專利名稱：表控制的調(diào)制信號產(chǎn)生的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及信號處理，尤其涉及π/4-差分編碼的四相移相鍵控(π/4-DQPSK)調(diào)制。


圖1表示編碼和調(diào)制語音相關(guān)的聲頻信號的普通數(shù)字系統(tǒng)100的方框圖，采用π/4-DQPSK進行傳輸。如圖1所示，模數(shù)轉(zhuǎn)換器102數(shù)字化輸入信號，語音編碼器104編碼此數(shù)字化流，信道編碼器106給編碼的數(shù)據(jù)添加冗余位，數(shù)字復(fù)用器108隔行掃描(interleave)編碼的數(shù)據(jù)(能使接收機在傳輸?shù)男盘栔写嬖谕话l(fā)差錯情況下完成差錯糾正)，和調(diào)制器110對隔行數(shù)據(jù)流中的雙位(即，位對)施加π/4-DQPSK調(diào)制，以產(chǎn)生對應(yīng)于調(diào)制信號中同相部分(或?qū)嵅?和正交相位部分(或虛部)的多位數(shù)字值DI和DQ。這兩個數(shù)字流DI和DQ由數(shù)模(D/A)轉(zhuǎn)換器112轉(zhuǎn)換成模擬信號，然后由低通濾波器114濾波此模擬信號，以產(chǎn)生對應(yīng)于調(diào)制信號中同相部分和正交相位部分的兩個模擬輸出信號AI和AQ。
在π/4-DQPSK調(diào)制中，用(y,x)表示的輸入雙位流轉(zhuǎn)換成調(diào)制的復(fù)數(shù)值輸出流I+jQ，其中I是每個復(fù)數(shù)值的同相部分或?qū)嵅浚琎是每個復(fù)數(shù)值的正交相位部分或虛部。在典型的數(shù)字設(shè)備中，這個轉(zhuǎn)換過程涉及到把計算繁重的有限脈沖響應(yīng)(FIR)濾波器應(yīng)用于附加取樣的數(shù)據(jù)流，以產(chǎn)生一連串附加取樣的內(nèi)插復(fù)數(shù)值。轉(zhuǎn)換過程中附加取樣的程序往往受到實施此調(diào)制方案的處理器有限能力的限制。因此，調(diào)制信號中失真電平可能高于所要求的。采用較昂貴的處理器能夠獲得較小的失真，這種處理器具有對付較高附加取樣程度的處理能力。
本發(fā)明的目的是一種調(diào)制方案(例如π/4-DQPSK)，這種調(diào)制方案大大地簡化了輸入數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成調(diào)制信號中涉及的實時計算。所以，對于一個給定的處理器，本發(fā)明的調(diào)制方案能夠?qū)嵤┹^高程度的附加取樣，因此提供了比普通π/4-DQPSK調(diào)制方案較小失真的調(diào)制信號，而不必采用較昂貴的處理器。
按照一個實施例，本發(fā)明是一個從輸入數(shù)據(jù)流中產(chǎn)生基于相位的調(diào)制信號方法。在基于相位的調(diào)制方案中，把信息編碼成調(diào)制信號內(nèi)的相位變化。從輸入數(shù)據(jù)流的位集合中產(chǎn)生狀態(tài)變量，利用狀態(tài)變量產(chǎn)生地址指針。利用地址指針從存儲器中檢索對應(yīng)于濾波器輸出的預(yù)計算值，把加法/減法運算應(yīng)用于預(yù)計算值以產(chǎn)生調(diào)制信號。利用預(yù)計算的濾波器輸出值減小計算負(fù)荷，從而對于一個給定的處理器允許有較高程度的附加取樣。
在另一個實施例中，完成差分狀態(tài)編碼以便從輸入數(shù)據(jù)流的位集合中產(chǎn)生狀態(tài)變量，完成樣本產(chǎn)生以便從調(diào)制信號中產(chǎn)生狀態(tài)變量。樣本產(chǎn)生包括以下步驟(1)利用狀態(tài)變量更新寄存器(2)根據(jù)寄存器中的值產(chǎn)生查閱表地址；(3)利用查閱表地址從存儲器中檢索對應(yīng)于濾波器輸出的預(yù)計算值；和(4)把加法/減法運算應(yīng)用于預(yù)計算值以產(chǎn)生調(diào)制信號。
按照又一個實施例，本發(fā)明是一個有調(diào)制器的集成電路，用于從輸入數(shù)據(jù)流中產(chǎn)生基于相位的調(diào)制信號。此電路包括(a)差分狀態(tài)編碼器，適合于從輸入數(shù)據(jù)流的位集合中產(chǎn)生狀態(tài)變量，和(b)樣本發(fā)生器，適合于從狀態(tài)變量中產(chǎn)生調(diào)制信號。樣本發(fā)生器包括(1)寄存器，利用狀態(tài)變量更新寄存器值，寄存器值用于產(chǎn)生查閱表地址，以便從存儲器中檢索對應(yīng)于濾波器輸出的預(yù)計算值，和(2)加法/減法運算器，適合于從預(yù)計算值中產(chǎn)生調(diào)制信號。
從以下的詳細(xì)描述，所附權(quán)利要求書和附圖中，本發(fā)明的其他方面，特征和優(yōu)點會變得更加顯而易見，這些附圖是圖1表示編碼和調(diào)制語音信號的普通數(shù)字系統(tǒng)方框圖，采用π/4-DQPSK調(diào)制進行傳輸；圖2表示按照本發(fā)明一個實施例的π/4-DQPSK調(diào)制器方框圖；圖3表示π/4-DQPSK調(diào)制中符號群的星座圖4表示把一個16-系數(shù)FIR濾波器應(yīng)用于一列連續(xù)時間間隔的輸入符號流的星座圖；和圖5表示圖2的調(diào)制器中樣本發(fā)生器的硬件電路設(shè)備示意圖。
圖2表示按照本發(fā)明一個實施例的π/4-DQPSK調(diào)制器200方框圖。調(diào)制器200可以用在數(shù)字系統(tǒng)中調(diào)制信號，例如，調(diào)制語音信號。因此，調(diào)制器200可用于替代圖1系統(tǒng)100中的普通數(shù)字調(diào)制器110。由于調(diào)制器200完成數(shù)字處理，它可以在一個適當(dāng)?shù)奶幚砥脚_上用軟件，固件，硬件，或其組合加以實現(xiàn)，例如，通用微處理機，現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)，數(shù)字信號處理器(DSP)，或?qū)Ｓ眉呻娐?ASIC)。
調(diào)制器200包括差分狀態(tài)編碼器202和復(fù)數(shù)樣本發(fā)生器204。編碼器202利用每個輸入雙位(y,x)以更新用三個二進制數(shù)(BE,BQ,BI)表示的狀態(tài)變量，其中BE位識別雙位在π/4-DQPSK星座中究竟是偶符號或奇符號，BI位和BQ位分別對應(yīng)于同相信號I和正交相位信號Q。雙位是從串行位流中轉(zhuǎn)換成的，從串行流的位1開始。x位是奇數(shù)位，y位是偶數(shù)位。樣本發(fā)生器204利用狀態(tài)變量(BE,BQ,BI)的歷史產(chǎn)生多位數(shù)字復(fù)數(shù)樣本DI+jDQ，其取樣率是符號率的倍數(shù)(即，附加取樣)。樣本發(fā)生器204利用狀態(tài)變量的歷史和時鐘信號作為地址，以檢索存儲在存儲器裝置206(例如，只讀存儲器或ROM)中一個或多個查閱表內(nèi)預(yù)計算的濾波器輸出值。于是，通過對檢索的值完成四個加法功能，樣本發(fā)生器204產(chǎn)生數(shù)字復(fù)數(shù)樣本。樣本發(fā)生器中的運算完成對應(yīng)于內(nèi)插和低通濾波的功能。所用的濾波器是一個滾降因子為0.35的平方根上升余弦濾波器，作為一個有限脈沖響應(yīng)(FIR)濾波器。
差分狀態(tài)編碼在π/4-DQPSK調(diào)制中，每個雙位(y,x)模式確定符號間隔處的數(shù)字復(fù)數(shù)樣本I(n)+jQ(n)的相位變化，在此文件中數(shù)字復(fù)數(shù)樣本稱為符號樣本。表Ⅰ規(guī)定相位變化值。
符號樣本I(n)+jQ(n)在復(fù)平面內(nèi)的運動受輸入雙位流的控制。然而，符號樣本的蹤跡并不占滿整個復(fù)平面，而只有圖3中標(biāo)記為S0,S1,…S7八個點。例如，在時刻n，符號樣本可能在點S4。若新的雙位(y,x)=(0,1)，在時刻n+1符號樣本就在點S3,其相位變化為3π/4。而且，符號樣本交替地在奇符號組(即，S0,S1,S2，和S3)與偶符號組(即，S4,S5,S6和S7)之間移動。
表Ⅱ中所示點S0,S1,…S7的值是這樣選的，它們能夠有效地用三個二進制變量(BE,BQ,BI)表示，這就可以給濾波器的輸出構(gòu)造簡潔的查閱表。偶符號的復(fù)數(shù)值可以按照如下公式(1)寫出(I+jQ)EVEN=12[(-1)BI+j(-1)BQ]----(1)]]>其中
和
表Ⅲ列出輸入數(shù)據(jù)流中每個可能的連續(xù)雙位組合的狀態(tài)變量(BE,BQ,BI)之間關(guān)系，其中以前的雙位稱之為舊雙位，當(dāng)前的雙位稱之為新雙位。
樣本產(chǎn)生樣本發(fā)生器204以附加取樣率把差分狀態(tài)編碼器202產(chǎn)生的狀態(tài)變量(BE,BQ,BI)轉(zhuǎn)換成一連串?dāng)?shù)字復(fù)數(shù)樣本DI+jDQ,其中DI和DQ分別對應(yīng)于同相部分(實部)和正交相位部分(虛部)。利用滾降因子為0.35的FIR平方根上升余弦濾波器，樣本發(fā)生器204內(nèi)插符號樣本流到一連串?dāng)?shù)字復(fù)數(shù)樣本中。
作為應(yīng)用到偶和奇符號流的多相濾波器實現(xiàn)的FIR濾波器圖4表示圖3樣本發(fā)生器204中的一個內(nèi)插過程實例。令x1,x2,x3,…代表要以四倍符號率轉(zhuǎn)換成一連串樣本的符號樣本。注意，圖4中圖形(A)表示，為了便于說明，x1,x2,…是實數(shù)。令x1,x3,x5,…是奇符號，x2,x4,x6,…是偶符號。FIR濾波器有16個系數(shù)的長度。為了內(nèi)插符號樣本，有0值的三個樣本插入在每個相繼符號樣本對之間。生成附加取樣的樣本流在圖形(A)中表示。
在每個時間間隔n，具有系數(shù)(f1,f2,…,f16)的FIR濾波器加到圖形(A)附加取樣符號流的相應(yīng)部分。例如，圖形(B)對應(yīng)于在時刻n=15加16-系數(shù)FIR濾波器，圖形(C)對應(yīng)于在時刻n=16加16-系數(shù)FIR濾波器，等等。在時刻n=15,FIR濾波器的輸出FOUT由以下公式(9)給出FOUT(n-15)=f16·x1+f12·x2+f8·x3+f4·x4,(9)其中在內(nèi)插的符號流中另外12個FIR系數(shù)乘以零。把奇符號x1和x3與偶符號x2和x4進行組合，公式(9)變成FOUT(n-15)=(f16·x1+f8·x3)+(f12x2+f4·x4), (10)多相濾波器(f16,f8)加到奇符號(x1,x3)，和多相濾波器(f12,f4)加到偶符號(x2,x4)。類似地，在時刻n=16，轉(zhuǎn)換的輸出由以下公式給出FOUT(n-16)=f13·x2+f9·x3+f5·x4+f1·x5, (11)它可以重新安排成如下的奇部分和偶部分FOUT(n-16)=(f9·x3+f1·x5)+(f13·x2+f5·x4), (12)多相濾波器(f9,f1)加到奇符號(x3,x5)，多相濾波器(f13,f5)加到偶符號(x2,x4)。重復(fù)這個過程表明，雖然不同的濾波器是在不同的時刻加上的，奇符號和偶符號都通過以下八個多相濾波器的相同序列(f9,f1),(f10,f2),(f11,f3),(f12,f4),(f13,f5),(f14,f6),(f15,f7),(f16,f8)。這個方法是，把奇符號和偶符號當(dāng)作兩個分開的樣本流，把多相濾波器加到特定的序列中。
對于每個時間周期n，能夠產(chǎn)生安排成偶部分和奇部分的類似公式。這些公式展示一般的原理，F(xiàn)IR濾波器加到符號流中可以這樣實現(xiàn)把符號流分成奇符號流和偶符號流，多相濾波器加到奇符號流和偶符號流中，然后，組合多相濾波器的輸出以產(chǎn)生FIR濾波器的輸出。
偶符號表示再參照表Ⅱ，對于偶符號S4,S5,S6，和S7，復(fù)數(shù)值(I+jQ)EVEN的實部I和虛部Q是
或
。這個二值情況就可以按照如下公式(13)把偶符號的復(fù)數(shù)值表示成偶符號的二值狀態(tài)變量BI和BQ(I+jQ)EVEN=12[(-1)BI+j(-1)BQ]----(13)]]>注意
和
加到偶符號流的多相濾波器是用一組N個多相濾波器系數(shù){c(0),c(1),…,c(N-1)}表示。偶符號輸入的多相濾波器輸出是由如下公式(16)表示DEL(n)·jDEQ(n)·Σk=0N-1[I(n-k)+jQ(n-k)]EVEN·c(k)]]>·[Σk=0N-1(-1)BI(m-k)·(c(k)2)]·j[Σk=0N-1(-1)BQ(m-k)·(c(k)2)]]]>(16)其中n是附加取樣數(shù)據(jù)流的時間點指數(shù)，[I(n)+jQ(n)]EVEN是對應(yīng)于偶符號的復(fù)數(shù)符號樣本。
根據(jù)公式(14)和(15)的關(guān)系，公式(16)中DEI(n)和DEQ(n)的值是±c(0)2,±c(1)2,···,±c(N-1)2]]>諸項之和，其中正號或負(fù)號取決于BI(n-k)和BQ(n-k)的值。對于一個有N個系數(shù)的多相濾波器，就有2N個不同的BI(n-k)和BQ(n-k)可能組合，因而有2N個相應(yīng)的DEI(n)和DEQ(n)值。
按照本發(fā)明，2N個DEI(n)和DEQ(n)值是預(yù)先計算出的，存儲在圖2存儲器206的查閱表中，供樣本發(fā)生器204使用。在一個實施例中，預(yù)計算的值存儲在存儲器206中，而使查閱表地址是根據(jù)2N個不同的BI(n-k)和BQ(n-k)組合的二值模式。尤其是，地址指針AEI(n)是用于查找DEI(n)的預(yù)計算值，按照如下的公式(17)，其中地址指針AEI(n)是由偶符號流狀態(tài)變量BI的N個最近值所確定AEI(n)=[BI(n),BI(n-1),…,BI(n-N+1)]EVEN(17)類似地，地址指針AEQ(n)是用于查找DEQ(n)的預(yù)計算值，按照如下的公式(18)，其中地址指針AEQ(n)是由偶符號流狀態(tài)變量BQ的N個最近值所確定AEQ(n)=[BQ(n),BQ(n-1),…,BQ(n-N+1)]EVEN(18)不是對每個新符號實時地(即，在實際的濾波過程期間)完成公式(16)的計算，樣本發(fā)生器204只是更新為地址指針AEI(n)和AEQ(n)保持的地址緩沖器(例如，先進先出移位寄存器)，利用這些地址指針從查閱表存儲器206中分別檢索DEI(n)和DEQ(n)相應(yīng)的預(yù)計算值。
奇符號表示如圖3所示，偶符號與奇符號相差45°。因此，對應(yīng)于奇符號的復(fù)數(shù)符號樣本可以把對應(yīng)于偶符號的復(fù)數(shù)符號樣本旋轉(zhuǎn)-45°來表示，即，旋轉(zhuǎn)-π/4弧度，如以下公式(19)所示(I+JQ)ODD=(I+JQ)EVEN·e-jπ/4(19)把公式(13)代入公式(19)得到如下公式(20)(I+jQ)ODD=12[(-1)BI+j(-1)BQ]·e-jπ/4----(20)]]>把公式(20)中的指數(shù)項展開得到如下公式(21)(I+jQ)ODD=12[(-1)BI+j(-1)BQ]·(1-j)----(21)]]>加到奇符號流的多相濾波器是用一組多相濾波器系數(shù){d(0),d(1),…d(N-1)}表示。奇符號輸入的多相濾波器輸出是用如下的公式(22)表示Σk=0N-1[I(n-k)+jQ(n-k)]ODD·d(k)----(22)]]>其中n是附加取樣數(shù)據(jù)的時間點指數(shù)，[I(n)+jQ(n)]ODD是對應(yīng)于奇符號的復(fù)數(shù)符號樣本。
把公式(21)代入公式(22)得到如下公式(23)Σk=0N-112[(-1)BI(m-k)+j(-1)BQ(m-k)]·(1-j)·d(k)----(23)]]>重新安排(23)得到如下公式(24)([Σk=0N-1(-1)BI(n-k)·(d(k)2)]·j[Σk=0N-1(-1)BQ(m-k)·(d(k)2)])·(I-j)----(24)]]>按照如下的公式(25)和(26)，令DOI(n)和DOQ(n)代表公式(24)中括號內(nèi)的實部和虛部DOI(n)-Σk=0N-1(-1)BI(m-k)·(d(k)2)----(25)]]>和DOQ(n)·Σk=0N-1(-1)BQ(n-k)·(d(k)2)----(26)]]>假設(shè)偶符號和奇符號的多相濾波器有相同的系數(shù)，公式(25)和(26)中DOI(n)和DOQ(n)的表達式與公式(16)中DEI(n)和DEQ(n)的表達式相差
把公式(25)和(26)代入公式(24)，再重新安排各項，得到如下奇符號輸入的多相濾波器輸出的公式(27)(DOI(n)+j·DOQ(n))·(1-j)-(DOQ(n)+DOI(n))+j·(DOQ(n)-DOI(n))(27)因此，F(xiàn)IR濾波器輸出的實部是DOQ(n)與DOI(n)之和，F(xiàn)IR濾波器輸出的虛部是DOQ(n)與DOQ(n)之差。
如同公式(16)中DEI(n)和DEQ(n)的情況一樣，公式(25)和(26)中有2N個不同的BI(n-k)和BQ(n-k)組合，因而有2N個相應(yīng)的DOI(n)和DOQ(n)值。這些2N個值可以預(yù)計算出，并存儲在存儲器206的查閱表中，樣本發(fā)生器204能夠在實時信號處理期間檢索正確的值。如同以前一樣，在一個實施例中，預(yù)計算出的值存儲在存儲器206中，而使地址是根據(jù)2N個不同的BI(n-k)和BQ(n-k)組合的二值模式。尤其是，地址指針AOI(n)是用于查找DOI(n)的預(yù)計算值，按照如下的公式(28)，其中地址指針AOI(n)是由奇符號流狀態(tài)變量BI的N個最近值所確定AOI(n)=[BI(n),BI(n-1),…,BI(n-N+1)]EVEN(28)類似地，地址指針AOQ(n)是用于查找DOQ(n)的預(yù)計算值，按照如下的公式(29)其中地址指針AOQ(n)是由偶符號流狀態(tài)變量BQ的N個最近值所確定AOQ(n)=[BQ(n),BQ(n-1),…,BQ(n-N+1)]EVEN(29)取決于存儲器空間與處理時間之間的折衷，樣本發(fā)生器204能夠訪問奇符號流唯一的查閱表，或訪問偶符號流所用同一個查閱表，然后調(diào)整偶符號項與奇符號項之間的
因子值。若處理速度比存儲器使用更重要，每個濾波器訪問其自己的具有2N個項目的預(yù)計算的查閱表。
組合多相濾波器輸出
2N-系數(shù)FIR濾波器的輸出(DI(n)+jDQ(n))是來自偶符號多相濾波器的輸出(DEI(n)+jDEQ(n))與來自奇符號多相濾波器的輸出((DOQ(n)+DOI(n)+j(DOQ(n)-DOI(n)))之和，如以下公式(30)和(31)所表示的DI(n)=DEI(n)+DOQ(n)+DOI(n)(30)和DQ(n)=DEQ(n)+DOQ(n)-DOI(n)(31)如以前幾節(jié)所描述的，對于每個附加取樣符號，樣本發(fā)生器204的整個處理可以通過以下步驟實現(xiàn)(1)更新四個移位寄存器(根據(jù)公式(17),(18),(28)，和(29)),(2)從存儲器檢索四個預(yù)計算值(根據(jù)移位寄存器中的地址)和(3)完成三個加法/減法功能(根據(jù)公式(30)和(31))。
由于涉及到簡單的運算，對于一個給定的處理平臺，本發(fā)明應(yīng)該比常規(guī)方法能夠支持更大的附加取樣率，其中當(dāng)調(diào)制信號時，實時地完成FIR濾波器計算。例如，在輸入數(shù)據(jù)流包含每秒24.3K雙位(即，每秒24,300雙位)的應(yīng)用中，32樣本/符號的附加取樣率導(dǎo)致含每秒777.6K樣本的調(diào)制信號。典型的現(xiàn)場可編程門陣列能夠支持64樣本/符號的附加取樣率。因此，可以大大地減少調(diào)制信號中的失真。
樣本發(fā)生器電路圖5表示按照本發(fā)明一個實施例部分的集成電路500示意圖，對應(yīng)于圖2中樣本發(fā)生器204和存儲器206相對低成本的硬件設(shè)施。電路500是基于32樣本/符號的附加取樣率，低通FIR濾波器有滾降因子為0.35的平方根上升余弦響應(yīng)。電路500有兩個1∶2多路分解器502和504，四個13位寄存器506-512，和四個加法器514-520，而存儲器206有兩個8千字節(jié)ROM。在每個寄存器506-512內(nèi)，位A0-A4是由時鐘信號控制，時鐘信號是根據(jù)圖5指定的輸出樣本率FS，位A5與狀態(tài)變量BE相聯(lián)系，位A6硬連線到高電平(例如+5V)或低電平(例如，GND)，位A7-A12的功能是移位寄存器，其中在位A12處進入，在位A7處出去。
由于圖2的差分狀態(tài)編碼器202產(chǎn)生輸入數(shù)據(jù)流中偶符號和奇符號的三個狀態(tài)變量(BE,BQ,BI)，偶符號的BI值加到寄存器506的移位寄存器SREI，奇符號的BI值加到寄存器508的移位寄存器SROI，偶符號的BQ值加到寄存器510的移位寄存器SREQ，奇符號的BQ值加到寄存器512的移位寄存器SROQ。BI值和BQ值加到移位寄存器是由多路分解器502和504控制，這兩個多路分解器作為開關(guān)是由狀態(tài)變量BE控制，它指出當(dāng)前的符號是偶符號或奇符號。
每次在輸入數(shù)據(jù)流中遇到一個新符號，兩個移位寄存器被更新-或偶符號的SREI和SREQ，或奇符號的SROI和SROQ。時鐘信號與輸入數(shù)據(jù)流中的每個符號同步，因而，每當(dāng)遇到一個新符號和兩個移位寄存器被更新時，位A0-A4中的值都為0。這5位按照它們的時鐘信號進行切換，在輸入數(shù)據(jù)流中遇到下一個符號之前，位A0-A4中的值以二進制增量從全部為0變到全部為1。
在基于樣本率Fs的每個時鐘周期，兩個寄存器(例如，或寄存器506和508，或寄存器510和512)中的13位值用作查閱表地址，以便從兩個8千字節(jié)ROM的存儲器206中檢索數(shù)據(jù)。因此，對于數(shù)據(jù)流中每個符號，給每個移位寄存器中存儲的每個位集合完成25或32次不同的表查找。A6位硬連線的或高或低保證正確的數(shù)據(jù)被檢索，其中位A6高對應(yīng)于利用偶符號公式(16)的預(yù)計算值，位A6低對應(yīng)于利用奇符號公式(25)和(26)的預(yù)計算值。
然后，按照公式(30)和(31)由加法器514-520對從查閱表中檢索的值進行組合，以產(chǎn)生樣本發(fā)生器204的輸出DI和DQ。
圖5的電路500只是本發(fā)明的一個可能的硬件實施辦法，用于特定的32樣本/符號的附加取樣率和FIR濾波器中特定的系數(shù)。對于這種附加取樣率和FIR濾波器，其他的硬件實施辦法也是可能的。此外，本發(fā)明可以用軟件或軟件與硬件的組合來實現(xiàn)。而且，對于其他的FIR濾波器以及包括以樣本率取樣在內(nèi)的其他取樣率，也可以實現(xiàn)本發(fā)明。
雖然本發(fā)明的描述是在符號流的π/4-DQPSK調(diào)制范圍內(nèi)，其中每個符號對應(yīng)于一個雙位，專業(yè)人員明白，本發(fā)明可應(yīng)用于基于相位不是π/4-DQPSK的調(diào)制方案和/或不是2位符號的符號流。
還應(yīng)當(dāng)明白，在不偏離以下權(quán)利要求書表示的原理和范圍條件下，專業(yè)人員可以對為了描述和說明本發(fā)明性質(zhì)的細(xì)節(jié)，材料，和部件安排作各種變化。
權(quán)利要求
1．一種從輸入數(shù)據(jù)流中產(chǎn)生基于相位的調(diào)制信號的方法，包括的步驟有(a)從輸入數(shù)據(jù)流的位集合中產(chǎn)生狀態(tài)變量；(b)利用狀態(tài)變量產(chǎn)生地址指針；(c)利用地址指針從存儲器中檢索對應(yīng)于濾波器輸出的預(yù)計算值；和(d)把加法/減法運算應(yīng)用于預(yù)計算值以產(chǎn)生調(diào)制信號。
2．按照權(quán)利要求1的發(fā)明，其中基于相位的調(diào)制信號是π/4一DQPSK調(diào)制信號，每個位集合是一個雙位。
3．按照權(quán)利要求1的發(fā)明，其中此方法是用軟件實現(xiàn)的。
4．按照權(quán)利要求1的發(fā)明，其中此方法是用硬件實現(xiàn)的。
5．按照權(quán)利要求1的發(fā)明，其中輸入數(shù)據(jù)流是通過數(shù)字化模擬聲頻輸入信號，加語音和信道編碼給數(shù)字化信號，和隔行掃描編碼的信號而產(chǎn)生的；和數(shù)模轉(zhuǎn)換和低通濾波加到調(diào)制信號上。
6．按照權(quán)利要求1的發(fā)明，其中預(yù)計算值對應(yīng)于多相濾波器輸出。
7．按照權(quán)利要求6的發(fā)明，其中輸入數(shù)據(jù)流中的每個位集合對應(yīng)于一個符號；符號流分成偶符號流和奇符號流；和預(yù)計算值對應(yīng)于把多相濾波器分別加到偶符號流和奇符號流上。
8．按照權(quán)利要求1的發(fā)明，其中輸入數(shù)據(jù)流中的每個位集合對應(yīng)于一個符號；和對于輸入數(shù)據(jù)流中的每個符號第一狀態(tài)變量BE識別此符號究竟是偶符號還是奇符號；第二狀態(tài)變量BI對應(yīng)于代表此符號的復(fù)數(shù)值的實部；第三狀態(tài)變量BQ對應(yīng)于此復(fù)數(shù)值的虛部。
9．按照權(quán)利要求8的發(fā)明，其中狀態(tài)變量BEOLD,BIOLD，和BQOLD對應(yīng)于輸入數(shù)據(jù)流中以前的符號；此數(shù)據(jù)流中的新符號對應(yīng)于一個位對(y,x)；當(dāng)新符號是輸入數(shù)據(jù)流中的奇符號時，新符號的第二狀態(tài)變量BINEW是根據(jù)以下公式?jīng)Q定的
及新符號的第三狀態(tài)變量BQNEW是根據(jù)以下公式?jīng)Q定
其中“·”代表邏輯AND運算，“+”代表邏輯OR運算，“上劃線”代表邏輯補。當(dāng)新符號是輸入數(shù)據(jù)流中的偶符號時，新符號的第二狀態(tài)變量BINEW是根據(jù)以下公式?jīng)Q定的BINEW=b及新符號的第三狀態(tài)變量BQNEW是根據(jù)以下公式?jīng)Q定的BQNEW=a
10．按照權(quán)利要求8的發(fā)明，其中符號流分成偶符號流和奇符號流利用偶符號流中符號的第二狀態(tài)變量BI產(chǎn)生第一地址指針AEI(n)；利用偶符號流中符號的第三狀態(tài)變量BQ產(chǎn)生第二地址指針AEQ(n)；利用奇符號流中符號的第二狀態(tài)變量BI產(chǎn)生第三地址指針AOI(n)；利用奇符號流中符號的第三狀態(tài)變量BQ產(chǎn)生第四地址指針AOQ(n)；第一地址指針AEI(n)用于從存儲器中檢索第一預(yù)計算值DEI(n)；第二地址指針AEQ(n)用于從存儲器中檢索第二預(yù)計算值DEQ(n)；第三地址指針AOI(n)用于從存儲器中檢索第三預(yù)計算值DOI(n)；第四地址指針AOQ(n)用于從存儲器中檢索第四預(yù)計算值DOQ(n)；根據(jù)以下公式產(chǎn)生調(diào)制信號的實部DI(n)DI(n)=DEI(n)+DOQ(n)+DOI(n)和根據(jù)以下公式產(chǎn)生調(diào)制信號的虛部DQ(n)DQ(n)=DEQ(n)+DOQ(n)-DOI(n)
11．按照權(quán)利要求10的發(fā)明，其中第一預(yù)計算值DEI(n)是基于以下公式DEI(n)·[Σk-0N-1(-1)RI(m-k)·(c(k)2)];]]>第二預(yù)計算值DEQ(n)是基于以下公式DEQ(n)·[Σk=0N-1(-1)EQ(n-k)·(c(k)2)];]]>第三預(yù)計算值DOI(n)是基于以下公式DOI(n)·Σk=0N-1(-1)BI(m-k)·(d(k)2);]]>第四預(yù)計算值DOQ(n)是基于以下公式DOQ(n)·Σk=0N-1(-1)BQ(n-k)·(d(k)2),]]>其中c(k)和d(k)代表多相濾波器的系數(shù)。
12．按照權(quán)利要求10的發(fā)明，其中，除了是相應(yīng)狀態(tài)變量的函數(shù)以外，地址指針AEI(n),AEQ(n),AOI(n)，和AOQ(n)是利用時鐘信號產(chǎn)生的，以實現(xiàn)輸入數(shù)據(jù)流的附加取樣。
13．一種從輸入數(shù)據(jù)流中產(chǎn)生基于相位的調(diào)制信號的方法，包括的步驟有(a)從輸入數(shù)據(jù)流的位集合中完成差分狀態(tài)編碼以產(chǎn)生狀態(tài)變量；和(b)從狀態(tài)變量中完成樣本產(chǎn)生以產(chǎn)生調(diào)制信號，其中樣本產(chǎn)生包括以下步驟(1)利用狀態(tài)變量更新寄存器；(2)從寄存器中的值產(chǎn)生查閱表地址；(3)利用查閱表地址從存儲器中檢索對應(yīng)于濾波器輸出的預(yù)計算值；和(4)把加法/減法運算應(yīng)用于預(yù)計算值以產(chǎn)生調(diào)制信號。
14．一種有調(diào)制器的集成電路，用于從輸入數(shù)據(jù)流中產(chǎn)生基于相位的調(diào)制信號，包括(a)差分狀態(tài)編碼器，適合于從輸入數(shù)據(jù)流的位集合中產(chǎn)生狀態(tài)變量；和(b)樣本發(fā)生器，適合于從狀態(tài)變量產(chǎn)生調(diào)制信號，其中樣本發(fā)生器包括(1)寄存器，利用狀態(tài)變量更新寄存器值，寄存器值用于產(chǎn)生查閱表地址，以便從存儲器中檢索對應(yīng)于濾波器輸出的預(yù)計算值；和(2)加法/減法運算器，適合于從預(yù)計算值產(chǎn)生調(diào)制信號。
15．按照權(quán)利要求14的發(fā)明，其中基于相位的調(diào)制信號是π/4-DQPSK調(diào)制信號，每個位集合是一個雙位。
16．按照權(quán)利要求14的發(fā)明，其中輸入數(shù)據(jù)流是通過數(shù)字化模擬聲頻輸入信號，加語音和信道編碼給數(shù)字化信號，和隔行掃描編碼的信號而產(chǎn)生的；和數(shù)模轉(zhuǎn)換和低通濾波加到調(diào)制信號上。
17．按照權(quán)利要求14的發(fā)明，其中預(yù)計算值對應(yīng)于多相濾波器輸出。
18．按照權(quán)利要求17的發(fā)明，其中輸入數(shù)據(jù)流中的每個位集合對應(yīng)于一個符號；符號流分成偶符號流和奇符號流；和預(yù)計算值對應(yīng)于把多相濾波器分別加到偶符號流和奇符號流上。
19．按照權(quán)利要求14的發(fā)明，其中輸入數(shù)據(jù)流中的每個位集合對應(yīng)于一個符號；和對于輸入數(shù)據(jù)流中的每個符號第一狀態(tài)變量BE識別此符號究竟是偶符號還是奇符號；第二狀態(tài)變量BI對應(yīng)于代表此符號的復(fù)數(shù)值實部；第三狀態(tài)變量BQ對應(yīng)于此復(fù)數(shù)值的虛部。
20．按照權(quán)利要求19的發(fā)明，其中狀態(tài)變量BEOLD,BIOLD，和BQOLD對應(yīng)于輸入數(shù)據(jù)流中以前的符號；此數(shù)據(jù)流中的新符號對應(yīng)于一個位對(y,x)；當(dāng)新符號是輸入數(shù)據(jù)流中的奇符號時，新符號的第二狀態(tài)變量BINEW是根據(jù)以下公式?jīng)Q定的
及新符號的第三狀態(tài)變量BQNEW是根據(jù)以下公式?jīng)Q定
其中“·”代表邏輯AND運算，“+”代表邏輯OR運算，“上劃線”代表邏輯補。當(dāng)新符號是輸入數(shù)據(jù)流中的偶符號時，新符號的第二狀態(tài)變量BINEW是根據(jù)以下公式?jīng)Q定的BINEW=b及新符號的第三狀態(tài)變量BQNEW是根據(jù)以下公式?jīng)Q定的BQNEW=a
21．按照權(quán)利要求19的發(fā)明，其中符號流分成偶符號流和奇符號流；利用偶符號流中符號的第二狀態(tài)變量BI產(chǎn)生第一地址指針AEI(n)；利用偶符號流中符號的第三狀態(tài)變量BQ產(chǎn)生第二地址指針AEQ(n)；利用奇符號流中符號的第二狀態(tài)變量BI產(chǎn)生第三地址指針AOI(n)；利用奇符號流中符號的第三狀態(tài)變量BQ產(chǎn)生第四地址指針AOQ(n)；第一地址指針AEI(n)用于從存儲器中檢索第一預(yù)計算值DEI(n)；第二地址指針AEQ(n)用于從存儲器中檢索第二預(yù)計算值DEQ(n)；第三地址指針AOI(n)用于從存儲器中檢索第三預(yù)計算值DOI(n)；第四地址指針AOQ(n)用于從存儲器中檢索第四預(yù)計算值DOQ(n)；根據(jù)以下公式產(chǎn)生調(diào)制信號的實部DI(n)DI(n)=DEI(n)+DOQ(n)+DOI(n)和根據(jù)以下公式產(chǎn)生調(diào)制信號的虛部DQ(n)DQ(n)=DEQ(n)+DOQ(n)-DOI(n)
22．按照權(quán)利要求21的發(fā)明，其中第一預(yù)計算值DEI(n)是基于以下公式DEI(n)·[Σk=0N-1(-1)E/(n-k)·(c(k)2)];]]>第二預(yù)計算值DEQ(n)是基于以下公式DEQ(n)·[Σk=0N-1(-1)BQ(n-k)·(c(k)2)];]]>第三預(yù)計算值DOI(n)是基于以下公式DOI(n)·Σk=0N-1(-1)BI(m-k)·(d(k)2);]]>第四預(yù)計算值DOQ(n)是基于以下公式DOQ(n)·Σk=0N-1(-1)BQ(m-k)·(d(k)2),----(20)]]>其中c(k)和d(k)代表多相濾波器的系數(shù)。
23．按照權(quán)利要求21的發(fā)明，其中，除了是相應(yīng)狀態(tài)變量的函數(shù)以外，地址指針AEI(n)，AEQ(n),AOI(n)，和AOQ(n)是利用時鐘信號產(chǎn)生的，以實現(xiàn)輸入數(shù)據(jù)流的附加取樣。
24．按照權(quán)利要求14的發(fā)明，其中樣本發(fā)生器包括不多于四個寄存器和不多于四個加法/減法運算器。
全文摘要
利用依賴于預(yù)計算的濾波器輸出值以減少所需處理的方法，輸入數(shù)據(jù)流中的雙位(即，位對)轉(zhuǎn)換成調(diào)制信號(例如，π/4－DQPSK調(diào)制信號)以產(chǎn)生此調(diào)制信號中每個樣本。預(yù)計算的濾波器輸出值存儲在一個或多個查閱表中，在信號轉(zhuǎn)換期間實時訪問此查閱表以檢索所需要的值。通過大大地減少調(diào)制信號中產(chǎn)生每個復(fù)數(shù)樣本涉及的計算，本發(fā)明可用于減少實施調(diào)制過程的成本和/或增大輸入數(shù)據(jù)流的附加取樣率，從而減小調(diào)制信號中的失真。
文檔編號H04L27/20GK1238623SQ99106329
公開日1999年12月15日 申請日期1999年5月5日 優(yōu)先權(quán)日1998年5月5日
發(fā)明者羅伯特·切林·王 申請人:朗迅科技公司