專利名稱：移動電話用的基于只讀存儲器的有限脈沖響應(yīng)濾波器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及移動電話，特別是，涉及在蜂窩網(wǎng)電話中使用的采用碼分多址(CDMA)發(fā)送技術(shù)的有限脈沖濾波器(FIR)。
背景技術(shù)：
圖1是，美國電信工業(yè)協(xié)會的暫定標(biāo)準(zhǔn)《用于雙模寬帶擴展頻譜蜂窩網(wǎng)系統(tǒng)的移動站基站兼容標(biāo)準(zhǔn)》(TIA/EIA/IS-95A)所述的可變速碼分多址(CDMA)發(fā)送系統(tǒng)的說明性方框圖。由可變速率數(shù)據(jù)源12提供由發(fā)送系統(tǒng)10發(fā)送的數(shù)據(jù)。在示范實施例中，可變速率數(shù)據(jù)源是用于對語音信號進(jìn)行可變編碼的可變速率聲碼器，在美國專利第5,414,796號中對其進(jìn)行描述，該專利轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人，按參考資料在此引人。
在示范實施例中，可變速率發(fā)送系統(tǒng)10根據(jù)TIA/EIA IS-95-A發(fā)送在幀中的數(shù)據(jù)?？勺兯俾蕯?shù)據(jù)源12接收輸入語音的數(shù)字化采樣，對語音進(jìn)行編碼，以提供如圖3A-3D所示的編碼語音數(shù)據(jù)分組。可變速率數(shù)據(jù)源12的輸出是如圖3A-3D所示的信息位。在示范實施例中，可變速率數(shù)據(jù)源12提供分組以9600bps、4800bps、2400bps和1200bps 4種速率(這里稱為全速率、半速率、四分之一速率和八分之一速率)發(fā)送的可變速率數(shù)據(jù)分組。以全速率編碼的語音采樣包括172個信息位、以半速率編碼的采樣包括80個信息位、以四分之一速率編碼的采樣包括40個信息位和以八分之一速率編碼的采樣包括16個信息位。
再參照圖1，在示范實施例中，向在示范實施例中的數(shù)據(jù)分組器13提供的可變速率數(shù)據(jù)分組有選擇地附加循環(huán)冗余校驗(CRC)位和尾位。如圖3A所示，當(dāng)由可變速率數(shù)據(jù)源12以全速率對幀進(jìn)行編碼時，數(shù)據(jù)分組器13生成并附加12個CRC位和8個尾位。同樣，如圖3B所示，當(dāng)由可變速率數(shù)據(jù)源12以半速率對幀進(jìn)行編碼時，數(shù)據(jù)分組器13生成并附加8個CRC位和8個尾位。如圖3C所示，當(dāng)可變速率數(shù)據(jù)源12以四分之一速率對幀進(jìn)行編碼時，數(shù)據(jù)分組器13生成并附加8個尾位。如圖3D所示，當(dāng)由可變速率數(shù)據(jù)源12以八分之一速率對幀進(jìn)行編碼時，數(shù)據(jù)分組器13生成并附加8個尾位。如圖3D所示，當(dāng)由可變速數(shù)據(jù)源12以八分之一速率對幀進(jìn)行編碼時，數(shù)據(jù)分組器13生成并附加8個尾位。
然后，向編碼器14提供來自數(shù)據(jù)分組器13的可變速率數(shù)據(jù)分組。編碼器14對可變速率數(shù)據(jù)分組的二進(jìn)制位進(jìn)行編碼以對其進(jìn)行檢錯和糾錯。在示范實施例中，編碼器14是1/3率卷積編碼器。然后，向重復(fù)發(fā)生器17提供經(jīng)卷積編碼的碼元。
在示范實施例中，重復(fù)發(fā)生器17接收數(shù)據(jù)分組。對于低于全速率的數(shù)據(jù)分組，重復(fù)發(fā)生器17在數(shù)據(jù)分組中生成復(fù)制碼元，以提供恒定數(shù)據(jù)速率的數(shù)據(jù)分組。當(dāng)可變速率數(shù)據(jù)分組是半速率時，重復(fù)發(fā)生器17引入2倍冗余度，即，在輸出數(shù)據(jù)分組內(nèi)將每個碼元重復(fù)兩遍。當(dāng)可變速率數(shù)據(jù)分組是四分之一速率時，重復(fù)發(fā)生器17引入4倍余度。當(dāng)可變速率數(shù)據(jù)分組是八分之一速率時，重復(fù)發(fā)生器17引入8倍冗余度。
在示范實施例中，向CDMA擴展器16提供編碼的碼元，在美國專利第5,103,459號和4,901,307號中描述該例的實現(xiàn)。此專利轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人，按參考資料在此引入。在該實施例中，CDMA擴展器16把六個編碼碼元變換為64位Walsh碼元，然后按照偽隨機噪聲(PN)碼擴展Walsh碼元。
在該實施例中，重復(fù)發(fā)生器17通過把數(shù)據(jù)分組分成更小的子數(shù)據(jù)分組(稱為“功率控制組”)提供冗余度。在示范實施例中，每個功率控制組包括6個Walsh碼元。如上所述，通過連續(xù)重復(fù)每個功率控制組達(dá)所需次數(shù)填充幀，生成恒定速率的幀。
然后，將數(shù)據(jù)分組提供給數(shù)據(jù)子幀隨機化器18，所述數(shù)據(jù)子幀隨機選通器18根據(jù)待批美國專利第08/291,231號(1994年8月16日申請)中描述的偽隨機過程從數(shù)據(jù)分組中去除冗余量。該專利已轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人，按參考資料在此引入。數(shù)據(jù)子幀隨機選通器18根據(jù)偽隨機選擇過程，選擇一個發(fā)送功率控制組并選通該功率控制組的其它冗余拷貝。
于是，數(shù)據(jù)子幀隨機選通器18的輸出包括夾持值為+1和-1的非選通對映數(shù)據(jù)序列的0值選通序列。圖4示出示例發(fā)送信號的一部分，它具有由+1和-1對映部分夾持的值為0的長零部分。數(shù)據(jù)子幀隨機化器18向擴展器16提供數(shù)據(jù)分組。
由擴展器16向有限脈沖響應(yīng)(FIR)濾波器20提供數(shù)據(jù)分組?？捎上铝惺?概括地描述FIR濾波器的操作過程y(n)=Σk=0Nh(k)·x(n-k)-----(1)]]>在示范實施例中，F(xiàn)IR濾波器20是如圖2所示的4次過采樣48抽頭FIR20濾波器。如圖2所示，把每次采樣延遲輸入序列周期的四分之一。因此，在數(shù)據(jù)流中存在4倍冗余度。
向數(shù)字-模擬變換器22提供經(jīng)濾波的信號，并轉(zhuǎn)換成模擬信號。然后，將模擬信號提供給發(fā)射機24進(jìn)行上變頻和放大，以通過天線進(jìn)行發(fā)送。
按常規(guī)而言，通過運用數(shù)字信號處理器或者編程完成式1的數(shù)字計算的特別設(shè)計的硬件，實現(xiàn)FIR濾波器20。然而，對于便攜式蜂窩網(wǎng)電話機，操作處理器或特定硬件所需的功率可能高到不能接受。所以需要一種實現(xiàn)FIR濾波器的更加有效的裝置。
發(fā)明概述對于更有效地實現(xiàn)FIR濾波器20的方法采用基于ROM(只讀存儲器)的查詢表，其中用延遲元件的數(shù)據(jù)值來選擇預(yù)計算輸出值。應(yīng)注意，雖然根據(jù)運用只讀存儲器描述操作過程，但是可用其它組合邏輯元件來生成如在運用只讀存儲器的實施例中所述的輸出。為了作為查詢表實現(xiàn)4次過采樣48抽頭FIR濾波器，一種方法是將0、+1和-1碼片的所有組合映射在48抽頭位置上。這將需要具有348個值的ROM表。通過利用4次過采樣(對每個輸入碼片輸出4個采樣)只有12個值對確定輸出值起作用這一事實，可將該表減至具有312個不同項目，這雖然表示了顯著的進(jìn)步，但對于許多應(yīng)用來說仍然是不可行的。
可以減小查詢表規(guī)模的第一種方法是把查詢表做兩部分。通過首先找到從x(n)到x(n-5)的基值，然后查找從x(n-6)到x(n-11)的基值，能夠查得x(n)到x(n-11)的12個值的輸出。FIR濾波是線性操作。因而，通過只要把上述兩個基值相加就可找到濾波器的輸出。
在示范實施例中，F(xiàn)IR濾波器是對稱的。因而，還可將用于確定x(n-6)到x(n-11)的基值的濾波器系數(shù)用于確定x(n-6)到x(n-11)的基值。這還將在查詢表中的必需元素數(shù)目減至3°。
用于減小查詢表規(guī)模的下一種方法是通過利用作為數(shù)據(jù)子幀隨機化器的操作結(jié)果，0可出現(xiàn)在數(shù)據(jù)流中的方法只存在有限的幾種的這個事實。如上所述，數(shù)據(jù)子幀隨機選通器進(jìn)行操作以產(chǎn)生具有全0序列所夾持的對映二進(jìn)制位(+1和-1)序列的信號。于是，如果在輸入到濾波器的數(shù)據(jù)流中存在0，那么在濾波器中的所有位將為零或者零流將進(jìn)入或離開。不可能存在對映值和零的其它組合。在表1中示出可允許輸入位模式的所有可能性。
表1±1±1±1±1±1±1 (64個輸出)0±1±1±1±1±1 (32個輸出)0 0±1±1±1±1 (16個輸出)0 0 0±1±1±1 (8個輸出)0 0 0 0±1±1 (4個輸出)0 0 0 0 0±1 (2個輸出)0 0 0 0 0 0 (1個輸出)±1 0 0 0 0 0 (2個輸出)±1±1 0 0 0 0 (4個輸出)±1±1±1 0 0 0 (8個輸出)±1±1±1±1 0 0 (16個輸出)±1±1±1±1±1 0 (32個輸出)表中第一行表示非選通功率控制組(即，僅包括對映+1和-1的功率控制組)的64種組合。該表中的第七行表示掩蔽以提供全0的全選通功率控制組所需的單一項目。該表其余的行表示與選通功率控制組移入或移出的碼片流相關(guān)的碼片模式。
如把表1中規(guī)定的輸出數(shù)相加所確定的那樣，實現(xiàn)該表所需的總項目數(shù)僅為189。這大大小于如果查詢表不利用FIR濾波器線性或者由數(shù)據(jù)子幀隨機化器所提供的限制所需的312個項目。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供FIR濾波器裝置以供濾波包括由零信號序列夾持的對映信號序列的輸入信號流之用。濾波器裝置包括用于存儲查詢表的裝置，其中查詢表包含對每個預(yù)定的唯一可允許輸入位流模式組的FIR濾波器輸出值；用于把輸入數(shù)字信號流的苦干部分連續(xù)加到所述表格存儲裝置，以輸出與經(jīng)濾波的輸入流相對應(yīng)的輸出值序列的裝置。作為配置輸入信號流的結(jié)果，預(yù)定的可允許輸入模式組僅包括含有有全對映信號、全零信號、先行對映信號后接尾隨零信號或先行零信號后接尾隨對映信號的模式。
在一個特定實施例中，在構(gòu)成以根據(jù)CDMA協(xié)議對信號進(jìn)行編碼和發(fā)送的數(shù)字蜂窩網(wǎng)電話內(nèi)采用該裝置。用于存儲濾波器響應(yīng)表的裝置是ROM。濾波器的輸入形成ROM的地址。因此，ROM的輸出提供對該輸入的部分FIR濾波器響應(yīng)。在示范實施例中，存儲分開的同相和正交相位FIR值。
在該實施例中，F(xiàn)IR濾波器4次過采樣。當(dāng)數(shù)據(jù)值進(jìn)入FIR濾波器時，將它加到第一個抽頭。然后，將輸入值四次加到具有不同相位系數(shù)的抽頭值?？砂褦?shù)據(jù)分組到濾波器的第一抽頭的每次應(yīng)用稱為濾波相位。在該實施例中，把ROM濾波器表格細(xì)分成與四個濾波器相位中的每個相對應(yīng)的四個分開的子表。預(yù)先確定FIR濾波器表格的輸出值以模擬48抽頭4次過采樣FIR濾波器?？紤]到這一點，根據(jù)48個系數(shù)值預(yù)先計算輸出值，同時運用每一12個系數(shù)值組生成與該表的四個相位對應(yīng)的輸出值。
在一個實施例中，每個同相和正交相位表的四個子表中的每個子表存儲189個項目，每個表格共存儲756個項目。然而，對于這里所述的實施例，每個表格的項目總數(shù)僅為378。通過利用濾波器的線性，大大減小了表格的規(guī)模。在另一個實施例中，可將表格規(guī)模減至128個項目。與本發(fā)明的原理相一致，可以提供大量其它實施例。


當(dāng)結(jié)合附圖詳細(xì)描述本發(fā)明時，本發(fā)明的特性、目的和優(yōu)點將更顯而易見，在全部附圖相同標(biāo)號作相應(yīng)的表示相同元件，其中圖1是加入本發(fā)明主題的FIR濾波器的數(shù)字蜂窩網(wǎng)電話機的發(fā)送部分的方框圖；圖2是48抽頭4次過采樣FIR濾波器的方框圖；圖3A-3D示出示范實施例的幀格式；圖4是示出具有空部分和相反部分以供圖1的FIR濾波器濾波的示例數(shù)字信號的時序圖；圖5是圖1的FIR濾波器的示例結(jié)構(gòu)的方框圖；圖6是供在采用CDMA發(fā)送技術(shù)的數(shù)字蜂窩網(wǎng)電話中使用的本發(fā)明的特定實施例的方框圖。
較佳實施例的詳細(xì)描述參照剩余附圖，描述本發(fā)明的實施例。主要參照說明裝置各組成部分的方框圖描述示范實施例?？捎捎布④浖?、固件或其組合構(gòu)成各組成部分，視具體做法而定。應(yīng)理解，并不是詳細(xì)示出或描述完整實現(xiàn)實際系統(tǒng)所需的所有部件。而是，僅示出和描述徹底了解本發(fā)明所需的部件。
參照圖5，概括描述本發(fā)明的FIR濾波器表。然后，參照圖6，描述本發(fā)明的特定實施例。
圖5示出FIR濾波器ROM(只讀存儲器)100用作圖1的發(fā)送系統(tǒng)的濾波器20，或者以供與本發(fā)明的原理相一致的任何其它濾波應(yīng)用。FIR濾波器ROM100存儲用于每個唯一可允許輸入部分的單一FIR濾波器輸出值。如上所述，在該實施例中，F(xiàn)IR濾波器處理包括零值(0)數(shù)據(jù)串和對映值(+1和-1)數(shù)據(jù)串的信號，從而將由濾波器接收到的輸入數(shù)據(jù)串局限于具有全對映值(+1和-1)、全零值(0)、先行零值后接尾隨對映值，或者先行對映值后接尾隨零值的數(shù)據(jù)串。因而，輸入數(shù)據(jù)串的可允許組合值大大小于對映值和零值的所有組合都可允許時的所需組合值。
在表3和表4中示出圖6的ROM100a的部分內(nèi)容。在表中的“+”與+1的對映值相對應(yīng)。表中的“-”與-1的對映值相對應(yīng)。在表中，0代表0的選通輸入值。作為RM100，在圖5中較詳細(xì)地描述ROM100a和ROM100b。ROM100a存儲在表3和表4中提供的信息。表3和表4為四個濾波器相位中的第一個濾波器相位提供輸出信息。此外，ROM100a存儲表3和表4中未提供的其余三個相位所需的信息。根據(jù)在表2中所提供的信息可計算ROM100a補完其余三個相位所需的信息。同樣，根據(jù)在表2中提供的信息可以計算存于ROM100b的所有四個相位。
應(yīng)注意，本發(fā)明的FIR濾波器運用以PN碼片速率的八倍運行的系統(tǒng)時鐘進(jìn)行操作。
在圖5內(nèi)，將在該表內(nèi)+1和-1的可允許數(shù)據(jù)流看作輸入地址或者標(biāo)記值102，而且由標(biāo)號104標(biāo)出相應(yīng)的FIR濾波器輸出值。為了允許該表將非選通輸入流與部分或全部選通輸入流區(qū)分開來，可以提供分開的子表(圖5中未示)。下面參照圖6，描述具有分開子表的實施例。
采用移位寄存器106將輸入采樣流遞增移位到FIR濾波器ROM100中，從而允許實質(zhì)上將與輸入流相對應(yīng)的值并行加到地址標(biāo)記值以識別相應(yīng)的輸出濾波器值。由于FIR濾波器表包括輸入流的所有可允許的組合，所以相應(yīng)的經(jīng)濾波的輸出值包含在表內(nèi)某處，而且可以從表中讀出該輸出值。正如在傳統(tǒng)的FIR濾波器中一般所采用的那樣，僅僅通過讀出預(yù)先計算的輸出濾波器值，而不是直接計算輸出值，可以節(jié)省大量的功耗。此外，還可以方便地變更濾波器值以提供例如不同的FIR濾波器系數(shù)。
FIR濾波器每個流位置輸出一個輸出值，然后遞增流位置一個采樣點。因此，以與輸入信號的采樣值相同的頻率生成輸出值。于是，如果以每碼片進(jìn)行4次采樣的速率采樣輸入信號，那么FIR濾波器的輸出信號同樣每一濾波碼片有四個采樣。總之，根據(jù)需要可經(jīng)常對輸入信號進(jìn)行采樣，以每碼片生成任何所選數(shù)量的輸出采樣。在一些實施例中，每碼片只對輸入信號“采樣”兩次。
為了允許輸出信號每碼片具有更多的采樣，從而提供適合DAC(圖1)進(jìn)行處理的濾波碼片的模擬表征，F(xiàn)IR濾波器ROM100生成用于每個輸入流的四個輸出值。通過將FIR濾波器ROM100再分成與濾波器的四個分開的相位相對應(yīng)的四個分開的表，達(dá)到此目的。為了清楚地說明本發(fā)明的操作過程，僅僅把圖5的FIR濾波器ROM100作為由移位寄存器106移入FIR濾波器ROM100的每個輸入采樣值流提供一個輸出值的單一相位濾波器進(jìn)行說明。
將采樣流的碼片序列加到各種地址值的比特序列直至獲得匹配，此刻讀出相應(yīng)的濾波器輸出值以供后面處理之用。因此，對應(yīng)于整個輸入值流輸出一個值。由相對于輸入信號遞增變換的滑動窗口限定輸入值流，使遞增的不同流序列可加到表中以獲得相應(yīng)遞增的不同濾波輸出值的序列。于是，如果窗口開始選擇采樣N至N+11，以生成第一濾波器輸出值，那么再定位該窗口以選擇采樣N+1至N+12，以生成第二輸出值，等等。
通過這種方法，遞增濾波整個輸入信號以生成輸出值序列，其中每窗口位置具有一個輸出值。在窗口可能擴展超過輸入流的輸入流開端或尾端，可將零或一些其它缺省值的采樣值插到實際采樣值上以提供完整的流。
通過采樣多個位表征，將輸出值以數(shù)字方式表示到任何所需的精確度。例如，運用八位、十一位等表示輸出值。輸出值需要表示的精確度會部分受到輸入信號的特性或者每流采樣量限制。對于示范實施例，運用輸出濾波器值的8位表征。參照圖6，現(xiàn)在描述供在圖1的系統(tǒng)內(nèi)使用的FIR濾波器的特定實施例。首先，參照濾波器的主要部件，描述FIR濾波器的操作過程。然后，詳細(xì)描述濾波器的各種內(nèi)部部件。
圖6的FIR濾波器提供分開的同相濾波部件402，和正交相位404濾波部件。每個部件對于每一12輸入碼片流生成四個輸出值。如此，兩個部件都代表四相濾波器。示出兩個分開的FIR濾波器ROM表100a和100b。每個包括與四個相位中的每個相位相對應(yīng)的四個子表(未分開示出)。生成存儲在該表中的輸出值以模擬48系數(shù)濾波器，其中結(jié)合每個相位采用12個系數(shù)。在奇數(shù)時鐘周期內(nèi)，將輸入流中居先的6個碼片加到FIR濾波器ROM表100a和100b以生成四個輸出值，其中四相時鐘周期中的每相有一個輸出值。在偶數(shù)時鐘周期內(nèi)，以相反次序?qū)⑹Ｓ嗟?個碼片加到FIR濾波器ROM表100a和100b，從而生成另外四個輸出值，而且每一時鐘信號的相位有一個輸出值。因此，由ROM100a和100b每輸入流每兩個時鐘周期就生成兩個輸出值。將兩個值相加，從而每兩個時鐘周期每相位有FIR濾波器的一個輸出值以在輸出線406上輸出。
稍有不同地實現(xiàn)同相(I)濾波器ROM100a和正交相位(Q)濾波器ROM100b。I濾波器是偶對稱的48抽頭濾波器，從而對于系數(shù)h(0)至h(47)，所得脈沖響應(yīng)的峰值落在h(23)和h(24)之間。此外，h(23)等于h(24)。然而，Q濾波器是奇對稱的47抽頭濾波器，從而對于具有系數(shù)h(0)至h(46)的濾波器，脈沖響應(yīng)落在h(23)上。因此，Q濾波器僅具有47系數(shù)值，而不是48個值，而且不能像I濾波器那樣被4除盡?？紤]到這個不同，對于Q濾波器，相位0輸出是11個系數(shù)的總和，而其它三個相位的輸出都是12個系數(shù)的總和。
為了處理這個例外并仍利用對稱性，只將Q濾波器的一半ROM值存儲在加權(quán)中心抽頭基值h(23)。在相位0，通過用輸入碼片6∶1作為第一次訪問的地址以及第二次訪問的碼片6∶11讀取Q濾波器ROM100b，而不是運用第一次訪問的輸入碼片5∶0和第二次訪問的碼片6∶11。實際上，這里計算兩次半加權(quán)中心抽頭系數(shù)，從而對中心系數(shù)全加權(quán)。此外，Q濾波器ROM100b的奇對稱需要簡單的頁映射以跟蹤附加細(xì)節(jié)相對于相位三系數(shù)的第二半部分，相位一系數(shù)的第一半部分是對稱的，反之亦然。
在下表2中提供同相和正交相位濾波器系數(shù)，這些系數(shù)遵從美國電信工業(yè)協(xié)會的《雙模式寬帶擴展頻譜蜂窩網(wǎng)系統(tǒng)的移動站基站兼容性標(biāo)準(zhǔn)》(TIA/EIA/IS95-A)。
表2kI濾波器h(k)Q濾波器h(k)0-12 -111-16 -102-17 -43 -8 104 10 295 30 436 43 457 38 288 1709-10 -2610-28 -3411-24 -1612 4 1913 40 5014 60 5415 44 2016 -6 4017-67 -9118-99 -9419-66 -2120 44 12121 207 29122 369 42923 469 48224 469 42925 369 29126 207 12127 44 -2128-66 -9429-99 -9130-67 4031 -6 2032 44 5433 60 5034 40 1935 4 -1636-24 -3437-28 -2638-10039 17 2840 38 4541 43 4342 30 2943 10 1044 -8 -445-17 -1046-16 -1147-12
因為FIR濾波器是線性系統(tǒng)，如在下面的等式(2)所示y(-x)=-y(x) (2)其中，假設(shè)輸入為x,y(x)是濾波器的輸出。
在表3中，示出同相ROM100a的64個項目。在示范實施例中，僅僅將在下面所提供的表3中的一半輸入存儲在ROM100中，因為通過對來自相應(yīng)“正”輸入的輸出值求反，可以得出“負(fù)”輸入的輸出值。64個項目與非選能輸入碼片流(即，僅具有對映值的碼片流)相對應(yīng)，在該表內(nèi)，把非選通信號的對映值表示為+和-。
表4提供部分選通和全部選通碼片流的項目。在該表中，在左邊兩列中提供移入選通值。在右邊兩行中提供移出選通值。此外，在表內(nèi)，“0”表示選通或零值?？梢?，選通值是先行值或尾隨值，這取決于是將選通值移入還是移出FIR濾波器。表中具有全“0”的末項表示全選通碼片流。參照表1，存在全部189個組合，它可占有濾波器的第一組六個抽頭或第二組六個抽頭。為了提供濾波器的三個相位，將需要756個的組合。然而，如上所述，通過利用FIR濾波器的線性，可以將這個數(shù)量的項目減半，從而只需提供對于“正”輸入值的輸出值。因此，將在FIR濾波器ROM表100a和100b中的輸入的全部數(shù)量減至378?？捎扇魏芜m當(dāng)?shù)拇a元在濾波器內(nèi)以數(shù)字方式表示“+”和“-”。
表3半脈沖 I-ROM 半脈沖 I-ROM輸入碼片 輸出 輸入碼片 輸出++++++ 57 -+++++81+++++--31 -++++--7++++-+ 69 -+++-+93++++---19 -+++-- 5+++-++ 49 -++-++73+++-+--39 -++-+- -15+++--+ 61 -++--+85+++----27 -++----3++-+++ 23 -+-+++47++-++--65 -+-++- -41++-+-+ 35 -+-+-+59++-+---53 -+-+-- -29++--++ 15 -+--++39++--+--73 -+--+- -49++---+ 27 -+---+51++-----61 -+---- -37+-++++ 37 --++++61+-+++--51 --+++- -27+-++-+ 49 --++-+73+-++---39 --++-- -15+-+-++ 29 --+-++53+-+-+--59 --+-+- -35+-+--+ 41 --+--+65+-+----47 --+--- -23+--+++ 3---+++27+--++--85 ---++- -61+--+-+ 15 ---+-+39+--+---73 ---+-- -49+---++-5----++19+---+--93 ----+- -69+----+ 7-----+31+------81 ------ -57
表4選通移入選通移出半脈沖 I-ROM 半脈沖 I-ROM 半脈沖 I-ROM 半脈沖 I-ROM輸入碼片 輸出 輸入碼片 輸出 輸入碼片 輸出輸入碼片 輸出+++++0 13-++++0370+++++ 69 0++++- -19++++-0 25-+++-0490+++-+ 81 0+++-- -7+++-+0 5 -++-+0290++-++ 61 0++-+- -27-++--0 17-++--0410++--+ 73 0++--- -15++-++0 -21-+-++03 0+-+++ 35 0+-++- -53++-+-0 -9 -+-+-0150+-+-+ 47 0+-+-- -41++--+0 -29-+--+0 -5 0+--++ 27 0+--+- -61++---0 -17-+---07 0+---+ 39 0+---- -49+-+++0 -7 --+++0170-++++ 49 0-+++- -39+-++-0 5 --++-0290-++-+ 61 0-++-- -27+-+-+0 -15--+-+09 0-+-++ 41 0-+-+- -47+-+--0 -3 --+--0210-+--+ 53 0-+--- -35+--++0 -41---++0 -170--+++ 15 0--++- -73+--+-0 -29---+-0 -5 0--+-+ 27 0--+-- -61+---+0 -49----+0 -250---++ 7 0---+- -81+----0 -37-----0 -130----+ 19 0----- -69++++00 19-+++004300++++ 59 00+++- -29+++-00 11-++-003500++-+ 71 00++-- -17++-+00 -15-+-+009 00+-++ 51 00+-+- -37++--00 -23-+--001 00+--+ 63 00+--- -25+-++00 -1 --++002300-+++ 25 00-++- -63+-+-00 -9 --+-001500-+-+ 37 00-+-- -51+--+00 -35---+00 -1100--++ 17 00--+- -71+---00 -43----00 -1900---+ 29 00----59+++000 15-++00039000+++ 42 000++- -46++-000 -19-+-0005 000+-+ 54 000+-- -34+-+000 -5 --+00019000-++ 34 000-+- -54+--000 -39---000 -15000--+ 46 0000-- -38+00000 -12-000001200000+ 44 00000- -44000000 0根據(jù)表2的系數(shù)值得出在表3和4中表示的輸出值。例如，考慮具有由+1,-1,+1,-1,+1,-1或“+-+-+-”表示的居先的6個碼片的輸入碼片流，對于相位0，這與h(0)-h(4)+h(8)-h(12)+h(16)-h(20)或(-12)-(+10)+(17)-(+44)或-59相對應(yīng)，它是在與“+-+-+-”輸入地址組合相對應(yīng)的表3內(nèi)的值。注意，對于補碼輸入“-+-+-+”的輸出是+59。因此，每對互補輸入值只需存儲一個值。用每六個輸入值流的最高端位來確定是否需要反轉(zhuǎn)輸入流。如果MSB是-1，那么反轉(zhuǎn)輸入地址，然后反轉(zhuǎn)輸出值。如果MSB是+1，那么不需要進(jìn)行任何反轉(zhuǎn)。雖然這里沒有分開示出，但是對于正交相位提供分開的表格。根據(jù)表2的正交相位值可以得出供正交相位表使用的值。
參照圖6，現(xiàn)在描述實現(xiàn)上述特性的方法。圖6示出具有同相部分402和正交相位部分404的FIR濾波器單元400。由復(fù)接器408將六個部分的輸出組合到一條輸出信號路徑406，以供后來轉(zhuǎn)換成用于發(fā)送的模擬信號。沿著輸入線路410接收全部由+1和-1組成的功率控制組。DBR選通值G或NG沿著DBR線路412的輸入。對于輸入功率控制組的每個碼片，接收一個DBR選通值。如果選通值是G，那么選通功率控制組，而且把相應(yīng)的碼片看作0值。如果DBR選通值是NG，那么碼片值為非選通，保持它的輸入值+1或-1。
現(xiàn)在，描述同相分量。首先，將沿著線路410接收到的輸入碼片流與I-PN和U-PN信號組合起來，以執(zhí)行擴展，然后運用移位寄存器428移入所得擴展信號。
移位寄存器412沿著分開的線路414和416，并行輸出12位。線路414包括位5∶0，反之線路416載送位6∶11。因而，第一組六位反向排列。如上所述，采用上述方法以幫助利用濾波器的對稱性。復(fù)接器418選擇低端六位或者高端六位，這取決于沿著線路420接收到的奇時鐘信號的值。如果時鐘是奇數(shù)，那么選擇低端6位，如果時鐘是偶數(shù)，那么選擇高端6位。將所選位的MSB分到線路422上以供控制異門對424和426之用。
直接將下5個LSB送到異門424。如果MSB是0，那么反轉(zhuǎn)其它五個位，從而取得互補，以利用上述線性特性。將所得五位轉(zhuǎn)接到DBR門地址屏蔽單元426，它還接收來自與輸入線路412相連的1 2抽頭DBR移位寄存器428的G或NG位。DBR門地址屏蔽單元比較來自移位寄存器428的G和NG信號與從門424接收到的輸入碼片信號的相應(yīng)位。DBR門地址屏蔽單元還接收輸入線路432上的濾波器相位信號以選擇適當(dāng)相位。
雖然未在圖6中分開示出，I-FIR ROM100a包括與四個分開的相位相對應(yīng)的四個分開的表部分。DBR門地址屏蔽單元用DBR信號的相應(yīng)G和NG值對每個相位變換碼片信號的+1和-1，以提供適合從I-FIR ROM100a中選擇正確的相應(yīng)濾波器值的地址。地址的實際格式取決于如何將數(shù)據(jù)存儲在ROM內(nèi)。上面已參照表4描述適當(dāng)?shù)牡刂贰?br> 于是，由DBR門地址屏蔽單元唯一生成的地址識別在ROM100內(nèi)的一個項目。ROM100包括378個項目。為了唯一地尋址每個項目，總共運用9個地址位。根據(jù)輸入到濾波器的六個三進(jìn)制值生成九位地址。
向ROM表100a提供9位地址以生成由11位以數(shù)字方式表示的單個唯一輸出值。如果原始MSB是0，那么把11位輸出值饋送到第二異426用于倒相。把所得值存儲在鎖存器428中以隨后與高端六位輸入碼片流相對應(yīng)的輸出值組合。在下一個偶時鐘周期內(nèi)，用與低端六位十分相同的方法，處理高端六位，以提供第二輸出值。由與門434將存儲在鎖存器428中的第一輸出值與第二輸出值組合以提供用于輸出的數(shù)字信號。截去數(shù)字信號的兩個最低有效位，然后把該信號饋送到復(fù)接器408以后來在線路406上與來自濾波器的正交相位部分的輸出值一起輸出。
于是，簡要概括同相部分的操作過程在碼片內(nèi)的每個奇時鐘期間，從與四個濾波器相位相對應(yīng)的I-ROM100a輸出四個值。把四個輸出值存儲在鎖存器432中。在接下去的偶時鐘期間，從與四個相位相對應(yīng)的I-ROM100a輸出四個附加值。在奇時鐘期間生成的第一組值是根據(jù)低端6位輸入碼片流的。在偶時鐘期間生成的第二組四個值則根據(jù)高端六位輸入碼片流。把第一組和第二組的值成對相加以取得每對時鐘信號共四個輸出值。對于其它實施例，最好在每個時鐘周期內(nèi)生成所有四個輸出值。例如，通過將I-ROM100a的規(guī)模加倍可以做到這點，從而不需要分開計算低端和高端輸出值。
正交相位部分的操作與同相部分的操作相類似，因而僅僅描述有關(guān)的差異。正交相位部分包括移位寄存器462，它沿著三條分開的線路464、465和466把位并行輸出到復(fù)接器468。因而，與僅僅接收與5∶0和6∶11輸入位相對應(yīng)的兩個輸入的同相部分的復(fù)接器418不同，復(fù)接器468接收與5∶0,6∶1和6∶11位相對應(yīng)的三個不同輸入。提供該輸入以適應(yīng)在上述正交相位濾波器系數(shù)中的稍不對稱性。復(fù)接器468根據(jù)奇數(shù)時鐘信號420和濾波器相位信號432，從三根輸入線中的一根輸入線中選擇信號。對于第一濾波器相位，在奇數(shù)時鐘期間內(nèi)，選擇位6∶1，而且在偶數(shù)時鐘期間內(nèi)，選擇位6∶11。如參照同相部分所述，對于其它三個相位，在5∶0和6∶11位之間進(jìn)行選擇。
將由復(fù)接器選擇的六位送到異門474，而且沿著線路472傳送MSB。異門根據(jù)MSB使數(shù)字位反相，而且把所得數(shù)字位傳到DBR門地址屏蔽單元475，它用與同相部分的屏蔽單元426相同的方法進(jìn)行操作。向Q-FIR ROM100b提供9位地址，通過第二異門476把該ROM100b的輸出送到鎖存器482。把在奇數(shù)時鐘期間內(nèi)鎖存的值與在偶數(shù)時鐘期間內(nèi)從ROM100b輸出的值組合，以提供最終的輸出信號，用于通過復(fù)接器408傳到輸出線路406。
在另一種結(jié)構(gòu)中，只存儲非選通輸出值，而不是存儲在ROM表100a和100b內(nèi)的DBR選通和非選通輸出值。通過對ROM表100a和100b的兩次連續(xù)訪問求和，根據(jù)與非選通輸入值相對應(yīng)的輸出值計算DBR選通輸入值的輸出值。第一次訪問用非選通(或“無屏蔽”)濾波器輸入作為地址，第二次訪問采用DBR-選通碼片與第一次訪問的相比為反相的輸入。將所得的兩個輸出值相加，得出消除DBR選通碼片輸入的凈效應(yīng)。把相加所得的輸出值移一位以將該值減半，從而消除了作為把兩個輸出值相加的結(jié)果固有的兩倍比率。
在這個實施例中，由于對于每個半濾波器輸出都需要從ROM100讀取兩次，所以ROM字寬度需要為兩個所得結(jié)果寬，而且要求每次輸出訪問多達(dá)兩倍的數(shù)字位。并行相加兩個相位以保持相同的FIR濾波器輸出速率。如此，ROM100本身比上述實施例的ROM要復(fù)雜。然而，另一個實施例的ROM100僅存儲128個無屏蔽值，排列成64字，它是圖6的字寬的兩倍，從而使ROM容量的約三分之一包括DBR選通值。
所描述的是構(gòu)成表格的FIR濾波器的實施例。這里，參照按IS-95-A協(xié)議采用CDMA發(fā)送技術(shù)的數(shù)字蜂窩網(wǎng)電話，已描述特定實施例，其中通過利用要濾波的信號的獨特性能限定FIR表中所需的項目數(shù)量。
應(yīng)注意，通過輸入序列為全零時不訪問ROM100還能獲得附加的功率節(jié)省。對可變速率數(shù)據(jù)來說，這種情況占大部分時間。
以上較佳實施例的描述使得任何熟悉該技術(shù)的人員能夠制作或使用本發(fā)明。對于熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的人員而言，這些實施例的各種變更是顯而易見的，而且可將本發(fā)明的一般原理用于其它實施例，而不用進(jìn)行任何創(chuàng)造性勞動。因此，本發(fā)明不局限于這里所述的實施例，但要符合與這里所揭示的原理和新穎性相一致的最大范圍。
權(quán)利要求
1．一種用于對輸入信號流進(jìn)行濾波的有限脈沖響應(yīng)(FIR)濾波器，其中所述輸入信號流包括由零信號序列夾持的對映信號序列，其特征在于，所述濾波器裝置包括用于存儲表格的裝置，其中所述表格包含對每個預(yù)定的唯一可允許輸入位流模式組的FIR濾波器輸出值；用于將輸入數(shù)字信號流的一些部分連續(xù)加到用于存儲所述表格的所述裝置，以輸出與經(jīng)濾波的所述輸入流相對應(yīng)的一系列輸出值的裝置。
2．如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述預(yù)定的可允許輸入模式組只包括含有先行對映信號后接尾隨零信號或先行零信號后接尾隨對映信號或全對映信號或者全零信號的模式。
3．如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，用于存儲表格的所述裝置包括ROM。
4．如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，用于存儲表格的所述裝置存儲與對稱FIR濾波器相對應(yīng)的濾波值。
5．如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，零值序列比對映信號序列長得多。
6．一種用于對輸入信號流進(jìn)行濾波的有限脈沖響應(yīng)(FIR)濾波器，其中所述輸入信號流包括由零信號序列夾持的對映信號序列，其特征在于，所述濾波器裝置包括包含對每個預(yù)定的唯一可允許輸入位流模式組的FIR濾波器輸出值的表格；用于將所述輸入數(shù)字信號的一些部分連續(xù)加到用于存儲所述表格的所述裝置，以輸出與經(jīng)濾波的所述輸入流相對應(yīng)的輸出值序列的輸入單元。
7．如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述預(yù)定的可允許輸入模式組只包括含有先行對映信號后接尾隨零信號或先行零信號后接尾隨對映信號或全對映信號或者全零信號的模式。
8．如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，用于存儲表格的所述裝置包括ROM。
9．如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述表格存儲與對稱FIR濾波器相對應(yīng)的濾波值。
10．如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述零值序列比所述對映信號序列長得多。
11．一種用于對輸入信號流進(jìn)行濾波的方法，其中所述輸入信號流包括由零信號序列夾持的對映信號序列，其特征在于，所述方法包括下列步驟接收要濾波的輸入信號流；將所述輸入數(shù)字信號流的一些部分連續(xù)加到包含對每個預(yù)定的唯一可允許輸入位流模式組的FIR濾波器輸出值的表格，以輸出與經(jīng)濾波的所述輸入流相對應(yīng)輸出值序列。
12．如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述零值序列比所述對映信號序列長得多。
13．一種用于將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬信號的裝置，其特征在于，所述裝置包括用于接收由各二進(jìn)制位組成的數(shù)字信號的裝置；用于把所述數(shù)字信號細(xì)分成包括多個位的流的裝置，所述流的長度相等；用于存儲包含所述流中每個預(yù)定唯一可允許位模式組的數(shù)字值的表格的裝置，其中每個值代表與所述可允許流組中的唯一一個相對應(yīng)的有限脈沖響應(yīng)濾波器輸出值；用于將每個所述輸入數(shù)字信號流連續(xù)加到用于存儲所述表格的所述裝置，以輸出與在所述流內(nèi)的唯一位模式相對應(yīng)的數(shù)字值序列的裝置。
14．如權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于，還包括用于把所述數(shù)字值序列轉(zhuǎn)換成模擬信號的數(shù)字-模擬變換裝置。
15．如權(quán)利要求14所述的裝置，其特征在于，還包括用于發(fā)送所述模擬信號的裝置。
16．如權(quán)利要求15所述的裝置，其特征在于，用于發(fā)送的所述裝置包括蜂窩網(wǎng)電話的發(fā)送單元。
17．如權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于，按照碼分多址(CDMA)格式對所述數(shù)字信號進(jìn)行格式化。
18．如權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于，用于存儲所述表格的所述裝置包括只讀存儲器(ROM)。
19．如權(quán)利要求14所述的裝置，其特征在于，用于發(fā)送的所述裝置包括用于發(fā)送同相模擬信號的裝置，和用于發(fā)送正交相位模擬信號的裝置。
20．如權(quán)利要求19所述的裝置，其特征在于，用于把所述接收到的數(shù)字信號細(xì)分成流的所述裝置包括用于生成與同相信號相對應(yīng)的流的裝置，和用于生成與正交相位信號相對應(yīng)的流的裝置。
21．如權(quán)利要求20所述的裝置，其特征在于，用于存儲所述表格的所述裝置還包括用于存儲與可允許同相流相對應(yīng)的數(shù)字值組的同相表格，和用于存儲與可允許正交相位流相對應(yīng)的數(shù)字值組的正交相位表格。
22．如權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于，還包括；用于復(fù)制所述數(shù)字信號流的裝置，和用于在預(yù)定時間內(nèi)有選擇地消除一部分所述復(fù)制流的裝置。
23．如權(quán)利要求22所述的裝置，其特征在于，每個復(fù)制流包括功率控制組。
24．如權(quán)利要求22所述的裝置，其特征在于，用于有選擇地消除一部分所述復(fù)制流的所述裝置包括數(shù)據(jù)子幀隨機選通器(DBR)。
25．如權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于，用于細(xì)劃分的所述裝置生成每個具有N位的流，而且用于存儲所述表格的所述裝置根據(jù)所述N位流的唯一可允許組合存儲數(shù)值。
26．如權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于，存儲在用于存儲所述表格的所述裝置內(nèi)的所述數(shù)字值包括代表所述可允許流的線性對稱有限脈沖表征的有限脈沖響應(yīng)濾波器輸出值。
27．如權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于，在集成電路芯片中實現(xiàn)所述裝置。
28．如權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于，用于存儲所述表格的所述裝置存儲四個分開的濾波器相位的分開值。
29．如權(quán)利要求28所述的裝置，其特征在于，用于存儲值的所述裝置存儲代表采用48個系數(shù)的12抽頭FIR濾波器的部分和，而且每個相位的每個值表示六個二進(jìn)制輸入值與六個所述系數(shù)的乘積的和。
30．一種用于采用有限脈沖響應(yīng)濾波器把數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬信號的裝置，其特征在于，該裝置中所作改進(jìn)包括將所述有限脈沖響應(yīng)濾波器做成表格，其中所述表格包含輸入數(shù)據(jù)流的每個預(yù)定唯一可允許位模式組的數(shù)字值，同時每個值表示與可允許流組的唯一一個相對應(yīng)的有限脈沖響應(yīng)濾波器輸出值。
31．如權(quán)利要求30所述的改進(jìn)，其特征在于，按照碼分多址(CDMA)格式對所述數(shù)字信號進(jìn)行格式化。
32．如權(quán)利要求30所述的改進(jìn)，其特征在于，將所述表格作做成只讀存儲器(ROM)。
33．一種用于把數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬信號的方法，其特征在于，所述方法包括下列步驟接收由各二進(jìn)制位組成的數(shù)字信號；把所述數(shù)字信號細(xì)分成每個包含多個位的流，所述流的長度相等；存儲包含所述流中每個預(yù)定唯一可允許位模式組的數(shù)字值的表格，其中每個值代表與可允許流組的唯一一個相對應(yīng)的有限脈沖響應(yīng)濾波器輸出值；將每個所述輸入數(shù)字信號流連續(xù)加到所述表格以輸出與在所述流內(nèi)的唯一位模式相對應(yīng)的數(shù)字值序列。
34．如權(quán)利要求33所述的方法，其特征在于，還包括把所述數(shù)字值序列轉(zhuǎn)換成模擬信號的步驟。
35．如權(quán)利要求33所述的方法，其特征在于，還包括發(fā)送所述模擬信號的步驟。
36．如權(quán)利要求33所述的方法，其特征在于，按照碼分多址(CDMA)格式對所述數(shù)字信號進(jìn)行格式化。
37．如權(quán)利要求33所述的方法，其特征在于，還包括下列步驟復(fù)制所述數(shù)字信號流；在將所述流連續(xù)加到所述表格之前，在預(yù)定時間內(nèi)有選擇地消除一部分所述復(fù)制流。
38．如權(quán)利要求37所述的方法，其特征在于，每個復(fù)制流包括功率控制組。
39．如權(quán)利要求33所述的方法，其特征在于所述細(xì)劃分步驟生成每個具有N位的流，而且存儲所述表格的所述步驟根據(jù)所述N位流的唯一可允許組合存儲數(shù)值。
全文摘要
運用只讀存儲器(ROM),將有限脈沖響應(yīng)(FIR)濾波器(20)做成表格。FIR濾波器表格對要濾波的輸入值(102)的每個可允許組合存儲預(yù)先計算的輸出濾波器值。運用移位寄存器(106)連續(xù)移位輸入值流,而且連續(xù)輸出相應(yīng)輸出值。電話采用數(shù)據(jù)子幀隨機選通器(18)以提供包括0值序列和對映值(+1和－1)序列的數(shù)據(jù)信號。因而,對于FIR濾波器的可允許輸入組合只包括一種模式,它包含全對映信號、全零信號、先行對映信號后接尾隨零信號或者先行零信號后接尾隨對映信號。構(gòu)成FIR濾波器查詢表以利用上述輸入流限制條件查詢表具有相對較少的項目。
文檔編號H03H17/06GK1220058SQ97194884
公開日1999年6月16日 申請日期1997年6月23日 優(yōu)先權(quán)日1996年6月27日
發(fā)明者肯尼思·D·伊斯頓, 彼得·J·布萊克 申請人:夸爾柯姆股份有限公司