专利名称：无线通讯系统及无线讯号的处理方法
技术领域：
本发明涉及一种无线通讯系统，特别是涉及一种包含一同步电路的无线通讯系统。
背景技术：
在一采用直接序列展频(Direct Sequence Spread Spectrum, DSSS)方式的传送端中，通常会将一待传讯息乘上一个虚拟噪声(pseudo-noise，PN)序列，再藉由一载波传送出去。因此，接收端必须使用一同步电路找出匹配的载波频率和匹配的PN序列相位，始能有效还原该待传讯息。
一全球定位卫星(GPQ接收系统中，假设存在V个卫星，对每一卫星，习知同步电路会计算收到的信号与F个可能载波的互相关(cross-correlation)值，以从中比对出一个相关性最高的载波频率；紧接着，维持住这个频率并一一更动PN序列的相位，以比对出与收到信号存在最高互相关值的那个相位。
然而，为了解调出上述的待传讯息，这样的同步电路需备有一缓冲器来暂存收到信号所具有的多笔数据，且暂存的数据笔数必须多到足够支持所述互相关值的计算。此外， 单就搜寻载波频率来说，比对次数就高达VX F，不但运算量庞大，硬件成本也过高。
发明内容
因此，本发明的目的，即在提供一种可以降低缓冲器使用量并减少比对次数的无线通讯系统及无线讯号的处理方法。
于是，本发明无线通讯系统，包含一降频电路，接收一无线信号并将该无线信号进行降频以输出一降频信号；一同步电路，耦接至该降频电路，包括一第一训练器，藉由多个不同频率的载波信号与该降频信号进行一频率比对，以自所述载波信号中决定出多个预定载波信号；以及一第二训练器，在所述预定载波信号下，藉由多个不同相位的虚拟噪声 (PN)序列与该降频信号进行一相位比对，以决定一匹配序列，并将相对应于该匹配序列的预定载波信号当作一匹配载波；以及一解调器，耦接至该降频电路与该同步电路，依据该匹配载波和该匹配序列，解调该降频信号，以产生一解调信号。
而本发明无线通讯系统，包含一降频电路，接收一无线信号并将该无线信号进行降频以输出一降频信号；一同步电路，耦接至该降频电路，依据该降频信号比对出一匹配载波与一匹配序列；以及一解调器，耦接至该降频电路与该同步电路，依据该匹配载波和该匹配序列，解调该降频信号，以产生一解调信号；其中，该同步电路是藉由多个不同频率的载波信号与该降频信号进行一频率比对；以及在该频率比对下，藉由多个不同相位的虚拟噪声(PN)序列与该降频信号进行一相位比对，以决定该匹配序列与相对应于该匹配序列的该匹配载波。
且本发明无线讯号的处理方法，适用于一无线通讯系统中，包含接收一无线信号并将该无线信号进行降频以输出一降频信号；藉由多个不同频率的载波信号与该降频信号进行一频率比对，以自所述载波信号中决定出多个预定载波信号；在所述预定载波信号下， 藉由多个不同相位的虚拟噪声(PN)序列与该降频信号进行一相位比对，以决定一匹配序列与相对应于该匹配序列的预定载波信号以作为一匹配载波；以及依据该匹配载波和该匹配序列，解调该降频信号，以产生一解调信号。
图1是一方块图，说明本发明无线通讯系统的第一较佳实施例； 图2是一示意图，说明在各载波信号频率的基础下，每一序列相位都会对应一个互相关值；以及 图3是一方块图，说明本发明无线通讯系统的第二较佳实施例。
附图符号说明 700.........无线通讯系统 1............降频电路 2............同步电路 3............解调器 4............缓冲器 21.........第一训练器 22.........第二训练器 221.........相位筛选单元 222.........比较单元 25.........记录器 800.........无线通讯系统 5............同步电路 51.........第一训练器 52.........第二训练器 521.........相位筛选单元 522.........比较单元
具体实施例方式有关本发明的前述及其它技术内容、特点与功效，在以下结合附图的二个较佳实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。
在本发明被详细描述之前，要注意的是，在以下的说明内容中，类似的组件是以相同的编号来表示。
第一较佳实施例 在直接序列展频(DSSQ传送系统中，会采用一调制序列对一待传讯息进行展频， 再采用一调制载波将其发送出去。并且，在经过通道传递之后，这个发出的信号会在一接收系统处形成一无线信号。其中，该调制序列具有Pcwp个接续的位，当不同位置的位被当作起始位时，该调制序列会呈现不同相位。
参阅图1，本发明无线通讯系统700的第一较佳实施例适用于处理该无线信号，包含依序耦接的一降频电路1、一缓冲器4及一解调器3。且该无线通讯系统700还包含一同步电路2，分别耦接缓冲器4与解调器3。
降频电路1使该无线信号降到基频而形成一降频信号。且该缓冲器4暂存该降频信号所具有的多笔数据，并延迟一段时间再据以送出一待解调信号，可供同步电路2训练出一匹配载波和一匹配序列。之后，解调器3会以训练得到的匹配载波和匹配序列，来对该待解调信号进行解调，以产生一对应该待传讯息的解调信号。较佳地，本例的解调器3类似现有的用以处理DSSS信号的解调器。
而前述所称的匹配是指匹配于DSSS传送系统所采用调制载波的频率，及调制序列的相位。请注意，无线通讯系统700是以一相同于该调制序列的PN序列来进行解调，只是不知道PN序列的哪一相位最匹配。且较佳地，本例无线通讯系统700是一 GPS接收系统， 负责为单一卫星产生对应的解调信号。
更详细来说，同步电路2包括相互耦接的一第一训练器21及一第二训练器22，而第二训练器22具有1)个相位筛选单元221以及一与这些相位筛选单元221耦接的比较单元222。而为便于图示，图1以N = 5为例。
接下来，说明同步电路2的操作情形，并假设同步电路2是使用F(F > N)个不同频率的载波信号来对该待解调信号进行训练，且无线通讯系统700解调用的该PN序列会对应该调制序列而呈现P。hip个可能相位。
首先，第一训练器21用以进行频率比对，而从该F个载波信号中选出N个，来当做预定载波信号。频率比对的步骤包括 (一 )执行一互相关(correlation)运算，为这F个载波信号，分别计算一相对于该待解调信号的频率互相关值。而每一频率互相关值代表该待解调信号与对应的载波信号频率的互相关程度。
(二)从这F个载波信号中，比对出N个对应最高频率互相关值的载波信号，来当做预定载波信号。
然后，第二训练器22，仅在所述预定载波信号下，利用一互相关函数进行相位比对，以比对出该匹配序列和该匹配载波。相位比对的步骤包括 (一)每一相位筛选单元221会接收其中一个比对出的预定载波信号，并在该预定载波信号的频率的基础下，调整PN序列的相位，且计算不同相位的序列相对于该待解调信号的相位互相关值，以比对出搭配此预定载波信号时哪一相位的互相关程度最高。而相位互相关值代表搭配一预定载波信号时，呈现一特定相位的PN序列相对于该待解调信号的互相关值。
( 二 )比较单元222基于该N个相位筛选单元221所比对出的相位，选出相位实质上互相关值最大的当作该匹配序列的相位，并以对应预定载波信号频率当作该匹配载波的频率。
而在另一实施态样中，也可以选出相位互相关值大于一预定值的，来当作该匹配序列的相位。
当然，在F = 2且N = 1的情况下，是可以省略该比较单元222，且第二训练器22 会直接以第一训练器21比对出的那一个载波信号当作匹配载波，并藉由相位筛选单元221 决定该匹配序列的相位。
此外，同步电路2还包括一记录器25，可供第一训练器21和相位筛选单元221分别将计算出的互相关值填入，以利后续的比对动作。且填入方式是依循如图2的一坐标模型，这个坐标模型以载波信号的频率为纵轴，以PN序列的相位为横轴，且使算出的互相关值标示于由载波频率和序列相位共同指向的那个位置。
值得注意的是，假设本例的无线通讯系统700是一个全球定位卫星(GPS)系统，则该无线信号的内容会重复传送，所以可允许遗漏部分数据。当第一训练器21完成比对后， 第二训练器22可以等待一段时间再从缓冲器4读取数据来比对，因此缓冲器4只需暂存第二训练器22运算所需时间内收到的数据长度即可。亦即，本例的缓冲器4容量会比现有技术的小许多。
且值得注意的是，如果无线通讯系统700所接收的信号不是持续性地属于绝对重要，那么第二训练器22也不需要立刻进行比对，且缓冲器4也只要暂存足够的数据长度。这样的无线信号例如是一般电视信号。
此外，计算互相关值相当于是一种积分计算，其积分长度愈大，互相关值会因为具有较佳讯杂比(SNR)而提高可信度，不过此时第二训练器22运算所需时间会增加，搭配的缓冲器4容量也必须跟着加大。现有技术也有同样的问题，但本发明所需缓冲器4容量仍远小于现有技术。
第二较佳实施例 参阅图3，在第二较佳实施例中，无线通讯系统800藉由S(S> 1)个解调器3，分别为一个卫星产生一对应的解调信号。图示以s = 3为例。
无线通讯系统800包含一降频电路1、一缓冲器4、一同步电路5及该S个解调器 3，且同步电路5包括一第一训练器51及S个第二训练器52，每一第二训练器52具有S个相位筛选单元521及一比较单元522。缓冲器4分别耦接该同步电路5和所述解调器3，且专属于同一卫星的解调器3与第二训练器52会彼此耦接。
值得注意的是，每一卫星的第二训练器52是根据一特定的PN序列来进行同步化， 且不同PN序列彼此实质上正交。因此，当S个DSSS传送系统发出信号，而同时抵达无线通讯系统800时，各第二训练器52依然能够训练出一匹配载波和一匹配序列，来供对应解调器3进行解调。
本实施例中，各组件的操作类似于第一较佳实施例，也同样存在只需低容量的缓冲器4的优点。不同处在于，第一训练器51是根据一复合序列来计算，而这个复合序列是指「该S卫星的PN序列的加总」。并且，每一第二训练器52是基于「对应卫星的PN序列」 来比对出互相关程度最高者。
因此，倘若可能的载波信号频率有F个，第一训练器51只要进行F次的比对，就能为所述卫星找出最有可能的载波信号频率。且假设各PN序列皆具有P。hip个相位，每一相位筛选单元521也只需要再多比对Ρ。ωρ次。整体来说，比对次数明显低于现有技术。
且值得注意的是，前述较佳实施例中，该同步电路2、5是可独立出于无线通讯系统 700、800。
综上所述，无线通讯系统700、800的第一训练器21、51进行载波信号频率的比对后，第二训练器22、52需要处理的预定载波信号较少，运算所需时间及这段时间内接收到的数据也较少，所以不需使用大容量的缓冲器4。并且，较佳地，第一训练器21、51是根据该复合序列来比对，使得比对次数大为降低，故确实能实现本发明的目的。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，而不能以此限定本发明实施的范围，即凡依本发明的权利要求及发明说明内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明专利涵盖的范围内。
权利要求
1.一种无线通讯系统，包含一降频电路，接收一无线信号并将该无线信号进行降频以输出一降频信号；一同步电路，耦接至该降频电路，包括一第一训练器，藉由多个不同频率的载波信号与该降频信号进行一频率比对，以自所述载波信号中决定出多个预定载波信号；以及一第二训练器，在所述预定载波信号下，藉由多个不同相位的虚拟噪声序列与该降频信号进行一相位比对，以决定一匹配序列，并将相对应于该匹配序列的预定载波信号当作一匹配载波；以及一解调器，耦接至该降频电路与该同步电路，依据该匹配载波和该匹配序列，解调该降频信号，以产生一解调信号。
2.依据权利要求1所述的无线通讯系统，其中，该第一训练器是将所述不同频率的载波信号与该降频信号执行一互相关运算，以决定所述预定载波信号。
3.依据权利要求2所述的无线通讯系统，其中，该第一训练器是执行该互相关运算输出多个频率互相关值；并自所述频率互相关值中，选择最大N个所对应的载波信号，以作为所述预定载波信号。
4.依据权利要求1所述的无线通讯系统，其中，该第一训练器是从F个载波信号中，选出N个预定载波信号，F > N彡1 ；且该第二训练器包括N个相位筛选单元，每一相位筛选单元接收其中一个预定载波信号，并调整该虚拟噪声序列的相位，来计算不同相位的虚拟噪声序列相对于该降频信号的相位互相关值，以比对出搭配该其中一预定载波信号时哪一相位的互相关程度最高；以及一比较单元，基于该N个相位筛选单元所比对出的相位，选出与该降频信号互相关程度大于一预定值者以作该匹配序列的相位。
5.依据权利要求1所述的无线通讯系统，还包含另一解调器，该同步电路还包含另一第二训练器，且各解调器会对应其中一第二训练器；每一个第二训练器是根据一特定的虚拟噪声序列来比对，且不同第二训练器所根据的虚拟噪声序列彼此正交。
6.依据权利要求5所述的无线通讯系统，其中，该第一训练器是在一复合序列的基础下进行比对，而这个复合序列等于该二个虚拟噪声序列的加总。
7.依据权利要求1所述的无线通讯系统，其中，该第二训练器是利用一互相关函数，来计算该虚拟噪声序列的不同相位相对于该降频信号的互相关程度。
8.依据权利要求1所述的无线通讯系统，为一全球定位卫星接收系统。
9.一种无线通讯系统，包含一降频电路，接收一无线信号并将该无线信号进行降频以输出一降频信号；一同步电路，耦接至该降频电路，依据该降频信号比对出一匹配载波与一匹配序列；以及一解调器，耦接至该降频电路与该同步电路，依据该匹配载波和该匹配序列，解调该降频信号，以产生一解调信号；其中，该同步电路藉由多个不同频率的载波信号与该降频信号进行一频率比对；以及在该频率比对下，藉由多个不同相位的虚拟噪声序列与该降频信号进行一相位比对，以决定该匹配序列与相对应于该匹配序列的该匹配载波。
10. 一种无线讯号的处理方法，适用于一无线通讯系统中，包含 接收一无线信号并将该无线信号进行降频以输出一降频信号； 藉由多个不同频率的载波信号与该降频信号进行一频率比对，以自所述载波信号中决定出多个预定载波信号；在所述预定载波信号下，藉由多个不同相位的虚拟噪声序列与该降频信号进行一相位比对，以决定一匹配序列与相对应于该匹配序列的预定载波信号以作为一匹配载波；以及依据该匹配载波和该匹配序列，解调该降频信号，以产生一解调信号。
全文摘要
一种无线通讯系统及无线讯号的处理方法。该无线通讯系统，包含一降频电路，接收一无线信号并将该无线信号进行降频以输出一降频信号；一同步电路，耦接至该降频电路，依据该降频信号比对出一匹配载波与一匹配序列；以及一解调器，耦接至该降频电路与该同步电路，依据该匹配载波和该匹配序列，解调该降频信号，以产生一解调信号；其中，该同步电路系藉由多个不同频率的载波信号与该降频信号进行一频率比对；以及在该频率比对下，藉由多个不同相位的虚拟噪声(PN)序列与该降频信号进行一相位比对，以决定该匹配序列与相对应于该匹配序列的该匹配载波。
文档编号G01S19/36GK102193098SQ20101014392
公开日2011年9月21日 申请日期2010年3月17日 优先权日2010年3月17日
发明者侯坤穗 申请人:瑞昱半导体股份有限公司
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
