專利名稱：子帶波形生成方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線通信領(lǐng)域，特別涉及子帶波形的生成技術(shù)。
背景技術(shù)：
為了能在空中接口高效地傳輸數(shù)據(jù)，有一種做法是將整個頻帶劃分成若 干個通?；檎坏淖訋В總€子帶中傳一路數(shù)據(jù)，子帶中以數(shù)據(jù)塊為單位
進行傳輸，每個數(shù)據(jù)塊通常包括多個數(shù)據(jù)信息并以一個循環(huán)前綴(Cyclic Prefix,筒稱"CP")保護。
為了能夠進行子帶的傳輸，需要根據(jù)待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)生成子帶波形。子帶 波形的生成有頻域和時域兩種實現(xiàn)方式。其中頻域的實現(xiàn)方式基于快速傅里 葉變換(Fast Fourier Transform,簡稱"FFT，， )/逆向快速傅立葉變換(Inverse Fast Transform,簡稱"IFFT")變換對，即先通過FFT將數(shù)據(jù)塊變換到頻 域，在頻域和濾波器的頻率響應(yīng)相乘，然后通過IFFT再變回到時域，形成 時域的單載波形式的子帶信號。
頻域?qū)崿F(xiàn)方式比較直接，但當數(shù)據(jù)塊時域時間窗較長或時域采樣率較高 時需要非常大的FFT/IFFT變換，實現(xiàn)復(fù)雜度較大，在這種情況下，采用時 域濾波的方式復(fù)雜度較小。
已有的時域?qū)崿F(xiàn)方式將數(shù)據(jù)塊與時域濾波器進行巻積運算，將時域濾波 后的結(jié)果超出時域時間窗的部分拷貝到時域時間窗內(nèi)并疊加起來，其具體過 程如圖1所示。
圖1(a)是子帶濾波器的時域波形，其中Tb是以CP保護的子帶數(shù)據(jù)塊 的長度；圖1(b)是要發(fā)送的調(diào)制后數(shù)據(jù)。二者巻積結(jié)果如圖1 (c)所示，分
4為block0， block1， blockp1三部分。如果子帶濾波器的帶寬較窄，時域波 形拖尾較長，巻積結(jié)果還會有block2， block3，…和blockp2， blockp3,...
等部分。這些部分需要疊加起來，如圖1(d)、 (e)、 (f)所示，最終得到圖1(g) 的結(jié)果。
可以看出，已有的時域濾波方法采用了拷貝相加的辦法，需要較大的存 儲空間和較復(fù)雜的控制，尤其是在子帶濾波器系數(shù)較多情況下更為嚴重。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種子帶波形生成方法及其裝置，對存儲空間要 求小，控制更為簡單。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的實施方式提供了 一種子帶波形生成方 法，包括以下步驟
以子帶中一個數(shù)據(jù)塊為基礎(chǔ)，在該數(shù)據(jù)塊的前后分別進行循環(huán)拓展，得 到一個序列；
將序列串行輸入時域濾波器；
將濾波器的輸出結(jié)果中在時間上與數(shù)據(jù)塊輸入濾波器的時間段相對應(yīng) 的部分作為子帶波形輸出；
其中，序列的長度應(yīng)滿足以下條件如果在序列的前后再進行循環(huán)拓展， 則最終輸出的子帶波形沒有變化。
本發(fā)明的實施方式還提供了一種子帶波形生成裝置，包括
循環(huán)緩存，用于緩存子帶中一個數(shù)據(jù)塊，并在該數(shù)據(jù)塊的前后分別進行 循環(huán)拓展，輸出一個序列；
子帶濾波器，用于對循環(huán)緩存輸出的序列進行時域濾波；
5輸出緩存，用于將子帶濾波器的輸出結(jié)果中在時間上與數(shù)據(jù)塊輸入子帶
濾波器的時間段相對應(yīng)的部分作為子帶波形輸出；
其中，序列的長度應(yīng)滿足以下條件如果在序列的前后再進行循環(huán)拓展， 則最終輸出的子帶波形沒有變化。
本發(fā)明實施方式與現(xiàn)有技術(shù)相比，主要區(qū)別及其效果在于
對數(shù)據(jù)進行循環(huán)拓展后再進行時域數(shù)據(jù)濾波，將輸出結(jié)果中的指定部分 作為子帶波形。從而在子帶波形塊較長的情況下，避免了頻域?qū)崿F(xiàn)方式對較 大FFT/IFFT的要求；與已有時域濾波實現(xiàn)方式比較，不需要較大的存儲空 間和較復(fù)雜的控制，即可實現(xiàn)子帶波形的生成。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)中子帶波形的濾波后拷貝相加的生成方法示意圖2是本發(fā)明實施方式中子帶波形的數(shù)據(jù)循環(huán)拓展濾波的生成原理示意
圖3是本發(fā)明實施方式中子帶波形生成裝置結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4是本發(fā)明實施方式中子帶波形生成方法流程示意圖。
具體實施例方式
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā) 明的實施方式作進一步地詳細描述。
先介紹一下本發(fā)明實施方式的原理。
圖2 (a)示出了子帶濾波器時域波形。
如圖2 (b)所示的數(shù)據(jù)塊經(jīng)過循環(huán)拓展后所得序列如圖2(c)所示，其中BlockO是子帶中的數(shù)據(jù)塊，TbO是其在時域的長度，Blockp1是該數(shù)據(jù)塊向 左(時間上在前)循環(huán)拓展的部分，Tbp1是其在時域的長度，BlocM是該 數(shù)據(jù)塊向右(時間上在后)循環(huán)拓展的部分，Tb1是其在時域的長度。數(shù)據(jù) 塊及其循環(huán)拓展所得的序列是一個數(shù)據(jù)信息串，本身在時域是沒有長度的， 但這些數(shù)據(jù)信息是以固定的速率輸入子帶濾波器進行處理的，本發(fā)明實施方度。
數(shù)據(jù)塊向左和向右拓展的長度跟子帶濾波器時域波形的長度有關(guān)。子帶 濾波器時域波形的長度越長拓展的長度也應(yīng)當越長。圖1 (a)中所示的波形 是一個非因果的數(shù)字濾波器的時域波形，令其在零點(相對應(yīng)的待濾波數(shù)據(jù)
輸入的時刻)之前的時域長度為X，在零點之后的時域長度為Y,則拓展的 長度應(yīng)當滿足Tbp1 > Y且Tb1 >X。
如果知道X和Y比較困難，還有一個等效方法，即如果在序列的前后再 進行循環(huán)拓展，則最終輸出的子帶波形沒有變化。實際操作時可以以子帶的 數(shù)據(jù)塊為基礎(chǔ)向左或向右擴展，如果擴展后輸出的子帶波形有變化則繼續(xù)向 這個方向擴展，直到最終輸出的子帶波形沒有變化。這樣得到的只是最短的 拓展長度，如果在此基礎(chǔ)上再拓展得長一些也是可以的，不過會消耗更多的 處理資源。
本發(fā)明實施方式中的子帶濾波器是非因果的數(shù)字濾波器，因果與非因果 的數(shù)字濾波器只是在時域波形上不同，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以容易地將本發(fā) 明的技術(shù)方案應(yīng)用到子帶濾波器是因果的數(shù)字濾波器的情況。
拓展后的數(shù)據(jù)和圖2(a)所示濾波器的巻積如圖2(d)示，可以看到，在 block0部分濾波器的輸出已經(jīng)消除了數(shù)據(jù)塊邊界導(dǎo)致的暫態(tài)效應(yīng)。取出 blockO對應(yīng)的部分，就是所需要的子帶時域波形，如圖2(e)所示。
下面介紹可以實現(xiàn)上述原理的一種子帶波形生成裝置，其結(jié)構(gòu)示意圖如
7圖3所示。
控制器301用于控制循環(huán)緩存302和輸出緩存304的操作。
循環(huán)緩存302，用于緩存子帶中一個數(shù)據(jù)塊，并在該數(shù)據(jù)塊的前后分別 進行循環(huán)拓展，輸出一個序列。具體的方法可以是用一個指針指向要輸出的 數(shù)據(jù)，每輸出一個數(shù)據(jù)指針向后移一個數(shù)據(jù)。當指針移過循環(huán)緩存的最后一 個數(shù)據(jù)時，重新將指針指向循環(huán)緩存的頭一個數(shù)據(jù)。本發(fā)明實施方式中所稱 的數(shù)據(jù)通常是以比特為單位的，當然也可以是其它的單位，這并不影響本發(fā) 明的精神實質(zhì)。
子帶濾波器303是一個有限沖激響應(yīng)濾波器(Finite Impulse Response, 簡稱"FIR" ) , FIR是一種數(shù)字濾波器，在本發(fā)明實施方式中用于進行時域 濾波。子帶濾波器303可以是時域過采樣的，例如，當總帶寬為N，當前子 帶帶寬為M，則當前子帶的數(shù)據(jù)部分有數(shù)據(jù)信息M個，濾波器系數(shù)在整個數(shù) 據(jù)部分時間內(nèi)的系數(shù)為N個，這樣相對數(shù)據(jù)信息，需要過采樣N/M倍。過 采樣率不必是整數(shù)倍，可以是分數(shù)倍。
輸出緩存304，用于對子帶濾波器303輸出的有效結(jié)果進行緩存，具體 地說是將子帶濾波器的輸出結(jié)果中在時間上與數(shù)據(jù)塊輸入子帶濾波器的時間 段相對應(yīng)的部分作為子帶波形輸出。
需要說明的是，本發(fā)明的裝置實施方式中提到的各單元都是邏輯單元， 在物理上， 一個邏輯單元可以是一個物理單元，也可以是一個物理單元的一 部分，還可以以多個物理單元的組合實現(xiàn)，這些邏輯單元本身的物理實現(xiàn)方 式并不是最重要的，這些邏輯單元所實現(xiàn)的功能的組合是才解決本發(fā)明所提 出的技術(shù)問題的關(guān)鍵。例如控制器301可以與本發(fā)明實施方式中沒有提到的 同一裝置中的其它單元一起在一個數(shù)字信號處理器(Digital Signal Processor,簡稱"DSP")中實現(xiàn)。此外，為了突出本發(fā)明的創(chuàng)新部分，結(jié)合圖3所示的裝置，圖4中示出了一種子帶波形生成方法的實施方式。 在步驟401中，輸入數(shù)據(jù)按照控制器的指示進入循環(huán)緩存。 此后進入步驟402，控制器清空輸出緩存。
此后進入步驟403，控制器控制循環(huán)緩存內(nèi)的數(shù)據(jù)進入子帶濾波器。
此后進入步驟404，等待子帶濾波器移位寄存器充滿數(shù)據(jù)且循環(huán)緩存的 數(shù)據(jù)移到合適位置?；蛘哒f，丟棄子帶濾波器的輸出，直到數(shù)據(jù)塊的第一個 數(shù)據(jù)開始輸入子帶濾波器；
此后進入步驟405，移位循環(huán)緩存的數(shù)據(jù)并把此時濾波器的輸出移入到 輸出緩存中。
此后進入步驟406，將子帶濾波器的輸出移入輸出緩存，直到數(shù)據(jù)塊的 最后一個數(shù)據(jù)輸入子帶濾波器。通常將輸出緩存的長度設(shè)置成是正好是所需 的子帶波形的長度，所以只要待輸出緩存填滿，即可控制輸出緩存移出濾波 后的數(shù)據(jù)，此時從輸出緩存移出的數(shù)據(jù)即子帶波形。
上述實施方式在子帶波形塊較長的情況下，避免了頻域?qū)崿F(xiàn)方式對較大 FFT/IFFT的要求，與已有時域濾波實現(xiàn)方式比較，上述實施方式通過循環(huán)拓 展發(fā)送數(shù)據(jù)然后濾波的方法，不需要較大的存儲空間和較復(fù)雜的控制，即可 實現(xiàn)子帶波形的生成。
本發(fā)明的方法實施方式可以以軟件、硬件、固件等等方式實現(xiàn)。不管本 發(fā)明是以軟件、硬件、還是固件方式實現(xiàn)，指令代碼都可以存儲在任何類型 的計算機可訪問的存儲器中(例如永久的或者可修改的，易失性的或者非易 失性的，固態(tài)的或者非固態(tài)的，固定的或者可是換的介質(zhì)等等)。同樣，存 儲器可以例如是可編程陣列邏輯(Programmable Array Logic,簡稱 "PAL")、隨機存取存儲器(Random Access Memory,簡稱"RAM")、
9可編程只讀存儲器(Programmable Read Only Memory,簡稱"PROM")、 只讀存儲器(Read-Only Memory,簡稱"ROM")、電可擦除可編程只讀 存儲器(Electrically Erasable Programmable ROM,簡稱"EEPROM")、 磁盤、光盤、數(shù)字通用光盤(Digital Versatile Disc,簡稱"DVD")等等。
雖然通過參照本發(fā)明的某些優(yōu)選實施方式，已經(jīng)對本發(fā)明進行了圖示和 描述，但本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該明白，可以在形式上和細節(jié)上對其作各 種改變，而不偏離本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種子帶波形生成方法，其特征在于，包括以下步驟以子帶中一個數(shù)據(jù)塊為基礎(chǔ)，在該數(shù)據(jù)塊的前后分別進行循環(huán)拓展，得到一個序列；將所述序列串行輸入時域濾波器；將所述濾波器的輸出結(jié)果中在時間上與所述數(shù)據(jù)塊輸入所述濾波器的時間段相對應(yīng)的部分作為子帶波形輸出；其中，所述序列的長度應(yīng)滿足以下條件如果在所述序列的前后再進行循環(huán)拓展，則最終輸出的子帶波形沒有變化。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的子帶波形生成方法，其特征在于，所述濾波 器是有限沖激響應(yīng)濾波器。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的子帶波形生成方法，其特征在于，通過以下 方式實現(xiàn)所述循環(huán)拓展；將所述數(shù)據(jù)塊保存在循環(huán)緩存中，依次循環(huán)輸出循環(huán)緩存中數(shù)據(jù)，得到 所述序列。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的子帶波形生成方法，其特征在于，還包括以 下步驟在將所述序列串行輸入時域濾波器的步驟之前，清空輸出緩存； 所述子帶波形輸出的步驟中包括以下子步驟丟棄所述濾波器的輸出，直到所述數(shù)據(jù)塊的第一個數(shù)據(jù)開始輸入所述濾 波器；此后將所述濾波器的輸出移入所述輸出緩存，直到所述數(shù)據(jù)塊的最后一 個數(shù)據(jù)輸入所述濾波器；將所述輸出緩存中的數(shù)據(jù)作為子帶波形輸出。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的子帶波形生成方法，其特征在于，所述濾波器是時域過采樣的，時域過采樣的倍數(shù)為N/M，其中N為總 帶寬，M為當前子帶寬帶寬。
6. —種子帶波形生成裝置，其特征在于，包括循環(huán)緩存，用于緩存子帶中一個數(shù)據(jù)塊，并在該數(shù)據(jù)塊的前后分別進行 循環(huán)拓展，輸出一個序列；子帶濾波器，用于對所述循環(huán)緩存輸出的所述序列進行時域濾波；輸出緩存，用于將所述子帶濾波器的輸出結(jié)果中在時間上與所述數(shù)據(jù)塊千J輸出；其中，所述序列的長度應(yīng)滿足以下條件如果在所述序列的前后再進行 循環(huán)拓展，則最終輸出的子帶波形沒有變化。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的子帶波形生成裝置，其特征在于，所述子帶 濾波器是有限沖激響應(yīng)濾波器。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的子帶波形生成裝置，其特征在于，所述子帶 濾波器是時域過采樣的。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的子帶波形生成裝置，其特征在于，所述子帶 濾波器時域過采樣的倍數(shù)為N/M，其中N為總帶寬，M為當前子帶寬帶寬。
全文摘要
本發(fā)明涉及無線通信領(lǐng)域，公開了一種子帶波形生成方法及其裝置，對存儲空間要求小，控制更為簡單。本發(fā)明中，子帶中的數(shù)據(jù)塊被適當循環(huán)拓展后形成一個較長的數(shù)據(jù)序列，此數(shù)據(jù)序列通過一個時域濾波器，濾波器輸出的指定部分就是需要的子帶波形。
文檔編號H04L27/26GK101557372SQ20081003596
公開日2009年10月14日 申請日期2008年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月11日
發(fā)明者濤 吳, 張小東, 簡相超, 垚 陳 申請人:展訊通信(上海)有限公司