具有瞬變抑制的脈衝整形對照表的製作方法
2023-06-05 02:38:56 1
專利名稱：具有瞬變抑制的脈衝整形對照表的製作方法
這個申請與John J.Janssen等人在相同的日期申請的美國專利申請序列號為09/124,200的題為「瞬變抑制工作狀態轉換開關」的申請有關。該申請已轉讓給本申請的受讓人並且在這裡將其完全引入進來作為參考。
這個發明通常是關於數字數據的脈衝整形，特別是使用對照表來完成脈衝整形。
在無線通信系統中，數字數據的脈衝整形通常需要滿足系統頻譜發射要求。代替使用傳統的濾波器來整形脈衝，常常使用對照表來近似濾波操作和減少脈衝整形操作的費用和複雜性。將數字數據轉換為數字字，並且對照表將每個數字字都映射為表中所存儲的一個輸出波形段。由於使用了對照表，在一個脈衝整形數字數據輸出波形序列中的第一個輸出波形段可能具有一個從零值到一個正值或負值的突變。同樣，在一個輸出波形序列中的最後一個輸出波形段可能具有從一個正值或負值到一個零值的突變。這些接通瞬變和斷開瞬變可能會帶來不能接受的頻譜發射。
這樣就需要一種脈衝整形對照表，它能夠減少傳統的脈衝整形對照表所帶來的斷開和接通瞬變。
圖1表示的是一張示例的脈衝整形對照表。
圖2表示的是圖1中所示的脈衝整形對照表的一個舉例的使用。
圖3表示的是減少接通瞬變的數字字修改的一張表。
圖4表示的是減少斷開瞬變的數字字修改的一張表。
圖5表示的是在無線電話的發送器中所實現的具有瞬變抑制的脈衝整形對照表的一種優選實施方式的一張框圖。
圖6表示的是圖5中所示的具有瞬變抑制的脈衝整形對照表的一種優選實施方式的一張邏輯元件圖。
圖7表示的圖6中所示的具有瞬變抑制的脈衝整形對照表的一種使用。
具有瞬變抑制的脈衝整形對照表通過在傳輸期間修改一個數字數據序列的最初和最後的數字字的欄位，避免了硬的接通和斷開瞬變。具有瞬變抑制的脈衝整形對照表將修改過的數字字與波形段相匹配，即使是在數字數據傳輸的啟動和關閉期間也能夠提供具有減少的頻譜發射的一個準確的輸出波形序列。
圖1表示的是一個示例的脈衝整形對照表。在對照表100中，在行110中所列的一個數字字具有三個欄位與行120中所示的採樣的數字波形段相匹配。在這個例子中，每個欄位是一比特長，輸入數字數據序列中的字也是一個比特長。數字字的中央一比特欄位表示輸入數字數據序列的當前的一比特字，而數字字的第一個或是左側的一比特欄位表示輸入數字數據序列過去的一比特字，數字字的最後一個或是右側的一比特欄位表示輸入數字數據序列的未來的一比特字。
圖2表示的是圖1中所示的脈衝整形對照表的一個示例的使用。在這個例子中，輸入數字數據序列將是一個七個字的二進位序列{0110010}，其中每一個字是一比特長。在開始輸入數字數據序列之前，脈衝整形對照表可能接收數字數據，但是，這些數字數據並不代表想要的信息。這樣，第一個數字字是X01。過去的欄位X表示一個未定的數字值，當前的欄位0是輸入數字數據序列的第一個字，將來的欄位1是輸入數字數據序列的第二個字。在這個例子中，將過去的欄位X假定為0，如行210中所示。在行210中也表示了與七個字的輸入數字數據序列相對應的二進位數字字的其餘部分。第二個數字字是011，第三個數字字是110，第四個數字字是100，第五個數字字是001，第六個數字字是010。第七個數字字是10X，這是因為在最後一個數字字中將來的欄位是一個未定的值。將在第七個數字字中的將來的欄位X假定為0，如行210中所示。
注意到為了將第一個和最後的數字字與圖1中所示的一個相應的波形段相映射，必須對每一個欄位X的值作出假定。如果將欄位X假定為0，會帶來行220中所示的採樣數字輸出波形序列。要注意在輸出波形序列開始的硬接通瞬變250和在輸出波形序列結尾的硬斷開瞬變260。在某些電信系統中，這些瞬變250，260會帶來不能接受的頻譜發射。不管是將欄位X設為0，1，或允許它是一個隨機的值，在某些環境下都將會帶來接通或是斷開瞬變。這樣，就需要一種方法，設置每個欄位X的值以減少這些瞬變。
圖3表示的是數字字修改的一張表300，數字字的修改減少了接通瞬變。對於每種類型的脈衝整形對照表，數字字修改將稍有不同。這裡所描述的思想能夠很容易的應用到貝塞爾，平方根升餘弦(SRRC)，高斯型，和其它類型的脈衝整形對照表，還有圖1中所示的示例對照表。圖3中所示的修改的基礎是確保由對照表所生成的輸出波形序列的開始是一個從零值開始的逐漸的變化，而不是一個突變。
依據在一個輸入數字數據序列中的第一個字的值，將第一個數字字中的過去的一個欄位X設定為某一個值。至於圖1中所示的對照表，對於以字0開始的輸入數字數據序列，將第一個數字字中的過去的欄位設置為1。這樣使用圖2中所示的{0110010}的示例的數字數據序列，代替使用圖2中所示的001的第一個數字字，第一個數字字是101。對於以字1開始的數字數據序列，將第一個數字字的過去的欄位設置為0。這些對表300中所示的對第一個數字字的修改帶來了在輸出波形序列的開始，從一個零值到一個正或負值的一個光滑的變化。
圖4表示的是數字字修改的一張表400，數字字修改減少了斷開瞬變。對於每一種類型的脈衝整形對照表，數字字的修改也稍有不同。將修改設計為在一個輸出波形序列的結尾處生成逐漸到零值的變化。
依據在一個輸入數字數據序列中的最後一個字的值，將最後一個數字字中的將來的欄位X設定為某一個值。至於圖1中所示的對照表，對於以字0結尾的數字數據序列，將最後一個數字字中的將來的欄位設置為1。對於以1結束的數字數據序列，將最後一個數字字中的將來的欄位設置為0。這樣使用圖2中所示的{0110010}的示例的數字數據序列，代替使用圖2中所示的100的最後一個數字字，最後一個數字字是101。這些對表400中所示的對最後一個數字字的修改帶來了在輸出波形序列的結尾，從一個正或負值到一個零值的一個光滑的變化。
圖5表示的是在一個蜂窩式無線電話500的一個發送器502所實現的具有瞬變抑制530的一個脈衝整形對照表的一種優選實施方式的一張框圖。無線電話500包括一個話筒501與發送器502相連接。發送器502中的一個語音處理器512處理來自話筒512的語音信號。發送器502中的一個數字數據處理器520處理來自一個控制器570的數字數據信號。來自控制器570的數位訊號可能包括來自無線電話500的一個小鍵盤(沒有表示)的按鍵信息，或是呼叫建立，功率控制，和由控制器570所生成的越區切換控制信號，語音和其它數字數據。
一個轉換開關514選擇或是來自語音處理器512的一個信號或是來自數字數據處理器520的一個信號以由一個調製器516進行調製。John J.Janssen等人在相同的日期所申請的美國專利申請序列號為09/124,200的題為「瞬變抑制工作狀態轉換開關」中詳細的描述了這種轉換開關。發送器502與一個雙工器503和一個天線504相連接。從天線504將發送的信號廣播出去並且是由一個裝置，例如一個蜂窩基站(沒有表示)中的一個相對應的接收器接收該信號。由天線504接收的信號是由雙工器503發送到與揚聲器506相連接的一個接收器505。控制器570也控制發送器502，雙工器503，和接收器505之間的相互作用。
也可以在例如數據機或是傳真機或是數字收發信機等在一個間歇的基礎上發送數字數據的其它類型的收發信機中實現具有瞬變抑制530的脈衝整形對照表。能夠發送模擬和數字數據的無線電話和其它例如只能夠發送間歇數字數據的數字蜂窩式電話等電話都能夠實現具有瞬變抑制的脈衝整形對照表，以減少在數字數據傳輸的啟動和關閉期間所生成的頻譜發射。
對照表540實現了一個脈衝整形對照表，例如圖1中所示的示例表100。對於每個輸入數字字，對照表540都生成一個採樣的數字波形段。對照表540具有一個輸出埠549，該埠生成採樣的數字波形段作為一個採樣的數字輸出波形序列，具有一個數字字埠543與一個數據緩衝和控制塊550相連接，和一個數據使能埠546與一個模式緩衝和命令塊560相連接。模式緩衝和命令塊560具有一個模式輸入埠565與控制器570相連接。當模式輸入埠565是表示數字數據狀態是斷開的低的時候，模式緩衝和命令塊560將數據使能埠546驅動為低，並且無論數字字埠543當前的信號，對照表540的輸出埠549都產生一個零值波形。
當開始一個數據狀態的時候，將模式輸入埠565驅動為高，並且通過數據輸入埠555將一個數字數據序列同步到數據緩衝和控制塊550。模式緩衝和命令塊560將數據使能埠546拉為高，它命令對照表540從數字字埠543接收有效的輸入。
在一個數字數據序列的開始，當模式輸入埠565從一個低信號變化為一個高信號的時候，由模式緩衝和命令塊560驅動開始行561以控制數據緩衝和控制塊550依據圖3中所示的表產生的數字字的生成，以減少接通瞬變，這是因為數據緩衝和控制塊550中的當前字是輸入數字數據序列的第一個字。將第一個數字字與對照表540的數字字埠543相連接，並且生成與數字字相對應的採樣的數字波形段並將其與輸出埠549相連接。最好是對數字波形段進行過採樣以在輸出埠549生成一個更光滑的輸出波形序列。
從數據緩衝和控制塊550到緩衝和命令塊560的數據線551包括關於當前欄位的信息。模式緩衝和命令塊560使用這個當前的欄位信息以使用開始行561來設定一個第一個數字字的過去的欄位X的值，或是使用停止行563來設定一個最後一個數字字的將來的欄位X的值。依據當前的欄位的值，依據圖3中和圖4中所示的表來設定一個未確定的欄位X的值以減少接通和斷開瞬變。
如果數據輸入埠555的輸入數據不是一個數據序列的開始，那麼模式輸入埠565是一個連續的高信號，並且並不進行數字字的修改。這樣，數據緩衝和控制塊550在數據輸入埠555接收數字數據序列的字，生成數字字並向對照表540的數字字埠543提供數字字。對照表540使用一張表例如圖1中所示的採樣表100將每一個數字字與一個相應的波形段相匹配，過採樣波形段，並且將過採樣的波形段發送到輸出埠549以繼續過採樣數字輸出波形序列。
當控制器570結束數據狀態的時候，模式輸入埠565從一個高信號變化為一個低信號。依據數據線551上當前欄位的信息，模式緩衝和命令塊560控制停止行563以指令數據緩衝和控制塊550依據圖4中所示的表400來修改數字字，這是因為數據緩衝和控制塊550中的當前欄位是輸入數字數據序列的最後一個字。在最後一個數字字也已被發送到對照表540之後，將數據使能埠546拉為低。這個過程減少了在數據波形序列中的斷開瞬變。
圖6表示的是圖5中所示的具有瞬變抑制530的脈衝整形對照表的框圖的一種優選實施方式的一個邏輯元件圖。數據緩衝和控制塊650的數據輸入埠655從圖5中所示的控制器570中接收二進位的符號。將該二進位的符號緩衝到三個延遲(D)觸發器652，653，654。中央的D觸發器653依據前面描述的對照表方案持有當前一比特的欄位，右側的D觸發器654持有過去的一比特欄位，左側的D觸發器652持有將來的一比特的欄位。如果不想用模式緩衝和命令塊660對將要到達對照表640的數字字進行修改，選擇多路復用器656，657的0輸入並且通過一個三字(即三比特)總線將該數字字發送到對照表640的數字字埠643。
一旦開始了一個數字數據序列，將模式輸入埠665上的正常時為低的信號拉為高。將這個模式信號緩衝到三個D觸發器666，667，668。邏輯AND門672，673使用D觸發器667，668的輸出和D觸發器653中的當前字作為從數據緩衝和控制塊650通過數據線651進行傳送，以在開始行661上生成一個控制信號。開始行661上的信號使用一個多路復用器656，依據圖3中所示的表，對一個數字字的第一個(即過去)一比特的欄位進行改變，其中的多路復用器656具有一個與D觸發器654的Q輸出相連接的0輸入，具有與D觸發器654的Q-BAR(即非Q)輸出相連接的1輸入。Q-BAR輸出代表的是另一個可選的欄位。
當一個數字數據流結束的時候，將模式輸入埠665的信號拉為低。邏輯AND門674，675使用D觸發器666，667的輸出和D觸發器653中當前的字的值，使用數據行651進行傳送以為控制行663生成一個控制信號。在停止行663上的信號依據圖4中所示的表使用多路復用器657設定一個數字字的最後(即將來)的一比特欄位，其中的多路復用器657具有與D觸發器652的Q輸出相連接的0輸入，和與D觸發器652的Q-BAR(即非Q)輸出相連接的1輸入。Q-BAR輸出代表的是另一個可選的欄位。
數字字通過數字字埠643與對照表640相連接。對照表640包括一個過採樣計數器644。在這種實施方式中，計數器644是一個模八(8)的計數器，它生成八倍的過採樣以生成一個來自對照表的更加光滑的採樣數字輸出波形序列。組合邏輯645的一個輸出與一個多路復用器647的1輸入相連接。多路復用器647的一個0輸入與一個零值波形生成器648相連接，在這種實施方式中，波形生成器648生成一個零的八比特並行二進位補碼(an eight bit parallel two’scomplement value of zero)。多路復用器647是由一個來自數據使能埠646的信號所控制的，該信號是由模式緩衝和命令塊660中的D觸發器667所控制的。這樣，在已經將模式輸入埠665的信號拉高以後，對照表640的輸出端649的波形將從一個零值輸出轉換為一個採樣的數字輸出波形序列，用來反映已經由數據緩衝和控制塊650和模式緩衝和命令塊660進行了修改的來自數據輸入埠655的輸入數字數據序列，以減少瞬變。
其它類型的控制電路，例如一個微處理器或是狀態機也可能被用來代替這裡所示的緩衝和數字邏輯。
圖7表示的是圖6中所示的具有瞬變抑制的脈衝整形對照表的一種使用。舉例的數字數據序列將是與圖2中相結合使用的相同的七個字的二進位序列{0110010}。依據圖3中所示的表300，圖5中所示的由數據緩衝和控制塊550所生成的第一個數字字是行710中所示的101。行710中所示的第二，第三，第四，第五和第六個數字字使用與以前技術的圖2中的行210的第二，第三，第四，第五和第六個數字字相同。但是，第七個和最後的數字字是依據圖4中所示的表400所生成的。這樣，從數據緩衝和控制塊550的最後一個數字字，在完成數據狀態之前是如行710中所示的101。依據圖1中所示的示例表100，將行710中的數字字與行720中所示的波形段相映射。注意到圖2中所示的接通瞬變250和斷開瞬變260已經被一個從零值到一個負值和從一個負值到一個零值的光滑的變化750，760所代替。
具有瞬變抑制的脈衝整形對照表保留了對照表脈衝整形的優點，同時減少了接通和斷開瞬變。上面描述了具有瞬變抑制的脈衝整形對照表的特定的部件和功能，本技術領域的熟練人員可以在本發明的精神和範圍內採用比本發明少或是多的功能。本發明應該限制在所附的權利要求書中。
權利要求
1.一個無線電話，包括具有瞬變抑制的一個脈衝整形對照表具有一個數據緩衝和控制塊，用於從一個至少具有一個第一個字和一個最後一個字的輸入數字數據序列，生成一個數字字。一個模式緩衝和命令塊，與數據緩衝和控制塊相連接，用於修改數字字以減少瞬變；和一張對照表，與數據緩衝和控制塊相連接，用於從數字字生成一個輸出波形序列；和一個調製器，與具有瞬變抑制的脈衝整形對照表相連接，用於調製輸出波形序列。
2.依據權利要求1的一個無線電話，其中輸出波形序列是一個採樣的數位訊號。
3.依據權利要求1的一個無線電話，其中模式緩衝和命令塊具有一個模式輸入埠，它接收一個信號，該信號表示什麼時候數據緩衝和控制塊接收到一個輸入數字數據序列。
4.依據權利要求3的一個無線電話，還包括一個控制器與具有瞬變抑制的脈衝整形對照表相連接，用於向數據緩衝和控制塊發送輸入數字數據序列。
5.依據權利要求3的一個無線電話，還包括一個控制器與具有瞬變抑制的脈衝整形對照表相連接，用於發送信號，該信號表示什麼時候數據緩衝和控制塊接收到一個輸入數字數據序列。
6.依據權利要求3的一個無線電話，其中當數據緩衝和控制塊接收到一個輸入數據序列的第一個字的時候，模式緩衝和命令塊生成一個開始信號。
7.依據權利要求3的一個無線電話，其中當數據緩衝和控制塊接收到一個輸入數字數據序列的最後一個字的時候，模式緩衝和命令塊生成一個停止信號。
8.依據權利要求1的一個無線電話，其中的數字字包括至少兩個欄位。
9.依據權利要求8的一個無線電話，其中的數字字包括三個欄位。
10.依據權利要求9的一個無線電話，其中數字字包括一個過去欄位，一個當前欄位，和一個將來欄位。
全文摘要
具有瞬變抑制的脈衝整形對照表(530)通過在一個數字數據序列傳輸期間修改初始和最後的數字字從而避免了硬接通和斷開瞬變。一個控制器(570)向具有瞬變抑制(530)的脈衝整形對照表發送一個模式信號和一個數字數據序列。一個模式緩衝和命令塊(560)使用模式信號,控制由一個數據緩衝和控制塊(550)從數字數據序列所生成的初始和最後數字字的生成。一個對照表(540)使用數字字以生成一個採樣的數字輸出波形序列。具有瞬變抑制的脈衝整形對照表(530)提供了一個準確的輸出波形序列,即使是在數字數據傳輸的開始和結束期間,頻譜發射也得到了減少。
文檔編號H04L25/03GK1248116SQ99110709
公開日2000年3月22日 申請日期1999年7月28日 優先權日1998年7月28日
發明者約翰·P·奧利弗, 詹姆斯·C·貝克, 約翰·J·簡森 申請人:摩託羅拉公司