CN85103949A - 多电平信号监视电路 - Google Patents

Abstract

一种在数据传输***中的多电平信号监视电路。此***传输转换成多电平信号后的大量数据，并且通过对接收到的多电平信号进行模数转换得到原始多位数据，在该多电平信号监视电路中，在接收端进行模数转换时用多位比特对数据进行比数据位数更精细的判定，并且利用上述的额外位检测接收的信号在量化电平上的会聚度，从而用简单的电路即可快速地、准确地监视到误码率。

Description

本发明涉及一种信号监视装置，该装置被提供给***接收端，用来将多位数据转换成多电平信号，更确切地说，本发明涉及一种多电平信号监视电路，该电路利用一个模/数转换器来重新产生数据。

人们提出过各种***用来在将多位数据转换成多电平信号后传送它们。例如，在利用正交调幅（QAM）的数字无线电传输***中，I通道数据和Q通道数据分别被转换成多电平信号，对两个相位差90度的载波分别进行振幅调制，然后合成传送，利用接收信号新恢复的载波正交检测出上述接收信号。为了得到原始数据，所得到的I通道和Q通道多电平信号从模拟信号转换成数字信号。

在这样的传输***中，如果由于信号衰弱等原因导致无线电传输线路路的失效，则接收数据的误码率就会很高，因此，如果测得的误码率超过了特定值时，该传输线就要接通到另一条备用传输线路，或者为了避免均衡器的偏差使均衡器复位。

为了测定接收数据的误码率，利用以下一种方法，在发送端发送出一种特殊的数据模型，然后在接收端检测接收的该数据模型的准确性。可是，这种方法有下列缺点。

a）减少了传输容量，该减少的量正是传输上述特殊模型的数量。

b）需要复杂的电路来检测上述特殊的模型。

c）通常误码率是很小的，因此需要取较长的时间作为测量周期或者为了准确的测定需要一较大的积分时间常数，因此，检测要做同样大的延时。

作为另一种方法用以测量接收到的数据的误码率，需要许多用于区别量化电平和其它电平的比较器和许多用于对上述比较器的输出进行逻辑计算的逻辑电路，在对接收的多电平信号的判定时刻，偏移量化电平的次数将作为伪误码率来测量，这可以相应作为误码率来应用。可是，这种方法有如下问题。

d）需要很多比较器，并且当要传送的数据的位数和量化电平增加时，用于计算上述比较器输出的逻辑电路变得十分复杂。

另外一种用来获得接收数据的误码率的方法是：在正常判定时刻和在正常判定时刻的前后很小范围进行模数转换;把在偏离正常判定时刻判定电平的次数当作伪误码率来测量，并且将它当作相应误码率数值。然而这种方法存在下列缺点。

e）需要另一个模数转换器来检测伪误码率，增加了电路的规模。

f）当正确判定时刻有些偏差时会导致量化电平会聚度的损坏，这因线路传输失效的情况而不同（例如，由于反射波造成的多路衰落，由于下雨和器件失效造成的信号衰减），因此不可能得到准确相符的误码率。

本发明的一个目的是提供一种多电平信号监视电路，该电路通过一小规模附加电路来快速地、准确地检测出误码率，同时又不导致减少传输容量。

简单地说，本发明提供了一个模/数转换器，该模/数转换器精细地判定多位比特，它们较传送数据比特数还多，当此多位比特示出的范围与量化电平有区别时，则它被认作伪误码，并且通过伪误码率来监视一个多电平信号。

以下是附图的简要说明。

图1A和图1B是本发明所用的16电平正交调幅（QAM）无线电传输***的发射端和接收端的方框图。

图2A至图2C是关于不限制高频分量的4电平信号，高频分量有限制的4电平信号和时钟信号的波形图。

图3A和图3B为一个用来解释本发明的实施例的形象图。

图4A至图4G是本发明实施例的方框图。

在图1A所示的16电平正交调幅（QAM）无线电传输***的发射设备中，数/模转换器101，102分别将同相信道（I-channel）和正交信道（Q-channel）两***的2位数据DI，DQ转换成图2A中的4电平信号。在图2A中，V₀～V₃表示量化电平。低通滤波器103和104限制了所述4值信号的高频分量，并形成了如图2B所示的波形。同时，一个90°的混合器105将振荡器106中输出的载波分成一对具有90°相位差的载波，然后把这对载波送到混频器107，108中，该混频器用一对所述的4电平信号对上述两个载波进行振幅调制，此信号的高频分量被限制住了。所述两个已调信号在混合器109中合成，然后通过发射机110从天线111中发射出去。

在图1B中的接收设备10B中，接收器113通过天线112接收到来的信号。通过混合器114将所接收的信号分成两路进入I信道和Q信道。同时，90°的混合装置115使得由载波恢复电路116再生载波，通过90度混合器分成具有90度相位差的两个载波，然后分别把这些信号输出给混频器117，118，利用上述一对再生载波通过混频器对所述I信道和Q信道接收的信号进行解调来分别得到原始的4电平信号。当线路工作正常时，上述解调的一对4电平信号与图2B中的发射端调制信号相似。即使线路工作失效，但只要失效较小，信号能被均衡，则信号和图2B中所示的信号相似。这类载波产生电路和均衡器曾在欧洲专利公约申请号为84306977·4的申请文件中公开过。I信道和Q信道解调出的4电平信号由模/数转换器120和121分别判定。即，在图2C所示的时钟信号的上升时刻，I信道和Q信道分别由4位比特（b₀～b₃）和2位比特（b₀～b₁）来判定。两个信道的高两位输出作为判定数据（DI，DQ），I信道的低两位（b₂～b₃）输出到伪误码率测定电路122上。当该低两位表示的范围与量化电平（V₀～V₃）不同时，伪误码率测定电路122判定伪误码，并且将此伪误码的频率测出来作为伪误码率。

如图3A所示，利用上述低两位（b₂，b₃）将已判定在量化电平内的范围分为4区域。在图中用r表示的由低两位（b₂，b₃）的“00”和“11”指定的范围脱离量化电平，进入这样范围的频率被认为是伪误码率。

如图4A所示，伪误码率检测电路122大致由下列部件组成：伪误码检测电路123，它接收模/数转换器120的低两位（b₂，b₃）并检测伪误码率和一个测定电路124，而测定电路接收来自上述伪误码检测电路123的检出信号，并测量其检测的次数。伪误码检测电路123是由一“与”电路125，反相器126和127，及“与”电路128和“或”电路129组成，其中“与”电路125得到上述两位（b₂，b₃）的“与”，反相器126和127分别使上述两位反相，“与”电路128得到反相器126和127的输出的“与”，“或”电路129得到“与”电路125和128输出的“或”，当上述低两位为“00”或“11”时该误码检测电路123输出为“1”。测定电路124由一个计数器130和一个定时器131组成，其中计数器130对伪误码检测电路123的输出“1”进行计数，定时器131使上述计数器130将每一定时间内的计数值作为伪误码率输出。如果会聚度由于线路失效而变得更坏，则模/数转换器120的低两位就更频繁地成为“00”或“11”，并且当上述计数值超过了预定的值时，只需进行特定的处理过程。

如图4B所示，伪出错检测电路123仅由一个“异或”电路132构成。但是，由于上述低两位（b₂，b₃）是“00”或“11”时，此电路以“0”输出，则要求测定电路124的计数器130来对输入为“0”的次数进行计数。

如图4C所示，测定电路124由一电阻R和一电容C构成的积分电路形成，并且伪误码率可以用一模拟值输出。当伪误码检测输入高电平时，测定积分输出和低电平之差，并以此为伪误码率。当伪误码检测输入低电平时，则测定积分输出和高电平之差，并以此作为伪误码率。

如图3B所示，用3位比特可做出较数据比特位数更精密的判断，并且将这3位（b₂，b₃，b₄）用于伪误码检测，则有可能以r₁所示那样窄的或者r₂所示那样宽的范围作为伪误码的范围。

如图4D所示，检测r₁范围的伪误码检测电路由一个“与”电路133，一个“或非”电路134和一个“或”电路135组成;其中，“与”电路133获得上述3位（b₂～b₄）的“与”，“或非”电路134获得上述3位的“或非”，“或”电路135得到“与”电路133输出和“或非”电路输出的“或”。当所述3位是“000”或“111”时，该伪误码检测电路的输出为“1”。

如图4E所示，检测r₂范围的伪误码检测电路由一反相器136，一“与”电路137和一“或非”电路138，及一“或非”电路139组成;其中，反相器136使上述3位中的有效位（b₂）反相，“与”电路137得到反相器136的输出和其它两位（b₃，b₄）的“与”，“或非”电路138完成对反相器136的输出和其它两位的“或非”，“或非”电路139获得“与”电路137的输出和“或非”电路138的输出的“或非”。当所述3位的输出不为“011”和“100”时，该检测电路输出为“1”。

当需要精确地决定伪误码范围时，则需要更加精确的判定。

图1B中，只对I信道进行监视，如果必须对Q信道进行监视时，只要在Q信道中也提供与I信道同样的一个模数转换器和一个伪误码检测电路就可以实现。如图4F所示，当需要对I信道和Q信道同时监视时，伪误码检测电路123可以由“与”电路140和141，“或非”电路142和143及一“或”电路144组成;其中，“与”电路140和141获得分别检测I信道和Q信道的伪误码的2位（b₂，b₃）的“与”，“或非”电路142和143得到各自2位的“或非”，“或”电路144实现对上述“与”电路140和141的输出与上述“或非”电路142和143的输出的“或”。图4G所示的电路可以实现类似的逻辑运算。在图4G中，所示的伪误码检测电路123由“异或”电路145，146完成I信道和Q信道的2位“异或”，“与非”电路获得上述“异或”电路145和146的输出的“与非”。当I信道的2位为“00”或“11”或者Q信道的2位为“00”或“11”时，该电路输出为“1”。此输出输入给测定电路124。

在这些实施例中，本发明是应用在16电平正交调幅（QAM）无线电传输***中，但是，本发明也适用于将数据转换成多电平信号后从发射端发射出去并且在接收端通过模数转换得到数据的任何***中。

如上面解释的那样，本发明在接收端用多位比特来判定比数据位数更精细的数据，由此，只需从上述多位比特中即可检测出伪误码，从而只用简单的附加电路就能检测出伪误码，甚至在数据位数增加时，此电路也不会很复杂。此外，由于只在数据的判定时刻对数据监视，所以能够得到精确的误码率。只要伪误码率的范围确定合适，则产生伪误码的频率就会达到足够的精度，并且能很快地检测伪误码率。另外，由于不需要发射伪误码率检测的特殊模型，传输容量不会减小。

Claims (13)

1、一种用于传输***中的多电平信号监视电路，在该传输***中，利用多个比特位将数据转换成具有特定位数的多电平信号，然后在发送端将其发送出去；并且通过在接收端对上述多电平信号的判定重新产生该数据，该多电平信号监视电路的特征是它包括：

一模数转换器，它用多个比特位来判定上述多电平信号，它比该数据的相应位数更精细；

一伪误码率检测电路，它测量上述多位所示的特定范围不在上述多电平信号的量化电平内的出现频率。

2、根据权项1的多电平信号监视电路，其中所述的伪误码率检测电路包括：

-伪误码检测电路，它检测到上述多个比特位指明上述特定范围;

-测定电路，测定上述伪误码检测电路中检测的频率。

3、根据权项1的多电平信号监视电路，其中所述的传输***用多电平正交调幅的方法传送两***的数据，并且在上述两个数据***中至少有一个***配备所述的模数转换器和所述的伪误码率检测电路。

4、根据权项3的多电平信号监视电路，其中所述伪误码率检测电路包括：

-伪误码检测电路，检测到所述多位特定的范围;

-测定电路，测定上述伪码检测电路中检测的频率。

5、根据权项3的多电平信号监视电路，对两个数据***都逐一提供所述的模数转换器，并且上述伪误码率检测电路包括：

-伪误码检测电路，检测出从上述两个模数转换器中发送的多位数据中至少有一个多位比特指明了所述的特定范围;

-测定电路，检测上述伪误码检测电路中的判定的频率。

6、根据权项2和权项4的多电平信号监视电路，其中所述的伪误码检测电路包括：

一个第一“与”电路，获得上述多个比特位的“与”;

多个反相器，使上述多个比特位反相;

一个第二“与”电路，获得上述多个反相器的输出的“与”;

一个“或”电路，获得上述第一和第二“与”电路的输出的“或”。

7、根据权项2和权项4的多电平信号监视电路，其中所述的伪误码检测电路包括：

一个“与”电路，获得上述多位的“与”;

一个“或非”电路，获得上位多位的“或非”;

一个“或”电路，获得上述“与”电路的输出和“或”电路的输出的“或”。

8、根据权项2和4的多电平信号监视电路。其中所述伪误码检测电路包括：

一个反相器，使所述多位中的最有效位反相;

一个与”电路，得到上述多位中除了最有效位的剩下的多位和上述反相器的输出的“与”;

一个第一“或非”电路，获得上述多位中除最有效位的剩下的多位和该反相器输出的“或非”;

一个第二“或非”电路，获得上述“与”电路的输出和上述第一“或非”电路的输出的“或非”;

9、根据权项2和4的多电平信号监视电路，其中所述的多位为2位，所述的伪误码检测电路包括一个实现对上述2位进行“异或”操作的“异或”电路。

10、根据权项5的多电平信号监视电路，其中所述伪误码检测电路包括：

第一和第二“与”电路，它们获得所述的两个模数转换器的各自多位的“与”;

第一和第二“或非”电路，它们获得所述的两个模数转换器的各自多位的“或非”;

一个“或”电路，得到上述第一和第二“与”电路的输出和上述第一和第二“或非”电路的输出的“或”。

11、根据权项5的多电平信号监视电路，其中，所述多位为2位，并且所述伪误码检测电路包括：

第一和第二“异或”电路，获得它们对所述两个模数转换器的所述2位的“异或”;

一个“与非”电路，获得上述“异或”电路的输出的“与非”。

12、根据权项2和权项4～11的多电平信号监视电路，其中所述测定电路包括：

一个计数器，对所述检测电路的“1”或“0”进行计数;

一个定时器，使得上述计数器在每个恒定期间输出一个计数值并使该计数器复位。

13、根据权项2和权项4～11的多电平信号监视电路，其中所述测定电路包括一个对上述检测电路的输出进行积分的积分电路。

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