[发明专利]用于部分响应解调的方法和设备

说明书

一般来说，本发明涉及一种正交部分响应通信系统，更为具体地讲，是涉及一种具有提高解调效率的正交部分响应解调器。

在通信链路上用于传送数字数据的正交部分响应通信系统在现有技术中是公知的。一般，QPR通信系统包含一个QPR调制器，该调制器将数字信息调制为能通过传输链路传送到QPR解调器的形式，在QPR解调器上该数字信号得以恢复。

称之为正交部分响应（QPR）的调制方式是多种技术的组合。部分响应涉及这样一种数字通信的方法，在这种方法中预定数目的一种符号响应下一个符号。用于传输二进制数的一种特定的部分响应通信方法是双二进制，在这种方法中构成了三电平（相对于0基准的正的和负的电平）。这种方式是可靠的，并使用低带宽来提供高的比特传送率。当在一个载波上调相时，一个双二进制信号可以与另外的类似调制的双二进制信号以正交（90°相位泄后）方式相组合。这种正交调制保持了双二进制信号的有效带宽，同时加倍了比特的速率。

更为明显的双二进制的方案之一可以表示为下式：

Y_k＝X_k+X_k-1

其中Yk是在时间k的一个符号的编码值，该值是由取时间k的当前的符号值X_k加上前一个符号周期中符号值X_k-1得到的。若输入数据流是具有单元（-1、1）的二进制码，则输出数据流是具有单元（2、0、-2）的三进制码。因此，如果Yk是通过通信系统传输的编码符号，那末：

X_k＝Y_k-X_k-1

其中X_k是解码符号值，Y_k-X_k-1差值是当前的编码值减去前次解码值。

从上面对双二进制的解码算法明显看出，该解码器是相关的，即发送的比特值Yk的解码过程要求知道前面比特值X_k-1。而这种方法提供了许多好处，相关性可以产生从一个比特到下一个比特的差错的扩展。从一个比特到下一个比特的差错扩展的概率是1/2，通过数个复用的信道的差错扩展的概率与个别信道的各个比特之间的间隔。利用将偶数个（小数目的）信道复用在一起，在任何一个信道中的差错扩展的概率可以变得非常小，例如六个信道的概率变为1/2⁶。然而，当QPR调制发生在将各个信道去复用为I和QL相位时，其中偶数的各个信道去掉了许多原来复用时的差错保护。在一个通常的六信道QPR通信系统中，一半信道去复用为一种相位和另外一半去复用为QPR信号的另一种相位。这就显著地增加差错扩展概率为1/2³。因此，应当尽可能地提供QPR通信系统，该系统可以提供有优越性的QPR调制的优点，同时保持其最大信道比特隔离，减小差错扩展概率的好处。

一种用于解调QPR调制信息的优选技术是判决反馈电路。在该判决反馈解调方案中，将一个调幅部分响应信号输入到一个混频器中并被一个与已调数据载波相关的载波相乘。而后该信号分路为I和Q两个信道，其中判决反馈解调器可以用来解调含在其中的数字数据。许多这种判决解码器是相当复杂的，没有相当可观的费用是无法提供精密的解码。这就是为什么需要用于正交部分响应信号的判决反馈解码器，它是简单和不昂贵的，而且它精确地执行QPR信号中信息的解调和解码。

正交部分响应信号的相关解调载波可以由多种不同电路恢复或提取，但是对于产生这种载波的多种有效方法之一是科斯塔交叉环路。科斯塔环的实现是有问题的，因为一般这种环路需要利用昂贵的乘法器，乘法器额外地要求通过该环路的精密增益控制。这种要求将使电路与锁相环解码载波来得到QPR信号的载波相比变得更为复杂。这就是为什么需要一种用于QPR信号的判决反馈解调器的载波提取电路，这种电路简单且不昂贵，而且能精确地执行与QPT载波相关的解调载波的提取。

本发明提供一种改进的QPR解调器，该解调器有效地变换QPR调制数据为一种数字格式。该解调器包括一个具有自动增益控制的调谐器和一个用于接收和变换QPR已调信号的宽频带为中频频率QPR信号的中频放大级。中频QPR信号被传送到一个两通路解调器，该解调器具有QPR调制信号的Q相位通路和另一个QPR调制信号的I相位通路。每个通路包含有具有平衡电流输出的4象限乘法器、滤波器、限幅器和判决电路。