專(zhuān)利名稱(chēng)：應(yīng)用于視頻傳感器的基帶處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無(wú)線(xiàn)傳感技術(shù)，尤其涉及一種應(yīng)用于視頻傳感器的基帶處理裝置。
背景技術(shù)：
傳感器是一種能感受規(guī)定的被測(cè)量件并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號(hào)的器件或裝置，由傳感器組成的無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)已得到廣泛的應(yīng)用，，例如智能家居、環(huán)境監(jiān)控、工業(yè)控制、野外勘探、軍事偵察等。在無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)系統(tǒng)中，包括兩大部分，發(fā)射端和接收端。在現(xiàn)有的無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)中，基帶處理都是基于單載波時(shí)域均衡方式和擴(kuò)頻方式。單載波實(shí)現(xiàn)較簡(jiǎn)單，發(fā)送端首先從信源或信道編碼器獲取數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行星座圖映射，最后進(jìn)行上采樣濾波，或者由數(shù)字頻合產(chǎn)生一個(gè)數(shù)字中頻再接入射頻電路。接收端將射頻信號(hào)送入中頻解調(diào)器得到數(shù)字基帶信號(hào)，然后通過(guò)時(shí)域均衡器來(lái)消除符號(hào)間干擾，最后通過(guò)星座圖逆映射完成符號(hào)判決。擴(kuò)頻方式是在單載波基礎(chǔ)上加一個(gè)擴(kuò)頻器和解擴(kuò)器，擴(kuò)頻器包括擴(kuò)頻序列產(chǎn)生器和乘法器，通過(guò)輸入數(shù)據(jù)和擴(kuò)頻碼序列相乘，將每個(gè)比特?cái)?shù)據(jù)擴(kuò)展成若干位碼片，解擴(kuò)器是一個(gè)與所選擴(kuò)頻器對(duì)應(yīng)的匹配濾波器，將輸入序列與本地?cái)U(kuò)頻序列進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算，并將運(yùn)算結(jié)果送入判決器。兩者相較，基于單載波的傳感器節(jié)點(diǎn)基帶處理簡(jiǎn)單，算法復(fù)雜度低，但在多徑豐富的城市無(wú)線(xiàn)環(huán)境中，會(huì)存在嚴(yán)重的符號(hào)間干擾，為克服符號(hào)間干擾，需要進(jìn)行時(shí)域均衡，而時(shí)域均衡器的設(shè)計(jì)會(huì)比較復(fù)雜。相應(yīng)地，擴(kuò)頻傳感器節(jié)點(diǎn)的通信距離較遠(yuǎn)，但頻譜效率和傳輸速率較低，并不適合數(shù)據(jù)量較大的應(yīng)用場(chǎng)合。隨著數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的飛速發(fā)展，使得多載波在數(shù)字基帶中實(shí)現(xiàn)成為可能，這其中最關(guān)鍵的技術(shù)之一就是離散傅里葉變換(Discrete Fourier Transform, DFT)和離散傅里葉逆變換(Inverse Discrete Fourier Transform, IDFT)?？焖俑道锶~變換(FastFourier Transform, FFT)的提出和應(yīng)用大大簡(jiǎn)化了算法,多載波系統(tǒng)因此得到廣泛應(yīng)用。在雙向系統(tǒng)中，調(diào)制電路包括一個(gè)快速傅里葉逆變換(Inverse Fast FourierTransformation, IFFT)裝置，解調(diào)電路包括一個(gè)FFT裝置，如果傅里葉變換長(zhǎng)度較長(zhǎng)時(shí)，這兩個(gè)裝置會(huì)占用大量的資源。另外，在多載波系統(tǒng)中，傳輸?shù)腛FDM信號(hào)包括幀頭、導(dǎo)頻符號(hào)和數(shù)據(jù)符號(hào)，幀頭主要用來(lái)進(jìn)行同步，為了對(duì)抗城市環(huán)境下的時(shí)間和頻率選擇性衰落，通常選擇相關(guān)性能好、長(zhǎng)度長(zhǎng)的PN序列，同時(shí)解調(diào)電路中包括一個(gè)PN序列的匹配濾波器，并行進(jìn)行乘加運(yùn)算，在高采樣率的情況下會(huì)消耗大量的硬件資源。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種應(yīng)用于視頻傳感器的基帶處理裝置，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中系統(tǒng)復(fù)雜、運(yùn)算繁瑣以及耗用大量硬件資源等問(wèn)題。本發(fā)明提供一種應(yīng)用于視頻傳感器的基帶處理裝置，包括數(shù)字調(diào)制電路和數(shù)字解調(diào)電路，其中，所述數(shù)字調(diào)制電路包括:子載波映射模塊、IFFT變換模塊、加循環(huán)器、加窗器、限幅器、以及上采樣濾波器；所述數(shù)字解調(diào)電路包括:下采樣濾波器、輔助同步器、去循環(huán)器、FFT變換模塊、子載波解映射模塊、信道估計(jì)器、均衡器、以及判決器；所述IFFT變換模塊和所述FFT變換模塊共用一個(gè)FFT核，所述FFT核按照時(shí)分方式復(fù)用；所述輔助同步器的設(shè)計(jì)方法基于GPS和長(zhǎng)循環(huán)前綴?？蛇x地，所述子載波映射模塊包括:串并變換器，與一信源/信道編碼器連接，用于根據(jù)接收自所述信源/信道編碼器輸出的數(shù)據(jù)的序號(hào)，將所述數(shù)據(jù)分成由奇數(shù)序號(hào)構(gòu)成的第一路數(shù)據(jù)和由所述偶數(shù)序號(hào)構(gòu)成的第二路數(shù)據(jù)；經(jīng)串并變換后的時(shí)鐘速率是變換前的時(shí)鐘頻率的一半；QPSK調(diào)制器，與所述串并變換器連接，采用星座圖映射的方式，每個(gè)QPSK符號(hào)作為一個(gè)子載波數(shù)據(jù)，每一個(gè)QPSK符號(hào)的實(shí)部作為I路的輸出，每一個(gè)QPSK符號(hào)的虛部作為Q路的輸出；符號(hào)映射器，與所述QPSK調(diào)制器連接，用于將一組子載波數(shù)據(jù)映射成一個(gè)OFDM符號(hào)；加導(dǎo)頻單兀,與所述符號(hào)映射器連接，為所述符號(hào)映射器輸出的OFDM符號(hào)插入導(dǎo)頻符號(hào)?？蛇x地，所述符號(hào)映射器包括:實(shí)部存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)I路數(shù)據(jù)；虛部存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)Q路數(shù)據(jù)；邏輯控制，用于產(chǎn)生所述實(shí)部存儲(chǔ)器和所述虛部存儲(chǔ)器的寫(xiě)入地址，根據(jù)OFDM子載波映射關(guān)系決定下一個(gè)寫(xiě)入地址，未寫(xiě)入位置則為虛子載波?？蛇x地，所述加導(dǎo)頻器包括控制邏輯和本地ROM存儲(chǔ)器，其中，所述OFDM符號(hào)的塊狀導(dǎo)頻信息存儲(chǔ)在所述本地ROM存儲(chǔ)器中，所述ROM存儲(chǔ)器的輸出和所述符號(hào)映射器的輸出通過(guò)MUX復(fù)用器實(shí)現(xiàn)復(fù)用；所述加導(dǎo)頻器的控制邏輯產(chǎn)生使能信號(hào)決定所述MUX復(fù)用器輸出導(dǎo)頻符號(hào)或數(shù)據(jù)符號(hào)?？蛇x地，所述IFFT變換模塊包括:IFFT控制器和由所述IFFT控制器控制且復(fù)用的FFT核?？蛇x地，所述FFT核采用基于Radix-22結(jié)構(gòu)。可選地，所述加循環(huán)器用于為每一個(gè)OFDM符號(hào)加入循環(huán)前綴和循環(huán)后綴，包括:兩個(gè)RAM存儲(chǔ)器，用于分別存儲(chǔ)經(jīng)由所述IFFT變換模塊變換后的I路數(shù)據(jù)、Q路數(shù)據(jù)；地址產(chǎn)生器，用于順序產(chǎn)生寫(xiě)地址?？蛇x地，所述加窗器包括:一個(gè)本地ROM存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)升余弦函數(shù)的時(shí)域響應(yīng)；兩個(gè)乘法器，用于將帶有循環(huán)前綴和循環(huán)后綴的I路數(shù)據(jù)、Q路數(shù)據(jù)分別與本地的升余弦函數(shù)相乘；兩個(gè)本地RAM存儲(chǔ)器，分別與兩個(gè)所述乘法器連接，用于分別存儲(chǔ)兩個(gè)所述乘法器的乘法結(jié)果；兩個(gè)加法器，用于分別將兩個(gè)所述兩個(gè)本地RAM存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的當(dāng)前OFDM符號(hào)的循環(huán)后綴數(shù)據(jù)與下一個(gè)OFDM符號(hào)的部分循環(huán)前綴數(shù)據(jù)相加，得到加窗后的CFDM循環(huán)前綴。可選地，所述限幅器包括:第一 CORDIC變換器，用于接收所述加窗器輸出的I路數(shù)據(jù)、Q路數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)直角坐標(biāo)到極坐標(biāo)表示形式的變換，輸出時(shí)域信號(hào)的幅度信息和相位信息；比較器，用于對(duì)接收自所述第一 CORDIC變換器輸出的幅度值和預(yù)設(shè)的幅度值進(jìn)行比較；若所述幅度值小于預(yù)設(shè)的所述幅度值，則所述比較器的輸出為第一個(gè)CORDIC變換器輸出的幅度值，反之，若所述幅度值大于預(yù)設(shè)的所述幅度值，則所述比較器的輸出為第一個(gè)CORDIC變換器輸出的預(yù)設(shè)的幅度值；低通濾波器，與所述比較器連接，用來(lái)濾除硬限幅引入的高頻分量；第二 CORDIC變換器，用于接收所述低通濾波器的輸出以及所述第一 CORDIC變換器輸出的相位信息，實(shí)現(xiàn)極坐標(biāo)到直角坐標(biāo)表示形式的變換，得到正交和同相的I路數(shù)據(jù)、Q路數(shù)據(jù)。可選地，所述上采樣濾波器包括:內(nèi)插器，與所述限幅器，完成采樣點(diǎn)之間的插值，插值后的采樣速率變?yōu)椴逯登暗腗倍；FIR濾波器，與所述內(nèi)插器連接，用來(lái)抑制信號(hào)頻域周期延拓分量?？蛇x地，所述內(nèi)插器雙端口 RAM，輸入端口為內(nèi)插前數(shù)據(jù)和基礎(chǔ)時(shí)鐘速率，輸出端口為內(nèi)插后數(shù)據(jù)和基礎(chǔ)時(shí)鐘速率的M倍，兩端的地址均為順序存取，輸入端口時(shí)間上超前于輸出端口?？蛇x地，所述下采樣濾波器包括:FIR濾波器，用來(lái)抑制信號(hào)頻域周期延拓分量；抽取器，與所述FIR濾波器連接，從所有子載波中抽取若干子載波?？蛇x地，所述去循環(huán)器用于去除每一個(gè)OFDM符號(hào)中的循環(huán)前綴和循環(huán)后綴，包括:兩個(gè)RAM存儲(chǔ)器，用于分別存儲(chǔ)經(jīng)由所述輔助同步器輸出的I路數(shù)據(jù)、Q路數(shù)據(jù)；地址產(chǎn)生器，用于順序產(chǎn)生讀地址?？蛇x地，所述FFT變換模塊包括:FFT控制器和由所述FFT控制器控制的復(fù)用FFT核。可選地，所述子載波解映射模塊包括:導(dǎo)頻子載波提取器，包括:用于產(chǎn)生導(dǎo)頻符號(hào)的使能信號(hào)的一個(gè)本地計(jì)數(shù)器；以及在導(dǎo)頻符號(hào)的使能信號(hào)有效的情況下，分別用于存儲(chǔ)FFT變換模塊輸出的I路數(shù)據(jù)、Q路數(shù)據(jù)的兩個(gè)導(dǎo)頻RAM存儲(chǔ)器；數(shù)據(jù)子載波提取器，包括:用于產(chǎn)生數(shù)據(jù)符號(hào)的使能信號(hào)的一個(gè)本地計(jì)數(shù)器；以及在數(shù)據(jù)符號(hào)的使能信號(hào)有效的情況下，分別用于存儲(chǔ)FFT變換模塊輸出的I路數(shù)據(jù)、Q路數(shù)據(jù)的兩個(gè)數(shù)據(jù)RAM存儲(chǔ)器；兩個(gè)所述導(dǎo)頻RAM存儲(chǔ)器和兩個(gè)所述數(shù)據(jù)RAM存儲(chǔ)器共用一個(gè)讀地址產(chǎn)生器，根據(jù)子載波映射規(guī)則，提取出數(shù)據(jù)子載波和導(dǎo)頻子載波，刪除虛子載波?？蛇x地，所述信道估計(jì)器包括:本地導(dǎo)頻ROM存儲(chǔ)器，由所述導(dǎo)頻子載波提取器給出的導(dǎo)頻信號(hào)的使能信號(hào)控制，當(dāng)導(dǎo)頻信號(hào)的使能信號(hào)為有效時(shí)，依次輸出本地ROM中存儲(chǔ)的導(dǎo)頻符號(hào)；復(fù)數(shù)除法器，其中，被除數(shù)與導(dǎo)頻子載波提取器的輸出相連，除數(shù)與本地導(dǎo)頻ROM存儲(chǔ)器相連，復(fù)數(shù)除法器將本地導(dǎo)頻符號(hào)和解調(diào)后的導(dǎo)頻符號(hào)相除，得到當(dāng)前信道響應(yīng)的最小二乘LS估計(jì)結(jié)果；可調(diào)濾波器，與所述復(fù)數(shù)除法器連接，用于對(duì)所述復(fù)數(shù)除法器輸出的最小二乘LS估計(jì)結(jié)果進(jìn)行濾波處理?？蛇x地，所述均衡器包括復(fù)數(shù)除法器，所述復(fù)數(shù)除法器的被除數(shù)與數(shù)據(jù)子載波提取器的輸出相連，除數(shù)與信道估計(jì)器的輸出相連，解調(diào)后的數(shù)據(jù)子載波除以信道估計(jì)參數(shù)，消除數(shù)據(jù)子載波在傳輸過(guò)程中造成的幅度和相位失真，得到星座圖上對(duì)應(yīng)的I路數(shù)據(jù)、Q路數(shù)據(jù)。可選地，所述判決器包括:硬判決器，包括QPSK解映射器，與所述均衡器輸出的I路數(shù)據(jù)、Q路數(shù)據(jù)相連，用于通過(guò)判斷I路數(shù)據(jù)、Q路數(shù)據(jù)的正負(fù)，得到與QPSK調(diào)制器對(duì)應(yīng)的2bit數(shù)據(jù)，并將所述2bit傳送至所述信道解碼器；軟判決器，用于將所述均衡器輸出的I路數(shù)據(jù)、Q路數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)并串變換直接傳送至所述信道解碼器。本發(fā)明在提供基帶處理裝置中，將IFFT變換模塊和FFT變換模塊復(fù)用，即，IFFT變換模塊和FFT變換模塊共用一個(gè)FFT核，節(jié)省了硬件資源。另外，本發(fā)明的提供基帶處理裝置，其中的輔助同步器采用了基于GPS和長(zhǎng)循環(huán)前綴的設(shè)計(jì)思路，節(jié)省了物理幀的幀頭開(kāi)銷(xiāo)，并利用GPS和循環(huán)前綴進(jìn)行同步，無(wú)需復(fù)雜的捕獲算法，提高了頻譜利用率。


圖1為本發(fā)明基帶處理裝置的在一個(gè)實(shí)施方式中的功能模塊示意圖。圖2為基于Radix-22處理結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為應(yīng)用于本發(fā)明的限幅器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為應(yīng)用于本發(fā)明的FIR多相濾波器結(jié)構(gòu)。圖5a和圖5b，分別為現(xiàn)有技術(shù)中的同步方法的示意圖以及本發(fā)明中輔助同步器基于GPS和長(zhǎng)循環(huán)前綴的同步方法的示意圖。圖6為應(yīng)用于本發(fā)明的信道估計(jì)器的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn):在現(xiàn)有無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)的基帶處理技術(shù)的多載波系統(tǒng)中，調(diào)制電路中的IFFT裝置和解調(diào)電路中FFT裝置是兩個(gè)獨(dú)立裝置，如果傅里葉變換長(zhǎng)度較長(zhǎng)時(shí)，這兩個(gè)裝置會(huì)占用大量的資源；另外，在多載波系統(tǒng)中，傳輸?shù)腛FDM信號(hào)包括幀頭、導(dǎo)頻符號(hào)和數(shù)據(jù)符號(hào)，在進(jìn)行同步運(yùn)算時(shí)會(huì)消耗大量的硬件資源。因此，為防止上述各個(gè)問(wèn)題，本發(fā)明的發(fā)明人對(duì)現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行了改進(jìn)，提供了一種新的基帶處理裝置，主要在于利用一個(gè)共用FFT核實(shí)現(xiàn)IFFT變換模塊和FFT變換模塊的復(fù)用，并在輔助同步器中采用了基于GPS和長(zhǎng)循環(huán)前綴的設(shè)計(jì)思路，節(jié)省了物理幀的幀頭開(kāi)銷(xiāo)，利用GPS和循環(huán)前綴進(jìn)行同步，無(wú)需復(fù)雜的捕獲算法，提高了頻譜利用率，節(jié)省了系統(tǒng)資源。下面結(jié)合圖示更完整的描述本發(fā)明，本發(fā)明提供的優(yōu)選實(shí)施例，但不應(yīng)被認(rèn)為僅限于在此闡述的實(shí)施例中。參考圖是本發(fā)明的示意圖，圖中的表示只是示意性質(zhì)的，不應(yīng)該被認(rèn)為限制本發(fā)明的范圍。圖1為本發(fā)明基帶處理裝置的在一個(gè)實(shí)施方式中的功能模塊示意圖。如圖1所示，所述基帶處理裝置應(yīng)用于由視頻傳感器組成的無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)中，無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)可以適用于例如智能家居、環(huán)境監(jiān)控、工業(yè)控制、野外勘探、軍事偵察等多種場(chǎng)景或應(yīng)用中。在這里，所述基帶處理是基于多載波系統(tǒng)的。在本發(fā)明中，所述基帶處理裝置包括數(shù)字調(diào)制電路和數(shù)字解調(diào)電路，其中，所述數(shù)字調(diào)制電路包括:子載波映射模塊11、IFFT變換模塊12、加循環(huán)器13、加窗器14、限幅器
15、以及上采樣濾波器16 ;所述數(shù)字解調(diào)電路包括:下采樣濾波器21、輔助同步器22、去循環(huán)器23、FFT變換模塊24、子載波解映射模塊25、信道估計(jì)器26、均衡器27、以及判決器28。以下對(duì)上述各個(gè)器件進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。子載波映射模塊11包括一個(gè)串并變換器111，一個(gè)QPSK調(diào)制器112，一個(gè)符號(hào)映射器113和一個(gè)加導(dǎo)頻單元114。串并變換器111與信源/信道編碼器30連接，根據(jù)接收自信源/信道編碼器30輸出的數(shù)據(jù)的序號(hào)，將所述數(shù)據(jù)拆分成兩路，其中，奇數(shù)序號(hào)的數(shù)據(jù)作為第一路，偶數(shù)序號(hào)的數(shù)據(jù)作為第二路。另外，經(jīng)串并變換后的時(shí)鐘速率是變換前的時(shí)鐘頻率的一半。QPSK調(diào)制器112的輸入與串并變換器111的輸出相連，采用星座圖映射的方式，每一個(gè)QPSK符號(hào)作為一個(gè)子載波數(shù)據(jù)，所述子載波數(shù)據(jù)可以表示成復(fù)數(shù)的形式:01—> 1-j，00— > l+j，10— > -l+j，11— > -l-j。每一個(gè)QPSK符號(hào)的實(shí)部作為I路的輸出(即，I路數(shù)據(jù))，每一個(gè)QPSK符號(hào)的虛部作為Q路的輸出(即，Q路數(shù)據(jù))。符號(hào)映射器113的輸入與QPSK調(diào)制器112的輸出相連，用于將一組子載波數(shù)據(jù)映射成一個(gè)OFDM符號(hào)。在這里，符號(hào)映射器113包括兩個(gè)RAM存儲(chǔ)器(分別稱(chēng)為實(shí)部存儲(chǔ)器和虛部存儲(chǔ)器)以及一個(gè)邏輯控制。所述實(shí)部存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)I路數(shù)據(jù)，所述虛部存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)Q路數(shù)據(jù)，兩個(gè)RAM存儲(chǔ)器的寫(xiě)地址由所述控制邏輯產(chǎn)生，根據(jù)OFDM子載波映射關(guān)系決定下一個(gè)寫(xiě)入地址，未寫(xiě)入位置為虛子載波。兩個(gè)RAM存儲(chǔ)器的讀地址順序產(chǎn)生，每次讀出全部I路和Q路數(shù)據(jù),并觸發(fā)一個(gè)使能信號(hào)。加導(dǎo)頻單兀114的輸入與符號(hào)映射器113的輸出相連,用于為符號(hào)映射器113輸出的OFDM符號(hào)插入導(dǎo)頻符號(hào)。在本發(fā)明中，加導(dǎo)頻單元114包括一個(gè)控制邏輯和一個(gè)本地ROM存儲(chǔ)器，其中，所述OFDM符號(hào)的塊狀導(dǎo)頻信息存儲(chǔ)在本地ROM存儲(chǔ)器中，所述ROM存儲(chǔ)器的輸出和符號(hào)映射器113的輸出通過(guò)一個(gè)MUX復(fù)用，加導(dǎo)頻單元114的控制邏輯產(chǎn)生使能信號(hào)決定MUX復(fù)用器輸出導(dǎo)頻符號(hào)還是數(shù)據(jù)符號(hào)。IFFT變換模塊12包括IFFT控制器121和由IFFT控制器121控制且復(fù)用的FFT核122。IFFT控制器121產(chǎn)生IFFT變換的控制參數(shù)。FFT核122由發(fā)射端和接收端按照時(shí)分方式復(fù)用，相對(duì)于發(fā)送端和接收端分別配置FFT核的現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明可相對(duì)地節(jié)省硬件資源。特別地，F(xiàn)FT核122采用基于Radix-22的結(jié)構(gòu)，如此，既有Radix-2的蝶形結(jié)構(gòu)，又具有與Radix-4同樣的計(jì)算要求的結(jié)構(gòu)。采用三維線(xiàn)性下標(biāo)映射:

權(quán)利要求
1.一種應(yīng)用于視頻傳感器的基帶處理裝置，包括數(shù)字調(diào)制電路和數(shù)字解調(diào)電路，其中，所述數(shù)字調(diào)制電路包括:子載波映射模塊、IFFT變換模塊、加循環(huán)器、加窗器、限幅器、以及上采樣濾波器；所述數(shù)字解調(diào)電路包括:下采樣濾波器、輔助同步器、去循環(huán)器、FFT變換模塊、子載波解映射模塊、信道估計(jì)器、均衡器、以及判決器； 其特征在于， 所述IFFT變換模塊和所述FFT變換模塊共用一個(gè)FFT核，所述FFT核按照時(shí)分方式復(fù)用； 所述輔助同步器的設(shè)計(jì)方法基于GPS和長(zhǎng)循環(huán)前綴。
2.如權(quán)利要求1所述的基帶處理裝置，其特征在于，所述子載波映射模塊包括: 串并變換器，與一信源/信道編碼器連 接，用于根據(jù)接收自所述信源/信道編碼器輸出的數(shù)據(jù)的序號(hào)，將所述數(shù)據(jù)分成由奇數(shù)序號(hào)構(gòu)成的第一路數(shù)據(jù)和由所述偶數(shù)序號(hào)構(gòu)成的第二路數(shù)據(jù)；經(jīng)串并變換后的時(shí)鐘速率是變換前的時(shí)鐘頻率的一半； QPSK調(diào)制器，與所述串并變換器連接，采用星座圖映射的方式，每個(gè)QPSK符號(hào)作為一個(gè)子載波數(shù)據(jù)，每一個(gè)QPSK符號(hào)的實(shí)部作為I路的輸出，每一個(gè)QPSK符號(hào)的虛部作為Q路的輸出； 符號(hào)映射器，與所述QPSK調(diào)制器連接，用于將一組子載波數(shù)據(jù)映射成一個(gè)OFDM符號(hào)； 加導(dǎo)頻單元，與所述符號(hào)映射器連接，為所述符號(hào)映射器輸出的OFDM符號(hào)插入導(dǎo)頻符號(hào)。
3.如權(quán)利要求2所述的基帶處理裝置，其特征在于，所述符號(hào)映射器包括: 實(shí)部存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)I路數(shù)據(jù)； 虛部存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)Q路數(shù)據(jù)； 邏輯控制，用于產(chǎn)生所述實(shí)部存儲(chǔ)器和所述虛部存儲(chǔ)器的寫(xiě)入地址，根據(jù)OFDM子載波映射關(guān)系決定下一個(gè)寫(xiě)入地址，未寫(xiě)入位置則為虛子載波。
4.如權(quán)利要求3所述的基帶處理裝置，其特征在于，所述加導(dǎo)頻器包括控制邏輯和本地ROM存儲(chǔ)器，其中，所述OFDM符號(hào)的塊狀導(dǎo)頻信息存儲(chǔ)在所述本地ROM存儲(chǔ)器中，所述ROM存儲(chǔ)器的輸出和所述符號(hào)映射器的輸出通過(guò)MUX復(fù)用器實(shí)現(xiàn)復(fù)用；所述加導(dǎo)頻器的控制邏輯產(chǎn)生使能信號(hào)決定所述MUX復(fù)用器輸出導(dǎo)頻符號(hào)或數(shù)據(jù)符號(hào)。
5.如權(quán)利要求2所述的基帶處理裝置，其特征在于，所述IFFT變換模塊包括:IFFT控制器和由所述IFFT控制器控制且復(fù)用的FFT核。
6.如權(quán)利要求5所述的基帶處理裝置，其特征在于，所述FFT核采用基于Radix-22結(jié)構(gòu)。
7.如權(quán)利要求5所述的基帶處理裝置，其特征在于，所述加循環(huán)器用于為每一個(gè)OFDM符號(hào)加入循環(huán)前綴和循環(huán)后綴，包括: 兩個(gè)RAM存儲(chǔ)器，用于分別存儲(chǔ)經(jīng)由所述IFFT變換模塊變換后的I路數(shù)據(jù)、Q路數(shù)據(jù)； 地址產(chǎn)生器，用于順序產(chǎn)生寫(xiě)地址。
8.如權(quán)利要求7所述的基帶處理裝置，其特征在于，所述加窗器包括: 一個(gè)本地ROM存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)升余弦函數(shù)的時(shí)域響應(yīng)； 兩個(gè)乘法器，用于將帶有循環(huán)前綴和循環(huán)后綴的I路數(shù)據(jù)、Q路數(shù)據(jù)分別與本地的升余弦函數(shù)相乘；兩個(gè)本地RAM存儲(chǔ)器，分別與兩個(gè)所述乘法器連接，用于分別存儲(chǔ)兩個(gè)所述乘法器的乘法結(jié)果； 兩個(gè)加法器，用于分別將兩個(gè)所述兩個(gè)本地RAM存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的當(dāng)前OFDM符號(hào)的循環(huán)后綴數(shù)據(jù)與下一個(gè)OFDM符號(hào)的部分循環(huán)前綴數(shù)據(jù)相加，得到加窗后的OFDM循環(huán)前綴。
9.如權(quán)利要求8所述的基帶處理裝置，其特征在于，所述限幅器包括: 第一 CORDIC變換器，用于接收所述加窗器輸出的I路數(shù)據(jù)、Q路數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)直角坐標(biāo)到極坐標(biāo)表示形式的變換，輸出時(shí)域信號(hào)的幅度信息和相位信息； 比較器，用于對(duì)接收自所述第一 CORDIC變換器輸出的幅度值和預(yù)設(shè)的幅度值進(jìn)行比較；若所述幅度值小于預(yù)設(shè)的所述幅度值，則所述比較器的輸出為第一個(gè)CORDIC變換器輸出的幅度值，反之，若所述幅度值大于預(yù)設(shè)的所述幅度值，則所述比較器的輸出為第一個(gè)CORDIC變換器輸出的預(yù)設(shè)的幅度值； 低通濾波器，與所述比較器連接，用來(lái)濾除硬限幅引入的高頻分量； 第二 CORDIC變換器，用于接收所述低通濾波器的輸出以及所述第一 CORDIC變換器輸出的相位信息，實(shí)現(xiàn)極坐標(biāo)到直角坐標(biāo)表示形式的變換，得到正交和同相的I路數(shù)據(jù)、Q路數(shù)據(jù)。
10.如權(quán)利要求9所述的基帶處理裝置，其特征在于，所述上采樣濾波器包括: 內(nèi)插器，與所述限幅器，完成采樣點(diǎn)之間的插值，插值后的采樣速率變?yōu)椴逯登暗腗倍; FIR濾波器，與所述內(nèi)插器連接，用來(lái)抑制信號(hào)頻域周期延拓分量。
11.如權(quán)利要求10所述的基帶處理裝置，其特征在于，所述內(nèi)插器為雙端口RAM，輸入端口為內(nèi)插前數(shù)據(jù)和基礎(chǔ)時(shí)鐘速率，輸出端口為內(nèi)插后數(shù)據(jù)和基礎(chǔ)時(shí)鐘速率的M倍，兩端的地址均為順序存取，輸入端口時(shí)間上超前于輸出端口。
12.如權(quán)利要求9所述的基帶處理裝置，其特征在于，所述下采樣濾波器包括: FIR濾波器，用來(lái)抑制信號(hào)頻域周期延拓分量； 抽取器，與所述FIR濾波器連接，從所有子載波中抽取若干子載波。
13.如權(quán)利要求12所述的基帶處理裝置，其特征在于，所述去循環(huán)器用于去除每一個(gè)OFDM符號(hào)中的循環(huán)如綴和循環(huán)后綴,包括: 兩個(gè)RAM存儲(chǔ)器，用于分別存儲(chǔ)經(jīng)由所述輔助同步器輸出的I路數(shù)據(jù)、Q路數(shù)據(jù)； 地址產(chǎn)生器，用于順序產(chǎn)生讀地址。
14.如權(quán)利要求5或13所述的基帶處理裝置，其特征在于，所述FFT變換模塊包括:FFT控制器和由所述FFT控制器控制的復(fù)用FFT核。
15.如權(quán)利要求14所述的基帶處理裝置，其特征在于，所述子載波解映射模塊包括: 導(dǎo)頻子載波提取器，包括:用于產(chǎn)生導(dǎo)頻符號(hào)的使能信號(hào)的一個(gè)本地計(jì)數(shù)器；以及在導(dǎo)頻符號(hào)的使能信號(hào)有效的情況下，分別用于存儲(chǔ)FFT變換模塊輸出的I路數(shù)據(jù)、Q路數(shù)據(jù)的兩個(gè)導(dǎo)頻RAM存儲(chǔ)器； 數(shù)據(jù)子載波提取器，包括:用于產(chǎn)生數(shù)據(jù)符號(hào)的使能信號(hào)的一個(gè)本地計(jì)數(shù)器；以及在數(shù)據(jù)符號(hào)的使能信號(hào)有效的情況下，分別用于存儲(chǔ)FFT變換模塊輸出的I路數(shù)據(jù)、Q路數(shù)據(jù)的兩個(gè)數(shù)據(jù)RAM存儲(chǔ)器； 兩個(gè)所述導(dǎo)頻RAM存儲(chǔ)器和兩個(gè)所述數(shù)據(jù)RAM存儲(chǔ)器共用一個(gè)讀地址產(chǎn)生器，根據(jù)子載波映射規(guī)則，提取出數(shù)據(jù)子載波和導(dǎo)頻子載波，刪除虛子載波。
16.如權(quán)利要求15所述的基帶處理裝置，其特征在于，所述信道估計(jì)器包括: 本地導(dǎo)頻ROM存儲(chǔ)器，由所述導(dǎo)頻子載波提取器給出的導(dǎo)頻信號(hào)的使能信號(hào)控制，當(dāng)導(dǎo)頻信號(hào)的使能信號(hào)為有效時(shí)，依次輸出本地ROM中存儲(chǔ)的導(dǎo)頻符號(hào)； 復(fù)數(shù)除法器，其中，被除數(shù)與導(dǎo)頻子載波提取器的輸出相連，除數(shù)與本地導(dǎo)頻ROM存儲(chǔ)器相連，復(fù)數(shù)除法器將本地導(dǎo)頻符號(hào)和解調(diào)后的導(dǎo)頻符號(hào)相除，得到當(dāng)前信道響應(yīng)的最小_■乘LS估計(jì)結(jié)果； 可調(diào)濾波器，與所述復(fù)數(shù)除法器連接，用于對(duì)所述復(fù)數(shù)除法器輸出的最小二乘LS估計(jì)結(jié)果進(jìn)行濾波處理。
17.如權(quán)利要求15或16所述的基帶處理裝置，其特征在于，所述均衡器包括復(fù)數(shù)除法器，所述復(fù)數(shù)除法器的被除數(shù)與數(shù)據(jù)子載波提取器的輸出相連，除數(shù)與信道估計(jì)器的輸出相連，解調(diào)后的數(shù)據(jù)子載波除以信道估計(jì)參數(shù)，消除數(shù)據(jù)子載波在傳輸過(guò)程中造成的幅度和相位失真，得到星座圖上對(duì)應(yīng)的I路數(shù)據(jù)、Q路數(shù)據(jù)。
18.如權(quán)利要求17所述的基帶處理裝置，其特征在于，所述判決器包括: 硬判決器，包括QPSK解映射器，與所述均衡器輸出的I路數(shù)據(jù)、Q路數(shù)據(jù)相連，用于通過(guò)判斷I路數(shù)據(jù)、Q路數(shù)據(jù)的正負(fù)，得到與QPSK調(diào)制器對(duì)應(yīng)的2bit數(shù)據(jù)，并將所述2bit傳送至所述信道解 碼器； 軟判決器，用于將所述均衡器輸出的I路數(shù)據(jù)、Q路數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)并串變換直接傳送至所述信道解碼器。
全文摘要
本發(fā)明提供一種應(yīng)用于視頻傳感器的基帶處理裝置，包括數(shù)字調(diào)制電路和數(shù)字解調(diào)電路，所述數(shù)字調(diào)制電路包括子載波映射模塊、IFFT變換模塊、加循環(huán)器、加窗器、限幅器、以及上采樣濾波器；所述數(shù)字解調(diào)電路包括下采樣濾波器、輔助同步器、去循環(huán)器、FFT變換模塊、子載波解映射模塊、信道估計(jì)器、均衡器、以及判決器；其中，所述IFFT變換模塊和所述FFT變換模塊共用一個(gè)FFT核，所述FFT核按照時(shí)分方式復(fù)用；所述輔助同步器的設(shè)計(jì)方法基于GPS和長(zhǎng)循環(huán)前綴。相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明將FFT變換器和IFFT變換器復(fù)用，同時(shí)省去幀頭，利用GPS和循環(huán)前綴進(jìn)行同步，簡(jiǎn)化了算法并節(jié)省了硬件資源，提高了頻譜利用率，為工程設(shè)計(jì)提供了一種切實(shí)可行的方法。
文檔編號(hào)H04L27/26GK103188192SQ20111044975
公開(kāi)日2013年7月3日 申請(qǐng)日期2011年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月28日
發(fā)明者施玉松, 高丹, 張士柱, 汪涵, 張唯易 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所