与相应基准信号IsD之间的相关值，获取Q信号QrD与相应基准信号QsD之间的相关值，并且将I信号的相关值和Q信号的相关值相加。然后，自相关器100在每个符号周期(32Tc)对相加的I相关值和Q相关值求积分，以获取每个符号的相关值的SCV。这里，1TC对应于一个片的周期，以及32Tc对应于具有32个片的一个符号的周期。
接下来，在计算ACV的步骤S100中，将包括在多个符号周期(symbol period)中的多个SCV的任意符号中适当次序的每个SCV和通过符号周期与一个SCV的时间点分离的至少一个其他SCV进行相加。这里，如上所述，可以将包括在2至5个符号周期中的多个SCV相加在一起，以获取ACV。
例如，在将符号的预设数量设置为3的情况下，即，存在包括连续的第一至第三符号的三个符号，将每个符号末尾位置的每个SCV，即，对应于第一符号中“0”位置、第二符号中“64”位置、以及第三符号中“128”位置的每个SCV相加，以获取相加值，将其确定为“0”位置的SCV。
使用相同的方法，从“1”采样位置至“64”采样位置获取多个ACV，一个接一个的移动符号位置。这样获取的多个ACV存储在缓冲器200中。
通常，符号包括32个片，但是为了实现精确的符号恢复，可以应用为一个片进行两次采样的过采样。因此，通常在接收机中，在每个符号中每一个片存在两个采样，因此，在符号中总共包括64个采样信号。
接下来，在比较步骤S200中，将ACV和预设基准值(RCV)进行比较。即，为每个接收的信号连续地获取存储在缓冲器200中的每个ACV。在这样获取的这些ACV中，检测大于RCV的值(参见图6中的S200)。
接下来，在检测最大相加相关值(ACVmax)的步骤S300中，如果ACV大于RCV，即，存在大于RCV的较大ACV，则从检测的时间点开始从包括在的预设数量的后续符号中的ACV中检测ACVmax，以更为精确地确定获得符号同步时间点(参见图6中的S300)。这里，可以将后续符号的预设数量设置为1至3个。
例如，在将后续符号的数量设置为2的情况下，从总共128个ACV中检测ACVmax，其中，128是一个符号的64和下一符号的另一个64的总和。
然后，在设置基准相关值(RCV)的步骤S400中，将对应于ACVmax的特定比例的值设置为新基准相关值(RCVnew)。这里，可以将对应于ACVmax的从60％至90％的任意比例的值设置为RCVnew。
例如，在将达到ACVmax的75％的任意比例的值设置为RCVnew的情况下，如果检测到最大值为85，则如图6所示，RCVnew变成64(参见图6中的S400)。
通过这样的处理，重新设置每个包的RCVnew，以减小在检测同步的时间点的过程中由于噪声所引起的误差。
然后，在比较步骤S500中，在如上述设置了RCVnew之后，连续地比较每个后续ACV和RCVnew。然后，在接下来的估计同步时间点的步骤S600中，将ACV大于RCVnew的时间点确定为同步的时间点。在该同步时间点将符号同步信号Ts输出到图1所示的相关器50，从而使得在相关器50中进行更精确地符号检测。
图7a是示出根据现有技术的成功同步概率的示意图；以及图7b是示出根据本发明的成功同步概率的示意图。
参照图7a中成功同步和不成功同步概率的图表，根据现有技术，成功同步的概率很低，而不成功同步的概率很高。
相比而言，参照图7b中成功同步和不成功同步概率的图表，根据本发明，成功同步的概率很高，而不成功同步的概率很低。
根据如上所述的本发明，当估计可以应用于Zigbee接收机的OQPSK解调器中的符号同步时，添加使用接收信号的相关值重新设置基准相关值的步骤，以防止在检测符号同步过程中由于噪声所引起的误差，从而增大了符号同步的精确度。
虽然已经结合优选实施例示出和描述了本发明，但是本领域技术人员应该明白，在不背离由所附权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对本发明做出各种修改和变更。
权利要求
1.一种用于在偏移四相相移键控(OQPSK)解调器中估计符号同步的方法，包括以下步骤(i)使数字接收信号与预设基准符号相关，以顺序地获取各个符号单元的自相关值；(ii)将包括在多个符号周期中的自相关值中的任意符号中适当次序的每个自相关值和通过符号周期与所述自相关值的时间点分开的至少一个其它自相关值相加，以获取相加相关值；(iii)比较所述相加相关值和所述基准相关值二者之间哪个更大；(iv)从所述相加相关值大于所述基准相关值的时间点开始，从包括在多个后续符号中的相加相关值中检测最大相关值；(v)将对应于所述最大相加相关值的预定比例的值设置作为新基准相关值；(vi)比较后续相加相关值和所述新基准相关值二者之间哪个更大；以及(vii)将所述自相关值大于所述新基准相关值的时间点估计作为同步的时间点，并且在同步的所述时间点输出符号同步信号。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述步骤(ii)包括将在2至5个符号的相同位置的自相关值相加，以获取所述相加相关值。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述步骤(ii)包括将在3个符号的相同位置的自相关值相加，以获取所述相加相关值。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述步骤(iv)中，所述后续符号的数量设置为1至3个。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述步骤(iv)中，所述后续符号的数量设置为2个。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述步骤(v)包括设置对应于所述最大相加相关值的任意比例的值作为所述新基准相关值，其中，所述任意比例在60％至90％范围内。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述步骤(v)包括设置对应于所述最大相加相关值的任意比例的值作为所述新基准相关值，其中，所述任意比例可达75％。
全文摘要
本发明涉及一种估计可应用于Zigbee接收机的偏移四相相移键控(OQPSK)解调器的符号同步的方法。更具体地，本发明涉及一种恢复OQPSK解调器的符号同步的方法，其中，当检测OQPSK解调器中的符号同步时，使用接收信号的相关值重新设置基准相关值，防止了在符号同步检测过程中由于噪声所引起的误差，从而增加了符号同步的精确度。
文档编号H04L27/26GK1941766SQ20061015244
公开日2007年4月4日 申请日期2006年9月29日 优先权日2005年9月30日
发明者李泫锡, 闵祥铉 申请人:三星电机株式会社