專(zhuān)利名稱(chēng)：從多個(gè)非相干且含噪聲一位測(cè)量值模擬n位均勻量化器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的特定方面大體上涉及無(wú)線通信，且更特定來(lái)說(shuō)，涉及通過(guò)采用一位量化器以高分辨率來(lái)量化所接收脈沖信號(hào)。
背景技術(shù)：
超寬帶(UWB)通信是使用大于500MHz的頻率帶寬的無(wú)線電通信。與依賴(lài)于載波頻率的調(diào)制的窄帶通信相比，UffB通信的較大帶寬允許發(fā)送具有在時(shí)間上良好局部化的特征的信號(hào)。如果信號(hào)在時(shí)間上較為局部化，那么其在頻率上較廣闊。這允許基于脈沖的通信，而信息可以脈沖之間的距離(即，脈沖位置調(diào)制PPM)、以脈沖振幅(S卩，脈沖振幅調(diào)制PAM)或以脈沖寬度(即，脈沖寬度調(diào)制PWM)來(lái)編碼?；诿}沖的通信的關(guān)鍵優(yōu)點(diǎn)之一是準(zhǔn)確地局部化信息的到達(dá)時(shí)間(即，脈沖的到達(dá))的能力。期望以低成本和低功耗來(lái)實(shí)施模擬的所接收UWB脈沖信號(hào)的量化。為了實(shí)現(xiàn)這些要求，量化位的數(shù)目需要較小。然而，量化位的較小數(shù)目可在經(jīng)數(shù)字化UWB脈沖信號(hào)中引起失真，這會(huì)對(duì)重構(gòu)準(zhǔn)確性造成不利影響。在本發(fā)明中提出一種方法，其通過(guò)使用有限的量化位數(shù)目在UWB接收器處量化周期性脈沖信號(hào)，同時(shí)保存所接收脈沖信號(hào)的信息以用于準(zhǔn)確的信號(hào)重構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容
特定方面提供用于無(wú)線通信的方法。所述方法大體上包含接收經(jīng)由無(wú)線信道發(fā)射的信號(hào)，其中所述信號(hào)包括脈沖序列；將增益值應(yīng)用于所述脈沖以獲得用于每一增益值的二進(jìn)制矩陣；使用針對(duì)每一增益值獲得的二進(jìn)制矩陣產(chǎn)生用于所述增益值的概率向量；以及使用所述概率向量產(chǎn)生輸出信號(hào)。特定方面提供用于無(wú)線通信的設(shè)備。所述設(shè)備大體上包含接收器，其經(jīng)配置以接收經(jīng)由無(wú)線信道發(fā)射的信號(hào)，其中所述信號(hào)包括脈沖序列；放大器，其經(jīng)配置以將增益值應(yīng)用于所述脈沖以獲得用于每一增益值的二進(jìn)制矩陣；第一產(chǎn)生器，其經(jīng)配置以使用針對(duì)每一增益值獲得的二進(jìn)制矩陣產(chǎn)生用于所述增益值的概率向量；以及第二產(chǎn)生器，其經(jīng)配置以使用所述概率向量產(chǎn)生輸出信號(hào)。特定方面提供用于無(wú)線通信的設(shè)備。所述設(shè)備大體上包含用于接收經(jīng)由無(wú)線信道發(fā)射的信號(hào)的裝置，其中所述信號(hào)包括脈沖序列；用于將增益值應(yīng)用于所述脈沖以獲得用于每一增益值的二進(jìn)制矩陣的裝置；用于使用針對(duì)每一增益值獲得的二進(jìn)制矩陣產(chǎn)生用于所述增益值的概率向量的裝置；以及用于使用所述概率向量產(chǎn)生輸出信號(hào)的裝置。
特定方面提供用于無(wú)線通信的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。所述計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品包含包括指令的計(jì)算機(jī)可讀媒體，所述指令可執(zhí)行以接收經(jīng)由無(wú)線信道發(fā)射的信號(hào)，其中所述信號(hào)包括脈沖序列；將增益值應(yīng)用于所述脈沖以獲得用于每一增益值的二進(jìn)制矩陣；使用針對(duì)每一增益值獲得的二進(jìn)制矩陣產(chǎn)生用于所述增益值的概率向量；以及使用所述概率向量產(chǎn)生輸出信號(hào)。特定方面提供一種頭戴式耳機(jī)。所述頭戴式耳機(jī)大體上包含接收器，其經(jīng)配置以接收經(jīng)由無(wú)線信道發(fā)射的信號(hào)，其中所述信號(hào)包括脈沖序列；放大器，其經(jīng)配置以將增益值應(yīng)用于所述脈沖以獲得用于每一增益值的二進(jìn)制矩陣；第一產(chǎn)生器，其經(jīng)配置以使用針對(duì)每一增益值獲得的二進(jìn)制矩陣產(chǎn)生用于所述增益值的概率向量；第二產(chǎn)生器，其經(jīng)配置以使用所述概率向量產(chǎn)生輸出信號(hào)；以及變換器，其經(jīng)配置以基于所產(chǎn)生輸出信號(hào)來(lái)提供音頻輸出。


為了能詳細(xì)了解本發(fā)明的上述特征，可通過(guò)參考若干方面來(lái)得到上文簡(jiǎn)要概述的更特定描述，附圖中說(shuō)明所述方面中的一些方面。然而應(yīng)了解，附圖僅說(shuō)明本發(fā)明的特定典型方面，且因此不應(yīng)視為限制本發(fā)明的范圍，因?yàn)槊枋鰞?nèi)容可承認(rèn)其它同等有效的方面。圖I說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明特定方面的實(shí)例無(wú)線通信系統(tǒng)。圖2說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明特定方面的無(wú)線裝置中可利用的各種組件。圖3說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明特定方面的用于從使用一位量化器獲得的多個(gè)非相干二進(jìn)制片段的順序N位量化的接收器設(shè)置。圖4說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明特定方面的用于從多個(gè)非相干二進(jìn)制片段的順序N位量化的實(shí)例操作。圖4A說(shuō)明能夠執(zhí)行圖4中說(shuō)明的操作的實(shí)例組件。
具體實(shí)施例方式下文參見(jiàn)附圖更完整地描述本發(fā)明的各種方面。然而，本發(fā)明可以許多不同形式體現(xiàn)且不應(yīng)解釋為限于整個(gè)本發(fā)明中呈現(xiàn)的任一特定結(jié)構(gòu)或功能。事實(shí)上，提供這些方面以使得本發(fā)明將為詳盡且完整的，且將把本發(fā)明的范圍完整地傳達(dá)給所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員。基于本文的教示，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)了解，本發(fā)明的范圍既定涵蓋本文揭示的本發(fā)明的任一方面，無(wú)論是獨(dú)立于本發(fā)明的任一其它方面還是與本發(fā)明的任一其它方面組合實(shí)施。舉例來(lái)說(shuō)，可使用本文中闡述的任何數(shù)目的方面來(lái)實(shí)施一設(shè)備或?qū)嵺`一方法。另外，本發(fā)明的范圍既定涵蓋使用除了本文陳述的本發(fā)明的各種方面之外或不同于本文陳述的本發(fā)明的各種方面的其它結(jié)構(gòu)、功能性或結(jié)構(gòu)和功能性實(shí)踐的此設(shè)備或方法。應(yīng)了解，本文揭示的本發(fā)明的任一方面可由權(quán)利要求的一個(gè)或一個(gè)以上元件體現(xiàn)。詞語(yǔ)“示范性”在本文中用來(lái)意味著“充當(dāng)實(shí)例、例子或說(shuō)明”。不必將本文中描述為“示范性”的任何方面解釋為與其它方面相比為優(yōu)選或有利的。雖然本文描述特定方面，但這些方面的許多變型和排列屬于本發(fā)明的范圍內(nèi)。雖然提到優(yōu)選方面的一些益處和優(yōu)點(diǎn)，但本發(fā)明的范圍既定不限于特定益處、用途或目的。事實(shí)上，本發(fā)明的方面既定廣泛適用于不同的無(wú)線技術(shù)、系統(tǒng)配置、網(wǎng)絡(luò)和發(fā)射協(xié)議，其中一些在圖式中且在以下對(duì)優(yōu)選方面的描述中借助于實(shí)例來(lái)說(shuō)明。詳細(xì)描述和圖式僅說(shuō)明本發(fā)明而不是限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求書(shū)及其等效物界定。實(shí)例無(wú)線通信系統(tǒng)本文描述的技術(shù)可用于各種寬帶無(wú)線通信系統(tǒng)，包含基于單載波發(fā)射的通信系統(tǒng)。本文揭示的方面可有利于采用包含毫米波信號(hào)的超寬帶(UWB)信號(hào)的系統(tǒng)。然而，本發(fā)明既定不限于此些系統(tǒng)，因?yàn)槠渌?jīng)編碼信號(hào)可得益于類(lèi)似的優(yōu)點(diǎn)。本文的教示可并入到多種有線或無(wú)線設(shè)備(例如，節(jié)點(diǎn))中(例如，實(shí)施于其內(nèi)或由其執(zhí)行)。在一些方面中，根據(jù)本文的教示實(shí)施的節(jié)點(diǎn)可包括接入點(diǎn)或接入終端。接入終端(“AT”)可包括、實(shí)施為或稱(chēng)為接入終端、訂戶(hù)臺(tái)、訂戶(hù)單元、移動(dòng)臺(tái)、遠(yuǎn)程臺(tái)、遠(yuǎn)程終端、用戶(hù)終端、用戶(hù)代理、用戶(hù)裝置、用戶(hù)設(shè)備或某個(gè)其它術(shù)語(yǔ)。在一些實(shí)施方案中，接入終端可包括蜂窩式電話、無(wú)繩電話、會(huì)話起始協(xié)議(“SIP”)電話、無(wú)線本地回路(“WLL”)臺(tái)、個(gè)人數(shù)字助理(“PDA”)、具有無(wú)線連接能力的手持式裝置，或連接到無(wú)線調(diào)制解調(diào)器的某個(gè)其它合適處理裝置。因此，本文教示的一個(gè)或一個(gè)以上方面可并入到電話(例如，蜂窩式電話或智能電話)、計(jì)算機(jī)(例如，膝上型計(jì)算機(jī))、便攜式通信裝置、便攜式計(jì)算裝置(例如，個(gè)人數(shù)據(jù)助理)、娛樂(lè)裝置(例如，音樂(lè)或視頻裝置，或衛(wèi)星無(wú)線電)、全球定位系統(tǒng)裝置、頭戴式耳機(jī)、傳感器或經(jīng)配置以經(jīng)由無(wú)線或有線媒體通信的任一其它合適裝置。在一些方面中，節(jié)點(diǎn)是無(wú)線節(jié)點(diǎn)。此無(wú)線節(jié)點(diǎn)可提供例如經(jīng)由有線或無(wú)線通信鏈路對(duì)于網(wǎng)絡(luò)或到網(wǎng)絡(luò)(例如，廣域網(wǎng)，例如因特網(wǎng)或蜂窩式網(wǎng)絡(luò))的連接性。圖I說(shuō)明其中可采用本發(fā)明的方面的無(wú)線通信系統(tǒng)100的實(shí)例(S卩，微微網(wǎng)I)。如所說(shuō)明，微微網(wǎng)I可包含若干無(wú)線裝置102或“終端” IA到1E，其可使用相對(duì)短程無(wú)線鏈路104彼此通信。在所說(shuō)明實(shí)例中，終端IE充當(dāng)用于微微網(wǎng)I的PNC。雖然以五個(gè)裝置來(lái)說(shuō)明，但應(yīng)了解，任一數(shù)目的裝置(即，兩個(gè)或兩個(gè)以上)可形成無(wú)線個(gè)域網(wǎng)。微微網(wǎng)I中的終端102中的每一者可尤其包含用以支持無(wú)線通信的無(wú)線收發(fā)器和用以管理與網(wǎng)絡(luò)的通信的控制器功能性?？刂破鞴δ苄钥稍谝粋€(gè)或一個(gè)以上數(shù)字處理裝置內(nèi)實(shí)施。無(wú)線收發(fā)器可耦合到一個(gè)或一個(gè)以上天線以促進(jìn)將信號(hào)發(fā)射到無(wú)線信道中和從無(wú)線信道接收信號(hào)?？墒褂萌我活?lèi)型的天線，包含例如偶極天線、貼片天線、螺旋天線、天線陣列和/或其它天線。微微網(wǎng)I中的裝置可包含廣泛多種不同裝置類(lèi)型中的任一者，包含例如具有無(wú)線聯(lián)網(wǎng)功能性的膝上型計(jì)算機(jī)、桌上型計(jì)算機(jī)、掌上型計(jì)算機(jī)或平板計(jì)算機(jī)、具有無(wú)線聯(lián)網(wǎng)能力的計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備、具有無(wú)線聯(lián)網(wǎng)能力的個(gè)人數(shù)字助理(PDA)、蜂窩式電話和其它手持式無(wú)線通信器、尋呼器、并入到較大系統(tǒng)中的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接口模塊(例如，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接口卡等)、具有無(wú)線聯(lián)網(wǎng)能力的多媒體裝置、具有無(wú)線聯(lián)網(wǎng)能力的音頻/視覺(jué)裝置、具有無(wú)線聯(lián)網(wǎng)能力的家用電器、具有無(wú)線聯(lián)網(wǎng)能力的珠寶或其它可佩帶物件、無(wú)線通用串行總線(USB)裝置、無(wú)線數(shù)字成像裝置(例如，數(shù)碼相機(jī)、攝像機(jī)等)、無(wú)線打印機(jī)、無(wú)線家庭娛樂(lè)系統(tǒng)(例如，DVD/⑶播放器、電視機(jī)、MP3播放器、音頻裝置等)和/或其它裝置。在一種配置中，例如，無(wú)線個(gè)域網(wǎng)可包含用戶(hù)的膝上型計(jì)算機(jī)，其在短程網(wǎng)絡(luò)中與用戶(hù)的個(gè)人數(shù)字助理(PDA) 和用戶(hù)的打印機(jī)以無(wú)線方式通信。在另一種可能配置中，無(wú)線個(gè)域網(wǎng)可形成于例如用戶(hù)的起居室中的各種音頻/視覺(jué)裝置之間。在又一種配置中，用戶(hù)的膝上型計(jì)算機(jī)可與同在用戶(hù)附近的其它用戶(hù)相關(guān)聯(lián)的終端通信。許多其它情形也是可能的。
已開(kāi)發(fā)且當(dāng)前在開(kāi)發(fā)若干標(biāo)準(zhǔn)以提供支持能夠作為無(wú)線個(gè)域網(wǎng)的部分而操作的可互操作的產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)的框架結(jié)構(gòu)(例如，藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)(藍(lán)牙系統(tǒng)規(guī)范，3.0版，藍(lán)牙SIG公司，2009年4月)、IEEE 802. 15標(biāo)準(zhǔn)等)。舉例來(lái)說(shuō)，IEEE 802. 15. 3c標(biāo)準(zhǔn)是高數(shù)據(jù)速率無(wú)線個(gè)域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)IEEE 802. 15. 3c標(biāo)準(zhǔn)，微微網(wǎng)內(nèi)的終端中的一者經(jīng)選擇為微微網(wǎng)協(xié)調(diào)器(PNC)以協(xié)調(diào)網(wǎng)絡(luò)的操作。舉例來(lái)說(shuō)，參見(jiàn)圖1，在IEEE 802. 15. 3c實(shí)施方案中，裝置PNC IE表示用于微微網(wǎng)I的PNC。如所說(shuō)明，PNC IE可將信標(biāo)信號(hào)110(或簡(jiǎn)稱(chēng)為“信標(biāo)”)發(fā)射到微微網(wǎng)I的其它裝置，其可幫助微微網(wǎng)I內(nèi)的其它終端與PNC IE同步其時(shí)序。因此，通常在每個(gè)超幀的開(kāi)始處發(fā)送的信標(biāo)含有可用以使微微網(wǎng)中的終端時(shí)間同步的信息。微微網(wǎng)中的每一終端(包含PNC)在信標(biāo)前同步碼的開(kāi)始處將其超幀時(shí)鐘復(fù)位為零。如果終端未監(jiān)聽(tīng)到信標(biāo)，那么其可在其預(yù)期監(jiān)聽(tīng)到信標(biāo)前同步碼的開(kāi)始的時(shí)刻將其超幀時(shí)鐘復(fù)位為零(例如，基于先前超幀時(shí)序)。
另外，終端102可能在以對(duì)等式配置彼此通信。舉例來(lái)說(shuō)，裝置DEV IC可使用鏈路104與裝置DEV ID通信。在對(duì)等式特別網(wǎng)絡(luò)中，在彼此范圍內(nèi)的裝置(節(jié)點(diǎn))(例如網(wǎng)絡(luò)100中的裝置DEV IC和DEV 1D)可彼此直接通信而無(wú)需接入點(diǎn)(例如PNC 1E)和/或用以中繼其通信的有線基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。另外，對(duì)等裝置或節(jié)點(diǎn)可中繼業(yè)務(wù)。網(wǎng)絡(luò)100內(nèi)的以對(duì)等式方式通信的裝置102可類(lèi)似于基站而起作用，且將業(yè)務(wù)或通信中繼到其它裝置，從而類(lèi)似于基站而起作用，直到業(yè)務(wù)到達(dá)其最終目的地為止。裝置還可發(fā)射控制信道，所述控制信道載運(yùn)可用以管理對(duì)等節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)發(fā)射的信息。通信網(wǎng)絡(luò)100可包含處于無(wú)線(或有線)通信的任一數(shù)目的裝置或節(jié)點(diǎn)。每一節(jié)點(diǎn)可在一個(gè)或一個(gè)以上其它節(jié)點(diǎn)的范圍內(nèi)，且可與其它節(jié)點(diǎn)通信或通過(guò)利用其它節(jié)點(diǎn)來(lái)通信，例如在多跳式拓?fù)?例如，通信可在節(jié)點(diǎn)之間跳躍直到到達(dá)最終目的地為止)中。舉例來(lái)說(shuō)，發(fā)送器節(jié)點(diǎn)可能希望與接收器節(jié)點(diǎn)通信。為了實(shí)現(xiàn)發(fā)送器節(jié)點(diǎn)與接收器節(jié)點(diǎn)之間的包傳送，可利用一個(gè)或一個(gè)以上中間節(jié)點(diǎn)。應(yīng)了解，任一節(jié)點(diǎn)均可為發(fā)送器節(jié)點(diǎn)和/或接收器節(jié)點(diǎn)，且可執(zhí)行大體上同時(shí)(例如，可與接收信息大約在同時(shí)廣播或傳送信息)或在不同時(shí)間發(fā)送和/或接收信息的功能。圖2說(shuō)明在無(wú)線通信系統(tǒng)100內(nèi)可采用的無(wú)線裝置202中可利用的各種組件。無(wú)線裝置202是可經(jīng)配置以實(shí)施本文中所述的各種方法的裝置的實(shí)例。無(wú)線裝置202可為微微網(wǎng)I中的PNC IE或終端102。無(wú)線裝置202可包含處理器204，其控制無(wú)線裝置202的操作。處理器204也可被稱(chēng)作中央處理單元(CPU)。存儲(chǔ)器206(其可包含只讀存儲(chǔ)器(ROM)與隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)兩者)將指令及數(shù)據(jù)提供到處理器204。存儲(chǔ)器206的一部分還可包含非易失性隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(NVRAM)。處理器204通常基于存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器206內(nèi)的程序指令來(lái)執(zhí)行邏輯及算術(shù)運(yùn)算。存儲(chǔ)器206中的指令可為可執(zhí)行的以實(shí)施本文中所述的方法。無(wú)線裝置202還可包含外殼208，所述外殼208可包含發(fā)射器210及接收器212以允許無(wú)線裝置202與遠(yuǎn)程位置之間的數(shù)據(jù)發(fā)射及接收。發(fā)射器210及接收器212可組合為收發(fā)器214。天線216可附接到外殼208且電耦合到收發(fā)器214。無(wú)線裝置202還可包含(未圖示)多個(gè)發(fā)射器、多個(gè)接收器、多個(gè)收發(fā)器及/或多個(gè)天線。無(wú)線裝置202還可包含信號(hào)檢測(cè)器218，其可用于檢測(cè)及量化由收發(fā)器214接收的信號(hào)的電平。信號(hào)檢測(cè)器218可將所述信號(hào)檢測(cè)為總能量、每符號(hào)每副載波的能量、功率譜密度及其它信號(hào)。無(wú)線裝置202還可包含用于處理信號(hào)的數(shù)字信號(hào)處理器(DSP) 220。無(wú)線裝置202的各種組件可由總線系統(tǒng)222耦合在一起，所述總線系統(tǒng)222除數(shù)據(jù)總線以外還可包含功率總線、控制信號(hào)總線及狀態(tài)信號(hào)總線。由無(wú)線系統(tǒng)100執(zhí)行的超寬帶(UWB)通信包括使用大于500MHz的頻率帶寬的無(wú)線電通信。與依賴(lài)于載波頻率的調(diào)制的窄帶通信相比，UWB通信的較大帶寬允許發(fā)送具有在時(shí)間上良好局部化的特征的信號(hào)。如果信號(hào)在時(shí)間上較為局部化，那么其在頻率上較廣闊。這允許基于脈沖的通信，而信息可以脈沖之間的距離(即，脈沖位置調(diào)制PPM)、以脈沖振幅(即，脈沖振幅調(diào)制PAM)或以脈沖寬度(即，脈沖寬度調(diào)制PWM)來(lái)編碼。基于脈沖的通信的關(guān)鍵優(yōu)點(diǎn)之一是準(zhǔn)確地局部化信息的到達(dá)時(shí)間(即，脈沖的到達(dá))的能力。有限更新率(FRI)是參數(shù)處理方法，其可應(yīng)用于由典型超寬帶(UWB)裝置(例如裝置202)接收的信號(hào)。FRI處理可需要基于周期性正弦函數(shù)的經(jīng)量化(數(shù)字)輸入信號(hào)。 因此，UWB裝置處的所接收信號(hào)在輸入到FRI處理模塊中之前可能需要經(jīng)適當(dāng)處理和調(diào)整。本發(fā)明的特定方面支持基于順序一位量化的對(duì)所接收信號(hào)的低成本且低功率量化。從多個(gè)非相干二進(jìn)制片段的順序量化本發(fā)明的特定方面支持用于從使用一位量化器在每一信號(hào)周期處獲取的二進(jìn)制片段恢復(fù)由具有未知功率的噪聲破壞的波形的方法。同一波形可從一個(gè)發(fā)射巾貞到另一發(fā)射幀重復(fù)。圖3中說(shuō)明的接收器設(shè)置可包括具有增益g的可變?cè)鲆娣糯笃?10，其跟隨有低通取樣核心320。低通取樣核心320可跟隨有具有觸發(fā)機(jī)制的取樣器330。取樣器330可跟隨有具有固定閾值的一位量化器340。取樣器330可在每個(gè)信號(hào)周期被觸發(fā)一時(shí)間周期，所述時(shí)間周期具有比信號(hào)周期短的持續(xù)時(shí)間。觸發(fā)時(shí)間周期可具有對(duì)稱(chēng)的隨機(jī)擾動(dòng)。輸入信號(hào)320可為由具有平均值μ和標(biāo)準(zhǔn)偏差σ的加性高斯白噪聲(AWGN)破壞的脈沖信號(hào)。信噪比(SNR)表示所接收信號(hào)的能量與噪聲的能量之間的比率。經(jīng)量化輸出信號(hào)304可針對(duì)信號(hào)的每一周期基于所提出的算法350來(lái)產(chǎn)生，且其可由覆蓋信號(hào)周期的一部分的M個(gè)二進(jìn)制樣本的序列表示。所述經(jīng)覆蓋部分可根據(jù)對(duì)稱(chēng)且可能非居中的分布D而從一個(gè)周期到另一周期變化。此分布的均值表示漂移Λ且居中分布D-Λ表示抖動(dòng)。可用周期的總數(shù)目可由P表示，而在掃描程序和二分搜索之后的剩余周期數(shù)目為P，其中P < P'。本發(fā)明的特定方面支持基于所接收信號(hào)的峰來(lái)確定最小增益值gmin。下文描述用于確定此值的所提出的技術(shù)。可通過(guò)以指數(shù)方式從一個(gè)周期到另一周期掃描增益g直到獲得全零輸出來(lái)發(fā)現(xiàn)所接收信號(hào)的強(qiáng)度?？杉俣?，{go，. . .，gj是在掃描期間覆蓋的增益序列，使得增益go可表示最高總體增益值(即，gmax = go)，其致使涉及輸入信號(hào)302的一位量化器340的閾值在噪聲電平內(nèi)(通常在μ±2σ內(nèi))。可以指數(shù)方式減小增益而具有值&，&，...，&，直到在掃描程序的第S步驟獲得全零輸出為止。最后的區(qū)間[gs_i gj則可包括最小增益值gmin。區(qū)間[gs_i gs]可通過(guò)采用二分搜索直到獲得所需量化準(zhǔn)確度來(lái)細(xì)化?？稍诿恳凰阉鞑襟E將區(qū)間分為兩半(或盡可能接近于兩半)，且在二分搜索期間產(chǎn)生全零輸出向量的最小增益(即，最大閾值)可對(duì)應(yīng)于g^?？苫谙惹按_定的最大增益值g(1、先前確定的最小增益值gmin和預(yù)定義常數(shù)值來(lái)確定最大增益值gmax。在本發(fā)明的一個(gè)方面中，gmax可設(shè)定為等于g(|。在本發(fā)明的另一方面中，gmax可設(shè)定為gmin與所述預(yù)定義常數(shù)值的乘積?？蓪⑷舾沙?shù)值乘以最小增益值gmin以便獲得在增益值范圍[gmax gmin]內(nèi)的若干增益值。將使用的增益值的數(shù)目118可由比率gmax/gmin確定，其僅取決于接收器處的信噪比(SNR)(即，取決于所接收信號(hào)功率)和分布D的方差σ ，假定環(huán)境噪聲是常數(shù)(S卩，噪聲方差固定)。增益值的數(shù)目ng可隨著比率gmax/gmin增加且可隨著減小。用于量化(在掃描
和二分搜索之后)的增益向量可獲得為
Τ~\ΤνΥ2·>'· ^Yng maxJ οI I)[Ρ ηJuihK Y通過(guò)每一增益來(lái)獲取。關(guān)于不同增益的獲取可在時(shí)間上交錯(cuò)。獲取 結(jié)果可以與每一增益Yi(i = 1，...，ng)相關(guān)聯(lián)的具有大小Lp/〃,」xM的二進(jìn)制矩陣&來(lái)表不。IXM向量匕可通過(guò)取每一列的平均而從矩陣Bi中的每一者獲得。因此可將向量匕的每一條目解譯為矩陣Bi的每列的“一的比率”。經(jīng)量化輸出向量％可獲得為
y0=Z K1 ) ’(2)
i=l j—l k—i-l·!使得v ·=+。本發(fā)明的特定方面支持通過(guò)線性地組合向量bi(i = 1，. . .，ng)中的
ng
全部或一些來(lái)獲得經(jīng)量化輸出信號(hào)。可通過(guò)抖動(dòng)分布D-Λ來(lái)進(jìn)一步解卷積輸出信號(hào)以獲得原始發(fā)射的脈沖形狀信號(hào)。解卷積可例如通過(guò)采用維納解卷積濾波器來(lái)執(zhí)行。等式(2)提供在以不同增益獲得的片段隨機(jī)配對(duì)且同時(shí)僅保留有效片段的情況下產(chǎn)生的輸出量化值。作為示范性情況，可考慮三個(gè)不同的增益值gl、g2、g3，以及由等式(2)給出的經(jīng)量化輸出yQ的任意第I條目的產(chǎn)生?？衫脤?duì)應(yīng)二進(jìn)制矩陣的列B1 [:，I]、B2，[:，I]、B3，[:，I]，同時(shí)gl > g2 > g3。如果從這三個(gè)列中的每一者隨機(jī)抽取一個(gè)條目，那么可獲得片段的以下向量
、[100]、[110]或[111]，其表示片段的有效組合，因?yàn)間l > g2 >g3?？蓙G棄無(wú)效的結(jié)果，例如
或[101]。可將值1/\指派于片段的每一有效組合，SPVi = i/ng，其中i = 1，· · ·，ng，如等式(2)中界定。如果將此實(shí)驗(yàn)重復(fù)大量次數(shù)且將有效向量中的每一者解譯為來(lái)自2位均勻量化器的字，00 — 0,01 — 1/3、10 — 2/3、11 — 1，那么平均經(jīng)量化值可在概率上趨于等式(2)。在此情況下，可滿(mǎn)足以下情況
I" T \
IimPr VT^v(t) -F1 >ε =0,Vf>0(^)
_ V /=1 J_其中T是試算(實(shí)驗(yàn))的次數(shù)，V (t)表示通過(guò)試算次數(shù)t獲得的Vi值，且V1是從等式⑵獲得的值。
圖4說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明特定方面的從使用一位量化器獲得的多個(gè)非相干二進(jìn)制片段進(jìn)行順序N位量化的實(shí)例操作400。在410處，可接收經(jīng)由無(wú)線信道發(fā)射的信號(hào)，其中所述信號(hào)包括脈沖序列。在420處，可將增益值應(yīng)用于脈沖以獲得用于每一增益值的二進(jìn)制矩陣。在430處，可使用針對(duì)每一增益值獲得的二進(jìn)制矩陣來(lái)產(chǎn)生用于所述增益值的概率向量。在440處，可使用先前產(chǎn)生的概率向量來(lái)產(chǎn)生輸出信號(hào)。舉例來(lái)說(shuō)，可如等式⑴界定而產(chǎn)生經(jīng)量化輸出信號(hào)。上文描述的方法的各種操作可由能夠執(zhí)行對(duì)應(yīng)功能的任何合適裝置執(zhí)行。所述裝置可包含各種硬件和/或軟件組件和/或模塊，包含(但不限于)電路、專(zhuān)用集成電路(ASIC)或處理器。大體上，在存在圖中說(shuō)明的操作的情況下，那些操作可具有對(duì)應(yīng)的帶有類(lèi)似編號(hào)的對(duì)應(yīng)裝置加功能組件。舉例來(lái)說(shuō)，圖4中說(shuō)明的框410到440對(duì)應(yīng)于圖4A中說(shuō)明的電路塊41OA到440A。
如本文中所使用，術(shù)語(yǔ)“確定”涵蓋廣泛多種動(dòng)作。舉例來(lái)說(shuō)，“確定”可包含運(yùn)算、計(jì)算、處理、推導(dǎo)、調(diào)查、查找(例如，在表、數(shù)據(jù)庫(kù)或另一數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中查找)、確認(rèn)等。又，“確定”可包含接收(例如，接收信息)、存取(例如，存取存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù))等等。又，“確定”可包含解析、選擇、挑選、建立等等。如本文使用，涉及項(xiàng)目列表“的至少一者”的短語(yǔ)指代這些項(xiàng)目的任一組合，包含單個(gè)部件。作為實(shí)例，“a、b或c中的至少一者”既定涵蓋a、b、C、a_b、a_c、b_c和a_b_c。上文描述的方法的各種操作可由能夠執(zhí)行操作的任一合適裝置(例如各種硬件和/或軟件組件、電路和/或模塊)執(zhí)行。大體上，圖中說(shuō)明的任何操作可由能夠執(zhí)行操作的對(duì)應(yīng)功能裝置執(zhí)行?？墒褂猛ㄓ锰幚砥?、數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)、專(zhuān)用集成電路(ASIC)、現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列信號(hào)(FPGA)或其它可編程邏輯裝置(PLD)、離散門(mén)或晶體管邏輯、離散硬件組件或其經(jīng)設(shè)計(jì)以執(zhí)行本文中所描述的功能的任何組合來(lái)實(shí)施或執(zhí)行結(jié)合本發(fā)明而描述的各種說(shuō)明性邏輯塊、模塊及電路。通用處理器可為微處理器，但或者，處理器可為任何市售處理器、控制器、微控制器或狀態(tài)機(jī)。處理器還可實(shí)施為計(jì)算裝置的組合，例如，DSP與微處理器的組合、多個(gè)微處理器的組合、一個(gè)或一個(gè)以上微處理器與DSP核心的聯(lián)合，或任何其它此配置。結(jié)合本發(fā)明而描述的方法或算法的步驟可直接在硬件中、由處理器執(zhí)行的軟件模塊中或兩者的組合中體現(xiàn)。軟件模塊可駐留在此項(xiàng)技術(shù)中已知的任一形式的存儲(chǔ)媒體中?？墒褂玫拇鎯?chǔ)媒體的一些實(shí)例包含隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、只讀存儲(chǔ)器(ROM)、快閃存儲(chǔ)器、EPROM存儲(chǔ)器、EEPROM存儲(chǔ)器、寄存器、硬盤(pán)、可裝卸盤(pán)、CD-ROM等等。軟件模塊可包括單個(gè)指令或許多指令，且可分布在若干不同代碼段上、不同程序中及跨越多個(gè)存儲(chǔ)媒體。存儲(chǔ)媒體可耦合到處理器，使得處理器可從存儲(chǔ)媒體讀取信息及將信息寫(xiě)入到存儲(chǔ)媒體。在替代方案中，存儲(chǔ)媒體可與處理器成一體式。本文中所揭示的方法包括用于實(shí)現(xiàn)所描述的方法的一個(gè)或一個(gè)以上步驟或動(dòng)作。在不偏離權(quán)利要求書(shū)的范圍的情況下，方法步驟及/或動(dòng)作可互換。換句話說(shuō)，除非規(guī)定了步驟或動(dòng)作的特定次序，否則在不偏離權(quán)利要求書(shū)的范圍的情況下可對(duì)特定步驟及/或動(dòng)作的次序及/或用法加以修改。所描述的功能可以硬件、軟件、固件或其任何組合來(lái)實(shí)施。如果以軟件來(lái)實(shí)施，則可將功能作為一個(gè)或一個(gè)以上指令存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀媒體上。存儲(chǔ)媒體可為可由計(jì)算機(jī)存取的任何可用媒體。以實(shí)例方式(且并非限制)，所述計(jì)算機(jī)可讀媒體可包括RAM、ROM、EEPROMXD-ROM或其它光盤(pán)存儲(chǔ)裝置、磁盤(pán)存儲(chǔ)裝置或其它磁性存儲(chǔ)裝置，或可用于載送或存儲(chǔ)呈指令或數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的形式的所要程序碼且可由計(jì)算機(jī)存取的任何其它媒體。如本文中所使用，磁盤(pán)及光盤(pán)包含壓縮光盤(pán)(CD)、激光光盤(pán)、光學(xué)光盤(pán)、數(shù)字多功能光盤(pán)(DVD)、軟磁盤(pán)及Blu-ray 光盤(pán)，其中磁盤(pán)通常磁性地復(fù)制數(shù)據(jù)，而光盤(pán)使用激光光學(xué)地復(fù)制數(shù)據(jù)。因此，特定方面可包括用于執(zhí)行本文呈現(xiàn)的操作的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。舉例來(lái)說(shuō)，此計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品可包括其上存儲(chǔ)(和/或編碼)有指令的計(jì)算機(jī)可讀媒體，所述指令可由一個(gè)或一個(gè)以上處理器執(zhí)行以執(zhí)行本文描述的操作。對(duì)于特定方面，計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品可包含封裝材料。也可經(jīng)由傳輸媒體而傳輸軟件或指令。舉例來(lái)說(shuō)，如果使用同軸電纜、光纖電纜、雙絞線、數(shù)字訂戶(hù)線(DSL)或無(wú)線技術(shù)(例如，紅外線、無(wú)線電及微波)從網(wǎng)站、服務(wù)器或其 它遠(yuǎn)程源傳輸軟件，則將同軸電纜、光纖電纜、雙絞線、DSL或無(wú)線技術(shù)(例如，紅外線、無(wú)線電及微波)包含在傳輸媒體的定義中。此外，應(yīng)了解，用于執(zhí)行本文所描述的方法和技術(shù)的模塊和/或其它適當(dāng)裝置可由用戶(hù)終端和/或基站在適用時(shí)下載和/或以其它方式獲得。舉例來(lái)說(shuō)，可將此裝置耦合到服務(wù)器以有利于傳送用于執(zhí)行本文中所描述的方法的裝置?；蛘撸山?jīng)由存儲(chǔ)裝置(例如，RAM、ROM、物理存儲(chǔ)媒體(例如壓縮光盤(pán)(CD)或軟盤(pán)等))來(lái)提供本文所描述的各種方法，使得用戶(hù)終端和/或基站可獲得將存儲(chǔ)裝置耦合或提供到所述裝置的各種方法。此外，可利用用于將本文中所描述的方法及技術(shù)提供到一裝置的任何其它合適的技術(shù)。應(yīng)理解，權(quán)利要求書(shū)不限于上文所說(shuō)明的精確配置及組件。在不脫離權(quán)利要求書(shū)的范圍的情況下，可在上文所描述的方法和設(shè)備的布置、操作和細(xì)節(jié)中作出各種修改、改變和變化。
權(quán)利要求
1.一種用于無(wú)線通信的方法，其包括 接收經(jīng)由無(wú)線信道發(fā)射的信號(hào)，其中所述信號(hào)包括脈沖序列； 將增益值應(yīng)用于所述脈沖以獲得用于每一增益值的二進(jìn)制矩陣； 使用針對(duì)每一增益值獲得的所述二進(jìn)制矩陣產(chǎn)生用于所述增益值的概率向量；以及 使用所述概率向量產(chǎn)生輸出信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其進(jìn)一步包括 確定所述增益值的范圍； 基于所述范圍內(nèi)的所述增益值的最大增益值與最小增益值的比率來(lái)確定所述范圍內(nèi)的不同增益值的數(shù)目；以及 基于所述不同增益值的數(shù)目、所述范圍內(nèi)的所述最大增益值和所述最小增益值來(lái)確定所述范圍內(nèi)的每一增益值。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中基于所述所接收信號(hào)的信噪比SNR和方差來(lái)確定所述范圍內(nèi)的所述不同增益值的數(shù)目。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中確定所述增益值的范圍包括 從所述所接收信號(hào)的一個(gè)周期到另一周期以指數(shù)方式掃描增益值直到所述所產(chǎn)生輸出信號(hào)等于零為止。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中確定所述增益值的范圍包括 基于所述所接收信號(hào)確定所述最小增益值；以及 基于所述最小增益值和經(jīng)界定常數(shù)來(lái)確定所述最大增益值。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中將所述增益值應(yīng)用于所述所接收信號(hào)包括 針對(duì)所述所接收信號(hào)的每一脈沖應(yīng)用所述增益值中的一者以產(chǎn)生經(jīng)放大的所接收信號(hào)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其進(jìn)一步包括 執(zhí)行所述經(jīng)放大的所接收信號(hào)的一位量化。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中將用于每一增益值的所述概率向量的元素計(jì)算為用于每一增益值的所述二進(jìn)制矩陣的列的平均值。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中產(chǎn)生所述輸出信號(hào)包括線性地組合所述概率向量。
10.一種用于無(wú)線通信的設(shè)備，其包括 接收器，其經(jīng)配置以接收經(jīng)由無(wú)線信道發(fā)射的信號(hào)，其中所述信號(hào)包括脈沖序列；放大器，其經(jīng)配置以將增益值應(yīng)用于所述脈沖以獲得用于每一增益值的二進(jìn)制矩陣；第一產(chǎn)生器，其經(jīng)配置以使用針對(duì)每一增益值獲得的所述二進(jìn)制矩陣產(chǎn)生用于所述增益值的概率向量；以及 第二產(chǎn)生器，其經(jīng)配置以使用所述概率向量產(chǎn)生輸出信號(hào)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其進(jìn)一步包括 第一處理器，其經(jīng)配置以確定所述增益值的范圍； 第二處理器，其經(jīng)配置以基于所述范圍內(nèi)的所述增益值的最大增益值與最小增益值的比率來(lái)確定所述范圍內(nèi)的不同增益值的數(shù)目；以及 第三處理器，其經(jīng)配置以基于所述不同增益值的數(shù)目、所述范圍內(nèi)的所述最大增益值和所述最小增益值來(lái)確定所述范圍內(nèi)的每一增益值。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其中所述范圍內(nèi)的所述不同增益值的數(shù)目是基于所述所接收信號(hào)的信噪比SNR和方差來(lái)確定。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其中所述經(jīng)配置以確定所述增益值的范圍的第一處理器包括 電路，其經(jīng)配置以從所述所接收信號(hào)的一個(gè)周期到另一周期以指數(shù)方式掃描增益值直到所述所產(chǎn)生輸出信號(hào)等于零為止。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其中所述經(jīng)配置以確定所述增益值的范圍的第一處理器包括 第一電路，其經(jīng)配置以基于所述所接收信號(hào)確定所述最小增益值；以及 第二電路，其經(jīng)配置以基于所述最小增益值和經(jīng)界定常數(shù)來(lái)確定所述最大增益值。
15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其中所述經(jīng)配置以將所述增益值應(yīng)用于所述所接收信號(hào)的放大器包括 電路，其經(jīng)配置以針對(duì)所述所接收信號(hào)的每一脈沖應(yīng)用所述增益值中的一者以產(chǎn)生經(jīng)放大的所接收信號(hào)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的設(shè)備，其進(jìn)一步包括 量化器，其經(jīng)配置以執(zhí)行所述經(jīng)放大的所接收信號(hào)的一位量化。
17.根據(jù)權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其中用于每一增益值的所述概率向量的元素被計(jì)算為用于每一增益值的所述二進(jìn)制矩陣的列的平均值。
18.根據(jù)權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其中所述經(jīng)配置以產(chǎn)生所述輸出信號(hào)的第二產(chǎn)生器包括經(jīng)配置以線性地組合所述概率向量的組合器。
19.一種用于無(wú)線通信的設(shè)備，其包括 用于接收經(jīng)由無(wú)線信道發(fā)射的信號(hào)的裝置，其中所述信號(hào)包括脈沖序列； 用于將增益值應(yīng)用于所述脈沖以獲得用于每一增益值的二進(jìn)制矩陣的裝置； 用于使用針對(duì)每一增益值獲得的所述二進(jìn)制矩陣產(chǎn)生用于所述增益值的概率向量的裝置；以及 用于使用所述概率向量產(chǎn)生輸出信號(hào)的裝置。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的設(shè)備，其進(jìn)一步包括 用于確定所述增益值的范圍的裝置； 用于基于所述范圍內(nèi)的所述增益值的最大增益值與最小增益值的比率來(lái)確定所述范圍內(nèi)的不同增益值的數(shù)目的裝置；以及 用于基于所述不同增益值的數(shù)目、所述范圍內(nèi)的所述最大增益值和所述最小增益值來(lái)確定所述范圍內(nèi)的每一增益值的裝置。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的設(shè)備，其中所述范圍內(nèi)的所述不同增益值的數(shù)目是基于所述所接收信號(hào)的信噪比SNR和方差來(lái)確定。
22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的設(shè)備，其中所述用于確定所述增益值的范圍的裝置包括 用于從所述所接收信號(hào)的一個(gè)周期到另一周期以指數(shù)方式掃描增益值直到所述所產(chǎn)生輸出信號(hào)等于零為止的裝置。
23.根據(jù)權(quán)利要求20所述的設(shè)備，其中所述用于確定所述增益值的范圍的裝置包括用于基于所述所接收信號(hào)確定所述最小增益值的裝置；以及 用于基于所述最小增益值和經(jīng)界定常數(shù)來(lái)確定所述最大增益值的裝置。
24.根據(jù)權(quán)利要求19所述的設(shè)備，其中所述用于將所述增益值應(yīng)用于所述所接收信號(hào)的裝置包括 用于針對(duì)所述所接收信號(hào)的每一脈沖應(yīng)用所述增益值中的一者以產(chǎn)生經(jīng)放大的所接收信號(hào)的裝置。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的設(shè)備，其進(jìn)一步包括 用于執(zhí)行所述經(jīng)放大的所接收信號(hào)的一位量化的裝置。
26.根據(jù)權(quán)利要求19所述的設(shè)備，其中用于每一增益值的所述概率向量的元素被計(jì)算為用于每一增益值的所述二進(jìn)制矩陣的列的平均值。
27.根據(jù)權(quán)利要求19所述的設(shè)備，其中所述用于產(chǎn)生所述輸出信號(hào)的裝置包括用于線性地組合所述概率向量的裝置。
28.一種用于無(wú)線通信的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其包括包含指令的計(jì)算機(jī)可讀媒體，所述指令可執(zhí)行以 接收經(jīng)由無(wú)線信道發(fā)射的信號(hào)，其中所述信號(hào)包括脈沖序列； 將增益值應(yīng)用于所述脈沖以獲得用于每一增益值的二進(jìn)制矩陣； 使用針對(duì)每一增益值獲得的所述二進(jìn)制矩陣產(chǎn)生用于所述增益值的概率向量；以及 使用所述概率向量產(chǎn)生輸出信號(hào)。
29.—種頭戴式耳機(jī),其包括 接收器，其經(jīng)配置以接收經(jīng)由無(wú)線信道發(fā)射的信號(hào)，其中所述信號(hào)包括脈沖序列；放大器，其經(jīng)配置以將增益值應(yīng)用于所述脈沖以獲得用于每一增益值的二進(jìn)制矩陣；第一產(chǎn)生器，其經(jīng)配置以使用針對(duì)每一增益值獲得的所述二進(jìn)制矩陣產(chǎn)生用于所述增益值的概率向量； 第二產(chǎn)生器，其經(jīng)配置以使用所述概率向量產(chǎn)生輸出信號(hào)；以及 變換器，其經(jīng)配置以基于所述所產(chǎn)生輸出信號(hào)來(lái)提供音頻輸出。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于通過(guò)使用一位信號(hào)測(cè)量值來(lái)模擬所接收脈沖信號(hào)的N位均勻量化的方法和設(shè)備，所述方法包括接收經(jīng)由無(wú)線信道發(fā)射的信號(hào)，其中所述信號(hào)包括脈沖序列；將增益值應(yīng)用于所述脈沖以獲得用于每一增益值的二進(jìn)制矩陣；使用針對(duì)每一增益值獲得的所述二進(jìn)制矩陣產(chǎn)生用于所述增益值的概率向量；以及使用所述概率向量產(chǎn)生輸出信號(hào)。
文檔編號(hào)H04B1/7163GK102714519SQ201080043749
公開(kāi)日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2010年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月30日
發(fā)明者彼得魯·克里斯蒂安·布迪安尤, 揚(yáng)·巴博坦 申請(qǐng)人:高通股份有限公司