專利名稱：存儲高效滑動窗口求和的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及通信電路的延遲緩沖器領(lǐng)域，更具體地涉及使用前級 移位寄存器的雙重延遲線(dual delay line)，前級移位寄存器采用輸入數(shù) 據(jù)的可變位寬的移位，移位后的數(shù)據(jù)經(jīng)過第一延遲線并且移位值經(jīng)過第二 延遲線，后面的移位寄存器接收數(shù)據(jù)以基于移位值回移(unshift)數(shù)據(jù)。
背景技術(shù)：
諸如個人手持電話系統(tǒng)(PHS)之類的遺留通信系統(tǒng)被配置得簡單并 且低成本。基于設(shè)計這些系統(tǒng)用于基帶解調(diào)時所存在的技術(shù)限制而采用了 差分解調(diào)，因此不具有抗符號間干擾的能力。
因此希望提供一種現(xiàn)代化的基帶設(shè)計與這些遺留系統(tǒng)兼容或者改進這 些遺留系統(tǒng)。還希望采用先進的DSP算法并且引入自適應(yīng)均衡以實現(xiàn)相干 解調(diào)。在這樣的系統(tǒng)中，需要使用延遲緩沖器以允許計算用于校正解調(diào)數(shù) 據(jù)的頻率偏移數(shù)據(jù)或旋轉(zhuǎn)角度。也希望改善這些延遲緩沖器的存儲效率以 減小尺寸和功率需求。

發(fā)明內(nèi)容
一種采用本發(fā)明的延遲緩沖器包括接收輸入數(shù)據(jù)并且具有移位信號輸 入端口的第一移位寄存器。第一移位寄存器響應(yīng)于移位信號輸入端口上的 移位信號而右移輸入數(shù)據(jù)。移位信號是基于輸入數(shù)據(jù)的有效位寬而確定 的。第一延遲線從第一移位寄存器接收移位后的數(shù)據(jù)，而與第一延遲線等長的第二延遲線接收移位信號。第二移位寄存器接收來自第一延遲線的輸 出并且在移位信號輸入端口接收第二延遲線的輸出。然后第二移位寄存器 根據(jù)移位信號而左移包含在其中的數(shù)據(jù)。


通過參考下面結(jié)合附圖考慮的具體實施方式
，本發(fā)明的這些和其他特 征和優(yōu)點將被更好地理解，其中
圖1是其中采用本發(fā)明的通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)路徑的框圖； 圖2是包含本發(fā)明的載波恢復(fù)系統(tǒng)的元件的框圖3是根據(jù)本發(fā)明的滑動窗口求和(sliding window sum)的元件的框 圖；以及
圖4詳細示出了位寬確定功能的操作。
具體實施例方式
本發(fā)明被限定用于一示例性實施例，該示例性實施例采用與突發(fā)檢測 器結(jié)合使用的載波偏移計算器，該突發(fā)檢測器用于PHS通信系統(tǒng)和標準 (2G遺留移動系統(tǒng))中的載波恢復(fù)。其中采用本發(fā)明的示例性解調(diào)系統(tǒng) 在2005年6月22日提交的題為"FAST CONVERGENCE ADAPTIVE EQUALIZATION IN PHS BASEBAND DEMODULATION"的未決專利申 請No. 60/693,457 (律師案巻號No. U001 100150P)中公開，i亥申請的公 開內(nèi)容被結(jié)合于此就好像在這里完全公開一樣。
如圖l所示，模擬前端(AFE)部分IO包括用于將信號從模擬轉(zhuǎn)換為 數(shù)字的模數(shù)轉(zhuǎn)換器12。為了改善接收機性能，AFE包括與功率放大器和模 數(shù)轉(zhuǎn)換器結(jié)合的模擬降頻混頻器以改善相位檢測的精度。
經(jīng)轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號被傳遞到硬件加速器14并且被抽取濾波器16進一 步濾波并抽取為3倍符號速率，例如576kHz。該信號首先經(jīng)過載波恢復(fù)塊 18，然后經(jīng)過旋轉(zhuǎn)器塊20,然后到達存儲寄存器22，對于這里所公開的 實施例來說，存儲寄存器22是雙重寄存器或A/B寄存器。載波恢復(fù)塊的 功能是檢測突發(fā)并且估計所接收信號和所發(fā)送信號之間的載波頻率偏移。這允許后面的旋轉(zhuǎn)器塊來補償載波偏移。該旋轉(zhuǎn)后的信號然后被傳遞到具
有均衡器26的DSP 24。應(yīng)用自適應(yīng)判決指導(dǎo)均衡器，其中訓(xùn)練序列是突 發(fā)中的唯一字(UW)。因此，需要UW的精確位置。該信息是通過相關(guān) 塊28獲得的。輸入數(shù)據(jù)被與UW進行相關(guān)，因此在檢測到相關(guān)結(jié)果的峰 值之后，就可以確定UW在突發(fā)數(shù)據(jù)中的位置。即使基帶調(diào)制是 DQPSK，在所公開的實施例中也采用這個一般被稱為傳統(tǒng)相干檢測的過 程。
對于每種相干解調(diào)器，載波的恢復(fù)都是最重要的。其質(zhì)量影響后級的 功能塊的性能。最廣泛地使用的載波頻率恢復(fù)方案是自動頻率控制 (AFC)。然而在PHS系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)是以突發(fā)模式發(fā)送的，因此AFC變 穩(wěn)定的響應(yīng)時間相對較短，通常在幾個到數(shù)十個符號之內(nèi)。因此，在本發(fā) 明中采用開環(huán)載波頻率估計。然后應(yīng)用慢跟蹤電路來跟隨緩慢變化的載波 特性。
在PSK信號的相干解調(diào)中，由于有限的振蕩器精度或者由于運動車輛 導(dǎo)致的多普勒效應(yīng)而引起的載波頻率偏移可以引起很大的性能損失。在 PHS系統(tǒng)中，系統(tǒng)基站或小區(qū)站(CS)可以具有高至士2ppm的偏移，移 動站或個人站(PS)可以具有高至士5ppm的偏移。在這樣的解調(diào)中，校 正頻率偏移將有助于改善接收機性能并且減輕對于振蕩器的嚴格的精度要 求，從而降低成本。
采用本發(fā)明的PHS中的載波恢復(fù)塊具有兩個基本功能， 一個功能是檢 測TDD (時分雙工)突發(fā)，另一個功能是估計所接收信號和所發(fā)送信號之 間的載波頻率偏移。該估計的載波偏移被或者用于驅(qū)動旋轉(zhuǎn)器以補償所接 收信號中的偏移，或者用于驅(qū)動AFC以校正本地載波發(fā)生器的頻率。
對于像PHS —樣的TDD系統(tǒng)，PS和CS之間的同步作為建立通信鏈 路中的第一步是非常重要的。當系統(tǒng)第一次開啟時，無論如何都沒有定時 信息。PS的任務(wù)就是從所接收的空中信號中尋找定時信息。因此對于從 CS獲得定時信息的PS來說，其需要搜索適當?shù)闹甘尽Ｔ赑HS中，控制時 隙中的前導(dǎo)信號(PR)具有用于檢測這樣的突發(fā)(或者時隙)的合適特 性。如圖2所示，載波恢復(fù)塊18包括突發(fā)檢測器(BD) 38和載波偏移計 算器(COC) 40。來自BD的突發(fā)檢測標志46將會觸發(fā)來自延遲緩沖器 42的信息，使其傳遞到COC以得出載波偏移頻率，所述延遲緩沖器42包 含隨后所更詳細描述的本發(fā)明。所產(chǎn)生的偏移被變換為旋轉(zhuǎn)角度以傳遞到 旋轉(zhuǎn)器44，以使得可以補償所接收的信號中的頻率偏移。
所示出的實施例在所公開的實施例中采用CORDIC (坐標旋轉(zhuǎn)數(shù)字計 算機)算法用于角度計算。CORDIC是用于諸如正弦、余弦、正切、反正 切、向量大小等之類的很寬范圍函數(shù)的迭代解。其硬件實現(xiàn)效率眾所周 知，這是因為其僅使用移位和加法而不使用乘法。用于這里所描述的實施 例中的一種示例性CORDIC處理器在2005年1月31日提交的題為 "PRECISION CORDIC PROCESSOR"的未決申請No. 60/648,762 (律師 案巻號No. U001 100147P)中公開，該申請的公開內(nèi)容被結(jié)合于此就好像 在這里完全公開一樣。
CORDIC角度計算器從抽取濾波器接收I和Q數(shù)據(jù)，并且包含用于輸 入的縮放功能?？s放功能包含用于移位I和Q數(shù)據(jù)的移位寄存器并且提供 在重新縮放幅度輸出中被采用的移位輸出。
圖2的載波偏移計算器40采用開環(huán)載波偏移估計算法，該算法在 PHS中用于載波恢復(fù)。該算法利用PHS系統(tǒng)中的PR信號的特性，并且直 接估計由振蕩器和多普勒移動所引入的載波偏移。
載波偏移計算器由突發(fā)檢測標志46觸發(fā)。I/Q數(shù)據(jù)被輸入到延遲緩沖 器42中。為了更高效的存儲，延遲緩沖器采用本發(fā)明的滑動窗口求和布 置。
對其采用了本發(fā)明的延遲線寄存器的希望操作如下
15
= 2 x(w — /)。
x(i)的位寬是25位。該等式在通常的實踐中一般被修改為 ;Kw) = >< -l) + x(")-x( -15)。因此，使用傳統(tǒng)的延遲線配置，將需要29位 來保存y(n)和16條延遲線的深度。名義上的存儲需求被計算為16X 29=464位。
本發(fā)明實現(xiàn)動態(tài)縮放以保持延遲線為可能的最小位數(shù)。因此，x(n-i)的延遲的寬度為12位，而新輸入x(n)是25位的。因此，可以得到以下等 式，
少(")=少0_1)29位+4")25位—[義("一15)12位<< (12 —s(w — 15))]，
其中"《"和">〉"分別意味著左移和右移。在x(n)進入延遲線之 前，x(n)的有效位寬被確定并且被保存到延遲線中。
如果x(n)的實際寬度僅是16位，則在x(n)被存儲在延遲線中之前，將 有4位被移出。然后當x(n)被要求在累加器中相加時，其將左移4位以恢 復(fù)到16位。這里，所存儲的移位數(shù)目是4。因此，該延遲線伴隨有用于移 位數(shù)目的延遲線。這可以將存儲量從16 X 29=464位減少為16X (12+4)=256位，同時保持必要的輸入精度。
如圖3所示，來自抽取濾波器的輸入數(shù)據(jù)被提供給移位寄存器50并 且被有效位寬確定功能52所操作，有效位寬確定功能52提供兩位的移位 值輸出54以將寄存器50右移該值。12位寬的第一延遲線56從寄存器50 接收移位后的值，而2位寬的第二延遲線58接收兩位的移位值54。在第 一延遲線56的輸出處，第二移位寄存器60接收12位寬的數(shù)據(jù)，并且在移 位輸入62接收兩位的移位值以左移該值。
在求和器68中結(jié)合的當前數(shù)據(jù)64和延遲數(shù)據(jù)66被作為輸入提供給圖 2中的確定旋轉(zhuǎn)角度的載波偏移計算器，并且直接提供給用于校正解調(diào)信 號的旋轉(zhuǎn)器。
圖4詳細示出了位寬確定功能52的操作。在步驟70中，對N位的輸 入數(shù)據(jù)估值為基數(shù)為2的補碼形式。在步驟72中，移位值被限定為O并且 下標i被設(shè)定為N-l。然后在步驟74中，對數(shù)據(jù)進行估值以確定對應(yīng)于下 標i的位是否等于對應(yīng)于下標減1 (i-l)的位。如果位i不等于位i-l，則 當前移位值被輸出并且確定有效位寬。如果位i等于位i-l，則在步驟76 中，在下標大于1的情況下其被遞減1 (i<=i-l)并且移位值被遞增1 (移 位=移位+1)，并且重復(fù)步驟74的比較。
現(xiàn)在按照專利法規(guī)的要求詳細描述了本發(fā)明，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會認 識到這里所公幵的具體實施例的修改和替換。這樣的修改在本發(fā)明的如下 面的權(quán)利要求所限定的范圍和意圖內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種延遲緩沖器，包括接收輸入數(shù)據(jù)并且具有移位信號輸入端口的第一移位寄存器(50)，所述第一移位寄存器可操作用于響應(yīng)于所述移位信號輸入端口上的移位信號而移位所述輸入數(shù)據(jù)；用于確定所述輸入數(shù)據(jù)的有效位寬的裝置(52)，所述確定裝置提供移位信號到所述第一移位寄存器的移位信號輸入端口；從所述第一移位寄存器接收移位后的數(shù)據(jù)的第一延遲線(56)；與所述第一延遲線等長的接收所述移位信號的第二延遲線(58)；和接收來自所述第一延遲線的輸出并且具有移位信號輸入端口(62)的第二移位寄存器(60)，所述移位信號輸入端口接收所述第二延遲線的輸出，所述第二移位寄存器根據(jù)所述移位信號而移位包含在其中的數(shù)據(jù)。
2. 如權(quán)利要求1所述的延遲緩沖器，其中所述輸入數(shù)據(jù)為29位，所 述第一延遲線的寬度為12位并且所述移位信號為2位。
3. 如權(quán)利要求1所述的延遲緩沖器，還包括求和器(68)，所述求和 器接收輸入數(shù)據(jù)，并且連接到所述第二移位寄存器以接收移位之后包含在 其中的數(shù)據(jù)。
4. 如權(quán)利要求1所述的延遲緩沖器，其中所述用于確定有效位寬的裝 置包括用于將所述輸入數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換(70)為基數(shù)為2的補碼格式的裝置；用于限定(72)初始移位值的裝置；用于限定作為所述輸入數(shù)據(jù)的位數(shù)減1的下標值的裝置；用于比較(74)對應(yīng)于所述下標值的輸入數(shù)據(jù)位的值與對應(yīng)于所述下 標值減l的輸入數(shù)據(jù)位的裝置；用于在來自所述比較裝置的肯定比較結(jié)果的情況下遞增(76)所述下 標和移位值的裝置；和用于在來自所述比較裝置的否定比較結(jié)果的情況下輸出(78)所述移 位值的裝置。
全文摘要
一種延遲緩沖器包括接收輸入數(shù)據(jù)并且具有移位信號輸入端口的第一移位寄存器(50)。第一移位寄存器響應(yīng)于移位信號輸入端口上的移位信號而右移輸入數(shù)據(jù)。移位信號是基于輸入數(shù)據(jù)的有效位寬而確定的。第一延遲線(56)從第一移位寄存器接收移位后的數(shù)據(jù)，而與第一延遲線等長的第二延遲線(58)接收移位信號。第二移位寄存器(60)接收來自第一延遲線的輸出并且在移位信號輸入端口(62)接收第二延遲線的輸出。然后第二移位寄存器根據(jù)移位信號而左移包含在其中的數(shù)據(jù)。
文檔編號H04L25/00GK101554025SQ200680002742
公開日2009年10月7日 申請日期2006年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月20日
發(fā)明者向陽·西蒙·許, 辛迪·純·王, 陳曉楚 申請人:馬維爾國際貿(mào)易有限公司