采用相軸檢測(cè)的低功耗msk非相干數(shù)字解調(diào)方法和解調(diào)器的制作方法

專利名稱：：采用相軸檢測(cè)的低功耗msk非相干數(shù)字解調(diào)方法和解調(diào)器的制作方法采用相軸檢測(cè)的低功耗MSK非相干數(shù)字解調(diào)方法和解調(diào)器所屬領(lǐng)域本發(fā)明屬于無(wú)線通信
技術(shù)領(lǐng)域：
，涉及一種適用于采用半余弦整形的偏移正交相移鍵控(0-QPSK)或最小頻移鍵控(MSK)信號(hào)調(diào)制與直接序列擴(kuò)頻(DSSS)、連續(xù)相位調(diào)制(CPFSK)以及正交相移鍵控(QPSK)調(diào)制技術(shù)的非相干解調(diào)方法，尤其涉及采用相軸檢測(cè)的低功耗高性能MSK非相干數(shù)字解調(diào)方法和解調(diào)器。
背景技術(shù)：
：目前，采用半余弦整形的偏移正交相移鍵控(0-QPSK)和最小頻移鍵控(MSK)的信號(hào)具有較窄的信號(hào)帶寬和較好的解調(diào)性能，在無(wú)線數(shù)字通信領(lǐng)域得到到廣泛的應(yīng)用。傳統(tǒng)半余弦整形的偏移正交相移鍵控(0-QPSK)和最小頻移鍵控(MSK)信號(hào)解調(diào)器一般采用相干數(shù)字解調(diào)器，與非相干解調(diào)器相比，相干解調(diào)器具有較好的解調(diào)性能，具有較低的誤碼率。但是，相干解調(diào)器需要載波、相位、數(shù)據(jù)時(shí)鐘恢復(fù)電路，使得硬件實(shí)現(xiàn)電路復(fù)雜，功耗很大。對(duì)于采用電池供電的無(wú)線傳感技術(shù)和短距離低速率無(wú)線數(shù)據(jù)通信技術(shù)，相干解調(diào)器難以滿足低功耗要求。此外，由于相干解調(diào)器一般采用鎖相技術(shù)，對(duì)于室內(nèi)環(huán)境等多路徑現(xiàn)象嚴(yán)重的無(wú)線通信場(chǎng)合，容易造成相干解調(diào)器失鎖，從而使解調(diào)器性能下降。但如果采用一般非相干解調(diào)器，解調(diào)器性能難以滿足現(xiàn)在高質(zhì)量通信要求。公知文獻(xiàn)IEEE通信學(xué)報(bào)"ANovelDigitalFMReceiverforMobileandPersonalCommunicatins"，November1996，采用的過(guò)零檢測(cè)技術(shù)在小調(diào)制指數(shù)解調(diào)方面具有明顯的局限性。IEEE通信學(xué)報(bào)"ANovelDigitalDemodulationMethodforCPFSKanditsRealization",2001，公開(kāi)的相位量化解調(diào)器和IEEE通信學(xué)報(bào)"Simpledemodulatorfor802.15.4low-costreceivers",2006，報(bào)道的異步過(guò)零檢測(cè)解調(diào)器，都存在功耗較高、電路復(fù)雜、性能偏低等問(wèn)題。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是為了解決相干解調(diào)難以滿足便攜式無(wú)線通信終端的低功耗要求，和傳統(tǒng)非相干解調(diào)器解調(diào)性能較差等問(wèn)題，提出采用相軸檢測(cè)的低功耗高性能MSK非相干解調(diào)方法以及采用該方法構(gòu)成的解調(diào)器。最小頻移鍵控(MSK)信號(hào)和采取半余弦調(diào)制的偏移正交相位鍵控(0-QPSK)調(diào)制信號(hào)存在著嚴(yán)格的相位連續(xù)特性，可根據(jù)采樣點(diǎn)信號(hào)的相位變化，便可獲得輸入碼流的信息。解調(diào)的輸入信號(hào)經(jīng)射頻前端放大，鏡像信號(hào)抑制和直接下變頻器變?yōu)榱阒蓄l信號(hào)。零中頻信號(hào)經(jīng)過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)變成數(shù)字基帶信號(hào)。由于發(fā)送端和接收端的頻率和相位會(huì)有一定誤差，基帶信號(hào)可表示為魏二Jcos(27z^+雄,a)+0(!)對(duì)式(3)相位求導(dǎo)，可以得到2"/+，，此外，由于-(")""^+^，式中，A/為載波頻偏，P為一固定相位差。因此從式(4)可知，基帶信號(hào)相位的導(dǎo)數(shù)由兩部分組成，第一部分為載波頻偏；第二部分為相位變化的斜率，此部分與發(fā)送的碼速率有關(guān)。由式(1)和(2)可知，發(fā)射端和接收端相位差經(jīng)基帶信號(hào)相位求導(dǎo)后變?yōu)?，因此不需要獨(dú)立的載波相位恢復(fù)電路。所以式(2)只剩第一、二項(xiàng)，當(dāng)發(fā)送碼符號(hào)為"1"時(shí)，相，變化的斜率為V+^",當(dāng)冬送碼符號(hào)時(shí)，相位變化的斜率為^_^。故判決過(guò)程應(yīng)滿足1^〈^，否則便有錯(cuò)誤判決。在最小頻移鍵控(MSK)信號(hào)或采取半余弦整形的偏移正交相位鍵控(0-QPSK)調(diào)制信號(hào)中都含有兩路信號(hào)，I路和Q路。假設(shè)接收到的信號(hào)在某一采樣點(diǎn)時(shí)刻的幅度為。相位為^，I、Q路信號(hào)值分別為"c—和《-"sin-,設(shè)有一相位軸其角度為"，取<formula>formulaseeoriginaldocumentpage10</formula>由式(l)可知，如果~,&>0;如果—a，^=0;如果〃a，&<0。如果前一個(gè)采樣點(diǎn)的角度為"，則前后兩個(gè)采樣點(diǎn)的相位關(guān)系很容易就得到了。為了更進(jìn)一步簡(jiǎn)化電路，降低電路的復(fù)雜度，(l)式被簡(jiǎn)化為《a=*s/g2(cosor)-w'gw(/)*s/g2(sina)(4)或<formula>formulaseeoriginaldocumentpage10</formula>式中，^"w為符號(hào)函數(shù)。由上面兩式可知，如果《">Q，后一采樣點(diǎn)的相位至少比前一采樣點(diǎn)的相位大^，如果^<()，則前一采樣點(diǎn)的相位比后一采樣點(diǎn)相位至少小^，如果《"=()，則前后采樣點(diǎn)相位差在〔—^'M之間，這為本發(fā)明基于相軸檢測(cè)相位變化提供依據(jù)。本發(fā)明的目的是通過(guò)下列技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的。采用相軸檢測(cè)的低功耗MSK非相干數(shù)字解調(diào)方法，包括下列步驟1)相軸產(chǎn)生步驟配置一個(gè)相軸產(chǎn)生器；由直接下變頻器輸出的零中頻信號(hào)分為I和Q兩路正交信號(hào)，將I路和Q路信號(hào)接入相軸產(chǎn)生器作數(shù)學(xué)運(yùn)算，相軸產(chǎn)生器根據(jù)M個(gè)相軸分布關(guān)系，以及它們相互之間的角度關(guān)系，運(yùn)算得到M個(gè)相軸信號(hào)的輸出；2)信號(hào)量化步驟配置一個(gè)量化器；相軸產(chǎn)生器產(chǎn)生的M個(gè)相軸信號(hào)分別經(jīng)過(guò)隨后的一位量化器進(jìn)行量化；低位量化可以降低后續(xù)電路的復(fù)雜度，而又不降低解調(diào)器的性能；3)相位檢測(cè)步驟配置一個(gè)相位檢測(cè)器組，該組包括M個(gè)相位檢測(cè)器;a.首先將量化器輸出的M個(gè)信號(hào)采集輸入相位檢測(cè)器組，并根據(jù)相軸產(chǎn)生器的輸出信號(hào)的關(guān)系，按照分路規(guī)則把M個(gè)信號(hào)分為兩兩一組的正交信號(hào)，將這M/2組正交信號(hào)分別輸入到對(duì)應(yīng)的相位檢測(cè)器，檢測(cè)前后兩個(gè)采樣點(diǎn)的差分相位，形成M/2個(gè)差分相位關(guān)系的差分相位信號(hào)；b.然后，對(duì)差分相位信號(hào)作求和運(yùn)算，輸出和值；4)判決成形步驟配置一個(gè)判決成形器；由它成形輸入比特流，利用差分相位信號(hào)來(lái)恢復(fù)輸入碼流；如果M/2個(gè)信號(hào)和值為正，則說(shuō)明相位增加；和值為負(fù)，說(shuō)明相位減??；如果和值為零，則說(shuō)明相位沒(méi)變化，根據(jù)上一點(diǎn)的相位來(lái)確定此采樣點(diǎn)相位的變化情況，形成判決輸出；5)幀同步步驟配置一個(gè)幀同步相關(guān)器組和一個(gè)時(shí)鐘選擇電路；幀同步符號(hào)有8個(gè)，每個(gè)同步符號(hào)映射為32個(gè)0序列；幀同步符號(hào)所對(duì)應(yīng)的碼序列與表示幀符號(hào)的PN碼序列完全不同，幀同步符號(hào)的恢復(fù)由專門的幀同步相關(guān)器組來(lái)完成，來(lái)自判決成形步驟的輸出信號(hào)經(jīng)過(guò)幀同步相關(guān)器組相關(guān)處理，如果輸出大于閾值，一個(gè)幀同步符號(hào)被恢復(fù)，繼續(xù)尋找，直到8個(gè)幀同步符號(hào)都被找到，幀同步步驟結(jié)束；否則，過(guò)采樣和時(shí)鐘選擇步驟共同選擇合適的采樣時(shí)鐘；幀同步相關(guān)器組的輸出信號(hào)控制時(shí)鐘選擇，時(shí)鐘選擇電路向幀同步相關(guān)器組輸出采樣時(shí)鐘信號(hào)；6)相關(guān)步驟配置一個(gè)PN碼序列相關(guān)器組；來(lái)自判決成形器的相位變化判決輸出信號(hào)，并行經(jīng)過(guò)16個(gè)相關(guān)器進(jìn)行相關(guān)處理，輸出的16個(gè)相關(guān)值為與16個(gè)PN碼序列的相位關(guān)系對(duì)應(yīng)的相關(guān)值；7)符號(hào)判決步驟根據(jù)相關(guān)器組輸出的16個(gè)相關(guān)值，分別與判決閾值比較，大于閾值的那一組相關(guān)器所代表的符號(hào)就為輸入符號(hào)，把恢復(fù)出的符號(hào)輸出即可；8)符號(hào)同步步驟由相關(guān)器組或幀同步相關(guān)器組、時(shí)鐘選擇電路構(gòu)成符號(hào)同步電路，它根據(jù)時(shí)鐘的偏移實(shí)時(shí)調(diào)整采樣時(shí)鐘的選擇；符號(hào)同步步驟在幀同步步驟和幀符號(hào)恢復(fù)步驟中伴隨使用；所述1)相軸產(chǎn)生步驟配置的相軸產(chǎn)生器還包括一系列的設(shè)定相軸關(guān)系的加法器組；由直接下變頻來(lái)的零中頻信號(hào)分為I和Q兩路正交信號(hào)，經(jīng)LPF低通濾波，由相軸產(chǎn)生器生成M個(gè)包含相軸分布關(guān)系及其相互角度關(guān)系的信號(hào)，再將I和Q兩路各M/2個(gè)信號(hào)經(jīng)過(guò)一系列的設(shè)定相軸關(guān)系的加法器組的計(jì)算處理，可以得到M個(gè)信號(hào)的輸出。所述3)相位檢測(cè)步驟，相位檢測(cè)器根據(jù)相位增減關(guān)系輸出信號(hào)；M路相位檢測(cè)器分時(shí)采樣M個(gè)經(jīng)過(guò)量化的PN碼相軸信號(hào)，并對(duì)前后兩路采樣信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，相位檢測(cè)器根據(jù)前后兩點(diǎn)相位的增減，兩兩形成M/2組差分相位輸出信號(hào)；M/2組差分相位輸出的I和Q兩路信號(hào)分別送對(duì)應(yīng)的加法器運(yùn)算，形成M/2個(gè)差分相位和值，輸出的每個(gè)PN碼差分相位和值可為"+"或"-"或"0"。所述4)判決成形步驟，配置的判決成形器由限幅器和成形器組成，將輸入的M/2個(gè)PN碼差分相位和值限幅形成比特流，成形器根據(jù)上一采樣點(diǎn)相位變化的差分相位信號(hào)變化來(lái)恢復(fù)輸入碼流。所述5)幀同步步驟，配置的幀同步模塊由幀同步相關(guān)器組和時(shí)鐘選擇電路組成，幀同步相關(guān)器組的輸出相關(guān)值與閾值比較，確定是否控制時(shí)鐘選擇電路來(lái)后移采樣時(shí)鐘相位；通過(guò)采樣時(shí)鐘相位逐一后移采樣，使幀同步符號(hào)包括確定幀同步符號(hào)位置以及符號(hào)包的開(kāi)始位置的恢復(fù)信息更加準(zhǔn)確，減小包錯(cuò)誤率和符號(hào)錯(cuò)誤率。幀同步相關(guān)步驟和時(shí)鐘選擇步驟組成幀同步模塊。幀同步模塊使用專門的相關(guān)器組來(lái)檢測(cè)輸入幀同步符號(hào)如果相關(guān)器組的輸出大于閾值，則說(shuō)明一個(gè)幀同步符號(hào)被恢復(fù)，繼續(xù)找同步符號(hào)，直到所有的幀同步符號(hào)都被恢復(fù)；完成幀同步后，進(jìn)入符號(hào)同步步驟；如果相關(guān)器組的輸出不大于閾值，開(kāi)始過(guò)采樣，控制時(shí)鐘選擇電路逐一后移采樣時(shí)鐘相位，直到相關(guān)值大于閾值的值出現(xiàn)，并使用相關(guān)值最大的時(shí)鐘作為新的采樣時(shí)鐘。幀符號(hào)恢復(fù)包括相關(guān)步驟(6)、符號(hào)判決步驟(7)和符號(hào)同步步驟(8):所述6)相關(guān)步驟的PN碼解擴(kuò)相關(guān)器輸入信號(hào)是判決成形器的輸出，該輸入信號(hào)己近似為輸入碼序列的相位關(guān)系，而且PN碼解擴(kuò)相關(guān)器系數(shù)采用PN碼序列基帶信號(hào)的相位變化斜率；來(lái)自判決成形器的輸出信號(hào)，經(jīng)過(guò)16個(gè)相關(guān)器處理，16個(gè)相關(guān)器的系數(shù)為16個(gè)PN碼序列的相位關(guān)系，得到16個(gè)相關(guān)值；所述符號(hào)判決步驟(7)采用16取1判決器，它根據(jù)PN碼解擴(kuò)相關(guān)器組輸出的16個(gè)相關(guān)值，分別與動(dòng)態(tài)的判決閾值比較，取最后大于閾值的那一組所代表的輸入符號(hào)就為幀符號(hào)，輸出即為恢復(fù)幀符號(hào)；所述符號(hào)同步步驟(8)包括PN碼相關(guān)器組、時(shí)鐘選擇電路，符號(hào)同步由電路共同實(shí)現(xiàn)，它們根據(jù)時(shí)鐘的偏移來(lái)實(shí)時(shí)地調(diào)整選擇采樣時(shí)鐘；當(dāng)某一采樣點(diǎn)的相關(guān)器組的相關(guān)值小于閾值，采樣時(shí)鐘相位逐一后移采樣，直到相關(guān)值大于閾值的值出現(xiàn)，選擇新的采樣時(shí)鐘。由于有發(fā)送碼流的時(shí)鐘的偏移和在信號(hào)的傳輸過(guò)程中噪聲疊加的影響，單一采樣點(diǎn)并不能靈敏地恢復(fù)符號(hào)。符號(hào)同步步驟包括PN碼解擴(kuò)相關(guān)步驟、符號(hào)判決步驟、時(shí)鐘選擇步驟，根據(jù)時(shí)鐘的偏移來(lái)實(shí)時(shí)地調(diào)整選擇采樣時(shí)鐘。在符號(hào)同步過(guò)程中，如果某一采樣點(diǎn)的相關(guān)器組的相關(guān)值小于閾值，表示發(fā)送碼流的時(shí)鐘有偏移或有噪聲影響，而無(wú)法恢復(fù)符號(hào)，便開(kāi)始起用過(guò)采樣，逐一后移采樣時(shí)鐘相位，直到相關(guān)值大于閾值的值出現(xiàn)，并使用相關(guān)值最大的時(shí)鐘作為新的采樣時(shí)鐘。所述8)符號(hào)同步步驟包括PN碼相關(guān)器組或幀同步相關(guān)器組、時(shí)鐘選擇電路，符號(hào)同步由電路共同實(shí)現(xiàn)，它們根據(jù)時(shí)鐘的偏移來(lái)實(shí)時(shí)地調(diào)整選擇采樣時(shí)鐘；當(dāng)某一采樣點(diǎn)的相關(guān)器組的相關(guān)值小于閾值，采樣時(shí)鐘相位逐一后移采樣，直到相關(guān)值大于閾值的值出現(xiàn)，消除發(fā)送碼流的時(shí)鐘偏移或噪聲的影響，恢復(fù)正確的符號(hào)。所述的方法構(gòu)成采用相軸檢測(cè)的低功耗高性能MSK非相干解調(diào)器，其在于，它包括LPF低通濾波器、相軸產(chǎn)生器、量化器、相位檢測(cè)模塊、判決成形器、幀同步模塊和符號(hào)同步模塊；其中LPF低通濾波器為數(shù)字低通濾波器，LPF濾波器有二個(gè)輸入端和二個(gè)輸出端，二個(gè)輸入端連接射頻前端的I路和Q路信號(hào)輸出端；相軸產(chǎn)生器有二個(gè)輸入端和M個(gè)輸出端，它的二個(gè)輸入端分別連接LPF濾波器的I和Q二路輸出端，其兩路信號(hào)經(jīng)過(guò)運(yùn)算產(chǎn)生M個(gè)信號(hào)，M個(gè)信號(hào)兩兩一組組成M/2組正交信號(hào)；量化器為l比特量化器組，它有M個(gè)輸入端和M個(gè)輸出端；其M個(gè)輸入端分別連接相軸產(chǎn)生器的M個(gè)輸出端，其M個(gè)輸出端連接判決成形器的M個(gè)輸入端；量化器組輸出M個(gè)信號(hào)兩兩一組的M/2組正交的1比特量化信號(hào)；相位檢測(cè)模塊由相位檢測(cè)器組和加法器組構(gòu)成；相位檢測(cè)器組包括M個(gè)相位檢測(cè)器，每個(gè)相位檢測(cè)器有1個(gè)輸入端和1個(gè)輸出端，兩兩一組的M/2組分別連接量化器組輸出端；加法器組包括M/2個(gè)加法器，每個(gè)加法器有1個(gè)輸入端和1個(gè)輸出端，分別對(duì)應(yīng)連接相位檢測(cè)器的輸出端；每個(gè)相位檢測(cè)器檢測(cè)前后兩個(gè)采樣點(diǎn)的差分相位，接到加法器對(duì)差分相位信號(hào)作求和運(yùn)算，其輸出端連接判決成形器的輸入端；輸出和值為判決成形器的輸入信號(hào)；判決成形器由限幅器和成形器組成；限幅器有1個(gè)輸入端和1個(gè)輸出端；成形器有1個(gè)輸入端和1個(gè)輸出端；恢復(fù)輸入比特流，用差分相位信號(hào)來(lái)恢復(fù)輸入碼流；幀同步模塊由幀同步相關(guān)器組和時(shí)鐘選擇電路組成；幀同步相關(guān)器組包括一個(gè)幀同步相關(guān)器，幀同步相關(guān)器的輸入端連接判決成形器的輸出端，幀同步相關(guān)器組有二個(gè)輸出端；時(shí)鐘選擇電路，有一個(gè)或二個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端；幀同步相關(guān)器組的一個(gè)輸出端連接時(shí)鐘選擇電路一個(gè)輸入端，另一個(gè)輸出端連接符號(hào)同步模塊，時(shí)鐘選擇電路可有另一個(gè)輸入端，它連接符號(hào)同步模塊，時(shí)鐘選擇電路的輸出端連接符號(hào)同步模塊的時(shí)鐘信號(hào)輸入端；來(lái)自判決成形器的信號(hào)，經(jīng)過(guò)幀同步相關(guān)器組，恢復(fù)出幀同步符號(hào)，經(jīng)與閾值比較的輸出信號(hào)控制時(shí)鐘相位選擇；符號(hào)同步模塊由PN碼相關(guān)器組和符號(hào)判決器組成；PN碼相關(guān)器組包括16個(gè)解擴(kuò)相關(guān)器，每個(gè)相關(guān)器有一個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端；符號(hào)判決器有17個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端；每個(gè)相關(guān)器有一個(gè)輸入端連接判決形成器的一個(gè)輸出端，一個(gè)輸出端連接；符號(hào)同步模塊就是利用PN碼解擴(kuò)相關(guān)器組或幀同步相關(guān)器組、時(shí)鐘選擇電路共同完成，它們根據(jù)相關(guān)器組的輸出檢測(cè)時(shí)鐘的偏移，實(shí)時(shí)地調(diào)整采樣時(shí)鐘。所述的相軸產(chǎn)生器由M個(gè)5位加法器構(gòu)成，加法器為5-bit數(shù)字加法器電路，M取值為211，即4、8、16等；其輸入信號(hào)為經(jīng)過(guò)低通濾波器的零中頻信號(hào)，采用復(fù)數(shù)形式，分為I和Q兩路；其輸出為接收系統(tǒng)所需要的M個(gè)相位信號(hào)；所取的M個(gè)相位軸在Lo,^j之間分布。所述的相位檢測(cè)器為數(shù)字相位檢測(cè)電路，數(shù)字相位檢測(cè)器由I和Q兩路時(shí)延乘法器和加法器組成，其輸入信號(hào)是M個(gè)信號(hào)按規(guī)則分為I和Q兩兩一組的正交信號(hào)，兩路時(shí)延乘法器輸出接入加法器輸入端，加法器輸出為根據(jù)相位增減關(guān)系的輸出信號(hào)。所述的PN碼相關(guān)器為32個(gè)時(shí)序順延數(shù)字異或器串聯(lián)組成電路，PN碼解擴(kuò)相關(guān)器輸入信號(hào)是相位差分信號(hào)，且PN碼解擴(kuò)相關(guān)器的相關(guān)器系數(shù)為PN碼序列基帶信號(hào)的相位變化斜率。所述5)幀同步步驟的幀同步流程為(1)順移一個(gè)采樣點(diǎn)(n=n+l)，設(shè)置state-O,sync-flag=0并采樣；(2)采樣送幀同步相關(guān)器組求相關(guān)值；(3)將相關(guān)值與閾值進(jìn)行比較；如果相關(guān)值大于閾值，轉(zhuǎn)入(4);否則轉(zhuǎn)入(8);(4)順移32+k采樣點(diǎn)(n=n+32*k)，設(shè)置state=l并采樣；(5)采樣之后送對(duì)應(yīng)的幀同步相關(guān)器組求相關(guān)值；(6)將相關(guān)值與閾值進(jìn)行比較如果大于閾值，轉(zhuǎn)入(7);否則轉(zhuǎn)入(8);(7)順移32fk采樣點(diǎn)(n=n+32*k)，設(shè)置state=2并采樣；............采樣之后幀同步相關(guān)器組相關(guān)，將相關(guān)值與閾值進(jìn)行比較如果大于閾值，轉(zhuǎn)入下一步驟；否則轉(zhuǎn)入(8);(8)設(shè)置State=m(m為上一狀態(tài)值)，開(kāi)始過(guò)采樣，控制時(shí)鐘選擇電路逐一后移采樣時(shí)鐘相位(n=n+l^k-l);(9)采樣送幀同步相關(guān)器組求相關(guān)值；(10)將相關(guān)值與閾值進(jìn)行比較，如果大于閾值，轉(zhuǎn)入(4);否則轉(zhuǎn)入(1)重復(fù)尋找?guī)椒?hào)；(11)直到大于閾值的相關(guān)值出現(xiàn)，并使用相關(guān)值最大的時(shí)鐘作為新的采樣時(shí)鐘。找到幀同步標(biāo)志(syn-flag=l)。所述7)符號(hào)恢復(fù)步驟的符號(hào)恢復(fù)流程為(1)順移一個(gè)采樣點(diǎn)(n=n+l)并采樣；(2)采樣之后PN碼解擴(kuò)相關(guān)器組求相關(guān)值；(3)將相關(guān)值與閾值進(jìn)行比較；如果大于閾值，轉(zhuǎn)入(4);否則轉(zhuǎn)入(6);(4)對(duì)幀符號(hào)進(jìn)行判斷；輸出幀符號(hào)；(5)順移32fk采樣點(diǎn)(n=n+32*k)并采樣；……采樣之后PN碼解擴(kuò)相關(guān)器組相關(guān)相關(guān)，將相關(guān)值與閾值進(jìn)行比較如果大于閾值，重復(fù)(4);否則轉(zhuǎn)入(6);(6)設(shè)置statel，開(kāi)始過(guò)采樣，控制時(shí)鐘選擇電路逐一后移采樣時(shí)鐘相位(n=n+l—k-l)并采樣；(7)采樣之后PN碼解擴(kuò)相關(guān)器組求相關(guān)值；(8)將相關(guān)值與閾值進(jìn)行比較如果有值大于閾值，進(jìn)行符號(hào)判斷；繼續(xù)恢復(fù)幀符號(hào)；否則轉(zhuǎn)入(1)。一種適用于采用半余弦整形的偏移正交相移鍵控(0-QPSK)或最小頻移鍵控(MSK)信號(hào)調(diào)制方法與直接序列擴(kuò)頻(DSSS)技術(shù)的低功耗高性能非相干數(shù)字解調(diào)方法，該解調(diào)器結(jié)合直接序列擴(kuò)頻(DSSS)通信技術(shù)，不需要相干解調(diào)所需的載波與相位恢復(fù)電路和數(shù)據(jù)恢復(fù)時(shí)鐘，在最小頻移鍵控(MSK)信號(hào)或半余弦整形的偏移正交相移鍵控(0-QPSK)的解調(diào)上實(shí)現(xiàn)低功耗、高性能，克服相干解調(diào)的高復(fù)雜性，過(guò)零檢測(cè)在小調(diào)制指數(shù)解調(diào)方面的局限性，相位量化解調(diào)器和異步過(guò)零檢測(cè)解調(diào)器的高功耗、電路的復(fù)雜性等問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)短距離低功耗和較低包丟失率的無(wú)線數(shù)字通信數(shù)據(jù)解調(diào)。本發(fā)明的實(shí)質(zhì)性效果是1.本發(fā)明解調(diào)器不需要獨(dú)立的載波頻率和相位恢復(fù)模塊以及數(shù)據(jù)恢復(fù)時(shí)鐘模塊，在直接序列擴(kuò)頻(DSSS)解擴(kuò)時(shí)采用相關(guān)器匹配直接解擴(kuò)，比現(xiàn)存非相干解調(diào)器簡(jiǎn)單，硬件開(kāi)銷和功耗大大降低，容易集成。2.本發(fā)明在相關(guān)判決部分，采用PN碼序列基帶信號(hào)的相位變化斜率算法和時(shí)鐘選擇，可以克服發(fā)送端隨機(jī)的時(shí)鐘偏移引起的相位累積誤差以及傳輸過(guò)程中噪聲疊加引起的判決錯(cuò)誤，該解調(diào)器具有較好的頻率誤差補(bǔ)償能力。3.本發(fā)明解調(diào)器解調(diào)性能與載波相位無(wú)關(guān)，直接序列擴(kuò)頻(DSSS)擴(kuò)頻提高抗噪聲能力強(qiáng)，使解調(diào)性能遠(yuǎn)高于一般非相干解調(diào)器。4.本發(fā)明解調(diào)器能用于電池供電的要求低功耗的便攜式無(wú)線通信終端。該解調(diào)器無(wú)需獨(dú)立的載波頻率和相位恢復(fù)電路以及數(shù)據(jù)恢復(fù)時(shí)鐘電路，DSSS信號(hào)采用相關(guān)器組直接解擴(kuò)，在最小頻移鍵控(MSK)信號(hào)或半余弦整形的偏移正交相移鍵控(0-QPSK)的解調(diào)上實(shí)現(xiàn)低功耗、高性能,不要時(shí)鐘恢復(fù)和比特恢復(fù)電路，相關(guān)判決采用PN碼序列基帶信號(hào)的相位變化斜率算法，可以克服發(fā)送端隨機(jī)的時(shí)鐘偏移引起的相位累積誤差。另外，該解調(diào)器允許頻率有較大的偏移(《200KHz)，無(wú)需專門頻率補(bǔ)償電路，而且解調(diào)性能與載波相位無(wú)關(guān)，DSSS擴(kuò)頻和幀、符號(hào)同步性能良好。該MSK解調(diào)器具有解調(diào)簡(jiǎn)單、包丟失率低、硬件開(kāi)銷少、抗噪聲能力強(qiáng)、功耗低、容易集成的特點(diǎn)，可應(yīng)用于現(xiàn)代高端通信終端和衛(wèi)星導(dǎo)航接收設(shè)備。圖1是最小頻移鍵控(MSK)信號(hào)連續(xù)相位變化圖。圖2是本發(fā)明解調(diào)方法基本結(jié)構(gòu)的組成框圖。圖3是按照本發(fā)明解調(diào)方法構(gòu)成解調(diào)器的具體實(shí)施例電路框圖。圖4是圖3中相軸產(chǎn)生器的部分相軸實(shí)現(xiàn)原理框圖。圖5a和圖5b是相位檢測(cè)器的兩種實(shí)施列框圖。圖6是本發(fā)明解調(diào)方法的幀同步的流程圖。圖7是本發(fā)明解調(diào)方法的符號(hào)恢復(fù)的流程圖。圖8是采用相軸檢測(cè)的低功耗高性能MSK非相干解調(diào)器第2實(shí)施實(shí)例的框圖。具體實(shí)施例方式本發(fā)明解調(diào)方法基本結(jié)構(gòu)的組成示意圖如圖2所示。從射頻前端1的的數(shù)字信號(hào)輸入解調(diào)器2。解調(diào)器的主要構(gòu)成包括相軸產(chǎn)生器21、量化器22、相位檢測(cè)器23、判決成形器24、幀同步模塊25以及符號(hào)同步模塊26。下面按照本發(fā)明具體實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的說(shuō)明。第1實(shí)施實(shí)例如圖3給出的第1實(shí)施實(shí)例所涉及采用相軸檢測(cè)的低功耗高性能MSK非相干解調(diào)器組成框圖所示，采用相軸檢測(cè)的低功耗高性能MSK非相干解調(diào)器包括低通濾波器102、相軸產(chǎn)生器103、量化器104、相位檢測(cè)模塊105、判決成形器106、幀同步模塊107和符號(hào)同步模塊108。相位檢測(cè)模塊105包括相位檢測(cè)器組1051和加法器1052;判決成形器106包括限幅器和成形器；幀同步模塊107包括幀同步相關(guān)器組和時(shí)鐘選擇電路；符號(hào)同步模塊108包括PN碼解擴(kuò)相關(guān)器組1081、符號(hào)判決器1082和時(shí)鐘選擇電路1083。經(jīng)過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出的零中頻信號(hào)采用復(fù)數(shù)信號(hào)形式，其兩分量分別為I和Q，經(jīng)過(guò)數(shù)字低通濾波器102，消除疊加在信號(hào)上的噪聲。相軸產(chǎn)生器103利用I和Q路信號(hào)產(chǎn)生所需要的相位信號(hào)。一比特量化器104將相位信號(hào)進(jìn)行量化。相位檢測(cè)模塊105將輸入的相位信號(hào)分為M/2個(gè)組，分別輸入到相位檢測(cè)器1051中，得出每個(gè)組的相位關(guān)系信號(hào)。加法器1052把M/2相位關(guān)系信號(hào)相加，并輸入到判決成形器106，輸出為輸入PN碼信號(hào)相位差分信號(hào)。幀同步模塊107將輸入的相位差分信號(hào)相關(guān)恢復(fù)出幀同步符號(hào)。符號(hào)同步模塊108，將PN碼信號(hào)相位差分信號(hào)恢復(fù)為輸入符號(hào)。從數(shù)字低通濾波器102輸出的基帶信號(hào)輸入到相軸產(chǎn)生器103，相軸產(chǎn)生器產(chǎn)生接收系統(tǒng)所需要的M個(gè)相位信號(hào)，M取值為4或8或16等。相軸產(chǎn)生器電路以M取值8為例說(shuō)明。所取的8個(gè)相位軸在1°^/2)之間均勻分布,部分相位軸實(shí)現(xiàn)見(jiàn)圖4。本方案在相軸產(chǎn)生器單元只需14個(gè)5位加法器，有利于降低功耗和減小電路復(fù)雜度。相軸產(chǎn)生器103所輸出的相位信號(hào)進(jìn)行一比特量化，一比特量化器104用比較器實(shí)現(xiàn)。量化后可降低后面電路的復(fù)雜度，而不明顯降低解調(diào)器整體的性能。由一比特量化器來(lái)的M個(gè)已被量化的信號(hào)進(jìn)入相位檢測(cè)模塊105，檢測(cè)相位變化。相位檢測(cè)模塊105包括相位檢測(cè)器1051和加法器1052;相位檢測(cè)器1051計(jì)算前后采樣點(diǎn)的的相位差值，其電路實(shí)現(xiàn)方案如圖5a或圖5b所示。相位檢測(cè)器電路用延時(shí)器D和MUX來(lái)實(shí)現(xiàn)，用多路MUX來(lái)替代乘法器，以減少資源的消耗。加法器1052把M/2相位關(guān)系信號(hào)相加，并輸入到判決成形器106，輸出為輸入PN碼信號(hào)相位差分信號(hào)。判決成形器106包括兩個(gè)部分，一是限幅器，另外一個(gè)則是成形器。限幅器的輸入是相位檢測(cè)器的輸出和，令相位檢測(cè)器輸出和值有三種取值可能，-1、0、1,當(dāng)相位撿測(cè)器輸出和值為-1時(shí)，指示數(shù)值E為O;當(dāng)PD輸出和值為1時(shí)，E為l;當(dāng)相位檢測(cè)器輸出和值為O時(shí)，E保持不變。指示數(shù)值E被用來(lái)指示限幅器的輸出值Vi的變化，為了實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)便化，Vi的輸出值被限定于[-l，l]之間如果E為1，Vi加l;E為O，Vi減l。限幅器和成形器的真值表如表1所示。幀同步模塊107通過(guò)判決成形器107輸入的相位差分信號(hào)相關(guān)恢復(fù)出幀同步符號(hào)，確定幀頭的位置，為后面的傳輸符號(hào)恢復(fù)做準(zhǔn)備。幀同步電路包括幀同步相關(guān)器組，還包括時(shí)鐘選擇電路。輸入相位差分信號(hào)經(jīng)過(guò)幀同步相關(guān)器組輸出相關(guān)值，將相關(guān)值與判決閾值比較，如果大于閾值，則恢復(fù)出一個(gè)幀同步符號(hào)，否則控制時(shí)鐘選擇電路，選取延遲一定相位的時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行采樣，重復(fù)上述步驟，直到找到幀同步符號(hào)。尋找?guī)搅鞒虉D分別如圖6所示。其中n為起始采樣點(diǎn)，采樣時(shí)每k個(gè)樣點(diǎn)取一位，k為過(guò)采樣率。幀符號(hào)恢復(fù)包括以下步驟S601，順移一個(gè)采樣點(diǎn)(n=n+l)，設(shè)置state=0，sync-flag-O并采樣；S602，采樣送幀同步相關(guān)器組求相關(guān)值；S603,將相關(guān)值與閾值進(jìn)行比較;如果相關(guān)值大于閾值，轉(zhuǎn)入S604;否則轉(zhuǎn)入S608;S604，順移32*1^采樣點(diǎn)(n=n+32*k),設(shè)置state=l并采樣；S605，采樣之后送對(duì)應(yīng)的幀同步相關(guān)器組求相關(guān)值；S606,將相關(guān)值與閾值進(jìn)行比較如果大于閾值，轉(zhuǎn)入S607;否則轉(zhuǎn)入S608;S607順移32*k采樣點(diǎn)(n=n+32*k)，設(shè)置state-2并采樣；............采樣之后幀同步相關(guān)器組相關(guān)，將相關(guān)值與閾值進(jìn)行比較如果大于閾值，轉(zhuǎn)入下一步驟；否則轉(zhuǎn)入S608;S608，設(shè)置state^m(m為上一狀態(tài)值)，開(kāi)始過(guò)采樣，控制時(shí)鐘選擇電路逐一后移采樣時(shí)鐘相位(n=n+l^k-l);S609，采樣送幀同步相關(guān)器組求相關(guān)值；S610，將相關(guān)值與閾值進(jìn)行比較，如果大于閾值，轉(zhuǎn)入S604;否則轉(zhuǎn)入S601重復(fù)尋找?guī)椒?hào)；S611，直到大于閾值的相關(guān)值出現(xiàn)，并使用相關(guān)值最大的時(shí)鐘作為新的采樣時(shí)鐘，找到幀同步標(biāo)志(syn-flag-l)。找到全部幀同步標(biāo)志后，則激活符號(hào)同步電路，來(lái)恢復(fù)幀同步符號(hào)之后的信號(hào)符號(hào)。由于有發(fā)送碼流的時(shí)鐘的偏移和信號(hào)傳輸過(guò)程中噪聲疊加的影響，單一采樣點(diǎn)并不能靈敏地恢復(fù)符號(hào)。它們根據(jù)時(shí)鐘的偏移來(lái)實(shí)時(shí)地調(diào)整選擇采樣時(shí)鐘。在符號(hào)同步過(guò)程中，如果發(fā)現(xiàn)在某一采樣點(diǎn)的相關(guān)器組的相關(guān)值小于閾值，這說(shuō)明是發(fā)送碼流的時(shí)鐘有偏移，或是噪聲的影響。這時(shí)候正確的符號(hào)無(wú)法恢復(fù)，過(guò)采樣技術(shù)便開(kāi)始起作用，由此采樣時(shí)鐘相位逐一后移采樣時(shí)鐘相位，直到相關(guān)值大于閾值的值出現(xiàn)，并使用相關(guān)值最大的時(shí)鐘作為新的采用時(shí)鐘。符號(hào)同步模塊108恢復(fù)傳送的幀符號(hào)，將成形器恢復(fù)出來(lái)的相位差分信號(hào)經(jīng)PN碼解擴(kuò)相關(guān)器組相關(guān)判決恢復(fù)傳送符號(hào)。它需要16個(gè)32位的相關(guān)器以及狀態(tài)機(jī)和一些組合邏輯電路，另外還需要時(shí)鐘選擇電路。輸入相位差分信號(hào)經(jīng)過(guò)幀同步相關(guān)器組輸出相關(guān)值，將相關(guān)值與判決閾值比較，如果大于閾值，則恢復(fù)出一個(gè)幀同步符號(hào)，否則控制時(shí)鐘選擇電路選擇時(shí)鐘，選取延遲一定相位的時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行采樣，重復(fù)上述步驟，直到找到幀同步符號(hào)。符號(hào)恢復(fù)的流程圖如圖7所示，幀符號(hào)恢復(fù)包括如下步驟S701,順移一個(gè)采樣點(diǎn)(n=n+l)并采樣，轉(zhuǎn)入S702;S702，采樣之后PN碼解擴(kuò)相關(guān)器組求相關(guān)值，轉(zhuǎn)入S703;S703，將相關(guān)值與閾值進(jìn)行比較；如果大于閾值，轉(zhuǎn)入S704;否則轉(zhuǎn)入S706;S704，對(duì)幀符號(hào)進(jìn)行判斷，輸出恢復(fù)符號(hào)，轉(zhuǎn)入S705;S705，順移32*k采樣點(diǎn)(n=n+32*k)并采樣，轉(zhuǎn)入S702,......采樣之后PN碼解擴(kuò)相關(guān)器組相關(guān)相關(guān)，將相關(guān)值與閾值進(jìn)行比較如果大于閾值，重復(fù)S704;否則轉(zhuǎn)入S706;S706，設(shè)置state-l，開(kāi)始過(guò)采樣，控制時(shí)鐘選擇電路逐一后移采樣時(shí)鐘相位(n=n+l~~k-l)并采樣；S707,采樣之后PN碼解擴(kuò)相關(guān)器組求相關(guān)值，轉(zhuǎn)入S708;S708，將相關(guān)值與閾值進(jìn)行比較如果大于閾值，繼續(xù)恢復(fù)幀符號(hào)；否則轉(zhuǎn)入S701。其中n為起始采樣點(diǎn)，采樣時(shí)每k個(gè)樣點(diǎn)取一位，k為每個(gè)片的比特?cái)?shù)。判斷閾值的選取要適當(dāng)。第2實(shí)施實(shí)例圖8給出了第2實(shí)施實(shí)例所涉及采用相軸檢測(cè)的低功耗高性能MSK非相干解調(diào)器組成框圖。如圖8所示，采用相軸檢測(cè)的低功耗高性能MSK非相干解調(diào)器包括低通濾波器202、相軸產(chǎn)生器203、量化器204、相位檢測(cè)模塊205、判決成形器206、幀同步模塊207、符號(hào)同步模塊208。相位檢測(cè)模塊205包括相位檢測(cè)器組2051和加法器2052;判決成形器206包括限幅器和成形器；幀同步模塊207包括幀同步相關(guān)器組和時(shí)鐘選擇電路；符號(hào)同步模塊208包括PN碼解擴(kuò)相關(guān)器組2081、符號(hào)判決器2082。輸入的零中頻信號(hào)采用復(fù)數(shù)信號(hào)形式，其兩分量分別為I和Q，經(jīng)過(guò)數(shù)字低通濾波器202，消除疊加在信號(hào)上的噪聲。相軸產(chǎn)生器203利用I和Q路信號(hào)產(chǎn)生所需要的相位信號(hào)。一比特量化器204將相位信號(hào)進(jìn)行量化。相位檢測(cè)器205將輸入的相位信號(hào)分為M/2個(gè)組，分別得出每個(gè)組的相位關(guān)系信號(hào)。加法器206把M/2相位關(guān)系信號(hào)相加，并輸入到判決成形器206，輸出為輸入PN碼信號(hào)相位差分信號(hào)。幀同步模塊207將輸入的相位差分信號(hào)相關(guān)恢復(fù)出幀同步符號(hào)。符號(hào)同步模塊208由PN碼解擴(kuò)相關(guān)器組和符號(hào)判決器組成，將PN碼信號(hào)相位差分信號(hào)恢復(fù)為輸入符號(hào)。時(shí)鐘選擇電路與幀同步電路組成幀同步符號(hào)同步電路。相軸產(chǎn)生器203產(chǎn)生系統(tǒng)所需要的M(M可取4、8、16等)個(gè)相位信號(hào)。以M取8為例，所取的8個(gè)相位軸在[G，^力之間均勻分布，部分相位軸實(shí)現(xiàn)見(jiàn)圖4。如此，本方案在相軸產(chǎn)生器單元只需14個(gè)5位加法器即可，這對(duì)于降低功耗和減小電路復(fù)雜度有著很重要的作用。一比特量化器204將相軸產(chǎn)生器203所輸出的相位信號(hào)進(jìn)行一比特量化，用比較器即可實(shí)現(xiàn)。采取量化的目的是為了降低后面電路的復(fù)雜度，而不明顯降低解調(diào)器整體的性能。相位檢測(cè)模塊205計(jì)算前后采樣點(diǎn)的的相位差值。相位檢測(cè)器2051計(jì)算前后采樣點(diǎn)的的相位差值。其電路實(shí)現(xiàn)方案如圖5a或圖5b所示。具體電路用延時(shí)器D和MUX來(lái)實(shí)現(xiàn)，用多路MUX來(lái)替代乘法器，以減少資源的消耗。加法器2052把M/2相位關(guān)系信號(hào)相加，并輸入到判決成形器206，輸出為輸入PN碼信號(hào)相位差分信號(hào)。判決成形器206要把輸入碼流恢復(fù)。判決成形器包括兩個(gè)部分，一個(gè)是限幅器，另外一個(gè)則是成形器。限幅器的輸入是相位檢測(cè)器的輸出和，令相位檢測(cè)器輸出和值有三種取值可能，-1、0、1，當(dāng)PD輸出和值為-1時(shí)，指示數(shù)值E為0，當(dāng)PD輸出和值為1時(shí)E為1，當(dāng)PD輸出和值為O時(shí)，E保持不變。指示數(shù)值E被用來(lái)指示限幅器的輸出值Vi的變化，為了實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)便化，Vi的輸出值被限定于[-l，l]之間如果E為1，Vi加l;E為0，Vi減l。限幅器和成形器的真值表如表1所示。幀同步模塊207通過(guò)判決成形器206輸入的相位差分信號(hào)相關(guān)恢復(fù)出幀同步符號(hào)，確定幀頭的位置，為后面的傳輸符號(hào)恢復(fù)做準(zhǔn)備。幀同步電路包括幀同步相關(guān)器組，還包括時(shí)鐘選擇電路。輸入相位差分信號(hào)經(jīng)過(guò)幀同步相關(guān)器組輸出相關(guān)值，將相關(guān)值與判決閾值比較，如果大于閾值，則恢復(fù)出一個(gè)幀同步符號(hào)，否則控制時(shí)鐘選擇電路，選取延遲一定相位的時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行采樣，重復(fù)上述步驟，直到找到幀同步符號(hào)。尋找?guī)搅鞒虉D如圖6所示。符號(hào)同步模塊208實(shí)現(xiàn)恢復(fù)傳送的幀符號(hào)，將成形器恢復(fù)出來(lái)的相位差分信號(hào)經(jīng)PN碼解擴(kuò)相關(guān)器組相關(guān)判決恢復(fù)傳送符號(hào)。它需要16個(gè)32位的相關(guān)器組以及狀態(tài)機(jī)和一些組合邏輯電路，在此實(shí)施實(shí)例中不需要時(shí)鐘選擇電路。輸入相位差分信號(hào)經(jīng)過(guò)幀同步相關(guān)器組輸出相關(guān)值，將相關(guān)值與判決閾值比較，如果大于閾值，則恢復(fù)出一個(gè)幀同步符號(hào)，否則這個(gè)符號(hào)便恢復(fù)錯(cuò)誤。因?yàn)橐坏^確定之后，傳輸符號(hào)的偏移就會(huì)很小，而合適地設(shè)置判決閾值也能夠達(dá)到很好的效果。這種符號(hào)恢復(fù)方法比實(shí)例l要簡(jiǎn)單得多，但是性能并不降低多少。綜上所述，根據(jù)第l-2實(shí)施實(shí)例，即使存在傳輸時(shí)鐘偏移和傳輸過(guò)程中信道噪聲的疊加，本發(fā)明所提出的解調(diào)方法和解調(diào)器也能在解調(diào)端利用過(guò)采樣技術(shù)以及所使用的符號(hào)同步方法消除偏移，能夠合理地消除噪聲的影響，改善解調(diào)性能。在第1和第2實(shí)施實(shí)例中，給出了一種實(shí)現(xiàn)相軸產(chǎn)生的部分相軸電路，基于實(shí)現(xiàn)相軸的構(gòu)思，可以有多種實(shí)現(xiàn)方案，另一種實(shí)現(xiàn)方案是其中的第一次產(chǎn)生相軸不用于第二次產(chǎn)生相軸，而直接采用輸入的I和Q路信號(hào)來(lái)產(chǎn)生所有的相軸。這種方法應(yīng)用于較高頻率時(shí)，一般情況下采用相軸互相生成方法，可以節(jié)省鎖存器、加法器和減法器的使用。在第1和第2實(shí)施實(shí)例中，給出了相位檢測(cè)器的兩種實(shí)現(xiàn)電路。相位檢測(cè)器的乘法器也可以采用異或門等實(shí)現(xiàn)。表1是限幅器和成形器的真值表，在這里要把輸入碼流恢復(fù)。表l限幅器和成形器的真值表<table>tableseeoriginaldocumentpage23</column></row><table>權(quán)利要求1.采用相軸檢測(cè)的低功耗MSK非相干數(shù)字解調(diào)方法，包括下列步驟1)相軸產(chǎn)生步驟配置一個(gè)相軸產(chǎn)生器；由直接下變頻器輸出的零中頻信號(hào)分為I和Q兩路正交信號(hào)，將I路和Q路信號(hào)接入相軸產(chǎn)生器作數(shù)學(xué)運(yùn)算，相軸產(chǎn)生器根據(jù)M個(gè)相軸分布關(guān)系，以及它們相互之間的角度關(guān)系，運(yùn)算得到M個(gè)相軸信號(hào)的輸出；2)信號(hào)量化步驟配置一個(gè)量化器；相軸產(chǎn)生器產(chǎn)生的M個(gè)相軸信號(hào)分別經(jīng)過(guò)隨后的一位量化器進(jìn)行量化；低位量化可以降低后續(xù)電路的復(fù)雜度，而又不降低解調(diào)器的性能；3)相位檢測(cè)步驟配置一個(gè)相位檢測(cè)器組，該組包括M個(gè)相位檢測(cè)器；a.首先將量化器輸出的M個(gè)信號(hào)采集輸入相位檢測(cè)器組，并根據(jù)相軸產(chǎn)生器的輸出信號(hào)的關(guān)系，按照規(guī)則把M個(gè)信號(hào)分為兩兩一組的正交信號(hào)，將這M/2組正交信號(hào)分別輸入到對(duì)應(yīng)的相位檢測(cè)器，檢測(cè)前后兩個(gè)采樣點(diǎn)的差分相位，形成M/2個(gè)差分相位關(guān)系的差分相位信號(hào)；b.然后，對(duì)差分相位信號(hào)作求和運(yùn)算，輸出和值；4)判決成形步驟配置一個(gè)判決成形器；如果M/2個(gè)信號(hào)和值為正，則說(shuō)明相位增加；和值為負(fù)，說(shuō)明相位減?。蝗绻椭禐榱?，則說(shuō)明相位沒(méi)變化，根據(jù)上一點(diǎn)的相位來(lái)確定此采樣點(diǎn)相位的變化情況，形成判決輸出；5)幀同步步驟配置一個(gè)幀同步相關(guān)器組和一個(gè)時(shí)鐘選擇電路；幀同步符號(hào)有8個(gè)，每個(gè)同步符號(hào)影射為32個(gè)0序列；幀同步符號(hào)所對(duì)應(yīng)的碼序列與表示幀符號(hào)的PN碼序列完全不同，幀同步符號(hào)的恢復(fù)由專門的幀同步相關(guān)器組來(lái)完成，來(lái)自判決成形步驟的輸出信號(hào)經(jīng)過(guò)幀同步相關(guān)器組相關(guān)處理，如果輸出大于閾值，一個(gè)幀同步符號(hào)被恢復(fù)，繼續(xù)尋找，直到8個(gè)幀同步符號(hào)都被找到，幀同步步驟結(jié)束；否則，過(guò)采樣和時(shí)鐘選擇步驟共同選擇合適的采樣時(shí)鐘；幀同步相關(guān)器組的輸出信號(hào)控制時(shí)鐘選擇，時(shí)鐘選擇電路向幀同步相關(guān)器組輸出采樣時(shí)鐘信號(hào)；6)相關(guān)步驟配置一個(gè)PN碼序列相關(guān)器組；來(lái)自判決成形器的相位變化判決輸出信號(hào)，并行經(jīng)過(guò)16個(gè)相關(guān)器進(jìn)行相關(guān)處理，輸出的16個(gè)相關(guān)值為與16個(gè)PN碼序列的相位關(guān)系對(duì)應(yīng)的相關(guān)值；7)符號(hào)判決步驟根據(jù)相關(guān)器組輸出的16個(gè)相關(guān)值，分別與判決閾值比較，大于閾值的那一組相關(guān)器所代表的符號(hào)即為輸入符號(hào)，把恢復(fù)出的符號(hào)輸出即可；8)符號(hào)同步步驟由相關(guān)器組、時(shí)鐘選擇電路構(gòu)成符號(hào)同步電路，它根據(jù)時(shí)鐘的偏移實(shí)時(shí)調(diào)整采樣時(shí)鐘的選擇；2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述l)相軸產(chǎn)生步驟配置的相軸產(chǎn)生器還包括一系列的設(shè)定相軸關(guān)系的加法器組；由直接下變頻來(lái)的零中頻信號(hào)分為I和Q兩路正交信號(hào)，經(jīng)LPF低通濾波，由相軸產(chǎn)生器生成M個(gè)包含相軸分布關(guān)系及其相互角度關(guān)系的信號(hào)，再將I和Q兩路各M/2個(gè)信號(hào)經(jīng)過(guò)一系列的設(shè)定相軸關(guān)系的加法器組的計(jì)算處理，可以得到M個(gè)信號(hào)的輸出。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述3)相位檢測(cè)步驟，相位檢測(cè)器根據(jù)相位增減關(guān)系輸出信號(hào)；M路相位檢測(cè)器分時(shí)采樣M個(gè)經(jīng)過(guò)量化的PN碼相軸信號(hào)，并對(duì)前后兩路采樣信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，相位檢測(cè)器根據(jù)前后兩點(diǎn)相位的增減，兩兩形成M/2組差分相位輸出信號(hào)；M/2組差分相位輸出的I和Q兩路信號(hào)分別送對(duì)應(yīng)的加法器運(yùn)算，形成M/2個(gè)差分相位和值，輸出的每個(gè)PN碼差分相位和值可為"+"或"-"或"0"。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述4)判決成形步驟，配置的判決成形器由限幅器和成形器組成，將輸入的M/2個(gè)PN碼差分相位和值限幅形成比特流，成形器根據(jù)上一采樣點(diǎn)相位變化的差分相位信號(hào)變化來(lái)恢復(fù)輸入碼流。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述5)幀同步步驟，配置的幀同步模塊由幀同步相關(guān)器組和時(shí)鐘選擇電路組成，幀同步相關(guān)器組的輸出相關(guān)值與閾值比較，確定是否控制時(shí)鐘選擇電路來(lái)后移采樣時(shí)鐘相位；通過(guò)采樣時(shí)鐘相位逐一后移采樣，使幀同步符號(hào)包括確定幀同步符號(hào)位置以及符號(hào)包的開(kāi)始位置的恢復(fù)信息更加準(zhǔn)確，減小包錯(cuò)誤率和符號(hào)錯(cuò)誤率；所述5)幀同步步驟的幀同步流程為(1)順移一個(gè)采樣點(diǎn)(n=n+l)，設(shè)置state-0，sync-flag-0并采樣；(2)采樣送幀同步相關(guān)器組求相關(guān)值；(3)將相關(guān)值與閾值進(jìn)行比較；如果相關(guān)值大于閾值，轉(zhuǎn)入(4);否則轉(zhuǎn)入(8);(4)順移32fk采樣點(diǎn)(n=n+32*k)，設(shè)置state=l并采樣；(5)采樣之后送對(duì)應(yīng)的幀同步相關(guān)器組求相關(guān)值；(6)將相關(guān)值與閾值進(jìn)行比較如果大于閾值，轉(zhuǎn)入(7);否則轉(zhuǎn)入(8);(7)順移32*1^采樣點(diǎn)(n=n+32*k)，設(shè)置state=2并采樣；............采樣之后幀同步相關(guān)器組相關(guān)，將相關(guān)值與閾值進(jìn)行比較如果大于閾值，轉(zhuǎn)入下一步驟；否則轉(zhuǎn)入(8);(8)設(shè)置state-m(m為上一狀態(tài)值)，開(kāi)始過(guò)采樣，控制時(shí)鐘選擇電路逐一后移采樣時(shí)鐘相位(n=n+l—k-l);(9)采樣送幀同步相關(guān)器組求相關(guān)值；(10)將相關(guān)值與閾值進(jìn)行比較，如果大于閾值，轉(zhuǎn)入(4);否則轉(zhuǎn)入(1)重復(fù)尋找?guī)椒?hào)；(11)直到大于閾值的相關(guān)值出現(xiàn)，并使用相關(guān)值最大的時(shí)鐘作為新的采樣時(shí)鐘；找到幀同步標(biāo)志(syn-flag=l)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于幀符號(hào)恢復(fù)包括相關(guān)步驟(6)，符號(hào)判決步驟(7)和符號(hào)同步步驟(8);所述6)相關(guān)步驟的PN碼解擴(kuò)相關(guān)器輸入信號(hào)是判決成形器的輸出，該輸入信號(hào)已近似為輸入碼序列的相位關(guān)系，而且PN碼解擴(kuò)相關(guān)器系數(shù)采用PN碼序列基帶信號(hào)的相位變化斜率；來(lái)自判決成形器的輸出信號(hào)，經(jīng)過(guò)16個(gè)相關(guān)器處理，16個(gè)相關(guān)器的系數(shù)為16個(gè)PN碼序列的相位關(guān)系，得到16個(gè)相關(guān)值；所述符號(hào)判決步驟(7)采用16取1判決器，它根據(jù)PN碼解擴(kuò)相關(guān)器組輸出的16個(gè)相關(guān)值，分別與動(dòng)態(tài)的判決閾值比較，取最后大于閾值的那一組所代表的輸入符號(hào)就為幀符號(hào)，輸出即為恢復(fù)幀符號(hào)。所述符號(hào)同步步驟(8)包括PN碼相關(guān)器組、時(shí)鐘選擇電路，符號(hào)同步由電路共同實(shí)現(xiàn)，它們根據(jù)時(shí)鐘的偏移來(lái)實(shí)時(shí)地調(diào)整選擇采樣時(shí)鐘；當(dāng)某一采樣點(diǎn)的相關(guān)器組的相關(guān)值小于閾值，采樣時(shí)鐘相位逐一后移采樣，直到相關(guān)值大于閾值的值出現(xiàn)，選擇新的采樣時(shí)鐘；所述的幀符號(hào)恢復(fù)步驟的流程為-(1)順移一個(gè)采樣點(diǎn)(n=n+l)并采樣；(2)采樣之后PN碼解擴(kuò)相關(guān)器組求相關(guān)值；(3)將相關(guān)值與閾值進(jìn)行比較；如果大于閾值，轉(zhuǎn)入(4);否則轉(zhuǎn)入(6);(4)對(duì)幀符號(hào)進(jìn)行判斷；輸出幀符號(hào)；(5)順移32fk采樣點(diǎn)(n=n+32*k)并采樣；……采樣之后PN碼解擴(kuò)相關(guān)器組相關(guān)相關(guān)，將相關(guān)值與閾值進(jìn)行比較如果大于閾值，重復(fù)(4);否則轉(zhuǎn)入(6);(6)設(shè)置statel，開(kāi)始過(guò)采樣，控制時(shí)鐘選擇電路逐一后移采樣時(shí)鐘相位(『n+l—k-l)并采樣；(7)采樣之后PN碼解擴(kuò)相關(guān)器組求相關(guān)值；(8)將相關(guān)值與閾值進(jìn)行比較如果有值大于閾值，進(jìn)行符號(hào)判斷；繼續(xù)恢復(fù)幀符號(hào)；否則轉(zhuǎn)入(1)。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法構(gòu)成采用相軸檢測(cè)的低功耗MSK非相干數(shù)字解調(diào)器，其特征在于，它包括LPF低通濾波器、相軸產(chǎn)生器、量化器、相位檢測(cè)模塊、判決成形器、幀同步模塊和符號(hào)同步模塊；其中LPF低通濾波器為數(shù)字低通濾波器，LPF濾波器有二個(gè)輸入端和二個(gè)輸出端，二個(gè)輸入端連接射頻前端的I路和Q路信號(hào)輸出端；相軸產(chǎn)生器有二個(gè)輸入端和M個(gè)輸出端，它的二個(gè)輸入端分別連接LPF濾波器的I和Q二路輸出端，其兩路信號(hào)經(jīng)過(guò)運(yùn)算產(chǎn)生M個(gè)信號(hào)，M個(gè)信號(hào)兩兩一組組成M/2組正交信號(hào)；量化器為l比特量化器組，它有M個(gè)輸入端和M個(gè)輸出端；其M個(gè)輸入端分別連接相軸產(chǎn)生器的M個(gè)輸出端，其M個(gè)輸出端連接判決成形器的M個(gè)輸入端；量化器組輸出M個(gè)信號(hào)兩兩一組的M/2組正交的1比特量化信號(hào)；相位檢測(cè)模塊由相位檢測(cè)器組和加法器組構(gòu)成；相位檢測(cè)器組包括M個(gè)相位檢測(cè)器，每個(gè)相位檢測(cè)器有1個(gè)輸入端和1個(gè)輸出端，兩兩一組的M/2組分別連接量化器組輸出端；加法器組包括M/2個(gè)加法器，每個(gè)加法器有1個(gè)輸入端和1個(gè)輸出端，分別對(duì)應(yīng)連接相位檢測(cè)器的輸出端；每個(gè)相位檢測(cè)器檢測(cè)前后兩個(gè)采樣點(diǎn)的差分相位，接到加法器對(duì)差分相位信號(hào)作求和運(yùn)算，其輸出端連接判決成形器的輸入端；輸出和值為判決成形器的輸入信號(hào)；判決成形器由限幅器和成形器組成；限幅器有1個(gè)輸入端和1個(gè)輸出端；成形器有1個(gè)輸入端和1個(gè)輸出端；恢復(fù)輸入比特流，用差分相位信號(hào)來(lái)恢復(fù)輸入碼流；幀同步模塊由幀同步相關(guān)器組和時(shí)鐘選擇電路組成；幀同步相關(guān)器組包括一個(gè)幀同步相關(guān)器，幀同步相關(guān)器的輸入端連接判決成形器的輸出端，幀同步相關(guān)器組有二個(gè)輸出端；時(shí)鐘選擇電路，有一個(gè)或二個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端；幀同步相關(guān)器組的一個(gè)輸出端連接時(shí)鐘選擇電路一個(gè)輸入端，另一個(gè)輸出端連接符號(hào)同步模塊，時(shí)鐘選擇電路可有另一個(gè)輸入端，它連接符號(hào)同步模塊，時(shí)鐘選擇電路的輸出端連接符號(hào)同步模塊的時(shí)鐘信號(hào)輸入端；來(lái)自判決成形器的信號(hào)，經(jīng)過(guò)幀同步相關(guān)器組，恢復(fù)出幀同步符號(hào)，經(jīng)與閾值比較的輸出信號(hào)控制時(shí)鐘相位選擇；符號(hào)同步模塊由PN碼相關(guān)器組和符號(hào)判決器組成；PN碼相關(guān)器組包括16個(gè)解擴(kuò)相關(guān)器，每個(gè)相關(guān)器有一個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端；符號(hào)判決器有17個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端；每個(gè)相關(guān)器有一個(gè)輸入端連接判決形成器的一個(gè)輸出端，一個(gè)輸出端連接；符號(hào)同步模塊就是利用PN碼解擴(kuò)相關(guān)器組或幀同步相關(guān)器組、時(shí)鐘選擇電路共同完成，它們根據(jù)相關(guān)器組的輸出檢測(cè)時(shí)鐘的偏移，實(shí)時(shí)地調(diào)整采樣時(shí)鐘。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的采用相軸檢測(cè)的低功耗MSK非相干數(shù)字解調(diào)器，其特征在于，所述的相軸產(chǎn)生器由M個(gè)5位加法器構(gòu)成，加法器為5-bit數(shù)字加法器電路，M取值為211，即4、8、16等；其輸入信號(hào)為經(jīng)過(guò)低通濾波器的零中頻信號(hào)，采用復(fù)數(shù)形式，分為I和Q兩路；其輸出為接收系統(tǒng)所需要的M個(gè)相位信號(hào)；所取的M個(gè)相位軸在lo，^j之間分布。9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的采用相軸檢測(cè)的低功耗MSK非相干數(shù)字解調(diào)器，其特征在于，所述的相位檢測(cè)器為數(shù)字相位檢測(cè)電路，數(shù)字相位檢測(cè)器由I和Q兩路時(shí)延乘法器和加法器組成，其輸入信號(hào)是M個(gè)信號(hào)按規(guī)則分為I和Q兩兩一組的正交信號(hào)，兩路時(shí)延乘法器輸出接入加法器輸入端，加法器輸出為根據(jù)相位增減關(guān)系的輸出信號(hào)。10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的采用相軸檢測(cè)的低功耗MSK非相干數(shù)字解調(diào)器，其特征在于所述的PN碼相關(guān)器為32個(gè)時(shí)序順延數(shù)字異或器串聯(lián)組成電路，PN碼解擴(kuò)相關(guān)器輸入信號(hào)是相位差分信號(hào)，且PN碼解擴(kuò)相關(guān)器的相關(guān)器系數(shù)為PN碼序列基帶信號(hào)的相位變化斜率。全文摘要本發(fā)明提出采用相軸檢測(cè)的低功耗MSK非相干數(shù)字解調(diào)方法以及一種由相軸產(chǎn)生器、量化器、相位檢測(cè)器、判決成形器、相關(guān)器組和符號(hào)判決器、時(shí)鐘選擇電路組成的解調(diào)器。該解調(diào)器無(wú)需獨(dú)立的載波頻率和相位恢復(fù)電路以及數(shù)據(jù)恢復(fù)時(shí)鐘電路，DSSS信號(hào)采用相關(guān)器組直接解擴(kuò)，不要時(shí)鐘恢復(fù)和比特恢復(fù)電路，相關(guān)判決采用PN碼序列基帶信號(hào)的相位變化斜率算法，可以克服發(fā)送端隨機(jī)的時(shí)鐘偏移引起的相位累積誤差。另外，該解調(diào)器頻率誤差補(bǔ)償能力較好，無(wú)需專門頻率補(bǔ)償電路，而且解調(diào)性能與載波相位無(wú)關(guān)，DSSS擴(kuò)頻和幀、符號(hào)同步性能良好。該MSK解調(diào)器具有解調(diào)方法簡(jiǎn)單、包丟失率低、硬件開(kāi)銷少、抗噪聲能力強(qiáng)、功耗低、容易集成的特點(diǎn)，可應(yīng)用于現(xiàn)代高端通信終端。文檔編號(hào)H04L27/233GK101304396SQ20071006940公開(kāi)日2008年11月12日申請(qǐng)日期2007年6月11日優(yōu)先權(quán)日2007年6月11日發(fā)明者于云豐,新孟,肖時(shí)茂,馬成炎申請(qǐng)人:杭州中科微電子有限公司