專利名稱:可動(dòng)態(tài)配置自適應(yīng)編碼調(diào)制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及無線通信和數(shù)字集成電路領(lǐng)域,具體的說是適用于多種編 碼調(diào)制方式的可自適應(yīng)調(diào)節(jié)基帶編碼調(diào)制器。
背景技術(shù):
目前數(shù)字集成電路的發(fā)展非???,也被越來越多的應(yīng)用于無線通信領(lǐng) 域。與模擬集成電路相比,數(shù)字集成電路更適合大規(guī)模的電路設(shè)計(jì),擁有 易于集成、驗(yàn)證方便的特點(diǎn)。在無線通信領(lǐng)域?yàn)榱吮WC信號傳輸?shù)馁|(zhì)量, 對于基帶信號的處理涉及很多種復(fù)雜的編碼調(diào)制方式,但是一般的無限收 發(fā)器只針對其中一種無線通信方式設(shè)計(jì),只能完成單一的功能。
在數(shù)據(jù)通信的應(yīng)用領(lǐng)域中,常常希望僅僅利用一個(gè)編碼調(diào)制器實(shí)現(xiàn)多
種編碼調(diào)制的方式,這對這種需求一般有如下設(shè)計(jì)方式做兩套無線收發(fā)器,把他們封裝到一個(gè)無線收發(fā)設(shè)備中,通過單片 機(jī)對這兩套無線收發(fā)器分別控制。僅做一套無線收發(fā)器,提供各種編碼調(diào)制所需要的硬件,然后通過 控制器根據(jù)需要實(shí)現(xiàn)的功能對硬件進(jìn)行配置,從而實(shí)現(xiàn)多種編碼調(diào)制的功 能如(WLAN和CDMA)。
對于實(shí)現(xiàn)方式[l],設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容在于單片機(jī)的控制方式,如何協(xié)調(diào) 兩個(gè)無線收發(fā)器正常工作。相對而言,這種實(shí)現(xiàn)方式設(shè)計(jì)過程比較簡單, 比較容易實(shí)現(xiàn);但是,這樣會造成硬件資源以及功耗的浪費(fèi)。因此,對于 移動(dòng)設(shè)備,這種方式是不可取的。
而對于第[2]種實(shí)現(xiàn)方式,就能夠很好地解決上面出現(xiàn)的兩個(gè)主要問題。 本發(fā)明的動(dòng)態(tài)配置過程主要由硬件實(shí)現(xiàn),采用動(dòng)態(tài)重構(gòu)的方式可以極大限 度的降低硬件開銷,并且實(shí)現(xiàn)多種數(shù)字信號處理功能,從而可以實(shí)現(xiàn)多協(xié) 議數(shù)字信號處理過程。本發(fā)明采用硬件方式來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)配置的功能,可以
提高完成自動(dòng)配置的速率,滿足更高的速率要求。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了提供一種可配置自重構(gòu)自適應(yīng)編碼調(diào)制器,主要 應(yīng)用于多種不同協(xié)議中基帶信號編碼調(diào)制。該編碼調(diào)制器通過內(nèi)部控制器 的自動(dòng)配置功能,利用相對較少的硬件資源,實(shí)現(xiàn)多種不同協(xié)議的基帶信 號的編碼和調(diào)制功能。
本發(fā)明提供的自動(dòng)配置的自適應(yīng)編碼調(diào)制器,包括依次串接的加擾模 塊、編碼模塊、交織模塊和調(diào)制模塊,以及與上述各模塊并接的自適應(yīng)控
制模塊;
自適應(yīng)控制模塊接收由上層提供的工作模式信號,根據(jù)重構(gòu)參數(shù)配置 信號產(chǎn)生加擾控制信號、編碼控制信號、交織控制信號和調(diào)制控制信號, 分別傳送給加擾模塊、編碼模塊、交織模塊和調(diào)制模塊;
加擾模塊包括串接的擾碼器陣列和擾碼模式映射器,擾碼模式映射器 根據(jù)自適應(yīng)控制模塊產(chǎn)生的加擾控制信號映射出加擾模式信號,擾碼器陣 列根據(jù)加擾模式信號選擇相應(yīng)的擾碼器對上層提供的待編碼和調(diào)制的數(shù)據(jù) 信號進(jìn)行加擾處理或者不處理,產(chǎn)生的擾碼數(shù)據(jù)信號傳輸給編碼模塊;
編碼模塊包括串接的編碼器陣列和編碼模式映射器;編碼模式映射器 根據(jù)自適應(yīng)控制模塊產(chǎn)生的編碼控制信號映射出編碼模式信號;編碼碼陣 列根據(jù)編碼模式信號選擇相應(yīng)的編碼器對擾碼數(shù)據(jù)信號進(jìn)行編碼處理或者 不處理,產(chǎn)生的編碼數(shù)據(jù)信號傳輸給交織模塊;
交織模塊包括串接的交織器陣列和交織模式映射器;交織模式映射器 根據(jù)自適應(yīng)控制模塊產(chǎn)生的交織控制信號映射出交織模式信號;交織陣列 根據(jù)交織模式信號選擇相應(yīng)的交織器對編碼數(shù)據(jù)信號進(jìn)行交織處理或者不 處理,產(chǎn)生的交織數(shù)據(jù)信號傳輸給調(diào)制模塊;
調(diào)制模塊包括串接的調(diào)制器陣列和調(diào)制模式映射器;調(diào)制模式映射器 根據(jù)自適應(yīng)控制模塊產(chǎn)生的調(diào)制控制信號映射出調(diào)制模式信號;調(diào)制陣列 根據(jù)調(diào)制模式信號選擇相應(yīng)的調(diào)制器對編碼數(shù)據(jù)信號進(jìn)行處理或者不處 理,輸出經(jīng)過編碼和調(diào)制之后的數(shù)據(jù)信號。
本發(fā)明支持多種不同協(xié)議的基帶信號編碼和調(diào)制,可動(dòng)態(tài)重構(gòu)的自適 應(yīng)編碼和調(diào)制。所謂動(dòng)態(tài)重構(gòu)是指通過調(diào)用不同的硬件資源(如寄存器、 加法器等等)實(shí)現(xiàn)各種不同的編碼和調(diào)制功能,而不是簡單的在不同編碼 器和調(diào)制器之間切換。所謂自適應(yīng)是指根據(jù)上層控制信號或者接收到的數(shù) 據(jù)信號自動(dòng)配置所提供的各種硬件資源,從而實(shí)現(xiàn)特定的功能。這里以實(shí)
現(xiàn)WLAN和CDMA編碼和調(diào)制功能為例,對本發(fā)明思路詳細(xì)說明。WLAN 編碼調(diào)制器和CDMA編碼調(diào)制器,兩個(gè)設(shè)備所對應(yīng)的傳輸協(xié)議不同,因此 其實(shí)現(xiàn)編碼、調(diào)制的方式和過程也不完全一致。如在編碼方面WLAN主要 是采用巻積編碼,CDMA采用Turbo碼和巻積碼;在調(diào)制方面WLAN支持 BPSK、 QPSK、 QAM調(diào)制方式,CDMA支持BPSK、 QPSK、 8PSK調(diào)制方 式。本發(fā)明的優(yōu)越性就在于,不必專門為上述各種編碼方式和調(diào)制方式設(shè) 計(jì)單獨(dú)的編碼器和調(diào)制器,然后再分別調(diào)用。而是提供它們通用的各種硬 件資源,通過各個(gè)層次的控制器自動(dòng)配置這些可用的硬件資源,從而實(shí)現(xiàn) 多種編碼器和調(diào)制器的功能。
圖1為本發(fā)明可動(dòng)態(tài)配置自適應(yīng)編碼調(diào)制器的結(jié)構(gòu)示意圖2為加擾模塊的結(jié)構(gòu)示意圖3為編碼模塊的結(jié)構(gòu)示意圖4為交織模塊的結(jié)構(gòu)示意圖5為調(diào)制模塊的結(jié)構(gòu)示意圖6為自適應(yīng)控制模塊的結(jié)構(gòu)示意圖7為本發(fā)明所述可動(dòng)態(tài)配置自適應(yīng)編碼調(diào)制器的WLAN實(shí)現(xiàn)方式; 圖8為本發(fā)明所述可動(dòng)態(tài)配置自適應(yīng)編碼調(diào)制器的CDMA實(shí)現(xiàn)方式。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。 如圖1所示,本發(fā)明編碼調(diào)制器主要包括加擾模塊l、編碼模塊2、交 織模塊3 、調(diào)制模塊4和自適應(yīng)控制模塊5 。
其中,加擾模塊1的輸入信號是由上層提供的待編碼和調(diào)制的數(shù)據(jù)信
號;加擾模塊1中包含擾碼器陣列11和擾碼模式映射器12;擾碼模式映射 器12根據(jù)自適應(yīng)控制模塊5產(chǎn)生的加擾控制信號映射出加擾模式信號。擾 碼器陣列11根據(jù)加擾模式信號選擇相應(yīng)的擾碼器對輸入數(shù)據(jù)信號進(jìn)行加擾 處理或者不處理,產(chǎn)生的擾碼數(shù)據(jù)信號傳輸給編碼模塊2。
編碼模塊2中包含編碼器陣列21和編碼模式映射器22;編碼模式映射 器22根據(jù)自適應(yīng)控制模塊5產(chǎn)生的編碼控制信號映射出編碼模式信號。編 碼碼陣列21根據(jù)編碼模式信號選擇相應(yīng)的編碼器對擾碼數(shù)據(jù)信號進(jìn)行編碼 處理或者不處理,產(chǎn)生的編碼數(shù)據(jù)信號傳輸給交織模塊3。
交織模塊3中包含交織器陣列31和交織模式映射器32;交織模式映射 器32根據(jù)自適應(yīng)控制模塊5產(chǎn)生的交織控制信號映射出交織模式信號。交 織陣列31根據(jù)交織模式信號選擇相應(yīng)的交織器對編碼數(shù)據(jù)信號進(jìn)行交織處 理或者不處理,產(chǎn)生的交織數(shù)據(jù)信號傳輸給調(diào)制模塊4。
調(diào)制模塊4中包含調(diào)制器陣列41和調(diào)制模式映射器42。調(diào)制模式映射 器42根據(jù)自適應(yīng)控制模塊5產(chǎn)生的調(diào)制控制信號映射出調(diào)制模式信號。調(diào) 制陣列41根據(jù)調(diào)制模式信號選擇相應(yīng)的調(diào)制器對編碼數(shù)據(jù)信號進(jìn)行處理或 者不處理,產(chǎn)生的調(diào)制數(shù)據(jù)信號即為整個(gè)編碼調(diào)制器的輸出數(shù)據(jù)信號。調(diào) 制模塊4的輸出信號是經(jīng)過編碼和調(diào)制之后的數(shù)據(jù)信號。
自適應(yīng)控制模塊5的輸入信號為重構(gòu)參數(shù)配置信號,是由上層提供的 工作模式信號,其功能是告知自適應(yīng)控制模塊5現(xiàn)在整個(gè)模塊的工作模式。 自適應(yīng)控制模塊5根據(jù)重構(gòu)參數(shù)配置信號產(chǎn)生出對加擾模塊1、編碼模塊2、 交織模塊3、調(diào)制模塊4的控制信號,分別為加擾控制信號、編碼控制信號、 交織控制信號和調(diào)制控制信號。
如圖2所示,擾碼器陣列11包括擾碼器111和加擾模式選擇器112; 當(dāng)加擾模式選擇器112選擇加擾模式信號u=l時(shí),擾碼器111對輸入數(shù)據(jù) 信號進(jìn)行加擾處理;當(dāng)加擾模式選擇器112選擇加擾模式信號11=2時(shí),輸 入數(shù)據(jù)信號直接傳輸?shù)骄幋a模塊的輸入端。
如圖3所示,編碼器陣列21包括巻積編碼器211、 Turbo編碼器212 和編碼模式選擇器213。編碼模式選擇器213用于選擇編碼模式信號,當(dāng)編 碼模式信號u^l時(shí),Turbo編碼器212對擾碼數(shù)據(jù)信號進(jìn)行編碼處理;當(dāng)
編碼模式信號U二2時(shí),巻積編碼器211對擾碼數(shù)據(jù)信號進(jìn)行編碼處理;當(dāng)
編碼模式信號11=3時(shí),擾碼數(shù)據(jù)信號直接傳輸?shù)浇豢椖K3的輸入端。
如圖4所示,交織器陣列31包括交織器311和交織模式選擇器312。 交織模式選擇器312用于選擇交織模式信號,當(dāng)交織模式信號1!=1時(shí),交
織器311對輸入數(shù)據(jù)信號進(jìn)行交織處理;當(dāng)交織模式信號11 = 2時(shí),編碼數(shù)
據(jù)信號直接傳輸?shù)秸{(diào)制模塊的輸入端。
如圖5所示,調(diào)制器陣列41包括BPSK調(diào)制器411、QPSK調(diào)制器412、 8PSK調(diào)制器413、 16QAM調(diào)制器414、 64QAM調(diào)制器415和調(diào)制模式選 擇器416。調(diào)制模式選擇器416用于選擇調(diào)制模式信號,當(dāng)調(diào)制模式信號u =1時(shí),BPSK調(diào)制器411對交織數(shù)據(jù)信號進(jìn)行調(diào)制處理;當(dāng)調(diào)制模式信號 u=2時(shí),QPSK調(diào)制器412對交織數(shù)據(jù)信號進(jìn)行調(diào)制處理;當(dāng)調(diào)制模式信 號u=3時(shí),8PSK調(diào)制器413對交織數(shù)據(jù)信號進(jìn)行調(diào)制處理;當(dāng)調(diào)制模式 信號u=4時(shí),16QAM調(diào)制器414對交織數(shù)據(jù)信號進(jìn)行調(diào)制處理;當(dāng)調(diào)制 模式信號u二5時(shí),64QAM調(diào)制器415對交織數(shù)據(jù)信號進(jìn)行調(diào)制處理;當(dāng) 調(diào)制模式信號u=6時(shí),交織數(shù)據(jù)信號直接傳輸?shù)秸麄€(gè)編碼調(diào)制器的輸出端。
如圖6所示,自適應(yīng)控制模塊5包括工作狀態(tài)判斷模塊51和各子模塊 工作模式控制模塊52。工作狀態(tài)判斷模塊51根據(jù)重構(gòu)參數(shù)配置信號判斷出 整個(gè)模塊的工作狀態(tài);各子模塊工作模式控制模塊52根據(jù)模塊的工作狀態(tài) 信號產(chǎn)生出擾碼控制信號、編碼控制信號、交織控制信號和調(diào)制控制信號。
圖7為本發(fā)明所述可動(dòng)態(tài)配置自適應(yīng)的編碼調(diào)制器WLAN實(shí)現(xiàn)方式。 這時(shí)擾碼器、巻積編碼器、交織器、64QAM調(diào)制器415功能可用,整個(gè)流 程就實(shí)現(xiàn)了 WLAN協(xié)議中規(guī)定的基帶編碼調(diào)制的功能。它的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)輸入 和重構(gòu)參數(shù)配置信號可以由一個(gè)單片機(jī)完成,它的輸出信號提供給WLAN 模擬前端,就可以實(shí)現(xiàn)WLAN無線通信協(xié)議的信號發(fā)送功能。
圖8為本發(fā)明所述可動(dòng)態(tài)配置自適應(yīng)的編碼調(diào)制器CDMA實(shí)現(xiàn)方式。 這時(shí)巻積編碼、交織器、8PSK調(diào)制器413功能可用,整個(gè)流程就實(shí)現(xiàn)了 CDMA協(xié)議中規(guī)定的基帶編碼調(diào)制的功能。它的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)輸入和重構(gòu)參數(shù) 配置信號可以由一個(gè)單片機(jī)完成,它的輸出信號提供給CDMA模擬前端, 就可以實(shí)現(xiàn)CDMA無線通信協(xié)議的信號發(fā)送功能。
權(quán)利要求
1、一種可配置自重構(gòu)自適應(yīng)編碼調(diào)制器,包括依次串接的加擾模塊(1)、編碼模塊(2)、交織模塊(3)和調(diào)制模塊(4),以及與上述各模塊并接的自適應(yīng)控制模塊(5);自適應(yīng)控制模塊(5)接收由上層提供的工作模式信號,根據(jù)重構(gòu)參數(shù)配置信號產(chǎn)生加擾控制信號、編碼控制信號、交織控制信號和調(diào)制控制信號,分別傳送給加擾模塊(1)、編碼模塊(2)、交織模塊(3)和調(diào)制模塊(4);加擾模塊(1)包括串接的擾碼器陣列(11)和擾碼模式映射器(12),擾碼模式映射器(12)根據(jù)自適應(yīng)控制模塊(5)產(chǎn)生的加擾控制信號映射出加擾模式信號,擾碼器陣列(11)根據(jù)加擾模式信號選擇相應(yīng)的擾碼器對上層提供的待編碼和調(diào)制的數(shù)據(jù)信號進(jìn)行加擾處理或者不處理,產(chǎn)生的擾碼數(shù)據(jù)信號傳輸給編碼模塊(2);編碼模塊(2)包括串接的編碼器陣列(21)和編碼模式映射器(22);編碼模式映射器(22)根據(jù)自適應(yīng)控制模塊(5)產(chǎn)生的編碼控制信號映射出編碼模式信號;編碼碼陣列(21)根據(jù)編碼模式信號選擇相應(yīng)的編碼器對擾碼數(shù)據(jù)信號進(jìn)行編碼處理或者不處理,產(chǎn)生的編碼數(shù)據(jù)信號傳輸給交織模塊(3);交織模塊(3)包括串接的交織器陣列(31)和交織模式映射器(32);交織模式映射器(32)根據(jù)自適應(yīng)控制模塊(5)產(chǎn)生的交織控制信號映射出交織模式信號;交織陣列(31)根據(jù)交織模式信號選擇相應(yīng)的交織器對編碼數(shù)據(jù)信號進(jìn)行交織處理或者不處理,產(chǎn)生的交織數(shù)據(jù)信號傳輸給調(diào)制模塊(4);調(diào)制模塊(4)包括串接的調(diào)制器陣列(41)和調(diào)制模式映射器(42);調(diào)制模式映射器(42)根據(jù)自適應(yīng)控制模塊(5)產(chǎn)生的調(diào)制控制信號映射出調(diào)制模式信號;調(diào)制陣列(41)根據(jù)調(diào)制模式信號選擇相應(yīng)的調(diào)制器對編碼數(shù)據(jù)信號進(jìn)行處理或者不處理,輸出經(jīng)過編碼和調(diào)制之后的數(shù)據(jù)信號。
2、根據(jù)權(quán)利要求(l)所述的可配置自重構(gòu)自適應(yīng)編碼調(diào)制器,其特征在 于自適應(yīng)控制模塊(5)包括串聯(lián)的工作狀態(tài)判斷模塊(51)和各子模塊工作模 式控制模塊(52);工作狀態(tài)判斷模塊(51 )根據(jù)重構(gòu)參數(shù)配置信號判斷出整個(gè) 模塊的工作狀態(tài);各子模塊工作模式控制模塊(52)根據(jù)模塊的工作狀態(tài)信號 產(chǎn)生出擾碼控制信號、編碼控制信號、交織控制信號和調(diào)制控制信號。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的可配置自重構(gòu)自適應(yīng)編碼調(diào)制器,其特 征在于所述擾碼器陣列(11)包括擾碼器(111)和加擾模式選擇器(112),加擾 模式選擇器(112)的輸入端與擾碼模式映射器(12)的輸出端相連,當(dāng)加擾模式 選擇器(112)選擇加擾模式信號11=1時(shí),擾碼器(lll)對上層提供的待編碼和 調(diào)制的數(shù)據(jù)信號進(jìn)行加擾處理;當(dāng)加擾模式選擇器(112)選擇加擾模式信號u 二2時(shí),上層提供的待編碼和調(diào)制的數(shù)據(jù)信號直接傳輸?shù)骄幋a模塊(2)的 輸入端。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的可配置自重構(gòu)自適應(yīng)編碼調(diào)制器,其特 征在于編碼器陣列(21)包括巻積編碼器(211)、 Turbo編碼器(212)和編碼模 式選擇器(213);編碼模式選擇器(213)用于選擇編碼模式信號,其輸入端與 編碼模式映射器(22)的輸出端相連,當(dāng)編碼模式信號u二l時(shí),Turbo編碼器 (212)對加擾模塊(1)的輸出信號進(jìn)行編碼處理;當(dāng)編碼模式信號1! = 2時(shí),巻 積編碼器(211)對加擾模塊(1)的輸出信號進(jìn)行編碼處理;當(dāng)編碼模式信號u =3時(shí),加擾模塊(l)的輸出信號直接傳輸?shù)浇豢椖K(3)的輸入端。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的可配置自重構(gòu)自適應(yīng)編碼調(diào)制器,其特 征在于交織器陣列(31)包括交織器(311)和交織模式選擇器(312);交織模 式選擇器(312)的輸入端與交織模式映射器(32)的輸出端相連,當(dāng)交織模式選 擇器(312)選擇交織模式信號u=l時(shí),交織器(311)對編碼模塊(2)的輸出信 號進(jìn)行交織處理;當(dāng)交織模式選擇器(312)選擇交織模式信號u二2時(shí),編碼 模塊(2)的輸出信號直接傳輸?shù)秸{(diào)制模塊(4)的輸入端。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的可配置自重構(gòu)自適應(yīng)編碼調(diào)制器,其特 征在于調(diào)制器陣列(41)包括BPSK調(diào)制器(411)、 QPSK調(diào)制器(412)、 8PSK 調(diào)制器(413)、 16QAM調(diào)制器(414)、 64QAM調(diào)制器(415)和調(diào)制模式選擇器 (416);調(diào)制模式選擇器(416)用于選擇調(diào)制模式信號,其輸入端與調(diào)制模式 映射器(42)的輸出端相連,當(dāng)調(diào)制模式信號u二l時(shí),BPSK調(diào)制器(411)對 交織模塊(3)的輸出信號進(jìn)行調(diào)制處理;當(dāng)調(diào)制模式信號u-2時(shí),QPSK調(diào) 制器(412)對交織模塊(3)的輸出信號進(jìn)行調(diào)制處理;當(dāng)調(diào)制模式信號u = 3 時(shí),8PSK調(diào)制器(413)對交織模塊(3)的輸出信號進(jìn)行調(diào)制處理;當(dāng)調(diào)制模 式信號u二4時(shí),16QAM調(diào)制器(414)對交織模塊(3)的輸出信號進(jìn)行調(diào)制處 理;當(dāng)調(diào)制模式信號u二5時(shí),64QAM調(diào)制器(415)對交織模塊(3)的輸出信 號進(jìn)行調(diào)制處理;當(dāng)調(diào)制模式信號11=6時(shí),交織模塊(3)的輸出信號直接傳 輸?shù)秸麄€(gè)編碼調(diào)制器的輸出端。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種可動(dòng)態(tài)配置自重構(gòu)自適應(yīng)編碼調(diào)制器,包括加擾模塊、編碼模塊、交織模塊、調(diào)制模塊和自適應(yīng)控制模塊。采用一種組合控制方式,分別對擾碼模塊、編碼模塊和調(diào)制模塊進(jìn)行控制,可以簡單地得到多種編碼調(diào)制方式。其中,擾碼模塊、編碼模塊和調(diào)制模塊都支持多種工作模式,利用寄存器控制的方式控制這三個(gè)模塊的工作模式,可以得到大量不同的編碼調(diào)制工作模式。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于利用有限的硬件資源,實(shí)現(xiàn)大量的編碼調(diào)制功能,可以替代目前廣泛使用的多種編碼調(diào)制器。同時(shí),本發(fā)明還帶有自動(dòng)關(guān)斷功能,對于不起作用的硬件可以自動(dòng)斷電,確保整個(gè)系統(tǒng)的低功耗。
文檔編號H04L1/00GK101188472SQ20071016872
公開日2008年5月28日 申請日期2007年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月10日
發(fā)明者劉政林, 夢 蔡, 鄒雪城 申請人:華中科技大學(xué)