Фильтрующий сопроцессор

 

Изобретение относится к фильтрующим сопроцессорам, предназначенным для повышения надежности приема сигналов с кодированием (декодированием). Техническим результатом является обеспечение приема множества сигналов, присутствующих на единственной несущей, без необходимости в большом количестве выделенных процессоров для обработки цифровых сигналов. Технический результат достигается тем, что фильтрующий сопроцессор, входящий в процессор цифровых сигналов, использует преимущество ортогональной природы модулированных сигналов во время процесса коррекции за счет того, что после приема для демодуляции пригодны только некоторые вещественные-мнимые значения принятых сигналов, фильтрующий сопроцессор обрабатывает только эти значения для оценки переданного сигнала. Путем обработки только этих значений для демодуляции фильтрующий сопроцессор может обработать информацию в некоторый заданный объем времени, что ведет к повышенной обработке по сравнению с известным уровнем техники. 3 с. и 10 з. п. ф-лы, 20 ил. , 2 табл.

Изобретение в общем относится к сопроцессорам, более конкретно к фильтрующим сопроцессорам, реализованным в процессорах цифровых сигналов.

Современные системы радиосвязи, такие как цифровые системы сотовой связи, требуют широкой обработки цифровых сигналов для осуществления коррекции канала, канального кодирования-декодирования и кодирования речевого сигнала. Одной такой цифровой сотовой системой является цифровая сотовая система Group Special Mobile (GSM). В типичной конфигурации цифровой сотовой системы GSM, для временного интервала выделен отдельный процессор цифровых сигналов (ПЦС), таким образом требуется восемь ПЦС для коррекции единственной радиочастотной (РЧ) несущей. Однако каждый выходной сигнал из корректора должен быть введен в другой отдельный ПЦС для проведения канального декодирования. В итоге для коррекции-декодирования единственной РЧ несущей необходимо 16 ПЦС.

Если принять во внимание большое количество РЧ несущих, используемых в такой сотовой системе, как GSM, количество ПЦС, используемых внутри приемника, приемник становится дорогостоящим. Кроме стоимости, размер ПЦС таков, что большое количество ЦПС занимает значительные части ценного полезного пространства внутри приемника. Кроме того, большое количество ПЦС рассеивает соответствующее количество тепла, которое должно быть устранено из приемника. Из всего сказанного ясно, что большое количество ПЦС, реализованных в приемнике, как описано выше, разработано с недостатками. Таким образом, существует необходимость в способе приема того же числа сигналов, присутствующих на единственной РЧ несущей, без необходимости в большом количестве выделенных ПЦС, как в известном уровне техники.

Фиг. 1 изображает в общем виде в форме блок-схемы архитектуру аппаратного обеспечения фильтрующего сопроцессора согласно изобретению.

Фиг. 2 изображает общую организацию данных, коэффициентов и выхода для использования в фильтрующем сопроцессоре фиг. 1.

Фиг. 3-12 изображает общую организацию данных, как показано на фиг. 2, для изменяющихся прореженных значений корреляции и свертки для режимов 0 и 1 в применении к архитектуре аппаратного обеспечения фиг. 1.

Фиг. 13 изображает в общем виде корректор, способный выгодно использовать фильтрующий сопроцессор согласно изобретению.

Фиг. 14-19 изображает общую организацию данных, как показано на фиг. 2, для изменяющихся прореженных значений корреляции и согласованной фильтрации для режимов 2 и 3 в применении к архитектуре аппаратного обеспечения фиг. 1.

Фиг. 20 изображает в общем виде фильтрующий сопроцессор фиг. 1, выгодно внедренный в приемник системы радиосвязи.

Вообще говоря, фильтрующий сопроцессор внутри процессора цифровых сигналов (ПЦС) использует преимущество ортогональной природы модулированных сигналов во время процесса коррекции. Так как после приема для демодуляции пригодны только некоторые вещественные-мнимые значения принятого сигнала, фильтрующий сопроцессор обрабатывает только эти значения для оценки переданного сигнала. Посредством обработки только этих значений, пригодных для демодуляции, фильтрующий сопроцессор способен обработать больше информации в течение заданного времени, что ведет к увеличенной обработке по сравнению с известным уровнем техники.

В предпочтительном варианте фильтрующий сопроцессор включает в себя первую память (запоминающее устройство) для хранения информации о данных и вторую память (запоминающее устройство) для хранения коэффициентов. Фильтрующий сопроцессор также включает в себя контроллер для управления умножителем-накопителем для осуществления функций умножения-накопления во множестве режимов работы и для координации поиска информации о данных и коэффициентов.

В предпочтительном варианте режим работы дополнительно содержит корреляцию между последовательностью комплексных данных и последовательностью с чередованием ("полуиноходи"), причем последовательность с чередованием ("полуиноходи") содержит чередующиеся чисто вещественные - чисто мнимые комплексные величины. Кроме того, еще один режим работы содержит прореживание выходных данных корреляции. В варианте выполнения, относящемся к корреляции, еще один режим работы также содержит корреляцию между последовательностью 2x избыточно дискретизированных комплексных данных и последовательностью с чередованием ("полуиноходи"), причем последовательность с чередованием ("полуиноходи"), содержит 1x чередующихся чисто вещественных - чисто мнимых комплексных величин.

Также в предпочтительном варианте режим работы дополнительно содержит согласованную фильтрацию, причем входные данные являются комплексными, коэффициенты, относящиеся к согласованной фильтрации, являются комплексными, а выходные данные являются действительной частью последовательности чередующихся чисто вещественных - чисто мнимых данных. Еще один режим работы содержит прореживание выходных данных согласованной фильтрации.

Фильтрующий сопроцессор, описанный выше, генерирует выходной сигнал для его использования алгоритмом оценки последовательности методом максимального правдоподобия (ОПМП). Коэффициенты фильтрующего сопроцессора содержат коэффициенты выходного сигнала канала и коэффициенты согласованного фильтра. Для сведения к минимуму вмешательства центрального процессора, фильтрующий сопроцессор работает в режиме работы, в котором применяется устройство прямого доступа к памяти для перемещения входных данных из памяти в фильтрующий сопроцессор и выходных данных из фильтрующего сопроцессора в память.

Фильтрующий сопроцессор применен в корректоре для использования в приемнике, совместимом с системой радиосвязи. В этом варианте, корректор содержит корреляционный блок для корреляции последовательности комплексных данных и последовательности с чередованием ("полуиноходи"), причем эта последовательность с чередованием ("полуиноходи") содержит чередующиеся чисто вещественные - чисто мнимые комплексные величины, а блок согласованной фильтрации для согласованной фильтрации комплексных входных данных использует комплексные коэффициенты и выдает действительную часть последовательности чередующихся чисто вещественных - чисто мнимых данных. Блок оценки последовательности методом максимального правдоподобия (ОПМП) оценивает сигнал, переданный в системе радиосвязи, на основе выходных данных блока согласованной фильтрации.

В этом варианте корреляционный блок и блок согласованной фильтрации выполнены с использованием первой и второй памяти и контроллера для управления умножителем-накопителем для осуществления функций умножения-накопления в первом режиме, связанном с корреляцией, и втором режиме, связанном с согласованной фильтрацией. Первый режим, связанный с корреляцией, и второй режим, связанный с согласованной фильтрацией, осуществляются в фильтрующем сопроцессоре внутри процессора цифровых сигналов.

Фиг. 1 изображает в общем виде архитектуру аппаратного обеспечения фильтрующего сопроцессора согласно изобретению. В предпочтительном варианте фильтрующий сопроцессор является сопроцессором с импульсной характеристикой с конечной длительностью (КИХ). Как показано на фиг. 1, система состоит из группы 103 блоков памяти для данных (банк данных) и группы 106 блоков памяти для коэффициентов (банк коэффициентов), соединенных с умножителем-накопителем (УН) 109. Размер групп блоков памяти оставлен на усмотрение разработчика аппаратных средств, но должен быть достаточно большим для размещения телекоммуникационного стандарта GSM. На фиг. 1 также показаны два выделенных канала 112 и 113 прямого доступа к памяти (ПДП), первый 112 для передачи данных в группу блоков памяти для данных, а второй 113 для передачи результатов КИХ обратно в центральный процессор (ЦП). При такой конфигурации, вмешательство ЦП сведено к минимуму до одной лишь инициализации. Четырехсловный входной буфер 115 и однословный выходной буфер 118 являются интерфейсом между процессом передачи с ПДП и процессом сбора данных с КИХ. Счет 121 фильтра отвечает за контроль длины КИХ фильтра. Генератор 124 адресов отвечает за генерирование указателей адресов для групп 103 и 106 блоков памяти согласно выбранному режиму. Блок управления 127 управляет работой с КИХ и является интерфейсом с ЦП.

Как показано на фиг. 1, за период повторения синхронизирующих импульсов осуществляется только одна операция умножения-накопления УН). Такая архитектура обеспечивает максимальную гибкость для поддержания широкого разнообразия применений КИХ-фильтрации, при сохранении минимальных операций вычислений для каждого применения. Это способствует эффективному по стоимости решению в отношении области и общего времени вычисления.

Как упомянуто выше, архитектура фильтрующего сопроцессора, показанная на фиг. 1, способна поддерживать множественные режимы. В предпочтительном варианте поддерживается четыре режима работы (конфигурируемые двумя битами режима): 1. Режим 0 - Действительный КИХ-фильтр.

2. Режим 1 - Комплексный КИХ-фильтр.

3. Режим 2 - Комплексный КИХ-фильтр, формирующий попеременно чисто вещественные - чисто мнимые выходные данные.

4. Режим 3 - Комплексная корреляция между полностью комплексной последовательностью данных и комплексной последовательностью, состоящей из чередующихся чисто вещественных - чисто мнимых элементов данных.

Дополнительный бит режима Нет_ прореживания/Прореживание_ на_ 2 был определен для поддержки систем связи с интервалами Т и Т/2. Таким образом, эти три программируемых бита дают возможность эффективного осуществления широкого спектра применений КИХ-фильтрации, некоторые из которых перечислены и кратко описаны ниже: - КИХ-фильтр действительной свертки (фиг. 3); - КИХ-фильтр действительной свертки с прореживанием выходных данных в 2 раза (фиг. 4); - КИХ-фильтр действительной корреляции (фиг. 5); - КИХ-фильтр действительной корреляции с прореживанием выходных данных в 2 раза (фиг. 6); - КИХ-фильтр комплексной свертки (фиг. 7); - КИХ-фильтр комплексной свертки с прореживанием выходных данных в 2 раза (фиг. 8); - КИХ-фильтр комплексной свертки, формирующий только действительные выходные данные (фиг. 9); - КИХ-фильтр комплексной свертки, формирующий только мнимые выходные данные (фиг. 10);
- КИХ-фильтр комплексной корреляции (фиг. 11);
- КИХ-фильтр комплексной корреляции с прореживанием выходных данных в 2 раза (фиг. 12);
- Комплексный КИХ-фильтр, формирующий попеременно чисто вещественные - чисто мнимые выходные данные (фиг. 14);
- Комплексный КИХ-фильтр, формирующий чередующиеся чисто вещественные - чисто мнимые выходные данные, прореженные в 2 раза (фиг. 15);
- Комплексная корреляция между полной комплексной последовательностью данных и комплексной последовательностью, составленной из чередующихся чисто вещественных - чисто мнимых элементов данных (фиг. 16 и 17);
- Комплексная корреляция между полной комплексной последовательностью данных, избыточно дискретизированных в 2 раза, и комплексной последовательностью, составленной из чередующихся чисто вещественных - чисто мнимых элементов данных (фиг. 18 и 19).

Архитектура аппаратного обеспечения фильтрующего сопроцессора согласно изобретению совместима с телекоммуникационным стандартом GSM. В GSM, множественный доступ с временным разделением каналов (МДВР) применяется со структурой кадра в 4,615 мс, которая содержит 8 временных интервалов. Каждый временной интервал состоит из 156,25 бита. Для нормального пакета данных имеется два набора по 58 битов зашифрованных данных, 26 битов тестовой последовательности, 6 хвостовых битов и 8,25 "сторожевых" битов. Для пакета данных доступа имеется 36 битов зашифрованных данных, 41 бит тестовой последовательности, 8 расширенных хвостовых битов, 3 хвостовых бита и 68,25 расширенных "сторожевых" бита. Схема модуляции предпочтительно закодирована как гауссовская фильтрованная манипуляция минимальным фазовым сдвигом (ГМФС).

Фиг. 3-12 показывают общую организацию данных, как показано на фиг. 2, для изменяющихся прореженных величин корреляции и свертки для режимов 0 и 1 в применении к архитектуре аппаратного обеспечения фиг. 1. Для каждого чертежа, операции инициализации и обработки данных представлены в виде сводки, с указанием применимого уравнения, используемого для осуществления обработки.

- КИХ-фильтр действительной свертки (фиг. 3);
Уравнение

Инициализация
- Установить режим и счет фильтра (= # значений коэффициентов).

- Инициализировать коэффициенты в банке коэффициентов в обратном порядке.

Запоминающее устройство на магнитном сердечнике (ЗУ) производит записи # _ счет_ фильтра.

Обработка
- Если буфер входных данных пуст, запустить ЗУ/ПДП для передачи до 4 слов новых данных.

- Инициализировать данные в банке данных в прямом порядке, в котором ЗУ/ПДП производит записи # _ счет_ фильтра.

- Вычислить F(n), сохранить результат, запустить ЗУ/ПДП.

- Принять слово новых данных в банк данных и прирастить указатель банка данных.

- КИХ-фильтр действительной свертки с прореживанием выходных данных в 2 раза (фиг. 4);
Уравнение

Инициализация
- Установить режим и счет фильтра (= # значений коэффициентов).

- Инициализировать коэффициенты в банке коэффициентов в обратном порядке.

ЗУ производит записи # _ счет_ фильтра.

Обработка
- Если буфер входных данных пуст, запустить ЗУ/ПДП для переноса до 4 слов новых данных.

- Инициализировать данные в банке данных в прямом порядке, в котором ЗУ/ПДП производит записи # _ счет_ фильтра.

- Вычислить F(n), сохранить результат, запустить ЗУ/ПДП.

- Принять слово новых данных в банк данных и прирастить указатель банка данных.

- Принять слово новых данных в банк данных и прирастить указатель банка данных.

- КИХ-фильтр действительной корреляции (фиг. 5);
Уравнение

Инициализация
- Установить режим и счет фильтра (= # значений коэффициентов).

- Инициализировать коэффициенты в банке коэффициентов в прямом порядке.

Запоминающее устройство на магнитном сердечнике (ЗУ) производит записи # _ счет_ фильтра.

Обработка
- Если буфер входных данных пуст, запустить ЗУ/ПДП для переноса до 4 слов новых данных.

- Инициализировать данные в банке данных в прямом порядке, в котором ЗУ/ПДП производит записи # _ счет_ фильтра.

- Вычислить F(n), сохранить результат, запустить ЗУ/ПДП.

- Принять слово новых данных в банк данных и прирастить указатель банка данных.

- КИХ-фильтр действительной корреляции с прореживанием выходных данных в 2 раза (фиг. 6);
Уравнение

Инициализация
- Установить режим и счет фильтра (= # значений коэффициентов).

- Инициализировать коэффициенты в банке коэффициентов в прямом порядке.

ЗУ производит записи # _ счет_ фильтра.

Обработка
- Если буфер входных данных пуст, запустить ЗУ/ПДП для переноса до 4 слов новых данных.

- Инициализировать данные в банке данных в прямом порядке, в котором ЗУ/ПДП производит записи # _ счет_ фильтра.

- Вычислить F(n), сохранить результат, запустить ЗУ/ПДП.

- Принять слово новых данных в банк данных и прирастить указатель банка данных.

- Принять слово новых данных в банк данных и прирастить указатель банка данных.

- КИХ-фильтр комплексной свертки (фиг. 7);
Уравнение


Инициализация
- Установить режим и счет фильтра (= # значений коэффициентов).

- Инициализировать коэффициенты в банке коэффициентов в прямом порядке.

ЗУ производит записи # _ счет_ фильтра.

Обработка
- Если буфер входных данных пуст, запустить ЗУ/ПДП для передачи 2 или 4 слов новых данных.

- Инициализировать данные в банке данных в прямом порядке, в котором ЗУ/ПДП производит записи # _ счет_ фильтра.

- Вычислить FR(n), сохранить результат, запустить ЗУ/ПДП.

- Вычислить FI(n), сохранить результат, запустить ЗУ/ПДП.

- Принять слово новых данных (DR), прирастить указатель банка данных.

- Принять слово новых данных (DI), прирастить указатель банка данных.

- КИХ-фильтр комплексной свертки с прореживанием выходных данных в 2 раза (фиг. 8);
Уравнение


Инициализация
- Установить режим и счет фильтра (= # значений коэффициентов).

- Инициализировать коэффициенты в банке коэффициентов в прямом порядке.

ЗУ производит записи # _ счет_ фильтра.

Обработка
- Если буфер входных данных пуст, запустить ЗУ/ПДП для передачи 2 или 4 слов новых данных.

- Инициализировать данные в банке данных в прямом порядке, в котором ЗУ/ПДП производит записи # _ счет_ фильтра.

- Вычислить FR(n), сохранить результат, запустить ЗУ/ПДП.

- Вычислить FI(n), сохранить результат, запустить ЗУ/ПДП.

- Принять слово новых данных (DR), прирастить указатель банка данных.

- Принять слово новых данных (DI), прирастить указатель банка данных.

- Принять слово новых данных (DR), прирастить указатель банка данных.

- Принять слово новых данных (DI), прирастить указатель банка данных.

- КИХ-фильтр комплексной свертки, формирующий только действительные выходные данные (фиг. 9);
Уравнение

Инициализация
- Установить режим и счет фильтра (= # значений коэффициентов).

- Инициализировать коэффициенты в банке коэффициентов в обратном порядке, при этом мнимые коэффициенты отвергаются в первую очередь.

ЗУ производит записи # _ счет_ фильтра.

Обработка
- Если буфер входных данных пуст, запустить ЗУ/ПДП для передачи 2 или 4 слов новых данных.

- Инициализировать данные в банке данных в прямом порядке, в котором ЗУ/ПДП производит записи # _ счет_ фильтра.

- Вычислить FR(n), сохранить результат, запустить ЗУ/ПДП.

- Принять слово новых данных (DR), прирастить указатель банка данных.

- Принять слово новых данных (DI), прирастить указатель банка данных.

- КИХ-фильтр комплексной свертки, формирующий только мнимые выходные данные (фиг. 10);
Уравнение

Инициализация
- Установить режим и счет фильтра (= # значений коэффициентов).

- Данные организованы в пары Im/Re.

- Инициализировать коэффициенты в банке коэффициентов в обратном порядке, при этом мнимые коэффициенты отвергаются в первую очередь.

- ЗУ производит записи # _ счет_ фильтра.

Обработка
- Если буфер входных данных пуст, запустить ЗУ/ПДП для передачи 2 или 4 слов новых данных.

- Инициализировать данные в банке данных в прямом порядке, в котором ЗУ/ПДП производит записи # _ счет_ фильтра.

- Вычислить FI(n), сохранить результат, запустить ЗУ/ПДП.

- Принять слово новых данных (DI), прирастить указатель банка данных.

- Принять слово новых данных (DR), прирастить указатель банка данных.

- КИХ-фильтр комплексной корреляции (фиг. 11);
Уравнение


Инициализация
- Установить режим и счет фильтра (= # значений коэффициентов).

- Инициализировать коэффициенты в банке коэффициентов в прямом порядке, при этом мнимые коэффициенты отвергаются в первую очередь.

ЗУ производит записи # _ счет_ фильтра.

Обработка
- Если буфер входных данных пуст, запустить ЗУ/ПДП для передачи 2 или 4 слов новых данных.

- Инициализировать данные в банке данных в прямом порядке, в котором ЗУ/ПДП производит записи # _ счет_ фильтра.

- Вычислить FR(n), сохранить результат, запустить ЗУ/ПДП.

- Вычислить FI(n), сохранить результат, запустить ЗУ/ПДП.

- Принять слово новых данных (DR), прирастить указатель банка данных.

- Принять слово новых данных (DI), прирастить указатель банка данных.

- КИХ-фильтр комплексной корреляции с прореживанием выходных данных в 2 раза (фиг. 12);
Уравнение


Инициализация
- Установить режим и счет фильтра (= # значений коэффициентов).

- Инициализировать коэффициенты в банке коэффициентов в прямом порядке, при этом мнимые коэффициенты отвергаются в первую очередь.

- ЗУ производит записи # _ счет_ фильтра.

Обработка
- Если буфер входных данных пуст, запустить ЗУ/ПДП для передачи 2 или 4 слов новых данных.

- Инициализировать данные в банке данных в прямом порядке, в котором ЗУ/ПДП производит записи # _ счет_ фильтра.

- Вычислить FR(n), сохранить результат, запустить ЗУ/ПДП.

- Вычислить FI(n), сохранить результат, запустить ЗУ/ПДП.

- Принять слово новых данных (DR), прирастить указатель банка данных.

- Принять слово новых данных (DI), прирастить указатель банка данных.

- Принять слово новых данных (DR), прирастить указатель банка данных.

- Принять слово новых данных (DI), прирастить указатель банка данных.

Архитектура аппаратного обеспечения, изображенная на фиг. 1, является особенно выгодной при ее использовании в корректоре приемника. Такой корректор в общем виде показан на фиг. 13, где ортогональные сигналы I и Q вводятся в корреляционный блок 203. Важно отметить, что изобретение использует преимущества ортогональности между I и Q, поэтому фильтрующий сопроцессор фиг. 1 может быть выгодно внедрен в любую ортогонально модулированную систему. Кроме того, выход корреляционного блока 203 соединен со входом согласованного фильтра 206. Согласованный фильтр 206 также имеет на входе ортогональные сигналы I и Q. Выходной сигнал согласованного фильтра 206 вводится в декодер 209 Витерби. Корреляционный блок 203, согласованный фильтр 206 и декодер 209 Витерби в сущности составляют корректор, как хорошо известно в данной области. Выходной сигнал декодера 209 Витерби вводится в канальный декодер (не показан), который осуществляет дальнейшую обработку принятого сигнала.

Фиг. 14-19 показывают общую организацию данных, как показано на фиг. 2, для изменяющихся прореженных значений корреляции (режим 3) и согласованной фильтрации (режим 2) в применении к архитектуре аппаратного обеспечения фиг. 1. Первым исследованием является исследование процесса корреляции. В процессе корреляции, входные данные коррелируются с комбинацией синхрогруппы в виде "полуиноходи". Благодаря сущности схемы ГМФС-модуляции GSM синхрогруппа чередуется между чисто вещественными и чисто мнимыми значениями. Обычно, полное комплексное умножение потребовало бы четыре операции умножения и хранения. Вследствие сущности синхрогруппы необходимо только два умножения, поскольку либо вещественная, либо мнимая часть является "О" (т. е. ортогональна). Фильтрующий сопроцессор фиг. 1 использует преимущество этой особенности для уменьшения времени вычисления наполовину. Кроме того, для каждого чертежа, операции инициализации и обработки данных представлены в виде сводки, с указанием также применимого уравнения, используемого для осуществления обработки.

- Комплексная корреляция между полной комплексной последовательностью данных и комплексной последовательностью, составленной из чередующихся чисто вещественных - чисто мнимых элементов данных (фиг. 16 и 17);
Тестовая последовательность (принятые данные) является комплексной (пара выборок I& Q на бит). Последовательность с чередованием ("полуиноходи") (эталонные данные) состоит из чередующихся чисто вещественных - чисто мнимых комплексных величин (одно число комплексное число на бит), образующих таблицу, показанную на фиг. 16.

Уравнение
- Корреляционная функция имеет вид:


- Используя преимущество ортогональных компонент последовательности с чередованием ("полуиноходи"), мы получаем:


- Таким образом, выходные данные комплексной корреляции вычисляются для каждых комплексных входных данных с запросом половины операций УН.

Инициализация
- Установить режим и счет фильтра (= # значений коэффициентов).

- Инициализировать коэффициенты в банке коэффициентов в прямом порядке.

- ЗУ производит записи # _ счет_ фильтра.

Обработка
- Всякий раз, когда буфер входных данных пуст, запустить ЗУ/ПДЗУ для передачи 2 или 4 выборок новых данных.

- Инициализировать данные в банке данных в прямом порядке, в котором ЗУ/ПДП производит 2х записей # _ счет_ фильтра.

- Вычислить FR(n), сохранить результат, запустить ЗУ/ПДП.

- Вычислить FI(n), сохранить результат, запустить ЗУ/ПДП.

- Принять слово новых данных (DR), прирастить указатель банка данных.

- Принять слово новых данных (DI), прирастить указатель банка данных.

- Комплексная корреляция между полной комплексной последовательностью данных, избыточно дискретизированных в 2 раза, и комплексной последовательностью, составленной из чередующихся чисто вещественных - чисто мнимых элементов данных (фиг. 18 и 19).

Тестовая последовательность (принятые данные) является избыточно дискретизированной (2х I& Q выборок на бит). Последовательность с чередованием ("полуиноходи") (эталонные данные) состоит из чередующихся чисто вещественных - чисто мнимых комплексных величин (одно чисто комплексное число на бит). Перед корреляцией последовательность с чередованием ("полуиноходи") 2х интерполировали путем добавления комплексного нуля между чисто комплексными величинами с образованием таблицы/ показанной на фиг. 18.

Уравнение
- Корреляционная функция имеет вид:


- Используя преимущество ортогональных компонент интерполированной последовательности с чередованием ("полуиноходи"), мы получаем:


Можно легко показать, что когда n является "четным", выходные сигналы фильтра не зависят от "нечетных" входных выборок, и когда n является "нечетным", выходные сигналы фильтра не зависят от "четных" входных выборок. В результате этого четные и нечетные выходные сигналы фильтра могут быть вычислены отдельно, с запросом половины размера группы блоков памяти.

Инициализация
- Установить режим и счет фильтра (= # значений коэффициентов).

- Инициализировать коэффициенты в банке коэффициентов в прямом порядке.

- ЗУ производит записи # _ счет_ фильтра.

Обработка
- Всякий раз, когда буфер входных данных пуст, запустить ЗУ/ПДП для передачи 2 или 4 выборок новых данных.

- Инициализировать данные в банке данных в прямом порядке, в котором ЗУ/ПДП производит 2х записей # _ счет_ фильтра, только четных или только нечетных.

- Вычислить FR(n), сохранить результат, запустить ЗУ/ПДП.

- Вычислить FI(n), сохранить результат, запустить ЗУ/ПДП.

- Принять слово новых данных (DR), прирастить указатель банка данных.

- Принять слово новых данных (DI), прирастить указатель банка данных.

Вторым исследованием является исследование процесса согласованной фильтрации. В процессе согласованной фильтрации эксплуатируются два элемента, специфических для процесса коррекции, применяемого в системе GSM. Во-первых, вычисляются только чередующиеся вещественные и мнимые выходные данные. Это опять-таки использует преимущество ортогональной природы схемы модуляции ГМФС. Кроме того, выходные данные прореживаются в 2 раза для обработки 2x избыточно дискретизированных данных и обеспечения вывода единственной выборки на бит. Последовательность выходных данных рассматривается как чисто вещественная последовательность для дальнейшей обработки декодером 209 Витерби. Опять-таки режим согласованной фильтрации фильтрующего сопроцессора использует преимущество этих свойств для уменьшения времени вычисления относительно выполнения полных комплексных умножений. Опять же, для каждого чертежа, операции инициализации и обработки данных представлены в виде сводки, с указанием применимого уравнения, используемого для выполнения обработки.

- Комплексный КИХ-фильтр, генерирующий попеременно чисто вещественные - чисто мнимые выходные данные (фиг. 14);
Уравнение


Инициализация
- Установить режим и счет фильтра (= # значений коэффициентов).

- Инициализировать коэффициенты в банке коэффициентов в обратном порядке.

- ЗУ производит записи # _ счет_ фильтра.

Обработка
- Если буфер входных данных пуст, запустить ЗУ/ПДП для передачи 2 или 4 слов новых данных.

- Инициализировать данные в банке данных в прямом порядке, в котором ЗУ/ПДП производит записи # _ счет_ фильтра.

- Вычислить FR(n), сохранить результат, запустить ЗУ/ПДП.

- Принять слово новых данных (DR), прирастить указатель банка данных.

- Принять слово новых данных (DI), прирастить указатель банка данных.

- Вычислить FI(n), сохранить результат, запустить ЗУ/ПДП.

- Принять слово новых данных (DR), прирастить указатель банка данных.

- Принять слово новых данных (DI), прирастить указатель банка данных.

- Комплексный КИХ-фильтр, генерирующий чередующиеся чисто вещественные/чисто мнимые выходные данные, прореженные в 2 раза (фиг. 15);
Уравнение


Инициализация
- Установить режим и счет фильтра (= # значений коэффициентов).

- Инициализировать коэффициенты в банке коэффициентов в обратном порядке.

Обработка
- Если буфер входных данных пуст, запустить ЗУ/ПДП для передачи 4 слов новых данных (2 комплексных данных).

- Инициализировать данные в банке данных в прямом порядке (ЗУ/ПДП записывает).

- Вычислить FR(n), сохранить результат, запустить ЗУ/ПДП.

- Принять слово новых данных (DR), прирастить указатель банка данных.

- Принять слово новых данных (DI), прирастить указатель банка данных.

- Принять слово новых данных (DR), прирастить указатель банка данных.

- Принять слово новых данных (DI), прирастить указатель банка данных.

- Вычислить FI(n), сохранить результат, запустить ЗУ/ПДП.

- Принять слово новых данных (DR), прирастить указатель банка данных.

- Принять слово новых данных (DI), прирастить указатель банка данных.

- Принять слово новых данных (DR), прирастить указатель банка данных.

- Принять слово новых данных (DI), прирастить указатель банка данных.

Ранее эти задачи выполнялись программно-аппаратными средствами, работающими на ЗУ процессора. Следующая таблица иллюстрирует усовершенствования, произведенные путем применения фильтрующего сопроцессора.

Фиг. 20 изображает в общем виде фильтрующий сопроцессор фиг. 1, выгодно внедренный в приемник системы радиосвязи. Вообще говоря, приемник принимает ортогонально модулированный сигнал 400 в средство для предварительной обработки данных (СПОД) 406 приемника. Ортогонально модулированный сигнал 400 составлен из множества символов. В предпочтительном варианте эти символы принимаются в первую и вторую ветви средства для предварительной обработки данных 406 приемника, и прием символов между первой и второй ветвями смещен на заданный период времени. В корректоре 212 канала, вмещающем аппаратное обеспечение фильтрующего сопроцессора, символы с четными номерами из первой ветви приемника декодируются независимо и символы с нечетными номерами из второй ветви приемника декодируются независимо для получения декодированной информации для каждой ветви приемника. Декодированная информация для каждой ветви приемника затем комбинируется и обрабатывается вычислительной машиной базы данных приемника (не показана).

В предпочтительном варианте ортогонально модулированный сигнал дополнительно содержит сигнал, модулированный посредством квадратурной манипуляции фазовым сдвигом (КМФС), который конкретно является сигналом, модулированным посредством гауссовской манипуляции минимальным фазовым сдвигом (ГМФС). Могут также использоваться другие типы модуляции, такие как модуляция посредством манипуляции минимальным фазовым сдвигом (МФС). Приемник фиг. 20 является совместимым с интерфейсом излучения множественного доступа с временным разделением каналов (МДВР), и конкретно, с интерфейсом излучения МДВР Group Special Mobile (GSM).

Символы с четными номерами из первой ветви приемника декодируются независимо и символы с нечетными номерами из второй ветви приемника декодируются независимо для получения декодированной информации для каждой ветви приемника. Для выполнения независимого декодирования, данные I и Q коррелируются с тестовой последовательностью для оценки импульсной характеристики канала перед согласованной фильтрацией оцениваемого канала с принятыми данными. Тестовая последовательность (эталонные данные) состоит из чередующихся чисто вещественных чисто мнимых комплексных величин (одно чисто комплексное число на бит), как показано в таблице фиг. 16. Затем выполняется оценка последовательности методом максимального правдоподобия (ОПМП) и подавление межсимвольной интерференции для выполнения оценки последовательности данных программируемого решения. Эти данные программируемого решения затем проходят в канальный декодер (вычислительная машина приемника) для дальнейшей обработки. Фильтрующий сопроцессор, описанный здесь и показанный на фиг. 1, осуществляет корреляционный процесс для импульсной характеристики канала, так же как процесс согласованной фильтрации принятых данных с этим оцененным каналом. Путем использования преимущества схемы модуляции ГМФС системы GSM, число операций для проведения корреляции и согласованной фильтрации значительно уменьшено, что, следовательно, приводит к запросу меньшего количества ПЦС на РЧ несущую.

Хотя изобретение было, в частности, показано и описано со ссылкой на конкретный вариант, специалистам будет ясно, что различные изменения в форме и деталях могут быть сделаны без отхода от сущности и объема изобретения.

Формула изобретения

1. Способ декодирования в приемнике ортогонально модулированного сигнала, содержащего множество символов, заключающийся в том, что принимают указанные символы в первую и вторую ветви приемника, причем прием символов в первой и второй ветвях смещен на заданный период времени, отличающийся тем, что избирательно независимо декодируют символы с четными номерами в первой ветви приемника, а символы с нечетными номерами - во второй ветви приемника для получения декодированной информации для каждой ветви приемника и выполняют операцию умножения-накопления в режиме работы фильтрации и/или корреляции.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что ортогонально модулированный сигнал является смещенным сигналом, модулированным посредством квадратурной манипуляции фазовым сдвигом (КМФС).

3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что смещенный сигнал, модулированный посредством квадратурной манипуляции фазовым сдвигом, является сигналом, модулированным посредством манипуляции минимальным фазовым сдвигом (МФС), или сигналом, модулированным посредством гауссовской манипуляции минимальным фазовым сдвигом (ГМФС).

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что приемник является совместимым с интерфейсом излучения множественного доступа с временным разделением каналов (МДВР).

5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что интерфейс излучения МДВР является интерфейсом излучения МДВР, совместимым с интерфейсом излучения МДВР Group Special Mobile (GSM).

6. Фильтрующий сопроцессор, содержащий памяти и контроллер, отличающийся тем, что содержит умножитель-накопитель, причем первая память предназначена для хранения информации о данных, вторая память - для хранения коэффициентов, причем первая и вторая памяти соединены с умножителем-накопителем, а контроллер предназначен для управления умножителем-накопителем для выполнения функций умножения-накопления во множестве режимов работы и для координации поиска информации о данных и коэффициентов.

7. Фильтрующий сопроцессор по п. 6, отличающийся тем, что он выполнен с возможностью осуществления корреляции между последовательностью комплексных данных и последовательностью с чередованием, причем эта последовательность с чередованием содержит чередующиеся чисто вещественные - чисто мнимые комплексные данные.

8. Фильтрующий сопроцессор по п. 6, отличающийся тем, что он выполнен с возможностью осуществления корреляции между последовательностью избыточно дискретизированных 2х комплексных данных и последовательностью с чередованием, причем последовательность с чередованием содержит 1х чередующихся чисто вещественных - чисто мнимых комплексных данных.

9. Фильтрующий сопроцессор по п. 6, отличающийся тем, что он выполнен с возможностью осуществления согласованной фильтрации, причем входные данные являются комплексными, коэффициенты, относящиеся к согласованной фильтрации, являются комплексными, а выходные данные являются действительной частью последовательности чередующихся чисто вещественных - чисто мнимых данных.

10. Фильтрующий сопроцессор по п. 6, отличающийся тем, что фильтрующий сопроцессор использует канал прямого доступа к памяти для перемещения входных данных из памяти к фильтрующему сопроцессору и выходных данных от фильтрующего сопроцессора в память.

11. Корректор для использования в приемнике, совместимом с системой радиосвязи, содержащий корреляционный блок, отличающийся тем, что содержит согласованный фильтр для согласованной фильтрации комплексных входных данных с применением комплексных коэффициентов и вывода действительной части данных последовательности чередующихся чисто вещественных - чисто мнимых данных и блок оценки последовательности методом максимального правдоподобия для оценки сигнала, переданного в системе радиосвязи, на основе выходных данных согласованного фильтра, при этом корреляционный блок предназначен для корреляции последовательности комплексных данных и последовательности с чередованием, содержащей чередующиеся чисто вещественные - чисто мнимые комплексные данные.

12. Корректор по п. 11, отличающийся тем, что корреляционный блок и согласованный фильтр выполнены с использованием первой и второй памятей, соединенных с умножителем-накопителем, и контроллера для управления умножителем-накопителем для осуществления функций умножения-накопления в первом режиме, относящемся к корреляции, и втором режиме, относящемся к согласованной фильтрации.

13. Корректор по п. 12, отличающийся тем, что корреляционный блок и согласованный фильтр предусмотрены в фильтрующем сопроцессоре внутри процессора цифровых сигналов.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13, Рисунок 14, Рисунок 15, Рисунок 16, Рисунок 17, Рисунок 18, Рисунок 19, Рисунок 20, Рисунок 21, Рисунок 22