專利名稱：Gmsk調(diào)制技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無(wú)線通信，且具體的說(shuō)，本發(fā)明涉及實(shí)施高斯最小移頻鍵控(GMSK)調(diào)制的無(wú)線通信系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
已開(kāi)發(fā)了許多種無(wú)線通信技術(shù)以促進(jìn)無(wú)線電信。在本揭示案中，無(wú)線通信設(shè)備(WCD)指任何可如下文更詳細(xì)描述的調(diào)制無(wú)線信號(hào)的設(shè)備。WCD的一些實(shí)例包含蜂窩式或衛(wèi)星無(wú)線電話、無(wú)線電話基站、支持一或多個(gè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)連接標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算機(jī)、用于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)連接的無(wú)線接取點(diǎn)、結(jié)合在便攜式計(jì)算機(jī)內(nèi)的PCMCIA卡、直接雙向通信設(shè)備、配備有無(wú)線通信能力的個(gè)人數(shù)字助理(PDA)等。
在無(wú)線電信中，信息被調(diào)制以產(chǎn)生一或多個(gè)基帶波形(亦被稱作基帶信號(hào))。隨后可將這些基帶波形與電磁載波混合(有時(shí)稱作上轉(zhuǎn)換處理)，且與已調(diào)制的基帶波形混合的載波可無(wú)線傳輸?shù)揭粋€(gè)接收設(shè)備。所述接收設(shè)備將所接收的載波與基帶波形混合(有時(shí)稱作下轉(zhuǎn)換處理)。隨后可由接收設(shè)備執(zhí)行基帶波形的解調(diào)來(lái)獲得調(diào)制信息。
已開(kāi)發(fā)了許多用于調(diào)制信息的不同調(diào)制技術(shù)以促進(jìn)無(wú)線通信。通常用于電信系統(tǒng)中的一種調(diào)制技術(shù)稱作高斯最小移頻鍵控(GMSK)調(diào)制。GMSK調(diào)制是一種二進(jìn)制調(diào)制方案，它可被看作是從最小移頻鍵控(MSK)調(diào)制派生出來(lái)的。MSK調(diào)制是一種連續(xù)相位移頻鍵控(CPFSK)，其中調(diào)制指數(shù)對(duì)應(yīng)于允許兩個(gè)FSK信號(hào)相干正交的最小頻率間隔。
在GMSK中，(例如)通過(guò)使波形通過(guò)高斯濾波器而進(jìn)一步減少了MSK調(diào)制波形的旁瓣電平。高斯濾波可使MSK調(diào)制信號(hào)的相軌跡平滑且使隨時(shí)間的瞬時(shí)頻率變化穩(wěn)定。此外，高斯濾波通常導(dǎo)致波形中符號(hào)間相互依賴，例如，使得一個(gè)符號(hào)值取決于其它符號(hào)的值。由于GMSK調(diào)制通常表現(xiàn)出極好的功率效率及極好的頻譜效率，因此它是用于無(wú)線電信的有吸引力的候選。
舉例而言，GMSK調(diào)制已用于數(shù)字蜂窩式通信標(biāo)準(zhǔn)中，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)包含用于由歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)(ETSI)標(biāo)準(zhǔn)化的全球數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)(GSM)。此外，GMSK調(diào)制已用于各種無(wú)線網(wǎng)絡(luò)連接系統(tǒng)以及其它電信系統(tǒng)中。

發(fā)明內(nèi)容
大體而言，本揭示內(nèi)容針對(duì)用于高斯最小移頻鍵控(GMSK)調(diào)制的數(shù)字實(shí)施技術(shù)。這種數(shù)字調(diào)制技術(shù)利用查找表(LUT)及映射邏輯以數(shù)字生成GMSK波形。如下文詳細(xì)描述，所述映射邏輯可較大地縮小LUT的大小，且藉此減少GMSK調(diào)制的有效數(shù)字實(shí)施所需要的存儲(chǔ)要求。
在一個(gè)實(shí)施例中，本揭示內(nèi)容提供由無(wú)線通信設(shè)備的數(shù)字GMSK調(diào)制器實(shí)施的方法。這個(gè)方法可包括基于輸入位流的第一子集從LUT選擇第一GMSK波形及使所述第一GMSK波形反向以生成第二GMSK波形。這個(gè)方法可進(jìn)一步包括基于輸入位流的第二子集在第一與第二GMSK波形之間選擇。
在附圖及下文描述中闡明一或多個(gè)實(shí)施例的詳情。從下文具體描述、附圖以及上文的權(quán)利要求書(shū)中將易了解本揭示內(nèi)容的其它特性、目的及優(yōu)點(diǎn)。


圖1是說(shuō)明包含數(shù)字高斯最小移頻鍵控(GMSK)調(diào)制器的例示性無(wú)線通信設(shè)備(WCD)的方塊圖；圖2是詳細(xì)說(shuō)明例示性GMSK調(diào)制器的方塊圖；圖3是說(shuō)明根據(jù)本揭示內(nèi)容的數(shù)字GMSK調(diào)制器的一個(gè)例示性實(shí)施例的電路圖；圖4是說(shuō)明GMSK調(diào)制技術(shù)的數(shù)字實(shí)施例的流程圖。
具體實(shí)施例方式
本揭示內(nèi)容針對(duì)高斯最小移頻鍵控(GMSK)調(diào)制的數(shù)字實(shí)施技術(shù)。在GMSK中，(例如)通過(guò)照常使波形通過(guò)高斯濾波器而減少了最小移頻鍵控(MSK)調(diào)制波形的旁瓣電平。所述高斯濾波可使MSK調(diào)制信號(hào)的相軌跡平滑且使隨時(shí)間的瞬時(shí)頻率變化穩(wěn)定。然而，根據(jù)本揭示內(nèi)容，可數(shù)字生成波形。具體的說(shuō)，GMSK波形可預(yù)先存儲(chǔ)且基于輸入位流將其從查找表(LUT)選出。輸入位流代表由本文所描述的數(shù)字GMSK調(diào)制技術(shù)而調(diào)制的信號(hào)，且其可(例如)根據(jù)全球數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)(GSM)標(biāo)準(zhǔn)而得以差分編碼。
MSK調(diào)制波形的傳統(tǒng)高斯濾波會(huì)導(dǎo)致波形中符號(hào)間相互依賴，例如使得一符號(hào)值取決于其它符號(hào)值。根據(jù)本揭示內(nèi)容，可將現(xiàn)行位及先前四個(gè)位作為指數(shù)輸入到LUT或映射邏輯中，從而引入與高斯濾波器引入類似的符號(hào)間相互依賴。
此外，可利用GMSK調(diào)制方案中的冗余，從而將所有可能的GMSK波形的僅一個(gè)子集存儲(chǔ)在LUT中。映射邏輯可用于使LUT的輸出反向，且隨后選擇LUT的直接輸出或反向輸出作為GMSK波形。在某些狀況下，可由映射邏輯執(zhí)行額外映射以將所選擇的GMSK波形識(shí)別為實(shí)分量或虛分量。以這些方式，可較大地縮小有效數(shù)字GMSK調(diào)制所需要的LUT大小。舉例而言，使LUT輸出反向的技術(shù)及隨后在LUT的直接輸出與反向輸出之間選擇的技術(shù)可將LUT的存儲(chǔ)要求減少二分之一。
可將輸入位流的第一子集輸入到LUT，且可將輸入位流的第二子集輸入到映射邏輯?？傮w而言，LUT及映射邏輯可識(shí)別并選擇具有符號(hào)間相互依賴的適當(dāng)輸出波形，所述符號(hào)間相互依賴與將傳統(tǒng)高斯濾波器應(yīng)用到MSK波形所獲得的符號(hào)間相互依賴相類似。所描述的技術(shù)可消除對(duì)模擬高斯濾波器的需要，且相對(duì)于存儲(chǔ)每一個(gè)可能的GMSK輸出波形的數(shù)字調(diào)制方案來(lái)說(shuō)可較大地減少LUT中的存儲(chǔ)要求。
圖1是說(shuō)明例示性無(wú)線通信設(shè)備(WCD)10的方塊圖。在本揭示內(nèi)容中，WCD是指任何可如本文描述調(diào)制及傳輸無(wú)線信號(hào)的設(shè)備。舉例而言，WCD 10可相當(dāng)于蜂窩式或衛(wèi)星無(wú)線電話、支持一或多個(gè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)連接標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算機(jī)、結(jié)合入計(jì)算機(jī)內(nèi)的PCMCIA卡、直接雙向通信設(shè)備、配備有無(wú)線通信能力的個(gè)人數(shù)字助理(PDA)等。此外，WCD 10亦可相當(dāng)于無(wú)線電話基站(有時(shí)稱作基站收發(fā)機(jī)系統(tǒng)或BTS)、用于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)連接的無(wú)線接取點(diǎn)或其它與無(wú)線電話或無(wú)線計(jì)算機(jī)通信的設(shè)備。
如圖1中所示，WCD 10包含(例如)從用戶或其它源接收輸入13的用戶界面12。輸入13(例如)可包括語(yǔ)音或數(shù)據(jù)信息、視頻信息或任何其它需要編碼、調(diào)制及無(wú)線傳輸信息的信息。編碼器14從用戶界面12接收信息并將所述信息編碼為(例如)1和0組成的數(shù)字流。編碼器14可包含模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器以基于用戶界面12產(chǎn)生的一模擬信號(hào)產(chǎn)生數(shù)字流。編碼器14可包含額外的源編碼能力以減輕傳播通道的有害效應(yīng)。
調(diào)制器16從編碼器14接收已編碼的位流，且執(zhí)行本文所描述的數(shù)字GMSK調(diào)制。具體的說(shuō)，如下文更詳細(xì)描述，調(diào)制器16可基于從編碼器14接收的輸入位流的第一子集從查找表(LUT)選擇第一GMSK波形，使所述第一GMSK波形反向以生成第二GMSK波形，且基于從輸入位流的一子集生成的第二控制信號(hào)在第一與第二GMSK波形間選擇。調(diào)制器16可包含一僅存儲(chǔ)可能的GMSK波形的一個(gè)子集的LUT(圖1中未圖示)。調(diào)制器16亦可包含映射邏輯(圖1中未圖示)以從來(lái)自LUT的選擇生成其它可能的波形，且為每一給定符號(hào)選擇所期望的GMSK輸出波形。
調(diào)制器16生成的輸出GMSK波形可包括過(guò)采樣數(shù)字波形(稱作數(shù)字基帶信號(hào))?？蓪⑦@些數(shù)字基帶信號(hào)發(fā)送到數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器(D/A)18以轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)。生成的模擬GMSK波形稱作模擬基帶信號(hào)，其隨后可被從D/A轉(zhuǎn)換器18發(fā)送到傳輸器20。傳輸器20(例如)通過(guò)使用WCD 10的本機(jī)振蕩器(LO)作為時(shí)間基準(zhǔn)將模擬基帶信號(hào)混合在載波上。在經(jīng)由射頻天線22傳輸與GMSK波形混合的載波之前，亦可由傳輸器20執(zhí)行各種濾波、按比例縮放或其它信號(hào)調(diào)節(jié)。傳輸器20執(zhí)行一無(wú)線通信協(xié)議以發(fā)送所述信號(hào)。
WCD 10亦可包含一協(xié)調(diào)編碼、調(diào)制及無(wú)線傳輸其中之一或多者的獨(dú)立控制單元(未圖示)。在任何情況下，WCD 10數(shù)字調(diào)制GMSK信號(hào)且根據(jù)無(wú)線通信協(xié)議傳輸信號(hào)。舉例而言，無(wú)線通信協(xié)議可基于碼分多址(CDMA)、頻分多址(FDMA)、時(shí)分多址(TDMA)、其各種組合等。
圖2是詳細(xì)說(shuō)明例示性GMSK調(diào)制器16A的方塊圖。調(diào)制器16A可相當(dāng)于圖1中的調(diào)制器16。如圖2所說(shuō)明，調(diào)制器16A包含差分編碼器26A、延遲電路28A、查找表(LUT)30A及映射邏輯32A.
差分編碼器26A接收輸入位流27，且差分編碼位流27。經(jīng)差分編碼的位流由延遲電路28A接收，這個(gè)延遲電路28A以延遲及協(xié)調(diào)的方式將樣品提供至LUT 30A及映射電路32A。具體的說(shuō)，延遲電路28A可設(shè)計(jì)成將位流的第一子集提供至LUT 30A且將位流的第二子集提供至映射邏輯32A。通過(guò)以協(xié)調(diào)的方式適當(dāng)?shù)赜?jì)時(shí)位流及將輸入提供至LUT 30A及映射電路32A，可確定到LUT的正確地址。此外，可定義用作LUT 30A及映射邏輯32A的輸入的子集，從而映射邏輯32A同LUT 30A合作而可利用GMSK調(diào)制方案中的冗余。藉由利用GMSK調(diào)制方案中的冗余，可較大地縮小LUT 30A的大小，藉此減少GMSK調(diào)制器16A的有效數(shù)字實(shí)施所需要的存儲(chǔ)要求。
可基于差分編碼的輸入位流的第一子集從LUT 30A選擇第一GMSK波形。映射邏輯32A可使所述第一GMSK波形反向以生成第二GMSK波形，且控制信號(hào)隨后可基于輸入位流的第二子集在第一與第二GMSK波形之間選擇適當(dāng)輸出，此基于所述電路輸入樣品是偶數(shù)樣品還是奇數(shù)樣品。換句話說(shuō)，映射邏輯32A通過(guò)生成選自LUT 30A的反向波形而利用GMSK調(diào)制方案中的冗余。輸入位流的第一子集由LUT 30A使用以選擇第一GMSK波形，且輸入位流的第二子集由映射邏輯使用以在第一與第二GMSK波形之間選擇。因此，相對(duì)于將整個(gè)輸入位流供應(yīng)給LUT以生成所要波形的技術(shù)來(lái)說(shuō)，LUT 30A的大小縮小了。
映射邏輯32A從選自LUT 30A的GMSK波形及選自LUT 30A的反向波形選擇正確的輸出GMSK波形，意即，所要基帶信號(hào)或所述基帶信號(hào)的實(shí)數(shù)或虛分量。因此，LUT 30A僅需要存儲(chǔ)一半可能的GMSK波形，而另一半可生成為存儲(chǔ)在LUT 30A中的各自GMSK波形的反向波形。按照LUT 30A的直接或反向輸出的輸出波形的選擇，映射邏輯32A亦可將輸出波形映射為(例如)復(fù)合波形的實(shí)分量或虛分量。
在某些狀況下，可基于輸入位流的第一子集從LUT 30A選擇復(fù)數(shù)個(gè)第一GMSK波形。在此狀況下，映射邏輯32A使每個(gè)第一GMSK波形反向以生成復(fù)數(shù)個(gè)第二GMSK波形。映射邏輯32A隨后基于輸入位流的第二子集在復(fù)數(shù)個(gè)第一GMSK波形與復(fù)數(shù)個(gè)第二GMSK波形之間選擇輸出。在此狀況下，這些輸出可相當(dāng)于對(duì)應(yīng)于所要基帶信號(hào)的復(fù)合波形的實(shí)分量(I)及虛分量(Q)。映射邏輯32A隨后可將所選擇的輸出映射至復(fù)合波形的相應(yīng)實(shí)分量(I)及虛分量(Q)。
映射邏輯32A可生成一或多個(gè)用于在第一GMSK波形與第二GMSK波形之間選擇輸出的控制信號(hào)。如果復(fù)數(shù)個(gè)第一及第二波形由LUT 30A選擇且由映射邏輯32A生成，那么映射邏輯可生成用于選擇復(fù)數(shù)個(gè)第一GMSK波形及復(fù)數(shù)個(gè)第二GMSK波形的輸出的控制信號(hào)。在任一種狀況下，映射邏輯32A可基于延遲電路28A提供給映射邏輯32A的輸入位流的第二子集生成控制信號(hào)。另外，輸入位流分成第一及第二子集以由LUT 30A促進(jìn)一部分輸入位流的使用且由映射邏輯32A促進(jìn)另一部分輸入位流的使用。具體的說(shuō)，在一個(gè)實(shí)施例中，輸入位流的第一子集包含現(xiàn)行符號(hào)及之前的三個(gè)符號(hào)，而第二子集包含現(xiàn)行符號(hào)及先于所述現(xiàn)行符號(hào)四個(gè)周期的符號(hào)。然而，亦可使用一些使用輸入位流的不同組合的其它實(shí)施例。
由GSM標(biāo)準(zhǔn)定義的GMSK信號(hào)模型為s(t)=2EcTcos(2πfct+Φ(t)+θ)]]>等式(1)其中s(t)代表在天線上傳輸?shù)哪M信號(hào)，Ec為每個(gè)符號(hào)的能量，T為符號(hào)持續(xù)時(shí)間，fc為載波頻率，
t為時(shí)間，Φ(t)為GMSK相位調(diào)制，且θ為從保護(hù)頻帶的隨機(jī)相位且在一突發(fā)期間為恒定的。
突發(fā)通常定義為包含148個(gè)位(亦被稱作符號(hào))以及在GSM標(biāo)準(zhǔn)中所定義的突發(fā)的有效部分之前及之后的保護(hù)間隔。在所述突發(fā)之前及所述突發(fā)之后，所述保護(hù)間隔可包括1位流。在保護(hù)間隔期間，GSM標(biāo)準(zhǔn)未指定關(guān)于調(diào)制器相位的任何東西。然而，在保護(hù)間隔期間，數(shù)據(jù)由GSM標(biāo)準(zhǔn)指定為二進(jìn)制1的流。在持續(xù)期間，保護(hù)間隔可等于8.25位元。
當(dāng)未使用相鄰槽時(shí)，例如，當(dāng)無(wú)線設(shè)備進(jìn)入不同操作模式時(shí)，功率上升及功率下降曲線可與時(shí)間槽有關(guān)。在148位元突發(fā)之前調(diào)制器可生成相對(duì)長(zhǎng)的1位流以定義功率上升，且在148位元突發(fā)之后可生成另一1位流以定義功率下降。這些功率上升及功率下降的1位流為保護(hù)間隔的一部分。
GMSK調(diào)制相位Φ(t)定義為Φ(t)=πhΣiαi∫-∞t-iTg(x)dx]]>等式(2)其中h為調(diào)制指數(shù)，在時(shí)間iT被調(diào)制的NRZ位元表示為αi，且高斯脈沖成形表示為g(x)，其中x為偽積分變量(dummy integration variable)。為了便于符號(hào)表示，下文中將以上積分項(xiàng)表示為q(t)。
可將積分項(xiàng)q(t)定義為三個(gè)子區(qū)，這些子區(qū)假定所關(guān)心的q(t)部分在[-2T，2T]的范圍中。此外，這些限制可基于設(shè)計(jì)者想使調(diào)制器設(shè)計(jì)在天線上導(dǎo)致多少相位錯(cuò)誤而改變q(t)≅0t<-2Tq(t)-2T≤t≤2T1t≥2T]]>等式(3)其中q(t)代表高斯成形濾波器的積分，t為時(shí)間，且T為調(diào)制數(shù)據(jù)源的符號(hào)持續(xù)時(shí)間。
先前在等式(1)定義的GMSK調(diào)制信號(hào)的相位為Φ(t)=πhΣiαiq(t-iT)]]>等式(4)其中h為調(diào)制指數(shù)，其對(duì)于GSM來(lái)說(shuō)等于0.5，且NRZ數(shù)據(jù)流表示為α。通過(guò)用等式(3)中所定義的項(xiàng)進(jìn)行替換，可將等式(4)重新寫(xiě)作Φ(t,αρ)=πh[Σt=-∞n-2αi+Σi=n-1n+2αiq(t-iT)],nT≤t≤(n+1)T]]>等式(5)在按mT比率取樣及使用h＝0.5之后，其可詳細(xì)描述為Φ(mT,α)≈π2{Σi=-∞n-2αi+Σi=n-1n+2αiq(mT-iT)}]]>等式(6)可用以下無(wú)任何精確度損失的格式將調(diào)制輸出重新寫(xiě)作exp(jΦ(mT，α))＝[ancn(mT)-bncn(mT)]+j[bncn(mT)+ancn(mT)]等式(7)其中，an+jbn=exp(jπ2Σi=-∞n-2αi)]]>等式(8)cn(mT)+jsn(mT)=exp(jπ2Σi=n-1n+2αiq(mT-iT))]]>等式(9)值cn代表關(guān)于等式(9)中nth符號(hào)的余弦函數(shù)且sn代表關(guān)于等式(9)中nth符號(hào)的正弦函數(shù)。相似地，對(duì)于等式(8)來(lái)說(shuō)，an代表表達(dá)式的余弦分量且bn代表虛分量。
可將an及bn項(xiàng)遞歸計(jì)算為an＝-αn-2bn-1，等式(10)bn＝αn-2αn-1等式(11)此從下式得出Σi=-∞n-2αi=αn-2+Σi=-∞n-3αi]]>等式(12)循環(huán)的初始條件為a-1＝0及b-1＝0。可使用組合邏輯建構(gòu)等式(12)的第二項(xiàng)。在等式(9)中可將余弦及正弦項(xiàng)存儲(chǔ)在查找表(LUT)中，到LUT中而無(wú)任何簡(jiǎn)化的指數(shù)將為4位寬，意即，αn-1、αn、αn+1、αn+2。隨后，對(duì)于此4位字母大小的每一元來(lái)說(shuō)，存在一系列對(duì)應(yīng)于GMSK調(diào)制器的過(guò)采樣輸出的輸出樣品。然而，在LUT中可通過(guò)因子分解一項(xiàng)(在此實(shí)例中為αn+2)而使4位減少為3位。因此，cn(iT)=cos{π2q(-2T-nT)+π2Σi=02αn+iαn+2q(-iT+nT)}]]>等式(13)sn(iT)=αn+2sin{π2q([-2T-nT)+π2Σi=02αn+iαn+2q(-iT-nT)}=αn+2S′n(iT)]]>等式(14)，或Sn(iT)＝αn+2S′n(iT) 等式(15)將通常使用值di而不是αi，其中當(dāng)α＝1時(shí)d＝0且當(dāng)α＝-1時(shí)d＝1。換句話說(shuō)，di及αi通常代表相同信息，其中d假定為1及0的值且α假定為1及-1的值，這符合GSM標(biāo)準(zhǔn)。
在保護(hù)間隔期間假定相位通常不相關(guān)，那么突發(fā)的初始條件為c1＝1、s-1＝0，從而得出c0＝0、s0＝-1。在LUT為3位寬的狀況下替換sn及cn且縮小等式(7)之后，可獲得下式對(duì)于偶數(shù)符號(hào)expjΦ(t)＝ancn(iT)+j(anan+2)S′n(iT) 等式(16)對(duì)于奇數(shù)符號(hào)expjΦ(t)＝(-bnαn+2)S′n(iT)+jbncn(iT) 等式(17)因此，調(diào)制器16A可根據(jù)樣品號(hào)為奇數(shù)還是偶數(shù)而生成不同輸出。假定LUT現(xiàn)是其初始大小的一半，仍需要基于如果使用全部LUT將如何查找數(shù)據(jù)而映射LUT的特定輸出。為實(shí)行此，隨后可基于αn+2的符號(hào)將偶數(shù)及奇數(shù)符號(hào)用于生成一組控制信號(hào)，且可作關(guān)于特定輸出的最終判定。
具體的說(shuō)，無(wú)論樣品為奇數(shù)還是偶數(shù)，皆可將由調(diào)制器16A的映射邏輯32A生成的控制信號(hào)用于追蹤。盡管其它實(shí)施例可使用更多或更少的控制信號(hào)，但是在圖3中所說(shuō)明的實(shí)施例中生成了四個(gè)控制信號(hào)。
舉例而言，當(dāng)這些項(xiàng)為非零時(shí)可生成分別識(shí)別bn及an的符號(hào)的控制信號(hào)pn及qn。每?jī)蓚€(gè)符號(hào)(偶數(shù)符號(hào))就計(jì)算一次項(xiàng)an且每?jī)蓚€(gè)符號(hào)(奇數(shù)符號(hào))就計(jì)算一次項(xiàng)bn。因此，項(xiàng)bn及an的計(jì)算視現(xiàn)行符號(hào)為偶數(shù)符號(hào)還是奇數(shù)符號(hào)而交替。
亦可由映射邏輯32A生成額外控制信號(hào)以表示等式(16)及(17)的anαn+2及-bnαn+2項(xiàng)的符號(hào)。具體的說(shuō)，控制信號(hào)un及vn可分別表示anαn+2及-bnαn+2的符號(hào)。為確保bn及an非零，將控制信號(hào)qn及un用于偶數(shù)樣品且將控制信號(hào)pn及vn用于奇數(shù)樣品。
下面的表1為可用于形成個(gè)別控制信號(hào)的邏輯表。然而，亦可使用許多其它實(shí)施例。舉例而言，通過(guò)首先考慮差分編碼的現(xiàn)行數(shù)據(jù)符號(hào)dn+2及控制信號(hào)pn-1來(lái)形成控制信號(hào)qn?？墒褂玫仁?10)形成項(xiàng)an，其中qn代表等式(10)中an的符號(hào)。
表1

可依據(jù)dn+2、pn、qn、pn-1、及qn-1將表1的控制信號(hào)項(xiàng)形成為qn＝dn-2pn-1， 等式(18)pn＝dn-2qn-1， 等式(19)vn＝dn+2pn，等式(20)un＝dn+2qn，等式(21)其中符號(hào)代表異或運(yùn)算。
因此，等式(16)及(17)的調(diào)制信號(hào)可被縮小至對(duì)于偶數(shù)符號(hào)來(lái)說(shuō)
expjΦ(t)＝(1-2qn)cn(In)+j(1-2un)Sn(In)等式(22)對(duì)于奇數(shù)符號(hào)來(lái)說(shuō)expjΦ(t)＝(1-2vn)Sn(In)+J(1-2pn)cn(In)等式(23)圖3是一根據(jù)利用上述數(shù)學(xué)框架的本揭示內(nèi)容說(shuō)明數(shù)字GMSK調(diào)制器16B的一個(gè)例示性實(shí)施例的電路圖。根據(jù)本揭示內(nèi)容的示教亦可設(shè)計(jì)許多其它實(shí)施例。在此狀況下，盡管如上文所述亦可使用許多其它實(shí)施方案，但是調(diào)制器16B可相當(dāng)于圖2的調(diào)制器16A或圖1的調(diào)制器16。如圖3中所說(shuō)明，調(diào)制器16B包括差分編碼器26B、延遲電路28B、查找表(LUT)30B及映射邏輯32B。
差分編碼器26B接收輸入位流27B，且(例如)根據(jù)GSM標(biāo)準(zhǔn)差分編碼位流27B。在圖3的例示性實(shí)施例中，差分編碼器26B包括一單周期延遲電路41及“或”門42。
延遲電路28B接收差分編碼的位流，以一延遲及協(xié)調(diào)的方式將樣品提供至LUT 30B及映射電路32B以在產(chǎn)生的波形中引入符號(hào)間相互依賴性。具體的說(shuō)，延遲電路28B可包含一組單周期延遲電路43A至43D及一組“或”門44A至44C?，F(xiàn)行符號(hào)(dn+2)及之前的三個(gè)符號(hào)(dn+1)、(dn)及(dn-2)中的每一個(gè)可分別注入“或”門44A至44C中。藉由以此方式計(jì)時(shí)所述位流，可引入符號(hào)間相互依賴性。
此外，將現(xiàn)行符號(hào)(dn+2)及在所述現(xiàn)行符號(hào)之前四個(gè)周期的符號(hào)(dn-2)輸入至映射邏輯32B以促進(jìn)控制信號(hào)un、vn、pn及qn的生成。在圖3說(shuō)明的實(shí)例中，映射邏輯32B包括一組“或”門45A至45C、一組反向器46A至46C及一組雙周期延遲電路47A至47B?！盎颉遍T45A接收現(xiàn)行符號(hào)(dn+2)及控制信號(hào)qn作為輸入。反向器46A使“或”門45A的輸出反向以生成控制信號(hào)un。
“或”門45B接收在現(xiàn)行符號(hào)之前四個(gè)周期的符號(hào)(dn-2)和控制信號(hào)pn的兩時(shí)鐘周期延遲值作為輸入。延遲電路47B從兩個(gè)周期前存儲(chǔ)“或”門45C的輸出(控制信號(hào)pn)。反向器46B使“或”門45B的輸出反向以生成控制信號(hào)qn。
“或”門45C接收在現(xiàn)行符號(hào)之前四個(gè)周期的符號(hào)(dn-2)和控制信號(hào)qn的兩時(shí)鐘周期延遲值作為輸入。延遲電路47A從兩個(gè)周期前存儲(chǔ)反向器46B的輸出(控制信號(hào)qn)。“或”門45C的輸出定義控制信號(hào)pn。
“或”門45D接收現(xiàn)行符號(hào)(dn+2)和“或”門45C的輸出(意即，控制信號(hào)pn)作為輸入。反向器46C使“或”門45D的輸出反向以生成控制信號(hào)vn。
以交替方式計(jì)時(shí)兩周期延遲電路47A和47B從而生成控制信號(hào)qn和un且將其用于偶數(shù)樣品，且生成控制信號(hào)pn和vn并將其用于奇數(shù)樣品。在圖3所說(shuō)明的實(shí)例中，分別將這些控制信號(hào)un、vn、pn和qn輸入控制邏輯電路49A、49B。控制邏輯電路49A和49B依次將控制信號(hào)提供給多路復(fù)用器51A、51B以促進(jìn)LUT 30B的輸出和LUT 30B的反向輸出的選擇。
LUT 30B存儲(chǔ)GMSK波形的一個(gè)子集。映射邏輯32B利用GMSK調(diào)制中的冗余從而將所有可能GMSK波形的僅一個(gè)子集(例如，一半)存儲(chǔ)在LUT 30B中。LUT 30B基于差分編碼的輸入位流來(lái)執(zhí)行GMSK波形的選擇，如上描述，差分編碼的輸入位流由延遲電路28B提供給LUT 30B。
將從LUT 30B的選擇提供給多路復(fù)用器51A、51B。此外，反向器52A和52B使從LUT 30B選擇的波形反向，且將反向波形提供給多路復(fù)用器51A、51B?？刂七壿嬰娐?9A和49B使用控制信號(hào)un、vn、pn和qn以控制多路復(fù)用器51A、51B且促進(jìn)在LUT 30B的直接輸出和LUT 30B的反向輸出之間的選擇。此邏輯利用GMSK調(diào)制方案中的冗余從而可將LUT 30B的大小縮小一半，例如避免作為存儲(chǔ)在LUT 30B中其它項(xiàng)的反向波形的項(xiàng)的存儲(chǔ)。最終，由映射邏輯32B生成的控制信號(hào)un、vn、pn和qn促進(jìn)LUT 30B的直接或反向輸出的選擇以減少調(diào)制器16B中的存儲(chǔ)要求。
多路復(fù)用器51A和51B的輸出可包括分別用于復(fù)合基帶波形的實(shí)分量和虛分量的所要GMSK波形。I、Q映射器55可從多路復(fù)用器51A和51B接收輸出波形且將各自的輸出映射到復(fù)合波形的實(shí)(I)和虛(Q)分量。I、Q映射器55的輸出可包含實(shí)和虛輸出，所述實(shí)和虛輸出共同包括對(duì)應(yīng)于所要基帶信號(hào)的復(fù)合波形。舉例而言，I、Q映射器55可基于現(xiàn)行符號(hào)為偶數(shù)符號(hào)還是奇數(shù)符號(hào)而將所選GMSK波形指派為復(fù)合波形的實(shí)(I)和虛(Q)分量。I、Q映射器55可包含計(jì)數(shù)器以追蹤現(xiàn)行符號(hào)是偶數(shù)符號(hào)還是奇數(shù)符號(hào)，或可接收與如un、vn、pn和qn的控制信號(hào)相類似的控制信號(hào)以協(xié)調(diào)此映射而產(chǎn)生復(fù)合波形。
圖4為說(shuō)明數(shù)字領(lǐng)域中實(shí)施的GMSK調(diào)制技術(shù)的流程圖。舉例而言，圖4從圖2的調(diào)制器16A的透視圖加以描述。調(diào)制器16A的許多不同實(shí)施例是可能的，其包含圖3中所說(shuō)明的調(diào)制器16B的實(shí)施例。
差分編碼器26A(例如)根據(jù)GSM標(biāo)準(zhǔn)差分編碼輸入位流27(61)。LUT30A被用于基于差分編碼輸入位流的第一子集選擇一或多個(gè)GMSK波形(62)。舉例而言，延遲電路28A可定義輸入位流的第一子集，此第一子集被以引入符號(hào)間相互依賴的方式供入LUT 30A中。從LUT 30A的選擇基于從延遲電路28A的輸入，意即，輸入位流的第一子集。此外，延遲電路28A可定義供入映射邏輯32A中的輸入位流的第二子集。
映射邏輯32A基于編碼位流的第二子集(例如，由延遲電路28A定義的)生成一或多個(gè)控制信號(hào)(63)。此外，映射邏輯32A接收一或多個(gè)從LUT 30A選擇的第一GMSK波形，且使第一GMSK波形反向以生成第二GMSK波形(64)。因此，LUT 30A不需要存儲(chǔ)每一可能的GMSK波形項(xiàng)，而是可存儲(chǔ)大約一半的可能項(xiàng)。剩余項(xiàng)可通過(guò)如本文所描述地使所選項(xiàng)反向而生成。此技術(shù)可較大地減少GMSK調(diào)制器16A中的存儲(chǔ)要求。
在映射邏輯32A使從LUT 30A接收的第一GMSK波形反向以生成第二GMSK波形之后，映射邏輯32A基于所生成的控制信號(hào)在第一與第二波形之間選擇(65)。換句話說(shuō)，映射邏輯32A使LUT 30A的輸出反向，基于輸入位流的一個(gè)子集生成控制信號(hào)，且隨后使用這些控制信號(hào)在LUT 30A的輸出與LUT30A的反向輸出之間選擇。然而，在這一點(diǎn)上，調(diào)制器16A仍可能需要將所選輸出波形指派為復(fù)合波形(意即，基帶信號(hào))的實(shí)或虛分量。因此，映射邏輯也執(zhí)行波形的此實(shí)(I)或虛(Q)映射以生成所要輸出，意即復(fù)合基帶信號(hào)(66)。隨后可將數(shù)字生成的復(fù)合GMSK基帶信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)、在載波上將其混合、且隨后將其經(jīng)由無(wú)線通信協(xié)議傳輸。
已描述了數(shù)字GMSK調(diào)制器的許多實(shí)施例。舉例而言，已描述了包含LUT和映射邏輯的數(shù)字GMSK調(diào)制器，其利用GMSK調(diào)制中的冗余以減少LUT所使用的存儲(chǔ)量。也提供了有利地利用GMSK調(diào)制中此冗余的控制信號(hào)的生成和使用的數(shù)學(xué)解釋。盡管如此，在不偏離本揭示內(nèi)容的精神和范疇的前提下仍可作各種修改。這些和其它實(shí)施例均屬于權(quán)利要求書(shū)的范疇。
權(quán)利要求
1.一種方法，其包括基于一輸入位流的一第一子集從一查找表(LUT)選擇一第一高斯最小移頻鍵控(GMSK)波形；使所述第一GMSK波形反向以生成一第二GMSK波形；及基于所述輸入位流的一第二子集選擇所述第一與第二GMSK波形中的一者。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其進(jìn)一步包括基于所述輸入位流的所述第一子集從所述LUT選擇復(fù)數(shù)個(gè)第一GMSK波形；使所述復(fù)數(shù)個(gè)第一GMSK波形反向以生成復(fù)數(shù)個(gè)第二GMSK波形；及基于所述輸入位流的所述第二子集從所述復(fù)數(shù)個(gè)第一GMSK波形和所述復(fù)數(shù)個(gè)第二GMSK波形選擇。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其進(jìn)一步包括基于所選擇的GMSK波形生成一無(wú)線信號(hào)且根據(jù)一無(wú)線通信協(xié)議傳輸所述無(wú)線信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其進(jìn)一步包括差分編碼所述輸入位流，其中選擇所述第一GMSK波形包括基于所述差分編碼的輸入位流的一第一子集選擇所述第一GMSK波形。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其進(jìn)一步包括基于所述輸入位流的所述第二子集生成一用于選擇所述第一與第二GMSK波形中的一者的控制信號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其進(jìn)一步包括基于所述輸入位流的所述第二子集生成用于從所述復(fù)數(shù)個(gè)第一GMSK波形與所述復(fù)數(shù)個(gè)第二GMSK波形選擇的控制信號(hào)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括將所選的GMSK波形映射為一復(fù)合波形的一實(shí)或一虛分量。
8.一種裝置，其包括一查找表(LUT)，其將高斯最小移頻鍵控(GMSK)波形映射到一輸入位流的子集，所述LUT基于所述輸入位流的一第一子集輸出一第一GMSK波形；和映射邏輯，其使所述第一GMSK波形反向以生成一第二GMSK波形，且基于所述輸入位流的一第二子集在所述第一與第二GMSK波形之間選擇。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其進(jìn)一步包括定義所述輸入位流的所述第一和第二子集的延遲電路。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其進(jìn)一步包括一差分編碼所述輸入位流的編碼器，其中所述輸入位流的所述第一和第二子集為所述輸入位流的差分編碼子集。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其中所述LUT基于所述輸入位流的所述第一子集輸出數(shù)個(gè)第一GMSK波形，且其中所述映射邏輯使所述第一GMSK波形反向以生成數(shù)個(gè)第二GMSK波形，且基于所述輸入位流的所述第二子集在所述第一GMSK波形與所述第二GMSK波形之間選擇。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其中所述映射邏輯基于所述輸入位流的所述第二子集生成一用于在所述第一與第二GMSK波形之間選擇的控制信號(hào)。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其中所述映射邏輯基于所述輸入位流的所述第二子集生成用于在所述第一GMSK波形與所述第二GMSK波形之間選擇的控制信號(hào)。
14.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其中所述映射邏輯將所選的GMSK波形映射到一復(fù)合波形的一實(shí)或一虛分量。
15.一種無(wú)線通信設(shè)備，其包括一數(shù)字高斯最小移頻鍵控(GMSK)調(diào)制器，其包含一查找表(LUT)，其將GMSK波形映射到一輸入位流的子集，所述LUT基于所述輸入位流的一第一子集輸出一第一GMSK波形，和映射邏輯，其使所述第一GMSK波形反向以生成第二GMSK波形，且基于所述輸入位流的一第二子集在所述第一與第二GMSK波形之間選擇；一數(shù)字模擬(D/A)轉(zhuǎn)換器，其將所選的GMSK波形轉(zhuǎn)換為一模擬信號(hào)；和一傳輸器，其傳輸所述模擬信號(hào)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的無(wú)線通信設(shè)備，其中所述傳輸器在一載波上混合所述模擬信號(hào)且使用一無(wú)線通信協(xié)議傳輸與所述模擬信號(hào)混合的所述載波。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的無(wú)線通信設(shè)備，所述無(wú)線通信設(shè)備進(jìn)一步包括一用戶界面，其從一用戶接收信息，和一編碼器，其將所述信息編碼為所述輸入位流且將所述輸入位流提供給所述GMSK調(diào)制器。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的無(wú)線通信設(shè)備，所述GMSK調(diào)制器進(jìn)一步包括延遲電路以定義所述輸入位流的所述第一和第二子集。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的無(wú)線通信設(shè)備，所述GMSK調(diào)制器進(jìn)一步包括一差分編碼器以差分編碼所述輸入位流，其中所述輸入位流的所述第一和第二子集為所述輸入位流的差分編碼子集。
20.根據(jù)權(quán)利要求15所述的無(wú)線通信設(shè)備，其中所述LUT基于所述輸入位流的所述第一子集輸出第一GMSK波形，且其中所述映射邏輯使所述第一GMSK波形反向以生成第二GMSK波形，且基于所述輸入位流的所述第二子集從所述第一GMSK波形與所述第二GMSK波形選擇。
21.根據(jù)權(quán)利要求15所述的無(wú)線通信設(shè)備，其中所述映射邏輯基于所述輸入位流的所述第二子集生成一用于在所述第一與第二GMSK波形之間選擇的控制信號(hào)。
22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的無(wú)線通信設(shè)備，其中所述映射邏輯基于所述輸入位流的所述第二子集生成用于從所述第一GMSK波形與所述第二GMSK波形選擇的控制信號(hào)。
23.根據(jù)權(quán)利要求15所述的無(wú)線通信設(shè)備，其中所述映射邏輯將所選的GMSK波形映射到一復(fù)合波形的一實(shí)或一虛分量且所述D/A轉(zhuǎn)換器通過(guò)將所述復(fù)合波形轉(zhuǎn)換為模擬而將所選的GMSK轉(zhuǎn)換為所述模擬信號(hào)。
24.一種裝置，其包括用于基于一輸入位流的一子集生成一或多個(gè)第一高斯最小移頻鍵控(GMSK)波形的構(gòu)件；用于基于所述第一GMSK波形生成一或多個(gè)第二GMSK波形的構(gòu)件；和用于在所述第一和第二GMSK波形之間選擇的構(gòu)件。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的裝置，其進(jìn)一步包括用于定義所述輸入位流的所述第一和第二子集以在所選的GMSK波形中引入符號(hào)間相互依賴性的構(gòu)件。
26.根據(jù)權(quán)利要求24所述的裝置，其進(jìn)一步包括用于差分編碼所述輸入位流的構(gòu)件，其中所述輸入位流的所述第一和第二子集是所述輸入位流的差分編碼子集。
27.根據(jù)權(quán)利要求24所述的裝置，其中所述用于在所述第一與第二GMSK波形之間選擇的構(gòu)件包含用于生成一或多個(gè)控制信號(hào)的構(gòu)件。
28.根據(jù)權(quán)利要求24所述的裝置，其進(jìn)一步包括用于將所選的GMSK波形映射到一復(fù)合波形的一實(shí)或一虛分量的構(gòu)件。
29.根據(jù)權(quán)利要求24所述的裝置，其中所述用于基于所述第一GMSK波形生成一或多個(gè)第二GMSK波形的構(gòu)件包含用于使所述第一GMSK波形反向的構(gòu)件。
全文摘要
本揭示內(nèi)容針對(duì)數(shù)字實(shí)施的高斯最小頻移鍵控(GMSK)調(diào)制技術(shù)。這些數(shù)字GMSK調(diào)制技術(shù)利用查找表(LUT)及映射邏輯以數(shù)字生成GMSK波形。所述映射邏輯可顯著地縮小LUT的大小，且藉此減少有效數(shù)字實(shí)施的GMSK調(diào)制所需要的存儲(chǔ)要求。所揭示的方法包括基于輸入位流的第一子集從LUT選擇第一GMSK波形；使所述第一GMSK波形反向以生成第二GMSK波形；且基于所述輸入位流的第二子集選擇第一和第二GMSK波形中的一者。
文檔編號(hào)H04L25/03GK1759581SQ200480006416
公開(kāi)日2006年4月12日 申請(qǐng)日期2004年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月11日
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