能量信號的峰值搜索和排序裝置的製作方法
2023-09-17 00:11:35
專利名稱：能量信號的峰值搜索和排序裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及移動通訊領域，尤其涉及一種實現能量峰值搜索和排序的硬體電路裝置。
背景技術：
在第三代移動通信的基帶處理系統中，普遍含有能量信號的峰值搜索和排序功能，如圖1所示的基帶處理系統的前導檢測鏈路，天線樣本數據經過相關匹配濾波、解旋轉和符號累積後，得到符號級的接收數據。然後，符號數據通過快速哈達碼變換和能量累積器後，得到16個前導籤名在搜索窗內各個相位上的能量分布狀況，根據每個籤名在搜索窗內的能量分布，前導檢測系統就能夠確定各個籤名的峰值判決門限，通過對各個籤名在搜索窗內的峰值能量分布進行判決就可以確定接收信號中存在哪些籤名，並找出這些籤名的多徑相位。接下來基站系統就可以通知捕獲到的用戶發送消息體，並在相應的多徑相位上對接收到的消息體進行解調、合併，完成多徑分集功能。由於基帶處理系統中的解調器資源是有限的，所以系統只能夠對能量最強的幾條路徑上的多徑信號進行解調，為此，基帶處理系統需要在搜索窗內搜索峰值能量並對其進行排序；然後才能在能量最大的幾條多徑相位上分配解調器資源進行解調。目前，能量信號的峰值搜索和排序功能主要是在軟體中完成，這樣，基帶處理系統的硬體就需要將16個籤名在搜索窗內的所有相位上的能量值連同它們的相位值一同發送給軟體，這就對軟硬體接口的數據傳輸速率和傳輸量提出了很高的要求，而目前現有設備無法有效實現這一點，而且軟體為了存儲這些數據還需要消耗大量的存儲器資源。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是現有技術存在的數據傳輸速率和傳輸量無法達到峰值搜索和排序的要求、系統資源浪費嚴重的缺點。以期提出一種能有效滿足峰值搜索和排序的要求、節約系統資源的能量信號的峰值搜索和排序裝置。
本發明所述能量信號的峰值搜索和排序裝置，包括1個搜索窗計數器、1個時分復用器、n個延時單元和n級與所述延時單元相應的峰值檢測器；所述搜索窗計數器對輸入到本發明所述裝置中的數據進行計數，並根據輸入的搜索窗寬度參數控制本發明所述裝置的輸出時序和復位操作；其接收外部的搜索窗寬度參數和計數時鐘，輸出清零信號給各級延時單元和時分復用器；所述n個延時單元對輸入的清零信號進行單位時鐘的延時，延時單元1的輸入為所述搜索窗計數器產生的清零信號，輸出連接到時分復用器和第1級峰值檢測器，延時單元2到延時單元n-1的輸入為上一級延時單元輸出的清零信號，輸出連接到對應的第2級峰值檢測器到第n-1級峰值檢測器，同時，各個延時單元的輸出作為相應時分復用器的輸入信號，延時單元n輸入延時單元n-1輸出的清零信號，輸出僅連接對應的第n級峰值檢測器；所述峰值檢測器篩選和保存能量較大的數據，輸出能量較小的數據，第1級峰值檢測器輸入待檢測的能量數據和延時單元1輸出的清零信號，其A口輸出到下一級峰值檢測器，B口輸出到時分復用器；第2級峰值檢測器到第n-1級峰值檢測器分別輸入上一級峰值檢測器的A口輸出和延時單元2到延時單元n-1對應的輸出清零信號，A口輸出到下一級峰值檢測器的輸入端，B口輸出直接連接到時分復用器上，第n級峰值檢測器的輸入為第n-1級峰值檢測器的A口輸出和延時單元n的輸出，而該級峰值檢測器的A口不輸出，B口輸出到時分復用器；所述時分復用器內部設有一計數器，用以對外部輸入的清零信號進行計數，當該計數器的計數值為「0」狀態時，時分復用器選擇「0」輸出，否則，時分復用器將根據該計數器具體的計數狀態串行輸出各級峰值檢測器在本地保存的峰值數據。其輸入端連接有各級峰值檢測器的B口輸出和各級清零信號，這些清零信號分別來自於搜索窗計數器和延時單元1到延時單元n-1的輸出，時分復用器的輸出端作為本發明所述裝置的輸出端直接連接到軟硬體之間的接口通道上，供外部系統(DSP軟體)讀取數據。
由於本發明所述裝置對數據採用實時處理的方式，不需要大量的存儲器來緩存數據，從而節省了大量的存儲器資源。而且，本發明所述裝置配置非常靈活，可根據需要檢測和排序的峰值個數，任意的增加或減少峰值檢測器的級聯深度。本發明所述裝置控制非常簡單，可通過控制調整搜索窗的大小來控制排序後峰值的輸出時序。另外，由於本發明所述裝置採用串行輸出結果的方式，按照時間先後順序由大到小的輸出各個峰值數據，從而大大減輕了軟硬體接口處的數據傳輸負擔。
圖1是第三代移動通信基帶處理系統中的前導檢測子系統框圖。
圖2是本發明所述能量信號的峰值搜索和排序裝置結構圖。
圖3是本發明所述裝置中搜索窗計數器的硬體結構圖。
圖4是本發明所述裝置中峰值檢測器的硬體結構圖。
圖5是本發明所述裝置中背景噪聲累加器的硬體結構圖。
具體實施例方式
下面結合附圖和具體實施方式
對本發明所述裝置做進一步說明。
本發明所述裝置考慮通過硬體來實現能量信號的峰值搜索和排序功能，這樣，當前導檢測單元中的硬體系統在上報檢測結果時，只需要根據解調器的資源狀況為每個籤名選擇少數幾個能量最大的多徑相位，將這些相位上的檢測結果報給軟體即可，從而在不影響系統性能的基礎上大大降低數據的傳輸量和存儲量。
本發明所述裝置的工作原理非常簡單，它通過逐級過濾的方式來挑選峰值數據，附圖2給出了本發明所述裝置的一種硬體實現結構，在如圖2的配置下，本發明所述裝置可以搜索n個峰值數據，並對搜索到的峰值數據進行排序。
如圖2所示，本發明所述裝置由四個組分組成即搜索窗計數器、延時單元、峰值檢測器、和時分復用器，其中，搜索窗計數器的主要功能是對輸入到本發明所述裝置中的數據進行計數，並根據輸入的搜索窗寬度參數控制本發明所述裝置的輸出時序和復位操作，搜索窗計數器輸入外部的搜索窗寬度參數和計數時鐘，輸出清零信號給各級延時單元和時分復用器單元；延時單元主要功能是對輸入的清零信號進行單位時鐘的延時，延時單元1的輸入為搜索窗計數器產生的清零信號，輸出連接到第1級峰值檢測器和時分復用器，延時單元2到延時單元n-1的輸入為上一級延時單元輸出的清零信號，輸出連接到對應的第2級峰值檢測器到第n-1級峰值檢測器，同時，各個延時單元的輸出還要作為時分復用器的輸入信號，延時單元n輸入延時單元n-1輸出的清零信號，輸出僅連接對應的第n級峰值檢測器；峰值檢測器的主要功能是篩選和保存能量較大的數據，輸出能量較小的數據，第1級峰值檢測器輸入待檢測的能量數據和延時單元1輸出的清零信號，A口輸出到下一級峰值檢測器，B口輸出到時分復用器，第2級峰值檢測器到第n-1級峰值檢測器分別輸入上一級峰值檢測器的A口輸出和延時單元2到延時單元n-1對應的輸出清零信號，而A口輸出到下一級峰值檢測器的輸入端，B口輸出直接連接到時分復用器上，第n級峰值檢測器的輸入為第n-1級峰值檢測器的A口輸出和延時單元n的輸出，而這一級峰值檢測器的A口不輸出，B口輸出到時分復用器；時分復用器的主要功能是在搜索窗計數器的控制下串行輸出各級峰值檢測器在本地保存的峰值數據，時分復用器輸入端連接有各級峰值檢測器的B口輸出和各級清零信號，這些清零信號分別來自於搜索窗計數器和延時單元1到延時單元n-1的輸出，時分復用器的輸出端作為本發明所述裝置的輸出端直接連接到軟硬體之間的接口通道上，供DSP軟體讀取數據。
在能量信號峰值搜索和排序裝置中，搜索窗計數器是主要的控制單元，其硬體實現結構如圖3所示，它主要包括兩個功能單元即計數器1和比較器1，其中，比較器1的主要功能是比較搜索窗寬度參數和計數器1的計數結果，當兩者相等時產生清零信號，計數器1的功能是根據清零信號和時鐘信號進行清零或計數操作，計數結果輸入到比較器1，可見，比較器1的輸入信號是搜索窗寬度參數和計數器1的計數結果，輸出的清零信號發送給計數器1和本發明所述裝置的其它功能單元，計數器1的輸入信號是時鐘信號和清零信號，輸出計數結果給比較器1；延時單元主要功能是對輸入信號進行延時，每個延時單元產生1個時鐘周期的延時，延時單元的輸入是搜索窗計數器輸出的清零信號，延時後的輸出信號作為峰值檢測器和復用器的輸入信號。
峰值檢測器是本發明所述裝置篩選能量峰值的功能單元，其硬體實現結構如圖4所示，峰值檢測器主要由比較選擇器A、比較選擇器B、寄存器A和寄存器B組成，其中比較器選擇器A的主要功能是比較選擇兩個輸入數據中較小的數據，比較選擇器B的主要功能是比較選擇兩個輸入數據中較大的數據，寄存器A的功能是保存比較選擇器A的輸出結果，寄存器B的主要功能是保存比較選擇器B的輸出結果，比較選擇器A和比較選擇器B的輸入信號相同，都是能量輸入信號和峰值檢測器寄存器B在本地保存的數據，比較選擇器A輸出到寄存器A的信號是比較結果中數值較小的數據，比較選擇器B輸出到寄存器B的信號是比較結果中數值較大的數據，寄存器A的輸入是比較選擇器A選出的較小的數據，其輸出到下一級峰值檢測器的信號是本地保存的數據，寄存器B的輸入信號是比較選擇器B選出的較大的數據，其輸出到時分復用器的數據是本地保存的數據。
時分復用器是本發明所述裝置的輸出單元，其硬體實現結構如圖5所示，時分復用器由比較器2、計數器2和選擇器組成，其中，比較器2的主要功能是比較本發明所述裝置的級聯級數和計數器2的計數結果，當兩者相等時向計數器2輸出計數器清零信號，計數器2的主要功能是根據外部的清零信號進行計數，並根據比較器2發出的計數器清零信號完成相應的清零操作，選擇器的主要功能是根據計數器2的計數結果時分復用的串行輸出保存在各級峰值檢測器B口中的數據，比較器2的輸入信號是本發明所述裝置的級聯級數n和計數器2的計數結果，產生的計數器清零信號輸出到計數器2，計數器2的輸入信號是外部搜索窗計數器和各級延時單元輸出的清零信號，輸出的計數結果作為比較器2和選擇器的輸入信號，選擇器的輸入信號是保存在第1級到第n級峰值檢測器B口中的數據以及信號零，排序後的峰值信號被串行輸出到軟硬體的接口通道上，供DSP軟體讀取。
權利要求
1.一種能量信號的峰值搜索和排序裝置，其特徵在於，包括1個搜索窗計數器、1個時分復用器、n個延時單元和n級與所述延時單元相應的峰值檢測器；所述搜索窗計數器對輸入到本發明所述裝置中的數據進行計數，並根據輸入的搜索窗寬度參數控制本發明所述裝置的輸出時序和復位操作，其接收外部的搜索窗寬度參數和計數時鐘，輸出清零信號給各級延時單元和時分復用器；所述n個延時單元對輸入的清零信號進行單位時鐘的延時，延時單元1的輸入為所述搜索窗計數器產生的清零信號，輸出連接到時分復用器和第1級峰值檢測器，延時單元2到延時單元n-1的輸入為上一級延時單元輸出的清零信號，輸出連接到對應的第2級峰值檢測器到第n-1級峰值檢測器，同時，各個延時單元的輸出作為相應時分復用器的輸入信號，延時單元n輸入延時單元n-1輸出的清零信號，輸出僅連接對應的第n級峰值檢測器；所述峰值檢測器篩選和保存能量較大的數據，輸出能量較小的數據，第1級峰值檢測器輸入待檢測的能量數據和延時單元1輸出的清零信號，其A口輸出到下一級峰值檢測器，B口輸出到時分復用器；第2級峰值檢測器到第n-1級峰值檢測器分別輸入上一級峰值檢測器的A口輸出和延時單元2到延時單元n-1對應的輸出清零信號，A口輸出到下一級峰值檢測器的輸入端，B口輸出直接連接到時分復用器上，第n級峰值檢測器的輸入為第n-1級峰值檢測器的A口輸出和延時單元n的輸出，而該級峰值檢測器的A口不輸出，B口輸出到時分復用器；所述時分復用器在搜索窗計數器的控制下串行輸出各級峰值檢測器在本地保存的峰值數據，其輸入端連接有各級峰值檢測器的B口輸出和各級清零信號，這些清零信號分別來自於搜索窗計數器和延時單元1到延時單元n-1的輸出，時分復用器的輸出端作為本發明所述裝置的輸出端直接連接到軟硬體之間的接口通道上，供外部系統讀取數據。
2.根據權利要求1所述的能量信號的峰值搜索和排序裝置，其特徵在於，所述搜索窗計數器包括計數器1和比較器1，所述比較器1比較搜索窗寬度參數和計數器1的計數結果，當兩者相等時產生清零信號，其輸入信號是搜索窗寬度參數和所述計數器1的計數結果，輸出的清零信號發送給所述計數器1和其它功能單元；所述計數器1根據清零信號和時鐘信號進行清零或計數操作，計數結果輸入到比較器1，其輸入信號是時鐘信號和清零信號，輸出計數結果給所述比較器1。
3.根據權利要求1所述的能量信號的峰值搜索和排序裝置，其特徵在於，所述峰值檢測器包括比較選擇器A、比較選擇器B、寄存器A和寄存器B，比較選擇器A比較選擇較小的數據，所述比較選擇器B比較選擇較大的數據，所述寄存器A保存所述比較選擇器A的輸出結果，所述寄存器B保存所述比較選擇器B的輸出結果，所述比較選擇器A和比較選擇器B的輸入信號都是能量輸入信號和所述寄存器B在本地保存的數據，所述比較選擇器A輸出到所述寄存器A的信號是比較結果中數值較小的數據，所述比較選擇器B輸出到所述寄存器B的信號是比較結果中數值較大的數據，所述寄存器A輸出到下一級峰值檢測器的信號是本地保存的數據，所述寄存器B輸出到時分復用器的數據是本地保存的數據。
4.根據權利要求1所述的能量信號的峰值搜索和排序裝置，其特徵在於，所述時分復用器包括比較器2、計數器2和選擇器，所述比較器2比較級聯級數n和所述計數器2的計數結果，當兩者相等時向所述計數器2輸出計數器清零信號；所述計數器2根據外部的清零信號進行計數，並根據所述比較器2發出的計數器清零信號完成相應的清零操作；所述選擇器根據所述計數器2的計數結果時分復用的串行輸出保存在各級峰值檢測器B口中的數據，排序後的峰值信號被串行輸出到軟硬體的接口通道上，供外部系統讀取。
全文摘要
本發明公開了一種通信領域中能量信號的峰值搜索和排序裝置，包括1個搜索窗計數器、1個時分復用器、n個延時單元和n級與延時單元相應的峰值檢測器；搜索窗計數器對輸入到本發明所述裝置中的數據進行計數，並根據輸入的搜索窗寬度參數控制本發明所述裝置的輸出時序和復位操作；n個延時單元對輸入的清零信號進行單位時鐘的延時；峰值檢測器篩選和保存能量較大的數據，輸出能量較小的數據；時分復用器根據其內部設置的清零信號計數器的計數狀態串行輸出各級峰值檢測器在本地保存的峰值數據。本發明克服了現有技術存在的數據傳輸速率和傳輸量無法達到峰值搜索和排序的要求、系統資源浪費嚴重的缺點。
文檔編號H04B7/08GK1783760SQ200410096098
公開日2006年6月7日 申請日期2004年11月30日 優先權日2004年11月30日
發明者古豔濤 申請人:中興通訊股份有限公司