專利名稱：一種用于直接序列擴頻通信系統(tǒng)的簡化的數(shù)字fir濾波器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明一般涉及到通信系統(tǒng)的領域，具體涉及到一種用來產(chǎn)生直接序列擴頻調(diào)制信號的數(shù)字濾波器。
背景技術：
支持話音和數(shù)據(jù)業(yè)務的數(shù)字無線通信系統(tǒng)正在全世界廣泛應用。例如，美國電信工業(yè)協(xié)會(TIA)以及發(fā)布了被稱為IS-95的暫行標準，它規(guī)定了一種蜂窩擴頻通信系統(tǒng)。
擴頻通信系統(tǒng)被蜂窩系統(tǒng)經(jīng)營商越來越多地采用主要是因為它通過所有用戶同時共享時域和頻域而提供了頻譜效率和簡單的頻率規(guī)劃。由IS-95標準規(guī)定的蜂窩擴頻通信系統(tǒng)采用碼分多址(CDMA)方法通過寬帶射頻(RF)信道傳送話音和數(shù)據(jù)。在日本，按照日本標準JSTD-008規(guī)定了一種類似的擴頻系統(tǒng)。由歐洲電信標準學會規(guī)定的另一種數(shù)字通信標準CSM被認為是移動通信的全球標準(GSM)。然而，GSM采用時分多址(TDMA)方法，與CDMA方法不同，是通過相對的窄帶RF信道來傳送話音和數(shù)據(jù)。
典型的蜂窩擴頻系統(tǒng)采用所謂的“直接序列”擴頻(DS-SS)調(diào)制方法，能夠通過一個公共寬帶RF信道同時向分散的用戶傳輸截然不同的信息信號。按照一種DS-SS調(diào)制方法，直接用對應的擴展碼或序列來調(diào)制具有一種規(guī)定位率的信息信號，產(chǎn)生按照一種規(guī)定的空中接口同時傳輸?shù)恼徽{(diào)制信號。用于每一個信息信號的擴展碼包括按照規(guī)定的片速率發(fā)生的一個“片”序列。例如，IS-95規(guī)定的1.2288Mbits/秒比要發(fā)送的信息信號的位率高得多。同時發(fā)送的信息信號是靠被稱為偽隨機(PN)序列的一種唯一擴展序列來彼此區(qū)別的。為了從同時發(fā)送的其他信息信號當中恢復一個特別發(fā)送的信息信號，例如可以由用戶移動臺上的一個DS-CDMA接收機用本地產(chǎn)生的唯一分配給用戶的PN序列與接收的信號相乘并且對結果積分。這樣，用戶就能識別出給它的信息信號與給其他用戶的信息信號的區(qū)別。常規(guī)的擴展序列是按照規(guī)定的采樣速率采樣并且提供給一個多抽頭數(shù)字FIR濾波器，它在產(chǎn)生擴頻調(diào)制信號之前按照對應的加權系數(shù)來處理各個采樣。
按照有關的現(xiàn)有技術，Dent的美國專利US5,530,722號描述了一種采用平衡的RC濾波器的改進的正交調(diào)制器。按照一種實施方案，分別用I和Q信號的互補和高位率的西格馬-德耳塔表示來驅動平衡的RC濾波器，它們是按照一種連續(xù)的調(diào)制符號從一個查詢表中提取的。按照另一種實施方案，代表西格馬-德耳塔表示的連續(xù)符號的數(shù)量取決于是否會使查詢表過大，所描述的濾波器采用了許多系數(shù)，然后對濾波的值執(zhí)行數(shù)字轉換變成附加采樣的西格馬-德耳塔表示。
Dent的美國專利US5,867,537號還描述了一種根據(jù)連續(xù)的調(diào)制位來產(chǎn)生濾波的I和Q調(diào)制波形的平衡橫向濾波器。連續(xù)的每一個位在一個寄存器中被延遲，并且按照與延遲的位有關的正或負FIR加權系數(shù)將延遲的(或者是反向延遲的位)位提供給一個電阻組合網(wǎng)絡。這一現(xiàn)有技術還公開了一種互補電阻網(wǎng)絡，它采用相反極性的位來產(chǎn)生平衡的I和Q調(diào)制波形。
在Paneth等人的美國專利US4,644,561號描述了另一種現(xiàn)有技術，用來調(diào)制和解調(diào)射頻載波上的多位符號的一種調(diào)制解調(diào)器采用了多相位調(diào)制，例如是16-相位調(diào)制。用一個數(shù)字濾波器產(chǎn)生調(diào)制信號，濾波器的輸出包括交替的同相(I)和正交(Q)以及-I，-Q信號。經(jīng)過D-A轉換之后，用這些交替信號代表一個中間頻率上的調(diào)制信號用做數(shù)字濾波器輸入，該頻率對應于1/4采樣速率。
Paneth專利中描述的數(shù)字濾波器采用一個只讀存儲器(ROM)來存儲從L個連續(xù)調(diào)制符號的一個窗口上取得的預先計算并部分加權的符號之和。從ROM輸出的部分加權和被按順序D-A轉換并且能夠有效地加入后續(xù)的帶通濾波器形成一個完整的加權和。Critchlow等人的美國專利US4,996,697號還描述了對Paneth專利中公開的D-A轉換器波形發(fā)生器系統(tǒng)的輸出進行消隱，以免在傳輸頻譜中混入噪聲。然而，這種方案的缺點之一是需要一個大容量ROM來存儲窗口中所有符號的預先計算的加權和。
IS-95標準為正交調(diào)制之前的I和Q信號規(guī)定了一種48-抽頭FIR濾波器。

圖1表示這樣一種48-抽頭FIR濾波器10，它按照四倍于片速率的采樣速率工作。如圖所示，數(shù)字濾波器10接收用1，0和-1采樣代表的輸入信號采樣。+1和-1采樣分別對應著Boolean“1”和Boolean“0”的片值，而0采樣對應著沒有有效值要傳輸。在本文的說明書中，將+或-采樣統(tǒng)稱為非零采樣。濾波器10包括48個用Z-1代表的存儲器或延遲元件12，它們被連接成一個鏈，按照四倍片速率接收連續(xù)的信號采樣。這種結構用提供給對應的FIR系數(shù)C1到C48的一串1/4片周期的短脈沖激勵濾波器10，從而提供濾波器輸出。這些系數(shù)是用適當?shù)募訖嗑W(wǎng)絡例如是數(shù)字乘法器14實現(xiàn)的。通過一個加法器16加和這種濾波器輸出，產(chǎn)生四倍于片速率的數(shù)字輸出字節(jié)或字。
通常是用一個D-A轉換器18將輸出字轉換成對應的模擬電壓電平。D-A轉換器18的輸出被提供給一個抗混疊濾波器20消除有害成分。如圖所示，用許多連續(xù)的零采樣將脈沖分開，每當?shù)谒膫€采樣就是一個非零采樣，然后是三個零采樣。接著，在出現(xiàn)在一個片周期中的四個采樣中的每一個采樣期間僅僅為濾波器輸出提供12個抽頭。
按照Paneth的專利，以下具體通過四個12-抽頭濾波器來簡化對濾波器10的描述，它們用按照四倍片速率多路復用和解多路復用的輸入和輸出來代替一個48-抽頭濾波器。另外，由于用二進制輸入值驅動的12-抽頭濾波器會產(chǎn)生4096個不同的輸出值，四個4096-單元存儲器件例如是ROM或RAM可以為十二個輸入的所有組合存儲預先計算的加權值的對應表，也就是4×212個值，由此來替代四個12-抽頭濾波器。
四個4096-單元存儲器件還可以組合成一單個16384-單元存儲器件，可以用傳送非零采樣的十二條地址線尋址。按照這種結構，可以用四倍于片速率的一個時鐘速率按照多路分解方式來選擇16384-單元ROM的輸出。為了進一步縮小ROM容量，可以將地址線分成兩條6-位線，用每條6-位線對兩個256-單元(4×64)ROM中的一個尋址。然后可以將兩個256-單元ROM的輸出加在一起獲得濾波器輸出。
然而，還需要進一步降低數(shù)字濾波器的復雜性?？偠灾?，簡化數(shù)字濾波器的優(yōu)點之一是減少功率消耗，特別是在使用有限的電池功率的移動裝置中使用這種濾波器的情況下。由此就需要有一種簡化的數(shù)字濾波器，特別是用來產(chǎn)生直接序列擴頻調(diào)制信號的一種簡化的FIR濾波器。
發(fā)明概述簡而言之，按照本發(fā)明的一方面，利用按每一次預定數(shù)量的非零采樣獲得的時間反轉對稱的脈沖的優(yōu)點來降低產(chǎn)生擴頻信號的數(shù)字濾波器的復雜性，從而將存儲預先計算值的存儲器件的容量縮小一半。按照指定速率接收代表連續(xù)位的數(shù)字信號的許多輸入采樣而產(chǎn)生擴頻調(diào)制信號，按照每個符號周期一個以上采樣的輸出采樣速率產(chǎn)生調(diào)制信號。將連續(xù)的位編組成第一分組位和第二分組位交替施加在存儲器件的第一組地址線上。用來存儲對應著輸入采樣濾波器響應例如是FIR濾波器響應的預先計算值的存儲器件由第一組地址線和第二組不同的地址線的組合來尋址。按照本發(fā)明的這種方法的時間反轉對稱是通過修改提供給第二組地址線的位圖來開發(fā)的，這取決于提供給第一組地址線的是第一分組位還是第二分組位。第二組地址線的位圖對應著每個符號周期一個以上采樣。按照例舉的一個實施例，用一個256單元ROM或(RAM)按照8倍片速率多路復用就能實現(xiàn)本發(fā)明的濾波器。按照另一個實施例，按照16倍片速率使用I和Q多路復用就能用按照16倍片速率訪問的單個256單元ROM或(RAM)實現(xiàn)一個正交數(shù)字濾波器。
按照本發(fā)明的另一方面提供了一種三重輸入信號，為平滑地開始和結束調(diào)制信號的傳輸提供一種手段。傳輸從一個最初包含零值單元的三重輸入寄存器開始。然后在發(fā)送濾波的輸出的同時對非零片值鐘控。為了在完成對最后一個非連續(xù)的零片值的鐘控后停止傳輸，在最后一個片之后對連續(xù)的零值鐘控，同時連續(xù)發(fā)送濾波器輸出。如果三重輸入寄存器組的所有單元中僅僅包含零值，就可以停止傳輸?？梢杂酶鞣N公開的方法來補償使用三重數(shù)字給存儲查詢表的存儲器件地址空間帶來的增加。第一種方法采用二進制邏輯來減少為使用中不會出現(xiàn)的那些數(shù)字組合準備的地址空間。第二種方法包括刪除與使用中不會出現(xiàn)的地址相對應的存儲位置。
附圖簡介圖1表示一種常規(guī)48-抽頭FIR濾波器的框圖。
圖2表示通過將圖1的48-抽頭濾波器分成四個多路復用的12-抽頭濾波器而簡化的一種數(shù)字濾波器的框圖。
圖3表示將圖2中各個濾波器的四個12位寄存器組合成一個寄存器而進一步簡化的一個數(shù)字濾波器的框圖。
圖4表示用四個多路復用的ROM構成圖2的四個12-抽頭濾波器的一個數(shù)字濾波器的框圖。
圖5表示用單個4路16384單元ROM代替圖4中四個多路復用的ROM而進一步簡化的一種數(shù)字濾波器的框圖。
圖6表示用兩個256單元ROM代替圖4中四個多路復用的ROM而進一步簡化的一種數(shù)字濾波器的框圖。
圖7通過一個多路復用的512單元代替圖6的兩個256單元ROM的一種數(shù)字濾波器的框圖。
圖8表示利用本發(fā)明的時間反轉對稱之優(yōu)點來縮小存儲器件容量的一種數(shù)字濾波器的框圖。
圖9表示按照本發(fā)明另一實施例多路復用I和Q輸入的一種正交數(shù)字濾波器的框圖。
圖10表示用三重數(shù)字開始和結束調(diào)制信號傳輸?shù)臄?shù)字濾波器的框圖。
圖11表示用一個量值位和一個符號位代表的圖10的三重數(shù)字。
圖12表示用按照三個三重數(shù)字的組操作的6-5線變換邏輯來縮減圖10所示數(shù)字濾波器中的存儲器件的地址空間。
圖13表示用按照六個三重數(shù)字的組操作的12-8線變換邏輯來縮減圖10所示數(shù)字濾波器中的存儲器件的地址空間。
具體說明如上所述，圖1所示的常規(guī)48-抽頭FIR濾波器是由非零采樣的脈沖來驅動的。由于采樣是按照四倍片速率輸入的，概念值+1或-1的每個非零采樣后面是三個零采樣，直至輸入下一個非零采樣。這種布置用一串1/4片周期脈沖激勵濾波器，脈沖之間的采樣是零。這樣就能按照4倍片速率用一個非零采樣(+/-1)后接三個零采樣來代表脈沖。參見圖1，從圖中可以看出，在第一采樣相位，僅有抽頭1，5，9，13，...45的非零采樣對濾波器輸出起作用。然后在第二采樣相位是抽頭2，6，10，14，....46的非零采樣，接著在第三采樣相位是抽頭3，7，11，15，....47的非零采樣，最后在第四采樣相位是抽頭4，8，12，....48的非零采樣。
參見圖2，第一簡化濾波器22有效地將圖1的48-抽頭濾波器分成了四個12-抽頭濾波器24。這樣就能用各自按照片速率工作的四個12-抽頭濾波器24代替圖1的48-抽頭濾波器。每個濾波器24包括一個12位寄存器16和一個求和裝置28。由于在任何采樣相位下48個抽頭中僅有12個包含非零采樣，求和裝置28僅僅累加12個值，而不是象圖1的加法器16那樣累加48個值。按照這樣的簡化，用系數(shù)C1，C5，C9，...C45對12個非零值加權，并且相加產(chǎn)生在對應著片周期的第一采樣相位期間產(chǎn)生的第一輸出值。在每個片周期中，系數(shù)C2，C6，C10，...C46被用來產(chǎn)生第二輸出值，系數(shù)C3，C7，C11，...C47被用來產(chǎn)生第三輸出值，而系數(shù)C4，C8，C12，...C48被用來產(chǎn)生第四輸出值。
具體地說，通過按照四倍片速率鐘控的輸入多路復用器30傳送輸入片值，在對應的采樣相位中用四個濾波器24依次接收每一個新片。按照四倍片速率對輸入多路復用器30和輸出多路復用器32的同步鐘控，按順序選擇在每個片周期中計算的四個濾波器輸出。參見圖3，用單個寄存器32代替四個寄存器26進一步簡化了圖2的數(shù)字濾波器。這是因為圖2中的每個12位寄存器26包含同樣的12個最后片值。這樣就能用單個12位寄存器32驅動四個12-抽頭濾波器36。如圖所示，這樣就能省去圖2中的輸入多路復用器28。然而仍然需要輸出多路復用器30。
圖3的四個濾波器36各自具有十二個二進制輸入，每一個輸入可以取是兩種狀態(tài)(+1或-1)之一，這樣，總共就有212或4096種狀態(tài)之一。因而就能用由寄存器32的最后十二個輸入位尋址的一個預先計算的表代替各個濾波器36的加權和求和功能。參見圖4，所有可能的4096種輸入狀態(tài)的輸出值被預先計算并存儲在對應的四個ROM38中。按照四倍片速率工作的一個輸出多路復用器40依次從四個ROM38中的選定位置按順序選擇一個輸出值。一個D-A轉換器42將ROM38的數(shù)字輸出轉換成對應的模擬信號。
參見圖5，用一個由第一組12位地址線41尋址的四路16，384單元ROM44代替圖4的四個4096單元ROM38。按照這種布局，按照4×片速率為一個除以4的電路46鐘控來提供第二組二位地址線45就能代替圖4的輸出多路復用器40。接著，除以4的電路46的兩個輸出位按順序采取位圖00，01，10，11，將這些位圖用做最后兩位地址線去選擇由ROM44的哪一個4096單元段產(chǎn)生一個輸出。已經(jīng)有人用一種僅僅基于三個連續(xù)位值的類似的ROM布局來產(chǎn)生在歐洲GSM蜂窩系統(tǒng)中使用的GMSK調(diào)制信號并且已被采納，它是由L.M.Ericsson的一個瑞士公司從1991年起發(fā)售并在該公司制造的GSM蜂窩電話中出售的。
參見圖6，一個濾波器48將12個輸入位分成六位的兩個分組，從而進一步縮小所需存儲器件的容量。例如，前一分組的六位對應著最高有效位(MSB)，而后一分組的六位對應著最低有效位(LSB)。每個六位分組對26或64個位置的四個分組之一尋址，它們存儲著六個加權位值的和。特別是應該注意到圖6，圖中沒有表示位分組的次序，因為可以將存儲在ROM中的值改編成符合輸入位被分成位分組的具體方式。這樣就能用兩個256-單元(即4×64單元)ROM50代替圖4濾波器中的四個4096單元ROM38。通過一個8位加8位加法器52按照四倍片速率將兩個ROM50的輸出所提供的值并行相加。這樣，在圖6中就是將前6個MSB抽頭和后6個LSB抽頭預先求和，并通過加法器52將ROM50的輸出相加而獲得一個12抽頭的和。
參見圖7，濾波器48的另一個實施例是將圖6的兩個256-單元ROM50組合成單個512單元ROM52，可以用第一組和第二組地址線的組合去訪問。與圖6的并行讀出不同，被MSB和LSB位的分組尋址的存儲在對應的6位MSB和LSB寄存器51中的存儲器輸出是通過多路復用器按兩次連續(xù)的讀出操作獲得的。將MSB和LSB位交替提供給ROM52的第一組地址線。按照這種布局，為了組成每個片周期8個讀數(shù)，每四分之一位周期需要有兩個讀數(shù)。這是用一個除以8計數(shù)器54來實現(xiàn)的，它可以為了按照8倍片速率對ROM52尋址而提供由三個額外地址位構成的第二組地址線。如虛線連接所示，用線53上變化最快的地址位選擇多路復用器56的6位輸出。多路復用器56的6位輸出被交替提供給ROM52的第一組地址線。由線53鐘控的一個串行加法器58累加其結果并且提供給D-A轉換器42。在圖7中應該注意到，無論用MSB還是LSB分組對ROM52尋址，提供給第二組地址線(即排除MSB/LSB選擇位)的二位位圖都是相同的。
FIR濾波器的系數(shù)往往呈現(xiàn)時間反轉對稱。按照本發(fā)明的一方面，利用FIR濾波器響應的時間反轉對稱的優(yōu)點，用于存儲預先計算的加權和的存儲器件的容量可以減少一半。由于時間反轉對稱，脈沖響應及其用于由圖7中的第一分組的位尋址的第一采樣相位的對應的存儲值與由第二分組的位尋址的第四采樣相位是相同的。同樣，用于由第一分組的位尋址的第二采樣相位的存儲值與由第二分組的位尋址的第三采樣相位也是相同的。因此，在圖7中，如果為采樣相位“i”提供MSB位，ROM52的輸出與按照反轉順序對采樣相位L-i提供LSB位時是相同的，此處的采樣相位編號是0，1，2...L(例如是4)。按照本發(fā)明的這一方面，圖7中的512單元ROM被容量較小的25 6單元ROM替代，由于FIR脈沖響應的時間反轉對稱，它僅僅存儲ROM5 2中存儲的值的一半。另外還改變了尋址方式，選擇采樣相位L-i而不是相位“i”，以便在各個采樣相位中提供適當?shù)妮敵鲋怠?br> 參見圖8，按照本發(fā)明的數(shù)字濾波器按照具有特定速率也就是數(shù)字信號的片速率的一串輸入位接收代表數(shù)字信號的輸入采樣。按照本發(fā)明，將接收的輸入位編制成第一位分組和第二位分組，以便利用時間反轉對稱的FIR響應。從中可以看出，為了利用本發(fā)明這一方面的時間反轉對稱的優(yōu)點，并不一定要將各位編組成MSB位和LSB位。例如，可以用1，3，5，7，9位構成的第一位分組和12，10，8，6，4，2構成的第二位分組對ROM60的內(nèi)容尋址。在所述的具體實施例中，第一和第二位分組對應著MSB和LSB位。用一個6位多路復用器56交替選擇存儲在寄存器55中的各個位分組。選定的六位分組以嚴格的反轉順序被提供給例如是一個256單元ROM的存儲器60的第一組地址線59。與圖7的ROM52類似，可以用兩組地址線對ROM60尋址第一組地址線和第二組地址線。然而，為了實現(xiàn)時間反轉，需要根據(jù)提供給第一組地址線的是第一還是第二分組的位來修改對應著輸出采樣相位的第二組地址位的位圖。
因此，在例舉的實施例中是一個模-2加XOR電路的地址修改器電路6 2通過補足按照8倍片速率鐘控的由一個除以8計數(shù)器64提供的采樣相位位來修改兩個地址位。計數(shù)器64提供的輸出位b0，b1和b2被提供給地址修改器電路62。在圖8所示的實施例中，如圖所示用位b2對線53執(zhí)行XOR，修改ROM60的第二組地址線。從圖中可以看出，圖8所示的地址修改器電路62是一個例子，本發(fā)明也可以采用其他此類的地址修改器電路來實現(xiàn)時間反轉對稱的邏輯。
參見圖9，濾波器64代表一個正交濾波器，按照本發(fā)明的另一個實施例，它使用圖8的一種修改方案來產(chǎn)生正交擴頻調(diào)制信號。各自由MSB及LSB I-寄存器66和MSB及LSB Q-寄存器68構成的兩組輸入寄存器串行接收“I”和“Q”位。按照這種布局，分別存儲I或Q輸入位的6位MSB或LSB寄存器66或68對應著圖8的寄存器55。濾波器64以16倍片速率交替選擇存儲在寄存器66和68中的I和Q位。與圖8的濾波器類似，一個除以16電路76為一個4路多路復用器78的選擇輸入提供輸出。因此濾波器輸出是通過每一片周期16個讀數(shù)也就是圖8中讀出速率的二倍由一個256單元ROM74產(chǎn)生的。地址修改器電路62為讀出ROM的內(nèi)容而提供修改的地址線，這些地址線的布局吸取了配合著圖8所述的時間反轉對稱的優(yōu)點。
按照這一實施例，濾波器64按照以下次序通過每一片周期16個讀數(shù)對應著“I”和“Q”輸入位交替地計算“I”和“Q”輸出讀出對應著I片數(shù)據(jù)流的前6個最后位的采樣相位1的一個值；讀出對應著I片數(shù)據(jù)流的后6個最后位的采樣相位1的一個值，并且在一個累加器80中累加；輸出累加值I1；讀出對應著Q片數(shù)據(jù)流的前6個最后位的采樣相位1的一個值；讀出對應著Q片數(shù)據(jù)流的后6個最后位的采樣相位1的一個值，并且累加；輸出累加值Q1；讀出對應著I片數(shù)據(jù)流的前6個最后位的采樣相位2的一個值；讀出對應著I片數(shù)據(jù)流的后6個最后位的采樣相位2的一個值，并且累加；輸出累加值I2；讀出對應著Q片數(shù)據(jù)流的前6個最后位的采樣相位2的一個值；讀出對應著Q片數(shù)據(jù)流的后6個最后位的采樣相位2的一個值，并且累加；輸出累加值Q2；讀出對應著I片數(shù)據(jù)流的前6個最后位的采樣相位3的一個值；讀出對應著I片數(shù)據(jù)流的后6個最后位的采樣相位3的一個值，并且累加；輸出累加值I3；讀出對應著Q片數(shù)據(jù)流的前6個最后位的采樣相位3的一個值；讀出對應著Q片數(shù)據(jù)流的后6個最后位的采樣相位3的一個值，并且累加；輸出累加值Q3；讀出對應著I片數(shù)據(jù)流的前6個最后位的采樣相位4的一個值；讀出對應著I片數(shù)據(jù)流的后6個最后位的采樣相位4的一個值，并且累加；輸出累加值I4；讀出對應著Q片數(shù)據(jù)流的前6個最后位的采樣相位4的一個值；讀出對應著Q片數(shù)據(jù)流的后6個最后位的采樣相位4的一個值，并且累加；輸出累加值Q4。
這樣就能用濾波器64按順序產(chǎn)生I1，Q1，I2，Q2，I3，Q3，I4，Q4的值，可以將它們分成I1，I2，I3，I4由一個“I”D-A轉換器(未示出)來轉換，并分成Q1，Q2，Q3，Q4由一個“Q”D-A轉換器(未示出)來轉換。然后進一步平滑“I”和“Q”D-A轉換器的輸出，在用一個正交調(diào)制器(未示出)調(diào)制一個信號之前消除4倍片速率和以上的波動。
在圖8和9所示的濾波器中可以看出，需要濾波的信號始終包括12個非零片值。而這樣就需要考慮在第一位之前和最后已為之后都沒有非零位值時傳輸?shù)拈_始和結束。在這種情況下，可以在開始傳輸時首先加載12個零值，表示在輸入要傳輸?shù)牡谝晃?1或-1值之前的一個“上傾斜”階段中的非傳輸狀態(tài)。同樣，在“下傾斜”階段中，可以通過在最后一個非零片或位值之后加載12個零值來結束傳輸。
圖10表示采用三重數(shù)字T1-T12的一個數(shù)字濾波器79的框圖，將三重數(shù)字裝載在一個輸入寄存器81中，用上傾斜和下傾斜階段實現(xiàn)濾波功能。按照這樣的布局，12位輸入的內(nèi)容包括具有+1，0或-1三態(tài)的三重值。這樣，輸入T1-T12就能產(chǎn)生312種不同狀態(tài)。不需要任何簡化就可以用一個具有4×312單元的用于存儲四個采樣相位的輸出值的組合的存儲器件82實施這種數(shù)字濾波器79。即使將三重輸入分成兩組6個三重數(shù)字也能產(chǎn)生36或729種狀態(tài)，所需的存儲器件比用來存儲圖6濾波器的64個值的存儲器件的容量大10倍以上。
參見圖11，用一個濾波器91實現(xiàn)圖10的濾波器，用存儲在兩個獨立寄存器83和85中的兩個二進制輸入位串代表各12個三重值。一個二進制位表示是否要發(fā)送一個信息位。例如，二進制狀態(tài)“1”表示應該發(fā)送一個信息位，而二進制位狀態(tài)“0”表示不發(fā)送信息。另一位表示要發(fā)送的信息位的符號或極性也就是+1或-1。如果每一個三重數(shù)字使用兩位，6個三重數(shù)字的地址線數(shù)量就是12，而存儲器件的容量就會從64增加到4096，如圖11中的ROM84所示。
為了用簡化的數(shù)字濾波器提供上傾斜和下傾斜的調(diào)制信號，本發(fā)明的另一方面考慮到在上傾斜和下傾斜階段中并不會遇到三重數(shù)字的所有組合。以下的表1中表示了可能用于尋址的那些組合。
表1
其結果是，對每一個采樣階段，為支持上傾斜(或者是采取時間對稱方式的下傾斜)狀態(tài)所需的值的總數(shù)是62(也就是32+16+8+4+2)。同樣，為支持下傾斜(或者是采取時間對稱方式的上傾斜)還需要另外62(也就是32+16+8+4+2)個值。除了以上組合的124種上傾斜和下傾斜值以外，所有零狀態(tài)還需要一個額外值。這樣，用來容納四個采樣階段的上傾斜和下傾斜值的存儲位置總數(shù)就等于125×4＝500個位置。這樣就能通過將上文配合著圖8或9所述的表值的數(shù)量從256增加到256+500＝756個位置來實現(xiàn)開始和結束傳輸?shù)纳稀⑾聝A斜。
參見圖12，同時用四個6-5線縮減邏輯電路86來處理三個三重數(shù)字來壓縮不會出現(xiàn)的組合。如以下的表2中所示，在上、下傾斜中僅有三種連續(xù)的三重數(shù)字組合
表2
可以用5位線尋址總共21個需要的值。也就是用一個6-5線轉換器檢測每兩位的三個三重數(shù)字的可能組合，并且在0-20的范圍內(nèi)將它們映射成唯一的5位地址。這樣就能用兩個5位地址分別對兩個1024(即210)單元ROM8 8尋址，如圖12所示。按照另外一種布局，根據(jù)兩個5位地址各自僅有從0到20的范圍這一事實就可以進一步縮小ROM容量。因此，每個ROM88的容量例如可以是一個441單元ROM，具體應用的存儲器可以存儲212＝441個值。
圖13表示用12-8線邏輯電路90將每兩位的6個三重數(shù)字縮減到限定了189種(也就是每一個采樣階段125+64或756/4種組合)可能組合的8位地址。由限定多至256個值的8條地址線分別對兩個ROM96尋址。然而，由于僅僅使用了地址為0到188的那些位置，為了節(jié)省芯片面積，ROM9 6中從189到256的其余位置可以刪除。由于在四個采樣階段中各自只需要189個位置，也可以使用單個756單元專用存儲器件。用限定四個采樣階段之一的兩條地址線對這種專用存儲器件尋址，有效地限定要訪問四組189個位置中的哪一個存儲表值。
在另一個實施例中，用一個抽象的4096單元容量的ROM(未示出)就能免于使用地址空間壓縮邏輯。按照這一實施例，為一個4096壓縮RON提供對應著6個三重數(shù)字的六條2位線，但是刪去從不會被尋址的那些位置，只留下756個位置。這樣，按照本實施例，可以用三重寄存器輸出尋址的存儲器件所存儲的值的數(shù)量就會比三重寄存器輸出所需的所有可能組合的值的總數(shù)要少。這樣就能用一個電子存儲器提供一個只讀存儲器或查詢表，其構造可以存儲許多量值，其數(shù)量是2的冪。對電子存儲器尋址的位線的數(shù)量所代表的狀態(tài)數(shù)量等于二的冪，其中在存儲器的構造中省去上述地址線在具體的應用中已知不會出現(xiàn)的那些狀態(tài)所對應的存儲單元。
進而，由于時間反轉對稱，圖13的兩個ROM96可以組合成由前六個三重數(shù)字然后是反轉的后六個三重數(shù)字交替尋址的一個ROM(未示出)，從而提取兩個值，隨后類似于圖8的布局在一個累加器(未示出)中相加。如果選用數(shù)字反轉的第二六個三重數(shù)字對ROM尋址，就必須象以前一樣選擇相位L-I而不是相位I實施兩個相位的線。在采用OQPSK或QPSK調(diào)制時，還可以用類似于圖9的布局來獲得對應著12個I片的值和對應著12個Q片的值。
以上解釋了如何用一個756值的存儲器查詢表來構筑一個比較復雜的48抽頭FIR濾波器，其脈沖響應持續(xù)時間是12個QPSK符號，重疊采樣系數(shù)是四，連同實現(xiàn)平滑地開始和停止傳輸?shù)纳蟽A斜和下傾斜。本發(fā)明是按照IS-95 CDMA蜂窩標準的參數(shù)來解釋的，但是，本領域的技術人員顯然還可以將其改做它用，無需脫離權利要求書所限定的本發(fā)明的原理和范圍。
權利要求
1.一種產(chǎn)生擴頻調(diào)制信號的方法包括接收代表作為以指定速率的連續(xù)位的數(shù)字信號的許多輸入采樣；將連續(xù)的位編組成至少第一分組位和第二分組位；將選定的一個第一分組位和第二分組位之一交替施加在存儲器件的第一組地址線上，其存儲值對應著數(shù)字信號的濾波器響應，其中存儲器件由第一組地址線和第二組不同的地址線的組合來尋址，以訪問選定的存儲值之一；并且根據(jù)提供給第一組地址線的是第一分組位還是第二分組位來修改施加給第二組地址線的位圖。
2.按照權利要求1的方法，其中所述調(diào)制信號是按照每個符號周期多于一個采樣的輸出采樣速率產(chǎn)生的，并且其中所述每個符號周期多于一個的采樣與第二組地址線的對應位圖相關。
3.按照權利要求2的方法，其中濾波器響應對應于對輸入采樣的FIR響應。
4.按照權利要求3的方法，其中濾波器響應呈現(xiàn)時間反轉對稱。
5.按照權利要求1的方法，其中輸入采樣包括包含同相和正交采樣的正交輸入采樣。
6.一種用于產(chǎn)生擴頻調(diào)制波形的數(shù)字濾波器包括一個輸入寄存器，它存儲代表特定位速率的輸入信號的許多連續(xù)位，其中將所述的連續(xù)位編組成至少第一分組位和第二分組位；一個存儲器件，可以通過第一組地址線和第二組地址線尋址來訪問一個選定的存儲位置，其中所述存儲器件存儲對應著對輸入信號的濾波器響應的值；一個多路復用器，在第一分組位和第二分組位之間進行選擇，為第一組地址線交替地提供選定的第一分組位和第二分組位之一；一個計數(shù)器，它以比特定的位速率高數(shù)倍的時鐘速率產(chǎn)生計數(shù)器輸出；以及一個地址修改電路，用來修改計數(shù)器輸出以產(chǎn)生第二組地址線，其中根據(jù)提供給第一組地址線的是第一還是第二分組位來修改第二組地址線。
7.按照權利要求6的數(shù)字濾波器，其中進一步包括一個求和裝置，將對應著交替選擇的第一和第二分組位的存儲器件輸出加在一起產(chǎn)生一個總和輸出。
8.按照權利要求6的數(shù)字濾波器，其中濾波器響應對應于對輸入采樣的FI R響應。
9.按照權利要求8的數(shù)字濾波器，其中濾波器響應呈現(xiàn)時間反轉對稱。
10.按照權利要求6的方法，其中輸入信號包括包含同相和正交分量的正交輸入信號。
11.一種用于對數(shù)字輸入信號濾波并且提供用來平滑傳輸?shù)钠鹗己徒Y束的上傾斜和下傾斜的改進的信號發(fā)生器，它包括一個三重寄存器，用于存儲連續(xù)數(shù)目的第一和第二組二進制位，所述二進制位對應代表輸入采樣的三重輸入信號，在要發(fā)送一個輸入采樣時，所述的第一組二進制位具有第一二進制狀態(tài)，而在不要發(fā)送一個輸入采樣時則具有第二二進制狀態(tài)，以及所述第二組二進制位具有對應著要發(fā)送的一個輸入采樣的極性的二進制狀態(tài)；一個存儲器件，其存儲對應著對輸入信號的濾波器響應的值；以及線縮減邏輯電路，耦合在所述三重寄存器上，所述線縮減邏輯限制三重寄存器輸出的可能的組合數(shù)目，以提供減少的用于尋址存儲器件的地址線。
12.按照權利要求11的改進的信號發(fā)生器，其中濾波器響應對應于對輸入采樣的FIR響應。
13.按照權利要求12的改進的信號發(fā)生器，其中FIR響應呈現(xiàn)時間反轉對稱。
14.按照權利要求11的改進的信號發(fā)生器，其中輸入采樣包括包含同相和正交采樣的正交輸入采樣。
15.一種用于對數(shù)字輸入信號濾波并且提供用來平滑傳輸?shù)钠鹗己徒Y束的上傾斜和下傾斜的改進的信號發(fā)生器，它包括一個三重寄存器，它存儲連續(xù)數(shù)目的第一和第二組二進制位，所述二進制位對應著代表輸入采樣的三重輸入信號，在要發(fā)送一個輸入采樣時，所述的第一組二進制位具有第一二進制狀態(tài)，而在不要發(fā)送一個輸入采樣時則具有第二二進制狀態(tài)，以及所述第二組二進制位具有對應著要發(fā)送的一個輸入采樣的極性的二進制狀態(tài)；一個存儲器件，其存儲對應著對輸入信號的濾波器響應的值，其中所述存儲器件用三重寄存器輸出來尋址，并且其存儲值的數(shù)量比對應著三重寄存器輸出的所有可能組合的數(shù)量要少。
16.按照權利要求15的改進的信號發(fā)生器，其中濾波器響應對應于對輸入采樣的FIR響應。
17.按照權利要求16的改進的信號發(fā)生器，其中FIR響應呈現(xiàn)時間反轉對稱。
18.按照權利要求15的改進的信號發(fā)生器，其中輸入采樣包括包含同相和正交采樣的正交輸入采樣。
19.按照權利要求15的改進的信號發(fā)生器，其中所述存儲器件是一個電子存儲器，對應著在所述信號發(fā)生器的工作中不會出現(xiàn)的三重寄存器狀態(tài)的那些存儲位置被從電子存儲器省去以便縮減存儲器件的容量。
20.一種縮減容量的只讀存儲器或查詢表，它包括一個電子存儲器，其標稱能夠被配置為存儲一數(shù)量的量，所述數(shù)量是2的冪，所述存儲器通過一個數(shù)量的位線來尋址，該數(shù)量代表等于所述二的冪的狀態(tài)數(shù)，其中所述儲器被配置成省去對應于在已知應用中不會出現(xiàn)的上述地址位線的狀態(tài)的存儲單元。
全文摘要
本發(fā)明涉及到一種擴頻調(diào)制信號發(fā)生器，它吸取響應的時間反轉對稱的優(yōu)點，減少用來存儲代表在數(shù)字濾波器中的輸入信號采樣的濾波器響應值所需的存儲器。另外，所述的信號發(fā)生器支持用于平滑傳輸擴頻調(diào)制信號的上傾斜和下傾斜。
文檔編號H03H17/06GK1408143SQ00816703
公開日2003年4月2日 申請日期2000年9月22日 優(yōu)先權日1999年10月4日
發(fā)明者P·W·登特, D·巴羅 申請人:艾利森公司