TWI310644B - Modulation scheme detecting apparatus and related method thereof - Google Patents

Description

1310644 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於一種應用於EGPRS系統之裝置與方法，特別 係有關於一種應用於EGPRS系統之調變機制之偵測裝置與方法。 【先前技術】 在增強型通用無線分組服務（Enhanced General Packet Radio ® Service，EGPRS)通訊系統中，各資料塊係依據一指定之調變與 編碼機制（也就是 MCS-1，MCS-2，MCS-3，MCM，MCW， MCS-6，MCS_7 ’ MCS_8 ’或MCS_9)進行調變與編碼。如眾所 知’ EGPRS軌祕·兩細雜制：第―種是高斯最小相移 鍵控（Gaussian Minimum Shift Keying，GMSK)，第二種則是 8 相移鍵控（8-Phase ShiftKeying，8_PSK)。為了在無線環境中^到 較高吞4量（throughput)，-般必須輯道情雌對服務的需求 •(如資料率）來選擇調_侧。在EGPRS通訊系財，一經編 碼之資料塊係根據同-調變機制調變並連續傳輸四個突波 (burst)。在EGPRS通訊系統中，接收端事先並不知道傳送端所 採用的調變機制；因此’接收端必須_傳送端所採用的調變機 制以正確地讀取所接收到的資料。 習知技術中有一種簡易的偵測調變機制之方法，其在傳、关端與 接收端間使用某種訊號以指出所採用的調變機制。妙 ^ ^ 會降低帶資訊之資料率（information data rate")，m , ^方表 )因此不甚理想。 Ί310644 另有一種解決方法是所謂的調變機制之盲偵測（blinddetecti〇n)，

接收端需要具有一 GMSK解調變器與一 8-PSK解調變器。GMSK 解調變器會將所接收之訊號解調變以產生複數筆之第一資料，以 及8-PSK解調變器會將所接收之訊號解調變以產生複數筆之第二 - >料，接下來再根據接收品質（reception quality)而從第一資料與 第二資料中選擇其一；例如選擇較少錯誤量的一者。由於在此習 鲁 知之盲偵測法中，GMSK與8_pSK解調變器必須同時啟動操作， 很明顯地將耗費很大的記憶體空間與計算量。如果再把一般行動 電話㈣歸率也納人考量，這祕關盲_法不符合使 用者的需要。 • .· •因此’為使傳送端在啟動解調變之前先偵測出傳送端所採用之 調變方式’需要—鮮可靠且有效率之纖_技術。 • 【發明内容】 有鑑於此’本發明之目的在於提供一種在一複雜度低且性能佳 之調變機制之_裝置與方法，贿決上述問題。 本發明揭露—種觀機制之侧裝置，用來觸用以對一接收 訊號進行解調變之一目標調變機制。該調變機制之摘測裝置包 括.S辨估測模組，用來評估該接收訊號於依據一第一調 變機制而旋轉-第—預定相位後之—第—額^功率；—第二功率 估測模組，用來評估該接收訊號於依據—第二調變機制而旋轉一 1310644 第二預定相位後之一第二額定功率；及一判斷模組，耦接於該第 一功率估測模組與該第二功率估測模組’用來根據該第一額定功 率與該第二額定功率而由該第一調變機制與該第二調變機制中選 • 擇一目標調變機制。 本發明另揭露一種調變機制之偵測方法，用來判斷用以對一接 收訊號進行解調變之一目標調變機制。該調變機制之偵測方法包 鲁 括：（a)評估該接收訊號於依據一第一調變機制而旋轉一第一預定 相位後之一第一额定功率；(b)評估該接收訊號於依據一第二調變 機制而旋轉一第二預定相位後之一第二額定功率；及(c)根據該笫 一額疋功率與該第二額定功率而由該第一調變機制與該第二調變 機制中選擇一目標調變機制。 首先’本發明計算該第一額定功率與該第二額定功率。由於該 • 二額定功率各自對應於一調變機制，所以接著判斷模組將比較該 第-額定功率與該第二額定功率以判斷調變機制。由於一般而 言’產生額定功率較習知技術要簡單而不複雜，所耗費之計算功 率與記憶體空間也因而降低了。 【實施方式】 為達說明目的，接下來的敘述係針對—行動無線通訊***； 然而本義並不舰於此而可朗至其他通辦、統。舉例而〜 本發财制具有獨的讀方柄娜鱗触_，如職 1310644 型通用無線分組服務（Enhanced General Packet Radio Service， EGPRS)系統’其使用GMSK調變機制作為低資料率之調變機制， 而使用8-PSK調變機制作為高資料率之調變機制；其中GMSK即 為今曰全球行動通訊系統（Global System for Mobile Communication，GSM)所採用的調變方式。 請參閱第1圖。第1圖係根據本發明之較佳實施例之一調變 鲁 機制之偵測裝置的功能方塊圖。調變機制之偵測裝置1〇係應

用於一 EGPRS系統’包含有一 GMSK功率估測模組40、一 8-PSK 功率估測模組60、與一判斷模組8〇。R代表所接收之訊號，其包 含訓練資料串（training sequence c〇de)。為偵測是否採用GMSK 調變機制將傳輸資料解調變，首先須將接收資料的内容旋轉 π)/2弧度，其中η為取樣索引。GMSK功率估測模組4〇接著估 算接收峨R於旋轉—(η；Γ)/2 _後之―額定功率“。而為價 • 測是否採用8-PSK調變機制將傳輸資料解調變，則須將接收資料 的内容旋轉-(3η；τ)/2孤度，其巾n為取樣索引。8_psK功率估測 模組60接著估算接收訊號R於旋轉_(3n;r)/8弧度後之一額定功 率4。然後判斷模組8〇會根據額定功率4與4觸傳送 端所採用之調變機制。後續的段落將說明產生額定功率與 ^EPSK 之操作方式。

β參閱第2®。|ξ2圖係為根據本發明之較佳實施例之GMSK 力率估模組40與8-PSK功率估測模組6〇之功能方塊圖。GMSK 1310644 功率估繼組4〇包含—反觀（derot_) π、—雌邏輯模組 44、-累加單元46與-計算單元48。在EGpRS系統中，每二 透過接收喊R傳送之資料塊皆包含複數筆接收#料_，在此 “η”代表輸人接㈣的時_。反料42將接收資料制於—星 宿圖（constellationdiagram)中旋轉_(η7Γ)/2弧度以產生複數筆資 料I··⑻。判斷邏輯模組44將該複數筆資料Γ_κ⑻分成相 對於複數個狀態s(n)讀組，其中^__狀態_皆可以下列之方程式表示: 2 m + 2*TSCm+l+TSCn+2 式（1) 在式(1)中’TSCm係為由無線連結所提供之已知的訓練資料串之 第m個位兀。為簡明起見，本實施例係假設接收訊號來自一 之有限脈备響應（Finite Impulse Response，FIR)模型通道，意即 每一狀態對應於三個位元。因之，本發明中採用了八種狀態與八 組資料。然而，請注意本發明之方法與系統可以應用於其他任意 tap之通道。 、. 在某些實施例中可進一步將狀態s(n)減至狀態s，(n)以將此八組 降為四組。產生狀態s’(n)的方法如下： s’(n)= s (η)Λ[ (s (n)<4)?〇 : 7] 式（2) 在式(2)中，運算子”λ”係為一互斥或（exciusive_〇R)運算。接收 ^料r(n)之正負符號會於根據<n)進行相位反轉後改變。例如， 具有相同絕對值之複數筆資料rGMsK(n)會被分類至同一組以減少 組數且增加各組的成員數。在本實施例中，若兩個狀態所對應之 位元為互補，例如像二進位位元“1〇〇”與二進位位元“〇11” ’這兩 Ί310644 個狀態係對應於同一組。舉例來說， 一對應於狀態” 100”之資料 —)與-職於狀態”⑽”之㈣rGMsK(q)會被分配至同一組。 根據本實施例，判斷邏輯模組44的操作如下所示： fi) « — crrr»r 〇/.*\ \rr\ η^Λ-Ι ί /·、

累加單元46將累加同組中的資料rGMSK(n)以產生複數個對應於 各狀態之累加值t〇MSK(i)，其中“i”代表該組的索引。累加單元46 的操作如下：. 式（4) 在式(4)中，⑻表示分配至第i組的資料rGMSK(n)或rGMsK(n)。 最後算單元48會產生累加值tGMSK(i)之一加權平均。當有愈 多筆資料rGMSK⑻對應於一特定組（例如當i=m)時，累加值 t〇MSK(m)之權重即愈大。在本實施例中，加權平均即額定功率 七肅。計算單元48之操作如後續方程式：

式（5) 在式(5)中，N代表資料rGMSK(n)的總筆數，以及Ni代表分至第土 組的資料么μ⑻之數量。另可依據各訓練資料串而預先計算一广5 並記錄於一唯讀的記錄表中。 1310644 8-PSK功率估測模組60包含一反轉器62、一判斷邏輯模組 64、一累加單元66與一計算單元68。反轉器62將接收資料r(n) 於-星賴巾旋轉~(3η ；Γ )/8弧度以產生複數筆資料㈣⑻。判斷 邏輯模組64則如判斷邏輯模組44般將資料rEpsK(n)分至數組。 累加單元66將累加同-組的資料㈣⑻以產生相對於各狀態之 複數個累加值tEPSK(i)，其中“i”表示該組的索引。最後，計算單元68 產生累加值tEPSK(i)之一加權平均。在本實施例中，該加權平均即 為額定功率由於判斷邏輯模組64、累加單元的與計算單 元68之操作與GMSK功率估鄉模组4〇巾之同名裝置相同，因 此在此省略更詳細的敘述。 在本發明之_實施彳財，若败功率4大於額定功率 C ’則判斷目標調變機制為GMSK調變機制；其他情況下則判 斷目標.調變機制為8-PSK調變機制。 树％之更進-步地依據額定功率m 來計算一成本函數ck;詳細公式如下： 式⑹

Ck ^VcMSKi^-nlpsK^) 在式⑹巾，k代表纽之㈣。此處目標調賴繼由比較成本 函數Ck與-預定門限值而得。舉例來說，若成本函數^比該預 定門限值大，該纽關類_為GMSK ;侧較波的調變 機制即為8_PSK。請注意，本_之_方法料限於以上所舉 之實施例’任何根據各突波之額定功率4與4來制調變 1310644 機制之方法應皆屬本發明所揭露之範圍。 然而，接收訊號R很有可能會遭到雜訊之嚴重破壞，因此經 十算而知之額疋功率"▲與可能會不正確。既然一資料塊 之靖制係為m定’也就是說連續四個麟纽时使用同樣 的調變機制，所以為了校正錯誤躺，判賴組8G會觀察各突波 之額疋功率肖4且會結合之前的突波的資訊以更準確 • 地偵測目標調變機制。 凊參閱第3圖。第3圖係為本發明之—較佳實施例之判斷模組 80之不意圖。判斷模組8〇包含—差異化合單元82與一衡量標 準單元84。差異化合單元82產生一判斷值Dk以依序執行一制 輕序’其中判斷值Dk係根據下列方程式而產生： A=A-1+才，其中D_1==0及咖）式⑺ 在式(7)中，X可能是GMSK調變機制或8_pSK調變機制。當 ck>o，表示採用的是GMSK調變機制，且雜訊功率以 〜=4·⑻i2j 來估算；反之則反。衡量標準單元84係根據 判斷值Dk判定目標調變機制的種類。如第3圖所示，差異化合單 元82另包含複數個加法器％與％、一比例單元94與一多工器 98。首先’加法器92計算成本函數Ck，即一資料塊之第k筆資 料突波的額定功率“與4之差值。其次，比例單元94進 而計算&之值’其中< 係為該^筆資料突波之雜訊變異數。 1310644 再者’加法器％與多工器98將&與第_個突波之判斷值

Dw相加以產生判斷值Dk。加法器96與 前述之式⑺為基礎。請注意，切）係=之操作係以 二即在貝舰中將不會使用另―資料塊之判斷值^ 說，在此實施例中，k介於〇至3間。 舉例來說，在-資料塊中，若k為G，多卫器％輪出—初始 值〜加法器96即將%加上Di，其令根據較佳實施例叫 為〇。若k大於〇 ’多工器98輸出之前之判斷值& 1，即第㈣ 個突波之麟值’加S96„值$加_之前之判斷值 心。在此發明中，判斷值Dk與值&及其前之判斷值认】有 關。換句話說，資料塊中不从目前之突波資料需要進 以侧調變機制，而是資料塊中之前所有採明樣調變機制之突 波的資訊也都會納人考量錢-步地改正辑結果。因此，隨著 將目前資料塊中之前的突波#訊都納人考量，躺值^的準確 度可再增加。最後，衡量標準單元84根據判斷值&與一門限值 T判斷該目標調變機制。在本實施例中，τ為〇。若判斷值认大 於此門限值τ ’即判斷該目標調變機制為GMSK調變機制。^目反 的，如果判斷值Dk未大於門限值T，則判斷該目標調變機制為 8-PSK調變機制。與習知技術相比，本發明之裝置係利用額定功 率‘^與以偵測調變機制。很明顯地，用來產生額定功率 1310644 懈；目峨_對記憶體的 :求都可iW之減V。此外，調變機制之_裝置中 由觀測-㈣财明樣_機辦送之財突波_定= w與4來判斷目標調變機制。因此，本發明之調變機制之 侧裝置的可信度知技織高許多。 以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發日种請專利範 •目所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。 【圖式簡單說明】 第1 ®係本發明之—較佳實0 第2圖係本發明之一較佳實施例之GMSK功率估測模組與8擺 功率估測模組之功能方塊圖。 第3圖係為本發明之一較佳實施例之判斷模組之示意圖。 【主要元件符號說明】 10 調變機制之偵測裝置 40 GMSK功率估測模組 60 8-PSK功率估測模組 80 判斷模組 42、62 反轉器 44、64 判斷邏輯模組 46、66 累加單元 1310644 48、68 計算單元 82 差異化合單元 84 衡量標準單元 92、96 加法器 94 比例單元 98 多工器

Claims (1)

1310644 十、申請專利範圍： 1. -種調變機制之偵職置，絲判__—接收訊號進行解 調變之一目標調變機制，該調變機制之偵測裝置包含： 一第一功率估測模組，用來評估該接收訊號於依據一第— 調變機制崎轉（rotate)-第—預定相位後之一第—額 疋功率（nominal power ); -第二功率侧模組，絲評估該接收喊於依據一第二 調變機制而旋轉-第二預定相位後之一第4定功率；及 -判斷模組’倾於邮—功率估賴_該第二功率估 測模組，时根據該第—額定功率與該第二額定功率而 由該第-_機制與該第二簡機制中選擇—目標調變 機制。 2.

如專利巾請範項所狀調變機制之侧裝置，其甲該第 —功率估測模組包含♦· ϋ轉H (den)嫩）’用來職接收訊號所傳輸之複 一數筆接收資料旋轉該第—預定相位以產生複數筆第一資料； -第-判斷邏輯模組，_於該第—反轉器，用來根據複 —數個第-狀態以將該複數筆第—資料分類； —第一累加單元’減於該第—判斷邏輯模組，用來產生 引對應於該複數個第—狀態之複數個第—累加值，其 =應於-⑽—狀態之—特定第—累加值係由累加 對應於該特定第一狀態之複數筆第—資料而產生；及 1310644 計算單t _於該第—累加單元，用來根據該第 累加值之-加權平均以計算該第—額定功率·，及 〜第一功率估測模組包含： 第反轉器帛來將該接收訊號所傳輪之複數筆接收資 料旋轉該第二預定相位以產生複數筆第二資料； 一第二判斷邏輯频，_於該第二反轉n，聽根據複 •數個第二狀態以將該複數筆第二資料分類； -第—累加單元，触於該第二峨邏輯模組，用來產生 分別對應於該複數個第二狀態之複數個第二累加值，其 t對應於-特定第二狀態之—特定第二累加值係由累加 對應於該特定第二狀態之複數筆第二資料而產生；及 第一算單元’祕於該第二累加單元絲根據該第 二累加值之一加權平均以計算該第二額定功率。 鲁3.如專财請範圍第2項所述之調變機制之_裝置，其中該第 片算單元之產生一第k個突波㈤时）之第一額定功率咖）， 係根據方程式伽♦对。5.⑽Γ，其中⑽代表一狀態i之 一第-累加值’以及N1代表該狀態i之累加值之數量；及該第 十算單元之產生該第k個突波（burst)之第二額定功率"⑽， 係根據該方程式咖广⑽|'其中⑽代表該狀態i 之一第二累加值。 1310644 —專#:申^域第2項所叙觸卿之_裝置，其中該第 反轉H與祁二反轉騎旋轉之由接收減所雜之接收資 ;斗係為該接收之—观資料串㈤ningsequenee)。 5.如專利申請範圍第1項所述之調變機制之摘測裝置，其中該第 調變機制係對應於高斯最小相移鍵控（Gaussian Minimum Shift Keying ’ GMSK)調變機制’該第二調變機制係對應於8_ 相移鍵控（8-PhaseShiftKeying , 8-PSK)調變機制，該第一預 &相位相科々心弧度，該第二就她相雜—(3n;r)/8 弧度，.以及η係為一整數。 ·.， * 6_如專利申請範圍第1項所述之調變機制之偵測裝置，其中若該 第一額定功率大於該第二額定功率，該判斷模組判斷該目標調 變機制為高斯最小相移鍵控調變機制；除此之外，該判斷模組 判斷該目標調變機制為8-相移鍵控調變機制。 7. 如專利申請範圍第1項所述之調變機制之偵測裝置，其係應用 於一增強型通用無線分組服務（Enhanced General Paeket Radio Service，EGPRS )系統。 8. 如專利申請範圍第1項所述之調變機制之偵測裝置，其中該判 斷模組包含： 一差異化合（diversity combining)單元，耦接於該第一功 1310644 ^估測模減料二解_魏，絲根據各突波之 額疋功率與第二額定功率之差值產生-判斷值；及 一衡量標準㈤咖n)單元，_於縣異化合單元，用 來根制騎錢定該目標調變機制。 9. 如專利申請細第8項所述之調變機制之债測裝置，其中該差 異化合單元係根據方程式咖)私％來產生一 w °1 判斷值Dk，其中k為各突波之索引符號（index)，咖)代表— 第k個大波之-第—額定功率，♦)代表該第^個突波之—第 二額定功率’以及<代表該第k個餘之雜訊功率。 10. 如專利申請範圍第9項所述之調變機制之偵測裝置，其申該衡 量標準單元係以比較該判斷值Dk與一預定門限值來決定該目 鲁 標調變機制’若該判斷值Dk大於該預定門限值，該衡量標準 單元決定該目標調變機制為高斯最小相移鍵控調變機制；否則 該衡量標準單元決定該目標調變機制為8-相移鍵控調變機制。 一種調變機制之偵測方法，用來判斷用以對一接收訊號進行解 調變之一目標調變機制，該調變機制之偵測方法包含： (a) 評估該接收訊號於依據一第一調變機制而旋轉一第一 預定相位後之一第一額定功率； (b) 評估該接收訊號於依據一第二調變機制而旋轉一第二 1310644 預定相位後之一第二額定功率，·及 (C)根據該第-額定功率與該第二額定功率而由該第一調 隻機制與該第二調變機制巾選擇一目標調變機制。 12.如專利申請範圍第n項所述之調變機制之侧方法 ，其中步 驟(a)另包含： (e)將該接收峨所傳輸之複數筆接收資料旋轉該第一預 定相位； ¢0 ’將該魏筆第—資料分類； (g) ^ “別對應於該魏個第—狀態之複數個第一累加 由累應於—特定·第-狀態之-特走第-累加值係 =對應於該特定第一狀態之複數筆第一資料而產 (h)根據該第一# •額定功 率;及累加值之-加權平均，計算該第 步驟0)另包含： « :收訊號所傳輪之複數筆刪料旋轉該第二贼 數將_筆第，分類； 值，其中：:T 態之複數個第二累加 丫野應於-特定第二狀態之一 =對應於該特定第二狀態之複數筆第係 Ή10644 (m)根據該第二累加值之一加權平均 率。

13.如專辦請翻第12項所述之調變機制之_方法— 第k個突波之第一額定功率伽係根據方程式 伽，r_f所產生，其中⑽代表—狀態i之一第一 累加值，以及Ni代表該狀態i之累加值之數量；及該第k個突 波之第二額料率伽，係根據該方程式.,广伽|2 所產生，其中⑽代表該狀 Η·如專利申請範圍第12項所述之調變_之烟方法，其中該 旋轉該第—歡相似及織轉料二預定她之㈣接收〆 訊號所傳輪之接收資料，係對應於該接收訊號之一訓練資料

11十算該第二額定功 K =辦請範圍第u項所述之調變機制之偵測方法，其中該 第調變機制係對應於咼斯最小相移鍵控調變機制，該第二調 變機制係對應於8_相移鍵控調變機制，該第一預定相位相等 於-(叫/2弧度，該第二預定相位相等於令卓孤度，以及 η係為—整數。 1ό.如專利申請範圍第I5項所述之調變機制之偵測方法，其中若 該第一額定功率大於該第二額定功率’步驟(C)選擇高斯最小相 移鍵控調變機制為該目標調變機制；除此之外，步驟(c)選擇 8-相移鍵控調變機制為該目標調變機制。 Π.如專利申請範圍第丨丨項所述之調變機制之偵測方法，其係應 用於一增強型通用無線分組服務（EGPRS)系統。 18. 如專利申請範圍第u項所述之調變機制之偵測方法，其中步 驟(c)包含： 根據各突波之第一額定功率與第二額定功率之差值產生一 判斷值；及· 根據該判斷值決定該目標調變機制。 19. 如專利申請範圍第18項所述之調變機制之偵測方法其係根 據方程式c* I2(々)(七)與A - +么-來產生第k個突波之判 σ1 斷值Dk ’其中k為各突波之索引符號（index)，代表該第 k個突波之一第一額定功率，¥(幻代表該第k個突波之一第二 額疋功率’以及〜代表該第让個突波之雜訊功率。 20. 如專利申請範圍第19項所述之調變機制之偵測方法其係以 比較該判斷值Dk與一預定門限值來決定該目標調變機制，若 该判斷值Dk大於該預定門限值，該方法決定該目標調變機制 1310644 為高斯最小相移鍵控調變機制；否則該方法決定該目標調變機 制為8-相移鍵控調變機制。 十一、圖式z